KR20190068113A - 베젤리스 마이크로led 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 베젤을 최소화할 수 있는 마이크로LED(Light Emitting Device) 표시장치에 관한 것으로, 상면에 박막트랜지스터가 배치된 기판과, 상기 기판 상면에 구비된 복수의 마이크로LED(Light Emitting Device)와, 상기 기판의 측면 또는 배면중 적어도 1면에 형성된 운하형상의 복수의 홈과, 상기 홈 내부 및 기판의 상면에 형성된 링크라인으로 구성된다.

Description

베젤리스 마이크로LED 표시장치{MICRO LED DISPLAY DEVICE WHITOUT BEZEL}
본 발명은 베젤을 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, 여전히 대면적 크기의 표시장치를 제작하는데에는 한계가 있었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 베젤면적을 최소화할 수 있는 마이크로LED 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 1매의 기판에 의해 제작가능한 마이크로LED 표시장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시패널은 상면에 박막트랜지스터가 배치된 기판과, 상기 기판 상면에 구비된 복수의 마이크로LED(Light Emitting Device)와, 상기 기판의 측면 또는 배면중 적어도 1면에 형성된 운하형상의 복수의 홈과, 상기 홈 내부 및 기판의 상면에 형성된 링크라인으로 구성된다.
상기 홈 내부에는 링크라인을 덮는 매립층이 구비되며, 기판의 하면에는 신호모듈이 구비되어 링크라인을 통해 마이크로LED에 신호를 인가한다.
또한, 본 발명에 따른 타일링 마이크로LED 표시장치는 상기 구조의 마이크로LED 표시패널이 복수개 타일링되어 구성되며, 상기 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판 측면이 조립 공차의 간격을 두고 배치된다.
본 발명의 마이크로LED 표시장치에서는 링크라인이 기판의 측면에 배치되어 기판 상면의 패드와 기판 배면의 신호모듈이 접속되므로, FPCB 등과 같은 연결수단의 배치공간이 필요없게 되어 베젤을 대폭 감소할 수 있게 된다. 더욱이, 본 발명에서는 기판의 배면 및 측면에 복수의 홈을 형성하여 상기 홈 내부에 링크라인을 형성함으로써 베젤을 더욱 감소할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에서는 기판의 배면에 형성된 홈 내부에 링크라인을 형성하므로, 기판 상면의 사진식각공정시 배면이 공정테이블에 놓이는 경우에도 고정테이블과의 접촉에 의한 불량이 발생하지 않는다. 더욱이, 홈 내부에는 매립층이 구비되므로, 상면 공정시의 증착이나 식각에 의한 불량도 방지할 수 있게 된다. 그 결과 본 발명에서는 1매의 기판의 상하면 각각에 박막트랜지스터와 회로모듈을 구비할 수 있게 되므로, 제조비용이 절감되고 무게 및 부피를 감소시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치의 구조를 구체적으로 나타내는 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 마이크로LED의 구조를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치의 배면 및 측면을 나타내는 부분 사시도.
도 5a 및 도 5b는 각각 도 4의 A영역 사시도 및 단면도.
도 6a 및 도 6b는 각각 도 4의 B영역 사시도 및 단면도.
도 7은 복수의 마이크로LED 표시패널로 이루어진 타일링 마이크로LED 표시장치를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 8은 기판의 측면 및 배면에 홈이 형성되지 않는 구조의 마이크로LED 표시패널의 부분 단면도.
도 9a는 기판의 측면 및 배면에 홈이 형성되지 않는 구조의 마이크로LED 표시패널이 타일링된 구조를 나타내는 도면.
도 9b는 본 발명에 따른 마이크로LED 표시패널이 타일링된 구조를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치의 제조방법을 나타내는 플로우챠트.
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 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로LED 표시장치를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로LED 표시장치(100)는 기판(110)과, 상기 기판(110)상에 실장된 복수의 마이크로LED(140)로 구성된다.
상기 기판(110)은 유리와 같이 투명한 물질로 구성될 수 있으며, 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.
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 10-100㎛ 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)의 표시영역에는 박막트랜지스터(TFT)가 배치되고 패드영역에는 패드(152)가 배치된다. 상기 기판(110)은 유리와 같이 투명한 물질로 구성되지만, 이에 한정되는 것이 아니라 투명한 다양한 물질로 구성될 수 있다. 또한, 상기 기판(110)은 플렉서블한 투명물질로 구성될 수도 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.
상기 패드영역에 배치되는 패드(152)는 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 이때 상기 패드(152)는 박막트랜지스터(TFT)의 게이트전극(101)과 다른 공정에 의해 형성될 수 있지만, 공정의 단순화를 위해서는 상기 패드(152)를 게이트전극(101)과 동일한 공정에서 형성하는 것이 바람직할 것이다.
