WO2022108307A1 - 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 그 제조방법 Download PDF

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WO
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micropixel
substrate
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PCT/KR2021/016814
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오종수
박상용
이호섭
시게타테츠야
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삼성전자주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a display module for realizing an image using an inorganic light emitting device, a display device, and a method for manufacturing the same.
  • the display device may be classified into a self-luminous display in which each pixel emits light by itself, and a water-emission display in which a separate light source is required.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • a backlight unit that supplies light from the rear of the display panel
  • a liquid crystal layer that acts as a switch to pass/block light
  • a color filter that changes the supplied light to a desired color. It is structurally complicated and there is a limit to realizing a thin thickness.
  • a self-luminous display that includes a light emitting element for each pixel and each pixel emits light by itself does not require components such as a backlight unit and a liquid crystal layer, and since a color filter can be omitted, structurally simple and high degree of freedom in design can have In addition, it is possible to implement a thin thickness, as well as to implement an excellent contrast ratio, brightness and viewing angle.
  • a micro LED display is one of flat panel displays and consists of a plurality of LEDs with a size of about 100 micrometers. Compared to LCDs that require a backlight, micro LED displays can provide superior contrast, response time and energy efficiency.
  • micro LEDs which are inorganic light emitting devices, are brighter, have better luminous efficiency, and have a longer lifespan than OLEDs that require a separate encapsulation layer to protect organic materials.
  • a display module, display device and display that provides power wiring with improved resistance and minimizes IR drop compared to the case where power wiring is formed on a module substrate by forming a part of the power wiring in the micropixel controller or micropixel package A method for manufacturing a module is provided.
  • a display module includes: a plurality of pixels; a first substrate; a plurality of micro-pixel packages arranged on an upper surface of the first substrate; and a plurality of voltage wires electrically connecting a set of micropixel packages adjacent to each other in a first direction among the plurality of micropixel packages, wherein each of the plurality of micropixel packages includes: a second substrate; a plurality of inorganic light emitting devices disposed on the upper surface of the second substrate; a micropixel controller disposed on the second substrate and configured to control the plurality of inorganic light emitting devices; and a first voltage line disposed on the second substrate and electrically connected to a first micropixel package among a set of micropixel packages adjacent to each other in the first direction among the plurality of voltage lines and adjacent to each other in the first direction and an internal connection line electrically connecting a second voltage line electrically connected to the second micro-pixel package among the set of micro-pixel packages.
  • Each of the plurality of voltage lines may transmit a voltage between the plurality of micro-pixel packages.
  • Each of the plurality of micro-pixel packages may receive a voltage through the first voltage line and output the input voltage to the second voltage line through the internal connection line.
  • the internal connection wiring may have a higher electron mobility than the plurality of voltage wirings.
  • the plurality of micro-pixel packages may include: a plurality of first micro-pixel packages that receive a voltage from a power board and transmit voltages to the micro-pixel packages adjacent to each other in the first direction through a voltage line; and a plurality of second micro-pixel packages receiving voltages from the micro-pixel packages adjacent in the first direction.
  • the internal connection wiring is electrically connected to the plurality of inorganic light emitting devices and the micropixel controller, and receives a voltage input from one of a set of micropixel packages adjacent to each other in the first direction to the plurality of inorganic light emitting devices and may be transmitted to each of the micro-pixel controllers.
  • the internal connection wiring may include a first internal connection wiring through which a power voltage flows; and a second internal connection wire through which a reference voltage flows, wherein the first internal connection wire is electrically connected to the micropixel controller to transmit the power voltage, and the second internal connection wire includes the plurality of It may be electrically connected to the inorganic light emitting device to transmit the reference voltage.
  • Each of the plurality of pixels may include two or more inorganic light emitting devices among the plurality of inorganic light emitting devices, and the plurality of inorganic light emitting devices may constitute two or more pixels of the plurality of pixels.
  • the micro-pixel controller may include: a third substrate; and at least one thin film transistor disposed on the third substrate, wherein the at least one thin film transistor may switch the plurality of inorganic light emitting devices and supply a driving current to the plurality of inorganic light emitting devices.
  • a display apparatus includes: a plurality of display modules including a plurality of pixels; and a frame supporting the plurality of display modules, wherein each of the plurality of display modules includes: a first substrate; a plurality of micro-pixel packages arranged on an upper surface of the first substrate; and a plurality of voltage wires electrically connecting a set of micropixel packages adjacent to each other in a first direction among the plurality of micropixel packages, wherein each of the plurality of micropixel packages includes: a second substrate; a plurality of inorganic light emitting devices disposed on the upper surface of the second substrate; a micropixel controller disposed on the second substrate and configured to control the plurality of inorganic light emitting devices; and a first voltage line disposed on the second substrate and electrically connected to a first micropixel package among a set of micropixel packages adjacent to each other in the first direction among the plurality of voltage lines and adjacent to each other in the first direction and an internal connection wire electrically connecting a second voltage wire electrically connected to the second micro-pixel
  • Each of the plurality of voltage lines may transmit a voltage between the plurality of micro-pixel packages.
  • Each of the plurality of micro-pixel packages may receive a voltage through the first voltage line and output the input voltage to the second voltage line through the internal connection line.
  • the internal connection wiring may have a higher electron mobility than the plurality of voltage wirings.
  • the plurality of micro-pixel packages may include: a plurality of first micro-pixel packages that receive a voltage from a power board and transmit voltages to the micro-pixel packages adjacent to each other in the first direction through a voltage line; and a plurality of second micro-pixel packages receiving voltages from the micro-pixel packages adjacent in the first direction.
  • the internal connection wiring is electrically connected to the plurality of inorganic light emitting devices and the micropixel controller, and receives a voltage input from one of a set of micropixel packages adjacent to each other in the first direction to the plurality of inorganic light emitting devices and may be transmitted to each of the micro-pixel controllers.
  • the display module and display device by forming a part of the power wiring in the micro-pixel controller or the micro-pixel package, the power wiring with improved resistance is provided in comparison with the case of forming the power wiring on the module substrate, , the IR drop can be minimized.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a display module and a display device including the same according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a pixel arrangement constituting a unit module of a display device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a control block diagram of a display apparatus according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a control block diagram illustrating a detailed configuration of a display module included in a display device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a control block diagram illustrating a detailed configuration of a display panel included in a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a signal transmitted to a plurality of tiled display modules in a display device according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for conceptually explaining a method in which each pixel is driven in a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a circuit diagram schematically illustrating a pixel circuit for controlling a single sub-pixel in a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating a change in a driving current according to a power supply voltage or a reference voltage in a pixel circuit according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram conceptually illustrating a relationship between a micropixel controller and a pixel controlled by the micropixel controller in a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a cross-sectional side view of a micro-pixel package included in a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a top surface of a micro-pixel package included in a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 14 is a view illustrating a side cross-section of a module substrate on which a micro-pixel package is disposed in a display module according to an embodiment.
  • 15 is a view illustrating a top surface of a module substrate on which a micro-pixel package is disposed in a display module according to an embodiment.
  • 16 is a diagram illustrating power wiring of a module substrate on which a micro-pixel package is disposed in a display module according to an exemplary embodiment.
  • 17 is a diagram illustrating power wiring of a module substrate on which a micro-pixel package is disposed in a display module according to an exemplary embodiment in a cross-sectional side view.
  • FIGS. 18 and 19 are diagrams illustrating power wiring in one micro-pixel package in a side cross-section in a display module according to an embodiment.
  • 20 is a diagram illustrating an example of an arrangement of a micropixel controller and an inorganic light emitting device constituting a display module according to an exemplary embodiment.
  • 21 is a diagram illustrating power wiring of a module substrate on which a micro-pixel controller is disposed in a display module according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating power wiring of a module substrate on which a micro-pixel controller is disposed in a display module according to an exemplary embodiment in a side cross-sectional view.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating power wiring in one micro-pixel controller in a side cross-section in a display module according to an embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a method in which a plurality of display modules are coupled to a housing in a display device according to an embodiment.
  • 25 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a display module according to an exemplary embodiment.
  • 26 , 27 , 28 , 29 , 30 and 31 are diagrams illustrating a display module implemented by some steps illustrated in FIG. 25 .
  • first may be referred to as a second component
  • second component may also be referred to as a first component
  • ⁇ part may mean a unit for processing at least one function or operation.
  • the terms may refer to at least one hardware such as a field-programmable gate array (FPGA) / application specific integrated circuit (ASIC), at least one software stored in a memory, or at least one process processed by a processor. have.
  • FPGA field-programmable gate array
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a display module and a display device including the same according to an embodiment
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a pixel arrangement constituting a unit module of the display device according to an embodiment.
  • the display device 1 is a self-luminous display device in which a light emitting element is disposed for each pixel so that each pixel can emit light by itself. Therefore, unlike the liquid crystal display device, since it does not require components such as a backlight unit and a liquid crystal layer, a thin thickness can be implemented, and various design changes are possible due to a simple structure.
  • the display device 1 may employ an inorganic light emitting device such as an inorganic light emitting diode as a light emitting device disposed in each pixel.
  • Inorganic light-emitting devices have a faster reaction rate than organic light-emitting devices such as OLEDs (Organic Light Emitting Diodes), and can realize high luminance with low power.
  • an inorganic light emitting device referred to in Examples to be described later means an inorganic light emitting diode.
  • the inorganic light emitting device employed in the display device 1 may be a micro LED having a short side length of about 100 ⁇ m. As such, by employing the micro-unit LED, the pixel size can be reduced and high resolution can be realized even within the same screen size.
  • the LED chip is manufactured in a micro-scale, it is possible to solve the problem of cracking when bent due to the nature of the inorganic material. That is, when the micro LED chip is transferred to the flexible substrate, the LED chip is not broken even if the substrate is bent, so that a flexible display device can also be implemented.
  • a display device employing a micro LED can be applied to various fields by using an ultra-small pixel size and thin thickness.
  • a large-area screen can be implemented by tiling a plurality of display modules 10 to which a plurality of micro LEDs are transferred and fixing them to the housing 20 , and the display device of such a large-area screen can be used as a signage, an electric billboard, and the like.
  • the three-dimensional coordinate system of the XYZ axis shown in FIG. 1 is based on the display device 1 , and the plane on which the screen of the display device 1 is positioned is the XZ plane, and the direction in which the image is output or the direction of the inorganic light emitting device.
  • the light emission direction is the +Y direction. Since the coordinate system is based on the display device 1 , the same coordinate system may be applied to both the case where the display device 1 is lying down and the case where the display device 1 is erected.
  • the display device 1 is used in an upright state, and the user views the image from the front of the display device 1 , so the +Y direction in which the image is output is referred to as the front, and the opposite direction may be referred to as the rear.
  • the display device 1 is manufactured in a lying state. Accordingly, the -Y direction of the display device 1 may be referred to as a lower direction, and the +Y direction may be referred to as an upper direction. That is, in the embodiment to be described later, the +Y direction may be referred to as an upper direction or a front direction, and the -Y direction may be referred to as a lower direction or a rear direction.
  • the remaining four surfaces will be referred to as side surfaces regardless of the posture of the display device 1 or the display module 10 .
  • the display device 1 includes a plurality of display modules to implement a large-area screen, but the embodiment of the display device 1 is not limited thereto. It is also possible for the display apparatus 1 to be implemented as a TV, a wearable device, a portable device, a PC monitor, etc. including a single display module 10 .
  • the display module 10 may have a two-dimensional pixel structure of an M x N (M and N are two or more integers) array. That is, the display module 10 may have a pixel arrangement including M rows and N columns. In other words, the display module 10 may include a plurality of pixels arranged in two dimensions.
  • FIG. 2 conceptually shows a pixel arrangement, and it goes without saying that a bezel area or a wiring area on which an image is not displayed may be located in the display module 10 in addition to the active area in which the pixels are arranged.
  • that certain components are arranged in two dimensions may include a case in which the corresponding components are disposed on the same plane as well as a case where they are disposed on different planes parallel to each other.
  • the upper ends of the arranged components do not necessarily have to be located on the same plane, and the upper ends of the arranged components are also located on different planes parallel to each other.
  • the unit pixel P may include at least three sub-pixels that output light of different colors.
  • the unit pixel P may include three sub-pixels SP(R), SP(G), and SP(B) corresponding to R, G, and B, respectively.
  • the red sub-pixel SP(R) may output red light
  • the green sub-pixel SP(G) may output green light
  • the blue sub-pixel SP(B) may output blue light.
  • the pixel arrangement of FIG. 2 is only an example that can be applied to the display module 10 and the display device 1 according to an embodiment, and sub-pixels may be arranged along the Z-axis direction, and are arranged in a line. It is also possible not to do so, and it is also possible that the sizes of the sub-pixels are different from each other.
  • a single pixel only needs to include a plurality of sub-pixels to implement a plurality of colors, and there is no limitation on the size or arrangement method of each sub-pixel.
  • the unit pixel P necessarily outputs a red sub-pixel SP(R), a green sub-pixel SP(G) that outputs green light, and a blue sub-pixel SP(B) that outputs blue light. does not have to be composed of , it is also possible to include a sub-pixel for outputting yellow light or white light. That is, there are no restrictions on the color or type of light output from each sub-pixel and the number of sub-pixels.
  • the unit pixel P includes a red sub-pixel SP(R), a green sub-pixel SP(G), and a blue sub-pixel SP(B). A case in which it becomes an example will be described.
  • the display module 10 and the display device 1 are self-luminous display devices in which each pixel can emit light by itself. Accordingly, inorganic light emitting devices emitting light of different colors may be disposed in each sub-pixel. For example, a red inorganic light-emitting device may be disposed in the red sub-pixel SP(R), a green inorganic light-emitting device may be disposed in the green sub-pixel SP(G), and the blue sub-pixel SP( In B)), a blue inorganic light emitting device may be disposed.
  • the pixel P may represent a cluster including a red inorganic light emitting device, a green inorganic light emitting device, and a blue inorganic light emitting device, and a sub-pixel may represent each inorganic light emitting device.
  • FIG. 3 is a control block diagram of the display device 1 according to an exemplary embodiment.
  • the display apparatus 1 includes a plurality of display modules 10-1, 10-2, ..., 10-n, n. two or more integers), the main control unit 300 and the timing control unit 500 for controlling the plurality of display modules 10, the communication unit 430 for communicating with an external device, and a source input unit for receiving a source image ( 440), a speaker 410 that outputs sound, and an input unit 420 that receives a command for controlling the display device 1 from a user.
  • the input unit 420 may include a button or a touch pad provided in one area of the display device 1 , and when the display panel 11 (refer to FIG. 4 ) is implemented as a touch screen, the input unit 420 is a display panel It may include a touch pad provided on the front of (11). Also, the input unit 420 may include a remote controller.
  • the input unit 420 may receive various commands for controlling the display apparatus 1, such as power on/off, volume adjustment, channel adjustment, screen adjustment, and various setting changes of the display apparatus 1 from the user.
  • the speaker 410 may be provided in one area of the housing 20 , or a separate speaker module physically separated from the housing 20 may be further provided.
  • the communication unit 430 may communicate with a relay server or other electronic device to exchange necessary data.
  • Communication unit 430 is 3G (3Generation), 4G (4Generation), wireless LAN (Wireless LAN), Wi-Fi (Wi-Fi), Bluetooth (Bluetooth), Zigbee (Zigbee), WFD (Wi-Fi Direct), UWB (Ultra)
  • 3G 3Generation
  • 4G 4Generation
  • wireless LAN Wireless LAN
  • Wi-Fi Wi-Fi
  • Bluetooth Bluetooth
  • Zigbee Zigbee
  • WFD Wi-Fi Direct
  • UWB UWB
  • At least one of various wireless communication methods such as wideband), infrared communication (IrDA), Bluetooth Low Energy (BLE), near field communication (NFC), and Z-Wave may be employed.
  • a wired communication method such as PCI (Peripheral Component Interconnect), PCI-express, USB (Universe Serial Bus).
  • the source input unit 440 may receive a source signal input from a set-top box, USB, antenna, or the like. Accordingly, the source input unit 440 may include at least one selected from a group of source input interfaces including an HDMI cable port, a USB port, and an antenna.
  • the source signal received by the source input unit 440 may be processed by the main control unit 300 and converted into a form that can be output by the display panel 11 and the speaker 410 .
  • the main controller 300 and the timing controller 500 may include at least one memory for storing a program and various data for performing an operation to be described later, and at least one processor for executing the stored program.
  • the main controller 300 may process a source signal input through the source input unit 440 to generate an image signal corresponding to the input source signal.
  • the main controller 300 may include a source decoder, a scaler, an image enhancer, and a graphic processor.
  • the source decoder may decode the source signal compressed in a format such as MPEG, and the scaler may output image data of a desired resolution through resolution conversion.
  • the image enhancer can improve the image quality of image data by applying various techniques of correction.
  • the graphic processor may classify pixels of image data into RGB data, and may output them together with a control signal such as a syncing signal for display timing in the display panel 11 . That is, the main controller 300 may output image data and a control signal corresponding to the source signal.
  • the above-described operation of the main control unit 300 is only an example applicable to the display device 1 , and it is of course possible to further perform other operations or to omit some of the above-described operations.
  • Image data and control signals output from the main controller 300 may be transmitted to the timing controller 500 .
  • the timing controller 500 converts the image data transmitted from the main controller 300 into image data in a form that can be processed by the driver IC 200 (refer to FIG. 4 ), and a timing required to display the image data on the display panel 11 .
  • Various control signals such as control signals can be generated.
  • the display apparatus 1 does not necessarily include the plurality of display modules 10 , in the embodiment to be described below, the display apparatus 1 including the plurality of display modules 10 is described in detail. will be described as an example.
  • FIG. 4 is a control block diagram illustrating the configuration of the display module 10 included in the display device 1 according to an embodiment
  • FIG. 5 is a display panel included in the display module 10 according to an embodiment.
  • 11 is a detailed control block diagram
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a signal transmitted to a plurality of tiled display modules 10 in the display apparatus 1 according to an embodiment.
  • each of the plurality of display modules 10-1, 10-2, ..., 10-n is a display panel 11-1, 11-2, J, 11-n that displays an image. and driver ICs 200-1, 200-2, and 200-n for driving the display panels 11-1, 11-2, and 11-n.
  • the driver ICs 200 - 1 , 200 - 2 , J and 200 -n are based on the image data transmitted from the timing controller 500 and the timing control signal to the display panels 11 - 1 , 11 - 2 , and 11 - n) It is possible to generate a driving signal to display the image.
  • the driving signals generated by the driver ICs 200-1, 200-2, J and 200-n may include a gate signal and a data signal, and the generated driving signals are generated by the display panels 11-1, 11-2, j, 11-n) is entered.
  • the display panel 11 includes a plurality of micro-pixel packages 100-1, 100-2, ..., 100-q, and a plurality of micro-pixel packages 100-1, 100-q. 2, ..., 100-q) each of the inorganic light emitting devices 120-1, 120-2, include
  • a plurality of micro-pixel packages 100-1, 100-2, Z, and 100-q are provided, but the embodiment of the display module 10 is not limited thereto.
  • a plurality of micro-pixel packages 100-1, 100-2, J, 100-q may be provided (q is an integer greater than or equal to 2), and the number of micro-pixel packages is not limited.
  • the display panel 11 may include a plurality of pixels arranged in two dimensions as described above, and each pixel may be configured with a plurality of sub-pixels to implement various colors.
  • the display device 1 is a self-luminous display device in which each pixel can emit light by itself. Accordingly, the inorganic light emitting devices 120 - 1 , 120 - 2 , and 120 -q may be disposed in each sub-pixel. That is, each of the plurality of pixels may include two or more inorganic light emitting devices 120 - 1 , 120 - 2 , Z and 120 -q.
  • Each of the inorganic light emitting devices 120-1, 120-2, j, 120-q may be driven by an AM (Active Matrix) method or a PM (Passive Matrix) method.
  • AM Active Matrix
  • PM Passive Matrix
  • each of the inorganic light emitting devices 120-1, 120-2, and 120-q includes the micro-pixel controllers 130-1, 130-2, and 130-q. may be individually controlled by the , and the micropixel controllers 130 - 1 , 130 - 2 , and 130 -q may operate based on a driving signal output from the driver IC 200 .
  • the micro-pixel packages 100 - 1 , 100 - 2 , and 100 - q may be arranged in rows and columns on the module substrate of the display module 10 . That is, the micro-pixel packages 100 - 1 , 100 - 2 , J and 100 -q may have a two-dimensional array including a plurality of rows and a plurality of columns. In this case, each of the plurality of micro-pixel packages 100 - 1 , 100 - 2 , J and 100 -q may be electrically connected to the micro pixel packages 100 disposed in the same column and adjacent rows.
  • the arrangement of certain components in the same column may include not only the case in which the components are arranged in a column that completely coincides numerically, but also a case in which the components are arranged in a column that matches within a certain error range.
  • the arrangement of certain elements in the same row may include not only a case in which the elements are arranged in a row that completely matches numerically, but also a case in which the elements are arranged in a row that matches within a certain error range. .
  • the plurality of micro-pixel packages 100-1, 100-2, j, 100-q may be two-dimensionally arranged on a module substrate (a first substrate to be described later) of the display module 10, and a plurality of Each of the micropixel packages 100 - 1 , 100 - 2 , and 100 -q may be electrically connected to a micropixel controller adjacent in the first direction.
  • the first direction may correspond to, for example, a column direction, that is, a Z-axis direction.
  • the plurality of display modules 10 - 1 , 10 - 2 , ..., 10-n may be electrically connected to the driving board 501 .
  • the display panel 11 may be connected to the FPCB through a film on which the driver IC 200 is mounted.
  • the FPCB may be connected to the driving board 501 to electrically connect the display module 10 to the driving board 501 .
  • a timing control unit 500 may be provided on the driving board 501 .
  • the driving board 501 may be referred to as a T-con board.
  • the plurality of display modules 10-1, 10-2, ..., 10-n may receive image data, a timing control signal, and the like from the driving board 501 .
  • the display device 1 may further include a main board 301 and a power board 601 .
  • the above-described main control unit 300 is provided on the main board 301 , and the power supply board 601 is provided to supply power to the plurality of display modules 10-1, 10-2, ..., 10-n.
  • a necessary power circuit may be provided.
  • the power board 601 may be electrically connected to a plurality of display modules 10-1, 10-2, ..., 10-n through an FPCB, and a plurality of display modules 10-1, connected through the FPCB
  • the power supply voltage V DD , the reference voltage V SS , and the like may be supplied to 10-2, ..., 10-n).
  • the power voltage V DD and the reference voltage V SS supplied from the power board 601 may be applied to the micro-pixel package 100 disposed on the module board through wiring of the module board.
  • the power supply voltage (V DD ) and the reference voltage (V SS ) supplied from the power board 601 are applied to the micro-pixel packages 100-1, 100-2, J, 100-P arranged in the first row. can be authorized
  • the micro-pixel packages 100-1, 100-2, J, 100-P arranged in rows other than the first row may receive a voltage from the micro-pixel packages in the previous row, and transfer the input voltage to the next row.
