KR20230020473A - Led 디스플레이 패널 및 이를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

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손현호
김진영
손정은
박한철
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Abstract

본 발명은 LED 디스플레이 패널 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 대해 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 LED 디스플레이 패널은, 복수의 게이트 및 데이터 라인이 수평 및 수직 방향으로 각각 교차되도록 구성된 베이스 기판; 상기 베이스 기판의 화소 영역 중심부에서 화소 영역의 외곽 영역까지의 거리가 다른 적어도 두 개 이상의 화소 영역을 포함하고, 상기 적어도 두 개 이상의 화소 영역들의 각 화소 영역에는 복수의 LED 칩이 배치되고, 상기 외곽 영역에 배치된 복수의 LED 칩은 다른 영역에 배치된 LED 칩들보다 상기 외곽 영역과 더 가까운 것을 특징으로 한다.
본 발명의 LED 디스플레이 패널은, TFT 스위칭 기판의 화소 영역들에 초소형 LED를 용이하게 설계 배치할 수 있도록 함으로써, 공정 및 설계 비용을 줄이고 자동화 설계 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

LED 디스플레이 패널 및 이를 이용한 디스플레이 장치{LED DISPLAY PANEL AND DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 명세서는 마이크로 및 나노 단위의 초소형 LED(Light Emitting Diode)로 화소를 이루어 영상을 표시하는 LED 디스플레이 패널에 관한 것으로, 네로 베젤이나 제로 베젤 타입의 LED 디스플레이 패널 제조시 각각의 화소 영역에 초소형 LED를 용이하게 배치할 수 있도록 한 LED 디스플레이 패널 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드 갭(0.8 ~ 6.2eV)을 가지고 있어, 영상 디스플레이 장치와 고출력 전자부품 소자 개발 분야에서 많은 주목을 받아왔다.
영상 디스플레이 장치에 사용되는 LED는 해상도가 높아질수록 점점 더 작은 크기의 소자로 요구된다. 그러나 소자의 크기가 작아질수록 물리적인 장비의 한계와 해상도 한계로 인해, 영상 디스플레이 장치에 적용되는 데는 한계가 있었다. 이에, LED는 그 효율성이 뛰어나지만 옥외 전광판용 디스플레이 장치나 액정 표시장치의 백 라이트 등의 한정된 상황에서만 이용되고 있다.
근래에는 물리적, 화학적 특성이 우수한 고효율의 LED가 나노 또는 마이크로 단위의 초소형으로 제조되면서, 단순한 백 라이트가 아닌 풀 컬러 LED 디스플레이 소자로 상용화하려는 시도가 이루어지고 있다.
특히, 종래의 액정 표시 장치나 OLED 표시 장치의 TFT 스위칭 기판에 초소형 LED들을 구성해서, 초소형 LED들이 화소를 이루어 영상을 표시할 수 있도록 하는 시도가 이어지고 있다.
하지만, 액정 표시 장치나 OLED 표시 장치에 적용되는 TFT 스위칭 기판의 화소 영역에 초소형 LED들을 영상 표시 소자로 구성하기 위해서는, TFT 스위칭 기판의 영상 표시 면적이나 화소 크기, 및 해상도 등에 맞추어 초소형 LED들의 배치 및 설계 구조를 매번 변경해야 하는 문제점이 있었다.
또한, 최근에는 네로 베젤(Narrow Bezel)이나 제로 베젤(Zero Bezel) 타입의 디스플레이 패널이 대두되고 있기 때문에, 네로 베젤이나 제로 베젤 타입의 TFT 스위칭 기판별 크기 특성에 초소형 LED들의 배치 및 설계 구조를 맞추기엔 더 큰 문제점들이 있었다. 즉, TFT 스위칭 기판별 비표시 영역의 패드 크기, 기판 크기, 화소 크기, 해상도 등의 특성들에 초소형 LED들의 배치 및 설계 구조를 일일이 맞추기엔 큰 어려움들이 있었다.
