KR102017286B1 - Led 모듈 - Google Patents

Led 모듈

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KR102017286B1
KR102017286B1 KR1020180015442A KR20180015442A KR102017286B1 KR 102017286 B1 KR102017286 B1 KR 102017286B1 KR 1020180015442 A KR1020180015442 A KR 1020180015442A KR 20180015442 A KR20180015442 A KR 20180015442A KR 102017286 B1 KR102017286 B1 KR 102017286B1
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Abstract

본 발명은 LED 모듈에 관한 것으로서, UV LED를 광원으로 사용하더라도 광의 손실을 최소화하면서 우수한 조도 균제도를 갖는 LED 모듈을 제공하기 위하여, 역-원뿔 형상의 홈을 제외한 면은 평평한 면으로 구성되는 제1면과, 전체적으로 평평한 면으로 구성되는 제2면을 갖는 광투과부재; 및 상기 광투과부재의 제2면으로부터 이격되어 상기 역-원뿔의 꼭지점을 지나는 중심선 상에 배치되는 LED를 포함하되, 상기 역-원뿔 형상의 홈은, 상기 역-원뿔의 밑면에 해당하는 부분이 상기 광투과부재의 제1면에 위치하고, 상기 역-원뿔의 꼭지점에 해당하는 부분이 상기 광투과부재의 내면에 위치하도록 상기 광투과부재의 제1면에서 패인 채로 형성된 것을 특징으로 하는 LED 모듈을 제공한다.

Description

LED 모듈{LED MODULE}
본 발명은 LED 모듈에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 LED로부터 방출되는 광을 확산시켜 조도 균제도를 향상시킨 LED 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 발광다이오드(Light Emitting Diode; 이하 “LED"라 한다.)는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 광을 방출시키는 화합물반도체의 소자로서 점광원의 형태이다.
도1(a)을 참조하여 설명하면, LED(10) 바로 위, 즉 방향각이 0인 방향에서 조도가 가장 크고 방향각이 커질수록 조도는 작아지게 된다. 그 이유는 기본적으로 LED(10)로부터 방출된 광의 세기 분포가 방향각에 의존하기 때문이다. 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 방출되는 광이 LED(10) 상부의 중앙으로 집중/방사되는 특징으로 인해 가운데는 밝으나 주변이 어두운 단점을 지니고 있어 보다 넓은 영역을 균일하게 밝혀주지 못하는 문제점이 있다.
도1(b)는 LED(10)의 상부에 확산 렌즈(21)를 설치하는 구성을 도시한 도면이다. 확산 렌즈(21)는 중심축에 집중되는 광을 중심축으로부터 먼 방향으로 확산시키는 기능을 수행하여 균일한 조도를 얻도록 한다. 이러한 확산 렌즈(21)는 특정한 형상을 갖도록 제조되어야 하므로, 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC)나 폴리메틸메타크롤레이트(Polymethylmetahcrolate, PMMA) 등과 같은 수지를 주입 몰딩(Injection Molding)의 방법을 이용하여 제조된다. 그러나, 위와 같은 확산 렌즈(21)는 가시광선 LED를 점광원으로 하는 경우에는 유용하게 사용될 수 있으나, UV LED를 점광원으로 하는 경우에 있어서는 UV의 투과도가 낮아 그 실효성이 낮다.
통상적으로 UV LED를 점광원으로 사용하는 경우에는 UV 투과도가 높은 쿼츠 재질을 이용한다. 그러나 쿼츠를 도1(b)의 확산렌즈와 같이 복잡한 형상으로 제작하는 것을 어렵다. 이와 같은 이유로, UV LED를 광원으로 사용하는 경우에는 도1(c)와 같이 평평한 판 형태의 쿼츠를 일반적으로 사용한다.
