KR102655479B1 - Led 필름 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 단순한 구조의 광원모듈을 갖는 LED 필름을 개시한다. 본 출원은 투명 필름; 상기 투명 필름상에 제공되며 구동신호 및 전원을 공급하도록 구성되는 메인 전극; 및 상기 메인 전극상에 설치되며 상기 공급된 신호 및 전원에 의해 빛을 발산하도록 구성되는 광원모듈로 이루어지며, 상기 광원모듈은; 소정 색상의 빛을 생성하며, 상기 메인 전극에 직접 접촉하도록 구성되는 전극을 포함하는 LED 칩, 상기 LED 칩의 작동을 제어하며, 상기 메인 전극에 직접 접촉하도록 구성되는 전극을 포함하는 제어 IC, 및 상기 투명 필름으로부터 소정간격으로 이격되며, 상기 LED 칩과 상기 제어 IC를 지지하도록 구성되는 서포터를 포함하는 LED 필름을 제공할 수 있다.
Description
본 출원은 LED 필름에 관한 것으로 보다 상세하게는 상기 LED 필름의 광원모듈에 관한 것이다.
LED 필름은 얇은 필름상에 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 'LED')가 광원으로써 설치된 디스플레이 디바이스이다. LED 필름은 다수개의 LED들을 포함할 수 있으며, 외부에서 전달된 구동신호에 따라 상기 LED들을 작동시켜 의도된 영상을 디스플레이 할 수 있다. 이러한 LED 필름은 전체적으로 필름으로 이루어지므로, 얇고 가벼우며 유연한 구조를 가질 수 있다. 또한, LED 필름의 필름은 투명한 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 경우, LED 필름은 전체적으로 투명할 수 있다. 더 나아가, LED 필름은 접착성 물질로 도포될 수 있다. 따라서, LED 필름은 다양한 목적을 위해 다양한 종류의 표면에 용이하게 설치될 수 있다. 예를 들어, LED 필름은 광고를 포함한 소정 영상정보를 제공하도록 건물 외벽이나 투명한 유리상에 이들의 형상(즉, 곡면 또는 평면)에 상관없이 설치될 수 있다.
이와 같은 LED 필름은 컬러 영상을 구현하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 서로 다른 색상의 LED들이 하나의 모듈로써 형성되며 다수개의 모듈들이 필름상에 설치될 수 있다. 일반적으로, 이와 같은 모듈은 회로 및 전극을 내장하는 기판 및 상기 기판상에 설치되는 서로 다른 색상의 LED 칩(chip)들을 포함할 수 있다. 각각의 칩들은 금속 와이어를 이용하여 기판상의 회로와 연결되며, 연결후 칩들 및 금속 와이어를 보호하기 위해 기판상에 실링물질이 도포된다. 따라서, 모듈은 복잡한 구조를 가지며, 마찬가지로 이의 제조방법도 복잡하다. 또한, 복잡한 구조 및 제조공정으로 인해 모듈은 높은 불량률을 가지며 유지보수도 어렵다. 더 나아가, 복잡한 구조로 인해 LED들의 방열률이 낮아지며, 이에 따라 LED들의 발광효율이 저하될 수 있다.
본 출원은 상술된 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 출원의 목적은 보다 단순한 구조의 광원모듈을 갖는 LED 필름을 제공하는 것이다.
상술된 문제를 해결하기 위해, 본 출원은 투명 필름; 상기 투명 필름상에 제공되며 구동신호 및 전원을 공급하도록 구성되는 메인 전극; 및 상기 메인 전극상에 설치되며 상기 공급된 신호 및 전원에 의해 빛을 발산하도록 구성되는 광원모듈로 이루어지며, 상기 광원모듈은; 소정 색상의 빛을 생성하며, 상기 메인 전극에 직접 접촉하도록 구성되는 전극을 포함하는 LED 칩, 상기 LED 칩의 작동을 제어하며, 상기 메인 전극에 직접 접촉하도록 구성되는 전극을 포함하는 제어 IC, 및 상기 투명 필름으로부터 소정간격으로 이격되며, 상기 LED 칩과 상기 제어 IC를 지지하도록 구성되는 서포터를 포함하는 LED 필름을 제공할 수 있다.
상기 LED 칩은 적색, 녹색 및 청색의 빛을 각각 생성하도록 구성되는 제 1, 제 2 및 제 3 LED 칩들을 포함할 수 있다.
상기 LED 칩의 전극은 상기 LED 칩의 몸체의 바닥면상에 배치되며, 상기 제어 IC의 전극은 상기 제어 IC의 몸체의 바닥면상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 서포터는 상기 LED 칩 및 상기 제어 IC의 상면들상에 부착될 수 있다.
상기 서포터는 투명 재질로 만들어지는 판형 부재로 이루어질 수 있다.
상기 서포터는 이의 투명도를 조절하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 서포터는: 입사되는 빛을 그 내부에서 산란시키도록 구성되는 몸체; 및 상기 몸체의 측부에서 그 내부로 빛을 선택적으로 조사하도록 구성되는 광원을 포함할 수 있다. 또한, 상기 몸체는 투명한 제 1 재질로 이루어지며, 이의 내부에 배치되며 상기 제 1 재질과 다른 빛 굴절율을 갖는 제 2 재질로 이루어지는 입자들을 포함할 수 있다.
