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WO2017171478A1 - 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 그의 제조 방법 Download PDF

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WO2017171478A1
WO2017171478A1 PCT/KR2017/003562 KR2017003562W WO2017171478A1 WO 2017171478 A1 WO2017171478 A1 WO 2017171478A1 KR 2017003562 W KR2017003562 W KR 2017003562W WO 2017171478 A1 WO2017171478 A1 WO 2017171478A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
phosphor layer
emitting diode
light emitting
green
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Ceased
Application number
PCT/KR2017/003562
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English (en)
French (fr)
Inventor
타케야모토노부
이종익
김영현
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seoul Semiconductor Co Ltd
Original Assignee
Seoul Semiconductor Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP17775902.4A priority patent/EP3439042B1/en
Priority to CN202310410589.1A priority patent/CN116469883A/zh
Priority to CN201780034070.0A priority patent/CN109219886B/zh
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Definitions

  • the present invention relates to a display device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a display device using a micro light emitting diode and a manufacturing method thereof.
  • a light emitting diode is an inorganic semiconductor device that emits light generated by recombination of electrons and holes to the outside, and is recently used in various fields such as displays, automobile lamps, and general lighting. Such light emitting diodes have advantages of long life, low power consumption, and fast response time. Accordingly, the light emitting device used in the light emitting diode is used as a light source in various fields.
  • OLEDs using the PM driving method among the methods for driving the TFT may have a problem in that the response speed is lowered by controlling the PAM (pulse amplifier modulation) of the organic EL having a large capacity.
  • PAM pulse amplifier modulation
  • PWM pulse width modulation
  • high current driving is required, resulting in a decrease in lifespan.
  • the production cost may be increased, and there may be a problem that luminance may be uneven depending on TFT characteristics.
  • An object of the present invention is to provide a display device using a micro light emitting diode, which can be applied to a wearable device, a smartphone or a television, and the like, and a method of manufacturing the same.
  • the present invention includes a first substrate comprising a plurality of light emitting diodes arranged regularly; A second substrate including a TFT panel portion including a plurality of TFTs for driving the plurality of light emitting diodes; And a third substrate including a light conversion unit configured to convert light emitted from the first substrate, wherein the first substrate and the second substrate are coupled to face each other, and the light emitting diodes and the TFTs are electrically connected to each other.
  • the first substrate and the third substrate are coupled to face each other, and the light emitted from the plurality of light emitting diodes emits one or more of blue light, green light, and red light through the light conversion unit.
  • the light conversion unit the phosphor layer for converting the wavelength emitted from the light emitting diode; And it may include a filter unit for blocking the light of some wavelengths in the light passing through the phosphor layer.
  • the present invention comprises the steps of manufacturing a first substrate in which a plurality of light emitting diodes are arranged regularly; Manufacturing a second substrate including a TFT panel portion including a plurality of TFTs for driving the plurality of light emitting diodes; Manufacturing a third substrate including a light conversion unit to convert light emitted from the first substrate; And combining the first to third substrates, wherein the light emitted from the plurality of light emitting diodes emits one or more of blue light, green light, and red light through the light conversion unit. .
  • a display device using a micro light emitting diode using a nitride semiconductor, and has an effect of having high efficiency and high resolution and low power consumption applicable to a wearable device.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a method of manufacturing a display device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the first substrate including a plurality of light emitting diodes arranged regularly;
  • a second substrate including a TFT panel portion including a plurality of TFTs for driving the plurality of light emitting diodes;
  • a third substrate including a light conversion unit configured to convert light emitted from the first substrate, wherein the first substrate and the second substrate are coupled to face each other, and the light emitting diodes and the TFTs are electrically connected to each other.
  • the first substrate and the third substrate are coupled to each other so that one surface thereof is opposed to each other, and the light emitted from the plurality of light emitting diodes may emit one or more of blue light, green light, and red light through the light conversion unit. .
  • the first substrate may include a plurality of support substrates; A plurality of light emitting diodes arranged respectively on the plurality of support substrates; And a blocking unit disposed between the plurality of support substrates and blocking light emitted from the plurality of light emitting diodes.
  • the light conversion unit the phosphor layer for converting the wavelength emitted from the light emitting diode; And it may include a filter unit for blocking the light of some wavelengths in the light passing through the phosphor layer.
  • the light emitting diode is a blue light emitting diode emitting blue light
  • the phosphor layer is a green phosphor layer for converting the blue light emitted from the blue light emitting diode into green light, the blue light emitted from the blue light emitting diode to a wavelength of red light
  • the filter unit is disposed on the green phosphor layer to block light of a portion of the wavelength of the light passing through the green phosphor layer.
  • It may include a green light portion, a red light portion disposed on the red phosphor layer to block light of some wavelengths of the light passing through the red phosphor layer, and a transparent portion disposed on the transparent layer to emit the light passed through the transparent layer as it is. .
  • the phosphor layer may further include a blocking layer disposed between the green phosphor layer, the red phosphor layer, and the transparent layer, and the filter unit may further include a light blocking unit disposed between the green light unit, the red light unit, and the transparent unit. Can be.
  • the green light portion may pass only green light
  • the red light portion may pass only red light
  • the light emitting diode may be a blue light emitting diode emitting blue light
  • the phosphor layer may include a green phosphor layer converting blue light emitted from the blue light emitting diode into green light, and blue light emitted from the blue light emitting diode into red light.
  • It may include a wavelength filter unit for blocking the light of a portion of the wavelength of the light and a transparent portion disposed on the transparent layer to emit the light passing through the transparent layer as it is.
  • the wavelength filter unit may pass green light and red light and block blue light.
  • the light emitting diode may be a blue light emitting diode emitting blue light
  • the phosphor layer may include a green phosphor layer converting blue light emitted from the blue light emitting diode into green light, and blue light emitted from the blue light emitting diode into red light.
  • the filter unit is disposed on the green phosphor layer
  • the light emitting diode is an ultraviolet light emitting diode emitting ultraviolet light
  • the phosphor layer is a blue phosphor layer for converting the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode into blue light, and the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode converts the wavelength into green light.
  • a green phosphor layer for converting and a red phosphor layer for converting the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode into red light wherein the filter unit is disposed above the blue phosphor layer and has light of a portion of the light passing through the blue phosphor layer A blue light portion blocking the light, a green light portion disposed above the green phosphor layer to block light of some wavelengths of the light passing through the green phosphor layer, and a partial wavelength of light disposed above the red phosphor layer and passing through the red phosphor layer It may include a red light blocking the light.
  • the blue light portion may pass only blue light
  • the green light portion may pass only green light
  • the red light portion may pass only red light
  • each of the plurality of light emitting diodes n-type semiconductor layer; p-type semiconductor layer; An active layer interposed between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer; An n-type electrode coupled to the n-type semiconductor layer; And a p-type electrode coupled to the p-type semiconductor layer.
  • the method may further include an anisotropic conductive film that electrically couples the first substrate and the second substrate.
  • a display manufacturing method manufacturing a first substrate in which a plurality of light emitting diodes are arranged regularly; Manufacturing a second substrate including a TFT panel portion including a plurality of TFTs for driving the plurality of light emitting diodes; Manufacturing a third substrate including a light conversion unit to convert light emitted from the first substrate; And combining the first to third substrates, wherein the light emitted from the plurality of light emitting diodes may emit one or more of blue light, green light, and red light through the light conversion unit.
  • first substrate and the second substrate may be coupled to face each other such that the light emitting diodes and the TFTs are electrically connected to each other, and the first substrate and the third substrate may be coupled to face each other.
  • the manufacturing of the third substrate may include forming a filter unit on the protective substrate to block light having a predetermined wavelength from the light that is passed through; And forming a phosphor layer for wavelength converting light passing through the filter part.
  • the light emitting diode is a blue light emitting diode emitting blue light
  • the phosphor layer is a green phosphor layer for converting the blue light emitted from the blue light emitting diode into green light, the blue light emitted from the blue light emitting diode to a wavelength of red light
  • the filter unit is disposed on the green phosphor layer to block light of a portion of the wavelength of the light passing through the green phosphor layer.
  • It may include a green light portion, a red light portion disposed on the red phosphor layer to block light of some wavelengths of the light passing through the red phosphor layer, and a transparent portion disposed on the transparent layer to emit the light passed through the transparent layer as it is. .
  • the light emitting diode may be a blue light emitting diode emitting blue light
  • the phosphor layer may include a green phosphor layer converting blue light emitted from the blue light emitting diode into green light, and blue light emitted from the blue light emitting diode into red light.
  • It may include a wavelength filter unit for blocking the light of a portion of the wavelength of the light and a transparent portion disposed on the transparent layer to emit the light passing through the transparent layer as it is.
  • the light emitting diode is a blue light emitting diode emitting blue light
  • the phosphor layer includes: a green phosphor layer for converting blue light emitted from the blue light emitting diode into green light; and converting blue light emitted from the blue light emitting diode into red light.
  • the light passing through the white phosphor layer may include a transparent section for emitting AS.
  • the light emitting diode is an ultraviolet light emitting diode emitting ultraviolet light
  • the phosphor layer is a blue phosphor layer for converting the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode into blue light, and the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode converts the wavelength into green light.
