KR102655204B1 - 마이크로led 표시장치 - Google Patents

마이크로led 표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102655204B1
KR102655204B1 KR1020190100510A KR20190100510A KR102655204B1 KR 102655204 B1 KR102655204 B1 KR 102655204B1 KR 1020190100510 A KR1020190100510 A KR 1020190100510A KR 20190100510 A KR20190100510 A KR 20190100510A KR 102655204 B1 KR102655204 B1 KR 102655204B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
micro led
led display
display panels
display device
adjacent
Prior art date
Application number
KR1020190100510A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210020677A (ko
Inventor
최원진
채기성
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020190100510A priority Critical patent/KR102655204B1/ko
Publication of KR20210020677A publication Critical patent/KR20210020677A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102655204B1 publication Critical patent/KR102655204B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/301—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements flexible foldable or roll-able electronic displays, e.g. thin LCD, OLED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 심영역을 제거된 타일링 마이크로LED 표시장치에 관한 것으로, 지지기판; 상면에 박막트랜지스터가 배치된 기판과, 상기 기판 상면에 구비된 복수의 마이크로LED(Light Emitting Device)를 포함하며, 상기 지지기판의 상면에 타일링되는 복수의 마이크로LED 표시패널; 및 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널을 전기적으로 연결배선으로 구성되며, 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판은 각각의 측면과 상면이 형성하는 각도가 둔각 및 예각을 이루며, 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판의 측면은 서로 이격되어 마주하는 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로LED 표시장치 {MICRO LED DISPLAY DEVICE}
본 발명은 심영역을 최소화할 수 있는 마이크로LED 표시장치에 관한 것이다.
공액고분자(conjugate polymer)의 하나인 폴리(p-페닐린비닐린)(PPV)을 이용한 유기전계 발광소자가 개발된 이래 전도성을 지닌 공액고분자와 같은 유기물에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 유기물을 박막트랜지스터(Thin Film Transistor), 센서, 레이저, 광전소자 등에 응용하기 위한 연구도 계속 진행되고 있으며, 그 중에서도 유기전계발광 표시장치에 대한 연구가 가장 활발하게 진행되고 있다.
인광물질(phosphors) 계통의 무기물로 이루어진 전계발광소자의 경우 작동전압이 교류 200V 이상 필요하고 소자의 제작 공정이 진공증착으로 이루어지기 때문에 대형화가 어렵고 특히 청색발광이 어려울 뿐만 아니라 제조가격이 높다는 단점이 있다. 그러나, 유기물로 이루어진 전계발광소자는 뛰어난 발광효율, 대면적화의 용이화, 공정의 간편성, 특히 청색발광을 용이하게 얻을 수 있다는 장점과 함께 휠 수 있는 전계발광소자의 개발이 가능하다는 점등에 의하여 차세대 표시장치로서 각광받고 있다.
현재에는 액정표시장치와 마찬가지로 각 화소(pixel)에 능동형 구동소자를 구비한 액티브 매트릭스(Active Matrix) 유기전계발광 표시장치가 평판표시장치(Flat Panel Display)로서 활발히 연구되고 있다.
그러나, 이러한 유기전계발광 표시장치는 다음과 같은 문제가 있다.
일반적으로 유기전계발광 표시장치는 미세한 금속 섀도우마스크를 이용하여 기판상에 유기발광층을 증착한다. 그러나, 이러한 금속 섀도우마스크를 이용한 공정에서는 대면적 유기전계발광 표시장치를 형성하는 데에 한계가 있었다. 또한, 고해상도의 표시장치의 경우 금속 섀도우마스크를 고해상도로 제작해야 하지만, 이 금속 섀도우마스크의 제작에도 한계가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 백색 발광소자와 컬러필터를 조합한 유기전계발광 표시장치가 제안되고 있다. 이러한 백색 유기전계발광 표시장치에서는 유기물질의 사용량이 적고 공정시간이 짧으며 수율이 높고 비용이 절감된다는 장점이 있다. 그러나, 백색 유기전계발광 표시장치에서는 컬러필터에 의한 광흡수로 인해 휘도가 저하되며 색순도가 저하되는 문제가 발생하게 된다.
또한, 스트레처블기판이나 유연기판, 3차원 구조의 기판에는 적용할 수 없다는 문제가 있었다. 더욱이, 여전히 대면적 크기의 표시장치를 제작하는데에도 한계가 있었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 제조방법이 단순하고 고해상도 및 대면적의 제작이 가능한 마이크로LED 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 인접하는 마이크로LED 표시패널 사이의 간격을 최소화하여 영상에 심영역이 발생하는 것을 방지할 수 있는 마이크로LED 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치는 지지기판; 상면에 박막트랜지스터가 배치된 기판과, 상기 기판 상면에 구비된 복수의 마이크로LED(Light Emitting Device)를 포함하며, 상기 지지기판의 상면에 타일링되는 복수의 마이크로LED 표시패널; 및 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널을 전기적으로 연결하는 연결배선으로 구성되며, 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판은 각각의 측면과 각각의 상면이 형성하는 각도가 둔각 및 예각을 이루며, 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판의 측면은 서로 이격되어 마주하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판의 간격은 조립공차로서, 약 5㎛이하이다.
서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판 사이에 형성된 충진부재가 형성되며, 연결배선은 상기 충진부재 상에 형성되어 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 패드를 전기적으로 접속한다.
또한, 지지기판에는 연결배선이 형성되고 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널 각각에 형성된 상기 연결배선을 외부로 노출시키는 컨택홀이 형성되어, 연결배선이 상기 컨택홀을 통해 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 패드를 전기적으로 접속할 수도 있다.
상기 지지기판은 연성물질로 구성되어, 복수의 마이크로LED 표시패널 사이의 영역에서 폴딩되며, 이때 연결배선은 금속나노와이어, 금속나노입자 및 도전성고분자로 이루어진 일군으로부터 선택된 물질로 구성되거나 굴곡부를 포함하도록 형성될 수 있다.
본 발명에서는 마이크로LED에 의해 표시패널을 제작함으로써, 스트레처블기판이나 유연기판, 3차원 구조의 기판과 같은 다양한 기판상에 표시패널을 형성할 수 있게 됨으로써, 고해상도 이동통신기기나 가상현실 및 증강현실용 전자기기 등과 같은 다양한 전자기기용 표시장치를 제작할 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 마이크로LED 표시패널을 복수개 타일링함으로써 대면적의 표시장치를 저렴하고 단순한 공정에 의해 제작할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 인접하는 마이크로LED 표시패널 사이의 간격을 동일한 폭의 경사진 이격 공간으로 형성함으로서 마이크로LED 표시패널 사이의 간격을 조립공차의 수준으로 형성할 수 있게 된다. 따라서, 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 최외각 마이크로LED 사이의 간격을 하나의 마이크로LED 표시패널 내에 배치되는 마이크로LED 사이의 간격과 유사하게 하거나 설정 범위의 오차 이내가 되도록 함으로써, 고해상도의 표시장치의 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널 사이에 영상불량이 발생하는 심영역을 제거할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로LED 표시장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로LED 표시패널의 구조를 구체적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 마이크로LED의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 복수의 마이크로LED 표시패널이 타일링된 마이크로LED 표시장치의 사시도이다.
도 5는 도 4의 I-I'선 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 마이크로LED 표시장치의 마이크로LED 표시패널을 조립하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치의 마이크로LED 표시패널을 조립하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 8a는 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장에서 복수의 표시패널이 형성된 원판을 절단하는 것을 나타내는 도면이다.
도 8b는 절단된 표시패널을 배치하는 것을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타일링 마이크로LED 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 타일링 마이크로LED 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 11a 내지 도 11b는 구동소자가 구비된 본 발명에 따른 타일링 마이크로LED 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴더블 타일링 마이크로LED 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12c에 형성된 연결배선의 구조를 나타내는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 권리의 범위는 첨부된 청구항에 의해 결정되어야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치(100)는 기판(110)과, 상기 기판(110)상에 실장된 복수의 마이크로LED(140)로 구성된다.
상기 기판(110)은 유리나 플라스틱과 같이 투명한 물질로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 기판(110) 상에는 복수의 화소영역(P)이 형성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 기판(110)은 TFT어레이기판으로서, 상면의 화소영역(P)에는 상기 마이크로LED(140)를 구동하기 위한 박막트랜지스터와 각종 배선들이 형성된다. 상기 박막트랜지스터가 온(on)되면, 상기 배선을 통해 외부로부터 입력된 구동신호가 마이크로 LED(140)에 인가되어 상기 마이크로LED(140)가 발광하게 되어 화상을 구현한다.
이때, 기판(110)의 각각의 화소영역(P)에는 R,G,B의 단색광을 각각 발광하는 3개의 마이크로LED(140R,140G,140B)가 실장되므로, 외부로부터의 신호인가에 의해 R,G,B용 마이크로LED(140R,140G,140B)로부터 R,G,B컬러의 광이 발광되어 화상을 표시할 수 있게 된다.
도면에서는 R,B용 마이크로LED(140R,140B)가 정사각형상으로 구성되어 거의 유사한 면적으로 형성되고 G용 마이크로LED(140G)가 직사각형상으로 상기 R,B용 마이크로LED(140R,140B) 보다 큰 면적으로 형성되지만, 본 발명의 R,G,B용 마이크로LED(140R,140G,140B)가 이러한 크기 및 형상에 한정되는 것이 아니다. R,G,B용 마이크로LED(140R,140G,140B)는 모두 사각형상이나 직사각형상과 같이 동일한 형상으로 형성될 수도 있고, 모두 동일한 면적으로 형성될 수도 있다. 또한, R,G,B용 마이크로LED(140R,140G,140B)은 모두 다른 형상 및 다른 면적으로 형성될 수도 있다.