특히, 종래의 네로 베젤이나 제로 베젤 타입의 TFT 스위칭 기판은 외곽의 패드 영역에 인접한 외곽 화소 영역과 그 외 중심부의 화소 영역 크기가 다르게 설계되기도 했다. 이에, 네로 베젤이나 제로 베젤 타입 TFT 스위칭 기판 특성에 맞추어 초소형 LED들의 배치 구조 및 설계 사항을 매번 변경시켜서 적용한다 하더라도, 기판 외곽의 화소 영역에 배치되는 LED들의 설계 구조나 패턴은 중심부에 배치되는 LED들의 설계 구조나 패턴과 상이해질 수밖에 없었다. 이 경우에는 자동화 설계 및 검사가 불가능하여 불량 유출 가능성이 높아지는 문제가 발생한다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액정 표시장치나 OLED 표시장치에 적용되던 TFT 스위칭 기판의 화소 영역들에 초소형 LED를 용이하게 설계 배치할 수 있도록 한 LED 디스플레이 패널 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 네로 베젤이나 제로 베젤 타입의 LED 디스플레이 패널 제조시에도 초소형 LED들의 배치 위치에 대해서는 추가적인 설계 변경 없이도 각각의 화소 영역에 배치시킬 수 있는 LED 디스플레이 패널 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 LED 디스플레이 패널은, 복수의 게이트 및 데이터 라인이 수평 및 수직 방향으로 각각 교차되도록 구성된 베이스 기판; 및 상기 베이스 기판의 화소 영역 중심부에서 화소 영역의 외곽 영역까지의 거리가 다른 적어도 두 개 이상의 화소 영역을 포함하고, 상기 적어도 두 개 이상의 화소영역들 중 제1 화소영역의 면적은 제2 화소영역의 면적보다 작고, 상기 제1 화소영역의 중심에서 외곽영역까지의 거리들 중 적어도 하나는 상기 제2 화소영역의 중심에서 외곽영역까지의 거리와 동일하고, 상기 제1 화소영역의 중심에서 외곽영역까지의 거리들 중 적어도 하나는 상기 제2 화소영역의 중심에서 외곽영역까지의 거리보다 작은 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 디스플레이 패널 및 이를 이용한 디스플레이 장치는 액정 표시장치나 OLED 표시장치에 적용되던 TFT 스위칭 기판의 화소 영역들에 초소형 LED를 용이하게 설계 배치할 수 있도록 함으로써, 공정 및 설계 비용을 줄이고 자동화 설계 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 네로 베젤이나 제로 베젤 타입의 LED 디스플레이 패널 제조시에도 초소형 LED들의 배치 위치에 대해서는 추가적인 설계 변경 없이도 각각의 화소 영역에 배치시킬 수 있도록 하여 공정 및 설계 비용 절감 효과를 높일 수 있다.
그리고 본 발명은 기판 외곽의 패드 영역에 인접한 외곽의 화소 영역들과 그 외 중심부의 화소 영역들에 배치되는 초소형 LED들의 배치 패턴이 중심부에서 멀어지는 방향으로 일정하게 배치될 수 있도록 함으로써, 자동화 설계 및 패널 검사가 용이하게 수행되도록 할 수 있다.
본 명세서의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 디스플레이 패널을 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 LED 디스플레이 패널의 배면 및 패널 구동 드라이버의 적용 구성을 나타낸 배면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 LED 디스플레이 패널의 중심부 화소 구조를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 3의 A-A' 단면 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 LED 디스플레이 패널의 최 외곽부 화소 구조를 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 6은 도 5의 I-I' 단면 구조를 나타낸 단면도이다
도 7은 네로 베젤이나 제로 베젤 타입의 TFT 스위칭 기판에 초소형 LED들을 설계 배치함으로써 변화되는 데이터 전압 콘텍 위치를 설명하기 위한 구성도이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 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 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급한 '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 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 디스플레이 패널을 구체적으로 나타낸 구성도이다. 그리고, 도 2는 도 1에 도시된 LED 디스플레이 패널의 배면 및 패널 구동 드라이버의 적용 구성을 나타낸 배면도이다.
도 1에 도시된 LED 디스플레이 패널은 복수의 게이트 및 데이터 라인(GL,DL)에 의해 복수의 화소 영역(Pix)이 정의되고, 외곽부나 측면부에 복수의 패드(PD)가 배치된 베이스 기판(ZPL), 및 베이스 기판(ZPL)의 중심부 화소 영역으로부터 외곽으로 멀어질수록 멀어지는 방향에 대응되는 패턴으로 각각의 화소 영역(Pix)에 배치되어, 영상을 표시하는 복수의 초소형 LED를 포함한다.
