KR20220000457A - 플렉시블 투명 led 디스플레이에서 메탈 패턴 및 led 칩 보호구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온도와 습도가 일정하게 유지되는 실내공간 외의 공간적, 기후적으로 다양한 환경에 설치되더라도 메탈 패턴의 부식을 방지하고, 돌출된 LED 칩이 물리적 충격으로부터 보호될 수 있도록 하여 장수명화를 달성하고, 나아가 캐패시터를 줄여 투명도는 향상시키되 노이즈 발생은 기존과 동등 이상으로 줄일 수 있도록 개선된 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조에 관한 것이다.
Description
본 발명은 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온도와 습도가 일정하게 유지되는 실내공간 외의 공간적, 기후적으로 다양한 환경에 설치되더라도 메탈 패턴의 부식을 방지하고, 돌출된 LED 칩이 물리적 충격으로부터 보호될 수 있도록 하여 장수명화를 달성하고, 나아가 캐패시터를 줄여 투명도는 향상시키되 노이즈 발생은 기존과 동등 이상으로 줄일 수 있도록 개선된 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조에 관한 것이다.
플렉시블한 투명 기판의 발달에 힘을 입어 최근 개발되는 LED 디스플레이 장치는 얇으면서도 투명 성질을 가져 건물의 창문이나 기타 다양한 장소에 손쉽게 부착하여 광고 등의 다양한 디스플레이 용도로 활용되고 있다.
이와 같은 투명 기판을 기반으로 한 LED 디스플레이 장치는 기판의 표면에 LED 소자를 실장 처리하고 그 배면에 드라이브 IC 등의 구동부를 장착한 구조로 이루어져 있는 경우가 대부분이다.
예컨대, 이러한 플렉시블 투명 LED 디스플레이 장치는 도 1의 예시와 같이, 전도성을 갖는 플렉시블한 투명 필름 메탈 패턴 소재를 사용하여 휘어지거나 구부러지는 유연성을 갖는 VCC(+), GND(-), 데이터(Data) 라인으로 구성된 회로를 형성한다.
즉, 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로와 연결되는 매트릭스 구조의 각 지점 마다 구비되는 하나의 단위 패키지마다 솔더링에 의해 장착된 드라이버 IC를 포함한 1R1G1B LED 칩(Chip)은 상기 플렉시블 투명 필름 메탈 패턴 회로의 VCC(+)로 부터 전원을 공급받아 GND(-)로 접지하며, 데이터(Data) 라인으로부터 RGB 조합 색상 신호를 전송받아 LED 디스플레이를 구동하는 구조를 가지고 있다.
한편, 플렉시블 투명 LED 디스플레이의 메탈 패턴(Metal Pattern)은 일반적으로 FPCB 방식 또는 메탈 메쉬(Metal Mesh) 방식을 사용하여 형성하고 있다.
이때, 메탈 메쉬 방식은 투명도에 있어서는 우수한 특성을 가지고 있으나 인가할 수 있는 전류치가 낮아 고해상도 및 대화면의 디스플레이 구현이 제한적이어서 현재 플렉시블 투명 LED 디스플레이는 대부분 FPCB방식으로 Cu가 도금된 PET 필름 등을 이용하여 메탈 패턴을 형성하고 부식방지 목적으로 Sn을 도금처리를 하여 LED 필름을 제작하며, 그외 도금소재로 Sn-Pb, Sn-Bi, Cr, Ni, Zn 등을 사용하고 있다.
하지만, LED 필름 디스플레이는 온도와 습도가 일정하게 유지되는 실내공간에만 설치되는 것이 아니어서 다양한 환경(공간적, 기후적)으로부터 메탈 패턴의 부식 방지 및 LED 칩이 돌출되어 있어 발생되는 물리적 충격 발생시 LED 손상 등으로부터 보호하기 위한 전면보호필름을 부착하여야 하는 필요성이 대두된다.
전면보호필름은 메탈 패턴(메탈 회로패턴)의 부식 및 물리적 손상을 방지하고, LED 칩의 물리적 손상도 방지하며, 자외선으로부터 필름이 변색되는 것을 방지하는 등 그 기능을 달성하기 위해 일정수준 이상의 두께를 가져야 한다.
