KR20160096446A - 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 발광 모듈은, 회로 기판; 및 상기 회로 기판 위에 배치된 광원부를 포함하며, 상기 광원부는 서로 다른 컬러를 발광하는 복수의 제1 내지 제3발광 소자를 포함하며, 상기 복수의 제1발광 소자는 상기 제2 및 제3발광 소자의 외측 둘레에 배치되며, 상기 복수의 제2발광 소자는 상기 복수의 제3발광 소자의 양측에 배치되며, 상기 복수의 제1발광 소자는 직렬로 연결되며 상기 제2 및 제3발광 소자로부터 방출된 광의 파장보다 장 파장의 광을 발광하며, 상기 복수의 제2발광 소자는 직렬로 연결되며 상기 제3발광 소자로부터 방출된 광의 파장보다 장 파장의 광을 발광하며, 상기 복수의 제3발광 소자는 직렬로 연결되며, 상기 제1 내지 제3발광 소자의 개수는 서로 다른 개수를 포함한다.

Description

발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛{LIGHT EMITTING MODULE AND LIGHT UNIT HAVIG THEREOF}
본 발명은 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛에 관한 것이다.
발광 소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Device)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 생성하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다.
또한, 발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다.
이에 따라, 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내 및 실외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 서로 다른 컬러를 발광하는 복수의 발광 소자를 갖는 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 발광 소자의 그룹별 위치를 각 발광 소자의 발열 특성을 고려하여 배치한 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 서로 다른 컬러를 발광하는 발광 소자의 그룹의 위치를 발열 특성을 고려하여 배치한 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 회로 기판 상에서 반사 부재의 영역 내에 서로 다른 컬러를 발광하는 복수의 제1 내지 제3발광 소자를 배치한 발광 모듈을 제공한다.
실시 예는 고연색성 및 색상 제어가 가능한 발광 모듈 및 이를 구비한 라이트 유닛을 제공한다.
실시 예에 따른 발광 모듈은, 회로 기판; 및 상기 회로 기판 위에 배치된 광원부를 포함하며, 상기 광원부는 서로 다른 컬러를 발광하는 복수의 제1 내지 제3발광 소자를 포함하며, 상기 복수의 제1발광 소자는 상기 제2 및 제3발광 소자의 외측 둘레에 배치되며, 상기 복수의 제2발광 소자는 상기 복수의 제3발광 소자의 양측에 배치되며, 상기 복수의 제1발광 소자는 직렬로 연결되며 상기 제2 및 제3발광 소자로부터 방출된 광의 파장보다 장 파장의 광을 발광하며, 상기 복수의 제2발광 소자는 직렬로 연결되며 상기 제3발광 소자로부터 방출된 광의 파장보다 장 파장의 광을 발광하며, 상기 복수의 제3발광 소자는 직렬로 연결되며, 상기 제1 내지 제3발광 소자의 개수는 서로 다른 개수를 포함한다.
실시 예에 따른 발광모듈은, 회로 기판; 및 상기 회로 기판 위에 배치된 광원부를 포함하며, 상기 광원부는 서로 다른 컬러를 발광하는 복수의 제1 내지 제3발광 소자를 포함하며, 상기 복수의 제1발광 소자는 상기 제2 및 제3발광 소자의 외측 둘레에 배치되며, 상기 복수의 제2발광 소자는 상기 복수의 제3발광 소자의 양측에 배치되며, 상기 회로 기판은 상기 복수의 제1발광 소자를 직렬로 연결해 주는 제1배선부, 상기 복수의 제2발광 소자를 직렬로 연결해 주는 제2배선부, 상기 복수의 제3발광 소자를 직렬로 연결해 주는 제3배선부를 포함하며, 상기 회로 기판 상에서 상기 제1배선부는 상기 제2 및 제3배선부의 외측에 배치되며, 상기 제1배선부는 복수의 배선을 포함하며, 상기 복수의 배선 각각은 상기 제2 및 제3배선부의 배선들 각각의 상면 면적보다 넓은 상면 면적을 포함하며, 상기 제1 내지 제3발광 소자 각각은 방출된 광의 파장이 길수록 더 많은 개수를 포함한다.
실시 예는 발광 모듈의 색 균일도를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 모듈 내의 발광 소자들의 위치를 발열 특성에 따라 배치하여, 발광 모듈의 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 서로 다른 컬러를 발광하는 발광 소자의 위치를 발열 중심으로 배치함으로써, 회로 기판 사이즈를 최소화할 수 있다.
실시 예는 발광 모듈 및 이를 구비한 조명 장치의 신뢰성이 개선될 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 모듈의 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광 모듈의 회로 기판의 평면도이다.
도 3은 도 1의 발광 모듈의 A-A측 단면도이다.
도 4는 도 1의 발광 모듈의 회로 구성도이다.
도 5는 도 1의 발광 모듈에서 발광 소자의 배열 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 발광 모듈에서 발광 소자 및 배선의 폭을 비교한 도면이다.
도 7은 도 1의 발광 모듈에서 발광 소자의 배열 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제2실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 측 단면도이다.
도 9는 도 8의 발광 모듈의 B-B측 단면도이다.
도 10은 도 9의 발광 모듈의 C-C측 단면도이다.
도 11은 도 8의 발광 모듈의 반사 부재의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 제3실시 예에 따른 발광 모듈로서, 도 9의 발광 모듈의 다른 예이다.
도 13은 도 12의 발광 모듈의 D-D측 단면도이다.
도 14는 도 13의 발광 모듈의 반사 부재의 다른 예이다.
도 15는 제4실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 평면이다.
도 16은 도 15의 발광 모듈의 다른 예이다.
도 17은 도 15의 발광 모듈의 측 단면도이다.
도 18은 실시 예에 따른 발광 모듈을 갖는 라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 19는 실시 예에 따른 발광 모듈의 발광 소자의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 실시 예에 따른 발광 모듈의 발광 소자의 제1변형 예를 나타낸 도면이다.
도 21은 실시 예에 따른 발광 모듈의 발광 소자의 제2변형 예를 나타낸 도면이다.
도 22는 실시 예에 따른 발광 모듈의 발광 소자의 제3변형 예를 나타낸 도면이다.
도 23은 실시 예에 따른 발광 모듈의 회로 기판에서 배선의 패턴 간격에 따른 전압을 비교한 그래프이다.
도 24의 (A)(B)는 실시 예에 따른 발광 모듈의 회로 기판에서 회로 패턴의 배선 폭에 따른 전류 량을 비교하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하에서는 도 1 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 모듈을 설명한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 모듈의 평면도이고, 도 2는 도 1의 발광 모듈의 회로 기판의 평면도이며, 도 3은 도 1의 발광 모듈의 A-A측 단면도이고, 도 4는 도 1의 발광 모듈의 회로 구성도이며, 도 5는 도 1의 발광 모듈에서 발광 소자의 배열 예를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 1의 발광 모듈에서 발광 소자 및 패턴의 폭을 비교한 도면이며, 도 7은 도 1의 발광 모듈에서 발광 소자의 배열 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 발광 모듈은 회로 기판(10), 및 상기 회로 기판(10) 상에 배열되며 광을 방출하는 광원부(4)를 포함한다.
도 1과 같이, 상기 광원부(4)는 제1컬러의 광을 발광하는 복수의 제1발광 소자(1A-1E), 제2컬러의 광을 발광하는 복수의 제2발광 소자(2A-2D) 및 제3컬러의 광을 발광하는 복수의 제3발광 소자(3A,3B)를 포함한다.
상기 제1발광 소자(1A-1E), 제2발광 소자(2A-2D), 및 제3발광 소자(3A,3B)는 서로 다른 개수로 배치될 수 있다.
상기 제1발광 소자(1A-1E)는 상기 제2 및 제3발광 소자(2A-2D,3A,3B)의 외측에 배치되고 상기 제2 또는 제3발광 소자(2A-2D,3A,3B)의 개수보다 더 많은 개수로 배치될 수 있다.
상기 제1발광 소자(1A-1E)는 제2 및 제3발광 소자(2A-2D,3A,3B)의 발열 특성보다 높은 발열 특성을 갖는 소자일 수 있으며, 상기 제2발광 소자(2A-2D)는 상기 제3발광 소자(3A,3B)의 발열 특성과 같거나 높은 발열 특성을 갖는 소자일 수 있다.
상기 제1발광 소자(1A-1E)는 상기 제2 및 제3발광 소자(2A-2D,3A,3B)의 피크 파장보다 장 파장의 광을 발광하게 된다. 상기 제2발광 소자(2A-2D)는 상기 제3발광 소자(3A,3B)로부터 방출된 광의 파장보다 장 파장의 광을 발광한다. 상기 제1 내지 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A-3B)는 광의 파장이 길수록 더 많은 개수로 배치되고, 또는 광의 파장이 짧을수록 더 적은 개수로 배치될 수 있다.
상기 제1 발광 소자(1A-1E)는, 가시광 스펙트럼 상의 적색광을 방출하는 적색 발광 소자일 수 있으며, 614nm에서 620nm 사이에서 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수도 있다.
상기 제2발광 소자(2A-2D)는 가시광 스펙트럼 상의 녹색광을 방출하는 녹색 발광 소자일 수 있으며, 540nm에서 550nm 사이에서 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수도 있다.
상기 제2발광 소자(3A,3B)는 가시광 스펙트럼 상의 청색 광을 방출하는 청색 발광 소자일 수 있으며, 455nm에서 470nm 사이에서 피크(peak) 파장(Wp)을 갖는 광을 방출할 수도 있다.
상기 제1발광 소자(1A-1E)는 적색 광을 발광하며, 상기 제2발광 소자(2A-2D)는 녹색 광을 발광하며, 상기 제3발광 소자(3A,3B)는 청색 광을 발광하게 되므로, 광원부(4)로부터 방출된 광은 백색 광일 수 있다.
상기 발광 모듈은 도 4와 같이, 복수개가 직렬로 연결된 제1발광 소자(1A-1E)가 배열되고, 상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E)의 출력 측에 복수개가 직렬로 연결된 제2발광 소자(2A-2D)의 입력 측이 연결될 수 있다. 또한 상기 복수개의 제2발광 소자(2A-2D)의 출력 측에 복수개가 직렬로 연결된 제3발광 소자(3A,3B)의 입력 측이 연결될 수 있다.
상기 광원부(4)의 발광 소자들(1A-1E, 2A-2D, 3A,3B) 각각은, 발광 다이오드(LED) 패키지이거나 칩(chip)일 수 있다.
상기 회로 기판(10)은 상기 회로 기판(10)은 수지 계열의 PCB, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 회로 기판(10)은 제1방향(X)의 길이(X1)이 제2방향(Y)의 길이(Y1)보다 길게 배치될 수 잇다. 상기 제1방향(X)의 길이(X1)는 너비로 정의할 수 있다.
상기 회로 기판(10)은 도 2 및 도 3과 같이, 방열을 위한 금속층(L1), 금속층(L1)과의 절연을 위한 절연층(L2), 상기 절연층(L2) 상에 보호층(L3) 및 배선층(L4)을 포함할 수 있다. 상기 배선층(L4)은 광원부(4)에 선택적으로 연결된다.
상기 회로 기판(10)의 금속층(L1)은 상기 회로 기판(10) 두께의 60% 이상의 두께를 갖고, 열 전도율이 높은 물질 예컨대, 구리, 알루미늄, 은 또는 금 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. 상기 금속층(L1)의 두께는 약 300㎛ 이상, 예컨대 500㎛ 이상일 수 있다.
