KR200275710Y1 - Ｌｅｄ와 광확산시트를 이용한 면발광 디스플레이장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 LED로부터 발광되는 광이 빛을 확산(diffusion)시키는 시트를 투과하도록 하여 면발광이 이루어질 수 있도록 하는 디스플레이장치에 관한 것으로, 상기 장치에 전원을 공급해주는 전원공급부, 다수의 발광소자들로 이루어지며, 전원공급에 따라 빛을 발하는 발광부, 전원공급부로부터 전원을 공급받아 발광부로의 전원공급을 제어하여 발광부의 각 발광소자들이 기 설정된 밝기로 발광하도록 제어하는 컨트롤러 및 발광부로부터의 광을 확산시켜 표출시키는 광확산시트를 포함한다.

LED들로부터의 광을 확산시켜 투과시킴으로써 원하는 영역의 광이 전체적으로 균등하게 면발광될 수 있도록 할 수 있으며, 더욱이 적은 수의 LED들을 사용하여 다양한 광고효과를 얻을 수 있어 제작단가 및 유지보수비용이 적게 발생된다. 또한, 디스플레이장치의 두께가 감소되어 슬림형으로도 제작이 가능하므로 그 활용도가 훨씬 넓어지게 된다.

Description

ＬＥＤ와 광확산시트를 이용한 면발광 디스플레이장치{The plane lighting display system using LED and light diffusion sheet}

본 고안은 LED(Light Emitting Diode)로부터의 광을 이용하여 문자나 그래픽을 표출하는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, LED로부터 발광되는 광이 빛을 확산(diffusion)시키는 시트(이하, "광확산시트"라 함)를 투과하도록 하여 면발광이 이루어질 수 있도록 하는 디스플레이장치에 관한 것이다.

종래 LED를 사용한 디스플레이장치는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 색광을 발생하는 3색의 LED로 하나의 컬러화소(pixel)를 이루고 다수의 컬러화소들을 백보드(back board)에 도트매트릭스 형상으로 배열하여 각 컬러화소들에 전류를 공급하여 컬러이미지데이터를 인가함으로써 원하는 컬러문자나 정지화상 또는 동화상을 재현할 수 있도록 하고 있다. 또한, 대형의 옥내외용 전광판이나 광고판의 경우 다수의 LED를 갖는 LED 도트매트릭스모듈을 채용하여 사용하고 있다.

그러나, 종래의 도트매트릭스형상의 LED 디스플레이장치의 경우 예컨대, 640 × 480 비율의 종횡비를 갖는 경우 총 307,200개의 화소가 필요하고, 그 다수개의 화소를 표시하기 위해서는 921,600개의 R/G/B 3색의 LED를 필요로 하게 된다. 이로써 제조단가 및 유지보수비용이 높아지고 전력소비량이 많아진다. 또한, 종래의 LED 디스플레이장치는 많은 수의 LED로부터 발광되는 빛이 직접 보는 사람의 눈으로 입사되므로 이를 보는 사람의 눈의 피로함을 유발하게 되는 문제가 있다.

위와 같은 문제점들을 감안한 본 고안의 목적은 각각의 화소의 색을 정밀하게 조절하여 복잡한 그래픽을 형성하고자 하는 경우가 아닌 때에 LED로부터 발광되는 광을 광확산시트(sheet)를 투과하도록 하여 일정한 면에 대해 전체적으로 균등한 밝기의 빛을 발하는 면발광이 이루어질 수 있도록 하는 디스플레이장치를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 보다 적은 수의 LED를 이용할 수 있도록 하기 위해 종래와 같이 다수의 LED를 도트매트릭스형태로 설치하지 않고 일련의 LED들을 일정영역에서 일정거리를 두고 서로 대향되게 설치하고 이들로부터 발광되는 광이 상술된 광확산시트를 투과해 비춰지도록 하는 디스플레이장치를 제공함에 있다.

본 고안의 또다른 목적은 확산제가 고르게 분포된 광전달물질을 도트매트릭스형태로 설치된 각 LED에 일대일 대응되게 설치하여 LED의 광이 보다 효과적으로 비춰지도록 하는 디스플레이장치를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안의 디스플레이장치의 전체 구성을 나타내는 구성도.

도 2a는 본 고안에 따른 발광부의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 2b는 도 2a의 A-A' 방향으로 절단한 단면부를 나타내는 단면도.

도 3은 도 2b에서 LED들의 광이 양방향으로 표출되도록 구성한 실시예를 나타내는 도면.

도 4는 도 1의 발광부의 전면에 광전달부을 더 구비한 실시예를 나타내는 구성도.

도 5는 도 4의 광전달부의 실시예를 나타내는 도면.]

