KR101705700B1

KR101705700B1 - 발광 소자

Info

Publication number: KR101705700B1
Application number: KR1020100063563A
Authority: KR
Inventors: 윤재준
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2010-07-01
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2017-02-10
Also published as: EP2402993B1; TWI527269B; JP2012015522A; JP5864147B2; EP2402993A2; KR20120002849A; CN102315207B; TW201205893A; US20120001216A1; CN102315207A; EP2402993A3; US9059385B2

Abstract

실시예에 따른 발광 소자는 몸체의 외부로 노출된 후, 밴딩되는 전극이 몸체와의 접합면을 따라 연장된 후, 밴딩 되도록 함으로써 전극의 밴딩에 의한 몸체의 손상과 파손을 최소화한다.

Description

발광 소자{Light Emitting Diode}

실시예는 발광 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발광 칩에 구동전원을 제공하는 전극을 밴딩(bending)할 때, 발광 칩을 실장하는 몸체의 파손과 손상을 최소화하는 발광 소자에 관한 것이다.

질화물 계열의 발광 칩을 구비하는 사이드 뷰 타입의 발광 소자는 크기가 작고 슬림한 몸체를 구비하며, 노트북, 모니터, TV, 및 기타 다양한 디스플레이장치에 적용되고 있다. 한편, 사이드 뷰 타입의 발광 소자는 슬림한 몸체에 의해, 장착 가능한 발광 칩의 크기와 수가 제한된다. 또한, 몸체의 크기가 작은 만큼 발광 칩에서 방출되는 빛과 열에 의해 몸체, 또는 몸체에 충진되는 봉지재가 그만큼 쉽게 열화될 수 있다.

또한, 발광 소자의 크기가 작아짐에 따라 전극의 크기와 두께는 물론, 몸체의 크기에도 제한이 있다. 발광 소자에 형성되는 전극이 몸체의 외주면을 따라 밴딩될 때, 두께와 폭이 얇은 몸체가 전극의 밴딩에 의해 파손되거나 손상될 수 있다.

실시예는 몸체의 외부로 노출된 후, 밴딩되는 전극이 몸체와의 접합면을 따라 연장되어 밴딩되도록 함으로써 전극의 밴딩에 의한 몸체의 손상과 파손을 최소화한다.

실시예는 몸체의 길이방향 중심선을 따라 발광 칩이 몸체의 바닥면에 배열되도록 함으로써 소형의 발광 소자에서 방출되는 빛의 균일도를 향상시킴은 물론, 몸체나 형광체의 열화를 최소화한다.

실시예는 복수의 발광 칩에 적용되는 ESD 소자를 단일화함으로써 발광 소자의 몸체 외부로 노출되는 전극의 수를 최소화한다.

실시예에 따른 발광 소자는, 적어도 하나의 발광 칩을 실장하기 위한 바닥면을 구비하며, 캐비티가 형성되는 몸체, 상기 몸체의 외부로 노출되며, 상기 몸체의 바깥면을 따라 밴딩되는 제1전극과 제2전극을 포함하며, 상기 제1전극은, 상기 제1전극의 두께 대비 0.7배 내지 0.9배의 길이로 상기 몸체와의 접합면을 따라 상기 몸체의 바깥면 방향으로 연장된 후, 상기 몸체의 바깥면들 중 어느 하나의 방향으로 밴딩될 수 있다.

여기서, 제1전극은 제1패드와 일체로 형성되고, 제2전극은 제2패드와 일체로 형성될 수 있다. 이때, 제1전극, 제1패드, 제2전극, 및 제2패드는 금속, 또는 도전성 재질일 수 있다.

여기서, 적어도 하나의 발광 칩은 제1패드와 제2패드를 각각 애노드와 캐소드로 설정하여 공통으로 접속되도록 함으로써 몸체에 노출되는 전극의 수를 최소화할 수 있다.

실시예는 발광 소자의 전극이 밴딩될 때, 몸체의 파손과 손상을 최소화하며, 발광 칩에서 방출되는 빛의 균일성을 향상시키고, 개별 발광 칩에서 발생하는 열에 의한 몸체, 또는 봉지재의 열화를 최소화한다.

