WO2024075991A1 - 마이크로-엘이디를 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

마이크로-엘이디를 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2024075991A1
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display module
adhesive layer
substrate
conductive
conductive particles
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PCT/KR2023/012917
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권세라
이병훈
구자명
정창규
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삼성전자 주식회사
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    • 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
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    • 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
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    • 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
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    • 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

Definitions

  • Various embodiments disclosed in this document relate to a display module including a micro-LED and a method of manufacturing the same.
  • various types of display devices may configure a display screen by forming a matrix with light emitting diode (LED) or liquid crystal display (LCD) elements or similar elements.
  • LED light emitting diode
  • LCD liquid crystal display
  • micro LED ( ⁇ LED) display is a rapidly growing display field that can form one large display screen by connecting multiple display modules (or multiple display panels) in various forms.
  • a display module includes a substrate including at least one electrode pad, a micro LED including at least one connection pad for electrically connecting to the at least one electrode pad, and the at least one A soldering member bonded to an electrode pad and the at least one connection pad, an adhesive layer for fixing the micro LED to the substrate, and a plurality of conductive particles, at least a portion of which may include a plurality of conductive particles disposed on the soldering member.
  • a display module includes a substrate including at least one electrode pad, a micro LED including at least one connection pad for electrically connecting to the at least one electrode pad, and the at least one A soldering member bonded to an electrode pad and the at least one connection pad, an adhesive layer for fixing the micro LED to the substrate, a plurality of conductive particles, at least a portion of which is disposed on the soldering member, and It may include a plurality of conductive structures disposed on the adhesive layer.
  • a method of manufacturing a display module includes a process of laminating an adhesive layer on a substrate, a process of heating the adhesive layer to a first temperature, a process of aligning the micro LED and the substrate, and the micro LED It may include a process of mounting on the substrate and a process of heating the adhesive layer and the solder ball to a second temperature.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a display device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 2 is a top view showing a first micro LED display module according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 3 is a block diagram showing a micro LED and a processor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4A is a top view showing one pixel, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 4A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating a display module including a micro LED according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a display module including a micro LED according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6A is a diagram for explaining a joint portion of a soldering member and electrode pads according to a comparative example.
  • FIG. 6B is a diagram for explaining a joint area between a soldering member and electrode pads, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 7A, 7B, 7C, and 7D are diagrams for explaining a method of manufacturing a display module according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 8 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a display module according to an embodiment of the present disclosure.
  • first, second, or first or second may be used simply to distinguish one component from another, and to refer to that component in other respects (e.g., importance or order) is not limited.
  • One (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • any of the components can be connected to the other components directly (e.g. wired), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example. It can be used as A module may be an integrated part or a minimum unit of the parts or a part thereof that performs one or more functions. For example, according to one embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a display device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 may be combined with the embodiments of FIGS. 2 to 8 .
  • the display device 1 described below is a device that processes image signals received from the outside and visually displays the processed images, and is available in various forms such as televisions, monitors, portable multimedia devices, or portable communication devices. It can be implemented, and its form is not limited as long as it is a device that visually displays images.
  • the display device 1 may include a protection member 10, a display module 20, an arrangement member 30, or a housing 40.
  • the protection member 10 may be disposed on the front of the display device 1 (eg, in the Y-axis direction of FIG. 1).
  • the protection member 10 may be configured to protect the plurality of display modules 20 from external impacts or foreign substances of the display device 1.
  • the protection member 10 may be formed of a glass material, but is not limited to this and may be formed of various materials. According to one embodiment, the protective member 10 may be defined and/or referred to as a cover glass.
  • the plurality of display modules 20 display an image to the front (e.g., FIG. 1) according to an image signal input from the driving circuit of the display device 1 (e.g., the driving circuit 60 of FIG. 3).
  • Light can be implemented to display in the Y-axis direction.
  • the plurality of display modules 20 may each include at least one micro LED (micro-LED) (eg, micro LED 51 in FIG. 3).
  • micro-LED micro LED 51 in FIG. 3
  • the plurality of display modules 20 may be arranged to fit the size of the display that each modularized display module 20 is to implement to form a display screen.
  • the first display module 21 and the second display module 22 are arranged side by side in the horizontal direction (or width direction) (e.g., the Alternatively, the length in the horizontal direction may be longer than the length in the height direction (e.g., the Z-axis direction in FIG. 1).
  • the display screen has a length in the vertical direction greater than the length in the horizontal direction (e.g., the X-axis direction in FIG. 1). It can be implemented longer.
  • the display screen may be implemented in various sizes or shapes based on the number or shape of each display module 20 arranged.
  • a plurality of display modules 20 may be arranged on the arrangement member 30.
  • the arrangement member 30 may be disposed on the rear side of the plurality of display modules 20 to support the plurality of display modules 20.
  • the arrangement member 30 may also be referred to as a support member that supports a plurality of display modules 20.
  • the arrangement member 30 may function as a bracket supporting the plurality of display modules 20 inside the housing 40.
  • the arrangement member 30 may be formed as a flat plate and may be formed in various shapes or sizes to match the shape or size of the plurality of display modules 20. Accordingly, the arrangement member 30 can support the plurality of display modules 20 so that the plurality of display modules 20 are arranged in parallel on the same plane. Additionally, the arrangement member 30 can achieve uniform luminance of the display screen by implementing the same height between the plurality of display modules 20.
  • the housing 40 may form the exterior of the display device 1. Additionally, the housing 40 is disposed behind the arrangement member 30 and can stably fix the plurality of display modules 20 and the arrangement member 30. Additionally, the housing 40 can stably fix the edge area of the protection member 10. Accordingly, the housing 40 prevents various components included in the display device 1 from being exposed to the outside and can protect the various components included in the display device 1 from external shock.
  • the display device 1 may further include a processor (not shown).
  • the plurality of display modules 20 include an IC chip, and the IC chip generates a driving signal for a plurality of micro LEDs based on an image signal received from a processor, and generates a plurality of driving signals for the plurality of micro LEDs based on the driving signal.
  • An image can be displayed by controlling the emission of a plurality of pixels included in the display modules 20.
  • the processor controls the overall operation of the display device 1.
  • the processor may consist of one or multiple processors.
  • the processor 105 may perform the operation of the display device 1 according to various embodiments of the present disclosure by executing at least one instruction stored in the memory.
  • the processor is a digital signal processor (DSP), microprocessor, Graphics Processing Unit (GPU), Artificial Intelligence (AI) processor, and Neural Processing Unit (NPU) that processes digital image signals. ), TCON (Time controller).
  • DSP digital signal processor
  • GPU Graphics Processing Unit
  • AI Artificial Intelligence
  • NPU Neural Processing Unit
  • TCON Time controller
  • CPU central processing unit
  • MCU Micro Controller Unit
  • MPU micro processing unit
  • AP application processor
  • CP communication processor
  • ARM ARM processor
  • the processor may have a built-in processing algorithm. It may be implemented in the form of a SoC (System on Chip) or LSI (large scale integration), or in the form of an ASIC (application specific integrated circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • SoC System on Chip
  • LSI large scale integration
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the processor can control hardware or software components connected to the processor by running an operating system or application program, and can perform various data processing and calculations. Additionally, the processor may load and process commands or data received from at least one of the other components into volatile memory and store various data in non-volatile memory.
  • Figure 2 is a top view showing a first display module according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 3 is a block diagram showing a micro LED and a processor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 2 and 3 may be combined with the embodiment of FIG. 1 or the embodiments of FIGS. 4A to 8 .
  • the configuration of the first display module 21 of FIG. 2 may be partially or entirely the same as the configuration of the plurality of display modules 20 of FIG. 1 .
  • the plurality of display modules 20 may include substantially the same structure or identical components.
  • the display module 20 will be described using the first display module 21 among the plurality of display modules 20 as an example, but the description is the same for the remaining display modules 20. Can be applied and understood.
  • the first display module 21 may include at least one of a substrate 70, a plurality of pixels 50, and a driving circuit 60.
  • the substrate 70 may include a TFT substrate (thin film transistor substrate) and may include glass, metal, or an organic material. Additionally, the substrate 70 may be made of various materials such as flexible materials, glass, or plastic. According to one embodiment, the substrate 70 may also be referred to as a target substrate.
  • TFT substrate thin film transistor substrate
  • the substrate 70 may also be referred to as a target substrate.
  • the substrate 70 may include at least one thin film transistor (e.g., at least one thin film transistor 90 in FIG. 4B) and apply a gate signal and/or a data signal, respectively. It may include a gate wire and/or a data wire.
  • at least one thin film transistor e.g., at least one thin film transistor 90 in FIG. 4B
  • a gate signal and/or a data signal respectively. It may include a gate wire and/or a data wire.
  • the plurality of pixels 50 may be arranged in a lattice pattern on the substrate 70.
  • the plurality of pixels 50 may each be defined as a minimum unit pixel that implements (or represents) various colors.
  • the driving circuit 60 may be set to drive a plurality of pixels 50.
  • Pixel 50 may refer to the smallest unit of pixel representing various colors. The specific structure forming the pixel 50 will be described based on FIG. 4B.
  • the substrate 70 is electrically connected to a plurality of micro LEDs 51 mounted in a matrix form or a grid form on the board 70, respectively, to provide a driving signal of the driving circuit 60.
  • the micro LED 51 can be controlled through .
  • the driving circuit 60 receives a signal (or control signal) by a processor and controls the plurality of pixels 50 and the micro LED 51 constituting one pixel 50, You can indicate the display screen you want to implement.
  • the driving circuit 60 is connected to the substrate 70 at the edge area of the substrate 70 or the rear surface of the substrate 70 using a COG (Chip on Glass) bonding or FOG (Film on Glass) bonding method. You can.
  • COG Chip on Glass
  • FOG Finl on Glass
  • the driving circuit 60 can control the brightness and color of one pixel 50 by transmitting a gate signal and a source signal to the thin film transistor included in the substrate 70. there is. Additionally, the driving circuit 60 may control the plurality of display modules 20 in various ways, such as a passive matrix (PM) driving method or an active matrix (AM) driving method.
