WO2023282368A1 - 광원모듈 및 이를 포함하는 led필름 - Google Patents

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led
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김백준
배명욱
홍대운
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엘지전자 주식회사
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    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/16—Controlling the light source by timing means

Definitions

  • the present invention relates to a light source module including a plurality of LED chips and a control IC for controlling them, and an LED film having the same.
  • An LED film is a display device in which a light emitting diode (hereinafter referred to as 'LED') is installed as a light source on a thin film.
  • the LED film may include a plurality of LEDs, and an intended image may be displayed by operating the LEDs according to a driving signal transmitted from the outside. Since this LED film is made of a film as a whole, it can have a thin, light and flexible structure.
  • the film of the LED film may be made of a transparent material, and in this case, the LED film may be entirely transparent.
  • the LED film may be coated with an adhesive material. Therefore, the LED film can be easily installed on various kinds of surfaces for various purposes. For example, the LED film may be installed regardless of its shape (ie, curved surface or flat surface) on a building outer wall or transparent glass to provide predetermined image information including advertisements.
  • Such an LED film may be configured to implement a color image.
  • LEDs of different colors are formed as one module, and a plurality of modules may be installed on the film.
  • a module may include a substrate incorporating circuits and electrodes and LED chips of different colors installed on the substrate. Each chip is connected to a circuit on the board using a metal wire, and after connection, a sealing material is applied on the board to protect the chips and the metal wire. Therefore, the module has a complicated structure, and its manufacturing method is likewise complicated. In addition, due to the complex structure and manufacturing process, the module has a high failure rate and is difficult to maintain. Furthermore, the heat dissipation rate of the LEDs is lowered due to the complex structure, and thus the luminous efficiency of the LEDs may be lowered.
  • the present invention is a light source module including a plurality of LED chips and a control IC for controlling them, which can be used outdoors and can adjust the brightness according to night and day, and to provide a light source module having the same for the purpose of providing an LED film do.
  • a light source module characterized in that the brightness is adjusted by adjusting the current value.
  • the LED chip may include a red chip, a green chip, and a blue chip configured to generate red, green, and blue light, respectively.
  • the LED chip outputting the same color includes a first chip and a second chip, and the control IC applies a maximum or half of the current applied to the first chip to adjust the brightness in four steps. can be adjusted
  • the LED chips outputting the same color may be distributed and disposed on both sides of the control IC.
  • the LED chips outputting the same color may be arranged point-symmetrically at the center of the light source module.
  • the LED chip may include a white chip, a red chip, a green chip, and a blue chip configured to generate white, red, green, and blue light, respectively.
  • the LED chip includes a red chip, a green chip, and a blue chip configured to generate red, green, and blue light, respectively, and three white chips paired with each of the red chip, green chip, and blue chip to generate white light.
  • current may be applied to the paired white chip to drive them.
  • the LED chip includes a white chip, a red chip, a green chip, and a blue chip configured to generate white, red, green, and blue lights, respectively;
  • the control IC when the red chip, the green chip, and the blue chip are operated, a current is applied to the white chip to improve brightness.
  • the white chip includes three white chips paired with the red chip, the green chip, and the blue chip, and when the red chip, green chip, and blue chip operate, current is applied to the paired white chip to drive them. there is.
  • the transparent film includes: a base; an LED chip mounted on the base and generating light of a predetermined color; a control IC controlling the operation of the LED chip; and a signal electrode connecting between the LED chip and the control IC, wherein two or more LED chips outputting the same color are mounted on the LED chip, and the control IC is applied to the LED chip outputting the same color.
  • An LED film for controlling brightness by adjusting a current value may be included.
  • the LED film using the light source module with increased light quantity can be used outdoors as the viewing distance is increased.
  • the brightness of the light source module can be adjusted, the brightness can be adjusted according to night and day, thereby solving the problem of light pollution.
  • FIG. 1 and 2 are diagrams illustrating examples of a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the light source module of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view and a side view of the light source module of FIG. 3 .
  • FIG. 5 is a view showing another embodiment of a light source module.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a control IC data packet structure and a current control method for controlling a light source module.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams illustrating a control method of a light source module.
  • FIGS. 9 to 11 are diagrams showing another embodiment of the light source module of the present invention and the control IC data packet structure for controlling the light source module.
  • LED panel Light Emitting Diode, LED
  • the display panel applicable to the present invention is not limited to the LED panel, and the organic display panel (Organic Light Emitting Diode, OLED), a plasma display panel (PDP), a field emission display (FED), or a liquid crystal display (LCD).
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • PDP plasma display panel
  • FED field emission display
  • LCD liquid crystal display
  • Embodiments described herein relate to a light source module of an LED film. However, those skilled in the art will readily recognize that the principle and configuration of the described embodiments can be substantially equally applied to all light source modules using LEDs.
  • FIG. 1 is a plan view showing an LED film according to the present application
  • FIG. 2 is a partially enlarged view showing a region P of FIG. 1 .
  • the LED film of the present application may include a film 10 having a predetermined size.
  • the film 10 functions as a platform on which other parts of the LED film are mounted, and may have various sizes depending on the purpose.
  • the film 10 has a thin thickness and may be made of a light and flexible material, for example, any one of various flexible polymer compounds. Therefore, the LED film can be easily deformed due to the characteristics of the film 10, and thus can be easily attached to surfaces of various shapes, for example, surfaces having a predetermined curvature.
  • the film 10 may be made of a transparent material, and thus the entire LED film may be configured transparently.
  • the transparent LED film does not reduce the transparency of the area to which it is attached, it can also be applied to glass windows of buildings. In addition, when the transparent LED film is applied to the glass window, the displayed image can be viewed through the glass window.
  • the film 10 may include a terminal 10a installed at either end thereof.
  • the terminal 10a is connected to an external device and an external power source, and may also be connected to internal components of the LED film. Accordingly, the terminal 10a may receive driving signals, that is, video signals and power (or voltage) from external devices and power sources, and supply them to internal components.
  • driving signals that is, video signals and power (or voltage) from external devices and power sources
  • the terminal 10a may be formed of a flexible body and a plurality of circuits disposed within the body, that is, a flexible PCB or a film PCB, and can be easily connected to external devices and power sources while being deformed by its flexibility. .
  • the LED film may include a main electrode 20 provided on the film 10 .
  • the main electrode 20 may be formed of a thin layer of a conductive material and may have a predetermined pattern suitable for transmitting power and signals to a predetermined component, that is, the light source module 100 to be described later.
  • the electrode 20 may include a first power electrode 21 for supplying + power or voltage and a second power electrode 22 for supplying - power or voltage.
  • the electrode 20 may include a first signal electrode 23 for inputting data, that is, a driving signal, and a second signal electrode 24 configured to output the driving signal.
  • the first and second signal electrodes 23 and 24 may be connected to a control integrated circuit (IC) 120 to be described later for controlling the operation of the light source module 100 .
  • the control IC 120 may be connected to the chip 100 by the connection electrode 25 of the electrode 20 to control the operation of the LED chip 100 described later.
  • the electrode 20 may be connected to the terminal 10a through intermediate electrodes 21a, 22a, and 23a to receive external power and signals.
  • the intermediate electrodes 21a, 22a, and 23a are made of a thin mesh member and may extend along the film 10 from the electrode 20 to the terminal 10a.
