KR20170140000A - 디스플레이 모듈 및 이에 대한 코팅방법 - Google Patents

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Abstract

디스플레이 모듈 및 디스플레이 모듈에 코팅층을 형성하는 코팅방법이 개시된다. 개시된 디스플레이 모듈은 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상에 간격을 두고 배열되는 복수의 발광 소자; 및 각 발광 소자의 측광을 차단하도록 각 발광 소자의 사이와 최 외곽에 위치한 각 발광 소자의 측면을 둘러싸는 코팅부;를 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 모듈 및 이에 대한 코팅방법{DISPLAY MODULE AND COATING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 디스플레이 모듈, 코팅 지그 장치 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인쇄회로기판 상에 간격을 두고 배열된 복수의 발광 소자의 측광을 차단하는 코팅부가 형성된 디스플레이 모듈과, 코팅부가 각 발광 소자의 측부를 감싸도록 하는 코팅 지그 장치 및 이를 이용한 코팅방법에 관한 것이다.
일반적으로 LED 디스플레이는 복수의 LED 소자를 소정 간격을 두고 실장하고 있다. 이러한 LED 디스플레이는 액정 방식의 통상의 디스플레이를 대체하는 차세대 디스플레이 방식으로서, 높은 색 재현성과 보다 밝은 휘도의 화질을 갖는 장점이 있다. 특정한 해상도를 가지는 LED 디스플레이는 단위 모듈(이하, '디스플레이 모듈'이라 함)로 형성되며, 여러 개의 디스플레이 모듈을 매트릭스 상으로 이어 붙여 단일 디스플레이로 제작되고 있다.
그런데, 각 디스플레이 모듈의 인쇄회로기판 사이즈의 가공 오차와, 프레임에 각 디스플레이 모듈을 연배열로 설치할 때 발생하는 밀착도 차이로 인해, 디스플레이 모듈 간에 소정 간격으로 기구적인(mechanical) 갭이 발생하여 블랙 심(black seam)이 시인 될 수 있다. 따라서, 종래의 디스플레이 모듈을 매트릭스 상으로 연결할 때 기구적인 갭 또는 빈틈이 발생하지 않도록 많은 노력이 필요할 뿐만 아니라 인쇄회로기판의 가공 오차 관리에 많은 비용이 소요되는 문제가 있었다.
또한, LED 소자 간격이 큰 디스플레이 모듈 대비, 그 간격이 좁은 제품의 모듈간 인접면에서는 LED가 더 밝게 시인되는 화이트 심(white seam) 문제가 발생한다. 상기와 같이 기구적인 갭이 커지면서 발생하는 블랙 심과는 반대로, 화이트 심은 인접한 디스플레이 모듈 간의 간격이 정상보다 줄어들어 상, 하, 좌, 우 각 가장자리의 LED 소자 열은 인접한 광원의 총량이 그 중앙부에 비해 적기 때문에 더 밝게 시인되는 현상이다. 즉, 화이트 심은 디스플레이 모듈의 중앙부분에 실장된 LED 소자들은 상기 상, 하, 좌, 우에 실장된 LED 소자들의 광원 간섭 효과를 받아 캘리브레이션(calibration) 시 계산되는 광원의 총량이 더 많지만, 디스플레이 모듈의 각 가장자리의 LED 소자들은 상하 또는 좌우에 인접한 광원이 없어 캘리브레이션 시 계산되는 광원의 총량이 적기 때문에 발생하게 된다.
또한, 종래의 디스플레이 모듈은 외부로 노출된 애노드(anode) 전극과 캐소드(cathode) 전극을 구비하는데, 이 전극들로 정전기(Electro Static Discharge)가 투사되면 LED 소자의 번트(burnt)를 유발하거나, 각 전극들과 전기적으로 연결된 제어회로가 파손될 가능성이 높다. 이 경우, LED 소자의 정전기 내성이 0~2KV이고, 이에 연결된 제어회로소자의 정전기 내성이 약 1~4KV인데, 이는 국제 규격인 정전기 내성 8KV를 만족시키지 못한다. 이에 따라 캐소드 전극과 접지 사이에 TVS(Transient Voltage Suppressor) 다이오드를 설계 하여 과전압에 대응하는 것이 보편적인데, 이 경우 디스플레이 모듈의 제조원가가 상승하고, 회로 설계의 복잡성이 증가하는 문제가 있었다.
상기 문제를 해결하기 위한 다른 방편으로 디스플레이 모듈의 일면에 투명한 코팅 용제를 도포하는 코팅 처리를 하고 있으며, 주로, 스프레이 방식, 포팅(potting) 방식, 및 페릴린 증착 방식으로 처리된다.
