KR101920211B1 - 발광소자 어레이 - Google Patents

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Abstract

실시 예는, 발광소자 및 상기 발광소자와 전기적으로 연결된 제1, 2 리드프레임을 포함하는 발광소자 패키지 및 상기 발광소자 패키지가 배치된 기판을 포함하고, 상기 기판은, 패스 캐비티가 형성된 전도성 베이스층, 상기 패스 캐비티 내에 배치된 반도체층, 상기 반도체층의 적어도 일부분을 노출시키며 상기 전도성 베이스층 위에 배치된 제1 절연층, 상기 제1 절연층 상에 배치되며, 상기 제1 리드프레임이 배치되는 제1 전극패턴 및 상기 반도체층과 쇼트키 접촉되며 상기 제2 리드프레임이 배치되는 제2 전극 패턴을 포함하는 동박층 및 상기 동박층 위에 배치되며, 상기 제1, 2 전극패턴을 노출시키는 제2 절연층을 포함하는 발광소자 어레이를 제공한다.

Description

발광소자 어레이{Light emitting device array}
실시 예는, 발광소자 어레이에 관한 것이다.
발광소자의 대표적인 예로, LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고, 점차 LED의 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
보통, 소형화된 LED는 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 직접 장착하기 위해서 표면실장소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있고, 이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 표면실장소자 형으로 개발되고 있다. 이러한 표면실장소자는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 이것은 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용된다.
공개특허 10-2010-0014493호에 의하면 발광소자 어레이에 대하여 기재되어있으며, 최근에 발광소자 어레이에 사용되는 기판에 대한 연구가 진행 중에 있다.
실시 예는, 기판에 배치된 발광소자 패키지로 서지전압(surge voltage)이 공급되는 것을 방지하기 용이한 발광소자 어레이를 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자 어레이는, 발광소자 및 상기 발광소자와 전기적으로 연결된 제1, 2 리드프레임을 포함하는 발광소자 패키지 및 상기 발광소자 패키지가 배치된 기판을 포함하고, 상기 기판은, 패스 캐비티가 형성된 전도성 베이스층, 상기 패스 캐비티 내에 배치된 반도체층, 상기 반도체층의 적어도 일부분을 노출시키며 상기 전도성 베이스층 위에 배치된 제1 절연층, 상기 제1 절연층 상에 배치되며, 상기 제1 리드프레임이 배치되는 제1 전극패턴 및 상기 반도체층과 쇼트키 접촉되며 상기 제2 리드프레임이 배치되는 제2 전극 패턴을 포함하는 동박층 및 상기 동박층 위에 배치되며, 상기 제1, 2 전극패턴을 노출시키는 제2 절연층을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 어레이는, 전도성 베이스층의 패스 캐비티 내에 배치된 반도체층과 쇼트키 접촉되는 전극패턴이 쇼트키 다이오드를 형성함으로써, 발광소자 패키지 내에 서지 전압(surge voltage), 즉 ESD 입력시 전극패턴 및 반도체층을 통하여 전도성 베이스층으로 ESD를 패스시킴으로써, 발광소자 패키지의 파손을 방지할 수 있으며, 그에 따라 신뢰성이 향상될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 발광소자 모듈을 간략하게 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지에 대한 실시 예를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 기판을 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 발광소자 어레이의 일부분에 대한 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 조명장치의 A-A' 단면을 나타낸 단면도이다.
도 7은 제1 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 8은 제2 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
본 실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도면에서, 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의, 및 명확성을 위하여 과장되거나, 생략되거나, 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 발광소자 어레이의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자 패키지를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 발광소자 모듈을 간략하게 나타내는 분해사시도이다.
도 1을 참조하면, 발광소자모듈(200)은 전원컨트롤모듈(210), 발광소자 어레이(100) 및 커넥터(130)를 포함할 수 있다.
여기서, 전원컨트롤모듈(210)은 발광소자 어레이(100)에 실장된 발광소자 패키지(110)에서 소비되는 전원을 생성하여 파워서플라이(212), 파워서플라이(212)의 동작을 제어하는 컨트롤부(214) 및 커넥터(130)의 일측이 접속되는 커넥터연결부(216)를 포함할 수 있다.
이때, 파워서플라이(212)는 컨트롤부(214)의 제어에 따라 동작하며, 발광소자 어레이(100)에서 소비되는 상기 전원을 생성한다.
