KR100618352B1 - Ｌｅｄ 패키지 및 이를 구비한 ｌｅｄ 어레이 모듈 - Google Patents

Abstract

플렉시블한 절연성 기판; 기판의 일면을 덮도록 마련되며 서로 절연되고 광반사면으로 사용 가능한 제1 및 제2전극 반사판; 제1 및 제2전극 반사판에 전기적으로 연결되도록 기판에 탑재되는 LED; 및 제1 및 제2전극 반사판 중 적어도 어느 하나를 덮도록 마련되며 투명재질로 형성된 절연성 보호층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지가 개시된다.

LED, 패키지, 기판, 반사율, 플랙시블, 전극

Description

ＬＥＤ 패키지 및 이를 구비한 ＬＥＤ 어레이 모듈{LED PACKAGE STRUCTURE AND LED ARRAY MODULE HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지를 나타내 보인 사시도.

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 어레이 모듈.

도 4는 도 3의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

도 5 및 도 6 각각은 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지의 다양한 적용예를 설명하기 위한 개략적인 도면.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10..기판 31,33..제1 및 제2전극 반사판

35,37..코팅층 40..LED

50..보호층 60..렌즈

71..솔더 범프 73..도선

본 발명은 액정표시장치(LCD) 등의 백 라이트 유닛(BLU;Back Light Unit) 및 조명용으로 사용 가능한 발광소자(Light Emitting Diode;이하 "LED"라 한다) 패키지 및 이를 구비하는 LED 어레이 모듈에 관한 것이다.

LED는 수명이 길고 소비전력이 적다는 이점이 있어 전기, 전자분야뿐만 아니라 광고분야에서도 많이 사용되고 있다. 최근 LED를, 예컨대 액정표시장치의 백 라이트 유닛으로 이용하려는 시도가 활발히 진행되고 있으며, 향후 옥내외 조명으로 일상 생활에서도 널리 사용될 것이다. 이와 같이 LED의 적용범위가 확대됨에 따라 소형이면서도 열 방출이 용이한 LED 패키지에 대한 관심이 높아지고 있다.

LED를 액정표시장치의 백 라이트 유닛이나 조명용으로 사용하기 위해서는 높은 파워(High Power)가 요구된다. 그러나 LED의 성능은 온도 상승에 따라 지수 함수적으로 급격히 감소하기 때문에, LED 패키지의 방열은 매우 중요하게 다루어져야 한다.

또한, 다수의 LED가 배열된 어레이 모듈화에 있어서, 발광효율과 방열성능이 우수한 패키지의 구조가 요구되고 있다.

특히, 향후에 대형 LCD TV, Note PC, Mobile phome, Flexible display 등에서 박형과 플랙시블 BLU의 필요성이 대두되고 있다. 따라서, 굽혀지거나 변형이 가능하며, 변형된 상태에서도 높은 발광효율을 얻을 수 있는 LED 패키지 및 어레이 모듈의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 변형이 가능한 박형 구조로서 발광효율이 향상된 LED 패키지 및 이를 구비한 LED 어레이 모듈을 제공하 는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 LED 패키지는, 플렉시블한 절연성 기판; 상기 기판의 일면을 덮도록 마련되며 서로 절연되고 광반사면으로 사용 가능한 제1 및 제2전극 반사판; 상기 제1 및 제2전극 반사판에 전기적으로 연결되도록 상기 기판에 탑재되는 LED; 및 상기 제1 및 제2전극 반사판 중 적어도 어느 하나를 덮도록 마련되며 투명재질로 형성된 절연성 보호층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보호층은 상기 제1 및 제2전극 반사판 각각을 덮도록 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보호층은 투명한 솔더 마스크인 것이 좋다.

또한, 상기 기판은 폴리머재질인 것이 좋다.

또한, 상기 제1 및 제2전극 반사판의 외측면에는 금속물질이 코팅 형성된 것이 좋다.

또한, 상기 LED를 덮도록 마련되는 렌즈를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 LED는 솔더범프에 의해 상기 제1전극 반사판에 연결되고, 도선에 의해 상기 제2전극 반사판에 전기적으로 연결되는 것이 좋다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 LED 패키지는, 플렉시블한 절연성 기판; 상기 기판에 탑재되는 복수의 LED; 상기 LED 각각에 대응되게 마련되며, 대응되는 각 LED에 전기적으로 연결되는 제1 및 제2전극 반사 판; 상기 제1 및 제2전극 반사판 중에서 적어도 어느 하나를 덮도록 투명재질로 형성된 절연성 보호층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 및 제2전극 반사판들은 서로 교번되게 마련되며, 서로 이웃한 제1 및 제2전극 반사판들은 서로 전기적으로 연결된 것이 좋다.