  • the power supply, signal and connection electrodes 21-25 may be exposed to the outside of the film 10 for connection with the light source module 100, but the intermediate electrodes 21a, 22a, and 23a may be embedded within the film 10 to be protected.
  • a plurality of pixels that is, a light source module 100 are required to implement an image for which the LED film is intended, and accordingly, a plurality of electrodes corresponding to the plurality of light source modules 100, respectively ( 20) may be provided on the film 10. Accordingly, the intermediate electrodes 21a, 22a, and 23a may connect a plurality of electrodes 20 adjacent to each other, particularly electrodes 20 included in the same row.
  • first intermediate electrode 21a may connect the first power supply electrodes 21 adjacent to each other
  • second intermediate electrode 22a may connect the second power supply electrodes 22 adjacent to each other. can connect to each other. Accordingly, power supplied to the terminal 10a may be simultaneously supplied to the plurality of first and second power electrodes 21 and 22 by the first and second intermediate electrodes 21a and 22a.
  • the third intermediate electrode 23a connects the first and second signal electrodes 23 and 24 adjacent to each other, and thus the driving signal supplied from the terminal 10a is applied to the signal electrodes 23 and 24. ) can be relayed through a plurality of electrodes 20 through repetition of input/output.
  • the LED film may also include a light source module 100 configured to emit light.
  • the light source module 100 emits light by a driving signal and power, and may be connected to the main electrode 20 to receive required signals and power. Since loss may occur if the connection path between the electrode 20 and the module 100 is long, in order to shorten the connection path, the light source module 100, as shown in FIG. 2, the main electrode 20 It can be placed directly on and connected to it.
  • each of the light source modules 100 functions as one pixel, and a plurality of light source modules 100 may be respectively disposed on corresponding electrodes 20 as shown in FIG. 1 .
  • these light source modules 100 may be spaced apart from each other at regular intervals to form a matrix for high quality images.
  • the light source module 100 may basically include an LED chip 110 configured to emit light of a predetermined color.
  • the LED chip 110 may include a substrate and semiconductor layers stacked on the substrate and emitting light by applied power or voltage. To supply power or voltage to the semiconductor layers, the LED chip 110 may include electrodes connected to the semiconductor layers.
  • the LED film may implement a color image using the light source module 100 .
  • the LED chip 110 may include a plurality of LED chips 111a, 111b, 112a, 112b, 113a, and 113b configured to generate light of different colors.
  • the LED chip 110 includes first chips 111a and 111b generating blue light, second chips 112a and 112b generating red light, and third chips generating red light. (113a, 113b) may be included.
  • the light source module 100 may include a control IC 120 configured to control the operation of the LED chip 110 .
  • the control IC 120 can control the operation of the LED chip 100 by controlling the power and signals supplied through the electrode 20, and accordingly, the light source module 100, more precisely, the intention in the LED chip 110. can produce colored light.
  • the LED chip 110 and the control IC 120 perform a single intended function, that is, a function of a single pixel, they can be structurally formed as a single module.
  • modularization can be achieved using a base 130 that supports and couples these chips 110 and IC 120 at the same time.
  • the LED film of this type is installed on a glass window or glass wall, and is transparent when no image is output, and when an image is output, the image can be viewed from both sides. Although it is installed indoors, it can also be installed on the outer wall or outdoors of a building, and when installed on the outer wall or outdoors, it may not be seen well during the day. When installed outdoors, the brightness needs to be different during the day and night, so an LED film that can adjust it is needed.
  • the light source module 100 becomes each pixel of the LED film, and can output one image through the LED film by adjusting the color and brightness of each light source module 100.
  • the present invention provides one light source module 100 with red, blue, and green LEDs Instead of having only one chip 110, an additional LED chip 110 is provided to improve the brightness of each light source module 100.
  • Figure 3 is a perspective view showing the light source module 100 of the present invention
  • Figure 4 (a) is a plan view of the light source module of Figure 3
  • Figure 4 (b) is a side view of the light source module 100 of Figure 3 to be.
  • the light source module 100 of this embodiment includes a base 130, an LED chip 110 mounted on the base 130 and a control IC 120, and a signal line for transmitting and receiving signals between the LED chip and the control IC 120. (140).
  • the signal line 140 may be printed on one surface of the base 130, and the control IC 120 and the LED chip 110 may be mounted thereon.
  • the LED chip 110 may include blue, red, and green chips 111a and 111b, red chips 112a and 112b, and green chips 113a and 113b.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which blue chips 111a and 111b, red chips 112a and 112b, and green chips 113a and 113b are arranged in order from the top and the same colors are arranged horizontally on the left and right sides,
  • the order/arrangement of the LED chips 110 may be changed.
  • red chips 112a and 112b, green chips 113a and 113b, and blue chips 111a and 111b may be arranged in this order.
  • the LED chips 110a and 110b of the same color may be arranged point-symmetrically so as to be most spaced apart from each other instead of being symmetrically arranged (see FIG. 8 ).
  • the LED chips 110 of this embodiment form a pair for each color.
  • the brightness of the light source can be increased by using a plurality of LED chips 110 of the same color in one light source module 100 .
  • the number of LED chips 110a and 110b controlled by one control IC 120 increases, the number of control ICs 120 can be reduced.
  • the LED chips 110 may be distributed and arranged on the left and right sides of the control IC 120 so that the intensity of light emitted from each light source module 100 is relatively uniform.
  • the LED chips 111a, 111b, 112a, 112b, 113a, and 113b may be arranged to be biased toward one side of the control IC 120, but in this case, the right side of the light source module 100, that is, Since the part where the control IC 120 is located may look dark, it is preferable to arrange the LED chips 111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b in a symmetrical structure.
  • the durability of the light source module 100 is improved because the heat generated when the light source module 100 is driven is dispersed. It can be.
  • the control IC 120 and the LED chip 110 are of a flip chip type and can be joined by a soldering method without a separate wire, so that the size of the light source module 100 can be made small.
  • Each LED chip 110 is connected to the control IC 120 through a signal line, and since the signal line 140 is formed on the base 130 in the form of a metal foil containing a metal material, its thermal conductivity is high, and the LED chip 110 and It is advantageous to dissipate the heat emitted from the control IC 120.
  • the control IC 120 may control current applied to each LED chip 110 according to a control signal.
  • the color and brightness of each pixel are determined according to the amount of current applied to each LED chip 110 .
  • the size of the light source module 100 can be configured as a rectangle of 2 mm or less, and in this embodiment, six LED chips 110 and one control IC 120 are placed on a base 130 having a width of 1.6 mm and a height of 1.4 mm. can be installed. Although the number of LED chips 110 is increased compared to the existing light source module 100, the size of the LED chip 110 is increased, but the brightness of each pixel can be output more strongly, so there is an advantage that it can be used outdoors.
  • An encapsulant 150 covering and protecting the LED chip 110 and the control IC 120 may be made of a material having high transmittance and high reliability. For example, silicon, epoxy, acrylic, etc. may be included, and since the thickness of the control IC 120 is thicker than that of the LED chip 110, the encapsulant 150 may be formed thicker than the thickness of the control IC 120. .
  • FIG 5 is a view showing another embodiment of the light source module 100 .
  • six LED chips 111a, 111b, 112a, 112b, 113a, and 113b may be disposed on one side of the control IC 120 by placing the LED chip 110 on one side.
  • the LED chips 111a, 111b, 112a, 112b, 113a, and 113b may be disadvantageous in terms of heat dissipation because they are biased to one side, but the size of the light source module 100 can be formed smaller.
