WO2018124424A1 - Led 디스플레이 장치 - Google Patents

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WO2018124424A1
WO2018124424A1 PCT/KR2017/010019 KR2017010019W WO2018124424A1 WO 2018124424 A1 WO2018124424 A1 WO 2018124424A1 KR 2017010019 W KR2017010019 W KR 2017010019W WO 2018124424 A1 WO2018124424 A1 WO 2018124424A1
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terminal
row
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김진모
김근오
임준형
노희경
윤성복
최진원
허지민
신영환
이규진
한솔
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주식회사 루멘스
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Definitions

  • the present invention relates to an LED display device.
  • a full-color LED display device instead of an LED display device using a light emitting diode (LED) as a backlight light source, a full-color LED display device has been proposed in which LEDs emitting different wavelengths are grouped together to form a pixel, where each pixel is a red LED. , Green LED and blue LED, or red LED, green LED, blue LED and white LED.
  • a red LED, a green LED, and a blue LED are each manufactured in a package structure and mounted on a substrate. In this case, when the LEDs constituting each pixel are separated by a predetermined distance or more, high quality resolution is obtained. Hard to get
  • a single pixel package having a red LED, a green LED, and a blue LED in a chip unit constituting one pixel in one package has been proposed.
  • a large number of terminals had to be provided to individually drive LEDs including red LEDs, green LEDs, and blue LEDs.
  • Such a large number of terminals place a lot of restrictions on routing, increase in the possibility of short-circuit, as well as the circuit design of the board on which the LED package is mounted.
  • a single pixel package has been proposed which reduces the number of terminals to four, including three cathode terminals and one common anode terminal, and on the substrate to ensure that the single pixel packages have the intended LED pitch and resolution.
  • Array is formed to form a digital signage.
  • Constraints in circuit design of the same substrate require complicated and difficult wiring structures on the substrate, which leads to problems of cost increase due to increased process costs. Therefore, there is a need in the art for a solution to this problem.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide an improved LED display device that can efficiently solve the circuit design constraints of the substrate and the difficulty of wiring on the substrate.
  • a plurality of multi-pixel packages arranged in a matrix form having a row direction and a column direction on the substrate-each of the multi-pixel package Includes a package substrate and two or more pixels positioned on the package substrate, each of the pixels including a red LED chip, a green LED chip, and a blue LED chip-and the multi-pixel packages on a pixel-by-pixel basis. It includes a driver IC to control independently, characterized in that the anode terminals of the LED chips in the pixels adjacent to each other in the row direction so that the pixels can be scanned in a row unit according to the scan signal.
  • each of the multi-pixel packages includes common electrode pads formed on an upper surface of the package substrate and allocated on a pixel basis.
  • common electrode pads adjacent to each other in a row direction in one multi-pixel package are connected to each other on an upper surface of the package substrate.
  • each of the multi-pixel packages includes a common terminal formed on the bottom surface of the package substrate in the same number as the number of rows in each of the multi-pixel packages.
  • each of the multi-pixel packages includes common connection means for connecting the common electrode pad and the common terminal.
  • the multi-pixel packages neighboring in the row direction receive a common scan signal applied to the row-directional wiring through a common terminal formed in each of the multi-pixel packages neighboring in the row direction.
  • each of the multi-pixel packages includes individual electrode pads formed on an upper surface of the package substrate and independently connected to cathode terminals of each of the LED chips.
  • the individual electrode pads may be arranged in a row in the column direction.
  • the individual electrode pads may be arranged in a row in a row direction.
  • each of the multi-pixel packages includes an R terminal, a G terminal, and a B terminal formed on the bottom surface of the package substrate for each of the red LED chip, the green LED chip, and the blue LED chip.
  • the number of each of the R terminal, the G terminal and the B terminal in the package is equal to the number of columns in one multi-pixel package.
  • each of the multi-pixel package R connecting means for connecting between the R individual electrode pad and the R terminal of the individual electrode pad, between the G individual electrode pad and the G terminal of the individual electrode pads G connecting means for connecting, and B connecting means for connecting between the B individual electrode pad and the B terminal of the individual electrode pads.
  • each of the multi-pixel packages may include: a first pixel located in a first row, a first column, a second pixel located in a first row, a second column, a third pixel located in a second row, a first column, And a fourth pixel positioned in the second row and second column.
  • each of the multi-pixel packages may include a first terminal in which a cathode terminal of a red LED chip in the first pixel and a cathode terminal of a red LED chip in the third pixel are commonly connected through a first R connecting means.
  • the terminal can be A second G terminal connected to the second G terminal, a cathode terminal of the blue LED chip in the second pixel, and a cathode terminal of the blue LED chip in the fourth pixel, commonly connected through a second B
  • the first common terminal connected to each other and the anode terminals of the red LED chip, the green LED chip and the blue LED chip in the third pixel, and the anode terminals of the red LED chip, the green LED chip and the blue LED chip in the fourth pixel are formed.
  • a second common terminal connected in common via two common connecting means wherein the first pixel, the second pixel, the third pixel, and the fourth pixel are positioned on an upper surface of the substrate, and the first R terminal.
  • the first G terminal, the first B terminal, and the second An R terminal, the second G terminal, the second B terminal, the first common terminal and the second common terminal are formed on the bottom surface of the package substrate.
  • a second G electrode pad, a fourth G electrode pad formed on an upper surface of the package substrate to connect the second G connector and the cathode terminal of the green LED chip in the fourth pixel, and the second B connection Sudan A second B individual electrode pad formed on an upper surface of the package substrate to connect the cathode terminals of the blue LED chip in the second pixel, the second B connecting means and the cathode terminal of the blue LED chip in the fourth pixel;
  • the first R individual electrode pads, the first G individual electrode pads, and the first B individual electrode pads are arranged in a row in a column direction, and the second R individual electrode pads and the second G individual electrode pads are arranged in a row.
  • the individual electrode pads and the second B individual electrode pads are arranged in a row in a row direction, and the third R individual electrode pads, the third G individual electrode pads, and the third B individual electrode pads are arranged in a row in a column direction.
  • the fourth R individual electrode pads, the fourth G individual electrode pads, and the fourth B individual electrode pads may be arranged in a row in a column direction.
  • the first R individual electrode pads, the first G individual electrode pads, and the first B individual electrode pads are arranged in a row in a row direction, and the second R individual electrode pads and the second G individual electrode pads are arranged in a row.
  • the individual electrode pads and the second B individual electrode pads are arranged in a row in a row direction, and the third R individual electrode pads, the third G individual electrode pads, and the third B individual electrode pads are arranged in a row in a row direction.
  • the fourth R individual electrode pads, the fourth G individual electrode pads, and the fourth B individual electrode pads may be arranged in a row in a row direction.
  • the present invention arranges multi-pixel packages each including a plurality of pixels in a matrix form on a substrate, and in common in the row direction so that anode terminals of LED chips in the multi-pixel package can be scanned row by row according to a scan signal.
  • the present invention has an effect of increasing the degree of freedom of circuit design on the substrate by providing an LED display device using a multi-pixel package that significantly reduces the number of terminals per pixel compared to the conventional LED display device.
  • FIG. 1 is a view showing a state in which the multi-pixel package is mounted on the upper surface of the substrate in the LED display device according to an aspect of the present invention
  • FIG. 2 is a view illustrating an LED display device according to an aspect of the present invention, and showing the common and individual terminals formed on the bottom surface of the package substrate of the multi-pixel packages together with the wiring structure in the row and column directions. ego,
  • FIG. 3 is a plan view illustrating one multi-pixel package in FIG. 2 with the molding part removed, and the terminal and the connection part, which are not visible from above, are shown as hidden lines.
  • 4A is a cross-sectional view of a multi-pixel package showing a coupling relationship between cathode terminals and individual electrode pads of red LED chips, green LED chips, and blue LED chips of a first pixel and a third pixel;
  • 4B is a cross-sectional view of a multi-pixel package showing a coupling relationship between cathode terminals and individual electrode pads of red LED chips, green LED chips, and blue LED chips of a second pixel and a fourth pixel;
  • 5A is a cross-sectional view of a multi-pixel package showing a coupling relationship between anode terminals and common electrode pads of red LED chips, green LED chips, and blue LED chips of a first pixel and a third pixel;
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of a multi-pixel package showing a coupling relationship between anode terminals and common electrode pads of red LED chips, green LED chips, and blue LED chips of a second pixel and a fourth pixel;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining an example of the LED chip structure constituting a pixel in the LED display device according to an aspect of the present invention
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the LED display device to which the multi-pixel package is applied and the LED display device to which the conventional single pixel package is applied according to an aspect of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a process of scanning pixels in rows according to a predetermined timing signal (scan signal) in an LED display device according to an aspect of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing an example in which the arrangement of the individual electrode pads in the LED display device according to an aspect of the present invention is arranged in a row direction unlike in the example shown in FIG. 3 (individual electrode pads are arranged in the longitudinal direction).
  • FIG. 10 is a diagram illustrating each layer to explain an example structure of an LED display module according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 11 is a view briefly showing an example of the vertical structure of FIG. 10,
  • FIG. 12 is a view illustrating each layer to explain an LED display module according to another aspect of the present invention.
  • FIG. 13 is a view schematically illustrating the vertical structure of FIG. 12.
  • FIG. 1 shows a multi-pixel package 1 in an LED display device according to an aspect of the present invention in which the substrate 2 (the term "substrate” in this specification is a "package substrate”, ie a package in one multi-pixel package).
  • FIG. 2 is a view showing a state mounted on an upper surface of a substrate 200, and common terminals A1 and A2 formed on a bottom surface of a package substrate 200 of FIG. 3.
  • FIG. 3 is a view illustrating the wiring structures in the row direction and the column direction together with the individual terminals R1, G1, B1, R2, G2 and B2, and FIG. 3 is a state in which a molding part of one multi-pixel LED package of FIG. 2 is removed.
  • a portion of the terminals and the connection portion which are not visible from above is shown as a hidden line.
  • the multi-pixel packages 1 are arranged in a matrix form.
  • the row direction is defined as the left and right directions
  • the column direction is defined as the vertical direction.
  • the row and column directions in are described according to this criterion.
  • reference numerals are shown for only one multi-pixel package 1 for convenience. Therefore, it can be seen that there are R1, G1, B1, R2, G2, B2, A1, and A2 in each of the multi-pixel packages.
  • the LED display device includes a substrate 2, a plurality of multi-pixel packages 1, and a driver IC D1.
  • a plurality of multi-pixel packages 1 are disposed on an upper surface of the substrate 2, and a scan signal applying circuit unit for applying scan signals in units of rows and a driver IC D1 on the lower surface of the substrate 2, that is, FIG.
  • a circuit unit including a PMOSFET (PMOS) for receiving scan signals from L1 to L32 and scanning in rows is disposed.
  • the multi-pixel packages 1 comprise a package substrate 200 and two or more pixels, most preferably four pixels 10a, 10b, 10c, 10d located on the package substrate 200. do.
  • Each of the pixels 10a, 10b, 10c, and 10d includes a red LED chip 100R, a green LED chip 100G, and a blue LED chip 100B.
  • 1 to 3 illustrate only a case in which four pixels 10a, 10b, 10c, and 10d are included in one multi-pixel package, other numbers of pixels may be included in one multi-pixel package.
  • the red LED chip 100R, the green LED chip 100G, and the blue LED chip 100B are LED chips that emit light of different wavelengths.
  • the wavelength of the light emitted from the red LED chip 100R, the green LED chip 100G, or the blue LED chip 100B may be determined only by the components of the compound semiconductor itself, or may be wavelength-converted by a phosphor or a quantum dot.
  • the red LED chip 100R, the green LED chip 100G, or the blue LED chip 100B may include a wavelength conversion material such as a phosphor or a quantum dot.
  • the molding unit 90 may include. Additional structures can be added to isolate the LED chips in each pixel. In addition, in FIG. 2, the number of all pixels is 16 * 32 (8 * 16 multi-pixel packages), but is not limited thereto.
  • the driver IC D1 is an integrated circuit unit for independently controlling the multi-pixel packages 1 on a pixel basis. That is, the driver IC D1 is connected to each of the pixels in the column direction to supply current according to a combination of the control signals GCLK, SCLK, LAT, and D1, and each LED chip within the pixels ( 100R, 100G, 100B) to properly adjust the color of each pixel. As shown in FIG. 2, the driver IC D1 is configured to be connected and controlled for each LED chip in the pixels in the column direction, that is, for each of the red, green, and blue LED chips in one pixel. Therefore, when the number of columns is 16, the driver IC D1 is configured to be 3 * 16 channels.
  • the wiring between the pixels and the driver IC D1 is hereinafter referred to as column direction wiring for convenience.
  • the pixels 10a, 10b, 10c, and 10d are neighboring pixels in a row direction in one multi-pixel package 1 so that the pixels 10a, 10b, 10c, and 10d can be scanned in a row unit according to a scan signal.
  • the anode terminals of the LED chips in 10a and 10b, or 10c and 10d) are connected to receive a common scan signal.
  • pixels in the neighboring pixels in a row direction are included.
  • the anode terminals of the LED chips are connected to receive a common scan signal in the row direction.
  • Each of the multi-pixel packages 1 includes common electrode pads 512, 522, 532, and 542 formed on an upper surface of the package substrate 200 and allocated in units of pixels.
  • common electrode pads eg, 512 and 522, or 532 and 542 adjacent to each other in a row direction in one multi-pixel package 1 are connected to each other on an upper surface of the package substrate 200.
  • the common electrode pads 512 and 522 or 532 and 542 may be formed in a “ ⁇ ” shape.
  • each of the multi-pixel packages 1 may have the same number as the number of rows in each of the multi-pixel packages 1 (two in the case of two rows as shown).
  • Common terminals A1 and A2 formed on the bottom surface are included.
  • each of the multi-pixel packages 1 includes common connection means 510 and 520 for connecting between the common electrode pads 512, 522, 532 and 542 and the common terminals A1 and A2. That is, since the common electrode pads 512 and 522 are connected to each other, they and the common terminal A1 are connected by the common connecting means 510, and since the common electrode pads 532 and 542 are connected to each other, the common terminal A2 is connected to the common connecting means 520. Is connected by.
  • the multi-pixel packages neighboring in the row direction among the multi-pixel packages receive a common scan signal through a common terminal formed in each of the multi-pixel packages neighboring in the row direction.
  • the wiring for applying a common scan signal on a row basis is called row direction wiring. That is, as shown in FIG. 2, common terminals A1 in each of the multi-pixel packages adjacent to each other in a row direction are connected to each other in a row direction to receive a common scan signal, and common terminals A2 are connected to each other in a row direction. The common scan signal is applied.
  • each of the multi-pixel packages is formed on the top surface of the package substrate 200 and the individual electrode pads 312a, 322a, 332a, 312b, 322b, 332b, 412c, and 422c to which cathode terminals of the LED chips are independently connected. , 432c, 412d, 422d, and 432d.
  • These individual electrode pads 312a, 322a, 332a, 312b, 322b, 332b, 412c, 422c, 432c, 412d, 422d, and 432d are arranged in a row in each pixel.
  • a portion connected to an individual electrode pad in one LED chip is referred to as a cathode terminal
  • a portion connected to the common electrode pad is referred to as an anode terminal.
  • individual electrode pads may be arranged in a row in each pixel.
  • the arrangement in which the individual electrode pads are arranged in a row in the row direction is shown in FIG. 9 and will be described later.
  • each of the multi-pixel packages has R terminals R1 and R2 formed on the bottom surface of the package substrate 200 by the red LED chip, the green LED chip, and the blue LED chip in the same number as the number of columns in each of the multi-pixel packages. ), G terminals (G1, G2) and B terminals (B1, B2). That is, since the number of columns is two, two R terminals, two G terminals, and two B terminals are formed on the bottom surface of the package substrate 200.
  • each of the multi-pixel packages may include R connection means 310 and 410 for connecting between R individual electrode pads 312a, 412c, 312b, and 412d and R terminals R1 and R2.
  • G connecting means 320 and 420 for connecting between the G individual electrode pads 322a, 422c, 322b and 422d of the pads and the G terminals G1 and G2, and the B individual electrode pads 332a and 432c of the individual electrode pads.
  • 332b and 432d and B connection means 330 and 430 for connecting between the B terminals B1 and B2.
  • the R connecting means 310 connects between the R individual electrode pads 312a and 412c and the R terminal R1, and the R connecting means 410 is connected to the R individual electrode pads 312b and 412d and the R terminal.
  • (R2) is connected
  • G connecting means 320 is connected between the G individual electrode pads (322b, 422c) and the G terminal (G1)
  • G connecting means 420 is G individual electrode pads (322b, 422d) ) Is connected between the G terminal (G2)
  • B connecting means 330 is connected between the B individual electrode pads (332a, 432c) and G terminal (G1)
  • G connecting means 430 is G individual electrode pad Connect between (332b, 432d) and the G terminal (G2).
  • the first R individual electrode pad 312a connects the first R connecting means 310 and the cathode terminal of the red LED chip in the first pixel 10a, and the third R individual electrode pad 312a.
  • the electrode pad 412c connects the first R connection unit 310 and the cathode terminal of the red LED chip in the third pixel 10c.
  • the second R individual electrode pad 312b connects the second R connecting means 410 and the cathode terminal of the red LED chip in the second pixel 10b. 2 R connecting means 410 and the cathode terminal of the red LED chip in the fourth pixel (10d).
