KR101942393B1

KR101942393B1 - 투명 led 디스플레이 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101942393B1
Application number: KR1020180002398A
Authority: KR
Inventors: 김상호; 박철
Original assignee: 주식회사 엔앤비
Priority date: 2018-01-08
Filing date: 2018-01-08
Publication date: 2019-01-29
Anticipated expiration: 2038-01-08

Abstract

본 발명은 투명 디스플레이 및 그 제조방법에 관한 것으로, 건물의 유리창 등에 부착해서 투명하면서도 디스플레이 기능을 하는 투명 디스플레이 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히 LED를 이용한 투명 디스플레이로서 LED를 지지하는 기판도 투명한 필름을 사용하며, LED에 전원을 공급하는 전극도 투명전극을 사용하거나 투명한 필름에 부분적으로 전극이 연결되는 투명 디스플레이에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 투명 LED 디스플레이는 트랜지스터와 LED의 패키지가 솔더링을 통해서 부착되어 있는 복수개의 PCB 기판; 투명전극필름을 패터닝해서 상기 복수개의 PCB 기판을 전기적으로 연결되게 부착한 제1 투명전극필름; 및 투명전극필름을 패터닝해서 제1 투명전극필름의 상부에 부착되며, 상기 복수개의 PCB 기판이 구멍을 통해 위로 뚫고 있는 형태가 되는 제2 투명전극필름;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

투명 LED 디스플레이 및 그 제조 방법{Transparent LED Display and Therefor METHOD}

본 발명은 투명 디스플레이 및 그 제조방법에 관한 것으로, 건물의 유리창 등에 부착해서 투명하면서도 디스플레이 기능을 하는 투명 디스플레이 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히 LED를 이용한 투명 디스플레이로서 LED를 지지하는 기판도 투명한 필름을 사용하며, LED에 전원을 공급하는 전극도 투명전극을 사용하거나 투명한 필름에 부분적으로 전극이 연결되는 투명 디스플레이에 관한 것이다.

유리창에 부착하는 투명디스플레이는 수십미터 떨어진 원거리에서도 시인할 수 있도록 크게 제작을 하는 것이 일반적이다. 따라서 LED의 간격을 조절해서 멀리서도 시인할 수 있는 크기인 수 미터 크기의 디스플레이로 제작되는 투명 디스플레이 및 그 제조방법에 관한 것이다.

빛이 투과가 되면서도 LED에 의해서 발광하는 디스플레이를 제작하기 위해서 LED에 전원을 공급하기 위한 전극으로서 일반적으로 투명전극을 이용한다. 투명전극으로서는 Indium Tin Oxide(ITO) 등의 산화물 전극이거나 실버나노와이어 (Silver Nano Wire, AgNW)를 많이 사용하며 베이스 필름으로서 PET 필름에 투명전극을 코팅해서 사용한다.

또는 투명전극으로서 수 마이크로 미터의 선폭을 가지는 메탈메쉬(Metal Mesh) 전극을 이용하기도 하며, 또는 실버페이스트를 인쇄를 해서 전극으로 사용한다. 메탈메쉬 전극을 이용하는 투명전극 필름은 수 마이크로미터 두께의 동박을 수 마이크로미터 정도의 선폭으로 에칭해서 사용하기도 한다. 메탈메쉬를 전극으로 사용하려면 에칭 공정 때문에 수 미터짜리 대형 마스크를 제작해야 하는 등의 초기투자비가 과다한 문제점이 있다. 실버페이스트를 인쇄해서 전극으로 사용하면 초기 투자비용이 적게 들지만 최소 선폭이 100 마이크로미터는 되어야 하므로 전극선이 차지하는 면적이 늘어난다.

ITO 투명전극이거나 AgNW 투명전극은 패턴형성이 용이해서 대형 스크린 제작비가 상대적으로 저렴하기 때문에 LED를 사용하는 투명한 대형 디스플레이에 많이 사용된다.

LED를 사용하는 투명 디스플레이는 유리창에 붙이는 용도가 많기 때문에 디스플레이의 폭이 1 미터가 넘게 제작되기도 한다. 일반적으로 LED를 약 2.5 센티미터 간격으로 가로세로로 전기적으로 연결되게 부착해서 각각의 LED를 구동함으로서 디스플레이의 기능을 하게 한다. LED에 전기를 공급하는 전극선은 ITO이거나 AgNW와 같은 투명전극을 패터닝을 해서 전기를 인가해서 LED를 켜지게 한다. 또는 메탈메쉬이거나 실버페이스트를 인쇄를 해서 전극으로 사용하기도 한다.

가로 세로 1 미터 크기의 디스플레이를 제작하려면 1 미터 이상의 크기로 투명전극 필름을 재단하며, 투명전극을 패터닝 한 다음 LED를 각 전극에 전기적으로 연결되게 접착을 하는 구조를 사용한다. 2.5 센티미터 간격으로 제작을 하면 LED의 개수는 각 열당 40 개씩 1600 개의 LED가 사용된다. 각각의 LED는 전원이 공급되는 V+ 전원과 V- 전원이 LED의 순방향으로 인가되어서 각 LED 당 전원선이 두가닥이 필요하다. V-는 그라운드 전원으로서 전체 LED를 그라운드로서 연결을 하게 되면 V+ 전극을 각 LED 별로 연결이 되게 하기 때문에 각 열당 40 개의 V+ 전원선이 패터닝 되어야 한다.

1 미터 선폭에서 각 열당 양쪽 가장자리에서 V+ 선을 LED까지 형성시키면 되기 때문에 각 열과 열 사이에 20 개 씩의 V+ 전극이 형성되는 구조가 된다. 이는 일례로서 2.5 센티미터 간격으로 1 미터 폭의 디스플레이를 제작한 구조를 설명하고 있으며, 제품의 사양에 따라서 LED의 간격과 개수가 달라지게 된다.

LED가 배치된 디스플레이의 바깥쪽에 컨트롤러를 연결해서 각각의 LED를 On/Off 제어하여 일정한 문자나 이미지가 나오게 제어를 할 수 있다. 만일 각 LED 당 화이트가 아닌 RGB의 삼색을 표현하고자 하면 V+ 전극선의 개수가 세배로 증가하게 된다. 따라서 상기의 구조에 있어서 LED가 배열된 열과 열 사이 간격인 2.5 센티미터 간격에 60 개의 V+ 선이 필요하다.

일반적으로 투명전극을 패터닝 한 PET 필름에 LED를 전기적으로 연결되게 부착한 다음 또 다른 필름으로 LED와 전극을 보호하기 위해 상부에 부착을 한다. 상부에 부착되는 상부 보호필름과 LED가 부착된 필름의 사이에는 접착필름이거나 접착제를 사용해서 보호를 한다. 상부 보호 필름과 LED가 부착된 필름 사이의 간격은 LED의 높이에 형성되며, 수백마이크로미터에서 수미리미터 정도가 된다.