또한, 상기 제1 및 제2전극 반사판의 외측면에는 금속물질이 코팅 형성된 것이 좋다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지와 그 제조방법을 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 패키지를 나타내 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지는, 플렉시블한 절연성 기판(10)과, 상기 기판(10)에 마련되는 제1 및 제2전극 반사판(31,33)과, 상기 제1 및 제2전극 반사판(31,33)에 전기적으로 연결되도록 기판(10)에 탑재되는 LED(40)와, 상기 제1 및 제2전극 반사판(31,33) 중에서 적어도 어느 하나를 덮도록 마련되는 투명한 보호층(50) 및 렌즈(60)를 구비한다.

상기 기판(10)은 얇은 두께로서 외력에 의해서 충분히 변형이 가능하다. 이 기판(10)은 절연성 재질 예컨대, 폴리머(Polymer) 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 기판(10)에 상기 제1 및 제2전극 반사판(31,33)이 소정 패턴으로 마련된다. 상기 제1 및 제2전극 반사판(31,33)은 금속 예컨대, 알루미늄(Al), 구리 (Cu), 백금(Pt), 은(Ag), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 금(Au), 니켈(Ni)을 포함하는 금속물질 중에서 선택된 적어도 어느 한 물질로 단층 또는 복합층으로 증착, 스퍼터링, 도금과 같은 방법으로 형성될 수 있다. 이 제1 및 제2전극 반사판(31,33)은 서로 절연된 상태로 기판(10)의 대부분을 덮도록 마련됨으로써, 전극으로서의 역할과 함께 광반사면으로서도 작용하게 된다. 또한, 더욱 바람직하게는 상기 제1 및 제2전극 반사판(31,33)의 외측면에는 광반사율을 높이기 위해서 전극 반사판(31,33)을 형성한 후에 그 전극 반사판(31,33)의 표면에 금속물질로 코팅처리한 코팅층(35,37)을 더 마련하는 것이 좋다.

상기 보호층(50)은 제1 및 제2전극 반사판(31,33)을 덮도록 소정 두께로 형성되며, 제1 및 제2전극 반사판(31,33)을 광 반사면으로 사용할 수 있도록 투명하고 절연성을 가지는 재질로 형성된다. 이 보호층(50)은 투명한 솔더 마스크(solder mask)인 것이 바람직하다.

상기 LED(40)는 솔더 범프(solder bump;71)에 의해서 제1전극 반사판(31)에 전기적으로 연결되고, 도선(73)에 의해서 제2전극 반사판(33)에 전기적으로 연결된다.

상기 렌즈(60)는 LED(40)를 덮어서 보호하도록 기판(10)에 본딩되어 결합된다. 또한, 상기 렌즈(60) 대신에 LED(40)를 감싸도록 투명한 재질의 캡이 마련될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지는, 기판(10)의 표면에 전극들을 넓게 도포하여 형성시킴으로써, 전극의 역할과 함께 광반 사면으로서도 사용할 수 있기 때문에 광반사율을 높일 수 있게 된다. 또한, 각 전극 반사판(31,33)은 투명한 재질의 절연성 보호층(50)으로 덮힌 구조이므로, 외부로부터 전극들을 보호하는 한편, 전극들을 반사면으로 사용하는데에도 효과적이다.

또한, 상기와 같은 구조를 가지는 LED 패키지의 경우, 그 두께가 얇기 때문에 외력에 의해서 변형이 가능한 플렉시블한 구조를 가진다. 따라서, 어레이 구조를 갖출 경우, 다양한 형태의 램프나 조명 등에 효과적으로 적용할 수 있게 된다.

즉, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지를 적용한 LED 어레이 모듈은, 복수의 LED(40)가 소정 배율로 탑재된 구성으로서, 소정의 형상을 가지는 지지프레임(1)에 설치될 수 있다. 상기 지지프레임(1)은 소정 곡률로 만곡된 형태를 가지며, 본 발명의 실시예에 따른 LED 어레이 모듈은 플렉시블한 구조를 가지므로, 상기와 같이 만곡된 형태의 구조물에도 장착이 가능하다. 여기서, 상기 지지프레임(1)은 본 발명을 특징지우는 구성요소는 아니며, 금속재질로 형성될 수도 있다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 LED(40)가 기판(10)에 탑재된다. 각 LED(40)에 전기적으로 연결되는 제1 및 제2전극 반사판(31,33)이 각 LED(40)에 대응되게 마련된다. 또한, 서로 이웃한 LED(40,140) 각각의 전극들(131,133)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 구성은 기판(10) 상에 제1 및 제2전극 반사판(31,33)을 패턴형성시킬 때 용이하게 구현 가능하다. 따라서, 각 LED(40)는 열 또는 병으로 전기적으로는 직열연결될 수 있게 되어, 간단한 구조를 갖게 된다.