도 1은 실시예에 따른 발광 소자를 상측에서 바라본 사시도,
도 2는 도 1의 발광 소자의 패턴과 전극의 구조를 설명하기 위한 참조도,
도 3은 도 1의 전극이 몸체의 바깥면을 따라 밴딩될 때의 형태를 설명하기 위한 참조도면
도 4는 일체로 형성되는 상부 전극과 제1패드의 일 예에 따른 참조도면,
도 5는 일체로 형성되는 하부 전극과 제2패드의 일 예에 대한 참조도면을 나타낸다
도 6은 몸체와 상부 전극의 배치 관계를 설명하기 위한 참조도면,
도 7은 몸체와 하부 전극의 배치 관계를 설명하기 위한 참조도면,
도 8은 하부 전극이 몸체의 내측에서 형성되는 경우, 크랙이 발생하는 방식에 대한 개념도,
도 9와 도 10은 발광 칩과 ESD 소자의 결선 방식에 대한 참조도면,
도 11은 실시예에 따른 발광 소자에서 각 발광 칩의 배선 방식을 설명하기 위한 참조도면,
도 12은 실시 예에 따른 발광소자를 어레이(array) 배열하여 구성한 백라이트 유닛의 제1 실시예에 따른 사시도,
도 13은 실시 예에 따른 발광소자를 어레이(array) 배열하여 구성한 백라이트 유닛의 제2 실시예에 대한 사시도, 그리고
도 14는 실시예에 따른 발광 소자를 조명장치에 적용한 일 예에 대한 사시도를 나타낸다.

실시예에 대한 설명에서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴이나 타 구조물의 "위(on)"에, "아래(under)"에, 상측(upper)에, 또는 하측(lower)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)", "아래(under)", 상측(upper), 및 하측(lower)은 "직접(directly)" 또는 "다른 층, 또는 구조물을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다.

또한 각 층, 또는 구조물들간의 위치관계에 대한 설명은 본 명세서, 또는 본 명세서에 첨부되는 도면을 참조하도록 한다.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

이하, 첨부되는 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광 소자에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 실시예에 따른 발광 소자를 상측에서 바라본 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1의 발광 소자의 패턴과 전극의 구조를 설명하기 위한 참조도를 나타내며, 도 3은 도 1의 전극이 몸체의 바깥면을 따라 밴딩될 때의 형태를 설명하기 위한 참조도면을 나타낸다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자는 캐비티(20)를 구비하는 몸체(10), 발광 칩(30, 40, 50), ESD 소자(60), 상부 전극(70), 및 하부 전극(80)을 포함한다. 몸체(10)의 바닥면(11)에는 3개의 발광 칩(30, 40, 50)이 마운트되고, 각 발광 칩(30, 40, 50)은 바닥면(11)에서 몸체(10)의 길이방향 중심선(R)을 따라 배열된다.

각 발광 칩(30, 40, 50)은 단일 ESD 소자(60)에 의해 외부 ESD 충격에 저항한다. 각 발광 칩(30, 40, 50)의 애노드 단자들은 ESD 소자(60)의 전극(미도시) 중 어느 하나와 전기적으로 연결되고, 캐소드 단자들은 ESD 소자(60)의 전극 중 다른 하나와 전기적으로 연결된다. 각 발광 칩(30, 40, 50)은 바닥면(11)에 단일 발광 칩을 마운트 하는데 비해 그 크기와 광량, 및 발열도 함께 저감할 수 있다.

예컨대, 0.3w급의 단일 발광 칩을 바닥면에 실장한다고 가정할 때, 0.3w급 발광 칩의 크기, 광량, 및 발열은 0.1w급 발광 칩에 비해 큰 값을 가진다. 만일 0.1w급 발광 칩 3개로 0.3w급의 단일 발광 칩을 대체할 경우, 0.1w급 발광 칩 각각이 방출하는 광량과 발열은 0.3w급 발광 칩에 비해 대략 1/3 수준이 된다. 동일 제조사에서 동일한 기술을 적용하여 발광 소자를 만든다고 가정하면 이러한 사실은 자명하다.

본 실시예에서는 바닥면(11)에 마운트되는 각 발광 칩(30, 40, 50)의 출력이 단일 발광 칩에 비해 낮은 것으로 복수 개 배열하고 중심선(R)을 따라 간격을 두고 배열한다. 이에 따라, 각 발광 칩(30, 40, 50)에서 발생하는 열과 빛은 캐비티(20)를 따라 고루 퍼지도록 할 수 있으며, 몸체(10)나 캐비티(20), 또는 캐비티(20)에 충진되는 봉지재의 열화를 최소화할 수 있다.

