KR100574628B1 - Light Emitting Diode Module Using Color Film - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

본 발명은 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈에 관한 것으로서, 기판에 장착된 복수의 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩을 측면에서 둘러싸는 반사기와, 상기 반사기의 상부에 설치되며 형광체를 함유하는 색 필름을 포함하는 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode dot matrix module, comprising: a plurality of light emitting diode chips mounted on a substrate, a reflector surrounding side surfaces of the light emitting diode chip, and a color film disposed on the reflector and containing a phosphor; It relates to a light emitting diode dot matrix module.

본 발명에 따른 색 필름은 입사광의 일부를 흡수해서 흡수한 광의 파장과는 다른 파장을 가지는 광을 발광할 수 있는 필름이며, 본 발명에 따른 발광 다이오드 도트 매트릭스는 이러한 색 필름을 이용하여 간단한 구조로 백색을 구현하는 것이다.The color film according to the present invention is a film capable of emitting light having a wavelength different from the wavelength of the light absorbed and absorbed a part of the incident light, the light emitting diode dot matrix according to the present invention has a simple structure using such a color film To implement white.

색 필름, 형광체, 발광 다이오드, 도트 매트릭스Color film, phosphor, light emitting diode, dot matrix

Description

Translated fromKorean

색 필름을 이용한 발광 다이오드 모듈{LED module using Color film}Light emitting diode module using color film {LED module using Color film}

도1는 종래 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈의 사시도1 is a perspective view of a conventional light emitting diode dot matrix module

도2는 종래 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈의 일례를 도시하는 부분 단면도2 is a partial cross-sectional view showing an example of a conventional light emitting diode dot matrix module.

도3은 종래 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈의 다른 례를 도시하는 부분 단면도3 is a partial cross-sectional view showing another example of a conventional light emitting diode dot matrix module.

도4는 본 발명에 따른 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈의 사시도4 is a perspective view of a light emitting diode dot matrix module according to the present invention;

도5는 본 발명에 따른 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈을 도시하는 부분 단면도Fig. 5 is a partial sectional view showing a light emitting diode dot matrix module according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1, 10: 반사기1, 10: reflector

2, 20: 개구부2, 20: opening

3, 30: 기판3, 30: substrate

4, 40: 발광 다이오드 칩4, 40: LED chip

70: 색 필름70: color film

80: 블랙 매트릭스80: black matrix

본 발명은 색 필름을 이용하여 제조하는 발광 다이오드 모듈에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 형광체를 함유함으로써 입사광의 일부를 흡수해서 흡수한 광의 파장과는 다른 파장을 가지는 광을 발광할 수 있는 색 필름 및 이를 이용하여 제조하는 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode module manufactured using a color film. That is, the present invention relates to a color film capable of emitting light having a wavelength different from the wavelength of light absorbed by absorbing a part of incident light by containing a phosphor, and a light emitting diode dot matrix module manufactured by using the same.

발광 다이오드는 화합물 반도체의 PN 접합 다이오드로 전압을 인가하여 빛을 발광하는 발광 소자로서, 일반적으로 사용 목적에 따라 고광도, 초소형 및 박형의 특징을 가진 칩 LED, 탑 LED, 초고광도 고내습성, 내열성 옥외 디스플레이 또는 전광판 등에 사용되는 램프 LED등으로 나뉜다.A light emitting diode is a light emitting device that emits light by applying a voltage to a PN junction diode of a compound semiconductor. In general, a chip LED, a top LED, an ultra high brightness, high humidity resistance, and heat resistance outdoor having characteristics of high brightness, ultra small size and thinness according to the purpose of use is used. It is divided into lamp LED lamp used for display or electronic board.

발광 소자 중 발광 다이오드 칩을 이용한 도트 매트릭스 모듈은 도1과 같으며 반사기(1)에 복수개의 개구부(2)가 형성되고 개구부 내의 기판에 발광 다이오드 칩을 장착하여 개구부를 통해 광을 출광하는 구조이다.The dot matrix module using the light emitting diode chip of the light emitting device is shown in FIG. 1 and has a structure in which a plurality ofopenings 2 are formed in thereflector 1 and light is emitted through the openings by mounting the light emitting diode chips on the substrate in the openings. .

