KR101789142B1 - 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 led 광고판 - Google Patents

스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 led 광고판 Download PDF

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Abstract

스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판이 개시된다. 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로를 사용하여 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)는 원거리 또는 근거리에서 불특정 다수의 대중에게 정보 전달 용도로 사용되는 미디어 파사드(Media facade), 전광판, 스마트 유리 판넬(Smart glass panel), 투명 디스플레이 판넬 등에 적용되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로로 구성된 LED 광고판과 Wi-Fi 또는 Bluetooth를 통해 스마트폰과 연동되어 LED 광고 이미지를 제어하며, 1R1G1B LED 칩의 광원의 안정적이고 효율적인 구동을 위한 열 방출 방법(Heatsink 사용하지 않음)과 기판 PCB를 사용하지 않고 회로 동작된다. Flexible Transparent LED Display는 Flexible Transparent Film Metal Pattern 회로를 적용하여 1R1G1B LED 칩 사용시 발생하는 열 방출을 Metal Pattern으로 자연 분산, 방출하여 발열 문제를 해결하였으며 Flexible Transparent LED Display 제작 시 가장 큰 문제인 무게를 경량화 하였으며 인테리어의 미관을 해치지 않고 고객에게 정보를 전달할 수 있는 스마트한 Flexible Transparent LED Display 제품이다.

Description

스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판{LED billboard of flexible transparent film metal structure to be controlled by smart phone}
본 발명은 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 근거리, 원거리에서 불특정 다수에게 LED 광고판의 정보 전달 용도로 사용되는 미디어 파사드(Media facade), 전광판, 스마트 유리 판넬(Smart glass panel) 등에 적용되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로로 구성된 LED 광고판과 Wi-Fi 또는 Bluetooth를 통해 스마트폰과 연동되어 LED 광고 이미지를 제어하며, 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은 기판 PCB를 사용하지 않고 LED 칩의 열을 방출하기 위한 히트 싱크를 사용하지 않으며, (+)전극선, 데이터 라인, (-)전극선의 3선이 구비되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 기본적인 하나의 단위 패키지들에서는 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩이 장착되고, 연속적으로 조립된 구조의 플렉시블 투명 메탈 필름 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Film Metal Pattern Assembly)를 제조하며, 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로 내에 형성된 LED 칩 구동 시 발생되는 열의 전도 및 복사를 통하여 발산을 원활하게 하는 1R1G1B LED Chip 방열 구조와 Film Metal Pattern 회로 구조를 갖는, 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 다수 캐리어가 전자(electron)인 n형 반도체와 다수 캐리어가 정공(hole)인 p형 반도체를 PN 접합된 광전변환 반도체 소자로써, 화합물 반도체의 특성에 의해 전기 신호를 특정 파장 대역을 갖는 빛으로 변환하여 신호가 출력되며, 마이컴 칩 내장 LED, 실내 조명기기, 실외 LED 전광판, 교통 신호등, 가로등, 자동차 전조등 LED에 주로 사용된다. LED 구동 방식은 DC 구동 회로, AC 구동 회로, LED의 펄스폭 변조(PWM, Pulse Width Modulation)에 의해 광 출력을 변화시켜 광색 및 색온도 제어를 제공하는 펄스 구동 회로(PWM 제어)를 사용하거나 또는 LED는 정전압, 정전류, 역률 제어를 하는 구동 IC가 사용될 수 있다.
LED는 i) 램프 타입 포탄형 LED, ii) 표면실장형(SMD, Surface Mounted Device) 패키지, iii) COB(Chip on Board) 패키지로 분류된다. 옥외 LED 전광판은 방수 처리된 마이컴 보드에 의해 구동된다.
LED 전광판은 단색과 RGB 3색 또는 풀컬러 LED 전광판이 출시되고 있으며, 면광원의 LED 조명에 의해 광고 이미지가 표시되고, 대형 빌딩, 약국/병원, 식당/노래방/호프집, 학원, 미용실, 안경점, 주유소, 극장 등에 주로 사용된다.
기존 LED 전광판은 기판 PCB(Printed Circuit Board)를 사용하며 LED Chip을 장착하고, LED Chip이 동작 중에 발생시키는 발열 문제를 해결하기 위해 기판 PCB 후면에 히트싱크(Heatsink)를 사용한다.
실내, 실외용에서 사용되는 도 1의 LED 전광판은 세부적으로는 도 2와 같이 영상 제공 컨트롤러, 운영 PC, 네트워크, LED 전광판으로 구성되며, 그 하나는 타원(Oval)형 RGB(Red, Green, Blue) LED Module 로 대면적 화면 전체를 구성하는 몇 개의 단위 PCB(Printed Circuit Board)와 그 기판 위에 장착되는 타원(Oval)형 LED Chip(Package) 또는 LED Chip 을 탑재하는 구조로 되어 있다.
도 1을 참조하면, 기존의 LED 전광판은 대부분 타원형 LED 또는 LED 칩을 사용하고, 회로 동작 중 발생하는 열 발산을 원활히 하기 위하여 PCB 후면 부분에 히트싱크(Heatsink) 및 냉각용 팬(fan)을 부착하여 방열하는 방식을 사용하여 그 크기와 무게 등의 면에서 공간적으로 과도한 체적과 하중을 거치대에 부과하게 된다. 따라서 전광판의 안정적인 거치를 위한 거치대의 크기 또한 디자인(Design)적인 측면에서는 매우 부담을 주는 요소로 작용하고 있다.
일반적으로, LED 전광판에 적용되는 LED 패키지 회로 구성은 FR4 or CEM 소재의 PCB(Printed Circuit Board) 에 구리(Cu) Pattern으로 회로를 구성하고 LED 패키지를 장착하여 사용하며, LED Chip 구동 시 발생하는 열 방출을 위하여 알미늄 소재의 Heatsink 적용하는 방법 또는 LED 패키지가 단위 PCB(Printed Circuit Board) 상에 장착되기에 이로 인한 소자의 동작에 따른 발열을 해결하기 위해 팬(Fan)을 이용한 강제 냉각 순환 방식의 방열시스템을 채용하고 있으며 각 PCB의 단위 보드와 연결되어 디스플레이 화면을 구성하는 단위 보드의 크기는 매우 무겁고 크게 제작되고 있으며, 도시미관을 저해하고 실내디자인 및 인테리어에 유해한 환경을 제공하고 있다.
