KR100952044B1 - 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 발광 장치에 관한 것이다.
실시 예에 따른 발광 장치는 제1극성 라인 패턴, 제1극성단 및 제2극성단을 갖는 루프 라인 패턴, 제2극성 라인 패턴을 포함하는 복수의 발광 모듈; 상기 발광 모듈의 루프 라인 패턴에 전기적으로 연결된 발광소자; 인접한 상기 발광 모듈 사이에 탑재되어 상기 라인 패턴들을 극성별 서로 연결시켜 주는 커넥터 기판을 포함한다.
발광모듈, LED, 커넥터 기판

Description

발광 장치{LIGHT EMITTING APPARATUS}
실시 예는 발광 장치에 관한 것이다.
전자기기 산업이 발전함에 따라 소형이며 에너지 소비가 적은 각종 표시 장치들이 개발되고 있으며, 이러한 추세를 반영하여 등장한 액정표시장치(LCD)는 모니터, TV와 이동통신 단말기 등의 표시장치로서 각광받고 있다.
상기 액정표시장치는 자발적으로 빛을 발생시키지 못하기 때문에 통상 LCD 패널의 뒷면에서 빛을 발생시키는 광원으로 구성되는 백라이트(Backlight)를 구비하는 것이 일반적이다. 이때, 상기 백라이트는 백색의 빛을 발생시킴으로써 LCD 패널에 의해 구현되는 영상의 색이 실제 색에 가깝게 재현될 수 있게 한다.
실시 예는 개별 구동이 가능한 발광 모듈을 구비한 발광장치를 제공한다.
실시 예는 발광 모듈과 발광 모듈 사이를 커넥터 기판으로 연결하여, 개별 구동이 가능한 발광 모듈을 확장시켜 줄 수 있도록 한 발광 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 장치는 제1극성 라인 패턴, 제1극성단 및 제2극성단을 갖는 루프 라인 패턴, 제2극성 라인 패턴을 포함하는 복수의 발광 모듈; 상기 발광 모듈의 루프 라인 패턴에 전기적으로 연결된 발광소자; 인접한 상기 발광 모듈 사이에 탑재되어 상기 라인 패턴들을 극성별 서로 연결시켜 주는 커넥터 기판을 포함한다.
실시 예는 발광 모듈의 개별 제어가 가능한 효과가 있다.
실시 예는 발광 모듈과 발광 모듈 사이를 커넥터 기판으로 확장시켜 줌으로써, 발광 모듈의 확장이 편리하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 발광 모듈(110)은 기판 위에 N개의 라인 패턴 및 발광 소자(150)를 포함할 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 라인 패턴은 5개의 라인 패 턴(P1~P5)으로 설명하기로 하며, 상기 발광 모듈(110)의 개수에 따라 라인 패턴의 수는 달라질 수 있다.
상기 발광 모듈(110)은 단층 기판 또는 다층 기판으로 구현될 수 있으며, 상기 기판은 FR-4 또는 CEM-3(CEM : Composite Epoxy Materials Grade 3) 등의 Resin, Ceramic 계열 재질, 또는 금속 재질을 이용할 수 있다. 상기 기판이 단층 기판인 경우 탑층 즉, 상면에 다수의 라인 패턴(P1~P5)을 형성시켜 줄 수 있다. 상기 라인 패턴(P1~P5)은 Cu 또는 Cu에 도금된 층일 수 있다.
상기 라인 패턴(P1~P5)은 제1극성 라인패턴(P1), 제1극성단(P21) 및 제2극성단(P22)을 갖는 루프 라인 패턴(P2), 적어도 하나의 제2극성 라인 패턴(P3~P5)을 포함한다. 여기서, 상기 제1극성은 (+) 전원라인(L1)에 연결된 정극성이며, 상기 제2극성은 (-) 전원 라인(L2,L3,L4,L5)에 연결된 부극성이 될 수 있다. 상기 제1극성 라인 패턴(P1)은 단일개가 배치되고, 상기 루프 라인 패턴(P2)은 단일개 또는 복수개가 배치될 수 있다.