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 패드는 게이트절연층(112) 위에 형성될 수 있다. 이때, 상기 패드는 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극(105) 및 드레인전극(107)과 다른 공정에 의해 형성될 수 있지만, 공정의 단순화를 위해서는 상기 패드를 소스전극(105) 및 드레인전극(107)과 동일한 공정에서 형성하는 것이 바람직할 것이다.
또한, 표시영역의 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, 표시영역의 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 10-100㎛ 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.
한편, 패드영역의 기판(110) 상면에는 링크라인(154)이 형성되며 기판(110)의 배면에는 신호모듈(170)이 배치되어, 상기 링크라인(154)을 통해 패드(152)와 전기적으로 접속된다.
상기 신호모듈(170)은 타이밍 콘트롤러, EEPROM 등의 메모리, 마이크로LED(140)를 구동하기 위한 전압원 등의 회로와 상기 링크라인(154)과 전기적으로 접속되는 각종 배선이 형성된 PCB(Printed Circuit Board)일 수 있으며, 게이트라인과 데이터라인에 각각 주사신호 및 영상신호를 인가하는 게이트구동부 및 데이터구동부기 형성된 PCB일 수도 있다.
이러한 구조에서는 상기 신호모듈(170)에서 출력된 신호가 링크라인(154)을 통해 패드(152)에 인가된 후, 게이트라인 및 데이터라인을 통해 신호가 공급되어 박막트랜지스터(TFT)가 턴온된다. 상기 박막트랜지스터(TFT)가 턴온됨에 따라 박막트랜지스터(TFT) 및 제2전극(109)을 통해 마이크로LED(140)에 신호가 공급됨으로써 마이크로LED(140)가 발광하게 된다.
한편, 상기 링크라인(154)은 기판(110)의 상면, 측면 및 배면에 형성되어 패드(152) 및 신호모듈(170)을 전기적으로 접속한다. 상기 링크라인(154)이 배치되는 기판(110)의 배면에는 신호모듈(170)로부터 기판(110)의 측면까지 연장되는 운하형상의 복수의 제1홈(162)이 형성된다. 또한, 기판(110)의 측면에는 상면에서 측면까지 연장되는 운하형상의 복수의 제2홈(164)이 형성된다. 상기 링크라인(154)은 상기 복수의 홈(162,164) 내부에 형성된다.
이때, 상기 링크라인(154)은 복수개 형성되어 기판(110)에 배치된 복수의 게이트패드 및 데이터패드와 일대일로 연결되므로, 기판(110)의 측면과 배면에 형성되는 홈(162,164)도 복수개 형성되어 게이트패드 및 데이터패드와 일대일로 대응된다.
상기 링크라인(154)이 형성된 복수의 홈(162,164) 내부는 절연물질이 채워져 상기 링크라인(154)이 외부로 노출되어 부식되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 상기 기판(110) 상면에는 무기물질 또/및 유기물질로 이루어진 버퍼층(118)이 형성되어 상기 마이크로LED(140) 및 기판(110) 상면의 링크라인(154)을 덮을 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 링크라인(154)이 기판(110)의 상면에서 측면을 거쳐 배면으로 형성되어 신호모듈(170)과 연결되므로, 표시장치의 베젤면적을 최소화할 수 있게 된다.
종래의 유기전계발광 표시소자의 경우, 패드영역에 각종 배선이 형성된 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)가 부착된 후, 상기 FPCB가 후면으로 접혀져 후면의 신호모듈과 접속되었다. 따라서, 종래 유기전계발광 표시소자의 경우 FPCB가 접착되는 영역이 필요하게 되어 패드영역의 면적이 증가하게 되고 FPCB가 후방으로 접혀지는 공간이 필요하게 되므로, 표시영역 외곽에는 설정된 면적의 베젤영역을 확보해야만 한다.
그러나, 본 발명의 마이크로LED 표시장치에서는 FPCB없이 링크라인(154)이 기판(110)의 측면에 배치되어 기판(110) 상면의 패드(152)와 기판(110) 배면의 신호모듈(170)이 접속되므로, FPCB의 부착영역 및 접히는 공간이 필요없게 되어 베젤을 대폭 감소할 수 있게 된다.
더욱이, 본 발명에서는 기판(110)의 배면 및 측면에 복수의 홈(162,164)을 형성하여 상기 홈(162,164) 내부에 링크라인(154)을 형성함으로써 베젤을 더욱 감소시킬 수 있게 되는데, 이하에서는 이를 좀더 자세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치의 측면 및 배면을 나타내는 부분 사시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 배면(110a)에는 신호모듈(170)이 배치되며, 기판(110)의 배면(110a) 및 측면(110b)에는 복수의 링크라인(154)이 배치된다. 상기 신호모듈(170)에는 내부에 형성되는 각종 배선과 접속되는 패드부(172)가 형성되며, 상기 패드부(172)는 링크라인(154)과 전기적으로 접속된다.
