KR101738980B1 - 발광 모듈 및 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디스플레이 용도나 조명 용도로 사용할 수 있는 발광 모듈 및 조명 장치에 관한 것으로서, 전극분리선에 의해 서로 절연되는 복수개의 블록들을 포함하는 전극층; 및 상기 전극층의 상기 블록들 중 어느 하나의 블록 및 그 이웃하는 블록에 각각 전기적으로 연결되어 발광될 수 있도록 상기 전극층 상에 실장되는 1개 이상의 발광 소자;를 포함하고, 상기 블록들은, 상기 블록들을 통해 상기 발광 소자에서 발생된 열을 발산할 수 있도록 일정한 간격으로 1회 이상 절곡되게 형성되는 상기 전극분리선을 그 사이에 두고, 상기 블록들 중 어느 하나의 블록을 기준으로 제 1 방향에 이웃하는 다른 블록이 배치되고, 제 2 방향에 이웃하는 또 다른 블록이 배치되는 것일 수 있다.

Description

발광 모듈 및 조명 장치{Light emitting module and lighting device}
본 발명은 발광 모듈 및 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 용도나 조명 용도로 사용할 수 있는 발광 모듈 및 조명 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체(compound semiconductor)의 PN 다이오드 형성을 통해 발광원을 구성함으로써, 다양한 색의 광을 구현할 수 있는 일종의 반도체 소자를 말한다. 이러한 발광 소자는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 이러한 LED는 충격 및 진동에 강하고, 예열시간과 복잡한 구동이 불필요하며, 다양한 형태로 기판이나 리드프레임에 실장한 후, 패키징할 수 있어서 여러 가지 용도로 모듈화하여 백라이트 유닛(backlight unit)이나 각종 조명 장치 등에 적용할 수 있다.
웨이퍼레벨 패키지(Wafer Level Packaging, WLP), 세라믹 적층 패키지, Multi-chip 패키지, 금속 패키지, COB(Chip on Board) 등 발광 소자들을 이용한 차세대 고출력 광원들이 있었다.
그들 중 발광 모듈은 기판 위에 칩형태인 1개 이상의 발광 소자들이 실장되는 것으로서, 출력을 향상시키고 장치를 집적화하기에 유리하다.
그러나, 이러한 종래의 발광 모듈은 기판 상에 형성된 가늘고 얇은 배선층 위에 발광 소자들이 실장되는 것으로서, 상기 배선층의 면적이 좁아서 방열 성능이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 발광 모듈은 솔더 패드에 솔더 부재를 용접하는 경우, 솔더 부재가 솔더 패드에 접촉되는 순간에 상기 배선층 방향으로 급속하게 열이 빠져나가서 상기 솔더 부재가 미처 솔더 패드 상에 골고루 퍼지기 전에 냉각되는 이른바, 솔더 퍼짐 불량 현상이 발생될 수 있다. 이로 인하여 솔더링은 물론이고 와이어 연결도 어려워지는 문제점이 있었다.
또한, 장기간의 솔더링 작업시 상기 배선층을 통해 과도한 열이 전달되어 발광 소자가 열적 데미지를 입을 수 있고, 이로 인하여 제품의 신뢰도나 내구성이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 전극층이 복수개의 블록들로 이루어져서 방열 성능을 향상시키고, 아이솔레이션부를 이용하여 솔더 패드부의 열이 블록들로 전달되는 것을 부분적으로 차단하여 솔더 퍼짐 불량 현상을 방지할 수 있으며, 장기간의 솔더링 작업시 블록들로 열이 전달되는 것을 최소화하여 제품의 신뢰도 및 내구성을 크게 향상시킬 수 있게 하는 발광 모듈 및 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 발광 모듈은, 전극분리선에 의해 서로 절연되는 복수개의 블록들을 포함하는 전극층; 및 상기 전극층의 상기 블록들 중 어느 하나의 블록 및 그 이웃하는 블록에 각각 전기적으로 연결되어 발광될 수 있도록 상기 전극층 상에 실장되는 1개 이상의 발광 소자;를 포함하고, 상기 블록들을 통해 상기 발광 소자에서 발생된 열을 발산할 수 있도록 일정한 간격으로 형성되는 상기 전극분리선을 그 사이에 두고, 상기 블록들 중 어느 하나의 블록을 기준으로 제 1 방향에 이웃하는 다른 블록이 배치되고, 제 2 방향에 이웃하는 또 다른 블록이 배치되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 전극분리선은, 상기 전극층의 최외곽 일면에서부터 1개의 줄기로 시작하여 상기 전극층의 내부로 이어지다가 2개의 줄기로 분지되는 하나 이상의 분지점 또는 90도 각도로 절곡되는 하나 이상의 직각 절곡점을 거쳐서 상기 전극층을 가로질러 상기 전극층의 최외곽 타면으로 