  • the first G individual electrode pad 322a connects the first G connecting means 320 and the cathode terminal of the green LED chip in the first pixel 10a. 1 G connecting means 320 and the cathode terminal of the green LED chip in the third pixel (10c) is connected.
  • the second G electrode pad 322b connects the second G connector 420 and the cathode terminal of the green LED chip in the second pixel 10b, and the fourth G electrode pad 422d and the fourth G electrode pad 422d. Connect the cathode terminal of the green LED chip in 4 pixels (10d).
  • the first B individual electrode pad 332a connects the first B connecting means 330 and the cathode terminal of the blue LED chip in the first pixel 10a.
  • the first R individual electrode pads 312a, the first G individual electrode pads 322a, and the first B individual electrode pads 332a are arranged in a row in a column direction
  • the second The R individual electrode pads 312b, the second G individual electrode pads 322b, and the second B individual electrode pads 332b are arranged in a row in a column direction
  • the third R individual electrode pads 412c and the third G individual electrodes are arranged in a row.
  • the electrode pads 422c and the third B individual electrode pads 432c are arranged in a row in the column direction
  • the fourth R individual electrode pads 412d, the fourth G individual electrode pads 422d, and the fourth B individual electrode pads. 432d may be arranged in a row in the column direction.
  • individual electrode pads may be arranged in a row in each of the pixels. That is, the first R individual electrode pads, the first G individual electrode pads, and the first B individual electrode pads are arranged in a row in the first pixel, and the second R individual electrode pads, the second R individual electrode pads, and the second R individual electrode pads in the second pixel.
  • the G individual electrode pads and the second B individual electrode pads are arranged in a row direction, and the third R individual electrode pads, the third G individual electrode pads, and the third B individual electrode pads are arranged in a row direction within the third pixel.
  • the fourth R individual electrode pads, the fourth G individual electrode pads, and the fourth B individual electrode pads may be arranged in a row direction in the fourth pixel. An example of this is shown in FIG. 9 and will be discussed in detail later in the description of the figure.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view of a multi-pixel package showing a coupling relationship between cathode terminals and individual electrode pads of the red LED chips, the green LED chips, and the blue LED chips of the first pixel 10a and the third pixel 10c.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of a multi-pixel package showing a coupling relationship between cathode terminals and individual electrode pads of the red LED chips, the green LED chips, and the blue LED chips of the second pixel 10b and the fourth pixel 10d.
  • FIG. 5A illustrates a multi-pixel coupling relationship between anode terminals of the red LED chips, the green LED chips, and the blue LED chips of the first and third pixels 10a and 10c and the common electrode pads 512 and 532.
  • FIG. 5B illustrates a coupling relationship between anode terminals of the red LED chips, the green LED chips, and the blue LED chips of the second pixel 10b and the fourth pixel 10d and the common electrode pads 522 and 542.
  • Figure 6 is an LED display according to an aspect of the present invention It is sectional drawing for demonstrating an example of the LED chip structure which comprises a pixel in an apparatus.
  • a pixel 10a positioned in a first row and a first column may be referred to as a first pixel and a pixel 10b positioned in the first and second rows.
  • a second pixel, a pixel 10c positioned in a second first column is referred to as a third pixel
  • a pixel 10d positioned in a second row, a second column is referred to as a fourth pixel.
  • the multi-pixel package 1 is described as follows.
  • the multi-pixel package 1 includes the first side 201 and the second side 202 parallel to each other, and the side surfaces 201 and 202.
  • An approximately square or rectangular package substrate 200 comprising a third side 203 and a fourth side 204 that are perpendicular to and parallel to each other.
  • the multi-pixel package 1 includes four pixels 10a, 10b, 10c, and 10d arranged in a matrix arrangement, more specifically, in two rows and two columns on the upper surface of the package substrate 200.
  • the column direction is parallel to the first side 201 and the second side 202
  • the row direction is parallel to the third side 203 and the fourth side 204.
  • the row direction is a direction in which scan signals are commonly applied when scanning in a row unit
  • the column direction is a direction connected to each LED chip in a pixel in order to receive current from the driver IC D1.
  • the four pixels 10a, 10b, 10c, and 10d may include a first pixel 10a positioned in a first row and first column on an upper surface of the package substrate 200, and a first row on the upper surface of the package substrate 200.
  • the second pixel 10b positioned in the second column
  • the third pixel 10c positioned in the first row of the second row on the upper surface of the package substrate 200
  • the second row second on the upper surface of the package substrate 200 and a fourth pixel 10d positioned in the column.
  • each of the first pixel 10a, the second pixel 10b, the third pixel 10c, and the fourth pixel 10d is a red LED chip 100R and a green LED chip in the column direction.
  • red, green, and blue LED chips are flip chip type LED chips, and a flip chip type LED chip applicable to the flip chip type present invention is shown in FIG. 6, and the reference number of the LED chip is denoted by 100.
  • the red LED chip 100R, the green LED chip 100G, and the blue LED chip 100B each have a first conductivity-type semiconductor layer 102, an active layer 103, and a first conductive semiconductor layer 102 facing downward from one surface of the growth substrate 101.
  • at least one of the LED chips may have a structure in which the first and / or second conductivity type electrodes are wire bonded instead of the flip chip structure.
  • each of the red LED chip 100R, the green LED chip 100G, and the blue LED chip 100B includes a first conductive electrode 105a formed on the lower exposed surface of the first conductive semiconductor layer 102 and a first conductive electrode 105a.
  • the second conductive electrode 105b formed on the lower exposed surface of the second conductive semiconductor layer 104 is provided below.
  • the first conductivity type electrode 105a is referred to as a cathode terminal
  • the second conductivity type electrode 105b is referred to as an anode terminal.
  • multi-pixel LED package (1) The first R terminal R1, the first G terminal G1, the first B terminal B1, the second R terminal R2, and the second G formed on the bottom surface of the package substrate 200 while being spaced apart from each other. A terminal G2, a second B terminal B2, a first common terminal A1, and a second common terminal A2 are included. LED chips on the first R terminal R1, the first G terminal G1, the first B terminal B1, the second R terminal R2, the second G terminal G2, and the second B terminal B2 Each cathode terminal is connected, and an anode terminal of each of the LED chips is connected to the first common terminal A1 and the second common terminal A2.
  • the first R terminal R1 is connected to the cathode terminal 105a of the red LED chip 100R in the first pixel 10a and the red LED chip in the third pixel 10c by the first R connecting means 310. Commonly connected to the cathode terminal 105a of the 100R.
  • the first G terminal G1 is connected to the cathode terminal 105a of the green LED chip 100G in the first pixel 10a and the G in the third pixel 10c by the first G connecting means 320. Commonly connected to the cathode terminal 105a of the LED chip 100G.
  • the first B terminal B1 is connected to the cathode terminal 105a of the blue LED chip 100B in the first pixel 10a and the blue LED chip in the third pixel 10c by the first B connecting means 330.
  • 100b is commonly connected to the cathode terminal 105a of the chip.
  • the second R terminal R2 is formed by the second R connecting means 410 to have a red color in the cathode terminal 105a of the red LED chip 100R in the second pixel 10b and the fourth pixel 10d. Commonly connected to the cathode terminal 105a of the LED chip 100R.
  • the second G terminal G2 is connected to the cathode terminal 105a of the green LED chip 100G in the second pixel 10b and the green color in the fourth pixel 10d by the second G connecting means 420. Commonly connected to the cathode terminal 105a of the LED chip 100G.
  • the second B terminal B2 is connected to the cathode terminal 105a of the blue LED chip 100B in the second pixel 10b and the blue color in the fourth pixel 10d by the second B connecting means 420. It is commonly connected to the cathode terminal 105a of the LED chip 100B.
  • the first common terminal A1 is connected to the red LED chip 100R, the green LED chip 100G, and the blue LED chip 100B in the first pixel 10a by the first common connection unit 510. Commonly connected to the anode terminals 105b and the anode terminals 105b of the red LED chip 100R, the green LED chip 100G, and the blue LED chip 100B in the second pixel 10b.
  • the second common terminal A2 is an anode terminal of the red LED chip 100R, the green LED chip 100G, and the blue LED chip 100B in the third pixel 10c by the second common connection means 520. Are connected to the anode terminals 105b of the red LED chip 100R, the green LED chip 100G, and the blue LED chip 100B in the fields 105b and the fourth pixel 10d.
  • the LED chips of the first and second pixels 10a and 10b in the first row that is, the red, green and blue LED chips belonging to the first column and the first column pixel 10a and the first row
  • the red, green, and blue LED chips belonging to the second column pixel 10b all receive the scan signal through the first common terminal A1 in common
  • the LED chips of the third and fourth pixels in the second row 10c, 10d, that is, the red, green, and blue LED chips belonging to the second row first column pixel 10c and the red, green, and blue LED chips belonging to the second row second column pixel 10d are all formed.
  • the scan signal is commonly applied through the common terminal A2.
  • the red, green, and blue LED chips of the pixels 10a and 10b in the first row and the red, green and blue LED chips of the pixels 10c and 10d in the second row are connected to the first common terminal. Each is controlled independently by A1) and the second common terminal A2.
  • the red LED chip belonging to the first column and the red LED chip belonging to the second column are respectively connected to the first R terminal R1 and the second R terminal R2 and independently controlled by the driver IC D1.
  • the green LED chip belonging to the first column and the green LED chip belonging to the second column are respectively connected to the first G terminal G1 and the second G terminal G2 and independently controlled by the driver IC D1.
  • the blue LED chip belonging to the first column and the blue LED chip belonging to the second column are respectively connected to the first B terminal B1 and the second B terminal B2 and independently controlled by the driver IC D1.
  • the first R connecting means 310 is connected to the first R terminal R1 by the Ra via 311a and the Rb via 311b, respectively, and is disposed on the upper surface of the package substrate 200.
  • R individual electrode pads 312a and 312b formed to be spaced apart from each other hereinafter, referred to as Ra electrode pads and Rb electrode pads for convenience
  • Ra electrode pads and Rb electrode pads for convenience
  • the package substrate 200 has a stacked structure including a plurality of unit substrate layers, and at least one of the Ra vias 311a and the Rb vias 311b may include a first R terminal located on the bottom surface of the package substrate 200. At least one vertical portion penetrating the at least one unit substrate layer so as to lead to an intended path from R1 to each of the Ra electrode pad 311a and the Rb electrode pad 312b located on the top surface of the package substrate 200. It may be formed in a curved structure including a horizontal portion formed on the unit substrate layer.
  • the first G connecting means 320 is connected to the first G terminal G1 by the Ga via 321a and the Gb via 321b, respectively, and formed on the upper surface of the package substrate 200 to be separated from each other.
  • the electrode pads 322a and 322b (hereinafter, referred to as Ga electrode pads and Gb electrode pads for convenience) and the cathode terminal 105a of the G LED chip 100G in the first pixel 10a are respectively connected to the Ga electrode pads 322a.
  • Ga bump 323a connected to the Gb bump 323b connecting the cathode terminal 105a of the G LED chip 100G in the third pixel 10c to the Gb electrode pad 322b.
  • At least one of the Ga vias 321a and the Gb vias 321b may be formed of the Ga electrode pads 322a and Gb located on the top surface of the package substrate 200 from the first G terminal G1 located on the bottom surface of the package substrate 200.
  • Each of the electrode pads 322b may be formed in a curved structure including a vertical portion penetrating at least one unit substrate layer and a horizontal portion formed on the unit substrate layer.
  • the first B connecting means 330 is connected to the first B terminal B1 by Ba vias 331a and Bb vias 331b, respectively, and formed on the upper surface of the package substrate 200, respectively.
  • the electrode pads 332a and 332b (hereinafter, referred to as Ba electrode pads and Bb electrode pads for convenience) and the cathode terminal 105a of the B LED chip 100B in the first pixel 10a are respectively replaced with the Ba electrode pads 332a.
  • Ba bump 333a connected to the Bb bump 333b connecting the cathode terminal 105a of the B LED chip 100B in the third pixel 10c to the Bb electrode pad 332b.
  • At least one of the Ba vias 331a and the Bb vias 331b may be formed on the top surface of the package substrate 200 from the first B terminal B1 located on the bottom surface of the package substrate 200.
  • Each of the electrode pads 332b may have a curved structure including a vertical portion penetrating at least one unit substrate layer and a horizontal portion formed on the unit substrate layer so as to lead to an intended path.
  • the second R connecting means 410 is connected to the second R terminal R2 by the Rc via 411c and the Rd via 411d, respectively, and is disposed on the upper surface of the package substrate 200.
  • R individual electrode pads 412c and 412d formed to be spaced apart from each other (hereinafter referred to as Rc electrode pads and Rd electrode pads for convenience) and the cathode terminal 105a of the R LED chip 100R in the second pixel 10b.
  • At least one of the Rc vias 411c and Rd vias 411d may be Rc electrode pads 412c and Rd positioned on the top surface of the package substrate 200 from the second R terminal R2 located on the bottom surface of the package substrate 200.
  • Each of the electrode pads 412d may be formed in a curved structure including a vertical portion penetrating at least one unit substrate layer and a horizontal portion formed on the unit substrate layer.
  • the second G connecting means B2 is connected to the second G terminal G2 by the Gc via 421c and the Gd via 421d, respectively, and is formed on the top surface of the package substrate 200 to be spaced apart from each other.
  • the pads 422c and 422d (hereinafter referred to as Gc electrode pads and Gd electrode pads for convenience) and the cathode terminal 105a of the G LED chip 100G in the second pixel 10b are connected to the Gc electrode pads 422c.
  • At least one of the Gc via 421c and the Gd via 421d is a Gc electrode pad 422c and Gd located on the top surface of the package substrate 200 from the second G terminal G1 located on the bottom surface of the package substrate 200.
  • Each of the electrode pads 422d may be formed in a curved structure including a vertical portion penetrating at least one unit substrate layer and a horizontal portion formed on the unit substrate layer.
  • the second B connecting means 430 is connected to the second B terminal B2 by the Bc via 431c and the Bd via 431d, respectively, and the B electrode is formed to be spaced apart from each other on the upper surface of the package substrate 200.
  • the pads 432c and 432d (hereinafter referred to as Bc electrode pads and Bd electrode pads for convenience) and the cathode terminal 105a of the B LED chip 100B in the second pixel 10b are connected to the Bc electrode pad 432c.
  • At least one of the Bc via 431c and the Bd via 431d is a Bc electrode pad 432c and Bd located on the top surface of the package substrate 200 from the second B terminal B2 located on the bottom surface of the package substrate 200.
  • Each of the electrode pads 432d may be formed in a curved structure including a vertical portion penetrating at least one unit substrate layer and a horizontal portion formed on the unit substrate layer.
  • common electrode pads 512 and 522 are connected to each other, and common electrode pads 532 and 542 are connected to each other. Accordingly, for convenience, the formers 512 and 522 are called first common electrode pads, and the latter 532 and 542 are called second common electrode pads.
  • the first common electrode pads 512 and 522 may include anode terminals of a red LED chip, a green LED chip, and a blue LED chip in the first pixel 10a, and a red LED chip and a green LED chip in the second pixel 10b. And an upper surface of the package substrate 200 to connect the anode terminals of the blue LED chip and the first common connection unit 510.
  • the second common electrode pads 532 and 542 may include anode terminals of the red LED chip, the green LED chip, and the blue LED chip in the third pixel 10c, and the red LED chip and green in the fourth pixel 10d. It is formed on the upper surface of the package substrate 200 to connect the anode terminals of the LED chip and the blue LED chip and the second common connection means 520.
  • the first common connection unit 510 may include a first via electrode 511 and a first common electrode pad connected to the first common terminal A1 by the Aa via 511. 512 and 522 and the anode terminals of the R LED chips 100R and 100R, the G LED chips 100G and 100G and the B LED chips 100B and 100B in the first pixel 10a and the second pixel 10b. Six Aa bumps 513 connecting the 105b to the first common electrode pads 512 and 522 are included.
  • the Aa via 511 may lead to an intended path from the first common terminal A1 disposed on the bottom surface of the package substrate 200 to the first common electrode pads 512 and 522 located on the upper surface of the package substrate 200.
  • the structure may be a curved structure including a vertical portion penetrating the unit substrate layer and a horizontal portion formed on the unit substrate layer.
  • the second common connection unit 520 may include an Ab via 521, second common electrode pads 532 and 542 connected to the second common terminal A2 by the Ab via 521, and a third pixel.
  • the anode terminals 105b of the R LED chips 100R and 100R, the G LED chips 100G and 100G, and the B LED chips 100B and 100B in the 10C and the fourth pixel 10d are connected to the second common electrode pad ( Six Ab bumps 523 connecting to 532 and 542.
  • Ab bumps 523 may lead to an intended path from the second common terminal A2 disposed on the bottom surface of the package substrate 200 to the second common electrode pads 532 and 542 located on the upper surface of the package substrate 200.
  • the structure may be a curved structure including a vertical portion penetrating the unit substrate layer and a horizontal portion formed on the unit substrate layer.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the LED display device to which the multi-pixel package is applied according to an aspect of the present invention and the LED display device to which the conventional single pixel package is applied.
  • the left side ((a) Before) is an LED display device applying a conventional single pixel package (16 * 32 pixel array), and the right side ((b) After) is an 8 * 16 multi pixel package according to one aspect of the present invention.
