KR20120073931A - 발광소자 어레이 - Google Patents
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Abstract
실시 예에 따른 발광소자 어레이는 인접한 발광소자 패키지 사이를 연결하는 연결패턴 사이에서 발생된 열을 방출하기 용이하도록, 실시 예는, 제1, 2 발광소자 패키지, 상기 제1, 2 발광소자 패키지가 실장된 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 인쇄회로기판은, 상기 제1 발광소자 패키지가 실장된 제1 전극패턴, 상기 제2 발광소자 패키지가 실장된 제2 전극패턴 및 상기 제1, 2 전극패턴을 연결하며, 홀이 형성된 연결패턴을 포함하는 발광소자 어레이를 제공한다.
Description
실시 예는 발광소자 어레이에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인접한 발광소자 패키지 사이를 연결하는 연결패턴 사이에서 발생된 열을 방출하기 용이한 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.
이와 같이 LED의 사용 영역이 넓어지면서, 생활에 사용되는 전등, 구조 신호용 전등 등에 요구되는 휘도가 높이지는 바, LED의 발광휘도를 증가시키는 것이 중요하다.
실시 예의 목적은, 인접한 발광소자 패키지 사이를 연결하는 연결패턴 사이에서 발생된 열을 방출하기 용이한 발광소자 어레이를 제공함에 있다.
실시 예에 따른 발광소자 어레이는, 제1, 2 발광소자 패키지, 상기 제1, 2 발광소자 패키지가 실장된 인쇄회로기판을 포함하고, 상기 인쇄회로기판은, 상기 제1 발광소자 패키지가 실장된 제1 전극패턴, 상기 제2 발광소자 패키지가 실장된 제2 전극패턴 및 상기 제1, 2 전극패턴을 연결하며, 홀이 형성된 연결패턴을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 어레이는, 인접한 제1, 2 발광소자 패키지를 연결하는 연결패턴 상에 홀을 형성함으로써, 제1, 2 발광소자 패키지의 발광 동작시 발생되는 열 및 전원 공급에 의해 발생되는 열을 홀을 통하여 방출할 수 있으므로, 제조 원가 및 신뢰성 향상에 이점이 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자 어레이는, 연결패턴 상에 형성된 홀에 대응하는 방열홀 및 방열홀 하부에 방열패턴을 형성함으로써, 방열 효과를 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 간략하게 나타낸 상면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광소자 어레이를 A-A 방향으로 제1 실시 예에 따른 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 도 14는 도 2에 나타낸 연결패턴을 B 방향으로 바라본 평면에 대한 다양한 실시 예를 나타내는 평면도이다.
도 15는 도 1에 나타낸 발광소자 어레이를 A-A 방향으로 제2 실시 예에 따른 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 16은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이다.
도 17은 도 16에 나타낸 조명장치의 C-C 단면을 도시한 단면도이다.
도 18은 제1 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 19는 제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광소자 어레이를 A-A 방향으로 제1 실시 예에 따른 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 3 내지 도 14는 도 2에 나타낸 연결패턴을 B 방향으로 바라본 평면에 대한 다양한 실시 예를 나타내는 평면도이다.
도 15는 도 1에 나타낸 발광소자 어레이를 A-A 방향으로 제2 실시 예에 따른 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 16은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이다.
도 17은 도 16에 나타낸 조명장치의 C-C 단면을 도시한 단면도이다.
도 18은 제1 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 19는 제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
실시 예에 대한 설명에 앞서, 본 명세서에서 언급하는 각 층(막), 영역, 패턴, 또는 구조물들의 기판, 각 층(막) 영역, 패드, 또는 패턴들의 "위(on)", "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와, "아래(under)"는 직접(directly)", 또는 "다른 층을 개재하여(indirectly)" 형성되는 모든것을 포함한다. 또한, 각 층의 위, 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
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 어레이를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 간략하게 나타낸 상면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광소자 어레이(100)는 제1 내지 제6 발광소자 패키지(111 ~ 116) 및 제1 내지 제6 발광소자 패키지(111 ~ 116)가 어레이를 이루며 실장되는 인쇄회로기판(120)을 포함할 수 있다.
여기서, 인쇄회로기판(120)은 단면 PCB(Print circuit Board) 또는 양면 PCB(Print circuit Board) 또는 복수 층으로 이루어진 PCB(Print circuit Board) 등을 사용할 수 있으며, 실시 예에서는 단면 PCB(Print circuit Board)인 것으로 설명하며, 이에 한정을 두지 않는다.
