WO2012064148A1 - 투명 디스플레이 장치 및 이를 위한 발광소자 - Google Patents

투명 디스플레이 장치 및 이를 위한 발광소자 Download PDF

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WO2012064148A1
WO2012064148A1 PCT/KR2011/008621 KR2011008621W WO2012064148A1 WO 2012064148 A1 WO2012064148 A1 WO 2012064148A1 KR 2011008621 W KR2011008621 W KR 2011008621W WO 2012064148 A1 WO2012064148 A1 WO 2012064148A1
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light emitting
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electrode film
transparent
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PCT/KR2011/008621
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최인영
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(주)팔콘시스템
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    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
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    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
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    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device that is implemented without a substrate and a transparent display device using the same, and more particularly, to provide a light emitting device that can send light only in a desired direction and be mounted directly on a wire, and a plurality of such light emitting devices Mounted at the intersection of horizontal and multiple vertical wires or at the intersection of multiple horizontal transparent electrode films and multiple vertical transparent electrode films, it is possible to maintain transparency without PCB boards or glass substrates, as well as various characters and symbols It relates to a technology that can display or use as a light.
  • An electric signboard that is visible from a distance is a device that arranges a plurality of light bulbs on a plane and displays various information in a visible form through electric current.
  • a light bulb or a fluorescent lamp was mainly used, but in recent years, an eco-friendly and long-life LED is widely used.
  • Such an LED signboard is generally a form in which a plurality of LED chips are arranged on a PCB substrate.
  • Republic of Korea Utility Registration No. 370794 proposes a transparent billboard having a structure that emits light by applying a conductive coating material 2 to the transparent device 1 and then bonding the LED 3 to the coating material 2. There is a bar.
  • the conductive coating material 2 applied in the desired shape to be expressed is chemically etched or physically cut and then the LEDs 3 must be bonded, the process is complicated and there is a limit to expressing a complex pattern.
  • the transparent device is separately manufactured by manufacturing an adhesive device with the LED interposed therebetween, there is a problem in durability because it is easily damaged by a small external shock.
  • Republic of Korea Utility Model Model No. 20-2009-2907 is a conductor and a pair of weaving with a thin line of less than 0.1mm in diameter to form a plurality of grids, a predetermined distance apart
  • the mesh network is inserted into the grid as a pattern to be expressed, and the + and-terminals are separately connected to a pair of mesh networks, and a predetermined thickness is used by using a transparent material around the LED and mesh networks emitting a plurality of colors.
  • the utility model is a structure in which the LED is connected between the two mesh networks connected to the + and-power source has a disadvantage in that a mold molded body must be formed to prevent short between the two mesh networks, transparent by the mold molded body There is a problem that the function as an electric sign is poor.
  • a display device using an OLED viewed at a close distance such as a television or a monitor, generally, both sides of the organic thin film layer 200 on the glass substrate 100 as the anode 300 and the cathode 400 as shown in FIG. 1. It has an enclosed sandwich structure.
  • the organic thin film layer 200 is composed of a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), a light emitting layer (EML), an electron transport layer (ETL), because the light generated in the light emitting layer (EML) must be emitted to the outside
  • HIL hole injection layer
  • HTL hole transport layer
  • EML light emitting layer
  • ETL electron transport layer
  • the anode 300 and the cathode 400 are made of a transparent material (ITO).
  • the substrate is opaque and hard, so that it is difficult to mount it on a glass window or a curved surface, and thus it cannot be used as a transparent LED advertisement board or a display for an instrument panel of a vehicle.
  • the method of forming the OLED on the glass substrate has a disadvantage in that the process is complicated and the manufacturing cost is high.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a display device for the remote and near field.
  • a light emitting device mounted directly on the wire, and install the light emitting device at the intersection where a plurality of horizontal wires and vertical wires are arranged in a grid to prevent contact of the wires.
  • a simple structure and a display device capable of maintaining transparency.
  • the near-field display device uses a transparent electrode film as an electric wire instead of a general metal wire so as not to obstruct a human's view.
  • a light emitting device mounted on the intersection of the horizontal wire and the vertical wire, a first pad electrically connected to the horizontal wire and the electrical wire to the vertical wire And a light emitting diode electrically connected to the first pad and the second pad, wherein the vertical wires and the horizontal wires are electrically separated from each other.
  • the transparent display device using the light emitting device is characterized in that the first pad and the second pad is electrically separated.
  • the main controller may further include a touch controller for detecting a touch position by detecting a voltage change amount according to a change in capacitance of each intersection point of the line.
  • a plurality of first transparent electrode film disposed in parallel in the horizontal direction, a plurality of spaced apart a predetermined interval to be electrically connected to the first transparent electrode film on the first transparent electrode film Interposed between a light emitting body, a plurality of second transparent electrode films provided on the light emitting body so as to be orthogonal to the first transparent electrode film, and electrically connected to the light emitting body, and between the first transparent electrode film and the second transparent electrode film,
  • a transparent display device which insulates between the first transparent electrode film and the second transparent electrode and includes a transparent insulating film having a light-emitting body accommodating part accommodating the plurality of light-emitting bodies.
