KR20050100083A - 발광표시판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 단위 발광회로를 병렬회로로 구성하여 인쇄회로기판상에 사방으로 연속배열하여 실장한 발광표시 인쇄회로기판 모듈을 형성함으로써 발광표시판을 임의의 모양으로 절단시 절단부위에 포함된 단위 발광회로를 제외한 여타의 단위 발광회로는 전원과 연결된 폐회로(closed loop)로 유지되는 발광표시판에 관한 것으로, 다수의 단위 발광회로(10)와; 상기 다수의 단위발광회로에 전기를 공급하기 위한 제1배선(20) 및 제2배선(30)과; 상기 다수의 단위발광회로(10)와 상기 제1배선(20) 및 제2배선(30)이 형성되는 인쇄회로기판(40)과; 상기 인쇄회로기판(40)의 발광측면에 접착되고 상기 다수의 단위발광회로에 대응한 부분에 구멍이 형성되어 있는 광확산 필름(50)과; 상기 광확산 필름(50)의 윗면과 상기 인쇄회로기판(40)의 밑면에 도포되어 방수역할을 하는 투명 합성수지층 (60, 70)으로 구성되어, 표현하려는 메시지나 이미지 정보에 따라 그 형태가 종속되지 않게 제작 가능하여 생산성과 경제성을 높일 수 있다.

Description

발광표시판{A displaying board using a LED}

본 발명은 발광표시판에 관한 것으로, 특히 다수의 단위 발광회로를 병렬회로로 구성하여 인쇄회로기판상에 사방으로 연속배열하여 실장한 발광표시 인쇄회로기판 모듈을 형성함으로써 발광표시판을 임의의 모양으로 절단시 절단부위에 포함된 단위 발광회로를 제외한 여타의 단위 발광회로는 전원과 연결된 폐회로(closed loop)로 유지되는 발광표시판에 관한 것이다.

일반적으로 발광표시판은 전달하고자 하는 메시지나 이미지 정보를 효과적으로 표시하기 위하여 발광수단을 포함한 표시판이다. 통상의 발광수단인 광원으로는 백열전구나 형광등, 네온사인, 발광다이오드 등이 있다. 최근에 저전력 소모의 고휘도 발광다이오드(LED)가 상용화됨에 따라 고휘도 발광다이오드를 발광표시판의 광원으로 탑재하는 경우가 많으며, 이는 소형이며 저전압, 전전류, 고휘도 발광특성의 발광다이오드를 최대한 활용한다.

이와같은 발광다이오드를 이용한 종래의 발광표시판은 대한민국 등록실용신안 제20-0252808호(발명의 명칭: "표시판")에 빛을 발산하는 발광다이오드(LED) 또는 기타 전구를 소정의 형틀에 배치하고 합성수지제를 충진 한 후 성형한 것으로 발광다이오드(LED) 또는 기타 전구의 파손을 방지하고 빛의 발광시 전방으로 빛이 확산됨으로써 전력소모를 절감시키면서 내구성 및 내수성을 향상시킬 뿐만 아니라 조도 및 시인성을 높이도록 한 표시판이 개시된다.

이 종래기술의 표시판은 빛을 발산하는 다수의 발광다이오드(LED) 또는 기타 전구와; 상기 다수의 발광다이오드(LED) 또는 기타 전구를 수직으로 직립하면서 일정 간격으로 배열된 상태에서 액화된 합서수지재를 부어 응고시켜 소정의 형태를 갖는 외곽형틀과; 상기 외곽형틀을 돌출된 형태로 고정설치하는 고정판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

등록실용신안 제20-0269125호(발명의 명칭: "광각 발광소자를 이용한 광고 표시장치)에서 소정의 형상을 갖는 광고 표시판의 외곽틀과, 상기 외곽틀 내부에 광원 소자를 설치하고 그 내부를 에폭시로 충진하는 광고 표시장치에 있어서, 상기 외곽틀 내부 바닥면에 부착된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 해당 위치에 접속딘 광각 발광소자와, 상기 빛을 발산하는 외곽틀 상부를 밀폐시키는 색상 에폭시를 포함하여 이루어진 표시장치를 개시한다.

