JP2020532762A - 表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、表示装置及びその製造方法に関し、本発明の一実施形態に係る表示装置は、複数の信号線及び複数の共通線が配置され、上面に前記複数の信号線及び複数の共通線にそれぞれ電気的に接続された複数の発光ダイオードが実装された複数の発光モジュール；前記複数の発光モジュールが結合されるマザーボード；及び電気伝導性を有し、前記複数の発光モジュールを前記マザーボードに結合させる接着部；を含み、前記複数の発光モジュールのそれぞれの下面には、前記複数の信号線と電気的に接続された複数の信号線端子、及び前記複数の共通線と電気的に接続された複数の共通線端子が形成され、前記マザーボードの上面には、前記複数の発光モジュールに形成された複数の信号線端子に対応する位置に複数のボード信号線端子が形成され、前記複数の共通線端子に対応する位置に複数のボード共通線端子が形成され得る。【選択図】図６

Description

本発明は、表示装置及びその製造方法に関し、より詳細には、発光素子を含む表示装置及びその製造方法に関する。
近年、多様なサイズの高解像度を有する表示装置が持続的に要求されてきた。特に、室内及び室外広告板の場合、表示装置が設置されるべき構造物及び諸般の要件によって１００インチ以上の大型サイズの表示装置が必要になり得る。しかし、このような大型サイズの表示装置においては、複雑な製造工程が必要であり、これによって、消費者が望むサイズの表示装置を提供しにくかった。
デジタルサイネージ（ｓｉｇｎａｇｅ）は、道端、店鋪、公共施設などに表示されているポスター、案内表示又は看板などの既存のハードウェアマッチではないデジタルディスプレイを通じて各種コンテンツやメッセージを提供する屋外メディアである。また、インテリジェントなデジタル映像装置の急速な発展に伴い、デジタルサイネージが普遍化されている。
近年、このようなデジタルサイネージに発光ダイオードが適用された製品が市販されている。発光ダイオードは、電子と正孔の再結合を通じて発生する光を放出する無機半導体素子である。それによって、デジタルサイネージに発光ダイオードが適用されながら、消費電力を低下させ、速い応答速度を有する製品が多く用いられている。
図１は、従来の表示装置の製造方法を示した図である。
このようなデジタルサイネージに対する表示装置１０は、図１に示した方法で製造する。まず、図１ａに示したように、青色光を放出する青色発光ダイオード２２、赤色光を放出する赤色発光ダイオード２４、及び緑色光を放出する緑色発光ダイオード２６のそれぞれを選別し、選別された発光ダイオードを用いて図１ｂに示したパッケージＰＫＧを製造する。このとき、青色発光ダイオード２２、赤色発光ダイオード２４及び緑色発光ダイオード２６のチップ構造により、必要な場合は、ワイヤボンディングを通じてパッケージＰＫＧを製造してもよい。
そして、製造されたパッケージＰＫＧのうち正常に動作するものを選別し、選別されたパッケージＰＫＧをプリント回路基板などの基板上に一定の間隔で結合することによって、図１ｃに示したように発光モジュール１１を製造することができる。このとき、選別された複数のパッケージＰＫＧは、プリント回路基板上にソルダーマウント（ｓｏｌｄｅｒ ｍｏｕｎｔ）を通じて結合されてもよい。
このように発光モジュール１１が製造された後、図１ｄに示したように、製造された複数の発光モジュール１１を、コネクターなどを用いて互いに電気的に接続し、フレームなどの構造物に複数の発光モジュール１１を設置することによって表示装置１０を製造することができる。
ところが、前記のように大型サイズの表示装置を製造するとき、高解像度を有する表示装置である場合、製作に相当長い時間がかかり、製造された表示装置の色均一度（ｃｏｌｏｒ ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）やホワイトバランス（ｗｈｉｔｅ ｂａｌａｎｃｅ）を合わせることが容易でない。
さらに、製造されたプリント回路基板の製造公差や、フレームに発光モジュールを設置する過程で発生する公差により、製造された表示装置において発光モジュール間の接続部分に黒線（ｂｌａｃｋ ｌｉｎｅ）が見えるなどの問題がある。
一方、高解像度のフルカラーである表示装置に対するニーズに加えて、これによる高い水準の色純度及び色再現性を有する表示装置に対するニーズも持続的に大きくなっている。
本発明が解決しようとする課題は、高解像度を有し、大型サイズを有する表示装置及びその製造方法を提供することにある。
本発明が解決しようとする他の課題は、構造が単純であり、製造方法が簡単な表示装置を提供することにある。
本発明が解決しようとする更に他の課題は、色純度及び色再現性が高い発光装置を提供することにある。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、複数の信号線及び複数の共通線が配置され、上面に前記複数の信号線及び複数の共通線にそれぞれ電気的に接続された複数の発光ダイオードが実装された複数の発光モジュール；前記複数の発光モジュールが結合されるマザーボード；及び電気伝導性を有し、前記複数の発光モジュールを前記マザーボードに結合させる接着部；を含み、前記複数の発光モジュールのそれぞれの下面には、前記複数の信号線と電気的に接続された複数の信号線端子、及び前記複数の共通線と電気的に接続された複数の共通線端子が形成され、前記マザーボードの上面には、前記複数の発光モジュールに形成された複数の信号線端子に対応する位置に複数のボード信号線端子が形成され、前記複数の共通線端子に対応する位置に複数のボード共通線端子が形成されてもよい。
このとき、前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の信号線端子のそれぞれは、前記マザーボードに形成されたボード信号線端子と前記接着部によって電気的に接続され、前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の共通線端子のそれぞれは、前記マザーボードに形成されたボード共通線端子と前記接着部によって電気的に接続されてもよい。
ここで、前記接着部は、異方性伝導フィルム（ＡＣＦ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶（Ｅｕｔｅｃｔｉｃ）、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペースト（ｓｏｌｄｅｒ ｐａｓｔｅ）のうちいずれか一つであってもよい。
一方、本発明の一実施形態に係る表示装置は、複数の信号線及び複数の共通線が配置され、上面に前記複数の信号線及び複数の共通線にそれぞれ電気的に接続された複数の発光ダイオードが実装された複数の発光モジュール；前記複数の発光モジュールが結合されるマザーボード；及び前記複数の発光モジュールを前記マザーボードに結合させる接着部；を含み、前記複数の発光モジュールのそれぞれの上面には、前記複数の信号線と電気的に接続された複数の信号線端子、及び前記複数の共通線と電気的に接続された複数の共通線端子が形成され、前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の信号線端子のそれぞれを電気的に接続し、前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の共通線端子のそれぞれを電気的に接続する結合部をさらに含んでもよい。
このとき、前記結合部は、前記隣接した複数の信号線端子のそれぞれ及び前記隣接した複数の共通線端子のそれぞれを電気的に接続するボンディングワイヤであってもよい。
又は、前記結合部は、前記隣接した複数の信号線端子のそれぞれの上面を覆うことによって複数の信号線端子を電気的に接続し、前記隣接した複数の共通線端子のそれぞれの上面を覆うことによって複数の共通線端子を電気的に接続する電気伝導性接着部であってもよい。
ここで、前記接着部は、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストのうちいずれか一つであってもよい。
また、前記複数の発光モジュールのそれぞれには、前記複数の信号線端子が形成された位置の側面に形成された複数の側面信号線端子、及び前記複数の共通線端子が形成された位置の側面に形成された複数の側面共通線端子が形成され、前記結合部は、隣接した前記複数の側面信号線端子のそれぞれ及び隣接した前記複数の側面共通線端子のそれぞれを電気的に接続する電気伝導性接着部であってもよい。
ここで、前記接着部は、異方性伝導フィルム（ＡＣＦ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストのうちいずれか一つであってもよい。
一方、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法は、複数の信号線及び複数の共通線が配置され、上面に複数の信号線及び複数の共通線にそれぞれ電気的に接続されるように複数の発光ダイオードが実装される複数の実装部が形成されたベース基板上に複数の発光ダイオードを転写して実装する段階；前記ベース基板上に実装された複数の発光ダイオードを所定の領域にカッティングすることによって複数の発光モジュールを製造する段階；マザーボード上に電気伝導性を有する接着部を配置する段階；及び前記接着部が配置されたマザーボード上に前記複数の発光モジュールを結合する段階；を含み、前記複数の発光モジュールのそれぞれの下面には、前記複数の信号線と電気的に接続された複数の信号線端子、及び前記複数の共通線と電気的に接続された複数の共通線端子が形成され、前記マザーボードの上面には、前記複数の発光モジュールに形成された複数の信号線端子に対応する位置に複数のボード信号線端子が形成され、前記複数の共通線端子に対応する位置に複数のボード共通線端子が形成されてもよい。
このとき、前記複数の発光モジュールを前記マザーボードに結合する段階は、前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の信号線端子のそれぞれが、前記マザーボードに形成されたボード信号線端子と前記接着部によって電気的に接続され、前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の共通線端子のそれぞれが、前記マザーボードに形成されたボード共通線端子と前記接着部によって電気的に接続されるように前記複数の発光モジュールを前記マザーボードに結合してもよい。
ここで、前記接着部は、異方性伝導フィルム（ＡＣＦ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストのうちいずれか一つであってもよい。
また、前記複数の発光ダイオードが前記ベース基板に実装されると、前記ベース基板上に実装された複数の発光ダイオードの動作状態をテストする段階をさらに含み、前記複数の発光ダイオードの動作状態をテストし、前記複数の発光モジュールを製造する段階が行われてもよい。
このとき、前記複数の発光ダイオードをテストする段階は、前記カッティングによって製造される複数の発光モジュール別に行われてもよい。
一方、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法は、複数の信号線及び複数の共通線が配置され、上面に複数の信号線及び複数の共通線にそれぞれ電気的に接続されるように複数の発光ダイオードが実装される複数の実装部が形成されたベース基板上に複数の発光ダイオードを転写して実装する段階；前記ベース基板上に実装された複数の発光ダイオードを所定の領域にカッティングすることによって複数の発光モジュールを製造する段階；前記マザーボードに前記接着部を配置する段階；前記接着部が配置されたマザーボード上に前記複数の発光モジュールを結合する段階；及び前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールを電気的に接続する段階；を含み、前記複数の発光モジュールのそれぞれの上面には、前記複数の信号線と電気的に接続された複数の信号線端子、及び前記複数の共通線と電気的に接続された複数の共通線端子が形成され、前記隣接した発光モジュールを電気的に接続する段階は、前記隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の信号線端子のそれぞれを電気的に接続し、前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の共通線端子のそれぞれを電気的に接続してもよい。
このとき、前記隣接した発光モジュールを電気的に接続する段階において、前記隣接した複数の信号線端子のそれぞれはワイヤボンディングで電気的に接続し、前記隣接した複数の共通線端子のそれぞれはワイヤボンディングで電気的に接続してもよい。
又は、前記隣接した発光モジュールを電気的に接続する段階において、前記隣接した複数の信号線端子のそれぞれの上面を電気伝導性接着部で覆い、前記隣接した複数の共通線端子のそれぞれの上面を電気伝導性接着部で覆って電気的に接続してもよい。
ここで、前記電気伝導性接着部は、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストのうち一つであってもよい。
また、前記製造された複数の発光モジュールに形成された複数の信号線端子の位置の側面に複数の側面信号線端子を形成し、前記複数の共通線端子の位置の側面に複数の側面共通線端子を形成する段階をさらに含み、前記隣接した発光モジュールを電気的に接続する段階は、隣接した前記側面信号線端子のそれぞれ及び隣接した前記複数の側面共通線端子のそれぞれを電気伝導性接着部を用いて電気的に接続してもよい。
ここで、前記電気伝導性接着部は、異方性伝導フィルム（ＡＣＦ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストのうちいずれか一つであってもよい。
本発明の更に他の実施形態に係る表示装置は、互いに分離された複数のベース基板、前記各ベース基板の一面上に設けられた各ピクセル、及び前記各ピクセルに接続された配線部を含む。前記配線部は、前記各ベース基板上に設けられた各信号配線と、互いに隣接した各ベース基板の前記一面上に設けられ、前記各信号配線を互いに接続する接続部とを含む。ここで、少なくとも一つの前記ベース基板は、残りの前記ベース基板と互いに異なる面積で設けられてもよい。
本発明の一実施形態において、少なくとも一つの前記ベース基板上の前記ピクセルは、残りの前記ベース基板上の前記ピクセルと異なる個数で設けられてもよい。
本発明の一実施形態において、前記ベース基板は、ガラス、石英、有機高分子、金属、シリコン、セラミック、及び有無機複合材のうちいずれか一つを含んでもよい。
本発明の一実施形態において、各ピクセルは、第１及び第２端子を有する発光ダイオードであって、前記各信号配線は、前記第１端子に接続された第１配線、及び前記第２端子に接続された第２配線を含んでもよい。前記接続部は、互いに隣接した前記各ベース基板上の前記第１配線を互いに接続したり、前記第２配線を互いに接続したりすることができる。
本発明の一実施形態において、前記各信号配線は、前記第１配線の端部に設けられた第１パッド、及び前記第２配線の端部に設けられた第２パッドをさらに含んでもよい。前記接続部は、互いに隣接した前記ベース基板上の前記第１パッドを互いに接続したり、前記第２パッドを互いに接続することができる。
本発明の一実施形態において、各ピクセルは、アクティブ駆動方式で駆動してもよい。この場合、前記ピクセルユニットは、前記配線部及び前記ピクセルに接続されたトランジスタをさらに含んでもよい。
本発明の一実施形態において、各ピクセルは、パッシブ駆動方式で駆動してもよい。
本発明の一実施形態において、前記接続部は、ボンディングワイヤ、及び導電性ペーストのうち少なくとも一つであってもよい。
本発明の一実施形態において、表示装置は、前記ベース基板の上面に設けられた光遮断層をさらに含んでもよい。
本発明の一実施形態において、表示装置は、前記ベース基板上に設けられ、前記各ピクセル及び前記配線部をカバーする封止膜をさらに含んでもよい。前記封止膜は、エポキシ、ポリシロキサン、及びフォトソルダーレジストのうちいずれか一つを含んでもよい。
表示装置は、前記ベース基板の背面に設けられ、前記各ピクセルを駆動する駆動回路が実装されたプリント回路基板をさらに含んでもよい。前記プリント回路基板は、その上面に前記各ベース基板が載置される少なくとも一つの載置溝を有してもよい。本発明の一実施形態において、前記載置溝は、各ベース基板に１対１で対応して設けられてもよい。
前記プリント回路基板は、前記載置溝が設けられる載置部と、前記載置部を取り囲む周辺部とを含んでもよく、前記接続部は、前記周辺部に設けられ、前記駆動配線と前記駆動回路とを接続する接続配線を含んでもよい。前記接続配線は、前記プリント回路基板の上・下面を貫通する貫通配線を含んでもよい。前記貫通配線は複数個で設けられてもよい。
本発明の一実施形態において、前記接続部は軟性回路基板として設けられてもよい。
本発明の一実施形態において、前記各ベース基板は、平面上で見たときに前記プリント回路基板と重畳し得る。
本発明の一実施形態において、前記各ピクセルは、互いに異なる光を出射する複数のサブピクセルを含んでもよい。各サブピクセルは、赤色、青色、及び緑色のうちいずれか一つのカラー光を出射することができる。本発明の一実施形態において、前記各ピクセルは発光ダイオードとして設けられてもよい。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、ベースマザー基板を準備し、前記ベースマザー基板上に各駆動配線を形成し、前記ベースマザー基板に前記各駆動配線に接続された複数のピクセルを形成し、前記ベースマザー基板を切断することによって複数のピクセルユニットを形成し、複数のピクセルユニットを接続することによって製造され得る。
本発明の一実施形態において、前記ベースマザー基板は、各ピクセルユニットに対応する各ピクセルユニット領域を有し、前記ベースマザー基板は、前記各ピクセルユニット領域に沿って切断されてもよい。
本発明の一実施形態において、前記ベースマザー基板は、互いに異なる面積で切断されてもよい。
本発明の一実施形態において、前記各ピクセルは転写法で形成されてもよい。
本発明の一実施形態において、表示装置の製造方法は、前記各ピクセルユニット領域に対応する載置溝を有するプリント回路基板を準備し、前記載置溝に前記ピクセルユニットを配置する段階をさらに含んでもよい。
本発明の更に他の実施形態に係る発光装置（Ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｐｐａｒａｔｕｓ）は、ベース基板、及び前記ベース基板上に実装された少なくとも一つのピクセルユニットを含む。前記ピクセルユニットは、前記ベース基板に第１導電性接着層を挟んで設けられた接続電極、前記接続電極上に設けられた光非透過層、及び前記光非透過層上に設けられた発光素子を含む。
本発明の一実施形態において、前記光非透過層は、非導電性光吸収材料からなってもよい。前記光非透過層はブラックフォトレジストを含んでもよい。
本発明の一実施形態において、前記光非透過層は非導電性反射材料からなってもよい。
本発明の一実施形態において、発光装置は、前記接続電極と前記発光素子とを接続する第２導電性接着層をさらに含んでもよい。
本発明の一実施形態において、前記光非透過層は、前記接続電極の一部を露出させる貫通ホールを有し、前記第２導電性接着層は前記貫通ホール内に配置されてもよい。
本発明の一実施形態において、前記発光素子は発光ダイオードであって、前記第１及び第２端子のそれぞれは、前記光非透過層の貫通ホールを介して前記接続電極に電気的に接続されてもよい。
本発明の一実施形態において、前記発光素子は複数個で設けられ、前記各発光素子は、第１光を出射する第１発光素子、及び第２光を出射する第２発光素子を含んでもよい。
本発明の一実施形態において、前記第１光と前記第２光は互いに異なる波長帯域を有してもよい。
本発明の一実施形態において、発光装置は、前記第１発光素子上に設けられ、前記第１光を前記第１光の波長帯域と異なる波長帯域を有する光に変換する色変換層をさらに含んでもよい。本発明の一実施形態において、前記色変換層は蛍光体を含んでもよい。
本発明の一実施形態において、前記第１光と第２光は互いに同一の波長帯域を有してもよい。
本発明の一実施形態において、前記発光素子は複数個で設けられ、前記各発光素子は、第１光を出射する第１発光素子、第２光を出射する第２発光素子、及び第３光を出射する第３発光素子を含んでもよい。
本発明の一実施形態において、前記第１〜第３発光素子のうち少なくとも一つは、残りのものと異なる高さで設けられてもよい。
本発明の一実施形態において、前記第１〜第３光はそれぞれ赤色、緑色、及び青色の波長帯域を有してもよい。
本発明の一実施形態において、発光装置は、前記第１〜第３発光素子のうち少なくとも一つの上に設けられた色変換層をさらに含んでもよい。ここで、前記色変換層は前記第１発光素子上に設けられ、前記第１〜第３光はそれぞれ青色、緑色、及び青色の波長帯域を有してもよい。
本発明の一実施形態において、前記発光素子は、第１端子及び第２端子を有する発光ダイオードを含み、前記ベース基板は、前記第１端子と電気的に接続された第１信号配線と、前記第２端子と電気的に接続された第２信号配線とを含んでもよい。
本発明の一実施形態において、前記第１信号配線と第２信号配線との間に設けられ、前記発光素子を駆動するトランジスタをさらに含んでもよい。
本発明の一実施形態において、前記各発光素子は、マトリックス状に配列されてもよく、前記第１信号配線は、行方向及び列方向のうちいずれか一つの方向に配列された前記各発光素子に接続され、前記第２信号配線は、残りの一つの方向に配列された前記各発光素子に接続されてもよい。
本発明の一実施形態において、発光装置は、前記第１信号配線に接続された走査駆動部、及び前記第２信号配線に接続されたデータ駆動部をさらに含んでもよい。
本発明の一実施形態において、発光装置は、前記光非透過層上に設けられ、前記ピクセルユニットをカバーする封止膜をさらに含んでもよい。
本発明の一実施形態において、発光装置は、ベース基板と、前記ベース基板上に設けられた配線部と、前記配線部上に設けられ、前記配線部と第１導電性接着層を介して接続された接続電極と、前記接続電極上に設けられ、第２導電性接着層を介して接続された発光素子と、前記配線部と前記接続電極との間又は前記接続電極と前記発光素子との間に設けられた光非透過層とを含んでもよい。
上述した発光装置は、初期基板上に接続電極を形成し、前記接続電極上に光非透過層を形成し、前記光非透過層上に前記接続電極と接続された発光素子を形成し、前記発光素子上に封止膜を形成し、前記封止膜上に支持基板を配置し、前記初期基板を除去し、回路基板の配線部に接続電極を接続し、前記支持基板を除去することによって製造され得る。
本発明の更に他の実施形態に係る表示装置は、プリント回路基板；及び前記プリント回路基板上に配置された複数の発光モジュール；を含み、前記各発光モジュールは、それぞれ少なくとも一つのピクセル領域を含み、前記少なくとも一つのピクセル領域は、光透過性ベース基板；前記光透過性ベース基板上に配置された第１〜第３発光素子；及び前記ベース基板に対向し、前記第１〜第３発光素子の上部に配置された第１〜第４バンプ；を含み、前記第１〜第３バンプはそれぞれ前記第１〜第３発光素子に電気的に接続され、前記第４バンプは前記第１〜第４発光素子に電気的に共通に接続される。
一方、前記発光モジュールは、前記第１〜第３発光素子と前記第１〜第４バンプとの間に配置され、前記第１〜第３発光素子と前記第１〜第４バンプとを電気的に接続する各接続層をさらに含んでもよい。
前記発光モジュールは、前記第１〜第３発光素子を覆う段差調節層をさらに含んでもよく、前記段差調節層は、前記第１〜第３発光素子を露出させる各開口部を有し、前記各接続層は、前記段差調節層上に配置され、前記各開口部を介して前記第１〜第３発光素子の第１〜第４バンプに接続してもよい。
前記発光モジュールは、前記第１〜第４バンプの側面を覆う保護層をさらに含んでもよい。
一実施形態において、前記各発光モジュールは前記プリント回路基板上に実装されてもよい。
他の実施形態において、前記表示装置は、前記プリント回路基板と前記各発光モジュールとの間に配置されたインターポーザ基板をさらに含んでもよく、前記各発光モジュールは前記インターポーザ基板上に実装されてもよい。
前記インターポーザ基板は、各信号線及び各共通線を含んでもよく、前記プリント回路基板上の回路に電気的に接続されてもよい。
