KR20230007980A - 발광 다이오드 표시 장치 - Google Patents
발광 다이오드 표시 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230007980A KR20230007980A KR1020220174825A KR20220174825A KR20230007980A KR 20230007980 A KR20230007980 A KR 20230007980A KR 1020220174825 A KR1020220174825 A KR 1020220174825A KR 20220174825 A KR20220174825 A KR 20220174825A KR 20230007980 A KR20230007980 A KR 20230007980A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light emitting
- emitting diode
- electrode
- pixel area
- emitting diodes
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 63
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims description 33
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 42
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 30
- 230000008569 process Effects 0.000 description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 2
- 101100489584 Solanum lycopersicum TFT1 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
- H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
-
- 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
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
-
- 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
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/124—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits
-
- 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
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1248—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition or shape of the interlayer dielectric specially adapted to the circuit arrangement
-
- 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
-
- 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
- H01L33/36—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 characterised by the electrodes
-
- 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
- H01L33/48—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 characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
- Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
본 발명은 발광 다이오드를 백플레인 기판에 이송함으로 기인된 수율 저하 문제를 해결하며, 요구되는 발광 다이오드 수를 줄인 발광 다이오드 표시 장치에 관한 것으로, 복수의 화소 영역을 포함하는 기판과, 기판 상에서 복수의 화소 영역에 배치되고 게이트 전극, 반도체층, 소오스 전극, 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터와, 게이트 전극을 덮는 제 1 층간 절연막과, 박막 트랜지스터를 덮는 제 2 층간 절연막과, 상기 제 2 층간 절연막 상에 배치된 접착층과, 상기 접착층 상에 배치되고, 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제 1 발광 다이오드 및 제 2 발광 다이오드와, 제 1 발광 다이오드 및 제 2 발광 다이오드의 측면을 둘러싼 제3 층간 절연막 및 상기 제 1 발광 다이오드 및 상기 제 2 발광 다이오드와 연결된 공통 라인을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 발광 다이오드 및 상기 제 2 발광 다이오드 중 적어도 하나는 상기 박막 트랜지스터와 중첩될 수 있다.
Description
본 발명은 발광 다이오드 표시 장치에 관한 것으로, 특히 발광 다이오드를 백플레인 기판에 이송함으로 기인된 수율 저하 문제를 해결하며, 요구되는 발광 다이오드 수를 줄인 발광 다이오드 표시 장치에 관한 것이다.
평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Emitting Display Device), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 양자점 표시 장치(Quantum Dot Display Device), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device: EPD) 등을 들 수 있는데, 이들은 공통적으로 화상을 구현하는 평판 표시패널을 필수적인 구성요소로 하는 바, 평판 표시패널은 고유의 발광 또는 편광 혹은 그 밖의 광학 물질층을 사이에 두고 한 쌍의 투명 절연기판을 대면 합착시킨 구성을 갖는다.
그런데, 상술한 평판 표시 장치들은 아직 소비 전력이 큰 문제가 있고, 또한, 합착시의 정렬이나, 불완전 밀봉시 신뢰성이 저하되는 측면에서, 다른 형태의 표시 장치의 연구가 고려되고 있다.
그 한 예로, 무기 재료로 이루어지는 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 표시 장치의 화소로 이용하는 바가 제안되고 있으며, 이러한 표시 장치를 발광 다이오드 표시 장치라 한다. 여기서, 발광 다이오드(LED)들은 웨이퍼(wafer)에서 성장시켜 이를 백플레인 기판 상에 이송시켜 화소를 표현한다. 각 LED는 1 내지 100 ㎛ 의 폭/길이의 마이크로 단위를 갖기에, 마이크로 디스플레이라고도 한다.
이하, 도면을 참조하여, 현재 이용하는 일반적인 발광 다이오드 표시 장치의 제조 방법을 설면한다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 발광 다이오드 표시 장치에 이용되는 마이크로 발광 다이오드의 웨이퍼 상 성장과, 이를 이용하여 발광 다이오드 표시 장치를 구현한 상태를 나타낸 사진이다.
도 1a와 같이, 발광 다이오드 표시 장치의 제조에 있어서, 발광 다이오드(LED)은 칩의 형태로 웨이퍼에서 성장시키며, 이를 각 LED 칩별로 개별로 취출하여, 도 1b에 나타난 바와 같이, 백플레인 기판의 화소 영역에 접속시킨다.
이러한 일반적인 발광 다이오드 표시 장치는, 웨이퍼에 형성된 마이크로 발광 다이오드를 백플레인 기판의 선택적 위치에 전사(이송: transfer)하는 방식으로, 웨이퍼 상에 형성하는 발광 다이오드 칩(LED chip on wafer)의 불량 제어 및 전사 공정의 수율 확보가 핵심이다.
특히, 발광 다이오드 칩의 불량과 전사 공정의 양불량에 기인한 표시 장치의 불량을 방지하기 위해, LED을 백플레인 기판에 전사 후, 이의 양 불량을 판별하는 과정을 거치고, 불량이 발생하였을 경우, 정상 LED로 다시 교체하여 주는 작업을 수행한다.
도 2a 및 도 2b는 기판 상에 발광 다이오드 이송 후 양불 판정 후 불량 발광 다이오드의 리페어를 나타낸 공정 단면도이다.
즉, 도 2a는 백플레인 기판(1) 상에 특정 부위에 결함이 있거나 혹은 오염되어 불량 판정이 발생한 LED(10a)를 판별하고, 이를 제거하는 공정을 나타낸다.
도 2b는 제거된 LED(10a) 부위의 정상 LED(10x)를 부착시키는 공정을 나타낸다.
한편, 일반적인 발광 다이오드 표시 장치에 있어서, 리페어 과정은, 이미 접착층(11)에 의해 백플레인 기판(1)에 접착된 LED(10a)를 제거하는 과정이 요구되는 것으로, 주변의 정상 LED(10)에 영향없이 접착층(11)에 부착된 불량 LED(10a)의 탈착 과정이 요구되며, 또한, 상기 불량 LED(10a)의 제거로 개방된 부위에 정상 LED(10x)를 부착시 하나의 LED 부착을 위해 1회의 전사 공정일 필요한 것으로, 소요되는 LED가 많아질뿐더러 일부 국부적인 부위의 불량을 해소하기 위해 전사 공정이 별도로 요구되어 공정 비용과 시간이 크게 추가되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발광 다이오드를 백플레인 기판에 이송함으로 기인된 수율 저하 문제를 해결하며, 요구되는 발광 다이오드 수를 줄인 발광 다이오드 표시 장치 및 이의 제조 방법과 리페어 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치는, 화소 영역에 리던던시 구조를 포함하여 2 개의 발광 다이오드를 배치하고, 이 구조에서 불량 검출시 특정 화소 영역의 모든 발광 다이오드가 불량시 이를 정상의 인접 화소 영역에 연결시켜 리페어 한 것으로, 발광 다이오드의 전사 회수를 현저히 줄일 수 있다.