  • each of the plurality of micro-pixel packages 100-1, 100-2, Z, and 100-P may be disposed in the same column and may be electrically connected to the micro-pixel packages in an adjacent row through voltage wires disposed on the module substrate. have.
  • each of the plurality of micro-pixel packages 100-1, 100-2, J, 100-P includes a voltage wire electrically connected to the micro-pixel package in the previous row and a voltage wire electrically connected to the micro-pixel package in the next row, respectively. It may include an internal connection wire that electrically connects them.
  • the voltages V DD , V SS supplied from the power board 601 are provided on the module substrate and are connected to the micro-pixel packages in the previous row through voltage wires connected to the micro-pixel packages 100-1, 100-2, and V SS. , 100-P) and provided on the module board through the internal connection wiring provided inside the micro-pixel package (100-1, 100-2, , 100-P) and connected to the micro-pixel package in the next row can be output as
  • the internal connection wiring provided in the micro-pixel packages 100-1, 100-2, Z, and 100-P may have higher electron mobility due to improved wiring resistance compared to the voltage wiring provided on the module substrate.
  • the difficulty of the process may be lower in mounting the wiring on the micro-pixel package compared to mounting the wiring on the module substrate.
  • the internal connection wiring provided in the micro-pixel package may be mounted thicker than the voltage wiring provided in the module substrate, and thus electron mobility may be high.
  • each of the plurality of micro-pixel packages 100-1, 100-2, J, 100-P may be electrically connected to an adjacent micro-pixel package in the first direction through a voltage line provided on the module substrate, It may include an internal connection line electrically connecting a voltage line electrically connected to any one of the micropixel packages adjacent in the first direction and a voltage line electrically connected to the other one of the micropixel packages adjacent in the first direction.
  • Each of the plurality of micro-pixel packages 100-1, 100-2, J, 100-P applies a voltage input from one of the micro-pixel packages electrically connected through an internal connection line to another of the electrically connected micro-pixel packages. can be transmitted as one.
  • a voltage wire electrically connecting the micro-pixel packages 100-1, 100-2, and 100-P is disposed on the module substrate, and the micro-pixel package 100 -1, 100-2, J, 100-P), a part of the power wiring is provided in the micro-pixel package 100 by disposing internal connection wirings electrically connecting the voltage wirings inside.
  • the display module 10 may reduce the rate at which voltage passes through the voltage wiring of the module substrate having low electron mobility through the internal connection wiring inside the micro-pixel package 100 , and through only the voltage wiring in the module substrate Compared to the case of supplying the voltage to the pixel package 100 , the IR drop of the voltage may be minimized.
  • the display module 10 allows the plurality of micro-pixel controllers 130-1, 130-2, J, 130-q to be driven with the same voltage regardless of the distance from the power board 601, It is possible to prevent IR drop that may occur depending on the distance from the power board 601 . Voltage transfer between the micro-pixel packages 100-1, 100-2, Z, and 100-P will be described in detail later.
  • the plurality of display modules 10-1, 10-2, ..., 10-P share the driving board 501 and the power board 601, but each display module has a separate It is also possible that the driving board 501 and the power supply board 601 are connected. Alternatively, it is also possible to group a plurality of display modules 10-1, 10-2, ..., 10-P, and connect one driving board 501 and a power supply board 601 per group.
  • FIG. 6 is a view showing the display device 1 on the XY plane, so only the one-dimensional arrangement of the display modules 10-1, 10-2, ..., 10-n is shown. As a matter of course, it is also possible that the plurality of display modules 10-1, 10-2, ..., 10-n are arranged in two dimensions.
  • FIG. 7 is a diagram for conceptually explaining how each pixel is driven in the display module 10 according to an embodiment
  • FIG. 8 is a diagram for controlling a single sub-pixel in the display module 10 according to an embodiment.
  • It is a circuit diagram schematically illustrating a pixel circuit
  • FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating a change in a driving current according to a power supply voltage or a reference voltage in a pixel circuit according to an exemplary embodiment.
  • the driver IC 200 may include a scan driver 210 and a data driver 220 .
  • the scan driver 210 may output a gate signal for turning on/off the sub-pixel, and the data driver 220 may output a data signal for realizing an image.
  • some of the operations of the driver IC 200 may be performed by the micropixel controller 130 .
  • the operation of the scan driver 210 may be performed by the micropixel controller 130 .
  • the driver IC 200 may not include the scan driver 210 .
  • the driver IC 200 includes both the scan driver 210 and the data driver 220 will be described as an example for detailed description.
  • the scan driver 210 may generate a gate signal based on a control signal transmitted from the timing control unit 500 , and the data driver 220 generates a data signal based on image data transmitted from the timing control unit 500 . can do.
  • the micropixel controller 130 may include a pixel circuit 131 for individually controlling each inorganic light emitting device 120 , and a gate signal output from the scan driver 210 and output from the data driver 220 .
  • the resulting data signal may be input to the pixel circuit 131 .
  • the pixel circuit 131 is configured to drive the inorganic light emitting device 120 .
  • the driving current C D may be output.
  • the driving current C D output from the pixel circuit 131 may be input to the inorganic light emitting device 120 , and the inorganic light emitting device 120 may emit light by the input driving current C D to implement an image. have.
  • each of the micropixel controllers 130 may be electrically connected to the timing controller 500 to receive a gate signal, and the pixel circuit 131 may process the transferred gate signal.
  • the driving current C D may be output.
  • the scan driver 210 may be omitted.
  • the pixel circuit 131 may include thin film transistors TR 1 and TR 2 for switching or driving the inorganic light emitting device 120 and a capacitor C st .
  • the inorganic light emitting device 120 may be a micro LED.
  • the thin film transistors TR 1 and TR 2 may include a switching transistor TR 1 and a driving transistor TR 2 , and the switching transistor TR 1 and the driving transistor TR 2 are PMOS type transistors. can be implemented.
  • embodiments of the display module 10 and the display device 1 are not limited thereto, and the switching transistor TR 1 and the driving transistor TR 2 may be implemented as NMOS type transistors.
  • the gate electrode of the switching transistor TR 1 is connected to the scan driver 210 , the source electrode is connected to the data driver 220 , and the drain electrode is one end of the capacitor C st and the gate of the driving transistor TR 2 . connected to the electrode.
  • a power voltage V DD may be applied to the other end of the capacitor C st .
  • the power supply voltage V DD is supplied to the source electrode of the driving transistor TR 2 , and the drain electrode of the driving transistor TR 2 is connected to the anode of the inorganic light emitting device 120 .
  • a reference voltage V SS may be supplied to the cathode of the inorganic light emitting device 120 .
  • the reference voltage V SS is a voltage of a lower level than the power supply voltage V DD , and a ground voltage or the like may be used to provide a ground.
  • the pixel circuit 131 having the above-described structure may operate as follows. First, when a gate voltage V GATE is applied from the scan driver 210 to turn on the switching transistor TR 1 , the data voltage V DATA applied from the data driver 220 is applied to one end of the capacitor C st and It may be transferred to the gate electrode of the driving transistor TR 2 .
  • a voltage corresponding to the gate-source voltage V GS of the driving transistor TR 2 may be maintained for a predetermined time by the capacitor C st .
  • the driving transistor TR 2 may emit light by applying a driving current C D corresponding to the gate-source voltage V GS to the anode of the inorganic light emitting device 120 .
  • the inorganic light emitting device 120 may display a low grayscale.
  • the gate-source voltage V GS of the driving transistor TR 2 increases, and a large amount of the driving current C D is applied to the inorganic light emitting device 120 , and the inorganic The light emitting device 120 may display a high grayscale.
  • the above-described structure of the pixel circuit 131 is only an example applicable to the display module 10 according to an embodiment, and in addition to the above-described example, various circuits for switching and driving the plurality of inorganic light emitting devices 120 . structure can be applied.
  • the method of controlling the brightness of the inorganic light emitting device 120 may be controlled by one of various methods, such as a pulse amplitude modulation (PAM) method, a pulse width modulation (PWM) method, and a hybrid method combining the PAM method and the PWM method.
  • PAM pulse amplitude modulation
  • PWM pulse width modulation
  • the driving current C D supplied to the inorganic light emitting device 120 may change.
  • the power voltage V DD applied to the pixel circuit 131 of the micropixel controller 130 or the reference voltage V SS applied to the inorganic light emitting device 120 changes.
  • the driving current C D supplied to the inorganic light emitting device 120 may change even in a convergence region.
  • the driving current C D corresponding to the input data voltage V DATA . may not be supplied to the inorganic light emitting device 120 so that required luminance may not be provided, and thus mura-effects or color conversion may occur.
  • each of the micropixel controller 130 and the inorganic light emitting device 120 is electrically connected to the power board 601 to receive the power supply voltage V DD and the reference voltage V SS , the difference in the wiring length The magnitudes of the supplied power voltage V DD and the reference voltage V SS may change accordingly.
  • the wiring may be longer as the micropixel controller 130 is further away from the power board 601 , and the magnitude of the power voltage V DD supplied by an IR drop according to the self-resistance of the wiring may decrease. . Accordingly, as the distance from the power board 601 increases, the luminance of the pixel controlled by the micropixel controller 130 may decrease.
  • the display device 1 of the present invention minimizes IR drops of the power supply voltage V DD and the reference voltage V SS supplied to each of the plurality of micropixel controllers 130 disposed in the display module 10 .
  • a part of the power wiring may be formed in the micropixel package 100 or the micropixel controller 130 .
  • FIG. 11 is a diagram conceptually illustrating a relationship between a micropixel controller 130 and a pixel controlled by the micropixel controller 130 in the display module 10 according to an exemplary embodiment.
  • one micropixel controller 130 may control four pixels P1 , P2 , P3 , and P4 .
  • Controlling the pixel may mean controlling the plurality of inorganic light emitting devices 120 constituting the pixel.
  • a plurality of pixel circuits 131 for controlling the inorganic light emitting devices 120 constituting the four pixels P1 , P2 , P3 and P4 are provided on the micro substrate 132 of the micro pixel controller 130 .
  • the micro substrate 132 will be referred to as a third substrate 132 to distinguish it from the module substrate 13 (refer to FIG. 14 ) and the package substrate 110 (refer to FIG. 12 ).
  • the pixel circuit 131 switches the plurality of inorganic light emitting devices 120 constituting the pixel, and at least one of the plurality of inorganic light emitting devices 120 constituting the pixel supplies the driving current C D . It may include a thin film transistor.
  • the micropixel controller 130 is disposed on the third substrate 132 to switch the plurality of inorganic light emitting devices 120 constituting two or more pixels, and the plurality of inorganic light emitting devices constituting two or more pixels.
  • At least one thin film transistor supplying the driving current C D to 120 may be included.
  • one micropixel controller 130 includes four pixels P1 , P2 , P3 , and P4 . ) to control.
  • one micropixel controller 130 may control pixels arranged in a 2xn array or an nx2 array (n is an integer greater than or equal to 1).
  • one micropixel controller 130 is arranged in a 2x2 array. A case of controlling the four pixels P1, P2, P3, and P4 will be described as an example.
  • the third substrate 132 may be implemented as one of various materials such as a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, a PCB, an FPCB, and a cavity substrate. Since the micropixel controller 130 does not have a heat source such as an inorganic light emitting device, the type of substrate can be selected without limitation depending on the heat resistance of the material.
  • the thin film transistor formed on the third substrate 132 may be a low temperature polycrystalline silicon (LTPS) thin film transistor or an oxide thin film transistor. It is also possible that the thin film transistor is an a-Si thin film transistor or a single crystal thin film transistor. However, in the present embodiment, a case in which the thin film transistor is an LTPS thin film transistor will be described as an example for detailed description.
  • LTPS low temperature polycrystalline silicon
  • the third substrate 132 may be implemented as a silicon substrate. Since the silicon substrate has no restrictions on electron mobility compared to the glass substrate, when the third substrate 132 is implemented as a silicon substrate, the performance of the LTPS thin film transistor can be improved.
  • a circuit inspection may be performed individually for each micropixel controller 130 , and only the micropixel controller 130 determined as a good product by the circuit inspection is displayed in the display module 10 . It is possible to mount on Accordingly, compared to a case where the thin film transistor circuit is directly mounted on a module substrate (a first substrate to be described later), circuit inspection and replacement of defective products are easy.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a micro-pixel package 100 included in the display module 10 according to an embodiment
  • FIG. 13 is a micro-pixel package included in the display module 10 according to an embodiment.
  • 100) is a view showing a top surface
  • FIG. 14 is a view showing a side cross-section of a module substrate on which the micro-pixel package 100 is disposed in the display module 10 according to an embodiment
  • FIG. 15 is an embodiment
  • the micro-pixel package 100 is a view showing a top surface of the module substrate is disposed.
  • a plurality of inorganic light emitting devices 120 eg, 120R, 120G, and 120B
  • at least one micropixel controller 130 may be provided in one micropixel package 100 .
  • a plurality of inorganic light emitting devices 120 may be disposed on the top surface of the package substrate 110 of one micropixel package 100 , and at least one micropixel controller 130 is connected to the package substrate 110 . can be placed.
  • the package substrate 110 will be referred to as a second substrate 110 to distinguish it from other substrates.
  • micro-pixel controller 130 included in one micro-pixel package 100 .
  • one micro-pixel controller 130 controls four pixels, four pixels and one controlling the four pixels in one micro-pixel package 100 as in the examples of FIGS. 12 and 13 .
  • the micropixel controller 130 of Alternatively, sixteen pixels and four micro-pixel controllers 130 controlling them may be provided.
  • four pixels and one micro-pixel controller 130 for controlling the four pixels are provided in one micro-pixel package 100 as an example.
  • the plurality of inorganic light emitting devices 120 and at least one micropixel controller 130 may be electrically connected to the second substrate 110 .
  • the second substrate 110 may be implemented as one of various materials such as a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, a PCB, an FPCB, and a cavity substrate.
  • the type of the second substrate 110 is not limited, but in the following embodiments, a case in which the second substrate 110 is implemented as a glass substrate will be described as an example for detailed description.
  • the inorganic light emitting device 120 may have a flip chip structure in which a pair of electrodes are disposed on opposite surfaces of the light emitting surface of the diode.
  • the pair of electrodes may include an anode and a cathode.
  • the anode and the cathode may be respectively provided at both ends of the inorganic light emitting device 120 in the longitudinal direction (vertical direction).
  • the inorganic light emitting device 120 may be disposed such that the light emitting surface faces upward (+Y direction), and the electrode provided on the opposite surface of the light emitting surface may be electrically connected to the upper electrode pad provided on the upper surface of the second substrate 110 . have.
  • the electrical connection between the two components in this embodiment may include not only the case in which conductive materials through which electricity conducts are directly soldered, but also a case in which they are connected through separate wires or a case where a conductive adhesive is used. It is only necessary for a current to flow between the two connected components, and there is no restriction on the specific connection method.
  • Au-In junction Au-Sn junction
  • Cu pillar/SnAg bump junction Ni pillar/SnAg bump junction
  • SnAgCu, SnBi, SnAg solder ball junction, etc. can be used.
  • a conductive adhesive such as an anisotropic conductive film (ACF) or an anisotropic conductive paste (ACP) is placed between the two components and applied pressure to the direction in which the pressure is applied. current can flow.
  • ACF anisotropic conductive film
  • ACP anisotropic conductive paste
  • the pixel circuit 131 for switching and driving the inorganic light emitting device 120 is provided on a separate third substrate 132 instead of the second substrate 110 to configure the micropixel controller 130 .
  • Connection pins for electrical connection to the second substrate 110 may be provided on the third substrate 132 , and the connection pins may be electrically connected to electrode pads provided on the second substrate 110 .
  • circuit elements such as thin film transistors for switching and driving the plurality of inorganic light emitting devices 120 are provided in a separate micropixel controller 130 instead of the second substrate 110 . Therefore, it is not necessary to form circuit elements such as thin film transistors on the second substrate 110 other than electrode pads and wiring. Therefore, the second substrate 110 can be implemented as a glass substrate having excellent durability against heat generated by the inorganic light emitting device 120 , and even if the second substrate 110 is implemented as a glass substrate, the performance of the thin film transistor is not affected. .
  • circuit elements such as thin film transistors for switching and driving the plurality of inorganic light emitting devices 120 are not a module substrate (a first substrate to be described later) but a separate micropixel controller Since it is provided at 130 , it is possible to reduce a plurality of metal wires required to mount circuit elements on the module substrate, and thereby, IR drop due to interference between the plurality of metal wires can be solved.
  • the display module 10 of the present invention can reduce wiring in the module substrate compared to a case where circuit elements are directly mounted on the module substrate, thereby solving IR drop due to interference between the wirings.
  • the micropixel controller 130 may be disposed on the upper surface of the second substrate 110 and disposed in the center of a space between pixels P1 , P2 , P3 , and P4 to be controlled. .
  • the micro-pixel controller 130 may be electrically connected to the anode of each pixel P to be controlled through the anode wiring, and electrically connected to the cathode of each pixel P to be controlled through the cathode wiring. can be connected to
  • the micropixel controller 130 may not be disposed in the center of the space between the pixels P1 , P2 , P3 , and P4 , and may be electrically connected to the pixels P to be controlled. As long as it is a possible arrangement, it may be arranged without limitation.
  • the micropixel controller 130 may be disposed at positions corresponding to pixel areas of the four pixels P1 , P2 , P3 , and P4 that it controls.
  • the pixel area is an area in which each pixel is located.
  • the area including each pixel is defined as the pixel of the corresponding pixel. area can be defined.
  • the micropixel controller 130 may be disposed in one area in which the pixel areas of the four pixels P1 , P2 , P3 , and P4 controlled by the micropixel controller 130 are combined, that is, the entire pixel area PW.
  • the micropixel controller 130 may be disposed at a position corresponding to the center of the entire pixel area PW.
  • the micropixel controller 130 may be disposed on the lower surface of the second substrate 110 instead of the upper surface according to the embodiment. It may be electrically connected to the pixels P to be controlled.
  • the micropixel controller 130 is disposed on the upper surface of the first substrate 110.
  • the spacing between adjacent pixels among the plurality of pixels included in the display module 10 may be the same.
  • that certain values are the same may include not only a case in which the corresponding values are completely identical, but also a case in which the values are identical within a certain error range.
  • the pixel spacing PP between the pixels P1 , P2 , P3 , and P4 to be controlled by one micropixel controller 130 may be the same.
  • the pixel spacing PP between adjacent pixels among the pixels P1 , P2 , P3 , and P4 disposed in one micro-pixel package 100 may be the same.
  • the interval between the first pixel P1 and the second pixel P2 among the pixels P1 , P2 , P3 , and P4 disposed on the upper surface of the second substrate 110 is the first pixel P1 .
  • the fourth pixel P4 may be the same as the interval.
  • the micro-pixel package 100 may be disposed on the upper surface of the module substrate 13 as shown in FIGS. 14 and 15 .
  • the module substrate will be referred to as a first substrate.
  • the first substrate 13 may be implemented as one of various materials such as a silicon substrate, a glass substrate, a plastic substrate, a PCB, an FPCB, and a cavity substrate. Since the inorganic light emitting device 120 or the thin film transistor circuit is not directly mounted on the first substrate 13 , the type of the first substrate 13 may be selected in consideration of easiness, efficiency, and cost of a manufacturing process.
  • the plurality of inorganic light emitting devices 120 are disposed on the upper surface of the second substrate 110 of the micropixel package 100 , the lower surface of the second substrate 110 faces the first substrate 13 .
  • the micro-pixel package 100 may be disposed so that the upper surface of the report faces the upper direction (+Y direction).
  • the micro-pixel package 100 may be disposed in consideration of the entire pixel arrangement and the pixel pitch of the display module 10 .
  • M/m ( A) micropixel packages 100 may be disposed along the column direction, that is, the Z-axis direction
  • N/n (B) micropixel packages 100 may be disposed along the row direction, that is, the X-axis direction.
  • the plurality of micro-pixel packages 100 may be two-dimensionally arranged on the first substrate 13 , and the A micro-pixel packages 100 are arranged in a first direction (column direction), that is, along the Z-axis direction. is disposed, and the B micro-pixel packages 100 may be disposed along the second direction (row direction), that is, the X-axis direction.
  • the micro-pixel package 100 may be arranged in a plurality of rows and a plurality of columns on the upper surface of the first substrate 13 , and the display module 10 may be arranged in a plurality of A X B (A, B is an integer of two or more) arrangement.
  • the pixel spacing PP with pixels adjacent to the top, bottom, left, and right of one pixel in the micro-pixel package 100 may all be maintained the same.
  • the pixel spacing PP may be maintained the same even in units of the display module 10 .
  • the pixel spacing PP′ between the two pixels is a single micropixel package 100 .
  • the arrangement and spacing of the micro-pixel package 100 may be determined so as to remain the same as the pixel spacing PP within the micro-pixel package 100 .
  • the pixel spacing PP may be referred to as a pixel pitch, and in this embodiment, the pixel spacing PP is defined as indicating a distance from the center of one pixel to the center of an adjacent pixel. However, since the embodiment of the display module 10 is not limited thereto, another definition for the pixel interval PP may be applied.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating power wiring of the module substrate 13 on which the micro-pixel package 100 is disposed in the display module 10 according to an embodiment
  • FIG. 17 is a display module 10 according to an embodiment.
  • FIGS. 18 and 19 are, in the display module 10 according to an embodiment, one It is a diagram showing power wiring in the micro-pixel package 100 in a side cross-section.
  • each of the micropixel controller 130 and the inorganic light emitting device 120 is electrically connected to the power board 601 to receive the power supply voltage V DD and the reference voltage V SS , the difference in the wiring length The magnitudes of the supplied power voltage V DD and the reference voltage V SS may change accordingly.
  • the wiring may be longer as the micropixel controller 130 is further away from the power board 601 , and the magnitude of the power voltage V DD supplied by an IR drop according to the resistance of the wiring may decrease. . Accordingly, as the distance from the power board 601 increases, the luminance of the pixel controlled by the micropixel controller 130 may decrease.
  • the display device 1 of the present invention minimizes IR drops of the power supply voltage V DD and the reference voltage V SS supplied to each of the plurality of micropixel controllers 130 disposed in the display module 10 .
  • a part of the power wiring may be formed in the micro-pixel package 100 .
  • the plurality of micro-pixel packages 100 may be arranged in a plurality of rows and a plurality of columns on the first substrate 13 as described above. That is, the display module 10 may include a plurality of micro-pixel packages 100 that are two-dimensionally arranged in A rows and B columns.
  • Each of the plurality of micropixel packages 100 may receive a power voltage V DD and a reference voltage V SS , and supply the power voltage V DD to the micropixel controller 130 , and the reference voltage ( V SS ) may be supplied to the inorganic light emitting device 120 .
  • the power voltage V DD and the reference voltage V SS supplied from the power board 601 are disposed on the first board 13 through the voltage wires 15 and 17 of the first board 13 . It may be applied to the micro-pixel package 100 .
  • the power voltage V DD and the reference voltage V SS supplied from the power board 601 may be applied to the micro-pixel package 100a arranged in the first row 1600 .
  • the micro-pixel packages 100b arranged in a row 1650 other than the first row 1600 may receive voltages V DD and V SS from the micro-pixel packages 100 in the previous row, and The voltages V DD and V SS may be transferred to the micro-pixel package 100 in the next row.