상기 R,G,B용 마이크로LED(140R,140G,140B)의 형상 및 면적은 R,G,B용 마이크로LED(140R,140G,140B) 각각의 휘도, 발광효율, 수명 등의 특성에 따라 다양한 형상 및 면적으로 형성될 수 있을 것이다. 또한, 상기 R,G,B용 마이크로LED(140R,140G,140B)의 배열도 다양한 형태로 구성될 수 있다.
상기 마이크로LED(140R,140G,140B)는 기판(110)의 TFT어레이공정과는 별개의 공정에 의해 제작된다. 일반적인 유기전계발광 표시장치에서는 TFT어레이공정과 유기발광층이 모두 포토공정에 의해 형성되는 반면에, 본 발명의 마이크로LED 표시장치에서는 기판(110)상에 배치되는 박막트랜지스터와 각종 배선은 포토공정에 의해 형성되지만, 마이크로LED(140R,140G,140B)는 별도의 공정에 의해 제작되며, 별도로 제작된 마이크로LED(140R,140G,140B)를 기판(110) 상에 전사(transfer)함으로써 표시장치가 제작된다.
마이크로LED(140)는 100㎛ 이하 크기의 LED로서, Al, Ga, N, P, As In 등의 무기물재료를 사파이어기판 또는 실리콘기판 위에 복수개 박막성장시킨 후, 상기 사파이어기판 또는 실리콘기판을 절단 분리함으로써 형성될 수 있다. 이와 같이, 마이크로LED(140)는 미세한 크기로 형성되므로, 플라스틱과 같이 플렉서블한 기판에 전사할 수 있게 되어 플렉서블한 표시장치의 제작이 가능하게 된다. 또한, 마이크로LED(140)는 유기발광층과는 달리 무기물질을 박막성장시켜 형성하므로, 제조공정이 단순하고 수율이 향상된다. 그리고, 낱개로 분리된 마이크로LED(140)를 대면적 기판(110)상에 단순히 전사하므로, 대면적 표시장치의 제작이 가능하게 된다. 더욱이, 무기물재료로 이루어진 마이크로LED(140)는 유기발광물질에 의해 제작된 LED에 비해 휘도가 높고 수명이 길며, 단가가 낮다는 장점이 있다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 기판(110)에는 복수의 게이트 라인과 데이터라인이 수직 및 수평방향으로 배치되어 매트릭스형상의 복수의 화소영역(P)을 정의한다. 이때, 상기 게이트라인 및 데이터라인은 마이크로LED(140)와 접속되며, 상기 게이트라인 및 데이터라인의 단부에는 각각 외부와 연결되는 게이트패드 및 데이터패드가 구비되어, 외부의 신호가 상기 게이트라인 및 데이터라인을 통해 마이크로LED(140)에 인가됨으로써 상기 마이크로LED(140)가 동작하여 발광하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치(100)의 구조를 구체적으로 나타내는 단면도이다. 이때, 도면에는 설명의 편의를 위해 마이크로LED 표시장치(100)의 최외곽 서브화소만을 도시하였다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판(110)에는 박막트랜지스터(TFT)가 배치된다 상기 기판(110)은 유리와 같이 투명한 물질로 구성되지만, 이에 한정되는 것이 아니라 투명한 다양한 물질로 구성될 수 있다. 상기 기판(110)은 플렉서블한 투명물질로 구성될 수도 있다. 또한, 상기 기판(110)으로는 실리콘 웨이퍼를 사용할 수 있다.
상기 박막트랜지스터(TFT)는 기판(110) 상에 형성된 게이트전극(101)과, 상기 기판(110) 전체 영역에 걸쳐 형성되어 게이트전극(101)을 덮는 게이트절연층(112)과, 상기 게이트절연층(112) 위에 형성된 반도체층(103)과, 상기 반도체층(103) 위에 형성된 소스전극(105) 및 드레인전극(107)으로 구성된다.
상기 게이트전극(101)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 게이트절연층(112)은 SiOx 또는 SiNx와 같은 무기절연물질로 이루어진 단일층 또는 SiOx 및 SiNx으로 이루어진 복수의 층으로 이루어질 수 있다.
반도체층(103)은 비정질실리콘과 같은 비정질반도체로 구성될 수도 있고, IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), TiO2, ZnO, WO3, SnO2와 같은 산화물반도체로 구성될 수 있다. 산화물반도체로 반도체층(103)을 형성하는 경우, 박막트랜지스터(TFT)의 크기를 감소시킬 수 있고 구동전력을 감소시킬 수 있고 전기이동도를 향상시킬 수 있게 된다. 물론, 본 발명에서는 박막트랜지스터의 반도체층이 특정 물질에 한정되는 것이 아니라, 현재 박막트랜지스터에 사용되는 모든 종류의 반도체물질을 사용할 수 있을 것이다.
상기 소스전극(105) 및 드레인전극(107)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al, Al합금 등과 같은 금속 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 드레인전극(107)은 마이크로LED에 신호를 인가하는 제1전극으로 작용한다.
한편, 도면에서는 박막트랜지스터(TFT)가 바텀게이크(bottom gate)방식 박막트랜지스터지만, 본 발명이 이러한 특정 구조의 박막트랜지스터에 한정되는 것이 아니라 탑게이트(top gate)방식 박막트랜지스터와 같이 다양한 구조의 박막트랜지터가 적용될 수 있을 것이다.
또한, 게이트절연층(114) 위에는 제2전극(109)이 형성된다. 이때, 상기 제2전극(109)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 제2전극(107)(즉, 박막트랜지스터의 드레인전극)과 동일한 공정에 의해 형성될 수 있다.
상기 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 기판(110) 위에는 제1절연층(114)이 형성되며, 상기 제1절연층(114) 위에 마이크로LED(140)가 배치된다. 이때, 도면에서는 상기 제1절연층(114)의 일부가 제거되고 상기 제거된 영역에 마이크로LED(140)가 배치되지만, 상기 제1절연층(114)가 제거되지 않을 수도 있다. 상기 제1절연층(114)은 포토아크릴과 같은 유기층으로 구성될 수도 있고, 무기층/유기층으로 구성될 수도 있으며 무기층/유기층/무기층으로 구성될 수도 있다.
상기 마이크로LED(140)는 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체물질을 주로 사용하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명에 따른 표시장치의 마이크로LED(140)의 구조를 나타내는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로LED(140)는 도핑되지 않은 GaN층(144), 상기 GaN층(144) 위에 배치된 n-형 GaN층(145), 상기 n-형 GaN층(145) 위에 배치된 다중양자우물(Multi-Quantum-Well: MQW) 구조를 가진 활성층(146), 상기 활성층(145) 위에 배치된 p-형 GaN층(147), 투명도전성물질로 형성되어 상기 p-형 GaN층(147) 위에 배치되는 오믹접촉층(148), 상기 오믹접촉층(148)의 일부와 접촉되는 p-형 전극(141), 상기 활성층(146), p-형 GaN층(147) 및 오믹접촉층(148)의 일부를 식각하여 노출되는 n-형 GaN층(145)의 일부와 접촉되는 n-형 전극(143)으로 구성된다.
상기 n-형 GaN층(145)은 활성층(146)에 전자를 공급하기 위한 층으로, GaN 반도체층에 Si와 같은 n-형 불순물을 도핑함으로써 형성된다.
상기 활성층(146)은 주입되는 전자와 정공이 결합되어 광을 발산하는 층이다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 활성층(146)의 다중양자우물구조는 복수의 장벽층과 우물층이 교대로 배치되며, 상기 우물층은 InGaN층으로 구성되고 장벽층은 GaN으로 구성되지만 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 p-형 GaN층(147)은 활성층(146)에 정공을 주입하기 위한 층으로, GaN 반도체층에 Mg, Zn 및 Be와 같은 p-형 불순물이 도핑되어 형성된다.
상기 오믹접촉층(148)은 p-형 GaN층(147)과 p-형 전극(141)을 오믹접촉(ohmic contact)시키기 위한 것으로, ITO(Indium Tin Oxide), IGZO(Indium Galium Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명한 금속산화물을 사용할 수 있다.
상기 p-형 전극(141)과 n-형 전극(143)은 Ni, Au, Pt, Ti, Al, Cr 중 적어도 하나의 금속 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있다.
이러한 구조의 마이크로LED(140)에서 p-형 전극(141) 및 n-형 전극(143)에 전압이 인가됨에 따라 n-형 GaN층(145) 및 p-형 GaN층(147)으로부터 활성층(145)으로 각각 전자 및 정공이 주입되면, 상기 활성층(146)내에는 여기자(exciton)가 생성되며 이 여기자가 소멸(decay)함에 따라 발광층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)와 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)의 에너지 차이에 해당하는 광이 발생하게 되어 외부로 발산하게 된다.
이때, 마이크로LED(140)에서 발광하는 광의 파장은 활성층(146)의 다중양자우물구조의 장벽층의 두께를 조절함으로써 조절할 수 있게 된다.
상기 마이크로LED(140)는 약 100㎛ 이하의 크기로 형성된다. 도면에 도시하지 않았지만, 상기 마이크로LED(140)는 기판 위에 버퍼층을 형성하고 상기 버퍼층 위에 GaN 박막을 성장함으로써 제작된다. 이때, GaN 박막의 성장을 위한 기판으로는 사파이어(sapphire), 실리콘(Si), GaN, 실리콘 카바이드(SiC), 갈륨비소(GaAs), 산화아연(ZnO) 등이 사용될 수 있다.
또한, 버퍼층은 GaN 박막성장용 기판이 GaN기판이 아닌 다른 물질로 이루어진 경우, 기판상에 에피(Epi)층인 n-GaN층(120)을 직접 성장시킬 때 발생하는 격자부정합에 의한 품질저하를 방지하기 위한 것으로, AlN 또는 GaN 등이 사용될 수 있다.
