KR102335561B1 - 투명 엘이디 디스플레이 시트 및 제작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트는 투명필름; 상기 투명필름 상에 코팅된 후 에칭공정을 통해 마이크로 패턴으로 형성되는 회로; 상기 회로 상에 마운팅되고 IC가 구비되어 8~16 bit로 구동하는 LED 소자; 및 상기 투명필름 상에 형성된 회로에 상기 LED 소자가 마운팅된 상태에서 실리콘 재질의 레진이 몰딩됨에 따라 형성된 몰딩부;를 포함하여, 투시도를 향상시키면서 초기 투자비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

투명 엘이디 디스플레이 시트 및 제작 방법{TRANSPARENT LED DISPLAY SHEET AND MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 투명 엘이디 디스플레이 시트 및 제작 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 전원선과 신호선을 구성하는 마이크로 패턴의 메쉬선에서 오프된 부분을 연결하여 폐쇄시킴으로써 커패시터 효과로 인해 전류가 흐르지 못하고 전류가 갇히게 되는 문제점을 해결할 수 있고, 메쉬구조이던 신호선을 곧은 와이어로 대체함으로써 상대적으로 전원선의 면적을 확대함으로써 면저항을 작아지도록 한 투명 엘이디 디스플레이 시트에 관한 것이다.
투명 LED Display의 sheet 제작의 문제점은 PCB의 Pattern의 두꺼워 시야가 거북하게 보이는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해서 마이크로 패턴(Micro Pattern)을 사용하고 있다. Micro pattern을 사용시 표면 저항이 높아져 저항이 심하며 특히 전극 Pattern의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 도형이 Open되어 있는 경우가 많다.
이 때문에 LED SMT(Surface Mounting Technology)에서 불량이 발생하는 경우가 종종 있으며, SMT Rework시 문제가 된다.
또한, 상기 마이크로 패턴의 오픈된 전극(a)과 전극(b) 사이에서 커패시터 효과가 발생하여 전류가 흐르지 못하고 전류가 갇히게 되는 문제점이 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 LED 보호 및 Glass에 부착하기 위해 (d) 공정에서 OCA(Optically Clear Adhesive: 광학용 투명 접착필름)를 부착하는데, 상기 OCA에 의한 투명도가 떨어지고 LED 위치에 하나씩 구멍을 만들어 빛의 왜곡이 발생해 투시도를 방해하는 문제점이 있다.
또한, 기존의 micro LED는 +, -의 전력선과 회로선을 모두 Micro Pattern을 사용해서 연결하다 보니 회로선의 전체적인 폭이 넓어져 LED SMT 부분에 공차가 발생하면 SMT 불량이 일어나는 문제점이 있다.
또한, 기존 LED Display의 sheet는 LED 소자가 노출되어 빛의 굴절 등이 발생하지 않도록, OCA에 원형 또는 사각 구멍을 뚫어 부착하고 있지만, OCA에 구멍을 만드는 공정이 번거로워 토기 투자비 등이 많이 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0060294(2017.06.01)
상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 전원선과 신호선을 구성하는 마이크로 패턴의 메쉬선에서 오프된 부분을 연결하여 폐쇄시킴으로써 커패시터 효과로 인해 전류가 흐르지 못하고 전류가 갇히게 되는 문제점을 해결할 수 있는 투명 엘이디 디스플레이 시트를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 종래 투명 엘이디 디스플레이 시트에서 마이크로 패턴의 메쉬구조이던 신호선을 곧은 와이어로 대체함으로써 상대적으로 전원선의 면적을 확대함으로써 면저항을 작아지도록 한 투명 엘이디 디스플레이 시트를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 상술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 종래 투명 엘이디 디스플레이 시트는 신호선을 도형인 Micro pattern이 아닌 곧은 와이어 연결하되, 단선의 와이어가 단락 될 수 있는 걸 보완하기 위해서 2개 이상의 복선을 사용해 LED 소자를 연결하는 투명 엘이디 디스플레이 시트를 제공하는데 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트는 투명필름; 상기 투명필름 상에 코팅된 후 에칭공정을 통해 마이크로 패턴으로 형성되는 회로; 상기 회로 상에 마운팅되고 IC가 구비되어 8~16 bit로 구동하는 LED 소자; 및 상기 투명필름 상에 형성된 회로에 상기 LED 소자가 마운팅된 상태에서 실리콘 재질의 레진이 몰딩됨에 따라 형성된 몰딩부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로써, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트 제작 방법은 (A) 투명필름상에 구리 또는 주석을 코팅하여 적층시키는 