前記各発光モジュールのうち少なくとも一つは、他の発光モジュールと異なる大きさを有してもよい。また、前記各発光モジュールのうち少なくとも一つは、他の発光モジュールと異なる個数のピクセルを含んでもよい。
本発明によると、複数の発光ダイオードチップを転写工程を通じて発光モジュールに実装して製造し、テストを通じて正常に動作する発光モジュールを用いて大型サイズの表示装置を製造することによって、大型表示装置を製造する時間を短縮させることができる。
また、発光モジュールが一つの単位で製造され、複数の発光モジュールがマザーボードに結合されて製造されることによって、発光モジュール間の公差をなくし、製造された大型表示装置の製品性能を高めることができる。
また、本発明の一実施形態に係る表示装置は、構造が単純であり、多様な大きさで設けられ得る。また、本発明の一実施形態に係る表示装置は、製造方法が簡単であり、欠陥を容易に直すことができる。
さらに、本発明の一実施形態によると、色純度及び色再現性が高い表示装置を提供することができる。
従来の表示装置の製造方法を示した図である。 従来の表示装置の製造方法を示した図である。 従来の表示装置の製造方法を示した図である。 従来の表示装置の製造方法を示した図である。 本発明の第１実施形態に係る表示装置の発光モジュールを製造するための基板の上面を示した平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の発光モジュールを製造するための基板の下面を示した背面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の発光モジュールを示した平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を製造するためのマザーボードの上面を示した平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を製造する工程を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置のマザーボードに一部の発光モジュールが装着されたことを示した図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の一部を示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置の発光モジュールを結合することを説明するための図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の発光モジュールを結合することを説明するための図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の発光モジュールを結合することを説明するための図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の平面図である。 図１２のＰ１部分を示した拡大平面図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示す構造図である。 ピクセルを示す回路図であって、パッシブ型表示装置を構成するピクセルの一例を示した回路図である。 第１サブピクセルを示す回路図であって、アクティブ型表示装置を構成するピクセルの一例を示した回路図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置を示した斜視図である。 図１６ａのＩ−Ｉ'線断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置において、一つのピクセルユニットが具体的に具現された形態を一例として示した平面図である。 図１７ａのＩＩ−ＩＩ'線断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子を簡略に示した断面図である。 本発明の各実施形態に係る表示装置を示した断面図である。 本発明の各実施形態に係る表示装置を示した断面図である。 本発明の各実施形態に係る表示装置を示した断面図である。 本発明の各実施形態に係る表示装置を示した断面図である。 本発明の各実施形態に係る表示装置を示した断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置を示した斜視図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の平面図である。 図２２のＰ１部分を示した拡大平面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置を示す構造図である。 ピクセルユニットを示す回路図であって、パッシブ型表示装置を構成するピクセルユニットの一例を示した回路図である。 第１ピクセルを示す回路図であって、アクティブ型表示装置を構成するピクセルユニットの一例を示した回路図である。 本発明の一実施形態に係る表示装置を示した図であって、図２３に対応する斜視図である。 図２６に示した表示装置において、一つのピクセルを示した平面図である。 図２７ａのＩＩＩ−ＩＩＩ'線断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る発光素子を簡略に示した断面図である。 本発明の更に他の一実施形態に係る表示装置の一つのピクセルユニットを示した断面図であって、図２７ａのＩＩＩ−ＩＩＩ'線に対応する断面図である。 本発明の更に他の一実施形態に係る表示装置の一つのピクセルユニットを示した断面図であって、図２７ａのＩＩＩ−ＩＩＩ'線に対応する断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る照明装置として、並列に接続された各発光素子を含むピクセルユニットを示した図である。 図３１ａのＩＶ−ＩＶ'線断面図である。 本発明の一実施形態に係る照明装置として、直列に接続された各発光素子を含むピクセルユニットを示した図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、平面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、断面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、平面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、断面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、平面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、断面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、平面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、断面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、平面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、断面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、平面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、断面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、断面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、断面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、断面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、断面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、断面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、断面図ある。 本発明の更に他の実施形態に係る発光素子を説明するための概略的な平面図である。 図４５ａのＶ−Ｖ'線に沿って切り取られた概略的な断面図である。 本発明の更に他の実施形態に係るピクセル領域を説明するための概略的な平面図である。 図４６ａのＶＩ−ＶＩ'線に沿って切り取られた概略的な断面図である。 それぞれ本発明の更に他の実施形態に係る発光モジュールを説明するための概略的な平面図である。 それぞれ本発明の更に他の実施形態に係る発光モジュールを説明するための概略的な背面図である。 それぞれ本発明の更に他の実施形態に係る発光モジュールを説明するための概略的な断面図である。 本発明の各実施形態に係る多様な大きさの各発光モジュールを説明するための概略的な平面図である。 本発明の各実施形態に係る多様な大きさの各発光モジュールを説明するための概略的な平面図である。 本発明の各実施形態に係る多様な大きさの各発光モジュールを説明するための概略的な平面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置を説明するための概略的な平面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置を説明するための概略的な断面図である。 前記実施形態に係る表示装置に使用されるインターポーザ基板を説明するための概略的な平面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置を説明するための概略的な平面図である。 本発明の更に他の実施形態に係る表示装置を説明するための概略的な断面図である。
以下では、本発明の好適な実施形態に対して添付の図面を参照してさらに具体的に説明する。
図２は、本発明の第１実施形態に係る表示装置の発光モジュールを製造するためのベース基板の上面を示した平面図で、図３は、本発明の第１実施形態に係る表示装置の発光モジュールを製造するための基板の下面を示した背面図である。そして、図４は、本発明の第１実施形態に係る表示装置の発光モジュールを示した平面図である。
図２及び図３を参照すると、まず、本発明の第１実施形態に係る表示装置１００を製造するときに用いられる発光モジュール１１０を製造するためのベース基板１０５を製造する。図２及び図３に示したベース基板１０５は、１２個の発光モジュール１１０を製造できることを一形態として示したものであって、ベース基板１０５は、必要に応じて、さらに多くの発光モジュール１１０を製造できるように形成されてもよい。
ベース基板１０５は、上部に複数の発光ダイオードチップを支持するために備えられてもよい。ベース基板１０５は、通常、絶縁性素材を有してもよく、上部に導電型回路パターンなどが形成されてもよく、外部から供給される電力を各発光ダイオードチップに供給することができる。本実施形態において、ベース基板１０５としては、セラミック基板、ＰＩ基板、タップ（Ｔａｐ）基板、ガラスウェハー（ｇｌａｓｓ ｗａｆｅｒ）及びシリコンウェハー（ｓｉｌｉｃｏｎ ｗａｆｅｒ）などが用いられてもよい。
このようなベース基板１０５に複数の信号線１１３及び複数の共通線１１５が配置されてもよく、図２に示したように、ベース基板１０５の上面１０５ａには、複数の共通線１１５と電気的に接続された複数の上部共通線端子１１５ａが形成されてもよい。このとき、複数の信号線１１３及び複数の共通線１１５は、ベース基板１０５の上面１０５ａに露出しなくてもよい。また、本実施形態において、ベース基板１０５の上面１０５ａに、複数の信号線と電気的に接続された複数の上部信号線端子が形成されないことついて説明するが、必要に応じて複数の上部信号線端子が形成されてもよい。このとき、複数の上部共通線端子１１５ａは、発光モジュール１１０が分離される基板１１１の縁部に位置するように形成されてもよい。
そして、発光モジュール１１０の内側位置には、複数の発光ダイオードチップ（例えば、青色発光ダイオードチップ、赤色発光ダイオードチップ及び緑色発光ダイオードチップ）が配置されるための各実装部が形成されてもよい。実装部は、発光モジュール１１０の基板１１１の縁部に形成された複数の上部共通線端子１１５ａの内側に形成されてもよく、複数の信号線１１３及び複数の共通線１１５と電気的に接続されてもよい。
また、図３に示したように、ベース基板１０５の下面１０５ｂには、複数の信号線１１３及び複数の共通線１１５と電気的に接続された複数の下部信号線端子１１３ｂ及び複数の下部共通線端子１１５ｂがそれぞれ形成される。このとき、ベース基板１０５の下面１０５ｂに形成された複数の下部共通線端子１１５ｂは、ベース基板１０５の上面１０５ａに形成された複数の上部共通線端子１１５ａにそれぞれ対応する位置に配置されてもよい。上部共通線端子１１５ａ及び下部共通線端子１１５ｂは共通線１１５によって電気的に接続されてもよい。
ここで、図２及び図３に示した複数の信号線１１３及び複数の共通線１１５のうちいずれか一つ以上は、ベース基板１０５の上面１０５ａや下面１０５ｂに露出しなくてもよく、絶縁層などによって覆われた状態であってもよい。
前記のような形状を有するベース基板１０５の上面１０５ａには、複数の発光ダイオードチップ（例えば、青色発光ダイオードチップ、赤色発光ダイオードチップ及び緑色発光ダイオードチップ）がそれぞれ転写方式で１回の工程を通じて実装されてもよい。このように複数の発光ダイオードチップが実装された後、発光モジュール１１０単位でカッティングすることによって発光モジュール１１０を製作することができる。それによって、図４に示したように、基板１１１上に複数の青色発光ダイオードチップ１２２、複数の赤色発光ダイオードチップ１２４及び複数の緑色発光ダイオードチップ１２６が実装された発光モジュール１１０が製造され得る。
前記のような工程で製作された発光モジュール１１０は、図４に示した通りである。このとき、本実施形態において、説明の便宜上、図２〜図４で複数の下部信号線端子１１３ａ、１１３ｂ及び複数の上部及び下部共通線端子１１５ａ、１１５ｂの大きさを相対的に大きく示したが、これは、必要に応じて小さく形成されてもよい。
それによって、一つの発光モジュール１１０内に配置された各発光ダイオードチップ１２２、１２４、１２６の間隔と、隣接した発光モジュール１１０の縁部に配置された各発光ダイオードチップ１２２、１２４、１２６の間隔とは同一であってもよい。
再び図４を参照して、各発光ダイオードチップ１２２、１２４、１２６が実装された発光モジュール１１０に対して説明すると、各発光ダイオードチップ１２２、１２４、１２６は、信号線１１３及び共通線１１５にそれぞれ電気的に接続された状態で基板１１１上に形成された実装部に配置される。そして、一つの青色発光ダイオードチップ１２２、一つの赤色発光ダイオードチップ１２４及び一つの緑色発光ダイオードチップ１２６が一つのピクセルＰをなすことができる。本実施形態において、一つのピクセル内に一つの青色発光ダイオードチップ１２２、一つの赤色発光ダイオードチップ１２４及び一つの緑色発光ダイオードチップ１２６が含まれたことに対して説明するが、必要に応じて、それぞれ複数個が一つのピクセル内に含まれてもよい。
このとき、本実施形態において、各発光ダイオードチップ１２２、１２４、１２６は、それぞれ共通線１１５及び信号線１１３に電気的に接続されてもよい。すなわち、図４には上部信号線端子を示していないが、図３に示したベース基板１０５の下面１０５ｂを共に参照すると、一つのピクセルＰに含まれた青色発光ダイオードチップ１２２は、第１信号線端子１１３ｂａ及び第１共通線端子１１５ａａに電気的に接続され、赤色発光ダイオードチップ１２４は、第２信号線端子１１３ｂｂ及び第１共通線端子１１５ａａに電気的に接続される。そして、緑色発光ダイオードチップ１２６は、第３信号線端子１１３ｂｃ及び第１共通線端子１１５ａａに電気的に接続される。
そして、図２及び図３に示したように、ベース基板１０５には、一つの発光モジュール１１０の縁部に沿って複数の上部共通線端子１１５ａ、下部信号線端子１１３ｂ及び下部共通線端子１１５ｂが形成され、ベース基板１０５の上面１０５ａに発光ダイオードチップ１２２、１２４、１２６が配置される。このとき、一つの信号線１１３の両側にそれぞれ下部信号線端子１１３ｂが形成され、一つの共通線１１５の両側にそれぞれ上部及び下部共通線端子１１５ａ、１１５ｂが形成されてもよい。
また、図２に示したベース基板１０５の上面１０５ａに各発光ダイオードチップ１２２、１２４、１２６が配置された後、発光モジュール１１０別にテストが進められてもよい。このときのテストは、該当の発光モジュール１１０に実装された複数の発光ダイオードチップ１２２、１２４、１２６が正常に動作するかどうかを確認するテストである。このようなテストを通過した発光モジュール１１０のみをカッティングし、マザーボード１３０に結合することによって表示装置１００を製造することができる。
次に、図５を参照して、マザーボード１３０に対して説明する。
図５は、本発明の第１実施形態に係る表示装置を製造するためのマザーボードの上面を示した平面図である。
本実施形態において、表示装置１００を製造するためのマザーボード１３０は、図５に示した通りである。本実施形態において、マザーボード１３０は、１２個の発光モジュール１１０が実装される大きさで示したが、実際のマザーボード１３０は、さらに大きくてもよく、製造しようとする表示装置１００の大きさと同一の大きさを有してもよい。
本実施形態において、マザーボード１３０は、図５に示したように、ベース基板１０５の下面１０５ｂが図３に示したものと同一の形状を有してもよい。すなわち、マザーボード１３０には、ベース基板１０５と同様に、複数の信号線及び複数の共通線は形成されなくてもよく、複数のボード信号線端子１３２ａ及び複数のボード共通線端子１３４ａのみが形成されてもよい。ここで、必要に応じて、複数のボード信号線（図示せず）及び複数のボード共通線（図示せず）が配置されてもよく、複数のボード信号線端子１３２ａ及び複数のボード共通線端子１３４ａが形成されてもよい。
また、複数のボード信号線端子１３２ａ及び複数のボード共通線端子１３４ａは、マザーボード１３０の縁部に沿って配置されてもよく、内側に配置されてもよい。それによって、複数のボード信号線端子１３２ａ及び複数のボード共通線端子１３４ａを通じて、マザーボード１３０の上部に実装される複数の発光モジュール１１０に電源及び映像信号を伝達することができる。
図６は、本発明の第１実施形態に係る表示装置を製造する工程を説明するための図で、図７は、本発明の第１実施形態に係る表示装置のマザーボードに一部の発光モジュールが装着されたことを示した図である。そして、図８は、本発明の第１実施形態に係る表示装置の一部を示した断面図である。
図６〜図８を参照して、マザーボード１３０に複数の発光モジュール１１０を結合することについて説明する。
まず、マザーボード１３０の上部に第１接着部１４２が配置されてもよい。第１接着部１４２は、マザーボード１３０と同一の大きさを有してもよく、必要に応じて、マザーボード１３０より小さくてもよい。本実施形態において、第１接着部１４２は、電気伝導性を有する接着物質を含んでもよく、異方性伝導フィルム（ＡＣＦ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストのうち一つであってもよく、伝導性及び接着性を同時に有する物質であればいずれも利用可能である。
このとき、異方性伝導フィルムには、絶縁性を有する接着性有機材料が含まれ、その内部には、電気的接続のための導電性粒子が均一に分散されて含まれる。それによって、異方性伝導フィルムは、一方向への圧力印加によって二つの物体が接着すると、圧力を受けた方向に導電性を有するが、面方向には絶縁性を有する性質がある接着剤である。
このようにマザーボード１３０上に第１接着部１４２が配置された状態で、複数の発光モジュール１１０がマザーボード１３０上に結合されてもよい。マザーボード１３０上に結合される複数の発光モジュール１１０は、規則的に隣接した発光モジュール１１０の一側が互いに当接するようにマザーボード１３０上に結合されてもよい。それによって、隣接した発光モジュール１１０に形成された各下部信号線端子１１３ｂは、マザーボード１３０上に形成されたボード信号線端子１３２ａ上にそれぞれ配置されてもよく、第１接着部１４２によって互いに電気的に接続されてもよい。すなわち、図８に示したように、第１接着部１４２によって一つの発光モジュール１１０の各下部信号線端子１１３ｂとマザーボード１３０の各ボード信号線端子１３２ａとが電気的に接続され、隣接した発光モジュール１１０の各下部信号線端子１１３ｂとマザーボード１３０の各ボード信号線端子１３２ａとが電気的に接続されることによって、隣接した発光モジュール１１０の下部信号線端子１１３ｂ同士が電気的に接続され得る。
それによって、図７に示したように、マザーボード１３０上に発光モジュール１１０が配置されてもよく、発光モジュール１１０の下面に配置された各下部信号線端子１１３ｂ及び各下部共通線端子１１５ｂがマザーボード上に配置された各ボード信号線端子１３２ａ及び各ボード共通線端子１３４ａとそれぞれ当接することによって電気的に接続される。
前記のように、マザーボード１３０上に複数の発光モジュール１１０が互いに隣接するように配置されることによって、大型の表示装置１００を製造するとき、大型の表示装置１００とほぼ類似する大きさのマザーボード１３０を用いて、複数の発光モジュール１１０を互いに電気的に接続することによって複数の発光モジュール１１０が同時に駆動し得る。
図９は、本発明の第２実施形態に係る表示装置の発光モジュールを結合することを説明するための図である。
本実施形態において、第１実施形態と異なって、発光モジュール１１０の上面に複数の上部信号線端子１１３ａが形成されたことに対して説明する。そして、説明の便宜上、発光モジュール１１０の上面に複数の信号線１１３及び複数の共通線１１５が露出したことに対して説明するが、これに限定されない。
図９を参照すると、本発明の第２実施形態に係る表示装置１００を製造するとき、隣接した発光モジュール１１０を電気的に接続することに対して説明する。図示したように、二つ以上の発光モジュール１１０を互いに隣接するように配置し、隣接した発光モジュール１１０の各上部信号線端子１１３ａをワイヤＷを用いて電気的に接続してもよい。
このとき、全ての隣接するように当接した各発光モジュール１１０の上部信号線端子１１３ａ同士は、全てワイヤＷを用いて電気的に接続してもよい。そして、これと同様に、全ての隣接するように当接した各発光モジュール１１０の上部共通線端子１１５ａ同士は、全てワイヤＷを用いて電気的に接続してもよい。それによって、隣接した発光モジュール１１０同士が電気的に接続され、別途のコネクターを用いることなく、複数の発光モジュール１１０が互いに電気的に接続され得る。
ここで、本実施形態において、マザーボード１３０は、第１実施形態と異なって、複数の発光モジュール１１０を支持する役割をする。また、マザーボード１３０には、第１実施形態と異なって、複数のボード信号線端子１３２ａや複数のボード共通線端子１３４ａなどが形成されなくてもよい。また、発光モジュール１１０の下面に下部信号線端子１１３ｂや下部共通線端子１１５ｂが形成されなくてもよい。
本実施形態において、マザーボード１３０上への複数の発光モジュール１１０の結合は、電気伝導性のない接着部を用いて行ってもよい。
図１０は、本発明の第３実施形態に係る表示装置の発光モジュールを結合することを説明するための図である。
図１０を参照して、本発明の第３実施形態に係る表示装置１００を製造するとき、隣接した発光モジュール１１０を電気的に接続することに対して説明する。図示したように、二つ以上の発光モジュール１１０を互いに隣接するように配置し、隣接した発光モジュール１１０の各上部信号線端子１１３ａを、電気伝導性を有する第２接着部１４４を用いて電気的に接続してもよい。本実施形態において、発光モジュール１１０は、第２実施形態と同様に、上面に複数の上部信号線端子１１３ａが形成されたことについて説明する。
このとき、第２接着部１４４は、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ及びＩｎであってもよく、必要に応じてソルダーペーストであってもよい。第２接着部１４４は、図１０に示したように、隣接した発光モジュール１１０において当接した上部信号線端子１１３ａの上面を接続して覆うように塗布されてもよい。このように伝導性を有する第２接着部１４４を用いて、隣接した発光モジュール１１０の上部信号線端子１１３ａ同士を電気的に接続することによって、隣接した発光モジュール１１０間の結合性を高めることができる。
