KR102043495B1 - 디지털 숫자 표시장치 및 이를 형성하는 방법 - Google Patents

디지털 숫자 표시장치 및 이를 형성하는 방법 Download PDF

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Abstract

발광 디스플레이 장치는 회로기판, 분할판, 형광분말 필름 및 반사 하우징을 포함한다. 회로기판에는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩이 설치된다. 분할판은 회로기판의 최상면에 설치된다. 분할판은 상하 천공되며 각각 적어도 하나의 발광 다이오드 칩과 형광분말 필름에 대응되는 통공을 구비한다. 반사 하우징은 형광분말 필름의 상방에 위치하는 반사부 및 반사부의 하방에 위치하는 수용공간을 포함하고, 수용공간은 회로기판, 분할판 및 형광분말 필름을 수용한다. 본 발명은 발광 디스플레이 장치를 형성하는 방법을 더 제공한다.

Description

디지털 숫자 표시장치 및 이를 형성하는 방법{DIGITAL NUMERICAL DISPLAY AND METHOD FORMING THEREFOR}
본 발명은 디지털 숫자 표시장치 및 이를 형성하는 방법에 관한 것으로서, 상세하게, 다수의 발광 다이오드 칩들을 결합하여, 다수의 발광 다이오드 칩들의 광선을 형광물질들과 반사부들을 통과시킨 후，전자제품의 표면에 특정된 숫자, 부호 또는 컬러를 디스플레이시키는 디지털 숫자 표시장치 및 이를 형성하는 방법에 관한 것이다.
선행 기술의 발광 디스플레이 장치(예, Number Display)는 발광 다이오드 칩(LED chip)을 결합하거나 COB(Chip On Board) 형태의 LED 회로기판으로서, 회로기판이 반사부와 결합되어 필요한 발광문자, 부호, 또는 컬러를 형성한다.
선행 기술에서, 발광 다이오드의 광원이 반사부를 통하여 점광원을 형성하는 것을 방지하기 위하여, 반사부는 일정한 두께가 필요하고, 내부에는 봉합 콜로이드와 확산제가 충진되어 있다. 이밖에, 비교적 큰 조명 사이즈가 필요하고, 비교적 많은 수량의 발광 다이오드가 서로 근접하여, 점광원의 현상을 감소시킬 필요성이 있다.
삭제
한국공개특허공보 제10-2012-0082860호 (2012. 07. 24)
본 발명은 형광물질을 구비하는 형광분말 필름을 이용하여 일정한 두께를 가진 분할판에 배합하여 발광 다이오드 칩이 발산하는 광선이 이에 의해 면광원을 형성하고 재차 반사부에 진입함으로써, 선행기술의 점광원의 불량 화소 현상을 해결하고, 조명이 더 균일하고, 반사부 내부의 확산제를 감소시켜, 더 슬림화된 디지털 숫자 표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한，본 발명은 디지털 숫자 표시장치를 형성하는 방법을 더 제공하는 바, 형광물질을 구비하는 형광분말 필름을 제공하여, 후단 조립 전에, 형광분말 필름의 컬러 포인트 분포 블록에 대하여 미리 광학 선별을 진행하여, 컬러 포인트가 더 정확한 디지털 숫자 표시장치를 제공한다.
본 발명의 디지털 숫자 표시장치를 형성하는 방법은, 후단 조립 전에, 광학의 테스트와 필터링을 통하여, 더 정확한 컬러 포인트를 가진 형광분말 필름을 찾아 낸다. 따라서, 발광 디스플레이 장치의 완성품이 발산하는 광선 컬러 포인트는 고객이 사전에 지정한 범위에 더 부합하게 된다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명이 사용한 기술, 방법, 및 효과를 더 잘 이해하기 위하여, 이하 본 발명에 관한 상세한 설명, 도면을 참조하여 설명한다. 이러한 설명으로부터 본 발명의 목적, 특징과 장점을 더 구체적으로 이해될 것이고, 첨부된 도면과 이어지는 상세한 설명은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하는 것이 아님을 유의해야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 제1 실시예의 분해도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 형광분말 필름의 제조 공정의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 제1 실시예의 단면 조립도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 제1 실시예의 다양한 실시양태를 각각 나타낸 조립 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 제2 실시예의 분해도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예의 형광분말 필름의 제조 공정의 모식도이다.
도 5a는 본 발명의 제2 실시예의 형광분말 필름의 다른 제조 공정의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 제2 실시예의 단면 조립도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 제2 실시예의 다양한 실시양태를 각각 도시하는 조립 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 형광분말 필름이 색도 좌표 내에 분포되어 선별되는 모식도이다.
<제1 실시예 >
도 1은 본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 제1 실시예의 분해도이다. 도 1을 참조하면, 디지털 숫자 표시장치는 회로기판(10), 분할판(20), 형광분말 필름(30) 및 반사 하우징(40)을 포함한다.
