KR101701740B1 - 형광몰딩층을 갖지 않는 led 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제작이 용이하고 열적 내구성 및 우수한 색재현성을 갖는 LED 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈은 기판과, 상기 기판 상에 실장된 복수 개의 LED 베어칩들, 및 상기 기판에 부착되어 복수 개의 상기 LED 베어칩을 덮으며 형광체를 포함하는 색변환 시트를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈은 기판과, 상기 기판 상에 실장된 복수 개의 LED 베어칩들, 및 상기 기판에 부착되어 복수 개의 상기 LED 베어칩을 덮으며 형광체를 포함하는 색변환 시트를 포함한다.
Description
본 발명은 LED 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형광체 몰드를 갖지 않는 LED 모듈에 관한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diode; LED)는 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 정공)를 만들고 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 소자를 지칭하며, GaAsP 등을 이용한 적색 발광 다이오드, GaP 등을 이용한 녹색 발광 다이오드, InGaN/AlGaN 더블 헤테로(double hetero) 구조를 이용한 청색 발광 다이오드 등이 있다.
발광장치는 발광 다이오드 칩과 형광체 몰드를 결합하여 백색광을 구현할 수 있다. 예를들어, 청색을 발광하는 발광다이오드 칩 상부에 그 광의 일부를 여기원으로서 황록색 또는 황색을 발광하는 형광체 몰드를 배치시켜 발광 다이오드 칩의 청색 발광과 형광체의 황록색 또는 황색 발광에 의해 백색을 얻을 수 있다. 즉, 430nm 내지 480㎚ 파장을 발광하는 반도체 성분으로 이루어진 청색 발광 다이오드 칩과 청색광을 여기원으로 하여 황색광을 발생시킬 수 있는 형광체의 조합으로 백색광의 구현이 가능하다.
즉, 종래의 백색 발광장치는 고휘도의 청색 LED에서 방출되는 충분히 높은 에너지를 갖는 광이 황색 YAG계 형광체를 여기시켜 황색영역의 광을 방출시킴으로써 LED의 청색 및 형광체의 황색의 조합으로 백색을 유도하는 방법을 이용하였다.
또한, 형광체 몰드를 형성하기 위하여 리플랙터를 설치하고, 리플랙터 내에 형광체 수지를 주입하여 LED 패키지를 구성하였다. 그러나 이러한 LED 패키지는 제작 공정이 복잡할 뿐만 아니라 형광체의 도포 시에 사용되는 에폭시 수지 혹은 실리콘 수지의 혼합 비율, 이러한 수지의 열적 불안정성, 그리고 경화시 형광체의 불규칙한 퇴적 등으로 발광 휘도가 불규칙하고 소자의 불량률이 높고, 색 재현성이 떨어지는 문제점을 지니고 있다.
본 발명은 전술한 종래기술을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제작이 용이하고 열적 내구성 및 우수한 색재현성을 갖는 LED 모듈을 제공함에 있다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈은 기판과, 상기 기판 상에 실장된 복수 개의 LED 베어칩들, 및 상기 기판에 부착되어 복수 개의 상기 LED 베어칩을 덮으며 형광체를 포함하는 색변환 시트를 포함한다.
여기서, 상기 색변환 시트는 상기 LED 베어칩의 상면 및 상기 기판에 부착될 수 있다.
또한, 상기 LED 모듈은 상기 기판 상에서 상기 LED 베어칩들 사이에 형성되어 상기 LED 베어칩의 측면을 감싸는 언더 필링층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 언더 필링층은 복수개의 LED 베어칩의 측면과 맞닿으며 일체(unibody)로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 언더 필링층은 빛을 투과시키는 광투과성 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 언더 필링층은 빛을 반사시키는 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 언더 필링층은 상기 LED 베어칩들의 측면과 하면을 감싸도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 언더 필링층의 상면은 상기 LED 베어칩의 상면과 동일한 평면 상에 위치하고, 상기 색변환 시트는 상기 언더 필링층의 상면과 상기 LED 베어칩의 상면에 맞닿도록 부착될 수 있다.
또한, 상기 언더 필링층은 상기 LED 베어칩의 상면을 덮도록 형성되고, 상기 색변환 시트는 상기 언더 필링층을 사이에 두고 상기 LED 베어칩의 상면과 대향하도록 부착될 수 있다.
또한, 상기 언더 필링층의 상면은 상기 LED 베어칩의 상면의 상면보다 더 낮게 형성되고, 상기 색변환 시트와 상기 LED 베어칩의 측면 사이에는 완충 공간이 형성될 수 있다.