상기 절연층(L2)은 상기 금속층(L1)과 상기 배선층(L4) 사이를 절연시켜 주게 되며, 에폭시계 또는 폴리 이미드계 수지를 포함하며, 내부에 고형 성분, 예를 들어, 필러 또는 유리 섬유 등이 분산되어 있을 수 있으며, 이와 달리 산화물 또는 질화물 등의 무기물일 수 있다. 상기 절연층(L2)은 예컨대, SiO2, TiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 와 같은 물질을 포함한다. 상기 절연층(L2)의 두께는 5㎛~7㎛ 범위를 포함한다.
상기 배선층(L4)은 미리 설정된 회로 패턴으로 식각될 수 있으며, 상기 회로 패턴의 상면 중 일부 영역은 상기 보호층(L3)이 노출되어 패드(P1,P2)로 기능하게 된다. 상기 배선층(L4)은 구리, 또는 구리를 포함하는 합금이 될 수 있으며, 상기 배선층(L3)의 표면에는 니켈, 은, 금 또는 팔라듐 또는 이들 중 하나 이상을 포함하는 합금을 이용하여 표면 처리될 수 있다. 상기 배선층(L3)의 두께는 100㎛ 이상을 포함한다. 상기 배선층(L4)은 상기 복수의 패드(P1,P2)를 통해 발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A,3B)에 연결될 수 있다.
상기 보호층(L3)은 상기 배선층(L4)을 보호하는 층이다. 상기 보호층(L3)은 패드를 제외한 영역이 노출되는 것을 차단하기 위한 층으로서, 절연 재질 예컨대, 솔더 레지스트를 포함한다. 상기 보호층(L3)은 백색을 갖고, 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 보호층(L3)은 상기 패드(P1,P2)가 오픈될 수 있다. 상기 오픈된 영역은 원 형상, 반구형 형상, 다각형 형상, 비 정형 형상 중에서 선택적으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 1 및 도 2와 같이, 상기 회로 기판(10)의 배선층(L3)은 복수의 제1발광 소자(1A-1E)를 연결해 주는 제1배선부(21-26), 복수의 제2발광 소자(2A-2D)를 연결해 주는 제2배선부(31-34), 및 복수의 제3발광 소자(3A,3B)를 연결해 주는 제3배선부(35-36)를 포함한다.
상기 제1배선부(21-26)는 상기 제2배선부(31,34) 및 제3배선부(35,36)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 제1배선부(21-26)는 제2 및 제3발광 소자(2A-2D,3A,3B)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 제1배선부(21-26)의 배선들은 서로 이격되며, 상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E)를 서로 연결시켜 준다.
상기 제1배선부(21-26)는 상기 제1발광 소자(1A-1E)를 직렬로 연결해 준다. 상기 복수의 제2발광 소자(2A-2D)는 상기 제1배선부(21-26)의 내측에 배치될 수 있으며, 제2배선부(31-34)에 의해 직렬로 연결될 수 있다. 상기 복수의 제3발광 소자(3A,3B)는 상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E) 사이에 배치되며, 제3배선부(35-36)에 의해 직렬로 연결될 수 있다.
상기 제1배선부(21-26)는 복수의 배선 예컨대, 제1 내지 제6배선(21,22,23,24,25,26)을 포함한다. 상기 제1배선부(21-26)의 배선 개수는 예컨대 상기 제1발광 소자(1A-1E)의 개수보다 1개 더 많은 개수로 배치될 수 있다.
상기 제1배선부(21-26)의 각 배선(21,22,23,24,25,26)은 상기 제2 및 제3배선부(31-34,35,36)의 배선들 각각의 상면 면적보다 넓은 상면 면적을 포함한다.
상기 제1배선부(21-26)의 양단은 라인 배선을 통해 제1 및 제2접속 단자(11,12)에 연결된다. 예를 들면, 상기 제1배선부(21,26) 중 제1 및 제6배선(21,26)은 제1 및 제2접속 단자(11,12)를 통해 커넥터(도 4의 90)에 연결된다. 상기 제1 및 제6배선(21,26) 각각은 제2 내지 제4배선(22,23,24,25) 각각의 표면적보다 작은 표면적을 가질 수 있다. 이는 제2 내지 제4배선(22,23,24,25)의 표면적을 제1 및 제6배선(21,26)의 표면적보다 크게 하여, 광원부(4)로부터 발생된 열이 집중되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 및 제2접속 단자(11,12)를 갖지 않는 제1배선부(21-26)의 제2 내지 제4배선(22,23,24,25)의 상면 면적이 제1 및 제6배선(21,26)의 상면 면적보다 더 넓게 배치되므로, 제1발광 소자(1A-1E)의 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있고, 제1발광 소자(1A-1E)의 동작 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
그리고, 기판(10) 상에서 접속 단자(11-16)들의 반대측에 배치된 제2,3배선(22,23)의 표면적 또는 상면 면적이 다른 배선(21,24,25,26)의 표면적 또는 상면 면적보다 넓을 수 있다. 이에 따라 제2,3배선(22,23)에 연결된 상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E) 중 열이 집중되는 영역에 배치된 제1,2,3 소자(1A,1B,1C)로부터 발생된 열을 효과적으로 방열할 수 있다.
상기 제1 내지 제6배선(21-26)은 상기 제1발광 소자(1A-1E) 아래에 배치된 패드(P1,P2)를 포함한다. 예컨대, 상기 제1 내지 제6배선(21-26)의 패드(P1,P2)들은 상기 각 제1발광 소자(1A-1E)에 전기적으로 연결된다. 상기 패드(P1,P2)는 보호층(L4)이 제거된 영역이 될 수 있다.
상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E)는 상기 제2발광 소자(2A-2D)와 제3발광 소자(3A,3B)의 영역을 기준으로 서로 반대측에 각각 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E) 중 제1소자(1A)와 제3 및 제4소자(1C,1D)는 서로 반대측에 배치되며, 제2소자(1B)와 제5소자(1E)는 서로 반대측에 배치될 수 있다. 또는 상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E) 중 적어도 2개는 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있으며, 예를 들면 제2소자(1B)와 제5소자(1E)는 서로 대칭되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 제2배선부(31-34)는 제7 내지 제10배선(31,32,33,34)을 포함한다. 상기 제2배선부(31-34)는 제1배선부(21-26)의 출력 측, 예컨대 제6배선(26)에 연결된 제7배선(31), 상기 제7배선(31)에 인접한 제8배선(32), 제8배선(32)에 인접한 제9배선(33), 상기 제9배선(33)에 인접한 제10배선(34)을 포함한다.
상기 제1배선부(21-26)의 출력 측은 제2배선부(31-34)의 입력 측이 될 수 있다. 예컨대, 제1배선부(21-26)의 제6배선(26)은 제2배선부(31-34)의 입력 측 배선이 될 수 있다. 상기 제2배선부(31,34)는 제2발광 소자(2A-2D)의 제1 내지 제4소자(2A,2B,2C,2D)를 직렬로 연결해 준다.
상기 제2배선부(31-34)의 출력 측은 제3배선부(35-36)의 입력 측에 연결될 수 있다. 예컨대, 제2배선부(31-34)의 출력 측 제10배선(34)은 상기 제3배선부(35,36)의 입력 측 배선이 된다. 상기 제3배선부(31,34)는 제3발광 소자(3A,3B)의 제1 및 제2소자(3A,3B)를 직렬로 연결하게 된다.
도 4와 같이, 복수의 제1발광 소자(1A-1E)의 출력 측은 복수의 제2발광 소자(2A-2D)의 입력 측과 연결되고, 복수의 제2발광 소자(2A-2D)의 출력 측은 복수의 제3발광 소자(3A,3B)의 출력 측에 연결될 수 있다.
상기 제2발광 소자(2A-2D)의 적어도 2개(2A,2B)는 제1발광 소자(1A-1E)의 제6소자(1E)와 제3발광 소자(3A,3B) 사이의 영역에 배치되며, 나머지의 적어도 2개는 제1발광 소자(1A-1E)의 제2소자(1B)와 제3발광 소자(3A,3B) 사이의 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1발광 소자(1A-1E)에서 제2 및 제5소자(1B,1E) 사이의 거리는 제1소자(1A)와 제3소자(1C) 또는 제4소자(1D) 사이의 거리보다 더 이격될 수 있다.
상기 복수의 제3발광 소자(3A,3B)는 제1방향(X)에 대해, 제1발광 소자(1A-1E)의 소자들(1A,1C,1D) 사이에 배치되고, 제2방향(Y)에 대해 제2발광 소자(2A-2D)의 소자들(2A,2B,2C,3D) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1방향(X)은 기판(10)의 너비 방향이며, 제2방향(Y)은 기판(10)의 너비(X1)보다 긴 길이(Y1) 방향이 될 수 있다.
상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E)는 제 2및 제3발광소자(2A-2D,3A-3B)의 영역을 기준으로 서로 반대측에 배치된 적어도 한 쌍의 소자들이 서로 마주보거나 대응되게 배치될 수 있다.
상기 복수의 제2발광 소자(2A-2D)는 상기 복수의 제3발광 소자(3A,3B)의 영역을 기준으로 서로 반대측에 배치된 적어도 두 쌍의 소자들이 서로 마주보거나 대응되게 배치될 수 있다.
상기 복수의 제2발광 소자(2A-2D)의 개수는 상기 제1발광 소자(1A-1E)의 개수보다는 적고 제3발광 소자(3A,3B)의 개수보다는 많게 배치될 수 있다. 상기 제2발광 소자(2A-2D)의 개수는 제3발광 소자(3A,3B)의 개수의 150% 이상 예컨대, 200% 이상으로 배치될 수 있다. 상기 제3발광 소자(3A,3B)는 적어도 2개를 포함할 수 있다.
상기 제1발광 소자(1A-1D)의 개수는 상기 제2발광 소자(2A-2D)의 개수의 125% 이상으로 배치될 수 있다. 이러한 제1 내지 제3발광 소자(1A-1E, 2A-2D, 3A,3B)의 각 소자는 광도에 따라 서로 다른 개수로 배열해 줌으로써, 기판(10) 상에서의 방출되는 광의 휘도 균일도가 개선될 수 있다.
상기 제1발광 소자(1A-1E)에 연결된 제1배선부(21-26)의 표면적은 상기 제2발광 소자(2A-2D)에 연결된 제2배선부(31-34)의 배선의 표면적보다 넓다. 상기 제2발광 소자(2A-2D)에 연결된 제2배선부(31-34)의 표면적은 상기 제3발광 소자(3A,3B)에 연결된 제3배선부(35-36)의 표면적보다 넓을 수 있다. 이에 따라 발열 특성이 가장 높은 제1발광 소자(1A-1E)를 광원부(4)의 최외측에 배치하여, 제1발광 소자(1A-1E)로부터 방출된 열을 효과적으로 방열시켜 줄 수 있다. 제1발광 소자(1A-1E)로부터 방출된 열이 다른 제2 및 제3발광 소자(2A-2D,3A,3B)에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2와 같이, 상기 제1배선부(21-26)의 외측 예컨대, 제1 내지 제6배선(21,22,23,24,25,26) 중 임의의 배선 외측에는 복수의 구멍(51,52,53)이 배치될 수 있다. 상기 복수의 구멍(51,52,53)은 제1배선(21)의 외측(21A)에 배치된 제1구멍(51), 제2 및 제3배선(22,23)의 외측(21B)에 배치된 제2구멍(52), 제4,5배선(24,25)의 외측(21C)에 배치된 제3구멍(53)을 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3구멍(51,52,53)을 연결한 직선의 형상은 삼각형 형상일 수 있다. 이러한 복수의 구멍(51,52,53)은 광원부(4)의 외측에 배치되어, 후술되는 반사부재의 하부를 지지할 수 있다.
