WO2024063557A1 - 자발광 소자 상에 형성된 색 변환 층을 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

자발광 소자 상에 형성된 색 변환 층을 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2024063557A1
WO2024063557A1 PCT/KR2023/014367 KR2023014367W WO2024063557A1 WO 2024063557 A1 WO2024063557 A1 WO 2024063557A1 KR 2023014367 W KR2023014367 W KR 2023014367W WO 2024063557 A1 WO2024063557 A1 WO 2024063557A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
color conversion
self
conversion layer
light
substrate
Prior art date
Application number
PCT/KR2023/014367
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이대희
고성준
손상현
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to US18/511,414 priority Critical patent/US20240162390A1/en
Publication of WO2024063557A1 publication Critical patent/WO2024063557A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements

Definitions

  • Embodiments of the present disclosure relate to a display module and a method of manufacturing the same. More specifically, it relates to a display module including a self-luminous element and a color conversion layer formed on the self-luminous element, and a method of manufacturing the same.
  • Quantum dots absorb light emitted by self-luminous elements included in the display module and then emit light in a different wavelength range from the absorbed light.
  • the quantum dots may be included in the color conversion layer formed on the self-luminous device.
  • a plurality of scattering particles are included within the color conversion layer containing the quantum dots. The plurality of scattering particles serve to scatter light that is emitted without being absorbed by the quantum dot.
  • a display module including a substrate and a plurality of pixels formed on the substrate.
  • Each of the plurality of pixels is a first self-luminous device, a second self-luminous device, and a third self-luminous device that emits light in a first wavelength band.
  • a first color conversion device disposed on the first self-luminous device and including a plurality of first quantum dots that absorb light in a first wavelength band emitted from the first self-luminous device and emit light in a second wavelength band.
  • a second layer disposed on the second self-luminous device and comprising a plurality of second quantum dots that absorb light in a first wavelength band emitted from the second self-luminous device and emit light in a third wavelength band. It includes a color conversion layer, wherein the first color conversion layer and the second color conversion layer include a plurality of layers for scattering the light emitted from the first self-luminous device and the light emitted from the second self-luminous device. Contains bubble particles.
  • the diameter of any one of the plurality of bubble particles may be 0.74 ⁇ m to 1.26 ⁇ m.
  • the plurality of bubble particles may be bubble particles of an inert gas.
  • the volume fraction of the plurality of bubble particles for each of the first color conversion layer and the second color conversion layer may be 2.5% to 9%.
  • Each of the first color conversion layer and the second color conversion layer may further include a plurality of scattering particles.
  • the mass ratio of the plurality of first quantum dots included in the first color conversion layer and the plurality of scattering particles is 1:0.04 to 1:0.14, and the plurality of second quantum dots included in the second color conversion layer
  • the mass ratio of the plurality of scattering particles may be 1:0.04 to 1:0.14.
  • the first self-luminous device, the second self-luminous device, and the third self-luminous device may be a blue micro LED (Blue Micro Light Emitting Diode).
  • the plurality of first quantum dots may absorb blue wavelength light and emit red wavelength light
  • the plurality of second quantum dots may absorb blue wavelength light and emit green wavelength light
  • the display module may further include a first color filter located on the first color conversion layer and a second color filter located on the second color conversion layer.
  • the display module includes a first transparent resin layer located on the third self-luminous element and a second transparent resin layer located on the first color conversion layer, wherein the second transparent resin layer and the first color
  • the filter and the second color filter may be located on the same plane.
  • a method of manufacturing a display module includes forming a first self-luminous device, a second self-luminous device, and a third self-luminous device corresponding to a plurality of subpixels on a first substrate, and a plurality of partitions formed on the second substrate. forming a first color conversion layer and a second color conversion layer including a plurality of bubble particles in an area corresponding to the first self-luminous element and the second self-luminous element among the areas partitioned by the plurality of partition walls.
  • the first color conversion layer is configured to provide light in a first wavelength band emitted from the first self-luminous device. It includes a plurality of first quantum dots that absorb and emit light in a second wavelength band, wherein the second color conversion layer absorbs the light in the first wavelength band emitted from the second self-luminous device and emits light in the third wavelength band.
  • It includes a plurality of second quantum dots that emit light in a wavelength band, and the light emitted from the first self-luminous device and the second self-luminous device, respectively, is transmitted to the first color conversion layer and the second color conversion layer. It may be scattered by a plurality of contained bubble particles.
  • the method of manufacturing the display module includes forming a plurality of black matrices at preset intervals on a second substrate, forming a color filter between the plurality of black matrices formed on the second substrate, and the plurality of black matrices. It may include forming partition walls to correspond to the plurality of subpixels on each black matrix among the black matrices.
  • the method of manufacturing the display module is such that the first color conversion layer corresponds to the first self-luminous element, the second color conversion layer corresponds to the second self-luminous element, and the transparent resin layer corresponds to the third self-luminous element.
  • the method may further include aligning the first substrate and the second substrate to correspond to the light emitting device.
  • the diameter of any one of the plurality of bubble particles may be 0.74 ⁇ m to 1.26 ⁇ m.
  • the plurality of bubble particles may be bubble particles of an inert gas.
  • FIG. 1 is a schematic front view showing a display module according to an embodiment.
  • Figure 2 is a schematic block diagram showing a display module according to an embodiment.
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing a single pixel of a display module including a color conversion layer based on bubble particles according to an embodiment.
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a single pixel of a display module including a color conversion layer based on bubble particles and scattering particles according to an embodiment.
  • Figure 5 is a diagram showing the luminance maintenance rate of a display module including a color conversion layer based on bubble particles according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic flowchart of a method of manufacturing a display module according to an embodiment.
  • Figure 7 is a flowchart showing a manufacturing process of the first part of the display module according to one embodiment.
  • Figure 8 is a process diagram of the first part of the display module according to one embodiment.
  • Figure 9 is an exemplary diagram showing a method of manufacturing a first color conversion layer including a plurality of bubble particles according to an embodiment.
  • Figure 10 is a flowchart showing a manufacturing process of the second part of the display module according to one embodiment.
  • FIG. 11 is a process diagram of a second part of a display module according to an embodiment.
  • Figure 12 is a process diagram for combining the first part and the second part of the display module according to one embodiment.