또한, 상기 언더 필링층은 필름으로 이루어지고 상기 언더 필링층은 복수개의 홀을 갖고, 상기 홀에는 상기 LED 베어칩이 삽입될 수 있다.
또한, 상기 색변환 시트에는 상기 언더 필링층과 상기 LED 베어칩 사이의 갭으로 삽입되는 돌출부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 돌출부는 상기 LED 베어칩의 둘레 방향으로 이어진 고리 형상의 횡단면을 갖도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 색변환 시트는 형광체를 포함하는 제1시트와 접착성을 갖는 제2시트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1시트는 제1기재와 상기 제1기재에 도포된 형광체층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2시트는 제2기재와 상기 제2기재에 도포된 접착층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1시트의 경도는 상기 제2시트의 경도보다 더 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2시트의 경도는 쇼어 A(Shore A) 경도 5이상 20이하로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제2시트의 두께는 15㎛보다 크고, 상기 LED 베어칩의 두께보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 상기 LED 베어칩의 측면과 상기 색변환 시트 사이에는 완충 공간이 형성되고, 상기 완충 공간은 상기 LED 베어칩의 둘레 방향으로 이어져 상기 베어칩의 측면을 감싸도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 색변환 시트는 적어도 하나 이상의 개구를 포함하며, 상기 개구는 상기 LED 베어칩 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 LED 모듈은 색변환 시트를 구비하여 LED 패키지 제조 공정을 갖지 않으므로 보다 용이하게 LED 모듈을 제조할 수 있다.
또한, 형광체 몰드 대신에 색변환 시트를 구비하므로 열에 의하여 형광체 몰드가 열화되는 것을 방지하여 우수하게 백색을 재현할 수 있다.
또한, 색변환 시트가 제1시트와 제2시트를 포함하므로 접착성과 형광체층을 갖는 색변환시트를 보다 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 색변환 시트를 보다 용이하게 설치할 수 있다.
또한, LED 베어칩의 측면에 완충 공간이 형성되므로 완충공간으로 방사된 빛이 측방향으로 퍼져서 도트 보임 효과를 효율적으로 감소시킬 수 있다.
또한, LED 베어칩의 측면과 맞닿는 언더 필링층이 형성되므로 LED 베어칩에서 형성된 열을 효율적으로 방출하여 색변환 시트가 열화되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 모듈을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 모듈을 도시한 단면도이다.
도 3은 색변환 시트가 제조되는 공정 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 5은 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 평면도이다.
도 8는 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 모듈을 도시한 단면도이다.
도 3은 색변환 시트가 제조되는 공정 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 5은 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 평면도이다.
도 8는 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명 및 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 모듈을 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 모듈을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 LED 모듈(101)은 기판(21), LED 베어칩(25), 언더 필링층(22), 솔더링부(27), 색변환 시트(10)를 포함한다.
기판(21)은 LED 베어칩(25)을 고밀도로 실장할 수 있는 기판이면 어느 것이나 가능하다. 제한적이지는 않으나, 예를 들어, 이러한 기판(21)으로는 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), SiC, 흑연, 용융실리카(fusedsilica), 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite), 지르코니아(zirconia), 베릴리아(beryllia), 및 질화알루미늄(aluminum nitride), LTCC(lowtemperature co-fired ceramic) 등을 들 수 있다.
기판(21)은 원형 또는 다각형상의 판으로 이루어질 수 있으며, 기판(21)에는 LED 베어칩(25)에 전원을 공급하기 위한 제1와이어(23)와 제2와이어(24)가 설치될 수 있다. 본 제1실시예에 따른 LED 모듈(101)은 솔더링부(27)를 통해서 LED 베어칩(25)과 기판(21)이 전기적으로 연결되며 별도의 본딩 와이어를 갖지 않는다. 솔더링부(27)는 LED 베어칩(25)과 기판(21)을 전기적으로 연결하는데, 특히 LED 베어칩(25)에 형성된 단자(26)를 기판(21)에 전기적으로 연결하는데, 솔더링부(27)는 표면실장 방식(SMT; Surface Mount Technology)으로 형성될 수 있다.
LED 베어칩(25)은 청색 발광 LED 칩으로서, 430nm 내지 480nm의 파장을 발광하는 반도체 성분으로 이루어질 수 있다. 다만, LED 베어칩(25)은 다른 컬러광을 출사하는 LED 베어칩이 사용될 수 있으며, 본 발명의 범위가 특정 LED 베어칩으로 제한되는 것은 아니다.