컨트롤부(214)는 외부에서 입력되는 명령에 따라 파워서플라이(212)의 동작을 제어할 수 있다.
이때, 상기 외부에서 입력되는 명령은 발광소자모듈(200)을 포함하는 장치의 동작을 명령하는 리모트 컨트롤 및 발광소자모듈(200)과 직접 연결된 입력장치(미도시)로부 출력되는 명령일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 커넥터연결부(216)는 커넥터(130)의 일측이 연결되며, 파워서플라이(212)로부터 공급되는 전원을 커넥터(130)로 공급할 수 있다.
발광소자 어레이(100)는 발광소자패키지(110) 및 발광소자패키지(110)와 커넥터(130)의 타측이 배치되는 기판(120)을 포함할 수 있다.
실시 예에서, 커넥터(130)는 일체형으로 이루어진 연성회로기판으로 나타내었으나, 커넥터(130)의 상기 일측 및 상기 타측이 핀 타입으로 각각 커넥터 연결부(216) 및 기판(120)에 배치된 고정부재(미도시)에 의해 결합될 수 있으며, 커넥터(130)의 형태에 대하여 한정을 두지 않는다.
기판(120)은 인쇄회로기판(printed circuit board), 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board) 또는 MCPCB(Metal Core PCB)일 수 있으며, 상기 인쇄회로기판인 경우 단면 PCB(Print circuit Board), 양면 PCB(Print circuit Board) 또는 복수 층으로 이루어진 PCB(Print circuit Board) 등을 사용할 수 있으며, 실시 예에서는 MCPCB(Metal Core PCB)인 것으로 설명하며, 이에 한정을 두지 않는다.
복수의 발광소자 패키지(110)는 복수의 그룹(미도시)으로 나누어질 수 있으며, 이때 상기 복수의 그룹에 배치된 발광소자 패키지(110)는 직렬 연결될 수 있다.
이때, 상기 복수의 그룹에 포함된 발광소자 패키지(110)는 개수에 대하여 한정을 두지 않는다.
복수의 발광소자패키지(110)는 각각 서로 다른 색상을 갖는 적어도 두 개 이상의 발광소자 패키지(110)가 서로 교대로 실장될 수 있으며, 패키지 사이즈에 따라 그룹을 이루어 실장될 수 있으며, 단일 색상을 갖는 발광소자 패키지(110)로 실장될 수 있을 것이다. 또한, 이에 한정을 두지 않는다.
예를 들어, 발광소자 어레이(100)에서 백색 광을 발광시키는 경우, 복수의 발광소자 패키지(110)는 적색 광을 발광하는 발광소자 패키지와 청색 광을 발광하는 발광소자 패키지를 사용함으로써 구현할 수 있다. 따라서, 적색 광과 청색 광으로 발광하는 발광소자 패키지가 서로 교대로 실장될 수 있으며, 적색 광, 청색 광 및 녹색 광으로 형성될 수 있다.
도 1에 나타낸 전원컨트롤모듈(210)은 전원, 즉 외부 전원을 공급하는 공급장치를 나타낸 것이며, 실시 예에 따른 발광소자 어레이(100)를 설명하기 위한 장치일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광소자 패키지에 대한 실시 예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 발광소자 패키지(110)의 일부분을 투시하여 나타낸 투과 사시도이며, 실시 예에서 발광소자 패키지(110)는 탑 뷰 타입인 것으로 나타내었으나, 사이드 뷰 타입일 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.
도 1을 참조하면, 발광소자 패키지(110)는 발광소자(10) 및 발광소자(10)가 배치된 몸체(20)를 포함할 수 있다.
몸체(20)는 제1 방향(미도시)으로 배치된 제1 격벽(22) 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향(미도시)으로 배치된 제2 격벽(24)을 포함할 수 있으며, 제1, 2 격벽(22, 24)은 서로 일체형으로 형성될 수 있으며, 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으며, 이에 대하여 한정을 두지 않는다.
즉, 제1, 2 격벽(22, 24)은 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), AlOx, 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 세라믹, 및 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
제1, 2 격벽(22, 24)의 상면 형상은 발광소자(10)의 용도 및 설계에 따라 삼각형, 사각형, 다각형 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 제1, 2 격벽(22, 24)은 발광소자(10)가 배치되는 캐비티(s)를 형성하며, 캐비티(s)의 단면 형상은 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 캐비티(s)를 이루는 제1, 2 격벽(22, 24)은 하부 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
그리고, 캐비티(s)의 평면 형상은 삼각형, 사각형, 다각형 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
몸체(20)의 하부면에는 제1, 2 리드프레임(13, 14)이 배치될 수 있으며, 제1, 2 리드프레임(13, 14)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru) 및 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다.