그런데, 종래의 코팅기술은 LED 소자의 상면에 투명한 코팅 용제가 덧씌워진다. 이에 따라 LED 소자의 상면에 투명 코팅층이 형성되는 경우, 화질 저하와 발광 색상의 시프트(shift) 문제를 야기한다. 따라서, LED 소자의 상면에 형성된 투명한 코팅층은 LED 몰딩면과 상이한 빛 굴절률 및 투과율을 가지므로 의도치 않은 화질 저하 및 변색이 생기는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 의도되지 않은 LED 소자의 4측면으로부터 발산되는 빛을 차단할 수 있도록, LED 소자를 불투명한 패키지 안에 실장하고 몰딩 처리하는 기술이 제시되고 있으나, 이러한 종래기술은 1mm x 1mm 이하의 미세 LED 소자를 사용하는 디스플레이 모듈에서는 구현이 매우 어렵다.
또한, 일본등록특허 제3875768호(공개일: 1999.02.26)에도 복수의 LED 소자를 구비한 디스플레이 모듈에 충진재가 코팅된 구성이 개시되어 있다. 이 경우, 디스플레이 모듈은 인쇄회로기판의 일면에 코팅된 충진재가 유출되는 것을 방지하도록 인쇄회로기판의 배면 및 측면을 동시에 둘러싸는 배면 커버를 구비하고 있다. 이러한 디스플레이 모듈은 매트릭스 상으로 연결하여 주로 옥외에 설치되는 대형 전광판 등에 사용된다. 따라서, 이러한 디스플레이 모듈은 비교적 크기가 큰 LED 소자를 사용하고 LED 간 피치 역시 넓기 때문에 각 LED 사이로 충진재를 코팅하는 기술에 어려움이 없다. 하지만, 이러한 코팅 기술은 앞서 언급한 바와 같이 미세한 LED 소자(1mm x 1mm 이하) 사이로 코팅 용제를 코팅하는 데 적용할 수 없는 문제가 있다. 더욱이, 디스플레이 모듈은 배면 커버를 항상 구비해야 하므로, 각 디스플레이 모듈을 매트릭스 상으로 배열할 때 인접한 디스플레이 모듈은 각각의 배면 커버의 측면이 맞닿게 되므로, 이 경우 블랙 심이 시인될 수 있는 문제가 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 서로 인접하게 배치된 디스플레이 모듈의 최 외곽에 배열된 발광 소자들에 의한 화이트 심(white seam)이 발생하는 것을 방지하는 디스플레이 모듈 및 그의 코팅방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 서로 인접하게 배치된 디스플레이 모듈 사이에서 블랙 심(black seam)이 발생하는 것을 방지하는 디스플레이 모듈 및 그의 코팅방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상에 간격을 두고 배열되는 복수의 발광 소자; 및 각 발광 소자의 측광을 차단하도록 각 발광 소자의 사이와 최 외곽에 위치한 각 발광 소자의 측면을 둘러싸는 코팅부;를 포함하는 디스플레이 모듈을 제공한다.
상기 코팅부는 각 발광 소자의 측면으로 광 발산을 차단할 수 있도록, 각 발광 소자의 측면의 상단과 실질적으로 동일한 높이로 각 발광 소자의 상면을 덮지 않게 형성되는 것이 바람직하다.
각 발광 소자 사이의 피치는 0.3~2mm로 설정될 수 있다. 각 발광 소자의 가로 X 세로 X 높이는 1mm X 1mm X 0.7mm 일 수 있다.
상기 코팅부는 각 발광 소자의 전극들을 덮을 수 있다. 상기 코팅부는 불투명한 비전도성 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 코팅부는 실리콘, 아크릴 수지 또는 에폭시 수지일 수 있다. 상기 코팅부를 이루는 코팅 용제의 점도는 2000~9000p(poise)일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 상에 일정한 간격을 두고 실장되는 복수의 발광 소자; 및 상기 인쇄회로기판에 각 발광 소자의 측부를 둘러싸도록 형성되며, 에지부가 상기 인쇄회로기판의 에지부보다 더 돌출되는 불투명한 코팅부;를 포함할 수 있다.
상기 코팅부의 에지부는 인접하게 배치되는 다른 디스플레이 모듈의 코팅부의 에지부와 맞닿을 수 있다. 이 경우, 상기 코팅부는 탄성력을 가짐에 따라 인접한 코팅부가 공간을 형성하지 않고 서로 밀착될 수 있다.