발광 다이오드 칩을 이용한 도트 매트릭스 모듈에서 백색을 구현하기 위해서 종래에는 하나의 개구부에 빨간색(R), 녹색(G), 청색(B)의 세가지 색깔의 발광 다이오드 칩을 장착하였다. 도2 및 도3을 참조하여 이를 보다 상세히 살펴보면, 인쇄회로기판(3) 위에 빨간색(R), 녹색(G), 청색(B)의 세가지 색깔의 발광 다이오드 칩 을 한 쌍으로 하여 이들을 매트릭스 배열로 실장하며, 한 쌍(R, G, B)의 발광 다이오드 칩으로부터 출사되는 광을 반사하는 반사기를 발광 다이오드 칩의 측면 방향 주위에 설치한다. 발광 다이오드 칩의 상부는 투명 레진 등으로 채울 수도 있고(도2), 상기 발광 다이오드 칩이 공기와 접촉한 상태로 노출될 수도 있다(도3).In order to implement white in a dot matrix module using a light emitting diode chip, a light emitting diode chip having three colors of red (R), green (G), and blue (B) is mounted in one opening. Referring to FIG. 2 and FIG. 3, the LED chips of three colors of red (R), green (G), and blue (B) are paired on the printedcircuit board 3 and they are arranged in a matrix arrangement. It mounts and the reflector which reflects the light radiate | emitted from a pair (R, G, B) light emitting diode chip is installed around the side direction of a light emitting diode chip. The upper portion of the LED chip may be filled with a transparent resin or the like (FIG. 2), or the LED chip may be exposed in contact with air (FIG. 3).

이러한 발광 다이오드 칩을 이용한 도트 매트릭스 모듈은 하나의 개구부에 빨간색(R), 녹색(G), 청색(B)의 세가지 색깔의 발광 다이오드 칩이 장착되도록 하여 세가지 색깔의 발광 다이오드 칩을 동시에 발광시켜 개구부 내에서 세가지 색깔이 색 중합되어 백색의 광을 출광하는 구조이다.In the dot matrix module using the LED chip, three color LED chips of red (R), green (G), and blue (B) are mounted in one opening to simultaneously emit light of three colors of LED chips. It is a structure in which three colors are color polymerized and emit white light.

그러나 이러한 방법은 도트 매트릭스 모듈에 있어서 광이 출사되는 출광구(개구부)가 작은 경우 빨간색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광 다이오드 칩을 하나의 개구부내의 인쇄회로기판 상에 장착하는 것이 불가능한 문제점이 발생한다.However, this method uses a red, green, and blue light emitting diode chip mounted on a printed circuit board in one opening when the light exit port (opening part) where light is emitted from the dot matrix module is small. A problem arises that is impossible to do.

또한 출광구의 폭이 크더라도 빨간색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광 다이오드 칩의 색 중합을 균일하게 맞추려면 생산성이 저하되어 전광판 등 디스플레이로 활용할 때에는 많은 문제점이 야기된다. 또한 도트 매트릭스 모듈을 완성한 후 빨간색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광 다이오드 칩 중 한 칩이라도 오픈되는 경우는 전 세트가 불량으로 처리되므로 생산성에 손실을 가져온다.In addition, even if the width of the light outlet is large, the productivity is reduced to uniformly match the color polymerization of the red (R), green (G), and blue (B) light emitting diode chips, which causes many problems when used as a display such as an electronic display. In addition, if any one of the red (R), green (G), and blue (B) light emitting diode chips is opened after the dot matrix module is completed, the whole set is treated as defective, resulting in loss of productivity.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제 조가 용이하며 생산성이 향상된 발광 소자용 색 필름을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art described above, to provide a color film for a light emitting device that is easy to manufacture and improved productivity.

본 발명의 다른 목적은 작업이 용이하며 양품율이 향상되는 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a light emitting diode dot matrix module that is easy to work with and improves yield.

본 발명의 다른 목적은 출광구에 하나의 청색 칩을 장착하고 그 상부에 색 필름을 설치하여 생산성이 매우 높은 백색 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a white light emitting diode dot matrix module having a very high productivity by mounting one blue chip in the light exit port and installing a color film thereon.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 발광 다이오드용 색 필름으로서 형광체가 포함되며 광을 통과시키는 색 필름을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a color film that includes a phosphor as a color film for light emitting diodes and allows light to pass through.

