WO2022169059A1 - 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

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WO2022169059A1
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light emitting
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서정훈
강지훈
김명희
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삼성전자주식회사
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    • H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package

Definitions

  • the present disclosure relates to a display module using a self-luminous device for displaying an image and a method for manufacturing the same.
  • the self-luminous element of the display panel can be used to display an image without a backlight.
  • the display panel is operated as a group of pixels or sub-pixels composed of self-luminous devices to express various colors. Each pixel or sub-pixel is controlled by a thin film transistor (TFT).
  • TFT thin film transistor
  • an object of the present disclosure is to emit light from a self-light emitting device uniformly distributed in a sub-pixel region to reduce luminance irregularity in a sub-pixel region, and to prevent partial deterioration of a region where light is concentrated in the sub-pixel region, and To provide a method for manufacturing the same.
  • a substrate; and a plurality of pixels provided on the substrate wherein a first pixel among the plurality of pixels includes: a first inorganic light emitting device, a second inorganic light emitting device, and a third inorganic light emitting device that emit light of the same color; a first light-dispersing layer provided on the light-emitting surface of the first inorganic light-emitting device, a second light-dispersing layer provided on the light-emitting surface of the second inorganic light-emitting device, and on the light-emitting surface of the third inorganic light-emitting device a third light dispersing layer provided; a first color conversion layer provided on the first light distribution layer and a second color conversion layer provided on the second light distribution layer; and a first color filter provided on the first color distribution layer and a second color filter provided on the second color conversion layer, wherein when viewed from the top of the substrate, the first light distribution layer comprises: The display module is larger than the
  • the first light dispersing layer and the first color conversion layer may have the same size, and the second light dispersing layer and the second color conversion layer may have the same size.
  • Each of the first light dispersing layer, the second light dispersing layer, and the third light dispersing layer may include a transparent resin and a light scattering material mixed with the transparent resin.
  • the transparent resin may be a silicone or an epoxy-based compound.
  • the light scattering material may be TiO 2 , SiO 2 , or a glass bead.
  • the center of the first inorganic light emitting device coincides with the center of the first light dispersing layer
  • the center of the second inorganic light emitting device coincides with the center of the first light dispersing layer
  • a center of the third inorganic light emitting device may coincide with a center of the third light dispersing layer.
  • the center of the first inorganic light emitting device is offset from the center of the first light dispersing layer
  • the center of the second inorganic light emitting device is offset from the center of the second light dispersing layer offset
  • a center of the third inorganic light emitting device may be offset from a center of the third light dispersing layer.
  • Each of the first inorganic light emitting device, the second inorganic light emitting device, and the third inorganic light emitting device may be a blue micro light emitting diode (LED).
  • the first light dispersing layer and the first color conversion layer may have the same size, and the second light dispersing layer and the second color conversion layer may have the same size.
  • a barrier rib is provided between the first inorganic light emitting device, the second inorganic light emitting device and the third inorganic light emitting device, wherein the barrier rib comprises the first light dispersing layer, the second light dispersing layer and the third light dispersing layer and light emitted from side surfaces of the first color conversion layer and the second color conversion layer, respectively.
  • a metal film may be formed on the surface of the barrier rib.
  • An optical adhesive may be provided between the side surface of the first inorganic light emitting device and the barrier rib, between the side surface of the second inorganic light emitting device and the barrier rib, and between the side surface of the third inorganic light emitting device and the barrier rib.
  • a portion of the first light dispersing layer adjacent to the first inorganic light emitting device, a portion of the second light dispersing layer adjacent to the second inorganic light emitting device, and a portion of the third light dispersing layer adjacent to the third inorganic light emitting device may each be in direct contact with the optical adhesive.
  • each of the first inorganic light emitting device, the second inorganic light emitting device, and the third inorganic light emitting device is a UV micro LED (ultraviolet micro light emitting diode), and a third color conversion layer is provided on the third light dispersing layer; a third color filter provided on the third color conversion layer; and a UV blocking filter provided on the first color filter, the second color filter, and the third color filter.
  • a UV micro LED ultraviolet micro light emitting diode
  • the manufacturing method may include: forming a black matrix in a mesh shape on the first substrate; forming the color filter on the first substrate; forming the planarization layer on the color filter; forming the barrier ribs on the planarization layer to define a sub-pixel area; forming the color conversion layer in the first plurality of sub-pixel areas; forming a transparent resin layer in the second plurality of sub-pixel areas; and forming a light dispersion layer on the color conversion layer and the transparent resin layer.
  • a substrate; and a plurality of pixels provided on the upper surface of the substrate wherein a first pixel among the plurality of pixels includes: a first light emitting device configured to emit light of a first color; a first light dispersing layer provided on the first light emitting device; the first color conversion layer provided on the first light dispersing layer; a second light emitting device formed to emit light of a second color; a second light dispersing layer provided on the second light emitting device; and the second color conversion layer provided on the second light distribution layer, wherein a sidewall of the first light distribution layer and a sidewall of the first color conversion layer are on the same plane, and the second light distribution layer
  • the sidewall of the layer and the sidewall of the second color conversion layer may provide a display device on the same plane.
  • the display device may further include a barrier rib provided between the first light distribution layer and the second light distribution layer and between the first color conversion layer and the second color conversion layer.
  • the sidewall of the barrier rib may directly contact the sidewall of the first light dispersing layer, the sidewall of the first color conversion layer, the sidewall of the second light distribution layer, and the sidewall of the second color conversion layer.
  • a metal layer may be provided on a side surface of the barrier rib, and the metal layer may directly contact a sidewall of the first light dispersing layer and a sidewall of the first color conversion layer.
  • the display device may further include an optical adhesive provided between the first light emitting element and the barrier rib and between the first light dispersing layer and the barrier rib.
  • the display device of the present disclosure may further include an anisotropic conductive film provided between the substrate and the first light emitting element and between the substrate and the second light emitting element.
  • the anisotropic conductive film may include a plurality of conductive balls electrically connecting the first light emitting device and the second light emitting device to electrode pads provided on the upper surface of the substrate.
  • the display apparatus may further include a plurality of side wirings electrically connecting the electrode pads to driving circuits provided on a bottom surface of the substrate.
  • the display device may include a first color filter provided on the first color conversion layer; a second color filter provided on the second color conversion layer; and a black matrix provided between the first color filter and the second color filter.
  • the first color conversion layer includes a plurality of first quantum dots formed to emit light of a first sub-pixel color
  • the second color conversion layer includes a plurality of second quantum dots formed to emit light of a second sub-pixel color. may include.
  • the color of the first sub-pixel and the color of the second sub-pixel may be different from each other.
  • FIG. 1 is a schematic front view showing a display module according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram illustrating a display module according to an embodiment.
  • FIG 3 is a cross-sectional view illustrating a single pixel of a display module according to an exemplary embodiment.
  • 4A is a diagram illustrating an example in which a self-light emitting element is disposed at a position centered at the center of the sub-pixel area in the sub-pixel area.
  • FIG. 4B is a diagram illustrating an example in which a self-light emitting element is disposed to be deflected to the left from the center of the sub-pixel area in the sub-pixel area.
  • FIG. 4C is a diagram illustrating an example in which a self-luminous element is disposed to be deflected from the center of the sub-pixel area to a corner in the sub-pixel area.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example in which a metal film is formed on a side surface of a partition wall.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a portion VI shown in FIG. 3 .
  • FIG. 7 is a schematic flowchart illustrating a manufacturing process of a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a first part of a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 9 is a process diagram of a first portion of a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a second part of a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is a process diagram of a second part of a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a process diagram of coupling a first part and a second part of a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a single pixel of a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a first part of a display module according to an exemplary embodiment.
  • 15 is a process diagram of a first portion of a display module according to an exemplary embodiment.
  • 16 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a second part of a display module according to an exemplary embodiment.
  • 17 is a process diagram of a second part of a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 18 is a process diagram of coupling a first part and a second part of a display module according to an exemplary embodiment.
  • first or second may be used for the corresponding component regardless of importance or order, and may be used to distinguish the component without limiting the component.
  • the expression “at least one of a, b and c” may be understood to include only a, only b, only c, both a and b, both a and c, all or both b and c. .
  • the expression 'same' does not only indicate perfect agreement, but also indicates that it includes a degree of difference taking into account the processing error range.
  • the display module may be a display panel including a micro light emitting diode that is a self-luminescence element for displaying an image.
  • the display module can be a flat panel display panel and consists of multiple inorganic light emitting diodes (inorganic LEDs), each less than 100 micrometers, to provide better contrast, response time and energy efficiency compared to liquid crystal display (LCD) panels that require a backlight. .
  • the display module does not need to include a separate backlight because the micro light emitting diode used for displaying an image is a self-light emitting device. Both organic light emitting diodes (organic LEDs) and inorganic light emitting devices, micro LEDs, have good energy efficiency. Micro LED can have brightness, luminous efficiency, and lifespan than OLED.
  • a micro LED may be a semiconductor chip that can emit light by itself when power is supplied.
  • Micro LED has fast response speed, low power, and high luminance.
  • the micro LED has a higher efficiency of converting electricity into photons than a liquid crystal display (LCD) or an organic light emitting diode (OLED).
  • LCD liquid crystal display
  • OLED organic light emitting diode
  • the micro LED can produce the same brightness with about half the energy compared to larger LEDs (each exceeding 100 ⁇ m in width, length, and height) or OLED.
  • Micro LED is capable of realizing high resolution, excellent color, contrast, and brightness, so it can accurately express a wide range of colors and realize a clear screen even outdoors.
  • the micro LED is strong against burn-in and has low heat generation, so it can provide a long lifespan without deformation.
  • the micro LED may have a flip chip structure in which an anode electrode and a cathode electrode are formed on the same first surface and a light emitting surface is formed on a second surface opposite to the first surface on which the electrodes are formed.
  • One pixel may include a plurality of sub-pixels.
  • one pixel may include at least three sub-pixels.
  • One sub-pixel is a micro self-luminescence element for image display, for example, a micro light emitting diode (micro LED), a blue micro light emitting diode (LED), or an ultraviolet micro LED (UV micro LED). light emitting diode).
  • micro LED micro light emitting diode
  • LED blue micro light emitting diode
  • UV micro LED ultraviolet micro LED
  • light emitting diode the blue micro LED may be a self-luminous device emitting light in a blue wavelength band (450 to 490 nm)
  • the UV micro LED may be a self-emitting device emitting light in an ultraviolet wavelength band (360 to 410 nm).
  • One sub-pixel may include a color conversion layer and a color filter corresponding thereto together with one micro light-emitting device.
  • the color conversion layer may be excited by light emitted from the micro light emitting device to emit a color of a predetermined wavelength band.
  • the color conversion layer may be made of a material including nano phosphors or quantum dots.
  • One sub-pixel area may indicate an area in which a color of a corresponding sub-pixel is expressed by light emitted from one sub-pixel.
  • the area (horizontal length ⁇ vertical length) of one surface of the color conversion layer to which the sub-pixel corresponds may be greater than the area of the light-emitting surface of the sub-pixel.
  • the sub-pixel area may correspond to the area of the color conversion layer.
  • a light dispersion layer having an area corresponding to the area of the color conversion layer may be disposed between the color conversion layer and the sub-pixel.
  • the light dispersing layer may uniformly distribute light emitted from the sub-pixels throughout the color conversion layer. Accordingly, it is possible to reduce the luminance irregularity in the sub-pixel region and prevent partial deterioration at a place where light is concentrated in the sub-pixel region.
  • a TFT layer having a TFT (thin film transistor) circuit is disposed on the front surface of the substrate, and a power supply circuit for supplying power to the TFT circuit, a data drive driver, a gate drive driver, and each driver on the rear surface
  • a timing controller for controlling the driver may be disposed.
  • a plurality of pixels arranged in the TFT layer can be driven by a TFT circuit.
  • the substrate may be a glass substrate, a synthetic resin-based substrate (eg, polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), etc.) or a ceramic substrate).
  • PI polyimide
  • PET polyethylene terephthalate
  • PES polyethersulfone
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PC polycarbonate
  • a TFT layer having a TFT circuit formed thereon may be disposed on the front surface of the substrate, and no circuit may be disposed on the rear surface of the substrate.
  • the TFT layer may be integrally formed on the substrate or may be manufactured in the form of a separate film and attached to one surface of the glass substrate.
  • the front surface of the substrate may be divided into an active area and an inactive area.
  • the active region may correspond to a region occupied by the TFT layer on the front surface of the substrate, and the inactive region may be a region excluding the region occupied by the TFT layer on the front surface of the substrate.
  • the edge region of the substrate may be the outermost region of the glass substrate. Also, the edge region of the substrate may be a region remaining except for a region in which circuits of the substrate are formed. Also, the edge region of the substrate may include a portion of the front surface of the substrate adjacent to the side surface of the substrate and a portion of the rear surface of the substrate adjacent to the side surface of the substrate.
  • the substrate may be formed in a quadrangle type. Specifically, the substrate may be formed in a rectangular shape or a square shape.
  • the edge region of the substrate may include at least one side of the four sides of the glass substrate.
  • the TFT constituting the TFT layer is not limited to a specific structure or type, for example, the TFT is an LTPS TFT (Low-temperature polycrystalline silicon TFT) other than an oxide TFT and a Si TFT (poly silicon, a -silicon), organic TFT, graphene TFT, etc. can also be implemented, and only P-type (or N-type) MOSFETs can be made and applied in the Si wafer CMOS process.
  • LTPS TFT Low-temperature polycrystalline silicon TFT
  • Si TFT poly silicon, a -silicon
  • organic TFT graphene TFT, etc.
  • P-type MOSFETs can be made and applied in the Si wafer CMOS process.
  • the pixel driving method of the display module may be an AM (Active Matrix) driving method or a PM (Passive Matrix) driving method.
  • the display module may form a wiring pattern to which each micro LED is electrically connected according to an AM driving method or a PM driving method.
  • a plurality of pulse amplitude modulation (PAM) control circuits may be disposed in one pixel area. In this case, each sub-pixel disposed in one pixel area may be controlled by a corresponding PAM control circuit.
  • a plurality of pulse width modulation (PWM) control circuits may be disposed in one pixel area. In this case, each sub-pixel disposed in one pixel area may be controlled by a corresponding PWM control circuit.
  • a plurality of PAM control circuits and a plurality of PWM control circuits may be disposed together in one pixel area.
  • some of the sub-pixels disposed in one pixel area may be controlled by the PAM control circuit and the rest may be controlled by the PWM control circuit.
  • each sub-pixel may be controlled by a PAM control circuit and a PWM control circuit.
  • the display module may include a plurality of side wirings having a thin film thickness disposed at regular intervals along the side surface of the TFT substrate.
  • the display module may provide a plurality of through-wiring members formed so as not to be exposed to the side of the TFT substrate instead of the side wiring exposed to the side of the TFT substrate. Accordingly, by minimizing the non-active area and maximizing the active area on the front surface of the TFT substrate, bezel-less can be achieved and the density of the micro LED for the display module can be increased.
  • a plurality of display modules in which the bezel-less structure is implemented may be connected to form a large-sized multi-display device capable of maximizing an active area.
  • each display module may be formed such that the pitch between the pixels of the adjacent display module is the same as the pitch between the pixels in the single display module by minimizing the non-active area. Accordingly, the seam may not be visible at the connection portion between each display module.
  • the driving circuit may be implemented by a micro IC disposed in the pixel region to control driving of at least 2n (n is a positive integer) number of pixels.
  • the TFT layer or backplane
  • only a channel layer connecting the micro IC and each micro LED may be formed.
  • the display module can be installed and applied in electronic products or electric fields that require a wearable device, a portable device, a handheld device, and various displays as a single unit, and is assembled by a plurality of matrix types Through the arrangement, it can be applied to a monitor for a personal computer (PC), a high-resolution TV, and a display device such as a signage (or digital signage), an electronic display, and the like.