상기 n-형 GaN층(145)은 불순물이 도핑되지 않은 GaN층(144)을 성장시킨 후, 상기 도핑되지 않은 박막의 상부에 Si와 같은 n형 불순물을 도핑함으로써 형성될 수 있다. 또한, p-형 GaN층(147)은 도핑되지 않은 GaN박막을 성장시킨 후 Mg, Zn, Be 등의 p-형 불순물을 도핑함으로써 형성할 수 있다.
도면에서는 특정 구조의 마이크로LED(140)가 제1절연층(114) 위에 배치되지만, 본 발명이 이러한 특정구조의 마이크로LED(140)만 한정되는 것이 아니라 수직구조 마이크로LED 및 수평구조 마이크로LED와 같이 다양한 구조의 마이크로LED를 적용할 수 있을 것이다.
다시, 도 2를 참조하면, 상기 마이크로LED(140)가 실장된 제1절연층(114) 위에는 제2절연층(116)이 형성된다. 이때, 상기 제2절연층(116)은 포토아크릴과 같은 유기층으로 구성될 수도 있고, 무기층/유기층으로 구성될 수도 있으며 무기층/유기층/무기층으로 구성될 수도 있으며, 마이크로LED(140)의 상부 영역을 덮는다.
상기 박막트랜지스터(TFT)와 제2전극(119) 상부의 제1절연층(114) 및 제2절연층(116)에는 각각 제1컨택홀(114a) 및 제2컨택홀(114b)이 형성되어 박막트랜지스터(TFT)의 드레인전극(107)과 제2전극(119)이 각각 외부로 노출된다. 또한, 상기 마이크로LED(140)의 p-형 전극(141)과 n-형 전극(143) 상부의 제2절연층(116)에는 각각 제3컨택홀(116a) 및 제4컨택홀(116b)이 형성되어 상기 p-형 전극(141)과 n-형 전극(143)이 외부로 노출된다.
상기 제2절연층(116)의 상부에는 ITO, IGZO나 IGO와 같은 투명한 금속산화물로 구성된 제1연결전극(117a) 및 제2연결전극(117b)이 형성되어, 상기 제1컨택홀(114a) 및 제3컨택홀(116a)을 통해 박막트랜지스터(TFT)의 드레인전극(107)과 마이크로LED(140)의 p-형 전극(141)이 상기 제1연결전극(117a)에 의해 전기적으로 접속되며, 제2컨택홀(114b) 및 제4컨택홀(116b)을 통해 제2전극(109)과 마이크로LED(140)의 n-형 전극(143)이 상기 제2연결전극(117b)에 의해 전기적으로 접속된다.
또한, 상기 기판(110) 상면에는 무기물질 또/및 유기물질로 이루어진 버퍼층(118)이 형성되어 상기 마이크로LED(140)을 덮는다.
한편, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치(100)는 상기왁 같은 구조에 한정도는 것은 아니다. 예를 들어, 기판(110)으로서 웨이퍼를 사용하는 경우, 트랜지스터, 연결전극(117a,117b)과 같은 각종 전극, 신호를 인가하는 각종 배선이 웨이퍼의 상면 및/또는 하면에 형성되고 마이크로LED(140) 역시 웨이퍼의 상면 또는 하면에 실장되어, 마이크로LED(140), 트랜지스터, 각종 전극, 각종 배선이 동일 평면상에 형성될 수도 있다.
또한, 마이크로LED(140)와 트랜지스터가 동일한 층을 공유할 수도 있다.
다시 말해서, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치는 특정 구조에 한정되는 것이 아니라 기판(110)의 종류나 마이크로LED의 종류 등에 따라 다양한 구조로 형성될 수 있을 것이다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치(100)는 무기물재료로 이루어진 복수의 마이크로LED(140)를 기판상에 전사함으로써 제작하므로, 제조공정이 단순되고 제조비용을 절감할 수 있게 된다 더욱이, 유기발광물질에 의해 제작된 LED에 비해 휘도가 높고 수명이 길다는 장점도 있다.
이와 같이, 마이크로LED 표시장치(100)는 유기전계발광 표시장치에 비해 휘도가 높고 낮은 단가에 제작할 수 있으며, 다양한 기판을 이용할 수 있다는 장점으로 인해, 다양한 용도로 사용되고 있다.
예를 들어, 본 발명의 마이크로LED 표시장치(100)는 초고해상도의 이동통신기기에 사용될 수 있으며, 플라스틱기판이나 웨이퍼를 사용할 수 있으므로 휘어지거나 폴딩이 가능한 표시장치, 가상현실이나 증강현실 등의 전자기기, 웨어러블 전자장치 등에 사용될 수 있다. 또한, 대면적의 표시장치, 예를 들어, 경기장에 설치되어 경기의 정보를 표시하고 경기 내용을 리플레이하여 보여주는 대형 전광판이나 행사장의 대형 전광판 등과 같은 다양한 용도로 사용될 수 있다.
이러한 마이크로LED 표시장치(100)는 하나의 표시패널을 표시장치로 제작할 수도 있지만, 복수의 표시패널을 타일링하여 하나의 표시장치를 제작할 수도 있다. 이러한 복수의 표시패널로 구성된 표시장치를 타일링 표시장치라고 하는데, 이러한 타일링 표시장치에서는 복수의 표시패널을 설정된 간격으로 타일링함으로써 표시패널과 표시패널 사이에서 화상이 구현되지 않는 영역을 최소화하여 전체적으로 구획선이 없는 하나의 화상을 구현할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 마이크로LED 표시장치를 나타내는 도면이다. 이 실시예의 마이크로LED 표시장치는 복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D12,D21,D22)이 타일링(tiling)된 표시장치이다. 도면에서는 설명의 편의를 위해 4개의 마이크로LED 표시패널(D)이 타일링되어 있지만, 상기 마이크로LED 표시패널(D)이 6개, 8개 또는 그 이상이 타일링되어 마이크로LED 표시장치를 형성할 수 있다.
상기 마이크로LED 표시패널(D)은 도 1에 도시된 마이크로LED 표시장치(100)와 동일한 구조로 구성된다. 도 1에 도시된 구조에서는 하나의 마이크로LED 표시패널이 마이크로LED 표시장치를 구성하며, 도 4에 도시된 구조에서는 복수의 마이크로LED 표시패널이 마이크로LED 표시장치를 구성한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 마이크로LED 표시장치에서는 복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D12,D21,D22)이 타일링되어 구성된다. 이때, 마이크로LED 표시패널(D11,D12,D21,D22) 각각은 복수의 화소영역(P)을 포함하며, 각각의 화소영역(P)에는 R,G,B 마이크로LED(240R,240B,240G)가 나란히 배열된다.
복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D12,D21,D22)은 설정된 간격(d)으로 타일링되도록 설계된다. 타일링된 마이크로LED 표시패널(D11,D12,D21,D22) 사이의 간격(d1)이 설정된 간격(d)보다 큰 경우(d1>d), 마이크로LED 표시패널(D11,D12,D21,D22) 사이에 심(seam)영역이 사용자에게 인식된다. 이러한 심영역은 암선으로 인식되며, 따라서 이러한 심영역은 영상의 화질을 저하시키는 중요한 원인이 된다.
마이크로LED 표시패널( D11,D12,D21,D22) 내부의 하나의 화소영역(P)내에 구비되는 마이크로LED(240G)와 인접하는 화소영역(P) 내에 구비되는 마이크로LED(240G)는 ℓ1의 간격으로 배치되며, 인접하게 타일링되는 2개의 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 최인접 마이크로LED(240G)는 ℓ2의 간격으로 배치된다.
이때, ℓ1의 간격은 하나의 마이크로LED 표시패널( D11,D12,D21,D22)내에 배치되어 화상을 구현하기 위한 최적의 간격으로서, 이 간격(ℓ1) 보다 큰 간격으로 마이크로LED(240R,240G,240B)가 배치되면 화질이 저하된다. 또한, 마이크로LED(240R,240G,240R) 사이의 간격이 증가하여 실제 간격이 설정 간격의 설정 범위(α)를 초과하여 배치되면 최외각 화소영역(P) 사이의 심영역은 암선으로 표시된다.
복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D12,D21,D22)을 타일링할 때, 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 간격(d1)이 설정된 간격을 초과하면(d1>d), 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(200)의 최인접 마이크로LED(240G)의 간격(ℓ2)이 하나의 마이크로LED 표시패널(200) 내부의 마이크로LED(240G)의 간격(ℓ1)을 초과하여(ℓ2>ℓ1) 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 경계영역에서 화질이 저하된다.
특히, 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 최인접 마이크로LED(240G)의 간격(ℓ2)이 하나의 마이크로LED 표시패널(D11,D12) 내부의 마이크로LED(240G)의 간격(ℓ1)보다 설정 범위(α)를 넘어 초과할 때(ℓ2>ℓ1+α), 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12) 사이의 심영역이 암선으로 표시된다.
도 5는 도 4의 I-I'선 단면도로서, 마이크로LED 표시장치의 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)을 간략하게 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)은 일정 간격(d1)을 두고 배치된다.
상기 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 측면(side surface)는 상면 및 하면과 수직으로 형성되는 것이 아니라 일정한 각도로 형성된다. 즉, 제1마이크로LED 표시패널(D11)의 상면과 측면 사이의 제1각(θ1)은 예각을 형성하고 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 상면과 측면 사이의 제2각(θ2)은 둔각을 형성한다. 이때, 상기 제1각(θ1)과 제2각(θ2)은 θ2=180-θ1의 관계를 유지하여, 제1각(θ1)의 제1마이크로LED 표시패널(D11)의 측면과 제2각(θ2)의 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 측면은 서로 평행하게 형성된다. 따라서, 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 측면은 상면에서 하면까지 일정한 간격(d1)을 유지한다.