이러한 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치는, 복수개의 화소 영역을 매트릭스 상으로 갖는 기판과, 상기 기판 상에, 서로 교차하는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 복수개의 화소 영역 각각에 구비되며, 제 1, 제 2 발광 다이오드와, 상기 복수개의 화소 영역마다 나뉘어 구비되며, 상기 제 1, 제 2 발광 다이오드와 각각 연결된 데이터 보조 배선과, 상기 복수개의 화소 영역 각각에 구비된 박막 트랜지스터 및 상기 제 1, 제 2 발광 다이오드와 각각 연결된 공통 라인을 포함한다.
여기서, 상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극이 상기 게이트 라인과 연결되고, 소오스 전극이 상기 데이터 라인에 연결되고, 드레인 전극이 상기 데이터 보조 배선에 연결될 수 있다.
상기 제 1, 제 2 발광 다이오드는 각각 제 1 전극과 제 2 전극을 구비하며, 상기 제 1 전극이 상기 데이터 보조 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 전극이 상기 공통 라인과 전기적으로 연결된다.
그리고, 상기 각 화소 영역에서 상기 데이터 보조 배선은 상기 제 1 발광 다이오드와 제 1 접속부를 갖고, 상기 제 2 발광 다이오드와 제 2 접속부를 가질 수 있다.
상기 화소 영역에 구비된 제 1, 제 2 발광 다이오드가 모두 불량일 때, 상기 불량인 제 1, 제 2 발광 다이오드를 갖는 화소 영역의 상기 데이터 보조 배선은, 인접한 정상의 화소 영역의 데이터 보조 배선과 리페어 패턴으로 접속되며, 상기 인접한 정상 화소 영역의 상기 제 1 접속부와 제 2 접속부 사이에서 전기적으로 분리되어, 인접한 정상의 화소 영역의 제 1 발광 다이오드와 제 2 발광 다이오드를 전기적으로 분리할 수 있다.
또한, 상기 데이터 보조 배선과 리페어 패턴의 접속에 의해, 상기 불량의 제 1, 제 2 발광 다이오드 중 어느 하나의 제 1 전극이 상기 인접한 화소 영역의 데이터 보조 배선과 전기적으로 연결될 수 있다.
여기서, 상기 불량인 제 1 발광 다이오드와 제 2 발광 다이오드의 전기적으로 분리는 상기 제 1 접속부와 제 2 접속부 사이의 상기 데이터 보조 배선이 절단되어 이루어질 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드 표시 패널의 제조 방법은, 복수개의 화소 영역을 매트릭스 상으로 갖는 기판 상에, 서로 교차하여 상기 복수개의 화소 영역을 나누는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 복수개의 화소 영역 각각에 구비된 박막 트랜지스터를 갖는 백플레인 기판을 준비하는 단계와, 상기 각 화소 영역마다 분리되는 데이터 보조 배선을 형성하는 단계와, 상기 화소 영역들에 인접하여 상기 데이터 라인 방향으로 공통 라인을 형성하는 단계 및 각각 제 1 전극과 제 2 전극을 구비하여, 상기 백플레인 기판의 각 화소 영역에 서로 이격되며 배치되며, 각각 상기 제 1 전극이 상기 데이터 보조 배선과 연결되고, 상기 제 2 전극이 상기 공통 라인과 연결되도록 제 1, 제 2 발광 다이오드를 이송시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어 방법은, 서로 교차하여 화소 영역을 정의하는 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 화소 영역에 각각 구비된 박막 트랜지스터를 갖는 백플레인 기판과, 상기 각 화소 영역마다 분리되는 데이터 보조 배선과, 상기 화소 영역들에 인접하여 상기 데이터 라인 방향으로 배치된 공통 라인 및 각각 제 1 전극과 제 2 전극을 구비하여, 상기 백플레인 기판의 각 화소 영역에 서로 이격되며 배치되며, 각각 상기 제 1 전극이 상기 데이터 보조 배선과 연결되고, 상기 제 2 전극이 상기 공통 라인과 연결된 제 1, 제 2 발광 다이오드를 포함한 발광 다이오드 표시 장치의 리페어 방법에 있어서, 상기 백플레인 기판의 각 화소 영역별 점등을 검사하는 단계와, 상기 검사시 제 1, 제 2 발광 다이오드가 모두 불량이 발생된 화소 영역에 대하여, 상기 제 1, 제 2 발광 다이오드 사이의 상기 데이터 보조 배선을 절단하는 단계 및 상기 제 1, 제 2 발광 다이오드가 모두 불량이 발생된 화소 영역의 데이터 보조 배선과, 상기 화소 영역에 인접하여 정상의 제 1, 제 2 발광 다이오드를 갖는 화소 영역의 데이터 보조 배선을 함께 중첩하는 리페어 패턴을 더 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 발광 다이오드 표시 장치 및 이의 제조 방법 및 리페어 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 발광 다이오드 제작 및 이송 공정의 불량에서 기인되는 수율 저하 문제를 해결하여 제품화가 가능하다.
둘째, 불량 발광 다이오드의 탈착과 양품 발광 다이오드 부착이 필요한 고난이도 리페어 공정을 미적용하며, 용이한 방법으로 NG 화소 리페어가 가능하다. 이에 따라, 수율 향상이 가능하며, 소모품 비용이 감소된다.
셋째, 리던던시 구조에 사용된 발광 다이오드를 이용한 리페어를 통해 추가적인 재료비 상승이 방지된다.
넷째, 수율 향상을 위한 리던던시 구조의 발광 다이오드 수 감소를 통한 고해상도 구현이 가능하다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 발광 다이오드 표시 장치에 이용되는 마이크로 발광 다이오드의 웨이퍼 상 성장과, 이를 이용하여 발광 다이오드 표시 장치를 구현한 상태를 나타낸 사진
도 2a 및 도 2b는 기판 상에 발광 다이오드 이송 후 양불 판정 후 불량 발광 다이오드의 리페어를 나타낸 공정 단면도
도 3은 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 일 화소 영역을 개략적으로 나타낸 회로도
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어 전후를 나타낸 개략 평면도
도 5는 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치를 나타낸 공정 평면도
도 6a 및 도 6b는 도 5의 I~I' 선상 및 Ⅱ~Ⅱ'선상을 나타낸의 단면도
도 7은 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어시 절단 및 연결 부위를 나타낸 평면도
도 8a 및 도 8b는 도 7은 Ⅲ~Ⅲ', IV~IV'선상을 나타낸 단면도
도 9는 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어 방법을 나타낸 공정 평면도
도 2a 및 도 2b는 기판 상에 발광 다이오드 이송 후 양불 판정 후 불량 발광 다이오드의 리페어를 나타낸 공정 단면도
도 3은 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 일 화소 영역을 개략적으로 나타낸 회로도
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어 전후를 나타낸 개략 평면도
도 5는 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치를 나타낸 공정 평면도
도 6a 및 도 6b는 도 5의 I~I' 선상 및 Ⅱ~Ⅱ'선상을 나타낸의 단면도
도 7은 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어시 절단 및 연결 부위를 나타낸 평면도
도 8a 및 도 8b는 도 7은 Ⅲ~Ⅲ', IV~IV'선상을 나타낸 단면도
도 9는 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어 방법을 나타낸 공정 평면도
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.