회로기판(10)에는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩(12)이 설치되고, 발광 다이오드 칩(12)은 COB(Chip On Board) 형태의 LED일 수 있으며, 도선(wire)(14)에 의해 회로기판(10) 표면의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 않으며, 발광 다이오드 칩은 예를 들어, 플립칩 LED 등일 수 있다. 본 실시예의 발광 다이오드 칩(12)은 청색 LED일 수 있고, 그 광선의 범위는 약 400nm에서 480nm이고, 바람직하게는 파장이 445 내지 475nm의 고휘도 청색 LED를 이용할 수 있으며, 적색, 녹색 또는 황색의 형광 분말을 배합할 수 있으므로, 다양한 컬러의 광선을 여기시킬 수 있다. 발광 디스플레이 장치의 발광 컬러 포인트 영역을 제어하기 위하여, 발광 다이오드 칩(12)은 바람직하게 파장의 범위를 예를 들어, 465nm 내지 467.5nm로 선택할 수 있다.
분할판(20)은 회로기판(10)의 최상면에 설치되고, 발광 다이오드 칩(12)에 대응되는 위치에 통공(21)이 형성된다. 여기서, 바람직하게 통공(21)의 위치는 본 발명의 발광 디스플레이 장치가 디스플레이하고자 하는 패턴과 대응된다. 예를 들어, 본 발명의 디지털 숫자 표시장치가 디스플레이하고자 하는 패턴이 숫자가 8인 7개의 노드(node)이면, 통공(21)의 위치도 상응하게 숫자가 8인 7개의 노드이다. 본 실시예에서, 하나의 통공 내에는 하나의 발광 다이오드 칩(12)이 설치된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는 바, 하나의 통공에는 복수개의 발광 다이오드 칩들이 설치될 수 있고, 이 부분은 후술하기로 한다. 분할판(20)의 최상면에는 통공(21)에 대응되는 상부 개구부(211)가 형성되고, 분할판(20)의 저면에는 통공(21)에 대응되는 하부 개구부(212)가 형성된다. 통공(21)은 그 폭이 고정될 수도 있고, 아니면 상부 개구부(211)의 폭이 하부 개구부(212)의 폭 보다 클 수도 있다. 본 실시예에서，분할판(20)의 두께는 바람직하게 발광 다이오드 칩(12)의 높이 보다 크거나 같은 바, 예를 들어 칩이 0.15mm 일 경우, 도선을 사용하여 본딩(bonding)할 경우, 바람직하게는 0.4mm 보다 크다.
도 2는 본 발명의 형광분말 필름의 제조 공정의 모식도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 형광분말 필름(30)은 고무재(321) 및 고무재(321)와 혼합되는 형광물질(322)을 포함한다. 배합하는 과정은 발광 디스플레이 장치가 디스플레이하고자 하는 컬러에 따라, 상응한 비율로 배합하여 형광물질(322)과 고무재(321)를 혼합한다. 이어서 형광물질(322)과 고무재(321)의 혼합물(32)을 균일하게 교반한다. 투명 기판(31) 상에서 디스플레이하고자 하는 패턴에 따라 혼합물(32)을 코팅하여 고무 파우더 혼합층(32)을 형성하고, 고무 파우더 혼합층(32)의 주위에 차광층(34)을 코팅한다. 차광층(34)은 블랙 잉크층(Black ink layer)일 수 있고, 고무 파우더 혼합층(32)이 발광할 때 측면광 누출을 방지할 수 있다. 상기 디스플레이하고자 하는 패턴은 프린트 스크린(print screen) 또는 실드(shield)를 이용할 수 있다. 형광분말 필름(30)의 위치는 분할판(20)의 상부 개구부(211)에 대응된다. 즉, 통공(21)의 위치는 형광분말 필름(30)에 대응된다. 게다가, 차광층(34)의 위치는 분할판(20) 최상면에서 상부 개구부(211)를 제외한 영역에 대응되므로, 디스플레이하고자 하는 패턴외의 영역에 대응된다.
다시 말하면, 분할판(20)의 최상면에 설치되는 형광분말 필름(30)은 투명 기판(31), 투명 기판(31) 위에 위치하는 디스플레이하고자 하는 패턴을 구비하는 고무 파우더 혼합층(32) 및 디스플레이하고자 하는 패턴을 에워싸는 차광층(34)을 포함한다.
보충 설명하면, 본 실시예는 회로기판(10)에 발광 다이오드 칩(12)을 고정할 수 있고, 본딩한 후 선택적으로 한 층의 투광 콜로이드(140)를 발광 다이오드 칩(12)에 코팅하여, 발광 다이오드 칩(12) 및 도선(wire)(14)을 보호하도록 한다. 여기서, 투광 콜로이드(140)는 제2 형광물질(미도시)을 포함할 수 있는 바, 예를 들어, 색온도에 기반하여 적색 형광 분말을 첨가하는 것을 고려할 수 있다. 여기서, 제2 형광물질에 기반하여, 형광물질(322)은 제1 형광물질로 명명하여 구별할 수 있다.