도 1(c)에 도시된 바와 같이, UV LED(10)의 상부에 평평한 판 형태의 광투과부재(20, 예를 들어, 쿼츠)가 설치되는 경우에, UV LED(10)에서 방출된 광은 광투과부재 내부에서 굴절되면서 광투과부재(20)를 투과하게 된다. 그러나, 광투과부재(20)로 인하여 UV LED(10)에서 방출된 광이 오히려 더욱 중앙으로 몰리게 된다. 이로 인하여 도2에 도시된 바와 같이 UV LED(10)를 광원으로 사용하는 경우에는 쿼츠 재질의 광투과부재가 UV의 투과도 측면에서는 바람직하기는 하나, 조도 균제도가 균일하지 않다는 문제점이 발생하게 된다.
UV 노광기나 UV경화기는 UV LED로부터 방출되는 광의 조도 균제도가 노광 또는 경화 품질에 영향을 미치는 중요한 요인이 된다. 그러므로 LED에서 방출되는 광을 확산시키기 위하여 확산시트 또는 프리즘 시트 등과 같은 여러 가지 광학시트가 일반적으로 사용되어 왔다. 일례로 등록번호 제10-1219323호 등록특허공보는, 노광장치에 관한 것으로서, UV LED에서 방출되는 자외선 점 광원을 2차원의 면광원으로 확산시키기 위해 확산시트를 사용하고 있다. LED에서 방출된 광은 확산시트 내부에서 반사와 분산을 반복하며 진행하고 이 과정에서 표면 전체에 일정한 조도를 형성하기는 하나, 이러한 과정에서 많은 광 손실을 가져오게 된다. 이로 인해 광의 경로가 짧아지게 되고, 광의 경로를 증가시키기 위한 별도의 조치들이 필요하게 된다.
이처럼 종래 UV LED를 광원으로 사용하는 경우, 점 광원을 면 광원으로 확산시켜 조도 균제도를 향상시킬 목적으로 채용된 확산시트나 프리즘 시트의 구성은 광 손실이 유발된다는 문제점이 있고 이로 인하여 광 경로가 짧아지는 문제점이 있었다.
등록번호 제10-1219323호 등록특허공보
이에 본 발명은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, UV LED를 광원으로 사용하더라도 광의 손실을 최소화하면서 우수한 조도 균제도를 갖는 LED 모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 LED 모듈은, 역-원뿔 형상의 홈을 제외한 면은 평평한 면으로 구성되는 제1면과, 전체적으로 평평한 면으로 구성되는 제2면을 갖는 광투과부재; 및 상기 광투과부재의 제2면으로부터 이격되어 상기 역-원뿔의 꼭지점을 지나는 중심선 상에 배치되는 LED를 포함하되, 상기 역-원뿔 형상의 홈은, 상기 역-원뿔의 밑면에 해당하는 부분이 상기 광투과부재의 제1면에 위치하고, 상기 역-원뿔의 꼭지점에 해당하는 부분이 상기 광투과부재의 내면에 위치하도록 상기 광투과부재의 제1면에서 패인 채로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 LED는 복수 개 설치되고, 상기 역-원뿔 형상의 홈은 상기 복수 개의 LED 각각에 대응되는 위치에 형성되며, 역-원뿔 각각의 꼭지점을 지나는 각각의 중심선 상에 LED가 각각 배치되는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 LED 모듈은, 도전부와 상기 도전부를 수직으로 관통하여 상기 도전부를 전기적으로 절연시키는 수직절연부를 갖는 기판부; 상기 기판부에 실장되는 LED; 및 상기 기판부의 상부에 설치되며 역-원뿔 형상의 홈을 제외한 면은 평평한 면으로 구성되는 제1면과, 전체적으로 평평한 면으로 구성되는 제2면을 갖는 광투과부재를 포함하되, 상기 역-원뿔 형상의 홈은, 상기 역-원뿔의 밑면에 해당하는 부분이 상기 광투과부재의 제1면에 위치하고, 상기 역-원뿔의 꼭지점에 해당하는 부분이 상기 광투과부재의 내면에 위치하도록 상기 광투과부재의 제1면에서 패인 채로 형성되고, 상기 LED의 중심선과 상기 역-원뿔의 꼭지점을 지나는 중심선은 서로 동일 수직선상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수직절연부는 상기 LED의 중심선 및 상기 원뿔의 꼭지점을 지나는 중심선은 서로 동일 수직선상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 LED 모듈은, 도전부와 상기 도전부를 수직으로 관통하여 상기 도전부를 