캐비티(20)는 발광 칩(30, 40, 50)에서 방출되는 빛이 외부로 향하는 방향으로 개구부를 형성하며, 발광 칩(30, 40, 50)을 외부와 격리하거나, 발광 칩(30, 40, 50)에서 방출되는 빛의 특성을 변경하기 위한 봉지재가 충진될 수 있다. 봉지재는 발광 칩(30, 40, 50)에서 방출되는 빛의 파장에 따라 단일 형광체를 포함하거나, 또는 둘 이상의 형광체를 포함할 수 있다. 또는 형광체를 포함하는 봉지재와 형광체를 포함하지 않는 봉지재가 층을 이루어 캐비티(20)에 충진될 수도 있다. 예컨대, 발광 칩(30, 40, 50)이 청색 파장의 빛을 방출하고, 실시예에 따른 발광 소자가 백색광을 필요로 한다면 황색 형광체가 봉지재에 포함될 수 있다. 물론, 봉지재에 포함되는 형광체는 실시예에 따른 발광 소자에서 출력되기를 원하는 빛의 파장에 따라 결정될 수 있다.

각 발광 칩(30, 40, 50)은 단일 ESD 소자(60)와 공통으로 접속된다. ESD 소자(60)는 실시예에 따른 발광 소자로 유입되는 과전압, 펄스, 정전기, 및 기타 노이즈에 저항한다. ESD 소자(60)는 제너 다이오드, 바리스터, 및 TVS와 같은 디바이스일 수 있으며, 본 실시예에서, ESD 소자(60)는 하나만이 바닥면(11)에 마운트된다. 각 발광 칩(30, 40, 50)의 애노드 단자는 상호 공통으로 접속되고, 캐소드 단자도 공통 접속 상태를 갖는다. 즉, 발광 칩(30)의 애노드 단자, 발광 칩(40)의 애노드 단자, 및 발광 칩(50)의 애노드 단자는 공통 접속 상태를 가지며, 발광 칩(30, 40, 50)의 캐소드 단자 또한 공통 접속 상태를 갖는다.

ESD 소자(60)는 각 발광 칩(30, 40, 50)의 공통 애노드 단자(예컨대, 제1패드)와 공통 캐소드 단자(예컨대 제2패드)에 연결되도록 함으로써 각 발광 칩(30, 40, 50)에 개별적으로 연결되던 통상의 ESD 소자 연결 방식에 비해 바닥면(11)에서 차지하는 면적을 최소화할 수 있다.

상기한 바에 따라, 실시예에 따른 발광 소자는 바닥면(11)에 3개의 발광 칩(30, 40, 50)과 단일 ESD 소자(60)를 마운트하며, 몸체(10)의 외부로는 애노드와 캐소드에 대응하는 상부 전극(70)과 하부 전극(80) 만을 노출할 수 있다.

상부 전극(70)은 몸체(10)의 길이방향 측면 중 상측에 노출되어 발광 칩(30, 40, 50)에서 생성되는 열의 일부를 대기중으로 발산하며, 하부 전극(80)은 실시예에 따른 발광 소자가 기판에 솔더링 될 때, 전기적으로 접속되는 기판을 통해 열을 발산한다.

한편, 상부 전극(70)은, 일 영역은 캐비티(20) 내에 매설되어 각 발광 칩(30, 40, 50)들의 애노드 단자, 또는 캐소드 단자 중 하나와 연결되고 몸체(10)의 외부로 노출되는 영역은 몸체(10)의 길이방향 바깥면(15)을 향해 밴딩 처리된다.

이때, 상부 전극(70)의 밴딩 영역(BD)이 몸체(10)를 충실히 지지하지 못하는 경우, 예컨대, 상부 전극(70)이 몸체(10)의 하부를 지지하지 못하여 몸체(10)가 뜨는 경우, 몸체(10)와 상부 전극(70) 사이의 틈에 의해 몸체(10)에 크랙이 발생할 수 있다. 또한, 상부 전극(70)의 밴딩 영역(BD)은 몸체(10)를 지렛대로 하여 밴딩되므로 밴딩 영역(BD)과 접하는 몸체(10)의 재질은 상부 전극(70)이 밴딩될 때, 손상되거나 함몰되거나, 또는 파손되어 크랙이 발생할 수도 있다.

상부 전극(70)의 밴딩 영역(BD)에서 몸체(10)의 재질이 함몰되거나 크랙이 발생하지 않도록 하기 위해서, 상부 전극(70)은 몸체(10)의 바깥면(15) 밖으로 연장된 후, 몸체(10)의 바깥면(15) 방향으로 밴딩될 수 있다. 도 2에는 상부 전극(70)은 몸체(10)의 바깥면에서 t1 만큼 연장된 후, 도 3에 도시된 바와 같이 바깥면(15)으로 밴딩되도록 할 수 있다. 이때, 상부 전극(70)이 몸체(10)의 바깥면(15)을 따라 밴딩되는 내측면과 몸체(10)의 바깥면(15)은 수평을 이루는 것이 바람직하고, 상부 전극(70)의 외측면은 몸체(10)의 바깥면(15) 외부로 돌출되는 형태인 것이 바람직하다.