  • PM passive matrix
  • AM active matrix
  • FIG. 4A is a top view showing one pixel, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 4A according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 4A to 4B may be combined with the embodiments of FIGS. 1 to 3 or the embodiments of FIGS. 5A to 8 .
  • the configuration of the substrate 70 or the micro LED 51 of FIGS. 4A and 4B may be partially or entirely the same as the configuration of the substrate 70 or the micro LED 51 of FIGS. 2 and 3 .
  • pixels 50 may be arranged at preset intervals on the upper surface of a display module (e.g., display module 20 in FIG. 1). . Additionally, one pixel 50 may be composed of a plurality of micro LEDs 51.
  • the plurality of micro LEDs 51 constituting the pixel 50 include a red micro LED 51-1 that emits red light, a green micro LED 51-2 that emits green light, or a green micro LED 51-2 that emits blue light. It may include a blue micro LED (51-3).
  • the micro LED 51 is made of an inorganic light-emitting material with a size of 100 ⁇ m or less in width, length, and height, and can be arranged on the substrate 70 to emit light on its own.
  • a plurality of micro LEDs 51 may be sequentially arranged on the substrate 70.
  • the red micro LED 51-1, green micro LED 51-2, and blue micro LED 51-3 may be sequentially disposed on the substrate 70. Accordingly, the plurality of micro LEDs 51 can implement various colors and brightness as one pixel 50.
  • each of the plurality of micro LEDs 51 has a rectangular light output surface 51c-1 having a long side 51a-1 and a short side 51b-1 that is shorter than the long side 51a-1. You can have
  • one micro LED may be a flip chip.
  • one micro LED 51 may include a pair of connection pads 52.
  • the pair of connection pads 52 includes a first connection pad 52-1 and a second connection pad 52-2 disposed to be spaced apart from the first connection pad 52-1. can do.
  • a pair of connection pads 52 of each micro LED 51 may be disposed on one side (eg, a side facing the substrate 70) of each micro LED 51.
  • the substrate 70 may include at least one electrode pad 71. At least one electrode pad 71 is electrically connected to the first electrode pad 71-1 and the second connection pad 52-2. It may include a second electrode pad 71-2.
  • the first electrode pad 71-1 is disposed to face the first connection pad 52-1
  • the second electrode pad 72-1 is disposed to face the second connection pad 52-2. It can be placed to face.
  • a plurality of micro LEDs 51 may be disposed on the substrate 70.
  • the substrate 70 may include a plurality of thin film transistors 90 and a plurality of electrode pads 81 each connected to the plurality of thin film transistors 140.
  • the plurality of electrode pads 71 may include a conductive material. Additionally, the plurality of electrode pads 71 may each be electrically connected to a plurality of thin film transistors 90 disposed inside the substrate 70.
  • the plurality of electrode pads 71 may be arranged on one surface of the substrate 70 to be spaced apart at a preset interval.
  • the plurality of electrode pads 71 transmit electrical signals transmitted from the driving circuit 60 and the plurality of thin film transistors 140 to the plurality of electrode pads 71.
  • the plurality of electrode pads 71 are seated on the plurality of electrode pads 71 through the plurality of connection pads 52 ( Alternatively, it can be delivered to a mounted micro LED (51).
  • the plurality of electrode pads 71 may include a first electrode pad 71-1 and a second electrode pad 71-2 arranged in parallel and spaced apart at a preset interval.
  • the first electrode pad 71-1 and the second electrode pad 71-2 may be an anode and a cathode for driving the micro LED 51, respectively.
  • the first electrode pad 71-1 and the second electrode pad 71-2 are a pair, and one pair of electrode pads in the pixel 50 is spaced apart from the other pair of electrode pads. can be placed. Accordingly, as shown in FIG. 4A, a red micro LED 51-1 may be placed on one pair of electrode pads, and a green micro LED 51-2 may be placed on the other pair of electrode pads. And, a blue micro LED 51-3 may be disposed on another pair of electrode pads.
  • the first electrode pad 71-1 and the second electrode pad 71-2 may have the same length.
  • the first length L1 of the first electrode pad 71-1 and the second electrode pad 71-2 may be longer than the length of the short side 51b-1 of one micro LED 51.
  • the length of the short side 51b-1 of each of the plurality of micro LEDs 51 may be less than twice the first length L1 of each of the plurality of electrode pads 71.
  • only one micro LED 51 may be disposed on a pair of plural electrode pads 71 .
  • the adhesive layer 80 may be a layer laminated on the substrate 70 to fix a plurality of micro LEDs 51 on the substrate 70.
  • the adhesive layer 80 may be laminated on one surface of the substrate 70 to protect components of the substrate 70 (eg, a pair of electrode pads).
  • the adhesive layer 80 may be defined as an adhesive layer configured to maintain the plurality of micro LEDs 51 fixed to one surface of the substrate 70.
  • the adhesive layer 80 may include a non-conductive material or a conductive material.
  • the adhesive layer 80 is arranged to surround the side of the micro LED 51, so that the plurality of micro LEDs 51 can be stably fixed to the substrate 70.
  • the plurality of micro LEDs 51 may be electrically connected to the substrate 70 by having a plurality of connection pads 52 and a plurality of electrode pads 52 electrically connected.
  • the plurality of connection pads 52 may be electrically connected to the plurality of electrode pads 52 through a soldering member (eg, the soldering member 130 of FIGS. 5A to 5B).
  • At least one conductive particle 85 may be disposed inside the adhesive layer 80.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view illustrating a display module including a micro LED according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a display module including a micro LED according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 5A to 5B may be combined with the embodiments of FIGS. 1 to 4B or the embodiments of FIGS. 6A to 8 .
  • the display module 100 (e.g., the display module 20 in FIGS. 1 to 3) includes a substrate 110, an electrode pad 111, a micro LED 120, and a connection pad. It may include (121), a soldering member 130, an adhesive layer 140, or at least one conductive particle 150.
  • FIGS. 5A to 5B The configuration of the substrate 110, electrode pad 111, micro LED 120, connection pad 121, adhesive layer 140, or at least one conductive particle 150 in FIGS. 5A to 5B is as shown in FIG. 4A. to 4B are partially or entirely identical to the configuration of the substrate 70, electrode pad 71, micro LED 51, connection pad 52, adhesive layer 80, or at least one conductive particle 150. can do.
  • the substrate 110 may include at least one electrode pad 111 disposed or formed on one surface of the substrate 110.
  • at least one electrode pad 111 a pair of electrode pads 111 for electrical connection to the first micro LED 120a will be described as an example, but the description will also be given for the remaining electrode pads 111. It can be applied and understood equally.
  • the micro LED 120 includes a first micro LED 120a (e.g., the first micro LED 52-1 of FIGS. 4A to 4B) and a second micro LED 120b (e.g., It may include the second micro LED 52-2 of FIGS. 4A and 4B), or the third micro LED 120c (eg, the third micro LED 52-3 of FIGS. 4A and 4B).
  • a first micro LED 120a e.g., the first micro LED 52-1 of FIGS. 4A to 4B
  • a second micro LED 120b e.g., It may include the second micro LED 52-2 of FIGS. 4A and 4B
  • the third micro LED 120c eg, the third micro LED 52-3 of FIGS. 4A and 4B.
  • connection pad 121 formed on the first micro LED 120a will be described as an example, but the description will be given for the remaining micro LEDs 120b and 120c and their The same can be applied and understood to connection pads.
  • the adhesive layer 140 may be laminated on one surface of the substrate 110. Additionally, the adhesive layer 140 can fix the micro LEDs 120 mounted on the substrate 110. According to one embodiment, the thickness of the adhesive layer 140 may be about 0.1 ⁇ m to about 10 ⁇ m (micrometer), but is not limited thereto.
  • the adhesive layer 140 may be either a heat-curable adhesive layer 140 that is cured by heat or a UV-curable adhesive layer 140 that is cured by UV, but is not limited thereto. .
  • the adhesive layer 140 may include a conductive adhesive.
  • the adhesive layer 140 may be composed of a conductive adhesive including at least one of an anisotropic conductive film (ACF) or an anisotropic conductive paste (ACP).
  • ACF anisotropic conductive film
  • ACP anisotropic conductive paste
  • the adhesive layer 140 may include a non-conductive adhesive.
  • the adhesive layer 140 is a non-conductive adhesive containing at least one of a non-conductive film (NCF), a non-conductive paste (NCP), an insulating polymer, or an epoxy resin. It can be configured.
  • the adhesive layer 140 may include flux.
  • the flux of the adhesive layer 140 removes the oxide film created when the solder-ball is melted and the soldering member 130 is formed, and the soldering member 130 and the pads 111 and 121 The surface of can be activated.
  • the display module 100 may further include a soldering member 130.
  • the soldering member 130 may electrically connect the electrode pads 111 and the connection pads 121.
  • the soldering member 130 is a conductive member formed through a solder ball, and can be joined to the electrode pads 111 and the connection pads 121 by soldering.
  • the soldering member 130 may be disposed between the electrode pads 111 and the connection pads 121, and the adhesive layer 140 may not be disposed. However, it is not limited to this.
  • the display module 140 may include a plurality of conductive particles 150. At least some of the plurality of conductive particles 150 may be disposed on the soldering member 130.
  • the conductive particles 150 disposed on the soldering member 130 may be referred to as first conductive particles 151.
  • the conductive particles 150 disposed on the adhesive layer 140 rather than on the soldering member 130 may be referred to as second conductive particles 152.
  • the first conductive particles 151 and the second conductive particles 152 only have distinct names depending on the arrangement relationship, and may be made of substantially the same material.
  • the first conductive particles 151 may be disposed between the electrode pads 111 and the connection pads 112 by being disposed on the soldering member 130.
  • the first conductive particles 151, along with the soldering member 130, can improve conductivity between the electrode pads 111 and the connection pads 112.
