KR101544444B1 - 발광 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광 칩에서 발생되는 광이 출사되는 출사구 영역에 형광물질을 포함하는 형광커버를 탈착가능하게 형성하여 손쉽게 백색광을 구현할 수 있고, 출사구에 선택적으로 형광커버를 부착하여 다양한 색을 구현할 수 있는 발광 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 발광 장치는 적어도 하나 이상의 발광 칩이 실장된 기판과; 상기 기판이 장착되고, 상기 각각의 발광 칩에서 발광되는 광을 각각 출사시키는 적어도 하나 이상의 출사구가 형성되는 하우징과; 형광물질이 혼입되어 형성되고, 상기 하우징에 탈착가능하게 구비되어 적어도 하나 이상의 상기 출사구를 커버하는 형광커버부를 포함한다.

발광 칩, 발광 다이오드, 발광 소자, 형광커버, 형광물질

Description

발광 장치{LIGHT EMITTING DEVICE}

본 발명은 발광 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발광 칩에서 발생되는 광이 출사되는 출사구 영역에 형광물질을 포함하는 형광커버를 탈착가능하게 형성하여 손쉽게 백색광을 구현할 수 있고, 출사구에 선택적으로 형광커버를 부착하여 다양한 색을 구현할 수 있는 발광 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치는 주문자(CUSTOMER)의 요구에 따라 자유로운 디자인의 설계가 가능하여, 표현하고자 하는 모든 기능을 완벽하게 재현할 수 있는 디스플레이가 가능하다. 따라서, 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치는 냉장고, 세탁기, 에어컨을 비롯한 백색 가전제품의 디스플레이, VCR, DVD, 전자레인지의 디스플레이 및 계측기를 비롯한 각종 산업기기의 디스플레이 장치로 이용되고 있는 실정이다.

이러한 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치는 인쇄회로기판 상에 다수의 발광 다이오드가 실장되고, 인쇄회로기판이 장착되는 하우징이 마련되며, 하우 징 상에는 발광 다이오드에서 발광되는 광이 출사되는 다수의 반사홀이 형성된다. 그리고, 하우징의 일측으로 주문자의 요구에 따라 문자, 숫자, 기호 및 문양 등이 인쇄된 디스플레이 필름이 배치된다.

이때 발광 다이오드에서 발광되는 광을 백색광으로 구현하기 위하여 하우징의 일면, 즉 디스플레이 필름이 배치되는 방향의 일면에 형광체가 도포 또는 혼합된 시트를 부착하는 방법이 일반적으로 사용되었다.

하지만, 형광체가 도포 또는 혼합된 형광체 시트는 고가이기 때문에 제품의 생산단가를 높이는 원인이 되었고, 고가임에도 불구하고 백색광의 구현에 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 각종 가전제품에 사용되는 디스플레이 장치에서 백색광을 구현하기 위하여 사용되던 형광체 시트를 사용하지 않고도 백색광을 비롯한 다양한 광을 구현하여 신뢰성이 우수한 발광 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 장치는 발광 칩와; 상기 발광 칩을 둘러싸고, 광이 출사되는 출사구가 형성되는 반사기와; 형광물질이 혼입되어 형성되고, 상기 출사구를 커버하도록 상기 반사기에 탈착가능하게 구비되는 형광커버를 포함한다.

그리고, 상기 형광커버와 상기 반사기의 접촉부위에는 적어도 하나 이상의 탈착수단이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 탈착수단은 상기 형광커버에 돌출되어 구비되는 탈착돌기와; 상기 돌출부와 대응되는 지점의 반사기에 형성되어 상기 탈착돌기가 인입되는 탈착홈인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 형광커버는 투명한 수지에 형광물질이 혼입되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 장치는 적어도 하나 이상의 발광 칩이 실장된 기판과; 상기 기판이 장착되고, 상기 각각의 발광 칩에서 발광되는 광을 각각 출사시키는 적어도 하나 이상의 출사구가 형성되는 하우징과; 형광물질이 혼입되어 형성되고, 상기 하우징에 탈착가능하게 구비되어 적어도 하나 이상의 상기 출사구를 커버하는 형광커버부를 포함한다.

