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  • 特許-発光ダイオードディスプレイ 図1
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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】2024-03-28
(45)【発行日】2024-04-05
(54)【発明の名称】発光ダイオードディスプレイ
(51)【国際特許分類】
   G09F 9/33 20060101AFI20240329BHJP
   G09F 9/30 20060101ALI20240329BHJP
   H01L 33/00 20100101ALI20240329BHJP
【FI】
G09F9/33
G09F9/30 310
H01L33/00 H
H01L33/00 L
【請求項の数】 10
(21)【出願番号】P 2019211963
(22)【出願日】2019-11-25
(65)【公開番号】P2020106827
(43)【公開日】2020-07-09
【審査請求日】2022-11-22
(31)【優先権主張番号】107147253
(32)【優先日】2018-12-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(73)【特許権者】
【識別番号】598061302
【氏名又は名称】晶元光電股▲ふん▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】Epistar Corporation
【住所又は居所原語表記】21,Li-hsin Rd.,Science-based Industrial Park,Hsinchu 300,TAIWAN
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100091214
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 進介
(72)【発明者】
【氏名】ドン,シャオ-ユゥ
【審査官】武田 悟
(56)【参考文献】
【文献】韓国登録特許第10-0646094(KR,B1)
【文献】米国特許出願公開第2016/0293811(US,A1)
【文献】特開2017-38024(JP,A)
【文献】特開2015-220431(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】
第1電極及び第2電極を含む第1搭載板と、
前記第1搭載板の下に形成され、前記第1搭載板に近い側に位置する第1接点及び第2接点を含む第2搭載板と、
前記第1搭載板の上に形成され、前記第1電極に直接接触する発光ユニットであって、前記発光ユニットは、N型半導体層、P型半導体層、前記N型半導体層と前記P型半導体層との間に位置する活性層、前記第1搭載板に対向し、且つ前記第1電極に電気的に接続された第1電極層、及び前記第1搭載板に対向し、且つ前記第2電極に電気的に接続された第2電極層を含む、発光ユニットと、
前記発光ユニットを囲む枠体と、
前記発光ユニットを覆う保護層と、を含み、
前記第1電極と前記第2電極との間隔は、前記第1接点と前記第2接点との間隔よりも小さく、
前記第1搭載板の材料は、ポリエステル(Polyester)、ポリイミド(Polyimide:PI)、BT樹脂(Bismaleimide Triazine)、PTFE樹脂(Polytetrafluoroethylene)又はその組み合わせを含む、ディスプレイ。
【請求項2】
前記枠体は、不透明な材料を含む、請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項3】
前記発光ユニットと前記第1搭載板との間に位置する導電層、をさらに含む、請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項4】
前記第2搭載板の前記第1搭載板とは反対側に設けられた電気接触層、をさらに含む、請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項5】
前記第1搭載板の下方に位置する第1電気接触層と、
前記第2搭載板の上方に位置し、前記第1電気接触層に電気的に接続される第2電気接触層と、をさらに含む、請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項6】
前記第1電極は、前記第1接点に電気的に接続される、請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項7】
前記枠体の最上面と前記保護層の最上面とは面一にされている、請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項8】
前記第2搭載板は、凹穴をさらに含む、請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項9】
前記枠体の材料は、黒色の顔料、カーボン(carbon)又は酸化チタン(titanium oxide)を含む、請求項1に記載のディスプレイ。
【請求項10】