다른 한편, 상기 서포터는 이의 색상을 변경하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 서포터는 전압이 인가되었을 때, 투명한 상태에서 소정의 색상을 갖도록 전환되는 변색층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서포터는 서로 다른 색상으로 전환되는 다수개의 변색층들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인 전극은 투명한 재질로 이루어질 수 있다.
본 출원에서 광원모듈은 서포터상에 LED 칩 및 제어 IC들을 부착하는 것만으로도 제조될 수 있다. 따라서, 통상적인 광원모듈에 적용되는 기판 및 와이어를 배제함으로서, 광원모듈은 보다 단순한 구조를 가지며 이의 제조공정 또한 단순해질 수 있다. 이러한 이유들로, LED 패널의 생산성은 증가되며, 생산단가는 감소될 수 있다.
또한, 광원모듈은 통상적인 광원모듈에 적용되는 실링층 및 기판을 요구하지 않으므로, 현저하게 감소된 두께를 가질 수 있다. 따라서, 완성된 LED 필름의 두께도 감소될 있으며, 이에 따라 보다 다양한 위치에 LED 필름이 적용될 수 있다. 또한, 단순한 구조로 인해 열 전달경로가 단축되며 발생된 열이 바로 발산될 수 있다. 따라서, 이러한 효과적인 방열에 의해 광원모듈의 발광효율이 크게 증가될 수 있다.
또한, 광원모듈에서 LED 칩 및 제어 IC를 지지하는 서포터가 투명한 재질로 이루어지므로, LED 칩은 LED 필름 양면에서 화상을 구현될 수 있다. 광원모듈에서, LED 칩 및 제어 IC는 서포터 및 전극에 직접 부착되므로, 이들은 용이하게 선택적으로 교체될 수 있으며, 이에 따라 LED 필름의 유지보수가 보다 효율적으로 수행될 수 있다.
도 1은 본 출원에 따른 LED 필름을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 영역 P를 나타내는 부분 확대도이다.
도 3은 LED 필름의 광원모듈을 제조하는 과정을 보여주는 사시도들이다.
도 4는 필름에 설치되도록 배향된 광원모듈을 나타내는 측면도이다.
도 5는 광원모듈들을 필름상에 설치하는 과정을 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 1의 A-A선을 따라 얻어진 완성된 LED 필름의 단면도이다.
도 7은 광원모듈의 서포터의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 8 및 도 9는 광원모듈의 서포터의 다른 예를 보여주는 단면도들이다.
도 10은 광원모듈의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 11은 도 10의 광원모듈들을 포함하는 LED 필름을 나타내는 분해 사시도이다.
도 12는 도 10의 광원모듈들이 설치된 LED 필름을 나타내는 정면 사시도 및 배면 사시도이다.
도 2는 도 1의 영역 P를 나타내는 부분 확대도이다.
도 3은 LED 필름의 광원모듈을 제조하는 과정을 보여주는 사시도들이다.
도 4는 필름에 설치되도록 배향된 광원모듈을 나타내는 측면도이다.
도 5는 광원모듈들을 필름상에 설치하는 과정을 보여주는 사시도이다.
도 6은 도 1의 A-A선을 따라 얻어진 완성된 LED 필름의 단면도이다.
도 7은 광원모듈의 서포터의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 8 및 도 9는 광원모듈의 서포터의 다른 예를 보여주는 단면도들이다.
도 10은 광원모듈의 다른 예를 보여주는 사시도이다.
도 11은 도 10의 광원모듈들을 포함하는 LED 필름을 나타내는 분해 사시도이다.
도 12는 도 10의 광원모듈들이 설치된 LED 필름을 나타내는 정면 사시도 및 배면 사시도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 출원에 따른 디스플레이 디바이스의 실시예들이 다음에서 상세히 설명된다.
실시예들의 설명에 있어서, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 출원의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서,"이루어진다(comprise)", "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 같은 이유에서, 본 출원은 개시된 실시예들의 의도된 기술적 목적 및 효과에서 벗어나지 않는 한 앞선 언급된 용어를 사용하여 설명된 관련 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품의 조합으로부터도 일부 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품등이 생략된 조합도 포괄하고 있음도 이해되어야 한다.
본 명세서에서 설명되는 실시예들은 LED 필름의 광원모듈에 관한 것이다. 그러나, 설명된 실시예들의 원리 및 구성(configuration)은 LED를 사용하는 모든 광원모듈들에 실질적으로 동일하게 적용될 수 있음을 해당 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원에 따른 LED 필름을 나타내는 평면도이며, 도 2는 도 1의 영역 P를 나타내는 부분 확대도이다.