  • a green phosphor layer for converting and a red phosphor layer for converting the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode into red light wherein the filter unit is disposed above the blue phosphor layer and has light of a portion of the light passing through the blue phosphor layer A blue light portion blocking the light, a green light portion disposed above the green phosphor layer to block light of some wavelengths of the light passing through the green phosphor layer, and a partial wavelength of light disposed above the red phosphor layer and passing through the red phosphor layer It may include a red light blocking the light.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view for explaining a method of manufacturing a display device according to the first embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 100 includes a light emitting diode unit 110, a TFT panel unit 130, and an anisotropic conductive film 150.
  • the light emitting diode unit 110 includes a light emitting diode 112a, a support substrate 114, a transparent electrode 116, a first blocking unit 118, an insulating layer 120, a first connection electrode 122, and a phosphor layer ( 126, a color filter 127, and a protective substrate 128.
  • a plurality of light emitting diodes 112a are provided, and a plurality of light emitting diodes 112a are regularly arranged on the support substrate 114.
  • the plurality of light emitting diodes 112a may be arranged to be spaced apart at regular intervals along the rows and columns.
  • a plurality of light emitting diodes 112a will be described in which blue light emitting diodes emitting blue light are used.
  • the light emitting diode unit 110 may itself be driven by the display apparatus 100 when power is applied from the outside. That is, the light emitting diodes 112a of the light emitting diode unit 110 may be flickered by an on-off combination, and the light emitted from the light emitting diodes 112a passes through the phosphor layer 126 so that red light, green light, and blue light are emitted. Can be released. Accordingly, the display apparatus 100 may be driven without a separate LCD. In the present exemplary embodiment, an area including one light emitting diode 112a may be used as one sub pixel in the display apparatus 100. In the light emitting diode unit 110, one subpixel size may be formed to be larger than the size of the light emitting diode 112a disposed in the subpixel.
  • the light emitting diode 112a includes an n-type semiconductor layer 23, an active layer 25, a p-type semiconductor layer 27, an n-type electrode 31, and a p-type electrode 33. And a wall portion 35.
  • the n-type semiconductor layer 23, the active layer 25, and the p-type semiconductor layer 27 may include a III-V group compound semiconductor.
  • it may include a nitride semiconductor such as (Al, Ga, In) N.
  • the positions of the n-type semiconductor layer 23 and the p-type semiconductor layer 27 may be interchanged.
  • the n-type semiconductor layer 23 may include n-type impurities (eg, Si), and the p-type semiconductor layer 27 may include p-type impurities (eg, Mg).
  • the active layer 25 is interposed between the n-type semiconductor layer 23 and the p-type semiconductor layer 27, may include a multi-quantum well structure (MQW), the composition ratio is so as to emit light of the desired peak wavelength Can be determined.
  • MQW multi-quantum well structure
  • the light emitting structure including the n-type semiconductor layer 23, the active layer 25, and the p-type semiconductor layer 27 may be formed in a shape similar to that of the vertical light emitting diode 112a. Accordingly, the n-type electrode 31 may be formed on the outer surface of the n-type semiconductor layer 23, and the p-type electrode 33 may be formed on the outer surface of the p-type semiconductor layer 27.
  • the p-type electrode 33 and the transparent electrode may be disposed between the 116.
  • the wall part 35 may be formed in the light emitting diode 112a such that the adhesive part S does not escape to the outside between the p-type electrode 33 and the transparent electrode 116.
  • the wall part 35 may be formed in a state of covering a part of the p-type electrode 33 so that the p-type electrode 33 is exposed on the p-type semiconductor layer 27. Can be.
  • the wall portion 35 may include a first layer and a second layer, and a first layer including SiN is formed on the p-type semiconductor layer 27 to cover a portion of the p-type electrode 33, and then SiO 2 A second layer comprising a may be formed on the first layer. At this time, the second layer may be formed thicker than the thickness of the first layer, it may have a narrower width than the first layer.
  • the support substrate 114 is a substrate on which the plurality of light emitting diodes 112a are mounted, and may be an insulating substrate, a conductive substrate, a printed circuit board, or the like.
  • the support substrate 114 may be one of a sapphire substrate, a gallium nitride substrate, a glass substrate, a silicon carbide substrate, a silicon substrate, a metal substrate, and a ceramic substrate.
  • the support substrate 114 will be described as being a transparent substrate capable of transmitting the light emitted from the light emitting diode 112a.
  • the support substrate 114 may be a flexible organic substrate having a predetermined thickness.
  • the transparent substrate is used as the support substrate 114, and the light emitted from the plurality of light emitting diodes 112a is formed by the phosphor layer 126 disposed on the support substrate 114 through the support substrate 114. It may be emitted to the outside through the color filter 127.
  • the support substrate 114 may be separated into a plurality, and may be disposed to be spaced apart from each other so as to be disposed only on the upper portion of the light emitting diode 112a.
  • the plurality of second blocking units 129 may be disposed between the plurality of second blocking units 129.
  • the second blocking unit 129 may block light emitted from the light emitting diode 112a and block light emitted from the light emitting diode 112a from being distributed to the adjacent light emitting diode 112a. That is, the second blocking portion 129 is disposed between the support substrates 114 so that light emitted from one light emitting diode 112a is formed on the upper portion of the light emitting diode 112a through the support substrate 114 above the light emitting diode 112a. It may be emitted to the outside through the phosphor layer 126 and the color filter 127.
  • the transparent electrode 116 is formed on the support substrate 114 and may be electrically connected to the p-type electrode 33 of the light emitting diode 112a.
  • a plurality of transparent electrodes 116 are described on the support substrate 114, and one light emitting diode 112a may be coupled to one transparent electrode 116, and as needed, A plurality of light emitting diodes 112a may be combined on one transparent electrode 116.
  • the plurality of transparent electrodes 116 may be disposed on the support substrate 114 to be spaced apart from each other.
  • the transparent electrode 116 may be ITO.
  • the first blocking portion 118 is formed on the support substrate 114, and a plurality of first blocking portions 118 may be provided.
  • the first blocking unit 118 may prevent the light from being emitted toward the adjacent light emitting diode 112a when the light emitted from the light emitting diode 112a is emitted to the outside through the transparent electrode 116. Accordingly, the first blocking unit 118 may be disposed between the transparent electrodes 116 spaced apart from each other, and may be formed to cover a portion of the transparent electrode 116 as necessary.
  • the first blocking unit 118 may be made of aluminum (Al), chromium (Cr), or the like.
  • the insulating layer 120 may be formed to surround the light emitting diode 112a and may be formed to cover the transparent electrode 116, and may expose an exposed surface of the surface on which the light emitting diode 112a is coupled to the transparent electrode 116. It may be formed to cover. As the insulating layer 120 is formed as described above, the n-type semiconductor layer 23 and the n-type electrode 31 of the light emitting diode 112a may be exposed without being covered by the insulating layer 120.
  • the first connection electrode 122 may be formed to cover the insulating layer 120, and may be formed to cover the n-type semiconductor layer 23 and the n-type electrode 31 exposed between the insulating layers 120. Accordingly, the first connection electrode 122 may be electrically connected to the n-type semiconductor layer 23.
  • the phosphor layer 126 may be disposed on the support substrate 114, and may include a green phosphor layer 126b, a red phosphor layer 126c, and a transparent layer 126e.
  • the green phosphor layer 126b, the red phosphor layer 126c, and the transparent layer 126e may be alternately disposed adjacent to each other, and may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance or more.
  • the blocking layer 126d may be disposed between the green phosphor layer 126b, the red phosphor layer 126c, and the transparent layer 126e disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance or more.
  • the blocking layer 126d may be formed by filling the gap between the green phosphor layer 126b, the red phosphor layer 126c, and the transparent layer 126e, and the green phosphor layer 126b, the red phosphor layer 126c, and the transparent layer 126e. Can be prevented from being emitted to other adjacent phosphor layers.
  • the light emitting diode 112a uses a blue light emitting diode emitting blue light. Accordingly, the green phosphor layer 126b converts the blue light emitted from the light emitting diode 112a to emit green light, and the red phosphor layer 126c converts the blue light emitted from the light emitting diode 112a to emit red light. Let's do it.
  • the transparent layer 126e emits blue light emitted from the light emitting diode 112a as it is. As the phosphor layer 126 is formed, green light, red light, and blue light may be emitted to the outside, respectively.
  • the color filter 127 may be disposed on the phosphor layer 126, and may include a green light unit 127b, a red light unit 127c, a light blocking unit 127d, and a transparent unit 127e.
  • the color filter 127 may have a film shape, and may block light except for light having a specific wavelength from light passing through the color filter 127.
  • the green light unit 127b blocks only light of the remaining wavelengths except green light from the transmitted light and passes only green light
  • the red light unit 127c blocks only light of other wavelengths except red light from the transmitted light and passes only red light. Let's do it.
  • the light blocking portion 127d is disposed between the green light portion 127b, the red light portion 127c, and the transparent portion 127e, and blocks all light from being transmitted.
  • the transparent part 127e may transmit the transmitted light as it is.