이와 관련된 선행기술1로써, 특허 등록번호 10-0992383에서는 점등 주행 거리를 단축시켜 플리커 현상을 최소화할 수 있는 다이나믹 구동 방식의 LED 전광판 및 그 구동 방법이 개시되어 있다. LED 전광판은 다수의 LED 소자들을 다이나믹 구동 방식으로 구동하는 LED 전광판에 있어서, 상기 LED 소자들이 mㅧ여기서, 상기 m, n은 2 이상의 자연수임)개씩 지역별로 분할 배치된 LED 모듈; 상기 지역마다 어느 하나의 LED 소자를 동시에 전기적으로 연결하기 위한 선택 제어 신호를 발생하는 제어부; 상기 지역마다 1개씩의 LED 소자와 접속되고, 상기 선택 제어 신호에 응답하여, 접속된 LED 소자들을 1/mㅧ주기 동안 동시에 전기적으로 연결하는 mㅧ개의 셀렉터; 및 상기 셀렉터에 의해 전기적으로 연결되는 LED 소자들에 구동 데이터를 공급하는 능동 회로를 포함하고 있다.
이와 관련된 선행기술2로써, 특허 등록번호 10-1676908(등록일자 2016.11.10)에서는 스마트폰을 이용한 실시간 LED 전광판 시스템 및 그 출력 방법이 개시된다. 터치스크린을 통해 텍스트 또는 사용자 음성을 입력받고, 입력받은 텍스트 또는 사용자 음성과 사용자에 의해 생성/편집되는 동영상 파일, 정지영상 파일 또는 오디오 파일을 NFC 태그를 이용하여 태깅(tagging)하여 송신하는 사용자 스마트폰; 상기 텍스트 또는 사용자 음성과 상기 생성/편집되는 동영상 파일, 정지영상 파일 또는 오디오 파일을 NFC 태그를 통해 수신하여 저장하고, 저장된 텍스트 또는 사용자 음성과 상기 생성/편집되는 동영상 파일, 정지영상 파일 또는 오디오 파일을 출력하는 LED 전광판을 구성한다. 상기 스마트폰을 이용한 실시간 LED 전광판 시스템 및 그 출력 방법에 의하면, 사용자 스마트폰에 광고 문구나 음성을 사용자가 직접 입력하고 이를 동영상 광고 파일이나 오디오 광고 파일 등과 함께 NFC 태그를 이용하여 송신하고 LED 전광판에 출력하도록 구성됨으로써, 사용자가 원하는 문구나 광고를 실시간으로 편리하게 편집하여 변경할 수 있는 효과가 있다. 특히, 상점이나 쇼핑몰, 마트 등에서 그때그때 필요한 깜짝 세일 정보, 이벤트 정보, 쿠폰 정보나 광고 등을 사용자가 NFC 태깅에 의해 편리하게 변경하여 고객에게 제공한다.
그러나, 전광판용 LED Module은 기판 PCB와 그 기판 PCB에 장착되는 타원(Oval)형 LED Chip(Package), Rear Frame, SMPS 구조로 되어 있다. 1R1G1B LED Chip 단위 소자가 구동하게 될 때 그 소비 전력에 따른 열 발산이 크게 문제되지 않지만, 옥외용 전광판처럼 정형적으로 정해진 공간 내에서 매트릭스 구조의 화소(Pixel) 하나하나로 작용하는 수 만개 이상의 1R1G1B LED Chip에서 소모되는 전체적인 전력과 소자가 발생시키는 발열량은 무시할 수 없을 만큼 중요한 문제이다. 전광판은 각각의 단위 보드에 대해서는 방열을 위한 팬(Fan)을 필수적으로 장착하고, 외부 공기를 강제 순환하는 방식을 도입하여 대류 작용을 하고 있다.
특허 등록번호 10-09923830000 (등록일자 2010년 11월 01일), "LED 전광판 및 그 구동 방법", 대한 전광 특허 등록번호 10-16769080000 (등록일자 2016년 11월 10일), "스마트폰을 이용한 실시간 LED 전광판 시스템 및 그 출력 방법", 김영규
종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 LED 광고판의 정보 전달 용도로 사용되는 미디어 파사드(Media facade), 전광판, 스마트 유리 판넬(Smart glass panel) 등에 적용되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로로 구성된 LED 광고판과 Wi-Fi 또는 Bluetooth를 통해 스마트폰과 연동되어 LED 광고 이미지를 제어하며, 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로를 사용하여 기판 PCB 및 방열용 히트싱크(Heatsink), 팬(FAN)을 사용하지 않는 방법으로 제작되는, 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판을 제공한다.