이어지는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 전극층의 상기 블록은, 이웃하는 다른 블록의 돌출영역과 끼워 맞추어지는 형상으로 서로 대응되도록 오목영역이 형성되는 끼워 맞춤형 블록일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 전극층은, 상기 블록들 중 선단 블록과 연결되고, 솔더 부재가 접합되는 제 1 솔더 패드부; 및 상기 블록들 중 말단 블록과 연결되고, 솔더 부재가 접합되는 제 2 솔더 패드부;를 더 포함하고, 상기 제 1 솔더 패드부와 상기 선단 블록 사이 또는 상기 제 2 솔더 패드부와 상기 말단 블록 사이에 형성되고, 전기 전달을 위한 전극 연결부를 제외한 나머지 부분에 부분적으로 아이솔레이션부가 형성되는 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 아이솔레이션부는, 전체적으로 원호 형상이고 길이 방향에 비하여 그 간격이 좁은 협폭 원호형, 전체적으로 원호 형상이고 그 간격을 넓힐 수 있도록 내측 끝부분이 직선형으로 형성되는 광폭 원호형, 부분적으로 원호 형상이고 그 간격을 넓힐 수 있도록 내측에 제 1 직선부 및 제 2 직선부가 형성되는 부분 원호형 및 부분적으로 원호 형상이고 그 간격을 넓힐 수 있도록 내측에 제 1 직선부 및 제 2 직선부가 형성되며 상기 제 1 직선부에 일측 방향으로 연장되는 형상인 연장부가 형성되는 부분 원호 연장형 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 상기 아이솔레이션부는 그 간격이 0.1mm 내지 2.0mm이고, 상기 전극 연결부는 그 간격이 0.1mm 내지 2.5mm일 수 있다. 또한, 1/4 원호 형상인 솔더 패드부의 반지름이 2.5mm 내지 7.0 mm일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 전극층은 복수개의 상기 발광 소자들이 집중적으로 실장되는 중심 영역 및 상기 중심 영역의 주위를 둘러싸는 테두리 영역으로 이루어지고, 상기 블록은 상기 중심 영역에 위치하는 흡열부 및 상기 흡열부로부터 연장되어 상기 테두리 영역까지 이어지는 방열부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 전극층의 상기 블록들은, 전기가 상기 제 1 솔더 패드부에서 복수개의 상기 발광 소자들을 통해 지그 재그로 흐르다가 상기 제 2 솔더 패드부로 흐를 수 있도록, 상기 제 1 솔더 패드부에서 시작하여 제 1 열을 이루어서 배치되는 제 1 열 블록들; 및 상기 제 1 열 블록들의 제 1 열과 연결된 제 2 열을 이루어서 배치되는 제 2 열 블록들;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 발광 모듈은, 상기 전극층을 지지하는 금속 기판; 상기 금속 기판 상에 설치되는 절연층; 상기 전극층의 상기 전극분리선에 충전되는 충전 부재; 상기 발광 소자 수용홀이 형성되고, 상기 전극층 상에 형성되는 반사층; 및 상기 반사층 상에 형성되고, 상기 발광 소자 수용홀의 주변에 형성되어 렌즈 또는 형광체 형성시 그 위치를 안내하는 가이드부;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 조명 장치는, 전극분리선에 의해 서로 절연되는 복수개의 블록들을 포함하는 전극층; 및 상기 전극층의 상기 블록들 중 어느 하나의 블록 및 그 이웃하는 블록에 각각 전기적으로 연결되어 발광될 수 있도록 상기 전극층 상에 실장되는 1개 이상의 발광 소자;를 포함하고, 상기 블록들은, 상기 블록들을 통해 상기 발광 소자에서 발생된 열을 발산할 수 있도록 일정한 간격으로 형성되는 상기 전극분리선을 그 사이에 두고, 상기 블록들 중 어느 하나의 블록을 기준으로 제 1 방향에 이웃하는 다른 블록이 배치되고, 제 2 방향에 이웃하는 또 다른 블록이 배치되는 것일 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 방열 성능을 향상시켜서 고출력 및 고성능 제품을 생산할 수 있고, 솔더 퍼짐 불량 현상을 방지하여 와이어링 불량이나 기타 솔더링 불량을 방지함으로써 생산성을 향상시킬 수 있으며, 발광 소자로 열이 전달되는 것을 최소화하여 제품의 신뢰도 및 내구성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 모듈을 나타내는 부품 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광 모듈의 부품 조립 사시도이다.
도 3은 도 1의 발광 모듈의 전극층을 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 1의 발광 모듈의 단면도이다.