상기 제1 내지 제6배선(21,22,23,24,25,26)의 패드(P1,P2)들은 상기 제1 내지 제3구멍(51,52,53)의 위치보다 내측에 배치될 수 있다. 광원부(4)는 상기 회로 기판(10) 상에 임의의 중심으로부터 소정의 반경을 갖는 제1가상 원(C1)보다 내측에 배치될 수 있다. 상기 제1가상 원(C1)의 직경(D1)은 19mm 이상 예컨대, 22mm 이상일 수 있으며, 이러한 직경(D1)은 광원부(4)의 제1내지 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A,3B)의 사이즈 및 개수에 따라 달라질 수 있다. 상기 제1가상 원(C1)은 광원부(4)의 영역을 정의하는 것으로서, 19mm 내지 30mm 범위 예컨대, 20mm 내지 25mm 범위일 수 있다. 이러한 제1가상 원(C1)은 광원부(4)의 둘레에 배치될 수 있는, 반사 부재의 경계 영역을 정의할 수 있다. 상기 제1가상 원(C1)의 직경(D1)은 광원부(4)로부터 발생된 광들에 의한 휘도 및 광속의 균일도를 고려하여 설정할 수 있다.
상기 제1 내지 제3배선부(21-26,31-34, 35-36)는 접속 단자(11,12,13,14)에 선택적으로 연결될 수 있다. 상기 접속 단자(11,12,13,14)에 인접한 각 라인에는 테스트 패드(71)가 노출될 수 있다. 상기 테스트 패드(71)를 통해 각 배선의 동작 여부, 전류 및 전압 등을 테스트할 수 있다.
상기 회로 기판(10) 상에는 인식 마크(76)가 배치될 수 있다. 상기 인식 마크(76)는 상기 제1가상 원(C1)보다 외측에 배치될 수 있다. 상기 인식 마크(76)는 표면 실장(SMT)시 좌표 설정을 위한 마크일 수 있다. 이러한 인식 마크(76)은 회로 기판(10) 상에서 제1배선부(21-26)들보다 외측에 배치될 수 있다.
상기 제1배선부(21-26)의 임의의 배선에는 모듈 온도 감지 영역(75)이 배치될 수 있으며, 상기 모듈 온도 감지 영역(75)은 배선의 일부가 노출된 영역이며 제3발광 소자(3A,3B)의 임의의 소자(1D, 1E)에 인접하게 배치될 수 있다. 이에 따라 모듈 온도 감지 영역(75)은 온도에 가장 민감한 제3발광 소자(3A,3B)의 임의의 소자(1D, 1E)에 인접하게 배치되어, 모듈 온도를 제공할 수 있게 된다.
상기 회로 기판(10) 상에는 열 감지 소자(5)가 배치될 수 있다. 상기 열 감지 소자(5)는 제1발광 소자(1A-1E)의 임의의 소자 예컨대, 제6소자(1E)에 인접한 영역에 배치될 수 있다. 상기 열 감지 소자(5)는 제1 내지 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A,3B) 중 발열 특성이 가장 높은 제1발광 소자(1A-1E)의 어느 한 소자(1E)에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 열 감지 소자(5)는 제4배선부(45,46)를 통해 접속 단자(15,16)에 연결될 수 있다. 상기 열 감지 소자(5)는 온도에 따라 저항 값이 변하는 가변저항인 써미스터(thermistor)일 수 있다. 상기 열 감지 소자(5)는 온도가 상승함에 따라 비저항이 작아지는 NTC(negative temperature coefficient)일 수도 있다. 다른 예로서, 상기 열 감지 소자(5)는 PTC(positive temperature coefficient)일 수 있다.
상기 접속 단자(11-16) 및 외부 연결 단자(73)에는 커넥터(70)가 배치될 수 있다. 상기 커넥터(70)는 상기 접속 단자(11-14)에 선택적으로 전원을 공급하여, 제1 내지 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A,3B)를 온/오프 구동시켜 줄 수 있다. 도 4와 같이, 상기 제 1내지 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A,3B)는 선택적으로 구동되거나, 동시에 온/오프될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 회로 기판(10)에서 구멍(51,52,53)과 배선층(L4) 사이의 간격(D4)은 1.2mm 이상 예컨대, 1.5mm 이상일 수 있으며, 이러한 간격(D4)은 배선층(L3)과의 전기적인 간섭을 방지할 수 있다.
상기 회로 기판(10)에서 제1배선부(21-26)은 회로 기판(10)의 에지로부터 소정의 거리(D2)로 이격될 수 있으며, 상기 거리(D2)는 2.5mm 이상 예컨대, 3mm 이상 이격될 수 있다. 상기 거리(D2)가 너무 작은 경우 회로 기판(10)의 에지를 통해 누설 전류가 발생될 수 있다.
상기 외부 연결 단자(73)는 회로 기판(10)의 에지로부터 소정 거리(D3)로 이격될 수 있으며, 이러한 거리(D3)는 상기 거리(D2)보다 넓게 배치될 수 있다. 이러한 거리(D3)는 3.5mm 예컨대, 4mm 이상일 수 있다. 이러한 거리(D3)는 공급 전압에 따라 달라질 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 제2배선부(31-34)의 제7배선(31)의 너비(W3)는 상기 제9배선(33)의 너비(W2)보다 좁을 수 있다. 상기 제2발광 소자(2A-2D)의 제1 및 제2소자(2A,2B)와 제3발광 소자(3A,3B) 사이의 간격(W5)은 상기 제2발광 소자(2A-2D)의 제3 및 제4소자(2C,2D)와 제3발광 소자(3A,3B) 사이의 간격이 동일할 수 있다. 상기 제7배선(31)의 너비(W1)와 상기 제9배선(33)의 너비(W2)가 다르더라도, 제2 및 제3발광 소자(3A,3B) 사이의 간격(W5)을 동일하게 제공할 수 있다. 이는 제2배선부(31-34)의 제7배선(31)과 제3배선부(35-36) 사이의 연결 배선(14A)에 의한 너비(W4)를 상기 제2배선부(31-34)의 제9배선(33)의 너비(W2)로 보상해 줄 수 있다.
상기 제7 및 제9배선(31,33)의 패드(P1,P2)의 너비(W1)은 서로 동일할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제7 및 제9배선(31,33)의 패드(P1,P2)의 너비(W1)는 제2발광 소자(2A-2D)의 제2방향의 너비(예: W1)와 동일할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제9배선(33)의 너비(W2)는 상기 제9배선(33)의 패드(P1,P2)의 너비(W1)보다 넓을 수 있다.
상기 제2배선부(31-34)의 제8배선(32)은 상기 제7배선(31)에 인접한 제1영역(R1)과, 상기 제9배선(33)에 인접한 제2영역(R2)과, 상기 제1발광 소자(1A-1E)의 제3,4소자(1C,1D)와 제3발광 소자(3A,3B)의 제2소자(3B) 사이의 영역으로 분기된 제3영역(R3)을 포함한다. 상기 제1영역(R1)의 너비는 상기 제7배선(31)의 너비(W1)이며, 상기 제3영역(R3)의 너비는 제9배선(33)의 너비(W2)로 상기 제1영역(R1)의 너비보다는 넓을 수 있다. 상기 제8배선(32)의 제2영역(R2)의 너비는 상기 제2발광 소자(2A-2D)의 제2방향의 너비(예: W1)보다 넓을 수 있다.
이와 같이, 제3발광 소자(3A,3B)는 제2발광 소자(2A-2D)의 제1 및 제2소자(2A,2B)와 제3 및 제4소자(2C,2D)와 동일한 간격(W5)을 가지게 되므로, 이들 소자 간의 휘도 균일성을 제공할 수 있다.
상기 제3배선부(35-36)는 상기 제3발광 소자(3A,3B)들을 직렬로 연결해 주게 된다. 상기 제3배선부(35-36)의 배선 폭은 제3발광 소자(3A,3B)의 소자 폭과 동일한 폭일 수 있다.
도 7을 참조하면, 회로 기판(10) 상에서 광원부(4)의 외측 경계 라인은 상기 제1가상 원(C1)에 의해 구현될 수 있다. 상기 제1가상 원(C1)은 복수의 구멍(51,52,53)을 지나는 가상 원(C4)보다는 짧은 직경을 가질 수 있고, 복수의 제1발광 소자(1A-1E)를 지나는 제2가상 원(C2)보다는 큰 직경을 갖고 배치될 수 있다. 제1가상 원(C1)은 복수의 제3발광 소자(3A,3B) 사이의 영역을 중심(D11)으로 소정의 반경을 구비할 수 있다.
상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E)는 상기 제1가상 원(C1)의 내측을 따라 배치될 수 있다. 상기 제1가상 원(C1)은 복수의 제1 내지 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A,3B)들의 외측에 배치될 수 있다. 상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E)는 상기 복수의 제2 및 제3발광 소자(2A-2D, 3A, 3B)보다 제1가상 원(C1)에 더 인접하게 배치될 수 있다.
제2가상 원(C2)은 상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E)를 지나는 원으로서, 복수의 제2발광 소자(2A-2D)의 외측에 배치될 수 있다. 제3가상 원(C3)은 상기 복수의 제2발광 소자(2A-2D)를 지나는 원으로서, 복수의 제1발광 소자(1A-1E)의 내측 및 제3발광 소자(3A,3B)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 제1 내지 제3가상 원(C1,C2,C3)의 중심(D11)은 상기 복수의 제3발광 소자(3A,3B) 사이의 영역일 수 있다.
상기 제1가상 원(C1)의 직경(D1)은 상기 제1내지 제3구멍 간의 간격(D5)보다 더 작을 수 있으며, 이는 구멍(51-53)의 개수에 따라 달라질 수 있다. 상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E)를 지나는 제2가상 원(C2)은 상기 제1 내지 제3구멍(51,52,53)의 위치보다 내측에 배치될 수 있다. 이에 따라 광원부(4)의 배열을 열 특성을 고려하여 최적 위치로 배치할 수 있다. 이러한 제1가상 원(C1)의 영역 내에 광원부(4)를 배치할 수 있다.
도 8은 제2실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 측 단면도이고, 도 9는 도 8의 발광 모듈의 B-B측 단면도이며, 도 10은 도 9의 발광 모듈의 C-C측 단면도이다.
도 8내지 도 10을 참조하면, 발광 모듈은 회로 기판(10) 상에 실시 예에 따른 복수의 제1 내지 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A,3B)를 갖는 광원부(4), 및 상기 광원부(4)의 둘레에 배치된 반사 부재(61)를 포함한다.
상기 발광 모듈은 상기에 개시된 실시 예에 따른 회로 기판(10) 상에 제1 내지 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A,3B)를 갖는 광원부(4)를 포함한다. 이러한 구성에 대해 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
상기 반사 부재(61)은 회로 기판(10) 상에 부착될 수 있다. 상기 반사 부재(61)는 실시 예에 따른 제1 내지 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A,3B)를 갖는 광원부(4)를 둘러싸며, 방출된 광을 반사할 수 있다.
상기 반사 부재(61)는 제1 내지 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A,3B)로부터의 광을 반사하는 반사면을 가질 수 있다. 상기 반사 부재(61)는 회로 기판(10)과 실질적으로 수직을 이룰 수도 있고, 또는 회로 기판(10)의 상면과 예각의 각도(θ1)를 이룰 수도 있다. 상기 반사면은 광을 용이하게 반사할 수 있는 재료로 코팅 또는 증착된 것일 수 있다.
상기 제1발광 소자(1A-1E)는 상기 반사 부재(61)에 제 2및 제3발광 소자(2A-2D,3A-3B)보다 인접하게 배치될 수 있다.
상기 반사 부재(61)는 수지 재료 또는 금속 재료를 포함할 수 있다. 상기 수지 재료는 플라스틱 재질, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재료를 포함한다. 상기 반사부재(61)는 실리콘 또는 에폭시와 같인 수지 재질을 포함하며, 내부에 금속 산화물이 첨가될 수 있다. 상기 금속 산화물은 상기 몰딩 부재의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 물질로서, 예컨대 TIO2, Al2O3, 또는 SiO2를 포함한다. 상기 금속 산화물은 상기 반수 부재 내에 5wt% 이상으로 첨가될 수 있으며, 입사된 광에 대해 50% 이상 예컨대, 78% 이상의 반사율을 나타낸다.
상기 반사 부재(61)가 금속 재료인 경우, 상기 회로 기판(10)의 제1 내지 제3배선부(35-36)와 이격될 수 있으며, 알루미늄(Al), 은(Ag), 알루미늄 합금 또는 은 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 반사 부재(61)의 높이(H1)는 상기 광원부(4)로부터 방출된 광이 혼색될 수 있는 높이로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사 부재(61)의 높이(H1)는 색감 차이를 최소화하기 위해 도 1 및 도 9에 도시된 제1가상 원(C1)의 직경(D1) 또는 반사 부재(61)의 직경보다 크게 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(61)의 높이(H1)는 도 1 및 9에 도시된 제1가상 원(C1)의 직경(D1) 또는 반사 부재(61)의 직경의 150% 이상 내지 300% 이하의 범위에 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(61)의 높이(H1)는 도 1 및 도 9에 도시된 제1가상 원(C1)의 직경(D1) 또는 반사 부재(61)의 직경의 150% 내지 250% 범위에 배치될 수 있다. 상기 반사부재(61)의 높이(H1)가 상기 범위를 벗어난 경우, 광 반사효율이나 광 추출 효율이 저하되어 색감 차이나 휘도 저하가 발생될 수 있다.
여기서, 열 감지 소자(5)는 상기 반사 부재(61)보다 외측에 배치될 수 있다.
상기 발광 모듈은 상기 회로 기판(10) 상에 배치되며 상기 반사 부재(61) 내에 배치된 투광성 부재(67)을 포함할 수 있다. 상기 투광성 부재(67)는 실리콘, 에폭시와 같은 투명한 수지 재질을 포함한다. 상기 투광성 부재(67) 내에는 형광체가 첨가되지 않을 수 있다. 다른 예로서, 상기 투광성 부재(67) 내에는 다른 예로서, 확산제, 산란제 또는 형광체 중 적어도 하나가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 투광성 부재(67)는 상기 회로 기판(10)의 상면 및 상기 반사 부재(61)의 내 측면에 접촉될 수 있다. 상기 투광성 부재(67)의 두께는 상기 반사 부재(61)의 높이와 같거나 높을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투광성 부재(67)의 상면은 볼록한 면, 오목한 면, 또는 평탄한 면 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 투광성 부재(67)의 상부 직경은 하부 직경(D3)보다 넓게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사 부재(61)는 도 9에 도시된, 제1가상 원(C1)의 외측 또는 경계 라인에 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(61)는 탑뷰 형상이 원 형상이거나 타원 또는 다각형 형상일 수 있다.
상기 반사 부재(61)는 도 9의 회로 기판(10)의 구멍(51,52,53)과 결합될 수 있다. 상기 반사 부재(61)의 하부(62)는 도 9 및 10과 같이, 상기 회로 기판(10)의 구멍(51,52,53)으로 연장될 수 있다. 상기 회로 기판(10)의 구멍(51,52,53)들은 상기 반사 부재(61)의 하부(62)를 서로 다른 영역에서 지지할 수 있다. 상기 반사 부재(61)는 상기 회로 기판(10)에 배치된 복수의 구멍(51,52,53)에 결합됨으로써, 회로 기판(10) 상에 지지될 수 있다. 다른 예로서, 상기 반사 부재(61)가 금속 재질인 경우 상기 회로 기판(10)의 금속층(L1) 및 배선층(L4)로부터 절연 물질로 절연될 수 있다.
상기 반사 부재(61)는 상기 회로 기판(10)의 구멍에 결합되고, 상기 회로 기판(10)의 상면 예컨대, 보호층(L3)과 접촉될 수 있다. 이에 따라 상기 반사 부재(61)는 상기 회로 기판(10)의 상면과 접착되어, 광을 반사시켜 줄 수 있다.
상기 반사 부재(61)은 도 10과 같이, 회로 기판(10)의 보호층(L3) 상면에 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(61)의 하면 너비는 상기 구멍(62)의 너비(W6)와 동일하거나 좁을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 반사 부재(61)의 하부(62)는 도 10과 같이, 구멍(51,52,53) 내에서 회로 기판(10)의 보호층(L3), 절연층(L2) 및 금속층(L1)에 접촉될 수 있다. 상기 구멍(51,52,53)의 위치가 회로 기판(10)의 배선들과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 이에 따라 반사 부재(61)에 의한 전기적인 쇼트 발생을 방지할 수 있다.
이러한 발광 모듈은 방출된 광의 색온도(CCT: Correlated Color temperature), 연색성지수(CRI: Color rendering index), 및 광속 변화를 줄일 수 있다. 또한 반사 부재에 의해 컬러 균일도를 개선시켜 줄 수 있고, 컬러별 색감 차이를 줄여줄 수 있다.
도 11은 도 10의 반사 부재의 다른 예이다.
도 11을 참조하면, 반사 부재(61)의 내 측면에 반사층(61A)이 배치될 수 있다. 상기 반사층(61A)은 회로 기판(10) 상면 예컨대, 보호층(L3)에 접촉될 수 있으며, 회로 기판(10) 내의 배선부와는 전기적으로 연결되지 않게 배치될 수 있다. 상기 반사층(61A)은 다른 예로서, 상기 회로 기판(10)의 상면 예컨대, 보호층(L3)으로부터 이격되거나 비 접촉되게 배치될 수 있다.
도 12는 제3실시 예에 따른 발광 모듈로서, 도 9의 발광 모듈의 다른 예이며, 도 13은 도 12의 발광 모듈의 D-D측 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 발광 모듈은 회로 기판(10) 상에 배치된 복수의 제 1내지 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A,3B)를 갖는 광원부(4), 상기 광원부(4)의 둘레에 배치된 반사 부재(61), 및 상기 반사 부재(61) 내에 배치된 지지 돌기(65)를 포함한다.
상기 반사 부재(61)는 회로 기판(10) 내에 배치된 복수의 구멍(51,52,53) 내에 결합될 수 있다. 상기 반사 부재(61)는 플라스틱 재질, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 반사 부재(61)는 링 형상으로서, 상기 광원부(4)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(61)는 탑뷰 형상이 원형 또는 다각형 형상일 수 있다.
상기 반사 부재(61) 내에는 복수의 지지 돌기(65)를 포함한다. 상기 복수의 지지 돌기(65)는 상기 반사 부재(61) 내에 서로 이격되게 배치될 수 있다.
상기 지지 돌기(65)의 높이는 상기 반사 부재(61)의 높이와 동일한 높이를 가지고, 외부에 노출될 수 있다. 이러한 외부 노출을 통해 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
다른 예로서, 상기 지지 돌기(65)의 높이는 상기 반사 부재(61)의 높이보다 낮은 높이로, 상기 반사 부재(61) 내에 매립될 수 있다. 이러한 지지 돌기(65)가 반사 부재(61)를 통해 외부에 노출되지 않도록 함으로써, 습기 침투를 방지할 수 있다.
상기 복수의 지지 돌기(65)는 제1배선부(21-26)의 배선 영역 상에 배치될 수 있다. 상기 지지 돌기(65)는 상기 회로 기판(10)의 제3배선부(35-36)의 배선들과 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 회로 기판(10)의 제3배선부(35-36)로부터 전도된 열을 방열할 수 있다.
상기 복수의 지지 돌기(65)는 상기 제1배선부(21-26) 중 3개 이상의 배선(21,22,23,24,25,26)에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 접속 단자(11-16)의 반대측에 위치한 제1배선부(21-26)의 제2, 3배선(12,13) 상에 2개 또는 그 이상이 배치될 수 있다.
상기 복수의 지지 돌기(65)는 상기 반사 부재(61)와 다른 재질 예컨대, 금속 재질로 배치될 수 있다. 상기 지지 돌기(65)는 알루미늄 재질, 구리 재질, 은 재질일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 13과 같이, 상기 지지 돌기(65)는 회로 기판(10)의 비아 홀(55) 내에 관통되고, 절연 물질(56)에 의해 금속층(L1)과 절연될 수 있다. 상기 지지 돌기(65)는 회로 기판(10)의 배선층(L4)과 전기적으로 연결되지 않게 된다.
상기 복수의 지지 돌기(65)가 상기 제1배선부(21-26) 상에 배치되므로, 상기 제1배선부(21-26)에 연결되는 제1발광 소자(1A-1E)로부터 방출된 열을 효과적으로 방열할 수 있다. 즉, 발열 특성이 가장 높은 제1발광 소자(1A-1E)를 열적으로 보호할 수 있다.
도 14는 도 13의 다른 예이다.
도 14를 참조하면, 반사 부재(61) 내의 지지 돌기(65)는 도 12와 같이, 제1배선부(21-26)의 배선들에 각각 접촉될 수 있다. 이에 따라 상기 제1배선부(21-26)의 배선들로부터 전도된 열은 상기 지지 돌기(65)를 통해 방열될 수 있다. 즉, 배선 및 지지 돌기(65)에 의한 방열 표면적이 증가될 수 있다.
다른 예로서, 반사 부재(61) 내의 지지 돌기(65)는 제1배선부(21-26)의 배선들과 비 접촉되고, 회로 기판(10)의 보호층(L3)의 상면과 접촉될 수 있다. 상기 지지 돌기(65)는 보호층(L3)을 통해 전도된 열을 방열할 수 있다.
도 15는 제4실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 발광 모듈은 회로 기판(10) 상에 복수의 제1발광 소자(1A,1Aa,1B,1C,1D,1E), 상기 제1발광 소자(1A-1E)의 안쪽에 복수의 제2 및 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A,3B)를 갖는 광원부(4)를 포함한다. 상기 광원부(4)의 둘레에는 제2실시 예에 개시된 반사 부재(61)가 배치될 수 있다.
상기 제1발광 소자(1A,1Aa,1B,1C,1D,1E)는 직렬로 배치될 수 있으며, 상기 복수의 제1발광 소자(1A,1Aa,1B,1C,1D,1E)는 제1가상 원(C1)을 따라 상기 제1가상 원(C1)의 내측에 배치될 수 있다.
