KR20110043176A - 라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 발광소자 및 이를 이용한 라이트 유닛은, 몸체; 상기 몸체 내에 안착되는 발광다이오드; 상기 몸체 내에 배치되어 상기 발광다이오드와 전기적으로 연결되는 복수의 전극; 및 상기 몸체 내에 수납되어 상기 발광다이오드와 열적으로 연결되며, 상기 몸체의 배면으로 노출되는 복수개의 방열핀을 갖는 방열부를 포함한다.
발광소자, LED, LED 패키지

Description

발광소자 및 이를 이용한 라이트 유닛{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHT UNIT USING THE SAME}
실시예는 발광소자 및 이를 이용한 라이트 유닛에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광소자이다. 최근 발광다이오드는 형광 물질을 이용하거나 다양한 색의 발광다이오드를 조합함으로써 효율이 우수한 백색 광을 발광하는 발광소자로 구현이 가능하다.
또한, 발광다이오드를 이용한 발광소자의 휘도도 점차 증가하고 있어, 디스플레이용 백라이트, 점등 표시기, 영상 표시기 등의 다양한 분야에 광원으로 사용되고 있다.
실시예는 방열특성이 향상된 발광소자 및 이를 이용한 라이트 유닛을 제공한다.
실시예에 의한 발광소자는, 몸체; 상기 몸체 내에 안착되는 발광다이오드; 상기 몸체 내에 배치되어 상기 발광다이오드와 전기적으로 연결되는 복수의 전극; 및 상기 몸체 내에 수납되어 상기 발광다이오드와 열적으로 연결되며, 상기 몸체의 배면으로 노출되는 복수개의 방열핀을 갖는 방열부를 포함한다.
실시예에 의한 라이트 유닛은, 몸체와, 상기 몸체내에 안착되는 발광다이오드와, 상기 몸체 내에 배치되어 상기 발광다이오드와 전기적으로 연결되는 복수의 전극과, 상기 몸체 내에 수납되어 상기 발광다이오드와 열적으로 연결되며, 상기 몸체의 배면으로 노출되는 복수개의 방열핀을 갖는 방열부를 포함하는 발광소자; 및 상기 발광소자가 탑재된 기판을 포함한다.
실시예에 의하면, 방열특성이 향상된 발광소자 및 이를 이용한 라이트 유닛을 제공할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시예에 따른 방열특성이 향상된 발광소자 및 이를 이용한 라이트 유닛에 대해서 상세하게 설명한다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 상면도이고, 도 2는 도 1의 A-A' 단면을 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광소자(1)는, 발광다이오드(20)가 안착되는 캐비티(15)가 형성된 몸체(10)와, 캐비티(15)에 형성되어 발광다이오드(20)를 밀봉하는 봉지재(40)와, 몸체(10) 내에 배치되어 발광다이오드(20)와 전기적으로 연결되는 제1전극(31) 및 제2전극(32)과, 몸체(10) 내에 수납되어 발광다이오드(20)와 열적(thermally)으로 연결되며 방열을 위한 다수개의 핀을 갖는 방열부(50)를 포함한다.
몸체(10)의 상부에는 발광다이오드(20)가 안착되는 캐비티(15)가 형성될 수 있다. 이러한 몸체(10)는 세라믹, 실리콘, 수지 등의 다양한 재질로 형성하는 것이 가능하다. 몸체(10)는 사출 성형 방식을 이용하여 일체로 형성하거나, 다수개의 층을 적층하여 형성할 수 있다.
캐비티(15)는 컵 형상이나, 다각형, 타원형, 원형 등의 오목한 용기 형상 등 으로 형성될 수 있다. 여기서, 캐비티(15)의 둘레면은 안착된 발광다이오드(20)의 배광 각도를 고려하여 수직한 측면 또는 경사진 측면으로 형성될 수 있다. 몸체(10)가 다수 개의 층이 적층되어 형성된 경우, 캐비티(15)는 패터닝, 펀칭, 절단 공정 또는 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있다. 또한, 몸체(10)가 사출 성형 방식으로 형성된 경우, 캐비티(15)는 몸체(10) 및 캐비티(15)의 형상을 본뜬 금속 틀에 의해 형성될 수 있다. 캐비티(15)의 표면에는 반사 효과가 높은 물질, 예를 들어 백색의 PSR(Photo Solder Resist) 잉크, 은(Ag), 알루미늄(Al) 등이 코팅 또는 도포될 수 있으며, 이에 따라 발광소자(1)의 발광 효율이 향상될 수 있다.
