KR101255747B1 - 발광 소자 모듈 및 이를 포함하는 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 입체적인 발광 소자 모듈을 구성할 수 있고, 같은 부피에서 고출력 발광을 이룰 수 있으며, 생산 단가를 낮출 수 있도록 하기 위한 것으로, 제1전극 및 제2전극을 포함하는 제1기판과, 상기 제1기판 상에 장착되고, 상기 제1전극 및 제2전극과 전기적으로 연결된 제1발광 소자와, 상기 제1기판 상에 장착되고, 상기 제1발광 소자에 인접하게 위치하며, 제3전극 및 제4전극을 포함하는 제2기판과, 상기 제2기판 상에 장착되고, 상기 제3전극 및 제4전극과 전기적으로 연결된 제2발광 소자를 포함하는 발광 소자 모듈에 관한 것이다.
Description
본 발명은 발광 소자 모듈 및 이를 포함하는 조명 장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)와 같은 발광 소자를 이용한 발광 소자 모듈은 발광 소자를 이용한 패키지를 인쇄회로기판에 장착하여 사용된다.
상기 패키지는 리드 프레임에 LED 칩을 안착하여 몰딩함으로써 형성되는 데, 이로 인해 전체 패키지 두께가 두꺼워질 수 있다. 이 때문에 광 취출 효율과 성능에 있어 취약한 문제가 있으며, 수율 및 생산성도 떨어진다.
이러한 패키지가 평면 형태의 인쇄회로기판에 그 평면 방향으로 장착되어 조명 장치의 광원으로 사용된다. 이러한 평면 형태의 발광 소자 분포로 인하여 발생되는 광의 분포가 2차원 평면 형태를 띠게 되며, 복수의 발광 소자를 배치하였을 때에 각 발광 소자들 사이에 광의 세기가 차이가 있기 때문에 조명 장치의 점광원들이 보이게 되어 면조명의 구현이 어려운 한계가 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제 및/또는 한계를 극복하기 위한 것으로, 본 발명은, 입체적인 발광 소자 모듈을 구성할 수 있고, 같은 부피에서 고출력 발광을 이룰 수 있으며, 생산 단가를 낮출 수 있도록 하는 발광 소자 모듈 및 이를 포함하는 조명 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 제1전극 및 제2전극을 포함하는 제1기판과, 상기 제1기판 상에 장착되고, 상기 제1전극 및 제2전극과 전기적으로 연결된 제1발광 소자와, 상기 제1기판 상에 장착되고, 상기 제1발광 소자에 인접하게 위치하며, 제3전극 및 제4전극을 포함하는 제2기판과, 상기 제2기판 상에 장착되고, 상기 제3전극 및 제4전극과 전기적으로 연결된 제2발광 소자를 포함하는 발광 소자 모듈을 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제1전극 및 제3전극은 전기적으로 서로 연결되고, 상기 제2전극 및 제4전극은 전기적으로 서로 연결된 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1발광 소자 및 제2기판은 복수 개 구비되고, 상기 제2기판들은 상기 제1발광 소자들 사이에 위치하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1기판 및 제2기판 중 적어도 하나는 리드 프레임으로 구비된 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제1발광 소자 및 제2발광 소자 주위에 위치하는 제1몰딩부와, 상기 제1발광 소자 및 제2발광 소자를 덮는 제2몰딩부를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 복수의 단을 이루도록 적층되고, 각 단이 서로 밀착되게 부착된 복수의 기판과, 상기 각 단에 위치하는 복수의 제1극 전극과, 상기 각 단에 위치하고 상기 제1극과 다른 극을 갖는 복수의 제2극 전극과, 상기 각 단에서 상기 제1극 전극 및 제2극 전극과 전기적으로 연결된 복수의 발광 소자를 포함하는 발광 소자 모듈 할 수 있다.
또한 이러한 발광 소자 모듈을 포함하는 발광 장치를 제공할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 동일한 부피에서 고출력의 광을 발생시킬 수 있고, 이에 따라 생산원가를 낮출 수 있다.
각 단의 발광 소자들의 광이 간섭되거나 간섭되지 않도록 할 수 있고, 서로 다른 색상을 구현하도록 할 수 있어, 조명 효과를 더욱 극대화할 수 있다.
광 집적도를 더욱 높일 수 있고, 휘도를 높일 수 있다.
전체 발광 소자 모듈의 두께를 더욱 얇게 할 수 있다.
그리고 면광원을 구현하기 용이하다.
플립 칩이나 웨이퍼 레벨 패키지 공정을 사용하게 되면, 와이어 본딩 공정을 생략할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 모듈의 단면도이다.