상기 코팅부의 에지부는 상기 인쇄회로기판으로부터 멀어질수록 점차 경사지게 돌출될 수 있다. 상기 코팅부의 에지부는 상기 인쇄회로기판의 에지부에 수직으로 연장된 가상의 직선으로부터 예각을 이루도록 경사지는 것이 바람직하다. 상기 코팅부의 에지부는 측면이 평면 또는 곡면으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 인쇄회로기판 상에 복수의 발광 소자가 간격을 두고 실장된 디스플레이 모듈을 준비하는 단계; 상기 인쇄회로기판의 에지부를 따라 지그를 배치하는 단계; 각 발광 소자의 사이와, 최 외곽에 위치한 각 발광 소자 및 지그 사이에 불투명한 코팅 용제를 토출하여 각 발광 소자의 측부를 감싸는 코팅부를 형성하는 단계; 및 상기 지그를 상기 인쇄회로기판으로부터 분리하는 단계;를 포함하는 디스플레이 모듈의 코팅방법을 제공한다.
상기 코팅부 형성단계는 상기 코팅 용제가 각 발광 소자의 상면을 제외한 나머지 부분을 감싸도록 미리 설정된 높이로 코팅 용제를 토출할 수 있다.
상기 코팅부 형성단계는 상기 지그의 상측으로 갈수록 상기 지그의 외측방향으로 경사진 경사면에 의해 코팅 용제가 상기 인쇄회로기판의 에지부보다 더 돌출되는 범위까지 채워지는 것이 바람직하다.
상기 코팅 용제가 경화됨에 따라 형성된 코팅부의 외측을 그라인딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 코팅부 형성단계에서 노즐을 통해 토출되는 코팅 용제는 피에조 밸브(piezo valve) 또는 공압 밸브(pneumatic valve)에 의해 제어될 수 있다.
상기 코팅부 형성단계에서 50~300㎛의 직경을 가지는 상기 노즐로부터 코팅 용제가 토출되는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 매트릭스 형태로 배치하여 형성된 단일 디스플레이 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 복수의 디스플레이 모듈 중 어느 하나를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 나타낸 디스플레이 모듈의 단면도이다.
도 4는 도 2에 표시된 Ⅳ 부분을 나타내는 디스플레이 모듈의 사시도이다.
도 5는 서로 인접한 디스플레이 모듈의 코팅부의 에지가 서로 맞닿는 상태를 나타내는 도 1에 표시된 Ⅴ 부분에 대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 코팅층을 형성하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 코팅층이 형성되기 전의 디스플레이 모듈의 에지부를 따라 지그를 세팅한 상태를 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 2에 표시된 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 나타낸 디스플레이 모듈과 지그의 단면도이다.
도 9는 디스플레이 모듈의 각 발광 소자 사이와, 최 외곽의 발광 소자와 지그 사이에 충진되는 코팅 용제를 토출하기 위한 토출장치를 나타내는 도면이다.
도 10은 토출장치에 구비된 피에조 밸브의 작동에 의해 코팅 용제가 토출되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 11은 디스플레이 모듈의 각 발광 소자 사이와, 최 외곽의 발광 소자와 지그 사이에 코팅 용제의 충진이 완료된 상태를 나타내는 도면이다.
도 12는 코팅 용제의 충진을 가이드하는 지그의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 13a 내지 도 13d는 코팅층의 에지부의 다양한 단면 형상을 나타내는 도면들이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용된 발광 소자의 크기(w1 X w2 X h1)와, 각 발광 소자 간의 피치(g1)와, 코팅층의 높이(h3)와, 코팅층의 에지부의 폭(w3) 및 인쇄회로기판의 에지부의 폭(w4) 등에 대응하는 치수들을 예시한 것은, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 구비된 발광 소자의 크기가 소형 또는 초소형임을 나타내기 위한 것이다.
또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈의 구성을 설명하고, 지그를 이용하여 디스플레이 모듈에 코팅층을 형성하는 방법을 순차적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 매트릭스 형태로 배치하여 형성된 단일 디스플레이 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(100)은 매트릭스 상으로 상호 연결 배치됨으로써, 단일 디스플레이 장치(10)를 이룰 수 있다. 이 경우, 단일 디스플레이 장치(10)는 각 디스플레이 모듈(100)을 구동시키기 위한 구동부(미도시)와, 상기 구동부를 제어하기 위한 제어부(미도시)와, 전원부(미도시) 및 각종 신호를 인가 받기 위한 복수의 배선(미도시)을 포함할 수 있다.
도 2는 단일 디스플레이 장치를 이루는 복수의 디스플레이 모듈 중 어느 하나를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 나타낸 디스플레이 모듈의 단면도이다. 도 4는 도 2에 표시된 Ⅳ 부분을 나타내는 디스플레이 모듈의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 모듈(100)은 인쇄회로기판(110)과, 인쇄회로기판(110)의 일면(110a, 도 3 참조)에 소정 간격을 두고 배열되는 복수의 발광 소자(luminous element)(130)와, 복수의 발광 소자(130)가 실장된 인쇄회로기판(110)의 일면(110a)에 코팅된 코팅층(150)이 형성된다.
