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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-17
(45)【発行日】2023-08-25
(54)【発明の名称】ディスプレイパネル
(51)【国際特許分類】
   G09F 9/40 20060101AFI20230818BHJP
   G09F 9/33 20060101ALI20230818BHJP
   G09F 9/00 20060101ALI20230818BHJP
   H01L 33/00 20100101ALI20230818BHJP
【FI】
G09F9/40 301
G09F9/33
G09F9/00 346Z
H01L33/00 L
【請求項の数】 15
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022020692
(22)【出願日】2022-02-14
(65)【公開番号】P2023088818
(43)【公開日】2023-06-27
【審査請求日】2022-04-05
(31)【優先権主張番号】110147049
(32)【優先日】2021-12-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(73)【特許権者】
【識別番号】390023582
【氏名又は名称】財團法人工業技術研究院
【氏名又は名称原語表記】INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
【住所又は居所原語表記】No.195,Sec.4,ChungHsingRd.,Chutung,Hsinchu,Taiwan 31040
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100134577
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 雅章
(72)【発明者】
【氏名】呉 明憲
(72)【発明者】
【氏名】蔡 曜駿
【審査官】小野 博之
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2019/0131344(US,A1)
【文献】特開2006-145890(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2019/0012956(US,A1)
【文献】特開2007-192977(JP,A)
【文献】特開2019-075528(JP,A)
【文献】特開2018-087928(JP,A)
【文献】特開2015-194515(JP,A)
【文献】特開2004-191487(JP,A)
【文献】特表2019-514217(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G09F 9/00-9/46
H01L 33/00-33/64
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ディスプレイパネルは、
底プレートと、
前記底プレート上にアレイ配列でタイル状に配置された複数のディスプレイモジュールであって、
前記ディスプレイモジュールのそれぞれは、
複数の接続電極を有する回路基板と、
前記回路基板上に配置される複数のディスプレイピクセルであって、前記ディスプレイピクセルのうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの第2ピクセルユニットを有する、複数のディスプレイピクセルと、を含む、複数のディスプレイモジュールと、
複数の接続ピクセルパッケージと、を備え、
前記接続ピクセルパッケージのそれぞれは、少なくとも1つの第1ピクセルユニットを含み、前記接続ピクセルパッケージは、隣接する前記回路基板の前記接続電極上に配置されて、前記ディスプレイモジュールを接続し、前記少なくとも1つの第1ピクセルユニットの発光面と、前記少なくとも1つの第2ピクセルユニットの発光面とは、同一平面上にある、ディスプレイパネル。
【請求項2】
前記接続ピクセルパッケージの前記少なくとも1つの第1ピクセルユニットの数は、複数である、請求項1に記載のディスプレイパネル。
【請求項3】
前記少なくとも1つの第1ピクセルユニットおよび前記少なくとも1つの第2ピクセルユニットは、赤色、青色、および緑色のマイクロ発光ダイオードチップを含む、請求項1に記載のディスプレイパネル。
