KR20230000992A - 표시패널과 이를 포함한 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시패널과 이를 포함한 표시장치에 관한 것으로, 금속층들과 폴리이미드층들이 교대로 적층된 기판; 상기 기판의 전면에 배치된 동일 형상을 가지는 복수의 이형 LED 패키지들; 및 상기 기판의 배면에 배치되어 상기 이형 LED 패키지들을 구동하는 하나 이상의 드라이브 IC; 및 상기 드라이브 IC를 제어하는 콘트롤러 IC를 포함한다. 상기 이형 LED 패키지들은 발광부가 노출된 상면; 캐소드 전극과 애노드 전극이 노출된 저면; 상기 상면과 저면 사이의 측면들을 포함한다. 상기 이형 LED 패키지 각각에서 대향하는 측면들의 각도 및 길이가 서로 다르고 길이가 다를 수 있다. 상기 기판 상에서 상기 이형 LED 패키지들에서 경사진 측면이 같은 방향을 향하도록 상기 이형 LED 패키지들이 동일한 형태로 배치될 수 있다.

Description

표시패널과 이를 포함한 표시장치{DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 표시패널과 이를 포함한 표시장치에 관한 것이다.
차세대 디스플레이의 하나로, 마이크로 LED(Micro Light Emitting Diode) 디스플레이가 각광 받고 있다. 마이크로 LED 디스플레이는 5~10 (μm) 크기의 LED 칩을 픽셀로 이용한다. 마이크로 LED 디스플레이는 기존의 LCD 디스플레이나 OLED 디스플레이 대비 전력효율, 플렉시블 구현, 고해상도, 장수명 등의 측면에서 강점을 가진 것으로 평가되고 있다.
마이크로 LED 디스플레이의 상용화를 위해, 마이크로 LED 칩의 양산, 고해상도 구현을 위한 소형화, 마이크로 LED 칩을 기판 위에 올리는 대면적 전사 기술 등 공정 기술, 그리고 제조 비용 문제 등의 과제들이 있다.
최근, 미니 LED 칩을 이용한 백라이트 유닛(Backlight Unit, BLU)이 LCD 표시장치에 적용된 제품이 시판되고 있다. 미니 LED 칩은 100~500 (μm) 크기로 제작된다. 마이크로 LED 칩은 백라이트 유닛의 광원이 아닌 픽셀로 구동되는 자발광 표시장치를 구현한다. 이에 비해, 미니 LED 칩은 투과형 표시장치인 LCD 표시장치의 백라이트 광원으로 이용되어 로컬 디밍 영역을 더 세분화할 수 있다.
마이크로 LED 칩과 LED 마이크로 칩은 크기가 매우 작기 때문에, 대면적 기판 상에 정렬하거나 전사하기가 어렵다. 디스플레이의 픽셀들 또는 백라이트 광원들로 이용되는 LED의 개수가 매우 많기 때문에 기판 상에 LED들을 정렬하여 접합하는데 많은 시간과 비용이 필요하다. 이로 인하여, 마이크로 LED 또는 미니 LED를 포함한 디스플레이의 제조 단가가 높아진다.
본 발명은 전술한 필요성 및/또는 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 미니/마이크로 LED 칩들이 실장된 LED 패키지들의 정렬 및 전사를 용이하게 하여 제조 시간과 비용을 낮출 수 있는 표시패널과 이를 포함한 표시장치를 제공한다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널은 금속층들과 폴리이미드층들이 교대로 적층된 기판; 상기 기판의 전면에 배치된 동일 형상을 가지는 복수의 이형 LED 패키지들; 및 상기 기판의 배면에 배치되어 상기 이형 LED 패키지들을 구동하는 하나 이상의 드라이브 IC; 및 상기 드라이브 IC를 제어하는 콘트롤러 IC를 포함한다.
상기 이형 LED 패키지들은 발광부가 노출된 상면; 캐소드 전극과 애노드 전극이 노출된 저면; 상기 상면과 저면 사이의 측면들을 포함하고, 상기 이형 LED 패키지 각각에서 대향하는 측면들의 각도 및 길이가 서로 다르거나, 측면들이 만나는 코너부들 중 적어도 하나의 코너부의 각도와 길이가 다른 코너부와 다르다. 상기 기판 상에서 상기 이형 LED 패키지들에서 경사진 측면이 같은 방향을 향하도록 상기 이형 LED 패키지들이 동일한 형태로 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 상기 이형 LED 패키지들이 픽셀들 각각에 배치된 표시패널; 상기 이형 LED 패키지들을 구동하는 복수의 드라이브 IC들; 및 상기 드라이브 IC들을 제어하는 콘트롤러 IC를 구비한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치는 픽셀들이 배치된 표시패널; 상기 표시패널의 아래에 배치된 복수의 이형 LED 패키지들을 포함한 백라이트 유닛; 상기 이형 LED 패키지들을 구동하는 복수의 드라이브 IC들; 및 상기 드라이브 IC들을 제어하는 콘트롤러 IC를 구비한다.