도 1 및 도 2를 먼저 참조하면, 본 출원의 LED 필름은 소정 크기의 필름(10)을 포함할 수 있다. 필름(10)은 LED 필름의 다른 부품들이 장착되는 플랫폼으로서 기능하며, 목적에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 필름(10)은 얇은 두께를 가지며 가볍고 유연한(flexible) 재질, 예를 들어 다양한 유연한 고분자 화합물들중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 따라서, LED 필름은 이러한 필름(10)의 특성으로 인해 쉽게 변형될 수 있으며, 이에 따라 다양한 형상의 표면, 예를 들어 소정 곡률을 갖는 표면상에도 용이하게 부착될 수 있다. 또한, 필름(10)은 투명한 재질로 만들어 질 수 있으며, 이에 따라 LED 필름 전체가 투명하게 구성될 수 있다. 이러한 투명 LED 필름은 부착되는 부위의 투명도를 감소시키지 않으므로, 건물의 유리창에도 적용될 수 있다. 또한, 투명 LED 필름이 유리창에 적용되는 경우, 유리창을 통해 디스플레이된 영상을 볼 수 있다. 필름(10)은 이의 어느 한 끝단에 설치되는 터미널(10a)을 포함할 수 있다. 터미널(10a)은 외부장치 및 외부전원에 연결되며, 또한 LED 필름의 내부 부품들과도 연결될 수 있다. 따라서, 터미널(10a)는 외부장치 및 전원으로부터 구동 신호, 즉 비디오 신호와 전원(power)(또는 전압(voltage))을 수신하여 이를 내부 부품들에 공급할 수 있다. 예를 들어, 터미널(10a)는 플렉서블한 몸체와 상기 몸체내에 배치되는 다수개의 회로, 즉, 플렉서블 PCB 또는 필름 PCB로 이루어질 수 있으며, 이의 유연성에 의해 변형되면서 외부 장치 및 전원에 용이하게 연결될 수 있다.
또한, 도 2에 잘 도시된 바와 같이, LED 필름은 필름(10)상에 제공되는 메인 전극(20)을 포함할 수 있다. 메인 전극(20)은 전도성 물질로 이루어진 얇은 층으로 이루어질 수 있으며, 전원 및 신호를 소정의 부품, 즉 후술되는 광원모듈(100)에 전달하기에 적합하도록 소정의 패턴을 가질 수 있다. 보다 상세하게는, 전극(20)은 + 전원 또는 전압을 공급하는 제 1 전원전극(21) 및 - 전원 또는 전압을 공급하는 제 2 전원전극(22)를 포함할 수 있다. 또한, 전극(20)은 데이터, 즉 구동신호를 입력하는 제 1 신호전극(23) 및 구동신호를 출력하도록 구성되는 제 2 신호전극(24)를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 신호전극(23,24)은 광원모듈(100)의 작동을 제어를 위해 후술되는 제어 IC(Integrated Circuit)(120)에 연결될 수 있다. 또한, 제어 IC(120)는 마찬가지로 후술되는 LED 칩(100)의 작동을 제어하기 위해 전극(20)의 연결전극(25)에 의해 상기 칩(100)과 연결될 수 있다.
한편, 전극(20)은 외부 전원 및 신호를 공급받기 위해 중간전극(21a,22a,23a)에 의해 터미널(10a)과 연결될 수 있다. 중간전극(21a,22a,23a)은 도 2에 도시된 바와 같이, 가는 메쉬 부재로 이루어지며, 전극(20)으로부터 터미널(10a)까지 필름(10)을 따라 길게 연장될 수 있다. 전극(20)에서, 전원, 신호 및연결전극들(21-25)는 광원모듈(100)과의 연결을 위해 필름(10)의 외부로 노출될 수 있으나, 중간전극(21a,22a,23a)은 보호되도록 필름(10)내에 내장될 수 있다. 도 1에도 도시된 바와 같이, LED 필름이 의도된 화상을 구현하기 위해서는 다수개의 픽셀, 즉 광원모듈(100)이 요구되며, 이에 따라 마찬가지로 다수개의 광원모듈(100)에 각각 대응하는 다수개의 전극(20)이 필름(10)상에 제공될 수 있다. 따라서, 중간전극(21a,22a,23a)은 서로 인접하는 다수개의 전극들(20), 특히 같은 열에 포함된 전극들(20)을 서로 연결할 수 있다. 보다 상세하게는, 제 1 중간전극(21a)은 서로 인접하는 제 1 전원전극들(21)을 서로 연결할 수 있으며, 제 2 중간전극(22a)은 서로 인접하는 제 2 전원전극들(22)을 서로 연결할 수 있다. 따라서, 터미널(10a)에 공급되는 전원은 이들 제 1 및 제 2 중간전극들(21a,22a)에 의해 다수개의 제 1 및 제 2 전원전극들(21,22)에 동시에 공급될 수 있다. 또한, 제 3 중간전극(23a)은 서로 인접하는 제 1 및 제 2 신호전극들(23,24)을 서로 연결시키며, 이에 따라 터미널(10a)에서 공급된 구동신호가 신호전극들(23,24)에 의한 입력/출력의 반복을 통해 다수개의 전극들(20)을 거쳐 릴레이 될 수 있다.