제1,2 전극(31, 32)의 일단은 발광다이오드(20)와 전기적으로 연결되고, 그 타단은 발광소자(1)가 실장되는 기판(미도시) 등에 전기적으로 연결되어 발광다이오드(20)에 전원을 공급할 수 있다. 이에, 제1, 2 전극(31, 32)은, 그 일단이 발광다이오드(20)가 안착된 몸체(10) 내에 배치되고 타단은 몸체(10)의 외측 하단으로 노출되도록 형성될 수 있다.
발광다이오드(20)는 적색, 녹색 또는 청색의 빛을 방출하는 적색, 녹색 또는 청색 발광다이오드 중 적어도 어느 하나 일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
방열부(50)는 열 전도율이 양호한 금속, 수지 등의 재질로 형성되어 몸체(10) 내에 수납된다. 방열부(50)는 발광다이오드(20)와 열적(thermally)으로 연결되어 발광다이오드(20)에 발생된 열을 외부로 방출한다.
도 3은 실시예에 따른 발광소자(1)의 방열부(50)의 사시도이다.
방열부(50)는 캐비티(15)의 바닥 면을 형성하여 발광다이오드(20)를 고정 지지하는 지지부(52)와, 지지부(52)와 연결되어 몸체(10)의 배면에 노출되며 방열을 위한 복수개의 핀을 포함하는 방열확장부(54)를 포함한다.
방열확장부(54)에 형성되는 핀은 방열을 위한 표면적을 넓히기 위한 것으로서, 판 형상의 다수개의 방열판을 배열하거나 원기둥 형상의 다수개의 방열기둥을 배열하는 등의 다양한 형태로 구현이 가능하다. 방열확장부(54)는 몸체(10)에 수납 가능한 범위 내에서 지지부(52) 보다 넓은 면적을 갖도록 형성함으로써, 방열 효율이 향상되도록 하는 것이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 발광소자(1)는 발광다이오드(20)와 연결되는 방열부(50)의 배면에 방열핀을 포함하는 방열확장부(54)를 형성하여 발광소자(1)에서 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 라이트 유닛의 단면도로서, 전술한 발광소자(1)를 메탈 코어 인쇄회로기판(MCPCB: Metal Core PCB)(100) 상에 실장한 경우를 예시하고 있다. 도 4를 참조하여 설명함에 있어서, 발광소자(1)의 구성에 대해서는 전술한 설명을 참조하여 중복 설명은 생략하기로 한다.
메탈 코어 인쇄회로기판(100)은, 베이스 기판인 금속층(110)과, 금속층(110) 상에 형성된 절연층(120)과, 절연층(120) 상에 형성된 회로패턴(130)을 포함할 수 있다. 여기서, 금속층(110)은 Al 등의 금속으로 형성될 수 있으며, 회로패턴(130)은 Cu를 이용하여 형성할 수 있다.
발광소자(1)는 메탈 코어 인쇄회로기판(100)의 회로패턴(130) 상에 실장된 다.
발광소자(1)의 제1전극(31) 및 제2전극(32)은 회로패턴(130)과 접착되어 전기적으로 연결되며, 발광소자(1)의 배면에 노출된 방열부(50) 또한 회로패턴(130) 상에 접착된다.
발광소자(1)를 회로패턴(130)에 실장하는 경우 솔더(solder)(140)를 이용할 수 있다. 솔더(140)를 이용하여 발광소자(1)를 실장한 경우, 방열확장부(54)의 방열 핀들 간에 형성된 빈 공간에는 솔더(140)가 충전된다. 이에, 솔더(140)와 방열부(50) 간 접촉 면적이 확장되어 방열 효율이 향상될 수 있다.
도 5는 다른 실시예에 다른 라이트 유닛의 단면도로서, 전술한 발광소자(1)를 메탈 코어 인쇄회로기판(MCPCB: Metal Core PCB)(100) 상에 실장한 경우를 예시하고 있다. 도 5를 참조하여 설명함에 있어서, 발광소자(1)의 구성에 대해서는 전술한 설명을 참조하여 중복 설명은 생략하기로 한다.