본 발명은 이형 LED 패키지들이 음각 패턴과 형합되는 형태로 정렬되는 트레이 상에서 이형 LED 패키지들을 진동시킴으로써 표시패널용 기판 또는 백라이트 유닛용 기판 상에 전사될 이형 LED 패키지들을 적은 공정 시간에서 정렬할 수 있다.
본 발명은 가요성 필름 기판 상에 이형 LED 패키지들을 실장하여 폴더블 디스플레이나 벤더블 디스플레이를 구현할 수 있다.
본 발명은 이형 LED 패키지들이 실장된 가요성 필름의 슬릿 구조를 최적화하여 표시패널이 구부러질 때 스트레스를 줄일 수 있다.
본 발명은 표시패널 또는 백라이트 유닛의 발광 영역을 분할하여 드라이브 IC들을 표시패널의 기판 상에 배치하여 IR(전류*저항) 드롭(drop) 편차를 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 정렬 방법을 보여 주는 순서도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 이형 LED 패키지를 도 1에 도시된 매장 구성을 개략적으로 보여 주는 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이를 보여 주는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 트레이의 음극 패턴을 확대한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 이형 LED 패키지와 트레이의 이형 음각 패턴을 보여 주는 단면도들이다.
도 6은 자화된 이형 led 패키지들과 트레이에 배치된 자석을 보여 주는 도면이다.
도 7은 트레이 상에서 자화된 이형 led 패키지들에 자계를 인가하는 자계 발생장치를 보여 주는 도면이다.
도 8은 트레이 상에서 이형 LED 패키지들이 진동할 때 진동 강도의 변화를 보여 주는 도면이다.
도 9는 이형 LED 패키지들이 채워 넣어진 트레이 위에 기판이 정렬된 예를 보여 주는 도면이다.
도 10은 기판 상에 실장된 이형 LED 패키지들과 드라이브 IC를 보여 주는 단면도이다.
도 11은 이형 LED 패키지들이 실장된 기판의 전면을 보여 주는 도면이다.
도 12는 드라이브 IC들과 콘트롤러 IC가 실장된 기판의 배면을 보여 주는 도면이다.
도 13은 기판 상에서 발광 영역별로 드라이브 IC들이 배치되는 예를 보여 주는 도면이다.
도 14는 이형 led 패키지들이 실장되는 기판의 단면 구조를 보여 주는 도면이다.
도 15 및 도 16은 도 6에 도시된 기판의 금속층에 형성되는 슬릿을 보여 주는 도면들이다.
도 17a 내지 도 17c는 이형 LED 패키지에 연결된 애노드 패드 및 캐소드 패드 중 적어도 하나에 연결되고 기판을 관통하는 방열 경로를 보여 주는 단면도들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명은 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 실질적으로 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서 상에서 언급된 “구비한다”, “포함한다”, “갖는다”, “이루어진다” 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수로 해석될 수 있다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
구성 요소들을 구분하기 위하여 제1, 제2 등이 사용될 수 있으나, 이 구성 요소들은 구성 요소 앞에 붙은 서수나 구성 요소 명칭으로 그 기능이나 구조가 제한되지 않는다.
이하의 실시예들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하다. 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 LED 정렬 방법은 LED 패키지의 외관 구조에서 LED 극성이 구분되는 이형 LED 패키지들을 준비한다. 이형 LED 패키지들의 구조에 대하여는 도 2a 내지 도 2c를 결부하여 후술하기로 한다.
LED 정렬 방법은 이형 LED 패키지들을 트레이(Tray)에 정렬한다(S01). 트레이(Tray)는 이형 LED 패키지들과 형합 가능한 복수의 이형 음극 패턴들을 포함한다. 트레이의 구조에 대하여는 도 3 및 도 4를 결부하여 후술하기로 한다. LED 정렬 방법은 트레이 상에 복수의 이형 LED 패키지들을 공급하고, 트레이 상에서 이형 LED 패키지들의 진동을 유도한다. 이형 LED 패키지들은 트레이 상에서 진동하여 위치와 자세가 변하게 되고, 트레이의 이형 음각 패턴에 삽입되어 형합될 때 진동을 멈춘다.
