JP2023504666A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

表示装置は、それぞれが、モジュール基板と、前記モジュール基板上に実装された複数個の発光素子とを含む複数個の表示モジュール、及び前記複数個の表示モジュールが配置される支持基板を含む。前記モジュール基板のそれぞれには、前記モジュール基板を貫通する貫通ホール、及び前記貫通ホール内に提供されたビアが提供され、前記発光素子のそれぞれは、前記ビアを介して前記支持基板上の配線と電気的に連結される。

Description

本発明は、表示装置に関し、より詳細には、大面積マルチモジュール表示装置に関する。
近年、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）を使用する表示装置が開発されている。発光ダイオードを使用する表示装置は、最終基板上に個別的に成長した赤色（Ｒｅｄ、Ｒ）、緑色（Ｇｒｅｅｎ、Ｇ）及び青色（Ｂｌｕｅ、Ｂ）発光ダイオード（ＬＥＤ）の各構造を形成することによって得られる。
しかし、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、多様な面積、特に、大面積で具現された表示装置に対するニーズも持続的に大きくなっている。
本発明は、高品質の大面積マルチモジュール表示装置及びその製造方法を提供する。
本発明の一実施例に係る表示装置は、それぞれが、モジュール基板と、前記モジュール基板上に実装された複数個の発光素子とを含む複数個の表示モジュール、及び前記複数個の表示モジュールが配置される支持基板を含む。前記モジュール基板のそれぞれには、前記モジュール基板を貫通する貫通ホール、及び前記貫通ホール内に提供されたビアが提供され、前記各発光素子は、前記ビアを介して前記支持基板上の配線と電気的に連結される。
本発明の一実施例において、前記ビアのそれぞれは、前記モジュール基板の上面に提供された上部パッド、前記モジュール基板の下面に提供された下部パッド、及び前記貫通ホール内に提供された内部電極を含み、前記下部パッドは、前記支持基板とＢＧＡ（ｂａｌｌ ｇｒｉｄ ａｒｒａｙ）方式で連結されてもよい。
本発明の一実施例において、表示装置は、前記モジュール基板の下面に提供された連結配線をさらに含むことができ、前記連結配線は、前記支持基板の前記配線に電気的に連結されてもよい。
本発明の一実施例において、前記モジュール基板は、前記モジュール基板の下面から陥没した多数個の陥没部を有し、前記連結配線は前記陥没部内に提供されてもよい。
本発明の一実施例において、前記モジュール基板は、前記発光素子が提供され、映像が表示される画素領域と、前記画素領域を取り囲む非画素領域とを含み、前記連結配線の一部又は全部は前記画素領域に提供されてもよい。
本発明の一実施例において、前記貫通ホールのうち一部は前記画素領域に提供されてもよい。
本発明の一実施例において、前記貫通ホールのうち一部は、前記陥没部に対応する領域に提供されてもよい。
本発明の一実施例において、前記支持基板は、前記モジュール基板と向き合う面上に前記陥没部に対応する突出部を有することができる。
本発明の一実施例において、前記突出部は、導電性材料を含み、前記支持基板の配線に電気的に連結されてもよい。
本発明の一実施例において、前記支持基板は、前記モジュール基板と向き合う面に提供された導電性電極部を有し、前記ビアは前記導電性電極部に接触し得る。
本発明の一実施例において、前記支持基板は、前記モジュール基板と向き合う面に提供され、前記貫通ホールに対応するホールを有し、前記ビアは、前記貫通ホールと前記ホールに一体に提供され、前記導電性電極部に接触し得る。
本発明の一実施例において、前記貫通ホールは、前記モジュール基板の縁部に沿って配置されてもよい。
本発明の一実施例に係る表示装置は、複数個の表示モジュールを製造し、前記複数個の表示モジュールを支持基板上に提供することによって製造され得る。前記複数個の表示モジュールのそれぞれを製造する段階は、モジュール基板上に発光素子を形成する段階と、前記モジュール基板に貫通ホールを形成する段階と、前記モジュール基板の下面に駆動回路部を形成し、前記貫通ホールを介して前記発光素子と前記駆動回路部とを電気的に連結する段階とを含むことができる。
本発明の一実施例において、前記貫通ホールは、レーザーを用いて形成することができる。
本発明の一実施例において、前記表示装置の製造時、前記発光素子が形成されたモジュール基板の縁部を研磨する段階がさらに含まれてもよい。また、前記モジュール基板の下面にレーザー加工で複数個の陥没部を形成する段階がさらに含まれてもよい。これに加えて、前記陥没部内に連結配線を形成する段階がさらに含まれてもよく、前記支持基板の前記陥没部に対応する位置に突出部を形成する段階がさらに含まれてもよい。
本発明の一実施例において、前記表示基板の製造時、前記支持基板の上面の前記貫通ホールに対応する位置にホールを形成する段階と、前記各貫通ホールと前記ホール内にビアを形成する段階とがさらに含まれてもよい。
本発明の一実施例によると、映像が分離されたり、映像に暗線が表れたりするなどの問題が最小化された大面積表示装置を提供することができる。
図１は、本発明の一実施例に係る表示装置を概略的に示した斜視図である。
図２ａは、図１のＰ１に該当する部分を示した平面図である。 図２ｂは、図２ａのＡ－Ａ'線断面図である。
図３は、本発明の一実施例に係る発光素子を簡略に示した断面図である。
図４は、本発明の一実施例に係る表示装置において、モジュール基板の下面に駆動回路部が別途に提供された場合を示した図である。
本発明の一実施例に係る表示装置を製造する方法を順次示した図である。 本発明の一実施例に係る表示装置を製造する方法を順次示した図である。 本発明の一実施例に係る表示装置を製造する方法を順次示した図である。 本発明の一実施例に係る表示装置を製造する方法を順次示した図である。 本発明の一実施例に係る表示装置を製造する方法を順次示した図である。
図６は、本発明の一実施例に係る表示装置において、表示モジュールと支持基板との連結構造を示した図である。