상기 복수의 제1발광 소자(1A,1Aa,1B,1C,1D,1E)는, 서로 반대측 소자들끼리 마주보도록 배치할 수 있다. 예컨대, 제1발광 소자(1A,1Aa,1B,1C,1D,1E) 중에서 서로 반대측에 배치된 한 쌍의 소자(1A/1D, 1Aa/1C, 1B/1E)들이 서로 마주보거나 대응되도록 배치할 수 있다. 즉, 짝수인 경우, 2개의 쌍이 서로 마주보도록 배치할 수 있다. 상기 제1배선부(21,22A,22,23,24,35,26)의 배선들은 상기 제 1내지 제6소자(1A,1Aa,1B,1C,1D,1E)를 직렬로 연결해 줄 수 있다.
상기 복수의 제1발광 소자(1A,1Aa,1B,1C,1D,1E)는 적색 광을 발광하며, 제2 및 제3발광 소자(2A-2D, 3A,3B)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 제2발광 소자(2A-2D)는 녹색 광을 발광하며, 제3발광 소자(3A,3B)의 양측에 배치될 수 있다. 상기 제3발광 소자(3A,3B)는 청색 광을 발광하며, 제1발광 소자 (1A,1Aa,1B,1C,1D,1E) 및 제2발광 소자(2A-2D)의 내측에 배치될 수 있다.
도 16은 제4실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이다. 도 16을 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 부분은 상기에 개시된 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 16을 참조하면, 발광 모듈은 광원부(4)가 배치된 회로 기판(10), 및 상기 광원부(4)의 둘레에 배치된 반사 부재(61)를 포함한다. 상기 발광 모듈은 상기에 개시된 투광성 부재(도 8의 67)를 포함할 수 있다.
상기 광원부(4)는 복수의 제1발광 소자(1A-1E), 복수의 제2발광 소자(2A-2D), 및 복수의 제3발광 소자(3A,3B)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E)는 제1배선부(21-26)에 의해 직렬로 연결되며, 상기 제1배선부(21-26)의 양단에는 커넥터(미도시)에 연결되는 제1 및 제2접속 단자(11,11A)가 배치된다.
상기 복수의 제2발광 소자(2A-2D)는 제2배선부(31,32,33,34A)에 의해 직렬로 연결되며, 상기 제2배선부(31,32,33,34A)의 양단에는 커넥터에 연결되는 제3 및 제4접속 단자(12A,12B)가 배치된다.
상기 복수의 제3발광 소자(3A,3B)는 제3배선부(35A,35, 36)에 의해 직렬로 연결되며, 상기 제3배선부(35A,35,36)의 양단에는 커넥터에 연결되는 제5 및 제6접속 단자(13A,13B)가 배치된다.
상기 제1배선부(21-26)의 배선(21,22,23,24,25,26)가 배치된 영역은 제2배선부(31,32,33,34A)의 외측 둘레에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제2배선부(31,32,33,34A)는 제3 및 제4접속 단자(12A,12B)에 연결된 연결 라인은 제외할 수 있다.
상기 제1배선부(21-26)의 배선(21,22,23,24,25,26)가 배치된 영역은 제3배선부(35A,35,36)의 외측에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제3배선부(35A,35,36)는 제5,6접속 단자(13A,13B)에 연결된 연결 라인은 제외할 수 있다.
상기 제1배선부(21-26)의 출력 측 배선은 상기 제2배선부(31,32,33,34A)의 입력 측 배선과 분리될 수 있으며, 상기 제2배선부(31,32,33,34A)의 출력 측 배선은 상기 제3배선부(35A,35,36)의 입력 측 배선과 분리될 수 있다.
상기 제1 내지 제6접속단자(11,11A,12A,12B,13A,13B)는 제1 내지 제3발광 소자(1A-1E,2A-2D,3A-3B)의 컬러별 구동을 위해 각각에 전류 공급을 제어하게 된다.
상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E)는 복수의 제2 및 제3발광 소자(2A-2D,3A-3B)의 외측과 반사 부재(61) 사이에 배치될 수 있다. 상기 복수의 제1발광 소자(1A-1E)는 제2 또는 제3발광 소자(2A-2D,3A,3B)의 개수보다 많은 개수로 배치될 수 있다.
상기 복수의 제1내지 제3발광 소자(3A-3B) 즉, 광원부(4)의 둘레에는 반사 부재(61)가 배치된다. 상기 반사 부재(61)는 플라스틱, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 반사 부재(61)의 내측 면에는 금속 재질의 반사층이 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(61)의 내부에는 복수의 지지 돌기가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기에 개시된 실시 예의 반사 부재(61)는 회로 기판(10)의 구멍(51,52,53)에 결합될 수 있다.
상기 반사 부재(61) 내에는 내부에 상기 실시 예에 개시된 지지 돌기가 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 17은 제5실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸 도면이다.
도 17을 참조하면, 발광 모듈은 회로 기판(10), 상기 회로 기판(10) 상에 배치된 실시 예에 따른 광원부(4), 상기 광원부(4)에 배치된 반사 부재(61), 상기 반사 부재(61) 내에 배치된 투광성 부재(67), 상기 회로 기판(10) 아래에 배치된 방열 체(68)를 포함한다. 상기 회로 기판(10), 광원부(4) 및 반사 부재(61)는 상기에 개시된 실시 예(들)에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
상기 투광성 부재(67)는 실리콘, 에폭시와 같은 투명한 수지 재질을 포함한다. 상기 투광성 부재(67) 내에는 형광체가 첨가되지 않을 수 있다. 상기 투광성 부재(67) 내에는 다른 예로서, 형광체 예컨대, 황색이나 적색 형광체가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 투광성 부재(67)는 상기 회로 기판(10)의 상면 및 상기 반사 부재(61)의 내 측면에 접촉될 수 있다. 상기 투광성 부재(67)의 두께는 상기 반사 부재(61)의 높이와 같거나 높을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투광성 부재(67)의 상면은 볼록한 면, 오목한 면, 또는 평탄한 면 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 투광성 부재(67)의 상부 내경은 하부 내경보다 넓게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 방열체(68)는 광원부(4)가 배치되는 일면을 가질 수 있다. 여기서, 상기 일면은 평평한 일면일 수도 있고, 소정의 굴곡을 갖는 면일 수도 있다.
상기 방열체(68)의 두께는 상기 회로 기판(10)의 두께보다 두껍게 배치될 수 있다. 상기 방열체(68)의 두께는 상기 투광성 부재(67)의 두께보다 얇게 배치될 수 있다.
방열체(68)는 방열핀(68A)을 가질 수 있다. 방열핀(68A)은 방열체(68)의 일 측에서 외측방향으로 돌출 또는 연장된 것일 수도 있다. 상기 방열핀(68A)은 상기 회로기판(10)이 배치된 면의 반대측 방향으로 복수개가 돌출될 수 있다. 상기 방열핀(68A)은 방열체(68)의 방열 면적을 넓혀, 발광 모듈의 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 방열핀(68A)은 측 단면이 원 기둥 형상, 다각 기둥 형상이거나, 외측 방향으로 갈수록 점차 두께가 얇은 형상을 갖는 기둥 형상일 수 있다.
방열체(68)는 열 방출 효율이 뛰어난 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 방열체(68)의 재질은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 18은 실시 예에 따른 발광 모듈을 갖는 라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 라이트 유닛은 회로 기판(10), 상기 회로 기판(10) 상에 실시 예(들)에 개시된 광원부(4), 상기 광원부(4)의 둘레에 배치된 반사 부재(61), 상기 반사 부재(61) 내에 배치된 투광성 부재(67), 상기 반사부재 상에 광학 부재(69), 및 상기 회로 기판(10) 아래에 배치된 방열 체(68)를 포함한다. 상기 회로 기판(10), 광원부(4) 및 반사 부재(61)는 상기의 실시 예(들)에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
상기 반사 부재(61) 내에 배치된 투광성 부재(67)는 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 부재(69)는 확산 시트(diffusion sheet), 수평 및 수직 프리즘 시트(horizontal/vertical prism sheet), 및 휘도 강화 시트(brightness enhanced sheet) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 임의의 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(69)는 상기 투광성 부재(67)가 존재하는 경우, 상기 투광성 부재(67) 상에 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투광성 부재(67)는 상기 광학 부재(69)가 쳐지는 것을 지지할 수 있다.
상기 광학 부재(69)의 너비 또는 면적은 하나의 발광 모듈 상에 배치된 구조로 설명하였으나, 실시 예에 따른 발광 모듈이 복수개 배열될 때, 복수의 발광 모듈 상에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 19는 실시 예에 따른 발광 소자가 회로 기판에 배치된 예를 나타낸 도면이다.
도 19를 참조하면, 발광 모듈은, 회로 기판(10) 및 상기 회로 기판(10) 상에 발광 소자(40)를 포함한다. 상기 발광 소자(40)는 실시 예에 개시된 광원부의 발광 소자 예컨대, 제1 내지 제3발광 소자 중 어느 하나일 수 있다.
상기 회로 기판(10)의 패드(P1,P2)는 상기 발광 소자(15)와 접합 부재(98,99)에 의해 전기적으로 연결된다.
상기 회로 기판(10)은 금속층을 갖는 메탈 코아 PCB이거나, 수지 재질의 기판이거나, 플렉시블 기판일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 회로 기판(10)은 예컨대, 금속층(L1), 절연층(L2), 배선층(L4) 및 보호층(L3)을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 배선층(L4)은 패드(P1,P2)를 구비하게 된다.
상기 발광 소자(40)는 몸체(90), 복수의 전극(92, 93), 발광 칩(94), 본딩 부재(95), 및 몰딩 부재(97)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(90)는 절연 재질, 투광성 재질, 전도성 재질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 실리콘, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC), 폴리머 계열, 플라스틱 계열과 같은 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체(90)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘 또는 에폭시 재질 중에서 선택될 수 있다. 상기 몸체(90)의 형상은 위에서 볼 때, 다각형, 원형, 또는 곡면을 갖는 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(90)는 캐비티(91)를 포함할 수 있으며, 상기 캐비티(91)는 상부가 개방되며, 그 둘레는 경사진 면으로 형성될 수 있다. 상기 캐비티(91)의 바닥에는 복수의 전극(92,93) 예컨대, 2개 또는 3개 이상이 배치될 수 있다. 상기 복수의 전극(92,93)은 상기 캐비티(91)의 바닥에서 서로 이격될 수 있다. 상기 캐비티(91)의 너비는 하부가 넓고 상부가 좁게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 전극(92,93)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) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단일 금속층 또는 다층 금속층으로 형성될 수 있다.
상기 복수의 전극(92,93) 사이의 간극부는 절연 재질로 형성될 수 있으며, 상기 절연 재질은 상기 몸체(50)와 동일한 재질이거나 다른 절연 재질일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(94)은 상기 복수의 전극(92,93) 중 적어도 하나의 위에 배치되고, 본딩 부재(95)로 본딩되거나, 플립 본딩될 수 있다. 상기 본딩 부재(95)는 은(Ag) 포함하는 전도성 페이스트 재질일 수 있다.
상기 복수의 전극(92,93)은 접합 부재(98,99)를 통해 회로 기판(10)의 배선층(L4)의 패드(P1,P2)에 전기적으로 연결된다.
상기 발광 칩(94)은 가시광선 대역부터 자외선 대역의 범위 중에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예컨대 적색 LED 칩, 청색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 엘로우 그린(yellow green) LED 칩, UV LED 칩, 화이트(white) LED 칩 중에서 어느 하나일 수 있다. 상기 발광 칩(94)은 III족-V족 또는/및 II족-VI족 원소의 화합물 반도체를 포함한다. 상기 발광 칩(94)은 수평형 전극 구조를 갖는 칩 구조로 배치하였으나, 두 전극이 상/하로 배치된 수직형 전극 구조를 갖는 칩 구조로 배치할 수 있다. 상기 발광 칩(94)은 와이어(96)와 같은 전기적인 연결 부재에 의해 복수의 전극(92,93)과 전기적으로 연결된다.