  • PC personal computer
  • TV high-resolution TV
  • a display device such as a signage (or digital signage), an electronic display, and the like.
  • Fig. 1 is a schematic front view showing a display module according to an embodiment
  • Fig. 2 is a schematic block diagram showing a display module according to an embodiment.
  • the display module 10 includes a TFT substrate 20 on which a plurality of pixel driving circuits 30 are formed, and a plurality of pixels ( 100 , and a panel driver 40 that generates a control signal and provides the generated control signal to the plurality of pixel driving circuits 30 .
  • One pixel may include a plurality of sub-pixels.
  • One sub-pixel may include one light source, a color conversion layer and a color filter corresponding to each light source.
  • one pixel including three sub-pixels may include three light sources, three color conversion layers, and three color filters.
  • the light source is an inorganic self-light emitting diode, for example, a VCSEL diode (Vertical Cavity Surface Emitting Laser diode) having a size of 100 ⁇ m or less (preferably 30 ⁇ m or less) or a micro LED (Micro LED). light emitting diode).
  • VCSEL diodes and micro LEDs may emit light in a blue wavelength band (450 to 490 nm) or light in an ultraviolet wavelength band (360 to 410 nm).
  • the structure of the pixel 100 will be described in detail below with reference to FIG. 3 .
  • the TFT substrate 20 includes a glass substrate 21 , a TFT layer 23 including a TFT (Thin Film Transistor) circuit on the front surface of the glass substrate 21 , and a TFT circuit of the TFT layer 23 and a glass substrate.
  • a plurality of side wirings 25 for electrically connecting circuits disposed on the back side may be included.
  • a synthetic resin-based substrate having a flexible material for example, PI (polyimide), PET (polyethylene terephthalate), PES (polyethersulfone), PEN (polyethylene naphthalate), PC (polycarbonate), etc.
  • a ceramic substrate may be used.
  • the TFT substrate 20 includes an active area 20a capable of emitting light to express an image on the entire surface and a dummy area 20b that cannot display an image because it does not emit light. can do.
  • the active region 20a may be divided into a plurality of pixel regions 24 in which a plurality of pixels are respectively arranged.
  • the plurality of pixel areas 24 may be partitioned in various shapes, and may be partitioned in a matrix shape, for example.
  • One pixel 100 (refer to FIG. 3 ) may be included in one pixel area 24 .
  • the inactive area 20b may be included in an edge area of the glass substrate, and a plurality of connection pads 28a disposed at regular intervals along the edge area may be formed. Each of the plurality of connection pads 28a may be electrically connected to each pixel driving circuit 30 through a wiring 28b.
  • connection pads 28a formed in the non-active region 20b may vary depending on the number of pixels implemented on the glass substrate and may vary depending on a driving method of the TFT circuit disposed in the active region 20a. For example, compared to a passive matrix (PM) driving method in which a TFT circuit disposed in the active region 20a drives a plurality of pixels in a horizontal line and a vertical line, an AM (Active Matrix) driving each pixel individually The drive method may require more wiring and connection pads.
  • PM passive matrix
  • AM Active Matrix
  • the TFT layer 23 includes a plurality of data signal lines arranged horizontally, a plurality of gate signal lines arranged vertically, and a plurality of pixel driving circuits electrically connected to each line to control the plurality of pixels 100 . 30) may be included.
  • the panel driver 40 is directly connected to the substrate by a chip on glass (COG) or chip on plastic (COP) bonding method, or indirectly to the TFT substrate 20 through a separate FPCB by a film on glass (FOG) bonding method. can be connected
  • the panel driver 40 may drive the plurality of pixel driving circuits 30 to control light emission of a plurality of micro LEDs electrically connected to each of the plurality of pixel driving circuits 30 .
  • the panel driver 40 may control the plurality of pixel driving circuits 30 for each line through the first driver 41 and the second driver 42 .
  • the first driver 41 generates a control signal for sequentially controlling a plurality of horizontal lines formed on the TFT substrate 20 one line per image frame, and applies the generated control signal to a pixel driving circuit connected to the corresponding line, respectively. (30) can be transmitted.
  • the second driver 42 generates a control signal for sequentially controlling a plurality of vertical lines formed on the TFT substrate 20, one line per image frame, and drives the generated control signals to each connected pixel connected to the corresponding line. can be transmitted to circuit 30 .
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a single pixel of a display module according to an embodiment
  • FIGS. 4A to 4C are views showing various arrangements of micro LEDs in a sub-pixel area
  • FIG. 5 is an example in which a metal film is formed on the side of the barrier rib is a cross-sectional view
  • FIG. 6 is an enlarged view of part VI shown in FIG. 3 .
  • one pixel 100 may be included in one pixel area 24 (refer to FIG. 1 ).
  • the pixel 100 may include at least three micro LEDs 61 , 62 , and 63 that emit light of the same color, for example, light in a blue wavelength band (450 to 490 nm).
  • the first to third micro LEDs 61 , 62 , 63 are formed on the TFT substrate 20 through an anisotropic conductive film (ACF) 50 laminated on the front surface of the TFT substrate 20 . can be electrically and physically connected to.
  • ACF anisotropic conductive film
  • the anisotropic conductive film 50 includes a thermosetting resin (eg, an epoxy resin, a polyurethane resin, an acrylic resin, etc.) and a plurality of conductive balls 51 having a fine diameter (eg, 3 to 15 ⁇ m) in the thermosetting resin.
  • Each conductive ball 51 may include a polymer particle and a conductive film such as Au, Ni, Pd coated on the surface of the polymer particle.
  • the anisotropic conductive film 50 has conductivity in a compression direction and insulation in a direction perpendicular to the compression direction.
  • the first to third microLEDs 61 , 62 , and 63 may have a flip chip structure in which two chip electrodes 61a and 61b that are anode and cathode electrodes are formed on opposite sides of a light emitting surface.
  • the first and second chip electrodes 61a and 61b may be formed of any one of Al, Ti, Cr, Ni, Pd, Ag, Ge, and Au, or an alloy thereof.
  • the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 are transferred to the TFT substrate 20 , they are seated on the surface of the anisotropic conductive film 50 attached to the TFT substrate 20 . Subsequently, the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 are inserted into the anisotropic conductive film 50 by a predetermined depth through a thermocompression process. Accordingly, the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 may be physically fixed to the TFT substrate 20 by the anisotropic conductive film 50 .
  • the chip electrodes 61a and 61b of the first micro LED 61 are connected to the substrate electrode pads 26a and 26b. may be located adjacent.
  • the chip electrode 61a of the first micro LED 61 by the conductive ball 51 located between the chip electrodes 61a, 61b of the first microLED 61 and the substrate electrode pads 26a, 26b. 61b) may be electrically connected to the substrate electrode pads 26a and 26b.
  • the second and third micro LEDs 62 and 63 may also be electrically connected to the substrate electrode pad corresponding to each chip electrode through the conductive ball 51 in the same manner as the first micro LED 61 .
  • a light dispersion layer 68 corresponding to the light emitting surfaces of the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 may be disposed.
  • the light dispersing layer 68 may include, for example, a transparent resin and a light scattering material 69 mixed in the transparent resin.
  • the transparent resin may be a silicone or an epoxy-based compound.
  • the light scattering material 69 may be TiO 2 , SiO 2 , or a glass bead.
  • the light scattering material 69 may be dispersedly disposed in the form of particles in a transparent resin as shown in FIG. 3 .
  • the area (horizontal length ⁇ vertical length) of the light dispersing layer 68 may be formed to be larger than the area of the light emitting surface of the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 . In this case, it may indicate that the size of the light dispersion layer is larger than the size of the first to third micro LEDs (61, 62, 63).
  • the area of the light dispersion layer 68 may be formed to be the same as the area of the first and second color conversion layers 71 and 72 and the area of the first transparent resin layer 73 .
  • the area of the light dispersion layer 68 or the areas of the first and second color conversion layers 71 and 72 and the first transparent resin layer 73 may be the same as the sub-pixel area. In this way, the sub-pixel area is designed to be larger than the size of the micro LED in order to secure the process tolerance.
  • each of the first to third micro LEDs 61, 62, 63 is absorbed by the light dispersing layer 68 and then evenly dispersed throughout the light dispersing layer 68 by the light scattering material, and then the first and The second color conversion layers 71 and 72 and the first transparent resin layer 73 are emitted. Therefore, even if the sub-pixel area is designed to be larger than the size of the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 in order to secure process tolerance, the light is uniformly dispersed throughout the sub-pixel area through the light dispersing layer 68. It is possible to reduce the luminance irregularity in the sub-pixel region and prevent partial deterioration where light is concentrated in the sub-pixel region.
  • 4A to 4C are diagrams illustrating various arrangements of micro LEDs in a sub-pixel area.
  • the first micro LED 61 may be disposed at a position where the center C2 of the first micro LED 61 coincides with the center C1 of the sub-pixel area A as shown in FIG. 4A .
  • the light emitted from the first micro LED 61 is dispersed by the light dispersing layer 68 having an area larger than the area of the invention surface of the first micro LED 61 and the entire first color conversion layer 71 is dispersed. is emitted uniformly.
  • the first micro LED 61 may be disposed at a position where the center C2 of the first micro LED 61 is moved by a predetermined distance to the left from the center C1 of the sub-pixel area A as shown in FIG. 4B .
  • the first micro LED 61 may be disposed at a position in which the center C2 is moved to the right, upper or lower side by a predetermined distance from the center C1 of the sub-pixel area A. Even in this case, the light emitted from the first micro LED 61 may be dispersed by the light dispersing layer 68 to be uniformly emitted to the entire first color conversion layer 71 .
  • the first micro LED 61 has a center C2 of the first micro LED 61 adjacent to a right-down corner from the center C1 of the sub-pixel area A. It may be disposed at a position moved by a predetermined distance. Moreover, the first micro LED 61 may be disposed adjacent to any one of the remaining three corners of the sub-pixel area A with a center C2 of the first micro LED 61 . Even in this case, the light emitted from the first micro LED 61 may be dispersed by the light dispersing layer 68 to be uniformly emitted to the entire first color conversion layer 71 .
  • the first and second color conversion layers 71 and 72 may include nano phosphors absorbing the light emitted from the first and second micro LEDs 61 and 62, converting it into light of different wavelength bands, and emitting it. have.
  • Nano phosphors exhibit different physical properties compared to phosphors having a particle diameter of several ⁇ m, which is larger than that of nano phosphors. For example, since a gap of an energy band, which is a quantum state energy level structure of electrons in a crystal of a nano phosphor increases, the wavelength of emitted light has increased energy, so that luminous efficiency can be improved.
  • Nano phosphors have an increased particle density of the phosphors compared to phosphors having a bulk structure, so that electrons collided with them effectively contribute to light emission, thereby improving display efficiency.
  • the first color conversion layer 71 may include a red nano phosphor capable of emitting light of a red wavelength band by being excited by light of a blue wavelength band emitted from the first micro LED 61 .
  • the red nano-phosphor may be SCASN (Si 1-x Ca x AlSiN 3 :Eu 2+ ).
  • the red nano-phosphor may have an average particle size distribution (d50) of less than 0.5 ⁇ m (preferably 0.1 ⁇ m ⁇ d50 ⁇ 0.5 ⁇ m).
  • the second color conversion layer 72 may include a green nano-phosphor capable of emitting light of a green wavelength band by being excited by light of a blue wavelength band emitted from the second microLED 62 .
  • the green nano-phosphor may be ⁇ -SiAlON (Si 6-z Al z O z N 8-z :Eu 2+ ) or SrGa 2 S 4 .
  • the green nano-phosphor may have an average particle size distribution (d50) of less than 0.5 ⁇ m (preferably 0.1 ⁇ m ⁇ d50 ⁇ 0.5 ⁇ m).
  • the first color conversion layer 71 may be made of a material including red quantum dots emitting light in a red wavelength band as an alternative to the red nano-phosphor.
  • the second color conversion layer 72 may be made of a material including green quantum dots emitting light of a green wavelength band as an alternative to the green nano-phosphor.
  • the first transparent resin layer 73 may be made of a material that does not affect or minimize the transmittance, reflectivity, and refractive index of light emitted from the light dispersion layer 68 . According to an embodiment, the first transparent resin layer 73 may be omitted in some cases, and an air layer is present on the light emitting surface of the third micro LED 63 .
  • the pixel 100 includes first and second color filters 81 and 82 corresponding to the first and second color conversion layers 71 and 72 , respectively, and corresponding to the first transparent resin layer 73 . It may include a second transparent resin layer (83).
  • the first color filter 81 may be a red color filter that passes a wavelength of the same color as that of the light of the red wavelength band emitted from the first color conversion layer 71 .
  • the second color filter 82 may be a green color filter that passes a wavelength of the same color as that of light in a green wavelength band emitted from the second color conversion layer 72 .
  • the second transparent resin layer 83 may be made of a material that does not affect or minimize the transmittance, reflectance, and refractive index of the light passing through the first transparent resin layer 73 .
  • the second transparent resin layer 83 may be an optical film capable of minimizing wasted light and improving luminance by scanning light from the front through refraction and reflection.
  • the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 may have a predetermined thickness and may be a square having the same width and length, or a rectangle having a specific thickness and different widths and lengths.
  • Such a micro LED can implement Real HDR (High Dynamic Range), improve luminance and black expression compared to OLED, and provide a high contrast ratio.
  • the size of the micro LED may be 100 ⁇ m or less, or preferably 30 ⁇ m or less.
  • the light emitting regions of the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 may be partitioned by a barrier rib 70 .
  • the partition walls 70 may be formed in a substantially lattice shape.
  • Each of the plurality of light emitting regions partitioned by the barrier rib 70 may correspond to one sub-pixel region.
  • the partition wall 70 may have an upper end in close contact with the planarization layer 75 and a lower end in close contact with the upper surface of the anisotropic conductive film 50 .
  • the light dispersion layer 68 and the first color conversion layer 71 may be disposed in one light emitting area partitioned by the barrier rib 70 .
  • the light dispersion layer 68 and the second color conversion layer 72 may be disposed in different light emitting regions partitioned by the barrier rib 70 .
  • the light dispersion layer 68 and the first transparent resin layer 73 may be disposed in another light emitting area partitioned by the barrier rib 70 .
  • the light emitted to the side surface of the light dispersing layer 68 and the first color conversion layer 71 corresponding to the first micro LED 61 is reflected by the barrier rib 70 to the first color filter ( 81) can be released.
  • light emitted to the side surface of the light dispersing layer 68 and the second color conversion layer 72 corresponding to the second micro LED 62 is reflected by the barrier rib 70 to the second color filter 82 . ) can be released.
  • the barrier rib 70 may have a white color having excellent light reflectance in order to function as a reflector.
  • the white-based color may include true white and off-white. Off-white means any color close to white.
  • the barrier rib 70 may be formed of a metal material having a high reflectance to function as a reflector.
  • a metal film 74 having a high light reflectance may be laminated on the side surface of the barrier rib 70 as shown in FIG. 5 .
  • the partition wall 70 may have a color different from white.
  • the light emitting surfaces of the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 may be positioned at approximately the same height from the upper surface of the TFT substrate 20 .
  • the light emitting surfaces of the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 may be positioned higher than the lower end of the partition wall 70 .
  • a portion of the side surfaces of the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 may face the partition wall 70 . Accordingly, light emitted from the side surfaces of the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 may be reflected by the barrier rib 70 and emitted to the light distribution layer 68 .
  • the barrier rib 70 includes light emitted from the side surfaces of the first to third micro LEDs 61 , 62 , 63 , light emitted from the side surface of the light dispersing layer 68 , and the first and second color conversion layers.
  • a planarization layer 75 may be disposed between the first and second color conversion layers 71 and 72 and the first and second color filters 81 and 82 . Also, the planarization layer 75 may be disposed between the first transparent resin layer 73 and the second transparent resin layer 83 .