  • the plurality of micro-pixel packages 100 are arranged in a first row 1600 to receive voltages V DD and V SS from the power board 601 , and the plurality of first micro-pixel packages 100a and the second A plurality of second micro-pixel packages 100b arranged in a row 1650 other than the first row 1600 and receiving voltages V DD and V SS from the micro-pixel packages 100 of the previous row may be included. .
  • the plurality of micro-pixel packages 100 receive voltages V DD and V SS from the power board 601 , and receive voltages V DD and V SS to the micro-pixel packages 100 adjacent to each other in the first direction. ) may include a plurality of first micro-pixel packages 100a transmitting the .
  • 16 and 17 show that the uppermost row of the first substrate 110 is the first row 1600 connected to the power board 601 , but this is only an embodiment, and according to the embodiment, , there is no limitation on the position of the first row 1600 , such as the row positioned at the lowest end or the row positioned at the side end may correspond to the first row 1600 depending on the connection position of the power board 601 .
  • the first row 1600 corresponds to a row positioned at the top will be described as an example.
  • the plurality of micro-pixel packages 100 may be two-dimensionally arranged on the first substrate 13 of the display module 10 , and the plurality of micro-pixel packages 100 . Each may be electrically connected to an adjacent micro-pixel controller in the first direction.
  • the first direction may correspond to, for example, a column direction, that is, a Z-axis direction.
  • Each of the plurality of micropixel packages 100 may be disposed in the same column and may be electrically connected to the micropixel packages 100 in an adjacent row through voltage wires 15 and 17 disposed on the first substrate 13 .
  • each of the plurality of micro-pixel packages 100 includes voltage wires 15 and 17 electrically connected to the micro-pixel packages 100 in the previous row and voltage wires electrically connected to the micro-pixel packages 100 in the next row ( 15 and 17 may include internal connection wires 105 and 107 electrically connecting them.
  • the internal connection wirings 105 and 107 are micro-pixels adjacent to the voltage wirings 15 and 17 electrically connected to any one of the micropixel packages 100 adjacent in the first direction among the plurality of voltage wirings in the first direction.
  • the voltage wires 15 and 17 electrically connected to the other one of the pixel packages 100 may be electrically connected.
  • the voltages V DD and V SS are provided on the first substrate 13 and are input to the micro-pixel package 100 through the voltage wires 15 and 17 connected to the micro-pixel package 100 in the previous row, , which is provided on the first substrate 13 through the internal connection wires 105 and 107 provided inside the micro-pixel package 100 and to be output to the voltage wires 15 and 17 connected to the micro-pixel package 100 in the next row.
  • each of the plurality of micro-pixel packages 100 receives voltages V DD and V SS through voltage wires 15 and 17 connected to the micro-pixel packages 100 of the previous row, and receives the input voltage ( V DD , V SS ) may be output to the voltage wires 15 and 17 connected to the micro-pixel package 100 in the next row through the internal connection wires 105 and 107 .
  • each of the plurality of micro-pixel packages 100 receives voltages V DD and V SS through voltage wires 15 and 17 connected to any one of the micro-pixel packages 100 adjacent in the first direction,
  • the input voltages V DD and V SS may be output to the voltage lines 15 and 17 connected to the other one of the micropixel packages 100 adjacent in the first direction through the internal connection lines 105 and 107 .
  • the display module 10 is disposed in each column of the plurality of micropixel packages 100 , electrically connects the micropixel packages 100 disposed in adjacent rows, and transfers a voltage between the micropixel packages 100 . It may include a plurality of voltage wirings (15, 17).
  • the plurality of voltage lines 15 and 17 may include a plurality of power supply voltage lines 15 for the power voltage V DD and a plurality of reference voltage lines 17 for the reference voltage V SS . .
  • Each of the plurality of power supply voltage wires 15 electrically connects two micropixel packages 100 disposed in the same column and disposed in adjacent rows, and a power supply voltage V DD between the two micropixel packages 100 . ) can be transmitted.
  • Each of the plurality of reference voltage wirings 17 electrically connects two micropixel packages 100 disposed in the same column and disposed in adjacent rows, and a reference voltage V ss between the two micropixel packages 100 . ) can be transmitted.
  • the plurality of voltage wires 15 and 17 may be disposed on the first substrate 13 corresponding to the module substrate, and may be electrically connected to the micropixel package 100 disposed on the upper surface of the first substrate 13 . have.
  • Each of the plurality of micro-pixel packages 100 may be disposed on the first substrate 13 and may be electrically connected to the voltage lines 15 and 17 .
  • the internal connection wirings 105 and 107 of each of the plurality of micropixel packages 100 are arranged in the same column and voltage wirings 15 and 17 electrically connected to the micropixel package 100 arranged in a previous row. can be electrically connected to
  • the internal connection wirings 105 and 107 of each of the plurality of micropixel packages 100 include voltage wirings 15 and 17 that are disposed in the same column and electrically connected to the micropixel package 100 disposed in the next row, and may be electrically connected.
  • connection wires 105 and 107 may electrically connect the voltage wires 15 and 17 connected to the micro-pixel package 100 in the previous row and the voltage wires connected to the micro-pixel package 100 in the next row. have.
  • the internal connection wiring may include a first internal connection wiring 105 through which a power voltage V DD flows and a second internal connection wiring 107 through which a reference voltage V SS flows.
  • each of the plurality of micro-pixel packages 100 is disposed in the same column and is connected to the micro-pixel package disposed in the previous row through a power supply voltage line 15a through a power supply voltage (V DD ) may be input, and the input power voltage V DD may be output to the power supply voltage line 15b connected to the micro-pixel package in the next row through the first internal connection line 105 .
  • V DD power supply voltage
  • the micropixel controller 130 may be electrically connected to the first internal connection line 105 through the voltage supply line 1005 to receive the power voltage V DD . That is, the first internal connection wiring 105 may be electrically connected to the micropixel controller 130 to transmit the power voltage V DD .
  • each of the plurality of micro-pixel packages 100 receives a reference voltage V ss through a reference voltage line 17a connected to the micro-pixel package disposed in the previous row while being disposed in the same column.
  • the input may be received and the input reference voltage V ss may be output to the reference voltage line 17b connected to the micro-pixel package in the next row through the second internal connection line 107 .
  • each of the plurality of inorganic light emitting devices 120 may be electrically connected to the second internal connection line 107 through the voltage supply line 1007 to receive the reference voltage V ss . That is, the second internal connection wiring 107 may be electrically connected to the plurality of inorganic light emitting devices 120 to transmit the reference voltage V ss .
  • the internal connection wirings 105 and 107 provided in the micropixel package 100 may have improved wiring resistance compared to the voltage wirings 15 and 17 provided in the module substrate 13 so that electron mobility may be high. Specifically, the difficulty of the process may be lower in mounting the wiring on the micro-pixel package 100 compared to mounting the wiring on the module substrate. Accordingly, the internal connection wirings 105 and 107 provided in the micropixel package 100 are compared to the voltage wirings 15 and 17 provided in the module substrate 13 as shown in FIGS. 18 and 19 . Since it may be mounted thickly, electron mobility may be high.
  • voltage wires 15 and 17 electrically connecting the micro-pixel packages 100 are disposed on the module substrate, and voltage wires 15 are disposed inside the micro-pixel package 100 . , 17), a portion of the power wiring is provided in the micro-pixel package 100 by arranging internal connection wirings 105 and 107 that electrically connect them.
  • the display module 10 determines the rate at which the voltage passes through the voltage wires 15 and 17 of the module substrate 13 having low electron mobility through the internal connection wires 105 and 107 inside the micro-pixel package 100 . This can be reduced, and the IR drop of the voltage can be minimized compared to when the voltages V DD and V SS are supplied to the micropixel package 100 through only the voltage wires 15 and 17 in the module substrate 13 .
  • the display module 10 enables the plurality of micro-pixel controllers 130 to be driven with the same voltage regardless of the distance from the power board 601 , so that IR drop can be prevented.
  • the micropixel controller 130 controls the inorganic light emitting device 120 with a constant voltage, thereby providing an intended driving current C D to the inorganic light emitting device 120 to provide the intended luminance. , and through this, luminance degradation and mura effects can be solved.
  • the display module 10 of the present invention transmits the output voltage of the micro-pixel package 100 to the micro-pixel package of the next row, so that each of the micro-pixel packages 100 is electrically connected to the power board 601 .
  • the voltage wiring (15, 17) can be shorter than usual, minimizing the IR drop.
  • 20 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the micropixel controller 130 and the inorganic light emitting device 120 constituting the display module 10 according to an embodiment.
  • the display module 10 does not include the micro-pixel package 100 , and the micro-pixel controller 130 is disposed directly on the first substrate 13 , as described above. and an inorganic light emitting device 120 .
  • the pixels P including the plurality of inorganic light emitting devices 120 may be arranged in rows and columns on the first substrate 13 corresponding to the module substrate of the display module 10 . That is, the pixels P may be disposed on the upper surface of the first substrate 13 in a two-dimensional array including M rows and N columns.
  • the micropixel controller 130 may also be arranged in a plurality of rows and columns on the first substrate 13 . That is, the micropixel controller 130 may be disposed on the first substrate 110 in a two-dimensional array including A rows and B columns.
  • the plurality of micro-pixel controllers 130 may be two-dimensionally arranged on the first substrate 13 of the display module 10 , and each of the plurality of micro-pixel controllers 130 includes micro-pixel controllers adjacent to each other in the first direction. It may be electrically connected to the pixel controller.
  • the first direction may correspond to, for example, a column direction, that is, a Z-axis direction.
  • the micropixel controller 130 is disposed on the upper surface of the first substrate 110 to control the space between the pixels P1 , P2 , P3 , and P4 to be controlled. It can be placed in the center.
  • the micropixel controller 130 may be electrically connected to the anode of each pixel P to be controlled through the anode wiring, and electrically connected to the cathode of each pixel P to be controlled through the cathode wiring. can be connected to
  • the micropixel controller 130 may not be disposed in the center of the space between the pixels P1 , P2 , P3 , and P4 , but may be arranged in rows and columns to control the pixels P ), as long as it is an arrangement that can be electrically connected to, it can be arranged without limitation.
  • the micropixel controller 130 may be disposed at positions corresponding to pixel areas of the four pixels P1 , P2 , P3 , and P4 that it controls.
  • the pixel area is an area in which each pixel is located.
  • the active area of the display panel 11 is divided into the same arrangement (MxN) as the arrangement of pixels, the area including each pixel is defined as the pixel of the corresponding pixel.
  • the micropixel controller 130 may be disposed in one area in which the pixel areas of the four pixels P1 , P2 , P3 , and P4 controlled by the micropixel controller 130 are combined, that is, the entire pixel area PW.
  • the micropixel controller 130 may be disposed at a position corresponding to the center of the entire pixel area PW.
  • the micropixel controller 130 may be disposed on the lower surface of the first substrate 13 instead of the upper surface. It may be electrically connected to the pixels P to be controlled.
  • the micropixel controller 130 is disposed on the upper surface of the first substrate 13 will be described.
  • the spacing between adjacent pixels among the plurality of pixels included in the display panel 11 may be the same.
  • that certain values are the same may include not only a case in which the corresponding values are completely identical, but also a case in which the values are identical within a certain error range.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating power wiring of the module substrate 13 on which the micro-pixel controller 130 is disposed in the display module 10 according to an embodiment
  • FIG. 22 is the display module 10 according to an embodiment.
  • FIG. 23 is a display module 10 according to an embodiment, one micropixel controller It is a diagram showing the power wiring at 130 in a side cross-section.
  • the plurality of micropixel controllers 130 may be arranged in a plurality of rows and a plurality of columns on the first substrate 13 as described above. That is, the display module 10 may include a plurality of micropixel controllers 130 that are two-dimensionally arranged in A rows and B columns.
  • the plurality of micropixel controllers 130 may be two-dimensionally arranged on the first substrate 13 , and the A number of micropixel controllers 130 follow the first direction (column direction), that is, the Z-axis direction. is disposed, and the B micropixel controllers 130 may be disposed along the second direction (row direction), that is, the X-axis direction.
  • Each of the plurality of micropixel controllers 130 may receive a power voltage V DD and a reference voltage V SS , and supply the power voltage V DD to the pixel circuit 131 , and the reference voltage V SS ) may be supplied to the inorganic light emitting device 120 .
  • the power voltage V DD and the reference voltage V SS supplied from the power board 601 are disposed on the first board 13 through the voltage wires 15 and 17 of the first board 13 . It may be applied to the micro-pixel controller 130 .
  • the power voltage V DD and the reference voltage V SS supplied from the power board 601 may be applied to the micropixel controller 130a arranged in the first row 2100 .
  • the micropixel controller 130b arranged in a row 2150 other than the first row 2100 may receive the voltages V DD and V SS from the micropixel controller 130 in the previous row, and The voltages V DD and V SS may be transferred to the micropixel controller 130 of the next row.
  • the plurality of micropixel controllers 130 are arranged in a first row 2100 and receive voltages V DD and V SS from the power board 601 , and the plurality of first micropixel controllers 130a and the second A plurality of second micropixel controllers 130b arranged in a row 2150 other than the first row 2100 and receiving voltages V DD and V SS from the micropixel controller 130 of the previous row may be included. .
  • the plurality of micropixel controllers 130 receive voltages V DD and V SS from the power board 601 , and transmit voltages V DD and V SS to the micropixel controller 130 adjacent in the first direction. .
  • the row positioned at the uppermost end of the first substrate 110 is the first row 2100 connected to the power board 601 , but this is only one embodiment, and according to the embodiment, , there is no limitation on the position of the first row 2100 , such as the row positioned at the lowest end or the row positioned at the side end may correspond to the first row 2100 depending on the connection position of the power board 601 .
  • the first row 2100 corresponds to a row positioned at the top will be described as an example.
  • Each of the plurality of micropixel controllers 130 may be disposed in the same column and may be electrically connected to the micropixel controllers 130 in an adjacent row through voltage wires 15 and 17 disposed on the first substrate 13 .
  • the plurality of micro-pixel controllers 130 may be two-dimensionally arranged on the first substrate 13 of the display module 10 , and each of the plurality of micro-pixel controllers 130 includes micro-pixel controllers adjacent to each other in the first direction. It may be electrically connected to the pixel controller.
  • the first direction may correspond to, for example, a column direction, that is, a Z-axis direction.
  • each of the plurality of micropixel controllers 130 connects between the voltage wires 15 and 17 electrically connected to the micropixel controller in the previous row and the voltage wires 15 and 17 electrically connected to the micropixel controller in the next row. It may include internal connection wires 105 and 107 for electrically connecting them.
  • the voltages V DD and V SS are provided on the first substrate 13 and are input to the micropixel controller 130 through voltage wires 15 and 17 connected to the micropixel controller 130 in the previous row. , may be provided on the first substrate 13 through the internal connection wires 105 and 107 provided inside the micropixel controller 130 and may be output to the voltage wires 15 and 17 connected to the micropixel controller in the next row.
  • each of the plurality of micropixel controllers 130 receives voltages V DD and V SS through voltage wires 15 and 17 connected to the micropixel controllers of the previous row, and receives the input voltages V DD , V SS ) may be output to the voltage wires 15 and 17 connected to the micropixel controller in the next row through the internal connection wires 105 and 107 .
  • Each of the plurality of micropixel controllers 130 may be electrically connected to the micropixel controller 130 adjacent in the first direction through a voltage line provided on the first substrate 13 , and the micropixel controllers adjacent in the first direction An internal connection line electrically connecting a voltage line electrically connected to any one of 130 and a voltage line electrically connected to the other one of the micropixel controllers 130 adjacent in the first direction.
  • Each of the plurality of micropixel controllers 130 may transmit a voltage input from one of the micropixel controllers 130 electrically connected to the other one of the micropixel controllers 130 electrically connected through an internal connection line.
  • the display module 10 is disposed in each column of the plurality of micropixel controllers 130 , electrically connects the micropixel controllers disposed in adjacent rows, and transfers a voltage between the micropixel controllers 130 . Voltage wires 15 and 17 may be included.
  • the plurality of voltage lines 15 and 17 may include a plurality of power supply voltage lines 15 for the power voltage V DD and a plurality of reference voltage lines 17 for the reference voltage V SS . .
  • Each of the plurality of power supply voltage wires 15 electrically connects two micropixel controllers 130 disposed in the same column and disposed in adjacent rows, and a power supply voltage V DD between the two micropixel controllers 130 . ) can be transmitted.
  • Each of the plurality of reference voltage wires 17 electrically connects two micropixel controllers 130 disposed in the same column and disposed in adjacent rows, and a reference voltage V ss between the two micropixel controllers 130 . ) can be transmitted.
  • the plurality of voltage wires 15 and 17 may be disposed on the first substrate 13 corresponding to the module substrate, and may be electrically connected to the micropixel controller 130 disposed on the upper surface of the first substrate 13 . have.
  • Each of the plurality of micropixel controllers 130 may be disposed on the first substrate 13 and may be electrically connected to the voltage lines 15 and 17 .
  • the internal connection wirings 105 and 107 of each of the plurality of micropixel controllers 130 are arranged in the same column and electrically connected to the voltage wirings 15 and 17 electrically connected to the microcontroller arranged in the previous row.
  • the internal connection wires 105 and 107 of each of the plurality of micropixel controllers 130 may be electrically connected to voltage wires 15 and 17 that are disposed in the same column and electrically connected to the micropixel controllers disposed in the next row.
  • the internal connection wirings 105 and 107 are connected to the voltage wirings 15 and 17 electrically connected to any one of the micropixel controllers 130 adjacent in the first direction among the plurality of voltage wirings and the micropixels adjacent in the first direction.
  • the voltage wires 15 and 17 electrically connected to the other one of the pixel controllers 130 may be electrically connected.
  • connection wires 105 and 107 can electrically connect the voltage wires 15 and 17 connected to the micropixel controller 130 in the previous row and the voltage wires connected to the micropixel controller 130 in the next row. have.
  • the internal connection wirings 105 and 107 may include a first internal connection wiring 105 through which a power voltage V DD flows and a second internal connection wiring 107 through which a reference voltage V SS flows.
  • each of the plurality of micropixel controllers 130 receives voltages V DD and V SS through voltage wires 15 and 17 connected to any one of the micropixel controllers adjacent in the first direction, and receives the input voltage.
  • V DD , V SS may be output to the voltage wires 15 and 17 connected to the other one of the micropixel controllers adjacent in the first direction through the internal connection wires 105 and 107 .
  • each of the plurality of micropixel controllers 130 receives a power supply voltage V DD through a power supply voltage line 15a connected to the microcontroller arranged in the previous row while being arranged in the same column.
  • the input may be received and the input power voltage V DD may be output to the power voltage line 15b connected to the micropixel controller 130 in the next row through the first internal connection line 105 .
  • each of the plurality of micropixel controllers 130 receives a reference voltage V ss through a reference voltage line 17a connected to the micropixel controller disposed in the previous row while being disposed in the same column.
  • the input may be received and the input reference voltage V ss may be output to the reference voltage line 17b connected to the micropixel controller in the next row through the second internal connection line 107 .
  • the first internal connection wiring 105 may be electrically connected to the pixel circuit (at least one thin film transistor) 131 to supply the power voltage V DD to the pixel circuit 131 .
  • the second internal connection wiring 107 may be electrically connected to the cathode wiring to supply the reference voltage V SS to the cathode of the inorganic light emitting device 120 .
  • the internal connection wirings 105 and 107 provided in the micropixel controller 130 have improved wiring resistance compared to the voltage wirings 15 and 17 provided in the module board 13 , so that electron mobility may be high. Specifically, the difficulty of the process may be lower in mounting the wiring on the micropixel controller 130 compared to mounting the wiring on the module substrate. Accordingly, as shown in FIG. 23 , the internal connection wires 105 and 107 provided in the micropixel controller 130 may be mounted thicker than the voltage wires 15 and 17 provided on the module board 13 . Therefore, the electron mobility may be high.
  • voltage wires 15 and 17 electrically connecting the micro-pixel controllers 130 are disposed on the module substrate, and voltage wires 15 are disposed inside the micro-pixel controller 130 . , 17), a part of the power wiring is provided in the micropixel controller 130 by disposing the internal connection wirings 105 and 107 that electrically connect them.
  • the display module 10 determines the rate at which the voltage passes through the voltage wires 15 and 17 of the module substrate 13 with low electron mobility through the internal connection wires 105 and 107 inside the micropixel controller 130 . This can be reduced, and the IR drop of the voltage can be minimized compared to when the voltages V DD and V SS are supplied to the micropixel controller 130 through only the voltage wires 15 and 17 in the module substrate 13 .
  • the display module 10 enables the plurality of micro-pixel controllers 130 to be driven with the same voltage regardless of the distance from the power board 601 , so that IR drop can be prevented.
  • the micropixel controller 130 controls the inorganic light emitting device 120 with a constant voltage, thereby providing an intended driving current C D to the inorganic light emitting device 120 to provide the intended luminance. , and through this, luminance degradation and mura effects can be solved.
  • the display module 10 of the present invention transmits the output voltage of the micropixel controller 130 to the micropixel controller 130 of the next row, so that each of the micropixel controllers 130 is connected to the power board 601 and the power supply board 601 .
  • the IR drop can be minimized by making the voltage wires (15, 17) shorter than when electrically connected.
  • 24 is a diagram illustrating an example of a method in which a plurality of display modules 10 are coupled to a housing in the display device 1 according to an embodiment.
  • the plurality of display modules 10 may be arranged in a two-dimensional matrix and fixed to the housing 20 .
  • a plurality of display modules 10 may be installed in a frame 21 positioned below the frame 21 , and a portion of the frame 21 corresponding to the plurality of display modules 10 is opened. It may have a two-dimensional mesh (mesh) structure.
  • the openings 21H may have the same arrangement as the plurality of display modules 10 .
  • the plurality of display modules 10 may be mounted on the frame 21 using magnetic force by a magnet, coupled by a mechanical structure, or adhered by an adhesive. There is no limitation on the manner in which the display module 10 is mounted on the frame 21 .
  • the driving board 501 , the main board 301 , and the power board 601 may be disposed under the frame 21 , and may be connected to the plurality of display modules 10 through the opening 21H formed in the frame 21 . Each may be electrically connected.
  • a lower cover 22 is coupled to a lower portion of the frame 21 , and the lower cover 22 may form a lower surface of the display device 1 .
  • the display module 10 is arranged in two dimensions is taken as an example, but it is of course also possible that the display module 10 is arranged in one dimension, and in this case, the structure of the frame 21 is also a one-dimensional mesh structure can be transformed.
  • the display device 1 of the present invention may implement a large-area screen by tiling a plurality of display modules 10 and fixing the plurality of display modules 10 to the housing 20 .
  • the display device 1 of the present invention provides a power supply voltage wire 15 for transmitting the power voltage V DD and the reference voltage V SS than when applying the original plate for realizing a large-area screen.
  • the reference voltage wiring 17 can be designed to be short, IR drop generated in proportion to the wiring length can be minimized.
  • FIG. 25 is a flowchart of a method of manufacturing the display module 10 according to an embodiment
  • FIGS. 26 to 31 are views illustrating the display module 10 provided by some steps shown in FIG. 25 .