LED 필름은 또한 빛을 발산하도록 구성되는 광원모듈(100)을 포함할 수 있다. 광원모듈(100)은 구동신호 및 전원에 의해 빛을 발산하며, 요구되는 신호 및 전원을 공급받기 위해 메인 전극(20)에 연결될 수 있다. 전극(20)과 모듈(100)사이의 연결경로가 길어지면 손실이 발생할 수 있으므로, 그와 같은 연결경로를 단축하기 위해 광원모듈(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 메인 전극(20)상에 직접 배치되어 이에 연결될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 의도된 화상을 구현하기 위해서는 다수개의 픽셀이 LED 필름에 요구된다. 따라서, 광원모듈(100)은 각각이 하나의 픽셀로서 작용하며, 다수개의 광원모듈(100)이 도 1에 도시된 바와 같이 해당 전극들(20)에 각각 배치될 수 있다. 또한, 이들 광원 모듈들(100)은 높은 품질의 화상을 위해 서로 일정한 간격으로 이격되어 하나의 매트릭스(matrix)를 형성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 광원모듈(100)은 소정 색상의 빛을 발산하도록 구성되는 LED 칩(110)을 기본적으로 포함할 수 있다. LED 칩(110)은 기판과 상기 기판상에 적층되며 인가된 전원 또는 전압에 의해 빛을 발산하는 반도체 층들을 포함할 수 있다. 반도체 층들에 전원 또는 전압을 공급하기 위해 LED 칩(110)은 반도체 층들과 연결되는 전극들을 포함할 수 있다. 또한, LED 필름은 광원 모듈(100)을 이용하여 컬러 화상을 구현할 수 있다. 이러한 경우, LED 칩(110)은 서로 다른 색상들의 빛을 생성하도록 구성되는 다수개의 LED 칩들(111,112,113)을 포함할 수 있다. 예를 들어, LED 칩(110)은 적색의 빛을 생성하는 제 1 칩(111), 녹색의 빛을 생성하는 제 2 칩(112), 및 청색의 빛을 생성하는 제 3 칩(113)을 포함할 수 있다. 또한, 광원모듈(100)은 LED 칩(110)의 작동을 제어하도록 구성되는 제어 IC(120)를 포함할 수 있다. 제어 IC(120)는 전극(20)을 통해 공급된 전원 및 신호를 제어함으로써 LED 칩(100)의 작동을 제어할 수 있으며, 이에 따라 광원 모듈(100), 정확하게는 LED 칩(110)에서 의도된 색상의 빛을 생성시킬 수 있다. LED 칩(110) 및 제어 IC(120)는 의도된 단일의 기능, 즉 단일 픽셀의 기능을 수행하므로, 구조적으로 하나의 모듈로서 형성될 수 있다. 본 출원의 LED 필름에 있어서, 모듈화는 이들 칩(110) 및 IC(120)를 지지하며 동시에 결합시키는 서포터(130)를 이용하여 달성될 수 있다. 이러한 모듈화의 상세한 과정과 완성된 모듈의 설치가 관련된 도면을 참조하여 다음에서 설명된다.
도 3은 LED 필름의 광원모듈을 제조하는 과정을 보여주는 사시도들이며, 도 4는 필름에 설치되도록 배향된 광원모듈을 나타내는 측면도이다. 또한. 도 5는 광원모듈들을 필름상에 설치하는 과정을 보여주는 사시도이며, 도 6은 도 1의 A-A선을 따라 얻어진 완성된 LED 필름의 단면도이다.
먼저, 도 3(a) 참조하면, 먼저 서포터(130)가 광원 모듈(100)의 제작을 위해 놓여질 수 있다. 서포터(130)는 소정 크기의 판형 부재로 이루어질 수 있다. 또한, 서포터(130)는 LED 칩들(111-113) 및 제어 IC(120)를 지지하기에 충분한 강도를 갖는 다양한 재질로 제조될 수 있으며, 이러한 재질중에서도 바람직하게는 투명한 재질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 서포터(130)는 플라스틱 또는 유리로 제조될 수 있다. 이러한 투명 서포터(130)는 이에 배치되는 LED 칩들(111-113)에서 생성되는 빛들을 투과시킬 수 있으며, 이에 따라 서포터(130)의 적용에도 불구하고 광원 모듈(100)의 발광성능이 저하되지 않을 수 있다.
하나의 제어 IC(120)는 세 개의 서로 다른 LED 칩들(111-113)을 하나의 픽셀로 작용하도록 제어할 수 있다. 따라서, 하나의 제어 IC(120)와 LED 칩들(111-113)이 하나의 세트를 형성하며, 이러한 다수개의 세트들이 서포터(130) 표면의 서로 다른 위치들에 배치될 수 있다. 이와 같은 다수개의 세트들의 배치에 있어서, 예를 들어, 도 3(a)-도 3(d)에 도시된 바와 같이, LED 칩들(111-113) 및 제어 IC(120)들이 다수개의 세트들을 형성하도록 순차적으로 서포터(130)상의 기 설정된 위치들에 부착될 수 있다. 다른 한편, LED 칩들(111-113) 및 제어 IC(120)들이 따로 따로 부착되는 대신에, 이들은 세트로서 먼저 모아진후 서포터(130) 표면상에 배치될 수 있다.
보다 상세하게는, LED 칩들(111-113)의 전극들(111a,112a,113a) 및 제어 IC(120)의 전극들(120a), 즉 이들 전극들을 포함하는 표면들 또는 부위들은 서포터(130) 표면에 접촉하지 않고 상기 서포터(130)로부터 노출된다. 보다 상세하게는, 전극들(111a,112a,113a,120a)은 서포터(130) 표면으로부터 이격되어 상기 표면에 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 대신에, LED 칩들(111-113) 및 제어 IC(120)의 다른 부위 또는 표면, 정확하게는 전극들(111a,112a,113a,120a)과는 대향되는 표면들(111b,112b,113b, 120b)이 서포터(130)의 표면과 마주하거나 직접 접촉할 수 있다.
