特許 6131374 マイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6131374

(24)【登録日】2017年4月21日

(45)【発行日】2017年5月17日

(54)【発明の名称】マイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/33 20060101AFI20170508BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20170508BHJP

   H01L 33/38 20100101ALI20170508BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20170508BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20170508BHJP

【ＦＩ】

   G09F9/33

   G09F9/00 348Z

   H01L33/38

   H01L33/00 J

   H01L21/60 311Q

【請求項の数】14

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-185382(P2016-185382)

(22)【出願日】2016年9月23日

【審査請求日】2016年9月23日

(31)【優先権主張番号】10-2016-0090600

(32)【優先日】2016年7月18日

(33)【優先権主張国】KR

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】514121240

【氏名又は名称】ルーメンス カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000051

【氏名又は名称】特許業務法人共生国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チャン， ハン ビッ

(72)【発明者】

【氏名】シン， ウン ソン

(72)【発明者】

【氏名】チョ， ヒョン ヨン

【審査官】 佐野 浩樹

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／０１０５５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１５−５０１９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−０１２９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１７２２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９２８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５０−０２９１８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２４５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０５５９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０４４５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１３９８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｆ ９／００ − ９／４６ 、

Ｈ０１Ｌ２７／３２ 、３３／００ 、３３／４８ −３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置であって、
複数のマイクロＬＥＤピクセルを含むマイクロＬＥＤパネルと、
各マイクロＬＥＤピクセルにそれぞれ対応する複数のＣＭＯＳセルを含むＣＭＯＳバックプレーンと、
前記各マイクロＬＥＤピクセルと前記各マイクロＬＥＤピクセルに対応する各ＣＭＯＳセルとをそれぞれ向い合うように配置し、前記各マイクロＬＥＤピクセルと前記各マイクロＬＥＤピクセルに対応する前記各ＣＭＯＳセルとをそれぞれ電気的に連結した各バンプと、を備え、
前記各マイクロＬＥＤピクセルは、基板上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を順次含む垂直構造を有し、
前記基板上の前記マイクロＬＥＤピクセルが形成されない部分は、前記活性層及び前記第２導電型半導体層が除去されて前記第１導電型半導体層が露出し、前記マイクロＬＥＤピクセルが形成されない部分の前記第１導電型半導体層上に、前記各マイクロＬＥＤピクセルと離隔するように第１導電型メタル層が形成され、
前記第１導電型メタル層は、前記各マイクロＬＥＤピクセルの共通電極として機能し、
前記各マイクロＬＥＤピクセルは、前記ＣＭＯＳバックプレーン上に形成された前記各ＣＭＯＳセルにそれぞれ対応するように前記各バンプを用いてフリップチップボンディングされて個別的に制御されることを特徴とするマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項2】

前記第１導電型メタル層は、前記第１導電型半導体層上に前記マイクロＬＥＤパネルの外郭に沿って形成されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項3】

前記第１導電型メタル層の厚さは、前記各マイクロＬＥＤピクセルの厚さと同一であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項4】

前記ＣＭＯＳバックプレーンは、前記第１導電型メタル層に対応するように形成された共通セルを含み、
前記第１導電型メタル層と前記共通セルとは、共通バンプによって電気的に連結されることを特徴とする請求項１に記載のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項5】

前記第１導電型半導体層はｎ型であり、前記第２導電型半導体層はｐ型であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項6】

前記基板は、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ガラス、及びＺｎＯのうちのいずれか一つからなることを特徴とする請求項１に記載のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項7】

前記各バンプは、前記各ＣＭＯＳセルに対応してそれぞれ形成され、前記各ＣＭＯＳセルと前記各ＣＭＯＳセルに対応する前記各マイクロＬＥＤピクセルとをそれぞれ電気的に連結することを特徴とする請求項１に記載のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項8】