  • 12 LED chips 111a to 113d may be used.
  • the size of the light source module 100 of this embodiment is large, the number of LED chips 110 for each color is large, so the brightness of the image can be adjusted in multiple stages.
  • FIGS. 3 and 4 will be described.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a data packet structure and current control method of the control IC 120 for controlling the light source module 100.
  • FIG. (a) shows the data packet structure of the control IC 120
  • (b) is a table showing the current control method applied to each LED chip 110 according to the value of the LED control bit.
  • the control IC 120 data packet includes a check bit including a check code (Check Code, 6 bits), LED control (LED Control, 2 bits) data for adjusting the amount of current applied to the LED chip 110, integrated brightness control ( Global Brightness Control, 2bit) data and color data (R-Data, G-Data, B-Data) including data about driving LED chips for each color for color reproduction.
  • Check Code 6 bits
  • LED Control 2 bits
  • integrated brightness control Global Brightness Control, 2bit
  • R-Data, G-Data, B-Data color data
  • the color data includes information on control of each LED chip to reproduce the color output by each pixel.
  • the LED control data includes data for controlling the amount of current applied to the LED chips 110 when the number of LED chips 110 for each color is plural, as in the present invention.
  • 2-bit LED control data can express one of four signals as shown in (b), 1/4 of the maximum brightness, 2/4 of the maximum brightness, 3/4 of the maximum brightness, and 3/4 of the maximum brightness.
  • the amount of current applied to the LED chip 110 may be controlled to output one of brightness.
  • the brightness means the configuration by dividing the maximum brightness and the minimum brightness into 4 stages rather than numerically exactly 1/4, 2/4, and 3/4 brightness, and does not mean the absolute size of the brightness.
  • Such a control method can evenly use a plurality of LED chips 110, thereby increasing the lifespan of the light source module 100 by preventing the lifespan of a specific LED chip 110 from being shortened.
  • FIG. 7 and 8 are views showing a control method of the light source module 100, and a method of adjusting the brightness by adjusting the amount of current applied to each LED chip 110 according to the table of FIG. 6 (b). This is a more detailed drawing.
  • the brightness of the light source module 100 may be about 2000 nit when a current of 3 mA is applied.
  • the light source module 100 when a current of 6mA is applied only to the left chip, the light source module 100 can emit light with a brightness of 3500 nit brighter than that of (a), and when a current of 6mA is applied to one side and 3mA to the other side as shown in (c)
  • the light source module 100 can be driven with brightness of 5000 nits.
  • the maximum current when the maximum current is applied to all the LED chips 110 of the same color, the light source module 100 can emit light with the maximum brightness of 6000 nits.
  • the arrangement of the LED chip 110 may be different from that of FIG. 3 .
  • chips of the same color are arranged left and right around the control IC 120, but this embodiment is characterized in that they are arranged point-symmetrically with respect to the center of the light source module 100.
  • a current of 3 mA may be uniformly supplied to the first LED chip 110 and the second LED chip 110 to produce an output corresponding to 3500 nit.
  • the first blue chips 111a and 111b may be located at the upper left and the second blue chips 111a and 111b at the lower right.
  • the first red chips 112a and 112b are located at the lower left
  • the second red chips 112a and 112b are at the upper right
  • the green chips 113a and 113b may be disposed in the left and right directions.
  • the left side may be arranged in the order of blue, red, and green
  • the right side may be arranged in the order of green, blue, and red.
  • the LED chips 110 of the same color are spaced apart, light can be uniformly implemented within the pixel, and it is advantageous in terms of heat dissipation.
  • 9 to 11 are diagrams showing another embodiment of the light source module 100 of the present invention and a data packet structure of the control IC 120 for controlling the light source module 100.
  • 9 to 11 (a) shows various embodiments of the light source module 100 having a white chip, and (b) shows the data packet structure of the control IC 120 for controlling the light source module 100 of (a). It is a drawing showing
  • the luminance of the light source module 100 may be improved by providing a plurality of LED chips 110 of the same color, the white chip, which is the LED chip 110 outputting white as shown in FIG. It is possible to improve luminance by further providing.
  • the luminance may be improved by driving the white chip together with the red chips 112a and 112b, the blue chips 111a and 111b, and the green chips 113a and 113b that output color.
  • the embodiment of (a) of FIG. 9 has one white chip 114 paired with three color LED chips 110, and the white chip 114 emits light together to increase the luminance of the entire LED film.
  • the white chip emits light when driving the red chips 112a and 112b, the blue chips 111a and 111b, and the green chips 113a and 113b, so that overall luminance can be increased. That is, the luminance can be improved by adding one LED chip 114, so the size increase of the light source module 100 can be minimized.
  • W-Data white chip color data
  • the embodiment shown in (a) of FIG. 10 may include white chips paired with each color chip.
  • the white chip is driven together when paired color chips are driven, and referring to FIG. Since only 3 bits are added in the structure, it has the advantage of being easy to control.
  • FIG. 11 shows two sets of four LED chips 110 paired with white chips, red chips 112a and 112b, blue chips 111a and 111b, and green chips 113a and 113b according to the embodiment of FIG. 9 . is an example. Since a pair of the same LED chips 110 are provided as in FIG. 3, as shown in FIG. 11(b), the LED control (LED 2 more bits are added to contain the control) data.
  • the LED film using the light source module with increased light intensity can be used outdoors as the viewing distance is increased.
  • the brightness of the light source module can be adjusted, the brightness can be adjusted according to night and day, thereby solving the problem of light pollution.

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Abstract

베이스; 상기 베이스에 실장되며 소정 색상의 빛을 생성하는 LED 칩; 상기 LED 칩의 작동을 제어하는 제어IC; 및 상기 LED 칩과 상기 제어IC 사이를 연결하는 신호전극을 포함하며, 상기 LED 칩은 동일색상을 출력하는 LED 칩이 2 이상 실장되고, 상기 제어IC는 상기 동일색상을 출력하는 LED 칩에 인가되는 전류값을 조절하여 밝기를 조절하는 광원모듈은 가시거리가 증가되어 실외에서도 사용할 수 있다.

Description

광원모듈 및 이를 포함하는 LED필름
본 발명은 복수개의 LED 칩과 이를 제어하는 제어IC를 포함하는 광원모듈 및 이를 구비한 LED필름에 관한 것이다.
LED 필름은 얇은 필름상에 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 'LED')가 광원으로써 설치된 디스플레이 디바이스이다. LED 필름은 다수개의 LED들을 포함할 수 있으며, 외부에서 전달된 구동신호에 따라 상기 LED들을 작동시켜 의도된 영상을 디스플레이 할 수 있다. 이러한 LED 필름은 전체적으로 필름으로 이루어지므로, 얇고 가벼우며 유연한 구조를 가질 수 있다. 또한, LED 필름의 필름은 투명한 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 경우, LED 필름은 전체적으로 투명할 수 있다. 더 나아가, LED 필름은 접착성 물질로 도포될 수 있다. 따라서, LED 필름은 다양한 목적을 위해 다양한 종류의 표면에 용이하게 설치될 수 있다. 예를 들어, LED 필름은 광고를 포함한 소정 영상정보를 제공하도록 건물 외벽이나 투명한 유리상에 이들의 형상(즉, 곡면 또는 평면)에 상관없이 설치될 수 있다.
