KR20130075309A - 발광소자 어레이 - Google Patents
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Abstract
실시 예에 따른 발광소자 어레이는 메인프레임, 상기 메인프레임 상에 위치하는 복수의 발광소자, 상기 메인프레임 상에 위치하며 상기 발광소자가 내부에 위치하도록 캐비티를 가지는 몸체 및 상기 몸체를 관통하며 상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 리드프레임을 포함할 수 있다.
Description
실시 예는 하나의 메인프레임 상에 복수개의 발광소자와 몸체를 배치함으로써, 열 방출이 용이하고, 전극과의 결합에 신뢰성이 향상된 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 표면위치소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있고, 이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 표면위치소자 형으로 개발되고 있다. 이러한 표면위치소자는 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.
한편, 고휘도의 광원이 요구되므로, 발광소자 패키지를 어레이로 방식으로 사용을 하고 있다. 다만, 발광소자 패키지를 어레이에 결합하는 경우 솔러링 불량이 많이 발생하는 문제점이 있다.
실시 예는 하나의 메인프레임 상에 복수개의 발광소자와 몸체를 배치함으로써, 열 방출이 용이하고, 전극과의 결합에 신뢰성이 향상된 발광소자 어레이를 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자 어레이는 메인프레임, 상기 메인프레임 상에 위치하는 복수의 발광소자, 상기 메인프레임 상에 위치하며 상기 발광소자가 내부에 위치하도록 캐비티를 가지는 몸체 및 상기 몸체를 관통하며 상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 리드프레임을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 어레이는, 메탈 메인프레임 상에 발광소자를 위치하므로, 발광소자에서 발생되는 열을 방출하기 용이하다.
또한, 어레이의 고휘도화 과정에서 발광소자의 개수가 증가하면서 발생되는 열을 적절하게 방출할 수 있으므로 발광소자 어레이의 수명을 연장시키고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광소자 어레이를 A- A선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3는 도 1의 발광소자 어레이를 나타낸 평면도이다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 발광소자 어레이를 B-B선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 평면도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 평면도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 평면도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 사시도이다.
도 12는 실시예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이다.
도 13은 도 14 의 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
도 14은 실시예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 15은 실시예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광소자 어레이를 A- A선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3는 도 1의 발광소자 어레이를 나타낸 평면도이다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 발광소자 어레이를 B-B선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 단면도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 단면도이다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 평면도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 평면도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 평면도이다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 사시도이다.
도 12는 실시예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이다.
도 13은 도 14 의 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
도 14은 실시예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 15은 실시예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예에서 발광소자의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 나타내는 사시도, 도 2는 도 1의 발광소자 어레이를 A-A선을 따라 절단한 단면도, 도 3는 도 1의 발광소자 어레이를 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 발광소자 어레이(100)는 메인프레임(110), 메인프레임(110) 상에 위치되는 복수의 발광소자(130), 메인프레임(110)의 상에 위치하는 몸체(120) 및 몸체(120)를 관통하며 발광소자(130)와 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 리드프레임(142a, 142b)을 포함할 수 있다.
여기서, 메인프레임(110)은 바디 및 열 방출로의 역할을 하는 부재이다. 메인프레임(110)은 발광소자(130)에서 발생한 열을 외부로 용이하게 배출할 수 있도록 열전도성이 우수한 재질을 포함할 수 있고, 예를 들면, 금속재질을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 메인프레임(110)은 도 1에서 1 자로 길게 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 배치를 가질 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
그리고, 메인프레임(110)의 단면 형상은 도 2에서 도시된 바와 같이, 상부의 폭과 하부의 폭이 상이할 수 있고, 특히 메인프레임(110)의 하부의 폭이 상부의 폭 보다 크게 형성되는 경우 발광소자(130)에서 발생된 열을 효과적으로 외부로 방출할 수 있다. 즉, 메인프레임(110)은 상부프레임(110a)과 하부프레임(110b)을 포함하며, 하부프레임(110b)의 폭은 상기 상부프레임(110a)의 폭 보다 클 수 있다. 그리고, 하부프레임(110b)과 상부프레임(110a)은 계단면 또는 경사면을 포함하여 일체를 이룰 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 메인프레임(110)은 다양한 형상을 가질 수 있다.
