WO2025018643A1 - 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2025018643A1
WO2025018643A1 PCT/KR2024/009220 KR2024009220W WO2025018643A1 WO 2025018643 A1 WO2025018643 A1 WO 2025018643A1 KR 2024009220 W KR2024009220 W KR 2024009220W WO 2025018643 A1 WO2025018643 A1 WO 2025018643A1
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WO
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layer
light
display device
scattering layer
substrate
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PCT/KR2024/009220
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English (en)
French (fr)
Inventor
이선주
이도형
박상대
여환국
이재춘
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LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations

Definitions

  • the present disclosure is applicable to the technical field related to display devices, and relates to, for example, a display device using an LED (Light Emitting Diode) and a manufacturing method thereof.
  • LED Light Emitting Diode
  • LCD Liquid Crystal Display Device
  • PDP Plasma Display Panel
  • ELD Electro luminescent Display
  • VFD Vauum Fluorescent Display
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • Micro LED Micro Light Emitting Diode
  • Digital Signage is a display device that provides specific information as well as broadcast programs in public places such as airports, hotels, hospitals, and subway stations, and is a communication tool that can induce marketing, advertising, training effects, and customer experience for companies, as well as general TVs.
  • Digital signage is a medium that displays various content and commercial advertisements by installing display panels such as LCD (Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), OLED (Organic Light Emitting Diode), and Micro LED (Light Emitting Diode) in fixed indoor or outdoor locations or on devices such as street furniture. It can be installed not only in homes but also in apartment elevators, subway stations, subways, buses, universities, banks, convenience stores, discount stores, and shopping malls where the public moves.
  • display panels such as LCD (Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), OLED (Organic Light Emitting Diode), and Micro LED (Light Emitting Diode) in fixed indoor or outdoor locations or on devices such as street furniture. It can be installed not only in homes but also in apartment elevators, subway stations, subways, buses, universities, banks, convenience stores, discount stores, and shopping malls where the public moves.
  • an optical layer may be provided to improve the optical characteristics of the display panel, but distortion phenomena such as sparkling may occur due to scattering materials included in the optical layer to reduce reflectivity.
  • an object is to provide a display device and a manufacturing method thereof capable of preventing or reducing image quality degradation while providing a scattering layer of the display device.
  • a display device may include: a substrate; a plurality of light-emitting elements configured to be partitioned on the substrate and forming a plurality of unit pixels; a black layer positioned between the individual light-emitting elements; an encapsulating layer formed on the substrate to cover the plurality of light-emitting elements; a first scattering layer positioned on the encapsulating layer and including first filler particles; a transparent layer positioned on the first scattering layer; and a second scattering layer positioned on the transparent layer and including second filler particles having a larger size than the first filler particles.
  • a display device may include a wiring substrate including a plurality of light-emitting elements that are partitioned on a substrate and constitute a plurality of unit pixels, a black layer positioned between the individual light-emitting elements, and an encapsulation layer formed on the substrate to cover the plurality of light-emitting elements; a scattering layer positioned on the wiring substrate and comprising first filler particles at positions corresponding to the unit pixels; a transparent adhesive layer positioned on the scattering layer; and an AG coating layer positioned on the transparent adhesive layer and comprising second filler particles having a larger size than the first filler particles.
  • a method for manufacturing a display device may include the steps of: providing a wiring substrate including a substrate, a plurality of light-emitting elements configured to be partitioned on the substrate and forming a plurality of unit pixels, a black layer positioned between the individual light-emitting elements, and an encapsulating layer formed on the substrate to cover the plurality of light-emitting elements; forming a first scattering layer including a first base material having first filler particles dispersed therein on the encapsulating layer; providing an optical layer including a second scattering layer including a second base material having second filler particles dispersed therein, the second filler particles being larger in size than the first filler particles positioned on a first surface of a transparent substrate, and a transparent adhesive layer positioned on the second surface of the transparent substrate; and attaching a transparent adhesive layer of the optical layer on the first scattering layer.
  • the phenomenon of non-uniform light distribution according to the viewing angle of the light-emitting element can be improved by the action of the first scattering layer located close to the pixel.
  • FIG. 1 is a cross-sectional schematic diagram showing a display device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a planar schematic diagram showing a display device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a cross-sectional schematic diagram showing a display device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a planar schematic diagram showing a display device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • Figure 5 is a cross-sectional schematic diagram showing a display device according to the first comparative example.
  • FIG. 6 is a planar schematic diagram showing a display device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • Figure 7 is a cross-sectional schematic diagram showing a display device according to the second comparative example.
  • Figures 8 and 9 are schematic diagrams showing display uniformity according to filler particle size.
  • Figures 10 and 11 are graphs showing the effect of reducing image quality unevenness according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 12 is a graph showing the effect of improving the viewing angle according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 13 is a graph showing the viewing angle luminance deviation according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 14 is a normalized graph of Figure 13.
  • FIGS. 15 to 19 are cross-sectional schematic diagrams showing manufacturing methods according to embodiments of the present disclosure.
  • the display device described in this specification is a concept that includes all display devices that display information as a unit pixel or a set of unit pixels. Therefore, it can be applied not only to finished products but also to components.
  • a panel corresponding to a component of a digital TV also independently corresponds to a display device in this specification.
  • Finished products can include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation, slate PCs, tablet PCs, Ultra Books, digital TVs, desktop computers, etc.
  • the semiconductor light-emitting device mentioned in the specification is a concept that includes LED, mini LED, micro LED, etc., and may be used interchangeably.
  • Fig. 1 is a cross-sectional schematic diagram showing a display device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 2 is a planar schematic diagram showing a display device according to a first embodiment of the present disclosure.
  • the display device (10) may have an optical layer (100) provided on a wiring board (200) including unit pixels (210).
  • the wiring board (200) can implement an image by means of unit pixels (210) arranged on the board (230).
  • An encapsulation layer (240) can be formed on the subpixels (211, 212, 213) forming the unit pixel (210).
  • one unit pixel (210) including three subpixels (211, 212, 213) is illustrated, but the wiring board (200) can include a large number of unit pixels (210).
  • Subpixels (211, 212, 213) forming a unit pixel (210) may be formed by light-emitting elements (211, 212, 213).
  • the unit pixel (210) may include a first light-emitting element (211), a second light-emitting element (212), and a third light-emitting element (213).
  • the unit pixel (210) may include a red light-emitting element (211), a green light-emitting element (212), and a blue light-emitting element (213).
  • the red light-emitting element (211), the green light-emitting element (212), and the blue light-emitting element (213) forming the unit pixel (210) can be electrically connected to electrode pads (not shown) arranged on the substrate (230).
  • electrode pads not shown
  • the illustration of the electrode pads and the wiring electrodes connecting these electrode pads is omitted.
  • optical film may be positioned on the wiring board (200).
  • the optical layer (100) may be composed of an optical film laminate.
  • optical layer and optical film are used interchangeably and explained.
  • the optical film (100) may be attached to the wiring board (200).
  • the wiring board (200) to which the optical film (100) is attached may be referred to as a display device (10).
  • a modular display device may be implemented in which a plurality of display devices (10) are combined to implement a wider display area.
  • the display device (10) may be one display module forming a modular display device. In this way, a plurality of display devices (10) may be combined in parallel to form a modular display device. A detailed description thereof will be omitted.
  • a black layer (250) may be positioned between light-emitting elements (211, 212, 213) forming individual sub-pixels. This black layer (250) may improve the blackness of the display device (10). For example, the black layer (250) may cause the display device (10) to have a black color when the display device (10) is not driven. As another example, the black layer (250) may improve the contrast of the display. This black layer (250) may have a pattern so as to occupy a certain area between the light-emitting elements (211, 212, 213).
  • a sealing layer (240) may be positioned on the substrate (230) to cover a plurality of light-emitting elements (211, 212, 213).
  • This sealing layer (240) may be positioned on the upper surface of the substrate (230) on which a plurality of light-emitting elements (211, 212, 213) and a black layer (250) are formed, and may flatten the upper surface of the substrate (230).
  • the sealing layer (240) can be placed on the upper surface of the substrate (230) provided with electrode pads (not shown).
  • the sealing layer (240) can be made of an insulating and flexible material, such as polyimide (PI), PET, PEN, etc., and can be formed integrally with the substrate (230) to form a single substrate.
  • the substrate (230) provided with electrode pads can form a wiring board (100) in which wiring electrodes (not shown) are connected to the electrode pads.
  • the unit pixel of such a wiring board (200) can be implemented by a light-emitting element.
  • a light-emitting diode LED
  • LED is exemplified as a type of semiconductor light-emitting element that converts current into light.
  • the substrate (230) may include glass or polyimide (PI).
  • the substrate (230) may be made of any insulating and flexible material, such as PEN (Polyethylene Naphthalate) or PET (Polyethylene Terephthalate).
  • the substrate (230) may be made of any transparent or opaque material.
  • the semiconductor light-emitting elements (211, 212, 213) forming the unit pixel may be micro LEDs having a size of several to several hundred microns.
  • the semiconductor light-emitting elements (211, 212, 213) may be mini LEDs having a size several tens of times that of the micro LED.
  • the mini LED may have a different stacking structure from the micro LED except for the size.
  • the mini LED may further include a growth substrate for growing a semiconductor layer.
  • a micro LED or mini LED may have a form in which red (R), green (G), and blue (B) LEDs emit light independently, as well as a stacked LED form in which a single LED is composed of red (R), green (G), and blue (B) layers.
  • a scattering layer (260) including filler particles (262) may be positioned on the sealing layer (240).
  • This scattering layer (hereinafter, the first scattering layer; 260) may be provided by dispersing filler particles (262; hereinafter, the first filler particles) within a base material (261; hereinafter, the first base material).
  • the first filler particle (262) may have a function of having optical properties in the display device (10).
  • the optical properties may be properties of refracting or scattering light emitted from the light-emitting elements (211, 212, 213).
  • Light emitted from the light-emitting elements (211, 212, 213) may be refracted or scattered in the first scattering layer (260) including the first filler particles (262).
  • Light scattered from the first filler particles (262) may be emitted toward the optical layer (100) on the upper side.
  • An optical layer (100) may be positioned on the first scattering layer (260). This optical layer (100) may include a second scattering layer (120) on the transparent layer (130, 110).
  • the second scattering layer (120) may include filler particles (122; hereinafter, second filler particles) that are larger in size than the first filler particles (262).
  • the second scattering layer (120) may include second filler particles (122) in the base material (121).
  • the second scattering layer (120) may be provided by dispersing second filler particles (122) in the base material (121).