  • the planarization layer 75 includes the first and second color filters 81 and 82 and the second transparent water before forming the partition wall 70 when the first part 11 (refer to FIG. 9 ) of the display module 10 is manufactured. It may be laminated over the formation 83 .
  • the planarization layer 75 may be made of a material that does not affect or minimize the transmittance, reflectance and refractive index of light passing through the first and second color conversion layers 71 and 72 and the first transparent resin layer 73 . have.
  • Between the first and second color filters 81 and 82 and the second transparent resin layer 83 may be partitioned by a black matrix 77 formed in a grid shape.
  • the shape of the black matrix 77 may be formed in a grid shape to correspond to the shape of the partition wall 70 .
  • the width of the black matrix 77 may be formed to be similar to the width of the partition wall 70 .
  • a transparent cover layer 90 may be formed on the first and second color filters 81 and 82 and the second transparent resin layer 83 .
  • the transparent cover layer 90 may prevent the pixel 100 from being contaminated with foreign substances and protect the pixel 100 from being damaged by an external force.
  • the transparent cover layer 90 may be a glass substrate.
  • the partition wall 70, the planarization layer 75, the black matrix 77, and the transparent cover layer 90 only show portions corresponding to one pixel unit, but the partition wall 70, the planarization layer 75, The black matrix 77 and the transparent cover layer 90 may be formed to have a size approximately corresponding to the size of the TFT substrate 20 .
  • the sizes of the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 are formed smaller than the size of the light dispersing layer 68 , respectively. Accordingly, a gap may be formed between the side surfaces of the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 and the barrier rib 70 .
  • this gap may be filled with an optical adhesive 65 .
  • the optical adhesive 65 is a side portion 61c of the first micro LED 61 , a bottom side portion 70b of the partition wall 70 , a bottom surface portion 68b of the light dispersing layer 68 , and an anisotropic conductive film 50 . ) in close contact with a portion of the upper surface 50a, respectively. Accordingly, the barrier rib 70 may be stably fixed to the TFT substrate 20 by firmly bonding with the surrounding structures through the optical adhesive 65 .
  • the optical adhesive 65 may be used for bonding the first and second portions of the display module 10 to be described later.
  • FIG. 7 is a schematic flowchart illustrating a manufacturing process of a display module according to an exemplary embodiment.
  • a first part including a color filter, a planarization layer, a barrier rib and a color conversion layer sequentially formed on a glass substrate is manufactured (S1), and a plurality of micro LEDs provided on the TFT substrate 20 separately from the first part are manufactured.
  • a second part is manufactured including (S2).
  • the first part 11 is disposed above the second part 12 at a predetermined interval.
  • the first part 11 is pressed toward the second part 12 to be bonded to each other (S4).
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the first part of the display module according to an embodiment
  • FIG. 9 is a process diagram of the first part of the display module according to an embodiment.
  • the display does not show the entire first part 11 of the module 10, but enlarges a part corresponding to one pixel.
  • the first part 11 of the display module 10 may be manufactured.
  • a black matrix 77 is formed in a grid shape on one surface of the transparent cover layer 90 (S11).
  • the transparent cover layer 90 may use, for example, a rectangular or rectangular glass substrate having a predetermined thickness.
  • the size of the transparent cover layer 90 may approximately correspond to the size of the TFT substrate 20 .
  • the black matrix 77 is formed in a grid shape, a plurality of cells are formed, and each cell may be a sub-pixel area.
  • Color filters are formed in preset cells among a plurality of cells of the black matrix 77 (S12).
  • a red material is uniformly applied entirely to one surface of the transparent cover layer 90 on which the black matrix 77 is formed. After that, only the areas where red should remain are exposed using a mask, and the red material is removed through development in the remaining areas.
  • a green material is uniformly applied entirely to one surface of the transparent cover layer 90 . After that, only the areas where the green color should remain are exposed using a mask, and the green material is removed through development in the remaining areas.
  • a transparent resin material is uniformly applied entirely to one surface of the transparent cover layer 90 . After that, only the areas where the transparent resin should remain are exposed using a mask, and the transparent resin material is removed through development in the remaining areas.
  • the method of applying the color filter material and the transparent resin material to the transparent cover layer 90 is a slit method that coats the entire surface evenly using a printer nozzle, and a spin method that sprays liquid in the center and then rotates the plate to apply it. method can be applied.
  • first and second color filters 81 and 82 and the second transparent resin layer 83 are formed so that the first and second color filters 81 and 82 and the first and second color filters 81 and 82 and the second color filter 81 and 82 are formed so that the partition wall 70 can be stacked thereon.
  • a planarization layer 75 covering the transparent resin layer 83 is formed (S13).
  • the upper surface 75a of the planarization layer 75 has a flatness sufficient to form the partition wall 70 at a uniform height.
  • the planarization layer 75 may be formed of a transparent material that does not affect or minimize the transmittance, reflectance, and refractive index of light.
  • each cell formed by the partition wall 70 may be formed at a position corresponding to each cell formed by the aforementioned black matrix 77 . In this case, each cell formed by the partition wall 70 corresponds to a sub-pixel area.
  • the first color conversion layer 71 and the second color conversion layer 72 are sequentially patterned by inkjet printing with a color conversion material (nano phosphor or quantum dot material) in each pixel ( S15).
  • a color conversion material nano phosphor or quantum dot material
  • a nano phosphor or quantum dot material is mixed with a photoresist to form through coating, exposure and development, similar to the method of manufacturing the color filter described above.
  • the first color conversion layer 71 may be made of a red nano phosphor capable of emitting light in a red wavelength band, and the second color conversion layer 72 may be formed of a green nano phosphor capable of emitting light in a green wavelength band.
  • the first color conversion layer 71 may be formed of red quantum dots, and the second color conversion layer 72 may be formed of green quantum dots.
  • a transparent resin material is applied to empty cells in which the first and second color conversion layers 71 and 72 are not formed through inkjet printing.
  • a first transparent resin layer 73 is formed by patterning.
  • the light dispersion layer 68 laminated on each of the first color conversion layer 71 , the second color conversion layer 72 , and the first transparent resin layer 73 is formed ( S16 ).
  • the light scattering layer 68 may be a material in which a light scattering material is mixed with a transparent resin.
  • the light dispersion layer 68 may also be patterned through an inkjet printing method or may be formed through exposure and development after applying a material for forming the light dispersion layer 68 entirely on the upper side of the first part 11 .
  • the first portion 11 constituting the upper plate of the display module 10 may be formed through the above process.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the second part of the display module according to an embodiment
  • FIG. 11 is a process diagram of the second part of the display module according to an embodiment.
  • the display does not show the entire second part 12 of the module 10, but enlarges a part corresponding to one pixel.
  • the anisotropic conductive film 50 is laminated on the front surface of the TFT substrate 20 ( S21 ).
  • a plurality of substrate electrode pads 26a and 26b are arranged at regular intervals on the front surface of the TFT substrate 20 .
  • a plurality of micro LEDs are transferred to the TFT substrate 20 ( S22 ).
  • the micro LED transfer process may be performed through a laser transfer method, a rollable transfer method, a pick-and-place transfer method, and the like.
  • the first to third micro LEDs 61 , 62 , 63 are transferred from the epi substrate to the relay substrate (or interposer), respectively, and then from each relay substrate to the target substrate, the TFT substrate 20 . to fight
  • the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 are transferred to the TFT substrate 20 , they are seated on the surface of the anisotropic conductive film 50 attached to the TFT substrate 20 . In this state, the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 are inserted to a predetermined depth inside the anisotropic conductive film 50 through a thermocompression process. Accordingly, the first to third micro LEDs 61 , 62 , 63 are physically fixed to the TFT substrate 20 .
  • the chip electrode of each micro LED 61 , 62 , 63 may be electrically connected to a corresponding substrate electrode pad by a plurality of conductive balls 51 distributed in the anisotropic conductive film 50 .
  • the first to third micro LEDs 61 , 62 , and 63 may be blue micro LEDs emitting light of a blue wavelength band.
  • an optical adhesive 65 for bonding the first portion 11 and the second portion 12 is applied to the entire surface of the TFT substrate 20 ( S23 ).
  • An optical adhesive 65 is applied to the TFT substrate 20 so as to cover all of the plurality of micro LEDs 61 , 62 , 63 .
  • the optical adhesive 65 may be a UV-curable silicone rubber (eg, di-methyl siloxane) having a characteristic that is cured after a predetermined time after UV exposure.
  • the optical adhesive 65 is cured by irradiating UV light for a preset time (S24).
  • the second part 12 constituting the lower plate of the display module 10 may be formed.
  • FIG. 12 is a process diagram of coupling a first part and a second part of a display module according to an exemplary embodiment.
  • the first part 11 is disposed above the second part 12 at a predetermined interval.
  • the first part 11 is inverted to bond the first and second parts 11 and 12 to each other so that the light dispersing layer 68 of the first part 11 is applied to the first part of the second part 12 .
  • the third micro LEDs (61, 62, 63) are aligned in a cemented position.
  • first and second parts 11 and 12 are parallel to each other on the same plane.
  • the first and second parts 11 and 12 are aligned to the cemented position, the first and second parts 11 and 12 are brought into close contact with the second part 12 by applying a preset pressure to the first and second parts 11 and 12 . to bond In this case, the first and second parts 11 , 12 are attached to each other by means of an optical adhesive 65 .
  • the optical adhesive 65 may be cured to firmly bond between the first and second parts 11 and 12 .
  • the display module 10 may be manufactured.
  • a blue micro LED is applied as a self-luminous device for displaying an image, but the present invention is not limited thereto.
  • the display module 10a (refer to FIG. 13 ) according to an embodiment may apply a UV micro LED as a self-luminous device for displaying an image.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a single pixel of a display module according to an exemplary embodiment.
  • the display module 10a has a TFT substrate 20 and a plurality of pixels 100a are arranged on the TFT substrate 20 .
  • the pixels 100a of the display module 10a are first to third UV micro light emitting diodes (UV micro light emitting diodes) 161 and 162 emitting light in an ultraviolet wavelength band (360 to 410 nm). , 163).
  • UV micro light emitting diodes UV micro light emitting diodes
  • a light dispersing layer 68 may be disposed on each of the light emitting surfaces of the first to third UV micro LEDs 161 , 162 , and 163 .
  • the first to third color conversion layers 71 , 72 , and 73a may be stacked on the light dispersion layer 68 corresponding to the first to third UV micro LEDs 161 and 163 , respectively.
  • the first to third color conversion layers 71 , 72 , and 73a may include nano phosphors that absorb light emitted from the light dispersion layer 68 , convert it into light of different wavelength bands, and emit the light.
  • the first color conversion layer 71 may include a red nano-phosphor capable of emitting light of a red wavelength band by being excited by light of an ultraviolet wavelength band emitted from the first UV micro LED 161 .
  • the red nano-phosphor may be SCASN (Si 1-x Ca x AlSiN 3 :Eu 2+ ).
  • the red nano-phosphor may have an average particle size distribution (d50) of less than 0.5 ⁇ m (preferably 0.1 ⁇ m ⁇ d50 ⁇ 0.5 ⁇ m).
  • the second color conversion layer 72 may include a green nano-phosphor capable of emitting light of a green wavelength band by being excited by light of an ultraviolet wavelength band emitted from the second UV micro LED 162 .
  • the green nano-phosphor may be ⁇ -SiAlON (Si 6-z Al z O z N 8-z :Eu 2+ ) or SrGa 2 S 4 .
  • the green nano-phosphor may have an average particle size distribution (d50) of less than 0.5 ⁇ m (preferably 0.1 ⁇ m ⁇ d50 ⁇ 0.5 ⁇ m).
  • the third color conversion layer 73a may include a blue nano-phosphor capable of emitting light of a blue wavelength band by being excited by light of an ultraviolet wavelength band emitted from the third UV microLED 163 .
  • the blue nano-phosphor may be BAM (BaMg x Al y O z :Eu n+ ).
  • the blue nano-phosphor may have an average particle size distribution (d50) of 0.5 ⁇ m (preferably 0.1 ⁇ m ⁇ d50 ⁇ 0.5 ⁇ m).
  • the first color conversion layer 71 may be formed of red quantum dots
  • the second color conversion layer 72 may be formed of green quantum dots
  • the third color conversion layer 73a may be formed of blue quantum dots.
  • a first color filter 81 , a second color filter 82 , and a second transparent resin layer 83 may be disposed above the first to third color conversion layers 71 , 72 and 73a , respectively.
  • the sizes of the first to third UV micro LEDs 161 , 162 , and 163 are formed smaller than the size of the light dispersing layer 68 , respectively.
  • the size of the light dispersion layer 68 may be the same as the size (or area) of the first to third color conversion layers 71 , 72 , and 73a. Accordingly, a gap may be formed between the side surfaces of the first to third micro LEDs 161 , 162 , and 163 and the barrier rib 70 , and the gap is filled with the optical adhesive 65 . Accordingly, the barrier rib 70 may be stably fixed to the TFT substrate 20 by firmly bonding with the surrounding structures through the optical adhesive 65 .
  • a thin film UV blocking filter 91 may be laminated on one surface of the transparent cover layer 90 .
  • the UV blocking filter 91 may block UV rays emitted from the first to third UV micro LEDs 161 , 162 , and 163 .
  • the UV cut filter 91 may have a transmittance of 10% or less with respect to a wavelength of 400 nm or less.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the first part of the display module according to an embodiment
  • FIG. 15 is a process diagram of the first part of the display module according to an embodiment.
  • the display does not show the entire first portion 11a of the module 10a, but enlarges a portion corresponding to one pixel.
  • the first part 11a of the display module 10a may be manufactured.
  • a thin film UV blocking filter 91 is formed on one surface of the transparent cover layer 90 (S51).
  • the UV blocking filter 91 may block UV rays emitted from the first to third UV micro LEDs 161 , 162 , and 163 .
  • a protective layer 93 is laminated on the UV cut filter 91 to protect the UV cut filter 91 while the first part 11a is manufactured ( S52 ).
  • a black matrix 77 is formed in a grid shape on the other surface of the transparent cover layer 90 (S53).
  • the transparent cover layer 90 may use, for example, a rectangular or rectangular glass substrate having a predetermined thickness.
  • the size of the transparent cover layer 90 may approximately correspond to the size of the TFT substrate 20 .
  • the black matrix 77 is formed in a grid shape, a plurality of cells are formed, and each cell may be a sub-pixel area. As described above, a color filter is formed in a preset cell among a plurality of cells of the black matrix 77 (S54).
  • a red material is uniformly applied entirely to one surface of the transparent cover layer 90 on which the black matrix 77 is formed. After that, only the areas where red should remain are exposed using a mask, and the red material is removed through development in the remaining areas.
  • a green material is uniformly applied entirely to one surface of the transparent cover layer 90 . After that, only the areas where the green color should remain are exposed using a mask, and the green material is removed through development in the remaining areas.
  • the transparent resin material is uniformly applied entirely to one surface of the transparent cover layer 90 . After that, only the areas where the transparent resin should remain are exposed using a mask, and the transparent resin material is removed through development in the remaining areas.
  • the method of applying the color filter material and the transparent resin material to the transparent cover layer 90 is a slit method that coats the entire surface evenly using a printer nozzle, and a spin method that sprays liquid in the center and then rotates the plate to apply it. method can be applied.
  • first and second color filters 81 and 82 and the second transparent resin layer 83 are formed so that the first and second color filters 81 and 82 and the first and second color filters 81 and 82 and the second color filter 81 and 82 are formed so that the partition wall 70 can be stacked thereon.
  • a planarization layer 75 covering the transparent resin layer 83 is formed (S55).
  • the upper surface 75a of the planarization layer 75 has a flatness sufficient to form the partition wall 70 at a uniform height.
  • the planarization layer 75 may be formed of a transparent material that does not affect or minimize the transmittance, reflectance, and refractive index of light.