본 발명은 근거리, 원거리에서 불특정 다수의 대중에게 정보 전달 용도로 사용되는 미디어 파사드(Media facade), 전광판, 스마트 유리 판넬(Smart glass panel)등에 적용되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 드라이버 IC와 1R1G1B LED Chip을 장착하는 Flexible Film Metal Pattern 회로 제작 방법을 제공하며, 해당 판넬에 각 지점마다 장착되는 1R1G1B(Red, Green, Blue) LED Chip 광원의 안정적이고, 효율적인 개별 구동에 관한 방법과 1R1G1B LED Chip 구동 시 발생되는 열의 전도 및 복사를 통하여 발산을 원활하게 하는 1G1G1B LED Chip 방열 구조와 Film Metal Pattern 회로 구조 및 제작 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 미디어 파사드, 전광판, Flexible Transparent LED Display, 스마트 판넬 등에 적용되는 Flexible Transparent Film Metal Pattern 회로는 열을 발산하는 히트싱크(Heat sink) 역할을 Flexible Film Metal Pattern 으로 대치하며 기판(PCB: Printed Circuit Board)이 없는 새로운 구조를 적용하였다. Flexible Film Metal Pattern 회로는 1R1G1B LED Chip 열 발산 및 히트싱크(Heatsink) 역할을 함께 하면서 기본 회로를 구성하여 기판 PCB(Printed Circuit Board) 없이 회로가 동작된다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은, 블루투스 또는 Wi-Fi 통신부를 구비하며, LED 광고 이미지를 출력하기 위한 각 픽셀의 RGB 조합 색상 신호를 전송하는 스마트폰; 및 블루투스 또는 Wi-Fi 통신부를 구비하며, 상기 스마트폰으로부터 LED 광고 이미지를 출력하기 위한 제어 신호와 각 픽셀의 RGB 조합 색상 신호를 통신부로 수신하여 제어 보드(MCU)에 의해 LED 구동 회로를 구동하여 LED 광고판에 출력하며, 전도성을 갖는 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 소재를 사용하며, (+)전극선, 데이터 라인, (-)전극선으로 구성되고, 휘어지거나 구부러지는 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로; 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지마다 Soldering에 의해 장착된 1R1G1B LED 칩과, 상기 데이터 라인에 RGB 조합 색상 신호를 전송받아 상기 1R1G1B LED 칩을 구동하는 드라이버 IC; 및 LED 디스플레이를 구동하기 위해, 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로의 상기 (+)전극선에 전원을 공급하며, 상기 (-)전극선을 접지하며, 상기 데이터 라인에 상기 RGB 조합 색상 신호를 전송하여 색상이 표시되도록 하는 제어 보드를 구비하는 유연성을 갖는 플렉시블 투명 메탈 패턴 구조의 LED 광고판을 포함하며,
상기 전도성을 갖는 메탈 패턴 소재는 열전도도가 우수한, 알루미늄(Aluminum), 산화베릴륨(BeO, Beryllium oxide)이나 산화알루미늄(Al2O3, Aluminum oxide)의 합금을 사용하여 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로를 구현하며,
상기 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로는 히트싱크(Heatsink)를 사용하지 않고 1R1G1B LED 칩 동작 시 발생되는 열을 방출하며, 기판 PCB 없이 동작하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은 LED 광고판의 정보 전달 용도로 사용되는 미디어 파사드(Media facade), 전광판, 스마트 유리 판넬(Smart glass panel) 등에 적용되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로로 구성된 LED 광고판과 Wi-Fi 또는 Bluetooth를 통해 스마트폰과 연동되어 LED 광고 이미지를 제어하며, 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은 기판 PCB를 사용하지 않고 LED 칩의 열을 방출하기 위한 히트 싱크를 사용하지 않으며, (+)전극선, 데이터 라인, (-)전극선의 3선이 구비되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 기본적인 하나의 단위 패키지들에서는 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩이 장착되며 연속적으로 조립된 구조의 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Film Metal Pattern Assembly)를 제조하며, 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로를 사용하여 기판 PCB(Printed Circuit Board) 및 방열용 히트싱크(Heatsink), 팬(FAN)을 사용하지 않는 방법으로 제작하였다.
첫째, 1R1G1B LED 칩을 플렉시블 필름 메탈 패턴(Flexible Film Metal Pattern)에 장착하여 기판PCB(Printed Circuit Board) 없이 회로를 구성하여 동작하는 방법으로 LED 광고판의 제조단가 및 제조공정 단순화로 생산성 향상, 생산비용 절감 효과가 크다.
둘째, 플렉시블 필름 메탈 패턴(Flexible Film Metal Pattern)은 생산 공정 내의 불량율이 낮아지고, 제품에 대한 신뢰성이 높아지며, 실제 고객의 요구 환경에서 동작할 때에도 제품의 불량에 의해 발생하는 유지 보수 및 그 관련 비용이 크게 낮아지게 된다.
셋째, 플렉시블 필름 메탈 패턴(Flexible Film Metal Pattern)의 적용으로 1R1G1B LED Chip 구동 시 발생하는 열 발산을 효과적으로 분산하는 방열 구조와 기판 PCB를 사용하지 않는 메탈 패턴 회로를 구성하여 동작한다.
넷째, 플렉시블 필름 메탈 패턴(Flexible Film Metal Pattern)은 투명 LED 디스플레이(Transparent LED Display) 제품을 가볍고 얇게 할 수 있으며 투명성, 시인성을 향상하여 기존의 유사 제품에 대비하여 가격에 대한 성능과 경쟁력이 매우 높아져 고객 만족감이 증대한다.
도 1은 LED 전광판 사진이다.
도 2는 전광판 구성도이다.
도 3은 타원(Oval)형 LED(Red, Green, Blue) Module 구성도이다.
도 4는 본 발명에 의한 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 아트워크(Flexible Transparent Film Metal Pattern Artwork)의 사진이다.
도 5는 작업 완료된 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로 공정도이다.
도 6은 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로에 SMT(Surface Mounted Technology) 기술에 의해 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩 장착 공정을 나타낸 사진이다.
도 7은 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결된 각 지점 마다 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩 장착 후, 드라이버 보드(Driver Board) 회로 연결용 에프피씨비(FPCB:Film Printed Circuit Board)를 장착한 공정을 나타낸 사진이다.
도 8a는 본 발명에 의한 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로에 연결된 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지에서 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩이 Soldering 작업에 의해 각각 장착되어 완성된 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Film Metal Pattern Assembly) 및 1R1G1B LED Chip 동작을 테스트(Test) 하는 공정을 나타낸 사진이다.
도 8b는 (+)전극선, 데이터 라인, (-)전극선의 3선이 구비되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴과, 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지들에서는 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩이 장착된 사진이다.
도 9는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Film Metal Pattern Assembly)와 전기적 신호를 공급하고 제어하는 드라이버 보드(Driver Board)를 연결하는 공정을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 의한 Bottom Cover 아크릴(Acrylic)판 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 도 9에 조립하고 Window Cover 아크릴(Acrylic)판 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 조립하여 제작, 완성된 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display) 공정을 나타낸 사진이다.