前記保護層は、前記枠体と直接接触する、請求項1に記載のディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光ダイオードディスプレイに関し、特に2つの搭載板を含む発光ダイオードディスプレイに関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオードディスプレイは、発光ダイオードを表示画素として使用するディスプレイであり、発光ダイオードは光を発することができるため、従来の液晶ディスプレイと異なって、光源としてバックライトモジュールを追加する必要がない。このため、発光ダイオードディスプレイは、従来の液晶ディスプレイよりも薄くすることができ、商業市場では大きな発展ポテンシャルを有する。
【発明の概要】
【0003】
本発明では、第1電極及び第2電極を含む第1搭載板と、前記第1搭載板の下に形成され、前記第1搭載板に近い側に位置する第1接点及び第2接点を含む第2搭載板と、前記第1搭載板の上に形成され、前記第1電極に直接接触する発光ユニットと、前記発光ユニットを囲む枠体と、前記発光ユニットを覆う保護層と、を含み、前記第1電極と前記第2電極との間隔は、前記第1接点と前記第2接点との間隔よりも小さい、ディスプレイを提供する。
【0004】
本発明では、第1搭載板と、前記第1搭載板の上に形成された第2搭載板と、前記第1搭載板の上に形成され、前記第2搭載板と直接接触していない第3搭載板と、前記第2搭載板の上に形成された第1発光ユニットと、前記第3搭載板の上に形成された第2発光ユニットと、前記第1発光ユニットを囲む枠体と、前記第1発光ユニットを覆う保護層と、を含む、ディスプレイを提供する。
【0005】
本発明の上記及び他の目的、特徴及び利点をより明確にするため、以下は図面を参照しながら実施例を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
図1】本発明の1つの実施例に係る発光ダイオードディスプレイの模式図である。
図2A】本発明の1つの実施例に係るディスプレイユニットの模式図である。
図2B図2Aにおけるディスプレイユニットの断面図である。
図3A】本発明の1つの実施例に係るディスプレイユニットの製造プロセスの模式図である。
図3B図3Aにおける軟質板の上面の部分回路図である。
図4】本発明の1つの実施例に係るディスプレイユニットの製造プロセスの模式図である。
図5】本発明の1つの実施例に係るディスプレイユニットの製造プロセスの模式図である。
図6A】本発明の1つの実施例に係る発光ダイオードディスプレイの製造プロセスの底面図である。
図6B図6Aにおける発光ダイオードディスプレイの断面図である。
図7】本発明の1つの実施例に係るディスプレイユニットの断面図である。
図8】本発明の1つの実施例に係るディスプレイユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下は実施例及び図面を参照しながら本発明の概念を説明し、図面又は説明では、類似又は同一の部分について同一の符号を使用し、図面において素子の形状又は厚さは拡大、或いは縮小されてもよい。
【0008】
図1は本発明の1つの実施例に係る発光ダイオードディスプレイの模式図である。発光ダイオードディスプレイ10000は、ディスプレイユニット1000~1009、2000~2009を含み、各ディスプレイユニットは、複数の画素ユニット100をさらに含み、各画素ユニット100は、特定の光強度及び色を有する光を発するように独立して制御されてもよく、これらの画素ユニットは、同一又は類似の光学特性、例えば発光強度や発光角度を有する。発光ダイオードディスプレイ10000は、水平方向の1つの列と垂直方向の1つの行において異なる数のディスプレイユニットを含む。具体的には、各列には10個のディスプレイユニット(例えばディスプレイユニット1000~1009)が含まれ、各行には2個のディスプレイユニット(例えばディスプレイユニット1000、2000)が含まれる。
【0009】
図2Aは本発明の1つの実施例に係るディスプレイユニットの模式図である。図2Aに示すように、ディスプレイユニット1000は、線分A-A’に垂直な方向に一定の間隔で配列された画素ユニット100、100_1、100_2を含む。画素ユニット100の数は需要に応じて調整されてもよく、例えば、1つの実施例では、ディスプレイ1000に含まれる複数の画素ユニットは1920×1080画素の解像度を提供してもよい。図2Aでは、画素ユニット100_1と画素ユニット100_2との間には画素間隔(pixel pitch)dがある。1つの実施例では、この画素間隔dは1.4mm未満であり、例えば間隔dは、0.2mm~1.3mmの範囲にあり、具体的には0.75mm、0.8mm、1mm、1.25mmである。画素ユニット100は、線分A-A’に平行な方向に順次配列された赤色発光ユニット10、緑色発光ユニット20及び青色発光ユニット30を含む。他の実施例では、これらの発光ユニットの順序は需要に応じて調整されてもよく、例えば赤色発光ユニット10、青色発光ユニット30及び緑色発光ユニット20は上から下に順次配列されてもよい。
【0010】
