JP6438536B2 - Ｌｅｄチップグループのアレイを含むディスプレイモジュール - Google Patents

Description

本発明は、行列状に配列されたＬＥＤチップグループのアレイを含み、各ＬＥＤチップグループがそれぞれ異なる波長の光を発する第１ＬＥＤチップ、第２ＬＥＤチップ、及び第３ＬＥＤチップを含むディスプレイモジュールに関する。

ＬＥＤがバックライト光源に用いられるディスプレイ装置の代わりに、それぞれ異なる波長の光を発する各ＬＥＤがグループ化されてピクセルを構成するフル−カラーＬＥＤディスプレイ装置が提案されている。このとき、各ピクセルは、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤで構成されるか、又は赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、及び白色ＬＥＤで構成される。このようなＬＥＤディスプレイ装置において、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤのそれぞれがパッケージ単位で製作されて基板上に実装されるが、この場合、各ピクセルを構成する各ＬＥＤ間の距離が遠くなり、高品質の解像度を得ることが難しい。そして、パッケージ単位の各ＬＥＤでピクセルを構成する場合、最近注目されているマイクロＬＥＤディスプレイ装置への適用が難しかった。また、従来、一つのパッケージ内に一つのピクセルを構成する赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤを実装したＬＥＤピクセルユニットが提案されている。この場合、一つのピクセル内の各ＬＥＤ間の間隔、すなわち、各サブピクセル間の間隔が減少するが、ピクセル間の間隔を減少させることが難しかった。また、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤの間に光の干渉が発生するおそれがあった。

そこで、本発明の発明者は、ピクセル間の間隔を減少させるために、基板上に赤色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、及び青色ＬＥＤチップを含む各グループを行列状に配列することによってＬＥＤディスプレイモジュールを具現しようと試みた。しかし、基板上に微細サイズを有する各ＬＥＤチップを一定高さ及び一定間隔を有するように実装することは難しかった。基板上に実装されたＬＥＤチップの高さの差及び間隔の差は、色再現性を低下させる。また、基板上の電極パッドとＬＥＤチップとの間の電気的連結のためにワイヤボンディングが必要であったが、このようなワイヤボンディングにより、一つの製品を作るために少なくとも数十時間〜数百時間の作業時間が必要とされる。

特に、基板上に数十個〜数百個のＬＥＤチップを実装する過程でＬＥＤチップが所望の位置に正確に位置せず、設計時に目標とした発光パターンを具現できず、激しい色偏差が発生した。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、基板上に行列状に配列された複数のＬＥＤチップグループのそれぞれに含まれる異なる波長の光を発する各ＬＥＤチップの実装高さが均一で、色再現性を大きく向上させたディスプレイモジュールを提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるディスプレイモジュールは、基板と、前記基板上に形成され、第１エッジ線に沿って整列された共通電極パッドと、前記第１エッジ線に平行な第２エッジ線に沿って整列されて、前記第１エッジ線と前記第２エッジ線との間に位置する前記第１個別電極パッド、前記第２個別電極パッド、及び前記第３個別電極パッドを含む複数の電極パターンと、前記第１個別電極パッドにボンディングされる一側の第１−１電極及び前記共通電極パッドにボンディングされる他側の第１−２電極が形成された第１ＬＥＤチップ、前記第２個別電極パッドにボンディングされる一側の第２−１電極及び前記共通電極パッドにボンディングされる他側の第２−２電極が形成された第２ＬＥＤチップ、及び前記第３個別電極パッドにボンディングされる一側の第３−１電極及び前記共通電極パッドにボンディングされる他側の第３−２電極が形成された第３ＬＥＤチップを含むＬＥＤチップグループと、を備え、前記ＬＥＤチップグループの前記第１ＬＥＤチップ、前記第２ＬＥＤチップ、及び前記第３ＬＥＤチップは、前記第１個別電極パッド、前記第２個別電極パッド、及び前記第３個別電極パッドを介してそれぞれ入力電源に個別に接続され、それぞれ前記共通電極パッドに接続されて、それぞれ独立制御が可能であり、前記共通電極パッドは、前記第１−２電極、前記第２−２電極、及び前記第３−２電極がそれぞれ連結される第１ブランチ、第２ブランチ、及び第３ブランチを含み、前記第１ブランチ、前記第２ブランチ、及び前記第３ブランチのそれぞれは、前記第１ＬＥＤチップ、前記第２ＬＥＤチップ、及び前記第３ＬＥＤチップのそれぞれの他側のボンディング用バンプがボンディングされる領域であり、前記第１個別電極パッド、前記第２個別電極パッド、及び前記第３個別電極パッドは、前記第１ＬＥＤチップ、前記第２ＬＥＤチップ、及び前記第３ＬＥＤチップのそれぞれの一側のボンディング用バンプがボンディングされる領域であることを特徴とする。

前記ＬＥＤチップグループは、前記第１ＬＥＤチップ、前記第２ＬＥＤチップ、及び前記第３ＬＥＤチップがそれぞれ異なる波長の光を発光し、前記基板上に全体的に同じ高さに行列配列され得る。
前記ＬＥＤチップグループは、複数であり、前記複数のＬＥＤチップグループのそれぞれの横方向の間隔と縦方向の間隔は、それぞれ同じである。
前記第１ＬＥＤチップ、前記第２ＬＥＤチップ、及び前記第３ＬＥＤチップが一定の間隔で並んでアレイされるように前記基板上に形成された電極パターンの横方向の間隔と縦方向の間隔がそれぞれ同一に形成され得る。