인쇄회로기판(120)은 FR-4 재질일 수 있으며, 이외에 다른 재질을 사용할 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광소자 어레이를 A-A 방향으로 제1 실시 예에 따른 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 인쇄회로기판(120)은 베이스기판(122), 동박패턴(124) 및 절연부재(126)를 포함할 수 있다.
베이스기판(122)은 FR-4 재질을 사용하며, 유리섬유를 포함하는 제1 층(미도시) 및 레진(resin)을 포함하는 제2 층(미도시)를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층구조를 형성할 수 있다.
동박패턴(124)은 베이스기판(122)의 제1 면(미도시) 상에 적층되며, 외부와 연결되어 외부전원을 공급받는 커넥터패턴(미도시), 제1 내지 제6 발광소자 패키지(111 ~ 116) 각각의 리드프레임(미도시)이 실장되는 전극패턴(124a) 및 전극패턴(124a)들 사이를 연결하는 연결패턴(124b)을 포함할 수 있다.
여기서, 전극패턴(124a) 및 연결패턴(124b)은 제1 내지 제6 발광소자 패키지(111 ~ 116) 각각의 사이를 연결하여, 직렬 또는 병렬회로를 구성할 수 있다.
이때, 연결패턴(124b)에는 홀(h1)이 형성될 수 있다. 홀(h1)은 적어도 하나가 형성될 수 있으며, 홀(h1)의 개수 및 홀(h1)의 폭에 대하여 한정을 두지 않는다.
그리고, 베이스기판(122)에는 홀(h1)에 대응하는 위치에 방열홀(h2)이 형성될 수 있다.
홀(h1)의 폭(d1)은 방열홀(h2)의 폭(d2)과 동일하거나, 또는 방열홀(h2)의 폭(d2) 보다 작게 형성될 수 있으며, 실시 예에서의 홀(h1)의 폭(d1)은 방열홀(h2)의 폭(d2)과 동일한 것으로 설명한다.
여기서, 홀(h1) 및 방열홀(h2)의 내측면에는 전도성 재질의 금속이 도포되며, 도포된 상기 금속 내측에는 공기로 채워질 수 있다.
또한, 홀(h1) 및 방열홀(h2)에는 연결패턴(124b)보다 열전도도가 높은 재질이 배치될 수 있다.
즉, 연결패턴(124b)에 흡수된 열은 상기 열전도도가 높은 재질이 흡수하여 베이스기판(122)의 상기 제1 면과 반대되는 제2 면(미도시)으로 방출될 수 있다.
여기서, 베이스기판(122)의 상기 제2 면에는 절연층(미도시)가 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
절연부재(126)는 PSR잉크 및 절연필름일 수 있으며, 상기 절연층과 동일할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1 내지 제6 발광소자 패키지(111 ~ 116)는 서로 동일한 구성으로 형성될 수 있으며, 제1 발광소자 패키지(111)를 예를들어 설명한다.
제1 발광소자 패키지(111)는 발광소자(102) 및 발광소자(102)가 실장되는 캐비티(s)가 형성된 몸체(105)를 포함할 수 있다.
여기서, 몸체(105)는 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.
몸체(105)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
몸체(105)의 상면 형상은 발광소자(102)의 용도 및 설계에 따라 삼각형, 사각형, 다각형 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
캐비티(s)의 단면 형상은 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 캐비티(s)를 이루는 몸체(105)의 내측면은 하부 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 캐비티(s)의 전면 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 몸체(105)의 하부면에는 제1, 2 리드프레임(103, 104)을 포함하는 리드프레임(미도시)이 배치되며, 제1, 2 리드프레임(103, 104)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.
또한, 제1, 2 리드프레임(103, 104)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
몸체(105)의 내측면은 제1, 2 리드프레임(103, 104) 중 어느 하나를 기준으로 소정의 경사각을 가지고 경사지게 형성되며, 상기 경사각에 따라 발광소자(102)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. 광의 지향각이 줄어들수록 발광소자(102)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하는 반면, 광의 지향각이 클수록 발광소자(102)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
몸체(105)의 내측면은 복수의 경사각을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1, 2 리드프레임(103, 104)은 발광소자(102)에 전기적으로 연결되며, 외부 전원(미도시)의 양(+)극 및 음(-)극에 각각 연결되어, 발광소자(102)로 전원을 공급할 수 있다.
