KR102417208B1 - 발광 모듈 및 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 개시된 조명 장치는, 회로 기판; 및 상기 회로 기판 위에 배치되며 적색, 녹색 및 청색의 광을 발광하는 발광 소자를 포함하는 발광 모듈; 상기 발광 모듈의 발광 소자 각각의 전류 조절을 위해 전류 제어 신호를 출력하는 제어부; 상기 제어부의 전류 제어 신호로 상기 발광 소자에 공급되는 전류를 조절하는 드라이버; 및 상기 발광 모듈의 제어 데이터가 저장된 메모리부를 포함하며, 상기 발광 소자는 상기 회로 기판의 제1영역에 위치하며 적색 광을 발광하는 제1발광 소자, 녹색 광을 발광하는 적어도 하나의 제2발광 소자, 청색 광을 발광하는 적어도 하나의 제3발광 소자 및 상기 회로 기판의 제2영역에 위치하며 적색 광을 발광하는 제4발광 소자를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1 및 제4발광 소자 각각에 공급되는 입력 전류의 세기를 구동 모두에 따라 서로 다르게 제어한다.

Description

발광 모듈 및 조명 장치{LIGHT EMITTING MODULE AND LIGHTING APPARATUS}
본 발명은 발광 모듈에 관한 것이다.
본 발명은 발광 모듈을 갖는 조명 장치에 관한 것이다.
발광 소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Device)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 생성하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다.
또한, 발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다.
이에 따라, 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내 및 실외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 서로 다른 컬러를 발광하는 복수의 발광 소자를 갖는 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 발광 소자들로부터 방출된 컬러들에 의한 색 안정성을 개선한 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 서로 다른 적색 발광 소자의 그룹별 구동을 제어하여 적색 발광 소자의 동작 특성을 개선한 발광 모듈 및 이를 구비한 조명 장치를 제공한다.
실시 예는 서로 다른 적색 발광 소자의 그룹별 전류를 제어하여 적색 발광 소자의 동작 특성을 개선한 발광 모듈 및 이를 구비한 조명 장치를 제공한다.
실시 예는 서로 다른 적색 발광 소자의 그룹별 온도를 체크하여 그룹별 전류를 제어할 수 있도록 한 발광 모듈 및 이를 구비한 조명 장치를 제공한다.
실시 예는 서로 다른 적색 발광 소자의 그룹별 구동 시간을 체크하여 그룹별 온/오프를 제어할 수 있는 발광 모듈 및 이를 구비한 조명 장치를 제공한다.
실시 예는 발광 소자의 위치를 각 발광 소자의 발열 특성을 고려하여 배치한 발광 모듈 및 이를 구비한 조명 장치를 제공한다.
실시 예는 고연색성 및 색상 제어가 가능한 발광 모듈 및 이를 구비한 조명 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 모듈은, 회로 기판; 및 상기 회로 기판 위에 배치되며 적색 광을 발광하는 제1발광 소자; 상기 회로 기판 위에 배치되며 녹색 광을 발광하는 제2발광 소자; 상기 회로 기판 위에 배치되며 청색 광을 발광하는 제3발광 소자; 상기 회로 기판 위에 배치되며 적색 광을 발광하는 제4발광 소자; 상기 회로 기판 위에 배치되며 상기 제1발광 소자에 인접한 제1열 감지 소자; 및 상기 회로 기판 위에 배치되며 상기 제4발광 소자에 인접한 제2열 감지 소자를 포함하며, 상기 제1내지 제4발광 소자 각각은 독립적으로 구동되며, 상기 제1 및 제4발광 소자는 서로 다른 세기의 입력 전류를 포함한다.
실시 예에 따른 조명 장치는, 회로 기판; 및 상기 회로 기판 위에 배치되며 적색, 녹색 및 청색의 광을 발광하는 발광 소자를 포함하는 발광 모듈; 상기 발광 모듈의 발광 소자 각각의 전류 조절을 위해 전류 제어 신호를 출력하는 제어부; 상기 제어부의 전류 제어 신호로 상기 발광 소자에 공급되는 전류를 조절하는 드라이버; 및 상기 발광 모듈의 제어 데이터가 저장된 메모리부를 포함하며, 상기 발광 소자는 상기 회로 기판의 제1영역에 위치하며 적색 광을 발광하는 제1발광 소자, 녹색 광을 발광하는 적어도 하나의 제2발광 소자, 청색 광을 발광하는 적어도 하나의 제3발광 소자 및 상기 회로 기판의 제2영역에 위치하며 적색 광을 발광하는 제4발광 소자를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1 및 제4발광 소자 각각에 공급되는 입력 전류의 세기를 구동 모두에 따라 서로 다르게 제어한다.
실시 예는 발광 모듈의 색 균일도를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발열 특성에 의해 변화되는 적색 발광 소자의 전류를 제어하여 색 안정성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 모듈 내의 발광 소자들의 위치를 발열 특성에 따라 배치하여, 발광 모듈의 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 서로 다른 컬러를 발광하는 발광 소자의 위치를 발열 중심으로 배치함으로써, 회로 기판 사이즈를 최소화할 수 있다.
실시 예는 조명 장치의 미리 설정된 CCT의 색 편차를 줄일 수 있다.
실시 예는 조명 장치에서 서로 다른 발광 모듈 간의 색감 차이를 줄여 줄 수 있다.
실시 예는 발광 모듈 및 이를 구비한 조명 장치의 신뢰성이 개선될 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 모듈을 갖는 조명 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 도 1의 발광 모듈의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 발광 모듈의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 발광 모듈의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 실시 예에 따른 발광 모듈의 서로 다른 적색 발광 소자에 공급되는 전류 파형의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 실시 예에 따른 발광 모듈의 서로 다른 적색 발광 소자에 공급되는 전류 파형의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 실시 예에 따른 적색 발광 소자의 피크 파장을 나타낸 도면이다.
도 8은 제2실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이다.
도 9는 제3실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9의 발광 모듈의 측 단면도이다.
도 11은 도 9의 발광 모듈의 변형 예이다.
도 12는 도 9의 발광 모듈을 갖는 조명 장치의 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 실시 예에 따른 발광 소자의 상세 구성도이다.
도 14는 실시 예에 따른 조명 장치의 제명 제어 방법을 나타낸 플로우 챠트이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
<발광 모듈>
이하에서는 도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 발광 모듈 및 이를 구비한 조명 장치를 설명한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 모듈을 갖는 조명 장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 도 1의 발광 모듈의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 조명 장치는 발광 모듈(100), 상기 발광 모듈(100)을 제어하는 제어부(510), 상기 발광 모듈(100)의 제어 정보가 저장된 메모리부(520), 상기 발광 모듈(100)의 구동을 제어하는 드라이버(Driver, 530)를 포함한다.
