KR101896684B1 - 발광 모듈 및 이를 구비한 조명 시스템 - Google Patents

발광 모듈 및 이를 구비한 조명 시스템 Download PDF

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Abstract

실시 예는 발광 모듈에 관한 것이다.
실시 예에 따른 발광 모듈은, 캐비티를 갖는 제1몸체, 상기 제1몸체의 캐비티에 배치되며 청색의 광을 발광하는 제1발광 칩을 포함하는 제1발광 다이오드; 캐비티를 갖는 제2몸체; 상기 제2몸체의 캐비티에 배치되며 녹색 파장의 광을 발광하는 제2발광 칩; 및 상기 제2몸체 내에 상기 제2발광 칩으로부터 방출된 파장보다 장 파장의 광을 발광하는 제1형광체를 포함하는 제2발광 다이오드; 캐비티를 갖는 제3몸체, 상기 제3몸체의 캐비티에 배치되며 적색의 광을 발광하는 제3발광 칩; 상기 제3몸체 내에 상기 제3발광 칩으로부터 방출된 파장보다 장 파장의 광을 발광하는 제2형광체를 포함하는 제3발광 다이오드; 및 상기 제1 내지 제3발광 다이오드가 배치된 모듈 기판을 포함한다.

Description

발광 모듈 및 이를 구비한 조명 시스템{LIGHT EMITTING MODULE AND LIGHTING SYSTEM HAVING THE SAME}
실시 예는 발광 모듈 및 이를 구비한 조명 시스템에 관한 것이다.
발광 다이오드, 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, 정보처리 기술이 발달함에 따라서, LCD, PDP 및 AMOLED 등과 같은 표시장치들이 널리 사용되고 있다. 이러한 표시장치들 중 LCD는 영상을 표시하기 위해서, 광을 발생시킬 수 있는 백라이트 유닛과 같은 조명 유닛을 필요로 한다.
실시 예는 서로 다른 발광 다이오드의 몸체에 서로 다른 형광체가 첨가된 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 서로 다른 컬러를 발광하는 제1내지 제3발광 다이오드를 기판 상에 배열하고, 적색 발광 다이오드의 몸체에 적색 형광체 및 녹색 발광 다이오드의 몸체에 녹색 형광체가 첨가된 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 제1내지 제3발광 다이오드를 기판 상에 배열하고, 제1 내지 제3발광 다이오드의 몸체에 서로 다른 형광체가 첨가된 발광 모듈 및 이를 구비한 조명시스템을 제공한다.
실시 예에 따른 발광 모듈은, 캐비티를 갖는 제1몸체, 상기 제1몸체의 캐비티에 배치되며 청색의 광을 발광하는 제1발광 칩을 포함하는 제1발광 다이오드; 캐비티를 갖는 제2몸체; 상기 제2몸체의 캐비티에 배치되며 녹색 파장의 광을 발광하는 제2발광 칩; 및 상기 제2몸체 내에 상기 제2발광 칩으로부터 방출된 파장보다 장 파장의 광을 발광하는 제1형광체를 포함하는 제2발광 다이오드; 캐비티를 갖는 제3몸체, 상기 제3몸체의 캐비티에 배치되며 적색의 광을 발광하는 제3발광 칩; 상기 제3몸체 내에 상기 제3발광 칩으로부터 방출된 파장보다 장 파장의 광을 발광하는 제2형광체를 포함하는 제3발광 다이오드; 및 상기 제1 내지 제3발광 다이오드가 배치된 모듈 기판을 포함한다.
실시 예는 발광 모듈에서의 색 재현율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 모듈의 색 재현율을 개선시켜 주어, 색 좌표가 NTSC에 적합한 분포를 갖도록 할 수 있다.
실시 예는 발광 모듈의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 모듈을 구비한 조명 시스템의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광 모듈의 부분 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광 모듈의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 발광 다이오드들의 파장 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시 예에 따른 색좌표 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 발광 모듈을 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 1의 발광 모듈을 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 1의 발광 모듈을 갖는 조명 유닛을 나타낸 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등이 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"과 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1의 발광 모듈의 부분 단면도이다.
