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KR20220014743A - 디스플레이 모듈 - Google Patents

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Publication number
KR20220014743A
KR20220014743A KR1020200094751A KR20200094751A KR20220014743A KR 20220014743 A KR20220014743 A KR 20220014743A KR 1020200094751 A KR1020200094751 A KR 1020200094751A KR 20200094751 A KR20200094751 A KR 20200094751A KR 20220014743 A KR20220014743 A KR 20220014743A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tft
sacrificial
cutting area
display module
layer
Prior art date
Application number
KR1020200094751A
Other languages
English (en)
Inventor
이동훈
민성용
정영기
백범기
이창준
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020200094751A priority Critical patent/KR20220014743A/ko
Priority to PCT/KR2021/005553 priority patent/WO2022025394A1/ko
Publication of KR20220014743A publication Critical patent/KR20220014743A/ko
Priority to US18/088,313 priority patent/US20230125557A1/en

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Abstract

디스플레이 모듈이 개시된다. 상기 디스플레이 모듈은 글라스 기판과 상기 글라스 기판의 일면에 형성된 TFT(Thin Film Transistor) 층을 포함하는 TFT 기판과, 상기 TFT 층에 형성된 다수의 TFT 전극에 전기적으로 연결된 다수의 LED(Light Emitting Diode)를 포함하며, 상기 TFT 층은, 상기 다수의 LED에 각각 병렬로 연결되어 상기 TFT 층에 발생하는 정전기를 흡수하는 다수의 희생 스위칭 소자를 포함한다.

Description

디스플레이 모듈{DISPLAY MODULE}
본 발명은 디스플레이 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는, TFT 기판에 다수의 마이크로 LED가 실장된 디스플레이 모듈에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 조명 장치용 광원은 물론 TV, 휴대폰, PC, 노트북 PC, PDA 등과 같은 다양한 전자 제품의 각종 디스플레이 장치들을 위한 광원으로 널리 사용되고 있다. 최근에는 그 크기가 100㎛ 이하인 마이크로 LED가 실장된 디스플레이가 개발되고 있다. 마이크로 LED는 기존의 LED에 비해 빠른 반응 속도, 낮은 전력, 높은 휘도를 가지고 있어 차세대 디스플레이의 발광 소자로서 각광받고 있다.
이와 같은 발광 소자는 디스플레이의 글라스 기판에 형성된 TFT 층에 전사된다. 발광 소자의 전극(애노드 및 캐소드 전극)은 TFT 층에 형성된 TFT 전극(애노드 및 캐소드 전극)에 전기적으로 연결된다.
TFT 층은 표면에 정전기 유입을 방지하고 TFT 층을 물리적으로 보호하기 위한 소정 두께의 절연 막이 형성될 수 있다. 그런데 TFT 전극은 발광 소자의 전극이 전기적으로 연결되어야 하므로 절연 막에 의해 덮이지 않고 개방된다.
이로 인해 디스플레이를 제조하는 공정 중 예를 들면, 발광 소자를 TFT 층에 전사하기 전의 각종 공정에서 디스플레이 주변에서 발생하는 정전기가 TFT 전극을 통해 TFT 층 내부로 유입되는 경우가 발생한다. TFT 층으로 유입된 정전기는 TFT 층 내에 형성된 픽셀 회로를 손상시킨다.
정전기로 인해 손상된 픽셀 회로에 대응하는 발광 소자는 도트 에러(dot error)가 발생하여 개조 표현이 되지 않는다. 여기서, "도트 에러"는 발광 소자가 픽셀 회로에 의해 제어되지 않고 항상 휘점(on dot) 상태 또는 항상 암점(off dot) 상태로 유지되는 에러를 의미한다.
특히, 발광 소자가 휘점 상태로 유지되는 경우 발광 소자가 암점로 유지되는 경우보다 디스플레이의 영상 품질에 미치는 영향이 더 크다. 즉, 휘점 상태로 유지되는 발광 소자는 디스플레이에서 영상이 재생되는 중에도 시청자가 육안으로 쉽게 인지되는 문제가 있다.
이와 같이 정전기에 의해 파손된 픽셀 회로를 복구하는 것은 기술적으로 매우 어려울 뿐만 아니라 비용적으로도 불리하기 때문에 휘점 상태로 유지되는 발광 소자를 강제로 절단하여 지속적인 암점 상태로 유지되도록 하고 있다. 이러한 조치로 인해 디스플레이에 제어할 수 없는 암점이 늘어나게 되므로 디스플레이 품질이 저하되는 것을 근본적으로 해결하지 못했다.
본 발명의 목적은 TFT 층에 정전기를 흡수할 수 있는 희생 스위칭 소자를 구비하는 디스플레이 모듈을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 글라스 기판과 상기 글라스 기판의 일면에 형성된 TFT(Thin Film Transistor) 층을 포함하는 TFT 기판; 및 상기 TFT 층에 형성된 다수의 TFT 전극에 전기적으로 연결된 다수의 LED(Light Emitting Diode);를 포함하며, 상기 TFT 층은, 상기 다수의 LED에 병렬로 연결되어 상기 TFT 층에 발생하는 정전기를 흡수하는 다수의 희생 스위칭 소자를 포함하는 디스플레이 모듈을 제공한다.