도 5는 도 4의 발광 모듈의 솔더링 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 4의 발광 모듈의 솔더 퍼짐 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 발광 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 10은 종래의 발광 모듈 및 본 발명의 여러 실시예들에 따른 발광 모듈들의 솔더 퍼짐 상태를 사진으로 비교하여 나타내는 비교표이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 모듈(100)을 나타내는 부품 분해 사시도이다. 그리고, 도 2는 도 1의 발광 모듈(100)의 부품 조립 사시도이고, 도 3은 도 1의 발광 모듈(100)의 전극층(10)을 나타내는 평면도이고, 도 4는 도 1의 발광 모듈(100)의 단면도이다.
먼저, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 모듈(100)은, 전극층(10)과, 발광 소자(20)와, 금속 기판(30)과, 절연층(40)과, 충전 부재(50)와, 반사층(60)과, 가이드부(70) 및 렌즈 또는 형광체(80)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 모듈(100)은 설명을 위해 도시된 것으로서, 그 구성 요소들 및 역할은 도면에 국한되지 않는다. 예를 들면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전극층(10)은, 전극분리선(L)에 의해 서로 절연되는 복수개의 블록(B)들을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 예를 들면, 상기 블록(B)들을 통해 상기 발광 소자(20)에서 발생된 열을 발산할 수 있도록 일정한 간격으로 형성되는 상기 전극분리선(L)을 그 사이에 두고, 상기 블록(B)들 중 어느 하나의 블록(B1)을 기준으로 제 1 방향에 이웃하는 다른 블록(B2)이 배치되고, 상기 제 1 방향과는 다른 제 2 방향에 이웃하는 또 다른 블록(B5)이 배치될 수 있다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 블록(B1)을 기준으로 제 1 방향, 즉 좌측 방향에 이웃하는 다른 블록(B2)이 배치되고, 상기 블록(B1)을 기준으로 제 2 방향, 즉 전방에 이웃하는 또 다른 블록(B5)이 배치될 수 있다.
또한, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자(20)는 상기 전극층(10)의 상기 블록(B)들 중 어느 하나의 블록(B1) 및 그 이웃하는 블록(B2)에 각각 전기적으로 연결되어 발광될 수 있도록 상기 전극층(10) 상에 복수개가 실장될 수 있다. 이에 따라, 예컨대 블록(B1) 및 그 이웃하는 블록(B2)에 전기적으로 연결된 제1 발광 소자와, 예컨대 블록(B2) 및 그 이웃하는 블록(B3)에 전기적으로 연결된 제2 발광 소자가 직렬로 연결될 수 있다.
또한, 예컨대 상기 전극층(10)의 상기 블록(B)들 중 어느 하나의 블록(B1) 및 그 이웃하는 블록(B2)에 예컨대 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자가 각각 전기적으로 연결되어, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자가 서로 병렬로 연결될 수 있다.
또한, 상기 블록(B)들을 서로 적절하게 연결하여 각각의 블록(B)에 전기적으로 연결된 발광 소자(20)들을 전체적으로 병렬 연결시킬 수도 있다.
예컨대, (-)단자의 솔더 패드(D1)에 전기적으로 연결된 블록(B1)을 블록(B3)에 전기적으로 연결하고, (+)단자의 솔더 패드(D2)에 블록(B2)을 전기적으로 연결할 수 있다. 따라서, 예컨대 제1 발광 소자를 블록(B1)과 블록(B2)에 전기적으로 연결하고, 상기 제1 발광 소자와 전극 방향을 달리하는 제2 발광 소자를 블록(B2)과 블록(B3)에 전기적으로 연결하여, 종국적으로 제1 발광 소자와 제2 발광 소자를 병렬로 연결시킬 수 있다.
또한, 예컨대, (-)단자의 솔더 패드(D1)에 전기적으로 연결된 블록(B1)을 블록(B3)에 전기적으로 연결하고, (+)단자의 솔더 패드(D2)에 전기적으로 연결된 블록(B4)을 블록(B2)에 전기적으로 연결할 수 있다. 따라서, 예컨대 제1 발광 소자를 블록(B1)과 블록(B2)에 전기적으로 연결하고, 제2 발광 소자를 상기 제1 발광 소자와 전극 방향을 같게 하여 블록(B3)과 블록(B4)에 전기적으로 연결하여, 종국적으로 제1 발광 소자와 제2 발광 소자를 병렬로 연결시킬 수 있다.