그리고, 제1, 2 리드프레임(13, 14)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1, 2 격벽(22, 24)의 내측면은 제1, 2 리드프레임(13, 14) 중 어느 하나를 기준으로 소정의 경사각을 가지고 경사지게 형성되며, 상기 경사각에 따라 발광소자(10)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. 광의 지향각이 줄어들수록 발광소자(10)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하는 반면, 광의 지향각이 클수록 발광소자(10)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
몸체(20)의 내측면은 복수의 경사각을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1, 2 리드프레임(13, 14)은 발광소자(10)에 전기적으로 연결되며, 외부 전원(미도시)의 양(+)극 및 음(-)극에 각각 연결되어, 발광소자(10)로 전원을 공급할 수 있다.
실시 예에서, 제1 리드프레임(13) 상에는 발광소자(10)가 배치되며, 제2 리드프레임(14)은 제1 리드프레임(13)과 이격된 것으로 설명하며, 발광소자(10)는 제1 리드프레임(13)과 다이본딩되며, 제2 리드프레임(14)과 와이어(미도시)에 의한 와이어 본딩되어, 제1, 2 리드프레임(13, 14)로부터 전원을 공급받을 수 있다.
여기서, 발광소자(10)는 제1 리드프레임(13) 및 제2 리드프레임(14)에 서로 다른 극성을 가지며 본딩될 수 있다.
또한, 발광소자(10)는 제1, 2 리드프레임(13, 14) 각각에 와이어 본딩되거나, 또는 다이본딩 될수 있으며, 접속 방법에 대하여 한정을 두지 않는다.
실시 예에서, 발광소자(10)는 제1 리드프레임(13)에 배치된 것으로 설명하였으나, 이에 한정을 두지 않는다.
그리고, 발광소자(10)는 제1 리드프레임(13) 상에 접착부재(미도시)에 의해 접착될 수 있다.
여기서, 제1, 2 리드프레임(13, 14) 사이에는 제1, 2 리드프레임(13, 14)의 전기적인 단락(쇼트)를 방지하기 위한 절연댐(16)이 형성될 수 있다.
실시 예에서, 절연댐(16)은 상부가 반원형으로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
몸체(13)에는 캐소드 마크(cathode mark, 17)가 형성될 수 있다. 캐소드 마크(17)는 발광소자(10)의 극성, 즉 제1, 2 리드프레임(13, 14)의 극성을 구분하여, 제1, 2 리드프레임(13, 14)을 전기적으로 연결할 때, 혼동을 방지하는데 이용될 수 있을 것이다.
발광소자(10)는 발광 다이오드일 수 있다. 상기 발광 다이오드는 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 유색 발광 다이오드 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 다이오드일 수 있으나, 이에 한정을 두지 않으며, 또한 제1 리드프레임(13)에 실장되는 발광소자(10)는 복수 개 일 수 있으며, 제1, 2 리드프레임(13, 14) 상에 각각 적어도 하나의 발광소자(10)가 실장될 수 있으며, 발광소자(10)의 개수 및 실장위치에 대하여 한정을 두지 않는다.
몸체(20)는 캐비티(s)에 충진된 수지물(18)을 포함할 수 있다. 즉, 수지물(18)은 이중몰딩구조 또는 삼중몰딩구조로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
그리고, 수지물(18)은 필름형으로 형성될 수 있으며, 형광체 및 광확산재 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 또한 형광체 및 광확산재를 포함하지 않는 투광성재질이 사용될 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.
도 3은 도 1에 나타낸 기판을 나타내는 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 기판(120)은 전도성 베이스층(121), 제1 절연층(122), 동박층(123), 제2 절연층(124)을 포함할 수 있다.
전도성 베이스층(121)은 전도성 재질이며, Al 및 Cu 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 전도성 베이스층(121)에는 패스 캐비티(12b)가 형성될 수 있다.
이때, 패스 캐비티(121b)에는 반도체층(125)이 배치될 수 있으며, 반도체층(125)은 후술하는 동박층(123)의 제2 전극 패턴(123b)과 쇼트키 접촉될 수 있다.