이와 같은 배향 및 배치하에서, 제어 IC(120)와 LED 칩들(111-113)은 서포터(130)표면상에 부착될 수 있다. 접착 또는 부착을 위해 다양한 부재들 또는 메커니즘들이 사용될 수 있으며, 이들중 가장 간단하면서도 완성된 광원 모듈(100)의 두께를 크게 증가시키지 않도록 접착제가 적용될 수 있다. 접촉제의 적용에 의해, 제어 IC(120)/LED 칩들(111-113)사이에는 도 4에 도시된 바와 같이, 접착층(114)가 형성될 수 있다. 앞서 설명된 투명 서포터(130)와 같은 이유로, 투명 접착제가 사용될 수 있으며, 투명 접착층(114)은 광원 모듈(100)의 발광성능을 저하시키기 않도록, LED 칩(110:111-113)에서 생성되는 빛들을 투과시킬 수 있다.
제어 IC(120)와 LED 칩들(111-113)의 세트들이 서포터(130)에 접착된 후, 도 3(e)에 도시된 바와 같이, 하나의 세트를 포함하도록 서포터(130)는 소정의 크기의 섹션으로 절단 및 분할될 수 있으며, 이에 따라 다수개의 광원모듈들(100)이 제조될 수 있다. 완성된 광원모듈(100)은 도 4에 도시된 바와 같이, 뒤집히게 배향될 수 있다. 도 4는 이와 같이 재배향된 광원모듈(100)의 측면을 도시하며, 이에 따라 서로 일렬로 배열된 LED 칩들(111-113)중 어느 하나 즉, 제 1 칩(111)만이 보여진다. 보다 상세하게는, 도 4를 참조하면, 서포터(130)는 재배향된 광원모듈(100)에서 상대적으로 상부에 배치될 수 있다. 또한, LED 칩들(111-113)은 상대적으로 광원모듈(100)의 하부에 배치될 수 있다. 특히, 전극들(111a,112a,113a,120a)은 실제적으로 광원모듈(100) 또는 칩들(111-113)/IC(120)의 바닥면상에 배치될 수 있다.
이 후, 재배향된 광원모듈(100)은 도 5에 도시된 바와 같이, 메인전극(20)의 소정 위치에 배치될 수 있다. 또한, 배치된 광원모듈(100), 정확하게는 이의 제어 IC(120)와 LED 칩들(111-113)은 메인전극(20)과 분리되지 않도록 상기 메인전극(20)에 고정될 수 있다. 이러한 고정을 위해 다양한 방법이 적용될 수 있으며, 예를 들어 표면장착공정(surface mount process)이 적용될 수 있다. 보다 상세하게는, LED 칩들(111-113)/제어 IC(120)의 전극들(111a,112a,113a,120a) 및/또는 메인 전극(20)상에 고체 상태의 땜납(solder)이 적용될 수 있다. 땜납은 취급하기 용이하도록 구 형상(spherical shape)을 가질 수 있다. 이 후, 광원모듈(100)이 메인전극(20)상에 배치되면, 땜납이 전극들(111a,112a,113a,120a)과 메인 전극(20)사이에 개재될 수 있다. 이 후, 뜨거운 공기가 제공되면, 땜납은 용해되며, 용해된 땜납이 다시 응고되면, 광원모듈(100), 정확하게는 LED 칩들(111-113)/제어 IC(120) 및 이의 전극들(111a,112a,113a,120a)은 메인 전극(20)상에 견고하게 고정될 수 있다. 이와 공정들에 있어서, 투명한 서포터(130)를 통해 메인 전극(20) 및 LED 칩들(111-113)/제어 IC(120)이 잘 보여지므로, LED 칩들(111-113)/제어 IC(120)은 메인 전극(20)상에 용이하고 정확하게 배치될 수 있다.
이 후, 서로 고정된 필름(10), 전극(20) 및 광원모듈(100) 상에 최종적으로 도 6에 도시된 바와 같이, 실링층(sealing layer)(30)이 도포될 수 있다. 이러한 실링층(30)에 의해 필름(10), 전극(20) 및 광원모듈(100)은 사용중 외부물체 및 충격으로부터 보호될 수 있다.
도 5를 참조하면, 이와 같이 완성된 LED 필름에서, LED 칩(110:111-113) 및 제어 IC(120)은 메인 전극(20)에 직접적으로 접촉 및 부착될 수 있다. 보다 상세하게는, LED 칩(110:111-113) 및 제어 IC(120)의 전극들(111a,112a,113a,120a)은 광원 모듈(100)의 바닥면 정확하게는 이들의 몸체들의 바닥면들상에 배치되며, 메인전극(20)과 직접적으로 접촉할 수 있다. 또한, 서포터(130)는 LED 칩(110:111-113) 및 제어 IC(120)의 상면들(111b,112b,113b,120b)에 부착되어 이들을 하나로 결합하고 지지할 수 있다. 따라서, 이러한 구성에 의해 서포터(130)는 필름(10)으로부터 소정간격으로 이격되며, LED 칩(110:111-113) 및 제어 IC(120)는 서포터(130)와 필름(10)사이에 개재될 수 있다.
