KR101295119B1 - 발광모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광모듈에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면은, 일면에 형성된 홈을 갖는 회로 기판과, 상기 회로 기판 상에 배치된 하나 이상의 발광소자와, 상기 회로 기판에 형성된 배선 패턴에 의하여 상기 발광소자와 전기적으로 연결되며, 상기 홈의 적어도 일면에 형성된 단자부를 구비하는 커넥터를 포함하는 발광모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예의 경우, 발광모듈의 커넥터를 형성함에 있어서 표면 실장 공정을 이용하지 않아 공정 편의성이 향상될 수 있으며, 나아가, 다양한 종류의 모듈에 대하여 커넥터 구조의 규격화가 가능한 발광모듈을 제공할 수 있다.

Description

발광모듈 {LIGHT EMITTING MODULE}
본 발명은 발광모듈에 관한 것이다.
반도체 발광소자의 일 종인 발광 다이오드(LED)는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 발광 다이오드는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 특히, 최근에는, 청색 계열의 단파장 영역의 빛을 발광할 수 있는 3족 질화물 반도체가 각광을 받고 있다.
한편, LCD 백라이트에 사용되는 발광모듈의 경우, 종래에는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL)이 사용되었으나, CCFL은 수은 가스를 사용하므로 환경 오염을 유발할 수 있고, 응답속도가 느리며, 색 재현성이 낮을 뿐만 아니라 LCD 패널의 경박단소화에 적절하지 못한 단점을 가졌다. 이에 비해 발광다이오드는 친환경적이며, 응답속도가 수 나노 초로 고속 응답이 가능하여 비디오 신호 스트림에 효과적이고, 임펄시브(Impulsive) 구동이 가능하며, 색 재현성이 100% 이상이고 적색, 녹색, 청색 발광다이오드의 광량을 조정하여 휘도, 색 온도 등을 임의로 변경할 수 있을 뿐만 아니라, LCD 패널의 경박단소화에 적합한 장점들을 가지므로, 최근 백라이트용 발광모듈로서 적극적으로 채용되고 있는 실정이다.
본 발명의 일 목적은 외부 전기 신호를 받기 위한 커넥터를 형성함에 있어서 표면 실장 공정을 이용하지 않으며, 나아가, 다양한 종류의 모듈에 대하여 커넥터 구조의 일원화가 가능한 발광모듈을 제공하는 것에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 측면은,
일면에 형성된 홈을 갖는 회로 기판과, 상기 회로 기판 상에 배치된 하나 이상의 발광소자와, 상기 홈에 결합되도록 형성되어 상기 회로 기판에 형성된 배선 패턴에 의하여 상기 발광소자와 전기적으로 연결된 커넥터를 포함하는 발광모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 커넥터는 상기 홈의 적어도 일면에 형성된 단자부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 회로 기판은 바(bar) 형상을 가지며, 상기 커넥터 상기 회로 기판의 길이 방향을 기준으로 적어도 하나의 말단 측에 배치될 수 있다.
삭제
이 경우, 상기 발광소자는 복수 개 구비되며, 상기 복수의 발광소자는 상기 회로 기판의 길이 방향을 따라 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 단자부는 상기 홈의 저면에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 홈은 상기 회로 기판의 상면에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 홈은 상기 회로 기판의 적어도 일 측면에 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 홈에 의하여 형성되는 상기 커넥터는 암 커넥터를 형성하며, 상기 홈이 형성된 상기 회로 기판의 측면과 다른 측면에 형성되며, 상기 다른 측면으로부터 돌출된 돌출부 및 상기 돌출부에 형성된 단자부를 구비하는 수 커넥터를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 회로 기판은 복수 개 구비되며, 상기 복수의 회로 기판은 인접한 것끼리 상기 암 커넥터와 상기 수 커넥터가 서로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광소자에서 방출된 광 경로 상에 배치된 파장변환부를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 파장변환부는 파장변환물질 및 상기 파장변환물질을 밀봉하는 밀봉부재를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 파장변환물질은 양자점일 수 있다.
또한, 상기 발광소자는 복수 개 구비되며, 상기 파장변환부는 상기 복수의 발광소자에 대하여 일체를 이루도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 회로 기판에는 상기 발광소자를 검사하기 위한 테스트 단자가 제공되지 않을 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은,
회로 기판과, 상기 회로 기판 상에 배치된 하나 이상의 발광소자와, 상기 회로 기판에 형성된 배선 패턴에 의하여 상기 발광소자와 전기적으로 연결되며, 상기 회로 기판의 적어도 일 측면에 형성된 단자부를 구비하는 커넥터를 포함하는 발광모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 커넥터가 형성된 상기 회로 기판의 측면은 평탄한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예의 경우, 발광모듈의 커넥터를 형성함에 있어서 표면 실장 공정을 이용하지 않아 공정 편의성이 향상될 수 있다.