  • the diameter (or size) of the plurality of conductive particles 150 may be about 1 nm (nano-meter) to about 10 um (micro-meter). If the diameter (or size) of the plurality of conductive particles is less than about 1 nm, the plurality of conductive particles may be of a size that makes it difficult to assist in electrical connection between the electrode pads 111 and the connection pads 121. In addition, if the diameter (or size) of the plurality of conductive particles exceeds about 1 ⁇ m, the plurality of conductive particles widen the gap between the electrode pads 111 and the connection pads 121 so that the soldering member 130 is connected to the pads. conjugation may be hindered. In addition, if the diameter (or size) of the plurality of conductive particles exceeds about 1 ⁇ m, the plurality of conductive particles are electrically connected between one LED (120a) and the other LED (120b) to cause an electrical short. This can be.
  • the plurality of conductive particles 150 may include carbon black particles. According to one embodiment, the plurality of conductive particles 150 are composed of carbon black particles having conductivity, so that black color can be implemented on the display screen of the display module 100.
  • the plurality of conductive particles 150 may be replaced with other particles having appropriate transparency, color, or conductivity in addition to the carbon black particles.
  • the plurality of conductive particles 150 are copper (Cu), nickel (Ni), aluminum (Al) containing a coating of a first color (e.g. black) or a dye (e.g. a material that implements black color). ), tin (Sn), indium (In), zinc (Zn), or iron (Fe), or may be provided by appropriately mixing carbon black particles and the metal particles. It may be possible.
  • the weight ratio of the plurality of conductive particles 150 may be about 0.1 part by weight to about 35 parts by weight, based on 100 parts by weight, which is the sum of the weight parts of the adhesive layer 140 and the plurality of conductive particles 150. there is.
  • the weight ratio of the plurality of conductive particles 150 is less than about 0.1 part by weight, the number of the plurality of conductive particles 150 is too insufficient, and it may be difficult to assist in electrical connection of the pads.
  • the weight ratio of the plurality of conductive particles 150 exceeds about 35 parts by weight, the pads for one micro LED 120 are electrically connected to the pads of the other micro LED 120, thereby creating a gap between the pads. An electrical short may occur.
  • the display module 100 may further include a plurality of conductive structures 160.
  • the plurality of conductive structures 160 are disposed on the adhesive layer 140 to control the dispersion and conductivity of the plurality of conductive particles 150.
  • the plurality of conductive structures 160 may include carbon-based nanomaterials.
  • the plurality of conductive structures 160 may include graphene 161, functionalized graphene, carbon nanotube 162, functionalized nanotube, or It may contain at least one of graphite.
  • the plurality of conductive structures 160 may be referred to as a plurality of conductive molecules, a plurality of conductive members, or a plurality of conductive additives.
  • the carbon black particles 150 are carbon black particles and the plurality of conductive structures 160 are carbon nanotubes 162
  • the carbon black particles are dispersed by filling between the plurality of carbon nanotubes
  • the electrical connection between the electrode pad 111 and the connection pad 121 may be improved due to the carbon black particles.
  • the plurality of conductive particles 150 are carbon black particles and the plurality of conductive structures 160 are at least one of graphene 161 or graphite
  • carbon black particles are formed between graphene or graphite. are positioned so that the dispersibility of carbon black particles can be improved.
  • FIG. 6A is a diagram for explaining a joint portion of a soldering member and electrode pads according to a comparative example.
  • FIG. 6B is a diagram for explaining a joint area between a soldering member and electrode pads, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 6A to 6B may be combined with the embodiments of FIGS. 1 to 5B or the embodiments of FIGS. 7A to 8 .
  • FIG. 6A is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the structure of the electrode pad, connection pad, and soldering member of the display module that does not contain conductive particles.
  • a gap G is shown in which at least a portion of the soldering member 130 is not connected to the electrode pad 111 .
  • the size of the electrode pad 111 and the connection pad 121 also decreases, and accordingly, the bonding between the soldering member 130 and the pads formed through the solder ball also decreases. can be reduced to form the gap (G).
  • the bonding state between the soldering member 130 and the electrode pad 111 is poor due to the gap G, and the electrode pad 111 and the connection pad 121 are not electrically connected, thereby causing the micro LED may not light up.
  • FIG. 6B is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the structure of the electrode pad, connection pad, and soldering member of the display module of the present disclosure including conductive particles.
  • a gap G is shown in which at least a portion of the soldering member 130 is not connected to the electrode pad 111.
  • a plurality of conductive particles or a plurality of first conductive particles 151 described with reference to FIGS. 5A and 5B may be disposed.
  • the plurality of first conductive particles 151 have conductivity and can electrically connect the electrode pad 111 and the soldering member 130 in the gap G. Accordingly, the electrode pad 111 and the connection pad 121 are electrically connected, so that the micro LED can be turned on. Additionally, by significantly reducing the number of micro LEDs that do not light up during the manufacturing of the display module, the bonding yield of the micro LEDs of the display module can be improved.
  • FIGS. 7A to 7D are diagrams for explaining a method of manufacturing a display module according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 8 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a display module according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 7A to 8 may be combined with the embodiments of FIGS. 1 to 6B.
  • the manufacturing method of the display module includes applying an adhesive layer 140 (e.g., the substrate 110 of FIGS. 5A to 5B) on a substrate 110 (e.g., the substrate 110 of FIGS. 5A to 5B).
  • a process (P11) of laminating the adhesive layer 140 of 5b may be included.
  • a substrate 110 on which an electrode pad 111 (e.g., the electrode pad 111 of FIGS. 5A to 5B) is formed as shown in FIG. 7A is prepared, and one surface of the substrate 110 (e.g., The adhesive layer 140 may be laminated on the surface where the electrode pad 111 is formed.
  • the adhesive layer 140 may have a plurality of conductive particles 150 (eg, a plurality of conductive particles 150 in FIGS. 5A and 5B) disposed therein.
  • the manufacturing method of the display module may include a process (P13) of heating the adhesive layer 140 to a first temperature while the adhesive layer 140 is laminated on the substrate 110.
  • the adhesive layer 140 may be relatively softened compared to before heating. Accordingly, when the micro LED 120 (eg, the micro LED 120 of FIGS. 5A to 5B) is mounted, the micro LED 120 can be more easily inserted into the adhesive layer 140.
  • the micro LED 120 eg, the micro LED 120 of FIGS. 5A to 5B
  • the first temperature may be about 150 degrees Celsius, but may change depending on the material of the adhesive layer 140.
  • the manufacturing method of the display module may include a process (P15) of aligning the micro LED 120 and the substrate 110.
  • the process of aligning the micro LED 120 and the substrate 110 includes connecting the connection pad 121 of the micro LED 120 (e.g., the connection pad 121 in FIGS. 5A to 5B) and the substrate. This may be a process of aligning the electrode pads 111 of 110 (e.g., the electrode pads 111 of FIGS. 5A and 5B).
  • the manufacturing method of the display module may include a process (P17) of mounting the micro LED 120 on the substrate 110.
  • the plurality of micro LEDs 120 may be inserted into the adhesive layer 140 by being pressed (P) by the pressing member 220 while being adhered to the guide member 210.
  • solder-balls (S) disposed on the connection pad 121 of the micro LED 120 are pressed by the pressing member 220 and are pressed by the electrode pad (S) of the substrate 110. 111) can be contacted.
  • the manufacturing method of the display module may include a process (P19) of heating the adhesive layer 140 and the solder ball (S) to a second temperature.
  • the second temperature may be higher than the first temperature.
  • the second temperature may be about 250 degrees Celsius, but may change depending on the material of the adhesive layer 140.
  • the adhesive layer 140 may be relatively hardened compared to before heating to the second temperature. Additionally, the solder ball S is heated to the second temperature and melted, thereby forming the soldering member 130.
  • the pressing member 210 maintains the state of pressing the micro LED 120, so that the micro LED 120 is disposed between the electrode pad 111 and the connection pad 121.
  • the adhesive layer 140 is pushed out and at least some of the plurality of conductive particles 150 may be disposed between the electrode pad 111 and the connection pad 121.
  • the pressing member 220 ends the pressing state and moves the guide member 210 to the micro LED 120. ) can be separated from.
  • the first conductive particles 151 which are at least some of the plurality of conductive particles 150, can improve the electrical connection between the electrode pad 111 and the connection pad 121 by being disposed on the soldering member 130. there is.
  • the bonding methods described above may require complicated processes or may make it difficult to ensure electrical connection between the electronic device and the substrate.
  • a solder-ball-like configuration is used to electrically connect a miniaturized electronic device such as a micro LED to the electrode pad of the substrate, but cracks occur in the soldering bond between the electrode pad and the micro LED, causing the electronic device to be damaged.
  • the bonding yield of the and the substrate may not be sufficiently secured.
  • a display module with improved bonding yield between a micro LED and a substrate and a manufacturing method thereof can be provided.
  • conductive particles are disposed in cracks (or gaps) of the soldering joint portion, so that the bonding yield of the display module can be improved.
  • conductive particles can achieve a black color on a display screen while assisting in the electrical connection of pads.
  • a display module (e.g., display module 100 in FIGS. 5A and 5B) includes at least one electrode pad (e.g., electrode pad 111 in FIGS. 5A and 5B).
  • a substrate e.g., the substrate 110 in FIGS. 5A to 5B
  • at least one connection pad e.g., the connection pad 121 in FIGS. 5A to 5B
  • a micro LED including e.g., the micro LED 120 in FIGS. 5A to 5B
  • a soldering member e.g., a soldering member in FIGS. A to 5B joined to the at least one electrode pad and the at least one connection pad.
  • an adhesive layer for fixing the micro LED to the substrate e.g., the adhesive layer 140 in FIGS. 5A to 5B
  • a plurality of conductive particles at least a portion of which is disposed on the soldering member. It may include conductive particles (eg, conductive particles 150 in FIGS. 5A to 5B).