이때, 상기 신호모듈 패드부(172)의 폭은 기판(110)의 폭보다 작고 링크라인(154)은 기판(110)의 배면(110a) 및 측면(110b)의 폭 전체 영역에 걸쳐 배치되므로, 기판 배면(110a)에 배치되는 링크라인(154)은 신호모듈 패드부(172) 측에서 기판 측면(110b)측으로 부채꼴 형상으로 배치된다.
도 5는 기판(110)의 배면(110a) 일부 영역을 나타내는 도 4의 A 영역 확대도로서, 도 5a는 사시도이고 도 5b는 도 5a의 I-I'선 단면도이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 기판(110)의 배면(110a)에는 신호모듈(170)로부터 측면(110b)과 인접하는 모서리까지 연장되는 복수의 제1홈(162)이 형성된다. 이때, 상기 제1홈(162)은 단면이 지름이 R인 반원형상의 운하(canal)형상으로 형성될 수도 있고, 단면이 2/3이나 1/3 또는 1/4 원형상의 운하형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제1홈(162)은 단면이 반타원형상 또는 사각형상이나 삼각형상과 같은 다각형상과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제1홈(162)내에는 링크라인(154)이 배치된다 상기 링크라인(154)은 신호모듈(170)과 패드(152)를 전기적으로 접속하는 것으로, Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속 또는 이들의 합금을 스퍼터링(sputtering)법에 의해 적층하고 에칭함으로써 형성될 수도 있고 점도가 있는 액상 Ag 등을 제1홈(162) 내부에 도포함으로써 형성될 수도 있다.
또한, 상기 링크라인(154)이 형성된 제1홈(162) 내부는 절연물질로 이루어진 매립층(155)이 형성되어 상기 링크라인(154)이 매립층(155)에 의해 매립될 수 있다. 상기 매립층(155)은 무기절연물질이나 유기절연물질을 사용할 수 있고 수지와 같은 폴리머가 사용될 수 있다. 복수의 제1홈(162)이 매립층(155)에 의해 매립됨에 따라, 제1홈(162)이 형성된 영역도 기판(110)의 표면과 편평한 평면을 형성한다. 또한, 상기 매립층(155)에 의해 상기 링크라인(154)이 외부로 노출되어 산화되는 것을 방지할 수 있고 외부로부터 보호되어 외부의 충격으로 인해 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 6은 도 4의 B영역을 나타내는 도면으로, 도 6a는 확대 사시도이고 도 6b는 단면도이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 기판(110)의 측면(110b)에는 상면과 인접하는 상측 모서리에서 하면과 인접하는 하측 모서리로 연장되는 복수의 제2홈(164)이 형성된다. 이때, 상기 제2홈(164)은 단면의 지름이 R인 반원형상의 운하형상 형성될 수도 있고, 단면이 2/3이나 1/3 또는 1/4 원형상의 운하형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2홈(164)은 단면이 반타원형상 또는 사각형상이나 삼각형상과 같은 다각형상과 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2홈(164)내에는 링크라인(154)이 배치된다 상기 링크라인(154)은 신호모듈(170)과 패드(152)를 전기적으로 접속하는 것으로, Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속 또는 이들의 합금을 스퍼터링(sputtering)법에 의해 적층하고 에칭함으로써 형성될 수도 있고 점도가 있는 액상 Ag를 제2홈(164) 내부에 도포함으로써 형성될 수도 있다.
상기 제2홈(164)의 링크라인(154)은 제1홈(162)의 링크라인(154)과 동일 공정에 의해 일체로 형성되지만, 서로 다른 공정에 의해 형성될 수도 있을 것이다.
상기 링크라인(154)이 형성된 제2홈(164) 내부에도 절연물질로 이루어진 매립층(155)이 형성되어 상기 링크라인(154)이 외부로 노출되어 산화되는 것을 방지할 수 있고 외부로부터 보호되어 외부의 충격으로 인해 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이때, 상기 제2홈(164) 내부의 매립층(155)은 제1홈(162) 내부의 매립층(155)과 동일 물질로 동일 공정에서 형성되지만, 다른 공정에서 다른 물질로 형성될 수도 있다.
상기와 같이, 본 발명에서는 링크라인(154)을 기판(110)의 측면(110b)에 형성하여 배면(110a)의 신호모듈(170)을 패드(152)와 연결하므로, 베젤영역을 최소화할 수 있게 된다.
더욱이, 본 발명에서는 기판(110)의 배면(110a) 및 측면(110b)에 신호모듈(170)로부터 상면으로 연장되는 운하형상의 복수의 제1홈(162) 및 제2홈(164)을 형성하고 상기 제1홈(162)과 제2홈(164) 내부에 절연물질로 매립되는 링크라인(154)을 형성한다.
