WO2021010763A1 - 연성 디스플레이 장치 - Google Patents

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WO2021010763A1
WO2021010763A1 PCT/KR2020/009355 KR2020009355W WO2021010763A1 WO 2021010763 A1 WO2021010763 A1 WO 2021010763A1 KR 2020009355 W KR2020009355 W KR 2020009355W WO 2021010763 A1 WO2021010763 A1 WO 2021010763A1
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base substrate
display device
connection
led
connector
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PCT/KR2020/009355
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French (fr)
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김진종
최원택
양주웅
김선호
정상천
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주식회사 글로우원
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    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
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    • H01L25/0756—Stacked arrangements of devices

Definitions

  • the present invention relates to a flexible display device, and more particularly, to a display device having an improved connection structure with a control module in a display device in which a plurality of LEDs are mounted on a substrate made of a flexible material.
  • a display device is a device that receives and displays an image signal, and is provided on a TV, monitor, billboard, smart phone, etc., and is an organic light emitting device (OLED: Organic Light Emitting Display), a liquid crystal display device as a means for displaying an image.
  • OLED Organic Light Emitting Display
  • Various devices such as (LCD: Liquid Crystal Display Device) and plasma display device (PDP: Plasma Display Panel) are used.
  • a flexible display device there is a film-type substrate made of a transparent or opaque material, and a display device in which a plurality of LEDs are arranged in an array form on one or both sides of the substrate to display various images according to light emission of each LED.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a flexible display device according to the related art
  • FIG. 2 is a cross-sectional view in the direction I-I showing a connection structure of the flexible display device of FIG. 1.
  • a plurality of LEDs 12 are mounted horizontally and vertically while forming a predetermined interval on a substrate 11 made of a transparent or opaque material, and the surface of the substrate 11
  • An electrode line 13 for transmitting power and data signals to each LED 12 is formed.
  • each LED 12 is supplied according to the power and data signals supplied through the electrode pad 14. Emits light to realize the overall synthesized image.
  • the above-described display device is configured as one unit module, and a large screen is implemented by connecting a plurality of unit modules.
  • the large-screen display device implemented through connection of the unit modules power and data signals must be connected for each unit module.
  • a control module including a power supply and a control board is coupled to one side of the display device of each unit module.
  • the control module is located on the front or rear surface of the display device, and the edge of the substrate 11 on which the electrode pads 14 are formed is coupled to the control module.
  • the flexible substrate 11 is coupled so that the edge is bent in a vertical direction and inserted into the housing 21 of the control module, and the electrode pad 14 is electrically connected to the connector 22 inside the housing 21. do. Accordingly, in the conventional display device, as the flexible substrate 11 is bent at 90°, cracks may occur or easily disconnected in the electrodes 13 and 14 formed on the surface of the substrate 11, and joules due to bending. There are even concerns of overheating or fire due to the generation of heat.
  • control module forms a bezel area on the front or side of the display device, and as the display device becomes a larger screen, the width of the control module, that is, the bezel area is narrowed to several mm or less.
  • the conventional display device it is very difficult to connect the electrode pad 14 to the connector 22 inside the housing 21 having a narrow width w, and the substrate 11 is made of a flexible material. It is configured, and the control board, various drives, power supplies, and a large number of electric wires 23 are arranged inside the housing 21 along with the connector 22, making it more difficult to connect the electrode pads 14 and working There is also a problem of increasing time.
  • the present invention has been proposed to solve the above problems, and in a flexible display device in which the bezel area is further slimmed, it is possible to easily connect with the control module and solve the problems caused by bending.
  • An object of the present invention is to provide a transparent display device having a connected structure.
  • the display device of the present invention for achieving the above object includes a base substrate, a plurality of electrode lines formed along a surface of the base substrate, a plurality of LEDs mounted on the base substrate along the electrode line, and the LED An LED array that implements an image while individually controlling light emission, a reinforcing substrate coupled to the base substrate in an edge region of the base substrate to reinforce the base substrate, a plurality of first connectors formed on the reinforcing substrate, A connection module having a connection electrode connecting the electrode line and the first connector to connect the base substrate to the control module, and supplying power to the LED array and generating a data signal for controlling light emission of each LED And the control module coupled to the supply control board and the control board and having a plurality of second connectors, wherein the base board is connected to the control module by connection of the first connector and the second connector. do.
  • the base substrate may be formed of a sheet or film made of a flexible material.
  • the reinforcing substrate may be coupled to the front or rear surface of the base substrate.
  • the display device constitutes a unit module and is arranged in plural, and the connection modules of the neighboring display devices are connected to a control module accommodated and arranged in a housing, and constitute a unit module.
