KR20040067851A - 화상표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

화상표시장치 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 1 화소가 R, G, B의 3색의 서브화소를 각각 개별적으로 1개씩 포함하도록 구성되는 경우에 비해 적은 서브화소로 화소를 구성하고, 다시, 그것들을 시분할로 발광시킴으로써 풀칼라 표시를 행할 수 있는 화상표시장치 및 그 제조방법이다. 본 발명은, 화소 사이에서 각각의 서브화소를 공유하는 동시에 해당 서브화소를 시분할로 표시함으로써 서브화소수를 감소시키는 동시에 높은 밀도로 화소를 형성할 수 있어, 고화질이면서도 부품점수를 억제할 수 있는 화상표시장치를 제공할 수 있다.

Description

화상표시장치 및 그 제조방법{IMAGE DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
경량이고 박형의 화상표시장치로서, 여러가지의 표시장치가 개발되어 있다. 이러한 화상표시장치의 주된 카테고리소서는, 예를 들면 발광 다이오드(LED)를 사용한 화상표시장치, 액정디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 필드에미션디스플레이(FED) 등이 있다. 특히, 발광 다이오드를 배치하여 형성되는 LED 디스플레이는, 그것만으로 화상표시장치로 할 수도 있지만, 액정표시장치의 백라이트로서도 사용할 수 있다.
특히, 서로 다른 색을 발색하는 발광소자를 배열하고, 순차 발광시켜 풀칼라 화상을 표시하도록 하는 풀칼라 LED 디스플레이에 관해는, 발광소자의 배치, 발광순서 등의 여러가지의 기술이 알려져 있다.
예를 들면, 일본국 특개평 9-198007호 공보에 따르면, 매트릭스 형태로 배치되는 적색 발광화소, 녹색 발광화소 및 청색 발광화소의 개수를 1:2:1의 비가 되도록 하여 형성된 표시장치가 개시되어 있다.
또한, 특개평 11-133887호 공보에 따르면, 각각의 화소에 적색 서브화소, 녹색 서브화소 및 청색 서브화소가 1개씩 배치되도록 화소가 구성되어 있다. 구체적으로는, 1개의 화소를 1번째의 주사전극의 서브화소 R, G와 2번째의 주사전극의 서브화소 R과 3번째의 주사전극의 서브화소 G, B에 의해 형성하여, 3개의 서브화소 R, G, B를 일렬로 나란하게 한 경우에 비해 화소 피치를 작게 하고, 그 만큼 표시밀도를 높이는 기술이 개시되어 있다. 더구나, 이들 서브화소의 점등/비점등의 조합에 의해 시분할 표시하여, 다색 표시하는 기술도 개시되어 있다.
또한, 수평방향으로 적색으로 발색하는 적색 서브화소, 녹색으로 발색하는 녹색 서브화소 및 청색으로 발색하는 청색 서브화소가 수평방향으로 순서대로 배치되고, 그들 수평방향으로 배치된 패턴과 동일한 패턴으로 배치된 서브화소가 수직방향으로 각각 같은 간격으로 배치된 인라인형의 화상표시장치에서는, 각 화소에는 적색, 녹색 및 청색으로 발색하는 서브화소를 1개씩 포함되도록 구성된다. 따라서, 수평방향으로는, RGB를 단위로 하여 같은 서브화소의 배치로 화소가 구성되고, 수직방향의 같은 열에는, 같은 색으로 발색하는 서브화소가 배치되게 된다. 이와 같이 서브화소를 배치하고 각각의 서브화소를 시분할로 발광시킴으로써 화상표시를 행하게 된다. 이때, 같은 열에 배치된 같은 색으로 발색하는 서브화소를 점등시키고, 순차 서브화소의 열을 점등시켜 가는 것에 의해 화상표시를 행할 수 있다.
종래, 1 화소에 적색, 녹색 및 청색의 서브화소가 각각 1개씩 개별적으로 포함되도록 화소가 구성되어 있었다. 그 때문에, 서브화소수는 화소수의 3배 이상 필요하며, LED 디스플레이의 광원인 발광소자를 나란하게 배치한 화상표시장치에서는, 서브화소를 구성하는 발광소자수가 많아지고 있었다. 더구나, 화상표시장치의 소형화와 해상도의 향상을 실현하기 위해, 화소 사이의 거리를 단축하여, 고밀도로 발광소자를 배치하는 것이 중요하게 되고, 이것과 함께 발광소자의 소형화 이외에 화질을 떨어뜨리는 일 없이 부품점수를 줄이는 것도 중요하게 되고 있다. 또한, 높은 밀도로 다수의 발광소자를 배치하여 형성되는 화상표시장치에서는, 모든 발광소자가 정상으로 구동되지 않은 경우도 생각할 수 있어, 높은 신뢰성으로 발광소자를 구동시켜 고화질의 화상표시를 행하는 것도 중요하게 된다.
한편, 지금까지의 서브화소의 배치에서는, 시감도가 높은 발광소자로 구성되는 서브화소의 위치에 의해서는, 표시시키고자 하는 화소의 위치와 실제로 화상을 보는 사람의 눈이 느끼는 화소의 위치가 어긋나 버리는 경우도 있다.
또한, 발광소자의 미소화와 함께 화면에 배치되는 발광소자수도 증대하고 있기 때문에, 상기 화상표시장치는, 통상, 서브화소를 단위 패널에 형성하고, 그들 단위 패널을 장치 기판에 매트릭스 형태로 복수 배치하여 형성된다. 이때, 단위 패널의 단부에는, 화상표시장치의 기판과 접속하기 위한 부분 등이 필요하게 되어, 소자가 배치되지 않은 일정한 영역이 필요하게 된다. 더구나, 단위 패널의 치수 격차나 열팽창에 의한 치수를 보정하기 위한 영역을 확보해 두는 것도 중요하게 된다. 또한, 발광소자를 효율적으로 배치하는 것에 의해 용이하게 고품질의 화상표시장치를 제조하는 기술도 요망되고 있다.
따라서, 본 발명은 전술한 문제를 감안하여, 1 화소가 R, G, B의 3색의 서브화소를 각각 개별적으로 1개씩 포함하도록 구성되는 경우에 비해 적은 서브화소로 화소를 구성하고, 더구나, 그것들을 시분할로 발광시키는 것에 의해 풀칼라 표시를 행할 수 있는 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 더구나, 단위 패널의 단부의 서브화소를 제외하는 것에 의해, 화질을 저하시키는 일 없이, 단위 패널의 단부에 발광소자가 배치되지 않은 영역을 확보할 수 있는 화상표시장치를 제공한다. 또한, 상기 화상표시장치를 효율적으로 제조할 수 있는 화상표시장치의 제조방법을 제공하는 것도 목적으로 한다.
(발명의 개시)
본 발명은, 화상표시장치를 구성하는 서브화소 중에서, 시감도가 낮은 색으로 발색하는 서브화소를 화소 사이에서 공유하고, 시분할로 발광시킴으로써 각각의 화소에 개별적으로 3색의 서브화소를 배치하는 경우에 비해 서브화소의 수를 줄일 수 있다. 더구나, 화질을 저하시키는 일 없이, 서브화소를 줄일 수 있는 것에 의해 부품점수를 줄이는 것이 가능하게 되어, 비용절감에 이어진다. 이때, 시감도가 높은 색으로 발색하는 서브화소를 화소의 중심에 배치하고, 또한, 수평수직방향으로 같은 간격으로 배치해 두는 것에 의해, 수평수직방향으로 같은 간격으로 화소가 배치되어 있는 것 같이 보인다.
또한, 서브화소가 정상으로 구동되지 않는 경우에 있어서도, 해당 서브화소의 주위에 배치되고, 해당 서브화소와 같은 색으로 발색하는 서브화소를 구동시킴으로써 문제없이 화소를 표시할 수 있다. 더구나, 서브화소 사이에 차광판을 설치하는 것에 의해, 외광을 차광할 수 있어, 옥외에 있어서도 높은 콘트라스트의 화상표시를 행할 수 있다.
또한, 단위 패널을 매트릭스 형태로 배치하여 형성되는 화상표시장치에 대해서, 단위 패널의 단부에 배치되는 서브화소를 제외하는 것에 의해, 단위 패널의 단부에 서브화소가 배치되지 않는 일정한 영역을 확보할 수 있어, 단위 패널의 치수어긋남이나 열팽창에 의한 치수 어긋남을 보정하는 것이 가능해진다. 더구나, 단위 패널 사이를 접속하기 위한 배선을 형성하는 공간도 확보할 수 있다.
더구나, 발광소자를 확대전사하고, 이 확대전사를 각 발광색의 발광소자마다 행하는 것에 의해, 효율적으로 기판 상에 소자를 배치하는 것이 가능하게 되어, 화상표시장치를 용이하게 제조하는 것이 가능하게 된다.
본 발명은, 화상표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 서브화소수를 줄일 수 있는 동시에 해상도를 높일 수 있는 고성능의 화상표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시예의 화상표시장치의 서브화소의 배치를 나타낸 도면으로서, 화상표시장치의 평면구조를 나타낸 개략 평면구조도이다.
도 2는, 본 발명의 제 1 실시예의 화상표시장치의 배선의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 발명의 제 2 실시예의 화상표시장치의 차광판의 배치를 나타낸 도면으로, 화상표시장치의 평면구조를 나타낸 개략 평면구조도이다.
도 4는, 본 발명의 제 2 실시예의 화상표시장치의 차광판의 배치를 나타낸 도면으로, 화상표시장치의 단면구조를 나타낸 개략 단면구조도이다.
도 5는, 본 발명의 제 3 실시예의 화상표시장치의 인접하는 단위 패널의 근접부를 나타낸 도면으로, 화상표시장치의 평면구조를 나타낸 개략 평면구조도이다.
도 6은, 본 발명의 제 4 실시예의 화상표시장치의 제조방법의 제조공정을 나타낸 제조공정 흐름도이다.
도 7은, 본 발명의 제 4 실시예의 화상표시장치의 제조방법의 수지형성칩의 구조를 나타낸 개략 투시사시도이다.
도 8은, 본 발명의 제 4 실시예의 화상표시장치의 제조방법의 수지형성칩의 구조를 나타낸 개략 평면구조도이다.
도 9는, 본 발명의 제 4 실시예의 화상표시장치의 제조방법의 레이저 조사공정을 나타낸 공정단면도이다.
도 10은, 본 발명의 제 4 실시예의 화상표시장치의 제조방법의 발광소자를 지지하는 공정을 나타낸 공정단면도이다.
도 11은, 본 발명의 제 4 실시예의 화상표시장치의 제조방법의 소자분리공정을 나타낸 공정단면도이다.
도 12는, 본 발명의 제 4 실시예의 화상표시장치의 제조방법의 전사공정을 나타낸 공정단면도이다.