링크라인(154)이 기판(110) 측면(110b) 표면에 일정 높이를 가진 패턴으로 형성되는 경우, 상기 링크라인(154)이 외부로 노출되므로, 상기 링크라인(154)을 보호하기 위한 별도의 보호층을 형성하거나 기판(110)의 상부에 형성되는 버퍼층(118)을 기판(110)의 측면까지 연장하여 형성해야만 한다. 따라서, 이 구조의 경우 기판(110)의 측면(110b)에 별도의 보호층이나 버퍼층을 형성해야만 하므로, 제조공정이 복잡해지고 제조비용이 상승하게 된다. 또한, 링크라인(154)과 보호층이 기판(110)의 측면으로부터 돌출되기 때문에, 표시장치의 베젤영역의 면적이 증가하게 된다. 더욱이, 표시장치를 외부 케이스와 조립할 때, 기판(110)의 측면(110b)의 표면에 형성된 링크라인(154)이 외부케이스와 충돌할 수 있다. 따라서, 일정 수준의 조립공차를 확보해야만 하므로, 표시장치의 베젤영역의 면적이 더욱 증가하게 된다.
도 7은 본 발명에 다른 실시예에 따른 마이크로LED 표시장치를 나타내는 도면이다. 이 실시예의 마이크로LED 표시장치는 복수의 마이크로LED 표시패널(200)이 타일링(tiling)된 표시장치이다. 도면에서는 설명의 편의를 위해 4개의 마이크로LED 표시패널(200)이 타일링되어 있지만, 상기 마이크로LED 표시패널(200)이 6개, 8개 또는 그 이상이 타일링되어 마이크로LED 표시장치를 형성할 수 있다.
상기 마이크로LED 표시패널(200)은 도 1에 도시된 마이크로LED 표시장치(100)와 동일한 구조로 구성된다. 도 1에 도시된 실시예에서는 하나의 마이크로LED 표시패널이 마이크로LED 표시장치를 구성하며, 도 7에 도시된 실시예에서는 복수의 마이크로LED 표시패널이 마이크로LED 표시장치를 구성한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 마이크로LED 표시장치에서는 복수의 마이크로LED 표시패널(200)이 타일링되어 구성된다. 이때, 마이크로LED 표시패널(200) 각각은 복수의 화소영역(P)을 포함하며, 각각의 화소영역(P)에는 R,G,B 마이크로LED(240R,240B,240G)가 나란히 배열된다.
복수의 마이크로LED 표시패널(200)은 설정된 간격(d)으로 타일링되도록 설계된다. 실제 타일링된 마이크로LED 표시패널(200) 사이의 간격(d1)이 설정된 간격(d)보다 큰 경우(d1>d), 마이크로LED 표시패널(200) 사이에 화상이 구현되지 않은 심(seam)영역이 사용자에게 인식되며, 특히 상기 심영역이 광이 출사되지 않아 암선으로 표시된다.
마이크로LED 표시패널(200) 내부의 하나의 화소영역(P)내에 구비되는 마이크로LED(240G)와 인접하는 화소영역(P) 내에 구비되는 마이크로LED(240R)는 ℓ1의 간격으로 배치되며, 인접하게 타일링되는 2개의 마이크로LED 표시패널(200)의 최인접 마이크로LED(240G,240R)은 ℓ2의 간격으로 배치된다.
이때, ℓ1의 간격은 하나의 마이크로LED 표시패널(200)내에 배치되어 화상을 구현하기 위한 최적의 간격으로서, 이 간격(ℓ1) 보다 큰 간격으로 마이크로LED(240G,240R)가 배치되면 화질이 저하된다. 또한, 마이크로LED(240G,240R) 사이의 간격이 증가하여 실제 간격이 설정 간격의 설정 범위(α)를 초과하여 마이크로LED(240G,240R)가 배치되면 두개의 마이크로LED(240G,240R) 사이의 심영역은 암선으로 표시된다.
복수의 마이크로LED 표시패널(200)을 타일링할 때, 인접하는 마이크로LED 표시패널(200)의 간격(d1)이 설정된 간격을 초과하면(d1>d), 서로 인접하는 마이크로LED 표시패널(200)의 최인접 마이크로LED(240G,240R)의 간격(ℓ2)이 하나의 마이크로LED 표시패널(200) 내부의 마이크로LED(240G,240R)의 간격(ℓ1)을 초과하여(ℓ2>ℓ1) 마이크로LED 표시패널(200)의 경계영역에서 화질이 저하된다.
