KR20050025930A - 구성 가능한 대화면 디스플레이 응용에 이용되는디스플레이 픽셀 모듈과 그러한 픽셀 모듈을 이용한디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 구성 가능한 대화면 디스플레이 응용에 사용되는 디스플레이 픽셀 모듈에 관한 것이다. 상기 디스플레이 픽셀 모듈은 측벽(202-204)과, 모듈의 전면(200)에 탑재된 픽셀(122) 어레이와, 입력 및 출력 커넥터(206-207)를 포함하고, 상기 측벽(202-204)의 적어도 일부가 안쪽으로 테이퍼 처리되어, 전면(200)에 대하여 각(A)을 나타내는 것과, 상기 디스플레이 픽셀 모듈에는 모듈을 디스플레이 장치의 탑재면 상에 고정시키는 탑재 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

구성 가능한 대화면 디스플레이 응용에 이용되는 디스플레이 픽셀 모듈과 그러한 픽셀 모듈을 이용한 디스플레이 장치{A DISPLAY PIXEL MODULE FOR USE IN A CONFIGURABLE LARGE-SCREEN DISPLAY APPLICATION AND DISPLAY WITH SUCH PIXEL MODULES}
본 발명은 구성 가능한 모듈식 대형 디스플레이 장치에 이용되는 픽셀 모듈에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 픽셀 모듈, 양호하게는 발광 다이오드(LED) 픽셀 모듈로 구성된 확장 가능한(scalable) 디스플레이 요소에 관한 것이다.
통상의 백열등, 형광등 및 네온등은 많은 대형의 상업 및 공공 사인물을 조명하기 위해 오랫동안 사용되고 있다. 그러나, 관련 시장은 이제 이러한 구식 기술로는 불가능한 디스플레이 크기 및 컬러를 커스터마이징할 수 있도록 융통성을 지닌 대형 디스플레이 장치를 요구하고 있다. 그 결과, 많은 디스플레이 장치는 LED를 이용하여 설계되고 있는데, LED가 종래의 광원보다 전기 에너지를 적게 소비하면서 유지 관리 비용은 더 적게 들고 수명은 더 길기 때문이다.
LED 기술은 실외 또는 실내 경기장 디스플레이 장치, 대형 마케팅 광고 디스플레이 장치, 및 대중 정보 디스플레이 장치와 같은 대형 디스플레이 응용에 적용되고 있다. 이들 대형 응용의 다수의 것들이 컴퓨터 제어하에서 동적으로 재구성 가능하다. 또한, 동영상을 디스플레이하는 것이 가능한 일부 대형 애니메이션 디스플레이 장치가 현재 제조되고 있다. LED 어레이를 그 측면에서 사인판을 조명하는 데 이용하는 실외 사인물을 비롯해서, 다른 유사한 형태의 조명 사인물에 LED를 이용한다. 부가해서, LED는 휴대가 용이한, 밝고 눈길을 끄는 융통성 있는 시스템을 필요로 하는, 전시회의 대형 배너와 같은 많은 일시적인 사인물 응용에 이용된다.
일반적으로, 대형의 디스플레이 시스템은 금속 프레임과 같은 구조적 부재에 의해, 그리고 그 구조적 부재 대신에 직각의 LED 모듈이 볼트로 죄어지는 다른 형태의 경질 브래킷(bracket)에 의해 지지된다. 그러나, 표준형 금속 브래킷은 제한적이어서 종종 직교 2차원(2D) 디스플레이 장치만 가능하게 하기 때문에, 전체 디스플레이 장치의 정면이 단순하거나 또는 복잡한 3차원(3D) 곡면이 되는 다양한 응용에는 적합하지 못하다. 그러나, 관련 시장은 2D 디스플레이 장치뿐만 아니라 3D 디스플레이 장치도 요구하고 있다. 다양한 2D 또는 3D 형상을 형성하는 융통성을 가진 디스플레이 시스템을 형성함에 있어서, 그리고 더욱이 그러한 시스템을 제어하는 데 있어서 기술적 어려움이 존재한다. 따라서 2D 또는 3D 형상을 갖는 LED 디스플레이 장치를 형성하도록 구성 가능한 개개의 픽셀 소자 시스템이 필요하다.
또한, 브래킷 및 기타 유사한 지지 시스템은 종종, 기계적 패스너 등의 LED 모듈을 프레임에 고정시키는 번거로운 방법을 채용한다. 그러한 방법은 개개의 LED 모듈의 용이한 착탈을 고려하지 않고, 그에 따라 유지 관리를 어렵게 한다. 예를 들어, 현재의 시스템에서는 만약 LED 모듈이 동작하지 않게 되어 교체를 하려면, 통상 디스플레이 장치의 후면으로 접근하여 나사, 볼트, 커넥터 및 기타 기계적 패스너를 제거해야만 하므로, 그 과정이 번거롭고 시간 소모적이게 된다.