또한, 본 발명은 기판에 장착된 복수의 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩을 측면에서 둘러싸는 반사기와, 상기 반사기의 상부에 설치되며 형광체를 함유하는 색 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈을 제공한다.The present invention also provides a light emitting diode comprising a plurality of light emitting diode chips mounted on a substrate, a reflector surrounding the light emitting diode chip from the side, and a color film disposed on the reflector and containing phosphors. Provides a dot matrix module.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 발광 소자용 색 필름(70)은 광을 통과하는 일반적인 수지(PVC 계열 등)에 형광체를 혼합 확산시켜 얇은 필름 형태로 제조한 것으로 광을 통과시키면 입사된 입사광의 일부를 흡수해서 흡수한 광의 파장과는 다른 파장을 가지는 광으로 발광하여 색을 변환하는 기능을 수행한다. 이때 색 필름에 함유되는 형광체는 YAG계 또는 오소실리케이트(Ortho Sillicate) 계열의 형광체를 사용할 수 있으며, 원하는 색을 얻기 위하여 필요에 따라 여러 가지 형광체를 선택하여 사용할 수 있다.Thecolor film 70 for a light emitting device according to the present invention is manufactured in the form of a thin film by mixing and diffusing a phosphor into a general resin (PVC series, etc.) that passes through light. When light passes through, a part of incident incident light is absorbed and absorbed. It emits light with a wavelength different from the wavelength of one light and performs a function of converting colors. In this case, the phosphor contained in the color film may use a YAG-based or ortho silicate-based phosphor, and various phosphors may be selected and used as necessary to obtain a desired color.

예를 들어 (Y, Gd, Ce)-Al-O계 형광체를 함유시켜 황색 발광하는 색 필름을 제조한 경우, 이러한 색 필름에 청색 발광 다이오드에서 출광되는 청색 파장 450nm 내지 475nm의 광을 입사시키면 입사된 광은 색 필름을 통과하면서 파장 천이를 발생시켜 백색으로 색 변환하게 된다.For example, in the case of manufacturing a color film emitting yellow light by containing (Y, Gd, Ce) -Al-O-based phosphors, incident of light having a blue wavelength of 450 nm to 475 nm emitted from a blue light emitting diode is made incident on the color film. The light passes through the color film to generate a wavelength transition, thereby converting the color to white.

도4 및 도5는 본 발명에 따른 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈을 설명하기 위한 도면이다. 도4는 본 발명에 따른 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈의 사시도이며, 도5는 도트 매트릭스 모듈의 일부 영역을 절단한 단면도이다. 본 발명에 따른 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈은 기판(30) 위에 설치되며 매트릭스 형태로 배치된 복수개의 개구부가 형성된 반사기(10)와, 상기 복수개의 개구부(20)내의 기판 위에 실장된 발광 다이오드 칩과, 반사기의 상부에 반사기의 전면을 피복하는 색 필름(70)과, 색 필름의 상부에 설치되며 상기 개구부 외의 영역을 덮는 블랙 매트릭스(80)를 구비한다.4 and 5 are views for explaining a light emitting diode dot matrix module according to the present invention. 4 is a perspective view of a light emitting diode dot matrix module according to the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion of the dot matrix module cut away. The LED dot matrix module according to the present invention includes areflector 10 provided on asubstrate 30 and having a plurality of openings arranged in a matrix form, a light emitting diode chip mounted on a substrate in the plurality ofopenings 20, Acolor film 70 covering the entire surface of the reflector is provided on the reflector, and ablack matrix 80 is provided on the color film and covers an area outside the opening.

이러한 도트 매트릭스 모듈을 단면도를 참조하여 보다 상세히 살펴보면, 인쇄회로기판(30)에 복수의 발광 다이오드 칩(40)이 매트릭스 형태로 실장 되고 각각의 발광 다이오드 칩은 와이어(60)를 통해 전극(50)과 연결되며, 발광 다이오드 칩으로부터 출광되는 광을 반사하는 반사기(10)가 각 발광 다이오드 칩의 측면 방향으로 발광 다이오드 칩을 둘러싼다.Looking at the dot matrix module in more detail with reference to a cross-sectional view, a plurality of lightemitting diode chips 40 are mounted in a matrix form on a printedcircuit board 30 and each light emitting diode chip is connected to anelectrode 50 through awire 60. Thereflector 10 reflecting light emitted from the LED chip surrounds the LED chip in the lateral direction of each LED chip.