  • the base material (121) may include a transparent resin material. In this way, the second filler particles (122) may be dispersed in the transparent resin material forming the base material (121) and positioned on the transparent substrate (110).
  • the transparent substrate (110) may include a material that is transparent and has insulating properties, such as PET or PEN.
  • the transparent substrate (110) may be positioned on the first scattering layer (260) by means of an optically clear adhesive (OCA; 130).
  • OCA optically clear adhesive
  • the transparent adhesive layer (130) may be positioned between the transparent substrate (110) and the first scattering layer (260) to adhere them to each other.
  • the second filler particle (122) may have a size approximately 10 times larger than the size of the first filler particle (262).
  • the size may refer to the diameter of the filler particle (122, 262) when the filler particle (122, 262) has a spherical shape.
  • the size may refer to the length of the long side when the filler particle (122, 262) has an amorphous shape.
  • the size may refer to the average size of the filler particle (122, 262).
  • the second scattering layer (120) may be positioned on the outside of the optical layer (100) and may function as an AG (anti glare) layer.
  • the second scattering layer (120) may be said to perform a function of scattering external light.
  • the second scattering layer (120) may form a rough surface (123) on the surface of the optical layer (100) to prevent external light from being constantly reflected.
  • the rough surface (123) of the second scattering layer (120) can significantly reduce the rate at which total internal reflection occurs in the optical layer (100).
  • the second filler particles (122) included in the second scattering layer (120) can provide a rough surface (123) to the surface of the optical layer (100). At least a portion of the light emitted from the light-emitting elements (211, 212, 213) can be scattered by the second filler particles (122).
  • the size of the second filler particles (122) may be 3 to 6 ⁇ m.
  • the second filler particles (122) may include at least one of Zr, Si, Ti, Zn, BaS, and oxides thereof.
  • the second filler particles (122) may be made of at least one material of Zr, Si, Ti, Zn, BaS, and oxides thereof.
  • the second filler particles (122) may be formed of ZrO 2 or TiO 2 (high refractive index material).
  • the second filler particles (122) may be formed of Hallow SiO 2 (low refractive index material).
  • the first scattering layer (260) may include first filler particles (262) within the base material (261).
  • the first scattering layer (260) may be provided by dispersing first filler particles (262) within the base material (261).
  • the base material (261) may include a transparent resin material. In this way, the first filler particles (262) may be dispersed in the transparent resin material forming the base material (261) and coated on the sealing layer (240) to form the layer.
  • the size of the first filler particle (262) may be 1 ⁇ m or less.
  • the size of the first filler particle (262) may be 300 to 800 nm.
  • the first filler particle (262) may include at least one of Zr, Si, Ti, Zn, BaS, and oxides thereof.
  • the first filler particle (262) may be made of at least one of Zr, Si, Ti, Zn, BaS, and oxides thereof.
  • the first filler particle (262) when the first filler particle (262) is formed of a high-refractive material, it may be formed of ZrO 2 or TiO 2 .
  • the first filler particle (262) when the first filler particle (262) is formed of a low-refractive material, it may be formed of Hallow SiO 2 .
  • the content of the first filler particle (262) may be greater than 0 and greater than 50 mass% with respect to the first scattering layer (260).
  • the content of the first filler particle (262) may be greater than 0 and greater than 30 mass% with respect to the first scattering layer (260).
  • the first filler particle (262) may be effective as a scattering layer, but the content may be controlled. For example, if the content of the first filler particle (262) is greater than this, the light efficiency may be reduced. On the other hand, if the content of the first filler particle (262) is greater than this, the formation of the first scattering layer (260) may not be easy.
  • the second filler particle (122) may have a size approximately 10 times larger than the size of the first filler particle (262).
  • the second filler particle (122) may have a size 3.5 to 20 times larger than the size of the first filler particle (262).
  • the size ratio of the first filler particle (262) to the second filler particle (122) may be 0.05 to 0.15.
  • the second filler particle (122) may implement the roughness of the AG layer.
  • the first filler particle (262) may act to allow light emitted from the light-emitting elements (211, 212, 213) to be evenly scattered over an area larger than the light-emitting elements (211, 212, 213).
  • the first scattering layer (260) may have an area corresponding to the unit pixel (210).
  • the first scattering layer (260) may have an area (first area; a1) or width corresponding to the first light-emitting element (211), the second light-emitting element (212), and the third light-emitting element (213). More specifically, the first scattering layer (260) may have an area (a1) that covers the entire first light-emitting element (211), the second light-emitting element (212), and the third light-emitting element (213).
  • the first scattering layer (260) may evenly scatter light emitted from the first light-emitting element (211), the second light-emitting element (212), and the third light-emitting element (213) and may spread to an extent of the first area (a1) and be emitted upward.
  • the pixel arrangement of the display device (10) is gradually becoming more fixed-definition, and even in the case of displays such as signage, micro LEDs with a side length of several to several tens of micrometers ( ⁇ m) are used as pixels.
  • the size of the light-emitting elements (211, 212, 213) may be 20 ⁇ m in the side length.
  • the size of the second filler particles (122) included in the second scattering layer (120) is about 3 to 6 ⁇ m, and the size of the second filler particles (122) may be relatively large considering the size of the light-emitting elements (211, 212, 213) used as a light source. Accordingly, there may be a large deviation in the number and distribution form of the second filler particles (122) per light-emitting area, which may cause an uneven image quality phenomenon. For example, a sparkling phenomenon may occur on the display screen.
  • a scattering layer (first scattering layer; 260) having filler particles (first filler particles; 262) of a relatively small size is positioned near the pixel (210), and a second scattering layer (120) including second filler particles (122) is provided on the upper portion of the optical layer (100), thereby preventing the display from being illuminated (reflection phenomenon) and reducing uneven image quality phenomena such as sparkling.
  • the phenomenon of uneven light distribution according to the viewing angle of the light-emitting elements (211, 212, 213) can be improved by the action of the first scattering layer (260) located close to the pixel (210).
  • Fig. 3 is a cross-sectional schematic diagram showing a display device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 4 is a planar schematic diagram showing a display device according to a second embodiment of the present disclosure.
  • a display device (10) may have an optical layer (100) provided on a wiring board (200) including unit pixels (210).
  • the wiring board (200) can implement an image by means of unit pixels (210) arranged on the board (230).
  • An encapsulating layer (240) can be formed on the subpixels (211, 212, 213) forming the unit pixels (210).
  • the subpixels (211, 212, 213) forming the unit pixel (210) may be formed by light-emitting elements (211, 212, 213).
  • the unit pixel (210) may include a first light-emitting element (211), a second light-emitting element (212), and a third light-emitting element (213).
  • the unit pixel (210) may include a red light-emitting element (211), a green light-emitting element (212), and a blue light-emitting element (213).
  • FIG. 3 illustrates one unit pixel (210) including three subpixels (211, 212, 213)
  • the wiring board (200) may include a large number of unit pixels (210).
  • the red light-emitting element (211), the green light-emitting element (212), and the blue light-emitting element (213) forming the unit pixel (210) can be electrically connected to electrode pads (not shown) arranged on the substrate (230).
  • electrode pads not shown
  • the illustration of the electrode pads and the wiring electrodes connecting these electrode pads is omitted.
  • optical film may be positioned on the wiring board (200).
  • the optical layer (100) may be composed of an optical film laminate.
  • optical layer and optical film are used interchangeably and explained.
  • the optical film (100) may be attached to the wiring board (200).
  • the wiring board (200) to which the optical film (100) is attached may be referred to as a display device (10).
  • a modular display device may be implemented in which a plurality of display devices (10) are combined to implement a wider display area.
  • the display device (10) may be one display module forming a modular display device. In this way, a plurality of display devices (10) may be combined in parallel to form a modular display device. A detailed description thereof will be omitted.
  • a black layer (250) may be positioned between light-emitting elements (211, 212, 213) forming individual sub-pixels. This black layer (250) may improve the blackness of the display device (10). For example, the black layer (250) may cause the display device (10) to have a black color when the display device (10) is not driven. As another example, the black layer (250) may improve the contrast of the display. This black layer (250) may have a pattern so as to occupy a certain area between the light-emitting elements (211, 212, 213).
  • a sealing layer (240) may be positioned on the substrate (230) to cover a plurality of light-emitting elements (211, 212, 213).
  • This sealing layer (240) may be positioned on the upper surface of the substrate (230) on which a plurality of light-emitting elements (211, 212, 213) and a black layer (250) are formed, and may flatten the upper surface of the substrate (230).
  • the general configuration of the wiring board (200) and the optical layer (100) according to the present embodiment may be the same as the first embodiment described above.
  • redundant descriptions will be omitted and descriptions will be made focusing on the characteristic configurations of the present embodiment.
  • the substrate (230) may include glass or polyimide (PI).
  • the substrate (230) may be made of any insulating and flexible material, such as PEN (Polyethylene Naphthalate) or PET (Polyethylene Terephthalate).
  • the substrate (230) may be made of any transparent or opaque material.
  • the semiconductor light emitting elements (211, 212, 213) forming the unit pixels may be micro LEDs having a size of several to several hundred microns.
  • a scattering layer (263) including filler particles (262) may be positioned on the sealing layer (240).
  • This scattering layer (hereinafter, the first scattering layer; 263) may be provided by dispersing filler particles (262; hereinafter, the first filler particles) within a base material (261; hereinafter, the first base material).
  • the first filler particle (262) may have a function of having optical properties in the display device (10).
  • the optical properties may be properties of refracting or scattering light emitted from the light-emitting elements (211, 212, 213).
  • the first scattering layer (263) may have an area (a2; hereinafter, second area) or width corresponding to an individual light-emitting element.
  • An optical layer (100) may be positioned on the first scattering layer (263). This optical layer (100) may include a second scattering layer (120) on the transparent layer (130, 110).
  • the second scattering layer (120) may include filler particles (122; hereinafter, second filler particles) that are larger in size than the first filler particles (262).
  • the second scattering layer (120) may include second filler particles (122) in the base material (121).
  • the second scattering layer (120) may be provided by dispersing second filler particles (122) in the base material (121).
  • the base material (121) may include a transparent resin material. In this way, the second filler particles (122) may be dispersed in the transparent resin material forming the base material (121) and positioned on the transparent substrate (110).
  • the transparent substrate (110) may be positioned on the first scattering layer (263) by means of an optically clear adhesive (OCA; 130).
  • OCA optically clear adhesive
  • the transparent adhesive layer (130) may be positioned between the transparent substrate (110) and the first scattering layer (263) to adhere them to each other.
  • the transparent adhesive layer (130) has elasticity before being cured, so it can cover and flatten the first scattering layer (263) having a pattern.