또한, 예컨대, (-)단자의 솔더 패드(D1)에 전기적으로 연결된 블록(B1)을 블록(B3)에 전기적으로 연결하고, (+)단자의 솔더 패드(D2)에 전기적으로 연결된 블록(B4)을 블록(B2)에 전기적으로 연결할 수 있다. 따라서, 예컨대 제1 발광 소자를 블록(B1)과 블록(B2)에 전기적으로 연결하고, 상기 제1 발광 소자와 전극 방향을 달리하는 제2 발광 소자를 블록(B2)과 블록(B3)에 전기적으로 연결하고, 제3 발광 소자를 상기 제1 발광 소자와 전극 방향을 같게 하여 블록(B3)과 블록(B4)에 전기적으로 연결하여, 종국적으로 제1 발광 소자, 제2 발광 소자, 및 제3 발광 소자를 병렬로 연결시킬 수 있다.
예컨대, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자(20)는 제 1 패드 및 제 2 패드를 이용하여 상기 전극층(10) 상에 본딩되어 전기적으로 연결되는 플립칩(flip chip) 형태의 LED(Light Emitting Diode)일 수 있다. 한편, 도시하지 않았지만, 상기 발광 소자(20)는 상기 패드 이외에도 펌프나 솔더 등의 신호전달매체를 갖는 플립칩 형태일 수도 있다. 이외에도, 단자에 본딩 와이어가 적용되거나, 부분적으로 제 1 단자 또는 제 2 단자에만 본딩 와이어가 적용되는 발광 소자나, 수평형, 수직형 발광 소자 등이 모두 적용될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들어서, 상기 전극분리선(L)은, 상기 전극층(10)의 최외곽 일면에서부터 1개의 줄기(L1)로 시작하여 상기 전극층(10)의 내부로 이어지다가 2개의 줄기(L2)(L3)로 분지되는 하나 이상의 분지점(P1) 또는 90도 각도로 절곡되는 하나 이상의 직각 절곡점(P2)을 거쳐서 상기 전극층(10)을 가로질러 상기 전극층(10)의 최외곽 타면으로 이어지는 것일 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 분지점(P1) 및 상기 절곡점(P2)들을 이용하여 상기 전극층(10)의 상기 블록(B2)은, 이웃하는 다른 블록(B5)의 돌출영역(T)과 끼워 맞추어지는 형상으로 서로 대응되도록 오목영역(G)이 형성되는 끼워 맞춤형 블록이 형성될 수 있다.
그러므로, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전극층(10)이 서로 끼워 맞춤형태로 형성되는 복수개의 블록(B)들로 이루어져서 방열면적을 극대화할 수 있고, 이로 인하여 제품의 방열 성능을 향상시켜서 고출력 및 고방열이 가능한 제품을 구현할 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 전극층(10)은, 상기 블록(B)들 중 선단 블록(B1)과 연결되고, 솔더 부재(S)가 접합되는 제 1 솔더 패드부(D1) 및 상기 블록(B)들 중 말단 블록(B13)과 연결되고, 솔더 부재(S)가 접합되는 제 2 솔더 패드부(D2)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 도 3에 상세하게 도시된 바와 같이, 상기 솔더 부재(S)의 용접시 블록(B)들로의 급격한 열방출로 인한 솔더 퍼짐 불량 현상을 방지할 수 있도록, 상기 제 1 솔더 패드부(D1)와 상기 선단 블록(B1) 사이 또는 상기 제 2 솔더 패드부(D2)와 상기 말단 블록(B13) 사이에 형성되고 전기 전달을 위한 전극 연결부(K)를 제외한 나머지 부분에 부분적으로 이격된 슬롯 형상인, 아이솔레이션부(M)가 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 아이솔레이션부(M)는, 전체적으로 원호 형상이고 길이 방향에 비하여 그 간격이 좁은 협폭 원호형(M1)일 수 있다.
따라서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 예컨대, 상기 제 1 솔더 패드부(D1)와 상기 선단 블록(B1) 사이는 상기 아이솔레이션부(M)로 인하여 대부분의 열이 선단 블록(B1)으로 전달되지 않고, 오로지 상기 전극 연결부(K)를 통해서만 부분적으로 제한된 일부 열들만 전달될 수 있다.
도 5는 도 4의 발광 모듈(100)의 솔더링 상태를 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 4의 발광 모듈(100)의 솔더 퍼짐 상태를 나타내는 단면도이다.
그러므로, 먼저 도 5에 도시된 바와 같이, 고온의 상기 솔더 부재(S)가 상기 제 1 솔더 패드부(D1) 위에 접촉되어 솔더링이 시작되면, 상기 제 1 솔더 패드부(D1)와 상기 선단 블록(B1) 사이에 설치된 상기 아이솔레이션부(M)로 인하여 대부분의 열이 전달될 수 없기 때문에, 결과적으로 상기 제 1 솔더 패드부(D1)에 열이 고립되어 고온의 상태를 유지할 수 있고, 이로 인하여 고온의 상태에서 상기 제 1 솔더 패드부(D1) 상에 상기 솔더 부재(S)가 골고루 녹아서 펼쳐질 수 있다.