상기 발광 모듈(100)은, 광원부(4) 및 상기 광원부(4)의 외측에 복수의 열 감지 소자(5,5A)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광원부(4)는 예를 들면, 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)를 포함하며, 상기 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D) 각각은 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)는 각각 독립적으로 구동할 수 있다. 상기 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)는 적어도 서로 다른 3종류의 컬러를 발광할 수 있다. . 상기 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D) 중 적어도 하나 또는 모두는 복수개가 직렬로 연결될 수 있다.
상기 제1발광 소자(4A)는 적색 광을 발광하며, 제2발광 소자(4B)는 녹색 광을 발광하며, 제3발광 소자(4C)는 청색 광을 발광하며, 제4발광 소자(4D)는 적색 광을 발광하게 된다.
상기 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)는, 가시광 스펙트럼 상의 적색 광 예컨대, 614nm에서 620nm 사이에서 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수도 있다. 상기 제2발광 소자(4B)는 가시광 스펙트럼 상의 녹색 광 예컨대, 540nm에서 550nm 사이에서 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수도 있다. 상기 제3발광 소자(4C)는 가시광 스펙트럼 상의 청색 광을 방출하며, 예컨대 455nm에서 470nm 사이에서 피크(peak) 파장을 갖는 광을 방출할 수도 있다.
상기 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)는 도 2와 같이, 회로 기판(10)의 서로 다른 영역에 위치하게 된다. 상기 제1 및 제4발광 소자(4A,4D) 사이의 영역에는 제2발광 소자(4B) 또는/및 제3발광 소자(4C)가 배치될 수 있다.
상기 열 감지 소자(5,5A)는 서로 다른 위치에 배치된 제1 및 제2열 감지소자(5,5A)를 포함할 수 있다. 상기 열 감지 소자(5,5A)는 회로 기판(10)의 회로 패턴의 배선부에 연결되어, 발광 소자(4A,4B,4C,4D)로부터 전도된 온도 예컨대, 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)로부터 전도된 온도를 감지할 수 있다. 상기 열 감지 소자(5,5A)는 온도에 따라 저항 값이 변하는 가변저항인 써미스터(thermistor)일 수 있다. 상기 열 감지 소자(5,5A)는 온도가 상승함에 따라 비저항이 작아지는 NTC(negative temperature coefficient)일 수도 있다. 다른 예로서, 상기 열 감지 소자(5,5A)는 PTC(positive temperature coefficient)일 수 있다.
상기 제1열 감지 소자(5)는 상기 제2 및 제3발광 소자(4B,4C)보다 제1발광 소자(4A)에 인접한 영역에 배치되며, 상기 제2열 감지 소자(5A)는 상기 제2 및 제3발광 소자(4B,4C)보다 제4발광 소자(4D)에 인접한 영역에 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1열 감지 소자(5)는 상기 제1발광 소자(5A)에 인접한 영역에 배치되며, 제2열 감지 소자(5A)는 제2발광 소자(4B)에 인접한 영역에 배치될 수 있다. 이러한 제1 및 제2열 감지 소자(5,5A)는 감지된 온도를 제어부(510)로 전달하게 된다.
상기 제어부(510)는 상기 광원부(4)에서 출사된 백색 광이 미리 설정된 CCT를 가지는 백색 광이 되도록 제 1내지 제4전류 제어 신호(DR1,DG,DB,DR2)를 드라이버(530)의 제1 내지 제4구동부(531,532,533,534)에 전달하게 된다.
상기 제1 내지 제4전류 제어 신호(DR1,DG,DB,DR2)는 적색, 녹색 또는 청색 광의 발광을 제어하거나 미리 설정된 CCT를 가지는 백색 광이 출사되도록 하는 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)에 대한 입력 전류의 세기 값이 될 수 있다. 상기 제1 내지 제4전류 제어 신호(DR1,DG,DB,DR2)는 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 신호, 진폭 변조 신호 또는 아날로그 형태의 신호일수 있으며, 본 실시예에서는 PWM 신호로 한정하여 설명하기로 한다.
상기 발광 모듈(100)의 제1발광 소자(4A)는, 드라이버(530)의 제1구동부(531)의 제1전류 신호(IR1)에 의해 구동되며, 상기 제2발광 소자(4B)는 드라이버(530)의 제2구동부(532)의 제2전류 신호(IG)에 의해 구동되며, 상기 제3발광 소자(4C)는 드라이버(530)의 제3구동부(533)의 제3전류 신호(IB)에 의해 구동되며, 상기 제4발광 소자(4D)는 드라이버(530)의 제4구동부(534)의 제4전류 신호(IR2)에 의해 구동될 수 있다. 상기 발광 모듈(100)은 상기 드라이버(530)의 제1 내지 제4전류 신호(IR1, IG, IB, IR2)에 의해 제 1내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)가 구동될 수 있다. 상기 발광 모듈(100)은 선택적으로 구동되는 제1내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)에 의해 적색, 녹색 또는 청색 광이 발광되거나 미리 설정된 CCT를 가지는 백색 광이 출사될 수 있다.
상기 드라이버(530)의 제1내지 제4구동부(531,532,533,534)는 상기 제어부(510)의 제1내지 제4전류 제어 신호(DR1,DG,DB,DR2) 예컨대, PWM 신호에 상응하는 구동 전류를 생성하여, 상기 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)로 출력한다.
상기 메모리부(520)에는 룩업 테이블(522)이 저장된다. 상기 메모리부(520)는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)일 수 있다. 상기 룩업 테이블(Look up table, 522)에는 발광 모듈(100)로부터 감지된 온도별 미리 설정된 CCT를 가지는 백색 광이 출사되도록 상기 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)의 입력 전류의 세기 값이 저장되어 있다.
상기 제어부(510)는 상기 메모리부(520)의 룩업 테이블(522)를 참조하여 미리 설정된 CCT별 기준이 되는 백색 광으로 보상 또는 출사되도록, 제1내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)의 입력 전류의 세기 값에 상응하는 제1내지 제4전류 제어 신호(DR1,DG,DB,DR2)를 드라이버(530)로 출력하게 된다. 이러한 상기 룩업 테이블(522)에는 구동 모드 또는 사용자의 선택에 따라 요구되는 CCT에 대응되는 기준 전류 값의 비(Ratio)가 미리 저장된다. 상기 기준 전류 값들이 비는 설계자에 의해 미리 측정된 실험 데이터일 수 있다.