전기적으로 절연시키는 수직절연부를 갖는 기판부; 상기 기판부에 실장되는 LED; 및 상기 기판부의 상부에 설치되며 LED 광이 투과되는 재질로 구성되며 전체적으로 평평한 상,하면을 갖는 제1광투과부재로 구성되는 LED 패키지; 상기 기판부가 실장되는 인쇄회로기판; 및 상기 LED 패키지의 상부에 설치되며, 역-원뿔 형상의 홈을 제외한 면은 평평한 면으로 구성되는 제1면과, 전체적으로 평평한 면으로 구성되는 제2면을 갖는 제2광투과부재를 포함하되, 상기 역-원뿔 형상의 홈은, 상기 역-원뿔의 밑면에 해당하는 부분이 상기 광투과부재의 제1면에 위치하고, 상기 역-원뿔의 꼭지점에 해당하는 부분이 상기 광투과부재의 내면에 위치하도록 상기 광투과부재의 제1면에서 패인 채로 형성되고, 상기 LED의 중심선과 상기 역-원뿔의 꼭지점을 지나는 중심선은 서로 동일 수직선상에 위치하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 LED 모듈은, UV LED를 광원으로 사용하더라도 광의 손실을 최소화하면서 우수한 조도 균제도를 갖는다.
도 1(a) 내지 도 1(c)는 종래기술에 따라 LED로부터 방출되는 광의 강도를 방향각의 함수로 나타낸 도면.
도 2는 도 1(b)의 LED 모듈에 의하여 얻어지는 조도를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광투과재부재를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 LED로부터 방출되는 광의 강도를 방향각의 함수로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예의 LED 모듈에 의하여 얻어지는 조도를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광투과부재가 설치된 LED 패키지의 단면도.
도 7은 도6의 LED 패키지에 복수 개의 LED가 실장된 단면도.
도 8은 LED 패키지의 상부에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광투과부재가 설치된 것을 도시한 도면.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시 도인 단면도 및/또는 사시도들을 참고하여 설명될 것이다. 이러한 도면들에 도시된 막 및 영역들의 두께 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 따라서, 도면에서 예시된 영역들은 개략적인 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며, 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 모듈은 IR LED, 가시광선 LED, UV LED를 포함하여 구현될 수 있으며, 특히 UV LED를 광원으로 채용하는 경우에도 UV 광의 광 손실을 최소화 하면서 조도 균제도를 향상시킬 수 있도록 하는 데에 기술적 사상을 두고 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광투과부재가 IR LED, 가시광선 LED, UV LED 등의 광원에 모두 채용될 수 있다고 하더라도, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광투과부재는 UV LED를 광원으로 채용하는 경우에도 UV 광의 손실을 최소화하면서 조도 균제도를 향상시킬 수 있도록 하고 있다는 점에서, 종래 UV LED의 점광원을 면광원으로 확산시켜주는 기술에 비해 광 손실 측면에서 보다 유리하다는 점에 주목해야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 모듈은, UV 노광기, UV 경화기, UV 살균기를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 모듈은 역-원뿔 형상의 홈(250)을 제외한 면은 평평한 면으로 구성되는 제1면과 전체적으로 평평한 면으로 구성되는 제2면을 갖는 광투과부재(200) 및 광투과부재(200)의 제2면으로부터 이격되어 역-원뿔의 꼭지점(253)을 지나는 중심선 상에 배치되는 LED(100)를 포함한다.