  • the film-mounted transparent display device may further include a reflector that receives the light emitter and is electrically connected to the light emitter, and may further include a conductor electrically connecting the light emitter to the second transparent electrode film. have.
  • the main controller may further include a touch controller configured to detect a touch position by detecting a voltage change amount according to a change in capacitance of each intersection point of the second line.
  • a first transparent electrode film in a horizontal direction a light emitting diode provided to be electrically connected to the first transparent electrode film on the first transparent electrode film, and the first on the light emitting diode
  • the first transparent electrode film and the second transparent electrode film and orthogonal to the transparent electrode film and electrically connected to the light emitter and interposed between the first transparent electrode film and the second transparent electrode film are interposed between the first transparent electrode film and the second transparent electrode film.
  • the light emitting device is characterized by including an insulated between the electrodes, a transparent insulating film formed with a light emitting diode receiving portion for receiving the light emitting diode.
  • the display device can maintain transparency, the background is visible without the substrate is mounted on the glass window of the building or car to see the inside from the outside, the image of the display device is visible from the outside, and is manufactured without the substrate It is easy to install on a round surface and easy to carry because it is folded like a roll according to its advantages.
  • the display device manufactured by using only wires without a board can be used as an element of a lighting device. Since the production method is made like a woven fabric, it is possible to activate the market of the advertising industry or the lighting industry because the component cost and production cost are low. There is.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a general OLED structure.
  • Figure 2 is a perspective view showing a schematic structure of a wire-mounted light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing in more detail the structure of the light emitting diode of the light emitting device of FIG.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a lattice display device using the wire-mounted light emitting device of FIG. 2 or 3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a transparent electrode film-mounted light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a partially exploded perspective view of a transparent electrode film-mounted light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of a transparent electrode film-mounted light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a transparent electrode film-mounted light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of a light emitting device for ensuring the directivity of the light.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic structure of a wire-mounted light emitting device according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a perspective view showing in more detail the structure of the light emitting diode 11 of the light emitting device of FIG. to be.
  • 4 is a schematic configuration diagram of a grid type display apparatus using the wire-mounted light emitting device of FIG. 2 or 3.
  • the wire-mounted light emitting device 3 is electrically connected to the horizontal wire 2, and provides a space for mounting the horizontal wire 2 and soldering it.
  • the second pad 13 in which the groove 13a is formed, and the light emitting diode 11 electrically connected with the 1st pad 12 and the 2nd pad 13 are comprised.
  • the first pad 12 and the second pad 13 are electrically separated from each other with a light emitting diode interposed therebetween.
  • the horizontal wire 2 connected to the first pad 12 and the vertical wire 1 connected to the second pad 13 are also electrically separated.
  • the light emitting device 3 may further include a transparent insulator 14 for more reliably separating the vertical wire 1 and the horizontal wire 2 electrically.
  • the transparent insulator 14 has an extension groove of the first wire connection groove 12a formed on one surface thereof, and an extension groove of the second wire connection groove 13a formed on the opposite surface thereof. Since the two extension grooves are formed not to touch each other, the vertical wires 1 and the horizontal wires 2 respectively seated in the two extension grooves are electrically separated by the transparent insulator 14. In particular, the intersection of the vertical wire (1) and the horizontal wire (2) is securely supported by the transparent insulator 14, the effect is to be electrically separated.
  • the + terminal of the LED 11 is connected to the first pad 12, and the-terminal is connected to the second pad 13, so that the vertical wire 1 and the horizontal wire 2 are respectively the first and second pads ( 12 and 13, voltages applied to the vertical wire 1 and the horizontal wire 2 are applied to the + terminal and the-terminal of the LED 11.
  • connection structure of the light emitting diode 11, the first pad 12, and the second pad 13 will be described in more detail with reference to FIG. 3.
  • the light emitting diode 11 includes a reflector 11-1, a reflector 11-2 electrically connected to the light emitter 11-1, and the second pad 13, and a light emitter 11-1. And a wire 11-3 electrically connecting the first pad 12 to each other.
  • the light emitter 11-1 may be connected to the reflector 11-2 by metal bonding and may be connected to the first pad 12 by wire bonding.
  • the light emitting device 3 is mounted on a portion where a plurality of vertical wires 1 and a plurality of horizontal wires 2 installed in the vertical direction intersect the vertical wires 1 as shown in FIG. Configure
  • the vertical wires 1 and the horizontal wires 2 may be electrically separated from each other by the light emitting device 3 including the transparent insulator 14.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a transparent electrode film-mounted light emitting device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a partially exploded perspective view of a transparent electrode film-mounted light emitting device according to a second embodiment of the present invention
  • the transparent electrode film-mounted light emitting device includes a plurality of first transparent electrode films 21, a light emitter 22, a second transparent electrode film 23, and And a transparent insulating film 24.
  • the first transparent electrode film 21 is a film made of a material such as indium tin oxide (ITO), carbon nanotubes (CNT), and graphene, and is arranged in parallel in a vertical or horizontal direction. .
  • ITO indium tin oxide
  • CNT carbon nanotubes
  • graphene graphene
  • the plurality of second transparent electrode films 23 may be installed on the light emitters 22 so as to be electrically connected to the second terminals of the light emitters 22, and may be mutually orthogonal to the first transparent electrode films 21. It is installed in parallel.
