KR20060112432A - 발광반도체 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 발광소자를 백라이트로 이용한 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 제1~제m 발광반도체가 동일한 방향으로 직렬연결된 적어도 하나 이상의 제1~제n 기본유닛이 병렬로 연결되는 인쇄회로기판; 상기 제1~제n 기본유닛 각각에 포함되어 있는 제1 발광반도체와 제m 발광반도체를 각각 상호 연결하는 도체 패턴으로서 상기 인쇄회로기판에 형성되는 두 개의 전력공급선; 상기 인쇄회로기판에 탑재되는 발광반도체의 발광 표면에 인접하여 설치되어 각 발광반도체에서 발생된 빛을 균일한 조도로 확산시키는 도광판으로 구성된다.
발광반도체, 발광다이오드, 디스플레이, 간판, 패널

Description

발광반도체 디스플레이 패널{Lighting display panel using light emitting device}
도1은 본 발명에 따른 디스플레이 패널의 사시도.
도2는 도1의 A부 상세도.
도3은 본 발명에 따른 디스플레이 패널에 사용된 인쇄회로기판의 구성회로도.
도4는 인쇄회로기판의 다른 실시예도.
도5는 기판삽입형 LED 예시도.
도6은 표면실장형 LED 예시도.
도7a~c는 본 발명의 사상을 이용하여 실시한 인쇄회로기판의 예시도.
<도면부호의 설명>
10: 인쇄회로기판, 12: 발광반도체, 14: 저항기(14), 16a, 16b: 전원단자, 20: 도광판, 22: 직선홈, 12-1~12-m: 발광반도체, 30-1~30-n: 기본유닛
본 발명은 발광형 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 특히 반도체 발광소자 를 백라이트로 이용한 디스플레이 패널에 관한 것이다.
종래에 광고 및 홍보용으로 사용되는 간판 등의 디스플레이용 백라이트로서는 형광등이나 백열등, 할로겐등 등이 주로 사용되는데, 투명 또는 반투명의 아크릴판에 이들 전등을 투과하는 방식으로 사용되고 있다.
그러나 이들 종래 방식의 발광 디스플레이 패널의 경우에는 내부에 전등 및 그 점등기구를 포함시켜야 하기 때문에 패널의 두께가 17~30cm가 되어 공간상의 제약을 받게 되는 문제가 있다.
이들 문제를 해결하기 위한 슬림형 패널이 종래에도 개발되어 있다. 이 패널에는 형광등이나 백열등 대신에 CCFL이나 EEFL이 사용된다. 그러나 이들 패널의 경우에는 영하 5℃ 이하에서는 점등되지 않는 단점이 있다.
한편, 최근에는 LED, EL 등의 발광반도체가 보급되고 있다. 이들 반도체 발광소자는 온도가 올라가지 않으면서도 저렴하고 저전력 점등이 가능하므로 많은 분야에서 사용이 확대되고 있다. 특히, 자동차용 각종 등화장치, 신호등, 문자정보 표시 장치 등에 일부 사용되기 시작하고 있다. 이들 반도체 발광소자의 장점으로는 바로 앞에서 설명하였지만, 기본적으로 이들 소자에서의 발광시에는 온도가 높게 올라가지 않으며, 최근 발달한 반도체 기술에 의하여 용이하게 생산가능하고, 따라서 생산원가가 저렴하며, 크기가 작고, 색상선택을 자유롭게 할 있고, 크기에 비해서 광량이 크며, 광량의 제어가 용이하다는 것이다.
이에 본 발명자는 많은 장점을 갖고 있는 반도체 발광소자를 백라이트로서 사용하여 디스플레이 패널을 구현한다면 종래의 발광형 디스플레이 패널의 문제점을 모두 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 반도체 발광소자가 갖는 유익한 효과들을 그대로 얻을 수 있게 될 것에 착안하여 본 발명을 개발하였다.
따라서 본 발명의 목적은 딱딱한 재질 또는 유연한 재질의 인쇄회로기판에 발광반도체를 다수 배열하여 구성한 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
본 발명은, 반도체 발광소자를 사용한 디스플레이 패널에 관한 것으로서, 제1~제m 발광반도체가 동일한 방향으로 직렬연결된 적어도 하나 이상의 제1~제n 기본유닛이 병렬로 연결되는 인쇄회로기판; 상기 제1~제n 기본유닛 각각에 포함되어 있는 제1 발광반도체와 제m 발광반도체를 각각 상호 연결하는 도체 패턴으로서 상기 인쇄회로기판에 형성되는 두 개의 전력공급선; 상기 인쇄회로기판에 탑재되는 발광반도체의 발광 표면에 인접하여 설치되어 각 발광반도체에서 발생된 빛을 균일한 조도로 확산시키는 도광판으로 구성된다.