즉, 상기 아이솔레이션부(M)를 이용하여 상기 제 1 솔더 패드부(D1) 및 상기 제 2 솔더 패드부(D2)의 열이 이웃하는 상기 블록(B)들 특히, 상기 블록(B1)(B13)들로 전달되는 것을 부분적으로 차단하여 솔더 부재(S)가 골고루 펼쳐지지 않고 부분적으로만 응고되는 종래의 솔더 퍼짐 불량 현상을 방지할 수 있으며, 장기간의 솔더링 작업시 블록(B)들로 열이 전달되는 것을 최소화하여 제품의 신뢰도 및 내구성을 크게 향상시킬 수 있다.
여기서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 아이솔레이션부(M)의 간격(W1)은 열을 차단하기 위해서 넓으면 넓을수록 단열성은 좋고, 반면에 상기 발광 소자(20)에서 발생된 열을 상기 블록(B)들이 방출하기 위해서 좁으면 좁을수록 방열성이 좋을 수 있다. 따라서, 실험적으로 그 간격(W1)들을 변화시키면서 단열성도 우수한 동시에 방열성도 우수한 최적의 수치를 도출한 결과, 상기 아이솔레이션부(M)는 그 간격(W1)이 0.1mm ~ 2.0mm, 바람직하게는 0.2mm ~ 1.9mm, 더욱 바람직하게는 0.3mm ~ 1.8mm, 더욱 바람직하게는 0.4mm ~ 1.7mm, 더욱 바람직하게는 0.5mm ~ 1.6mm, 더욱 바람직하게는 0.6mm ~ 1.5mm, 더욱 바람직하게는 0.7mm ~ 1.4mm, 더욱 바람직하게는 0.6mm ~ 1.5mm, 더욱 바람직하게는 0.7mm ~ 1.4mm, 더욱 바람직하게는 0.8mm ~ 1.3mm, 더욱 바람직하게는 0.9mm ~ 1.2mm, 더욱 바람직하게는 1.0mm ~ 1.1mm일 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전극 연결부(K)의 폭(W2)은 열을 차단하기 위해서 얇으면 얇을수록 단열성은 좋고, 반면에 상기 전극 연결부(K)를 통해서 최소한의 안정적인 전기가 흐르기 위해서 넓으면 넓을수록 전도성이 좋을 수 있다. 따라서, 실험적으로 그 간격(W2)들을 변화시키면서 단열성도 우수한 동시에 전도성도 우수한 최적의 수치를 도출한 결과, 상기 전극 연결부(K)는 그 폭(W2)이 0.1mm ~ 2.5mm, 바람직하게는 0.2mm ~ 2.4mm, 더욱 바람직하게는 0.3mm ~ 2.3mm, 더욱 바람직하게는 0.4mm ~ 2.2mm, 더욱 바람직하게는 0.5mm ~ 2.1mm, 더욱 바람직하게는 0.6mm ~ 2.0mm, 더욱 바람직하게는 0.7mm ~ 1.9mm, 더욱 바람직하게는 0.8mm ~ 1.8mm, 더욱 바람직하게는 0.9mm ~ 1.7mm, 더욱 바람직하게는 1.0mm ~ 1.6mm, 더욱 바람직하게는 1.1mm ~ 1.5mm, 더욱 바람직하게는 1.2mm ~ 1.4mm 일 수 있다.
한편, 예컨대 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 솔더 패드부(D1, D2) 는 모서리를 중심으로 하는 1/4 원호 형상일 수 있다. 본 발명의 구체 예에서, 1/4 원호 형상인 상기 솔더 패드부의 반지름은 2.5mm ~ 7.0mm, 바람직하게는 2.6mm ~ 6.5mm, 더욱 바람직하게는 2.8mm ~ 6.2mm, 더욱 바람직하게는 3.0mm ~ 6.0mm, 더욱 바람직하게는 3.2mm ~ 5.6mm, 더욱 바람직하게는 3.4mm ~ 5.2mm, 더욱 바람직하게는 3.6mm ~ 5.0mm, 더욱 바람직하게는 3.8mm ~ 4.8mm, 더욱 바람직하게는 4.0mm ~ 4.6mm, 더욱 바람직하게는 4.2mm ~ 4.4mm 일 수 있다.