LED 정렬 방법은 트레이에 정렬된 이형 LED 패키지들을 영상 장비 또는 비젼 시스템(Vision system)으로 검사하여 트레이 상에서 이형 LED 패키지들의 정렬 상태를 검사한다(S02). 이 검사 공정에서, 트레이 상에서 이형 LED 패키지가 삽입되지 않은 이형 음각 패턴이 보이거나, 이형 음각 패턴 내에 삽입된 이형 LED 패키지가 이형 음각 패턴에 형합되지 않은 정열 불량이 검출되면(S03), 픽 앤 플레이스(Pick and place) 공정을 실시하여 이형 LED 패키지가 삽입되지 않거나 오정렬된 이형 음각 패턴에 이형 LED 패키지를 채워 넣어 트레이 상에서 이형 LED 패키지의 정렬 상태를 교정한다(S04).
LED 정렬 방법은 트레이에 정렬된 이형 LED 패키지들을 기판에 전사한 후에 이형 패키지들을 기판에 접합한다(S05 및 S06). 여기서, 기판은 제조 공정에서 장비들간에 트레이가 이송되는 과정에서 이용되는 이송 기판일 수 있고, 합착 공정에서 표시패널용 기판 또는 백라이트 유닛용 광원 기판일 수 있다.
이형 패키지 구조
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 이형 LED 패키지(100)를 보여 주는 도면들이다. 도 2a 내지 도 2c에서, '+'는 LED의 애노드(Anode) 또는 양극이고, '-'는 LED의 캐소드(Cathode) 또는 음극이다.
이형 LED 패키지(100)는 LED 칩을 포함한다. LED의 애노드(+)와 캐소드(-)는 LED의 발광부(20)를 사이에 두고 이형 LED 패키지의 상하 또는 좌우 방향에 배치될 수 있다. LED의 발광부(20)에는 렌즈가 배치될 수 있다.
이형 LED 패키지(100)는 LED 칩의 전극들이 노출된 저면, 발광부(20)가 노출된 상면, 저면과 상면 사이의 측면들을 포함한다. LED 칩의 극성 구분이 용이하도록, 도 2a에 도시된 바와 같이 이형 LED 패키지(100)의 측면들 중에서 대향하는 측면들의 각도 및 길이가 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 상하 측면들의 각도가 서로 다르거나, 좌우 측면들의 각도 및 길이가 서로 다를 수 있다. 또한, 이형 LED 패키지(100)의 코너부들 중에서 도 2b에 도시된 바와 같이 적어도 하나의 각도와 길이가 다른 코너부들과 다를 수 있다. 또한, 이형 LED 패키지(100)의 상면과 하면의 크기가 도 2c에 도시된 바와 같이 서로 다를 수 있다. 이형 LED 패키지(100)는 도 2a, 도 2b 및 도 2c에 도시된 실시예들 중 둘 이상의 구조들이 조합된 이형 구조로 제작될 수 있다.
이형 LED 패키지(100)의 일측 측면과 수직을 이루는 가상의 기준선과, 타측 측면 사이의 각도가 0° 보다 크고 45° 이하일 수 있다. 이 경우, 이형 LED 패키지(100)의 측면들 중에서 적어도 하나의 길이가 다른 측면들과 달라질 수 있다. 도 2a의 예에서, 이형 LED 패키지(100)의 좌측 측면과 수직을 이루는 가상의 기준선에 대한 상측 측면이 45° 이하의 각도(θ)로 경사지고, 측면들의 각도가 서로 다를 수 있다. 45° 보다 크면 이형 LED 패키지(100)가 불필요하게 커진다.
도 2b에 도시된 바와 같이 이형 LED 패키지(100)는 모따기 형태의 경사진 면을 가지는 적어도 하나의 코너부를 포함할 수 있다. 코너부에서 만나는 두 면들의 길이 비 a:b는 적절히 조절될 수 있다.
이형 LED 패키지(100)의 측면 또는 코너부가 도 2a 및 도 2b와 같이 제작되고, 도 2c에 도시된 바와 같이 상면(100t)의 크기가 하면(100b)의 크기와 다를 수 있다. 도 2c에서 이형 LED 패키지(100)에서 발광부(20)가 노출되는 상면(100t)이 저면(100b) 보다 작으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 5d에 도시된 바와 같이 이형 LED 패키지(100)에서 상면(100t)이 저면(100b) 보다 클 수 있다.