다른 예로서, 상기 룩업 테이블(522)에는 상기 발광 모듈(100)의 온도 특성에 따른 색도 변화를 보상할 수 있는 입력 전류의 세기 값이 저장될 수 있다. 즉, 상기 룩업 테이블(522)에는 온도 변화에 따라 상기 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)로부터 방출된 백색 광이 미리 설정된 CCT별 기준이 되는 백색 광으로 보상하기 위해 입력 전류의 세기 값이 저장될 수 있다.
상기 발광 모듈(100)로부터 방출된 백색 광은 온도가 상승함에 따라 색 좌표의 이동이 발생될 수 있다. 이에 따라 제어부(510)는 상기 발광 모듈(100)의 열 감지 소자(5,5A)로부터 감지된 온도 데이터에 따른 입력 전류의 값을 메모리부(520)의 룩업 테이블(522)을 참조하여 검출한 후, 상기 드라이버(530)로 제1 내지 제4전류 제어 신호(DR1,DG,DB,DR2)를 전달하여 제어하게 된다.
적색의 발광 소자인 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)는 동작 온도와 시간에 따라 청색 광을 방출하는 제3발광 소자(4C)의 광 강도와 다르게 변화하게 된다. 즉, 적색 발광 소자(4A,4D)로부터 방출된 광의 강도는 도 7과 같이, 증가하는 동작 온도 및 시간에 따라 변화(TR1->TR2) 하게 되며 청색 발광 소자(4C)보다 빨리 낮아지게 되며, 이는 스펙트럼의 조성 변화를 초래하고 증가하는 동작 온도에 따라 CCT의 증가를 초래할 수 있고, 적색 광의 상대적 비율의 감소로 인해 CRI의 감소를 초래할 수 있다.
실시 예는 상기한 문제를 해결하기 위해 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)를 독립적으로 구동시키되, 입력 전류의 세기에 변화를 주거나 턴-온(turn-on) 및 턴-오프(turn-off)로 전환할 수 있다. 예를 들면, 제1구동 모드는 제1열 감지 소자(5)로부터 감지된 온도에 따라 제1발광 소자(4A), 제2 및 제3발광 소자(4B,4C)를 정상적으로 동작시키고, 제4발광 소자(4D)의 입력 전류의 세기를 낮추거나 턴-오프시켜 동작시켜 줄 수 있다. 이후, 제2구동 모드는 제2 및 제3발광 소자(4B,4C)와 제4발광 소자(4D)를 정상적으로 구동시키고, 상기 제1발광 소자(4A)의 입력 전류의 세기를 낮추거나 턴-오프시켜 줄 수 있다. 이는 제1발광 소자(4A) 또는/및 제4발광 소자(4D)인 적색 발광 소자가 동작된 후, 제어부(510)는 동작 온도 및 시간에 따라 턴-온 및 턴-오프로 전환되거나, 입력 전류의 세기를 제1레벨로 증가하거나 제2레벨로 감소하도록 제어할 수 있다.
도 1 및 5를 참조하면, 제어부(510)는 동작 시간 및 온도에 따라 제1전류 신호(IR1)에 의해 제1발광 소자(4A)가 턴-온되면 제4전류 신호(IR2)에 의해 제4발광 소자(4D)는 턴-오프되고, 이후 제1발광 소자(4A)의 동작 시간(T1) 및 온도에 따라 모드 변경이 발생되면, 제4발광 소자(4D)는 턴-온되고 상기 제1발광 소자(4A)는 턴-오프될 수 있다. 이러한 동작을 반복하여 제1 또는 제4발광 소자(4A,4D)에 의한 CCT의 증가 및 CRI의 감소를 방지할 수 있다.
다른 예로서, 도 1 및 도 6을 참조하면, 제어부(510)는 동작 시간 및 온도에 따라 제1전류 신호(IR1)에 의해 상기 제1발광 소자(4A)의 입력 전류의 세기를 제1레벨로 구동시키고 제4전류 신호(IR2)에 의해 제4발광 소자(4D)의 입력 전류의 세기를 제2레벨로 구동시켜 주며, 이후 제1발광 소자(4A)의 동작 시간(T1) 및 온도에 따라 제1발광 소자(4A)의 입력 전류의 세기를 제2레벨로 구동시키고 제4발광 소자(4D)의 입력 전류의 세기를 제1레벨로 구동시켜 줄 수 있다. 상기 입력 전류의 세기는 제1레벨이 제2레벨보다 클 수 있으며, 예컨대 상기 제1레벨은 입력 전류 세기의 50% 이상이며, 상기 제1레벨과 제2레벨의 전류 세기의 합은 100% 이하일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예에 따른 제어부(510)는 온도 및 시간에 따라 상기 룩업 테이블(522)을 참조하여, 상기 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)를 제어하여 상기 발광 모듈(100)로부터 방출된 백색 광이 미리 설정된 CCT 값을 가지는 백색 광이 방출되도록 조절할 수 있다. 이때 상기 제어부(510)는 상기 룩업 테이블(522)를 참조하여, 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)의 동작 시간 및 감지 온도에 따라 서로 다른 구동 모드로 치환되도록 제어할 수 있다.
도 2를 참조하면, 발광 모듈(100)은 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D) 및 제1,2열 감지 소자(5,5A)는 회로 기판(10) 상에 배치될 수 있다.
상기 회로 기판(10)은 수지 계열의 PCB, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)는 적색 발광 소자로서 회로 기판(10)의 서로 다른 제1 및 제2영역 상에 배치되며, 제3발광 소자(4C)의 제1방향 양측에 배치될 수 있다. 상기 제2발광 소자(4B)는 복수의 녹색 발광 소자를 구비하며, 상기 제3발광 소자(4C)의 제2방향 양측에 배치될 수 있다. 상기 제3발광 소자(4C)는 청색 발광 소자일 수 있으며, 제1, 2 및 제4발광 소자(4A,4B,4D) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2방향은 서로 직교하는 방향일 수 있다.
상기 적색 발광 소자는 적색 LED 칩을 포함하며, 상기 녹색 발광 소자는 녹색 LED 칩을 포함하며, 상기 청색 발광 소자는 청색 LED 칩을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)를 회로 기판(10)의 최 외곽에 배치함으로써, 방열 효율이 개선될 수 있어 온도 및 시간에 따른 모드 변경 시간을 조절할 수 있다.
상기 제1열 감지 소자(5)는 제2 및 제3발광 소자(4B,4C)보다 제1발광 소자(4A)에 인접한 영역에 배치되며, 제2열 감지 소자(5A)는 제2 및 제3발광 소자(4B,4C)보다 제4발광 소자(4D)에 인접한 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1, 제3 및 제4발광 소자(4A,4C,4D) 중 적어도 하나는 하나의 발광 소자이거나 복수의 발광 소자를 포함할 수 있으며, 제2발광 소자(4B)와 동일한 개수이거나 다른 개수일 수 있다.