[제 1 실시예]
본 실시예의 화상표시장치는, 서로 다른 색으로 발색하는 서브화소가 매트릭스 형태로 배열되고, 복수의 서브화소에 의해 각 화소가 구성되는 화상표시장치에 있어서, 상기 색 중에서 가장 시감도가 높은 색을 발색하는 제 1 서브화소가 소정의 간격으로 배열되는 동시에 상기 제 1 서브화소 사이에 다른 색을 발색하는 제 2 서브화소가 배치되고, 상기 제 2 서브화소가 인접하는 화소에 공유되도록 각 화소가 구성되는 동시에, 각 화소가 시분할에 표시되도록 상기 서브화소가 구동되는 것을 특징으로 한다. 이하, 도면을 참조하면서 본 실시예의 화상표시장치에 관해 설명한다.
도 1은, 화상표시장치를 구성하는 서브화소가 발광소자를 구비하는 디스플레이에 관한 레이아웃을 나타낸 레이아웃도로서, 예를 들면, 화소를 구성하는 서브화소는 각각 발광다이오드를 1개씩 포함하도록 구성된다. 화상표시면의 수직수평방향으로 3화소분씩 도시되고, 기판 상에 청색, 녹색 및 적색으로 각각 발색하는 서브화소가 매트릭스 형태로 배열되어, 3색의 서브화소를 1조로 하여 1 화소가 구성되어 있다. 각 서브 화소는 기판에 배치된 각각의 발광소자와 1대1로 대응하도록 형성된다. 여기서, 적색, 녹색 및 청색에 한정되지 않고, 3색을 각각 발색하는 서브화소는, 그들 3색을 혼색하는 것에 의해 칼라표시를 행할 수 있는 조합하여 된다. 특히, 빛의 삼원색인 적색, 녹색 및 청색으로 각각 발색하는 서브화소를 1조로 하여 화소를 구성하는 것에 의해, 표시할 수 있는 색의 범위가 넓어, 선명한 풀칼라 표시를 행하는 것이 가능하다.
본 실시예의 화상표시장치를 구성하는 발광소자는, 발광다이오드에 한정되지 않고, 반도체레이저 소자 등의 발광소자를 배치하여 서브화소가 구성되는 화상표시장치로 할 수도 있다. 더구나, 발광다이오드나 반도체레이저 소자를 사용한 화상표시장치에 한정되지 않고, 3색의 서브화소를 1조로 하여 화소를 구성하는 화상표시장치이면 되며, 예를 들면, 백라이트로부터 발생하는 단색광을 칼라필터에 의해 파장변환을 행하는 것에 의해 3색의 빛을 각각 발색하는 서브화소로 이루어진 액정디스플레이(LCD)나, 플라즈마방전을 이용한 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)이나, 전계발광(EL)을 이용한 EL 소자에 의해 구성되는 EL 디스플레이 및 필드에미션디스플레이(FED) 등의 면발광형 화상표시장치에도 사용할 수 있다.
우선, 3색으로 각각 발광하는 발광소자와 그들로 구성되는 화소의 레이아웃에 관해 상세히 설명한다. 화상표시면의 수평방향으로, 녹색으로 발광하는 녹색 발광소자(도면 중 G로 표시)가 피치 H로 배치되어 있다. 이들 녹색 발광소자의 피치 H 사이에 청색 발광소자(도면 중 B로 표시)와 적색 발광소자(도면 중 R로 표시)가 녹색 발광소자를 사이에 끼우도록 교대로 배치된다. 이때, 청색 발광소자 및 적색 발광소자는, 수평방향으로 각각 피치 H의 약 2배의 간격(H×2)으로 배치된다.
더구나, 수직방향으로는, 같은 색으로 발광하는 발광소자가 피치 H로 일렬로 배치되고, 녹색 발광소자의 열을 사이에 끼우도록 적색 발광소자와 청색 발광소자의 열이 수평방향으로 교대로 배열되어 있게 된다. 따라서, 수평방향으로 일정한 규칙으로 배치되는 인라인 형태로 배치된 발광소자가 수직방향으로도 같은 발광소자의 배치로 배열되어 있게 된다. 이때, 이들 청색, 녹색 및 적색 중에서 가장 시감도가 높은 녹색으로 발광하는 녹색 발광소자는 수직수평방향으로 H의 피치로 배치되어 있게 된다.
화소를 구성하는 발광소자 중에서 가장 시감도가 높은 색으로 발색하는 발광소자가, 1 화소를 구성하는 3개의 발광소자의 중앙에 배치되고, 그 밖의 색으로 발색하는 발광소자가 그 양측에 배치되어, 이들 3색의 발광소자를 1조로 하여 1 화소가 구성된다. 본 실시예에 있어서는, 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자로 발색하는 서브화소를 1조로 하여 화소가 구성되기 때문에, 이들 3색 중에서 가장 시감도가 높은 녹색 발광소자가 수평방향으로 배열된 3색의 서브화소의 중앙에 위치하게 된다. 여기서, 수평방향으로 같은 간격으로 배치된 녹색 발광소자 사이에 청색 발광소자와 적색 발광소자가 교대로 배치되어 있고, 수평방향으로 인접하는 화소는, 개별적으로 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자를 1개씩 구비하는 것이 아니라, 서로 청색 발광소자 및 적색 발광소자를 공유하도록 구성되게 된다.
수직방향에 대해서는, 전술한 것과 같이 녹색 발광소자의 양측에 배치된 적색 발광소자와 청색 발광소자를 공유하도록 수평방향으로 배치되는 화소의 배열과 같은 배열이 되도록 수직방향으로 간격 H로 각 발광소자가 배치되어, 화소를 구성한다. 이때, 같은 색으로 발색하는 발광소자는, 수직방향의 같은 열에 배치되도록 배열되고, 수직방향으로 각 발광소자의 간격이 대략 같아지도록 배치된다.
또한, 상기한 것과 같이 3색의 발광소자를 수평방향으로 배치하고, 그들 발광소자 중에서 시감도가 낮은 색을 발광하는 발광소자를 수평방향으로 인접하는 화소에서 공유하는 것과 같은 발광소자의 배치에 한정되지 않고, 인접하는 행에서 적색 발광소자와 청색 발광소자를 교체한 배열이나, 녹색 발광소자의 수평방향위치를 인접하는 행에서 대략 1/2H 어긋나게 한 소위 델타 배열이나, 상기한 것과 같은 수평방향의 발광소자의 배열과 수직방향의 발광소자의 배열을 교체한 구성으로 하여도 되며, 또한, 경사 방향으로 발광소자를 공유하도록 화소를 구성할 수도 있다.
다음에, 상기한 발광소자를 시분할로 발광시켜 화상표시를 행하는 구동동작에 관해 설명한다. 도 1과 같이 배치된 발광소자 중에서 청색 발광소자 B11, 녹색 발광소자 G11 및 적색 발광소자 R11에 의해 화소 11이 구성된다. 화소 11과 수평방향으로 인접하는 화소 12는, 적색 발광소자 R 11, 녹색 발광소자 G12 및 청색 발광소자 B13에 의해 구성된다. 이때, 화소 11과 화소 12는 각각의 화소의 중앙에 녹색 발광소자가 배치되고, 적색 발광소자 R11를 공유하도록 구성되어 있다. 또한, 화소 13은 청색 발광소자 B13, 녹색 발광소자 G13 및 적색 발광소자 R13에 의해 구성되고, 화소 12와 화소 13은 청색 발광소자 B13를 공유하도록 구성되어 있다.
우선, 1 화소를 발광시키는 시간을 2분할하여, 각각 분할된 시간폭만큼 해당 화소를 구성하는 서브화소의 발광소자를 발광시킨다. 화소 11은 청색 발광소자 B11, 녹색 발광소자 G11과 적색 발광소자 R11을 동시에 발광시킨다. 다음에 다시, 적색 발광소자 R11를 발광시키고, 그것과 동시에 녹색 발광소자 G12와 청색 발광소자 B13을 발광시킨다. 여기서, 청색 발광소자 B11, 녹색 발광소자 G11 및 적색 발광소자 R11를 시분할로 발광시킨 것으로, 화소 11이 표시되게 된다. 이때, 화소 11에 표시시키고 싶은 색에 맞추어 각 발광소자의 발광시간을 조정하면 된다. 그것에이어, 적색 발광소자 R11, 녹색 발광소자 G12 및 청색 발광소자 B13을 시분할로 발광시킴으로써 화소 12가 표시되게 된다. 여기까지에서, 화소 11과 화소 12가 표시되고, 또한 각각의 화소를 표시시킬 때, 적색 발광소자 R11이 화소 11과 화소 12의 각각에 공용되어 있게 된다. 즉, 풀칼라 표시에 필요한 3색 중에서 1색의 발광소자를 인접하는 화소에서 공유하여 시분할로 발광시킴으로써, 발광소자를 줄일 수 있는 것이다.
더구나, 화소 12를 표시하기 위해 청색 발광소자 B13를 발광시킨 후, 재차 청색 발광소자 B13를 발광시키고, 그것과 동시에 녹색 발광소자 G13, 적색 발광소자 R13을 발광시킴으로써 화소 13이 표시된다. 화소 12와 화소 13의 양쪽의 화소를 표시할 때에 시분할로 청색 발광소자 B13을 발광시킴으로써 청색 발광소자 B13이 화소 12와 화소 13의 양쪽에 공용되게 된다. 따라서, 화소 12와 화소 13의 각각을 풀칼라 표시하기 위해 필요한 3색의 발광소자 중의 1색이 1개의 발광소자를 시분할로 발광시킴으로써 줄일 수 있게 된다. 이와 같이, 인접하는 화소 사이에서 적색 발광소자와 청색 발광소자를 공용하는 것에 의해, 발광소자의 수를 줄이는 것이 가능하게 된다.
이때, 화소 11과 화소 13등 홀수번째의 화소는 동시에 발광하게 되고, 화소 12와 도시하지 않은 다음의 화소 14 등 짝수번째의 화소는 동시에 발광하게 된다. 또한, 녹색 발광소자 G는 시분할 발광시키지 않아도 되지만, 그 경우 전류값을 낮추는 등 적색이나 청색 발광과 밸런스를 취할 필요가 있다. 또한, 주위에 배치되는 적색 발광소자 R 및 청색 발광소자 B가 시분할 구동되는 타이밍에 맞추어 녹색 발광소자 G의 피크휘도를 줄이는 동시에 비시분할로 구동하는 것에 의해, 해당 적색 발광소자 R 및 해당 청색 발광소자 B의 휘도와의 밸런스를 취하여, 이들 발광소자로 형성되는 화소를 표시하도록 할 수 있다. 이때, 해당 녹색 발광소자 G에 공급되는 전류를 저감할 수 있으므로, 화상표시장치 전체에서 소비되는 전력은 변하지 않는다.