인쇄회로기판(110)은 디스플레이 모듈(100)이 인접한 디스플레이 모듈(100)과 연결될 때 매트릭스 상 배치가 용이하도록 대략 사각형으로 이루어질 수 있다.
하지만, 인쇄회로기판(110)의 형상은 이에 제한되지 않고 서로 인접하는 인쇄회로기판(110)과의 연결이 용이한 형상이라면 어느 것이든 가능하다. 또한, 인쇄회로기판의 두께(t, 도 3 참조)는 발광 소자(130)의 높이(h1)보다 더 두껍게 형성될 수 있다.
또한, 인쇄회로기판(110)은 본 실시예에서 평면으로 이루어진 것을 예로 들어 설명하지만, 이에 제한되지 않고 소정 곡률을 갖는 곡면으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 디스플레이 모듈(100)을 매트릭스 상으로 연결하면 단일 곡면 디스플레이 장치를 형성할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 복수의 발광 소자(130)는 일정한 가격을 두고 인쇄회로기판(110)의 일면(110a)에 매트릭스 상으로 배열될 수 있다. 각 발광 소자(130)는 대략 육면체 형상으로 이루어질 수 있으며 '가로(w1) X 세로(w2) X 높이(h1)'가 '1mm X 1mm X 0.7mm' 이하인 소형 또는 초소형 LED일 수 있다.
발광 소자(130)는 4 측면(131)과 상면(133)으로 빛이 발산될 수 있고, 저면에는 애노드(anode) 전극(135)과 캐소드(cathode) 전극(137)이 각각 구비될 수 있다. 애노드 전극(135) 및 캐소드 전극(137)은 각각 인쇄회로기판(110)에 형성된 패턴(115, 117)에 각각 솔더링될 수 있다. 이 경우, 인쇄회로기판(110)의 일면으로부터 각 전극(135, 137)의 상단까지의 높이(h2)는 0.1mm 일 수 있다.
또한, 각 발광 소자(130)의 크기가 소형 또는 초소형으로 이루어짐에 따라, 각 발광 소자(130)의 피치(g1)는 매우 좁은 간격 예를 들어 0.5mm 이하로 설정될 수 있다. 바람직하게는, 각 발광 소자(130)의 피치(g1)는 단일 디스플레이 장치(10, 도 1 참조)가 구현하고자 하는 해상도에 따라 소정 범위(예를 들어, 0.3~2mm) 내에서 설정될 수 있다.
도 2를 참조하면, 불투명한 재질로 이루어지는 코팅층(150)은 각 발광 소자(130)의 4 측면(131)으로 광 발산을 차단하도록 4 측면(131)의 하단부터 상단까지 완전히 감싸도록 형성된다. 이 경우, 코팅층(150)은 도 4와 같이 각 발광 소자(130)의 상면으로만 빛이 발산될 수 있도록 각 발광 소자(130)의 상면(133)은 덮지 않을 정도의 높이로 형성되는 것이 바람직하다.
코팅층(150)은 대략 매트릭스 상으로 배열된 각 발광 소자(130)의 사이에 코팅되고, 또한 최 외곽에 배열된 발광 소자(130)들의 각 측면(여기서, 측면은 인쇄회로기판(110)의 에지부(111)를 향하는 측면을 나타낸다)을 감싸는 상태로 인쇄회로기판(110)의 에지부(111) 상에 코팅된다. 이에 따라, 서로 인접하게 배치되는 각 디스플레이 모듈(100)의 최 외곽에 배치된 발광 소자(130)로부터 발산되는 빛 간섭 및 색 간섭에 의해 나타나는 화이트 심(white seam)을 근본적으로 차단할 수 있다.
도 3을 참조하면, 코팅층(150)은 발광 소자(130)의 4 측면(131)뿐만 아니라, 인쇄회로기판(110)의 일면(110a)과 각 발광 소자(150) 사이에 형성된 공간에 충진된다. 이에 따라, 각 발광 소자(130)의 애노드 전극(135) 및 캐소드 전극(137)은 코팅층(150)에 의해 커버되므로, 방수 및 방진은 물론, 애노드 전극(135) 및 캐소드 전극(137)에 도전성 이물이 접촉하는 것을 근본적을 차단하고 정전기로부터 안전하게 보호될 수 있다. 이에 따라 도전성 이물에 의해 단락 되거나 정전기에 의해 제어회로 소자가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
코팅층(150)은 불투명하고 비전도성을 가지는 재질로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 탄성을 더 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 코팅층(150)은 실리콘, 아크릴 수지 또는 에폭시 수지로 이루어질 수 있다. 이 경우, 코팅층(150)을 형성하기 위해 제공되는 코팅 용제는 노즐에 의해 토출된 후 소정의 흘러내림을 방지하기 위한 2000~9000p(poise) 정도의 점도를 가지는 것이 바람직하다. 이와 같은 코팅층(150)은 각 발광 소자(130)의 측면(131)으로부터 발산되는 빛을 효과적으로 차단하기 위해, 어두운 계열의 색 예를 들면, 검은색으로 이루어질 수 있다.