한편, 투명디스플레이는 폭이 1 미터 이상의 대형의 디스플레이가 제작되며, 이러한 크기를 통해서 창문에 붙여서 멀리서도 시인이 되게 만드는 것이다. 상기의 LED를 사용하는 대형 디스플레이의 문제점은 디스플레이의 크기가 커지면 전극의 개수가 급격하게 증가하는 데에 있다. 가로 세로 1 미터 크기의 디스플레이를 제작하며 LED의 간격이 2.5 센티미터로 형성되어 있으면, V+ 전극만 1600 개가 필요하다. 투명전극 필름에 형성한 1600 개의 전극을 외부 컨트롤러와 연결하기 위해서 ACF본딩(anisotropic conductive film bonding)을 하게 되면 1600 개의 전극을 ACF 본딩으로 컨트롤러와 연결해야 한다. 이는 공정상의 문제점의 발생 가능성이 높아진다. ACF 본딩이란 패널을 하드 PCB에 연결함에 있어 기존 커넥터 방식이 아닌 본드(ACF)로 결합하는 방식을 의미한다. 이방성 도전필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)은 LCD, PDP, 유기EL 등의 평판디스플레이 제품에서 화면 패널과 구동회로/IC 사이의 회로결합/접착을 위한 소재로서 모듈 생산에 필수적인 전도성 경화형 접착필름이다.

또 다른 문제점으로서는 ITO이거나 AgNW와 같은 투명전극의 사용이 어려워진다. LED 간의 간격이 2.5 센티미터이면 각 LED 열 간의 약 2 센티미터 정도의 간격에 각각의 LED에 전기를 공급하는 전극선이 형성되어야 한다. 양 쪽에서 전극을 형성한다고 하면, 약 2 센티미터의 간격에 20 개씩의 전극선이 형성되어야 한다. 이러한 구조에서는 각 전극의 폭은 1 미리미터정도가 되어야 2 센티미터의 간격에 20 개의 전극을 형성할 수 있다. 전극의 선폭이 줄어들면 전극의 저항이 LED를 켜기 어려울 정도로 증가한다.

일반적으로 LED를 구동하기 위한 외부 저항은 5 볼트 전압 인가시 500 옴 근처이거나, 20 볼트를 인가하게 되면 2 키로옴 정도 까지는 가능하다. 그러나 상기의 구조에서 ITO이거나 AgNW 전극을 사용하게 되면 1 미리미터의 선폭에서 전기 저항이 최대 10 키로옴까지 증가한다. ITO의 면저항은 약 100 옴/스퀘어이며 AgNW 전극의 면저항은 10 옴/스퀘어까지 투명한 전기 전도성 전극으로 사용 가능하다. 10 옴/스퀘어인 AgNW 라고 하더라도 전극의 선폭이 1 미리미터이며, 길이가 50 센티미터이면 전기저항이 5 키로옴까지 증가를 한다. 따라서 기존의 구조에서 투명한 전극인 ITO이거나 AgNW는 대형 투명 디스플레이에는 사용이 불가하다.

상기의 문제를 해결하기 위해서 인쇄가 가능한 실버페이스트를 사용하기도 한다. 실버페이스트는 불투명한 전극이기 때문에 LED 간의 간격인 2.5 센티미터(cm) 전체를 인쇄하면 투명한 디스플레이가 되지 않기 때문에 인쇄가 가능한 최소한의 선폭으로 인쇄를 한다. 이는 일반적으로 0.1 미리미터(mm) 선폭으로 인쇄를 하게 되며 길이가 길어지면 선폭을 증가시켜서 인쇄를 하기도 한다. 0.1 미리미터의 선폭으로 인쇄를 하더라도 각 LED 열 사이의 간격인 2.5 센티미터의 간격에 0.1 미리미터 선폭의 실버페이스트 전극을 20 개 인쇄를 하면 약 2 미리미터의 불투명한 전극 선이 형성된다. 실버페이스트 전극의 선폭이 0.1 미리미터이면 실버페이스트 간의 간격도 0.1 미리미터가 되어야 하기 때문에 실제로는 0.2 미리미터의 피치가 되며, 20 개가 되면 4 미리미터 정도가 전극선이 있는 부분이 된다. 이는 투명 디스플레이를 만드는 데 투과도를 줄이기 때문에 제한이 된다.

또한 일반적으로 실버페이스트(Ag Paste)의 비저항은 약 10-4 옴-센티미터(Ωㅇcm) 이며 이를 10 마이크로미터의 두께와 0.1 미리미터의 선폭으로 50 센티미터의 길이로 제작하면, 전극선의 전기저항이 약 500 옴이 되어 0.1 미리미터 이내로 전극의 폭을 줄이기도 어렵다.

실버페이스트는 1 키로그램에 100 만원정도로 비싼 재료이기 때문에 대형 디스플레이에 적용하는 데에는 가격적인 문제도 있다. 전극을 외부로 연결하기 위한 가장자리 부분의 트레이스 전극까지 형성하게 되면 1 미터 크기의 디스플레이를 제작하는 데에 실버페이스트가 트레이스 전극을 포함해서 평균 선폭으로 0.5 미리미터이며, 각 전극의 길이가 트레이스에 형성되는 길이로 약 1 미터이면 전극의 개수가 1600 개가 되어야 하기 때문에 1600 미터의 총 길이의 실버페이스트의 인쇄가 필요하다. 실버페이스트의 인쇄층의 두께를 10 마이크로미터로 제작하면 약 8 그램의 실버페이스트가 소요되며 가격으로는 8 천원 정도의 실버페이스트가 사용된다.

또 다른 방법으로는 구리 소재의 박판인 동박을 Polyester Film(PET 필름)에 붙인 다음 미세 패턴으로 에칭을 해서 전극으로 사용하는 방법이 있다. 일반적으로 동박을 사용할 때는 동박의 두께를 약 5 마이크로미터를 사용한다. 동박을 사용하게 되면 10 마이크로미터의 선폭으로 제작을 해도 전기저항은 17 옴 정도가 되어서 사용하기에는 적합하다. 그러나 가로세로 1 미터 크기의 동박을 10 마이크로미터 선폭으로 에칭한 필름을 제조하기 위해서는 동박 에칭용 마스크 비용이 수천만원이 필요하며, 제품의 가격도 한 장당 10 만원 정도가 되어 가격의 상승이 실제로 적용하기에는 어려운 점이 많다.

따라서 창문의 크기가 각각이 되는 LED를 이용한 투명 디스플레이의 제작은 소량의 제작이 가능하면서 가격의 상승을 최소화 하며 트레이스 전극의 개수를 줄여서 컨트롤러와의 연결 전극의 개수를 줄이는 것이 필요하다.