  • the transparent insulating film 24 is interposed between the first transparent electrode film 21 and the second transparent electrode film 23 so that the first transparent electrode film 21 and the second transparent electrode film 23 are mutually free. It is not electrically isolated and conducting.
  • the transparent insulating film 24 is made of a material that is not electrically conductive, such as polyethylene (polyethylene), the light emitting member 25 is accommodated in the transparent insulating film 24 is accommodated.
  • the driving signal is input to either one of the first transparent electrode film 21 and the second transparent electrode film 23, and the line selection signal is input to the other of the first transparent electrode film 21.
  • the voltage applied to the electrode film 21 or the second transparent electrode film 23 is applied to the first terminal and the second terminal of the light emitter 22.
  • the light emitting unit 25 is formed in the transparent insulating film 24, the light emitting unit 22 is inserted into the light emitting unit 25, and then the upper and lower surfaces of the transparent insulating film 24 are formed.
  • the first transparent electrode film 21 and the second transparent electrode film 23 are bonded to each other at right angles to each other.
  • the transparent electrode film-mounted light emitting device 22 may be mounted on an intersection of the plurality of horizontal transparent electrode films 21 and the horizontal transparent electrode film 22 as shown in FIG. 7 to form a display device or a lighting device.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a transparent electrode film-mounted light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
  • the transparent electrode film-mounted light emitting device includes a plurality of first transparent electrode films 31, a light emitting diode 32, a second transparent electrode film 33, and a transparent insulating film 34. do.
  • the first transparent electrode film 31, the second transparent electrode film 33, and the transparent insulating film 34 are formed of the first transparent electrode film 21, the second transparent electrode film 23, and the transparent of the second embodiment described above. Since it is the same as the insulating film 24, the light emitting diode 32 is demonstrated in detail here.
  • the light emitting diode 32 receives a phosphor 32-1 and a reflector 32-1 and is a reflector 32-2 electrically connected to the light emitter 32-1. And a conductor 32-3 electrically connecting the light emitter 32-1 and the second transparent electrode film 33.
  • the light emitter 32-1 and the reflector 32-2 may be electrically connected to each other by electrical bonding or wire bonding, and the reflector 32-2 and the first transparent electrode film 31 may be electrically connected to each other by electrical bonding. Can be connected.
  • the conductor 32-3 may be implemented by a metal film, a metal rod, a solder bump, or a solder ball, and may be a semitransparent electrode or a transparent conductive material (IT0, CNT, graphene). It may be implemented as.
  • the transparent electrode film-mounted light emitting device 32 is mounted on the intersection of the plurality of horizontal transparent electrode film 31 and the horizontal transparent electrode film 32 as shown in FIG. Can be configured.
  • Figure 9 is a view showing a configuration in which a lens is added to ensure the directivity of the light.
  • the transparent display device has a structure which is seen from the front side and also from the back side. Therefore, if used as it is, the light is unfolded in all directions, the light efficiency may be reduced, and the mirror image may be seen when viewed from the back side.
  • the lens 15 is provided on the front of the light emitting body. By sending the light through the lens 15 only in the desired direction, the light efficiency can be increased and the mirror image can be prevented from being seen from the rear side.
  • the user may express the intention of the user by touching the display device.
  • a sudden change in voltage is applied to a vertical wire at a time that does not interfere with light emission, and a horizontal wire does not supply any current and the capacitance changed by user contact.
  • the amount of change is detected, it is possible to determine whether the user is in contact.
  • the display device of the first, second and third embodiments outputs the touch sensing mode or the display mode selection signal to the horizontal line or the first line of the first transparent electrode film, and the vertical line or the second line.
  • the display device may further include a main controller configured to sense a touch position by detecting a voltage change amount according to a change in capacitance formed at each intersection of the second line and the first line of the transparent electrode film.
  • the demand for display devices and lighting devices using LED light emitting devices is increasing rapidly according to the information transmission and advertisement effect of the display devices and the eco-friendliness, high efficiency, and semi-permanent lifetime of the LED light emitting devices.
  • the present invention relates to a light emitting device mounted directly on an electric wire without a PCB substrate or a glass substrate and a display device using the same, together with the demands of the industry, and can be installed on a curved surface because it can not only maintain transparency but also have flexibility. It is a technology that can manufacture display devices and lighting fixtures that are easy to carry, easy to carry, and directly mounted on electric wires, and are easy to manufacture and low in manufacturing and parts costs.

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Abstract

본 발명은 PCB 기판이나 유리 기판 없이 다수 개의 수평전선과 상기 수평전선과 수직방향으로 설치되는 다수 개의 수직전선이 교차하는 부분에 다수 개가 장착되는 전선 장착형 발광소자를 이용한 투명성과 유연성을 지닐 수 있는 투명 디스플레이 장치에 관한 것이다. 상기 투명 디스플레이 장치의 상기 전선 장착형 발광소자는 상기 수평전선에 전기적으로 접속되는 제 1 패드와, 상기 수직전선에 전기적으로 접속되는 제 2 패드와, 상기 제 1 패드 및 제 2 패드와 전기적으로 접속되는 발광 다이오드로 구성되며, 상기 발광소자 자체는 제 수평전선 및 수직전선을 전기적으로 분리한다. 본 발명의 투명 디스플레이 장치는 기판 없이 제작됨으로써 건물이나 자동차의 유리창에 장착되어 안에서는 밖이 보이고, 밖에서는 디스플레이 장치의 영상이 보이는 기능을 제공하고, 기판 없이 제작되는 장점에 따라 두루마리와 같이 접히기 때문에 둥근 표면에 장착이 용이하며, 휴대가 간편한 장점을 지니고 있다.