図７は、本発明の一実施例に係る表示装置において、表示モジュールと支持基板との連結構造を示した図である。
図８は、本発明の一実施例に係る表示装置を示す構造図である。
図９は、本発明の一実施例において、各発光素子が上述した実施例と異なる形態で配列されたことを示した平面図であって、図１のＰ１に対応する部分を示した図である。
図１０ａは、本発明の一実施例において、各発光素子が上述した実施例と更に異なる形態で配列されたことを示した平面図であって、図１のＰ１に対応する部分を示した図である。 図１０ｂは、図１０ａに示した発光素子を簡単に示した概念図である。
図１１は、本発明の一実施例において、各発光素子が更に異なる形態で配列されたことを示した概略的な平面図である。
本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な形態を有し得るので、特定の実施例を図面に例示し、これを本文で詳細に説明する。しかし、これは、本発明を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物及び代替物を含むものと理解しなければならない。
本発明は、画素を含む表示装置に関する。本発明の表示装置において、各発光素子は、映像を表示する画素として使用されてもよい。表示装置は、テレビ、タブレット、Ｅ－ｂｏｏｋ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、携帯電話、ＰＤＡ、大型屋外／屋内電光板などを含む。
本発明の一実施例に係る表示装置は、マイクロ発光素子を含む。マイクロ発光素子は、約１マイクロメートル乃至約８００マイクロメートルスケール、約１マイクロメートル乃至約５００マイクロメートル、又は約１０マイクロメートル乃至約３００マイクロメートル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、本発明の一実施例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、必要によって、より小さいか又はより大きくてもよい。以下では、マイクロ発光素子をいずれも「発光素子」と称する。
以下、添付の各図面を参照して本発明の好適な実施例をより詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る表示装置を概略的に示した斜視図である。図２ａは、図１のＰ１に該当する部分を示した平面図で、図２ｂは、図２ａのＡ－Ａ'線断面図である。
図１、図２ａ、及び図２ｂを参照すると、本発明の一実施例に係る表示装置１００は、支持基板１６０と、前記支持基板１６０上に配置された多数個の表示モジュール１１０とを含む。各表示モジュール１１０は、映像が表示される画素領域１１１を有するものであって、支持基板１６０上に行と列に沿って配置されてもよい。表示モジュール１１０の画素領域１１１には、少なくとも一つの画素、好ましくは、多数個の画素が形成されていてもよい。
支持基板１６０は、配線部及び各発光素子１３０が形成されたものであって、硬性又は軟性で提供されてもよい。支持基板１６０は、個別表示モジュール１１０より大きい面積で形成されてもよく、これによって、支持基板１６０上に多数個の表示モジュール１１０が実装され得る。本実施例において、多数個の表示モジュール１１０の組み合わせにより、大きい表示画面を有する表示装置１００の具現が可能である。
表示モジュール１１０のそれぞれは、モジュール基板１２０と、前記モジュール基板１２０の上面上に実装された複数個の発光素子１３０とを含む。
表示モジュール１１０のそれぞれのモジュール基板１２０は、多様な材料からなり得る。例えば、モジュール基板１２０は、光透過性絶縁材料で形成されてもよい。ここで、モジュール基板１２０が「光透過性」を有することは、光を全部透過させる透明な場合のみならず、所定波長の光のみ又は所長波長の光の一部のみを透過させるなどの半透明又は一部透明な場合を含むことを意味する。モジュール基板１２０の材料としては、ガラス、石英、有機高分子、有・無機複合材などを挙げることができる。しかし、モジュール基板１２０の材料は、これに限定されるものではなく、光透過性及び絶縁性を有するものであれば特に限定されない。
モジュール基板１２０は、少なくとも１個の画素領域１１１と、前記画素領域１１１を取り囲む非画素領域とを含む。画素領域１１１は、画素が提供される領域であって、後述する発光素子１３０から出射された光が進行しながらユーザーに視認される領域に該当する。非画素領域は、画素領域１１１を除いた領域である。非画素領域は、画素領域１１１の少なくとも一側に提供され、本発明の一実施例では、画素領域１１１を取り囲む形態で提供される。
画素領域１１１には、少なくとも一つの発光素子１３０が提供されるので、本発明の一実施例では、画素領域１１１に多数個の発光素子１３０が提供されたことを一例として説明する。
画素ユニット１１３は、映像を表示する最小単位である。各画素ユニット１１３は、白色光及び／又はカラー光を出すことができる。各画素ユニット１１３は、一つのカラーを出す一つの画素を含んでもよいが、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画素を複数個含んでもよい。例えば、各表示モジュール１１０は、第１乃至第３画素を含んでもよい。
各画素は、モジュール基板１２０上の画素領域１１１内に提供される。各表示モジュール１１０の画素ユニット１１３には少なくとも一つの画素が提供され、例えば、各画素ユニット１１３は、第１乃至第３画素を含むことができる。第１乃至第３画素は、第１乃至第３発光素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃで具現され得る。すなわち、第１乃至第３画素が出射する光をそれぞれ第１乃至第３光としたとき、第１乃至第３光は、互いに異なる波長帯域を有することができる。本発明の一実施例において、第１乃至第３光は、青色、赤色、及び緑色の波長帯域に該当し得る。しかし、各表示モジュール１１０が含む各画素が出射する光の波長帯域は、これに限定されるのではなく、シアン、マゼンタ、イエローの波長帯域に該当してもよい。