상부 전극(70)이 몸체(10)의 바깥면(15)에서 연장되는 길이는 상부 전극(70)의 두께에 따라 결정될 수 있다.

본 실시예에서, 상부 전극(70)은 바깥면(15)과 접하는 영역에서 0.7 내지 0.9배 정도 바깥면(15)에서 연장될 수 있다. 예컨대, 상부 전극(70)의 두께가 1mm라고 가정하면, 상부 전극(70)은 바깥면(15)에서 0.7mm ∼ 0.9mm 정도 연장한 후, 바깥면(15)의 면 방향으로 꺽어서 도 3에 도시된 형태와 같이 바깥면(15)에 밀착되도록 할 수 있다.

상부 전극(70)의 두께에 대해 0.7 내지 0.9배의 비율을 적용함에 따라, 상부 전극(70)의 두께에 비례하여 바깥면(70)에서 상부 전극(70)이 연장되도록 한다. 이는, 상부 전극(70)이 두꺼울수록 상부 전극(70)이 꺽이는 밴딩 영역(BD)의 내측면과 외측면이 벌어지는 것을 감안하는데 따른다. 상부 전극(70)이 두꺼울수록 밴딩 영역(BD)이 완만한 각도로 꺽이면서 몸체(10)에서 벌어져 틈을 형성하고, 상부 전극(70)이 얇을수록 밴딩 영역(BD)이 급격하게 꺽이면서, 밴딩 영역(BD)의 내측면과 외측면이 곡선을 이루며 몸체(10)와 벌어지는 현상은 감소한다. 그러나, 상부 전극(70)의 두께가 얇다 하더라도, 상부 전극(70)을 밴딩 시, 몸체(10)의 하부를 충분히 지지하지 않는다면, 몸체(10)와 밴딩 영역(BD) 사이의 틈이 벌어지게 된다.

따라서, 본 실시예는 밴딩 영역(BD)의 벌어짐을 감안하여 몸체(10)의 바깥면(15)에서 상부 전극(70)을 바로 꺽어서 밴딩하는 대신 상부 전극(70)이 몸체(10)와 접하는 접합면에서 상부 전극(70)의 두께 대비 0.7 내지 0.9배 정도로 연장한 후, 밴딩하도록 함으로써 상부 전극(70)이 밴딩될 때, 상부 전극(70)의 내측면이 몸체(10)와 틈을 형성하가너, 몸체에 무리한 힘을 가하여 몸체(10)를 파손하지 않도록 한다.

한편, 도 1 내지 도 3은 상부 전극(70)을 기준으로 몸체(10)에 밴딩하는 과정을 설명하고 있다. 그러나, 상부 전극(70)은 물론, 하부 전극(80) 또한, 상부 전극(70)과 동일한 과정에 의해 몸체(10)에 밴딩 처리될 수 있음은 물론이다.

하부 전극(80) 또한, 몸체(10)와 접하는 접합면을 따라 하부 전극(80)의 두께 대비 0.7 내지 0.9배 더 연장된 후, 몸체(10)의 바깥면들 중 하나로 밴딩될 수 있으며, 이에 대한 설명은 앞서 상부 전극(70)의 밴딩 과정을 준용하도록 한다.

다시 도 2를 참조하면, 바닥면(11)의 중심선(R)을 따라 3개의 발광 칩(30, 40, 50)이 배열되며, 발광 칩(30, 40, 50)의 상측에는 제1패드(91)가 배치되고, 발광 칩(30, 40, 50)의 하측에는 제2패드(92)가 배치된다. 제1패드(91)는 발광 칩(30, 40, 50)의 공통 애노드, 또는 공통 캐소드 중 어느 하나일 수 있고, 제2패드(92)는 발광 칩(30, 40, 50)의 공통 애노드 또는 공통 캐소드 중 다른 하나일 수 있다. 발광 칩(30, 40, 50)이 애노드와 캐소드 단자를 구비한다고 가정할 때, 발광 칩(30, 40, 50)은 제1패드(91)와 제2패드(92)에 각각 애노드와 캐소드 단자가 공통으로 접속될 수 있다.