베이스 기판(ZPL)에는 복수의 게이트 및 데이터 라인(GL,DL)이 수평 및 수직 방향으로 각각 교차되도록 구성되어, 그 교차되는 사이 영역들이 복수의 화소 영역(Pix)으로 정의된다. 또한, 베이스 기판(ZPL)의 양 측면부에는 고전위 및 저전위 전압 공급라인(VDD,VSS)이 구성되고, 고전위 및 저전위 전압 공급라인(VDD,VSS)은 게이트 라인(GL) 방향으로 다수 분기되어 각각의 화소 영역에 고전위 및 저전위 전압이 공급되도록 한다.
베이스 기판(ZPL)의 외곽부나 측면부에는 각각의 게이트 및 데이터 라인(GL,DL)과 고전위 및 저전위 전압 공급라인(VDD,VSS)을 연장시키기 위한 복수의 패드(PD)가 구성되기도 한다. 이러한 복수의 패드(PD)는 베이스 기판(ZPL)의 정면 외곽 영역에 구성될 수도 있고, 베이스 기판(ZPL)의 배면이나 측면에 구성될 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 패드(PD)가 베이스 기판(ZPL)의 정면 외곽과 인접한 영역에 구성되는 경우, 복수의 패드(PD) 크기나 패드(PD)가 배치된 영역의 면적에 따라 영상 표시영역의 전체적인 면적이 다르게 설계 및 제조될 수 있다. 이때는 영상 표시영역의 면적에 따라 복수의 게이트 및 데이터 라인(GL,DL)의 교차 폭이 줄어들게 변화되어, 화소 영역들의 크기 또한 작아지게 변화될 수 있다. 또한, 복수의 패드(PD)와 인접한 소정 개수의 화소 영역들의 면적만 다른 화소 영역들의 면적보다 작게 구성될 수도 있다.
이와 같이, 복수의 패드(PD)나 패드(PD)가 배치된 영역의 면적에 따라 영상 표시영역의 면적이 일부 또는 전체적으로 작아지게 변경 설계된 경우, 기존에는 각각의 화소 영역에 초소형 LED를 실장하거나 집적하기 위해, 초소형 LED들의 배치 간격이 좁아지도록 설계 사항들을 변경한 후, 초소형 LED들의 제조 공정을 수행해야 했다.
하지만, 본 발명에서는 베이스 기판(ZPL)의 각 화소 영역에 배치되는 초소형 LED의 어노드 전극단에 데이터 전압을 인가하기 위한 각각의 데이터 콘택 패드들을 특정 면적을 갖는 평면 형태로 구성한다. 즉, 데이터 콘택 패드들을 단순한 콘택홀 구조나 라인 형태의 구조가 아닌, 미리 설정된 면적을 갖는 다각형의 평면 형태로 구성한다. 이에, 베이스 기판(ZPL)의 영상 표시영역 면적과 화소 영역 크기가 조금씩 다르더라도, 초소형 LED들의 위치 변경 설계 없이, 미리 설정되어 있던 배치 패턴 그대로 초소형 LED들을 각각의 화소 영역에 구성할 수 있다. 데이터 콘택 패드들이 특정 면적을 갖는 평면 형태이기 때문에, 초소형 LED들의 위치 변경 설계 없이 기존 설계대로 각각의 화소 영역에 구성하더라도, 콘택 면적이 평면으로 넓어진 데이터 콘택 패드와 각각의 초소형 LED들이 전기적으로 연결될 수 있다.
특히, 초소형 LED들은 위치 변경 설계 없이 동일하게 구성되지만, 베이스 기판(ZPL)은 영상 표시영역 면적과 화소 영역 크기가 작아지는 형태로 적용되기 때문에, 베이스 기판(ZPL)의 중심부 화소 영역들에 배치되는 초소형 LED들과 중심부로부터 멀어지는 나머지 초소형 LED들의 배치 패턴은 중심부에서 멀어지는 방향으로 일정한 간격씩 차이가 나도록 배치될 수 있다.