상기 다수의 희생 스위칭 소자는 각각, 대응하는 픽셀 회로의 애노드에 전기적으로 연결된 제1 배선과, 상기 픽셀 회로의 캐소드에 전기적으로 연결된 제2 배선을 구비하며, 상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 레이저 커팅에 의해 상기 희생 스위칭 소자에 대응하는 LED와 전기적으로 분리될 수 있도록 레이저 빔에 노출되는 커팅 영역에 위치할 수 있다.
상기 커팅 영역은, 상기 TFT 기판의 전면으로부터 상기 제1 및 제2 배선에 이르는 제1 경로와, 상기 TFT 기판의 후면으로부터 상기 제1 및 제2 배선에 이르는 제2 경로를 포함할 수 있다. 상기 커팅 영역은 상기 레이저 빔이 투과할 수 있는 투명도를 가지는 것이 바람직하다.
상기 커팅 영역은 상기 TFT 기판의 후면으로부터 상기 제1 및 제2 배선에 이르는 경로를 포함할 수 있다. 상기 커팅 영역은 상기 레이저 빔이 투과할 수 있는 투명도를 가지며, 상기 TFT 층은 상기 커팅 영역에 대응하는 위치에 형성된 금속 층을 더 포함할 수 있다. 상기 금속 층은 상기 TFT 층의 전면과 상기 희생 스위칭 소자 사이에 형성될 수 있다.
상기 커팅 영역은 상기 TFT 기판의 전면으로부터 상기 제1 및 제2 배선에 이르는 경로를 포함할 수 있다. 상기 커팅 영역은 상기 레이저 빔이 투과할 수 있는 투명도를 가지며, 상기 글라스 기판은 상기 커팅 영역에 대응하는 위치에 형성된 금속 층을 더 포함할 수 있다. 상기 금속 층은 상기 글라스 기판의 후면에 형성될 수 있다.
상기 희생 스위칭 소자와 상기 TFT 전극 사이의 거리는 상기 LED를 제어하는 상기 TFT 층의 픽셀 회로와 상기 TFT 전극 사이의 거리보다 더 짧게 형성되어, 상기 TFT 전극을 통해 유입되는 정전기가 상기 희생 스위치 소자로 전달될 수 있다. 이에 따라, 상기 픽셀 회로는 상기 희생 스위치 소자에 의해 정전기로부터 보호될 수 있다.　
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 구성도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 TFT 층에 형성된 다수의 픽셀 영역 중 하나를 나타낸 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 서브 픽셀에 병렬로 연결된 희생 스위칭 소자를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 TFT 층 내에 배치된 희생 스위칭 소자와 희생 스위칭 소자의 배선들이 커팅 영역에 배치된 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 커팅 영역에 위치한 희생 스위칭 소자의 배선들을 레이저 커팅하는 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 TFT 층에 형성된 다수의 픽셀 영역 중 하나를 나타낸 개략도이다.
도 7은 도 6에 도시된 TFT 층 내에 배치된 희생 스위칭 소자와 희생 스위칭 소자의 배선들이 커팅 영역에 배치된 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 커팅 영역에 위치한 희생 스위칭 소자의 배선들을 레이저 커팅하는 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 TFT 층에 형성된 다수의 픽셀 영역 중 하나를 나타낸 개략도이다.
도 10은 도 9에 도시된 TFT 층 내에 배치된 희생 스위칭 소자와 희생 스위칭 소자의 배선들이 커팅 영역에 배치된 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 커팅 영역에 위치한 희생 스위칭 소자의 배선들을 레이저 커팅하는 예를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시 예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
그 밖에도, 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
본 개시에서, 글라스 기판은 전면에 TFT(Thin Film Transistor) 회로가 형성된 TFT 층이 배치되고, 후면에 TFT 층의 TFT 회로를 구동하기 위한 구동 회로가 배치될 수 있다. 글라스 기판은 사각형(quadrangle type)으로 형성될 수 있다.　 일 실시 예로, 글라스 기판은 직사각형(rectangle) 또는 정사각형(square)으로 형성될 수 있다.
본 개시에서, 글라스 기판에 TFT 층(또는 백플레인(backplane))이 적층된 기판을 TFT 기판으로 칭할 수 있다. TFT 기판은 특정 구조나 타입으로 한정되지 않는다, 예컨데, 본 개시에서 인용된 TFT 기판은 LTPS(Low Temperature Polycystalline Silicon) TFT 외 Oxide TFT 및 Si TFT(poly silicon, a-silicon), 유기 TFT, 그래핀 TFT 등으로도 구현될 수 있으며, Si 웨이퍼 CMOS(Complementary metal oxide semiconductor)공정에서 P-타입(또는 N-타입) MOSFET(Metal oxide semiconductor field effect transistor)만 만들어 적용할 수도 있다.