상기 발광 모듈(110)의 중심부에는 모듈 배치 방향(또는 모듈 길이 방향)으로 루프 라인 패턴(P2)이 배치되고, 상기 루프 라인 패턴(P2)의 일측으로 제1극성 라인 패턴(P1)이 배치되고, 상기 루프 라인 패턴(P2)의 타측으로 제2극성 라인패턴(P3~P5)이 배치된다. 여기서, 상기 제1극성 라인 패턴(P1)은 상기 루프 라인 패턴(P2)의 제1극성단(P21)에 인접하게 배치되고, 상기 제2극성 라인 패턴(P3~P5)은 상기 루프 라인 패턴(P2)의 제2극성단(P22)에 인접하게 배치된다.
상기 제2극성 라인 패턴(P3~P5)은 복수개인 경우, 서로 소정 간격을 갖고 평 행하게 배치될 수 있다.
상기 제1극성 라인패턴(P1)과 상기 루프 라인 패턴(P2)의 제1극성단(P21)에는 전원의 제1극성(+)이 인가되며, 이때 상기 제1극성 라인패턴(P1)과 상기 루프 라인 패턴(P2)의 제1극성단(P21)은 발광 모듈(110)의 전단 노드(N)에서 서로 연결되거나, 외부 커넥터 기판을 통해 연결될 수 있으며, 또는 LED 드라이버의 제1극성단자에 직접 연결될 수 있다.
상기 루프 라인 패턴(P2)에는 적어도 하나의 발광 소자(150)가 연결된다. 상기 발광소자(150)는 상기 루프 라인 패턴(P2)의 제1극성단(P21)과 제2극성단(P22) 사이에 복수개가 직렬로 연결될 수 있다. 이때의 발광 소자(150)는 적어도 하나를 이용하여 백색 LED로 구현될 수 있다.
도 2의 (가)는 도 1의 루프 라인 패턴에 발광소자가 탑재된 예를 나타낸 도면이며, (나)는 (가)에 도시된 발광 소자의 회로 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 모듈(110) 위의 루프 라인 패턴(P2)은 복수개의 패턴으로 분리되고, 복수개의 패턴은 발광 소자(150)에 의해 직렬로 연결되는 구조이다. 이때 상기 발광 소자(150)는 와이어를 통해 다른 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 발광 소자(150)의 탑재 방식은 플립 방식, 다이 본딩 방식 등을 적용할 수 있으며, 실시 예의 기술적 범위 내에서 변경 가능하다.
도 2의 (나)와 같이, 복수개의 발광 소자(150)는, 루프 라인 패턴(P2)의 패턴들을 서로 직렬로 연결시켜 줄 수 있다.
상기 발광 소자(150)는 백색 LED를 구현하기 위해 청색 LED와 형광체를 이용 하거나, UV LED와 삼색 형광체를 이용하거나, 삼색 LED(레드 LED, 그린 LED, 블루 LED)를 직렬로 연결하여 구현할 수 있으며, 실시 예의 기술적 범위 내에서 변경 가능하다.
도 3은 실시 예에 따른 루프 라인 패턴과 발광 소자의 다른 회로 구성도이다.
도 3을 참조하면, 발광 모듈의 루프 라인 패턴(P2)이 3개의 라인으로 병렬로 배치되는 경우, 각 라인 패턴(P2)에는 적색 LED(151), 그린 LED(152), 블루 LED(153)가 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 루프 라인 패턴(P2)의 라인 개수가 3개로 증가하게 되면, 상기 제2극성 라인 패턴(도 1의 P3,P4,P5)의 라인 개수도 각각 3개씩으로 증가하게 된다. 이에 따라 상기 루프 라인 패턴(P2)은 발광소자(150)의 LED 칩 종류 또는 구동 방식에 따라 상기 루프 라인 패턴(P2)의 개수도 달라질 수 있다.
도 4는 실시 예에 따른 발광 장치의 분해 도면이며, 도 5는 도 4의 결합 상태도이고, 도 6은 도 5의 발광 모듈 사이에 커넥터 기판이 결합된 구조를 나타낸 부분 확대도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 발광 장치(100)는 복수개의 발광 모듈(110,111,112,113)과, 상기 복수개의 발광 모듈(110,111,112,113) 사이에 탑재된 커넥터 기판(130)을 포함한다.