各発光素子１３０は、各画素ごとに提供され、多様な波長の光を提供することができる。本発明の一実施例において、各発光素子１３０は、第１乃至第３光としてそれぞれ緑色、赤色、及び青色の波長帯域の光を出射する第１乃至第３発光素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを含むことができる。このとき、第１乃至第３発光素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、青色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、及び緑色発光ダイオードで具現され得る。しかし、青色、赤色、及び緑色を具現するために、第１乃至第３光がそれぞれ青色、赤色、及び緑色の波長帯域を有する必要はない。これは、図示してはいないが、第１乃至第３光が同一の波長帯域を有するとしても、第１乃至第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光変換層がさらに使用される場合に、最終的な出射光のカラーを制御できるためである。光変換層は、所定波長の光を他の波長の光に変換する蛍光体、量子点などの材料を含むことができる。言い換えると、第１乃至第３画素が緑色、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しなければならないのではなく、前記カラー以外の発光ダイオードを使用することもできる。例えば、赤色を具現するために、赤色発光ダイオードが使用されてもよいが、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、赤色光を放出する光変換層を用いることもできる。
各発光素子１３０は、微細なサイズに形成されるので、プラスチックなどの軟性モジュール基板に転写などの方法で実装され得る。本発明の一実施例に係る発光素子１３０は、無機発光素子であってもよく、有機発光素子とは異なり、無機物質の薄膜成長によって形成することができる。これによって、製造工程が単純であり、収率が向上し得る。そして、個々に分離された発光素子１３０を大面積基板上に同時に転写可能であるので、大面積表示装置の製作が可能になる。さらに、無機物材料からなる発光素子は、有機発光素子に比べて輝度が高く、寿命が長く、且つ単価が低いという長所を有する。
図面には示していないが、モジュール基板１２０の上面には配線部が配置されてもよく、配線部は、複数個の配線（後述するデータライン及び／又は走査ライン）を含むことができる。本発明の一実施例において、モジュール基板１２０の下面にも複数個の配線を含む配線部が形成され得る。配線部は、前記画素領域１１１及び非画素領域に提供されてもよい。
モジュール基板１２０の下面に形成された各配線は、別個の駆動回路部１５０に連結されてもよい。駆動回路部１５０は、別途の印刷回路基板として製作され、モジュール基板１２０の下面に配置された後、モジュール基板１２０の下面に形成された各配線に連結されてもよい。モジュール基板１２０の上面に形成された各配線は、後述する貫通ホール１２１を介してモジュール基板１２０の下面に形成された各配線に連結されてもよく、これに対しては後で説明する。
本発明の一実施例において、図示してはいないが、モジュール基板１２０には、多数個の配線のみならず、各発光素子１３０を駆動する駆動素子が形成されてもよい。この場合、駆動素子は薄膜トランジスタであってもよく、各薄膜トランジスタは、外部からの駆動信号によってそれぞれの発光素子１３０に連結されることによって、各発光素子１３０をオン又はオフにすることができる。
第１乃至第３発光素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃとしては、多様な形態の発光ダイオードが採用され得る。
図３は、本発明の一実施例に係る発光素子１３０を簡略に示した断面図である。図３に示した発光素子１３０は、第１乃至第３発光素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃのうちいずれか一つであってもよい。
図３を参照すると、発光素子は、素子基板１３１、第１半導体層１３２、活性層１３３、第２半導体層１３４、第１コンタクト電極１３５ａ、第２コンタクト電極１３５ｂ、絶縁膜１３６、第１コンタクトパッド１３７ａ、及び第２コンタクトパッド１３７ｂを含む。
一実施例において、緑色光を放出する発光素子の場合、第１半導体層１３２、活性層１３３、及び第２半導体層１３４は、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、リン化アルミニウムガリウムインジウム（ＡｌＧａＩｎＰ）、及びリン化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＰ）を含むことができる。一実施例において、赤色光を放出する発光素子の場合、第１半導体層１３２、活性層１３３、及び第２半導体層１３４は、ヒ化アルミニウムガリウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ、ＡｌＧａＡｓ）、ヒ化リン化ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ、ＧａＡｓＰ）、リン化アルミニウムガリウムインジウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｉｎｄｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ、ＡｌＧａＩｎＰ）、及びリン化ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ、ＧａＰ）を含むことができる。一実施例において、青色光を放出する発光素子の場合、第１半導体層１３２、活性層１３３、及び第２半導体層１３４は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＡｌＩｎＧａＮ）、及びセレン化亜鉛（ｚｉｎｃ ｓｅｌｅｎｉｄｅ、ＺｎＳｅ）を含むことができる。