  • expressions such as “have,” “may have,” “includes,” or “may include” refer to the presence of the corresponding feature (e.g., component such as numerical value, function, operation, or part). , and does not rule out the existence of additional features.
  • a or/and B should be understood as referring to either “A” or “B” or “A and B”.
  • expressions such as “first,” “second,” “first,” or “second,” can modify various components regardless of order and/or importance, and can refer to one component. It is only used to distinguish from other components and does not limit the components.
  • a component e.g., a first component
  • another component e.g., a second component
  • connection to it should be understood that a certain component can be connected directly to another component or connected through another component (e.g., a third component).
  • a “module” or “unit” performs at least one function or operation, and may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software. Additionally, a plurality of “modules” or a plurality of “units” may be integrated into at least one module and implemented with at least one processor, except for “modules” or “units” that need to be implemented with specific hardware.
  • the display module may be a display panel equipped with a micro light emitting diode (micro LED), which is a self-luminescence element for displaying images.
  • micro LED micro light emitting diode
  • the display module is one of the flat panel display panels, consisting of multiple inorganic light-emitting diodes (inorganic LEDs) each measuring less than 100 micrometers, providing better contrast, response time and energy efficiency compared to Liquid Crystal Display (LCD) panels that require a backlight. provides.
  • the display module does not need a separate backlight because the micro light-emitting diode used for video display is a self-luminous device.
  • micro LED which is an inorganic light emitting device, has longer brightness, luminous efficiency, and lifespan than organic light emitting diode (Organic LED, OLED).
  • Micro LEDs can be semiconductor chips that can emit light on their own when power is supplied. Micro LED has fast response speed, low power, and high brightness. For example, micro LEDs are more efficient at converting electricity into photons than conventional LCDs or OLEDs. For example, it has a higher “brightness per watt” compared to traditional LCD or OLED displays. Accordingly, micro LED can produce the same brightness with about half the energy compared to existing LED (width, length, and height each exceeding 100 ⁇ m) 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 produce a clear screen even outdoors.
  • micro LED is resistant to burn-in and generates less heat, ensuring a long lifespan without deformation.
  • a micro LED may have a flip chip structure in which an anode and a cathode electrode are formed on the same first surface and a light emitting surface is formed on a second surface located on an opposite side of the first surface on which the electrodes are formed.
  • one pixel may include at least three subpixels.
  • One subpixel is a self-luminescence element for image display, which may mean, for example, a micro LED, blue micro light emitting diode (Blue micro light emitting diode), or UV micro LED (Ultraviolet micro light emitting diode).
  • the blue micro LED may be a self-luminous device that emits light in the blue wavelength band (450-490 nm)
  • the UV micro LED may be a self-luminous device that emits light in the ultraviolet wavelength band (360-410 nm).
  • one subpixel may include one micro self-luminous element and a corresponding color conversion layer and color filter.
  • the color conversion layer can be excited by light emitted from the micro self-luminous device and emit a color in a predetermined wavelength band.
  • the color conversion layer may be made of a material containing nano-phosphors or quantum dots.
  • one subpixel area refers to an area in which the color of a corresponding subpixel is expressed by light emitted from one subpixel.
  • the area of one side of the color conversion layer to which the subpixel corresponds may be larger than the area of the light emitting surface of the subpixel.
  • the subpixel area may correspond to the area of the color conversion layer.
  • the substrate has a TFT layer with a thin film transistor (TFT) circuit formed on the front surface, and a power supply circuit that supplies power to the TFT circuit, a data drive driver, and a gate drive on the rear surface.
  • a timing controller that controls the driver and each driving driver may be disposed. Multiple pixels arranged in the TFT layer can be driven by a TFT circuit.
  • the substrate is a glass substrate, a synthetic resin-based substrate (e.g., Polyimide (PI), Polyethylene Terephthalate (PET), Polyethersulfone (PES), Polyethylene Naphthalate (PEN), Polycarbonate (PC), etc.) or a ceramic substrate. You can use it.
  • PI Polyimide
  • PET Polyethylene Terephthalate
  • PES Polyethersulfone
  • PEN Polyethylene Naphthalate
  • PC Polycarbonate
  • a TFT layer with a TFT circuit formed 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 can be formed integrally on the substrate or manufactured as a separate film and attached to one side of the glass substrate.
  • the front surface of the substrate may be divided into an active area and an inactive area.
  • the active area may correspond to an area occupied by the TFT layer on the front surface of the substrate
  • the inactive area may correspond to an area excluding the area occupied by the TFT layer on the front surface of the substrate.
  • the edge area of the substrate may be the outermost area of the glass substrate. Additionally, the edge area of the substrate may be the remaining area excluding the area where the circuit is formed. Additionally, the edge area of the substrate may include a portion of the front surface of the substrate adjacent to the side of the substrate and a portion of the rear surface of the substrate adjacent to the side of the substrate.
  • the substrate may be formed in a quadrangle type. For example, the substrate may be formed as a rectangle or square.
  • the edge area of the substrate may include at least one side of the four sides of the glass substrate.
  • the TFTs constituting the TFT layer are not limited to a specific structure or type.
  • the TFTs cited in the present disclosure include low-temperature polycrystalline silicon TFT (LTPS TFT) and others. It can be implemented with oxide TFT, Si TFT (poly silicon, a-silicon), organic TFT, graphene TFT, etc., and only P-type (or N-type) MOSFET can be made and applied in the Si wafer CMOS process.
  • the pixel driving method of the display module may be an active matrix (AM) driving method or a passive matrix (PM) driving method.
  • the display module can form a wiring pattern in which each micro LED is electrically connected depending on the AM driving method or the PM driving method.
  • a plurality of PAM (Pulse Amplitude Modulation) control circuits may be disposed in one pixel area. In this case, each subpixel arranged in one pixel area can be controlled by a corresponding PAM control circuit.
  • a plurality of PWM (Pulse Width Modulation) control circuits may be disposed in one pixel area. In this case, each subpixel arranged in one pixel area can 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 subpixels arranged in one pixel area may be controlled by a PAM control circuit and others may be controlled by a PWM control circuit.
  • each subpixel can be controlled by a PAM control circuit and a PWM control circuit.
  • the display module may include a plurality of thin-film thickness lateral interconnections disposed at regular intervals along the side of the TFT substrate.
  • the display module may provide a plurality of through wiring members formed not to be exposed to the side of the TFT substrate, instead of the side wiring to be exposed to the side of the TFT substrate. Accordingly, by minimizing the inactive area and maximizing the active area on the front surface of the TFT substrate, bezel-less can be achieved and the mounting density of micro LEDs on the display module can be increased.
  • a display module that implements bezel-less design can provide a large-sized multi-display device that can maximize the active area when connecting multiple displays.