또한, 제1 및 제2 리드프레임(141, 142)과의 전기적 쇼트를 방지하기 위하여 메인프레임(110)은 계단 또는 경사면을 포함할 수도 있다. 다만, 메인프레임(110) 형상은 이에 한정되는 것은 아니다.
메인프레임(110) 상에는 반사층(미도시)이 더 포함될 수 있다. 즉, 발광소자(130)가 위치되는 면에 반사층이 배치되어서, 발광소자(130)에서 발생된 광을 상부로 향하게 할 수 있다. 메인프레임(110)의 하부면은 발광소자 어레이(100)가 전극 등에 고정될 때 밀착성을 확보할 수 있도록 평평할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
복수의 발광소자(130)는 메인프레임(110) 상에 서로 일정거리로 이격되어 위치될 수 있다. 발광소자(130)가 메인프레임(110) 상에 위치되는 방법에는 제한이 없고 본딩 등에 의해 실장될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광소자(130)는 제1 및 제2 리드프레임(141, 142)과 전기적으로 연결된다. 일 예로 도 2에서 도시하는 바와 같이 발광소자(130)가 메인프레임(110)에 위치되고 발광소자(130)와 제1 및 제2 리드프레임(141, 142)은 와이어(150)에 의해서 와이어 본딩될 수 있으나, 이에 한정되지 아니한다.
발광소자(130)는 일 예로 발광 다이오드일 수 있다. 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 대해 한정하지는 않는다. 또한, 발광소자(130)는 한 몸체(120)에 한 개 이상 위치될 수 있다.
또한, 발광소자(130)는 적색, 녹색 또는 청색의 빛을 방출하는 발광소자가 교대로 배치되어서, 백색 광을 구현하도록 할 수도 있다.
몸체(120)는 메인프레임(110)의 길이 방향을 따라 복수개가 결합되고, 제1 및 제2 리드프레임(141, 142) 및 캐비티(c)를 구비할 수 있다. 즉 몸체(120)는 메인프레임(110) 상에 복수개가 위치할 수 있다.
몸체(120)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 몸체(120)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
몸체(120)는 캐비티(c)를 둘러싸는 벽부와 벽부의 하측에 형성되는 하부를 포함할 수 있다. 벽부의 내측면은 경사면을 포함할 수 있다. 이러한 경사면의 각도에 따라 발광소자(130)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
광의 지향각이 줄어들수록 발광소자(130)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하고, 반대로 광의 지향각이 클수록 발광소자(130)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
한편, 몸체(120)에 형성되는 캐비티(c)를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 캐비티(c)는 메인프레임(110)의 상부면이 노출될 정도의 깊이로 형성될 수 있다.
몸체(120)의 형상은 도 1 에서 육면체 형상으로 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다.
몸체(120)는 메인프레임(110)의 폭 방향 양단부와 상부의 일부 영역에 배치되어 메인프레임(110)과 결합될 수 있다. 몸체(120)의 크기는 제한이 없지만, 제1 및 제2 리드프레임(141, 142)의 형상 및 전기적 쇼트를 고려하여 크기를 조절할 수 있다. 몸체(120)들의 이격거리는 발광소자(130)에서 발생하는 열 방출을 고려하여 자유롭게 조절될 수 있다. 도 1에서는 서로 이격되어 배치되어 있으나, 일체로 형성될 수도 있다. 이에 한정되는 않는다.
한편, 발광소자 어레이(100)가 전극 등에 고정될 때 밀착성을 확보할 수 있도록 몸체(120)의 하부면은 메인프레임(110)의 하부면과 동일면 상에 위치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
캐비티(c)의 내부에는 수지층이 더 포함될 수 있다.