이에, 또한 대형 디스플레이 장치의 전면 또는 후면으로부터 모듈의 장착 및 교체가 용이하도록 LED 모듈이 설계된 시스템이 필요하다.
대형 디스플레이 장치 상에 픽셀을 디스플레이하는 데 이용되는 LED 픽셀 모듈의 예가 미국 특허 제5,410,328호〔발명의 명칭: Replaceable intelligent pixel module for large-scale LED displays〕에 개시되어 있다. 이 특허 문헌에는 입력 및 출력 능력을 가진 프로세서와, 복수의 LED를 포함하는 분리형 LED 픽셀 모듈을 위한 장치가 개시되어 있다. 그 후벽은 LED 모듈에 데이터, 전력 및 커맨드를 전달하기 위하여 디스플레이 장치로부터 전기 잭을 수납하기 위한 개구를 포함한다. 별개의 데이터 경로를 수반한 프로세서의 입력 및 출력 능력에 의해, 모듈은 일제히 "직렬 연결(daisy-chain)"될 수 있으며, 데이터는 상호 접속 리본 케이블로부터 전력을 받아서 커맨드 신호를 모니터하는 일련의 모듈을 통과하게 된다.
상기 미국 특허 제5,420,328호의 장치가 대형 디스플레이 장치 상에 픽셀을 디스플레이하는 것은 가능하겠지만, 이 특허는 비평면 대형 디스플레이 장치에서의 적용 가능성에 대해서 언급하기 않는다.
따라서, 본 발명의 목적은 픽셀 모듈 설계, 구체적으로는 설치가 용이한 LED 모듈 설계를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 전기 접속 매커니즘이 간단한 픽셀 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 대형 디스플레이 장치의 전면 또는 후면에서 모듈을 용이하게 교체할 수 있는 대형 디스플레이 장치용 픽셀 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 다양한 2D 또는 3D 형상에 용이하게 이용될 수 있는 픽셀 모듈 설계를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위해, 본 발명은 구성 가능한 대화면 디스플레이 응용에 이용되는 디스플레이 픽셀 모듈을 제공하고, 상기 디스플레이 픽셀 모듈은 측벽들과, 모듈의 전면(前面)에 탑재된 픽셀 어레이와, 입력 및 출력 커넥터를 포함하고, 상기 측벽들의 적어도 일부가 안쪽으로 완전히 테이퍼 처리되어 전면에 대하여 각을 형성하는 것과, 상기 디스플레이 픽셀 모듈에는 모듈을 디스플레이 장치의 탑재면 상에 고정시키는 탑재 수단이 설치되는 것을 특징으로 한다.
테이퍼 처리된 벽 때문에, 픽셀 모듈은 탑재면 상에 조립 및 배치되어 복잡한 2D 또는 3D의 곡면 형상으로 된 디스플레이 장치를 형성할 수 있다.
탑재 수단은 픽셀 모듈의 후면으로부터 돌출한 적어도 2개의 클립에 의해 형성되는 것이 좋고, 각각의 클립은 클립 멈추개 및 클립 노치 테이퍼를 더 포함하는 클립 노치를 포함하며, 더욱 복잡한 형상의 디스플레이 장치를 구성할 수 있도록 픽셀 모듈을 탑재면에 대한 각으로 탑재하는 것이 가능하다.
픽셀 모듈의 하우징은 픽셀 모듈의 전면에서 클립으로의 액세스를 가능하게 하는 노치가 마련되어, 픽셀 모듈을 그 디스플레이 장치의 전면에서 용이하게 제거 및 교체될 수 있는 것이 좋다.
이어서 설명하는 양호한 실시예에 있어서, 픽셀 모듈은 탑재면 상에 용이하게 고정될 수 있고, 디스플레이 장치의 다른 전자 구성품이나 기타 픽셀 모듈과 용이하게 상호 접속될 수 있는 픽셀 모듈을 형성하도록 쉽게 조립될 수 있는 별개의 부분으로 구성된다.
따라서, 양호한 실시예에 있어서, 픽셀 모듈은 어셈블리 스냅을 수단으로 하여 세이더에 의해 폐쇄되는 인클로저로 형성된 하우징으로 구성되고, 이 하우징은 기판-기판 커넥터 또는 가요포일(flexfoil)에 의해 상호 접속된 픽셀 인쇄 회로 기판과 드라이버 인쇄 회로 기판을 더 수용한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 복수의 픽셀 모듈을 포함하는 디스플레이 장치에 관련되며, 이 픽셀 모듈이 적절한 탑재면 상에 배치되어 2D 또는 3D 디스플레이 장치를 형성한다.