도 3은 본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 단면 조립도이다. 도 3을 참조하면, 반사 하우징(40)은 형광분말 필름(30)의 상방에 위치하는 적어도 하나의 반사부(42) 및 반사부(42)의 하방에 위치하는 수용공간(45)을 포함한다. 구체적으로, 반사부(42)는 고무 파우더 혼합층(32)의 상방에 위치한다. 수용공간(45)은 회로기판(10), 분할판(20) 및 형광분말 필름(30)을 수용한다. 본 발명의 발광 디스플레이 장치는, 발광 다이오드 칩(12)이 발산하는 제1 광선이 일정한 거리(분할판(20)에 의해 정의된 거리)를 거쳐 발산된 후, 출광 경로 상에 위치하는 형광분말 필름(30) 상의 형광물질(322)을 여기시켜，제2 광선을 발생시키며 다시 반사부(42)를 거쳐 발산된다. 본 실시예에서, 광선은 우선 균일하게 인쇄 또는 코팅된 형광분말 필름(30)을 통과하여 면광원을 형성하고, 다시 반사부(42)를 거쳐 균일한 출광면으로 나타난다.
또한, 분할판(20)을 정확하게 회로기판(10) 상에 고정시키기 위하여, 본 발명의 분할판(20)과 회로기판(10) 사이에는 서로 대응되는 걸림 결합 구조가 구비된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 분할판(20)의 저면에는 복수개의 위치결정 돌출부(23)가 구비되고, 회로기판(10) 상에는 복수개의 위치결정 돌출부(23)에 대응되는 위치결정 오목홀(13)이 마련된다. 본 발명은 걸림 결합 구조에 한정되지 않는 바, 예를 들어 위 2개의 부재들은 서로 맞교환할 수 있다. 다시 말하면, 분할판(20)의 저면에 복수개의 위치결정 오목홀이 구비되면, 회로기판(10) 상에는 복수개의 위치결정 오목홀에 대응되는 위치결정 돌출부가 설치된다.
다시, 도 1을 참조하면, 본 실시예에서 반사 하우징(40)의 저면에는 반사부(42)에 대응되는 저부 개구부(422)가 구비된다. 조립할 때, 형광분말 필름(30)을 분할판(20)의 최상면에 합지시킨 다음, 회로기판(10), 분할판(20) 및 형광분말 필름(30)의 조립체를 반사 하우징(40) 저면의 수용공간(45)에 안착시켜，형광분말 필름(30)의 고무 파우더 혼합층(32)이 반사부(42)의 저부 개구부(422)에 맞춰지도록 한다. 본 실시예의 바람직한 사이즈는, 저부 개구부(422)의 폭(WA)이 고무 파우더 혼합층(32)의 폭(WB) 보다 작거나 같고，고무 파우더 혼합층(32)의 폭(WB)은 분할판(20)의 상부 개구부(211)의 폭(WC) 보다 크거나 같다. 이러한 배치 방식은 반사부(42)의 저부 개구부(422)를 관통하는 광선이 고무 파우더 혼합층(32)을 완전히 통과하면서 여기되기 때문에 비교적 좋은 발광효과를 구현한다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 다양한 실시양태를 각각 도시하는 조립 단면도들이다. 여기서, 반사 하우징(40)의 반사부(42)에는 봉합재(encapsulant)(43)가 충진되고, 반사 하우징(40)에 봉합재(43)가 충진되는 하나의 방식은, 우선 반사 하우징(40)의 상면에 임시 밴드(미도시)를 붙이고, 다음 반사 하우징(40)을 평면에 거꾸로 놓고, 반사부(42)의 저부로부터 고무재를 주입하는 공정을 진행하며, 굽은 후 임시 밴드를 제거한다. 여기서, 봉합재(43, 43b)의 최상면은 반사 하우징(40)의 상면과 동일 평면을 형성하거나 약간 오목하게 들어갈 수도 있다. 즉, 봉합재(43, 43b)와 반사 하우징(40)의 반사부(42)의 조립은 거의 평탄한 발광 디스플레이 장치의 최상면(출광표면)을 제공한다. 도 3a에서 도시된 바와 같이, 봉합재(43)는 전체 반사부(42)를 충진하고, 그 두께는 반사 하우징(40)의 두께와 같을 수 있으며, 봉합재(43)의 상면은 반사 하우징(40)의 최상면과 동일 평면읕 형성할 수 있고, 봉합재(43)의 하면은 형광분말 필름(30')의 최상면과 동일 평면을 형성할 수 있다. 도 3b 및 도 3c에서 도시된 바와 같이, 반사 하우징(40)은 거꾸로 설치될 수 있고, 반사부(42)에는 부분적으로 소정량의 봉합재(43b)가 충진되어, 봉합재(43b)의 상면은 반사 하우징(40)의 최상면과 동일 평면을 형성할 수 있고, 그 하면은 형광분말 필름(30')과 이격되며, 양자간에는 공극을 가지며, 봉합재(43b)의 두께가 반사 하우징(40)의 두께 보다 작음으로써，발광 디스플레이 장치의 전체 중량을 경감할 수 있다. 또한, 도 3a 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광 디스플레이 장치는 반사 하우징(40)의 최상면에 피복되는 오버레이어(overlayer)(50)를 더 포함하여, 제품이 필요한 부호 또는 패턴을 디스플레이하도록 할 수 있다.