  • a plurality of display devices may be connected via the housing to implement a large screen.
  • connection module may further include a frame portion formed on the front surface of the base substrate above the connection electrode.
  • the frame portion is configured such that the thickness h1 of the head exposed on the front surface of the base substrate satisfies h2 ⁇ h1 ⁇ D*tan(90°- ⁇ )+h2.
  • h2 is the thickness of the LED
  • D is the distance between the LED and the frame
  • ⁇ is the emission angle of the LED centered in the vertical direction.
  • a reinforcing substrate for reinforcing mechanical rigidity is defective in a flexible substrate, so that a simple insertion structure between a connection module and a control module is detachable, so that installation, maintenance, and repair of the display module can be made quickly and easily.
  • the flexible base substrate is not bent, problems such as poor connection and noise due to damage to an electrode or an increase in resistance during a connection process can be minimized.
  • connection is possible even if the width of the housing forming the control module is further reduced, so that the width of the bezel can be further reduced, and visibility of the screen can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a flexible display device according to the prior art
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a connection structure of the flexible display device of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a perspective view showing a flexible display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded cross-sectional view showing a connection structure of a flexible display device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a combined cross-sectional view showing a connection structure of the flexible display device of FIG. 4;
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a large screen display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a connection structure of a flexible display device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a flexible display device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an exploded cross-sectional view showing a connection structure of a flexible display device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a flexible display device of FIG. 4 As a cross-sectional view showing the connection structure of FIG. 3, a direction II-II is shown.
  • an electrode line 120 is formed on at least one surface of the base substrate 110, and a plurality of electrode lines 120 are formed along the electrode line 120 on the base substrate 110.
  • the LED 130 is mounted.
  • a connection module 140 for connecting the base substrate 110 to the control module 150 is formed at the edge of the other side of the base substrate 110.
  • a control module 150 for controlling an image is disposed and coupled to the rear surface of the base substrate 110 at a position corresponding to the connection module 140.
  • the base substrate 110 functions as a base member of the display device 100 by mounting a plurality of LEDs 130 along the electrode line 120 printed on the surface.
  • the base substrate 110 may be composed of a rectangular sheet or film having a flexible shape, and the shape may be formed in various shapes such as a circular shape or an oval shape.
  • the base substrate 110 is made of a material having sufficient heat resistance so that the circuit is printed along the surface and the LED 130 is mounted.
  • the base substrate 110 may be formed of a film using polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PI) resin, etc., and may be formed of various kinds of transparent or opaque films. I can.
  • the electrode line 120 is a circuit that transmits power and data signals to the LED 130, and may be formed by bonding a fine wire to the surface of the substrate or printing a conductive paste on the surface of the base substrate 110.
  • the LED 130 is mounted on the surface of the base substrate 110 while being electrically connected to the electrode line 120, and the light emission of the plurality of LEDs 130 is combined with each other as a whole to realize a single image.
  • the LED 130 may be mounted on the base substrate 110 in a chip unit COB (Chip On Board) method or a package unit SMT (Surface Mounting Technology) method.
  • the LED 130 may be composed of a light emitting device of a single color or a light emitting device emitting various colors including red, green, and blue, and each LED 130 functions as one pixel.
  • the LED 130 may be composed of individual elements emitting red (R), green (G), or blue (B) light, and in this case, red, green, and blue LEDs will function as one pixel.
  • connection module 140 is configured to connect the base substrate 110 to the control module 150, and is supported on the reinforcing substrate 141 and the reinforcing substrate 141 to firmly fix the flexible base substrate 110
  • the first connector 142 electrically connected to the control module 150 and a connection electrode 143 that electrically connects the electrode line 120 and the first connector 142 while penetrating the base substrate 110.
  • the reinforcing substrate 141 reinforces and maintains the mechanical properties of the base substrate 110 and allows the first connector 142 to be stably connected and fixed to the base substrate 110.
  • the reinforcing substrate 141 may be coupled to the front or rear surface of the base substrate 110 in the edge region.
  • the reinforcing substrate 141 is formed of a material having a rigid characteristic unlike the base substrate 110.
  • the reinforcing substrate 141 may be formed of a PCB made of FR4 material, and any material capable of reinforcing and maintaining the mechanical rigidity of the base substrate 110 having ductility may be formed of various materials such as plastic or flexible PCB. have.
  • the first connector 142 is configured to fix the connection of the connection module 140 while electrically connecting the connection module 140 to the control module 150.
  • the first connector 142 may have a pin connector structure, and one end thereof is in contact with the base substrate 110 while passing through the reinforcing substrate 141 to be connected to the connection electrode 143, and the other end thereof has a predetermined length. It protrudes to the surface of the reinforcing substrate 141. That is, the first connector 142 connects each electrode line 120 of the base substrate 110 to the control board 152 of the control module 150.
