KR20100028468A - 발광모듈 - Google Patents

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KR20100028468A
KR20100028468A KR1020090051901A KR20090051901A KR20100028468A KR 20100028468 A KR20100028468 A KR 20100028468A KR 1020090051901 A KR1020090051901 A KR 1020090051901A KR 20090051901 A KR20090051901 A KR 20090051901A KR 20100028468 A KR20100028468 A KR 20100028468A
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Abstract

본 발명은 발광모듈에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시 형태는, 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판 상면의 배선 패턴에 서로 이격되어 배치된 복수의 발광다이오드 칩 및 상기 복수의 발광다이오드 칩과 전기적으로 연결되며 상기 인쇄회로 기판의 하면에 형성된 커넥터를 포함하는 발광모듈을 제공한다.
본 발명에 따르면, 발광다이오드 칩 및 커넥터의 배치 구조를 최적화함으로써, 많은 수의 발광다이오드 칩을 포함하는 고밀도의 선 광원으로 사용하기에 적합할 뿐 아니라 외부로 방출되는 광의 손실을 최소화할 수 있는 발광모듈을 제공할 수 있다.
발광모듈, LED, 선 광원, 커넥터

Description

발광모듈 {Light emitting module}
본 발명은 발광모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고밀도의 선 광원으로 사용하기에 적합한 발광모듈에 관한 것이다.
LCD 백라이트에 사용되는 발광모듈의 경우, 종래에는 냉음극 형광 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp: CCFL)이 사용되었으나, CCFL은 수은 가스를 사용하므로 환경 오염을 유발할 수 있고, 응답속도가 느리며, 색 재현성이 낮을 뿐만 아니라 LCD 패널의 경박단소화에 적절하지 못한 단점을 가졌다. 이에 비해 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 친환경적이며, 응답속도가 수 나노 초로 고속 응답이 가능하여 비디오 신호 스트림에 효과적이고, 임펄시브(Impulsive) 구동이 가능하며, 색 재현성이 100% 이상이고 적색, 녹색, 청색 발광다이오드의 광량을 조정하여 휘도, 색 온도 등을 임의로 변경할 수 있을 뿐만 아니라, LCD 패널의 경박단소화에 적합한 장점들을 가지므로, 최근 백라이트용 발광모듈로서 적극적으로 채용되고 있는 실정이다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 발광모듈은 복수의 기판(11) 상에 각각 배치된 복수의 발광다이오드 칩(12)을 구비하며, 상기 발광다이오드 칩(12)을 덮도록 수지부(13)가 형성된다. 이 경우, 선 광원으로 사용하기 위해 각각의 기판(11)은 서로 길이 방향으로 배열되며, 와이어(14)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 복수의 기판(11)은 도시하지 않은 샤시 구조에 수용되어 사용될 수 있다. 그러나, 상기 발광모듈(10)의 경우, 발광다이오드 칩(12)에서 방출된 빛이 와이어(14)에 의해 간섭을 받아 발광효율이 저하될 수 있으며, 정해진 공간에 상대적으로 많은 수의 발광다이오드 칩(12)을 실장 하기 어려워 고밀도 광원이 요구되는 TV 등에 사용하기에 적합하지 않은 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 목적은 많은 수의 발광다이오드 칩을 포함하는 고밀도의 선 광원으로 사용하기에 적합할 뿐 아니라 외부로 방출되는 광의 손실을 최소화할 수 있는 발광모듈을 제공하는 데에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시 형태는,
인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판 상면의 배선 패턴에 서로 이격되어 배치된 복수의 발광다이오드 칩 및 상기 복수의 발광다이오드 칩과 전기적으로 연결되며 상기 인쇄회로 기판의 하면에 형성된 커넥터를 포함하는 발광모듈을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 상기 복수의 발광다이오드 칩은 일 방향으로 배열될 수 있다. 