앞서 종래기술에서도 논의된 바와 같이, 통상적인 광원모듈에서, 기판상에 LED 칩(110:111-113) 및 제어 IC(120)가 배치되고 상기 기판에 형성된 전극들에 와이어에 의해 연결된다. 또한, 기판의 전극들이 외부로 노출되어 메인 전극(20)에 부착되며, 이에 따라 광원모듈이 필름(10)상에 설치된다. 반면, 본 출원에 있어서, 광원모듈(100)은 통상적인 기판이나 와이어를 사용하지 않으며, 서포터(130)상에 LED 칩(110:111-113) 및 제어 IC들(120)을 부착하는 것만으로도 완성될 수 있다. 따라서, 통상적인 광원모듈과 비교할 때, 광원모듈(100)은 기판/와이어 및 이에 의한 공정을 배제하므로, 보다 단순한 구조를 가지며 이의 제조공정 또한 단순하다. 또한, 완성된 광원모듈(100)의 LED 칩(110:111-113) 및 제어 IC(120), 정확하게는 이의 전극들(111a,112a,113a,120a)이 직접적으로 메인전극(20)에 고정될 수 있다. 따라서, 완성된 광원모듈(100)의 설치공정 또한 단순하고 용이할 수 있다. 이러한 이유들로, 광원모듈(100)의 제작 및 설치에 있어서 불량율이 현저하게 저하될 수 있으며, 이에 따라 생산성은 증가되며, 생산단가는 감소될 수 있다.
또한, 통상적인 광원모듈은 와이어의 보호를 위해 기판상에 제공되는 실링층을 더 포함할 수 있다. 반면, 광원모듈(100)은 이와 같은 실링층 및 기판을 요구하지 않으므로, 현저하게 감소된 두께를 가질 수 있다. 따라서, 완성된 LED 필름의 두께도 감소될 있으며, 이에 따라 보다 다양한 위치에 LED 필름이 적용될 수 있다. 또한, 통상적인 광원모듈에서는 LED 칩(110:111-113)에서 발생된 열이 기판을 통해 전극(20) 및 필름(10)에 전달되므로, 연장된 열 전달경로로 인해 발열이 효과적으로 수행되기 어렵다. 반면, 광원모듈(100)에서는 LED 칩(110:111-113)이 직접 전극(20)에 부착되므로, 열 전달경로가 단축되며 발생된 열이 바로 전극(20) 및 필름(10)을 통해 발산될 수 있다. 따라서, 이러한 효과적인 방열에 의해 광원모듈(100)의 발광효율이 크게 증가될 수 있다.
또한, 통상적인 광원모듈에서 기판은 불투명한 재질로 이루어지므로, LED 칩(110:111-113)의 빛은 불투명한 기판을 통과하지 못하며, 이에 따라 LED 필름에서 어느 한 면만이 화상을 표시할 수 있다. 반면, 광원모듈(100)에서 서포터(130)는 투명한 재질로 이루어지므로, LED 칩(110:111-113)은 서로 대향되는 서포터(130) 및 필름(10) 둘 다를 통해 빛을 발산할 수 있으며, 이에 따라 LED 필름 양면에서 화상이 구현될 수 있다. 이러한 화상구현을 보다 효과적으로 이루어지도록, 메인 전극(20)도 투명한 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 메인 전극(20)은 투명한 인듐주석산화물(ITO: Indium Tin Oxide)로 이루어질 수 있다. 투명한 메인 전극(20)에 의해 LED 필름 전체가 실질적으로 투명하게 구성될 수 있으며, 이에 따라 양면 발광 및 화상구현이 효과적으로 수행될 수 있다.
더 나아가, 통상적인 광원모듈에서, 칩(110) 및 제어 IC(120)는 실링층에 의해 도포되므로, 이들중 어느 하나가 고장나거나 뷸량인 경우, 용이하게 교체될 수 없다. 반면, 광원모듈(100)에서, 칩(110) 및 제어 IC(120)는 서포터(130) 및 전극(20)에 직접 부착되므로, 이들중 어느 하나가 용이하게 선택적으로 교체될 수 있다. 따라서, LED 필름의 유지보수가 보다 효율적으로 수행될 수 있다.
한편, 본 출원에서 광원모듈(100)의 서포터(130)는 LED 필름에서 재생되는 화상에 다양한 효과를 부여하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 서포터(130)가 관련된 도면들을 참조하여 다음에서 상세하게 설명된다.
도 7은 광원모듈의 서포터의 일 예를 보여주는 단면도이며, 도 8 및 도 9는 광원모듈의 서포터의 다른 예를 보여주는 단면도들이다.
먼저 도 7에 도시된 바와 같이, 서포터(130)는 이의 투명도를 조절하도록 구성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 서포터(130)는 입사되는 빛을 그 내부에서 산란시키도록 구성되는 몸체를 가질 수 있다. 서포터(130)의 몸체는 기본적으로 투명하게 구성될 수 있으며, 그 내부에 마찬가지로 투명한 입자(130a)를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 몸체는 투명한 제 1 재질로 이루어질 수 있으며, 입자(130a)는 상기 제 1 재질과 다른 빛 굴절율을 갖는 제 2 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 서포터(130)의 몸체의 측부에는 광원(131)이 배치될 수 있다. 광원(131)은 소정의 지지부재를 이용하여 서포터(130)의 측부에 위치되거나 상기 서포터(130)측부에 직접 설치될 수 있으며, 전극(132)에 의해 전원을 공급받도록 메인 전극(20)에 연결될 수 있다. 공급되는 전원에 의해 광원(131)은 서포터(130)의 몸체 측부에서 그 내부로 빛을 선택적으로 공급할 수 있다.