そして、本実施形態において、全ての隣接するように当接した各発光モジュール１１０の上部信号線端子１１３ａ同士を、全て第２接着部１４４を用いて電気的に接続してもよい。また、これと同様に、全ての隣接するように当接した各発光モジュール１１０の上部共通線端子１１５ａ同士を、全て第２接着部１４４を用いて電気的に接続してもよい。それによって、隣接した発光モジュール１１０同士が電気的に接続され、別途のコネクターを用いることなく、複数の発光モジュール１１０を互いに電気的に接続することができる。
また、本実施形態においても、第２実施形態と同様に、マザーボード１３０は、複数の発光モジュール１１０を支持する役割のみをすることができ、各発光モジュール１１０の下面に下部信号線端子１１３ｂや下部共通線端子１１５ｂが形成されなくてもよい。そして、マザーボード１３０と複数の発光モジュール１１０との結合は、伝導性のない接着部を用いて行われてもよい。
図１１は、本発明の第４実施形態に係る表示装置の発光モジュールを結合することを説明するための図である。
図１１を参照して、本発明の第４実施形態に係る表示装置１００を製造するとき、隣接した発光モジュール１１０を電気的に接続することに対して説明する。図示したように、二つ以上の発光モジュール１１０を互いに隣接するように配置し、隣接した発光モジュール１１０間に電気伝導性を有する第３接着部１４６を配置し、隣接した発光モジュール１１０の各上部信号線端子１１３ａを電気的に接続してもよい。
このとき、第３接着部１４６としては、異方性伝導フィルム（ＡＣＦ）、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストなどが用いられてもよい。
本実施形態において、発光モジュール１１０には、下部信号線端子１１３ｂが形成される位置に溝又はビアホールが形成されてもよく、形成された溝又はビアホールを金属で充填し、発光モジュール１１０の側面に側面信号線端子１１３ｃを形成してもよい。このように発光モジュール１１０に形成された複数の下部信号線端子１１３ｂと電気的に接続された側面信号線端子１１３ｃを発光モジュール１１０の側面に形成する。また、発光モジュール１１０に形成された複数の上部共通線端子１１５ａと電気的に接続された第３共通線端子を発光モジュール１１０の側面に形成する。
それによって、隣接した発光モジュール１１０に形成された側面信号線端子１１３ｃは、互いに当接した状態でマザーボード１３０上に配置され得る。そして、隣接した発光モジュール１１０間に電気伝導性を有する第３接着部１４６を配置し、隣接した発光モジュール１１０を互いに結合し、互いに当接した側面信号線端子１１３ｃを電気的に接続してもよく、これと同様に、互いに当接した第３共通線端子を電気的に接続してもよい。
このとき、本実施形態において、発光モジュール１１０は、第２実施形態と同様に、発光モジュール１１０の上面に複数の上部信号線端子１１３ａが形成されたものを用いて説明したが、必要に応じて、第１実施形態と同様に、発光モジュール１１０の上面に複数の上部信号線端子が形成されなくてもよい。
また、本実施形態は、第２実施形態と同様に、マザーボード１３０は、複数の発光モジュール１１０を支持する役割のみをすることができ、各発光モジュール１１０の下面に下部信号線端子１１３ｂや下部共通線端子１１５ｂが形成されなくてもよい。そして、マザーボード１３０と複数の発光モジュール１１０との結合は、伝導性のない接着部を用いて行ってもよい。
図１２は、本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の平面図で、図１３は、図１２のＰ１部分を示した拡大平面図である。
図１２及び図１３を参照すると、本実施形態に係る表示装置は、任意の視覚情報、例えば、テキスト、ビデオ、写真、２次元又は３次元映像などを表示する。表示装置は、前記映像が表示される表示領域ＰＡと、前記表示領域ＰＡの少なくとも一側に位置した周辺領域ＰＰＡとを含む。例えば、周辺領域ＰＰＡは、表示領域ＰＡの一側にのみ設けられてもよく、表示領域ＰＡを取り囲む形態で設けられてもよい。前記表示領域ＰＡは、複数のピクセル５１０が設けられ、映像が表示される領域である。
表示装置は、映像を表示する表示部５００と、表示部５００を駆動するプリント回路基板２００とを含む。表示部５００は表示領域ＰＡに設けられ、プリント回路基板２００は、表示部５００を除いた領域、すなわち、周辺領域ＰＰＡや表示部５００の背面などに設けられる。
表示部５００は、前記表示装置の形状に対応する形状で設けられてもよい。例えば、表示部５００は、前記表示装置の形状と同様に、直線の辺を含む閉多角形、曲線からなる辺を含む円、楕円など、直線及び曲線からなる辺を含む半円、半楕円などの多様な形状で設けられ得る。本発明の一実施形態においては、前記表示部５００が長方形状で設けられたことを示した。
表示領域ＰＡは複数の領域に分割されてもよく、分割された領域のそれぞれには各ピクセルユニット５０１が配置される。すなわち、表示部５００は、複数のピクセルユニット５０１を含む。各ピクセルユニット５０１のそれぞれには、映像が表示されるように少なくとも一つのピクセル５１０が設けられる。
各ピクセルユニット５０１は、平面上で見るとき、多様な形状を有することができる。本発明の一実施形態において、各ピクセルユニット５０１は、長方形状を有してもよいが、これに限定されるのではなく、三角形、五角形、又は他の形状で設けられてもよい。
各ピクセルユニット５０１は、互いに同一の面積で設けられてもよく、互いに異なる面積で設けられてもよい。本発明の一実施形態において、各ピクセルユニット５０１が互いに異なる面積で設けられたことを示したが、これに限定されるのではなく、一部は同一の面積を有し、他の一部は互いに異なる面積を有して配置されるように多様に変更可能である。
各ピクセルユニット５０１は、互いに異なる個数のピクセル５１０を有してもよい。例えば、図１２及び図１３に示したように、一つのピクセルユニット５０１は、２×２個、すなわち、４個のピクセルを含み、他のピクセルユニット５０１は、２×３個、すなわち、６個のピクセルを含んでもよい。ピクセルユニット５０１が有する各ピクセル５１０は、ピクセルユニット５０１の面積、形状、解像度などを考慮した上で多様な個数で設けられ得る。
各ピクセルユニット５０１が表示領域ＰＡ上に配置されることによって全体の表示部５００をなす。各ピクセルユニット５０１は、パッチワーク形態に組み合わされることによって全体の映像を表示することができる。
各ピクセルユニット５０１に設けられた各ピクセル５１０のそれぞれは、映像を表示する最小単位である。各ピクセル５１０は、白色光及び／又はカラー光を出すことができる。各ピクセル５１０は、一つのカラーを出す一つのピクセルを含んでもよいが、互いに異なるカラーが組み合わされ、白色光及び／又はカラー光を出せるように互いに異なる複数のサブピクセルを含んでもよい。本発明の一実施形態において、各ピクセルは、赤色サブピクセルＲ、緑色サブピクセルＧ、及び青色サブピクセルＢを含んでもよい。しかし、各ピクセル５１０が含むサブピクセルはこれに限定されない。例えば、各ピクセル５１０は、シアンサブピクセル、マゼンタサブピクセル、イエローサブピクセルなどを含んでもよい。以下では、各ピクセルが赤色サブピクセルＲ、緑色サブピクセルＧ、及び青色サブピクセルＢを含む場合を一例として説明する。
各ピクセルユニット５０１を含む表示部５００において、各ピクセルユニット５０１に含まれた各ピクセル５１０及び／又は各サブピクセルは、最終的に表示領域ＰＡ内に略行列状に配置される。ここで、各ピクセル５１０及び／又は各サブピクセルが行列状に配列されることは、各ピクセル及び／又は各サブピクセルが行や列に沿って正確に一列に配列される場合のみを意味するのではなく、全体的には行や列に沿って配列されるが、細部的な位置は変わり得る場合も意味する。
図１４は、本発明の一実施形態に係る表示装置を示す構造図である。
図１４を参照すると、本実施形態に係る表示装置は、タイミング制御部３５０、走査駆動部３１０、データ駆動部３３０、配線部、及び各ピクセルを含む。ここで、各ピクセルが複数のサブピクセル５１１、５１３、５１５を含む場合、それぞれの各サブピクセル５１１、５１３、５１５は、個別的に配線部を介して走査駆動部３１０、データ駆動部３３０などに接続される。
タイミング制御部３５０は、外部（一例として、映像データを送信するシステム）から表示部５００の駆動に必要な各種制御信号及び映像データを受信する。このようなタイミング制御部３５０は、受信した映像データを再整列してデータ駆動部３３０に伝送する。また、タイミング制御部３５０は、走査駆動部３１０及びデータ駆動部３３０の駆動に必要な各走査制御信号及び各データ制御信号を生成し、生成された各走査制御信号及び各データ制御信号をそれぞれ走査駆動部３１０及びデータ駆動部３３０に伝送する。
走査駆動部３１０は、タイミング制御部３５０から走査制御信号を受け取り、これに対応して走査信号を生成する。
データ駆動部３３０は、タイミング制御部３５０からデータ制御信号及び映像データを受け取り、これに対応してデータ信号を生成する。
配線部は多数の信号配線を含む。具体的には、配線部は、走査駆動部３１０と各サブピクセル５１１、５１３、５１５とを接続する第１配線５３０と、データ駆動部３３０と各サブピクセル５１１、５１３、５１５とを接続する第２配線５２０とを含む。本発明の一実施形態において、第１配線５３０はスキャン配線であってもよく、第２配線５２０はデータ配線であってもよいので、以下では、第１配線をスキャン配線とし、第２配線をデータ配線として説明する。その他にも、配線部は、タイミング制御部３５０と走査駆動部３１０、タイミング制御部３５０とデータ駆動部３３０、又はその他の各構成要素間を接続し、該当の信号を伝達する各配線をさらに含む。
各スキャン配線５３０は、走査駆動部３１０で生成された走査信号を各サブピクセル５１１、５１３、５１５に提供する。データ駆動部３３０で生成されたデータ信号は各データ配線５２０に出力される。各データ配線５２０に出力されたデータ信号は、走査信号によって選択された水平ピクセルラインの各サブピクセル５１１、５１３、５１５に入力される。
各サブピクセル５１１、５１３、５１５は、各スキャン配線５３０及び各データ配線５２０に接続される。各サブピクセル５１１、５１３、５１５は、各スキャン配線５３０から走査信号が供給されるとき、各データ配線５２０から入力されるデータ信号に対応して選択的に発光する。一例として、各フレーム期間の間、それぞれの各サブピクセル５１１、５１３、５１５は、入力されたデータ信号に相応する輝度で発光する。ブラック輝度に相応する各データ信号を受け取った各サブピクセル５１１、５１３、５１５は、該当のフレーム期間の間に発光しないことによってブラックを表示する。
一方、表示部５００がアクティブ型で駆動する場合、表示部５００は、走査信号及びデータ信号の他にも、第１及び第２ピクセル電源をさらに受けて駆動してもよく、これに対しては後で説明する。
本発明の各実施形態において、各ピクセルは、パッシブ型で駆動してもよく、アクティブ型で駆動してもよい。
図１５ａは、ピクセルを示す回路図であって、パッシブ型表示装置を構成するピクセルの一例を示した回路図である。ここで、ピクセルは、各サブピクセルのうち一つ、例えば、赤色、緑色、及び青色サブピクセルのうち一つであってもよく、本実施形態では第１サブピクセル５１１を表示した。
図１５ａを参照すると、第１サブピクセル５１１は、スキャン配線５３０とデータ配線５２０との間に接続される発光素子ＬＤを含む。発光素子ＬＤは、第１及び第２端子を有する発光ダイオードであってもよい。第１及び第２端子は、発光素子内の第１電極（例えば、アノード）及び第２電極（例えば、カソード）にそれぞれ接続される。ここで、第１端子はスキャン配線５３０に接続され、第２端子はデータ配線５２０に接続されてもよく、これらがその反対に接続されてもよい。
発光素子ＬＤは、第１電極と第２電極との間に閾値電圧以上の電圧が印加されるとき、印加された電圧の大きさに相応する輝度で発光する。すなわち、スキャン配線５３０に印加される走査信号及び／又はデータ配線５２０に印加されるデータ信号の電圧を調節することによって第１サブピクセル５１１の発光を制御することができる。
本発明の一実施形態において、発光素子ＬＤがスキャン配線５３０とデータ配線５２０との間に一つのみ接続されたことを示したが、これに限定されない。発光素子ＬＤは、スキャン配線５３０とデータ配線５２０との間に複数個で接続されてもよく、このとき、各発光素子ＬＤは、並列又は直列に接続されてもよい。
図１５ｂは、第１サブピクセル５１１を示す回路図であって、アクティブ型表示装置を構成するピクセルの一例を示した回路図である。表示装置がアクティブ型である場合、第１サブピクセル５１１は、走査信号及びデータ信号の他にも、第１及び第２ピクセル電源ＥＬＶＤＤ、ＥＬＶＳＳをさらに受けて駆動してもよい。
図１５ｂを参照すると、第１サブピクセル５１１は、一つ以上の発光素子ＬＤと、これに接続されるトランジスタ部とを含む。
発光素子ＬＤの第１電極は、トランジスタ部を経由して第１ピクセル電源ＥＬＶＤＤに接続され、第２電極は第２ピクセル電源ＥＬＶＳＳに接続される。第１ピクセル電源ＥＬＶＤＤ及び第２ピクセル電源ＥＬＶＳＳは、互いに異なる電位を有してもよい。一例として、第２ピクセル電源ＥＬＶＳＳは、第１ピクセル電源ＥＬＶＤＤの電位より発光素子の閾値電圧以上低い電位を有してもよい。このような発光素子のそれぞれは、トランジスタ部によって制御される駆動電流に相応する輝度で発光する。
本発明の一実施形態によると、トランジスタ部は、第１及び第２トランジスタＴ１、Ｔ２及びストレージキャパシタＣｓｔを含む。但し、トランジスタ部の構造が図１５ｂに示した実施形態に限定されない。
第１トランジスタＴ１（スイッチングトランジスタ）のソース電極はデータ配線５２０に接続され、ドレイン電極は第１ノードＮ１に接続される。そして、第１トランジスタのゲート電極はスキャン配線５３０に接続される。このような第１トランジスタは、スキャン配線５３０から第１トランジスタＴ１がターンオンされ得る電圧の走査信号が供給されるときにターンオンされ、データ配線５２０と第１ノードＮ１とを電気的に接続する。このとき、データ配線５２０には該当のフレームのデータ信号が供給され、これによって第１ノードＮ１にデータ信号が伝達される。第１ノードＮ１に伝達されたデータ信号はストレージキャパシタＣｓｔに充電される。
第２トランジスタＴ２（駆動トランジスタ）のソース電極は第１ピクセル電源ＥＬＶＤＤに接続され、ドレイン電極は発光素子の第１電極に接続される。そして、第２トランジスタＴ２のゲート電極は第１ノードＮ１に接続される。このような第２トランジスタＴ２は、第１ノードＮ１の電圧に対応して発光素子に供給される駆動電流の量を制御する。
ストレージキャパシタＣｓｔの一つの電極は第１ピクセル電源ＥＬＶＤＤに接続され、他の電極は第１ノードＮ１に接続される。このようなストレージキャパシタＣｓｔは、第１ノードＮ１に供給されるデータ信号に対応する電圧を充電し、次のフレームのデータ信号が供給されるまで充電された電圧を維持する。
説明の便宜上、図１５ｂでは、二つのトランジスタを含むトランジスタ部を示した。しかし、本発明がこれに限定されるのではなく、トランジスタ部の構造は多様に変更して実施可能である。
上述したように、本発明の一実施形態に係る表示装置は、アクティブ型又はパッシブ型で駆動してもよいが、以下では、説明の便宜上、本発明に係る表示装置がパッシブ型で駆動することを一例として説明する。
図１６ａは、本発明の一実施形態に係る表示装置を示した斜視図で、図１６ｂは、図１６ａのＩ−Ｉ’線断面図である。図１６ａで示した部分は、図１２及び図１３のＰ１に対応する部分である。図１６ａでは、説明の便宜上、一部の構成要素を省略して示した。
図１６ａ及び図１６ｂを参照すると、本発明の一実施形態に係る表示装置は、表示部５００と、表示部５００周辺のプリント回路基板２００とを含む。
表示部５００は、複数のピクセルユニット５０１を含む。各ピクセルユニット５０１は、互いに分離されており、プリント回路基板２００上に配列される。
各ピクセルユニット５０１には少なくとも一つのピクセル５１０が設けられ、各ピクセル５１０は第１〜第３サブピクセルを含んでもよい。第１〜第３サブピクセルは、互いに異なる波長帯域を出射する第１〜第３発光素子５１１、５１３、５１５として具現され得る。例えば、第１〜第３発光素子５１１、５１３、５１５は、緑色、赤色、及び青色発光ダイオードとして具現され得る。しかし、第１〜第３サブピクセルが緑色、赤色及び／又は青色を具現するために、必ず緑色、赤色及び青色発光ダイオードを使用すべきではなく、前記カラー以外の発光ダイオードを使用してもよい。例えば、赤色を具現するためには、赤色発光ダイオードを使用してもよいが、青色又は紫外線発光ダイオードを使用し、青色光又は紫外線を吸収した後、赤色を放出する蛍光体を用いてもよい。同一の方式で、緑色を具現するためには、緑色発光ダイオードを使用してもよいが、青色又は紫外線発光ダイオードを使用し、青色光又は紫外線を吸収した後、緑色を放出する蛍光体を用いてもよい。
本実施形態では、第１サブピクセルは緑色サブピクセルで、第２サブピクセルは赤色サブピクセルで、第３サブピクセルは青色サブピクセルであって、それぞれ第１〜第３発光素子５１１、５１３、５１５として緑色、青色及び青色ダイオードを採用することによって具現することができる。ここで、本発明の一実施形態では、赤色を出すためには、第２発光素子５１３として青色発光ダイオードを使用してもよく、青色光を吸収した後、赤色光を放出する蛍光体５１９が追加的に配置されたことを示した。
プリント回路基板２００は、タイミング制御部、走査駆動部、データ駆動部などの回路が実装されたものであって、表示部５００を駆動するためのものである。プリント回路基板２００には、前記各回路と各ピクセルユニット５０１の各配線とを接続するための接続配線が設けられる。
プリント回路基板２００は、配線が両面に形成された両面プリント回路基板２００であってもよく、この場合、接続配線は、プリント回路基板２００の上面に設けられた各接続パッド２３０ｐと、プリント回路基板２００の上・下面を貫通する貫通配線２３１とを含んでもよい。プリント回路基板２００の下面には前記回路などが実装されてもよく、表示部の各配線は、貫通配線２３１を介してプリント回路基板２００の下面の配線及び回路などに接続されてもよい。
本実施形態において、プリント回路基板２００は、表示部５００が挿入される載置溝２０１を有する板状で設けられる。挿入溝は、プリント回路基板２００の上面から陥没した形態で設けられてもよい。プリント回路基板２００は、表示部５００より大きい面積を有してもよく、載置溝２０１は、平面上で見るとき、プリント回路基板２００の内部に配置されてもよい。表示部５００は、プリント回路基板２００の載置溝２０１内に挿入され、表示部５００がプリント回路基板２００と重畳する。
互いに隣接した各ピクセルユニット５０１間、互いに隣接したピクセルユニット５０１とプリント回路基板２００との間には、互いに隣接した各ピクセルユニット５０１間、及び互いに隣接したピクセルユニット５０１とプリント回路基板２００との間の各配線を電気的に接続するための接続部３２０、３３０が設けられる。
接続部３２０、３３０は、互いに隣接した各ピクセルユニット５０１間及び互いに隣接したピクセルユニット５０１とプリント回路基板２００との間のスキャン配線５３０を接続するためのスキャン配線接続部３３０、及び互いに隣接した各ピクセルユニット５０１間及び互いに隣接したピクセルユニット５０１とプリント回路基板２００との間のデータ配線５２０を接続するためのデータ配線接続部３２０を含む。
このために、各ピクセルユニット５０１及びプリント回路基板２００には、接続部３２０、３３０に接続される各パッドが設けられる。本実施形態において、ピクセルユニット５０１は、スキャン配線５３０を接続するための各スキャン配線パッド５３０ｐと、データ配線５２０を接続するための各データ配線パッド５２０ｐとを含み、プリント回路基板２００も、スキャン配線５３０を接続するための各スキャン配線パッド２３０ｐと、データ配線５２０を接続するための各データ配線パッド２２０ｐとを含む。
これによって、スキャン配線５３０において、互いに隣接した各ピクセルユニット５０１間、及び互いに隣接したピクセルユニット５０１とプリント回路基板２００との間で互いに対向する各スキャン配線パッド５３０ｐ、２３０ｐは、スキャン配線接続部３３０を介して接続される。データ配線５２０において、互いに隣接した各ピクセルユニット５０１間、及び互いに隣接したピクセルユニット５０１とプリント回路基板２００との間で互いに対向する各データ配線パッド５２０ｐ、２２０ｐは、データ配線接続部３２０を介して接続される。
本発明の一実施形態において、スキャン配線接続部３３０及びデータ配線接続部３２０は、ボンディングワイヤの形態で設けられてもよい。図示したように、ボンディングワイヤは、互いに隣接した二つのパッド間に設けられ、一側が二つのパッドのうち一つに接触し、他側が二つのパッドのうち残りの一つに接触する。
ここで、プリント回路基板２００の上面と表示部５００の上面は実質的に同一の平面上にあってもよい。プリント回路基板２００の上面と表示部５００の上面が同一の平面上にある場合、接続部の接続が容易である。
本発明の一実施形態において、各ピクセルユニット５０１は、多様な形態のピクセル及び配線構造を有することができる。図１７ａは、本発明の一実施形態に係る表示装置において、一つのピクセルユニット５０１が具体的に具現された形態を一例として示した平面図で、図１７ｂは、図１７ａのＩＩ−ＩＩ'線断面図である。以下では、図１７ａ及び図１７ｂを参照して、まず、平面上での構成要素間の接続関係を説明し、次に、断面上での構成要素間の接続関係を説明する。
図１７ａ及び図１７ｂを参照すると、一つのピクセルには、各スキャン配線５３０、各データ配線５２０、及び第１〜第３発光素子５１１、５１３、５１５が設けられる。
本実施形態において、一つのピクセルには、第１方向（例えば、横方向）に延長されたスキャン配線５３０と、第２方向（例えば、縦方向）に延長された３個のデータ配線が設けられる。３個のデータ配線は、それぞれ第１〜第３発光素子５１１、５１３、５１５に対応する配線であって、以下では、第１〜第３データ配線５２１、５２３、５２５と称する。
スキャン配線５３０は、互いに電気的に接続された第１〜第３サブスキャン配線５３０ａ、５３０ｂ、５３０ｃを含む。スキャン配線５３０は、概して第１方向に沿って延長され、第１方向の両端部にスキャン配線パッド５３０ｐを有する。ここで、スキャン配線パッド５３０ｐは、各ピクセルごとに設けられるものではなく、ピクセルユニット５０１の縁部に隣接したスキャン配線５３０の端部にのみ設けられる。すなわち、ピクセルユニット５０１内で互いに隣接した各ピクセル間ではスキャン配線パッド５３０ｐが設けられない。
第１データ配線５２１は、互いに電気的に接続された第１〜第３サブデータ配線５２１ａ、５２１ｂ、５２１ｃを含む。第１データ配線５２１は、概して第２方向に沿って延長され、ピクセルユニット５０１内で第２方向の両端部に第１データ配線パッド５２１ｐを有する。ここで、第１データ配線パッド５２１ｐは、各ピクセルごとに設けられるものではなく、ピクセルユニット５０１の縁部に隣接した第１データ配線５２１の端部にのみ設けられる。すなわち、ピクセルユニット５０１内で互いに隣接した各ピクセル間では第１データ配線パッド５２１ｐが設けられない。
同一の形態で、第２データ配線５２３も、互いに電気的に接続された第１〜第３サブデータ配線５２３ａ、５２３ｂ、５２３ｃを含み、第３データ配線５２５も、互いに電気的に接続された第１〜第３サブデータ配線５２５ａ、５２５ｂ、５２５ｃを含む。また、第２及び第３データ配線５２３、５２５は、概して第２方向に沿って延長され、それぞれピクセルユニット５０１内で第２方向の両端部に第２及び第３データ配線パッド５２３ｐ、５２５ｐを有する。
第１発光素子５１１は、スキャン配線５３０及び第１データ配線５２１に接続され、第２発光素子５１３は、スキャン配線５３０及び第２データ配線５２３に接続され、第３発光素子５１５は、スキャン配線５３０及び第３データ配線５２５に接続される。ここで、同一の行の第１〜第３発光素子５１１、５１３、５１５は同一のスキャン配線５３０を共有する。
より詳細には、スキャン配線５３０及び第１データ配線５２１は、平面上で見るとき、互いに向かい合いながら離隔した部分を有し、この部分に第１発光素子５１１が配置される。第１発光素子５１１は、第１及び第２端子のうち一つがスキャン配線５３０と重畳し、第１及び第２端子のうち残りの一つがデータ配線５２０に重畳するように配置される。同一の形態で、スキャン配線５３０及び第２データ配線５２３は、平面上で見るとき、互いに向かい合いながら離隔した部分に第２発光素子５１３が配置され、スキャン配線５３０及び第３データ配線５２５は、平面上で見るとき、互いに向かい合いながら離隔した部分に第３発光素子５１５が配置される。