  • the green light part 127b, the red light part 127c, and the transparent part 127e included in the color filter 127 may be disposed in the same manner as the arrangement of the phosphor layer 126. That is, the green light portion 127b of the color filter 127 is disposed above the green phosphor layer 126b, and the red light portion 127c is disposed above the red phosphor layer 126c.
  • the transparent part 127e may be disposed on the transparent layer 126e through which the blue light emitted from the light emitting diode 112a is passed.
  • the green light part 127b, the red light part 127c, and the transparent part 127e may have a width larger than that of the green phosphor layer 126b, the red phosphor layer 126c, and the transparent layer 126e, respectively. Accordingly, the entire light passing through the phosphor layer 126 may be emitted to the outside through the color filter 127.
  • red light portion 127c is disposed on the red phosphor layer 126c in the present embodiment
  • light of another wavelength included in the light passing through the red phosphor layer 126c is emitted from the red light portion 127c. Only the red light may be blocked and emitted to the outside through the red light unit 127c.
  • green light portion 127b is disposed on the green phosphor layer 126b
  • light of another wavelength including light passing through the green phosphor layer 126b is blocked at the green light portion 127b, and only the green light is green. It may be emitted to the outside through the miner 127b.
  • the blue light emitted from the light emitting diode 112a is wavelength-converted into red light while passing through the red phosphor layer 126c. In this case, some blue light that is not wavelength-converted may be emitted as it is.
  • the blue light emitted from the light emitting diode 112a may pass through the green phosphor layer 126b, and green light may be emitted along with some blue light. Even though the phosphor layer 126 is transmitted, the purity of color may be degraded as some unconverted blue light is emitted. This may be completely removed from the color filter 127 so that purely wavelength-converted light is emitted to the outside. .
  • the thickness of the phosphor layer 126 is not used without using the color filter 127, the wavelength of the blue light emitted from the light emitting diode 112a may be converted into wavelengths, thereby reducing the ratio of the blue light which is not converted into wavelengths. As the thickness of 126 becomes thicker, the intensity of light passing through the phosphor layer 126 may be reduced. Therefore, the thickness of the phosphor layer 126 and the use of the color filter 127 may be appropriately adjusted so that a desired color may be emitted to the outside.
  • the protective substrate 128 may be disposed above the color filter 127 and may be protected from the outside by preventing the color filter 127 from being directly exposed to the outside.
  • the protective substrate 128 may be formed of a transparent material similar to the support substrate 114.
  • the TFT panel 130 includes a panel substrate 132 and a second connection electrode 134, is coupled to the light emitting diode unit 110, and is provided to supply power to the light emitting diode unit 110.
  • the TFT panel 130 may control the power supplied to the light emitting diode unit 110 to emit only a part of the plurality of light emitting diodes 112a included in the light emitting diode unit 110.
  • the TFT substrate may be formed in the panel substrate 132.
  • the TFT driving circuit may be a circuit for driving an active matrix (AM), or may be a circuit for driving a passive matrix (PM).
  • the second connection electrode 134 may be electrically connected to the TFT driving circuit of the panel substrate 132, and may be electrically connected to the first connection electrode 122 of the light emitting diode unit 110. Accordingly, power supplied through the TFT driving circuit may be supplied to each light emitting diode 112a through the first and second connection electrodes 122 and 134.
  • the second connection electrode 134 may be covered with a separate protective layer.
  • the protective layer may include SiNx, for example.
  • An anisotropic conductive film 150 is provided to electrically connect the light emitting diode unit 110 and the TFT panel unit 130 to each other.
  • the anisotropic conductive film 150 may include an adhesive organic material having insulation, and conductive particles for electrical connection may be uniformly disposed therein.
  • the anisotropic conductive film 150 has conductivity in the thickness direction, but has an insulating property in the surface direction, and is adhesive. Accordingly, the light emitting diode unit 110 and the TFT panel 130 may be electrically connected to each other.
  • the anisotropic conductive film 150 may be useful for connecting electrodes that are difficult to solder at high temperatures such as ITO.
  • the first connection electrode 122 and the TFT panel unit 130 of the light emitting diode unit 110 are connected.
  • the second connection electrodes 134 may be electrically connected to each other by the electrode connection unit 152.
  • the light emitting diode unit 110 and the TFT panel unit 130 may be manufactured separately from each other.
  • the light conversion unit 123 included in the light emitting diode unit 110 may also be manufactured separately. have.
  • the light conversion unit 123 includes the phosphor layer 126, the color filter 127, and the protective substrate 128 in this embodiment. That is, as shown in FIG. 2A, the color filter 127 is formed on the protective substrate 128, and the phosphor layer 126 is formed on the color filter 127. have.
  • FIG. 2B in the state in which the light emitting diode unit 110 and the TFT panel unit 130 are coupled, the light conversion unit 123 manufactured as described above is disposed on the support substrate 114. By combining, the display apparatus 100 may be manufactured.
  • FIG 3 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 100 includes a light emitting diode unit 110, a TFT panel unit 130, and an anisotropic conductive film 150.
  • a light emitting diode unit 110 the same description as in the first embodiment will be omitted.
  • the color filter 127 in this embodiment includes a transparent portion 127e, a wavelength filter portion 127f, and a light blocking portion 127d.
  • the transparent portion 127e is disposed above the transparent layer 126e of the phosphor layer 126 as in the first embodiment, and the wavelength filter portion 127f is formed of the green phosphor layer 126b and the red of the phosphor layer 126. It is disposed on the phosphor layer 126c. Accordingly, the wavelength filter unit 127f and the transparent layer 126e are provided in plural and are spaced apart from each other.
  • the light blocking unit 127d may be disposed at a position where the wavelength filter unit 127f and the transparent layer 126e are spaced apart from each other.
  • the wavelength filter 127f may transmit only light having a predetermined wavelength or more based on a predetermined wavelength in the transmitted light. That is, in the present embodiment, the light emitting diode 112a emits blue light, and red or green light may be emitted while passing through the phosphor layer 126. Accordingly, the wavelength filter unit 127f may block blue light having a predetermined wavelength or less from light emitted through the red phosphor layer 126c or the green phosphor layer 126b, and transmit light of other wavelengths as it is ( For example, the wavelength filter unit 127f may block light of 480 nm or less.
  • the wavelength filter part 127f and the transparent part 127e may be larger than the widths of the green phosphor layer 126b, the red phosphor layer 126c, and the transparent layer 126e, respectively.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a third embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 100 includes a light emitting diode unit 110, a TFT panel unit 130, and an anisotropic conductive film 150.
  • a light emitting diode unit 110 the same description as in the first embodiment will be omitted.
  • the phosphor layer 126 may include a green phosphor layer 126b, a red phosphor layer 126c, a transparent layer 126e, a white phosphor layer 126f, and a blocking layer 126d.
  • the color filter 127 may include a green light part 127b, a red light part 127c, a transparent part 127e, and a light blocking part 127d.
  • the green phosphor layer 126b, the red phosphor layer 126c, the transparent layer 126e, and the white phosphor layer 126f may be alternately disposed adjacent to each other, and may be spaced apart from each other by a predetermined distance or more.
  • the blocking layer 126d may be disposed between the green phosphor layer 126b, the red phosphor layer 126c, the transparent layer 126e, and the white phosphor layer 126f, which are spaced apart from each other.
  • the green light portion 127b may be disposed on the green phosphor layer 126b, and the red light portion 127c may be disposed on the red phosphor layer 126c, respectively.
  • Transparent portions 127e may be disposed on the white phosphor layer 126f, respectively. Accordingly, green light may be emitted through the green light unit 127b, and red light may be emitted through the red light unit 127c. Blue light may be emitted through the transparent layer 126e and the transparent part 127e, and white light may be emitted through the white phosphor layer 126f and the transparent part 127e.
  • the display apparatus 100 may drive four sub-pixels emitting blue light, green light, red light, and white light, respectively, as one pixel.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 100 includes a light emitting diode unit 110, a TFT panel unit 130, and an anisotropic conductive film 150.
  • a light emitting diode unit 110 the same description as in the first embodiment will be omitted.
  • the ultraviolet light emitting diode 112d is used as the light emitting diode included in the light emitting diode unit 110.
  • the phosphor layer 126 may include a blue phosphor layer 126a, a green phosphor layer 126b, a red phosphor layer 126c, and a blocking layer 126d
  • the color filter 127 may include a blue light portion. 127a, a green light unit 127b, a red light unit 127c, and a light blocking unit 127d.
  • the blue phosphor layer 126a, the green phosphor layer 126b, and the red phosphor layer 126c included in the phosphor layer 126 are respectively disposed on the ultraviolet light emitting diode 112d and alternately disposed adjacent to each other. Can be. In addition, they may be arranged to be spaced apart from each other by a predetermined distance or more.
  • the blocking layer 126d may be disposed between the blue phosphor layer 126a, the green phosphor layer 126b, and the red phosphor layer 126c spaced apart from each other.
  • the blue phosphor layer 126a converts the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 112d into blue light
  • the green phosphor layer 126b converts the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 112d into green light
  • the red phosphor layer 126c converts the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 112d into red light.
  • the blue light portion 127a is disposed on the blue phosphor layer 126a
  • the green light portion 127b is disposed on the green phosphor layer 126b
  • the red light portion 127c is the red phosphor layer.