이때, 수직방향으로도 화소 11, 화소 12 및 화소 13과 같은 배치에 의해 발광소자가 배치되어 있고, 수직방향으로 같은 색으로 발광소자가 간격 H로 배치되어 있다. 따라서, 전술한 화소 11, 12 및 13을 구성하는 발광소자와 같은 열에 배치되어 있는 발광소자는, 화소 l1, 12 및 13을 구성하는 발광소자와 동일한 타이밍으로 발광하게 된다. 각 행이 종래와 같이 순차 시분할 발광하는 것 이외에, 청색 발광소자 B11을 포함하는 발광소자열 L1으로부터 적색 발광소자 R13를 포함하는 발광소자열 L7은 수평방향으로 반복하여 시분할로 발광하여, 화상표시가 행하여진다. 여기서, 도 1에는, 수평수직방향으로 3화소씩만 나타내고 있지만, 화상표시면 전체에 관해, 수평방향으로 인접하는 화소가 발광소자를 공용하도록 3색의 발광소자가 배치되어 있다.
전술한 바와 같게 하여 화상표시가 행하여지지만, 이들 3색의 발광소자 중 가장 시감도가 높은 녹색의 발광소자가 수평수직방향으로 같은 소자 간격 H로 배치되어 있기 때문에, 각 화소의 중심이 녹색 발광소자의 위치가 되어, 수평수직방향으로 H의 간격으로 화소가 존재하는 것과 같이 보이는 것에 의해 균일한 화상표시를 행할 수 있다.
더구나, 본 실시예의 화상표시장치는, 화소를 구성하는 발광소자가 정상으로 점등되지 않는 경우라도, 해당 발광소자와 같은 색으로 발광하는 발광소자를 대신에 점등시킴으로써, 해당 화소를 표시할 수도 있다. 예를 들면, 화소 12를 형성하는 적색 발광소자 R11이 정상으로 점등되지 않는 경우에는, 해당 적색 발광소자 Rl1의 주위에 배치된 적색 발광소자를 적색 발광소자 R11이 원래 점등되는 타이밍으로 점등시킴으로써 화소 12를 풀칼라로 표시할 수 있다. 예를 들면, 적색 발광소자 R11에 인접하는 화소 13를 형성하는 적색 발광소자 R13를 적색 발광소자 R11 대신에 점등시키면 된다. 인접하는 화소를 형성하고 같은 색으로 발광하는 발광소자를 대신에 점등시킴으로써, 화질의 저하를 초래하지 않고 화상표시를 행할 수 있다. 또한, 적색 발광소자 R에 한정되지 않고, 청색 발광소자 B가 정상으로 점등하지 않는 경우라도, 마찬가지로 해당 청색 발광소자 B의 주위에 배치된 청색 발광소자 B를 대신에 점등시킴으로써 문제없이 화소를 표시할 수 있다.
전술한 것과 같게 배치되어, 시분할에 의해 구동되는 각 발광소자는, 이들을 구동시키기 위한 구동회로와 전기적으로 접속하기 위해 기판 상에 배치된 배선과 접속된다. 도 2에 발광소자를 배선이 배치된 기판 상에 배치한 레이아웃도의 일례를 나타낸다. 도 2에 나타낸 배선은, 패시브 매트릭스형의 소자구동방식으로, 어드레스선과 데이터선의 교차위치에 대응하도록 각 발광소자가 배치되어 있다. 발광소자로서는, 예를 들면, 투명수지로 피복되고, 실장시에 취급이 용이해지는 형상으로 형성되는 발광다이오드를 사용할 수 있다.
본 실시예의 화상표시장치에서는, 배선용 기판(1)의 주표면 상에 수평방향으로 연장된 복수개의 어드레스선 ADD0, ADD1이 형성되고, 더구나 도시하지 않은 층간절연막을 통해 수직방향으로 연장된 복수개의 데이터선 DLR1∼DLG3이 형성되어 있다. 배선용 기판(1)은 예를 들면 유리기판이나, 합성 수지 또는 절연층으로 피복된 금속기판, 혹은 실리콘 기판 등의 반도체제조에 범용인 기판으로, 어드레스선이나 데이터선을 요구된 정밀도로 형성가능한 기판이면 어떠한 기판이라도 된다.
각 발광소자의 위치는, 어드레스선 ADD0, ADD1과 데이터선 DLR1∼DLG3의 교차위치에 대응한 위치로 되어 있다. 이때, 녹색 발광소자 DG11, DG12및 DG13의 수평방향의 각각의 소자간격 H와, 수직방향의 각각의 소자간격이 같은 거리가 되도록 H의 피치로 어드레스선이 배치되어 있다. 더구나, 적색 발광소자 DR과 청색 발광소자 DB을 구동회로와 전기적으로 접속하는 데이터선 DLR와 DLB는 데이터선 DLG의 사이에 한개씩 교대로 배치된다. 이때, 데이터선 DLR와 DLB 각각의 간격은, 녹색 발광소자의 수평수직의 소자 간격 H의 대략 2배(H×2)의 간격으로 된다. 각 발광소자는 도전성의 접속선(11, 12)에 의해 각각 어드레스선과 데이터선에 접속된다.
어드레스선 ADD0, ADD1은 도전성이 우수한 금속재료층이나 반도체 재료층과 금속재료층의 조합 등에 의해 형성되고, 그것의 선폭은 도 2에 나타낸 바와 같이 발광소자의 사이즈 M에 비해 넓은 폭으로 할 수 있다. 따라서, 순차적으로 화소를 주사하여 원하는 화상을 출력시키는 경우의 어드레스선 자체의 저항에 의한 지연을 극히 저감할 수 있다. 이 어드레스선 ADD0, ADD1은 수평방향으로 연장되어 있고, 각 화소당 1개의 어드레스선이 통과한다. 따라서, 수평방향으로 인접하는 화소끼리에서는 공통의 어드레스선이 선택적으로 사용된다.
데이터선 DLR1∼DLG3은, 어드레스선과 마찬가지로, 도전성이 우수한 금속재료나 반도체 재료층과 금속재료층의 조합 등에 의해 형성되고, 그것의 선폭은 도 2에 나타낸 바와 같이 배선용 기판(1)의 전유면적의 약 절반 정도를 차지하도록 형성할 수도 있다. 이들 데이터선 DLR1∼DLG3은 수직방향으로 연장되어 있고, 각 화소당 발광소자의 수에 따라서 3개의 데이터선이 사용되어 있다. 여기서, 적색 발광소자와 청색 발광소자가 인접하는 화소에 공용되기 때문에, 화소에 각각 개별적으로 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자를 배치하는 경우에 비해, 데이터선의 수도 줄일 수 있다. 예를 들면, 도면 중 좌측상부의 적색 발광소자 DR11, 청색발광소자 DG11, 및 청색 발광소자 DB11으로 1 화소가 구성되고, 데이터선 DLR1∼DLG3도 발광색마다 설치되어 있지만, 청색 발광소자 DB11, DG12 및 DR13으로 이루어지는 화소에서는, 데이터선 DLB1, DLG2 및 DLR3이 데이터선으로서 사용되고, 수직방향으로 인접하는 화소의 같은 발광색의 발광소자 사이에서는 공통의 데이터선이 이용된다.
한편, 본 실시예의 화상표시장치에서는, 수직방향의 화소피치가 H이고, 수평방향의 녹색 발광소자의 피치도 마찬가지로 H이다. 예를 들면, 이 피치는, 0.1 mm 내지 1 mm의 범위로 설정할 수 있다. 이것은, 동화상용(텔레비젼 수상기, 비디오 기기, 게임 기기)이나 정보용(예를 들면 컴퓨터용)의 화상표시장치로서는, 대각 사이즈로 30 cm에서 150 cm의 것이 적당하며, 그 화소수가 RGB를 합쳐서 1 화소로 한 경우에 대강 30만 화소 내지 200만 화소 정도의 실용상 바람직하고, 또한, 인간의 시각특성으로부터도, 직시형의 화상표시장치로서 화소 피치를 0.1 mm(개인용 고선명 표시)부터 1 mm(다수인용 화상표시)로 하는 것이 바람직하기 때문이다. 더구나, 본 실시예의 화상표시장치를 옥외용의 대화면 표시에 사용하는 경우에는, 10 mm 정도의 피치로 할 수 있고, 지금까지의 수 mm 사이즈의 발광소자에 비해, 미소한 발광소자를 사용하는 것에 의해 소자 간격을 크게 잡을 수 있어, 소자 사이에 배치되는 배선의 루팅을 용이하게 행할 수 있다.
본 실시예의 발광소자는 자발광형의 발광소자인 발광다이오드를 사용할 수 있다. 예를 들면, 청색 및 녹색의 발광다이오드용으로서 사파이어 기판 상에 성장된 질화갈륨계의 더블 헤테로 구조 다층결정을 사용할 수 있다. 이들 청색 및 녹색에 발광하는 발광다이오드는 사파이어 기판과 같이 그것의 주표면이 대략 C면인 기판으로부터 선택성장에 의해 결정성장되고, 해당 기판의 주표면에 대해 경사진 경사 결정면을 갖는 반도체층으로부터 형성될 수 있다. 더구나, 경사 결정면이 S면과 동등한 결정면과 같이 질화물 반도체층으로부터 형성되는 경우에는, 고품질의 발광다이오드로 할 수도 있다. 또한, 적색의 발광다이오드로서 비소화 갈륨 기판 상에 성장된 비소화 알루미늄 갈륨 또는 인화 인듐 알루미늄 갈륨계의 더블 헤테로 구조 다층결정을 사용할 수 있다. 발광다이오드는 서로 파장을 다르게 한 3색의 발광소자의 세트로 이루어진 화소를 구성하지만, 이와 다른 파장의 세트는 빨강, 초록, 파랑에 한정되지 않고, 다른 색의 세트라도 된다.
이들 발광다이오드는, 예를 들면, 각각 대략 정방형의 형상을 갖고, 비패키지 상태인 상태 또는 미소 패키지 상태(예를 들면 1 mm 사이즈 이하 정도)인채로 실장되는 칩 구조를 갖고 있다. 발광다이오드의 상세한 층구조에 관해는 도시하지않지만, 각각 발광다이오드의 평면 형상은 대략 정방형으로, 그 대략 정방형의 발광다이오드칩을 실장함으로써, 발광다이오드의 매트릭스 형태의 배열이 구성된다.
대략 정방형의 각 발광다이오드의 사이즈는, 예를 들면, 그 한변이 5 ㎛에서 100 ㎛ 정도의 사이즈로 할 수 있다. 이러한 미소 사이즈로서 배선용 기판에 실장되는 발광다이오드로 하고, 각 발광다이오드는 미소 패키지 상태 또는 비패키지 상태인 채로 배선용 기판에 실장된다.