도 3은 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 일 화소 영역을 개략적으로 나타낸 회로도이며, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어 전후를 나타낸 개략 평면도이다.
한편, 도 4a 및 도 4b에 표기된 LED11, LED12는 첫번째 화소 영역에 구비된 발광 다이오드를 의미하며, LED21, LED22는 두번째 화소 영역에 구비된 발광 다이오드를 의미하는 것으로, 일 예에 한한 것이며, 매 화소 영역에 2개씩의 발광 다이오드가 구비되며, 특정 화소 영역에 위치한 2개의 발광 다이오드가 모두 불량일 때, 인접한 정상 화소 영역의 2개의 발광 다이오드 중 하나와 연결시키는 것은 공통적인 기술 사항으로 한다.
도 3 및 도 4a와 같이, 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치는, 복수개의 화소 영역을 매트릭스 상으로 갖는 기판(도 6a 및 도 6b의 100 참조) 상에, 서로 교차하여 상기 복수개의 화소 영역을 나누는 복수개의 게이트 라인(GL)(111) 및 데이터 라인(DL)(112)과, 상기 복수개의 화소 영역 각각에 구비되며, 제 1, 제 2 발광 다이오드(LEDn1, LEDn2)와, 상기 복수개의 화소 영역마다 나뉘어 구비되며, 상기 제 1, 제 2 발광 다이오드(LEDn1, LEDn2)와 각각 연결된 데이터 보조 배선(122)과, 상기 복수개의 화소 영역 각각에 구비된 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 제 1, 제 2 발광 다이오드와 각각 연결된 공통 라인(121)을 포함한다.
한편, 화소 영역은 상기 게이트 라인(GL)(111)과 데이터 라인(DL)(112)의 교차로 정의될 수도 있지만, 상기 게이트 라인(GL)(111)이나 데이터 라인(DL)(112)에 오버랩하여 배치될 수도 있다.
본 발명의 발광 다이오드 표시 장치에 있어서, 화소 영역은 규칙적으로 기판(100) 상에 매트릭스 상으로 배치되며, 각 화소 영역 단위로 나누거나 각 화소 영역마다 교차점을 갖도록 서로 교차하는 복수개의 게이트 라인(GL)(111), 데이터 라인(DL)(112)을 구비한다. 또한, 각 화소 영역마다 트랜지스터(TFTn)와, 화소 영역마다 분리되어 데이터 보조 배선(122)이 형성된다. 상기 박막 트랜지스터(TFTn)는 게이트 라인에서 돌출된 게이트 전극을 갖고, 데이터 라인(112)에서 돌출하는 소오스 전극(도 6의 112a 참조)을 갖고, 상기 데이터 보조 배선(122)과 접속되는 드레인 전극(도 6의 112b 참조)을 갖는다.
여기서, 상기 제 1, 제 2 발광 다이오드(LEDn1, LEDn2)가 이송되기 전, 게이트 라인(GL), 데이터 라인(DL), 데이터 보조 배선(122) 및 공통 라인(121)을 포함한 기판을 백플레인 기판(1000)이라 한다.
그리고, 제 1, 제 2 발광 다이오드(LEDn1, LEDn2)는 별도의 웨이퍼(미도시)에서 성장하여, 취출되어 각 화소 영역에 전사되는 것으로, 각 화소 영역은 2개의 발광 다이오드를 구비하여, 각 화소 영역의 어느 하나의 발광 다이오드라도 정상이라면 해당 화소 영역은 정상 화소로 간주되며, 양 발광 다이오드가 모두 불량이라면 해당 화소 영역은 불량으로 판단하여, 인접한 정상의 화소 영역의 데이터 보조 배선과 연결하여 전기적 연결로 리페어를 꾀한다.
한편, 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치는, 하나의 화소 영역에 하나의 발광 다이오드만을 구비하여도 좋으나, 발광 다이오드의 전사 불량이나 이물에 따른 추가 전사 등의 회수를 줄이고자 각 화소 영역별 2개의 발광 다이오드를 구비하고, 이 중 하나를 인접한 화소 영역에 불량이 발생하였을 때, 이용하여 인접 화소 영역과 연결시킨 것을 특징으로 하며, 특히 전사 등의 불량에 대비하여 각 화소 영역에 2개씩의 발광 다이오드가 구비된 점을 고려하여, 2 리던던시 구조라 한다.
본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어(Repair)는 도 4b와 같이, 해당 화소 영역에 구비된 제 1, 제 2 발광 다이오드(LED11, LED12)가 모두 불량(NG)일 경우 진행하며, 이 경우, 인접한 2개의 발광 다이오드(LED21, LED22)가 모두 정상인 최인접한 화소 영역의 데이터 보조 배선(122)과 연결된다. 이러한 최인접 화소 영역의 데이터 보조 배선(122)과 불량이 발생된 화소 영역의 데이터 보조 배선(122)은 리페어 패턴(160)에 의해 연결된다. 이 때, 상기 최인접한 화소 영역의 데이터 보조 배선(122)은 리페어 전 서로 다른 제 1, 제 2 발광 다이오드(LED21, LED22)과 함께 연결된 상태이나, 리페어 과정에서 최인접한 화소 영역의 제 1 발광 다이오드(LED21)는 불량이 발생한 화소 영역의 제 1, 제 2 발광 다이오드(LED11, LED12)와 연결되며, 불량 화소 영역의 박막 트랜지스터(TFT1)에 의해 제어된다. 또한, 상기 리페어 패턴(160)에 의해 불량이 발생된 화소 영역의 데이터 보조 배선과 연결된 제 1, 제 2 최인접한 화소 영역의 데이터 보조 배선(112)의 제 1 발광 다이오드(LED11)와 연결된 부분은 하측 정상 화소 영역의 제 2 발광 다이오드(LED22)와 전기적인 분리를 위해, 불량이 발생된 화소 영역에 연결된 발광 다이오드(LED21)와 정상 화소 영역에서 고유의 박막 트랜지스터(TFT2)와 연결된 발광 다이오드(LED22) 사이는 절단하여, 서로 전기적 구분을 행한다.