한국등록특허공보 제10-1789139호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 각각의 LED에 트랜지스터 회로를 형성해서 트랜지스터를 구동함으로서 LED에 인가되는 전압을 제어하는 투명 LED 디스플레이 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 투명 LED 디스플레이는 트랜지스터와 LED의 패키지가 솔더링을 통해서 부착되어 있는 복수개의 PCB 기판; 투명전극필름을 패터닝해서 상기 복수개의 PCB 기판을 전기적으로 연결되게 부착한 제1 투명전극필름; 및 투명전극필름을 패터닝해서 제1 투명전극필름의 상부에 부착되며, 상기 복수개의 PCB 기판이 구멍을 통해 위로 뚫고 있는 형태가 되는 제2 투명전극필름;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 트랜지스터는 MOSFET이고, 상기 제1 투명전극필름에는 m개(m은 2이상의 자연수)의 제1투명전극과 m개의 제2투명전극이 구성되고, 제1투명전극 각각은 n개(n은 2이상의 자연수)의 MOSFET의 게이트전극과 연결되고, 제2투명전극 각각은 n개의 MOSFET의 소스전극에 연결되도록 구성되고, 제1투명전극에 외부 컨트롤러의 신호전극이 연결되고, 외부 컨트롤러가 m개의 제1투명전극에 신호를 인가하면 각각의 가로줄에 위치한 n개의 트랜지스터에는 동일한 게이트 신호가 인가되며, 게이트전극에 인가되는 전압을 조절해서 LED를On/Off 하거나 LED의 밝기를 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2 투명전극필름에는 n개(n은 2이상의 자연수)의 제3투명전극이 구성되고, 제3투명전극 각각에는 V+ 전극이 구성되고, m개(m은 2이상의 자연수)의 LED의 +쪽에 연결되며, 상기 V+ 전극은 게이트전극의 연결 방향과는 직교하는 방향으로 전극이 형성되고, V+ 전극에 외부 컨트롤러의 신호전극을 연결해서 V+ 전극에 전압을 인가할 수 있으며, 한 개의 V+ 전극에 전압을 인가하면 세로줄의 m 개의 트랜지스터의 V+ 전극에는 모두 같은 전압이 인가되며, 이 상태에서 게이트전극에 인가되는 신호에 따라 세로 줄의 각각의 LED의 On/Off가 결정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 투명전극의 형성방법은 AgNW를 이용한 투명전극이 형성되거나, 실버페이스트를 이용한 인쇄전극으로서 전극의 폭이 최소 0.1 mm 가 되는 전극을 형성하거나, 또는 구리박판을 에칭하는 메탈메쉬의 구조로서 0.01 mm 선폭의 전극의 형성하는 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 PCB 기판은 PCB를 양면 기판으로 제작되어 LED와 MOSFET이 솔더링 된 PCB 면의 반대면인 바닥면에도 전극이 형성되며, 상기 제1 투명전극필름에 상기 PCB 기판을 전기적으로 연결되게 부착하기 위하여, 투명전극에 에폭시 특성을 가지는 실버페이스트를 PCB의 바닥면에 맞춰서 인쇄한 다음 PCB를 전극에 맞게 부착시키고, 실버페이스트를 건조시키면서 경화가 되게 해서 PCB와 투명전극필름의 전극간에 전기적으로 연결되면서 부착이 되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, PCB 기판이 부착된 제1 투명전극필름의 에폭시 형태의 실버페이스트로 인쇄가 되는 구조에서, PCB 기판과 부착되는 전극 외에 V+ 전극을 PCB 기판의 바깥쪽에 형성하며, 상기 V+ 전극은 제2 투명전극필름의 V+ 전극에 연결되게 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름 사이의 공간에 위치하며, 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름의 전극이외의 부분이 부착되도록 하는 투명 점착필름을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 투명 점착필름은 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름이고, 상기 OCA 필름의 위 아래 앙면에 접착제가 사용되어 상기 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름을 부착시키게 되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, LED와 MOSFET을 보호하기 위해 제2 투명전극필름 상부에 부착되는 보호필름을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일실시예에 따른 투명 LED 디스플레이 제조방법은 복수개의 PCB 기판 각각에 트랜지스터와 LED의 패키지가 솔더링을 통해서 부착되는 PCB 기판 제작단계; 제1 투명전극필름에 투명전극필름을 패터닝해서 상기 복수개의 PCB 기판을 전기적으로 연결되게 부착하는 PCB기판 부착단계; 및 투명전극필름을 패터닝해서 제1 투명전극필름의 상부에 제2 투명전극필름을 부착하되, 상기 복수개의 PCB 기판이 제2 투명전극필름의 구멍을 통해 위로 뚫고 있는 형태로 되도록 부착하는 투명전극필름부착단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 트랜지스터는 MOSFET이고, 상기 제1 투명전극필름에는 m개(m은 2이상의 자연수)의 제1투명전극과 m개의 제2투명전극이 구성되고, 제1투명전극 각각은 n개(n은 2이상의 자연수)의 MOSFET의 게이트전극과 연결되고, 제2투명전극 각각은 n개의 MOSFET의 소스전극에 연결되도록 구성되고, 제1투명전극에 외부 컨트롤러의 신호전극이 연결되고, 외부 컨트롤러가 m개의 제1투명전극에 신호를 인가하면 각각의 가로줄에 위치한 n개의 트랜지스터에는 동일한 게이트 신호가 인가되며, 게이트전극에 인가되는 전압을 조절해서 LED를On/Off 하거나 LED의 밝기를 조절할 수 있는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 투명전극필름부착단계는 상기 제2 투명전극필름에는 n개(n은 2이상의 자연수)의 제3투명전극이 구성되고, 제3투명전극 각각에는 V+ 전극이 구성되고, m개(m은 2이상의 자연수)의 LED의 +쪽에 연결되며, 상기 V+ 전극은 게이트전극의 연결 방향과는 직교하는 방향으로 전극이 형성되고, V+ 전극에 외부 컨트롤러의 신호전극을 연결해서 V+ 전극에 전압을 인가할 수 있으며, 한 개의 V+ 전극에 전압을 인가하면 세로줄의 m 개의 트랜지스터의 V+ 전극에는 모두 같은 전압이 인가되며, 이 상태에서 게이트전극에 인가되는 신호에 따라 세로 줄의 각각의 LED의 On/Off가 결정되는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 PCB기판 부착단계는 AgNW를 이용하여 투명전극을 형성하거나, 실버페이스트를 이용하여 인쇄전극으로서 전극의 폭이 최소 0.1 mm 가 되는 전극을 형성하거나, 또는 구리박판을 에칭하는 메탈메쉬의 구조로서 0.01 mm 선폭의 전극을 형성하는 것 중 어느 하나에 의해 투명전극의 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 PCB 기판 제작단계는 상기 PCB 기판이 양면 기판으로 제작되어 LED와 MOSFET이 솔더링 된 PCB 면의 반대면인 바닥면에도 전극이 형성되는 과정을 더 포함하고, 상기 PCB기판 부착단계는 상기 제1 투명전극필름에 상기 PCB 기판을 전기적으로 연결되게 부착하기 위하여, 투명전극에 에폭시 특성을 가지는 실버페이스트를 PCB의 바닥면에 맞춰서 인쇄한 다음 PCB를 전극에 맞게 부착시키고, 실버페이스트를 건조시키면서 경화가 되게 해서 PCB와 투명전극필름의 전극간에 전기적으로 연결되면서 부착이 되는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 PCB기판 부착단계는 PCB 기판이 부착된 제1 투명전극필름의 에폭시 형태의 실버페이스트로 인쇄가 되는 구조에서, PCB 기판과 부착되는 전극 외에 V+ 전극을 PCB 기판의 바깥쪽에 형성하며, 상기 V+ 전극은 제2 투명전극필름의 V+ 전극에 연결되게 하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 투명 점착필름을 상기 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름 사이의 공간에 위치하게 하여, 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름의 전극이외의 부분이 부착되도록 하는 투명 점착필름부착단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 투명 점착필름은 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름이고, 상기 투명 점착필름부착단계는 상기 OCA 필름의 위 아래 앙면에 접착제가 사용되어 상기 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름을 부착시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, LED와 MOSFET을 보호하기 위해 보호필름을 제2 투명전극필름 상부에 부착시키는 보호필름부착단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 건물의 유리창 등에 부착해서 투명하면서도 디스플레이 기능을 하는 투명 디스플레이를 제공할 수 있다. 본 발명의 투명 디스플레이는 LED를 이용한 투명 디스플레이로서 LED를 지지하는 기판도 투명한 필름을 사용하며, LED에 전원을 공급하는 전극도 투명전극을 사용하거나 투명한 필름에 부분적으로 전극이 연결되며, 유리창에 부착하는 투명디스플레이로서 수십미터 떨어진 원거리에서도 시인할 수 있도록 크게 제작할 수 있다.