도 3은 도 2의 발광 모듈의 다른 예이다.
도 3을 참조하면, 발광 모듈(100)은 도 2의 제 1내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D) 중에서 제3발광 소자(4C)를 변경한 구성이다. 상기 제3발광 소자(4C)는 자외선 LED 칩과 형광체층(41)을 갖는 청색 발광 소자로 구현될 수 있다. 상기 형광체층(41)은 청색 형광체를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)는 적색 LED 칩을 갖는 적색 발광 소자를 포함할 수 있으며, 상기 제2발광 소자(4B)는 녹색 LED 칩을 갖는 녹색 발광 소자를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 4와 같이, 상기 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)는 제어부(510)에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. 상기 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)의 구동은 상기한 실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 또한 도 5 및 도 6과 같이 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)의 입력 전류의 세기 값에 변화를 주어, 온도 및 시간에 따라 구동 모드를 변경해 줄 수 있다. 이러한 구동 모드의 변경을 반복하여 제1 또는 제4발광 소자(4A,4D)에 의한 CCT의 증가 및 CRI의 감소를 방지할 수 있다.
도 4은 도 2의 발광 모듈의 다른 예이다.
도 4를 참조하면, 발광 모듈(100)은 도 2의 제 1내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D) 중에서 제2발광 소자(4B)를 변경한 구성이다. 상기 제2발광 소자(4B)는 자외선 LED 칩과 형광체층(42)을 갖는 녹색 발광 소자로 구현될 수 있다. 상기 형광체층(42)은 녹색 형광체를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)는 적색 LED 칩을 갖는 적색 발광 소자를 포함한다. 상기 제3발광 소자(4C)는 청색 LED 칩을 갖는 청색 발광 소자를 포함하거나, 도 3과 같이 자외선 LED 칩과 청색 형광체를 갖는 청색 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)는 적색 LED 칩을 갖는 적색 발광 소자일 수 있다.
상기 제1 내지 제4발광 소자(4A,4B,4C,4D)는 독립적으로 제어될 수 있다. 또한 도 5 및 도 6과 같이 제1 및 제4발광 소자(4A,4D)의 입력 전류의 세기 값에 변화를 주어, 온도 및 시간에 따라 구동 모드를 변경해 줄 수 있다. 이러한 구동 모드의 변경을 반복하여 제1 또는 제4발광 소자(4A,4D)에 의한 CCT의 증가 및 CRI의 감소를 방지할 수 있다.
실시 형태에 따른 발광 모듈(100)에서 방출될 수 있는 광의 상관 색온도(CCT)는 2700K부터 6500K 사이에 위치할 수 있다. 그리고, 실시 형태에 따른 발광 모듈(100)에서 방출되는 광의 CRI는 88 이상일 수 있으며, 예컨대 CRI가 90 이상일 수 있다. CRI가 90 이상인 경우, 실시 형태에 따른 발광 모듈(100)에서 방출될 수 있는 광의 상관 색온도는 2700K부터 5700K 사이에 위치할 수도 있다.
도 8은 제2실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 발광 모듈(100)은 회로 기판(10)의 소정 영역 내에 배치된 광원부(4)를 포함한다.
상기 광원부(4)는 상기 회로 기판(10) 상에 임의의 중심으로부터 소정의 반경을 갖는 가상 원(C1)보다 내측에 배치될 수 있다. 상기 가상 원(C1)의 직경은 19mm 이상 예컨대, 22mm 이상일 수 있으며, 이러한 직경은 광원부(4)의 사이즈 및 개수에 따라 달라질 수 있다. 상기 가상 원(C1)은 광원부(4)의 영역을 정의하는 것으로서, 19mm 내지 30mm 범위 예컨대, 20mm 내지 25mm 범위일 수 있다. 상기 가상 원(C1)의 직경이 상기 범위보다 큰 경우, 모듈 사이즈가 너무 커지게 되며, 상기 범위보다 작은 경우 발광 소자(1A-1F, 2A-2D, 3A,3B) 간의 간격이 좁아질 수 있다.
이러한 가상 원(C1)은 광원부(4)의 둘레에 배치될 수 있는, 도 9와 같은 반사 부재의 경계 영역을 정의할 수 있다. 상기 가상 원(C1)의 직경은 광원부(4)로부터 발생된 광들에 의한 휘도 및 광속의 균일도를 고려하여 설정할 수 있다.
상기 회로 기판(10) 내에는 접속 단자(11) 및 외부 연결 단자(73)가 배치될 수 있다. 상기 접속 단자(11) 및 외부 연결 단자(73)에는 커넥터가 배치될 수 있다. 상기 회로 기판(10) 내에는 상기 가상 원(C1)의 외측 둘레를 따라 복수의 홀(51,52,53)이 배치될 수 있다.
상기 회로 기판(10) 상에는 열 감지 소자(5,5A)가 배치될 수 있다. 상기 열 감지 소자(5,5A)는 상기 광원부(4)의 발광 소자(1A-1F, 2A-2D, 3A,3B) 중 발열 특성이 가장 높은 적색 발광 소자에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 광원부(4)는 가사 원(C1)에 인접하게 배열된 적색 발광 소자(1A-1F)와, 상기 적색 발광 소자(1A-1F)의 내측에 배열된 녹색 발광 소자(2A-2D)와, 상기 녹색 발광 소자(2A-2D) 사이에 배치된 청색 발광 소자(3A,3B)를 포함할 수 있다.
상기 적색 발광 소자(1A-1F)는 적어도 2개의 그룹으로 나누어 동작될 수 있으며, 예컨대 제1그룹의 제1발광 소자 및 제2그룹의 제4발광 소자로 구분될 수 있다. 상기 녹색 발광 소자(3A,3B)는 제2발광 소자로 정의할 수 있으며, 상기 청색 발광 소자(3A,3B)는 제3발광 소자로 정의할 수 있다.
상기 제1발광 소자는 2개 이상이 한 그룹일 수 있으며, 예컨대 1A, 1C의 그룹이거나, 1C, 1D의 그룹이거나, 1C, 1E의 그룹이거나, 1A, 1B, 1C의 그룹이거나, 1A, 1C, 1E의 그룹이거나, 1A, 1B, 1C, 1D의 그룹이거나, 1A, 1D, 1C의 그룹이거나, 1A, 1D, 1C, 1E의 그룹일 수 있다. 상기 제4발광 소자는 2개 이상이 한 그룹일 수 있으며, 예컨대, 1F, 1A의 그룹이거나, 1F, 1B의 그룹이거나, 1F, 1D, 1E의 그룹이거나, 1F, 1D, 1E의 그룹이거나, 1F, 1A, 1B, 1E의 그룹이거나, 1F, 1A, 1D, 1B의 그룹일 수 있다. 실시 예의 설명을 위해 후술되는 제1발광 소자는 1A, 1B, 1C의 그룹으로 설명하며, 제4발광 소자는 1D, 1E, 1F의 그룹으로 설명하기로 한다. 상기 각각의 그룹의 적색 발광 소자들은 직렬로 연결되고 그룹별로 구동될 수 있다.