언더 필링층(22)은 LED 베어칩들(25) 사이의 공간을 채우도록 형성되는데, 액상의 수지를 LED 베어칩들(25) 사이로 주입하여 언더 필링층(22)을 형성할 수 있다. 언더 필링층(22)은 에폭시계 수지로 이루어질 수 있으며, 폴리이미드계 수지로 이루어질 수도 있다. 또한, 언더 필링층(22)은 빛을 투과시키는 광투과성 물질로 이루어질 수 있으며, 빛을 반사시키는 흰색 또는 은색 물질로 이루어질 수도 있다. 하나의 언더 필링층(22)은 복수개의 LED 베어칩(25)의 측면과 맞닿으며 일체(unibody)로 이루어질 수 있다.
언더 필링층(22)은 LED 베어칩(25)들의 측면과 하면을 감싸도록 형성되며 언더 필링층(22)의 상면은 LED 베어칩(25)의 상면과 동일한 평면 상에 위치하도록 형성될 수 있다. 이에 따라 언더 필링층(22)의 상면과 기판(21) 사이의 거리는 LED 베어칩(25)의 상면과 기판(21) 사이의 거리와 동일하게 된다. 또한, 언더 필링층(22)은 LED 베어칩(25)들의 상면만 노출시키고 측면과 하면을 감싸도록 형성될 수 있다.
언더 필링층(22)은 색변환 시트(10)가 부착되는 면을 평탄화하여 색변환 시트(10)가 기판(21) 상에 안정적으로 설치될 수 있도록 할 뿐만 아니라 LED 베어칩(25) 및 기판(21)에서 발생하는 열을 신속하게 방출시키는 역할을 한다.
한편, 색변환 시트(10)는 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치되며 LED 베어칩(25)의 상면 및 기판(21)에 부착된다. 기판(21)에는 하나의 색변환 시트(10)가 기판(21)에 설치된 모든 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치될 수 있다. 이때 색변환 시트(10)는 일체(unibody)로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 하나의 기판(21)에 복수의 색변환 시트(10)가 설치될 수도 있다. 다만 이 경우에도 색변환 시트(10)는 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 색변환 시트(10)는 형광체(15)를 갖는 제1시트(11)와 접착성을 갖는 제2시트(12)를 포함한다. 제1시트(11)는 제1기재(11a)와 제1기재(11a)에 도포된 형광체층(11b)을 포함한다. 제1기재(11a)는 수지로 이루어질 수 있으며, 상기 수지는, 제한적이지는 않으나, 예를 들어, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 글래스, 글래스 세라믹(glass ceramic), 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 나일론 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 염화비닐 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리에틸렌 수지, 테프론 수지, 폴리스틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리올레핀 수지 등 투명성을 가진 열경화성 수지를 포함할 수 있다.
형광체층(11b)은 LED 베어칩(25)으로부터 출사된 청색광에 의해 여기되어 방출되는 파장이 노란색인 형광체를 주성분으로 하여 제조된다. 여기서, 본 실시예는 LED 베어칩(25)이 청색광을 출력하는 경우, 백색광을 만들기 위한 색변환 시트(10)를 구성하는 경우에 해당하지만, LED 베어칩(25)이 녹색광 또는 적색광을 출력하는 경우 형광체는 백색광을 만들기 위해 다른 형광체가 사용될 수 있다.
형광체층(11b)은 슬롯다이 또는 닥터 블레이드를 이용하여 인쇄방식으로 제1기재(11a) 상에 도포될 수 있다. 이때, 제1시트(11)는 롤러에 감겨진 리본 형상으로 이루어지며 1m/min 내지 15m/min의 속도로 이송될 수 있으며, 제1시트(11)는 10m 이상의 열경화 구간을 지나면서 경화된다.
제2시트(12)는 제2기재(12a)와 제2기재(12a)에 형성된 접착층(12b)을 포함한다. 제2기재(12a)는 접착력을 갖는 수지로 이루어질 수 있으며, 특히 내열성 투명 실리콘으로 이루어질 수 있다. 접착층(12b)은 UV 경화성 수지, 열경화성 수지, 실란트 등 투명한 접착제를 포함할 수 있다.
접착층(12b)은 슬롯다이 또는 닥터 블레이드를 이용하여 인쇄방식으로 제2기재(12a) 상에 도포될 수 있다. 제2시트(12)의 경도는 제1시트(11)의 경도보다 더 작게 형성되며, 제2시트(12)의 경도는 쇼어 A(Shore A) 경도 5이상 20이하로 이루어질 수 있다. 또한, 제2시트(12)의 두께는 15㎛보다 크고, LED 베어칩(25)의 두께보다 작게 이루어질 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 제2시트(12)는 다양한 구조로 이루어질 수 있다.