본 발명의 특징들을 보다 잘 나타내기 위하여, 양호한 형태의 실시예를, 어떤 제한적인 특성없이 예로서 본 발명에 따른 픽셀 모듈과, 그러한 모듈을 갖는 디스플레이 장치에 관하여 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명은 확대 가능한 대화면 디스플레이 응용에 이용된 LED 픽셀의 소형 어레이를 구현하는 픽셀 디스플레이 모듈, 구체적으로는 LED 디스플레이 모듈이다.
도 1은 픽셀 모듈 어레이(100), 보다 구체적으로 LED 모듈 어레이의 기능 블록도로서, 예컨대 일련의 유사한 LED 모듈 어레이(100)로 형성된 대형 LED 디스플레이 시스템(도시 생략)의 일부이다. LED 디스플레이 시스템의 상세한 설명은 동일 출원인의 다른 특허 출원에 기재되어 있다.
본 발명의 모듈 개념의 특정 실시예를 LED 모듈 어레이(100)를 이용하여 설명하고 있지만, 인광체, 전계 발광, 유기/무기물 방출/반사 또는 기타 알려진 디스플레이 기술 중 임의 종류의 지정 가능한 디스플레이 기술을 이용할 수도 있다.
LED 모듈 어레이(100)는 AC-DC(AC/DC) 컨버터(110), 발광 재동조 장치(이하, 재동조 장치)(114) 및 컨트롤러(116)를 포함하며, 이 컨트롤러(116)는 본 발명에 따라, 복수의 LED 픽셀 모듈(120)을 더 포함하는 복수의 픽셀 클러스터(118)를 구동한다.
예를 들어, 픽셀 클러스터(118a)는 각각 4개의 픽셀(122)을 포함하는 32개의 LED 픽셀 모듈(120), 즉 LED 픽셀 모듈(120-00∼120-31)을 포함하고, 픽셀 클러스터(118b)는 각각 4개의 픽셀(122)을 포함하는 32개의 LED 픽셀 모듈(120), 즉 LED 픽셀 모듈(120-00∼120-31)을 포함하며, 픽셀 클러스터(118c)는 각각 4개의 픽셀(122)을 포함하는 32개의 LED 픽셀 모듈(120), 즉 LED 픽셀 모듈(120-00∼120-31)을 포함하고, 픽셀 클러스터(118d)는 각각 4개의 픽셀(122)을 포함하는 32개의 LED 픽셀 모듈(120), 즉 LED 픽셀 모듈(120-00∼120-31)을 포함한다.
마지막으로, LED 모듈 어레이(100)는 EEPROM(124)을 포함한다.
AC/DC 24V 전원 공급기(110)는 범용 AC 입력 범위를 갖고, 재동조 장치(114)와 컨트롤러(116) 및 LED 픽셀 모듈(120)에 전력을 공급하기 위한, 최대 출력 전류가 예컨대 4amps인 24V DC 출력을 갖는 임의의 표준 AC/DC 전원 공급기이다. AC/DC 전원 공급기(110)는 입력 전압이 특정 허용값 내에만 있다면 입력 전압의 변화에 관계없이 그 출력 전압을 소정 레벨로 유지한다. 예컨대 AC/DC 24V 전원 공급기(110)는 역률이 보정되는, Hiran 모델 HVP103-240042와 같은 스위치 모드 전원 공급기이다. 소정의 LED 모델 어레이(100)와 관련된 하나 이상의 AC/DC 24V 전원 공급기(110)가 있다. LED 모듈 어레이를 갖는 AC/DC 24V 전원 공급기(100)의 수는 내장된 픽셀 클러스터(118)의 수에 의존한다. AC/DC 24V 전원 공급기(110)는 DC-DC 하향 변환이 일어나는 LED 픽셀 모듈(120)에 전력을 제공한다. LED 픽셀 모듈(120)의 전기 기능에 대한 보다 상세한 설명은 본 출원인이 동일자로 출원한 또다른 특허 출원을 참조하기로 한다.
추가적으로, LED 픽셀 모듈(120)의 물리적 하드웨어 구현에 대한 보다 상세한 설명은 이하에서 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하기로 한다.
재동조 장치(114)는 직렬 비디오 및 직렬 제어 데이터를 일련의 LED 모듈 어레이(100)에서 하나의 LED 모듈 어레이(100)에서 다음 LED 모듈 어레이(100)(도시 생략)로 직접 전송하는 장치이다. 보다 구체적으로, 재동조 장치(114)는 직렬 비디오 및 직렬 제어 회로를 나타내는 DATABUS IN 신호를 수신하여, 이 신호를 DATABUS OUT 신호를 통해 연속으로 다음 장치에 전송한다. 직렬 비디오 데이터는 LED 모듈 어레이(100) 상에 디스플레이되는 현재 비디오 프레임 정보를 포함하는 적색, 녹색 및 청색 데이터이다.