フルカラーを具現するためのマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置であって、
複数のマイクロＬＥＤピクセルをそれぞれ含み、それぞれ異なる波長帯域の光を発光する第１〜第３マイクロＬＥＤパネルと、
各マイクロＬＥＤピクセルにそれぞれ対応する複数のＣＭＯＳセルを含む単一ＣＭＯＳバックプレーンと、
前記第１〜第３マイクロＬＥＤパネルのそれぞれにおいて、前記各マイクロＬＥＤピクセルと前記各マイクロＬＥＤピクセルに対応する各ＣＭＯＳセルとをそれぞれ向い合うように配置し、前記各マイクロＬＥＤピクセルと前記各マイクロＬＥＤピクセルに対応する前記各ＣＭＯＳセルとをそれぞれ電気的に連結した各バンプと、を備え、
前記第１〜第３マイクロＬＥＤパネルのそれぞれにおいて、
前記各マイクロＬＥＤピクセルは、基板上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を順次含む垂直構造を有し、
前記基板上の前記マイクロＬＥＤピクセルが形成されない部分は、前記活性層及び前記第２導電型半導体層が除去されて前記第１導電型半導体層が露出し、前記マイクロＬＥＤピクセルが形成されない部分の前記第１導電型半導体層上に、前記各マイクロＬＥＤピクセルと離隔するように第１導電型メタル層が形成され、
前記第１導電型メタル層は、前記各マイクロＬＥＤピクセルの共通電極として機能し、
前記第１〜第３マイクロＬＥＤパネルのそれぞれにおいて、前記各マイクロＬＥＤピクセルは、前記ＣＭＯＳバックプレーン上に形成された前記各ＣＭＯＳセルにそれぞれ対応するように前記各バンプを用いてフリップチップボンディングされて個別的に制御されることを特徴とするマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項9】

前記第１〜第３マイクロＬＥＤパネルのそれぞれにおいて、前記第１導電型メタル層は、前記第１導電型半導体層上に前記第１〜第３マイクロＬＥＤパネルの外郭に沿ってそれぞれ形成されることを特徴とする請求項８に記載のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項10】

前記第１〜第３マイクロＬＥＤパネルのそれぞれにおいて、前記第１導電型メタル層の厚さは、前記マイクロＬＥＤピクセルの厚さと同一であることを特徴とする請求項８に記載のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項11】

前記単一ＣＭＯＳバックプレーンは、前記第１〜第３マイクロＬＥＤパネルのそれぞれにおいて、前記第１導電型メタル層に対応するように形成された共通セルを含み、
前記第１〜第３マイクロＬＥＤパネルのそれぞれにおいて、前記第１導電型メタル層と前記共通セルとは、共通バンプによって電気的に連結されることを特徴とする請求項８に記載のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項12】

前記第１導電型半導体層はｎ型であり、前記第２導電型半導体層はｐ型であることを特徴とする請求項８に記載のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項13】

前記基板は、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ガラス、及びＺｎＯのうちのいずれか一つからなることを特徴とする請求項８に記載のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【請求項14】

前記各バンプは、前記各ＣＭＯＳセルに対応してそれぞれ形成され、前記各ＣＭＯＳセルと前記各ＣＭＯＳセルに対応する前記各マイクロＬＥＤピクセルとをそれぞれ電気的に連結することを特徴とする請求項８に記載のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置に関し、より詳細には、ＬＥＤチップの製造時、エッチング工程で一つのマイクロＬＥＤパネル上に複数のマイクロＬＥＤピクセルを配列し、その状態のマイクロＬＥＤパネルを、各バンプを用いてＣＭＯＳバックプレーン（Ｂａｃｋｐｌａｎｅ）上にフリップチップボンディングし、各マイクロＬＥＤピクセルを個別的に駆動可能に構成してマイクロディスプレイ用に使用するマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は、低電力消費と環境に優しいという側面でその需要が爆発的に増加しており、照明装置やＬＣＤ表示装置のバックライト用のみならず、ディスプレイ装置にも広く適用されている。