미소 사이즈인 채로 실장되는 각 발광다이오드는, 전술한 것과 같은 사이즈를 갖고 있고, 소자 형성용 기판 상에 형성되며, 그후 칩마다 분리되어 비패키지 상태 또는 미소 패키지 상태로서 실장되는 것이다. 여기서, 비패키지 상태란, 수지형성 등의 다이오드칩의 외측을 덮는 것과 같은 처리를 시행하고 있지 않은 상태를 가리킨다. 또한, 미소 패키지 상태란 얇은 두께의 수지 등에 피복된 상태이지만, 통상의 패키지 사이즈보다도 작은 사이즈(예를 들면 1 mm 이하 정도의 것)에 맞는 상태를 가리킨다. 본 실시예의 화상표시장치에 사용되는 발광다이오드는 패키지가 없는 만큼 또는 패키지가 미소한 만큼 미세한 사이즈로 배선용 기판 상에 실장된다.
각 발광다이오드는 어드레스선에 접속된 전극패드부를 통해 전기적으로 어드레스선에 접속되고, 마찬가지로, 데이터선에 접속된 전극패드부를 통해 전기적으로 데이터선에 접속된다. 각 발광다이오드는 이들 전극패드부를 통해 전기적으로 어드레스선 및 데이터선에 접속되어 시분할방식으로 구동된다.
또한, 이러한 구동방식에 한정되지 않고, 예를 들면, 액티브매트릭스 구동방식에 의해, 화상표시 기간을 시간적으로 분할하고, 구동시킬 발광소자에 이 분할된 시간단위로 순차 전압을 인가하는 것에 의해 발광소자를 구동할 수도 있다. 더구나, 발광소자마다 전류유지회로를 접속하는 것에 의해, 발광소자의 발광시간을 길게 유지할 수 있어, 화상 전체의 휘도를 높게 할 수도 있다. 이때, 특히 본 실시예에 사용되는 발광소자는 미소한 사이즈이기 때문에, 기판 상에 번잡한 배선이나 다수의 구동용의 소자를 배치하기 위한 공간을 충분히 확보할 수 있다.
[제 2 실시예]
본 실시예의 화상표시장치는, 서로 다른 색으로 발색하는 서브화소가 매트릭스 형태로 배열되고, 복수의 서브화소에 의해 각 화소가 구성되는 화상표시장치에 있어서, 상기 색 중에서 가장 시감도가 높은 색을 발색하는 제 1 서브화소가 소정의 간격으로 배열되는 동시에 상기 제 1 서브화소 사이에 다른 색을 발색하는 제 2 서브화소가 배치되며, 상기 제 2 서브화소가, 인접하는 화소에 공유되도록 각 화소가 구성되는 동시에, 각 화소가 시분할로 표시되도록 이들 서브화소가 구동되는 동시에, 외광을 차광하는 차광수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 실시예의 화상표시장치는, 화소의 사이에 차광수단이 배치되어 있는 것에 의해, 화상표시면에 의해 외광이 반사되는 일 없이, 특히 옥외용 화상표시장치에 적용가능한 화상표시장치이다. 따라서, 미세한 발광소자를 배치하여, 높은 콘트라스트의 화상표시를 행할 수 있는 동시에, 옥외에서 사용한 경우에 표시된 화상이 보기 어렵게 되는 일이 없어, 높은 품질의 화상표시를 행할 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 화상표시장치의 수평방향에 대해서, 도시하지 않은 배선이 배치된 기판(42) 상에 녹색으로 발색하는 서브화소를 구성하는 녹색 발광소자(31)(도면 중 G로 표시)가 간격 H로 배치되어 있다. 이들 녹색 발광소자(31) 사이에 청색으로 발광하는 청색 발광소자(32)(도면 중 B로 표시)와 적색으로 발광하는 적색 발광소자(33)(도면 중 R로 표시)가 교대로 배치된다. 이때, 적색 발광소자(33)와 청색 발광소자(32)는, 수평방향으로 각각 간격 H의 2배의 간격으로 배치되어 있다.
더구나, 수직방향으로는, 같은 색으로 발색하는 발광소자가 간격 H로 배치되어 있고, 수직방향으로 동일색으로 발색하는 서브화소가 열 형태로 배열되어 있게 된다. 여기서, 이들 3색 주에서 가장 시감도가 높은 녹색 발광소자(31)는. 수평수직방향으로 간격 H로 배치되게 된다. 따라서, 수평방향에 관해 녹색 발광소자(31) 사이에 교대로 청색 발광소자(32)와 적색 발광소자(33)가 배치되고, 수직방향으로는 같은 색으로 발색하는 발광소자가 배치되어, 화상표시장치를 구성하게 된다.
서브화소는 이들 3색의 발광소자의 각각으로 구성되고, 각 화소는, 적색 발광소자(33), 녹색 발광소자(31) 및 청색 발광소자(32)를 1세트로 하여 구성된다. 이때, 수평방향에 관해, 녹색 발광소자(31) 사이에 청색 발광소자(32)와 적색 발광소자(33)가 교대로 배치되어 있고, 적색 발광소자(33), 녹색 발광소자(31) 및 청색 발광소자(32)를 1세트로 하여 1 화소가 구성되며, 수평방향으로 인접하는 화소는 서로 청색 발광소자(32) 또는 적색 발광소자(33)를 공유하도록 구성된다. 여기서, 화소를 구성하는 발광소자 중에서 가장 시감도가 높은 색으로 발광하는 발광소자가1 화소를 구성하는 3개의 발광소자의 중앙에 배치되고, 그 이외의 색으로 발색하는 서브화소가 그 양측에 배치되어, 1 화소가 구성된다. 본 실시예에 있어서는, 적색, 녹색 및 청색에 발광하는 발광소자를 1 세트로 하여 화소가 구성되기 때문에, 이들 3색 중에서 가장 시감도가 높은 녹색 발광소자가 3색의 발광소자의 배열의 중앙에 배치되게 된다. 수직방향에 관해는, 전술한 바와 같이 수평방향으로 인접하는 화소 사이에서 서브화소를 공유하도록 배치된 발광소자와 같은 색의 발광소자가 수직방향으로 배열된다. 이때, 같은 색으로 발색하는 발광소자는, 수직방향의 같은 열에 배치되도록 배열되고, 발광소자의 수직방향의 간격이 모든 열에서 대략 같은 간격으로 배치된다. 여기서, 가장 시감도가 높은 녹색 발광소자는, 수평수직방향에서 같은 간격 H가 되도록 배치되게 된다.
이들 발광소자를 시분할로 발광시킴으로써, 화소가 개별적으로 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자를 구비하는 경우에 비해, 적은 발광소자로 고품질의 화상표시를 행하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 청색 발광소자 또는 적색 발광소자를 수평방향으로 인접하는 화소로 공유하여, 시분할로 발광시킴으로써 인접하는 화소의 양쪽의 화상표시에 사용할 수 있다.
더구나, 본 실시예의 화상표시장치는, 수평방향으로 연장되도록 외광을 차광하는 차광수단을 배치하는 것에 의해, 옥외에서도 높은 품질의 화상표시를 행할 수 있다. 차광수단으로서는, 예를 들면, 차광판을 설치하면 되며, 수직방향으로 배치된 발광소자 간격이 수평방향으로 배치된 발광소자 간격의 대략 2배로 넓은 것을 이용하여 그곳에 원하는 높이의 차광판을 설치하는 것에 의해, 수직시야각을 좁히는 일 없이 외광을 차광하는 것이 가능하게 된다. 또한, 발광소자가 차광판에 차단되기 시작하여도 적색 녹색 청색의 3색이 동시에 어두워지기 때문에 색의 변화는 생기지 않는다.
도 4에 본 실시예의 화상표시장치의 개략 단면구조도를 나타낸다. 우선, 발광소자가 도 4의 지면에 수직한 방향으로 배치되어 있다. 발광소자(43)의 수직방향의 피치 사이에는, 외광을 차폐하기 위한 차광판(41)수단이 배치되어 있다. 이들 차광수단은, 도 4의 지면에 수직한 방향으로 배치된 발광소자에 평행하게 연장되도록 배치되어 있고, 발광소자(43)가 배치되어 있는 화상표시면의 단부로부터 다른쪽의 단부에 걸쳐 연장되도록 배치되어 있다. 여기서, 옥외에서 화상표시장치를 사용하여 화상표시를 행하는 경우, 일반적으로는, 화상표시장치의 윗쪽으로부터 조명광 또는 자연광이 조사되는 경우가 많기 때문에, 각 화소의 상측에만 차광수단을 배치함으로써 콘트라스트를 저하시키는 일 없이 화상표시를 행할 수 있다. 여기서, 차광판은, 광 투과성을 갖지 않은 재료로 구성된다.
또한, 서브화소를 구성하는 발광소자에는, 예를 들면 발광다이오드를 사용할 수 있다. 발광다이오드의 사이즈는 종래의 패키지가 수밀리 정도의 것인데 비해, 5 ㎛ 내지 100 ㎛ 정도의 미소 소자 사이즈로 성형할 수 있기 때문에, 수평방향의 발광소자 간격 및 수직방향의 화소열 간격도 충분히 취할 수 있다. 예를 들면, 수직방향의 발광소자의 간격 V를 1 cm 정도로 하는 것도 가능하여, 차광하기 위해 충분한 차광판을 배치할 수 있다. 또한, 차광수단의 높이는, 발광소자의 콘트라스트가 저하하지 않을 정도로 화상표시면에서의 반사를 억제할 수 있으면 된다. 이때, 적색, 녹색 및 청색 중 가장 시감도가 높은 녹색 발광소자의 수평방향의 소자간격 H와 수직방향의 소자간격 V를 동일하게 해 두는 것에 의해, 수평수직방향으로 등간격으로 화소가 배치되어 있는 것 같이 보이기 때문에, 화질을 양호한 것으로 할 수 있다.
또한, 본 실시예에 사용하는 발광소자는, 발광소자로서의 발광다이오드는, 예를 들면, 청색 및 녹색의 발광다이오드용으로서 사파이어 기판 상에 성장된 질화갈륨계의 더블 헤테로 구조 다층결정을 사용할 수 있다. 이들 청색 및 녹색으로 발광하는 발광다이오드는 사파이어 기판과 같이 그 주표면이 대략 C 면인 기판으로부터 선택성장에 의해 결정성장되고, 해당 기판의 주표면에 대해 경사진 경사결정면을 갖는 반도체층으로부터 형성될 수 있다. 더구나, 경사결정면이 S 면과 동등한 결정면인 것과 같은 질화물 반도체층으로부터 형성되는 경우에는, 고품질의 발광다이오드로 할 수 있다. 또한, 적색의 발광다이오드용으로서 비소화 갈륨 기판 상에 성장된 비소화 알루미늄 갈륨 또는 인화 인듐 알루미늄 갈륨계의 더블 헤테로 구조 다층결정을 사용할 수 있다.