보충 설명하면, 고무재를 주입하여 봉합재(43)를 형성하는 고온 과정에서, 90℃ 내지 110℃에 도달할 수 있기 때문에, 투명 기판(31)은 바람직하게 용점이 90℃ 보다 큰 재료로 제조되고, 경도는 1H 모스 경도 보다 크다. 그러나, 도 3b 또는 도 3c의 봉합재(43b)의 저면은 형광분말 필름(30)과 접촉되지 않으므로, 투명 기판(31)의 재료 수요는 상기 조건에 한정되지 않는다.
도 3d는 본 발명의 디지털 숫자 표시장치가 복수개의 발광 다이오드 칩들을 구비하는 조립 단면도이다. 도 3의 실시예와 구별되는 주요한 특징은, 본 실시예의 회로기판(10a)에는 4개의 발광 다이오드 칩(12)이 구비되는 것이다. 즉, 발광 다이오드 칩(12)의 수량은 복수 개일 수 있으며, 예를 들어 2개, 4개 또는 더 많을 수 있다. 이밖에, 복수개의 발광 다이오드 칩(12)은 선형 또는 매트릭스 배열일 수 있다. 복수개의 발광 다이오드 칩(12)에 대응하여, 분할판(20a)에는 비교적 큰 통공(21a)이 설치되고, 동시에 4개의 발광 다이오드 칩(12)을 수용할 수 있다. 또한 형광분말 필름(30a)의 고무 파우더 혼합층(32)의 폭은 통공(21a)의 폭 보다 약간 크기 때문에, 복수개의 발광 다이오드 칩들(12)을 포함하기에는 충분하다. 반사 하우징(40a)의 반사부(42a)의 저부 폭은 고무 파우더 혼합층(32)의 폭 보다 약간 작고, 반사부(42a)에는 봉합재(43a)가 충진될 수 있다. 본 실시예의 장점은 발광 각도가 넓은데 있다. 즉, 선행기술에 비해, 동일한 디스플레이 범위하에서, 본 실시예의 발광 다이오드 칩(12)은 비교적 적은 수량으로 비교적 넓은 형광분말 필름(30a)을 통과하여 균일한 조명 효과를 실현함으로써, 비용을 절감한다.
도 3d의 실시예는 도 3a 내지 도 3c와 유사한 변화 양태를 구비할 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 즉, 반사부(42a)의 최상면에는 오버레이어(도면 생략)가 설치될 수 있고, 봉합재(43a)에는 부분적인 반사부(미도시)가 삽입될 수 있어서, 봉합재(43a)의 상면이 반사 하우징(40a)의 최상면과 동일 평면을 형성할 수 있고, 봉합재(43a)의 하면은 형광분말 필름(30a)과 이격되며, 형성된 봉합재(43a)의 두께는 반사 하우징(40a)의 두께 보다 작을 수 있다.
<제2 실시예 >
도 4는 본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 제2 실시예의 분해 단면도이다. 도 4를 참조하면, 제1 실시예와 구별되는 제2 실시예는 상이한 구조의 형광분말 필름(30')을 구비한다. 형광분말 필름(30')은 투명 기판(31), 투명 기판(31)에 코팅된 고무 파우더 혼합층(32)을 포함한다.
본 실시예의 형광분말 필름(30')의 제조 방법에 있어서, 도 5를 참조하면, 고무 파우더 혼합층(32)에는 형광물질(323)과 고무재(321)가 포함된다. 배합하는 과정에서, 발광 디스플레이 장치가 디스플레이하고자 하는 컬러에 따라, 대응되는 비율로 형광물질(323)과 고무재(321)가 혼합된다. 형광물질(323)과 고무재(321)의 혼합물(32)을 균일하게 교반한다. 투명 기판(31)에 혼합물(32)을 코팅하여 고무 파우더 혼합층(32)을 형성하고, 다음 디스플레이하고자 하는 폰트 사이즈에 따라, 복수개의 소형의 형광분말 필름(30')으로 절단한다. 형광분말 필름(30')은 분할판(20)의 소정 제1 광선의 경로에 위치하는 바, 본 실시형태의 분할판(20)의 통공(21)의 최상부 테두리에 위치한다. 본 실시예의 형광분말 필름(30')을 고정시키기 위해，분할판(20)의 최상면은 통공(21)의 상부 개구부(211)의 위치에 위치 결정부(22)를 형성하고, 형광분말 필름(30')은 위치결정부(22)에 위치되어 통공(21)을 커버하며, 형광분말 필름(30')의 두께는 위치결정부(22)의 깊이보다 크지 않으므로 광선이 형광분말 필름(30')을 경유하는 측면광 누출을 피면할 수 있다. 형광분말 필름(30')의 폭은 통공(21)의 폭보다 약간 크다. 여기서, 통공(21)의 위치는 본 발명의 디지털 숫자 표시장치가 디스플레이하고자 하는 패턴에 대응된다. 나아가, 통공(21)은 상부 개구부(211)의 위치결정부(22)에 위치되어, 본 발명의 발광 디스플레이 장치에 디스플레이하고자 하는 패턴을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 발광 디스플레이 장치가 디스플레이하고자 하는 패턴이 숫자 8의 7개의 노드이면, 위치결정부(22)의 위치도 대응되게 숫자 8의 7개의 노드이다.
