KR101488455B1

KR101488455B1 - 발광장치

Info

Publication number: KR101488455B1
Application number: KR20130139264A
Authority: KR
Inventors: 반희정; 신선웅; 최재영
Original assignee: 서울반도체 주식회사
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2015-02-04
Also published as: KR20130130673A

Abstract

여기에서는, 빛샘 현상이나 핫 스팟 또는 블랙 스팟을 저감할 수 있는 발광장치가 개시된다. 개시된 발광장치는 도전성 전극패턴이 구비된 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판의 표면에 서로 다른 명도를 갖도록 배치된 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 제2 영역은 도전성 전극패턴과 연결되는 LED가 위치하며, 제1 영역보다 낮은 명도를 갖는다.

Description

발광장치{LIGHT EMITTING APPARATUS}

본 발명은, 인쇄회로기판과 그것의 표면에 실장되는 복수의 LED들을 포함하는 발광장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, LED들이 실장되는 인쇄회로기판의 다른 영역에서 반사 휘도를 다르게 조정할 수 있게 한 발광장치에 관한 것이다.

인쇄회로기판에 복수의 LED를 실장한 것을 각종 디스플레이용 발광장치 장치, 전광판 발광장치, 백라이트용 발광장치에 이용한 기술이 많이 알려져 있다.

일반적으로, 인쇄회로기판은, 그것에 구비된 각종 회로 부품 및/또는 도전 패턴을 보호하기 위해, 솔더 마스크를 상층에 구비한다. LED들을 인쇄회로기판 표면에 실장하면, LED들로부터 나온 광의 상당양이 후방으로 진행하여 그들이 실장된 인쇄회로기판 표면에 부딪힌다. 이때, 솔더마스크를 반사도 큰 백색으로 하면, 각 LED에서 발한 광의 휘도를 높일 수 있다.

종래의 LED 발광장치에서, 인쇄회로기판의 표면 전 영역에 걸쳐 반사 휘도를 높일 수 있는 백색의 솔더 마스크가 형성된다. 이런 종래의 기술은 광의 휘도를 높이는데에 장점이 있지만, 몇몇 적용에서는 큰 단점이 있다.

예컨대, 인쇄회로기판에 어레이된 채 선택적으로 턴온/턴오프되는 LED들의 조합을 이용해, 숫자, 문자, 심볼 등을 디스플레이 하는 적용에서, LED들 간격이 좁고, 그 LED들의 광을 내보내는 디스플레이용 투광창의 창살 두께가 얇은 경우, 턴온된 LED의 광이 턴오프된 LED의 영역에까지 미친다. 이때, 솔더마스크에 의해 광의 반사 휘도가 과도하게 크다면, 광이 없어야 하는 투과창의 일 영역에서도 광이 나가는 빛 샘 현상을 초래하게 된다. 이는 숫자, 문자, 심볼 등이 원하는 형상으로 디스플레이 되지 않는 결과를 낳는다. 또한, 각종 발광장치의 인쇄회로기판에, 광의 휘도를 높일 목적으로만 백색의 솔더 마스크를 채용한다면, 여러 조건에 따라, 핫 스팟(hot spot) 또 블랙 스팟(black spot)의 발생을 억제하는 요구에 대처하기 어렵게 될 것이다.

반사 휘도를 결정하는 중요한 인자는 반사면의 명도 또는 색이다. 앞서 언급된 바와 같이, 종래에는 인쇄회로기판 표면에 백색의 솔더 마스크를 전체적으로 채용하는 것이 일반적이었다. 물론, 인쇄회로기판 표면에 LED 실장 위치를 나타내기 위해, 백색과 구분될 수 있는 흑색(또는, 기타 다른 색)의 심볼 마스크를 채용하기도 하였으나, 심볼 마스크가 LED로부터 나온 광을 전반적으로 반사시키는 영역에 있지 않다는 점에서, 광의 반사 휘도를 조정하는데에는 기여하지 못하였다.

본 발명의 목적은, 인쇄회로기판 표면에 상대적으로 광의 반사 휘도를 높이는 영역과 광의 반사 휘도를 낮추는 영역을 함께 두어, LED 간격, LED, 종류 또는 기타 다른 조건의 변화에 대응할 수 있도록 한 발광장치를 제공하는데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 발광장치는, 도전성 전극패턴이 구비된 인쇄회로기판; 및 상기 인쇄회로기판의 표면에 서로 다른 명도를 갖도록 배치된 제1 영역과 제2 영역을 포함하고, 상기 제2 영역은 상기 도전성 전극패턴과 연결되는 LED가 위치하며, 상기 제1 영역보다 낮은 명도를 갖는다.

