KR20090078253A - 발광 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에서는 본 발명의 일 실시예에서는 발광 소자들과, 상기 발광 소자들에 연결되어 있는 제1 컨넥터를 구비하는 제1 기판, 제2 컨넥터를 구비하는 제2 기판 및 상기 제1 컨넥터 및 제2 컨넥터에 연결되어 있는 케이블을 포함하는 발광 유닛을 제공한다.

발광 다이오드, 기판, 모듈, 케이블

Description

발광 유닛{Light emmiting unit}

본 발명은 회로 기판들을 간단하게 연결하고, 회로 기판의 방열 특성을 개선한 모듈 형태의 발광 유닛에 관한 것이다.

발광 다이오드(Light Emitting Diode)는 이종 반도체를 PN 접합시켜 만든 발광 소자이다. 발광 다이오드는 PN 접합에서 전자가 가지는 에너지가 직접 빛 에너지로 변환되면서 발광이 일어나는데, 반도체에 주입된 전자와 정공은 밴드 갭(band gap)을 넘어 접합부에서 재결합한다. 이 과정에서, 밴드 갭에 해당하는 에너지가 방출되면서 빛이 나게 된다.

이 같은 발광 다이오드는 접합되는 반도체 사이의 밴드 갭에 따라 발광 색상이 결정된다. 따라서, 접합하는 반도체의 밴드 갭을 잘 이용하게 되면, 청색, 녹색, 백색 등 원하는 대로 색상을 조절할 수가 있다.

또한, 발광 다이오드는 구조가 간단하고, 저렴하게 대량 생산이 가능하기 때문에, 여려 분야에서 각광을 받고 있으며, 박형으로도 구현이 가능하기 때문에 수광형 디스플레이의 백라이트로도 많이 사용되고 있다.

발광 다이오드를 이용한 백라이트 유닛은 발광 다이오드와 이 발광 다이오드 에 전기적 신호를 전달하는 회로 기판을 포함한다. 일반적으로 발광 다이오드는 회로 기판에 설치되어 있다. 화면이 큰 액정 표시 장치에서는 여러 개의 회로 기판이 사용될 수 밖에 없는데, 회로 기판 사이를 전기적으로 연결하기 위해서 컨넥터를 회로 기판에 솔더링(soldering)한다.

그러나, 이 같은 연결 방법은 작업 시간이 많이 소요되며, 백라이트 유닛의 기계적 충격 등에서 쉽게 솔더링이 떨어져, 연결 부위가 끊어지는 문제가 발생한다.

또한, 컨넥터의 연결 부분이 발광 다이오드에서 나오는 빛과 간섭을 일으킬 위험이 항상 존재하므로, 이러한 점을 고려해서 회로 기판을 설계해야 하는 문제가 있다.

한편, 발광 다이오드는 회로 기판을 통해서 발생한 열을 방출하게 되는데, 발광 다이오드가 회로 기판과 제대로 접촉되어 있지 못한 경우에, 방열 특성이 나빠져 발광 다이오드의 발광 특성이 나빠지는 문제가 있다.

본 발명은 이 같은 기술적 배경에서 창안된 것으로, 다양한 크기의 화면에 맞추어, 그 크기를 자유롭게 변화시킬 수 있는 모듈 형태의 발광 유닛을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 회로 기판들을 솔더링하지 않고 연결하는 모듈 형태의 발광 유닛을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 발광 다이오드에서 나오는 열을 효과적으로 배출하는 모듈 형태의 발광 유닛을 제공하는데 있다.

이 같은 점을 해결하기 위해서 본 발명의 일 실시예에서는 발광 소자들과, 상기 발광 소자들에 연결되어 있는 제1 컨넥터를 구비하는 제1 기판, 제2 컨넥터를 구비하는 제2 기판 및 상기 제1 컨넥터 및 제2 컨넥터에 연결되어 있는 케이블을 포함하는 발광 유닛을 제공한다.