따라서, 광원(131)이 켜지지 않으면, 서포터(130)는 전체적으로 투명한 상태를 유지할 수 있다. 반면, 광원(131)이 겨지면, 광원(131)의 빛은 서포터(130)의 내부로 입사될 수 있다. 입사된 빛은 다른 굴절율을 갖는 제 2 재질의 입자(130a)에 의해 산란될 수 있으며, 산란된 빛으로 인해 서포터(130)의 투명도는 감소될 수 있다. 따라서, 광원(131)의 선택적인 작동에 의해, 서포터(130)도 선택적으로 불투명하게 될 수 있다. 또한, 광원(131)의 빛의 세기에 따라 빛의 산란도도 변화될 수 있다. 따라서, 광원(131)의 빛의 세기를 조절함으로써 서포터(130)의 불투명도도 조절될 수 있다. 이와 같은 투명도의 조절에 의해 LED 필름에서 재생되는 화상에 다양한 효과가 부여될 수 있다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 서포터(130)는 이의 색상을 변경하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 색상변경을 위해, 서포터(130)는 선택적으로 색상을 갖도록 구성되는 변색층(133)을 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 변색층(133)은 전기변색재료(electrochromic material)로 만들어질 수 있다. 전기변색재료는 전압이 이에 인가되면, 투명한 상태에서 불투명한 상태로 전환될 수 있으며, 전압이 인가되지 않으면 투명한 상태로 전환된다. 이와 같은 전기변색재료는 대표적으로 PEDOT(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene))으로 이루어질 수 있다. 또한, 전기변색재료는 LiCF3SO3 으로 이루어질 수도 있다. 변색층(133)은 전원 또는 전압을 공급받기 위해 전극(134)에 의해 메인 전극(20)과 연결될 수 있다.
따라서, 변색층(133)은 전압이 이에 인가되면, 투명상태에서 소정의 색상을 갖도록 전환될 수 있다. 또한, 전압의 크기에 따라 색상의 농도도 조절될 수 있다. 즉, 상대적으로 큰 전압이 인가되면, 상대적으로 짙은 농도의 색상이 구현될 수 있다. 따라서, 서포터(130)는 변색층(133)을 이용함으로써 이의 투명도도 조절할 수 있다.
더 나아가, 서포터(130)는 도 9에 도시된 바와 같이, 서로 다른 색상들로 전환되는 다수개의 변색층(133a,133b,133c)를 포함할 수 있다. 이들 변색층들(133a,133b,133c)은 전원 또는 전압을 공급받기 위해, 다수개의 전극들(134a,134b,134c)에 의해 메인 전극(20)에 각각 연결될 수 있다. 이들 변색층들(133a,133b,133c)을 이용하여 보다 다양한 색상들을 서포터(130)는 제공할 수 있으며, 이에 따라 보다 다양한 효과가 LED 필름의 화상에 부여될 수 있다.
한편, 본 출원의 LED 필름은 변형된 광원모듈(200)을 포함함으로써 앞서 설명된 광원모듈(100)과 마찬가지로 양면 발광 및 이에 의한 양면 화상을 구현할 수 있다. 이와 같은 변형된 광원모듈(200)을 관련 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 10은 광원모듈의 다른 예를 보여주는 사시도이다. 또한, 도 11은 도 10의 광원모듈들을 포함하는 LED 필름을 나타내는 분해사시도이며, 도 12는 도 10의 광원모듈들이 설치된 LED 필름을 나타내는 정면 사시도 및 배면 사시도이다.
먼저 도 10을 참조하면, 광원모듈(200)은 컨테이너(210)를 포함할 수 있다. 컨테이너(210)는 소정의 내부공간(211)을 가질 수 있다. 이러한 내부공간(211)내에는 LED 칩(220)과 제어 IC(230)가 수용될 수 있다. 컨테이너(210), 정확하게는 이의 내부공간(211)은 LED 칩(220)에서 발산되는 빛과 간섭하기 않도록 개방된 상부를 가질 수 있다. LED 칩(220)은 서로 다른 색상, 즉 적색, 녹색, 및 청색의 빛을 생성하도록 구성되는 제 1, 제 2 및 제 3 칩들(221,222,223)을 포함할 수 있다. 이러한 LED 칩(220: 221-223) 및 제어 IC(230)는 도 2-도 9의 LED 칩(110:111-113) 및 제어 IC(120)과 실질적으로 동일하므로, 앞서 제공된 설명이 그대로 인용되며, 추가적인 설명은 생략된다.
또한, 광원모듈(200)은 컨테이너(210)의 측부에 제공되는 다수개의 패드들(pads)(231,232,233,234)를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 광원모듈(200)은 + 전원 또는 전압을 공급하는 제 1 전원패드(231) 및 - 전원 또는 전압을 공급하는 제 2 전원전극(232)를 포함할 수 있다. 또한, 광원모듈(200)은 데이터, 즉 구동신호를 입력하는 제 1 신호패드(233) 및 구동신호를 출력하도록 구성되는 제 2 신호패드(234)를 포함할 수 있다. 이들 패드들(231,232,233,234)은 컨테이너(210)의 몸체를 통해 연장되어 LED 칩(220: 221-223) 및 제어 IC(230)과 연결될 수 있다. 또한, 패드들(231,232,233,234)는 메인 전극(20)과 연결되어 상기 메인전극(20)을 통해 수신한 전원 및 신호를 LED 칩(220: 221-223) 및 제어 IC(230)에 공급할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 메인 전극(20)은 제 1 전원전극(21), 제 2 전원전극(22), 제 1 신호전극(23) 및 제 2 신호전극(24)을 포함하며, 이들은 광원모듈(200)이 배치될 때, 해당되는 패드들(231,232,233,234)과 각각 연결되도록 배치될 수 있다. 이들 전극들(21-24)의 기본적인 구성은 앞서 도 2를 참조하여 설명된 것과 동일하며, 이에 따라 추가적인 설명은 생략된다.