  • 126c may be disposed above. That is, the blue light portion 127a, the green light portion 127b, and the red light portion 127c are disposed on the blue phosphor layer 126a, the green phosphor layer 126b, and the red phosphor layer 126c, respectively, adjacent to each other. Can be placed alternately.
  • the light blocking unit 127d may be disposed between the blue light unit 127a, the green light unit 127b, and the red light unit 127c which are spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the light passing through the blue phosphor layer 126a may include ultraviolet light that is not wavelength-converted together with the wavelength-converted blue light, and the blue light portion 127a blocks ultraviolet light included in light emitted through the blue phosphor layer 126a. Only blue light is emitted to the outside.
  • the light passing through the green phosphor layer 126b may include ultraviolet light that is not wavelength-converted together with the wavelength-converted green light, and the green light unit 127b may emit ultraviolet light included in light emitted through the green phosphor layer 126b. It blocks and emits only green light.
  • the light passing through the red phosphor layer 126c may include ultraviolet light that is not wavelength-converted together with the wavelength-converted red light, and the red light portion 127c is included in the light emitted through the red phosphor layer 126c. It blocks ultraviolet rays and emits only red light to the outside.
  • n-type semiconductor layer 25 active layer
  • first blocking portion 120 insulating layer
  • red phosphor layer 126d blocking layer
  • color filter 127a blue light part
  • protective substrate 129 second blocking unit
  • TFT panel portion 132 panel substrate
  • anisotropic conductive film 152 electrode connection portion

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명은, 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 제1 기판; 상기 복수의 발광 다이오드를 구동시키는 복수의 TFT를 포함하는 TFT 패널부를 포함하는 제2 기판; 및 상기 제1 기판에서 발광된 광을 변환하는 광변환부를 포함하는 제3 기판을 포함하고, 상기 제1 기판 및 제2 기판은 서로 일면이 대향되도록 결합되고, 상기 각 발광 다이오드와 각 TFT가 전기적으로 연결되며, 상기 제1 기판 및 제3 기판은 서로 일면이 대향되도록 결합되며, 상기 복수의 발광 다이오드에 발광된 광은 상기 광변환부를 통해 청색광, 녹색광 및 적색광 중 어느 하나 이상이 방출되는 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

디스플레이 장치 및 그의 제조 방법
본 발명은 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드는 전자와 정공의 재결합으로 발생된 광을 외부로 방출하는 무기 반도체 소자로, 최근, 디스플레이, 자동차 램프, 일반 조명 등의 여러 분야에 사용되고 있다. 이러한 발광 다이오드는 수명이 길고, 소비전력이 낮으며, 응답 속도가 바른 장점이 있다. 그에 따라 발광 다이오드에서 이용한 발광 장치는 다양한 분야에서 광원으로 사용되고 있다.
최근 스마트 텔레비전이나 모니터는 TFT LCD 패널을 이용하여 색을 재현하고, 색의 재현을 위한 백라이트 광원으로 발광 다이오드를 이용하는 경향이 있으며, OLED를 이용하여 디스플레이 장치를 제조하는 경우도 있다.
TFT-LCD의 경우, 한 개의 LED가 넓은 화소의 광원으로 사용되고 있으며, TFT-LCD 화면에 어떤 색이 표시되더라도 백라이트 광원은 항상 켜져 있어야 한다. 따라서 디스플레이되는 화면이 밝거나 어두운 것에 상관없이 일정한 소비전력이 사용되는 문제가 있다. 또한, OLED의 경우, 기술발전을 통해 지속적으로 소비전력이 낮아지고 있지만, 아직까지 무기 반도체 소자인 LED에 비해 상당히 큰 소비전력이 사용되어 효율성이 떨어지는 문제가 있다.
더욱이, TFT를 구동하기 위한 방식 중 PM 구동방식이 이용된 OLED는 큰 용량을 가진 유기 EL을 PAM(pulse amplifier modulation) 제어함에 따라 응답속도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 그리고 낮은 듀티(duty)를 구현하기 위해 PWM(pulse width modulation) 제어를 할 경우, 고전류 구동이 요구되어 수명저하가 발생하는 문제가 있다. 또한, AM 구동방식이 이용된 OLED의 경우, 각 화소마다 TFT가 연결될 필요가 있어, 생산비용이 증가될 수 있으며, TFT 특성에 다라 휘도가 불균일해질 수 있는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 웨어러블 장치나 스마트폰 또는 텔레비전 등에 적용할 수 있고, 소비전력이 낮은 마이크로 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 제1 기판; 상기 복수의 발광 다이오드를 구동시키는 복수의 TFT를 포함하는 TFT 패널부를 포함하는 제2 기판; 및 상기 제1 기판에서 발광된 광을 변환하는 광변환부를 포함하는 제3 기판을 포함하고, 상기 제1 기판 및 제2 기판은 서로 일면이 대향되도록 결합되고, 상기 각 발광 다이오드와 각 TFT가 전기적으로 연결되며, 상기 제1 기판 및 제3 기판은 서로 일면이 대향되도록 결합되며, 상기 복수의 발광 다이오드에서 발광된 광은 상기 광변환부를 통해 청색광, 녹색광 및 적색광 중 어느 하나 이상이 방출되는 디스플레이 장치를 제공한다.
여기서, 상기 광변환부는, 상기 발광 다이오드에서 방출된 광을 파장변환하는 형광체층; 및 상기 형광체층을 통과한 광에서 일부 파장의 광을 차단하는 필터부를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명은, 복수의 발광 다이오드가 규칙적으로 배열된 제1 기판을 제조하는 단계; 상기 복수의 발광 다이오드를 구동시키는 복수의 TFT가 포함된 TFT 패널부를 포함하는 제2 기판을 제조하는 단계; 상기 제1 기판에서 발광된 광을 변환하는 광변환부가 포함된 제3 기판을 제조하는 단계; 및 상기 제1 내지 제3 기판을 결합하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 발광 다이오드에서 발광된 광은 상기 광변환부를 통해 청색광, 녹색광 및 적색광 중 어느 하나 이상이 방출되는 디스플레이 장치 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 질화물 반도체를 이용한 마이크로 발광 다이오드를 이용하여 디스플레이 장치를 구성할 수 있어, 웨어러블 장치에 적용할 수 있는 고효율 고해상도를 가지며 낮은 소비전력을 가지는 효과가 있다.
또한, 발광 다이오드에서 발광된 광이 형광체층을 투과하면서 파장변환되더라도 발광 다이오드에서 방출된 모든 광이 파장변환되지 않고 일부 광이 그대로 방출되는 것을 컬러필터 등을 이용하여 차단함으로써, 외부로 방출되는 광의 색의 순도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 다른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 제1 기판; 상기 복수의 발광 다이오드를 구동시키는 복수의 TFT를 포함하는 TFT 패널부를 포함하는 제2 기판; 및 상기 제1 기판에서 발광된 광을 변환하는 광변환부를 포함하는 제3 기판을 포함하고, 상기 제1 기판 및 제2 기판은 서로 일면이 대향되도록 결합되고, 상기 각 발광 다이오드와 각 TFT가 전기적으로 연결되며, 상기 제1 기판 및 제3 기판은 서로 일면이 대향되도록 결합되며, 상기 복수의 발광 다이오드에 발광된 광은 상기 광변환부를 통해 청색광, 녹색광 및 적색광 중 어느 하나 이상이 방출될 수 있다.
이때, 상기 제1 기판은, 복수 개의 지지기판; 상기 복수 개의 지지기판 상부에 각각 배열된 복수의 발광 다이오드; 및 상기 복수 개의 지지기판 사이에 배치되며, 상기 복수의 발광 다이오드에서 발광된 광을 차단하는 차단부를 포함할 수 있다.
그리고 상기 광변환부는, 상기 발광 다이오드에서 방출된 광을 파장변환하는 형광체층; 및 상기 형광체층을 통과한 광에서 일부 파장의 광을 차단하는 필터부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고, 상기 형광체층은, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층 및 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 그대로 방출하는 투명층을 포함하며, 상기 필터부는, 상기 녹색 형광체층 상부에 배치되어 상기 녹색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 녹색광부, 상기 적색 형광체층 상부에 배치되어 상기 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 적색광부 및 상기 투명층 상부에 배치되어 투명층을 통과한 광을 그대로 방출하는 투명부를 포함할 수 있다.
그리고 상기 형광체층은, 상기 녹색 형광체층, 적색 형광체층 및 투명층 사이에 배치된 차단층을 더 포함하고, 상기 필터부는, 상기 녹색광부, 적색광부 및 투명부 사이에 배치된 광차단부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 녹색광부는 녹색광만 통과시키고, 상기 적색광부는 적색광만 통과시킬 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고, 상기 형광체층은, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층 및 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 그대로 방출하는 투명층을 포함하며, 상기 필터부는, 상기 녹색 형광체층 및 적색 형광체층 상부에 각각 배치되어 상기 녹색 형광체층 및 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 파장필터부 및 상기 투명층 상부에 배치되어 투명층을 통과한 광을 그대로 방출하는 투명부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 파장필터부는 녹색광 및 적색광을 통과시키고, 청색광을 차단할 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고, 상기 형광체층은, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 그대로 방출하는 투명층 및 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 백색광으로 파장변환하는 백색 형광체층을 포함하며, 상기 필터부는, 상기 녹색 형광체층 상부에 배치되어 상기 녹색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 녹색광부, 상기 적색 형광체층 상부에 배치되어 상기 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 적색광부 및 상기 투명층 및 백색 형광체층 상부에 각각 배치되어 투명층 및 백색 형광체층을 통과한 광을 그대로 방출하는 투명부를 포함할 수 있다.