상기 제1발광 소자(1A-1C)의 그룹들을 연결한 형상은 삼각형 형상을 갖는 다각형 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제4발광 소자(1D-1F)의 그룹들을 연결한 형상은 삼각형 형상을 갖는 다각형 형상일 수 있다.
상기 제1발광 소자(1A-1C)와 제4발광 소자(1D-1F)의 개수의 비율은 1:1 ~ 2:1 또는 1:1~ 1:2일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1발광 소자와 제2발광 소자의 개수의 비율은 1:1 내지 1:2일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1발광 소자(1A-1C)와 상기 제3발광 소자(3A,3B)의 개수의 비율은 1:1 내지 2:1일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2발광 소자(2A-2D)와 상기 제3발광 소자(3A,3B)의 개수의 비율은 1:1 내지 2:1일 범위일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 내지 제4발광 소자(1A-1F, 2A-2D, 3A,3B)의 개수는 적색, 녹색 또는 청색 광의 조합에 의해 미리 설정된 CCT를 가지는 백색 광이 출사될 수 있는 비율을 가질 수 있다. 상기 제1 및 제4발광 소자(1A-1F)의 개수 합은 상기 제3발광 소자(3A,3B)의 개수 합보다 많을 수 있다. 상기 제1 및 제4발광 소자(1A-1F)의 개수 합은 상기 제2발광 소자(2A-2D)의 개수 합보다 많을 수 있다.
상기 제1 내지 제4발광 소자(1A-1F, 2A-2D, 3A,3B) 각각은 각각 독립적으로 구동될 수 있다. 상기 제1 내지 제4발광 소자(1A-1F, 2A-2D, 3A,3B) 각각은 복수 개가 직렬로 연결될 수 있다.
상기 적색 발광 소자(1A-1F)는 최 외곽에 배치될 수 있다. 상기 녹색 발광 소자(2A-2D)는 녹색 광을 발광하며, 상기 적색 발광 소자(1A-1F)보다 안쪽에 배치될 수 있다. 상기 녹색 발광 소자(2A-2D)는 2개 이상이 직렬로 연결될 수 있다. 상기 청색 발광 소자(3A,3B)는 청색 광을 발광하며, 적색 발광 소자(1A-1F)보다 안쪽에 배치될 수 있으며, 2개 이상이 직렬로 연결될 수 있다. 상기 녹색 발광 소자(2A-2D)는 청색 발광 소자(3A,3B)와 적색 발광 소자(1A-1F) 사이의 영역에 배치될 수 있다.
상기 적색 발광 소자(1A-1F)는 적색 LED 칩을 갖는 발광 소자를 포함한다. 상기 녹색 발광 소자(2A-2D)는 녹색 LED 칩을 갖는 발광 소자이거나 자외선 LED칩과 녹색 형광체를 갖는 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 청색 발광 소자(3A,3B)는 청색 LED 칩을 갖는 발광 소자를 포함하거나, 자외선 LED 칩과 청색 형광체를 갖는 발광 소자를 포함할 수 있다.
이러한 제1 내지 제4발광 소자를 갖는 광원부(4)는 도 1의 제1 내지 제4전류 제어 신호(DR1, DG, DB, DR2)에 의해 개별적으로 구동될 수 있다. 또한 적색 발광 소자(1A-1F)의 그룹인 제1 및 제4발광 소자(1A-1C,1D-1F)는 도 5 및 도 6과 같이, 입력 전류의 세기가 변화되거나 턴-온 및 턴-오프로 전환될 수 있다.
예를 들면, 제1구동 모드는 제1열 감지 소자(5)로부터 감지된 온도에 따라 제1발광 소자(1A-1C), 제2 및 제3발광 소자(2A-2D, 3A,3B)를 정상적으로 동작시키고, 제4발광 소자(1D-1F)의 입력 전류의 세기를 낮추거나 턴-오프시켜 동작시켜 줄 수 있다. 이후, 제2구동 모드는 제2 및 제3발광 소자(2A-2D, 3A,3B)와 제4발광 소자(1D-1F)가 정상적으로 구동시키고, 상기 제1발광 소자(1A-1C)의 입력 전류의 세기를 낮추거나 턴-오프시켜 줄 수 있다. 이는 제1발광 소자(1A-1C) 또는/및 제4발광 소자(1D-1F)인 적색 발광 소자가 동작된 후, 제어부(510)는 동작 온도 및 시간에 따라 턴-온 및 턴-오프로 전환되거나, 입력 전류의 세기를 제1레벨로 증가하거나 제2레벨로 감소하도록 제어할 수 있다. 이러한 동작을 반복하여 적색 발광 소자(1A-1F)에 의한 CCT의 증가 및 CRI의 감소를 방지할 수 있다.
도 9는 제3실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이며, 도 10은 도 9의 발광 모듈의 B-B측 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 발광 모듈은 회로 기판(10)의 광원부(4)의 둘레에 배치된 반사 부재(61)를 포함한다. 상기 광원부(4)는 실시 예에 개시된 제1 내지 제4발광 소자를 포함할 수 있으며, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 반사 부재(61)는 회로 기판(10) 상에 부착될 수 있다. 상기 회로 기판(10)에는 상기 반사 부재(61)의 고정을 위해 복수의 홀(51,52,53)을 포함할 수 있으며, 상기 복수의 홀(51,52,53)에는 상기 반사 부재(61)의 하부가 결합될 수 있다.
상기 반사 부재(61)는 광원부(4)로부터 방출된 광을 반사할 수 있다. 상기 반사 부재(61)는 광원부(4)로부터 방출된 광을 반사하는 반사면을 가질 수 있다. 상기 반사 부재(61)는 회로 기판(10)과 실질적으로 수직을 이룰 수도 있고, 또는 회로 기판(10)의 상면과 예각의 각도(θ1)를 이룰 수도 있다. 상기 반사면은 광을 용이하게 반사할 수 있는 재료로 코팅 또는 증착된 것일 수 있다.
상기 광원부(4)의 적색 발광 소자(1A-1F)는 상기 반사 부재(61)에 녹색 및 청색 발광 소자(2A-2D,3A-3B)보다 인접하게 배치될 수 있다.