제2시트(12)는 제1시트(11)보다 열전도성이 더 크게 형성되는데, 제2시트(12)는 폴리이미드계 수지로 이루어질 수 있으며 제2시트(12)는 열전도성이 향상될 수 있도록 ITO(indium tin oxide) 등의 금속산화물을 포함할 수 있다. 또한, 제1시트(11)와 제2시트(12)는 롤투롤(roll to roll) 공정에 의하여 가압 가열 접착될 수 있다.
색변환 시트(10)는 LED 베어칩(25), 언더 필링층(22), 및 기판(21)과 맞닿도록 부착되는바, 색변환 시트(10)는 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치되며 LED 베어칩(25), 언더 필링층(22), 및 기판(21)에 부착된다. 기판(21)에는 하나의 색변환 시트(10)가 기판(21)에 설치된 모든 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치될 수 있다. 이때 색변환 시트(10)는 일체(unibody)로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 하나의 기판(21)에 복수의 색변환 시트(10)가 설치될 수도 있다. 다만 이 경우에도 색변환 시트(10)는 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치될 수 있다.
본 제1실시예에 따른 LED 모듈(101)은 형광몰딩층을 갖지 않고, 패키지 형태로 이루어지지 아니하며, LED 베어칩(25)이 기판(21)에 직접 실장되므로 LED 모듈이 부피를 현저히 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조 공정을 현저히 단순화할 수 있다.
또한, 형광몰딩층 대신 색변환 시트(10)가 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치되므로 열적인 영향에 의하여 형광몰딩층이 열화되어 색재현성이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
본 제1 실시예와 같이 언더 필링층(22)이 형성되면, LED 베어칩(25)에서 발생한 열을 보다 용이하게 배출할 수 있을 뿐만 아니라 색변환 시트(10)가 보다 안정적으로 부착될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 모듈에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 모듈을 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 LED 모듈(102)은 색변환 시트(10)와 언더 필링층(22)가 형성된 것을 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 LED 모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 제2 실시예에 따른 LED 모듈(102)은 기판(21), LED 베어칩(25), 색변환 시트(10), 솔더링부(27)를 포함한다.
기판(21)은 배선이 형성된 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있으며, LED 베어칩(25)은 청색 발광 LED 칩으로서, 430nm 내지 480nm의 파장을 발광하는 반도체 성분으로 이루어질 수 있다. 다만, LED 베어칩(25)은 다른 컬러광을 출사하는 LED 베어칩이 사용될 수 있으며, 본 발명의 범위가 특정 LED 베어칩으로 제한되는 것은 아니다. 솔더링부(27)는 LED 베어칩(25)의 단자(26)와 기판(21)을 전기적으로 연결하며 표면실장 방식(SMT; Surface Mount Technology)에 의하여 형성될 수 있다.
색변환 시트(10)는 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치되며 LED 베어칩(25)의 상면, 및 기판(21)의 상면에 부착된다. 기판(21)에는 하나의 색변환 시트(10)가 기판(21)에 설치된 모든 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치될 수 있으며, 기판(21)에는 복수개의 색변환 시트(10)가 설치될 수도 있다.
색변환 시트(10)는 형광체(15)를 갖는 제1시트(11)와 접착성을 갖는 제2시트(12)를 포함한다. 제1시트(11)는 수지에 형광체가 포함된 구조로 이루어지며, 수지와 형광체의 혼합물인 슬러리를 금형에서 시트 형상으로 프레스 성형하여 제조할 수 있다.
또한, 제2시트(12)는 접착력을 갖는 시트로 이루어지며 UV 경화성 수지, 열경화성 수지, 실란트 등 투명한 접착제를 포함할 수 있다. 제1시트(11)와 제2시트(12)는 롤투롤(roll to roll) 공정에 의하여 가압 가열 접착될 수 있다.
색벽환 시트(10)는 LED 베어칩(25)의 측면과의 사이에 완충 공간(28)을 형성한다. 색변환 시트(10)는 LED 베어칩(25)의 상면과 기판(21)에 접촉하도록 부착되어, LED 베어칩(25)의 측면과 색벽환 시트(10) 사이에 완충 공간을 형성할 수 있다. 완충 공간(28)은 LED 베어칩(25)의 둘레방향으로 이어져 LED 베어칩(25)의 측면을 감싸도록 형성된다. 또한, 완충 공간(28)은 삼각 채널 형태로 이루어져 삼각형의 종단면을 가질 수 있다.