또는, 상기 발광 다이오드는 자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드이고, 상기 형광체층은, 상기 자외선 발광 다이오드에서 방출된 자외선을 청색광으로 파장변환하는 청색 형광체층, 상기 자외선 발광 다이오드에서 방출된 자외선을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층 및 상기 자외선 발광 다이오드 방출된 자외선을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층을 포함하며, 상기 필터부는, 상기 청색 형광체층 상부에 배치되어 상기 청색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 청색광부, 상기 녹색 형광체층 상부에 배치되어 상기 녹색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 녹색광부 및 상기 적색 형광체층 상부에 배치되어 상기 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 적색광부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 청색광부는 청색광만 통과시키고, 상기 녹색광부는 녹색광만 통과시키며, 상기 적색광부는 적색광만 통과시킬 수 있다.
이때, 상기 복수의 발광 다이오드 각각은, n형 반도체층; p형 반도체층; 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이에 개재된 활성층; 상기 n형 반도체층에 결합된 n형 전극; 및 상기 p형 반도체층에 결합된 p형 전극을 포함할 수 있다.
그리고 상기 제1 기판과 제2 기판을 전기적으로 결합하는 이방성 전도필름을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 제조 방법은, 복수의 발광 다이오드가 규칙적으로 배열된 제1 기판을 제조하는 단계; 상기 복수의 발광 다이오드를 구동시키는 복수의 TFT가 포함된 TFT 패널부를 포함하는 제2 기판을 제조하는 단계; 상기 제1 기판에서 발광된 광을 변환하는 광변환부가 포함된 제3 기판을 제조하는 단계; 및 상기 제1 내지 제3 기판을 결합하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 발광 다이오드에서 발광된 광은 상기 광변환부를 통해 청색광, 녹색광 및 적색광 중 어느 하나 이상이 방출될 수 있다.
이때, 상기 제1 기판 및 제2 기판은 상기 각 발광 다이오드와 각 TFT가 전기적으로 연결되게 서로 일면이 대향되도록 결합되며, 상기 제1 기판 및 제3 기판은 서로 일면이 대향되도록 결합될 수 있다.
그리고 상기 제3 기판을 제조하는 단계는, 통과되는 광에서 소정의 파장의 광을 차단하는 필터부를 보호 기판 상에 형성하는 단계; 및 상기 필터부 상에 통과되는 광을 파장변환하는 형광체층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고, 상기 형광체층은, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층 및 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 그대로 방출하는 투명층을 포함하며, 상기 필터부는, 상기 녹색 형광체층 상부에 배치되어 상기 녹색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 녹색광부, 상기 적색 형광체층 상부에 배치되어 상기 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 적색광부 및 상기 투명층 상부에 배치되어 투명층을 통과한 광을 그대로 방출하는 투명부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고, 상기 형광체층은, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층 및 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 그대로 방출하는 투명층을 포함하며, 상기 필터부는, 상기 녹색 형광체층 및 적색 형광체층 상부에 각각 배치되어 상기 녹색 형광체층 및 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 파장필터부 및 상기 투명층 상부에 배치되어 투명층을 통과한 광을 그대로 방출하는 투명부를 포함할 수 있다.
그리고 상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고, 상기 형광체층은, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 그대로 방출하는 투명층 및 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 백색광으로 파장변환하는 백색 형광체층을 포함하며, 상기 필터부는, 상기 녹색 형광체층 상부에 배치되어 상기 녹색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 녹색광부, 상기 적색 형광체층 상부에 배치되어 상기 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 적색광부 및 상기 투명층 및 백색 형광체층 상부에 각각 배치되어 투명층 및 백색 형광체층을 통과한 광을 그대로 방출하는 투명부를 포함할 수 있다.
또는, 상기 발광 다이오드는 자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드이고, 상기 형광체층은, 상기 자외선 발광 다이오드에서 방출된 자외선을 청색광으로 파장변환하는 청색 형광체층, 상기 자외선 발광 다이오드에서 방출된 자외선을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층 및 상기 자외선 발광 다이오드 방출된 자외선을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층을 포함하며, 상기 필터부는, 상기 청색 형광체층 상부에 배치되어 상기 청색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 청색광부, 상기 녹색 형광체층 상부에 배치되어 상기 녹색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 녹색광부 및 상기 적색 형광체층 상부에 배치되어 상기 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 적색광부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 다른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 발광 다이오드부(110), TFT 패널부(130) 및 이방성 전도필름(150)을 포함한다.
발광 다이오드부(110)는 발광 다이오드(112a), 지지기판(114), 투명전극(116), 제1 차단부(118), 절연층(120), 제1 연결전극(122), 형광체층(126), 컬러필터(127) 및 보호기판(128)을 포함한다.
발광 다이오드(112a)는 복수개가 구비되고, 지지기판(114) 상에 복수의 발광 다이오드(112a)가 규칙적으로 배열된다. 일례로, 복수의 발광 다이오드(112a)는 행과 열을 따라 일정한 간격으로 이격된 상태로 배열될 수 있다. 본 실시예에서 복수의 발광 다이오드(112a)는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드가 이용된 것에 대해 설명한다.
본 실시예에서 발광 다이오드부(110)는 외부에서 전원이 인가되면 그 자체로 디스플레이 장치(100)로 구동될 수 있다. 즉, 발광 다이오드부(110)의 발광 다이오드(112a)들은 온-오프 조합에 의해 점멸될 수 있으며, 발광 다이오드(112a)들에서 발광된 광이 형광체층(126)을 통과하여 적색광, 녹색광 및 청색광으로 방출될 수 있다. 그에 따라 별도의 LCD가 없어도 디스플레이 장치(100)로 구동할 수 있다. 본 실시예에서 하나의 발광 다이오드(112a)가 포함된 영역은 디스플레이 장치(100)에서 하나의 서브 픽셀(sub pixel)로 이용될 수 있다. 발광 다이오드부(110)에서 하나의 서브 픽셀 크기는 서브 픽셀 내에 배치된 발광 다이오드(112a)의 크기보다 상대적으로 크게 형성될 수 있다.
이러한 발광 다이오드(112a)는, 도 1에 도시된 바와 같이, n형 반도체층(23), 활성층(25), p형 반도체층(27), n형 전극(31), p형 전극(33) 및 벽부(35)를 포함한다.
n형 반도체층(23), 활성층(25) 및 p형 반도체층(27)은 III-V족 계열의 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 일례로, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물 반도체를 포함할 수 있다. 이때, n형 반도체층(23)과 p형 반도체층(27)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.
n형 반도체층(23)은, n형 불순물(예컨대, Si)을 포함할 수 있고, p형 반도체층(27)은 p형 불순물(예컨대, Mg)을 포함할 수 있다. 활성층(25)은 n형 반도체층(23)과 p형 반도체층(27) 사이에 개재되며, 다중 양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있고, 원하는 피크 파장의 광을 방출할 수 있도록 조성비가 결정될 수 있다.
그리고 n형 반도체층(23), 활성층(25) 및 p형 반도체층(27)을 포함하는 발광구조체는 수직형 발광 다이오드(112a)와 유사한 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라 n형 반도체층(23)의 외면에 n형 전극(31)이 형성되고, p형 반도체층(27)의 외면에 p형 전극(33)이 형성될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 수직형과 유사한 발광 다이오드(112a)를 지지기판(114)에 형성된 투명전극(116)에 결합하기 위해 p형 전극(33)과 투명전극(116) 사이에 접착부(S)가 배치될 수 있다. 그리고 발광 다이오드(112a)에는 접착부(S)가 p형 전극(33)과 투명전극(116) 사이에서 외부로 벗어나지 않도록 벽부(35)가 형성될 수 있다.
벽부(35)는 p형 반도체층(27) 상에 p형 전극(33)이 노출되도록 p형 전극(33)의 일부를 덮은 상태로 형성될 수 있고, 도시된 바와 같이, 복수의 층으로 형성될 수 있다. 벽부(35)는 제1 층과 제2 층을 포함할 수 있고, SiN을 포함하는 제1 층이 p형 반도체층(27) 상에 p형 전극(33)의 일부를 덮도록 형성된 다음, SiO2를 포함하는 제2 층이 제1 층상에 형성될 수 있다. 이때, 제2 층은 제1 층의 두께보다 두껍게 형성될 수 있으며, 제1 층보다 좁은 너비를 가질 수 있다.
지지기판(114)은 복수의 발광 다이오드(112a)가 실장되는 기판으로, 절연성 기판, 도전성 기판 또는 인쇄회로기판 등일 수 있다. 일례로, 지지기판(114)은, 사파이어 기판, 질화갈륨 기판, 유리 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 금속 기판 및 세라믹 기판 중 하나일 수 있다. 본 실시예에서 지지기판(114)은 발광 다이오드(112a)에서 발광된 광을 투과할 수 있는 투명기판인 것에 대해 설명한다. 일례로, 지지기판(114)은 소정의 두께를 가지는 가요성(flexible) 유기기판일 수 있다.