Description

투명 디스플레이 장치 및 이를 위한 발광소자
본 발명은 기판 없이 구현되는 발광소자 및 이를 이용한 투명 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 목표된 방향으로만 빛을 보내고 전선에 직접 장착할 수 있는 발광소자를 제공하고, 이러한 발광소자를 복수의 수평전선과 복수의 수직전선의 교차점에 장착하거나 복수의 수평 방향 투명전극필름과 복수의 수직 방향 투명전극필름의 교차점에 장착하여, PCB 기판이나 유리 기판 없이 투명성을 유지할 수 있을 뿐 아니라 다양한 문자나 기호를 디스플레이하거나 조명으로 사용할 수 있는 기술에 관한 것이다.
경관 조명이나 광고용 조명 등에 다양한 형태의 전광판이 사용되고 있다.
멀리서 보이는 전광판은 다수의 전구를 평면에 배열하고 전류를 통하여 각종의 정보를 가시적인 형태로 표시하는 장치로서, 초기에는 전구나 형광등을 주로 사용하였으나, 근래에는 친환경적이면서 수명이 긴 LED가 널리 사용되고 있다. 이러한 LED 전광판은 PCB 기판 상에 LED 칩들이 다수 개 배치되어 있는 형태가 일반적이다.
이에, 대한민국 실용등록 제370794호에는 투명장치(1)에 전도성 코팅물질(2)을 도포한 후, LED(3)를 코팅물질(2)에 접착시켜 발광토록 한 구조를 갖는 투명 광고판이 제안된 바 있다. 그러나 이와 같은 종례 예에 따르면 표현하기 원하는 형태대로 도포된 전도성 코팅물질(2)을 화학적 에칭이나 물리적으로 잘라낸 후, LED(3)를 접착시켜야 하므로 공정이 복잡하게 되어 복잡한 문양을 표현하기에 한계가 있고, LED를 사이에 두고 투명 장치를 별도로 제작하여 접착 제조됨에 따라, 외부의 조그만 충격에 쉽게 파손되어 내구성에 문제가 있다.
이러한 상기 등록실용신안의 단점을 해결하기 위해, 대한민국 공개실용신안 20-2009-2907호에는 도체이고 직경이 0.1mm이하의 가는 선으로 제직되어 다수의 격자를 형성하며, 소정거리 이격 설치되는 한 쌍의 메쉬망, 표현하기 원하는 문양으로 격자에 삽입되고 +,- 단자가 한 쌍의 메쉬망에 각각 별도로 연결되며, 복수의 색을 발광하는 LED 및 메쉬망의 둘레에 투명한 소재를 이용하여 소정 두께로 몰딩 형성되는 몰드 성형체를 포함하는 투명 광고판을 제공하여 LED를 메쉬망에 쉽게 고정할 수 있어 설치작업이 간단할 뿐만 아니라 복잡한 문양이라도 쉽게 표현할 수 있고, 메쉬망을 도체 세선으로 구현함에 따라 투명한 LED 이미지 연출이 가능하며, 내장된 메쉬망에 의해 내구성이 향상되도록 하고 있다.
그러나 상기 공개실용신안은 +와 - 전원에 연결되는 2개의 메쉬망 사이에 LED가 접속되는 구조로서 2개의 메쉬망 간의 쇼트를 방지하기 위해 몰드 성형체가 형성되어야 하는 단점이 있으며, 몰드 성형체에 의해 투명 전광판으로서의 기능이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 2개의 메쉬망이 필요하고, 다수의 LED를 메쉬망에 연결하기 위해 LED의 +단자와 -단자를 메쉬망에 일일이 와이어링하여야 하므로 작업 공수가 많아 제작단가가 상승하는 문제점이 있다.
한편, 텔레비전이나 모니터와 같이 가까운 거리에서 보이는 OLED를 이용한 디스플레이 장치는 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이 유리 기판(100) 상에서 유기 박막층(200)의 양측을 양극(300)과 음극(400)으로 에워싼 샌드위치 구조를 하고 있다. 여기서, 유기 박막층(200)은 정공주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL)으로 구성되어 있으며, 발광층(EML)에서 생성된 빛이 외부로 방출되어야 하므로, 양극(300)과 음극(400)은 투명 물질(ITO)로 이루어진다.
종래의 PCB 기판을 이용한 종래 방식의 경우 기판이 불투명하고 단단하여 유리창에 장착하거나 곡면에 장착하기가 곤란하여, 투명한 LED 광고판이나 자동차의 계기판용 디스플레이 등으로는 사용할 수 없는 단점이 있다.
