KR101977878B1 - 고휘도 led 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템 - Google Patents

고휘도 led 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고휘도 LED 모듈을 구현하여, 라인 스캔 카메라를 이용한 검사장비의 글라스 검사 속도를 향상시키고, 확산판의 전면에 패턴이 새겨진 필름시트를 교체하여, 기구구조의 변경 및 구성요소의 교체없이 지향각을 조정하며, 구성요소를 지지하는 일체형 바디 구조를 적용하여, 에어라인의 공기 누출을 방지하고 조립과정에서 발생하는 문제를 해결하며, 개별 모듈의 제어를 실현하는 제어기를 적용하여, 광균일도가 향상된 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템은 메인블록과, 상기 메인블록의 전면부에 장착되는 적어도 하나 이상의 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈과, 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈의 전면에 배치되는 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈의 전면에 배치되는 확산판과, 상기 확산판의 전면에 배치되는 필름시트와, 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈과 접속되며 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈을 제어하는 컨트롤러를 포함한다.

Description

고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템{Lighting system for line}
본 발명은 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템.에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고휘도 LED 모듈을 구현하여, 라인 스캔 카메라를 이용한 검사장비의 글라스 검사 속도를 향상시키고, 확산판의 전면에 패턴이 새겨진 필름시트를 교체하여, 기구구조의 변경 및 구성요소의 교체없이 지향각을 조정하며, 구성요소를 지지하는 일체형 바디 구조를 적용하여, 에어라인의 공기 누출을 방지하고 조립과정에서 발생하는 문제를 해결하며, 개별 모듈의 제어를 실현하는 제어기를 적용하여, 광균일도가 향상된 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 또는 디스플레이의 생산 공정은 자동화 설비를 이용한 대량 생산 방식으로 이루어진다. 이러한 반도체, 디스플레이의 대량 생산 공정에서 해당 공정에서의 수율, 불량율 등을 파악하고 관리하기 위하여 생산된 물품을 검사하는 공정을 배치하고 있는데, 이러한 검사는 초기에 육안으로 확인하는 방식에서 기술의 발전과 함께 점차 카메라를 이용한 검사로 대체되어 왔다.
이러한 카메라를 이용하여 제품을 빠르게 검사하기 위해서는 고속으로 이미지를 촬상할 수 있는 산업용 카메라와 더불어 고휘도 라인 조명이 필수적인데, 이러한 라인 조명의 예로서 등록특허 제10-1040747호는 반사방지판을 포함하는 광학부재와, 투광판의 측면에서 광을 조사하는 광 조사부와, 광학부재 및 광 조사부를 지지하는 프레임을 포함하는 검사용 조명 장치를 개시하고 있다.
또한, 다른 예로서 등록특허 제10-0639926호는 한 쌍의 발광부재와, 복수의 LED 및 이들 LED의 각각에 대응하는 실린드리컬 렌즈를 포함하여 조사된 광이 검사 대상물 표면의 일정 영역에 모이도록 각각의 실린드리컬 렌즈의 위치 관계 및 피치를 설정하는 표면검사용 조명 장치를 개시하고 있다.
그런데, 종래의 이러한 종류의 조명 장치는 Chip On Board(COB)방식의 조명이 사용되었는데, 이러한 COB 방식의 조명은 구조상 발광체 사이의 거리를 감소시키는데 한계가 있기 때문에 휘도 낮음으로 인한 카메라의 인식 불량 및 에러가 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.
그리고, 조명장치의 렌즈를 통해 지향각을 설정하기 때문에 지향각을 변경하기 위해서 기구 전체구조를 변경해야하는 문제점이 있었다
또한, 기존의 조명장치의 기구들은 여러개의 구조로 구성되어 있기 때문에 제품 제작의 비용이 많이 발생하고 에어라인의 에어가 누출되며 조립과정에서 문제점이 있었다
그리고, 하나의 PCB로 전체의 LED를 제어함으로써 검사 제품의 불량 또는 카메라 검사 불량시 이를 사전에 검지하지 못하는 문제점이 있었으며, 개별 채널 조절이 안되어 광균일도 조절이 불가능한 문제가 있었다.