발광소자의 사이즈는, 5 ㎛ 내지 100 ㎛ 정도로 할 수 있고, 더구나 이들 발광소자가 휘도, 신뢰성을 충분히 갖고 있기 때문에 수평방향의 발광소자의 간격도 수직방향과 같은 정도로 취할 수 있다. 따라서, 화소를 구성하는 3색의 발광소자 중에서 가장 시감도가 높은 빛을 발광하는 발광소자를 수직수평방향 모두 대략 같은 간격으로 배치해 놓은 것에 의해 화소가 수직수평방향에 관해 대략 같은 간격으로 배치되어 있게 되어, 이들 화소가 표시면에 수직수평방향으로 등간격으로 배치되어 있는 것 같이 보이게 된다.
따라서, 본 실시예의 화상표시장치를 사용하는 것에 의해, 옥외에서 화상표시면에 의한 외광의 반사를 억제할 수 있고, 또한, 발광효율이 높은 발광다이오드를 사용하는 것에 의해 높은 화질의 화상표시를 행할 수 있다. 더구나, 인접하는 화소에서 발광소자를 공유하고, 시분할로써 발광소자를 발광시킴으로써 적은 발광소자로 높은 화질의 화상표시를 하는 것도 가능하다.
[제 3 실시예]
본 실시예의 화상표시장치는, 서로 다른 색을 발색하는 서브화소가 형성된 단위패널을 매트릭스 형태로 배치하여 형성되는 화상표시장치에 있어서, 특정 색으로 발색하는 서브화소가 1개 내측 화소 내지 인접하는 단위 패널 화소 사이에서 공유되고, 상기 특정색으로 발색하는 서브화소를 시분할로 구동시키는 것을 특징으로 한다.
서브화소를 구성하는 발광소자가 배치된 단위 패널을 장치 기판 상에 매트릭스 형태로 배치하는 것에 의해, 화상표시장치가 형성된다. 이때, 각 단위 패널에는, 장치 기판에 배치되는 동시에 발광소자를 발광시키기 위한 구동회로와 전기적으로 접속되도록 도시하지 않은 배선이 설치되어 있다. 또한, 화상표시장치를 단위 패널과 같이 단위 패널을 배치하여 형성하는 것에 의해, 화상표시장치 전체가 1개의 단위 패널이 되도록 형성하는 경우에 비해, 문제가 생긴 단위 패널만을 교환하는 것만으로 문제점을 복구할 수 있어, 제조공정에서의 수율을 향상시킬 수 있다.또한, 대화면의 화상표시장치를 제작하는 경우에 있어서도, 분할하여 제작한 단위 패널을 복수매 위치시키면 원하는 사이즈의 화상표시장치를 제작할 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 화상표시장치는, 화소가 매트릭스 형태로 배치된 단위 패널을 장치 기판에 매트릭스 형태로 배치하는 것에 의해 형성된다. 서브화소는 각각 적색 발광소자(도면 중 R로 표시), 녹색 발광소자(도면 중 G로 표시) 및 청색 발광소자(도면 중 B로 표시)로 구성되고, 이들 발광소자가 매트릭스 형태로 배치된다. 수평방향으로는, 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자가 순서대로 배치되어 있고, 이들 3개의 발광소자를 1세트로서 1 화소가 구성된다. 또한, 수직방향으로는, 같은 색으로 발광하는 발광소자가 같은 간격으로 배치되고, 수직방향으로는 같은 색의 발광소자가 배치된 발광소자열이 형성되어 있다.
이때, 단위패널 51a의 수평방향의 끝에는, 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자를 1 세트로 하도록 발광소자가 배치되지 않고, 적색 발광소자 DR51, 녹색 발광소자 DG51만이 배치되며, 1 화소를 구성하는 청색 발광소자가 제외되어 있다. 또한, 수직방향으로 각각 같은 색으로 발광하는 발광소자가 같은 간격으로 배치되어 있다.
한편, 단위 패널 51a와 인접하도록 배치되는 단위 패널 52a에서는, 단위 패널 51a에 인접하는 쪽의 끝에, 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자의 3개의 발광소자가 1 세트가 되도록 화소가 구성되고, 마찬가지로 수평방향으로 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자의 순서로 각각 3색의 발광소자를 1세트로 하여 화소가 구성되도록 각 발광색의 발광소자가 배치된다. 여기서, 단위 패널 52a의 단위 패널 51a와 인접하지 않는 끝에는, 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자의 3개의 발광소자를 1 세트로 하여 화소를 구성하는 것은 아니라, 적색 발광소자와 녹색 발광소자만 배치되고, 단위 패널 51a의 단위 패널 52a에 인접하는 끝에 배치된 발광소자의 배치와 동일한 배치에 의해 발광소자가 배치된다. 또한, 수직방향으로는, 각각 같은 색으로 발광하는 발광소자가, 같은 간격으로 배치되어 있다.
이들 3색의 발광소자가 시분할로 발광하는 것에 의해, 3색의 발광소자로 구성되는 화소의 표시가 행해지게 된다.
여기서, 단위 패널 52a에 인접하는 단위 패널 51a의 끝에 배치된 발광소자에 의한 화소의 표시에 관해 상세히 설명한다. 단위 패널 51a의 끝에는 적색 발광소자 DR51과 녹색 발광소자 DG5l만이 배치되어 있기 때문에, 그 2개의 발광소자만으로서는 풀칼라 표시를 할 수 있는 1 화소를 구성하는 것은 불가능하다.
또한, 단위 패널 51a의 끝으로부터 2번째의 화소에는 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자의 3색의 발광소자가 배치되어 있기 때문에 그들 3개의 발광소자를 1 세트로 하여 풀칼라 표시를 할 수 있는 1 화소를 구성할 수 있다. 따라서, 적색 발광소자 DR51, 녹색 발광소자 DG51을 단위 패널 51a의 끝으로부터 2번째의 화소에 배치된 청색 발광소자 DB50와 1 세트로 하는 것에 의해 1 화소로 할 수 있다. 그래서, 적색 발광소자 DR51, 녹색 발광소자 DG51 및 청색 발광소자 DB50에 의해 구성되는 화소 51과, 적색 발광소자 DR50, 녹색 발광소자 DG50 및 청색 발광소자 DB50으로 구성되는 화소 50의 구동방법에 대해 설명한다.
우선, 화소 50을 구성하는 적색 발광소자 DR50, 녹색 발광소자 DG50 및 청색 발광소자 DB50를 동시에 발광시켜, 화소 50을 표시한다. 이어서, 적색 발광소자 DR51, 녹색 발광소자 DG51과 청색 발광소자 DB50을 발광시킨다. 화소 51을 구성하는 청색 발광소자로서 청색 발광소자 DB50를 사용하는 것에 의해, 화소 51의 표시가 가능해진다. 또한, 단부 이외의 화소는 시분할 구동할 필요는 없지만 그 경우는 전류값을 낮추어 밸런스를 취할 필요가 있다. 물론, 같은 전류값으로 시분할구동하여도 된다. 이때, 각각의 발광소자를 발광시키는 시간을 조정하는 것에 의해, 각 화소의 풀칼라 표시가 가능해진다.
이때, 화소 50와 화소 51을 구성하는 발광소자 중에서, 녹색 발광소자가 가장 시감도가 높은 색으로 발광하는 것에 의해, 화소 50와 화소 51은 각각 녹색 발광소자 DG50, DG51의 위치가 중심이 되는 것과 같이 보인다. 또한, 이때, 화소 51을 구성하는 발광소자 중에서 적색 발광소자 DR51와 녹색 발광소자 DG51의 소자 간격과, 녹색 발광소자 DG51와 청색 발광소자 DB50의 소자 간격이 다르지만, 녹색 발광소자의 발광색에 비해 청색 발광소자의 발광색은 시감도가 낮은 것에 의해, 소자 간격이 다른 것에 기인하는 화소의 어긋남은 거의 염려가 되지 않는다.
더구나, 단위 패널 52a의 다른쪽의 끝도 마찬가지로 청색 발광소자를 배치하는 일 없이, 인접하는 단위 패널의 끝으로부터 2번째 화소에 배치된 청색 발광소자를 공용하는 것에 의해 화소를 구성할 수 있다. 발광소자가 배치된 단위 패널을 배치하여 화상표시장치를 형성하는 경우에, 인접하는 단위 패널 사이에서 발광소자를공용하는 것에 의해, 3색의 발광소자를 개별적으로 배치하여 1 화소를 구성하는 경우에 비해 단위 패널 간격을 넓히는 것이 가능하게 되고, 화상표시에 사용하는 발광소자의 수를 줄이는 것도 가능하게 된다. 또한, 본 실시예에서는, 수평방향으로 인접하는 단위 패널 사이에서 발광소자를 공용하는 경우에 관해 설명을 행하였지만, 수평방향으로 3색의 발광소자를 순서대로 배치하는 횡 인라인형의 배치에 한정되지 않고, 3색의 발광소자를 수직방향으로 순서대로 배치한 종 인라인형의 경우에는, 수직방향으로 인접하여 배치되는 단위 패널 사이에서 발광소자를 공용하는 것도 가능하다. 더구나, 경사 인라인형의 발광소자의 배치에서도 인접하는 단위 패널 사이에서 발광소자를 공용하여, 시분할로 발광시킴으로써 화소의 표시를 행하는 것도 가능하다.
여기서, 또 다른 예로서 단위 패널 51a와 그것에 인접하여 배치되는 단위 패널 52a의 인접하는 끝에 배치된 발광소자에 의한 화소의 표시에 관해 상세히 설명한다. 단위 패널 51a의 끝에는 적색 발광소자 DR51와 녹색 발광소자 DG51만이 배치되어 있기 때문에, 그 2개의 발광소자만으로는 풀칼라 표시를 할 수 있는 1 화소를 구성하는 것은 불가능하다. 또한, 단위 패널 52a의 끝에는 적색 발광소자, 녹색 발광소자 및 청색 발광소자의 3색의 발광소자가 배치되어 있기 때문에 그들 3개의 발광소자를 1 세트로 하여 풀칼라 표시를 할 수 있는 1 화소를 구성할 수 있다. 따라서, 적색 발광소자 DR51, 녹색 발광소자 DG51를 단위 패널 52a의 끝에 배치된 청색 발광소자 DB52와 1 세트로 하는 것에 의해 1 화소로 할 수 있다. 그래서, 적색 발광소자 DR51, 녹색 발광소자 DG51 및 청색 발광소자 DB52에 의해 구성되는 화소 53과, 적색 발광소자 DR52, 녹색 발광소자 DG52 및 청색 발광소자 DB52로 구성되는 화소 54의 구동방법에 관해 설명한다.