여기서, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 기판의 상면으로 상기 발광 소자들을 상기 제1 컨넥터에 연결시키는 회로 패턴을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1 기판의 배면에서 한쪽 가장 자리를 단턱지게 형성한 가이드부를 포함하고, 상기 케이블은 상기 가이드부에 수납될 수 있다. 이때, 상기 제1 컨넥터는 상기 가이드부에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 케이블은 평판 가요성 케이블(Flat Flexible Cable)인 것이 바람 직하고, 제1 기판과 제2 기판은 방열 시트 위에 놓여 있을 수 있다.

그리고, 상기 제1 기판은 동일 선상으로 위치하는 다수 개가 서로 다른 상기 케이블을 이용해서 상기 제2 기판에 연결될 수 있으며, 이 경우에 상기 제2 기판에 가까워질수록 상기 제1 기판은 상기 가이드부에 더 많은 상기 케이블을 수납하는 것이 바람직하다.

이 같은 본 발명에 따르면, 발광 유닛이 모듈 단위로 만들어지기 때문에, 휘도 또는 그 크기를 자유롭게 조정할 수가 있다.

또한, 본 발명에서는 기판들을 솔더링하지 않고 케이블을 이용해서 서로 연결하기 때문에, 기판을 교체하거나 연결하는데 있어서 작업성이 용이하다는 이점이 있다.

또한, 본 발명에서는 케이블이 기판의 배면 쪽에 위치하기 때문에, 종전처럼 컨넥터가 빛을 간섭하는 등의 문제를 해결할 수가 있다.

또한, 본 발명에서는 기판이 방열 시트 위에 위치하기 때문에, 발광 다이오드에서 나오는 열을 효과적으로 배출할 수가 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 유닛을 보여주는 도면이다.

도 1에서, 발광 유닛(10)은 발광 소자(21)가 구비되는 제1 기판들(20)과, 케이블(51)을 통해서 제1 기판들(20)과 연결되는 제2 기판(30)을 포함한다.

제1 기판들(20)은 일정한 크기, 예를 들어서 4인치 크기를 갖는다. 물론, 5인치, 3인치처럼 제1 기판(20)의 크기는 필요에 따라서 변할 수 있다.

또한 평면을 기준으로, 제1 기판(20)은 사각 형상을 가지고 있으며, 각 모서리 부근에는 발광 소자(21)가 설치된다. 따라서, 발광 소자(21)는 제1 기판(20)에 2 × 2 행렬로 배열되어 있는데, 발광 소자(21)는 필요한 광도에 따라서 적절한 개수로 조절될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(20)에 2 × 3 배열을 갖는 6개의 발광 소자들(21)을 설치해서 광도를 높이거나, 1 × 2 배열을 갖는 2개의 발광 소자들(21)을 설치해서 광도를 줄일 수 있다.

그리고, 각각의 발광 소자(21)는 제1 기판(20)에 인쇄된 회로 패턴(23)에 의해서 전기적으로 연결이 된다.

본 발명의 실시예처럼 서로 다른 색상(예, 적색, 녹색, 청색)의 빛을 내는 3개의 발광 다이오드를 팩키징(packaging)해서 백색 광을 내는 발광 소자(21)인 경우에, 발광 소자(21) 사이에는 3 라인의 회로 패턴(23)이 인쇄되어 있다. 발광 소자(21)는 이 회로 패턴(23)에 의해서 전기적으로 모두 연결된다.

그리고, 회로 패턴(23)은 기판에 형성되어 있는 제1 컨넥터(27)에 연결되거나, 회로 패턴(23)에서 바로 제2 기판(30)의 제2 컨넥터(31)에 연결될 수도 있다.

이처럼, 제1 기판(20)은 제1 컨넥터(27)를 통해서, 제2 기판(30)으로부터 구동 신호를 입력받아 각 발광 소자(21)에 전달하는 것으로 발광 소자(21)를 점멸시 키게 된다.

그리고, 제2 기판(30)은 다수의 제1 기판(20)이 결합될 수 있도록 세로로 긴 바(bar) 형상을 갖고 있으며, 케이블(51)이 연결되는 제2 컨넥터(31)가 복수개 구비되어 있다.