図2B図2Aにおけるディスプレイユニットの線分A-A’に沿う断面図である。ディスプレイユニット1000は、電気接触層400、第1搭載板200、第2搭載板300及び画素ユニット100を含む。第2搭載板300の硬度は、第1搭載板200の硬度よりも大きい。画素ユニット100は、導電層60、枠体50、枠体50に囲まれた赤色発光ユニット10、緑色発光ユニット20、青色発光ユニット30、及び枠体50に囲まれた範囲内の保護層40を含み、保護層40は、枠体50の内側(発光ユニットに近い側)に直接接触している。保護層40の最上面と枠体50の最上面とは略同一平面上に位置し、保護層40は各発光ユニットを覆い、且つ直接接触している。1つの実施例では、保護層40は、画素ユニット100内にのみ存在し、異なる画素ユニットの間に存在しておらず、即ち、保護層40は、枠体50の内側(発光ユニットに近い側)にのみ接触している。1つの実施例では、保護層40は、ディスプレイユニット1000の表面全体を覆い、或いは少なくとも複数の画素ユニット100を覆い、保護層40が枠体50の内側及び外側(発光ユニットから離れた側)に同時に接触し、保護層40は、枠体50の最上面も覆っている。
【0011】
これらの発光ユニットは、導電層60を介して第1搭載板200の表面の回路層(図示せず)に電気的に接続され、回路層を介して第1搭載板200における導電配線(図示せず)及び第2搭載板300における導電配線(図示せず)及び電気接触層400に電気的に接続されている。これによって、これらの発光ユニットは、外部の信号を受信し、外部の信号に基づいて発光することができる。第1搭載板200及び第2搭載板300における導電配線は、第1搭載板200及び第2搭載板300内で第1搭載板200及び第2搭載板300を垂直、又は斜めに通過してもよい。導電層60の材料は、導電性を有する材料、例えばはんだ(solder)、異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film:ACF)、異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste:ACP)であってもよい。
【0012】
発光ユニット10、20、30はそれぞれ、発光半導体スタック10L、20L、30L、及び電極層10E、20E、30Eを含む。発光半導体スタック10L、20L、30Lはそれぞれ、基板(図示せず)、第1型半導体層(図示せず、例えばN型半導体層)、活性層(図示せず)、及び第2型半導体層(図示せず、例えばP型半導体層)を含む。1つの実施例では、発光半導体スタック10L、20L、30Lは異なる外形を有し、例えば、発光半導体スタック10L、20L、30Lのうちの少なくとも2つの上面は異なる粗さを有し、或いは発光半導体スタック10L、20L、30Lのうちの少なくとも2つは異なるサイズを有する。基板は、サファイア、炭化タンタル、窒化ガリウム又はヒ化ガリウムなどの結晶成長基板であってもよく、第1型半導体層、活性層及び第2型半導体層のエピタキシャル成長に適する。基板は、エピタキシャル成長に用いられる材料であってもよく、例えば、セラミック若しくはサファイア基板などの硬質基板、又はガラス繊維若しくはトリアジン樹脂(BT)などの弾性基板であってもよい。結晶成長基板は、発光半導体スタックの製造中に薄くし、或いは除去してもよい。電極層10E、20E、30Eのそれぞれは、第1型半導体層及び第2型半導体層と電気的に接続され、外部と電気的に接続された経路を提供する。電極層は、金属を含む単層又は多層の構造であってもよく、例えば銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、タングステン(W)及びコバルト(Co)を含む単層又は多層の構造であってもよい。第1型半導体層及び第2型半導体層は、例えばクラッド層(cladding layer)又は閉じ込め層(confinement layer)であり、それぞれ電子、正孔を提供し、電子と正孔を活性層内で結合させて発光させる。第1型半導体層、活性層及び第2型半導体層は、III-V族半導体材料、例えばAlInGa(1-x-y)N又はAlInGa(1-x-y)Pを含んでもよく、ここで、0≦x、y≦1、(x+y)≦1。活性層の材料に応じて、発光半導体スタックは、610nm~650nmのピークを持つ赤色光、530nm~570nmのピークを持つ緑色光、又は450nm~490nmのピークを持つ青色光を発することができる。1つの実施例では、発光ユニットは、波長変換材料、例えば色素、蛍光粉体、又は量子ドット材料を含んでもよい。蛍光粉体を波長変換材料として選択する場合、隣接する蛍光体粒子の一部は互いに接触しており、隣接する蛍光体粒子の一部は互いに接触していない。蛍光粉体の粒径(最大又は平均粒径)は5μm~100μmの範囲にある。蛍光粉体は、黄緑色蛍光粉体及び赤色蛍光粉体を含むが、これに限定されない。黄緑色蛍光粉体の成分は、例えば酸化アルミニウム(YAG又はTAG)、クエン酸塩、バナジン酸塩、アルカリ土類金属セレン化物、又は金属窒化物である。赤色蛍光粉体の成分は、例えばクエン酸塩、バナジン酸塩、アルカリ土類金属硫化物、金属酸窒化物、又はモリブデン酸タングステン塩の混合物である。1つの実施例では、硬化されたホワイトラッカーにより構成された、軟質板と活性層との間に位置する絶縁層をさらに含む。ホワイトラッカーの粘度は約0.5~1000Pa・sであり、硬度は約40~90(shore D)である。或いは、ホワイトラッカーの粘度は約100~1000Pa・sであり、硬度は約30~60(shore D)である。ホワイトラッカーは、基材、及び基材に分散された複数の反射粒子(図示せず)を含む。