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 전원공급부 12 : 컨트롤러

13 : 발광부 14 : 광확산시트

15 : 백보드(back board) 16 : 투광막

17 : 간판시트 18 : 광전달부

위와 같은 본 고안의 디스플레이장치는 상기 장치에 전원을 공급해주는 전원공급부, 다수의 발광소자들로 이루어지며, 전원공급에 따라 빛을 발하는 발광부, 전원공급부로부터 전원을 공급받아 발광부로의 전원공급을 제어하여 발광부의 각 발광소자들이 기 설정된 밝기로 발광하도록 제어하는 컨트롤러 및 발광부로부터의 광을 확산시켜 표출시키는 광확산시트를 포함한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 실시예들을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 디스플레이장치의 실시예를 나타내는 도면이다.

전원공급부(11)는 본 고안의 디스플레이장치에 필요한 전원을 공급하기 위한 수단이다. 전원공급을 위한 방법으로 외부의 교류전압을 직류전압으로 변환하여공급하는 방법, 뱃터리와 같은 자체 전원공급원을 구비하는 방법 및 태양전지를 구비하여 전원을 충전 및 공급하는 방법 등이 여러 방법들이 이용될 수 있다.

컨트롤러(12)는 기 설정된 제어신호에 따라 각 LED들로 공급되는 전원을 제어하여 LED들이 원하는 밝기의 광을 발광할 수 있도록 조절한다. 이러한 컨트롤러의 기능은 종래 LED를 이용한 디스플레이장치의 제어장치와 그 기능이 유사하다.

발광부(13)는 컨트롤러(12)의 제어에 따라 빛을 발하는 다수의 발광소자들로 이루어지며, 본 고안의 실시예로 LED들을 사용하고 있으나 이에 한정되지는 않는다. 본 고안의 발광부(13)는 종래와 같이 다수의 단색 LED 또는 컬러화소를 이루는 R/G/B 3색 LED(이하, 'LED들'이라 함)가 도트매트릭스형태로 이루어진 경우 뿐만아니라 LED들의 수를 줄이기 위해 일정한 영역의 상하 또는 좌우에 일련의 LED들을 서로 대향되어 설치하여 발광하도록 한다. 이러한 발광부(13)의 구성은 상세하게 후술된다.

광확산시트(14)는 발광부(13)로부터의 광을 확산시키기 위한 막(film)으로서 PVC, 에폭시, 폴리에틸렌 등 광을 확산시킬 수 있는 어떠한 재질이든 사용이 가능하다. 본 고안의 가장 큰 특징은 도 1에서 같이 LED들의 광이 직접 현시되도록 하지 않고 광확산시트(14)를 이용하여 확산(diffusion)되도록 하여 일정한 영역의 광의 밝기를 전체적으로 균등하게 면발광되도록 간접발광하는데 있다. 더욱이, 이러한 간접 면발광을 이용함으로써 적은 LED들을 이용하여서도 효과적인 발광이 이루어지도록 할 수 있다.

제 1실시예

도 2a 및 도 2b는 본 고안에 따른 발광부(13)의 일 실시예를 나타내는 도면이며, 특히 도 2b는 도 2a를 A-A' 방향으로 절단한 단면부를 나타낸다.

일정영역(S)에 문자('반디부리')를 표시하고 광을 이용하여 이를 디스플레이하고자 하는 경우 해당 영역(S)의 상하(문자가 세로로 쓰여지는 경우에는 좌우) 양단에 일련의 LED들(이하, 'LED밴드'라 함)을 도 2a에서와 같이 서로 대향되게 백보드(15)에 설치하고 LED들이 발광되도록 한다.

이때, 문자('반디부리')는 백보드(15)에 표시되는 것이 아니라 광확산시트(14)의 전면부에 놓이게 되는 간판시트(17)에 도안되며 이러한 간판시트(17)는 아크릴판과 같은 투광막(16)상에 부착된다. 간판시트(17) 및 투광막(16)은 광확산시트(14)를 투과한 광을 선택적으로 투과시켜 사용자가 원하는 문자나 그래픽을 형성하는 수단이 된다.

두 LED밴드들에서 발광된 빛은 광확산시트(14)를 통해 확산되어 투과되고, 투과된 광은 간판시트(17)에 의해 선택적으로 투과되어 결국 '반디부리'라는 문자 부분만 광이 투과하게 되는데, 이때 광은 광확산시트(14)에서 확산되어 문자 전체적으로 균일한 밝기로 간접 면발광된다. 더욱이, 이러한 경우 LED들을 종래의 도트메트릭스형태와 같이 다수를 설치하지 않더라도 문자전체에 균일한 밝기의 광이 표출되도록 할 수 있게된다. 또한, 간판시트(17) 및 투광막(16)을 광확산시트와 분리되도록 구비함으로써 간판시트(17)가 부착된 투광막(16)만을 교체함으로써 다양한 문자나 그래픽을 표출할 수 있게되며, 더욱이 각 LED들로부터의 광은 컨트롤러(12)의 제어에 따라 다양한 색상 또는 밝기의 광을 내게 된다.