  • the first connectors 142 are arranged in one row, but a configuration in which two or more rows are arranged may be possible as necessary.
  • connection electrode 143 connects the electrode line 120 and the first connector 142 while penetrating the base substrate 110.
  • the connection electrode 143 may be formed by filling a via hole formed in the base substrate 110 with a conductive paste that enables electrical connection.
  • connection module 140 a configuration in which the reinforcing substrate 141 is coupled to the back of the base substrate 110 is illustrated, but a configuration in which the reinforcing substrate 141 is coupled to the front of the base substrate 110 is also possible.
  • the first connector 142 may pass through the base substrate 110 and be directly connected to the electrode line 120.
  • the control module 150 controls the image to be realized by driving the LED 130 of the base substrate 110 while accommodating the control board 152 therein.
  • the control module 150 for this includes a control board 152 having a second connector 151, as shown in FIGS. 4 and 5, and the control board 152 is accommodated in the housing 160 do.
  • the second connector 151 is mounted on the control board 152 to transmit power and data signals to the first connector 142.
  • the second connector 151 may be configured as a hole connector corresponding to the first connector 142, and the first connector 142 is inserted to contact each other to electrically connect the connection module 140 and the control module 150 to each other. Connect.
  • the first connector 142 has a pin structure
  • the second connector 151 has a hole structure
  • the first connector 142 and the second connector 151 are not limited thereto.
  • Various connection structures can be achieved.
  • a configuration in which a first connector 142 having a pin structure is provided in the connection module 140 and a second connector 151 having a hole structure is provided in the control module 150 is illustrated, but the connection module 140 A second connector 151 having a hole structure may be provided, and the first connector 142 having a pin structure may be provided in the control module 150.
  • the control board 152 mounts the second connector 151 and includes a circuit unit that supplies power and generates and supplies data signals.
  • the control board 152 is disposed inside the housing 160 having a predetermined size.
  • the display device 100 as described above is connected while the first connector 142 of the connection module 140 is inserted into the second connector 151 of the control module 150, so that even a display device having a narrow bezel width
  • the connector can be connected easily, and the working time can be remarkably shortened.
  • the base substrate 110 is not bent during the connection process of the display device 100 according to the present exemplary embodiment, it is possible to prevent malfunctions or defects due to damage, disconnection, and increase in resistance of the electrodes 110 and 120.
  • a display device constitutes one unit module, and a plurality of unit modules are connected to implement a large-screen display device.
  • connection module 140 of one display device 100 constituting the unit module is connected to the control module 150 of one side, and the connection module 140 of the other display device 100 It is also connected to the control module 150 on the other side.
  • control modules 150 on both sides are accommodated in the housing 160 to implement a large-screen display device to which a plurality of unit modules are connected.
  • a plurality of display devices 100 of each unit module may be connected in horizontal and vertical directions through the housing 160, thereby implementing a large-screen display device of various sizes.
  • the display device of the present embodiment may further include a frame portion 144 formed on the connection electrode 143 on the front surface of the base substrate 110.
  • the frame portion 144 enhances the binding force of the connection electrode 143 and facilitates workability for the connection electrode 143 penetrating the base substrate 110.
  • the frame portion 144 may be coupled to the base substrate 110 as a separate frame, or the connection electrode 143 may protrude to the front surface of the base substrate 110 to be integrally formed with the frame portion 144.
  • the frame part 144 is formed to have a predetermined thickness (or height, h1) on the surface of the base substrate 110. That is, the frame portion 144 is configured to have a thickness equal to or greater than the thickness (or height, h2) of the LED 130 (h1 ⁇ h2).
  • a highly transparent protective cover (not shown) for protecting the image area of the display device may be further coupled to the front of the LED 130.
  • the frame unit 144 may support the protective cover to maintain a predetermined gap between the protective cover and the LED 130 and prevent damage to the LED 130 due to contact between the protective cover and the LED 130.
  • the display device should have a thickness less than a predetermined range. That is, the frame portion 144 of this embodiment has a thickness h1 that satisfies the following conditions.
  • D is the distance between the LED and the frame unit 144
  • ⁇ represents the emission angle of the LED centered in the vertical direction. If the frame unit 144 has a thickness exceeding the above condition, it may interfere with light emitted from the LED 130 and cause distortion of the entire image.