단계; (B) 상기 투명필름 상에 코팅된 구리(Cu) 또는 주석(Sn)을 에칭하여 회로를 형성하는 단계; (C) 상기 회로상에 IC가 포함된 LED 소자를 마운팅 하는 단계; (D) 상기 투명필름 상에 형성된 회로에 상기 LED 소자가 마운팅된 상태에서 실리콘 재질의 레진을 몰딩시켜 몰딩부를 형성시키는 단계; 및 (E) 상기 몰딩부의 표면에 보호필름을 형성시키거나, 또는 OCA를 형성시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트는 전원선과 신호선을 구성하는 마이크로 패턴의 메쉬선에서 오픈된 부분을 연결하여 폐쇄시킴으로써 커패시터 효과로 인해 전류가 흐르지 못하고 전류가 갇히게 되는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트는 전력선의 끝부분인 면에서는 마이크로 패턴(Micro pattern)의 도형이 열린구조에서 닫힌구조로 변경하여 저항을 줄이고 전력선의 폭도 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래 투명 엘이디 디스플레이 시트에서 마이크로 패턴의 메쉬구조이던 신호선을 곧은 와이어로 대체함으로써 상대적으로 전원선의 면적을 확대하여 면저항을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 LED 소자가 마운팅된 상태에서 실리콘 재질의 레진을 몰딩함으로써 투시도를 향상시키면서 초기 투자비를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 투명 엘이디 디스플레이 시트의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 종래 투명 엘이디 디스플레이 시트의 제조공정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트의 단면 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트의 평면 구조를 도시한도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트의 전체 평면 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트의 제조공정을 도시한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가 장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트 및 제작 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스펠이이 시트는 투명필름(100), 회로(200), LED 소자(300), 및 몰딩부(400)를 포함한다.
상기 투명필름(100)은 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트의 베이스 기판으로 투명성이 보장되는 구성이다.
상기 투명필름(100)은 PET(polyethylene terephthalate: 폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름, 또는 CPI(Colorless Polymide: 무색투명폴리이미드) 필름이 해당될 수 있다.
상기 회로(200)은 전기 전도도가 높은 구리(Cu) 또는 주석(Sn)으로 구성되는데, 보다 구체적으로는 투명한 상기 투명필름(100)에 상기 구리(Cu) 또는 주석(Sn)이 코팅되어 적층된 후, 에칭공정을 통해 육각형의 마이크로 패턴으로 형성된 회로이다.
상기 회로(200)를 구성하는 동박층의 두께는 18um(0.5Ｏz), 36um(1.0Ｏz)인데 마이크로 패턴의 폭은 두께 보다 넓어야 하지만, 50um이상일 때 디스플레이를 주시하는 사람의 눈에 선형태가 보이게 된다.
따라서, 상기 회로(200)의 마이크로 패턴 두께는 18~50um 사이인 것이 바람직하다.
한편, 상기 회로(200)을 구성하는 상기 마이크로 패턴은 폭이 최소 18um이고, 육각 또는 사각의 패턴을 가지게 형성된다.
특히 상기 회로(200)를 구성하는 마이크로 패턴은 천공되어 비어있는 부분이 80%이상으로 되어 투과성을 보장한다.
또한, 상기 마이크로 패턴이 너무 크게 되면 전기 저항의 크기가 커져 발열이 발생할 수 있기 때문에 화재의 위험성 때문에 길이 방향으로 다수의 LED 소자(300)의 배열을 하는 것이 불가능하다.
상기 마이크로 패턴은 전기 저항이 길이 방향으로 500mm일때 2Ω 이하여야 전압이 드롭(drop)되는 것을 방지할 수 있기 때문에 너무 크지 않게 투과성이 유지되도록 설계되는 것이 바람직하다.
상기 LED 소자(300)는 상기 투명필름(100) 상에 에칭되어 형성된 마이크로 패턴의 회로(200)에 마운팅되어 전원을 인가받아 점등되고 상기 마이크로 패턴 사이로 배선된 곧은 신호선과 연결되어, 마이크로 패턴의 전원선으로부터 전원을 인가 받으면서 신호선으로부터 전달되는 신호대로 점등하게 된다.
상기 LED 소자(300)는 마이크로 패턴의 회로(200)에서 전원을 인가받기 위해 4개의 전극이 형성되어 있다.
상술한 바와 같이 상기 투명필름(100)에 상기 회로(200)가 형성되고 해당 회로(200)상에 상기 LED 소자(300)가 마운팅된 상태에서 이들 구성이 모두 포함될 수 있게 실리콘 재질의 레진을 몰딩함에 따라 상기 몰딩부(400)가 형성된다.
