KR20220068446A - 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 그 제조방법 Download PDF

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카와에 다이스케
야마시타 준이치
박상용
이호섭
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Abstract

복수의 픽셀을 포함하는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈은, 제1 기판; 상기 제1 기판에 배치되는 복수의 무기 발광 소자; 및 상기 제1 기판에 2차원으로 배열되는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러;를 포함하고, 상기 복수의 픽셀 각각은, 상기 복수의 무기 발광 소자 중 둘 이상의 무기 발광 소자로 이루어지고, 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 상기 복수의 픽셀 중 둘 이상의 픽셀을 제어하고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달한다.

Description

디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 그 제조방법{DISPLAY MODULE, DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 무기 발광 소자를 이용하여 영상을 구현하는 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 각각의 픽셀이 스스로 빛을 내는 자발광 디스플레이와 별도의 광원을 필요로 하는 수발광 디스플레이로 구분할 수 있다.
LCD(Liquid Crystal Display)는 대표적인 수발광 디스플레이로서, 디스플레이 패널의 후방에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛, 빛을 통과/차단시키는 스위치 역할을 하는 액정층, 공급된 빛을 원하는 색으로 바꿔주는 컬러필터 등을 필요로 하기 때문에 구조적으로 복잡하고 얇은 두께를 구현하는데 한계가 있다.
반면에, 픽셀마다 발광 소자를 구비하여 각각의 픽셀이 스스로 빛을 내는 자발광 디스플레이는 백라이트 유닛, 액정층 등의 구성요소가 필요 없고, 컬러 필터도 생략할 수 있기 때문에 구조적으로 단순하여 높은 설계 자유도를 가질 수 있다. 또한, 얇은 두께를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 명암비, 밝기 및 시야각을 구현할 수 있다.
자발광 디스플레이 중 마이크로 LED 디스플레이는 평판 디스플레이 중 하나로 크기가 100 마이크로미터 내외인 복수의 LED로 구성되어 있다. 백라이트가 필요한 LCD에 비해 마이크로 LED 디스플레이는 우수한 대비, 응답 시간 및 에너지 효율을 제공할 수 있다.
또한, 무기 발광 소자인 마이크로 LED는 유기물을 보호하기 위해 별도의 봉지층(encapsulation layer)이 필요한 OLED보다 더 밝고 발광 효율이 우수하며 수명이 더 길다.
2차원으로 배열된 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각이 레귤레이터를 포함하여 전압을 보상하고, 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러로 보상된 전압을 전달함으로써, IR 드롭을 최소화하는 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 모듈의 제조 방법을 제공한다.
복수의 픽셀을 포함하는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈은, 제1 기판; 상기 제1 기판에 배치되는 복수의 무기 발광 소자; 및 상기 제1 기판에 2차원으로 배열되는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러;를 포함하고, 상기 복수의 픽셀 각각은, 상기 복수의 무기 발광 소자 중 둘 이상의 무기 발광 소자로 이루어지고, 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 상기 복수의 픽셀 중 둘 이상의 픽셀을 제어하고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달한다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 제2 기판; 및 상기 제2 기판에 배치된 적어도 하나의 박막 트랜지스터;를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터는, 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자를 스위칭하고, 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 상기 목표 전압에 기초하여 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러는, 전원 보드로부터 전압을 입력 받고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전압을 전달하는 복수의 제1 마이크로 픽셀 컨트롤러; 및 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 입력된 전압을 증가 또는 감소시켜 목표 전압으로 변환할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 전원 전압을 목표 전원 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함하여 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 적어도 하나의 픽셀 회로를 포함하고, 상기 목표 전원 전압을 상기 적어도 하나의 픽셀 회로로 공급할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 기준 전압을 목표 기준 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 상기 목표 기준 전압을 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 공급할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 2차원으로 배열된 복수의 픽셀을 포함하는 복수의 디스플레이 모듈; 및 상기 복수의 디스플레이 모듈을 지지하는 프레임;을 포함하고, 상기 복수의 디스플레이 모듈 각각은, 제1 기판; 상기 제1 기판에 배치되는 복수의 무기 발광 소자; 및 상기 제1 기판에 2차원으로 배열되는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러;를 포함하고, 상기 복수의 픽셀 각각은, 상기 복수의 무기 발광 소자 중 둘 이상의 무기 발광 소자로 이루어지고, 상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 상기 복수의 픽셀 중 둘 이상의 픽셀을 제어하고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달한다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 제2 기판; 및 상기 제2 기판에 배치된 적어도 하나의 박막 트랜지스터;를 포함하고, 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터는, 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자를 스위칭하고, 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 상기 목표 전압에 기초하여 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급할 수 있다.
상기 디스플레이 장치는, 상기 복수의 디스플레이 모듈에 전압을 공급하는 전원 보드;를 더 포함하고, 상기 전원 보드는, 상기 프레임의 하부에 배치되고, 상기 프레임의 개방된 영역을 통해 상기 복수의 디스플레이 모듈과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러는, 전원 보드로부터 전압을 입력 받고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전압을 전달하는 복수의 제1 마이크로 픽셀 컨트롤러; 및 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 컨트롤러;를 포함할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 입력된 전압을 증가 또는 감소시켜 목표 전압으로 변환할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 전원 전압을 목표 전원 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함하여 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 적어도 하나의 픽셀 회로를 포함하고, 상기 목표 전원 전압을 상기 적어도 하나의 픽셀 회로로 공급할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 기준 전압을 목표 기준 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은, 상기 목표 기준 전압을 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 공급할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 모듈 및 디스플레이 장치에 의하면, 2차원으로 배열된 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각이 레귤레이터를 포함하여 전압을 보상하고, 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러로 보상된 전압을 전달함으로써, IR 드롭을 최소화할 수 있으며, 휘도 저하 및 무라 현상(mura-effects)을 해결할 수 있다.
도 1 은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 예시를 나타낸 사시도이다.
도 2 는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 단위 모듈을 구성하는 픽셀 배열의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 디스플레이 모듈의 구성이 구체화된 제어 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 타일링된 복수의 디스플레이 모듈에 전달되는 신호의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에서 각각의 픽셀이 구동되는 방식을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에서 단일 서브 픽셀을 제어하는 픽셀 회로를 간략하게 도시한 회로도이다.
도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 픽셀 회로에서 전원 전압 또는 기준 전압에 따른 구동 전류의 변화를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에서 마이크로 픽셀 컨트롤러와 마이크로 픽셀 컨트롤러에 의해 제어되는 픽셀의 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 구성하는 마이크로 픽셀 컨트롤러와 무기 발광 소자의 배열의 예시를 나타낸 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈의 일부를 상면을 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에서 마이크로 픽셀 컨트롤러 사이의 전기적 연결 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 마이크로 픽셀 컨트롤러의 동작을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 마이크로 픽셀 컨트롤러의 레귤레이터가 업 컨버터(up converter)로 동작하는 경우를 도시한 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 마이크로 픽셀 컨트롤러의 레귤레이터가 다운 컨버터(down converter)로 동작하는 경우를 도시한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서 복수의 디스플레이 모듈이 하우징에 결합되는 방식의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈의 제조 방법에 대한 순서도이다.
도 20 내지 도 24는 도 19에 도시된 일부 단계들에 의해 제조되는 디스플레이 모듈을 나타낸 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 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 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA(field-programmable gate array) / ASIC(application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.
각 단계들에 붙여지는 부호는 각 단계들을 식별하기 위해 사용되는 것으로 이들 부호는 각 단계들 상호 간의 순서를 나타내는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 예시를 나타낸 사시도이고, 도 2 는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 단위 모듈을 구성하는 픽셀 배열의 예시를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 픽셀마다 발광 소자가 배치되어 각각의 픽셀이 스스로 빛을 낼 수 있는 자발광 디스플레이 장치이다. 따라서, 액정 디스플레이 장치와 달리 백라이트 유닛, 액정층 등의 구성요소를 필요로 하지 않기 때문에 얇은 두께를 구현할 수 있고, 구조가 단순하여 다양한 설계의 변경이 가능하다.
또한, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 각각의 픽셀에 배치되는 발광 소자로 무기 발광 다이오드(Inorganic Light Emitting Diode)와 같은 무기 발광 소자를 채용할 수 있다. 무기 발광 소자는 OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 유기 발광 소자에 비해 반응속도가 빠르며, 저전력으로 고휘도를 구현할 수 있다.
또한, 수분과 산소의 노출에 취약하여 봉지 공정을 필요로 하고 내구성이 약한 유기 발광 소자와 달리 봉지 공정을 필요로 하지 않고 내구성도 강하다. 이하, 후술하는 실시예에서 언급되는 무기 발광 소자는 무기 발광 다이오드를 의미하는 것으로 한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 채용되는 무기 발광 소자는 짧은 변의 길이가 100 ㎛ 내외의 크기를 갖는 마이크로 LED일 수 있다. 이와 같이, 마이크로 단위의 LED를 채용함으로써, 픽셀 사이즈를 줄이고 동일한 화면 크기 내에서도 고해상도를 구현할 수 있다.