여기서, 상기 발광 장치(100)는 예컨대, 4개의 발광 모듈(110,111,112,113)이 배치되는 경우, 상기 커넥터 기판(130)은 3개가 필요하게 되며, (-) 전원라 인(L2,L3,L4,L5)은 4개가 필요하게 된다. 여기서, (-) 전원라인(L2,L3,L4,L5)의 개수와 상기 발광 모듈(110,111,112,113)의 개수는 동일하며, 이에 따라 상기 발광 모듈(110,111,112,113)은 개별 구동이 가능하게 된다.
제1발광 모듈(110)은 (+) 전원라인(L1)과 (-) 전원라인(L2)에 연결되며, 제2발광 모듈(111)은 (+) 전원라인(L1)과 (-) 전원라인(L3)에 연결되며, 제3발광 모듈(112)은 (+) 전원라인(L1)과 (-) 전원라인(L4)에 연결되며, 제4발광 모듈(113)은 (+) 전원라인(L1)과 (-) 전원라인(L5)에 연결된다.
상기 각 발광 모듈(110,111,112,113)의 제2극성 라인 패턴(P3,P4,P5)은 다른 모듈의 제2극성에 대한 귀환 회로로 기능하게 된다. 여기서, 실시 예는 제2발광 모듈(111)의 제2극성 라인 패턴 중 P3,P4과 제3발광 모듈(112)의 제2극성 라인 패턴 중 P3에는 발광 소자가 탑재될 수 있으나, 모듈 간의 균일한 발광을 위해 탑재하지 않을 수도 있다.
상기 커넥터 기판(130)은 배면에 접속 패드(135)가 형성되며, 상기 접속 패드(135)는 인접한 발광모듈(110,111)(111,112)(112,113) 사이를 전기적으로 서로 연결시켜 주어, 기구적으로 발광 모듈(110,111)(111,112)(112,113)에 솔더링되며, 다음단 발광 모듈에 대한 개별 제어 회로 패턴을 제공하게 된다.
상기 커넥터 기판(130)의 접속 패드(135)는 제1내지 제8접속 패드(C1~C8)를 포함하며, 상기 제1, 제3,제4 및 제5 접속패드(C1,C3,C4,C5)는 인접한 두 발광모듈(110,111)(111,112)(112,113)의 패턴들을 전기적으로 연결시켜 주며, 상기 제2접속패드(C2)는 상기 제1접속패드(C1)로부터 분기되어 다음단 발광모 듈(111)(112)(113)의 루프 라인 패턴(P2)의 제1극성단(P21)에 연결될 수 있다. 상기 제1접속패드(C1)은 직선 형태이며, 상기 제2접속패드(C2)는 절곡된 형태이며, 상기 제3 내지 제5접속패드(C3,C4,C5)는 사선 형태이며 서로 소정 간격을 갖고 복수개가 평행하게 배치된다.
상기 제6, 제7 및 제8접속패드(C6,C7,C8)은 남는 공간상에 형성된 오픈 패드로서, 발광 모듈의 라인 패턴에 솔더링되어 발광 모듈과의 물리적인 고정력을 강화시켜 줄 수 있다. 즉, 제6접속패드(C6)은 후단 발광 모듈에 솔더링되며, 상기 제7 및 제8접속패드(C7,C8)은 전단 발광 모듈에 솔더링된다.
구체적으로 설명하면, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 전단에 위치한 제1발광 모듈(110)과 후단(또는 다음단)에 위치한 제2발광 모듈(111) 사이에 커넥터 기판(130)이 탑재된다. 이때 상기 커넥터 기판(130)의 제1접속패드(C1)는 제1발광 모듈(110)의 상기 제1극성 라인 패턴(P1)을 상기 제2발광 모듈(111)의 제1극성 라인 패턴(P1)에 연결시켜 준다. 상기 제2접속패드(C2)는 상기 제1접속패드(C1)로부터 분기되어, 상기 제1극성을 상기 제2발광 모듈(111)의 루프 라인 패턴(P2)의 제1극성단(P21)에 연결시켜 준다. 상기 제3접속패드(C3)는 상기 제1발광 모듈(110)의 제2극성 라인 패턴(P3)을 제2발광 모듈(111)의 루프 라인 패턴(P2)의 제2극성단(P22)에 연결시켜 준다. 상기 제4 및 제5접속패드(C4,C5)는 제1발광 모듈(110)과 제2발광모듈(111)의 제2극성 라인 패턴(P3,P4)을 서로 연결시켜 준다.