도 6은 본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 제2 실시예의 조립 단면도이다. 도 6을 참조하면, 우선, 회로기판(10), 분할판(20) 및 형광분말 필름(30')을 반사 하우징(40)의 수용공간(45)에 수용시킨다. 그 다음, 봉합재(encapsulant)(43)를 반사부(42)에 충진시킨다. 본 실시예의 봉합재(43)는 반사부(42)에 충진되고, 고무재를 주입하는 고온 과정에서, 투명 기판(31)의 경도는 모스 경도 1H보다 크며, 바람직하게는 용점이 90℃보다 높은 재료로 제조된다.
본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 제2 실시예의 바람직한 사이즈는, 도 4에 도시된 바와 같이, 반사 하우징(40)의 저면에는 반사부(42)에 대응되는 저부 개구부(422)가 구비되고, 저부 개구부(422)의 폭(WA)은 위치결정부(22)의 폭(WC) 보다 작거나 같으며, 위치결정부(22)의 폭(WC)은 분할판(20)의 하부 개구부(212)의 폭 보다 크거나 같다.
도 5a는 본 발명의 형광분말 필름의 다른 실시예의 단면 모식도이다. 상기 실시예와 다른 점은, 본 실시예의 형광분말 필름(30")은 투명 기판을 생략할 수 있는 것이고, 형광분말 필름(30")은 고무 파우더 혼합층(32)과 구조보강재(34)를 포함하며, 예를 들어, 구조보강재(34)는 유리, 유리 섬유, 또는 세라믹 등 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 필요시 건조 과정을 추가할 수 있다. 여기서, 형광분말 필름(30")의 경도가 모스경도 1H보다 크고, 용점이 90℃ 보다 큰 것이 바람직하다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 디지털 숫자 표시장치의 제2 실시예의 다양한 실시형태를 각각 도시한 조립 단면도들이다. 여기서, 봉합재(43, 43b)의 상면은 반사 하우징(40)의 상면과 동일 평면을 형성할 수 있거나 반사 하우징(40)의 상면보다 다소 오목하게 들어간다. 다시 말하면, 상기 봉합재(43)와 반사 하우징(40)의 반사부(42)의 조립은 거의 평탄한 디지털 숫자 표시장치의 최상면(출광표면)을 제공한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 봉합재(43)는 전체 반사부(42)를 충진하고, 그 두께는 반사 하우징(40)의 두께와 같으며, 봉합재(43)의 상면은 반사 하우징(40)의 최상면과 동일 평면을 형성하고, 봉합재(43)의 하면은 형광분말 필름(30')의 최상면과 동일 평면을 형성하게 된다. 도 6b 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 반사 하우징(40)은 거꾸로 설치될 수 있고, 반사부(42)의 일부에는 소정량의 봉합재(43b)를 첨가하여 봉합재(43b)의 상면이 반사 하우징(40)의 최상면과 동일 평면을 형성할 수 있으며, 그 하면은 형광분말 필름(30')과 이격되고, 양자 사이에는 공극이 구비되며, 봉합재(43b)의 두께가 반사 하우징(40)의 두께보다 작게 된다. 또한, 도 6a 및 도 6c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광 디스플레이 장치는 제품에 필요한 문자부호 또는 패턴을 디스플레이하도록 오버레이어(overlayer)(50)를 더 포함할 수 있고, 오버레이어(50)는 반사 하우징(40)의 최상면에 피복된다.
도 6d는 본 발명의 디지털 숫자 표시장치가 복수개의 발광 다이오드 칩을 구비하는 조립 단면도이다. 도 6의 실시예와 주요한 구별점은 본 실시예의 회로기판(10a)은 4개의 발광 다이오드 칩(12)을 구비하는 것이다. 발광 다이오드 칩(12)의 수량은 복수개일 수 있는 바, 예를 들어, 2개, 4개 또는 더 많을 수 있다. 이밖에, 복수개의 발광 다이오드 칩(12)은 선상 또는 매트릭스상 배열일 수 있다. 형광분말 필름(30a') 및 이의 고무 파우더 혼합층(32)의 폭은 분할판(20a)의 통공(21a)의 폭보다 약간 크기 때문에, 복수개의 발광 다이오드 칩(12)을 덮기에 충분하다. 반사 하우징(40a)의 반사부(42a)의 저부 폭은 고무 파우더 혼합층(32)(또는 형광분말 필름(30a')의 폭보다 조금 작고, 반사부(42a)에는 봉합재가 충진될 수 있다.
도 6d의 실시예는 도 6a 내지 도 6c와 유사한 변화 상태를 구비할 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다. 즉, 반사부(42a)의 최상면에 오버레이어(도면 생략)가 설치될 수 있고, 봉합재(43a)가 일부분의 반사부(미도시)에 충진될 수 있으므로, 봉합재(43a)의 상면의 최상면이 반사 하우징(40a)의 최상면과 동일 평면을 형성하거나 반사 하우징(40a)의 최상면 보다 다소 오목하게 들어가게 하여, 이의 하면과 형광분말 필름(30a)이 서로 이격되도록 함으로써, 봉합재(43a)의 두께가 반사 하우징(40a)의 두께보다 작도록 형성시킨다.