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Abstract

본 발명은 연성 디스플레이 장치에 관한 것으로, 베이스 기판, 상기 베이스 기판 표면을 따라 형성되는 다수의 전극 라인, 상기 전극 라인을 따라 베이스 기판 상에 다수 개의 LED가 실장되고, 상기 LED가 개별적으로 발광이 제어되면서 영상을 구현하는 LED 어레이, 상기 베이스 기판의 가장자리 영역에서 상기 베이스 기판에 결합되어 상기 베이스 기판을 보강하는 보강 기판과, 상기 보강 기판에 지지되면서 상기 보강 기판에 형성되는 다수의 제 1 커넥터와, 상기 전극 라인과 상기 제 1 커넥터를 연결하는 접속 전극을 구비하여, 상기 베이스 기판을 제어 모듈에 접속시키는 접속 모듈을 포함한다.

Description

연성 디스플레이 장치
본 발명은 연성 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연성 소재의 기판에 다수의 LED가 실장되는 디스플레이 장치에 있어서 제어 모듈과의 접속 구조를 개선한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 장치는 영상 신호를 전달받아 표시하는 장치로, TV, 모니터, 광고판, 스마트 폰 등에 구비되며, 영상을 표시하기 위한 수단으로 유기발광장치(OLED : Organic Light Emitting Display), 액정표시장치(LCD : Liquid Crystal Display Device), 플라즈마표시장치(PDP : Plasma Display Panel) 등 다양한 장치가 이용되고 있다.
최근에는 정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 장치에 대한 요구도 다양한 형태로 변화하고 있으며, 점차 경량화, 대형화 및 슬림화되고 있다. 또한, 다양한 건축물, 인테리어, 전시회 등에 부합하기 위하여 연성의 디스플레이 장치에 대한 요구도 증가하고 있다.
연성 디스플레이 장치의 일 예로, 투명 또는 불투명 소재로 구성되는 필름 형태의 기판과 기판의 일면 또는 양면에 다수의 LED가 어레이 형태로 배열되어 각 LED의 발광에 따라 다양한 영상을 표시하는 디스플레이 장치가 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 연성 디스플레이 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 연성 디스플레이 장치의 접속 구조를 나타낸 I-I 방향의 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 연성 디스플레이 장치는 투명 또는 불투명 소재의 기판(11) 상에 다수의 LED(12)가 소정의 간격을 이루면서 가로 및 세로 방향으로 실장되고, 기판(11)의 표면에는 각 LED(12)에 전원과 데이터 신호를 전달하는 전극 라인(13)이 형성된다. 또한, 디스플레이 장치는 일 측의 기판(11) 표면에 커넥터(22)에 접속되는 전극 패드(14)가 형성되면서, 전극 패드(14)를 통하여 공급되는 전원과 데이터 신호에 따라 각 LED(12)가 발광하여 전체적으로 합성된 영상을 구현한다.
한편, 대화면의 디스플레이 장치의 경우 하나의 디스플레이 장치로 구현하기가 어려우므로, 상기와 같은 디스플레이 장치를 하나의 단위 모듈로 구성하고, 다수의 단위 모듈을 연결하여 대화면을 구현하게 된다. 이때, 단위 모듈의 연결을 통하여 구현되는 대화면의 디스플레이 장치는 각 단위 모듈 별로 전원과 데이터 신호가 연결되어야 한다. 따라서 각 단위 모듈의 디스플레이 장치 일 측에는 전원과 제어 보드가 구비된 제어 모듈이 결합된다.
제어 모듈은 디스플레이 장치의 전면 또는 배면에 위치하며, 기판(11)은 전극 패드(14)가 형성된 가장자리가 제어 모듈에 결합된다. 이를 위하여, 연성의 기판(11)은 가장자리가 수직 방향으로 벤딩되어 제어 모듈의 하우징(21)에 삽입되고, 하우징(21) 내부에서 전극 패드(14)가 커넥터(22)에 전기적으로 접속되도록 결합된다. 따라서 종래의 디스플레이 장치는 연성의 기판(11)이 90˚로 벤딩됨에 따라 기판(11) 표면에 형성된 전극(13,14)에 크랙이 발생되거나 쉽게 단선될 수 있으며, 꺾임에 따른 주울(Joule) 열의 발생으로 과열 또는 화재의 우려까지 나타나고 있다.
또한, 제어 모듈은 디스플레이 장치의 전면 또는 측면에서 베젤 영역을 형성하고, 디스플레이 장치가 대화면화 됨에 따라 제어 모듈의 폭, 즉, 베젤 영역은 수 mm 이하로 좁아지고 있다.