또한, 텔레비전이나 모니터와 같이 고밀도, 고해상도의 구현을 위해서는 AMOLED와 같이 유리 기판에 ITO 전극을 도포하고, OLED를 형성하는 방식이 유리하지만 배경이 보이는 자동차 계기판과 같이 픽셀(Pixel)의 밀도와 해상도가 적은 경우에는 유리 기판에 OLED를 형성하는 방식은 공정이 복잡하고 제조비용이 높은 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 원거리용과 근거리용 디스플레이 장치를 제공하는 것에 있다.
원거리용 혹은 근거리용 디스플레이 장치를 제작하기 위하여 전선에 직접 장착되는 발광소자를 개발하고, 이 발광소자를 다수개의 수평전선과 수직전선이 격자형으로 배치된 교차점에 장착하여 전선의 접촉을 방지하며, 간단한 구조로서 투명성을 유지할 수 있는 디스플레이 장치를 제공한다.
또한 근거리용 디스플레이 장치는 일반적인 금속전선 대신, 투명전극필름을 전선으로 이용하여 사람의 시야를 방해하지 않도록 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 수평전선과 수직전선이 교차하는 부분에 장착되는 발광소자로서, 상기 수평전선에 전기적으로 접속되는 제 1 패드와, 상기 수직전선에 전기적으로 접속되는 제 2 패드와, 상기 제 1 패드 및 제 2 패드와 전기적으로 접속되는 발광 다이오드를 포함하며, 상기 수직전선과 상기 수평전선은 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 발광소자가 제안된다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 복수의 수평전선과 복수의 수직전선이 교차하는 부분에 장착되는 발광 다이오드로서 상기 수평전선에 전기적으로 접속되고 상기 수평전선을 수용하는 제 1 전선 연결홈이 형성되는 제 1 패드와, 상기 수직전선에 전기적으로 접속되고 상기 수직전선을 수용하는 제 2 전선 연결홈이 형성되는 제 2 패드와, 상기 제 1 패드 및 제 2 패드와 전기적으로 접속되는 발광 다이오드를 포함하고, 상기 제 1 패드와 제 2 패드는 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 발광소자를 이용한 투명 디스플레이 장치가 제안된다.
이러한 투명 디스플레이 장치에서, 상기 수평전선을 제 1 라인으로 하고, 상기 수직전선을 제 2 라인으로 할 때, 상기 제 1 라인에 터치 감지모드 또는 디스플레이 모드 선택 신호를 출력하며, 제 1 라인과 제 2 라인의 각 교차점의 캐패시턴스 변화에 따른 전압 변화량 감지를 통해 터치 위치를 감지하는 메인 컨트롤러가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 수평방향으로 평행하게 배치되는 복수의 제 1 투명 전극 필름과, 상기 제 1 투명 전극 필름 상에 상기 제 1 투명 전극 필름과 전기적으로 연결되도록 일정 간격 이격 설치된 복수의 발광체와, 상기 발광체 상에 제 1 투명 전극 필름과 직교하도록 설치되어 상기 발광체와 전기적으로 연결되는 복수의 제 2 투명 전극 필름 및 상기 제 1 투명 전극 필름과 상기 제 2 투명 전극 필름 사이에 개재되어, 상기 제 1 투명 전극 필름과 상기 제 2 투명 전극 사이를 절연하며, 상기 복수의 발광체가 수용되는 발광체 수용부가 형성된 투명 절연 필름을 포함하는 투명 디스플레이 장치가 제안된다.
이와 같은 필름 장착형 투명 디스플레이 장치는, 상기 발광체를 수용하며 상기 발광체와 전기적으로 연결되는 리플렉터를 더 포함할 수 있으며, 나아가 상기 발광체와 상기 제 2 투명 전극 필름을 전기적으로 연결하는 전도체를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 제 1 투명 전극 필름을 제 1 라인으로 하고, 상기 제 2 투명 전극 필름을 제 2 라인으로 할 때, 상기 제 1 라인에 터치 감지모드 또는 디스플레이 모드 선택 신호를 출력하며, 제 1 라인과 제 2 라인의 각 교차점의 캐패시턴스 변화에 따른 전압 변화량 감지를 통해 터치 위치를 감지하는 메인 컨트롤러가 더 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 수평방향의 제 1 투명 전극 필름과, 상기 제 1 투명 전극 필름 상에 상기 제 1 투명 전극 필름과 전기적으로 연결되도록 설치된 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드 상에 상기 제 1 투명 전극 필름과 직교하도록 설치되고 상기 발광체와 전기적으로 연결되는 제 2 투명 전극 필름 및 상기 제 1 투명 전극 필름과 상기 제 2 투명 전극 필름 사이에 개재되어 상기 제 1 투명 전극 필름과 상기 제 2 투명 전극 사이를 절연하며, 상기 발광 다이오드가 수용되는 발광 다이오드 수용부가 형성된 투명 절연 필름을 포함함을 특징으로 하는 발광소자가 제안된다.
본 발명에 따른, 투명성을 유지할 수 있어 배경이 보이는 디스플레이 장치는 기판 없이 제작됨으로써 건물이나 자동차의 유리창에 장착되어 안에서는 밖이 보이고, 밖에서는 디스플레이 장치의 영상이 보이는 기능을 제공하고, 기판 없이 제작되는 장점에 따라 두루마리와 같이 접히기 때문에 둥근 표면에 장착이 용이하며, 휴대가 간편한 장점을 지니고 있다.