  • the second filler particle (122) may have a size approximately 10 times larger than the size of the first filler particle (262).
  • the size may refer to the diameter of the filler particle (122, 262) when the filler particle (122, 262) has a spherical shape.
  • the size may refer to the length of the long side when the filler particle (122, 262) has an amorphous shape.
  • the second scattering layer (120) may be positioned on the outside of the optical layer (100) and may function as an AG (anti glare) layer.
  • the second scattering layer (120) may be said to perform a function of scattering external light.
  • the second scattering layer (120) may form a rough surface (123) on the surface of the optical layer (100) to prevent external light from being constantly reflected.
  • the size of the second filler particles (122) may be 3 to 6 ⁇ m.
  • the second filler particles (122) may include at least one of Zr, Si, Ti, Zn, BaS, and oxides thereof.
  • the second filler particles (122) may be made of at least one material of Zr, Si, Ti, Zn, BaS, and oxides thereof.
  • the second filler particles (122) may be formed of ZrO 2 or TiO 2 (high refractive index material).
  • the second filler particles (122) may be formed of Hallow SiO 2 (low refractive index material).
  • the characteristics of the second scattering layer (120) as described above may be the same as those of the first embodiment described above.
  • the first scattering layer (263) may include first filler particles (262) within the base material (261).
  • the first scattering layer (263) may be provided by dispersing first filler particles (262) within the base material (261).
  • the base material (261) may include a transparent resin material. In this way, the first filler particles (262) may be dispersed in the transparent resin material forming the base material (261) and coated on the sealing layer (240) to form the layer.
  • the size of the first filler particle (262) may be 1 ⁇ m or less.
  • the size of the first filler particle (262) may be 300 to 800 nm.
  • the first filler particle (262) may include at least one of Zr, Si, Ti, Zn, BaS, and oxides thereof.
  • the first filler particle (262) may be made of at least one of Zr, Si, Ti, Zn, BaS, and oxides thereof.
  • the first filler particle (262) when the first filler particle (262) is formed of a high-refractive material, it may be formed of ZrO 2 or TiO 2 .
  • the first filler particle (262) when the first filler particle (262) is formed of a low-refractive material, it may be formed of Hallow SiO 2 .
  • the content of the first filler particle (262) may be greater than 0 and 50 mass% relative to the first scattering layer (263).
  • the content of the first filler particle (262) may be greater than 0 and 30 mass% relative to the first scattering layer (263).
  • the first filler particle (262) When the first filler particle (262) is present, it may be effective as a scattering layer, but the content thereof may be controlled. For example, if the content of the first filler particle (262) is greater than this, the light efficiency may be reduced. On the other hand, if the content of the first filler particle (262) is greater than this, the formation of the first scattering layer (263) may not be easy.
  • the second filler particle (122) may have a size approximately 10 times larger than the size of the first filler particle (262).
  • the second filler particle (122) may have a size 3.5 to 20 times larger than the size of the first filler particle (262).
  • the size ratio of the first filler particle (262) to the second filler particle (122) may be 0.05 to 0.15.
  • the second filler particle (122) may implement the roughness of the AG layer.
  • the first filler particle (262) may act to allow light emitted from the light-emitting elements (211, 212, 213) to be evenly scattered over an area larger than the light-emitting elements (211, 212, 213).
  • the first scattering layer (263) may have an area (a2; hereinafter, referred to as the second area) or width corresponding to the individual light-emitting elements. That is, the first scattering layer (263) may have an area (a2) covering each of the first light-emitting element (211), the second light-emitting element (212), and the third light-emitting element (213).
  • This first scattering layer (260) can evenly scatter the light emitted from the first light-emitting element (211), the second light-emitting element (212), and the third light-emitting element (213) and spread to a size of the second area (a2) to be emitted upward.
  • the first scattering layer (263) having a pattern corresponding to the first light-emitting element (211), the second light-emitting element (212), and the third light-emitting element (213) can be positioned at a predetermined interval (first interval; a3) from each other.
  • the area (a2) or width of the first scattering layer (263) may correspond to the area or width between two neighboring black layers (250) positioned on both sides of the corresponding light-emitting element (211, 212, 213).
  • the area (a2) or width of the first scattering layer (263) may be equal to or larger than the area between two neighboring black layers (250) positioned on both sides of the corresponding light-emitting element (211, 212, 213).
  • a scattering layer (first scattering layer; 263) having relatively small-sized filler particles (first filler particles; 262) near a pixel (210) is patterned and positioned to correspond to the positions of individual light-emitting elements (211, 212, 213), and a second scattering layer (120) including second filler particles (122) is provided on an upper portion of an optical layer (100), thereby preventing the display from reflecting (reflecting) and reducing uneven image quality such as sparkling.
  • the reduction in blackness or contrast ratio of the display due to the scattering layer (263) can be minimized.
  • the phenomenon of uneven light distribution according to the viewing angle of the light-emitting elements (211, 212, 213) can be improved by the action of the first scattering layer (263) located close to the pixel (210).
  • Fig. 5 is a cross-sectional schematic diagram showing a display device according to the first comparative example.
  • Fig. 6 is a planar schematic diagram showing a display device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 7 is a cross-sectional schematic diagram showing a display device according to the second comparative example.
  • the pixel arrangement of the display device (1) is gradually becoming more fixed-definition, and even in displays such as signage, micro LEDs with a side length of several to several tens of micrometers ( ⁇ m) are being used as pixels.
  • Fig. 5 shows a first comparative example, in which a light-emitting element (32) and a black layer (34) are arranged on a substrate (31) of a wiring board (30) and an encapsulating layer (33) is included, and an optical layer (20) including an AG film (21) is positioned on the wiring board (30).
  • the AG film (21) is positioned on a transparent substrate (24) and can be attached to the wiring board (30) by a transparent adhesive layer (25).
  • the size of the filler particles (22) included in the scattering layer (21) is about 3 to 6 ⁇ m, and the size of the filler particles (22) may be relatively large considering the size of the light-emitting element (32) used as a light source (see FIG. 6). Accordingly, there may be a large deviation in the number and distribution form of the filler particles (22) per light-emitting area, which may cause an uneven image quality phenomenon. For example, a sparkling phenomenon may occur on the display screen.
  • This sparkling phenomenon refers to a phenomenon in which the display screen appears unsmooth due to relatively large filler particles (22).
  • the display screen when a film (26) that does not include filler particles (22) is provided, the display screen can be formed smoothly, but a reflection phenomenon in which external light is reflected from the display surface may occur. Accordingly, a mirror-like reflection may occur on the display surface, which may reduce display visibility.
  • Figures 8 and 9 are schematic diagrams showing display uniformity according to filler particle size.
  • Fig. 8 shows a luminance map in the case of having a conical particle structure with a size of 50 ⁇ m and an angle of 10° in the display light-emitting surface formed by light-emitting elements (211, 212, 213).
  • Fig. 9 shows a luminance map in the case of having a conical particle structure with a size of 10 ⁇ m and an angle of 10° in the display light-emitting surface formed by light-emitting elements (211, 212, 213).
  • the luminescence map of FIG. 8 may correspond to the first comparative example
  • the luminescence map of FIG. 9 may correspond to the first embodiment or the second embodiment of the present disclosure.
  • each light-emitting element (32) represents a pattern in which light emitted from each light-emitting element (22) is scattered by filler particles (22).
  • each light-emitting element represents a pattern in which light emitted from each light-emitting element (211, 212, 213) is scattered by filler particles (262).
  • the filler particles (262) used as scattering materials in the display to have a relatively small size.
  • Figures 10 and 11 are graphs showing the effect of reducing image quality unevenness according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 10 shows the luminance standard deviation ( ⁇ ) at a frontal angle of the display screen according to the comparative example (first comparative example) and the embodiment of the present disclosure. That is, Fig. 10 shows the luminance standard deviation ( ⁇ ) when the display is viewed from the front.
  • ZrO 2 is used as the first filler particle (262) in the first scattering layer (260), and the luminance standard deviation ( ⁇ ) is shown when the content of the first filler particle (262) is 5 wt% (weight ratio) and 30 wt%, respectively.
  • the size of the first filler particle (262) is 500 nm.
  • the size of the first filler particle (262) may mean the average particle size.
  • the size of the first filler particle (262) may be equally applied to the following description.
  • Fig. 11 shows the luminance standard deviation ( ⁇ ) at a side angle of the display screen according to the comparative example (first comparative example) and the embodiment of the present disclosure. That is, Fig. 10 shows the luminance standard deviation ( ⁇ ) according to the side angle when the display is viewed from the side.
  • the data indicated as AGLR 35%_ZrO2 5wt% corresponds to the case in which, in the embodiment of the present disclosure, ZrO 2 was used as the first filler particle (262) in the first scattering layer (260), and the content of the first filler particle (262) was 5wt% (weight ratio).
  • the data indicated as AGLR 35%_ZrO2 30wt% corresponds to the case in which, in the embodiment of the present disclosure, ZrO 2 was used as the first filler particle (262) in the first scattering layer (260), and the content of the first filler particle (262) was 30wt% (weight ratio).
  • the luminance deviation does not significantly increase depending on the angle in both cases.
  • the viewing angle improvement effect is shown when 5 wt% of ZrO 2 is used as the first filler particle (262) in the first scattering layer (260), and when 30 wt% of ZrO 2 is used as the first filler particle (262).
  • Fig. 13 is a graph showing the viewing angle luminance deviation according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 14 is a normalized graph of Fig. 13.
  • the luminance standard deviation decreased by 19% points when 5 wt% of ZrO 2 was used compared to the first comparative example at a viewing angle of 60°.
  • the luminance standard deviation decreased by 31.5% points more when 30 wt% of ZrO 2 was used compared to when 5 wt% of ZrO 2 was used.
  • the standard deviation of brightness decreases as the content increases. Accordingly, it can be seen that the uniformity of image quality improves as the content of the first filler particle (262) increases. Meanwhile, as mentioned above, the content of the first filler particle (262) can be used at 50 wt% or less.
  • FIGS. 15 to 19 are cross-sectional schematic diagrams showing manufacturing methods according to embodiments of the present disclosure.
  • the manufacturing method according to the embodiments of the present disclosure may largely include a step of providing a wiring board (200), a step of providing an optical layer (100), and a step of bonding the wiring board (200) and the optical layer (100) (FIG. 19).
  • a process may be performed to provide a wiring board (200) including a substrate (230), a plurality of light-emitting elements (211, 212, 213) that are partitioned on the substrate (230) and constitute a plurality of unit pixels (210), a black layer (250) positioned between the individual light-emitting elements (211, 212, 213), and an encapsulating layer (240) formed on the substrate (230) to cover the plurality of light-emitting elements (211, 212, 213).