前記第１ＬＥＤチップ、前記第２ＬＥＤチップ、及び前記第３ＬＥＤチップが一定の間隔で並んでアレイされるように前記第１個別電極パッド、前記第２個別電極パッド、及び前記第３個別電極パッドが一定の間隔で並んで形成され得る。
前記複数の電極パターンは、一定のパターンと一定の高さとを有するように形成され得る。
前記第１ＬＥＤチップの前記第１−１電極は、第１−１バンプによって前記第１個別電極パッドにボンディングされ、前記第１ＬＥＤチップの前記第１−２電極は、第１−２バンプによって前記共通電極パッドにボンディングされ、前記第２ＬＥＤチップの前記第２−１電極は、第２−１バンプによって前記第２個別電極パッドにボンディングされ、前記第２ＬＥＤチップの前記第２−２電極は、第２−２バンプによって前記共通電極パッドにボンディングされ、前記第３ＬＥＤチップの前記第３−１電極は、第３−１バンプによって前記第３個別電極パッドにボンディングされ、前記第３ＬＥＤチップの前記第３−２電極は、第３−２バンプによって前記共通電極パッドにボンディングされ得る。

前記第１−１バンプ、前記第２−１バンプ、及び前記第３−１バンプは、最終的に圧縮された状態で一定の第１高さを有し、前記第１−２バンプ、前記第２−２バンプ、及び前記第３−２バンプは、最終的に圧縮された状態で一定の第２高さを有し得る。
前記第１−１バンプ、前記第２−１バンプ、及び前記第３−１バンプのそれぞれは、前記第１高さに圧縮された状態で前記第１個別電極パッド、前記第２個別電極パッド、及び前記第３個別電極パッドの上部表面積に対して５０％〜８０％の接合面積を有し得る。
前記第１−２バンプ、前記第２−２バンプ、及び前記第３−２バンプのそれぞれは、前記第２高さに圧縮された状態で前記第１ブランチ、前記第２ブランチ、及び前記第３ブランチの上部表面積に対して５０％〜８０％の接合面積を有し得る。
前記第１個別電極パッド、前記第２個別電極パッド、及び前記第３個別電極パッドは、前記第２エッジ線に一致する一側端部と、その反対側で前記共通電極パッドの近くに隣接する他側端部と、横方向に平行な側部を含み得る。
前記基板は、平らな面を有するリジッドタイプであるか、又はフレキシブルタイプであり得る。

本発明によれば、多量のチップを適用してディスプレイモジュールを生産する工程において、基板上に多数の発光ダイオードチップを正確な位置に位置させ、それぞれの発光ダイオードチップの電気的連結を所望のパターンで設計可能であり、それぞれの発光ダイオードチップのワイヤボンディングで電気的に連結する工程を省略することによって、工程時間の短縮を通じた原価節減及び生産性向上を達成し、不良問題や製品の性能の低下などの問題を解決することができる。

本発明の一実施形態によるディスプレイモジュールの基板及び基板上に行列状に配列されて形成された各電極パターンのアレイを示した平面図である。 図１に示した各電極パターンに行列状に配列された各ＬＥＤチップグループを含むディスプレイモジュールを示す平面図である。 ＬＥＤチップグループを説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態によるディスプレイモジュールを示す平面図である。 本発明の一実施形態によるディスプレイモジュールの製造方法を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態によるディスプレイモジュール製造のために各ＬＥＤチップを転写プリンティング方式で基板に実装する方法を説明する概略図である。

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。本明細書では、それぞれ異なる実施形態であっても、同一又は類似した構成に対しては同一又は類似した参照番号を付与し、その説明は最初の説明を参照するものとする。

図１は、本発明の一実施例形態によるディスプレイモジュールの基板及び基板上に行列状に配列されて形成された各電極パターンのアレイを示した平面図である。図２は、図１に示した各電極パターンに行列状に配列された各ＬＥＤチップグループを含むディスプレイモジュールを示す平面図である。図３は、ＬＥＤチップグループを説明するための断面図である。

図１〜図３を参照すると、本発明の一実施形態によるディスプレイモジュール１００は、矩形状の基板１１０と、この基板１１０上に一定高さを有するように行列状に配列されて形成された複数の電極パターン１３０と、各電極パターン１３０に対応するように基板１１０上に行列状に配列された複数のＬＥＤチップグループ１５０とを含む。

基板１１０は、各電極パターン１３０が形成され、その上にＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）が実装される対象物であり、基板１１０として、多数のＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）が一定高さで実装されるように平らなものが用いられる。よって、基板１１０は、平らな面を有する場合、リジッド（ｒｉｇｉｄ）タイプであるか、又はフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）タイプである。具体的に、基板１１０は、リジッド（剛性）なプラスチック基板、セラミック基板、若しくはガラス基板であるか、又はＦＰＣＢなどのフレキシブル基板である。