여기서, 반도체층(125)과 제2 전극 패턴(123b)는 쇼트키 다이오드 등과 같은 역할을 할 수 있어, 서지전압(surge volage), 즉 ESD 유입시 전도성 베이스층(121)을 통하여 외부로의 패스 경로를 형성할 수 있다.
예를 들면, 상기 쇼트키 다이오드는 반도체층과 금속이 쇼트키 접촉됨으로써, 순방향 전압이 인가되는 경우 전압을 차단하며, 역방향 전압, 즉 서지전압이 인가되는 경우 전압을 패스하도록 함으로써, 도 2에 나타낸 발광소자(10)의 파손을 방지할 수 있다.
이때, 반도체층(125)은 n형 도펀트가 도핑된 반도체층으로써, 상기 n형 도펀트에는 Al, Cu, Cr, Si, Ge, Sn, Se 및 Te 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
실시 예에서, 패스 캐비티(121b)는 발광소자 패키지(110)의 개수와 동일한 개수로 형성된 것으로 나타내었으나, 적어도 하나가 형성될 수 있으며, 그 개수 및 형상에 대하여 한정을 두지 않으며, 패스 캐비티(121b)에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
이때, 전도성 베이스층(121) 위에는 제1 절연층(122)이 배치될 수 있다.
제1 절연층(122)은 반도체층(125)의 적어도 일부분을 노출하는 반도체층오픈영역(122b)이 형성될 수 있다.
여기서, 반도체층오픈영역(122b)는 패스 캐비티(121b)의 개수와 동일할 수 있다.
이때, 반도체층오픈영역(122b)의 폭(미도시)은 패스 캐비티(121b)의 폭(미도시)와 동일하거나 좁게 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
동박층(123)은 전도성 베이스층(121)의 상면에 배치되며, 도 2에 나타낸 발광소자 패키지(110)의 제1, 2 리드프레임(13, 14)과 전기적으로 연결되는 제1, 2 전극패턴(123a, 123b) 및 도 1에 나타낸 커넥터(130)의 일측 또는 상기 고정부재와 전기적으로 연결되는 커넥터패턴(123c)을 포함할 수 있다.
동박층(123)은 제1, 2 전극패턴(123a, 123b) 및 커넥터패턴(122c)들 사이를 연결하는 연결패턴(미도시)을 포함할 수 있다.
이때, 제2 전극패턴(123b)은 상술한 바와 같이 패스 캐비티(121b)에 배치된 반도체층(125)과 쇼트키 접촉될 수 있다.
커넥터패턴(123c)은 제1 전극패턴(123a)과 전기적으로 연결된 4개의 패턴(미도시) 및 제2 전극패턴(123b)과 전기적으로 연결된 2개의 그라운드패턴(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 그라운드패턴의 적어도 일부분과 상기 반도체층(125)이 쇼트키접촉될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 제2 절연층(124)은 판 형상으로 식각 공정에 의하여 제1, 2 전극오영역(124a, 124b) 및 커넥터오픈영역(124c)이 형성될 수 있다.
제1, 2 절연층(124) 중 적어도 하나는 PSR 잉크 및 절연성 필름 중 어느 하나로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 제2 절연층(124)은 발광소자 패키지(110)에서 방출되는 광을 반사시킬 수 있는 반사도가 높은 재질일 수 있다.
도 4는 도 1에 나타낸 발광소자 어레이의 일부분에 대한 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 4는 임의의 발광소자 패키지(110) 및 임의의 발광소자 패키지(110)가 배치된 기판(120)의 일부분을 절단한 단면도를 나타내며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 4를 참조하면, 발광소자 어레이(100)는 기판(110) 및 기판(110) 상에 배치된 발광소자 패키지(110)를 포함할 수 있다.
발광소자 패키지(110) 및 기판(120)에 대한 자세한 설명은 도 1 내지 도 3에서 상술한 바 생략하거나 간략하게 설명한다.
즉, 전도성 베이스층(121)에는 패스 캐비티(ps)가 형성되며, 패스 캐비티(ps) 내에 반도체층(125)이 배치될 수 있다.
이때, 패스 캐비티(ps)의 깊이(d)는 전도성 베이스층(121)의 두께 대비 0.3배 내지 0.7배일 수 있다.