이때, 상기 형광커버부는 상기 하우징에 형성되는 다수의 출사구를 동시에 커버하도록 하나의 형광커버 본체로 이루어지고, 상기 형광커버 본체에는 형광물질이 균일하게 혼입되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 형광커버부는 상기 하우징에 형성되는 다수의 출사구를 동시에 커버하도록 하나의 형광커버 본체로 이루어지고, 상기 형광커버 본체에는 형광물질이 상기 다수의 출사구 중 선택되는 출사구에 대응되는 부위에만 혼입되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 형광커버부는 상기 하우징에 형성되는 다수의 출사구를 각각 선택적으로 커버하도록 다수개의 형광커버 본체로 이루어지고, 상기 각각의 형광커버 본체에는 형광물질이 균일하게 혼입되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 형광커버 본체와 상기 하우징의 접촉부위에는 적어도 하나 이상의 탈착수단이 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 발광 칩에서 발생된 광이 출사되는 출사구에 백색광 구현에 필요한 형광물질이 혼입된 형광커버를 탈착 가능하게 부착함에 따라, 고가의 형 광체 시트를 사용하지 않고도 균일한 백색광을 구현할 수 있어 신뢰성이 높은 발광소자 패키지를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 적색, 녹색 또는 청색 광이 발생되는 발광 칩을 사용하고, 각각의 발광 칩에서 발생되는 광이 출사되는 다수의 출사구에 선택적으로 형광커버를 부착하여 선택적으로 백색광을 구현함에 따라 백색광을 비롯하여 적색, 녹색 및 청색 등 다양한 색상을 손쉽게 구현할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 발광 장치의 다양한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광장치를 보여주는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광장치를 보여주는 분해 단면도이다.

제 1 실시예는 각종 전자기기에 다양하게 사용되는 탑뷰(top-view)형 발광장치로서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광장치는 기판(10)과, 상기 기판(10) 상에 마련되는 제 1 및 제 2 리드(30a,30b)와, 상기 제 1 리드(30a)에 실장되는 발광 칩(40)과, 상기 발광 칩(40)과 제 2 리드(30b)를 연결시키는 와이어(50)와, 상기 기판(10) 상에 구비되어 상기 발광 칩(40)을 둘러싸도록 구비되는 반사기(20)와, 상기 반사기(20)에 탈착가능하게 구비되는 형광커버(60)를 포함한다.

상기 기판(10)은 발광 칩(40)을 실장하기 위한 것으로서, 통상 절연체로 제작된다.

상기 제 1 및 제 2 리드(30a,30b)는 외부전원을 발광 칩(5)에 인가하기 위한 것으로서, 서로 이격되어 형성된다. 이때, 상기 제 1 및 제 2 리드(30a,30b)는 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)과 같은 도전체를 사용할 수 있다.

발광 칩(40)은 외부전원의 인가에 의해 광을 발생시키는 수단으로, 적외선 영역에서부터 자외선 영역의 빛을 발광하는 칩 중에서 선택적으로 채택 가능하다. 예를 들어 발광다이오드가 사용될 수 있다.

와이어(50)는 발광 칩(40)과 제 2 리드(30b)를 전기적으로 연결하기 위한 것으로서, 상기 와이어(50)는 와이어 접합 공정 등의 공정을 통해 금(Au) 또는 알루미늄(Al)으로 형성된다.

반사기(20)는 제 1 및 제 2 리드(30a,30b)와 그 상부에 실장된 발광 칩(40)을 수용시키는 캐비티를 구비한다. 이러한 반사기(20)는 기판(10)과 일체로 제작되거나 별개로 제작된 후 기판(10)과 접착시킬 수 있다. 반사기(20)의 캐비티를 형성하는 내면은 소정의 경사면을 이루고 있으며, 이에 의해 발광 칩(40)에서 발생되는 광이 상향 반사된다. 광의 효과적인 반사를 위해 그 내면에 반사 물질 혹은 반사판을 부가시킬 수 있다. 또한, 반사기(20)에 형성되는 캐비티가 일방향으로 개구됨에 따라 발광 칩(40)에서 발생된 빛이 출사되는 출사구(23)가 형성된다.