【0003】

ＬＥＤは、電気エネルギーを光に変換する固体素子の一種であって、基本的に、二つのドーピング層、即ちｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に介在する活性層を含み、二つのドーピング層間に電圧が印加されると、電子と正孔が活性層に注入された後、活性層内で再結合することによって光が発生する原理を用いている。ＬＥＤは、比較的低い電圧で駆動が可能であると共に、高いエネルギー効率によって発熱が低いという特徴を有する。ＬＥＤは、様々なタイプに製造されるが、これらの様々なタイプのうち、特に、マイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置の製造に使用されるタイプとして、一つのウエハー上に複数のマイクロＬＥＤピクセルを形成したタイプがある。このように、一つのウエハー上に複数のマイクロＬＥＤピクセルを形成することによってマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置を製造する場合、従来は、チップ製造工程を通じて各ピクセルにｐ極とｎ極の２端子を形成した後、信号ラインの縦横軸に配列して駆動していた。この場合、各マイクロＬＥＤピクセルに対して信号制御を担当する各素子が周辺領域に別途に形成されなければならないことから、マイクロＬＥＤアレイディスプレイのサイズが大きくなり、縦横軸にアレイされた数多くのデータラインを各マイクロＬＥＤピクセルとワイヤボンディングで連結しなければならないため、その工程が複雑になり、多くの不便さを伴う。

【0004】

また、一つの基板上に複数のマイクロＬＥＤピクセルを形成する場合、一つの基板上に赤色、緑色、及び青色の光を発光する構造物を形成する際の技術的な限界により、マイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置においてＬＥＤ光源を使用する場合、従来は単色のみで具現するしかないという問題があった。従って、これらの問題を解決するための方案が当該技術分野で要求されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】韓国登録特許第１０−１１５０８６１号公報

【特許文献2】韓国登録特許第１０−０４７０９０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、マイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置を製造する際に、各マイクロＬＥＤピクセルと各種データラインとのワイヤボンディング作業の複雑さと不便さを解消し、各マイクロＬＥＤピクセルをそれぞれ個別的に制御可能にするために、ＣＭＯＳバックプレーン上に形成された各ＣＭＯＳセルに各マイクロＬＥＤピクセルがそれぞれ対応するように各バンプを用いてフリップチップボンディングされたマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置を提供することにある。
また本発明の目的は、一つの基板上に複数のマイクロＬＥＤピクセルを形成する場合、基板上に赤色、緑色、及び青色の光を発光する構造を形成する際の困難さを解決するために、ＣＭＯＳバックプレーン上にフリップチップボンディングされたマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様によるマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置は、複数のマイクロＬＥＤピクセルを含むマイクロＬＥＤパネルと、各マイクロＬＥＤピクセルにそれぞれ対応する複数のＣＭＯＳセルを含むＣＭＯＳバックプレーンと、前記各マイクロＬＥＤピクセルと前記各マイクロＬＥＤピクセルに対応する各ＣＭＯＳセルとをそれぞれ向い合うように配置し、前記各マイクロＬＥＤピクセルと前記各マイクロＬＥＤピクセルに対応する前記各ＣＭＯＳセルとをそれぞれ電気的に連結した各バンプと、を備え、前記各マイクロＬＥＤピクセルは、基板上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を順次含む垂直構造を有し、前記基板上の前記マイクロＬＥＤピクセルが形成されない部分は、前記活性層及び前記第２導電型半導体層が除去されて前記第１導電型半導体層が露出し、前記マイクロＬＥＤピクセルが形成されない部分の前記第１導電型半導体層上に、前記各マイクロＬＥＤピクセルと離隔するように第１導電型メタル層が形成され、前記第１導電型メタル層は、前記各マイクロＬＥＤピクセルの共通電極として機能し、前記各マイクロＬＥＤピクセルは、前記ＣＭＯＳバックプレーン上に形成された前記各ＣＭＯＳセルにそれぞれ対応するように前記各バンプを用いてフリップチップボンディングされて個別的に制御されることを特徴とする。

【0008】

前記第１導電型メタル層は、前記第１導電型半導体層上に前記マイクロＬＥＤパネルの外郭に沿って形成され得る。
前記第１導電型メタル層の厚さは、前記各マイクロＬＥＤピクセルの厚さと同一であり得る。
前記ＣＭＯＳバックプレーンは、前記第１導電型メタル層に対応するように形成された共通セルを含み、前記第１導電型メタル層と前記共通セルとは、共通バンプによって電気的に連結され得る。
前記第１導電型半導体層はｎ型であり、前記第２導電型半導体層はｐ型であり得る。
前記基板は、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ガラス、及びＺｎＯのうちのいずれか一つからなり得る。
前記各バンプは、前記各ＣＭＯＳセルに対応してそれぞれ形成され、前記各ＣＭＯＳセルと前記各ＣＭＯＳセルに対応する前記各マイクロＬＥＤピクセルとをそれぞれ電気的に連結し得る。