본 개시에서, TFT 층이 배치된 글라스 기판의 전면은 활성 영역과 비활성 영역으로 구분될 수 있다. 활성 영역은 글라스 기판의 일면에서 TFT 층이 점유하는 영역에 해당할 수 있고, 비활성 영역은 글라스 기판의 일면에서 에지 영역에 해당할 수 있다. 에지 영역은 글라스 기판의 측면을 포함할 수 있다. 또한, 에지 영역은 글라스 기판의 전면에 TFT 회로가 배치된 영역 및 후면에 배치된 구동 회로가 배치된 영역을 제외한 나머지 영역일 수 있다. 또한, 에지 영역은 글라스 기판의 측면과 이 측면에 인접한 글라스 기판의 전면 일부와 글라스 기판의 후면 일부를 포함할 수 있다.
본 개시에서, 글라스 기판은 전면의 에지 영역에 배선을 통해 TFT 회로와 전기적으로 연결되는 다수의 전면 접속 패드와, 후면의 에지 영역에 배선을 통해 구동 회로와 전기적으로 연결되는 다수의 후면 접속 패드가 형성될 수 있다. 다수의 전면 및 후면 접속 패드는 글라스 기판의 측면으로부터 글라스 기판 내측으로 일정한 거리만큼 각각 인입되게 배치될 수 있다. 글라스 기판의 전면 및 후면에 각각 형성된 접속 패드들은 글라스 기판의 에지 영역에 형성되는 측면 배선에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시에서, 글라스 기판의 TFT 층에는 다수의 픽셀이 구비될 수 있다. 각 픽셀은 다수의 서브 픽셀로 이루어질 수 있으며, 하나의 서브 픽셀은 하나의 마이크로 LED에 대응할 수 있다. TFT 층에는 각 픽셀을 구동하기 위한 TFT 회로를 포함할 수 있다. 마이크로 LED(μLED)는 무기 발광물질로 이루어지고, 전원이 공급되는 경우 스스로 광을 발산할 수 있는 반도체 칩일 수 있다. 또한, 마이크로 LED는 애노드 및 캐소드 전극이 동일 면에 형성되고 발광면이 상기 전극들 반대편에 형성된 플립칩(Flip chip) 구조를 가질 수 있다.
본 개시에서, 글라스 기판 상에 적층 형성된 TFT 층은 마이크로 LED가 전기적으로 연결된다. 일 실시 예로, 마이크로 LED의 전극 패드는 TFT 층 상의 전극 패드에 전기적으로 연결되며, 마이크로 LED의 전극과 TFT 전극은 금속결합 상태의 접합구조를 가질 수 있다.
본 개시에서, 디스플레이 모듈은 마이크로 LED를 구비한 디스플레이 모듈은 평판 디스플레이 패널일 수 있다. 마이크로 LED는 100㎛ 이하의 크기를 갖는 무기 발광 다이오드(inorganic LED)일 수 있다. 마이크로 LED를 구비한 디스플레이 모듈은 백라이트가 필요한 액정 디스플레이(LCD) 패널에 비해 더 나은 대비, 더 빠른 응답 시간 및 높은 에너지 효율을 제공할 수 있다. 유기 발광 소자인 OLED(Organic Light Emmiting Diode)와 무기 발광 소자인 마이크로 LED는 모두 에너지 효율이 좋지만, 마이크로 LED는 OLED보다 밝기, 발광효율, 수명이 길다.
본 개시에서, 디스플레이 모듈은 TFT 층 상에 배열된 다수의 마이크로 LED 사이로 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다. 블랙 매트릭스는 서로 인접한 마이크로 LED의 주변부에서 광이 누설하는 것을 차단하여 명암비(Contrast ratio)를 향상시킬 수 있다.
본 개시에서, 디스플레이 모듈은 다수의 마이크로 LED가 발광하는 측에 배치되는 터치 스크린 패널을 더 포함할 수 있으며 이 경우, 터치 스크린 패널을 구동하기 위한 터치 스크린 구동부를 포함할 수 있다.
본 개시에서, 디스플레이 모듈은 글라스 기판의 후면에 배치되며 FPC(Flexible Printed Circuit) 등을 통해 전기적으로 연결되는 후방 기판을 더 포함할 수 있고, 디스플레이 모듈은 데이터를 수신할 수 있는 통신장치를 더 포함할 수 있다.
본 개시에서, 마이크로 LED가 실장되고 측면 배선이 형성된 글라스 기판을 디스플레이 모듈로 칭할 수 있다. 이와 같은 디스플레이 모듈은 단일 단위로 웨어러블 기기(wearable device), 포터블 기기(portable device), 핸드헬드 기기(handheld device) 및 각종 디스플레이가 필요가 전자 제품이나 전장에 설치되어 적용될 수 있으며, 메트릭스 타입으로 복수의 조립 배치를 통해 PC(personal computer)용 모니터, 고해상도 TV 및 사이니지(signage)(또는, 디지털 사이니지(digital signage)), 전광판(electronic display) 등과 같은 디스플레이 장치에 적용될 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈을 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 모듈(10)은 TFT 기판(30), 패널 구동부(50) 및 프로세서(70)를 포함할 수 있다.