상기 반사 부재(61)는 수지 재료 또는 금속 재료를 포함할 수 있다. 상기 수지 재료는 플라스틱 재질, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재료를 포함한다. 상기 반사부재(61)는 실리콘 또는 에폭시와 같인 수지 재질을 포함하며, 내부에 금속 산화물이 첨가될 수 있다. 상기 금속 산화물은 상기 몰딩 부재의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 물질로서, 예컨대 TIO2, Al2O3, 또는 SiO2를 포함한다. 상기 금속 산화물은 상기 반수 부재 내에 5wt% 이상으로 첨가될 수 있으며, 입사된 광에 대해 50% 이상 예컨대, 78% 이상의 반사율을 나타낸다.
상기 반사 부재(61)가 금속 재료인 경우, 상기 회로 기판(10)의 알루미늄(Al), 은(Ag), 알루미늄 합금 또는 은 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 반사 부재(61)의 높이(H1)는 상기 광원부(4)로부터 방출된 광이 혼색될 수 있는 높이로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사 부재(61)의 높이(H1)는 색감 차이를 최소화하기 위해 가상 원(C1)의 직경 또는 반사 부재(61)의 직경보다 크게 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(61)의 높이(H1)는 가상 원(C1)의 직경(D1) 또는 반사 부재(61)의 직경의 150% 이상 내지 300% 이하의 범위 예컨대, 150% 내지 250% 범위에 배치될 수 있다. 상기 반사부재(61)의 높이(H1)가 상기 범위를 벗어난 경우, 광 반사효율이나 광 추출 효율이 저하되어 색감 차이나 휘도 저하가 발생될 수 있다.
여기서, 열 감지 소자(5,5A)는 상기 반사 부재(61)보다 외측에 배치될 수 있다.
상기 발광 모듈(100)은 상기 회로 기판(10) 상에 배치되며 상기 반사 부재(61) 내에 배치된 투광성 부재(67)을 포함할 수 있다. 상기 투광성 부재(67)는 실리콘, 에폭시와 같은 투명한 수지 재질을 포함한다. 상기 투광성 부재(67) 내에는 형광체가 첨가되지 않을 수 있다. 다른 예로서, 상기 투광성 부재(67) 내에는 다른 예로서, 확산제, 산란제 또는 형광체 중 적어도 하나가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 투광성 부재(67)는 상기 회로 기판(10)의 상면 및 상기 반사 부재(61)의 내 측면에 접촉될 수 있다. 상기 투광성 부재(67)의 두께는 상기 반사 부재(61)의 높이와 같거나 높을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투광성 부재(67)의 상면은 볼록한 면, 오목한 면, 또는 평탄한 면 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 투광성 부재(67)의 상부 직경은 하부 직경(D1)보다 넓게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 하부 직경(D1)은 가상 원(C1)의 직경과 동일할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
이러한 발광 모듈은 광원부(4)로부터 방출된 광이 혼색되어 백색 광이 방출되며, 상기 반사 부재(61)로부터 반사되며, 상기 반사 부재(61) 내의 혼합 공간에서 혼합된 후 상기 투광성 부재(67)를 통해 외부로 출사될 수 있다. 상기 반사 부재(61) 내에 배치된 투광성 부재(67)는 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 모듈의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 발광 모듈은 회로 기판(10), 상기 회로 기판(10) 상에 배치된 실시 예에 따른 광원부(4), 상기 광원부(4)에 배치된 반사 부재(61), 상기 반사 부재(61) 내에 배치된 투광성 부재(67), 상기 회로 기판(10) 아래에 배치된 방열체(68)를 포함한다. 상기 회로 기판(10), 광원부(4) 및 반사 부재(61)는 상기에 개시된 실시 예(들)에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
상기 투광성 부재(67)는 실리콘, 에폭시와 같은 투명한 수지 재질을 포함한다. 상기 투광성 부재(67) 내에는 형광체가 첨가되지 않을 수 있다. 상기 투광성 부재(67) 내에는 다른 예로서, 형광체 예컨대, 황색이나 적색 형광체가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투광성 부재(67)는 형성하지 않을 수 있다.
상기 투광성 부재(67)는 상기 회로 기판(10)의 상면 및 상기 반사 부재(61)의 내 측면에 접촉될 수 있다. 상기 투광성 부재(67)의 두께는 상기 반사 부재(61)의 높이와 같거나 높을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투광성 부재(67)의 상면은 볼록한 면, 오목한 면, 또는 평탄한 면 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 투광성 부재(67)의 상부 내경은 하부 내경보다 넓게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 방열체(68)는 광원부(4)가 배치되는 일면을 가질 수 있다. 여기서, 상기 일면은 평평한 일면일 수도 있고, 소정의 굴곡을 갖는 면일 수도 있다.
상기 방열체(68)의 두께는 상기 회로 기판(10)의 두께보다 두껍게 배치될 수 있다. 상기 방열체(68)의 두께는 상기 투광성 부재(67)의 두께보다 얇게 배치될 수 있다.
상기 방열체(68)는 방열핀(68A)을 가질 수 있다. 상기 방열핀(68A)은 방열체(68)의 일 측에서 외측방향으로 돌출 또는 연장된 것일 수도 있다. 상기 방열핀(68A)은 상기 회로기판(10)이 배치된 면의 반대측 방향으로 복수개가 돌출될 수 있다. 상기 방열핀(68A)은 방열체(68)의 방열 면적을 넓혀, 발광 모듈의 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 방열핀(68A)은 측 단면이 원 기둥 형상, 다각 기둥 형상이거나, 외측 방향으로 갈수록 점차 두께가 얇은 형상을 갖는 기둥 형상일 수 있다.
상기 방열체(68)는 열 방출 효율이 뛰어난 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 방열체(68)의 재질은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 모듈을 갖는 라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 라이트 유닛은 회로 기판(10), 상기 회로 기판(10) 상에 실시 예(들)에 개시된 광원부(4), 상기 광원부(4)의 둘레에 배치된 반사 부재(61), 상기 반사 부재(61) 내에 배치된 투광성 부재(67), 상기 반사부재 상에 광학 부재(69), 및 상기 회로 기판(10) 아래에 배치된 방열체(68)를 포함한다. 상기 회로 기판(10), 광원부(4), 반사 부재(61), 및 방열체(68)는 상기의 실시 예(들)에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
상기 반사 부재(61) 내에 배치된 투광성 부재(67)는 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 부재(69)는 확산 시트(diffusion sheet), 수평 및 수직 프리즘 시트(horizontal/vertical prism sheet), 및 휘도 강화 시트(brightness enhanced sheet) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 임의의 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(69)는 상기 투광성 부재(67)가 존재하는 경우, 상기 투광성 부재(67) 상에 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투광성 부재(67)는 상기 광학 부재(69)가 쳐지는 것을 지지할 수 있다.