트레이 구조
본 발명의 LED 정렬 방법은 도 3 내지 도 7과 같은 트레이(200)를 이용하여 복수의 LED 패키지들을 매트릭스 형태로 배치한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이를 보여 주는 도면이다. 도 4는 도 3에 도시된 트레이의 음극 패턴을 확대한 도면이다. 도 5a는 이형 LED 패키지와 트레이의 이형 음각 패턴을 보여 주는 단면도이다. 도 5b는 이형 LED 패키지가 트레이의 이형 음각 패턴 내에 이상적으로 정렬된 상태를 보여 주는 단면도이다. 도 5c 및 도 5d는 상면과 저면의 크기가 다른 이형 LED 패키지가 트레이의 이형 음각 패턴에 삽입된 상태를 보여 주는 단면도이다.
도 3 내지 도 5d를 참조하면, 트레이(200)는 n 개의 행과 m 개의 열을 포함한 n * m(n과 m 각각은 2 이상의 양의 정수) 매트릭스 형태로 배치된 복수의 이형 음각 패턴들(210)을 포함한다. 이형 LED 패키지들(100)은 트레이(200)의 음각 패턴들(210)에 1:1로 정렬된다.
트레이(200)의 측면에는 이형 LED 패키지(100)의 이탈을 방지하는 측벽 가이드(220)가 연결될 수 있다.
이형 음각 패턴들(210) 각각은 이형 LED 패키지(100)와 형합되는 형상을 가진다. 이형 음각 패턴(210)의 깊이(D)는 이형 LED 패키지(100)의 두께(D) 보다 작다. 따라서, 이형 음각 패턴(210) 내에 이형 LED 패키지(100)가 이상적(ideal)으로 정열될 때, 이형 LED 패키지(100)의 일부가 이형 음각 패턴(210) 위로 돌출될 수 있다. 이 때, 이형 LED 패키지(100)에서 전극들(21, 22)이 노출되는 저면(100b)이 트레이(200)의 위쪽으로 노출되고, 발광부(20)가 노출된 상면(100t)이 이형 음각 패턴(210)의 바닥면과 대향한다. 이형 LED 패키지(100)의 측면(100s)의 일부는 이형 음각 패턴(210)의 측면과 대향하고, 다른 일부는 이형 음각 패턴(210) 위에서 노출된다.
이형 음각 패턴(210)의 상단은 이형 음각 패턴(210)의 상단 개구면 크기를 크게 하는 경사진 가이드면(210a)을 포함할 수 있다. 이형 LED 패키지(100)의 진동시에 이형 LED 패키지(100)는 경사진 가이드면(210a)을 따라 이형 음각 패턴(210)으로 삽입된다. 도 2c에 도시된 이형 LED 패키지의 구조와 형합될 수 있도록 도 5c와 같이 이형 음각 패턴(210)의 하단 개구면 크기가 상단 개구면 크기 보다 작을 수 있다.
도 5d에 도시된 바와 같이, 이형 led 패키지(210)의 저면(100b)이 트레이(200)의 음각 패턴(210) 아래로 삽입될 수 있다. 이 경우, 트레이(200) 상에 정렬된 이형 led 패키지들(100)이 제1 기판에 전사된 후에, 제1 기판 상의 이형 led 패키지들(100)이 제2 기판에 전사되어 접합될 수 이다. 제2 기판은 표시패널용 기판 또는 백라이트 유닛용 광원 기판일 수 있다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 이형 LED 패키지(210) 역시, 저면(100B)이 트레이(200)의 음각 패턴(210) 아래로 삽입될 수 있다.
LED 정렬 방법은 트레이(200)의 상면에 복수의 이형 LED 패키지들을 공급하고 이형 LED 패키지들(100)을 진동시킨다. LED 정렬 방법은 트레이(200)에 연결된 진동자를 구동하여 트레이(200)를 기계적으로 진동시키거나 이형 LED 패키지들(100)에 초음파 진동을 유발하여 트레이(200) 상에서 이형 LED 패키지들(100)을 진동시킬 수 있다. 이형 LED 패키지들(100)이 진동될 때, 이형 LED 패키지들(100)은 모든 방향으로 진동하면서 가까운 이형 음각 패턴(210)을 찾아 들어가게 된다.
LED 정렬 방법은 도 8에 도시된 바와 같이 미리 설정된 t1 시간까지의 초기 진동시에 강한 진동 강도(P1)로 이형 LED 패키지들(100)을 진동시킨 후에 t2까지 진동 강도(P1)를 서서히 낮춘다. 도 8에서 t1과 t2는 이형 LED 패키지들(100) 및 이형 음각 패턴들(210)의 크기와 개수에 따라 달라질 수 있다.