또한, LED 칩을 마이크로 단위의 크기로 제조하면, 무기물 재료의 특성 상 휘어질 때 깨지는 문제를 해결할 수 있다. 즉, 마이크로 LED 칩을 플렉서블 기판에 전사하면 기판이 휘어지더라도 LED 칩이 깨지지 않으므로, 플렉서블한 디스플레이 장치도 구현이 가능하게 된다.
마이크로 LED를 채용한 디스플레이 장치는 초소형의 픽셀 크기와 얇은 두께를 이용하여 다양한 분야에 응용될 수 있다. 일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 마이크로 LED가 전사된 복수의 디스플레이 모듈(10)을 타일링하여 하우징(20)에 고정함으로써 대면적 화면을 구현할 수 있고, 이러한 대면적 화면의 디스플레이 장치는 사이니지(signage), 전광판 등으로 사용될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 XYZ축의 3차원 좌표계는 디스플레이 장치(1)를 기준으로 한 것으로서, 디스플레이 장치(1)의 화면이 위치하는 평면은 XZ 평면이고, 영상이 출력되는 방향 또는 무기 발광 소자의 발광 방향은 +Y방향이다. 좌표계가 디스플레이 장치(1)를 기준으로 한 것이므로, 디스플레이 장치(1)가 누워 있는 경우와 세워져 있는 경우 모두 동일한 좌표계가 적용될 수 있다.
일반적으로 디스플레이 장치(1)는 세워진 상태에서 사용되고, 사용자는 디스플레이 장치(1)의 전면에서 영상을 시청하게 되므로 영상이 출력되는 +Y 방향을 전방이라 하고, 그 반대 방향을 후방이라 할 수 있다.
또한, 일반적으로 디스플레이 장치(1)는 누운 상태에서 제조된다. 따라서, 디스플레이 장치(1)의 -Y 방향을 하부 방향이라 하고, +Y방향을 상부 방향이라 하는 것도 가능하다. 즉, 후술하는 실시예에서는 +Y 방향을 상부 방향이라 할 수도 있고 전방이라 할 수도 있으며, -Y 방향을 하부 방향이라 할 수도 있고 후방이라 할 수도 있다.
평판 형태의 디스플레이 장치(1) 또는 디스플레이 모듈(10)의 상면과 하면을 제외한 나머지 네 면은 디스플레이 장치(1)나 디스플레이 모듈(10)의 자세에 상관없이 모두 측면이라 하기로 한다.
도 1의 예시에서는 디스플레이 장치(1)가 복수의 디스플레이 모듈을 포함하여 대면적 화면을 구현하는 경우를 도시하였으나, 디스플레이 장치(1)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 디스플레이 장치(1)가 단일 디스플레이 모듈(10)을 포함하여 TV, 웨어러블 디바이스, 휴대용 디바이스, PC용 모니터 등으로 구현되는 것도 가능하다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 모듈(10)은 M x N(M, N은 둘 이상의 정수) 배열의 2차원 픽셀 구조를 가질 수 있다. 즉, 디스플레이 모듈(10)은, M개의 행과 N개의 열로 구성되는 픽셀 배열을 가질 수 있다. 다시 말해, 디스플레이 모듈(10)은, 2차원으로 배열된 복수의 픽셀을 포함할 수 있다. 도 2는 픽셀 배열을 개념적으로 도시한 것으로서, 디스플레이 모듈(10)에 픽셀이 배열되는 액티브 영역 외에 영상이 표시되지 않는 베젤 영역이나 배선 영역 등도 위치할 수 있음은 물론이다.
당해 실시예에서 어떤 구성요소들이 2차원으로 배열되었다는 것은 해당 구성요소들이 동일한 평면 상에 배치되는 경우뿐만 아니라, 서로 평행한 다른 평면 상에 배치되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 해당 구성요소들이 동일한 평면 상에 배치되는 경우는, 배치된 구성요소들의 상단까지 반드시 동일한 평면 상에 위치해야 하는 것은 아니며 배치된 구성요소들의 상단은 서로 평행한 다른 평면 상에 위치하는 경우도 포함할 수 있다.
단위 픽셀(P)은 서로 다른 색상의 광을 출력하는 적어도 3개의 서브 픽셀로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 단위 픽셀(P)은 R, G, B에 각각 대응되는 세 개의 서브 픽셀(SP(R), SP(G), SP(B))로 이루어질 수 있다. 여기서, 적색 서브 픽셀(SP(R))은 적색광을 출력할 수 있고, 녹색 서브 픽셀(SP(G))은 녹색광을 출력할 수 있으며, 청색 서브 픽셀(SP(B))은 청색광을 출력할 수 있다.
다만, 도 2의 픽셀 배열은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10) 및 디스플레이 장치(1)에 적용될 수 있는 예시에 불과하며, 서브 픽셀들이 Z축 방향을 따라 배열되는 것도 가능하고, 일렬로 배열되지 않는 것도 가능하며, 서브 픽셀들의 사이즈가 서로 다르게 구현되는 것도 가능하다. 단일 픽셀이 복수의 색상을 구현하기 위해 복수의 서브 픽셀을 포함하기만 하면 되고, 각각의 서브 픽셀의 사이즈나 배열 방식에 대해서는 제한을 두지 않는다.
또한, 단위 픽셀(P)이 반드시 적색광을 출력하는 적색 서브 픽셀(SP(R)), 녹색광을 출력하는 녹색 서브 픽셀(SP(G)), 청색광을 출력하는 청색 서브 픽셀(SP(B))로 구성되어야 하는 것은 아니며, 황색광이나 백색광을 출력하는 서브 픽셀이 포함되는 것도 가능하다. 즉, 각각의 서브 픽셀에서 출력되는 광의 색상이나 종류, 서브 픽셀의 개수에 대해서는 제한을 두지 않는다.
다만, 후술하는 실시예에서는 구체적인 설명을 위해, 단위 픽셀(P)이 적색 서브 픽셀(SP(R)), 녹색 서브 픽셀(SP(G)), 및 청색 서브 픽셀(SP(B))로 구성되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
앞서 언급한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)과 디스플레이 장치(1)는 각각의 픽셀이 스스로 빛을 낼 수 있는 자발광 디스플레이 장치이다. 따라서, 각각의 서브 픽셀에는 서로 다른 색상의 광을 방출하는 무기 발광 소자가 배치될 수 있다. 예를 들어, 적색 서브 픽셀(SP(R))에는 적색 무기 발광 소자가 배치될 수 있고, 녹색 서브 픽셀(SP(G))에는 녹색 무기 발광 소자가 배치될 수 있으며, 청색 서브 픽셀(SP(B))에는 청색 무기 발광 소자가 배치될 수 있다.
따라서, 당해 실시예에서 픽셀(P)은 적색 무기 발광 소자, 녹색 무기 발광 소자 및 청색 무기 발광 소자를 포함하는 클러스터(cluster)를 나타낼 수 있고, 서브 픽셀은 각각의 무기 발광 소자를 나타낼 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 제어 블록도이다.
앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n, n은 둘 이상의 정수)을 포함할 수 있고, 복수의 디스플레이 모듈(10)을 제어하는 메인 제어부(300)와 타이밍 제어부(500), 외부 기기와 통신하는 통신부(430), 소스 영상을 입력 받는 소스 입력부(440), 음향을 출력하는 스피커(410) 및 사용자로부터 디스플레이 장치(1)를 제어하기 위한 명령을 입력 받는 입력부(420)를 포함할 수 있다.
입력부(420)는 디스플레이 장치(1)의 일 영역에 마련되는 버튼이나 터치 패드를 포함할 수도 있고, 디스플레이 패널(100, 도 4참조)이 터치 스크린으로 구현되는 경우에는 입력부(420)가 디스플레이 패널(100)의 전면에 마련된 터치 패드를 포함할 수 있다. 또한, 입력부(420)는 리모트 컨트롤러를 포함하는 것도 가능하다.
입력부(420)는 사용자로부터 디스플레이 장치(1)의 전원 온/오프, 볼륨 조정, 채널 조정, 화면 조정, 각종 설정 변경 등 디스플레이 장치(1)를 제어하기 위한 다양한 명령을 수신할 수 있다.
스피커(410)는 하우징(20)의 일 영역에 마련될 수도 있고, 하우징(20)과 물리적으로 분리된 별도의 스피커 모듈이 더 마련되는 것도 가능하다.
통신부(430)는 중계 서버 또는 다른 전자 장치와 통신을 수행하여 필요한 데이터를 주고 받을 수 있다. 통신부(430)는 3G(3Generation), 4G(4Generation), 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(Ultra wideband), 적외선 통신(IrDA; Infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication), 지웨이브(Z-Wave) 등의 다양한 무선 통신 방식 중 적어도 하나를 채용할 수 있다. 또한, PCI(Peripheral Component Interconnect), PCI-express, USB(Universe Serial Bus) 등의 유선 통신 방식을 채용하는 것도 가능하다.