색변환 시트(10)는 LED 베어칩(25)의 상면에 부착된 제1부분과 기판(21)에 부착된 제2부분 및 완충 공간(28)을 형성하는 제3부분을 포함한다. 제1부분은 LED 베어칩(25)의 상면에 부착되며 제2부분은 기판(21)에 부착되며 제2부분은 LED 베어칩들(25) 사이에 위치하거나, LED 베어칩(25)의 외측에 위치할 수 있다. 제3부분은 LED 베어칩(25)의 측면과 색변환 시트(10) 사이에서 완충 공간(28)을 형성한다.
이와 같이 색변환 시트(10)에 의하여 완충 공간(28)이 형성되면 LED 베어칩(25)에서 발산된 빛이 완충 공간(28)에서 확산되어 도트 보임 현상을 감소시킬 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 모듈에 대하여 설명한다. 도 5은 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 LED 모듈(103)은 기판(21), LED 베어칩(25), 언더 필링층(22), 색변환 시트(10), 솔더링부(27)를 포함한다.
기판(21)은 배선이 형성된 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있으며, LED 베어칩(25)은 청색 발광 LED 칩으로서, 430nm 내지 480nm의 파장을 발광하는 반도체 성분으로 이루어질 수 있다. 다만, LED 베어칩(25)은 다른 컬러광을 출사하는 LED 베어칩이 사용될 수 있으며, 본 발명의 범위가 특정 LED 베어칩으로 제한되는 것은 아니다. 솔더링부(27)는 LED 베어칩(25)의 단자(26)와 기판(21)을 전기적으로 연결하며 표면실장 방식(SMT; Surface Mount Technology)에 의하여 형성될 수 있다.
언더 필링층(22)은 LED 베어칩들(25) 사이의 공간을 채우도록 형성되는데, 액상의 수지를 LED 베어칩들(25) 사이로 주입하여 언더 필링층(22)을 형성할 수 있다. 언더 필링층(22)은 에폭시계 수지로 이루어질 수 있으며, 폴리이미드계 수지로 이루어질 수도 있다. 또한, 언더 필링층(22)은 빛을 투과시키는 광투과성 물질로 이루어질 수 있으며, 빛을 반사시키는 흰색 또는 은색 물질로 이루어질 수도 있다. 하나의 언더 필링층(22)은 복수개의 LED 베어칩(25)의 측면과 맞닿으며 일체(unibody)로 이루어질 수 있다.
언더 필링층(22)은 LED 베어칩(25)들의 측면과 하면을 감싸도록 형성되며 언더 필링층(22)의 상면은 LED 베어칩(25)의 상면 보다 더 낮게 형성될 수 있다. 이에 따라 언더 필링층(22)의 상면과 기판(21) 사이의 거리는 LED 베어칩(25)의 상면과 기판(21) 사이의 거리 보다 더 작게 된다. 또한, 언더 필링층(22)은 LED 베어칩(25)들의 상면과 측면 상부를 노출시키고 측면의 일부와 하면을 감싸도록 형성될 수 있다.
언더 필링층(22)은 색변환 시트(10)가 부착되는 면을 평탄화하여 색변환 시트(10)가 기판(21) 상에 안정적으로 설치될 수 있도록 할 뿐만 아니라 LED 베어칩(25) 및 기판(21)에서 발생하는 열을 신속하게 방출시키는 역할을 한다.
색변환 시트(10)는 형광체(15)를 갖는 제1시트(11)와 접착성을 갖는 제2시트(12)를 포함한다. 제1시트(11)는 수지에 형광체가 포함된 구조로 이루어지며, 제2시트(12)는 접착력을 갖는 젤타입의 시트로 이루어지며 UV 경화성 수지, 열경화성 수지, 실란트 등 투명한 접착제를 포함할 수 있다.
색변환 시트(10)는 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치되며 색변환 시트(10)는 LED 베어칩(25), 언더 필링층(22), 및 기판(21)과 맞닿도록 부착된다. 색변환 시트(10)는 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치되며 LED 베어칩(25), 언더 필링층(22), 및 기판(21)에 부착된다. 기판(21)에는 하나의 색변환 시트(10)가 기판(21)에 설치된 모든 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치될 수 있다.
색변환 시트(10)는 LED 베어칩(25)의 측면과 언더 필링층(22)의 사이에 완충 공간(29)을 형성한다. 색변환 시트(10)는 LED 베어칩(25)의 상면과 언더 필링층(22)에 접촉하도록 부착되어, LED 베어칩(25)의 측면과 색벽환 시트(10), 및 언더 필링층(22)에 의하여 완충 공간(29)이 형성된다.