타일링된 마이크로LED 표시장치에서 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 최외각 마이크로LED(240G) 사이의 간격(ℓ2)은 마이크로LED 표시패널(D11,D12) 내부에 배치되는 마이크로LED(240G) 사이의 간격(ℓ1)과 동일하거나 일정 범위(α) 내에 있어야 한다(즉, ℓ2<ℓ1+α).
인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 최외각 마이크로LED(240G) 사이의 간격(ℓ2)이 일정 범위를 벗어나면, 즉 ℓ2>ℓ1+α가 되면 사용자에게 마이크로LED 표시패널(D11,D12) 사이의 심이 인식되어 마이크로LED 표시장치에 표시되는 영상이 불량으로 된다.
본 발명에서는 제1마이크로LED 표시패널(D11)의 상면과 측면 사이의 제1각(θ1)은 예각을 형성하고 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 상면과 측면 사이의 제2각(θ2)은 둔각을 형성하여, 제1마이크로LED 표시패널(D11)의 측면과 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 측면을 서로 평행하게 형성함으로써, 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 최외각 마이크로LED(240G) 사이의 간격(ℓ2)을 최소화할 수 있게 되는데, 이하에서는 이를 자세히 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 마이크로LED 표시장치의 마이크로LED 표시패널(D11,D12)을 조립하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 마이크로LED 표시패널(D)은 원판(200a)상에 마이크로LED, 박막트랜지스터, 각종 신호패턴이 배치된 복수의 패널영역을 형성한 후, 상기 원판(200a)을 절단하여 각각의 패널영역을 분리함으로써 형성된다. 이때, 원판(200a)의 절단은 레이저로 이루어진다.
즉, 도면에 도시된 바와 같이, 레이저(270)를 패널영역의 경계의 상부에 위치한 후 상기 원판(200a)에 레이저빔을 조사함에 따라 패널영역 경계가 용융되면서 상기 원판(200a)이 마이크로LED 표시패널 단위로 절단된다.
이때, 원판(200a)의 레이저조사영역은 상부에서 하부로 용융되므로, 원판(200a) 상부의 용융면적이 하부의 용융면적보다 크게 된다. 따라서, 원판(200a)의 절단면은 상면과 둔각을 가진 경사면으로 형성된다.
상기와 같은 공정에 의해 절단된 마이크로LED 표시패널(D11,D12)를 타일링할 때, 조립공차를 감안하여 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)은 약 5㎛ 이하, 바람직하게는 4㎛의 간격을 두고 조립된다. 이러한 조립공차는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 조립시 발생하는 심영역을 감안하여 설정된다. 즉, 심영역이 인식되지 않는 범위 내에서 조립공차를 설정한다. 따라서, 실제 조립된 마이크로LED 표시패널(D11,D12) 사이의 간격이 조립공차를 초과하게 되면, 사용자가 심영역을 인식할 가능성이 증가하게 된다.
한편, 상기 마이크로LED 표시패널(D11,D12) 사이의 간격은 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 가장 인접한 영역, 즉 하면 모서리 사이의 간격이다. 상기 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 상면과 측면(즉, 절단면)은 둔각을 형성하고 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 하면과 측면(즉, 절단면)은 예각을 형성하므로, 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 상면 사이의 간격은 하면 사이의 간격보다 더 커진다. 예를 들어, 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 상면 사이의 간격은 약 12㎛ 이상으로 될 수 있다.
마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 상면은 실제 영상이 출력되는 영역이다. 따라서, 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 상면 사이의 간격이 실제 화면상으로 표시되는 마이크로LED 표시장치의 마이크로LED 표시패널(D11,D12) 사이의 간격이므로, 실제 마이크로LED 표시장치의 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 간격(영상으로 표시되는 간격)은 약 12㎛ 이상으로 된다.
이 간격은 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 조립공차인 5㎛ 보다 훨씬 크므로, 이 구조의 마이크로LED 표시장치에 영상을 표시하는 경우, 다수의 마이크로LED 표시패널 사이의 심영역을 따라 암선이 표시되어, 마이크로LED 표시장치의 영상이 불량으로 된다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치의 마이크로LED 표시패널(D)을 조립하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 마이크로LED 표시패널(D)은 원판(200a)상에 마이크로LED, 박막트랜지스터, 각종 신호패턴이 배치된 복수의 패널영역을 형성한 후, 상기 원판(200a)을 레이저(270)에 의해 절단하여 각각의 패널영역을 분리함으로써 형성된다.
상기 레이저(270)는 패널영역의 경계의 상면 및 하면에 레이저빔을 조사하여 패널영역 경계를 용융시킨다. 원판(200a)의 상부에서 레이저가 조사된 영역에서는 상면에서 하면으로 용융되므로, 원판(200a) 상면의 용융면적이 하면의 용융면적보다 크게 된다. 따라서, 원판(200a)의 절단면은 상면과 둔각을 가진 경사면으로 형성된다.
또한, 원판(200a)의 하부에서 레이저가 조사된 영역에서는 하면에서 상면으로 용융되므로, 원판(200a) 하면의 용융면적이 상면의 용융면적보다 크게 되어 원판(200a)의 절단면은 상면과 예각을 가진 경사면으로 형성된다. 따라서, 상면으로 레이저가 조사된 절단면과 하면에서 레이저가 조사된 절단면은 서로 평행한 경사면을 형상한다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 상면에 레이저빔이 조사되어 절단된 마이크로LED 표시패널(D11)과 하면에 레이저빔이 조사되어 절단된 마이크로LED 표시패널(D12)을 서로 인접하도록 조립하면, 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 측면이 평행하게 배치된다. 따라서, 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 상면에서 하면까지 동일한 간격, 즉 조립공차인 약 5㎛ 이하, 바람직하게는 4㎛의 간격을 유지하므로, 마이크로LED 표시장치에 영상이 표시될 때 심영역이 인식되지 않는다.
도 8a는 복수의 표시패널이 형성된 원판을 절단하는 것을 나타내는 도면이고, 도 8b는 절단된 표시패널을 배치하는 것을 나타내는 도면이다. 이때, 실제 표시장치에서는 다수의 표시패널이 타일링될 수 있지만, 도면에서는 편의를 위해 4×4의 표시패널이 타일링되는 표시장치를 도시하였다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 원판에는 복수의 표시패널(D11,D12...D44)이 형성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 각각의 표시패널(D11,D12...D44)에는 복수의 화소영역이 형성되며, 각각의 화소에는 R,G,B용 마이크로LED, 박막트랜지스터 및 각종 신호패턴이 형성된다.
복수의 표시패널(D11,D12...D44)은 레이저와 같은 절단장치에 의해 절단되어 단위 표시패널로 분리된다. 이때, 상기 레이저는 가로방향과 세로방향을 따라 배열된 복수의 표시패널(D11,D12...D44)의 복수의 경계영역을 스캔하면서 레이저빔이 조사되면서 표시패널(D11,D12...D44)을 절단한다. 이때, 표시패널(D11,D12...D44)의 가로방향 및 세로방향을 따라 홀수번째 경계영역에는 상부에서 레이저빔이 조사되어 상부부터 표시패널(D11,D12...D44)이 절단되며, 짝수번째 경계영역에는 하부에서 레이저빔이 조사되어 하부부터 표시패널(D11,D12...D44)이 절단된다.
따라서, 제1열을 따라 배열된 복수의 표시패널(D11,D21,D31,D41)은 좌측면이 상면과 둔각인 경사면을 형성하고 우측면이 상면과 예각인 경사면을 형성하며, 제3열을 따라 배열된 복수의 표시패널(D13,D23,D33,D43)은 좌측면이 상면과 둔각인 경사면을 형성하고 우측면이 상면과 예각인 경사면을 형성한다.
또한, 제2열을 따라 배열된 복수의 표시패널(D12,D22,D32,D42)은 우측면이 상면과 둔각인 경사면을 형성하고 좌측면이 상면과 둔각인 경사면을 형성하며 제4열을 따라 배열된 복수의 표시패널(D14,D24,D34,D44)은 우측면이 상면과 둔각인 경사면을 형성하고 좌측면이 상면과 둔각인 경사면을 형성한다.
제1행을 따라 배열된 복수의 표시패널(D11,D12,D13,D14)은 상측면이 상면과 둔각인 경사면을 형성하고 하측면이 상면과 예각인 경사면을 형성하며, 제3행을 따라 배열된 복수의 표시패널(D31,D32,D33,D34))은 상측면이 상면과 둔각인 경사면을 형성하고 하측면이 상면과 예각인 경사면을 형성한다.
또한, 제2행을 따라 배열된 복수의 표시패널(D21,D22,D23,D24))은 상측면이 상면과 예각인 경사면을 형성하고 하측면이 상면과 둔각인 경사면을 형성하며, 제4행을 따라 배열된 복수의 표시패널(D41,D42,D43,D44))은 상측면이 상면과 예각인 경사면을 형성하고 하측면이 상면과 둔각인 경사면을 형성한다.
본 발명에서는 표시패널의 예각의 측면과 둔각의 측면을 서로 마주하도록 타일링한다.
즉, 도 8b에 도시된 바와 같이, 제3열에 배치된 표시패널(D13,D23,D33,D43)을 제1열에 배치된 표시패널(D11,D21,D31,D41) 및 제2열에 배치된 표시패널(D12,D22,D32,D42) 사이에 배치하며, 제2열에 배치된 표시패널(D12,D22,D32,D42))을 제3열에 배치된 표시패널(D13,D23,D33,D43)과 제4열에 배치된 표시패널(D14,D24,D34,D44) 사이에 배치한다.