여기서, 상기 인쇄회로기판은 일방향으로 길게 연장된 형태로서 상기 발광반도체가 일렬로 배열되어 탑재될 수 있다. 상기 인쇄회로기판은 딱딱한 재질일 수도 있고, 유연한 재질로 임의의 형태로 굴곡될 수도 있다. 또한, 상기 발광반도체로는 기판 삽입형 LED 또는 표면실장형 LED를 사용할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 디스플레이 패널의 바람직한 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.
도1은 본 발명의 디스플레이 패널의 구성을 나타내는 사시도이다. 인쇄회로 기판(10)에 다수의 발광반도체(12)가 배열되어 있다. 인쇄회로기판(10)의 끝부분에는 각 발광반도체(12)에 전력을 공급하는 전원단자(16a, 16b)가 설치되어 있다. 다수 개의 발광반도체(12) 사이에는 저항기(14)가 탑재되어 있다. 발광반도체(12) 및 저항기(14)의 배열 구조에 대해서는 차후에 회로도를 통해 설명한다. 발광반도체(12)가 탑재된 인쇄회로기판(10)의 상부에는 도광판(20)이 위치한다. 도광판(20)은 인쇄회로기판(10)에 탑재되는 발광반도체(12)의 발광 표면에 인접하여 설치되어 각 발광반도체(12)에서 발생된 빛을 균일한 조도로 확산시키는 역할을 한다.
도2는 도1에 나타낸 A부분의 확대도로서, 상기 도광판(20)의 상세 표면 구조를 나타낸다. 도광판(20) 표면에 다수의 직선홈(22)이 가로 및 세로 방향으로 격자 형태로 형성되어 있어서, 발광반도체(12)에서 조사되는 빛을 산란시켜서 확산하는 역할을 한다. 빛의 확산 효과에 의해 또는 기타 다른 효과에 의해 빛을 균일하게 퍼뜨리는 도광판(20)의 구성은 당업자에게 자명하다.
도3은 도1의 인쇄회로기판(10) 및 이에 탑재된 요소들간의 관계를 구체적으로 나타내는 회로도이다. 제1~제m 발광반도체(12-1~12-m) m개가 동일한 방향으로 직렬연결되어 n세트의 기본유닛(30-1~30-n)을 이루고 있다. 즉, 각 기본유닛(30-1~30-n)은 m개의 발광반도체(12-1~12-m)가 직렬 연결되어 구성된다. 도3에서 점선으로 표시한 부분이 기본유닛을 의미한다.
기본유닛(30-1~30-n)에는 발광반도체 이외에 적어도 한 개의 저항기(14)가 함께 직렬 연결되어 있다. 저항기는 발광반도체(12-1~12-m)에 흘러야 하는 정격전류를 유지하기 위한 전류 제한용이며, 아울러 발광반도체의 광량을 조절하는 역할 도 한다. 이상의 기본유닛을 구성하는 발광반도체 및 저항기의 구성상의 변형은 당업자에게 자명하다.
또한, 상기 기본유닛(30-1~30-n)이 다수 배열된다. 도3에서, 이들 각 기본유닛(30-1~30-n)의 배열은 서로 병렬 연결 형식이 된다. 따라서 도3의 회로에서는 m개의 발광반도체를 직렬연결한 기본유닛 n세트를 병렬연결한 것을 나타내고 있다. 따라서 도3의 회로와 같은 발광다이오드 조립체를 점등하기 위하여 필요한 전원의 전압은 상기 기본유닛(30-1~30-n)을 이루는 발광반도체의 각 점등전압을 모두 합친 전압으로 설정되기만 하면 된다. 단, 전류용량은 상기 인쇄회로기판(10)에 탑재된 모든 발광반도체 개개의 정격전류를 합한 것보다 큰 전원을 사용해야 한다. 가령, 각 발광반도체의 최소 점등전압을 3V로, 각 발광반도체의 전압강하값을 0.7V로, 정격 전류를 10mA로 가정하고, m=5, n=10이라고 하면, 이 디스플레이 패널을 점등하기에 필요한 최소 전압은 5x(3+0.7)=18.5(V)이고, 이 전원이 필요로 하는 전류용량은 적어도 10mAx50개=500mA 이상이어야 한다.
이상과 같이, 본 발명의 디스플레이 패널을 구성하는 발광반도체의 개수 및 그 규격의 선택은, 디스플레이 패널이 사용되는 분야, 규모, 광량, 용도, 전원 조건 등에 따라 당업자가 임의로 결정할 수 있다.
도4는 본 발명에 사용된 인쇄회로기판(10)의 다른 실시예를 나타낸다. 도1에 나타낸 인쇄회로기판(10)은 일방향으로 길게 연장된 형태를 갖는 딱딱한 재질(가령, 에폭시 또는 베이클라이트 소재)이지만, 도4에 나타낸 인쇄회로기판(10)은 유연한 재질(가령, 플렉시블 PCB)로서, 임의의 형태로 굴곡할 수 있다. 도4에서와 같 이 인쇄회로기판(10)을 제작함으로써, 보다 더 다양한 분야에서 다양한 디자인으로 사용자 요구에 맞게 디스플레이 패널을 구성할 수 있을 것이다.