이 경우, 상기 인쇄회로기판은 바 형상이며, 상기 복수의 발광다이오드 칩은 상기 인쇄회로기판의 길이 방향으로 배열된 것이 바람직하다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 상기 커넥터는 상기 인쇄회로 기판의 양 단 중 적어도 일 단에 형성된 것일 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 상기 인쇄회로기판의 하면에 형성된 히트 싱크를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 상기 인쇄회로기판의 하면에 형성된 샤시를 더 포함하며, 상기 샤시는 상기 커넥터를 수용하기 위한 홈을 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 샤시의 홈에 형성되며 상기 커넥터와 결합될 수 있는 형상을 갖는 다른 커넥터를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 인쇄회로기판은 복수 개 구비되며, 상기 복수의 인쇄회로기판은 인접한 것과 상기 커넥터에 의해 연결되지 않은 상태에서 선 광원을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 상기 커넥터는 상기 인쇄회로기판의 외부를 향하여 형성된 암 커넥터부 또는 수 커넥터부를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 인쇄회로기판은 복수 개 구비되며, 상기 복수의 인쇄회로기판은 인접한 것과 상기 커넥터에 의해 연결되어, 선 광원을 형성할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 상기 복수의 발광다이오드 칩 각각을 덮는 수지부를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 수지부는 렌즈 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 서로 이격되어 배치된 복수의 홀을 구비하는 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 하면에 형성된 히트 싱크과, 각각 상기 인쇄회로기판의 복수의 홀에 상기 히트 싱크와 접촉하도록 배치된 복수의 발광다이오드 칩 및 상기 복수의 발광다이오드 칩과 전기적으로 연결되며 상기 인쇄회로 기판의 하면에 형성된 커넥터를 포함하는 발광모듈을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 상기 발광다이오드 칩과 상기 인쇄회로 기판의 상면에 형성된 배선 패턴을 전기적으로 연결하는 와이어를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 상기 인쇄회로기판의 복수의 홀에 의해 노출된 상기 히트 싱크의 면 중에서 상기 복수의 발광다이오드 칩과 접촉하지 않은 영역에 형성된 반사층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 상기 인쇄회로기판의 복수의 홀은 일 방향으로 배열될 수 있다. 이 경우, 상기 인쇄회로기판은 바 형상이며, 상기 인쇄회로기판의 복수의 홀은 상기 인쇄회로기판의 길이 방향으로 배열될 수 있다.
본 발명에 따르면, 발광다이오드 칩 및 커넥터의 배치 구조를 최적화함으로써, 많은 수의 발광다이오드 칩을 포함하는 고밀도의 선 광원으로 사용하기에 적합할 뿐 아니라 외부로 방출되는 광의 손실을 최소화할 수 있는 발광모듈을 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 발광모듈의 연결 구조를 나타낸 것이다. 우선, 도 2를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 발광모듈(100)은 일 방향(이하, 길이 방향이라 함)으로 길게 형성된 바(bar) 형상을 가지며, 선 광원으로 사용될 수 있다. 이를 위해, 상기 발광모듈(100)은 바 형상의 인쇄회로기판(101)을 구비하며, 상기 인쇄회로기판(101)의 배선 패턴 위에는 복수의 발광다이오드 칩(LED, 102)이 상기 인쇄회로기판(101)의 길이 방향으로 배치된다. 이는 인쇄회로기판(101) 위에 발광다이오드 칩(102)이 직접 실장 된 COB(Chip On Board) 구조에 해당한다. 상기 인쇄회로기판(101)은 세라믹, 에폭시 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 나아가, 안정적인 바 형상을 유지하기 위해 폴리머 재질로 이루어질 수도 있다. 특히, 상기 인쇄회로기판(101)은 종래의 경우와 달리, 상면 및 하면 모두에 배선 패턴이 형성될 수 있으며, 후술할 바와 같이, 하면의 배선 패턴에 커넥터(104)를 배치함으로써 배치 가능한 발광다이오드 칩(102)의 개수를 늘리고 외부로 방출되는 빛의 간섭을 최소화할 수 있다.
상기 인쇄회로기판(101)의 상부에는 상기 발광다이오드 칩(102)을 덮는 수지부(103)가 형성된다. 상기 수지부(103)는 실리콘 등의 수지로 이루어져 상기 발광다이오드 칩(102)을 보호하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈 형상을 가질 경우, 빛이 방출되는 지향각을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 수지부(103)는 그 내부에 분산된 형광체 입자들을 포함함으로써 상기 발광모듈(100)이 백색광을 방출할 수 있도록 할 수 있다.