본 발명의 발광 다이오드 표시 장치는, 구조적으로 한 화소 영역에 2개의 발광 다이오드를 구비한 2리던던시 구조를 채용함과 동시에, 리페어 패턴을 적용한 것이다. 만일 한 화소 영역에 구비된 발광 다이오드 개수를 3개 이상 늘려 발광 다이오드 불량에 따른 발광 다이오드 표시 장치의 불량을 떨어뜨리는 점도 가능하나, 이는 실질적으로 발광 다이오드의 양불량과 관계없이 모든 화소 영역에 k(k는 3 이상의 자연수)개가 구비될 때, 전체 표시 장치에 n개의 화소 영역이 있을 때, 'k x n' 개의 수로 소요되는 발광 다이오드 수가 늘어나고, 요구되는 발광 다이오드의 수와 이에 따른 전사 공정의 부담이 커서 무작위로 발광 다이오드를 늘릴 수는 없다. 또한, 한 화소 영역에 3개 이상 발광 다이오드를 구비시 정해진 화소 영역의 공간 내에 나누어 발광 다이오드를 분산 배치하여야 하므로, 이에 따라 발광 다이오드 사이즈가 작아질 수 있으며, 이 경우, 광효율 측면에서 불리한 면이 있어, 리던던시 구조는 3개 이상 적용하기 힘든 실정이다.
따라서, 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치는, 2리던던시 구조를 갖되, 각 화소 영역에 구비된 2개의 발광 다이오드 중 잉여의 부분을 인접한 불량 화소의 구동에 이용하도록 리페어 구조를 병합한 것으로, 발광 다이오드의 전사 공정을 줄인 점 및 일부 불량이 발견된 발광 다이오드가 발광 다이오드 표시 장치에 남아있더라도, 이를 인접한 주변 화소 영역의 정상 발광 다이오드에 연결시켜 구동을 꾀한 것으로, 전사 후 장치에서 재이송에 요구되는 발광 다이오드 수를 줄인 점에서 이점이 있다.
특히, 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치는, 데이터 보조 배선을 두어, 화소 영역 내 2개의 발광 다이오드와 연결하고, 또한, 해당 화소의 TFT에 연결시켜, 상기 데이터 보조 배선을 이용하여, 인접 화소와 연결시키고, 불량 화소의 연결된 발광 다이오드 부분과 정상 화소의 정상 연결 부분을 절단하여 분리시켜, 리페어 과정을 통해 2개의 화소 영역의 정상 구동을 꾀할 수 있다.
한편, 이하, 표 1 내지 3은 각각 화소 영역에 하나, 2개, 3개의 발광 다이오드를 구비한 구조의 이송 수율(%)에 따라, 리페어 필요 수와 전체 발광 다이오드의 이송 수를 나타낸 것이다.
여기서, 표 1 내지 표 3에서, 발광 다이오드는 제작 수율을 95%로 가정한 것으로, 발광 다이오드 표시 장치의 전체 화소 수를 6220800 개로 하였기 때문에, 이 중 5%인 311040을 초기 불량이 있는 것으로 고려하여, 필요한 리페어 수와 추가 발광 다이오드의 이송 수를 산출하였다.
표 1은 리페어 수 외에 1차 NG 수를 더 나타낸 것으로, 이는 발광 다이오드의 불량과 별도로, 1차로 발광 다이오드를 백플레인 기판에 이송 후 검사시에 발생한 불량의 개수를 나타낸 것이다.
표 1과 같이, 이송 수율은 각각 99%, 99.5%, 99.9%의 조건에서 실험하였을 때, 화소 영역에 하나의 발광 다이오드 구비시, 1차 NG에서 각각 59098, 29549, 5910의 순으로 불량 수가 나타난다. 또한, 이러한 1차 NG 의 개수는 제조시 불량의 개수 311040과 각각 더해져, 각 이송 수율 조건에 따라 필요한 리페어 개수가 각각 370138, 340589, 316950으로 정해진다. 여기서, 리페어 개수는 추가 발광 다이오드의 이송개수(Total)와 거의 유사한데, 이는 발광 다이오드가 각 화소 영역에 하나씩 구비되었기 때문에, 불량이 나타난 발광 다이오드는 탈착으로 제거한 후, 다시 부착하는 식의 리페어만 가능하고, 발광 다이오드의 정불량 여부는 바로 이송과 직결되기 때문에, 즉, 화소 영역에 발광 다이오드를 하나씩 구조비하는 구조는, 발광 다이오드의 재 이송 외에는 리페어 방법이 불가능함을 알 수 있다.
| Pixel 수 | NG | Transfer 수율(%) |
1차 NG | Repair | Total |
| 6220800 | 311040 | 99 | 59098 | 370138 | 370357.6 |
| 99.5 | 29549 | 340589 | 340588.8 | ||
| 99.9 | 5910 | 316950 | 316949.8 |
한편, 표 2는 화소 영역에 2개의 발광 다이오드를 구비한 구조로, 이 구조에서는, 5%의 발광 다이오드가 불량을 갖더라도, 이들 발광 다이오드들이 각 화소 영역들에 2개씩 배치되어, 이 중 모두 불량이 발생한 화소 영역만을 다시 NG pixel 2 Redundancy로 판별하고, 이러한 화소 영역들에 다시 발광 다이오드의 이송 작업을 수행한 회수를 Transfer NG 2 Redundancy 로 판별하였다.여기서, 표 2의 리페어 수는 상기 NG pixel 2 Redundancy 의 회수와 재작업 회수인 Transfer NG 2 Redundancy에 해당하는 것으로, 각각 99%, 99.5%, 99.9%의 조건에서 실험하였을 때, 16174.1, 15707.5, 15558.2이며, 정불량 판단 후, 발광 다이오드의 추가 이송 수는 각각 16394.08, 15707.52, 15558.2에 상당하다.
| Pixel 수 | NG | Transfer 수율(%) |
NG Pixel 2 Redundancy |
Transfer NG 2 Redundancy |
Repair | Total |
| 6220800 | 311040 | 99 | 15552 | 622.1 | 16174.1 | 16394.08 |
| 99.5 | 15552 | 155.5 | 15707.5 | 15707.52 | ||
| 99.9 | 15552 | 6.2 | 15558.2 | 15558.22 |
한편, 표 3의 리페어 수는 상기 NG pixel 3 Redundancy 의 회수와 재작업 회수인 Transfer NG 3 Redundancy에 해당하는 것으로, 각각 99%, 99.5%, 99.9%의 조건에서 실험하였을 때, 783.8, 778.4, 777.6이며, 정불량 판단 후, 발광 다이오드의 추가 이송 수는 각각 1008.82, 778.88, 777.61에 상당하다.