基材は、シリコーンベースの材料(silicone-based material)、エポキシベースの材料、又はその両方を有し、約1.4~1.6又は1.5~1.6の屈折率(n)を有する。基材は、ポリイミド(PI)、ベンゾシクロブテン(BCB)、ペルフルオロシクロブタン(PFCB)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルイミド(Polyetherimide)、フルオロカーボンポリマー(Fluorocarbon Polymer)を含んでもよい。反射粒子は、二酸化チタン、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、又は二酸化ジルコニウムを含む。活性層から発せられた光が絶縁層に当たると、光は反射される。具体的には、絶縁層により生成される反射は拡散反射(diffuse reflection)に属する。
【0013】
保護層40は、発光ユニットからの光を透過させることができる。保護層40の材料は、シリコーン(Silicone)、エポキシ(Epoxy)、ポリイミド(PI)、ベンゾシクロブテン(BCB)、ペルフルオロシクロブタン(PFCB)、SU8、アクリル樹脂(Acrylic Resin)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルイミド(Polyetherimide)、フルオロカーボンポリマー(Fluorocarbon Polymer)、酸化アルミニウム(Al)、SINR、スピンオングラス(SOG)を含む。1つの実施例では、保護層40は、散乱粒子(scattering particle)、例えば二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛又は酸化アルミニウムを含む。
【0014】
枠体50は、一部の画素ユニットにより発せられた光を吸収し、画素ユニットの光が画素ユニットから横方向に射出するのを回避し、光が主に軟質板200に垂直な方向に画素ユニット100から出るようにし、光の方向の集中化の効果を達成する。枠体50は、光を吸収するように構成され、不透明な材料を含み、枠体50は、黒色塗料で塗布された基材又は黒色塗料が混合された基材からなる構造を有してもよい。基材は、金属(クロム)又はポリマーを含む。ポリマーは、シリコーン、エポキシ樹脂、ポリイミド(PI)、ベンゾシクロブテン(BCB)、ペルフルオロシクロブタン(PFCB)、Su8、アクリル樹脂(Acrylic Resin)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルイミド(Polyetherimide)、ポリウレタン(PU)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、アクリレート(Acrylate)、又はビスマレイミドトリアジン樹脂(Bismaleimide Triazine Resin:BT)などを含む。黒色塗料は、例えば黒色インク又は濃い顔料、カーボン(carbon)、又は酸化チタン(titanium oxide)などである。1つの実施例では、枠体50は、樹脂、及び樹脂に分散された酸化チタンを含み、酸化チタンにより光を吸収し、枠体50に対する酸化チタンの重量パーセントは60%以上であり、もう1つの実施例では、枠体50に対する酸化チタンの重量パーセントは20%~60%の範囲にある。1つの実施例では、枠体50の厚さは10マイクロメートル(μm)~50マイクロメートルの範囲にある。
【0015】
第1搭載板200は、折り曲がることが可能な載置板である。1つの実施例では、第1搭載板200の許容可能な曲率半径は、50mm未満であり、例えば25mm又は32mmである。第1搭載板200の材料は、ポリエステル(Polyester)、ポリイミド(Polyimide:PI)、BT樹脂(Bismaleimide Triazine)、及びPTFE樹脂(Polytetrafluoroethylene)を含む。そのうち、BT樹脂のガラス転移温度は180℃であり、ポリイミド樹脂のガラス転移温度は250℃であり、より優れた熱安定性を有する。第2搭載板300は、積層された多層構造であり、各層は同一又は異なる金属配線を含み、各層は電気的に接続されている。第2搭載板300の材料は、フェノール樹脂(Phenol resins:PF)、ガラスエポキシ樹脂(FR4)などの硬質材料を含む。1つの実施例では、第1搭載板200には、導電層60に対応する位置に50μm~60μmの辺の長さを有する金属パッドが設けられ、第2搭載板300には、例えば、発光ユニット10、20、30の下方に55μm~85μmの辺の長さを有する金属パッドが設けられる。例えば、第1搭載板200には、導電層60に対応する位置に50μm×50μmの金属パッドが設けられ、第2搭載板300には、発光ユニット10、20、30の下方に、例えば導電層60に対応する位置又は導電層60に直接対応しない位置に75μm×75μmの金属パッドが設けられる。図2Bの構造において、第1搭載板200及び第2搭載板300を積層することで、ディスプレイユニット1000における配線を第1搭載板200と第2搭載板300に分散的に配置するため、配線設計の難しさを軽減させた。