따라서 종래의 디스플레이 장치는 좁은 폭(w)을 갖는 하우징(21) 내부에서 전극 패드(14)를 커넥터(22)에 접속시키는 작업이 매우 어려운 실정이며, 기판(11)이 연성(flexible) 소재로 구성되고, 하우징(21) 내부에는 커넥터(22)와 함께 컨트롤 보드, 각종 드라이브, 전원공급장치 및 많은 수의 전선(23)들이 배치되어 있어, 전극 패드(14)를 접속시키기가 더욱 어려워지고 작업 시간도 증가하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 베젤 영역이 더욱 슬림화되는 연성의 디스플레이 장치에 있어서, 제어 모듈과의 접속이 쉽게 이루어지도록 하고, 벤딩에 의하여 나타나는 문제점들을 해결할 수 있는 개선된 접속 구조를 갖는 투명 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 디스플레이 장치는, 베이스 기판, 상기 베이스 기판 표면을 따라 형성되는 다수의 전극 라인, 상기 전극 라인을 따라 상기 베이스 기판 상에 다수 개의 LED가 실장되고, 상기 LED가 개별적으로 발광이 제어되면서 영상을 구현하는 LED 어레이, 상기 베이스 기판의 가장자리 영역에서 상기 베이스 기판에 결합되어 상기 베이스 기판을 보강하는 보강 기판과, 상기 보강 기판에 형성되는 다수의 제 1 커넥터와, 상기 전극 라인과 상기 제 1 커넥터를 연결하는 접속 전극을 구비하여 상기 베이스 기판을 제어 모듈에 접속시키는 접속 모듈, 및, 상기 LED 어레이에 전원을 공급하고, 각 LED의 발광을 제어하는 데이터 신호를 생성 및 공급하는 컨트롤 보드와 상기 컨트롤 보드에 결합되며 다수의 제 2 커넥터를 구비하는 상기 제어 모듈을 포함하여, 상기 제 1 커넥터와 상기 제 2 커넥터의 접속으로 상기 베이스 기판이 상기 제어 모듈에 접속되도록 구성된다.
또한, 본 실시예의 디스플레이 장치에 있어서, 상기 베이스 기판은, 연성(flexible) 소재의 시트 또는 필름으로 구성될 수 있다.
또한, 본 실시예의 디스플레이 장치에 있어서, 상기 보강 기판은, 상기 베이스 기판의 전면 또는 배면에 결합될 수 있다.
또한, 본 실시예의 디스플레이 장치에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 단위 모듈을 구성하여 다수 개 배열되고, 이웃하는 디스플레이 장치의 상기 접속 모듈은 하우징 내에 수용되어 배치되는 제어 모듈에 접속되어, 단위 모듈을 구성하는 다수 개의 디스플레이 장치가 상기 하우징을 매개로 연결되어 대화면을 구현하도록 구성될 수 있다.
또한, 본 실시예의 디스플레이 장치에 있어서, 상기 접속 모듈은, 상기 접속 전극 상부의 상기 베이스 기판 전면에 형성되는 프레임부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예의 디스플레이 장치에 있어서, 상기 프레임부는, 상기 베이스 기판의 전면에 노출되는 헤드부의 두께(h1)가, h2 ≤ h1 ≤ D*tan(90°-θ)+h2 을 만족하도록 구성될 수 있다(여기서, h2는 LED의 두께, D는 LED와 프레임부까지의 거리, θ는 수직 방향을 중심으로 하는 LED의 출사각임).
본 발명은 연성의 기판에 기계적 강성을 보강하는 보강 기판이 결함됨으로써, 접속 모듈과 제어 모듈 사이에 단순한 삽입 구조로서 탈부착이 가능하여 디스플레이 모듈의 설치, 유지 및 보수가 신속하고 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 연성의 베이스 기판을 벤딩하지 않아 접속 과정에서 전극의 손상이나 저항의 증가에 따른 접속 불량 및 노이즈와 같은 문제점들을 최소로 할 수 있다.