상기와 같은 구성의 LED 어레이 모듈의 경우에는 비평면 형태의 지지프레임 (1)에 접착제에 의해 부착될 수 있다. 그리고, 소정 곡률을 가지는 지지프레임(1)에 설치될 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, LED(40)에서 발생한 광이 이웃한 LED의 전극 반사판에서도 반사되어 원하는 소정 방향으로 향하도록 함으로써, 광반사율을 높일 수 있게 된다. 따라서, 다양한 형태의 조명구조에 용이하게 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 광효율을 갖게 된다.

즉, 도 5 및 도 6 각각에 도시된 바와 같이, 다양한 형태를 가지는 지지프레임(2,3)에 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지 또는 LED 어레이 모듈이 설치될 수 수 있다. 이 경우에도, 각 LED(40)에서 나오는 광은 다양한 방향으로 향하게 되며, 이웃한 LED(40)에 대응되는 전극 반사판(31,33)에 의해서 원하는 방향으로 광을 방사시킬 수 있는 효과를 갖는 것은 당연하다.

여기서, 본 발명의 LED 패키지의 경우, 기판(10)이 폴리머 재질로 형성되므로, 방열 성능을 향상시키기 위해서 금속재질로 형성되는 지지프레임(1,2,3)과의 접합시 LED(40)와 절연시킬 수 있게 된다.

또한, 플렉시블한 기판(10)의 특성상 지지프레임(1,2,3)에 설치시 기포 발생 없이 밀착되게 부착시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 각 전극 반사판(31,33)이 전극 및 광반사면으로서의 기능 뿐만 아니라, LED(40)의 구동열을 외부로 방열시키는 히트싱크로서의 기능도 갖게 됨으로써, 열저항을 줄이는 동시에 방열 효과도 기대할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 LED 패키지 및 LED 어레이 모듈에 의 하면, 간단한 구조로서 방열 성능이 우수하고 플렉시블한 경박단소형의 LED 패키지를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 LED 패키지 및 어레이 모듈은 플렉시블한 구조를 가지므로, 비평판형상의 지지프레임에 설치할 수 있게 된다. 따라서, LED에서 나오는 광을 원하는 방향으로 즉, 다양한 방향으로 조절할 수 있기 때문에 광반사율도 향상되고 다양한 형태의 조명기구의 구성이 가능하게 된다.

또한, 전극과 광반사판을 일체로 형성한 구성을 가짐으로써, 구조가 간단해지며, 그 전극 반사판을 투명한 절연성 재질로 형성된 보호층으로 덮은 구성을 가짐으로써, 전극 반사판을 보호하는 동시에 광반사율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

Claims (14)

1. 플렉시블한 절연성 기판;

   상기 기판의 일면을 덮도록 마련되고 서로 절연되며, 광반사면으로 사용 가능한 제1 및 제2전극 반사판;

   상기 제1 및 제2전극 반사판에 전기적으로 연결되도록 상기 기판에 탑재되는 LED; 및

   상기 제1 및 제2전극 반사판 중 적어도 어느 하나를 덮도록 마련되며, 투명재질로 형성된 절연성 보호층;을 포함하는 LED 패키지.
2. 제1항에 있어서, 상기 보호층은,

   상기 제1 및 제2전극 반사판 각각을 덮도록 설치되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
3. 제1항에 있어서, 상기 보호층은 투명한 솔더 마스크인 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 폴리머재질인 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2전극 반사판의 외측면에는 금속물질이 코팅형성된 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LED를 덮도록 마련되는 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LED는 솔더범프에 의해 상기 제1전극 반사판에 연결되고, 도선에 의해 상기 제2전극 반사판에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
8. 플렉시블한 절연성 기판;

   상기 기판에 탑재되는 복수의 LED;

   상기 LED 각각에 대응되게 마련되며, 대응되는 각 LED에 전기적으로 연결되는 제1 및 제2전극 반사판; 및

   상기 제1 및 제2전극 반사판 중에서 적어도 어느 하나를 덮도록 투명재질로 형성된 절연성 보호층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2전극 반사판들은 서로 교번되게 마련되며, 서로 이웃한 제1 및 제2 반사판들은 서로 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
10. 제8항에 있어서, 상기 기판은 폴리머 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
11. 제8항에 있어서, 상기 보호층은 투명재질로 형성된 솔더 마스크인 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2전극 반사판의 외측면에는 금속물질이 코팅형성된 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
13. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LED를 덮도록 상기 기판 상에 설치되는 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.
14. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 LED는 상기 제1전극 반사판에 솔더 범프에 의해 연결되며, 상기 제2전극 반사판에는 도선에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 LED 어레이 모듈.

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