도 2는 도 1의 일부 부분에 대한 평면도이다.
도 3은 도 1의 일부 부분에 대한 다른 실시예의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 소자 모듈의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 발광 소자 모듈의 단면도이다.
도 2는 도 1의 일부 부분에 대한 평면도이다.
도 3은 도 1의 일부 부분에 대한 다른 실시예의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 소자 모듈의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 발광 소자 모듈의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예들에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 모듈의 단면도이다. 도 2는 도 1의 일부 부분에 대한 평면도이다.
상기 발광 소자 모듈은 제1기판(1)을 포함한다.
상기 제1기판(1)은 제1베이스 기판(11)을 포함한다. 상기 제1베이스 기판(11)은 일반적인 수지재로 이루어진 피씨비(PCB) 기판이나 메탈 피씨비(PCB) 기판이 사용될 수 있다. 또 상기 제1베이스 기판(11)은 플렉시블 필름으로 구비될 수 있으며, 플렉시블 피씨비(FPCB) 기판이 사용될 수 있다.
상기 제1베이스 기판(11) 상에는 제1전극(31) 및 제2전극(32)이 형성되어 있다. 상기 제1전극(31) 및 제2전극(32)은 서로 극성이 다른 것으로, 각각 양극 및 음극으로 기능할 수 있다. 상기 제1전극(31) 및 제2전극(32)은 각각 복수개 구비되도록 패터닝될 수 있다. 이 때, 상기 제1전극(31) 및 제2전극(32)은 도 2에서 볼 수 있듯이 직선상의 배선을 포함하도록 패터닝될 수 있다. 복수의 제1전극(31)들은 적어도 일부가 서로 전기적으로 병렬 연결되어 한 번에 전기가 발광소자들로 공급되도록 할 수 있다. 그리고 복수의 제2전극(32)들도 적어도 일부가 서로 전기적으로 병렬 연결되어 한 번에 전기가 발광소자들로 공급되도록 할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1전극(31) 및 제2전극(32)들은 다양한 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 제1전극(31)과 제2전극(32)의 사이에는 제1절연막(12)이 형성되어 있어 전극 간 단락 등을 방지한다.
상기 제1베이스 기판(11) 상에는 제1발광 소자(41)들이 장착된다. 상기 제1발광 소자(41)는 상기 각 제1전극(31) 및 제2전극(32)에 전기적으로 연결되도록 장착되는 것으로, 엘이디(LED) 패키지 소자 또는 엘이디(LED) 칩이 사용될 수 있다. 상기 제1발광 소자(41)가 엘이디 칩일 경우에는 별도의 플립칩 본딩 또는 와이어 본딩이 필요하다.
상기 제1발광 소자(41)는 도 1에서 볼 수 있듯이 복수 개 장착될 수 있는 데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 단일의 제1발광 소자(41) 만이 장착되어도 무방하다.
상기 제1발광 소자(41)는 제1베이스 기판(11)의 제1절연막(12) 상에 본딩될 수 있다.
상기 제1발광 소자(41)가 복수 개 구비될 경우에는 상기 제1발광 소자(41)들은 서로 소정의 간격을 갖도록 배치될 수 있다.
한편, 상기 제1기판(1) 상에는 제2기판(2)이 장착된다. 상기 제2기판(2)은 상기 제1발광 소자(41)들 사이의 간격에 위치할 수 있다.
상기 제2기판(2)은 제2베이스 기판(21)을 포함한다. 상기 제2베이스 기판(21)은 일반적인 수지재로 이루어진 피씨비(PCB) 기판이나 메탈 피씨비(PCB) 기판이 사용될 수 있다. 또 상기 제2베이스 기판(21)은 플렉시블 필름으로 구비될 수 있으며, 플렉시블 피씨비(FPCB) 기판이 사용될 수 있다. 상기 제2베이스 기판(21)은 상기 제1베이스 기판(11)과 같은 종류의 기판이 사용될 수 있는 데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1베이스 기판(11)과는 다른 종류의 기판이 사용될 수도 있다.
상기 제2베이스 기판(21) 상에는 제3전극(33) 및 제4전극(34)이 형성되어 있다. 상기 제3전극(33) 및 제4전극(34)은 서로 극성이 다른 것으로, 각각 양극 및 음극으로 기능할 수 있다. 상기 제3전극(33) 및 제4전극(34)은 각각 복수개 구비되도록 패터닝될 수 있다. 상기 제3전극(33) 및 제4전극(34)은 도 2에서 볼 수 있듯이 직선상의 배선을 포함하도록 패터닝될 수 있다. 이 때, 도 2에서 볼 수 있듯이, 단일의 제2베이스 기판(21)에는 한 줄의 제3전극(33) 및 제4전극(34)이 형성될 수 있다.