즉, 패스 캐비티(ps)의 깊이(d)는 전도성 베이스층(121)의 두께 대비 0.3배 미만인 경우 반도체층(125)의 두께가 낮게 되어 제2 전극패턴(123b)으로 높은 서지전압 인가시 충분히 패스를 하지 못하여 발광소자(10)로 인가될 수 있으며, 전도성 베이스층(121)의 두께 대비 0.7배 보다 큰 경우 패스 전도성 베이스층(121)의 강성이 약해질 수 있는 문제점이 있다.
이때, 패스 캐비티(ps)의 폭(w1)은 제2 전극 패턴(123b)의 폭(w2) 대비 0.8배 내지 1.5배일 수 있다.
즉, 패스 캐비티(ps)의 폭(w1)은 반도체층(125)에 접촉되는 제2 전극패턴(123b)의 폭(w2) 대비 0.8배 미만인 경우 서지 전압이 충분히 인가되지 않을 수 있으며, 반도체층(125)에 접촉되는 제2 전극패턴(123b)의 폭(w2) 대비 1.5배보다 큰 경우 1.5배 이하인 경우와 동일한 특성을 가질 수 있다.
여기서, 패스 캐비티(ps)의 단면 형상은 사다리꼴 형상인 것으로 나타내었으나, 사각형 형상 및 반원형 형상일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 제1, 2 리드프레임(13, 14)과 제1, 2 전극 패턴(123a, 123b) 사이에는 솔더 크림(pb)이 배치될 수 있다.
솔더 크림(pb)는 제1, 2 리드프레임(13, 14)과 제1, 2 전극 패턴(123a, 123b)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
이때, 발광소자(10)와 쇼트키 다이오드, 즉 반도체층(125) 및 제2 전극패턴(123b)은 역병렬 연결상태일 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 어레이(100)는 기판(120) 상에 패스 캐비티(ps)를 형성한 후 반도체층(125)을 배치하고, 제2 전극패턴(123b)과 반도체층(125)을 쇼트키 컨택하여 쇼트키 다이오드 역할을 함으로써, 발광소자 패키지(110)로 서지 전압, 즉 ESD 인가시 패스 경로를 형성함으로써, 결과적으로 발광소자(10)가 서지 전압에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 5는 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이며, 도 6은 도 5에 나타낸 조명장치의 A-A' 단면을 나타낸 단면도이다.
이하에서는, 실시 예에 따른 조명장치(300)의 형상을 보다 상세히 설명하기 위해, 조명장치(300)의 길이방향(Z)과, 길이방향(Z)과 수직인 수평방향(Y), 그리고 길이방향(Z) 및 수평방향(Y)과 수직인 높이방향(X)으로 설명하기로 한다.
즉, 도 6은 도 5의 조명장치(300)를 길이방향(Z)과 높이방향(X)의 면으로 자르고, 수평방향(Y)으로 바라본 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 조명장치(300)는 몸체(310), 몸체(310)와 체결되는 커버(330) 및 몸체(310)의 양단에 위치하는 마감캡(350)을 포함할 수 있다.
몸체(310)의 하부면에는 발광소자 어레이(340)가 체결되며, 몸체(310)는 발광소자 패키지(344)에서 발생된 열이 몸체(310)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있다.
발광소자 어레이(340)는 발광소자패키지(344) 및 기판(342)을 포함할 수 있다.
발광소자패키지(344)는 기판(342) 상에 다색, 다열로 실장되어 어레이를 이룰 수 있으며, 동일한 간격으로 실장되거나 또는 필요에 따라 다양한 이격 거리를 가지고 실장될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다. 이러한 기판(342)으로는 MCPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB 등을 사용할 수 있다.
커버(330)는 몸체(310)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.
여기서, 커버(330)는 내부의 발광소자 어레이(340)를 외부의 이물질 등으로부터 보호할 수 있다.
또한, 커버(330)는 발광소자 패키지(344)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 커버(330)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있다. 또한 커버(330)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다.