| Pixel 수 | Transfer 수율(%) |
NG Pixel 3 Redundancy |
Transfer NG 3 Redundancy |
Repair | Total | |
| 6220800 | 99 | 777.6 | 6.2 | 783.8 | 1003.82 | |
| 99.5 | 777.6 | 0.8 | 778.4 | 778.38 | ||
| 99.9 | 777.6 | 0.0 | 777.6 | 777.61 |
한편, 상술한 표들에서, 99%의 수율이 타 수율 대비 리페어와 정불량 판단 후, 발광 다이오드의 추가 이송수가 대략 220개 더 소요되는데, 이는 99%의 상대적인 낮은 수율에서 1차적으로 220개의 발광 다이오드를 재이송하는 과정을 더 적용하였기 때문이다.하기 표 4는 표 1 내지 표 3의 화소 영역에 각각 발광 다이오드를 하나, 2개, 3개 구비한 경우와, 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치에 있어서, 각각 백플레인 기판의 화소 영역 수와, 초기 이송시의 발광 다이오드 수 및, 리페어하는 발광 다이오드 수 및 전체 이송을 수행하는 발광 다이오드 수를 비교한 것이다.
| Pixel 수 | 초기 LED | Repair LED | Total LED | LED 개선 효과 | |
| Basic | 6220800 | 6220800 | 316949.8 | 6537749.8 | -5904627.8 |
| 2 Redundancy | 6220800 | 12441600 | 15558.22 | 12457158.2 | 14780.6 |
| 3 Redundancy | 6220800 | 18662400 | 777.61 | 18663177.6 | 6220800.0 |
| 본 발명 | 6220800 | 12441600 | 777.61 | 12442377.6 |
특히, 본 발명은 3 리던던시 구조 대비 6220800개의 발광 다이오드 수를 줄일 수 있으며, 2리던던시나 베이직(화소 영역에 하나의 발광 다이오드 구비 구조) 구조 대비 이송 외에 소요되는 리페어 수를 현저히 줄일 수 있다.이하, 구체적인 본 발명의 표시 장치의 평면도 및 단면도를 참조하여, 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 이의 리페어 적용시의 구조를 살펴본다.
도 5는 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치를 나타낸 공정 평면도이며, 도 6a 및 도 6b는 도 5의 I~I' 선상 및 Ⅱ~Ⅱ'선상을 나타낸의 단면도이다.
도 5 내지 도 6b와 같이, 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치는, 복수개의 화소 영역을 매트릭스 상으로 갖는 기판(100) 상에, 서로 교차하여 상기 복수개의 화소 영역을 나누는 복수개의 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과, 상기 복수개의 화소 영역 각각에 구비되며, 제 1, 제 2 발광 다이오드(LEDn1, LEDn2)와, 상기 복수개의 화소 영역마다 나뉘어 구비되며, 상기 제 1, 제 2 발광 다이오드(LEDn1, LEDn2)와 각각 연결된 데이터 보조 배선(112)과, 상기 복수개의 화소 영역 각각에 구비된 박막 트랜지스터(TFT)와, 상기 제 1, 제 2 발광 다이오드와 각각 연결된 공통 라인(121)을 포함한다.
상기 제 1, 제 2 발광 다이오드(LEDn1, LEDn2)는 각각 제 1 전극(141)과 제 2 전극(142)을 구비하며, 상기 제 1 전극(141)이 상기 데이터 보조 배선(122)과 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 전극(142)이 상기 공통 라인(122)과 전기적으로 연결된다.
한편, 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 라인(GL)(111)에서, 돌출된 게이트 전극(111a)과, 상기 게이트 전극(111a)을 덮는 반도체층(113) 및 상기 데이터 라인(112)에서 돌출된 소오스 전극(112a) 및 상기 소오스 전극(112a)과 이격되며, 상기 데이터 보조 배선(122)과 접속되는 드레인 전극(112b)을 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 게이트 라인(111) 및 게이트 전극(111a)을 덮으며, 게이트 절연막(151)이 형성되며, 상기 반도체층(113)을 덮으며, 상기 게이트 절연막(151) 상에 제 1 층간 절연막(152)이 형성되고, 상기 소오스 전극(112a) 및 드레인 전극(112b)을 덮으며, 제 2 층간 절연막(153)이 형성된다.
여기서, 상기 소오스 전극(112a) 및 드레인 전극(112b)은 상기 제 1 층간 절연막(152)을 관통하여, 상기 반도체층(113)의 양측과 각각 접속되어 있다.
상기 반도체층(113)은 비정질 실리콘, 폴리 실리콘, 산화물 반도체층일 수 있으며, 비정질 실리콘층일 때, 상기 소오스 전극(112a) 및 드레인 전극(112b)과 접속되는 상부면에 저저항 특성의 n+층을 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 제 2 층간 절연막(153)에는 발광 다이오드가 형성될 영역인 화소부를 일부 영역을 제거하여 정의할 수 있다. 혹은 상기 제 2 층간 절연막(153) 상부에 별도의 제 3 층간 절연막을 더 형성하여, 발광 다이오드가 형성될 영역을 정의하는 화소부를 정의할 수도 있다. 도시된 예에는 제 2 층간 절연막(153) 내에 화소부가 정의된 예를 나타낸다.
한편, 본 발명의 발광 다이오드 표시 패널은, 화소 영역에 구비된 박막 트랜지스터(TFT)와, 후에 이송(전사) 공정으로 형성될 각 발광 다이오드간 접속과 리페어를 위해, 데이터 보조 배선(122)을 구비하는데, 이는 상기 제 2 층간 절연막(153) 상에 구비되며, 상기 드레인 전극(122b)과 접속홀(132a)을 통해 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 발광 다이오드(145)는 각 화소부에서 접착층을 통해 접속되며, 구비되는 제 1 전극(141)은 데이터 보조 배선(122)와 중첩되는 제 1 접속 패턴(133a)에 의해 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 전극(142)은 상기 공통 라인(121)과 중첩되는 제 2 접속 패턴(134a)에 의해 전기적으로 연결된다.
여기서, 상기 발광 다이오드(145)의 하측의 제 1 전극(141)의 하부에는 도전성 접착제(143)이 구비되어, 제 1 전극(141)과 상기 데이터 보조 배선(122)과의 전기적 연결을 용이하게 할 수 있다.
한편, 최종적으로 발광 다이오드가 이송된 후, 리페어 공정을 완료한 후에는 상기 화소부의 상기 발광 다이오드(145) 주변에 절연층(154)을 채워, 이송되어 채워진 발광 다이오드의 유동 등을 방지하고 보호할 수 있다.
상술한 도면에서는 상기 발광 다이오드(145)가 박막 트랜지스터(TFT)와 다른 영역에 위치한 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않으며, 화소 영역에서 차지하는 발광 다이오드(145)의 면적을 크게하여, 박막 트랜지스터에 중첩하여 형성할 수도 있다. 이러한 구조는 발광 방향은 상부 발광 방식으로, 하측의 박막 트랜지스터(TFT)의 형상에 관계없이, 발광 다이오드(145)의 접속 구동에 의해 상부 발광이 가능하다.