이때, 발광 다이오드 칩(40)은 적외선 영역에서부터 자외선 영역의 빛을 발광하는 칩 중에서 선택적으로 채택 가능하다.In this case, the lightemitting diode chip 40 may be selectively adopted among chips that emit light in the infrared region from the infrared region.

또한 상기의 반사기(10)는 인쇄회로기판(30) 위에 실장된 발광 다이오드 칩(40)을 수용시키는 개구부(20)를 구비한다. 이러한 반사기(10)는 인쇄회로기판(30)과 일체로 제작되거나 별개로 제작된 후 인쇄회로기판(30)과 접착시킬 수 있다. 반사기의 개구부(20)를 형성하는 내면은 소정의 경사면을 이루고 있으며, 이에 의해 발광 다이오드 칩(40)에서 출광되는 광이 상향 반사된다. 광의 효과적인 반사를 위해 그 내면에 반사 물질 혹은 반사판을 부가시킬 수 있다.In addition, thereflector 10 includes anopening 20 for receiving the lightemitting diode chip 40 mounted on the printedcircuit board 30. Thereflector 10 may be manufactured integrally with the printedcircuit board 30 or separately manufactured and then bonded to the printedcircuit board 30. The inner surface forming theopening 20 of the reflector forms a predetermined inclined surface, whereby the light emitted from the light emittingdiode chip 40 is reflected upward. Reflective materials or reflectors can be added to the inner surface for effective reflection of light.

상기의 발광 다이오드 칩(40) 및 반사기(10)의 상부에는 발광 다이오드 칩(10)으로부터 출광되는 광이 통과하는 색 필름(70)이 설치된다. 이때 발광 다이오드 칩과 색 필름 사이는 빈 공간으로 형성될 수도 있고, 투명 수지로 채워질 수도 있다. 상기 색 필름의 상부에는 블랙 매트릭스(80)가 설치된다. 상기의 블랙 매트릭스는 광이 출광되는 경로 외의 영역에 설치되어 불필요한 광을 차단한다.Thecolor film 70 through which light emitted from the light emittingdiode chip 10 passes is provided on the lightemitting diode chip 40 and thereflector 10. At this time, between the light emitting diode chip and the color film may be formed as an empty space, or may be filled with a transparent resin. Theblack matrix 80 is installed on the color film. The black matrix is installed in an area other than a path through which light is emitted to block unnecessary light.

상기 복수의 각 개구부 내의 인쇄회로기판 위에는 하나의 발광 다이오드 칩이 실장 되며 발광 다이오드 칩의 상부에는 색 필름이 위치하게 되고, 발광 다이오드 칩과 색 필름은 원하는 색을 발광시키기 위해서 여러 가지 조합으로 선택될 수 있다.One LED chip is mounted on the printed circuit board in each of the plurality of openings, and a color film is positioned on the LED chip, and the LED chip and the color film may be selected in various combinations to emit a desired color. Can be.

예를 들어 발광 다이오드 칩을 450nm 내지 475nm의 청색 파장을 출광하는 청색 발광 다이오드 칩으로 하고, 색 필름을 (Y, Gd, Ce)-Al-O계 형광체를 함유시켜 황색 발광하는 색 필름으로 하면, 청색 발광 다이오드 칩에서 출광되는 광이 색 필름에 입사되며 광은 색 필름을 통과하면서 파장 천이를 발생시켜 백색으로 색 변환하게 되어 간단한 구조로 백색을 출광하는 도트 매트릭스 모듈을 제조하게 된다.For example, when the light emitting diode chip is a blue light emitting diode chip that emits a blue wavelength of 450 nm to 475 nm, and the color film is a color film that emits yellow light by containing (Y, Gd, Ce) -Al-O-based phosphors, The light emitted from the blue light emitting diode chip is incident on the color film, and the light passes through the color film to generate a wavelength transition, thereby converting the color to white, thereby manufacturing a dot matrix module emitting white light with a simple structure.