  • a plurality of light-emitting elements (211, 212, 213) constituting a plurality of unit pixels (210) on a substrate (230) and a black layer (250) positioned between the individual light-emitting elements (211, 212, 213) can be formed.
  • an encapsulating layer (240) may be formed on a substrate (230) to cover a plurality of light-emitting elements (211, 212, 213).
  • a first scattering layer (260) including a first base material (261) having first filler particles (262) dispersed on a sealing layer (240) can be formed.
  • the first scattering layer (260) may have an area (a1) corresponding to a unit pixel (210).
  • the first scattering layer (260) may be formed by at least one process among screen printing, slit coating, spin coating, dot printing, and film lamination. Meanwhile, the second scattering layer (120) may also be formed by at least one process among screen printing, slit coating, spin coating, dot printing, and film lamination.
  • a first scattering layer (263) including a first base material (261) having first filler particles (262) dispersed on a sealing layer (240) can be formed.
  • the first scattering layer (263) may have an area (a2) corresponding to the unit light-emitting elements (211, 212, 213).
  • the first scattering layer (263) may have an area (a2) that locally covers the individual light-emitting elements (211, 212, 213). That is, the first scattering layers (263) may be provided to be divided from each other with a first gap (a3).
  • an optical layer (100) can be prepared that includes a second scattering layer (120) including a second parent material (121) in which second filler particles (122) larger in size than first filler particles (262) are dispersed on one side of a transparent substrate (110), and a transparent adhesive layer (130) on the other side of the transparent substrate (110).
  • a second scattering layer (120) including a second parent material (121) in which second filler particles (122) larger in size than first filler particles (262) are dispersed on one side of a transparent substrate (110), and a transparent adhesive layer (130) on the other side of the transparent substrate (110).
  • the process of providing a wiring board (200) and the process of providing an optical layer (100) can be performed independently of each other.
  • An optical layer (100) can be bonded onto the wiring board (200) such that the transparent adhesive layer (130) faces the wiring board (200).
  • a display device (10) according to the second embodiment described with reference to FIGS. 3 and 4 can be manufactured.
  • the optical layer (100) can be bonded to the wiring board (200) as shown in FIG. 17, so that a display device (10) according to the first embodiment can be manufactured.
  • a display device using an LED (Light Emitting Diode) and a manufacturing method thereof can be provided.

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 개시는 디스플레이 장치 관련 기술 분야에 적용 가능하며, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 개시의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치는, 기판; 상기 기판 상에 구획되어 다수의 단위 픽셀을 구성하는 다수의 발광 소자; 상기 개별 발광 소자 사이에 위치하는 블랙층; 상기 다수의 발광 소자를 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 봉지층; 상기 봉지층 상에 위치하고 제1 필러입자를 포함하는 제1 산란층; 상기 제1 산란층 상에 위치하는 투명층; 및 상기 투명층 상에 위치하고 상기 제1 필러입자보다 크기가 큰 제2 필러입자를 포함하는 제2 산란층을 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 그 제조 방법
본 개시는 디스플레이 장치 관련 기술 분야에 적용 가능하며, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 디바이스에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), OLED(Organic Light Emitting Diode), 마이크로 LED(Micro Light Emitting Diode) 등 다양한 디스플레이 디바이스가 연구되어 사용되고 있다.
디지털 사이니지(Digital Signage)란, 일반적인 TV 뿐만 아니라, 기업들의 마케팅, 광고, 트레이닝 효과, 및 고객 경험을 유도할 수 있는 커뮤티케이션 툴(Communication tool)로 공항, 호텔, 병원, 지하철역 등의 공공 장소에서 방송 프로그램뿐만 아니라 특정 정보를 제공하는 디스플레이 디바이스이다.
디지털 사이니지는 옥내 또는 옥외의 일정한 장소 또는 가로 시설물(street furniture)등의 장치에 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), 마이크로 LED(Light Emitting Diode) 등의 디스플레이 패널을 설치하여 다양한 콘텐츠와 상업 광고 등을 표출하는 매체로서 가정뿐만 아니라 아파트 엘리베이터, 지하철 역 내, 지하철 내, 버스 내, 대학교, 은행, 편의점, 할인점, 쇼핑몰 등 대중이 움직이는 동선에 설치될 수 있다.
최근, 디지털 사이니지가 대형화 초대형화되면서 디스플레이 패널의 화질을 개선시키기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다.
특히, 디스플레이 패널의 광학적 특성 향상을 위한 광학층이 구비될 수 있으나, 이러한 광학층에 포함되어 반사율을 감소시키기 위한 산란재에 의하여 스파클링 등의 왜곡현상이 발생할 수 있다.
따라서, 이와 같은 문제점들을 해결할 방안이 대두된다.
본 개시의 일 실시예에 의하면, 디스플레이 장치의 산란층을 구비하면서 화질저하 현상을 방지하거나 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
한편, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 디스플레이 장치의 산란층을 구비하면서 블랙감 저하를 방지하거나 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 개시의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치는, 기판; 상기 기판 상에 구획되어 다수의 단위 픽셀을 구성하는 다수의 발광 소자; 상기 개별 발광 소자 사이에 위치하는 블랙층; 상기 다수의 발광 소자를 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 봉지층; 상기 봉지층 상에 위치하고 제1 필러입자를 포함하는 제1 산란층; 상기 제1 산란층 상에 위치하는 투명층; 및 상기 투명층 상에 위치하고 상기 제1 필러입자보다 크기가 큰 제2 필러입자를 포함하는 제2 산란층을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치는, 기판 상에 구획되어 다수의 단위 픽셀을 구성하는 다수의 발광 소자, 상기 개별 발광 소자 사이에 위치하는 블랙층, 및 상기 다수의 발광 소자를 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 봉지층을 포함하는 배선 기판; 상기 배선 기판 상에 위치하고 상기 단위 픽셀에 대응하는 위치에 위치하고 제1 필러입자를 포함하는 산란층; 상기 산란층 상에 위치하는 투명 접착층; 및 상기 투명 접착층 상에 위치하고 상기 제1 필러입자보다 크기가 큰 제2 필러입자를 포함하는 AG 코팅층을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 제조 방법은, 기판, 상기 기판 상에 구획되어 다수의 단위 픽셀을 구성하는 다수의 발광 소자, 상기 개별 발광 소자 사이에 위치하는 블랙층, 및 상기 다수의 발광 소자를 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 봉지층을 포함하는 배선 기판을 제공하는 단계; 상기 봉지층 상에 제1 필러입자가 분산된 제1 모재를 포함하는 제1 산란층을 형성하는 단계; 투명 기재의 제1 면 상에 위치하는 상기 제1 필러입자보다 크기가 큰 제2 필러입자가 분산된 제2 모재를 포함하는 제2 산란층, 및 상기 투명 기재의 제2 면 상에 위치하는 투명 접착층이 위치하는 광학층을 제공하는 단계; 및 상기 제1 산란층 상에 상기 광학층의 투명 접착층을 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
먼저, 본 개시의 실시예에 의하면, 디스플레이의 상비침(반사 현상)을 방지함과 동시에 스파클링과 같은 화질 불균일 현상을 감소시킬 수 있다.
한편, 픽셀과 가까운 곳에 위치하는 제1 산란층의 작용에 의하여 발광 소자의 시야각에 따른 광분포 불균일 현상을 개선할 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시예에 의하면, 디스플레이 장치의 산란층을 구비하면서 블랙감 저하를 방지하거나 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 단면 개략도이다.
도 2는 본 개시의 제1 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 평면 개략도이다.
도 3은 본 개시의 제2 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 단면 개략도이다.
도 4는 본 개시의 제2 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 평면 개략도이다.
도 5는 제1 비교예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 단면 개략도이다.
도 6은 본 개시의 제1 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 평면 개략도이다.
도 7은 제2 비교예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 단면 개략도이다.
도 8 및 도 9는 필러입자 크기에 따른 디스플레이 균일성을 나타내는 도식도이다.
도 10 및 도 11은 본 개시의 실시예에 의하여 화질 불균일 현상이 저감되는 효과를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 개시의 실시예에 의한 시야각 개선 효과를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 개시의 실시예에 의한 시야각 휘도편차를 나타내는 그래프이다.
도 14는 도 13의 정규화(normalized)된 그래프이다.
도 15 내지 도 19는 본 개시의 실시예들에 의한 제조 방법을 나타내는 단면 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
나아가, 설명의 편의를 위해 각각의 도면에 대해 설명하고 있으나, 당업자가 적어도 2개 이상의 도면을 결합하여 다른 실시예를 구현하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.
또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치는 단위 픽셀 또는 단위 픽셀의 집합으로 정보를 표시하는 모든 디스플레이 장치를 포함하는 개념이다. 따라서 완성품에 한정하지 않고 부품에도 적용될 수 있다. 예를 들어 디지털 TV의 일 부품에 해당하는 패널도 독자적으로 본 명세서 상의 디스플레이 장치에 해당한다. 완성품으로는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 피씨(Slate PC), Tablet PC, Ultra Book, 디지털 TV, 데스크 탑 컴퓨터 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품 형태이라도, 디스플레이가 가능한 장치에는 적용될 수도 있음을 본 기술 분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
또한, 당해 명세서에서 언급된 반도체 발광 소자는 LED, 미니 LED, 마이크로 LED 등을 포함하는 개념이며, 혼용되어 사용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 단면 개략도이다. 도 2는 본 개시의 제1 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 평면 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(10)는 단위 픽셀(210)들을 포함하는 배선 기판(200) 상에 광학층(100)이 구비될 수 있다.
배선 기판(200)은 기판(230) 상에 배열되는 단위 픽셀(210)들에 의하여 영상을 구현할 수 있다. 이러한 단위 픽셀(210)을 이루는 서브픽셀(211, 212, 213)들 상에는 봉지층(240)이 형성될 수 있다. 도 1에는 세 개의 서브픽셀(211, 212, 213)을 포함하는 하나의 단위 픽셀(210)이 도시되어 있으나, 배선 기판(200)에는 많은 수의 단위 픽셀(210)들을 포함할 수 있다.
단위 픽셀(210)을 이루는 서브픽셀(211, 212, 213)들은 발광 소자(211, 212, 213)에 의하여 이루어질 수 있다. 일례로, 단위 픽셀(210)은 제1 발광 소자(211), 제2 발광 소자(212), 및 제3 발광 소자(213)를 포함할 수 있다. 일례로, 단위 픽셀(210)은 적색 발광 소자(211), 녹색 발광 소자(212) 및 청색 발광 소자(213)를 포함할 수 있다.