상기 제3전극(33)과 제4전극(34)의 사이에는 제2절연막(22)이 형성되어 있어 전극 간 단락 등을 방지한다.
상기 제2베이스 기판(21) 상에는 제2발광 소자(42)들이 장착된다. 상기 제2발광 소자(42)는 상기 각 제3전극(33) 및 제4전극(34)에 전기적으로 연결되도록 장착되는 것으로, 엘이디(LED) 패키지 소자 또는 엘이디(LED) 칩이 사용될 수 있다. 상기 제2발광 소자(42)가 엘이디 칩일 경우에는 별도의 플립칩 본딩 또는 와이어 본딩이 필요하다.
상기 각 제2기판(2)은 도 1 및 도 2를 볼 수 있듯이 한 줄로 제2발광 소자(42)들이 배열되어 있는 선형 구조를 가질 수 있다. 이렇게 제2발광 소자(42)들이 한 줄로 배열되어 있는 선형 구조를 갖는 제2기판(2)이 도 2에서 볼 수 있듯이 제1발광 소자(41)들이 배치된 사이로 상기 제1기판(1) 상에 장착된다.
이 때, 도 2에서 볼 수 있듯이 제2발광 소자(42)들이 수평 방향으로 배치된 2개의 제1발광 소자(41)들의 사이에 배치되지 않고 대각선 방향으로 배치된 제1발광 소자(41)들의 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라 제1발광 소자(41)와 제2발광 소자(42)의 발광 시 전체적인 면 조명의 효과를 더욱 높일 수 있다.
그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 도 3에서 볼 수 있듯이 제2발광 소자(42)가 수평 방향으로 배치된 2개의 제1발광 소자(41)들의 사이에 배치될 수도 있다.
이러한 제1발광 소자(41)들과 제2발광 소자(42)들의 배치는 서로 광 간섭이 일어나지 않게 되도록 할 수도 있고, 서로 보강간섭 또는 소멸간섭이 일어나도록 하여 다양한 조명 효과를 얻도록 할 수도 있다. 또, 제1발광 소자(41)들과 제2발광 소자(42)들이 서로 다른 색상을 구현하는 것으로 함으로써 조명 효과를 더욱 극대화할 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 제1발광 소자(41)들이 구비된 제1기판(1) 상에 제2발광 소자(42)들이 구비된 제2기판(2)이 장착됨으로써 광 집적도를 더욱 높일 수 있고, 휘도를 높일 수 있다.
한편 상기 제1전극(31)은 상기 제3전극(33)과 서로 전기적으로 연결되고, 상기 제2전극(32)은 상기 제4전극(34)과 서로 전기적으로 연결된 것일 수 있다. 이에 따라 상기 제1발광 소자(41)들과 제2발광 소자(42)들을 동시에 점등할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 소자 모듈을 도시한 것이다. 전술한 바와 같이 제1기판(1)은 제1베이스 기판(11)을 포함하며, 상기 제1베이스 기판(11) 상에 제1전극(31) 및 제2전극(32)이 형성되어 있다. 그리고 제1전극(31)과 제2전극(32)의 사이에는 제1절연막(12)이 개재되어 있다.
상기 제1발광 소자(41)는 제1기판(1) 상에 장착되는 것으로, 엘이디 패키지 소자 또는 엘이디 칩이 사용될 수 있다. 상기 제1발광 소자(41)가 엘이디 칩일 경우에는 별도의 플립칩 본딩 또는 와이어 본딩이 필요하다.
상기 제2기판(2)은 리드 프레임으로 구비된다. 즉, 상기 제2기판(2)은 제3전극(33) 및 제4전극(34)과, 이들 사이에 위치하는 제2절연막(22)을 포함한다.
제2발광 소자(42)는 엘이디 칩이 사용될 수 있는 데, 이에 따라 제2기판(2)과 일체로 형성된 제3전극(33) 및 제4전극(34)에 플립칩 본딩 또는 와이어 본딩된다.
이러한 제2기판(2)은 제1기판(1) 상에 장착되는 데, 제3전극(33)이 제1전극(31) 위에 직접 맞닿도록 접촉되고, 제4전극(34)이 제2전극(32) 위에 직접 맞닿도록 접촉된다. 제3전극(33)과 제1전극(31) 및 제4전극(34)과 제2전극(32)은 서로 도전 접착제에 의해 본딩된다.
이러한 구조에 따라 전체 발광 소자 모듈의 두께는 더욱 얇아질 수 있다.
도 4에 따른 실시예에서는 제2기판(2)만을 제3전극(33) 및 제4전극(34)과 일체화된 리드 프레임 구조로 형성하였는 데, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1기판(1)도 제1전극(31), 제2전극(32) 및 제1절연막(12) 만을 포함하는 리드 프레임 구조체로 구비될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예를 도시한 것으로, 도 4와 같은 발광 소자 모듈의 외곽으로 제1몰딩부(51)를 형성하고, 제1발광 소자(41) 및 제2발광 소자(42)를 덮도록 제2몰딩부(52)를 형성한 것이다.
제1몰딩부(51)는 수지재로 구비되어 제1발광 소자(41) 및 제2발광 소자(42)들의 외곽에서 프레임을 형성한다. 제1몰딩부(51)는 제1발광 소자(41) 및 제2발광 소자(42) 전체를 모두 둘러싸도록 프레임을 형성할 수도 있는 데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 일부 그룹들로 구획할 수도 있다.
그리고 제2몰딩부(52)는 수지재에 형광물질이 혼합될 수 있는 데, 이에 따라 제1발광 소자(41) 및 제2발광 소자(42)로부터 발산되는 광의 파장에 여기되어 특정 파장의 빛을 방출할 수 있다.
상기 제2몰딩부(52)는 상기 제1몰딩부(51)에 의해 구획된 그룹들별로 다른 색상을 내도록 할 수도 있다.
이상 설명한 실시예에서는 제1기판(1) 위에 제2기판(2)만이 부착된 2단의 기판 구조를 갖는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 기판이 복수의 단을 이루도록 적층되고, 각 단이 서로 밀착되게 부착된 구조를 가질 수 있다. 이 때, 각 단에는 전술한 바와 같이 복수의 양극 및 음극이 형성되고, 각 단에는 상기 양극들 및 음극들에 전기적으로 연결된 복수의 발광 소자들이 장착될 수 있다.
또한 본 발명은 전술한 바와 같이 칩 스케일의 발광 소자, 플립칩 혹은 와이어 본딩을 필요로 하는 발광 소자 모두에 적용 가능하다.
그리고 상기와 같이 적층된 기판들을 갖는 발광 소자 모듈을 이용하여 발광 장치를 구현할 수 있다. 이 경우, 상기 기판의 배면에 히트 싱크를 설치함으로 방열 기능을 더욱 높일 수 있다. 본 발명의 적층된 기판들을 갖는 발광 소자 모듈을 이용하여 발광 장치를 구현할 경우에는 광 집적도를 더욱 높일 수 있고, 면광원을 구현하기 용이하다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
Claims (7)
- 서로 나란하게 배열된 제1전극 및 제2전극을 포함하는 제1기판;
상기 제1기판 상에 장착되고, 상기 제1전극 및 제2전극과 전기적으로 연결되며, 상기 제1전극과 제2전극의 사이에 위치하는 제1발광 소자;
상기 제1기판 상에 장착되고, 상기 제1발광 소자에 인접하게 위치하며, 서로 나란하게 배열된 제3전극 및 제4전극을 포함하고, 리드 프레임으로 구비되어 상기 제3전극은 상기 제1전극 위에, 상기 제4전극은 상기 제2전극 위에 접하도록 배치된 제2기판; 및
상기 제2기판 상에 장착되고, 상기 제3전극 및 제4전극과 전기적으로 연결되며, 상기 제3전극 및 제4전극의 사이에 위치하는 제2발광 소자;를 포함하는 발광 소자 모듈. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1발광 소자 및 제2기판은 복수 개 구비되고, 상기 제2기판들은 상기 제1발광 소자들 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1기판은 리드 프레임으로 구비된 것을 특징으로 하는 발광 소자 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 제1발광 소자 및 제2발광 소자 주위에 위치하는 제1몰딩부; 및
상기 제1발광 소자 및 제2발광 소자를 덮는 제2몰딩부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 모듈. - 삭제
- 제1항 및 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 발광 소자 모듈을 포함하는 발광 장치.
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KR1020110103157A KR101255747B1 (ko) | 2011-10-10 | 2011-10-10 | 발광 소자 모듈 및 이를 포함하는 조명 장치 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111788513A (zh) * | 2017-11-22 | 2020-10-16 | 傲科激光应用技术股份有限公司 | 电磁辐射转向机构 |
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JP2006049026A (ja) | 2004-08-03 | 2006-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Led照明光源 |
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KR20110064462A (ko) * | 2009-12-08 | 2011-06-15 | 한국광기술원 | 적층형 발광다이오드 패키지 및 그의 제조방법 |
-
2011
- 2011-10-10 KR KR1020110103157A patent/KR101255747B1/ko active IP Right Grant
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