また、サイズの小さい金属パッドが配置された第1搭載板200を発光ユニットに直接接触させ、サイズの大きい金属パッドが配置された第2搭載板300に比べて、第1搭載板200により多くの金属パッドを設けることができ、即ち、同一の表面面積の場合、第1搭載板200により多くの発光ユニットを設けることができるため、より高い解像度を達成することができる。また、第1搭載板200上の金属パッドにより占用される面積が小さいため、同一の面積を有する第1搭載板200と第2搭載板300に同一の数の発光ユニットを設ける場合、第1搭載板200により表面の金属配線のためにより多くのスペースを提供することができ、配線設計の難しさを軽減させることができ、狭すぎる配線間隔に起因する信号干渉の問題を回避することができる。電気接触層400は、金属を含む単層又は多層の構造であってもよく、例えば銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、チタン(Ti)、タングステン(W)及びコバルト(Co)を含む単層又は多層の構造であってもよい。
【0016】
図3Aは本発明の1つの実施例に係るディスプレイユニットの製造プロセスの模式図であり、図3B図3Aにおける第1搭載板200の上面の部分回路図である。図3Aに示すように、発光ユニット10、20、30は、それぞれ第1搭載板200の上面に配列され、第1搭載板200の下面に電気接触層201が設けられ、電気接触層201は第1搭載板200の上面の回路(例えば図3BにおけるN型接点202N及びN型電極線203N)に電気的に接続され、発光ユニットと外部との間の電気的接続経路を提供するため用いられる。電気接触層201は、N型接点201_N、P型接点201_P1、201_P2、201_P3を含み、2種類の接点のサイズは同一であってもよいし、異なってもよい。N型接点201_Nは、発光ユニット10、20、30のN型半導体層に電気的に接続されて共通N型接点の構造を形成し、P型接点201_P1は、発光ユニット10のP型半導体層に電気的に接続され、接点201_P2は、発光ユニット20のP型半導体層に電気的に接続され、P型接点201_P3は、発光ユニット30のP型半導体層に電気的に接続されている。もう1つの実施例では、発光ユニット10、20、30のP型半導体層は、同一のP型接点に共通に接続されて共通P型接点の構造を形成し、発光ユニット10、20、30のN型半導体層のそれぞれは、異なるN型接点(図示せず)に接続されている。もう1つの実施例では、発光ユニット10、20、30は、パッケージとして実装された後に、第1搭載板200の上に接合される(図示せず)。図3Bに示すように、発光ユニット10、20、30は画素領域100A内に配置され、各発光ユニットはそれぞれ第1搭載板200上に配置された1つのN型電極及びP型電極に接続される。具体的には、図3Bに示すように、発光ユニット10はP型電極10P及びN型電極10Nに接続され、発光ユニット20はP型電極20P及びN型電極20Nに接続され、発光ユニット30はP型電極30P及びN型電極30Nに接続されている。P型電極10P、20P、30Pの間の距離は、N型電極10N、20N、30Nの間の距離と略同一であり、例えば、電極10Pと電極20Pとの間の間隔d1は、電極10Nと電極20Nとの間の間隔d2と略同一である。同一のタイプの電極間の距離も略同一であり、例えば、電極10Pと電極20Pとの間の間隔は、電極20Pと電極30Pとの間の間隔に実質的に等しい。ここで、N型電極10N、20N、30Nは、第1搭載板200上に同様に配置されたN型電極線203Nを介してN型接点202Nに接続され、発光ユニット10、20、30は同一のN型接点202Nに接続される。1つの実施例では、P型電極及びN型電極は、55μm~85μmの範囲内にあり、例えば70μm、75μm、80μm又は82μmの辺の長さを有し、或いは70μm~95μmの範囲にあり、例えば72μm、85μm又は90μmの辺の長さを有する。P型電極10Pは、第1搭載板200に配置されたP型電極線203P1に接続され、P型電極20Pは、第1搭載板200に配置されたP型電極線203P2に接続され、P型電極30Pは、軟質板200に配置されたP型電極線203P3に接続されることで、発光ユニット10、20、30は、異なる電極線を介して例えば発光の強度、発光の時点及び発光時間の長さなどの発光特性を制御することができる。より具体的には、発光ユニット10の発光特性は、P型電極線203P1及び電極線203Nにより制御されてもよく、発光ユニット20の発光特性は、P型電極線203P2及び電極線203Nにより制御されてもよく、発光ユニット30の発光特性は、P型電極線203P3及び電極線203Nにより制御されてもよい。これらの発光ユニットに接続されたN型接点202N及びP型接点202Pは、それぞれ、第1搭載板200内の導電配線(図示せず)を介して裏面の電気接触層201に電気的に接続され、発光ユニットに制御信号を伝送する。P型電極線203P1、203P3は、第1搭載板200上の他の画素及び他の位置に接続されて(図示せず)、第1搭載板200内の導電配線(図示せず)を介して制御信号をP型接点及びP型電極線を介して第1搭載板200上に位置する発光ユニットに伝送する。より具体的には、電極線203P1、203P3は、それぞれ同一の色の光を発することができる発光ユニットに電気的に接続されている。1つの実施例では、第1搭載板200内の導電配線は、P型電極線203P1、203P3に垂直である。