ここで、第１及び第２半導体層１３２、１３４は、互いに反対のタイプの不純物がそれぞれドーピングされたものであってもよく、不純物のタイプによってｎ型又はｐ型半導体層であってもよい。例えば、第１半導体層１３２はｎ型半導体層で、第２半導体層１３４はｐ型半導体層であってもよく、逆に、第１半導体層１３２はｐ型半導体層で、第２半導体層１３４はｎ型半導体層であってもよい。
図面において、第１半導体層１３２及び第２半導体層１３４がそれぞれ単一層であることを示すが、これらの層は、多重層であってもよく、又は超格子層を含んでもよい。活性層１３３は、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造を含むことができ、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。
活性層１３３及び第２半導体層１３４が提供されていない第１半導体層１３２上には第２コンタクト電極１３５ｂが配置され、第２半導体層１３４上には第１コンタクト電極１３５ａが配置される。
第１及び／又は第２コンタクト電極１３５ａ、１３５ｂは、単一層又は多重層からなってもよい。第１及び／又は第２コンタクト電極１３５ａ、１３５ｂの材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの多様な金属及びこれらの合金、又はＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯなどの透明導電性酸化物層などが含まれてもよい。
第１及び第２コンタクト電極１３５ａ、１３５ｂ上には絶縁膜１３６が提供され、絶縁膜１３６上には、第１コンタクト電極１３５ａ及び第２コンタクト電極１３５ｂとコンタクトホールを介してそれぞれ連結された第１コンタクトパッド１３７ａ及び第２コンタクトパッド１３７ｂが提供される。本実施例において、第１コンタクト電極１３５ａには第１コンタクトパッド１３７ａが連結され、第２コンタクト電極１３５ｂには第２コンタクトパッド１３７ｂが連結されたことを示したが、これは、説明の便宜のためのものであって、これに限定されるのではない。例えば、第１コンタクト電極１３５ａに第２コンタクトパッド１３７ｂが連結され、第２コンタクト電極１３５ｂに第１コンタクトパッド１３７ａが連結されてもよい。
第１コンタクトパッド１３７ａ及び／又は第２コンタクトパッド１３７ｂは、単一層又は多重層金属からなってもよい。第１コンタクトパッド１３７ａ及び／又は第２コンタクトパッド１３７ｂ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。
本発明の一実施例において、発光素子１３０を簡単に図面と共に説明したが、発光素子１３０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むことができる。例えば、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得る。
図３において、発光素子は、第１及び第２コンタクトパッドが上部に向かう形態で示したが、モジュール基板上に実装されるときは反転され、第１及び第２コンタクトパッドがモジュール基板の上面と向き合う方向に実装されてもよい。第１及び第２コンタクトパッドは、モジュール基板上に提供された配線部に直接連結されてもよく、又は導電性接着部材などを用いて電気的に連結されてもよい。
再度図１、図２ａ、及び図２ｂを参照すると、本発明の一実施例に係る表示装置１００は、発光素子１３０に共通電圧及びデータ信号が印加されてオンになることによって光を出射し、出射された光は、下部のモジュール基板１２０を介してモジュール基板１２０の下面方向に進行する。
本発明の一実施例において、各表示モジュール１１０は、支持基板１６０上に形成された配線部、そのうち導電性電極部１６３に連結される構造を有する。支持基板１６０上には、多様な種類の配線部、各回路（例えば、各画素を駆動するための多様な回路）などが提供されてもよく、前記導電性電極部１６３を介して各表示モジュール１１０上に配置された各発光素子１３０に駆動信号を提供する。このために、表示モジュール１１０のモジュール基板１２０には、支持基板１６０の導電性電極部１６３とモジュール基板１２０の上面の配線部１２５とを連結するための構造が提供される。
本発明の一実施例において、各モジュール基板１２０のそれぞれには、モジュール基板１２０を貫通する各貫通ホール１２１が提供される。貫通ホール１２１は、画素領域１１１ではない非画素領域に提供されてもよく、これによって、モジュール基板１２０の縁部に沿って配置され得る。しかし、各貫通ホール１２１の位置はこれに限定されなく、図示してはいないが、各貫通ホール１２１が画素領域１１１内に配置されてもよい。貫通ホール１２１は、各発光素子１３０の個数、及び前記各発光素子１３０に連結された配線部１２５を連結できる個数で提供されてもよく、図面には、説明の便宜のために任意の個数で示した。
各貫通ホール１２１は、モジュール基板１２０の両面を貫通する形態で形成される。前記各貫通ホール１２１には、それぞれビア１２３が形成される。各ビア１２３は、モジュール基板１２０の上面に形成された上部パッド１２３ａと、モジュール基板１２０の下面に形成された下部パッド１２３ｃと、前記貫通ホール１２１の内部に該当し、上部パッド１２３ａと下部パッド１２３ｃとをつなぐ内部電極１２３ｂとからなる。上部パッド１２３ａは、モジュール基板１２０の上面に形成された配線部１２５に連結され、下部パッド１２３ｃは、モジュール基板１２０の下面に形成された配線部１２５に連結されたり、支持基板１６０の導電性電極部１６３と連結されてもよい。
本発明の一実施例において、モジュール基板１２０の下面に発光素子１３０を駆動するための駆動回路部１５０が別途に提供される場合、下部パッド１２３ｃは、モジュール基板１２０の下面に提供された配線部１２５によって駆動回路部１５０に連結される。