次に、断面上でのピクセルユニット５０１を説明すると、各ピクセルユニット５０１はそれぞれベース基板５０を有する。ベース基板５０は、その上面にピクセルを形成するためのものである。ベース基板５０は、ピクセルユニット５０１ごとに別個に設けられるので、それぞれのピクセルユニット５０１別に個別的に互いに分離されている。
ベース基板５０は、多様な絶縁性材料からなり得る。例えば、基板は、ガラス、石英、有機高分子、金属、有無機複合材などからなってもよい。ここで、金属などの導電性材料がベース基板５０として使用される場合、その上面に絶縁性膜が配置されることによって、電気的に絶縁された基板として使用され得る。ベース基板５０は、硬い材料からなってもよいが、これに限定されるのではなく、可撓性材料からなってもよい。本発明の一実施形態に係る表示装置が曲がったり、又は曲がり可能な表示装置として具現される場合、ベース基板５０が可撓性材料からなることが有利になり得る。
本発明の一実施形態において、基板がガラス、石英、金属などの材料からなる場合、有機高分子基板よりは相対的に高い耐熱性を有するので、その上面に多様な積層が可能であるという長所がある。基板がガラスや石英などの透明な材料からなる場合、前面や背面発光表示装置を製造するのに有利になり得る。基板が有機高分子や有無機複合材などからなる場合、相対的に高い可撓性を有することができ、曲面表示装置を製造するのに有利になり得る。
ベース基板５０上には、第２サブデータ配線５２１ｂ、５２３ｂ、５２５ｂが配置される。第２サブデータ配線５２１ｂ、５２３ｂ、５２５ｂは、金属、金属酸化物、導電性高分子などの導電性材料からなってもよい。
第２サブデータ配線５２１ｂ、５２３ｂ、５２５ｂ上には第１絶縁膜２０が設けられる。第１絶縁膜２０は、有機絶縁膜又は無機絶縁膜であってもよい。有機絶縁膜の場合は、多様な種類の有機高分子が使用可能であり、無機絶縁膜の場合は、シリコン窒化物、シリコン酸化物、シリコン酸窒化物などが使用可能である。
第１絶縁膜２０上には第２サブスキャン配線５３０ｂが配置される。第２サブスキャン配線５３０ｂは、金属、金属酸化物、導電性高分子などの導電性材料からなってもよい。
第２サブスキャン配線５３０ｂ上には第２絶縁膜３０が設けられる。第２絶縁膜３０は、有機絶縁膜又は無機絶縁膜であってもよい。有機絶縁膜の場合は、多様な種類の有機高分子が使用可能であり、無機絶縁膜の場合は、シリコン窒化物、シリコン酸化物、シリコン酸窒化物などが使用可能である。
第２絶縁膜３０上には、第１及び第３サブスキャン配線５３０ａ、５３０ｃ、及び第１及び第３サブデータ配線５２１ａ、５２３ａ、５２５ａ、５２１ｃ、５２３ｃ、５２５ｃが配置される。
ここで、第２絶縁膜３０には、第２サブスキャン配線５３０ｂの上面一部を露出させる各コンタクトホールが設けられ、各コンタクトホールを介して第２サブスキャン配線５３０ｂの一端部が第１サブスキャン配線５３０ａに接続され、第２サブスキャン配線５３０ｂの他端部が第３サブスキャン配線５３０ｃに接続される。
また、第１及び第２絶縁膜２０、３０には、第２サブデータ配線５２１ｂ、５２３ｂ、５２５ｂの上面一部を露出させる各コンタクトホールが設けられ、各コンタクトホールを介して第２サブデータ配線５２１ｂ、５２３ｂ、５２５ｂの一端部が第１サブデータ配線５２１ａ、５２３ａ、５２５ａに接続され、第２サブデータ配線５２１ｂ、５２３ｂ、５２５ｂの他端部が第３サブデータ配線５２１ｃ、５２３ｃ、５２５ｃに接続される。
第１及び第３サブスキャン配線５３０ａ、５３０ｃ、第１サブデータ配線５２１ａ、５２３ａ、５２５ａ及び第３サブデータ配線５２１ｃ、５２３ｃ、５２５ｃ上には第３絶縁膜４０が設けられる。本発明の一実施形態において、第３絶縁膜４０は光遮断層として設けられてもよい。光遮断層は、発光素子からの光が反射又は透過されることを防止するためのものであって、黒色で設けられてもよい。光遮断層は、導電性のない絶縁材料からなってもよく、例えば、非導電性カーボンブラックなどの材料又はブラック有機高分子（例えば、ブラックレジスト）からなってもよい。
第３絶縁膜４０は、スキャン配線５３０及び第１〜第３データ配線５２１、５２３、５２５が平面上で見るとき、互いに向かい合いながら離隔した部分であって、第１〜第３発光素子５１１、５１３、５１５が接続される部分を露出させる貫通ホールを有する。前記貫通ホールにはソルダー５１７が設けられてもよく、第１〜第３発光素子５１１、５１３、５１５は、ソルダー５１７を介してスキャン配線５３０及び第１〜第３データ配線５２１、５２３、５２５にそれぞれ接続される。
また、第３絶縁膜４０は、各スキャン配線パッド５３０ｐ及び各データ配線パッド５２０ｐを露出させる貫通ホールを有する。貫通ホールを介して露出した各スキャン配線パッド５３０ｐ及び各データ配線パッド５２０ｐは、接続部３２０、３３０を用いて隣接したピクセルユニット５０１又は隣接したプリント回路基板２００の上面に接続される。
第２発光素子５１３上には蛍光体５１９がさらに設けられる。蛍光体５１９は、第２発光素子５１３からの光の波長を吸収し、さらに長い波長の光を出射する。上述したように、本実施形態において、蛍光体５１９は、青色光を吸収した後、赤色光を出射することができる。蛍光体は、ＰＤＭＳ（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ２−ｍｅｔｈｙｌｐｒｏｐｅｎｏａｔｅ））、セラミックなどの透明又は半透明バインダーと共に混合された形態で設けられてもよい。
図示してはいないが、蛍光体５１９上には、カラーフィルター、例えば、赤色カラーフィルターがさらに設けられてもよい。カラーフィルターは、光の純度を高めるためのものであって、蛍光体によって完全に変換されていない青色光や紫外線光を遮断することができる。
第１〜第３発光素子５１１、５１３、５１５及び蛍光体５１９上には封止膜５５０が設けられる。封止膜５５０は、第１〜第３発光素子５１１、５１３、５１５、蛍光体５１９、及びスキャン配線パッド５３０ｐやデータ配線パッド５２０ｐの接続部上に設けられ、その下部の各構成要素をカバーする。
封止膜５５０は、透明絶縁膜として形成されてもよい。封止膜５５０の材料としては、有機高分子が使用されてもよく、特に、封止膜５５０は、エポキシ、ポリシロキサン、又はフォトソルダーレジストなどで形成されてもよい。例えば、ポリシロキサン材料としてはＰＤＭＳ（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）を挙げることができる。しかし、封止膜の材料は、これに限定されるのではなく、ＨＳＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）、ＭＳＳＱ（Ｍｅｔｈｙｋｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）、ポリイミド、ジビニルシロキサン（Ｄｉｖｉｎｙｌ Ｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＤＶＳ−ＢＣＳ（ｂｉｓ−Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、ＰＦＣＢ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、ＰＡＥ（Ｐｏｌｙａｒｙｌｅｎｅ Ｅｔｈｅｒ）などの材料であってもよい。
上述した形態で一つのピクセルユニット内にスキャン配線、データ配線、及び発光素子が構成されてもよいが、これに限定されるのではなく、本発明の概念を満足する限度内でスキャン配線、データ配線及び発光素子が多様に変更可能であることは当然である。例えば、スキャン配線及び／又はデータ配線の接続関係や層別位置、絶縁膜の積層構造、発光素子の構造などは、上述した実施形態と異なる形態を有してもよい。
本発明の一実施形態において、第１〜第３発光素子５１１、５１３、５１５としては、フリップチップタイプの発光ダイオードが採用可能であって、図１８は、本発明の一実施形態に係る発光素子を簡略に示した断面図である。図１８に示した発光素子は、第１〜第３発光素子５１１、５１３、５１５のうちいずれか一つであってもよく、本実施形態では第１発光素子５１１を例として説明する。
図１８を参照すると、第１発光素子５１１は、基板１１０１、第１導電型半導体層１１１０、活性層１１１２、第２導電型半導体層１１１４、第１コンタクト層１１１６、第２コンタクト層１１１８、絶縁層１１２０、第１端子１１２２、及び第２端子１１２４を含む。
基板１１０１は、ＩＩＩ−Ｖ系列窒化物系半導体層を成長させるための成長基板であって、例えば、サファイア基板、特に、パターニングされたサファイア基板であってもよい。基板は、絶縁基板であることが好ましいが、絶縁基板に限定されない。基板１１０１は、レーザーリフトオフや研磨などの技術を用いて除去されてもよい。
基板１１０１上には、第１導電型半導体層１１１０、活性層１１１２、及び第２導電型半導体層１１１４が設けられる。第１導電型と第２導電型は互いに反対の極性であって、第１導電型がｎ型である場合は、第２導電型がｐ型になり、第１導電型がｐ型である場合は、第２導電型がｎ型になる。本発明の一実施形態では、基板１１０１上にｎ型半導体層、活性層１１１２及びｐ型半導体層が順次形成されたものを一例として説明する。
ｎ型半導体層１１１０、活性層１１１２及びｐ型半導体層１１１４は、ＩＩＩ−Ｖ系列窒化物系半導体、例えば、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｎなどの窒化物系半導体で形成されてもよい。ｎ型半導体層１１１０、活性層１１１２及びｐ型半導体層１１１４は、金属有機化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）などの公知の方法を用いてチャンバー内で基板１１０１上に成長されて形成され得る。また、ｎ型半導体層１１１０はｎ型不純物（例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ）を含み、ｐ型半導体層１１１４はｐ型不純物（例えば、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ）を含む。例えば、一実施形態において、ｎ型半導体層１１１０は、ドーパントとしてＳｉを含むＧａＮ又はＡｌＧａＮを含んでもよく、ｐ型半導体層１１１４は、ドーパントとしてＭｇを含むＧａＮ又はＡｌＧａＮを含んでもよい。図面において、ｎ型半導体層１１１０及びｐ型半導体層１１１４がそれぞれ単一層であることを示すが、これらの各層は、多重層であってもよく、超格子層を含んでもよい。活性層１１１２は、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造を含んでもよく、所望の波長を放出するように窒化物系半導体の組成比が調節される。例えば、活性層１１１２は青色光又は紫外線を放出することができる。
活性層１１１２及び第２導電型半導体層１１１４が設けられていない第１導電型半導体層１１１０上には第１コンタクト層１１１６が配置され、第２導電型半導体層１１１４上には第２コンタクト層１１１８が配置される。
第１及び／又は第２コンタクト層１１１６、１１１８は、単一層又は多重層金属からなってもよい。第１及び／又は第２コンタクト層１１１６、１１１８の材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属及びこれらの合金などが使用されてもよい。
第１及び第２コンタクト層１１１６、１１１８上には絶縁層１１２０が設けられ、絶縁層１１２０上には、第１コンタクト層１１１６とコンタクトホールを介して接続された第１端子１１２２と、第２コンタクト層１１１８とコンタクトホールを介して接続された第２端子１１２４とが設けられる。
第１端子１１２２は、上述したスキャン配線及びデータ配線のうちいずれか一つに接続され、第２端子１１２４は、スキャン配線及びデータ配線のうち残りの一つに接続されてもよい。
第１及び／又は第２端子１１２２、１１２４は、単一層又は多重層金属からなってもよい。第１及び／又は第２端子１１２２、１１２４の材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属及びこれらの合金などが使用されてもよい。
本発明の一実施形態において、発光素子を簡単に図面と共に説明したが、発光素子は、上述した層以外にも、付加的な機能を有する層をさらに含んでもよい。例えば、発光素子には、光を反射する反射層、特定の構成要素を絶縁するための追加絶縁層、ソルダーの拡散を防止するソルダー防止層などの多様な層がさらに含まれてもよい。
また、フリップチップタイプの発光素子を形成するにおいて、多様な形態でメサを形成することができ、第１及び第２コンタクト電極や第１及び第２端子の位置や形状も多様に変更可能であることは当然である。
上述した構造を有する表示装置は、複数のピクセルユニットを用いることによって、多様な形状及び多様な面積の表示装置を容易に提供することができる。
既存の表示装置は、個別的な発光素子パッケージを形成し、発光素子パッケージを回路基板上にソルダーマウントすることによって発光素子モジュールを形成した後、再び各発光素子モジュールをコネクターなどによって駆動回路に接続する段階を経て製造された。このとき、各発光素子モジュールをコネクターなどに接続する場合、フレームなどの構造物が追加的に要求されていた。
しかし、本発明の一実施形態に係る表示装置は、複数のピクセルユニットを回路基板上に配置させ、各ピクセルユニットと回路基板とを接続するだけでも表示装置の製造が可能である。本発明の一実施形態では、プリント回路基板に各ピクセルユニットが載置されるので、別途のフレームが要求されない。
特に、本発明の一実施形態では、ピクセルユニットが多様な面積及び多様なピクセルの個数を有し得るので、最終的な表示装置の大きさ及び形状に対応して複数のピクセルユニットを多様な順序で組み立てることによって容易に表示装置を製造することができる。また、表示装置での領域によって互いに異なる解像度を有するように各ピクセルユニットを配置することによって、製造費用を低下させることもできる。さらに、硬性ベース基板を使用したとしても、各ピクセルユニットの大きさを調節することによって全体的に曲面状の表示装置を製造することができる。又は、軟性ベース基板を使用する場合は、各ピクセルユニットの大きさとは関係なく曲面状の表示装置を製造することができる。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、個別ピクセル及びピクセルユニットの大きさによって多様な種類の表示装置として使用可能であって、特に、広告板などの大面積表示装置として使用可能である。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、互いに接続された多数のピクセルユニットを含むので、ピクセルユニットに不良が発生したとしても容易にリペアすることができる。例えば、特定のピクセルユニットに不良が発生した場合、そのピクセルユニットのみを分離して除去した後、不良が発生したピクセルユニットに対応するピクセルユニットを再び組み立てて接続させることによって不良を容易に直すことができる。
本発明の一実施形態に係る表示装置は、本発明の概念を満足する限度内で多様な形態に変形可能であり、特に、表示部、接続部、及びプリント回路基板２００は、上述した各実施形態と異なる多様な形態に変形可能である。図１９ａ〜図１９ｅは、本発明の一実施形態に係る表示装置を示した断面図である。ここで、図１９ａ〜図１９ｅは、図１６ａのＩ−Ｉ’線に対応する。
図１６ａ及び図１９ａを参照すると、接続部は、ボンディングワイヤでない他の形態で設けられる。
本実施形態において、接続部４３０は、ソルダーペースト、銀ペーストなどの導電性ペーストや導電性樹脂として設けられてもよい。
図１９ｂを参照すると、ピクセルユニット５０１が載置されるプリント回路基板２００上の載置溝２０１は多様な個数及び形態で設けられ得る。上述した実施形態では、載置溝２０１が表示領域に対応して一つ設けられ、一つの載置溝２０１内に各表示ユニット ５０１が配置されたことを示したが、載置溝２０１の個数は、これと異なる個数に設定されてもよい。本実施形態によると、表示部が載置されるプリント回路基板２００は、ピクセルユニット５０１に１対１で対応する載置溝２０１を有してもよい。表示部５００に対応して多数の載置溝２０１が設けられる場合、表示部５００とプリント回路基板２００との間の接着力を安定的に確保することができる。
図１９ｃを参照すると、プリント回路基板２００は、表示装置の外側縁部に沿って各パッド２３０ｐが設けられることに加えて、ピクセルユニット５０１とピクセルユニット５０１との間にも各パッド２３０ｐ及び貫通配線２３１が設けられてもよい。図１９ｃを参照すると、互いに隣接した二つのピクセルユニット５０１間のプリント回路基板２００上に追加されたパッド２３０ｐが形成されてもよく、プリント回路基板２００上の追加パッド２３０ｐは、貫通電極２３１を介して下面の配線部に電気的に接続されてもよい。また、二つのピクセルユニット５０１の各パッド５３０ｐは、導電性ペースト４３０を介して互いに電気的に接続されてもよい。このように、プリント回路基板２００に多数の貫通電極２３１が形成され、これを介して各ピクセルユニット５０１がパッド５３０ｐに接続される場合、周辺領域での配線の集中を緩和させると同時に、各ピクセルユニット５０１に印加される信号の遅延や電圧降下などが減少することによって安定的な信号伝達が具現され得る。
さらに、本発明の一実施形態によると、接続部は、必要に応じて多様な形態に組み合わせられる。図１９ｃに示したように、周辺領域のプリント回路基板２００とピクセルユニット５０１との間の接続部３３０はボンディングワイヤであって、ピクセルユニット５０１とピクセルユニット５０１との間の接続部４３０は導電性ペーストであってもよい。このように、接続部は、各構成要素の構造や工程の容易性などを考慮して選択され得る。
図１９ｄを参照すると、ピクセルユニット５０１が載置されるプリント回路基板２００は、載置溝のない形態で設けられてもよい。本実施形態において、プリント回路基板２００は、平板状で設けられ、平らなプリント回路基板２００上に表示部５００が置かれる。この場合、表示部５００の面積は、プリント回路基板２００の面積より小さく形成され、表示部５００とプリント回路基板２００とが重畳していないプリント回路基板２００の上面にパッド２３０ｐが設けられる。接続部３３０はボンディングワイヤとして設けられてもよく、ボンディングワイヤの一端は、表示部５００のパッド５３０ｐに接続され、他端はプリント回路基板２００のパッドに接続されてもよい。本実施形態の場合、プリント回路基板２００に載置部を形成する工程が省略されることによって、簡単な方法で本発明の一実施形態に係る表示装置を製造できるという長所がある。
図１９ｅを参照すると、ピクセルユニット５０１とプリント回路基板２００とを接続する接続部５３０は、ボンディングワイヤや導電性ペーストでない軟性回路基板（又はテープキャリアパッケージ）であってもよい。このとき、軟性回路基板の一端は表示部５００のパッド５３０ｐに接続されてもよく、軟性回路基板の他端はプリント回路基板２００の前面又は下面に形成されたパッド２３０ｐに接続されてもよい。軟性回路基板は、表示部５００のパッド及び／又はプリント回路基板２００のパッドに異方性導電フィルムを挟んで接続されてもよく、コネクターを介して接続されてもよい。軟性回路基板の場合、ドライバーＩＣなどの回路が実装されてもよく、プリント回路基板２００の厚さや大きさを減少させることができる。
本実施形態において、表示部５００がプリント回路基板２００上に配置され、これによって表示部５００がプリント回路基板２００と重畳することを主に説明したが、これに限定されない。表示部５００の各ピクセルユニット５０１が安定的に固定され得る場合（この場合、必要に応じて別途の支持基板がさらに設けられてもよい）、プリント回路基板２００は最小化又は省略されてもよい。
本発明の一実施形態によると、上述した実施形態に係る表示装置自体でも大面積表示装置を具現できるが、上述した各実施形態に係る表示装置を一つの表示モジュールとし、複数の表示モジュールを組み立てることによって、既存の発明に比べてさらに大面積の表示装置を具現することができる。図２０は、本発明の一実施形態に係る大面積のマルチモジュール表示装置を示した斜視図である。
図２０を参照すると、マルチモジュール表示装置５０００は、複数の表示モジュールＤＭを含んでもよいが、図２０では、４×４個の表示モジュールＤＭが一つのマルチモジュール表示装置をなすことを示した。ここで、前記各表示モジュールＤＭは、上述した各実施形態のうち少なくとも一つの構造を有するものであってもよい。例えば、各表示モジュールＤＭは、図２０の１番目の列及び１番目の行に示した表示モジュールＤＭに示したように、表示部５００及びプリント回路基板２００を含み、互いに異なる面積を有する複数の表示ユニット５０１からなってもよい。
本実施形態において、複数の表示モジュールＤＭは、それぞれ又は少なくとも一部が独立的に駆動してもよく、少なくとも一部の表示モジュールＤＭが残りの他の表示モジュールＤＭと連動して従属的に駆動してもよい。複数の表示モジュールＤＭが連動して駆動する場合、図示したように一つの映像を表示することができる。
本実施形態において、複数の表示モジュールＤＭが全て同一の大きさで設けられたことを示したが、本発明がこれに限定されるのではなく、少なくとも一つの表示モジュールＤＭが残りの表示モジュールＤＭと互いに異なる大きさで設けられることも可能であることは当然である。また、少なくとも一つの表示モジュールＤＭが残りの表示モジュールＤＭと互いに異なるピクセルの個数を有してもよく、これによる解像度も互いに異なる値を有してもよい。さらに、全ての領域の解像度が同一である必要がない場合、互いに異なる解像度の表示モジュールＤＭを配列する方式でマルチモジュール表示装置を製造することができる。
上述した構造を有する表示装置は、次のような方法で製造されてもよい。図２１ａ〜図２１ｅは、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した断面図である。以下の実施形態において、説明の便宜上、一部の構成要素は省略し、一部の構成要素は図示した。
まず、図２１ａを参照すると、ベースマザー基板５０ｍが準備され、ベースマザー基板５０ｍ上には、スキャン配線及びデータ配線を含む配線部が形成される。
より詳細には、ベースマザー基板５０ｍ上には、複数のピクセルユニットに使用される配線部を形成する。さらに詳細には、ベースマザー基板５０ｍ上にスキャン配線、データ配線、第１〜第３絶縁膜などを形成する。
ベースマザー基板５０ｍは、一つのピクセルユニットに対するものであるというよりは、その後のカッティングを通じて複数のピクセルユニットに分離され得るように仮想のカッティングラインＩＬを有する形態で準備される。すなわち、その後のピクセルユニットに対応する領域をピクセルユニット領域と称すると、仮想のカッティングラインはピクセルユニット５０１領域の縁部に沿って配置される。
スキャン配線及びデータ配線のうち一部は、その後の発光素子との電気的接続のために上面が露出し、他の一部はパッドに該当し、隣接したピクセルユニット及びプリント回路基板との接続のために上面が露出する。図２１ａでは、説明の便宜上、スキャン配線及びデータ配線のパッド部分をＳＬＰと、発光素子が設けられる部分をＳＬと簡単に表示した。
本発明の一実施形態において、スキャン配線、データ配線、第１〜第３絶縁膜などは、スパッタリング、蒸着、コーティング、モールディング、フォトリソグラフィなどの工程を用いて容易に製造され得る。特に、大面積のベースマザー基板５０ｍを使用することによって、最小限の工程で多数のピクセル及びピクセルユニット用スキャン配線及びデータ配線を形成することができる。
本発明の一実施形態において、表示装置がアクティブタイプである場合、配線部の他にトランジスタが形成されてもよい。配線部及びトランジスタは、スパッタリング、蒸着、コーティング、モールディング、フォトリソグラフィなどの工程を用いて容易にベースマザー基板５０ｍ上に形成され得る。特に、ベースマザー基板５０ｍが耐熱性を有する材料からなる場合、配線部及びトランジスタの形成時に高温工程が採用されてもよい。また、スキャン配線、データ配線、第１〜第３絶縁膜２０、３０、４０などの形成工程時にフォトリソグラフィなどを用いる場合、小さい線幅の配線及びトランジスタの形成が可能である。