도 1을 참조하면, 발광 모듈(300)은 제1내지 제3발광 다이오드(101,102,103); 상기 제1 내지 제3발광 다이오드(101,102,103)가 교대로 배열된 모듈 기판(200)을 포함한다.
상기 모듈 기판(200)은 수지 계열의 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판을 포함할 수 있다. 상기 모듈 기판(200)는 내부에 금속층을 갖는 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드(101,102,103)는 상기 모듈 기판(200)의 상면(201)에 1열 또는 2열로 배치될 수 있다. 상기 모듈 기판(200) 상에 탑재되는 인접한 발광 다이오드(101,102,103)들은 일정한 간격으로 배열될 수도 있고, 불규칙한 간격으로 배열될 수도 있다.
도 1 및 도 4와 같이, 상기 복수의 발광 다이오드(101,102,103)는 소정 피치(Pitch)로 제1방향으로 배열되거나, 매트릭스 형태(미도시)로 배열될 수 있다. 상기 복수의 발광 다이오드(101,102,103) 중 제1발광 다이오드(101)는 청색 파장(W1)을 발광하는 적어도 하나의 청색의 발광 칩을 구비하며, 제2발광 다이오드(102)는 녹색 파장(W2)을 발광하는 적어도 하나의 녹색 발광 칩을 구비하며, 제3발광 다이오드(103)는 적색 피크파장(W3)을 발광하는 적어도 하나의 적색 발광 칩을 포함한다. 상기 발광 다이오드(101,102,103) 중 어느 하나는 복수의 발광 칩을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1발광 다이오드(101)는 청색의 제1 주피크파장(P1)을 발광하며, 상기 제2발광 다이오드(102)는 녹색의 제2 주피크파장(P2)과 제3 주피크파장(P21)을 발광하며, 상기 제3발광 다이오드(103)는 적색의 제4 주피크파장(P3)과 제5 주피크파장(P31)을 발광하게 된다.
상기 제2주피크파장(P2)은 녹색의 발광 칩에 의해 방출된 광이며, 제3주피크파장(P21)은 상기 제2주피크파장(P2)에 의해 여기된 파장으로서, 상기 제2주피크파장(P21)보다 장 파장의 파장이다. 상기 제4주피크파장(P3)은 적색의 발광 칩에 의해 발광하며, 상기 제5주피크파장(P31)은 상기 적색의 발광 칩으로부터 방출된 일부 광을 여기시켜 상기 제4주피크파장(P3)보다 장 파장인 제5주피크파장(P31)을 발광하게 된다.
상기 모듈 기판(200)은 바(Bar) 형태로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 복수의 발광 다이오드(101,102,103)의 연결 방식 예컨대, 병렬 연결, 직-병렬 연결 방식으로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 모듈은 제1 내지 제3발광 다이오드(101,102,103)로부터 방출된 청색/녹색/적색 파장들의 혼합에 의해 다양한 컬러를 구현할 수 있게 된다.
도 2를 참조하여, 발광 모듈의 각 발광 다이오드를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 제1발광 다이오드(101)는 제1몸체(11), 제1 및 제2리드 프레임(12,13)을 갖는 적어도 2개의 리드 프레임, 적어도 하나의 제1발광 칩(15) 및 몰딩 부재(17)를 포함한다.
제2발광 다이오드(102)는 제2몸체(21), 제1 및 제2리드 프레임(22,23)을 갖는 적어도 2개의 리드 프레임, 적어도 하나의 제2발광 칩(25) 및 몰딩 부재(27)를 포함한다.
제3발광 다이오드(103)는 제3몸체(31), 제1 및 제2리드 프레임(32,33)을 갖는 적어도 2개의 리드 프레임, 적어도 하나의 제3발광 칩(35) 및 몰딩 부재(37)를 포함한다.
상기 제1내지 제3몸체(11,21,31)는 절연 재질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), PCT(Polychloro Tri phenyl) 계열의 재질, LCP(Liquid Crystal Polymer) 계열의 재질, PA9T(Polyamide9T)와 같은 수지 재질, 실리콘, 에폭시 몰딩 재질(EMC: Epoxy molding compounds), 금속을 포함하는 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1내지 제3몸체(11,21,31)는 반사율이 높고 상기 리드 프레임과의 사출 성형이 용이한 수지 재질 예컨대, PPA 및 실리콘 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 설명하기로 한다.