  • connection lines 105 and 107 are formed on the package substrate ( 2510 ).
  • the package substrate refers to the second substrate 110 described above, and the internal connection wires 105 and 107 may be formed inside the second substrate 110 .
  • a layer of a metal material such as copper is formed on the second substrate 110 , a photolithography process including processes such as application, exposure, and development of a photosensitive material, and etching to selectively remove unnecessary portions
  • the internal connection wirings 105 and 107 may be formed on the second substrate 110 through an etching process.
  • the internal connection wirings 105 and 107 may be formed on the upper surface, the lower surface, or the side surface of the second substrate 110 .
  • the internal connection wirings 105 and 107 may include a first internal connection wiring 105 through which the power voltage V DD flows, and a second internal connection wiring 107 through which the reference voltage V SS flows. have.
  • 26 is a view showing a side surface of the second substrate 110 on which the internal connection wirings 105 and 107 are formed.
  • the first internal connection wiring 105 for the power supply voltage V DD and the second internal connection wiring for the reference voltage V SS are provided on the second substrate 110 by the above-described process. (107) can be formed.
  • electrode pads to which the inorganic light emitting device 120 and the micropixel controller 130 may be electrically connected may be formed on the second substrate 110 .
  • the inorganic light emitting device 120 and the micropixel controller 130 may be disposed on the package substrate on which the interconnection wiring is formed.
  • the inorganic light emitting device 120 may be a micro LED.
  • the micro LED on the wafer or the temporary substrate may be picked up by a transfer mechanism and transferred to the second substrate 110 .
  • the inorganic light emitting device 120 may be transferred such that the anode and the cathode face the upper surface of the second substrate 110 .
  • the transfer method any of known techniques such as a method using a laser, a method using a stamp, and a method using a roller may be employed.
  • a soldering material or a conductive adhesive may be disposed or applied on the electrode pad formed on the upper surface of the second substrate 110 according to a connection method between the inorganic light emitting device 120 and the electrode pad.
  • An electrode pad to which the micropixel controller 130 may be electrically connected may be formed on the upper surface of the second substrate 110 corresponding to the package substrate.
  • the micropixel controller 130 may be disposed on the electrode pad to be electrically connected to the second substrate 110 .
  • the micro-pixel controller 130 is formed with a pixel circuit 131 for controlling the inorganic light emitting device 120 on the second substrate 110 .
  • the structure and operation of the micro-pixel controller 130 are described above in the embodiment of the display module 10 . same as described in
  • a circuit inspection may be individually performed, and only the micropixel controller 130 determined as a good product by the circuit inspection may be performed on the second substrate ( 110) is possible. Therefore, compared to the case where the thin film transistor circuit is directly mounted on the module substrate, circuit inspection and replacement of defective products are easy.
  • FIG. 27 is a view illustrating a side surface of the second substrate 110 to which the inorganic light emitting device 120 and the micropixel controller 130 are transferred.
  • the inorganic light-emitting device 120 and the micro-pixel controller 130 By transferring the inorganic light-emitting device 120 and the micro-pixel controller 130 to the upper surface of the second substrate 110 on which a soldering material or a conductive adhesive is disposed or applied, the anode and the cathode of the inorganic light-emitting device 120 and the micro-pixel controller
  • the connection pin 130 may be electrically connected to the electrode pad of the second substrate 110 .
  • a voltage supply wiring 1005 electrically connecting the voltage supply wiring 1005 and a voltage supply wiring 1007 electrically connecting the second internal connection wiring 107 and the inorganic light emitting device 120 may be formed.
  • wiring and electrode pads are formed on the module substrate ( 2530 ).
  • the module substrate refers to the first substrate 13 described above, and the wiring and electrode pads may be formed on both the upper and lower surfaces of the first substrate 13 .
  • a layer of a metal material such as copper is formed on the upper surface of the first substrate 13 , and a photolithography process including processes such as application, exposure, and development of a photosensitive material and an unnecessary portion are selectively removed
  • Wiring and electrode pads may be formed on the first substrate 13 through an etching process.
  • a plurality of voltage lines 15 and 17 may be formed on the upper surface of the first substrate 13 .
  • the plurality of voltage wires 15 and 17 are arranged in a plurality of rows and columns to electrically connect between the micro-pixel packages 100 to be arranged in a plurality of rows and columns, so that the micro-pixel package 100 is It may be formed between the package electrode pads 19 to be arranged.
  • each of the plurality of voltage wires 15 and 17 may be formed between two adjacent package electrode pads 19 while being disposed in the same column.
  • the plurality of voltage wires 15 and 17 may include a plurality of power supply voltage wires 15 for the power voltage V DD and a plurality of reference voltage wires 17 for the reference voltage V SS .
  • a micro-pixel package may be disposed on the upper surface of the module substrate ( 2540 ).
  • package electrode pads 19 to which the micro-pixel package 100 may be electrically connected may be arranged in a plurality of rows and a plurality of columns.
  • the micro-pixel package 100 may be disposed on the package electrode pad 19 to be electrically connected to the first substrate 13 .
  • the micropixel package 100 is connected to the first substrate 13 by electrically connecting the lower electrode pad provided on the micropixel package 100 and the package electrode pad 19 formed on the upper surface of the first substrate 13 .
  • the lower electrode pad and the package electrode pad 19 may be electrically connected by soldering or a conductive adhesive.
  • 29 is a view showing a top surface of the first substrate 13 on which the micro-pixel package 100 is disposed. 29 , the plurality of micro-pixel packages 100 may be arranged on the upper surface of the first substrate 13 in a two-dimensional array including a plurality of rows and a plurality of columns.
  • the plurality of micro-pixel packages 100 may be two-dimensionally arranged on the first substrate 13 , and the A micro-pixel packages 100 are arranged in a first direction (column direction), that is, along the Z-axis direction. is disposed, and the B micro-pixel packages 100 may be disposed along the second direction (row direction), that is, the X-axis direction.
  • the plurality of micro-pixel packages 100 may be two-dimensionally arranged on a module substrate (a first substrate to be described later) of the display module 10 , and each of the plurality of micro-pixel packages 100 may be arranged in a first direction. can be electrically connected to an adjacent micro-pixel controller.
  • the first direction may correspond to, for example, a column direction, that is, a Z-axis direction.
  • the internal connection wires 105 and 107 of each of the plurality of micro-pixel packages 100 are electrically connected to the voltage wires 15 and 17 electrically connected to the micro-pixel packages in the previous row and the micro-pixel packages in the next row. It may be electrically connected to the voltage lines 15 and 17 .
  • connection wires 105 and 107 may electrically connect the voltage wires 15 and 17 connected to the micro-pixel package in the previous row and the voltage wire connected to the micro-pixel package in the next row.
  • the internal connection wirings 105 and 107 may include a first internal connection wiring 105 through which a power voltage V DD flows and a second internal connection wiring 107 through which a reference voltage V SS flows.
  • each of the plurality of micro-pixel packages 100 may be electrically connected to the micro-pixel package adjacent in the first direction through a voltage line provided on the module substrate, and may be connected to any one of the micro-pixel packages adjacent in the first direction. It may include an internal connection line electrically connecting the voltage line electrically connected to the voltage line electrically connected to another one of the micropixel packages adjacent in the first direction. Each of the plurality of micro-pixel packages 100 may transmit a voltage input from one of the micro-pixel packages electrically connected through an internal connection line to the other of the electrically connected micro-pixel packages.
  • each of the plurality of micropixel packages 100 receives the power supply voltage V DD through the power supply voltage line 15a connected to the micropixel package disposed in the previous row while being disposed in the same column, and receiving the input power voltage (V DD ) may be output to the power supply voltage line 15b connected to the micro-pixel package in the next row through the first internal connection line 105 .
  • the micropixel controller 130 may be electrically connected to the first internal connection line 105 through the voltage supply line 1005 to receive the power voltage V DD . That is, the first internal connection wiring 105 may be electrically connected to the micropixel controller 130 to transmit the power voltage V DD .
  • each of the plurality of micro-pixel packages 100 receives a reference voltage V ss through a reference voltage line 17a connected to the micro-pixel package disposed in the previous row while being disposed in the same column, and receiving the input reference voltage ( V ss ) may be output to the reference voltage line 17b connected to the micro-pixel package in the next row through the second internal connection line 107 .
  • each of the plurality of inorganic light emitting devices 120 may be electrically connected to the second internal connection line 107 through the voltage supply line 1007 to receive the reference voltage V ss . That is, the second internal connection wiring 107 may be electrically connected to the plurality of inorganic light emitting devices 120 to transmit the reference voltage V ss .
  • the driver IC 200 is connected to the module board ( 2550 ).
  • the driver IC 200 employs one of various bonding methods such as COF (Chip on Film) or FOG (Film on Glass) bonding, COG (Chip on Glass) bonding, TAB (Tape Automated Bonding), etc. can be connected to
  • FIG. 30 is a view showing a side cross-section of the first substrate 13 to which the driver IC 200 is connected.
  • the driver IC 200 is mounted on the film 201 , and one end of the film 201 on which the driver IC 200 is mounted is removed. 1 may be electrically connected to the substrate 13 .
  • one end of the film 201 on which the driver IC 200 is mounted may be electrically connected to the lower wiring pad 14 provided on the lower surface of the first substrate 13 , and the driver IC 200 is mounted thereon.
  • the lower electrode pad 14 electrically connected to the film 201 may be connected to the upper wiring on which the micro-pixel package 100 is disposed through a by-hole wiring or a side wiring.
  • the micro-pixel package 100 may receive a gate signal and a data signal from the driver IC 200 through a corresponding upper wiring.
  • the FPCB is connected to the module board ( 2560 ).
  • FIG. 31 is a view showing a side cross-section of the first substrate 13 to which the FPCB 205 is connected.
  • the other end of the film 201 on which the driver IC 200 is mounted may be electrically connected to the FPCB 205 .
  • the FPCB 205 connected to the film 201 on which the driver IC 200 is mounted is electrically connected to the driving board 501 to transmit timing control signals and image data output from the driving board 501 to the driver IC 200 . can be forwarded to
  • the first substrate 13 may be connected to an FPCB for receiving power, and the FPCB for supplying power is electrically connected to the power board 601 to obtain a power supply voltage (V DD ) or a reference voltage (V SS ). It may be supplied to the micropixel controller 130 or the inorganic light emitting device 120 .
  • the power board 601 may be electrically connected to the first substrate 110 through the FPCB, and may be electrically connected to the micro-pixel package 100 in the first row 1600 arranged on the first substrate 13 and the wiring. It may be connected to supply a power supply voltage (V DD ) and a reference voltage (V SS ).
  • the method of manufacturing the display module 10 may include not only all of the above-described processes, but also some processes. Alternatively, another process may be further added.
  • the method of manufacturing the display module 10 may omit manufacturing the micropixel package 100 , and may include disposing a part of the power wiring in the micropixel controller 130 . have.
  • the internal connection wirings 15 and 17 are formed in the micropixel controller 130 , and the voltage wirings 15 and 17 are formed on the module substrate 13 .
  • arrange the inorganic light emitting device 120 on the module substrate 13 and the micropixel controller 130 on the module substrate 13, connect the driver IC 200, and connect the FPCB 205 may include
  • the disclosed embodiments may be implemented in the form of a recording medium storing instructions executable by a computer. Instructions may be stored in the form of program code, and when executed by a processor, may create a program module to perform the operations of the disclosed embodiments.
  • the recording medium may be implemented as a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes any type of recording medium in which instructions readable by the computer are stored. For example, there may be read only memory (ROM), random access memory (RAM), magnetic tape, magnetic disk, flash memory, optical data storage, and the like.
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • magnetic tape magnetic tape
  • magnetic disk magnetic disk
  • flash memory optical data storage, and the like.

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Abstract

디스플레이 모듈은 복수의 마이크로 픽셀 패키지 및 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 전압 배선을 포함하고, 복수의 마이크로 픽셀 패키지 각각은 제2 기판의 상면에 배치되는 복수의 무기 발광 소자, 제2 기판에 배치되고, 복수의 무기 발광 소자를 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러 및 제2 기판에 배치되고, 복수의 전압 배선 중, 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 제1 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 제1 전압 배선과 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 제2 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 제2 전압 배선을 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선을 포함한다.

Description

디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 그 제조방법
본 발명은 무기 발광 소자를 이용하여 영상을 구현하는 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 각각의 픽셀이 스스로 빛을 내는 자발광 디스플레이와 별도의 광원을 필요로 하는 수발광 디스플레이로 구분할 수 있다.
LCD(Liquid Crystal Display)는 대표적인 수발광 디스플레이로서, 디스플레이 패널의 후방에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛, 빛을 통과/차단시키는 스위치 역할을 하는 액정층, 공급된 빛을 원하는 색으로 바꿔주는 컬러필터 등을 필요로 하기 때문에 구조적으로 복잡하고 얇은 두께를 구현하는데 한계가 있다.
반면에, 픽셀마다 발광 소자를 구비하여 각각의 픽셀이 스스로 빛을 내는 자발광 디스플레이는 백라이트 유닛, 액정층 등의 구성요소가 필요 없고, 컬러 필터도 생략할 수 있기 때문에 구조적으로 단순하여 높은 설계 자유도를 가질 수 있다. 또한, 얇은 두께를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 명암비, 밝기 및 시야각을 구현할 수 있다.
자발광 디스플레이 중 마이크로 LED 디스플레이는 평판 디스플레이 중 하나로 크기가 100 마이크로미터 내외인 복수의 LED로 구성되어 있다. 백라이트가 필요한 LCD에 비해 마이크로 LED 디스플레이는 우수한 대비, 응답 시간 및 에너지 효율을 제공할 수 있다.
또한, 무기 발광 소자인 마이크로 LED는 유기물을 보호하기 위해 별도의 봉지층(encapsulation layer)이 필요한 OLED보다 더 밝고 발광 효율이 우수하며 수명이 더 길다.
전원 배선의 일부를 마이크로 픽셀 컨트롤러 또는 마이크로 픽셀 패키지에 형성함으로써, 모듈 기판에 전원 배선을 형성하는 경우와 대비하여 저항이 개선된 전원 배선을 제공하고, IR 드롭을 최소화하는 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 모듈의 제조 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 모듈은, 복수의 픽셀; 제1 기판; 상기 제1 기판의 상면에 배열되는 복수의 마이크로 픽셀 패키지; 및 상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 중 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 전압 배선;을 포함하고, 상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 각각은, 제2 기판; 상기 제2 기판의 상면에 배치되는 복수의 무기 발광 소자; 상기 제2 기판에 배치되고, 상기 복수의 무기 발광 소자를 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러; 및 상기 제2 기판에 배치되고, 상기 복수의 전압 배선 중, 상기 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 제1 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 제1 전압 배선과 상기 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 제2 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 제2 전압 배선을 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선;을 포함한다.
상기 복수의 전압 배선 각각은, 상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 사이에서 전압을 전달할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 각각은, 상기 제1 전압 배선을 통하여 전압을 입력 받고, 입력된 전압을 상기 내부 연결 배선을 통하여 상기 제2 전압 배선으로 출력할 수 있다.
상기 내부 연결 배선은, 상기 복수의 전압 배선에 비하여 전자 이동도가 높을 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지는, 전원 보드로부터 전압을 입력 받고, 전압 배선을 통하여 상기 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지로 전압을 전달하는 복수의 제1 마이크로 픽셀 패키지; 및 상기 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 패키지;를 포함할 수 있다.
상기 내부 연결 배선은, 상기 복수의 무기 발광 소자 및 상기 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 어느 하나로부터 입력된 전압을 상기 복수의 무기 발광 소자 및 상기 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각으로 전달할 수 있다.
상기 내부 연결 배선은, 전원 전압이 흐르는 제1 내부 연결 배선; 및 기준 전압이 흐르는 제2 내부 연결 배선;을 포함하고, 상기 제1 내부 연결 배선은, 상기 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 상기 전원 전압을 전달하고, 상기 제2 내부 연결 배선은, 상기 복수의 무기 발광 소자와 전기적으로 연결되어 상기 기준 전압을 전달할 수 있다.
상기 복수의 픽셀 각각은, 상기 복수의 무기 발광 소자 중 둘 이상의 무기 발광 소자로 이루어지고, 상기 복수의 무기 발광 소자는, 상기 복수의 픽셀 중 둘 이상의 픽셀을 구성할 수 있다.
상기 마이크로 픽셀 컨트롤러는, 제3기판; 및 상기 제3기판에 배치된 적어도 하나의 박막 트랜지스터;를 포함하고, 상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터는, 상기 복수의 무기 발광 소자를 스위칭하고 상기 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 복수의 픽셀을 포함하는 복수의 디스플레이 모듈; 및 상기 복수의 디스플레이 모듈을 지지하는 프레임;을 포함하고, 상기 복수의 디스플레이 모듈 각각은, 제1 기판; 상기 제1 기판의 상면에 배열되는 복수의 마이크로 픽셀 패키지; 및 상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 중 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 전압 배선;을 포함하고, 상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 각각은, 제2 기판; 상기 제2 기판의 상면에 배치되는 복수의 무기 발광 소자; 상기 제2 기판에 배치되고, 상기 복수의 무기 발광 소자를 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러; 및 상기 제2 기판에 배치되고, 상기 복수의 전압 배선 중, 상기 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 제1 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 제1 전압 배선과 상기 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 제2 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 제2 전압 배선을 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선;을 포함 한다.
상기 복수의 전압 배선 각각은, 상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 사이에서 전압을 전달할 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 각각은, 상기 제1 전압 배선을 통하여 전압을 입력 받고, 입력된 전압을 상기 내부 연결 배선을 통하여 상기 제2 전압 배선으로 출력할 수 있다.
상기 내부 연결 배선은, 상기 복수의 전압 배선에 비하여 전자 이동도가 높을 수 있다.
상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지는, 전원 보드로부터 전압을 입력 받고, 전압 배선을 통하여 상기 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지로 전압을 전달하는 복수의 제1 마이크로 픽셀 패키지; 및 상기 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 패키지;를 포함할 수 있다.
상기 내부 연결 배선은, 상기 복수의 무기 발광 소자 및 상기 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 어느 하나로부터 입력된 전압을 상기 복수의 무기 발광 소자 및 상기 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각으로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 모듈 및 디스플레이 장치에 의하면, 전원 배선의 일부를 마이크로 픽셀 컨트롤러 또는 마이크로 픽셀 패키지에 형성함으로써, 모듈 기판에 전원 배선을 형성하는 경우와 대비하여 저항이 개선된 전원 배선을 제공하고, IR 드롭을 최소화할 수 있다.
도 1 은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 예시를 나타낸 사시도이다.
도 2 는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 단위 모듈을 구성하는 픽셀 배열의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제어 블록도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 포함되는 디스플레이 모듈의 구성이 구체화된 제어 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 포함되는 디스플레이 패널의 구성이 구체화된 제어 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서, 타일링된 복수의 디스플레이 모듈에 전달되는 신호의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에서 각각의 픽셀이 구동되는 방식을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에서 단일 서브 픽셀을 제어하는 픽셀 회로를 간략하게 도시한 회로도이다.
도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 픽셀 회로에서 전원 전압 또는 기준 전압에 따른 구동 전류의 변화를 도시한 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에서 마이크로 픽셀 컨트롤러와 마이크로 픽셀 컨트롤러에 의해 제어되는 픽셀의 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 포함되는 마이크로 픽셀 패키지의 측단면을 나타낸 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 포함되는 마이크로 픽셀 패키지의 상면을 나타낸 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 있어서, 마이크로 픽셀 패키지가 배치된 모듈 기판의 측단면을 나타낸 도면이다.
도 15는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 있어서, 마이크로 픽셀 패키지가 배치된 모듈 기판의 상면을 나타낸 도면이다.
도 16은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 있어서, 마이크로 픽셀 패키지가 배치된 모듈 기판의 전원 배선을 나타낸 도면이다.
도 17은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 있어서, 마이크로 픽셀 패키지가 배치된 모듈 기판의 전원 배선을 측단면에서 나타낸 도면이다.
도 18 및 도 19는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 있어서, 하나의 마이크로 픽셀 패키지에서의 전원 배선을 측단면에서 나타낸 도면이다.
도 20은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 구성하는 마이크로 픽셀 컨트롤러와 무기 발광 소자의 배열의 예시를 나타낸 도면이다.
도 21은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 있어서, 마이크로 픽셀 컨트롤러가 배치된 모듈 기판의 전원 배선을 나타낸 도면이다.
도 22는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 있어서, 마이크로 픽셀 컨트롤러가 배치된 모듈 기판의 전원 배선을 측단면에서 나타낸 도면이다.
도 23은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 있어서, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러에서의 전원 배선을 측단면에서 나타낸 도면이다.
도 24는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치에 있어서 복수의 디스플레이 모듈이 하우징에 결합되는 방식의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 25는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈의 제조 방법에 대한 순서도이다.
도 26, 도 27, 도 28, 도 29, 도 30 및 도 31은 도 25에 도시된 일부 단계들에 의해 제도되는 디스플레이 모듈을 나타낸 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA(field-programmable gate array) / ASIC(application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.
각 단계들에 붙여지는 부호는 각 단계들을 식별하기 위해 사용되는 것으로 이들 부호는 각 단계들 상호 간의 순서를 나타내는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 디스플레이 장치의 예시를 나타낸 사시도이고, 도 2 는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 단위 모듈을 구성하는 픽셀 배열의 예시를 나타낸 도면이다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 픽셀마다 발광 소자가 배치되어 각각의 픽셀이 스스로 빛을 낼 수 있는 자발광 디스플레이 장치이다. 따라서, 액정 디스플레이 장치와 달리 백라이트 유닛, 액정층 등의 구성요소를 필요로 하지 않기 때문에 얇은 두께를 구현할 수 있고, 구조가 단순하여 다양한 설계의 변경이 가능하다.
또한, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 각각의 픽셀에 배치되는 발광 소자로 무기 발광 다이오드(Inorganic Light Emitting Diode)와 같은 무기 발광 소자를 채용할 수 있다. 무기 발광 소자는 OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 유기 발광 소자에 비해 반응속도가 빠르며, 저전력으로 고휘도를 구현할 수 있다.
또한, 수분과 산소의 노출에 취약하여 봉지 공정을 필요로 하고 내구성이 약한 유기 발광 소자와 달리 봉지 공정을 필요로 하지 않고 내구성도 강하다. 이하, 후술하는 실시예에서 언급되는 무기 발광 소자는 무기 발광 다이오드를 의미하는 것으로 한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 채용되는 무기 발광 소자는 짧은 변의 길이가 100 ㎛ 내외의 크기를 갖는 마이크로 LED일 수 있다. 이와 같이, 마이크로 단위의 LED를 채용함으로써, 픽셀 사이즈를 줄이고 동일한 화면 크기 내에서도 고해상도를 구현할 수 있다.
또한, LED 칩을 마이크로 단위의 크기로 제조하면, 무기물 재료의 특성 상 휘어질 때 깨지는 문제를 해결할 수 있다. 즉, 마이크로 LED 칩을 플렉서블 기판에 전사하면 기판이 휘어지더라도 LED 칩이 깨지지 않으므로, 플렉서블한 디스플레이 장치도 구현이 가능하게 된다.