상기 제6접속패드(C6)는 오픈 패드로서, 제2발광 모듈(111)에 오픈된 제2극성 라인 패턴(P5)의 일단에 본딩되어, 커넥터 기판(130)과 상기 제2발광 모듈(111) 사이를 견고하게 고정시켜 준다. 상기 제7 및 제8접속패드(C7,C8)는 오픈 패드로서, 상기 제1발광 모듈(110)의 루프 라인 패턴(P2)의 루프 패턴(P23)에 본딩되어, 커넥터 기판(130)과 상기 제1발광 모듈(110) 사이를 견고하게 고정시켜 준다.
이러한 방식으로, 커넥터 기판(130)을 이용하여 복수의 발광 모듈(110,111,112,113)을 서로 연결시켜 주면, 도 5와 같이 배치될 수 있다.
상기 발광모듈(110~113) 사이에 커넥터 기판(130)이 실장되는 공정은 다음과 같다. 발광 모듈(110~113)을 종 방향 또는/및 횡 방향으로 어레이 형태로 배치한 후, 발광 모듈(110~113) 사이에 커넥터 기판(130)을 각각 배치하고, 각 라인 패턴(P1~P5) 또는/및 각 접속패드(C1~C8)에 크림 솔더로 도포하게 된다. 즉, 표면실장기술(SMT)을 이용하여 커넥터 기판(130)을 부착시킨다. 이후, 발광 모듈(110~113)은 리플로우 솔더링(reflow soldering)공정이 수행됨에 따라, 다수개의 발광모듈(110~113)과 커넥터 기판(130)이 전기적 및 기구적으로 각각 연결될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제4발광 모듈(113)은 모든 제2극성 라인 패턴(P3,P4,P5)이 비 활성화되며, 상기 제3발광 모듈(112)은 일부 제2극성 라인 패턴(P4,P5)이 비 활성화되며, 상기 제2발광 모듈(111)은 일부 제2극성 라인 패턴(P5)이 비 활성화된다. 즉, N개의 발광 모듈이 배치되는 경우, 각 발광 모듈에는 N-1개의 제2극성 라인 패턴이 반복 패턴 형태로 형성될 수 있다.
실시 예는 발광 모듈(110~113)의 모든 라인 패턴 및 구조가 동일하고, 상기 커넥터 기판(130)의 패드 구조도 동일하므로, 발광 모듈(110~113) 및 커넥터 기 판(130)의 제조가 간편하며, 별도의 루프 패턴용 기판을 제공하지 않아도 된다. 또한 N개의 발광 모듈(110~113)의 개별 구동이 가능하므로, 효과적으로 디밍 제어를 수행할 수 있다.
상기 발광 장치(100)는 LED 바(bar)로서, 조명 장치 또는 표시 장치 등의 광원 장치에 이용될 수 있다.
도 7은 실시 예에 따른 복수개의 발광 장치를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 복수개의 발광장치(100A)는 발광 장치(100)가 서로 병렬로 배치하여 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 이때 각 발광 장치(100)의 개별 발광 모듈(110,111,112,113)을 개별적으로 제어할 수 있어, 개별 디밍 제어가 가능한 구성이다. 상기 복수개 발광장치(100A)는 미도시된 바텀 커버, 광학 시트 등을 포함할 수 있으며, 상기 바텀 커버는 상기 복수의 발광 장치를 수납하며, 광학 시트는 상기 발광 장치로부터 방출된 광을 표시 패널 방향을 집광 또는/및 확산시켜 줄 수 있다.