또한, 본 발명은 제어 모듈을 형성하는 하우징의 폭을 더 줄이더라도 접속이 가능하므로, 베젤 폭을 상대적으로 더 줄일 수 있고, 화면에 대한 시인성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 연성 디스플레이 장치를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 연성 디스플레이 장치의 접속 구조를 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연성 디스플레이 장치를 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 디스플레이 장치의 접속 구조를 나타낸 분리 단면도,
도 5는 도 4의 연성 디스플레이 장치의 접속 구조를 나타낸 결합 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 대화면 디스플레이 장치를 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연성 디스플레이 장치의 접속 구조를 나타낸 결합 단면도.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
후술되는, 본 실시예들의 차이는 상호 배타적이지 않은 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은, 실시예 별로 달리 구현될 수 있고, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 필요에 따라 적절히 변경될 수 있음이 이해되어야 하며, 도면에서 동일한 참조부호는 여러 실시예에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하고, 길이, 면적 및 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 본 실시예들의 설명에 있어서, 제 1, 제 2, 내, 외, 전, 후 등과 같은 표현은 서로 상대적인 순서나 위치, 방향 등을 나타내는 것으로 그 기술적 의미가 반드시 사전적 의미에 구속되지는 않는다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연성 디스플레이 장치를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연성 디스플레이 장치의 접속 구조를 나타낸 분리 단면도이며, 도 5는 도 4의 연성 디스플레이 장치의 접속 구조를 나타낸 결합 단면도로서, 도 3의 Ⅱ-Ⅱ 방향을 도시하였다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 실시예의 디스플레이 장치(100)는 베이스 기판(110)의 적어도 일 측 표면에 전극 라인(120)이 형성되고, 베이스 기판(110) 상의 전극 라인(120)을 따라 다수의 LED(130)가 실장된다. 또한, 베이스 기판(110)의 타 측 표면 가장자리에는 베이스 기판(110)을 제어 모듈(150)에 접속시키는 접속 모듈(140)이 형성된다. 또한, 접속 모듈(140)에 대응하는 위치의 베이스 기판(110) 배면에는 영상을 제어하는 제어 모듈(150)이 배치되어 결합된다.
구체적으로 살펴보면, 베이스 기판(110)은 표면에 인쇄된 전극 라인(120)을 따라 다수의 LED(130)를 실장시켜, 디스플레이 장치(100)의 베이스 부재로서 기능한다. 베이스 기판(110)은 연성(flexible)을 갖는 사각의 시트 또는 필름으로 구성될 수 있고, 그 형상은 원형, 타원형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 베이스 기판(110)은 표면을 따라 회로가 인쇄되고, LED(130)가 실장될 수 있도록 충분한 내열성을 갖는 소재로 구성된다. 일 예로, 베이스 기판(110)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate, PET), 폴리이미드(Polyimide, PI) 수지 등을 이용한 필름으로 형성될 수 있으며, 그 외에도 다양한 종류의 투명 또는 불투명 필름으로 형성될 수 있다.
전극 라인(120)은 LED(130)에 전원 및 데이터 신호를 전달하는 회로로서, 미세한 전선이 기판 표면에 결합되거나 전도성 페이스트가 베이스 기판(110) 표면에 인쇄되어 형성될 수 있다.
LED(130)는 전극 라인(120)에 전기적으로 연결되면서 베이스 기판(110) 표면에 실장되고, 다수 개의 LED(130)의 발광이 전체적으로 서로 합성되어 전제적으로 하나의 영상을 구현할 수 있다. LED(130)는 칩 단위의 COB(Chip On Board) 방식 또는 패키지 단위의 SMT(Surface Mounting Technology) 방식으로 베이스 기판(110)에 실장될 수 있다.
또한, LED(130)는 단일 색상의 발광 소자 또는 적색, 녹색 및 청색을 포함하는 다양한 색상을 발광하는 발광 소자로 구성될 수 있고, 각 LED(130)는 하나의 화소로서 기능한다. LED(130)는 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B)으로 발광하는 개별 소자로 구성될 수도 있으며, 이 경우 적색, 녹색 및 청색의 LED가 하나의 화소로서 기능할 것이다.
접속 모듈(140)은 베이스 기판(110)을 제어 모듈(150)에 접속시키도록 구성되며, 연성의 베이스 기판(110)을 견고하게 고정하는 보강 기판(141)과, 보강 기판(141)에 지지되면서 제어 모듈(150)에 전기적으로 접속되는 제 1 커넥터(142)와, 베이스 기판(110)을 관통하면서 전극 라인(120)과 제 1 커넥터(142)를 전기적으로 연결하는 접속 전극(143)을 포함한다.
보강 기판(141)은 베이스 기판(110)의 기계적 특성을 보강 및 유지하고, 제 1 커넥터(142)가 베이스 기판(110)에 안정적으로 연결 및 고정되도록 한다. 보강 기판(141)은 베이스 기판(110)의 가장자리 영역에서 전면 또는 배면에 결합될 수 있다.
또한, 보강 기판(141)은 베이스 기판(110)과 달리 견고한(rigid) 특성을 갖는 소재로 형성된다. 일 예로, 보강 기판(141)은 FR4 소재의 PCB로 형성될 수 있으며, 연성을 갖는 베이스 기판(110)의 기계적 강성을 보강 및 유지할 수 있는 소재라면 플라스틱이나 플렉시블 PCB 등의 다양한 소재로 형성될 수 있다.