이와 같은 LED 필름은 컬러 영상을 구현하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우, 서로 다른 색상의 LED들이 하나의 모듈로써 형성되며 다수개의 모듈들이 필름상에 설치될 수 있다. 일반적으로, 이와 같은 모듈은 회로 및 전극을 내장하는 기판 및 상기 기판상에 설치되는 서로 다른 색상의 LED 칩(chip)들을 포함할 수 있다. 각각의 칩들은 금속 와이어를 이용하여 기판상의 회로와 연결되며, 연결후 칩들 및 금속 와이어를 보호하기 위해 기판상에 실링물질이 도포된다. 따라서, 모듈은 복잡한 구조를 가지며, 마찬가지로 이의 제조방법도 복잡하다. 또한, 복잡한 구조 및 제조공정으로 인해 모듈은 높은 불량률을 가지며 유지보수도 어렵다. 더 나아가, 복잡한 구조로 인해 LED들의 방열률이 낮아지며, 이에 따라 LED들의 발광효율이 저하될 수 있다.
본 발명은 복수개의 LED 칩과 이를 제어하는 제어IC를 포함하는 광원모듈에 있어서 실외에서도 사용할 수 있고 야간과 주간에 따라 밝기를 조절 할 수 있는 광원모듈 및 이를 구비한 LED필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
베이스; 상기 베이스에 실장되며 소정 색상의 빛을 생성하는 LED 칩; 상기 LED 칩의 작동을 제어하는 제어IC; 및 상기 LED 칩과 상기 제어IC 사이를 연결하는 신호전극을 포함하며, 상기 LED 칩은 동일색상을 출력하는 LED 칩이 2 이상 실장되고, 상기 제어IC는 상기 동일색상을 출력하는 LED 칩에 인가되는 전류값을 조절하여 밝기를 조절하는 것을 특징으로 하는 광원모듈을 제공한다.
상기 LED 칩은 적색, 녹색 및 청색의 빛을 각각 생성하도록 구성되는 레드칩, 그린칩 및 블루칩을 포함할 수 있다.
상기 동일색상을 출력하는 LED칩은 제1 칩과 제2 칩을 포함하고, 상기 제어IC는 상기 제1 칩에 인가하는 전류를 최대 또는 최대의 1/2의 전류를 인가하여 4 단계로 밝기를 조절할 수 있다.
상기 제어IC는 최대전류의 1/2의 전류를 제1 칩에 인가하는 제1 단계; 최대전류를 제1 칩에 인가하는 제2 단계; 최대전류를 제1 칩에 인가하고 최대전류의 1/2의 전류를 제2 칩에 인가하는 제3 단계; 및 최대전류를 제1 칩 및 제2 칩에 인가하는 제4 단계 중 하나의 단계로 상기 LED 칩을 제어할 수 있다.
상기 제어IC는 최대전류의 1/2의 전류를 제1 칩에 인가하는 제1 단계; 최대전류의 1/2의 전류를 제1 칩 및 제2 칩에 인가하는 제2 단계; 최대전류를 제2 칩에 인가하고 최대전류의 1/2의 전류를 제1 칩에 인가하는 제3 단계; 및 최대전류를 제1 칩 및 제2 칩에 인가하는 제4 단계 중 하나의 단계로 상기 LED 칩을 제어할 수 있다.
상기 동일색상을 출력하는 LED칩은 상기 제어IC를 중심으로 양측에 분산하여 배치할 수 있다.
상기 동일색상을 출력하는 LED칩은 상기 광원모듈의 중심에서 점대칭으로 배치할 수 있다.
상기 LED 칩은 백색, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 각각 생성하도록 구성되는 화이트칩, 레드칩, 그린칩 및 블루칩을 포함할 수 있다.
상기 화이트칩은 상기 레드칩, 그린칩 및 블루칩이 동작 시 함께 전류가 인가되어 밝기를 향상시킬 수 있다.
상기 LED 칩은 적색, 녹색 및 청색의 빛을 각각 생성하도록 구성되는 레드칩, 그린칩 및 블루칩 및 상기 레드칩, 그린칩 및 블루칩 각각과 페어링 되며 백색광을 생성하는 화이트칩 3개를 포함하고 상기 레드칩, 그린칩 및 블루칩이 동작시 상기 페어링된 화이트칩에 전류가 인가되어 구동할 수 있다.
베이스; 상기 베이스에 실장되며 소정 색상의 빛을 생성하는 LED 칩; 상기 LED 칩의 작동을 제어하는 제어IC; 및 상기 LED 칩과 상기 제어IC 사이를 연결하는 신호전극을 포함하며, 상기 LED 칩은 백색, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 각각 생성하도록 구성되는 화이트칩, 레드칩, 그린칩 및 블루칩을 포함하며, 상기 제어IC는 상기 화이트칩은 상기 레드칩, 상기 그린칩 및 상기 블루칩이 동작시 함께 전류가 인가되어 밝기를 향상시킬 수 있다.
상기 화이트칩은 상기 레드칩, 상기 그린칩 및 상기 블루칩과 각각 페어링 된 3개의 화이트칩을 포함하고, 상기 레드칩, 그린칩 및 블루칩이 동작시 상기 페어링된 화이트칩에 전류가 인가되어 구동할 수 있다.
투명 필름; 상기 투명 필름 상에 안착된 복수개의 광원모듈; 및 상기 투명 필름 상에 제공되며 상기 광원모듈에 구동신호 및 전원을 공급하도록 구성되는 메인 전극을 포함하며, 상기 광원모듈은, 베이스; 상기 베이스에 실장되며 소정 색상의 빛을 생성하는 LED 칩; 상기 LED 칩의 작동을 제어하는 제어IC; 및 상기 LED 칩과 상기 제어IC 사이를 연결하는 신호전극을 포함하며, 상기 LED 칩은 동일색상을 출력하는 LED 칩이 2 이상 실장되고, 상기 제어IC는 상기 동일색상을 출력하는 LED 칩에 인가되는 전류값을 조절하여 밝기를 조절하는 LED 필름을 포함할 수 있다.
광량을 증가시킨 광원모듈을 이용한 LED필름은 가시거리가 증가되어 실외에서도 사용할 수 있다.
또한, 광원모듈의 밝기를 조절할 수 있어 야간과 주간에 따라 밝기를 조절 할 수 있어 빛 공해의 문제를 해소할 수 있다.
또한, 하나의 제어IC가 제어하는 LED칩의 개수가 증가함에 따라 동일한 밝기를 구현하기 위한 제어IC개수를 줄일 수 있다.
도 1 내지 도 2은 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 디바이스의 예들을 도시한 도면들이다.
도 3은 본 발명의 광원모듈을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 광원 모듈의 평면도와 측면도이다.
도 5는 광원모듈의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 광원모듈의 제어를 위한 제어IC 데이터 패킷구조 및 전류제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 광원모듈의 제어방법을 도시한 도면이다.
도 9 내지 11은 본 발명의 광원모듈의 다른 실시예 및 광원모듈을 제어하기 위한 제어IC 데이터 패킷구조를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는, 디스플레이 패널에 대해 LED 패널(Light Emitting Diode, LED)을 일례로 들어 설명하지만, 본 발명에 적용할 수 있는 디스플레이 패널이 LED 패널에 한정되는 것은 아니고, 유기 표시 패널(Organic Light Emitting Diode, OLED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전계 방출 표시 패널(Field Emission Display, FED), 액정 패널(Liquid Crystal Display, LCD)인 것도 가능하다.