제1 리드프레임(103) 상에는 발광소자(102)가 실장되며, 발광소자(102)는 제1 리드프레임(103)과 다이본딩되며, 제2 리드프레임(104)과 와이어(미도시)에 의한 와이어 본딩되어, 제1, 2 리드프레임(103, 104)으로부터 전원을 공급받을 수 있다.
여기서, 발광소자(102)는 제1, 2 리드프레임(103, 104) 각각에 와이어 본딩되거나, 또는 다이본딩 될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 몸체(105)에는 캐소드 마크(cathode mark, 미도시)가 형성될 수 있다. 상기 캐소드 마크는 발광소자(102)의 극성, 즉 제1, 2 리드프레임(103, 104)의 극성을 구분하여, 제1, 2 리드프레임(103, 104)을 전기적으로 연결할 때, 혼동을 방지하는데 이용될 수 있을 것이다.
발광소자(102)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(103)에 실장되는 발광소자(102)는 복수 개 일 수 있으며, 제1, 2 리드프레임(103, 104) 상에 각각 적어도 하나의 발광소자(102)가 실장될 수 있으며, 발광소자(102)의 개수 및 실장위치에 대하여 한정을 두지 않는다.
또한, 몸체(105)는 캐비티(s)에 충진된 수지물(106)을 더 포함할 수 있다. 즉, 수지물(106)은 이중몰딩구조 또는 삼중몰딩구조로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 수지물(106)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 3 내지 도 11은 도 2에 나타낸 연결패턴을 B 방향으로 바라본 평면에 대한 다양한 실시 예를 나타내는 평면도이다.
도 3을 참조하면, 연결패턴(124b)은 절연부재(126)의 하부에 형성되며, 서로 마주하는 제1, 2 발광소자 패키지(111, 112) 사이에 배치될 수 있다.
이때, 연결패턴(124b)에는 복수의 홀(h1)이 형성되며, 인쇄회로기판(120)에는 복수의 홀(h1)에 대응하는 위치에 방열홀(미도시)이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 방열홀은 홀(h1)의 폭(d1)과 동일한 폭을 가지거나, 또는 홀(h1)의 폭(d1) 보다 큰 폭을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 상기 방열홀은 2개 이상의 홀(h1)에 대응하도록 형성될 수 있으며, 개수는 홀(h1)의 개수보다 적을 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 복수의 홀(h1)들 사이의 간격은 동일하거나, 또는 서로 상이할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
그리고, 복수의 홀(h1)이 차지하는 단면 면적은, 연결패턴(124b)의 전체 면적 대비 20% 내지 60%인 것이 바람직하며, 이는 복수의 홀(h1)이 차지하는 단면 면적이 20% 미만인 경우 열방출 효율이 극히 미약하며, 60% 보다 크게 되면 연결패턴(124b)의 강성에 영향을 미치게 되어 단선의 위험성이 증가할 수 있다.
또한, 복수의 홀(h1)의 폭(d1)은 모두 동일한 것으로 설명하였으나, 서로 상이할 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.
도 4를 참조하면, 연결패턴(124b)의 일측에는 확장부(131)가 형성될 수 있다.
이때, 확장부(131)의 길이(b1)는 제1 발광소자 패키지(111)와 인쇄회로기판(120) 사이의 거리(p1)에 따라 가변될 수 있으며, 거리(p1) 대비 30% 내지 50%일 수 있다.
그리고, 확장부(131) 내에는 홀(h1)이 형성되는 것으로 나타내었으나, 홀(h1)이 형성되지 않을 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 확장부(131)는 연결패턴(124b)과의 접촉면이 수직된 것으로 나타내었으나, 예각 및 둔각을 이룰수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 5를 참조하면, 연결패턴(124b)의 일측에는 확장부(131)가 형성될 수 있다. 이는 도 4에서 나타낸 바와 동일하다.