메탈 코어 인쇄회로기판(100)은, 베이스 기판인 금속층(110)과, 금속층(110) 상에 형성된 절연층(120)과, 절연층(120) 상에 형성된 회로패턴(130)을 포함할 수 있다. 여기서, 금속층(110)은 Al 등의 금속으로 형성될 수 있으며, 회로패턴(130)은 Cu를 이용하여 형성할 수 있다.
본 실시예에 따라 메탈 코어 인쇄회로기판(100)에 발광소자(1)를 실장하는 경우, 발광소자(1)의 방열확장부(54)는 메탈코어 인쇄회로기판(100)의 금속층(110)에 고정될 수 있다.
메탈 코어 인쇄회로기판(100)은 절연층(120)이 선택적으로 제거되어 금속 층(110)이 노출되는 노출홈(122)을 포함한다.
발광소자(1)의 배면으로 돌출된 방열확장부(54)는 노출홈(122)을 통해 금속층(110)에 고정될 수 있다. 발광소자(1)의 양 측에 노출된 제1, 2 전극(31, 32)은 메탈 코어 인쇄회로기판(100)의 회로패턴(130)과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 발광소자(1)의 방열확장부(54)는 몸체(10)가 제한하는 영역 내에서 몸체(10)의 배면으로부터 돌출되도록 형성될 수 있다.
방열확장부(54)는 접촉 면적을 확장시킬 수 있는 다수개의 방열핀을 포함하여 금속층(110)으로의 효과적인 열 전달이 가능하다. 발광소자(1)에서 발생된 열이 방열확장부(54)를 통해 금속층(110)으로 전달되어 방출될 수 있음으로, 발광소자(1)의 열 방출 효율이 향상될 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 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으 로 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.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 상면도.
도 2는 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 3은 실시예에 따른 발광소자의 방열부의 사시도.
도 4는 실시예에 따른 발광소자를 이용한 라이트 유닛의 단면도.
도 5는 다른 실시예에 따른 발광소자를 이용한 라이트 유닛의 단면도.

Claims (12)

  1. 몸체;
    상기 몸체 내에 안착되는 발광다이오드;
    상기 몸체 내에 배치되어 상기 발광다이오드와 전기적으로 연결되는 복수의 전극; 및
    상기 몸체 내에 수납되어 상기 발광다이오드와 열적으로 연결되며, 상기 몸체의 배면으로 노출되는 복수개의 방열핀을 갖는 방열부를 포함하는 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열부는,
    상기 발광다이오드를 고정 지지하는 지지부와;
    상기 지지부와 연결되어 상기 몸체의 배면에 노출되는 상기 복수개의 방열핀을 갖는 방열확장부를 포함하는 발광소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열부는 금속 재질 또는 수지 재질 중 적어도 어느 하나로 형성된 발광소자.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 방열핀은,
    판형상과 원기둥 형상 중 적어도 어느 하나로 형성되는 발광소자.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 방열확장부는 상기 몸체에 수납 가능한 영역 내에서 상기 지지부보다 넓은 영역에 형성되는 발광소자.
  6. 몸체와, 상기 몸체 내에 안착되는 발광다이오드와, 상기 몸체 내에 배치되어 상기 발광다이오드와 전기적으로 연결되는 복수의 전극과, 상기 몸체 내에 수납되어 상기 발광다이오드와 열적으로 연결되며, 상기 몸체의 배면으로 노출되는 복수개의 방열핀을 갖는 방열부를 포함하는 발광소자; 및
    상기 발광소자가 탑재된 기판을 포함하는 라이트 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기판은,
    금속층;
    상기 금속층 상에 형성된 절연층;
    상기 절연층 상에 형성된 회로패턴을 포함하는 라이트 유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수개의 방열핀을 상기 회로패턴에 고정시키는 솔더를 포함하는 라이트 유닛.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 절연층은 적어도 일 영역이 선택적으로 제거되어 상기 금속층이 노출되는 노출홈을 포함하며;
    상기 발광소자의 방열핀은 상기 노출홈을 통해 상기 금속층에 고정되는 라이트 유닛.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 발광소자의 상기 복수의 전극은 상기 회로패턴과 접속되는 라이트 유닛.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 방열부는 금속 재질 또는 수지 재질 중 적어도 어느 하나로 형성되는 라이트 유닛.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 방열핀은, 판형상과 원기둥 형상 중 적어도 어느 하나로 형성되는 라이트 유닛.
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