그런데, LED 칩 상단에 전면보호필름을 접착력만으로 부착하는 경우 전면보호필름의 평탄도를 유지하기 어려워 빛의 산란현상이 발생되고, 후면으로 발광되는 문제로 인해 빛번짐 현상이 유발되어 시인성을 떨어뜨릴 뿐만 아니라, 전면보호필름이 쉽게 탈락되는 문제로 인해 최근 일부 업체에서는 전면보호필름에 LED 칩 위치와 대응되게 레이저로 홀을 가공하고 OCR(광접착레진)을 이용하여 전면보호필름을 부착고정하는 형태를 개시하고 있기도 하다(도 2 참조).
그럼에도 불구하고, OCR과 레이저 홀을 사용하는 경우 제조원가가 급격히 상승하고, LED 칩이 부분 불량시 교체 수리가 불가하여 한 두개 불량임에도 LED 디스플레이 전체를 교체해야 하는 단점이 있다.
뿐만 아니라, 종래 LED 필름 디스플레이의 경우, 노이즈 제거를 위해 한 개의 LED 칩당 1개의 캐패시터를 연결 사용해야 하는 관계로 LED 필름 디스플레이의 투명도가 저하되는 단점도 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 온도와 습도가 일정하게 유지되는 실내공간 외의 공간적, 기후적으로 다양한 환경에 설치되더라도 메탈 패턴의 부식을 방지하고, 돌출된 LED 칩이 물리적 충격으로부터 보호될 수 있도록 하여 장수명화를 달성하고, 나아가 캐패시터를 줄여 투명도는 향상시키되 노이즈 발생은 기존과 동등 이상으로 줄일 수 있도록 개선된 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조를 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, LLED 필름의 메탈 패턴(100) 상에 부착되어 LED 칩(110)과 동일 높이를 유지하는 투명접착패드(200)와, 상기 투명접착패드(200)의 상면 및 LED 칩(110)의 표면에 동시에 부착되는 전면보호필름(300)을 포함하는 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조에 있어서; 상기 투명접착패드(200)는 0.8-1.0mm 두께를 갖도록 PET 필름 양측면에 OCA 필름이 합지된 3층 구조의 필름형 패드이고; 상기 전면보호필름(300)은 0.3-0.5mm의 두께를 가져 후면 발광이 억제된 폴리카보네이트 필름인 것을 특징으로 하는 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조를 제공한다.
이때, 상기 LED 칩(110) 8-10개당 1개의 캐패시터를 갖춰 노이즈를 제거하도록 설계하되, 기판으로부터 최초 8-10개까지의 LED 칩(110) 노이즈는 기판에 설치된 1개의 정전용량 캐패시터에 의해 제어되는 것에도 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 온도와 습도가 일정하게 유지되는 실내공간 외의 공간적, 기후적으로 다양한 환경에 설치되더라도 메탈 패턴의 부식을 방지한다.
둘째, 돌출된 LED 칩이 물리적 충격으로부터 보호될 수 있도록 하여 장수명화를 달성한다.
셋째, 캐패시터를 줄여 투명도는 향상시키되 노이즈 발생은 기존과 동등 이상으로 줄일 수 있다.
도 1은 일반적인 플렉시블 투명 LED 필름의 예시도이다.
도 2는 종래 전면보호필름의 사용예를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조를 보인 예시도이다.
도 2는 종래 전면보호필름의 사용예를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조를 보인 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조는 전면보호필름의 조건을 특정하여 후면으로의 발광 현상이 생기지 않으면서 평탄도를 일정하게 유지하여 빛의 산란현상을 방지하여 고품질의 디스플레이 기능을 수행할 수 있도록 구성한 것이다.
또한, 본 발명은 한 개의 LED 칩당 1개의 캐패시터가 요구되던 구조를 바꾸어 8개의 LED 칩당 1개의 캐패시터 구조를 완성함으로써 LED 디스플레이의 투명도를 현격히 상승시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 도 3의 예시와 같이, 본 발명에 따른 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조는 LED 필름의 메탈 패턴(100) 상에 부착되어 LED 칩(110)과 동일 높이를 유지하는 투명접착패드(200)와, 상기 투명접착패드(200)의 상면 및 LED 칩(110)의 표면에 동시에 부착되는 전면보호필름(300)을 포함한다.