그러나, 확장부(131)는 연결패턴(124b)와 접촉되는 부분 및 확장부(131)의 모서리 부분 중 적어도 한 부분에 곡률(r)을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 확장부(131)는 연결패턴(124b)와 접촉되는 부분 및 확장부(131)의 모서리 부분에 곡률(r)이 동일한 것으로 설명하였으나, 서로 다를 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 확장부(131)는 곡률(r)에 의하여 연결패턴(124b)과 확장부(131) 사이에 작용하는 힘이 발생하는 경우, 크랙 및 파손이 방지되도록 힘을 분산시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 연결패턴(12b)에는 제1 방향(미도시)으로 돌출된 제1 확장부(131) 및 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향(미도시)으로 돌출된 제2 확장부(132)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 확장부(131)의 길이(b1)은 제2 확장부(132)의 길이(b2)와 서로 상이하거나, 또는 서로 동일할 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 제1 발광소자 패키지(111)의 양측면 중 일측면과 인쇄회로기판(120) 사이의 거리(p1) 및 타측면과 인쇄회로기판(120) 사이의 거리(p2)이며, 거리(p1, p2)가 서로 다른 경우, 제1, 2 확장부(131, 132) 각각의 길이(b1, b2)는 거리(p1, p2)에 비례하여 가변될 수 있다.
물론, 거리(p1, p2)가 동일한 경우에도 제1, 2 확장부(131, 132) 각각의 길이(b1, b2)는 거리(p1, p2)에 비례하여 가변될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 7을 참조하면, 연결패턴(124b)에는 서로 반대되는 방향으로 돌출된 제1, 2 확장부(131, 132)가 형성될 수 있다. 이는 도 6에서 나타낸 바와 동일하다.
그러나, 제1, 2 확장부(131, 132)는 연결패턴(124b)와 접촉되는 부분 및 확장부(131)의 모서리 부분 중 적어도 한 부분에 곡률(r)을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 확장부(131, 132)는 연결패턴(124b)와 접촉되는 부분 및 확장부(131)의 모서리 부분에 곡률(r)이 동일한 것으로 설명하였으나, 서로 다를 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 확장부(131, 132)는 곡률(r)에 의하여 연결패턴(124b)과 확장부(131) 사이에 작용하는 힘이 발생하는 경우, 크랙 및 파손이 방지되도록 힘을 분산시킬 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 연결패턴(124b)의 일측에는 반원형상의 확장부(131)가 형성될 수 있다.
확장부(131)의 최대 길이(b1)는 제1 발광소자 패키지(111)와 인쇄회로기판(120) 사이의 거리(p1)에 따라 가변될 수 있으며, 거리(p1) 대비 30% 내지 50%일 수 있다.
그리고, 확장부(131) 내에는 홀(h1)이 형성되는 것으로 나타내었으나, 홀(h1)이 형성되지 않을 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 확장부(131)는 연결패턴(124b)과의 예각을 이룰수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 도 8에 나타낸 확장부(131)는 연결패턴(124b)과 접촉되는 부분이 각을 이루는 형태를 이루지만, 도 9에 나타내 확장부(131)는 곡률을 가지도록 형성될 수 있다.
도 10 및 도 11은 도 6 내지 도 9에서 설명된 부분들과 중복될 수 있으며, 간략하게 설명한다.
즉, 도 10에 나타낸, 연결패턴(124b)은 서로 동일한 반원형상의 제1, 2 확장부(131, 132)가 서로 반대되는 제1, 2 방향으로 형성될 수 있으며, 제1, 2 확장부(131, 132)는 연결패턴(124b)과 접촉되는 부분에 각을 이루는 형태를 이루지만, 도 11에 나타낸, 제1, 2 확장부(131, 132)는 곡률을 가지도록 형성될 수 있다.
도 8 내지 도 11은 도 3 내지 도 7에서의 내용과 중복됨으로써, 간략하게 설명하였으나, 이 외에 확장부의 형상에 대하여 한정을 두지 않는다.
도 12 내지 도 14는 도 3 내지 도 11과 중복되는 부분에 대하여 간략하게 설명하거나, 또는 생략한다.
즉, 도 12를 참조하면, 확장부(131)는 연결패턴(124b)의 일측 측면에만 형성될 수 있다. 이때, 확장부(131)는 인접한 제1, 2 발광소자 패키지(111, 112)와 일부분이 중첩될 수 있다.
이와 같이, 확장부(131)는 면적을 확대시킴으로써, 열 방출이 용이해 줄 수 있다.