【0009】

上記目的を達成するためになされた本発明の他の態様によるフルカラーを具現するためのマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置は、複数のマイクロＬＥＤピクセルをそれぞれ含み、それぞれ異なる波長帯域の光を発光する第１〜第３マイクロＬＥＤパネルと、各マイクロＬＥＤピクセルにそれぞれ対応する複数のＣＭＯＳセルを含む単一ＣＭＯＳバックプレーンと、前記第１〜第３マイクロＬＥＤパネルのそれぞれにおいて、前記各マイクロＬＥＤピクセルと前記各マイクロＬＥＤピクセルに対応する各ＣＭＯＳセルとをそれぞれ向い合うように配置し、前記各マイクロＬＥＤピクセルと前記各マイクロＬＥＤピクセルに対応する前記各ＣＭＯＳセルとをそれぞれ電気的に連結した各バンプと、を備え、前記第１〜第３マイクロＬＥＤパネルのそれぞれにおいて、前記各マイクロＬＥＤピクセルは、基板上に第１導電型半導体層、活性層、及び第２導電型半導体層を順次含む垂直構造を有し、前記基板上の前記マイクロＬＥＤピクセルが形成されない部分は、前記活性層及び前記第２導電型半導体層が除去されて前記第１導電型半導体層が露出し、前記マイクロＬＥＤピクセルが形成されない部分の前記第１導電型半導体層上に、前記各マイクロＬＥＤピクセルと離隔するように第１導電型メタル層が形成され、前記第１導電型メタル層は、前記各マイクロＬＥＤピクセルの共通電極として機能し、前記第１〜第３マイクロＬＥＤパネルのそれぞれにおいて、前記各マイクロＬＥＤピクセルは、前記ＣＭＯＳバックプレーン上に形成された前記各ＣＭＯＳセルにそれぞれ対応するように前記各バンプを用いてフリップチップボンディングされて個別的に制御されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明は、ＣＭＯＳバックプレーン上に形成された各ＣＭＯＳセルに各マイクロＬＥＤピクセルがそれぞれ対応するように各バンプを用いてフリップチップボンディングされた新しい概念のマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置を提供する。これによって、既存の工程の各マイクロＬＥＤピクセルと各種データラインとのワイヤボンディング作業の複雑さと不便さを解消し、各マイクロＬＥＤピクセルを個別的に制御することができる。
更に、単一ＣＭＯＳバックプレーンに、赤色、緑色、及び青色の光のそれぞれを発光する複数のマイクロＬＥＤパネルを、各バンプを用いてフリップチップボンディングし、光学系を用いて三つの色相を１ヶ所に集中させることによってフルカラーの具現を可能にすることから、従来の一つの基板上に複数のマイクロＬＥＤピクセルを形成する場合に、基板上に赤色、緑色、及び青色の光を発光する構造を形成する際の技術的困難さを解消できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態によるマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置のマイクロＬＥＤパネルの一例を示す図である。

【図2】図１に示したマイクロＬＥＤパネルとマイクロＬＥＤパネル上の各マイクロＬＥＤピクセルを個別的に駆動するための複数のＣＭＯＳセルを含むＣＭＯＳバックプレーンとを示す図である。

【図3】図２に示したマイクロＬＥＤパネルとＣＭＯＳバックプレーンとを各バンプを用いて電気的に連結するために、各バンプをＣＭＯＳバックプレーン上に配置した状態を示す図である。

【図4】図３に示した各バンプが配置されたＣＭＯＳバックプレーン上にマイクロＬＥＤパネルを向かい合うように配置し、マイクロＬＥＤパネル上の各マイクロＬＥＤピクセルとＣＭＯＳバックプレーン上の各ＣＭＯＳセルとをそれぞれ電気的に連結した状態を示す図である。