도 7은 본 발명의 형광분말 필름이 색도 좌표 내 선별에 분포되는 모식도이다. 본 발명의 장점은 하기와 같다. 제품의 후단 조립 전에, 청색 광원을 미리 사용하고 분광기를 이용하며, 소프트웨어를 배합하여, 형광분말 필름들(30' 또는 30")의 색도 파라미터를 측정하고, 색도 좌표의 소정의 컬러 포인트 영역 내에 위치하는지 여부를 측정한다. 선별(BIN，binary)을 진행하여, 컬러 포인트의 정확도를 미리 확인한다. 도 7의 3개의 컬러 포인트 영역에서, PA는 공지된 기술의 대조군을 표시하고, 여기서, X축 범위는 0.01 내지 0.02에 위치한다. I30 영역은 제1 실시예 선별 정황(예를 들어, 도 2에서의 방법임)을 표시하고, 여기서, X축 범위는 0.01 내지 0.015에 위치한다. I30' 영역은 제2 실시예 선별 정황(예를 들어, 도 5 및 도 5a에서의 방법임)을 표시하고, 여기서, X축 범위는 0.005 내지 0.01에 위치한다. 본 발명의 형광분말 필름은 사전 선별이 더욱 정확하고, 컬러 포인트 영역의 범위를 더욱 축소한다는 것이다. 이로써, 본 발명의 발광 디스플레이 장치는 더욱 동일한 색도를 구비할 수 있어, 제품이 더욱 동일한 품질을 가지도록 한다.
본 발명은 보다 정확한 색도를 구비하는 디지털 숫자 표시장치를 형성하는 방법을 제공하는 바, 하기와 같은 단계들을 포함한다.
a) 선별을 거친 후 소정의 컬러 포인트 영역에 부합되는 형광분말 필름, 예를 들어, 도 2의 형광분말 필름(30), 또는 도 5 및 도 5a의 형광분말 필름(30', 30")을 통공(21)(도 2 또는 도 4에 도시된 바와 같음)을 구비하는 분할판(20)에 합지시켜, 형광분말 필름(30)의 위치가 통공(21)의 위치에 대응되도록 하는 단계;
b) 도 3 내지 도 3d, 또는 도 6 내지 도 6d에 도시된 바와 같이, 분할판(20)을 통공(21) 내에 설치되는 적어도 하나의 발광 다이오드 칩(12)이 구비되는 회로기판(10)에 고정되게 결합시키는 단계;
c) 반사부(42)와 반사부(42)의 하측에 위치하는 수용공간(45)을 형성하는 반사 하우징(40)을 제공하는 단계; 및
d) 회로기판(10), 분할판(20) 및 형광분말 필름(30')을 수용공간(45) 내에 수용시키고, 반사부(42)를 형광분말 필름(30)의 상측에 위치시키는 단계.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 형광분말 필름(30)의 제조 및 선별은 하기와 같은 단계를 포함한다.
a) 디스플레이하고자 하는 컬러에 따라, 대응되는 비율로 배합하여 형광물질(322)과 고무재(321)를 혼합하는 단계;
b) 형광물질(322)과 고무재(321)의 혼합물을 균일하게 교반하는 단계(도 2의 참조부호 32 참조); 및
c) 투명 기판(31)에 디스플레이하고자 하는 패턴에 따라 혼합물을 코팅하여 고무 파우더 혼합층(32)을 형성하고, 차광층(34)을 고무 파우더 혼합층(32)의 주위에 코팅하는 단계.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 형광분말 필름의 제조 및 선별은 하기와 같은 단계를 포함한다.
a) 디스플레이하고자 하는 컬러에 따라, 서로 대응되는 비율로 배합하여 형광물질(323)과 고무재(321)를 혼합하는 단계;
b) 형광물질(323)과 고무재(321)의 혼합물을 균일하게 교반하는 단계(도 5의 참조부호 32 참조);
c) 투명 기판(31)에 혼합물을 균일하게 코팅하는 단계; 및
d) 필요한 사이즈에 따라 투명 기판(31)을 절단하여, 복수개의 형광분말 필름(30')을 형성하는 단계.
본 실시예의 디지털 숫자 표시장치의 제조 방법은, 광학 선별을 통하여 절단 후의 상기 형광분말 필름(30')이 소정 컬러 포인트 영역(도 7에 도시된 바와 같음)에 부합되도록 하여, 출광면이 최적화되도록 함으로써, 완성품 컬러 포인트의 분포 영역을 축소시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 특징 및 효과는 다음과 같다.
(1) 본 발명의 발광 다이오드 칩(12)은 디폴트 두께의 분할판(20)을 구비하는 통공(21) 내에 위치하여, 광선의 반사 경로를 증가시킬 수 있다.