제 1 커넥터(142)는 접속 모듈(140)을 제어 모듈(150)에 전기적으로 연결하면서 접속 모듈(140)의 접속을 고정시키는 구성이다. 제 1 커넥터(142)는 핀 커넥터 구조를 이룰 수 있으며, 일측 단부가 보강 기판(141)을 관통하면서 베이스 기판(110)에 접촉되어 접속 전극(143)에 연결되고, 타측 단부는 소정의 길이로 보강 기판(141) 표면으로 돌출된다. 즉, 제 1 커넥터(142)는 베이스 기판(110)의 각 전극 라인(120)을 제어 모듈(150)의 컨트롤 보드(152)에 연결시킨다. 본 실시예에서 제 1 커넥터(142)는 1 열로 배열되는 구성을 예시하였으나, 필요에 따라 2 열 또는 그 이상의 다열로 배열되는 구성도 가능하다.
접속 전극(143)은 베이스 기판(110)을 관통하면서 전극 라인(120)과 제 1 커넥터(142)를 연결한다. 접속 전극(143)은 베이스 기판(110)에 형성되는 비아 홀에 전기적 접속을 가능하게 하는 전도성 페이스트를 충진시켜 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 접속 모듈(140)에서 보강 기판(141)이 베이스 기판(110) 배면에 결합되는 구성을 예시하였으나, 보강 기판(141)이 베이스 기판(110) 전면에 결합되는 구성도 가능하며, 이때, 제 1 커넥터(142)는 베이스 기판(110)을 관통하여 전극 라인(120)에 직접 연결될 수 있다.
제어 모듈(150)은 내부에 컨트롤 보드(152)를 수용하면서 베이스 기판(110)의 LED(130)를 구동하여 영상이 구현되도록 제어한다. 이를 위한 제어 모듈(150)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 커넥터(151)를 갖는 컨트롤 보드(152)를 포함하고, 컨트롤 보드(152)는 하우징(160) 내부에 수용된다.
제 2 커넥터(151)는 컨트롤 보드(152)에 실장되어 전원과 데이터 신호를 제 1 커넥터(142)로 전달한다. 제 2 커넥터(151)는 제 1 커넥터(142)에 대응하는 홀 커넥터로 구성될 수 있으며, 제 1 커넥터(142)가 삽입되어 서로 접촉되면서 접속 모듈(140)과 제어 모듈(150)을 전기적으로 연결시킨다.
본 실시예에서 제 1 커넥터(142)는 핀 구조를 이루고, 제 2 커넥터(151)는 홀 구조를 이루는 구성을 예시하였으나, 제 1 커넥터(142) 및 제 2 커넥터(151)는 이에 한정되지 않고 다양한 접속 구조를 이룰 수 있다. 또한, 접속 모듈(140)에 핀 구조의 제 1 커넥터(142)가 구비되고, 제어 모듈(150)에 홀 구조의 제 2 커넥터(151)가 구비되는 구성을 예시하였으나, 접속 모듈(140)에 홀 구조의 제 2 커넥터(151)가 구비되고, 제어 모듈(150)에 핀 구조의 제 1 커넥터(142)가 구비되도록 구성하는 것도 가능하다.
컨트롤 보드(152)는 제 2 커넥터(151)를 실장하며, 전원을 공급하고 데이터 신호를 생성 및 공급하는 회로부를 구비한다. 컨트롤 보드(152)는 소정의 크기를 갖는 하우징(160) 내부에 배치된다.
상기와 같은 디스플레이 장치(100)는 접속 모듈(140)의 제 1 커넥터(142)가 제어 모듈(150)의 제 2 커넥터(151)에 삽입되면서 접속이 이루어지므로, 좁은 베젤 폭을 갖는 디스플레이 장치에서도 커넥터의 접속 작업이 쉽게 이루어지고, 작업 시간을 현저하게 단축시킬 수 있다. 또한, 본 실시예의 디스플레이 장치(100)는 접속 과정에서 베이스 기판(110)이 벤딩되지 않으므로, 전극들(110,120)의 손상, 단선, 저항의 증가 등에 따른 오동작이나 불량 등을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 대화면 디스플레이 장치를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에서는 디스플레이 장치가 하나의 단위 모듈을 구성하고, 다수의 단위 모듈이 연결되어 대화면의 디스플레이 장치를 구현한다.
이들 도면을 참고하면, 단위 모듈을 구성하는 일 측 디스플레이 장치(100)의 접속 모듈(140)은 일 측의 제어 모듈(150)에 연결되고, 타 측 디스플레이 장치(100)의 접속 모듈(140)도 타 측의 제어 모듈(150)에 연결된다. 또한, 양 측의 제어 모듈(150)은 하우징(160)에 수용되어 다수의 단위 모듈이 연결되는 대화면의 디스플레이 장치를 구현한다.