본 명세서에서 설명되는 실시예들은 LED 필름의 광원모듈에 관한 것이다. 그러나, 설명된 실시예들의 원리 및 구성(configuration)은 LED를 사용하는 모든 광원모듈들에 실질적으로 동일하게 적용될 수 있음을 해당 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원에 따른 LED 필름을 나타내는 평면도이며, 도 2는 도 1의 영역 P를 나타내는 부분 확대도이다.
도 1 및 도 2를 먼저 참조하면, 본 출원의 LED 필름은 소정 크기의 필름(10)을 포함할 수 있다. 필름(10)은 LED 필름의 다른 부품들이 장착되는 플랫폼으로서 기능하며, 목적에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 필름(10)은 얇은 두께를 가지며 가볍고 유연한(flexible) 재질, 예를 들어 다양한 유연한 고분자 화합물들중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 따라서, LED 필름은 이러한 필름(10)의 특성으로 인해 쉽게 변형될 수 있으며, 이에 따라 다양한 형상의 표면, 예를 들어 소정 곡률을 갖는 표면상에도 용이하게 부착될 수 있다. 또한, 필름(10)은 투명한 재질로 만들어 질 수 있으며, 이에 따라 LED 필름 전체가 투명하게 구성될 수 있다.
이러한 투명 LED 필름은 부착되는 부위의 투명도를 감소시키지 않으므로, 건물의 유리창에도 적용될 수 있다. 또한, 투명 LED 필름이 유리창에 적용되는 경우, 유리창을 통해 디스플레이된 영상을 볼 수 있다. 필름(10)은 이의 어느 한 끝단에 설치되는 터미널(10a)을 포함할 수 있다.
터미널(10a)은 외부장치 및 외부전원에 연결되며, 또한 LED 필름의 내부 부품들과도 연결될 수 있다. 따라서, 터미널(10a)는 외부장치 및 전원으로부터 구동 신호, 즉 비디오 신호와 전원(power)(또는 전압(voltage))을 수신하여 이를 내부 부품들에 공급할 수 있다.
예를 들어, 터미널(10a)는 플렉서블한 몸체와 상기 몸체내에 배치되는 다수개의 회로, 즉, 플렉서블 PCB 또는 필름 PCB로 이루어질 수 있으며, 이의 유연성에 의해 변형되면서 외부 장치 및 전원에 용이하게 연결될 수 있다.
또한, 도 2에 잘 도시된 바와 같이, LED 필름은 필름(10)상에 제공되는 메인 전극(20)을 포함할 수 있다. 메인 전극(20)은 전도성 물질로 이루어진 얇은 층으로 이루어질 수 있으며, 전원 및 신호를 소정의 부품, 즉 후술되는 광원모듈(100)에 전달하기에 적합하도록 소정의 패턴을 가질 수 있다.
보다 상세하게는, 전극(20)은 + 전원 또는 전압을 공급하는 제 1 전원전극(21) 및 - 전원 또는 전압을 공급하는 제 2 전원전극(22)를 포함할 수 있다. 또한, 전극(20)은 데이터, 즉 구동신호를 입력하는 제 1 신호전극(23) 및 구동신호를 출력하도록 구성되는 제 2 신호전극(24)를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 신호전극(23,24)은 광원모듈(100)의 작동을 제어를 위해 후술되는 제어IC(Integrated Circuit)(120)에 연결될 수 있다. 또한, 제어IC(120)는 마찬가지로 후술되는 LED 칩(100)의 작동을 제어하기 위해 전극(20)의 연결전극(25)에 의해 상기 칩(100)과 연결될 수 있다.
한편, 전극(20)은 외부 전원 및 신호를 공급받기 위해 중간전극(21a, 22a, 23a)에 의해 터미널(10a)과 연결될 수 있다. 중간전극(21a, 22a, 23a)은 도 2에 도시된 바와 같이, 가는 메쉬 부재로 이루어지며, 전극(20)으로부터 터미널(10a)까지 필름(10)을 따라 길게 연장될 수 있다.
전극(20)에서, 전원, 신호 및연결전극들(21-25)는 광원모듈(100)과의 연결을 위해 필름(10)의 외부로 노출될 수 있으나, 중간전극(21a,22a,23a)은 보호되도록 필름(10)내에 내장될 수 있다.
도 1에도 도시된 바와 같이, LED 필름이 의도된 화상을 구현하기 위해서는 다수개의 픽셀, 즉 광원모듈(100)이 요구되며, 이에 따라 마찬가지로 다수개의 광원모듈(100)에 각각 대응하는 다수개의 전극(20)이 필름(10)상에 제공될 수 있다. 따라서, 중간전극(21a, 22a, 23a)은 서로 인접하는 다수개의 전극들(20), 특히 같은 열에 포함된 전극들(20)을 서로 연결할 수 있다.
보다 상세하게는, 제1 중간전극(21a)은 서로 인접하는 제1 전원전극들(21)을 서로 연결할 수 있으며, 제2 중간전극(22a)은 서로 인접하는 제2 전원전극들(22)을 서로 연결할 수 있다. 따라서, 터미널(10a)에 공급되는 전원은 이들 제1 및 제2 중간전극들(21a, 22a)에 의해 다수개의 제1 및 제 2 전원전극들(21,22)에 동시에 공급될 수 있다.
또한, 제3 중간전극(23a)은 서로 인접하는 제 1 및 제 2 신호전극들(23,24)을 서로 연결시키며, 이에 따라 터미널(10a)에서 공급된 구동신호가 신호전극들(23,24)에 의한 입력/출력의 반복을 통해 다수개의 전극들(20)을 거쳐 릴레이 될 수 있다.
LED 필름은 또한 빛을 발산하도록 구성되는 광원모듈(100)을 포함할 수 있다. 광원모듈(100)은 구동신호 및 전원에 의해 빛을 발산하며, 요구되는 신호 및 전원을 공급받기 위해 메인 전극(20)에 연결될 수 있다. 전극(20)과 모듈(100)사이의 연결경로가 길어지면 손실이 발생할 수 있으므로, 그와 같은 연결경로를 단축하기 위해 광원모듈(100)은 도 2에 도시된 바와 같이, 메인 전극(20)상에 직접 배치되어 이에 연결될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 의도된 화상을 구현하기 위해서는 다수개의 픽셀이 LED 필름에 요구된다. 따라서, 광원모듈(100)은 각각이 하나의 픽셀로서 작용하며, 다수개의 광원모듈(100)이 도 1에 도시된 바와 같이 해당 전극들(20)에 각각 배치될 수 있다. 또한, 이들 광원 모듈들(100)은 높은 품질의 화상을 위해 서로 일정한 간격으로 이격되어 하나의 매트릭스(matrix)를 형성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 광원모듈(100)은 소정 색상의 빛을 발산하도록 구성되는 LED 칩(110)을 기본적으로 포함할 수 있다. LED 칩(110)은 기판과 상기 기판상에 적층되며 인가된 전원 또는 전압에 의해 빛을 발산하는 반도체 층들을 포함할 수 있다. 반도체 층들에 전원 또는 전압을 공급하기 위해 LED 칩(110)은 반도체 층들과 연결되는 전극들을 포함할 수 있다. 또한, LED 필름은 광원 모듈(100)을 이용하여 컬러 화상을 구현할 수 있다. 이러한 경우, LED 칩(110)은 서로 다른 색상들의 빛을 생성하도록 구성되는 다수개의 LED 칩들(111a, 111b,112a, 112b,113a, 113b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, LED 칩(110)은 청색의 빛을 생성하는 제1 칩(111a, 111b), 적색의 빛을 생성하는 제2 칩(112a, 112b), 및 적색의 빛을 생성하는 제3 칩(113a, 113b)을 포함할 수 있다.