완충 공간(29)은 LED 베어칩(25)의 둘레방향으로 이어져 LED 베어칩(25)의 측면을 감싸도록 형성된다. 또한, 완충 공간(29)은 삼각 채널 형태로 이루어져 삼각형의 종단면을 가질 수 있다.
본 제3실시예에 따른 LED 모듈(103)은 언더 필링층(22)이 형성되므로, LED 베어칩(25)에서 발생한 열을 보다 용이하게 배출할 수 있을 뿐만 아니라 색변환 시트(10)가 보다 안정적으로 부착될 수 있다. 또한, 색변환 시트(10)에 의하여 완충 공간(28)이 형성되므로 LED 베어칩(25)에서 발산된 빛이 완충 공간(28)에서 확산되어 도트 보임 현상을 감소시킬 수 있다.
이하에서는 도 6를 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 모듈에 대하여 설명한다. 도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 제4 실시예에 따른 LED 모듈(104)은 기판(21), LED 베어칩(25), 언더 필링층(22), 색변환 시트(10), 솔더링부(27)를 포함한다.
기판(21)은 배선이 형성된 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있으며, LED 베어칩(25)은 청색 발광 LED 칩으로서, 430nm 내지 480nm의 파장을 발광하는 반도체 성분으로 이루어질 수 있다. 다만, LED 베어칩(25)은 다른 컬러광을 출사하는 LED 베어칩이 사용될 수 있으며, 본 발명의 범위가 특정 LED 베어칩으로 제한되는 것은 아니다. 솔더링부(27)는 LED 베어칩(25)의 단자(26)와 기판(21)을 전기적으로 연결하며 표면실장 방식(SMT; Surface Mount Technology)에 의하여 형성될 수 있다.
언더 필링층(22)은 LED 베어칩들(25) 사이의 공간을 채우도록 형성되는데, 액상의 수지를 LED 베어칩들(25) 사이로 주입하여 언더 필링층(22)을 형성할 수 있다. 언더 필링층(22)은 에폭시계 수지로 이루어질 수 있으며, 폴리이미드계 수지로 이루어질 수도 있다. 또한, 언더 필링층(22)은 빛을 투과시키는 광투과성 물질로 이루어질 수 있으며, 빛을 반사시키는 흰색 또는 은색 물질로 이루어질 수도 있다. 하나의 언더 필링층(22)은 복수개의 LED 베어칩(25)의 측면과 맞닿으며 일체(unibody)로 이루어질 수 있다.
언더 필링층(22)은 LED 베어칩(25)들의 측면과 하면 및 상면을 감싸도록 형성되며 언더 필링층(22)의 상면은 LED 베어칩(25)의 상면 보다 더 높게 형성될 수 있다. 이에 따라 언더 필링층(22)의 상면과 기판(21) 사이의 거리는 LED 베어칩(25)의 상면과 기판(21) 사이의 거리 보다 더 크게 되고 언더 필링층(22)은 LED 베어칩(25)의 상단을 감싸도록 형성된다.
언더 필링층(22)은 색변환 시트(10)가 부착되는 면을 평탄화하여 색변환 시트(10)가 기판(21) 상에 안정적으로 설치될 수 있도록 할 뿐만 아니라 LED 베어칩(25) 및 기판(21)에서 발생하는 열을 신속하게 방출시키는 역할을 한다.
색변환 시트(10)는 형광체(15)를 갖는 제1시트(11)와 접착성을 갖는 제2시트(12)를 포함한다. 제1시트(11)는 수지에 형광체가 포함된 구조로 이루어지며, 제2시트(12)는 접착력을 갖는 젤타입의 시트로 이루어지며 UV 경화성 수지, 열경화성 수지, 실란트 등 투명한 접착제를 포함할 수 있다.
색변환 시트(10)는 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치되며 색변환 시트(10)는 언더 필링층(22), 및 기판(21)에 부착되며 LED 베어칩(25)에는 부착되지 않는다. 색변환 시트(10)는 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치되며 언더 필링층(22)을 사이에 두고 LED 베어칩(25)의 상면과 대향하도록 부착된다. 기판(21)에는 하나의 색변환 시트(10)가 기판(21)에 설치된 모든 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치될 수 있다.
이하에서는 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 모듈에 대하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 평면도이고, 도 8는 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 본 제5 실시예에 따른 LED 모듈(105)은 기판(21), LED 베어칩(25), 언더 필링층(30), 색변환 시트(10), 솔더링부(27)를 포함한다.