상기 제1내지 제3몸체(11,21,31)의 상측에는 캐쏘드 마크(cathode mark)가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 캐쏘드 마크는 상기 각 발광 다이오드(101,102,103)의 극성의 방향에 대한 혼동을 방지할 수 있다.
상기 제1내지 제3몸체(11,21,31) 내에는 캐비티(11A,21A,31A)가 형성되며, 상기 캐비티(11A,21A,31A)는 상부가 개방된 오목한 형상 또는 리세스 형상을 포함한다. 상기 각 캐비티(11A,21A,31A)는 탑 측에서 볼 때, 원 형상, 타원 형상, 다각형 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1내지 제3몸체(11,21,31)는 상기 캐비티(11A,21A,31A)의 둘레를 커버하게 된다.
상기 제1몸체(11)의 캐비티(11A)의 바닥부에는 복수의 리드 프레임(11,13)이 간극부에 의해 서로 분리되어 배치된다. 상기 제2몸체(21)의 캐비티(21A)의 바닥부에는 복수의 리드 프레임(22,23)이 간극부에 의해 서로 분리되어 배치된다. 상기 제3몸체(31)의 캐비티(31A)의 바닥부에는 복수의 리드 프레임(32,33)이 간극부에 의해 분리되어 배치된다.
상기 리드 프레임(12,13,22,23,32,33)은 소정 두께를 갖는 금속 플레이트로 형성될 수 있으며, 상기 금속 플레이트의 표면에 다른 금속층이 도금될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 리드 프레임(12,13,22,23,32,33)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, 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 그 두께는 0.8mm~2mm로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1발광 칩(15)은 복수의 리드 프레임(12,13) 중 적어도 하나의 위에 탑재되며, 와이어(16)로 적어도 하나의 리드 프레임과 연결될 수 있다. 상기 제2발광 칩(25)는 복수의 리드 프레임(22,23) 중 적어도 하나의 위에 탑재되며, 와이어(26)로 적어도 하나의 리드 프레임과 연결될 수 있다. 상기 제3발광 칩(35)는 복수의 리드 프레임(32,33) 중 적어도 하나의 위에 탑재되며, 와이어(36)로 적어도 하나의 리드 프레임과 연결될 수 있다.
상기 제1 내지 제3발광 칩(15,25,35)은 화합물 반도체를 포함하며, III족-V족 화합물 반도체를 이용하여 선택적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제3발광 칩(15,25,35)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체, 예를 들어, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 계열의 반도체 재질로 형성되어, 반도체 재질 고유의 색을 갖는 빛을 방출할 수 있다.
상기 제1발광 칩(15)은 청색 파장의 제1주피크파장(P1)을 갖는 광(B1)을 발광하며, 상기 제2발광 칩(25)은 녹색 파장의 제2주피크파장(P2)을 갖는 광(G1)을 발광하며, 상기 제3발광 칩(35)은 적색 파장의 제4주피크파장(P3)을 갖는 광(R1)을 발광하게 된다.
상기 발광 칩(15,25,35)은 칩 내의 두 전극이 평행하게 배치된 수평형 칩, 또는 칩 내의 두 전극이 서로 반대 측면에 배치된 수직형 칩으로 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 수평형 칩은 적어도 2개의 와이어로 연결될 수 있고, 수직형 칩은 적어도 1개의 와이어(42)에 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(11A,21A,31A)에는 몰딩 부재(17,27,37)가 형성되며, 상기 몰딩 부재(17,27,37)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 투광성의 수지 재질을 포함할 수 있다. 또한 상기 몰딩 부재(17,27,37)에는 형광체가 별도로 첨가되지 않고, 확산제가 배치될 수 있다. 상기 몰딩 부재(17,27,37) 위에는 렌즈가 형성될 수 있으며, 상기 렌즈는 오목한 렌즈 형상, 볼록한 렌즈 형상, 일정 부분이 오목하고 다른 부분이 볼록한 형상의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 제1내지 제3발광 다이오드(101,102,103)는 모듈 기판(200)의 패드(12,13) 상에 접합 부재(202)로 접합될 수 있다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 제1몸체(11)는 상기 제1발광 칩(15)으로부터 방출된 청색 파장(W1)의 광(B1)을 반사하게 되며, 상기의 청색 파장(W1)의 광(B1)에 대해 92% 이상의 반사율 예컨대, 92-99% 범위의 반사율과 8% 이하의 투과율 예컨대, 1-8% 범위의 투과율을 갖는다. 상기 제1발광 칩(15)은 410-460nm 범위의 제1주피크파장(P1)을 갖는 광(B1)을 발광하게 된다.