図２１ｂを参照すると、配線部が形成されたベースマザー基板５０ｍ上に各発光素子ＬＤが形成される。各発光素子ＬＤは、パッドＳＬＰには設けられなく、それぞれ対応するスキャン配線及びデータ配線に接触するように配置される。ここで、図示していないが、対応するスキャン配線及びデータ配線上には、発光素子が付着する位置にソルダーが設けられてもよい。
各発光素子ＬＤは、転写法を用いてベースマザー基板５０ｍ上に形成されてもよい。すなわち、各発光素子ＬＤは、別途の基板上で製造された後、ベースマザー基板５０ｍに転写されてもよい。このとき、各発光素子の種類によって、同一種類の発光素子ＬＤが単一段階を通じてベースマザー基板５０ｍに転写されてもよい。
各発光素子ＬＤが転写された後、封止膜の形成前に、蛍光体及びカラーフィルターが形成される段階が選択的に追加されてもよい。上述した実施形態のように、青色や紫外線発光素子に蛍光体を用いて赤色ピクセルを具現する場合、赤色ピクセルに対応する発光素子上に蛍光体が形成されてもよい。
次に、図２１ｃを参照すると、各発光素子が形成されたベースマザー基板５０ｍが切断部材ＢＬによってカッティングラインＣＬＮに沿って切断され、切断された部分はそれぞれピクセルユニット５０１になる。ベースマザー基板５０ｍは、レーザー、スクライビングなどの多様な方式で切断することができる。
その後、図２１ｄを参照すると、載置溝を有するプリント回路基板２００を準備した後、載置溝内に各ピクセルユニット５０１を配置して固定させる。図示していないが、プリント回路基板２００と各ピクセルユニット５０１との間、及び互いに隣接したピクセルユニット５０１とピクセルユニット５０１との間には接着剤が設けられてもよく、前記接着剤によって各ピクセルユニット５０１がプリント回路基板２００上に安定的に固定される。接着剤としては、例えば、エポキシ系又はシリコン系接着剤が使用されてもよい。しかし、接着剤は、各ピクセルユニット５０１をプリント回路基板２００上に固定できるものであれば十分であって、特に限定されない。
次に、図２１ｅを参照すると、互いに隣接した各ピクセルユニット５０１間及びプリント回路基板２００と各ピクセルユニット５０１との間が接続部ＣＬを介して接続される。接続部ＣＬは、互いに隣接した各ピクセルユニット５０１間及びプリント回路基板２００と各ピクセルユニット５０１との間を電気的に接続できるものであって、上述したように多様な方式のものが使用可能である。本実施形態では、接続部ＣＬとしてボンディングワイヤを用いて、互いに隣接した各ピクセルユニット５０１間及びプリント回路基板２００と各ピクセルユニット５０１との間を接続したことを示した。
その後、図示していないが、各ピクセルユニット及び接続部上に封止膜が形成されてもよい。封止膜は、各ピクセルユニット内の各発光素子、蛍光体、ワイヤなどを保護し、塗布及びモールディングを通じて形成されてもよい。
上述したように、本発明の一実施形態によると、ベースマザー基板上に多数のピクセルユニットに対応する配線部及び／又はトランジスタを一度に形成した後、これを切断することによって、互いに同一又は互いに異なる面積を有する複数のピクセルユニットを同時に形成することができる。前記複数のピクセルユニットを接続部を介して簡単に接続することによって、多様な面積及び多様な形状の表示装置を簡単に製造することができる。
以下では、本発明の更に他の実施形態に係る発光装置に対して説明する。
本明細書で意味する発光装置は、発光素子を含む表示装置及び／又は照明装置を含む。本発明の発光装置において、ピクセルユニットの各発光素子は、映像を表示するピクセルとして使用された場合は表示装置として使用されてもよい。表示装置は、テレビ、タブレット、電子書籍表示装置、コンピューターモニター、キオスク、デジタルカメラ、ゲームコンソール、大型屋外／屋内電光板などを含む。
照明装置は、表示装置に使用されるバックライトを含み、室内外照明、街路照明、自動車照明などであってもよい。
本発明の一実施形態に係る発光装置は、マイクロ発光素子を含む。マイクロ発光素子は、約１マイクロメートル〜約８００マイクロメートルのスケール、又は約１マイクロメートル〜約５００マイクロメートル又は約１０マイクロメートル〜約３００マイクロメートルのスケールの幅や長さを有する各素子であってもよい。しかし、本発明の一実施形態に係る各マイクロ発光素子は、必ずしも前記範囲内の幅や長さを有する必要はなく、必要に応じてさらに小さくてもよく、さらに大きくてもよい。
図２２は、本発明の更に他の実施形態に係る表示装置の平面図で、図２３は、図２２のＰ１部分を示した拡大平面図である。
図２２及び図２３を参照すると、本発明の一実施形態に係る表示装置６００は、任意の視覚情報、例えば、テキスト、ビデオ、写真、２次元又は３次元映像などを表示する。
表示装置６００は、多様な形状で設けられ得るが、長方形などの直線の辺を含む閉多角形、曲線からなる辺を含む円、楕円など、直線及び曲線からなる辺を含む半円、半楕円などの多様な形状で設けられ得る。本発明の一実施形態においては、前記表示装置が長方形状で設けられたことを示した。
表示装置６００は、映像を表示する複数のピクセルユニット６１０を有する。各ピクセルユニット６１０のそれぞれは、映像を表示する最小単位である。各ピクセルユニット６１０は、白色光及び／又はカラー光を出すことができる。各ピクセルユニット６１０は、一つのカラーを出す一つのピクセルを含んでもよいが、互いに異なるカラーが組み合わされ、白色光及び／又はカラー光を出せるように互いに異なる複数のピクセルを含んでもよい。例えば、各ピクセルユニット６１０は、第１〜第３ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐを含んでもよい。
本発明の一実施形態において、各ピクセルユニットは、緑色ピクセルＧ、赤色ピクセルＲ、及び青色ピクセルＢを含んでもよく、第１〜第３ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐは、緑色ピクセルＧ、赤色ピクセルＲ、及び青色ピクセルＢに対応し得る。しかし、各ピクセルユニット６１０が含むピクセルはこれに限定されない。例えば、各ピクセルユニット６１０は、シアンピクセル、マゼンタピクセル、イエローピクセルなどを含んでもよい。以下では、各ピクセルユニットが緑色ピクセルＧ、赤色ピクセルＲ、及び青色ピクセルＢを含む場合を一例として説明する。
各ピクセルユニット６１０及び／又は各ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐは行列状に配置される。ここで、各ピクセルユニット６１０及び／又は各ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐが行列状に配列されることは、各ピクセルユニット６１０及び／又は各ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐが行や列に沿って正確に一列に配列される場合のみを意味するのではなく、全体的に行や列に沿って配列されるが、ジグザグ状などに配列され、細部的な位置が変わり得る場合も意味する。
図２４は、本発明の一実施形態に係る表示装置を示す構造図である。
図２４を参照すると、本発明の一実施形態に係る表示装置６００は、タイミング制御部３５０、走査駆動部３１０、データ駆動部３３０、配線部、及び各ピクセルユニットを含む。ここで、各ピクセルユニットが複数のピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐを含む場合、それぞれの各ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐは、個別的に配線部を介して走査駆動部３１０、データ駆動部３３０などに接続される。
タイミング制御部３５０は、外部（一例として、映像データを送信するシステム）から表示装置の駆動に必要な各種制御信号及び映像データを受信する。このようなタイミング制御部３５０は、受信した映像データを再整列してデータ駆動部３３０に伝送する。また、タイミング制御部３５０は、走査駆動部３１０及びデータ駆動部３３０の駆動に必要な各走査制御信号及び各データ制御信号を生成し、生成された各走査制御信号及び各データ制御信号をそれぞれ走査駆動部３１０及びデータ駆動部３３０に伝送する。
走査駆動部３１０は、タイミング制御部３５０から走査制御信号を受け取り、これに対応して走査信号を生成する。
データ駆動部３３０は、タイミング制御部３５０からデータ制御信号及び映像データを受け取り、これに対応してデータ信号を生成する。
配線部は、多数の信号配線を含む。配線部は、具体的に、走査駆動部３１０と各ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐとを接続する第１配線６３０と、データ駆動部３３０と各ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐとを接続する第２配線６２０とを含む。本発明の一実施形態において、第１配線６３０は各スキャン配線であってもよく、第２配線６２０は各データ配線であってもよいので、以下では、第１配線をスキャン配線とし、第２配線をデータ配線として説明する。その他にも、配線部は、タイミング制御部３５０と走査駆動部３１０、タイミング制御部３５０とデータ駆動部３３０、又はその他の各構成要素間を接続し、該当の信号を伝達する各配線をさらに含む。
各スキャン配線６３０は、走査駆動部３１０で生成された走査信号を各ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐに提供する。データ駆動部３３０で生成されたデータ信号は、各データ配線６２０に出力される。各データ配線６２０に出力されたデータ信号は、走査信号によって選択された水平ピクセルユニットラインの各ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐに入力される。
各ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐは、各スキャン配線６３０及び各データ配線６２０に接続される。各ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐは、各スキャン配線６３０から走査信号が供給されるとき、各データ配線６２０から入力されるデータ信号に対応して選択的に発光する。一例として、各フレーム期間の間、それぞれの各ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐは、入力されたデータ信号に相応する輝度で発光する。ブラック輝度に相応するデータ信号を受け取った各ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐは、該当のフレーム期間の間に発光しないことによってブラックを表示する。
本発明の一実施形態において、各ピクセルは、パッシブ型で駆動してもよく、アクティブ型で駆動してもよい。表示装置がアクティブ型で駆動する場合、表示装置は、走査信号及びデータ信号の他にも、第１及び第２ピクセル電源をさらに受けて駆動してもよい。
図２５ａは、一つのピクセルを示す回路図であって、パッシブ型表示装置を構成するピクセルの一例を示した回路図である。ここで、ピクセルは、各ピクセルのうち一つ、例えば、赤色ピクセル、緑色ピクセル、及び青色ピクセルのうち一つであってもよく、本実施形態では第１ピクセル６１１Ｐを表示した。
図２５ａを参照すると、第１ピクセル６１１Ｐは、スキャン配線６３０とデータ配線６２０との間に接続される発光素子ＬＤを含む。発光素子ＬＤは、第１及び第２端子を有する発光ダイオードであってもよい。第１及び第２端子は、発光素子内の第１電極（例えば、アノード）及び第２電極（例えば、カソード）にそれぞれ接続される。ここで、第１端子はスキャン配線６３０に接続され、第２端子はデータ配線６２０に接続されてもよく、これらがその反対に接続されてもよい。
発光素子ＬＤは、第１電極と第２電極との間に閾値電圧以上の電圧が印加されるとき、印加された電圧の大きさに相応する輝度で発光する。すなわち、スキャン配線６３０に印加される走査信号及び／又はデータ配線６２０に印加されるデータ信号の電圧を調節することによって第１ピクセル６１１Ｐの発光を制御することができる。
本発明の一実施形態において、発光素子ＬＤがスキャン配線６３０とデータ配線６２０との間に一つのみ接続されたことを示したが、これに限定されない。発光素子ＬＤは、スキャン配線６３０とデータ配線６２０との間に複数接続されてもよく、このとき、各発光素子ＬＤは並列又は直列に接続されてもよい。
図２５ｂは、第１ピクセル６１１Ｐを示す回路図であって、アクティブ型表示装置を構成するピクセルの一例を示した回路図である。表示装置がアクティブ型である場合、第１ピクセル６１１Ｐは、走査信号及びデータ信号の他にも、第１及び第２ピクセル電源ＥＬＶＤＤ、ＥＬＶＳＳをさらに受けて駆動してもよい。
図２５ｂを参照すると、第１ピクセル６１１Ｐは、一つ以上の発光素子ＬＤと、これに接続されるトランジスタ部ＴＦＴとを含む。
発光素子ＬＤの第１電極は、トランジスタ部ＴＦＴを経由して第１ピクセル電源ＥＬＶＤＤに接続され、第２電極は第２ピクセル電源ＥＬＶＳＳに接続される。第１ピクセル電源ＥＬＶＤＤ及び第２ピクセル電源ＥＬＶＳＳは互いに異なる電位を有してもよい。一例として、第２ピクセル電源ＥＬＶＳＳは、第１ピクセル電源ＥＬＶＤＤの電位より発光素子の閾値電圧以上低い電位を有してもよい。このような発光素子のそれぞれは、トランジスタ部ＴＦＴによって制御される駆動電流に相応する輝度で発光する。
本発明の一実施形態によると、トランジスタ部ＴＦＴは、第１及び第２トランジスタＴ１、Ｔ２及びストレージキャパシタＣｓｔを含む。但し、トランジスタ部ＴＦＴの構造が図２５ｂに示した実施形態に限定されない。
第１トランジスタＴ１（スイッチングトランジスタ）のソース電極はデータ配線６２０に接続され、ドレイン電極は第１ノードＮ１に接続される。そして、第１トランジスタのゲート電極はスキャン配線６３０に接続される。このような第１トランジスタは、スキャン配線６３０から第１トランジスタＴ１がターンオンされ得る電圧の走査信号が供給されるときにターンオンされ、データ配線６２０と第１ノードＮ１とを電気的に接続する。このとき、データ配線６２０には、該当のフレームのデータ信号が供給され、これによって第１ノードＮ１にデータ信号が伝達される。第１ノードＮ１に伝達されたデータ信号は、ストレージキャパシタＣｓｔに充電される。
第２トランジスタＴ２（駆動トランジスタ）のソース電極は第１ピクセル電源ＥＬＶＤＤに接続され、ドレイン電極は発光素子の第１電極に接続される。そして、第２トランジスタＴ２のゲート電極は第１ノードＮ１に接続される。このような第２トランジスタＴ２は、第１ノードＮ１の電圧に対応して発光素子に供給される駆動電流の量を制御する。
ストレージキャパシタＣｓｔの一つの電極は第１ピクセル電源ＥＬＶＤＤに接続され、他の電極は第１ノードＮ１に接続される。このようなストレージキャパシタＣｓｔは、第１ノードＮ１に供給されるデータ信号に対応する電圧を充電し、次のフレームのデータ信号が供給されるまで充電された電圧を維持する。
説明の便宜上、図２５ｂは、二つのトランジスタを含むトランジスタ部ＴＦＴを示した。しかし、本発明がこれに限定されるのではなく、トランジスタ部ＴＦＴの構造は多様に変更して実施可能である。例えば、トランジスタ部は、さらに多くのトランジスタやキャパシタなどを含んでもよい。また、本実施形態において、第１及び第２トランジスタ、ストレージキャパシタ、及び各配線の具体的な構造は示していないが、第１及び第２トランジスタ、ストレージキャパシタ、及び各配線は、本発明の実施形態に係る回路を具現する限度内で多様な形態に設けられ得る。
図２６は、本発明の一実施形態に係る表示装置を示した図であって、図２３に対応する斜視図である。図２７ａは、図２６に示した表示装置において、一つのピクセルユニットを示した平面図で、図２７ｂは、図２７ａのＩＩＩ−ＩＩＩ'線断面図である。
図２６、図２７ａ及び図２７ｂを参照すると、本発明の一実施形態に係る表示装置は、ベース基板７００、及びベース基板７００上に実装されたピクセルユニット６１０を含む。
ベース基板７００は、ピクセルユニット６１０に電源及び信号を提供できるように配線部が含まれたものであってもよい。
図示していないが、ベース基板７００上には、ピクセルユニットと接続される各スキャン配線及び各データ配線を含む配線部及び／又はトランジスタ部が形成されている。
本発明の一実施形態において、ベース基板７００はプリント回路基板であってもよい。ベース基板７００がプリント回路基板として設けられる場合、プリント回路基板には、ピクセルユニット６１０に接続される配線部のみならず、タイミング制御部、走査駆動部、データ駆動部などの回路が実装されてもよい。
プリント回路基板は、配線部が両面に形成された両面プリント回路基板であってもよく、この場合、配線部は、ピクセルユニット６１０と電気的に接続されるようにプリント回路基板の上面に設けられた各接続パッド、及びプリント回路基板の上・下面を貫通する貫通配線などを含んでもよい。プリント回路基板の下面には前記回路などが実装されてもよく、ピクセルユニット６１０の各配線は、各接続パッド及び各貫通配線などを介してプリント回路基板の下面の配線及び回路などに接続されてもよい。
しかし、ベース基板７００としては、プリント回路基板の他にも、ピクセルユニット６１０が実装され得る他のものが設けられてもよい。例えば、ベース基板７００は、ガラス、石英、プラスチックなどの絶縁基板上に配線部を形成したものであってもよい。この場合、タイミング制御部、走査駆動部、データ駆動部などの回路などは、絶縁基板上に直接形成されたり、別途のプリント回路基板などに設けられた後、絶縁基板の配線部に接続されてもよい。
ベース基板７００は、硬い材料からなってもよいが、これに限定されるのではなく、可撓性材料からなってもよい。本発明の一実施形態に係る表示装置が曲がったり、曲がり可能な表示装置として具現される場合、ベース基板７００が可撓性材料からなることが有利になり得る。本発明の一実施形態において、ベース基板７００がガラス、石英などの材料からなる場合、有機高分子基板よりは相対的に高い耐熱性を有し、その上面に多様な積層が可能であるという長所がある。ベース基板７００がガラスや石英などの透明な材料からなる場合、前面や背面発光表示装置を製造するのに有利になり得る。ベース基板７００が有機高分子や有無機複合材などからなる場合、相対的に高い可撓性を有することができ、曲面表示装置を製造するのに有利になり得る。
ベース基板７００には、第１導電性接着層６６１を挟んで少なくとも一つ以上のピクセルユニット６１０が実装される。表示装置において、ピクセルユニット６１０は、互いに分離されてベース基板７００上に実装される最小単位に該当し、パッケージ形態で設けられ、ベース基板７００のピクセル領域ＰＡに実装される。
各ピクセルユニット６１０には少なくとも一つのピクセルが設けられ、各ピクセルは第１〜第３ピクセルを含んでもよい。第１〜第３ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐは、互いに異なる波長帯域を出射する第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５として具現され得る。すなわち、第１〜第３ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐが出射する光をそれぞれ第１〜第３光と称すると、第１〜第３光は互いに異なる波長帯域を有してもよい。本実施形態では、上述したように、第１〜第３光はそれぞれ緑色、赤色、及び青色の波長帯域を有してもよく、このとき、第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５は緑色、赤色、及び青色発光ダイオードとして具現され得る。
しかし、緑色、赤色、及び青色を具現するために第１〜第３光がそれぞれ緑色、赤色、及び青色の波長帯域を有する必要はない。第１〜第３光が同一の波長帯域を有するとしても、第１〜第３光のうち少なくとも一部を他の波長帯域の光に変換する色変換器６４０を使用する場合、最終的な出射光のカラーを制御することができる。色変換器６４０は、所定波長の光を他の波長の光に変換する色変換層６４１を含む。
換言すると、第１〜第３ピクセル６１１Ｐ、６１３Ｐ、６１５Ｐが緑色、赤色、及び／又は青色を具現するために、必ずしも緑色、赤色、青色発光ダイオードを使用する必要はなく、前記カラー以外の発光ダイオードを使用してもよい。例えば、赤色を具現するために赤色発光ダイオードを使用してもよいが、青色又は紫外線発光ダイオードを使用し、青色光又は紫外線を吸収した後、赤色を放出する色変換層６４１を用いてもよい。同一の方式で、緑色を具現するために緑色発光ダイオードを使用してもよいが、青色又は紫外線発光ダイオードを使用し、青色光又は紫外線を吸収した後、緑色を放出する色変換層６４１を用いてもよい。
色変換層６４１としては、所定波長の光を吸収した後、他の波長の光に変換して放出できる材料が選択的に使用されてもよい。例えば、色変換層６４１は、蛍光体、量子点などのナノ構造体、色変換可能な有機材料、又はこれらの組み合わせからなってもよい。色変換層６４１は、最終的に放出されるカラーの純度を高めるためにカラーフィルター層６４３を含んでもよい。
本実施形態では、それぞれ第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５として緑色、青色、及び青色発光ダイオードを採用することによって具現することができる。ここで、本発明の一実施形態では、赤色を出すために第２発光素子６１３として青色発光ダイオードを使用し、色変換層６４１が青色光を吸収した後、赤色光を放出するように色変換層６４１に蛍光体が含まれてもよい。
上述したピクセルユニット６１０の構造を具体的に説明すると、ピクセルユニット６１０には、ベース基板７００の配線部、すなわち、スキャン配線及びデータ配線にそれぞれ接続される各接続電極、例えば、第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１が設けられる。第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１は、ベース基板７００上の配線部と第１導電性接着層６６１を挟んで電気的に接続される。
第１導電性接着層６６１は、電気的接続のためのものであって、ソルダーペースト、銀ペーストなどの導電性ペーストや導電性樹脂で構成されてもよい。しかし、第１導電性接着層６６１の材料は特に限定されない。
第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１は、一つのピクセル領域内で一方向（例えば、横方向）に延長された第４接続電極６３１と、第４接続電極６３１と離隔した第１〜第３接続電極６２１、６２３、６２５とを含む。第４接続電極６３１は、ベース基板７００のスキャン配線と接続される。第１〜第３接続電極６２１、６２３、６２５は、発光素子の個数に対応して設けられるが、本実施形態では３個設けられ、ベース基板７００のデータ配線と接続される。
第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１上には光非透過層６７０が設けられる。
光非透過層６７０は非導電性材料からなる絶縁膜であって、光を透過させない層である。本発明の一実施形態において、光非透過層６７０は、光吸収物質からなってもよい。光非透過層６７０は、ブラックで設けられてもよく、例えば、表示装置などに使用されるブラックマトリックス材料からなってもよい。本実施形態において、光非透過層６７０は、特に、ブラック光感性レジストからなってもよい。光非透過層６７０がブラック光感性レジストからなる場合、フォトリソグラフィを用いたパターニングが容易になる。しかし、光非透過層６７０は、これに限定されるのではなく、多様な材料で構成され得る。
光非透過層６７０上には第２導電性接着層６６３が設けられる。光非透過層６７０には、その一部が除去され、接続電極の少なくとも一部を露出させる複数の貫通ホールＴＨが設けられる。貫通ホールＴＨは、第２導電性接着層６６３を介して第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５を第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１と電気的に接続させるために形成する。このために、貫通ホールＴＨは、第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５が付着する領域に対応する領域に設けられる。