이러한 종래기술의 등록실용신안 제20-0252808호(발명의 명칭: "표시판")와 등록실용신안 제20-0269125호(발명의 명칭: "광각 발광소자를 이용한 광고 표시장치)에서 적용한 구조적 특징의 공통된 부분은 메시지나 이미지 정보를 위한 형상의 외곽틀을 전제로 하고 있다.

또한 발광다이오드의 점등회로에 대한 기술이 없어 공지의 일반적인 발광다이오드(LED) 구동회로를 적용한다고 전제하면 발광다이오드와 발광다이오드 또는 발광다이오드와 구동회로 사이에 최소 하나 이상의 직렬구조의 회로가 포함된다고 보아야 할 것이다.

이와 같은 특징의 상기 2개의 기술은 발광다이오드(LED)의 장점을 활용한 효과적인 발광 표시장치이지만 표시하는 메시지나 이미지 정보에 따라 매번 외곽형틀을 구성하여야 하는 번거로움 및 내부에 장착되는 인쇄회로기판도 메시지와 이미지 정보에 따른 형상에 따라 다르게 제작하여야 하고 또한 표시판의 중량이 커지는 난점이 있다.

한편 상기 인쇄회로기판을 공용으로 쓰기 위한 방법으로 소정 크기의 발광다이오드(LED) 모듈을 형성하여 상기 외곽틀 내부에 배치하는 방법도 공지되어 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 표시하려는 메시지나 이미지 등의 형태에 종속되지 않고 범용의 모양으로 제작할 수 있는 발광표시판을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전달하려는 메시지나 이미지의 형태를 지지하는 형틀이 필요없이 그 형태로 재단하여 그 메시지나 이미지의 형태로 발광하여 표시할 수 있는 발광표시판을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 표시하는 메시지나 이미지 정보에 따라 매번 외곽형틀을 구성할 필요가 없고 내부에 장착되는 인쇄회로기판도 메시지와 이미지 정보에 따라 형상을 다르게 제작할 필요없이 그 형태로 재단하여 사용할 수 있는 발광표시판을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 발광표시판은 다수의 단위 발광회로와; 상기 다수의 단위발광회로에 전기를 공급하기 위한 제1배선 및 제2배선과; 상기 다수의 단위발광회로와 상기 제1배선 및 제2배선이 형성되는 인쇄회로기판과; 상기 인쇄회로기판의 발광측면에 접착되고 상기 다수의 단위발광회로에 대응한 부분에 구멍이 형성되어 있는 광확산 필름과; 상기 광확산 필름의 상부에 도포되어 방수역할을 하는 합성수지 보호층으로 구성된다.

본 발명에 의한 발광표시판의 단위발광회로는 상기 제1배선 또는 제2배선에 그 일측단자가 연결되는 발광다이오드와; 상기 발광다이오드의 나머지 단자에 그 일측 단자가 연결되고 타측단자는 상기 발광다이오드에 연결되지 않은 배선에 연결되는 저항으로 구성된다.

이하, 본 발명의 구성, 작용 및 효과를 실시예를 도시한 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다

도1에 본 발명의 발광표시판의 각 층을 분리한 사시도가 도시된다.

본발명에 의한 발광표시판은 다수의 단위 발광회로(10)와; 상기 다수의 단위발광회로에 전기를 공급하기 위한 제1배선(20) 및 제2배선(30)과; 상기 다수의 단위발광회로(10)와 상기 제1배선(20) 및 제2배선(30)이 형성되는 인쇄회로기판(40)과; 상기 인쇄회로기판(40)의 발광측면에 접착되고 상기 다수의 단위발광회로에 대응한 부분에 구멍이 형성되어 있는 광확산 필름(50)과; 상기 광확산 필름(50)의 윗면과 상기 인쇄회로기판(40)의 밑면에 도포되어 방수역할을 하는 투명 합성수지층 (60, 70)으로 구성된다.

본 발명에 의한 발광표시판의 단위발광회로(10)는 상기 제1배선(20)에 그 일측단자가 연결되는 발광다이오드(11)와; 상기 발광다이오드(11)의 나머지 단자에 그 일측 단자가 연결되고 타측단자는 제2배선(30)에 연결되는 저항(12)으로 구성된다.

도2에 본발명에 의한 단위발광회로의 회로도가 도시된다.