【図5】本発明の一実施形態によるフルカラーを具現するための赤色、緑色、及び青色の光を発光するそれぞれのマイクロＬＥＤパネルに形成された各マイクロＬＥＤピクセルに対応する各ＣＭＯＳセルにそれぞれ電気的に連結するために、単一ＣＭＯＳバックプレーン上にＣＭＯＳセル領域をそれぞれ形成して各ＣＭＯＳセル上に各バンプをそれぞれ配置した状態を示す図である。

【図6】図５に示した赤色、緑色、及び青色のそれぞれのマイクロＬＥＤパネルを、各バンプ３０００を用いて単一ＣＭＯＳバックプレーンに電気的に連結した状態を示す図である。

【図7】本発明の一実施形態によるフルカラーを具現するためのマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置の駆動を簡略に説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明は、メサエッチング工程でマイクロＬＥＤピクセルを配列し、これをＣＭＯＳバックプレーン上にフリップチップボンディングすることによって、ＨＭＤ（Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ）又はＨＵＤ（Ｈｅａｄ Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙ）などのマイクロディスプレイ（Ｍｉｃｒｏ Ｄｉｓｐｌａｙ）に適用可能にしたマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置に関する。本発明は、ＬＥＤチップの製造時、メサエッチング工程で各マイクロＬＥＤピクセルを配列し、これらを個別的に駆動可能なようにＣＭＯＳバックプレーン上にフリップチップボンディングする。また、本発明は、赤色、緑色、及び青色を有する三つの素子、即ち各マイクロＬＥＤパネルをＣＭＯＳバックプレーン上に配列することによってフルカラーを具現する。

【0013】

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面及び実施形態は、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に理解できるように簡略化して例示したものであって、各図面及び実施形態が本発明の範囲を限定するものと解釈してはならない。

【0014】

図１は、本発明の一実施形態によるマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置のマイクロＬＥＤパネル１００の一例を示す図であり、図２は、図１に示したマイクロＬＥＤパネル１００とマイクロＬＥＤパネル１００上の各マイクロＬＥＤピクセルを個別的に駆動するための複数のＣＭＯＳセルを含むＣＭＯＳバックプレーン２００とを示す図であり、図３は、図２に示したマイクロＬＥＤパネル１００とＣＭＯＳバックプレーン２００とを各バンプ３００を用いて電気的に連結するために、各バンプ３００をＣＭＯＳバックプレーン２００上に配置した状態を示す図であり、図４は、図３に示した各バンプ３００が配置されたＣＭＯＳバックプレーン２００上にマイクロＬＥＤパネル１００を向かい合うように配置し、マイクロＬＥＤパネル１００上の各マイクロＬＥＤピクセルとＣＭＯＳバックプレーン２００上の各ＣＭＯＳセルとをそれぞれ電気的に連結した状態を示す図である。

【0015】

先ず、図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態によるマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置に関して説明する。本実施形態によるマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置は、マイクロＬＥＤパネル１００、ＣＭＯＳバックプレーン２００、及び各バンプ３００を含む。マイクロＬＥＤパネル１００は、複数のマイクロＬＥＤピクセル１３０を含み、ＣＭＯＳバックプレーン２００は、各マイクロＬＥＤピクセル１３０をそれぞれ個別的に駆動するために各マイクロＬＥＤピクセル１３０にそれぞれ対応する複数のＣＭＯＳセル２３０を含む。そして、各バンプ３００は、各マイクロＬＥＤピクセル１３０と、各マイクロＬＥＤピクセル１３０に対応する各ＣＭＯＳセル２３０とがそれぞれ向い合うように配置された状態で、各マイクロＬＥＤピクセル１３０と、各マイクロＬＥＤピクセル１３０に対応する各ＣＭＯＳセル２３０とをそれぞれ電気的に連結する。本明細書内において、各マイクロＬＥＤピクセル及び各ＣＭＯＳセルの参照符号は、便宜上、それぞれ一つのマイクロＬＥＤピクセルと一つのＣＭＯＳセルに対して１３０と２３０として表示した。このような構成を通じて、ＣＭＯＳバックプレーン２００上に形成された各ＣＭＯＳセル２３０に各マイクロＬＥＤピクセル１３０がそれぞれ対応するように各バンプ３００を用いてフリップチップボンディングすることによって、マイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置は、各マイクロＬＥＤピクセル１３０を個別的に制御する。