코팅층(150)은 각 발광 소자(130)의 상면(133)을 덮지 않도록 발광 소자(133)의 상면 높이(h1 + h2)보다 낮은 높이(h3)로 형성될 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 코팅층(150)에 의해 각 발광 소자(130)의 측면으로부터 광 발산이 이루어지지 않는 정도까지 각 발광 소자(130)의 측면이 가려질 수 있는 높이면 족하다. 예를 들면, 코팅층(150)의 높이(h3)를 각 발광 소자(133)의 상면 높이(h1 + h2)보다 낮은 대략 0.7mm가 되도록 코팅 용제를 토출할 경우, 코팅 용제는 경화되기 전까지 표면장력에 의해 발광 소자(130)의 측면(131)과 상면(133) 간의 경계선까지 각 발광 소자(130)의 측면(131)을 타고 올라가게 된다. 따라서, 코팅층(150)의 상면은 인쇄회로기판(110)의 일면(110a)을 향해 소정 곡률을 갖도록 오목한 곡면이 형성될 수 있다. 이와 같이, 코팅층(150)의 높이(h3)는 발광 소자(133)의 상면 높이(h1 + h2)를 고려하여 적절한 높이로 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우, 화이트 심을 방지하기 위한 최적의 조건은 코팅층(150)이 각 발광 소자(130)의 측면을 완전히 덮도록 형성하는 것이다. 하지만, 실제 제조공정에서, 인쇄회로기판(110)의 패턴(115,117)에 각 발광 소자(130)의 전극(135, 137) 사이에 형성된 솔더링 양에서 차이가 나고 이에 따라 발광 소자의 실장 편평도에 편차가 발행하며, 고온에서 진행되는 SMT 공정에서 인쇄회로기판(110)이 미세하게 휘어진다. 이로 인해 인쇄회로기판(110)에 실장된 각 발광 소자(130)는 인쇄회로기판(110)의 상면으로부터 각 발광 소자(130)의 상면까지 높이가 동일하게 유지되지 않은 경우가 발생할 수 있는데, 이때의 실장 오차는 대략 1%~5% 정도이다. 이러한 실장 오차로 인해 각 발광 소자(130)의 측면의 상단 부분이 미세한 정도로 코팅층(150)에 의해 덮지 못하는 경우가 발생할 수 있으나, 이는 화이트 심을 유발하는 정도는 아니다.
도 5는 서로 인접한 디스플레이 모듈의 코팅부의 에지가 서로 맞닿는 상태를 나타내는 도 1에 표시된 Ⅴ 부분에 대한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 서로 인접하게 배치되는 디스플레이 모듈(100)이 제조 공차 등에 의해 각 디스플레이 모듈(100) 간에 갭(g2)이 형성되는 경우, 각 디스플레이 모듈(100)의 코팅층(150)에 의해 상기 갭(g2)이 가려질 수 있도록 에지부(151)는 돌출부(152)를 더 포함하여 인쇄회로기판(110)의 에지부(111)보다 소정 폭(w5, 도 3 참조)만큼 더 돌출된 상태로 형성할 수 있다. 이에 따라, 도 2와 같이 디스플레이 모듈(100)을 전면에서 바라볼 때, 코팅층(150)의 외곽은 인쇄회로기판(110)의 외곽보다 더 넓게 형성되므로, 종래의 디스플레이 장치에서 발생한 블랙 심(black seam)을 근본적으로 차단할 수 있다.
이 경우, 코팅층(150)의 돌출부(152)는 인쇄회로기판(110)의 4측의 에지부(111) 중 적어도 어느 하나의 에지부(111)에 대해서만 더 돌출되도록 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 1과 같이, 복수의 디스플레이 모듈(100)이 매트릭스 상으로 배열될 때, 각 디스플레이 모듈(100)의 위치에 따라 디스플레이 모듈의 4측 중 다른 디스플레이 모듈(100)과 접하는 측에 대응하는 코팅층(150)의 에지부(151)에만 돌출부(152)를 형성하면 족하다.
도 3을 참조하면, 코팅층(150)의 돌출부(152)는 인쇄회로기판(110)의 일면(110a)으로부터 소정 높이(h4)까지 형성될 수 있다. 이 경우 돌출부(152)의 높이는 발광 소자(133)의 상면 높이(h1 + h2) 보다 낮게 형성되는 것이 바람직하다.