상기 단위발광회로(10)의 발광다이오드(11)는 인쇄회로기판(40)의 윗면에 납땜되고, 저항(12)은 인쇄회로기판(41)의 밑면에 납땜되기 때문에 윗면의 발광다이오드(11)와 밑면의 저항(12)을 연결하기 위하여 비아홀(13: via hole)을 뚫어 연결한다.

도3에 본발명에 의한 발광표시판의 일실시예의 평면도가 도시된다.

본 발명에 의한 발광표시판의 윗면에는 상기 다수의 발광다이오드(11)가 종으로 8개, 횡으로 16개가 배열된 실시예가 도시된다. 즉 상기 다수의 발광다이오드(11)는 8×16 매트릭스 형태로 배열된다.

또한 상기 다수의 발광다이오드(11)의 주변은 제1배선(20)이 종과 횡으로 배선된다. 따라서 하나의 발광다이오드(11)의 주변을 제1배선(20)이 둘러싸고 있다. 발광다이오드(11)는 칩(chip)형태로 되어 있고, 발광다이오드(11)의 애노드 단자는 칩의 한쪽 단부에 형성되고, 캐소드 단자는 칩의 다른쪽 단부에 형성된다.

칩의 크기는 폭 1㎜, 길이 2㎜, 높이 0.5㎜ 이며, 제1배선(20)의 폭 d=2㎜, 제1배선(20)에 의해 둘러싸이는 정사각형의 한변 ℓ= 5㎜ 이다. 하나의 발광다이오드(11)와 그것을 둘러싸는 제1배선(20)의 크기는 가로 7㎜, 세로 7㎜이므로 이 경우 발광표시판의 한개의 픽셀의 크기는 가로 7㎜, 세로 7㎜이다. 이 픽셀의 크기로 8×16 매트릭스의 크기를 산출해 보면, 가로 56㎜, 세로 112㎜의 크기를 갖는 8×16 매트릭스 발광표시판이 된다.

제1배선(20)과 발광다이오드(11)의 애노드 단자를 연결하기 위하여 발광다이오드(11)를 둘러싸는 정사각형 제1배선(20)의 왼쪽 변에서 배선을 연장하여 발광다이오드(11)의 애노드 단자와 납땜이 될 수 있도록 패드가 형성된다.

도4에 회로부품이 실장되지 않은 인쇄회로기판의 윗면이 도시되고, 도5에 그 인쇄회로기판의 "A" 부분을 확대한 확대도가 도시된다.

제1배선(20)은 매트릭스 격자 형상으로 형성되어 있으며, 발광다이오드 (11)가 실장되는 한쌍의 패드(21, 22)를 둘러싸면서 형성된다. 발광다이오드 (11)를 둘러싸는 정사각형 제1배선(20)의 왼쪽 변은 연장되어 왼쪽패드(21)에 연결되고, 맞은편 오른쪽 패드(22)는 비아홀(23)과 연결되어 있다.

도6에 회로부품이 실장되지 않은 인쇄회로기판의 밑면이 도시된다.

인쇄회로기판(40)의 밑면에 형성된 제2배선(30)은 제1배선(20)과 마찬가지로 매트릭스 격자 형상으로 형성되어 있으며, 제1배선(20)과 거울대칭으로 형성된다. 따라서 인쇄회로기판(40)의 윗면 왼쪽 끝에 있는 단위회로는 인쇄회로기판(40)의 밑면을 밑에서 바라보았을 때에는 도6에 도시된 바와 같이 오른쪽 끝에 놓이게 된다.

또한, 제2배선(30)도 저항(12)이 실장되는 한쌍의 패드(31, 32)를 둘러싸면서 형성되고, 저항(12)를 둘러싸는 정사각형 제2배선(30)의 오른쪽 변은 연장되어 오른쪽패드(32)에 연결되고, 맞은편 왼쪽 패드(31)는 비아홀(23)과 연결되어 있다.

도7에 도3의 본 발명에 의한 발광표시판을 X-X'선을 따라 잘랐을 때 단위 발광회로의 단면도가 도시된다.

인쇄회로기판(40)에 제1배선(20)이 윗면에 도3에 도시한 바와 같이 격자형상으로 배선되어 있으며, 제1패드(21)가 제1배선(20)에서 연장되어 형성된다.