  • each cell formed by the partition wall 70 may be formed at a position corresponding to each cell formed by the aforementioned black matrix 77 . In this case, each cell formed by the partition wall 70 corresponds to a sub-pixel area.
  • the first to third color conversion layers 71 , 72 and 73a are sequentially patterned by inkjet printing with a color conversion material (nano phosphor) in each cell (S57).
  • a photoresist mixed with a nano phosphor may be applied, exposed, and developed. .
  • the first color conversion layer 71 may be made of a red nano phosphor capable of emitting light in a red wavelength band
  • the second color conversion layer 72 may be formed of a green nano phosphor capable of emitting light in a green wavelength band.
  • the third color conversion layer 73a may be formed of a blue nano phosphor capable of emitting light of a blue wavelength band.
  • a light dispersion layer 68 that may be respectively laminated on the first color conversion layer 71 , the second color conversion layer 72 , and the third color conversion layer 73a is formed ( S58 ).
  • the light scattering layer 68 may be a material in which a light scattering material is mixed with a transparent resin.
  • the light dispersion layer 68 may also be patterned through an inkjet printing method or may be formed through exposure and development after applying a material for forming the light dispersion layer 68 entirely on the upper side of the first part 11 .
  • the protective layer 93 is removed from the UV cut filter 91 (S59). Accordingly, the first portion 11a constituting the upper plate of the display module 10a may be formed.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the second part of the display module according to an embodiment
  • FIG. 17 is a process diagram of the second part of the display module according to an embodiment.
  • the display does not show the entire second part 12a of the module 10a, but enlarges a part corresponding to one pixel.
  • the anisotropic conductive film 50 is laminated on the front surface of the TFT substrate 20 ( S61 ).
  • a plurality of substrate electrode pads 26a and 26b are arranged at regular intervals on the front surface of the TFT substrate 20 .
  • a plurality of UV micro LEDs 161 , 162 , and 163 are transferred to the TFT substrate 20 ( S62 ).
  • the UV micro LED transfer process may be performed through a laser transfer method, a rollable transfer method, a pick-and-place transfer method, and the like.
  • the first to third UV micro LEDs 161 , 162 , 163 are transferred from the epi substrate to the relay substrate (or interposer), respectively, and then the TFT substrate 20 as the target substrate from each relay substrate. fight with
  • the first to third UV micro LEDs 161 , 162 , and 163 are transferred to the TFT substrate 20 , they are seated on the surface of the anisotropic conductive film 50 attached to the TFT substrate 20 . In this state, the first to third UV micro LEDs 161 , 162 , and 163 are inserted to a predetermined depth into the anisotropic conductive film 50 through a thermocompression process. Accordingly, the first to third UV micro LEDs 161 , 162 , and 163 are physically fixed to the TFT substrate 20 .
  • the chip electrode of each UV micro LED (161, 162, 163) may be electrically connected to the corresponding substrate electrode pad by a plurality of conductive balls (51) distributed in the anisotropic conductive film (50).
  • an optical adhesive 65 for bonding the first portion 11a and the second portion 12a is applied to the entire surface of the TFT substrate 20 (S63).
  • the optical adhesive 65 is applied to the TFT substrate 20 so as to cover all of the plurality of UV micro LEDs 161 , 162 , 163 .
  • the optical adhesive 65 may be a UV-curable silicone rubber (eg, di-methyl siloxane) having a characteristic that is cured after a predetermined time after UV exposure.
  • UV is irradiated to the optical adhesive 65 for a preset time to cure the optical adhesive 65 (S64).
  • the second portion 12a constituting the lower plate of the display module 10a may be formed.
  • FIG. 18 is a process diagram of coupling a first part and a second part of a display module according to an exemplary embodiment.
  • the first part 11a is disposed above the second part 12a at a predetermined interval.
  • the first part 11a is inverted to bond the first and second parts 11a and 12a to each other so that the light diffusing layer 68 of the first part 11a is applied to each UV of the second part 12a. Align the micro-LEDs (161, 162, 163) to correspond to the bonding position.
  • first and second portions 11a and 12a are parallel to each other on the same plane.
  • first and second parts 11a and 12a are aligned in the cemented position, the first and second parts 11a and 12a are brought into close contact with the first part 11a by a preset pressure to the second part 12a. to bond In this case, the first and second portions 11a and 12a are attached to each other by means of an optical adhesive 65 .
  • the optical adhesive 65 may be cured to strengthen the bond between the first and second parts 11a and 12a.
  • the display module 10a may be manufactured.
  • Embodiments are not necessarily implemented alone, and the configuration and operation of each embodiment may be implemented in combination with at least one other embodiment.
  • the present disclosure relates to a display module using a self-luminous device for displaying an image and a method for manufacturing the same.

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Abstract

디스플레이 모듈이 개시된다. 개시된 디스플레이 모듈은 기판에 제공되는 다수의 픽셀을 포함하며, 다수의 픽셀 중 하나는 같은 색상의 광을 발산하는 무기 발광 소자들, 무기 발광 소자들의 발광면 상에 제공되는 광분산층들, 광분산층들 상에 제공되는 색변환층들, 및 색변환층들 상에 제공되는 컬러 필터들을 포함하며, 기판의 상면으로부터 바라보면, 광분산층들은 무기 발광 소자들보다 클 수 있다.

Description

디스플레이 모듈 및 그 제조 방법
본 개시는 영상 표시용 자발광 소자를 사용하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
디스플레이 패널의 자발광 소자는 백 라이트 없이 영상을 표시하는데 사용할 수 있다. 디스플레이 패널은 자발광 소자로 이루어진 픽셀 또는 서브 픽셀의 그룹으로 동작이 되면서 다양한 색을 표현한다. 각각의 픽셀 또는 서브 픽셀은 TFT(thin film transistor)에 의해 동작이 제어된다.
자발광 소자를 사용하는 종래의 디스플레이 패널은 서브 픽셀 내에서 휘도가 불규칙하게 발생하는 문제가 있다. 불규칙한 휘도는 자체 발광 소자들에서 방출된 광이 자발광 소자에 비해 상대적으로 큰 서브 픽셀 영역에 배열된 위치에 집중되어 야기된다.
또한, 픽셀에 양자점을 적용 시 서브 픽셀 영역에서 자발광 소자의 광이 집중되는 곳에서 부분적인 열화가 발생한다.
따라서, 본 개시의 목적은 서브 픽셀 영역에 균일하게 분산된 자체 발광 소자에서 광을 방출하여 서브 픽셀 영역 내의 휘도 불규칙성을 줄이고, 서브 픽셀 영역 내에 빛이 집중되는 영역의 부분 열화를 방지하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 개시의 실시 예들에 따르면, 기판; 및 상기 기판에 제공된 다수의 픽셀;을 포함하며, 상기 다수의 픽셀 중 제1 픽셀은, 동일한 색상의 광을 발산하는 제1 무기 발광 소자, 제2 무기 발광 소자 및 제3 무기 발광 소자; 상기 제1 무기 발광 소자의 발광면 상에 제공되는 제1 광분산층, 상기 제2 무기 발광 소자의 발광면 상에 제공되는 제2 광분산층, 및 상기 제3 무기 발광 소자의 발광면 상에 제공되는 제3 광분산층; 상기 제1 광분산층 상에 제공되는 제1 색변환층 및 상기 제2 광분산층 상에 제공되는 제2 색변환층; 및 상기 제1 색분산층 상에 제공되는 제1 컬러 필터 및 상기 제2 색변환층 상에 제공되는 제2 컬러 필터;를 포함하며, 상기 기판의 상면 위에서 바라보면, 상기 제1 광분산층은 상기 제1 무기 발광 소자보다 크고, 상기 제2 광분산층은 상기 제2 무기 발광 소자보다 크고, 상기 제3 광분산층은 상기 제3 무기 발광 소자보다 큰 디스플레이 모듈을 제공한다.
상기 기판의 상면 위에서 바라보면, 상기 제1 광분산층과 상기 제1 색변환층은 같은 사이즈를 가지며, 상기 제2 광분산층과 상기 제2 색변환층은 같은 사이즈를 가질 수 있다.
상기 제1 광분산층, 상기 제2 광분산층 및 상기 제3 광분산층은 각각, 투명 수지와 상기 투명 수지에 혼합된 광 산란재를 포함할 수 있다.
상기 투명 수지는 실리콘 또는 에폭시계 화합물일 수 있다.
상기 광 산란재는 TiO2, SiO2 또는 글라스 비드(glass bead)일 수 있다.
상기 기판의 상면 위에서 바라보면, 상기 제1 무기 발광 소자의 중심은 상기 제1 광분산층의 중심에 일치하고, 상기 제2 무기 발광 소자의 중심은 상기 제1 광분산층의 중심에 일치하고, 상기 제3 무기 발광 소자의 중심은 상기 제3 광분산층의 중심에 일치할 수 있다.
상기 기판의 상면 위에서 바라보면, 상기 제1 무기 발광 소자의 중심은 상기 제1 광분산층의 중심으로부터 오프셋(offset) 되고, 상기 제2 무기 발광 소자의 중심은 상기 제2 광분산층의 중심으로부터 오프셋 되고, 상기 제3 무기 발광 소자의 중심은 상기 제3 광분산층의 중심으로부터 오프셋 될 수 있다.
상기 제1 무기 발광 소자, 상기 제2 무기 발광 소자 및 상기 제3 무기 발광 소자는 각각 청색 마이크로 LED(blue micro light emitting diode)일 수 있다.
상기 기판의 상면 위에서 바라보면, 상기 제1 광분산층과 상기 제1 색변환층은 같은 사이즈를 가지며, 상기 제2 광분산층과 상기 제2 색변환층은 같은 사이즈를 가질 수 있다.
상기 제1 무기 발광 소자, 상기 제2 무기 발광 소자 및 상기 제3 무기 발광 소자 사이에는 격벽이 제공되고, 상기 격벽은 상기 제1 광분산층, 상기 제2 광분산층 및 제3 상기 광분산층과 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층의 측면에서 각각 방출되는 광을 반사하도록 형성될 수 있다.
상기 격벽의 표면에는 금속막이 형성될 수 있다.
상기 제1 무기 발광 소자의 측면과 상기 격벽 사이, 상기 제2 무기 발광 소자의 측면과 상기 격벽 사이 및 상기 제3 무기 발광 소자의 측면과 상기 격벽 사이는 광학 접착제가 제공될 수 있다.
상기 제1 무기 발광 소자에 인접한 상기 제1 광분산층의 일부, 상기 제2 무기 발광 소자에 인접한 상기 제2 광분산층의 일부 및 상기 제3 무기 발광 소자에 인접한 상기 제3 광분산층의 일부는 각각 상기 광학 접착제와 직접 접촉할 수 있다.
상기 제1 무기 발광 소자, 상기 제2 무기 발광 소자 및 상기 제3 무기 발광 소자는 각각 UV 마이크로 LED(ultraviolet micro light emitting diode)이고, 상기 제3 광분산층 상에 제공되는 제3 색변환층; 상기 제3 색변환층 상에 제공되는 제3 컬러 필터; 및 상기 제1 컬러 필터, 상기 제2 컬러 필터 및 상기 제3 컬러 필터 상에 제공되는 UV 차단 필터를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따르면, 디스플레이 모듈의 제1 부분을 제작하기 위해 제1 기판 상에 컬러 필터, 평탄화층, 격벽, 색변환층을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 디스플레이 모듈의 제1 부분을 제작하기 위해 제2 기판 상에 다수의 무기 발광 소자를 제공하는 단계; 상기 제1 부분의 색변환층과 상기 제2 부분의 다수의 무기 발광 소자를 정렬하는 단계; 및 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 합착하는 단계를 포함하는 디스플레이 모듈의 제조 방법을 제공할 수 있다.
상기 제조 방법은, 블랙 매트릭스를 상기 제1 기판 상에 메시 형태로 형성하는 단계; 상기 제1 기판 상에 상기 컬러 필터를 형성하는 단계; 상기 컬러 필터 상에 상기 평탄화층을 형성하는 단계; 상기 평탄화층 상에 서브 픽셀 영역을 정의하도록 상기 격벽을 형성하는 단계; 제1 다수의 서브 픽셀 영역에 상기 색변환층을 형성하는 단계; 제2 다수의 서브 픽셀 영역에 투명수지층을 형성하는 단계; 및 상기 색변환층 및 상기 투명수지층 상에 광분산층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 실시 예들에 따르면, 기판; 및 상기 기판의 상면에 제공되는 다수의 픽셀을 포함하며, 상기 다수의 픽셀 중 제1 픽셀은, 제1 색상의 광을 발산하도록 형성된 제1 발광 소자; 상기 제1 발광 소자 상에 제공되는 제1 광분산층; 상기 제1 광분산층 상에 제공되는 상기 제1 색변환층; 제2 색상의 광을 발산하도록 형성된 제2 발광 소자; 상기 제2 발광 소자 상에 제공되는 제2 광분산층; 및 상기 제2 광분산층 상에 제공되는 상기 제2 색변환층을 포함하며, 상기 제1 광분산층의 측벽과 상기 제1 색변환층의 측벽은 동일 평면 상에 있고, 상기 제2 광분산층의 측벽과 상기 제2 색변환층의 측벽은 동일 평면 상에 있는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 상기 제1 광분산층과 상기 제2 광분산층 사이 및 상기 제1 색변환층과 상기 제2 색변환층 사이에 제공되는 격벽을 더 포함할 수 있다.
상기 격벽의 측벽은 상기 제1 광분산층의 측벽, 상기 제1 색변환층의 측멱, 상기 제2 광분산층의 측벽 및 상기 제2 색변환층의 측벽에 직접 접촉할 수 있다.
상기 격벽의 측면 상에는 금속막이 제공되고, 상기 금속막은 상기 제1 광분산층의 측벽과 상기 제1 색변환층의 측벽에 직접 접촉할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 상기 제1 발광 소자와 상기 격벽 사이 및 상기 제1 광분산층과 상기 격벽 사이에 제공되는 광학 접착제를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 디스플레이 장치는 상기 기판과 상기 제1 발광 소자 사이 및 상기 기판과 상기 제2 발광 소자 사이에 제공되는 이방성 도전 필름을 더 포함할 수 있다.
상기 이방성 도전 필름은 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자를 상기 기판의 상면 상에 제공되는 전극 패드들에 전기적으로 연결하는 다수의 도전 볼을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 상기 전극 패드들을 상기 기판의 저면에 제공되는 구동 회로들과 전기적으로 연결하는 다수의 측면 배선을 더 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 상기 제1 색변환층 상에 제공되는 제1 컬러 필터; 상기 제2 색변환층 상에 제공되는 제2 컬러 필터; 및 상기 제1 컬러 필터와 상기 제2 컬러 필터 사이에 제공되는 블랙 매트릭스;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 색변환층은 제1 서브 픽셀 색상의 광을 발산하도록 형성된 다수의 제1 양자점을 포함하고, 상기 제2 색변환층은 제2 서브 픽셀 색상의 광을 발산하도록 형성된 다수의 제2 양자점을 포함할 수 있다.
상기 제1 서브 픽셀 색상과 상기 제2 서브 픽셀 색상은 서로 다를 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈을 나타낸 개략 정면도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈을 나타낸 개략 블록도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 단일 픽셀을 나타낸 단면도이다.
도 4a는 서브 픽셀 영역 내에서 자발광 소자가 서브 픽셀 영역의 중심에 센터링된 위치에 배치된 예를 나타낸 도면이다.
도 4b는 서브 픽셀 영역 내에서 자발광 소자가 서브 픽셀 영역의 중심으로부터 좌측으로 편향되게 배치된 예를 나타낸 도면이다.