한편, 도시된 예에서 발광 다이오드(145)의 제 1 전극(141)과 제 2 전극(142)의 사이에 있는 구조물은 발광 다이오드 절연층일 수 있으며, 그 두께는 웨이퍼 상에서 조절 가능하다.
또한, 도시된 예와 같이, 상기 발광 다이오드(145)의 제 1 전극(141)과 제 2 전극(142)이 서로 다른 층에 형성된 점 외에도, 제 1, 제 2 전극(141, 142)이 동일층에 있되, 서로 다른 전압을 인가하는 방식으로도 구현이 가능하다.
이하, 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어 과정을 설명한다.
도 7은 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어시 절단 및 연결 부위를 나타낸 평면도이며, 도 8a 및 도 8b는 도 7은 Ⅲ~Ⅲ', IV~IV'의 선상을 나타낸 단면도이다.
도 7 내지 도 8b와 같이, 상기 화소 영역에 구비된 제 1, 제 2 발광 다이오드가 모두 불량일 때, 상기 불량인 제 1, 제 2 발광 다이오드를 갖는 화소 영역의 상기 데이터 보조 배선은, 인접한 화소 영역의 데이터 보조 배선과 리페어 패턴(160)으로 접속되며, 모두 정상인 인접한 화소 영역의 정상인 제 1 발광 다이오드와 제 2 발광 다이오드는 절단 공정에 의해 전기적으로 분리된다.
상기 데이터 보조 배선(122)과 리페어 패턴(160)의 접속에 의해, 제 1 발광 다이오드(LED11)의 제 1 전극(141)이 상기 인접한 화소 영역의 데이터 보조 배선(122)과 전기적으로 연결되고, 상기 각 화소 영역에서 상기 데이터 보조 배선(122)은 상기 제 1 발광 다이오드(LEDn1)와 상기 제 2 발광 다이오드(LEDn2)에 대해 서로 개별 위치에서 접속부(133a)를 갖는다.
상기 불량인 제 1 발광 다이오드(LED11)와 제 2 발광 다이오드(LED12)와 전기적으로 연결된 정상 화소의 데이터 보조 배선(122)는, 자신의 제 1, 제 2 발광 다이오드(LED21, LED22)에 대해 서로 분리되어, 제 1 발광 다이오드(LED21)는 불량의 화소 영역의 박막 트랜지스터에 의해 구동되고, 제 2 발광 다이오드(LED22)는 원래부터 연결되어 있던 자신의 화소 영역 내 박막 트랜지스터에 의해 구동되어, 서로 다른 화소 영역을 구분하게 된다.
도 9는 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
도 9와 같이, 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 제조 방법은, 다음의 순서로 이루어진다.
먼저, 도 5 내지 도 6b에서 상술한 바와 같이, 복수개의 화소 영역을 매트릭스 상으로 갖는 기판과, 서로 교차하여 상기 복수개의 화소 영역을 나누는 복수개의 게이트 라인 및 데이터 라인과, 상기 복수개의 화소 영역 각각에 구비된 박막 트랜지스터를 갖는 백플레인 기판을 준비한다(100S).
이어, 상기 각 화소 영역마다 분리되는 데이터 보조 배선을 형성한다(110S).
이어, 상기 화소 영역들에 인접하여 상기 데이터 라인 방향으로 공통 라인을 형성한다(120S).
이어, 각각 제 1 전극과 제 2 전극을 구비하여, 상기 백플레인 기판의 각 화소 영역에 서로 이격되며 배치되며, 각각 상기 제 1 전극이 상기 데이터 보조 배선과 연결되고, 상기 제 2 전극이 상기 공통 라인과 연결되도록 제 1, 제 2 발광 다이오드를 이송시킨다(130S).
본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어 방법을 간략히 설명한다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어 방법을 나타낸 공정 평면도이다.
도 10a와 같이, 웨이퍼(200)를 구획하여, 그 표면에 복수개의 발광 다이오드 (145)를 성장시킨다.
성장 과정에서 이물이나 혹은 공정 조건에 따라, 일부의 발광 다이오드 (145X)는 웨이퍼 상에서 불량 상태로 제조될 수 있다.
이어, 점등 검사하여, 불량의 발광 다이오드(145X)를 제외한 정상의 발광 다이오드(145)을 백플레인 기판(1000) 상에 도 10b와 같이, 각 화소 영역에 2개씩의 발광 다이오드를 1차 전사한다. 이 때, 1차 전사는 헤드 단위로 이루어져 일부 화소 영역이나, 화소 영역 내 단위 발광 다이오드의 부재 영역(공백 화소 영역)이 발생할 수 있으며, 일부 불량이 발생된 화소 영역을 판별할 수 있다.
도 10c와 같이, 공백의 화소 영역 또는 2개 발광 다이오드에 대해 모두 불량이 발생된 화소 영역에 대해서는 도 7 내지 도 8b에서 설명한 방식으로 가장 인접한 화소 영역의 리페어 패턴으로 연결시켜, 리페어를 수행할 수 있다.
즉, 상기 검사시 제 1, 제 2 발광 다이오드가 모두 불량이 발생된 화소 영역에 대하여, 상기 제 1, 제 2 발광 다이오드 사이의 상기 데이터 보조 배선을 절단하며, 상기 제 1, 제 2 발광 다이오드가 모두 불량이 발생된 화소 영역의 데이터 보조 배선과, 상기 화소 영역에 인접하여 정상의 제 1, 제 2 발광 다이오드를 갖는 화소 영역의 데이터 보조 배선을 함께 중첩하는 리페어 패턴을 더 형성할 수 있다.
이러한, 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어 방법은, 발광 다이오드의 전사를 헤드 단위로만 수행하고, 불량이 발생된 화소 영역은 리페어 패턴에 의한 연결과 리페어 패턴에 의해 연결된 데이터 보조 배선의 일부 절단을 통해 물리적 수리를 행한 것으로, 추가 개별적으로 이루어지는 발광 다이오드의 이송을 생략하고 추가 소요되는 발광 다이오드 수 및 공정을 생략하여, 공정의 간소화 및 부품의 간소화를 꾀할 수 있다.
따라서, 단순 신호를 표시하는 디스플레이나, LED 조명처럼 큰 사이즈의 LED를 적은 수만 이용하는 어플리케이션과 달리 고해상도 표시 장치를 구현하기 장치에 있어서, 화면 표시부에 많은 수의 화소를 형성해야 하며, 그에 따라 화소의 사이즈 감소와 전체 LED 수의 증가가 요구되는 구조에서, 수율이 높은 특성을 위해 3개 이상의 리던던시 구조를 요하지 않아, 발광 다이오드간의 스페이스 조절이 용이하여 공정 적용 또한 용이하다.
특히, 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치는, 2리던던시를 사용하면서, 3리던던시 효과가 가능한 바이패스 구조를 구현한 것이다.