상기 제2몸체(21) 내에는 녹색의 형광체(29)가 첨가되며, 상기 제2몸체(21)는 상기 제2발광 칩(25)로부터 방출된 녹색 파장(W2)의 광(G1)을 반사 및 투과하게 된다. 상기 제2몸체(21)는 상기 녹색 파장의 광(G2)에 대해 86% 이상의 반사율 예컨대, 86-92% 범위의 반사율과 14% 이하의 투과율 예컨대, 8~14% 범위의 투과율을 갖는다. 상기 제2몸체(21)로부터 반사된 광은 캐비티(21A)를 통해 방출되며, 상기 투과된 일부 광은 상기 녹색의 형광체(29)에 의해 다른 녹색 파장 범위의 제3주피크파장(P21)을 갖는 광(G2)을 발광하게 된다.
상기 제2발광 칩(25)은 525~555nm 범위 내에 제2주피크파장(P2)을 갖는 광(G1)을 발광하게 된다. 상기 녹색의 형광체(29)는 상기 제2발광 칩(25)으로부터 방출된 녹색의 광(G1)을 여기시켜 상기 제2주피크파장(P2)보다 긴 파장인 녹색의 제3주피크파장(P21)을 갖는 광(G2)을 발광하게 된다. 상기 녹색 형광체(29)로부터 방출된 광(G2)은 도 5의 색좌표 영역(A2)에서 녹색의 색 재현율을 보상할 수 있다. 상기 녹색 형광체(29)는 ZnS:Cu+(Al3 +), SrGa2S4:Eu2 +, CaMgSi2O7:Eu2 +, Ca8Mg(SiO4)Cl2:Eu2 +(Mn2 +), (Ba, Sr)2SiO4:Eu2 + 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제3몸체(31) 내에는 적색의 형광체(39)가 첨가되며, 상기 제3몸체(31)는 상기 제3발광 칩(35)으로부터 방출된 적색의 제4주피크파장(P3)을 갖는 광을 반사 및 투과하게 된다. 상기 제3몸체(31)는 제4주피크파장(P3)을 갖는 광(R1)에 대해 86-92% 범위의 반사율을 갖고, 8-14% 범위의 투과율을 갖는다. 상기 제3발광 칩(35)은 615~630nm 범위의 제4주피크파장(P4)을 갖는 광(R1)을 발광하게 된다. 상기 제3몸체(31)로부터 반사된 광은 캐비티(31A)를 통해 방출되며, 상기 투과된 광은 상기 적색의 형광체(39)에 의해 다른 적색 파장 범위를 갖는 제5주피크파장(P31)을 갖는 광(R2)을 발광하게 된다. 상기 적색의 형광체(39)는 상기 제3발광 칩(35)으로부터 방출된 광(R1)을 여기시켜 상기 제4주피크파장(P3)보다 긴 제5주피크파장(P31)을 갖는 광(R2)을 발광하게 된다. 상기 적색의 형광체(39)는 도 5의 색좌표 영역(A2)에서 적색의 색 재현율을 보상할 수 있다. 상기 적색 형광체(39)는 La2O2S:Eu3 +, Y2O2S:Eu3 +, Y2O3:Eu3 +(Bi3 +), CaS:Eu2 +, (Zn,Cd)S:Ag+(Cl-), K5(WO4)6.25:Eu3 + 2.5, LiLa2O2BO3:Eu3 + 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기의 같이 모듈 기판(200) 상에 제1 내지 제3발광 다이오드(101,102,103)를 교대로 배치하고, 제1내지 제5주피크파장(P1,P2,P21,P3,P31)의 광을 방출하게 된다. 도 5와 같이, 상기의 발광 모듈로부터 방출된 청색 파장, 서로 다른 녹색 파장, 서로 다른 적색 파장들의 혼합된 색좌표는 NTSC에서 영역(A1)보다 12-20% 더 넓은 영역(A2)에 분포하게 된다. 따라서, 제1내지 제3발광 다이오드(101,102,103)의 색 좌표 분포를 조절하여, 전체적으로 색 재현율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 3은 도 1의 발광 다이오드들의 다른 예이다.