또한, 다양한 종류의 모듈에 대하여 커넥터 구조의 규격화가 가능한 발광모듈을 제공할 수 있다.
도 1 내지 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광모듈을 설명하기 위한 것으로서, 도 1은 상부에서 바라본 개략적인 평면도이며, 도 2 내지 4는 개략적인 사시도에 해당한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 발광모듈 간의 연결 방식을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 7 내지 9는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 발광모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 발광모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 11은 도 10의 발광모듈이 채용된 백라이트 유닛을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1 내지 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광모듈을 설명하기 위한 것으로서, 도 1은 상부에서 바라본 개략적인 평면도이며, 도 2 내지 4는 개략적인 사시도에 해당한다. 우선, 도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광모듈(100)의 경우, 회로 기판(101), 발광소자(102) 및 커넥터(103)를 포함하는 구조이다. 회로 기판(101)은 일 방향(즉, 길이 방향)으로 길게 연장된 형상, 즉, 바(bar) 형상을 가질 수 있으며, 당 기술 분야에서 사용되는 회로 기판, 예컨대, PCB, MCPCB, MPCB, FPCB 등을 이용할 수 있다. 이 경우, 회로 기판(101)은 그 표면과 내부 등에 배선 패턴(미 도시)을 구비하며, 상기 배선 패턴은 발광소자(102)와 전기적으로 연결된다.
발광소자(102)는 전기 신호 인가 시 빛을 방출하는 소자라면 어느 것이나 사용될 수 있으며, 바람직하게는 발광 다이오드가 이용될 수 있을 것이다. 본 실시 형태의 경우, 발광소자(102)는 복수 개 구비되며, 서로 전기적으로 연결된다. 또한, 회로 기판(101)이 바 형상일 경우, 도 1에 도시된 것과 같이, 복수의 발광소자(102)는 회로 기판(101)의 길이 방향을 따라 배열될 수 있다. 이 경우, 발광소자(102)는 칩 상태로 회로 기판(101) 상에 실장될 수도 있으며(소위, COB 구조), 패키지화되어 실장될 수도 있는 등 실장 방식에 제한은 특별히 없다 할 것이다. 또한, 따로 도시하지는 않았으나, 발광소자(102)는 다양한 방식, 예를 들어, 도전성 와이어를 이용하거나 플립칩 본딩 등을 이용하여 회로 기판(101)의 배선 패턴과 연결될 수 있다.
커넥터(103)는 외부와 전기 신호를 주고 받기 위한 것으로서, 회로 기판(101)에 형성된 홈에 결합되도록 형성되어 회로 기판(101)에 형성된 배선 패턴에 의하여 발광소자(102)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 구조의 예로서, 본 실시 형태의 경우, 도 2에 도시된 것과 같이, 커넥터(103)는 회로 기판(101)의 배선 패턴과 연결되는 단자부(C)를 구비하며, 이에 의하여 외부의 전기 신호가 인가될 수 있다. 이 경우, 단자부(C)는 상기 홈의 저면에 형성될 수 있을 것이다. 또한, 반드시 필요한 사항은 아니라 할 것이나, 효율적인 연결을 위하여, 커넥터(103)는 회로 기판(101)의 말단 측에 배치될 수 있다. 한편, 본 실시 형태에서는 상부에서 본 홈의 형상이 기본 사각형에서 일부 돌출부를 갖도록 제공되며, 이는 외부 단자, 즉, 도 3에서 하네스(104, harness)의 결합력을 향상시키기 위한 것이다. 다만, 반드시 이러한 형상만이 가능한 것은 아니며, 커넥터(103)를 구성하는 홈의 경우, 상부에서 보았을 때 기본 사각형으로만 이루어질 수도 있을 것이다.
도 3은 발광모듈(100)에 외부 전기 신호 인가를 위한 하네스(104)가 연결되는 형태를 나타낸 것이다. 하네스(104)는 커넥터(103)의 형상, 즉, 회로 기판(101)에 형성된 홈에 대응하는 형상을 가질 수 있으며, 커넥터(103)의 단자부(C)와 연결되는 단자부(C)를 구비한다. 하네스(104)의 단자부(C)를 통하여 인가된 전기 신호는 커넥터(103)의 단자부(C)와 회로 기판(101)의 배선 패턴을 거쳐 발광소자(102)에 전달될 수 있을 것이다. 이 경우, 커넥터(103) 및 하네스(104)에 구비되는 단자부(C)의 개수와 형상은 필요에 따라, 예컨대, 도 8 및 도 9과 관련하여 구체적으로 후술할 바와 같이, 의도하는 발광소자 간의 전기 연결 방식에 따라 적절히 변형될 수 있을 것이다.