도 4c는 서브 픽셀 영역 내에서 자발광 소자가 서브 픽셀 영역의 중심으로부터 코너 측으로 편향되게 배치된 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 격벽의 측면에 금속막이 형성된 예를 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 3에 표시된 Ⅵ 부분을 확대한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제조 공정을 나타낸 개략적인 흐름도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분의 제조 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분의 공정도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제2 부분의 제조 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제2 부분의 공정도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분과 제2 부분을 결합하는 공정도이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 단일 픽셀을 나타낸 단면도이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분의 제조 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분의 공정도이다.
도 16은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제2 부분의 제조 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 17은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제2 부분의 공정도이다.
도 18은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분과 제2 부분을 결합하는 공정도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시 예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
"제1" 또는 "제2"라는 용어는 중요도 또는 순서에 관계없이 해당 구성 요소를 사용할 수 있으며, 구성 요소를 한정하지 않고 구성 요소를 구별하기 위해 사용될 수 있다. 또한, "적어도 하나의"와 같은 표현은 구성 요소의 목록(list) 앞에 올 때 구성 요소의 전체 목록을 수정하고 목록의 개별 요소를 수정하지 않는다. 예를 들어, "a, b 및 c 중 적어도 하나"라는 표현은 a만, b만, c만, a와 b 모두, a와 c 모두, b와 c 모두 또는 모두를 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
"포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
더욱이, '동일하다'는 표현은 완전하게 일치하는 것을 가리키는 것뿐만 아니라, 가공 오차 범위를 감안한 정도의 상이함을 포함한다는 것을 가리킨다.
그 밖에도, 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
디스플레이 모듈은 영상 표시용 자발광 소자(Self-luminescence element)인 마이크로 발광 다이오드(Micro Light Emitting Diode)를 구비한 디스플레이 패널일 수 있다. 디스플레이 모듈은 평판 디스플레이 패널일 수 있고, 각각 100 마이크로미터 이하인 다수의 무기 발광 다이오드(inorganic LED)로 구성되어 백라이트가 필요한 액정 디스플레이(LCD) 패널에 비해 더 나은 대비, 응답 시간 및 에너지 효율을 제공한다. 디스플레이 모듈은 영상 표시용으로 사용되는 마이크로 발광 다이오드가 자발광 소자이므로 별도의 백라이트를 구비할 필요가 없다. 유기발광 다이오드(organic LED)와 무기 발광 소자인 마이크로 LED는 모두 에너지 효율이 좋다. 마이크로 LED는 OLED보다 밝기, 발광효율, 수명을 가질 수 있다. 마이크로 LED는 전원이 공급되는 경우 스스로 광을 방출할 수 있는 반도체 칩일 수 있다. 마이크로 LED는 빠른 반응속도, 낮은 전력, 높은 휘도를 가지고 있다. 예를 들면, 마이크로 LED는 LCD(liquid crystal display) 또는 OLED(organic light emitting diode)에 비해 전기를 광자로 변환시키는 효율이 더 높다. 즉, 기존 LCD 또는 OLED 디스플레이에 비해 "와트당 밝기"가 더 높다. 이에 따라 마이크로 LED는 더 큰 LED(가로, 세로, 높이가 각각 100㎛를 초과한다) 또는 OLED에 비해 약 절반 정도의 에너지로도 동일한 밝기를 낼 수 있게 된다. 마이크로 LED는 높은 해상도, 우수한 색상, 명암 및 밝기 구현이 가능하여, 넓은 범위의 색상을 정확하게 표현할 수 있으며 야외에서도 선명한 화면을 구현할 수 있다. 그리고 마이크로 LED는 번인(burn-in) 현상에 강하고, 발열이 적어 변형 없이 긴 수명을 제공할 수 있다. 마이크로 LED는 애노드 전극 및 캐소드 전극이 동일한 제1 면에 형성되고 발광면이 상기 전극들이 형성된 제1 면의 반대 측에 위치한 제2 면에 형성된 플립칩(Flip chip) 구조를 가질 수 있다.
하나의 픽셀은 복수의 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하나의 픽셀은 적어도 3개의 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 하나의 서브 픽셀은 영상 표시용 마이크로 자발광 소자(micro self-luminescence element)로서, 예를 들면 마이크로 LED(micro light emitting diode), 청색 마이크로 LED(blue micro light emitting diode) 또는 UV 마이크로 LED(ultraviolet micro light emitting diode)를 가리킬 수 있다. 여기서, 청색 마이크로 LED는 청색 파장 대역(450~490 nm)의 광을 방출하는 자발광 소자이고, UV 마이크로 LED는 자외선 파장 대역(360~410 nm)의 광을 방출하는 자발광 소자일 수 있다.
하나의 서브 픽셀은 하나의 마이크로 자발광 소자와 함께 이에 대응하는 색변환층 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 색변환층은 마이크로 자발광 소자에서 발산되는 광에 의해 여기 되어 소정 파장 대역의 색상을 방출할 수 있다. 색변환층은 나노 형광체 또는 양자점을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
하나의 서브 픽셀 영역은 하나의 서브 픽셀에서 방출되는 광에 의해 해당 서브 픽셀의 색상이 발현되는 영역을 가리킬 수 있다. 서브 픽셀이 대응하는 색변환층의 일면의 면적(가로 길이 × 세로 길이)이 서브 픽셀의 발광면의 면적보다 클 수 있다. 이 경우, 서브 픽셀 영역은 색변환층의 면적에 대응할 수 있다. 색변환층과 서브 픽셀 사이에는 색변환층의 면적에 대응하는 면적을 가지는 광분산층이 배치될 수 있다. 광분산층은 서브 픽셀에서 방출되는 광을 색변환층 전체로 균일하게 분산할 수 있다. 이에 따라, 서브 픽셀 영역 내 휘도 불규칙성을 감소시키고, 서브 픽셀 영역 내에서 광이 집중되는 곳에서의 부분적인 열화를 방지할 수 있다.
기판은 전면(front surface)에 TFT(thin film transistor) 회로가 형성된 TFT층이 배치되고, 후면(rear surface)에 TFT 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로와 데이터 구동 드라이버, 게이트 구동 드라이버 및 각 구동 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러가 배치될 수 있다. TFT층에 배열된 다수의 픽셀은 TFT 회로에 의해 구동될 수 있다.
기판은 글라스 기판, 합성수지 계열(예를 들면, PI(polyimide), PET(polyethylene terephthalate), PES(polyethersulfone), PEN(polyethylene naphthalate), PC(polycarbonate) 등)의 기판이나 세라믹 기판을 사용할 수 있다.
기판의 전면(front surface)에는 TFT 회로가 형성된 TFT층이 배치되고, 기판의 후면에는 회로가 배치되지 않을 수 있다. TFT층은 기판 상에 일체로 형성되거나 별도의 필름 형태로 제작되어 글라스 기판의 일면에 부착될 수 있다.
기판의 전면은 활성 영역과 비활성 영역으로 구분될 수 있다. 활성 영역은 기판의 전면에서 TFT층이 점유하는 영역에 해당할 수 있고, 비활성 영역은 기판의 전면에서 TFT층이 점유하는 영역을 제외한 영역일 수 있다.
기판의 에지 영역은 글라스 기판의 최 외곽 영역일 수 있다. 또한, 기판의 에지 영역은 기판의 회로가 형성된 영역을 제외한 나머지 영역일 수 있다. 또한, 기판의 에지 영역은 기판의 측면에 인접한 기판의 전면 일부와 기판의 측면에 인접한 기판의 후면 일부를 포함할 수 있다. 기판은 사각형(quadrangle type)으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 기판은 직사각형(rectangle) 또는 정사각형(square)으로 형성될 수 있다. 기판의 에지 영역은 글라스 기판의 4변 중 적어도 하나의 변을 포함할 수 있다.
TFT층(또는 백플레인(backplane))을 구성하는 TFT는 특정 구조나 타입으로 한정되지 않는다, 예를 들면, TFT는 LTPS TFT(Low-temperature polycrystalline silicon TFT) 외 oxide TFT 및 Si TFT(poly silicon, a-silicon), 유기 TFT, 그래핀 TFT 등으로도 구현될 수 있으며, Si 웨이퍼 CMOS 공정에서 P 타입(or N 타입) MOSFET만 만들어 적용할 수도 있다.
디스플레이 모듈의 픽셀 구동 방식은 AM(Active Matrix) 구동 방식 또는 PM(Passive Matrix) 구동 방식일 수 있다. 디스플레이 모듈은 AM 구동 방식 또는 PM 구동 방식에 따라 각 마이크로 LED가 전기적으로 접속되는 배선의 패턴을 형성할 수 있다.
하나의 픽셀 영역에는 다수의 PAM(Pulse Amplitude Modulation) 제어 회로가 배치될 수 있다. 이 경우, 하나의 픽셀 영역에 배치된 각 서브 픽셀은 대응하는 PAM 제어 회로에 의해 제어될 수 있다. 또한, 하나의 픽셀 영역에는 다수의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 회로가 배치될 수 있다. 이 경우, 하나의 픽셀 영역에 배치된 각 서브 픽셀은 대응하는 PWM 제어 회로에 의해 제어될 수 있다.
하나의 픽셀 영역에는 다수의 PAM 제어 회로 및 다수의 PWM 제어 회로가 함께 배치될 수 있다. 이 경우, 하나의 픽셀 영역에 배치된 서브 픽셀들 중 일부는 PAM 제어 회로에 의해 제어되고 나머지는 PWM 제어 회로를 통해 제어될 수 있다. 또한, 각 서브 픽셀은 PAM 제어 회로 및 PWM 제어 회로에 의해 제어될 수 있다.
디스플레이 모듈은 TFT 기판의 측면을 따라 일정한 간격으로 배치되는 박막 두께의 다수의 측면 배선을 포함할 수 있다.
디스플레이 모듈은 TFT 기판의 측면으로 드러나는 측면 배선을 대신하여 TFT 기판의 측면으로 드러나지 않도록 형성된 다수의 관통 배선 부재를 마련할 수 있다. 이에 따라 TFT 기판의 전면(front surface)에서 비활성 영역을 최소화하고 활성 영역을 최대화함으로써 베젤 리스화 할 수 있고 디스플레이 모듈에 대한 마이크로 LED의 조밀도를 증가시킬 수 있다.
베젤 리스 구조가 구현된 다수의 디스플레이 모듈은 활성 영역을 최대화할 수 있는 대형 사이즈의 멀티 디스플레이 장치를 형성하도록 연결될 수 있다. 이 경우 각 디스플레이 모듈은 비활성 영역을 최소화함에 따라 서로 인접한 디스플레이 모듈의 각 픽셀들 간의 피치를 단일 디스플레이 모듈 내의 각 픽셀들 간의 피치와 동일하게 유지하도록 형성할 수 있다. 이에 따라 각 디스플레이 모듈 사이의 연결부분에서 심(seam)은 보이지 않을 수 있다.
구동 회로는 픽셀 영역에 배치되어 적어도 2n(n은 양의 정수)개의 픽셀 구동을 제어하는 마이크로 IC에 의해 구현될 수 있다. 디스플레이 모듈에 마이크로 IC를 적용하는 경우, TFT층(또는 백플레인)에는 TFT가 생략되고 마이크로 IC와 각각의 마이크로 LED을 연결하는 채널층만 형성될 수 있다.
디스플레이 모듈은 단일 단위로 웨어러블 기기(wearable device), 포터블 기기(portable device), 핸드헬드 기기(handheld device) 및 각종 디스플레이가 필요가 전자 제품이나 전장에 설치되어 적용될 수 있으며, 매트릭스 타입으로 다수의 조립 배치를 통해 PC(personal computer)용 모니터, 고해상도 TV 및 사이니지(signage)(또는, 디지털 사이니지(digital signage)), 전광판(electronic display) 등과 같은 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈을 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈을 나타낸 개략 정면도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈을 나타낸 개략 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 디스플레이 모듈(10)은 다수의 픽셀 구동 회로(30)가 형성된 TFT 기판(20)과, TFT 기판(20)의 전면(front surface)에 배열된 다수의 픽셀(100)과, 제어 신호를 생성하고 생성된 제어 신호를 다수의 픽셀 구동 회로(30)로 제공하는 패널 구동부(40)를 포함할 수 있다.
하나의 픽셀은 다수의 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 하나의 서브 픽셀은 하나의 광원과 각 광원에 대응하는 색변환층 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 3개의 서브 픽셀을 포함하는 하나의 픽셀은 3개의 광원, 3개의 색변환층, 3개의 컬러 필터를 포함할 수 있다. 여기서 광원은 무기 자발광 다이오드(inorganic　self-light emitting diode)로서 예를 들면, 100㎛ 이하(바람직하게는 30㎛ 이하)의 사이즈를 가지는 VCSEL 다이오드(Vertical Cavity Surface Emitting Laser diode) 또는 마이크로 LED(Micro light emitting diode)일 수 있다. VCSEL 다이오드 및 마이크로 LED는 청색 파장 대역(450~490 nm)의 광을 방출하거나 자외선 파장 대역(360~410 nm)의 광을 방출할 수 있다. 픽셀(100)의 구조는 도 3을 참조하여 하기에서 상세히 설명한다.
TFT 기판(20)은 글라스 기판(21)과, 글라스 기판(21)의 전면에 TFT(Thin Film Transistor) 회로가 포함된 TFT층(23)과, TFT층(23)의 TFT 회로와 글라스 기판의 후면 배치된 회로들을 전기적으로 연결하는 다수의 측면 배선(25)을 포함할 수 있다.
글라스 기판(21)의 대안으로 플렉서블 재질을 가지는 합성수지 계열(예를 들면, PI(polyimide), PET(polyethylene terephthalate), PES(polyethersulfone), PEN(polyethylene naphthalate), PC(polycarbonate) 등)의 기판이나 세라믹 기판을 사용할 수 있다.
TFT 기판(20)은 전면에 영상을 표현하기 위해 광을 방출할 수 있는 활성 영역(active area)(20a)과 광을 발산하지 않아 영상을 표현할 수 없는 비활성 영역(dummy area)(20b)을 포함할 수 있다.
활성 영역(20a)은 다수의 픽셀이 각각 배열되는 다수의 픽셀 영역(24)으로 구획될 수 있다. 다수의 픽셀 영역(24)은 다양한 형태로 구획될 수 있으며, 일 예로서 매트릭스 형태로 구획될 수 있다. 하나의 픽셀 영역(24)에는 하나의 픽셀(100, 도 3 참조)이 포함될 수 있다.
비활성 영역(20b)은 글라스 기판의 에지 영역(edge area)에 포함될 수 있으며, 에지 영역을 따라 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 접속 패드(28a)가 형성될 수 있다. 다수의 접속 패드(28a)는 각각 배선(28b)을 통해 각 픽셀 구동 회로(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.
비활성 영역(20b)에 형성되는 접속 패드(28a)의 개수는 글라스 기판에 구현되는 픽셀의 개수에 따라 달라질 수 있고, 활성 영역(20a)에 배치된 TFT 회로의 구동 방식에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 활성 영역(20a)에 배치된 TFT 회로가 가로 라인 및 세로 라인으로 다수의 픽셀을 구동하는 PM(Passive Matrix) 구동 방식인 경우에 비해 각 픽셀을 개별적으로 구동하는 AM(Active Matrix) 구동 방식이 더 많은 배선과 접속 패드가 필요할 수 있다.
TFT층(23)은 다수의 픽셀(100)을 제어하기 위해 가로로 배치된 다수의 데이터 신호 라인과, 세로로 배치된 다수의 게이트 신호 라인과, 각 라인에 전기적으로 연결된 다수의 픽셀 구동 회로(30)를 포함할 수 있다.
패널 구동부(40)는 COG(chip on glass) 또는 COP(chip on plastic) 본딩 방식으로 직접 기판에 연결되거나, FOG(film on glass) 본딩 방식으로 별도의 FPCB를 통해 TFT 기판(20)에 간접적으로 연결될 수 있다. 패널 구동부(40)는 다수의 픽셀 구동 회로(30)를 구동하여 다수의 픽셀 구동 회로(30) 각각에 전기적으로 연결된 다수의 마이크로 LED의 발광을 제어할 수 있다.