수지층은 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있으며, 캐비티(c)내에 충진한 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.
또한, 수지층은 형광체를 포함할 수 있으며, 형광체는 발광소자(130)에서 방출되는 광의 파장에 종류가 선택되어 발광소자 어레이(100)가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.
이러한 형광체는 발광소자(130)에서 방출되는 광의 파장에 따라 청색 발광 형광체, 청록색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체, 황녹색 발광 형광체, 황색 발광 형광체, 황적색 발광 형광체, 오렌지색 발광 형광체, 및 적색 발광 형광체중 하나가 적용될 수 있다.
즉, 형광체는 발광소자(130)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광소자(130)가 청색 발광 다이오드이고 형광체가 황색 형광체인 경우, 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기되어 황색 빛을 방출할 수 있으며, 청색 발광 다이오드에서 발생한 청색 빛 및 청색 빛에 의해 여기 되어 발생한 황색 빛이 혼색됨에 따라 발광소자 어레이(100)는 백색 빛을 제공할 수 있다.
이와 유사하게, 발광소자(130)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체를 혼용하는 경우, 발광소자(130)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.
이러한 형광체는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 형광체일 수 있다.
또한, 수지층은 발광소자(130)에서 방출되는 빛을 확산시키는 광확산재를 더 포함하는 할 수 있다. 여기서, 광확산재는 백색 금속 산화물인, 이산화티탄TiO2), 산화바륨(BaO), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 Y2O3 중 어느 하나이거나, 또는 이산화티탄TiO2), 산화바륨(BaO), 이산화규소(SiO2), 산화마그네슘(MgO) 및 Y2O3 중 적어도 2이상이 혼합될 수 있다. 광확산재를 사용하여서 발광소자(130)에서 발생되는 빛의 난반사를 유도할 수 있다.
한편, 수지층은 다양한 형상을 가질 수 있고, 몸체(120)의 벽부의 상부면과 동일면 상에 배치되거나, 볼록 또는 오목한 형상을 포함할 수 있다. 수지층이 볼록한 형상을 가지는 경우 광확산에 도움이 되고, 오목한 형상을 가지는 경우 광집중성에 도움이 된다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
제1 및 제2 리드프레임(141, 142)은 발광소자(130)와 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 리드프레임(141, 142)은 발광소자(130)에 전원을 인가하는 역할을 한다.
제1 및 제2 리드 프레임(141, 142)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), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 리드 프레임(141, 142)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있고, 도시된 바와 같이 2개의 리드 프레임(141, 142) 또는 수개의 리드 프레임(미도시)이 위치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제1 및 제2 리드 프레임(141, 142)은 몸체(110)를 관통하여 위치되며, 제1 리드 프레임(140) 및 제2 리드 프레임(142)은 서로 이격되어 서로 전기적으로 분리될 수 있다. 따라서 제1 및 제2 리드 프레임(141, 142)에 전원이 연결되면 발광소자(130)에 전원이 인가될 수 있다.
한편, 메인프레임(110)이 발광소자(130)에서 발생된 열을 용이하게 방출시키기 위해 금속재질로 이루어질 때, 전기적 쇼트를 방지하기 위해서 제1 및 제2 리드프레임(141, 142)은 메인프레임(110)과 서로 이격되게 배치될 수 있다. 메인프레임(110)과 제1 및 제2 리드프레임(141, 142)의 이격공간에는 몸체(120)가 배치될 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 리드프레임(141, 142)는 몸체(120)의 내부로 외부의 습기 등이 침습되는 것을 방지하기 위하여 적어도 하나의 절곡 또는 굴곡을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다. 제1 및 제2 리드프레임(141, 142)는 캐비티(c)로 일부 영역이 노출되는 내부 리드프레임(141a, 142a)과 내부 리드프레임(141a, 142a)에 연결되고 몸체(120)를 관통하여서 외부로 노출되는 외부 리드프레임(141b, 142b)을 포함할 수 있다.
내부 리드프레임(141a, 142a)과 발광소자(130)는 와이어(150)에 의해서 와이어 본딩될 수 있다.
외부 리드프레임(141b, 142b)은 몸체(120)의 외부로 노출되는 부분으로, 다양한 형상과 크기를 가질 수 있다. 또한, 메인프레임(110)과 전기적 쇼트를 방지하고, 작업의 편의성을 위해서 도 1에서는 메인프레임(110)의 폭 방향으로 배치되는 되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 전극 등에 발광소자 어레이(100)를 고정할 때 밀착성을 고려하여서, 외부 리드프레임(141b, 142b)의 하부면은 메인프레임(110)의 하부면 및 몸체(120)의 하부면과 동일 면상에 위치될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 다른 실시 예에 따른 발광소자 어레이를 나타내는 사시도, 도 5는 도 4의 발광소자 어레이를 B-B선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 어레이(200)는 도 1의 실시예와 비교하면, 메인프레임(210)에 홈(211)이 형성되고, 몸체(220)에 몸체홈(221)이 형성되는 차이가 존재한다.
홈(211)은 메인프레임(210)의 하부에 길이방향을 따라 형성될 수 있다. 홈(211)의 개수는 제한이 없고, 복수 개가 형성될 수도 있다. 발광소자(230)에서 발생한 열이 메인프레임(210)에 전달되고, 이때에 홈(211)은 메인프레임(210)의 열을 외부 공기와 접촉시켜 방출시키는 역할을 한다.
몸체홈(221)은 몸체(220)의 하부에 메인프레임(210)의 길이방향을 따라 형성될 수 있다. 몸체홈(221)의 개수는 제한이 없고, 발광소자 어레이(200)의 크기 등을 고려하여 적절한 개수가 형성될 수 있다. 몸체홈(221)은 외부 리드프레임(241b, 242b)과 전극이 솔러링 될 때 솔더가 메인프레임(210)쪽으로 오버플로잉하는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 어레이(300)는 도 1의 실시예와 비교하면, 외부 리드프레임(341b, 342b)의 위치에 차이가 존재한다.
외부 리드프레임(341b, 342b)의 하부면은 몸체(320)와 메인프레임(310)의 하부면 보다 높게 위치될 수 있다. 따라서, 전극 등에 외부 리드프레임(341b, 342b)을 고정할 때, 솔더 또는 페이스트가 차지할 공간을 확보할 수 있다. 아울러, 솔더 또는 페이스트가 메인프레임(310) 쪽으로 오버플로잉 되는 것을 방지할 수 있다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 어레이(400)는 도 1의 실시예와 비교하면, 메인프레임(410)이 적어도 하나 이상의 돌기부(412)를 포함하는 것에 차이가 존재한다.
돌기부(412)는 메인프레임(410)이 몸체(120)와 접하는 면에 배치되어서, 몸체(420)와 메인프레임(410)의 결합력을 증대시키고, 몸체(420)와 메인프레임(410) 사이로 습기 등이 침습되는 것을 방지한다. 돌기부(412)의 개수는 제한이 없고, 몸체(220)의 크기, 면적 등을 고려하여 적절한 개수가 선택될 수 있다. 돌기부(412)의 형상은 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 8은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 평면도, 도 9는 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 평면도, 도 10은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 평면도, 도 11은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 사시도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 실시예의 발광소자 어레이(500)는 메인프레임(510)의 배치가 여러 가지 형태로 배치된 것을 도시하고 있다.
도 8을 참조하면, 실시예의 발광소자 어레이(500)는 메인프레임(510)이 굴곡을 가지면서 원의 형태로 배치될 수 있다. 이때, 몸체(520)와 발광소자(530)도 메인프레임(510)을 따라 배치될 수 있다.
도 9를 참조하면, 실시예의 발광소자 어레이(500)는 메인프레임(510)이 적어도 하나 이상의 절곡을 가지면서 배치될 수 있다. 이때, 몸체(520)와 발광소자(530)도 메인프레임(510)을 따라 배치될 수 있다.
도 10를 참조하면, 실시예의 발광소자 어레이(500)는 메인프레임(510)이 격자형태를 가지면서 배치될 수 있다. 즉, 메인프레임(510)이 가로 또는 세로 방향으로 배치되고, 메인프레임(510)을 따라 몸체(520)와 발광소자(530)도 배치되며, 메인프레임(510)들 사이에 보조프레임(511)이 결합되어서 메인프레임(510) 들의 위치를 고정시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 메인프레임(510)이 다양하게 배치되면서도, 고휘도, 고방열 구조에서 방열이 용이하며, 솔더링 시에 불량을 줄일 수 있다.
도 11은 또 다른 실시예에 따른 발광소자 어레이의 사시도이다.
도 11을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 어레이(1000)은 도 1의 실시예와 비교하여서 제1 리드프레임들(1141)은 서로 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 리드프레임들(1142)들도 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 제1 및 제2 리드프레임(1141, 1142)의 외부 리드프레임(1141b, 1142b)들이 서로 전기적으로 연결되는 차이가 존재한다. 즉, 제1 리드프레임(1141)들의 외부 리드프레임(1141b)들이 서로 전기적으로 연결되고, 제2 리드프레임(1142)들의 외부 리드프레임(1142b)들이 서로 전기적으로 연결되는 것이다.
외부 리드프레임(1141b, 1142b)들 사이는 전도성부재(1160)가 배치될 수 있다. 전도성부재(1160)의 재질은 제1 및 제2 리드프레임(1141, 1142)의 재질과 동일한 재질일 수 있다. 따라서, 외부 리드프레임(1141b, 1142b)과 전극이 단속의 염려가 없으므로, 발광소자 어레이(1000)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 12는 실시예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이며, 도 13 는 도 12 의 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 조명장치(600)는 몸체(610), 몸체(610)와 체결되는 커버(630) 및 몸체(610)의 양단에 위치하는 마감캡(650)을 포함할 수 있다.
몸체(610)의 하부면에는 발광소자 어레이(100)가 체결되며, 몸체(610)는 발광소자 어레이(100)에서 발생된 열이 몸체(610)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있다.
발광소자 어레이(100)는 다색, 다열로 실장되어 어레이를 이룰 수 있으며, 동일한 간격으로 위치되거나 또는 필요에 따라서 다양한 이격 거리를 가지고 위치될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다.
커버(630)는 몸체(610)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.
커버(630)는 내부의 발광소자 어레이(100)을 외부의 이물질 등으로부터 보호한다. 또한, 커버(630)는 발광소자 패키지(644)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 커버(630)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있다. 또한 커버(630)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다.
한편, 발광소자 어레이(100)에서 발생한 광은 커버(630)를 통해 외부로 방출되므로 커버(630)는 광 투과율이 우수하여야 하며, 발광소자 어레이(100)에서 발생한 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(630)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
마감캡(650)은 몸체(610)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 또한 마감캡(650)에는 전원핀(652)이 형성되어 있어, 실시예에 따른 조명장치(600)는 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
도 14 은 실시예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 14 은 에지-라이트 방식으로, 액정표시장치(700)는 액정표시패널(710)과 액정표시패널(710)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(770)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(710)은 백라이트 유닛(770)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정표시패널(710)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(712) 및 박막 트랜지스터 기판(714)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(712)은 액정표시패널(710)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(714)은 구동 필름(717)을 통해 다수의 회로부품이 위치되는 인쇄회로 기판(718)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(714)은 인쇄회로 기판(718)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로 기판(718)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(714)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(770)은 빛을 출력하는 발광소자 어레이(100), 발광소자 어레이(100)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(710)로 제공하는 도광판(730), 도광판(730)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(752, 766, 764) 및 도광판(730)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(730)으로 반사시키는 반사 시트(747)로 구성된다.