코팅층(150)의 돌출부(152)는 그 폭(w5)이 서로 인접한 디스플레이 모듈(100)의 인쇄회로기판(110)의 갭(g2)보다 작게 형성되며, 상기 갭(g2)의 1/2보다 크거나 같게 형성될 수 있다. 이러한 코팅층(150)의 돌출부(152)의 폭(w5)은 서로 인접한 디스플레이 모듈(100)의 인쇄회로기판(110)의 갭(g2)이 돌출부(152)에 의해 가려질 수 있는 조건을 충족시키는 치수를 고려한 것이다.
코팅층(150)의 돌출부(152)는 코팅층(150)의 에지부(151)로부터 코팅층(150)의 측방향으로 소정 각도(θ1)로 경사진 경사면(153)을 형성할 수 있다. 여기서, 경사면(153)의 각도(θ1)는 돌출부(153)의 폭(w5)을 결정할 수 있으며, 다양한 각도 값을 가질 수 있으며 대략 15도 또는 30도 정도의 각도 값으로 설정할 수 있다. 이러한 돌출부(152) 및 경사면(153)은 코팅 공정 시 인쇄회로기판(110)의 각 에지부(111)를 따라 배치되는 지그(200, 도 7 참조)에 의해 형성될 수 있다. 인쇄회로기판(110)의 일면(110a)에 코팅층(150)을 형성하는 과정에서 지그(200, 도 7 참조)를 이용하며, 이러한 지그(200)에 의해 코팅층(151)의 에지부(152) 및 돌출부(153)가 형성될 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 코팅층을 형성하는 과정을 순차적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈에 코팅층을 형성하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 인쇄회로기판(110)의 일면(110a)에 일정한 간격을 두고 대략 매트릭스 상으로 배열된 복수의 발광 소자(130)를 구비한 디스플레이 모듈(100)을 준비한다(S1). 이와 같이 코팅층(150)이 형성되기 전 상태의 디스플레이 모듈(100)은 코팅 공정을 수행하기 위해, 소정의 다이(미도시)에 세팅된다.
도 7은 코팅층이 형성되기 전의 디스플레이 모듈의 에지부를 따라 지그를 세팅한 상태를 나타내는 평면도이고, 도 8은 도 2에 표시된 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 나타낸 디스플레이 모듈과 지그의 단면도이다.
이어서, 도 7 및 도 8과 같이, 인쇄회로기판(110)의 4측의 에지부(111)를 따라 지그(200)를 밀착시켜 세팅한다(S2).
지그(200)는 그 높이(h7)가 발광 소자(130)의 상면(133)의 높이보다 높거나 같게 설정할 수 있다. 이는 발광 소자(130)와 지그(200) 사이로 토출되는 코팅 용제(L)가 지그(200) 외측으로 흘러 넘치는 것을 방지하기 위함이며, 이 경우, 토출되는 코팅 용제(L)의 토출량도 함께 고려하는 것이 바람직하다.
또한, 지그(200)는, 코팅층(150)의 돌출부(152)를 형성하기 위해, 지그의 내측에 지지면(210)이 형성될 수 있다. 지지면(210)은 지그(200) 내측면에 대하여 소정 위치(즉, 도 8에 도시된 'h8'의 높이)로부터 상 방향으로 갈수록 지그(200)의 외측 방향으로 소정 각도(θ2) 경사진 지지면(210)이 형성될 수 있다. 이 경우, 지지면(210)의 경사 각도(θ2)는 돌출부(152)의 경사면(153)의 각도(θ1)를 결정할 수 있다.
도 9는 디스플레이 모듈의 각 발광 소자 사이와, 최 외곽의 발광 소자와 지그 사이에 충진되는 코팅 용제를 토출하기 위한 토출장치를 나타내는 도면이고, 도 10은 토출장치에 구비된 피에조 밸브의 작동에 의해 코팅 용제가 토출되는 과정을 나타내는 도면이다.
이와 같이, 지그(200)의 세팅이 완료되면, 코팅 용제(L)를 토출하기 위한 토출장치(300)를 이동시키면서 코팅 용제(L)를 인쇄회로기판(110)의 일면(110a)에 도포한다(S3).
도 9를 참조하면, 토출장치(300)는 코팅 용제 공급원(미도시)으로부터 코팅 용제(L)를 공급받아 일시적으로 코팅 용제(L)를 저장하는 저장챔버(310)를 구비할 수 있다. 저장챔버(310)는 하측에 코팅 용제(330)를 토출하기 위한 노즐(330)과, 일측에 코팅 용제(L)가 공급되는 공급관(350)이 각각 형성될 수 있다. 이 경우, 노즐(330)은 각 발광 소자(130) 간의 0.3~2mm 정도의 매우 좁은 갭(g1)에 코팅 용제(L)가 충진될 수 있도록 상기 갭(g1)보다 작은 50~300㎛의 직경(d)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이러한 노즐(330)의 직경(d)은 코팅 용제(L) 토출 시 각 발광 소자(130)의 상면에 코팅 용제(L)가 묻지 않을 수 있는 조건을 함께 고려한 것이다. 또한, 코팅 용제(L)는 노즐(330)에 의해 토출된 후 인쇄회로기판(110)의 일면(110a)에서 흘러 내리는 속도를 느리게 하도록(또는 어느 정도의 형상 유지가 가능하도록) 대략 2000~9000p(poise) 정도의 점도를 가질 수 있다.