도 3를 참조하면, 제 1내지 제3발광 다이오드(101A,102,103) 중에서 제1몸체(11) 내에 청색 형광체(19)가 첨가된다. 상기 청색 형광체(19)는 제1발광 칩(15)에서 발광한 제1주피크파장에 대해 장 파장으로 여기시킨 청색 파장의 광을 발광하게 되며, 예컨대 470±10nm 범위의 주피크파장을 발광하게 된다.
상기의 청색 형광체(19)이며, 상기 청색 형광체는 예컨대, Sr2MgSi2O7:Eu2 +, BaMgAl10O17: Eu(Mn), Sr5Ba3MgSi2O8:Eu2+, Sr2P2O7:Eu2 +, SrSiAl2O3N2:Eu2 +, (Ba1 - xSrx)SiO4:Eu2 +, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu2+, CaMgSi2O6:Eu2 + 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 6은 실시 예에 따른 발광 모듈을 갖는 표시 장치를 보여주는 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 표시 장치(1000)는 영상이 디스플레이되는 표시 패널(1061)과, 상기 표시 패널(1061)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(1050)을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(1050)은 상기 표시 패널(1061)에 면 광원을 제공하는 도광판(1041)과, 누설 광을 반사하는 반사 시트(1022)와, 상기 도광판(1041)의 에지 영역에서 광을 제공하는 상기의 발광 모듈(300), 및 표시 장치(1000)의 하측 외관을 형성하는 바텀 커버(1011)를 포함한다.
도시하지 않았으나, 상기 표시 장치(1000)는 상기 표시 패널(1061)을 하측에서 지지하는 패널 서포터와, 상기 표시 장치(1000)의 테두리를 형성하며 상기 표시 패널(1061)의 둘레를 감싸서 지지하는 탑 커버를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널(1061)은 상세히 도시되지는 않았지만, 일례를 들면, 서로 대향하여 균일한 셀 갭이 유지되도록 결합된 하부 기판 및 상부 기판과, 상기 두 기판 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다. 상기 하부 기판에는 다수의 게이트 라인과 상기 다수의 게이트 라인과 교차하는 다수의 데이터 라인이 형성되며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차영역에 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)가 형성될 수 있다. 상기 상부 기판에는 컬러필터들이 형성될 수 있다. 상기 표시 패널(1061)의 구조는 이에 한정되지는 않으며, 상기 표시 패널(1061)은 다양한 구조를 가질 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 하부 기판은 박막 트랜지스터뿐만 아니라 컬러필터를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 표시 패널(1061)은 상기 액정층을 구동하는 방식에 따라 다양한 형태의 구조로 형성될 수 있다.
도시하지 않았으나, 상기 표시 패널(1061)의 가장자리에는 게이트 라인에 스캔신호를 공급하는 게이트 구동 PCB(gate driving printed circuit board)와, 데이터 라인에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동 PCB(data driving printed circuit board)가 구비될 수 있다.