도 11은 플렉시블 투명 메탈 패턴 회로를 적용한 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)는 기판 PCB와 히트싱크를 사용하지 않으며, (+)전극선, 데이터 라인, (-)전극선의 3선이 구비되는 플렉시블 투명 메탈 패턴(Flexible Transparent Metal Pattern) 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지들에서는 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩을 장착하는 동작회로 구성도이다.
도 12는 본 발명에 따른 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 메탈 패턴 구조의 LED 광고판 시스템 구성도이다.
도 13은 본 발명에 의한 플렉시블 투명 메탈 패턴 회로를 적용한 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)의 제어 보드(control board, MCU)와 연결되어 동작되는 실제 구동 사진이다.
도 14는 본 발명에 의한 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로를 적용한 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display) 제작 공정을 나타낸 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다.
스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은 LED 광고판의 정보 전달 용도로 사용되는 미디어 파사드(Media facade), 전광판, 스마트 유리 판넬(Smart glass panel) 등에 적용되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로로 구성된 LED 광고판과 Wi-Fi 또는 Bluetooth를 통해 스마트폰과 연동되어 LED 광고 이미지를 제어하며, 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은 기판 PCB를 사용하지 않고 LED 칩의 열을 방출하기 위한 히트 싱크를 사용하지 않으며, (+)전극선, 데이터 라인, (-)전극선의 3선이 구비되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 기본적인 하나의 단위 패키지들에서는 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩이 장착되며 연속적으로 조립된 구조의 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Film Metal Pattern Assembly)를 제조하며, 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로를 사용하여 기판 PCB(Printed Circuit Board) 및 방열용 히트싱크(Heatsink), 팬(FAN)을 사용하지 않는 방법으로 제작하였다.
본 발명은 플렉시블 투명 메탈 패턴(Flexible Transparent Metal Pattern) 회로를 사용하여 기판 PCB(Printed Circuit Board) 및 방열용 히트싱크(Heatsink), 팬(FAN)을 사용하지 않는 방법으로 제작하는 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 메탈 패턴 구조의 LED 광고판을 제공하며,
근거리, 원거리에서 불특정 다수의 대중에게 정보 전달 용도로 사용되는 미디어 파사드(Media facade), 전광판, 스마트 유리 판넬(Smart glass panel) 등에 적용되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로로 구성된 LED 광고판과 Wi-Fi 또는 Bluetooth를 통해 스마트폰과 연동되어 LED 광고 이미지를 제어하며, 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은 기판 PCB를 사용하지 않고 LED 칩의 열을 방출하기 위한 히트 싱크를 사용하지 않는다.
플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은 매트릭스 구조의 각 지점 마다 하나의 단위 패키지에서 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩을 장착하는 Flexible Film Metal Pattern 회로가 제작되며, 해당 판넬에 장착되는 1R1G1B(Red, Green, Blue) LED 칩의 광원의 안정적이고, 효율적인 개별 구동에 관한 방법과 1R1G1B LED Chip 구동 시 발생하게 되는 열의 전도 및 복사를 통하여 발산을 원활하게 하는 1G1G1B LED 칩의 방열 구조와 Film Metal Pattern 회로 구조를 제공한다.
본 발명에서는 미디어 파사드, 전광판, 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display), 스마트 판넬 등에 적용되는 플렉시블 필름 메탈 패턴(Flexible Film Metal Pattern) 회로는 LED 칩들의 열을 발산하는 히트싱크(Heat sink) 역할을 하는 플렉시블 필름 메탈 패턴(Flexible Film Metal Pattern)으로 대치하며, 기판 PCB가 없는 새로운 구조를 적용하였다. 플렉시블 필름 메탈 패턴(Flexible Film Metal Pattern) 회로는 히트싱크를 사용하지 않고, 자체적으로 1R1G1B LED 칩들의 열을 발산하는 기본 회로를 구성하여 기판 PCB 없이 회로가 동작된다.
본 발명에서는 LED 패키지의 구조와 발열 방법을 개선하는 그 제작 방법을 제시하였으며, 실제로 이를 제작하여 1R1G1B LED 칩들의 동작 중에 발생하는 열을 전도 또는 복사열로서 원활히 방출하기 위한 방법으로 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern)을 적용하여 회로를 구성하는 기판 PCB와 히트싱크가 없는 구조를 사용하였다.
본 발명에 의한 Flexible Transparent LED Display 제조공정 및 제조방법은
1) 도 4와 같이 Metal Pattern 회로 Artwork 한다.
2) 도 5와 같이 작업 완료된 Metal Pattern 회로 자재.
3) 도 5와 같이 작업 완료된 Metal Pattern 회로에 도 6과 같이 하나의 단위 패키지 마다 드라이버 IC와 1R1G1B LED Chip을 장착한다. 단일 면적에 장착되는 1R1G1B LED 칩의 수량이 증대할수록 Metal Pattern 면적은 증대하게 되는데 1R1G1B LED Chip 수량 증대, Metal Pattern 회로 수량이 증대하면 단위 면적당 구성되는 매트릭스 구조의 각 지점의 Pixel 간격 차이에 의하여 Flexible Transparent LED Display 투명도, 시인성 및 투과율 차이가 발생한다.
4) 도 6과 같이 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결된 각 지점 마다 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩 장착한다.
5) 도 7과 같이 드라이버 보드(Driver Board) 회로 연결용 에프피씨비(FPCB:Film Printed Circuit Board)를 장착한다.
5) 도 8은 Flexible Transparent Film Metal Pattern 회로 Assembly이다.
플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)용 Film Metal Pattern 회로는 히트싱크(Heatsink)를 사용하지 않고 자체적으로 매트릭스 구조의 각 지점마다 구비된 1R1G1B LED 칩의 동작 시 발생되는 열을 방출하며, 기판 PCB를 사용하지 않고 동작하는 회로를 구성하는 것을 특징으로 한다. Film Metal Pattern 회로는 각각의 1R1G1B LED 칩에서 발생하는 발열을 분산시켜 발열에 의한 1R1G1B LED 칩들의 수명을 보존하며, 휘도 저하 문제를 최소화하고 경량화된 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)를 구현할 수 있다.