본 실시 형태의 같이, 커넥터(103)를 회로 기판(101)의 홈 형태로 제공함으로써 커넥터 형성을 위하여 표면 실장 공정(SMT)을 실행하지 않아도 되는 장점이 있으며, 도 4에 도시된 것과 같이, 커넥터(103)에 프로브(105)를 접촉시켜 발광소자(102)의 불량 여부를 검사할 수 있으므로, 회로 기판(101)에 테스트 단자가 따로 구비될 필요가 없다. 나아가, 종래 표면 실장에 의하여 형성된 커넥터와 달리, 서로 다른 종류의 모듈에 대해서도 커넥터(103)의 형태를 규격화하여 제공할 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 6은 도 5의 발광모듈 간의 연결 방식을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 5를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 발광모듈(200)의 경우, 앞선 실시 형태와 같이, 회로 기판(201), 발광소자(202) 및 커넥터(203)를 포함하는 구조이며, 다만, 커넥터(203)는 회로 기판(201)의 일 측면에 배치된 점에 차이가 있다. 즉, 커넥터(203)는 회로 기판(201)의 측면에 홈을 형성하고 상기 홈의 저면에 단자부(C)를 형성하여 얻어질 수 있다. 이와 같이 측면에 형성된 커넥터(203)를 이용할 경우, 회로 기판(201) 상에 실장될 수 있는 발광소자(202)의 개수를 증가시킬 수 있으므로, 발광모듈(200)의 발광 성능이 향상될 수 있을 것이다. 또한, 도 6에 도시된 것과 같이, 복수의 발광모듈(200)을 연결하기에도 적합할 수 있다. 구체적으로, 발광모듈의 일 단에는 홈 형상의 커넥터, 즉, 암 커넥터(203)를 형성하고, 이와 마주보는 타 단에는 회로 기판(201)의 측면으로부터 돌출된 부분을 갖는 커넥터, 즉, 수 커넥터(203`)를 형성하며, 이들을 서로 연결할 경우, 원하는 크기의 광원을 용이하게 구현할 수 있을 것이다.
도 7 내지 9는 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 발광모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 7을 참조하면, 본 실시 형태의 경우, 발광모듈(300)은 도 5의 실시 형태와 같이, 회로 기판(301), 발광소자(302) 및 커넥터(303)를 포함하는 구조로서, 커넥터(303)는 회로 기판(301)의 일 측면에 배치된다. 도 5의 실시 형태와 차이는 커넥터(303)가 홈 형태로 제공되지 않는다는 점이며, 구체적으로 커넥터(303)는 회로 기판(301)의 측면에 배치된다. 즉, 회로 기판(301)의 평탄한 일 측면에 단자부(C)가 형성된 구조인 점에서, 회로 기판(301)에 홈을 형성할 필요가 없다. 이 경우, 단자부(C)가 평탄한 면에 형성되므로, 하네스(304)는 커넥터(303)를 수용할 수 있는 수용 홈을 구비하며, 상기 수용 홈의 저면에 단자부(C)가 형성될 수 있다.
한편, 본 실시 형태의 경우, 하네스(304)의 단자부(C)의 형상을 적절히 변형하여 발광모듈(300)에 구비된 발광소자(302)들의 전기적 연결 방식을 의도한 방식으로 구현할 수 있다. 구체적으로, 도 8의 실시 형태와 같이, 하네스(304`)는 서로 분리된 2개의 단자부(C1, C2)를 구비할 수 있으며, 이와 달리, 도 9의 실시 형태와 같이, 하네스(304``)는 3개의 단자부(C1, C2, C3)를 구비할 수도 있다. 구체적으로, 발광모듈(300) 내에서 발광소자(302)들의 물리적인 연결 구조가 동일한 경우에도 전기적으로는 발광소자(302)들이 2개의 병렬 연결 구조(도 8) 또는 3개의 병렬 연결 구조(도 9) 등과 같이 적절히 변경될 수 있다. 따라서, 동일한 발광모듈(300)에 대하여 하네스(304`, 304``)의 배선 패턴만을 달리함으로써 전기 연결 방식을 변경할 수 있는 장점을 제공한다. 다만, 하네스의 배선 패턴을 변경하는 예의 경우, 본 실시 형태가 아니라도 앞선 실시 형태에도 적용될 수 있는 것이라 하겠다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 발광모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 또한, 도 11은 도 10의 발광모듈이 채용된 백라이트 유닛을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 10을 참조하면, 본 실시 형태의 경우, 발광모듈(400)은 기본적으로는 도 1의 실시 형태와 유사하며, 구체적으로, 회로 기판(401), 발광소자(402) 및 커넥터(403)를 포함하는 구조로서, 커넥터(403)는 회로 기판(401)의 상면에 형성된 홈과 상기 홈의 저면에 형성된 단자부(C)를 구비한다. 본 실시 형태에서는 발광소자(402)로부터 방출된 광 경로 상에 파장변환부(404)가 배치된다. 이 경우, 파장변환부(404)는 발광소자(402)의 상부에 배치될 수 있으며, 도 10에 도시된 것과 같이, 발광소자(402)와 접촉되거나 이와 달리, 발광소자(402)로부터 이격되어 배치될 수도 있다. 또한, 파장변환부(404)는 복수의 발광소자(402)에 대하여 일체를 이루도록 형성될 수 있다.