본 실시 형태에서 필수적인 구성 요소는 아니지만, 상기 인쇄회로기판(101)의 하면에는 상기 인쇄회로기판(101)과 상기 발광다이오드 칩(102)으로부터의 열을 효과적으로 방출시키기 위한 히트 싱크(105)가 배치될 수 있다. 상기 히트 싱크(105)는 금속이나 AlN 등의 열 전도성이 높은 물질을 적절히 적층 하여 구성할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(101)의 하면에는 상기 발광다이오드 칩(102)에 전기적 신호를 전달하는 한편, 다른 발광모듈과 연결을 위해 제공되는 커넥터(104)가 배치된다. 이를 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 커넥터(104)는 상기 인쇄회로기판(101)의 길이 방향으로 양 단에 배치될 수 있다. 또한, 상기 커넥터(104)는 상기 인쇄회로기판(101) 하면의 배선 패턴에 상기 발광다이오드 칩(102)과 전기적으로 연결되도록 배치되며, 이를 위해, 상기 인쇄회로기판(101)은 적절한 도전성 비아 구조를 구비할 수 있다.
상기 커넥터(104)는 상술한 바와 같이, 인접한 다른 발광모듈과의 연결을 위 해 암 또는 수 커넥터부를 구비할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광모듈(100)은 복수 개 구비되어 서로 길이 방향으로 연결됨으로써 더욱 긴 선 광원으로 활용할 수 있으며, 이 경우, 상기 커넥터(104)의 암 커넥터부와 인접한 다른 발광모듈에 포함된 커넥터(104)의 수 커넥터부를 서로 연결할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태의 경우, 단면에만 배선 패턴이 형성된 것이 아닌 양면에 배선 패턴이 형성된 인쇄회로기판(101)을 사용하여 커넥터(104)를 인쇄회로기판(101) 하면에 배치함으로써, 그 상면에는 발광다이오드 칩(102)의 배치를 위한 공간이 상대적으로 늘어날 수 있다. 이에 따라, 상기 발광모듈(100)은 TV 등과 같이 고밀도의 광원을 요구하는 분야에서 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 발광다이오드 칩(102)과 인쇄회로기판(101)의 배선 패턴과의 전기적 연결을 위해 와이어를 사용하지 않아 상기 발광다이오드 칩(102)에서 방출된 빛의 진행을 방해하지 않아 발광 효율의 향상을 기대할 수 있다.
도 4는 도 3과 같은 연결 구조를 갖는 발광모듈들이 샤시에 배치된 구조를 나타낸 단면도이다. 도 4를 참조하면, 도 2 및 도 3에서 설명한 구조를 갖는 발광모듈은 샤시(106)에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 샤시(106)는 열 방출에 유리하도록 알루미늄(Al) 등으로 이루어질 수 있으며, 특히, 상기 커넥터(104)를 수용할 수 있는 홈을 구비함으로써 상기 히트 싱크(105)와 밀착되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 샤시(106)는 더욱 효과적으로 외부에 열을 방출할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광모듈을 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시 형태에 따른 발광모듈(200)은 이전 실시 형태와 같이, 인쇄회로기판(201), 발광다이오드 칩(202), 수지부(203), 커넥터(204) 및 히트 싱크(205)를 구비하며, 이하에서는 이전 실시 형태와 다른 사항을 중심으로 설명한다. 상기 인쇄회로기판(201)은 상면 및 하면 모두에 배선 패턴이 형성되며, 두께 방향으로 형성된 홀을 구비한다. 상기 인쇄회로기판(201)에 형성된 홀은 발광다이오드 칩(202)을 배치하기 위한 공간으로 제공되며 복수 개 구비되어 상기 인쇄회로기판(201)의 길이 방향으로 배열될 수 있다.
상기 발광다이오드 칩(202)은 상기 인쇄회로 기판(201)과 직접 접촉하지 않고 와이어(207)에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 히트 싱크(205)의 상면과 직접 접촉한다. 이러한 구조를 가짐에 따라, 상기 발광다이오드 칩(202)에서 발생 된 열은 더욱 효율적으로 히트 싱크(205)에 전달될 수 있다. 한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 히트 싱크(205)의 상면에는 반사층(208)이 형성될 수 있다. 즉, 상기 인쇄회로기판(201)의 홀에 의해 노출된 상기 히트 싱트(205)의 상면 중 상기 발광다이오드 칩(202)이 형성된 영역을 제외한 영역에 은(Ag), 알루미늄(Al) 등을 하나 이상 적층 한 구조를 갖는 반사층(208)을 형성하여 외부로 방출되는 빛의 양을 더욱 증가시킬 수 있다.