【請求項4】
前記接続ピクセルパッケージの最大高さは、100μm以下である、請求項1に記載のディスプレイパネル。
【請求項5】
前記接続ピクセルパッケージのモース硬度が6以下である、請求項1に記載のディスプレイパネル。
【請求項6】
前記接続ピクセルパッケージは、担体をさらに備え、前記少なくとも1つの第1ピクセルユニットは、前記担体上に配置され、前記担体の最大高さは、20μm以下である、請求項1に記載のディスプレイパネル。
【請求項7】
前記接続ピクセルパッケージは、前記少なくとも1つの第1ピクセルユニットに電気的に接続された少なくとも1つの制御要素をさらに備える、請求項1に記載のディスプレイパネル。
【請求項8】
前記少なくとも1つの制御要素の数は、前記少なくとも1つの第1ピクセルユニットの数以下である、請求項7に記載のディスプレイパネル。
【請求項9】
前記接続ピクセルパッケージのサイズは同じである、請求項1に記載のディスプレイパネル。
【請求項10】
前記少なくとも1つの第2ピクセルユニットは、前記回路基板上にマイクロ発光ダイオードチップを結合して形成される、請求項1記載のディスプレイパネル。
【請求項11】
前記少なくとも1つの第2ピクセルユニットの数は、複数である、請求項10記載のディスプレイパネル。
【請求項12】
前記ディスプレイピクセルは、少なくとも1つのディスプレイピクセルパッケージを含み、前記少なくとも1つのディスプレイピクセルパッケージは、前記少なくとも1つの第2ピクセルユニットを含む、請求項1に記載のディスプレイパネル。
【請求項13】
前記少なくとも1つの第2ピクセルユニットの数は、複数である、請求項12に記載のディスプレイパネル。
【請求項14】
ユニットサイズにおける前記接続ピクセルパッケージの構造は、ユニットサイズにおける前記ディスプレイピクセルパッケージの構造と同じである、請求項12に記載のディスプレイパネル。
【請求項15】
ディスプレイピクセルパッケージおよび前記接続ピクセルパッケージは、前記回路基板の同じ側に配置される、請求項1に記載のディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
技術分野はディスプレイパネルに関する。
【背景技術】
【0002】
公知技術では、ディスプレイパネルは、ディスクリート・ディスプレイ・モジュールおよびタイリング・ディスプレイ・モジュールに分割することができる。ディスクリート・ディスプレイ・モジュールは、ピクセル間隔が250μm以下で、ピクセル密度と周期密度が高いものとして定義することができる。しかし、製造困難性が高いため、実証には小型パネルしか利用できないのが現状であるタイリング・ディスプレイ・モジュールは、ピクセル間隔が400μm以下のものとして定義でき、周期密度がより高いパネルにのみ使用できる。歩留まりやコストの問題から、1枚のパネルでは量産仕様を達成できない。従って、大きいサイズパネルと高ピクセル周期密度に対する解が不足している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
例示的な実施形態の1つは、ディスプレイパネルを提供する。ディスプレイパネルは、大きいサイズまたは高密度タイリングディスプレイに適用することができる。
【課題を解決するための手段】
【0004】
例示的な実施形態の1つは、ディスプレイパネルを提供する。ディスプレイパネルは、底プレートと、複数のディスプレイモジュールと、複数の接続ピクセルパッケージとを含む。ディスプレイモジュールは、底プレート上にアレイ配列でタイル状に配置される。ディスプレイモジュールのそれぞれは、回路基板と、複数のディスプレイピクセルとを含む。回路基板は、複数の接続電極を含む。ディスプレイピクセルは、回路基板上に配置される。ディスプレイピクセルのうちの少なくとも1つは、少なくとも1つの第2ピクセルユニットを有する。接続ピクセルパッケージのそれぞれは、少なくとも1つの第1ピクセルユニットを含む。接続ピクセルパッケージは、ディスプレイモジュールを接続するために、隣接する回路基板の接続電極上に配置される。少なくとも1つの第1ピクセルユニットの発光面と、少なくとも1つの第2ピクセルユニットの発光面とは、同一平面上にある。
【発明の効果】
【0005】