또한, 광원모듈(100)은 LED 칩(110)의 작동을 제어하도록 구성되는 제어IC(120)를 포함할 수 있다. 제어IC(120)는 전극(20)을 통해 공급된 전원 및 신호를 제어함으로써 LED 칩(100)의 작동을 제어할 수 있으며, 이에 따라 광원 모듈(100), 정확하게는 LED 칩(110)에서 의도된 색상의 빛을 생성시킬 수 있다.
LED 칩(110) 및 제어IC(120)는 의도된 단일의 기능, 즉 단일 픽셀의 기능을 수행하므로, 구조적으로 하나의 모듈로서 형성될 수 있다. 본 출원의 LED 필름에 있어서, 모듈화는 이들 칩(110) 및 IC(120)를 지지하며 동시에 결합시키는 베이스(130)를 이용하여 달성될 수 있다.
이와 같은 형태의 LED필름은 유리창이나 유리벽에 설치되어 영상이 출력되지 않을 때는 투명하고 영상이 출력되는 경우 양면에서 영상을 감상할 수 있다. 실내에 설치되기도 하지만 건물의 외벽이나 실외에도 설치될 수 있으며, 외벽이나 실외에 설치 시 낮에는 잘 안보일 수 있다. 실외에 설치되는 경우 낮과 밤에는 밝기가 달라져야 하므로 이를 조절할 수 있는 LED필름이 필요하다.
광원모듈(100)은 LED 필름의 각 픽셀이 되며, 각각의 광원모듈(100)의 색상 및 밝기를 조절하여 LED필름을 통해 하나의 영상을 출력할 수 있다.
광원모듈(100)은 사이즈가 작을수록 고해상도의 영상을 출력할 수 있으나 밝기가 떨어지며 밝기가 약하면 시야거리가 짧아지는 문제가 있다. 따라서, 광원모듈(100) 하나, 즉 각 픽셀의 크기를 크게 증가시키지 않으면서 광원모듈(100)의 밝기를 개선하기 위해 본 발명은 하나의 광원모듈(100)에 빨강, 파랑, 초록 색상의 LED칩(110)을 하나씩만 구비하는 것이 아니라 추가로 LED칩(110)을 구비하여 각 광원모듈(100)의 밝기를 개선한다.
도 3은 본 발명의 광원모듈(100)을 도시한 사시도이고, 도 4의 (a)는 도 3의 광원 모듈의 평면도이며, 도 4의 (b)는 도 3의 광원모듈(100)의 측면도이다. 본 실시예의 광원모듈(100)은 베이스(130), 베이스(130) 위에 실장된 LED칩(110)과 제어IC(120) 및 LED 칩과 제어IC(120) 사이의 신호를 송수신하기 위한 신호라인(140)을 포함할 수 있다.
신호라인(140)은 베이스(130)의 일면에 프린팅될 수 있으며 그 위에 제어IC(120)와 LED칩(110)을 실장 할 수 있다. LED칩(110)은 파랑, 빨강, 초록색을 낼 수 있는 블루칩(111a, 111b), 레드칩(112a, 112b), 그린칩(113a, 113b)을 포함할 수 있다.
도 3 에는 블루칩(111a, 111b), 레드칩(112a, 112b), 그린칩(113a, 113b) 순서로 상부부터 순서대로 배치되고 좌우에 동일한 색상이 수평방향으로 이웃하여 배치된 실시예를 도시하고 있으나, LED칩(110)의 순서/배치는 바뀔 수 있다. 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 레드칩(112a, 112b), 그린칩(113a, 113b), 블루칩(111a, 111b) 순서로 배열할 수도 있다. 또는 도 8과 같이 동일색상의 LED칩(110a, 110b)이 좌우대칭으로 배치되는 것이 아니라 가장 이격되게 배치되도록 점대칭으로 배치될 수도 있다 (도 8 참조).
본 실시예의 LED칩(110)은 색깔 별로 한 쌍을 이루고 있다. 하나의 광원모듈(100)에 동일한 색상의 LED칩(110)을 복수개 이용하여 광원의 밝기를 높일 수 있다. 하나의 픽셀에 2개의 광원모듈(100)을 이용하는 대신에 하나의 제어IC(120)가 제어하는 LED칩(110a, 110b)의 개수가 증가하면 제어IC(120)의 개수를 줄일 수 있다.
LED칩(110)을 제어IC(120)의 좌우에 배분하여 배치하여 각 광원모듈(100)에서 사출되는 빛의 세기가 비교적 균일하도록 구성할 수 있다. 도 5의 (a)와 같이 제어IC(120)의 일측에 치우치도록 LED칩(111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b)들을 배치할 수도 있으나, 이 경우 광원모듈(100)의 우측 즉 제어IC(120)가 위치하는 부분은 어둡게 보일 수 있어 LED칩(111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b)은 좌우 대칭 구조로 배치하는 것이 바람직하다.
광원모듈(100)을 도 3에 도시된 바와 같이 제어IC(120)의 좌우에 분산하여 배치하면 광원모듈(100) 구동시 발생하는 열을 분산하는 효과가 있어 광원모듈(100)의 내구성이 향상될 수 있다.
제어IC(120)와 LED칩(110)은 플립칩(flip chip) 타입으로 별도의 와이어 없이 솔더링 방식으로 접합 가능하여 광원모듈(100)의 크기를 작게 구성할 수 있다. 각 LED칩(110)은 제어IC(120)와 신호라인을 통해 연결되며 신호라인(140)은 금속재질을 포함하는 금속박 형태로 베이스(130) 위에 형성되므로 열전도율이 높아, LED칩(110)과 제어IC(120)에서 방출되는 열을 분산하는데 유리하다.
제어IC(120)는 제어 신호에 따라 각 LED칩(110)에 인가하는 전류를 제어할 수 있다. 각 LED칩(110)에 인가되는 전류 양에 따라 각 픽셀의 색상 및 밝기가 결정된다.
광원모듈(100)의 크기는 2mm이하의 직사각형으로구성할 수 있으며, 본 실시예에서는 가로 1.6mm 세로 1.4mm의 베이스(130) 상에 6개의 LED칩(110)과 하나의 제어IC(120)를 실장할 수 있다. LED칩(110)의 개수가 기존의 광원모듈(100)보다 증가하여 LED칩(110)의 크기가 커졌으나, 각 픽셀의 밝기를 더 강하게 출력할 수 있어, 야외에서 사용이 가능한 장점이 있다.
LED칩(110)과 제어IC(120)를 커버하며 이를 보호하는 봉합재(encapsulant, 150)는 고투과율 고신뢰성의 소재로 구성할 수 있다. 예를 들어 실리콘, 에폭시, 아크릴 등을 포함할 수 있으며 제어IC(120)의 두께는 LED칩(110)보다 두꺼우므로 제어IC(120)의 두께보다 더 두껍게 봉합재(150)를 형성할 수 있다.