기판(21)은 배선이 형성된 인쇄회로기판으로 이루어질 수 있으며, LED 베어칩(25)은 청색 발광 LED 칩으로서, 430nm 내지 480nm의 파장을 발광하는 반도체 성분으로 이루어질 수 있다. 다만, LED 베어칩(25)은 다른 컬러광을 출사하는 LED 베어칩이 사용될 수 있으며, 본 발명의 범위가 특정 LED 베어칩으로 제한되는 것은 아니다. 솔더링부(27)는 LED 베어칩(25)의 단자(26)와 기판(21)을 전기적으로 연결하며 표면실장 방식(SMT; Surface Mount Technology)에 의하여 형성될 수 있다.
언더 필링층(30)은 LED 베어칩들(25) 사이의 공간을 채우도록 형성되는데, 언더 필링층(30)은 접착성을 갖는 필름 형태로 이루어지며 복수개의 홀(31)을 갖는다. 홀(31)은 사각형, 원형, 삼각형 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 이때, 언더 필링층(30)과 LED 베어칩(25) 사이에는 갭이 형성되며, 홀(31)의 내면과 LED 베어칩(25)은 이격되어 있다. 언더 필링층(30)의 상면은 LED 베어칩(25)의 상면과 동일한 평면에 위치하도록 형성될 수 있다.
색변환 시트(10)는 형광체(15)를 갖는 제1시트(11)와 접착성을 갖는 제2시트(12)를 포함한다. 제1시트(11)는 수지에 형광체가 포함된 구조로 이루어지며, 제2시트(12)는 접착력을 갖는 젤타입의 시트로 이루어지며 UV 경화성 수지, 열경화성 수지, 실란트 등 투명한 접착제를 포함할 수 있다.
색변환 시트(10)는 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치되며 색변환 시트(10)는 LED 베어칩(25), 언더 필링층(22), 및 기판(21)에 부착되며 LED 베어칩(25)에는 부착되지 않는다. 색변환 시트(10)는 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치되며 언더 필링층(22)을 사이에 두고 LED 베어칩(25)의 상면과 대향하도록 부착된다. 기판(21)에는 하나의 색변환 시트(10)가 기판(21)에 설치된 모든 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치될 수 있다.
색변환 시트(10)는 언더 필링층(22), LED 베어칩(25), 및 기판(21)과 맞닿도록 부착된다. 색변환 시트(10)는 복수개의 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치되며 하나의 색변환 시트(10)가 기판(21)에 설치된 모든 LED 베어칩(25)을 덮도록 설치될 수 있다. 색변환 시트(10)에는 돌출부(121)가 형성되는데, 돌출부(121)는 홀(31)에 삽입된다. 즉, 돌출부(121)는 LED 베어칩(25)과 언더 필링층(30) 사이에 삽입되며, 홀(31)의 내면 및 LED 베어칩(25)의 측면과 맞닿을 수 있다. 또한, 돌출부(121)는 LED 베어칩(25)의 둘레방향으로 이어진 고리 형상의 횡단면을 갖도록 형성될 수 있다.
이와 같이 언더 필링층(22)과 돌출부(121)가 형성되면 색변환 시트(10)가 보다 안정적으로 부착될 수 있으며, 복수 개의 LED 베어칩(25)이 하나의 색변환 시트(10)에 의하여 백색광을 출사할 수 있다.
이하에서는 도 9를 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 LED 모듈에 대하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 LED 모듈을 나타낸 단면도이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 본 제6 실시예에 따른 LED 모듈(106)은 기판(21), LED 베어칩(25), 언더 필링층(22), 색변환 시트(50), 솔더링부(27)를 포함한다.
본 제6 실시예에 따른 LED 모듈은 색변환 시트(50)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 LED 모듈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.
색변환 시트(50)에는 복수 개의 제1개구(51)와 제2개구(52) 형성되며, 제1개구(51)는 원형으로 이루어질 수 있으며, 제2개구(52)는 사각형으로 이루어질 수 있다. 다만, 본 발명의 이에 제한되는 것은 아니며 제1개구(51)와 제2개구(52)는 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 제1개구(51)와 제2개구(52)는 기 설정된 간격으로 이격 배치되는데, 기판(21) 상에 균일하게 복수의 개구가 형성될 수 있다.