도 1과 같이, 베이스 기판(ZPL) 외곽 영역의 복수의 패드(PD) 구성에 의해, 전체적으로 화소 영역의 크기나 면적이 작아지도록 설계해서 베이스 기판(ZPL)을 배치한 후, 초소형 LED들을 위치 변경 설계 없이, 미리 설정되어 있던 배치 패턴 그대로 중심부를 기준으로 배치하면, 영상 표시영역의 중심부로부터 멀어지는 LED들의 배치 패턴은 중심부에서 멀어지는 방향과 동일한 방향을 향하도록 배치된다.
미리 설정되어 있던 배치 패턴은 초소형 LED들은 서로 인접한 다른 초소형 LED들과 미리 설정된 일정한 간격을 유지하도록 배치된 패턴이다. 따라서, 영상 표시 영역의 중심부에서 멀어지는 화소 영역일수록 멀어지는 간격에 대응하여 각 화소 영역의 외곽 영역과 가까워지게 LED들이 배치된다.
중심부에서 멀어지는 방향으로의 간격 차이는 영상 표시영역 면적과 화소 영역 크기에 따라 각각 달라질 수 있다. 따라서, 각 화소 영역 내에 배치되는 LED들의 위치는 다른 화소 영역에 배치된 LED들의 위치와 서로 상이하다. 하지만, 인접한 화소 영역의 LED들 간의 간격은 미리 설정된 패턴대로 일정하게 유지될 수 있다. 이러한, 본 발명 베이스 기판(ZPL)의 각 화소 구조 및 데이터 콘택 패드 구조 등에 대해서는 이후에 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2와 같이, LED 디스플레이 패널의 배면 즉, 베이스 기판(ZPL)의 배면에는 구동 회로부(100)가 구성된다. 본 발명의 LED 디스플레이 패널은 전면의 초소형 LED들을 이용해 전면으로 영상을 표시하기 때문에, 구동 회로부(100)와 부속 회로 소자들은 베이스 기판(ZPL)의 배면에 구성될 수 있다.
구동 회로부(100)는 베이스 기판(ZPL)의 배면 방향에 구비되어, 고전위 및 저전위 전압 공급라인(VDD,VSS)을 통해서는 복수의 화소 영역에 고전위 및 저전위 전압을 인가한다. 그리고 매 수평라인 및 프레임 단위로 복수의 게이트 및 데이터 라인(GL,DL)을 구동함으로써, 각 화소 영역의 초소형 LED들을 통해 영상이 표시되도록 한다.
구동 회로부(100)에서는 복수의 게이트 라인(GL)을 순차적으로 인가하기 위한 게이트 신호들을 자체 생성하고, 이를 이용하여 게이트 온 전압(예를 들어, 로우 또는 하이 레벨의 게이트 전압)를 순차적으로 생성 및 출력한다. 그리고 구동 회로부(100)는 외부로부터 입력되거나 자체 저장된 디지털 영상 데이터를 아날로그 전압 즉, 아날로그의 데이터 전압으로 변환하여, 게이트 온 전압 출력 타이밍에 맞추어 데이터 라인(DL)들로 출력한다.
도 3은 도 1에 도시된 LED 디스플레이 패널의 중심부 화소 구조를 구체적으로 나타낸 구성도이다. 그리고 도 4는 도 3의 A-A' 단면 구조를 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 각각의 화소 영역(Pix)에는 게이트 온 전압에 응답하여 데이터 전압을 스위칭하는 복수의 TFT, 저전위 전압이 인가되는 저전위 전압 콘택 패드(SE), 각각의 TFT와 일대일 대응되어 각 TFT를 통해 인가되는 데이터 전압을 전면으로 전달하는 복수의 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2), 및 캐소드 전극으로는 저전위 전압 콘택 패드(SE)를 통해 저전위 전압을 공통으로 인가받고, 어노드 전극으로는 복수의 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2) 중 하나씩의 데이터 콘택 패드를 통해 데이터 전압을 인가받아 발광하는 적어도 하나씩의 적색, 녹색, 청색 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)를 포함한다.
각각의 화소 영역(Pix)에는 하나씩의 적색, 녹색, 청색 LED(R1,G1,B1)만 초소형으로 구성될 수도 있다. 이렇게, 적색, 녹색, 청색 LED(R1,G1,B1)만 구성되는 경우에는 적색, 녹색, 청색 LED(R1,G1,B1)와 각각 대응되는 세 개의 TFT, 각각의 TFT로부터 데이터 전압을 인가받아 전달하는 세 개의 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1), 및 하나의 저전위 전압 콘택 패드(SE)로 구성될 수 있다.