한편, 백라이트 유닛(770)은 도광판(730)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(710) 방향으로 확산시키는 확산필름(766)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘필름(752)으로 구성될 수 있으며, 프리즘필름(750)를 보호하기 위한 보호필름(764)을 포함할 수 있다.
도 15 은 실시예에 따른 발광소자 어레이를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다. 다만, 도 14 에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 15 은 직하 방식으로, 액정표시장치(800)는 액정표시패널(810)과 액정표시패널(810)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(870)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(810)은 도 14에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
백라이트 유닛(870)은 복수의 발광소자 어레이(100), 반사시트(824), 발광소자 어레이(100)과 반사시트(824)가 수납되는 하부 섀시(830), 발광소자 어레이(100)의 상부에 배치되는 확산판(840) 및 다수의 광학필름(860)을 포함할 수 있다.
반사 시트(824)는 발광소자 패키지(822)에서 발생한 빛을 액정표시패널(810)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
한편, 발광소자 어레이(100)에서 발생한 빛은 확산판(840)에 입사하며, 확산판(840)의 상부에는 광학 필름(860)이 배치된다. 광학 필름(860)은 확산 필름(866), 프리즘필름(850) 및 보호필름(864)를 포함하여 구성될 수 있다.
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 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 (17)
- 메인프레임;
상기 메인프레임 상에 위치하는 복수의 발광소자;
상기 메인프레임 상에 위치하며 상기 발광소자가 내부에 위치하도록 캐비티를 가지는 몸체; 및
상기 몸체를 관통하며 상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 리드프레임을 포함하는 발광소자 어레이. - 제1항에 있어서,
제1 및 제2 리드프레임은,
상기 캐비티 내에서 노출되는 내부 리드프레임 및
상기 내부 리드프레임에 연결되어 상기 몸체의 외부로 노출되는 외부 리드프레임을 포함하고,
상기 외부 리드프레임은 상기 메인프레임의 폭 방향으로 배치되는 발광소자 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 메인프레임은 금속 재질을 포함하는 발광소자 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 리드프레임과 메인프레임은 서로 이격 배치되는 발광소자 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 메인프레임 상에는 반사층이 더 포함되는 발광소자 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 메인프레임은 격자 형태를 포함하는 발광소자 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 메인프레임은 계단면 또는 경사면을 포함하는 발광소자 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 메인프레임은,
서로 폭이 다른 상부프레임과 하부프레임을 포함하며,
상기 하부프레임의 폭은 상기 상부프레임의 폭 보다 큰 발광소자 어레이. - 제8항에 있어서,
상기 하부프레임과 상기 상부프레임은 계단면 또는 경사면을 포함하여 일체를 이루는 발광소자 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 몸체의 하부면은 상기 메인프레임의 하부면과 동일면 상에 위치되는 발광소자 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 몸체 또는 상기 메인프레임 중 적어도 하나의 하부에는 상기 메인프레임의 길이방향을 따라 형성된 홈이 위치하는 발광소자 어레이. - 제1항에 있어서, 상기 몸체들은 서로 일체로 형성되는 발광소자 어레이.
- 제2항에 있어서,
상기 몸체 또는 상기 메인프레임 중 적어도 하나의 하부면은 상기 외부 리드프레임의 하부면과 서로 다른 높이를 가지는 발광소자 어레이. - 제2항에 있어서,
상기 외부 리드프레임의 하부면은 상기 몸체 및 상기 메인프레임의 하부면과 동일 면상에 위치되는 발광소자 어레이. - 제2항에 있어서,
상기 제1 리드프레임들은 서로 전기적으로 연결되고,
상기 제2 리드프레임들은 서로 전기적으로 연결되는 발광소자 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 캐비티의 내부에는 형광체를 포함하는 수지층이 더 포함되는 발광소자 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 발광소자들은,
적색, 녹색 또는 청색의 빛을 방출하는 발광소자가 교대로 배치되는 발광소자 어레이.
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