트레이(200) 상에서 모든 이형 LED 패키지(100)이 음각 패턴(210)에 삽입되어 이상적으로 정렬된 후에, 도 9에 도시된 바와 같이 트레이(200) 위에 기판(300)이 정렬된다. 기판(300)은 제조 공정에서 장비들간에 트레이가 이송되는 과정에서 이용되는 이송 기판일 수 있고, 표시패널용 기판 또는 백라이트 유닛용 광원 기판일 수 있다. 표시패널용 기판의 픽셀들 각각에 이형 LED 패키지(100)가 배치된다. 백라이트용 기판은 픽셀들이 배치된 표시패널의 아래에 배치되어 표시패널의 픽셀들에 광을 조사한다.
한편, 트레이(200) 상에서 이형 LED 패키지들(100)의 정렬 시간을 줄이기 위하여 자력이 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 이형 LED 패키지들(100)에 극성(N, S)이 서로 다른 자성체들(23a, 23b)이 추가되거나, 서로 다른 극성으로 자화된 전극들(21, 22)이 배치될 수 있다. 이렇게 자성체들(23a, 23b)이 추가된 경우, 트레이(200)에 영구 자석(201a, 201b)이 배치될 수 있고, 도 7과 같이 트레이(200)의 상면에 자계를 인가하는 자계 발생장치(230)가 추가될 수 있다. 제어기(250)는 자계 발생장치(230)를 제어하여 트레이(200) 상에 형성되는 자계와 극성을 제어할 수 있다. 한편, 트레이(200)에 배치되는 영구 자석(201a, 201b)의 위치와 형상은 도 6에 한정되지 않는다.
트레이(200) 위에 기판(300)이 정렬되면, 이형 LED 패키지들(100)에서 전극들(21, 22)이 기판(300)과 대향한다. 트레이(200) 위에 기판(300)이 정렬된 상태에서 트레이(200)와 기판(300)이 뒤집혀 180° 반전되고 트레이(200)가 제거된다. 이 때, 이형 LED 패키지들(100)이 기판(300)으로 전사(transfer)된다. 기판(300)에 도포된 솔더 페이스트, ACF(Anisotropic Conductive Film) 또는 레이저 필름으로 기판(300) 상에 이형 LED 패키지들(100)이 고정될 수 있다. 솔더 페이이스트의 경우, 솔더 페이스트를 간단히 리플로우하는 방법으로 이형 LED 패키지(100)를 기판(300)에 접합할 수 있다. ACF의 경우, 열과 압력을 ACF에 가하는 방법으로 이형 LED 패키지(100)를 기판(300)에 접합할 수 있다. 레이저 피름의 경우, 레이저 필름에 레이저 빔을 조사하는 방법으로 이형 LED 패키지(100)를 기판(300)에 접합할 수 있다.
기판(300)의 전면 배선 층은 애노드 패드들과 캐소드 패드들을 포함한다. 이형 LED 패키지들(100)이 기판 상에 접합되면, 이형 LED 패키지들(100)의 저면(100b)이 기판300)의 전면과 대향하여 이형 LED 패키지들(100)의 애노드 전극(21)이 애노드 패드에 연결되고, 이형 LED 패키지들(100)의 캐소드 전극(22)이 캐소드 패드에 연결된다.
본 발명에서 표시패널용 기판 또는 백라이트 유닛용 광원 기판으로 이용되는 기판(300)은 가요성 필름 기판 예를 들어, FPCB(Flexible Printed Circuit Board)으로 구현될 수 있다. 이하에서, 이형 LED 패키지들(100)이 실장되는 기판(300)은 가요성 필름 기판으로 해석될 수 있다.
기판(300)에는 이형 LED 패키지들(100)의 전극들과 연결되는 배선들과, 이 배선들에 전기적으로 연결된 드라이브 IC(Integrated Circuit. D-IC)이 실장될 수 있다. 드라이브 IC는 입력 영상 또는 백라이트 구동 신호에 따라 LED 패키지들(100)을 구동한다.
기판(300)은 x축 방향의 길이, y축 방향의 폭 및 z축 방향의 두께를 가지는 장방형 구조의 패널일 수 있다. 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 기판(300)의 전면에 이형 LED 패키지들(100)이 매트리스 형태로 배치될 수 있다. 이 때, 이형 LED 패키지들(100)은 동일한 형상을 가지며 동일한 형태로 배치되어 경사진 측면이나 코너부가 같은 방향을 향할 수 있다. 기판(300)의 배면에는 하나 이상의 드라이브 IC(400)와, 콘트롤러 IC(500)가 배치될 수 있다. 드라이브 IC들(400)은 기판(300) 상에서 분할된 복수의 구동 영역별로 이형 LED 패키지들(100)을 구동한다.