형광커버(60)는 투명한 수지에 형광물질을 혼입시킨 다음, 성형시켜서 제작한다. 이때 상기 반사기(20)에 탈착이 용이하도록 탈착수단을 부가하는 것이 바람직하다.

상기 형광커버(60)는 대략적으로 상기 반사기(20)의 출사구(23)를 커버할 수 있도록 판형으로 제작될 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고 상기 출사구(23)를 커버할 수 있다면 어떠한 형상으로 제작되어도 무방하다. 이때 상기 형광커버(60)에는 상기 반사기(20)와 접촉되는 부위에 적어도 하나 이상의 탈착수단, 예를 들어 형광커버(60)에서 돌출되는 탈착돌기(61)가 구비된다.

그리고, 상기 반사기(20)에는 상기 탈착돌기(61)에 인입되어 상기 형광커버(60)가 반사기(20)에 고정되도록 탈착수단으로 탈착홈(21)이 형성된다. 상기 탈착홈(21)은 상기 탈착돌기(61)에 대응되는 형상 및 개수가 형성되는 것이 바람직하다. 물론 상기 탈착수단은 제시된 실시예에 한정되지 않고, 반사기(20)에 탈착돌기가 형성되고, 형광커버(60)에 탈착홈이 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예 따른 발광장치를 보여주는 분해 단면도로서, 도면에 도시된 바와 같이 탈착수단으로 반사기(70) 및 형광커버(80)에 서로 대응되는 단차부(71,81)를 형성하여 각각의 단차부(71,81)가 서로 끼워 맞춰짐에 따라 반사기(70)에 형광커버(80)가 고정되게 할 수 있다. 물론 제시된 실시예 외에도 다양한 방법으로 형광커버(80)를 반사기(70)에 탈부착 시킬 수 있을 것이다.

그리고, 도 1 내지 도 3에는 도시하지 않았지만, 상기 발광 칩(40) 및 와이어(50)를 봉지하는 몰딩부(미도시)를 더 형성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 장치를 이용한 디스플레이 장치의 개략적인 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 장치를 보여주는 단면도이다.

제 2 실시예는 냉장고, 세탁기, 에어컨, VCR, DVD, 전자레인지 등과 같은 가전제품의 디스플레이부 및 계측기를 비롯한 각종 산업기기의 디스플레이 장치에 이용되는 발광 장치로써, 본 발명에서는 VCR의 디스플레이 장치에 이용되는 발광 장치를 예로 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이 발광 칩(110)이 실장된 기판(100)과; 상기 기판(100)이 장착되고, 출사구(230)를 갖는 하우징(200)과; 적어도 상기 출사구(230) 영역을 포함하는 구역에 탈착가능하도록 부착되는 형광커버부를 포함한다.

기판(100)은 예를 들어 인쇄회로기판이 사용되고, 상기 발광 칩(110)이 실장되는 전극(미도시)이 형성되며, 발광 칩(110)을 구동시키기 위한 구동 회로(미도시)가 장착된다.

발광 칩(110)은 기판(100) 상에 형성된 전극(미도시)에 실장된다. 이때, 발광 칩(110)의 크기 및 광의 색상은 다양하게 조절 가능하다. 예를 들어 백색 광만을 구현하고자 한다면, 발광 칩(110)으로 청색 광을 발광하는 발광 다이오드를 사용할 수 있다. 그래서, 발광 칩(110)에서 발광된 청색 광이 후술되는 형광커버부에서 여기되면서 백색광이 구현되도록 한다.

하우징(200)은 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이 소정의 형상을 갖는 프레임으로서, 통상적으로 사출공정에 의해 제조된다. 예를 들어 하우징(200)은 베이스면(210)과, 상기 베이스면(210)의 가장자리에 입설되는 입설면(220)을 포함한다. 그리고, 상기 베이스면(210)에 다수의 출사구(230) 및 반사홀(240)이 형성된다.