上述したように、複数の電極パターン１３０は、基板１１０上に行列状に配列されて形成され、全体的に同一の高さを有する。例えば、基板１１０の平らな一面に一定厚さで形成された導電性金属膜をエッチングなどを用いて部分的に除去するか、又は基板１１０の平らな一面にマスクを用いて一定パターンを有する導電性金属膜を一定高さに形成することによって、一定高さを有する複数の電極パターン１３０が形成される。

そして、複数の電極パターン１３０は、横方向及び縦方向を含む行列配列に形成されるが、本実施形態において、横方向は、図１及び図２に示す線Ｌｘに平行な方向と定義し、縦方向は、図１及び図２に示す線Ｌｙに平行な方向と定義する。

各電極パターン１３０のそれぞれは、行列配列の縦方向に平行な第１エッジ線ＥＬ’に沿って整列された共通電極パッド１３９と、第１エッジ線ＥＬ’に平行な第２エッジ線ＥＬに沿って整列されて、第１エッジ線ＥＬ’と第２エッジ線ＥＬとの間に位置する第１個別電極パッド１３１、第２個別電極パッド１３２、及び第３個別電極パッド１３３とを含む。

このとき、第１個別電極パッド１３１、第２個別電極パッド１３２、及び第３個別電極パッド１３３は、完成した電気回路内でそれぞれ入力電源（図示せず）に個別に連結され、以下で詳細に説明する各ＬＥＤチップの独立的な制御を可能にする。

また、共通電極パッド１３９は、第１エッジ線ＥＬ’を基準にして内側に向かって略矩形状に窪んだ２個の溝と、これら２個の溝によってその形状が限定された３個のブランチ、すなわち、第１ブランチ１３６、第２ブランチ１３７、及び第３ブランチ１３８とを含む。第１ブランチ１３６、第２ブランチ１３７、及び第３ブランチ１３８のそれぞれは、各ＬＥＤチップの一側のボンディング用バンプがボンディングされる領域を定義するものであって、各ＬＥＤチップをフリップチップボンディングするとき、各ボンディング用バンプの所望しないねじれ又は滑りによって発生するショート不良などを防止するのに寄与する。

以下で詳細に説明するそれぞれ異なる波長のＬＥＤチップ、すなわち、第１ＬＥＤチップ１５１、第２ＬＥＤチップ１５３、及び第３ＬＥＤチップ１５５が一定間隔に並んでアレイされるように、第１個別電極パッド１３１、第２個別電極パッド１３２、及び第３個別電極パッド１３３は一定間隔を有して並んで形成される。第１個別電極パッド１３１、第２個別電極パッド１３２、及び第３個別電極パッド１３３のそれぞれは、各ＬＥＤチップの他側のボンディング用バンプがボンディングされる領域を限定する。

また、第１個別電極パッド１３１、第２個別電極パッド１３２、及び第３個別電極パッド１３３は、第２エッジ線ＥＬに一致する一側端部（１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂ）と、その反対側で共通電極パッド１３９に近く隣接している他側端部（１３１ｃ、１３２ｃ、１３３ｃ）と、横方向に平行な側部（１３１ａ、１３２ａ、１３３ａ）とを含む。また、第１個別電極パッド１３１、第２個別電極パッド１３２、及び第３個別電極パッド１３３は、一側端部（１３１ｂ、１３２ｂ、１３３ｂ）側に位置する狭幅部と、他側端部（１３１ｃ、１３２ｃ、１３３ｂ）側に位置して、狭幅部より大きい幅を有する広幅部とを含む。バンプが形成される位置は広幅部上に定められる。

個別電極パッド（１３１、１３２、１３３）の他側端部（１３１ｃ、１３２ｃ、１３３ｃ）は、第１エッジ線ＥＬ’に一致する共通電極パッド１３９のブランチ（１３６、１３７、１３８）の各端部（１３６’、１３７’、１３８’）に平行して、近くに隣接して位置する。

図１及び図２に示すように、複数のＬＥＤチップグループ１５０のそれぞれは、縦方向に沿って一列にアレイされて、それぞれ異なる波長の光を発する第１ＬＥＤチップ１５１、第２ＬＥＤチップ１５３、及び第３ＬＥＤチップ１５５を含む。本実施形態において、第１ＬＥＤチップ１５１は、電力印加によって略赤色波長帯の光を発する赤色ＬＥＤチップであり、第２ＬＥＤチップ１５３は、緑色波長帯の光を発する緑色ＬＥＤチップであり、第３ＬＥＤチップ１５５は、青色波長帯の光を発する青色ＬＥＤチップである。

第１ＬＥＤチップ１５１は、第１−１バンプ１７１ａによって第１個別電極パッド１３１にボンディングされる第１−１電極１５１ａと、第１−２バンプ１７１ｂによって共通電極パッド１３９の第１ブランチ１３６にボンディングされる第１−２電極１５１ｂとを基板１１０に向い合う面に備える。

第２ＬＥＤチップ１５３は、第２−１バンプ１７３ａによって第２個別電極パッド１３２にボンディングされる第２−１電極１５３ａと、第２−２バンプ１７３ｂによって共通電極パッド１３９の第２ブランチ１３７にボンディングされる第２−２電極１５３ｂとを基板１１０に向い合う面に備える。