컨트롤러(116)는 Philips 8051 8비트 마이크로컨트롤러 또는 Motorola 6816 16비트 마이크로컨트롤러와 같은 표준 마이크로프로세서 장치이거나, 이와 다르게 FPGA(Field Programmable Gate Array) 장치 내의 커스텀 컨트롤러이다. 컨트롤러(116)는 DATA IN을 수신하여 이것을 대형 LED 디스플레이 시스템의 소정의 LED 모듈 어레이(100) 중 소정의 LED 픽셀 모듈(120)의 위치에 관련된 특정 패킷으로 파싱(parse)함으로써 비디오 데이터를 관리 및 분배한다. 컨트롤러(116) 상에서 운용하는 알고리즘은 대형 LED 디스플레이 시스템의 물리 부분에 속하는 직렬 DATA IN 신호의 부분을 식별하는 프로세스를 용이하게 한다. 부가해서, 컨트롤러(116)는 각 LED 픽셀 모듈(120)의 구동 픽셀(122)과 관련되어 펄스폭변조(PWM)를 관리한다.
LED 픽셀 모듈(120)은 각각 사용자가 정의한 임의의 피치로 배치되는 픽셀 어레이(k x n)(122)를 포함한다. 예컨대 2x2 픽셀(122) 어레이가 도 1에 도시되어 있다.
픽셀(122)은 표준 LED 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 장치와 같은 임의의 지정 가능한 디스플레이 기술의 장치를 나타낸다. 더욱이, 완전 컬러를 위해 각 픽셀(122)은 잘 알려져 있는 바와 같이 적색, 녹색 및 청색의 부픽셀로 형성된다.
각 LED 픽셀 모듈(120)은 LED 픽셀 모듈(120)에 전력을 공급하기 위하여 최대 0.250amps에서 24V DC 입력 전압을 5V DC 출력 전압으로 변환하는 DC/DC 컨버터(도시 생략)를 포함한다. 각 LED 픽셀 모듈(120)은 또한 그것과 관련된 픽셀(122)을 구동시키기 위한 일련의 정전류 드라이버(도시 생략)를 포함한다. 더욱이, 각 LED 픽셀 모듈(120)은 LED 픽셀 모듈(120) 내의 각 픽셀(122)마다 (x,y,z)의 형식으로 된 색 좌표 - 여기서, x와 y는 주요 방출기의 좌표이고, z는 휘도로서 정의된 것임 - 뿐만 아니라 발생 데이터 및 팩토리 광 출력 측정을 저장하기 위한 EEPROM과 같은 로컬 기억 장치(도시 생략)를 포함한다. 칼리브레이션 동안에 모든 값은 각 LED 픽셀 모듈(120) 내의 EEPROM으로부터 판독된 후, 보정값을 계산하는 데 이용된다. 이들 계산된 값은 LED 모듈 어레이(100) 상에 있는 EEPROM(124)에 저장된다.
EEPROM(124)은 정보를 편재적으로 기억하는 전자식으로 소거 가능한 기억 매체 중 임의의 종류이다. 예를 들어, EEPROM(124)은 Xicor 또는 Atmel 모델의 24C16 또는 24C164일 수 있다. LED 모듈 어레이(100)의 전기 기능의 보다 상세한 설명은 같은 출원인의 이름의 다른 특허 출원을 참조하기로 한다.
도 1에 도시한 예에서, 픽셀 클러스터(118a)의 LED 픽셀 모듈(120-00∼120-31)과 픽셀 클러스터(118b)의 LED 픽셀 모듈(120-00∼120-31)은 물리적으로 좌에서 우로 배치되어 일련의 제1의 64 화소를 형성한다. 이 제1 열 아래에서, 픽셀 클러스터(118c)의 LED 픽셀 모듈(120-00∼120-31)과 픽셀 클러스터(118d)의 LED 픽셀 모듈(120-00∼120-31)은 물리적으로 좌에서 우로 배치되어 일련의 제2의 64 화소를 형성한다. 이런 식으로, 64 x 2 LED 픽셀 모듈(120) 어레이가 형성된다. 이 예에서, 각 LED 픽셀 모듈(120)은 2 x 2 픽셀(122) 어레이를 포함하고, 그 결과 LED 모듈 어레이(100)는 128 x 4 픽셀(122) 어레이를 포함한다. LED 픽셀 모듈(120) 및 거기에 포함된 픽셀(122)의 수는 도 1에 도시하는 것에 제한되지 않는다. LED 픽셀 모듈(120) 및 픽셀(122)의 수는, 예컨대 유효 전력 및 데이터 속도에 따라 사용자에 의해 정의된다.