以上のことに基づいて、本発明のディスプレイパネルでは、接続ピクセルパッケージは、少なくとも1つの第1ピクセルユニットを含み、少なくとも1つの第2ピクセルユニットは、ディスプレイモジュール上に配置され、ディスプレイモジュールは、底プレート上に配置され、接続ピクセルパッケージは、タイル状に配置され、隣接する回路基板上に配置されて、ディスプレイパネルを形成する。その結果、隣接するディスプレイモジュール間に画像を表示することができるピクセルユニットがあり、大きいサイズまたは高ピクセル密度タイリングディスプレイに適用することができる。
【0006】
さらに詳細に本発明を説明するために、図を伴ういくつかの例示的な実施形態を以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
添付図面は、更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は、例示的な実施形態を図示し、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【0008】
図1図1Aは、本発明の一実施形態によるディスプレイパネルの概略上面図および概略断面図である。図1Bは、本発明の一実施形態によるディスプレイパネルの概略上面図および概略断面図である。
図2】本発明の一実施形態による接続ピクセルパッケージの概略上面図である。
図3】遮光層によって覆われた図2の接続ピクセルパッケージの概略上面図である。
図4】線A-A´に沿った図3の接続ピクセルパッケージの概略断面図である。
図5】本発明の別の実施形態による接続ピクセルパッケージの概略断面図である。
図6】本発明の別の実施形態による、接続ピクセルパッケージの概略横断面図である。
図7図7Aは、本発明の別の実施形態による、ディスプレイパネルのアセンブリの概略断面図である。図7Bは、本発明の別の実施形態による、ディスプレイパネルのアセンブリの概略断面図である。
図8】本発明の別の実施形態によるディスプレイパネルの概略断面図である。
図9】本発明の別の実施形態によるディスプレイパネルの概略断面図である。
図10図10A~10Fは、本発明の異なる実施形態による、ディスプレイパネルの概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
図1A及び図1Bは本発明の一実施形態によるディスプレイパネルの概略上面図および概略断面図である。図1A及び図1Bを参照すると、この実施形態は、ディスプレイパネル100を提供する。ディスプレイパネル100は、底プレート101と、複数のディスプレイモジュール105と、複数の接続ピクセルパッケージ120(太線で示す)とを含む。底プレート101は底部側に位置し、ディスプレイモジュール105は底プレート101上に配置され、図1Bに示されるように、アレイ配置でタイル化される。ディスプレイモジュール105は、複数の接続電極112(図7Bに示すように)および複数のディスプレイピクセル140(細線で示す)を有する回路基板110を含む。接続ピクセルパッケージ120は、ディスプレイモジュール105を接続するために、隣接する回路基板110の接続電極112上に配置される。接続ピクセルパッケージ120およびディスプレイピクセル140は、回路基板110の同じ側に配置される。接続ピクセルパッケージ120のそれぞれおよびディスプレイピクセル140のそれぞれは、表示するための、例えば赤色、青色、および緑色のマイクロ発光ダイオード(Micro LED)チップなどのピクセルユニットを有し、すべてのピクセルユニットの発光面は、同一平面上にある。詳細には、接続ピクセルパッケージ120のピクセルユニットの発光面とディスプレイピクセル140のピクセルユニットの発光面とは同一平面上にある。
【0010】
従って、本実施形態によれば、接続ピクセルパッケージ120を配置し、ディスプレイモジュール105をタイルに電気的に接続することによって、大サイズディスプレイパネル100が形成される。その結果、本発明のディスプレイパネル100は、非タイリングディスプレイよりも歩留まりが高く、コストが低い、大サイズまたは高ピクセル密度タイリングディスプレイに適用され得る。この実施形態によれば、接続ピクセルパッケージ120のサイズは同じである。単位サイズにおける接続ピクセルパッケージ120の構造は、単位サイズにおけるディスプレイモジュール105のディスプレイピクセル140の構造と同じであってもよいことに留意されたい。接続ピクセルパッケージ120は、ディスプレイピクセル140のようなディスプレイピクセルとして使用され、外観上一貫しているが、本発明はこれに限定されない。
【0011】