또한 본 발명의 투명 디스플레이는 두 장의 필름을 사용하여 Vcc와 그라운드를 분리하여 저항에 자유로우며, 한 장의 필름으로 LED를 부착한 종래 구조보다 안정성이 높다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 N 채널 MOSFET 트랜지스터와 LED가 기판에 같이 실장된 구조를 보여준다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 한 장의 투명전극 필름에 게이트 전극과 소스 전극이 연결된 구조를 보여준다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 한 장의 투명전극 필름에 상부 Vcc 전극이 게이트 전극과 직교 전극으로 구성된 구조를 보여준다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 두 장의 투명전극 필름의 구조를 보여준다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 두 장의 투명전극 필름이 결합된 투명 디스플레이의 구조를 보여준다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투명 디스플레이 제조방법을 도시한 것이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성된다" 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 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 N 채널 MOSFET 트랜지스터와 LED가 기판에 같이 실장된 구조를 보여준다. 도 1(a)는 회로도이고, 도 1(b)는 기판에 실장된 모습을 도시한 것이다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 본 발명에 따른 투명 디스플레이에서는 각각의 LED에 트랜지스터와 회로를 형성해서 트랜지스터를 구동함으로서 LED에 인가되는 전압을 제어하는 것이다.

트랜지스터는 p-n 접합 다이오드에 p형 반도체나 n형 반도체를 더 붙여 만든 것이다. 따라서 트랜지스터는 p-n-p형과 n-p-n형이 있다. 트랜지스터에는 세 개의 단자가 있다. 각 단자는 이미터(E), 베이스(B), 컬렉터(C)라고 불린다. MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)는 트랜지스터의 일종으로 N형과 P형이 존재한다. MOSFET는 4단자소자로, Source(소오스), Gate(게이트), Drain(드레인), Body(바디)의 단자가 존재한다.

트랜지스터(TR)는 컬렉터와 베이스와 이미터로 구성되며, 회로 구성의 일례로서 컬렉터에 V+를 연결하며, V+와 컬렉터 사이에 LED를 연결하고, 이미터에 V-를 연결하며, 베이스에 신호전극을 연결해서 베이스에 인가되는 전압을 조절해서 LED 를On/Off 하거나 LED의 밝기를 조절할 수 있다.

트랜지스터의 일종인 FET (Field Effect Transistor)에서는 일반 트랜지스터와 다른 용어인 소스(Source), 드레인(Drain), 게이트(Gate)로 각 채널이 표현된다. 도 1에서 보듯이, 본 발명에서는 N 채널 MOSFET의 구조로서 LED와 트랜지스터로 회로를 구성한 구조를 설명하며, 다른 구조의 LED와 트랜지스터를 사용한 회로도 본 발명에 적용된다.

N 채널 MOSFET을 이용한 LED 구동 회로의 가장 간단한 구조는 V+를 LED 의 + 쪽에 연결하며, LED의 - 쪽을 MOSFET의 드레인에 연결하며, 소스(Source)는 그라운드(접지)가 되는 V-에 연결하는 것이다. 그리고 신호선인 게이트는 LED의 켜고 끄는 것과 밝기를 조절하는 전기 신호가 인가된다.

상기의 구조에서 LED에 직접 전류가 흐르는 V+ 와 LED + 극간의 저항은 일반적으로 500 옴 이내에서 조절이 되면 V+를 5 볼트 전압으로 사용이 가능하며, 저항이 증가하면 전압을 높여야 한다.

게이트에 인가되는 신호선의 저항은 1 킬로옴 정도의 저항을 사용해서 증폭비율을 조절할 때 사용하지만 LED의 온오프 컨트롤이거나 PWM(Pulse Width Modulation) 컨트롤에서는 저항이 수킬로옴이거나 수메가옴이 되어도 게이트 저항이 높아서 구동이 가능하다.

본 발명에서는 MOSFET에서 게이트 저항이 높아도 구동을 시킬 수 있는 것과 V+와 V- 사이의 LED와 드레인과 소스 간의 저항이 수백옴 내지 최소 수킬로옴 이내로 제어되는 구조로서 LED를 이용한 투명 디스플레이를 제작하고자 하는 것이다.

본 발명에서는 각각의 LED에 트랜지스터를 연결해서 디스플레이를 구성한다. 각각의 LED에 트랜지스터를 연결하는 일례로서 N 채널 MOSFET 트랜지스터를 사용하며, V+와 드레인 사이에 LED를 연결하며, 소스를 그라운드인 V-에 연결하는 구조이다. 선택적으로, V+와 소스 사이에 LED를 연결하며, 드레인을 그라운드인 V-에 연결하는 구조로 구성할 수도 있다. 본 실시예에서는 투명 디스플레이에서 V+와 드레인 사이에 LED를 연결하는 것을 위주로 이하에서 설명한다.

투명 디스플레이의 구조의 일례로서 가로 세로 1 미터의 투명디스플레이를 제작하며, LED를 2.5 센치미터 간격으로 배치시키면, LED의 개수는 가로로 40 개 세로로 40 줄이 되어 1600 개가 된다. 투명디스플레이의 크기가 달라지면 그에 따라 배치되는 LED의 개수도 그 크기 비율에 제곱으로 증가한다. 가령, 가로 세로 2 미터의 투명디스플레이를 제작하는 경우에는 LED는 4 * 1600개가 필요하게 된다. LED간 배치 간격도 2.5 센치미터 보다 크거나 작아지면 그에 반비례하게 LED 개수가 달라진다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 한 장의 투명전극 필름에 게이트 전극과 소스 전극이 연결된 구조를 보여준다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 한 장의 투명전극 필름에 상부 Vcc 전극이 게이트 전극과 직교 전극으로 구성된 구조를 보여준다.

도 1에서 보듯이, 각각의 LED에는 상기의 구조와 같이 트랜지스터를 연결한다. 따라서 투명 디스플레이의 각각의 픽셀이 되는 LED에는 트랜지스터가 연결되어서 트랜지스터도 LED와 같이 1600 개가 형성되는 것이다.

도 2와 도 3에서 보듯이, 이러한 구조에서 V+ 전극과 게이트 전극이 가로 전극과 세로전극의 매트리스 전극을 형성한다. 도 2에서 보듯이, 예를 들어서 게이트 전극(Gate 1,Gate 2,Gate m)을 트랜지스터(P1,P2,P3,...,Pn)를 가로로 연결한 각각의 가로줄을 묶는 구조로서 상기의 일례의 1 미터 X 1 미터 디스플레이에서 세로로 40 개의 게이트 전극을 형성한다. 도 2에서는 Gate가 2까지 도시하였지만 세로로 m개가 존재한다. 도 3에서 보듯이, V+ 전극(Drain 1, Drain 2, Drain 3,...,Drain n)을 세로로 40 개의 트랜지스터의 드레인(L1,L2,...,Lm)을 연결을 한 세로로 40 개의 V+ 전극이 형성되는 것이다. 도 3에서는 Drain이 1,2,3,n으로 도시하였지만 가로로 n개가 존재한다. 여기서, m,n은 2이상의 자연수이고, 일례의 1 미터 X 1 미터 디스플레이에서는 각각 40,40이 될 수 있다. 투명 디스플레이가 세로로 1미터, 가로로 2 미터가 된다면 m,n은 각각 40,80이 될 수 있다.