상기 표시 패널(1061)의 위 및 아래 중 적어도 한 곳에는 편광 필름(미도시)이 배치될 수도 있다. 상기 표시 패널(1061)의 아래에는 광학 시트(1051)가 배치되며, 상기 광학 시트(1051)는 상기 백라이트 유닛(1050)에 포함될 수 있으며, 적어도 한 장의 프리즘 시트 또는/및 확산 시트를 포함할 수 있다. 상기 광학 시트(1051)는 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 확산 시트는 입사된 광을 고르게 확산시켜 주며, 상기 확산된 광은 프리즘 시트에 의해 표시 패널로 집광될 수 있다. 여기서, 상기 프리즘 시트는 수평 또는/및 수직 프리즘 시트, 한 장 이상의 조도 강화 시트 등을 이용하여 선택적으로 구성할 수 있다. 상기 광학 시트(1051)의 종류나 개수 등은 실시 예의 기술적 범위 내에서 추가 또는 삭제될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광모듈(300)은 바텀 커버(1011)의 내측 중 적어도 한 측면에 배치될 수 있다. 상기 발광모듈(300)은 상기 바텀 커버(1011)의 양 측면 또는 모든 측면에 배치될 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니다. 또한 상기 발광 모듈(300)은 바텀 커버(1011)의 바닥에 배치되어, 직하 방식으로 탑재될 수 있으며, 이 경우 도광판이나 광학 시트와 같은 광학 부재의 구성이 달라질 수 있다.
상기 발광모듈(300)은 모듈 기판(200)과, 상기 모듈 기판(200)의 일면에 배열된 복수의 발광 다이오드(101,102,103)를 포함한다.
상기 모듈 기판(200)은 상기 바텀 커버(1011)의 바닥에 대해 수직한 방향으로 결합되거나, 상기 바텀 커버(1011)의 바닥과 수평한 방향으로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 모듈 기판(200)은 상기 바텀 커버(1011) 또는 방열 플레이트 상에 접착제, 점착제, 또는 체결 부재로 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041)의 적어도 한 측면에는 상기 복수의 발광 다이오드(101,102,103)가 대향되게 배치되며, 상기 복수의 발광 다이오드(101,102,103)로부터 발생된 광이 입사된다. 상기 도광판(1041)은 면 광원이 발생되는 상면, 상면의 반대측 하면, 적어도 네 개의 측면들을 포함하는 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판(1041)은 압출 성형법에 의해 형성될 수 있으며, 이에 대해 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041)의 상면 또는/및 하면에는 반사 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 반사 패턴은 소정의 패턴 예컨대, 반사 패턴 또는/및 프리즘 패턴으로 이루어져 입사되는 광을 반사 또는/및 난반사 시킴으로써, 광은 상기 도광판(1041)의 전 표면을 통해 균일하게 조사될 수 있다. 상기 도광판(1041)의 하면은 반사 패턴으로 형성될 수 있으며, 상기 상면은 프리즘 패턴으로 형성될 수 있다. 상기 도광판(1041)의 내부에는 산란제가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041)의 하부에는 반사 시트(1022)가 구비될 수 있다. 상기 반사 시트(1022)는 상기 도광판(1041)의 하부로 진행하는 광을 표시 패널 방향으로 반사시켜 주게 된다. 상기 반사 시트(1022)는 상기 도광판(1041)의 하부로 누설된 광을 상기 도광판(1041)에 재 입사시켜 주므로 광 효율의 저하, 광 특성의 저하 및 암부 발생 등의 문제를 방지할 수 있다. 상기 반사 시트(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 시트(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 상부가 개방된 수납부(1012)를 포함하며, 상기 수납부(1012)에는 발광 모듈(300), 광학 시트(1051), 도광판(1041) 및 반사 시트(1022)가 수납될 수 있다. 상기 바텀 커버(1011)는 방열 효율이 높은 금속 예컨대, 스테인레스 재질과 같은 물질로 형성될 수 있으며, 이러한 금속 물질로 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)의 수납부(1012)에는 반사 시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)가 순차적으로 적층될 수 있고, 상기 발광 모듈(300)은 상기 바텀 커버(1011)의 측면에서 상기 도광판(1041)의 한 측면과 대응되게 배치된다.
상기 발광 모듈(300)은 상기 바텀 커버(1011) 내에 적어도 하나가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 7은 도 1의 발광 모듈을 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 제1 내지 제3발광 다이오드(101,102,103)가 배열된 모듈 기판(200), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 발광 모듈(300)은 실시 예에 개시된 모듈 기판(200)과 제1 내지 제3발광 다이오드(101,102,103)를 포함한다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 발광 모듈(300), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛(미도시)으로 정의될 수 있다.
상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(Poly methy methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 상기 표시 패널(1155)으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 발광 모듈(300) 위에 배치되며, 상기 발광 모듈(300)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 8은 도 1의 발광 모듈을 갖는 조명 장치의 사시도이다.