  • each display module can be formed to minimize the inactive area and maintain the pitch between each pixel of adjacent display modules the same as the pitch between each pixel within a single display module. Accordingly, this may be a way to prevent the seam from being recognized at the connection between each display module.
  • the driving circuit may be implemented by a micro IC disposed in the pixel area and controlling the driving of at least 2n pixels.
  • a micro IC disposed in the pixel area and controlling the driving of at least 2n pixels.
  • only a channel layer connecting the micro IC and each micro LED may be formed on the TFT layer (or backplane) instead of the TFT.
  • the display module is a single unit that can be installed and applied to wearable devices, portable devices, handheld devices, and electronic products or battlefields that require various displays, and is a matrix type. It can be applied to display devices such as personal computer (PC) monitors, high-resolution TVs, signage (or digital signage), and electronic displays through multiple assembly arrangements.
  • PC personal computer
  • 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 TFT substrate 20 arranged on the front surface of the TFT substrate 20. It may include 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 multiple subpixels.
  • One subpixel may include one self-emitting element and a color conversion layer and color filter corresponding to each self-emitting element.
  • the self-light emitting device is an inorganic self-light emitting diode, for example, a VCSEL diode (Vertical Cavity Surface Emitting Laser diode) with a size of 100 ⁇ m or less (e.g., 30 ⁇ m or less) or a micro It may be an LED (micro light emitting diode).
  • VCSEL diodes and micro LEDs can emit light in the blue wavelength band (450-490 nm) or light in the ultraviolet wavelength band (360-410 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 of the glass substrate 21, and a TFT circuit of the TFT layer 23 and the glass substrate. It may include a plurality of side wirings 25 that electrically connect circuits disposed on the rear side.
  • TFT Thin Film Transistor
  • a substrate made of a flexible material e.g., Polyimide (PI), Polyethylene Terephthalate (PET), Polyethersulfone (PES), Polyethylene Naphthalate (PEN), Polycarbonate (PC), etc.
  • PI Polyimide
  • PET Polyethylene Terephthalate
  • PES Polyethersulfone
  • PEN Polyethylene Naphthalate
  • PC Polycarbonate
  • the TFT substrate 20 may include an active area 20a that provides an image on the front surface and a dummy area 20b that cannot provide an image.
  • the active area 20a may be divided into multiple pixel areas 24.
  • the multiple pixel areas 24 may be divided into various shapes.
  • the plurality of pixel areas 24 may be partitioned in a matrix form.
  • One pixel area 24 may include one pixel 100 (see FIG. 3).
  • the inactive area 20b may be included in an edge area of the glass substrate, and a plurality of connection pads 28a may be formed along the edge area at regular intervals.
  • the plurality of connection pads 28a may be electrically connected to each pixel driving circuit 30 through respective wires 28b.
  • connection pads 28a formed in the inactive area 20b may vary depending on the number of pixels implemented on the glass substrate 21 and may vary depending on the driving method of the TFT circuit disposed in the active area 20a. there is. For example, compared to the case where the TFT circuit disposed in the active area 20a is a PM (Passive Matrix) driving method that drives multiple pixels in horizontal and vertical lines, the AM (Active Matrix) driving method drives each pixel individually. The drive method may require more wiring and contact pads.
  • the TFT layer 23 includes a plurality of data signal lines arranged horizontally to control the plurality of pixels 100, a plurality of gate signal lines arranged vertically, and a plurality of pixel driving circuits electrically connected to each line ( 30) may be included.
  • the panel driver 40 is connected directly to the substrate using COG (Chip on Class) or COP (Chip on Plastic) bonding, or indirectly to the TFT substrate 20 through a separate FPCB using FOG (Film on Glass) bonding. 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 can control a plurality of pixel driver circuits 30 on a line-by-line basis through the first driver 41 and the second driver 42.
  • the first driver 41 generates a control signal to sequentially control a plurality of horizontal lines formed on the TFT substrate 20, one line per image frame, and sends the generated control signal to a pixel driver circuit connected to each line. It can be sent to (30).
  • the second driver 42 generates a control signal to sequentially control a plurality of vertical lines formed on the TFT substrate 20, one line per image frame, and uses the generated control signal to drive each pixel connected to the corresponding line. It can be transmitted to the circuit 30.
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing a single pixel of a display module including a color conversion layer based on bubble particles according to an embodiment.
  • one pixel 100 may be included in one pixel area 24 (see FIG. 1).
  • each of the plurality of pixels 100 includes a plurality of self-luminous elements that emit light of the same color.
  • the plurality of pixels 100 may include first, second, and third self-luminous elements that emit light in a first wavelength band.
  • the first, second, and third self-luminous devices may each be micro LEDs (first, second, and third micro LEDs) that emit light in a blue wavelength band (450 to 490 nm).
  • each micro LED may correspond to each subpixel included in the pixel 100.
  • the first subpixel of the pixel 100 may correspond to the first micro LED
  • the second subpixel may correspond to the second micro LED
  • the third subpixel may correspond to the third micro LED.
  • the first, second, and third self-luminous devices will be described assuming that they are micro LEDs that emit light in the blue wavelength band. Accordingly, the first self-luminous element is referred to as a first micro LED, the second self-luminous element is referred to as a second micro LED, and the third self-luminous element is referred to as a third micro LED.
  • the first micro LED 61 and the second micro LED 62 do not emit light to the rear side (side where the chip electrode is located) and the side of the first and second micro LEDs 61 and 62, but are emitted from the TFT substrate 20.
  • It may be a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser) diode so that it can be emitted only to the light emitting surface in the direction perpendicular to the surface.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser
  • the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 are connected to the TFT substrate 20 through an anisotropic conductive film (ACF) 50 laminated on the front surface of the TFT substrate 20. Can be connected electrically and physically.
  • ACF anisotropic conductive film
  • the anisotropic conductive film 50 may be formed on the TFT substrate 20.
  • the anisotropic conductive film 50 includes a thermosetting resin (epoxy resin, polyurethane resin, acrylic resin, etc.) and a plurality of conductive balls having a relatively small diameter (e.g., 3 to 15 ⁇ m) within the thermosetting resin.
  • Each conductive ball may include polymer particles and a conductive film such as gold (Au), nickel (Ni), or palladium (Pd) coated on the surface of the polymer particles.
  • the anisotropic conductive film 50 is conductive in the pressing direction and insulating in a direction perpendicular to the pressing direction.
  • the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 may have a flip chip structure in which two chip electrodes 61a and 61b, which are anode and cathode electrodes, are formed on opposite sides of the light emitting surface.
  • the first and second chip electrodes 61a and 61b are made of any one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), Ni, Pd, silver (Ag), germanium (Ge), and Au, or an alloy thereof. It can be done.
  • 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 to a predetermined depth through a heat compression 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 electrode pad of the TFT substrate 20. Can be located adjacent to each other.