(특허문헌1) 한국등록특허 제10-1040747호
(특허문헌2) 한국등록특허 제10-0639926호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 확산판의 전면에 패턴이 새겨진 필름시트의 교체만으로 지향각을 조정하고, 기구의 바디를 일체형으로 구성하며, LED 모듈의 밀집도를 증가시켜 고휘도 실현 및 각 모듈의 개별 제어가 가능한 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템.을 제공함에 목적이 있다.
전술한 본 발명의 목적은, 메인블록과, 상기 메인블록의 전면부에 장착되는 적어도 하나 이상의 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈과, 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈의 전면에 배치되는 집광 렌즈와, 상기 집광 렌즈의 전면에 배치되는 확산판과, 상기 확산판의 전면에 배치되는 필름시트와, 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈과 접속되며 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템을 제공함에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈은 회로보드와 상기 회로보드상에 배치되는 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드를 포함하며, 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈은 상부 반도체층, 활성층 및 하부 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조체와, 상기 하부 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 상부 반도체층을 노출시키는 복수개의 콘택홀과, 상기 반도체 적층 구조체의 제1면에 배치되고 상기 복수의 콘택홀을 통해 상기 상부 반도체층과 접속되는 제1전극패드와, 상기 반도체 적층 구조체의 제1면에 상기 제1전극패드와 서로 중첩되지 않도록 배치되고 상기 하부 반도체층과 전기적으로 접속되며 상기 복수의 콘택홀 중 일부와 중첩하는 제2전극패드와, 상기 상부 반도체층과 하부 반도체층의 측벽을 덮되 서로 굴절율이 다른 절연층을 가지는 보호 절연층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 특징에 의하면, 하나의 메인블록에 복수 개의 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈이 장착되며, 상기 컨트롤러는 상기 복수의 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈의 회로보드를 각각 제어할 수 있는 다채널 컨트롤러일 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 각각의 회로보드에는 온도센서가 장착되고, 상기 컨트롤러는 상기 온도센서로부터 전달되는 신호를 수신하여 상기 회로보드가 특정 온도 범위를 유지하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 확산판은 전면에 필름시트가 형성되며, 상기 필름시트는 전면부가 사인파 형태로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 필름시트는 전면부의 패턴이 다른 필름시트로 교체가 용이하며, 전면부의 패턴이 다른 필름시트로 교체함으로써, 조명 시스템의 구조 변경과 구성요소의 교체없이 지향각을 조정할 수 있고, 하나의 상기 집광렌즈를 통한 조사가 가능하기 때문에, 제품의 구조를 간략화하고 제작 비용을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 메인블록은 길이 방향으로 형성되는 일체형 바디와, 상기 일체형 바디의 측면을 관통하도록 형성되며 상기 일체형 바디의 전면부에 장착되는 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈을 냉각시키기 위한 공기가 유입되는 에어라인과, 상기 에어라인을 통해 공급되는 공기가 배출될 수 있도록 후면부에 형성되는 복수의 배출구를 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 에어라인은 상기 일체형 바디의 측면을 관통하도록 형성되며, “1”자 형태의 일체형으로 형성되어 공기 누출을 방지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 일체형 바디는 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈로부터 형성되는 열을 상기 에어라인을 통과하는 공기에 전달하기 위해 상기 에어라인을 향해 돌출 형성되는 복수의 냉각핀을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 특징에 의하면, 상기 메인블록은 상기 일체형 바디의 하단부에서 전면으로 연장 형성되는 언더커버와, 상기 일체형 바디의 양 측면부에 각각 결합되되 상기 에어라인에 공기가 유입될 수 있도록 관통 형성되는 흡입구를 가지며 상기 집광렌즈 및 확산판의 양 측면을 고정할 수 있도록 상기 일체형 바디의 전면부 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 사이드커버와, 상기 일체형 바디의 상면부에 결합되고 상기 일체형 바디의 전면부 방향으로 연장 형성되며 상기 집광렌즈 및 확산판의 상측을 고정시키는 탑커버를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템에 의하면, 회로보드상에 배치되는 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈로 인하여 고휘도의 조명이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템에 의하면, 교체 가능한 필름시트를 적용하여 전면부의 패턴이 다른 필름시트로 교체함으로써 조명 시스템의 구조 변경 및 구성요소의 교체없이 지향각 조정이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템에 의하면, 일체형 바디의 측면에 ‘1’자로 형성된 에어라인을 일체형으로 형성함으로써 공기 누출의 방지가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템에 의하면, 일체형 바디 구조와 일체형 바디 구조의 측면을 개방하여 구성요소를 설치 및 마감함으로써 구조를 간략화 시키고, 조립이 용이하며, 제작 비용의 감소가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템에 의하면, 회로보드에 각각 온도센서가 장착됨으로써 개별적인 상태 확인 및 제어가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템에 의하면, 다채널 컨트롤러가 적용됨으로써 각각의 회로보드의 개별적인 제어가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템에 의하면, 에어라인을 이용한 공랭식 냉각 구조를 가짐으로써 시스템의 효율적인 냉각이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템의 분해도.