플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로는 기판 PCB를 사용하지 않고 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern, 이하 Film Metal Pattern으로 칭함)에 1R1G1B LED Chip을 장착하여 Reflow Soldering 작업으로 동작 회로를 구성하고, 각각의 1R1G1B LED 칩의 구동 시 발생되는 열을 자체적으로 필름 메탈 패턴(Film Metal Pattern)으로 방출시키며 별도의 발열 히트싱크(Heatsink)를 사용하지 않고, Metal Pattern 회로를 구성하는 기판 PCB도 사용하지 않는 제조방법을 사용하여 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)를 구현하였다. 이는 고해상도의 전광판이나 스마트 글라스(Smart glass) 또는 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)의 해상도를 높이기 위해 정해진 공간 내의 Pixel 수를 늘리는 방법을 사용하는데, 1R1B1G LED Chip 수량을 증가시키게 되면 소비전력과 발열량이 증가하여 발생하는 문제점 즉 1R1G1B LED Chip 수명 및 휘도 저하에 영향을 주는 열 방출 문제를 개선하고 해결책을 제시한다.
도 8a는 1R1G1B LED 칩을 Flexible Film Metal Pattern 회로에 Soldering 작업을 완료 후 점등 동작하는 회로이며 도 8a의 구성에서 Flexible Film Metal Pattern 회로는 1R1G1B LED Chip이 동작 중에 발생하는 발열을 외부로 전달하거나 복사 형태로 발산하는 역할을 하는 Film Metal Pattern 소재 즉, 알루미늄(Al) 구리(Cu)로 제작된 Metal Pattern 회로이다. Film Metal pattern 소재는 열전도도가 극히 우수한, 알루미늄(Aluminum), 산화베릴륨(BeO, Beryllium oxide)이나 산화알루미늄(Al2O3, Aluminum oxide)를 주성분으로 하였으며, Flexible Film Metal Pattern 회로를 구현하여 Film Metal Pattern 회로에 1R1G1B LED Chip을 장착 후 Soldering 하여 조립하는 구조로 제작하였다.
도 9는 본 발명에 의한 플렉시블 투명 메탈 패턴 회로에 연결된 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지에서 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩이 Soldering 작업에 의해 각각 장착되어 완성된 플렉시블 투명 메탈 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Metal Pattern Assembly)를 나타낸 사진이다.
본 발명에 의한 Flexible Transparent LED Display 제조 방법은
1) 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 PCB를 사용하지 않는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern)회로에 아트워크(Artwork)한다.
2) 도 5에 도시된 바와 같이, 아트워크 작업이 완료된 플렉시블 투명 메탈 패턴 회로 자재를 제조 공정에 따라 제작한다.
3) 도 6에 도시된 바와 같이, 아트워크 작업이 완료된 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지들에서는 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩을 장착하는 동작회로를 연속적으로 구성한다. 즉, 표면실장 기술(SMT, Surface Mounted Technology)에 의해 플렉시블 투명 메탈 패턴 회로에서 매트릭스 구조의 각 지점의 하나의 단위 패키지마다 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩을 각각 장착한다.
단일 면적에 장착되는 1R1G1B LED 칩들의 수량이 증대할수록 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 면적은 증대하게 되는데 1R1G1B LED Chip 수량 증대, 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로 수량이 증대하면 단위 면적당 구성되는 픽셀(Pixel) 간격 차이에 의하여 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)의 투명도, 시인성 및 투과율 차이가 발생한다.
4) 도 11을 참조하면, 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지들에서는 드라이버 IC(13)와 1R1G1B LED 칩(14)이 장착되며, 각각의 1R1G1B LED칩(14)의 Anode와 연결되는 (+)전극선(10), 드라이버 IC와 연결되는 데이터 라인(11); 및 각각의 1R1G1B LED 칩(14)의 Cathode와 연결되는 (-)전극선(12)을 포함하는 3선이 구비된다. 데이터 라인은 제어 보드(Control Board, MCU)로부터 RGB 조합 색상 신호가 전송된다.
1R1G1B LED칩은 하나의 빨강 LED, 하나의 그린 LED, 하나의 파랑 LED를 포함한다.
5) 도 7은 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결된 각 지점 마다 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩 장착 후, 드라이버 보드(Driver Board) 회로 연결용 에프피씨비(FPCB:Film Printed Circuit Board)를 장착한 공정을 나타낸 사진이다.
6) 도 8a는 본 발명에 의한 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로에 연결된 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지에서 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩이 Soldering 작업에 의해 각각 장착되어 완성된 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Film Metal Pattern Assembly) 및 1R1G1B LED Chip 동작을 테스트(Test) 하는 공정을 나타낸 사진이다.
도 8b는 (+)전극선, 데이터 라인, (-)전극선의 3선이 구비되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴과, 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로와 연결되는 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지들에서는 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩이 장착된 사진이다.
7) 도 9는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Film Metal Pattern Assembly)와 전기적 신호를 공급하고 제어하는 드라이버 보드(Driver Board)를 연결하는 공정을 나타낸 도면이다.
8) 도 10은 본 발명에 의한 하판 Bottom Cover 아크릴(Acrylic)판 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 도 9에서 조립하고, 상판 Window Cover 아크릴(Acrylic)판 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 조립하여 제작, 완성된 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display) 공정을 나타낸 사진이다.
플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)용 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로는 히트싱크를 사용하지 않고 1R1G1B LED 칩 동작 시 발생되는 열을 방출하며, 기판 PCB 없이 동작하는 회로를 구성하는 것을 특징으로 한다.