본 실시예에서 지지기판(114)은 투명기판이 이용되며, 복수의 발광 다이오드(112a)에서 발광된 광은 지지기판(114)을 통해 지지기판(114) 상부에 배치된 형광체층(126)과 컬러필터(127)를 통해 외부로 방출될 수 있다. 이때, 지지기판(114)은 복수 개로 분리되며, 발광 다이오드(112a)의 상부에만 배치되도록 서로 이격된 상태로 배치될 수 있다. 그리고 이렇게 서로 이격 배치된 사이에 복수의 제2 차단부(129)가 각각 배치될 수 있다.
제2 차단부(129)는 발광 다이오드(112a)에서 방출된 광을 차단하고, 발광 다이오드(112a)에서 발광된 광이 인접한 발광 다이오드(112a)로 광이 분산되는 것을 차단할 수 있다. 즉, 제2 차단부(129)가 지지기판(114)들 사이에 배치되어 하나의 발광 다이오드(112a)에서 발광된 광은 발광 다이오드(112a) 상부의 지지기판(114)을 통해 그 상부에 형성된 형광체층(126) 및 컬러필터(127)를 통해 외부로 방출될 수 있다.
투명전극(116)은 지지기판(114) 상에 형성되고, 발광 다이오드(112a)의 p형 전극(33)과 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서 투명전극(116)은 지지기판(114) 상에 복수 개가 형성된 것에 대해 설명하며, 하나의 투명전극(116) 상에 하나의 발광 다이오드(112a)가 결합될 수 있고, 필요에 따라 하나의 투명전극(116) 상에 복수의 발광 다이오드(112a)가 결합될 수도 있다. 또한 복수의 투명전극(116)은 지지기판(114) 상에 서로 이격된 상태로 배치될 수 있다. 여기서 투명전극(116)은 ITO일 수 있다.
제1 차단부(118)는 지지기판(114) 상에 형성되고, 복수 개가 구비될 수 있다. 제1 차단부(118)는 발광 다이오드(112a)에서 발광된 광이 투명전극(116)을 통해 외부로 방출될 때, 인접한 발광 다이오드(112a) 측으로 광이 방출되는 방지할 수 있다. 그에 따라 제1 차단부(118)는 서로 이격되어 배치된 투명전극(116)들 사이에 배치될 수 있으며, 필요에 따라 투명전극(116)의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서 제1 차단부(118)는 알루미늄(Al)이나 크롬(Cr) 등이 이용될 수 있다.
절연층(120)은 발광 다이오드(112a)를 둘러싸도록 형성될 수 있으며, 투명전극(116)을 덮도록 형성되되, 투명전극(116)에 발광 다이오드(112a)가 결합된 면 중 노출된 면을 덮도록 형성될 수 있다. 상기와 같이 절연층(120)이 형성됨에 따라 발광 다이오드(112a) 중 n형 반도체층(23) 및 n형 전극(31)은 절연층(120)에 덮이지 않은 상태로 노출될 수 있다.
제1 연결전극(122)은 절연층(120)을 덮도록 형성되며, 절연층(120) 사이로 노출된 n형 반도체층(23) 및 n형 전극(31)을 덮도록 형성될 수 있다. 그에 따라 제1 연결전극(122)은 n형 반도체층(23)과 전기적으로 연결될 수 있다.
형광체층(126)은, 지지기판(114) 상부에 배치될 수 있고, 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c) 및 투명층(126e)을 포함할 수 있다. 이때, 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c) 및 투명층(126e)은 각각 서로 인접하게 교대로 배치될 수 있으며, 서로 일정거리 이상 이격된 상태로 배치될 수 있다. 이렇게 서로 일정거리 이상 이격되게 배치된 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c) 및 투명층(126e) 사이에 차단층(126d)이 배치될 수 있다. 차단층(126d)은 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c) 및 투명층(126e)의 사이를 채우며 형성될 수 있으며, 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c) 및 투명층(126e)을 통해 방출되는 광이 인접한 다른 형광체층으로 방출되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서 발광 다이오드(112a)는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드가 이용된다. 그에 따라 녹색 형광체층(126b)은 발광 다이오드(112a)에서 방출된 청색광을 파장변환하여 녹색광을 방출시키고, 적색 형광체층(126c)은 발광 다이오드(112a)에서 방출된 청색광을 파장변환하여 적색광을 방출시킨다. 그리고 투명층(126e)은 발광 다이오드(112a)에서 방출된 청색광을 그대로 방출시킨다. 이렇게 형광체층(126)이 형성됨에 따라 외부로 녹색광, 적색과 및 청색광이 각각 방출될 수 있다.
컬러필터(127)는 형광체층(126) 상부에 배치될 수 있으며, 녹색광부(127b), 적색광부(127c), 광차단부(127d) 및 투명부(127e)를 포함할 수 있다. 컬러필터(127)는 필름 형상을 가질 수 있고, 컬러필터(127)를 투과하는 광에서 특정 파장의 광을 제외한 나머지 광을 차단할 수 있다.
즉, 녹색광부(127b)는 투과하는 광에서 녹색광을 제외한 나머지 파장의 광을 차단하여 녹색광만을 통과시키고, 적색광부(127c)는 투과하는 광에서 적색광을 제외한 나머지 파장의 광을 차단하여 적색광만을 통과시킨다. 그리고 광차단부(127d)는 녹색광부(127b), 적색광부(127c) 및 투명부(127e) 사이에 배치되며, 모든 광이 투과되지 않도록 차단한다. 또한, 투명부(127e)는 투과하는 광을 그대로 투과할 수 있다.
본 실시예에서 컬러필터(127)에 포함된 녹색광부(127b), 적색광부(127c) 및 투명부(127e)는 형광체층(126)의 배치와 동일하게 배치될 수 있다. 즉, 컬러필터(127)의 녹색광부(127b)는 녹색 형광체층(126b) 상부에 배치되고, 적색광부(127c)는 적색 형광체층(126c) 상부에 배치된다. 또한, 발광 다이오드(112a)에서 방출된 청색광이 그대로 통과되는 투명층(126e)의 상부에 투명부(127e)가 배치될 수 있다.
이때, 녹색광부(127b), 적색광부(127c) 및 투명부(127e)는 각각 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c) 및 투명층(126e)보다 큰 너비를 가질 수 있다. 그에 따라 형광체층(126)을 통과한 광 전체가 컬러필터(127)를 통해 외부로 방출될 수 있다.
상기와 같이, 본 실시예에서 적색 형광체층(126c) 상부에 적색광부(127c)가 배치됨에 따라, 적색 형광체층(126c)을 통과한 광에 포함된 다른 파장의 광은 적색광부(127c)에서 차단되고 적색광만 적색광부(127c)를 통해 외부로 방출될 수 있다. 또한, 녹색 형광체층(126b) 상부에 녹색광부(127b)가 배치됨에 따라, 녹색 형광체층(126b)을 통과한 광이 포함된 다른 파장의 광은 녹색광부(127b)에서 차단되며, 녹색광만 녹색광부(127b)를 통해 외부로 방출될 수 있다.
즉, 발광 다이오드(112a)에서 발광된 청색광은 적색 형광체층(126c)을 통과하면서 적색광으로 파장변환되는데, 이때, 파장변환되지 않은 일부 청색광이 그대로 방출될 수 있다. 마찬가지로, 발광 다이오드(112a)에서 발광된 청색광은 녹색 형광체층(126b)을 통과하면서 일부 청색광과 함께 녹색광이 방출될 수 있다. 이렇게 형광체층(126)을 투과하더라도 일부 파장변환되지 않은 청색광이 방출됨에 따라 색의 순도가 떨어질 수 있는데, 이를 컬러필터(127)에서 완전히 제거하여 파장변환된 순수한 광이 외부로 방출되도록 할 수 있다.
여기서, 컬러필터(127)를 사용하지 않고, 형광체층(126)의 두께를 두껍게 하여 발광 다이오드(112a)에서 발광된 청색광을 파장변환하여, 파장변환되지 않는 청색광의 비율을 줄일 수도 있지만, 형광체층(126)의 두께가 두꺼워질수록 형광체층(126)을 통과한 광의 세기가 줄어들 수 있다. 그러므로 형광체층(126)의 두께와 컬러필터(127)의 사용을 적절히 조절하여 원하는 색이 외부로 방출되도록 조절할 수 있다.
보호기판(128)은 컬러필터(127) 상부에 배치되고, 컬러필터(127)가 외부로 직접 노출되는 것을 방지하여 외부로부터 보호할 수 있다. 본 실시예에서 보호기판(128)은 지지기판(114)과 마찬가지로 투명한 재질로 형성될 수 있다.
TFT 패널부(130)는 패널기판(132) 및 제2 연결전극(134)을 포함하고, 발광 다이오드부(110)와 결합되며, 발광 다이오드부(110)에 전원을 공급하기 위해 구비된다. 또한, TFT 패널부(130)는 발광 다이오드부(110)에 공급되는 전원을 제어하여 발광 다이오드부(110)에 포함된 복수의 발광 다이오드(112a) 중 일부만 발광시킬 수 있다.