한편, 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전극층(10)은 복수개의 상기 발광 소자(20)들이 집중적으로 실장되는 중심 영역(A1) 및 상기 중심 영역(A1)의 주위를 둘러싸는 테두리 영역(A2)으로 이루어지고, 상기 블록(B)은 상기 중심 영역(A1)에 위치하는 흡열부(B-1) 및 상기 흡열부(B-1)로부터 연장되어 상기 테두리 영역(A2)까지 이어지는 방열부(B-2)를 포함할 수 있다.
따라서, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 블록(B)들은 상기 발광 소자(20)에서 발생된 열을 상기 중심 영역(A1)에 위치된 상기 흡열부(B-1)로 흡열하고, 상기 테두리 영역(A2)까지 이어지는 방열부(B-2)를 통해서 이를 외부로 신속하게 방출할 수 있다.
이렇게 상기 블록(B)들을 이용하여 상기 중심 영역(A)의 열을 상기 테두리 영역(A2)으로 신속하게 방출시키기 위해서 상기 블록(B)들을 지그 재그 형태로 배치할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전극층(10)의 상기 블록(B)들은, 전기가 상기 제 1 솔더 패드부(D1)에서 복수개의 상기 발광 소자(20)들을 통해 지그 재그로 흐르다가 상기 제 2 솔더 패드부(D2)로 흐를 수 있도록, 상기 제 1 솔더 패드부(D1)에서 시작하여 제 1 열을 이루어서 배치되는 제 1 열 블록(B1)(B2)(B3)들과, 상기 제 1 열 블록(B1)(B2)(B3)들의 제 1 열과 연결된 제 2 열을 이루어서 배치되는 제 2 열 블록(B4)(B5)들과, 상기 제 2 열 블록(B4)(B5)들의 제 2 열과 연결된 제 3 열을 이루어서 배치되는 제 3 열 블록(B6)(B7)(B8)들과, 상기 제 3 열 블록(B6)(B7)(B8)들의 제 3 열과 연결된 제 4 열을 이루어서 배치되는 제 4 열 블록(B9)(B10)들 및 상기 제 4 열 블록(B9)(B10)들의 제 4 열과 연결된 제 5 열을 이루어서 배치되는 제 5 열 블록(B11)(B12)(B13)들을 포함할 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전극층(10)은 지그 재그로 배열된 총 13개의 블록(B)들로 이루어질 수 있다. 또한, 예컨대, 상기 선단 블록(B1) 및 상기 말단 블록(B13) 사이에 제너칩(90)(zener diode) 또는 TVS(Transient Voltage Suppressor)이 설치될 수 있다.
그러나, 이러한 상기 전극층(10)의 지그 재그 배열 구성이나 제너칩(90)은 도면에 반드시 국한되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 수정이나 변경이 가능하다. 예컨대, 상기 전극층(10)은 2열 이상으로 구성되거나 상기 제너칩(90)이 생략되는 것도 가능하다.
한편, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 모듈(100)은, 상술된 상기 전극층(10) 및 상기 발광 소자(20) 이외에도, 상기 전극층(10)을 지지하는 금속 기판(30)과, 상기 금속 기판(30) 상에 설치되는 절연층(40)과, 상기 전극층(10)의 상기 전극분리선(L)에 충전되는 충전 부재(50)와, 발광 소자 수용홀(H1) 및 솔더 패드홀(H2)이 형성되고, 상기 전극층(10) 상에 형성되는 반사층(60) 및 상기 반사층(60) 상에 형성되고, 상기 발광 소자 수용홀(H1)의 주변에 형성되어 렌즈 또는 형광체(80) 형성시 그 위치를 안내하는 가이드부(70)를 더 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로는, 상기 금속 기판(30)은 열전도성이 우수한 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질일 수 있다. 또한, 상기 절연층(40)은 PCB 소재 중 하나인 필름 형태의 T-preg 절연 부재를 포함할 수 있다. 또한, 상기 충전 부재(50)과 상기 반사 부재(60)은 서로 동일한 재질인 화이트 PSR(Photoimageable Solder Resist)를 포함할 수 있다.
여기서, 예컨대, 상기 충전 부재(50)는 상기 화이트 PSR를 스퀴즈 프린팅 방법을 이용하여 상기 전극분리선(L) 사이에 1차로 형성하고, 이어서 상기 반사 부재(60)는 상기 화이트 PSR을 상기 전극층(10) 상에 도포 및 몰딩 성형하여 2차로 형성할 수 있다. 또한, 상기 가이드부(70)는 링형상으로 형성되는 실리콘 재질의 단턱부일 수 있다.
그러나, 이러한 상기 금속 기판(30)과, 상기 절연층(40)과, 상기 충전 부재(50)와, 상기 반사층(60) 및 상기 렌즈 또는 형광체(80)는 그 형상이나 재질이나 종류 등이 매우 다양하게 적용될 수 있는 것으로서, 도면에 반드시 국한되지 않는다.