  • the chip electrodes 61a and 61b of the first micro LED 61 are electrically connected to the substrate electrode pad by the conductive ball located between the chip electrodes 61a and 61b of the first micro LED 61 and the substrate electrode pad. It can be connected to .
  • the second and third micro LEDs 62 and 63 may also be electrically connected to the substrate electrode pads corresponding to each chip electrode through conductive balls in the same manner as the first micro LED 61.
  • the first color conversion layer may be disposed on the first self-luminous element. At this time, the first color conversion layer includes a plurality of first quantum dots that absorb light in the first wavelength band emitted from the first self-luminous device and emit light in the second wavelength band. And, the second color conversion layer may be disposed on the second self-luminous element. At this time, the second color conversion layer includes a plurality of second quantum dots that absorb light in the first wavelength band emitted from the second self-luminous device and emit light in the third wavelength band.
  • the first color conversion layer 71 includes a first quantum dot (71b) that absorbs light in the first wavelength band emitted from the first micro LED 61 and emits light in the second wavelength band.
  • the second color conversion layer 72 includes second quantum dots 72b that absorb light in the third wavelength band emitted from the second micro LED 62 and emit light in the second wavelength band.
  • the first color conversion layer 71 includes a red quantum dot 71a (Quantum Dot) that emits light in a red wavelength band and emits light in a blue band emitted from the blue micro LED 61. It may be made of a material that And the second color conversion layer 72 may be made of a material containing green quantum dots that absorb light in the blue wavelength band emitted from the blue micro LED and emit light in the green wavelength band.
  • a red quantum dot 71a Quantum Dot
  • the second color conversion layer 72 may be made of a material containing green quantum dots that absorb light in the blue wavelength band emitted from the blue micro LED and emit light in the green wavelength band.
  • the quantum dot may be a small spherical semiconductor particle with a nanometer (nm) size and may have a size of approximately 2 nm to 10 nm.
  • Quantum dots can be composed of a core made of cadmium selenite (CdSe), cadmium telluride (CdTe), or cadmium sulfide (CdS), and a surface made of zinc sulfide (ZnS).
  • Quantum dots have different energy band gaps between the valence band and conduction band depending on their size. For example, when the size of the quantum dot becomes smaller than the Bohr radius (for example, when the size of the quantum dot decreases to 10 nm), the energy band gap increases due to the quantum confinement effect. As the energy band gap increases, quantum dots emit light of shorter wavelengths. For example, the wavelength of light emitted from a quantum dot may vary depending on the size of the quantum dot. Accordingly, the diameter of the red quantum dots 71a included in the first color conversion layer 71 may be approximately 7 nm, and the diameter of the green quantum dots 72a included in the second color conversion layer 72 may be approximately 4 nm.
  • the light in the second wavelength band is red light and the light in the third wavelength band is green light.
  • the first and second color conversion layers 71 and 72 absorb the light emitted from the first and second micro LEDs 61 and 62 as an alternative to the first and second quantum dots and convert it into light of different wavelength bands. It may include a nano-phosphor that emits light. Nano phosphors exhibit different physical properties compared to phosphors whose particles have a diameter of several ⁇ m. For example, the energy band gap, which is the quantum state energy level structure of electrons in the crystal of a nano phosphor, is large, so the wavelength of the emitted light has high energy, thereby improving luminous efficiency. Compared to phosphors with a bulk structure, the applied area of nano phosphors increases as the particle density of the phosphor increases, so that the electrons that hit them effectively contribute to light emission, thereby improving the efficiency of the display.
  • the first color conversion layer 71 may include a red nano-phosphor that can be excited by light in the blue wavelength band emitted from the first micro LED 61 and emit light in the red wavelength band.
  • 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 (d 50 ) of less than 0.5 ⁇ m (for example, 0.1 ⁇ m ⁇ d 50 ⁇ 0.5 ⁇ m).
  • the second color conversion layer 72 may include a green nano-phosphor that can be excited by light in the blue wavelength band emitted from the second micro LED 62 and emit light in the green wavelength band.
  • 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 (d 50 ) of less than 0.5 ⁇ m (for example, 0.1 ⁇ m ⁇ d 50 ⁇ 0.5 ⁇ m).
  • the first and second color conversion layers 71 and 72 include a plurality of red quantum dots and a plurality of green quantum dots, respectively.
  • the first transparent resin layer 73 may be made of a material that does not affect the transmittance, reflectance, and refractive index of light emitted from the third micro LED 63 or can minimize the transmittance, reflectance, and refractive index of light.
  • the first transparent resin layer 73 may be composed of various transparent resins such as PC (Polycarbonate), PES (Polyether Sulfone), PMMA (Polymethyl Methacrylate), PVA (Polyvinyl alcohol), and PI (Polyimide).
  • the first transparent resin layer 73 may be omitted in some cases, and in this case, an air layer exists on the light-emitting side of the third micro LED 63.
  • Each of the first and second color conversion layers 71 and 72 includes a plurality of bubble particles 71b and 72b for scattering light emitted from the first and second micro LEDs 61 and 62, respectively.
  • a plurality of bubble particles (71b, 72b) are distributed in the first and second color conversion layers (71, 72) to convert the light emitted from the first and second micro LEDs (61, 62) into the first and second color conversion layers. It can be uniformly distributed throughout the layers 71 and 72.
  • the light emitted from the first and second micro LEDs 61 and 62 is transmitted through the quantum dots (e.g., the first color conversion layer) included in each of the first and second color conversion layers 71 and 72.
  • the plurality of bubble particles 71b and 72b may be distributed according to a preset pattern and may scatter light emitted from the first and second micro LEDs within a certain range.
  • the diameter of the plurality of bubble particles 71b and 72b included in the first and second color conversion layers 71 and 72 may be 0.74 ⁇ m to 1.26 ⁇ m.
  • the plurality of bubble particles 71b and 72b may be bubble particles of an inert gas.
  • the plurality of bubble particles 71b and 72b may be bubble particles of an inert gas such as argon (Ar) or nitrogen (N 2 ).
  • the volume fraction of the plurality of bubble particles 71b and 72b for each of the first and second color conversion layers 71 and 72 may be, for example, 2.5% to 9%.
  • the volume fraction may be a ratio of the total volume occupied by the plurality of bubble particles among the volume of each color conversion layer 71 and 72.
  • the volume fraction of the plurality of bubble particles (71b, 72b) is the total volume of each color conversion layer (first color conversion layer 71 and second color conversion layer 72), each color conversion layer (first color It may be determined based on the size and number of the plurality of bubble particles 71b and 72b included in the conversion layer 71 and the second color conversion layer 72.
  • the volume fraction of the plurality of bubble particles (71b, 72b) included in each color conversion layer (71, 72) is set differently depending on the wavelength of light emitted from each color conversion layer (71, 72). It can be.
  • the volume fraction of the plurality of bubble particles (71b, 72b) included in the first color conversion layer 71 and the volume fraction of the plurality of bubble particles (71b, 72b) included in the second color conversion layer are respectively may be different.