第２導電性接着層６６３は、光非透過層６７０に形成された複数の貫通ホールＴＨに設けられる。第２導電性接着層６６３は、後で発光素子が容易に付着し得るようにその上面が光非透過層６７０の上面より突出するように形成されてもよい。
第２導電性接着層６６３は、電気的接続のためのものであって、ソルダーペースト、銀ペーストなどの導電性ペーストや導電性樹脂で構成されてもよい。しかし、第２導電性接着層６６３の材料は特に限定されない。
第２導電性接着層６６３上には第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５が設けられる。第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５のそれぞれは、第１端子及び第２端子を有する発光ダイオードであってもよい。図面では、第２発光素子６１３と第３発光素子６１５が同一の大きさであることを示したが、第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５は、互いに同一の大きさであってもよく、互いに異なる大きさであってもよい。換言すると、第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５のうち少なくとも一つは、残りのものと異なる高さで設けられてもよい。第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５の高さは、第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５をなす各材料や光特性によって変わり得る。例えば、緑色光を出射する第１発光素子６１１は、青色光を出射する第３発光素子６１５より大きい高さを有してもよい。第１及び第３発光素子６１１、６１５の内部構造に対しては後で説明する。
第２発光素子６１３上には色変換器６４０が設けられる。色変換器６４０は、色変換層６４１及びカラーフィルター層６４３を含んでもよい。
色変換層６４１は、上述したように、第２発光素子６１３からの光の波長を吸収し、他の波長の光を出射する。色変換層６４１は、特に、相対的に短波長の光を吸収した後、吸収した光の波長より長い波長の光を出射する。上述したように、本実施形態では、色変換層６４１として蛍光体が使用されてもよく、蛍光体は、青色光を吸収した後、赤色光を出射することができる。蛍光体は、ＰＤＭＳ（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ２−ｍｅｔｈｙｌｐｒｏｐｅｎｏａｔｅ））、セラミックなどの透明又は半透明バインダーと共に混合された形態で設けられてもよい。
色変換層６４１上には、カラーフィルター、例えば、赤色カラーフィルター層６４３がさらに設けられてもよい。カラーフィルター層６４３は、光の純度を高めるためのものであって、蛍光体によって完全に変換されていない青色光や紫外線光を遮断することができる。また、隣接した第１及び第３発光素子６１１、６１５からの光を遮断することによって、第２発光素子６１３から出射される光の混色を防止する。カラーフィルター層６４３は省略されてもよく、カラーフィルター層６４３が設けられる場合、さらに高純度のカラーを具現することができる。
第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５及びカラーフィルター層６４３上には封止膜６５０が設けられる。封止膜６５０は、第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５、色変換層６４１及びカラーフィルター層６４３をカバーする。
封止膜６５０は、透明絶縁膜として形成されてもよい。封止膜６５０の材料としては、有機高分子が使用されてもよく、特に、封止膜６５０は、エポキシ、ポリシロキサン、又はフォトレジストなどで形成されてもよい。例えば、ポリシロキサン材料としては、ＰＤＭＳ（ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）を挙げることができる。しかし、封止膜６５０の材料は、これに限定されるのではなく、ＨＳＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）、ＭＳＳＱ（Ｍｅｔｈｙｋｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）、ポリイミド、ＤＶＳ−ＢＣＢ（Ｄｉｖｉｎｙｌ Ｓｉｌｏｘａｎｅ ｂｉｓ−Ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、ＰＦＣＢ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、ＰＡＥ（Ｐｏｌｙａｒｙｌｅｎｅ Ｅｔｈｅｒ）などの材料であってもよい。
本発明の一実施形態において、第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５としてはフリップチップタイプの発光ダイオードが採用可能であり、図２８は、本発明の一実施形態に係る発光素子を簡略に示した断面図である。図２８に示した発光素子は、第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５のうちいずれか一つであってもよく、本実施形態では第１発光素子６１１を例として説明する。
図２８を参照すると、第１発光素子６１１は、第１導電型半導体層１１１０、活性層１１１２、第２導電型半導体層１１１４、第１コンタクト層１１１６、第２コンタクト層１１１８、絶縁層１１２０、第１端子１１２２、及び第２端子１１２４を含む。
第１導電型半導体層１１１０、活性層１１１２及び第２導電型半導体層１１１４は、図１８を参照して説明したように基板１１０１上に成長されてもよい。基板１１０１は、例えば、ＩＩＩ−Ｖ系列窒化物系半導体層を成長させるための成長基板であって、例えば、サファイア基板、特に、パターニングされたサファイア基板であってもよい。基板は、絶縁基板であることが好ましいが、絶縁基板に限定されない。
基板１１０１上には半導体層が設けられる。一実施形態において、緑色光を放出する発光素子の場合、半導体層は、インジウムガリウム窒化物（ＩｎＧａＮ）、ガリウム窒化物（ＧａＮ）、ガリウムリン化物（ＧａＰ）、アルミニウムガリウムインジウムリン化物（ＡｌＧａＩｎＰ）、及びアルミニウムガリウムリン化物（ＡｌＧａＰ）を含んでもよい。一実施形態において、赤色光を放出する発光素子の場合、半導体層は、ガリウムヒ素（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ、ＡｌＧａＡｓ）、ガリウムヒ素リン化物（ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ、ＧａＡｓＰ）、アルミニウムガリウムインジウムリン化物（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｉｎｄｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ、ＡｌＧａＩｎＰ）、及びガリウムリン化物（ｇａｌｌｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ、ＧａＰ）を含んでもよい。一実施形態において、青色光を放出する発光素子の場合、半導体層は、ガリウム窒化物（ＧａＮ）、インジウムガリウム窒化物（ＩｎＧａＮ）、及び亜鉛セレン化物（ｚｉｎｃ ｓｅｌｅｎｉｄｅ、ＺｎＳｅ）を含んでもよい。
基板１１０１は、レーザーリフトオフや研磨などの技術を用いて各半導体層１１１０、１１１２、１１１４から除去されてもよい。
半導体層は、具体的に、第１導電型半導体層１１１０、活性層１１１２、及び第２導電型半導体層１１１４を含む。第１導電型と第２導電型は互いに反対の極性であって、第１導電型がｎ型である場合は、第２導電型がｐ型になり、第１導電型がｐ型である場合は、第２導電型がｎ型になる。本発明の一実施形態では、基板１１０１上にｎ型半導体層１１１０、活性層１１１２及びｐ型半導体層１１１４が順次形成されたことを一例として説明する。
ｎ型半導体層１１１０、活性層１１１２及びｐ型半導体層１１１４は、ＩＩＩ−Ｖ系列窒化物系半導体、例えば、（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）Ｎなどの窒化物系半導体で形成されてもよい。ｎ型半導体層１１１０、活性層１１１２及びｐ型半導体層１１１４は、金属有機化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）などの公知の方法を用いてチャンバー内で基板１１０１上に成長されて形成され得る。また、ｎ型半導体層１１１０はｎ型不純物（例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ）を含み、ｐ型半導体層１１１４はｐ型不純物（例えば、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ）を含む。一実施形態において、ｎ型半導体層１１１０は、ドーパントとしてＳｉを含むＧａＮ又はＡｌＧａＮを含んでもよく、ｐ型半導体層１１１４は、ドーパントとしてＭｇを含むＧａＮ又はＡｌＧａＮを含んでもよい。
図面において、ｎ型半導体層１１１０及びｐ型半導体層１１１４がそれぞれ単一層であることを示すが、これらの各層は、多重層であってもよく、超格子層を含んでもよい。活性層１１１２は、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造を含んでもよく、所望の波長を放出するように窒化物系半導体の組成比が調節される。例えば、活性層１１１２は青色光又は紫外線を放出することができる。
活性層１１１２及び第２導電型半導体層１１１４が設けられていない第１導電型半導体層１１１０上には第１コンタクト層１１１６が配置され、第２導電型半導体層１１１４上には第２コンタクト層１１１８が配置される。
第１及び／又は第２コンタクト層１１１６、１１１８は単一層又は多重層金属からなってもよい。第１及び／又は第２コンタクト層１１１６、１１１８の材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属及びこれらの合金などが使用されてもよい。
第１及び第２コンタクト層１１１６、１１１８上には絶縁層１１２０が設けられ、絶縁層１１２０上には、第１コンタクト層１１１６とコンタクトホールを介して接続された第１端子１１２２と、第２コンタクト層１１１８とコンタクトホールを介して接続された第２端子１１２４とが設けられる。
第１端子１１２２は、第２導電性接着層６６３を介して第１接続電極６２１及び第２接続電極６２３のうち一つに接続され、第２端子１１２４は、第２導電性接着層６６３を介して第１接続電極６２１及び第２接続電極６２３のうち残りの一つに接続されてもよい。
第１及び／又は第２端子１１２２、１１２４は単一層又は多重層金属からなってもよい。第１及び／又は第２端子１１２２、１１２４の材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属及びこれらの合金などが使用されてもよい。
ここで、第１導電型半導体層１１１０の背面（すなわち、活性層１１１２が設けられる面の反対面）には、光出射効率を高めるための多数の突出部が設けられてもよい。突出部は、多角ピラミッド、半球、ランダムに配置され、粗さを有する面などの多様な形態で設けられてもよい。
本発明の一実施形態において、発光素子を簡単に図面と共に説明したが、発光素子は、上述した層以外にも、付加的な機能を有する層をさらに含んでもよい。例えば、発光素子には、光を反射する反射層、特定の構成要素を絶縁するための追加絶縁層、ソルダーの拡散を防止するソルダー防止層などの多様な層がさらに含まれてもよい。
また、フリップチップタイプの発光素子を形成する場合において、多様な形態でメサを形成することができ、第１及び第２コンタクト層１１１６、１１１８や第１及び第２端子１１２２、１１２４の位置や形状も多様に変更可能であることは当然である。
本発明の一実施形態に係る表示装置によると、色純度及び色再現性が向上する。
既存の発明において、発光素子を基板に装着することによってピクセルを形成する場合、基板上の透明絶縁膜上に発光素子が装着された。基板側に使用される絶縁膜が透明である場合、透明絶縁膜が導波路として使用されることによって、いずれか一つのピクセルから隣接した他のピクセルに光が伝播するという問題がある。例えば、赤色発光素子から赤色光が出射されるとき、赤色発光素子の側部に進行する光の一部は、透明絶縁膜の界面を介して透明絶縁膜の内部に進行することができる。内部に進入した光の一部は、透明絶縁膜の内部で反射及び屈折を経た後、隣接したピクセル、例えば、緑色ピクセル領域から出射されてもよい。この場合、緑色発光素子が設けられた領域では緑色光のみが出射されるべきであるにもかかわらず、透明絶縁膜を介して伝播された赤色光が緑色光と共に出射されることによって混色が起こったり、光干渉によって他の色が発現され得る。これによって、結果的に、赤色光の純度が低下し、色再現性が低下するという問題が発生する。
しかし、本発明の一実施形態によると、各ピクセル領域に光非透過層６７０が設けられることによって、絶縁膜が導波路として使用されない。特に、光非透過層６７０は、光を吸収するブラックカラーで設けられ得るが、隣接した発光素子から出射された光が側部や下部に進行する場合、その光が光非透過層６７０に吸収され、隣接したピクセルへの光の進行が防止される。これによって、互いに隣接したピクセル間の混色や光の干渉が防止され、最終的な色純度及び色再現性が高くなる。
また、ブラックで表示される面積が増加することによって、各発光素子から出射される光との間でのコントラスト比が大きくなるので、表示装置としての特性が向上する。
さらに、本発明の一実施形態によると、色変換層として、蛍光体に加えてカラーフィルター層が追加的に配置され得るが、前記カラーフィルター層によってさらに高い純度及び色再現性を得ることができる。色変換層内で完全に変換されていない光や、光非透過層にもかかわらず、隣接したピクセルから進行する光は、カラーフィルター層によって再び遮断されるという効果がある。
さらに、上述した構造を有する表示装置は、複数のピクセルユニットをベース基板上に容易に実装することによって、多様な形状及び多様な面積の表示装置を容易に提供することができる。
本発明の一実施形態によると、本発明の概念から逸脱しない限度内で、本発明の一実施形態に係る表示装置は多様な構成を有することができる。
図２９は、本発明の他の一実施形態に係る表示装置の一つのピクセルユニットを示した断面図であって、図２７ａのＩＩＩ−ＩＩＩ'線に対応する断面図である。以下の実施形態では、説明の重複を避けるために、上述した実施形態と異なる内容を中心に説明し、説明していない部分は上述した実施形態に従う。
上述した各実施形態及び図２９を参照すると、光非透過層６７０は、ピクセルユニット６１０でなくベース基板７００上に形成される。
より詳細に説明すると、表示装置は、ベース基板７００及びピクセルユニット６１０を含む。
ベース基板７００は、ピクセルユニット６１０に電源及び信号を提供できるように配線部を含み、ベース基板７００の上面には光非透過層６７０が設けられる。図面には示していないが、ベース基板７００の配線部と第１導電性接着層６６１とが接続され得るように、光非透過層６７０には多数の貫通ホールＴＨが設けられてもよい。貫通ホールＴＨには、別途の導電性接着層がさらに設けられてもよく、金属配線などがさらに設けられてもよい。
ベース基板７００上には、第１導電性接着層６６１を挟んでピクセルユニット６１０が設けられる。
ピクセルユニット６１０の構造は、光非透過層６７０を除いて、上述した実施形態と類似している。すなわち、第１導電性接着層６６１には、ベース基板７００上の配線部と接続される第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１が設けられ、第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１上には第２導電性接着層６６３が設けられる。第２導電性接着層６６３上には第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５が設けられ、第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５のそれぞれの第１及び第２端子は第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１に電気的に接続される。第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５上には、選択的に色変換層６４１及びカラーフィルター層６４３が設けられてもよい。第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５上には封止膜６５０が設けられる。
本実施形態においても、上述した実施形態と同様に、いずれか一つのピクセルから出射された光が隣接したピクセルに進行することによって発生し得る混色や干渉が最小化され得る。
図３０は、本発明の更に他の一実施形態に係る表示装置の一つのピクセルユニットを示した断面図であって、図２７ａのＩＩＩ−ＩＩＩ'線に対応する断面図である。
上述した各実施形態及び図３０を参照すると、色変換器６４０の位置は、上述した実施形態と異なってもよく、本実施形態では、色変換器６４０が封止膜６５０上に配置される。
より詳細に説明すると、表示装置は、ベース基板７００、及びベース基板７００上に実装されたピクセルユニット６１０を含む。
ピクセルユニット６１０の構造は、色変換器６４０を除いて、上述した図２７ｂに示した実施形態と類似している。すなわち、第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５上には色変換器６４０が備えられなく、封止膜６５０が備えられる。色変換器６４０は封止膜６５０上に設けられる。
本実施形態において、色変換器６４０は、蛍光体などを含む色変換層からなってもよく、カラーフィルターからなってもよく、色変換層及びカラーフィルターを全て含む二重膜として形成されてもよい。また、本実施形態の図面では、色変換器６４０が封止膜６５０上に形成され、封止膜６５０全体をカバーすることを示したが、これに限定されるのではなく、色変換器６４０は、第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５のうち一部上にのみ設けられてもよい。
本発明の一実施形態に係る発光装置は照明装置として使用されてもよく、この場合、各発光素子がそれぞれピクセルとして使用される必要はない。本実施形態において、発光装置が照明装置、特に、表示装置に使用されるバックライトとして使用される場合、複数の発光素子が並列又は直列に接続されてもよく、並列又は直列に接続された各発光素子が同時に駆動してもよい。
上述した各実施形態及び図３１ａは、本発明の一実施形態に係る照明装置として、並列に接続された各発光素子を含む照明ユニットを示した図であって、図３１ｂは、図３１ａのＩＶ−ＩＶ'線断面図である。図３２は、本発明の一実施形態に係る照明装置として、直列に接続された各発光素子を含む照明ユニットを示した図である。
上述した各実施形態、図３１ａ及び図３１ｂを参照すると、照明装置は、ベース基板７００、及びベース基板７００上に実装された照明ユニット６１０'を含む。
ベース基板７００は、照明ユニット６１０'に電源及び信号を提供できるように配線部を含む。
ベース基板７００上には、第１導電性接着層６６１を挟んで照明ユニット６１０'が設けられる。本実施形態において、照明ユニット６１０'は、並列に接続された複数の発光素子を含む。
本実施形態において、照明ユニット６１０'は、上述した表示装置におけるピクセルユニットと類似する構造を有する。すなわち、第１導電性接着層６６１には、ベース基板７００上のスキャン配線及びデータ配線にそれぞれ接続される第１及び第２接続電極６２０'、６３０'が設けられ、第１及び第２接続電極６２０'、６３０'上には光非透過層６７０が設けられる。ここで、光非透過層６７０は、発光素子から出射された光の効率を最大化するために非導電性反射材料からなってもよい。非導電性反射材料としては、粒径が小さい無機充填剤が高分子樹脂と混合された形態で使用されてもよい。本発明の一実施形態において、無機充填剤としては、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、塩化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウム、二酸化チタン、アルミナ、シリカ、タルク、ゼオライトなどを挙げることができるが、これに限定されない。
第１及び第２接続電極６２０'、６３０'は、互いに離隔して一方向に延長される。光非透過層６７０は貫通ホールＴＨを有し、貫通ホールＴＨ内の第１及び第２接続電極６２０'、６３０'上には第２導電性接着層６６３が設けられる。第２導電性接着層６６３上には各発光素子が設けられる。各発光素子の一端部（例えば、第１端子部分）は、第１接続電極６２０'と重畳するように配置され、第２導電性接着層６６３を介して第１接続電極６２０'に接続される。各発光素子の他端部（例えば、第２端子部分）は、第２接続電極６３０'と重畳するように配置され、第２導電性接着層６６３を介して第２接続電極６３０'に接続される。結果的に、各発光素子は、第１及び第２接続電極６２０'、６３０'間で並列に接続される。
各発光素子の上部には封止膜６５０が設けられる。
本実施形態では、別途の色変換器６４０を示していないが、各発光素子からの光の波長を変化させる必要がある場合、上述した各実施形態のように色変換器がさらに設けられてもよい。
本実施形態では、照明ユニットに光非透過層６７０として光反射層が採用されることによって、発光素子から出射された光の効率が高くなる。これによって、本照明ユニットが表示装置などのバックライトに採用される場合、別途の反射シートが必要でない。
図３２は、直列に接続された各発光素子を含む照明ユニットを示した図であって、接続電極の形状の一部が図３１ａと異なる形態に形成されるという点、及び各発光素子の第１端子及び第２端子が設けられる両端部の接続関係が異なるという点を除いては、図３１ａに示したものと大きく相違していないので、それに対する説明は省略する。
上述した構造を有する発光装置は、初期基板上に各接続電極を形成し、接続電極上に光非透過層を形成し、光非透過層上に接続電極と接続された発光素子を形成し、発光素子上に封止膜を形成し、前記封止膜上に支持基板を配置し、初期基板を除去した後、回路基板の配線部に接続電極を接続し、前記支持基板を除去することによって製造され得る。
本発明の各実施形態において、表示装置と照明装置には一部の構造上の差があるが、実質的に同一の方式で製造され得るので、以下では、表示装置の製造方法を一例として説明する。
図３２〜図４４は、本発明の一実施形態に係る表示装置の製造方法を順次示した図であって、図３３ａ、図３４ａ、図３５ａ、図３６ａ、図３７ａ、及び図３８ａは平面図で、図３３ｂ、図３４ｂ、図３５ｂ、図３６ｂ、図３７ｂ、図３８ｂ、及び図３９〜図４４は断面図である。以下の実施形態において、説明の便宜上、一部の構成要素は省略し、一部の構成要素は示したが、説明していない部分は上述した実施形態及び図面に従う。
図３３ａ及び図３３ｂを参照すると、初期基板７１０上に第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１が形成される。
初期基板７１０は、その上面にピクセルユニットを形成するための臨時基板であって、工程進行後に除去されるものである。また、本図面及び以下の各図面では、一つのピクセルユニットを基準にして示したが、大型の初期基板７１０を用いて多数のピクセルユニットを同時に初期基板７１０上に形成してもよく、後述する図４２に示したように、以後の切断を通じて個別ピクセルユニットに分離してもよい。
初期基板７１０と第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１との間には、後の初期基板７１０の除去が容易になるように一層以上の絶縁膜が介在してもよい。本発明の一実施形態において、絶縁膜は、第１及び第２絶縁膜７２０、７３０からなる二重膜であってもよく、第１絶縁膜７２０及び／又は第２絶縁膜７３０は、レーザーリフトオフ工程を通じて初期基板７１０を容易に除去できるようにする材料であってもよい。例えば、第１絶縁膜７２０は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＧａＮなどからなってもよく、第２絶縁膜７３０は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物などからなってもよい。しかし、第１絶縁膜７２０及び／又は第２絶縁膜７３０の材料はこれに限定されない。