  • the plurality of conductive particles are at least some of the plurality of conductive particles, and include a plurality of first conductive particles disposed on the soldering member (e.g., the first conductive particles of FIGS. 5A to 5B) (151))s; And the remainder of the plurality of conductive particles may include a plurality of second conductive particles (eg, second conductive particles 152 of FIGS. 5A and 5B) disposed on the adhesive layer.
  • At least some of the plurality of first conductive particles are formed between the soldering member and the at least one electrode pad (e.g., gap G in FIG. 6B), or between the soldering member and the at least one electrode pad. It may be disposed in a gap formed between the at least one connection pad.
  • the plurality of conductive particles may be carbon black particles.
  • the diameter of the carbon black particles may be 1 nm (nanometer) or more.
  • the diameter of the carbon black particles may be 10 um (micrometer) or less.
  • the weight ratio of the carbon black particles may be 0.1 part by weight or more, based on 100 parts by weight, which is the sum of the weight ratio of the adhesive layer and the weight parts of the carbon black particles.
  • the weight ratio of the carbon black particles may be 35 parts by weight or less, based on 100 parts by weight, which is the sum of the weight ratio of the adhesive layer and the weight parts of the carbon black particles.
  • the plurality of conductive particles may be metal particles containing at least one of copper, nickel, aluminum, tin, indium, or iron coated with a first color.
  • the first color may be black.
  • the adhesive layer may be a conductive adhesive including at least one of an anisotropic conductive film (ACF) or an anisotropic conductive paste (ACP).
  • ACF anisotropic conductive film
  • ACP anisotropic conductive paste
  • the adhesive layer may be a non-conductive adhesive including at least one of a non-conductive film (NCF) or a non-conductive paste (NCP).
  • NCF non-conductive film
  • NCP non-conductive paste
  • the adhesive layer may include flux.
  • the thickness of the adhesive layer may be 0.1 um to 10 um (micrometer).
  • the display module (e.g., the display module 100 of FIGS. 5A and 5B) includes a substrate (e.g., the electrode pad 111 of FIGS. 5A and 5B) including at least one electrode pad (e.g., the electrode pad 111 of FIGS. 5A and 5B).
  • a substrate e.g., the electrode pad 111 of FIGS. 5A and 5B
  • LED e.g., micro LED 120 in FIGS. 5A and 5B
  • a soldering member e.g., soldering member 130 in FIGS.
  • an adhesive layer for fixing the micro LED to the substrate e.g., the adhesive layer 140 in FIGS. 5A to 5B
  • a plurality of conductive particles, at least some of which are disposed on the soldering member e.g, conductive particles 150 in FIGS. 5A and 5B
  • it may include a plurality of conductive structures (eg, the conductive structure 160 in FIG. 5B) disposed on the adhesive layer.
  • the plurality of conductive structures may include at least one of carbon nanotubes or graphite.
  • the plurality of conductive particles may be carbon black particles.
  • the plurality of conductive particles may include carbon black particles and black-coated metal particles.
  • a method of manufacturing a display module includes a substrate (e.g., the substrate 110 of FIGS. 7A to 7D).
  • a process of laminating an adhesive layer e.g., the adhesive layer 140 of FIGS. 7B to 7D) (e.g., process (P11) of FIG. 8), and a process of heating the adhesive layer to a first temperature (e.g., FIG. 8).
  • process (P13)) aligning the micro LED (e.g., micro LED 120 in FIGS. 7C to 7D) and the substrate (e.g., process (P15) in FIG. 8), aligning the micro LED to the substrate.
  • It may include a mounting process (e.g., process (P17) of FIG. 8), and a process of heating the adhesive layer and the solder ball to a second temperature (e.g., process (P19) of FIG. 8).
  • the second temperature may be higher than the first temperature.

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법은, 적어도 하나의 전극 패드를 포함하는 기판, 상기 적어도 하나의 전극 패드에 전기적으로 연결되기 위한 적어도 하나의 접속 패드를 포함하는 마이크로 LED, 상기 적어도 하나의 전극 패드와 상기 적어도 하나의 접속 패드에 접합된 솔더링 부재, 상기 마이크로 LED를 상기 기판에 고정시키기 위한 점착층 및 복수 개의 도전성 입자들로서, 적어도 일부가 상기 솔더링 부재에 배치된 복수 개의 도전성 입자들을 포함하여 제공될 수 있다. 이외에 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.

Description

마이크로-엘이디를 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법
본 문서에 개시된 다양한 실시예들은, 마이크로-엘이디를 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 기술의 발전으로 다양한 유형의 디스플레이 장치들이 개발되고 있다. 예컨대, 다양한 유형의 디스플레이 장치들은 LED(light emitting diode) 또는 LCD(liquid crystal display) 소자 또는 이와 유사한 소자로 매트릭스를 형성하여 디스플레이 화면을 구성할 수 있다. 기술의 발전으로 디스플레이의 크기는 대형화되고 있으며, 보다 뛰어난 화질과 해상도를 제공하는 제품들이 출시되고 있다.
디스플레이의 한 유형으로서 마이크로 LED(μLED) 디스플레이는 빠르게 성장하는 디스플레이 분야로서 복수의 디스플레이 모듈들(또는 복수의 디스플레이 패널들)을 다양한 형태로 연결하여 하나의 큰 디스플레이 화면을 구성할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈은, 적어도 하나의 전극 패드를 포함하는 기판, 상기 적어도 하나의 전극 패드에 전기적으로 연결되기 위한 적어도 하나의 접속 패드를 포함하는 마이크로 LED, 상기 적어도 하나의 전극 패드와 상기 적어도 하나의 접속 패드에 접합된 솔더링 부재, 상기 마이크로 LED를 상기 기판에 고정시키기 위한 점착층 및 복수 개의 도전성 입자들로서, 적어도 일부가 상기 솔더링 부재에 배치된 복수 개의 도전성 입자들을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈은, 적어도 하나의 전극 패드를 포함하는 기판, 상기 적어도 하나의 전극 패드에 전기적으로 연결되기 위한 적어도 하나의 접속 패드를 포함하는 마이크로 LED, 상기 적어도 하나의 전극 패드와 상기 적어도 하나의 접속 패드에 접합된 솔더링 부재, 상기 마이크로 LED를 상기 기판에 고정시키기 위한 점착층, 복수 개의 도전성 입자들로서, 적어도 일부가 상기 솔더링 부재에 배치된 복수 개의 도전성 입자들, 및 상기 점착층에 배치된 복수 개의 도전성 구조들을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈의 제조 방법은, 기판에 점착층을 적층하는 공정, 상기 점착층을 제1 온도로 가열하는 공정, 마이크로 LED와 상기 기판을 정렬하는 공정, 상기 마이크로 LED를 상기 기판에 실장하는 공정 및 상기 점착층과 솔더-볼을 제2 온도로 가열하는 공정을 포함할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 디스플레이 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른, 제1 마이크로 LED 디스플레이 모듈을 나타낸 상면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른, 마이크로 LED와 프로세서를 나타낸 블록도이다.
도 4a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 하나의 픽셀을 나타낸 상면도이다.
도 4b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 4a의 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 마이크로 LED를 포함하는 디스플레이 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 마이크로 LED를 포함하는 디스플레이 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6a는 비교예에 따른, 솔더링 부재와 전극 패드들의 접합 부위를 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 솔더링 부재와 전극 패드들의 접합 부위를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a, 도 7b, 도 7c 및 도 7d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 디스플레이 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 디스플레이 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른, 디스플레이 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 1의 실시예는, 도 2 내지 도 8의 실시예들과 결합 가능할 수 있다.
이하에서 설명하는 디스플레이 장치(1)는 외부로부터 수신되는 영상 신호를 처리하고, 처리된 영상을 시각적으로 표시할 수 있는 장치로서, 텔레비전, 모니터, 휴대용 멀티미디어 장치, 또는 휴대용 통신장치와 같이 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 영상을 시각적으로 표시하는 장치라면 그 형태가 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 디스프레이 장치(1)는 보호 부재(10), 디스플레이 모듈(20), 배열 부재(30) 또는 하우징(40)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보호 부재(10)는, 디스플레이 장치(1)의 전면(예: 도 1의 Y 축 방향)에 배치될 수 있다. 보호 부재(10)는, 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들을 디스플레이 장치(1)의 외부의 충격이나 이물질로부터 보호하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 보호 부재(10)는, 유리 재질로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않고 다양한 재질로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보호 부재(10)는, 커버 글래스(cover glass)로 정의 및/또는 지칭될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들은, 디스플레이 장치(1)의 구동 회로(예: 도 3의 구동 회로(60))으로부터 입력되는 영상 신호에 따라 영상을 전방(예: 도 1의 Y 축 방향)으로 표시하도록 광을 구현할 수 있다.