도 2의 한 장의 투명전극필름(100)에 부착되는 트랜지스터와 LED는 P1부터 Pn으로 표시된 전극부분에 위치하여 부착되고, V1부터 Vn으로 표시된 전극은 상부의 투명필름(200)의 V+ 전극에 연결된다. Source 1부터 Source n은 그라운드로서 접지된다.

도 3에서 도 2의 투명전극필름(100)에 부착되는 트랜지스터와 LED는 상부의 투명전극필름(200)의 H1부터 Hn으로 표시된 홀 부분을 통해 뚫고 위치하게 되고, L1부터 Ln으로 표시된 전극은 하부의 투명전극필름(100)의 V1부터 Vn으로 표시된 전극에 연결된다. Drain 1부터 Drain n은 V+ 전극으로서, 5볼드 전압이 인가될 수 있다. 상기의 구조에서 LED에 직접 전류가 흐르는 V+ 와 LED + 극간의 저항은 일반적으로 500 옴 이내에서 조절이 되면 V+를 5 볼트 전압으로 사용이 가능하며, 저항이 증가하면 전압을 높여야 한다.

이러한 구조에서 도 2에서 보듯이, 콘트롤러(제어부)가 투명 디스플레이의 40 줄의 게이트 전극(Gate 1,Gate 2,Gate n)에 한 꺼번에 신호를 인가하면 각각의 가로줄에 위치한 트랜지스터에는 동일한 게이트 신호가 인가된다.

40 개의 게이트 신호는 LED의 제어에 따라서 게이트 신호를 정해서 인가한다. 게이트 신호를 인가하면서 도 3에서 보듯이 세로 줄의 V+(Drain 1, Drain 2, Drain 3,...,Drain n) 중 한 개의 V+(첫번째)에 전압을 인가한다. 그 다음(두번째 이후) 한 개의 V+에 전압을 인가하는 식으로 순차적으로 V+에 전압을 인가한다.

한 개의 V+에 전압을 인가하면 세로줄의 40 개의 트랜지스터의 V+ 전극에는 모두 같은 전압이 인가된다. 이 상태에서는 게이트 신호에 따라 세로 줄의 각각의 LED의 On/Off 가 결정된다. 이러한 방식으로 순차적으로 게이트 전극과 V+ 전극의 신호를 인가하면서 LED를 위치에 따라서 On/Off 해서 특정한 문자이거나 이미지를 형성하는 것이다.

본 발명의 트랜지스터를 LED에 실장한 투명 디스플레이의 구조에 의해서 기존에 트랜지스터를 LED에 실장하지 않은 구조와 비교해서 전극의 갯수가 줄어든다. 일례로 설명된 가로세로 1 미터의 투명 디스플레이를 제작하기 위해서는 기존의 LED를 제어하는 구조에서 각각의 LED의 V+ 전극을 따로 컨트롤(제어)하기 위해서 1600 개의 전극이 필요하다. 기존의 구조에서 그라운드가 되는 V-는 공통으로 연결한 구조로 설명하였으며, V- 도 별도로 연결하기 위해서는 전극의 갯수가 증가한다.

LED와 트랜지스터를 연결한 본 발명의 구조에서는 게이트를 40 개 한 줄 씩 묶어서 연결하기 때문에 40 개의 게이트 전극이 필요하며, 이와 직교하는 구조로 V+를 트랜지스터와 LED에 40 개를 한 줄씩 묶어서 연결하기 때문에 마찬가지로 40 개가 필요하다. 따라서 공통으로 연결되는 그라운드 전극인 V-를 제외하면 80 개의 전극의 컨트롤이 가능한 것이다. 이는 실제의 투명 디스플레이 제작에 있어서 원가절감과 불량률 감소 등의 장점이 증가한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 두 장의 투명전극 필름의 구조를 보여준다. 도 4에서 보듯이, 한 장의 투명전극필름(100, 제1필름, 하부에 위치함)은 MOSFET의 게이트전극과 소스전극에 연결되도록 전극이 구성된다. V+ 전극을 위한 또 다른 투명전극필름(200, 제2필름, 상부에 위치함)은 게이트 전극과 직교하는 방향으로 전극을 형성된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 두 장의 투명전극 필름이 결합된 투명 디스플레이의 구조를 보여준다.

본 발명의 일실시예에 따른 투명 LED 디스플레이는 트랜지스터와 LED의 패키지가 솔더링을 통해서 부착되어 있는 복수개의 PCB 기판(400); 투명전극필름을 패터닝해서 상기 복수개의 PCB 기판을 전기적으로 연결되게 부착한 제1 투명전극필름(100); 및 투명전극필름을 패터닝해서 제1 투명전극필름의 상부에 부착되며, 상기 복수개의 PCB 기판이 구멍을 통해 위로 뚫고 있는 형태가 되는 제2 투명전극필름(200);를 포함하여 구성될 수 있다. 또한 본 발명의 일실시예에 따른 투명 LED 디스플레이는 상기 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름 사이의 공간에 위치하며, 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름의 전극이외의 부분이 부착되도록 하는 투명 점착필름(300)을 더 포함할 수 있으며, LED와 MOSFET을 보호하기 위해 제2 투명전극필름 상부에 부착되는 보호필름(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 트랜지스터는 MOSFET이고, 상기 제1 투명전극필름에는 m개(m은 2이상의 자연수)의 제1투명전극과 m개의 제2투명전극이 구성되고, 제1투명전극 각각은 n개(n은 2이상의 자연수)의 MOSFET의 게이트전극과 연결되고, 제2투명전극 각각은 n개의 MOSFET의 소스전극에 연결되도록 구성되고, 제1투명전극에 외부 컨트롤러의 신호전극이 연결되고, 외부 컨트롤러가 m개의 제1투명전극에 신호를 인가하면 각각의 가로줄에 위치한 n개의 트랜지스터에는 동일한 게이트 신호가 인가되며, 게이트전극에 인가되는 전압을 조절해서 LED를On/Off 하거나 LED의 밝기를 조절할 수 있다. 상기 제2 투명전극필름에는 n개(n은 2이상의 자연수)의 제3투명전극이 구성되고, 제3투명전극 각각에는 V+ 전극이 구성되고, m개(m은 2이상의 자연수)의 LED의 +쪽에 연결되며, 상기 V+ 전극은 게이트전극의 연결 방향과는 직교하는 방향으로 전극이 형성되고, V+ 전극에 외부 컨트롤러의 신호전극을 연결해서 V+ 전극에 전압을 인가할 수 있으며, 한 개의 V+ 전극에 전압을 인가하면 세로줄의 m 개의 트랜지스터의 V+ 전극에는 모두 같은 전압이 인가되며, 이 상태에서 게이트전극에 인가되는 신호에 따라 세로 줄의 각각의 LED의 On/Off가 결정된다.