우선, 화소 54를 구성하는 적색 발광소자 DR52,녹색 발광소자 DG52 및 청색 발광소자 DB52를 동시 발광시켜, 화소54를 표시한다. 이어서, 적색 발광소자 DR51, 녹색 발광소자 DG51를 동시 발광시키고, 다시 청색 발광소자 DB52도 동시 발광시킨다. 화소53을 구성하는 청색 발광소자로서 청색 발광소자 DB52를 사용하는 것에 의해, 화소53의 표시가 가능해진다. 이때, 각각의 발광소자를 발광시키는 시간을 조정하는 것에 의해, 각 화소의 풀칼라 표시가 가능해진다.
이때, 화소 53와 화소 54를 구성하는 발광소자 중에서, 녹색 발광소자가 가장 시감도가 높은 색으로 발광하는 것에 의해, 화소 53와 화소 54는 각각 녹색 발광소자 DG51, DG52의 위치가 중심으로 되는 것과 같이 보인다. 또한, 이때, 화소 53을 구성하는 발광소자 중에서 적색 발광소자 DR51와 녹색 발광소자 DG51의 소자 간격과, 녹색 발광소자 DG51와 청색 발광소자 DB52의 소자 간격이 다르지만, 녹색 발광소자의 발광색에 비해 청색 발광소자의 발광색은 시감도가 낮은 것에 의해, 소자 간격이 다른 것에 기인하는 화소의 어긋남은 거의 염려되지 않는다.
더구나, 단위 패널 52a의 다른쪽의 끝도 마찬가지로 청색 발광소자를 배치하는 일 없이, 인접하는 단위 패널의 끝에 배치된 청색 발광소자를 공용하는 것에 의해 화소를 구성할 수 있다. 발광소자가 배치된 단위 패널을 배치하여 화상표시장치를 형성하는 경우에, 인접하는 단위 패널 사이에서 발광소자를 공용하는 것에 의해, 3색의 발광소자를 개별적으로 배치하여 1 화소를 구성하는 경우에 비해 화상표시에 사용하는 발광소자의 수를 줄이는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 실시예에서는, 수평방향으로 인접하는 단위 패널 사이에서 발광소자를 공용하는 경우에 관해 설명을 행하였지만, 수평방향으로 3색의 발광소자를 순서대로 배치하는 횡 인라인형의 배치에 한정되지 않고, 3색의 발광소자를 수직방향으로 순서대로 배치한 종 인라인형의 경우에는, 수직방향으로 인접하여 배치되는 단위 패널 사이에서 발광소자를 공용하는 것도 가능하다. 더구나, 경사 인라인형의 발광소자의 배치에서도 인접하는 단위 패널 사이에서 발광소자를 공용하여, 시분할로 발광시킴으로써 화소의 표시를 행하는 것도 가능하다. 또한, 적색 청색 서브화소를 공용하여 줄인 타입에서 단부의 청색을 생략하여 1/4 시분할하여도 된다.
[제 4 실시예]
다음에, 본 발명의 화상표시장치의 제조에 적합한 화상표시장치의 제조방법에 관해 설명한다. 본 실시예의 화상표시장치의 제조방법은, 다른 색으로 발색하는 발광소자를 매트릭스 형태로 배치한 화상표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 기판 상에서 상기 발광소자가 배열된 상태보다는 이격된 상태가 되도록 상기 발광소자를 전사하여 일시 지지용 부재에 해당 발광소자를 지지시키는 제 1 전사공정과, 상기 일시 지지용 부재에 지지된 상기 발광소자를 더 이격하여 상기 제 2 기판 상에 전사하는 제 2 전사공정을 갖고, 상기 제 2 전사공정에서는, 상기 일시 지지용 부재의 이면측으로부터의 레이저광의 조사에 의한 레이저 어블레이션과, 진공흡인에 의한 소자흡착에 의해, 상기 발광소자를 일시 지지용 부재로부터 박리하는 것을 특징으로 한다.
상기 화상표시장치의 제조방법에 있어서는, 미소한 발광소자를 소자형성기판 상에 고밀도로 형성한 후, 소정의 간격으로 발광소자를 배선용 기판에 실장할 수 있다. 이때, 미소한 발광소자를 수지 등으로 매립하는 것에 의해 취급을 쉽게 할 수 있다. 본 실시예의 화상표시장치의 제조방법에 있어서, 표시소자는 절연성 재료에 의해 미세한 발광소자가 크게 재형성되어, 취급성을 상당히 향상시킬 수도 있다. 그래서, 이 특징을 살려 발광소자를 확대전사하여, 화상표시장치를 제조하는 것이 가능하다. 이하, 2단계 확대전사법을 예로 들어, 표시장치의 제조방법을 설명한다.
우선, 고집적도를 갖고 제 1 기판 상에 작성된 발광소자를 제 1 기판 상에서 발광소자가 배열된 상태보다는 이격된 상태가 되도록 일시 지지용 부재에 전사하고, 이어서 일시 지지용 부재에 지지된 상기 소자를 더 이격하여 제 2 기판 상에 전사하는 2단계의 확대전사를 행한다. 이때, 본 실시예에서는 전사를 2단계로 하고 있지만, 소자를 이격하여 배치하는 확대정도에 따라서 전사를 3단계나 그 이상의 다단층으로 할 수도 있다.
더구나, 다른 색으로 발광하는 발광소자를 개별적인 제 1 기판 상에 형성해두고, 각각의 발광소자를 소정의 소자 간격에 이격하여, 순차 제 2 기판에 전사하는 것에 의해, 다른 색으로 발광하는 발광소자를 소정의 소자 간격으로 배치하는 것이 가능해진다.
또한, 이하의 각 도면에 있어서는, 수지형성칩에 포함되는 발광소자(발광다이오드)를 1개만 기재하고 있지만, 각 수지형성칩 내에 소정의 소자 간격으로 복수의 발광다이오드를 구비하도록 형성하고, 각각 화상표시를 행하기 위한 배선과 접속되도록 할 수도 있다.
예를 들면, 칼라 LED 디스플레이를 구성하는 경우에는, 색마다 복수의 발광다이오드를 구비하여, 예를 들면 3색×3개=9개의 발광다이오드를 구비할 수도 있다.
도 6은 2단계 확대전사법의 기본적인 공정을 나타낸 도면이다. 우선, 도 6a에 나타낸 제 1 기판(70) 상에, 발광소자(72)를 밀집되게 형성한다. 발광소자를 밀집되게 형성함으로써, 각 기판당 생성되는 발광소자의 수를 많게 할 수 있어, 제품비용을 낮출 수 있다. 제 1 기판(70)은, 예를 들면 반도체 웨이퍼, 유리 기판, 석영유리 기판, 사파이어 기판, 플라스틱 기판 등의 다양한 소자형성가능한 기판으로, 각 발광소자(72)는 제 1 기판(70) 상에 직접 형성한 것이어도 되고, 다른 기판 상에서 형성된 것을 배열한 것이어도 된다.
다음에 도 6b에 나타낸 것과 같이, 제 1 기판(70)으로부터 각 발광소자(72)가 도면 중에 점선으로 나타낸 일시 지지용 부재(71)에 전사되고, 이 일시 지지용 부재(71) 상에 각 발광소자(72)가 지지된다. 여기서, 인접하는 발광소자(72)는 이격되어, 도시된 것과 같이 매트릭스 형태로 배치된다. 즉, 발광소자(72)는 x 방향으로도 각각 발광소자의 사이를 확대하도록 전사되지만, x 방향에 수직한 y 방향으로도 각각 발광소자 사이를 확대하도록 전사된다. 이때 이격되는 거리는, 특별히 한정되지 않으며, 일례로서 후속의 공정에서의 수지부 형성이나 전극패드의 형성을고려한 거리로 할 수 있다. 일시 지지용 부재(71) 상에 제 1 기판(70)으로부터 전사하였을 때에 제 1 기판(70) 상의 전체의 소자가 이격되어 전사되도록 할 수 있다. 이 경우에는, 일시 지지용 부재(71)의 사이즈는 매트릭스 형태로 배치된 발광소자(72)의 수(x방향, y 방향으로 각각)에 이격된 거리를 곱한 사이즈 이상이면 된다. 또한, 일시 지지용 부재(71) 상에 제 1 기판(70) 상의 일부의 발광소자가 이격되어 전사되도록 하는 것도 가능하다.
이와 같은 제 1 전사공정 후, 도 6c에 나타낸 것과 같이, 일시 지지용 부재(71) 상에 존재하는 발광소자(72)는 이격되어 있기 때문에, 소자 주위의 수지의 피복과 전극패드의 형성이 행해진다. 소자 주위의 수지의 피복은 전극패드를 형성하기 쉽게 하고, 다음의 제 2 전사공정에서의 취급을 용이하게 하는 등을 위해 형성된다. 전극패드의 형성은, 후술하는 것 같이, 최종적인 배선이 계속되는 제 2 전사공정 뒤에 행해지기 때문에, 그 때에 배선불량이 생기지 않도록 비교적 큰 눈의 사이즈로 형성되는 것이다. 이때, 도 6c에는 전극패드는 도시하지 않고 있다. 각 발광소자(72)의 주위를 수지(73)가 덮는 것으로 수지형성칩(74)이 형성된다. 또한, 1개의 수지형성칩(74)에는, 복수의 발광소자(72)가 포함되도록 소자 주위의 수지의 피복을 행하는 것도 가능하다.
다음에, 도 6d에 나타낸 것과 같이, 제 2 전사공정이 행해진다. 이 제 2 전사공정에서는 일시 지지용 부재(71) 상에서 매트릭스 형태로 배치되는 발광소자(72)가 수지형성칩(74)마다 더 이격되도록 제 2 기판(75) 상에 전사된다. 제 2 전사공정에 있어서도, 인접하는 발광소자(72)는 수지형성칩(74)마다 이격되어, 도시된 것과 같이 매트릭스 형태로 배치된다. 즉, 소자(72)는 x 방향으로도 각각 소자의 사이를 넓히도록 전사되지만, x 방향에 수직한 y 방향으로도 각각 발광소자의 사이를 넓히도록 전사된다. 제 2 전사공정에 의해 배치된 발광소자의 위치가 화상표시장치의 최종제품의 서브화소에 대응하는 위치라고 하면, 당초의 발광소자(72) 사이의 피치의 대략 정수배가 제 2 전사공정에 의해 배치된 발광소자(72)의 피치가 된다. 여기서, 제 1 기판(70)으로부터 일시 지지용 부재(71)에서의 이격된 피치의 확대율을 n이라 하고, 일시 지지용 부재(71)로부터 제 2 기판(75)에서의 이격된 피치의 확대율을 m이라 하면, 대략 정수배의 값 E는 E=n×m으로 표시된다. 확대율 n, m은 각각 정수면 된다.