패널 구동부(40)는 제1 구동부(41)와 제2 구동부(42)를 통해 다수의 픽셀 구동 회로(30)를 라인별로 제어할 수 있다. 제1 구동부(41)는 TFT 기판(20)에 형성된 다수의 가로 라인들을 영상 프레임당 하나의 라인씩 순차적으로 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 해당 라인에 각각 연결된 픽셀 구동 회로(30)에 전송할 수 있다. 제2 구동부(42)는 TFT 기판(20)에 형성된 다수의 세로라인들을 영상 프레임당 하나의 라인씩 순차적으로 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 해당라인에 연결된 각각 연결된 픽셀 구동 회로(30)로 전송할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 단일 픽셀을 나타낸 단면도이고, 도 4a 내지 도 4c는 서브 픽셀 영역 내에서 마이크로 LED의 다양한 배치를 보여주는 도면들이고, 도 5는 격벽의 측면에 금속막이 형성된 예를 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 3에 표시된 Ⅵ 부분을 확대한 도면이다.
도 3을 참조하면, 하나의 픽셀(100)은 하나의 픽셀 영역(24, 도 1 참조)에 포함될 수 있다.
픽셀(100)은 동일한 색상의 광 예를 들면, 청색 파장 대역(450~490 nm)의 광을 방출하는 하는 적어도 3개의 마이크로 LED(61, 62, 63)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 TFT 기판(20)의 전면(front surface)에 라미네이팅 처리된 이방성 도전 필름(ACF: anisotropic conductive film)(50)을 통해 TFT 기판(20)에 전기적 및 물리적으로 연결될 수 있다.
이방성 도전 필름(50)은 열경화성 수지(예: 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지 등)와 열경화성 수지 내에 미세한 지름(예: 3∼15㎛)을 가지는 다수의 도전 볼(51)을 포함한다. 각 도전 볼(51)은 폴리머 입자와 폴리머 입자의 표면에 코팅된 Au, Ni, Pd 등의 도전막을 포함할 수 있다. 이방성 도전 필름(50)은 압착 방향으로는 전도성을 가지며, 압착방향의 수직 방향으로는 절연성을 가진다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 애노드 및 캐소드 전극인 2개의 칩 전극(61a, 61b)이 발광면의 반대 측에 형성된 플립 칩(Flip chip) 구조를 가질 수 있다. 제1 및 제2 칩 전극(61a, 61b)은 Al, Ti, Cr, Ni, Pd, Ag, Ge, Au 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 TFT 기판(20)에 전사되면 TFT 기판(20)에 부착된 이방성 도전 필름(50)의 표면에 안착된다. 이어서 열 압착 공정을 통해 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 함께 이방성 도전 필름(50) 내측으로 소정 깊이만큼 삽입된다. 이에 따라, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 이방성 도전 필름(50)에 의해 TFT 기판(20)에 물리적으로 고정될 수 있다.
또한, 열 압착 공정에 의해 제1 마이크로 LED(61)가 TFT 기판(20)을 향해 가압됨에 따라 제1 마이크로 LED(61)의 칩 전극(61a, 61b)이 기판 전극 패드(26a, 26b)와 인접하게 위치할 수 있다. 이 경우, 제1 마이크로 LED(61)의 칩 전극(61a, 61b)과 기판 전극 패드(26a, 26b) 사이에 위치한 도전 볼(51)에 의해 제1 마이크로 LED(61)의 칩 전극(61a, 61b)은 기판 전극 패드(26a, 26b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 마찬가지로 제2 및 제3 마이크로 LED(62, 63) 역시 제1 마이크로 LED(61)와 마찬가지 방식으로 각 칩 전극에 대응하는 기판 전극 패드에 도전 볼(51)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3을 참조하면, 픽셀(100)은 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 발광면에 대응하는 광분산층(68)이 배치될 수 있다.
광분산층(68)은 예를 들면, 투명 수지와 투명 수지 내에 혼합된 광 산란재(69)를 포함할 수 있다. 투명 수지는 실리콘 또는 에폭시계 화합물일 수 있다. 광 산란재(69)는 TiO2, SiO2 또는 글라스 비드(glass bead)일 수 있다. 광 산란재(69)는 예를 들면, 도 3과 같이 투명 수지 내에 입자 형태로 분산 배치될 수 있다.
광분산층(68)의 면적(가로 길이 × 세로 길이)은 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 발광면의 면적보다 크게 형성될 수 있다. 이 경우, 광분산층의 사이즈가 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 사이즈보다 큰 것을 가리킬 수 있다.
또한, 광분산층(68)의 면적은 제1 및 제2 색변환층(71, 72)의 면적, 제1 투명수지층(73)의 면적과 동일하게 형성될 수 있다. 이 경우, 광분산층(68)의 면적 또는 제1 및 제2 색변환층(71, 72), 제1 투명수지층(73)의 면적은 서브 픽셀 영역과 동일할 수 있다. 이와 같이, 공정 공차 확보를 위해 서브 픽셀 영역이 마이크로 LED의 사이즈보다 크게 설계된다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)에서 각각 방출되는 광은 광분산층(68)으로 흡수된 후 광 산란재에 의해 광분산층(68) 전체로 고르게 분산된 후 제1 및 제2 색변환층(71, 72), 제1 투명수지층(73)으로 방출된다. 따라서, 공정 공차 확보를 위해 서브 픽셀 영역이 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 사이즈보다 크게 설계되더라도 광분산층(68)을 통해 광을 서브 픽셀 영역 전체로 균일하게 분산시켜 서브 픽셀 영역 내 휘도 불규칙성을 감소시키고 서브 픽셀 영역 내에서 광이 집중되는 곳에서의 부분적인 열화를 방지할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 서브 픽셀 영역 내에서 마이크로 LED의 다양한 배치를 보여주는 도면들이다.
제1 마이크로 LED(61)는 도 4a와 같이 제1 마이크로 LED(61)의 중심(C2)이 서브 픽셀 영역(A)의 중심(C1)에 일치하는 위치에 배치될 수 있다. 이 경우 제1 마이크로 LED(61)에서 방출되는 광은 제1 마이크로 LED(61)의 발명면의 면적보다 큰 면적을 가지는 광분산층(68)에 의해 분산되어 제1 색변환층(71) 전체로 균일하게 방출된다.
또한, 제1 마이크로 LED(61)는 도 4b와 같이 제1 마이크로 LED(61)의 중심(C2)이 서브 픽셀 영역(A)의 중심(C1)으로부터 좌측으로 소정 거리만큼 이동한 위치에 배치될 수 있다. 더욱이, 제1 마이크로 LED(61)는 그 중심(C2)이 서브 픽셀 영역(A)의 중심(C1)으로부터 우측, 상측 또는 하측으로 소정 거리만큼 이동한 위치에 배치될 수 있다. 이 경우에도, 제1 마이크로 LED(61)에서 방출되는 광은 광분산층(68)에 의해 분산되어 제1 색변환층(71) 전체로 균일하게 방출될 수 있다.
또한, 제1 마이크로 LED(61)는 도 4c와 같이 제1 마이크로 LED(61)의 중심(C2)이 서브 픽셀 영역(A)의 중심(C1)으로부터 우하(right-down)측 코너에 인접하게 소정 거리만큼 이동한 위치에 배치될 수 있다. 더욱이, 제1 마이크로 LED(61)는 그 중심(C2)이 서브 픽셀 영역(A)의 나머지 세 코너 중 어느 하나에 인접하게 배치될 수 있다. 이 경우에도, 제1 마이크로 LED(61)에서 방출되는 광은 광분산층(68)에 의해 분산되어 제1 색변환층(71) 전체로 균일하게 방출될 수 있다.
제1 및 제2 색변환층(71, 72)은 제1 및 제2 마이크로 LED(61, 62)에서 방출되는 광을 흡수하여 서로 다른 파장 대역의 광으로 변환하여 방출하는 나노 형광체를 포함할 수 있다. 나노 형광체는 입자의 직경이 수 ㎛로 나노 형광체보다 더 큰 형광체에 비하여 상이한 물리적인 특성을 나타낸다. 예를 들어 나노 형광체의 결정내 전자의 양자상태 에너지 준위 구조인 에너지 밴드의 갭(gap)이 증가해서 발광하는 광의 파장이 증가한 에너지를 가지므로 발광효율을 향상시킬 수 있다. 나노 형광체는 도포되는 면적이 벌크 구조를 가지는 형광체에 비하여 형광체의 입자밀도가 증가함으로써 부딪히는 전자가 효과적으로 발광에 기여하여 디스플레이의 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 색변환층(71)은 제1 마이크로 LED(61)에서 방출되는 청색 파장 대역의 광에 의해 여기(excitation)되어 적색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 적색 나노 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 적색 나노 형광체는 SCASN(Si1-xCaxAlSiN3:Eu2+)일 수 있다. 이 경우 적색 나노 형광체는 입자 크기 분포 평균값(d50)이 0.5㎛미만(바람직하게는 0.1㎛ < d50 < 0.5㎛)일 수 있다.
제2 색변환층(72)은 제2 마이크로 LED(62)에서 방출되는 청색 파장 대역의 광에 의해 여기(excitation)되어 녹색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 녹색 나노 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 녹색 나노 형광체는 β-SiAlON(Si6-zAlzOzN8-z:Eu2+) 또는 SrGa2S4일 수 있다. 이 경우 녹색 나노 형광체는 입자 크기 분포 평균값(d50)이 0.5㎛미만(바람직하게는 0.1㎛ < d50 < 0.5㎛)일 수 있다.
제1 색변환층(71)은 적색 나노 형광체의 대안으로 적색 파장 대역의 광을 방출하는 적색 양자점(Quantum Dot)을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다. 이 경우, 제2 색변환층(72)은 녹색 나노 형광체의 대안으로 녹색 파장 대역의 광을 방출하는 녹색 양자점을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
제1 투명수지층(73)은 광분산층(68)에서 방출되는 광의 투과율, 반사율 및 굴절률에 영향을 주지 않거나 최소화할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 투명수지층(73)은 경우에 따라 생략될 수 있으며, 제3 마이크로 LED(63)의 발광면 측에는 공기층이 존재하게 된다.
또한, 픽셀(100)은 제1 및 제2 색변환층(71, 72)에 각각 대응하는 제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)를 포함하고, 제1 투명수지층(73)에 대응하는 제2 투명수지층(83)을 포함할 수 있다.
제1 컬러 필터(81)는 제1 색변환층(71)에서 방출되는 적색 파장 대역의 광의 색상과 동일한 색상의 파장을 통과시키는 적색 컬러 필터일 수 있다. 제2 컬러 필터(82)는 제2 색변환층(72)에서 방출되는 녹색 파장 대역의 광의 색상과 동일한 색상의 파장을 통과시키는 녹색 컬러 필터일 수 있다.
제2 투명수지층(83)은 제1 투명수지층(73)을 통과한 광의 투과율, 반사율 및 굴절률에 영향을 주지 않거나 최소화할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 제2 투명수지층(83)은 굴절 및 반사를 통해 전면으로부터 광을 주사하여 낭비되는 광을 최소화하고 휘도를 향상시킬 수 있는 광학 필름일 수 있다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 소정의 두께를 가지며 폭과 길이가 동일한 정사각형이거나, 특정 두께를 가지며 폭과 길이가 상이한 직사각형으로 이루어질 수 있다. 이와 같은 마이크로 LED는 Real HDR(High Dynamic Range) 구현이 가능하고 OLED 대비 휘도 및 블랙 표현력 향상 및 높은 명암비를 제공할 수 있다. 마이크로 LED의 사이즈는 100㎛이하이거나 바람직하게는 30㎛ 이하일 수 있다.
도 3을 참조하면, 픽셀(100)은 격벽(70)에 의해 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 발광 영역이 구획될 수 있다. 격벽(70)은 대략 격자 형상으로 형성될 수 있다. 격벽(70)에 의해 구획된 다수의 발광 영역 각각은 각각 하나의 서브 픽셀 영역에 대응할 수 있다.
격벽(70)은 상단이 평탄화층(75)에 밀착되고 하단이 이방성 도전 필름(50)의 상면에 밀착될 수 있다. 광분산층(68)과 제1 색변환층(71)은 격벽(70)에 의해 구획된 하나의 발광 영역에 배치될 수 있다. 광분산층(68)과 제2 색변환층(72)은 격벽(70)에 의해 구획된 다른 발광 영역에 배치될 수 있다. 광분산층(68)과 제1 투명수지층(73)은 격벽(70)에 의해 구획된 또 다른 발광 영역에 배치될 수 있다.
이에 따라, 제1 마이크로 LED(61)에 대응하는 광분산층(68)의 측면과 제1 색변환층(71)의 측면으로 방출되는 광은 격벽(70)에 의해 반사되어 제1 컬러 필터(81)로 방출될 수 있다. 또한, 제2 마이크로 LED(62)에 대응하는 광분산층(68)의 측면과 제2 색변환층(72)의 측면으로 방출되는 광은 격벽(70)에 의해 반사되어 제2 컬러 필터(82)로 방출될 수 있다.
격벽(70)은 반사체로 기능하기 위해 광 반사율이 뛰어난 백색 계열의 색상을 가질 수 있다. 여기서, 백색 계열 색상은 트루 화이트(true white) 및 오프 화이트(off-white)를 포함할 수 있다. 오프 화이트는 백색에 가까운 모든 색상을 의미한다.
격벽(70)은 반사체로서 기능할 수 있도록 높은 반사율을 가지는 금속 재질로 형성될 수도 있다. 또한, 격벽(70)도 5와 같이 측면에 높은 광 반사율을 가지는 금속막(74)이 적층 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(70)은 백색과 다른 색상을 가질 수 있다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 발광면은 TFT 기판(20)의 상면으로부터 대략 동일한 높이에 위치할 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 발광면은 격벽(70)의 하단보다 높은 위치에 위치할 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 측면의 일부는 격벽(70)을 마주할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 측면에서 방출되는 광은 격벽(70)에 반사되어 광분산층(68)으로 방출될 수 있다.
이와 같이, 격벽(70)은 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 측면에서 방출되는 광, 광분산층(68)의 측면에서 방출되는 광, 제1 및 제2 색변환층(71, 72)의 측면에서 방출되는 광, 제3 마이크로 LED(63)의 측면에서 방출되는 광을 반사시켜 디스플레이 모듈(10)의 전면으로 방출시킴으로써 발광 효율을 극대화할 수 있다.
제1 및 제2 색변환층(71, 72)과 제1 및 제2 컬러 필터(81, 82) 사이에는 평탄화층(75)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 투명수지층(73)과 제2 투명수지층(83) 사이에도 평탄화층(75)이 배치될 수 있다.
평탄화층(75)은 디스플레이 모듈(10)의 제1 부분(11, 도 9 참조)을 제작할 때 격벽(70)을 형성하기 전에 제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)와 제2 투명수지층(83) 위에 적층될 수 있다.
평탄화층(75)은 제1 및 제2 색변환층(71, 72)과 제1 투명수지층(73)을 통과한 광의 투과율, 반사율 및 굴절률에 영향을 주지 않거나 최소화할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.
제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)과 제2 투명수지층(83)사이에는 격자 형태로 형성된 블랙 매트릭스(77)에 의해 구획될 수 있다. 블랙 매트릭스(77)의 형상은 격벽(70)의 형상에 대응하도록 격자 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 블랙 매트릭스(77)의 폭은 격벽(70)의 폭과 유사하게 형성될 수 있다.
제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)와 제2 투명수지층(83)의 상측에는 투명커버층(90)이 형성될 수 있다. 투명커버층(90)은 픽셀(100)이 이물질에 오염되는 것을 방지하고 외력으로부터 픽셀(100)이 파손되는 것을 보호할 수 있다. 투명커버층(90)은 글라스 기판을 적용할 수 있다.