  • scan signals L1 to L32 are applied to pixels in the multi-pixel packages according to a predetermined scan period in units of rows, and in the column direction by the driver IC (see D1 in FIG. 3), respectively. It is controlled in units of LED chips in pixels.
  • the number of terminals is reduced by one half (16 vs. 8 based on four pixels), and thus the wiring and current in the row direction for applying the scan signal
  • the wiring in the column direction for supplying can be efficiently designed, and the degree of freedom of circuit design on the substrate can be increased by greatly reducing the number of terminals per pixel.
  • FIG. 8 is a view illustrating a process of scanning pixels in rows according to a predetermined timing signal (scan signal) in the LED display device according to an aspect of the present invention.
  • An array with 16 * 32 pixels, which is scanned in units of 32 rows in total. (a) is a case where pixels commonly connected to the first row are scanned by L1, (b) is a case where pixels commonly connected to the second row are scanned by L2, and (c) is a third row by L3. This is the case where pixels commonly connected to are scanned. This process is repeated for 32 rows and scanned.
  • FIG. 9 illustrates an arrangement of the individual electrode pads in the multi-pixel package 1 'in the LED display device according to an aspect of the present invention, unlike in the example shown in FIG. 3 (individual electrode pads are arranged in the longitudinal direction). It is a figure which shows the example arrange
  • the 2 R individual electrode pads, the second G individual electrode pads, and the second B individual electrode pads are arranged in a row in a row direction, and the third R individual electrode pads and the third G individual electrode pads are arranged in the third pixel 10c '.
  • the third B individual electrode pads are arranged in a row in a row direction, and the fourth R individual electrode pads, the fourth G individual electrode pads, and the fourth B individual electrode pads are arranged in a row direction in the fourth pixel 10d '.
  • the structures of the common electrode pads 512 'and 522' may also be simply formed in a straight line instead of the " ⁇ " shape as shown in FIG.
  • the pixels in the multi-pixel package adjacent to each other in the row direction must also be commonly connected in the row direction, so that the row direction wiring can be performed more efficiently.
  • the column direction wiring can also proceed more efficiently.
  • each of the four pixels in addition to the above-described R LED chip, G LED chip, B LED chip, there may be a multi-pixel LED package further including a W LED chip.
  • the W LED chip may be an LED chip that emits white light with the help of phosphors or quantum dots.
  • the multi-pixel LED package further includes a first W terminal (not shown) and a second W terminal (not shown) in addition to the terminals included in the package described above.
  • the first W terminal is commonly connected to the first conductivity type electrode of the W LED chip in the first pixel and the first conductivity type electrode of the W LED chip in the third pixel.
  • the second W terminal is commonly connected to the first conductivity type electrode of the W LED chip in the second pixel and the first conductivity type electrode of the W LED chip in the fourth pixel.
  • the second conductivity type electrode of the W LED chip in the first pixel and the second conductivity type electrode of the W LED chip in the second pixel are electrically connected to a first common terminal, and the W LED chip in the third pixel.
  • the second conductivity type electrode of and the second conductivity type electrode of the W LED chip in the fourth pixel are electrically connected to the second common terminal. In this configuration, the control shown in Table 2 below is possible.
  • FIG. 10 shows an example of an LED package used for manufacturing an LED display device according to another aspect of the present invention
  • FIG. 11 shows the arrangement of the LED chips in a longitudinal direction to implement one pixel as shown in FIG. 10.
  • the vertical structure of the multilayer substrate implemented for proper routing is shown.
  • FIG. 10A to 10D illustrate a case in which a substrate on which LED chips are mounted in a LED display module is manufactured in a multi-layer, wherein the substrates are sequentially formed from the top layer (a), the first layer (b), and the first layer. Two layers (c) and a third layer (d).
  • a plurality of pixels (each of which includes a red LED chip, a green LED chip, and a blue LED chip) is disposed in the top layer a.
  • a plurality of common electrode pads C1, C2, and C3 and non-common electrode pads S1, S2, and S3 are formed in the top layer a.
  • the common electrode pads C1, C2, and C3 are electrode pads receiving scan signals, and portions of the anode terminals of the red LED, the green LED, and the blue LED constituting each pixel are commonly connected.
  • the non-common electrode pads S1, S2, and S3 are wires for current sinking toward the driving IC (not shown), and the red LEDs of each of the non-common electrode pads S1, S2, and S3 are provided.
  • the cathode terminals of the green, green, and blue LEDs are connected to each other. For example, a cathode terminal of a red LED is connected to R electrode pad R1 of non-common electrode pad S1, a cathode terminal of green LED is connected to G electrode pad G1, and a blue LED of B electrode pad B1 is connected.
  • the cathode terminal is connected and is therefore independently controlled by a pixel driver IC (not shown).
  • the first layer b is positioned below the top layer a, and the B contact parts BC1 are positioned at the positions corresponding to the B electrode pads B1, B2, and B3 of the top layer, respectively. And BC wiring 11 for connecting BC2 and BC3 and these B contact portions BC1, BC2 and BC3. Each of the B contact parts BC1, BC2, and BC3 and the corresponding B electrode pads B1, B2, and B3 are connected through the B via BV1 (FIG. 2B).
  • the second layer c is positioned below the first layer b, and the G contact portions are positioned at the positions corresponding to the G electrode pads G1, G2, and G3 of the top layer, respectively.
  • G wirings 12 for connecting GC1, GC2, GC3 and these G contact portions GC1, GC2, GC3 are formed.
  • Each of the G contact parts GC1, GC2, and GC3 and the G electrode pads G1, G2, and G3 corresponding thereto are connected through the G via GV1 (FIG. 2B).
  • the third layer d is positioned below the second layer c, and the R contact portions are formed at positions corresponding to the R electrode pads R1, R2, and R3 of the top layer, respectively.
  • R wirings 13 are formed to connect RC1, RC2, RC3 and these R contact portions RC1, RC2, RC3.
  • Each of the R contact parts RC1, RC2, and RC3 and the R electrode pads R1, R2, and R3 corresponding to each of the R contact parts RC1, RC2, and RC3 are connected to each other through an R via RV1 (FIG. 2B).
  • the common electrode pads C1, C2, and C3 are formed to receive scan signals for each row through a row direction wiring (not shown) formed in a separate layer or any one of the first to third layers. It is.
  • R electrode pads, G electrode pads, and B electrode pads in each non-common electrode pad are arranged in the longitudinal direction, and the cathodes of the red LED, the green LED, and the blue LED are respectively arranged in the longitudinal direction.
  • the R electrode pads, the G electrode pads, and the B electrode pads adjacent to each other in the longitudinal direction must be connected to each other independently.
  • At least four layers (TOP, Layer1, Layer2, Layer3) are required to implement high resolution, and the routing is complicated because the vertical connection using vias is also considered.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating each LED layer according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a diagram schematically illustrating the vertical structure of FIG. 12.
  • the LED display module according to another aspect of the present invention described below with reference to FIGS. 12 and 13 can reduce the number of layers constituting the substrate and can reduce the distance between pixels without complicated routing.
  • the LED display module of the present invention includes a micro LED array, a substrate on which pixels are disposed, a plurality of common electrode pads and a plurality of non-common electrode pads disposed on the substrate.
  • the micro LED array includes a plurality of pixels arranged in a matrix form having a row direction D1 and a column direction D2, each of which includes a red LED, a green LED, and a blue LED.
  • the LEDs are not directly represented on the drawing, in FIG. 12, the cathodes of the LEDs are positioned on each of the non-common electrode pads S11, S21, and S31, and the anodes of the LEDs are disposed on each of the common electrode pads C11, C12, and C13. It is mounted to be located.
  • the red LED is on the R electrode pad R11 and the common electrode pad C11 of the non-common electrode pad S11
  • the green LED is the G electrode pad of the non-common electrode pad S11.
  • G11) and the common electrode pad C11, and a blue LED are connected to the B electrode pad B11 and the common electrode pad C11 of the non-common electrode pad S11.
  • the cathode of each LED is connected to the non-common electrode pad side, and the anode of each LED is commonly connected to the common electrode pad C11 side.
  • the row direction D1 is one unit connected so that a scan signal is commonly applied when scanning in a row unit
  • the column direction D2 means one unit for current sinking.
  • the row direction D1 is connected in units of pixels, and the column direction is connected to each LED in the pixel.
  • the expression that one component and another component are connected to each other is used to mean that the two components are directly and electrically connected to each other.
  • the substrate on which the LEDs of the plurality of pixels are mounted in the row direction D1 and the column direction D2 includes a top layer TOP, a first layer Layer1 and L10 below the top layer TOP, and a first layer.
  • a second layer (Layer2, L20) below the layer (L10) is included, each of which is shown in (a), (b) and (c) of FIG.
  • another layer may be further included below the second layer L20.
  • the row direction D1 is commonly connected in row units to receive scan signals in row units according to a predetermined scan period.
  • D2) is connected to the driver IC (not shown) side for current sinking, and the connection in the column direction D2 is independently connected to each control LEDs in one pixel.
  • electrode pads eg, R11, R21, and R31
  • the cathodes of neighboring LEDs are mounted in the row direction D2 are commonly wired to each other.
  • the full-color LED display device receives a scan signal from top to bottom or bottom to top in a row unit according to a predetermined scan period, and in the column direction, each of the red LED, the green LED, and the blue LED in the pixel is It is implemented to adjust color or brightness by allowing current sinking independently.
  • a plurality of common electrode pads C11, C21, C31,... And a plurality of non-common electrode pads S11, S21, S31, ...) is formed on the top layer TOP of the substrate.
  • one corresponding common electrode pad eg, C11
  • one non-common electrode pad S11 are present.
  • R electrode pads R11, G electrode pads G11, and B electrode pads B11 exist in the non-common electrode pads S11.
  • the cathode terminal of the LEDs in one pixel is connected to each of the R electrode pad R11, the G electrode pad G11, and the B electrode pad B11, and the anode terminal of the LEDs is commonly connected to the common electrode pad C11.
  • Common electrode pads (eg, C11 and C12) adjacent to each other in the row direction D1 among the common electrode pads receive a common scan signal through 30 of the row direction wiring (b).
  • the R electrode pad R11, the G electrode pad G11, and the B electrode pad B11 may be formed. It is arranged in the row direction D1.
  • the non-common electrode pads (eg, S11 and S21) adjacent to each other in the column direction D2 of the non-common electrode pads are connected through the common column direction wirings 31R, 31G, and 31B.
  • the red LEDs, the green LEDs, and the blue LEDs may be arranged in the row direction D1 in one pixel, so that one common electrode pad S11 corresponding to one common electrode pad S11 may be arranged.
  • the R electrode pad R11, the G electrode pad G11 and the B electrode pad B11 are formed to be arranged in the row direction.
  • the number of row direction wirings reference numerals 30a, 30b, 30c in FIG. 12 (b)
  • the number of column direction wirings (31R, 31G, 31B, ... in (c) of FIG. 12) is 3 m.
  • the row direction wires 30 and the column direction wires 31R and 31G are disposed.
  • the common electrode pads adjacent to each other in the row direction D1 for example, C11 and C12
  • the R electrode pads (eg, R11 and R21) of the pads are line-aligned in the column direction
  • the G electrode pads (eg, G11 and G21) of neighboring non-common electrode pads in the column direction D2 are also arranged in the column direction D2.
  • the B electrode pads (eg, B11 and B21) of the non-common electrode pads adjacent to each other in the column direction D2 are also line aligned in the column direction D2.
  • FIG. 12B illustrates a first layer L10 positioned below the top layer TOP.
  • Row direction wirings 30 are formed in the first layer L10 to correspond to the number of rows.
  • the scan signal is applied to each pixel through the row directional wirings 30 in a row-by-row unit to supply an operating voltage to each pixel.
  • the row direction wirings 30 of the first layer L10 are connected to the common electrode pads of the top layer TOP positioned in the upper row unit.
  • Common electrode pads (for example, C21) formed in the top layer TOP and the row direction wiring (for example, 30b) formed in the first layer are connected through the vias CV21 (Fig. 13 (c) III-III) See section). Although only one vias CV21 is illustrated, each of the common electrode pads needs to be connected to the row-direction wiring of the first layer L10, and thus the common electrodes pads are provided to correspond to the positions of the common electrode pads.
  • the first layer L10 includes non-common electrode pads S11 formed in column direction wirings (eg, 31R, 31G, and 31B) formed in the lower second layer L20 and in the upper layer TOP.
  • Via holes VH are formed to allow the vias (SB and RV11, GV11 and BV11 of FIG. 4) to connect between S21 and S31.
  • FIG. 12C the second layer L20 positioned below the first layer L10 is illustrated.
  • Column direction wirings 31R, 31G, 31B, 32R, 32G, 32B, ... are formed in the second layer L20.
  • a plurality of column direction wires may be formed to correspond to the number of columns of pixels (m). The correspondence is not a one-to-one correspondence with the number of columns of pixels, and is formed in 3m so that the LEDs in one pixel can be independently controlled.
  • one set of thermal wiring lines designated by reference numerals 31R, 31G and 31B is formed in m sets.
  • each column wiring line includes three sub lines, that is, an R line (eg, 31R), a G line 31G, and a B line 31B.
  • R line eg, 31R
  • G line 31G a G line 31G
  • B line 31B a B line 31B
  • FIG. 13B is a cross-sectional view of II-II for explaining a vertical structure between the non-common electrode pads R11, G11, and B11 in (a), and FIG. 13 (c) shows (a) Figure III-III is a cross-sectional view for explaining the vertical structure between the common electrode pad (C21) and the non-common electrode pad (B21).
  • the non-common electrode pads (R11, G11, B11) are formed in the column direction wiring formed in the corresponding second layer (L20) (Fig. 12 It is connected to the contact portions RC11, GC11, BC11 in 31R, 31G, 31B.
  • the contact parts RC11, GC11, and BC11 and the non-common electrode pads R11, G11, and B11 pass through the via hole (VH of FIG. 12) formed in the first layer L10. GV11, BV11).
  • the R electrode pad R11 to which the red LED is connected is connected to the contact portion RC11 in the column direction wiring 31R formed in the second layer L20 through RV11 among the second vias.
  • the G electrode pad G11 to which the green LED is connected is connected to the contact portion GC11 in the column direction wiring 31G formed in the second layer L20 through GV11 among the second vias, and the B electrode pad to which the blue LED is connected.
  • B11 is connected to the contact portion BC11 in the column direction wiring 31B formed in the second layer L20 through BV11 among the second vias.
  • the above-described non-common electrode pad (B21 in (c)) is a column-directional wiring 31B formed in the second layer (L20)
  • the common electrode pad C21 is connected to the row direction wiring 30b formed in the first layer L10 through the first via CV21, compared to the contact portion BC21 within the contact portion BC21.
  • this type of connection may be applied to all common electrode pads. Therefore, all common electrode pads are connected to the row direction wirings formed in the first layer L10 through the first vias.
  • the scan signal applied in units of rows is applied through row direction wirings 30a, 30b and 30c of the first layer L10.
  • the number of common electrode pads of the top layer TOP the number of non-common electrode pads, the number of row wirings formed in the first layer L10, and the number of column wirings formed in the second layer are in turn.
  • the pixels are divided into a first pixel, a second pixel, a third pixel, and a fourth pixel, the first pixel and the second pixel are adjacent in the row direction D1, and the third pixel and the fourth pixel are also in the row direction D1. Adjacent to).
  • the first pixel and the third pixel are adjacent to each other in the column direction D2, and the second pixel and the fourth pixel are adjacent to the column direction D2.
  • the first common electrode pad C11 corresponding to the first pixel and the second common electrode pad C12 corresponding to the second pixel may be disposed on the top layer TOP for mounting the LEDs constituting the first to fourth pixels.
  • the third common electrode pad C21 corresponding to the third pixel and the fourth common electrode pad C22 corresponding to the fourth pixel are formed.
  • the top layer TOP includes a first non-common electrode pad S11 corresponding to the first pixel, a second non-common electrode pad S12 corresponding to the second pixel, and a third non-common corresponding to the third pixel.
  • An electrode pad S21 and a fourth non-common electrode pad S22 corresponding to the fourth pixel are formed.
  • Each of the first to fourth non-common electrode pads S11, S12, S21, and S22 includes an R electrode pad, a G electrode pad, and a B electrode pad. That is, the first non-common electrode pad S11 includes a first R electrode pad R11, a first G electrode pad G11, and a first B electrode pad B11, and a second non-common electrode pad S12. ) Includes a second R electrode pad R12, a second G electrode pad G12, and a second B electrode pad B12, and the third non-common electrode pad S21 is a third R electrode pad R31.
  • the fourth non-common electrode pad S22 includes a fourth R electrode pad R22, a fourth G electrode pad G22, and And a fourth B electrode pad B22.
  • the cathode terminal of the red LED is connected to each R electrode pad
  • the cathode terminal of the green LED is connected to each G electrode pad
  • the cathode terminal of the blue LED is connected to each B electrode pad.
  • anode terminals of a red LED, a green LED, and a blue LED in each pixel are commonly connected to each common electrode pad. In this way, the red LED, the green LED, and the blue LED are arranged in the row direction D1 in each pixel.
  • the first row direction wiring 30a and the second row direction wiring 30b for connecting the first common electrode pad C11 and the second common electrode pad C12 are formed in the first layer L10.