일 실시예예 따르면, 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들은, 각각, 적어도 하나의 마이크로 LED(micro-LED)(예: 도 3의 마이크로 LED(51))를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들은, 모듈화된(modularized) 각각의 디스플레이 모듈(20)이 구현하고자 하는 디스플레이의 크기에 맞게 배열되어 디스플레이 화면을 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1 디스플레이 모듈(21)과 제2 디스플레이 모듈(22)이 가로 방향(또는 폭 방향)(예: 도 1의 X 축 방향)으로 나란하게 배치될 때, 디스플레이 화면은 세로 방향(또는 높이 방향)(예: 도 1의 Z 축 방향)의 길이보다 가로 방향의 길이가 더 길게 구현될 수 있다. 또한, 제1 디스플레이 모듈(21)과 제3 디스플레이 모듈(23)이 세로 방향으로 나란하게 배치될 때, 디스플레이 화면은 가로 방향(예: 도 1의 X 축 방향)의 길이보다 세로 방향의 길이가 더 길게 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 화면은 각각의 디스플레이 모듈(20)을 배열하는 개수, 또는 형태에 기반하여 다양한 크기, 또는 형태로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배열 부재(30)는, 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들이 배치될 수 있다. 배열 부재(30)는, 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들을 지지하도록 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들의 후면에 배치될 수 있다. 배열 부재(30)는, 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들을 지지하는 지지 부재로 지칭될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 배열 부재(30)는, 하우징(40)의 내부에서 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들을 지지하는 브라켓의 기능을 수행할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 배열 부재(30)는 평편한 판으로 형성될 수 있으며, 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들의 형태, 또는 크기에 맞게 다양한 형태, 또는 크기로 형성될 수 있다. 이에 따라, 배열 부재(30)는 복수 개의 디스플레이 모듈(20)이 동일 평면상에 평행하게 배치되도록 복수 개의 디스플레이 모듈(20)을 지지할 수 있다. 또한, 배열 부재(30)는, 복수 개의 디스플레이 모듈(20) 간의 동일한 높이를 구현하여 디스플레이 화면의 균일한 휘도(luminance)를 구현할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하우징(40)은 디스플레이 장치(1)의 외관을 형성할 수 있다. 또한, 하우징(40)은, 배열 부재(30)의 후방에 배치되며, 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들 및 배열 부재(30)를 안정적으로 고정시킬 수 있다. 또한, 하우징(40)은 보호 부재(10)의 가장자리 영역을 안정적으로 고정시킬 수 있다. 이에 따라, 하우징(40)은 디스플레이 장치(1)에 포함되는 각종 구성 부품들이 외부로 노출되지 않도록 하며, 디스플레이 장치(1)에 포함되는 각종 구성 부품들을 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 장치(1)는, 프로세서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들은, IC 칩을 포함하고, IC 칩은 프로세서로부터 수신된 영상 신호에 기초하여 복수 개의 마이크로 LED의 구동 신호를 생성하고, 구동 신호에 기초하여 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들에 포함된 복수 개의 화소들의 발광을 제어함으로써 영상을 표시할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 프로세서는 디스플레이 장치(1)의 전반적인 동작을 제어한다. 일 실시예에 따르면, 프로세서는 하나 또는 복수 개의 프로세서로 구성될 수 있다. 예를 들면, 프로세서(105)는 메모리에 저장된 적어도 하나의 인스트럭션(instruction)을 실행함으로써, 본 개시의 다양한 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 동작을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서는 디지털 영상 신호를 처리하는 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor(DSP), 마이크로 프로세서(microprocessor), GPU(Graphics Processing Unit), AI(Artificial Intelligence) 프로세서, NPU (Neural Processing Unit), TCON(Time controller)으로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit), MPU(micro processing unit), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 또한, 프로세서는 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC(System on Chip), LSI(large scale integration)로 구현될 수도 있고, ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 프로세서는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서에 연결된 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서는 다른 구성요소들 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른, 제1 디스플레이 모듈을 나타낸 상면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른, 마이크로 LED와 프로세서를 나타낸 블록도이다.
도 2 내지 도 3의 실시예들은, 도 1의 실시예, 또는 도 4a 내지 도 8의 실시예들과 결합 가능할 수 있다.
도 2의 제1 디스플레이 모듈(21)의 구성은, 도 1의 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들의 구성과 일부 또는 전부가 동일할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 디스플레이 모듈(20)들은, 실질적으로 동일한 구조, 또는 동일한 부품들을 포함할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 복수 개의 디스플레이 모듈(20) 중 제1 디스플레이 모듈(21)을 예로 들어 디스플레이 모듈(20)에 대해 설명하나, 이에 대한 설명은 나머지 디스플레이 모듈(20)들에도 동일하게 적용되고 이해될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 디스플레이 모듈(21)은, 기판(70), 복수 개의 픽셀(50)들, 및 구동 회로(60) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판(70)은, TFT 기판(thin film transistor substrate)를 포함할 수 있고, 글래스, 금속 또는 유기물을 포함할 수 있다. 또한, 기판(70)은, 연성 가능한 재질, 글래스 또는 플라스틱과 같은 다양한 재질로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기판(70)은 타겟 기판(target substrate)으로 지칭될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 기판(70)은, 적어도 하나의 박막 트랜지스터(예: 도 4b의 적어도 하나의 박막 트랜지스터(90))할 수 있고, 게이트 신호(gate signal) 및/또는 데이터 신호를 각각 인가하기 위한 게이트 배선 및/또는 데이터 배선을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 픽셀(50)들은, 기판(70) 상에 격자 형태(lattice pattern)으로 배치될 수 있다. 복수 개의 픽셀(50)들은, 각각, 다양한 색상을 구현하는(또는 나타내는) 최소 단위의 화소로 정의될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 구동 회로(60)는, 복수 개의 픽셀(50)들을 구동시키도록 설정될 수 있다. 픽셀(50)은 다양한 색상을 나타내는 최소 단위의 화소를 의미할 수 있다. 픽셀(50)을 형성하는 구체적인 구조는 도 4b를 바탕으로 설명한다.
일 실시예에 따르면, 기판(70)은, 기판(70) 상에 매트릭스 형태, 또는 격자 형태로 실장된 복수 개의 마이크로 LED(51)들과 각각 전기적으로 연결되어, 구동 회로(60)의 구동 신호를 통해 마이크로 LED(51)를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 구동 회로(60)는 프로세서에 의해 신호(또는 제어 신호)를 전달 받아 복수의 픽셀(50)들 및 하나의 픽셀(50)들을 구성하는 마이크로 LED(51)를 제어하여, 구현하고자 하는 디스플레이 화면을 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따르면, 구동 회로(60)는 기판(70)의 가장자리 영역 또는 기판(70)의 후면에 COG(Chip on Glass) 본딩 또는 FOG(Film on Glass) 본딩 방식으로 기판(70)과 연결될 수 있다. 다만, 구동 회로(60)가 기판(70)에 배치되는 위치 및 결합 방식은 이에 제한되지 않고 다양할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 구동 회로(60)는 기판(70) 내에 포함되는 박막 트랜지스터 상에 게이트 신호 및 소스 신호(source signal)를 전달하여, 하나의 픽셀(50)의 휘도 및 색상을 제어할 수 있다. 또한, 구동 회로(60)는 PM(Passive Matrix) 구동 방식, 또는 AM(Active Matrix) 구동 방식과 같은 다양한 방식으로 복수의 디스플레이 모듈(20)들을 제어할 수 있다.
도 4a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 하나의 픽셀을 나타낸 상면도이다.
도 4b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 도 4a의 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4b의 실시예들은, 도 1 내지 도 3의 실시예들, 또는 도 5a 내지 도 8의 실시예들과 결합 가능할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b의 기판(70), 또는 마이크로 LED(51)의 구성은, 도 2 내지 도 3의 기판(70), 또는 마이크로 LED(51)의 구성과 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b를 참조하면, 픽셀(50)(예: 도 2의 픽셀(50))은 디스플레이 모듈(예: 도 1의 디스플레이 모듈(20))의 상면에 미리 설정된 간격으로 배치될 수 있다. 또한, 하나의 픽셀(50)은, 복수 개의 마이크로 LED(51)들로 구성될 수 있다.
예를 들어, 픽셀(50)을 구성하는 복수 개의 마이크로 LED(51)들은 적색광을 방출하는 적색 마이크로 LED(51-1), 녹색광을 방출하는 녹색 마이크로 LED(51-2), 또는 청색광을 방출하는 청색 마이크로 LED(51-3)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마이크로 LED(51)는 가로, 세로 및 높이가 100μm이하인 크기의 무기 발광물질로 이루어 지고, 기판(70) 상에 배치되어 스스로 광을 조사하도록 구성될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 복수 개의 마이크로 LED(51)는 기판(70) 상에 순차적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 적색 마이크로 LED(51-1), 녹색 마이크로 LED(51-2) 및 청색 마이크로 LED(51-3)는 기판(70) 상에 순차적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 마이크로 LED(51)는 하나의 픽셀(50)로서 다양한 색상 및 휘도를 구현할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 마이크로 LED(51) 각각은 장변(51a-1) 및 장변(51a-1)보다 길이가 짧은 단변(51b-1)을 가지는 직사각형의 광 출력면(51c-1)을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하나의 마이크로 LED는 플립 칩(flip chip)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하나의 마이크로 LED(51)는, 한 쌍의 접속 패드(52)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 접속 패드(52)는, 제1 접속 패드(52-1), 및 제1 접속 패드(52-1)와 이격되어 배치된 제2 접속 패드(52-2)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각각의 마이크로 LED(51)의 한 쌍의 접속 패드(52)는, 각각의 마이크로 LED(51)의 일면(예: 기판(70)을 향하는 면)에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판(70)은, 적어도 하나의 전극 패드(71)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 전극 패드(71)는, 제1 접속 패드(52-1)와 전기적으로 연결되기 위한 제1 전극 패드(71-1) 및 제2 접속 패드(52-2)와 전기적으로 연결되기 위한 제2 전극 패드(71-2)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 전극 패드(71-1)는 제1 접속 패드(52-1)와 마주하도록 배치되고, 제2 전극 패드(72-1)는 제2 접속 패드(52-2)와 마주하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판(70)은, 복수 개의 마이크로 LED(51)가 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기판(70)은, 복수 개의 박막 트랜지스터(90), 및 상기 복수 개의 박막 트랜지스터(140)에 각각 연결된 복수 개의 전극 패드(81)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 전극 패드(71)는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 복수 개의 전극 패드(71)는, 각각, 기판(70) 내부에 배치된 복수 개의 박막 트랜지스터(90)와 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 전극 패드(71)는, 기판(70)의 일면에 미리 설정된 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 전극 패드(71)는, 구동 회로(60) 및 복수 개의 박막 트랜지스터(140)로부터 전달되는 전기적 신호를 복수 개의
이에 따라, 복수 개의 전극 패드(71)는 구동부(60) 및 복수 개의 박막 트랜지스터(140)로부터 전달되는 전기적 신호를 복수 개의 접속 패드(52)를 통해 복수 개의 전극 패드(71) 상에 안착된(또는 실장된) 마이크로 LED(51)로 전달할 수 있다.