図４は、本発明の一実施例に係る表示装置１００において、モジュール基板１２０の下面に駆動回路部１５０が別途に提供された場合を示した図である。
図１乃至図４を参照すると、駆動回路部１５０は、単一個数で提供されてもよいが、図示したように２個以上で提供されてもよい。例えば、駆動回路部１５０は、第１駆動部１５１及び第２駆動部１５３を含むことができる。第１及び第２駆動部１５１、１５３は、モジュール基板１２０の下面に形成された配線部１２５を介してビア１２３の下部パッド１２３ｃと電気的に連結される。第１駆動部１５１及び第２駆動部１５３は、例えば、走査駆動部及びデータ駆動部であってもよい。第１駆動部１５１及び第２駆動部１５３は、画素領域１１１及び／又は非画素領域に対応する領域に提供されてもよい。
モジュール基板１２０の下面に駆動回路部１５０が別途に提供されないか、提供されたとしても、追加的な素子に連結される必要がある場合、下部パッド１２３ｃは、支持基板１６０上の導電性電極部１６３と連結される。下部パッド１２３ｃが支持基板１６０の導電性電極部１６３と連結されるときは、下部パッド１２３ｃと導電性電極部１６３との間にソルダーペーストなどの導電性接着部材１４０が提供される形態で連結されてもよい。又は、下部パッド１２３ｃが支持基板１６０の導電性電極部１６３と連結されるときは、ボールグリッドアレイ（ｂａｌｌ ｇｒｉｄ ａｒｒａｙ）方式で連結されてもよい。この場合、下部パッド１２３ｃと支持基板１６０の導電性電極部１６３との間に半田ボールが提供されてもよい。
支持基板１６０には、多様な素子、例えば、タイミングコントローラ、ＥＥＰＲＯＭなどのメモリ、発光素子１３０を駆動するための電圧源などの回路、及び導電性電極部１６３と電気的に接続される各種配線を含む配線部が形成されてもよい。前記支持基板１６０には、走査ライン及びデータラインにそれぞれ走査信号及び映像信号を印加するゲート駆動部及びデータ駆動部が形成されてもよい。
このような構造によると、駆動回路部１５０又は支持基板１６０上の多様な素子から出力された駆動信号が各ビア１２３を介して発光素子１３０に伝達され、これによって、発光素子１３０がオン又はオフになり、映像を表示するようになる。
本発明の一実施例に係る表示装置１００は、上述したように、複数個の表示モジュール１１０を含むマルチモジュール表示装置に該当する。一例として、図１では、４ｘ５個の表示モジュール１１０が一つの表示装置１００をなすようになっている。
本実施例において、複数個の表示モジュール１１０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、又は、少なくとも一部の表示モジュール１１０が残りの他の表示モジュール１１０と連動しながら従属的に駆動してもよい。複数個の表示モジュール１１０が連動して駆動する場合は、一つの映像を表示することができる。
本実施例において、複数個の表示モジュール１１０がいずれも同一の大きさで提供されたことを示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、少なくとも一つの表示モジュールが残りの表示モジュールと互いに異なる大きさで提供さ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が残りの表示モジュールと互いに異なる画素個数を有することができ、これによる解像度も互いに異なる値を有することができる。これに加えて、全ての領域の解像度が同一である必要がない場合は、互いに異なる解像度の表示モジュールを配列する方式で表示装置１００を製造することができる。
本発明の一実施例において、各表示モジュール１１０は、長方形の形状でない他の形状で提供されてもよく、特に、全体的な表示装置１００の形状に応じて、四角形でない他の形状で提供されてもよい。また、製造しようとする表示装置１００の大きさに応じて、支持基板１６０やその支持基板１６０上に配置される各表示モジュール１１０の個数は多様に変わり得る。
上記のような構造の表示装置は、大面積のマルチモジュール表示装置を製造するとき、互いに隣接した各表示モジュール間の画素領域の離隔部が最小化されることによって、表示される映像が分離されたり、映像に暗線が表れるなどの問題が最小化される。本発明の一実施例によると、ビアは、各発光素子が実装されるモジュール基板自体に、特に、画素領域に直ぐ隣接した非画素領域に形成されたり、画素領域内に形成されてもよい。これによって、本発明の一実施例では、表示モジュールと支持基板とを連結するための別途の装置がモジュール基板の側面に提供される必要がないので、モジュール基板の側面に別途の装置を装着するための空間が省略されることによって、互いに隣接した二つの表示モジュール間の間隔が最小化され得る。
図５ａ乃至図５ｅは、本発明の一実施例に係る表示装置を製造する方法を順次示した図である。
図５ａ乃至図５ｅを参照すると、本発明の一実施例に係る表示装置１００は、まず、複数個の表示モジュール１１０を製造した後、前記複数個の表示モジュール１１０を支持基板１６０上に配置することによって製造され得る。
まず、複数個の表示モジュール１１０の製造段階を説明する。
図５ａを参照すると、まず、母基板１２０ｍが準備される。母基板１２０ｍは、表示モジュール１１０と同一に又はそれより大きく提供される。母基板１２０ｍは光透過性絶縁材料で形成されてもよい。母基板１２０ｍは、各発光素子１３０が配置される画素領域１１１と、画素領域１１１を取り囲む非画素領域とを含むことができる。非画素領域は、その後、表示モジュール１１０の大きさに対応する仮想のライン１２０ｉより外側にさらに延長されてもよい。
母基板１２０ｍ上には、配線部１２５及び各発光素子１３０が形成される。配線部１２５は、めっき、フォトリソフラフィ工程などの多様な方法で形成され得る。各発光素子１３０は、転写を通じて個別的に実装されてもよく、又は複数個が母基板１２０ｍ上に実装されてもよい。
図５ｂを参照すると、非画素領域に母基板１２０ｍの上面と下面を貫通する貫通ホール１２１が形成される。貫通ホール１２１は、レーザー加工を通じて形成されてもよい。しかし、貫通ホール１２１の形成方法はこれに限定されなく、貫通ホール１２１が多様な方法で形成され得ることは当然である。貫通ホール１２１が形成された母基板１２０ｍには各ビアが形成される。各ビアは、めっきを通じて容易に形成され得る。