TFT 기판(30)은 글라스 기판(31)과 글라스 기판(31)의 전면에 형성된 TFT 층(33)을 포함할 수 있다. TFT 층(33)은 다수의 픽셀 영역(100)을 포함할 수 있다. 각 픽셀 영역(100)에는 다수의 서브 픽셀과 각 서브 픽셀을 구동하기 위한 픽셀 회로를 다수 포함할 수 있다. 각 픽셀 영역(100)에 배치된 다수의 서브 픽셀과 다수의 픽셀 회로는 하기에서 상세히 설명한다.
TFT 기판(30)은 게이트 라인들(G1 내지 Gn)과 데이터 라인들(D1 내지 Dm)이 상호 교차하도록 형성되고, 그 교차로 마련되는 영역에 픽셀 회로가 형성될 수 있다.
패널 구동부(50)는 프로세서(70)의 제어에 따라 TFT 기판(30) 또는 다수의 픽셀 회로 각각을 구동하며, 타이밍 컨트롤러(51), 데이터 구동부(53) 및 게이트 구동부(55)를 포함할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(51)는 외부로부터 입력 신호(IS), 수평 동기 신호, 수직 동기 신호 및 메인 클럭 신호 등을 입력받아 영상 데이터 신호, 주사 제어 신호, 데이터 제어 신호, 발광 제어 신호 등을 생성하여 TFT 기판(30), 데이터 구동부(53), 게이트 구동부(55) 등에 제공할 수 있다.
특히, 타이밍 컨트롤러(51)는 R, G, B 서브 픽셀 중 하나의 서브 픽셀을 선택하기 위한 제어 신호(MUX Sel R, G, B)를 구동 회로에 인가할 수 있다.
데이터 구동부(53)(또는 소스 드라이버, 데이터 드라이버)는, 데이터 신호를 생성하는 수단으로, 프로세서(70)로부터 R/G/B 성분의 영상 데이터 등 전달받아 데이터 전압(예를 들어, PWM 데이터 전압, PAM 데이터 전압)를 생성한다.
또한, 데이터 구동부(53)는 생성된 데이터 신호를 TFT 기판(30)에 인가할 수 있다.
게이트 구동부(55)(또는, 게이트 드라이버)는 제어 신호(SPWM(n)), 제어 신호(SPAM) 등 각종 제어 신호를 생성하는 수단으로, 생성된 각종 제어 신호를 TFT 기판(30)의 특정한 행(또는, 특정한 가로 라인)에 전달하거나, 전체 라인에 전달한다.
또한, 게이트 구동부(55)는, 실시 예에 따라 구동 회로의 구동 전압 단자에 구동 전압(VDD)을 인가할 수 있다.
한편, 데이터 구동부(53) 및 게이트 구동부(55)는, 그 전부 또는 일부가 TFT 층(33)에 구현되거나 별도의 반도체 IC로 구현되어 글라스 기판(31)의 후면에 배치될 수 있다.
프로세서(70)는 디스플레이 모듈(10)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 프로세서(70)는 패널 구동부(50)를 제어하여 TFT 기판(30)을 구동함으로써, 다수의 픽셀 회로가 상술한 동작들을 수행하도록 할 수 있다.
이를 위해, 프로세서(70)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), micro-controller, 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 이상으로 구현될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 프로세서(70)는, PWM 데이터 전압에 따라 구동 전류의 펄스 폭을 설정하고, PAM 데이터 전압에 따라 구동 전류의 진폭을 설정하도록 패널 구동부(50)를 제어할 수 있다. 이때, 프로세서(70)는 TFT 기판(30)이 n 개의 행과 m 개의 열로 구성된 경우, 행 단위(가로 라인 단위)로 PWM 데이터 전압이 인가되도록 패널 구동부(50)를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(70)는 TFT 층(33)의 전체 서브 픽셀에 일괄적으로 PAM 데이터 전압이 인가되도록 패널 구동부(50)을 제어할 수 있다.
이후, 프로세서(70)는 TFT 층(33)에 포함된 다수의 픽셀 회로에 일제히 구동 전압(VDD)을 인가하고, 다수의 픽셀 회로 각각의 PWM 구동 회로에 선형 변화 전압(스위프 전압)이 인가되도록 패널 구동부(50)를 제어함으로써, 영상을 디스플레이할 수 있다.
한편, 도 1에서는 프로세서(70)와 타이밍 컨트롤러(51)를 별도의 구성요소로 설명하였으나, 실시 예에 따라 프로세서(70) 없이, 타이밍 컨트롤러(51)가 프로세서(70)의 기능을 수행할 수도 있다.
도 2는 TFT 층에 형성된 다수의 픽셀 영역 중 하나를 나타낸 개략도이고, 도 3은 도 2에 도시된 서브 픽셀에 병렬로 연결된 희생 스위칭 소자를 나타낸 도면이고, 도 4는 TFT 층 내에 배치된 희생 스위칭 소자를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, TFT 층(33)에 형성된 각 픽셀 영역(100)에는 다수의 서브 픽셀(121, 122, 123)과, 각 서브 픽셀(121, 122, 123)을 구동하기 위한 다수의 픽셀 회로(131, 132, 133)와, 다수의 서브 픽셀(121, 122, 123)에 각각 병렬로 연결된 다수의 희생 스위칭 소자(151, 152, 153)가 배치될 수 있다.