단위 픽셀(210)를 이루는 적색 발광 소자(211), 녹색 발광 소자(212) 및 청색 발광 소자(213)는 기판(230) 상에 배열되는 전극 패드(도시되지 않음) 상에 전기적으로 접속될 수 있다. 여기서 전극 패드 및 이 전극 패드들을 연결하는 배선 전극의 도시는 생략되어 있다.
이러한 배선 기판(200) 상에는 광학층(광학 필름; 100)이 위치할 수 있다. 광학층(100)은 광학 필름 적층체로 구성될 수 있다. 이하, 광학층과 광학 필름의 용어는 혼용하여 설명한다. 광학 필름(100)은 배선 기판(200) 상에 부착될 수 있다. 이러한 광학 필름(100)이 부착된 배선 기판(200)을 디스플레이 장치(10)라고 일컬을 수 있다.
별도로 도시되지 않았으나, 다수의 디스플레이 장치(10)가 결합되어 더 넓은 면적의 디스플레이 면적을 구현하는 모듈형 디스플레이 장치가 구현될 수 있다. 일례로, 디스플레이 장치(10)는 모듈형 디스플레이 장치를 이루는 하나의 디스플레이 모듈일 수 있다. 이와 같이, 다수의 디스플레이 장치(10)가 평행하게 결합되어 모듈형 디스플레이 장치를 이룰 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
개별 서브픽셀을 이루는 발광 소자(211, 212, 213) 사이에는 블랙층(250)이 위치할 수 있다. 이러한 블랙층(250)은 디스플레이 장치(10)의 블랙감을 향상시킬 수 있다. 일례로, 블랙층(250)은 디스플레이 장치(10)가 구동되지 않을 때 디스플레이 장치(10)가 블랙 색상을 띠도록 할 수 있다. 다른 예로, 블랙층(250)은 디스플레이의 대비비(contrast)를 향상시킬 수 있다. 이러한 블랙층(250)은 발광 소자(211, 212, 213) 사이에서 일정 면적을 차지하도록 패턴을 가질 수 있다.
기판(230) 상에는 다수의 발광 소자(211, 212, 213)를 덮도록 봉지층(240)이 위치할 수 있다. 이러한 봉지층(240)은 다수의 발광 소자(211, 212, 213)와 블랙층(250)이 형성된 기판(230)의 상면 상에 위치하여 기판(230)의 상면을 평탄화시킬 수 있다.
이와 같이, 봉지층(240)은 전극 패드(도시되지 않음)가 구비된 기판(230)의 상면 상에 배치될 수 있다. 봉지층(240)은 폴리이미드(PI, Polyimide), PET, PEN 등과 같이 절연성이 있고, 유연성 있는 재질로, 기판(230)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수 있다. 이와 같이, 전극 패드가 구비된 기판(230)은 전극 패드에 배선 전극(미도시)이 연결된 배선 기판(100)을 이룰 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 이와 같은 배선 기판(200)의 단위 픽셀은 발광 소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자의 일 종류로서 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 예시한다.
기판(230)은 유리나 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 플렉서블 디스플레이를 구현하기 위해서 기판(230)은 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면, 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등 어느 것이라도 사용될 수 있다. 또한, 기판(230)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다.
단위 픽셀을 이루는 반도체 발광 소자(211, 212, 213)는 수 내지 수백 마이크로 크기를 가지는 마이크로 LED일 수 있다. 경우에 따라서, 반도체 발광 소자(211, 212, 213)는 마이크로 LED의 수십 배의 크기를 가지는 미니 LED일 수 있다. 여기서, 미니 LED는 마이크로 LED와 크기 외 적층 구조가 상이할 수 있다. 구체적으로, 미니 LED는 반도체 층을 성장하기 위한 성장 기판을 더 포함할 수 있다.
단위 픽셀을 이루는 반도체 발광 소자(211, 212, 213)의 일례로서 마이크로 LED 또는 미니 LED는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) LED가 독립적으로 발광하는 형태뿐 아니라 하나의 LED에 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B) 층으로 구성된 적층형 LED 형태를 가질 수 있다.
봉지층(240) 상에는 필러입자(262)를 포함하는 산란층(260)이 위치할 수 있다. 이러한 산란층(이하, 제1 산란층; 260)은 모재(261; 이하, 제1 모재) 내에 필러입자(262; 이하, 제1 필러입자)가 분산되어 구비될 수 있다.
제1 필러입자(262)는 디스플레이 장치(10)에서 광학적 특성을 가지는 기능을 가질 수 있다. 여기서 광학적 특성은 발광 소자(211, 212, 213)에서 방출되는 빛을 굴절 또는 산란시키는 특성일 수 있다.
발광 소자(211, 212, 213)에서 방출되는 빛은 제1 필러입자(262)를 포함하는 제1 산란층(260)에서 굴절 또는 산란될 수 있다. 제1 필러입자(262)에서 산란되는 빛은 상측의 광학층(100)을 향하여 방출될 수 있다.
제1 산란층(260) 상에는 광학층(100)이 위치할 수 있다. 이러한 광학층(100)은 투명층(130, 110) 상에 제2 산란층(120)을 포함할 수 있다.
제2 산란층(120)은 제1 필러입자(262)보다 크기가 큰 필러입자(122; 이하, 제2 필러입자)를 포함할 수 있다. 제2 산란층(120)은 모재(121) 내에 제2 필러입자(122)를 포함할 수 있다. 일례로, 제2 산란층(120)은 모재(121) 내에 제2 필러입자(122)들이 분산되어 구비될 수 있다. 모재(121)는 투명 수지 물질을 포함할 수 있다. 이와 같이, 모재(121)를 이루는 투명 수지 물질에 제2 필러입자(122)들이 분산되어 투명 기재(110) 상에 위치할 수 있다.
여기서, 투명 기재(110)는 투명하면서 PET, PEN 등과 같이 절연성이 있이 있는 재질을 포함할 수 있다.
투명 기재(110)는 투명 접착층(optically clear adhesive; OCA; 130)에 의하여 제1 산란층(260) 상에 위치할 수 있다. 일례로, 투명 접착층(130)은 투명 기재(110)와 제1 산란층(260) 사이에 위치하여 서로 접착시킬 수 있다.
예시적인 실시예로서, 제2 필러입자(122)는 제1 필러입자(262)의 크기보다 대략 10배의 크기를 가질 수 있다. 여기서, 크기라 함은 필러입자(122, 262)가 구형을 가진 경우, 필러입자(122, 262)의 직경을 의미할 수 있다. 한편, 일례로, 필러입자(122, 262)가 무정형을 가진 경우, 장변의 길이를 의미할 수 있다. 또한, 여기서 크기는 필러입자(122, 262)의 평균 크기를 의미할 수 있다.
일례로, 제2 산란층(120)은 광학층(100)의 외측에 위치하여 AG(anti glare) 층으로 기능할 수 있다. 말하자면 제2 산란층(120)은 외광에 대하여 산란하는 기능을 수행한다고 말할 수 있다. 이러한 제2 산란층(120)은 광학층(100) 표면에 거친 면(123)을 형성하여 외광이 일정하게 반사되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제2 산란층(120)의 거친 면(123)은 광학층(100)에서 내부 전반사가 발생하는 비율을 크게 낮출 수 있다. 제2 산란층(120)에 포함된 제2 필러입자(122)는 광학층(100) 표면에 거친 면(123)을 제공할 수 있다. 발광 소자(211, 212, 213)에서 방출되는 빛의 적어도 일부는 제2 필러입자(122)에 의하여 산란될 수 있다.
일례로, 이러한 제2 필러입자(122)의 크기는 3 내지 6 ㎛일 수 있다. 제2 필러입자(122)는 Zr, Si, Ti, Zn, BaS, 및 그 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 제2 필러입자(122)는 Zr, Si, Ti, Zn, BaS, 및 그 산화물 중 적어도 하나의 물질로 제작될 수 있다. 일례로, 제2 필러입자(122)는 ZrO2 또는 TiO2로 형성될 수 있다(고굴절 물질). 다른 예로, 제2 필러입자(122)는 Hallow SiO2로 형성될 수 있다(저굴절 물질).
제1 산란층(260)은 모재(261) 내에 제1 필러입자(262)를 포함할 수 있다. 일례로, 제1 산란층(260)은 모재(261) 내에 제1 필러입자(262)들이 분산되어 구비될 수 있다. 모재(261)는 투명 수지 물질을 포함할 수 있다. 이와 같이, 모재(261)를 이루는 투명 수지 물질에 제1 필러입자(262)들이 분산되어 봉지층(240) 상에 코팅되어 형성될 수 있다.
일례로, 이러한 제1 필러입자(262)의 크기는 1 ㎛ 이하일 수 있다. 일례로, 제1 필러입자(262)의 크기는 300 내지 800 nm일 수 있다.
제1 필러입자(262)는 Zr, Si, Ti, Zn, BaS, 및 그 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 제1 필러입자(262)는 Zr, Si, Ti, Zn, BaS, 및 그 산화물 중 적어도 하나의 물질로 제작될 수 있다. 일례로, 제1 필러입자(262)는 고굴절 물질로 형성되는 경우, ZrO2 또는 TiO2로 형성될 수 있다. 다른 예로, 제1 필러입자(262)는 저굴절 물질로 형성되는 경우 Hallow SiO2로 형성될 수 있다.
일례로, 제1 필러입자(262)의 함량은 제1 산란층(260) 대비 0 초과 50 질량%를 가질 수 있다. 구체적인 예로, 제1 필러입자(262)의 함량은 제1 산란층(260) 대비 0 초과 30 질량%를 가질 수 있다. 제1 필러입자(262)가 존재하면 산란층으로 효과를 발휘할 수 있으나, 그 함량은 조절될 수 있다. 일례로, 제1 필러입자(262)의 함량이 이보다 크면 광효율이 저하될 수 있다. 한편, 제1 필러입자(262)의 함량이 이보다 크면 제1 산란층(260)의 형성이 용이하지 않을 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 제2 필러입자(122)는 제1 필러입자(262)의 크기보다 대략 10배의 크기를 가질 수 있다. 보다 구체적인 예로, 제2 필러입자(122)는 제1 필러입자(262)의 크기보다 3.5 ~ 20배의 크기를 가질 수 있다. 다른 예로, 제1 필러입자(262)와 제2 필러입자(122)의 크기 비율은 0.05 내지 0.15일 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 제2 필러입자(122)는 AG 층의 거칠기를 구현할 수 있다. 한편, 제1 필러입자(262)는 발광 소자(211, 212, 213)에서 방출된 빛이 발광 소자(211, 212, 213)보다 큰 면적으로 고르게 산란될 수 있도록 작용할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 산란층(260)은 단위 픽셀(210)을 대응되는 면적을 가질 수 있다. 일례로, 제1 산란층(260)은 제1 발광 소자(211), 제2 발광 소자(212), 및 제3 발광 소자(213)에 대응되는 면적(제1 면적; a1) 또는 폭을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 산란층(260)은 제1 발광 소자(211), 제2 발광 소자(212), 및 제3 발광 소자(213) 전체를 덮는 면적(a1)을 가질 수 있다. 이러한 제1 산란층(260)은 제1 발광 소자(211), 제2 발광 소자(212), 및 제3 발광 소자(213)에서 방출되는 빛이 고르게 산란되어 제1 면적(a1)의 크기 정도로 퍼져서 상측으로 출사될 수 있다.