도 1을 참조하면, LED 모듈 어레이(100)의 동작은 다음과 같다. 전력이 LED 모듈 어레이(100)에 인가된다. 대형 LED 디스플레이 시스템의 중앙 컨트롤러(도시 생략)는 각각의 재동조 장치(114)의 DATABUS IN 및 DATABUS OUT를 통해 하나의 LED 모듈 어레이(100)로부터 옆의 것을 통과하는 직렬 비디오 및 제어 신호를 제공한다. LED 모듈 어레이(100)의 컨트롤러(116)는 비디오 데이터 스트림을 수신하고 연속으로 이 정보를 대형 LED 디스플레이 시스템 내에 있는 소정의 컨트롤러(116)의 위치와 관련된 특정 패킷으로 파싱한다. 컨트롤러(116) 상에서 운용하는 알고리즘은 대형 LED 디스플레이 시스템의 물리적 부분에 속하는 직렬 DATABUS IN 신호의 부분을 식별하는 프로세스를 용이하게 한다. 후속하여, 컨트롤러(116)는 하나의 LED 픽셀 모듈(120)로부터의 적절한 직렬 비디오 데이터 스트림을 각각의 x와 y 좌표에 따라 각 픽셀 클러스터(118)의 〔그 관련된 픽셀(122)을 갖는〕다음 LED 픽셀 모듈(120)로 분배한다. 이 비디오 데이터 전송 동작은 대형 LED 디스플레이 시스템의 중앙 컨트롤러(도시 생략)의 제어 하에서 각 비디오 프레임마다 발생하여, 표시 화상을 생성한다. 픽셀 클러스터(118) 및 관련된 LED 픽셀 모듈(120)의 배열 및 최대 수는 도 1에 도시한 것에 제한되지 않는다.
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 LED 픽셀 모듈(120)을 나타내고 있다. LED 픽셀 모듈(120)은 완전한 디스플레이 장치를 형성하도록 LED 픽셀 모듈(120) 어레이 내에서 동작한다.
LED 픽셀 모듈(120)은 전벽(200), 후벽(201), 2개의 측벽(202), 상벽(203) 및 하벽(204)을 포함하며, 이들 중 벽들(202, 203, 204)은 본 발명에 따라 안쪽으로 테이퍼 처리되어, 도 4에 도시하는 바와 같이, 전면(200)에 대하여 각(A)을 나타내는 테이퍼(205)를 나타낸다.
특정 경우에는 LED 픽셀(122)인 4개의 픽셀(122)은 전벽(200)에 집적되고, 입력 커넥터(206)와 출력 커넥터(207)는 픽셀 모듈(120)의 후면에 집적된다.
2개의 고정 클립(208)이 픽셀 모듈(120)의 후벽(201)으로부터 돌출하고, 그 클립 각각은 클립 멈추개(210)과 클립 노치 테이퍼(211)을 더 포함하는 클립 노치(209)를 포함한다.
도 5의 분해도는 픽셀 모듈(120)의 하우징이 전면에서 개방되어 있고 전술한 전벽(200)을 형성하는 셰이더(213)에 의해 덮여지는 인클로저(212)로 구성되어 있는 것을 도시하고 있다. 셰이더(213)는 그 한쪽에는 클립(208)의 전면에 위치하는 2개의 셰이더 노치(214)가, 그리고 다른 쪽에는 인클로저(212)의 전면에 마련된 대응하는 어셈블리 스냅(216)과 협동할 수 있는 복수의 홀(215)이 설치된다.
픽셀 모듈(120)의 하우징은 한면 또는 양면 상에 픽셀(122)과 복수의 전자 구성품(218)이 배치된 픽셀 인쇄 회로 기판(PCB)과, 전술한 입력 커넥터(206)를 더 포함하는 드라이버 PCB(219)와, 출력 커넥터(207)와, 픽셀 PCB(217) 뒤에서 대응하는 PCB 커넥터(도시 생략)와 협동할 수 있는 PCB 커넥터(207)와, PCB(219)의 한면 또는 양면 상에 배치된 복수의 전자 구성품(도시 생략), 및 인클로저(212) 뒤에 탑재된 나사(22)와 접촉 관계가 되는 금속 마운트(221)를 수용한다.
도 2, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하여, LED 픽셀 모듈(120)의 요소들을 다음과 같이 설명한다.
인클로저(212)는 LED 픽셀 모듈(120)의 모든 다른 요소들이 그 안에 탑재될 때, 그 주요 기계적 구조로서 역할한다. 인클로저(212)는 LED 픽셀 모듈(120)의 구조를 지지할 수 있는, 성형 플라스틱과 같은 임의의 적합한 튼튼한 재료로 형성된다. 더욱이, 셰이더(213), 어셈블리 스냅(216), 클립(208), 입력 커넥터(206) 및 출력 커넥터(207)도 마찬가지로 성형 플라스틱으로 형성된다. 셰이더(213)는 흑색인 것이 좋은데, 이것이 디스플레이 장치의 콘트라스트를 향상시킬 것이기 때문이다. 셰이더(213)의 전면은 (랜덤한) 조직(texture)을 가질 수 있다. 이 조직의 목적은 방해하는 주변의 광 반사의 정도를 저감시킴으로써 디스플레이 장치의 콘트라스트를 향상시키고자 함이다.