또한, 제3행에 배치된 표시패널(D31,D32,D33,D34)을 제1행에 배치된 표시패널(D11,D12,D13,D14) 및 제2행에 배치된 표시패널(D21,D22,D23,D24) 사이에 배치하며, 제2행에 배치된 표시패널(D21,D22,D23,D24)을 제3행에 배치된 표시패널(D31,D32,D33,D34) 및 제4행에 배치된 표시패널(D41,D42,D43,D44) 사이에 배치한다.
이때, 제2행 제1열의 표시패널(D21), 제2행 제3열의 표시패널(D23), 제4행 제1열의 표시패널(D41), 제4행 제3열의 표시패널(D43)은 180도 회전하여 배치하며, 제1행 제2열의 표시패널(D12), 제1행 제4열의 표시패널(D14), 제3행 제2열의 표시패널(D32), 제3행 제4열의 표시패널(D34), 제2행 제2열의 표시패널(D22), 제2행 제4열의 표시패널(D24), 제4행 제2열의 표시패널(D42), 제4행 제4열의 표시패널(D44)은 -90도 회전하여 배치한다.
상기와 같이 표시패널(D11,D12...D44)의 일부 표시패널을 180도 회전하고 다른 일부 표시패널을 -90도 회전한 후, 표시패널(D11,D12...D44)을 적절히 배치함에 따라, 표시패널(D11,D12...D44)의 둔각 측면은 인접하는 표시패널(D11,D12...D44)의 예각 측면과 마주하게 되므로(도면에서 굵은 선으로 표시된 측면이 둔각의 측면을 나타낸다), 서로 인접하는 표시패널(D11,D12...D44)의 간격(d1)을 설정 간격 이내로 형성할 수 있게 된다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치에서는 원장에 특정 형태와 배열로 복수의 표시영역을 형성하고 원장을 상면 및 하면으로부터 레이저에 절단하여 복수의 표시패널로 분리한 후, 분리된 표시패널을 적절히 배열함으로써 인접하는 패널 사이에 측면이 전체적으로 평행하게 형성되어 패널 사이의 간격을 최소화할 수 있게 된다.
그러나, 본 발명에 마이크로LED 표시장치가 이러한 특정 형태나 배열로 형성되고 특정 배열에 의해서만 형성되는 것이 아니라, 다양한 형태 및 배열로 복수의 표시패널을 형성할 수 있고 다양한 방법으로 복수의 표시패널을 배열하여 조립할 수 있을 것이다.
이하에서는 실제 복수의 마이크로LED 표시패널이 타일링된 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치의 구체적인 구조를 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 타일링 마이크로LED 표시장치(300)의 구조를 나타내는 단면도이다. 실질적으로, 타일링 마이크로LED 표시장치(300)는 복수의 표시패널이 타일링되어 형성되지만, 도면에서는 설명의 편의를 위해 인접하는 2개의 표시패널(D11,D12)만을 도시하였다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제1마이크로LED 표시패널(D11) 및 제2마이크로LED 표시패널(D12)은 접착제(382)에 의해 지지기판(380)에 서로 설정된 간격으로 접착된다. 이때, 지지기판(380)은 유리기판일 수도 있고 금속기판일 수도 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 마이크로LED 표시패널(D11,D12)를 단단하게 지지할 수만 있다면 어떠한 물질로도 형성될 수 있다.
상기 제1마이크로LED 표시패널(D11) 및 제2마이크로LED 표시패널(D12)은 각각 기판(310)에 배치된 박막트랜지스터(TFT)와 패드(352)를 포함한다. 상기 기판(310)은 유리와 같이 투명한 물질로 구성되지만, 이에 한정되는 것이 아니라 투명한 다양한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 상기 기판(310)은 플렉서블한 물질로 구성될 수도 있다.
상기 박막트랜지스터(TFT)는 기판(310) 상에 형성된 게이트전극(301)과, 상기 기판(310) 전체 영역에 걸쳐 형성되어 게이트전극(301)을 덮는 게이트절연층(312)과, 상기 게이트절연층(312) 위에 형성된 반도체층(303)과, 상기 반도체층(303) 위에 형성된 소스전극(305) 및 드레인전극(307)으로 구성된다.
상기 패드(352)는 인접하는 제1 및 제2마이크로LED 표시패널(D11,D12)를 전기적으로 연결하기 위한 것으로, 상기 패드(352)는 게이트라인을 서로 연결하는 게이트패드 또는 데이터라인을 서로 연결하는 데이터패드일 수 있다.
상기 패드(352)는 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 패드(352)가 게이트패드인 경우, 상기 패드(352)는 박막트랜지스터(TFT)의 게이트전극(301)과 동일한 공정에 의해 형성되어 제1 및 제2마이크로LED 표시패널(D11,D12)에 각각 배치된 게이트라인을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
또한, 상기 패드(352)가 데이터패드인 경우, 상기 패드(352)는 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극(305) 및 드레인전극(307)과 동일한 공정에 의해 형성되어 제1 및 제2마이크로LED 표시패널(D11,D12)에 가각 배치된 데이터라인을 전기적으로 접속시킬 수 있다.
게이트절연층(314) 위에는 제2전극(309)이 형성된다. 상기 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 기판(310) 위에는 제1절연층(314)이 형성되며, 상기 제1절연층(314) 위에 마이크로LED(340)가 배치된다.
상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)에 배치되는 마이크로LED(340)는 녹색용 마이크로LED이고 상기 제2마이크로LED 표시패널(D12)에 배치되는 마이크로LED(340)는 적색용 마이크로LED일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 마이크로LED(340)가 실장된 제1절연층(314) 위에는 제2절연층(316)이 형성된다. 상기 박막트랜지스터(TFT)와 제2전극(319) 상부의 제1절연층(314) 및 제2절연층(316)에는 각각 제1컨택홀(314a) 및 제2컨택홀(314b)이 형성되어 박막트랜지스터(TFT)의 드레인전극(307)과 제2전극(319)이 각각 외부로 노출된다. 또한, 상기 마이크로LED(140)의 p-형 전극(341)과 n-형 전극(343) 상부의 제2절연층(316)에는 각각 제3컨택홀(316a) 및 제4컨택홀(316b)이 형성되어 상기 p-형 전극(341)과 n-형 전극(343)이 외부로 노출된다.
상기 제2절연층(316)의 상부에는 투명한 금속산화물로 구성된 제1연결전극(317a) 및 제2연결전극(317b)이 형성되어, 상기 제1컨택홀(314a) 및 제3컨택홀(316a)을 통해 박막트랜지스터(TFT)의 드레인전극(307)과 마이크로LED(340)의 p-형 전극(341)이 상기 제1연결전극(317a)에 의해 전기적으로 접속되며, 제2컨택홀(314b) 및 제4컨택홀(316b)을 통해 제2전극(309)과 마이크로LED(340)의 n-형 전극(343)이 상기 제2연결전극(317b)에 의해 전기적으로 접속된다.
또한, 상기 기판(310) 상면에는 무기물질 또/및 유기물질로 이루어진 버퍼층(318)이 형성되어 상기 마이크로LED(340)을 덮는다.
상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 기판(310)은 일정 간격 이격된다. 이때, 상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)의 기판(310)은 상면과 예각으로 형성되고 상기 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 기판(310)은 상면과 둔각으로 형성되어, 상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)은 서로 마주하는 경사진 측면을 형성하여 일정 거리, 예를 들어 약 4㎛의 간격을 두고 배치된다.
또한, 상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)의 기판(310)은 상면과 둔각으로 형성되고 상기 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 기판(310)은 상면과 예각으로 형성되어, 상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 측면이 서로 마주하는 경사진 측면을 형성할 수도 있다.
상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 기판(310) 사이의 이격영역, 즉 서로 평행하게 마주하는 제1마이크로LED 표시패널(D11)의 측면과 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 측면 사이의 공간에는 충진부재(355)가 형성되며, 상기 충진부재(355) 위에 연결배선(354)이 형성된다. 상기 충진부재(355)은 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 기판(310)의 이격공간에 형성되어 상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)을 결속시킬 수 있다.
상기 충진부재(355)로는 접착제가 사용될 수 있다. 이와 같이, 충진부재(355)를 접착제로 사용하는 경우, 인접하는 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)을 직접 접착하여 상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)을 보다 단단하게 고정시킬 수 있다.
또한, 상기 충진부재(355)는 탄성이 좋은 탄성체로 구성될 수 있다. 이와 같이, 탄성체로 충진부재(355)로 탄성체를 사용함으로써, 외부의 충격이 인가되는 경우 인접하는 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12) 사이에서 충격을 흡수하여 상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)이 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
그리고, 상기 충진부재(355)는 실리콘성형제와 같이 연성 및 신장성을 가진 물질로 구성될 수 있다. 이러한 물질로 충진부재(355)를 형성하는 경우, 마이크로LED 표시패널(300가 휘어지거나 폴딩될 때 상기 충진부재(355)에 인가되는 같이 휘어지거나 신장되어 충진부재(355)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.이때, 상기 충진부재(355)는 포토아크릴과 같은 유기물을 사용할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 충진부재(355)는 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12) 사이의 이격공간을 기판(310)의 상면과 평탄하게 만든다. 이에 따라, 타일링 마이크로LED 표시장치(300)가 벤딩되거나 폴딩되더라도, 연결배선(354)이 단선되는 것이 최소화될 수 있다.
상기 연결배선(354)은 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)에 각각 형성된 패드(352) 사이에 형성되어, 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)을 전기적으로 연결하여, 외부로부터 공급되는 신호가 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)로 인가되도록 한다. 상기 연결배선(354)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al, Al합금 등과 같은 금속 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있다.