이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 두 장의 투명전극 필름이 결합된 투명 디스플레이의 구조를 구체적으로 설명한다. 본 발명에 의한 상기의 각각의 LED에 트랜지스터를 부착하고, V+와 게이트간의 신호전극을 매트릭스로 형성하기 위해서 본 발명에서는 두 장의 투명 전극 필름으로 디스플레이를 제작한다. 도 5에서 보듯이, 먼저 한 장의 투명 전극 필름을 패터닝해서 LED와 트랜지스터 패키지를 전기적으로 연결되게 부착을 한다. LED와 트랜지스터의 패키지는 PCB 기판에 솔더링을 통해서 부착한다. LED는 고출력의 LED이거나 중간 출력의 LED를 사용할 수 있으며, 0.1 W에서 부터 10 W에 이르기 까지 다양한 출력을 사용한다. 본 발명에서는 일례로서 중간 출력의 LED를 사용한 것을 예로 들어서 설계를 하며, 다양한 출력의 LED를 적용할 수 있다. 중간급 출력인 1 W 정도의 LED를 사용하면, 일례로서 서울반도체의 SZ8-Y11-W0-C8-C 모델의 LED는 1.03W의 출력의 LED이다. 상기의 LED의 크기는 가로 X 세로 X 높이가 1.1mm X 1.1mm X 0.4 mm 이다. 그리고 MOSFET의 일례인 Toshiba 사의 SSM3K15ACTC FET 소자는 가로 X 세로 X 높이가 0.6 mm X 0.8 mm X 0.38 mm 이다. 따라서 상기의 부품을 일례로서 설계를 하면 LED와 MOSFET이 차지하는 면적은 일렬로 배치하게 되므로 가로 X 세로가 1.1 mm X 1.9 mm 이며 칩간의 간격을 고려해서 PCB를 제작하면 1.5 mm X 2.4 mm 이내의 PCB 를 제작해서 LED와 MOSFET를 실장할 수 있다. 높이는 PCB의 두께를 0.2 mm 로 제작하면, LED의 높이를 합산해서 0.6 mm 정도의 높이가 된다. 상기의 면적은 일례의 LED와 MOSFET를 사용한 구조이며, 설계에 따라서 면적이 넓어지거나 줄어들 수 있다. 상기의 구조에서 LED와 MOSFET을 PCB에 솔더링으로 실장해서 사용하더라도 PCB가 차지하는 면적은 3.6 mm^2 이 된다.

투명 디스플레이의 각 픽셀간의 간격을 25 mm X 25 mm 로 제작하면, 한 픽셀이 차지하는 면적은 625 mm^2 이 된다. 따라서 LED와 MOSFET을 실장한 PCB를 사용하더라도 각 픽셀 면적 대비 PCB가 차지하는 면적의 비율은 3.6/625 가 되어 0.5% 의 면적만 차지하게 된다. 따라서 기존의 LED만 사용하는 구조와 비교해서 투명 디스플레이의 투명도를 떨어뜨리는 LED와 MOSFET의 면적 비율이 낮으므로 투명도에 크게 영향을 주지 않는다.

다음으로, 상기의 구조로 LED와 MOSFET가 실장된 PCB를 제작한 후, 또한 두 장의 투명전극 필름을 패터닝(patterning)해서 제작한다. 한 장의 투명전극필름(100, 제1필름, 하부에 위치함)은 MOSFET의 게이트전극과 소스전극에 연결되도록 전극이 구성된다. 게이트전극과 소스전극을 같이 형성하는 이유는 소스(Source)전극은 그라운드 전극인 V- 전극이 되어 공통으로 연결이 되기 때문이며, 게이트전극은 MOSFET의 각각의 게이트에 연결이 될 수 있게 전극이 형성되기 때문이다. 또 다른 투명전극필름(200, 제2필름, 상부에 위치함)에는 LED에 연결되는 V+ 전극이 게이트 전극의 연결 방향과는 직교하는 방향으로 전극이 형성된다. 투명전극의 형성방법은 AgNW를 이용한 투명전극이 가능하며, 실버페이스트를 이용한 인쇄전극으로서 전극의 폭이 최소 0.1 mm 가 되는 전극을 형성할 수 있으며, 구리박판을 에칭하는 메탈메쉬의 구조로서는 0.01 mm 선폭의 전극의 형성이 가능하다.

LED와 MOSFET가 실장된 PCB를 투명전극 필름에 전기적으로 연결되게 부착하는 방법은 PCB를 양면 기판으로 제작해서 LED와 MOSFET이 솔더링 된 PCB 면의 반대면인 바닥면에도 전극이 형성되게 하며, 투명전극에 에폭시 특성을 가지는 실버페이스트를 PCB의 바닥면에 맞춰서 인쇄한 다음 PCB를 전극에 맞게 부착시키고, 실버페이스트를 건조시키면서 경화가 되게 해서 PCB와 투명필름의 전극간에 전기적으로 연결되면서 부착이 되게 한다.

PCB가 부착된 투명전극 필름의 에폭시 형태의 실버페이스트로 인쇄가 되는 구조에서, PCB와 부착되는 전극 외에 V+ 전극을 PCB의 바깥쪽에 형성한다. 이 전극은 또 다른 투명전극필름(200, 제2필름, 상부에 위치함)의 V+ 전극에 연결되게 하는 것이다.

V+ 전극을 위한 또 다른 투명전극필름(200, 제2필름, 상부에 위치함)은 게이트 전극과 직교하는 방향으로 전극을 형성한 다음, 도 3,5에서 보듯이, LED와 트랜지스터가 실장된 PCB가 끼워지는 홀 또는 구멍(H1,H2)을 뚫게 된다.

구멍을 뚫는 이유는 상부전극인 V+전극이 하부의 PCB에 연결되는 전극과 전기적으로 연결되게 접착시키기 위해서는 상부전극과 하부전극간의 간격이 10~100 마이크로미터 정도로 간격이 가까워야 한다. PCB와 LED의 높이가 600 마이크로미터 이상이 될 수도 있으므로 상부 필름에 구멍을 뚫어서 PCB와 LED가 튀어나오게 하고 상부전극과 하부전극을 최대한 가깝게 제작하는 것이다.

본 구조에 있어서 일반적으로 투명전극을 형성한 필름의 두께는 100 마이크로 미터를 많이 사용하며, 더 얇은 두께이거나 더 두꺼운 필름을 사용할 수 있다.

상부 전극과 하부 전극은 마주보게 해서 전극을 연결할 수도 있으며, 또는 상부전극이 위로향한 상태에서도 쓰루홀을 통해서 전극을 형성할 수도 있다.

도 5에서 보듯이, 두 장의 필름 사이의 공간(300)에 위치하며, 전극이외의 부분은 투명 점착필름(OCA, Optically Clear Adhesive)을 이용해서 두 장의 필름을 부착시킨다. OCA 필름의 두께는 최대 200마이크로미터 정도이다. OCA 필름의 위 아래 앙면에 접착제가 사용되어 두 장의 필름을 부착시키게 된다.

이러한 구조로 상부전극과 하부전극을 형성하며, 그 사이에 LED와 MOSFET가 실장된 PCB가 전기적으로 연결되면서 부착된 구조에서 LED와 MOSFET을 보호하기 위한 보호필름을 추가적으로 부착시킨다. 보호필름은 투명한 재질이어야 하며, 아크릴판, 폴리카보네이트, 또는 글라스(유리, glass)가 사용될 수 있다.