도 4를 참조하면, TFT 층(33)은 글라스 기판(31)의 전면에 형성되며 다층 구조로 이루어질 수 있다. 일 실시 예로, TFT 층(33)은 버퍼 층(33a)과, 절연 층(33b)과, 층간 절연 층(33c)과, 다수의 패시베이션 층(33d)을 포함할 수 있다. 또한, TFT 층(33)은 전압(VDD, VSS) 단자에 전기적으로 연결되는 금속 배선(34a, 34b, 35a, 35b)과, 희생 스위치 소자(151)를 포함한다. 희생 스위치 소자의 배선들(151a, 151b)은 각 금속 배선(34a, 35a)과 전기적으로 연결된다.
다수의 서브 픽셀(121, 122, 123)은 단일 픽셀을 의미한다. 각 서브 픽셀은 발광 소자 예를 들면, 마이크로 LED일 수 있다. 본 개시에서 '서브 픽셀'은 '마이크로 LED'와 동일한 의미로 사용할 수 있다.
본 개시에서는 다수의 서브 픽셀을 적색/녹색/청색 컬러에 해당하는 3개의 마이크로 LED로 이루어진 것을 예로 들었으나, 이에 한정될 필요는 없다. 즉, 다수의 서브 픽셀은 적색/청색, 적색/녹색 또는 녹색/청색의 2개의 마이크로 LED로 이루어지거나, 적색/청색/백색의 3개의 마이크로 LED로 이루어지거나, 적색/녹색/청색/백색 또는 적색/녹색/녹색/백색의 4개의 마이크로 LED로 이루어질 수 있다. 이 경우, 픽셀 회로의 개수는 서브 픽셀의 개수에 대응한다.
다수의 서브 픽셀(121, 122, 123)은 각각 애노드 전극(미도시) 및 캐소드 전극(미도시)을 구비한다.
각 서브 픽셀(121, 122, 123)의 애노드 전극은 각각 제1 TFT 전극(171a, 172a, 173a)에 솔더링되며 제1 TFT 전극(171a, 172a, 173a)을 통해 구동 전압(VDD) 단자에 연결된다. 또한, 각 서브 픽셀(121)의 캐소드 단자는 각각 제2 TFT 전극(171b, 172b, 173b)에 솔더링되며 제2 TFT 전극(171b, 172b, 173b)을 통해 그라운드 전압(VSS) 단자에 연결된다.
다수의 픽셀 회로(131, 132, 133)는 각 서브 픽셀(121, 122, 123)과 전기적으로 연결되며 각각 대응하는 각 서브 픽셀(121, 122, 123)을 점등 또는 점멸 구동하도록 제어한다.
다수의 희생 스위칭 소자(151, 152, 153)는 각각 대응하는 픽셀 회로(131, 132, 133)의 작동에 관여하지 않는 소자로서, 픽셀 회로(131, 132, 133)와 별도로 동작한다.
도 3을 참조하면, 희생 스위칭 소자(151)는 서브 픽셀(121)에 병렬로 연결될 수 있다. 도 3에 도시하지 않은 나머지 희생 스위칭 소자들(152, 153) 역시 각각 대응하는 서브 픽셀(122, 123)에 병렬로 연결될 수 있다.
제1 TFT 전극(171a, 172a, 173a)이 각 서브 픽셀(121a, 121b, 121c)의 애노드 전극에 각각 전기적으로 연결되고 제2 TFT 전극(171b, 172b, 173b)이 각 서브 픽셀(121a, 121b, 121c)의 캐소드 전극에 각각 전기적으로 연결될 수 있도록, 제1 TFT 전극(171a, 172a, 173a) 및 제2 TFT 전극(171b, 172b, 173b)은 적어도 일 부분이 보호 막(미도시)에 의해 덮이지 않고 노출된다. 여기서 보호 막은 TFT 층의 표면에 적층 형성된 소정 두께를 가지는 절연 막일 수 있다.
디스플레이 모듈 주변에서 발생하는 정전기는 보호 막에 의해 덮이지 않은 제1 및 제2 TFT 전극(171a, 171b, 172a, 172b, 173a, 173b)을 통해 TFT 층(33) 내부로 흘러 들어 갈수 있다. 이 경우, TFT 층(33) 내부로 유입된 정전기는 픽셀 회로(131, 132, 133)보다 제1 및 제2 TFT 전극(171a, 171b; 172a, 172b; 173a, 173b)에 더 인접하게 배치된 각 희생 스위치 소자(151, 152, 153)로 유입된다.
이를 위해, 각 희생 스위치 소자(151, 152, 153)와 이에 각각 대응하는 제1 및 제2 TFT 전극(171a, 171b, 172a, 172b, 173a, 173b) 사이의 거리는 픽셀 회로(131, 132, 133)와 이에 각각 대응하는 제1 및 제2 TFT 전극(171a, 171b, 172a, 172b, 173a, 173b) 사이의 거리보다 더 짧게 형성된다.