図2は、本発明の一実施形態による接続ピクセルパッケージの概略上面図である。図3は、遮光層によって覆われた図2の接続ピクセルパッケージの概略上面図である。図4は、線A-A´に沿った図3の接続ピクセルパッケージの概略断面図である。図1A図4を参照すると、詳細には、接続ピクセルパッケージ120は、ディスプレイパネル100の部分表示単位として使用される少なくとも1つの第1ピクセルユニット122を含む。第1ピクセルユニット122は、例えば、赤色、青色、および緑色のマイクロ発光ダイオード(マイクロLED)を含むが、本発明はこれに限定されない。第1ピクセルユニット122の数は、複数であってもよい。例えば、本実施形態によれば、1つの接続ピクセルパッケージ120における第1ピクセルユニット122の数は4つであり、第1ピクセルユニット122はアレイ状に配列されているが、本発明はこれに限定されない。同様に、ディスプレイモジュール105のディスプレイピクセル140は、少なくとも1つの第2ピクセルユニット(図示せず)を有し、第1ピクセルユニット122および第2ピクセルユニットはアレイ状に配列されており、本発明はこれに限定されない。
【0012】
より具体的には、本実施形態によれば、接続ピクセルパッケージ120は、担体121、回路構造123、共通電極124、遮光層128、および封入層125をさらに含む。説明を容易にし、明瞭にするために、封入層125は図3では省略されている。担体121上には、第1ピクセルユニット122、回路構造123、共通電極124、遮蔽層128が配置され、第1ピクセルユニット122および遮蔽層128上には、封入層125が配置される。この実施形態によれば、担体121は、誘電材料、例えばポリマーからなるシートである。したがって、本実施形態に係る接続ピクセルパッケージ120の処理条件設定では、担体121のモース硬度は、一般的なセラミック基板(例えば、Al2 O3またはAlN)、シリコン基板、およびガラス基板のモース硬度とは異なり、より小さい。モース硬度は、例えば、本発明によれば6以下である。一方、構造寸法に関しては、担体121の最大高さH1は、20μm以下であり、接続ピクセルパッケージ120全体の最大高さH2は、100μm以下である。言い換えれば、本実施形態に係る接続ピクセルパッケージ120は、回路基板上に配置される従来のチップパッケージング構造よりも配列密度が高く、切断プロセスを必要としない半導体プロセスによって直接作られる。接続ピクセルパッケージ120の精度は、プラスまたはマイナス20μmの許容範囲内で達成され得、結果として、より良い歩留まりをもたらす。また、第1ピクセルユニット122と共通電極124との間には、ピクセルを制御するための回路構造123が接続されている。回路構造123および担体121は、回路層である。導電性材料は、堆積プロセスによって形成されてもよく、次いで、回路構造123および担体121は、フォトリソグラフィー、エッチング、および他の類似のパターン化プロセスによって形成されてもよい。遮蔽層128は、第1ピクセルユニット122を露光するために第1ピクセルユニット122の間の隙間に配置され、遮蔽層128の厚さは第1ピクセルユニット122の高さと同じであってもよいし、やや高い高さであってもよいし、光吸収効果を与えるものであるが、これに限定されない。異なる実施形態によれば、遮光層128は、第1ピクセルユニット122内の複数のチップ間に充填されて、チップの上面を露出するように設計されてもよいが、本発明はこれに限定されない。封入層125は、透光性を有する任意の種類の接着剤であってもよく、遮光層128および第1ピクセルユニット122上に、例えば、塗布法、接着法、ゾル-ゲル法、またはプレス法によって、光透過性パッケージング材料であるように形成されてもよい。この実施形態によれば、封入層125のヤング率は、封入層125によってカプセル化された第1のピクセルユニット122および回路構造123の損傷の可能性を低減するために、1GPa以上であってもよい。
【0013】
図5は、本発明の別の実施形態による接続ピクセルパッケージの概略断面図である。図5を参照すると、この実施形態に示される接続ピクセルパッケージ120Aは、図4に示される接続ピクセルパッケージ120に類似している。相違点は、本実施形態によれば、接続ピクセルパッケージ120Aは、さらに、第1ピクセルユニット122を制御するために、ピクセルユニット122に電気的に接続された少なくとも1つの制御要素126を含む点である。本実施形態によれば、制御要素126と第1ピクセルユニット122とは、同一平面上に配置されている。加えて、制御要素126の数は、第1ピクセルユニット122の数以下であるが、本発明はこれに限定されない。