LED와 MOSFET가 본 구조에서는 약 0.4 mm 정도로 튀어나오게 되므로 액상의 접착제를 도포한 다음 상부에 PET 소재등의 보호필름을 부착하거나 두꺼운 OCA 필름을 사용해서 부착할 수 있다. 외부 환경에 노출이 많지 않으면, LED와 MOSFET을 노출된 상태로 사용하거나, LED와 MOSFET 부분만을 액상의 경화제로 덮어서 보호할 수도 있다. 이러한 구조로 제작하면 원가가 줄어든다.

도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투명 디스플레이 제조방법을 도시한 것이다. 도 6에서 보듯이, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투명 LED 디스플레이 제조방법은 PCB 기판 제작단계(S100), PCB기판 부착단계(S200), 투명전극필름부착단계(S300), 투명 접착필름부착단계(S400) 및 보호필름부착단계(S500)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, PCB 기판 제작단계(S100)에서는 복수개의 PCB 기판 각각에 트랜지스터와 LED의 패키지가 솔더링을 통해서 부착된다. 상기 트랜지스터는 MOSFET일 수 있다. 상기 PCB 기판 제작단계는 상기 PCB 기판이 양면 기판으로 제작되어 LED와 MOSFET이 솔더링 된 PCB 면의 반대면인 바닥면에도 전극이 형성되는 과정을 더 포함한다.

PCB기판 부착단계(S200)에서는 제1 투명전극필름에 투명전극필름을 패터닝해서 상기 복수개의 PCB 기판을 전기적으로 연결되게 부착한다. 상기 PCB기판 부착단계는 상기 제1 투명전극필름에는 m개(m은 2이상의 자연수)의 제1투명전극과 m개의 제2투명전극이 구성되고, 제1투명전극 각각은 n개(n은 2이상의 자연수)의 MOSFET의 게이트전극과 연결되고, 제2투명전극 각각은 n개의 MOSFET의 소스전극에 연결되도록 구성되고, 제1투명전극에 외부 컨트롤러의 신호전극이 연결되고, 외부 컨트롤러가 m개의 제1투명전극에 신호를 인가하면 각각의 가로줄에 위치한 n개의 트랜지스터에는 동일한 게이트 신호가 인가되며, 게이트전극에 인가되는 전압을 조절해서 LED를On/Off 하거나 LED의 밝기를 조절할 수 있도록 구성되는 과정을 더 포함한다. 상기 PCB기판 부착단계는 AgNW를 이용하여 투명전극을 형성하거나, 실버페이스트를 이용하여 인쇄전극으로서 전극의 폭이 최소 0.1 mm 가 되는 전극을 형성하거나, 또는 구리박판을 에칭하는 메탈메쉬의 구조로서 0.01 mm 선폭의 전극을 형성하는 것 중 어느 하나에 의해 투명전극의 형성하는 과정을 더 포함한다. 상기 PCB기판 부착단계는 상기 제1 투명전극필름에 상기 PCB 기판을 전기적으로 연결되게 부착하기 위하여, 투명전극에 에폭시 특성을 가지는 실버페이스트를 PCB의 바닥면에 맞춰서 인쇄한 다음 PCB를 전극에 맞게 부착시키고, 실버페이스트를 건조시키면서 경화가 되게 해서 PCB와 투명전극필름의 전극간에 전기적으로 연결되면서 부착이 되는 과정을 더 포함한다. 상기 PCB기판 부착단계는 PCB 기판이 부착된 제1 투명전극필름의 에폭시 형태의 실버페이스트로 인쇄가 되는 구조에서, PCB 기판과 부착되는 전극 외에 V+ 전극을 PCB 기판의 바깥쪽에 형성하며, 상기 V+ 전극은 제2 투명전극필름의 V+ 전극에 연결되게 하는 과정을 더 포함한다.

투명전극필름부착단계(S300)에서는 투명전극필름을 패터닝해서 제1 투명전극필름의 상부에 제2 투명전극필름을 부착하되, 상기 복수개의 PCB 기판이 제2 투명전극필름의 구멍을 통해 위로 뚫고 있는 형태로 되도록 부착한다. 상기 투명전극필름부착단계는 상기 제2 투명전극필름에는 n개(n은 2이상의 자연수)의 제3투명전극이 구성되고, 제3투명전극 각각에는 V+ 전극이 구성되고, m개(m은 2이상의 자연수)의 LED의 +쪽에 연결되며, 상기 V+ 전극은 게이트전극의 연결 방향과는 직교하는 방향으로 전극이 형성되고, V+ 전극에 외부 컨트롤러의 신호전극을 연결해서 V+ 전극에 전압을 인가할 수 있으며, 한 개의 V+ 전극에 전압을 인가하면 세로줄의 m 개의 트랜지스터의 V+ 전극에는 모두 같은 전압이 인가되며, 이 상태에서 게이트전극에 인가되는 신호에 따라 세로 줄의 각각의 LED의 On/Off가 결정되도록 구성되는 과정을 더 포함한다.

투명 접착필름부착단계(S400)에서는 투명 점착필름을 상기 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름 사이의 공간에 위치하게 하여, 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름의 전극이외의 부분이 부착되도록 한다. 상기 투명 접착필름은 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름이고, 상기 투명 접착필름부착단계는 상기 OCA 필름의 위 아래 앙면에 접착제가 사용되어 상기 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름을 부착시키는 과정을 더 포함한다.

보호필름부착단계(S500)에서는 LED와 MOSFET을 보호하기 위해 보호필름을 제2 투명전극필름 상부에 부착시킨다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 제1 투명전극필름
200: 제2 투명전극필름
300: 투명접착필름