다수의 희생 스위칭 소자(151, 152, 153)는 다수의 서브 픽셀(121, 122, 123)에 각각 병렬로 연결됨에 따라 제1 및 제2 TFT 전극(171a, 171b, 172a, 172b, 173a, 173b)을 통해 TFT 층(33) 내부로 흘러 들어오는 정전기를 흡수할 수 있다. 따라서, TFT 층(33) 내부로 유입된 정전기에 의해 다수의 픽셀 회로(131, 132, 133)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
정전기에 의해 파손된 희생 스위칭 소자에 대응하는 서브 픽셀은 지속적으로 휘점 또는 암점 상태로 유지되는 도트 에러가 발생한다. 이 경우, 서브 픽셀에 병렬 연결된 희생 스위칭 소자를 물리적으로 분리하면 서브 픽셀과 희생 스위칭 소자가 전기적으로 분리된다. 희생 스위치 소자와 분리된 서브 픽셀은 대응하는 픽셀 회로에 의해 정상적으로 제어될 수 있다.
이와 같이 정전기에 의해 파손된 희생 스위칭 소자에 대응하는 서브 픽셀은 레이저 커팅을 통해 파손된 희생 스위칭 소자와 물리적 및 전기적으로 분리할 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 각 서브 픽셀(121, 122, 123)에 대응하는 커팅 영역(152, 154, 156)은 다수 마련된다. 이하에서는 다수의 커팅 영역(152, 154, 156) 중에서 하나의 커팅 영역(152)을 예로 들어 설명한다.
레이저 발사부(200, 도 5 참조)로부터 발사되는 레이저 빔은 TFT 기판(30)의 전면 또는 후면을 향해 조사된다. 이 경우 레이저 빔은 TFT 기판(30)의 전면 또는 후면으로 입사된 후 TFT 기판(30)의 내측을 투과하여 희생 스위칭 소자의 배선들(151a, 151b)까지 도달할 수 있다.
커팅 영역(152)은 TFT 기판(30)의 전면 또는 후면으로부터 희생 스위칭 소자의 배선들(151a, 151b)까지 이르는 경로를 포함할 수 있다.　
커팅 영역(152)은 레이저 빔이 투과할 수 있는 정도의 투명도를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 커팅 영역(152)에는 레이저 빔을 차단할 수 있는 불투명한 구성 즉, 금속 층 또는 금속 배선 등이 위치하지 않는 것이 바람직하다.
예를 들면, 커팅 영역(152)은 TFT 기판(30)의 전면으로부터 스위칭 소자의 배선들(151a, 151b)까지 레이저 빔이 도달할 수 있도록 레이저 빔이 투과될 수 있는 정도의 투명도를 가진다. 커팅 영역(152)에 해당하는 글라스 기판(31)의 전면에 형성된 TFT 층(33)의 일 부분은 레이저 빔이 투과될 수 있는 정도의 투명도를 가진다. 이때 TFT 층(33)의 일 부분에는 레이저 빔을 차단하는 불투명한 구조(금속 층 또는 금속 배선 등)가 배치되지 않는다.
또한, 커팅 영역(152)은 도 4와 같이 글라스 기판의 후면으로부터 희생 스위칭 소자의 배선들(151a, 151b)까지 레이저 빔이 도달할 수 있도록 레이저 빔이 투과될 수 있는 정도의 투명도를 가지며, 레이저 빔을 차단하는 불투명한 구성이 배치되지 않는다.
도 5는 도 4에 도시된 커팅 영역에 위치한 희생 스위칭 소자의 배선들을 레이저 커팅하는 예를 나타낸 도면이다.
본 개시에서는 다수의 서브 픽셀을 TFT 층(33)에 전사하기 전에 TFT 전극을 통해 TFT 층(33) 내로 유입된 정전기에 의해 희생 스위치 소자가 파손된 경우, 레이저 빔을 이용하여 서브 픽셀에 병렬로 연결된 희생 스위치 소자의 배선들을 절단하여 서브 픽셀의 도트 에러를 해결할 수 있다.
일 실시 예로, 도 5와 같이 레이저 발사부(200)에서 발사된 레이저 빔은 TFT 기판(30)의 전면을 향해 커팅 영역(152)으로 조사된다.
레이저 빔은 TFT 층(33)을 투과하여 스위칭 소자의 배선들(151a, 151b)을 물리적으로 절단할 수 있다. 이 경우, 커팅 영역(152)에 해당하는 TFT 층(33)의 일 부분에는 레이저 빔을 차단하는 금속 층이나 금속 배선 등이 위치하지 않는 것이 바람직하다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(10)은 TFT 기판(30)의 후면을 향해 레이저 빔을 조사하여 스위칭 소자의 배선들(151a, 151b)을 물리적으로 절단하는 것도 가능하다.　
이 경우, 커팅 영역(152)은 TFT 기판(30)의 후면을 향해 커팅 영역(152)으로 조사된 레이저 빔에 의해 희생 스위칭 소자의 배선들(151a, 151b)이 물리적으로 절단될 수 있도록, 글라스 기판(31) 및 글라스 기판(31)의 전면으로부터 스위칭 소자의 배선들(151a, 151b)에 도달하는 경로 상에 레이저 빔을 차단하는 금속 층이나 금속 배선 등이 위치하지 않는 것이 바람직하다.