상기 제1 영역은 백색을 가지며, 상기 제2 영역은 상기 백색보다 낮은 명도의 색을 갖는다.

상기 제2 영역은 흑색일 수 있다.

상기 백색은 명도 10을 나타내고, 상기 흑색은 명도 0을 나타낸다.

상기 제2 영역은 상기 제1 영역에 둘러싸이도록 배치된다.

상기 제2 영역은 상기 제1 영역의 상부에 배치된다.

상기 제2 영역은 상기 제1 영역과 동일 평면에 배치된다.

상기 인쇄회로기판은 연성을 갖는 FPCB일 수 있다.

상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 절연 물질로 구성된다.

상기 절연 물질은 코팅 또는 필름 부착에 의해 형성된 마스크층을 포함하며, 상기 제1 영역의 상기 마스크층은 상기 제2 영역의 상기 마스크층과 상이한 명도의 색을 갖는다.

본 발명에 따르면, 인쇄회로기판 표면에 LED들이 실장되는 두개 이상의 영역들을 마련하되, 그 영역들의 명도를 다르게 함으로써, 하나의 인쇄회로기판 상에서, 광 휘도를 개선하는 효과와, 빛 샘 현상을 억제하는 효과를 모두 얻을 수 있다. 빛 샘 현상의 억제는 예를 들면, LED들 간격이 좁고, 그 LED들의 광을 내보내는 디스플레이용 투광창의 창살 두께가 얇은 경우에, 광의 반사 휘도를 줄이는 것에 의해 달성될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치에 적용되는 인쇄회로기판을 설명하기 위한 평면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 인쇄회로기판을 절단하여 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 인쇄회로기판의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치에 적용되는 케이싱을 보여주는 평면도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치에 적용되는 인쇄회로기판을 설명하기 위한 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 인쇄회로기판을 절단하여 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광장치는, 인쇄회로기판(10)과 상기 인쇄회로기판(10)에 실장되는 복수의 LED(22, 32)들을 포함한다. 도시하지는 않았지만, 상기 인쇄회로기판(10)은 도전성 전극 패턴을 구비한다. 또한, 상기 인쇄회로기판(10)은, 도전성 전극 패턴이나 각종 회로 부품을 보호하기 위해, 절연성 마스크층을 포함하다.

상기 인쇄회로기판(10)의 상부 표면은 명도가 상대적으로 큰 제1 영역(12)과 명도가 상대적으로 작은 제2 영역(14)으로 나뉘어져 있다. 상기 제1 영역(12)에는 상대적으로 큰 크기를 갖는 제1 어레이(20)의 배열로 복수의 LED(22)들이 실장된다. 상기 제2 영역(14)에는 상대적으로 작은 크기를 갖는 제2 어레이(30)의 배열로 복수의 LED(24)들이 실장된다. 그리고, 상기 제1 어레이(20) 내의 LED(22)들 간격은 상기 제2 어레이(30) 내 LED(32)들 간격보다 크게 되어 있다.

상기 제1 영역(12)과 상기 제2 영역(14)은, 인쇄회로기판(10)의 본체(101; 도 2 참조)에 서로 다른 색의 마스크층(102, 103; 도 2 참조)을 적용함으로써 형성될 수 있다. 상기 마스크층은, 절연성의 마스크용 잉크를 적용하여 형성되거나, 또는, 절연성 필름을 인쇄회로기판(10)의 본체(101)에 부착하여 형성된다.

상기 제1 영역(12)은 명도 10의 백색 영역이며, 상기 제2 영역(14)은 명도 0의 흑색 영역이다. 제1 영역(12)과 제2 영역(14)의 색을 백색이나 흑색이 아닌 다른 색(예컨대, 녹색)으로 형성할 수도 있다. 그러나, 제1 영역(12)의 색을 백색으로 하고 제2 영역(14)은 백색보다 낮은 명도를 갖는 색으로 하는 것이 바람직하다.

상기 제1 어레이(20)의 LED(22)들은, 인쇄회로기판(10)의 표면에서, 백색의 제1 영역(12) 안에 실장된다. 이때, LED(22)들의 후방으로 향하는 광은 명도가 높은 제1 영역(12)에 의해 반사되므로, 제1 영역(12)에서의 광 휘도가 상대적으로 높다. 반면, 제2 어레이(30)의 LED(32)들은, 인쇄회로기판(10)의 표면에서 흑색의 제2 영역(14) 안에 실장된다. 이때, LED(22)들의 후방으로 향하는 광은 명도가 낮은 제2 영역(14)에 의해 반사되므로, 제2 영역(14)에서의 광 휘도가 상대적으로 낮다.