특히, 인접하는 마이크로LED 표시패널(200)의 최인접 마이크로LED(240G,240R)의 간격(ℓ2)이 하나의 마이크로LED 표시패널(200) 내부의 마이크로LED(240G,240R)의 간격(ℓ1)보다 설정 범위(α)를 넘어 초과할 때(ℓ2>ℓ1+α), 인접하는 마이크로LED 표시패널(200) 사이의 심영역이 암선으로 표시된다.
마이크로LED 표시패널(200)의 전면의 마이크로LED(240)와 후면의 회로모듈(도면표시하지 않음)을 연결하는 링크라인을 기판 측면의 표면에 형성하는 경우, 측면에는 링크라인 뿐만 아니라 보호층이 형성되므로, 인접하는 마이크로LED 표시패널(200) 사이의 간격(d1)을 설정된 간격(d)으로 형성하기가 어려웠다.
이러한 마이크로LED 표시패널(200) 사이의 간격 증가에 의한 문제를 해결하기 위해, 인접하는 화소의 R,G,B 마이크로LED(240R,240B,240G)의 배치를 다른 화소의 R,G,B 마이크로LED(240R,240B,240G)의 배치와 다르게 하여, 마이크로LED 표시패널(200) 사이의 간격 증가에 따른 마이크로LED 표시패널(200)의 최인접 마이크로LED(240G,240R)의 간격(ℓ2)을 감소시킬 수 있게 된다. 그러나, 이 경우, 다른 화소와의 R,G,B 마이크로LED(240R,240B,240G)의 배치차이로 인해, 제조공정이 복잡해지고 수율이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명에서는 마이크로LED 표시패널(200)의 전면의 마이크로LED(240)와 후면의 회로모듈(도면표시하지 않음)을 연결하는 링크라인을 기판의 측면에 형성된 운하형상의 홈에 배치함으로써 타일링 마이크로LED 표시장치의 인접하는 마이크로LED 표시패널(200)의 간격을 최소화할 수 있으므로, 최인접 마이크로LED(240G,240R)의 간격(ℓ2)을 하나의 마이크로LED 표시패널(200) 내부의 마이크로LED(240G,240R)의 간격(ℓ1)과 동일하게 할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 타일링 마이크로LED 표시장치가 암선을 제거할 수 있는 구성임을 좀더 구체적으로 설명한다.
도 8은 운하형상의 홈이 형성되지 않고 링크라인이 기판의 측면에 배치되는 마이크로LED 표시패널(300)의 외곽영역의 일부 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이 구조의 마이크로LED 표시패널(300)에서는 제1기판(310a)과 제2기판(310b)이 구비되고 제1기판(310a)의 상면에는 박막트랜지스터, 게이트라인과 데이터라인과 같은 각종 배선, 패드(352), 링크라인(354)이 배치되며, 제2기판(310a)의 하면에는 회로모듈과 상기 회로모듈과 접속되는 링크라인(354)이 배치된다.
본 발명의 마이크로LED 표시패널에서는 1매의 기판만으로 구성된데 반해, 이 구조의 마이크로LED 표시패널(300)에서는 2매의 기판이 필요한데, 그 이유는 다음과 같다.
일반적으로, 기판의 상면에 배치되는 박막트랜지스터와 각종 배선은 모두 사진식각공정에서 형성되며, 이들 사진식각공정은 진공챔버내에 배치된 공정테이블에 기판을 올려 놓은 후 금속과 절연물질 등을 증착하고 식각함으로써 진행된다.
따라서, 예를 들어, 1매의 기판의 하면의 표면에 링크라인 형성한 후 상면에 사진식각공정을 진행하기 위해서는, 기판을 반전하여 신호배선이 형성된 하면을 공정테이블에 접촉하도록 공정테이블에 올려 놓고 상면을 상부방향을 향하도록 배치한 상태에서 박막트랜지스터 공정 등을 진행한다. 따라서, 기판이 하면에 형성된 링크라인(354)이 공정테이블과 접촉하여 링크라인(354)이 파손되어 불량이 발생하게 된다.
또한, 상면의 증착공정중 원하지 않는 금속이나 절연층이 기판 하면에 증착되어 상기 링크라인(354)이 단락되거나 식각공정중 에천트가 하면의 링크라인(354)을 식각하여 상기 링크라인(354)이 단선되는 등의 불량이 발생하게 된다.
또한, 상면에 박막트랜지스터와 같은 각종 소자를 형성한 후 하면에 링크라인(354)을 형성하는 경우에도, 링크라인(354)이 형성공정시 박막트랜지스터와 같은 각종 소자가 공정테이블과 접촉하게 되므로, 불량이 발생할 수 있다. 또한, 링크라인(354)을 형성한 후 마이크로LED를 전사하기 위한 전사공정시 다시 링크라인(354)이 형성된 하면이 공정테이블과 접촉하게 되어 링크라인(354)에 불량이 발생하게 된다.