콘트롤러 IC(500)는 드라이브 IC들(100)에 입력 영상의 데이터 또는 백라이트 구동 신호를 공급하여 드라이브 IC들(400)의 동작 타이밍을 동기시킨다.
표시패널용 기판에 실장된 드라이브 IC들(400)은 입력 영상의 데이터를 입력 받아 LED 칩의 구동 신호를 발생하여 이형 LED 패키지들(100)을 구동한다. 백라이트용 기판에 실장된 드라이브 IC들(100)은 백라이트 구동 신호에 따라 백라이트 점 광원들로 이용되는 이형 LED 패키지들(100)에 독립적으로 전류를 공급하여 점 광원들의 밝기를 입력 영상의 휘도에 따라 개별로 제어할 수 있다. 한편, 백라이트용 기판은 픽셀들이 배치된 표시패널의 아래에 배치되어 표시패널의 픽셀들에 광을 조사한다.
표시패널용 또는 배라이트용 기판(300)은 다수의 발광 영역들로 분할 구동될 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이 기판(300)은 제1 내지 제6 발광 영역들(A1~A6)로 분할될 수 있다. 드라이브 IC들(401~406)은 발광 영역과 1:1로 자신이 담당하는 발광 영역의 이형 LED 패키지들(100)을 구동한다. 예를 들어, 제1 드라이브 IC(401)는 제1 발광 영역(A1)과 중첩되도록 기판(100)의 배면에 실장되어 제1 발광 영역(A1)의 이형 LED 패키지들(100)에 연결된다. 제1 드라이브 IC(401)는 제1 발광 영역(A1)의 이형 LED 패키지들(100)을 구동한다. 제2 드라이브 IC(402)는 제2 발광 영역(A2)과 중첩되도록 기판(100)의 배면에 실장되어 제2 발광 영역(A2)의 이형 LED 패키지들(100)에 연결된다. 제2 드라이브 IC(402)는 제2 발광 영역(A2)의 이형 LED 패키지들(100)을 구동한다. 이렇게 발광 영역별로 드라이브 IC들(402)이 기판(300) 상에 배치되면, 드라이브 IC들(401~406) 각각에 연결되는 배선들 간의 라인 저항 차이가 감소되어 대면적의 발광 영역(A1~A6)에서 이형 LED 패키지들(100)의 밝기를 균일하게 제어할 수 있다.
기판(300)의 배면은 도 13에 도시된 바와 같이 드라이브 IC들(401~406)과 콘트롤러 IC(500)가 배치된 영역을 제외한 다른 영역에 금속 방열 패턴들(310, 320)을 포함할 수 있다. 금속 방열 패턴들(310, 320)은 기판(300)을 관통하는 쓰루홀들(Through hole)을 통해 기판(300)의 전면에 배치된 애노드 패드(Anode pad)에 연결된 제1 방열 패턴(310)과, 기판(300)을 관통하는 쓰루홀들을 통해 기판(300)의 전면에 배치된 캐소드 패드(Cathode pad)에 연결된 제2 방열 패턴(320)을 포함한다. 제1 방열 패턴(310)과 제2 방열 패턴(320)은 교차부에서 절연되어 있다. 금속 방열 패턴들(310, 320)은 방열 효과를 높이기 위하여, 기판(300)의 배면에서 드라이브 ic(401~406)와 콘트롤러 IC(500)를 제외한 최대한의 영역에 배치되는 것이 바람직하다. 금속 방열 패턴들(310, 320)은 방열 효율을 높일 수 있는 적절한 두께로 기판(300)의 배면에 형성된다. 금속 방열 패턴들(310, 320)과 이형 led 패키지들(100)의 연결 구조에 대하여는 도 17a 내지 도 17c를 결부하여 후술하기로 한다.
도 14는 이형 led 패키지들이 실장되는 기판의 단면 구조를 보여 주는 도면이다.
도 14를 참조하면, 기판(300)은 복수의 금속층들(301)과 복수의 폴리이미드(polyimide, PI) 층들(302)이 교대로 적층된 가요성 필름 기판으로 제작될 수 있다. 기판(300)의 전면에 노출된 금속층(301)은 이형 LED 패키지들(100) 각각의 전극들(21, 22)에 연결된 애노드 패드 및 캐소드 패드를 포함한다. 기판(300) 내부는 하나 이상의 금속층(301)과 하나 이상의 폴리이미드층(302)을 관통하여 쓰루홀들(303)을 포함한다. 쓰루홀들(303)을 통해 기판(300) 내에서 금속층들(301)이 금속으로 연결되어 회로 패턴과 배선을 형성한다. 따라서, 이형 LED 패키지들(100)은 금속층들(301)과 쓰루홀들(303)을 통해 드라이브 IC들(400)에 전기적으로 연결된다. 또한, 콘트롤러 IC(500)와 드라이브 IC들(400)은 기판(300)의 금속층들(301)과 쓰루홀들(303)을 통해 서로 전기적으로 연결된다.