본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 바이패스 구조는 화소 내 2개의 발광 다이오드가 불량일 경우, 인근 화소의 발광 다이오드를 이용하여 화상을 형성함으로써, 별도의 리페어 장비 투자나, 공정 로스(loss)없이 패널의 수율 향상이 가능하다. 이를 위해서 본 발명의 발광 다이오드 표시 장치의 리페어 방법에서는 발광 다이오드에 신호를 넣어주는 데이터 배선 형성시, 인접 화소 발광 다이오드로의 바이패스 구조를 추가한다.
바이패스 구조 리페어 패턴 형성에 따른 효과를 검증해보면, 55인치 FHD (Full High Definition) TV 화소 개수가 1920x1080x3 (R, G, B)=6220800 개이며, 수율 99%를 가정할 경우 (실제 예상 수율 99% 수준 이하) 2리던던시 구조에 리페어 패턴을 적용할 경우 3리던던시 구조의 불량을 기대할 수 있으므로 이송 리페어 공정 615회 감소가 가능하다.
따라서, 구비된 화소 영역 내 2개의 발광 다이오드가 모두 불량일 경우, 인접한 화소 영역의 발광 다이오드를 이용하여 화상을 혐성함으로써, 별도의 리페어 장비 투자나, 공정 로스없이 패널의 수율 향상이 가능하다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 기판 111: 게이트 라인
111a: 게이트 전극 112: 데이터 라인
112a: 소오스 전극 112b: 드레인 전극
113: 반도체층 121: 공통 라인
122: 데이터 보조 배선 132a: 접속 홀
133a: 제 1 접속 패턴 134a: 제 2 접속 패턴
151: 게이트 절연막 152: 제 1 층간 절연막
153: 제 2 층간 절연막 154: 절연층
160: 리페어 패턴 200: 웨이퍼
1000: 백플레인 기판 145: 발광 다이오드
111a: 게이트 전극 112: 데이터 라인
112a: 소오스 전극 112b: 드레인 전극
113: 반도체층 121: 공통 라인
122: 데이터 보조 배선 132a: 접속 홀
133a: 제 1 접속 패턴 134a: 제 2 접속 패턴
151: 게이트 절연막 152: 제 1 층간 절연막
153: 제 2 층간 절연막 154: 절연층
160: 리페어 패턴 200: 웨이퍼
1000: 백플레인 기판 145: 발광 다이오드
Claims (15)
- 복수의 화소 영역을 포함하는 기판;
상기 기판 상에서 상기 복수의 화소 영역에 배치되고 게이트 전극, 반도체층, 소오스 전극, 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터;
상기 게이트 전극을 덮는 제 1 층간 절연막;
상기 박막 트랜지스터를 덮는 제 2 층간 절연막;
상기 제 2 층간 절연막 상에 배치된 접착층;
상기 접착층 상에 배치되고, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제 1 발광 다이오드 및 제 2 발광 다이오드;
상기 제 1 발광 다이오드 및 상기 제 2 발광 다이오드의 측면을 둘러싼 제3 층간 절연막; 및
상기 제 1 발광 다이오드 및 상기 제 2 발광 다이오드와 연결된 공통 라인을 포함하고,
상기 제 1 발광 다이오드 및 상기 제 2 발광 다이오드 중 적어도 하나는 상기 박막 트랜지스터와 중첩된 발광 다이오드 표시 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 기판 상에 배치되어 상기 박막 트랜지스터와 연결된 게이트 라인 및 데이터 라인을 더 포함하는 발광 다이오드 표시 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 발광 다이오드 및 상기 제 2 발광 다이오드와 연결된 데이터 보조 배선을 더 포함하는 발광 다이오드 표시 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 게이트 전극이 상기 게이트 라인과 연결되고,
상기 소오스 전극 또는 상기 드레인 전극이 상기 데이터 보조 배선과 연결된 발광 다이오드 표시 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 제 1 발광 다이오드 및 상기 제 2 발광 다이오드는 각각 제 1 전극과 제 2 전극을 포함하고,
상기 제 1 전극이 상기 데이터 보조 배선과 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 전극이 상기 공통 라인과 전기적으로 연결된 발광 다이오드 표시 장치. - 제 3항에 있어서,
상기 복수개의 화소 영역 각각에서 상기 데이터 보조 배선은 상기 제 1 발광 다이오드와 제 1 접속부를 갖고, 상기 제 2 발광 다이오드와 제 2 접속부를 갖는 발광 다이오드 표시 장치. - 제 6항에 있어서,
상기 복수의 화소 영역 중 어느 하나의 화소 영역에 포함된 제 1 발광 다이오드 및 제 2 발광 다이오드가 모두 불량일 때,
상기 불량인 제 1 발광 다이오드 및 제 2 발광 다이오드를 포함하는 화소 영역의 상기 데이터 보조 배선은, 인접한 정상의 화소 영역의 데이터 보조 배선과 리페어 패턴으로 접속되며,
상기 인접한 정상 화소 영역의 상기 제 1 접속부와 상기 제 2 접속부 사이에서 전기적으로 분리되어, 상기 인접한 정상의 화소 영역의 상기 제 1 발광 다이오드와 상기 제 2 발광 다이오드를 전기적으로 분리하는 발광 다이오드 표시 장치. - 제 7항에 있어서,
상기 데이터 보조 배선과 상기 리페어 패턴의 접속에 의해, 상기 불량의 제 1 발광 다이오드 및 상기 제 2 발광 다이오드 중 어느 하나의 제 1 전극이 상기 인접한 정상의 화소 영역의 데이터 보조 배선과 전기적으로 연결된 발광 다이오드 표시 장치. - 제 7항에 있어서,
상기 인접한 정상의 화소 영역의 제 1 발광 다이오드와 제 2 발광 다이오드의 전기적 분리는 상기 제 1 접속부와 제 2 접속부 사이의 상기 데이터 보조 배선이 절단되어 이루어지는 발광 다이오드 표시 장치. - 복수의 화소 영역을 포함하는 기판;
상기 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터;
상기 박막 트랜지스터를 덮는 절연막;
상기 절연막 상에 배치되어 서로 전기적으로 연결되어 나란히 배치되고 각각 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함하는 제 1 발광 다이오드 및 제 2 발광 다이오드;
상기 제 1 발광 다이오드의 제 1 전극 및 상기 제 2 발광 다이오드의 제 1 전극과 연결된 데이터 보조 배선;
상기 제 1 발광 다이오드의 제 2 전극 및 상기 제 2 발광 다이오드의 제 2 전극과 연결된 공통 라인을 포함하는 발광 다이오드 표시 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 반도체층, 소오스 전극, 및 드레인 전극을 포함하고,
상기 데이터 보조 배선은 상기 소오스 전극 또는 상기 드레인 전극 중 어느 하나와 연결되는 발광 다이오드 표시 장치. - 제 11항에 있어서,
상기 기판 상에서 상기 게이트 전극이 연장되어 배치된 게이트 라인; 및
상기 기판 상에서 상기 소오스 전극 또는 드레인 전극이 연장되어 배치된 데이터 라인을 더 포함하는 발광 다이오드 표시 장치. - 제 11항에 있어서,
상기 반도체층은 비정질 실리콘, 폴리 실리콘, 산화물 반도체층 중 어느 하나인 발광 다이오드 표시 장치. - 제 10항에 있어서,
상기 제 1 발광 다이오드 및 상기 제 2 발광 다이오드 하부에 배치된 접착층을 더 포함하는 발광 다이오드 표시 장치. - 제 14항에 있어서,
상기 제 1 발광 다이오드 및 상기 제 2 발광 다이오드는 각각 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 발광 다이오드 절연층을 더 포함하고,
상기 접착층은 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 중 어느 하나와 접촉하는 발광 다이오드 표시 장치.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220174825A KR102597071B1 (ko) | 2015-10-28 | 2022-12-14 | 발광 다이오드 표시 장치 |
| KR1020230145853A KR20230154779A (ko) | 2015-10-28 | 2023-10-27 | 발광 다이오드 표시 장치 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150150074A KR102482493B1 (ko) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | 발광 다이오드 표시 장치 및 이의 제조 방법과 리페어 방법 |