  • the volume fraction of the plurality of bubble particles (71b, 72b) included in the first and second color conversion layers (71, 72), respectively, is It may be determined differently based on the size of the quantum dot, etc.
  • the volume fraction of the plurality of bubble particles (71b) in the first color conversion layer 71 containing red quantum dots (71a) with a relatively large size is the green quantum dots (72a) with a relatively small size. It may be smaller than the volume fraction of the plurality of bubble particles 72b in the second color conversion layer 72 included.
  • the volume fraction of the plurality of bubble particles (71b, 72b) for each of the first and second color conversion layers (71, 72) is determined by each color conversion layer (e.g., the first and second color conversion layers). It may be set differently based on the wavelength of light emitted from the layers 71 and 72).
  • the first color conversion layer 71 may be made of a photo-curable resin material.
  • the first color conversion layer 71 is formed by applying a photo-curable resin material containing a plurality of red quantum dots 71a and a plurality of bubble particles 71b on the first micro LED 61 and then curing it. Accordingly, it can be formed on the first micro LED 61.
  • the second color conversion layer may also be made of a photo-curable resin material and may be formed on the second micro LED 62 in the same manner as the first color conversion layer 71.
  • the photo-curable resin of the first and second color conversion layers 71 and 72 is epoxy, acrylate, methacrylate, urethane, and silane resin. It can be.
  • the pixel 100 includes first and second color filters 81 and 82 corresponding to the first color conversion layer 71 and the second color conversion layer 72, respectively, and a first transparent resin layer ( It may include a second transparent resin layer 83 corresponding to 73).
  • the first color filter 81 may be a red color filter that transmits light of the same color as the color of light in 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 the color of light in the 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 minimizes the transmittance, reflectance, and refractive index of light passing through the first transparent resin layer 73. Additionally, the second transparent resin layer 83 may be an optical film that can minimize wasted light and improve brightness by directing light toward the front through refraction and reflection.
  • the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 may have a predetermined thickness and may be square with the same width and length, or may be made of rectangles with different widths and lengths. Such micro LED is capable of realizing Real HDR (High Dynamic Range) and can provide improved brightness and black expression compared to OLED and a relatively high contrast ratio.
  • the size of the micro LED may be 100 ⁇ m or less, for example, 30 ⁇ m or less.
  • the light emitting areas of the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 may be partitioned by a partition 70.
  • the partition walls 70 may be formed in a substantially lattice shape.
  • Each of the plurality of light emitting areas partitioned by the partition 70 may correspond to one subpixel area.
  • the upper end of the partition wall 70 may be in close contact with the black matrix 74 and the lower end of the partition wall 70 may be in close contact with the upper surface of the anisotropic conductive film 50 .
  • a first color conversion layer 71, a second color conversion layer 72, and a first transparent resin layer 73 may be disposed in each light-emitting area partitioned by the partition 70.
  • the light emitted from the side of the first color conversion layer 71 corresponding to the first micro LED 61 may be reflected by the partition 70 and emitted to the first color filter 81.
  • light emitted from the side of the second color conversion layer 72 corresponding to the second micro LED 62 may be reflected by the partition 70 and emitted to the second color filter 82.
  • the partition wall 70 may have a white color with excellent light reflectance to function as a reflector.
  • white-based colors may include true white and off-white.
  • Off-white can include any color close to white.
  • the partition 70 may be made of a metal material with a relatively high reflectivity so that it can function as a reflector. Additionally, a metal film having a relatively high light reflectance may be laminated on the side of the partition 70 .
  • the light emitting surfaces of the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 may be located at approximately the same height from the top surface of the TFT substrate 20. Additionally, the light emitting surfaces of the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 may be located at a higher position than the lower end of the partition wall 70. In this case, a portion of the side surfaces of the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 may face the partition wall 70. Accordingly, the light emitted from the side of the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 is reflected by the partition 70 and is reflected in the first and second color conversion layers 71 and 72 and the first transparent resin layer. (73).
  • the partition 70 provides light emitted from the sides of the first to third micro LEDs 61, 62, and 63, light emitted from the sides of the first and second color conversion layers 71, 72, and 1 Light emission efficiency can be maximized by reflecting the light emitted from the side of the transparent resin layer 73 and emitting it to the front of the display module 10.
  • the planarization layer may be disposed between the first and second color conversion layers 71 and 72 and the first and second color filters 81 and 82. Additionally, a planarization layer may be disposed between the first transparent resin layer 73 and the second transparent resin layer 83.
  • the planarization layer is a material that does not affect the transmittance, reflectance, and refractive index of light passing through the first and second color conversion layers 71, 72 and the first transparent resin layer 73, or can minimize the transmittance, reflectance, and refractive index. It can be done with
  • the first and second color filters 81 and 82 and the second transparent resin layer 83 may be partitioned by a black matrix 74 formed in a grid shape.
  • the shape of the black matrix 74 may be formed in a grid shape to correspond to the shape of the partition wall 70.
  • the width of the black matrix 74 may 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 can prevent the pixel 100 from being contaminated by foreign substances and protect the pixel 100 from being damaged by external forces.
  • the transparent cover layer 90 can be a glass substrate.
  • the sizes of the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 are smaller than those of the first and second color conversion layers 71 and 72 and the first transparent resin layer 73, respectively. Accordingly, a gap may be formed between the side surfaces of the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 and the partition wall 70.
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing a single pixel of a display module including a color conversion layer based on bubble particles and scattering particles according to an embodiment.
  • the same components as the display module 10 described above based on FIG. 3 will be assigned the same member numbers and description will be omitted.
  • the first and second color conversion layers 71 and 72 may further include a plurality of scattering particles.
  • the plurality of light scattering particles 71c and 72c included in the first and second color conversion layers 71 and 72, respectively, may be composed of TiO 2 , SiO 2 , ZrO or glass beads, etc. there is.
  • a plurality of light scattering particles are distributed in the first and second color conversion layers (71, 72) to emit light emitted from the first and second micro LEDs (61, 62) together with a plurality of bubble particles (71b, 72b). It can be uniformly dispersed throughout the first and second color conversion layers 71 and 72.
  • first scattering particles 71c the plurality of scattering particles included in the first color conversion layer 71