【0016】

マイクロＬＥＤパネル１００は、基板１１０上に第１導電型半導体層１３２、活性層１３４、及び第２導電型半導体層１３６を順次成長させた後でエッチングされる。従って、マイクロＬＥＤパネル１００上の各マイクロＬＥＤピクセル１３０は、このような過程を経て形成された垂直構造を有し、個々のマイクロＬＥＤピクセル１３０の垂直構造は、基板１１０上に第１導電型半導体層１３２、活性層１３４、及び第２導電型半導体層１３６を含む。基板１１０は、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ガラス、及びＺｎＯのうちのいずれか一つからなる。そして、第１導電型半導体層１３２はｎ型半導体層であり、第２導電型半導体層１３６はｐ型半導体層である。活性層１３４は、電源の印加時、第１導電型半導体層１３２と第２導電型半導体層１３６から供給される電子と正孔とが再結合される領域である。

【0017】

マイクロＬＥＤパネル１００において、エッチングされた部分、即ちマイクロＬＥＤピクセル１３０が形成されない部分１２０は、第２導電型半導体層１３６と活性層１３４が除去されて第１導電型半導体層１３２が露出する。このようにマイクロＬＥＤパネル１００において、マイクロＬＥＤピクセル１３０が形成されない部分１２０の第１導電型半導体層１３２上には、各マイクロＬＥＤピクセル１３０と離隔するように第１導電型メタル層１４０が形成される。第１導電型メタル層１４０は、第１導電型半導体層１３２上に、マイクロＬＥＤパネル１００の外郭に沿って所定の幅を有するように形成される。第１導電型メタル層１４０の厚さは、各マイクロＬＥＤピクセル１３０の厚さと概略同一に形成される。第１導電型メタル層１４０は、共通バンプ３４０によってＣＭＯＳバックプレーン２００に電気的に連結され、各マイクロＬＥＤピクセル１３０の共通電極として機能する。例えば、第１導電型メタル層１４０は共通接地である。

【0018】

ＣＭＯＳバックプレーン２００は、各マイクロＬＥＤピクセル１３０をそれぞれ個別的に駆動するための複数のＣＭＯＳセル２３０を含む。各ＣＭＯＳセル２３０は、各バンプ３３０を通じて、対応する各マイクロＬＥＤピクセルにそれぞれ電気的に連結される。各ＣＭＯＳセル２３０は、対応する各マイクロＬＥＤピクセルを個別的に駆動するための集積回路である。ＣＭＯＳバックプレーン２００は、例えばＡＭ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ）パネルである。従って、各ＣＭＯＳセル２３０は、二つのトランジスタ及び一つのキャパシタを含む（図示せず）ピクセル駆動回路である。各バンプ３００を用いてＣＭＯＳバックプレーン２００にマイクロＬＥＤパネル１００をフリップチップボンディングすると、等価回路上、ピクセル駆動回路のトランジスタのドレイン端子（図示せず）と共通接地端子（例えば、参照符号２４０）との間に個々のマイクロＬＥＤピクセルが配置された形態になる。

【0019】

ＣＭＯＳバックプレーン２００は、第１導電型メタル層１４０に対応する位置に形成された共通セル２４０を含み、第１導電型メタル層１４０と共通セル２４０とは共通バンプ３４０によって電気的に連結される。本明細書では、複数のＣＭＯＳセルと、各ＣＭＯＳセルに対応する各マイクロＬＥＤピクセルとをそれぞれ電気的に連結する各バンプ３３０と、第１導電型メタル層１４０と共通セル２４０とを電気的に連結する共通バンプ３４０との両方を含む用語として「各バンプ３００」を使用することもある。