동일 화소 영역에 구비된 각각의 TFT들은 하나의 게이트 라인(GL)으로부터 게이트 온 전압을 동시에 동일하게 인가받아 턴-온된다. 그리고 턴-온시에는 각각 다른 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 전압을 자신과 연결된 각각의 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1)로 전송한다.
이에, 적색, 녹색, 청색의 LED(R1,G1,B1)는 캐소드 전극으로는 저전위 전압 콘택 패드(SE)를 통해 저전위 전압을 공통으로 인가받고, 어노드 전극으로는 자신과 연결된 각각의 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1)를 통해서 데이터 전압을 각각 전달받아, 데이터 전압에 대응되는 밝기로 발광한다. 각 LED(R1,G1,B1)의 캐소드 전극은 캐소드 링크라인에 의해 공통으로 저전위 전압 콘택 패드(SE)와 콘택된다. 그리고 각 LED(R1,G1,B1)의 어노드 전극들은 각각의 어노드 링크라인에 의해 각각 대응되는 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1)와 콘택된다.
본 발명에서는 각각의 화소 영역에 여섯 개의 TFT, 하나의 저전위 전압 콘택 패드(SE), 여섯 개의 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2), 및 두 개씩의 적색, 녹색, 청색 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)가 구성된 예를 도시하였다. 하지만, 그 개수와 구성 및 위치적인 설계 특징 등은 본 발명 실시 예와 도면으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 적색, 녹색, 청색 LED(R1,G1,B1)가 한 개씩만 구성될 수 있으며, 이 경우 적색, 녹색, 청색 LED(R1,G1,B1)에 각각 데이터 전압을 인가할 수 있도록 한개 씩의 데이터 콘택 패드(RCE1,GCE1,BCE1)만 구성될 수 있다. 또한, 적색, 녹색, 청색 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)외에 백색 LED가 추가 구성될 수 있으며, 이 경우 적색, 녹색, 청색 LED(R1,G1,B1)에 데이터 전압을 인가하기 위한 데이터 콘택 패드(RCE1,GCE1,BCE1)와 더불어, 백색 LED에 데이터 전압을 인가하기 위한 데이터 콘택 패드가 더 구성될 수 있다. 만일, 적색, 녹색, 청색 LED(R1,G1,B1) 대신 적어도 하나씩의 백색 LED로 화소를 구성하는 경우, 각각의 백색 LED 수에 대응되도록 적색, 녹색, 청색의 컬러 필터를 추가로 구성할 수도 있다.
전술한 바와 같이, 베이스 기판(ZPL)은 영상 표시영역 면적과 화소 영역 크기가 크거나 작은 형태로 각각 다르게 적용되더라도 각 화소 영역(Pix)에 실장 되거나 증착되는 복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)는 위치 변경 설계 없이 동일하게 구성된다. 이때, 영상 표시영역의 중심부의 화소 영역(Pix)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)가 화소 영역(Pix)의 중심 부분에 배치된다.
도 3과 같이, 화소 영역(Pix)의 중심 부분에는 저전위 전압 콘택 패드(SE)가 배치될 수 있는데, 이 경우 복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)는 저전위 전압 콘택 패드(SE)의 전면에 배치될 수 있다. 이때, 복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)는 캐소드 전극으로는 저전위 전압 콘택 패드(SE)를 통해 저전위 전압을 공통으로 인가받고, 어노드 전극으로는 자신과 연결된 어노드 링크라인을 통해 각각의 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)로부터 데이터 전압을 인가받아 발광한다.
복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)가 화소 영역(Pix)의 중심 부분에 구성되는 경우, 각 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)의 어노드 전극은 각 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)의 일 측 모서리에 구성된 콘택홀(C)과 어노드 링크 라인을 통해 링크되어, 데이터 전압을 인가받는다.
구체적으로, 각 화소 영역(Pix)의 위치가 영상 표시 영역의 중심부에 인접할수록 각 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)의 콘택홀(C)은 중심부 방향의 일 측 모서리에 가깝게 구성된다. 반면, 각 화소 영역(Pix)의 위치가 영상 표시 영역의 중심부에서 멀어질수록 각 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)의 콘택홀(C)은 중심부와는 멀어지면서 대각선 방향의 타 측 모서리와는 점점 가까워지게 구성된다.