그리고, 도 13을 참조하면, 연결패턴(124b에는 연결패턴(12b)에는 제1 방향(미도시)으로 돌출된 제1 확장부(131) 및 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향(미도시)으로 돌출된 제2 확장부(132)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 확장부(131)의 길이(b1)은 제2 확장부(132)의 길이(b2)와 서로 상이하거나, 또는 서로 동일할 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 제1 발광소자 패키지(111)의 양측면 중 일측면과 인쇄회로기판(120) 사이의 거리(p1) 및 타측면과 인쇄회로기판(120) 사이의 거리(p2)이며, 거리(p1, p2)가 서로 다른 경우, 제1, 2 확장부(131, 132) 각각의 길이(b1, b2)는 거리(p1, p2)에 비례하여 가변될 수 있다.
물론, 거리(p1, p2)가 동일한 경우에도 제1, 2 확장부(131, 132) 각각의 길이(b1, b2)는 거리(p1, p2)에 비례하여 가변될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 도 13에 나타낸 제1, 2 확장부(131, 132)는 연결패턴(124b)과의 접촉면이 수직된 것으로 나타내었으나, 예각 및 둔각을 이룰 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
그러나, 도 14에 나타낸 제1, 2 확장부(131, 132)는 서로 반대되는 방향으로 돌출된 제1, 2 확장부(131, 132)가 형성될 수 있다. 이는 도 13에서 나타낸 바와 동일하다.그러나, 제1, 2 확장부(131, 132)는 연결패턴(124b)와 접촉되는 부분 및 확장부(131)의 모서리 부분 중 적어도 한 부분에 곡률(r)을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 확장부(131, 132)는 연결패턴(124b)와 접촉되는 부분 및 확장부(131)의 모서리 부분에 곡률(r)이 동일한 것으로 설명하였으나, 서로 다를 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 확장부(131, 132)는 곡률(r)에 의하여 연결패턴(124b)과 확장부(131) 사이에 작용하는 힘이 발생하는 경우, 크랙 및 파손이 방지되도록 힘을 분산시킬 수 있다.
도 15는 도 1에 나타낸 발광소자 어레이를 A-A 방향으로 제2 실시 예에 따른 절단면을 나타내는 단면도이다.
도 15는 도 2에서 설명된 내용과 중복되는 내용에 대하여 간략하게 설명하거나, 또는 생략한다.
도 15를 참조하면, 인쇄회로기판(120)은 베이스기판(122), 동박패턴(124) ,절연부재(126), 절연층(128) 및 방열패턴(144)을 포함할 수 있다.
베이스기판(122)의 제1 면(미도시) 상에 형성된 동박패턴(124)는 제1 내지 제6 발광소자 패키지(111 ~ 116) 각각의 리드프레임(미도시)이 실장되는 전극패턴(124a) 및 전극패턴(124a)들 사이를 연결하는 연결패턴(124b)을 포함할 수 있다.
연결패턴(124b)에는 홀(h1)이 형성될 수 있다. 홀(h1)은 적어도 하나가 형성될 수 있으며, 베이스기판(122)에는 홀(h1)에 대응하는 위치에 방열홀(h2)이 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 연결패턴(124b)는 도 3 내지 도 14 중 어느 하나의 형태를 이룰 수 있으며, 이외에 다른 형태로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
홀(h1)의 폭(d1)은 방열홀(h2)의 폭(d2)과 동일하거나, 또는 방열홀(h2)의 폭(d2) 보다 작게 형성될 수 있으며, 실시 예에서의 홀(h1)의 폭(d1)은 방열홀(h2)의 폭(d2)과 동일한 것으로 설명한다.
홀(h1) 및 방열홀(h2)에는 연결패턴(124b)보다 열전도도가 높은 재질이 배치될 수 있다.
베이스기판(122)의 상기 제1 면과 반대되는 제2 면에는 방열패턴(144)이 형성될 수 있다.
여기서, 방열패턴(144)은 연결패턴(124b)과 면적이 동일하거나, 또는 면적이 작을 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 방열패턴(144)의 폭은 연결패턴(124b)의 폭과 동일하거나, 또는 상이할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 방열패턴(144)은 방열홀(h2)의 하부에 배치되어, 방열홀(h2)에서 흡수된 열을 확산시켜 방열 효과를 증가시킬 수 있다.