第３ＬＥＤチップ１５５は、第３−１バンプ１７５ａによって第３個別電極パッド１３３にボンディングされる第３−１電極１５５ａと、第３−２バンプ１７５ｂによって共通電極パッド１３９の第３ブランチ１３８にボンディングされる第３−２電極１５５ｂとを基板１１０に向い合う面に備える。

基板１１０上にフリップチップボンディングされて行列状に配列された全てのＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）は、意図した色再現性を得るために高さが実質的に同一である必要がある。このために、第１ＬＥＤチップ１５１、第２ＬＥＤチップ１５３、及び第３ＬＥＤチップ１５５を含む全てのＬＥＤチップの高さは同一であり、第１ＬＥＤチップ１５１の一面の一側、第２ＬＥＤチップ１５３の一面の一側、及び第３ＬＥＤチップ１５５の一面の一側に形成された状態で仮想の同一直線上に置かれる第１−１電極１５１ａ、第２−１電極１５３ａ、及び第３−１電極１５５ａの高さは同一であり、第１ＬＥＤチップ１５１の一面の他側、第２ＬＥＤチップ１５３の一面の他側、及び第３ＬＥＤチップ１５５の一面の他側に形成された状態で仮想の同一直線上に置かれる第１−２電極１５１ｂ、第２−２電極１５３ｂ、及び第３−２電極１５５ｂの高さはほぼ同一である。

また、第１−１バンプ１７１ａ、第２−１バンプ１７３ａ、及び第３−１バンプ１７５ａは、最終的に圧縮された状態で一定の第１高さを有し、第１−２バンプ１７１ｂ、第２−２バンプ１７３ｂ、及び第３−２バンプ１７５ｂは、最終的に圧縮された状態で一定の第２高さを有し、第１ＬＥＤチップ１５１、第２ＬＥＤチップ１５３、及び第３ＬＥＤチップ１５５のそれぞれの段差による高さの差を補償するように、第１高さと第２高さは互いに異なる高さに定められる。

各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）の段差は、透光性成長基板（特に、サファイア基板）、第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層の積層構造を含むエピ構造において下側に露出した第２導電型半導体層とそれに接している活性層の一部領域をエッチングで除去し、第１導電型半導体層を下側に露出させることによって形成される。

さらに、ＬＥＤチップに備えられた二つの電極の高さを異ならせることによってエッチングによる段差を減少できるが、この場合にも微細な段差が存在する。この場合、第１−１バンプ１７１ａ、第２−１バンプ１７３ａ、及び第３−１バンプ１７５ａには、圧縮されていない状態でその高さが第１−２バンプ１７１ｂ、第２−２バンプ１７３ｂ、及び第３−２バンプ１７５ｂの高さと同じものを用いる。しかし、上述した各バンプが最終的に圧縮された状態で、各ＬＥＤチップに備えられた各電極の高さまで考慮されたＬＥＤチップの段差を補償するように、第１−１バンプ１７１ａ、第２−１バンプ１７３ａ、及び第３−１バンプ１７５ａの最終的に圧縮された状態の第１高さと、第１−２バンプ１７１ｂ、第２−２バンプ１７３ｂ、及び第３−２バンプ１７５ｂの最終的に圧縮された状態の高さとは変わり得る。

また、第１−１バンプ１７１ａ、第２−１バンプ１７３ａ、及び第３−１バンプ１７５ａのそれぞれは、第１高さに圧縮された状態で第１個別電極パッド１３１、第２個別電極パッド１３２、及び第３個別電極パッド１３３の広幅部の上部表面積に対して５０％〜８０％の接合面積を有する。そして、第１−２バンプ１７１ｂ、第２−２バンプ１７３ｂ、及び第３−２バンプ１７５ｂは、最終的に圧縮された状態で第１ブランチ１３６、第２ブランチ１３７、及び３ブランチ１３８のそれぞれの上部表面積に対して５０％〜８０％の接合面積を有する。

上記のようにそれぞれのバンプ（１７１ａ、１７３ａ、１７５ａ、１７１ｂ、１７３ｂ、１７５ｂ）は、各個別電極パッド又は共通電極パッドの各ブランチの上部表面積に対して５０％〜８０％の接合面積を有することによって、その接合面積に該当する領域から逸脱して接合されても、隣接している他のバンプに接触することが抑制され、その結果、ショート（ｓｈｏｒｔａｇｅ）発生の危険を防止することができる。言い換えると、バンプ（１７１ａ、１７３ａ、１７５ａ、１７１ｂ、１７３ｂ、１７５ｂ）が接合される領域が予め定められても、実際の工程では微細なねじれや滑りによってバンプがそれに隣接した他のバンプ側に偏る可能性があるが、接合面積が上記のように８０％以内に制限される場合、実際の工程でバンプ（１７１ａ、１７３ａ、１７５ａ、１７１ｂ、１７３ｂ、１７５ｂ）が滑ったりねじれたとしても、隣り合うバンプと接触しないため、ショート発生が遮断される。一方、接合面積が５０％未満である場合、信頼性のある接合が形成されないので、バンプが個別電極パッド又はブランチに最終的に接合される面積は少なくとも５０％以上であることが好ましい。