패널기판(132)은 내부에 TFT 구동회로가 형성될 수 있다. TFT 구동회로는 액티브 매트릭스(AM, active matrix) 구동을 위한 회로일 수 있으며, 또는, 패시브 매트릭스(PM, passive matrix) 구동을 위한 회로일 수도 있다.
제2 연결전극(134)을 패널기판(132)의 TFT 구동회로와 전기적으로 연결되고, 발광 다이오드부(110)의 제1 연결전극(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그에 따라 TFT 구동회로를 통해 공급된 전원이 제1 및 제2 연결전극(122, 134)을 통해 각 발광 다이오드(112a)로 공급될 수 있다. 이때, 제2 연결전극(134)은 별도의 보호층으로 덮일 수 있다. 여기서, 보호층은 일례로, SiNx를 포함할 수 있다.
이방성 전도필름(anisotropic conductive film, 150)은 발광 다이오드부(110)와 TFT 패널부(130)를 서로 전기적으로 연결하기 위해 구비된다. 이방성 전도필름(150)은 절연성을 갖는 접착성 유기 재료가 포함될 수 있고, 내부에 전기적 연결을 위한 도전성 입자가 균일하게 분산 배치될 수 있다. 그리고 이방성 전도필름(150)은 두께 방향으로 도전성을 가지지만, 면 방향으로 절연성을 가지는 성질이 있으며, 또한, 접착성이 있다. 그에 따라 발광 다이오드부(110)와 TFT 패널부(130)는 서로 전기적으로 연결되면서 접합할 수 있다. 특히, 이방성 전도필름(150)은 ITO와 같이 고온으로 솔더링하기 어려운 전극을 접속시키는데 유용할 수 있다.
상기와 같이, 이방성 전도필름(150)을 이용하여 발광 다이오드(112a)와 TFT 패널부(130)를 결합하면, 발광 다이오드부(110)의 제1 연결전극(122)과 TFT 패널부(130)의 제2 연결전극(134)이 전극 연결부(152)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에서, 발광 다이오드부(110) 및 TFT 패널부(130)는 서로 별개로 제작될 수 있는데, 이때, 발광 다이오드부(110)에 포함된 광변환부(123)도 별개로 제작될 수 있다. 광변환부(123)는 본 실시예에서 형광체층(126), 컬러필터(127) 및 보호기판(128)을 포함한다. 즉, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 보호기판(128) 상부에 컬러필터(127)가 형성되고, 컬러필터(127)의 상부에 형광체층(126)이 형성됨에 따라 제작될 수 있다. 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드부(110) 및 TFT 패널부(130)가 결합된 상태에서, 상기와 같이 제작된 광변환부(123)를 지지기판(114) 상부에 결합시켜 디스플레이 장치(100)를 제작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 발광 다이오드부(110), TFT 패널부(130) 및 이방성 전도필름(150)을 포함한다. 본 실시예에 대해 설명하면서, 제1 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
본 실시예에서 컬러필터(127)는 제1 실시예에서와 달리, 투명부(127e), 파장필터부(127f) 및 광차단부(127d)를 포함한다. 투명부(127e)는 제1 실시예에서와 동일하게 형광체층(126)의 투명층(126e) 상부에 배치되며, 파장필터부(127f)는 형광체층(126)의 녹색 형광체층(126b) 및 적색 형광체층(126c) 상부에 배치된다. 그에 따라 파장필터부(127f)와 투명층(126e)은 복수 개가 구비되며, 서로 이격된 상태로 배치된다. 파장필터부(127f)와 투명층(126e)이 이격된 위치에 광차단부(127d)가 배치될 수 있다.
파장필터부(127f)는, 투과되는 광에서 소정의 파장을 기준으로 일정 파장 이상의 광만 투과시킬 수 있다. 즉, 본실시예에서 발광 다이오드(112a)는 청색광을 방출하고, 형광체층(126)을 통과하면서 적색광 또는 녹색광이 방출될 수 있다. 그에 따라 파장필터부(127f)는 적색 형광체층(126c) 또는 녹색 형광체층(126b)을 통과하여 방출되는 광에서 소정의 파장 이하인 청색광을 차단하고, 그 외 파장의 광은 그대로 투과시킬 수 있다(예컨대, 파장필터부(127f)는 480nm이하의 광을 차단할 수 있다).
또한, 본 실시예에서, 파장필터부(127f) 및 투명부(127e)는 각각 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c) 및 투명층(126e)의 너비보다 클 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하며, 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 발광 다이오드부(110), TFT 패널부(130) 및 이방성 전도필름(150)을 포함한다. 본 실시예에 대해 설명하면서, 제1 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
본 실시예에서, 형광체층(126)은, 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c), 투명층(126e), 백색 형광체층(126f) 및 차단층(126d)을 포함할 수 있다. 그리고 컬러필터(127)는, 녹색광부(127b), 적색광부(127c), 투명부(127e) 및 광차단부(127d)를 포함할 수 있다.
그에 따라 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c), 투명층(126e) 및 백색 형광체층(126f)은 각각 서로 인접하게 교대로 배치될 수 있으며, 서로 일정거리 이상 이격되어 배치될 수 있다. 그리고 서로 이격 배치된 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c), 투명층(126e) 및 백색 형광체층(126f) 사이에 차단층(126d)이 배치될 수 있다.
또한, 컬러필터(127)는 녹색광부(127b)가 녹색 형광체층(126b) 상부에 배치되고, 적색광부(127c)가 적색 형광체층(126c) 상부에 각각 배치될 수 있으며, 투명층(126e) 및 백색 형광체층(126f) 상부에 투명부(127e)가 각각 배치될 수 있다. 그에 따라 녹색광부(127b)를 통해 녹색광이 방출될 수 있고, 적색광부(127c)를 통해 적색광이 방출될 수 있다. 그리고 투명층(126e) 및 투명부(127e)를 통해 청색광이 방출될 수 있으며, 백색 형광체층(126f) 및 투명부(127e)를 통해 백색광이 방출될 수 있다.
즉, 본 실시예에서, 디스플레이 장치(100)는, 청색광, 녹색광, 적색광 및 백색광을 각각 방출하는 네 개의 서브 픽셀이 하나의 픽셀로 구동될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 발광 다이오드부(110), TFT 패널부(130) 및 이방성 전도필름(150)을 포함한다. 본 실시예에 대해 설명하면서, 제1 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
본 실시예에서, 발광 다이오드부(110)에 포함된 발광 다이오드는 자외선 발광 다이오드(112d)가 이용된다. 그에 따라 형광체층(126)은, 청색 형광체층(126a), 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c) 및 차단층(126d)을 포함할 수 있고, 컬러필터(127)는, 청색광부(127a), 녹색광부(127b), 적색광부(127c) 및 광차단부(127d)를 포함할 수 있다.
형광체층(126)에 포함된 청색 형광체층(126a), 녹색 형광체층(126b) 및 적색 형광체층(126c)은 각각 자외선 발광 다이오드(112d)의 상부에 배치되며, 각각 서로 인접하게 교대로 배치될 수 있다. 또한, 서로 일정거리 이상 이격된 상태로 배치될 수 있다. 이렇게 서로 이격 배치된 청색 형광체층(126a), 녹색 형광체층(126b) 및 적색 형광체층(126c) 사이에 차단층(126d)이 배치될 수 있다.
여기서, 청색 형광체층(126a)은 자외선 발광 다이오드(112d)에서 발광된 자외선을 청색광으로 파장변환하고, 녹색 형광체층(126b)은 자외선 발광 다이오드(112d)에서 발광된 자외선을 녹색광으로 파장변환하며, 적색 형광체층(126c)은 자외선 발광 다이오드(112d)에서 발광된 자외선을 적색광으로 파장변환한다.
그리고 컬러필터(127)는 청색광부(127a)가 청색 형광체층(126a) 상부에 배치되고, 녹색광부(127b)가 녹색 형광체층(126b) 상부에 배치되며, 적색광부(127c)가 적색 형광체층(126c) 상부에 배치될 수 있다. 즉, 청색광부(127a), 녹색광부(127b) 및 적색광부(127c)는 각각 청색 형광체층(126a), 녹색 형광체층(126b) 및 적색 형광체층(126c) 상부에 배치되며, 각각 서로 인접하게 교대로 배치될 수 있다. 그리고 서로 일정거리 이상 이격된 상태로 배치될 수 있으며, 이격 배치된 청색광부(127a), 녹색광부(127b) 및 적색광부(127c) 사이에 광차단부(127d)가 배치될 수 있다.