디스플레이 장치(10)의 픽셀 배치는 점차 고정세로 되는 경향이 있고, 사이니지와 같은 디스플레이와 같은 경우에도 한변의 길이가 수 내지 수십 마이크로미터(㎛)인 마이크로 LED가 픽셀로 사용되고 있다. 일례로, 발광 소자(211, 212, 213)의 크기는 단변의 길이가 20 ㎛일 수 있다.
이때, AG 필름으로 기능할 수 있는 제2 산란층(120)만 구비되는 경우, 이러한 제2 산란층(120)에 포함된 제2 필러입자(122)의 크기는 3 내지 6 ㎛ 정도로서 이러한 제2 필러입자(122)의 크기는 광원으로 사용되는 발광 소자(211, 212, 213)의 크기를 고려하면 상대적으로 클 수 있다. 이에 따라 발광 면적당 제2 필러입자(122)의 개수 및 분포 형태에 편차가 크게 발생하여 화질 불균일 현상이 발생할 수 있다. 일례로, 디스플레이 화면에서 스파클링 현상이 발생할 수 있다.
그러나 본 개시의 실시예에 의하면, 픽셀(210)과 가까운 곳에서는 상대적으로 작은 크기의 필러입자(제1 필러입자; 262)를 가지는 산란층(제1 산란층; 260)을 위치시키고, 광학층(100)의 상부에 제2 필러입자(122)를 포함하는 제2 산란층(120)을 구비하여 디스플레이의 상비침(반사 현상)을 방지함과 동시에 스파클링과 같은 화질 불균일 현상을 감소시킬 수 있다.
한편, 픽셀(210)과 가까운 곳에 위치하는 제1 산란층(260)의 작용에 의하여 발광 소자(211, 212, 213)의 시야각에 따른 광분포 불균일 현상을 개선할 수 있다.
이와 같은 본 개시의 실시예에 의한 효과는 자세히 후술한다.
도 3은 본 개시의 제2 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 단면 개략도이다. 도 4는 본 개시의 제2 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 평면 개략도이다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 단위 픽셀(210)들을 포함하는 배선 기판(200) 상에 광학층(100)이 구비될 수 있다.
배선 기판(200)은 기판(230) 상에 배열되는 단위 픽셀(210)들에 의하여 영상을 구현할 수 있다. 이러한 단위 픽셀(210)을 이루는 서브픽셀(211, 212, 213)들 상에는 봉지층(240)이 형성될 수 있다.
단위 픽셀(210)을 이루는 서브픽셀(211, 212, 213)들은 발광 소자(211, 212, 213)에 의하여 이루어질 수 있다. 일례로, 단위 픽셀(210)은 제1 발광 소자(211), 제2 발광 소자(212), 및 제3 발광 소자(213)를 포함할 수 있다. 일례로, 단위 픽셀(210)은 적색 발광 소자(211), 녹색 발광 소자(212) 및 청색 발광 소자(213)를 포함할 수 있다. 도 3에는 세 개의 서브픽셀(211, 212, 213)을 포함하는 하나의 단위 픽셀(210)이 도시되어 있으나, 배선 기판(200)에는 많은 수의 단위 픽셀(210)들을 포함할 수 있다.
단위 픽셀(210)를 이루는 적색 발광 소자(211), 녹색 발광 소자(212) 및 청색 발광 소자(213)는 기판(230) 상에 배열되는 전극 패드(도시되지 않음) 상에 전기적으로 접속될 수 있다. 여기서 전극 패드 및 이 전극 패드들을 연결하는 배선 전극의 도시는 생략되어 있다.
이러한 배선 기판(200) 상에는 광학층(광학 필름; 100)이 위치할 수 있다. 광학층(100)은 광학 필름 적층체로 구성될 수 있다. 이하, 광학층과 광학 필름의 용어는 혼용하여 설명한다. 광학 필름(100)은 배선 기판(200) 상에 부착될 수 있다. 이러한 광학 필름(100)이 부착된 배선 기판(200)을 디스플레이 장치(10)라고 일컬을 수 있다.
별도로 도시되지 않았으나, 다수의 디스플레이 장치(10)가 결합되어 더 넓은 면적의 디스플레이 면적을 구현하는 모듈형 디스플레이 장치가 구현될 수 있다. 일례로, 디스플레이 장치(10)는 모듈형 디스플레이 장치를 이루는 하나의 디스플레이 모듈일 수 있다. 이와 같이, 다수의 디스플레이 장치(10)가 평행하게 결합되어 모듈형 디스플레이 장치를 이룰 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
개별 서브픽셀을 이루는 발광 소자(211, 212, 213) 사이에는 블랙층(250)이 위치할 수 있다. 이러한 블랙층(250)은 디스플레이 장치(10)의 블랙감을 향상시킬 수 있다. 일례로, 블랙층(250)은 디스플레이 장치(10)가 구동되지 않을 때 디스플레이 장치(10)가 블랙 색상을 띠도록 할 수 있다. 다른 예로, 블랙층(250)은 디스플레이의 대비비(contrast)를 향상시킬 수 있다. 이러한 블랙층(250)은 발광 소자(211, 212, 213) 사이에서 일정 면적을 차지하도록 패턴을 가질 수 있다.
기판(230) 상에는 다수의 발광 소자(211, 212, 213)를 덮도록 봉지층(240)이 위치할 수 있다. 이러한 봉지층(240)은 다수의 발광 소자(211, 212, 213)와 블랙층(250)이 형성된 기판(230)의 상면 상에 위치하여 기판(230)의 상면을 평탄화시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 의한 배선 기판(200)과 광학층(100)의 대체적인 구성은 위에서 설명한 제1 실시예와 동일할 수 있다. 이하, 중복되는 설명은 생략하고 본 실시예에서 특징적인 구성을 중심으로 설명한다.
기판(230)은 유리나 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 플렉서블 디스플레이를 구현하기 위해서 기판(230)은 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면, 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등 어느 것이라도 사용될 수 있다. 또한, 기판(230)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다.
단위 픽셀을 이루는 반도체 발광 소자(211, 212, 213)는 수 내지 수백 마이크로 크기를 가지는 마이크로 LED일 수 있다.
봉지층(240) 상에는 필러입자(262)를 포함하는 산란층(263)이 위치할 수 있다. 이러한 산란층(이하, 제1 산란층; 263)은 모재(261; 이하, 제1 모재) 내에 필러입자(262; 이하, 제1 필러입자)가 분산되어 구비될 수 있다.
제1 필러입자(262)는 디스플레이 장치(10)에서 광학적 특성을 가지는 기능을 가질 수 있다. 여기서 광학적 특성은 발광 소자(211, 212, 213)에서 방출되는 빛을 굴절 또는 산란시키는 특성일 수 있다.
여기서, 본 실시예에 의한 제1 산란층(263)은 개별 발광 소자에 대응하는 면적(a2; 이하, 제2 면적) 또는 폭을 가질 수 있다.
제1 산란층(263) 상에는 광학층(100)이 위치할 수 있다. 이러한 광학층(100)은 투명층(130, 110) 상에 제2 산란층(120)을 포함할 수 있다.
제2 산란층(120)은 제1 필러입자(262)보다 크기가 큰 필러입자(122; 이하, 제2 필러입자)를 포함할 수 있다. 제2 산란층(120)은 모재(121) 내에 제2 필러입자(122)를 포함할 수 있다. 일례로, 제2 산란층(120)은 모재(121) 내에 제2 필러입자(122)들이 분산되어 구비될 수 있다. 모재(121)는 투명 수지 물질을 포함할 수 있다. 이와 같이, 모재(121)를 이루는 투명 수지 물질에 제2 필러입자(122)들이 분산되어 투명 기재(110) 상에 위치할 수 있다.
투명 기재(110)는 투명 접착층(optically clear adhesive; OCA; 130)에 의하여 제1 산란층(263) 상에 위치할 수 있다. 일례로, 투명 접착층(130)은 투명 기재(110)와 제1 산란층(263) 사이에 위치하여 서로 접착시킬 수 있다.
투명 접착층(130)은 경화되기 이전 신축성을 가지므로 패턴을 가지는 제1 산란층(263)을 덮어서 평탄화시킬 수 있다.
예시적인 실시예로서, 제2 필러입자(122)는 제1 필러입자(262)의 크기보다 대략 10배의 크기를 가질 수 있다. 여기서, 크기라 함은 필러입자(122, 262)가 구형을 가진 경우, 필러입자(122, 262)의 직경을 의미할 수 있다. 한편, 일례로, 필러입자(122, 262)가 무정형을 가진 경우, 장변의 길이를 의미할 수 있다.
일례로, 제2 산란층(120)은 광학층(100)의 외측에 위치하여 AG(anti glare) 층으로 기능할 수 있다. 말하자면 제2 산란층(120)은 외광에 대하여 산란하는 기능을 수행한다고 말할 수 있다. 이러한 제2 산란층(120)은 광학층(100) 표면에 거친 면(123)을 형성하여 외광이 일정하게 반사되는 것을 방지할 수 있다.
일례로, 이러한 제2 필러입자(122)의 크기는 3 내지 6 ㎛일 수 있다. 제2 필러입자(122)는 Zr, Si, Ti, Zn, BaS, 및 그 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 제2 필러입자(122)는 Zr, Si, Ti, Zn, BaS, 및 그 산화물 중 적어도 하나의 물질로 제작될 수 있다. 일례로, 제2 필러입자(122)는 ZrO2 또는 TiO2로 형성될 수 있다(고굴절 물질). 다른 예로, 제2 필러입자(122)는 Hallow SiO2로 형성될 수 있다(저굴절 물질).
이상과 같은 제2 산란층(120)의 특징은 위에서 설명한 제1 실시예와 동일할 수 있다.