【0020】

図３に示したように、各バンプ３３０及び共通バンプ３４０が各ＣＭＯＳセル２３０及び共通セル２４０の上部にそれぞれ配置されたＣＭＯＳバックプレーン２００とマイクロＬＥＤパネル１００とを互いに向かい合わせ、各ＣＭＯＳセル２３０と各マイクロＬＥＤピクセル１３０とをそれぞれ１対１に対応させて密着させた後で加熱すると、各バンプ３３０及び共通バンプ３４０が溶け、それによって、各ＣＭＯＳセル２３０と、各ＣＭＯＳセル２３０に対応する各マイクロＬＥＤピクセル１３０とが図４に示したようにそれぞれ電気的に連結され、共通セル２４０と第１導電型メタル層１４０とが電気的に連結された状態になる。

【0021】

次に、図５及び図６を参照して、上記マイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置でフルカラーを具現した実施形態を説明する。図５は、本発明の一実施形態によるフルカラーを具現するための赤色、緑色、及び青色の光を発光するそれぞれのマイクロＬＥＤパネル１１００、１２００、１３００に形成された各マイクロＬＥＤピクセルに対応する各ＣＭＯＳセルにそれぞれ電気的に連結するために、単一ＣＭＯＳバックプレーン２０００上にＣＭＯＳセル領域２１００、２２００、２３００をそれぞれ形成して各ＣＭＯＳセル上に各バンプ３０００をそれぞれ配置した状態を示す図であり、図６は、図５に示した赤色、緑色及び、青色のそれぞれのマイクロＬＥＤパネル１１００、１２００、１３００を、各バンプ３０００を用いて単一ＣＭＯＳバックプレーン２０００に電気的に連結した状態を示す図である。

【0022】

図５及び図６を参照すると、フルカラーを具現するためのマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置は、第１マイクロＬＥＤパネル１１００、第２マイクロＬＥＤパネル１２００、及び第３マイクロＬＥＤパネル１３００を含み、各マイクロＬＥＤパネル（１１００、１２００、１３００）は、アレイ形態の複数のマイクロＬＥＤピクセルをそれぞれ含む。第１マイクロＬＥＤパネル１１００、第２マイクロＬＥＤパネル１２００、及び第３マイクロＬＥＤパネル１３００のそれぞれは、それぞれ異なる波長帯域の光を発光する。例えば、第１マイクロＬＥＤパネル１１００は赤色の光を発光し、第２マイクロＬＥＤパネル１２００は緑色の光を発光し、第３マイクロＬＥＤパネル１３００は青色の光を発光するように構成される。また、フルカラーを具現するためのマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置は、第１マイクロＬＥＤパネル１１００、第２マイクロＬＥＤパネル１２００、及び第３マイクロＬＥＤパネル１３００のそれぞれに含まれる各マイクロＬＥＤピクセルをそれぞれ個別的に駆動するための単一ＣＭＯＳバックプレーン２０００を含む。単一ＣＭＯＳバックプレーン２０００は、第１マイクロＬＥＤパネル１１００、第２マイクロＬＥＤパネル１２００、及び第３マイクロＬＥＤパネル１３００のそれぞれに含まれる各マイクロＬＥＤピクセルにそれぞれ対応する複数のＣＭＯＳセルを含む。単一ＣＭＯＳバックプレーン２０００には、各マイクロＬＥＤパネル（１１００、１２００、１３００）が配置されるように各マイクロＬＥＤパネル（１１００、１２００、１３００）に対応する各ＣＭＯＳセル領域（２１００、２２００、２３００）がそれぞれ形成されており、各ＣＭＯＳセル領域（２１００、２２００、２３００）に各マイクロＬＥＤパネル（１１００、１２００、１３００）がそれぞれフリップチップボンディングされる。単一ＣＭＯＳバックプレーン２０００に各マイクロＬＥＤパネル（１１００、１２００、１３００）がフリップチップボンディングされ、各ＣＭＯＳセルと各マイクロＬＥＤピクセルとをそれぞれ電気的に連結させるため、各ＣＭＯＳセル領域（２１００、２２００、２３００）には、各マイクロＬＥＤパネル（１１００、１２００、１３００）に含まれる複数のマイクロＬＥＤピクセルに対応するように複数のＣＭＯＳセルがそれぞれ形成される。このような各ＣＭＯＳセルと各マイクロＬＥＤピクセルは、各バンプ３０００を介してそれぞれ電気的に連結される。単一ＣＭＯＳバックプレーン２０００に各マイクロＬＥＤパネル（１１００、１２００、１３００）をフリップチップボンディングする過程は、図１〜図４を参照して説明したＣＭＯＳバックプレーン２００にマイクロＬＥＤパネル１００をフリップチップボンディングする過程と同様である。