상기와 같은 발광 장치를 이용하여 액정 표시 장치의 백라이트 유닛 또는/및 프론트 라이트 유닛의 광원으로 이용할 수도 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나 타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시 예에 따른 발광모듈을 나타낸 도면이다.
도 2의 (가)는 도 1의 루프 라인 패턴에 발광소자가 탑재된 예를 나타낸 도면이며, (나)는 (가)에 도시된 발광 소자의 회로 구성도이다.
도 3은 실시 예에 따른 루프 라인 패턴과 발광 소자의 다른 회로 구성도이다.
도 4는 실시 예에 따른 발광 장치의 분해 도면이다.
도 5는 도 4의 결합 상태도이다.
도 6은 도 5의 발광 모듈 사이에 커넥터 기판이 결합된 구조를 나타낸 부분 확대도이다.
도 7은 실시 예에 따른 복수개의 발광 장치를 나타낸 도면이다.

Claims (13)

  1. 제1극성 라인 패턴, 제1극성단 및 제2극성단을 갖는 루프 라인 패턴, 제2극성 라인 패턴을 포함하는 제1 및 제2발광 모듈을 구비한 복수의 발광 모듈;
    상기 각 발광 모듈의 루프 라인 패턴에 전기적으로 연결된 발광소자;
    인접한 상기 제1및 제2발광 모듈 위에 탑재되며, 상기 제1발광 모듈의 제1 및 제2극성 라인 패턴과 상기 제2발광 모듈의 루프 라인 패턴의 제1및 제2극성단을 극성별 서로 연결시켜 주는 커넥터 기판을 포함하는 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 발광 모듈은 상기 루프 라인 패턴의 양측으로 상기 제1극성 라인 패턴 및 제2극성 라인 패턴이 배치되는 발광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터 기판은 상기 제1 및 제2발광 모듈의 제1극성 라인 패턴을 서로 연결하는 제1 접속 패드; 상기 제1접속패드에 분기되어 상기 제2발광 모듈의 루프 라인 패턴의 제1극성단에 연결되는 제2접속패드; 상기 제1발광 모듈의 제2극성 라인 패턴과 상기 제2발광모듈의 루프라인패턴의 제2극성단에 연결되는 제3접속패드를 포함하는 발광 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커넥터 기판은 상기 제1발광모듈의 제2극성 라인 패턴과 상기 제2발광 모듈의 제2극성 라인 패턴을 서로 연결시켜 주는 적어도 하나의 제4접속패드 및, 상기 제1 발광모듈 및 제2발광모듈 중 적어도 하나에 본딩되는 오픈 패드를 포함하는 발광 장치.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 커넥터 기판은 인접한 두 개의 발광 모듈들 사이에 각각 배치되는 발광장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발광 모듈의 개수는 각 발광 모듈에 형성된 상기 루프 라인 패턴의 제2극성단 및 상기 제2극성 라인 패턴의 개수 합과 동일한 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 발광소자는 백색 LED이며,
    상기 백색 LED는 상기 루프 라인 패턴을 따라 직렬로 연결되어, 상기 루프 라인 패턴에 의해 각 발광 모듈별로 구동되는 발광 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 각 발광 모듈의 제2극성 라인 패턴은 전체 발광 모듈의 개수 합보다 하나 적은 개수로 형성되는 발광 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 루프 라인 패턴 및 제2극성 라인 패턴은 복수개의 병렬 라인 그룹을 하나의 라인 패턴으로 배치되며,
    상기 각 루프 라인 패턴에는 레드 LED, 그린 LED 및 블루 LED가 연결되는 발광 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    복수개의 발광 모듈이 병렬로 배치된 발광 장치.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 발광 모듈은 기판을 포함하며, 상기 기판은 에프알(FR)-4, 레진 계열 재질, 또는 세라믹 계열 재질, 금속 재질 중 적어도 하나를 포함하는 발광 장치.
  12. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 복수의 발광 모듈이 수납된 바텀 커버를 포함하는 발광 장치.
  13. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 복수의 발광 모듈로부터 방출된 광을 집광 또는 확산시켜 주기 위한 광학 시트를 포함하는 발광 장치.
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