따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(10)은 커팅 영역(152)에 대하여 TFT 기판(30)의 전면을 향해 레이저 빔을 조사하는 경우와 커팅 영역(152)에 대하여 TFT 기판(30)의 후면을 향해 레이저 빔을 조사하는 경우 모두 희생 스위칭 소자의 배선들(151a, 151b)을 물리적으로 절단할 수 있다.
이와 같이 레이저 빔에 의해 희생 스위칭 소자의 배선들(151a, 151b)이 물리적으로 절단되면 희생 스위치 소자(151)와 서브 픽셀(121) 간의 전기적인 연결은 끊어지게 된다. 이에 따라, 서브 픽셀(121)은 휘점 또는 암점 상태에서 지속적으로 유지되는 상태에서 픽셀 회로(131)에 의해　제어될 수 있는 상태로 전환된다.
상기에서는 커팅 영역(152)에 레이저 빔이 투과할 수 없는 구조가 위치하지 않는 예를 설명하였으나, 디스플레이 모듈에 요구되는 스펙이나 기능 등 다양한 조건에 따라 커팅 영역(152)에 레이저 빔의 진행을 차단 또는 방해할 수 있는 구조가 위치할 수 있다. 이하에서는 이러한 경우에 대한 디스플레이 모듈의 실시 예들을 설명한다.
도 6은 본 개시의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 TFT 층에 형성된 다수의 픽셀 영역 중 하나를 나타낸 개략도이고, 도 7은 도 6에 도시된 TFT 층 내에 배치된 스위칭 소자와 스위칭 소자의 배선들이 커팅 영역에 배치된 예를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 커팅 영역을 통해 스위칭 소자의 배선들을 레이저 커팅하는 예를 나타낸 도면이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 디스플레이 모듈의 요구되는 조건에 의해 픽셀 영역(100')에 대응하는 부분에 금속 배선(36)이 형성될 수 있다. 특히, 금속 배선(36)은 커팅 영역(152')에 대응하는 TFT 기판(30')의 전면과 희생 스위칭 소자(151') 사이의 소정 위치에 형성될 수 있다. 금속 층(36)은 전원 또는 신호를 전달하기 위한 불투명한 금속 배선일 수 있다.
이 경우, 커팅 영역(152')은 TFT 기판(30')의 후방 측에만 위치하게 된다. 즉, 커팅 영역(152')은 글라스 기판(31')의 후면부터 희생 스위칭 소자(151')의 배선들(151a', 151b')까지의 경로를 포함한다. 이 경로를 통해 레이저 빔은 글라스 기판(31')의 후면으로부터 희생 스위칭 소자(151')의 배선들(151a', 151b')까지 도달할 수 있다.
도 8을 참조하면, 파손된 희생 스위칭 소자의 배선들(151a', 151b')을 절단하기 위해 커팅 영역(152')에 대하여 TFT 기판(30')의 후면을 향해서 레이저 빔을 조사한다. 레이저 발사부(200')에서 발사된 레이저 빔은 커팅 영역(152')에 대하여 글라스 기판(31')의 후면 및 TFT 층(33')의 일 부분을 순차적으로 투과하여　희생 스위칭 소자의 배선들(151a', 151b')에 도달한다.
희생 스위칭 소자의 배선들(151a', 151b')은 레이저 빔에 의해 물리적으로 절단됨에 따라, 서브 픽셀(121')과 전기적으로 분리된다.
도 6에서 미설명 부호 122', 123'은 서브 픽셀이고, 131', 132', 133'은 픽셀 회로이고, 153', 155'는 희생 스위칭 회로이고, 154', 156'은 커팅 영역을 가리킨다.
도 9는 본 개시의 또 다른 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 TFT 층에 형성된 다수의 픽셀 영역 중 하나를 나타낸 개략도이고, 도 10은 도 9에 도시된 TFT 층 내에 배치된 희생 스위칭 소자와 희생 스위칭 소자의 배선들이 커팅 영역에 배치된 예를 나타낸 도면이고, 도 11은 도 10에 도시된 커팅 영역에 위치한 희생 스위칭 소자의 배선들을 레이저 커팅하는 예를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 디스플레이 모듈의 요구되는 조건에 의해 픽셀 영역(100'')에 대응하는 부분에 금속 층(37)이 형성될 수 있다. 특히, 금속 층(37)은 커팅 영역(152'')에 대응하는 글라스 기판(31'')의 후면에 형성될 수 있다. 금속 층(37)은 전원 또는 신호를 전달하기 위한 불투명한 금속 배선일 수 있다.
이 경우, 커팅 영역(152'')은 TFT 기판(30'')의 전방에만 위치하게 된다. 즉, 커팅 영역(152'')은 TFT 층(33'')의 전면부터 희생 스위칭 소자(151'')의 배선들(151a'', 151b'')까지의 경로를 포함한다. 이 경로를 통해 레이저 빔은 TFT 층(33'')의 전면으로부터 희생 스위칭 소자(151'')의 배선들(151a'', 151b'')까지 도달할 수 있다.