제 2 기판(75) 상에 수지형성칩(74)마다 이격된 각 발광소자(72)에는, 배선이 시행된다. 이때, 앞서 형성한 전극패드 등을 이용하여 접속불량을 가능한한 억제하면서 배선이 행해진다. 이 배선은 예를 들면 발광소자(72)가 발광다이오드 등의 발광소자인 경우에는, p 전극, n 전극에의 배선을 포함한다. 이와 같이 발광소자가 형성된 제 1 기판(70)으로부터 화상표시장치 또는 화상표시장치를 구성하는 단위 패널에 발광소자를 확대전사하는 것에 의해, 제 1 기판에 높은 밀도로 제작한 발광소자를 사용하여 용이하게 화상표시장치를 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 다른 색으로 발광하는 발광소자를 화상표시장치의 장치 기판에 배치하는 경우에는, 각 발광색의 발광하는 발광소자마다 장치 기판이나 단위 패널에의 전사의 위치를 이동시키는 것에 의해, 소정의 소자간격으로 각 발광소자를 배치할 수 있다.
도 6에 나타낸 2단계 확대전사법에 있어서는, 제 1 전사후의 이격된 스페이스를 이용하여 전극패드나 수지굳힘 등을 행하는 수 있고, 그리고 제 2 전사후에 배선이 시행되지만, 앞서 형성한 전극패드를 이용하여 접속불량을 가능한한 억제하면서 배선이 행해진다. 따라서, 화상표시장치의 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시예의 2단계 확대전사법에 있어서는, 소자 사이의 거리를 이격되는 공정이 2공정으로, 이러한 소자 사이의 거리를 이격하는 복수공정의 확대전사를 행하는 것으로, 실제로 전사회수를 줄이는 것도 가능하다.
다음에, 상기 2단계 확대전사법에 있어서 표시소자로서 사용되는 수지형성칩(74)에 관해 설명한다. 이 수지형성칩(74)은, 도 7 및 도 8에 나타낸 것과 같이, 수지형성칩(74)은 대략 평판 상에서 그 주된 면이 대략 정방 형상으로 된다. 이 수지형성칩(74)의 형상은 수지(73)를 굳혀 형성된 형상으로, 구체적으로는 미경화의 수지를 각 발광소자(72)를 포함하도록 전체면에 도포하고, 이것을 경화한 뒤에 모서리의 부분을 다이싱 등으로 절단함으로써 얻을 수 있는 형상이다. 이때, 본 실시예로서는, 질화물 반도체를 사용하여 형성되는 청색이나 녹색으로 발광하는 피라미드 형태의 발광다이오드에 관해 설명하지만, 적색의 발광다이오드로서 비소화 갈륨 기판 상에 성장된 비소화 알루미늄 갈륨 또는 인화 인듐 알루미늄 갈륨계의 반도체에 의해 형성되는 플래너형의 발광다이오드에도 본 실시예의 전사방법을 사용할 수 있다.
대략 평판 형태의 수지(73)의 표면측과 이면측에는 각각 전극패드(76, 77)가 형성된다. 이들 전극패드(76, 77)의 형성은 전체면에 전극패드(76, 77)의 재료가 되는 금속층이나 다결정 실리콘층 등의 도전층을 형성하고, 포토리소그래피 기술에의해 원하는 전극 형상으로 패터닝함으로써 형성된다. 이들 전극패드(76, 77)는 발광소자(72)의 p 전극과 n 전극에 각각 접속하도록 형성되어 있고, 필요한 경우에는 수지(73)에 비아홀 등이 형성된다.
여기서 전극패드(76, 77)는 수지형성칩(74)의 표면측과 이면측에 각각 형성되어 있지만, 한쪽의 면에 양쪽의 전극패드를 형성하는 것도 가능하다. 전극패드(76, 77)의 위치가 평판상 어긋나 있는 것은, 최종적인 배선형성시에 상측으로부터 콘택을 잡아도 겹치지 않도록 하기 위해서이다. 전극패드(76, 77)의 형상도 정방 형에 한정되지 않고 다른 형상으로 하여도 된다.
이러한 수지형성칩(74)을 구성함으로써, 발광소자(72)의 주위가 수지(73)로 피복되어 평탄화에 의해 우수한 정밀도로 전극패드(76, 77)를 형성할 수 있는 동시에 발광소자(72)에 비해 넓은 영역에 전극패드(76, 77)를 연장할 수 있고, 다음의 제 2 전사공정에서의 전사를 흡착 지그로 진행시키는 경우에는 취급이 용이하게 된다. 후술하는 것 같이, 최종적인 배선이 계속되는 제 2 전사공정의 뒤에 행해지기 때문에, 비교적 큰 눈의 사이즈의 전극패드(76, 77)를 이용한 배선을 행하는 것으로, 배선불량이 미연에 방지된다.
다음에, 발광소자(72)를 내포하는 수지형성칩(74)의 배열방법의 구체적 수법에 관해 설명한다. 우선, 도 9에 나타낸 것과 같이, 제 1 기판(81)의 주표면 상에는 발광소자로서 복수의 발광다이오드(82)가 매트릭스 형태로 형성되어 있다. 제 1 기판(81)의 구성재료로서는 사파이어 기판 등과 같이 발광다이오드(82)에 조사되는 레이저의 파장에 대해 투과율이 높은 재료가 사용된다. 발광다이오드(82)에는 p 전극 등까지는 형성되어 있지만 최종적인 배선은 아직 행해지지 않아. 소자간 분리의 홈(82g)이 형성되어 있어, 개개의 발광다이오드(82)는 분리할 수 있는 상태에 있다. 이 홈(82g)의 형성은 예를 들면 반응성이온에칭으로 행한다. 이와 같은 제 1 기판(81)을 일시 지지용 부재(83)에 대향시켜 도 9에 나타낸 것과 같이 선택적인 전사를 행한다.
일시 지지용 부재(83)의 제 1기판(81)에 대향하는 면에는 박리층(84)과 접착제층(85)이 2층으로 되어 형성되어 있다. 여기서, 일시 지지용 부재(83)의 예로서는, 유리 기판, 석영유리 기판, 플라스틱 기판 등을 사용하는 수 있으며, 일시 지지용 부재(83) 상의 박리층(84)의 예로서는, 불소 코트, 실리콘 수지, 수용성 접착제(예를 들면 폴리비닐알코올: PVA), 폴리이미드 등을 사용할 수 있다. 또한 일시 지지용 부재(83)의 접착제층(85)으로서는 자외선(UV) 경화형 접착제, 열경화성 접착제, 열가소성 접착제 중 어느 하나로 이루어진 층을 사용할 수 있다.
일시 지지용 부재(83)의 접착제층(85)은, 경화된 영역(85s)과 미경화 영역(85y)이 혼재하도록 조정되고, 미경화 영역(85y)에 선택전사에 관한 발광다이오드(82)가 위치하도록 위치 맞춤된다. 경화된 영역(85s)과 미경화 영역(85y)이 혼재하는 것과 같은 조정은, 예를 들면 UV 경화형 접착제를 노광기로써 선택적으로 UV 노광하여, 발광다이오드(82)를 전사하는 곳은 미경화로 그 이외는 경화시켜 놓은 상태로 하면 된다. 이러한 얼라인먼트 후에, 전사대상 위치의 발광다이오드(82)에 대해 레이저(80)를 제 1 기판(81)의 이면으로부터 조사하고, 해당 발광다이오드(82)를 제 1기판(81)으로부터 레이저 어블레이션을 이용하여 박리한다. GaN계의 발광다이오드(82)는 사파이어와의 계면에서 금속인 Ga과 질소로 분해되기 때문에, 비교적 간단하게 박리할 수 있다. 조사하는 레이저로서는 엑시머 레이저, 고조파 YAG 레이저 등이 사용된다.
이 레이저 어블레이션을 이용한 박리에 의해, 선택조사에 관한 발광다이오드(82)는 GaN층과 제 1 기판(81)의 계면으로 분리되어, 반대측의 접착제층(85)으로 전극부분을 푹 찌르는 것과 같이 하여 전사된다. 다른 레이저가 조사되지 않는 영역의 발광다이오드(82)에 관해서는, 대응하는 접착제층(85)의 부분이 경화된 영역(85s)으로, 레이저도 조사되지 않기 때문에, 일시 지지용 부재(83)측으로 전사되는 일은 없다.
발광다이오드(82)는 일시 지지용 부재(83)의 접착제층(85)에 지지된 상태로, 발광다이오드(82)의 이면이 n 전극측(캐소드 전극측)으로 되어 있어, 발광다이오드(82)의 이면에는 수지(접착제)가 없도록 제거, 세정되어 있기 때문에, 도 10에 나타낸 것과 같이 전극패드(86)를 형성하면, 전극패드(86)는 발광다이오드(82)의 이면과 전기적으로 접속된다.
접착제층(85)의 세정의 예로서는 산소플라즈마로 접착제용 수지를 에칭, UV 오존조사로써 세정한다. 또한, 레이저로써 GaN계 발광다이오드를 사파이어 기판으로 이루어진 제 1 기판(81)으로부터 박리하였을 때에는, 그 박리면에 Ga이 석출하고 있기 때문에, 그 Ga를 에칭하는 것이 필요하여, NaOH 수용액 또는 묽은 초산으로 행하게 된다. 그후, 전극패드(86)를 패터닝한다. 전극패드(86)로서는 투명전극(ITO, ZnO계 등)또는 Ti/Al/Pt/Au 등의 재료를 사용할 수 있다. 투명전극의 경우는 발광다이오드의 이면을 크게 덮더라도 발광을 가로막는 일이 없기 때문에, 패터닝 정밀도가 거칠고, 큰 전극형성을 할 수 있어, 패터닝 프로세스가 용이해진다.
상기 전극패드(86)의 형성후에, 다이싱 프로세스에 의해 복수의 발광다이오드(82)를 포함하는 표시소자마다 경화된 접착제층(85)을 절단하여, 각 발광다이오드(82)에 대응한 수지형성칩으로 한다. 여기서, 다이싱 프로세스는, 기계적수단을 사용한 다이싱, 또는 레이저빔을 사용한 레이저 다이싱에 의해 행한다. 다이싱에 의한 홈 폭은 화상표시장치의 화소 내의 접착제층(85)으로 덮인 발광다이오드(82)의 크기에 의존하지만, 예를 들면 20 ㎛ 이하의 폭이 좁은 홈이 필요할 때에는, 상기 레이저빔을 사용한 레이저에 의한 가공을 행하는 것이 필요하다. 이때, 레이저빔으로서는, 엑시머 레이저, 고조파 YAG 레이저, 탄산가스 레이저 등을 사용할 수 있다.