이때, 상기 투명접착패드(200)는 0.8-1.0mm 두께를 갖는 일종의 지지대 역할을 하는 OCA(optically clear adhesive) 필름일 수 있다.
이러한 투명접착패드(200)는 LED 칩(110)과의 균일한 평탄도를 확보하여 굴곡을 없앰으로써 전면보호필름(300)이 균일하고 평평하게 부착될 수 있게 하여 빛의 산란이 생기지 않도록 하여 준다.
그런데, OCA 필름은 얇기 때문에 지지대 역할을 할 수 있는 두께를 맞추기도 어렵고, 얇다는 특성상 필름이 균일한 평탄도를 유지하지 못하고 미세하게 굴곡이 생기게 되는데 이렇게 필름이 울게 되면 LED 칩(110)과의 사이에서 간격이 발생되어 난반사가 일어나 산란이 생기는 문제가 발생된다.
이를 방지하기 위해, 본 발명에서는 상기 투명접착패드(200)를 특수 가공하여 투명성도 확보하면서 지지대로서의 기능을 수행할 수 있도록 두께도 확보하며, 나아가 부착시 굴곡이 생기지 않고 균일한 평탄도까지 확보할 수 있도록 3중 합지 구조를 완성하였다.
본 발명에 따른 투명접착패드(200)는 고투명성을 갖는 PET 필름을 사이에 두고 그 상면과 하면에 각각 OCA 필름을 합지시킨 3중 구조를 갖는다.
예컨대, PET 필름 0.5mm를 기준으로 그 상면에 0.2mm 짜리 OCA 필름이 합지되고, 그 하면에도 0.2mm 짜리 OCA 필름이 합지되어 전체적으로 0.8-1.0mm의 두께를 확보하여 지지대로서의 역할을 충분히 감당하면서 투명성도 확보하고 나아가 굴곡이 생기지 않은 채 균일한 평탄도를 유지할 수 있도록 구성할 수 있다.
더구나, 상기 투명접착패드(200)는 쉽게 떼고 붙일 수 있기 때문에 특정 LED 칩(110)이 불량일 경우 해당 LED 칩(110)만 교체사용할 수 있어 유지 관리에 드는 비용을 줄일 수 있다.
특히, 상기 투명접착패드(200)는 투명인 관계로 빛이 투과하면서 산란이 발생하여 테두리를 통해 난반사가 일어날 수 있다. 이것은 후면 발광 현상을 유발하는 원인이 되기도 한다.
이에, 본 발명에서는 투명접착패드(200)의 테두리를 검은색으로 칠함으로써 LED 광원으로부터 발생된 빛이 번지지 않고 흡수되게 하여 산란을 억제하고, 후면 발광 현상을 차단하는데 기여하게 된다.
아울러, 상기 전면보호필름(300)은 기존과 달리 특정 소재로 된 특정 두께의 필름을 사용해야 한다.
이것은 후면발광 불량과 매우 밀접한 관계가 있으며, 또한 별도의 코팅처리를 하지 않고도 본 발명이 목적하는 자외선에 대한 내변색성도 갖출 필요가 있다.
이를 위해, 본 발명에서는 상기 전면보호필름(300)을 폴리카보네이트 필름으로 구현한다.
여기에서, 상기 폴리카보네이트 필름은 유리(Glass)의 250배에 달하는 충격강도를 가지고 있을 뿐만 아니라, 굴곡강도 및 인장강도가 매우 뛰어나다.
더구나, 상기 폴리카보네이트 필름은 방수 및 방진, 자외선에 대한 변색방지성, 즉 내변색성도 매우 뛰어나다.
특히, 하기한 그래프에서와 같이, 상기 폴리카보네이트 필름은 가시광선 영역에서 82-92%의 광투과율을 보이고 있음을 확인할 수 있다.
때문에, LED 필름 디스플레이로서의 투광성을 만족시키는데 매우 적합한 보호필름이 될 수 있다.