인쇄회로기판(10)의 제1 영역(12) 안에서, 제1 LED 어레이(20) 내에 LED(22)들은 여러 숫자들을 나타낼 수 있는 형상으로 배열된다. 위치에 따라, 제1 LED 어레이(20) 내 LED(22)들을 선택적으로 턴온/턴오포시킴으로써, 1~100의 숫자를 형상화할 수 있다. 이때, 제1 LED 어레이(20) 내 LED(22)들 간격이 충분히 크므로, 턴온된 LED(22)의 광이 턴오프된 LED(22)의 위치까지 새어나가지 못한다. 따라서, 제1 LED 어레이(20) 내에서는 제1 영역(12)을 명도 높은 백색으로 하여 반사 휘도를 높일 수 있다. 또한, 상기 LED(22)들의 선택적인 턴온/턴오프를 통해, 원하는 형상으로 숫자를 만들어낼 수 있다.

인쇄회로기판(10)의 제2 영역(14) 안에서, 제2 LED 어레이(30) 내에 LED(32)들은 여러 숫자들을 나타낼 수 있는 형상으로 배열된다. 위치에 따라, 제2 LED 어레이(20) 내 LED(22)들을 선택적으로 턴온/턴오포시킴으로써, 높은 자리수의 숫자를 형상화할 수 있다. 이때, 제2 LED 어레이(30) 내 LED(32)들 간격이 과도하게 작으므로, 턴온된 LED(32)의 광이 턴오프된 LED(32)의 위치까지 새어나갈 수 있다. 따라서, 제2 LED 어레이(30) 내에서는 제2 영역(14)을 명도 낮은 색, 예컨대, 흑색(또는, 녹색 등)으로 하여, 반사 휘도를 낮출 수 있으며, 이에 의하면, LED들의 좁은 간격에도 불구하고, 상기 LED(32)들이 선택적으로 턴온 또는 턴오프됨에 따라 원하는 자리수의 숫자를 원하는 형상으로 만들어낼 수 있다.

도면에는 제1 LED 어레이(20)와 제2 LED 어레이(30)의 LED들(22, 33)이 숫자를 만들어낼 수 있는 조합으로 배열되어 있지만, 이는 하나의 실시예일 뿐이고, 문자, 또는 기타 다른 심볼의 형태를 만들어낼 수도 있음에 유의한다.

도 2를 참조하면, 명도 높은 백색의 제1 영역(12)은 인쇄회로기판(10)의 본체(101) 상면에 형성된 백색 마스크층(102)에 의해 정의된다. 또한, 명도 낮은 흑색의 제2 영역(14)은 인쇄회로기판(10)의 본체(101) 상면에 형성된 흑색 마스크층(103)에 의해 정의된다. 이때, 상기 백색 및 흑색 마스크층(102, 103)은 모두 본체(101)의 상면 다른 영역에 나뉘어 형성되어, 대략 동일 평면을 이루고 있다. 두 종류의 마스크층(102, 103)을 본체(101)의 한 표면의 두 영역에 형성하는 방법으로서 실크 스크린에 의한 코팅방법(또는, 인쇄방법)이 이용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 단면도로서, 도 3을 참조하면, 백색 마스크층(102)이 인쇄회로기판(10)의 본체 상면에 먼저 형성되고, 그 위의 작은 영역에 흑색 마스크층(103)이 형성된다. 흑색 마스크층(103)이 흑색의 제2 영역(14)을 정의하게 되며, 백색 마스크층(102)의 영역들 중에서, 흑색 마스크층(103)이 없는 영역이 백색의 제1 영역(12)으로 정의된다.

상기 마스크층(102, 103)들은 백색 및 흑색의 잉크 내지 PSR을 이용하여 형성될 수 있고, 또한, 백색 또는 흑색 필름을 인쇄회로기판의 본체 상면에 부착하여 형성될 수 있다. 마스크층들을 형성하기 위한 필름으로는 예컨대, 백색 또는 흑색(또는, 다른 색)의 안료를 함유하는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN; polyethylene naphthalate) 또는 폴리이미드(PI; polyimide) 재료의 필름일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치에 적용될 수 있는 케이싱의 한 예를 보여준다.

도 4에 도시된 케이싱(40)은 LED(22, 23)들이 실장되어 있는 인쇄회로기판(10)의 상측을 덮도록 설치된다. 본 실시예에서, 상기 케이싱(40)은, 각각 자리수를 갖는 숫자 형태로 형성되는 제1 투광창(42) 및 제2 투광창(44)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 투광창(42, 44) 각각은 단위 창(42a, 44a)들이 복수의 창살(42b, 44b)들에 의해 분리되어 있는 형상을 갖는다. 그리고, 상기 제1 투광창(42) 및 제2 투과창(44)은 위에서 설명된 제1 LED 어레이(20) 및 제2 LED 어레이(30)에 대응되게 형성된다.