역-원뿔 형상의 홈(250)은, 역-원뿔의 밑면(251)에 해당하는 부분이 광투과부재(200)의 제1면에 위치하고, 역-원뿔의 꼭지점(253)에 해당하는 부분이 광투과부재(200)의 내면에 위치하도록 광투과부재(200)의 제1면에서 패인 채로 형성된다.
LED(100)는 복수 개 설치될 수 있고, 이 경우 역-원뿔 형상의 홈(250)은 복수개의 LED(100) 각각에 대응되는 위치에 형성되며, 역-원뿔 각각의 꼭지점을 지나는 각각의 중심선 상에 LED(100)의 중심선이 위치하도록 각각 배치된다.
본 발명의 바람직한 실시예로서 LED 모듈이 UV LED를 광원으로 채용하는 경우에는 광투과부재(200)는 UV 투과율이 높은 쿼츠(Quartz) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광투과부재(200)를 도시한 사시도이다.
광투과부재(200)의 제1면, 구체적으로 상면에는 역-원뿔 형상의 홈(250)이 형성된다. 여기서 역-원뿔 형상의 홈(250)의 의미는 원뿔 형상이 상, 하 뒤집힌 형상으로 홈이 형성된 의미한다. 홈의 형상이 역-원뿔 형상이므로 역-원뿔의 내부는 광투과부재(200)가 존재하는 않는 영역이고, 역-원뿔의 주변부는 광투과부재(200)가 존재하는 영역이 된다.
도 3을 참조하면, 역-원뿔의 밑면(215)에 해당하는 부분이 광투과부재(200)의 제1면에 대응되어 위치하고, 역-원뿔의 꼭지점(253)에 해당하는 부분은 광투과부재(200)의 내면에 위치하도록 구성된다. 역-원뿔의 꼭지점(253)에 해당하는 부분은 광투과부재(200)의 제1면과 제2면 사이의 내부에 위치하여 역-원뿔 형상의 홈(250)은 광투과부재(200)을 상,하로 관통하지는 않는다.
광투과부재(200)의 제2면, 구체적으로 하면에는 역-원뿔 형상의 홈(250)이 형성되지 않는다. 이로 인해 광투과부재(200)의 제2면은 전체적으로 평평한 면으로 구성된다.
역-원뿔 형상의 홈(250)은 가공툴을 이용하여 광투과부재(200)의 제1면에서 광투과부재(200)를 소정의 깊이로 가공함으로써 형성될 수 있다. 또는 에칭액을 이용하여 광투과부재(200)의 제1면에서 소정 깊이로 광투과부재(200)를 에칭함으로써 형성될 수 있다. 이를 통해 평평한 판 형태의 광투과부재(200)를 그대로 이용하면서도 광투과부재(200)의 일면에 역-원뿔 형상의 홈(250)을 쉽게 형성할 수 있다.
LED(100)는 광투과부재(200)의 제2면, 보다 자세하게는 하면으로부터 이격되어 배치된다. 역-원뿔 형상의 홈(250)은 광투과부재(200)의 하부에 위치하는 LED(100)와 대응되는 위치에 형성되며, 역-원뿔의 꼭지점(253)을 지나는 수직한 중심선(C.L) 상에 LED(200)의 중심선이 위치하도록 배치된다. 즉, LED(100)의 중심선과 상기 역-원뿔의 꼭지점(253)을 지나는 중심선은 서로 동일 수직선상에 위치한다.