소스 입력부(440)는 셋탑 박스, USB, 안테나 등으로부터 입력되는 소스 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 소스 입력부(440)는 HDMI 케이블 포트, USB 포트, 안테나 등을 포함하는 소스 입력 인터페이스의 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
소스 입력부(440)가 수신한 소스 신호는 메인 제어부(300)에서 처리되어 디스플레이 패널(100)과 스피커(410)에서 출력 가능한 형태로 변환될 수 있다.
메인 제어부(300)와 타이밍 제어부(500)는 후술하는 동작을 수행하기 위한 프로그램 및 각종 데이터를 저장하는 적어도 하나의 메모리와 저장된 프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
메인 제어부(300)는 소스 입력부(440)를 통해 입력된 소스 신호를 처리하여 입력된 소스 신호에 대응되는 영상 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 메인 제어부(300)는 소스 디코더, 스케일러, 이미지 인헨서(Image Enhancer) 및 그래픽 프로세서를 포함할 수 있다. 소스 디코더는 MPEG 등의 형식으로 압축되어 있는 소스 신호를 디코딩할 수 있고, 스케일러는 해상도 변환을 통해 원하는 해상도의 영상 데이터를 출력할 수 있다.
이미지 인헨서는 다양한 기법의 보정을 적용하여 영상 데이터의 화질을 개선할 수 있다. 그래픽 프로세서는 영상 데이터의 픽셀을 RGB 데이터로 구분하고, 디스플레이 패널(100)에서의 디스플레이 타이밍을 위한 syncing 신호 등의 제어 신호와 함께 출력할 수 있다. 즉, 메인 제어부(300)는 소스 신호에 대응되는 영상 데이터와 제어 신호를 출력할 수 있다.
전술한 메인 제어부(300)의 동작은 디스플레이 장치(1)에 적용 가능한 예시에 불과하고, 다른 동작을 더 수행하거나 전술한 동작 중 일부를 생략하는 것도 가능함은 물론이다.
메인 제어부(300)에서 출력하는 영상 데이터와 제어 신호는 타이밍 제어부(500)로 전달될 수 있다.
타이밍 제어부(500)는 메인 제어부(300)로부터 전달된 영상 데이터를 드라이버 IC(200, 도 4 참조)에서 처리 가능한 형태의 영상 데이터로 변환하고 영상 데이터를 디스플레이 패널(100)에 표시하기 위해 필요한 타이밍 제어 신호 등의 각종 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)가 반드시 복수의 디스플레이 모듈(10)을 포함해야 하는 것은 아니나, 후술하는 실시예에서는 구체적인 설명을 위해 복수의 디스플레이 모듈(10)을 포함하는 디스플레이 장치(1)를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 포함되는 디스플레이 모듈(10)의 구성이 구체화된 제어 블록도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 있어서, 타일링된 복수의 디스플레이 모듈(10)에 전달되는 신호의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4 를 참조하면, 복수의 디스플레이 모듈 각각(10-1, 10-2, ..., 10-n)은 영상을 표시하는 디스플레이 패널(100)과 디스플레이 패널(100)을 구동하는 드라이버 IC(200)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(100)은 전술한 바와 같이 2차원으로 배열되는 복수의 픽셀을 포함할 수 있고, 각각의 픽셀은 다양한 색상을 구현하기 위해 복수의 서브 픽셀로 구성될 수 있다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 각각의 픽셀이 스스로 빛을 낼 수 있는 자발광 디스플레이 장치이다. 따라서, 각각의 서브 픽셀에는 무기 발광 소자(120)가 배치될 수 있다. 즉, 복수의 픽셀 각각은 둘 이상의 무기 발광 소자(120)로 이루어질 수 있다.
각각의 무기 발광 소자(120)는 AM(Active Matrix) 방식 또는 PM(Passive Matrix) 방식에 의해 구동될 수 있으나, 후술하는 실시예에서는 구체적인 설명을 위해 무기 발광 소자(120)가 AM 방식에 의해 구동되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에서는 각각의 무기 발광 소자(120)가 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 개별적으로 제어될 수 있고, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 드라이버 IC(200)로부터 출력되는 구동 신호에 기초하여 동작할 수 있다.
마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 디스플레이 모듈(10)의 모듈 기판에 행과 열로 배열될 수 있으며, 둘 이상의 픽셀과 전기적으로 연결되어 구동 전류를 공급할 수 있다. 이때, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
당해 실시예에서 어떤 구성들이 동일한 열에 배치된다는 것은 구성들이 수치적으로 완전하게 일치되는 열에 배치되는 경우뿐만 아니라, 일정 오차 범위 내에서 일치되는 열에 배치되는 경우까지 포함할 수 있다. 또한, 당해 실시예에서 어떤 구성들이 동일한 행에 배치된다는 것 역시 구성들이 수치적으로 완전하게 일치되는 행에 배치되는 경우뿐만 아니라, 일정 오차 범위 내에서 일치되는 행에 배치되는 경우까지 포함할 수 있다.
다시 말하면, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 디스플레이 모듈(10)의 모듈 기판(후술하는 제1 기판)에 2차원으로 배열될 수 있고, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 방향은, 예를 들어, 열 방향 즉, Z축 방향에 해당할 수 있다.
도 5를 참조하면, 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)은 구동 보드(501)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(100)은 드라이버 IC(200)가 실장된 필름을 통해 FPCB와 연결될 수 있다. FPCB는 구동 보드(501)와 접속되어 디스플레이 모듈(10)을 구동 보드(501)와 전기적으로 연결시킬 수 있다.
구동 보드(501)에는 타이밍 제어부(500)가 마련될 수 있다. 따라서, 구동 보드(501)는 티콘(T-con) 보드라 지칭될 수도 있다. 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)은 구동 보드(501)로부터 영상 데이터, 타이밍 제어 신호 등을 공급받을 수 있다.
또한, 디스플레이 장치(1)에는 메인 보드(301)와 전원 보드(601)가 더 포함될 수 있다. 메인 보드(301)에는 전술한 메인 제어부(300)가 마련되고, 전원 보드(601)에는 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)에 전원을 공급하기 위해 필요한 전원 회로가 마련될 수 있다.
전원 보드(601)는 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)과 FPCB를 통해 전기적으로 연결될 수 있고, FPCB를 통해 연결된 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)에 전원 전압(VDD), 기준 전압(VSS) 등을 공급할 수 있다.
예를 들어, 전원 보드(601)로부터 공급된 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)은 모듈 기판의 배선을 통해 모듈 기판에 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 인가될 수 있다. 구체적으로, 전원 보드(601)로부터 공급된 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)은 제1 행에 배열된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 인가될 수 있다.
이때, 제1 행 이외의 행에 배열된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 전압을 입력 받을 수 있으며, 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전달할 수 있다.
구체적으로, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달할 수 있다.
이를 통해, 디스플레이 모듈(10)은, 전원 보드(601)와의 거리에 상관 없이 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 동일한 목표 전압으로 구동될 수 있도록 하여, 전원 보드(601)와의 거리에 따라 발생할 수 있는 IR 드롭을 방지할 수 있다. 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 사이의 전압 전달에 대하여는 뒤에서 다시 자세히 설명하도록 한다.
전술한 예시에서는 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-P)이 구동 보드(501) 및 전원 보드(601)를 공유하는 것으로 설명하였으나, 개별 디스플레이 모듈(10)마다 별도의 구동 보드(501) 및 전원 보드(601)가 연결되는 것도 가능하다. 또는, 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-P)을 그룹화하고, 그룹 당 하나의 구동 보드(501) 및 전원 보드(601)를 연결하는 것도 가능하다.
도 5 는 XY 평면 상의 디스플레이 장치(1)를 도시한 도면이므로 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)의 1차원 배열만 나타나 있으나, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)이 2차원으로 배열되는 것도 가능함은 물론이다.
도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에서 각각의 픽셀이 구동되는 방식을 개념적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에서 단일 서브 픽셀을 제어하는 픽셀 회로를 간략하게 도시한 회로도이고, 도 8 및 도 9는 일 실시예에 따른 픽셀 회로에서 전원 전압에 따른 구동 전류의 변화를 도시한 도면이다.
도 6을 함께 참조하면, 드라이버 IC(200)는 스캔 드라이버(210)와 데이터 드라이버(220)를 포함할 수 있다. 스캔 드라이버(210)는 서브 픽셀을 온/오프하기 위한 게이트 신호를 출력할 수 있고, 데이터 드라이버(220)는 영상을 구현하기 위한 데이터 신호를 출력할 수 있다. 다만, 다양한 설계 변경에 따라, 드라이버 IC(200)의 동작 중 일부를 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에서 수행하는 것도 가능하다. 예를 들어, 스캔 드라이버(210)의 동작을 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에서 수행할 수도 있는바, 이러한 경우에는 드라이버 IC(200)가 스캔 드라이버(210)를 포함하지 않는 것도 가능하다. 후술하는 실시예에서는 구체적인 설명을 위해 드라이버 IC(200)가 스캔 드라이버(210)와 데이터 드라이버(220)를 모두 포함하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
스캔 드라이버(210)는 타이밍 제어부(500)로부터 전달된 제어 신호에 기초하여 게이트 신호를 생성할 수 있고, 데이터 드라이버(220)는 타이밍 제어부(500)로부터 전달된 영상 데이터에 기초하여 데이터 신호를 생성할 수 있다.