폴더블 디스플레이나 벤더블 디스플레이의 경우, 표시패널에서 구부러지는 부분에서 인장력이 발생한다. 이러한 인장력으로 인해 기판(300)에 가해지는 스트레스를 줄이고 기판(300)이 유연하게 구부러질 수 있도록 도 15에 도시된 바와 같이 기판(300)의 금속층들(301)에 슬릿(slit)(301a)이 형성된다. 금속층들(301) 각각에 형성되는 슬릿(301a)은 중첩될 수 있다.
기판(300)이 구부러지는 부분에서 바깥쪽은 안쪽 보다 더 큰 인장력이 발생한다. 이러한 인장력 차이를 고려하여, 도 16에 도시된 바와 같이 기판(300)에서 구부러지는 부분의 안쪽에 비하여 바깥쪽 금속층(301)의 슬릿(301b)이 안쪽 금속층(301)의 슬릿(301) 보다 더 큰 폭을 가질 수 있다.
도 17a 내지 도 17c는 이형 LED 패키지에 연결된 애노드 패드 및 캐소드 패드 중 적어도 하나에 연결되고 기판을 관통하는 방열 경로를 보여 주는 단면도들이다.
도 17a를 참조하면, 기판(300)의 전면은 이형 LED 패키지들(100)의 애노드 전극(21)에 연결되는 애노드 패드(303)와, 이형 LED 패키지들(100)의 캐소드 전극(22)에 연결된 캐소드 패드(304)를 포함한다. 애노드 패드(303)와 캐소드 패드(304)는 쓰루홀들(305)을 통해 기판(300)의 배면에 노출된 금속층(301)에 형성된 방열 패턴들에 연결된다. 도 7a에서 편의상 애노드 패드(303)와 캐소드 패드(304)가 금속층(301)에 연결되는 것으로 도시되어 있으나, 애노드 패드(303)와 캐소드(304)가 서로 다른 금속층(301)의 방열 패턴에 연결되거나 그 교차부에서 절연층을 사이에 두고 분리되어 전기적으로 절연 상태를 유지하여야 한다.
도 17b 및 도 17c에 도시된 바와 같이 애노드 패드(303)와 캐소드 패드(304) 중 어느 하나가 기판(300)을 관통하는 쓰루홀(305)을 통해 기판(300)의 배면 금속층(301)에 형성된 방열 패턴에 연결될 수 있다. 이형 LED 패키지들(100)의 저면은 비아홀을 통해 기판(300)의 금속층에 연결되어 방열될 수 있다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 명세서의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 명세서의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
20: 발광부 21: 이형 LED 패키지의 애노드 전극
22: 이형 LED 패키지의 캐소드 전극 100: 이형 LED 패키지
100t: 이형 LED 패키지의 상면 100b: 이형 LED 패키지의 저면
100s: 이형 LED 패키지의 측면 200: 트레이
210: 이형 음각 패턴 210a: 이형 음각 패턴의 경사진 가이드면
300: 기판 301: 기판의 금속층
301a, 301b: 기판의 금속층에 형성된 슬릿 302: 기판의 폴리이미드층
303, 305: 쓰루홀 310, 320: 금속 방열 패턴
400, 401~406: 드라이브 IC 500: 콘트롤러 IC

Claims (9)

  1. 금속층들과 폴리이미드층들이 교대로 적층된 기판;
    상기 기판의 전면에 배치된 동일 형상을 가지는 복수의 이형 LED 패키지들; 및
    상기 기판의 배면에 배치되어 상기 이형 LED 패키지들을 구동하는 하나 이상의 드라이브 IC; 및
    상기 드라이브 IC를 제어하는 콘트롤러 IC를 포함하고,
    상기 이형 LED 패키지들은
    발광부가 노출된 상면;
    캐소드 전극과 애노드 전극이 노출된 저면;
    상기 상면과 저면 사이의 측면들을 포함하고,
    상기 이형 LED 패키지 각각에서 대향하는 측면들의 각도 및 길이가 서로 다르고,
    상기 기판 상에서 상기 이형 LED 패키지들에서 경사진 측면이 같은 방향을 향하도록 상기 이형 LED 패키지들이 동일한 형태로 배치되는 표시패널.