도 3은 도 1에 도시된 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템의 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템의 요부 구조도.
도 5는 도 1에 도시된 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템의 사용상태도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 필름시트의 사시도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템에 관하여 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템은 메인블록(100), 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈(200), 집광렌즈(300), 확산판(400), 컨트롤러(500)를 포함한다.
메인블록(100)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 일체형 바디(110), 에어라인(120), 배출구(130)를 포함하며, 언더커버(140), 사이드커버(150), 탑커버(160)를 더 포함할 수 있다.
메인블록(100)은 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈(200) 및 집광렌즈(300), 확산판(400)이 장착될 수 있도록 몸체의 역할을 하며, 본 발명에 따른 글라스 검사용 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템이 생산 라인에 장착되는 경우 제품을 검사할 수 있도록 제품 또는 카메라의 폭에 맞게 길이 방향으로 형성된다.
이를 상세히 설명하면, 메인블록(100)의 일체형 바디(110)는 단면이 직사각형 모양을 이루며 길이 방향으로 길게 형성된다. 이러한 일체형 바디(110)는 열전도율이 높은 금속으로 이루어질 수 있으며, 특히 알루미늄과 같이 열전도율이 좋고 가공성이 좋으며 비교적 소재의 수급이 양호한 금속으로 이루어질 수 있다.
이러한 일체형 바디(110)에는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전면부에 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈(200)이 장착되며, 측면에 길이 방향으로 에어라인(120)이 관통 형성된다. 이는 후술할 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈(200)을 냉각시키기 위한 것으로서, 일반적으로 본 발명에 따른 라인 조명이 설치되는 생산 공장에는 약 5기압(5 bar)정도의 압축 공기가 공장 자체 내에서 공급된다. 이러한 압축 공기를 에어라인(120)을 통해 흐르게 함으로써 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈이 과열되지 않도록 한다. 이를 위해 후술할 사이드커버(150)에 흡입구(151)가 형성되어 압축 공기를 에어라인(120)으로 공급하며, 일체형 바디(110)의 후면부에는 에어라인(120)을 통과한 압축 공기가 배출될 수 있도록 배출구(130)가 복수로 형성된다.
에어라인(120)은 일체형 바디(110)를 통해 일체형의 “1”자 형태로 형성되어 공기 누출을 방지할 수 있다.
한편, 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈에 대한 냉각 성능을 증가시키기 위해 일체형 바디(110)의 관통부에는 에어라인(120) 내부의 공기와의 열전달율을 증가시키기 위한 복수의 냉각핀(111)이 돌출 형성된다. 이러한 냉각핀(111)은 도시된 바와 같이 얇은 판 형태로 이루어질 수 있으며, 일체형 바디(110) 성형시 일체형 바디(110)와 일체로 압출 성형할 수 있다.