이러한 불량을 방지하기 위해, 이 구조의 마이크로LED 표시장치에서는 서로 다른 공정에서 제1기판(310a)의 전면에 박막트랜지스터 등의 소자를 형성하고 마이크로LED를 전사하며 제2기판(310b)의 배면에 링크라인(354)을 형성한 후, 상기 제1기판(310a) 및 제2기판(310b)을 합착함으로써 공정테이블과의 충돌, 증착이나 식각에 의한 불량을 방지할 수 있게 된다.
다시 도 8을 참조하면, 제1기판(310a)과 제2기판(310b)은 접착제(357)에 의해 서로 합착된다.
제1기판(310a)의 상면과 제2기판(310b)의 하면에 각각 형성된 링크라인(354)은 제1기판(310a)과 제2기판(310b)의 측면에 형성된 링크라인(354)에 의해 연결된다. 이때, 제1기판(310a)의 상면과 제2기판(310b)의 하면에 각각 형성된 링크라인(354)과 제1기판(310a)과 제2기판(310b)의 측면에 형성된 링크라인(354)은 서로 다른 물질 및 구조로 형성될 수 있지만, 동일 물질로 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1기판(310a)의 상면과 제2기판(310b)의 하면, 제1기판(310a)과 제2기판(310b)의 측면에는 버퍼층(318)이 형성되어 외부로 노출되는 링크라인(354)을 보호하여 상기 링크라인(354)이 파손되거나 부식되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이때, 상기 버퍼층(318)은 제1기판(310a)과 제2기판(310b)의 측면에 형성된 링크라인(354)은 t1의 두께로 형성되고 버퍼층(318)은 t2의 두께로 형성된다.
도 9a 및 도 9b는 각각 도 8에 도시된 구조의 마이크로LED 표시패널과 본 발명의 실시예에 따른 마이크로LED 표시패널이 타일링된 구조를 나타내는 부분 단면도이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 이 구조의 마이크로LED 표시장치에서는 서로 타일링되는 마이크로LED 표시패널(300)의 제1기판(310a) 및 제2기판(310b)의 측면에는 링크라인(354)과 버퍼층(318)이 형성되므로, 서로 타일링되는 마이크로LED 표시패널(300) 사이에는 2층의 링크라인(354)과 버퍼층(318)이 형성되어, 상기 마이크로LED 표시패널(300) 사이의 간격(d2)이 d2=2t1+2t2+β(여기서, β는 타일링 마이크로LED 표시장치의 조립공차)가 된다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치에서는 기판(210)의 측면과 하면에 각각 운하형상의 복수의 홈(262,264)이 형성되며, 상기 홈(262,264) 내부에 링크라인(254)이 형성된다. 또한, 버퍼층(218)은 기판(210)의 상면에만 형성되고 기판(210)의 측면에는 형성되지 않는다.
따라서, 본 발명에 따른 마이크로LED 표시장치에서는 마이크로LED 표시패널(200)의 측면에 링크라인(254)과 버퍼층(218)이 형성되지 않으므로, 인접하는 마이크로LED 표시패널(200) 사이에는 어떠한 층이 존재하지 않게 된다. 따라서, 인접하는 마이크로LED 표시패널(200) 사이의 간격(d1)는 실질적으로 타일링 마이크로LED 표시장치의 타일링공차(β)와 동일하게 된다(d1=β).
다시 말해서, 본 발명의 마이크로LED 표시패널(200) 사이의 간격(d3)이 도 8에 도시된 구조의 마이크로LED 표시패널(300) 사이의 간격(d2)에 비해 작게 형성된다(d1<d2). 이와 같이, 본 발명의 타일링 마이크로LED 표시장치는 마이크로LED 표시패널(200) 사이의 간격을 최소화할 수 있게 되어, 마이크로LED 표시패널(200) 사이에 심영역이 암선으로 표시되는 발생하는 불량을 방지할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 타일링 마이크로LED 표시장치에서는 타일링시 마이크로LED 표시패널의 설정 간격(d)을 타일링공차와 유사할 정도로 작게 설계할 수 있게 되므로, 마이크로LED 표시패널 사이에 암선이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 설정 간격(d)을 최소화할 수 있으므로, 인접하게 타일링되는 2개의 마이크로LED 표시패널(200)의 최인접 마이크로LED(240G,240R) 사이의 간격(ℓ2)을 한 마이크로LED 표시패널(200)내의 인접하는 화소영역(P)의 최인접 마이크로LED(240G,240R) 사이의 간격(ℓ1)과 유사하게 설정할 수 있으므로, 마이크로LED 표시패널 사이 영역에서 화질이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 타일링 마이크로LED 표시장치의 제조방법을 설명한다.