플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로는 1R1G1B LED Chip에서 발생하는 발열을 분산시켜 발열에 의한 1R1G1B LED Chip 수명을 보존하며 및 휘도 저하 문제를 최소화하고 경량화된 Flexible Transparent LED Display 제품을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로는 기판 PCB를 사용하지 않고 필름 메탈 패턴(Film Metal Pattern)에 1R1G1B LED 칩을 Reflow Soldering 작업에 의해 장착하여 동작 회로를 구성하고, 1R1G1B LED 칩 구동 시 발생하는 발열을 휘어지거나 구부러지는 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Film Metal pattern)으로 분산시키며 별도의 발열 히트싱크(Heatsink)를 사용하지 않으며, Film Metal Pattern 회로를 구성하는 기판 PCB도 사용하지 않는 제조방법을 사용하여 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)를 구현한다.
고해상도의 전광판이나 스마트 글라스(Smart glass) 또는 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)의 해상도를 높이기 위해 정해진 공간 내의 Pixel 수를 늘리는 방법을 사용하는데 1R1B1G LED 칩 수량을 증가시키게 되면, 소비전력과 발열량이 증가하여 발생하는 문제점 즉 1R1G1B LED 칩의 수명 및 휘도 저하에 영향을 주는 열 방출 문제를 개선하고 해결책을 제시한다.
드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩을 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로에 Soldering 작업을 완료하여 장착한다. 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로는 1R1G1B LED 칩이 동작 중에 발생하는 발열을 외부로 전달하거나 복사 형태로 발산하는 역할을 하는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 소재 즉, 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로 제작된 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로이다.
플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 소재는 열전도도가 극히 우수한, 알루미늄(Aluminum), 산화베릴륨(BeO, Beryllium oxide)이나 산화알루미늄(Al2O3, Aluminum oxide)를 주성분으로 하는 합금을 사용하여 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로를 구현하였다. 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로에서 매트릭스 구조의 각 지점 마다 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩을 장착한 후 Soldering하여 조립하는 구조로 제작된다.
도 11은 플렉시블 투명 메탈 패턴 회로를 적용한 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)는 기판 PCB와 히트싱크를 사용하지 않으며, (+)전극선, 데이터 라인, (-)전극선의 3선이 구비되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지들에서는 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩을 장착하는 동작회로 구성도이다.
플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지들에서는 드라이버 IC(13)와 1R1G1B LED 칩(14)이 장착되며, 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 외곽의 메탈 가이드라인은 각각의 R,G,B LED의 Anode와 연결되는 (+)전극선(10); 드라이버 IC와 연결되는 데이터 라인(11); 및 각각의 R,G,B LED의 Cathode와 연결되는 (-)전극선(12)을 포함하는 3선이 구비된다. 데이터 라인은 제어 보드(Control Board, MCU)로부터 RGB 조합 색상 신호가 전송된다. 1R1G1B LED칩은 하나의 빨강 LED, 하나의 그린 LED, 하나의 파랑 LED를 포함한다.
플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로는 회로 구성에 따라 직병렬 회로를 구성할 수 있다.
본 발명의 LED 전기 광학 판넬의 플렉시블 투명 LED 디스플레이는
전도성을 갖는 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 소재를 사용하며, (+)전극선(10), 데이터 라인(11), (-)전극선(12)으로 구성되고, 휘어지거나 구부러지는 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로; 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지마다 Soldering에 의해 장착된 1R1G1B LED 칩(14)과, 상기 데이터 라인에 RGB 조합 색상 신호를 전송받아 상기 1R1G1B LED 칩을 구동하는 드라이버 IC(13); 및 LED 디스플레이를 구동하기 위해, 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로의 상기 (+)전극선(10)에 전원을 공급하며, 상기 (-)전극선(12)을 접지하며, 상기 데이터 라인(11)에 상기 RGB 조합 색상 신호를 전송하여 색상이 표시되도록 하는 제어 보드(control board, MCU)를 포함하며,
상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로는 히트싱크(Heatsink)를 사용하지 않고 1R1G1B LED 칩 동작 시 발생되는 열을 방출하며, 기판 PCB 없이 동작하는 회로 인 것을 특징으로 한다.
상기 제어 보드는 LED의 광고 이미지를 다이나믹하게 출력되도록 하는 각 포트별 LED 출력 제어, 빛의 밝기 제어, 색온도 제어, 및 펄스폭 변조(PWM)를 사용하여 전류의 듀티 사이클을 조정하여 최대 광출력의 크기를 조절하는 디밍(dimming) 제어를 제공한다.
상기 제어 보드는 RS-232 직렬 인터페이스 또는 유선 케이블로 LED 조명을 제어하기 위한 컴퓨터와 연결되거나, 또는 Wi-Fi 또는 블루투스 통신을 통신부와 연결되어 LED 조명을 제어하기 위한 앱(App)이 설치된 스마트폰과 통신될 수 있다.
컴퓨터나 스마트폰은 LED 조명 제어 신호를 상기 제어 보드로 전송하여 LED의 광고 이미지를 다이나믹하게 출력되도록 동작시킬 수 있다.
상기 플렉시블 필름 투명 메탈 패턴 회로는 상기 1R1G1B LED 칩이 동작 중에 발생하는 발열을 외부로 전달하거나 복사 형태로 발산하는 역할을 하는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 소재 인 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로 제작된다.
상기 전도성을 갖는 필름 메탈 패턴 소재는 열전도도가 극히 우수한, 알루미늄(Aluminum), 산화베릴륨(BeO, Beryllium oxide)이나 산화알루미늄(Al2O3, Aluminum oxide)를 주성분으로 하는 합금을 사용하여 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로를 구현한다.
도 12는 본 발명에 따른 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판 시스템 구성도이다.