마이크로 LED를 채용한 디스플레이 장치는 초소형의 픽셀 크기와 얇은 두께를 이용하여 다양한 분야에 응용될 수 있다. 일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 마이크로 LED가 전사된 복수의 디스플레이 모듈(10)을 타일링하여 하우징(20)에 고정함으로써 대면적 화면을 구현할 수 있고, 이러한 대면적 화면의 디스플레이 장치는 사이니지(signage), 전광판 등으로 사용될 수 있다.
한편, 도 1에 도시된 XYZ축의 3차원 좌표계는 디스플레이 장치(1)를 기준으로 한 것으로서, 디스플레이 장치(1)의 화면이 위치하는 평면은 XZ 평면이고, 영상이 출력되는 방향 또는 무기 발광 소자의 발광 방향은 +Y방향이다. 좌표계가 디스플레이 장치(1)를 기준으로 한 것이므로, 디스플레이 장치(1)가 누워 있는 경우와 세워져 있는 경우 모두 동일한 좌표계가 적용될 수 있다.
일반적으로 디스플레이 장치(1)는 세워진 상태에서 사용되고, 사용자는 디스플레이 장치(1)의 전면에서 영상을 시청하게 되므로 영상이 출력되는 +Y 방향을 전방이라 하고, 그 반대 방향을 후방이라 할 수 있다.
또한, 일반적으로 디스플레이 장치(1)는 누운 상태에서 제조된다. 따라서, 디스플레이 장치(1)의 -Y 방향을 하부 방향이라 하고, +Y방향을 상부 방향이라 하는 것도 가능하다. 즉, 후술하는 실시예에서는 +Y 방향을 상부 방향이라 할 수도 있고 전방이라 할 수도 있으며, -Y 방향을 하부 방향이라 할 수도 있고 후방이라 할 수도 있다.
평판 형태의 디스플레이 장치(1) 또는 디스플레이 모듈(10)의 상면과 하면을 제외한 나머지 네 면은 디스플레이 장치(1)나 디스플레이 모듈(10)의 자세에 상관없이 모두 측면이라 하기로 한다.
도 1의 예시에서는 디스플레이 장치(1)가 복수의 디스플레이 모듈을 포함하여 대면적 화면을 구현하는 경우를 도시하였으나, 디스플레이 장치(1)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 디스플레이 장치(1)가 단일 디스플레이 모듈(10)을 포함하여 TV, 웨어러블 디바이스, 휴대용 디바이스, PC용 모니터 등으로 구현되는 것도 가능하다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 모듈(10)은 M x N(M, N은 둘 이상의 정수) 배열의 2차원 픽셀 구조를 가질 수 있다. 즉, 디스플레이 모듈(10)은, M개의 행과 N개의 열로 구성되는 픽셀 배열을 가질 수 있다. 다시 말해, 디스플레이 모듈(10)은, 2차원으로 배열된 복수의 픽셀을 포함할 수 있다. 도 2는 픽셀 배열을 개념적으로 도시한 것으로서, 디스플레이 모듈(10)에 픽셀이 배열되는 액티브 영역 외에 영상이 표시되지 않는 베젤 영역이나 배선 영역 등도 위치할 수 있음은 물론이다.
당해 실시예에서 어떤 구성요소들이 2차원으로 배열되었다는 것은 해당 구성요소들이 동일한 평면 상에 배치되는 경우뿐만 아니라, 서로 평행한 다른 평면 상에 배치되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 해당 구성요소들이 동일한 평면 상에 배치되는 경우는, 배치된 구성요소들의 상단까지 반드시 동일한 평면 상에 위치해야 하는 것은 아니며 배치된 구성요소들의 상단은 서로 평행한 다른 평면 상에 위치하는 경우도 포함할 수 있다.
단위 픽셀(P)은 서로 다른 색상의 광을 출력하는 적어도 3개의 서브 픽셀로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 단위 픽셀(P)은 R, G, B에 각각 대응되는 세 개의 서브 픽셀(SP(R), SP(G), SP(B))로 이루어질 수 있다. 여기서, 적색 서브 픽셀(SP(R))은 적색광을 출력할 수 있고, 녹색 서브 픽셀(SP(G))은 녹색광을 출력할 수 있으며, 청색 서브 픽셀(SP(B))은 청색광을 출력할 수 있다.
다만, 도 2의 픽셀 배열은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10) 및 디스플레이 장치(1)에 적용될 수 있는 예시에 불과하며, 서브 픽셀들이 Z축 방향을 따라 배열되는 것도 가능하고, 일렬로 배열되지 않는 것도 가능하며, 서브 픽셀들의 사이즈가 서로 다르게 구현되는 것도 가능하다. 단일 픽셀이 복수의 색상을 구현하기 위해 복수의 서브 픽셀을 포함하기만 하면 되고, 각각의 서브 픽셀의 사이즈나 배열 방식에 대해서는 제한을 두지 않는다.
또한, 단위 픽셀(P)이 반드시 적색광을 출력하는 적색 서브 픽셀(SP(R)), 녹색광을 출력하는 녹색 서브 픽셀(SP(G)), 청색광을 출력하는 청색 서브 픽셀(SP(B))로 구성되어야 하는 것은 아니며, 황색광이나 백색광을 출력하는 서브 픽셀이 포함되는 것도 가능하다. 즉, 각각의 서브 픽셀에서 출력되는 광의 색상이나 종류, 서브 픽셀의 개수에 대해서는 제한을 두지 않는다.
다만, 후술하는 실시예에서는 구체적인 설명을 위해, 단위 픽셀(P)이 적색 서브 픽셀(SP(R)), 녹색 서브 픽셀(SP(G)), 및 청색 서브 픽셀(SP(B))로 구성되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
앞서 언급한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)과 디스플레이 장치(1)는 각각의 픽셀이 스스로 빛을 낼 수 있는 자발광 디스플레이 장치이다. 따라서, 각각의 서브 픽셀에는 서로 다른 색상의 광을 방출하는 무기 발광 소자가 배치될 수 있다. 예를 들어, 적색 서브 픽셀(SP(R))에는 적색 무기 발광 소자가 배치될 수 있고, 녹색 서브 픽셀(SP(G))에는 녹색 무기 발광 소자가 배치될 수 있으며, 청색 서브 픽셀(SP(B))에는 청색 무기 발광 소자가 배치될 수 있다.
따라서, 당해 실시예에서 픽셀(P)은 적색 무기 발광 소자, 녹색 무기 발광 소자 및 청색 무기 발광 소자를 포함하는 클러스터(cluster)를 나타낼 수 있고, 서브 픽셀은 각각의 무기 발광 소자를 나타낼 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)의 제어 블록도이다.
도 3을 참조하면, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n, n은 둘 이상의 정수)을 포함할 수 있고, 복수의 디스플레이 모듈(10)을 제어하는 메인 제어부(300)와 타이밍 제어부(500), 외부 기기와 통신하는 통신부(430), 소스 영상을 입력 받는 소스 입력부(440), 음향을 출력하는 스피커(410) 및 사용자로부터 디스플레이 장치(1)를 제어하기 위한 명령을 입력 받는 입력부(420)를 포함할 수 있다.
입력부(420)는 디스플레이 장치(1)의 일 영역에 마련되는 버튼이나 터치 패드를 포함할 수도 있고, 디스플레이 패널(11, 도 4참조)이 터치 스크린으로 구현되는 경우에는 입력부(420)가 디스플레이 패널(11)의 전면에 마련된 터치 패드를 포함할 수 있다. 또한, 입력부(420)는 리모트 컨트롤러를 포함하는 것도 가능하다.
입력부(420)는 사용자로부터 디스플레이 장치(1)의 전원 온/오프, 볼륨 조정, 채널 조정, 화면 조정, 각종 설정 변경 등 디스플레이 장치(1)를 제어하기 위한 다양한 명령을 수신할 수 있다.
스피커(410)는 하우징(20)의 일 영역에 마련될 수도 있고, 하우징(20)과 물리적으로 분리된 별도의 스피커 모듈이 더 마련되는 것도 가능하다.
통신부(430)는 중계 서버 또는 다른 전자 장치와 통신을 수행하여 필요한 데이터를 주고 받을 수 있다. 통신부(430)는 3G(3Generation), 4G(4Generation), 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(Ultra wideband), 적외선 통신(IrDA; Infrared Data Association), BLE (Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication), 지웨이브(Z-Wave) 등의 다양한 무선 통신 방식 중 적어도 하나를 채용할 수 있다. 또한, PCI(Peripheral Component Interconnect), PCI-express, USB(Universe Serial Bus) 등의 유선 통신 방식을 채용하는 것도 가능하다.
소스 입력부(440)는 셋탑 박스, USB, 안테나 등으로부터 입력되는 소스 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 소스 입력부(440)는 HDMI 케이블 포트, USB 포트, 안테나 등을 포함하는 소스 입력 인터페이스의 그룹에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
소스 입력부(440)가 수신한 소스 신호는 메인 제어부(300)에서 처리되어 디스플레이 패널(11)과 스피커(410)에서 출력 가능한 형태로 변환될 수 있다.
메인 제어부(300)와 타이밍 제어부(500)는 후술하는 동작을 수행하기 위한 프로그램 및 각종 데이터를 저장하는 적어도 하나의 메모리와 저장된 프로그램을 실행하는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
메인 제어부(300)는 소스 입력부(440)를 통해 입력된 소스 신호를 처리하여 입력된 소스 신호에 대응되는 영상 신호를 생성할 수 있다.
예를 들어, 메인 제어부(300)는 소스 디코더, 스케일러, 이미지 인헨서(Image Enhancer) 및 그래픽 프로세서를 포함할 수 있다. 소스 디코더는 MPEG 등의 형식으로 압축되어 있는 소스 신호를 디코딩할 수 있고, 스케일러는 해상도 변환을 통해 원하는 해상도의 영상 데이터를 출력할 수 있다.
이미지 인헨서는 다양한 기법의 보정을 적용하여 영상 데이터의 화질을 개선할 수 있다. 그래픽 프로세서는 영상 데이터의 픽셀을 RGB 데이터로 구분하고, 디스플레이 패널(11)에서의 디스플레이 타이밍을 위한 syncing 신호 등의 제어 신호와 함께 출력할 수 있다. 즉, 메인 제어부(300)는 소스 신호에 대응되는 영상 데이터와 제어 신호를 출력할 수 있다.
전술한 메인 제어부(300)의 동작은 디스플레이 장치(1)에 적용 가능한 예시에 불과하고, 다른 동작을 더 수행하거나 전술한 동작 중 일부를 생략하는 것도 가능함은 물론이다.
메인 제어부(300)에서 출력하는 영상 데이터와 제어 신호는 타이밍 제어부(500)로 전달될 수 있다.
타이밍 제어부(500)는 메인 제어부(300)로부터 전달된 영상 데이터를 드라이버 IC(200, 도 4 참조)에서 처리 가능한 형태의 영상 데이터로 변환하고 영상 데이터를 디스플레이 패널(11)에 표시하기 위해 필요한 타이밍 제어 신호 등의 각종 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)가 반드시 복수의 디스플레이 모듈(10)을 포함해야 하는 것은 아니나, 후술하는 실시예에서는 구체적인 설명을 위해 복수의 디스플레이 모듈(10)을 포함하는 디스플레이 장치(1)를 예로 들어 설명하기로 한다.
도 4는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 포함되는 디스플레이 모듈(10)의 구성이 구체화된 제어 블록도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 포함되는 디스플레이 패널(11)의 구성이 구체화된 제어 블록도이고, 도 6은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 있어서, 타일링된 복수의 디스플레이 모듈(10)에 전달되는 신호의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4 를 참조하면, 복수의 디스플레이 모듈 각각(10-1, 10-2, ..., 10-n)은 영상을 표시하는 디스플레이 패널(11-1, 11-2, 쪋, 11-n)과 디스플레이 패널(11-1, 11-2, 쪋, 11-n)을 구동하는 드라이버 IC(200-1, 200-2, 쪋, 200-n)를 포함할 수 있다.
드라이버 IC(200-1, 200-2, 쪋, 200-n)는 타이밍 제어부(500)로부터 전달되는 영상 데이터와 타이밍 제어 신호에 기초하여 디스플레이 패널(11-1, 11-2, 쪋, 11-n)이 영상을 표시할 수 있도록 구동 신호를 생성할 수 있다.
드라이버 IC(200-1, 200-2, 쪋, 200-n)에서 생성하는 구동 신호는 게이트 신호와 데이터 신호를 포함할 수 있고, 생성된 구동 신호는 디스플레이 패널(11-1, 11-2, 쪋, 11-n)에 입력된다.
도 5를 참조하면, 디스플레이 패널(11)은 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, ..., 100-q)를 포함하고, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, ..., 100-q) 각각은 무기 발광 소자(120-1, 120-2, 쪋, 120-q)와 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-1, 130-2, 쪋, 130-q)를 포함한다. 당해 예시에서는 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-q)가 3 개 이상 마련되는 것으로 도시하였으나, 디스플레이 모듈(10)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-q)는 복수 개로 마련되기만 하면 되고(q는 2 이상의 정수) 그 개수에 대해서는 제한을 두지 않는다.
디스플레이 패널(11)은 전술한 바와 같이 2차원으로 배열되는 복수의 픽셀을 포함할 수 있고, 각각의 픽셀은 다양한 색상을 구현하기 위해 복수의 서브 픽셀로 구성될 수 있다.
또한, 앞서 언급한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 각각의 픽셀이 스스로 빛을 낼 수 있는 자발광 디스플레이 장치이다. 따라서, 각각의 서브 픽셀에는 무기 발광 소자(120-1, 120-2, 쪋, 120-q)가 배치될 수 있다. 즉, 복수의 픽셀 각각은 2 이상의 무기 발광 소자(120-1, 120-2, 쪋, 120-q)로 이루어질 수 있다.
각각의 무기 발광 소자(120-1, 120-2, 쪋, 120-q)는 AM(Active Matrix) 방식 또는 PM(Passive Matrix) 방식에 의해 구동될 수 있으나, 후술하는 실시예에서는 구체적인 설명을 위해 무기 발광 소자(120-1, 120-2, 쪋, 120-q)가 AM 방식에 의해 구동되는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에서는 각각의 무기 발광 소자(120-1, 120-2, 쪋, 120-q)가 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-1, 130-2, 쪋, 130-q)에 의해 개별적으로 제어될 수 있고, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-1, 130-2, 쪋, 130-q)는 드라이버 IC(200)로부터 출력되는 구동 신호에 기초하여 동작할 수 있다.
마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-q)는 디스플레이 모듈(10)의 모듈 기판에 행과 열로 배열될 수 있다. 즉, 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-q)는 복수의 행과 복수의 열로 구성되는 2차원 배열을 가질 수 있다. 이때, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-q) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 마이크로 픽셀 패키지(100)와 전기적으로 연결될 수 있다.
당해 실시예에서 어떤 구성들이 동일한 열에 배치된다는 것은 구성들이 수치적으로 완전하게 일치되는 열에 배치되는 경우뿐만 아니라, 일정 오차 범위 내에서 일치되는 열에 배치되는 경우까지 포함할 수 있다. 또한, 당해 실시예에서 어떤 구성들이 동일한 행에 배치된다는 것 역시 구성들이 수치적으로 완전하게 일치되는 행에 배치되는 경우뿐만 아니라, 일정 오차 범위 내에서 일치되는 행에 배치되는 경우까지 포함할 수 있다.
다시 말하면, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-q)는 디스플레이 모듈(10)의 모듈 기판(후술하는 제1 기판)에 2차원으로 배열될 수 있고, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-q) 각각은, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 방향은, 예를 들어, 열 방향 즉, Z축 방향에 해당할 수 있다.
도 6을 참조하면, 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)은 구동 보드(501)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(11)은 드라이버 IC(200)가 실장된 필름을 통해 FPCB와 연결될 수 있다. FPCB는 구동 보드(501)와 접속되어 디스플레이 모듈(10)을 구동 보드(501)와 전기적으로 연결시킬 수 있다.
구동 보드(501)에는 타이밍 제어부(500)가 마련될 수 있다. 따라서, 구동 보드(501)는 티콘(T-con) 보드라 지칭될 수도 있다. 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)은 구동 보드(501)로부터 영상 데이터, 타이밍 제어 신호 등을 공급받을 수 있다.
또한, 디스플레이 장치(1)에는 메인 보드(301)와 전원 보드(601)가 더 포함될 수 있다. 메인 보드(301)에는 전술한 메인 제어부(300)가 마련되고, 전원 보드(601)에는 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)에 전원을 공급하기 위해 필요한 전원 회로가 마련될 수 있다.
전원 보드(601)는 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)과 FPCB를 통해 전기적으로 연결될 수 있고, FPCB를 통해 연결된 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)에 전원 전압(VDD), 기준 전압(VSS) 등을 공급할 수 있다.
예를 들어, 전원 보드(601)로부터 공급된 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)은 모듈 기판의 배선을 통해 모듈 기판에 배치된 마이크로 픽셀 패키지(100)에 인가될 수 있다. 구체적으로, 전원 보드(601)로부터 공급된 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)은 제1 행에 배열된 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-P)에 인가될 수 있다.
이때, 제1 행 이외의 행에 배열된 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-P)는 이전 행의 마이크로 픽셀 패키지로부터 전압을 입력 받을 수 있으며, 입력된 전압을 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지로 전달할 수 있다.
구체적으로, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-P) 각각은, 동일한 열에 배치되며 인접한 행의 마이크로 픽셀 패키지와 모듈 기판에 배치되는 전압 배선을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-P) 각각은, 이전 행의 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 전압 배선과 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 전압 배선 사이를 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선을 포함할 수 있다.
즉, 전원 보드(601)에서 공급된 전압(VDD, VSS)는, 모듈 기판에 마련되며 이전 행의 마이크로 픽셀 패키지와 연결된 전압 배선을 통하여 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-P)로 입력되고, 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-P) 내부에 마련된 내부 연결 배선을 통하여 모듈 기판에 마련되며 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지와 연결된 전압 배선으로 출력될 수 있다.
이때, 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-P)에 마련되는 내부 연결 배선은, 모듈 기판에 마련되는 전압 배선에 비하여 배선 저항이 개선되어 전자 이동도가 높을 수 있다. 구체적으로, 마이크로 픽셀 패키지에 배선을 실장하는 것이 모듈 기판에 배선을 실장하는 것에 비하여 공정의 난이도가 낮을 수 있다. 이에 따라, 마이크로 픽셀 패키지에 마련되는 내부 연결 배선은, 모듈 기판에 마련되는 전압 배선에 비하여 두껍게 실장될 수 있어 전자 이동도가 높을 수 있다.
다시 말하면, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-P) 각각은, 모듈 기판에 마련되는 전압 배선을 통하여 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 전압 배선과 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지 중 다른 하나와 전기적으로 연결된 전압 배선을 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선을 포함할 수 있다. 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-P) 각각은, 내부 연결 배선을 통하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 패키지 중 어느 하나로부터 입력된 전압을 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 패키지 중 다른 하나로 전달할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 디스플레이 모듈(10)은, 모듈 기판에는 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-P) 사이를 전기적으로 연결하는 전압 배선을 배치하고, 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-P) 내부에 전압 배선 사이를 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선을 배치함으로써, 전원 배선의 일부를 마이크로 픽셀 패키지(100)에 마련한다.
디스플레이 모듈(10)은, 마이크로 픽셀 패키지(100) 내부의 내부 연결 배선을 통하여 전압이 전자 이동도가 낮은 모듈 기판의 전압 배선을 통과하는 비율을 줄일 수 있으며, 모듈 기판에서의 전압 배선만을 통하여 마이크로 픽셀 패키지(100)로 전압을 공급할 때에 비하여, 전압의 IR 드롭을 최소화할 수 있다.
이를 통해, 디스플레이 모듈(10)은, 전원 보드(601)와의 거리에 상관 없이 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130-1, 130-2, 쪋, 130-q)가 동일한 전압으로 구동될 수 있도록 하여, 전원 보드(601)와의 거리에 따라 발생할 수 있는 IR 드롭을 방지할 수 있다. 마이크로 픽셀 패키지(100-1, 100-2, 쪋, 100-P) 사이의 전압 전달에 대하여는 뒤에서 다시 자세히 설명하도록 한다.
전술한 예시에서는 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-P)이 구동 보드(501) 및 전원 보드(601)를 공유하는 것으로 설명하였으나, 개별 디스플레이 모듈마다 별도의 구동 보드(501) 및 전원 보드(601)가 연결되는 것도 가능하다. 또는, 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-P)을 그룹화하고, 그룹 당 하나의 구동 보드(501) 및 전원 보드(601)를 연결하는 것도 가능하다.
도 6은 XY 평면 상의 디스플레이 장치(1)를 도시한 도면이므로 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)의 1차원 배열만 나타나 있으나, 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 복수의 디스플레이 모듈(10-1, 10-2, ..., 10-n)이 2차원으로 배열되는 것도 가능함은 물론이다.
도 7은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에서 각각의 픽셀이 구동되는 방식을 개념적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에서 단일 서브 픽셀을 제어하는 픽셀 회로를 간략하게 도시한 회로도이고, 도 9 및 도 10은 일 실시예에 따른 픽셀 회로에서 전원 전압 또는 기준 전압에 따른 구동 전류의 변화를 도시한 도면이다.
도 7을 함께 참조하면, 드라이버 IC(200)는 스캔 드라이버(210)와 데이터 드라이버(220)를 포함할 수 있다. 스캔 드라이버(210)는 서브 픽셀을 온/오프하기 위한 게이트 신호를 출력할 수 있고, 데이터 드라이버(220)는 영상을 구현하기 위한 데이터 신호를 출력할 수 있다. 다만, 다양한 설계 변경에 따라, 드라이버 IC(200)의 동작 중 일부를 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에서 수행하는 것도 가능하다. 예를 들어, 스캔 드라이버(210)의 동작을 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에서 수행할 수도 있는바, 이러한 경우에는 드라이버 IC(200)가 스캔 드라이버(210)를 포함하지 않는 것도 가능하다. 후술하는 실시예에서는 구체적인 설명을 위해 드라이버 IC(200)가 스캔 드라이버(210)와 데이터 드라이버(220)를 모두 포함하는 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
스캔 드라이버(210)는 타이밍 제어부(500)로부터 전달된 제어 신호에 기초하여 게이트 신호를 생성할 수 있고, 데이터 드라이버(220)는 타이밍 제어부(500)로부터 전달된 영상 데이터에 기초하여 데이터 신호를 생성할 수 있다.
마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 각각의 무기 발광 소자(120)를 개별적으로 제어하기 위한 픽셀 회로(131)를 포함할 수 있고, 스캔 드라이버(210)에서 출력되는 게이트 신호와 데이터 드라이버(220)에서 출력되는 데이터 신호는 픽셀 회로(131)에 입력될 수 있다.
예를 들어, 픽셀 회로(131)에 게이트 전압(VGATE), 데이터 전압(VDATA) 및 전원 전압(VDD)이 입력되면, 픽셀 회로(131)는 무기 발광 소자(120)를 구동하기 위한 구동 전류(CD)를 출력할 수 있다.