이하에서는 본 발명에 따른 도트 매트릭스 모듈의 작용을 설명한다. 외부의 전원이 전극(50)을 통해 개구부 내의 발광 다이오드 칩(40)에 공급되면 발광 다이오드 칩(40)은 그 고유의 파장을 가지는 광을 발생시킨다. 발생되는 광은 반사기의 구조상 상부를 향해 진행하고 그 경로 상에 존재하는 색 필름(70)에 입사된다. 색 필름에 입사된 광은 색 필름을 통과하면서 파장 천이를 일으켜 입사광과는 다른 파장의 광을 출광하는 색 변환을 일으킨다.Hereinafter, the operation of the dot matrix module according to the present invention. When external power is supplied to theLED chip 40 in the opening through theelectrode 50, theLED chip 40 generates light having a unique wavelength. The generated light travels upward on the structure of the reflector and is incident on thecolor film 70 present on its path. The light incident on the color film causes a wavelength transition while passing through the color film, resulting in color conversion that emits light having a wavelength different from that of the incident light.

종래에는 도트 매트릭스 모듈에서 발생되어 진행하는 광은 세가지 색깔의 복수의 발광 다이오드 칩에서 발생된 광이 반사기의 개구부에서 색 중합되기 때문에 빨간색(R), 녹색(G), 청색(B)의 발광 다이오드 칩의 색 중합을 균일하게 맞추기 어려운 경우가 많다. 그런데, 본 발명에 따르면 단일 발광 다이오드 칩을 사용하고 발광 다이오드 칩 상부에 색 필름을 설치하므로 발광 다이오드 칩으로부터 발생한 광이 형광체가 균일하게 분포한 색 필름 통과하면서 광의 색 변환이 일어나므로 고휘도의 균일한 색분포를 얻을 수 있다.Conventionally, the light generated by the dot matrix module proceeds in red (R), green (G), and blue (B) light because the light generated from the plurality of light emitting diode chips of three colors is color polymerized at the opening of the reflector. It is often difficult to uniformly match the color polymerization of the chip. However, according to the present invention, since a single light emitting diode chip is used and a color film is installed on the top of the light emitting diode chip, light generated from the light emitting diode chip passes through a color film in which phosphors are uniformly distributed, so that color conversion of light occurs, resulting in high brightness and uniformity. Color distribution can be obtained.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 색 필름은 매우 용이한 제조 과정을 통해 제조될 수 있으며 여러 가지 발광 소자에 적용될 수 있다.The color film of the present invention by the above configuration can be produced through a very easy manufacturing process and can be applied to various light emitting devices.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈은 간 단한 공정으로 제조할 수 있어 작업이 용이하며 생산성을 향상시킬 수 있어 생산 단가를 감소시키는 효과가 있고, 구조가 간단하여 양품율을 증가시킨다.The light emitting diode dot matrix module of the present invention having the above structure can be manufactured by a simple process, which is easy to work and improves the productivity, thereby reducing the production cost, and the structure is simple, increasing the yield rate. Let's do it.

또한 본 발명의 도트 매트릭스 모듈은 청색 발광 다이오드와 색 필름을 설치하여 간단한 구조로 백색을 구현할 수 있으며, 세가지 색깔의 발광 다이오드를 사용하는 종래의 백색 도트 매트릭스 모듈에 비해 소비 전력을 저감시킬 수 있다.In addition, the dot matrix module of the present invention may implement a white color with a simple structure by installing a blue light emitting diode and a color film, and may reduce power consumption as compared with a conventional white dot matrix module using three color light emitting diodes.

Claims (8)

Translated fromKorean

삭제delete삭제delete삭제delete삭제delete기판에 실장된 복수의 발광 다이오드 칩과,A plurality of light emitting diode chips mounted on a substrate,상기 발광 다이오드 칩을 측면에서 둘러싸는 반사기와,A reflector surrounding the light emitting diode chip from the side;상기 발광 다이오드 칩의 상부에 설치되며 형광체를 함유하는 색 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈A light emitting diode dot matrix module installed on the light emitting diode chip and including a color film containing phosphors제5항에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩은 청색 발광 다이오드 칩이며 상기 색 필름은 황색 발광하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈The light emitting diode chip of claim 5, wherein the light emitting diode chip is a blue light emitting diode chip and the color film emits yellow light.제6항에 있어서, 상기 형광체는 (Y, Gd, Ce)-Al-O계인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈.The light emitting diode dot matrix module according to claim 6, wherein the phosphor is a (Y, Gd, Ce) -Al-O system.제5항에 있어서, 상기 색 필름의 상부에 블랙 매트릭스를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 도트 매트릭스 모듈The light emitting diode dot matrix module of claim 5, further comprising a black matrix on the color film.

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