본 실시예의 디스플레이 장치에 있어서, 각 단위 모듈의 디스플레이 장치(100)는 하우징(160)을 매개로 가로 및 세로 방향으로 다수 개가 연결될 수 있어, 다양한 크기의 대화면 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연성 디스플레이 장치의 접속 구조를 나타낸 결합 단면도이다. 본 실시예의 디스플레이 장치는 베이스 기판(110) 전면의 접속 전극(143) 상부에 형성되는 프레임부(144)를 더 구비할 수 있다.
프레임부(144)는 접속 전극(143)의 결속력을 강화함과 동시에 베이스 기판(110)을 관통하는 접속 전극(143)을 위한 작업성을 용이하게 한다. 이러한 프레임부(144)는 별도의 프레임으로서 베이스 기판(110)에 결합되거나 접속 전극(143)이 베이스 기판(110) 전면으로 돌출되어 프레임부(144)와 함께 일체로 형성될 수도 있다.
한편, 프레임부(144)는 베이스 기판(110) 표면에서 소정의 두께(또는 높이, h1)를 갖도록 형성된다. 즉, 프레임부(144)는 LED(130)의 두께(또는 높이, h2)와 같거나 큰 두께를 갖도록 구성된다(h1≥h2). LED(130)의 전면에는 디스플레이 장치의 영상 영역을 보호하기 위한 고투명성의 보호 커버(미도시)가 더 결합될 수 있다. 프레임부(144)는 보호 커버를 지지하여 보호 커버와 LED(130) 사이에 소정의 간격을 유지시키고, 보호 커버와 LED(130)의 접촉에 따른 LED(130)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 디스플레이 장치는 프레임부(144)에 의하여 영상이 왜곡되지 않아야 하므로, 소정 범위 이하의 두께를 가져야 한다. 즉, 본 실시예의 프레임부(144)는 하기의 조건을 만족하는 두께(h1)를 갖는다.
h1 ≤ D*tan(90°-θ)+h2
여기서, D는 LED와 프레임부(144)까지의 거리이고, θ는 수직 방향을 중심으로 하는 LED의 출사각을 나타낸다. 프레임부(144)가 상기 조건을 초과하는 두께를 갖는 경우 LED(130)에서 출사되는 빛을 방해하여 전체 영상의 왜곡을 초래할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

Claims (6)

  1. 베이스 기판;
    상기 베이스 기판 표면을 따라 형성되는 다수의 전극 라인;
    상기 전극 라인을 따라 상기 베이스 기판 상에 다수 개의 LED가 실장되고, 상기 LED가 개별적으로 발광이 제어되면서 영상을 구현하는 LED 어레이;
    상기 베이스 기판의 가장자리 영역에서 상기 베이스 기판에 결합되어 상기 베이스 기판을 보강하는 제 1 보강 부재와, 상기 제 1 보강 부재에 형성되는 다수의 제 1 커넥터와, 상기 전극 라인과 상기 제 1 커넥터를 연결하는 접속 전극을 구비하여, 상기 베이스 기판을 제어 모듈에 접속시키는 접속 모듈; 및,
    상기 LED 어레이에 전원을 공급하고 각 LED의 발광을 제어하는 데이터 신호를 생성 및 공급하는 컨트롤 보드와, 상기 컨트롤 보드에 결합되는 다수의 제 2 커넥터를 구비하는 상기 제어 모듈;을 포함하여,
    상기 제 1 커넥터와 상기 제 2 커넥터의 접속으로 상기 베이스 기판이 상기 제어 모듈에 접속되는, 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 기판은,
    연성(flexible) 소재의 시트 또는 필름으로 구성되는, 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 보강 기판은,
    상기 베이스 기판의 전면 또는 배면에 결합되는, 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 단위 모듈을 구성하여 다수 개 배열되고, 이웃하는 디스플레이 장치의 상기 접속 모듈은 하우징 내에 수용되어 배치되는 제어 모듈에 접속되어,
    단위 모듈을 구성하는 다수 개의 디스플레이 장치가 상기 하우징을 매개로 연결되어 대화면을 구현하도록 구성되는, 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 접속 모듈은,
    상기 접속 전극 상부의 상기 베이스 기판 전면에 형성되는 프레임부를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 프레임부는,
    상기 베이스 기판의 전면에 노출되는 헤드부의 두께(h1)가
    h2 ≤ h1 ≤ D*tan(90°-θ)+h2 을 만족하는, 디스플레이 장치(여기서, h2는 LED의 두께, D는 LED와 프레임부까지의 거리, θ는 수직 방향을 중심으로 하는 LED의 출사각임).
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