도 5는 광원모듈(100)의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 5의 (a)와 같이 일측에 LED칩(110)이 위치하도록 배치하여 제어IC(120)의 일측에 6개의 LED칩(111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b)이 배치될 수 있다. 이 경우 전술한 실시예에 비해 LED칩(111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b)이 일측으로 치우쳐 방열 측면에서 불리할 수도 있으나, 광원모듈(100)의 크기는 더 작게 형성할 수 있다.
도 5의 (b)와 같이 12개의 LED칩(111a~113d)을 이용할 수 있다. 본 실시예의 광원모듈(100)의 크기가 커지는 단점이 있으나, 색상별 LED칩(110)의 개수가 많아 다단계로 밝기로 영상의 밝기를 조절할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 기본적이 형태인 도 3 및 도 4의 실시예를 기초로 설명하도록 한다.
도 6은 광원모듈(100)의 제어를 위한 제어IC(120) 데이터 패킷구조 및 전류제어 방법을 설명하기 위한 도면이다. (a)는 제어IC(120) 데이터 패킷구조를 도시하고 있으며, (b)는 LED제어비트의 값에 따른 각 LED칩(110)에 인가하는 전류제어방법을 도시한 표이다.
제어IC(120) 데이터 패킷은 체크코드를 포함하는 체크비트(Check Code, 6bit), LED칩(110)에 인가되는 전류의 양을 조절하는 LED 제어(LED Control, 2bit) 데이터, 통합밝기 제어(Global Brightness Control, 2bit) 데이터 및 색재현을 위한 색상별 LED 칩의 구동에 관한 데이터를 포함하는 컬러 데이터(R-Data, G-Data, B-Data)를 포함할 수 있다.
컬러 데이터는 픽셀별로 출력하는 색상을 재현하기 위해 각 LED칩의 제어에 관한 정보를 포함하고 있다.
LED제어 데이터는 본 발명과 같이 색상별 LED칩(110)의 개수가 복수개인 경우 LED칩(110)에 인가되는 전류의 크기를 제어하기 위한 데이터를 포함한다. 2비트의 LED제어 데이터는 (b)에 도시된 바와 같이 4가지 신호 중 하나를 표현할 수 있으며, 최대 밝기의 1/4 밝기, 최대 밝기의 2/4 밝기, 최대 밝기의 3/4 밝기 및 최대 밝기 중 하나로 출력하도록 LED칩(110)에 인가하는 전류량을 제어할 수 있다.
여기서 밝기는 수치적으로 정확히 1/4, 2/4, 3/4의 밝기라기 보다는 최대 밝기와 최소 밝기 사이를 4단계로 구분하여 구성한 것을 의미하며 절대적인 밝기의 크기를 의미하는 것은 아니다.
2/4 밝기에서 LED칩(110) 중 일측의 LED칩(110)만 최대밝기로 출력하도록 전류를 인가하는 것으로 도시되어 있으나, 한 쌍의 LED칩(110)에 동일하게 1/2의 전류를 인가하여 2/4 밝기를 구현할 수도 있다. 또한, 3/4 밝기에서도 최대밝기로 구동하는 LED칩(110)을 1/4 밝기에서 구동하는 LED칩(110)과 다른 칩의 밝기를 최대로 하여 광원모듈(100)의 3/4 밝기를 구현할 수 있다.
이와 같은 제어방법은 복수개의 LED칩(110)을 고르게 이용할 수 있어, 특정 LED칩(110)의 수명이 단축되는 것을 방지하여 광원모듈(100)의 수명을 늘릴 수 있다.
도 7 및 도 8은 광원모듈(100)의 제어방법을 도시한 도면으로 도 6의 (b)의 표에 따라 각 LED칩(110)에 인가되는 전류의 양을 조절하여 밝기를 조절하는 방법을 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
하나의 LED칩(110)에 인가하는 최대 전류를 6mA라고 하면, 도 7의 (a)는 LED제어 데이터가 00으로 1/4 밝기를 구현하기 위해 좌측칩(111a, 111ba, 112a, 112ba, 113a, 113ba) 에 3mA의 전류를 인가하면 광원모듈(100)의 밝기는 약 2000nit정도가 될 수 있다.
(b)와 같이 좌측칩에만 6mA의 전류를 인가하면 (a)보다 밝은 3500nit의 밝기로 광원모듈(100)이 발광할 수 있으며, (c)와 같이 일측은 6mA 타측은 3mA의 전류를 인가하면 광원모듈(100)은 5000nit의 밝기로 구동할 수 있다. (d)와 같이 동일 색상의 LED칩(110)에 모두 최대 전류를 인가하면 광원모듈(100)은 최대 밝기인 6000nit로 발광할 수 있다.
도 8과 같이 LED칩(110)의 배치를 도 3과 달리할 수 있다. 도 3의 경우 같은 색의 칩끼리 제어IC(120)를 중심으로 좌우로 배치되나, 본 실시예는 광원모듈(100)의 중심을 기준으로 점대칭으로 배치된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 동일 색상이 대각선으로 배치되어 광원모듈(100) 내에서 가능한 이격 된 위치에 배치하면 픽셀 내에서 빛이 균일하게 사출될 수 있다. 또한 특정색상을 출력할 때 발열부의 위치가 이격되므로 열에 의한 손상을 줄일 수 있다.
전술한 바와 같이 제1 LED칩(110)과 제2 LED칩(110)의 사용을 균등하게 하기 위해 2/4 전류를 흘릴 때 제1 LED칩(110) 또는 제2LED칩(110)에만 전류를 인가하는 것이 아니라, 제1 LED칩(110)과 제2 LED칩(110)에 3mA로 균일하게 전류를 공급하여 3500nit에 상응하는 출력을 만들 수 있다.
즉, 제1 블루칩(111a, 111b)은 좌측상단에 제2 블루칩(111a, 111b)은 우측 하단에 위치할 수 있다. 제1 레드칩(112a, 112b)은 좌측하단 제2 레드칩(112a, 112b)은 우측 상단에 위치하고 그린칩(113a, 113b)은 좌우방향으로 배치될 수 있다. 또는 좌측은 블루, 레드, 그린 순서로 배치하고 우측은 그린, 블루, 레드 순서로 배치할 수도 있다.
동일 색상의 LED칩(110)을 이격 되도록 배치하면 픽셀 내에서 빛을 균일하게 구현할 수 있고, 방열 측면에서도 유리하다.
도 9 내지 11은 본 발명의 광원모듈(100)의 다른 실시 예 및 광원모듈(100)을 제어하기 위한 제어IC(120) 데이터 패킷 구조를 도시한 도면이다. 도 9 내지 도 11의 (a)는 화이트칩을 구비한 광원모듈(100)의 다양한 실시예를 (b)는 (a)의 광원모듈(100)을 제어하기 위한 제어IC(120) 데이터 패킷구조를 도시한 도면이다.
전술한 바와 같이 동일색상의 LED칩(110)을 여러 개 구비하여 광원모듈(100)의 휘도를 개선할 수도 있으나, 도 9의 (a)와 같이 백색을 출력하는 LED칩(110)인 화이트칩을 더 구비하여 휘도를 개선할 수 있다.
색상을 출력하는 레드칩(112a, 112b), 블루칩(111a, 111b), 그린칩(113a, 113b)과 함께 화이트칩을 구동시켜 휘도를 개선할 수 있다. 도 9의 (a)의 실시예는 3가지 색상의 LED칩(110)과 페어링 된 하나의 화이트칩(114)을 구비하고 있으며, 화이트칩(114)이 함께 발광하여 LED필름 전체의 휘도를 높일 수 있다.