스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은, 터치판넬(표시부)(31)와 제어부(32)와 저장부(33) 및 블루투스 또는 Wi-Fi 통신부(37)를 구비하며, LED 광고 이미지를 출력하기 위한 각 픽셀의 RGB 조합 색상 신호를 전송하는 스마트폰(30); 및
블루투스 또는 Wi-Fi 통신부(27)를 구비하며, 상기 스마트폰(30)으로부터 LED 광고 이미지를 출력하기 위한 각 픽셀의 RGB 조합 색상 신호를 통신부(27)로 수신하여 제어 보드(MCU)(21)에 의해 LED 구동 회로(22)를 구동하여 LED 광고판(23)에 출력하며, 전도성을 갖는 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 소재를 사용하며, (+)전극선, 데이터 라인, (-)전극선으로 구성되고, 휘어지거나 구부러지는 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로; 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지마다 Soldering에 의해 장착된 1R1G1B LED 칩과, 상기 데이터 라인에 RGB 조합 색상 신호를 전송받아 상기 1R1G1B LED 칩을 구동하는 드라이버 IC; 및 LED 디스플레이를 구동하기 위해, 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로의 상기 (+)전극선에 전원을 공급하며, 상기 (-)전극선을 접지하며, 상기 데이터 라인에 상기 RGB 조합 색상 신호를 전송하여 색상이 표시되도록 하는 제어 보드(MCU)를 구비하는 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판(20)을 포함한다.
유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판(20)은 상기 스마트폰(30)으로부터 LED 광고 이미지를 출력하기 위한 제어 신호와 각 픽셀의 RGB 조합 색상 신호를 수신하는 블루투스 또는 Wi-Fi 통신부(27); 제어 신호에 따라 각 픽셀의 RGB 조합 색상 신호를 출력하도록 제어하는 제어 보드(MCU)(21); 상기 제어 보드(MCU)(21)에 연결되는 LED 구동 회로(22); 및 상기 제어 보드(MCU)(21)에 의해 상기 LED 구동 회로(22)를 구동하여 타임 라인에 따라 각 픽셀에 RGB 조합 색상 신호를 출력하는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판(23)을 포함한다.
도 13은 본 발명에 의한 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로를 적용한 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display)의 제어 보드(control board, MCU)와 연결되어 동작되는 실제 구동 사진이다.
도 14는 본 발명에 의한 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로를 적용한 플렉시블 투명 LED 디스플레이(Flexible Transparent LED Display) 제작 공정을 나타낸 구성도이다.
본 발명의 LED 전기 광학 판넬의 플렉시블 투명 LED 디스플레이 제조 방법은
(a) 기판 PCB를 사용하지 않으며, 아트워크 후에 전도성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 소재를 사용하며, (+)전극선, 데이터 라인, (-)전극선으로 구성된 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 메탈 가이드라인에 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지마다 표면실장 기술(SMT, Surface Mounted Technology)에 의해 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩을 장착하는 단계;
(b) 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결된 각 지점 마다 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩 장착 후, 드라이버 보드(Driver Board) 회로 연결용 에프피씨비(FPCB)를 장착하고 드라이버 보드에 장착하는 단계;
(c) 상기 완성된 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Film Metal Pattern Assembly)를 그 하판에 아크릴판 또는 PC(폴리카보네이트), 또는 글라스(유리;Glass)를 사용한 베이스 커버(Base Cover)를 밀착시켜 고정하여 붙이는 단계;
(d) 상기 (c)의 베이스 커버를 뒤집어 상기 베이스 커버의 작업 완료된 앞면에 상판 아크릴판 또는 PC(폴리카보네이트), 또는 글라스(유리;Glass)를 사용한 윈도우 커버(Window Cover)를 하판과 일치되게 조립하는 단계 및
(e) 상기 플렉시블 투명 메탈 패턴 회로를 갖는 플렉시블 투명 LED 디스플레이가 제작되는 단계를 포함하며,
상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로는 히트싱크(Heatsink)를 사용하지 않고 1R1G1B LED 칩 동작 시 발생되는 열을 자체적으로 방출하며, 기판 PCB 없이 동작하는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지들에서는 Soldering에 의해 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩이 장착되며, 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 각각의 1R1G1B LED의 애노드(Anode)와 연결되는 (+)전극선; 상기 드라이버 IC와 연결되는 데이터 라인; 및 각각의 1R1G1B LED의 캐쏘드(Cathode)와 연결되는 (-)전극선을 포함하는 3선이 구비되고, 상기 데이터 라인은 상기 제어 보드(Control Board, MCU)로부터 RGB 조합 색상 신호가 전송되는 단계를 더 포함한다.
상기 방법은 상기 제어 보드가 RS-232 직렬 인터페이스 또는 유선 케이블로 LED 조명을 제어하기 위한 컴퓨터와 연결되거나, 또는 Wi-Fi 또는 블루투스 통신을 통신부와 연결되어 LED 조명을 제어하기 위한 앱(App)이 설치된 스마트폰과 통신되는 단계를 더 포함한다.
참조부호 1은 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 아트워크(Flexible Transparent Film Pattern Artwork), 참조부호 2는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로(Flexible Transparent Metal Pattern)배선, 참조부호 3은 1R1G1B LED Chip, 참조부호 4는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Flim Metal Pattern) 회로에 1R1G1B LED Chip 장착, 참조부호 4.1은 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴에 장착된 1R1G1B LED Chip, 참조부호 5는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Film Metal Pattern Assembly), 참조부호 5.1은 회로 연결용 에프피씨비(FPCB;Film Printed Circuit Board), 참조부호 6은 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Film Metal Pattern Assembly) 와 드라이버보드(Driver Board), 참조부호 7은 아크릴(Acrylic)판 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate)판, 또는 글라스(유리;Glass)에 조립된 플렉시블 투명 필름 LED 디스플레이, 참조부호 8은 하판 아크릴(Acrylic) 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate), 또는 글라스(유리;Glass), 참조부호 9는 상판 Window Cover 아크릴(Acrylic) 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate), 글라스(Glass)를 나타낸다.
기존 PCB 기판을 사용하고 은 페이스트(Ag Paste) 방식의 전도성 잉크를 사용한 기존 메탈 패턴 회로는 선저항(
Figure 112017014794030-pat00001
)이 크며, 이와 달리
본 발명의 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로를 적용한 플렉시블 투명 LED 디스플레이는 상대적으로 선의 굵기와 거리에 의한 선저항이 작으며, 휘어지거나 구부러지는 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 소재를 사용하며 소형 경량화로 구조가 간단하며, 언제 어디든지 탈부착이 가능하다.
유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로를 사용한 플렉시블 투명 LED 디스플레이는 광고판의 정보 전달용으로 사용되는 미디어 파사드(Media facade), 전광판, 스마트 유리 판넬(Smart glass panel) 등에 사용된다.