제1 산란층(263)은 모재(261) 내에 제1 필러입자(262)를 포함할 수 있다. 일례로, 제1 산란층(263)은 모재(261) 내에 제1 필러입자(262)들이 분산되어 구비될 수 있다. 모재(261)는 투명 수지 물질을 포함할 수 있다. 이와 같이, 모재(261)를 이루는 투명 수지 물질에 제1 필러입자(262)들이 분산되어 봉지층(240) 상에 코팅되어 형성될 수 있다.
일례로, 이러한 제1 필러입자(262)의 크기는 1 ㎛ 이하일 수 있다. 일례로, 제1 필러입자(262)의 크기는 300 내지 800 nm일 수 있다.
제1 필러입자(262)는 Zr, Si, Ti, Zn, BaS, 및 그 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 제1 필러입자(262)는 Zr, Si, Ti, Zn, BaS, 및 그 산화물 중 적어도 하나의 물질로 제작될 수 있다. 일례로, 제1 필러입자(262)는 고굴절 물질로 형성되는 경우, ZrO2 또는 TiO2로 형성될 수 있다. 다른 예로, 제1 필러입자(262)는 저굴절 물질로 형성되는 경우 Hallow SiO2로 형성될 수 있다.
일례로, 제1 필러입자(262)의 함량은 제1 산란층(263) 대비 0 초과 50 질량%를 가질 수 있다. 구체적인 예로, 제1 필러입자(262)의 함량은 제1 산란층(263) 대비 0 초과 30 질량%를 가질 수 있다. 제1 필러입자(262)가 존재하면 산란층으로 효과를 발휘할 수 있으나, 그 함량은 조절될 수 있다. 일례로, 제1 필러입자(262)의 함량이 이보다 크면 광효율이 저하될 수 있다. 한편, 제1 필러입자(262)의 함량이 이보다 크면 제1 산란층(263)의 형성이 용이하지 않을 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 제2 필러입자(122)는 제1 필러입자(262)의 크기보다 대략 10배의 크기를 가질 수 있다. 보다 구체적인 예로, 제2 필러입자(122)는 제1 필러입자(262)의 크기보다 3.5 ~ 20배의 크기를 가질 수 있다. 다른 예로, 제1 필러입자(262)와 제2 필러입자(122)의 크기 비율은 0.05 내지 0.15일 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 제2 필러입자(122)는 AG 층의 거칠기를 구현할 수 있다. 한편, 제1 필러입자(262)는 발광 소자(211, 212, 213)에서 방출된 빛이 발광 소자(211, 212, 213)보다 큰 면적으로 고르게 산란될 수 있도록 작용할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 도 4를 참조하면, 제1 산란층(263)은 개별 발광 소자에 대응하는 면적(a2; 이하, 제2 면적) 또는 폭을 가질 수 있다. 즉, 제1 산란층(263)은 제1 발광 소자(211), 제2 발광 소자(212), 및 제3 발광 소자(213)를 각각 덮는 면적(a2)을 가질 수 있다.
이러한 제1 산란층(260)은 제1 발광 소자(211), 제2 발광 소자(212), 및 제3 발광 소자(213)에서 방출되는 빛이 각각 고르게 산란되어 제2 면적(a2)의 크기 정도로 퍼져서 상측으로 출사될 수 있다.
이와 같이, 제1 발광 소자(211), 제2 발광 소자(212), 및 제3 발광 소자(213)에 대응되는 패턴을 가지는 제1 산란층(263)은 서로 일정 간격(제1 간격; a3)을 두고 위치할 수 있다.
실질적으로 제1 산란층(263)의 면적(a2) 또는 폭은 해당 발광 소자(211, 212, 213)의 양측에 위치하는 이웃하는 두 블랙층((250) 사이의 면적 또는 폭에 대응될 수 있다. 일례로, 제1 산란층(263)의 면적(a2) 또는 폭은 해당 발광 소자(211, 212, 213)의 양측에 위치하는 이웃하는 두 블랙층(250) 사이와 일치하거나 더 클 수 있다.
이러한 제1 산란층(263) 사이의 간격(a3)에 의하여 이웃하는 두 발광 소자 사이에 위치하는 블랙층(250)이 개구될 수 있다. 디스플레이 관점에서, 이와 같이, 제1 산란층(263)은 발광 소자(211, 212, 213)에서 방출되는 빛을 산란시키면서 블랙층(250)은 개구시키므로 제1 산란층(263)에 의하여 디스플레이의 블랙감 또는 대비비가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
본 개시의 실시예에 의하면, 픽셀(210)과 가까운 곳에서는 상대적으로 작은 크기의 필러입자(제1 필러입자; 262)를 가지는 산란층(제1 산란층; 263)을 개별 발광 소자(211, 212, 213)의 위치에 대응되도록 패턴화하여 위치시키고, 광학층(100)의 상부에 제2 필러입자(122)를 포함하는 제2 산란층(120)을 구비하여 디스플레이의 상비침(반사 현상)을 방지함과 동시에 스파클링과 같은화질 불균일 현상을 감소시킬 수 있다. 이와 함께, 산란층(263)에 의하여 디스플레이의 블랙감 또는 대비비가 저하되는 것을 최소화할 수 있다.
한편, 픽셀(210)과 가까운 곳에 위치하는 제1 산란층(263)의 작용에 의하여 발광 소자(211, 212, 213)의 시야각에 따른 광분포 불균일 현상을 개선할 수 있다.
이와 같은 본 개시의 실시예에 의한 효과는 자세히 후술한다.
도 5는 제1 비교예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 단면 개략도이다. 도 6은 본 개시의 제1 실시예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 평면 개략도이다. 도 7은 제2 비교예에 의한 디스플레이 장치를 나타내는 단면 개략도이다.
위에서 설명한 바와 같이, 디스플레이 장치(1)의 픽셀 배치는 점차 고정세로 되는 경향이 있고, 사이니지와 같은 디스플레이와 같은 경우에도 한변의 길이가 수 내지 수십 마이크로미터(㎛)인 마이크로 LED가 픽셀로 사용되고 있다.
도 5는 제1 비교예로서, 배선 기판(30)에서 기판(31) 상에 발광 소자(32) 및 블랙층(34)이 배치된 상태에서 봉지층(33)을 포함하는 경우, 그리고 이러한 배선 기판(30) 상에 AG 필름(21)이 구비되는 광학층(20)이 위치하는 경우를 나타내고 있다. 이러한 AG 필름(21)은 투명 기재(24) 상에 위치하여 투명 접착층(25)에 의하여 배선 기판(30)에 부착될 수 있다.
이때, 도 5에서 도시하는 제1 비교예에서와 같이, AG 필름(21; 또는 산란층)만 구비되는 경우, 이러한 산란층(21)에 포함된 필러입자(22)의 크기는 3 내지 6 ㎛ 정도로서 이러한 필러입자(22)의 크기는 광원으로 사용되는 발광 소자(32)의 크기를 고려하면 상대적으로 클 수 있다(도 6 참고). 이에 따라 발광 면적당 필러입자(22)의 개수 및 분포 형태에 편차가 크게 발생하여 화질 불균일 현상이 발생할 수 있다. 일례로, 디스플레이 화면에서 스파클링 현상이 발생할 수 있다.
이러한 스파클링 현상은 상대적으로 큰 크기의 필러입자(22)에 의하여 디스플레이 화면이 매끄럽지 않게 보이는 현상을 의미한다.
한편, 도 7에서 도시하는 제2 비교예와 같이, 필러입자(22)를 포함하지 않는 필름(26)을 구비하는 경우, 디스플레이 화면은 매끄럽게 형성될 수 있으나, 디스플레이 표면에서 외광이 반사되는 상비침 현상이 발생할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 표면에서 거울과 같은 반사가 발생하여 디스플레이 시인성이 저하될 수 있다.
도 8 및 도 9는 필러입자 크기에 따른 디스플레이 균일성을 나타내는 도식도이다.
도 8은 발광 소자(211, 212, 213)에 의하여 이루어지는 디스플레이 발광면에서 50㎛의 크기 10°각도의 원뿔형 입자 구조를 가지는 경우의 발광 맵(luminance map)을 나타내고 있다. 또한, 도 9는 발광 소자(211, 212, 213)에 의하여 이루어지는 디스플레이 발광면에서 10㎛의 크기 10°각도의 원뿔형 입자 구조를 가지는 경우의 발광 맵(luminance map)을 나타내고 있다.
일례로, 도 8의 발광 맵은 제1 비교예에 대응될 수 있고, 도 9의 발광 맵은 본 개시의 제1 실시예 또는 제2 실시예에 대응될 수 있다.
도 8에서, 각 발광 소자(32) 상의 음영은 필러입자(22)에 의하여 각 발광 소자(22)에서 발광되는 빛이 산란된 패턴을 나타내고 있다.
한편, 도 9에서, 각 발광 소자(211, 212, 213) 상의 음영은 필러입자(262)에 의하여 각 발광 소자(211, 212, 213)에서 발광되는 빛이 산란된 패턴을 나타내고 있다.
도 9에서는 각 발광 소자(211, 212, 213) 상에서 음영의 패턴이 실질적으로 고르게 발생됨을 알 수 있다. 그러나, 도 8에서는 각 발광 소자(32) 상에서 이러한 음영의 패턴이 서로 차이가 발생하는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 디스플레이에서 산란재로 이용되는 필러입자(262)의 크기는 상대적으로 작은 크기를 가지는 것이 유리함을 알 수 있다.
도 10 및 도 11은 본 개시의 실시예에 의하여 화질 불균일 현상이 저감되는 효과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 비교예(제1 비교예)와 본 개시의 실시예에 의한 디스플레이 화면의 정면 각도에서 휘도 표준편차(σ)를 나타내고 있다. 즉, 도 10은 디스플레이를 정면에서 바라보았을 때의 휘도 표준편차(σ)를 나타내고 있다.
본 개시의 실시예에서는 제1 산란층(260)에 제1 필러입자(262)로 ZrO2를 사용하고, 이러한 제1 필러입자(262)의 함량을 각각 5wt%(중량비)와 30wt%로 함유한 경우의 휘도 표준편차(σ)를 나타내고 있다.
이와 같이, 디스플레이의 정면에서 볼 때, 본 개시의 실시예에 의하면, 스파클링이 제1 비교예에 비하여 저감되었음을 알 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1 필러입자(262)를 5wt% 사용한 경우 휘도 표준편차는 더 작을 수 있으나, 광산란 효과는 제1 필러입자(262)를 30wt% 사용한 경우에 더 우수할 수 있다.