【0014】
図6は、本発明の別の実施形態による、接続ピクセルパッケージの概略横断面図である。この実施形態に示される接続ピクセルパッケージ120Bは、図5に示される接続ピクセルパッケージ120Aに類似している。相違点は、本実施形態によれば、接続ピクセルパッケージ120Bは、担体121上に配置された誘電体層127をさらに含み、制御要素126は、誘電体層127内に埋め込まれる。
【0015】
接続ピクセルパッケージ120と類似して、ディスプレイピクセル140は、ピクセルユニットを有するディスプレイピクセルパッケージであってもよい。例えば、実施形態のいずれかの接続ピクセルパッケージ120、120A、および120Bは、ディスプレイピクセルパッケージとして選択され得る。換言すれば、ディスプレイピクセル140の構造は、接続ピクセルパッケージ120、120A、および120Bの構造と同じであってもよい。あるいは、ディスプレイピクセル140は、ディスプレイピクセル140を形成するためにチップオンボード(CoB)方法によって回路基板110に直接接合された赤色、青色、および緑色のマイクロ発光ダイオードチップを含むピクセルユニットを含んでもよく、本発明は、ディスプレイピクセルのタイプを制限しない。
【0016】
図7Aおよび図7Bは、本発明の別の実施形態による、ディスプレイパネルのアセンブリプロセスの概略断面図である。図7Aおよび図7Bを参照すると、この実施形態によれば、ディスプレイパネル100のアセンブリステップは、以下のようにすることができる。まず、複数のディスプレイピクセル140が提供され、複数の回路基板110にマス転写方式で転写され、複数のディスプレイモジュール105が形成される。次いで、ディスプレイモジュール105は、底プレート101上にタイル状に配置される。次に、ディスプレイモジュール105の接続位置において、接続ピクセルパッケージ120は、隣接する回路基板110上の接続電極112上に配置され、少なくとも2つの隣接するディスプレイモジュール105をそれぞれ接続する。図1Aに示される実施形態によれば、接続ピクセルパッケージ120の一部は、2つの隣接するディスプレイモジュール105を接続し、接続ピクセルパッケージ120の一部は、4つの隣接するディスプレイモジュール105を接続し、本発明は、これに限定されない。従って、従来の実務とは対照的に、大サイズのディスプレイパネル100は、接続ピクセルパッケージ120を配置して、本実施形態による複数のディスプレイモジュール105をタイリングすることによって形成されてもよい。その結果、本発明のディスプレイパネル100は、非タイリングディスプレイよりも歩留まりが高く、コストが低い、大サイズまたは高ピクセル密度のタイリングディスプレイに適用され得る。本実施形態によるディスプレイパネル100のアセンブリプロセスは、前記の全ての実施形態に適用されてもよい。例えば、図7Aおよび図7Bに示されるディスプレイモジュール105は、また、図1Aに示されるような4つのディスプレイピクセル140または様々な数またはサイズの他の設計を含んでもよく、本発明は、これに限定されない。一方、本実施形態によれば、ディスプレイパネル100は、中間層102をさらに備える。中間層102は、複数のディスプレイモジュール105を後続のステップのために底プレート101に配置するステップの前に、底プレート101上に配置される。中間層102は、例えば、底プレート101上にディスプレイモジュール105を接着するために使用され得るポリマーまたはシリコンである。
【0017】
図8は、本発明の別の実施形態によるディスプレイパネルの概略断面図である。図8を参照すると、この実施形態によるディスプレイパネル100Aは、図7Bに示されるディスプレイパネル100に類似している。その相違点は、本実施形態によれば、チップオンボード(CoB)方式により、赤色、青色、緑色のマイクロ発光ダイオードチップをピクセルユニットとして回路基板110に直接結合してディスプレイピクセル140Aの第2ピクセルユニットを形成し、ディスプレイモジュール105を形成している点である。
【0018】