한편, 커낵터의 연결 방식은 도 6과 같이 변형될 수 있다. 도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광모듈을 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시 형태에 따른 발광모듈(300)은 이전 실시 형태와 같이, 인쇄회로기판(301), 발광다이오드 칩(302), 수지부(303), 커넥터(304) 및 히트 싱크(305)를 구비하되, 상기 커넥터(304)는 수 커넥터부에 해당한다. 이러한 수 커넥터부(304)는 샤시(306)에 배치된 암 커넥터부(307)와 연결되며, 발광모듈(300) 끼리는 서로 커넥터에 의해 연결되지 아니한다. 이 경우, 도 6에 도시된 형태와 달리, 발광모듈(300)에 구비된 커넥터(304)가 암 커넥터부가 되며, 샤시(306)에 구비된 커넥터(307)는 수 커넥터부가 될 수도 있을 것이다. 본 실시 형태와 같이, 발광모듈(300)에 구비된 커넥터(304)를 샤시(306)에 구비된 커넥터(307)와 연결하는 방식의 경우, 발광모듈(300)을 미리 연결한 후 샤시에 조립해야하는 불편함이 없으므로, 제조 공정에 있어서 조립 불량률을 줄일 수 있을 것이다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광모듈을 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 발광모듈의 연결 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 도 3과 같은 연결 구조를 갖는 발광모듈들이 샤시에 배치된 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 발광모듈을 나타내는 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101: 인쇄회로기판 102: 발광다이오드 칩
103: 수지부 104: 커넥터
105: 히트 싱크 106: 샤시
207: 와이어 208: 반사층

Claims (17)

  1. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 상면의 배선 패턴에 서로 이격되어 배치된 복수의 발광다이오드 칩; 및
    상기 복수의 발광다이오드 칩과 전기적으로 연결되며 상기 인쇄회로 기판의 하면에 형성된 커넥터;
    를 포함하는 발광모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광다이오드 칩은 일 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 바 형상이며, 상기 복수의 발광다이오드 칩은 상기 인쇄회로기판의 길이 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 상기 인쇄회로 기판의 양 단 중 적어도 일 단에 형성된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 하면에 형성된 히트 싱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 하면에 형성된 샤시를 더 포함하며,
    상기 샤시는 상기 커넥터를 수용하기 위한 홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 샤시의 홈에 형성되며 상기 커넥터와 결합될 수 있는 형상을 갖는 다른 커넥터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 복수 개 구비되며,
    상기 복수의 인쇄회로기판은 인접한 것과 상기 커넥터에 의해 연결되지 않은 상태에서 선 광원을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 커넥터는 상기 인쇄회로기판의 외부를 향하여 형성된 암 커넥터부 또는 수 커넥터부를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 복수 개 구비되며,
    상기 복수의 인쇄회로기판은 인접한 것과 상기 커넥터에 의해 연결되어, 선 광원을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광다이오드 칩 각각을 덮는 수지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수지부는 렌즈 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  13. 서로 이격되어 배치된 복수의 홀을 구비하는 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 하면에 형성된 히트 싱크;
    각각 상기 인쇄회로기판의 복수의 홀에 상기 히트 싱크와 접촉하도록 배치된 복수의 발광다이오드 칩; 및
    상기 복수의 발광다이오드 칩과 전기적으로 연결되며 상기 인쇄회로 기판의 하면에 형성된 커넥터;
    를 포함하는 발광모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 발광다이오드 칩과 상기 인쇄회로 기판의 상면에 형성된 배선 패턴을 전기적으로 연결하는 와이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 복수의 홀에 의해 노출된 상기 히트 싱크의 면 중에서 상기 복수의 발광다이오드 칩과 접촉하지 않은 영역에 형성된 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 복수의 홀은 일 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판은 바 형상이며, 상기 인쇄회로기판의 복수의 홀은 상기 인쇄회로기판의 길이 방향으로 배열된 것을 특징으로 하는 발광모듈.
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