  • the via holes for connecting the non-common electrode pads and the column direction wirings 31R, 31G, 31B, 32R, 32G, and 32B formed in the second layer 20 through the first layer L10 are formed. VH) is formed.
  • the connection between the common electrode pads and the row direction wires is connected through first vias (CV21 of FIG. 4C).
  • the first column direction wirings 31R, 31G and 31B and the second column direction wirings 32R, 32G and 32B are formed in the second layer L20.
  • the first column wirings 31R, 31G, and 31B include a first R wiring 31R, a first G wiring 31G, and a first B wiring 31B, and the second column wirings 32R, 32G.
  • 32B includes a second R wiring 32R, a second G wiring 32G, and a second B wiring 32B.
  • the contact portions RC11, RC21, GC11, GC21, RC11, GC21, RC12, and GC12 formed to have a wider width than the other portions of the column-oriented wiring at positions corresponding to each of the top layer non-common electrode pads in the column-oriented wiring. , BC12, RC22, GC22, BC22) are formed.
  • the contact parts and the non-common electrode pads are connected through second vias RV11, GV11 and BV11 of FIG. 13B.
  • the LED display module of the present invention can arrange the non-common electrode pads in which the cathode terminals of the LEDs are independently connected in a row in a pixel, thereby simplifying routing and reducing pixel spacing.

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Abstract

LED 디스플레이 장치가 개시된다. 상기 LED 디스플레이장치는, 기판과, 상기 기판 상에 행 방향과 열 방향을 갖는 매트릭스 형태로 배열되는 복수 개의 멀티 픽셀 패키지들 - 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은 패키지 기판과, 상기 패키지 기판 상에 위치하는 두 개 이상의 픽셀들을 포함하며, 상기 픽셀들 각각은 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩을 포함함 - 과, 상기 멀티 픽셀 패키지들을 픽셀 단위로 독립적으로 제어하는 드라이버 IC를 포함하며, 상기 픽셀들이 스캔 신호에 따라 행 단위로 스캐닝될 수 있도록, 행 방향으로 서로 이웃하는 픽셀들 내 LED칩들의 애노드 단자들이 공통으로 연결된다. 도 2

Description

LED 디스플레이 장치
본 발명은 LED 디스플레이 장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)를 백라이트 광원으로 사용하는 LED 디스플레이 장치 대신에 서로 다른 파장의 광을 발하는 LED들이 그룹화되어 픽셀을 구성하는 풀-컬러 LED 디스플레이 장치가 제안된 바 있고, 여기서 각 픽셀은 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED로 구성되거나, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 및 백색 LED로 구성되어 있다. 이러한 LED 디스플레이 장치에 있어서, 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED 각각이 패키지 구조로 제작되어 기판상에 마운팅되는데, 이 경우 각 픽셀을 구성하는 LED들 사이가 일정 간격 이상으로 벌어지게 되면 고품질의 해상도를 얻기 어렵다.
한편, 하나의 패키지 내에 하나의 픽셀을 구성하는 칩 단위의 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 실장한 단일 픽셀 패키지가 제안된 바 있다. 이러한 단일 픽셀 패키지를 이용하여 LED 디스플레이 장치를 구현하는 경우에는 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 포함하는 LED들을 개별 구동시키기 위해 많은 수의 단자들을 구비해야 하였다. 이와 같이 많은 수의 단자들로 인해 라우팅에 제약이 많이 따르게 되고, 쇼트 불량 가능성도 높아질 뿐만 아니라, LED 패키지가 실장되는 기판의 회로 설계의 제약을 초래하게 된다.
이러한 단점을 극복하고자, 종래 3개의 캐소드 단자들과 하나의 공통 애노드 단자를 포함하여 단자 개수가 4개로 감소된 단일 픽셀 패키지가 제안되었고, 이러한 단일 픽셀 패키지들을 의도한 LED 피치와 해상도가 되도록 기판상에 어레이하여 디지털 싸이니지(digital signage)를 형성하고 있다. 하지만, 스크린 면적당 픽셀 밀도를 줄이고자 하는 요구가 증가하면서, 4개의 단자를 포함하는 단일 픽셀 LED 패키지의 적용에 있어서도, 단자간 피치 최소 간격으로 인해, 기판의 회로 설계상 많은 제약이 뒤따르며, 이와 같은 기판의 회로 설계상의 제약은 복잡하고 난해한 기판상의 배선 구조를 요구하게 되며, 이는 공정비용 상승에 따른 원가 상승의 문제점을 낳는다. 따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방안이 당해 기술 분야에서 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 , 기판의 회로 설계상의 제약과 그에 따른 기판상의 배선의 어려움을 효율적으로 해결할 수 있는 개선된 LED 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 LED 디스플레이 장치는, 기판과, 상기 기판 상에 행 방향과 열 방향을 갖는 매트릭스 형태로 배열되는 복수 개의 멀티 픽셀 패키지들 - 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 패키지 기판과 상기 패키지 기판 상에 위치하는 두 개 이상의 픽셀들을 포함하며, 상기 픽셀들 각각은 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩을 포함함 - 과, 상기 멀티 픽셀 패키지들을 픽셀 단위로 독립적으로 제어하는 드라이버 IC를 포함하며, 상기 픽셀들이 스캔 신호에 따라 행 단위로 스캐닝될 수 있도록, 행 방향으로 서로 이웃하는 픽셀들 내 LED칩들의 애노드 단자들이 공통으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따라, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 상기 패키지 기판의 상면에 형성되고 픽셀 단위로 할당된 공통전극패드들을 포함한다.
일 실시예에 따라, 하나의 멀티 픽셀 패키지 내에서 행 방향으로 이웃하는 공통전극패드들은 상기 패키지 기판의 상면에서 서로 연결된다.
일 실시예에 따라, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각에서의 행의 개수와 동일한 개수로 상기 패키지 기판의 저면에 형성되는 공통단자를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 상기 공통전극패드와 상기 공통단자를 연결하기 위한 공통연결수단을 포함한다.
일 실시예에 따라, 행 방향으로 이웃하는 멀티 픽셀 패키지들은, 상기 행 방향으로 이웃하는 멀티 픽셀 패키지들 각각에 형성된 공통단자를 통해, 행 방향 배선으로 인가되는 공통의 스캔 신호를 인가받는다.
일 실시예에 따라, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 상기 패키지 기판의 상면에 형성되고 LED칩들 각각의 캐소드 단자가 독립적으로 연결되는 개별전극패드들을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 개별전극패드들은 열 방향으로 일렬로 배열될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 개별전극패드들은 행 방향으로 일렬로 배열될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩 별로 상기 패키지 기판의 저면에 형성되는 R 단자, G 단자 및 B 단자를 포함하되, 하나의 멀티 픽셀 패키지 내에서 상기 R 단자, 상기 G 단자 및 상기 B 단자 각각의 개수는 하나의 멀티 픽셀 패키지 내에서의 열의 개수와 동일하다.
일 실시예에 따라, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 상기 개별전극패드들 중 R 개별전극패드와 R 단자 간을 연결하는 R 연결수단, 상기 개별전극패드들 중 G 개별전극패드와 G 단자 간을 연결하는 G 연결수단, 그리고 상기 개별전극패드들 중 B 개별전극패드와 B 단자 간을 연결하는 B 연결수단을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 제1 행 제1 열에 위치하는 제1 픽셀, 제1 행 제2 열에 위치하는 제2 픽셀, 제2 행 제1 열에 위치하는 제3 픽셀, 및 제2 행 제2 열에 위치하는 제4 픽셀을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 상기 제1 픽셀 내 적색 LED칩의 캐소드 단자와 상기 제3 픽셀 내 적색 LED칩의 캐소드 단자가 제1 R 연결수단을 통해 공통으로 연결되는 제1 R 단자와, 상기 제1 픽셀 내 녹색 LED칩의 캐소드 단자와 상기 제3 픽셀 내 녹색 LED칩의 캐소드 단자가 제1 G 연결수단을 통해 공통으로 연결되는 제1 G 단자와, 상기 제1 픽셀 내 청색 LED칩의 캐소드 단자와 상기 제3 픽셀 내 청색 LED칩의 캐소드 단자가 제1 B 연결수단을 통해 공통으로 연결되는 제1 B 단자와, 상기 제2 픽셀 내 적색 LED칩의 캐소드 단자와 상기 제4 픽셀 내 적색 LED칩의 캐소드 단자가 제2 R 연결수단을 통해 공통으로 연결되는 제2 R 단자와, 상기 제2 픽셀 내 녹색 LED칩의 캐소드 단자와 상기 제4 픽셀 내 녹색 LED칩의 캐소드 단자가 제2 G 연결수단을 통해 공통으로 연결되는 제2 G 단자와, 상기 제2 픽셀 내 청색 LED칩의 캐소드 단자와 상기 제4 픽셀 내 청색 LED칩의 캐소드 단자가 제2 B 연결수단을 통해 공통으로 연결되는 제2 B 단자와, 상기 제1 픽셀 내 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩의 애노드 단자들과 상기 제2 픽셀 내 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩의 애노드 단자들이 제1 공통 연결수단을 통해 공통으로 연결되는 제1 공통단자와, 상기 제3 픽셀 내 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩의 애노드 단자들과 상기 제4 픽셀 내 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩의 애노드 단자들이 제2 공통 연결수단을 통해 공통으로 연결되는 제2 공통단자를 포함하며, 상기 제1 픽셀, 상기 제2 픽셀, 상기 제3 픽셀 및 상기 제4 픽셀은 상기 기판의 상면에 위치하고, 상기 제1 R 단자, 상기 제1 G 단자, 상기 제1 B 단자, 상기 제2 R 단자, 상기 제2 G 단자, 상기 제2 B 단자, 상기 제1 공통단자 및 상기 제2 공통단자는 상기 패키지 기판의 저면에 형성된다.
일 실시예에 따라, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 상기 제1 R 연결수단과 상기 제1 픽셀 내 적색 LED칩의 캐소드 단자를 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제1 R 개별전극패드와, 상기 제1 R 연결수단과 상기 제3 픽셀 내 적색 LED칩의 캐소드 단자를 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제3 R 개별전극패드와, 상기 제1 G 연결수단과 상기 제1 픽셀 내 녹색 LED칩의 캐소드 단자를 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제1 G 개별전극패드와, 상기 제1 G 연결수단과 상기 제3 픽셀 내 녹색 LED칩의 캐소드 단자를 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제3 G 개별전극패드와, 상기 제1 B 연결수단과 상기 제1 픽셀 내 청색 LED칩의 캐소드 단자를 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제1 B 개별전극패드와, 상기 제1 B 연결수단과 상기 제3 픽셀 내 청색 LED칩의 캐소드 단자를 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제3 G 개별전극패드와, 상기 제2 R 연결수단과 상기 제2 픽셀 내 적색 LED칩의 캐소드 단자를 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제2 R 개별전극패드와, 상기 제2 R 연결수단과 상기 제4 픽셀 내 적색 LED칩의 캐소드 단자를 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제4 R 개별전극패드와, 상기 제2 G 연결수단과 상기 제2 픽셀 내 녹색 LED칩의 캐소드 단자를 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제2 G 개별전극패드와, 상기 제2 G 연결수단과 상기 제4 픽셀 내 녹색 LED칩의 캐소드 단자를 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제4 G 개별전극패드와, 상기 제2 B 연결수단과 상기 제2 픽셀 내 청색 LED칩의 캐소드 단자를 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제2 B 개별전극패드와, 상기 제2 B 연결수단과 상기 제4 픽셀 내 청색 LED칩의 캐소드 단자를 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제4 G 개별전극패드와, 상기 제1 픽셀 내 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩의 애노드 단자들, 및 상기 제2 픽셀 내 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩의 애노드 단자들과 상기 제1 공통 연결수단을 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제1 공통전극패드와, 상기 제3 픽셀 내 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩의 애노드 단자들, 및 상기 제4 픽셀 내 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩의 애노드 단자들과 상기 제2 공통 연결수단을 연결하기 위해 상기 패키지 기판의 상면에 형성되는 제2 공통전극패드를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 R 개별전극패드, 상기 제1 G 개별전극패드 및 상기 제1 B 개별전극패드는 열 방향으로 일렬로 배열되고, 상기 제2 R 개별전극패드, 상기 제2 G 개별전극패드 및 상기 제2 B 개별전극패드는 열 방향으로 일렬로 배열되고, 상기 제3 R 개별전극패드, 상기 제3 G 개별전극패드 및 상기 제3 B 개별전극패드는 열 방향으로 일렬로 배열되고, 상기 제4 R 개별전극패드, 상기 제4 G 개별전극패드 및 상기 제4 B 개별전극패드는 열 방향으로 일렬로 배열될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 R 개별전극패드, 상기 제1 G 개별전극패드 및 상기 제1 B 개별전극패드는 행 방향으로 일렬로 배열되고, 상기 제2 R 개별전극패드, 상기 제2 G 개별전극패드 및 상기 제2 B 개별전극패드는 행 방향으로 일렬로 배열되고, 상기 제3 R 개별전극패드, 상기 제3 G 개별전극패드 및 상기 제3 B 개별전극패드는 행 방향으로 일렬로 배열되고, 상기 제4 R 개별전극패드, 상기 제4 G 개별전극패드 및 상기 제4 B 개별전극패드는 행 방향으로 일렬로 배열될 수 있다.
본 발명은 각각이 복수 개의 픽셀들을 포함하는 멀티 픽셀 패키지들을 기판 상에 매트릭스 형태로 배열하고, 멀티 픽셀 패키지 내의 LED칩들의 애노드 단자들이 스캔 신호에 따라 행 단위로 스캐닝될 수 있도록 행 방향으로 공통으로 연결되는 개선된 LED 디스플레이 장치를 제공함으로써, 기판 설계에 있어서 배선의 효율성을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래의 LED 디스플레이 장치에 비해 픽셀 당 단자수를 대폭 줄인 멀티 픽셀 패키지를 사용하는 LED 디스플레이 장치를 제공함으로써 기판상의 회로 설계 자유도를 높이는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일측면에 따른 LED 디스플레이 장치에서 멀티 픽셀 패키지들이 기판의 상면에 마운트된 상태를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 LED 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 멀티 픽셀 패키지들의 패키지 기판의 저면에 형성된 공통단자들 및 개별단자들과 행 방향 및 열 방향의 배선 구조를 함께 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2에서의 하나의 멀티 픽셀 패키지를 몰딩부가 제거된 상태로 도시한 평면도로서, 위에서 보이지 않는 단자들과 연결부 일부를 은선(hidden line)으로 나타낸 도면이고,
도 4a는 제1 픽셀 및 제3 픽셀의 적색 LED칩들, 녹색 LED칩들 및 청색 LED칩들의 캐소드 단자들과 개별전극패드들과의 결합 관계를 보인 멀티 픽셀 패키지의 단면도이고,
도 4b는 제2 픽셀 및 제4 픽셀의 적색 LED칩들, 녹색 LED칩들 및 청색 LED칩들의 캐소드 단자들과 개별전극패드들과의 결합 관계를 보인 멀티 픽셀 패키지의 단면도이고,
도 5a는 제1 픽셀 및 제3 픽셀의 적색 LED칩들, 녹색 LED칩들 및 청색 LED칩들의 애노드 단자들과 공통전극패드들과의 결합 관계를 보인 멀티 픽셀 패키지의 단면도이고,
도 5b는 제2 픽셀 및 제4 픽셀의 적색 LED칩들, 녹색 LED칩들 및 청색 LED칩들의 애노드 단자들과 공통전극패드들과의 결합 관계를 보인 멀티 픽셀 패키지의 단면도이고,
도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 LED 디스플레이 장치에서 픽셀을 구성하는 LED칩 구조의 일 예를 설명하기 위한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 일 측면에 따라 멀티 픽셀 패키지를 적용한 LED 디스플레이 장치와 종래의 단일 픽셀 패키지를 적용한 LED 디스플레이 장치를 비교 설명하기 위해 함께 나타낸 도면이고,
도 8은 본 발명의 일 측면에 따른 LED 디스플레이 장치에서 소정의 타이밍 신호(스캔 신호)에 따라 픽셀들이 행 단위로 스캐닝되는 과정을 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명의 일 측면에 따른 LED 디스플레이 장치에서 개별전극패드들의 배열을 도 3에 도시된 예(개별전극패드들이 종 방향으로 배열됨)에서와 달리 행 방향으로 배열된 예를 나타낸 도면이고,
도 10은 본 발명의 다른 측면에 따른 LED 디스플레이 모듈의 일 예의 구조를 설명하기 위해 각 레이어 별로 나타낸 도면이고,
도 11은 도 10의 수직 구조의 일 예를 간략히 나타낸 도면이고,
도 12 본 발명의 또 다른 측면에 따른 LED 디스플레이 모듈을 설명하기 위해 각 레이어 별로 나타낸 도면이고,
도 13은 도 12 수직 구조를 간략히 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 관하여 설명한다. 첨부된 도면들 및 설명되는 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람으로 하여금 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 의도로 간략화되고 예시된 것임에 유의하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따른 LED 디스플레이 장치에서 멀티 픽셀 패키지들(1)이 기판(2)(본 명세서 내에서 "기판" 이라는 용어는 "패키지 기판", 즉 하나의 멀티 픽셀 패키지 내의 패키지 기판(200)과는 구별되는 용어임)의 상면에 마운트된 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 멀티 픽셀 패키지들의 패키지 기판(도 3의 200)의 저면에 형성된 공통단자들(A1, A2) 및 개별단자들(R1, G1, B1, R2, G2, B2)과 행 방향 및 열 방향의 배선 구조를 함께 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에서의 하나의 멀티 픽셀 LED 패키지를 몰딩부가 제거된 상태로 도시한 평면도로서, 위에서 보이지 않는 단자들과 연결부의 일부를 은선(hidden line)으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 LED 디스플레이 장치에서 멀티 픽셀 패키지들(1)은 매트릭스 형태로 배열되어 있는데, 이러한 매트릭스 배열에서 행 방향은 좌우 방향으로 정의되고, 열 방향은 상하 방향으로 정의되고, 이하에서의 행 방향 및 열 방향은 이러한 기준에 따라 설명된다. 또한, 도 2에서 멀티 픽셀 패키지들 모두가 실질적으로 동일한 구조로 형성되어 있으므로, 편의상 하나의 멀티 픽셀 패키지(1)에 대하여만 참조부호를 표시하였다. 따라서, 멀티 픽셀 패키지들 각각에서 R1, G1, B1, R2, G2, B2, A1, A2가 있는 것으로 파악할 수 있다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 LED 디스플레이 장치는, 기판(2), 복수 개의 멀티 픽셀 패키지들(1), 및 드라이버 IC(D1)를 포함한다.