| KR1020220174825A KR102597071B1 (ko) | 2015-10-28 | 2022-12-14 | 발광 다이오드 표시 장치 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150150074A Division KR102482493B1 (ko) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | 발광 다이오드 표시 장치 및 이의 제조 방법과 리페어 방법 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230145853A Division KR20230154779A (ko) | 2015-10-28 | 2023-10-27 | 발광 다이오드 표시 장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230007980A true KR20230007980A (ko) | 2023-01-13 |
| KR102597071B1 KR102597071B1 (ko) | 2023-11-01 |
Family
ID=58743988
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150150074A KR102482493B1 (ko) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | 발광 다이오드 표시 장치 및 이의 제조 방법과 리페어 방법 |
| KR1020220174825A KR102597071B1 (ko) | 2015-10-28 | 2022-12-14 | 발광 다이오드 표시 장치 |
| KR1020230145853A KR20230154779A (ko) | 2015-10-28 | 2023-10-27 | 발광 다이오드 표시 장치 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150150074A KR102482493B1 (ko) | 2015-10-28 | 2015-10-28 | 발광 다이오드 표시 장치 및 이의 제조 방법과 리페어 방법 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020230145853A KR20230154779A (ko) | 2015-10-28 | 2023-10-27 | 발광 다이오드 표시 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (3) | KR102482493B1 (ko) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102502176B1 (ko) * | 2017-10-13 | 2023-02-21 | 삼성전자주식회사 | 디스플레이 장치 및 그 제조방법 |
| KR20190114334A (ko) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | (주)포인트엔지니어링 | 마이크로 led 검사 및 리페어 방법 |
| KR20200037628A (ko) * | 2018-10-01 | 2020-04-09 | 삼성전자주식회사 | 디스플레이 장치 및 그 제조방법 |
| JP7146595B2 (ja) * | 2018-11-27 | 2022-10-04 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 表示パネル、表示パネルの製造方法、及び基板 |
| KR20200079379A (ko) * | 2018-12-24 | 2020-07-03 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 그의 리페어 방법 |
| KR102622348B1 (ko) * | 2019-02-11 | 2024-01-10 | 삼성디스플레이 주식회사 | 화소 및 이를 구비한 표시 장치 |
| DE102019105031B4 (de) * | 2019-02-27 | 2022-03-17 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Vorrichtung und Verfahren zum Ersatz von mindestens einem Chip |
| KR20210132260A (ko) * | 2020-04-24 | 2021-11-04 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 그의 리페어 방법 |
| CN111798764B (zh) * | 2020-06-12 | 2022-07-05 | 福州大学 | 一种μLED像素单元结构及显示器件 |
| KR20230110396A (ko) * | 2022-01-14 | 2023-07-24 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 이의 제조 방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08137413A (ja) * | 1994-11-08 | 1996-05-31 | Hitachi Ltd | 半導体発光素子表示装置 |
-
2015
- 2015-10-28 KR KR1020150150074A patent/KR102482493B1/ko active IP Right Grant
-
2022
- 2022-12-14 KR KR1020220174825A patent/KR102597071B1/ko active IP Right Grant
-
2023
- 2023-10-27 KR KR1020230145853A patent/KR20230154779A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08137413A (ja) * | 1994-11-08 | 1996-05-31 | Hitachi Ltd | 半導体発光素子表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20170049117A (ko) | 2017-05-10 |
| KR20230154779A (ko) | 2023-11-09 |
| KR102597071B1 (ko) | 2023-11-01 |
| KR102482493B1 (ko) | 2022-12-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102597071B1 (ko) | 발광 다이오드 표시 장치 | |
| US20240107869A1 (en) | Display device and method of fabricating the same | |
| KR102468366B1 (ko) | 유기발광 표시장치 | |
| US9852686B2 (en) | Display device including repaired defective pixels | |
| US9627283B2 (en) | Display device | |
| US7336093B2 (en) | Test circuit for flat panel display device | |
| US20080303755A1 (en) | Organic light emitting display device and mother substrate thereof | |
| US10665158B2 (en) | Organic light emitting display panel, organic light emitting display device, and repairing method of the same | |
| KR101697503B1 (ko) | 디스플레이 장치 | |
| US7319503B2 (en) | Method for cutting liquid crystal display panel | |
| JP2007298791A (ja) | 液晶表示装置及びその欠陥修復方法 | |
| KR20160026340A (ko) | 디스플레이 장치와 이의 제조방법 | |
| EP3496078B1 (en) | Organic light-emitting display device | |
| KR101187200B1 (ko) | 스위칭 소자와 연결되는 테스트 라인을 구비하는액정표시장치 | |
| JP2007017935A (ja) | 表示基板、その製造方法、及びこれを有する表示装置 | |
| CN113474833A (zh) | Led显示面板和修复方法 | |
| WO2020220408A1 (zh) | Amoled 面板成盒检测电路及其修复数据线的方法 | |
| US20130307760A1 (en) | Organic light emitting display | |
| KR20210085642A (ko) | 표시장치 | |
| KR20130031054A (ko) | 평판 표시패널 | |
| WO2017121006A1 (zh) | Tft结构及其修复方法、goa电路 | |
| EP4203651A1 (en) | Electroluminescence display | |
| CN115273677B (zh) | 显示面板、拼接显示模组以及拼接显示模组的制作方法 | |
| US11543709B2 (en) | Display substrate, method of testing the same, and display device including the same | |
| KR102060001B1 (ko) | 표시장치 및 이를 리페어하는 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |