KR20120137075A - 발광소자 모듈 - Google Patents

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KR20120137075A KR1020110056381A KR20110056381A KR20120137075A KR 20120137075 A KR20120137075 A KR 20120137075A KR 1020110056381 A KR1020110056381 A KR 1020110056381A KR 20110056381 A KR20110056381 A KR 20110056381A KR 20120137075 A KR20120137075 A KR 20120137075A
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문연태
송윤수
최광규
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예에 따른 발광소자 모듈은 발광소자, 및 발광소자와 전기적으로 연결되는 전극층이 포함하는 제1 영역과, 제1 영역과 경사각을 형성하여 발광소자에서 발생된 빛을 반사시키는 제2 영역을 포함하는 인쇄회로기판을 포함한다.

Description

발광소자 모듈{Light emitting device Module}
실시예는 발광소자 모듈에 관한 것이다.
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.
인쇄회로기판은 LED에 전기에너지를 제공할 수 있어, LED가 어레이를 이루어 인쇄회로기판 상에 구비될 수 있다. LED는 패키지에 실장되어 지향각을 조절할 수 있다.
이와 같이 LED의 사용 영역이 넓어지면서, 생활에 사용되는 전등, 구조 신호용 전등 등에 요구되는 휘도가 높이지는 바, LED의 발광휘도를 증가시키는 것이 중요하다.
실시예는 인쇄회로기판의 형태를 조작하여 발광소자에서 발생한 빛을 반사시켜 광량을 극대화시킨 발광소자 모듈을 제공하는 데 있다.
실시예에 따른 발광소자 모듈은 발광소자, 및 발광소자와 전기적으로 연결되는 전극층이 포함하는 제1 영역과, 제1 영역과 경사각을 형성하여 발광소자에서 발생된 빛을 반사시키는 제2 영역을 포함하는 인쇄회로기판을 포함한다.
실시예에 따른 발광소자 모듈은 인쇄회로기판의 일측을 반사면으로 사용하여 지향각을 조절할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 모듈은 인쇄회로기판을 열전도성이 높은 물질로 형성하여 방열효과를 극대화할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 모듈은 인쇄회로기판의 발광소자가 구비되는 영역의 두께를 더 두껍게 하여 방열효과를 극대화할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 모듈은 인쇄회로기판으로 지향각을 조절하여 공정상의 비용을 줄일 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 모듈은 인쇄회로기판의 외측에 방열패드를 구비하여 방열효과를 극대화하고 신뢰성을 극대화할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 모듈은 성형틀 공정을 하여 대량생산이 용이할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 모듈은 방열성능을 향상시켜 전류의 흐름이 용이하도록 하여 광량이 극대화될 수 있다.
실시에에 따른 발광소자 모듈은 인쇄회로기판을 구부려 광량을 극대화할 수 있다.
도 1a는 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 도시한 단면도이다.
도 1b는 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2a 는 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 조명장치를 도시한 사시도,
도 2b 는 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 조명장치를 도시한 단면도,
도 3 는 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 도시한 분해 사시도, 그리고
도 4 은 실시예에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 백라이트 유닛을 도시한 분해 사시도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 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.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 도시한 단면도이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 모듈의 구조를 도시한 사시도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 모듈(100)은 발광소자(110), 및 발광소자(110)와 전기적으로 연결되는 전극층(130)을 포함하는 제1 영역(122)과, 제1 영역(122)과 경사각을 형성하여 발광소자(110)에서 발생된 빛을 반사시키는 제2 영역(124)을 포함하는 인쇄회로기판(120)을 포함할 수 있다.
발광소자(110)는 전기에너지를 이용하여 빛을 발생시킬 수 있다. 발광소자(110)는 발광다이오드 (LED : Light Emitting Diode)일 수 있다.
발광소자(110)는 백색광을 생성하거나, 또는 소정의 유채색광을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광소자(110)는 각각 녹색, 청색, 적색의 광을 형성하는 R, G, B 발광소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 소자일 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
발광소자(110)는 인쇄회로기판(120)상에 구비될 수 있다. 발광소자(110)는 금선연결실장형태(Chip On Board : COB)로 인쇄회로기판(120) 상에 구비될 수 있다. 발광소자(110)는 인쇄회로기판(120) 상의 전극층(130)에 전기적으로 연결될 수 있다. 발광소자(110)는 렌즈(미도시)를 포함할 수 있다. 발광소자(110)는 렌즈(미도시)로 외부와 차단될 수 있다. 발광소자(110)는 복수개가 열을 이루며 인쇄회로기판에 구비될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
발광소자(110)는 빛을 렌즈(미도시)를 통해 발산되도록 할 수 있다. 발광소자(110)는 렌즈(미도시)로 감싸질 수 있다. 발광소자(110)는 렌즈(미도시)내에 구비될 수 있다. 발광소자(110)는 렌즈(미도시)로 지향각을 조절할 수 있다.
렌즈(미도시)는 빛을 받아 굴절시켜 발산시킬 수 있다. 렌즈(미도시)는 표면이 곡선을 형성할 수 있다. 렌즈(미도시)는 구형 렌즈 또는 비구형 렌즈를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 렌즈(미도시)는 유리나 플라스틱 같은 투명한 광학재료로 만들어질 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
발광소자(110)는 전기 단자들이 모두 상부 면에 형성된 수평형 타입(Horizontal type), 상하부 면에 형성된 수직형 타입(Vertical type), 또는 플립 칩 중의 하나일 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
발광소자(110)는 전극층(130)과 연결될 수 있다. 발광소자(110)는 인쇄회로기판(120)의 상면에 구비될 수 있다. 발광소자(110)는 인쇄회로기판(120)의 중앙에 형성되는 제1 영역(122)에 구비될 수 있다. 발광소자(110)는 발생시킨 빛을 인쇄회로기판(120)의 양 측면에 형성되는 제2 영역(124)에 도달시킬 수 있다.
발광소자(110)는 전극층(130)과 와이어 본딩(wire bonding) 방식, 플립 칩(flip chip) 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
발광소자(110)는 발생시킨 빛을 인쇄회로기판(120)의 제2 영역(124)에 도달시킬 수 있다. 발광소자(110)는 발광소자 모듈(100)의 상면으로 빛을 발산시킬 수 있다. 발광소자(110)는 열을 발생시킬 수 있다. 발광소자(110)는 열을 전극층(130)에 확산시킬 수 있다. 발광소자(110)는 열을 전극층(130)을 통해 인쇄회로기판(120)의 제1, 제2 베이스층(152, 154)에 확산시킬 수 있다.
발광소자(110)은 적어도 제1 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제2 반도체층(미도시)을 포함할 수 있고, 제1 반도체층(미도시)과 제2 반도체층(미도시) 사이에 활성층(미도시)이 개재된 구성으로 이루어질 수 있다.
제1 반도체층(미도시) 및 제2 반도체층(미도시) 중 적어도 하나는 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층으로 구현될 수 있으며, 다른 하나는 n 형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 제1 반도체층(미도시)이 p 형 반도체층일 경우 제2 반도체층(미도시)은 n 형 반도체층일 수 있으며, 그 역도 가능하다.
p형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN(Gallium nitride), AlN(Aluminium nitride), AlGaN(Aluminium gallium nitride), InGaN(Indium gallium nitride), InN(Indium nitride), InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
n형 반도체층은 예컨데, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN(Gallium nitride), AlN(Aluminium nitride), AlGaN(Aluminium gallium nitride), InGaN(Indium gallium nitride), InN(Indium nitride), InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, 예를 들어, 규소(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 셀레늄(Se), 텔루늄(Te)과 같은 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제1 반도체층(미도시)과 제2 반도체층(미도시) 사이에는 활성층(미도시)이 형성될 수 있다. 활성층(미도시)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 단일 또는 다중 양자 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다.
활성층(미도시)이 양자우물구조로 형성된 경우 예컨데, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1 -a- bN (0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자우물구조를 갖을 수 있다. 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
활성층(미도시)의 위 또는/및 아래에는 도전성 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전성 클래드층(미도시)은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(미도시)의 밴드 갭보다는 큰 밴드 갭을 가질 수 있다.
제1 반도체층(미도시), 활성층(미도시), 및 제2 반도체층(미도시)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광소자(110)는 배면으로 열이 배출되는 구조를 이룰 수 있다. 발광소자(110)는 배면에 방열핀 또는 방열팬이 구비될 수 있다. 이는 본 발명의 기술구성을 인지한 당업자가 용이하게 변경하여 실시할 수 있는 것이므로 구체적인 도면이나 설명은 생략하기로 한다.
인쇄회로기판(120)은 발광소자(110)를 구비할 수 있다. 인쇄회로기판(120)은 발광소자(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(120)은 발광소자(110)의 제1 반도체층(미도시)과 제2 반도체층(미도시)에 전류를 제공할 수 있다.
인쇄회로기판(120)은 경사각을 형성할 수 있다. 인쇄회로기판(120)은 발광소자(110)가 구비되는 제1 영역(122)과 발광소자(110)로부터 발생된 빛을 반사시키는 제2 영역(124)을 포함할 수 있다. 인쇄회로기판(120)은 제1 영역(122)과 제2 영역(124)이 경사각을 형성할 수 있다. 인쇄회로기판(120)은 제1 영역(122)과 제2 영역(124)의 경계가 구부러져 경사각을 형성할 수 있다. 인쇄회로기판(120)은 위에서 내려다보았을 때 제1 영역(122)과 제2 영역(124)이 직사각형이 다중으로 연결된 형태일 수 있다. 인쇄회로기판(120)은 단면이 사다리꼴과 흡사하게 형성될 수 있다.
인쇄회로기판(120)은 제1 영역(122)에 다층구조를 포함할 수 있다. 인쇄회로기판(120)은 전도성 재질인 제1 베이스층(152), 및 전기를 도통하는 전극층(130)을 포함하고, 제1 베이스층(152)과 전극층(130) 사이에 전류를 방지하는 절연층(140)을 더 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(120)은 제2 영역(124) 상에 발광소자(110)에서 발생한 빛을 반사시키는 반사층(160)이 형성될 수 있다. 인쇄회로기판(120)은 제2 영역(124)이 반사도 높은 물질로 도포되어 발광소자 모듈(100)의 출광량을 향상시킬 수 있다.
제1 영역(122)은 제2 영역(124)의 가운데에 형성될 수 있다. 제1 영역(122)은 양 옆에 제2영역(124)이 형성될 수 있다. 제1 영역(122)은 직사각형 형태로 형성될 수 있다.
제1 영역(122)은 다층구조일 수 있다. 제1 영역(122)은 제1 베이스층/절연층/전극층의 다층구조일 수 있다. 제1 영역(122)은 제1 베이스층(152)과 전극층(130) 간의 전류가 차단될 수 있다.
제1 영역(122)과 제2 영역(124)은 경사각을 형성할 수 있다. 제1 영역(122)과 제2 영역(124)은 경사각을 형성하여, 발광소자에서 발생한 빛을 제2 영역(124)에서 반사시켜 인쇄회로기판(120)의 상부 방향으로 출광시킬 수 있다. 제1 영역(122)과 제2 영역(124)은 경사각을 형성하여 발광소자 모듈(100)의 지향각을 조절할 수 있다.
제1 영역(122)은 제2 영역(124)과 경사각을 형성할 수 있다. 제1 영역(122)은 제2 영역(124)과 110 내지 130°의 경사각을 형성할 수 있다. 제1 영역(122)은 제2 영역(124)과의 경사각이 110° 이하인 경우는 발광소자 모듈(100)의 지향각이 너무 좁을 수 있고, 130°이상인 경우는 지향각이 너무 넓어져서 광속(luminous flux, 光束)이 줄어들 수 있다.
제1 영역(122)은 상면에 발광소자(110)를 구비할 수 있다. 제1 영역(122)은 상면에 전극층(130)이 형성될 수 있다. 제1 영역(122)은 상면의 전극층(130)과 발광소자(110)가 전기적으로 연결될 수 있다.
전극층(130)은 인쇄회로기판(120)의 제1 영역(122)상에 형성될 수 있다. 전극층(130)은 전도성물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전극층(130)은 구리(Cu)로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 전극층(130)은 임의의 패턴을 형성할 수 있다.
전극층(130)은 발광소자(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전극층(130)은 발광소자(110)의 제1 반도체층(미도시)과 제2 반도체층(미도시)에 전류를 제공할 수 있다.
전극층(130)은 제2 베이스층(152)과의 사이에 절연막(미도시)을 형성할 수 있다. 전극층(130)은 제2 베이스층(152)과 이격될 수 있다. 전극층(130)은 제2 베이스층(152)과 전기적으로 차단될 수 있다. 전극층(130)은 제1 베이스층(152)과 전기적으로 차단될 수 있다.
절연층(140)은 전극층(130)과 베이스층(150)의 사이에 형성될 수 있다. 절연층(140)은 전극층(130)과 베이스층(150) 간의 전류를 차단시켜 준다. 절연층(140)은 부도체로 형성될 수 있다. 절연층(140)은 열전도성을 증가시키기 위하여 열전도성 입자를 충진한 에폭시 또는 실리콘 수지로 형성될 수 있다.
베이스층(150)은 인쇄회로기판(120)을 지지할 수 있다. 베이스층(150)은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 베이스층(150)은 알루미늄(Al)으로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
베이스층(150)은 열전도도가 높을 수 있다. 베이스층(150)은 발광소자(110)에서 발생한 열을 전달받을 수 있다. 베이스층(150)은 방열면적을 높여 발광소자(110)의 안정성을 향상시킬 수 있다.
베이스층(150)은 제1 베이스층(152), 및 제2 베이스층(154)을 포함할 수 있다. 베이스층(150)은 제1 베이스층(152)과 제2 베이스층(154)의 경계가 구부러져 경사각을 형성할 수 있다. 베이스층(150)은 제1 베이스층(152)과 제2 베이스층(154)의 두께가 다를 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 베이스층(150)은 제1 베이스층(152)과 제2 베이스층(154)이 연결되어 형성될 수 있다. 베이스층(150)은 제1 베이스층(152)의 양측면에 제2 베이스층(154)을 포함할 수 있다.
베이스층(150)은 곡률을 가질 수 있다. 베이스층(150)은 제1 베이스층(152)과 제2 베이스층(154)의 경계에 곡률을 형성할 수 있다. 베이스층(150)은 제1 베이스층(152)과 제2 베이스(154)이 경사각을 형성하도록 접히는 부분이 곡률을 가질 수 있다.
제1 베이스층(152)은 제2 베이스층(154)과 연결될 수 있다. 제1 베이스층(152)은 제2 베이스층(154)의 가운데에 형성될 수 있다. 제1 베이스층(152)은 제2 베이스층(154)과 경사각을 형성할 수 있다. 제1 베이스층(152)은 제2 베이스층(154)과의 경계가 곡률을 형성할 수 있다.
제1 베이스층(152)은 두께(W1)가 제2 베이스층(154)의 두께(W2)에 비하여 1.1 내지 3.0배일 수 있다. 제1 베이스층(152)은 두께(W1)가 제2베이스층(154)의 두께(W2)의 1.1배 이하인 경우 발광소자 모듈(100)의 내구도가 저하될 수 있고, 3.0배 이상인 경우는 발광소자 모듈(100)의 슬림화를 저해할 수 있다. 제1 베이스층(152)은 제2 베이스층(154)보다 두껍게 형성되어 발광소자(110)에서 발생한 열을 외부로 용이하게 배출시킬 수 있다.
제2 영역(124)은 제1 영역(122)의 양측면에 형성될 수 있다. 제2 영역(124)은 제1 영역(122)과 경사각을 형성할 수 있다. 제2 영역(124)은 제1 영역(122)과 연결되어 구부러진 형태일 수 있다. 제2 영역(124)은 제1 영역(122)과의 경계에 곡률을 가질 수 있다.
제2 영역(124)은 발광소자(110)에서 발생된 빛을 반사시킬 수 있다. 제2 영역(124)은 빛을 인쇄회로기판(120)의 상부방향으로 출광시킬 수 있다. 제2 영역(124)은 제1 영역(122)과의 경사각을 조정하여 발광소자 모듈(100)의 지향각을 조절할 수 있다.
제2 영역(124)은 베이스층(150)의 단층구조이거나, 베이스층/반사층의 적층구조일 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 제2 영역(124)은 베이스층(150)의 상부에 반사도 높은 물질을 도포할 수 있다. 제2 영역(124)은 베이스층(150)의 상면에 반사층(160)을 구비할 수 있다.
제2 영역(124)은 발광소자(110)에서 발생한 빛을 반사시키는 면의 반대측 면에 열을 방출시키는 방열패드(170)를 더 포함할 수 있다. 제2 영역(124)은 배면에 방열패드(170)를 구비할 수 있다. 제2 영역(124)은 발광소자(110)에서 발생한 열을 방열패드(170)로 전달할 수 있다.
방열패드(170)는 제2 영역(124)에서 열을 흡수할 수 있다. 방열패드(170)는 제2 영역(124)에서 흡수한 열을 공기중으로 방출할 수 있다. 방열패드(170)는 금속성 물질로 형성될 수 있다. 방열패드(170)는 실리콘 수지에 알루미나(alumina), 그라파이트(graphite), 보론 나이트라이드(boron nitride), 및 티타늄 나이트라이드(titanium nitride) 등의 고체 분말을 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
제2 베이스층(154)은 제1 베이스층(152)과 연결될 수 있다. 제2 베이스층(154)은 제1 베이스층(152)과 같은 물질일 수 있다. 제2 베이스층(154)은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 제2 베이스층(154)은 제1 베이스층(152)과의 경계에 곡률을 가질 수 있다.
제2 베이스층(154)은 두께가 0.7 내지 1.0mm일 수 있다. 제2 베이스층(154)은 두께가 0.7mm 이하인 경우 고열에 취약해져 발광소자 모듈(100)의 내구도가 저해될 수 있고, 1.0mm 이상인 경우 발광소자 모듈(100)의 슬림화가 저해될 수 있다.
반사층(160)은 제2 영역(124)에 구비될 수 있다. 반사층(160)은 베이스층(150)의 위에 구비될 수 있다. 반사층(160)은 반사도 높은 물질, 예를 들어, 은(Ag)과 같은 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 반사층(160)은 제1 영역(122) 상의 전극층(130)과의 사이의 통전을 막기 위해 절연물질을 구비할 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
도 2a는 일 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 조명 시스템(200)을 도시한 사시도이며, 도 2b는 도 2a의 조명 시스템의 D-D' 단면을 도시한 단면도이다.
즉, 도 2b 는 도 2a의 조명 시스템(200)을 길이방향(Z)과 높이방향(X)의 면으로 자르고, 수평방향(Y)으로 바라본 단면도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 조명 시스템(200)은 몸체(210), 몸체(210)와 체결되는 커버(230) 및 몸체(210)의 양단에 위치하는 마감캡(250)을 포함할 수 있다.
몸체(210)의 하부면에는 발광소자 모듈(243)이 체결되며, 몸체(210)는 발광소자(244)에서 발생한 열이 몸체(210)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열 발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있고, 이에 한정하지 아니한다.
발광소자모듈(243)는 발광소자(244)를 포함하고, 발광소자(224)와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(120)이 경사각을 형성하여 지향각을 조절하고 방열 기능을 향상시켜 조명 시스템(200)의 광추출 효율이 향상되고 조명 시스템(200)의 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.
발광소자 모듈(243)는 인쇄회로기판(242) 상에 다색, 다열로 실장되어 모듈을 이룰 수 있으며, 동일한 간격으로 실장되거나 또는 필요에 따라서 다양한 이격 거리를 가지고 실장될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다. 인쇄회로기판(242)으로 MCPCB(Metal Core PCB)를 사용할 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
커버(230)는 몸체(210)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
커버(230)는 내부의 발광소자 모듈(243)을 외부의 이물질 등으로부터 보호할 수 있다. 커버(230)는 발광소자(244)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 커버(230)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있다. 또한 커버(230)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다.
발광소자(244)에서 발생하는 광은 커버(230)를 통해 외부로 방출되므로, 커버(230)는 광투과율이 우수하여야 하며, 발광소자 패키지(444)에서 발생하는 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(430)는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethylen Terephthalate;PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate;PC), 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
마감캡(250)은 몸체(210)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 마감캡(250)에는 전원 핀(252)이 형성되어 있어, 실시예에 따른 조명 시스템(200)은 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
도 3는 일 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 3는 에지-라이트 방식으로, 액정 표시 장치(300)는 액정표시패널(310)과 액정표시패널(310)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(370)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(310)은 백라이트 유닛(370)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정표시패널(310)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(312) 및 박막 트랜지스터 기판(314)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(312)은 액정표시패널(310)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(314)은 구동 필름(317)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로기판(318)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(314)은 인쇄회로기판(318)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로기판(318)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(314)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(370)은 빛을 출력하는 발광소자 모듈(320), 발광소자 모듈(320)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(310)로 제공하는 도광판(330), 도광판(330)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(350, 360, 364) 및 도광판(330)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(330)으로 반사시키는 반사 시트(340)로 구성된다.
발광소자 모듈(320)은 복수의 발광소자(324)와 복수의 발광소자(324)가 실장되어 모듈을 이룰 수 있도록 인쇄회로기판(322)을 포함할 수 있다.
발광소자모듈(320)는 발광소자(324)를 포함하고, 발광소자(324)와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(322)이 경사각을 형성하여 지향각을 조절하고 방열 기능을 향상시켜 백라이트 유닛(300)의 광추출 효율이 향상되고 백라이트 유닛(300)의 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.
백라이트유닛(370)은 도광판(330)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(310) 방향으로 확산시키는 확산필름(366)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘필름(350)으로 구성될 수 있으며, 프리즘필름(350)를 보호하기 위한 보호필름(364)을 포함할 수 있다.
도 4은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다. 다만, 도 3에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 4은 실시예에 따른 직하 방식의 액정 표시 장치(400)이다. 액정 표시 장치(400)는 액정표시패널(410)과 액정표시패널(410)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(470)을 포함할 수 있다. 액정표시패널(410)은 도 3에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
백라이트 유닛(470)은 복수의 발광소자 모듈(423), 반사시트(424), 발광소자 모듈(423)과 반사시트(424)가 수납되는 하부 섀시(430), 발광소자 모듈(423)의 상부에 배치되는 확산판(440) 및 다수의 광학필름(460)을 포함할 수 있다.
발광소자 모듈(423)은 복수의 발광소자(422)와 복수의 발광소자(422)가 실장되어 모듈을 이룰 수 있는 인쇄회로기판(621)을 포함할 수 있다.
발광소자모듈(423)는 발광소자(422)를 포함하고, 발광소자(422)와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(421)이 경사각을 형성하여 지향각을 조절하고 방열 기능을 향상시켜 백라이트 유닛(470)의 광추출 효율이 향상되고 백라이트 유닛(470)의 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.
반사 시트(424)는 발광소자(422)에서 발생한 빛을 액정표시패널(410)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
발광소자 모듈(423)에서 발생한 빛은 확산판(440)에 입사하며, 확산판(440)의 상부에는 광학 필름(460)이 배치된다. 광학 필름(460)은 확산 필름(466), 프리즘필름(450) 및 보호필름(464)를 포함하여 구성된다.
실시예에 따른 발광소자 모듈은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다
110 : 발광소자 120 : 인쇄회로기판
130 : 전극층 140 : 절연층
150 : 베이스층 160 : 반사층

Claims (13)

  1. 발광소자; 및
    상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 전극층을 포함하는 제1 영역과, 상기 제1 영역과 경사각을 형성하여 상기 발광소자에서 발생된 빛을 반사시키는 제2 영역을 포함하는 인쇄회로기판;을 포함하는 발광소자 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 영역은 상기 제1 영역의 양 옆에 위치하는 발광소자 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 형성하는 경사각은 110 내지 130°인 발광소자 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역은,
    금속으로 형성된 제1 베이스층; 및
    상기 전극층과 상기 제1 베이스층 사이에 전류를 방지하는 절연층;을 더 포함하는 발광소자 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 영역은 상기 제1 베이스층과 연결되는 제2 베이스층을 포함하는 발광소자 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 베이스층의 두께는 0.7 내지 1.0mm인 발광소자 모듈.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 베이스층은 두께가 상기 제2 베이스층의 두께의 1.1 내지 3배인 발광소자 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 경계에 곡률을 형성하는 발광소자 모듈.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 베이스층은 알루미늄(Al)으로 형성된 발광소자 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 영역의 빛을 반사시키는 면의 반대측 면에 열을 방출시키는 방열패드를 더 포함하는 발광소자 모듈.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 영역의 빛을 반사시키는 면에 반사도를 가지는 반사층을 더 포함하는 발광소자 모듈.
  12. 제1항 내지 제 11항의 발광소자 모듈;
    상기 발광소자 모듈과 대향하는 도광판; 및
    상기 도광판의 상면에 배치되는 광학필름;을 포함하는 백라이트 유닛.
  13. 제12항의 백라이트 유닛; 및
    상기 백라이트 유닛의 상면에 배치되는 액정표시패널;을 포함하는 영상표시기기.
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