또한, 토출장치(300)는 코팅 용제(L)의 미세량을 토출할 수 있도록 저장챔버(310)의 상측에 피에조 밸브(또는 마이크로 피에조 밸브)(370)가 구비될 수 있다. 피에조 밸브(370)는 전원을 인가 받으면 도 10(a) 및 도 10(b)와 같이 형상이 교번되게 변형되면서 저장챔버(310) 내부에 저장된 코팅 용제(L)를 소정 량만큼 노즐(330)를 통해 배출시킨다. 즉, 피에조 밸브(370)가 도 10(a)와 같이 저장챔버(310) 내측으로 인입되는 경우 저장챔버(310)에 저장된 코팅 용제(L)가 가압되면서 일정량 만큼 노즐(330)을 통해 토출되고, 반대로 도 10(b)와 같이 저장챔버(310) 외측으로 돌출되는 경우 저장챔버(310)에 저장된 코팅 용제(L)가 노즐(330)로 토출되는 동작이 일시적으로 멈추게 된다.
토출장치(300)는 미리 설정된 속도로 각 발광 소자의 사이를 따라 X축 및 Y축으로 이동하면서, 코팅 용제(L)를 소정 량 토출한다. 이때, 코팅 용제(L)의 토출량은 형성될 코팅층(150)에 의해 각 발광 소자(130)의 측면이 완전히 감싸질 수 있는 높이(h3, 도 3 참조)에 대응할 수 있는 정도를 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 코팅 용제(L)가 각 발광 소자(130)의 사이와, 최 외곽에 위치한 각 발광 소자(130) 및 지그(200) 사이에 충진되는 과정에서, 코팅 용제(L)는 인쇄회로기판(110)의 일면(110a)과 발광 소자(130)의 저면 사이, 그리고 발광 소자(130)의 애노드 전극(135), 캐소드 전극(137) 및 인쇄회로기판(110)의 패턴(115,117)을 모두 덮는다.
도 11은 디스플레이 모듈의 각 발광 소자 사이와, 최 외곽의 발광 소자와 지그 사이에 코팅 용제의 충진이 완료된 상태를 나타내는 도면이다.
도 11과 같이, 코팅 용제(L)가 미리 설정된 높이만큼 충진되면, 코팅층(150)을 형성하기 위해 지그(200)를 세팅한 상태를 그대로 유지하면서 미리 설정된 시간 동안 코팅 용제(L)를 경화시킨다(S4).
코팅 용제가 경화되어 코팅층(150)이 형성되면 지그(200)를 인쇄회로기판(110)의 각 에지부(111)로부터 분리한다(S5). 보통의 코팅 용제는 경화 후 접착성을 가지며, 이로 인해 지그(200)와 코팅층(150)과의 분리가 어렵다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 지그(200) 표면을 이형성을 가진 특수 재료, 예를 들어 테프론 계열로 처리할 수 있다.
이후, 코팅층(150)의 돌출부(152)에 구비된 경사면(153)을 소정의 공구를 이용하여 가공할 수 있다. 예를 들면, 그라인더(미도시)를 이용하여 경사면(153)이 매끄럽게 되도록 절삭 가공을 행할 수 있다. 이때, 절삭 가공을 통해 경사면(153)의 경사 각도를 설정하는 것도 가능하다.
도 12는 코팅 용제의 충진을 가이드하는 지그의 다른 예를 나타내는 도면이다.
전술한 바와 같이, 복수의 디스플레이 모듈(100)이 매트릭스 상으로 배열될 때, 각 디스플레이 모듈(100)의 위치에 따라 디스플레이 모듈이 접하지 않는 측에는 코팅층(150)의 에지부(151)에 돌출부(152)를 형성할 필요가 없다. 따라서, 돌출부(152)가 없는 에지부(151)를 형성하는 경우, 도 12와 같이 지지면(231)이 경사 형성되지 않는 다른 지그(230)를 이용할 수 있다. 이 경우, 다른 지그(230)의 지지면(231)은 대략 인쇄회로기판(110)의 에지부(111)와 동일한 평면 상에 위치하도록 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는 코팅층(150)을 형성할 때, 경사진 지지면(210)을 갖는 지그(200)와, 경사지지 않은 지지면(231)을 갖는 다른 지그(230)를 혼용할 수 있다.