메인블록(100)의 언더커버(140)는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일체형 바디(110)의 하측에서 전면부로 연장 형성된다. 이러한 언더커버(140)는 일체형 바디(110) 성형시 일체형 바디와 일체로 압출 성형될 수 있으며, 따라서 일체형 바디(110)와 동일한 소재, 예를 들면 알루미늄과 같은 소재로 이루어질 수 있다.
이러한 언더커버(140)에는 집광렌즈(300)와 확산판(400)이 안착 결합되며, 따라서 집광렌즈(300)와 확산판(400)이 안정적으로 결합 지지될 수 있는 바닥판의 역할을 한다. 언더커버(140)의 상면에는 집광렌즈(300)가 안정적으로 안착될 수 있도록 집광렌즈(300)의 외면에 맞게 오목하게 홈(도면번호 없음)이 길게 형성될 수 있으며, 따라서 집광렌즈(300)가 정확하고 일정한 위치에 위치할 수 있도록 돕는다.
사이드커버(150)는 일체형 바디(110)의 양 측면에 각각 결합되는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 일체형 바디(110)의 전면부를 향해 연장 형성된 형태로 이루어진다. 따라서 일체형 바디(110)의 양 측면에 결합됨과 동시에 일체형 바디(110)의 전면부에 배치되는 집광렌즈(300)와 확산판(400)의 양 측면을 고정시키는 역할을 한다. 이러한 사이드커버(150)에는 에어라인(120)으로 압축 공기가 유입될 수 있도록 에어라인(120)와 대응되는 위치에 흡입구(151)가 형성된다. 여기서, 압축 공기 라인의 연결 구조는 생산 공장으로부터 공급되는 압축공기라인이 연결될 수 있도록 흡입구(151)에 탭이 형성되고 탭에 크기에 맞는 피팅이 결합되어 압축 공기 공급 라인이 피팅에 연결되는 구조로 이루어진다. 다만, 이러한 연결 구조는 일반적으로 생산 공정에서 흔히 쓰이는 방식이므로 따로 도시하지는 않았다.
탑커버(160)는 일체형 바디(110)의 상면에 결합되는데, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일체형 바디(110)의 상면에 결합되고 일체형 바디(110)의 전면부를 향해 연장 형성된 형태로 이루어진다. 이러한 탑커버(160) 또한 집광렌즈(300) 및 확산판(400)을 고정시키는 역할을 하며, 이를 위해 언더커버(140)와 유사하게 집광렌즈(300)의 외면에 맞게 오목하게 홈(도면번호 없음)이 길게 형성될 수 있다.
칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈(200)은 회로보드(210), 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드(220)를 포함하며, 메인블록(100)의 전면부에 장착되어, 빛을 발광하여 조명을 생산하는 역할을 한다. 이러한 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈(200)은 하나의 메인블록(100)에 하나가 장착될 수 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 메인 블록의 복수 개의 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈(200)이 장착될 수 있다. 또한, 각각의 회로보드(210)에는 온도센서(도시되지 않음)가 장착될 수 있으며, 따라서 각각의 회로보드(210)로부터 신호를 받아 컨트롤러(500)가 개별적으로 각각의 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈(200)을 특정 온도 범위를 유지하도록 모니터링 및 제어함으로써 본 발명에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템은 높은 수준의 광 균일도를 이룰 수 있다.
회로보드(210)는 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있으며, 일반적으로 반도체의 제어에 사용되는 PCB의 역할을 한다. 이러한 회로보드(210)는 각각의 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드(220)를 제어하며, 이를 위해 후술할 다채널 컨트롤러(500)와 접속된다.
칩 사이즈 패키지 발광 다이오드(220)는 회로보드(210) 상에 배치되며, 발광체의 역할을 한다. 이를 위해 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드(220)는 반도체 적층 구조체(221), 제1콘택층(222), 제2콘택층(223), 제1전극패드(224), 제2전극패드(225), 보호절연층(226), 접속단자(227)를 포함하며, 범프(228), 시트(229)를 더 포함할 수 있다.