1つの実施例では、第1搭載板200の下面(硬質板300に近い表面)の左右両側は、P型電極信号に供給される外部信号を受信するための複数の受信点(図示せず)を含み、第1搭載板200の下面の上下両側(左右両側に垂直な両側)も、N型電極に提供される外部信号を受信するための、平行に配列された複数の受信点(図示せず)を含む。発光ユニット10、20、30と第1搭載板200との組み合わせが完了した後、後続プロセスのステップの完了を待たずに、電気的特性及び光学的特性を試験することができる。この段階で試験が行われ、発光ユニットの表示が異常である場合、例えば、点滅などが異常に点灯している場合、異常な発光ユニット又は異常な第1搭載板200を交換することができる。保護層40を被せた後に試験を行うと、被せられた保護層40により単一の発光ユニットの交換が困難になる。例えば、発光ユニット10、20、30、及び第1搭載板200が第2搭載板300に接続された後に試験を行うと、異常な第1搭載板200を交換する必要がある場合、大量の発光ユニット及び製造の時間を浪費する。
【0017】
図4は本発明の1つの実施例に係るディスプレイユニットの製造プロセスの模式図である。図4に示すように、図3Aの構造を完成した後、第2搭載板300を提供する。第2搭載板300の下面には電気接触層400が設けられ、上面には電気接触層301が設けられている。電気接触層201と第2搭載板300上の電気接触層301とをはんだ等の導電性材料により接続しているため、発光ユニットは、第1搭載板200の表面の回路層(図示せず)、第1搭載板200における導電配線(図示せず)、電気接触層201、電気接触層301、第2搭載板300における導電配線(図示せず)及び電気接触層400を順次介して外部の信号を受信し、外部の信号に基づいて発光することができる。もう1つの実施例では、導電性材料は、はんだ(solder)、異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film:ACF)、又は異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste:ACP)であってもよい。
電気接触層301は、N型接点301_N、P型接点301_P1、301_P2、301_P3を含み、2種類の接点のサイズは同一であってもよいし、異なってもよい。図4おいて、N型接点201_NはN型接点301_Nに接続され、P型接点201_P1はP型接点301_P1に接続され、P型接点201_P2はP型接点301_P2に接続され、P型接点201_P3はP型接点301_P3に接続されることで、発光ユニット10、20、30をそれぞれ制御するように、外部の信号をN型接点及びP型接点を介してそれぞれ伝送することができる。P型接点301_P1、301_P2、301_P3の間の距離は、(第1搭載板200上の)電極10P、20P、30Pの間の距離よりも大きく、例えば、P型接点301_P1とP型接点301_P2との間の間隔d3は、電極10Pと電極20Pとの間の間隔d1(又は電極10Nと電極20Nとの間の間隔d2)よりも大きい。このため、発光ユニット10、20、30が同一の面積の第1搭載板200又は第2搭載板300に配置される場合、第1搭載板200の間隔(例えば、d1、d2)が第2搭載板300の間隔(例えばd3)よりも小さいため、第1搭載板200により多くの発光ユニットを配置することができる。言い換えれば、発光ユニット10、20、30を第1搭載板200に配置した後に第2搭載板に接続することによって形成されたディスプレイの解像度は、発光ユニット10、20、30を第2搭載板300に直接配置することによって形成されたディスプレイの解像度よりも高い。また、同一のタイプの電極間の距離も略同一であり、例えば、P型接点301_P1とP型接点301_P2の間隔d3は、P型接点301_P2とP型接点301_P3の間隔に略等しい。もう1つの実施例では、発光ユニット10、20、30のP型半導体層は、同一のP型接点に共通に接続されて共通P型接点の構造を形成し、発光ユニット10、20、30のN型半導体層のそれぞれは、異なるN型接点(図示せず)に接続されている。さらに、第2搭載板300の上面(第1搭載板200と接触する表面)及び下面(第1搭載板200から離れた表面)に何れも2種類の接点が配置され、これらの接点のサイズは同一であってもよいし、異なってもよい。1つの実施例では、電気接触層201、301は、第2搭載板300又は第1搭載板200の表面に完全に配置されている(言い換えれば、電気接触層201、301は、第2搭載板300及び第1搭載板200の表面からそれぞれ突出する)が、電気接触層201、301が薄いため、第1搭載板200の一部と第2搭載板300の一部とは接合後に直接接触する。
【0018】