【0023】

また、単一ＣＭＯＳバックプレーン２０００上には、各ＣＭＯＳセル領域（２１００、２２００、２３００）に共通セルがそれぞれ形成されており、各ＣＭＯＳセル領域（２１００、２２００、２３００）の共通セルは、各共通バンプを介して各マイクロＬＥＤパネル（１１００、１２００、１３００）の第１導電型メタル層にそれぞれ電気的に連結される。

【0024】

上述したように、従来は、マイクロＬＥＤを製作する際に、一つの基板上に赤色、緑色、青色の光を発光する構造物を形成することには技術的に困難があるため、本発明では、単一ＣＭＯＳバックプレーン２０００にそれぞれ独立的に製作されてそれぞれ異なる波長帯域の光、即ち赤色、緑色、青色の光をそれぞれ発光する複数のマイクロＬＥＤパネルをフリップチップボンディングし、光学系を用いて三つの色相を１ヶ所に集中させることによってフルカラーの具現を可能にする。また、本発明は、従来のような各ＬＥＤチップとこれらの制御を担当するための縦横軸に沿う各種データ線との間をワイヤボンディングしなければならないという不便さや困難さを解消できるだけでなく、従来のように各ＬＥＤチップの信号制御を担当する各素子をＬＥＤチップの外部領域に別途に備えなくてもよいことから、全体のディスプレイ装置のサイズも減少させることができるという利点がある。

【0025】

最後に、図７は、本発明の一実施形態によるフルカラーを具現するためのマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置の駆動を簡略に説明するための図であり、図７に示したように、本実施形態によるマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置の駆動は、駆動ＩＣ７００の制御信号によって行われる。駆動ＩＣ７００からの制御信号は、ＣＭＯＳバックプレーン２０００に形成された各ＣＭＯＳセル、即ちＣＭＯＳ集積回路によって各マイクロＬＥＤピクセルにそれぞれ供給される。駆動ＩＣ７００からの制御信号は、アナログ信号であるか又はデジタル信号である。或いは、デジタル信号はパルス幅変調（ＰＷＭ）信号である。

【符号の説明】

【0026】

１００、１１００、１２００、１３００ マイクロＬＥＤパネル
１１０ 基板
１２０、１３２ 第１導電型半導体層
１３０ マイクロＬＥＤピクセル
１３４ 活性層
１３６ 第２導電型半導体層
１４０ 第１導電型メタル層
２００、２０００ ＣＭＯＳバックプレーン
２３０ ＣＭＯＳセル
２４０ 共通セル
３４０ 共通バンプ
３００、３３０、３０００、３１００、３２００、３３００ バンプ
２１００、２２００、２３００ ＣＭＯＳセル領域
７００ 駆動ＩＣ

【要約】      （修正有）

【課題】ＣＭＯＳバックプレーン上の各ＣＭＯＳセルに、マイクロＬＥＤパネルに含まれる各マイクロＬＥＤピクセルがそれぞれ対応するように形成されたマイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】マイクロＬＥＤアレイディスプレイ装置は、複数のマイクロＬＥＤピクセル１３０を含むマイクロＬＥＤパネル１００と、各マイクロＬＥＤピクセルにそれぞれ対応する複数のＣＭＯＳセル２３０を含むＣＭＯＳバックプレーン２００と、各マイクロＬＥＤピクセルと各ＣＭＯＳセルとがそれぞれ向い合うように配置され、各マイクロＬＥＤピクセルと各マイクロＬＥＤピクセルに対応するＣＭＯＳセルとをそれぞれ電気的に連結する各バンプ３００と、を備え、各マイクロＬＥＤピクセルは、ＣＭＯＳバックプレーン上に形成された各ＣＭＯＳセルにそれぞれ対応するように各バンプを用いてフリップチップボンディングされて個別的に制御される。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】