기판(2)의 상면에 복수 개의 멀티 픽셀 패키지들(1)이 배치되고, 기판(2)의 하면에는 드라이버 IC(D1)와, 행 단위로 스캔 신호를 인가하기 위한 스캔 신호 인가 회로부, 즉 도 2의 우측에서 L1 내지 L32로부터 스캔 신호를 인가받아 행 단위로 스캐닝하기 위한 PMOSFET(PMOS)를 포함하는 회로부가 배치된다.
멀티 픽셀 패키지들(1)은, 패키지 기판(200)과, 패키지 기판(200) 상에 위치하는 두 개 이상의 픽셀들, 가장 바람직하게는 4개의 픽셀들(10a, 10b, 10c, 10d)을 포함한다. 그리고 픽셀들(10a, 10b, 10c, 10d) 각각은 적색 LED칩(100R), 녹색 LED칩(100G) 및 청색 LED칩(100B)을 포함한다. 도 1 내지 도 3에서는 하나의 멀티 픽셀 패키지 내에 네 개의 픽셀들(10a, 10b, 10c, 10d)이 포함된 경우만을 예시하였으나, 하나의 멀티 픽셀 패키지 내에 다른 개수의 픽셀들이 포함될 수도 있다. 또한, 적색 LED칩(100R), 녹색 LED 칩(100G) 및 청색 LED칩(100B)은 서로 다른 파장의 광을 발하는 LED칩들이다. 적색 LED칩(100R), 녹색 LED칩(100G) 또는 청색 LED칩(100B)에서 방출되는 광의 파장은 화합물 반도체 자체의 성분만으로 결정될 수도 있고, 형광체나 퀀텀닷에 의해 파장 변환된 것일 수도 있다. 다시 말해, 적색 LED칩(100R), 녹색 LED칩(100G) 또는 청색 LED칩(100B)이 형광체나 퀀텀닷과 같은 파장변환재료를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 멀티 픽셀 패키지(1)에서 픽셀들(10a, 10b, 10c, 10d) 사이에 광이 섞이는 것을 방지하도록, 픽셀들(10a, 10b, 10c, 10d) 사이를 격리시키도록 격자형 구조의 몰딩부(90)를 포함할 수 있다. 각 픽셀 내 LED칩들 사이를 격리하는 구조를 더 추가할 수도 있다. 또한, 도 2에서는 전체 픽셀들의 개수가 16 * 32 개(8 * 16 개의 멀티 픽셀 패키지)인 경우로 예시하였으나, 이러한 개수로 한정되는 것은 아니다.
드라이버 IC(D1)는 멀티 픽셀 패키지들(1)을 픽셀 단위로 독립적으로 제어하기 위한 집적회로부이다. 즉, 드라이버 IC(D1)은 열 방향으로 픽셀들 각각에 연결되어 제어 신호들(GCLK, SCLK, LAT, D1)의 조합에 따라 전류를 공급하기 위한 부분으로서, 픽셀들 내에서 각각의 LED칩(100R, 100G, 100B)에 연결되어 픽셀들 각각의 컬러를 적절히 조절하게 된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 드라이버 IC(D1)는 열 방향으로 픽셀들 내의 LED칩들마다, 즉, 하나의 픽셀 내의 적색, 녹색 및 청색 LED칩들 별로 연결되어 제어될 수 있도록 구성된다. 따라서, 열의 개수가 16개인 경우, 3 * 16 개의 채널이 될 수 있도록 드라이버 IC(D1)가 구성된다. 픽셀들과 드라이버 IC(D1) 간의 배선을 이하에서는 편의상 열 방향 배선이라 한다.
본 발명의 LED 디스플레이 장치에서는, 픽셀들(10a, 10b, 10c, 10d)이 스캔 신호에 따라 행 단위로 스캐닝될 수 있도록, 하나의 멀티 픽셀 패키지(1) 내에서 행 방향으로 이웃하는 픽셀들(예컨대, 10a와 10b, 또는 10c와 10d) 내의 LED칩들의 애노드 단자들이 공통의 스캔 신호를 인가받도록 연결된다. 그리고, 서로 이웃하는 두 개의 멀티 픽셀 패키지들을 고려해 볼 때, 하나의 멀티 픽셀 패키지 내의 픽셀들과 상기 멀티 픽셀 패키지에 이웃하는 다른 하나의 멀티 픽셀 패키지 내의 픽셀들 중에서 행 방향으로 서로 이웃하는 픽셀들 내의 LED칩들의 애노드 단자들이 행 방향으로 공통의 스캔 신호를 인가받도록 연결되어 있다.
멀티 픽셀 패키지들(1) 각각은 패키지 기판(200)의 상면에 형성되고 픽셀 단위로 할당된 공통전극패드들(512, 522, 532, 542)을 포함한다.
또한, 하나의 멀티 픽셀 패키지(1) 내에서 행 방향으로 이웃하는 공통전극패드들(예컨대, 512와 522, 또는 532와 542)은 패키지 기판(200)의 상면에서 서로 연결된다. 그 결과, 공통전극패드들(512와 522, 또는 532와 542)은 "∪" 자 형태로 형성될 수 있다.
또한, 멀티 픽셀 패키지들(1) 각각은, 멀티 픽셀 패키지들(1) 각각에서의 행의 개수와 동일한 개수(도시된 바와 같이 행의 개수가 2개인 경우 2개)로 패키지 기판(200)의 저면에 형성되는 공통단자(A1, A2)를 포함한다.
또한, 멀티 픽셀 패키지들(1) 각각은 공통전극패드(512, 522, 532, 542)와 공통단자(A1, A2) 간을 연결하기 위한 공통연결수단(510, 520)을 포함한다. 즉, 공통전극패드 512와 522가 서로 연결되어 있으므로, 이들과 공통단자 A1이 공통연결수단 510에 의해 연결되고, 공통전극패드 532와 542가 서로 연결되어 있으므로 이들과 공통단자 A2가 공통연결수단 520에 의해 연결된다.
또한, 멀티 픽셀 패키지들 중 행 방향으로 이웃하는 멀티 픽셀 패키지들은, 행 방향으로 이웃하는 멀티 픽셀 패키지들 각각에 형성된 공통단자를 통해 공통의 스캔 신호를 인가받는다. 편의상 행 단위로 공통의 스캔 신호를 인가하기 위한 배선을 행 방향 배선이라 한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 행 방향으로 이웃하는 멀티 픽셀 패키지들 각각에서의 공통단자 A1이 서로 행 방향으로 연결되어 공통의 스캔 신호를 인가받고, 공통단자 A2가 서로 행 방향으로 연결되어 공통의 스캔 신호를 인가받게 된다.
또한, 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 패키지 기판(200)의 상면에 형성되고 LED칩들 각각의 캐소드 단자가 독립적으로 연결되는 개별전극패드들(312a, 322a, 332a, 312b, 322b, 332b, 412c, 422c, 432c, 412d, 422d, 432d)을 포함한다. 이들 개별전극패드들(312a, 322a, 332a, 312b, 322b, 332b, 412c, 422c, 432c, 412d, 422d, 432d)은 각각의 픽셀 내에서 열 방향으로 일렬로 배열된다. 본 명세서에서 하나의 LED칩에서 개별전극패드와 연결되는 부분은 캐소드(cathode) 단자로 명명되고, 공통전극패드와 연결되는 부분은 애노드(anode) 단자로 명명된다.
한편, 이러한 열 방향으로의 일렬 배열과는 다르게 각각의 픽셀 내에서 개별전극패드들이 행 방향으로 일렬로 배열될 수도 있다. 개별전극패드들이 행 방향으로 일렬로 배열된 형태는 도 9에 도시되어 있으며, 이후에 설명된다.
또한, 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 멀티 픽셀 패키지들 각각에서의 열의 개수와 동일한 개수로 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩 별로 패키지 기판(200)의 저면에 형성된, R 단자(R1, R2), G 단자(G1, G2) 및 B 단자(B1, B2)를 포함한다. 즉, 열의 개수가 2개이므로, R 단자, G 단자 및 B 단자가 각각 2개씩 패키지 기판(200)의 저면에 형성된다.
또한, 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 개별전극패드들 중 R 개별전극패드(312a, 412c, 312b, 412d)와 R 단자(R1, R2) 간을 연결하는 R 연결수단(310, 410), 개별전극패드들 중 G 개별전극패드(322a, 422c, 322b, 422d)와 G 단자(G1, G2) 간을 연결하는 G 연결수단(320, 420), 개별전극패드들 중 B 개별전극패드(332a, 432c, 332b, 432d)와 B 단자(B1, B2) 간을 연결하는 B 연결수단(330, 430)을 포함한다. 구체적으로 살펴보면, R 연결수단(310)은 R 개별전극패드(312a, 412c)와 R 단자(R1) 간을 연결하고, R 연결수단(410)은 R 개별전극패드(312b, 412d)와 R 단자(R2) 간을 연결하며, G 연결수단(320)은 G 개별전극패드(322b, 422c)와 G 단자(G1) 간을 연결하고, G 연결수단(420)은 G 개별전극패드(322b, 422d)와 G 단자(G2) 간을 연결하며, B 연결수단(330)은 B 개별전극패드(332a, 432c)와 G 단자(G1) 간을 연결하고, G 연결수단(430)은 G 개별전극패드(332b, 432d)와 G 단자(G2) 간을 연결한다.
개별전극패드들을 더 구체적으로 살펴보면, 제1 R 개별전극패드(312a)는 제1 R 연결수단(310)과 제1 픽셀(10a) 내 적색 LED칩의 캐소드 단자를 연결시켜주고, 제3 R 개별전극패드(412c)는 제1 R 연결수단(310)과 제3 픽셀(10c) 내 적색 LED칩의 캐소드 단자를 연결시켜준다. 또한, 제2 R 개별전극패드(312b)는 제2 R 연결수단(410)과 제2 픽셀(10b) 내 적색 LED칩의 캐소드 단자를 연결시켜주고, 제4 R 개별전극패드(412d)는 제2 R 연결수단(410)과 제4 픽셀(10d) 내 적색 LED칩의 캐소드 단자를 연결시켜준다. 또한, 제1 G 개별전극패드(322a)는 제1 G 연결수단(320)과 제1 픽셀(10a) 내 녹색 LED칩의 캐소드 단자를 연결시켜주고, 제3 G 개별전극패드(422c)는 제1 G 연결수단(320)과 제3 픽셀(10c) 내 녹색 LED칩의 캐소드 단자를 연결시켜준다. 또한, 제2 G 개별전극패드(322b)는 제2 G 연결수단(420)과 제2 픽셀(10b) 내 녹색 LED칩의 캐소드 단자를 연결시켜주고, 제4 G 개별전극패드(422d)와 제4 픽셀(10d) 내 녹색 LED칩의 캐소드 단자를 연결시켜준다. 또한, 제1 B 개별전극패드(332a)는 제1 B 연결수단(330)과 제1 픽셀(10a) 내 청색 LED칩의 캐소드 단자를 연결시켜주고, 제3 B 개별전극패드(432c)는 제1 B 연결수단(330)과 제3 픽셀(10c) 내 청색 LED칩의 캐소드 단자를 연결시켜준다. 또한, 제2 B 개별전극패드(332b)는 제2 B 연결수단(430)과 제2 픽셀(10b) 내 청색 LED칩의 캐소드 단자를 연결시켜주고, 제4 B 개별전극패드(432d)와 제4 픽셀(10d) 내 청색 LED칩의 캐소드 단자를 연결시켜준다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 R 개별전극패드(312a), 제1 G 개별전극패드(322a) 및 제1 B 개별전극패드(332a)는 열 방향으로 일렬로 배열되고, 제2 R 개별전극패드(312b), 제2 G 개별전극패드(322b) 및 제2 B 개별전극패드(332b)는 열 방향으로 일렬로 배열되고, 제3 R 개별전극패드(412c), 제3 G 개별전극패드(422c) 및 제3 B 개별전극패드(432c)는 열 방향으로 일렬로 배열되고, 제4 R 개별전극패드(412d), 제4 G 개별전극패드(422d) 및 제4 B 개별전극패드(432d)는 열 방향으로 일렬로 배열될 수 있다.
한편, 이와는 다르게, 픽셀들 각각에서 개별전극패드들이 행 방향으로 일렬로 배열될 수 있다. 즉, 제1 픽셀 내에서 제1 R 개별전극패드, 제1 G 개별전극패드 및 제1 B 개별전극패드가 행 방향으로 일렬로 배열되고, 제2 픽셀 내에서 제2 R 개별전극패드, 제2 G 개별전극패드 및 제2 B 개별전극패드가 행 방향으로 일렬로 배열되고, 제3 픽셀 내에서 제3 R 개별전극패드, 제3 G 개별전극패드 및 제3 B 개별전극패드가 행 방향으로 일렬로 배열되고, 제4 픽셀 내에서 제4 R 개별전극패드, 제4 G 개별전극패드 및 제4 B 개별전극패드는 행 방향으로 일렬로 배열될 수 있다. 이러한 예는 도 9에 도시되어 있으며, 이후에 해당 도면의 설명에서 상세히 언급된다.
도 4a는 제1 픽셀(10a) 및 제3 픽셀(10c)의 적색 LED칩들, 녹색 LED칩들 및 청색 LED칩들의 캐소드 단자들과 개별전극패드들과의 결합 관계를 보인 멀티 픽셀 패키지의 단면도이고, 도 4b는 제2 픽셀(10b) 및 제4 픽셀(10d)의 적색 LED칩들, 녹색 LED칩들 및 청색 LED칩들의 캐소드 단자들과 개별전극패드들과의 결합 관계를 보인 멀티 픽셀 패키지의 단면도이고, 도 5a는 제1 픽셀(10a) 및 제3 픽셀(10c)의 적색 LED칩들, 녹색 LED칩들 및 청색 LED칩들의 애노드 단자들과 공통전극패드들(512, 532)과의 결합 관계를 보인 멀티 픽셀 패키지의 단면도이고, 도 5b는 제2 픽셀(10b) 및 제4 픽셀(10d)의 적색 LED칩들, 녹색 LED칩들 및 청색 LED칩들의 애노드 단자들과 공통전극패드들(522, 542)와의 결합 관계를 보인 멀티 픽셀 패키지의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 측면에 따른 LED 디스플레이 장치에서 픽셀을 구성하는 LED칩 구조의 일 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 함께 참조하여, 하나의 멀티 픽셀 패키지(1) 내에서 제1 행 제1 열에 위치하는 픽셀(10a)을 제1 픽셀, 제1 행 제2 열에 위치하는 픽셀(10b)을 제2 픽셀, 제2 제1 열에 위치하는 픽셀(10c)을 제3 픽셀, 제2행 제2 열에 위치하는 픽셀(10d)을 제4 픽셀이라 하고, 본 발명의 일 측면에 따른 LED 디스플레이 장치에서의 멀티 픽셀 패키지(1)를 설명하면 이하와 같다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따른 LED 디스플레이 장치에서 멀티 픽셀 패키지(1)는 서로 평행한 제1 측면(201) 및 제2 측면(202)과, 이들 측면들(201, 202)에 대하여 수직을 이루면서 서로 평행한 제3 측면(203) 및 제4 측면(204)을 포함하는 대략 정사각형 또는 직사각형의 패키지 기판(200)을 포함한다.
또한, 멀티 픽셀 패키지(1)는 패키지 기판(200)의 상면에 행렬 배열, 더 구체적으로는, 2행 2열로 배열되는 4개의 픽셀들(10a, 10b, 10c, 10d)을 포함한다. 앞서 간단히 언급한 바와 같이 본 명세서에서 열 방향은 제1 측면(201) 및 제2 측면(202)과 평행한 방향이고, 행 방향은 제3 측면(203) 및 제4 측면(204)과 평행한 방향이다. 상기 행 방향은 행 단위로 스캔하는 경우 스캔 신호가 공통으로 인가되는 방향이고, 상기 열 방향은 드라이버 IC(D1) 측으로부터 전류를 공급받기 하기 위해 픽셀 내의 LED칩들 별로 각각 연결되는 방향이다.