여기서 제1 필러입자(262)의 크기는 500 nm인 경우에 의한 데이터를 나타내고 있다. 여기서, 제1 필러입자(262)의 크기는 평균 입자 크기를 의미할 수 있다. 제1 필러입자(262)의 크기는 이하의 설명에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 11은 비교예(제1 비교예)와 본 개시의 실시예에 의한 디스플레이 화면의 측면 각도에서 휘도 표준편차(σ)를 나타내고 있다. 즉, 도 10은 디스플레이를 측면에서 바라보았을 때의 측면 각도에 따른 휘도 표준편차(σ)를 나타내고 있다.
여기서, AGLR 35%라고 표기된 데이터는 제1 비교예에 의한 결과를 나타낸다. 여기서, 산란제의 함량은 35wt%임을 나타낸다.
또한, AGLR 35%_ZrO2 5wt%라고 표기된 데이터는 본 개시의 실시예에서는 제1 산란층(260)에 제1 필러입자(262)로 ZrO2를 사용하고, 이러한 제1 필러입자(262)의 함량을 5wt%(중량비) 사용한 경우에 해당한다. 한편, AGLR 35%_ZrO2 30wt%라고 표기된 데이터는 본 개시의 실시예에서는 제1 산란층(260)에 제1 필러입자(262)로 ZrO2를 사용하고, 이러한 제1 필러입자(262)의 함량을 30wt%(중량비) 사용한 경우에 해당한다.
도 11을 참조하면, 제1 비교예의 경우, 각도에 따라 휘도편차가 크게 증가하는 것을 알 수 있다. 이때, 대략 10도의 각도에서 휘도편차가 급격이 증가하는 것을 알 수 있다.
반면, 본 개시의 실시예에 의하면, 두 경우 모두 각도에 따라 휘도편차가 크게 증가하지 않는 것을 확인할 수 있다.
도 12는 본 개시의 실시예에 의한 시야각 개선 효과를 나타내는 그래프이다.
도 12를 참조하면, 본 개시의 실시예에서 제1 산란층(260)에 제1 필러입자(262)로 ZrO2를 5wt% 사용한 경우, 그리고 제1 필러입자(262)로 ZrO2를 30wt% 사용한 경우의 시야각 개선 효과를 나타내고 있다.
위에서 도 10 및 도 11을 참조하면 휘도 표준편차의 관점에서 ZrO2를 5wt% 사용한 경우가 우수함을 알 수 있으나, 시야각 60°에서의 휘도 표준편차를 고려하면 시야각 개선 효과는 ZrO2를 30wt% 사용한 경우에 더 우수함을 알 수 있다.
도 13은 본 개시의 실시예에 의한 시야각 휘도편차를 나타내는 그래프이다. 도 14는 도 13의 정규화(normalized)된 그래프이다.
도 13을 참조하면, 백색광(white)에 대하여 시야각별 휘도 표준편차(세로축)를 고려하면, 제1 비교예(refer)에 의한 경우보다 본 개시의 실시예에 의한 경우에 시야각별 휘도 표준편차의 관점에서 우수함을 알 수 있다.
도 13의 경우를 정규화하여 나타낸 결과에 의하면, 시야각 60°에서 제1 비교예보다 ZrO2를 5wt% 사용한 경우에 휘도 표준편차가 19% 포인트 감소한 것을 확인할 수 있다. 또한, ZrO2를 5wt% 사용한 경우에 비하여 ZrO2를 30wt% 사용한 경우에 휘도 표준편차가 31.5% 포인트 더 감소한 것을 확인할 수 있다.
이상과 같이, 제1 필러입자(262)로 ZrO2를 사용한 경우 함량이 증가함에 따라 휘도 표준편차가 감소함을 알 수 있다. 이에 따라, 제1 필러입자(262)의 함량이 증가함에 따라 화질 균일성이 향상됨을 알 수 있다. 한편, 위에서 언급한 바와 같이, 이러한 제1 필러입자(262)의 함량은 50wt% 이하로 이용될 수 있다.
도 15 내지 도 19는 본 개시의 실시예들에 의한 제조 방법을 나타내는 단면 개략도이다.
이하, 도 15 내지 도 19를 참조하여, 본 개시의 실시예들에 의한 제조 방법을 단계적으로 설명한다.
이러한 본 개시의 실시예들에 의한 제조 방법은 크게, 배선 기판(200)을 제공하는 단계, 광학층(100)을 제공하는 단계, 그리고 배선 기판(200)과 광학층(100)을 합착하는 단계(도 19)를 포함할 수 있다.
먼저, 도 15 및 도 16을 참조하면, 기판(230), 기판(230) 상에 구획되어 다수의 단위 픽셀(210)을 구성하는 다수의 발광 소자(211, 212, 213), 개별 발광 소자(211, 212, 213) 사이에 위치하는 블랙층(250), 및 다수의 발광 소자(211, 212, 213)를 덮도록 기판(230) 상에 형성되는 봉지층(240)을 포함하는 배선 기판(200)을 제공하는 과정이 수행될 수 있다.
일례로, 도 15를 참조하면, 기판(230) 상에 다수의 단위 픽셀(210)을 구성하는 다수의 발광 소자(211, 212, 213) 및 개별 발광 소자(211, 212, 213) 사이에 위치하는 블랙층(250)을 형성할 수 있다.
이후, 도 16을 참조하면, 다수의 발광 소자(211, 212, 213)를 덮도록 기판(230) 상에 형성되는 봉지층(240)을 형성할 수 있다.
다음, 도 17을 참조하면, 제1 실시예에 의하면, 봉지층(240) 상에 제1 필러입자(262)가 분산된 제1 모재(261)를 포함하는 제1 산란층(260)을 형성할 수 있다.
제1 산란층(260)은 단위 픽셀(210)에 대응되는 면적(a1)을 가질 수 있다.
제1 산란층(260)은 스크린 프린팅, 슬릿코팅, 스핀코팅, 도트 프린팅, 필름 라미네이션 중 적어도 어느 하나의 공정으로 형성될 수 있다. 한편, 제2 산란층(120)도 스크린 프린팅, 슬릿코팅, 스핀코팅, 도트 프린팅, 필름 라미네이션 중 적어도 어느 하나의 공정으로 형성될 수 있다.
한편, 도 18을 참조하면, 제2 실시예에 의하면, 봉지층(240) 상에 제1 필러입자(262)가 분산된 제1 모재(261)를 포함하는 제1 산란층(263)을 형성할 수 있다.
제1 산란층(263)은 단위 발광 소자(211, 212, 213)에 대응되는 면적(a2)을 가질 수 있다. 일례로, 제1 산란층(263)은 개별 발광 소자(211, 212, 213)에를 국부적으로 덮는 면적(a2)을 가질 수 있다. 즉, 제1 산란층(263)은 제1 간격(a3)을 가지고 서로 분할되어 구비될 수 있다.
도 19를 참조하면, 투명 기재(110)의 일측면 상에 제1 필러입자(262)보다 크기가 큰 제2 필러입자(122가 분산된 제2 모재(121)를 포함하는 제2 산란층(120)을 포함하고, 투명 기재(110)의 타측면 상에 투명 접착층(130)이 포함된 광학층(100)을 준비할 수 있다.
이와 같은 배선 기판(200)을 제공하는 과정과 광학층(100)을 제공하는 과정은 서로 독립적으로 수행될 수 있다.
이러한 배선 기판(200) 상에 투명 접착층(130)이 배선 기판(200)을 향하도록 광학층(100)을 합착할 수 있다. 이와 같이, 배선 기판(200)과 광학층(100)이 합착되면 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 제2 실시예에 의한 디스플레이 장치(10)가 제작될 수 있다. 한편, 광학층(100)은 도 17에서 도시한 상태의 배선 기판(200)과 합착되어 제1 실시예에 의한 디스플레이 장치(10)가 제작될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의하면 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (15)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 구획되어 다수의 단위 픽셀을 구성하는 다수의 발광 소자;
    상기 개별 발광 소자 사이에 위치하는 블랙층;
    상기 다수의 발광 소자를 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 봉지층;
    상기 봉지층 상에 위치하고 제1 필러입자를 포함하는 제1 산란층;
    상기 제1 산란층 상에 위치하는 투명층;
    상기 투명층 상에 위치하고 상기 제1 필러입자보다 크기가 큰 제2 필러입자를 포함하는 제2 산란층을 포함하는
    디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 산란층은 투명 기재 상에 위치하는
    디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 투명 기재는 투명 접착층에 의하여 상기 봉지층에 접착된
    디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 필러입자와 상기 제2 필러입자의 크기 비율은 0.05 내지 0.15인
    디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 필러입자는 Zr, Si, Ti, Zn, BaS, 및 그 산화물 중 적어도 하나를 포함하는
    디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 필러입자의 함량은 상기 제1 산란층 대비 0 초과 50 질량% 이하인
    디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 필러입자의 크기는 300 내지 800 nm인
    디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 산란층은 상기 단위 픽셀을 대응되는 면적을 가지는
    디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 산란층은 상기 개별 발광 소자에 대응하는 면적을 가지는
    디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서, 각 제1 산란층은 제1 간격을 가지고 위치하는
    디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 간격은 상기 블랙층이 개구되는 폭을 정의하는
    디스플레이 장치.
  12. 기판, 상기 기판 상에 구획되어 다수의 단위 픽셀을 구성하는 다수의 발광 소자, 상기 개별 발광 소자 사이에 위치하는 블랙층, 및 상기 다수의 발광 소자를 덮도록 상기 기판 상에 형성되는 봉지층을 포함하는 배선 기판을 제공하는 단계;
    상기 봉지층 상에 제1 필러입자가 분산된 제1 모재를 포함하는 제1 산란층을 형성하는 단계;
    투명 기재의 제1 면 상에 위치하는 상기 제1 필러입자보다 크기가 큰 제2 필러입자가 분산된 제2 모재를 포함하는 제2 산란층, 및 상기 투명 기재의 제2 면 상에 위치하는 투명 접착층이 위치하는 광학층을 제공하는 단계; 및
    상기 제1 산란층 상에 상기 광학층의 투명 접착층을 부착하는 단계를 포함하는
    디스플레이 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 배선 기판을 제공하는 단계와 상기 광학층을 제공하는 단계는 독립적으로 수행되는
    디스플레이 장치의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 산란층을 형성하는 단계는, 상기 개별 발광 소자를 국부적으로 덮는 면적을 가지도록 수행되는
    디스플레이 장치의 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제1 산란층을 형성하는 단계는, 상기 단위 픽셀에 대응되는 면적을 가지도록 수행되는
    디스플레이 장치의 제조 방법.
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