도 8을 참조하면, 조명 장치(1500)는 케이스(1510)와, 상기 케이스(1510)에 배치된 발광모듈(300)과, 상기 케이스(1510)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1520)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(1510)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 발광 모듈(300)은 모듈 기판(200)과, 상기 모듈 기판(200)에 탑재되는 실시 예에 따른 제1내지 제3발광 다이오드(101,102,103)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 발광 다이오드(101,102,103)는 복수개가 매트릭스 형태 또는 소정 간격으로 이격되어 어레이될 수 있다.
상기 모듈 기판(200)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 모듈 기판(200)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등의 코팅층될 수 있다.
상기 제1내지 제3발광다이오드(101,102,103)는 청색, 서로 다른 녹색 파장, 서로 다른 적색 파장의 광을 이용하여 색 재현율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 발광모듈(300)은 제1 내지 제3 발광 다이오드(101,102,103)의 조합하여, 고 연색성(CRI)을 확보할 수 있다.
상기 연결 단자(1520)는 상기 발광모듈(300)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 상기 연결 단자(1520)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1520)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.
상기의 실시 예에 개시된 발광 모듈은 탑뷰 형태의 백라이트 유닛에 적용되거나, 휴대 단말기, 컴퓨터 등의 백라이트 유닛 뿐만 아니라, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판, 가로등 등의 조명 장치에 적용될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 직하 타입의 발광 모듈에는 상기 도광판을 배치하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 상기 발광 모듈 위에 렌즈 또는 유리와 같은 투광성 물질이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
11,21,31: 몸체, 15: 제1발광 칩, 25: 제2발광 칩, 35: 제3발광 칩, 19: 청색 형광체, 29: 녹색 형광체, 39: 적색 형광체, 101,102,103: 발광 다이오드, 200: 모듈 기판, 300: 발광 모듈

Claims (12)

  1. 캐비티를 갖는 제1몸체, 상기 제1몸체의 캐비티에 배치되며 청색의 광을 발광하는 제1발광 칩을 포함하는 제1발광 다이오드;
    캐비티를 갖는 제2몸체; 상기 제2몸체의 캐비티에 배치되며 녹색 파장의 광을 발광하는 제2발광 칩; 및 상기 제2몸체 내에 상기 제2발광 칩으로부터 방출된 파장보다 장 파장의 광을 발광하는 제1형광체를 포함하는 제2발광 다이오드;
    캐비티를 갖는 제3몸체, 상기 제3몸체의 캐비티에 배치되며 적색의 광을 발광하는 제3발광 칩; 상기 제3몸체 내에 상기 제3발광 칩으로부터 방출된 파장보다 장 파장의 광을 발광하는 제2형광체를 포함하는 제3발광 다이오드; 및
    상기 제1발광 다이오드 내지 상기 제3발광 다이오드가 배치된 모듈 기판을 포함하고,
    상기 제1형광체 및 상기 제2형광체는 상기 캐비티의 둘레에 배치된 상기 제2몸체 및 상기 제3몸체 내에 각각 분포하는 발광 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1형광체는 녹색 형광체를 포함하는 발광 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2형광체는 적색 형광체를 포함하는 발광 모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1몸체 내에 상기 제1발광 칩으로부터 방출된 파장의 광보다 장 파장의 광을 방출하는 청색 형광체를 포함하는 발광 모듈.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐비티의 둘레에 배치된 상기 제1몸체 내에 배치되는 제3형광체를 포함하는 발광 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1몸체는 상기 제1발광 칩으로부터 방출된 광에 대해 1-8% 범위의 투과율을 가지며,
    상기 제2몸체는 상기 제2발광 칩으로부터 방출된 광에 대해 8-14% 범위의 투과율을 가지고,
    상기 제3몸체는 상기 제3발광 칩으로부터 방출된 광에 대해 8-14% 범위의 투과율을 갖는 발광 모듈.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2발광 다이오드는 녹색 파장 범위에서 2개의 주피크파장을 발광하고,
    상기 제3발광 다이오드는 적색 파장 범위 내에서 2개의 주피크 파장을 발광하는 발광 모듈.
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