상기 발광 소자(40)는 적색 광을 발광하는 제1발광 소자일 수 있으며, 상기 제1발광 소자는 상기 발광 칩(94)가 적색 LED 칩으로 이루어지거나, UV LED 칩과 적색 형광체를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(40)는 녹색 광을 발광하는 제2발광 소자일 수 있으며, 상기 제2발광 소자는 상기 발광 칩(94)가 녹색 LED 칩으로 이루어지거나, UV LED 칩과 녹색 형광체를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(40)는 청색 광을 발광하는 제3발광 소자일 수 있으며, 상기 제3발광 소자는 상기 발광 칩(94)가 청색 LED 칩으로 이루어지거나, UV LED 칩과 청색 형광체를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(40)의 LED 칩은 하나 또는 2개 이상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(94)은 상기 캐비티(91) 내에 하나 또는 2개 이상이 배치될 수 있으며, 2개 이상의 발광 칩은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(91)에는 수지 재질의 몰딩 부재(97)가 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(97)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 재질을 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(97)의 상면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들면 상기 몰딩 부재(97)의 표면은 오목한 곡면 또는 볼록한 곡면으로 형성될 수 있으며, 이러한 곡면은 발광 칩(94)의 광 출사면이 될 수 있다.
상기 몰딩 부재(97)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투명한 수지 재질 내에 상기 발광 칩(94) 상으로 방출되는 빛의 파장을 변환하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몰딩 부재(97) 상에 광학 렌즈(미도시)가 결합될 수 있으며, 상기 광학 렌즈는 굴절률이 1.4 이상 1.7 이하인 투명 재료를 이용할 수 있다. 또한, 상기 광학렌즈는, 굴절률이 1.49인 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 굴절률이 1.59인 폴리카보네이트(PC), 에폭시 수지(EP)의 투명 수지 재료나 투명한 글래스(Glass)에 의해 형성될 수 있다.
도 20은 실시 예에 따른 발광 모듈의 발광 소자의 제1 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 20을 참조하면, 발광 모듈은, 회로 기판(10) 및 상기 회로 기판(10) 상에 발광 소자(40A)를 포함한다. 상기 발광 소자(40A)는 실시 예에 개시된 광원부의 발광 소자 예컨대, 제1 내지 제3발광 소자 중 어느 하나일 수 있다.
상기 회로 기판(10)의 패드(P1,P2)는 상기 발광 소자(40A)와 접합 부재(161,162)에 의해 전기적으로 연결된다.
상기 회로 기판(10)은 금속층을 갖는 메탈 코아 PCB이거나, 수지 재질의 기판이거나, 플렉시블 기판일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 소자(40A)는 기판(111), 제1반도체층(113), 발광 구조물(120), 전극층(131), 절연층(133), 제1전극(135), 제2전극(137), 제1연결 전극(141), 제2연결 전극(143), 및 지지층(140)을 포함할 수 있다.
상기 기판(111)은 투광성, 절연성 또는 도전성 기판을 이용할 수 있으며, 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga2O3 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 기판(111)은 반도체층이 적층된 성장 기판으로 정의될 수 있다. 상기 기판(111)의 탑 면 및 바닥면 중 적어도 하나 또는 모두에는 복수의 볼록부(미도시)가 형성되어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 각 볼록부의 측 단면 형상은 반구형 형상, 반타원 형상, 또는 다각형 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기판(111)은 발광 소자(40A) 내에서 제거될 수 있으며, 이 경우 상기 제1반도체층(113) 또는 제1도전형 반도체층(115)이 발광 소자(40A)의 탑 층으로 배치될 수 있다.
상기 기판(111) 아래에는 제1반도체층(113)이 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 II족 내지 V족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 II족 내지 V족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 적어도 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 예컨대, III족-V족 원소의 화합물 반도체를 이용한 반도체층 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, GaP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1반도체층(113)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖고, 버퍼층 및 언도프드(undoped) 반도체층 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 기판과 질화물 반도체층 간의 격자 상수의 차이를 줄여줄 수 있고, 상기 언도프드 반도체층은 반도체의 결정 품질을 개선시켜 줄 수 있다. 여기서, 상기 제1반도체층(113)은 형성하지 않을 수 있다.
상기 제1반도체층(113) 아래에는 발광 구조물(120)이 형성될 수 있다. 상기 발광 구조물(120)은 II족 내지 V족 원소 및 III족-V족 원소의 화합물 반도체 중에서 선택적으로 형성되며, 자외선 대역부터 가시 광선 대역의 파장 범위 내에서 소정의 피크 파장을 발광할 수 있다.
상기 발광 구조물(120)은 제1도전형 반도체층(115), 제2도전형 반도체층(119), 상기 제1도전형 반도체층(115)과 상기 제2도전형 반도체층(119) 사이에 형성된 활성층(117)을 포함하며, 상기 각 층(115,117,119)의 위 및 아래 중 적어도 하나에는 다른 반도체층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1도전형 반도체층(115)은 제1반도체층(113) 아래에 배치되며, 제1도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(115)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제1도전형 반도체층(115)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 도펀트를 포함한다.
상기 활성층(117)은 제1도전형 반도체층(115) 아래에 배치되고, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함하며, 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaA, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs의 페어 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 제2도전형 반도체층(119)은 활성층(117) 아래에 배치된다. 상기 제2도전형 반도체층(119)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제2도전형 반도체층(119)은, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(119)이 p형 반도체층이고, 상기 제1도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물(120)은 다른 예로서, 상기 제1도전형 반도체층(115)이 p형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(119)은 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(119) 위에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제3도전형 반도체층이 형성할 수도 있다. 또한 상기 발광 구조물(120)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(119) 아래에는 전극층(131)이 형성된다. 상기 전극층(131)은 반사층을 포함할 수 있다. 상기 전극층(131)은 상기 발광 구조물(120)의 제2도전형 반도체층(119)에 접촉된 오믹 접촉층을 포함할 수 있다. 상기 반사층은 반사율이 70% 이상인 물질 예컨대, Al, Ag, Ru, Pd, Rh, Pt, Ir의 금속과 상기의 금속 중 둘 이상의 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 반사층의 금속은 상기 제2도전형 반도체층(119) 아래에 접촉될 수 있다. 상기 오믹 접촉층은 투광성 재질, 금속 또는 비 금속 재질 중에서 선택될 수 있다.
상기 전극층(131)은 투광성 전극층/반사층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 상기 투광성 전극층은 예컨대 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성될 수 있다. 상기 투광성 전극층의 아래에는 금속 재질의 반사층이 배치될 수 있으며, 예컨대 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성될 수 있다. 상기 반사층은 다른 예로서, 서로 다른 굴절률을 갖는 두 층이 교대로 배치된 DBR(distributed bragg reflection) 구조로 형성될 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(119) 및 상기 전극층(131) 중 적어도 한 층의 표면에는 러프니스와 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있으며, 이러한 광 추출 구조는 입사되는 광의 임계각을 변화시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 절연층(133)은 상기 전극층(131) 아래에 배치되며, 상기 제2도전형 반도체층(119)의 하면, 상기 제2도전형 반도체층(119) 및 상기 활성층(117)의 측면, 상기 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역에 배치될 수 있다. 상기 절연층(133)은 상기 발광 구조물(120)의 하부 영역 중에서 상기 전극층(131), 제1전극(135) 및 제2전극(137)을 제외한 영역에 형성되어, 상기 발광 구조물(120)의 하부를 전기적으로 보호하게 된다.
상기 절연층(133)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 및 황화물 중 적어도 하나로 형성된 절연물질 또는 절연성 수지를 포함한다. 상기 절연층(133)은 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 절연층(133)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 절연층(133)은 발광 구조물(120)의 아래에 플립 본딩을 위한 금속 구조물을 형성할 때, 상기 발광 구조물(120)의 층간 쇼트를 방지하기 위해 형성된다.
상기 절연층(133)은 서로 다른 굴절률을 갖는 제1층과 제2층이 교대로 배치된 DBR(distributed bragg reflector) 구조로 형성될 수 있으며, 상기 제1층은 SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 어느 하나이며, 상기 제2층은 상기 제1층 이외의 물질 중 어느 하나로 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않으며, 또는 상기 제1층 및 제2층이 동일한 물질로 형성되거나 3층 이상의 층을 갖는 페어(Pair)로 형성될 수도 있다. 이 경우, 상기 전극층은 형성하지 않을 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역 아래에는 제1전극(135)이 배치되며, 상기 전극층(131)의 일부 아래에는 제2전극(137)이 배치될 수 있다. 상기 제1전극(135) 아래에는 제1연결 전극(141)이 배치되며, 상기 제2전극(137) 아래에는 제2연결 전극(143)이 배치된다.
상기 제1전극(135)은 상기 제1도전형 반도체층(115)과 상기 제1연결 전극(141)에 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극(137)은 상기 전극층(131)을 통해 상기 제2도전형 반도체층(119)과 제2연결 전극(143)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1전극(135) 및 제2전극(137)은 Cr, Ti, Co, Ni, V, Hf, Ag, Al, Ru, Rh, Pt, Pd, Ta, Mo, W 중 적어도 하나 또는 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(135)과 상기 제2전극(137)은 동일한 적층 구조이거나 다른 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(135) 및 상기 제2전극(137) 중 적어도 하나는 암(arm) 또는 핑거(finger) 구조와 같은 전류 확산 패턴이 더 형성될 수 있다. 또한 상기 제1전극(135) 및 상기 제2전극(137)은 하나 또는 복수로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2연결 전극(141,143) 중 적어도 하나는 복수로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1연결 전극(141) 및 상기 제2연결 전극(143)은 전원을 공급하는 리드(lead) 기능과 방열 경로를 제공하게 된다. 상기 제1연결 전극(141) 및 상기 제2연결 전극(143)은 원 형상, 다각 형상, 원 기둥 또는 다각 기둥과 같은 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)은 금속 파우더의 재질 예컨대, Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta, Ti, W 및 이들 금속의 선택적 합금 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)은 상기 제1전극(135) 및 제2전극(137)과의 접착력 향상을 위하여 In, Sn, Ni, Cu 및 이들의 선택적인 합금 중의 어느 한 금속으로 도금될 수 있다.
상기 지지층(140)은 열 전도성 재질을 포함하며, 상기 제1전극(135), 상기 제2전극(137), 상기 제1연결 전극(141) 및 상기 제2연결 전극(143)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 지지층(140)의 하면에는 상기 제1 및 제2연결 전극(141,143)의 하면이 노출될 수 있다.
상기 지지층(140)은 발광 소자(40A)를 지지하는 층으로 사용된다. 상기 지지층(140)은 절연성 재질로 형성되며, 상기 절연성 재질은 예컨대, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지층으로 형성된다. 다른 예로서, 상기 절연성 재질은 페이스트 또는 절연성 잉크를 포함할 수 있다. 상기 절연성 재질의 재질은 그 종류는 polyacrylate resin, epoxy resin, phenolic resin, polyamides resin, polyimides rein, unsaturated polyesters resin, polyphenylene ether resin (PPE), polyphenilene oxide resin (PPO), polyphenylenesulfides resin, cyanate ester resin, benzocyclobutene (BCB), Polyamido-amine Dendrimers (PAMAM), 및 Polypropylene-imine, Dendrimers (PPI), 및 PAMAM 내부 구조 및 유기-실리콘 외면을 갖는 PAMAM-OS(organosilicon)를 단독 또는 이들의 조합을 포함한 수지로 구성될 수 있다. 상기 지지층(140)은 상기 절연층(133)과 다른 물질로 형성될 수 있다.