이를 설명하면 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드(220)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 반도체 적층 구조체(221)에 콘택층과 전극패드와 보호절연층이 배치된 형태를 갖는데, 반도체 적층 구조체(221)는 제1도전형 상부 반도체층(221a)과 제2도전형 하부 반도체층(221c)이 순서대로 적층되고 그 사이에 활성층(221b)이 개재되는 구조를 갖는다.
이러한 상부 반도체층(221a), 활성층(221b), 하부 반도체층(221c)은 III-N 계열의 화합물 반도체로 이루어질 수 있으며, 상기 상부 반도체층(221a) 및 하부 반도체층(221c)은 각각 단일층 또는 다중층일 수 있다. 상기 상부 반도체층(221a) 또는 하부 반도체층(221c)은 콘택층과 클래드층을 포함할 수 있으며, 초격자층을 포함할 수도 있다.
상기 활성층(221b)은 단일 양자우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조일 수 있으며, 상기 상부 반도체층(221a)은 n형 반도체 구조로 이루어질 수 있으며, 상기 하부 반도체층(221c)은 p형 반도체 구조로 이루어질 수 있다.
제1콘택층(222)은 후술할 제1절연층(226a) 아래에 배치되며, 반도체 적층 구조체(221)의 하부 반도체층(221c)과 활성층(221b)을 관통하여 상부 반도체층(221a)에 접속된다. 한편, 제2콘택층(223)은 하부 반도체층(221c) 아래에 배치되며, 반도체 적층 구조체(221)의 하부 반도체층(221c)과 접속된다. 여기서, 제2콘택층(223)은 반사 금속층을 포함할 수 있으며, 활성층(221b)에서 생성된 빛을 반사시킬 수 있다.
보호절연층(226)은 배치에 따라 제1절연층(226a), 제2절연층(226b)으로 구분될 수 있는데, 제1절연층(226a)은 제2콘택층(223)을 덮음과 동시에 반도체 적층 구조체(221)의 측벽을 덮는다. 또한, 제1절연층(226a)은 제1콘택층(222)을 제2콘택층(223)으로부터 절연시키며, 하부 반도체층(221c)과 활성층(221b)을 제1콘택층(222)으로부터 절연시킨다. 이러한 제1절연층(226a)은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막의 단일층으로 형성될 수 있으며, 굴절율이 서로 다른 절연층으로 이루어진 다중층으로 형성될 수도 있다.
제2절연층(226b)은 제1콘택층(222) 아래에서 제1콘택층(222)을 덮는다. 한편, 제2절연층(226b)은 제1절연층(226a)을 덮으며, 반도체 적층 구조체(221)의 측벽을 덮을 수 있다. 이러한 제2절연층(226b)은 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
제1전극패드(224) 및 제2전극패드(225)는 제2절연층(226b) 아래에 배치되는데, 제1전극패드(224)는 제2절연층(226b)을 관통하여 제1콘택층(222)에 접속된다. 또한, 제2전극패드(225)는 제2절연층(226b) 및 제1절연층(226a)을 관통하여 제2콘택층(223)에 접속된다. 이때, 제2전극패드(225)는 제1전극패드(224)와 중첩되지 않도록 배치된다.
접속단자(227)는 제1 및 제2전극패드(225) 아래에 접속되는데, 이러한 접속단자(227)는 전술한 회로보드(210)에 전기적으로 접속된다. 한편, 접속단자(227)의 사이에는 범프(228)가 형성될 수 있는데, 이러한 범프(228)는 반도체 적층 구조체(221)에서 발생되는 열을 방출하는 통로의 역할을 한다.
시트(229)는 상부 반도체층(221a) 상에 접촉하도록 위치하며, 균일한 두께를 같는 형광체 시트로 이루어질 수 있다. 또한, 파장 변환을 위한 불균일 도핑 기판 또는 사파이어 기판 또는 실리콘 기판으로 이루어질 수 있다.
집광렌즈(300)는 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈(200)의 전면에 배치되며, 모듈로부터 발생되는 빛을 굴절시켜 휘도를 상승시키는 역할을 한다. 이러한 집광렌즈(300)는 메인블록(100)의 언더커버(140) 상면에 안착되고 양 측면 및 상부가 사이드커버(150) 및 탑커버(160)에 의해 고정된다.