도 10은 본 발명에 따른 타일링 마이크로LED 표시장치의 제조방법을 나타내는 도면이다. 이때의 마이크로LED 표시장치는 도 1 및 도 2에 도시된 구조의 표시패널이 복수개 타일링된 표시장치이다.
도면에 도시된 바와 같이, 우선 유리와 같은 투명한 기판(100)을 가공하여 기판의 배면과 측면에 운하형상을 가진 복수의 홈(162,164)을 형성한다(S101). 이때, 상기 제1홈(162)과 제2홈(164)은 서로 연결되어 하나의 홈을 형성할 수 있다.
상기 홈(162,164)은 기판(110) 측면과 배면상에 일부 영역이 노출되는 레지스트패턴을 형성한 후, 상기 기판에 식각액을 작용하여 노출된 영역을 식각함으로써 형성할 수 있다. 또한, 상기 기판(110)의 가장자리영역을 따라 복수의 홀(hole)을 형성한 후, 상기 홀의 중심이나 1/3선 또는 2/3 선을 따라 기판을 절단하거나 그라인딩(grinding)하여 기판의 측면에 홈(164)을 형성할 수도 있다. 그러나, 상기 홈(162,164)은 특정 방법에 의해 형성되는 것이 아니라 다양한 방법에 의해 형성될 수 있다.
이어서, 공정테이블 상에 기판을 올려 놓은 후, 상기 홈(162,164) 내부에 도전물질을 도포하여 링크라인(154)을 형성한다(S102). 이때, 상기 도전물질은 점도를 가진 Ag나 Au, 또는 Al과 같은 도전물질을 도포함으로써 형성할 수 있고, 금속을 스퍼터링과 같은 증착공정에 의해 적층하고 식각하여 형성할 수도 있다.
상기 링크라인(154)을 형성한 후, 상기 홈 내부에는 절연물질(매립층)을 채워 상기 링크라인(154)을 외부의 충격이나 이물질로부터 보호할 수 있다. 이때, 상기 절연물질로는 수지와 같은 폴리머, 포토아크릴과 같은 유기물질, SiOx나 SiNx와 같은 무기물질이 사용될 수 있다. 상기 절연물질은 링크라인(154)을 덮도록 홈(162,164)의 일부 영역에만 도포될 수 있고 홈(162,164) 내부를 완전히 채워 표면이 기판(110)의 측면 및 배면의 표면과 동일한 레벨을 형성할 수도 있으며, 홈(162,164)의 내부 면적보다 더 많은 물질이 도포되어 기판(110)의 측면 및 배면의 측면으로부터 튀어나올 수도 있다.
그 후, 기판(110)의 상면이 상부로 향하고 링크라인(154)이 형성된 배면을 공정테이블에 접촉하도록 기판(110)을 반전한 후, 상기 기판(110) 상면에 사진식각공정에 의해 박막트랜지스터와, 게이트라인 및 데이터라인과 같은 각종 배선을 형성한 후 그 위에 제1절연층(114)을 형성한다(S103). 또한, 상기 박막트랜지스터의 게이트전극의 형성과 동시에 패드(152)를 형성하고 소스전극(105) 및 드레인전극(107)의 형성과 동시에 제2전극(109)을 형성한다.
기판(110)의 반전에 의해 기판(110)이 배면이 공정테이블의 상면과 접촉하게 된다. 본 발명에서는 링크라인(154)이 기판(110)의 배면에 형성된 홈(162)의 내부에 형성되므로, 기판(110)이 반전되어 배면이 공정테이블과 접촉하는 경우에도 상기 링크라인(154)이 공정테이블과 접촉하지 않게 된다. 더욱이, 홈(162) 내부에는 링크라인(154)을 보호하기 위한 매립층(또는 보호막)이 형성되어 있으므로, 반전에 의해 링크라인(154)이 파손되는 것을 확실하게 방지할 수 있게 된다.
기판의 배면에 홈이 형성되지 않아 링크라인이 기판 배면의 표면에 형성되는 구조의 마이크로LED 표시장치의 경우, TFT공정시 배면이 공정테이블과 접촉하므로 배면에 형성된 링크라인이 파손될 수 있다. 또한, TFT공정시 사용되는 식각액 등에 의해 상기 링크라인이 식각되어 링크라인이 단선되는 문제가 발생한다. 따라서, 이러한 구조의 마이크로LED 표시장치에서는 2매의 기판을 사용하여 하나의 기판 상면에는 TFT를 형성하고 다른 기판의 하면에는 링크라인을 형성한 후, 2매의 기판을 합착해야만 한다.
그러나, 본 발명에서는 기판(110)의 상하면에 각각 TFT(TFT)와 링크라인(154)을 형성하므로, 2매의 기판을 사용하는 구조에 비해 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 표시장치의 부피 및 무게를 감축할 수 있게 된다.