상기 지지층(140) 내에는 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 황화물과 같은 화합물들 중 적어도 하나가 첨가될 수 있다. 여기서, 상기 지지층(140) 내에 첨가된 화합물은 열 확산제일 수 있으며, 상기 열 확산제는 소정 크기의 분말 입자, 알갱이, 필러(filler), 첨가제로 사용될 수 있다. 상기 열 확산제는 세라믹 재질을 포함하며, 상기 세라믹 재질은 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic), 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic), 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), SiC, 흑연, 용융실리카(fusedsilica), 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite), 지르코니아(zirconia), 베릴리아(beryllia), 및 질화알루미늄(aluminum nitride) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 세라믹 재질은 질화물 또는 산화물과 같은 절연성 물질 중에서 열 전도도가 질화물이나 산화물보다 높은 금속 질화물로 형성될 수 있으며, 상기 금속 질화물은 예컨대, 열 전도도가 140 W/mK 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 세라믹 재질은 예컨대, SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, BN, Si3N4, SiC(SiC-BeO), BeO, CeO, AlN와 같은 세라믹 (Ceramic) 계열일 수 있다. 상기 열 전도성 물질은 C (다이아몬드, CNT)의 성분을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(40A)의 제1 및 제2연결 전극(141,143)은 접합 부재(161,162)에 의해 상기 회로 기판(10) 상의 패드(P1,P2)에 플립 방식으로 탑재된다. 이러한 상기 회로 기판(10)의 상면에는 보호층(미도시)이 배치될 수 있으며, 상기 보호층은 반사 재질을 포함하며, 예컨대 레지스트 재질 예컨대, 백색의 레지스트 재질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 21은 실시 예에 따른 발광 모듈에 있어서, 발광 소자의 제2변형 예를 설명하기로 한다.
도 21을 참조하면, 발광 모듈은, 회로 기판(10) 및 상기 회로 기판(10) 상에 발광 소자(40B)를 포함한다. 상기 발광 소자(40B)는 실시 예에 개시된 광원부의 발광 소자 예컨대, 제1 내지 제3발광 소자 중 어느 하나일 수 있다.
상기 발광 소자(40B)는 기판(111), 제1반도체층(113), 발광 구조물(120), 전극층(131), 절연층(133), 제1전극(135), 제2전극(137), 제1연결 전극(141), 제2연결 전극(143), 및 지지층(140)을 포함할 수 있다. 상기 기판(111) 및 제2반도체층(113)은 제거될 수 있다.
발광 소자(40B)와 회로 기판(10)은 연결 전극(161,162)으로 연결될 수 있다. 상기 회로 기판(10)의 패드(P1,P2)는 상기 발광 소자(40B)에 연결 전극(161,162)로 접합될 수 있다.
상기 연결 전극(161,162)은 전도성 펌프 즉, 솔더 범프를 포함할 수 있다. 상기 연결 전극(161,162)은 각 전극(135,137) 아래에 하나 또는 복수로 배열될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 절연층(133)은 제1 및 제2전극(135,137)을 노출시켜 줄 수 있으며, 상기 연결 전극(161,162)은 상기 제1 및 제2전극(135,137)과 회로 기판(10)의 패드(P1,P2) 사이를 연결시켜 줄 수 있다.
도 22는 실시 예에 따른 발광 모듈에 있어서, 발광 소자의 제3변형 예를 설명하기로 한다.
도 22를 참조하면, 발광 모듈은, 회로 기판(10) 및 상기 회로 기판(10) 상에 발광 소자(40C)를 포함한다. 상기 발광 소자(40C)는 실시 예에 개시된 광원부의 발광 소자 예컨대, 제1 내지 제3발광 소자 중 어느 하나일 수 있다.
상기 회로 기판(10)은 금속층을 갖는 메탈 코아 PCB이거나, 수지 재질의 기판이거나, 플렉시블 기판일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 소자(40C)는 회로 기판(10) 상에 연결된다. 상기 발광 소자(40C)는 발광 구조물(225), 및 복수의 전극(245,247)를 포함한다. 상기 발광 구조물(225)은 II족 내지 VI족 원소의 화합물 반도체층 예컨대, III족-V족 원소의 화합물 반도체층 또는 II족-VI족 원소의 화합물 반도체층으로 형성될 수 있다. 상기 복수의 전극(245,247)는 상기 발광 구조물(225)의 반도체층에 선택적으로 연결되며, 전원을 공급하게 된다.
상기 발광 구조물(225)은 제1도전형 반도체층(222), 활성층(223) 및 제2도전형 반도체층(224)을 포함한다. 상기 발광 소자(200)은 기판(221)을 포함할 수 있다. 상기 기판(221)은 상기 발광 구조물(225) 위에 배치된다. 상기 기판(221)은 예컨대, 투광성, 절연성 기판, 또는 전도성 기판일 수 있다.
상기 발광 소자(40C)는 하부에 전극(245,247)이 배치되며, 상기 전극(245,247)은 제1 및 제2전극(245,247)을 포함한다. 상기 제1 및 제2전극(245,247)은 상기 발광 소자(200)의 아래에 서로 이격되어 배치된다. 상기 제1전극(245)은 상기 제1도전형 반도체층(222)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극(247)은 제2도전형 반도체층(224)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2전극(245,247)은 바닥 형상이 다각형 또는 원 형상이거나, 회로 기판(10)의 패드(P1,P2)의 형상과 대응되도록 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2전극(245,247) 각각의 하면 면적은 예컨대, 제1 및 제2전극(415,417) 각각의 상면 크기와 대응되는 크기로 형성될 수 있다.
상기 발광 소자(40C)는 상기 기판(221)과 상기 발광 구조물(225) 사이에 버퍼층(미도시) 및 언도프드 반도체층(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 기판(221)과 반도체층과의 격자 상수 차이를 완화시켜 주기 위한 층으로서, II족 내지 VI족 화합물 반도체 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층 아래에는 언도핑된 III족-V족 화합물 반도체층이 더 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(221)은 제거될 수 있다. 상기 기판(221)이 제거될 수 있으며, 이 경우 상기 제1도전형 반도체층(222)의 상면이나 다른 반도체층의 상면이 노출될 수 있다.
상기 발광 소자(40C)는 제1 및 제2전극층(241,242), 제3전극층(243), 절연층(231,233)을 포함한다. 상기 제1 및 제2전극층(241,242) 각각은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 전류 확산층으로 기능할 수 있다. 상기 제1 및 제2전극층(241,242)은 상기 발광 구조물(225)의 아래에 배치된 제1전극층(241); 및 상기 제1전극층(241) 아래에 배치된 제2전극층(242)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 전류를 확산시켜 주게 되며, 상기 제2전극층(241)은 입사되는 광을 반사하게 된다.
상기 제1 및 제2전극층(241,242)은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 금속 산화물 또는 금속 질화물로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층은 예컨대 ITO(indium tin oxide), ITON(ITO nitride), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide) 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 제2전극층(242)은 상기 제1전극층(241)의 하면과 접촉되며 반사 전극층으로 기능할 수 있다. 상기 제2전극층(242)은 금속 예컨대, Ag, Au 또는 Al를 포함한다. 상기 제2전극층(242)은 상기 제1전극층(241)이 일부 영역이 제거된 경우, 상기 발광 구조물(225)의 하면에 부분적으로 접촉될 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 및 제2전극층(241,242)의 구조는 무지향성 반사(ODR: Omni Directional Reflector layer) 구조로 적층될 수 있다. 상기 무지향성 반사 구조는 낮은 굴절률을 갖는 제1전극층(241)과, 상기 제1전극층(241)과 접촉된 고 반사 재질의 금속 재질인 제2전극층(242)의 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 전극층(241,242)은, 예컨대, ITO/Ag의 적층 구조로 이루어질 수 있다. 이러한 상기 제1전극층(241)과 제2전극층(242) 사이의 계면에서 전 방위 반사각을 개선시켜 줄 수 있다.
다른 예로서, 상기 제2전극층(242)은 제거될 수 있으며, 다른 재질의 반사층으로 형성될 수 있다. 상기 반사층은 분산형 브래그 반사(distributed bragg reflector: DBR) 구조로 형성될 수 있으며, 상기 분산형 브래그 반사 구조는 서로 다른 굴절률을 갖는 두 유전체층이 교대로 배치된 구조를 포함하며, 예컨대, SiO2층, Si3N4층, TiO2층, Al2O3층, 및 MgO층 중 서로 다른 어느 하나를 각각 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 전극층(241,242)은 분산형 브래그 반사 구조와 무지향성 반사 구조를 모두 포함할 수 있으며, 이 경우 98% 이상의 광 반사율을 갖는 발광 소자(40C)를 제공할 수 있다. 상기 플립 방식으로 탑재된 발광 소자(40C)는 상기 제2전극층(242)로부터 반사된 광이 기판(221)을 통해 방출하게 되므로, 수직 상 방향으로 대부분의 광을 방출할 수 있다.
상기 제3전극층(243)은 상기 제2전극층(242)의 아래에 배치되며, 상기 제1 및 제2전극층(241,242)과 전기적으로 절연된다. 상기 제3전극층(243)은 금속 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 제3전극층(243) 아래에는 제1전극(245) 및 제2전극(247)이 배치된다. 상기 절연층(231,233)은 제1 및 제2전극층(241,242), 제3전극층(243), 제1 및 제2전극(245,247), 발광 구조물(225)의 층 간의 불필요한 접촉을 차단하게 된다. 상기 절연층(231,233)은 제1 및 제2절연층(231,233)을 포함한다. 상기 제1절연층(231)은 상기 제3전극층(243)과 제2전극층(242) 사이에 배치된다. 상기 제2절연층(233)은 상기 제3전극층(243)과 제1/2전극(245,247) 사이에 배치된다. 상기 제1 및 제2전극(245,247)은 상기 패드(P1,P2)와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제3전극층(243)은 상기 제1도전형 반도체층(222)과 연결된다. 상기 제3전극층(243)의 연결부(244)는 상기 제1, 2전극층(241, 242) 및 발광 구조물(225)의 하부를 통해 비아 구조로 돌출되며 제1도전형 반도체층(222)과 접촉된다. 상기 연결부(244)는 복수로 배치될 수 있다. 상기 제3전극층(243)의 연결부(244)의 둘레에는 상기 제1절연층(231)의 일부(232)가 연장되어 제3전극층(243)과 상기 제1 및 제2전극층(241,242), 제2도전형 반도체층(224) 및 활성층(223) 간의 전기적인 연결을 차단한다. 상기 발광 구조물(225)의 측면에는 측면 보호를 위해 절연 층이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2전극(247)은 상기 제2절연층(233) 아래에 배치되고 상기 제2절연층(233)의 오픈 영역을 통해 상기 제1 및 제2전극층(241, 242) 중 적어도 하나와 접촉되거나 연결된다. 상기 제1전극(245)은 상기 제2절연층(233)의 아래에 배치되며 상기 제2절연층(233)의 오픈 영역을 통해 상기 제3전극층(243)과 연결된다. 이에 따라 상기 제1전극(247)의 돌기(248)는 제1,2전극층(241,242)을 통해 제2도전형 반도체층(224)에 전기적으로 연결되며, 제2전극(245)의 돌기(246)는 제3전극층(243)을 통해 제1도전형 반도체층(222)에 전기적으로 연결된다.