파장변환부(404)는 발광소자(402)로부터 방출된 빛의 파장을 변환하는 기능을 하며, 이에 의하여 발광모듈(400)은 백색광을 방출할 수 있다. 이러한 광 변환 기능을 수행하기 위하여, 파장변환부(404)는 파장변환물질(404b) 및 이를 밀봉하는 밀봉부재(404a)를 구비할 수 있다. 파장변환물질(404b)은 당 기술 분야에서 공지된 형광체나 양자점(Quantum Dot) 등을 이용할 수 있으며, 특히, 산소나 수분에 취약한 양자점을 이용하는 경우라도 밀봉부재(404a)가 제공되므로, 신뢰성을 유지할 수 있다. 이 경우, 밀봉부재(404a)는 파장변환물질(404b)을 보호하기에 적합한 글라스나 투명한 재질의 고분자 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 도 10의 구조를 갖는 발광모듈(400)은 백라이트 유닛이나 조명 장치 등 다양한 분야에서 이용될 수 있다. 이 중에서 백라이트 유닛으로 이용되는 예를 설명하면, 우선, 도 10의 발광모듈(400)을 액정표시장치의 하부에 배치하여 발광모듈(400)에서 방출된 빛이 바로 상기 액정표시장치에 제공할 수 있으며(소위, 직하형 방식의 백라이트 유닛), 이와 달리, 도 11에 도시된 것과 같이, 발광모듈(400)을 도광판(401)의 측면에 배치하고, 도광판(405)을 거친 2차원 형태의 빛을 액정표시장치에 제공할 수도 있을 것이다. (소위, 사이드 뷰 방식의 백라이트 유닛)
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
101: 회로 기판 102: 발광소자
103: 커넥터 104: 하네스
105: 프로브 C, C1, C2, C3: 단자부
404: 파장변환부 404a: 밀봉부재
404b: 파장변환물질 405: 도광판

Claims (16)

  1. 일면에 형성된 홈을 갖는 회로 기판;
    상기 회로 기판 상에 배치된 하나 이상의 발광소자;
    상기 홈에 결합되도록 형성되어 상기 회로 기판에 형성된 배선 패턴에 의하여 상기 발광소자와 전기적으로 연결된 커넥터;
    를 포함하는 발광모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 상기 홈의 적어도 일면에 형성된 단자부를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판은 바(bar) 형상을 가지며, 상기 커넥터는 상기 회로 기판의 길이 방향을 기준으로 적어도 하나의 말단 측에 배치된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제3항에 있어서,
    상기 발광소자는 복수 개 구비되며, 상기 복수의 발광소자는 상기 회로 기판의 길이 방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 단자부는 상기 홈의 저면에 형성된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 상기 회로 기판의 상면에 형성된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 상기 회로 기판의 적어도 일 측면에 형성된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 홈에 의하여 형성되는 상기 커넥터는 암 커넥터를 형성하며,
    상기 홈이 형성된 상기 회로 기판의 측면과 다른 측면에 형성되며, 상기 다른 측면으로부터 돌출된 돌출부 및 상기 돌출부에 형성된 단자부를 구비하는 수 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제8항에 있어서,
    상기 회로 기판은 복수 개 구비되며, 상기 복수의 회로 기판은 인접한 것끼리 상기 암 커넥터와 상기 수 커넥터가 서로 연결된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자에서 방출된 광 경로 상에 배치된 파장변환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서,
    상기 파장변환부는 파장변환물질 및 상기 파장변환물질을 밀봉하는 밀봉부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제11항에 있어서,
    상기 파장변환물질은 양자점인 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제10항에 있어서,
    상기 발광소자는 복수 개 구비되며, 상기 파장변환부는 상기 복수의 발광소자에 대하여 일체를 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 회로 기판에는 상기 발광소자를 검사하기 위한 테스트 단자가 제공되지 않는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  15. 회로 기판;
    상기 회로 기판 상에 배치된 하나 이상의 발광소자; 및
    상기 회로 기판에 형성된 배선 패턴에 의하여 상기 발광소자와 전기적으로 연결되며, 상기 회로 기판의 적어도 일 측면에 홈이 형성되고 상기 홈의 저면에 형성된 단자부를 구비하는 커넥터;
    를 포함하는 발광모듈.
  16. 삭제
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