상기 출사구(230)는 발광 칩(110)에서 발생되는 광을 하우징(200)의 외부로 출사시키는 통공으로서, 주문자의 주문에 따라 그 모양, 크기, 배치 및 개수가 다양하게 변경된다. 도면에는 대략 사각형상을 갖는 다수의 출사구(230)를 규칙적으로 배열하고, 그 상부에 주문자의 요구에 따라 문자, 숫자, 기호 및 문양 등이 인쇄된 디스플레이 필름(400)을 배치하였지만, 이에 한정되지 않고, 디스플레이 필름(400)을 생략하고, 출사구(230)의 모양 및 배치를 주문자의 요구에 따라 문자, 숫자 기호 및 문양이 표현되도록 형성할 수 있다.

그리고, 반사홀(240)은 상기 출사구(230)를 둘러싸는 벽체 형상으로 제작되어 일측이 출사구(230)와 연통되고, 타측에는 상기 발광 칩(110)이 인입되는 인입구(241)가 형성된다. 이때 상기 반사홀(240)은 발광 칩(110)에서 발광되는 광을 효율적으로 출사시키기 위하여 인입구(241)에서 출사구(230) 방향으로 그 내경이 점점 늘어나도록 일정한 경사가 지도록 형성되는 것이 바람직하다. 그래서, 발광 칩(110)에서 발광된 광이 반사홀(240)의 내주면에서 반사되어 출사구(230) 방향으로 출사된다.

형광커버부는 형광물질이 혼입되어 형성되고, 적어도 하나 이상의 상기 출사구(230)를 커버하도록 구비되어 상기 발광 칩(110)에서 발광되는 1차 광을 여기하여 2차 광을 구현하는 수단으로서, 제 2 실시예에서는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 하우징(200)에 형성되는 다수의 출사구(230)를 동시에 커버하도록 하나의 형광커버 본체(300)로 이루어진다. 그리고, 상기 형광커버 본체(300)의 몸체에는 형광물질이 균일하게 혼입되어 형성된다. 이에 따라 상기 다수의 발광 칩(110) 에서 발광되는 1차 광을 형광커버 본체(300)에서 동일하게 여기시켜 동일한 색상의 2차 광을 구현할 수 있다. 예를 들어 백색광을 구현하기 위하여 상기 발광 칩(110)으로 청색 광을 발광하는 발광 다이오드가 사용되었다면, 상기 형광커버 본체(300)는 황색 발광 특성을 갖는 형광물질을 혼입시켜 제작한다. 상기 형광커버 본체(300)는 전술된 제 1 실시예와 마찬가지로 투명한 수지에 황색 발광 특성을 갖는 형광물질을 혼합시킨 다음, 사출과 같은 성형공정을 통하여 제작할 수 있다. 이때 상기 하우징(200)에 탈착이 용이하도록 탈착수단을 부가하는 것이 바람직하다.

탈착수단도 전술된 제 1 실시예와 마찬가지로 형광커버 본체(300)의 일면에 형성되는 돌출돌기(310)와, 상기 돌출돌기(310)가 인입되도록 하우징(200)의 베이스면(210)에 형성되는 돌출홈(250)으로 구현된다. 물론 이에 한정되지 않고 제 1 실시에의 변형예를 포함하여 형광커버 본체(300)를 하우징(200) 상에 탈착가능하도록 부착할 수 있는 다양한 방식으로 구현될 수 있다.