제1패드(91)와 제2패드(92) 사이에는 제1패드(91)와 제2패드(92)를 전기적으로 절연하기 위한 절연 패드(100)가 형성될 수 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았으나, 절연 패드(100)에 의해 구획되는 제1패드(91)와 제2패드(92)에는 발광 칩(30, 40, 50)과 제너 다이오드(60)를 전기적으로 연결하기 위한 복수의 패드(미도시)가 형성될 수 있다. 이는 추후 도면을 참조하여 상술하도록 한다.

도 4는 일체로 형성되는 상부 전극(70)과 제1패드(91)의 일 예에 따른 참조도면을 나타내고, 도 5는 일체로 형성되는 하부 전극(80)과 제2패드(92)의 일 예에 대한 참조도면을 나타낸다. 도 4와 도 5는 몸체(10)에 실장되므로 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명하도록 한다.

먼저, 도 4를 참조하면, 상부 전극(70)과 제1패드(91)는 금속 재질의 판재 형상으로 형성되며, 몸체(10)에서 외부로 노출되는 상부 전극(70)은 U자 형으로 형성함으로써 방열 특성을 개선할 수 있다.

제1패드(91)는 몸체(10)의 바닥면(11)에 박막 형태로 형성된다. 제1패드(91)는 금속 박막의 형태로 구현될 수 있으며, 바닥면(11)에 본딩 되거나, 또는 기판에 대한 에칭 공정을 이용하여 구현될 수도 있다.

다음으로, 도 5를 참조하면, 하부 전극(80)과 제2패드(92)는 바닥면(11)에서 절연 패드(100)의 하측에 금속 박막의 형태로 형성된다. 하부 전극(80)은 실시예에 따른 발광 소자가 기판에 솔더링될 때, 솔더링 상태를 이용하여 방열 가능하므로 공냉식에 의존하는 상부 전극(70)과는 달리 방열을 위한 별도의 구조(U자 구조)를 필요로 하지는 않는다.

여기서, 도 4에 도시된 제1패드(91)와 도 5에 도시된 제2패드(92)는 서로 이웃할 때, 바닥면(11)을 차지하는 면적을 최소화할 수 있도록, 맞물리는 형태로 구성됨이 바람직하다. 제1패드(91)에서 하측으로 돌출된 영역(91a, 91b)은 각각 제2패드(92)에서 함몰된 영역(92a, 92b)에 맞물리도록 바닥면(11)에 배치될 수 있다.

도 6은 몸체와 상부 전극의 배치 관계를 설명하기 위한 참조도면을 나타내고, 도 7은 몸체와 하부 전극의 배치 관계를 설명하기 위한 참조도면을 나타낸다.

먼저, 도 6을 참조하면, 상부 전극(70)은 두께(t)의 0.8배에 해당하는 길이만큼 바깥면(15)에서 A 방향으로 연장되며, A 방향으로 연장된 후, 바깥면(15)과 동일한 평면을 이루도록 밴딩될 수 있다. 도면에는 두께의 0.8배 만큼 A 방향으로 연장되어 바깥면(15) 기준으로 크게 돌출된 것으로 보이나, 상부 전극(70)과 하부 전극(80)의 두께는 0.1mm ∼ 0.3mm 수준이므로, 이에 대한 0.8배, 즉 80% 수준의 연장으로 인해, 밴딩된 이후의 상부 전극(70)은 바깥면(15)과 거의 평행한 수준으로 보일 수 있다.

다음으로, 도 7을 참조하면, 하부 전극(80)은 두께(d2)만큼 A 방향으로 연장되며, A 방향으로 연장된 후, B 방향으로 밴딩되어 몸체(10)의 바깥면(14)과 평행을 이룰 수 있다. 하부 전극(80)이 B 방향으로 밴딩될 때, 밴딩 영역(BD)에서 밴딩되는 하부 전극(70)의 내측면과 몸체(10)의 에지가 C1 지점에서 수직하게 일치할 때, 하부 전극(80)의 밴딩 작업 과정에서 몸체(10)에 가해지는 충격이 최소화됨은 물론, 하부 전극(80)이 몸체(10)의 하측을 충실히 지지할 수 있다. 만일, C1의 위치가 d1만큼 몸체(10) 내측에 형성될 경우, 몸체(10)와 하부 전극(80)이 접촉하는 접촉면이 벌어지게 되며, 이곳에서 크랙이 발생할 수 있다. 몸체(10)의 내측으로 하부 전극이 형성될 때, 크랙이 발생되는 방식은 도 8을 참조하여 설명하도록 한다.

도 8은 하부 전극이 몸체(10)의 내측에서 형성되는 경우, 크랙이 발생하는 방식을 개념적으로 도시한다.