  • second scattering particles the plurality of scattering particles included in the second color conversion layer 72
  • the mass ratio of the plurality of red quantum dots 71a and the plurality of scattering particles included in the first color conversion layer 71 may be 1:0.04 to 1:0.14.
  • the total mass ratio of the plurality of red quantum dots 71a included in the first color conversion layer 71 and the total mass ratio of the plurality of scattering particles included in the first color conversion layer 71 are 1: 0.04 to 1. :could be 0.14.
  • the mass ratio of the plurality of green quantum dots 72a and the plurality of scattering particles included in the second color conversion layer 72 may be 1:0.04 to 1:0.14.
  • the total mass ratio of the plurality of green quantum dots 72a included in the second color conversion layer 72 and the total mass ratio of the plurality of scattering particles included in the second color conversion layer 72 are 1: 0.04 to 1. :could be 0.14.
  • the mass ratio of 72c) may be set differently depending on the wavelength of light emitted from the quantum dot.
  • the mass ratio of the particles may be different from the mass ratio of the plurality of green quantum dots 72a and the plurality of second scattering particles included in the second color conversion layer 72.
  • each color conversion layer (first and The number of a plurality of scattering particles (first and second scattering particles 71c, 72c) included in the second color conversion layer (71, 72) is determined by each color conversion layer (first and second color conversion layer ( This is because it can be determined based on the size and number of a plurality of quantum dots (first and second quantum dots 71a, 72a) included in 71, 72)).
  • Figure 5 is a diagram showing the luminance maintenance rate of a display module including a color conversion layer based on bubble particles according to an embodiment.
  • a plurality of bubble particles 71b and 72b are used to scatter the light transmitted through the color conversion layer.
  • a display module that scatters it has a luminance maintenance rate of more than 90% for a longer period of time.
  • the mass ratio of the plurality of quantum dots and the plurality of scattering particles in the color conversion layer was 1:0.22.
  • a plurality of scattering particles absorb blue light emitted from the light emitting device, resulting in loss of blue light.
  • the display module includes a plurality of bubble particles in the color conversion layer and a smaller amount of the plurality of scattering particles than the existing display module, thereby reducing the blue light loss rate due to the plurality of scattering particles. It reduces surface damage to quantum dots caused by radicals, allowing the brightness to be maintained for a longer period of time.
  • FIG. 6 is a schematic flowchart of a method of manufacturing a display module according to an embodiment.
  • first to third self-luminous devices corresponding to a plurality of subpixels are mounted on the substrate (S610).
  • the first substrate may be implemented as a TFT substrate 20 on which a plurality of pixel driving circuits 30 are formed.
  • the first to third self-emitting devices may be micro LEDs 61, 62, and 63 that emit light in a blue wavelength band (450-490 nm).
  • Each micro LED 61, 62, and 63 may correspond to each subpixel included in the pixel 100.
  • the first subpixel of the pixel 100 may correspond to the first micro LED
  • the second subpixel may correspond to the second micro LED
  • the third subpixel may correspond to the third micro LED.
  • first and second color conversion layers ( 71, 72), and a transparent resin layer is formed in the area corresponding to the third self-luminous element among the areas partitioned by the plurality of partitions (S620).
  • the second substrate may be the transparent cover layer 90 shown in FIG. 3.
  • the second substrate may be implemented as a glass substrate.
  • a first color conversion layer 71 is formed in a region corresponding to the first micro LED 61 among the plurality of regions partitioned by a plurality of partitions formed on the glass substrate, and a second micro LED 62 among the plurality of regions.
  • the second color conversion layer 72 may be formed in the area corresponding to .
  • the first color conversion layer 71 may be made of a material containing red quantum dots 71a (Quantum Dots) that absorb light in the blue wavelength band and emit light in the red wavelength band.
  • the second color conversion layer 72 may be made of a material containing green quantum dots 72a that absorb light in the blue wavelength band and emit light in the green wavelength band.
  • the first and second color conversion layers 71 and 72 each include a plurality of bubble particles 71b and 72b for scattering light in the blue wavelength band emitted from the first and second micro LEDs 61 and 62, respectively. may include.
  • the light in the blue wavelength band emitted from the first and second self-luminous devices, respectively is scattered by the plurality of bubble particles 71b and 72b included in the first and second color conversion layers 71 and 72. It can be.
  • the first color conversion layer 71 may be made of a photo-curable resin material.
  • a photo-curable resin material containing a plurality of red quantum dots 71a and a plurality of bubble particles 71b is applied in an area corresponding to the first micro LED 61 among a plurality of areas partitioned by a plurality of partitions, and light is emitted.
  • the applied curable material can be hardened by irradiation.
  • the first color conversion layer 71 may be formed on the first micro LED 61.
  • the second color conversion layer may also be made of a photo-curable resin material and may be formed on the second micro LED 62 in the same manner as the first color conversion layer 71.
  • the first and second color conversion layers 71 and 72 may further include a plurality of scattering particles.
  • the first color conversion layer 71 contains a plurality of first scattering particles that scatter light in the blue wavelength band emitted from the first micro LED 61
  • the second color conversion layer 72 contains second scattering particles.
  • a plurality of second scattering particles that scatter light in the blue wavelength band emitted from the micro LED 62 may be further included.
  • the mass ratio of the plurality of first quantum dots 71a and the plurality of scattering particles 71c included in the first color conversion layer 71 is 1:0.04 to 1:0.14, and the second The mass ratio of the plurality of second quantum dots 72a and the plurality of scattering particles 72c included in the color conversion layer 72 may be 1:0.04 to 1:0.14.
  • the first and second substrates are brought into close contact to form the first and second self-luminous elements 61 and 62.
  • a plurality of color conversion layers (first and second color conversion layers 71 and 72) are bonded on the third self-luminescent element, and a transparent resin layer 73 is bonded on the third self-luminous element (S630).
  • the second substrate can be pressed toward the first substrate to bond a plurality of color conversion layers on the first and second self-luminous devices, and a transparent resin layer can be bonded on the third self-luminous device.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a manufacturing process of the first part of the display module according to an embodiment
  • FIG. 8 is a process diagram of the first part of the display module according to an embodiment.
  • the entire first portion of the first display module 10 is not shown, but a portion corresponding to one pixel is enlarged.
  • the first part of the display module 10 can be manufactured through the following steps.
  • the first part includes a black matrix disposed on the second substrate of the display module 10, first and second color conversion layers 71 and 72, first and second transparent resin layers, and first to second transparent resin layers.
  • a part including a color filter and a partition may be part of the upper surface or top plate of the display module.
  • a black matrix 74 is formed in a grid shape on one side of the transparent cover layer 90 (S710).