4개의 픽셀들(10a, 10b, 10c, 10d)은, 패키지 기판(200)의 상면에서 제1 행 제1 열에 위치하는 제1 픽셀(10a)과, 패키지 기판(200)의 상면에서 제1 행 제2 열에 위치하는 제2 픽셀(10b)과, 패키지 기판(200)의 상면에서 제2 행 제1 열에 위치하는 제3 픽셀(10c)과, 패키지 기판(200)의 상면에서 제2 행 제2 열에 위치하는 제4 픽셀(10d)을 포함한다. 또한, 위에서 언급한 바와 같이, 제1 픽셀(10a), 제2 픽셀(10b), 제3 픽셀(10c) 및 제4 픽셀(10d) 각각은 열 방향으로 적색 LED칩(100R), 녹색 LED칩(100G) 및 청색 LED칩(100B) 차례대로 포함한다. 이들 적색, 녹색, 및 청색 LED칩들은 플립칩형 LED칩이며, 도 6에 플립칩형 본 발명에 적용될 수 있는 플립칩형 LED칩을 도시하였으며, 이러한 LED칩의 참조번호를 100으로 나타낸다.
적색 LED칩(100R), 녹색 LED칩(100G) 및 청색 LED칩(100B)은, 성장 기판(101)의 일면에서 아래를 향해 차례로 제1 도전형 반도체층(102), 활성층(103) 및 제2 도전형 반도체층(104)를 포함하는 구조로서, 활성층(103)을 사이에 두고 적층 구조로 형성된 제1 도전형 반도체층(102)과 제2 도전형반도체층(104)이 단차를 이루면서 하측으로 노출된 플립칩 구조를 갖는다. LED칩들 중 적어도 하나의 LED칩이 플립칩 구조 대신에 제1 및/또는 제2 도전형 전극이 와이어 본딩되는 구조일 수도 있음에 유의한다.
이때, 적색 LED칩(100R), 녹색 LED칩(100G) 및 청색 LED칩(100B) 각각은 제1 도전형반도체층(102)의 하부 노출면에 형성된 제1 도전형 전극(105a)와, 제2 도전형반도체층(104)의 하부 노출면에 형성된 제2 도전형 전극(105b)을 하부에 구비한다. 앞서 언급한 바와 같이, 본 명세서에서는 제1 도전형 전극(105a)이 캐소드(cathode) 단자로 명명되고, 제2 도전형 전극(105b)이 애노드(anode) 단자로 명명된다.
또한, 멀티 픽셀 LED 패키지(1). 서로 이격된 상태로 패키지 기판(200)의 저면에 형성된, 제1 R 단자(R1), 제1 G 단자(G1), 제1 B 단자(B1), 제2 R 단자(R2), 제2 G 단자(G2), 제2 B 단자(B2), 제1 공통단자(A1) 및 제2 공통단자(A2)를 포함한다. 제1 R 단자(R1), 제1 G 단자(G1), 제1 B 단자(B1), 제2 R 단자(R2), 제2 G 단자(G2) 및 제2 B 단자(B2)에는 LED칩들 각각의 캐소드 단자가 연결되고, 제1 공통단자(A1) 및 제2 공통단자(A2)에는 LED칩들 각각의 애노드 단자가 연결된다.
제1 R 단자(R1)는, 제1 R 연결 수단(310)에 의해, 제1 픽셀(10a) 내 적색 LED칩(100R)의 캐소드 단자(105a) 및 제3 픽셀(10c) 내 적색 LED칩(100R)의 캐소드 단자(105a)에 공통적으로 연결된다. 또한, 제1 G 단자(G1)는, 제1 G 연결 수단(320)에 의해, 제1 픽셀(10a) 내 녹색 LED칩(100G)의 캐소드 단자(105a) 및 제3 픽셀(10c) 내 G LED칩(100G)의 캐소드 단자(105a)에 공통적으로 연결된다. 제1 B 단자(B1)는, 제1 B 연결 수단(330)에 의해, 제1 픽셀(10a) 내 청색 LED칩(100B)의 캐소드 단자(105a) 및 제3 픽셀(10c) 내 청색 LED칩(100b)칩의 캐소드 단자(105a)에 공통적으로 연결된다.
또한, 제2 R 단자(R2)는, 제2 R 연결 수단(410)에 의해, 제2 픽셀(10b) 내 적색 LED칩(100R)의 캐소드 단자(105a) 및 제4 픽셀(10d) 내 적색 LED칩(100R)의 캐소드 단자(105a)에 공통적으로 연결된다. 또한, 제2 G 단자(G2)는, 제2 G 연결 수단(420)에 의해, 제2 픽셀(10b) 내 녹색 LED칩(100G)의 캐소드 단자(105a) 및 제4 픽셀(10d) 내 녹색 LED칩(100G)의 캐소드 단자(105a)에 공통적으로 연결된다. 또한, 제2 B 단자(B2)는, 제2 B 연결 수단(420)에 의해, 제2 픽셀(10b) 내 청색 LED칩(100B)의 캐소드 단자(105a) 및 제4 픽셀(10d) 내 청색 LED칩(100B)의 캐소드 단자(105a)에 공통적으로 연결된다.
또한, 제1 공통단자(A1)는, 제1 공통연결수단(510)에 의해, 제1 픽셀(10a) 내 적색 LED칩(100R), 녹색 LED칩(100G) 및 청색 LED칩(100B)의 애노드 단자들(105b)과 제2 픽셀(10b) 내 적색 LED칩(100R), 녹색 LED칩(100G) 및 청색 LED칩(100B)의 애노드 단자들(105b)에 공통적으로 연결된다.
제2 공통단자(A2)는, 제2 공통연결수단(520)에 의해, 제3 픽셀(10c) 내 적색 LED칩(100R), 녹색 LED칩(100G) 및 청색 LED칩(100B)의 애노드 단자들(105b)과 제4 픽셀(10d) 내 적색 LED칩(100R), 녹색 LED칩(100G) 및 청색 LED칩(100B)의 애노드 단자들(105b)에 공통적으로 연결된다.
전술한 픽셀들(10a, 10b, 10c, 10d) 및 각 픽셀 내 적색, 녹색 및 청색 LED 칩들(100R, 100G, 100B)의 배열과, 전술한 8개의 단자들(R1, G1, B1, R2, G2, B2, A1 및 A2)과 전술한 LED칩(100R, 100G, 100B)의 단자들(105a, 105b)간 결합 관계에 의해 아래의 [표 1]과 같은 방식으로 각 픽셀들의 적색, 녹색 및 청색 LED칩들의 개별적인 제어가 가능하다.
표 1
제1열 제2열
제1행 R LED칩(A1,R1)G LED칩(A1,G1)B LED칩(A1,B1) R LED칩(A1,R2)G LED칩(A1,G2)B LED칩(A1,B2)
제2행 R LED칩(A2,R1)G LED칩(A2,G1)B LED칩(A2,B1) R LED칩(A2,R2)G LED칩(A2,G2)B LED칩(A2,B2)
보다 구체적으로 살펴보면, 제1 행에 있는 제1 및 제2 픽셀(10a, 10b)의 LED칩들, 즉, 제1 행 제1 열 픽셀(10a)에 속한 적색, 녹색, 청색 LED칩들과 제1 행 제2 열 픽셀(10b)에 속한 적색, 녹색, 청색 LED칩들은 모두 제1 공통단자(A1)를 통해 스캔 신호를 공통으로 인가받고, 제2 행에 있는 제3 및 제4 픽셀의 LED칩(10c, 10d)들, 즉, 제2 행 제1 열 픽셀(10c)에 속한 적색, 녹색, 청색 LED칩들과 제2 행 제2 열 픽셀(10d)에 속한 적색, 녹색, 청색 LED칩들은 모두 제2 공통단자(A2)를 통해 스캔 신호를 공통으로 인가받는다. 다시 말해, 제1 행에 있는 픽셀들(10a, 10b)의 적색, 녹색, 청색 LED칩들과 제2 행에 있는 픽셀들(10c, 10d)의 적색, 녹색, 청색 LED칩들은 제1 공통단자(A1)와 제2 공통단자(A2)에 의해 각각 독립적으로 제어된다. 또한, 제1 열에 속한 적색 LED칩과 제2 열에 속한 적색 LED칩은 제1 R 단자(R1)와 제2 R 단자(R2)에 각각 연결되어 드라이버 IC(D1)에 의해 각각 독립적으로 제어된다. 또한, 제1 열에 속한 녹색 LED칩과 제2 열에 속한 녹색 LED칩은 제1 G 단자(G1)와 제2 G 단자(G2)에 각각 연결되어 드라이버 IC(D1)에 의해 각각 독립적으로 제어된다. 또한, 제1 열에 속한 청색 LED칩과 제2 열에 속한 청색 LED칩은 제1 B 단자(B1)와 제2 B 단자(B2)에 각각 연결되어 드라이버 IC(D1)에 의해 각각 독립적으로 제어된다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 R 연결수단(310)은, Ra 비아(311a)와 Rb비아(311b)에 의해 제1 R 단자(R1)와 각각 연결되고 패키지 기판(200)의 상면에서 서로 이격되게 형성된 R 개별전극패드들(312a, 312b, 이하에서는 편의상 각각 Ra 전극패드, Rb 전극패드라 함)와, 제1 픽셀(10a) 내 적색 LED칩(100R)의 캐소드 단자(105a)를 Ra 전극패드(312a)에 연결하는 Ra 범프(313a)와, 제3 픽셀(10c) 내 적색 LED칩(100R)의 캐소드 단자(105a)를 Rb 전극패드(312b)에 연결하는 Rb범프(313b)를 포함한다.
패키지 기판(200)은 복수 개의 단위 기판층을 포함하는 적층 구조로 이루어지며, Ra 비아(311a)와 Rb비아(311b) 중 적어도 하나는, 패키지 기판(200)의 저면에 위치한 제1 R 단자(R1)로부터 패키지 기판(200)의 상면에 위치한 Ra 전극패드(311a) 및 Rb 전극패드(312b) 각각에까지 의도한 경로로 이어질 수 있도록, 적어도 하나의 단위 기판층을 관통하는 수직부와 적어도 하나의 단위 기판층 상에 형성된 수평부를 포함하는 굴곡 구조로 형성될 수 있다.
또한, 제1 G 연결수단(320)은, Ga비아(321a)와 Gb 비아(321b)에 의해 제1 G 단자(G1)와 각각 연결되고 패키지 기판(200)의 상면에서 서로 이격되게 형성된 G 개별전극패드들(322a, 322b, 이하에서는 편의상 각각 Ga 전극패드, Gb 전극패드라 함)와, 제1 픽셀(10a) 내 G LED칩(100G)의 캐소드 단자(105a)를 Ga 전극패드(322a)에 연결하는 Ga범프(323a)와, 제3 픽셀(10c) 내 G LED칩(100G)의 캐소드 단자(105a)를 Gb 전극패드(322b)에 연결하는 Gb 범프(323b)를 포함한다. Ga비아(321a)와 Gb 비아(321b) 중 적어도 하나는, 패키지 기판(200)의 저면에 위치한 제1 G 단자(G1)로부터 패키지 기판(200)의 상면에 위치한 Ga 전극패드(322a) 및 Gb 전극패드(322b) 각각에까지 의도한 경로로 이어질 수 있도록, 적어도 하나의 단위 기판층을 관통하는 수직부와 단위 기판층 상에 형성된 수평부를 포함하는 굴곡 구조로 형성될 수 있다.
또한, 제1 B 연결수단(330)은, Ba 비아(331a)와 Bb 비아(331b)에 의해 제1 B 단자(B1)와 각각 연결되고 패키지 기판(200)의 상면에서 서로 이격되게 형성된 B 개별전극패드들(332a, 332b, 이하에서는 편의상 각각 Ba 전극패드, Bb 전극패드라 함)와, 제1 픽셀(10a) 내 B LED칩(100B)의 캐소드 단자(105a)를 Ba 전극패드(332a)에 연결하는 Ba 범프(333a)와, 제3 픽셀(10c) 내 B LED칩(100B)의 캐소드 단자(105a)를 상기 Bb 전극패드(332b)에 연결하는 Bb 범프(333b)를 포함한다. Ba 비아(331a)와 Bb 비아(331b) 중 적어도 하나는, 패키지 기판(200)의 저면에 위치한 제1 B 단자(B1)로부터 패키지 기판(200)의 상면에 위치한 Ba 전극패드(332a) 및 Bb 전극패드(332b) 각각에까지 의도한 경로로 이어질 수 있도록, 적어도 하나의 단위 기판층을 관통하는 수직부와 단위 기판층 상에 형성된 수평부를 포함하는 굴곡 구조로 형성될 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 R 연결수단(410)은, Rc비아(411c)와 Rd 비아(411d)에 의해 제2 R 단자(R2)와 각각 연결되고 패키지 기판(200)의 상면에서 서로 이격되게 형성된 R 개별전극패드들(412c, 412d, 이하에서는 편의상 각각 Rc전극패드, Rd 전극패드라 함)와, 제2 픽셀(10b) 내 R LED칩(100R)의 캐소드 단자(105a)를 Rc 전극패드(412c)에 연결하는 Rc범프(413c)와, 제4 픽셀(10d) 내 R LED칩(100R)의 캐소드 단자(105a)를 Rd 전극패드(412d)에 연결하는 Rd 범프(413d)를 포함한다. Rc비아(411c)와 Rd 비아(411d) 중 적어도 하나는, 패키지 기판(200)의 저면에 위치한 제2 R 단자(R2)로부터 패키지 기판(200)의 상면에 위치한 Rc 전극패드(412c) 및 Rd 전극패드(412d) 각각에까지 의도한 경로로 이어질 수 있도록, 적어도 하나의 단위 기판층을 관통하는 수직부와 단위 기판층 상에 형성된 수평부를 포함하는 굴곡 구조로 형성될 수 있다.
또한, 제2 G 연결수단(B2)은, Gc비아(421c)와 Gd비아(421d)에 의해 제2 G 단자(G2)와 각각 연결되고 패키지 기판(200)의 상면에서 서로 이격되게 형성된 G 전극패드들(422c, 422d, 이하에서는 편의상 각각 Gc 전극패드, Gd 전극패드라 함)과, 제2 픽셀(10b) 내 G LED칩(100G)의 캐소드 단자(105a)를 Gc 전극패드(422c)에 연결하는 Gc범프(423c)와, 제4 픽셀(10d) 내 G LED칩(100G)의 캐소드 단자(105a)를 Gd 전극패드(422d)에 연결하는 Gd범프(423d)를 포함한다. Gc비아(421c)와 Gd비아(421d) 중 적어도 하나는, 패키지 기판(200)의 저면에 위치한 제2 G 단자(G1)로부터 패키지 기판(200)의 상면에 위치한 Gc 전극패드(422c) 및 Gd 전극패드(422d) 각각에까지 의도한 경로로 이어질 수 있도록, 적어도 하나의 단위 기판층을 관통하는 수직부와 단위 기판층 상에 형성된 수평부를 포함하는 굴곡 구조로 형성될 수 있다.
또한, 제2 B 연결수단(430)은, Bc비아(431c)와 Bd비아(431d)에 의해 제2 B 단자(B2)와 각각 연결되고 패키지 기판(200)의 상면에서 서로 이격되게 형성된 B 전극패드들(432c, 432d, 이하에서는 편의상 각각 Bc 전극패드, Bd 전극패드라 함)과, 제2 픽셀(10b) 내 B LED칩(100B)의 캐소드 단자(105a)를 Bc 전극패드(432c)에 연결하는 Bc범프(433c)와, 제4 픽셀(10d) 내 B LED칩(100B)의 캐소드 단자(105a)를 Bd 전극패드(432d)에 연결하는 Bd범프(433d)를 포함한다. Bc비아(431c)와 Bd비아(431d) 중 적어도 하나는, 패키지 기판(200)의 저면에 위치한 제2 B 단자(B2)로부터 패키지 기판(200)의 상면에 위치한 Bc 전극패드(432c) 및 Bd 전극패드(432d) 각각에까지 의도한 경로로 이어질 수 있도록, 적어도 하나의 단위 기판층을 관통하는 수직부와 단위 기판층상에 형성된 수평부를 포함하는 굴곡 구조로 형성될 수 있다.
도 3에서, 공통전극패드들 512가 522는 서로 연결되어 있고, 공통전극패드들 532와 542가 서로 연결되어 있다. 따라서, 편의상 전자(512, 522)를 제1 공통전극패드라 하고, 후자(532, 542)를 제2 공통전극패드라 한다. 제1 공통전극패드(512, 522)는, 제1 픽셀(10a) 내 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩의 애노드 단자들, 및 제2 픽셀(10b) 내 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩의 애노드 단자들과 제1 공통연결수단(510)을 연결하기 위해 패키지 기판(200)의 상면에 형성된 것이다. 또한, 제2 공통전극패드(532, 542)는, 제3 픽셀(10c) 내 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩의 애노드 단자들, 및 제4 픽셀(10d) 내 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩의 애노드 단자들과 제2 공통연결수단(520)을 연결하기 위해 패키지 기판(200)의 상면에 형성된 것이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 공통연결수단(510)은, Aa비아(511)와, Aa비아(511)에 의해 제1 공통단자(A1)와 연결된 제1 공통전극패드(512, 522)와, 제1 픽셀(10a) 및 제2 픽셀(10b) 내 R LED칩들(100R, 100R), G LED칩들(100G, 100G) 및 B LED칩들(100B, 100B)의 애노드 단자(105b)들을 제1 공통전극패드(512, 522)에 연결하는 6개의 Aa범프(513)들을 포함한다. Aa비아(511)은 패키지 기판(200)의 저면에 위치한 제1 공통단자(A1)로부터 패키지 기판(200)의 상면에 위치한 제1 공통전극패드(512, 522)에까지 의도한 경로로 이어질 수 있도록, 단위 기판층을 관통하는 수직부와 단위 기판층 상에 형성된 수평부를 포함하는 굴곡 구조로 형성될 수 있다.