아울러, 복수 개의 전극 패드(71)는 미리 설정된 간격으로 이격되어 평행하게 배치된 제1 전극 패드(71-1) 및 제2 전극 패드(71-2)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 전극 패드(71-1)와 제2 전극 패드(71-2)는 각각 마이크로 LED(51)를 구동시키기 위한 양극(anode) 및 음극(cathode)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 전극 패드(71-1)와 제2 전극 패드(71-2)는 한 쌍으로서, 픽셀(50) 내의 한 쌍의 전극 패드는 다른 한 쌍의 전극 패드와 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 도 4a에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 전극 패드 상에는 적색 마이크로 LED(51-1)가 배치될 수 있으며, 다른 한 쌍의 전극 패드 상에는 녹색 마이크로 LED(51-2)가 배치될 수 있고, 또 다른 한 쌍의 전극 패드 상에는 청색 마이크로 LED(51-3)가 배치될 수 있다.
일 실시예예 따르면, 제1 전극 패드(71-1)와 제2 전극 패드(71-2)는 동일한 길이를 가질 수 있다. 제1 전극 패드(71-1)와 제2 전극 패드(71-2)의 제1 길이(L1)는 하나의 마이크로 LED(51)의 단변(51b-1)의 길이보다 클 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 마이크로 LED(51) 각각의 단변(51b-1)의 길이는 복수 개의 전극 패드(71) 각각의 제1 길이(L1)의 2배보다 작을 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 복수 개의 전극 패드(71)에는 하나의 마이크로 LED(51)만 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 점착층(80)은 복수 개의 마이크로 LED(51)를 기판(70) 상에 고정시키기 위해, 기판(70) 상에 적층된 층일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 점착층(80)은 기판(70)의 일면에 적층되어, 기판(70)의 부품들(예: 한 쌍의 전극 패드)을 보호할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 점착층(80)은, 복수 개의 마이크로 LED(51)들이 기판(70)의 일면에 고정된 상태를 유지하도록 구성된 접착층으로 정의될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 점착층(80)은, 비도전성 물질, 또는 도전성 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 점착층(80)은, 마이크로 LED(51)의 측면을 감싸도록 배치되어, 복수 개의 마이크로 LED(51)들을 기판(70)에 안정적으로 고정시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 마이크로 LED(51)들은, 복수 개의 접속 패드(52)들과 복수 개의 전극 패드(52)들이 전기적으로 연결되어, 기판(70)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수 개의 접속 패드(52)들은, 솔더링 부재(예: 도 5a 내지 도 5b의 솔더링 부재(130))를 통해 복수 개의 전극 패드(52)들과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 접착층(80)의 내부에는 적어도 하나의 도전성 입자(85)가 배치될 수 있다.
도 5a는 본 개시의 일 실시예에 따른, 마이크로 LED를 포함하는 디스플레이 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 마이크로 LED를 포함하는 디스플레이 모듈을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5b의 실시예들은, 도 1 내지 도 4b의 실시예들, 또는 도 6a 내지 도 8의 실시예들과 결합 가능할 수 있다.
도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 디스플레이 모듈(100)(예: 도 1 내지 도 3의 디스플레이 모듈(20))은, 기판(110), 전극 패드(111), 마이크로 LED(120), 접속 패드(121), 솔더링 부재(130), 점착층(140), 또는 적어도 하나의 도전성 입자(150)를 포함할 수 있다.
도 5a 내지 도 5b의 기판(110), 전극 패드(111), 마이크로 LED(120), 접속 패드(121), 점착층(140), 또는 적어도 하나의 도전성 입자(150)의 구성은, 도 4a 내지 도 4b의 기판(70), 전극 패드(71), 마이크로 LED(51), 접속 패드(52), 점착층(80), 또는 적어도 하나의 도전성 입자(150)의 구성과 일부 또는 전부가 동일할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판(110)은, 기판(110)의 일면에 배치된 또는 형성된 적어도 하나의 전극 패드(111)를 포함할 수 있다. 이하, 적어도 하나의 전극 패드(111) 중에서 제1 마이크로 LED(120a)와 전기적으로 연결되기 위한 한 쌍의 전극 패드(111)를 예로 들어 설명하나, 이에 대한 설명은 나머지 전극 패드(111)들에도 동일하게 적용되고 이해될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마이크로 LED(120)는, 제1 마이크로 LED(120a)(예: 도 4a 내지 도 4b의 제1 마이크로 LED(52-1)), 제2 마이크로 LED(120b)(예: 도 4a 내지 도 4b의 제2 마이크로 LED(52-2)), 또는 제3 마이크로 LED(120c)(예: 도 4a 내지 도 4b의 제3 마이크로 LED(52-3)를 포함할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해, 제1 마이크로 LED(120a) 및 제1 마이크로 LED(120a)에 형성된 접속 패드(121)를 예로 들어 설명하나, 이에 대한 설명은 나머지 마이크로 LED(120b, 120c) 및 이의 접속 패드들에도 동일하게 적용되고 이해될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 점착층(140)은, 기판(110)의 일면에 적층될 수 있다. 또한, 점착층(140)은, 기판(110)에 실장된 마이크로 LED(120)들을 고정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 점착층(140)의 두께는, 약 0.1um 내지 약 10um(micrometer)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 점착층(140)은, 열에 의해 경화되는 열 경화형 점착층(140)이거나, 또는 UV에 의해 경화되는 UV 경화형 점착층(140) 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 점착층(140)은, 전도성 접착제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 점착층(140)은, 이방성 전도 필름(anisotropic conductive film, ACF), 또는 이방성 전도 페이스트(anisotropic conductive paste, ACP) 중 적어도 하나를 포함하는 전도성 접착제로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 점착층(140)은, 비전도성 접착제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 점착층(140)은, 비전도성 필름(non-conductive film, NCF), 비전도성 페이스트(non-conductive paste, NCP), 절연성 폴리머 또는 에폭시 수지 중 적어도 하나를 포함하는 비전도성 접착제로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 점착층(140)은, 플럭스(flux)를 포함할 수 있다. 상기 점착층(140)의 플럭스(flux)는 솔더 볼(solder-ball)이 용융되어 솔더링 부재(130)가 형성될 때 생성되는 산화막을 제거하고 솔더링 부재(130)와 패드들(111, 121)의 표면을 활성화할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(100)은, 솔더링 부재(130)를 더 포함할 수 있다. 솔더링 부재(130)는, 전극 패드(111)들과 접속 패드(121)들을 전기적으로 연결할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 솔더링 부재(130)는, 솔더 볼(solder-ball)을 통해 형성된 도전성 부재로서, 전극 패드(111)들과 접속 패드(121)들에 솔더링 접합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전극 패드(111)들과 접속 패드(121)들 사이에는, 솔더링 부재(130)가 배치되고, 점착층(140)은 배치되지 않을 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(140)은, 복수 개의 도전성 입자(150)들을 포함할 수 있다. 복수 개의 도전성 입자(150)들 중 적어도 일부는, 솔더링 부재(130)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 솔더링 부재(130)에 배치된 도전성 입자(150)들은, 제1 도전성 입자(151)들로 지칭될 수 있다. 또한, 솔더링 부재(130)에 배치되지 않고 점착층(140)에 배치된 도전성 입자(150)들은, 제2 도전성 입자(152)들로 지칭될 수 있다. 제1 도전성 입자(151)들과 제2 도전성 입자(152)들은, 배치 관계에 따라 구별되는 명칭을 가진 것일 뿐이고, 실질적으로는 동일한 재질로 형성된 구성일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 도전성 입자(151)들은, 솔더링 부재(130)에 배치됨으로써, 전극 패드(111)들과 접속 패드(112)들 사이에 배치될 수 있다. 제1 도전성 입자(151)들은, 솔더링 부재(130)와 함께 전극 패드(111)들과 접속 패드(112)들 사이의 전도도를 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 도전성 입자(150)들의 직경(또는 사이즈)는, 약 1nm(nano-meter) 내지 약 10um(micro-meter)일 수 있다. 복수 개의 도전성 입자들의 직경(또는 사이즈)가 약 1nm 미만이면, 복수 개의 도전성 입자들은, 전극 패드(111)들과 접속 패드(121)들의 전기적인 연결을 보조하기 어려운 크기일 수 있다. 또한, 복수 개의 도전성 입자들의 직경(또는 사이즈)가 약 1um 초과라면, 복수 개의 도전성 입자들은, 전극 패드(111)들과 접속 패드(121)들의 간격을 벌어지게 만들어 솔더링 부재(130)가 패드들과 접합되는 것이 방해될 수 있다. 또한, 복수 개의 도전성 입자들의 직경(또는 사이즈)가 약 1um 초과라면, 복수 개의 도전성 입자들이 하나의 LED(120a)와 다른 하나의 LED(120b) 사이를 전기적으로 연결시켜 전기적인 단락(electrical short)이 될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 도전성 입자(150)들은, 카본 블랙(carbon black) 입자들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수 개의 도전성 입자(150)들이 도전성을 갖는 카본 블랙 입자들로 구성됨으로써, 디스플레이 모듈(100)의 디스플레이 화면에 검정색이 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 도전성 입자(150)들은, 상기 카본 블랙 입자들 이외에도 적절한 투명도, 색상 또는 전도성을 갖는 다른 입자들로 대체될 수도 있다. 예를 들어, 복수 개의 도전성 입자(150)들은, 제1 색(예: 검정색)의 코팅 또는 염료(예: 검정색을 구현하는 재료)를 포함하는 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 주석(Sn), 인듐(In), 아연(Zn), 또는 철(Fe) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 입자들로 구성되거나, 또는 카본 블랙 입자들과 상기 금속 입자들이 적절히 혼합되어 제공될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 도전성 입자(150)들의 중량비는, 점착층(140)과 복수 개의 도전성 입자(150)들의 중량부 합인 100 중량부를 기준으로, 약 0.1 중량부 내지 약 35 중량부일 수 있다.