금속으로 이루어진 연결배선(354)은 직선형상으로 형성될 수 있지만, 이에 한정되는 것이 아니라 곡률을 가진 곡면 형상과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 이후 자세힌 설명되지만, 이러한 곡면형상의 연결배선(354)은 벤딩되거나 또는 폴딩이 가능한 마이크로LED 표시장치에 적용될 수 있을 것이다.
또한, 상기 연결배선(354)은 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자와 같이 연성 및 신장성을 가진 물질로 형성할 수 있다.
상기 패드(352)는 게이트패드일 수 있다. 이때, 상기 연결배선(354)은 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)에 각각 배치된 게이트라인들을 전기적으로 연결하여 외부로부터 공급되는 게이트신호를 마이크로LED 표시패널(D11,D12)로 전달한다.
또한, 상기 패드(352)는 데이터패드일 수 있다. 이때, 상기 연결배선(354)은 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)에 각각 배치된 데이터라인들을 전기적으로 연결하여 외부로부터 공급되는 영상신호를 마이크로LED 표시패널(D11,D12)로 전달한다.
인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 기판(310) 사이의 이격공간에 충진부재(355)가 형성되지 않고, 상기 연결배선(354)이 직접 기판(310)의 측면과 지지기판(380)의 일부 영역에 형성되어 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 패드(352)를 전기적으로 연결할 수도 있다.
그러나, 이 경우 기판(310)의 상면과 측면 사이의 에지, 특히 예각을 형성하는 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 상면과 측면의 에지부에서 연결배선(354)이 단선될 수 있다. 이러한 연결배선(354)의 단선에 의해 단선된 영역 이후에 배치된 마이크로LED 표시패널에는 신호가 인가되지 않는다. 따라서, 이 마이크로LED 표시패널에는 영상이 표시되지 않게 되어, 마이크로LED 표시장치(300)가 불량으로 된다.
반면에, 본 발명에서는 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 기판(310) 사이의 이격공간에는 충진부재(355)가 형성되므로, 연결배선(354)에 단선이 발생하지 않으며, 따라서 연결배선(354)의 단선에 의한 마이크로LED 표시장치(300)의 불량을 방지할 수 있게 된다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 타일링 마이크로LED 표시장치(400)의 구조를 나타내는 단면도이다. 이때, 도 9에 도시된 구조와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하게 하거나 간략하게 하고 다른 구성에 대해서만 자세히 설명한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제1마이크로LED 표시패널(D11) 및 제2마이크로LED 표시패널(D12)은 접착제(482)에 의해 지지기판(480)에 서로 설정된 간격으로 접착된다. 이때, 상기 제1마이크로LED 표시패널(D11) 및 제2마이크로LED 표시패널(D12) 사이의 지지기판(480) 위에는 연결배선(454)이 형성된다. 상기 연결배선(454)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al, Al합금 등과 같은 금속 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 연결배선(454)은 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자와 같이 연성 및 신장성을 가진 물질로 형성될 수도 있다.
상기 제1마이크로LED 표시패널(D11) 및 제2마이크로LED 표시패널(D12)은 접착제(482)에 의해 연결배선(454)이 형성된 지지기판(480)에 부착된다. 상기 접착제(482)는 연결배선(454)의 일부 영역, 즉 컨택홀(486)이 형성된 영역을 제외한 지지기판(480) 전체 영역에 형성되어 상기 제1마이크로LED 표시패널(D11) 및 제2마이크로LED 표시패널(D12)를 지지기판(480)에 부착하지만, 이에 한정되는 것이 아니라 필요에 따라 국부적인 영역에만 형성될 수도 있을 것이다. 상기 제1마이크로LED 표시패널(D11) 및 제2마이크로LED 표시패널(D12)은 각각 기판(410)에 배치된 박막트랜지스터(TFT)와 패드(452)를 포함한다.
상기 패드(452)는 인접하는 제1 및 제2마이크로LED 표시패널(D11,D12)를 전기적으로 연결하기 위한 것으로, 상기 패드(352)는 게이트라인을 서로 연결하는 게이트패드 또는 데이터라인을 서로 연결하는 데이터패드일 수 있다.
게이트절연층(414) 위에는 제2전극(409)이 형성된다. 상기 박막트랜지스터(TFT)가 형성된 기판(410) 위에는 제1절연층(414)이 형성되며, 상기 제1절연층(414) 위에 마이크로LED(440)가 배치된다.
상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)에 배치되는 마이크로LED(440)는 녹색용 마이크로LED이고 상기 제2마이크로LED 표시패널(D12)에 배치되는 마이크로LED(440)는 적색용 마이크로LED일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 마이크로LED(440)가 실장된 제1절연층(414) 위에는 제2절연층(416)이 형성되며, 상기 제2절연층(416)의 상부에는 투명한 금속산화물로 구성된 제1연결전극(417a) 및 제2연결전극(417b)이 형성되어, 상기 제1컨택홀(414a) 및 제3컨택홀(416a)을 통해 박막트랜지스터(TFT)의 드레인전극(407)과 마이크로LED(440)의 p-형 전극(441)이 상기 제1연결전극(317a)에 의해 전기적으로 접속된다. 또한, 제2컨택홀(414b) 및 제4컨택홀(416b)을 통해 제2전극(409)과 마이크로LED(440)의 n-형 전극(443)이 상기 제2연결전극(417b)에 의해 전기적으로 접속된다.
또한, 상기 기판(410) 상면에는 무기물질 또/및 유기물질로 이루어진 버퍼층(418)이 형성되어 상기 마이크로LED(440)을 덮는다.
상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 기판(410)은 일정 간격 이격된다. 이때, 상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)의 기판(410)은 상면과 예각으로 형성되고 상기 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 기판(410)은 상면과 둔각으로 형성되어, 상기 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)은 서로 마주하는 경사진 측면을 형성하여 일정 거리, 예를 들어 약 4㎛의 간격을 두고 배치된다.
상기 경사진 측면을 가진 이격영역으로 일정 거리 떨어진 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 기판(410)에는 각각 컨택홀(486)이 형성된다. 이때, 상기 컨택홀(486)은 연결배선(454)의 상부에 형성되어, 상기 컨택홀(486)을 통해 상기 연결배선(454)이 외부로 노출된다. 즉, 상기 컨택홀(486)은 기판(480) 및 접착제(482)에 형성되어 연결배선(454)을 외부로 노출시킬 수 있다.
마이크로LED 표시패널(D11,D12) 각각에 형성된 상기 패드(452)는 컨택홀(486)의 상부에 형성되어 상기 컨택홀(486)을 통해 연결배선(454)과 전기적으로 접속되므로, 제1마이크로LED 표시패널(D11)의 패드(452), 연결배선(454), 제1마이크로LED 표시패널(D12)의 패드(452)를 통해 인접하는 제1마이크로LED 표시패널(D11)과 제2마이크로LED 표시패널(D12)이 전기적으로 접속된다.
이와 같이, 이 실시예에서는 컨택홀(486) 및 하부의 연결배선(454)을 통해 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)을 전기적으로 접속하므로, 기판(410)의 서로 마주하는 측면에 연결배선을 형성할 필요가 없게 된다. 따라서, 기판(410)의 상면과 측면 사이의 에지, 특히 예각을 형성하는 제2마이크로LED 표시패널(D12)의 상면과 측면의 에지에서 연결배선이 단선하여 발생하는 마이크로LED 표시장치(400)가 불량을 방지할 수 있게 된다.
도면에 도시된 바와 같이, 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 기판(410) 사이의 이격영역에는 충진부재(455)가 형성되어 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)을 접착함으로써 상기 마이크로LED 표시패널(D11,D12)를 단단히 결합(타일링)할 수 있게 된다. 또한, 상기 충진부재(455)에 의해 외부로부터 인가되는 충격을 흡수할 수 있을 뿐만 아니라, 휘어짐이나 폴딩에 의해 스트레스에 의해 충진부재(455)가 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 이 실시예의 마이크로LED 표시장치(400)에서는 연결배선을 추가로 구성할 수 있다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 충진부재(455) 위에 별도의 연결배선을 추가하여, 2개의 연결배선에 의해 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 패드(452)를 전기적으로 접속할 수 있다. 이와 같이, 연결배선을 이중으로 구조로 형성함으로써, 마이크로LED 표시패널(D11,D12) 사이의 저항을 감소시켜 신호의 신속한 전달이 가능하게 되며, 연결배선의 단선에 의한 불량도 방지할 수 있게 된다.
특히, 마이크로LED 표시장치(400)가 휘어지거나 폴딩되는 표시장치로 구성되는 경우, 지속적이고 반복적인 휘어짐이나 벤딩에 의해 연결배선이 단선되어 불량이 발생하는 것을 최소화할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 원장의 상면에 복수의 마이크로LED 표시패널을 형성한 후, 상측 및 하측에서 원장을 절단하여 분리된 마이크로LED 표시패널을 상면과 예각 및 둔각을 가진 측면이 서로 인접하도록 배치하여 타일링한다. 따라서, 마이크로LED 표시패널 사이의 간격을 최소화하여 약 4㎛로 유지할 수 있게 된다. 따라서, 인접하는 마이크로LED 표시패널의 최외각 마이크로LED 사이의 간격과 하나의 마이크로LED 표시패널에 배치되는 마이크로LED 사이의 간격의 차이를 서정 범위 이하로 형성할 수 있게 되며, 그 결과 인접하는 마이크로LED 표시패널의 경계에서 심영역이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 인접하는 마이크로LED 표시패널의 이격된 영역에 평탄화층을 형성한 후 연결배선을 평탄화층에 형성하여 인접하는 마이크로LED 표시패널을 전기적으로 연결하거나 인접하는 마이크로LED 표시패널에 일부 영역 중첩하는 금속층을 형성하고 마이크로LED 표시패널의 기판에 컨택홀을 형성하여 인접하는 마이크로LED 표시패널을 전기적으로 연결한다. 따라서, 예각을 가진 측면에 형성된 연결배선의 단선에 의한 불량을 방지할 수 있게 된다.