第１ブランチ１３６、第２ブランチ１３７、及び第３ブランチ１３８のそれぞれは、共通電極パッドの一部分であって、第１−２バンプ１７１ｂ、第２−２バンプ１７３ｂ、及び第３−２バンプ１７５ｂがボンディングされる領域を定義し、フリップチップボンディング工程で第１−２バンプ１７１ｂ、第２−２バンプ１７３ｂ、及び第３−２バンプ１７５ｂのねじれ又は滑りによって発生し得るショート不良を根本的に遮断する。言い換えると、各溝によって共通電極パッド１３９の一側で分離されている第１、第２、及び第３ブランチ（１３６、１３７、１３８）を置かないと、フリップチップボンディング工程で第１−２バンプ１７１ｂ、第２−２バンプ１７３ｂ、又は第３−２バンプ１７５ｂが共通電極パッド上で滑ったりねじれてショート不良などをもたらし得るが、第１、第２、及び第３ブランチ（１３６、１３７、１３８）を置くと、共通電極パッド１３９上で第１−２バンプ１７１ｂ、第２−２バンプ１７３ｂ、及び第３−２バンプ１７５ｂが滑ったりねじれる領域が制限され、上述したような不良を防止することができる。

上述したように、基板１１０上にフリップチップボンディングされた多数のＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）は、行列配列を有する多数のＬＥＤチップグループ１５０にグループ化され、多数のＬＥＤチップグループ１５０のそれぞれは、縦方向に沿って一定間隔で配置された第１ＬＥＤチップ１５１、第２ＬＥＤチップ１５３、及び第３ＬＥＤチップ１５５で構成される。各ＬＥＤチップグループ１５０に属する第１ＬＥＤチップ１５１、第２ＬＥＤチップ１５３、及び第３ＬＥＤチップ１５５は、第１−１電極１５１ａ、第２−１電極１５３ａ、及び第３−１電極１５５ａが第１、第２、及び第３個別電極パッド（１３１、１３２、１３３）に電気的に連結され、第１−２電極１５１ｂ、第２−２電極１５３ｂ、及び第３−２電極１５５ｂが共通電極パッド１３９に電気的に連結されることによって個別的に制御される。

一方、基板１１０上で行列状に配列された各ＬＥＤチップグループ１５０の横方向間隔と縦方向間隔とはそれぞれ同一である。さらに、各ＬＥＤチップグループ１５０の横方向間隔と各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）の縦方向間隔とは同一である。このために、各ＬＥＤチップグループ１５０に対応するように、基板１１０上に行列状に配列されて形成された各電極パターン１３０の横方向間隔と縦方向間隔も同一である。さらに、各電極パターン１３０の横方向間隔と各電極パターン１３０の縦方向間隔とは同一であることが好ましい。

また、第１ＬＥＤチップ１５１と第２ＬＥＤチップ１５３との間の間隔及び第２ＬＥＤチップ１５３と第３ＬＥＤチップ１５５との間の間隔は同一であり、約０．３μｍ〜約１．５μｍであることが好ましい。例えば、ＦＨＤ級ディスプレイモジュールの場合は、チップ間の間隔を０．７５μｍにして製作し、ＵＨＤ級ディスプレイモジュールの場合は、チップ間の間隔を０．３７５μｍにして製作する。

以下、図４を参照して、本発明の他の実施形態による上述した実施形態とは異なる追加の構成をさらに含むディスプレイモジュールを説明する。

図４は、本発明の他の実施形態によるディスプレイモジュールを示す平面図である。本実施形態によるディスプレイモジュール１００’は、基板１１０上に形成され、隣り合う各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）間の光干渉を防止するバリア１９０を含む。本実施形態において、バリア１９０は、各ＬＥＤチップグループ１５０内で隣り合う第１ＬＥＤチップ１５１と第２ＬＥＤチップ１５３との間及び第２ＬＥＤチップ１５３と第３ＬＥＤチップ１５５との間に形成される第１光反射壁１９１と、縦方向に隣り合う各ＬＥＤチップグループ１５０間及び横方向に隣り合う各ＬＥＤチップグループ１５０間に形成される第２光反射壁１９３とを含む。

第１光反射壁１９１及び第２光反射壁１９３は、隣り合う各ＬＥＤチップグループ１５０内の隣り合う各ＬＥＤチップ間、及び隣り合う二つのＬＥＤチップグループ１５０の隣接ＬＥＤチップ間に出力光が干渉し、出力光の質が低下することを防止する。光反射壁を含むバリア１９０の代わりに、各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）間又は各ＬＥＤチップグループ１５０間で光を吸収し、光干渉を防止するバリアを用いることもできる。

以下では、図１〜図３と共に、図５及び図６を参照して本発明によるディスプレイモジュールの製造方法を説明する。

図５は、本発明の一実施形態によるディスプレイモジュールの製造方法を説明するフローチャートである。図６は、本発明の一実施形態によるディスプレイモジュール製造のために各ＬＥＤチップを転写プリンティング方式で基板に実装する方法を説明する概略図である。