도 8을 참조하면, 하부 전극(80)이 몸체(10)의 내측에서 형성될 때, 하부 전극(80)은 B 방향으로 밴딩되면서 틈(D)을 형성하며, 몸체(10)의 밴딩 영역(BD은 하부 전극(80)에 의해 지지되지 않는다. 하부 전극(80)에 의해 지지되지 않는 몸체(10)의 밴딩 영역(BD)은 외부 충격에 취약하고, 틈(D)이 점점 더 벌어질수록 밴딩 영역(BD)이 하부 전극(80)과 독립되어 외부 충격에 더욱 취약해질 수 있다. 따라서, 하부 전극(80)은 최소한 몸체(10)의 밴딩 영역(BD)을 지지할 수 있어야하며, 밴딩 영역(BD)에 의해 틈(D)이 발생하지 않도록 해야 한다.

도 9와 도 10은 발광 칩과 ESD 소자의 결선 방식에 대한 참조도면을 도시한다.

먼저, 도 9는 통상적인 발광 소자에 복수의 발광 칩을 적용하는 경우를 예시한다. 도 9를 참조하면, 통상적인 발광 소자에 복수 개의 발광 칩(A1, A2, A3)을 실장하는 경우, 각 발광 칩(A1, A2, A3)은 3개의 ESD 소자(Z1, Z2, Z3)를 필요로 한다. 즉, 발광 소자의 몸체에는 3개의 발광 칩(A1, A2, A3)이 실장되고, 또한, 3개의 ESD 소자(Z1, Z2, Z3)가 실장되어 모두 6개의 소자가 배치될 수 있다.

각 발광 칩(A1, A2, A3)은 개별적으로 구동 가능하므로 캐소드 단자만이 공통으로 연결되고, 애노드 단자는 독립적으로 사용된다. 이러한 구조의 발광 소자는 몸체의 외부로 4개의 전극을 노출시켜야 한다.

4개의 전극이 외부로 노출되면 발광 소자의 크기가 작아질수록 몸체에 부착하기가 어려워지므로 전극의 크기가 작아져야 하고, 전극 간 간격도 줄어들어 솔더링 작업이 어려워지며, 이는 발광 소자에 대한 신뢰성 저하로 이어진다.

다만, 3개의 발광 칩(A1, A2, A3)이 독립될 경우, 3개의 발광 칩(A1, A2, A3)을 선택적으로 온-오프 제어하여 발광 소자에서 출력되는 빛의 량을 디밍(dimming) 가능한 장점은 있다.

다음으로, 도 10은 실시예에 따른 발광 소자의 발광 칩과 ESD 소자의 결선 방식을 도시한다. 도 10에 대한 설명은 실시예에 따른 발광 소자의 정면 사시도를 나타내는 도 1을 함께 참조하도록 한다.

도 10을 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자는 각 발광 칩(30, 40, 50)의 애노드 단자와 캐소드 단자가 공통으로 형성되어 몸체(10)의 외부로는 두 개의 단자만이 노출되도록 하고 있다.

ESD 소자(60)의 두 단자는 캐소드 단자와 애노드 단자에 접속되도록 함으로서 발광 칩(30, 40, 50) 전체에 대한 ESD 방지를 담당하도록 하고 있다. ESD 소자(60)는 제너 다이오드를 예시하고 있으나, 이 외에 바리스터, 또는 TVS와 같은 소자가 적용되어도 무방하다.

발광 칩(30, 40, 50) 3개와 ESD 소자(60) 하나, 즉 4개의 소자가 바닥면(11)에 마운트 되므로 발광 칩(30, 40, 50) 사이의 간격은 도 9에 도시된 발광 칩(A1, A2, A3) 사이의 간격보다 크게 설정되며, 이는 발광 칩(30, 40, 50) 상호 간의 열 간섭을 감소시키는 효과를 얻는다.

도 11은 실시예에 따른 발광 소자에서 각 발광 칩의 배선 방식을 설명하기 위한 참조도면을 도시한다. 도 11에 대한 설명은 도 1을 함께 참조하여 설명하도록 한다.

도 11을 참조하면, 바닥면(11)에는 제1패드(91), 제2패드(92), 및 제1패드(91)와 제2패드(92)를 전기적으로 절연하는 절연 패드(100)를 구비한다.

제1패드(91)와 제2패드(92)는 바닥면(11)에 형성되며, 박막의 금속, 또는 도전성 재질로 형성되어 발광 칩(30, 40, 50), 및 ESD 소자(60)를 전기적으로 결선하는데 이용된다.