図５ｃを参照すると、製造しようとする表示モジュール１１０の大きさに母基板１２０ｍの縁部がカッティング又は研磨されてもよく、これによって、各表示モジュール１１０は、モジュール基板１２０及び各発光素子１３０からなる。
図５ｄを参照すると、選択的に、モジュール基板１２０の下面に駆動回路部を配置し、前記貫通ホール１２１を介して前記各発光素子１３０と前記駆動回路部とを電気的に連結することができる。
次に、図５ｅを参照すると、上述した段階を経て完成した各表示モジュール１１０を支持基板１６０上に配置した後で電気的に連結する。支持基板１６０上には、多数個の表示モジュール１１０が行と列に沿って配置されてもよい。表示モジュール１１０と支持基板１６０との間には、ソルダーペーストなどの導電性接着剤やボールグリッドアレイに使用される半田ボールなどが配置され、表示モジュール１１０と支持基板１６０との間を電気的に連結することができる。
上述したように、単純にモジュール基板に貫通ホールを形成し、貫通ホール内にビアを簡単に形成する方式で表示モジュールを製作し、表示モジュールを支持基板に単純なソルダリングやボールグリッドアレイ方式で付着できることによって、簡単且つ低廉な方式でマルチモジュール表示装置の製造が可能である。
本発明の一実施例において、表示モジュールと支持基板との連結構造は多様な方式で変更され得る。
図６及び図７は、本発明の一実施例に係る表示装置において、表示モジュールと支持基板との連結構造を示した図であって、それぞれ図２ｂに対応する断面図である。
図６を参照すると、本発明の一実施例によると、モジュール基板１２０には、モジュール基板１２０の下面から陥没した多数個の陥没部１２７が提供されてもよい。陥没部１２７はレーザー加工で形成されてもよい。
陥没部１２７内には、モジュール基板１２０の下面に形成された配線部１２５の一部として連結配線１２９が提供されてもよい。陥没部１２７は、陥没した断面が傾斜面を有するように形成されてもよく、これと異なり、他の形状に形成されてもよい。連結配線１２９は陥没部１２７内に形成されてもよい。連結配線１２９は、陥没部１２７内にめっきを用いて容易に形成可能であり、めっきではなくても陥没部１２７内に形成することができ、又は、陥没部１２７に完全に配置されはしなくても陥没部１２７及び陥没部１２７付近に対応する領域に形成することができる。
前記連結配線１２９は、モジュール基板１２０の下面に提供された駆動回路部１５０に連結されてもよいが、モジュール基板１２０の下面と向き合う支持基板１６０と連結されてもよい。支持基板１６０上には、連結配線１２９が形成された部分と向き合う領域に導電性電極部１６３が形成されてもよい。また、支持基板１６０の導電性電極部１６３上には、連結配線１２９の陥没部１２７に対応する領域に陥没部１２７と接触して電気的に連結される突出部が形成されてもよい。突出部は導電性材料を含むことができ、これによって、突出部と連結配線１２９とが接触する場合、連結配線１２９が支持基板１６０の各配線に電気的に連結され得る。突出部は、導電性材料であればその材質がさほど限定されなく、例えば、ソルダーペーストからなってもよい。
本発明の一実施例において、連結配線１２９は、陥没部１２７の形成後、めっきなどの方法を用いて形成することができ、突出部は、その後、連結配線１２９と支持基板１６０とを連結する前に形成することができる。
本実施例において、各貫通ホール１２１のうち一部は、画素領域１１１内に提供されてもよく、各貫通ホール１２１には、それぞれビア１２３が形成されてもよい。前記各ビア１２３は、画素領域１１１内に提供されてもよく、その一部は、各発光素子１３０と重畳する位置に配置されてもよい。本発明の一実施例において、各発光素子１３０の第１及び第２コンタクトパッドが形成された領域に各ビア１２３が提供されてもよい。
これによって、各発光素子１３０の第１及び第２コンタクトパッドは、画素領域１１１内に配置された各ビア１２３によってモジュール基板１２０の下面に提供された連結配線１２９に連結されてもよい。各貫通ホール１２１及び各ビア１２３は、上述した実施例のように、画素領域１１１ではない非画素領域に形成されてもよく、各貫通ホール１２１及び各ビア１２３のうち一部は、画素領域１１１内の陥没部１２７に対応する領域に形成されてもよい。
図７を参照すると、支持基板１６０は、前記モジュール基板１２０と向き合う面に提供され、前記貫通ホール１２１に対応するホールを有し、前記ビア１２３は、前記貫通ホール１２１と前記ホールに一体に提供され、前記導電性電極部１６３に接触し得る。ここで、支持基板１６０には、ビア１２３と電気的に容易に接触するように側部１６３ｂ及び上面部１６３ａを有することができる。
本実施例の場合、支持基板１６０の上面の前記貫通ホール１２１に対応する位置にホールを形成した後、貫通ホール１２１とホール内にビア１２３が形成されてもよい。前記ビア１２３は、導電性材料を前記貫通ホール１２１とホールに充填する方式で形成することができ、又は、別途の材料でビア１２３を形成した後、これを前記貫通ホール１２１とホールに挿入する方式で形成することができる。
図８は、本発明の一実施例に係る表示装置を示す構造図である。
図８を参照すると、本発明の一実施例に係る表示装置は、タイミング制御部１５５、第１駆動部１５１、第２駆動部１５３、配線部、及び第１乃至第３発光素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃで具現された各画素を含む。本発明の一実施例において、第１駆動部１５１及び第２駆動部１５３は、それぞれ走査駆動部及びデータ駆動部であってもよく、以下では、走査駆動部及びデータ駆動部と称して説明する。
それぞれの画素は、個別的に配線部を介して走査駆動部１５１、データ駆動部１５３などに連結される。