인클로저(212)는 이 인클로저(212) 내에 장착되는 픽셀 PCB(217)와 드라이버 PCB의 치수 및 픽셀(122)의 미리 정해진 구성 및 간격에 따라 크기가 결정된다. 예를 들어, 픽셀(122)은 각 면 상에서 외측 치수가 40 mm인 정사각 셰이더(213) 내의 정사각 패턴에서 중심끼리 20nm 떨어져 있다. 그에 따라, 이 예의 인클로저(212)의 본체의 대략적 전체 치수는 40 x 40 x 22nm이다.
셰이더(213)는 인클로저(212)의 전면 커버를 형성하고, 픽셀(122)의 적어도 120도 가시 각도를 유지한다. 셰이더(213)는 셰이더(213)의 홀(215) 내에서 〔인클로저(212)의 부분으로서 형성되는〕어셈블리 스냅(216)와 체결하여 스냅을 잠금으로써 인클로저(212)에 고정되어 LED 픽셀 모듈(120)에 스냅-투게더(snap-together) 어셈블리를 제공한다.
인클로저(212)의 본체 후면에는 모듈을 디스플레이 장치의 탑재면 상에 고정시키는 수단이 탑재되고, 이 수단은 인클로저(212)의 본체 후면으로부터 예컨대 추가 13mm 튀어나온 2개의 클립(208)에 의해 형성된다. 이들 클립(208)에 의해 인클로저(212)는 적절하게 크기가 결정된 개구(도시 생략)를 갖는 금속판과 같은, 적합한 탑재면에 확실하게 고정되게 된다. 탑재면의 개구는 클립(208)이 그 탑재면을 통과하도록 크기가 결정되고, LED 픽셀 모듈(120)이 그 개구를 통하여 탑재면 상에서 클립(208)의 스프링 작용에 의해 적소에 유지되게 위치한다.
설치될 때, 탑재면의 두께는 클립 멈추개(210)와 클립 노치 데이터(211) 사이에 있는 클립 노치(209) 내에 있게 된다. 클립 노치 테이퍼(211)는 클립(208)의 장축에 대하여, 예컨대 45도의 각도를 형성하며, 탑재면의 두께의 작은 변화 범위, 에컨대 1.5mm∼2mm를 수용하는 데 이용된다. 이것 때문에, 만곡된 탑재면에 LED 픽셀 모듈(20)을 고정시키는 것이 가능하다. 해체 시에 클립(208)으로의 접근은 탑재판의 후면으로부터의 툴없이도 또는 셰이더 노치(214)를 통한 툴(도시 생략)을 이용해서 가능하다.
접지된 금속 마운트(221)와도 접촉 관계가 되는 금속 나사(222)는 인클로저(212)의 후면을 통과하고, 디스플레이 장치 내의 모든 LED 픽셀 모듈(120)에 공통의 전기 접지를 제공하도록 인클로저(212) 내에서 드라이버 PCB(219) 상에 탑재된 나사깍기된(threaded) 패스너에 장착된다. 또한, 나사(222)는 탑재면에 추가 지지를 제공하는 데에 이용될 수 있다.
당업자는 LED 픽셀 모듈(120)의 요소들의 치수가 전술한 것에 한정되지 않는 것을 이해할 것이다. LED 픽셀 모듈(120) 및 그것의 요소들의 전체 치수는 사용자에 의해 정의되고 소정의 적용에 따라 다를 수 있다.
인클로저(212) 내에는 픽셀 PCB(217)가 배치되고, 이 픽셀 PCB는 4개의 픽셀(122)을 포함한다. 각 픽셀(122)은 잘 알려진 바와 같이, 적색, 녹색 및 청색 부픽셀로 형성된다. 픽셀 PCB(217) 상에는 전자 구성품(218), 예컨대 픽셀(122), 정전류 드라이버, 및 조립 시에 기판-기판 PCB 커넥터(220)과 결합되는 커넥터(도시 생략)의 동작에 전자 지원을 제공하는 디커플링 커패시터이다. 또한 인클로저(214) 내에는 기판-기판 PCB 커넥터(220), 입력 커넥터(206), 출력 커넥터(207), 및 전자 버퍼와, 드라이버 및 전원 회로(도시 생략)을 포함한 드라이버 PCB(219)가 배치된다. 기판-기판 PCB 커넥터(220)는 드라이버 PCB(219) 상에 탑재되어 드라이버 PCB(219)와 픽셀 PCB(217) 사이에 전기 접촉을 제공한다.