제1패드(91)와 제2패드(92)는 절연 패드(100)에 의해 구획된다. 제1패드(91)가 상부 전극(70)에 연결될 때, 제2패드(92)는 하부 전극(80)에 연결된다.

제1패드(91)와 제2패드(92)에는 발광 칩(30, 40, 50), 및 ESD 소자(60)와 솔더링 하기 위한 복수의 솔더링 패드(102 ∼ 108)가 형성된다. 솔더링 패드(102, 105, 및 107)는 제1패드(91)에 전기적인 연결 상태를 이루고, 솔더링 패드(103, 104, 106, 및 108)는 제2패드(92)와 전기적인 연결 상태를 이룬다. 제1패드(91)와 제2패드(92)는 ESD 소자(60)에 의해 결선되어 발광 칩(30, 40, 50) 전체에 대한 ESD 보호를 담당한다.

솔더링 패드(102)는 발광 칩(50)의 단자(51)와 연결되고, 단자(52)는 솔더링 패드(104)에 연결되어 발광 칩(50)의 애노드 단자와 캐소드 단자에 전원이 제공되도록 하고,

솔더링 패드(105)는 발광 칩(40)의 단자(41)와 연결되고, 단자(42)는 솔더링 패드(106)에 연결되어 발광 칩(40)의 애노드 단자와 캐소드 단자에 전원이 제공되도록 하며,

솔더링 패드(107)는 발광 칩(30)의 단자(31)와 연결되고, 단자(32)는 솔더링 패드(108)에 연결되어 발광 칩(30)의 애노드 단자와 캐소드 단자에 전원이 제공되도록 한다.

여기서, 제1패드(91)와 제2패드(92)에는 각각 양(+) 전압과 음(-) 전압이 인가될 수 있으나, 반대로 제1패드(91)와 제2패드(92)에 각각 음(-) 전압과 양(+) 전압이 인가될 수도 있으며, 제1패드(91)와 제2패드(92)에 인가되는 전압의 극성에 따라 발광 칩(30, 40, 50)의 극성이 변경될 수 있다.

예컨대, 제1패드(91)에 양(+) 전압이 인가되고, 제2패드(92)에 음(-) 전압이 인가되는 경우, 발광 칩(50)의 단자(51)는 애노드 단자가 되고, 단자(52)는 캐소드 단자가 된다. 마찬가지로, 발광 칩(40)의 단자 "41", "42"도 각각 애노드 단자와 캐소드 단자가 되도록 배열된다.

절연 패드(100)는 실리콘, 에폭시, 및 기타 비 전도성 재질로 형성되나, 제1패드(91)와 제2패드(92)가 금속으로 형성되는 경우, 바닥면(11)이 노출되어 제1패드(91)와 제2패드(92) 사이를 절연할 수도 있으며, 이때, 바닥면(11)은 비 도전성 재질이어야 한다.

도 12은 실시 예에 따른 발광소자를 어레이(array) 배열하여 구성한 백라이트 유닛의 제1 실시예에 따른 사시도를 나타낸다.

도 12를 참조하면, 백라이트 유닛은 하부 수납 부재(300), 빛을 출력하는 발광소자모듈(310), 발광소자모듈(310)에 인접 배치된 도광판(320) 및 다수의 광학 시트(미도시)를 포함할 수 있다. 다수의 광학 시트(미도시)는 도광판(320) 상에 위치할 수 있다.

발광소자모듈(310)은 복수의 발광소자(314)가 인쇄회로기판(312)상에 실장되어 어레이를 이룰 수 있다. 이러한 인쇄회로기판(312)으로는 MCPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB를 사용할 수 있으며, 이 외에도 다양한 종류가 적용될 수도 있다. 또한 인쇄회로기판(312)은 사각 판 형태뿐만 아니라 백라이트 어셈블리의 구조에 따라 다양한 형태로의 제작이 가능하다.

도광판(320)은 발광소자(314)에서 출력한 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(미도시)로 제공하며, 도광판(320)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 만들고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 광학 필름(미도시) 및 도광판(320)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(320)으로 반사시키는 반사 시트(미도시)가 도광판(320)의 배면에 위치할 수 있다.

도 13은 실시 예에 따른 발광소자를 어레이(array) 배열하여 구성한 백라이트 유닛의 제2 실시예에 대한 사시도를 도시한다.

도 13은 수직형 백라이트 유닛을 나타내며, 도 13을 참조하면 백라이트 유닛은 하부 수납 부재(450), 반사판(420), 복수의 발광소자모듈(440) 및 다수의 광학 시트(430)를 포함할 수 있다.