図5は本発明の1つの実施例に係るディスプレイユニットの製造プロセスの模式図である。図5に示すように、第1搭載板200と第2搭載板300とが接続された後、枠体50を第1搭載板200の表面に接続し、枠体50と第1搭載板200の表面との間の空間に保護層40の材料を注入することで保護層40を形成する。枠体50は、発光ユニット10、20、30を囲み、保護層40は、発光ユニット10、20、30を覆い、枠体50の内側(発光ユニットに近い側)に直接接触している。より具体的には、保護層40は枠体50及び第1搭載板200によって形成された空間に充填され、保護層40の最上面と枠体50の最上面とは略同一平面上に位置する。上記のプロセスにおいて、保護層40の最上面と枠体50の最上面とが面一にされているように、保護層40又は枠体50の突出する部分を除去するための研磨プロセスをさらに追加してもよい。もう1つの実施例では、保護層40はディスプレイユニット全体を覆い、即ち、保護層40は第1搭載板200の表面全体を覆い、保護層40は枠体50の内側と外側に同時に接触し、保護層40は枠体の最上面をさらに覆い、同一の保護層によりディスプレイユニット全体における全ての発光ユニットを覆う。もう1つの実施例では、1つの保護層40は第1搭載板200の表面の一部のみを覆うと共に、枠体50の内側と外側に接触し、保護層40の最上面は枠体50の最上面と略同一平面上に位置する。
【0019】
図6Aは本発明の1つの実施例に係る発光ダイオードディスプレイの製造プロセスの底面図である。図6B図6Aにおける発光ダイオードディスプレイの線分B-B’に沿う断面図である。発光ダイオードディスプレイ20000は、4つのディスプレイユニット3000A、3000B、3000C、3000D及び1つの制御回路500を含む。制御回路500は、発光ダイオードディスプレイ20000の略中央位置に配置され、電気接触層400A、400B、400C、400Dを介してディスプレイユニットに電気的に接続され、画面を生成するためにディスプレイユニット3000A、3000B、3000C、3000Dに制御信号を提供する。制御回路500は、スイッチ(switch)、制御IC(Integrated Chip)などの能動電子部品、及び抵抗器、コンデンサなどの受動電子部品を含む。図6B図6Aにおける発光ダイオードディスプレイ20000の線分B-B’に沿う断面図である。ディスプレイユニット3000A、3000B、3000C、3000Dはディスプレイユニット1000と同様であり、関連する説明は前述の段落を参照してもよい。図6Bに示すように、制御回路500は、電気接触層400Aの下面に接続され、電気接触層400Aの下面の一部を露出させる。制御回路500は、ディスプレイユニット3000A上の画素ユニットと重なり、少なくとも部分的に画素ユニットの外側にある。
【0020】
図7は本発明の1つの実施例に係るディスプレイユニットの断面図である。図7に示すように、ディスプレイユニット4000は、電気接触層400、第2搭載板300、第3搭載板200A、第4搭載板200B、第1画素ユニット101及び第2画素ユニット102を含む。ここで、搭載板200A、200Bのそれぞれの下面の面積は、第2搭載板300の上面の面積よりも小さい。第1画素ユニット101及び第2画素ユニット102の構造は、画素ユニット100の構造と同様であり、関連する説明は前述の段落を参照してもよい。保護層40は、発光ユニット10、20、30を覆い、枠体50の内側(発光ユニットに近い側)と直接接触しており、保護層40の最上面は枠体50の最上面と略同一平面上に位置する。より具体的には、保護層40は、枠体50と搭載板200A及び200Bにより形成された空間内に配置されている。もう1つの実施例では、保護層40はディスプレイユニット全体を覆う、即ち、保護層40は第2搭載板300の上面全体を覆うと共に、保護層40は枠体50の内側及び外側に同時に接触し、保護層40は枠体50の最上面をさらに覆う。1つの実施例では、同一の保護層40は少なくとも2つの発光ユニット全体を覆うと共に、枠体50の内側と外側に接触し、第2搭載板300の上面の一部を露出させる。
【0021】
ディスプレイユニット4000では、各画素ユニット101、102は、画素ユニット内の導電層60を介して搭載板200A、200Bに接続され、外部信号は異なる搭載板を介して異なる画素ユニットを制御する。より具体的には、外部信号は、電気接触層400、第2搭載板300を通過した後、第3搭載板200Aを介して画素ユニット101を制御し、第4搭載板200Bを介して画素ユニット102を制御する。ディスプレイユニット1000では、全ての画素ユニットが第1搭載板200に配置され、即ち、各画素ユニットを制御するための信号及び制御線が第1搭載板200を同時に通過する。ディスプレイユニット4000における各画素ユニットの制御信号は、異なる搭載板を介して伝送される(即ち、単一の搭載板に単一の画素ユニットのみがある)ため、搭載板200A、200Bにおける制御線はディスプレイユニット1000における搭載板200よりも簡単であり、線間の間隔を大きく設計することができ、信号間で互いに干渉するという問題を回避することができる。1つの実施例では、画素ユニットが下方の搭載板に接合された後、検出、例えば電気的特性及び光学的特性を検出し、画素ユニットが正常に動作していることを確認した後、搭載板(例えば搭載板200A、200B)を画素ユニットと共に他の搭載板(例えば搭載板300)に接合してもよい。単一の画素ユニットが異常である場合、ディスプレイユニット4000において該画素ユニットを容易に交換することができ、例えば、画素ユニット101を下方の第3搭載板200Aと共に取り外して正常な画素ユニット及び軟質板に交換することができる。ディスプレイユニット1000に1つの画素ユニットが異常であり、且つ単一の画素ユニットを交換できない場合、搭載板200上の全ての画素ユニット及び搭載板200を共に交換することしかできないため、製造は非常に不便である。一方、このような製造上の違いにより、異常の原因が画素ユニットに接続された搭載板にある場合により顕著であり、ディスプレイユニット4000は、単一の搭載板及び上方の単一の画素ユニットのみを交換することで修復の効果を達成することができ、例えば画素ユニット102及び第4搭載板200Bの正常の動作に影響を与えることなく、画素ユニット101及び第3搭載板200Aのみを交換してもよい。1つの実施例では、ディスプレイユニット4000は複数の搭載板を含み、各搭載板には少なくとも2つの画素ユニットが設けられる。