예를 들어, 복수 개의 도전성 입자(150)들의 중량비가 약 0.1 중량부 미만이라면, 복수 개의 도전성 입자(150)들의 개수가 너무 부족하여, 패드들의 전기적인 연결을 보조하기 어려울 수 있다. 또한, 복수 개의 도전성 입자(150)들의 중량비가 약 35 중량부 초과라면, 어느 하나의 마이크로 LED(120)에 대한 패드들이 다른 마이크로 LED(120)의 패드들과 전기적으로 연결됨으로써, 패드들 사이의 전기적인 단락(electrical short)이 발생될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 디스플레이 모듈(100)은, 복수 개의 도전성 구조(160)들을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 도전성 구조(160)들은, 점착층(140)에 배치되어 복수 개의 도전성 입자(150)들의 분산과 전도도를 조절할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수 개의 도전성 구조(160)들은, 카본 기반의 나노 물질들(carbon-based nanomaterials)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 도전성 구조(160)들은, 그래핀(161)(graphene), 기능성 그래핀(functionalized graphene), 카본 나노 튜브(162)(carbon nanotube), 기능성 나노 튜브(functionalized nanotube), 또는 그라파이트(graphite) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수 개의 도전성 구조(160)들은, 복수 개의 도전성 분자들, 복수 개의 도전성 부재들, 또는 복수 개의 도전성 첨가물로 지칭될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 도전성 입자(150)들이 카본 블랙 입자들이고 복수 개의 도전성 구조(160)들이 카본 나노 튜브(162)일 때, 카본 블랙 입자들이 복수 개의 카본 나노 튜브 사이를 채워서 분산되며, 카본 블랙 입자들로 인해 전극 패드(111)와 접속 패드(121)의 전기적인 연결 상태가 향상될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 도전성 입자(150)들이 카본 블랙 입자들이고 복수 개의 도전성 구조(160)들이 그래핀(161), 또는 그라파이트 중 적어도 어느 하나일 때, 그래핀 또는 그라파이트 사이에 카본 블랙 입자들이 위치되어 카본 블랙 입자들의 분산성이 향상될 수 있다.
도 6a는 비교예에 따른, 솔더링 부재와 전극 패드들의 접합 부위를 설명하기 위한 도면이다.
도 6b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 솔더링 부재와 전극 패드들의 접합 부위를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6b의 실시예들은, 도 1 내지 도 5b의 실시예들, 또는 도 7a 내지 도 8의 실시예들과 결합 가능할 수 있다.
도 6a은, 도전성 입자들을 포함하지 않는 디스플레이 모듈의 전극 패드, 접속 패드 및 솔더링 부재의 구조를 보여주는 전자주사현미경(scanning electron microscope, SEM) 사진이다.
도 6a를 참조하면, 솔더링 부재(130)의 적어도 일 부분이 전극 패드(111)와 연결되지 않아 갭(G)이 형성된 상태가 도시된다. 마이크로 LED를 형성하는 칩(chip)의 사이즈가 작아지면서, 전극 패드(111)와 접속 패드(121)의 사이즈도 작아지고, 이에 따라 솔더 볼을 통해 형성되는 솔더링 부재(130)와 패드들의 접합도가 감소되어 상기 갭(G)이 형성될 수 있다. 도 6a를 참조하면, 상기 갭(G)에 의해서 솔더링 부재(130)와 전극 패드(111)의 접합 상태가 불량함으로써, 전극 패드(111)와 접속 패드(121)가 전기적으로 연결되지 않아 마이크로 LED가 점등되지 않을 수 있다.
도 6b는, 도전성 입자들을 포함하는 본 개시의 디스플레이 모듈의 전극 패드, 접속 패드 및 솔더링 부재의 구조를 보여주는 전자주사현미경(scanning electron microscope, SEM) 사진이다.
도 6b를 참조하면, 솔더링 부재(130)의 적어도 일 부분이 전극 패드(111)와 연결되지 않아 갭(G)이 형성된 상태가 도시된다. 상기 갭(G) 또는 솔더링 부재(130)에는, 도 5a 내지 도 5b를 예로 들어 설명한 복수 개의 도전성 입자들, 또는 복수 개의 제1 도전성 입자(151)들이 배치될 수 있다. 복수 개의 제1 도전성 입자(151)들은, 전도성을 가짐으로써, 상기 갭(G)에서 전극 패드(111)와 솔더링 부재(130)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이에 따라, 전극 패드(111)와 접속 패드(121)가 전기적으로 연결됨으로써, 마이크로 LED가 점등될 수 있다. 또한, 디스플레이 모듈의 제조시 점등되지 않는 마이크로 LED의 개수를 현저하게 줄임으로써, 디스플레이 모듈의 마이크로 LED의 접속 수율(bonding yield)을 향상시킬 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 개시의 일 실시예에 따른, 디스플레이 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다. 도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 디스플레이 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7a 내지 도 8의 실시예들은, 도 1 내지 도 6b의 실시예들과 결합 가능할 수 있다.
도 7a, 도 7b 및 도 8을 참조하면, 디스플레이 모듈의 제조 방법은, 기판(110)(예: 도 5a 내지 도 5b의 기판(110))에 점착층(140)(예: 도 5a 내지 도 5b의 점착층(140))을 적층하는 공정(P11)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 7a와 같이 전극 패드(111)(예: 도 5a 내지 도 5b의 전극 패드(111))가 형성된 기판(110)을 준비하고, 상기 기판(110)의 일면(예: 전극 패드(111)가 형성된 면)에 점착층(140)을 적층시킬 수 있다. 점착층(140)은, 내부에 복수 개의 도전성 입자(150)(예: 도 5a 내지 도 5b의 복수 개의 도전성 입자(150))들이 배치될 수 있다.
디스플레이 모듈의 제조 방법은, 기판(110)에 점착층(140)이 적층된 상태에서 점착층(140)을 제1 온도로 가열하는 공정(P13)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 점착층(140)을 제1 온도로 가열함으로써, 점착층(140)이 가열 전보다 상대적으로 연화될 수 있다. 이에 따라 마이크로 LED(120)(예: 도 5a 내지 도 5b의 마이크로 LED(120))가 실장될 때, 마이크로 LED(120)가 보다 용이하게 점착층(140)에 삽입될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 온도는, 약 150도(℃)일 수 있으나, 점착층(140)의 재질에 따라 변경될 수 있다.
도 7c 및 도 8을 참조하면, 디스플레이 모듈의 제조 방법은, 마이크로 LED(120)와 기판(110)을 정렬하는 공정(P15)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마이크로 LED(120)와 기판(110)을 정렬하는 공정은, 마이크로 LED(120)의 접속 패드(121)(예: 도 5a 내지 도 5b의 접속 패드(121))와 기판(110)의 전극 패드(111)(예: 도 5a 내지 도 5b의 전극 패드(111))를 정렬하는 공정일 수 있다.
도 7c, 도 7d 및 도 8을 참조하면, 디스플레이 모듈의 제조 방법은, 마이크로 LED(120)를 기판(110)에 실장하는 공정(P17)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 마이크로 LED(120)들은, 가이드 부재(210)에 접착된 상태에서 가압 부재(220)에 의해 가압(P)됨으로써, 점착층(140)에 삽입될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 마이크로 LED(120)의 접속 패드(121)에 배치된 솔더-볼(S)(solder-ball)들은, 가압 부재(220)에 의해 가압되며 기판(110)의 전극 패드(111)들에 접촉될 수 있다.
디스플레이 모듈의 제조 방법은, 점착층(140)과 솔더-볼(S)을 제2 온도로 가열하는 공정(P19)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 온도는, 제1 온도보다 높은 온도일 수 있다. 예를 들어, 제2 온도는, 약 250도(℃)일 수 있으나, 점착층(140)의 재질에 따라 변경될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 점착층(140) 및 솔더-볼(S)을 제2 온도로 가열함으로써, 점착층(140)이 제2 온도로 가열하기 전보다 상대적으로 경화될 수 있다. 또한, 솔더-볼(S)이 제2 온도로 가열되어 용융됨으로써, 솔더링 부재(130)가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 공정(P19)이 수행될 때, 가압 부재(210)가 마이크로 LED(120)를 가압하는 상태를 유지함으로써, 전극 패드(111)와 접속 패드(121) 사이에 배치된 점착층(140)은 밀려나게 되고 복수 개의 도전성 입자(150)들 중 적어도 일부만 전극 패드(111)와 접속 패드(121) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 공정(P19)이 완료되면(예를 들어, 솔더링 부재(130)가 형성되면), 가압 부재(220)는 가압 상태를 종료하고 가이드 부재(210)를 마이크로 LED(120)로부터 이탈시킬 수 있다.
가압 부재(220)와 가이드 부재(210)가 이탈되면, 도 5a와 같은 디스플레이 모듈(100)이 제조가 완료될 수 있다. 또한, 복수 개의 도전성 입자(150)들 중 적어도 일부인 제1 도전성 입자(151)들은, 솔더링 부재(130)에 배치됨으로써 전극 패드(111)와 접속 패드(121)의 전기적인 연결 상태를 향상시킬 수 있다.
다양한 전자 소자들의 집적화 및 성능 향상은, 전자 기기의 소형화와 성능 발전에 크게 기여하고 있다. 일반적으로 발광 다이오드나, 트랜지스터와 같은 다양한 전자 소자들을 기판(substrate)의 금속 패드에 연결하는 방법으로서, 금속 와이어 본딩, 또는 플립-칩(flip-chip) 본딩과 같은 방식이 사용되고 있다.