방열패턴(144)은 복수 개가 형성될 수 있으며, 복수의 방열패턴(144)은 서로 이격배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 방열패턴(144)의 하부에는 절연층(128)이 배치될 수 있으며, 절연층(128)은 절연부재(126)와 동일하게 PSR잉크 및 절연필름일 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.
실시 예에서, 절연층(128)은 방열패턴(144)을 덮도록 배치되었으나, 방열패턴(144)의 적어도 일부분이 외부로 노출되도록 배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1 내지 제 6 발광소자 패키지(111 ~ 116)에 대한 설명은, 도 2에서 설명한바 생략하기로 한다.
도 16은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이며, 도 17은 도 16에 나타낸 조명장치의 C-C 단면을 도시한 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 17은 도 16의 조명장치(300)를 길이방향(Z)과 높이방향(X)의 면으로 자르고, 수평방향(Y)으로 바라본 단면도이다.
도 16 및 도 17을 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 발광소자모듈(340)이 체결되며, 몸체(310)는 발광소자패키지(344)에서 발생된 열이 몸체(310)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있다.
발광소자패키지(344)는 PCB(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 PCB(342)로는 MCPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB 등을 사용할 수 있다.
한편, 발광소자패키지(344)는 다수의 홀이 형성되고, 전도성 물질로 이루어진 필름을 포함할 수 있다.
금속 등의 전도성 물질로 형성된 필름은 광의 간섭현상을 많이 일으키기 때문에, 광파의 상호 작용에 의해 광파의 강도가 강해질 수 있어 광을 효과적으로 추출 및 확산시킬 수 있으며, 필름에 형성된 다수의 홀은 광원부에서 발생한 광의 간섭과 회절을 통해 효과적으로 광을 추출할 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 조명장치(300)의 효율이 향상될 수 있다. 이때, 필름에 형성되는 다수의 홀의 크기는 광원부에서 발생하는 광의 파장보다 작은 것이 바람직하다.
커버(330)는 몸체(310)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.
커버(330)는 내부의 발광소자모듈(340)을 외부의 이물질 등으로부터 보호한다. 또한, 커버(330)는 발광소자패키지(344)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 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, 발광소자패키지(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 18은 제1 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 18은 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 발광소자모듈(420), 발광소자모듈(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(440)로 구성된다.
발광소자모듈(420)은 복수의 발광소자패키지(424)와 복수의 발광소자패키지(424)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(422)을 포함할 수 있다.
특히, 발광소자패키지(424)는 다수의 홀이 형성된 필름을 발광면에 포함함으로써, 렌즈를 생략할 수 있어 슬림한 발광소자패키지를 구현할 수 있고, 동시에 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 보다 박형화한 백라이트유닛(470)의 구현이 가능해진다.
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 19는 제2 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
다만, 도 18에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 19는 직하 방식으로, 액정 표시 장치(500)는 액정표시패널(510)과 액정표시패널(510)로 빛을 제공하기 위한 백라이트유닛(570)을 포함할 수 있다.
백라이트유닛(570)은 복수의 발광소자모듈(523), 반사시트(524), 발광소자모듈(523)과 반사시트(524)가 수납되는 하부 섀시(530), 발광소자모듈(523)의 상부에 배치되는 확산판(540) 및 다수의 광학필름(560)을 포함할 수 있다.
발광소자모듈(523)은 복수의 발광소자패키지(522)와 복수의 발광소자패키지(522)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(521)을 포함할 수 있다.
특히, 발광소자패키지(522)는 전도성 물질로 형성되고, 다수의 홀을 포함하는 필름을 발광면에 구비함으로써, 렌즈를 생략할 수 있게되어 슬림한 발광소자패키지를 구현할 수 있고, 동시에 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 보다 박형화한 백라이트유닛(570)의 구현이 가능해진다.