또한 기판 없이 전선만으로 제작되는 디스플레이 장치는 조명장치의 소자로도 사용될 수 있으며, 생산방식이 직물을 짜듯 이루어지기 때문에 부품비용 및 제작비용 저렴하기 때문에 광고업계나 조명업계의 시장을 활성화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 OLED 구조를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전선 장착형 발광소자의 개략적인 구조를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 발광소자 중 특히 발광 다이오드의 구조를 보다 상세하게 도시한 사시도.
도 4는 도 2 또는 도 3의 전선 장착형 발광소자를 이용한 격자형 디스플레이 장치의 개략적인 구성도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명전극필름 장착형 발광소자의 단면도.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명전극필름 장착형 발광소자의 부분 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명전극필름 장착형 발광소자의 결합 사시도.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 투명전극필름 장착형 발광소자의 단면도.
도 9는 빛의 지향성을 보장하기 위한 발광소자의 구성도.
제 1 실시예
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전선 장착형 발광소자의 개략적인 구조를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 발광소자 중 특히 발광 다이오드(11)의 구조를 보다 상세하게 도시한 사시도이다. 그리고 도 4는 도 2 또는 도 3의 전선 장착형 발광소자를 이용한 격자형 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2에서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전선 장착형 발광소자(3)는 수평전선(2)에 전기적으로 접속되는 것으로서 수평전선(2)이 장착되고 납땜이 될 수 있는 공간을 제공하는 제 1 전선 연결홈(12a)이 형성되는 제 1 패드(12)와, 수직전선(1)에 전기적으로 접속되는 것으로서 수직전선(1)이 장착되고 납땜이 될 수 있는 공간을 제공하는 제 2 전선 연결홈(13a)이 형성되는 제 2 패드(13)와, 제 1 패드(12) 및 제 2 패드(13)와 전기적으로 접속되는 발광 다이오드(11)를 포함하여 구성된다.
제 1 패드(12)와 제 2 패드(13)는 발광 다이오드를 사이에 두고 전기적으로 분리된다. 그리고 그로 인해 제 1 패드(12)에 연결된 수평전선(2)과 제 2 패드(13)에 연결된 수직전선(1) 역시 전기적으로 분리된다.
발광소자(3)는 수직전선(1)과 수평전선(2)을 전기적으로 보다 확실히 분리하기 위한 투명 절연체(14)를 더 포함할 수 있다. 투명 절연체(14)는 그 일면에 제 1 전선 연결홈(12a)의 연장홈이 형성되고 그 반대면에는 제 2 전선 연결홈(13a)의 연장홈이 형성되어 있다. 두 연장홈은 서로 맞닿지 않도록 형성되므로 상기 두 연장홈에 각각 안착되는 수직전선(1)과 수평전선(2)은 투명 절연체(14)에 의해 전기적으로 분리된다. 특히 수직전선(1)과 수평전선(2)의 교차 부분이 투명 절연체(14)에 의해 안전하게 지지되면서 전기적으로 분리되는 효과를 얻게 된다.
LED(11)의 + 단자는 제 1 패드(12)에 연결되고 - 단자는 제 2 패드(13)에 연결되어, 수직전선(1)과 수평전선(2)이 각각 제 1 및 제 2 패드(12, 13)에 접속되는 경우 수직전선(1)과 수평전선(2)에 인가되는 전압이 LED(11)의 + 단자 및 - 단자에 인가된다.
도 3을 통해 발광 다이오드(11)와 제 1 패드(12) 및 제 2 패드(13)의 연결 구조에 대한 일례를 보다 상세히 살펴보기로 한다.
발광 다이오드(11)는 발광체(phosphor)(11-1)와 발광체(11-1) 및 제 2 패드(13)와 전기적으로 연결되는 리플렉터(reflector)(11-2), 발광체(11-1)와 제 1 패드(12)를 전기적으로 연결하는 와이어(11-3)를 포함하여 이루어진다. 발광체(11-1)는 리플렉터(11-2)와 금속접합으로 연결되고 제 1 패드(12)와는 와이어본딩(wire bonding)으로 연결될 수 있다.
이러한 발광소자(3)는 도 4와 같이, 복수의 수직전선(1)과, 수직전선(1)과 수직방향으로 설치되는 복수의 수평전선(2)이 교차하는 부분에 장착되어 격자형 디스플레이 장치를 구성한다. 그리고 수직전선(1)과 수평전선(2)은 투명 절연체(14)를 포함하는 발광소자(3)에 의해 서로 전기적으로 분리될 수 있다.
제 2 실시예
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명전극필름 장착형 발광소자의 단면도이고, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명전극필름 장착형 발광소자의 부분 분해 사시도이며, 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명전극필름 장착형 발광소자의 결합 사시도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명전극필름 장착형 발광소자는 복수의 제 1 투명 전극 필름(21), 발광체(22), 제 2 투명 전극 필름(23) 및 투명 절연 필름(24)을 포함한다.