한편, 발광소자 패키지(344)에서 발생한 광은 커버(330)를 통해 외부로 방출되므로 커버(330)는 광투과율이 우수하여야하며, 발광소자패키지(344)에서 발생한 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(330)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
마감캡(350)은 몸체(310)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 또한 마감캡(350)에는 전원핀(352)이 형성되어 있어, 실시예에 따른 조명장치(300)는 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
도 7은 제1 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 7은 에지-라이트 방식으로, 액정 표시 장치(400)는 액정표시패널(410)과 액정표시패널(410)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(470)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(410)은 백라이트유닛(470)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정표시패널(410)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(412) 및 박막 트랜지스터 기판(414)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(412)은 액정표시패널(410)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(414)은 구동 필름(417)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로기판(418)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(414)은 인쇄회로기판(418)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로기판(418)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(414)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(470)은 빛을 출력하는 발광소자어레이(420), 발광소자어레이(420)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(410)로 제공하는 도광판(430), 도광판(430)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(450, 466, 464) 및 도광판(430)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(430)으로 반사시키는 반사 시트(447)로 구성된다.
발광소자어레이(420)는 복수의 발광소자패키지(424)와 복수의 발광소자패키지(424)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(422)을 포함할 수 있다.
한편, 백라이트유닛(470)은 도광판(430)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(410) 방향으로 확산시키는 확산필름(466)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘필름(450)으로 구성될 수 있으며, 프리즘필름(450)을 보호하기 위한 보호필름(464)을 포함할 수 있다.
도 8은 제2 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
다만, 도 7에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 8은 직하 방식으로, 액정 표시 장치(500)는 액정표시패널(510)과 액정표시패널(510)로 빛을 제공하기 위한 백라이트유닛(570)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(510)은 도 6에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
백라이트유닛(570)은 복수의 발광소자어레이(523), 반사시트(524), 발광소자어레이(523)과 반사시트(524)가 수납되는 하부 섀시(530), 발광소자어레이(523)의 상부에 배치되는 확산판(540) 및 다수의 광학필름(560)을 포함할 수 있다.
발광소자 어레이(523)는 복수의 발광소자패키지(522)와 복수의 발광소자패키지(522)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(521)을 포함할 수 있다.
반사시트(524)는 발광소자패키지(522)에서 발생한 빛을 액정표시패널(510)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
한편, 발광소자어레이(523)에서 발생한 빛은 확산판(540)에 입사하며, 확산판(540)의 상부에는 광학필름(560)이 배치된다. 광학필름(560)은 확산필름(566), 프리즘필름(550) 및 보호필름(564)를 포함할 수 있다.
여기서, 조명장치(300) 및 액정표시장치(400, 500)는 조명시스템에 포함될 수 있으며, 이 외에도 발광소자 패키지를 포함하며 조명을 목적으로 하는 장치 등도 조명시스템에 포함될 수 있다.
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 여러가지의 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.

Claims (9)

  1. 발광소자 및 상기 발광소자와 전기적으로 연결된 제1, 2 리드프레임을 포함하는 발광소자 패키지; 및
    상기 발광소자 패키지가 배치된 기판;을 포함하고,
    상기 기판은,
    패스 캐비티가 형성된 전도성 베이스층;
    상기 패스 캐비티 내에 배치된 반도체층;
    상기 반도체층의 적어도 일부분을 노출시키며 상기 전도성 베이스층 위에 배치된 제1 절연층;
    상기 제1 절연층 상에 배치되며, 상기 제1 리드프레임이 배치되는 제1 전극패턴 및 상기 반도체층과 쇼트키 접촉되며 상기 제2 리드프레임이 배치되는 제2 전극 패턴을 포함하는 동박층; 및
    상기 동박층 위에 배치되며, 상기 제1, 2 전극패턴을 노출시키는 제2 절연층;을 포함하는 발광소자 어레이.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전도성 베이스층은,
    Al 및 Cu 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자 어레이.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 패스 캐비티의 깊이는,
    상기 전도성 베이스층의 두께 대비 0.3배 내지 0.7배인 발광소자 어레이.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 패스 캐비티의 폭은,
    상기 제2 전극패턴의 폭 대비 0.8배 내지 1.5배인 발광소자 어레이.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 패스 캐비티의 단면 형상은,
    다각형 또는 반원형 형상인 발광소자 어레이.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 반도체층은,
    n형 도펀트가 도핑된 반도체층을 포함하는 발광소자 어레이.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 반도체층과 상기 제2 전극 패턴은,
    쇼트키 다이오드인 발광소자 어레이.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 반도체층과 상기 제2 전극패턴은,
    상기 발광소자와 역병렬 연결된 발광소자 어레이.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항의 발광소자 어레이를 포함하는 조명 시스템.
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