Claims

투명 LED 디스플레이에 있어서,
트랜지스터와 LED의 패키지가 솔더링을 통해서 부착되어 있는 복수개의 PCB 기판;
투명전극필름을 패터닝해서 상기 복수개의 PCB 기판을 전기적으로 연결되게 부착한 제1 투명전극필름; 및
투명전극필름을 패터닝해서 제1 투명전극필름의 상부에 부착되며, 상기 복수개의 PCB 기판이 구멍을 통해 위로 뚫고 있는 형태가 되는 제2 투명전극필름;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이.
제 1 항에 있어서,
상기 트랜지스터는 MOSFET이고, 상기 제1 투명전극필름에는 m개(m은 2이상의 자연수)의 제1투명전극과 m개의 제2투명전극이 구성되고, 제1투명전극 각각은 n개(n은 2이상의 자연수)의 MOSFET의 게이트전극과 연결되고, 제2투명전극 각각은 n개의 MOSFET의 소스전극에 연결되도록 구성되고,
제1투명전극에 외부 컨트롤러의 신호전극이 연결되고, 외부 컨트롤러가 m개의 제1투명전극에 신호를 인가하면 각각의 가로줄에 위치한 n개의 트랜지스터에는 동일한 게이트 신호가 인가되며, 게이트전극에 인가되는 전압을 조절해서 LED를On/Off 하거나 LED의 밝기를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 투명전극필름에는 n개(n은 2이상의 자연수)의 제3투명전극이 구성되고, 제3투명전극 각각에는 V+ 전극이 구성되고, m개(m은 2이상의 자연수)의 LED의 +쪽에 연결되며, 상기 V+ 전극은 게이트전극의 연결 방향과는 직교하는 방향으로 전극이 형성되고,
V+ 전극에 외부 컨트롤러의 신호전극을 연결해서 V+ 전극에 전압을 인가할 수 있으며, 한 개의 V+ 전극에 전압을 인가하면 세로줄의 m 개의 트랜지스터의 V+ 전극에는 모두 같은 전압이 인가되며, 이 상태에서 게이트전극에 인가되는 신호에 따라 세로 줄의 각각의 LED의 On/Off가 결정되는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이.
제 2 항에 있어서,
상기 투명전극의 형성방법은 AgNW를 이용한 투명전극이 형성되거나, 실버페이스트를 이용한 인쇄전극으로서 전극의 폭이 최소 0.1 mm 가 되는 전극을 형성하거나, 또는 구리박판을 에칭하는 메탈메쉬의 구조로서 0.01 mm 선폭의 전극의 형성하는 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이.
제 2 항에 있어서,
상기 PCB 기판은 PCB를 양면 기판으로 제작되어 LED와 MOSFET이 솔더링 된 PCB 면의 반대면인 바닥면에도 전극이 형성되며,
상기 제1 투명전극필름에 상기 PCB 기판을 전기적으로 연결되게 부착하기 위하여, 투명전극에 에폭시 특성을 가지는 실버페이스트를 PCB의 바닥면에 맞춰서 인쇄한 다음 PCB를 전극에 맞게 부착시키고, 실버페이스트를 건조시키면서 경화가 되게 해서 PCB와 투명전극필름의 전극간에 전기적으로 연결되면서 부착이 되는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이.
제 5 항에 있어서,
PCB 기판이 부착된 제1 투명전극필름의 에폭시 형태의 실버페이스트로 인쇄가 되는 구조에서, PCB 기판과 부착되는 전극 외에 V+ 전극을 PCB 기판의 바깥쪽에 형성하며, 상기 V+ 전극은 제2 투명전극필름의 V+ 전극에 연결되게 하는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름 사이의 공간에 위치하며, 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름의 전극이외의 부분이 부착되도록 하는 투명 점착필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이.
제 7 항에 있어서,
상기 투명 점착필름은 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름이고,
상기 OCA 필름의 위 아래 앙면에 접착제가 사용되어 상기 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름을 부착시키게 되는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이.
제 2 항 또는 제 8 항에 있어서,
LED와 MOSFET을 보호하기 위해 제2 투명전극필름 상부에 부착되는 보호필름을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이.
투명 LED 디스플레이 제조방법에 있어서,
복수개의 PCB 기판 각각에 트랜지스터와 LED의 패키지가 솔더링을 통해서 부착되는 PCB 기판 제작단계;
제1 투명전극필름에 투명전극필름을 패터닝해서 상기 복수개의 PCB 기판을 전기적으로 연결되게 부착하는 PCB기판 부착단계; 및
투명전극필름을 패터닝해서 제1 투명전극필름의 상부에 제2 투명전극필름을 부착하되, 상기 복수개의 PCB 기판이 제2 투명전극필름의 구멍을 통해 위로 뚫고 있는 형태로 되도록 부착하는 투명전극필름부착단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이 제조방법.
제 10 항에 있어서,
상기 트랜지스터는 MOSFET이고,
상기 PCB기판 부착단계는
상기 제1 투명전극필름에는 m개(m은 2이상의 자연수)의 제1투명전극과 m개의 제2투명전극이 구성되고, 제1투명전극 각각은 n개(n은 2이상의 자연수)의 MOSFET의 게이트전극과 연결되고, 제2투명전극 각각은 n개의 MOSFET의 소스전극에 연결되도록 구성되고,
제1투명전극에 외부 컨트롤러의 신호전극이 연결되고, 외부 컨트롤러가 m개의 제1투명전극에 신호를 인가하면 각각의 가로줄에 위치한 n개의 트랜지스터에는 동일한 게이트 신호가 인가되며, 게이트전극에 인가되는 전압을 조절해서 LED를On/Off 하거나 LED의 밝기를 조절할 수 있도록 구성되는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이 제조방법.
제 11 항에 있어서,
상기 투명전극필름부착단계는
상기 제2 투명전극필름에는 n개(n은 2이상의 자연수)의 제3투명전극이 구성되고, 제3투명전극 각각에는 V+ 전극이 구성되고, m개(m은 2이상의 자연수)의 LED의 +쪽에 연결되며, 상기 V+ 전극은 게이트전극의 연결 방향과는 직교하는 방향으로 전극이 형성되고,
V+ 전극에 외부 컨트롤러의 신호전극을 연결해서 V+ 전극에 전압을 인가할 수 있으며, 한 개의 V+ 전극에 전압을 인가하면 세로줄의 m 개의 트랜지스터의 V+ 전극에는 모두 같은 전압이 인가되며, 이 상태에서 게이트전극에 인가되는 신호에 따라 세로 줄의 각각의 LED의 On/Off가 결정되도록 구성되는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이 제조방법.
제 11 항에 있어서,
상기 PCB기판 부착단계는
AgNW를 이용하여 투명전극을 형성하거나, 실버페이스트를 이용하여 인쇄전극으로서 전극의 폭이 최소 0.1 mm 가 되는 전극을 형성하거나, 또는 구리박판을 에칭하는 메탈메쉬의 구조로서 0.01 mm 선폭의 전극을 형성하는 것 중 어느 하나에 의해 투명전극의 형성하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이 제조방법.
제 11 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 PCB 기판 제작단계는 상기 PCB 기판이 양면 기판으로 제작되어 LED와 MOSFET이 솔더링 된 PCB 면의 반대면인 바닥면에도 전극이 형성되는 과정을 더 포함하고,
상기 PCB기판 부착단계는 상기 제1 투명전극필름에 상기 PCB 기판을 전기적으로 연결되게 부착하기 위하여, 투명전극에 에폭시 특성을 가지는 실버페이스트를 PCB의 바닥면에 맞춰서 인쇄한 다음 PCB를 전극에 맞게 부착시키고, 실버페이스트를 건조시키면서 경화가 되게 해서 PCB와 투명전극필름의 전극간에 전기적으로 연결되면서 부착이 되는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이 제조방법.
제 14 항에 있어서,
상기 PCB기판 부착단계는
PCB 기판이 부착된 제1 투명전극필름의 에폭시 형태의 실버페이스트로 인쇄가 되는 구조에서, PCB 기판과 부착되는 전극 외에 V+ 전극을 PCB 기판의 바깥쪽에 형성하며, 상기 V+ 전극은 제2 투명전극필름의 V+ 전극에 연결되게 하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이 제조방법.
제 10 항에 있어서,
투명 점착필름을 상기 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름 사이의 공간에 위치하게 하여, 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름의 전극이외의 부분이 부착되도록 하는 투명 점착필름부착단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이 제조방법.
제 16 항에 있어서,
상기 투명 점착필름은 OCA(Optically Clear Adhesive) 필름이고,
상기 투명 점착필름부착단계는 상기 OCA 필름의 위 아래 앙면에 접착제가 사용되어 상기 제1 투명전극필름과 제2 투명전극필름을 부착시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이 제조방법.
제 11 항 또는 제 17 항에 있어서,
LED와 MOSFET을 보호하기 위해 보호필름을 제2 투명전극필름 상부에 부착시키는 보호필름부착단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 LED 디스플레이 제조방법.