여기서, 제 1 투명 전극 필름(21)은 인듐산화막 (Indium tin oxide, ITO), 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT), 그라핀과 같은 재질로 이루어지는 필름으로서, 수직 또는 수평 방향으로 평행하게 배치된다.
그리고, 복수의 제 2 투명 전극 필름(23)은 발광체(22)의 제 2 단자와 전기적으로 연결될 수 있도록 발광체(22) 상에 설치되되, 제 1 투명 전극 필름(21)과 직교하는 방향으로 서로 평행하게 설치된다.
그리고, 제 1 투명 전극 필름(21)과 제 2 투명 전극 필름(23) 사이에는 투명 절연 필름(24)이 개재됨으로써, 제 1 투명 전극 필름(21)과 제 2 투명 전극 필름(23)은 서로 전기적으로 분리되어 도통되지 않는다. 이때, 투명 절연 필름(24)은 폴리에틸렌(polyethylene)과 같이 전기가 통하지 않은 재질로 이루어지며, 투명 절연 필름(24)에는 발광체(22)가 수용되는 발광체 수용부(25)가 형성된다.
그리고, 본 발명의 제 2 실시예는 제 1 투명 전극 필름(21)과 제 2 투명 전극 필름(23) 중 어느 한 쪽에는 구동 신호가 입력되고, 다른 한쪽에는 라인 선택 신호가 입력됨으로써 제 1 투명 전극 필름(21) 또는 제 2 투명 전극 필름(23)에 인가되는 전압이 발광체(22)의 제 1 단자 및 제 2 단자에 인가된다.
이러한 구성에 따르면, 우선 투명 절연 필름(24)에 발광체 수용부(25)를 형성하고, 발광체 수용부(25)에 발광체(22)를 삽입한 후에 투명 절연 필름(24)의 상부면과 하부면에 제 1 투명 전극 필름(21)과 제 2 투명 전극 필름(23)이 서로 직교하도록 접착한다.
이러한 투명전극필름 장착형 발광소자(22)는 도 7과 같이 복수의 수평 투명전극필름(21)과 수평투명전극 필름(22)의 교차하는 부분에 장착되어 디스플레이 장치나 조명장치를 구성할 수 있다.
제 3 실시예
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 투명전극필름 장착형 발광소자의 단면도이다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 투명전극필름 장착형 발광소자는 복수의 제 1 투명 전극 필름(31), 발광 다이오드(32), 제 2 투명 전극 필름(33) 및 투명 절연 필름(34)을 포함한다. 제 1 투명 전극 필름(31), 제 2 투명 전극 필름(33) 및 투명 절연 필름(34)은 전술한 제 2 실시예의 제 1 투명 전극 필름(21), 제 2 투명 전극 필름(23) 및 투명 절연 필름(24)와 동일하므로 여기서는 발광 다이오드(32)에 대해서 상세히 설명한다.
도 8에서 보듯, 발광 다이오드(32)는 발광체(phosphor)(32-1), 발광체(32-1)를 수용하며 발광체(32-1)와 전기적으로 연결되는 리플렉터(reflector)(32-2), 발광체(32-1)와 제 2 투명 전극 필름(33)을 전기적으로 연결하는 전도체(32-3)을 포함한다. 발광체(32-1)와 리플렉터(32-2)는 전기접합 또는 와이어본딩에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 리플렉터(32-2)와 제 1 투명 전극 필름(31)은 전기접합에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
전도체(32-3)는 금속막, 금속 막대, 솔더 범프(Solder bump), 솔더 볼(Solder ball)로 구현될 수도 있고, 반투명 전극(Semitransparent electrode) 또는 투명전도 물질(IT0, CNT, 그라핀)로 구현될 수도 있다.
이러한 투명전극필름 장착형 발광소자(32)는 도면으로 도시하지는 않았으나 도 7과 마찬가지로 복수개의 수평 투명전극필름(31)과 수평투명전극 필름(32)의 교차하는 부분에 장착되어 디스플레이 장치나 조명장치를 구성할 수 있다.
한편, 도 9는 빛의 지향성을 보장하기 위해 렌즈가 추가된 구성을 도시한 도면이다.
즉, 제 1 실시예, 제 2 실시예, 제 3 실시예에 의한 투명 디스플레이 장치는 앞면에서도 보이고 뒤에서도 보이는 구조이다. 따라서 그대로 사용할 경우 빛이 모든 방향으로 전개되므로 빛의 효율이 떨어질 수 있고 뒷면에서 보았을 때 거울상이 보일 수 있다. 이러한 불편을 막기 위하여 도 9과 같이, 발광체의 전면에 렌즈(15)를 설치한다. 렌즈(15)를 통해 빛을 원하는 방향으로만 보냄으로써 빛의 효율을 증대시키고 뒷면에서 거울상이 보이는 것을 방지할 수 있다.
또한 제 1 실시예, 제 2 실시예, 제 3 실시예에서 도시된 투명 디스플레이 장치는 사용자가 디스플레이 장치를 터치하여 사용자의 의도를 표현할 수도 있다.
이러한 감촉을 인지하기 위한 투명 디스플레이 장치의 제어 방법으로는 발광에 방해를 주지 않는 시간에 수직전선에 급격한 전압변화를 공급하는 동시에, 수평전선은 아무런 전류를 공급하지 않으며 사용자의 접촉에 의하여 변경되는 커패시턴스의 변화량을 감지하면 사용자 접촉여부를 판단할 수 있다.