마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 각각의 무기 발광 소자(120)를 개별적으로 제어하기 위한 픽셀 회로(131)를 포함할 수 있고, 스캔 드라이버(210)에서 출력되는 게이트 신호와 데이터 드라이버(220)에서 출력되는 데이터 신호는 픽셀 회로(131)에 입력될 수 있다.
예를 들어, 픽셀 회로(131)에 게이트 전압(VGATE), 데이터 전압(VDATA) 및 전원 전압(VDD)이 입력되면, 픽셀 회로(131)는 무기 발광 소자(120)를 구동하기 위한 구동 전류(CD)를 출력할 수 있다.
픽셀 회로(131)로부터 출력된 구동 전류(CD)는 무기 발광 소자(120)에 입력될 수 있고, 무기 발광 소자(120)는 입력된 구동 전류(CD)에 의해 발광하여 영상을 구현할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 실시예에 따라, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각이 타이밍 제어부(500)와 전기적으로 연결되어 게이트 신호를 전달받을 수 있으며, 전달된 게이트 신호를 처리하여 픽셀 회로(131)를 제어함으로써 구동 전류(CD)를 출력할 수도 있다. 이 경우 스캔 드라이버(210)는 생략될 수 있다.
도 7의 예시를 참조하면, 픽셀 회로(131)는 무기 발광 소자(120)를 스위칭하거나 구동하는 박막 트랜지스터(TR1, TR2)와 캐패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 무기 발광 소자(120)는 마이크로 LED일 수 있다.
일 예로, 박막 트랜지스터(TR1, TR2)는 스위칭 트랜지스터(TR1)와 구동 트랜지스터(TR2)를 포함할 수 있고, 스위칭 트랜지스터(TR1)와 구동 트랜지스터(TR2)는 PMOS타입 트랜지스터로 구현될 수 있다. 다만, 디스플레이 모듈(10) 및 디스플레이 장치(1)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 스위칭 트랜지스터(TR1)와 구동 트랜지스터(TR2)가 NMOS타입 트랜지스터로 구현되는 것도 가능함은 물론이다.
스위칭 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극은 스캔 드라이버(210)에 연결되고, 소스 전극은 데이터 드라이버(220)에 연결되며, 드레인 전극은 캐패시터(Cst)의 일단 및 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극에 연결된다. 캐패시터(Cst)의 타단에는 전원 전압(VDD)이 인가될 수 있다.
또한, 구동 트랜지스터(TR2)의 소스 전극에는 전원 전압(VDD)이 공급되고, 구동 트랜지스터(TR2)의 드레인 전극은 무기 발광 소자(120)의 애노드에 연결된다. 무기 발광 소자(120)의 캐소드에는 기준 전압(VSS)이 공급될 수 있다. 기준 전압(VSS)은 전원 전압(VDD)보다 낮은 레벨의 전압으로서, 그라운드 전압 등이 사용되어 접지를 제공할 수 있다.
전술한 구조의 픽셀 회로(131)는 다음과 같이 동작할 수 있다. 먼저, 스캔 드라이버(210)로부터 게이트 전압(VGATE)이 인가되어 스위칭 트랜지스터(TR1)가 온 되면, 데이터 드라이버(220)로부터 인가되는 데이터 전압(VDATA)이 캐패시터(Cst)의 일단 및 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극에 전달될 수 있다.
캐패시터(Cst)에 의해 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트-소스 전압(VGS)에 대응되는 전압이 일정 시간 유지될 수 있다. 구동 트랜지스터(TR2)는 게이트-소스 전압(VGS)에 대응하는 구동 전류(CD)를 무기 발광 소자(120)의 애노드에 인가함으로써 무기 발광 소자(120)를 발광시킬 수 있다.
이때, 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극에 높은 데이터 전압(VDATA)이 전달되면, 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트-소스 전압(VGS)이 낮아져 적은 량의 구동 전류(CD)가 무기 발광 소자(120)에 인가되어, 무기 발광 소자(120)가 낮은 계조를 표시할 수 있다.
반면, 낮은 데이터 전압(VDATA)이 전달되면 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트-소스 전압(VGS)이 높아져, 다량의 구동 전류(CD)가 무기 발광 소자(120)에 인가되고, 무기 발광 소자(120)는 높은 계조를 표시할 수 있다.
다만, 전술한 픽셀 회로(131)의 구조는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 적용 가능한 예시에 불과하고, 전술한 예시 외에도 복수의 무기 발광 소자(120)를 스위칭 및 구동하기 위한 다양한 회로 구조가 적용될 수 있다.
또한, 당해 실시예에서는 무기 발광 소자(120)의 밝기 제어 방식에 대해 제한을 두지 않는다. PAM(Pulse Amplitude Modulation) 방식, PWM(Pulse Width Modulation) 방식 및 PAM 방식과 PWM 방식을 결합한 하이브리드 방식 등 다양한 방식 중 하나에 의해 무기 발광 소자(120)의 밝기를 제어할 수 있다.
이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 픽셀 회로(131)에 인가되는 전원 전압(VDD)이 변화하는 경우, 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트-소스 전압(VGS)이 변화하여 무기 발광 소자(120)에 공급되는 구동 전류(CD)가 변화할 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 픽셀 회로(131)에 인가되는 전원 전압(VDD) 또는 무기 발광 소자(120)에 인가되는 기준 전압(VSS)이 변화하는 경우 구동 트랜지스터(TR2)의 드레인-소스 전압(VDS)이 변화하여 수렴(saturation) 영역에서도 무기 발광 소자(120)에 공급되는 구동 전류(CD)가 변화할 수 있다.
이처럼, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 및 무기 발광 소자(120)에 인가되는 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)이 변하는 경우 입력되는 데이터 전압(VDATA)에 대응하는 구동 전류(CD)가 무기 발광 소자(120)로 공급되지 못하여 요구되는 휘도가 제공되지 않을 수 있으며, 이에 따라, 무라 현상(mura-effects) 또는 색변환이 발생할 수 있다.
만약, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 및 무기 발광 소자(120) 각각이 전원 보드(601)와 전기적으로 연결되어 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)을 공급받는 다면, 배선 길이의 차이에 따라 공급되는 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)의 크기가 변할 수 있다.
예를 들어, 전원 보드(601)로부터 멀리 떨어져 있는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)일수록 배선이 길 수 있으며, 배선의 자체 저항에 따른 IR 드롭으로 공급받는 전원 전압(VDD)의 크기가 작아질 수 있다. 이에 따라, 전원 보드(601)와의 거리 차이가 커질수록 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 픽셀의 휘도가 감소할 수 있다.
따라서 본 발명의 디스플레이 장치(1)는, 디스플레이 모듈(10)에 배치되는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각에 공급되는 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)의 크기가 동일해질 수 있도록, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 레귤레이터를 마련하고, 레귤레이터가 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전달하도록 한다.
이하에서는 디스플레이 모듈(10)에 배열된 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각에 동일한 크기의 전압이 공급되는 것에 대하여 보다 자세히 설명하도록 한다.
도 10은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에서 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 픽셀(P)의 관계를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 11은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)을 구성하는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 무기 발광 소자(120)의 배열의 예시를 나타낸 도면이고, 도 12는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)의 일부를 상면을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 네 개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)을 제어할 수 있다. 픽셀을 제어하는 것은, 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(120)를 제어하는 것을 의미할 수 있다. 이를 위해, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 제2 기판(132)에는 네 개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)을 구성하는 무기 발광 소자들(120)을 제어하기 위한 복수의 픽셀 회로(131)가 마련될 수 있다. 이때, 픽셀 회로(131)는, 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(120)를 스위칭하고, 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(120)로 구동 전류(CD)를 공급하는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
다시 말해, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 제2 기판(132)에 배치되어, 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(120)를 스위칭하고, 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(120)에 구동 전류(CD)를 공급하는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
다만, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 제어할 수 있는 픽셀의 개수에는 제한이 없으며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 네 개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)을 제어하는 것으로 설명한다. 일례로, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 2xn 배열 또는 nx2 배열(n은 1 이상의 정수)로 배치된 픽셀들을 제어할 수 있으며, 이하에서는 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 2x2 배열로 배치된 네 개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)을 제어하는 경우를 예로 들어 설명한다.
마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 무기 발광 소자(120)의 개수만큼 픽셀 회로(131)가 마련되는 것도 가능하고, 하나의 픽셀 회로(131)가 2 이상의 무기 발광 소자(120)를 제어할 수 있도록 구현하는 것도 가능하다.