상기 광학 부재(69)의 너비 또는 면적은 하나의 발광 모듈 상에 배치된 구조로 설명하였으나, 실시 예에 따른 발광 모듈이 복수개 배열될 때, 복수의 발광 모듈 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
이러한 광원부(4)로부터 방출된 광은 혼색되어 백색 광이 방출되며, 상기 반사 부재(65)로부터 반사되며, 상기 반사 부재(65) 내의 혼합 공간에서 혼합된 후 상기 광학 부재(69)를 통해 외부로 출사될 수 있다.
<발광 소자>
도 13은 실시 예에 따른 발광 소자가 회로 기판에 배치된 예를 나타낸 도면이다.
도 13를 참조하면, 발광 모듈은, 회로 기판(10) 및 상기 회로 기판(10) 상에 발광 소자(40)를 포함한다. 상기 발광 소자(40)는 실시 예에 개시된 광원부의 발광 소자 예컨대, 제1 내지 제4발광 소자 중 어느 하나일 수 있다.
상기 회로 기판(10)의 패드(P1,P2)는 상기 발광 소자(40)와 접합 부재(98,99)에 의해 전기적으로 연결된다.
상기 회로 기판(10)은 금속층을 갖는 메탈 코아 PCB이거나, 수지 재질의 기판이거나, 플렉시블 기판일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 회로 기판(10)은 예컨대, 금속층(L1), 절연층(L2), 배선층(L4) 및 보호층(L3)을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 배선층(L4)은 패드(P1,P2)를 구비하게 된다.
상기 발광 소자(40)는 몸체(90), 복수의 전극(92, 93), 발광 칩(94), 본딩 부재(95), 및 몰딩 부재(97)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(90)는 절연 재질, 투광성 재질, 전도성 재질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 실리콘, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC), 폴리머 계열, 플라스틱 계열과 같은 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체(90)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘 또는 에폭시 재질 중에서 선택될 수 있다. 상기 몸체(90)의 형상은 위에서 볼 때, 다각형, 원형, 또는 곡면을 갖는 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(90)는 캐비티(91)를 포함할 수 있으며, 상기 캐비티(91)는 상부가 개방되며, 그 둘레는 경사진 면으로 형성될 수 있다. 상기 캐비티(91)의 바닥에는 복수의 전극(92,93) 예컨대, 2개 또는 3개 이상이 배치될 수 있다. 상기 복수의 전극(92,93)은 상기 캐비티(91)의 바닥에서 서로 이격될 수 있다. 상기 캐비티(91)의 너비는 하부가 넓고 상부가 좁게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 전극(92,93)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단일 금속층 또는 다층 금속층으로 형성될 수 있다.
상기 복수의 전극(92,93) 사이의 간극부는 절연 재질로 형성될 수 있으며, 상기 절연 재질은 상기 몸체(50)와 동일한 재질이거나 다른 절연 재질일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(94)은 상기 복수의 전극(92,93) 중 적어도 하나의 위에 배치되고, 본딩 부재(95)로 본딩되거나, 플립 본딩될 수 있다. 상기 본딩 부재(95)는 은(Ag) 포함하는 전도성 페이스트 재질일 수 있다.
상기 복수의 전극(92,93)은 접합 부재(98,99)를 통해 회로 기판(10)의 배선층(L4)의 패드(P1,P2)에 전기적으로 연결된다.
상기 발광 칩(94)은 가시광선 대역부터 자외선 대역의 범위 중에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예컨대 적색 LED 칩, 청색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 엘로우 그린(yellow green) LED 칩, UV LED 칩, 화이트(white) LED 칩 중에서 어느 하나일 수 있다. 상기 발광 칩(94)은 III족-V족 또는/및 II족-VI족 원소의 화합물 반도체를 포함한다. 상기 발광 칩(94)은 수평형 전극 구조를 갖는 칩 구조로 배치하였으나, 두 전극이 상/하로 배치된 수직형 전극 구조를 갖는 칩 구조로 배치할 수 있다. 상기 발광 칩(94)은 와이어(96)와 같은 전기적인 연결 부재에 의해 복수의 전극(92,93)과 전기적으로 연결된다.
상기 발광 소자(40)는 적색 광을 발광하는 제1발광 소자일 수 있으며, 상기 제1발광 소자는 상기 발광 칩(94)가 적색 LED 칩으로 이루어지거나, UV LED 칩과 적색 형광체를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(40)는 녹색 광을 발광하는 제2발광 소자일 수 있으며, 상기 제2발광 소자는 상기 발광 칩(94)가 녹색 LED 칩으로 이루어지거나, UV LED 칩과 녹색 형광체를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(40)는 청색 광을 발광하는 제3발광 소자일 수 있으며, 상기 제3발광 소자는 상기 발광 칩(94)가 청색 LED 칩으로 이루어지거나, UV LED 칩과 청색 형광체를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(40)의 LED 칩은 하나 또는 2개 이상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(94)은 상기 캐비티(91) 내에 하나 또는 2개 이상이 배치될 수 있으며, 2개 이상의 발광 칩은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(91)에는 수지 재질의 몰딩 부재(97)가 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(97)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 재질을 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(97)의 상면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들면 상기 몰딩 부재(97)의 표면은 오목한 곡면 또는 볼록한 곡면으로 형성될 수 있으며, 이러한 곡면은 발광 칩(94)의 광 출사면이 될 수 있다.
상기 몰딩 부재(97)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투명한 수지 재질 내에 상기 발광 칩(94) 상으로 방출되는 빛의 파장을 변환하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몰딩 부재(97)는 형광체를 갖지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몰딩 부재(97) 상에 광학 렌즈(미도시)가 결합될 수 있으며, 상기 광학 렌즈는 굴절률이 1.4 이상 1.7 이하인 투명 재료를 이용할 수 있다. 또한, 상기 광학렌즈는, 굴절률이 1.49인 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 굴절률이 1.59인 폴리카보네이트(PC), 에폭시 수지(EP)의 투명 수지 재료나 투명한 글래스(Glass)에 의해 형성될 수 있다.
도 14는 실시 예에 따른 조명 장치의 조명 제어 방법을 나타낸 도면이다. 도 14를 설명함에 있어서, 도 1의 구성을 참조하기로 한다.
도 14 및 도 1을 참조하면, 발광 모듈(100)에 전원 공급되면(S1), 광원부(510)는 제1구동 모드로 구동하게 된다(S2). 상기 제1구동 모드는 제1 내지 제3발광 소자(4A,4B,4C)는 정상적으로 구동시키고 제4발광 소자(4D)는 오프 상태이거나 제1발광 소자(4A)에 공급되는 입력 전류의 세기보다 낮은 입력 전류가 공급될 수 있다.