도5와 도6은 본 발명에 사용되는 발광반도체의 종류를 예시하고 있다. 도5에는 애노드 및 캐소드 리드가 나와 있는 기판 삽입형 LED를 예시하고 있고, 도6에는 리드 대신에 표면접촉부가 형성되어 있는 표면실장형 LED를 예시하고 있다. 플렉시블 기판의 경우에는 도6과 같은 형태의 LED를 사용할 수 있을 것이다. 물론, 딱딱한 재질의 기판에도 그 높이를 낮추기 위하여 도6과 같은 형태의 LED를 사용할 수 있다. 이러한 LED 형태의 선택은 당업자가 용이하게 실시할 수 있다.
한편, 도7a~c는 본 발명에 따른 디스플레이 패널을 다양하게 실시한 예를 나타낸다. 도7a는 DC24V 80mA의 전원을 이용하여 LED 5개를 직렬연결한 기본유닛 4세트를 병렬 연결한 구조의 디스플레이 패널용 인쇄회로기판을 예시하고 있다. 딱딱한 재질의 인쇄회로기판에 표면실장형 LED 및 저항기를 탑재했음을 볼 수 있다. 도7b는 DC 24V 400mA의 전원을 이용하여 LED 5개를 직렬연결한 기본유닛을 25세트 병렬 연결한 구조의 디스플레이 패널용 인쇄회로기판을 예시하고, 도7c는 DC 24V 420mA의 전원을 이용하여 LED 5개를 직렬연결한 기본유닛을 21세트 병렬 연결한 구조의 디스플레이 패널용 인쇄회로기판을 예시하고 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 용도일 뿐 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 범위는 첨부한 특허청구범위의 합리적 해석에 의해 결정되는 것이다.
본 발명에 따르면, 패널의 두께를 혁신적인 얇은 두께(4~8mm)로 제작할 수 있어서 시공시에 외벽을 파내는 공사가 필요없고 원하는 벽면에 용이하게 부착할 수 있도록 한다. 또한, 형광등이나 백열등을 수시로 교체할 필요가 없기 때문에 유지보수 비용 절감 효과를 얻을 수 있고, 적은 전력을 사용하므로 기존 형광등 대비 1/10의 전력만이 소모되며, 수명도 디스플레이 패널중 가장 긴 수명을 갖는다. 발광반도체에서는 열이 발생하지 않기 때문에 패널에 부착된 필름이나 실사 이미지가 열변형되지 않을 뿐만 아니라, 발광반도체의 색상을 다양하게 구현할 수 있고 그 광량도 용이하게 조절할 수 있다. 또한 고휘도 LED의 경우에는 발광과 광로드(패턴설계)를 차별화할 수 있어서 빛의 확산이 기존램프보다 밝고 균일하며 구석구석 고르게 퍼지는 조광 특성에 의해 선명한 이미지를 얻을 수 있어서 광고 및 홍보 효과가 극대화된다. 이 밖에도 다양한 발광반도체의 장점에 의해 대형 디스플레이 패널 제작이 가능하게 되므로 다양한 와이드 프레임에 적합하고, 광고물 내지는 간판에 최고의 품격을 부여할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 제1~제m 발광반도체가 동일한 방향으로 직렬연결된 적어도 하나 이상의 제1~제n 기본유닛이 병렬로 연결되는 인쇄회로기판,
    상기 제1~제n 기본유닛 각각에 포함되어 있는 제1 발광반도체와 제m 발광반도체를 각각 상호 연결하는 도체 패턴으로서 상기 인쇄회로기판에 형성되는 두 개의 전력공급선,
    상기 인쇄회로기판에 탑재되는 발광반도체의 발광 표면에 인접하여 설치되어 각 발광반도체에서 발생된 빛을 균일한 조도로 확산시키는 도광판을 포함하는, 발광반도체 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서, 인쇄회로기판은 일방향으로 길게 연장된 형태로서 상기 발광반도체가 일렬로 배열되어 탑재되는, 발광반도체 디스플레이 패널.
  3. 제1항에 있어서, 인쇄회로기판은 딱딱한 재질인, 발광반도체 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서, 인쇄회로기판은 유연한 재질로서 임의의 형태로 굴곡되는, 발광반도체 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서, 발광반도체는 기판 삽입형 LED인, 발광반도체 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서, 발광반도체는 기판 표면실장형 LED인, 발광반도체 디스플레이 패널.
  7. 제1항에 있어서, 상기 기본유닛의 발광반도체 직렬 연결부에는 적어도 한 개의 저항기가 함께 직렬 연결되는, 발광반도체 디스플레이 패널.
  8. 제1항에 있어서, 상기 도광판에는 다수의 홈이 가로 및 세로 길이 방향으로 격자 형태로 형성되는, 발광반도체 디스플레이 패널.
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US8564507B2 (en) 2010-05-12 2013-10-22 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus
KR20220036802A (ko) 2020-09-16 2022-03-23 양영제 스팀 실내 크리닝 전용장비

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