또한, 제2 공통연결수단(520)은, Ab비아(521)와, Ab비아(521)에 의해 제2 공통단자(A2)와 연결된 제2 공통전극패드(532, 542)와, 제3 픽셀(10c) 및 제4 픽셀(10d) 내 R LED칩들(100R, 100R), G LED칩들(100G, 100G) 및 B LED칩들(100B, 100B)의 애노드 단자(105b)들을 제2 공통전극패드(532, 542)에 연결하는 6개의 Ab범프(523)들을 포함한다. Ab범프(523)들은 패키지 기판(200)의 저면에 위치한 제2 공통단자(A2)로부터 패키지 기판(200)의 상면에 위치한 제2 공통전극패드(532, 542)에까지 의도한 경로로 이어질 수 있도록, 단위 기판층을 관통하는 수직부와 단위 기판층 상에 형성된 수평부를 포함하는 굴곡 구조로 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 측면에 따른 멀티 픽셀 패키지를 적용한 LED 디스플레이 장치와 종래의 단일 픽셀 패키지를 적용한 LED 디스플레이 장치를 비교 설명하기 위해 함께 나타낸 도면이다. 좌측((a) Before)은 종래의 단일 픽셀 패키지를 적용한(16 * 32 픽셀 어레이의) LED 디스플레이 장치이고, 우측((b) After)은 본 발명의 일 측면에 따라 8 * 16 개의 멀티 픽셀 패키지로 구현한 16 * 32 픽셀 어레이의 LED 디스플레이 장치이다. 도시된 바와 같이, 멀티 픽셀 패키지들 내 픽셀들에 행 단위로 소정의 스캔 주기에 따라 스캔 신호(L1 ~ L32)를 인가하게 되고, 드라이버 IC(도 3의 D1 참조)에 의해, 열 방향으로 각각의 픽셀 내의 LED칩 단위로 제어된다. 본 발명의 멀티 픽셀 패키지들을 이용하는 경우, 단자들의 개수가 1/2로 줄어들게 되고(네 개의 픽셀을 기준으로 보면, 16개 대 8개임), 그에 따라 스캔 신호 인가를 위한 행 방향의 배선 및 전류를 공급하기 위한 열 방향으로의 배선을 효율적으로 설계할 수 있고, 픽셀당 단자수를 대폭 줄임으로써 기판에서의 회로 설계의 자유도를 높일 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 일 측면에 따른 LED 디스플레이 장치에서 소정의 타이밍 신호(스캔 신호)에 따라 픽셀들이 행 단위로 스캐닝되는 과정을 나타낸 도면이다. 16 * 32개의 픽셀들을 갖는 어레이로서, 총 32개의 행 단위로 스캔되는 경우이다. (a)는 L1에 의해 제1 행에 공통 연결된 픽셀들이 스캐닝되는 경우이고, (b)는 L2에 의해 제2 행에 공통 연결된 픽셀들이 스캐닝되는 경우이고, (c)는 L3에 의해 제3 행에 공통 연결된 픽셀들이 스캐닝되는 경우이다. 32개의 행에 대하여 이와 같은 과정이 반복되어 스캐닝된다.
도 9는 본 발명의 일 측면에 따른 LED 디스플레이 장치에서 멀티 픽셀 패키지(1') 내에서 개별전극패드들의 배열을 도 3에 도시된 예(개별전극패드들이 종 방향으로 배열됨)에서와 달리 행 방향으로 배열된 예를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 픽셀들(10a', 10b', 10c', 10d') 각각에서 개별전극패드들이 행 방향으로 일렬로 배열될 수 있다. 즉, 제1 픽셀(10a') 내에서 제1 R 개별전극패드, 제1 G 개별전극패드 및 제1 B 개별전극패드가 행 방향으로 일렬로 배열되고, 제2 픽셀(10b') 내에서 제2 R 개별전극패드, 제2 G 개별전극패드 및 제2 B 개별전극패드가 행 방향으로 일렬로 배열되고, 제3 픽셀(10c') 내에서 제3 R 개별전극패드, 제3 G 개별전극패드 및 제3 B 개별전극패드가 행 방향으로 일렬로 배열되고, 제4 픽셀(10d') 내에서 제4 R 개별전극패드, 제4 G 개별전극패드 및 제4 B 개별전극패드는 행 방향으로 일렬로 배열될 수 있다. 이렇게 배치하는 경우, 공통전극패드들(512', 522')의 구조도 도 3에서와 같이 "∪"자 형태가 아니라 일자형으로 단순하게 형성할 수 있게 된다. 본 발명의 LED 디스플레이 장치의 경우, 행 방향으로 이웃하는 멀티 픽셀 패키지 내의 픽셀들과 행 방향으로도 공통 연결하여야 하므로, 행 방향 배선을 더욱 효율적으로 진행할 수 있다. 뿐만 아니라, 열 방향으로 이웃하는 픽셀들(구체적으로는 픽셀 내의 각각의 LED칩들)이 열 방향으로 드라이버 IC(도 2의 D1) 측으로 공통으로 연결되므로, 열 방향 배선도 또한 더욱 효율적으로 진행할 수 있다.
위에서 설명한 것과 달리, 4개의 픽셀들 각각이 전술한 R LED칩, G LED칩, B LED칩에 외에도, W LED칩을 더 포함하는 멀티 픽셀 LED 패키지도 있을 수 있다. 이러한 멀티 픽셀 LED 패키지에 있어서는, W LED칩은 형광체나 퀀텀닷의 도움을 받아 백색광을 발하는 LED칩일 수 있다. 이 경우, 상기 멀티 픽셀 LED 패키지는 앞에서 설명된 패키지가 포함하는 단자들에 더하여 제1 W 단자(미도시)와 제2 W 단자(미도시)를 더 포함한다. 상기 제1 W 단자는 상기 제1 픽셀 내 W LED칩의 제1 도전형 전극 및 상기 제3 픽셀 내 W LED칩의 제1 도전형 전극에 공통적으로 연결된다. 또한, 상기 제 2 W 단자는 상기 제2 픽셀 내 W LED칩의 제1 도전형 전극 및 상기 제4 픽셀 내 W LED칩의 제1 도전형 전극에 공통적으로 연결된다. 또한, 상기 제1 픽셀 내 W LED칩의 제2 도전형 전극 및 상기 제2 픽셀 내 W LED칩의 제2 도전형 전극은 제1 공통 단자와 전기적으로 연결되고, 상기 제3 픽셀 내 W LED칩의 제2 도전형 전극 및 상기 제4 픽셀 내 W LED칩의 제2 도전형 전극은 제2 공통 단자와 전기적으로 연결된다. 이와 같이 구성할 경우, 아래의 [표 2]와 같은 제어가 가능하다.
표 2
제1열 제2열
제1행 R LED칩(A1,R1)G LED칩(A1,G1)B LED칩(A1,B1)W LED칩(A1,W1) R LED칩(A1,R2)G LED칩(A1,G2)B LED칩(A1,B2)W LED칩(A1, W2)
제2행 R LED칩(A2,R1)G LED칩(A2,G1)B LED칩(A2,B1)W LED칩(A2,W1) R LED칩(A2,R2)G LED칩(A2,G2)B LED칩(A2,B2)W LED칩(A2,W1)
도 10은 본 발명의 다른 측면에 따라 LED 디스플레이 장치의 제작에 사용되는 LED 패키지의 한 예를 보이며, 도 11은 도 10에 도시된 바와 같이 하나의 픽셀을 구현하기 위해 LED 칩들을 종 방향으로 배열하는 경우, 적절한 라우팅을 위해 구현된 멀티 레이어의 기판의 수직 구조를 보인다.
도 10에서 (a) 내지 (d)는 LED 디스플레이 모듈에서 LED 칩들이 마운팅되는 기판이 멀티층으로 제작된 경우로서, 기판은 위에서부터 차례대로 탑 레이어(a), 제1 레이어(b), 제2 레이어(c) 및 제3 레이어(d)를 포함한다. 탑 레이어(a)에는 복수 개의 픽셀들(픽셀들 각각은 적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 및 청색 LED 칩을 포함함)이 배치된다. 탑 레이어(a)에는 복수 개의 공통전극패드들(C1, C2, C3)과 비공통전극패드들(S1, S2, S3)이 형성되어 있다. 공통전극패드들(C1, C2, C3)은 스캔 신호를 인가받는 전극패드들로서, 각각의 픽셀을 구성하는 적색 LED, 녹색 LED, 및 청색 LED 각각의 애노드 단자가 공통으로 연결되는 부분이다. 비공통전극패드들(S1, S2, S3)은 구동 IC(미도시) 측으로 커런트 싱킹(current sinking)을 위한 배선이 이뤄지는 부분으로서, 비공통전극패드들(S1, S2, S3) 각각의 적색 LED, 녹색 LED, 및 청색 LED 각각의 캐소드 단자가 연결되는 부분이다. 예컨대, 비공통전극패드 S1의 R 전극패드(R1)에는 적색 LED의 캐소드 단자가 연결되고, G 전극패드(G1)에는 녹색 LED의 캐소드 단자가 연결되고, B 전극패드(B1)에는 청색 LED의 캐소드 단자가 연결되고, 그에 따라, 픽셀 드라이버 IC(미도시)에 의해 독립적으로 제어된다.
탑 레이어(a)의 하부에는 제1 레이어(b)가 위치하며, 제1 레이어(b)에는 탑 레이어의 B 전극패드들(B1, B2, B3) 각각에 대응되는 위치에 B 컨택부들(BC1, BC2, BC3)과 이들 B 컨택부들(BC1, BC2, BC3)을 연결하기 위한 B 배선(11)이 형성된다. B 컨택부들(BC1, BC2, BC3) 각각과 이에 대응되는 B 전극패드들(B1, B2, B3) 각각은 B 비아(BV1, 도 2의 (b))를 통해 연결된다. 제1 레이어(b)의 하부에는 제2 레이어(c)가 위치하며, 제2 레이어(c)에는 탑 레이어의 G 전극패드들(G1, G2, G3) 각각에 대응되는 위치에 G 컨택부들(GC1, GC2, GC3)과 이들 G 컨택부들(GC1, GC2, GC3)을 연결하기 위한 G 배선(12)이 형성된다. G 컨택부들(GC1, GC2, GC3) 각각과 이에 대응되는 G 전극패드들(G1, G2, G3) 각각은 G 비아(GV1, 도 2의 (b))를 통해 연결된다. 제2 레이어(c)의 하부에는 제3 레이어(d)가 위치하며, 제3 레이어(d)에는 탑 레이어의 R 전극패드들(R1, R2, R3) 각각에 대응되는 위치에 R 컨택부들(RC1, RC2, RC3)과 이들 R 컨택부들(RC1, RC2, RC3)을 연결하기 위한 R 배선(13)이 형성된다. R 컨택부들(RC1, RC2, RC3) 각각과 이에 대응되는 R 전극패드들(R1, R2, R3) 각각은 R 비아(RV1, 도 2의 (b))를 통해 연결된다. 그리고, 공통전극패드들(C1, C2, C3)은 별도의 레이어 또는 제1 레이어 내지 제3 레이어 중 어느 하나의 레이어에 형성된 행 방향 배선(미도시)을 통해 각 행별로 스캔 신호를 인가받도록 형성되어 있다.
이와 같이, LED 디스플레이 모듈의 비공통전극패드들에서 각각의 비공통전극패드 내의 R 전극패드, G 전극패드 및 B 전극패드가 종방향으로 배열되고, 각각에 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 캐소드 단자가 연결되도록 마운팅되는 구조에 있어서는, 종방향으로 인접한 R 전극패드들, G 전극패드들 및 B 전극패드들을 서로 독립적으로 연결하여야 하므로, 한정된 배선 영역, 배선 간의 간격 제약으로 인해 배선 간의 쇼트 방지나 고품질의 해상도 구현을 위해서는 적어도 4개 이상의 레이어들(TOP, Layer1, Layer2, Layer3)이 필요하게 될 뿐만 아니라, 비아들을 사용한 수직 연결도 함께 고려하여야 하므로 라우팅이 상당히 복잡해지게 되는 문제점이 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 LED 디스플레이 모듈을 설명하기 위해 각 레이어 별로 나타낸 도면이고, 도 13은 도 12의 수직 구조를 간략히 나타낸 도면이다.
이하 도 12 및 도 13을 참조로 하여 설명되는 본 발명의 또 다른 측면에 따른 LED 디스플레이 모듈은 기판을 구성하는 레이어의 수를 줄일 수 있고 라우팅이 복잡하지 않으면서도 픽셀들 간의 간격을 줄일 수 있다.
도 12 및 도 13를 참조하면, 본 발명의 LED 디스플레이 모듈은, 마이크로 LED 어레이, 픽셀들이 배치되는 기판, 기판 상에 배치되는 복수 개의 공통전극패드들 및 복수 개의 비공통전극패드들을 포함한다.
마이크로 LED 어레이는, 행 방향(D1) 및 열 방향(D2)을 갖는 매트릭스 형태로 배열되는 복수 개의 픽셀들을 포함하고, 픽셀들 각각은 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 포함한다. LED들은 도면 상에 직접적으로 표현하지는 않았으나, 도 12에서 비공통전극패드들(S11, S21, S31) 각각에 LED들의 캐소드가 위치하고 공통전극패드들(C11, C12, C13) 각각에 LED들의 애노드가 위치하도록 실장된다. 예컨대 1행 1열의 픽셀인 경우, 적색 LED가 비공통전극패드(S11)의 R 전극패드(R11)와 공통전극패드(C11)에, 녹색 LED가 비공통전극패드(S11)의 G 전극패드(G11)와 공통전극패드(C11)에, 그리고 청색 LED가 비공통전극패드(S11)의 B 전극패드(B11)와 공통전극패드(C11)에 연결된다. 이 경우, LED 각각의 캐소드는 비공통전극패드 측에 연결되고, LED 각각의 애노드는 공통전극패드(C11) 측에 공통으로 연결된다.
본 명세서 내에서 행 방향(D1)은 행 단위로 스캔하는 경우 스캔 신호가 공통으로 인가되도록 연결된 하나의 단위이고, 열 방향(D2)은 커런트 싱킹을 위한 하나의 단위를 의미한다. 특히 행 방향(D1)은 픽셀 단위로 연결되고, 열 방향은 픽셀 내의 LED들 별로 각각 연결된다. 또한, 본 명세서 내에서 어느 하나의 구성요소와 다른 구성요소가 연결된다는 표현은, 두 개의 구성요소가 서로 직접적으로(directly) 그리고 전기적으로(electrically) 연결된다는 의미로 사용된다. 또한, 본 발명의 LED 디스플레이 모듈에서 하나의 픽셀을 구성하는 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED는 모두 플립 본딩(flip bonding)되는 것이 바람직하다.
복수 개의 픽셀들 단위의 LED들이 행 방향(D1)과 열 방향(D2)으로 마운팅되는 기판은, 탑 레이어(TOP), 탑 레이어(TOP) 하부의 제1 레이어(Layer1, L10), 그리고 제1 레이어(L10) 하부의 제2 레이어(Layer2, L20)를 포함하며, 각각을 도 3의 (a), (b), 및 (c)에 나타내었다. 또한, 도 13에 도시된 바와 같이 제2 레이어(L20)의 하부에 또 다른 레이어를 더 포함할 수도 있다.
최종적으로 제작되는 풀-컬러 LED 디스플레이 장치를 고려할 때, 도 10에서 행 방향(D1)으로는 소정의 스캔 주기에 따라서 행 단위로 스캔 신호를 인가받기 위해 행 단위로 공통으로 연결되고, 열 방향(D2)으로는 커런트 싱킹을 위해 드라이버 IC(미도시) 측과 연결되는데, 열 방향(D2)으로의 연결은 하나의 픽셀 내에서 LED들을 각각 제어할 수 있도록 각각 독립적으로 연결된다. 물론, 행 방향(D2)으로도 이웃하는 LED들의 캐소드가 마운팅되는 전극패드들(예컨대, R11, R21 및 R31)은 서로 공통으로 배선된다. 이와 같이 구성됨으로써, 풀-컬러 LED 디스플레이 장치는 소정의 스캔 주기에 따라서 행 단위로 위에서 아래로 또는 아래에서 위로 스캔 신호를 받게 되고, 열 방향으로는 픽셀 내의 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED 각각이 독립적으로 커런트 싱킹할 수 있도록 하여 색상 또는 밝기를 조절할 수 있도록 구현된다.