드라이버 PCB(219)와 픽셀 PCB(217)을 연결하기 위하여 기판-기판 커넥터를 사용하는 대신에, 양쪽 PCB를 가요포일로 연결하는 것도 가능하다. 이 가요포일은 2개의 PCB가 인클로저(212) 내에서 서로의 상면에 놓일 수 있도록 보다 잘 구부려질 것이다.
또한, 입력 커넥터(206)와 출력 커넥터(207)는 드라이버 PCB(219) 상에 탑재되며 인클로저(212)의 후면에 있는 개구로부터 물리적으로 돌출한다. 입력 커넥터(206)는 LED 픽셀 모듈(120)로부터의 빛의 광도 및 색조를 제어하는, LED 모듈 어레이(100)의 전원, 이진 데이터, 클록 및 제어 신호, 예컨대 +24V의 전원 및 디지털 RS232과 I2C 직렬 버스에 전기 접속성을 제공한다. 입력 커넥터(206)는 도 1의 컨트롤러(116)에 전기 접속되거나, 또는 다른 LED 픽셀 모듈(120)에 직렬 접속된다. 또한 드라이버 PCB(219) 상에는 입력 커넥터(206)를 통해 LED 모듈 어레이(100)의 이진 제어 신호를 수신 및 버퍼링하는, 전자 버퍼 및 드라이버(도시 생략), 예컨대 시프트 레지스터와 라인 드라이버가 탑재된다. 드라이버 PCB(219)의 전자 버퍼 및 드라이버는 후속하여 LED 픽셀 모듈(120) 내에서 이용되는 이들 신호를 처리하고, 또한 이들 신호를 출력 커넥터(207)로 보내며, 여기서 그 신호들은 LED 모듈 어레이(100)에서 다음에 직렬로 연결된 LED 픽셀 모듈(120)에 전달된다. LED 픽셀 모듈(120)의 전기 기능에 대한 보다 상세한 설명은 동일 출원인의 또다른 특허 출원에 포함되어 있다.
설치 시에, LED 픽셀 모듈(120)은 인클로저(212)의 어셈블리 스냅(216)을 셰이더(213)에 누르고, 픽셀 PCB(217)와 함께 어셈블리를 그 사이에 적절하게 배치되어 샌드위치된 드라이버 PCB(219)와 스냅 체결함으로써 용이하게 조립될 수 있다. 픽셀 PCB(217)와 드라이버 PCB(219)는 셰이더(213)와 인클로저(212)에 의해 형성된 공동 내에 알맞게 맞쳐져서, 픽셀 PCB(217)와 드라이버 PCB(219)를 적소에 포착하여 유지하는 압력 맞춤 특징(도시 생략)을 이용하는 곳에 유지된다.
탑재면(도시 생략)에 LED 픽셀 모듈(120)을 설치하는 것은 LED 픽셀 모듈(120)을 탑재면의 개구에 삽입하여 그 탑재면에 있는 개구로 클립(208)을 스냅 체결함으로써 용이하게 달성될 수 있다. 후속하여, 나사(222)는 접지된 금속 탑재면(도시 생략)을 접촉하는 툴없이도 수동으로 조정될 수 있다. LED 픽셀 모듈을 탑재할 때에 나사(222)가 이 LED 픽셀 모듈에 아직 삽입되지 않는다는 또다른 가능성이 있다. LED 픽셀 모듈(120)의 탑재 후에, 접지용 케이블을 나사(222)를 이용하여 LED 픽셀 모듈(120)의 일부 또는 전부에 부착할 수 있다. 이 케이블의 다른 단부는 접지된 면에 부착될 것이다.
LED 픽셀 모듈(120)의 추출은 탑재면의 후면으로부터 툴없이도, 클립들(208)을 사이로 압착하여 LED 픽셀 모듈(120) 밖으로 밀어냄으로써 용이하게 이루어진다.. 이와 다르게, LED 픽셀 모듈(120)은 클립(208)을 압박하는 셰이더 노치(214)를 통하여 툴을 삽입함으로써 전면에서 제거되어, 그에 따라 탑재면으로부터 LED 픽셀 모듈(120)을 자유하게 할 수 있다.
LED 모듈 어레이(100)는 다양한 크기 및 형태 인자의 디스플레이 장치의 구성을 형성하는 복수의 LED 픽셀 모듈(120)로부터 구성될 수 있다. 또한, 인클로저(212)의 테이퍼(205)로 인해, LED 픽셀 모듈(120)은 특정 응용의 3D 효과를 생성하는 다양한 볼록 또는 오목 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 비평면 방식으로 설치될 수 있다. 예를 들어, 인클로저(212)의 테이퍼(205)의 3도 각도(A)에 의해 픽셀 피치와 접촉하는 원통형 디스플레이 장치를 약 80cm의 최소 단면 직경을 갖도록 구성할 수 있다. 오목형, 볼록형, 오목 및 볼록의 조합 및 안장형 등의 다른 형상도 가능하다.