도 13a 내지 도 13d는 코팅층의 에지부의 다양한 단면 형상을 나타내는 도면들이다.
디스플레이 모듈(100)에 구비된 코팅층(150)은 지그(200)의 지지면(211)의 형상(평면, 곡면, 다단 절곡면 등)에 따라 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
즉, 도 13a를 참조하면, 돌출부(152)의 일측면(153a)은 인쇄회로기판(110)의 일면(111)으로부터 시작되어 소정 높이까지 경사지도록 형성될 수 있다.
또한, 도 13b와 같이 돌출부(152)의 일측면(153b)이 에지부(151)의 외측으로 볼록한 곡면으로 형성되거나, 도 13c와 같이 돌출부(152)의 일측면(153c)이 에지부(151) 내측으로 오목하게 형성될 수 있다. 또한, 도 13d와 같이 돌출부(152)의 일측면(153d)이 다단으로 절곡면을 가질 수 도 있다.
한편, 본 실시예에서 사용된 토출장치(300)는 코팅 용제(L)의 미세 토출 제어가 가능하도록 피에조 밸브(또는 마이크로 피에조 밸브)(370)를 사용하였으나, 이제 제한되지 않고, 공압 밸브(pneumatic valve)(미도시)를 사용하는 것도 물론 가능하다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
100: 디스플레이 모듈 110: 인쇄회로기판
111: 인쇄회로기판의 에지부 130: 발광 소자
150: 코팅층 151: 코팅층의 에지부
152: 돌출부 153: 경사면
200: 지그 210: 지지면
300: 토출장치

Claims (20)

  1. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상에 간격을 두고 배열되는 복수의 발광 소자; 및
    각 발광 소자의 측광을 차단하도록 각 발광 소자의 사이와 최 외곽에 위치한 각 발광 소자의 측면을 둘러싸는 코팅부;를 포함하는 디스플레이 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부는 각 발광 소자의 측면 높이와 실질적으로 동일한 높이로 형성되어 상기 발광 소자의 측면으로 발광하는 빛을 차단하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    각 발광 소자 사이의 피치는 0.3~2mm인 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    각 발광 소자의 크기는 '1mm X 1mm X 0.7mm' 이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부는 각 발광 소자의 전극들을 덮는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부는 불투명한 비전도성 재질인 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 코팅부는 실리콘, 아크릴 수지 또는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 코팅부를 이루는 코팅 용제의 점도는 2000~9000p(poise)인 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  9. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상에 일정한 간격을 두고 실장되는 복수의 발광 소자; 및
    상기 인쇄회로기판에 각 발광 소자의 측부를 둘러싸도록 형성되며, 에지부가 상기 인쇄회로기판의 에지부보다 더 돌출되는 불투명한 코팅부;를 포함하는 디스플레이 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 코팅부의 에지부는 인접하게 배치되는 다른 디스플레이 모듈의 코팅부의 에지부와 맞닿는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 코팅부는 탄성력을 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 코팅부의 에지부는 상기 인쇄회로기판으로부터 멀어질수록 점차 경사지게 돌출되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 에지부는 상기 인쇄회로기판의 에지부에 수직으로 연장된 가상의 직선으로부터 예각을 이루도록 경사진 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 에지부는 측면이 평면 또는 곡면을 이루는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈.
  15. 인쇄회로기판 상에 복수의 발광 소자가 간격을 두고 실장된 디스플레이 모듈을 준비하는 단계;
    상기 인쇄회로기판의 에지부를 따라 지그를 배치하는 단계;
    각 발광 소자의 사이와, 최 외곽에 위치한 각 발광 소자 및 지그 사이에 불투명한 코팅 용제를 토출하여 각 발광 소자의 측부를 감싸는 코팅부를 형성하는 단계; 및
    상기 지그를 상기 인쇄회로기판으로부터 분리하는 단계;를 포함하는 디스플레이 모듈의 코팅방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 코팅부 형성단계는 상기 코팅 용제가 각 발광 소자의 상면을 제외한 나머지 부분을 감싸도록 미리 설정된 높이로 코팅 용제를 토출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈의 코팅방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 코팅부 형성단계는 상기 지그의 상측으로 갈수록 상기 지그의 외측방향으로 경사진 경사면에 의해 코팅 용제가 상기 인쇄회로기판의 에지부보다 더 돌출되는 범위까지 채워지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈의 코팅방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 코팅 용제가 경화됨에 따라 형성된 코팅부의 외측을 그라인딩하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈의 코팅방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 코팅부 형성단계에서 노즐을 통해 토출되는 코팅 용제는 피에조 밸브(piezo valve) 또는 공압 밸브(pneumatic valve)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈의 코팅방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 코팅부 형성단계에서 50~300㎛의 직경을 가지는 상기 노즐로부터 코팅 용제가 토출되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 모듈의 코팅방법.
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