도 4를 참조하면, LED(100)에서 방출된 광은 광투과부재(200)에 입사되어 굴절된 후 역-원뿔 형상의 홈(250)의 모선면(255, 도 3 참조)에서 반사된다. 여기서 역-원뿔 형상의 홈(250)의 모선면(255, 도3 참조)이 LED(100)에서 방출된 광을 주변으로 확산시키는 역할을 한다. 다시 말해, 역-원뿔 형상의 홈(250)의 모선면(255)이 LED(100)로부터 방출되는 광을 LED(100)의 중심선(C.L) 상부로 집중/방사되는 것을 방지하는 기능을 하게 된다. 이에 따라 도 2에 도시된 조도 분포도와는 다르게, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 LED 모듈은, 도 5에 도시된 바와 같이, 보다 균일한 조도(300) 균제도를 갖게 된다.
도 6 및 7은 광투과부재(200)가 LED 패키지(1000)의 커버부재로 구성되는 LED 모듈을 도시하고 있다.
도 6을 참조하면, LED 모듈은 도전부(410, 430)와 도전부(410, 430)를 수직으로 관통하여 도전부(410, 430)를 전기적으로 절연시키는 수직절연부(500)를 갖는 기판부(400), 기판부(400)에 실장되는 LED(100) 및 기판부(400)의 상부에 설치되는 광투과재부(200)를 포함한다.
기판부(400)는 제1도전부(410)와 제2도전부(430)를 수직으로 관통하여 제1,2도전부(410, 430)를 전기적으로 절연시키는 수직절연부(500)를 갖는다. 기판부(400)는 그 자체가 방열판으로 기능 할 뿐만 아니라 기판부(400)의 도전부(410, 430)를 통해 LED(100)에 인쇄회로기판으로부터의 외부 전원을 인가하는 기능을 한다.
도 6을 참조하면, 2개의 제1,2도전부(410, 430) 사이에 수직절연부(500)가 형성된다. 수직절연부(500)는 절연성을 갖는 물질로 구현될 수 있다. 또한 합성수지 재질의 절연 필름으로 구현될 수 있다. 이 경우 액상 접합제 등을 사용하여 제1,2도전부(410, 430)와 수직절연부(500)를 접합하는데, 접합력을 증진시키기 위해 합성수지 재질의 접합 필름을 개재시킨 상태에서 접합할 수도 있다. 한편으로는 수직절연부(500)와 마주보는 면 중에서, 제1,2도전부(410, 430)의 적어도 어느 한 면에 대하여 아노다이징(anodizing) 처리가 되고 이를 통해 수직절연부(500)와 접합될 수 있다. 즉 제1,2도전부(410, 430)가 알루미늄 재질로 이루어진 경우에 접합 공전 전에 적어도 한 면을 아노다이징 처리함으로써 수직절연부(500)에 포함시킬 수 있다.
기판부(400)의 상면에는 LED(100)가 실장되는 실장 위치가 제공된다. LED(100)의 전극 단자의 위치에 따라 LED(100)를 기판부(400)에 와이어 본딩하여 연결할 수 있고 또는 플립 칩의 형태로 접합할 수 있다. 도 6에 도시되어 있는 구조는, LED(100)가 도전성 범프(150)을 사이에 개재시켜 기판부(400)에 플립칩 본딩되는 구조이다. 제1,2도전부(410, 430) 각각에 도전성 범프(150)를 마련하고, LED(100)의 하부에 위치하는 2개의 단자 각각이 도전성 범프(150)에 전기적으로 연결되면서 기판부(400)에 실장된다.
다만, LED(100)의 중심선이 역-원뿔의 꼭지점(253, 도3 참조)을 지나는 중심선(C.L)과 일치하도록 배치될 수 있는 구성이라면, LED(100)를 기판부(400)에 실장하는 방법이 플립칩 본딩에 한정되는 것은 아니며 전술한 바와 같이 와이어 본딩으로 연결되는 구성도 가능하다.