도 7은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 발광 모듈(200)을 나타내는 평면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 발광 모듈(200)의 아이솔레이션부(M)는, 전체적으로 원호 형상이고 그 간격을 넓힐 수 있도록 내측 끝부분이 직선형(Ma)으로 형성되는 광폭 원호형(M2)일 수 있다. 따라서, 상기 직선형(Ma)의 길이를 늘리면 늘릴수록 그 간격을 넓게 하여 단열성을 향상시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 모듈(300)을 나타내는 평면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 모듈(300)의 아이솔레이션부(M)는, 부분적으로 원호 형상이고 그 간격을 넓힐 수 있도록 내측에 제 1 직선부(Mb) 및 제 2 직선부(Mc)가 형성되는 부분 원호형(M3)일 수 있다. 따라서, 상기 제 1 직선부(Mb) 및 상기 제 2 직선부(Mc)의 길이를 늘리면 늘릴수록 그 간격을 넓게 하여 단열성을 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 모듈(400)을 나타내는 평면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 또 다른 실시예들에 따른 발광 모듈(400)의 아이솔레이션부(M)는 부분적으로 원호 형상이고 그 간격을 넓힐 수 있도록 내측에 제 1 직선부(Mb) 및 제 2 직선부(Mc)가 형성되며 상기 제 1 직선부(Mb)에 일측 방향으로 연장되는 형상인 연장부(Md)가 형성되는 부분 원호 연장형(M4)일 수 있다. 따라서, 상기 제 1 직선부(Mb)와, 상기 제 2 직선부(Mc) 및 상기 연장부(Md)의 길이나 형상을 조정하여 한정된 공간에서도 단열성을 최대한 향상시킬 수 있다.
도 10은 종래의 발광 모듈 및 본 발명의 여러 실시예들에 따른 발광 모듈(TYPE#1)(TYPE#2)(TYPE#3)(TYPE#4)들의 솔더 퍼짐 상태를 사진으로 비교하여 나타내는 비교표이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 종래의 발광 모듈(Isolation 구조 無) 및 본 발명의 여러 실시예들에 따른 발광 모듈(TYPE#1)(TYPE#2)(TYPE#3)(TYPE#4)들의 솔더 퍼짐 상태를 사진으로 비교해 보면, 도 10에 광학 이미지 부분에 촬영된 바와 같이, 종래의 발광 모듈(Isolation 구조 無)은 솔더 부재가 부분적으로 뭉쳐서 매우 지저분하게 보이는 반면, 본 발명의 여러 실시예들에 따른 발광 모듈(TYPE#1)(TYPE#2)(TYPE#3)(TYPE#4)들은 위의 사진과 아래 사진 모두 상대적으로 솔더 부재가 균일하게 퍼져서 모양이 평탄하고 일정해지는 것을 확인할 수 있었다.
한편, 도시하지 않았지만, 본 발명은 상술된 상기 발광 모듈(100)(200)(300)(400)을 포함하는 조명 장치 또는 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 조명 장치 또는 디스플레이 장치의 구성 요소들은 상술된 본 발명의 발광 소자 패키지의 그것들과 구성과 역할이 동일할 수 있다. 따라서, 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 전극분리선에 의해 서로 절연되는 복수개의 블록들을 포함하는 전극층; 및
    상기 전극층의 상기 블록들 중 어느 하나의 블록 및 그 이웃하는 블록에 각각 전기적으로 연결되어 발광될 수 있도록 상기 전극층 상에 실장되는 1개 이상의 발광 소자;를 포함하고,
    상기 블록들은, 상기 블록들을 통해 상기 발광 소자에서 발생된 열을 발산할 수 있도록 일정한 간격으로 형성되는 상기 전극분리선을 그 사이에 두고, 상기 블록들 중 어느 하나의 블록을 기준으로 제 1 방향에 이웃하는 다른 블록이 배치되고, 제 2 방향에 이웃하는 또 다른 블록이 배치되는 것이며,
    상기 전극층은, 상기 블록들 중 선단 블록과 연결되고, 솔더 부재가 접합되는 제 1 솔더 패드부; 및 상기 블록들 중 말단 블록과 연결되고, 솔더 부재가 접합되는 제 2 솔더 패드부; 를 더 포함하고,