상기 제1 및 제2전극(245,247)은 상기 발광 소자(40C)의 하부에 서로 이격되며, 상기 회로 기판(10)의 패드(P1,P2)와 대면하게 된다. 상기 제1 및 제2전극(245,247)에는 다각형 형상의 리세스(271,273)를 포함할 수 있으며, 상기 리세스(271,273)는 상기 발광 구조물(225)의 방향으로 볼록하게 형성된다. 상기 리세스(271,273)는 상기 제1 및 제2전극(245,247)의 두께와 같거나 작은 깊이를 갖고 형성될 수 있으며, 이러한 리세스(271,273)의 깊이는 상기 제1 및 제2전극(245,247)의 표면적을 증가시켜 줄 수 있다.
상기 제1전극(245) 및 제1패드(P1) 사이의 영역 및 상기 제2전극(247) 및 제2패드(P2) 사이의 영역에는 접합 부재(255,257)가 배치된다. 상기 접합 부재(255,257)는 전기 전도성 물질을 포함할 수 있으며, 일부는 상기 리세스(271,273)에 배치된다. 상기 제1 및 제2전극(245,247)은 상기 접합 부재(255,257)가 리세스(271,273)에 배치되므로, 상기 접합 부재(255,257)와 제1 및 제2전극(245,247) 간의 접착 면적은 증가될 수 있다. 이에 따라 제1 및 제2전극(245,247)과 제1 및 제2패드(P1,P2)가 접합되므로 발광 소자(40C)의 전기적인 신뢰성 및 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 접합 부재(255,257)는 솔더 페이스트 재질을 포함할 수 있다. 상기 솔더 페이스트 재질은 금(Au), 주석(Sn), 납(Pb), 구리(Cu), 비스무트(Bi), 인듐(In), 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 접합 부재(255,257)는 열 전달을 회로 기판(10)에 직접 전도하기 때문에 열 전도 효율이 패키지를 이용한 구조보다는 개선될 수 있다. 또한 상기 접합 부재(255,257)는 발광 소자(200)의 제1 및 제2전극(245,247)과의 열 팽창계수의 차이가 적은 물질이므로, 열 전도 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 접합 부재(255,257)는 다른 예로서, 전도성 필름을 포함할 수 있으며, 상기 전도성 필름은 절연성 필름 내에 하나 이상의 도전성 입자를 포함한다. 상기 도전성 입자는 예컨대, 금속이나, 금속 합금, 탄소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도전성 입자는 니켈, 은, 금, 알루미늄, 크롬, 구리 및 탄소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전도성 필름은 이방성(Anisotropic) 전도 필름 또는 이방성 도전 접착제를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(40C)와 상기 회로 기판(10) 사이에는 접착 부재 예컨대, 열전도성 필름을 포함할 수 있다. 상기 열전도성 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부티렌테레프탈레이드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부티렌나프탈레이트 등의 폴리에스터 수지; 폴리이미드 수지; 아크릴 수지; 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴-스티렌 등의 스티렌계 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리락트산 수지; 폴리우레탄 수지; 등을 사용할 수 있다. 또한, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체와 같은 폴리올레핀 수지; 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐리덴클로라이드 등의 비닐 수지; 폴리아미드 수지; 설폰계 수지; 폴리에테르-에테르케톤계 수지; 알릴레이트계 수지; 또는 상기 수지들의 블렌드 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(40C)는 회로 기판(10)의 표면 및 발광 구조물(225)의 측면 및 상면을 통해 광을 방출함으로써, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 이러한 회로 기판(10) 상에 발광 소자(40C)를 직접 본딩할 수 있어 공정이 간소화될 수 있다. 또한 발광 소자(40C)의 방열이 개선됨으로써, 조명 분야 등에 유용하게 활용될 수 있다.
도 23은 실시 예에 따른 발광 모듈의 회로 기판에서 배선의 패턴 간격에 따른 전압을 비교한 그래프이며, 도 24의 (A)(B)는 실시 예에 따른 발광 모듈의 회로 기판에서 회로 패턴의 배선 폭에 따른 전류 량을 비교하기 위한 도면이다.
도 23을 참조하면, 도체 간격이 0.3mm 이상 증가하면 정격 전압이 급격하게 증가하게 된다.
도 24의 (A)는 회로 기판 상에서의 배선의 도체 단면적에 따른 전류 허용치를 나타낸 그래프이며, (B)는 도체 단면적과 도체 폭의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 24의 (A)(B)와 같이, 회로 기판에 배치된 배선의 도체 단면적(1/2OZ, 1OZ, 2OZ, 3OA)이 변화되면 도체 폭이 증가하게 되며, 전류가 흐를 수 있는 허용치도 증가하게 된다. 상기 1/2OZ는 17.5㎛이며, 1OZ는 35㎛이며, 2OZ는 70㎛, 3OZ는 105㎛의 두께를 갖는 패턴이다. 여기서, (A)와 같이 전류 허용 상승 온도는 도체 단면적 및 전류가 증가함에 따라 증가하게 된다.
실시 예에 개시된 발광 모듈 또는/및 이를 갖는 라이트 유닛은 조명 장치에 적용될 수 있다. 상기 조명 장치는 실내등, 실외등, 가로등, 자동차 램프, 이동 장치의 전조등 또는 후미등, 지시등와 같은 장치를 포함한다.
실시 예에 개시된 발광 모듈 또는/및 이를 갖는 라이트 유닛은 표시 장치에 적용될 수 있다. 상기 표시 장치는 액정 표시 패널과 같은 패널의 후방에서 광을 조사하는 모듈이나 유닛으로 제공될 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 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.
1A,1B,1C,1D,1E,1F,2A,2B,2C,2D,3A,3B,40,40A,40B,40C: 발광 소자
10: 회로기판
21-26: 제1배선부
31-34: 제2배선부
35,36: 제3배선부
51,52,53: 구멍
61: 반사 부재
67: 투광성 부재
69: 광학 시트

Claims (15)

  1. 회로 기판; 및
    상기 회로 기판 위에 배치된 광원부를 포함하며,
    상기 광원부는 서로 다른 컬러를 발광하는 복수의 제1 내지 제3발광 소자를 포함하며,
    상기 복수의 제1발광 소자는 상기 제2 및 제3발광 소자의 외측 둘레에 배치되며,
    상기 복수의 제2발광 소자는 상기 복수의 제3발광 소자의 양측에 배치되며,
    상기 복수의 제1발광 소자는 직렬로 연결되며 상기 제2 및 제3발광 소자로부터 방출된 광의 파장보다 장 파장의 광을 발광하며,
    상기 복수의 제2발광 소자는 직렬로 연결되며 상기 제3발광 소자로부터 방출된 광의 파장보다 장 파장의 광을 발광하며,
    상기 복수의 제3발광 소자는 직렬로 연결되며,
    상기 제1 내지 제3발광 소자의 개수는 서로 다른 개수를 포함하는 발광 모듈.
  2. 회로 기판; 및
    상기 회로 기판 위에 배치된 광원부를 포함하며,
    상기 광원부는 서로 다른 컬러를 발광하는 복수의 제1 내지 제3발광 소자를 포함하며,
    상기 복수의 제1발광 소자는 상기 제2 및 제3발광 소자의 외측 둘레에 배치되며,
    상기 복수의 제2발광 소자는 상기 복수의 제3발광 소자의 양측에 배치되며,
    상기 회로 기판은 상기 복수의 제1발광 소자를 직렬로 연결해 주는 제1배선부, 상기 복수의 제2발광 소자를 직렬로 연결해 주는 제2배선부, 상기 복수의 제3발광 소자를 직렬로 연결해 주는 제3배선부를 포함하며,
    상기 회로 기판 상에서 상기 제1배선부는 상기 제2 및 제3배선부의 외측에 배치되며,
    상기 제1배선부는 복수의 배선을 포함하며, 상기 복수의 배선 각각은 상기 제2 및 제3배선부의 배선들 각각의 상면 면적보다 넓은 상면 면적을 포함하며,
    상기 제1 내지 제3발광 소자 각각은 방출된 광의 파장이 길수록 더 많은 개수를 갖는 발광 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회로 기판 상에 배치되며 상기 광원부의 둘레에 배치된 반사 부재를 포함하며,
    상기 복수의 제1발광 소자는 상기 반사 부재에 제2 및 제3발광 소자보다 인접하게 배치되는 발광 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 제1발광 소자는 상기 복수의 제2발광 소자의 개수보다 많은 개수를 포함하며,
    상기 복수의 제2발광 소자는 상기 복수의 제3발광 소자의 개수보다 많은 개수를 포함하는 발광 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2발광 소자는 상기 제3발광 소자의 개수의 200% 이상의 개수를 포함하며,
    상기 제1발광 소자는 상기 제2발광 소자 개수의 125% 이상의 개수를 포함하는 발광 모듈.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1발광 소자는 적색 광을 발광하며,
    상기 제2발광 소자는 녹색 광을 발광하며,
    상기 제3발광 소자는 청색 광을 발광하는 발광 모듈.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 제2발광 소자는 상기 복수의 제3발광 소자 사이의 영역을 중심으로 하며 상기 복수의 제1발광 소자를 지나는 가상 원의 내측에 배치되고,
    상기 복수의 제3발광 소자는 상기 복수의 제3발광 소자 사이의 영역을 중심으로 하며 상기 복수의 제2발광 소자를 지나는 가상 원의 내측에 배치되는 발광 모듈.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 제1발광 소자의 출력 측은 상기 복수의 제2발광 소자의 입력 측과 연결되며,
    상기 복수의 제2발광 소자의 출력 측은 상기 복수의 제3발광 소자의 입력 측에 연결되는 발광 모듈.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 복수의 제1발광 소자는 서로 반대측에 배치된 적어도 한 쌍의 소자들이 서로 대응되게 배치되며,
    상기 복수의 제2발광 소자는 상기 복수의 제3발광 소자를 기준으로 서로 반대측에 배치된 적어도 두 쌍의 소자들이 서로 대응되게 배치되는 발광 모듈.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 회로 기판에는 상기 반사 부재의 하부가 결합된 복수의 구멍을 포함하며,
    상기 복수의 구멍은 상기 복수의 제1발광 소자를 지나는 가상 원보다 외측에 배치되는 발광 모듈.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 반사 부재 내에 투광성 부재를 포함하는 발광 모듈.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 광원부의 둘레에 배치된 반사 부재;
    상기 회로 기판에 상기 반사 부재의 하부가 결합된 복수의 구멍; 및
    상기 반사 부재 내에 배치되며, 상기 제1배선부 상으로 돌출된 복수의 지지 돌기를 포함하는 발광 모듈.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 지지 돌기는 금속 재질을 포함하며,
    상기 지지 돌기는 상기 제1배선부의 배선 중 적어도 하나의 배선으로부터 적어도 하나가 돌출되는 발광 모듈.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 회로 기판 상에 상기 반사 부재의 외측에 배치된 열 감지 소자를 포함하는 발광 모듈.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 반사 부재는 상부 직경이 하부 직경보다 넓고,
    상기 반사 부재는 상기 하부 직경보다 높은 높이를 갖는 발광 모듈.
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