제2 기판(132)은 실리콘 기판일 수도 있고, 유리 기판일 수도 있으며, 플라스틱 기판일 수도 있다. 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에는 무기 발광 소자와 같은 발열원이 없으므로, 재료의 내열성에 따른 제한없이 기판의 종류를 선택할 수 있다.
제2 기판(132)에 형성되는 박막 트랜지스터는 LTPS(Low Temperature Polycrystalline Silicon) 박막 트랜지스터일 수도 있고, Oxide 박막 트랜지스터일 수도 있다. 또한, 박막 트랜지스터가 a-Si 박막 트랜지스터나 단일 결정 박막 트랜지스터인 것도 가능하다. 다만, 당해 실시예에서는 구체적인 설명을 위해 박막 트랜지스터가 LTPS 박막 트랜지스터인 경우를 예로 들어 설명한다.
전술한 바와 같이, 제2 기판(132)은 실리콘 기판으로 구현되는 것이 가능하다. 실리콘 기판은 유리 기판에 비해 전자 이동도에 제약이 없기 때문에, 제2 기판(132)이 실리콘 기판으로 구현되면 LTPS 박막 트랜지스터의 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 디스플레이 모듈(10)의 실시예에 따르면, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)마다 개별적으로 회로 검사를 수행할 수 있고, 회로 검사에 의해 양품으로 판정된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)만을 디스플레이 모듈(10)에 장착하는 것이 가능하다. 따라서, 모듈 기판(후술하는 제1 기판)에 직접 박막 트랜지스터 회로를 실장하는 경우와 비교하여 회로 검사 및 불량품의 교체가 용이하다.
도 11을 참조하면, 픽셀(P)은 디스플레이 모듈(10)의 모듈 기판에 해당하는 제1 기판(110)에 행과 열로 배열될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 픽셀(P)은, M개의 행과 N개의 열로 이루어진 2차원 배열로 제1 기판(110)의 상면에 배치될 수 있다.
이때, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 역시 제1 기판(110)에 행과 열로 배열될 수 있다. 즉, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, A개의 행과 B개의 열로 이루어진 2차원 배열로 제1 기판(110)에 배치될 수 있다.
예를 들어, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 기판(110)의 상면에 배치되어, 제어 대상이 되는 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 사이 공간의 중앙에 배치될 수 있다. 이 경우, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 애노드 배선(111)을 통하여 제어 대상이 되는 픽셀(P) 각각의 애노드와 전기적으로 연결될 수 있으며, 캐소드 배선(112)을 통하여 제어 대상이 되는 픽셀(P) 각각의 캐소드와 전기적으로 연결될 수 있다.
당해 실시예에서 두 구성요소가 전기적으로 연결된다는 것은, 전기가 통하는 도전성 물질들이 직접 솔더링되는 경우뿐만 아니라, 별도의 배선을 통해 연결되는 경우 또는 전도성 접착제를 이용하는 경우도 포함할 수 있다. 연결된 두 구성요소 사이에 전류가 흐르기만 하면 되고 구체적인 연결 방식에 대해서는 제한을 두지 않는다.
다만, 실시예에 따라, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 사이 공간의 중앙에 배치되지 않을 수 있으며, 행과 열로 배치되어 제어 대상이 되는 픽셀들(P)과 전기적으로 연결될 수 있는 배치이면, 제한없이 배치될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 자신이 제어하는 4개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)의 픽셀 영역에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 당해 실시예에서 픽셀 영역은 각각의 픽셀이 위치하는 영역으로서, 디스플레이 패널(100)의 액티브 영역을 픽셀의 배열과 동일한 배열(MxN)로 구획했을 때 각각의 픽셀이 포함되는 영역을 해당 픽셀의 픽셀 영역으로 정의할 수 있다. 더 구체적인 예로, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 자신이 제어하는 4개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)의 픽셀 영역을 합친 일 영역, 즉 전체 픽셀 영역(PW)에 배치될 수 있다. 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 전체 픽셀 영역(PW)의 중심에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
더욱이, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 실시예에 따라, 제1 기판(110)의 상면이 아닌 하면에 배치될 수 있으며, 이 경우, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 비아홀(via hole) 배선을 통하여 제어 대상이 되는 픽셀들(P)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 제1 기판(110)의 상면에 배치된 것을 일 예로 설명하도록 한다.
디스플레이 모듈(10)의 실시예에 따르면, 복수의 무기 발광 소자(120)를 스위칭 및 구동하기 위한 박막 트랜지스터 등의 회로 소자들이 제1 기판(110)이 아닌 별도의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 마련되기 때문에, 제1 기판(110)에 회로 소자들을 실장하는데 필요한 복수의 금속 배선을 줄일 수 있으며, 이를 통해, 복수의 금속 배선 사이의 간섭으로 인한 IR 드롭을 해결할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 디스플레이 모듈(10)은, 제1 기판(110)에 직접 회로 소자들을 실장하는 경우에 비하여, 제1 기판(110)에서의 배선을 줄일 수 있어, 배선 사이의 간섭으로 인한 IR 드롭을 해결할 수 있다.
도 12는 디스플레이 패널(100) 상면의 일부 영역을 확대하여 도시한 것으로, 네 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 서로 인접하게 배치되어 디스플레이 패널(100)의 제1 기판(110) 상면에 마련되는 것을 도시한다.
이때, 디스플레이 패널(100)에 포함된 복수의 픽셀 중 인접한 픽셀들 사이의 간격은 모두 동일할 수 있다. 당해 실시예에서 어떤 값들이 동일하다는 것은 해당 값들이 완전하게 일치하는 경우뿐만 아니라, 일정 오차 범위 내에서 일치하는 경우까지 포함할 수 있다.
즉, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 제어 대상이 되는 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 사이의 픽셀 간격(PP)은 서로 동일할 수 있다. 구체적으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 배치된 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 중 인접한 픽셀들 사이의 픽셀 간격(PP)은 동일할 수 있다. 예를 들어, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 상면에 배치된 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 중 제1 픽셀(P1)과 제2 픽셀(P2) 사이의 간격은, 제1 픽셀(P1)과 제4 픽셀(P4) 사이의 간격과 동일할 수 있다.
또한, 서로 다른 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 제어 대상이 되는 픽셀들의 경우에도 서로 인접한 경우 픽셀 간격(PP)은 서로 동일할 수 있다.
예를 들어, 도 11에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 제2 픽셀(P2)과, 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 바로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 제1 픽셀(P1) 사이의 픽셀 간격(PP)은, 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 사이의 픽셀 간격(PP)과 동일할 수 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 제4 픽셀(P4)과, 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 바로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 제1 픽셀(P1) 사이의 픽셀 간격(PP)은, 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 사이의 픽셀 간격(PP)과 동일할 수 있다.
픽셀 간격(PP)은 픽셀 피치(Pixel Pitch)라 지칭될 수 있으며, 당해 실시예에서는 픽셀 간격(PP)을 하나의 픽셀의 중심으로부터 인접한 픽셀의 중심까지의 거리를 나타내는 것으로 정의한다. 다만, 디스플레이 모듈(10)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아닌바, 픽셀 간격(PP)에 대한 다른 정의가 적용되는 것도 가능하다.
이상에서는 무기 발광 소자(120), 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 및 제1 기판(110) 사이의 배치 관계에 대하여 설명하였다. 이하에서는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 공급되는 전압이 동일하게 제어되는 것에 대하여 보다 자세히 설명하도록 한다.
도 13 및 도 14는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에서 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 사이의 전기적 연결 관계를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 15는 일 실시예에 따른 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 동작을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 16은 일 실시예에 따른 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 레귤레이터가 업 컨버터(up converter)로 동작하는 경우를 도시한 도면이고, 도 17은 일 실시예에 따른 마이크로 픽셀 컨트롤러의 레귤레이터가 다운 컨버터(down converter)로 동작하는 경우를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)의 모듈 기판에 해당하는 제1 기판(110)에는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 복수의 행 및 복수의 열로 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, A개의 행과 B개의 열로 이루어진 2차원 배열로 제1 기판(110)에 배치될 수 있다.
즉, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 제1 기판(110)에 2차원으로 배열될 수 있으며, A개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 제1 방향(열 방향) 즉, Z축 방향을 따라 배치되고, B 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 제2 방향(행 방향) 즉, X 축 방향을 따라 배치될 수 있다.
이때, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 전원 보드(601) 또는 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 전압(전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS))을 입력 받을 수 있다.
구체적으로, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 제1 행(1300)에 배열되어 전원 보드(601)로부터 전압을 입력 받는 복수의 제1 마이크로 픽셀 컨트롤러(130a)를 포함하고, 제1 행(1300) 이외의 행(1350)에 배열되어 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 컨트롤러(130b)를 포함할 수 있다.
다시 말해, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 전원보드(601)로부터 전압을 입력 받고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전압을 전달하는 복수의 제1 마이크로 픽셀 컨트롤러(130a)를 포함하고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 컨트롤러(130b)를 포함할 수 있다.
