KR101600532B1 - 축광 물질을 포함하는 발광 다이오드 모듈 - Google Patents

Abstract

축광 물질을 포함하는 발광 다이오드 모듈이 개시된다. 이 발광 다이오드 모듈은 입광부 및 광 출사면을 갖는 도광판, 도광판의 입광부에 배치되어 도광판으로 광을 방출하는 발광 다이오드 및 도광판 내 또는 그 상에 배치된 축광 물질을 포함한다. 축광 물질에 의한 광 흡수 및 분산에 의해 입광부 주위에서 발생되는 핫스팟이나 블랙스팟을 제거할 수 있으며, 축광 물질에서 방출되는 광을 이용하여 발광 다이오드 모듈에 장식 기능을 부여할 수 있다.

발광 다이오드, 축광 물질, 도광판

Description

축광 물질을 포함하는 발광 다이오드 모듈{LIGHT EMITTING MODULE INCLUDING PHOSPHORESCENCE MATERIAL}

본 발명은 발광 다이오드 모듈에 관한 것으로, 특히, 축광 물질을 포함하는 발광 다이오드 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 대형 가전기기는 그 전면부에 온도, 시간 및 메뉴 등을 표시하는 표시패널을 배치하여 사용자로 하여금 가전기기의 상태를 용이하게 인지할 수 있도록 함과 동시에 조작버튼을 통해 각종기능을 제어할 수 있도록 한다. 이와 같은 가전기기의 대표적인 일례로 근래에 들어 급격하게 수요가 증가하고 있는 김치냉장고나 에어컨 등을 들 수 있다.

종래 김치냉장고의 표시패널은 기판상에 평판 모양의 도광판이 배치되고, 그 도광판의 측면에는 LED, 특히 측면형 LED가 배치된다. LED에서 도광판 안으로 입사된 광은 도광판의 저면에 제공된 미세한 반사패턴에 의해 상부로 반사되어, 도광판 상부에 배치된 표시패널에 제공된다. 이러한 LED 모듈은 LED에서 광을 방출하는 경우에 제한적으로 표시 기능을 달성할 수 있다.

그런데, 상기 도광판의 측면에 배치된 LED로부터 입사된 광에 의해 상기 LED 와 인접한 도광판의 측면부에서 광의 방출량이 상대적으로 많기 때문에 도광판 측면부에 핫스팟(HOT SPOT)이 발생하게 된다.

도 1은 종래 LED를 사용한 도광판의 핫스팟 및 블랙 스팟을 보여주는 평면도이다.

도 1에서 보듯이, 도광판의 측면부 중 LED가 배치된 부분에서 상대적으로 밝은 핫스팟(A)과 상대적으로 어두운 부분인 블랙 스팟(B)이 발생되는 것을 확인할 수 있다.

상기 핫스팟 또는 블랙스팟이 외부에서 관찰되는 것을 방지하기 위해 LED가 배치된 도광판의 측면부에 광을 차단하기 위한 블랙 테이프 등을 사용할 수 있지만, 이 경우, 동일한 광 방출면을 확보하기 위해 도광판의 크기가 증가하며, 광 차단에 따른 광 손실이 발생하는 단점이 있다. 또한, 상기 핫스팟은 LED가 도광판의 하부에 배치된 경우에도 LED 주변에서 관찰되는데, 이 경우, 상기 핫스팟을 제거하는 것은 용이하지 않다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, LED를 광원으로 사용하는 LED 모듈에서 LED의 입사광에 의해 핫스팟이 발생되는 것을 방지할 수 있는 LED 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, LED를 광원으로 사용하는 LED 모듈에서 LED가 꺼진 경우에도 이미지를 표시할 수 있는 기능을 갖는 LED 모듈을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 축광 물질을 포함하는 발광 다이오드 모듈을 제공한다. 본 발명의 일 태양에 따른 발광 다이오드 모듈은 입광부 및 광 출사면을 갖는 도광판, 상기 도광판의 입광부에 배치되어 상기 도광판으로 광을 방출하는 발광 다이오드 및 상기 도광판 내 또는 그 상에 배치된 축광 물질을 포함한다.

상기 축광 물질은 적어도 상기 도광판의 입광부 주위에 배치될 수 있으며, 특히, 상기 축광 물질은 상기 도광판의 가자자리를 따라 띠 형상으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 축광 물질에 의해 광 흡수 및 분산이 발생되며, 따라서 상기 입광부 주위에서 발생되는 핫스팟이나 블랙스팟을 제거할 수 있다.

상기 발광 다이오드 칩은 패키지 형태로 제공될 수 있다. 이와 달리, 상기 발광 다이오드 칩은 인쇄회로보드와 같은 기판 상에 칩 형태로 실장될 수 있다. 이 때, 상기 기판 예컨대 인쇄회로보드는 그 상에 배치된 축광 물질을 가질 수 있다.

또한, 상기 축광 물질은 특정 색의 가시광을 방출할 수 있으며, 따라서 상기 입광부 또는 상기 도광판의 가장자리에 요구되는 색상의 광을 구현하여, 도광판에 장식 기능을 부여할 수 있다.