    상기 제 1 솔더 패드부와 상기 선단 블록 사이 또는 상기 제 2 솔더 패드부와 상기 말단 블록 사이에 형성되고, 전기 전달을 위한 전극 연결부를 제외한 나머지 부분에 부분적으로 아이솔레이션부가 형성되는 것인, 발광 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극분리선은, 상기 전극층의 최외곽 일면에서부터 1개의 줄기로 시작하여 상기 전극층의 내부로 이어지다가 2개의 줄기로 분지되는 하나 이상의 분지점 또는 90도 각도로 절곡되는 하나 이상의 직각 절곡점을 거쳐서 상기 전극층을 가로질러 상기 전극층의 최외곽 타면으로 이어지는 것인, 발광 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극층의 상기 블록은, 이웃하는 다른 블록의 돌출영역과 끼워 맞추어지는 형상으로 서로 대응되도록 오목영역이 형성되는 끼워 맞춤형 블록인, 발광 모듈.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 아이솔레이션부는, 전체적으로 원호 형상이고 길이 방향에 비하여 그 간격이 좁은 협폭 원호형, 전체적으로 원호 형상이고 그 간격을 넓힐 수 있도록 내측 끝부분이 직선형으로 형성되는 광폭 원호형, 부분적으로 원호 형상이고 그 간격을 넓힐 수 있도록 내측에 제 1 직선부 및 제 2 직선부가 형성되는 부분 원호형 및 부분적으로 원호 형상이고 그 간격을 넓힐 수 있도록 내측에 제 1 직선부 및 제 2 직선부가 형성되며 상기 제 1 직선부에 일측 방향으로 연장되는 형상인 연장부가 형성되는 부분 원호 연장형 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 것인, 발광 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 아이솔레이션부는 그 간격이 0.1mm 내지 2.0mm이고,
    상기 전극 연결부는 그 간격이 0.1mm 내지 2.5mm인, 발광 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극층은 복수개의 상기 발광 소자들이 집중적으로 실장되는 중심 영역 및 상기 중심 영역의 주위를 둘러싸는 테두리 영역으로 이루어지고,
    상기 블록은 상기 중심 영역에 위치하는 흡열부 및 상기 흡열부로부터 연장되어 상기 테두리 영역까지 이어지는 방열부를 포함하는, 발광 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극층의 상기 블록들은,
    전기가 상기 제 1 솔더 패드부에서 복수개의 상기 발광 소자들을 통해 지그 재그로 흐르다가 상기 제 2 솔더 패드부로 흐를 수 있도록, 상기 제 1 솔더 패드부에서 시작하여 제 1 열을 이루어서 배치되는 제 1 열 블록들; 및
    상기 제 1 열 블록들의 제 1 열과 연결된 제 2 열을 이루어서 배치되는 제 2 열 블록들;
    을 포함하는, 발광 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극층을 지지하는 금속 기판;
    상기 금속 기판 상에 설치되는 절연층;
    상기 전극층의 상기 전극분리선에 충전되는 충전 부재;
    발광 소자 수용홀 및 솔더 패드홀이 형성되고, 상기 전극층 상에 형성되는 반사층; 및
    상기 반사층 상에 형성되고, 상기 발광 소자 수용홀의 주변에 형성되어 렌즈 또는 형광체 형성시 그 위치를 안내하는 가이드부;
    를 더 포함하는, 발광 모듈.
  10. 전극분리선에 의해 서로 절연되는 복수개의 블록들을 포함하는 전극층; 및
    상기 전극층의 상기 블록들 중 어느 하나의 블록 및 그 이웃하는 블록에 각각 전기적으로 연결되어 발광될 수 있도록 상기 전극층 상에 실장되는 1개 이상의 발광 소자;를 포함하고,
    상기 블록들은, 상기 블록들을 통해 상기 발광 소자에서 발생된 열을 발산할 수 있도록 일정한 간격으로 형성되는 상기 전극분리선을 그 사이에 두고, 상기 블록들 중 어느 하나의 블록을 기준으로 제 1 방향에 이웃하는 다른 블록이 배치되고, 제 2 방향에 이웃하는 또 다른 블록이 배치되는 것이며,
    상기 전극층은, 상기 블록들 중 선단 블록과 연결되고, 솔더 부재가 접합되는 제 1 솔더 패드부; 및 상기 블록들 중 말단 블록과 연결되고, 솔더 부재가 접합되는 제 2 솔더 패드부; 를 더 포함하고,
    상기 제 1 솔더 패드부와 상기 선단 블록 사이 또는 상기 제 2 솔더 패드부와 상기 말단 블록 사이에 형성되고, 전기 전달을 위한 전극 연결부를 제외한 나머지 부분에 부분적으로 아이솔레이션부가 형성되는 것인, 조명 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극층의 상기 블록들 중 어느 하나의 블록 및 그 이웃하는 블록에 각각 전기적으로 연결되어 발광될 수 있도록 상기 전극층 상에 실장되는 2개 이상의 발광 소자들을 포함하고,
    상기 발광 소자들은 전기적으로 직렬 연결 또는 병렬 연결되는 것인, 발광 모듈.
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