청색 형광체층(126a)을 통과한 광은 파장변환된 청색광과 함께 파장변환되지 않은 자외선이 포함될 수 있고, 청색광부(127a)는 청색 형광체층(126a)을 통해 방출되는 광에 포함된 자외선을 차단하여 청색광만 외부로 방출시킨다. 그리고 녹색 형광체층(126b)을 통과한 광은 파장변환된 녹색광과 함께 파장변환되지 않은 자외선이 포함될 수 있으며, 녹색광부(127b)는 녹색 형광체층(126b)을 통해 방출되는 광에 포함된 자외선을 차단하여 녹색광만 외부로 방출시킨다. 또한, 적색 형광체층(126c)을 통과한 광은 파장변환된 적색광과 함께 파장변환되지 않은 자외선이 포함될 수 있고, 적색광부(127c)는 적색 형광체층(126c)을 통해 방출된느 광에 포함된 자외선을 차단하여 적색광만 외부로 방출시킨다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
* 부호의 설명
100: 디스플레이 장치
110: 발광 다이오드부
112a: 발광 다이오드 112d: 자외선 다이오드
23: n형 반도체층 25: 활성층
27: p형 반도체층 31: n형 전극
33: p형 전극 35: 벽부
114: 지지기판 116: 투명전극
118: 제1 차단부 120: 절연층
122: 제1 연결전극
123: 광변환부 126: 형광체층
126a: 청색 형광체층 126b: 녹색 형광체층
126c: 적색 형광체층 126d: 차단층
126e: 투명층 126f: 백색 형광체층
127: 컬러필터 127a: 청색광부
127b: 녹색광부 127c: 적색광부
127d: 광차단부 127e: 투명부
127f: 파장필터부
128: 보호기판 129: 제2 차단부
130: TFT 패널부 132: 패널기판
134: 제2 연결전극
150: 이방성 전도필름 152: 전극 연결부
S: 접착부

Claims (20)

  1. 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 제1 기판;
    상기 복수의 발광 다이오드를 구동시키는 복수의 TFT를 포함하는 TFT 패널부를 포함하는 제2 기판; 및
    상기 제1 기판에서 발광된 광을 변환하는 광변환부를 포함하는 제3 기판을 포함하고,
    상기 제1 기판 및 제2 기판은 서로 일면이 대향되도록 결합되고, 상기 각 발광 다이오드와 각 TFT가 전기적으로 연결되며,
    상기 제1 기판 및 제3 기판은 서로 일면이 대향되도록 결합되며, 상기 복수의 발광 다이오드에서 발광된 광은 상기 광변환부를 통해 청색광, 녹색광 및 적색광 중 어느 하나 이상이 방출되는 디스플레이 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 기판은,
    복수 개의 지지기판;
    상기 복수 개의 지지기판 상부에 각각 배열된 복수의 발광 다이오드; 및
    상기 복수 개의 지지기판 사이에 배치되며, 상기 복수의 발광 다이오드에서 발광된 광을 차단하는 차단부를 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 광변환부는,
    상기 발광 다이오드에서 방출된 광을 파장변환하는 형광체층; 및
    상기 형광체층을 통과한 광에서 일부 파장의 광을 차단하는 필터부를 포함하는 디스플레이 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고,
    상기 형광체층은, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층 및 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 그대로 방출하는 투명층을 포함하며,
    상기 필터부는, 상기 녹색 형광체층 상부에 배치되어 상기 녹색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 녹색광부, 상기 적색 형광체층 상부에 배치되어 상기 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 적색광부 및 상기 투명층 상부에 배치되어 투명층을 통과한 광을 그대로 방출하는 투명부를 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 형광체층은, 상기 녹색 형광체층, 적색 형광체층 및 투명층 사이에 배치된 차단층을 더 포함하고,
    상기 필터부는, 상기 녹색광부, 적색광부 및 투명부 사이에 배치된 광차단부를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 녹색광부는 녹색광만 통과시키고,
    상기 적색광부는 적색광만 통과시키는 디스플레이 장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고,
    상기 형광체층은, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층 및 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 그대로 방출하는 투명층을 포함하며,
    상기 필터부는, 상기 녹색 형광체층 및 적색 형광체층 상부에 각각 배치되어 상기 녹색 형광체층 및 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 파장필터부 및 상기 투명층 상부에 배치되어 투명층을 통과한 광을 그대로 방출하는 투명부를 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 파장필터부는 녹색광 및 적색광을 통과시키고, 청색광을 차단하는 디스플레이 장치.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고,
    상기 형광체층은, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 그대로 방출하는 투명층 및 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 백색광으로 파장변환하는 백색 형광체층을 포함하며,
    상기 필터부는, 상기 녹색 형광체층 상부에 배치되어 상기 녹색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 녹색광부, 상기 적색 형광체층 상부에 배치되어 상기 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 적색광부 및 상기 투명층 및 백색 형광체층 상부에 각각 배치되어 투명층 및 백색 형광체층을 통과한 광을 그대로 방출하는 투명부를 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드이고,
    상기 형광체층은, 상기 자외선 발광 다이오드에서 방출된 자외선을 청색광으로 파장변환하는 청색 형광체층, 상기 자외선 발광 다이오드에서 방출된 자외선을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층 및 상기 자외선 발광 다이오드 방출된 자외선을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층을 포함하며,
    상기 필터부는, 상기 청색 형광체층 상부에 배치되어 상기 청색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 청색광부, 상기 녹색 형광체층 상부에 배치되어 상기 녹색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 녹색광부 및 상기 적색 형광체층 상부에 배치되어 상기 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 적색광부를 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 청색광부는 청색광만 통과시키고,
    상기 녹색광부는 녹색광만 통과시키며,
    상기 적색광부는 적색광만 통과시키는 디스플레이 장치.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 복수의 발광 다이오드 각각은,
    n형 반도체층;
    p형 반도체층;
    상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이에 개재된 활성층;
    상기 n형 반도체층에 결합된 n형 전극; 및
    상기 p형 반도체층에 결합된 p형 전극을 포함하는 디스플레이 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 기판과 제2 기판을 전기적으로 결합하는 이방성 전도필름을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  14. 복수의 발광 다이오드가 규칙적으로 배열된 제1 기판을 제조하는 단계;
    상기 복수의 발광 다이오드를 구동시키는 복수의 TFT가 포함된 TFT 패널부를 포함하는 제2 기판을 제조하는 단계;
    상기 제1 기판에서 발광된 광을 변환하는 광변환부가 포함된 제3 기판을 제조하는 단계; 및
    상기 제1 내지 제3 기판을 결합하는 단계를 포함하고,
    상기 복수의 발광 다이오드에서 발광된 광은 상기 광변환부를 통해 청색광, 녹색광 및 적색광 중 어느 하나 이상이 방출되는 디스플레이 장치 제조 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제1 기판 및 제2 기판은 상기 각 발광 다이오드와 각 TFT가 전기적으로 연결되게 서로 일면이 대향되도록 결합되며,
    상기 제1 기판 및 제3 기판은 서로 일면이 대향되도록 결합되는 디스플레이 장치 제조 방법.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 제3 기판을 제조하는 단계는,
    통과되는 광에서 소정의 파장의 광을 차단하는 필터부를 보호 기판 상에 형성하는 단계; 및
    상기 필터부 상에 통과되는 광을 파장변환하는 형광체층을 형성하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치 제조 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고,
    상기 형광체층은, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층 및 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 그대로 방출하는 투명층을 포함하며,
    상기 필터부는, 상기 녹색 형광체층 상부에 배치되어 상기 녹색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 녹색광부, 상기 적색 형광체층 상부에 배치되어 상기 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 적색광부 및 상기 투명층 상부에 배치되어 투명층을 통과한 광을 그대로 방출하는 투명부를 포함하는 디스플레이 장치 제조 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고,
    상기 형광체층은, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층 및 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 그대로 방출하는 투명층을 포함하며,
    상기 필터부는, 상기 녹색 형광체층 및 적색 형광체층 상부에 각각 배치되어 상기 녹색 형광체층 및 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 파장필터부 및 상기 투명층 상부에 배치되어 투명층을 통과한 광을 그대로 방출하는 투명부를 포함하는 디스플레이 장치 제조 방법.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고,
    상기 형광체층은, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층, 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 그대로 방출하는 투명층 및 상기 청색 발광 다이오드에서 방출된 청색광을 백색광으로 파장변환하는 백색 형광체층을 포함하며,
    상기 필터부는, 상기 녹색 형광체층 상부에 배치되어 상기 녹색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 녹색광부, 상기 적색 형광체층 상부에 배치되어 상기 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 적색광부 및 상기 투명층 및 백색 형광체층 상부에 각각 배치되어 투명층 및 백색 형광체층을 통과한 광을 그대로 방출하는 투명부를 포함하는 디스플레이 장치 제조 방법.
  20. 청구항 16에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드이고,
    상기 형광체층은, 상기 자외선 발광 다이오드에서 방출된 자외선을 청색광으로 파장변환하는 청색 형광체층, 상기 자외선 발광 다이오드에서 방출된 자외선을 녹색광으로 파장변환하는 녹색 형광체층 및 상기 자외선 발광 다이오드 방출된 자외선을 적색광으로 파장변환하는 적색 형광체층을 포함하며,
    상기 필터부는, 상기 청색 형광체층 상부에 배치되어 상기 청색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 청색광부, 상기 녹색 형광체층 상부에 배치되어 상기 녹색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 녹색광부 및 상기 적색 형광체층 상부에 배치되어 상기 적색 형광체층을 통과한 광의 일부 파장의 광을 차단하는 적색광부를 포함하는 디스플레이 장치 제조 방법.
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