  2. 금속층들과 폴리이미드층들이 교대로 적층된 기판;
    상기 기판의 전면에 배치된 동일 형상을 가지는 복수의 이형 LED 패키지들; 및
    상기 기판의 배면에 배치되어 상기 이형 LED 패키지들을 구동하는 하나 이상의 드라이브 IC; 및
    상기 드라이브 IC를 제어하는 콘트롤러 IC를 포함하고,
    상기 이형 LED 패키지들은
    발광부가 노출된 상면;
    캐소드 전극과 애노드 전극이 노출된 저면;
    상기 상면과 저면 사이의 측면들을 포함하고,
    상기 이형 LED 패키지 각각에서 측면들이 만나는 코너부들 중 적어도 하나의 코너부의 각도와 길이가 다른 코너부와 다르고,
    상기 기판 상에서 상기 이형 LED 패키지들에서 경사진 측면이 같은 방향을 향하도록 상기 이형 LED 패키지들이 동일한 형태로 배치되는 표시패널.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이형 LED 패널들이 트레이의 이형 음각 패턴들에서 1:1로 정렬된 후에 상기 기판 상에 전사되어 상기 기판 상에 접합되는 표시패널.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판의 배면 상에 복수의 드라이브 IC들이 배치되고,
    상기 드라이브 IC들은 상기 기판 상의 발광 영역을 분할 구동하는 표시패널.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 폴리이미드층을 관통하여 이웃한 금속층들을 연결하는 쓰루홀을 포함하는 표시패널.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판은,
    상기 애노드 전극에 연결되는 애노드 패드, 및 상기 캐소드 전극에 연결되는 캐소드 패드를 포함한 전면 금속층;
    상기 기판의 배면에 노출된 배면 금속층; 및
    상기 금속층들과 상기 폴리이미드층들을 관통하여 상기 애노드 패드 및 상기 캐소드 패드 중 적어도 하나를 상기 배면 금속층에 연결하는 쓰루홀을 포함하는 표시패널.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기판에서 구부러진 부분에서 상기 금속층들 각각은 슬릿을 포함하고,
    상기 구부러진 부분의 바깥쪽 금속층에 형성된 슬릿의 폭이 상기 구부러진 부분의 안쪽 금속층에 형성된 슬릿의 폭 보다 큰 표시패널.
  8. 복수의 이형 LED 패키지들이 픽셀들 각각에 배치된 표시패널;
    상기 이형 LED 패키지들을 구동하는 복수의 드라이브 IC들; 및
    상기 드라이브 IC들을 제어하는 콘트롤러 IC를 구비하고,
    상기 표시패널은,
    금속층들과 폴리이미드층들이 교대로 적층되고 상기 이형 LED 패키지들이 실장된 기판을 포함하고,
    상기 이형 LED 패키지들은
    발광부가 노출된 상면;
    캐소드 전극과 애노드 전극이 노출된 저면;
    상기 상면과 저면 사이의 측면들을 포함하고,
    상기 이형 LED 패키지 각각에서 대향하는 측면들의 각도 및 길이가 서로 다르고 길이가 다르거나, 상기 측면들이 만나는 코너부들 중 적어도 하나의 코너부의 각도와 길이가 다른 코너부와 다르고
    상기 기판 상에서 상기 이형 LED 패키지들에서 경사진 측면이 같은 방향을 향하도록 상기 이형 LED 패키지들이 동일한 형태로 배치되는 표시장치.
  9. 픽셀들이 배치된 표시패널;
    상기 표시패널의 아래에 배치된 복수의 이형 LED 패키지들을 포함한 백라이트 유닛;
    상기 이형 LED 패키지들을 구동하는 복수의 드라이브 IC들; 및
    상기 드라이브 IC들을 제어하는 콘트롤러 IC를 구비하고,
    상기 백라이트 유닛은
    금속층들과 폴리이미드층들이 교대로 적층되고 상기 이형 LED 패키지들이 장된 기판을 포함하고,
    상기 이형 LED 패키지들은
    발광부가 노출된 상면;
    캐소드 전극과 애노드 전극이 노출된 저면;
    상기 상면과 저면 사이의 측면들을 포함하고,
    상기 이형 LED 패키지 각각에서 대향하는 측면들의 각도 및 길이가 서로 다르고 길이가 다르거나, 상기 측면들이 만나는 코너부들 중 적어도 하나의 코너부의 각도와 길이가 다른 코너부와 다르고,
    상기 기판 상에서 상기 이형 LED 패키지들에서 경사진 측면이 같은 방향을 향하도록 상기 이형 LED 패키지들이 동일한 형태로 배치되는 표시장치.
KR1020220077578A 2021-06-25 2022-06-24 표시패널과 이를 포함한 표시장치 KR20230000992A (ko)

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