화이트칩은 레드칩(112a, 112b), 블루칩(111a, 111b), 그린칩(113a, 113b) 구동시 같이 발광하여 전체 휘도를 높일 수 있다. 즉, 하나의 LED칩(114)을 추가로 부가하여 휘도를 개선할 수 있어 광원모듈(100)의 크기증가를 최소화 할 수 있다.
도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 화이트칩(114)도 다른 색상칩과 같이 16비트의 데이터를 이용하여 독립적으로 구동하기 위해, 화이트칩용 컬러 데이터(W-Data)가 추가된다.
도 10의 (a)에 도시된 실시예는 도 9의 (a)의 실시예와 달리 각색상칩과 페어링되는 화이트칩을 각각 포함할 수 있다. 화이트칩은 페어링된 색상칩의 구동시 함께 구동하여 도 10의 (b)를 참고하면 화이트칩의 구동을 위해서는 화이트칩의 밝기를 제어하는 밝기조절(W brightness Level) 데이터가 필요하여 기존의 데이터 패킷구조에서 3비트만 추가되는 바, 제어가 용이한 장점이 있다.
다만, 도 9의 실시예보다 화이트칩의 개수가 많아 광원모듈(100)의 크기가 커지는 단점이 있다.
도 11은 도 9의 실시예에 따른 화이트칩, 레드칩(112a, 112b), 블루칩(111a, 111b), 그린칩(113a, 113b)으로 페어링된 4개의 LED칩(110) 세트가 두 세트구비 된 실시예이다. 전술한 도 3에서와 같이 동일한 LED칩(110)이 한 쌍 구비되므로, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 두 LED칩(110)에 인가되는 전류의 크기를 제어하는 LED제어(LED control) 데이터를 포함하기 위해 2비트가 더 추가된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 광량을 증가시킨 광원모듈을 이용한 LED필름은 가시거리가 증가되어 실외에서도 사용할 수 있다.
또한, 광원모듈의 밝기를 조절할 수 있어 야간과 주간에 따라 밝기를 조절 할 수 있어 빛 공해의 문제를 해소할 수 있다.
또한, 하나의 제어IC가 제어하는 LED칩의 개수가 증가함에 따라 동일한 밝기를 구현하기 위한 제어IC개수를 줄일 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (14)

  1. 베이스;
    상기 베이스에 실장되며 소정 색상의 빛을 생성하는 LED 칩;
    상기 LED 칩의 작동을 제어하는 제어IC; 및
    상기 LED 칩과 상기 제어IC 사이를 연결하는 신호전극을 포함하며,
    상기 LED 칩은 동일색상을 출력하는 LED 칩이 2 이상 실장되고,
    상기 제어IC는 상기 동일색상을 출력하는 LED 칩에 인가되는 전류값을 조절하여 밝기를 조절하는 광원모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩은 적색, 녹색 및 청색의 빛을 각각 생성하도록 구성되는 레드칩, 그린칩 및 블루칩을 포함하는 광원모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 동일색상을 출력하는 LED칩은 제1 칩과 제2 칩을 포함하고,
    상기 제어IC는
    상기 제1 칩에 인가하는 전류를 최대 또는 최대의 1/2의 전류를 인가하여 4 단계로 밝기를 조절하는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어IC는
    최대전류의 1/2의 전류를 제1 칩에 인가하는 제1 단계;
    최대전류를 제1 칩에 인가하는 제2 단계;
    최대전류를 제1 칩에 인가하고 최대전류의 1/2의 전류를 제2 칩에 인가하는 제3 단계; 및
    최대전류를 제1 칩 및 제2 칩에 인가하는 제4 단계 중 하나의 단계로 상기 LED 칩을 제어하는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어IC는
    최대전류의 1/2의 전류를 제1 칩에 인가하는 제1 단계;
    최대전류의 1/2의 전류를 제1 칩 및 제2 칩에 인가하는 제2 단계;
    최대전류를 제2 칩에 인가하고 최대전류의 1/2의 전류를 제1 칩에 인가하는 제3 단계; 및
    최대전류를 제1 칩 및 제2 칩에 인가하는 제4 단계 중 하나의 단계로 상기 LED 칩을 제어하는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 동일색상을 출력하는 LED칩은 상기 제어IC를 중심으로 양측에 분산하여 배치되는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동일색상을 출력하는 LED칩은 상기 광원모듈의 중심에서 점대칭으로 배치되는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩은 백색, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 각각 생성하도록 구성되는 화이트칩, 레드칩, 그린칩 및 블루칩을 포함하는 광원모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 화이트칩은 상기 레드칩, 그린칩 및 블루칩이 동작 시 함께 전류가 인가되어 밝기를 향상시키는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩은 적색, 녹색 및 청색의 빛을 각각 생성하도록 구성되는 레드칩, 그린칩 및 블루칩 및 상기 레드칩, 그린칩 및 블루칩 각각과 페어링 되며 백색광을 생성하는 화이트칩 3개를 포함하고
    상기 레드칩, 그린칩 및 블루칩이 동작시 상기 페어링된 화이트칩에 전류가 인가되어 구동하는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  11. 베이스;
    상기 베이스에 실장되며 소정 색상의 빛을 생성하는 LED 칩;
    상기 LED 칩의 작동을 제어하는 제어IC; 및
    상기 LED 칩과 상기 제어IC 사이를 연결하는 신호전극을 포함하며,
    상기 LED 칩은 백색, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 각각 생성하도록 구성되는 화이트칩, 레드칩, 그린칩 및 블루칩을 포함하며,
    상기 제어IC는 상기 화이트칩은 상기 레드칩, 상기 그린칩 및 상기 블루칩이 동작시 함께 전류가 인가되어 밝기를 향상시키는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 화이트칩은 상기 레드칩, 상기 그린칩 및 상기 블루칩과 각각 페어링 된 3개의 화이트칩을 포함하고,
    상기 레드칩, 그린칩 및 블루칩이 동작시 상기 페어링된 화이트칩에 전류가 인가되어 구동하는 것을 특징으로 하는 광원모듈.
  13. 투명 필름;
    상기 투명 필름 상에 격자로 배치된 복수개의 광원모듈; 및
    상기 투명 필름 상에 제공되며 상기 광원모듈에 구동신호 및 전원을 공급하도록 구성되는 메인 전극을 포함하며,
    상기 광원모듈은,
    베이스;
    상기 베이스에 실장되며 소정 색상의 빛을 생성하는 LED 칩;
    상기 LED 칩의 작동을 제어하는 제어IC; 및
    상기 LED 칩과 상기 제어IC 사이를 연결하는 신호전극을 포함하며,
    상기 LED 칩은 동일색상을 출력하는 LED 칩이 2 이상 실장되고,
    상기 제어IC는 상기 동일색상을 출력하는 LED 칩에 인가되는 전류값을 조절하여 밝기를 조절하는 LED 필름.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 동일색상을 출력하는 LED칩은 제1 칩과 제2 칩을 포함하고,
    상기 제어IC는
    상기 제1 칩에 인가하는 전류를 최대 또는 최대의 1/2의 전류를 인가하여 4 단계로 밝기를 조절하는 것을 특징으로 하는 LED 필름.
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