즉, 제1 행(1300)에 배열되는 복수의 제1 마이크로 픽셀 컨트롤러(130a) 각각은, 전원 보드(601)와 전기적으로 연결되어 전압을 입력 받을 수 있으며, 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 다음 행의 제2 마이크로 픽셀 컨트롤러(130b)로 전달할 수 있다.
또한, 제2 마이크로 픽셀 컨트롤러(130b) 각각은, 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130a, 130b)와 전기적으로 연결되어 전압을 입력 받을 수 있으며, 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 다음 행의 제2 마이크로 픽셀 컨트롤러(130b)로 전달 할 수 있다.
도 13은 제1 기판(110)의 최상단에 위치하는 행이 전원 보드(601)와 연결되는 제1 행(1300)인 것으로 도시하나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐이며, 실시예에 따라, 전원 보드(601)의 연결 위치에 따라 최하단에 위치하는 행 또는 측단에 위치하는 행이 제1 행(1300)에 해당할 수 있는 등, 제1 행(1300)의 위치에는 제한이 없다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 행(1300)이 최상단에 위치하는 행에 해당하는 것을 일 예로 설명하도록 한다.
복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달할 수 있다.
즉, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-1)는, 동일한 열에 배치되면서 이전 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 동시에 동일한 열에 배치되면서 다음 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-3)와 전기적으로 연결될 수 있다.
다시 말해, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-1)는, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2, 130-3)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2, 130-3) 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2)로부터 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2, 130-3) 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-3)로 전달할 수 있다.
이때, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 전원 전압 배선(113)을 통하여 전기적으로 연결되며, 동시에 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 기준 전압 배선(115)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
전원 전압 배선(113)은, 제1 기판(110)에 배치되며, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 두 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이때, 전원 전압 배선(113)은, 두 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 사이에서 전원 전압(VDD)을 전달할 수 있다.
기준 전압 배선(115)은, 제1 기판(110)에 배치되며, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 두 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이때, 기준 전압 배선(115)은, 두 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 사이에서 기준 전압(Vss)을 전달할 수 있다.
즉, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 전원 전압 배선(113) 및 기준 전압 배선(115)을 통하여 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-1)는, 전원 전압 배선(113) 및 기준 전압 배선(115)을 통하여, 동일한 열에 배치되면서 이전 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2)로부터 전원 전압(VDD_In)과 기준 전압(VSS_In)을 입력 받을 수 있다. 또한, 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-1)는, 전원 전압 배선(113) 및 기준 전압 배선(115)을 통하여, 동일한 열에 배치되면서 다음 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2)로 전원 전압(VDD_Out)과 기준 전압(VSS_Out)을 전달할 수 있다.
다시 말해, 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-1)에서 출력된 전압(VDD_Out, VSS_Out)은, 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2)로 입력된 전압(VDD_In, VSS_In)에 해당할 수 있다.
결과적으로, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-1)는, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2, 130-3) 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2)로부터 입력된 전원 전압(VDD_In)을 목표 전원 전압(VDD_Out)으로 변환하고, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2, 130-3) 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-3)로 전달할 수 있다.
또한, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-1)는, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2, 130-3) 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2)로부터 입력된 기준 전압(VSS_In)을 목표 기준 전압(VSS_Out)으로 변환하고, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2, 130-3) 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-3)로 전달할 수 있다.
도 15를 참조하면, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 전원 보드(601) 또는 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 입력된 전압(VDD_In, VSS_In)을 목표 전압(VDD_Out, VSS_Out)으로 변환하는 레귤레이터(135)를 포함할 수 있다.
이때, 목표 전압(VDD_Out, VSS_Out)은, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각에서 전원 전압 및 기준 전압으로 사용하고자 설정된 전압 값일 수 있다. 따라서, 목표 전압(VDD_Out, VSS_Out)은, 무기 발광 소자(120)에 구동 전류를 공급하는데 이용될 수 있다.
즉, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 레귤레이터(135)로부터 출력된 목표 전압(VDD_Out, VSS_Out)에 기초하여 둘 이상의 픽셀(P1, P2, P3, P4)을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(120)에 구동 전류를 공급할 수 있다.
레귤레이터(135)는, 입력된 전압(VDD_In, VSS_In)이 배선(113, 115)에서의 IR 드롭 또는 노이즈에 따라 목표 전압의 전압 값에 대응하지 않는 경우, 입력된 전압(VDD_In, VSS_In)을 승압하거나 감압하여 목표 전압(VDD_Out, VSS_Out)으로 변환할 수 있다.
레귤레이터(135)는, 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 입력된 전원 전압(VDD_In)을 목표 전원 전압(VDD_Out)으로 변환하여 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전달할 수 있다. 이때, 레귤레이터(135)는, 목표 전원 전압(VDD_Out)을 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함하여 무기 발광 소자(120)에 구동 전류(CD)를 공급하는 픽셀 회로(131)로 공급할 수 있다.
또한, 레귤레이터(135)는, 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 입력된 기준 전압(VSS_In)을 목표 기준 전압(VSS_Out)으로 변환하여 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전달할 수 있다. 이때, 레귤레이터(135)는, 목표 기준 전압(VSS_Out)을 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(120)에 공급할 수 있다.
결과적으로, 레귤레이터(135)는, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2, 130-3) 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2)로부터 입력된 전원 전압(VDD_In)을 목표 전원 전압(VDD_Out)으로 변환하고, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2, 130-3) 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-3)로 전달할 수 있다.
또한, 레귤레이터(135)는, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2, 130-3) 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2)로부터 입력된 기준 전압(VSS_In)을 목표 기준 전압(VSS_Out)으로 변환하고, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-2, 130-3) 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-3)로 전달할 수 있다.
마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에서 출력된 목표 전압(VDD_Out, VSS_Out)은 전원 전압 배선(113) 및 기준 전압 배선(115)을 통하여 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 입력될 수 있다. 즉, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 출력된 목표 전압(VDD_Out, VSS_Out)을 입력 전압(VDD_In, VSS_In)으로 공급받을 수 있다.
이때, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 입력되는 전압(VDD_In, VSS_In)은, 배선(113, 115)의 자체 저항에 따른 IR 드롭으로 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 출력될 때 보다 낮은 값을 가질 수 있다.
예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 입력되는 전원 전압(VDD_IN)은, 전원 전압 배선(115)의 길이(L)에 비례한 IR 드롭으로 인해, 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에서 출력될 때 보다 낮은 값을 가질 수 있다.
이에 따라, 레귤레이터(135)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 업 컨버터로 동작하여 IR 드롭에 따라 감소한 입력 전원 전압(VDD_In)을 목표 전원 전압(VDD_Out)으로 증가시켜 출력할 수 있다.
또한, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 및 배선(113, 115)의 소자 특정 또는 노이즈의 영향으로, IR 드롭에 의하더라도, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 입력되는 전압(VDD_In, VSS_In)이 목표 전압(VDD_Out, VSS_Out) 보다 높을 수 있다.
예를 들어, 도 17에 도시된 바와 같이, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 입력되는 전원 전압(VDD_IN)은, 전원 전압 배선(115)의 길이(L)에 비례한 IR 드롭에 의하더라도, 목표 전압(VDD_Out) 보다 높을 수 있다.
이에 따라, 레귤레이터(135)는, 도 17에 도시된 바와 같이, 다운 컨버터로 동작하여 입력 전원 전압(VDD_In)을 목표 전원 전압(VDD_Out)으로 감소시켜 출력할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 디스플레이 모듈(10)은, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 내에 업 컨버터 또는 다운 컨버터로 동작할 수 있는 레귤레이터(135)를 마련함으로써, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 입력되는 전압(VDD_In, VSS_In)의 크기에 관계 없이 동일한 크기의 전압(VDD_Out, VSS_Out)을 출력하여 무기 발광 소자(120)를 제어할 수 있다. 즉, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, IR 드롭에 관계없이, 항상 설정된 목표 전압으로 무기 발광 소자(120)를 제어함으로써, 의도하는 구동 전류(CD)를 무기 발광 소자(120)에 제공하여 의도하는 휘도를 제공할 수 있으며, 이를 통해, 휘도 저하 및 무라 현상을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명의 디스플레이 모듈(10)은, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 출력 전압이 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전달되게 함으로써, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각이 전원 보드(601)와 전기적으로 연결될 때 보다, 배선(113, 115)을 짧게 할 수 있어 IR 드롭을 최소화할 수 있습니다. 더욱이, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 출력 전압은, IR 드롭에 의한 전압 강하가 레귤레이터(135)에 의해 보상된 전압 값을 가지므로, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각이 전원 보드(601)와 전기적으로 연결될 때 보다, IR 드롭을 현저하게 감소시킬 수 있다.
이상에서는 디스플레이 모듈(10)의 제1 기판(110)에 배열된 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각이 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 전원 전압 배선(113) 및 기준 전압 배선(115)에 의해 전기적으로 연결된 것으로 설명하였다.