또한, 상기 형광커버부는 하나의 형광커버 본체(300)에 형광물질이 균일하게 분포되는 실시예에 한정되지 않고, 다양하게 변경되어 실시될 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 제 2 실시예의 변형예 따른 발광 장치를 보여주는 단면도로서, 도 6에 도시된 바와 같이 제 2 실시예의 제 1 변형예에 따른 발광장치에서 형광커버부는 상기 하우징(200)에 형성되는 다수의 출사구(230)를 동시에 커버하도록 하나의 형광커버 본체(500)로 이루어진다. 다만, 상기 형광커버 본체(500)에는 형광물질(510)이 상기 다수의 출사구(230) 중 선택되는 출사구(230)에 대응되는 부위에만 혼입시킴에 따라 해당 출사구(230)를 통하여 발광되는 1차 광만 형광물질(510)에 의해 여기시켜서 2차 광을 구현하기 때문에 발광 칩(110)에서 발광되는 1차 광과 형광물질(510)에 의해 여기되어 발생되는 2차 광을 선택적으로 구현할 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이 제 2 실시예의 제 2 변형에 따른 발광장치에서 형광커버부(600)는 상기 하우징(200)에 형성되는 다수의 출사구(230)의 크기에 대응되도록 다수개의 형광커버 본체(600a,600b)를 구비하고, 상기 출사구(230) 중 선택되는 출사구(230)에만 상기 형광커버 본체(600a,600b)를 부착한다. 이에 따라 발광 칩(110)에서 발광되는 1차 광과 각각의 형광커버 본체(600a,600b)에 의해 여기되어 발생되는 2차 광을 선택적으로 구현할 수 있다. 이때 상기 각각의 형광커버 본체(600a,600b)에는 형광물질이 균일하게 혼입되어 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 다수의 발광 칩(110)을 특정 색을 발광하는 한 종류의 발광 칩으로 구성하지 않고, 다양한 색을 발광하는 여러 종류의 발광 칩을 사용하고, 서로 다른 종류의 형광물질이 혼입된 각각의 형광커버 본체(600a,600b)를 선택적으로 배치하여 부착함에 따라 다양한 색상을 구현할 수 있다.

그리고, 상기 하우징(200)에는 상기 기판(100)을 보호하는 몰딩부(미도시)가 더 형성될 수 있다. 상기 몰딩부는 몰딩용 수지를 이용하여 형성되며, 기판(100)을 봉지하여 하우징(200)에 고정시킨다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광장치를 보여주는 단면도이고,

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광장치를 보여주는 분해 단면도이며,

도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 변형예 따른 발광장치를 보여주는 분해 단면도이고,

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 장치를 이용한 디스플레이 장치의 개략적인 분해 사시도이며,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 장치를 보여주는 단면도이고,

도 6 및 도 7은 본 발명의 제 2 실시예의 변혀예 따른 발광 장치를 보여주는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 기판 20: 반사기

21: 탈착홈 60:형광커버

61: 탈착돌기

100: 기판 200: 하우징

300,500,600a,600b: 형광커버 본체

Claims (14)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 적어도 하나 이상의 발광 칩이 실장된 기판과;

   상기 기판이 장착되고, 상기 각각의 발광 칩에서 발광되는 광을 각각 출사시키는 적어도 하나 이상의 출사구가 형성되는 하우징과;

   형광물질이 혼입되어 형성되고, 상기 하우징에 탈착가능하게 구비되어 적어도 하나 이상의 상기 출사구를 커버하는 형광커버부를 포함하며,

   상기 형광커버부는 상기 하우징에 형성되는 다수의 출사구를 각각 선택적으로 커버하도록 다수개의 형광커버 본체로 이루어지고, 상기 각각의 형광커버 본체에는 형광물질이 균일하게 혼입되어 형성되며,

   상기 형광커버 본체는 상기 다수의 출사구 중 일부를 커버하고, 상기 다수의 출사구 중 다른 일부는 외부에 노출된 발광 장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 청구항 5에 있어서,

    상기 형광커버 본체는 노출된 상기 출사구를 사이에 두고 일정 간격 이격된 발광 장치.
12. 청구항 5에 있어서,

    노출된 상기 출사구에는 상기 하우징의 일부가 노출된 발광 장치.
13. 청구항 5에 있어서,

    노출된 상기 출사구에는 상기 기판의 일부가 노출된 발광 장치.
14. 청구항 12에 있어서,

    상기 하우징은 경사진 내측면을 갖는 발광 장치.

Images