이때, 상기 실리콘으로 몰딩부(400)를 형성시키는 공정은 평탄도를 맞추기 매우 까다롭고 경화시간이 길게 소요되기 때문에 이런 점을 감해서 UV 경화 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 실리콘으로 몰딩함으로써 본 발명에 다른 투명 엘이디 디스플레이 시트의 회로를 외부환경으로부터 보호할 수 있고, 상기 실리콘이 공기보다 열전도도가 높아서 상기 LED 소자(300)의 방열 효과를 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트는 표면의 실리콘이 가진 점착력에 의해 유리 등에 부착되어 설치될 수 있다.
이때, 상기 실리콘 표면에 먼지 등 이물질이 달라붙어 점착력이 떨어지는 것을 방지하기 위해 도 3b에 도시된 바와 같이 보호필름(410)이 상기 몰딩부(400) 표면에 부착되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트는 점착력을 향상시키기위해 도 3c에 도시된 바와 같이 상기 몰딩부(400) 표면에 OCA(Optically Clear Adhesive: 광학용 투명 접착필름:420)가 부착되고, 해당 OCA(420)에 의해 추후 유리에 부착될 수도 있다.
이때, 상기 OCA(420)와 몰딩부(400)의 실리콘 간의 접착강도를 향상시키기 위해, 상기 OCA(420)를 상기 몰딩부(400)에 부착시킬 때, UV로 반경화 후 부착하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트의 회로(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 +전력선(210), 신호선(220), 및 -전력선(230) 순으로 배치되게 배선되고, 중앙의 신호선(220)은 50um 이내의 선으로 형성되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트는 도 5에 도시된 바와 같이 구동부(500)를 더 포함하는데, 해당 구동부(500)는 상기 투명 엘이디 디스플레이 시트 형성된 전극 패턴과 신호선에 각각 전원과 시그널을 공급해 준다.
상기 구동부(500)는 상기 LED 소자(300)에 전원을 5V로 인가하기 위해 Power Supply의 출력 전력을 전달받아, 상기 LED 소자(300)로 출력해 주며, 컨트롤러(Controller:510)에서 신호를 받아 신호를 상기 LED 소자(300)로 분배해 주는 역할을 한다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트 작동에 대해 설명한다
작동의 원리는 기존의 전광판과 거의 유사하나, 회로의 단순화를 위해서 상기 LED 소자(300) 안에 IC(310)를 장착한 것이 특징이며, 전광판 뒷면의 회로부들이 투명 엘이디 디스플레이 시트와 연결된 상기 구동부(500)에 위치하고 있다.
상기 LED 소자(300)의 내부에 포함된 상기 IC(Intergrated Circuit:310)는 전력선(210, 230)과 신호선(220)의 연결이 가능하고 8~16bit로 구동이 가능하다.
본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트와 구동부(500)간의 연결은 커넥터를 통해서 연결되며, 상기 구동부(500)에서 전력과 신호를 전달한다.
상기 투명 엘이디 디스플레이 시트의 LED 소자(300)를 전력 및 신호를 연결하기 위한 상기 회로(200)가 필요한데 해당 회로(200)와 LED 소자(300)에 의해서 투시도의 값이 결정되기 때문에 회로의 방식이 매우 중요하다.
종래 마이크로 패턴의 경우 도형의 크기가 약 100~1000um이고 제품의 두께가 15~35um, 폭이 25~50um로 이루어져 있다.
대체로, 도형의 크기가 크고, 폭이 넓고 두께가 얇으면 투시성이 높아지는 장점을 가지고 있는 반면 저항이 높아져 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 시트의 길이를 확장하는 데는 한계가 있다.
하지만, 본 발명은 상술한 바와 같이 회로개선을 통해 표면저ㅎ아을 낮출 수 있으며, 상기 LED 소자(300) 마운팅 진행시 공차에 의한 납탱 위리 불량을 낮춰 줄 수 있는 효과가 있어 본 발명의 투명 엘이디 디스플레이 시트가 길어질 수 있어 대화면 구현이 가능하다.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 제작 방법에 대해 도 6을 참조하여 설명한다.
먼저 도 6에 도시된 바와 같이 PET(polyethylene terephthalate:폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름, 또는 CPI(Colorless Polymide:무색투명폴리이미드) 필름에 해당하는 상기 투명필름(100)상에 구리(Cu) 또는 주석(Sn)을 코팅하여 적층시키는 단계를 수행한다(S10).
상기 투명필름(100) 상에 코팅된 구리(Cu) 또는 주석(Sn)을 에칭하여 회로(200)를 형성하는 단계를 수행한다(S20).
상기 S20단계 단계에서 에칭을 통해 +, - 전력선(210,230)과 신호선(220)을 포함하는 회로(200)가 형성되게 된다.