하지만, 두께에 따른 후면발광 불량이 유발될 수 있다.
이에, 본 발명은 최소한의 보호기능을 수행하되, 후면발광 문제가 생기지 않는 두께 범위를 찾기 위해 많은 테스트를 거쳤으며 그 결과 하기 표 1의 예시와 같이, 광투과율과 두께와의 관계로부터 0.3-0.5mm의 두께를 갖고 광투과율이 87% 이상일 때 후면발광이 생기지 않음을 확인하였다.
| PC Plate 두께 (mm) | 결과 | 비고 |
| 5mm | 후면발광 발생 | |
| 3mm | 후면발광 발생 | |
| 1mm | 후면발광 발생 | |
| 0.5mm | 후면발광 없음 | 광투과율 87.7% 수준 |
| 0.3mm | 후면발광 없음 | 광투과율 88% 수준 |
즉, 본 발명에서는 투명접착패드(200)와 전면보호필름(300)의 두께 조건과 평탄도가 정확하게 일치되어야만 난반사가 발생하지 않고, 후면발광 현상을 제거할 수 있는 것이므로 이 두께 조건은 매우 중요한 특성이라고 보아야 한다.
한편, 본 발명에서는 8-10개의 LED 칩(110) 당 1개의 캐패시터가 연결되도록 회로패턴이 구현된다.
통상, 기판에서 발진된 신호는 노이즈를 제거하기 위해 각 LED 칩(110) 마다 각각의 캐패시터를 갖추도록 구성되었으나, 이렇게 구성할 경우 캐패시터의 갯수가 많아짐으로 인해 디스플레이의 투명도가 떨어지는 단점이 있다.
이에, 본 발명에서는 기판에 정전용량 캐패시터를 1개 설치하고, 이 정전용량 캐패시터를 거친 신호가 처음 수신되는 LED 칩(110)으로부터 8-10개까지 캐패시터 설치가 없으며, 그 다음 캐패시터가 설치되어 다음 8-10개의 LED 칩(110)을 커버하도록 설계함으로써 노이즈 제거기능은 기존과 동등 이상으로 유지한 채 디스플레이의 투명도는 현저히 향상시키도록 구성된다.
이것은 수많은 테스트 결과, 8-10개를 초과하는 LED 칩(110)에서부터 노이즈가 급속히 증가하는 경향을 분석하였고, 이를 해결하기 위해 정전용량 캐패시터를 기판에 도입함으로써 해결하였다.
이에 따라, 본 발명은 종래 문제를 모두 일소한 채 투명도는 더욱 향상된 새로운 개념의 LED 필름 디스플레이로서 역할을 수행할 것으로 기대된다.
100: LED 필름
110: LED 칩
200: 투명접착패드
300: 전면보호필름
110: LED 칩
200: 투명접착패드
300: 전면보호필름
Claims (2)
- LED 필름의 메탈 패턴(100) 상에 부착되어 LED 칩(110)과 동일 높이를 유지하는 투명접착패드(200)와, 상기 투명접착패드(200)의 상면 및 LED 칩(110)의 표면에 동시에 부착되는 전면보호필름(300)을 포함하는 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조에 있어서;
상기 투명접착패드(200)는 0.8-1.0mm 두께를 갖도록 PET 필름 양측면에 OCA 필름이 합지된 3층 구조의 필름형 패드이고;
상기 전면보호필름(300)은 0.3-0.5mm의 두께를 가져 후면 발광이 억제된 폴리카보네이트 필름인 것을 특징으로 하는 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조.
- 제1항에 있어서
상기 LED 칩(110) 8-10개당 1개의 캐패시터를 갖춰 노이즈를 제거하도록 설계하되, 기판으로부터 최초 8-10개까지의 LED 칩(110) 노이즈는 기판에 설치된 1개의 정전용량 캐패시터에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 투명 LED 디스플레이에서 메탈 패턴 및 LED 칩 보호구조.
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|---|---|---|---|---|
| KR102596878B1 (ko) * | 2022-04-25 | 2023-11-02 | 주식회사 레오리아 | Smps와 일체화된 투명 led 디스플레이 장치 이의 제조 방법 |
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| Publication number | Publication date |
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