다만, 실시예에 따라, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 전원 전압 배선(113)에 의해서만 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 전원 전압을 목표 전원 전압으로 변환하여 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달할 수 있다. 이때, 기준 전압(VSS)은, 전원 보드(601)로부터 직접 무기 발광 소자(120)로 인가되거나, 전원 보드(601)로부터 각 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 거쳐 무기 발광 소자(120)로 인가될 수 있다.
또한, 실시예에 따라, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 기준 전압 배선(115)에 의해서만 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 기준 전압을 목표 기준 전압으로 변환하여 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달할 수 있다. 이때, 전원 전압(VDD)은, 전원 보드(601)로부터 각 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)으로 직접 공급될 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 있어서 복수의 디스플레이 모듈(10)이 하우징에 결합되는 방식의 일 예를 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 복수의 디스플레이 모듈(10)은 2차원 매트릭스 형태로 배열되어 하우징(20)에 고정될 수 있다. 도 18의 예시를 참조하면, 복수의 디스플레이 모듈(10)은 그 하부에 위치하는 프레임(21)에 설치될 수 있고, 프레임(21)은 복수의 디스플레이 모듈(10)에 대응되는 일부 영역이 개방된 2차원 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 프레임(21)에는 디스플레이 모듈(10)의 개수만큼의 개구(21H)가 형성될 수 있고, 개구(21H)는 복수의 디스플레이 모듈(10)과 동일한 배열을 가질 수 있다.
한편, 복수의 디스플레이 모듈(10)은 자석에 의한 자력을 이용하거나, 기구적인 구조물에 의해 결합되거나, 접착제에 의해 접착되는 방식으로 프레임(21)에 장착될 수 있다. 디스플레이 모듈(10)이 프레임(21)에 장착되는 방식에 대해서는 제한을 두지 않는다.
구동 보드(501), 메인 보드(301) 및 전원 보드(601)는 프레임(21)의 하부에 배치될 수 있고, 프레임(21)에 형성된 개구(21H)를 통해 복수의 디스플레이 모듈(10)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
프레임(21)의 하부에는 하부 커버(22)가 결합되며, 하부 커버(22)는 디스플레이 장치(1)의 하면 외관을 형성할 수 있다.
전술한 예시에서는 디스플레이 모듈(10)이 2차원으로 배열되는 경우를 예로 들었으나, 디스플레이 모듈(10)이 1차원으로 배열되는 것도 가능함은 물론이며, 이 경우 프레임(21)의 구조 역시 1차원 메쉬 구조로 변형할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 디스플레이 장치(1)는, 복수의 디스플레이 모듈(10)을 타일링하여 하우징(20)에 고정함으로써, 대면적 화면을 구현할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 디스플레이 장치(1)는, 대면적 화면을 구현하기 위한 원판을 적용할 때 보다, 전원 전압(VDD)과 기준 전압(VSS)을 전달하기 위한 전원 전압 배선(113) 및 기준 전압 배선(115)을 짧게 설계할 수 있어, 배선 길이에 비례하여 발생하는 IR 드롭을 최소화할 수 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)의 제조 방법에 대한 순서도이고, 도 20 내지 도 24는 도 19에 도시된 일부 단계들에 의해 제조되는 디스플레이 모듈(10)을 나타낸 도면이다.
도 19를 참조하면, 모듈 기판에 배선 및 전극 패드를 형성한다(1910).
모듈 기판은 앞서 설명한 제1 기판(110)을 의미하고, 배선 및 전극 패드는 제1 기판(110)의 상면, 하면에 모두 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(110)의 상면에 구리와 같은 금속 물질 층을 형성하고, 감광성 물질의 도포, 노광, 현상 등의 과정을 포함하는 포토리소그래피(Photolithography) 공정과 불필요한 부분을 선택적으로 제거하는 식각(Etching) 공정을 거쳐 제1 기판(110)에 배선과 전극 패드를 형성할 수 있다.
도 20은 배선과 전극 패드가 형성된 제1 기판(110)의 상면을 나타낸 도면이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 전술한 과정에 의해 제1 기판(110)의 상면에, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 전기적으로 연결되는 컨트롤러 연결 패드(114)와, 무기 발광 소자(120)의 애노드가 전기적으로 연결되는 애노드 연결 패드(116)와, 무기 발광 소자(120)의 캐소드가 전기적으로 연결되는 캐소드 연결 패드(117)를 형성할 수 있다.
컨트롤러 연결 패드(114)는, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 제1 기판(110)과 전기적으로 연결하는 전극 패드로, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 복수의 행과 복수의 열로 배열될 수 있도록, 제1 기판(110)의 상면에서 복수의 행과 복수의 열로 배열될 수 있다.
이때, 제1 기판(110)의 상면에, 컨트롤러 연결 패드(114)가 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 컨트롤러 연결 패드(114)와 전기적으로 연결될 수 있도록 전원 전압 배선(113)과 기준 전압 배선(115)을 형성할 수 있다. 이를 통해, 컨트롤러 연결 패드(114)는 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 컨트롤러 연결 패드(114)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
당해 실시예에서 어떤 구성들이 동일한 열에 배치된다는 것은 구성들이 수치적으로 완전하게 일치되는 열에 배치되는 경우뿐만 아니라, 일정 오차 범위 내에서 일치되는 열에 배치되는 경우까지 포함할 수 있다. 또한, 당해 실시예에서 어떤 구성들이 동일한 행에 배치된다는 것 역시 구성들이 수치적으로 완전하게 일치되는 행에 배치되는 경우뿐만 아니라, 일정 오차 범위 내에서 일치되는 행에 배치되는 경우까지 포함할 수 있다.
또한, 제1 기판(110)의 상면에, 제1 행에 배치되는 컨트롤러 연결 패드(114)를 전원 보드(601)와 전기적으로 연결하는 전압 배선을 형성할 수 있다.
또한, 제1 기판(110)의 상면에, 컨트롤러 연결 패드(114)를 제어 대상의 애노드 패드(116)와 전기적으로 연결하는 애노드 배선(111)과 컨트롤러 연결 패드(114)를 제어 대상의 캐소드 패드(117)와 전기적으로 연결하는 캐소드 배선(112)을 형성할 수 있다. 이를 통해, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 애노드 배선(111)과 캐소드 배선(112)을 통하여 무기 발광 소자(120)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 20에 도시하진 않았지만, 제1 기판(110)의 상면에, 컨트롤러 연결 패드(114)와 드라이브 IC(200)를 전기적으로 연결하는 상부 배선(미도시)을 형성할 수 있다. 상부 배선은, 드라이브 IC(200)로부터 출력된 게이트 신호 및 데이터 신호를 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전달할 수 있다.
다시 도 19를 참조하면, 배선 및 전극 패드가 형성된 모듈 기판의 상면에 무기 발광 소자(120)를 전사한다(1920).
전술한 바와 같이, 무기 발광 소자(120)는 마이크로 LED일 수 있다. 웨이퍼 또는 임시 기판 상의 마이크로 LED를 이송 기구에 의해 픽업 후 이송하여 제1 기판(110) 상에 전사할 수 있다. 이 때, 무기 발광 소자(120)는 애노드와 캐소드가 제1 기판(110)의 상면을 향하도록 전사될 수 있다. 전사 방식은 레이저를 이용한 방식, 스탬프를 이용한 방식, 롤러를 이용한 방식 등 공지된 기술 중 어느 것을 채용해도 무방하다.
또한, 무기 발광 소자(120)와 전극 패드의 접속 방식에 따라 제1 기판(110)의 상면에 형성된 애노드 연결 패드(116) 및 캐소드 연결 패드(117) 상에 솔더링 물질 또는 전도성 접착제를 배치 또는 도포할 수 있다.
도 21은 무기 발광 소자(120)가 전사된 제1 기판(110)의 상면을 나타낸 도면이다. 솔더링 물질 또는 전도성 접착제가 배치 또는 도포된 제1 기판(110)의 상면에 무기 발광 소자(120)를 전사함으로써, 도 21에 도시된 바와 같이 무기 발광 소자(120)의 애노드와 애노드 연결 패드(116)를 전기적으로 접속시키고 무기 발광 소자(120)의 캐소드와 캐소드 연결 패드(117)를 전기적으로 접속시킬 수 있다.
다시 도 19를 참조하면, 배선 및 전극 패드가 형성된 모듈 기판에 행렬로 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 배치한다(1930).
모듈 기판에 해당하는 제1 기판(110)의 상면에는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 전기적으로 연결될 수 있는 컨트롤러 연결 패드(114)가 복수의 행과 복수의 열로 배열될 수 있다.
이때, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 컨트롤러 연결 패드(114)에 배치되어 제1 기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 마련된 하부 연결 패드와 제1 기판(110)의 상면에 형성된 컨트롤러 연결 패드(114)를 전기적으로 접속시킴으로써 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 제1 기판(110)에 배치할 수 있다. 예를 들어, 하부 연결 패드와 컨트롤러 연결 패드(114)는 솔더링 또는 전도성 접착체에 의해 전기적으로 접속될 수 있다.