픽셀 회로(131)로부터 출력된 구동 전류(CD)는 무기 발광 소자(120)에 입력될 수 있고, 무기 발광 소자(120)는 입력된 구동 전류(CD)에 의해 발광하여 영상을 구현할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 실시예에 따라, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각이 타이밍 제어부(500)와 전기적으로 연결되어 게이트 신호를 전달받을 수 있으며, 전달된 게이트 신호를 처리하여 픽셀 회로(131)를 제어함으로써 구동 전류(CD)를 출력할 수도 있다. 이 경우 스캔 드라이버(210)는 생략될 수 있다.
도 8의 예시를 참조하면, 픽셀 회로(131)는 무기 발광 소자(120)를 스위칭하거나 구동하는 박막 트랜지스터(TR1, TR2)와 캐패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 무기 발광 소자(120)는 마이크로 LED일 수 있다.
일 예로, 박막 트랜지스터(TR1, TR2)는 스위칭 트랜지스터(TR1)와 구동 트랜지스터(TR2)를 포함할 수 있고, 스위칭 트랜지스터(TR1)와 구동 트랜지스터(TR2)는 PMOS타입 트랜지스터로 구현될 수 있다. 다만, 디스플레이 모듈(10) 및 디스플레이 장치(1)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 스위칭 트랜지스터(TR1)와 구동 트랜지스터(TR2)가 NMOS타입 트랜지스터로 구현되는 것도 가능함은 물론이다.
스위칭 트랜지스터(TR1)의 게이트 전극은 스캔 드라이버(210)에 연결되고, 소스 전극은 데이터 드라이버(220)에 연결되며, 드레인 전극은 캐패시터(Cst)의 일단 및 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극에 연결된다. 캐패시터(Cst)의 타단에는 전원 전압(VDD)이 인가될 수 있다.
또한, 구동 트랜지스터(TR2)의 소스 전극에는 전원 전압(VDD)이 공급되고, 구동 트랜지스터(TR2)의 드레인 전극은 무기 발광 소자(120)의 애노드에 연결된다. 무기 발광 소자(120)의 캐소드에는 기준 전압(VSS)이 공급될 수 있다. 기준 전압(VSS)은 전원 전압(VDD)보다 낮은 레벨의 전압으로서, 그라운드 전압 등이 사용되어 접지를 제공할 수 있다.
전술한 구조의 픽셀 회로(131)는 다음과 같이 동작할 수 있다. 먼저, 스캔 드라이버(210)로부터 게이트 전압(VGATE)이 인가되어 스위칭 트랜지스터(TR1)가 온 되면, 데이터 드라이버(220)로부터 인가되는 데이터 전압(VDATA)이 캐패시터(Cst)의 일단 및 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극에 전달될 수 있다.
캐패시터(Cst)에 의해 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트-소스 전압(VGS)에 대응되는 전압이 일정 시간 유지될 수 있다. 구동 트랜지스터(TR2)는 게이트-소스 전압(VGS)에 대응하는 구동 전류(CD)를 무기 발광 소자(120)의 애노드에 인가함으로써 무기 발광 소자(120)를 발광시킬 수 있다.
이때, 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트 전극에 높은 데이터 전압(VDATA)이 전달되면, 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트-소스 전압(VGS)이 낮아져 적은 량의 구동 전류(CD)가 무기 발광 소자(120)에 인가되어, 무기 발광 소자(120)가 낮은 계조를 표시할 수 있다.
반면, 낮은 데이터 전압(VDATA)이 전달되면 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트-소스 전압(VGS)이 높아져, 다량의 구동 전류(CD)가 무기 발광 소자(120)에 인가되고, 무기 발광 소자(120)는 높은 계조를 표시할 수 있다.
다만, 전술한 픽셀 회로(131)의 구조는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 적용 가능한 예시에 불과하고, 전술한 예시 외에도 복수의 무기 발광 소자(120)를 스위칭 및 구동하기 위한 다양한 회로 구조가 적용될 수 있다.
또한, 당해 실시예에서는 무기 발광 소자(120)의 밝기 제어 방식에 대해 제한을 두지 않는다. PAM(Pulse Amplitude Modulation) 방식, PWM(Pulse Width Modulation) 방식 및 PAM 방식과 PWM 방식을 결합한 하이브리드 방식 등 다양한 방식 중 하나에 의해 무기 발광 소자(120)의 밝기를 제어할 수 있다.
이때, 도 9에 도시된 바와 같이, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 픽셀 회로(131)에 인가되는 전원 전압(VDD)이 변화하는 경우, 구동 트랜지스터(TR2)의 게이트-소스 전압(VGS)이 변화하여 무기 발광 소자(120)에 공급되는 구동 전류(CD)가 변화할 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 픽셀 회로(131)에 인가되는 전원 전압(VDD) 또는 무기 발광 소자(120)에 인가되는 기준 전압(VSS)이 변화하는 경우 구동 트랜지스터(TR2)의 드레인-소스 전압(VDS)이 변화하여 수렴(saturation) 영역에서도 무기 발광 소자(120)에 공급되는 구동 전류(CD)가 변화할 수 있다.
이처럼, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 및 무기 발광 소자(120)에 인가되는 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)이 변하는 경우 입력되는 데이터 전압(VDATA)에 대응하는 구동 전류(CD)가 무기 발광 소자(120)로 공급되지 못하여 요구되는 휘도가 제공되지 않을 수 있으며, 이에 따라, 무라 현상(mura-effects) 또는 색변환이 발생할 수 있다.
만약, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 및 무기 발광 소자(120) 각각이 전원 보드(601)와 전기적으로 연결되어 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)을 공급받는 다면, 배선 길이의 차이에 따라 공급되는 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)의 크기가 변할 수 있다.
예를 들어, 전원 보드(601)로부터 멀리 떨어져 있는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)일수록 배선이 길 수 있으며, 배선의 자체 저항에 따른 IR 드롭으로 공급받는 전원 전압(VDD)의 크기가 작아질 수 있다. 이에 따라, 전원 보드(601)와의 거리 차이가 커질수록 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 픽셀의 휘도가 감소할 수 있다.
따라서, 본 발명의 디스플레이 장치(1)는, 디스플레이 모듈(10)에 배치되는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각에 공급되는 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)의 IR 드롭을 최소화할 수 있도록, 전원 배선의 일부를 마이크로 픽셀 패키지(100) 또는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 형성할 수 있다.
이하에서는 전원 배선의 일부를 마이크로 픽셀 패키지(100) 또는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 형성하는 것에 대하여 보다 자세히 설명하도록 한다.
도 11은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에서 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 픽셀의 관계를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 네 개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)을 제어할 수 있다. 픽셀을 제어하는 것은, 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(120)를 제어하는 것을 의미할 수 있다.
이를 위해, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 마이크로 기판(132)에는 네 개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)을 구성하는 무기 발광 소자들(120)을 제어하기 위한 복수의 픽셀 회로(131)가 마련될 수 있다. 후술하는 실시예에서는 마이크로 기판(132)을 모듈 기판(13, 도 14 참조) 및 패키지 기판(110, 도 12 참조)과 구분하기 위해 제3 기판(132)이라 지칭하기로 한다.
이때, 픽셀 회로(131)는, 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(120)를 스위칭하고, 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(120)로 구동 전류(CD)를 공급하는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
다시 말해, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 제3 기판(132)에 배치되어, 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(120)를 스위칭하고, 둘 이상의 픽셀을 구성하는 복수의 무기 발광 소자(120)에 구동 전류(CD)를 공급하는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
다만, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 제어할 수 있는 픽셀의 개수에는 제한이 없으며, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 네 개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)을 제어하는 것으로 설명한다. 일례로, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 2xn 배열 또는 nx2 배열(n은 1 이상의 정수)로 배치된 픽셀들을 제어할 수 있으며, 이하에서는 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 2x2 배열로 배치된 네 개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)을 제어하는 경우를 예로 들어 설명한다.
마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 무기 발광 소자(120)의 개수만큼 픽셀 회로(131)가 마련되는 것도 가능하고, 하나의 픽셀 회로(131)가 2 이상의 무기 발광 소자(120)를 제어할 수 있도록 구현하는 것도 가능하다.
제3 기판(132)은 실리콘 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판, PCB, FPCB, 캐비티 기판 등 다양한 재료의 기판 중 하나로 구현될 수 있다. 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에는 무기 발광 소자와 같은 발열원이 없으므로, 재료의 내열성에 따른 제한없이 기판의 종류를 선택할 수 있다.
제3 기판(132)에 형성되는 박막 트랜지스터는 LTPS(Low Temperature Polycrystalline Silicon) 박막 트랜지스터일 수도 있고, Oxide 박막 트랜지스터일 수도 있다. 또한, 박막 트랜지스터가 a-Si 박막 트랜지스터나 단일 결정 박막 트랜지스터인 것도 가능하다. 다만, 당해 실시예에서는 구체적인 설명을 위해 박막 트랜지스터가 LTPS 박막 트랜지스터인 경우를 예로 들어 설명한다.
전술한 바와 같이, 제3 기판(132)은 실리콘 기판으로 구현되는 것이 가능하다. 실리콘 기판은 유리 기판에 비해 전자 이동도에 제약이 없기 때문에, 제3 기판(132)이 실리콘 기판으로 구현되면 LTPS 박막 트랜지스터의 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 디스플레이 모듈(10)의 실시예에 따르면, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)마다 개별적으로 회로 검사를 수행할 수 있고, 회로 검사에 의해 양품으로 판정된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)만을 디스플레이 모듈(10)에 장착하는 것이 가능하다. 따라서, 모듈 기판(후술하는 제1 기판)에 직접 박막 트랜지스터 회로를 실장하는 경우와 비교하여 회로 검사 및 불량품의 교체가 용이하다.
도 12는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 포함되는 마이크로 픽셀 패키지(100)의 측단면을 나타낸 도면이고, 도 13은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 포함되는 마이크로 픽셀 패키지(100)의 상면을 나타낸 도면이고, 도 14는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 있어서, 마이크로 픽셀 패키지(100)가 배치된 모듈 기판의 측단면을 나타낸 도면이고, 도 15는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 있어서, 마이크로 픽셀 패키지(100)가 배치된 모듈 기판의 상면을 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 하나의 마이크로 픽셀 패키지(100)에는 복수의 무기 발광 소자(120)(예를 들어, 120R, 120G, 120B)와 적어도 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 마련될 수 있다.
구체적으로, 하나의 마이크로 픽셀 패키지(100)의 패키지 기판(110)의 상면에는 복수의 무기 발광 소자(120)가 배치될 수 있으며, 적어도 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 패키지 기판(110)에 배치될 수 있다. 후술하는 실시예에서는 패키지 기판(110)을 다른 기판들과 구분하기 위해 제2 기판(110)이라 지칭하기로 한다.
디스플레이 모듈(10) 및 디스플레이 장치(1)의 실시예에서는 하나의 마이크로 픽셀 패키지(100)에 포함되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 개수에 대해 제한을 두지 않는다. 예를 들어, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 네 개의 픽셀을 제어하는 경우를 가정하면, 도 12 및 도 13의 예시와 같이 하나의 마이크로 픽셀 패키지(100)에 네 개의 픽셀과 이를 제어하는 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 마련될 수도 있고, 여덟 개의 픽셀과 이를 제어하는 두 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 마련될 수도 있으며, 열두 개의 픽셀과 이를 제어하는 세 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 마련될 수도 있으며, 열여섯 개의 픽셀과 이를 제어하는 네 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 마련될 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 마이크로 픽셀 패키지(100)에 네 개의 픽셀과 이를 제어하는 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 마련되는 것을 일 예로 설명하도록 한다.
복수의 무기 발광 소자(120) 및 적어도 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 제2 기판(110)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 기판(110)은 실리콘 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판, PCB, FPCB, 캐비티 기판 등 다양한 재료의 기판 중 하나로 구현될 수 있다. 제2 기판(110)의 종류에 대해서는 제한을 두지 않으나, 후술하는 실시예에서는 구체적인 설명을 위해 제2 기판(110)이 유리 기판으로 구현되는 경우를 예로 들어 설명한다.
당해 실시예에서 무기 발광 소자(120)는 한 쌍의 전극이 다이오드의 발광면의 반대면에 배치되는 플립칩(flip chip) 구조를 가질 수 있다.
한 쌍의 전극은 애노드와 캐소드를 포함할 수 있다. 일 예로, 애노드와 캐소드는 무기 발광 소자(120)의 길이 방향(세로 방향)의 양 단에 각각 마련될 수 있다.
무기 발광 소자(120)는 발광면이 상측 방향(+Y 방향)을 향하도록 배치되고, 발광면의 반대면에 마련된 전극은 제2 기판(110)의 상면에 마련된 상부 전극 패드에 전기적으로 연결될 수 있다.
당해 실시예에서 두 구성요소가 전기적으로 연결된다는 것은, 전기가 통하는 도전성 물질들이 직접 솔더링되는 경우뿐만 아니라, 별도의 배선을 통해 연결되는 경우 또는 전도성 접착제를 이용하는 경우도 포함할 수 있다. 연결된 두 구성요소 사이에 전류가 흐르기만 하면 되고 구체적인 연결 방식에 대해서는 제한을 두지 않는다.
예를 들어, 두 구성요소를 솔더링하는 경우에는 Au-In 접합, Au-Sn 접합, Cu pillar/SnAg bump 접합, Ni pillar/SnAg bump 접합, SnAgCu, SnBi, SnAg 솔더볼 접합 등을 이용할 수 있다.
또한, 전도성 접착체를 이용하는 경우에는 이방성 전도 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film), 이방성 전도 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등의 전도성 접착제를 두 구성요소 사이에 배치하고 압력을 가하여 압력이 가해진 방향으로 전류가 흐르도록 할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 무기 발광 소자(120)를 스위칭 및 구동하기 위한 픽셀 회로(131)는 제2 기판(110)이 아닌 별도의 제3 기판(132)에 마련되어 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 구성할 수 있다.
제3 기판(132)에는 제2 기판(110)과의 전기적 연결을 위한 접속 핀이 마련될 수 있고, 접속 핀은 제2 기판(110)에 마련된 전극 패드와 전기적으로 연결될 수 있다.
디스플레이 모듈(10)의 실시예에 따르면, 복수의 무기 발광 소자(120)를 스위칭 및 구동하기 위한 박막 트랜지스터 등의 회로 소자들이 제2 기판(110)이 아닌 별도의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 마련되기 때문에, 제2 기판(110)에는 전극 패드나 배선 외에 박막 트랜지스터 등의 회로 소자를 형성하지 않아도 된다. 따라서, 제2 기판(110)을 무기 발광 소자(120)의 발열에 대한 내구성이 우수한 유리 기판으로 구현할 수 있고, 제2 기판(110)을 유리 기판으로 구현하더라도 박막 트랜지스터의 성능에 영향을 주지 않는다.
또한, 제2 기판(110)이나 모듈 기판(후술하는 제1기판)의 절단 및 배선 형성 과정 또는 무기 발광 소자(120)의 교체 과정에서 회로 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있고, 디스플레이 모듈(10)의 제조 공정의 난이도를 낮출 수 있다.
또한, 디스플레이 모듈(10)의 실시예에 따르면, 복수의 무기 발광 소자(120)를 스위칭 및 구동하기 위한 박막 트랜지스터 등의 회로 소자들이 모듈 기판(후술하는 제1기판)이 아닌 별도의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 마련되기 때문에, 모듈 기판에 회로 소자들을 실장하는데 필요한 복수의 금속 배선을 줄일 수 있으며, 이를 통해, 복수의 금속 배선 사이의 간섭으로 인한 IR 드롭을 해결할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 디스플레이 모듈(10)은, 모듈 기판에 직접 회로 소자들을 실장하는 경우에 비하여, 모듈 기판에서의 배선을 줄일 수 있어, 배선 사이의 간섭으로 인한 IR 드롭을 해결할 수 있다.
도 13을 참조하면, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 제2 기판(110)의 상면에 배치되어, 제어 대상이 되는 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 사이 공간의 중앙에 배치될 수 있다. 이 경우, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 애노드 배선을 통하여 제어 대상이 되는 픽셀(P) 각각의 애노드와 전기적으로 연결될 수 있으며, 캐소드 배선을 통하여 제어 대상이 되는 픽셀(P) 각각의 캐소드와 전기적으로 연결될 수 있다.
다만, 실시예에 따라, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 사이 공간의 중앙에 배치되지 않을 수 있으며, 제어 대상이 되는 픽셀들(P)과 전기적으로 연결될 수 있는 배치이면, 제한없이 배치될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 자신이 제어하는 4개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)의 픽셀 영역에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 당해 실시예에서 픽셀 영역은 각각의 픽셀이 위치하는 영역으로서, 디스플레이 패널(11)의 액티브 영역을 픽셀의 배열과 동일한 배열(MxN)로 구획했을 때 각각의 픽셀이 포함되는 영역을 해당 픽셀의 픽셀 영역으로 정의할 수 있다. 더 구체적인 예로, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 자신이 제어하는 4개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)의 픽셀 영역을 합친 일 영역, 즉 전체 픽셀 영역(PW)에 배치될 수 있다. 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 전체 픽셀 영역(PW)의 중심에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
더욱이, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 실시예에 따라, 제2 기판(110)의 상면이 아닌 하면에 배치될 수 있으며, 이 경우, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 비아홀(via hole) 배선을 통하여 제어 대상이 되는 픽셀들(P)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 제1 기판(110)의 상면에 배치된 것을 일 예로 설명하도록 한다.
이때, 디스플레이 모듈(10)에 포함된 복수의 픽셀 중 인접한 픽셀들 사이의 간격은 모두 동일할 수 있다. 당해 실시예에서 어떤 값들이 동일하다는 것은 해당 값들이 완전하게 일치하는 경우뿐만 아니라, 일정 오차 범위 내에서 일치하는 경우까지 포함할 수 있다.
즉, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 제어 대상이 되는 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 사이의 픽셀 간격(PP)은 서로 동일할 수 있다. 구체적으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 하나의 마이크로 픽셀 패키지(100)에 배치된 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 중 인접한 픽셀들 사이의 픽셀 간격(PP)은 동일할 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(110)의 상면에 배치된 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 중 제1 픽셀(P1)과 제2 픽셀(P2) 사이의 간격은, 제1 픽셀(P1)과 제4 픽셀(P4) 사이의 간격과 동일할 수 있다.
마이크로 픽셀 패키지(100)는, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이 모듈 기판(13)의 상면에 배치될 수 있다. 후술하는 실시예에서는 모듈 기판을 제1기판이라 지칭하기로 한다.
제1 기판(13)은 실리콘 기판, 유리 기판, 플라스틱 기판, PCB, FPCB, 캐비티 기판 등 다양한 재료의 기판 중 하나로 구현될 수 있다. 제1 기판(13)에는 무기 발광 소자(120)나 박막 트랜지스터 회로가 직접 실장되지 않으므로 제조 공정의 용이성과 효율성, 비용 등을 고려하여 제1 기판(13)의 종류를 선택할 수 있다.
전술한 바와 같이, 마이크로 픽셀 패키지(100)의 제2 기판(110)의 상면에 복수의 무기 발광 소자(120)가 배치되므로, 제2 기판(110)의 하면이 제1 기판(13)을 마주보고 상면은 상부 방향(+Y 방향)을 향하도록 마이크로 픽셀 패키지(100)를 배치할 수 있다.
또한, 마이크로 픽셀 패키지(100)는 디스플레이 모듈(10)의 전체 픽셀 배열 및 픽셀 피치를 고려하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈(10)이 M*N 매트릭스의 픽셀 배열을 갖고, 마이크로 픽셀 패키지(100)에는 m*n 매트릭스의 픽셀 배열로 무기 발광 소자(120)가 배치된 경우, M/m (A)개의 마이크로 픽셀 패키지(100)가 열 방향 즉, Z축 방향을 따라 배치되고, N/n (B)개의 마이크로 픽셀 패키지(100)가 행 방향 즉, X축 방향을 따라 배치될 수 있다.
즉, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100)는, 제1 기판(13)에 2차원으로 배열될 수 있으며, A개의 마이크로 픽셀 패키지(100)가 제1 방향(열 방향) 즉, Z축 방향을 따라 배치되고, B 개의 마이크로 픽셀 패키지(100)가 제2 방향(행 방향) 즉, X 축 방향을 따라 배치될 수 있다.
다시 말해, 마이크로 픽셀 패키지(100)는 제1 기판(13)의 상면에 복수의 행과 복수의 열로 배열될 수 있으며, 디스플레이 모듈(10)은 A X B (A, B는 둘 이상의 정수) 배열의 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100)를 포함할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 마이크로 픽셀 패키지(100) 내에서 하나의 픽셀을 기준으로 상하좌우로 인접한 픽셀들과의 픽셀 간격(PP)이 모두 동일하게 유지될 수 있다. 이러한 픽셀 간격(PP)은 디스플레이 모듈(10) 단위에서도 동일하게 유지될 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 서로 인접한 두 픽셀(P)이 서로 다른 마이크로 픽셀 패키지(100)에 배치된 경우에도 두 픽셀 사이의 픽셀 간격(PP')은 단일 마이크로 픽셀 패키지(100) 내에서의 픽셀 간격(PP)과 동일하게 유지될 수 있도록, 마이크로 픽셀 패키지(100)의 배치 및 간격이 결정될 수 있다.
픽셀 간격(PP)은 픽셀 피치(Pixel Pitch)라 지칭될 수 있으며, 당해 실시예에서는 픽셀 간격(PP)을 하나의 픽셀의 중심으로부터 인접한 픽셀의 중심까지의 거리를 나타내는 것으로 정의한다. 다만, 디스플레이 모듈(10)의 실시예가 이에 한정되는 것은 아닌바, 픽셀 간격(PP)에 대한 다른 정의가 적용되는 것도 가능하다.
이상에서는 무기 발광 소자(120) 및 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 배치된 마이크로 픽셀 패키지(100)와 제1 기판(13) 사이의 배치 관계에 대하여 설명하였다. 이하에서는 IR 드롭을 최소화할 수 있도록 전원 배선의 일부를 마이크로 픽셀 패키지(100)에 배치하는 것에 대하여 보다 자세히 설명하도록 한다.
도 16은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 있어서, 마이크로 픽셀 패키지(100)가 배치된 모듈 기판(13)의 전원 배선을 나타낸 도면이고, 도 17은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 있어서, 마이크로 픽셀 패키지(100)가 배치된 모듈 기판(13)의 전원 배선을 측단면에서 나타낸 도면이고, 도 18 및 도 19는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 있어서, 하나의 마이크로 픽셀 패키지(100)에서의 전원 배선을 측단면에서 나타낸 도면이다.
만약, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 및 무기 발광 소자(120) 각각이 전원 보드(601)와 전기적으로 연결되어 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)을 공급받는 다면, 배선 길이의 차이에 따라 공급되는 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)의 크기가 변할 수 있다.