색변환 시트(50)는 제1개구(51)와 제2개구(52)가 LED 베어칩들(25) 사이에 위치하도록 부착되며 이에 따라 개구들(51, 52)은 언더 필링층(22) 상에서 위치하여 언더 필링층(22)이 개구들(51, 52)을 통해서 노출된다. 본 제6 실시예와 같이 색변환 시트(50)에 복수의 제1개구(51)와 제2개구(52)가 형성되면 균일한 밝기 및 균일한 색상으로 빛을 발산할 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
101, 102, 103, 104, 105, 106: LED 모듈
10, 50: 색변환 시트
11: 제1시트
11a: 제1기재
11b: 형광체층
12: 제2시트
12a: 제2기재
12b: 접착층
15: 형광체
22, 30: 언더 필링층
23: 제1와이어
24: 제2와이어
25: LED 베어칩
26: 단자
27: 솔더링부
28, 29: 완충 공간
31: 홀
51: 제1개구
52: 제2개구
121: 돌출부
10, 50: 색변환 시트
11: 제1시트
11a: 제1기재
11b: 형광체층
12: 제2시트
12a: 제2기재
12b: 접착층
15: 형광체
22, 30: 언더 필링층
23: 제1와이어
24: 제2와이어
25: LED 베어칩
26: 단자
27: 솔더링부
28, 29: 완충 공간
31: 홀
51: 제1개구
52: 제2개구
121: 돌출부
Claims (21)
- 형광 몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈에 있어서,
기판;
상기 기판 상에 실장된 복수 개의 LED 베어칩들;
상기 기판 상에서 상기 LED 베어칩들 사이의 공간을 채우도록 형성되고, 상기 LED 베어칩의 측면만을 감싸면서 일체로 형성되는 언더 필링층; 및
상기 기판 상에서 상기 언더 필링층의 상면과 상기 복수 개의 LED 베어칩의 상면에 맞닿도록 부착되며 형광체를 포함하고 일체로 형성되는 색변환 시트;를 포함하고,
상기 언더 필링층의 상면은 상기 LED 베어칩의 상면보다 더 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 언더 필링층은 복수개의 LED 베어칩의 측면과 맞닿는 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 언더 필링층은 빛을 투과시키는 광투과성 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 언더 필링층은 빛을 반사시키는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 색변환 시트와 상기 LED 베어칩의 측면 사이에는 완충 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 언더 필링층은 필름으로 이루어지고 상기 언더 필링층은 복수개의 홀을 갖고, 상기 홀에는 상기 LED 베어칩이 삽입된 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제11항에 있어서,
상기 색변환 시트에는 상기 언더 필링층과 상기 LED 베어칩 사이의 갭으로 삽입되는 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제12항에 있어서,
상기 돌출부는 상기 LED 베어칩의 둘레 방향으로 이어진 고리 형상의 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 색변환 시트는 형광체를 포함하는 제1시트와 접착성을 갖는 제2시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제14항에 있어서,
상기 제1시트는 제1기재와 상기 제1기재에 도포된 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제14항에 있어서,
상기 제2시트는 제2기재와 상기 제2기재에 도포된 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제14항에 있어서,
상기 제1시트의 경도는 상기 제2시트의 경도보다 더 큰 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제17항에 있어서,
상기 제2시트의 경도는 쇼어 A(Shore A) 경도 5이상 20이하인 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제14항에 있어서,
상기 제2시트의 두께는 15㎛보다 크고, 상기 LED 베어칩의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 LED 베어칩의 측면과 상기 색변환 시트 사이에는 완충 공간이 형성되고, 상기 완충 공간은 상기 LED 베어칩의 둘레 방향으로 이어져 상기 베어칩의 측면을 감싸는 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
- 제1항에 있어서,
상기 색변환 시트는 적어도 하나 이상의 개구를 포함하며, 상기 개구는 상기 LED 베어칩 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 형광몰딩층을 갖지 않는 LED 모듈.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150155426A KR101701740B1 (ko) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | 형광몰딩층을 갖지 않는 led 모듈 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150155426A KR101701740B1 (ko) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | 형광몰딩층을 갖지 않는 led 모듈 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101701740B1 true KR101701740B1 (ko) | 2017-02-03 |
Family
ID=58156412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150155426A KR101701740B1 (ko) | 2015-11-06 | 2015-11-06 | 형광몰딩층을 갖지 않는 led 모듈 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101701740B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050090928A (ko) * | 2004-03-10 | 2005-09-14 | 서울반도체 주식회사 | 색 필름 및 이를 이용한 발광 다이오드 모듈 |
| JP2011084067A (ja) * | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Lg Innotek Co Ltd | 光学フィルム及びこれを製造する方法 |
| KR20110070120A (ko) * | 2009-12-18 | 2011-06-24 | 서울반도체 주식회사 | 형광체 시트를 갖는 발광장치 및 그 제조방법 |
| JP2013077679A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Citizen Electronics Co Ltd | 半導体発光装置とその製造方法 |
-
2015
- 2015-11-06 KR KR1020150155426A patent/KR101701740B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
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