本発明によるディスプレイモジュールの製造方法は、図１に示す第１個別電極パッド１３１、第２個別電極パッド１３２、第３個別電極パッド１３３、及び共通電極パッド１３９を含む各電極パターン１３０を、行列状に配列して基板１１０上に形成する電極パターン形成段階（Ｓ０１）と、図２に示すように、第１−１バンプ１７１ａ、第２−１バンプ１７３ａ、及び第３−１バンプ１７５ａを第１個別電極パッド１３１、第２個別電極パッド１３２、及び第３個別電極パッド１３３上に載せ、第１−２バンプ１７１ｂ、第２−２バンプ１７３ｂ、及び第３−２バンプ１７５ｂを共通電極パッド１３９の第１ブランチ１３６、第２ブランチ１３７、及び第３ブランチ１３８上に載せるバンプローディング段階（Ｓ０２）と、図６に示すように、それぞれ異なる光波長特性を有する第１、第２、及び第３ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を含む多数のＬＥＤチップを、基板１１０上に一括的かつ一定高さで実装し、多数のＬＥＤチップグループ１５０を基板１１０上に行列状に配列する段階（Ｓ０３）とを含む。

特に、ＬＥＤチップグループ１５０を基板１１０上に行列状に配列する段階（Ｓ０３）は、ロールツーロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）方式の転写プリンティング技術を用いて、支持体Ｂ上に一定の行列状に配列された多数のＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を元の配列通りに基板１１０上に移して実装する段階を含む。

以下で詳細に説明するように、各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）に対するロールツーロール転写プリンティング技術には、接着キャリアと、各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）をピックアップする時点で接着キャリアを加圧するピックアップロール４０と、各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を基板１１０に実装する時点で各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を加圧するチッププレーシングロール５０とが用いられる。ピックアップロール４０及びチッププレーシングロール５０は、接着キャリアに対して、チップピックアップ位置及びチップ実装位置で相互協力的に作動することによって、各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を元の配列通りに支持体Ｂから基板１１０に移して実装する。接着キャリアは、多数のＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を接着させて移動できるように接着力を有する要素であり、ピックアップロール４０は、支持体Ｂ上に位置した多数のＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を接着キャリアに接着させるように、その接着キャリアを各ＬＥＤチップに対して加圧する要素であり、チッププレーシングロール５０は、接着キャリアに接着している配列通りに多数のＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を基板１１０に対して加圧する要素である。その他に、ピックアップロール４０を用いて各ＬＥＤチップをピックアップする前に接着キャリアの接着力を部分的に弱化させたり、チッププレーシングロール５０を用いて各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を基板１１０に実装する直前に接着キャリアの接着力を全体的に弱化させる手段をさらに用いる。

以上で簡略に記載したように、ＬＥＤチップグループ１５０を基板１１０上に行列状に配列する段階（Ｓ０３）は、接着力弱化領域を部分的に有する接着キャリア１０’に、第１−１電極１５１ａ及び第１−２電極１５１ｂを備えた第１ＬＥＤチップ１５１と、第２−１電極１５３ａ及び第２−２電極１５３ｂを備えた第２ＬＥＤチップ１５３と、第３−１電極１５５ａ及び第３−２電極１５５ｂを備えた第３ＬＥＤチップ１５５とからなる各ＬＥＤチップを行列状に配列して接着させる段階（Ｓ１及びＳ３）と、第１−１電極１５１ａ、第２−１電極１５３ａ、及び第３−１電極１５５ａのそれぞれが第１−１バンプ１７１ａ、第２−１バンプ１７３ａ、及び第３−１バンプ１７５ａにそれぞれ向い合うように、そして、第１−２電極１５１ｂ、第２−２電極１５３ｂ、及び第３−２電極１５５ｂのそれぞれが第１−２バンプ１７１ｂ、第２−２バンプ１７３ｂ、及び第３−２バンプ１７５ｂにそれぞれ向い合うように接着キャリアを移動させる接着キャリア移動段階（Ｓ４）と、第１−１バンプ１７１ａ、第２−１バンプ１７３ａ、及び第３−１バンプ１７５ａが第１高さに圧縮されるように、そして、第１−２バンプ１７１ｂ、第２−２バンプ１７３ｂ、及び第３−２バンプ１７５ｂが第２高さに圧縮されるように、一定圧力で第１ＬＥＤチップ１５１、第２ＬＥＤチップ１５３、及び第３ＬＥＤチップ１５５を加圧するチッププレーシングダウン段階（Ｓ７）とを含む。

各ＬＥＤチップを行列状に配列して接着させる段階（Ｓ１及びＳ３）は、接着キャリア１０を１次露光し、接着力弱化領域及び接着力非弱化領域が形成された接着キャリア１０’を作る段階（Ｓ１）と、回転するピックアップロール４０で非弱化領域を各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）に加圧し、各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を接着キャリア１０’に接着させるチップピックアップ段階（Ｓ３）とを含む。