상기 제1패드(21)에 발광다이오드(11)의 애노드 단자가 납땜(24)에 의해 부착되고, 제2패드(22)에 캐소드 단자가 납땜(24)에 의해 부착된다. 상기 제2패드(22)는 연장되어 비아홀(23)의 동박패턴에 연결된다.

따라서, 제1배선(20)에 양극(+) 전원을 연결하는 경우 양극(+) 전원의 전류는 제1배선(20)을 통해 제1패드(21)를 거쳐 발광다이오드(11)의 애노드 단자와 캐소드 단자를 거쳐 제2패드(22)로 흐르게 된다.

제2패드(22)는 비아홀(23)의 동박패턴에 연결되어 인쇄회로기판(40)의 밑면에 형성된 제3패드(31)에 연결된다. 상기 제3패드(31)에 저항(12)의 일측단자가 납땜(24)에 의해 부착되고, 제4패드(32)에 타측단자가 납땜(24)에 의해 부착된다. 상기 제4패드(32)는 연장되어 제2배선(30)에 연결된다.

또한, 전류는 제2패드(22)로부터 비아홀(23)을 거쳐 제3패드(31)로 흐르며, 제3패드(31)로부터 저항(12)의 일측단자, 저항(12), 저항(12)의 타측단자 및 제4패드(32) 그리고 제2배선(30)을 통해 음극(-) 전원으로 흐르게 된다.

그러므로, 인쇄회로기판(40)의 윗면에서 볼 때, 제1배선(20), 제1 패드(21), 발광다이오드(11), 제2패드(22) 그리고 비아홀(23)을 통해 전류가 흐른다.

반면에, 인쇄회로기판(40)의 밑면에서 볼 때, 비아홀(23), 제3패드 (31), 저항(12), 제4패드(32) 그리고 제2배선(30)으로 전류가 흐른다.

여기서 인쇄회로기판(40)의 윗면에는 저항(12)을, 밑면에는 발광다이오드(11)를 표면실장하여도 도2의 단위발광회로는 구성되게 되며 이는 인쇄회로기판(40)의 밑면을 발광면으로 하는 특성을 보이므로 윗면과 밑면 중 어느 한면을 선택하여 발광면으로 할 수 있다.

이상과 같이 인쇄회로기판(40)의 윗면에 다수의 발광다이오드(11)를 납땜으로 부착하고, 밑면에 다수의 저항(12)을 납땜으로 부착하여 도8에 도시된 바와 같이 병렬로 연결된 다수의 단위발광회로를 구성할 수 있다.

이렇게 구성된 인쇄회로기판(40)의 발광다이오드(11)에서 방출되는 빛을 전방으로 좀더 많이 비추기 위하여 인쇄회로기판(40)의 윗면에 발광다이오드(11)가 통과할 수 있는 크기의 구멍이 다수 뚫려진 확산필름(50)을 도9에 도시된 바와 같이 덮고 접착제 등으로 접착한다.

확산필름(50)의 구멍(51)으로 발광다이오드(11)가 외부로 노출되고 나머지 부분은 확산필름(50)이 덮어 발광다이오드(11)에서 방출되는 빛이 확산필름(50)에 의해 반사되도록 한다.

확산필름(50)이 덮여진 본 발명에 의한 발광표시판은 수분이나 외부 충격에 약하므로, 인쇄회로기판(40)의 윗면과 밑면에 투명 합성수지제(예를 들면, 연성의 폴리우레탄 수지 등)을 일정 두께로 도포하여 합성수지층(60, 70)을 형성함으로써 수분의 침투를 방지하고, 외부로부터의 충격에서 보호한다.

이와같이 본발명에 의하여 제작된 발광표시판은 그 인쇄회로기판(40)에 같은 격자 형상의 단위발광회로 패턴이 설치되어 있어 인쇄회로기판(40)에 수직한 방향으로 절단하는 경우, 절단부위에 포함된 단위발광회로를 제외한 여타의 단위발광회로는 전원과 연결된 폐회로(closed loop)를 유지하는 특징을 보인다.

따라서 나타내고자 하는 메시지나 이미지 정보에 따라 본발명에 따른 발광표시판(100)을 절단하여도 그 인쇄회로기판(40)의 윗면에 배설된 제1배선 (20)과 그 밑면에 배설된 제2배선(30)에 구동 전원을 연결하면 다수의 단위 발광회로가 동작하여 점등하게 된다.