반사시트(524)는 발광소자패키지(522)에서 발생한 빛을 액정표시패널(510)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
한편, 발광소자모듈(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 (22)
- 제1, 2 발광소자 패키지;
상기 제1, 2 발광소자 패키지가 실장된 인쇄회로기판;을 포함하고,
상기 인쇄회로기판은,
상기 제1 발광소자 패키지가 실장된 제1 전극패턴;
상기 제2 발광소자 패키지가 실장된 제2 전극패턴; 및
상기 제1, 2 전극패턴을 연결하며, 홀이 형성된 연결패턴;을 포함하는 발광소자 어레이. - 제 1 항에 있어서, 상기 제1, 2 전극패턴은,
상기 제1, 2 전극패턴의 중심을 기준으로 서로 대칭된 발광소자 어레이. - 제 1 항에 있어서,
상기 홀은, 적어도 하나이며,
상기 홀이 차지하는 면적은,
상기 연결패턴의 전체 면적 대비 20% 내지 60%인 발광소자 어레이. - 제 1 항에 있어서, 상기 연결패턴은,
확장부가 형성된 발광소자 어레이. - 제 4 항에 있어서, 상기 확장부는,
상기 연결패턴에서 제1 방향으로 돌출된 제1 확장부; 및
상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 돌출된 제2 확장부;를 포함하는 발광소자 어레이. - 제 5 항에 있어서, 상기 제1, 2 확장부는,
길이 및 폭 중 적어도 하나가 상이한 발광소자 어레이. - 제 5 항에 있어서, 상기 제1 확장부는,
상기 연결패턴의 중심을 기준으로 상기 제2 확장부와 서로 대칭되는 발광소자 어레이. - 제 4 항에 있어서, 상기 확장부는,
다각형 또는 반원형 형상인 발광소자 어레이. - 제 4 항에 있어서, 상기 확장부는,
상기 연결패턴에 접촉되는 영역이 곡률을 가지는 발광소자 어레이. - 제 4 항에 있어서, 상기 확장부는,
상기 제1, 2 발광소자 패키지 중 적어도 하나와 일부분이 중첩되는 발광소자 어레이. - 제 4 항에 있어서, 상기 홀은,
상기 확장부에 형성된 발광소자 어레이. - 제 1 항에 있어서,
상기 인쇄회로기판은, 상기 홀에 대응하는 방열홀이 형성된 베이스기판;을 포함하고,
상기 홀의 폭은,
상기 방열홀의 폭보다 작거나,
또는 상기 방열홀의 폭과 동일한 발광소자 어레이. - 제 12 항에 있어서, 상기 홀 및 상기 방열홀 중 적어도 하나의 내측면에는,
전도성 금속이 도포된 발광소자 어레이. - 제 12 항에 있어서, 상기 홀 및 상기 방열홀 중 적어도 하나에는,
상기 연결패턴보다 높은 열전도도를 갖는 충진재가 충진된 발광소자 어레이. - 제 12 항에 있어서,
상기 베이스기판은, 상기 제1, 2 전극패턴 및 상기 연결패턴이 형성된 제1 면; 및 상기 제1 면에 대응하는 제2 면;을 포함하고,
상기 제2 면에는,
상기 연결패턴에 대응하는 방열패턴이 형성된 발광소자 어레이. - 제 15 항에 있어서, 상기 방열패턴은,
상기 방열홀을 덮는 발광소자 어레이. - 제 15 항에 있어서, 상기 방열패턴의 면적은,
상기 연결패턴의 면적과 동일하거나,
또는 상기 연결패턴의 면적보다 큰 발광소자 어레이. - 제 15 항에 있어서, 상기 방열패턴은,
금속재질 또는 절연재질인 발광소자 어레이. - 제 15 항에 있어서, 상기 방열패턴은,
서멀패드인 발광소자 어레이. - 제 1 항에 있어서,
상기 연결패턴 상에 적층된 절연부재;를 포함하고,
상기 절연부재는,
PSR 잉크 또는 절연필름인 발광소자 어레이. - 제 1 항에 있어서, 상기 인쇄회로기판은,
FR4 재질인 발광소자 어레이. - 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항의 발광소자 어레이를 포함하는 조명시스템.
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| KR1020100135858A KR101781043B1 (ko) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | 발광소자 어레이 |
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| KR1020100135858A KR101781043B1 (ko) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | 발광소자 어레이 |
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| KR20120073931A true KR20120073931A (ko) | 2012-07-05 |
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ID=46708205
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR20150145397A (ko) * | 2014-06-19 | 2015-12-30 | 황규천 | 엘이디등 및 이를 포함하는 경화기 |
| WO2018194386A1 (ko) * | 2017-04-21 | 2018-10-25 | 서울반도체주식회사 | 엘이디 패키지 세트 및 이를 포함하는 엘이디 벌브 |
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2010
- 2010-12-27 KR KR1020100135858A patent/KR101781043B1/ko active IP Right Grant
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