まず、各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を行列状に配列して接着キャリアに付着する前に、各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）は支持体Ｂ上に行列状に配列されて載置される。ここで、各ＬＥＤチップの行列配列は、その後の各工程で各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）が接着力弱化領域を有する接着キャリア１０’に付着したときの行列配列、そして、各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）が基板１１０上に実装されたときの行列配列と比較すると、横方向間隔及び縦方向間隔がいずれも同一である。各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を行列状に配列して接着キャリアに付着する前には、各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）の上側に接着力弱化処理がなされていない接着キャリア１０が位置し、その上には接着キャリア１０を１次露光するためのフォトマスク２０と露光機３０が配置される。

接着キャリア１０の全体領域の中でＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）に対応しない領域の接着力を弱化させる必要があり、このために、上述した１次露光段階（Ｓ１）においては、露光機３０が紫外線光を出力し、その紫外線光がフォトマスク２０の貫通ホールを介して接着キャリア１０の全体領域の中でＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）に対応しない領域にのみ照射される。紫外線光は、２００℃以下の一定温度で接着キャリア１０に作用し、接着キャリア１０の一部領域の接着力を弱化させる。これにより、接着力弱化領域が間欠的に形成された接着キャリア１０’が準備される。

チップピックアップ段階（Ｓ３）においては、接着力弱化領域及び接着力非弱化領域を有する接着キャリア１０の接着力非弱化領域に各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を付着させる。接着力弱化領域を有する接着キャリア１０’の上側に配置されるピックアップロール４０は、接着キャリア１０’をＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）に加圧する。このとき、接着キャリア１０’及び支持体Ｂのそれぞれは固定状態を維持し、ピックアップロール４０が回転しながら接着キャリア１０’の全領域を各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５３）に順次加圧する。このようなピックアップロール４０の移動により、ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）が接着キャリア１０’に対して設定位置から逸脱して滑りながら吸着することを防止することができる。

また、チッププレーシングダウン段階（Ｓ７）の直前に一部の接着力弱化領域を有する接着キャリア１０’を２次露光し、全体の接着力が弱化された接着キャリア１０”を作る２次露光段階（Ｓ５）が行われることが好ましい。そして、チッププレーシング段階（Ｓ７）は、接着力が全体的に弱化された接着キャリア１０”上で回転するチッププレーシングロール５０で各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を一定圧力で加圧する。その次に、接着力が全体的に弱化された接着キャリア１０”を各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）から剥がす分離段階（Ｓ９）が行われる。

チッププレーシングロール５０の回転による加圧は、チッププレーシングロール５０を回転させ、接着キャリア１０”に接着していたＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を基板１１０に順次付着させる。このとき、上述した各バンプを一定温度以上に加熱する。回転するチッププレーシングロール５０により、ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）が基板１１０の設定位置に予め定められた高さ及び間隔で信頼性を持って実装される。

上述の方法によれば、多数のＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）を基板１１０上に短い時間内に実装することができ、また、そのように実装された状態で、それぞれ異なる波長光を発する第１、第２、及び第３ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）をピクセルに対応するＬＥＤチップグループ単位でグループ化することができ、これらのグループが一定の行列状に配列されてディスプレイモジュールを構成することができる。予め一定の行列状に配列された各ＬＥＤチップが接着キャリアによって一括的に接着した後で移動し、基板１１０にそのまま転写されるように実装されるので、各ＬＥＤチップ（１５１、１５３、１５５）間の整列及び間隔を精密に制御することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述した実施形態の構成と作動方式に限定されるものではない。上述した実施形態は、各実施形態の全部又は一部が選択的に組み合わされ、多様な変形がなされるように構成することが可能である。

１０、１０’、１０” 接着キャリア
２０ フォトマスク
３０ 露光機
４０ ピックアップロール
５０ チッププレーシングロール
１００、１００’ ディスプレイモジュール
１１０ 基板
１３０ 電極パターン
１３１ 第１個別電極パッド
１３１ａ 側部
１３１ｂ、１３１ｃ 端部
１３２ 第２個別電極パッド
１３２ａ 側部
１３２ｂ、１３２ｃ 端部
１３３ 第３個別電極パッド
１３３ａ 側部
１３３ｂ、１３３ｃ 端部
１３６ 第１ブランチ
１３６’ 端部
１３７ 第２ブランチ
１３７’ 端部
１３８ 第３ブランチ
１３８’ 端部
１３９ 共通電極パッド
１５０ ＬＥＤチップグループ
１５１ 第１ＬＥＤチップ
１５１ａ 第１−１電極
１５１ｂ 第１−２電極
１５３ 第２ＬＥＤチップ
１５３ａ 第２−１電極
１５３ｂ 第２−２電極
１５５ 第３ＬＥＤチップ
１５５ａ 第３−１電極
１５５ｂ 第３−２電極
１９０ バリア
１９１ 第１光反射壁
１９３ 第２光反射壁
１７１ａ、１７１ｂ、１７３ａ、１７３ｂ、１７５ａ、１７５ｂ バンプ
Ｂ 支持体

Claims (12)