나아가, 상기 도광판은 상기 축광 물질에서 방출되는 광에 의해 이미지가 구현되도록 상기 축광 물질에 의해 형성된 패턴을 가질 수 있다. 상기 이미지는 상기 발광 다이오드가 켜졌을 때는 관측되지 않고, 상기 발광 다이오드가 꺼졌을 때 관측될 수 있다.

상기 발광 다이오드는 상기 도광판의 측면 근처에 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 도광판 하부면에 광을 조사하도록 상기 도광판의 하부에 배치될 수도 있다.

한편, 상기 축광 물질은 서로 다른 색의 광을 방출하는 적어도 2종류의 축광 물질을 포함할 수 있으며, 이에 따라 상기 축광 물질에 의해 다양한 색상의 이미지를 구현할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면 발광 다이오드에서 방출된 광을 이용하여 발광 다이오드가 꺼졌을 때도 이미지를 구현할 수 있는 발광 다이오드 모듈을 제공할 수 있다. 또한, 발광 다이오드가 배치된 도광판 부분에서 발생되는 핫스팟 등의 광 얼룩을 제거할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들을 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 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 평면도를 나타내며, 도 3은 상기 발광 다이오드 모듈의 우측면도를 나타낸다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 발광 다이오드 모듈은 도광판(10), 발광 다이오드(23) 및 축광 물질(30)을 포함한다.

상기 도광판(10)은 입광부(11) 및 광 출사면을 갖는다. 여기서, 광 출사면은 상기 도광판(10)의 상면이 된다. 상기 도광판(10)은 입광부(11)에서 발광 다이오드(33)로부터 광을 수광하여 화면을 밝게 보이게 한다. 상기 도광판(10)은 평판 모양의 부재로서, 투명한 유리, 플라스틱 아크릴, 또는 PMMA(Polymethylmethacrylate)로 제조될 수 있다. 상기 입광부(11)는 도광판(10)의 측면에 위치하며, 발광 다이오드 패키지(30)를 수용하기 위한 수용홈을 가질 수 있다. 입광부(11)는 도광판(10)의 일측에 배치될 수 있으나, 도시한 바와 같이, 도광판의 양측에 배치될 수 있다. 나아가, 입광부(11)는 도광판의 가장자리를 따라 4면에 배치될 수도 있다.

상기 도광판(10)의 하부면에는 상기 입광부(11)를 통해 들어온 광을 반사시 키는 반사패턴이 형성될 수 있으며, 상기 반사 패턴에 의해 도광판(10)의 상면으로 광이 반사된다. 상기 반사 패턴은 예컨대 금형을 이용하여 요철패턴으로 형성될 수 있다.

상기 발광 다이오드(23)는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 패키지(20) 형태로 제공될 수 있다. 상기 패키지(20)의 광 방출면이 입광부(11)의 수용홈 내에 배치되며, 발광 다이오드(23)에서 방출된 광을 입광부(11)로 방출한다. 이러한 패키지(20)는 예컨대, 발광 다이오드(23)를 수용하는 캐비티를 전면에 구비한 하우징부(21)와, 상기 캐비티 내의 발광 다이오드(23)를 덮는 투광성 수지재질의 봉지재(25)를 포함할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았지만, 리드단자(미도시)가 상기 하우징부(21)의 캐비티 내부까지 연장되어 있으며, 상기 발광 다이오드(23)는 상기 리드단자를 통해 외부 전원에 연결될 수 있다. 또한, 상기 패키지(20)는 형광체를 포함할 수 있으며, 발광 다이오드(23)와 형광체의 조합에 의해 다양한 색상의 광, 예컨대 백색광을 구현할 수 있다.

상기 축광 물질(30)은 상기 도광판(10) 상면에 배치된다. 축광 물질(30)은 에폭시와 같은 투명 수지 내에 분산되어 상기 도광판(10) 상면에 코팅될 수 있다. 축광 물질(30)은 입광부(11) 근처에 배치되며, 도시한 바와 같이, 도광판(10)의 가장자리를 따라 띠 형상으로 배치될 수도 있다.

상기 축광 물질(30)은 상기 발광 다이오드(23)에서 방출된 광을 흡수하여 고유의 가시영역의 광을 방출한다. 축광 물질(30)은 일반 형광체와 달리 광을 방출하는 시간이 길어 발광 다이오드(23)가 꺼졌을 때도 상당한 시간 동안 광을 방출한 다.

상기 축광 물질(30)에 의해 패키지(20)에서 방출된 광의 일부가 흡수 및 분산되므로, 입광부(11) 근처에서 발생되는 핫스팟 또는 블랙스팟이 제거될 수 있다.

상기 축광 물질(30)은 패키지(20)에서 방출되는 광과 다른 색상의 광을 방출할 수 있다. 따라서, 상기 축광 물질(30)에 의해 도광판의 가장 자리에서 축광 물질(30)에 의해 독특한 색상이 구현되어 도광판에 장식 기능이 부여될 수 있다.