第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１は、スパッタリング、蒸着、コーティング、モールディング、フォトリソグラフィなどの工程を用いて容易に製造され得る。
図３４ａ及び図３４ｂを参照すると、各接続電極６２１、６２３、６２５、６３１が形成された初期基板７１０の前面上に光非透過層６７０が形成される。光非透過層６７０には、パターニングを通じて各接続電極６２１、６２３、６２５、６３１の少なくとも一部を露出させる貫通ホールＴＨが形成されてもよい。光非透過層６７０に貫通ホールＴＨを形成する工程は、インプリンティングやフォトリソグラフィを用いる方式などの多様な方式で行われ得る。本発明の一実施形態において、光非透過層６７０は、ブラック感光性レジストからなってもよく、この場合、塗布後、フォトリソグラフィを用いて容易にパターニングすることが可能である。
貫通ホールＴＨは、第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１の一部のみを露出させ得るが、実施形態によって第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１の全部を露出させてもよい。貫通ホールＴＨの面積や形状は、後で実装する各発光素子によって異なる面積や形状に変更可能である。
図３５ａ及び図３５ｂを参照すると、貫通ホールＴＨに第２導電性接着層６６３が設けられる。第２導電性接着層６６３は、ソルダーペースト、銀ペーストなどの導電性ペーストや導電性樹脂からなってもよい。第２導電性接着層６６３は、その後、その上面に発光素子の第１及び第２端子がうまく接続され得るように十分な量及び高さで設けられ得る。
図３６ａ及び図３６ｂを参照すると、第２導電性接着層６６３が設けられた初期基板７１０上に第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５が実装される。第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５のそれぞれは、第１端子及び第２端子が該当する接続電極に対応するように第２導電性接着層６６３上に配置される。第２導電性接着層６６３は、後で硬化されてもよい。
図３７ａ及び図３７ｂを参照すると、第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５が設けられた初期基板７１０上に色変換層６４１が形成される。色変換層６４１は、多様な方式、例えば、フォトリソグラフィを用いたリフトオフ工程で形成され得る。
図３８ａ及び図３８ｂを参照すると、色変換層６４１上にカラーフィルター（６４３が形成される。カラーフィルター６４３は、フォトリソグラフィを用いて形成されてもよい。
本発明の一実施形態において、色変換層６４１やカラーフィルター６４３の形成工程は選択的なものであって、必要に応じて省略されてもよい。
図３９を参照すると、色変換器６４０が形成された初期基板７１０上に封止膜６５０が形成される。封止膜６５０は、塗布及び／又はモールディングで形成されてもよい。
図４０を参照すると、初期基板７１０が除去される。初期基板７１０を除去する前に、形成された構造物を支持及び移送するための第１支持基板７１１が封止膜６５０上に設けられ、形成された構造物が第１支持基板７１１によって支持された状態で初期基板７１０が除去される。
初期基板７１０を除去する方法は、特に限定されるのではないが、レーザーリフトオフ方法で除去されてもよい。初期基板７１０が除去された後、第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１の下部には第１及び第２絶縁膜７２０、７３０が残っている。
図４１を参照すると、形成された構造物が第１支持基板７１１に支持された状態で第１〜第４接続基板の下部の第１及び第２絶縁膜７２０、７３０が除去される。第１及び第２絶縁膜７２０、７３０は、多様な方法で除去され得るが、本発明の一実施形態では研磨を通じて除去されてもよい。第１及び第２絶縁膜７２０、７３０が除去されることによって、第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１が外部に露出する。
図４２を参照すると、露出した第１〜第４接続電極６２１、６２３、６２５、６３１の下部に第２支持基板７１３が設けられ、第１支持基板７１１は除去される。その次に、形成された構造物がカッティングされることによって一つのピクセルユニットが形成される。
ここで、形成された構造物が第１支持基板７１１に支持された状態でカッティングが行われてもよく、図示したように、別途の第２支持基板７１３を準備し、形成された構造物を別途の第２支持基板７１３に移した後でカッティングが行われてもよい。形成された構造物をカッティングするときは、多様な種類のカッターＣＴ、例えば、レーザー、ブレードなどが使用されてもよく、場合に応じてエッチング工程が用いられてもよい。
本発明の一実施形態において、形成された構造物は、一つのピクセルユニット単位でカッティングされてもよい。この場合、一つのピクセルユニットに第１〜第３発光素子６１１、６１３、６１５が含まれてもよい。しかし、実施形態によって、形成された構造物のカッティング時、一つのピクセルユニットのみならず、２個以上のピクセルユニットが含まれるようにカッティングされてもよい。
図４３を参照すると、カッティングによって形成されたピクセルユニットは、ピクセルユニットを移動させ得る装備、例えば、移動ホルダーＨＤによってピックアップされ、下部の第２支持基板７１３は除去される。
図４４を参照すると、移動ホルダーＨＤによってピックアップされたピクセルユニットは、配線部及び第２導電性接着剤６６１が形成されたベース基板７００上に載置されることによって最終的な表示装置が形成される。
上述したように、多数のピクセルユニットを同時に形成し、ベース基板上にピクセルユニットを配置して簡単に接続することによって、多様な面積及び多様な形状の表示装置を簡単に製造することができる。ここで、ピクセルユニットの形成時に簡単に光非透過層を形成することによって、色純度及び色再現性が向上した表示装置を簡単に製造することができる。
図４５ａは、本発明の更に他の実施形態に係る発光素子８１１を説明するための概略的な平面図で、図４５ｂは、図４５ａのＶ−Ｖ'線に沿って切り取られた概略的な断面図である。ここでは、ピクセルＰに使用される各発光素子のうち一つの第１発光素子８１１を代表的に説明するが、後で説明する他の発光素子、例えば、第２及び第３発光素子８１３、８１５にも適用可能である。
図４５ａ及び図４５ｂを参照すると、第１発光素子８１１は、第１導電型半導体層２１１０、活性層２１１２、第２導電型半導体層２１１４、オーミックコンタクト層２１１６、絶縁層２１２０、第１端子２１２２、及び第２端子２１２４を含んでもよい。
第１導電型半導体層２１１０、活性層２１１２及び第２導電型半導体層２１１４は基板上に成長されてもよい。前記基板は、窒化ガリウム基板、ＧａＡｓ基板、Ｓｉ基板、サファイア基板、特に、パターニングされたサファイア基板などの半導体成長用に使用され得る多様な基板であってもよい。成長基板は、各半導体層から機械的研磨、レーザーリフトオフ、ケミカルリフトオフなどの技術を用いて分離されてもよい。但し、本発明がこれに限定されるのではなく、基板の一部が残留し、第１導電型半導体層２１１０の少なくとも一部を構成してもよい。
緑色光を放出する発光素子の場合、各半導体層は、インジウムガリウム窒化物（ＩｎＧａＮ）、ガリウム窒化物（ＧａＮ）、ガリウムリン化物（ＧａＰ）、アルミニウムガリウムインジウムリン化物（ＡｌＧａＩｎＰ）、又はアルミニウムガリウムリン化物（ＡｌＧａＰ）を含んでもよい。一実施形態において、赤色光を放出する発光素子の場合、各半導体層は、ガリウムヒ素（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ、ＡｌＧａＡｓ）、ガリウムヒ素リン化物（ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ、ＧａＡｓＰ）、アルミニウムガリウムインジウムリン化物（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｉｎｄｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ、ＡｌＧａＩｎＰ）、又はガリウムリン化物（ｇａｌｌｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ、ＧａＰ）を含んでもよい。一実施形態において、青色光を放出する発光素子の場合、半導体層は、ガリウム窒化物（ＧａＮ）、インジウムガリウム窒化物（ＩｎＧａＮ）、又は亜鉛セレン化物（ｚｉｎｃ ｓｅｌｅｎｉｄｅ、ＺｎＳｅ）を含んでもよい。
各半導体層は、具体的に、第１導電型半導体層２１１０、活性層２１１２、及び第２導電型半導体層２１１４を含む。第１導電型と第２導電型は互いに反対の極性であって、第１導電型がｎ型である場合は、第２導電型がｐ型になり、第１導電型がｐ型である場合は、第２導電型がｎ型になる。
第１導電型半導体層２１１０、活性層２１１２及び第２導電型半導体層２１１４は、金属有機化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）などの公知の方法を用いてチャンバー内で基板上に成長され得る。また、第１導電型半導体層２１１０はｎ型不純物（例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ）を含み、第２導電型半導体層２１１４はｐ型不純物（例えば、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ）を含む。一実施形態において、第１導電型半導体層２１１０は、ドーパントとしてＳｉを含むＧａＮ又はＡｌＧａＮを含んでもよく、第２導電型半導体層２１１４は、ドーパントとしてＭｇを含むＧａＮ又はＡｌＧａＮを含んでもよい。
図面において、第１導電型半導体層２１１０及び第２導電型半導体層２１１４がそれぞれ単一層であることを示すが、これらの各層は、多重層であってもよく、超格子層を含んでもよい。活性層２１１２は、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造を含んでもよく、所望の波長を放出するように窒化物系半導体の組成比が調節される。例えば、活性層２１１２は、青色光、緑色光、赤色光又は紫外線を放出することができる。
第２導電型半導体層２１１４及び活性層２１１２は、メサＭ構造を有し、第１導電型半導体層２１１０上に配置される。メサＭは、第２導電型半導体層２１１４及び活性層２１１２を含み、図４５ｂに示したように、第１導電型半導体層２１１０の一部を含んでもよい。メサＭが第１導電型半導体層２１１０の一部領域上に位置すると、メサＭの周囲に第１導電型半導体層２１１０の上面が露出し得る。
また、前記メサＭは、第１導電型半導体層２１１０を露出させる貫通ホール２１１４ａを有してもよい。貫通ホール２１１４ａは、メサＭの一側縁部の近くに配置されてもよいが、これに限定されるのではなく、メサＭの中央に配置されてもよい。
オーミックコンタクト層２１１６は、第２導電型半導体層２１１４上に配置され、第２導電型半導体層２１１４にオーミックコンタクトする。オーミックコンタクト層２１１６は、単一層又は多重層として形成されてもよく、透明導電性酸化膜又は金属膜として形成されてもよい。透明導電性酸化膜としては、例えば、ＩＴＯ又はＺｎＯなどを例として挙げることができ、金属膜としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属及びこれらの合金を例として挙げることができる。
絶縁層２１２０は、メサＭ及びオーミックコンタクト層２１１６を覆う。さらに、絶縁層２１２０は、メサＭの周囲に露出した第１導電型半導体層２１１０の上面及び側面を覆うことができる。一方、絶縁層２１２０は、オーミックコンタクト層２１１６を露出させる開口部２１２０ａ、及び貫通ホール２１１４ａ内で第１導電型半導体層２１１０を露出させる開口部２１２０ｂを有してもよい。絶縁層２１２０は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜の単一層又は多重層として形成されてもよい。また、絶縁層２１２０は、分布ブラッグ反射器などの絶縁反射器を含んでもよい。
第１端子２１２２及び第２端子２１２４は絶縁層２１２０上に配置される。第１端子２１２２は、開口部２１２０ａを介してオーミックコンタクト層２１１６に電気的に接続されてもよく、第２端子２１２４は、開口部２１２０ｂを介して第１導電型半導体層２１１０に電気的に接続されてもよい。
第１及び／又は第２端子２１２２、２１２４は、単一層又は多重層金属からなってもよい。第１及び／又は第２端子２１２２、２１２４の材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属及びこれらの合金などが使用されてもよい。
本発明の一実施形態において、発光素子を簡単に図面と共に説明したが、発光素子は、上述した層以外にも、付加的な機能を有する層をさらに含んでもよい。例えば、発光素子には、光を反射する反射層、特定の構成要素を絶縁するための追加絶縁層、ソルダーの拡散を防止するソルダー防止層などの多様な層がさらに含まれてもよい。
また、フリップチップタイプの発光素子を形成するにおいて、多様な形態にメサを形成することができ、第１及び第２端子２１２２、２１２４の位置や形状も多様に変更可能であることは当然である。また、オーミックコンタクト層２１１６は省略されてもよく、第１端子２１２２が第２導電型半導体層２１１４に直接接触してもよい。また、上述した各発光素子５１１、６１１と同様に、第２コンタクト層が第１導電型半導体層２１１０上に形成され、第２端子２１２４が前記第２コンタクト層に接続してもよい。
図４６ａは、本発明の更に他の実施形態に係るピクセル領域Ｐａを説明するための概略的な平面図で、図４６ｂは、図４６ａのＶＩ−ＶＩ'線に沿った概略的な断面図である。ここで、前記ピクセルＰａは、少なくとも一つのピクセルＰを含む発光モジュール又はピクセルユニット内で一つのピクセルＰが配置された領域を示す。
図４６ａ及び図４６ｂを参照すると、前記ピクセル領域Ｐａは、ベース基板９００、第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５、各整列マーカー９０１、接着層９０３、段差調節層９０５、各接続層９０７ａ、９０７ｂ、９０７ｃ、各バンプ９２１、９２３、９２５、９３０、及び保護層９０９を含んでもよい。
上述した各実施形態におけるベース基板（例えば、１０５）は、信号線１１３及び共通線１１５を含むが、本実施形態におけるベース基板９００は回路を含まない。ベース基板９００は、ガラス基板、クォーツ、サファイア基板などの光透過性基板である。
ここでは、一つのピクセル領域Ｐａを示すが、一つのベース基板９００上に複数のピクセルＰが形成されてもよく、これに対する詳細な内容は後で説明する。
ベース基板９００は、表示装置の光放出面に配置され、各発光素子８１１、８１３、８１５から放出された光は、ベース基板９００を介して外部に放出される。ベース基板９００は、光放出面に凹凸を含んでもよく、凹凸を通じて光放出効率を向上させることができ、さらに均一な光を放出することができる。ベース基板９００は、例えば、５０μｍ〜５００μｍの厚さを有してもよい。
接着層９０３はベース基板９００上に付着する。接着層９０３は、ベース基板９００の前面に付着してもよく、各発光素子８１１、８１３、８１５を付着させるために使用される。
接着層９０３は、光透過性層であって、各発光素子８１１、８１３、８１５から放出された光を透過させる。接着層９０３は、光を拡散させるために、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯなどの拡散物質（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）を含んでもよい。光拡散物質は、各発光素子８１１、８１３、８１５が光放出面から観察されることを防止する。また、接着層９０３は、カーボンブラックのように光を吸収する吸収物質を含んでもよい。光吸収物質は、各発光素子８１１、８１３、８１５で生成された光がベース基板９００と各発光素子８１１、８１３、８１５との間の領域から側面側に漏れることを防止し、表示装置のコントラストを向上させる。
各整列マーカー９０１は、第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５を配置するための位置を表示する（図４６ｂでは省略される）。各整列マーカー９０１は、ベース基板９００上に形成されてもよく、接着層９０３上に形成されてもよい。
一方、第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５は、それぞれ各整列マーカー９０１によって形成された領域上に配置される。第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５は、例えば、緑色発光素子、赤色発光素子、及び青色発光素子であってもよい。本実施形態においては、第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５が三角形に配置されたことを示すが、これに限定されるのではなく、第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５が一列に配置されてもよい。
第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５は、上述した図４５ａ及び図４５ｂを参照して説明した通りであってもよいが、これに限定されるのではなく、水平型又はフリップチップ構造の多様な発光素子が使用され得る。
段差調節層９０５は、第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５を覆う。段差調節層９０５は、各発光素子の第１及び第２端子２１２２、２１２４を露出させる各開口部９０５ａを有する。段差調節層９０５は、バンプを形成するとき、バンプが形成される位置の高さを均一化するために形成されてもよい。段差調節層９０５は、例えば、ポリイミドで形成されてもよい。
各接続層９０７ａ、９０７ｃは段差調節層９０５上に形成される。各接続層９０７ａ、９０７ｂ、９０７ｃは、段差調節層９０５の各開口部９０５ａを介して第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５の第１及び第２端子２１２２、２１２４に接続する。
例えば、各接続層９０７ａは、第２発光素子８１３の第１導電型半導体層に電気的に接続し、接続層９０７ｃは、第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５の第２導電型半導体層に電気的に共通に接続する。各接続層９０７ａ、９０７ｃは、段差調節層９０５上に共に形成されてもよく、例えば、Ａｕを含んでもよい。
各バンプ９２１、９２３、９２５、９３０は、前記各接続層９０７ａ上に形成される。例えば、第１バンプ９２１は、接続層９０７ａを介して第１発光素子８１１の第１導電型半導体層に電気的に接続されてもよく、第２バンプ９２３は、接続層９０７ａを介して第２発光素子８１３の第１導電型半導体層に電気的に接続されてもよく、第３バンプ９２５は、接続層９０７ａを介して第３発光素子の第１導電型半導体層に電気的に接続されてもよい。一方、第４バンプ９３０は、接続層９０７ｃを介して第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５の第２導電型半導体層に共通に接続されてもよい。各バンプ９２１、９２３、９２５、９３０は、例えば、ソルダーで形成されてもよい。
一方、保護層９０９は、各バンプ９２１、９２３、９２５、９３０の側面を覆い、段差調節層９０５を覆うことができる。また、保護層９０９は、段差調節層９０５の周囲に露出した接着層９０３を覆うことができる。保護層９０９は、例えば、光感応性ソルダーレジストＰＳＲで形成されてもよい。よって、まず、保護層９０９を写真及び現像を通じてパターニングした後、ソルダーを用いて各バンプ９２１、９２３、９２５、９３０を形成してもよい。また、保護層９０９は、光の漏れを防止するために白色反射物質又は黒色エポキシなどの光吸収物質で形成されてもよい。
図４７ａ、図４７ｂ及び図４７ｃは、それぞれ本発明の更に他の実施形態に係る発光モジュール３１１０を説明するための概略的な平面図、背面図及び断面図である。ここでは、一つのベース基板９００上に複数のピクセルＰを含む発光モジュール３１１０を説明する。
図４７ａ、図４７ｂ及び図４７ｃを参照すると、発光モジュール３１１０は、一つのベース基板９００上に複数のピクセルＰを含む。各ピクセルは、図４６ａ及び図４６ｂを参照して説明したように、第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５、すなわち、第１〜第３サブピクセルを含み、また、各バンプ９２１、９２３、９２５、９３０を含む。
ベース基板９００は、光放出面側に位置し、よって、図４７ａにおいて、第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５の上部に配置される。上述したように、第１〜第３発光素子８１１、８１３、８１５は、接着層９０３を介してベース基板９００に付着してもよい。前記接着層９０３は、ベース基板９００上に連続的な層として配置されてもよく、上述したように、光拡散物質及び／又は光吸収物質を含んでもよい。
各ピクセル領域Ｐａは、図４６ａ及び図４６ｂを参照して説明した通りであるので、重複を避けるために、それに対する詳細な説明は省略する。一方、保護層９０９は、各ピクセル単位で互いに分離されてもよいが、必ずしもこれに限定されるのではなく、連続的に複数のピクセル領域に形成されてもよい。
本実施形態において、発光モジュール３１１０は、４個のピクセルＰを含むことを示すが、これに限定されない。発光モジュール３１１０は、多様な個数のピクセルを含んでもよい。
図４８ａ、図４８ｂ及び図４８ｃは、本発明の各実施形態に係る多様な大きさの各発光モジュールを説明するための概略的な平面図である。
図４８ａを参照すると、本実施形態に係る発光モジュール３１１０ａは、３×２行列で配列された６個のピクセルを含む。
図４８ｂを参照すると、本実施形態に係る発光モジュール３１１０ｂは、２×３行列で配列された６個のピクセルを含む。
図４８ｃを参照すると、本実施形態に係る発光モジュール３１１０ｃは、３×３行列で配列された６個のピクセルを含む。
図４８ａ、図４８ｂ及び図４８ｃは、多様な発光モジュールの大きさを説明するための例示であって、本発明がこれらの大きさに限定されない。発光モジュールは、例えば、単一のピクセルＰを含んでもよく、さらに多い個数のピクセルを含んでもよい。
例えば、３インチ以上の相対的に大きいベース基板９００上に多い個数のピクセルを形成した後、テストを通じて良好な各ピクセルを含む領域別にベース基板９００を分割することによって多様な大きさの発光モジュールが設けられ得る。本発明は、このような多様な大きさの発光モジュールを用いて表示装置を提供することができる。
図４９ａ及び図４９ｂは、それぞれ本発明の更に他の実施形態に係る表示装置３１００を説明するための概略的な平面図及び断面図である。
図４９ａ及び図４９ｂを参照すると、本実施形態に係る表示装置３１００は、プリント回路基板３１３０、インターポーザ基板３１２０及び複数の発光モジュール３１１０、３１１０ａを含み、さらに、ドライバーＩＣ３１５０を含んでもよい。
各発光モジュール３１１０、３１１０ａは上述した通りであるので、重複を避けるために、それに対する詳細な説明は省略する。また、本実施形態において、各発光モジュール３１１０、３１１０ａが配置されたことを説明するが、異なる大きさの各発光モジュール（例えば、３１１０ｂ、３１１０ｃ）が共に配置されてもよい。
プリント回路基板３１３０は、各発光モジュール３１１０、３１１０ａに信号電流を供給するための各回路３１３１を含む。プリント回路基板３１３０は、内部にインターポーザ基板３１２０を収容するための溝を含んでもよい。
各ドライバーＩＣ３１５０は、プリント回路基板３１３０の背面に接続されてもよく、各発光モジュール３１１０、３１１０ａを駆動するための回路を含む。