  • the transparent cover layer 90 may use a square 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 74 is formed in a grid shape to form a number of cells, and each cell may be a subpixel area. Similarly, a color filter is formed in a preset cell among the plurality of cells of the black matrix 74 (S720).
  • a red material is uniformly applied entirely to one surface of the transparent cover layer 90 on which the black matrix 74 is formed. Afterwards, 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. Afterwards, only the areas where green 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 to one surface of the transparent cover layer 90. Afterwards, only the areas where 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 transparent resin material to the transparent cover layer (90) is the slit method, which applies the liquid evenly to the entire surface using a printer nozzle, and the spin method, which involves spraying liquid in the center and then rotating the plate to apply it. Methods, etc. can be applied.
  • each cell formed by the partition 70 may be formed at a position corresponding to each cell formed by the black matrix 74 described above. In this case, each cell formed by the partition 70 corresponds to a subpixel area.
  • a process of forming a planarization layer 75 covering the first and second color filters 81 and 82 and the second transparent resin layer 83 is performed so that the partition wall 70 can be stacked on the black matrix. You may.
  • the upper surface of the planarization layer 75 has a level of flatness that allows the partition wall 70 to be formed at a uniform height.
  • the planarization layer 75 can be formed of a transparent material that does not affect the transmittance, reflectance, and refractive index of light. However, depending on the embodiment, the planarization layer 75 may not be included in the display module 10, and the process of forming the planarization layer 75 may also be omitted.
  • the first color conversion layer 71 and the second color conversion layer 72 are sequentially patterned with a color conversion material (quantum dot material) in each cell through inkjet printing (S740).
  • quantum dot material can be mixed with photoresist and formed through application, exposure, and development.
  • the first color conversion layer 71 may be made of red quantum dots 71a capable of emitting light in a red wavelength band
  • the second color conversion layer 72 may be made of green quantum dots capable of emitting light in a green wavelength band. It can be done as (72a).
  • Each of the first and second color conversion layers 71 and 72 may include a plurality of bubble particles for scattering light in the blue wavelength band emitted from the first and second micro LEDs 61 and 62, respectively. .
  • the diameter of one of the plurality of bubble particles may be 0.74 ⁇ m to 1.26 ⁇ m.
  • the plurality of bubble particles may be bubble particles of an inert gas.
  • the plurality of bubble particles may be made of Ar, N 2 , etc. and may be spherical.
  • the volume fraction of the plurality of bubble particles for each of the first and second color conversion layers 71 and 72 may be 5.3% to 9%.
  • the volume occupied by the plurality of bubble particles 71b in the total volume of the first color conversion layer 71 may be 5.3% to 9%.
  • a transparent resin material is applied to empty cells in which the first and second color conversion layers 71 and 72 are not formed using an inkjet printing method. Patterning is performed to form the first transparent resin layer 73.
  • the first part forming the upper plate of the display module 10 can be formed.
  • Figure 9 is an exemplary diagram showing a method of manufacturing a first color conversion layer including a plurality of bubble particles according to an embodiment.
  • a plurality of red quantum dots 71a and a photo-curable resin material are mixed in a chamber 200 containing an inert gas.
  • a light sulfur material containing a plurality of red quantum dots (71a) is placed in a chamber containing an inert gas, and then the plurality of red quantum dots (71a) are placed in a chamber containing an inert gas.
  • a process of stirring is performed on light sulfur substances containing. Because of this, a plurality of bubble particles 71b of inert gas may be generated within the curable resin material.
  • the inert gas may be a gas such as Ar or N 2 .
  • the same method described above can be applied to generate a plurality of bubble particles 72b in the curable resin material constituting the second color conversion layer.
  • FIG. 10 is a flowchart showing 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 entire second portion of the display module 10 is not shown, but a portion corresponding to one pixel is enlarged.
  • the second part is a part of the display module 10 that includes a plurality of self-luminous elements on the first substrate and may be a part that constitutes the lower surface or lower plate of the display module.
  • an anisotropic conductive film 50 is laminated on the front surface of the TFT substrate 20 (S1010).
  • 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 (S1020).
  • the micro LED transfer process can be accomplished through a laser transfer method, a rollable transfer method, or a pick-and-place transfer method.
  • the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 are transferred from the epitaxial substrate to the relay substrate (or interposer), and then transferred from each relay substrate to the TFT substrate 20, which is the target substrate. die in battle
  • 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 into the anisotropic conductive film 50 to a predetermined depth through a thermal compression process. Accordingly, the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 are physically fixed to the TFT substrate 20. Additionally, the chip electrodes of each micro LED 61, 62, and 63 may be electrically connected to the corresponding substrate electrode pad and a plurality of conductive balls distributed within the anisotropic conductive film 50.
  • the first to third micro LEDs 61, 62, and 63 may be blue micro LEDs that emit light in a blue wavelength band.
  • an optical adhesive 65 for joining the first part and the second part is applied to the entire surface of the TFT substrate 20 (S1030).
  • the optical adhesive 65 is applied to the TFT substrate 20 so that the optical adhesive 65 can cover all of the plurality of micro LEDs 61, 62, and 63.
  • the optical adhesive 65 may be UV-curable silicone rubber (chemical formula: Di-methyl siloxane) that has the property of curing after a certain period of time after UV exposure.
  • the optical adhesive 65 is cured by irradiating UV for a preset time (S1040).
  • the second part forming the lower plate of the display module 10 can be formed through the same process.
  • Figure 12 is a process diagram for combining the first part and the second part of the display module according to one embodiment.
  • step S630 in FIG. 6 the first color conversion layer corresponds to the first self-luminous element
  • the second color conversion layer corresponds to the second self-luminous element
  • the transparent resin layer corresponds to the third self-luminous element.
  • the step of aligning the first substrate and the second substrate may be further included.
  • the first part is placed on the second part at a predetermined interval.
  • the first part is reversed so that the first and second color conversion layers 71 and 72 of the first part are aligned with the first and second color conversion layers 71 and 72 of the second part.
  • the 2 micro LEDs 61 and 62 are aligned to the bonding position so that the first transparent resin layer 73 corresponds to the third micro LED 63.
  • first and second parts 11 and 12 may be arranged to be parallel to each other on the same plane.
  • the first part is brought into close contact with the second part using a preset pressure to bond the first and second parts 11 and 12 to each other.
  • the first and second parts 11, 12 are attached to each other by an optical adhesive 65.
  • the optical adhesive 65 may be cured to fix the bond between the first and second parts 11 and 12.
  • the display module 10 according to an embodiment can be manufactured.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