이 제2 컨넥터(31)는 기판에 인쇄되어 있는 회로 패턴(미도시)에 연결되어 있다. 한편, 케이블(51)은 한쪽이 제1 기판(20)의 제1 컨넥터(27)에 연결되어 있고, 다른 한쪽은 제2 기판(30)의 제2 컨넥터(31)에 연결되어 있다. 따라서, 제1 기판(20)과 제2 기판(30)은 전기적으로 연결되어 있기 때문에, 제2 기판(30)에서 제1 기판(20)으로 구동신호가 전달될 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단위 모듈로 구성된 제1 기판들(20)을 이용해서 조명이 가능하므로, 이 제1 기판(20)의 숫자를 적절히 조절해서 필요한 휘도 및 크기를 얻을 수 있다. 이때, 제1 기판(20)과 제2 기판(30) 사이는 케이블(51)로 연결이 되므로, 모듈을 구성하기가 쉽다.

한편, 제1 기판(20)과 제2 기판(30)은 방열 시트(40) 위에 놓여있는 것이 바람직하다. 제1 기판(20)의 발광 소자(21)는 기판을 통해서 아래로 열을 방출하게 되는데, 모듈 형태로 제작되는 제1 기판(20)의 크기가 작아서 열을 쉽게 배출할 수가 없다. 이 같은 점을 고려해, 제1 기판(20) 및 제2 기판(30)을 방열 시트(40) 위에 배치해서 제1 기판(20)이 열을 배출하는데 필요한 충분한 면적을 제공한다.

또한, 방열 시트(40)는 점착성이 있기 때문에, 제1 기판(20) 및 제2 기판(30)의 위치를 쉽게 고정시킬 수가 있다.

이하, 도 2를 참조로 제1 기판에 대해서 자세히 설명한다. 도 2는 제1 기판의 평면 모습을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 2에서, 제1 기판(20)은 각 모서리 부근에 배치되어 있는 발광 소자(21)를 포함하고 있다. 본 실시예에서는 발광 소자(21)가 3색 광의 발광 다이오드 팩키지를 예로써 설명하고 있다. 따라서, 발광 소자(21)는 기판에 인쇄된 3 라인의 회로 패턴(23)에 의해서 서로 연결된다. 하지만, 1개의 발광 다이오드로 구성되는 발광 소자(21)라면, 1 라인의 회로 패턴에 의해서 서로 연결될 것이다.

이 회로 패턴(23)은 기판의 배면에 위치하는 제1 컨넥터(27)와 연결되어 있다. 일 예에서, 기판의 가장 자리에는 제1 컨넥터(27)의 일부인 구멍(26)이 형성되어 있으며, 이 구멍(26)은 구리 또는 은과 같은 도전 물질로 피막되어 회로 패턴(23)과 전기적으로 연결되어 있다.

따라서, 구멍(26)에 제1 컨넥터(27)의 배선을 삽입하고, 이를 솔더링(soledring)함으로써 기판의 상면에 형성되어 있는 회로 패턴(23)과 기판의 배면에 형성되어 있는 제1 컨넥터(27)가 전기적으로 연결될 수 있다.

한편, 제1 기판(20)의 배면으로는 가장 자리를 따라서 가이드부(29)가 형성되어 있다(도 3 참조). 즉, 직사각형 형상을 갖는 제1 기판(20)에서 한쪽 장변을 따라서 길게 가이드부(29)가 형성되어 있다.

이 가이드부(29)는 기판의 가장 자리를 단턱지게 만들어 형성한다. 따라서, 제1 기판(20)은 가이드부(29)로 인해서 한쪽 가장 자리가 단차져 있다.

이처럼 형성되는 가이드부(29)는 케이블(51)을 수납해서 제1 기판(20)이 방 열 시트(40)로부터 떨어지는 것을 방지하고, 케이블(51)이 흐트러져 기판에서 분리되는 것을 방지한다(도 4 참조).

이처럼 구성되는 제1 기판(20)은 제2 기판(30)과 케이블(51)을 통해서 연결된다.