확산판(400)은 집광렌즈(300)의 전면에 배치되며, 집광렌즈(300)에 의해 집중된 빛을 고르게 확산하여 균일한 빛을 조사하도록 한다. 이러한 확산판(400)은 다중굴절판으로 이루어질 수 있으며, 양 측면 및 상하부가 메인블록(100)의 사이드커버(150), 언더커버(140), 탑커버(160)에 의해 고정될 수 있다.
확산판(400)은 프레넬 손실로 인해 낭비되는 빛을 사용하기 위해 반사 방지부재로 이루어진 분사부를 포함할 수 있다.
확산판(400)의 확산각도는 FWHM(반치전폭)에 의해 명시되며, 큰 확산각도에서 고분해능의 영상을 얻을 수 있고, 작은 확산각도에서 편광판과 결합하여 모아레(moire) 현상을 감소시키고 광균일도를 향상시킬 수 있다.
확산판(400)은 300nm ~ 1500nm의 광에 대해 0.5° ~ 80° FWHM의 표준 원형 각도 범위를 갖도록 형성될 수 있다.
확산판(400)은 85% ~ 92%의 광전달 효율을 갖는 것을 특징으로 한다.
필름시트(600)는 확산판(400)의 전면에 부착되며, 필름시트(600)의 전면부는 사인파 형태로 구성된다.
필름시트(600)는 지향각을 조정하기 위해 상기 필름시트의 전면부의 패턴이 다른 필름시트로 교체할 수 있다.
필름시트(600)는 확산판(400)으로부터 전달되는 빛의 굴절광과 반사광을 집광하여 30% ~ 40%의 밝기 이득을 제공한다.
필름시트(600)는 폴리카보네이트 소재로 구성될 수 있으며, 폴리카보네이트 소재로 구성된 필름시트는 폴리에스테르 소재로 구성된 필름시트에 비해 고온에서 더 높은 내구성을 갖는 것을 특징으로 한다.
컨트롤러(500)는 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈(200)과 전기적으로 접속되며, 각각의 모듈을 제어하는 역할을 한다. 이러한 컨트롤러(500)는 하나의 컨트롤러로 복수의 모듈을 각각 제어할 수 있는 다채널 컨트롤러일 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따른 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템의 사용 상태에 대해 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 고고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템(1)은 디스플레이의 생산라인에서 글라스(10)를 고속으로 검사하는 고속 카메라 촬영 및 분석 검사장비(20)와 함께 사용된다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 생산된 글라스(10)의 상방에서 글라스(10)의 상태를 체크하는 검사장비(20)가 위치하게 된다. 이때, 검사장비(20)의 전후 또는 좌우에서 검사장비(20)의 카메라가 글라스(10)의 상태를 정확하게 촬상할 수 있도록 빛의 방향이 글라스(10)의 상면을 비추도록 배치한다. 그리고 메인블록(100)에 형성된 흡입구(151)에 공장에서부터 공급되는 압축 공기를 연결하여 냉각을 실시한다. 또한, 컨트롤러(500)에 전기를 공급하여 각각의 모듈의 상태를 모니터링 함과 동시에 제어하여 검사장비(20)의 카메라가 글라스(10)를 정확하게 촬상할 수 있도록 휘도를 조절한다.