본 발명에서는 필요에 따라 많은 수의 마이크로LED 표시패널이 지지기판에 타일링되어 표시장치가 형성되며, 타일링되는 복수의 마이크로LED 표시패널이 전체적으로 전기적으로 연결됨으로써, 구동소자로부터 출력되는 각종 신호가 전체 마이크로LED 표시패널에 인가된다.
도 11a 내지 도 11c는 구동소자가 구비된 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치(500)를 나타내는 도면이다. 실질적으로 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치(500)는 n×m(여기서, n,m은 자연수)개의 마이크로LED 표시패널이 타일링되어 형성되지만, 도면에서는 설명의 편의를 위해 마이크로LED 표시장치(500)가 일부의 마이크로LED 표시패널(D11,D12..D44)만을 도시하였다.
도 11a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치(500)에서는 지지기판(도면표시하지 않음)상에 타일링된 복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D12..D44)과, 일단이 타일링된 복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D12..D44)의 양측면에 부착된 제1 및 제2연성필름(560a,560b)과, 상기 제1 및 제2COF(560a,560b)에 각각 실장된 제1 및 제2데이터구동소자(564a,564b)와, 상기 제1 및 제2COF(560a,560b)의 타단에 부착된 제1 및 제2PCB(Printed Circuit Board;562a,562b)와, 상기 타일링된 복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D12..D44)의 상하측에 형성된 제1 및 제2게이트구동부(566a,566b)를 포함한다.
서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(D11,D12..D44)은 각각 상면이 측면과 예각 및 둔각을 형성하여 서로 마주하는 측면의 간격이 상면에서 하면까지 동일한 폭을 가지도록 배치되므로, 영상의 표시시 심영역이 인식되지 않는다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1 및 제2연성필름(560a,560b)은 플라스틱필름과 같이 연성을 가진 필름으로 구성되며, 상기 필름의 상면 및/또는 하면에 형성된 회로배선을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2연성필름(560a,560b)의 각각에는 패드가 형성되어, 상기 제1 및 제2연성필름(560a,560b)이 마이크로LED 표시장치(500)의 양측면에 부착될 때 상기 패드가 복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D12..D44)에 형성된 데이터패드와 전기적으로 접속된다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치(500)에서는 상기 제1 및 제2연성필름(560a,560b)으로 COF(Chip on Film)가 사용될 수도 있고, TCP(Tape Carrier Package)가 사용될 수도 있다.
상기 제1 및 제2데이터구동소자(564a,564b)는 영상신호를 출력하여 복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D12..D44)에 인가한다. 이 구조의 마이크로LED 표시장치(500)에서는 제1 및 제2COF(560a,560b)에 각각 하나의 데이터구동소자(564a,564b)만이 실장되므로, 제1데이터구동소자(564a)에서 출력된 영상신호가 제1열의 마이크로LED 표시패널(D11,D13,D31,D33,D21,D23)에 각각 배치되는 복수의 데이터라인으로 인가되고 제2데이터구동소자(564b)에서 출력된 영상신호가 제2열의 마이크로LED 표시패널(D12,D14,D32,D34,D22,D24,D42,D44)에 각각 배치되는 복수의 데이터라인으로 인가된다.
제1 및 제2게이트구동부(566a,566b)는 제1행의 마이크로LED 표시패널(D11,D13,D12,D14) 및 제4행의 마이크로LED 표시패널(D41,D43,D42,D44) 상면에 형성되어, 각각 제1,2행의 마이크로LED 표시패널(D11,D13,D12,D14,D31,D33,D32,D34) 및 제3,4행의 마이크로LED 표시패널(D21,D23,D22,D24,D41,D34,D42,D44)에 게이트신호를 인가한다.
이때, 상기 제1 및 제2게이트구동부(566a,566b)는 각각 제1행의 마이크로LED 표시패널(D11,D13,D12,D14) 및 제4행의 마이크로LED 표시패널(D41,D43,D42,D44) 상면에 GIP(Gate in Panel) 형태로 형성될 수도 있고, 게이트구동소자(gate driving IC)가 직접 실장되어(Chip on Glass) 형성될 수도 있다.
상기 제1 및 제2PCB(562a,562b)에는 타이밍 컨트롤러(도면표시하지 않음)가 실장된다. 또한, 상기 제1 및 제2PCB(562a,562b)의 상면 및/또는 하면에는 각종 신호배선이 형성될 수 있다. 상기 타이밍 컨트롤러에서는 게이트스타트신호(GSP;Gate Start Pulse), 게이트쉬프트클럭(GSC; Gate Shift Clock), 게이트출력인에이블(GOE; Gate Output Enable) 신호와 같은 게이트제어신호를 생성하여 제1 및 제2GIP(566a,566b)로 출력한다.
또한, 상기 타이밍 컨트롤러에서는 소스스타트신호(SSP;Source Start Pulse), 소스쉬프트클럭(SSC; Source Shift Clock), SOE(Source Output Enable) 신호 등과 같은 데이터제어신호를 생성하여 제1 및 제2데이터구동소자(564a,564b)로 출력한다.
이 구조의 마이크로LED 표시장치(500)에서는 좌우측에 각각 하나의 연성필름(560a,560b), PCB(562a,562b) 및 데이터구동소자(564a,564b)가 형성되므로, 하나의 구동소자에서 복수의 마이크로LED 표시패널에 영상신호를 인가한다.
도 11b에 도시된 구조의 마이크로LED 표시장치(500)에서는 복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D12...D44)의 각행의 좌우에 연성필름(560a1,560a2,560a3,560a4,560b1,560b2,560b3,560b4), PCB(562a1,562a2,562a3,562a4,562b1,562b2,562b3,562b4) 및 데이터구동소자(564a1,564a2,564a3,564a3,564b1,564b2,564b3,564b4)가 배치된다. 따라서, 이 구조의 마이크로LED 표시장치(500)에서는 각행별로 영상신호가 인가된다.
도 11c에 도시된 구조의 마이크로LED 표시장치(500)에서는 상부에 하나의 연성필름(560), PCB(562) 및 데이터구동소자(564)가 배치되고 양측면에 제1 및 제2게이트구동부(566a,566b)가 배치된다. 따라서, 이 구조의 마이크로LED 표시장치(500)에서는 하나의 데이터구동소자(564)에서 모든 마이크로LED 표시패널(D11,D12...D44)에 영상신호가 인가된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치(500)에서는 다양한 위치에 PCB, 연성필름 및 데이터구동부를 배치하여 다양한 방식으로 구동될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치는 다양한 형태로 제작될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치는 폴더블 표시장치로 제작할 수 있는데, 이하에서는 이에 대해 상세히 설명한다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마이크로LED 표시장치(600)를 나타내는 도면으로, 이 구조의 마이크로LED 표시장치(600)를 폴더블 표시장치이다.
도 12a에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 마이크로LED 표시장치(600)에서는 상부에 하나의 연성필름(660), PCB(662) 및 데이터구동소자(664)가 배치되고 양측면에 제1 및 제2게이트구동부(666a,666b)가 배치된다. 그러나, 이 실시예의 마이크로LED 표시장치(600)가 이러한 구조에 한정되는 것이 아니라 도 11a 내지 도 11c에 도시된 구조에도 적용될 수 있을 것이다.
도 12b에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 마이크로LED 표시장치(600)에서는 지지기판(680) 위에 복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D12,D13,D14)이 타일링된다. 이때, 제1 및 제2열의 마이크로LED 표시패널(D11,D12)에는 제1게이트구동부(666a)가 연결되어 게이트신호가 인가되며, 제3 및 제4열의 마이크로LED 표시패널(D13,D14)에는 제2게이트구동부(666b)가 연결되어 게이트신호가 인가된다. 이때, 제1 내지 제4열의 마이크로LED 표시패널(D11,D12,D13,D14 사이에는 연결배선(654)이 형성되어 전기적으로 접속된다. 또한, 제1내지 제4열의 마이크로LED 표시패널(D11,D12,D13,D14)에는 각각 데이터구동소자(660)가 연결되어 영상신호가 인가된다.
상기 지지기판(680)은 휘어질 수 있는 연성물질로 구성되고 마이크로LED 표시패널(D11,D12,D13,D14)은 유리와 같이 단단한 물질로 구성된다. 상기 지지기판(680)은 플라스틱으로 구성될 수도 있고 PDMS(polydimethylsiloxane)와 같은 실리콘 성형제로 구성될 수도 있다.
상기 지지기판(680)이 연성물질로 구성되므로, 마이크로LED 표시패널(D11,D12,D13,D14)이 부착된 영역은 휘어지지 않지만, 다른 영역, 예를 들면 제1 및 제2게이트구동부(666a,666b)가 형성된 영역은 휘어질 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 제1 및 제2게이트구동부(666a,666b)가 형성된 영역을 마이크로LED 표시패널(D11,D12)의 후면으로 폴딩한 후, 폴딩영역(680a)에 제1 및 제2게이트구동부(666a,666b)를 배치할 수 있다. 이때, 연결배선(654)은 폴딩영역(680a)에도 형성되어 제1 및 제2게이트구동부(666a,666b)를 마이크로LED 표시패널(D11,D14)에 전기적으로 연결한다.
이와 같이, 마이크로LED 표시패널(D11,D14) 외곽의 폴딩영역(680a)에 제1 및 제2게이트구동부(666a,666b)를 배치함으로써, 마이크로LED 표시장치(600)의 베젤영역을 최소화할 수 있게 되어 베젤리스(bezzelless) 마이크로LED 표시장치(600)의 제작이 가능하게 된다.