즉 도10에 예시한 바와같이 아령 형상의 이미지로 수직절단하여도 아령 형상을 형성하는 구역의 제1배선(20)에 양극(+) 전원을 연결하고, 제2배선 (30)에 음극(-) 전원을 연결하면 제1배선(20)과 발광다이오드(11)의 애노드단자를 연결하는 배선이 절단된 단위발광회로(10a, 10b)를 제외한 아령모양 발광표시판 내의 대다수 단위발광회로(10)가 점등하게 된다.

또한, 수직절단하여 아령형상으로 제거한 나머지 발광표시판도 단위발광회로(10)가 유지되어 있으므로, 또 다른 메시지나 이미지 정보를 나타내는 형상으로 절단하여 사용할 수가 있으므로 경제적으로도 유리하다.

본발명에 의한 제1및 제2배선(20, 30)의 기본 패턴은 도3에 예시한 사각형 격자에 한정되는 것이 아니라 도11에 도시된 육각격자 배열이나 도12에 도시된 원형격자 배열이 가능하며, 이외에 삼각격자 배열을 포함한 어떤 다각형 격자배열로도 형성하는 것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 본발명에 의하면 표현하려는 메시지나 이미지 정보에 따라 그 형태가 종속되지 않게 제작 가능하여 생산성과 경제성을 높일 수 있고, 전달하려는 메시지나 이미지의 형태를 지지하는 형틀이 필요없이 그 형태로 재단할 수 있으므로 어떠한 형태의 모양도 표시가 가능하다.

도1은 본 발명의 발광표시판의 각 층을 분리한 사시도,

도2는 본발명에 의한 단위발광회로의 회로도,

도3은 본발명에 의한 발광표시판의 일실시예의 평면도,

도4는 회로부품이 실장되지 않은 인쇄회로기판의 윗면,

도5는 제1배선의 하나의 매트릭스 격자 "A"를 확대한 확대도,

도6은 회로부품이 실장되지 않은 인쇄회로기판의 밑면,

도7은 도3의 인쇄회로기판을 X-X'선을 따라 잘랐을 때 단위 발광회로의 단면도,

도8은 병렬로 연결된 다수의 단위발광회로를 나타내는 회로도,

도9는 발광다이오드가 실장된 인쇄회로기판의 윗면에 확산필름을 덮은 상태를 나타내는 설명도,

도10은 본 발명에 의한 발광표시판을 아령 형상의 이미지로 수직절단한 모양,

도11은 본발명에 의한 제1및 제2배선이 육각격자로 배열된 회로부품이 실장되지 않은 인쇄회로기판,

도12는 본발명에 의한 제1및 제2배선이 원형격자로 배열된 회로부품이 실장되지 않은 인쇄회로기판이다.

♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

10: 단위발광회로 20: 제1배선

30: 제2배선 40: 인쇄회로기판

50: 확산 필름 60, 70: 투명 합성수지층

Claims (3)

1. 다수의 단위 발광회로(10)와;

   상기 다수의 단위발광회로에 전기를 공급하기 위한 제1배선(20) 및 제2배선(30)과;

   상기 다수의 단위발광회로(10)와 상기 제1배선(20) 및 제2배선(30)이 형성되는 인쇄회로기판(40)과;

   상기 인쇄회로기판(40)의 발광측면에 접착되고 상기 다수의 단위발광회로에 대응한 부분에 구멍이 형성되어 있는 확산 필름(50)과;

   상기 확산 필름(50)의 윗면과 상기 인쇄회로기판(40)의 밑면에 도포되어 방수역할을 하는 투명 합성수지층 (60, 70)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광표시판.
2. 제1항에 있어서, 상기 단위 발광회로(10)는 상기 제1배선(20) 또는 제2배선(30)에 그 일측단자가 연결되는 발광다이오드(11)와; 상기 발광다이오드 (11)의 나머지 단자에 그 일측 단자가 연결되고 타측단자는 상기 발광다이오드(11)에 연결되지 않은 배선에 연결되는 저항(12)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광표시판.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1및 제2배선(20, 30)의 기본 패턴은 육각격자 배열이나 원형격자 배열, 삼각격자 배열을 포함한 어떤 다각형 격자배열로도 형성하는 것을 특징으로 하는 발광표시판.