제1 투광창(42)은, 제 1 LED 어레이(20) 내 LED(22)들 중에서, 턴온된 LED(들)(22)의 광을 방출하도록 위치한다. 이때, 턴오프된 LED(22)(들)이 있는 제1 투광창(42)의 나머지 영역에서는 광의 방출이 이루어지지 않아야 한다.

상기 제1 투광창(42)에 있는 창살(42b)은 턴온된 LED(22)의 광이 턴오프된 LED가 위치한 제1 투광창(42)의 영역의 위쪽으로 새어 나가는 것을 차단한다. 특히, 제1 LED 어레이(20)와 제1 투광창(42)이 충분한 크기를 가지고 있고 제1 LED 어레이(20) 내 LED(22)들 간격이 충분히 크므로, 턴온된 LED(22)의 광은 그 위치에서만 제1 투광창(42)을 통해 케이싱(40) 외부로 방출되며, 따라서, 빛 샘 현상은 거의 일어나지 않는다. 이는, 인쇄회로기판(10)의 제1 영역(12)의 명도를 높여 그 영역에서의 반사 휘도를 높게 해준다 하더라도, 빛 샘 현상이 적거나 없음을 의미한다.

한편, 제2 투광창(44)은, 제2 LED 어레이(30) 내 LED(32)들 중에서, 턴온된 LED(들)(32)의 광을 방출하도록 위치한다. 이때, 턴오프된 LED(32)(들)이 있는 제2 투광창(44)의 나머지 영역에서는 광의 방출이 이루어지지 않아야 한다.

상기 제2 투광창(44)에 있는 창살(44b)은 턴온된 LED(32)의 광이 턴오프된 LED가 위치한 제2 투광창(44)의 영역의 위쪽으로 새어 나가는 것을 차단하여야 한다. 제2 LED 어레이(30)와 제2 투광창(44)이 작은 크기를 있고 제2 LED 어레이(30) 내 LED(32)들 간격도 작으므로, 턴온된 LED(32)의 광은 제2 투광창(44)의 원치 않는 영역으로 새어 나가 외부로 방출되는 현상을 초래할 수 있다. 이러한 빛샘 현상을 막기 위해, 본 실시예에서는, 제2 LED 어레이(30)가 위치한 인쇄회로기판(10)의 제2 영역(14)을 흑색과 같은 명도가 낮은 색으로 형성한다. 이에 의해, 제2 영역(14)에서의 반사 휘도는 감소되고, 그에 따라, 빛샘 현상도 막아줄 수 있다.

또한, 인쇄회로기판(10)에 명도가 낮은 영역을 마련하고, 그 영역 안에 있도록, LED(들)를 실장하면, 블랙 스팟(black spot) 또는 핫 스팟(hot spot) 현상을 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 발광장치는, 숫자, 문자 또는 심볼을 표시하기 위한 발광장치 외에도, 백라이트 유닛 등과 같은 다른 종류의 발광장치에도 적용될 수 있다는 것에 유의한다.

또한, 본 발명에는 일반적인 강성의 인쇄회로기판은 물론이고, 'FPCB(Flexible Printed Circuit Board)'로 칭해지는 연성 인쇄회로기판도 채용될 수 있다.

Claims

도전성 전극패턴이 구비된 인쇄회로기판; 및
상기 인쇄회로기판의 표면에 서로 다른 명도를 갖도록 배치된 제1 영역과 제2 영역을 포함하고,
상기 제2 영역은 상기 도전성 전극패턴과 연결되는 LED가 위치하며, 상기 제1 영역보다 낮은 명도를 갖는 발광장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 영역은 백색을 가지며, 상기 제2 영역은 백색보다 낮은 명도의 색을 갖는 발광장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 영역은 흑색인 발광장치.
청구항 3에 있어서,
상기 백색은 명도 10을 나타내고, 상기 흑색은 명도 0을 나타내는 발광장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 영역은 상기 제1 영역에 둘러싸이도록 배치되는 발광장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 영역은 상기 제1 영역의 상부에 배치되는 발광장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 영역은 상기 제1 영역과 동일 평면에 배치되는 발광장치.
청구항 1에 있어서,
상기 인쇄회로기판은 연성을 갖는 FPCB인 발광장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 절연 물질로 구성된 발광장치.
청구항 9에 있어서,
상기 절연 물질은 코팅 또는 필름 부착에 의해 형성된 마스크층을 포함하며, 상기 제1 영역의 상기 마스크층은 상기 제2 영역의 상기 마스크층과 상이한 명도의 색을 갖는 발광장치.