이를 위해, 제 1 실시예, 제 2 실시예 및 제 3 실시예의 디스플레이 장치는 수평전선 또는 제 1 투명전극필름의 제 1 라인에 터치 감지모드 또는 디스플레이 모드 선택 신호를 출력하며, 수직전선 또는 제 2 투명전극필름의 제 2 라인과 상기 제 1 라인의 각 교차점에 형성되는 캐패시턴스의 변화에 따른 전압 변화량 감지를 통해 터치 위치를 감지하는 메인 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 터치 감지를 위한 별도의 전선 없이도 터치 위치를 감지하여 사용자의 의도를 파악할 수 있는 장점을 지닌다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
디스플레이 장치의 정보전달성 및 광고효과와 LED 발광소자의 친환경성, 고효율 및 반영구적 수명에 따라 LED 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 조명기구의 수요는 매우 빠르게 증가하고 있다.
본 발명은 이러한 산업계의 요구와 더불어 PCB 기판이나 유리 기판 없이 전선에 직접 장착하는 발광소자 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 기판이 없기 때문에 투명성을 유지할 수 있을 뿐 아니라, 유연성을 지니기에 곡면에 설치하는 것이나 휴대가 간편하고, 전선에 직접 장착하기 때문에 제작이 용이하고 제작 및 부품비용이 저렴한 디스플레이 장치 및 조명기구를 제작할 수 있는 기술이다.

Claims (9)

  1. 수평전선과 수직전선이 교차하는 부분에 장착되는 발광소자로서,
    상기 수평전선에 전기적으로 접속되는 제 1 패드와;
    상기 수직전선에 전기적으로 접속되는 제 2 패드와;
    상기 제 1 패드 및 제 2 패드와 전기적으로 접속되는 발광 다이오드
    를 포함하며,
    상기 수직전선과 상기 수평전선은 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 전면에는 빛의 방향성을 보장하기 위한 렌즈가 설치되는 것을 특징으로 하는 발광소자.
  3. 복수의 수평전선과 복수의 수직전선이 교차하는 부분에 장착되는 발광소자를 이용한 디스플레이 장치로서,
    상기 수평전선에 전기적으로 접속되는 것으로서 상기 수평전선을 수용하는 제 1 전선 연결홈이 형성되는 제 1 패드와;
    상기 수직전선에 전기적으로 접속되는 것으로서 상기 수직전선을 수용하는 제 2 전선 연결홈이 형성되는 제 2 패드와;
    상기 제 1 패드 및 제 2 패드와 전기적으로 접속되는 발광 다이오드를 포함하며, 상기 제 1 패드와 제 2 패드는 전기적으로 분리되는 것을 특징으로 하는 발광소자
    를 이용한 투명 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수평전선을 제 1 라인으로 하고, 상기 수직전선을 제 2 라인으로 할 때,
    상기 제 1 라인에 터치 감지모드 또는 디스플레이 모드 선택 신호를 출력하며, 제 1 라인과 제 2 라인의 각 교차점의 캐패시턴스 변화에 따른 전압 변화량 감지를 통해 터치 위치를 감지하는 메인 컨트롤러를 더 포함함을 특징으로 하는 투명 디스플레이 장치.
  5. 수평방향으로 평행하게 배치되는 복수의 제 1 투명 전극 필름;
    상기 제 1 투명 전극 필름 상에 상기 제 1 투명 전극 필름과 전기적으로 연결되도록 설치된 복수의 발광체;
    상기 발광체 상에 제 1 투명 전극 필름과 직교하도록 설치되어 상기 발광체와 전기적으로 연결되는 복수의 제 2 투명 전극 필름; 및
    상기 제 1 투명 전극 필름과 상기 제 2 투명 전극 필름 사이에 개재되어, 상기 제 1 투명 전극 필름과 상기 제 2 투명 전극 사이를 절연하며, 상기 복수의 발광체가 수용되는 발광체 수용부가 형성된 투명 절연 필름을 포함함을 특징으로 하는 투명 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제 1 투명 전극 필름을 제 1 라인으로 하고, 상기 제 2 투명 전극 필름을 제 2 라인으로 할 때,
    상기 제 1 라인에 터치 감지모드 또는 디스플레이 모드 선택 신호를 출력하며, 제 1 라인과 제 2 라인의 각 교차점의 캐패시턴스 변화에 따른 전압 변화량 감지를 통해 터치 위치를 감지하는 메인 컨트롤러를 더 포함함을 특징으로 하는 투명 디스플레이 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 발광체를 수용하며 상기 발광체와 전기적으로 연결되는 리플렉터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 디스플레이 장치.
  8. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 발광체와 상기 제 2 투명 전극 필름을 전기적으로 연결하는 전도체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 발광 다이오드의 전도체는,
    금속막, 금속 막대, 솔더 범프(Solder bump), 솔더 볼(Solder ball), 반투명 전극(Semitransparent electrode) 및 투명전도 물질(IT0, CNT, 그라핀) 중 어느 하나로 구현되는 것을 특징으로 하는 투명 디스플레이 장치.
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