역-원뿔의 꼭지점(253, 도3 참조)을 지나는 중심선(C.L)과 LED(100)의 중심선은 서로 일치하게 정렬되어야 조도 균제도를 향상시킨다는 본 발명의 목적 달성이 보다 효과적으로 달성될 수 있다. 그러므로 LED(100)가 플립칩 형태로 기판분(400)에 본딩되는 경우에는 수직절연부(500)가 정렬(얼라인) 기준점을 하게 됨으로써, 수직절연부(500)의 수직 선상과, 역-원뿔의 꼭지점(253, 도3 참조)을 지나는 중심선(C.L)을 서로 일치시키는 것이 용이해 진다. 이에 따라 본 발명의 목적이 보다 효과적으로 달성될 수 있다.
기판부(400)의 중앙에는 오목한 캐비티(600)가 형성되고 캐비티(600)의 측면으로는 반사벽이 경사지게 형성된다. 반사벽은 기판부(400)의 중앙 일부를 가공하여 제거함에 따라 형성된다. 이로써 반사벽은 제1,2도전부(410, 430)의 재질과 동일 재질이다. 또한 반사벽은 LED(100)에서 방출되는 광을 특정 범위 내로 집광하는 기능을 한다.
광투과부재(200)는 기판부(400)의 상부에 구비되어 캐비티(600)를 밀봉한다. 광투과부재(200)는 LED에서 방출된 광이 투과될 수 있는 재질로 구성되며, 예를 들어 쿼츠 재질로 이루어 질 수 있다.
광투과부재(200)의 상면에는 역-원뿔 형상의 홈(250)이 형성된다. 역-원뿔의 밑면(215)에 해당하는 부분이 광투과부재(200)의 제1면에 대응되어 위치하고, 역-원뿔의 꼭지점(253)에 해당하는 부분은 광투과부재(200)의 내면에 위치하도록 구성된다. 역-원뿔의 꼭지점(253)에 해당하는 부분은 광투과부재(200)의 제1면과 제2면 사이의 내부에 위치하여 역-원뿔 형상의 홈(250)은 광투과부재(200)을 상,하로 관통하지는 않는다. 광투과부재(200)의 제2면, 구체적으로 하면에는 역-원뿔 형상의 홈(250)이 형성되지 않는다. 이로 인해 광투과부재(200)의 제2면은 전체적으로 평평한 면으로 구성된다.
LED(100)는 LED(100)의 중심선이 역-원뿔 형상의 홈(250)의 역-원뿔 꼭지점(253, 도3 참조)을 지나는 중심선(C.L)과 일치하도록 배치된다. 이러한 배치를 통해 역-원뿔 형상의 홈(250)의 모선면(255, 도3 참조)은 LED(100)로부터 방출되는 광을 LED(100)의 중심선(C.L) 상부로 집중/방사되는 것을 방지하는 기능을 하게 되고 그 결과 조도 균제도가 향상된다.
한편 LED(100)는 수직절연부(500)를 사이에 두고 제1,2도전부(410, 430)에 접속되는 구조이므로, 수직절연부(500)는 역-원뿔의 꼭지점을 지나는 중심선(C.L) 상에 배치된다. 수직절연부(500)는 LED(100)를 실장할 때 LED(100) 실장의 정렬(얼라인) 기준점 역할을 할 뿐만 아니라 광투과부재(200)의 정렬(얼라인) 기준점 역할도 함께 수행한다. 이를 통해 LED(100)의 중심선을 역-원뿔 형상의 홈(250)의 중심선에 보다 정밀하면서도 용이하게 일치시킬 수 있게 된다.
도 7은 기판부(400)에 복수 개의 LED(100)가 실장된 실시예를 도시한 도면이다. 기판부(400)는 제1 내지 제 4도전부(410, 430, 450, 470)가 구비되고, 각각의 도전부 사이에는 수직절연부(500)가 위치하게 된다. 각각의 LED(100)는 각각의 수직절연부(500)를 사이에 두고 기판부(400)에 플립칩 본딩된다.