図9は、本発明の別の実施形態によるディスプレイパネルの概略断面図である。図9を参照すると、この実施形態に示されるディスプレイパネル100Bは、図8に示されるディスプレイパネル100Aに類似している。その相違点は、本実施形態によれば、ディスプレイピクセル140Bは、接続ピクセルパッケージ120のような担体121をさらに含み、これは、ディスプレイピクセル140B内のピクセルユニットの発光面の位置を増加させ、接続ピクセルパッケージ120内のピクセルユニットの発光面とさらに共平坦化する、ことをさらに容易にするように設計されている。
【0019】
図10A図10Fは、本発明の異なる実施形態による、ディスプレイパネルの概略上面図である。図10A図10Fを参照すると、異なる実施形態に従って、接続ピクセルパッケージ120およびディスプレイピクセル140の被覆領域および分布は、状況に応じて異なるように設計されてもよい。接続ピクセルパッケージ120の被覆率は太線で示され、ディスプレイピクセル140の被覆率は細線で示される。被覆領域とは、すべてのピクセルによって被覆される領域を指し、一方、ピクセルパッケージまたはピクセルユニットは、異なる数のピクセルユニットを有する異なるサイズの担体から作られてもよい。換言すれば、要件に応じて単一の被覆領域内に単一のピクセルユニットまたは複数のピクセルユニットを有するように設計されてもよく、本発明はこれに限定されない。例えば、同じディスプレイでは、図10Aに示すディスプレイパネル100Cのように、同じサイズの接続ピクセルパッケージ120と異なるサイズのディスプレイピクセル140とを配置してもよい。あるいは、同じディスプレイにおいて、異なる被覆率サイズの接続ピクセルパッケージ120と、同じサイズのディスプレイピクセル140とが、図10Bに示すようなディスプレイパネル100Dのように配置されてもよい。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
【0020】
加えて、異なる実施形態によれば、接続ピクセルパッケージ120およびディスプレイピクセル140の被覆領域は、異なる実施形態に従うニーズに応じて、サイズが変化し得る。図10D図10E、および図10Fに示されるディスプレイパネル100F、100G、および100Hは、ディスプレイピクセルの異なる被覆領域を有する設計を含み、本発明はこれに限定されない。接続ピクセルパッケージ120の位置は、異なるニーズに従って異なるように設計されてもよい。例えば、接続ピクセルパッケージ120の位置は、図10C図10D、および図10Fに示されるように、ディスプレイパネル100E、100F、および100Hのような、2つの隣接する回路基板110の間にあるように設計されてもよい。あるいは、接続ピクセルパッケージ120の位置は、図10Eに示されるディスプレイパネル100Gのような、4つの隣接する回路基板110の間になるように設計されてもよいが、本発明はこれに限定されない。
【0021】
要約すると、本発明のディスプレイパネルでは、複数のディスプレイモジュールが底プレート上に配置され、少なくとも1つの第2ピクセルユニットがディスプレイモジュール上に配置され、接続ピクセルパッケージは、少なくとも1つの第1ピクセルユニットを含み、隣接するディスプレイモジュール間をタイルに電気的に接続される。その結果、隣接するディスプレイモジュール間に画像を表示することができるピクセルユニットがあり、非タイリングディスプレイよりも歩留まりが高く、コストが低い、大きなサイズまたは高いピクセル密度のタイリングディスプレイに適用することができる。
【0022】
本発明の範囲または精神から逸脱することなく、本発明の実施形態の構造に種々の修正および変形を行うことができることは、当業者には明らかである。以上のことを考慮すると、本発明が、本発明の修正および変形をカバーすることが意図されているが、ここでは、それらが以下の請求項の範囲およびそれらの同等物に含まれることを条件とする。
【産業上の利用可能性】
【0023】
ディスプレイパネルは、大サイズまたは高ピクセル密度タイリングディスプレイに適用することができる。
【符号の説明】
【0024】
100,100A~100H ディスプレイパネル
101 底プレート
102 中間層
105 ディスプレイモジュール
110 隣接回路基板
112 接続電極
120 接続ピクセルパッケージ
121 担体
122 第1ピクセルユニット
123 回路構造
124 共通電極
125 封入層
126 制御要素
127 誘電体層
128 遮光層
140,140A,140B ディスプレイピクセル
H1,H2 最大高さ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10-1】
図10-2】
図10-3】