또한, 도 12c에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 마이크로LED 표시장치(600)에서는 복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D21,D31) 사이의 지지기판(680)이 폴딩될 수도 있다. 특히, 이 실시예의 마이크로LED 표시장치(600)는 지지기판(680)이 복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D21,D31,D42) 사이마다 폴딩되어 다수회 폴딩될 수 있다.
복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D21,D31,D41) 사이에는 연결배선(654)이 형성된다. 이때, 복수의 마이크로LED 표시패널(D11,D21,D31,D41) 사이의 지지기판(680)은 폴딩되어 있으므로, 연결배선(654)은 벤딩된다. 금속은 연성이나 신장력이 없기 때문에, 연결배선(654)을 금속으로 형성하는 경우, 마이크로LED 표시장치(600)가 폴딩될 때 상기 연결배선(654)은 휘어지거나 신장되지 않으므로 스트레스의 인가에 의해 상기 연결배선(654)이 파손되어 단선되며, 그 결과 마이크로LED 표시장치(600)가 불량으로 된다.
이러한 불량을 방지하기 위해, 본 실시예에서는 연결배선(654)을 금속나노와이어, 금속나노입자 또는 도전성고분자와 같이 연성 및 신장성을 가진 물질로 형성함으로써 마이크로LED 표시장치(600)가 폴딩될 때 연결배선(654)이 단선되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 마이크로LED 표시패널(D11,D12) 사이에 배치되는 연결배선(654)을 마이크로LED 표시장치(600)가 폴딩되는 방향을 따라 구불구불하게 굴곡진 형상으로 형성할 수 있다.
이와 같이, 연결배선(654)을 굴곡진 형상으로 형성함에 따라, 마이크로LED 표시장치(600)가 폴딩될 때 연결배선(654)의 굴곡진 형상이 직선에 가까운 형상으로 펴지게 되므로, 스트레스에 의해 연결배선(654)이 단선되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상기 연결배선(654)은 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 연결배선(654)의 굴곡진 형상은 마이크로LED 표시장치(600)가 폴딩될 때 직선형상으로 펴져 연결배선(654)에 스트레스가 인가되지 않도록 하는 것이므로, 상기 연결배선(654)이 아코디언과 같이 주름진 형상에서 직선형상으로 변경될 수 있다면 어떠한 형상으로도 형성될 수 있다.
예를 들어, 연결배선(654)은 곡면의 굴곡진 형상으로 형성될 수 있고 직각으로 굴곡진 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 연결배선(654)은 1회 또는 그 이상의 굴곡부로 형성될 수 있다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
110: 기판 140: 마이크로LED
352,452: 패드 354,454: 연결배선
355: 평탄화층 486: 컨택홀
560: 연성필름 562: PCB
564: 데이터구동소자 566: 게이트구동부

Claims (15)

  1. 지지기판;
    상면에 박막트랜지스터가 배치된 기판과, 상기 기판 상면에 구비된 복수의 마이크로LED(Light Emitting Device)를 포함하며, 상기 지지기판의 상면에 타일링되는 복수의 마이크로LED 표시패널; 및
    서로 인접하는 마이크로LED 표시패널을 전기적으로 연결하는 연결배선으로 구성되며,
    상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판은 각각의 측면과 각각의 상면이 형성하는 각도가 둔각 및 예각을 이루며, 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판의 측면은 서로 이격되어 마주하는 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로LED의 크기는 100㎛ 이하인 마이크로LED 표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판의 간격은 조립공차인 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판의 간격은 5㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로LED 표시패널에 형성된 패드; 및
    상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판 사이에 형성된 충진부재를 더 포함하며,
    상기 연결배선은 상기 충진부재 상에 형성되어 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 패드를 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널에 각각 형성된 패드;
    상기 지지기판 위에 형성된 연결배선; 및
    상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널 각각에 형성되어 상기 연결배선을 외부로 노출시키는 컨택홀을 더 포함하며,
    상기 연결배선은 상기 컨택홀을 통해 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널의 패드를 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 복수의 마이크로LED 표시패널에 신호를 인가하는 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 구동부는 복수의 마이크로LED 표시패널 양측 중 적어도 일측에 배치되어 복수의 행에 배열된 마이크로LED 표시패널에 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 구동부는 복수의 마이크로LED 표시패널의 복수의 행 각각의 양측중 적어도 일측에 배치되어 각각의 행에 배열된 마이크로LED 표시패널에 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 구동부는 복수의 마이크로LED 표시패널의 상단 또는 하단에 배치되어 상기 복수의 열에 배치된 마이크로LED 표시패널에 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 지지기판의 적어도 일부분은 연성물질로 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 지지기판의 하면은 상기 마이크로LED 표시패널의 하면과 가까워지도록 벤딩되는 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 지지기판은 상기 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널 사이의 영역에서 벤딩되는 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 연결배선은 금속나노와이어, 금속나노입자 및 도전성고분자 물질 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 연결배선은 굴곡부를 포함하여 연결배선이 벤딩될 때 상기 연결배선의 굴곡부의 반경이 증가하는 것을 특징으로 하는 마이크로LED 표시장치.
KR1020190100510A 2019-08-16 2019-08-16 마이크로led 표시장치 KR102655204B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190100510A KR102655204B1 (ko) 2019-08-16 2019-08-16 마이크로led 표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190100510A KR102655204B1 (ko) 2019-08-16 2019-08-16 마이크로led 표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210020677A KR20210020677A (ko) 2021-02-24
KR102655204B1 true KR102655204B1 (ko) 2024-04-04

Family

ID=74688941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190100510A KR102655204B1 (ko) 2019-08-16 2019-08-16 마이크로led 표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102655204B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11908881B2 (en) * 2020-01-21 2024-02-20 Seoul Viosys Co., Ltd. LED display apparatus having micro LED module
CN114333628B (zh) * 2021-12-31 2024-03-08 成都天马微电子有限公司 显示面板、显示装置及显示面板的制作方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000195827A (ja) 1998-12-25 2000-07-14 Oki Electric Ind Co Ltd Ｌｅｄアレイチップおよびその製造方法ならびにダイシング装置
JP2001274006A (ja) 2000-03-24 2001-10-05 Nippon Sheet Glass Co Ltd 半導体チップおよびその製造方法
JP2003165244A (ja) 2001-11-29 2003-06-10 Kyocera Corp 発光素子アレイチップ及びそれを用いた光プリンタヘッド
JP2003216072A (ja) 2002-01-17 2003-07-30 Sony Corp 画像表示装置及びその製造方法
US10074778B2 (en) 2011-03-22 2018-09-11 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode package and method for manufacturing the same
KR102558699B1 (ko) 2017-12-08 2023-07-21 엘지디스플레이 주식회사 베젤리스 마이크로led 표시장치

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101143476B1 (ko) * 2009-05-21 2012-05-11 (주)더리즈 경사단면을 갖는 반도체 칩 및 그 제조방법
KR20180034107A (ko) * 2016-09-27 2018-04-04 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 표시패널 및 이를 이용한 타일링 표시장치
CN111357113B (zh) * 2017-10-25 2023-06-27 三星电子株式会社 Led面板和具有led面板的显示装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000195827A (ja) 1998-12-25 2000-07-14 Oki Electric Ind Co Ltd Ｌｅｄアレイチップおよびその製造方法ならびにダイシング装置
JP2001274006A (ja) 2000-03-24 2001-10-05 Nippon Sheet Glass Co Ltd 半導体チップおよびその製造方法
JP2003165244A (ja) 2001-11-29 2003-06-10 Kyocera Corp 発光素子アレイチップ及びそれを用いた光プリンタヘッド
JP2003216072A (ja) 2002-01-17 2003-07-30 Sony Corp 画像表示装置及びその製造方法
US10074778B2 (en) 2011-03-22 2018-09-11 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode package and method for manufacturing the same
KR102558699B1 (ko) 2017-12-08 2023-07-21 엘지디스플레이 주식회사 베젤리스 마이크로led 표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210020677A (ko) 2021-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102603411B1 (ko) 마이크로led 표시장치
EP3422827B1 (en) Display device and method for fabricating the same
KR102569728B1 (ko) 베젤리스 마이크로led 표시장치
US11742472B2 (en) Unit pixel having light emitting device, pixel module and displaying apparatus
KR102455039B1 (ko) 신축성 디스플레이 장치
CN109830584B (zh) 发光器件以及使用该发光器件的显示装置
KR102625489B1 (ko) 마이크로 led 표시 패널 및 그 제조 방법
KR102463998B1 (ko) 마이크로led 표시장치
KR20220104113A (ko) 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치
KR102427082B1 (ko) 마이크로led 표시장치 및 그 구동방법
KR102558699B1 (ko) 베젤리스 마이크로led 표시장치
KR102030402B1 (ko) 발광소자 및 이를 포함하는 표시장치
KR102616407B1 (ko) 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치
US20200194407A1 (en) High-resolution micro-led display device and manufacturing method of the same
KR20190048988A (ko) 발광 표시 장치
KR102655204B1 (ko) 마이크로led 표시장치
KR101888857B1 (ko) 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치
KR20230141695A (ko) 마이크로led 표시장치 및 그 구동방법
US20220181381A1 (en) Light emitting element and display device
KR102569732B1 (ko) 고 해상도 마이크로 led 표시 장치
KR102414237B1 (ko) 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치
JP7412631B2 (ja) 自発光装置
KR102655336B1 (ko) 표시 장치 및 이의 제조 방법
US20230119003A1 (en) Display device
JP2024094237A (ja) 表示装置及び表示装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant