KR101291110B1 - Ｌｅｄ 칩 패키지 - Google Patents
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Abstract
LED 칩 패키지가 개시된다. 상기 빔 프로젝션 LED 칩 패키지는 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩; 상기 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩과 연결되는 전기적인 회로가 형성되며 상기 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩에서 발생하는 열을 확산시킬 수 있는 단일 메탈 PCB(Printed Circuit Board); 및 열전모듈을 포함한다. 또한, 상기 제1색 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 열전모듈의 저온면과 결합되고 상기 열전모듈의 고온면은 상기 메탈 PCB와 결합되며, 상기 제2색 LED 칩, 및 상기 제3색 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 메탈 PCB와 결합되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 일반적으로 빔 프로젝터의 광원이나 조명용으로 사용되는 복수의 LED 칩을 포함하는 LED 칩 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전모듈을 이용하여 열전모듈의 구동에 의해 접점온도한계가 상대적으로 낮은 LED 칩의 온도를 접점온도한계 이하로 낮추면서 동시에 열전소자의 고온면의 온도는 접점온도한계가 상대적으로 높은 LED 칩의 온도와 유사하게 유지하도록 하여 상기 복수의 LED 칩 각각이 단일 메탈 PCB(Printed Circuit Board)에 결합 될 수 있는 빔 프로젝션 LED 칩 패키지에 관한 것이다.
가정용 또는 사무용으로 사용되는 장치(예컨대, 빔 프로젝터)의 광원으로 LED 칩 패키지가 널리 사용되고 있다. 상기 LED 칩은 기존의 램프 등을 이용한 광원에 비해 컬러의 구현성이 뛰어나며 신속한 응답성을 가진다. 또한, 친환경적이면서 수명이 길고 효율이 높은 장점이 있어 점차 그 사용범위가 넓어지고 있다.
그러나, LED 칩은 접점온도한계(Maximum junction temperature limit)가 기존의 광원에 비해 낮아 신중한 온도관리를 필요로 한다. 여기서 접점온도한계라 함은 LED 칩과 같은 소정의 전자소자의 안정적인 구동을 위한 집적회로 접점 상의 최대 온도한계를 의미하며, 상기 전자소자는 상기 접점온도한계 이하의 온도로 유지될 때 안정적으로 구동될 수 있다.
한편, 상기 LED 칩 패키지에는 복수의 LED 칩이 포함된다. 예컨대, 빛의 삼원색인 적색, 녹색, 및 청색의 빛을 각각 발하는 적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 및 청색 LED 칩이 사용되며, 이때 상기 적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 및 청색 LED 칩 각각의 접점온도한계는 LED 칩의 색에 따라 차이가 있다. 예컨대, LED 칩을 구성하는 원재료의 특성상 상기 적색 LED 칩의 접점온도한계는 일반적으로 약 섭씨 80도 수준으로, 상기 녹색 LED 칩, 및 청색 LED 칩의 접점온도한계인 섭씨 120~130도에 비해 상대적으로 낮은 접점온도한계를 가진다.
이러한 접점온도한계의 차이 때문에 종래에는 상기 적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 및 청색 LED 칩은 단일 메탈 PCB상에 결합되지 못하였는데, 이는 상대적으로 높은 접점온도한계를 가지는 상기 녹색 LED 칩, 및 상기 청색 LED 칩의 열이 상기 메탈 PCB를 통해 상기 적색 LED 칩으로 전도되어 상기 적색 LED 칩의 온도를 접점온도한계 이하로 유지하는데 어려움이 있기 때문이다.
따라서 종래에는 상기 적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 및 청색 LED 칩 별로 메탈 PCB를 사용하여 각각 독립된 별도의 LED 칩 패키지를 구성하여 상기 녹색 LED 칩,및 청색 LED 칩의 열이 상기 적색 LED 칩으로 전도되는 것을 막음으로써 상기 적색 LED 칩의 온도가 접점한계온도 이상으로 높아지는 것을 방지하고 있다.
도 1은 이러한 종래의 LED 칩 패키지의 구성을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 종래의 LED 칩 패키지는 적색 LED 칩(11), 녹색 LED 칩(21), 및 청색 LED 칩(31)이 각각 적색 LED용 메탈 PCB(12), 녹색 LED용 메탈 PCB(22), 및 청색 LED용 메탈 PCB(32)에 별도로 패키징(Pakaging)되어 각각 적색 LED 칩 패키지(10), 녹색 LED 칩 패키지(20), 및 청색 LED 칩 패키지(30)를 형성한다. 또한, 상기 각 LED 칩 패키지(10, 20, 30)는 상기 각 메탈 PCB(12, 22, 32)상에 형성되어 상기 각각의 LED 칩(11, 21, 31)에 전류를 공급할 수 있도록 연결된 커넥터(13, 23, 33)를 더 포함할 수 있다.
또한, 이러한 일 예가 한국등록특허(등록번호 10-0947170, "열전소자를 사용하는 프로젝션 엘이디 소자 냉각장치")에 개시되고 있다. 상기 한국등록특허는 LED 소자(칩)의 접점온도한계가 상대적으로 낮은 적색 LED 소자와 접점온도한계가 상대적으로 높은 녹색, 및 청색 LED 소자를 열전소자와 히트파이프를 통해 연결된 일체형 구조로 형성하고, 적색 LED 소자 금속 방열면에 열전소자의 저온면을 위치시키고, 열전소자의 고온면에는 녹색 및 청색 LED 소자의 방열면과 일체형으로 연결되어 있는 히트파이프가 접촉하도록 하여 열전소자의 구동에 의해 적색 LED 소자의 표면온도를 낮추면서 열전소자의 고온 발열면의 열은 히트파이프를 통해 방열되도록 하여 냉각성능을 높이고자 하는 기술적 사상을 가진다.
상기 한국등록특허는 접점한계온도가 상대적으로 낮은 적색 LED 칩과 열전소자를 연결하여 적색 LED 칩의 온도를 접점한계온도 이하로 유지하고자 하나, 각각의 LED 칩(적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 및 청색 LED 칩)이 종래와 같이 별도의 패키지를 구성하고 있으며, 단지 히트 파이프를 통해 각각의 개별적인 LED 칩 패키지를 연결하는데 그치고 있다.
또한, 이러한 일 예가 한국등록특허(등록번호 10-0947170, "열전소자를 사용하는 프로젝션 엘이디 소자 냉각장치")에 개시되고 있다. 상기 한국등록특허는 LED 소자(칩)의 접점온도한계가 상대적으로 낮은 적색 LED 소자와 접점온도한계가 상대적으로 높은 녹색, 및 청색 LED 소자를 열전소자와 히트파이프를 통해 연결된 일체형 구조로 형성하고, 적색 LED 소자 금속 방열면에 열전소자의 저온면을 위치시키고, 열전소자의 고온면에는 녹색 및 청색 LED 소자의 방열면과 일체형으로 연결되어 있는 히트파이프가 접촉하도록 하여 열전소자의 구동에 의해 적색 LED 소자의 표면온도를 낮추면서 열전소자의 고온 발열면의 열은 히트파이프를 통해 방열되도록 하여 냉각성능을 높이고자 하는 기술적 사상을 가진다.
상기 한국등록특허는 접점한계온도가 상대적으로 낮은 적색 LED 칩과 열전소자를 연결하여 적색 LED 칩의 온도를 접점한계온도 이하로 유지하고자 하나, 각각의 LED 칩(적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 및 청색 LED 칩)이 종래와 같이 별도의 패키지를 구성하고 있으며, 단지 히트 파이프를 통해 각각의 개별적인 LED 칩 패키지를 연결하는데 그치고 있다.
하지만, 이와 같이 상기 적색 LED 칩(11), 녹색 LED 칩(21), 및 청색 LED 칩(31) 별로 별도의 패키지를 구성하게 되는 경우 조립생산성이 떨어지며, 생산원가가 상승하게 되고 상기 LED 칩 패키지를 이용하는 장치(예컨대, 빔 프로젝션)의 소형화에 제약이 되는 문제점이 존재할 수 있다.
또한, 상기 적색 LED 칩(11), 녹색 LED 칩(21), 및 청색 LED 칩(31)이 소정의 단일 메탈 PCB(미도시)상에 결합 될 경우, 상대적으로 고온인 녹색 LED 칩(21), 및 청색 LED 칩(31)의 열이 상대적으로 저온인 적색 LED 칩(11)으로 전도되어 상기 적색 LED 칩(11)의 온도가 접점한계온도를 초과하기 쉽다. 그렇게 되면 상기 적색 LED 칩(11)의 성능이 현저하게 떨어지게 되고, 결과적으로 장치의 화질을 떨어뜨리는 주요한 요인이 될 수 있다.
따라서, 상기 적색 LED 칩(11), 녹색 LED 칩(12), 및 청색 LED 칩(13)을 단일 메탈 PCB(미도시) 상에 결합하여 LED 칩 패키지의 생산효율을 높이면서도 상기 적색 LED 칩(11)의 온도를 접점한계온도 이하로 유지하여 성능을 저하시키지 않을 수 있는 기술적 사상이 요구된다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 특정 LED 칩 패키지에 열전모듈을 이용하여 상기 LED 칩 패키지에 포함되는 LED 칩의 온도를 접점한계온도 이하로 유지함으로써 상기 LED 칩의 발광효율을 높이면서, 빔 프로젝터의 화질을 크게 개선할 수 있는 빔 프로젝션 LED 칩 패키지를 제공하는 것이다.
또한, 서로 다른 접점한계온도를 갖는 복수의 LED 칩 각각의 성능 저하 없이 단일 메탈 PCB에 일체형으로 결합할 수 있게 하여 LED 칩 패키지의 생산효율을 높일 수 있는 LED 칩 패키지를 제공하는 것이다.
또한, 별도의 프리즘을 구비하지 않고도 복수의 LED 칩 각각에서 발생하는 빛이 하나의 점광원처럼 한 방향으로 향할 수 있도록 하는 기술적 사상을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 LED 칩 패키지는 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩, 상기 제1색 LED 칩, 상기 제2색 LED 칩, 및 상기 제3색 LED 칩이 배치되며 상기 제1색 LED 칩, 상기 제2색 LED 칩, 및 상기 제3색 LED 칩에서 발생하는 열을 확산시킬 수 있는 단일 메탈 PCB(Printed Circuit Board), 및 열전모듈을 포함하며, 상기 제1색 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 열전모듈의 저온면과 결합되고 상기 열전모듈의 고온면은 상기 메탈 PCB와 결합되며, 상기 제2색 LED 칩, 및 상기 제3색 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 메탈 PCB와 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1색 LED 칩은 상기 제2색 LED 칩 및 제3색 LED 칩에 비해 접점 온도한계가 낮은 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 메탈 PCB는 평판형태인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 메탈 PCB는 한쪽 면에 공동이 형성되고 상기 공동 내부에 상기 제1색 LED 칩, 상기 제2색 LED 칩, 및 상기 제3색 LED 칩이 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 메탈 PCB는 상기 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩 각각에서 발생하는 빛이 특정 지점에서 서로 교차할 수 있도록 소정의 각도로 꺾어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 메탈 PCB는 상기 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩 각각에서 발생하는 빛이 특정 지점에서 서로 교차할 수 있도록 직각으로 꺾인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 LED 칩 패키지는 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩 및 상기 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩에서 발생하는 열을 확산시킬 수 있는 단일 메탈 PCB(Printed Circuit Board)를 포함하며, 상기 메탈 PCB는 한쪽 면에 공동이 형성되고, 상기 공동 내부에 상기 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩이 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 LED 칩 패키지는 열전모듈을 더 포함하며 상기 제1색 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 열전모듈의 저온면과 결합되고 상기 열전모듈의 고온면은 상기 메탈 PCB와 결합되며, 상기 제2색 LED 칩 및 상기 제3색 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 메탈 PCB와 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 LED 칩 패키지는 상기 제1색 LED 칩, 상기 제2색 LED 칩, 및 상기 제3색 LED 칩이 각각 발생하는 빛이 특정 지점에서 서로 교차할 수 있도록 상기 공동 내부에 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 메탈 PCB의 한쪽 면에 결합된 상기 제1색 LED 칩, 상기 제2색 LED 칩, 상기 제3색 LED 칩, 및 상기 열전모듈에서 발생하는 열을 방열할 수 있는 소정의 히트싱크가 상기 메탈 PCB의 다른 쪽 면에 적어도 하나 부착되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 LED 칩 패키지는 복수의 LED 칩을 포함하고, 상기 복수의 LED 칩이 배치되며 상기 복수의 LED 칩 각각에서 발생하는 열을 확산시킬 수 있는 단일 메탈 PCB, 및 열전모듈을 포함하며, 상기 복수의 LED 칩 중 적어도 하나의 제1 LED 칩의 반대면은 상기 열전모듈의 저온면과 결합되고, 상기 열전모듈의 고온면은 상기 메탈 PCB와 결합되며, 상기 제1 LED 칩을 제외한 나머지 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 메탈 PCB와 결합되고, 상기 제1 LED 칩은 상기 나머지 LED 칩보다 낮은 접점온도한계를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 LED 칩 패키지는 열전모듈을 이용하여 LED 칩의 온도를 접점한계온도 이하로 유지할 수 있게 함으로써 상대적으로 낮은 접점한계온도를 가진 적색 LED 칩의 발광효율을 높일 수 있으며, 결과적으로 빔 프로젝터의 화질을 크게 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 열전모듈를 이용하여 LED 칩의 온도가 접점한계온도를 초과하지 않게 제어함으로써 서로 다른 접점한계온도를 갖는 복수의 LED 칩을 단일 메탈 PCB 상에 결합할 수 있게 하여 LED 칩 패키지의 생산효율을 현저하게 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 프리즘을 별도로 구비하지 않고도 복수의 LED 칩에서 각각 발생하는 빛을 한 방향으로 향할 수 있게 하는 기술적 사상을 제공하여 빔 프로젝터의 가격을 낮추고 빔 프로젝터의 소형화, 경량화에도 유리한 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 종래의 프로젝션 광원용 LED 칩 패키지의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 칩 패키지의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 칩 패키지의 실시 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 LED 칩 패키지의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 LED 칩 패키지의 또 다른 실시 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 LED 칩 패키지의 또 다른 실시 예를 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시된 공동의 구현 예를 나타낸다.
도 1은 종래의 프로젝션 광원용 LED 칩 패키지의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 칩 패키지의 개략적인 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 칩 패키지의 실시 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 LED 칩 패키지의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 LED 칩 패키지의 또 다른 실시 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 LED 칩 패키지의 또 다른 실시 예를 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시된 공동의 구현 예를 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LED 칩 패키지의 개략적인 구성을 나타낸다.
우선 도 2a를 참조하면, 하나의 메탈 PCB(140) 상에 제1색 LED 칩(110), 제2색 LED 칩(120), 및 제3색 LED 칩(130)이 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제1색은 적색, 제2색은 녹색, 및 제3색은 청색일 수 있다. 하지만, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지는 않으며 서로 다른 색을 발광하는 복수의 LED 칩이 서로 다른 접점한계온도를 갖는 경우에 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 본 발명의 기술분야의 평균적 전문가는 용이하게 추론할 수 있을 것이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 제1색은 적색, 제2색은 녹색, 및 제3색은 청색인 경우를 일 예로 설명하도록 한다.
본 발명의 기술적 사상에 의하면, 복수의 LED 칩들(예컨대, 110, 120, 130) 중 접점한계온도가 낮은 LED 칩(예컨대, 상기 적색 LED 칩(110))은 메탈 PCB(140)와 열전모듈(150)을 통해 결합 될 수 있다. 즉, 복수의 LED 칩들 중 적어도 하나의 LED 칩과 상기 메탈 PCB 사이에는 열전모듈(150)이 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 의하면 상기 접점한계온도가 상대적으로 낮은 LED 칩은 적색 LED 칩(110)일 수 있다.
그리고 상대적으로 접점한계온도가 높은 LED 칩 즉, 상기 녹색 LED 칩(120) 및 상기 청색 LED 칩(130)은 상기 메탈 PCB(140)와 직접 결합 될 수 있으며, 상기 녹색 LED 칩(120), 및 청색 LED 칩(130)에서 발생하는 열은 상기 메탈 PCB(140)을 통하여 방열 될 수 있다.
또한, 상기 메탈 PCB(140)에서 상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120), 청색 LED 칩(130), 및 상기 열전모듈(150)가 결합 된 한쪽 면의 반대쪽 면에 소정의 히트싱크(미도시)를 부착하여 좀 더 효과적인 방열이 이루어지도록 할 수 있다.
이때 상기 열전모듈(150)와 상기 적색 LED 칩(110) 및 상기 메탈 PCB(140)의 연결이 도 2b에 도시된다.
도 2b는 도 2a에서 상기 적색 LED 칩(110)이 결합 된 부분을 확대한 도면으로, 도 2b를 참조하면, 상기 열전모듈(150)의 저온면은 상기 적색 LED 칩(110)의 발광면의 반대면에 접촉되도록 하며, 상기 열전모듈(150)의 고온면은 상기 메탈 PCB(140)와 접촉되도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 또한 상기 적색 LED 칩(110), 및/또는 상기 열전모듈(150)은 상기 메탈 PCB(140)상에 형성된 전기적인 회로 또는 소정의 케이블을 통해 각각 전력을 공급받을 수 있다.
이러한 구성을 통해 본 발명에 따른 LED 칩 패키지는 상기 적색 LED 칩(110)의 온도를 낮추어 접점한계온도 이하로 유지할 수 있으며, 상기 열전모듈(150)의 고온면에서 발생하는 열은 상기 메탈 PCB(140)로 전도되어 방열 될 수 있다. 이때, 상기 열전모듈(150)의 고온면의 온도는 상기 녹색 LED 칩(120), 및 청색 LED 칩(130) 각각의 접점온도한계를 넘지 않도록 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
한편, 여기서 상기 열전모듈(150)은 직류전류를 인가함에 따라 한쪽 면에서 발열이 일어나고 다른 쪽 면에서 냉각이 일어나게 되는 펠티에 효과를 이용한 전자소자로써, 이와 같은 열전소자에 대한 기술은 널리 알려져 있으므로 본 명세서에서 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 메탈 PCB(140)는 상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120), 청색 LED 칩(130), 및 열전모듈(150)에서 발생하는 열을 상기 메탈 PCB(140) 전면에 걸쳐 확산시키고 방열할 수 있다. 또한, 상기 메탈 PCB(140)는 필요에 따라 상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120), 청색 LED 칩(130), 및/또는 상기 열전모듈(150)과의 효과적인 접촉결합을 위해 솔더링, 은에폭시 또는 고열전도용 실리콘 등을 사용하여 결합 될 수 있다. 또한, 구현 예에 따라 상기 메탈 PCB(140)는 상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120), 청색 LED 칩(130), 및 상기 열전모듈(140)로 DC 전류를 인가하기 위한 하나의 전류극으로 사용될 수도 있다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 칩 패키지의 다양한 구현 예를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120), 및 청색 LED 칩(130)이 결합 되는 상기 메탈 PCB(140)는 평판의 형태로 구현될 수 있다.
상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120) 및 청색 LED 칩(130)은 평판으로 된 단일 메탈 PCB(140)상에 각각 이격 되어 배치되며, 상기 각각의 LED 칩(110, 120, 130)은 전력을 공급할 수 있도록 상기 메탈 PCB(140)상에 형성된 각각의 커넥터(210, 220, 230)와 연결될 수 있다.
물론, 이때에도 상기 적색 LED 칩(110)과 상기 메탈 PCB(140) 사이에 상기 열전모듈(150)이 배치되어 상기 적색 LED 칩(110)이 접점한계온도를 초과하지 않도록 제어할 수 있으며, 상기 메탈 PCB(140)에서 상기 각 LED 칩(110, 120, 130), 커넥터(210, 220, 230), 및 상기 열전모듈(150)이 결합된 쪽의 반대 면에 소정의 히트싱크(미도시)를 부착하여 효과적으로 방열이 되도록 할 수도 있다.
또한 도 4를 참조하면, 구현 예에 따라 본 발명에 따른 LED 칩 패키지는 "ㄷ"자 형태로 구현될 수 있다. 이를 위해 상기 메탈 PCB(140)는 직각으로 접힌 "ㄷ"자 형태로 형성될 수 있다. 이때 상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120) 및 청색 LED 칩(130)은 발광면에서 발생되는 빛이 특정 지점에서 서로 교차 되도록 배치될 수 있다. 또한, 빛이 교차되는 상기 특정 지점에 소정의 프리즘(미도시)을 구비하여 빛이 한 방향으로 향하도록 할 수 있다.
또한, 상기 메탈 PCB(140)상에 형성되는 상기 커넥터(210, 220, 230)들을 통해 전력을 공급받을 수 있으며, 상기 적색 LED 칩(110)과 상기 메탈 PCB(140) 사이에는 상기 열전모듈(150)이 배치되어 상기 적색 LED 칩(110)이 접점한계온도 이하로 유지되도록 할 수 있다. 이때에도 상기 각 LED 칩(110, 120, 130)이 결합되어 있는 반대쪽 면에 소정의 히트싱크(미도시)가 부착되어 효과적인 방열을 할 수 있음은 물론이다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 LED 칩 패키지는 상기 메탈 PCB(140)가 도 4의 경우와 같은 "ㄷ"자 형태가 아니라, 직각이 아닌 소정의 각도로 접힌 형태로 제작될 수 있으며, 상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120), 및 청색 LED 칩(130)의 발광면에서 각각 발생되는 빛이 어느 특정 지점에서 서로 교차되도록 할 수 있다. 이러한 경우에도 상기 특정 지점에는 소정의 프리즘(미도시)이 구비되어 빛을 한 방향으로 모으는 역할을 할 수 있다.
물론 이때에도 전술한 바와 같이 상기 메탈 PCB(140)상에 상기 커넥터(210, 220, 230)들이 배치되어 이를 통해 전력을 공급받을 수 있고, 상기 적색 LED 칩(110)과 상기 메탈 PCB(140) 사이에 배치된 상기 열전모듈(150)을 통해 상기 적색 LED 칩(110)이 접점한계온도 이하로 유지되도록 할 수 있으며, 소정의 히트싱크(미도시)를 통해 효과적으로 방열이 될 수도 있다.
한편, LED 칩 패키지가 빔 프로젝션의 광원으로 사용되기 위해 전술한 바와 같이 상기 메탈 PCB(140) 상에 상기 LED 칩들(110, 120, 130)이 각각 배치되는 경우 각각의 LED 칩에서 발생되는 빛을 한 방향으로 모아야 할 필요가 있으며, 이를 위해 프리즘이 사용되고 있다. 본 발명에 따른 LED 칩 패키지에서도 상기 메탈 PCB(140)에 배치된 각각의 LED 칩(110, 120, 130)의 위치에 따라 상기 각각의 LED 칩(110, 120, 130)에서 발생되는 빛이 교차되는 특정 지점에 소정의 프리즘(미도시)을 구비하여 상기 각각의 LED 칩(110, 120, 130)에서 발생되는 빛을 한 방향으로 모을 수 있다.
한편, 구현 예에 따라 본 발명에 따른 LED 칩 패키지는 별도의 프리즘을 구비하지 않고도 적색, 녹색, 및 청색의 빛이 하나의 점광원에서 발생하는 것과 같은 효과를 가질 수 있도록 할 수 있으며, 이를 위한 기술적 사상이 도 6에 도시된다.
도 6은 본 발명에 따른 LED 칩 패키지의 또 다른 구현 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 전술한 도 3의 경우와 같이 상기 메탈 PCB(140)는 평판 형태로 구현될 수 있다. 이때 상기 메탈 PCB(140)상의 소정의 지점에 공동(空洞, 160)을 형성하고, 상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120) 및 청색 LED 칩(130)에서 각각 발생하는 빛이 특정 지점에서 교차될 수 있도록 상기 공동(160) 내부에 상기 각 LED 칩(110, 120, 130)이 결합 될 수 있다. 상기 공동(160)의 크기는 상기 공동(160) 내부에서 발생하는 빛이 분산되어 흩어지지 않도록 가능한 작게 형성되는 것이 바람직할 수 있다.
또한 상기 메탈 PCB(140) 상에 형성된 상기 커넥터(210, 220, 230)들을 통해 상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120), 및 청색 LED 칩(130)에 각각 전력을 공급할 수 있다. 또한 앞서 설명한 바와 같이, 상기 적색 LED 칩(110)과 상기 메탈 PCB(140)사이에 상기 열전모듈(150)을 구비하여 상기 적색 LED 칩(110)이 접점온도한계 이하로 구동될 수 있도록 온도를 제어할 수 있으며, 소정의 히트싱크(미도시)를 통해 효과적으로 방열이 될 수 있다.
이처럼 상기 열전모듈(150)을 이용하여 상기 적색 LED 칩(110)의 온도를 접점온도한계 이하로 유지할 수 있게 되기 때문에, 상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120), 및 청색 LED 칩(130)이 상기 공동(160) 내부에 같이 결합되어 배치될 수 있다. 또한, 이러한 구성이 가능해 짐으로써 빛의 방향을 한쪽으로 모아줄 프리즘을 구비할 필요가 없어질 수 있으므로, 결과적으로 빔 프로젝터가 소형화, 경량화되는데 큰 효과를 가질 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 상기 공동(160)의 구현 예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 도 6에서 전술한 상기 공동(160)은 사각 형태로 형성될 수 있으며(도 7a), 또는 타원형(도 7b)이나 원뿔형(도 7c) 등의 형태로도 형성될 수 있다. 이 외에도, 상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120) 및 청색 LED 칩(130)이 모두 상기 공동(160) 내부에 결합 될 수 있으면 어떠한 형태로도 형성될 수 있음은 물론이다.
즉, 상기 공동(160) 내부에 상기 적색 LED 칩(110), 녹색 LED 칩(120) 및 청색 LED 칩(130)이 모두 위치하는 경우에는, 도 7a 및 도 7b와 같이 각각의 칩들(110, 120, 130)에서 발생하는 빛이 특정 지점에서 교차할 수 있도록 상기 칩들(110, 120, 130)이 위치할 수도 있다. 즉, 상기 칩들(110, 120, 130) 각각의 발광면에 수직인 수직선들이 상기 특정 지점에서 교차할 수 있도록 상기 칩들(110, 120, 130)이 상기 공동(160) 내부에 배치될 수 있다.
하지만, 도 7c와 같이 각각의 칩들(110, 120, 130) 각각의 발광면에 수직인 수직선들이 어느 한 지점에서 교차되지 않도록 설치될 수도 있다. 왜냐하면, 이러한 경우에도 상기 공동(160)이 작은 경우에는 상기 공동(160)의 구멍방향으로 빛이 출력될 수 있으며, 상기 복수의 칩들(110, 120, 130)은 점광원의 기능을 할 수 있기 때문이다. 이러한 경우에는 접점한계온도가 낮은 칩(110)은 다른 칩들(120, 130)과는 서로 다른 면에 배치되는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (11)
- LED 칩 패키지에 있어서,
제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩;
상기 제1색 LED 칩, 상기 제2색 LED 칩, 및 상기 제3색 LED 칩이 배치되며 상기 제1색 LED 칩, 상기 제2색 LED 칩, 및 상기 제3색 LED 칩에서 발생하는 열을 확산시킬 수 있는 단일 메탈 PCB(Printed Circuit Board); 및
열전모듈을 포함하며,
상기 제1색 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 열전모듈의 저온면과 결합되고 상기 열전모듈의 고온면은 상기 메탈 PCB와 결합되며,
상기 제2색 LED 칩, 및 상기 제3색 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 메탈 PCB와 결합되는 것을 특징으로 하는 LED 칩 패키지.
- 제 1항에 있어서, 상기 제1색 LED 칩은,
상기 제2색 LED 칩 및 제3색 LED 칩에 비해 접점 온도한계가 낮은 것을 특징으로 하는 LED 칩패키지.
- 제 1항에 있어서, 상기 메탈 PCB는,
평판형태인 것을 특징으로 하는 LED 칩 패키지.
- 제 1항에 있어서, 상기 메탈 PCB는,
한쪽 면에 공동이 형성되고 상기 공동 내부에 상기 제1색 LED 칩, 상기 제2색 LED 칩, 및 상기 제3색 LED 칩이 결합되는 것을 특징으로 하는 LED 칩 패키지.
- 제 1항에 있어서, 상기 메탈 PCB는,
상기 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩 각각에서 발생하는 빛이 특정 지점에서 서로 교차할 수 있도록 소정의 각도로 꺾어지는 것을 특징으로 하는 LED 칩 패키지.
- 제 5항에 있어서, 상기 메탈 PCB는,
상기 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩 각각에서 발생하는 빛이 특정 지점에서 서로 교차할 수 있도록 직각으로 꺾인 것을 특징으로 하는 LED 칩 패키지.
- LED 칩 패키지에 있어서,
제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩; 및
상기 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩에서 발생하는 열을 확산시킬 수 있는 단일 메탈 PCB(Printed Circuit Board)를 포함하며,
상기 메탈 PCB는,
한쪽 면에 공동이 형성되고, 상기 공동 내부에 상기 제1색 LED 칩, 제2색 LED 칩, 및 제3색 LED 칩이 결합되는 것을 특징으로 하는 LED 칩 패키지.
- 제 7항에 있어서, 상기 LED 칩 패키지는,
열전모듈을 더 포함하며,
상기 제1색 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 열전모듈의 저온면과 결합되고 상기 열전모듈의 고온면은 상기 메탈 PCB와 결합되며,
상기 제2색 LED 칩 및 상기 제3색 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 메탈 PCB와 결합되는 것을 특징으로 하는 LED 칩 패키지.
- 제 7항에 있어서, 상기 LED 칩 패키지는,
상기 제1색 LED 칩, 상기 제2색 LED 칩, 및 상기 제3색 LED 칩이 각각 발생하는 빛이 특정 지점에서 서로 교차할 수 있도록 상기 공동 내부에 결합되는 것을 특징으로 하는 LED 칩 패키지.
- 제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 LED 칩 패키지는,
상기 메탈 PCB의 한쪽 면에 결합된 상기 제1색 LED 칩, 상기 제2색 LED 칩, 상기 제3색 LED 칩, 및 상기 열전모듈에서 발생하는 열을 방열할 수 있는 소정의 히트싱크가 상기 메탈 PCB의 다른 쪽 면에 적어도 하나 부착되는 것을 특징으로 하는 LED 칩 패키지.
- 복수의 LED 칩을 포함하는 LED 칩 패키지에 있어서,
상기 복수의 LED 칩이 배치되며 상기 복수의 LED 칩 각각에서 발생하는 열을 확산시킬 수 있는 단일 메탈 PCB; 및
열전모듈을 포함하며,
상기 복수의 LED 칩 중 적어도 하나의 제1 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 열전모듈의 저온면과 결합되고, 상기 열전모듈의 고온면은 상기 메탈 PCB와 결합되며,
상기 적어도 하나의 제1 LED 칩을 제외한 나머지 LED 칩의 발광면의 반대면은 상기 메탈 PCB와 결합되고,
상기 적어도 하나의 제1 LED 칩은 상기 나머지 LED 칩보다 낮은 접점온도한계를 가지는 것을 특징으로 하는 LED 칩 패키지.
.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP2016164922A (ja) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | 株式会社リコー | 温度制御装置、画像表示装置、車両 |
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- 2012-01-30 KR KR1020120008752A patent/KR101291110B1/ko active IP Right Grant
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