예로써, 동일 선상에 위치하는 3개의 제1 기판(20)을 제2 기판(30)에 연결하는 것을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제2 기판(30)에 바로 이웃한 첫 번째 제1 기판(20a)을 제2 기판(30)과 연결하는 경우에, 케이블(51a)의 한쪽은 제2 기판(30)의 제2 컨넥터(31)에 연결된다. 그리고, 케이블(51)의 다른 한쪽은 첫 번째 제1 기판(20a)의 제1 컨넥터(27)에 연결되는데, 이때 케이블(51)은 가이드부(29a)에 수납된다.

그리고, 두 번째 제1 기판(20b)을 제2 기판(30)과 연결할 때는 첫 번째 제1 기판(20a)을 연결할 때 사용한 케이블(51a) 말고, 다른 케이블(51b)을 사용해서 제1 기판(20b)과 제2 기판(30)을 동일한 방법으로 연결한다.

따라서, 케이블(51b)은 두 번째 제1 기판(20b)의 가이드부(29b)와 첫 번째 제1 기판(20a)의 가이드부(29a)에 각각 수납된다.

마찬가지로, 세 번째 제1 기판(20c)을 동일한 방법으로 제2 기판(30)과 연결한다. 따라서, 케이블(51c)은 각각의 가이드부(29a, 29b, 29c)에 수납되므로, 제2 기판(30)에 가까운 제1 기판일수록 더 많은 케이블이 수납된다.

이처럼, 다수의 제1 기판(20)은 서로 다른 케이블(51)을 이용해서 제2 기판(30)에 연결되고, 제2 기판(30)에 이웃한 제1 기판(20)일수록 더 많은 케이블을 가이드부(29)에 수납해야 하기 때문에, 케이블(51)은 평판 가요성 케이블(Flat Flexible Cable)을 사용하는 것이 바람직하다.

이상의 설명에서는 바람직한 실시예를 설명한 것이고, 구성을 조금씩 변경시키는 것도 가능하다. 예를 들어서, 가이드부(29)의 단차 높이(h)는 제2 기판에 가까운 기판일수록 그 높이가 높아질 수 있다.

또한 상술한 바람직한 실시예에서는 케이블(51)이 제1 기판(20)의 아래에 배치되는 것으로 설명을 하였으나, 케이블(51)은 기판의 위로도 위치할 수 있다. 이 경우에 제1 기판(20)은 가이드부(29)를 포함할 필요가 없어지고, 제1 컨넥터(27)는 기판 위에 형성될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 유닛의 개략적인 모습을 보여주는 도면이다.

도 2는 도 1에 도시한 제1 기판을 보여주는 도면이다.

도 3은 제1 기판의 배면에 형성되는 가이드부를 보여주는 도면이다.

도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.

도 5는 도 1의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.

도 6은 도 1의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 절단한 개략적인 단면도이다.

Claims (9)

1. 발광 소자들과, 상기 발광 소자들에 연결되어 있는 제1 컨넥터를 구비하는 제1 기판;

   제2 컨넥터를 구비하는 제2 기판; 및,

   상기 제1 컨넥터 및 제2 컨넥터에 연결되어 있는 케이블

   을 포함하는 발광 유닛.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 기판의 상면으로 상기 발광 소자들을 상기 제1 컨넥터에 연결시키는 회로 패턴을 포함하는 발광 유닛.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1 기판의 배면에서 한쪽 가장 자리를 단턱지게 형성한 가이드부를 포함하고,

   상기 케이블은 상기 가이드부에 수납되어 있는 발광 유닛.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1 컨넥터는 상기 가이드부에 형성되어 있는 발광 유닛.
5. 제3항에 있어서,

   상기 케이블은 평판 가요성 케이블(Flat Flexible Cable)인 발광 유닛.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제1 기판과 제2 기판은 방열 시트 위에 놓여 있는 발광 유닛.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제1 기판은 동일 선상으로 위치하는 다수 개가 서로 다른 상기 케이블을 이용해서 상기 제2 기판에 연결되는 발광 유닛.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제2 기판에 가까워질수록 상기 제1 기판은 상기 가이드부에 더 많은 상기 케이블을 수납하는 발광 유닛.
9. 제8항에 있어서,

   상기 가이드부는 상기 제2 기판에 가까워질수록 깊이가 깊어지는 발광 유닛.

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