도 11을 참조하면, LED 필름은 하나의 메인 전극(20)에 대해 한 쌍의 광원모듈(200a,200b)이 배치되도록 구성될 수 있다. 한 쌍의 광원모듈(200a,200b)은 둘 다 도 10에 도시된 광원모듈(200)과 동일한 구성을 가지나, 서로 다른 배향을 가질 수 있다. 즉, 광원모듈(200a,200b)중 하나(200b)는 뒤집힌 상태로 메인 전극(20)에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 광원모듈(200b)은 광원모듈(200a)를 이의 중심축(C)을 중심으로 뒤집히도록 회전되게 배향될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 패드들(231-244)가 컨테이너(210)의 측부에 배치되므로, 광원모듈(200b)이 뒤집힌 상태에서도 상기 패드들(231-234)은 여전히 컨테이너(210)외부로 노출되며, 도 12에도 도시된 바와 같이 메인 전극(20)과 연결될 수 있다. 따라서, 도 12(a)에 도시된 바와 같이, 어느 하나의 광원모듈(200a)은 LED 필름의 어느 한면을 통해 빛을 발산할 수 있으며, 도 12(b)에 도시된 바와 같이 다른 하나의 광원모듈(200b)은 LED 필름의 다른 면을 통해 빛을 발산할 수 있다. 이러한 이유로, LED 필름의 양면에서 화상이 재생될 수 있으며, 유리와 같은 보다 다양한 위치에 LED 필름이 적용될 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 안되며 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 출원의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 출원의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 출원의 범위에 포함된다.
10: 필름 20: 메인 전극
30: 실링 층 100: 광원모듈
110: LED 칩 120: 제어 IC
130: 서포터
30: 실링 층 100: 광원모듈
110: LED 칩 120: 제어 IC
130: 서포터
Claims (12)
- 투명 필름;
상기 투명 필름상에 제공되며 구동신호 및 전원을 공급하도록 구성되는 메인 전극; 및
상기 메인 전극상에 설치되며 상기 공급된 신호 및 전원에 의해 빛을 발산하도록 구성되는 광원모듈로 이루어지며,
상기 광원모듈은;
소정 색상의 빛을 생성하며, 상기 메인 전극에 직접 접촉하도록 구성되는 전극을 포함하는 LED 칩,
상기 LED 칩의 작동을 제어하며, 상기 메인 전극에 직접 접촉하도록 구성되는 전극을 포함하는 제어 IC, 및
상기 투명 필름으로부터 소정간격으로 이격되며, 상기 LED 칩과 상기 제어 IC를 지지하도록 구성되는 서포터를 포함하고,
상기 서포터는:
입사되는 빛을 그 내부에서 산란시키도록 구성되는 몸체; 및
상기 몸체의 측부에서 그 내부로 빛을 선택적으로 조사하도록 구성되는 광원을 포함하며,
상기 광원의 빛 세기 조절에 따라 상기 서포터의 투명도가 조절되는 LED 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 LED 칩은 적색, 녹색 및 청색의 빛을 각각 생성하도록 구성되는 제 1, 제 2 및 제 3 LED 칩들을 포함하는 LED 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 LED 칩의 전극은 상기 LED 칩의 몸체의 바닥면상에 배치되며, 상기 제어 IC의 전극은 상기 제어 IC의 몸체의 바닥면상에 배치되는 LED 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 서포터는 상기 LED 칩 및 상기 제어 IC의 상면들상에 부착되는 LED 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 서포터는 투명 재질로 만들어지는 판형 부재로 이루어지는 LED 필름. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 몸체는 투명한 제 1 재질로 이루어지며,
상기 몸체는 상기 몸체의 내부에 배치되며 상기 제 1 재질과 다른 빛 굴절율을 갖는 제 2 재질로 이루어지는 입자들을 포함하는 LED 필름. - 투명 필름;
상기 투명 필름상에 제공되며 구동신호 및 전원을 공급하도록 구성되는 메인 전극; 및
상기 메인 전극상에 설치되며 상기 공급된 신호 및 전원에 의해 빛을 발산하도록 구성되는 광원모듈로 이루어지며,
상기 광원모듈은;
소정 색상의 빛을 생성하며, 상기 메인 전극에 직접 접촉하도록 구성되는 전극을 포함하는 LED 칩,
상기 LED 칩의 작동을 제어하며, 상기 메인 전극에 직접 접촉하도록 구성되는 전극을 포함하는 제어 IC, 및
상기 투명 필름으로부터 소정간격으로 이격되며, 상기 LED 칩과 상기 제어 IC를 지지하도록 구성되는 서포터를 포함하고,
상기 서포터는 전압이 인가되었을 때, 투명한 상태에서 소정의 색상을 갖도록 전환되는 변색층을 포함하며,
상기 변색층의 색상에 따라 상기 서포터의 색상이 변경되는 LED 필름. - 삭제
- 제 9 항에 있어서,
상기 서포터는 서로 다른 색상으로 전환되는 다수개의 변색층들을 포함하는 LED 필름. - 제 1 항에 있어서,
상기 메인 전극은 투명한 재질로 이루어지는 LED 필름.
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