또한, 도 2a의 발광부(13)를 하나의 모듈로 하고 각 모듈마다 서로 다른 간판시트(17)를 구비한 후 이러한 모듈들을 조합함으로써 보다 다양하고 대형의 문자나 그래픽 구현이 가능하도록 할 수 있다.

제 2실시예

상술된 제 1실시예는 발광부(13)의 LED밴드들로부터의 광이 한방향으로만 표출되는 경우이나, 백보드(15)를 두지 않고 도 3과 같이 LED들의 양방향에 광확산시트(14), 투광막(16) 및 간판시트(17)를 구비하여 LED들로부터의 광이 양방향으로 표출되도록 할 수 있다. 이러한 경우 양방향의 간판시트(17)를 서로 다르게 도안하여 사용할 수도 있다.

물론, LED밴드들은 디스플레이장치의 외곽프레임(미도시) 등에 고정한다.

제 3실시예

도 4는 발광부(13)의 전면에 광전달부(18)를 더 구비한 실시예로 이때의 발광부(13)는 종래와 같은 도트매트릭스형태이거나 상술된 실시예와 같이 LED밴드들이 사용되는 경우에 모두 사용될 수 있다.

광전달부(18)는 광의 확산효과를 더욱 극대화시키기 위해 PVC, 에폭시, 폴리에틸렌 등에 규소(SiO₂) 파우더나 돌가루와 같은 확산제가 고르게 분포시킨 다수의 광전달소재로 이루어지며, 각 광전달소재는 발광부(13)의 각 LED들에 일대일 대응되어 각 LED에 끼워져 각 LED로부터의 광이 광전달소재를 통해 광확산시트(14)에 전달되도록 한다. 도 5는 이러한 광전달부(15)의 설치예를 보여주고 있다. 즉,본 실시예에서는 광전달부(18) 및 광확산시트(14)를 통해 2중으로 광이 확산되도록 한다.

물론, 도 4에서 발광부가 종래와 같이 도트메트릭스형태로 이루어지는 경우, 광확산시트(14) 없이 광전달부(18)만을 이용하여 LED들로부터의 광을 확산시켜 표출시킬 수도 있다.

상술한 바와같이, LED들로부터의 광을 확산시켜 투과시킴으로써 원하는 영역에 광이 전체적을 균등하게 면발광될 수 있도록 할 수 있으며, 더욱이 적은 수의 LED들을 사용하여 다양한 광고효과를 얻을 수 있어 제작단가 및 유지보수비용이 적게 발생된다. 또한, 디스플레이장치의 두께가 감소되어 슬림형으로로 제작이 가능하므로 그 활용도가 훨씬 넓어지게 된다.

Claims (5)

1. 광을 이용하여 문자나 그래픽을 디스플레이해주는 장치에 있어서,

   상기 장치에 전원을 공급해주는 전원공급부;

   다수의 발광소자들로 이루어져 전원공급에 따라 빛을 발하는 발광부;

   상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 상기 발광부로의 전원공급을 제어하여 상기 발광부의 각 발광소자들이 기 설정된 밝기로 발광하도록 제어하는 컨트롤러; 및

   상기 발광부로부터의 광을 확산시켜 표출시키는 광확산시트를 포함하는 디스플레이장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 발광부는 일련의 발광소자밴드들이 기 설정된 영역의 양단에 서로 대향되게 설치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 광확산시트는 상기 발광소자밴드의 양측에 구비되어 상기 발광소자밴드로부터의 광을 양방향으로 동시에 확산시켜 표출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
4. 제 광을 이용하여 문자나 그래픽을 디스플레이해주는 장치에 있어서,

   상기 장치에 전원을 공급해주는 전원공급부;

   다수의 발광소자들로 이루어져 전원공급에 따라 빛을 발하는 발광부;

   상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 상기 발광부로의 전원공급을 제어하여 상기 발광부의 각 발광소자들이 기 설정된 밝기로 발광하도록 제어하는 컨트롤러;

   상기 발광부의 각 발광소자에 일대일 대응되게 설치되어 상기 발광소자로부터의 광을 확산시키는 광전달부; 및

   상기 광전달부로부터의 광을 확산시켜 표출시키는 광확산시트를 포함하는 디스플레이장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 광전달부는 광투과성물질에 규소(SiO₂) 파우더나 돌가루를 균일하게 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.