タイミング制御部１５５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１５５は、受信した映像データを再整列し、これをデータ駆動部１５３に伝送する。また、タイミング制御部１５５は、走査駆動部１５１及びデータ駆動部１５３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１５１及びデータ駆動部１５３に伝送する。
走査駆動部１５１は、タイミング制御部１５５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１５３は、タイミング制御部１５５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、多数個の信号配線を含む。配線部は、具体的に、走査駆動部１５１と各画素とを連結する第１配線１０３と、データ駆動部１５３と各画素とを連結する第２配線１０２とを含む。本発明の一実施例において、第１配線１０３は各走査ラインであってもよく、第２配線１０２は各データラインであってもよい。その他にも、配線部は、タイミング制御部１５５と走査駆動部１５１、タイミング制御部１５５とデータ駆動部１５３、又はその他の各構成要素の間を連結し、該当する信号を伝達する各配線をさらに含む。
各走査ライン１０３は、走査駆動部１５１で生成された走査信号を各画素に提供する。データ駆動部１５３で生成されたデータ信号は、各データライン１０２に出力される。各データライン１０２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表示モジュール１１０ラインの各画素に入力される。
各画素は、各走査ライン１０３及び各データライン１０２に接続される。各画素は、各走査ライン１０３から走査信号が供給されるとき、各データライン１０２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、それぞれの画素は、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画素は、該当するフレーム期間の間、発光しないことによってブラックを表示する。
本発明の一実施例において、各画素は、パッシブ型又は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画素電源がさらに供給されて駆動し得る。
本発明の一実施例において、各発光素子は、画素領域内で多様な形態で配列され、画素ユニットを形成することができる。
図９は、本発明の一実施例において、各発光素子が上述した実施例と異なる形態で配列されたことを示した平面図であって、図１のＰ１に対応する部分を示した図である。
図９を参照すると、モジュール基板１２０の画素領域１１１には複数個の発光素子１３０が提供されてもよい。複数個の発光素子１３０は、多様な形態で配列されることによって画素ユニットをなし得るが、上述した図２ａに開示された実施例では、一つの画素ユニットが第１乃至第３発光素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃからなり、第１乃至第３発光素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃが三角形をなす形態で配列されたことを示した。本発明の他の実施例によっては、図９に示したように、複数個の発光素子１３０が行列状に配列されてもよい。例えば、画素ユニットが第１乃至第３発光素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃからなる場合、第１乃至第３発光素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、行又は列に沿って交互に配列されてもよく、又は、行と列の全てに沿って交互に配列されてもよい。他の例を挙げると、画素ユニットが第１乃至第３発光素子からなる場合、第１乃至第３発光素子が配列されるとき、第１発光素子、第２発光素子、及び第３発光素子が行又は列に沿って順次繰り返される形態で配列されてもよく、又は、行と列に沿って全て繰り返される形態で配列されてもよい。
図１０ａは、本発明の一実施例において、各発光素子が上述した実施例と更に異なる形態で配列されたことを示した平面図であって、図１のＰ１に対応する部分を示した図である。図１０ｂは、図１０ａに示した発光素子を簡単に示した概念図である。
図１０ａを参照すると、モジュール基板１２０の画素領域１１１には複数個の発光素子２３０が提供され、各発光素子が一つの画素ユニットをなすことを示した。各発光素子２３０は、互いに異なるカラーの光を出射する複数個のエピタキシャルスタックを含むことができる。例えば、各発光素子２３０は、図１０ｂに示したように、順次積層された３個の層として第１乃至第３エピタキシャルスタック２３１、２３３、２３５を含むことができる。
各エピタキシャルスタックは、多くの波長帯域の光のうち、可視光線帯域のカラー光を出射することができる。第１エピタキシャルスタック２３１は第１カラー光を出射し、第２エピタキシャルスタック２３３は第２カラー光を出射し、第３エピタキシャルスタック２３５は第３カラー光を出射することができる。ここで、第１乃至第３カラー光は、互いに異なるカラー光に該当し、第１乃至第３カラー光は、順次に短い波長を有する互いに異なる波長帯域のカラー光であってもよい。すなわち、第１乃至第３カラー光は、互いに異なる波長帯域を有することができ、第１カラー光から第３カラー光に行くほど、高いエネルギーを有する短波長帯域のカラー光であってもよい。本実施例において、第１カラー光は赤色光で、第２カラー光は緑色光で、第３カラー光は青色光であってもよい。しかし、前記第１乃至第３カラー光の順序はこれに限定されなく、前記第１乃至第３エピタキシャルスタック２３１、２３３、２３５の積層順序に従って互いに異なる順に提供されてもよい。
このように、一つの画素ユニットが積層型で製造された場合、多数個の発光素子の代わりに一つの発光積層体のみを実装すればよいので、単位領域内にさらに多くの数の画素ユニットを含むことができ、製造方法も著しく簡単になる。
図１１は、本発明の一実施例において、各発光素子が更に他の形態で配列されたことを示した概略的な平面図である。