이후, 모드 변경 여부를 판단하게 되는데(S3), 상기 모드 변경은 상기 제1발광 소자(4A)의 동작 시간 및 감지된 온도에 따라 판단하여, 상기 제1발광 소자(4A)에 의한 CCT의 증가 및 CRI의 감소를 방지할 수 있다.
상기 모드 변경이면, 제2구동 모드로 구동하게 된다(S4). 상기 제2구동 모드는 제2 및 제3발광 소자(4B,4C)의 구동을 유지하고 제1발광 소자(4A)와 제4발광 소자(4D)의 구동 모드를 전환시켜 준다. 상기 구동 모드의 전환을 보면, 상기 제1발광 소자(4A)를 턴-오프 또는 입력 전류의 세기를 감소시키고, 제4발광 소자(4D)를 턴-온 또는 입력 전류의 세기를 증가시켜 줄 수 있다.
이러한 제2구동 모드로 진행한 다음, 일정 시간 및 소정 온도가 되면, 다시 모드 변경여부를 판단한 후(S5), 제1구동 모드로 모드 변경하게 된다. 이러한 동작을 반복하게 됨으로써, 제1 및 제4발광 소자(4A,4B)가 서로 모드 전환되어 동작하게 되고, 열에 취약한 적색 발광 소자에 의한 CCT의 증가 및 CRI의 감소를 방지할 수 있다.
실시 예에 따른 발광 모듈은 회로 기판 상에 광 센서를 구비할 수 있으며, 상기 광(550)센서는 광속 변화를 체크한 후, 듀티비를 보정하여 컬러별 입력 전류의 세기 값을 조절할 수 있다.
실시 예에 개시된 발광 모듈 또는/및 이를 갖는 조명 장치는 실내등, 실외등, 가로등, 자동차 램프, 이동 또는 고정장치의 전조등 또는 후미등, 지시등와 같은 장치를 포함한다.
실시 예에 개시된 발광 모듈 또는/및 이를 갖는 조명 장치는 표시 장치에 적용될 수 있다. 상기 표시 장치는 액정 표시 패널과 같은 패널의 후방에서 광을 조사하는 모듈이나 유닛으로 제공될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1A-1F, 4A, 4D: 적색 발광 소자
2A-2D, 4B: 녹색 발광 소자
3A,3B: 청색 발광 소자
4: 광원부
5,5A: 열 감지 소자
10: 회로기판
61: 반사 부재
67: 투광성 부재
69: 광학 시트
100: 발광 모듈
510: 제어부
520: 메모리부
530: 드라이버

Claims (13)

  1. 회로 기판; 및 상기 회로 기판 위에 배치되며 적색, 녹색 및 청색의 광을 발광하는 발광 소자를 포함하는 발광 모듈;
    상기 발광 모듈의 발광 소자 각각의 전류 조절을 위해 전류 제어 신호를 출력하는 제어부;
    상기 제어부의 전류 제어 신호로 상기 발광 소자에 공급되는 전류를 조절하는 드라이버; 및
    상기 발광 모듈의 제어 데이터가 저장된 메모리부를 포함하며,
    상기 발광 소자는 상기 회로 기판의 제1영역에 위치하며 적색 광을 발광하는 제1발광 소자, 녹색 광을 발광하는 적어도 하나의 제2발광 소자, 청색 광을 발광하는 적어도 하나의 제3발광 소자 및 상기 회로 기판의 제2영역에 위치하며 적색 광을 발광하는 제4발광 소자를 포함하며,
    상기 제2발광 소자 및 상기 제3발광 소자는 상기 제1발광 소자 및 상기 제4발광 소자 사이의 영역에 배치되고,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제4발광 소자 각각에 공급되는 입력 전류의 세기 값을 구동 모드에 따라 서로 다르게 제어하며,
    상기 회로 기판 상에 배치되며 상기 제1발광 소자 주변의 온도를 감지하는 제1열 감지 소자, 및 상기 회로 기판 상에 배치되며 상기 제4발광 소자 주변의 온도를 감지하는 제2열 감지 소자를 포함하는 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제4발광 소자 중 어느 하나는 상기 제어부에 의해 턴-온으로 전환되고 다른 하나는 턴-오프로 전환되며,
    상기 제1 및 제4발광 소자 중 어느 하나는 상기 제어부에 의해 입력 전류의 세기 값이 제1레벨로 증가되고 다른 하나는 입력 전류의 세기 값이 제2레벨로 감소되는 조명 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2열 감지 소자로부터 감지된 온도에 따라 상기 제1 및 제4발광 소자의 구동 모드를 변경하며,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제4발광 소자의 동작 시간에 따라 상기 제1 및 제4발광 소자의 구동 모드를 변경하는 조명 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회로 기판 상에 배치되며 상기 제1 내지 제4발광 소자의 둘레에 배치된 반사 부재 및 상기 반사 부재 내에 투광성 부재를 포함하며,
    상기 제1 및 제4발광 소자는 상기 반사 부재에 제2 및 제3발광 소자보다 인접하게 배치되며,
    상기 제1 및 제4발광 소자의 개수 합은 상기 제3발광 소자의 개수보다 많은 조명 장치.
  5. 회로 기판; 및
    상기 회로 기판 위에 복수개가 직렬로 연결되며 적색 광을 발광하는 제1발광 소자;
    상기 회로 기판 위에 복수개가 직렬로 연결되며 녹색 광을 발광하는 제2발광 소자;
    상기 회로 기판 위에 복수개가 직렬로 연결되며 청색 광을 발광하는 제3발광 소자;
    상기 회로 기판 위에 복수개가 직렬로 연결되며 적색 광을 발광하는 제4발광 소자;
    상기 회로 기판 위에 배치되며 상기 제1발광 소자에 인접한 제1열 감지 소자;
    상기 회로 기판 위에 배치되며 상기 제4발광 소자에 인접한 제2열 감지 소자;
    상기 회로 기판 상에 배치되며 상기 제1 내지 제4발광 소자의 외측 둘레 및 상기 제1,2열 감지 소자의 내측 둘레에 배치된 반사 부재; 및
    상기 반사 부재 내에 투광성 부재를 포함하며,
    상기 제1내지 제4발광 소자 각각은 독립적으로 구동되며,
    상기 제1 및 제4발광 소자는 서로 다른 입력 전류의 세기 값을 포함하며,
    상기 제2발광 소자 및 상기 제3발광 소자는 상기 제1발광 소자 및 상기 제4발광 소자 사이의 영역에 배치되는, 조명 장치.

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