각각의 LED(100)는 그 중심선이 각각의 역-원뿔 형상의 홈(250)의 역-원뿔 꼭지점을 지나는 중심선(C.L)과 일치하도록 배치된다. 이러한 배치를 통해 역-원뿔 형상의 홈(250)의 모선면이 LED(100)로부터 방출되는 광을 LED(100)의 중심선(C.L) 상부로 집중/방사되는 것을 방지하는 기능을 하게 되고, 그 결과 복수의 LED(100)가 채용되는 경우에도 전체적인 조도 균제도가 향상된다.
도 8은 인쇄회로기판(2000)에 복수개의 LED 패키지(1000)가 실장되고, LED 패키지(1000)의 상부에 광투과부재(200)가 배치되는 LED 모듈을 도시한 도면이다. 인쇄회로기판(2000)은 LED 패키지(1000)를 지지하면서 LED를 구동하는 기능을 한다.
도 8을 참조하면, LED 패키지(1000)는, 도전부(410, 430)와 도전부(410, 430)를 수직으로 관통하여 도전부(410, 430)를 전기적으로 절연시키는 수직절연부(500)를 갖는 기판부(400)와, 기판부(400)에 실장되는 LED(100) 및 기판부(400)의 상부에 설치되며 LED 광이 투과되는 재질로 구성되며 전체적으로 평평한 상, 하면을 갖는 제1광투과부재(700)로 구성된다는 점에서, 도 7에 도시된 구조와는 달리 제1광투과부재(700)에는 역-원뿔 형상의 홈(250)이 형성되지 않는다는 점에서 구성상의 차이가 있다.
제2광투과부재(200)는 LED 패키지(1000)의 상부에 고정 설치된다. 여기서의 고정 설치방법 또는 구조는 적절한 수단에 의해 제2광투과부재(200)를 고정할 수 있는 것이라면 이에 대한 한정은 없다. 제2광투과부재(200)의 제1면은 역-원뿔 형상의 홈(250)을 제외한 면이 평평한 면으로 구성된다. 광투과부재(200)의 제2면은 역-원뿔 형상의 홈(250)이 형성되지 않으므로, 광투과부재(200)의 제2면은 전체적으로 평평한 면으로 구성된다.
여기서 역-원뿔 형상의 홈(250)은, 역-원뿔의 밑면(251, 도3 참조)에 해당하는 부분이 광투과부재(200)의 제1면에 위치하고, 역-원뿔의 꼭지점(253, 도3 참조)에 해당하는 부분이 광투과부재(200)의 내면에 위치하도록 광투과부재(200)의 제1면에서 패인 채로 형성되고, LED(100)의 중심선과 역-원뿔의 꼭지점(253, 도3 참조)을 지나는 중심선은 서로 동일 수직선상에 위치한다.
역-원뿔 형상의 홈(250)은 LED 패키지(1000)의 제1광투과부재(700)에는 형성되지 않고, 제2광투과부재(200)에만 형성되는 구성을 채택함으로써, LED 패키지(1000)의 반사벽에 의해 소정 범위로 집광되는 광이 역-원뿔 형상의 홈(250)이 구비된 광투과부재(200)에 입사 및 출사되면서 집광된 광의 조도 균제도가 향상되게 된다. 이를 통해 LED(100)에서 방출되는 광을 집광시킴과 동시에 조도 균제도를 향상시킬 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
100 : LED 200 : 광투과부재
250 : 역-원뿔 형상의 홈

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 도전부와 상기 도전부를 수직으로 관통하여 상기 도전부를 전기적으로 절연시키는 수직절연부를 갖는 기판부;
    상기 기판부에 실장되는 LED; 및