図１１を参照すると、本実施例に係る各発光素子１３０（１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃ）は、図９を参照して説明したように、表示モジュール１１０上に配列される。ただ、各発光素子１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは、補助基板１４１上に配置され、表示モジュール１１０上に配列されてもよく、よって、画素ユニット１１３は補助基板１４１を含む。補助基板１４１は、例えば、サファイア基板であってもよいが、これに限定されない。
以上では、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、該当する技術分野で熟練した当業者又は該当する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。
したがって、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって定められるべきであろう。
［０１２０］
１００ 表示装置 １１０ 表示モジュール
［０１２１］
１１１ 画素領域 １１３ 画素ユニット
［０１２２］
１２０ モジュール基板 １２１ 貫通ホール
［０１２３］
１２３ ビア １２５ 配線部
［０１２４］
１２７ 陥没部 １２９ 連結配線
［０１２５］
１３０ 発光素子 １４０ 導電性接着部材
［０１２６］
１５０ 駆動回路部 １５５ タイミング制御部
［０１２７］
１６０ 支持基板 １６３ 導電性電極部

Claims (20)

  1. それぞれが、モジュール基板と、前記モジュール基板上に実装された複数個の発光素子と、を含む複数個の表示モジュール；及び
    前記複数個の表示モジュールが配置される支持基板；を含み、
    前記モジュール基板のそれぞれには、前記モジュール基板を貫通する貫通ホール、及び前記貫通ホール内に提供されたビアが提供され、前記発光素子のそれぞれは、前記ビアを介して前記支持基板上の配線と電気的に連結される表示装置。
  2. 前記ビアのそれぞれは、前記モジュール基板の上面に提供された上部パッド、前記モジュール基板の下面に提供された下部パッド、及び前記貫通ホール内に提供された内部電極を含み、前記下部パッドは、前記支持基板とＢＧＡ（ｂａｌｌ ｇｒｉｄ ａｒｒａｙ）方式で連結される、請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記モジュール基板の下面に提供された連結配線をさらに含み、
    前記連結配線は、前記支持基板の前記配線に電気的に連結される、請求項１に記載の表示装置。
  4. 前記モジュール基板は、前記モジュール基板の下面から陥没した多数個の陥没部を有し、前記連結配線は前記陥没部内に提供される、請求項３に記載の表示装置。
  5. 前記モジュール基板は、前記発光素子が提供され、映像が表示される画素領域と、前記画素領域を取り囲む非画素領域と、を含み、前記連結配線の一部又は全部は前記画素領域に提供される、請求項４に記載の表示装置。
  6. 前記貫通ホールのうち一部は前記画素領域に提供される、請求項５に記載の表示装置。
  7. 前記貫通ホールのうち一部は、前記陥没部に対応する領域に提供される、請求項４に記載の表示装置。
  8. 前記支持基板は、前記モジュール基板と向き合う面上に前記陥没部に対応する突出部を有する、請求項４に記載の表示装置。
  9. 前記突出部は、導電性材料を含み、前記支持基板の配線に電気的に連結される、請求項８に記載の表示装置。
  10. 前記支持基板は、前記モジュール基板と向き合う面に提供された導電性電極部を有し、前記ビアは前記導電性電極部に接触する、請求項９に記載の表示装置。
  11. 前記支持基板は、前記モジュール基板と向き合う面に提供され、前記貫通ホールに対応するホールを有し、前記ビアは、前記貫通ホールと前記ホールに一体に提供され、前記導電性電極部に接触する、請求項１０に記載の表示装置。
  12. 前記貫通ホールは、前記モジュール基板の縁部に沿って配置される、請求項１に記載の表示装置。
  13. 複数個の表示モジュールを製造する段階；及び
    前記複数個の表示モジュールを支持基板上に提供する段階；を含み、
    前記複数個の表示モジュールのそれぞれを製造する段階は、
    モジュール基板上に発光素子を形成する段階；
    前記モジュール基板に貫通ホールを形成する段階；及び
    前記モジュール基板の下面に駆動回路部を形成し、前記貫通ホールを介して前記発光素子と前記駆動回路部とを電気的に連結する段階；を含む表示装置の製造方法。
  14. 前記貫通ホールは、レーザーを用いて形成する、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
  15. 前記発光素子が形成されたモジュール基板の縁部を研磨する段階をさらに含む、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
  16. 前記モジュール基板の下面にレーザー加工で複数個の陥没部を形成する段階をさらに含む、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
  17. 前記陥没部内に連結配線を形成する段階をさらに含む、請求項１６に記載の表示装置の製造方法。
  18. 前記支持基板の前記陥没部に対応する位置に突出部を形成する段階をさらに含む、請求項１７に記載の表示装置の製造方法。
  19. 前記支持基板の上面の前記貫通ホールに対応する位置にホールを形成する段階と、前記貫通ホールと前記ホール内にビアを形成する段階と、をさらに含む、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
  20. 前記複数個の表示モジュールは、ＢＧＡ方式で前記支持基板上に提供される、請求項１３に記載の表示装置の製造方法。
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