이에 따라서, 영상 표시 영역의 중심부에 인접한 화소 영역에 배치된 복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)는 각 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)의 일 측 모서리에 인접하게 구성된 콘택홀(C)과 어노드 링크 라인을 통해 링크되어, 데이터 전압을 인가받는다. 반면, 영상 표시 영역의 중심 부분과 멀어지는 위치의 화소 영역에 배치된 복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)는 각 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)의 일 측 모서리와 대각선 방향으로 멀어지도록 구성된 콘택홀(C)과 어노드 링크 라인을 통해 링크되어, 데이터 전압을 인가받게 된다.
각각의 화소 영역(Pix)에 구성되는 복수의 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)는 동일한 화소 영역에 포함된 복수의 TFT, 및 적어도 하나씩의 적색, 녹색, 청색 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2) 수에 각각 대응하도록 구성된다. 이때, 각각의 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)는 해당 화소 영역(Pix)의 면적에서 저전위 전압 콘택 패드(SE) 면적을 제외한 나머지 영역에 각각 분할된 형태로 구성될 수 있다.
도 3에서는 각각의 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)가 사각 형상으로 구성된 예를 도시하였지만, 사각형 외에도 원형 또는 다각형의 평면 형태로 구성될 수 있다. 이때, 각각의 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)는 해당 화소 영역(Pix)의 면적에서 저전위 전압 콘택 패드(SE) 면적을 제외한 나머지 영역에 각각 동일한 면적과 크기로 분할 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 화소 영역(Pix)의 위치가 영상 표시 영역의 중심부에 인접할수록 각 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)의 콘택홀(C)이 중심 부분과 가까운 일 측 모서리에 가깝게 구성된다. 따라서, 콘택홀(C)이 각 데이터 콘택 패드의 일 측 모서리에 가깝게 배치된다. 이러한 구조에서 각각의 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)는 해당 화소 영역에 함께 구성된 복수의 TFT 중 하나씩의 TFT로부터 드레인 전극과 콘택홀을 통해 데이터 전압을 인가받아서, 각각의 적색, 녹색, 청색 LED 중 하나씩의 LED로 데이터 전압을 전달하게 된다.
특히, 각각의 LED(R1,G1,B1)는 캐소드 전극으로는 저전위 전압 콘택 패드(SE)를 통해 저전위 전압을 공통으로 인가받고, 어노드 전극으로는 자신과 연결된 각각의 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1)를 통해서 데이터 전압을 각각 전달받아, 데이터 전압에 대응되는 밝기로 발광한다. 각 LED(R1,G1,B1)의 캐소드 전극은 캐소드 링크라인에 의해 공통으로 저전위 전압 콘택 패드(SE)와 콘택된다. 그리고 각 LED(R1,G1,B1)의 어노드 전극들은 각각의 어노드 링크라인에 의해 각각 대응되는 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1)와 콘택된다.
도 5는 도 1에 도시된 LED 디스플레이 패널의 최 외곽과 인접한 화소의 구조를 구체적으로 나타낸 구성도이다. 그리고 도 6은 도 5의 I-I' 단면 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2) 제조 및 구성시, 베이스 기판(ZPL)은 영상 표시영역 면적과 화소 영역 크기가 크거나 작은 형태로 각각 다르게 적용되더라도 각 화소 영역(Pix)에 실장되거나 증착되는 복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)는 위치 변경 설계 없이 동일하게 배치된다. 이에, 영상 표시영역의 외곽과 인접한 화소 영역(Pix)들에는 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)가 화소 영역(Pix)의 외곽 부분에 배치된다.
구체적으로, 영상 표시영역 면적과 화소 영역 크기 변경 정도에 따라, 영상 표시 영역의 중심부에서 멀어지는 화소 영역일수록 중심부에서 멀어지는 거리에 대응하는 소정의 비율로 각 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)의 화소 영역 내 위치가 변경될 수 있다. 이렇게, 영상 표시영역 면적과 화소 영역 크기가 커지거나 작아지는 정도에 따라 각 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)의 화소 영역 내 위치가 대각선 방향으로 변경된다.