    상기 기판부의 상부에 설치되며 역-원뿔 형상의 홈을 제외한 면은 평평한 면으로 구성되는 제1면과, 전체적으로 평평한 면으로 구성되는 제2면을 갖는 평평한 판 형태의 광투과부재를 포함하되,
    상기 LED는 UV LED이고,
    상기 광투과부재는 쿼츠 재질로 이루어지며,
    상기 도전부는 제1, 2도전부로 이루어지고,
    상기 제1, 2도전부 각각에 도전성 범프를 마련하고, 상기 LED의 하부에 위치하는 2개의 단자 각각이 상기 도전성 범프에 전기적으로 연결되면서 상기 기판부에 실장되며,
    상기 기판부의 중앙에는 오목한 캐비티가 형성되고, 상기 캐비티의 측면으로는 반사벽이 경사지게 형성되고, 상기 반사벽은 상기 제1, 2도전부의 재질과 동일 재질로 이루어지며,
    상기 역-원뿔 형상의 홈은, 상기 역-원뿔의 밑면에 해당하는 부분이 상기 광투과부재의 제1면에 위치하고, 상기 역-원뿔의 꼭지점에 해당하는 부분이 상기 광투과부재의 내면에 위치하도록 상기 광투과부재의 제1면에서 패인 채로 형성되고,
    상기 LED의 중심선과 상기 역-원뿔의 꼭지점을 지나는 중심선은 서로 동일 수직선상에 위치하며,
    상기 수직절연부는 상기 LED의 중심선 및 상기 역-원뿔의 꼭지점을 지나는 중심선과 서로 동일 수직선상에 위치함으로써, 상기 LED가 플립칩 형태로 상기 기판부에 본딩되는 경우에는 상기 수직절연부가 정렬 기준점이 되는 것을 특징으로 하는 LED 모듈.
  4. 삭제
  5. 도전부와 상기 도전부를 수직으로 관통하여 상기 도전부를 전기적으로 절연시키는 수직절연부를 갖는 기판부; 상기 기판부에 실장되는 LED; 및 상기 기판부의 상부에 설치되며 LED 광이 투과되는 재질로 구성되며 전체적으로 평평한 상, 하면을 갖는 평평한 판 형태의 제1광투과부재로 구성되는 LED 패키지;
    상기 기판부가 실장되는 인쇄회로기판; 및
    상기 LED 패키지의 상부에 설치되며, 역-원뿔 형상의 홈을 제외한 면은 평평한 면으로 구성되는 제1면과, 전체적으로 평평한 면으로 구성되는 제2면을 갖는 평평한 판 형태의 제2광투과부재를 포함하되,
    상기 LED는 UV LED이고,
    상기 제2광투과부재는 쿼츠 재질로 이루어지며,
    상기 도전부는 제1, 2도전부로 이루어지고,
    상기 제1, 2도전부 각각에 도전성 범프를 마련하고, 상기 LED의 하부에 위치하는 2개의 단자 각각이 상기 도전성 범프에 전기적으로 연결되면서 상기 기판부에 실장되며,
    상기 기판부의 중앙에는 오목한 캐비티가 형성되고, 상기 캐비티의 측면으로는 반사벽이 경사지게 형성되고, 상기 반사벽은 상기 제1, 2도전부의 재질과 동일 재질로 이루어지며,
    상기 역-원뿔 형상의 홈은, 상기 역-원뿔의 밑면에 해당하는 부분이 상기 제2광투과부재의 제1면에 위치하고, 상기 역-원뿔의 꼭지점에 해당하는 부분이 상기 제2광투과부재의 내면에 위치하도록 상기 제2광투과부재의 제1면에서 패인 채로 형성되고,
    상기 LED의 중심선과 상기 역-원뿔의 꼭지점을 지나는 중심선은 서로 동일 수직선상에 위치하고,
    상기 수직절연부는 상기 LED의 중심선 및 상기 역-원뿔의 꼭지점을 지나는 중심선과 서로 동일 수직선상에 위치함으로써, 상기 LED가 플립칩 형태로 상기 기판부에 본딩되는 경우에는 상기 수직절연부가 정렬 기준점이 되는 것을 특징으로 하는 LED 모듈.
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