예를 들어, 전원 보드(601)로부터 멀리 떨어져 있는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)일수록 배선이 길 수 있으며, 배선의 자체 저항에 따른 IR 드롭으로 공급받는 전원 전압(VDD)의 크기가 작아질 수 있다. 이에 따라, 전원 보드(601)와의 거리 차이가 커질수록 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 의해 제어되는 픽셀의 휘도가 감소할 수 있다.
따라서, 본 발명의 디스플레이 장치(1)는, 디스플레이 모듈(10)에 배치되는 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각에 공급되는 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)의 IR 드롭을 최소화할 수 있도록, 전원 배선의 일부를 마이크로 픽셀 패키지(100)에 형성할 수 있다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100)는, 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 행과 복수의 열로 제1 기판(13)에 배열될 수 있다. 즉, 디스플레이 모듈(10)은, A개의 행과 B개의 열로 2차원 배열된 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100)를 포함할 수 있다.
복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)을 입력받을 수 있으며, 전원 전압(VDD)을 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 공급하고, 기준 전압(VSS)을 무기 발광 소자(120)로 공급할 수 있다.
구체적으로, 전원 보드(601)로부터 공급된 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)은 제1 기판(13)의 전압 배선(15, 17)을 통해 제1 기판(13)에 배치된 마이크로 픽셀 패키지(100)에 인가될 수 있다.
전원 보드(601)로부터 공급된 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)은 제1 행(1600)에 배열된 마이크로 픽셀 패키지(100a)에 인가될 수 있다.
이때, 제1 행(1600) 이외의 행(1650)에 배열된 마이크로 픽셀 패키지(100b)는 이전 행의 마이크로 픽셀 패키지(100)로부터 전압(VDD, VSS)을 입력 받을 수 있으며, 입력된 전압(VDD, VSS)을 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지(100)로 전달할 수 있다.
즉, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100)는, 제1 행(1600)에 배열되어 전원 보드(601)로부터 전압(VDD, VSS)을 입력 받는 복수의 제1 마이크로 픽셀 패키지(100a)와 제1 행(1600) 이외의 행(1650)에 배열되어 이전 행의 마이크로 픽셀 패키지(100)로부터 전압(VDD, VSS)을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 패키지(100b)를 포함할 수 있다.
다시 말해, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100)는, 전원보드(601)로부터 전압(VDD, VSS)을 입력 받고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지(100)로 전압(VDD, VSS)을 전달하는 복수의 제1 마이크로 픽셀 패키지(100a)를 포함하고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지(100)로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 패지키(100b)를 포함할 수 있다.
도 16 및 도 17은 제1 기판(110)의 최상단에 위치하는 행이 전원 보드(601)와 연결되는 제1 행(1600)인 것으로 도시하나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐이며, 실시예에 따라, 전원 보드(601)의 연결 위치에 따라 최하단에 위치하는 행 또는 측단에 위치하는 행이 제1 행(1600)에 해당할 수 있는 등, 제1 행(1600)의 위치에는 제한이 없다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 행(1600)이 최상단에 위치하는 행에 해당하는 것을 일 예로 설명하도록 한다.
다시 말하면, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100)(예를 들어, 100a 및 100b)는 디스플레이 모듈(10)의 제1 기판(13)에 2차원으로 배열될 수 있고, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 방향은, 예를 들어, 열 방향 즉, Z축 방향에 해당할 수 있다.
복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 동일한 열에 배치되며 인접한 행의 마이크로 픽셀 패키지(100)와 제1 기판(13)에 배치되는 전압 배선(15, 17)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 이전 행의 마이크로 픽셀 패키지(100)와 전기적으로 연결된 전압 배선(15, 17)과 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지(100)와 전기적으로 연결된 전압 배선(15, 17) 사이를 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선(105, 107)을 포함할 수 있다. 이와 같이, 내부 연결 배선(105, 107)은 복수의 전압 배선 중, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지(100) 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 전압 배선(15, 17)과 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지(100) 중 다른 하나와 전기적으로 연결된 전압 배선(15, 17)을 전기적으로 연결할 수 있다.
즉, 전압(VDD, VSS)는, 제1 기판(13)에 마련되며 이전 행의 마이크로 픽셀 패키지(100)와 연결된 전압 배선(15, 17)을 통하여 마이크로 픽셀 패키지(100)로 입력되고, 마이크로 픽셀 패키지(100) 내부에 마련된 내부 연결 배선(105, 107)을 통하여 제1 기판(13)에 마련되며 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지(100)와 연결된 전압 배선(15, 17)으로 출력될 수 있다.
다시 말해, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 이전 행의 마이크로 픽셀 패키지(100)와 연결된 전압 배선(15, 17)을 통하여 전압(VDD, VSS)을 입력 받고, 입력된 전압(VDD, VSS)을 내부 연결 배선(105, 107)을 통하여 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지(100)와 연결된 전압 배선(15, 17)으로 출력할 수 있다. 즉, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지(100) 중 어느 하나와 연결된 전압 배선(15, 17)을 통하여 전압(VDD, VSS)을 입력 받고, 입력된 전압(VDD, VSS)을 내부 연결 배선(105, 107)을 통하여 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지(100) 중 다른 하나와 연결된 전압 배선(15, 17)으로 출력할 수 있다.
디스플레이 모듈(10)은, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100)의 각 열에 배치되고, 인접한 행에 배치되는 마이크로 픽셀 패키지(100) 사이를 전기적으로 연결하고, 마이크로 픽셀 패키지(100) 사이에서 전압을 전달하는 복수의 전압 배선(15, 17)을 포함할 수 있다.
복수의 전압 배선(15, 17)은, 전원 전압(VDD)을 위한 복수의 전원 전압 배선(15)과, 기준 전압(VSS)을 위한 복수의 기준 전압 배선(17)을 포함할 수 있다.
복수의 전원 전압 배선(15) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 두 개의 마이크로 픽셀 패키지(100) 사이를 전기적으로 연결하며, 두 개의 마이크로 픽셀 패키지(100) 사이에서 전원 전압(VDD)을 전달할 수 있다.
복수의 기준 전압 배선(17) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 두 개의 마이크로 픽셀 패키지(100) 사이를 전기적으로 연결하며, 두 개의 마이크로 픽셀 패키지(100) 사이에서 기준 전압(Vss)을 전달할 수 있다.
복수의 전압 배선(15, 17)은, 모듈 기판에 해당하는 제1 기판(13)에 배치될 수 있으며, 제1 기판(13)의 상면에 배치되는 마이크로 픽셀 패키지(100)와 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 제1 기판(13)에 배치되어 전압 배선(15, 17)과 전기적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각의 내부 연결 배선(105, 107)은, 동일 열에 배치되면서 이전 행에 배치되는 마이크로 픽셀 패키지(100)와 전기적으로 연결되는 전압 배선(15, 17)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각의 내부 연결 배선(105, 107)은, 동일 열에 배치되면서 다음 행에 배치되는 마이크로 픽셀 패키지(100)와 전기적으로 연결되는 전압 배선(15, 17)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이를 통해, 내부 연결 배선(105, 107)은, 이전 행의 마이크로 픽셀 패키지(100)와 연결된 전압 배선(15, 17)과 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지(100)와 연결된 전압 배선을 전기적으로 연결할 수 있다.
내부 연결 배선은, 전원 전압(VDD)이 흐르는 제1 내부 연결 배선(105)과, 기준 전압(VSS)이 흐르는 제2 내부 연결 배선(107)을 포함할 수 있다.
결과적으로, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 도 18에 도시된 바와 같이, 동일한 열에 배치되면서 이전 행에 배치된 마이크로 픽셀 패키지와 연결된 전원 전압 배선(15a)을 통하여 전원 전압(VDD)을 입력 받고, 입력된 전원 전압(VDD)을 제1 내부 연결 배선(105)을 통하여 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지와 연결된 전원 전압 배선(15b)으로 출력할 수 있다.
이때, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 전압 공급 배선(1005)을 통하여 제1 내부 연결 배선(105)과 전기적으로 연결되어, 전원 전압(VDD)을 공급받을 수 있다. 즉, 제1 내부 연결 배선(105)은, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 전기적으로 연결되어 전원 전압(VDD)을 전달할 수 있다.
또한, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 도 19에 도시된 바와 같이, 동일한 열에 배치되면서 이전 행에 배치된 마이크로 픽셀 패키지와 연결된 기준 전압 배선(17a)을 통하여 기준 전압(Vss)을 입력 받고, 입력된 기준 전압(Vss)을 제2 내부 연결 배선(107)을 통하여 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지와 연결된 기준 전압 배선(17b)으로 출력할 수 있다.
이때, 복수의 무기 발광 소자(120) 각각은, 전압 공급 배선(1007)을 통하여 제2 내부 연결 배선(107)과 전기적으로 연결되어, 기준 전압(Vss)을 공급받을 수 있다. 즉, 제2 내부 연결 배선(107)은, 복수의 무기 발광 소자(120)와 전기적으로 연결되어 기준 전압(Vss)을 전달할 수 있다.
마이크로 픽셀 패키지(100)에 마련되는 내부 연결 배선(105, 107)은, 모듈 기판(13)에 마련되는 전압 배선(15, 17)에 비하여 배선 저항이 개선되어 전자 이동도가 높을 수 있다. 구체적으로, 마이크로 픽셀 패키지(100)에 배선을 실장하는 것이 모듈 기판에 배선을 실장하는 것에 비하여 공정의 난이도가 낮을 수 있다. 이에 따라, 마이크로 픽셀 패키지(100)에 마련되는 내부 연결 배선(105, 107)은, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 모듈 기판(13)에 마련되는 전압 배선(15, 17)에 비하여 두껍게 실장될 수 있어 전자 이동도가 높을 수 있다.
이처럼, 본 발명의 디스플레이 모듈(10)은, 모듈 기판에는 마이크로 픽셀 패키지(100) 사이를 전기적으로 연결하는 전압 배선(15, 17)을 배치하고, 마이크로 픽셀 패키지(100) 내부에 전압 배선(15, 17) 사이를 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선(105, 107)을 배치함으로써, 전원 배선의 일부를 마이크로 픽셀 패키지(100)에 마련한다.
디스플레이 모듈(10)은, 마이크로 픽셀 패키지(100) 내부의 내부 연결 배선(105, 107)을 통하여 전압이 전자 이동도가 낮은 모듈 기판(13)의 전압 배선(15, 17)을 통과하는 비율을 줄일 수 있으며, 모듈 기판(13)에서의 전압 배선(15, 17)만을 통하여 마이크로 픽셀 패키지(100)로 전압(VDD, VSS)을 공급할 때에 비하여, 전압의 IR 드롭을 최소화할 수 있다.
이를 통해, 디스플레이 모듈(10)은, 전원 보드(601)와의 거리에 상관 없이 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 동일한 전압으로 구동될 수 있도록 하여, 전원 보드(601)와의 거리에 따라 발생할 수 있는 IR 드롭을 방지할 수 있다. IR 드롭이 최소화됨에 따라, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 일정한 전압으로 무기 발광 소자(120)를 제어함으로써, 의도하는 구동 전류(CD)를 무기 발광 소자(120)에 제공하여 의도하는 휘도를 제공할 수 있으며, 이를 통해, 휘도 저하 및 무라 현상(mura effects)을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명의 디스플레이 모듈(10)은, 마이크로 픽셀 패키지(100)의 출력 전압이 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지로 전달되게 함으로써, 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각이 전원 보드(601)와 전기적으로 연결될 때 보다, 전압 배선(15, 17)을 짧게 할 수 있어 IR 드롭을 최소화할 수 있습니다.
이상에서는 IR 드롭을 최소화할 수 있도록 전원 배선의 일부를 마이크로 픽셀 패키지(100)에 배치하는 것에 대하여 자세히 설명하였다. 이하에서는 IR 드롭을 최소화할 수 있도록 전원 배선의 일부를 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 배치하는 것에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
도 20은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)을 구성하는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 무기 발광 소자(120)의 배열의 예시를 나타낸 도면이다.
도 20을 참조하면, 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)은, 앞서 설명한 바와 달리, 마이크로 픽셀 패키지(100)를 포함하지 않으며, 제1 기판(13)에 직접 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 및 무기 발광 소자(120)를 포함할 수 있다.
복수의 무기 발광 소자(120)로 구성된 픽셀(P)은 디스플레이 모듈(10)의 모듈 기판에 해당하는 제1 기판(13)에 행과 열로 배열될 수 있다. 즉, 픽셀(P)은, M개의 행과 N개의 열로 이루어진 2차원 배열로 제1 기판(13)의 상면에 배치될 수 있다.
이때, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 역시 제1 기판(13)에 복수의 행과 열로 배열될 수 있다. 즉, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, A개의 행과 B개의 열로 이루어진 2차원 배열로 제1 기판(110)에 배치될 수 있다.
다시 말하면, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 디스플레이 모듈(10)의 제1 기판(13)에 2차원으로 배열될 수 있고, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 방향은, 예를 들어, 열 방향 즉, Z축 방향에 해당할 수 있다.
예를 들어, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 도 20에 도시된 바와 같이, 제1 기판(110)의 상면에 배치되어, 제어 대상이 되는 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 사이 공간의 중앙에 배치될 수 있다. 이 경우, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 애노드 배선을 통하여 제어 대상이 되는 픽셀(P) 각각의 애노드와 전기적으로 연결될 수 있으며, 캐소드 배선을 통하여 제어 대상이 되는 픽셀(P) 각각의 캐소드와 전기적으로 연결될 수 있다.
다만, 실시예에 따라, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 픽셀들(P1, P2, P3, P4) 사이 공간의 중앙에 배치되지 않을 수 있으며, 행과 열로 배치되어 제어 대상이 되는 픽셀들(P)과 전기적으로 연결될 수 있는 배치이면, 제한없이 배치될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 자신이 제어하는 4개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)의 픽셀 영역에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 당해 실시예에서 픽셀 영역은 각각의 픽셀이 위치하는 영역으로서, 디스플레이 패널(11)의 액티브 영역을 픽셀의 배열과 동일한 배열(MxN)로 구획했을 때 각각의 픽셀이 포함되는 영역을 해당 픽셀의 픽셀 영역으로 정의할 수 있다. 더 구체적인 예로, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 자신이 제어하는 4개의 픽셀(P1, P2, P3, P4)의 픽셀 영역을 합친 일 영역, 즉 전체 픽셀 영역(PW)에 배치될 수 있다. 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 전체 픽셀 영역(PW)의 중심에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
더욱이, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 실시예에 따라, 제1 기판(13)의 상면이 아닌 하면에 배치될 수 있으며, 이 경우, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 비아홀(via hole) 배선을 통하여 제어 대상이 되는 픽셀들(P)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 제1 기판(13)의 상면에 배치된 것을 일 예로 설명하도록 한다.
이때, 디스플레이 패널(11)에 포함된 복수의 픽셀 중 인접한 픽셀들 사이의 간격은 모두 동일할 수 있다. 당해 실시예에서 어떤 값들이 동일하다는 것은 해당 값들이 완전하게 일치하는 경우뿐만 아니라, 일정 오차 범위 내에서 일치하는 경우까지 포함할 수 있다.
도 21은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 있어서, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 배치된 모듈 기판(13)의 전원 배선을 나타낸 도면이고, 도 22는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 있어서, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 배치된 모듈 기판(13)의 전원 배선을 측단면에서 나타낸 도면이고, 도 23은 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)에 있어서, 하나의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에서의 전원 배선을 측단면에서 나타낸 도면이다.
도 21 및 도 22는, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 앞서 설명한 바와 같이, 복수의 행과 복수의 열로 제1 기판(13)에 배열될 수 있다. 즉, 디스플레이 모듈(10)은, A개의 행과 B개의 열로 2차원 배열된 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 포함할 수 있다.
즉, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 제1 기판(13)에 2차원으로 배열될 수 있으며, A개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 제1 방향(열 방향) 즉, Z축 방향을 따라 배치되고, B 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 제2 방향(행 방향) 즉, X 축 방향을 따라 배치될 수 있다.
복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)을 입력받을 수 있으며, 전원 전압(VDD)을 픽셀 회로(131)로 공급하고, 기준 전압(VSS)을 무기 발광 소자(120)로 공급할 수 있다.
구체적으로, 전원 보드(601)로부터 공급된 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)은 제1 기판(13)의 전압 배선(15, 17)을 통해 제1 기판(13)에 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 인가될 수 있다.
전원 보드(601)로부터 공급된 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)은 제1 행(2100)에 배열된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130a)에 인가될 수 있다.
이때, 제1 행(2100) 이외의 행(2150)에 배열된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130b)는 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 전압(VDD, VSS)을 입력 받을 수 있으며, 입력된 전압(VDD, VSS)을 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전달할 수 있다.
즉, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 제1 행(2100)에 배열되어 전원 보드(601)로부터 전압(VDD, VSS)을 입력 받는 복수의 제1 마이크로 픽셀 컨트롤러(130a)와 제1 행(2100) 이외의 행(2150)에 배열되어 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 전압(VDD, VSS)을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 컨트롤러(130b)를 포함할 수 있다.
다시 말해, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 전원보드(601)로부터 전압(VDD, VSS)을 입력 받고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전압(VDD, VSS)을 전달하는 복수의 제1 마이크로 픽셀 컨트롤러(130a)를 포함하고, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 컨트롤러(130b)를 포함할 수 있다.
도 21 및 도 22는 제1 기판(110)의 최상단에 위치하는 행이 전원 보드(601)와 연결되는 제1 행(2100)인 것으로 도시하나, 이는 일 실시예에 불과할 뿐이며, 실시예에 따라, 전원 보드(601)의 연결 위치에 따라 최하단에 위치하는 행 또는 측단에 위치하는 행이 제1 행(2100)에 해당할 수 있는 등, 제1 행(2100)의 위치에는 제한이 없다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 제1 행(2100)이 최상단에 위치하는 행에 해당하는 것을 일 예로 설명하도록 한다.
복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 동일한 열에 배치되며 인접한 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 제1 기판(13)에 배치되는 전압 배선(15, 17)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
다시 말하면, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 디스플레이 모듈(10)의 제1 기판(13)에 2차원으로 배열될 수 있고, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 방향은, 예를 들어, 열 방향 즉, Z축 방향에 해당할 수 있다.
이때, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결된 전압 배선(15, 17)과 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결된 전압 배선(15, 17) 사이를 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선(105, 107)을 포함할 수 있다.
즉, 전압(VDD, VSS)는, 제1 기판(13)에 마련되며 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 연결된 전압 배선(15, 17)을 통하여 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 입력되고, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 내부에 마련된 내부 연결 배선(105, 107)을 통하여 제1 기판(13)에 마련되며 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러와 연결된 전압 배선(15, 17)으로 출력될 수 있다.
다시 말해, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러와 연결된 전압 배선(15, 17)을 통하여 전압(VDD, VSS)을 입력 받고, 입력된 전압(VDD, VSS)을 내부 연결 배선(105, 107)을 통하여 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러와 연결된 전압 배선(15, 17)으로 출력할 수 있다.
복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 제1 기판(13)에 마련되는 전압 배선을 통하여 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 전압 배선과 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 중 다른 하나와 전기적으로 연결된 전압 배선을 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선을 포함할 수 있다. 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 내부 연결 배선을 통하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 중 어느 하나로부터 입력된 전압을 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 중 다른 하나로 전달할 수 있다.
디스플레이 모듈(10)은, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 각 열에 배치되고, 인접한 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러 사이를 전기적으로 연결하고, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 사이에서 전압을 전달하는 복수의 전압 배선(15, 17)을 포함할 수 있다.
복수의 전압 배선(15, 17)은, 전원 전압(VDD)을 위한 복수의 전원 전압 배선(15)과, 기준 전압(VSS)을 위한 복수의 기준 전압 배선(17)을 포함할 수 있다.
복수의 전원 전압 배선(15) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 두 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 사이를 전기적으로 연결하며, 두 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 사이에서 전원 전압(VDD)을 전달할 수 있다.
복수의 기준 전압 배선(17) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 인접한 행에 배치되는 두 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 사이를 전기적으로 연결하며, 두 개의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 사이에서 기준 전압(Vss)을 전달할 수 있다.
복수의 전압 배선(15, 17)은, 모듈 기판에 해당하는 제1 기판(13)에 배치될 수 있으며, 제1 기판(13)의 상면에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 제1 기판(13)에 배치되어 전압 배선(15, 17)과 전기적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각의 내부 연결 배선(105, 107)은, 동일 열에 배치되면서 이전 행에 배치되는 마이크로 컨트롤러와 전기적으로 연결되는 전압 배선(15, 17)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각의 내부 연결 배선(105, 107)은, 동일 열에 배치되면서 다음 행에 배치되는 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되는 전압 배선(15, 17)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이, 내부 연결 배선(105, 107)은 복수의 전압 배선 중, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 전압 배선(15, 17)과 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 중 다른 하나와 전기적으로 연결된 전압 배선(15, 17)을 전기적으로 연결할 수 있다.
이를 통해, 내부 연결 배선(105, 107)은, 이전 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 연결된 전압 배선(15, 17)과 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 연결된 전압 배선을 전기적으로 연결할 수 있다.
내부 연결 배선(105, 107)은, 전원 전압(VDD)이 흐르는 제1 내부 연결 배선(105)과, 기준 전압(VSS)이 흐르는 제2 내부 연결 배선(107)을 포함할 수 있다.
즉, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 어느 하나와 연결된 전압 배선(15, 17)을 통하여 전압(VDD, VSS)을 입력 받고, 입력된 전압(VDD, VSS)을 내부 연결 배선(105, 107)을 통하여 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러 중 다른 하나와 연결된 전압 배선(15, 17)으로 출력할 수 있다.
결과적으로, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 도 23에 도시된 바와 같이, 동일한 열에 배치되면서 이전 행에 배치된 마이크로 컨트롤러와 연결된 전원 전압 배선(15a)을 통하여 전원 전압(VDD)을 입력 받고, 입력된 전원 전압(VDD)을 제1 내부 연결 배선(105)을 통하여 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 연결된 전원 전압 배선(15b)으로 출력할 수 있다.
또한, 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각은, 도 23에 도시된 바와 같이, 동일한 열에 배치되면서 이전 행에 배치된 마이크로 픽셀 컨트롤러와 연결된 기준 전압 배선(17a)을 통하여 기준 전압(Vss)을 입력 받고, 입력된 기준 전압(Vss)을 제2 내부 연결 배선(107)을 통하여 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러와 연결된 기준 전압 배선(17b)으로 출력할 수 있다.
이때, 제1 내부 연결 배선(105)은 픽셀 회로(적어도 하나의 박막 트랜지스터)(131)와 전기적으로 연결되어 픽셀 회로(131)로 전원 전압(VDD)을 공급할 수 있다. 또한, 제2 내부 연결 배선(107)은 캐소드 배선과 전기적으로 연결되어 무기 발광 소자(120)의 캐소드로 기준 전압(VSS)을 공급할 수 있다.
마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 마련되는 내부 연결 배선(105, 107)은, 모듈 기판(13)에 마련되는 전압 배선(15, 17)에 비하여 배선 저항이 개선되어 전자 이동도가 높을 수 있다. 구체적으로, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 배선을 실장하는 것이 모듈 기판에 배선을 실장하는 것에 비하여 공정의 난이도가 낮을 수 있다. 이에 따라, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 마련되는 내부 연결 배선(105, 107)은, 도 23에 도시된 바와 같이, 모듈 기판(13)에 마련되는 전압 배선(15, 17)에 비하여 두껍게 실장될 수 있어 전자 이동도가 높을 수 있다.