(2) 본 발명은 발광 다이오드 칩(12)의 사이즈에 따라 분할판(20)의 두께 및 통공(21)의 사이즈에 대하여 최적화 조정을 진행할 수 있다.
(3) 본 발명은 발광 다이오드 칩(12)에 의해 발산되는 광선이 한 구간의 거리(분할판(20)의 기설정된 두께)를 경과하여 발산된 후 형광분말 필름(30, 30' 또는 30")을 통과하여, 면광원을 발생시키고, 다시 반사 하우징(40)의 반사부(42)에 진입되기 때문에, 선행 기술에서의 점광원이 반사부에 직접 진입되어 불량 화소 현상이 나타나는 것을 방지할 수 있다.
(4) 본 발명은 선행 기술에 비해, 비교적 큰 광혼합 거리가 필요없으므로, 발광 디스플레이 장치의 완성품 두께 및 확산제 사용량을 감소시키고, 발광 디스플레이 장치의 완성품의 슬림화를 실현하고 원가를 감소시키는 장점이 있다.
(5) 본 발명의 도 3d 또는 도 6d의 실시예에 따르면, 비교적 넓은 형광분말 필름을 설치하고, 비교적 적은 수량의 발광 다이오드 칩(12)을 사용함으로써, 균일한 조명 효과에 도달할 수 있기 때문에, 원가를 감소시킬 수 있다.
(6) 비교적 많은 수량의 발광 다이오드 칩을 사용하여 광혼합을 진행하는 선행 기술에 비하면, 본 발명은 발광 다이오드 칩(12)의 수량을 감소시켜, 보다 균일한 조명 효과를 제공한다.
(7) 본 발명은 필름 인쇄 제조공정의 안정성(형광 분말 분포의 균일함) 및 패드형 구조(형광분말 필름 수광 강도 면적이 일치하도록 함)를 통하여, 컬러 포인트 분포를 더욱 집중시킬 수 있으므로, 디스플레이의 전체 발광 균일성의 요구에 더욱 부합된다.
(8) 본 발명의 여러가지 실시예의 봉합재의 콜로이드는 발광 다이오드 칩을 직접적으로 접촉하지 않고, 콜로이드 자체가 광강도 및 발열원을 직접적으로 받아 황화되는 정황을 감소시킬 수 있으므로, 제품의 수명과 신뢰도를 크게 향상시킨다.
(9) 본 발명의 디지털 숫자 표시장치를 형성하는 방법은, 후단 조립 전에, 광학 테스트와 필터링을 통하여 우선, 보다 정확한 컬러 포인트를 구비하는 형광분말 필름을 찾아내어, 발광 디스플레이 장치의 완성품에 의해 발산되는 광선 컬러 포인드가 고객이 미리 지정한 범위에 더욱 부합되도록 한다.
상술한 내용은 단지 본 발명의 비교적 바람직한 실시예로서, 본 발명의 청구 범위에 따라 진행한 균등한 변화와 수식은 모두 본 발명의 범위에 속해야 할 것이다.
10, 10a: 회로기판 12: 발광 다이오드 칩
13: 위치결정 오목홀 14: 도선
140: 투광 콜로이드 20, 20a: 분할판
21, 21a: 통공 211: 상부 개구부
212: 하부 개구부 22: 위치결정부
23: 위치결정 돌출부 30, 30', 30", 30a, 30a': 형광분말 필름
31: 투명 기판 32: 고무 파우더 혼합층
321: 고무재 322, 323: 형광물질
34: 차광층 40, 40a: 반사 하우징
42, 42a: 반사부 422: 저부 개구부
43, 43a, 43b: 봉합재 45: 수용공간
50: 오버레이어 WA, WB, WC: 폭
PA, I30, I30’: 컬러 포인트 영역

Claims (15)

  1. 제1 광선을 각각 발산하는 다수의 발광 다이오드 칩들이 설치되는 회로기판;
    회로기판의 상면에 설치되고, 상기 다수의 발광다이오드 칩들에 대응되도록 형성된 다수의 통공들을 구비하고, 각각의 통공에 대응되도록 상면에 형성된 다수의 상부 개구부들 및 각각의 통공에 대응되도록 저면에 형성된 다수의 하부 개부구를 구비하며, 각각의 통공에 의해 각각의 상부 개구부와 각각의 하부 개구부가 연통되는 분할판;
    제1 광선의 출광 경로 상에 위치하고, 고무재 및 상기 고무재와 혼합된 제1 형광물질을 포함하며, 제2 광선을 발생시키도록 제1 광선에 의해 여기(excitation)될 수 있도록 다수의 통공들 상에 각각 배치된 다수의 형광분말 필름들; 및
    상기 다수의 형광분말 필름들의 상방에 각각 위치하는 다수의 반사부들 및 상기 반사부들의 하방에 위치하는 수용공간을 구비하는 반사 하우징을 포함하고,
    광원(12)으로부터 여기되는 광선은 상기 분할판(20)의 두께 위로 이동한 후에 발산되고 이어서, 형광분말 필름(30, 30' 또는 30")을 통과하면서 면광원을 발생시킨 후, 상기 반사 하우징의 반사부(42)로 진입하는, 디지털 숫자 표시장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    발광 다이오드 칩들을 보호하도록, 각각의 발광 다이오드 칩 상에 형성되는 투광 콜로이드(colloid)를 더 포함하고,
    상기 콜로이드는 선택적으로 제2 형광물질을 포함할 수 있는, 디지털 숫자 표시장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 분할판의 저면에 형성된 복수 개의 위치결정 돌출부를 구비하고, 복수 개의 위치결정 돌출부에 대응되는 위치결정 오목홀이 상기 회로기판 상에 마련된, 디지털 숫자 표시장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    분할판 상의 상부 개구부에 대응되는 위치에 설치되는 상기 형광분말 필름들의 각각은, 투명 기판, 및 상기 투명 기판 상에 코팅되는 고무 파우더 혼합층을 포함하는 디지털 숫자 표시장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 투명 기판의 경도는 1h 모스 경도(Moh's hardness)보다 크고, 용점은 90℃보다 큰, 디지털 숫자 표시장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    반사 하우징의 저면에는 반사부들의 각각에 대응되는 저부 개구부가 구비되고, 상기 저부 개구부의 폭은 고무 파우더 혼합층의 폭 보다 작거나 같으며, 고무 파우더 혼합층의 폭은 분할판의 상부 개구부의 폭 보다 크거나 같은, 디지털 숫자 표시장치.