전술한 본딩 방식들은, 복잡한 공정을 가지거나, 또는 전자 소자와 기판의 전기적인 연결 상태를 확보하기 어려울 수 있다. 일 예로서, 마이크로 LED와 같은 소형화된 전자 소자를 기판의 전극 패드와 전기적으로 연결하기 위해, 솔더-볼과 같은 구성이 활용되나, 전극 패드와 마이크로 LED의 솔더링 결합에 크랙이 발생하여, 전자 소자와 기판의 접속 수율(bonding yield)이 충분히 확보되지 않을 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 마이크로 LED와 기판의 접속 수율(bonding yield)이 향상된 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
다만, 본 개시에서 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것은 아니며, 본 개시의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확정될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 솔더링 결합 부분의 크랙(또는 갭)에 도전성 입자들이 배치되어, 디스플레이 모듈의 접속 수율(bonding yield)이 향상될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 도전성 입자들이 패드들의 전기적인 연결을 보조하면서, 디스플레이 화면의 검정색을 구현할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(예: 도 5a 내지 도 5b의 디스플레이 모듈(100))은, 적어도 하나의 전극 패드(예: 도 5a 내지 도 5b의 전극 패드(111))를 포함하는 기판(예: 도 5a 내지 도 5b의 기판(110)), 상기 적어도 하나의 전극 패드에 전기적으로 연결되기 위한 적어도 하나의 접속 패드(예: 도 5a 내지 도 5b의 접속 패드(121))를 포함하는 마이크로 LED(예: 도 5a 내지 도 5b의 마이크로 LED(120)), 상기 적어도 하나의 전극 패드와 상기 적어도 하나의 접속 패드에 접합된 솔더링 부재(예: 도 a 내지 도 5b의 솔더링 부재(130)), 상기 마이크로 LED를 상기 기판에 고정시키기 위한 점착층(예: 도 5a 내지 도 5b의 점착층(140)), 및 복수 개의 도전성 입자들로서, 적어도 일부가 상기 솔더링 부재에 배치된 복수 개의 도전성 입자(예: 도 5a 내지 도 5b의 도전성 입자(150))들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 도전성 입자들은, 상기 복수 개의 도전성 입자들 중 상기 적어도 일부로서, 상기 솔더링 부재에 배치된 복수 개의 제1 도전성 입자(예: 도 5a 내지 도 5b의 제1 도전성 입자(151))들; 및 상기 복수 개의 도전성 입자들 중 나머지로서, 상기 점착층에 배치된 복수 개의 제2 도전성 입자(예: 도 5a 내지 도 5b의 제2 도전성 입자(152))들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 제1 도전성 입자들 중 적어도 일부는, 상기 솔더링 부재와 상기 적어도 하나의 전극 패드 사이에 형성된 갭(예: 도 6b의 갭(G)), 또는 상기 솔더링 부재와 상기 적어도 하나의 접속 패드 사이에 형성된 갭에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 도전성 입자들은, 카본 블랙(carbon black) 입자들일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 카본 블랙 입자들의 직경은, 1 nm(nanometer) 이상일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 카본 블랙 입자들의 직경은, 10um(micrometer) 이하일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 카본 블랙 입자들의 중량비는, 상기 점착층의 중량비와 상기 카본 블랙 입자들의 중량부 합인 100 중량부를 기준으로, 0.1 중량부 이상일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 카본 블랙 입자들의 중량비는, 상기 점착층의 중량비와 상기 카본 블랙 입자들의 중량부 합인 100 중량부를 기준으로, 35 중량부 이하일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 도전성 입자들은, 제1 색으로 코팅된 구리, 니켈, 알루미늄, 주석, 인듐, 또는 철 중 적어도 하나를 포함하는 금속 입자들일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제1 색은, 검정색일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 점착층은, 이방성 전도 필름(ACF), 또는 이방성 전도 페이스트(ACP) 중 적어도 하나를 포함하는 전도성 접착제일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 점착층은, 비전도성 필름(NCF), 또는 비전도성 페이스트(NCP) 중 적어도 하나를 포함하는 비전도성 접착제일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 점착층은, 플럭스(flux)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 점착층의 두께는, 0.1 um 내지 10 um(micrometer)일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(예: 도 5a 내지 도 5b의 디스플레이 모듈(100))은, 적어도 하나의 전극 패드(예: 도 5a 내지 도 5b의 전극 패드(111))를 포함하는 기판(예: 도 5a 내지 도 5b의 기판(110)), 상기 적어도 하나의 전극 패드에 전기적으로 연결되기 위한 적어도 하나의 접속 패드(예: 도 5a 내지 도 5b의 접속 패드(121))를 포함하는 마이크로 LED(예: 도 5a 내지 도 5b의 마이크로 LED(120)), 상기 적어도 하나의 전극 패드와 상기 적어도 하나의 접속 패드에 접합된 솔더링 부재(예: 도 5a 내지 도 5b의 솔더링 부재(130)), 상기 마이크로 LED를 상기 기판에 고정시키기 위한 점착층(예: 도 5a 내지 도 5b의 점착층(140)); 복수 개의 도전성 입자들로서, 적어도 일부가 상기 솔더링 부재에 배치된 복수 개의 도전성 입자(예: 도 5a 내지 도 5b의 도전성 입자(150))들; 및 상기 점착층에 배치된 복수 개의 도전성 구조(예: 도 5b의 도전성 구조(160))들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 도전성 구조들은, 카본 나노튜브, 또는 그라파이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 도전성 입자들은, 카본 블랙(carbon black) 입자들일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 도전성 입자들은, 카본 블랙(carbon black) 입자들 및 검은색으로 코팅된 금속 입자들을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(예: 도 5a, 도 5b, 또는 도 7d의 디스플레이 모듈(100))의 제조 방법은, 기판(예: 도 7a 내지 도 7d의 기판(110))에 점착층(예: 도 7b 내지 도 7d의 점착층(140))을 적층하는 공정(예: 도 8의 공정(P11)), 상기 점착층을 제1 온도로 가열하는 공정(예: 도 8의 공정(P13)), 마이크로 LED(예: 도 7c 내지 도 7d의 마이크로 LED(120))와 상기 기판을 정렬하는 공정(예: 도 8의 공정(P15)), 상기 마이크로 LED를 상기 기판에 실장하는 공정(예: 도 8의 공정(P17)), 및 상기 점착층과 솔더-볼을 제2 온도로 가열하는 공정(예: 도 8의 공정(P19))을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 온도는, 상기 제1 온도보다 높은 온도일 수 있다.
이상, 본 문서의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 문서의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

Claims (15)

  1. 디스플레이 모듈(100)에 있어서,
    적어도 하나의 전극 패드(111)를 포함하는 기판(110);
    상기 적어도 하나의 전극 패드에 전기적으로 연결되기 위한 적어도 하나의 접속 패드(121)를 포함하는 마이크로 LED(120);
    상기 적어도 하나의 전극 패드와 상기 적어도 하나의 접속 패드에 접합된 솔더링 부재(130);
    상기 마이크로 LED를 상기 기판에 고정시키기 위한 점착층(140); 및
    복수 개의 도전성 입자들로서, 적어도 일부가 상기 솔더링 부재에 배치된 복수 개의 도전성 입자(150)들을 포함하는 디스플레이 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 도전성 입자들은,
    상기 복수 개의 도전성 입자들 중 상기 적어도 일부로서, 상기 솔더링 부재에 배치된 복수 개의 제1 도전성 입자(151)들; 및
    상기 복수 개의 도전성 입자들 중 나머지로서, 상기 점착층에 배치된 복수 개의 제2 도전성 입자(152)들을 포함하는 디스플레이 모듈.
  3. 제1 항 내지 제2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 도전성 입자들 중 적어도 일부는,
    상기 솔더링 부재와 상기 적어도 하나의 전극 패드 사이에 형성된 갭(G), 또는 상기 솔더링 부재와 상기 적어도 하나의 접속 패드 사이에 형성된 갭에 배치된 디스플레이 모듈.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 도전성 입자들은,
    카본 블랙(carbon black) 입자들인 디스플레이 모듈.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카본 블랙 입자들의 직경은,
    1 nm(nanometer) 이상인 디스플레이 모듈.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카본 블랙 입자들의 직경은,
    10 um(micrometer) 이하인 디스플레이 모듈.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카본 블랙 입자들의 중량비는,
    상기 점착층의 중량비와 상기 카본 블랙 입자들의 중량부 합인 100 중량부를 기준으로, 0.1 중량부 이상인 디스플레이 모듈.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카본 블랙 입자들의 중량비는,
    상기 점착층의 중량비와 상기 카본 블랙 입자들의 중량부 합인 100 중량부를 기준으로, 35 중량부 이하인 디스플레이 모듈.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 도전성 입자들은,
    제1 색으로 코팅된 구리, 니켈, 알루미늄, 주석, 인듐, 또는 철 중 적어도 하나를 포함하는 금속 입자들인 디스플레이 모듈.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 색은,
    검정색인 디스플레이 모듈.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착층은,
    이방성 전도 필름(ACF), 또는 이방성 전도 페이스트(ACP) 중 적어도 하나를 포함하는 전도성 접착제인 디스플레이 모듈.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착층은,
    비전도성 필름(NCF), 또는 비전도성 페이스트(NCP) 중 적어도 하나를 포함하는 비전도성 접착제인 디스플레이 모듈.
  13. 제1 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착층은,
    플럭스(flux)를 포함하는 디스플레이 모듈.
  14. 제1 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 점착층의 두께는,
    0.1 um 내지 10 um(micrometer)인 디스플레이 모듈.
  15. 디스플레이 모듈(100)에 있어서,
    적어도 하나의 전극 패드(111)를 포함하는 기판(110);
    상기 적어도 하나의 전극 패드에 전기적으로 연결되기 위한 적어도 하나의 접속 패드(121)를 포함하는 마이크로 LED(120);
    상기 적어도 하나의 전극 패드와 상기 적어도 하나의 접속 패드에 접합된 솔더링 부재(130);
    상기 마이크로 LED를 상기 기판에 고정시키기 위한 점착층(140);
    복수 개의 도전성 입자들로서, 적어도 일부가 상기 솔더링 부재에 배치된 복수 개의 도전성 입자(150)들; 및
    상기 점착층에 배치된 복수 개의 도전성 구조(160)들을 포함하는 디스플레이 모듈.
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