본 발명의 실시예에서는, 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판을 예를 들어 설명하였다.
플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로를 적용한 플렉시블 투명 LED 디스플레이는 미디어 파사드(media facade), 전광판, Flexible Transparent LED Display, 스마트 판넬 등에 적용되는 Flexible Transparent Film Metal Pattern 회로를 적용하여 열 발산을 위한 히트싱크 및 기판 PCB가 없는 새로운 구조를 적용하였다. 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern)은 히트싱크 없이 1R1G1B LED Chip 열을 방출하는 기본 회로를 구성하여, 기판 PCB 없이 동작한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 아트워크(Flexible Transparent Film Pattern Artwork)
2: 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로(Flexible Transparent Metal Pattern) 배선
3: 1R1G1B LED Chip
4: 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Flim Metal Pattern) 회로에 1R1G1B LED Chip 장착
4.1: 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴에 장착된 1R1G1B LED Chip
5: 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Film Metal Pattern Assembly)
5.1: 회로 연결용 에프피씨비(FPCB;Film Printed Circuit Board)
6: 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 어셈블리(Flexible Transparent Film Metal Pattern Assembly) 와 드라이버보드(Driver Board)
7: 아크릴(Acrylic)판 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate)판, 글라스(유리;Glass)에 조립된 플렉시블 투명 필름 LED 디스플레이
8: 하판 아크릴(Acrylic) 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate), 글라스(유리;Glass)
9: 상판 Window Cover 아크릴(Acrylic) 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate), 글라스(Glass)

Claims (9)

  1. 블루투스 또는 Wi-Fi 통신부를 구비하며, LED 광고 이미지를 출력하기 위한 각 픽셀의 RGB 조합 색상 신호를 전송하는 스마트폰; 및
    블루투스 또는 Wi-Fi 통신부를 구비하며, 상기 스마트폰으로부터 LED 광고 이미지를 출력하기 위한 제어 신호와 각 픽셀의 RGB 조합 색상 신호를 통신부로 수신하여 제어 보드(MCU)에 의해 LED 구동 회로를 구동하여 LED 광고판에 출력하며, 전도성을 갖는 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 소재를 사용하며, (+)전극선, 데이터 라인, (-)전극선으로 구성되고, 휘어지거나 구부러지는 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 회로; 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지마다 Soldering에 의해 장착된 1R1G1B LED 칩과, 상기 데이터 라인에 RGB 조합 색상 신호를 전송받아 상기 1R1G1B LED 칩을 구동하는 드라이버 IC; 및 LED 디스플레이를 구동하기 위해, 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로의 상기 (+)전극선에 전원을 공급하며, 상기 (-)전극선을 접지하며, 상기 데이터 라인에 상기 RGB 조합 색상 신호를 전송하여 색상이 표시되도록 하는 제어 보드를 구비하는 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판을 포함하며,
    상기 전도성을 갖는 메탈 패턴 소재는 열전도도가 우수한, 알루미늄(Aluminum), 산화베릴륨(BeO, Beryllium oxide)이나 산화알루미늄(Al2O3, Aluminum oxide)의 합금을 사용하여 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로를 구현하며,
    상기 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로는 히트싱크(Heatsink)를 사용하지 않고 1R1G1B LED 칩 동작 시 발생되는 열을 방출하며, 기판 PCB 없이 동작하는 것을 특징으로 하는 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 메탈 패턴 구조의 LED 광고판.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유연성을 갖는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판은
    상기 스마트폰으로부터 LED 광고 이미지를 출력하기 위한 상기 제어 신호와 상기 각 픽셀의 RGB 조합 색상 신호를 수신하는 블루투스 또는 Wi-Fi 통신부;
    상기 제어 신호에 따라 각 픽셀의 RGB 조합 색상 신호를 출력하도록 제어하는 제어 보드(MCU);
    상기 제어 보드에 연결되는 LED 구동 회로;
    상기 제어 보드(MCU)의 제어 신호에 의해 상기 LED 구동 회로를 구동하여 타임 라인에 따라 각 픽셀에 RGB 조합 색상 신호를 출력하는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판;
    을 포함하는 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로는
    상기 1R1G1B LED 칩이 동작 중에 발생하는 발열을 외부로 전달하거나 복사 형태로 발산하는 역할을 하는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴(Flexible Transparent Film Metal Pattern) 소재 인 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로 제작되는, 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지들에서는 Soldering에 의해 드라이버 IC와 1R1G1B LED 칩이 장착되며, 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 외곽의 메탈 가이드라인은 각각의 1R1G1B LED의 애노드(Anode)와 연결되는 (+)전극선;
    상기 드라이버 IC와 연결되는 데이터 라인; 및
    각각의 1R1G1B LED의 캐쏘드(Cathode)와 연결되는 (-)전극선을 포함하는 3선이 구비되고,
    상기 데이터 라인은 상기 제어 보드(Control Board, MCU)로부터 RGB 조합 색상 신호가 전송되며,
    상기 1R1G1B LED칩은 하나의 빨강 LED, 하나의 그린 LED, 하나의 파랑 LED를 포함하는, 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어 보드는 LED의 광고 이미지를 다이나믹하게 출력되도록 하는 각 포트별 LED 출력 제어, 빛의 밝기 제어, 색온도 제어, 및 펄스폭 변조(PWM)를 사용하여 전류의 듀티 사이클을 조정하여 최대 광출력의 크기를 조절하는 디밍(dimming) 제어를 제공하는, 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 구조의 LED 광고판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어 보드는 RS-232 직렬 인터페이스 또는 유선 케이블로 LED 조명을 제어하기 위한 컴퓨터와 연결되거나, 또는 Wi-Fi 또는 블루투스 통신을 통신부와 연결되어 LED 조명을 제어하기 위한 앱(App)이 설치된 스마트폰과 통신되는, 스마트폰과 연동되어 제어되는 플렉시블 투명 메탈 패턴 구조의 LED 광고판.
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