다시 도 10을 참조하면, 박막트랜지스터(TFT) 및 배선을 형성한 후, 기판(110) 상면에 마이크로LED(140)를 전사한다(S104).
마이크로LED(140)의 전사는 사파이어나 실리콘기판상에 성장하여 형성된 마이크로LED을 칩단위로 분리한 후, 분리된 마이크로LED(140)를 기판(110)으로 옮기는 것으로, 정전헤드(electrostatic head)의 정전기에 의해 마이크로LED(140)를 전사할 수도 있고 탄성을 가진 고분자물질로 정전헤드를 구성하여 마이크로LED(140)를 전사할 수 있다. 그러나, 상기 마이크로LED(140)의 전사가 이러한 방법에 의해 한정되는 것이 아니라 다양한 방법에 의해 이루어질 수 있을 것이다.
이어서, 상기 기판(110) 상에 ITO나 IGZO, IGO와 같은 투명한 금속산화물을 적층하고 식각하여, 상기 제1컨택홀(114a) 및 제3컨택홀(116a)을 통해 박막트랜지스터(TFT)의 드레인전극(107)과 마이크로LED(140)의 p-형 전극(141)을 전기적으로 접속하고, 제2컨택홀(114b) 및 제4컨택홀(116b)을 통해 제2전극(109)과 마이크로LED(140)의 n-형 전극(143)을 전기적으로 접속한다(S105).
그 후, 기판(110) 상부에 무기물질 또는/및 유기물질을 적층하여 버퍼층(118)을 형성하여 마이크로LED 표시패널을 완성한다(106). 이때, 상기 버퍼층(118)은 기판(110)의 상면에만 형성되어 상면에 배치되어 외부로 노출된 패드(152)와 링크라인(154)을 덮는다. 그러나, 상기 버퍼층(118)은 기판(110)의 측면과 배면에는 형성되지 않는다.
이어서, 상기 완성된 복수의 마이크로LED 표시패널을 타일링하여 마이크로LED 표시장치를 제작한다(S107).
상술한 상세한 설명에서는 본 발명을 특정구조로 구체적으로 설명하고 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정 구조에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 상술한 설명에서는 특정 구조의 마이크로LED가 사용되고 있지만 다양한 구조의 마이크로LED도 사용될 수 있을 것이다. 또한, 상술한 설명에서는 마이크로LED가 제1절연층 위에 전사되지만, 마이크로LED의 전사 위치가 이러한 위치에 특정되는 것이 아니라 다양한 층 위에 전사될 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상술한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100: 마이크로LED 표시장치 110: 기판
140: 마이크로LED 152: 패드
154: 링크라인 162,164: 홈
170: 회로모듈

Claims (9)

  1. 상면에 박막트랜지스터가 배치된 기판;
    상기 기판 상면에 구비된 복수의 마이크로LED(Light Emitting Device);
    상기 기판의 측면 또는 배면중 적어도 1면에 형성된 운하형상의 복수의 홈; 및
    상기 홈 내부 및 기판의 상면에 형성된 링크라인으로 구성된 마이크로LED 표시패널.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로LED는 10-100㎛의 크기인 마이크로LED 표시패널.
  3. 제1항에 있어서, 상기 홈 내부에 구비되어 링크라인을 덮는 매립층을 추가로 포함하는 마이크로LED 표시패널.
  4. 제3항에 있어서, 상기 매립층은 유기물질, 무기물질, 폴리머중 적어도 하나의 물질로 구성된 마이크로LED 표시패널.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판의 측면에 형성된 홈은 기판의 상면과 인접하는 모서리에서 기판의 하면과 인접하는 모서리로 연장되는 마이크로LED 표시패널.
  6. 제1항에 있어서, 기판의 하면에 배치되어 기판 상면의 마이크로LED에 신호를 공급하는 신호모듈을 추가로 포함하는 마이크로LED 표시패널.
  7. 제6항에 있어서, 기판 하면에 형성되는 홈은 신호모듈로부터 측면과 인접하는 모서리로 연장되는 마이크로LED 표시패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터 위에 구비되어 마이크로LED가 배치되는 제1절연층;
    상기 마이크로LED가 배치된 제1절연층 위에 구비된 제2절연층;
    제2절연층에 형성되어 마이크로LED를 박막트랜지스터 및 전극과 접속시키는 제1연결전극 및 제2연결전극; 및
    기판 상면에 형성되어 상면의 링크라인을 덮은 버퍼층을 추가로 포함하는 마이크로LED 표시패널.
  9. 제1항 내지 제8항에 기재된 구조의 마이크로LED 표시패널이 복수개 타일링되어 구성되며,
    상기 인접하는 마이크로LED 표시패널의 기판 측면이 조립 공차의 간격을 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 타일링 마이크로LED 표시장치.
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