도 11은 일시 지지용 부재(83)로부터 발광다이오드(82)를 제 2 일시 지지용 부재(87)에 전사하여, 애노드 전극(p 전극)측의 비아홀(90)을 형성한 후, 애노드측 전극패드(89)를 형성하고, 수지로 이루어지는 접착제층(85)을 다이싱한 상태를 나타내고 있다. 이 다이싱의 결과, 소자분리홈(91)이 형성되어, 발광다이오드(82)는 복수의 소자마다 구분된 것이 된다. 소자분리홈(91)은 매트릭스 형태의 각 발광다이오드(82)군을 분리하기 위해, 평면 패턴으로서는 종횡으로 연장된 복수의 평행선으로 이루어진다. 소자분리홈(91)의 저부에서는 제 2 일시 지지용 부재(87)의 표면이 대면한다. 제 2 일시 지지용 부재(87)는, 일례로서 플라스틱 기판에 UV 점착재가 도포되어 있는, 소위 다이싱 시이트로서, UV가 조사되면 점착력이 저하하는 것을 이용할 수 있다.
이때, 상기 전사시에는, 박리층(84)을 형성한 일시 지지용 부재(83)의 이면으로부터 엑시머레이저를 조사한다. 이것에 의해, 예를 들면 박리층(84)으로서 폴리이미드를 형성한 경우에는, 폴리이미드의 어블레이션에 의해 박리가 발생하여, 각 발광다이오드(82)는 제2 일시 지지용 부재(87)측으로 전사된다. 더구나, 상기 애노드 전극패드(89)의 형성 프로세스의 예로서는, 접착제층(85)의 표면을 산소플라즈마로 발광다이오드(82) 표면의 p 전극이 노출하기 시작할 때까지 에칭한다. 비아홀(90)의 형성은 엑시머 레이저, 고조파 YAG 레이저, 탄산가스 레이저를 사용할 수 있다. 애노드측 전극패드(89)는 Ni/Pt/Au 등으로 형성한다.
다음에, 기계적수단을 사용하여 복수의 발광다이오드(82)를 포함하는 표시소자가 제 2 일시 지지용 부재(87)로부터 박리된다. 이때, 제 2 일시 지지용 부재(87) 상에는 박리층(88)이 형성되어 있다. 이 박리층(88)은 예를 들면 불소 코트, 실리콘 수지, 수용성 접착제(예를 들면 PVA), 폴리이미드 등을 사용하여 작성할 수 있다. 이러한 박리층(88)을 형성한 제 2 일시 지지용 부재(87)의 이면으로부터 예를 들면 YAG 제 3 고조파 레이저를 조사한다. 이것에 의해, 예를 들면 박리층(88)으로서 폴리이미드를 형성한 경우에는, 폴리이미드와 석영 기판의 계면에서 폴리이미드의 어블레이션에 의해 박리가 발생하여, 각 발광다이오드(82)는 제 2 일시 지지용 부재(87)로부터 상기 기계적수단에 의해 용이하게 박리가능해진다.
도 12는, 제 2 일시 지지용 부재(87) 상에 배열되어 있는 발광다이오드(82)를 흡착장치(93)로 픽업하는 것을 나타낸 도면이다. 수지형성칩으로 된 발광다이오드(82)를 흡착장치(93)로 픽업하고, 화상표시장치의 장치 기판 또는 단위 패널을 구성하는 기판 상에 실장한다. 이때의 흡착 구멍(95)은 매트릭스 형태로 개구하고 있어, 발광다이오드(82)를 다수개, 일괄로 흡착할 수 있도록 되어 있다. 흡착 구멍(95)의 부재는, 예를 들면, Ni 전기주조에 의해 제작된 것, 또는 스테인레스(SUS) 등의 금속판(92)을 에칭으로 구멍 가공한 것이 사용되며, 금속판(92)의 흡착 구멍(95) 안에는, 흡착챔버(94)가 형성되어 있으며, 이 흡착챔버(94)를 부압으로 제어함으로써 발광다이오드(82)의 흡착이 가능하게 된다. 발광다이오드(82)는 이 단계에서 수지(73)로 덮여 있고, 그것의 상면은 대략 평탄화되어 있으며, 이 때문에 흡착장치(93)에 의한 선택적인 흡착을 용이하게 진행시킬 수 있다.
전술한 것과 같이 발광소자를 내포하는 수지형성칩의 배열방법에 있어서는, 일시 지지용 부재(83)에 발광다이오드(82)를 지지시킨 시점에서 이미, 소자 사이의 거리가 크게 되고, 그 넓어진 간격을 이용하여 비교적 큰 사이즈의 전극패드(86, 89) 등을 설치하는 것이 가능해진다. 그들 비교적 사이즈가 큰 전극패드(86, 89)를 이용한 배선이 행해지기 때문에, 소자 사이즈에 비해 최종적인 장치의 사이즈가 현저히 큰 경우에도 용이하게 배선을 형성할 수 있다. 또한, 본 실시예의 발광소자의 배열방법에서는, 발광다이오드(82)의 주위가 경화된 접착제층(85)으로 피복되어 평탄화에 의해 우수한 정밀도로 전극패드(86, 89)를 형성할 수 있는 동시에 소자에 비해 넓은 영역에 전극패드(86, 89)를 연장할 수 있으며, 다음의 전사 등을 흡착지그로 진행시키는 경우에는 취급이 용이하게 된다. 더구나, 다른 색으로 발광하는 발광소자마다 전술한 전사공정을 행하는 것에 의해, 용이하게 서브화소를 구성하는 발광소자를 소정의 소자 간격으로 배치하는 것이 가능해진다.
본 발명의 화상표시장치는, 화소 사이에서 각각의 서브화소를 공유하는 것에 의해 서브화소수를 저감시키는 동시에 높은 밀도로 화소를 형성할 수 있어, 고화질이면서도 부품점수를 억제할 수 있는 화상표시장치를 제공할 수 있다. 더구나, 화상표시면에서의 빛의 반사를 억제하는 것에 의해, 옥외에서도 외광의 영향을 받는 일 없이 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있는 화상표시장치를 제공하는 것도 가능하며, 부품점수를 억제함으로써, 제조비용을 억제하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 화상표시장치는, 정상으로 구동되지 않는 상기 서브화소를 양품과 교환하는 일 없이 계속해서 화상표시를 행할 수 있어, 높은 수율을 갖게 된다. 또한, 제조공정을 용이하게 하는 것에 의해, 제조비용을 억제할 수 있다. 또한, 높은 밀도로 제작한 미소한 발광소자를 그 소자간 거리를 이격시키면서 기판에 전사하고, 실장하는 것에 의해 높은 효율로 화상표시장치를 제작할 수 있는 동시에, 발광소자의 제작에 필요한 비용을 저감시킬 수 있다. 더구나, 발광소자가 미소한 사이즈이기 때문에 고밀도로 배선용 기판에 배치하는 것이 가능하며, 또한, 개개의 발광소자를 완성시킨 후에 배선용 기판에 대해 실장하기 때문에 수율은 양호하며, 대화면화도 용이하다.

Claims (25)

  1. 서로 다른 색으로 발색하는 서브화소가 매트릭스 형태로 배열되고 복수의 서브화소에 의해 각 화소가 구성되는 화상표시장치에 있어서,
    상기 색 중에서 가장 시감도가 높은 색을 발색하는 제 1 서브화소가 소정의 간격으로 배열되는 동시에 상기 제 1 서브화소 사이에 다른 색을 발색하는 제 2 서브화소가 배치되고,
    상기 제 2 서브화소가, 인접하는 화소에 공유되도록 각 화소가 구성되는 동시에, 각 화소가 시분할로 표시되도록 이들 서브화소가 구동되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 서브화소는, 피크휘도를 줄여 비시분할로 구동되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 서로 다른 색은 3색인 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 서브화소는 인라인 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 서브화소는 녹색으로 발색하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 서브화소는 청색 또는 적색으로 발색하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 서브화소는 수평방향 및 수직방향으로 대략 같은 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 서브화소는 인접하는 행 또는 열에서 다른 색으로 배열되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 서브화소는 인접하는 행 또는 열의 대략 중앙위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 서브화소는 발광소자를 구비한 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 발광소자는 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 발광소자는 질화물 반도체층에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 질화물 반도체층은 S 면을 갖는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 화소 사이에 외광을 차광하는 차광수단이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 차광수단은 수평방향으로 연장되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  16. 서로 다른 색을 발색하는 서브화소가 형성된 단위 패널을 매트릭스 형태로 배치하여 형성되는 화상표시장치에 있어서,
    단부의 특정색으로 발색하는 서브화소를 생략하여 1개 내측의 화소의 특정색으로 발색하는 서브화소가 공유되고, 상기 특정색으로 발색하는 서브화소를 시분할로 구동시키는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  17. 서로 다른 색을 발색하는 서브화소가 형성된 단위패널을 매트릭스 형태로 배치하여 형성되는 화상표시장치에 있어서,
    특정색으로 발색하는 서브화소가 인접하는 단위 패널 사이에서 공유되고, 상기 특정색으로 발색하는 서브화소를 시분할로 구동시키는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 특정색으로 발색하는 서브화소는, 상기 서브화소 중에서 시감도가 낮은 색을 발색하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 특정색으로 발색하는 서브화소는, 청색을 발색하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 특정색으로 발색하는 서브화소는, 상기 인접하는 단위 패널의 한쪽의단위 패널의 단부에서 제외되어 있는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  21. 제 17항에 있어서,
    상기 서브화소는 발광소자를 구비한 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 발광소자는 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
  23. 다른 색으로 발색하는 발광소자를 매트릭스 형태로 배치한 화상표시장치의 제조방법에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에서 상기 발광소자가 배열된 상태보다는 이격된 상태가 되도록 상기 발광소자를 전사하여 일시 지지용 부재에 이 발광소자를 지지시키는 제 1 전사공정과,
    상기 일시 지지용 부재에 지지된 상기 발광소자를 더 이격하여 상기 제 2 기판 상에 전사하는 제 2 전사공정을 갖고,
    상기 제 2 전사공정에서는, 상기 일시 지지용 부재의 이면측으로부터의 레이저광의 조사에 의한 레이저 어블레이션과, 진공흡인에 의한 소자 흡착에 의해, 상기 발광소자를 일시 지지용 부재로부터 박리하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치의 제조방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 발광소자는 발광다이오드인 것을 특징으로 하는 화상표시장치의 제조방법.
  25. 서로 다른 색으로 발색하는 서브화소가 매트릭스 형태로 배열되고, 복수의 서브화소에 의해 각 화소가 구성되는 화상표시장치에 있어서,
    상기 색 중에서 가장 시감도가 높은 색을 발색하는 제 1 서브화소가 소정의 간격으로 배열되는 동시에 상기 제 1 서브화소 사이에 다른 색을 발색하는 제 2 서브화소가 배치되고,
    해당 제 2 서브화소가 발색하지 않는 경우에, 인접하는 화소를 형성하며 상기 제 2 서브화소와 같은 색으로 발색하는 서브화소가 소정의 타이밍으로 구동되어 상기 제 2 서브화소를 포함하는 불량화소가 표시되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
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