【0022】
図8は本発明の1つの実施例に係るディスプレイユニットの断面図である。図8に示すように、ディスプレイユニット5000は、電気接触層400、第5搭載板300A、第6搭載板200C、画素ユニット100を含む。第6搭載板200Cの下面に電気接触層201が設けられ、第5搭載板300Aの上面に2つの凹穴3001、3002が含まれ、凹穴3001、3002内に電気接触層301が設けられる。電気接触層301は、はんだ等の導電性材料を介して電気接触層201に接続してもよく、外部の信号を電気接触層400、第5搭載板300A及び第6搭載板200Cを介して入力して画素ユニット100を制御してもよい。ここで、電気接触層301及び電気接触層201は、発光ユニット10、20、30をそれぞれ接続、制御するためのN型接点及びP型接点をさらに含んでもよい。関連な詳細及び実施形態は前述の段落及び図3A図4図5を参照してもよく、ここでその説明を省略する。もう1つの実施例では、導電性材料は、はんだ(solder)、異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film:ACF)又は異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste:ACP)であってもよい。保護層40は、発光ユニット10、20、30を覆い、枠体50の内側(発光ユニットに近い側)に直接接触している。より具体的には、保護層40は、枠体50と第6搭載板200Cとにより形成された空間に充填され、保護層40の最上面は、枠体50の最上面と略同一平面上に位置する。もう1つの実施例では、保護層40はディスプレイユニット全体を覆い、即ち、保護層40は第6搭載板200Cの表面全体を覆い、保護層40は枠体50の内側と外側に同時に接触する。さらに、同一の保護層40はディスプレイユニット5000における全ての発光ユニットを覆い、保護層40は枠体50の最上面をさらに覆う。もう1つの実施例では、ディスプレイユニット5000は、互いに接触していない少なくとも2つの保護層40を含み、そのうち1つの保護層40は、枠体50の内側と外側に同時に接触し、保護層40の最上面は枠体50の最上面と面一にされている。第5搭載板300Aが第6搭載板200Cに接続された後、電気接触層201は完全に凹穴3001、3002に入り、第6搭載板200Cの下面は第5搭載板300Aの上面と直接接触する。1つの実施例では、第6搭載板200Cと第5搭載板300Aとの間の隙間(凹穴3001、3002を含む)には、両者間の接着力を強化し、電気接触層201、301の間の接合強度をさらに強化するために、さらにシリコーン(Silicone)又はエポキシ樹脂(Epoxy)などの絶縁材料が充填される。さらに、第6搭載板200Cと第5搭載板300Aとの接合により第6搭載板200Cが変形して第6搭載板200Cの上面が突起になる可能性があり、凹穴の設計により、突起の程度を低減させることができ、即ち変形の大きさを低減させ、また変形を回避することができる。
【0023】
上述した実施例は単なる本発明の技術的思想及び特徴を説明するものであり、当業者に本発明の内容を理解させてそれに基づいて実施を行わせるためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。本発明に開示された趣旨に基づいて均等的に変更、変形されたものは本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【0024】
10000、20000 発光ダイオードディスプレイ
1000、1001、1002、1003、1004、1005、1006、1007、1008、1009、2000、2001、2002、2003、2004、2005、2006、2007、2008、2009、3000A、3000B、3000C、3000D、4000、5000 ディスプレイユニット
100、101、102、100_1、100_2 画素ユニット
10L、20L、30L 発光半導体スタック
10E、20E、30E 電極層
100A 画素領域
10、20、30 発光ユニット
200、200A、200B、200C、300、300A 搭載板
202N、202P、201_N、301_N、201_P1、201_P2、201_P3、301_P1、301_P2、301_P3、301_N1、301_N2、301_N3 接点
203_P1、203_P2、203_P3、203N 電極線
10N、20N、30N、10N’、20N’、30N’ N型電極
10P、20P、30P、10P’、20P’、30P’ P型電極
3001、3002 凹穴
201、301、400、400A、400B、400C、400D 電気接触層
40 保護層
50 枠体
60 導電層
500 制御回路
A-A’、B-B’ 線分
d、d1、d2、d3 間隔
図1
図2A
図2B
図3A
図3B
図4
図5
図6A
図6B
図7
図8