이에 따라, 영상 표시영역의 최외곽과 인접한 화소 영역(Pix)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)가 화소 영역(Pix)의 최외곽과 인접한 영역에 배치된다. 이 경우 복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)는 적어도 하나의 데이터 콘택 패드(RCE1,GCE2) 전면에 배치될 수 있다. 이와 같은 배치 구조에서도 각각의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)는 캐소드 전극으로 저전위 전압 콘택 패드(SE)를 통해 저전위 전압을 공통으로 인가받고, 어노드 전극으로는 자신과 연결된 각각의 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)로부터 데이터 전압을 인가받아 발광한다.
복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)가 화소 영역(Pix)의 또 다른 모서리 부분이나 외곽부에 구성되는 경우에도 각 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)의 어노드 전극은 각 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)의 타 측 모서리에 구성된 콘택홀(C)과 어노드 링크 라인을 통해 링크되어, 데이터 전압을 인가받는다.
도 4에서의 경우는 각 화소 영역(Pix)의 위치가 영상 표시 영역의 중심 부분과 가까워서, 각 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)의 콘택홀(C)이 중심 부분과 가까운 일 측 모서리에 가깝게 구성된 구조를 도시하였었다. 따라서, 콘택홀(C)이 각 데이터 콘택 패드의 일 측 모서리에 가깝게 배치되었다. 하지만, 도 6과 같이, 화소 영역(Pix)의 위치가 영상 표시 영역의 중심 부분에서 멀어질수록 각 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)의 콘택홀(C)은 중심 부분과 멀어지는 대각선 방향의 타 측 모서리에 가까워지도록 구성된다. 이에 따라서, 영상 표시 영역의 중심 부분과 멀어지는 위치의 화소 영역에 배치된 복수의 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)는 각 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)의 일 측 모서리와 대각선 방향으로 멀어지도록 구성된 콘택홀(C)과 어노드 링크 라인을 통해 링크되어, 데이터 전압을 인가받게 된다.
도 7은 네로 베젤이나 제로 베젤 타입의 TFT 스위칭 기판에 초소형 LED들을 설계 배치함으로써 변화되는 데이터 전압 콘텍 위치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 7과 같이, 베이스 기판(ZPL) 외곽 영역의 복수의 패드(PD) 구성에 의해, 전체적으로 화소 영역의 크기나 면적이 작아지도록 설계해서 베이스 기판(ZPL)을 구성한 후, 초소형 LED들을 위치 변경 설계 없이 중심부를 기준으로 배치하면, 영상 표시영역의 중심부를 기준으로 중심부로부터 멀어지는 초소형 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)의 배치 패턴은 중심부에서 멀어지는 방향과 동일한 방향을 향하도록 배치된다. 즉, 영상 표시영역의 중심부의 화소 영역들에 배치되는 초소형 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)들과 중심부로부터 멀어지는 나머지 초소형 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)들의 배치 패턴은 영상 표시영역 면적과 화소 영역 크기에 따라 중심부에서 멀어지는 방향으로 일정하게, 일정한 패턴으로 배치될 수 있다.
이때, 영상 표시 영역의 중심부에서 멀어지는 화소 영역일수록 멀어지는 간격에 대응하여 각 화소 영역의 외곽 영역과 가까워지게 LED들이 배치된다. 특히, 베이스 기판(ZPL)의 중심부 화소 영역들에 배치되는 초소형 LED들과 중심부로부터 멀어지는 나머지 초소형 LED들의 배치 패턴은 중심부에서 멀어지는 방향으로 일정한 간격씩 차이가 나도록 배치될 수 있다. 마찬가지로, 각 데이터 콘택 패드(RCE1, GCE1, BCE1, RCE2, GCE2, BCE2)의 콘택홀(C) 또한 중심 부분의 일측 모서리에서 외곽으로 멀어지는 대각선 방향의 타 측 모서리에 가까워지도록 그 위치가 변화하게 된다.