이러한 과정으로 사용자는 발광체 간의 거리가 짧아 고휘도의 조명이 가능하여 고속 검사를 가능케 하고, 각 회로보드에 각각 온도센서가 장착되고 다채널 컨트롤러가 적용 됨으로써 개별적인 상태 확인 및 제어가 가능하며, 에어라인을 이용한 공랭식 냉각 구조를 가짐으로써 시스템의 효율적인 냉각이 가능한 글라스 검사용 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템을 사용할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
10 : 글라스 20 : 검사장비
100 : 메인블록 110 : 일체형 바디
111 : 냉각핀 120 : 에어라인
130 : 배출구 140 : 언더커버
150 : 사이드커버 151 : 흡입구
160 : 탑커버 200 : 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈
210 : 회로보드 220 : 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드
221 : 반도체 적층 구조체 221a : 상부 반도체층
221b : 활성층 221c : 하부 반도체층
222 : 제1콘택층 223 : 제2콘택층
224 : 제1전극패드 225 : 제2전극패드
226 : 보호절연층 226a : 제1절연층
226b : 제2절연층 227 : 접속단자
228 : 범프 229 : 시트
300 : 집광렌즈 400 : 확산판
500 : 컨트롤러 600 : 필름시트

Claims (6)

  1. 메인블록;
    상기 메인블록의 전면부에 장착되는 적어도 하나 이상의 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈;
    상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈의 전면에 배치되는 집광 렌즈;
    상기 집광 렌즈의 전면에 배치되는 확산판;
    상기 확산판의 전면에 배치되는 필름시트; 및
    상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈과 접속되며 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 메인블록은 길이 방향으로 형성되는 일체형 바디와, 상기 일체형 바디의 측면을 관통하도록 형성되며 상기 일체형 바디의 전면부에 장착되는 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈을 냉각시키기 위한 공기가 유입되는 에어라인과, 상기 에어라인을 통해 공급되는 공기가 배출될 수 있도록 후면부에 형성되는 복수의 배출구를 포함하고, 상기 에어라인은 일체형의 “1”자 형태로 형성되어 공기 누출을 방지하는 것을 특징으로 하는 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 필름시트는 전면부가 사인파 형태로 구성되며, 지향각을 조정하기 위해 상기 필름시트의 전면부의 패턴이 다른 필름시트로 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 일체형 바디는 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈로부터 형성되는 열을 상기 에어라인을 통과하는 공기에 전달하기 위해 상기 에어라인을 향해 복수의 냉각핀이 돌출 형성되고,
    상기 메인블록은 상기 일체형 바디의 하단부에서 전면으로 연장 형성되는 언더커버와, 상기 일체형 바디의 양 측면부에 각각 결합되되 상기 에어라인에 공기가 유입될 수 있도록 관통 형성되는 흡입구를 가지며 상기 집광렌즈 및 확산판의 양 측면을 고정할 수 있도록 상기 일체형 바디의 전면부 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 사이드커버와, 상기 일체형 바디의 상면부에 결합되고 상기 일체형 바디의 전면부 방향으로 연장 형성되며 상기 집광렌즈 및 확산판의 상측을 고정시키는 탑커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈은 회로보드와 상기 회로보드상에 배치되는 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드를 포함하며, 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드는 상부 반도체층, 활성층 및 하부 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조체와, 상기 하부 반도체층 및 활성층을 관통하여 상기 상부 반도체층에 전기적으로 접속하는 제1콘택층과, 상기 하부 반도체층에 하측에서 전기적으로 접속하는 제2콘택층과, 상기 반도체 적층 구조체의 제1면에 배치되며 상기 상부 반도체층과 접속되는 제1전극패드와, 상기 반도체 적층 구조체의 제1면에 상기 제1전극패드와 서로 중첩되지 않도록 배치되고 상기 하부 반도체층과 전기적으로 접속되는 제2전극패드와, 상기 상부 반도체층과 하부 반도체층의 측벽을 덮되 서로 굴절율이 다른 절연층을 가지는 보호 절연층을 포함하고,
    하나의 메인블록에 복수 개의 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈이 장착되며, 상기 컨트롤러는 상기 칩 사이즈 패키지 발광 다이오드 모듈의 회로보드를 각각 제어할 수 있는 다채널 컨트롤러인 것을 특징으로 하는 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 각각의 회로보드에는 온도센서가 장착되고, 상기 컨트롤러는 상기 온도센서로부터 전달되는 신호를 수신하여 상기 회로보드가 특정 온도 범위를 유지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 고휘도 LED 모듈의 지향각 조정을 위해 필름시트를 이용한 라인 조명 시스템.
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