도 3에는 격벽(70), 평탄화층(75), 블랙 매트릭스(77) 및 투명커버층(90)이 하나의 픽셀 단위에 대응하는 부분만 도시하지만, 격벽(70), 평탄화층(75), 블랙 매트릭스(77) 및 투명커버층(90)은 TFT 기판(20)의 사이즈에 대략 대응하는 정도의 사이즈로 형성될 수 있다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 사이즈는 각각 광분산층(68)의 사이즈보다 작게 형성된다. 이에 따라, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 측면과 격벽(70) 사이에 갭이 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 이 갭은 광학 접착제(65)로 채워질 수 있다. 광학 접착제(65)는 제1 마이크로 LED(61)의 측면 일부(61c), 격벽(70)의 하단 측면 일부(70b), 광분산층(68)의 저면 일부(68b) 및 이방성 도전 필름(50)의 상면 일부(50a)와 각각 밀착된다. 이에 따라 격벽(70)은 광학 접착제(65)를 통해 주변 구조물과 견고하게 결합을 이룸에 따라 TFT 기판(20)에 안정적으로 고정될 수 있다.
상기한 바와 같이, 광학 접착제(65)는 후술하는 디스플레이 모듈(10)의 제1 및 제2 부분을 상호 합착하기 위해 사용될 수 있다.
이하, 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제조 공정을 설명한다.
도 7은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제조 공정을 나타낸 개략적인 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(10)의 전체적인 제작 공정을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 글라스 기판 상에 순차적으로 형성된 컬러 필터, 평탄화층, 격벽 및 색변환층을 포함하는 제1 부분을 제작하고(S1), 제1 부분과 별도로 TFT 기판(20)에 제공된 다수의 마이크로 LED를 포함하는 제2 부분을 제작한다(S2).
제2 부분(12)을 다이에 안착시킨 후, 제2 부분(12)의 상측에 제1 부분(11)을 소정 간격을 두고 배치한다.
이어서, 제1 및 제2 부분(11, 12)을 상호 정렬한 후(S3), 제1 부분(11)을 제2 부분(12) 측으로 가압하여 상호 합착한다(S4).
이하, 도면을 참조하여 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(10)의 제1 및 제2 부분의 제작 공정과 제1 및 제2 부분의 합착 공정을 순차적으로 상세히 설명한다.
도 8은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분의 제조 공정을 나타낸 흐름도이고, 도 9는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분의 공정도이다. 도 9에서는 디스플레이이 모듈(10)의 제1 부분(11) 전체를 도시하지 않고 하나의 픽셀에 대응하는 부분을 확대하여 도시한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 디스플레이 모듈(10)의 제1 부분(11)은 제작될 수 있다.
먼저, 투명커버층(90)의 일면에 격자 형태로 블랙 매트릭스(77)를 형성한다(S11).
투명커버층(90)은 예를 들면, 소정 두께를 가지는 사각형 또는 직사각형 글라스 기판을 사용할 수 있다. 투명커버층(90)의 사이즈는 대략 TFT 기판(20)의 사이즈와 대략 대응할 수 있다.
블랙 매트릭스(77)는 격자 형상으로 이루어짐에 따라 다수의 셀을 형성하게 되는데, 각 셀은 서브 픽셀 영역이 될 수 있다. 컬러 필터들은 블랙 매트릭스(77)의 다수의 셀 중에서 미리 설정된 셀들에 형성된다(S12).
예를 들면, 제1 컬러 필터(81)를 형성하기 위해, 블랙 매트릭스(77)가 형성된 투명커버층(90)의 일면에 전제적으로 적색 소재를 균일하게 도포한다. 그 후에 마스크를 이용해 적색이 남아있어야 할 곳만 노광시키고 나머지 영역에서는 현상을 통해 적색 소재를 제거한다.
이어서, 제2 컬러 필터(82)를 형성하기 위해, 투명커버층(90)의 일면에 전제적으로 녹색 소재를 균일하게 도포한다. 그 후에 마스크를 이용해 녹색이 남아있어야 할 곳만 노광시키고 나머지 영역에서는 현상을 통해 녹색 소재를 제거한다.
마지막으로 제2 투명수지층(83)을 형성하기 위해, 투명커버층(90)의 일면에 전제적으로 투명수지 소재를 균일하게 도포한다. 그 후에 마스크를 이용해 투명수지가 남아있어야 할 곳만 노광시키고 나머지 영역에서는 현상을 통해 투명수지 소재를 제거한다.
컬러 필터 소재 및 투명수지 소재를 투명커버층(90)에 도포하는 방식은 프린터 노즐을 이용해 전체 면에 고르게 입히는 슬릿(slit) 방식, 중앙에 액상을 뿌린 후 판을 회전시켜 도포하는 스핀(spin) 방식 등을 적용할 수 있다.
제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)와 제2 투명수지층(83)이 형성되면, 그 위에 격벽(70)을 적층할 수 있도록 제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)와 제2 투명수지층(83)을 덮는 평탄화층(75)을 형성한다(S13).
평탄화층(75)의 상면(75a)은 격벽(70)을 균일한 높이로 형성할 수 있을 정도의 평탄도를 가진다. 평탄화층(75)는 광의 투과율, 반사율 및 굴절률에 영향을 주지 않거나 최소화할 수 있는 투명한 소재로 형성할 수 있다.
이어서, 평탄화층(75)의 상면(75a)에 격자 형태의 격벽(70)을 형성한다(S14). 격벽(70)에 의해 형성되는 각 셀은 전술한 블랙 매트릭스(77)에 의해 형성된 각 셀에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(70)에 의해 형성되는 각 셀은 서브 픽셀 영역에 해당한다.
격벽(70)이 형성된 후, 각 픽셀에 색변환 물질(나노 형광체 또는 양자점 물질)을 잉크젯 프린팅 방식을 통해 제1 색변환층(71) 및 제2 색변환층(72)을 순차적으로 패터닝 한다(S15).
제1 및 제2 색변환층(71, 72)을 형성하는 다른 방식으로, 전술한 컬러 필터의 제작 방식과 유사하게 나노 형광체 또는 양자점 물질을 포토 레지스트에 믹싱하여 도포, 노광 및 현상을 거쳐 형성할 수 있다.
제1 색변환층(71)은 적색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 적색 나노 형광체로 이루어질 수 있고, 제2 색변환층(72)은 녹색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 녹색 나노 형광체로 이루어질 수 있다. 대안으로, 제1 색변환층(71)은 적색 양자점(Quantum dot)으로 이루어질 수 있고, 제2 색변환층(72)은 녹색 양자점으로 이루어질 수 있다.
제1 및 제2 색변환층(71, 72)을 각 픽셀에 패터닝한 후, 제1 및 제2 색변환층(71, 72)이 형성되지 않은 빈 셀들에 잉크젯 프린팅 방식을 통해 투명수지 소재를 패터닝하여 제1 투명수지층(73)을 형성한다.
이어서, 제1 색변환층(71), 제2 색변환층(72), 제1 투명수지층(73)에 각각 적층되는 광분산층(68)을 형성한다(S16).
광분산층(68)은 투명 수지에 광 산란재가 혼합된 물질일 수 있다. 광분산층(68) 역시 잉크젯 프린팅 방식을 통해 패터닝하거나 제1 부분(11)의 상측에 전체적으로 광분산층(68)을 형성하는 물질을 도포한 후 노광 및 현상을 통해 형성할 수 있다.
상기와 같은 과정을 거쳐 디스플레이 모듈(10)의 상판을 이루는 제1 부분(11)을 형성할 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제2 부분의 제조 공정을 나타낸 흐름도이고, 도 11은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제2 부분의 공정도이다. 도 11에서는 디스플레이이 모듈(10)의 제2 부분(12) 전체를 도시하지 않고 하나의 픽셀에 대응하는 부분을 확대하여 도시한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, TFT 기판(20)의 전면(front surface)에 이방성 도전 필름(50)을 라미네이팅 한다(S21).
이 경우, TFT 기판(20)의 전면에는 다수의 기판 전극 패드(26a, 26b)가 일정한 간격을 두고 배열된다.
TFT 기판(20)에 이방성 도전 필름(50)을 부착한 후, 다수의 마이크로 LED를 TFT 기판(20)에 전사한다(S22).
마이크로 LED 전사 공정은 레이저 전사 방식, 롤러블 전사 방식, 픽 앤 플레이스 전사 방식 등을 통해 이루어질 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 각각 에피 기판에서 중계 기판(또는 인터포저(interposer))으로 이송한 후, 각 중계 기판으로부터 타겟 기판인 TFT 기판(20)으로 전사한다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)가 TFT 기판(20)에 전사되면 TFT 기판(20)에 부착된 이방성 도전 필름(50)의 표면에 안착된다. 이 상태에서 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 열 압착 공정을 통해 이방성 도전 필름(50) 내측에 소정 깊이로 삽입된다. 이에 따라, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 TFT 기판(20)에 물리적으로 고정된다. 또한, 각 마이크로 LED(61, 62, 63)의 칩 전극은 대응하는 기판 전극 패드와 이방성 도전 필름(50) 내에 분포된 다수의 도전 볼(51)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 청색 파장 대역의 광을 방출하는 청색 마이크로 LED일 수 있다.
이어서, 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)을 합착하기 위한 광학 접착제(65)를 TFT 기판(20)의 전면에 도포한다(S23).
광학 접착제(65)는 다수의 마이크로 LED(61, 62, 63)를 모두 덮을 수 있도록 TFT 기판(20)에 도포된다. 광학 접착제(65)는 UV 노광 후 일정 시간 후에 경화되는 특성을 가지는 UV 경화 실리콘 러버(예: di-methyl siloxane)일 수 있다.
이어서, 광학 접착제(65)에 미리 설정된 시간동안 UV 광을 조사하여 광학 접착제(65)를 경화한다(S24).
상기와 같은 과정을 거쳐 디스플레이 모듈(10)의 하판을 이루는 제2 부분(12)을 형성할 수 있다.
이하에서는 제1 부분(11) 및 제2 부분(12)을 상호 합착하여 디스플레이 모듈(10)을 제작하는 공정을 설명한다.
도 12는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분과 제2 부분을 결합하는 공정도이다.
도 12를 참조하면, 제2 부분(12)을 다이에 안착시킨 후, 제2 부분(12)의 상측에 제1 부분(11)을 소정 간격을 두고 배치한다.
이어서, 제1 및 제2 부분(11, 12)을 상호 합착하기 위해 제1 부분(11)을 반전시켜 제1 부분(11)의 광분산층(68)이 제2 부분(12)의 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)에 대응하도록 합착 위치로 정렬한다.
이 경우 제1 및 제2 부분(11, 12)은 서로 동일 평면에 대하여 평행을 유지하도록 배치하는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 부분(11, 12)이 합착 위치로 정렬된 후, 미리 설정된 압력으로 제1 부분(11)을 제2 부분(12)에 밀착시켜 제1 및 제2 부분(11, 12)을 합착한다. 이 경우, 제1 및 제2 부분(11, 12)은 광학 접착제(65)의해 상호 부착된다.
제1 및 제2 부분(11, 12)을 합착한 후, 광학 접착제(65)를 경화시켜 제1 및 제2 부분(11, 12) 간 결합을 견고하게 할 수 있다.
이러한 공정을 거쳐 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(10)을 제작할 수 있다.
이하, 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈을 설명한다.
전술한 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(10)은 영상 표시용 자발광 소자로 청색 마이크로 LED를 적용하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(10a, 도 13 참조)은 영상 표시용 자발광 소자로 UV 마이크로 LED를 적용할 수 있다.
도 13은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 단일 픽셀을 나타낸 단면도이다.
본 개시의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 모듈을 설명함에 있어, 전술한 디스플레이 모듈(10)과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부재번호를 부여하고 설명을 생략하며, 전술한 디스플레이 모듈(10)과 상이한 구성을 중심으로 설명한다.
디스플레이 모듈(10a)은 TFT 기판(20)과, TFT 기판(20)에는 다수의 픽셀(100a)이 배열된다.
도 13을 참조하면, 디스플레이 모듈(10a)의 픽셀(100a)은 자외선 파장 대역(360~410 nm)의 광을 방출하는 제1 내지 제3 UV 마이크로 LED(Ultraviolet micro light emitting diode)(161, 162, 163)를 포함한다.
제1 내지 제3 UV 마이크로 LED(161, 162, 163)의 발광면에는 각각 광분산층(68)이 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 색변환층(71, 72, 73a)은 제1 내지 제3 UV 마이크로 LED(161, 163)에 각각 대응하는 광분산층(68)에 적층될 수 있다.
제1 내지 제3 색변환층(71, 72, 73a)은 광분산층(68)에서 방출되는 광을 흡수하여 서로 다른 파장 대역의 광으로 변환하여 방출하는 나노 형광체를 포함할 수 있다.
제1 색변환층(71)은 제1 UV 마이크로 LED(161)에서 방출되는 자외선 파장 대역의 광에 의해 여기(excitation)되어 적색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 적색 나노 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 적색 나노 형광체는 SCASN(Si1-xCaxAlSiN3:Eu2+)일 수 있다. 이 경우 적색 나노 형광체는 입자 크기 분포 평균값(d50)이 0.5㎛미만(바람직하게는 0.1㎛ < d50 < 0.5㎛)일 수 있다.
제2 색변환층(72)은 제2 UV 마이크로 LED(162)에서 방출되는 자외선 파장 대역의 광에 의해 여기(excitation)되어 녹색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 녹색 나노 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 녹색 나노 형광체는 β-SiAlON(Si6-zAlzOzN8-z:Eu2+) 또는 SrGa2S4일 수 있다. 이 경우 녹색 나노 형광체는 입자 크기 분포 평균값(d50)이 0.5㎛미만(바람직하게는 0.1㎛ < d50 < 0.5㎛)일 수 있다.
제3 색변환층(73a)은 제3 UV 마이크로 LED(163)에서 방출되는 자외선 파장 대역의 광에 의해 여기(excitation)되어 청색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 청색 나노 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 청색 나노 형광체는 BAM(BaMgxAlyOz:Eun+)일 수 있다. 이 경우 청색 나노 형광체는 입자 크기 분포 평균값(d50)이 0.5㎛(바람직하게는 0.1㎛ < d50 < 0.5㎛)일 수 있다.
대안으로, 제1 색변환층(71)은 적색 양자점(Quantum dot)으로 이루어질 수 있고, 제2 색변환층(72)은 녹색 양자점으로 이루어질 수 있고, 제3 색변환층(73a)은 청색 양자점으로 이루어질 수 있다.
제1 내지 제3 색변환층(71, 72, 73a)의 상측에는 각각 제1 컬러 필터(81), 제2 컬러 필터(82) 및 제2 투명수지층(83)이 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 UV 마이크로 LED(161, 162, 163)의 사이즈는 각각 광분산층(68)의 사이즈보다 작게 형성된다. 이 경우, 광분산층(68)의 사이즈는 제1 내지 제3 색변환층(71, 72, 73a)의 사이즈(또는 면적)와 동일할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 마이크로 LED(161, 162, 163)의 측면과 격벽(70) 사이에 갭이 형성될 수 있으며 이 갭은 광학 접착제(65)로 채워진다. 이에 따라 격벽(70)은 광학 접착제(65)를 통해 주변 구조물과 견고하게 결합을 이룸에 따라 TFT 기판(20)에 안정적으로 고정될 수 있다.
또한, 투명커버층(90)의 일면에는 박막의 UV 차단 필터(91)가 적층 형성될 수 있다. UV 차단 필터(91)는 제1 내지 제3 UV 마이크로 LED(161, 162, 163)에서 방출되는 자외선을 차단할 수 있다. UV 차단 필터(91)는 400 nm 이하 파장에 대하여 10% 이하의 투과율을 가질 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(10a)의 제1 및 제2 부분의 제작 공정과 제1 및 제2 부분의 합착 공정을 순차적으로 상세히 설명한다.