상기 +, - 전력선(210,230)은 메쉬구조로 육각형의 마이크로 패턴(micro pattern)으로 형성되고, 크기는 400~1000um미만, 두께는 15um~38um이하이고 도형의 선폭은 20um~40um이하인 것이 바람직하다.
또한, 상기 신호선(220)은 곧은 복선의 라인으로 형성되되 선폭이 30~80um 이하인 것이 바람직하다.
특히, 상기 +, - 전력선(210,230)을 구성하는 마이크로 패턴의 도형은 최외각이 닫힌 구조로 4각 이상, 6각 이하로 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 투명필름(100)에 형성된 상기 회로(200)상에 IC(310)가 포함된 상기 LED 소자(300)를 마운팅 하는 단계를 수행한다(S30).
이후, 상기 투명필름(100)에 상기 회로(200)가 형성되고, 해당 회로(200)상에 상기 LED 소자(300)가 마운팅된 상태에서 이들 구성이 모두 밀폐(포함)될 수 있게 실리콘 재질의 레진을 몰딩하여 몰딩부(400)를 형성시키는 단계를 수행한다(S40).
본 발명에 따른 투명 엘이디 디스플레이 제작 방법은 상기 S40단계에서 완료될 수도 있고, 필요한 경우 상기 몰딩부(400)의 표면에 보호필름(410)을 형성시키거나, 또는 OCA(420)를 더 형성시키는 단계를 수행한다(S50).
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
100 : 투명필름
200 : 회로
210 : +전력선
220 : 신호선
230 : -전력선
300 : LED 소자
310 : IC
400 : 몰딩부
410 : 보호필름
420 : OCA
500 : 구동부
510 : 컨트롤러(Controller)

Claims (8)

  1. 투명필름;
    상기 투명필름 상에 코팅된 후 에칭공정을 통해 마이크로 패턴으로 형성되는 회로;
    상기 회로 상에 마운팅되고 IC가 구비되어 8~16 bit로 구동하는 LED 소자; 및
    상기 투명필름 상에 형성된 회로에 상기 LED 소자가 마운팅된 상태에서 실리콘 재질의 레진이 몰딩됨에 따라 형성된 몰딩부;를 포함하고,
    상기 회로는
    구리(Cu) 또는 주석(Sn)이 상기 투명필름 상에 코팅되어 적층된 후, 에칭공정을 통해 육각형의 마이크로 패턴으로 형성된 +전력선과 -전력선 ; 및
    상기 +전력선과 -전력선 사이에 복선으로 형성되는 신호선;을 포함하고,
    상기 +전력선과 -전력선을 구성하는 마이크로 패턴의 도형은 최외각 부분이 닫힌 구조로 형성되고,
    상기 +전력선과 -전력선은
    메쉬구조로 육각형의 마이크로 패턴(micro pattern)으로 형성되고, 크기가 400~1000um미만이고, 두께가 15um~38um이하이고, 도형의 선폭이 20um~40um이하이며,
    상기 신호선은
    곧은 복선의 라인으로 형성되되 선폭이 30~80um인 것을 특징으로 하는 투명 엘이디 디스플레이 시트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. (A) 투명필름상에 구리 또는 주석을 코팅하여 적층시키는 단계;
    (B) 상기 투명필름 상에 코팅된 구리(Cu) 또는 주석(Sn)을 에칭하여 회로를 형성하는 단계;
    (C) 상기 회로 상에 IC가 포함된 LED 소자를 마운팅 하는 단계;
    (D) 상기 투명필름 상에 형성된 회로에 상기 LED 소자가 마운팅된 상태에서 실리콘 재질의 레진을 몰딩시켜 몰딩부를 형성시키는 단계; 및
    (E) 상기 몰딩부의 표면에 보호필름을 형성시키거나, 또는 OCA를 형성시키는 단계;를 포함하고,
    상기 (B)단계에서
    구리(Cu) 또는 주석(Sn)이 상기 투명필름 상에 코팅되어 적층된 후, 에칭공정을 통해 육각형의 마이크로 패턴으로 형성된 +전력선과 -전력선; 및
    상기 +전력선과 -전력선 사이에 복선으로 형성되는 신호선;을 포함하고,
    상기 +전력선과 -전력선을 구성하는 마이크로 패턴의 도형은 최외각이 닫힌 구조로 상기 회로가 형성되고,
    상기 +전력선과 -전력선은
    메쉬구조로 육각형의 마이크로 패턴(micro pattern)으로 형성되며, 크기가 400~1000um미만, 두께가 15um~38um이하, 도형의 선폭이 20um~40um이하로 형성되되,
    상기 신호선은
    곧은 복선의 라인으로 선폭이 30~80um이하로 형성되는 것을 특징으로 하는 투명 엘이디 디스플레이 시트 제작 방법.
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