一方、各発光モジュール３１１０、３１１０ａはインターポーザ基板３１２０上に実装される。一つのインターポーザ基板３１２０上に複数の発光モジュール３１１０、３１１０ａが配置されてもよい。さらに、インターポーザ基板３１２０は、表示装置３１００の全領域をカバーすることができ、よって、表示装置３１００の製造工程を単純化することができる。
インターポーザ基板３１２０は、図５０に示したように、上面に各信号線３１２５及び各共通線３１２３を含んでもよい。また、プリント回路基板３１３０の各パッドに電気的接続のための各パッド９２１ｂ、９２３ｂ、９２５ｂ、９３０ｂを含んでもよい。これらの各パッド９２１ｂ、９２３ｂ、９２５ｂ、９３０ｂは、各コネクター３１３３を介してプリント回路基板３１３０上の各パッドに電気的に接続されてもよい。コネクター３１３３は、例えば、異方性伝導性ペース、ソルダーペースト、ボンディングワイヤなどを含んでもよい。
図５０は回路パターンのみを示すが、これらの各回路パターンは２層構造又は３層構造で形成されてもよく、これらの各層は絶縁層によって離隔してもよい。また、インターポーザ基板３１２０の表面には、発光モジュール３１１０、３１１０ａの各バンプ９２１、９２３、９２５、９３０が接続され得る各接続パッド９２１ａ、９２３ａ、９２５ａ、９３０ａが設けられ、各信号線３１２５及び各共通線３１２３は、これらの各接続パッド９２１ａ、９２３ａ、９２５ａ、９３０ａに電気的に接続される。
インターポーザ基板３１２０を採択することによってプリント回路基板３１３０上に形成される各回路を広いピッチで形成することができ、一方、各信号線３１２５及び各共通線３１２３を微細な寸法でインターポーザ基板３１２０上に形成することができる。
図５１ａ及び図５１ｂは、本発明の更に他の実施形態に係る表示装置４１００を説明するための概略的な平面図及び断面図である。
図５１ａ及び図５１ｂを参照すると、本実施形態に係る表示装置４１００は、図４９ａ及び図４９ｂを参照して説明した表示装置３１００とほぼ類似しているが、インターポーザ基板３１２０を省略し、各発光モジュール３１１０、３１１０ａをプリント回路基板４１３０上に直接実装した点で相違している。プリント回路基板４１３０は、各信号線及び各共通線を含み、また、表面に各バンプ９２１、９２３、９２５、９３０が接続され得る各接続パッドを有してもよい。前記各接続パッドは、各ビアを介して各信号線及び各共通線に接続されてもよく、さらに、各ドライバーＩＣ３１５０に電気的に接続されてもよい。
上述したように、本発明に対しては、添付の図面を参照した実施形態によって具体的に説明したが、上述した実施形態は、本発明の好適な形態を挙げて説明したものに過ぎないので、本発明が前記実施形態にのみ限定されると理解してはならない。該当の技術分野で熟練した当業者又は該当の技術分野で通常の知識を有する者であれば、後述する特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解できるだろう。特に、一つの実施形態で説明した構成要素は、その実施形態にのみ限定されるのではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、他の実施形態にも適用可能である。よって、本発明の権利範囲は、後述する特許請求の範囲及びその等価概念で理解すべきであろう。

Claims (77)

  1. 複数の信号線及び複数の共通線が配置され、上面に前記複数の信号線及び複数の共通線にそれぞれ電気的に連結された複数の発光ダイオードが実装された複数の発光モジュール；
    前記複数の発光モジュールが結合されるマザーボード；及び
    電気伝導性を有し、前記複数の発光モジュールを前記マザーボードに結合させる接着部；を含み、
    前記複数の発光モジュールのそれぞれの下面には、前記複数の信号線と電気的に接続された複数の信号線端子、及び前記複数の共通線と電気的に接続された複数の共通線端子が形成され、
    前記マザーボードの上面には、前記複数の発光モジュールに形成された複数の信号線端子に対応する位置に複数のボード信号線端子が形成され、前記複数の共通線端子に対応する位置に複数のボード共通線端子が形成された表示装置。
  2. 前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の信号線端子のそれぞれは、前記マザーボードに形成されたボード信号線端子と前記接着部によって電気的に接続され、
    前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の共通線端子のそれぞれは、前記マザーボードに形成されたボード共通線端子と前記接着部によって電気的に接続された、請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記接着部は、異方性伝導フィルム（ＡＣＦ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストのうちいずれか一つである、請求項１に記載の表示装置。
  4. 複数の信号線及び複数の共通線が配置され、上面に前記複数の信号線及び複数の共通線にそれぞれ電気的に接続された複数の発光ダイオードが実装された複数の発光モジュール；
    前記複数の発光モジュールが結合されるマザーボード；及び
    前記複数の発光モジュールを前記マザーボードに結合させる接着部；を含み、
    前記複数の発光モジュールのそれぞれの上面には、前記複数の信号線と電気的に接続された複数の信号線端子、及び前記複数の共通線と電気的に接続された複数の共通線端子が形成され、
    前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の信号線端子のそれぞれを電気的に接続し、前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の共通線端子のそれぞれを電気的に接続する結合部をさらに含む表示装置。
  5. 前記結合部は、前記隣接した複数の信号線端子のそれぞれ及び前記隣接した複数の共通線端子のそれぞれを電気的に接続するボンディングワイヤである、請求項４に記載の表示装置。
  6. 前記結合部は、前記隣接した複数の信号線端子のそれぞれの上面を覆うことによって複数の信号線端子を電気的に接続し、前記隣接した複数の共通線端子のそれぞれの上面を覆うことによって複数の共通線端子を電気的に接続する電気伝導性接着部である、請求項４に記載の表示装置。
  7. 前記接着部は、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストのうち一つである、請求項６に記載の表示装置。
  8. 前記複数の発光モジュールのそれぞれには、前記複数の信号線端子が形成された位置の側面に形成された複数の側面信号線端子、及び前記複数の共通線端子が形成された位置の側面に形成された複数の側面共通線端子が形成され、
    前記結合部は、隣接した前記複数の側面信号線端子のそれぞれ及び隣接した前記複数の側面共通線端子のそれぞれを電気的に接続する電気伝導性接着部である、請求項４に記載の表示装置。
  9. 前記接着部は、異方性伝導フィルム（ＡＣＦ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストのうちいずれか一つである、請求項８に記載の表示装置。
  10. 複数の信号線及び複数の共通線が配置され、上面に複数の信号線及び複数の共通線にそれぞれ電気的に接続されるように複数の発光ダイオードが実装される複数の実装部が形成されたベース基板上に複数の発光ダイオードを転写して実装する段階；
    前記ベース基板上に実装された複数の発光ダイオードを所定の領域にカッティングすることによって複数の発光モジュールを製造する段階；
    マザーボード上に電気伝導性を有する接着部を配置する段階；及び
    前記接着部が配置されたマザーボード上に前記複数の発光モジュールを結合する段階；を含み、
    前記複数の発光モジュールのそれぞれの下面には、前記複数の信号線と電気的に接続された複数の信号線端子、及び前記複数の共通線と電気的に接続された複数の共通線端子が形成され、
    前記マザーボードの上面には、前記複数の発光モジュールに形成された複数の信号線端子に対応する位置に複数のボード信号線端子が形成され、前記複数の共通線端子に対応する位置に複数のボード共通線端子が形成された表示装置の製造方法。
  11. 前記複数の発光モジュールを前記マザーボードに結合する段階は、
    前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の信号線端子のそれぞれが前記マザーボードに形成されたボード信号線端子と前記接着部によって電気的に接続され、前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の共通線端子のそれぞれが前記マザーボードに形成されたボード共通線端子と前記接着部によって電気的に接続されるように前記複数の発光モジュールを前記マザーボードに結合する、請求項１０に記載の表示装置の製造方法。
  12. 前記接着部は、異方性伝導フィルム（ＡＣＦ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストのうちいずれか一つである、請求項１０に記載の表示装置の製造方法。
  13. 前記複数の発光ダイオードが前記ベース基板に実装されると、前記ベース基板上に実装された複数の発光ダイオードの動作状態をテストする段階をさらに含み、
    前記複数の発光ダイオードの動作状態をテストし、前記複数の発光モジュールを製造する段階が行われる、請求項１０に記載の表示装置の製造方法。
  14. 前記複数の発光ダイオードをテストする段階は、前記カッティングによって製造される複数の発光モジュール別に行われる、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
  15. 複数の信号線及び複数の共通線が配置され、上面に複数の信号線及び複数の共通線にそれぞれ電気的に接続されるように複数の発光ダイオードが実装される複数の実装部が形成されたベース基板上に複数の発光ダイオードを転写して実装する段階；
    前記ベース基板上に実装された複数の発光ダイオードを所定の領域にカッティングすることによって複数の発光モジュールを製造する段階；
    前記マザーボード上に接着部を配置する段階；
    前記接着部が配置されたマザーボード上に前記複数の発光モジュールを結合する段階；及び
    前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールを電気的に接続する段階；を含み、
    前記複数の発光モジュールのそれぞれの上面には、前記複数の信号線と電気的に接続された複数の信号線端子、及び前記複数の共通線と電気的に接続された複数の共通線端子が形成され、
    前記隣接した発光モジュールを電気的に接続する段階は、前記隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の信号線端子のそれぞれを電気的に接続し、前記複数の発光モジュールのうち隣接した発光モジュールにそれぞれ形成された複数の共通線端子のそれぞれを電気的に接続する表示装置の製造方法。
  16. 前記隣接した発光モジュールを電気的に接続する段階において、前記隣接した複数の信号線端子のそれぞれはワイヤボンディングで電気的に接続し、前記隣接した複数の共通線端子のそれぞれはワイヤボンディングで電気的に接続する、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
  17. 前記隣接した発光モジュールを電気的に接続する段階において、前記隣接した複数の信号線端子のそれぞれの上面を電気伝導性接着部で覆い、前記隣接した複数の共通線端子のそれぞれの上面を電気伝導性接着部で覆って電気的に接続する、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
  18. 前記電気伝導性接着部は、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストのうち一つである、請求項１７に記載の表示装置の製造方法。
  19. 前記製造された複数の発光モジュールに形成された複数の信号線端子の位置の側面に複数の側面信号線端子を形成し、前記複数の共通線端子の位置の側面に複数の側面共通線端子を形成する段階をさらに含み、
    前記隣接した発光モジュールを電気的に接続する段階は、隣接した前記側面信号線端子のそれぞれ及び隣接した前記複数の側面共通線端子のそれぞれを電気伝導性接着部を用いて電気的に接続する、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
  20. 前記電気伝導性接着部は、異方性伝導フィルム（ＡＣＦ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ）、異方性伝導ペースト（ＡＣＰ、ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐａｓｔｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｐａｓｔｅ／Ｅｐｏｘｙ＋Ｓｎ−Ｂｉ）、共晶、ＡｕＳｎ、ＡｇＳｎ、Ｉｎ及びソルダーペーストのうちいずれか一つである、請求項１９に記載の表示装置の製造方法。
  21. 互いに分離された複数のベース基板；
    前記各ベース基板の一面上に設けられた各ピクセル；及び
    前記各ピクセルに接続された配線部；を含み、
    前記配線部は、
    前記各ベース基板上に設けられた各信号配線；及び
    互いに隣接した各ベース基板の前記一面上に設けられ、前記各信号配線を互いに接続する接続部；を含み、
    少なくとも一つの前記ベース基板は、残りの前記ベース基板と互いに異なる面積で設けられる表示装置。
  22. 少なくとも一つの前記ベース基板上の前記ピクセルは、残りの前記ベース基板上の前記ピクセルと異なる個数で設けられた、請求項２１に記載の表示装置。
  23. 前記ベース基板は、ガラス、石英、有機高分子、金属、シリコン、セラミック、及び有無機複合材のうちいずれか一つを含む、請求項２１に記載の表示装置。
  24. 各ピクセルは、第１及び第２端子を有する発光ダイオードであって、
    前記各信号配線は、
    前記第１端子に接続された第１配線；及び
    前記第２端子に接続された第２配線；を含み、
    前記接続部は、互いに隣接した前記各ベース基板上の前記第１配線を互いに接続したり、前記第２配線を互いに接続する、請求項２１に記載の表示装置。
  25. 前記各信号配線は、
    前記第１配線の端部に設けられた第１パッド；及び
    前記第２配線の端部に設けられた第２パッド；をさらに含み、
    前記接続部は、互いに隣接した前記ベース基板上の前記第１パッドを互いに接続したり、前記第２パッドを互いに接続する、請求項２４に記載の表示装置。
  26. 各ピクセルはアクティブ駆動方式で駆動する、請求項２４に記載の表示装置。
  27. 前記ピクセルユニットは、前記配線部及び前記ピクセルに接続されたトランジスタをさらに含む、請求項２６に記載の表示装置。
  28. 各ピクセルはパッシブ駆動方式で駆動する、請求項２４に記載の表示装置。
  29. 前記接続部は、ボンディングワイヤ及び導電性ペーストのうち少なくとも一つである、請求項２４に記載の表示装置。
  30. 前記ベース基板の上面に設けられた光遮断層をさらに含む、請求項２１に記載の表示装置。
  31. 前記ベース基板上に設けられ、前記各ピクセル及び前記配線部をカバーする封止膜をさらに含む、請求項２１に記載の表示装置。
  32. 前記封止膜は、エポキシ、ポリシロキサン、及びフォトソルダーレジストのうちいずれか一つを含む、請求項３１に記載の表示装置。
  33. 前記ベース基板の背面に設けられ、前記各ピクセルを駆動する駆動回路が実装されたプリント回路基板をさらに含む、請求項２１に記載の表示装置。
  34. 前記プリント回路基板は、その上面に前記各ベース基板が載置される少なくとも一つの載置溝を有する、請求項３３に記載の表示装置。
  35. 前記載置溝は、各ベース基板に１対１で対応して設けられる、請求項３４に記載の表示装置。
  36. 前記プリント回路基板は、前記載置溝が設けられる載置部と、前記載置部を取り囲む周辺部と、を含み、
    前記接続部は、前記周辺部に設けられ、駆動配線と前記駆動回路とを接続する接続配線を含む、請求項３４に記載の表示装置。
  37. 前記接続配線は、前記プリント回路基板の上・下面を貫通する貫通配線を含む、請求項３６に記載の表示装置。
  38. 前記貫通配線は複数個で設けられる、請求項３７に記載の表示装置。
  39. 前記接続部は軟性回路基板として設けられた、請求項３３に記載の表示装置。
  40. 前記各ベース基板は、平面上で見るときに前記プリント回路基板と重畳した、請求項３３に記載の表示装置。
  41. 前記各ピクセルは、互いに異なる光を出射する複数のサブピクセルを含む、請求項２１に記載の表示装置。
  42. 各サブピクセルは、赤色、青色、及び緑色のうちいずれか一つのカラー光を出射する、請求項４１に記載の表示装置。
  43. 前記各ピクセルは発光ダイオードとして設けられた、請求項２１に記載の表示装置。
  44. ベースマザー基板を準備し、前記ベースマザー基板上に各駆動配線を形成する段階；
    前記ベースマザー基板に前記各駆動配線に接続された複数のピクセルを形成する段階；
    前記ベースマザー基板を切断し、複数のピクセルユニットを形成する段階；及び
    複数のピクセルユニットを接続する段階；を含む表示装置の製造方法。
  45. 前記ベースマザー基板は、各ピクセルユニットに対応する各ピクセルユニット領域を有し、前記ベースマザー基板は、前記各ピクセルユニット領域に沿って切断される、請求項４４に記載の表示装置の製造方法。
  46. 前記ベースマザー基板は、互いに異なる面積で切断される、請求項４５に記載の表示装置の製造方法。
  47. 前記各ピクセルは転写法で形成する、請求項４４に記載の表示装置の製造方法。
  48. 前記各ピクセルユニット領域に対応する載置溝を有するプリント回路基板を準備する段階；及び
    前記載置溝に前記ピクセルユニットを配置する段階；をさらに含む、請求項４５に記載の表示装置の製造方法。
  49. ベース基板；及び
    パッケージ形態で設けられ、前記ベース基板上に実装された少なくとも一つのピクセルユニット；を含み、
    前記ピクセルユニットは、
    前記ベース基板に第１導電性接着層を挟んで設けられた接続電極；
    前記接続電極上に設けられた光非透過層；及び
    前記光非透過層上に設けられた発光素子；を含む発光装置。
  50. 前記光非透過層は非導電性光吸収材料からなる、請求項４９に記載の発光装置。
  51. 前記光非透過層はブラックフォトレジストを含む、請求項５０に記載の発光装置。
  52. 前記光非透過層は非導電性反射材料からなる、請求項４９に記載の発光装置。
  53. 前記接続電極と前記発光素子とを接続する第２導電性接着層をさらに含む、請求項５２に記載の発光装置。
  54. 前記光非透過層は、前記接続電極の一部を露出させる貫通ホールを有し、前記第２導電性接着層は前記貫通ホール内に配置される、請求項５３に記載の発光装置。
  55. 前記発光素子は発光ダイオードであって、
    前記第１及び第２端子のそれぞれは、前記光非透過層の貫通ホールを介して前記接続電極に電気的に接続された、請求項５４に記載の発光装置。
  56. 前記発光素子は複数個で設けられ、
    前記各発光素子は、第１光を出射する第１発光素子、及び第２光を出射する第２発光素子を含む、請求項４９に記載の発光装置。
  57. 前記第１光と前記第２光は互いに異なる波長帯域を有する、請求項５６に記載の発光装置。
  58. 前記第１発光素子上に設けられ、前記第１光を前記第１光の波長帯域と異なる波長帯域を有する光に変換する色変換層をさらに含む、請求項５６に記載の発光装置。
  59. 前記色変換層は蛍光体を含む、請求項５８に記載の発光装置。
  60. 前記第１光と第２光は互いに同一の波長帯域を有する、請求項５９に記載の発光装置。
  61. 前記発光素子は複数個で設けられ、
    前記各発光素子は、第１光を出射する第１発光素子、第２光を出射する第２発光素子、及び第３光を出射する第３発光素子を含む、請求項４９に記載の発光装置。
  62. 前記第１〜第３発光素子のうち少なくとも一つは、残りのものと異なる高さで設けられる、請求項６１に記載の発光装置。
  63. 前記第１〜第３発光素子のうち少なくとも一つの上に設けられた色変換層をさらに含む、請求項６１に記載の発光装置。
  64. 前記第１〜第３光は、それぞれ赤色、緑色、及び青色の波長帯域を有する、請求項６３に記載の発光装置。
  65. 前記色変換層は前記第１発光素子上に設けられ、
    前記第１〜第３光は、それぞれ青色、緑色、及び青色の波長帯域を有する、請求項６３に記載の発光装置。
  66. 前記発光素子は、第１端子及び第２端子を有する発光ダイオードを含み、
    前記ベース基板は、前記第１端子と電気的に接続された第１信号配線と、前記第２端子と電気的に接続された第２信号配線と、を含む、請求項４９に記載の発光装置。
  67. 前記第１信号配線と第２信号配線との間に設けられ、前記発光素子を駆動するトランジスタをさらに含む、請求項６６に記載の発光装置。
  68. 前記各発光素子はマトリックス状に配列された、請求項６６に記載の発光装置。
  69. 前記第１信号配線は、行方向及び列方向のうちいずれか一方向に配列された前記各発光素子に接続され、前記第２信号配線は、残りの一方向に配列された前記各発光素子に接続された、請求項６６に記載の発光装置。
  70. 前記第１信号配線に接続された走査駆動部；及び
    前記第２信号配線に接続されたデータ駆動部；をさらに含む、請求項６６に記載の発光装置。
  71. 前記光非透過層上に設けられ、前記ピクセルユニットをカバーする封止膜をさらに含む、請求項４９に記載の発光装置。
  72. ベース基板；
    前記ベース基板上に設けられた配線部；
    前記配線部上に設けられ、前記配線部と第１導電性接着層を介して接続された接続電極；
    前記接続電極上に設けられ、第２導電性接着層を介して接続された発光素子；及び
    前記配線部と前記接続電極との間又は前記接続電極と前記発光素子との間に設けられた光非透過層；を含む発光装置。
  73. 初期基板上に接続電極を形成する段階；
    前記接続電極上に光非透過層を形成する段階；
    前記光非透過層上に前記接続電極と接続された発光素子を形成する段階；
    前記発光素子上に封止膜を形成する段階；
    前記封止膜上に支持基板を配置し、前記初期基板を除去する段階；及び
    回路基板の配線部に接続電極を接続し、前記支持基板を除去する段階；を含む発光装置の製造方法。
  74. プリント回路基板；及び
    前記プリント回路基板上に配置された複数の発光モジュール；を含み、
    前記各発光モジュールは、それぞれ少なくとも一つのピクセル領域を含み、
    前記少なくとも一つのピクセル領域は、
    光透過性ベース基板；
    前記光透過性ベース基板上に配置された第１〜第３発光素子；及び
    前記ベース基板に対向し、前記第１〜第３発光素子の上部に配置された第１〜第４バンプ；を含み、
    前記第１〜第３バンプは、それぞれ前記第１〜第３発光素子に電気的に接続され、
    前記第４バンプは、前記第１〜第４発光素子に電気的に共通に接続された表示装置。
  75. 前記発光モジュールは、前記第１〜第３発光素子と前記第１〜第４バンプとの間に配置され、前記第１〜第３発光素子と前記第１〜第４バンプとを電気的に接続する各接続層をさらに含む、請求項７４に記載の表示装置。
  76. 前記発光モジュールは、前記第１〜第３発光素子を覆う段差調節層をさらに含み、
    前記段差調節層は、前記第１〜第３発光素子を露出させる各開口部を有し、
    前記各接続層は、前記段差調節層上に配置され、前記各開口部を介して前記第１〜第３発光素子の第１〜第４バンプに接続する、請求項７４に記載の表示装置。
  77. 前記発光モジュールは、前記第１〜第４バンプの側面を覆う保護層をさらに含む、請求項７４に記載の表示装置。
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