이때, 발광소자모듈(440)은 복수의 발광소자(444)가 어레이 배열되기 용이하도록 인쇄회로 기판(442)에 실장될 수 있다.

한편, 발광소자(444)의 바닥면에는 다수의 돌기 등이 형성되고, 발광소자(444)들이 R, G, B 색상의 빛을 방출하는 것들로 구성되어 백색광을 형성할 경우, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 색 혼합효과를 향상시킬 수도 있다. 물론, 발광소자(444)가 백색광만 방출하는 경우에도, 바닥면의 돌기에 의해 백색광이 고루 퍼지면서 방출되도록 할 수 있다.

반사판(420)은 높은 광 반사율을 갖는 플레이트를 사용하여 광손실을 줄일 수 있다. 광학 시트(430)는 휘도 향상 시트(432), 프리즘 시트(434) 및 확산시트(436) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

확산 시트(435)는 발광소자(440)로부터 입사된 광을 액정 표시 패널(미도시)의 정면으로 향하게 하고, 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 액정 표시 패널(미도시)에 조사할 수 있다. 프리즘 시트(434)는 프리즘 시트(434)로 입사되는 광들 중에서 경사지게 입사되는 광을 수직으로 출사되게 변화시키는 역할을 한다. 즉, 확산 시트(435)로부터 출사되는 광을 수직으로 변환시키기 위해 적어도 하나의 프리즘 시트(434)를 액정 표시 패널(미도시) 하부에 배치시킬 수 있다. 휘도 향상 시트(432)는 자신의 투과축과 나란한 광은 투과시키고 투과축에 수직한 광은 반사시킨다.

또한, 본 실시예에 따른 발광 소자는 조명 장치에 적용될 수 있다.

본 실시예에 따른 발광 소자가 조명 장치에 적용되는 일 예는 도 14를 참조하여 설명하도록 한다.

도 14를 참조하면, 조명 장치(500)는 등갓(502), 및 등갓(502)의 일 측면에 배열되는 발광 소자(501a ∼ 501n)로 구성되며, 도면에는 도시되지 않았으나, 각 발광 소자(501a ∼ 501n)에 전원을 공급하기 위한 전원장치가 마련될 수 있다.

도 14는 형광등 타입의 등갓을 예시하고 있다. 그러나, 본 실시예에 따른 발광 소자는 일반 장미전구 타입, FPL 타입, 형광등 타입, 할로겐 램프 타입, 메탈램프 타입, 및 기타 다양한 타입과 소켓 규격에 적용될 수 있음은 물론이며, 이에 한정하지 않는다.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 몸체 11 : 바닥면
20 : 캐비티 21 : 캐비티 면
30, 40, 50 : 발광 칩 60 : ESD 소자
70 : 상부 전극

Claims

적어도 하나의 발광 칩을 실장하기 위한 바닥면을 구비하며, 캐비티가 형성되는 몸체;
상기 몸체의 외부로 노출되는 제1전극과 제2전극;을 포함하며,
상기 제1전극은 상기 몸체의 길이방향 측면 중 상측에 노출되고, 상기 제1전극의 두께 대비 0.7배 내지 0.9배의 길이로 상기 몸체와의 접합면을 따라 상기 몸체의 바깥면 방향으로 연장된 후, 상기 몸체의 길이방향 바깥면을 향해 밴딩되며, 상기 몸체에서 외부로 노출되는 영역이 U자형으로 형성되는 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 몸체의 바닥면에 배치되어 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 상기 적어도 하나의 발광 칩에 전기적 연결을 위한 제1패드 및 제2패드를 더 포함하며, 상기 제1패드의 돌출된 영역이 상기 제2패드의 함몰된 영역에 맞물리는 형태로 구성되는 발광 소자.
제2항에 있어서,
상기 제1전극, 및 상기 제2전극 중 하나는,
상기 몸체와 접하는 내측면이 상기 바깥면들 중 어느 하나에 접하는 발광 소자.
제3항에 있어서,
상기 제1전극, 및 상기 제2전극 중 어느 하나는,
상기 제2전극의 내측면과 상기 몸체의 에지가 수직이 되게 상기 몸체의 바깥면을 따라 밴딩되는 발광 소자.
제4항에 있어서,
상기 제1전극과 상기 제2전극은,
0.1mm ∼ 0.3mm의 두께인 발광 소자.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 발광 소자를 구비하는 표시장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 발광 소자를 구비하는 조명장치.