분명한 점은 복잡한 2D와 3D 형상을 형성하는 것을 가능하게 하는 본 발명의 잇점을 달성하기 위해 벽(201∼204) 모두를 내측으로 테이퍼 처리할 필요가 없다는 것이다.
본 발명은 예시로 설명하고 도면에 나타낸 실시예의 형태에 제한되지 않으며, 구성 가능한 대화면 디스플레이 응용에 이용되는 그러한 디스플레이 픽셀 모듈 및 디스플레이 장치는 본 발명의 범주에서 이탈하지 않고 다양한 형태로 실현될 수 있다.
본 발명은 설치가 용이한 LED 모듈 설계를 제공하고, 또한 전기 접속 매커니즘이 간단한 픽셀 모듈을 제공하며, 대형 디스플레이 장치의 전면 또는 후면에서 모듈의 교체가 용이한 대형 디스플레이 장치에 픽셀 모듈을 제공하고, 다양한 2D 또는 3D 형상에 용이하게 이용될 수 있는 픽셀 모듈 설계를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 LED 픽셀 모듈 어레이의 기능 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 단일 LED 픽셀 모듈의 전면 사시도.
도 3과 도 4는 도 2에 도시한 LED 픽셀 모듈의 후면 사시도와 측면 사시도.
도 5는 도 2에 나타낸 LED 픽셀 모듈의 분해도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
120: 픽셀 모듈
122: 픽셀
200: 전면(前面)
202: 측벽
206: 입력 커넥터
207: 출력 커넥터
208: 클립
213: 셰이더(shader)

Claims (16)

  1. 구성 가능한 대화면 디스플레이 응용에 이용되는 디스플레이 픽셀 모듈로서, 측벽(202-204)과, 상기 모듈(120)의 전면(200)에 탑재된 픽셀(122) 어레이와, 입력 및 출력 커넥터(206-207)를 포함하는 디스플레이 픽셀 모듈에 있어서,
    상기 측벽(202-204)의 적어도 일부는 완전히 내측으로 테이퍼 처리되어, 상기 전면(200)에 대하여 각(A)을 나타내고,
    상기 디스플레이 픽셀 모듈에는 상기 모듈을 디스플레이의 탑재면 상에 고정시키는 탑재 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전체 측벽(202-204)은 모두 내측으로 테이퍼 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탑재 수단은 상기 픽셀 모듈(120)의 후면(201)에서 돌출하는 적어도 2개의 클립(208)에 의해 형성되고, 각각의 클립(208)은 클립 멈추개(210)와 클립 노치 테이퍼(211)를 더 포함하는 클립 노치(209)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 클립 노치 테이퍼는 클립(208)의 장축에 대하여 각을 형성하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 모듈의 하우징에는 상기 픽셀 모듈(120)의 전면에서 상기 클립(208)으로의 접근을 가능하게 하는 노치(214)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 픽셀은 발광 다이오드(LED)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 픽셀 모듈은 셰이더(213)에 의해 전면이 덮여지는 인클로저(212)로 형성되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  8. 제7항에 있어서, 상기 인클로저(214)에는 상기 셰이더(213)의 복수의 대응홀(215)과 협동할 수 있는 복수의 어셈블리 스냅(216)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  9. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 클립(208)으로의 접근을 가능하게 하는 상기 노치(214)는 상기 셰이더(213)에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  10. 제7항에 있어서, 상기 세이더(213)는 디스플레이의 콘트라스트를 향상시키는 조직(texture)을 갖는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  11. 제7항에 있어서, 상기 인클로저(212)는 상기 픽셀(122) 어레이가 탑재되는 픽셀 인쇄 회로 기판(217)을 수용하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  12. 제7항에 있어서, 상기 인클로저(212)는 입력 커넥터(206)와 출력 커넥터(207)가 장착된 드라이버 인쇄 회로 기판(219)를 수용하고, 상기 양 커넥터는 상기 인클로저(212)의 후면에 있는 개구를 통해 돌출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 드라이버 인쇄 기판(219)에는 상기 픽셀 인쇄 회로 기판(217) 상의 대응하는 커넥터와 협동할 수 있는 기판-기판 커넥터(220)가 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 픽셀 인쇄 회로 기판(217)과 드라이버 인쇄 회로 기판(219)은 가요포일에 의해 상호 접속되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  15. 제12항에 있어서, 상기 드라이버 인쇄 회로 기판(219)에는 접지될 수 있는 나사(222)와 접촉하는 금속 마운트(221)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 픽셀 모듈.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 복수의 픽셀 모듈(120)을 포함하고, 상기 픽셀 모듈이 2D 또는 3D 디스플레이를 형성하도록 적합한 탑재면 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
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