  7. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    분할판은 상부 개구부의 주위에 형성되는 위치결정부를 더 포함하고, 상기 다수의 형광분말 필름들은 위치결정부에 설치되어 상부 개구부를 덮는, 디지털 숫자 표시장치.
  8. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    투명 기판은 고무 파우더 혼합층을 에워싸는 차광층을 더 포함하고, 차광층의 위치는 분할판의 상부 개구부를 제외한 위치에 대응되는, 디지털 숫자 표시장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    반사 하우징의 반사부들에는 봉합재가 충진되어 있고, 봉합재의 상면은 반사 하우징의 상면과 동일 평면을 형성하거나 오목하게 들어가도록 형성되며, 상기 봉합재의 두께는 반사 하우징의 두께와 같거나 작은, 디지털 숫자 표시장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사 하우징의 상면에 피복되는 오버레이어(overlayer)를 더 포함하는, 디지털 숫자 표시장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 형광분말 필름들은 고무 파우더 혼합층과 구조보강재를 포함하고,
    상기 구조보강재는 유리, 유리 섬유 또는 세라믹을 포함하는, 디지털 숫자 표시장치.
  12. (a) 선별을 거친 후, 소정의 컬러 포인트 영역에 부합되는 다수의 형광분말 필름들을 분할판에 합지시키고, 분할판은 다수의 통공들을 구비하고, 각각의 형광분말 필름의 위치를 각각의 통공의 위치에 대응시키는 단계;
    (b) 분할판을 다수의 발광 다이오드 칩들이 설치되는 회로기판에 고정 결합시키고, 다수의 발광 다이오드 칩들의 각각을 대응되는 통공 내에 설치하는 단계;
    (c) 다수의 반사부들 및 상기 다수의 반사부들의 하방에 위치하는 수용공간이 형성되는 반사 하우징을 제공하는 단계; 및
    (d) 회로기판, 분할판 및 형광분말 필름들을 수용공간 내에 안착시키고, 각각의 반사부를 각각의 형광분말 필름의 상방에 위치시키는 단계를 포함하고,
    광원(12)으로부터 여기되는 광선이 상기 분할판(2)의 두께 위로 이동된 후 발산된 후, 형광분말 필름(30, 30' 또는 30")을 통과하여 면광원을 발생시킨 후, 상기 반사 하우징의 각각의 반사부(20)로 진입하는, 청구항 1항에 따른 디지털 숫자 표시장치를 형성하는 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    디스플레이하고자 하는 컬러에 따라, 대응되는 비율로 배합하여 형광물질과 고무재를 혼합하는 단계;
    형광물질과 고무재의 혼합물을 균일하게 교반하는 단계; 및
    투명 기판 상에 디스플레이하고자 하는 패턴에 따라 상기 혼합물을 코팅하여 고무 파우더 혼합층을 형성하고, 상기 고무 파우더 혼합층의 주위에 차광층을 코팅하는 단계를 포함하는, 디지털 숫자 표시장치를 형성하는 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    디스플레이하고자 하는 컬러에 따라, 대응되는 비율로 배합하여 형광물질과 고무재를 혼합하는 단계;
    형광물질과 고무재의 혼합물을 균일하게 교반하는 단계;
    투명 기판 상에 혼합물을 균일하게 코팅하는 단계; 및
    필요한 사이즈에 따라 투명 기판을 절단하여, 복수개의 형광분말 필름을 형성하는 단계를 포함하는, 디지털 숫자 표시장치를 형성하는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    광학 선별을 통해 절단된 각각의 형광분말 필름이 소정의 컬러 포인트 영역에 부합되도록 함으로써, 각각의 형광분말 필름의 분포 영역을 축소하는 단계를 더 포함하는, 디지털 숫자 표시장치를 형성하는 방법.
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