이와 달리, 상기 축광 물질(30)은 상기 패키지(20)에서 방출되는 광과 유사한 색상의 광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 다이오드(23)가 켜졌을 때는 상기 축광 물질(30)에 의한 패턴이 관측되지 않고, 상기 발광 다이오드(23)가 꺼졌을 때, 상기 축광 물질(30)에 의한 패턴이 관측될 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈을 나타내는 평면도들이다. 여기서, (a)는 발광 다이오드가 켜졌을 때 관측되는 도광판의 출사면을 나타내고, (b)는 발광 다이오드가 꺼졌을 때 관측되는 도광판의 출사면을 나타낸다.

도 4(a)에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(23)가 켜졌을 때는 축광 물질(30)에 의한 패턴이 관측되지 않는다. 이는 축광 물질(30)에서 방출되는 광이 패키지(20)에서 방출되는 광과 유사하거나, 축광 물질(30)에서 방출되는 광이 패키지(20)에서 방출되는 광에 비해 상대적으로 약하기 때문이다.

한편, 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(23)가 꺼졌을 때는 축광 물질(30)에서 방출되는 광에 의해 축광 물질(30)의 패턴이 관측된다. 따라서, 상기 축광 물질(30)이 특정 이미지(40)를 구현하도록 배치됨으로써 다양한 형상의 이미지를 구현할 수 있다. 특히, 상기 축광 물질(30)은 단일의 축광 물질에 한정되는 것은 아니며, 두 종류 이상의 축광 물질(30)을 포함할 수 있다. 여러 종류의 축광 물질(30)을 혼합하거나 서로 분리하여 축광 물질의 패턴을 형성함으로써, 다양한 색상의 이미지를 구현할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 발광 다이오드(23)가 도광판(10)의 측면에 배치된 것에 대해 설명했지만, 발광 다이오드(23)는 도광판(10)의 하부에 배치될 수도 있다. 이 경우에도, 상기 발광 다이오드(23)가 배치된 도광판(10) 영역에 축광 물질(30)이 배치됨으로써, 핫스팟 등의 광 얼룩을 제거할 수 있으며, 또한, 축광 물질을 이용하여 패턴을 형성함으로써 도광판에 장식 기능을 부여할 수 있다.

또한, 상기 발광 다이오드(23)는 패키지(30) 형태로 제공되는 것에 한정되는 것은 아니며, 인쇄회로보드와 같은 기판 상에 칩 형태로 실장될 수도 있다. 이때, 상기 기판 상에 축광 물질의 층을 형성하여 발광 다이오드(23)에서 방출된 광의 일부를 흡수하도록 할 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 다이오드(23)가 꺼졌을 때, 상기 기판 상의 축광 물질에 의해 광이 방출되며, 이 광을 다양한 용도, 예컨대 약한 조명 또는 특정 이미지 구현 등의 용도로 사용할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 축광 물질(30)은 입광부 근처에만 배치된 것에 한정되지 않으며, 발광 다이오드(23)가 꺼졌을 때 나타나는 축광물질의 다양한 이미지를 구현하기 위해 도광판의 다양한 위치에 다양한 패턴으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 축광 물질(30)은 도광판(10)의 가장자리를 따라 띠 형상으로 배치 되는 것에 더하여, 상기 띠 형상으로 둘러싸인 영역 내부에 특정 이미지를 구현하기 위한 축광 물질(30)의 패턴이 더 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 축광 물질(30)이 도광판(10)의 상면에 제공되는 것으로 설명하였지만, 축광 물질(30)은 도광판(10) 내에 배치될 수도 있다. 예컨대, 도광판(10)을 제조할 때, 축광 물질(30)을 혼입하여 도광판의 입광부 근처 또는 원하는 위치에 축광 물질(30)이 배치되도록 할 수 있다.

도 1은 종래의 발광 다이오드 모듈을 나타내는 평면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 평면도이다.

도 3은 도 2의 발광 다이오드 모듈의 우측면도이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 모듈의 평면도들이다.

Claims (8)

1. 입광부 및 광 출사면을 갖는 도광판;

   상기 도광판의 입광부에 배치되어 상기 도광판으로 광을 방출하며, 서로 이격된 복수의 발광 다이오드; 및

   상기 도광판의 상면에 위치하며, 상기 도광판의 가장자리를 따라 띠 형상으로 배치된 축광 물질을 포함하는 발광 다이오드 모듈.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 도광판은 상기 축광 물질에서 방출되는 광에 의해 이미지가 구현되도록 상기 축광 물질에 의해 형성된 패턴을 갖는 발광 다이오드 모듈.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 이미지는 상기 발광 다이오드가 켜졌을 때는 관측되지 않고, 상기 발광 다이오드가 꺼졌을 때 관측되는 발광 다이오드 모듈.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 발광 다이오드는 상기 도광판의 하부에 배치되어 상기 도광판의 하부면에 광을 조사하는 발광 다이오드 모듈.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 축광 물질은 서로 다른 색의 광을 방출하는 적어도 2종류의 축광 물질을 포함하는 발광 다이오드 모듈.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩이 실장된 인쇄회로보드를 더 포함하고,

   상기 인쇄회로보드는 그 상에 배치된 축광 물질을 갖는 발광 다이오드 모듈.

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