이처럼, 본 발명의 디스플레이 모듈(10)은, 모듈 기판에는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 사이를 전기적으로 연결하는 전압 배선(15, 17)을 배치하고, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 내부에 전압 배선(15, 17) 사이를 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선(105, 107)을 배치함으로써, 전원 배선의 일부를 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 마련한다.
디스플레이 모듈(10)은, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 내부의 내부 연결 배선(105, 107)을 통하여 전압이 전자 이동도가 낮은 모듈 기판(13)의 전압 배선(15, 17)을 통과하는 비율을 줄일 수 있으며, 모듈 기판(13)에서의 전압 배선(15, 17)만을 통하여 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전압(VDD, VSS)을 공급할 때에 비하여, 전압의 IR 드롭을 최소화할 수 있다.
이를 통해, 디스플레이 모듈(10)은, 전원 보드(601)와의 거리에 상관 없이 복수의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 동일한 전압으로 구동될 수 있도록 하여, 전원 보드(601)와의 거리에 따라 발생할 수 있는 IR 드롭을 방지할 수 있다. IR 드롭이 최소화됨에 따라, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 일정한 전압으로 무기 발광 소자(120)를 제어함으로써, 의도하는 구동 전류(CD)를 무기 발광 소자(120)에 제공하여 의도하는 휘도를 제공할 수 있으며, 이를 통해, 휘도 저하 및 무라 현상(mura effects)을 해결할 수 있다.
또한, 본 발명의 디스플레이 모듈(10)은, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 출력 전압이 다음 행의 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)로 전달되게 함으로써, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 각각이 전원 보드(601)와 전기적으로 연결될 때 보다, 전압 배선(15, 17)을 짧게 할 수 있어 IR 드롭을 최소화할 수 있습니다.
도 24는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)에 있어서 복수의 디스플레이 모듈(10)이 하우징에 결합되는 방식의 일 예를 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 복수의 디스플레이 모듈(10)은 2차원 매트릭스 형태로 배열되어 하우징(20)에 고정될 수 있다. 도 24의 예시를 참조하면, 복수의 디스플레이 모듈(10)은 그 하부에 위치하는 프레임(21)에 설치될 수 있고, 프레임(21)은 복수의 디스플레이 모듈(10)에 대응되는 일부 영역이 개방된 2차원 메쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 프레임(21)에는 디스플레이 모듈(10)의 개수만큼의 개구(21H)가 형성될 수 있고, 개구(21H)는 복수의 디스플레이 모듈(10)과 동일한 배열을 가질 수 있다.
한편, 복수의 디스플레이 모듈(10)은 자석에 의한 자력을 이용하거나, 기구적인 구조물에 의해 결합되거나, 접착제에 의해 접착되는 방식으로 프레임(21)에 장착될 수 있다. 디스플레이 모듈(10)이 프레임(21)에 장착되는 방식에 대해서는 제한을 두지 않는다.
구동 보드(501), 메인 보드(301) 및 전원 보드(601)는 프레임(21)의 하부에 배치될 수 있고, 프레임(21)에 형성된 개구(21H)를 통해 복수의 디스플레이 모듈(10)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
프레임(21)의 하부에는 하부 커버(22)가 결합되며, 하부 커버(22)는 디스플레이 장치(1)의 하면 외관을 형성할 수 있다.
전술한 예시에서는 디스플레이 모듈(10)이 2차원으로 배열되는 경우를 예로 들었으나, 디스플레이 모듈(10)이 1차원으로 배열되는 것도 가능함은 물론이며, 이 경우 프레임(21)의 구조 역시 1차원 메쉬 구조로 변형할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 디스플레이 장치(1)는, 복수의 디스플레이 모듈(10)을 타일링하여 하우징(20)에 고정함으로써, 대면적 화면을 구현할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 디스플레이 장치(1)는, 대면적 화면을 구현하기 위한 원판을 적용할 때 보다, 전원 전압(VDD)과 기준 전압(VSS)을 전달하기 위한 전원 전압 배선(15) 및 기준 전압 배선(17)을 짧게 설계할 수 있어, 배선 길이에 비례하여 발생하는 IR 드롭을 최소화할 수 있다.
도 25는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)의 제조 방법에 대한 순서도이고, 도 26 내지 도 31은 도 25에 도시된 일부 단계들에 의해 제도되는 디스플레이 모듈(10)을 나타낸 도면이다.
도 25를 참조하면, 패키지 기판에 내부 연결 배선(105, 107)을 형성한다(2510).
패키지 기판은 앞서 설명한 제2 기판(110)을 의미하고, 내부 연결 배선(105, 107)은 제2 기판(110)의 내부에 형성할 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(110)에 구리와 같은 금속 물질 층을 형성하고, 감광성 물질의 도포, 노광, 현상 등의 과정을 포함하는 포토리소그래피(Photolithography) 공정과 불필요한 부분을 선택적으로 제거하는 식각(Etching) 공정을 거쳐 제2 기판(110)에 내부 연결 배선(105, 107)을 형성할 수 있다. 다만, 실시예에 따라, 내부 연결 배선(105, 107)은, 제2 기판(110)의 상면, 하면 또는 측면에 형성할 수 있다.
이때, 내부 연결 배선(105, 107)은, 전원 전압(VDD)이 흐르는 제1 내부 연결 배선(105)과, 기준 전압(VSS)이 흐르는 제2 내부 연결 배선(107)을 포함할 수 있다.
도 26은 내부 연결 배선(105, 107)이 형성된 제2 기판(110)의 측면을 나타내는 도면이다.
도 26에 도시된 바와 같이, 전술한 과정에 의해 제2 기판(110)에 전원 전압(VDD)을 위한 제1 내부 연결 배선(105)과 기준 전압(VSS)을 위한 제2 내부 연결 배선(107)이 형성될 수 있다.
도 26에 도시하진 않았지만, 제2 기판(110)에는 무기 발광 소자(120) 및 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 전기적으로 연결될 수 있는 전극 패드가 형성될 수 있다.
다시 도 25를 참조하면, 내부 연결 배선이 형성된 패키지 기판에 무기 발광 소자(120) 및 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 배치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 무기 발광 소자(120)는 마이크로 LED일 수 있다. 웨이퍼 또는 임시 기판 상의 마이크로 LED를 이송 기구에 의해 픽업 후 이송하여 제2 기판(110) 상에 전사할 수 있다. 이 때, 무기 발광 소자(120)는 애노드와 캐소드가 제2 기판(110)의 상면을 향하도록 전사될 수 있다. 전사 방식은 레이저를 이용한 방식, 스탬프를 이용한 방식, 롤러를 이용한 방식 등 공지된 기술 중 어느 것을 채용해도 무방하다.
또한, 무기 발광 소자(120)와 전극 패드의 접속 방식에 따라 제2 기판(110)의 상면에 형성된 전극 패드 상에 솔더링 물질 또는 전도성 접착제를 배치 또는 도포할 수 있다.
패키지 기판에 해당하는 제2 기판(110)의 상면에는 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 전기적으로 연결될 수 있는 전극 패드가 형성될 수 있다. 이때, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 전극 패드에 배치되어 제2 기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다.
마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는 제2 기판(110) 상의 무기 발광 소자(120)를 제어하기 위한 픽셀 회로(131)가 형성된 것으로서, 그 구조 및 동작에 관한 설명은 앞서 디스플레이 모듈(10)의 실시예에서 설명한 바와 동일하다.
한편, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 제2 기판(110)에 실장하기에 앞서, 개별적으로 회로 검사를 수행할 수 있고, 회로 검사에 의해 양품으로 판정된 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)만을 제2 기판(110)에 실장하는 것이 가능하다. 따라서, 모듈 기판에 직접 박막 트랜지스터 회로를 실장하는 경우와 비교하여 회로 검사 및 불량품의 교체가 용이하다.
도 27은 무기 발광 소자(120) 및 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 전사된 제2 기판(110)의 측면을 나타낸 도면이다. 솔더링 물질 또는 전도성 접착제가 배치 또는 도포된 제2 기판(110)의 상면에 무기 발광 소자(120) 및 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 전사함으로써, 무기 발광 소자(120)의 애노드 및 캐소드와 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)의 접속 핀을 제2 기판(110)의 전극 패드 전기적으로 접속시킬 수 있다.
한편, 무기 발광 소자(120) 및 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)가 제2 기판(110)에 배치되기 전, 제2 기판(110)에는 제1 내부 연결 배선(105)과 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 전기적으로 연결하는 전압 공급 배선(1005)과 제2 내부 연결 배선(107)과 무기 발광 소자(120)를 전기적으로 연결하는 전압 공급 배선(1007)이 형성될 수 있다.
다시 도 25를 참조하면, 모듈 기판에 배선 및 전극 패드를 형성한다(2530).
모듈 기판은 앞서 설명한 제1 기판(13)을 의미하고, 배선 및 전극 패드는 제1 기판(13)의 상면, 하면에 모두 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(13)의 상면에 구리와 같은 금속 물질 층을 형성하고, 감광성 물질의 도포, 노광, 현상 등의 과정을 포함하는 포토리소그래피(Photolithography) 공정과 불필요한 부분을 선택적으로 제거하는 식각(Etching) 공정을 거쳐 제1 기판(13)에 배선과 전극 패드를 형성할 수 있다.
제1 기판(13)의 상면에는 복수의 전압 배선(15, 17)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 복수의 전압 배선(15, 17)은, 복수의 행과 열로 배열될 마이크로 픽셀 패키지(100)의 사이를 전기적으로 연결할 수 있도록, 복수의 행과 열로 배열되어 마이크로 픽셀 패키지(100)가 배열될 패키지 전극 패드(19) 사이에 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 28에 도시된 바와 같이, 복수의 전압 배선(15, 17) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 인접한 두 개의 패키지 전극 패드(19) 사이에 형성될 수 있다. 이때, 복수의 전압 배선(15, 17)은, 전원 전압(VDD)을 위한 복수의 전원 전압 배선(15)과, 기준 전압(VSS)을 위한 복수의 기준 전압 배선(17)을 포함할 수 있다.
다시 도 25를 참조하면, 모듈 기판의 상면에 마이크로 픽셀 패키지를 배치할 수 있다(2540).
모듈 기판에 해당하는 제1 기판(13)의 상면에는 마이크로 픽셀 패키지(100)가 전기적으로 연결될 수 있는 패키지 전극 패드(19)가 복수의 행과 복수의 열로 배열될 수 있다.
이때, 마이크로 픽셀 패키지(100)는 패키지 전극 패드(19)에 배치되어 제1 기판(13)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다시 말해, 마이크로 픽셀 패키지(100)에 마련된 하부 전극 패드와 제1 기판(13)의 상면에 형성된 패키지 전극 패드(19)를 전기적으로 접속시킴으로써 마이크로 픽셀 패키지(100)를 제1 기판(13)에 배치할 수 있다. 예를 들어, 하부 전극 패드와 패키지 전극 패드(19)는 솔더링 또는 전도성 접착체에 의해 전기적으로 접속될 수 있다.
도 29는 마이크로 픽셀 패키지(100)가 배치된 제1 기판(13)의 상면을 나타낸 도면이다. 도 29에 도시된 바와 같이, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100)는 복수의 행과 복수의 열을 포함하는 2차원 배열로 제1 기판(13)의 상면에 배열될 수 있다.
즉, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100)는, 제1 기판(13)에 2차원으로 배열될 수 있으며, A개의 마이크로 픽셀 패키지(100)가 제1 방향(열 방향) 즉, Z축 방향을 따라 배치되고, B 개의 마이크로 픽셀 패키지(100)가 제2 방향(행 방향) 즉, X 축 방향을 따라 배치될 수 있다.
다시 말하면, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100)는 디스플레이 모듈(10)의 모듈 기판(후술하는 제1 기판)에 2차원으로 배열될 수 있고, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 방향은, 예를 들어, 열 방향 즉, Z축 방향에 해당할 수 있다.
이때, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각의 내부 연결 배선(105, 107)은, 이전 행의 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 전압 배선(15, 17) 및 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 전압 배선(15, 17)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이를 통해, 내부 연결 배선(105, 107)은, 이전 행의 마이크로 픽셀 패키지와 연결된 전압 배선(15, 17)과 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지와 연결된 전압 배선을 전기적으로 연결할 수 있다.
내부 연결 배선(105, 107)은, 전원 전압(VDD)이 흐르는 제1 내부 연결 배선(105)과, 기준 전압(VSS)이 흐르는 제2 내부 연결 배선(107)을 포함할 수 있다.
다시 말하면, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 모듈 기판에 마련되는 전압 배선을 통하여 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지 중 어느 하나와 전기적으로 연결된 전압 배선과 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지 중 다른 하나와 전기적으로 연결된 전압 배선을 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선을 포함할 수 있다. 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 내부 연결 배선을 통하여 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 패키지 중 어느 하나로부터 입력된 전압을 전기적으로 연결된 마이크로 픽셀 패키지 중 다른 하나로 전달할 수 있다.
결과적으로, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 이전 행에 배치된 마이크로 픽셀 패키지와 연결된 전원 전압 배선(15a)을 통하여 전원 전압(VDD)을 입력 받고, 입력된 전원 전압(VDD)을 제1 내부 연결 배선(105)을 통하여 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지와 연결된 전원 전압 배선(15b)으로 출력할 수 있다.
이때, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)는, 전압 공급 배선(1005)을 통하여 제1 내부 연결 배선(105)과 전기적으로 연결되어, 전원 전압(VDD)을 공급받을 수 있다. 즉, 제1 내부 연결 배선(105)은, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)와 전기적으로 연결되어 전원 전압(VDD)을 전달할 수 있다.
또한, 복수의 마이크로 픽셀 패키지(100) 각각은, 동일한 열에 배치되면서 이전 행에 배치된 마이크로 픽셀 패키지와 연결된 기준 전압 배선(17a)을 통하여 기준 전압(Vss)을 입력 받고, 입력된 기준 전압(Vss)을 제2 내부 연결 배선(107)을 통하여 다음 행의 마이크로 픽셀 패키지와 연결된 기준 전압 배선(17b)으로 출력할 수 있다.
이때, 복수의 무기 발광 소자(120) 각각은, 전압 공급 배선(1007)을 통하여 제2 내부 연결 배선(107)과 전기적으로 연결되어, 기준 전압(Vss)을 공급받을 수 있다. 즉, 제2 내부 연결 배선(107)은, 복수의 무기 발광 소자(120)와 전기적으로 연결되어 기준 전압(Vss)을 전달할 수 있다.
다시 도 25를 참조하면, 모듈 기판에 드라이버 IC(200)를 연결한다(2550).
드라이버 IC(200)는 COF(Chip on Film) 또는 FOG(Film on Glass) 본딩, COG(Chip on Glass) 본딩, TAB(Tape Automated Bonding) 등 다양한 본딩 방식 중 하나를 채용하여 제1 기판(110)에 연결될 수 있다.
도 30은 드라이버 IC(200)가 연결된 제1 기판(13)의 측단면을 나타낸 도면이다. 일 예로, COF 본딩을 채용하는 경우, 도 30에 도시된 바와 같이, 필름(201) 상에 드라이버 IC(200)를 실장하고, 드라이버 IC(200)가 실장된 필름(201)의 일 단을 제1 기판(13)에 전기적으로 연결할 수 있다.
예를 들어, 드라이버 IC(200)가 실장된 필름(201)의 일 단은 제1 기판(13)의 하면에 마련된 하부 배선 패드(14)와 전기적으로 연결될 수 있고, 드라이버 IC(200)가 실장된 필름(201)과 전기적으로 연결된 하부 전극 패드(14)는 바이홀 배선 또는 측면 배선을 통하여 마이크로 픽셀 패키지(100)가 배치된 상부 배선과 접속될 수 있다. 마이크로 픽셀 패키지(100)는 해당 상부 배선을 통해 드라이버 IC(200)로부터 게이트 신호와 데이터 신호를 인가받을 수 있다.
다시 도 25를 참조하면, 모듈 기판에 FPCB를 연결한다(2560).
도 31은 FPCB(205)가 연결된 제1 기판(13)의 측단면을 나타낸 도면이다. 전술한 예시와 같이, COF 본딩을 채용하는 경우, 도 31에 도시된 바와 같이, 드라이버 IC(200)가 실장된 필름(201)의 타 단을 FPCB(205)에 전기적으로 연결할 수 있다.
드라이버 IC(200)가 실장된 필름(201)과 연결된 FPCB(205)는 구동 보드(501)와 전기적으로 연결되어 구동 보드(501)로부터 출력되는 타이밍 제어 신호, 영상 데이터 등을 드라이버 IC(200)에 전달할 수 있다.
또한, 제1 기판(13)은 전원을 공급받기 위한 FPCB와도 연결될 수 있고, 전원 공급을 위한 FPCB는 전원 보드(601)와 전기적으로 연결되어 전원 전압(VDD) 또는 기준 전압(VSS)을 마이크로 픽셀 컨트롤러(130) 또는 무기 발광 소자(120)에 공급할 수 있다. 전원 보드(601)는 FPCB를 통하여 제1 기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 제1 기판(13)에 배열된 제1 행(1600)의 마이크로 픽셀 패키지(100)와 배선을 통하여 전기적으로 연결되어 전원 전압(VDD) 및 기준 전압(VSS)을 공급할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)의 제조 방법은 전술한 공정을 모두 포함하는 것뿐만 아니라, 일부 공정만을 포함하는 것도 가능하다. 또는, 다른 공정이 더 추가되는 것도 가능하다.
또한, 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(10)의 제조 방법은, 마이크로 픽셀 패키지(100)를 제조하는 것을 생략할 수 있으며, 전원 배선의 일부를 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 배치하는 것을 포함할 수 있다.
구체적으로, 디스플레이 모듈(10)의 제조 방법은, 실시예에 따라, 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)에 내부 연결 배선(15, 17)을 형성하고, 모듈 기판(13)에 전압 배선(15, 17)을 형성하고, 모듈 기판(13)에 무기 발광 소자(120) 및 모듈 기판(13)에 마이크로 픽셀 컨트롤러(130)를 배치하고, 드라이버 IC(200)를 연결하고, FPCB(205)를 연결하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(read only memory), RAM(random access memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (15)

  1. 디스플레이 모듈에 있어서,
    복수의 픽셀;
    제1 기판;
    상기 제1 기판의 상면에 배열되는 복수의 마이크로 픽셀 패키지; 및
    상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 중 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 전압 배선;을 포함하고,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 각각은,
    제2 기판;
    상기 제2 기판의 상면에 배치되는 복수의 무기 발광 소자;
    상기 제2 기판에 배치되고, 상기 복수의 무기 발광 소자를 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러; 및
    상기 제2 기판에 배치되고, 상기 복수의 전압 배선 중, 상기 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 제1 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 제1 전압 배선과 상기 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 제2 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 제2 전압 배선을 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선;을 포함하는 디스플레이 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전압 배선 각각은,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 사이에서 전압을 전달하는 디스플레이 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 각각은,
    상기 제1 전압 배선을 통하여 전압을 입력 받고, 입력된 전압을 상기 내부 연결 배선을 통하여 상기 제2 전압 배선으로 출력하는 디스플레이 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내부 연결 배선은,
    상기 복수의 전압 배선에 비하여 전자 이동도가 높은 디스플레이 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지는,
    전원 보드로부터 전압을 입력 받고, 전압 배선을 통하여 상기 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지로 전압을 전달하는 복수의 제1 마이크로 픽셀 패키지; 및
    상기 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 패키지;를 포함하는 디스플레이 모듈.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 내부 연결 배선은,
    상기 복수의 무기 발광 소자 및 상기 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 어느 하나로부터 입력된 전압을 상기 복수의 무기 발광 소자 및 상기 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각으로 전달하는 디스플레이 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 내부 연결 배선은,
    전원 전압이 흐르는 제1 내부 연결 배선; 및
    기준 전압이 흐르는 제2 내부 연결 배선;을 포함하고,
    상기 제1 내부 연결 배선은,
    상기 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되어 상기 전원 전압을 전달하고,
    상기 제2 내부 연결 배선은,
    상기 복수의 무기 발광 소자와 전기적으로 연결되어 상기 기준 전압을 전달하는 디스플레이 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 픽셀 각각은,
    상기 복수의 무기 발광 소자 중 둘 이상의 무기 발광 소자로 이루어지고,
    상기 복수의 무기 발광 소자는,
    상기 복수의 픽셀 중 둘 이상의 픽셀을 구성하는 디스플레이 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 픽셀 컨트롤러는,
    제3기판; 및
    상기 제3기판에 배치된 적어도 하나의 박막 트랜지스터;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 박막 트랜지스터는,
    상기 복수의 무기 발광 소자를 스위칭하고 상기 복수의 무기 발광 소자에 구동 전류를 공급하는 디스플레이 모듈.
  10. 복수의 픽셀을 포함하는 복수의 디스플레이 모듈; 및
    상기 복수의 디스플레이 모듈을 지지하는 프레임;을 포함하고,
    상기 복수의 디스플레이 모듈 각각은,
    제1 기판;
    상기 제1 기판의 상면에 배열되는 복수의 마이크로 픽셀 패키지; 및
    상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 중 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 사이를 전기적으로 연결하는 복수의 전압 배선;을 포함하고,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 각각은,
    제2 기판;
    상기 제2 기판의 상면에 배치되는 복수의 무기 발광 소자;
    상기 제2 기판에 배치되고, 상기 복수의 무기 발광 소자를 제어하는 마이크로 픽셀 컨트롤러; 및
    상기 제2 기판에 배치되고, 상기 복수의 전압 배선 중, 상기 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 제1 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 제1 전압 배선과 상기 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 제2 마이크로 픽셀 패키지와 전기적으로 연결된 제2 전압 배선을 전기적으로 연결하는 내부 연결 배선;을 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 전압 배선 각각은,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 사이에서 전압을 전달하는 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지 각각은,
    상기 제1 전압 배선을 통하여 전압을 입력 받고, 입력된 전압을 상기 내부 연결 배선을 통하여 상기 제2 전압 배선으로 출력하는 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 내부 연결 배선은,
    상기 복수의 전압 배선에 비하여 전자 이동도가 높은 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 마이크로 픽셀 패키지는,
    전원 보드로부터 전압을 입력 받고, 전압 배선을 통하여 상기 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지로 전압을 전달하는 복수의 제1 마이크로 픽셀 패키지; 및
    상기 제1 방향으로 인접한 마이크로 픽셀 패키지로부터 전압을 입력 받는 복수의 제2 마이크로 픽셀 패키지;를 포함하는 디스플레이 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 내부 연결 배선은,
    상기 복수의 무기 발광 소자 및 상기 마이크로 픽셀 컨트롤러와 전기적으로 연결되고, 상기 제1 방향으로 서로 인접한 마이크로 픽셀 패키지의 집합 중 어느 하나로부터 입력된 전압을 상기 복수의 무기 발광 소자 및 상기 마이크로 픽셀 컨트롤러 각각으로 전달하는 디스플레이 장치.
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