중심부에서 멀어지는 방향으로의 간격 차이는 영상 표시영역 면적과 화소 영역 크기에 따라 각각 달라질 수 있다. 이때는 영상 표시영역 면적과 화소 영역 크기 변경 정도에 따라, 영상 표시 영역의 중심부에서 멀어지는 화소 영역일수록 중심부에서 멀어지는 거리에 대응하는 소정의 비율로 각 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)의 화소 영역 내 위치가 변경될 수 있다. 이렇게, 영상 표시영역 면적과 화소 영역 크기가 커지거나 작아지는 정도에 따라 각 LED(R1,R2,G1,G2,B1,B2)의 화소 영역 내 위치가 대각선 방향으로 변경된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 LED 디스플레이 패널 및 이를 이용한 디스플레이 장치는 액정 표시장치나 OLED 표시장치에 적용되던 TFT 스위칭 기판의 화소 영역들에 초소형 LED를 용이하게 설계 배치할 수 있도록 함으로써, 공정 및 설계 비용을 줄이고 자동화 설계 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 네로 베젤이나 제로 베젤 타입의 LED 디스플레이 패널 제조시에도 초소형 LED들의 배치 위치에 대해서는 추가적인 설계 변경 없이도 각각의 화소 영역에 배치시킬 수 있도록 하여 공정 및 설계 비용 절감 효과를 높일 수 있다.
그리고 기판 외곽의 패드 영역에 인접한 외곽의 화소 영역들과 그 외 중심부의 화소 영역들에 배치되는 초소형 LED들의 배치 패턴이 중심부에서 멀어지는 방향으로 일정하게 배치될 수 있도록 함으로써, 자동화 설계 및 패널 검사가 용이하게 수행되도록 할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 명세서의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 명세서의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 명세서의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 명세서의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
ZPL: 베이스 기판
GL: 게이트 라인
DL: 데이터 라인
Pix: 화소 영역
VDD: 고전위 전압 공급라인
VSS: 저전위 전압 공급라인
RCE1, GCE1, BCE1: 데이터 콘택 패드
SE: 저전위 전압 콘택 패드
R1,R2: 적색 LED
G1,G2: 녹색 LED
B1,B2: 청색 LED

Claims (9)

  1. 복수의 게이트 및 데이터 라인이 수평 및 수직 방향으로 각각 교차되도록 구성된 베이스 기판; 및
    상기 베이스 기판의 화소영역 중심부에서 화소영역의 외곽영역까지의 거리가 다른 적어도 두 개 이상의 화소영역을 포함하고,
    상기 적어도 두 개 이상의 화소영역들 중 제1 화소영역의 면적은 제2 화소영역의 면적보다 작고,
    상기 제1 화소영역의 중심에서 외곽영역까지의 거리들 중 적어도 하나는 상기 제2 화소영역의 중심에서 외곽영역까지의 거리와 동일하고,
    상기 제1 화소영역의 중심에서 외곽영역까지의 거리들 중 적어도 하나는 상기 제2 화소영역의 중심에서 외곽영역까지의 거리보다 작은, LED 디스플레이 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 화소영역은, 상기 베이스 기판의 정면 외곽과 인접한 영역에 배치된, LED 디스플레이 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개 이상의 화소 영역들의 각 화소 영역에는 복수의 LED 칩이 배치되고,
    상기 외곽 영역에 배치된 복수의 LED 칩은 다른 영역에 배치된 LED 칩들보다 상기 외곽 영역과 더 가까운, LED 디스플레이 패널.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 각 화소 영역에 배치된 적어도 하나의 LED 칩은 TFT 소자와 콘택홀을 통해 전기적으로 연결된 LED 디스플레이 패널.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 외곽 영역의 상기 화소 영역에 포함된 상기 콘택홀은 상기 다른 영역에 배치된 콘택홀보다 상기 외곽 영역과 더 가까운 LED 디스플레이 패널.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 화소 영역에 포함된 콘택홀들 중 일부는 상기 TFT 소자와 중첩하지 않는 LED 디스플레이 패널.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 LED 칩들 중 적어도 하나의 LED 칩은 래터럴 방식(Lateral Type)으로 형성된 LED 디스플레이 패널.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 LED 칩의 일측 전극은 복수의 평탄화층 사이에 배치된 저전위 전압 콘택 패드를 통해 저전위 전압 공급 라인과 전기적으로 연결된 LED 디스플레이 패널.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 베이스 기판의 중심부 화소 영역들에 배치된 상기 복수의 LED 칩들과, 상기 베이스 기판의 화소 영역 중심부로부터 멀어지는 나머지 상기 복수의 LED 칩들은, 상기 베이스 기판의 화소 영역 중심부에서 멀어지는 방향으로 일정한 간격씩 차이가 나도록 배치된, LED 디스플레이 패널.
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