디스플레이 모듈을 제공한다. 상기 디스플레이 모듈은 기판 및 기판 상에 형성된 복수의 픽셀을 포함하고, 복수의 픽셀 각각은, 제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1 자발광 소자, 제2 자발광 소자 및 제3 자발광 소자, 제1 자발광 소자 상에 배치되고, 제1 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제2 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제1 양자점을 포함하는 제1 색 변환 층 및 제2 자발광 소자 상에 배치되고, 제2 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제3 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함하는 제2 색 변환 층;을 포함하고, 제1 색 변환 층 및 제2 색 변환 층은, 제1 자발광 소자에서 방출되는 광 및 제2 자발광 소자에서 방출되는 광을 산란시키기 위한 복수의 기포 입자를 포함한다.

Description

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

Claims (15)

  1. 기판; 및
    상기 기판 상에 형성된 복수의 픽셀;을 포함하고,
    상기 복수의 픽셀 각각은,
    제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1 자발광 소자, 제2 자발광 소자 및 제3 자발광 소자;
    상기 제1 자발광 소자 상에 배치되고, 상기 제1 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제2 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제1 양자점을 포함하는 제1 색 변환 층; 및
    상기 제2 자발광 소자 상에 배치되고, 상기 제2 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제3 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함하는 제2 색 변환 층;을 포함하고,
    상기 제1 색 변환 층 및 상기 제2 색 변환 층은, 상기 제1 자발광 소자에 서 방출되는 광 및 상기 제2 자발광 소자에서 방출되는 광을 산란 시키기 위한 복수의 기포 입자를 포함하는, 디스플레이 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기포 입자 중 어느 하나의 기포 입자의 지름은, 0.74μm 내지 1.26μm인, 디스플레이 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기포 입자는, 불활성 기체의 기포 입자인, 디스플레이 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색 변환 층 및 상기 제2 색 변환 층 각각에 대한 상기 복수의 기포 입자의 부피 분율은 2.5% 내지 9%인, 디스플레이 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색 변환층 및 상기 제2 색 변환 층 각각은, 복수의 산란 입자를 더 포함하는, 디스플레이 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 색 변환 층에 포함된 상기 복수의 제1 양자점과 상기 복수의 산란 입자의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14이고,
    상기 제2 색 변환 층에 포함된 상기 복수의 제2 양자점과 상기 복수의 산란 입자의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14인, 디스플레이 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 자발광 소자, 상기 제2 자발광 소자 및 상기 제3 자발광 소자는, 청색 마이크로 LED(Blue Micro Light Emitting Diode)인, 디스플레이 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 제1 양자점은, 청색 파장의 광을 흡수하여 적색 파장의 광을 방출하고,
    상기 복수의 제2 양자점은, 청색 파장의 광을 흡수하여 녹색 파장의 광을 방출하는, 디스플레이 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색 변환 층 상에 위치하는 제1 컬러 필터; 및
    상기 제2 색 변환 층 상에 위치하는 제2 컬러 필터;를 더 포함하는, 디스플레이 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 자발광 소자 상에 위치하는 제1 투명 수지층; 및
    상기 제1 색 변환 층 상에 위치하는 제2 투명 수지층을 포함하고,
    상기 제2 투명 수지층, 상기 제1 컬러 필터 및 제2 컬러 필터는 동일한 평면 상에 위치하는, 디스플레이 모듈.
  11. 디스플레이 모듈의 제조 방법에 있어서,
    제1 기판 상에 복수의 서브 픽셀에 대응하는 제1 자발광 소자, 제2 자발광 소자 및 제3 자발광 소자를 형성하는 단계;
    제2 기판 상에 형성된 복수의 격벽으로 구획된 영역 중 상기 제1 자발광 소자 및 제2 자발광 소자에 대응되는 영역에 복수의 기포 입자를 포함하는 제1 색 변환 층 및 제2 색 변환 층을 형성하는 단계;
    상기 복수의 격벽으로 구획된 영역 중 상기 제3 자발광 소자에 대응되는 영역에 투명 수지층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 접합시켜, 상기 제1 및 제2 자발광 소자 상에 상기 복수의 색 변환 층을 접합시키고, 상기 제3 자발광 소자 상에 상기 투명 수지층을 접합시키는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 색 변환 층은, 상기 제1 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제2 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제1 양자점을 포함하고,
    상기 제2 색 변환 층은, 상기 제2 자발광 소자에서 방출되는 상기 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제3 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함하고,
    상기 제1 자발광 소자 및 상기 제2 자발광 소자에서 각각 방출되는 광은, 상기 제1 색 변환 층 및 상기 제2 색 변환 층에 포함된 복수의 기포 입자에 의해 산란되는, 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 형성하는 단계는,
    제2 기판 상에 기 설정된 간격으로 복수의 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;
    상기 제2 기판 상에 형성된 상기 복수의 블랙 매트릭스 사이에 컬러 필터를 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 블랙 매트릭스 중 각각의 블랙 매트릭스 상에 상기 복수의 서브 픽셀에 대응하도록 격벽을 형성하는 단계;를 포함하는, 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 색 변환 층이 상기 제1 자발광 소자와 대응하고, 상기 제2 색 변환 층이 상기 제2 자발광 소자에 대응하고, 상기 투명 수지층이 상기 제3 자발광 소자에 대응하도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 정렬하는 단계를 더 포함하는, 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 기포 입자 중 어느 하나의 기포 입자의 지름은, 0.74μm 내지 1.26μm인, 제조 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 기포 입자는, 불활성 기체의 기포 입자인, 제조 방법.
PCT/KR2023/014367 2022-09-21 2023-09-21 자발광 소자 상에 형성된 색 변환 층을 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법 WO2024063557A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/511,414 US20240162390A1 (en) 2022-09-21 2023-11-16 Display module including color conversion layer formed on selfluminescence element and manufacturing method of the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220119518A KR20240040493A (ko) 2022-09-21 2022-09-21 자발광 소자 상에 형성된 색 변환 층을 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법
KR10-2022-0119518 2022-09-21

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/511,414 Continuation US20240162390A1 (en) 2022-09-21 2023-11-16 Display module including color conversion layer formed on selfluminescence element and manufacturing method of the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024063557A1 true WO2024063557A1 (ko) 2024-03-28

Family

ID=90455005

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2023/014367 WO2024063557A1 (ko) 2022-09-21 2023-09-21 자발광 소자 상에 형성된 색 변환 층을 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240162390A1 (ko)
KR (1) KR20240040493A (ko)
WO (1) WO2024063557A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190063618A (ko) * 2017-11-30 2019-06-10 엘지디스플레이 주식회사 자체 발광 표시장치
JP2021173926A (ja) * 2020-04-28 2021-11-01 凸版印刷株式会社 ブラックマトリクス基板及びこれを備えた表示装置
KR20220092210A (ko) * 2020-12-24 2022-07-01 엘지디스플레이 주식회사 컬러 필터 구조체, 표시 장치, 및 컬러 필터 구조체의 제조 방법
JP2022115708A (ja) * 2021-01-28 2022-08-09 凸版印刷株式会社 表示装置及び波長変換基板
KR102442052B1 (ko) * 2017-05-29 2022-09-13 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102442052B1 (ko) * 2017-05-29 2022-09-13 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
KR20190063618A (ko) * 2017-11-30 2019-06-10 엘지디스플레이 주식회사 자체 발광 표시장치
JP2021173926A (ja) * 2020-04-28 2021-11-01 凸版印刷株式会社 ブラックマトリクス基板及びこれを備えた表示装置
KR20220092210A (ko) * 2020-12-24 2022-07-01 엘지디스플레이 주식회사 컬러 필터 구조체, 표시 장치, 및 컬러 필터 구조체의 제조 방법
JP2022115708A (ja) * 2021-01-28 2022-08-09 凸版印刷株式会社 表示装置及び波長変換基板

Also Published As

Publication number Publication date
US20240162390A1 (en) 2024-05-16
KR20240040493A (ko) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012138038A1 (en) Optical member and display device including the same
WO2013012172A2 (en) Optical member and display device having the same
WO2013069878A1 (en) Optical sheet, display device and light emitting device having the same
WO2013032128A1 (en) Optical member, display device, and light emitting device having the same
WO2021060832A1 (en) Display apparatus and manufacturing method thereof
WO2022173119A1 (ko) 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법
US20220246672A1 (en) Display module and manufacturing method thereof
WO2022169108A1 (ko) 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법
WO2022169160A2 (ko) 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법
WO2020209616A1 (en) Display apparatus and method of manufacturing thereof
US20230410730A1 (en) Electronic device
WO2020122694A2 (ko) 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치
WO2024063557A1 (ko) 자발광 소자 상에 형성된 색 변환 층을 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법
WO2022092564A1 (ko) 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법
WO2022169059A1 (ko) 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법
WO2022169058A1 (ko) 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법
WO2022145567A1 (ko) 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
US20220208747A1 (en) Display device and manufacturing method thereof
WO2021261841A1 (ko) 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
US20230126724A1 (en) Display apparatus having display module and manufacturing method thereof
WO2024071672A1 (ko) 컬러 필터를 포함하는 디스플레이 모듈
WO2023146004A1 (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 면광원 장치
US20220246673A1 (en) Display module and manufacturing method thereof
US20230275193A1 (en) Display apparatus having display module and manufacturing method thereof
WO2022085947A1 (ko) 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23868609

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1