마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 제1 기판(110) 상의 무기 발광 소자(120)를 제어하기 위한 픽셀 회로(131)가 형성된 것으로서, 그 구조 및 동작에 관한 설명은 앞서 디스플레이 모듈(10)의 실시예에서 설명한 바와 동일하다.
한편, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 제1 기판(110)에 실장하기에 앞서, 개별적으로 회로 검사를 수행할 수 있고, 회로 검사에 의해 양품으로 판정된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)만을 제1 기판(110)에 실장하는 것이 가능하다. 따라서, 모듈 기판에 직접 박막 트랜지스터 회로를 실장하는 경우와 비교하여 회로 검사 및 불량품의 교체가 용이하다.
도 22는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 배치된 제1 기판(110)의 상면을 나타낸 도면이다. 도 22에 도시된 바와 같이, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 복수의 행과 복수의 열을 포함하는 2차원 배열로 제1 기판(110)의 상면에 배열될 수 있다. 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 전원 전압 배선(113)과 기준 전압 배선(115)을 통하여, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, A개의 행과 B개의 열로 이루어진 2차원 배열로 제1 기판(110)에 배치될 수 있다.
즉, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 제1 기판(110)에 2차원으로 배열될 수 있으며, A개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 제1 방향(열 방향) 즉, Z축 방향을 따라 배치되고, B 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 제2 방향(행 방향) 즉, X 축 방향을 따라 배치될 수 있다.
복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 전원보드(601)로부터 전압을 입력 받고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전압을 전달하는 복수의 제1 마이크로 픽셀 컨트롤러(130a)를 포함하고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트럴로(130)로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 컨트롤러(130b)를 포함할 수 있다.
이를 통해, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 전압(전원 전압 및 기준 전압)을 입력 받을 수 있으며, 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전달할 수 있다.
다시 도 19를 참조하면, 모듈 기판에 드라이버 IC(200)를 연결한다(1940).
드라이버 IC(200)는 COF(Chip on Film) 또는 FOG(Film on Glass) 본딩, COG(Chip on Glass) 본딩, TAB(Tape Automated Bonding) 등 다양한 본딩 방식 중 하나를 채용하여 제1 기판(110)에 연결될 수 있다.
도 23은 드라이버 IC(200)가 연결된 제1 기판(110)의 측단면을 나타낸 도면이다. 일 예로, COF 본딩을 채용하는 경우, 도 23에 도시된 바와 같이, 필름(201) 상에 드라이버 IC(200)를 실장하고, 드라이버 IC(200)가 실장된 필름(201)의 일 단을 제1 기판(110)에 전기적으로 연결할 수 있다.
예를 들어, 드라이버 IC(200)가 실장된 필름(201)의 일 단은 제1 기판(110)의 하면에 마련된 하부 배선 패드와 전기적으로 연결될 수 있고, 드라이버 IC(200)가 실장된 필름(201)과 전기적으로 연결된 하부 전극 패드는 바이홀 배선 또는 측면 배선을 통하여 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 배치된 상부 배선과 접속될 수 있다. 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 해당 상부 배선을 통해 드라이버 IC(200)로부터 게이트 신호와 데이터 신호를 인가받을 수 있다.
다시 도 19를 참조하면, 모듈 기판에 FPCB를 연결한다(1950).
도 24는 FPCB(205)가 연결된 제1 기판(110)의 측단면을 나타낸 도면이다. 전술한 예시와 같이, COF 본딩을 채용하는 경우, 도 24에 도시된 바와 같이, 드라이버 IC(200)가 실장된 필름(201)의 타 단을 FPCB(205)에 전기적으로 연결할 수 있다.
드라이버 IC(200)가 실장된 필름(201)과 연결된 FPCB(205)는 구동 보드(501)와 전기적으로 연결되어 구동 보드(501)로부터 출력되는 타이밍 제어 신호, 영상 데이터 등을 드라이버 IC(200)에 전달할 수 있다.
또한, 제1 기판(110)은 전원을 공급받기 위한 FPCB와도 연결될 수 있고, 전원 공급을 위한 FPCB는 전원 보드(601)와 전기적으로 연결되어 전원 전압(VDD) 또는 기준 전압(VSS)을 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 또는 무기 발광 소자(120)에 공급할 수 있다. 전원 보드(601)는 FPCB를 통하여 제1 기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1 기판(110)에 배열된 제1 열(1300)의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 배선을 통하여 전기적으로 연결되어 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)을 공급할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈의 제조 방법은 전술한 공정을 모두 포함하는 것뿐만 아니라, 일부 공정만을 포함하는 것도 가능하다. 또는, 다른 공정이 더 추가되는 것도 가능하다.
예를 들어, 제1 기판(110)에 배선 및 전극패드를 형성(1910)하는 공정이 제외되는 것도 가능하고, 제1 기판(110)에 배선 및 전극 패드를 형성(1910)하는 공정과 제1 기판(110)에 무기 발광 소자를 전사(1920)하는 공정이 제외되는 것도 가능하며, 드라이버 IC를 연결(1940)하고, PCB를 연결(1950)하는 공정이 제외되는 것도 가능하다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(read only memory), RAM(random access memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 디스플레이 장치 10: 디스플레이 모듈
100: 디스플레이 패널 110: 제1 가판
120: 무기 발광 소자 130: 마이크로 픽셀 컨트롤러
131: 픽셀 회로 132: 제2 기판
200: 드라이버 IC 301: 메인 보드
501: 구동 보드 601: 전원 보드

Claims (20)

  1. 복수의 픽셀을 포함하는 디스플레이 모듈에 있어서,
    제1 기판;
    상기 제1 기판에 배치되는 복수의 무기 발광 소자; 및
    상기 제1 기판에 2차원으로 배열되는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 복수의 픽셀 각각은,
    상기 복수의 무기 발광 소자 중 둘 이상의 무기 발광 소자로 이루어지고,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    상기 복수의 픽셀 중 둘 이상의 픽셀을 제어하고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달하는 디스플레이 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    제2 기판; 및
    상기 제2 기판에 배치된 적어도 하나의 박막 트랜지스터;를 포함하는 디스플레이 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터는,
    상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자를 스위칭하고, 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 디스플레이 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    상기 목표 전압에 기초하여 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 디스플레이 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러는,
    전원 보드로부터 전압을 입력 받고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전압을 전달하는 복수의 제1 마이크로 픽셀 컨트롤러; 및
    제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 컨트롤러;를 포함하는 디스플레이 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    입력된 전압을 증가 또는 감소시켜 목표 전압으로 변환하는 디스플레이 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 전원 전압을 목표 전원 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달하는 디스플레이 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함하여 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 적어도 하나의 픽셀 회로를 포함하고, 상기 목표 전원 전압을 상기 적어도 하나의 픽셀 회로로 공급하는 디스플레이 모듈.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 기준 전압을 목표 기준 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달하는 디스플레이 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    상기 목표 기준 전압을 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 공급하는 디스플레이 모듈.
  11. 2차원으로 배열된 복수의 픽셀을 포함하는 복수의 디스플레이 모듈; 및
    상기 복수의 디스플레이 모듈을 지지하는 프레임;을 포함하고,
    상기 복수의 디스플레이 모듈 각각은,
    제1 기판;
    상기 제1 기판에 배치되는 복수의 무기 발광 소자; 및
    상기 제1 기판에 2차원으로 배열되는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 복수의 픽셀 각각은,
    상기 복수의 무기 발광 소자 중 둘 이상의 무기 발광 소자로 이루어지고,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    상기 복수의 픽셀 중 둘 이상의 픽셀을 제어하고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 전압을 목표 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달하는 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    제2 기판; 및
    상기 제2 기판에 배치된 적어도 하나의 박막 트랜지스터;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터는,
    상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자를 스위칭하고, 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    상기 목표 전압에 기초하여 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 디스플레이 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    상기 복수의 디스플레이 모듈에 전압을 공급하는 전원 보드;를 더 포함하고,
    상기 전원 보드는,
    상기 프레임의 하부에 배치되고, 상기 프레임의 개방된 영역을 통해 상기 복수의 디스플레이 모듈과 전기적으로 연결되는 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러는,
    전원 보드로부터 전압을 입력 받고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전압을 전달하는 복수의 제1 마이크로 픽셀 컨트롤러; 및
    제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 컨트롤러;를 포함하는 디스플레이 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    입력된 전압을 증가 또는 감소시켜 목표 전압으로 변환하는 디스플레이 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 전원 전압을 목표 전원 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달하는 디스플레이 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함하여 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 적어도 하나의 픽셀 회로;를 포함하고, 상기 목표 전원 전압을 상기 적어도 하나의 픽셀 회로로 공급하는 디스플레이 장치.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로부터 입력된 기준 전압을 목표 기준 전압으로 변환하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러로 전달하는 디스플레이 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각은,
    상기 목표 기준 전압을 상기 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자에 공급하는 디스플레이 장치.
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