레이어 단위로 상세히 살펴보면, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 복수 개의 공통전극패드들(C11, C21, C31, ...) 및 복수 개의 비공통전극패드들(S11, S21, S31, ...)이 기판의 탑 레이어(TOP) 상에 형성된다. 하나의 픽셀(즉, 하나의 픽셀을 구성하는 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED)에는, 대응되는 하나의 공통전극패드(예컨대, C11)와 하나의 비공통전극패드(S11)가 존재하며, 하나의 비공통전극패드(S11) 내에는 R 전극패드(R11), G 전극패드(G11) 및 B 전극패드(B11)가 존재한다. 하나의 픽셀에서 LED들의 캐소드 단자는 R 전극패드(R11), G 전극패드(G11) 및 B 전극패드(B11) 각각에 연결되고, LED들의 애노드 단자는 공통전극패드(C11)에 공통으로 연결된다. 공통전극패드들 중 행 방향(D1) 방향으로 이웃하는 공통전극패드들(예컨대, C11, C12)은 행 방향 배선((b)의 30)을 통해 공통의 스캔 신호를 인가받는다. 그리고, 하나의 픽셀을 구성하는 LED들 각각의 캐소드 단자가 연결될 하나의 비공통전극패드(예컨대, S11)에서, R 전극패드(R11), G 전극패드(G11) 및 B 전극패드(B11)는 행 방향(D1)으로 배열된다. 나아가, 비공통전극패드들 중 열 방향(D2)으로 이웃하는 비공통전극패드들(예컨대, S11, S21)은 공통의 열 방향 배선((c)의 31R, 31G, 31B)을 통해 연결된다.
이렇듯, 하나의 픽셀 내에서 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED가 행 방향(D1)으로 배열될 수 있도록, 하나의 공통전극패드(예컨대, C11)에 대응되는 하나의 비공통전극패드(S11)의 R 전극패드(R11), G 전극패드(G11) 및 B 전극패드(B11)가 행 방향으로 배열되도록 형성된다. 또한, 픽셀의 개수를 m * n(m은 열의 개수, n은 행의 개수)으로 표현하면, 행 방향 배선(도 12의 (b)에서 참조부호 30a, 30b, 30c)의 개수는 n 개이고, 열 방향 배선(도 12의 (c)에서 참조부호 31R, 31G, 31B, ...)의 개수는 3m 개이다.
탑 레이어(TOP)의 하부에 위치하는 제1 레이어(L10)와, 제1 레이어(L10)의 하부에 위치하는 제2 레이어(L20)에서 행 방향 배선(30) 및 열 방향 배선(31R, 31G, 31B)을 간결하게 하기 위해, 행 방향(D1)으로 이웃하는 공통전극패드들(예컨대, C11, C12)은 선 정렬되고, 비공통전극패드들 중 열 방향(D2)으로 이웃하는 비공통전극패드들의 R 전극패드들(예컨대, R11, R21)은 열 방향으로 선 정렬되고, 열 방향(D2)으로 이웃하는 비공통전극패드들의 G 전극패드들(예컨대, G11, G21)도 열 방향(D2)으로 선 정렬되고, 열 방향(D2)으로 이웃하는 비공통전극패드들의 B 전극패드들(예컨대, B11, B21)도 열 방향(D2)으로 선 정렬되는 것이 바람직하다.
도 12의 (b)에는 탑 레이어(TOP)의 하부에 위치하는 제1 레이어(L10)가 도시되어 있다. 제1 레이어(L10)에는, 행의 개수에 대응되게 행 방향 배선(30)이 형성되어 있다. 행 방향 배선(30)을 통해 행 단위로 소정의 스캔 주기에 따라서 스캔 신호가 인가되어 각 픽셀로 동작 전압을 공급하게 된다. 제1 레이어(L10)의 행 방향 배선(30)은 상부에 위치하는 탑 레이어(TOP)의 공통전극패드들과 행 단위로 연결된다. 탑 레이어(TOP)에 형성된 공통전극패드들(예컨대, C21)과 제1 레이어에 형성된 행 방향 배선(예컨대, 30b)은 비아들(CV21)을 통해 연결된다(도 13의 (c) III-III 단면 참조). 비아들(CV21)은 하나로만 도시되어 있으나, 공통전극패드들 각각을 제1 레이어(L10)의 행 방향 배선과 연결시켜야 하므로, 공통전극패드들 각각의 위치에 대응되게 구비된다.
또한, 제1 레이어(L10)에는 하부의 제2 레이어(L20)에 형성되는 열 방향 배선(예컨대, 31R, 31G, 31B)과 상부의 탑 레이어(TOP)에 형성되는 비공통전극패드들(S11, S21, S31) 간을 연결하기 위한 비아들(도 4의 (b) RV11, GV11, BV11)이 관통할 수 있도록 비아홀들(VH)이 형성되어 있다.
도 12의 (c)에는 제1 레이어(L10)의 하부에 위치하는 제2 레이어(L20)가 도시되어 있다. 제2 레이어(L20)에는, 열 방향 배선(31R, 31G, 31B, 32R, 32G, 32B, ...)이 형성되어 있다. 열 방향 배선은 픽셀의 열의 개수(m 개)에 대응되게 복수 개로 형성될 수 있다. 그 대응관계는 픽셀의 열의 개수에 일대일 대응관계는 아니고, 하나의 픽셀 내의 LED들이 각각 독립적으로 제어될 수 있도록 3m개로 형성되어 있다. 예컨대, 참조부호 31R, 31G 및 31B로 표시된 한 세트의 열 배선 라인들이 m 개의 세트로 형성된다. 한 세트의 열 배선 라인들에서, 각각의 열 배선 라인은 세 개의 서브 라인들, 즉 R 라인(예컨대, 31R), G 라인(31G) 및 B 라인(31B)을 포함한다. 예를 들어 R 라인(31R)에는 열 방향으로 이웃하는 R 전극패드들(R11, R21, R31)이 연결되고, G 라인(31G)에는 열 방향으로 이웃하는 G 전극패드들(G11, G21, G31)이 연결되고, B 라인(31B)에는 열 방향으로 이웃하는 B 전극패드들(B11, B21, B31)이 연결된다.
또한, 열 배선 라인들(예컨대, 31R)에서 비아들(도 13 (b)의 RV11)를 통한 탑 레이어(TOP)의 비공통전극패드들(R11)과의 전기적 연결이 원활할 수 있도록, 열 배선 라인(31R)에서 배선폭이 상대적으로 넓게 형성된 컨택부들(RC11)이 형성될 수 있다.
다음으로, 도 13를 참조하여, 탑 레이어(TOP), 제1 레이어(L10) 및 제2 레이어(L20) 간의 배선 관계를 더 설명한다.
도 13의 (b)는 (a)에서의 비공통전극패드들(R11, G11, B11) 간의 수직 구조를 설명하기 위해 II-II의 단면을 도시한 것이고, 도 13의 (c)는 (a)에서의 공통전극패드(C21)와 비공통전극패드(B21) 간의 수직 구조를 설명하기 위해 III-III 단면을 도시한 것이다.
II-II 단면(도 13의 (b))에서 보여지는 바와 같이, 비공통전극패드들(R11, G11, B11)은 각각에 대응되는 제2 레이어(L20)에 형성된 열 방향 배선(도 12의 31R, 31G, 31B) 내의 컨택부들(RC11, GC11, BC11)과 연결된다. 상기 컨택부들(RC11, GC11, BC11)과 비공통전극패드들(R11, G11, B11)은 제1 레이어(L10)에 형성된 비아홀(도 12의 VH)을 관통하여 형성된 제2 비아들(RV11, GV11, BV11)을 통해 연결된다. 즉, 하나의 픽셀을 구성하기 위해, 적색 LED가 연결되는 R 전극패드(R11)는 제2 비아들 중 RV11을 통해 제2 레이어(L20)에 형성된 열 방향 배선 31R 내의 컨택부(RC11)와 연결되고, 녹색 LED가 연결되는 G 전극패드(G11)는 제2 비아들 중 GV11을 통해 제2 레이어(L20)에 형성된 열 방향 배선 31G 내의 컨택부 GC11와 연결되고, 청색 LED가 연결되는 B 전극패드(B11)는 제2 비아들 중 BV11을 통해 제2 레이어(L20)에 형성된 열 방향 배선 31B 내의 컨택부 BC11과 연결된다.
또한, III-III 단면(도 13의 (c))에서 보여지는 바와 같이, 앞서 설명된 비공통전극패드((c)에서의 B21)는 제2 레이어(L20)에 형성된 열 방향 배선(31B) 내의 컨택부(BC21)과 연결됨에 비해, 공통전극패드(C21)는 제1 비아(CV21)를 통해 제1 레이어(L10)에 형성된 행 방향 배선(30b)과 연결된다. 공통전극패드 중 C21에 대하여만 단면을 보였으나, 모든 공통전극패드들에 대하여 이러한 연결 형태가 적용될 수 있다. 따라서, 모든 공통전극패드들은 제1 비아들을 통해 제1 레이어(L10)에 형성된 행 방향 배선과 연결된다. 그리고, 앞서 언급한 바와 같이, 행 단위로 인가되는 스캔 신호는 제1 레이어(L10)에 형성된 행 방향 배선(도 3의 30a, 30b, 30c)을 통해 인가된다.
도면들에서 탑 레이어(TOP)의 공통전극패드들의 개수, 비공통전극패드들의 개수, 제1 레이어(L10)에 형성된 행 방향 배선의 개수, 그리고 제2 레이어에 형성된 열 방향 배선의 개수는, 차례대로 각각 3 * 3, 9 개(R 전극패드, G 전극패드, B 전극패드, 각각 9개씩), 3 개, 그리고 3 세트(각각의 서브 라인이 3개씩임)으로 예시되었으나, 이러한 개수로 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라 다양한 개수(m * n 개)로 사용될 수 있다.
예컨대, LED 디스플레이 모듈 내에 배치되는 픽셀들의 개수를 2 * 2, 즉 네 개로 구현하는 경우를 가정하여, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 이하와 같다.
픽셀들을 제1 픽셀, 제2 픽셀, 제3 픽셀 및 제4 픽셀로 구분하고, 제1 픽셀과 제2 픽셀은 행 방향(D1)으로 인접하며, 제3 픽셀과 제4 픽셀도 행 방향(D1)으로 인접한다. 그리고, 제1 픽셀과 제3 픽셀은 열 방향(D2)으로 인접하고, 제2 픽셀과 제4 픽셀도 열 방향(D2)으로 인접한다.
제1 내지 제4 픽셀을 구성하는 LED들이 마운팅되기 위한 탑 레이어(TOP)에는, 제1 픽셀에 대응되는 제1 공통전극패드(C11), 제2 픽셀에 대응되는 제2 공통전극패드(C12), 제3 픽셀에 대응되는 제3 공통전극패드(C21), 그리고 제4 픽셀에 대응되는 제4 공통전극패드(C22)가 형성된다. 그리고, 탑 레이어(TOP)에는 제1 픽셀에 대응되는 제1 비공통전극패드(S11), 제2 픽셀에 대응되는 제2 비공통전극패드(S12), 제3 픽셀에 대응되는 제3 비공통전극패드(S21), 제4 픽셀에 대응되는 제4 비공통전극패드(S22)가 형성된다. 제1 내지 제4 비공통전극패드(S11, S12, S21, S22) 각각은 R 전극패드, G 전극패드, 및 B 전극패드를 포함한다. 즉, 제1 비공통전극패드(S11)는 제1 R 전극패드(R11), 제1 G 전극패드(G11) 및 제1 B 전극패드(B11)를 포함하고, 제2 비공통전극패드(S12)는 제2 R 전극패드(R12), 제2 G 전극패드(G12) 및 제2 B 전극패드(B12)를 포함하고, 제3 비공통전극패드(S21)는 제3 R 전극패드(R31), 제3 G 전극패드(G21) 및 제3 B 전극패드(B21)를 포함하고, 제4 비공통전극패드(S22)는 제4 R 전극패드(R22), 제4 G 전극패드(G22) 및 제4 B 전극패드(B22)를 포함한다. 각각의 R 전극패드에는 적색 LED의 캐소드 단자가 연결되고, 각각의 G 전극패드에는 녹색 LED의 캐소드 단자가 연결되고, 각각의 B 전극패드에는 청색 LED의 캐소드 단자가 연결된다. 그리고, 공통전극패드들 각각에는 각 픽셀 내의 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 애노드 단자가 공통으로 연결된다. 이와 같이 각각의 픽셀 내에서 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 행 방향(D1)으로 배열한다.
제1 레이어(L10)에는, 제1 공통전극패드(C11)와 제2 공통전극패드(C12)를 연결하기 위한 제1 행 방향 배선(30a) 및 제2 행 방향 배선(30b)이 형성된다. 뿐만 아니라, 제1 레이어(L10)를 관통하여 비공통전극패드들과 제2 레이어(20)에 형성된 열 방향 배선(31R, 31G, 31B, 32R, 32G, 32B) 간을 연결하기 위한 비아홀들(VH)이 형성된다. 상기 공통전극패드들과 행 방향 배선들 간의 연결은 제1 비아들(도 4의 (c)의 CV21)을 통해 연결된다.
제2 레이어(L20)에는, 제1 열 방향 배선(31R, 31G, 31B) 및 제2 열 방향 배선(32R, 32G, 32B)이 형성된다. 제1 열 방향 배선(31R, 31G, 31B)은 제1 R 배선(31R), 제1 G 배선(31G), 및 제1 B 배선(31B)을 포함하고, 제2 열 방향 배선(32R, 32G, 32B)은 제2 R 배선(32R), 제2 G 배선(32G), 및 제2 B 배선(32B)을 포함한다. 열 방향 배선에서 탑 레이어의 비공통전극패드들 각각에 대응되는 위치에는 열 방향 배선에서의 다른 부분에 비해 넓은 폭을 갖도록 형성된 컨택부들(RC11, RC21, GC11, GC21, RC11, GC21, RC12, GC12, BC12, RC22, GC22, BC22)이 형성된다. 그리고 상기 컨택부들과 비공통전극패드들은 제2 비아들(도 13의 (b)의 RV11, GV11, BV11)를 통해 연결된다.
이렇듯, 본 발명의 LED 디스플레이 모듈은 하나의 픽셀 내에서 LED들의 캐소드 단자들이 독립적으로 연결되는 비공통전극패드들을 행 방향으로 배열함으로써, 라우팅을 간결하게 할 수 있고, 픽셀 간격을 줄일 수 있게 된다.

Claims (11)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 행 방향과 열 방향을 갖는 매트릭스 형태로 배열되는 복수 개의 멀티 픽셀 패키지들 - 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은 패키지 기판과, 상기 패키지 기판 상에 위치하는 두 개 이상의 픽셀들을 포함하며, 상기 픽셀들 각각은 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩을 포함함 - ; 및
    상기 멀티 픽셀 패키지들을 픽셀 단위로 독립적으로 제어하는 드라이버 IC;를 포함하며,
    상기 픽셀들이 스캔 신호에 따라 행 단위로 스캐닝될 수 있도록, 행 방향으로 서로 이웃하는 픽셀들 내 LED칩들의 애노드 단자들이 공통으로 연결되는 것을 특징으로 하는, LED 디스플레이 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 상기 패키지 기판의 상면에 형성되고 픽셀 단위로 할당된 공통전극패드들을 포함하는 것을 특징으로 하는, LED 디스플레이 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 하나의 멀티 픽셀 패키지 내에서 행 방향으로 이웃하는 공통전극패드들은 상기 패키지 기판의 상면에서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, LED 디스플레이 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각에서의 행의 개수와 동일한 개수로 상기 패키지 기판의 저면에 형성되는 공통단자를 포함하는 것을 특징으로 하는, LED 디스플레이 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 픽셀 단위로 할당된 공통전극패드와, 상기 패키지 기판의 저면에 형성되는 공통단자를 연결하기 위한 공통연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, LED 디스플레이 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 행 방향으로 이웃하는 멀티 픽셀 패키지들은, 상기 행 방향으로 이웃하는 멀티 픽셀 패키지들 각각에 형성된 공통단자를 통해, 행 방향 배선으로 인가되는 공통의 스캔 신호를 인가받는 것을 특징으로 하는, LED 디스플레이 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 상기 패키지 기판의 상면에 형성되고 LED칩들 각각의 캐소드 단자가 독립적으로 연결되는 개별전극패드들을 포함하는 것을 특징으로 하는, LED 디스플레이 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 개별전극패드들은 열 방향으로 일렬로 배열되는 것을 특징으로 하는, LED 디스플레이 장치.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 개별전극패드들은 행 방향으로 일렬로 배열되는 것을 특징으로 하는, LED 디스플레이 장치.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은, 적색 LED칩, 녹색 LED칩 및 청색 LED칩 별로 상기 패키지 기판의 저면에 형성되는 R 단자, G 단자 및 B 단자를 포함하되, 하나의 멀티 픽셀 패키지 내에서 상기 R 단자, 상기 G 단자 및 상기 B 단자 각각의 개수는 하나의 멀티 픽셀 패키지 내에서의 열의 개수와 동일한 것을 특징으로 하는, LED 디스플레이 장치.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 멀티 픽셀 패키지들 각각은,
    상기 패키지 기판의 상면에 형성되고 LED칩들 각각의 캐소드 단자가 독립적으로 연결되는 개별전극패드들을 포함하고,
    상기 개별전극패드들 중 R 개별전극패드와 R 단자 간을 연결하는 R 연결수단, 상기 개별전극패드들 중 G 개별전극패드와 G 단자 간을 연결하는 G 연결수단, 그리고 상기 개별전극패드들 중 B 개별전극패드와 B 단자 간을 연결하는 B 연결수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, LED 디스플레이 장치.
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