도 14는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분의 제조 공정을 나타낸 흐름도이고, 도 15는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분의 공정도이다. 도 14에서는 디스플레이이 모듈(10a)의 제1 부분(11a) 전체를 도시하지 않고 하나의 픽셀에 대응하는 부분을 확대하여 도시한다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 디스플레이 모듈(10a)의 제1 부분(11a)이 제작될 수 있다.
먼저, 투명커버층(90)의 일면에 박막의 UV 차단 필터(91)를 형성한다(S51). UV 차단 필터(91)는 제1 내지 제3 UV 마이크로 LED(161, 162, 163)에서 방출되는 자외선을 차단할 수 있다.
제1 부분(11a)을 제작하는 동안 UV 차단 필터(91)를 보호하기 위해 보호층(93)을 UV 차단 필터(91) 상에 적층 형성한다(S52).
이어서, 투명커버층(90)의 타면에 격자 형태로 블랙 매트릭스(77)를 형성한다(S53).
투명커버층(90)은 예를 들면, 소정 두께를 가지는 사각형 또는 직사각형 글라스 기판을 사용할 수 있다. 투명커버층(90)의 사이즈는 대략 TFT 기판(20)의 사이즈와 대략 대응할 수 있다.
블랙 매트릭스(77)는 격자 형상으로 이루어짐에 따라 다수의 셀을 형성하게 되는데, 각 셀은 서브 픽셀 영역이 될 수 있다. 이와 같이 블랙 매트릭스(77)의 다수의 셀 중에서 미리 설정된 셀에 컬러 필터를 형성한다(S54).
예를 들면, 제1 컬러 필터(81)를 형성하기 위해, 블랙 매트릭스(77)가 형성된 투명커버층(90)의 일면에 전제적으로 적색 소재를 균일하게 도포한다. 그 후에 마스크를 이용해 적색이 남아있어야 할 곳만 노광시키고 나머지 영역에서는 현상을 통해 적색 소재를 제거한다.
이어서, 제2 컬러 필터(82)를 형성하기 위해, 투명커버층(90)의 일면에 전제적으로 녹색 소재를 균일하게 도포한다. 그 후에 마스크를 이용해 녹색이 남아있어야 할 곳만 노광시키고 나머지 영역에서는 현상을 통해 녹색 소재를 제거한다.
또한, 제2 투명수지층(83)을 형성하기 위해, 투명커버층(90)의 일면에 전제적으로 투명수지 소재를 균일하게 도포한다. 그 후에 마스크를 이용해 투명수지가 남아있어야 할 곳만 노광시키고 나머지 영역에서는 현상을 통해 투명수지 소재를 제거한다.
컬러 필터 소재 및 투명수지 소재를 투명커버층(90)에 도포하는 방식은 프린터 노즐을 이용해 전체 면에 고르게 입히는 슬릿(slit) 방식, 중앙에 액상을 뿌린 후 판을 회전시켜 도포하는 스핀(spin) 방식 등을 적용할 수 있다.
제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)와 제2 투명수지층(83)이 형성되면, 그 위에 격벽(70)을 적층할 수 있도록 제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)와 제2 투명수지층(83)을 덮는 평탄화층(75)을 형성한다(S55).
평탄화층(75)의 상면(75a)은 격벽(70)을 균일한 높이로 형성할 수 있을 정도의 평탄도를 가진다. 평탄화층(75)는 광의 투과율, 반사율 및 굴절률에 영향을 주지 않거나 최소화할 수 있는 투명한 소재로 형성할 수 있다.
이어서, 평탄화층(75)의 상면(75a)에 격자 형태의 격벽(70)을 형성한다(S56). 격벽(70)에 의해 형성되는 각 셀은 전술한 블랙 매트릭스(77)에 의해 형성된 각 셀에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(70)에 의해 형성되는 각 셀은 서브 픽셀 영역에 해당한다.
격벽(70)이 형성된 후 각 셀에 색변환 물질(나노 형광체)을 잉크젯 프린팅 방식을 통해 제1 내지 제3 색변환층(71, 72, 73a)을 순차적으로 패터닝 한다(S57).
제1 내지 제3 색변환층(71, 72, 73a)을 형성하는 다른 방식으로, 전술한 컬러 필터의 제작 방식과 유사하게 나노 형광체를 믹싱한 포토 레지스트를 도포, 노광 및 현상하여 형성할 수 있다.
제1 색변환층(71)은 적색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 적색 나노 형광체로 이루어질 수 있고, 제2 색변환층(72)은 녹색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 녹색 나노 형광체로 이루어질 수 있다. 제3 색변환층(73a)은 청색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 청색 나노 형광체로 이루어질 수 있다.
이어서, 제1 색변환층(71), 제2 색변환층(72), 제3 색변환층(73a)에 각각 적층될 수 있는 광분산층(68)을 형성한다(S58).
광분산층(68)은 투명 수지에 광 산란재가 혼합된 물질일 수 있다. 광분산층(68) 역시 잉크젯 프린팅 방식을 통해 패터닝하거나 제1 부분(11)의 상측에 전체적으로 광분산층(68)을 형성하는 물질을 도포한 후 노광 및 현상을 통해 형성할 수 있다.
이어서, 보호층(93)을 UV 차단 필터(91)로부터 제거한다(S59). 이로써 디스플레이 모듈(10a)의 상판을 이루는 제1 부분(11a)을 형성할 수 있다.
도 16은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제2 부분의 제조 공정을 나타낸 흐름도이고, 도 17은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제2 부분의 공정도이다. 도 17에서는 디스플레이이 모듈(10a)의 제2 부분(12a) 전체를 도시하지 않고 하나의 픽셀에 대응하는 부분을 확대하여 도시한다.
도 16 및 도 17을 참조하면, TFT 기판(20)의 전면(front surface)에 이방성 도전 필름(50)을 라미네이팅 한다(S61). 이 경우, TFT 기판(20)의 전면에는 다수의 기판 전극 패드(26a, 26b)가 일정한 간격을 두고 배열된다.
TFT 기판(20)에 이방성 도전 필름(50)을 부착한 후, 다수의 UV 마이크로 LED(161, 162, 163)를 TFT 기판(20)에 전사한다(S62).
UV 마이크로 LED 전사 공정은 레이저 전사 방식, 롤러블 전사 방식, 픽 앤 플레이스 전사 방식 등을 통해 이루어질 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제3 UV 마이크로 LED(161, 162, 163)는 각각 에피 기판에서 중계 기판(또는 인터포저(interposer))으로 이송한 후, 각 중계 기판으로부터 타겟 기판인 TFT 기판(20)으로 전사한다.
제1 내지 제3 UV 마이크로 LED(161, 162, 163)가 TFT 기판(20)에 전사되면 TFT 기판(20)에 부착된 이방성 도전 필름(50)의 표면에 안착된다. 이 상태에서 제1 내지 제3 UV 마이크로 LED(161, 162, 163)는 열 압착 공정을 통해 이방성 도전 필름(50) 내측으로 소정 깊이로 삽입된다. 이에 따라, 제1 내지 제3 UV 마이크로 LED(161, 162, 163)는 TFT 기판(20)에 물리적으로 고정된다. 또한, 각 UV 마이크로 LED(161, 162, 163)의 칩 전극은 대응하는 기판 전극 패드와 이방성 도전 필름(50) 내에 분포된 다수의 도전 볼(51)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
이어서, 제1 부분(11a) 및 제2 부분(12a)을 합착하기 위한 광학 접착제(65)를 TFT 기판(20)의 전면에 도포한다(S63).
광학 접착제(65)는 다수의 UV 마이크로 LED(161, 162, 163)를 모두 덮을 수 있도록 TFT 기판(20)에 도포된다. 광학 접착제(65)는 UV 노광 후 일정 시간 후에 경화되는 특성을 가지는 UV 경화 실리콘 러버(예: di-methyl siloxane)일 수 있다.
이어서, 광학 접착제(65)를 경화하도록 미리 설정된 시간 동안 광학 접착제(65)에 UV를 조사한다(S64).
상기와 같은 과정을 거쳐 디스플레이 모듈(10a)의 하판을 이루는 제2 부분(12a)을 형성할 수 있다.
이하에서는 제1 부분(11a) 및 제2 부분(12a)을 상호 합착하여 디스플레이 모듈(10a)을 제작하는 공정을 설명한다.
도 18은 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분과 제2 부분을 결합하는 공정도이다.
도 18을 참조하면, 제2 부분(12a)을 다이에 안착시킨 후, 제2 부분(12a)의 상측에 제1 부분(11a)을 소정 간격을 두고 배치한다.
이어서, 제1 및 제2 부분(11a, 12a)을 상호 합착하기 위해 제1 부분(11a)을 반전시켜 제1 부분(11a)의 광분산층(68)이 제2 부분(12a)의 각 UV 마이크로 LED(161, 162, 163)에 대응하도록 합착 위치로 정렬한다.
이 경우 제1 및 제2 부분(11a, 12a)은 서로 동일 평면에 대하여 평행을 유지하도록 배치하는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 부분(11a, 12a)이 합착 위치로 정렬된 후, 미리 설정된 압력으로 제1 부분(11a)을 제2 부분(12a)에 밀착시켜 제1 및 제2 부분(11a, 12a)을 합착한다. 이 경우, 제1 및 제2 부분(11a, 12a)은 광학 접착제(65)의해 상호 부착된다.
제1 및 제2 부분(11a, 12a)을 합착한 후, 광학 접착제(65)를 경화시켜 제1 및 제2 부분(11a, 12a) 간 결합을 견고하게 할 수 있다.
이러한 공정을 거쳐 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(10a)을 제작할 수 있다.
실시 예들은 반드시 단독으로 구현되어야 하는 것은 아니며, 각 실시 예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시 예들과 조합되어 구현될 수도 있다.
실시예가 구체적으로 도시되고 설명되었지만, 청구범위의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부사항의 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다.
본 개시는 영상 표시용 자발광 소자를 사용하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Claims (15)

  1. 기판; 및
    상기 기판에 제공된 다수의 픽셀;을 포함하며,
    상기 다수의 픽셀 중 제1 픽셀은,
    동일한 색상의 광을 발산하는 제1 무기 발광 소자, 제2 무기 발광 소자 및 제3 무기 발광 소자;
    상기 제1 무기 발광 소자의 발광면 상에 제공되는 제1 광분산층, 상기 제2 무기 발광 소자의 발광면 상에 제공되는 제2 광분산층, 및 상기 제3 무기 발광 소자의 발광면 상에 제공되는 제3 광분산층;
    상기 제1 광분산층 상에 제공되는 제1 색변환층 및 상기 제2 광분산층 상에 제공되는 제2 색변환층; 및
    상기 제1 색분산층 상에 제공되는 제1 컬러 필터 및 상기 제2 색변환층 상에 제공되는 제2 컬러 필터;를 포함하며,
    상기 기판의 상면 위에서 바라보면, 상기 제1 광분산층은 상기 제1 무기 발광 소자보다 크고, 상기 제2 광분산층은 상기 제2 무기 발광 소자보다 크고, 상기 제3 광분산층은 상기 제3 무기 발광 소자보다 큰, 디스플레이 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상면 위에서 바라보면, 상기 제1 광분산층과 상기 제1 색변환층은 같은 사이즈를 가지며, 상기 제2 광분산층과 상기 제2 색변환층은 같은 사이즈를 가지는, 디스플레이 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광분산층, 상기 제2 광분산층 및 상기 제3 광분산층은 투명 수지와 상기 투명 수지에 혼합된 광 산란재를 포함하는, 디스플레이 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 투명 수지는 실리콘 또는 에폭시계 화합물인, 디스플레이 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 광 산란재는 TiO2, SiO2 또는 글라스 비드(glass bead)인, 디스플레이 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상면 위에서 바라보면, 상기 제1 무기 발광 소자의 중심은 상기 제1 광분산층의 중심에 일치하고, 상기 제2 무기 발광 소자의 중심은 상기 제1 광분산층의 중심에 일치하고, 상기 제3 무기 발광 소자의 중심은 상기 제3 광분산층의 중심에 일치하는, 디스플레이 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상면 위에서 바라보면, 상기 제1 무기 발광 소자의 중심은 상기 제1 광분산층의 중심으로부터 오프셋(offset) 되고, 상기 제2 무기 발광 소자의 중심은 상기 제2 광분산층의 중심으로부터 오프셋 되고, 상기 제3 무기 발광 소자의 중심은 상기 제3 광분산층의 중심으로부터 오프셋 된, 디스플레이 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무기 발광 소자, 상기 제2 무기 발광 소자 및 상기 제3 무기 발광 소자는 각각 청색 마이크로 LED(blue micro light emitting diode)인, 디스플레이 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 상면 위에서 바라보면, 상기 제1 광분산층과 상기 제1 색변환층은 같은 사이즈를 가지며, 상기 제2 광분산층과 상기 제2 색변환층은 같은 사이즈를 가지며,
    상기 제1 무기 발광 소자, 상기 제2 무기 발광 소자 및 상기 제3 무기 발광 소자 사이에는 격벽이 제공되고,
    상기 격벽은 상기 제1 광분산층, 상기 제2 광분산층 및 제3 상기 광분산층과 상기 제1 색변환층 및 상기 제2 색변환층의 측면에서 각각 방출되는 광을 반사하도록 형성되는, 디스플레이 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 격벽의 표면에는 금속막이 형성된, 디스플레이 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 무기 발광 소자의 측면과 상기 격벽 사이, 상기 제2 무기 발광 소자의 측면과 상기 격벽 사이, 및 상기 제3 무기 발광 소자의 측면과 상기 격벽 사이는 광학 접착제가 제공되는, 디스플레이 모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 무기 발광 소자에 인접한 상기 제1 광분산층의 일부, 상기 제2 무기 발광 소자에 인접한 상기 제2 광분산층의 일부, 및 상기 제3 무기 발광 소자에 인접한 상기 제3 광분산층의 일부는 각각 상기 광학 접착제와 직접 접촉하는, 디스플레이 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무기 발광 소자, 상기 제2 무기 발광 소자 및 상기 제3 무기 발광 소자는 각각 UV 마이크로 LED(ultraviolet micro light emitting diode)이고,
    상기 제3 광분산층 상에 제공되는 제3 색변환층;
    상기 제3 색변환층 상에 제공되는 제3 컬러 필터; 및
    상기 제1 컬러 필터, 상기 제2 컬러 필터 및 상기 제3 컬러 필터 상에 제공되는 UV 차단 필터;를 더 포함하는, 디스플레이 모듈.
  14. 디스플레이 모듈의 제조 방법에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈의 제1 부분을 제작하기 위해 제1 기판 상에 컬러 필터, 평탄화층, 격벽, 색변환층을 순차적으로 형성하는 단계;
    상기 디스플레이 모듈의 제1 부분을 제작하기 위해 제2 기판 상에 다수의 무기 발광 소자를 제공하는 단계;
    상기 제1 부분의 색변환층과 상기 제2 부분의 다수의 무기 발광 소자를 정렬하는 단계; 및
    상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 합착하는 단계;를 포함하는 디스플레이 모듈의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    블랙 매트릭스를 상기 제1 기판 상에 메시 형태로 형성하는 단계;
    상기 제1 기판 상에 상기 컬러 필터를 형성하는 단계;
    상기 컬러 필터 상에 상기 평탄화층을 형성하는 단계;
    상기 평탄화층 상에 서브 픽셀 영역을 정의하도록 상기 격벽을 형성하는 단계;
    제1 다수의 서브 픽셀 영역에 상기 색변환층을 형성하는 단계;
    제2 다수의 서브 픽셀 영역에 투명수지층을 형성하는 단계; 및
    상기 색변환층 및 상기 투명수지층 상에 광분산층을 형성하는 단계;를 더 포함하는, 디스플레이 모듈의 제조 방법.
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