도 11을 참조하면, 파손된 희생 스위칭 소자의 배선들(151a'', 151b'')을 절단하기 위해 커팅 영역(152'')에 대하여 TFT 기판(30'')의 전면을 향해서 레이저 빔을 조사한다. 레이저 발사부(200'')에서 발사된 레이저 빔은 커팅 영역(152'')에 대하여 TFT 층(33'')의 전면을 투과하여 희생 스위칭 소자의 배선들(151a'', 151b'')에 도달한다.
희생 스위칭 소자의 배선들(151a'', 151b'')은 레이저 빔에 의해 물리적으로 절단됨에 따라, 서브 픽셀(121'')과 전기적으로 분리된다.
도 9에서 미설명 부호 122'', 123''은 서브 픽셀이고, 131'', 132'', 133''은 픽셀 회로이고, 153'', 155''는 희생 스위칭 회로이고, 154'', 156''은 커팅 영역을 가리킨다.
한편, 디스플레이 모듈을 제작하는 동안 정전기가 발생하지 않거나 정전기가 발생하더라도 정전기 발생 위치로부터 멀리 배치된 희생 스위칭 소자는 파손되지 않을 수도 있다. 이 경우, TFT 기판에 전사되는 서브 픽셀은 해당하는 픽셀 회로에 의해 정상적으로 제어될 수 있으므로, 서브 픽셀에 병렬로 연결된 희생 스위칭 소자의 배선들을 절단할 필요는 없다.
또한, 다수의 희생 스위칭 소자는 정전기를 흡수하는 역할 외에 추가적인 역할(픽셀 회로의 이상 여부 검사, 서브 픽셀의 잔류 전하 방전)을 수행할 수 있다. 즉, 다수의 희생 스위치 소자는 TFT 기판에 서브 픽셀이 전사되어 픽셀 회로와 전기적으로 연결되기 전에 픽셀 회로의 이상 여부를 체크하기 위해 제어 신호에 따라 온 되고, 서브 픽셀이 TFT 층에 전사되어 픽셀 회로와 전기적으로 연결된 이후에는 서브 픽셀에 잔류하는 전하를 방전시키기 위해 제어 신호에 따라 온 될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.　
10: 디스플레이 모듈
30: TFT 기판
31: 글라스 기판
33: TFT 층
100: 픽셀 영역
121, 122, 123: 서브 픽셀
131, 132, 133: 픽셀 회로
151, 152, 153: 희생 스위칭 소자
171a, 172a, 173a: 제1 TFT 전극
171b, 172b, 173b: 제2 TFT 전극

Claims (11)

  1. 디스플레이 모듈에 있어서,
    글라스 기판과 상기 글라스 기판의 일면에 형성된 TFT(Thin Film Transistor)　층을 포함하는 TFT 기판; 및
    상기 TFT 층에 형성된 다수의 TFT 전극에 전기적으로 연결된 다수의 LED(Light Emitting Diode);를 포함하며,
    상기 TFT 층은,
    상기 다수의 LED에 각각 병렬로 연결되어 상기 TFT 층에 발생하는 정전기를 흡수하는 다수의 희생 스위칭 소자를 포함하는, 디스플레이 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 희생 스위칭 소자는 각각,
    대응하는 픽셀 회로의 애노드에 전기적으로 연결된 제1 배선과, 상기 픽셀 회로의 캐소드에 전기적으로 연결된 제2 배선을 구비하며,
    상기 제1 배선 및 상기 제2 배선은 레이저 커팅에 의해 상기 희생 스위칭 소자에 대응하는 LED와 전기적으로 분리될 수 있도록 레이저 빔에 노출되는 커팅 영역에 위치한, 디스플레이 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커팅 영역은,
    상기 TFT 기판의 전면으로부터 상기 제1 및 제2 배선에 이르는 제1 경로와,
    상기 TFT 기판의 후면으로부터 상기 제1 및 제2 배선에 이르는 제2 경로를 포함하는, 디스플레이 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커팅 영역은 상기 레이저 빔이 투과할 수 있는 투명도를 가지는, 디스플레이 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 커팅 영역은 상기 TFT 기판의 후면으로부터 상기 제1 및 제2 배선에 이르는 경로를 포함하는, 디스플레이 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 커팅 영역은 상기 레이저 빔이 투과할 수 있는 투명도를 가지며,
    상기 TFT 층은 상기 커팅 영역에 대응하는 위치에 형성된 금속 층을 더 포함하는, 디스플레이 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속 층은 상기 TFT 층의 전면과 상기 희생 스위칭 소자 사이에 형성된, 디스플레이 모듈.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 커팅 영역은 상기 TFT 기판의 전면으로부터 상기 제1 및 제2 배선에 이르는 경로를 포함하는, 디스플레이 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 커팅 영역은 상기 레이저 빔이 투과할 수 있는 투명도를 가지며,
    상기 글라스 기판은 상기 커팅 영역에 대응하는 위치에 형성된 금속 층을 더 포함하는, 디스플레이 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 금속 층은 상기 글라스 기판의 후면에 형성된, 디스플레이 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    　상기 희생 스위칭 소자와 상기 TFT 전극 사이의 거리는 상기 LED를 제어하는 상기 TFT 층의 픽셀 회로와 상기 TFT 전극 사이의 거리보다 더 짧은, 디스플레이 모듈.
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