1. 基板と、
   前記基板上に形成され、第１エッジ線に沿って整列された共通電極パッドと、前記第１エッジ線に平行な第２エッジ線に沿って整列されて、前記第１エッジ線と前記第２エッジ線との間に位置する第１個別電極パッド、第２個別電極パッド、及び第３個別電極パッドを含む複数の電極パターンと、
   前記第１個別電極パッドにボンディングされる一側の第１−１電極及び前記共通電極パッドにボンディングされる他側の第１−２電極が形成された第１ＬＥＤチップ、前記第２個別電極パッドにボンディングされる一側の第２−１電極及び前記共通電極パッドにボンディングされる他側の第２−２電極が形成された第２ＬＥＤチップ、及び前記第３個別電極パッドにボンディングされる一側の第３−１電極及び前記共通電極パッドにボンディングされる他側の第３−２電極が形成された第３ＬＥＤチップを含むＬＥＤチップグループと、を備え、
   前記ＬＥＤチップグループの前記第１ＬＥＤチップ、前記第２ＬＥＤチップ、及び前記第３ＬＥＤチップは、前記第１個別電極パッド、前記第２個別電極パッド、及び前記第３個別電極パッドを介してそれぞれ入力電源に個別に接続され、それぞれ前記共通電極パッドに接続されて、それぞれ独立制御が可能であり、
   前記共通電極パッドは、前記第１−２電極、前記第２−２電極、及び前記第３−２電極がそれぞれ連結される第１ブランチ、第２ブランチ、及び第３ブランチを含み、
   前記第１ブランチ、前記第２ブランチ、及び前記第３ブランチのそれぞれは、前記第１ＬＥＤチップ、前記第２ＬＥＤチップ、及び前記第３ＬＥＤチップのそれぞれの他側のボンディング用バンプがボンディングされる領域であり、
   前記第１個別電極パッド、前記第２個別電極パッド、及び前記第３個別電極パッドは、前記第１ＬＥＤチップ、前記第２ＬＥＤチップ、及び前記第３ＬＥＤチップのそれぞれの一側のボンディング用バンプがボンディングされる領域であることを特徴とするディスプレイモジュール。
2. 前記ＬＥＤチップグループは、前記第１ＬＥＤチップ、前記第２ＬＥＤチップ、及び前記第３ＬＥＤチップがそれぞれ異なる波長の光を発光し、前記基板上に全体的に同じ高さに行列配列されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイモジュール。
3. 前記ＬＥＤチップグループは、複数であり、
   前記複数のＬＥＤチップグループのそれぞれの横方向の間隔と縦方向の間隔は、それぞれ同じであることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイモジュール。
4. 前記第１ＬＥＤチップ、前記第２ＬＥＤチップ、及び前記第３ＬＥＤチップが一定の間隔で並んでアレイされるように前記基板上に形成された電極パターンの横方向の間隔と縦方向の間隔がそれぞれ同一に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイモジュール。
5. 前記第１ＬＥＤチップ、前記第２ＬＥＤチップ、及び前記第３ＬＥＤチップが一定の間隔で並んでアレイされるように前記第１個別電極パッド、前記第２個別電極パッド、及び前記第３個別電極パッドが一定の間隔で並んで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイモジュール。
6. 前記複数の電極パターンは、一定のパターンと一定の高さとを有するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイモジュール。
7. 前記第１ＬＥＤチップの前記第１−１電極は、第１−１バンプによって前記第１個別電極パッドにボンディングされ、前記第１ＬＥＤチップの前記第１−２電極は、第１−２バンプによって前記共通電極パッドにボンディングされ、前記第２ＬＥＤチップの前記第２−１電極は、第２−１バンプによって前記第２個別電極パッドにボンディングされ、前記第２ＬＥＤチップの前記第２−２電極は、第２−２バンプによって前記共通電極パッドにボンディングされ、前記第３ＬＥＤチップの前記第３−１電極は、第３−１バンプによって前記第３個別電極パッドにボンディングされ、前記第３ＬＥＤチップの前記第３−２電極は、第３−２バンプによって前記共通電極パッドにボンディングされることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイモジュール。
8. 前記第１−１バンプ、前記第２−１バンプ、及び前記第３−１バンプは、最終的に圧縮された状態で一定の第１高さを有し、
   前記第１−２バンプ、前記第２−２バンプ、及び前記第３−２バンプは、最終的に圧縮された状態で一定の第２高さを有することを特徴とする請求項７に記載のディスプレイモジュール。
9. 前記第１−１バンプ、前記第２−１バンプ、及び前記第３−１バンプのそれぞれは、前記第１高さに圧縮された状態で前記第１個別電極パッド、前記第２個別電極パッド、及び前記第３個別電極パッドの上部表面積に対して５０％〜８０％の接合面積を有することを特徴とする請求項８に記載のディスプレイモジュール。
10. 前記第１−２バンプ、前記第２−２バンプ、及び前記第３−２バンプのそれぞれは、前記第２高さに圧縮された状態で前記第１ブランチ、前記第２ブランチ、及び前記第３ブランチの上部表面積に対して５０％〜８０％の接合面積を有することを特徴とする請求項８に記載のディスプレイモジュール。
11. 前記第１個別電極パッド、前記第２個別電極パッド、及び前記第３個別電極パッドは、前記第２エッジ線に一致する一側端部と、その反対側で前記共通電極パッドの近くに隣接する他側端部と、横方向に平行な側部を含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイモジュール。
12. 前記基板は、平らな面を有するリジッドタイプであるか、又はフレキシブルタイプであることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイモジュール。

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