KR20170011869A - 발광 다이오드 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 기술적 사상에 의한 발광 다이오드 모듈은, 기판 상에 배치되는 발광 칩; 및 상기 기판 상에서 상기 발광 칩을 감싸도록 배치되는 광학 렌즈;를 포함하고, 상기 광학 렌즈는, 상기 발광 칩을 수납하는 홈(groove)을 내부에 가지고, 돔 형상의 상면을 가지는 몸체부와, 상기 몸체부의 하면으로부터 돌출되는 고리 형상의 지지부;를 포함하고, 상기 광학 렌즈는 상기 발광 칩의 상면 및 측벽을 감싸는 형상일 수 있다.

Description

발광 다이오드 모듈{Light Emitting Diode module}
본 발명의 기술적 사상은 발광 다이오드 모듈에 관한 것으로, 특히 인쇄 회로 기판에 직접 부착되는 광학 렌즈를 포함하는 발광 다이오드 모듈에 관한 것이다.
발광 다이오드(Lighting Emitting Diode; LED)는 장수명, 저전력, 소형 및 높은 내구성을 가진다. 이에 따라 발광 다이오드는 액정 표시 패널의 배면에서 광을 제공하는 백 라이트 유닛(Back Light Unit) 또는 다양한 조명 장치의 광원으로 많이 사용되고 있다. 이 경우 발광 다이오드의 광효율 향상을 위해 발광 다이오드의 상부에 광학 렌즈가 배치될 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 광학 렌즈 부착의 정밀도 및 실장 공정의 생산성을 증대시킬 수 있는 광학 렌즈를 포함하는 발광 다이오드 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 양태에 따른 발광 다이오드 모듈은, 기판 상에 배치되는 발광 칩; 및 상기 기판 상에서 상기 발광 칩을 감싸도록 배치되는 광학 렌즈;를 포함하고, 상기 광학 렌즈는 상기 발광 칩을 수납하는 홈(groove)을 내부에 가지고, 돔 형상의 상면을 가지는 몸체부와, 상기 몸체부의 하면으로부터 돌출되는 고리 형상의 지지부;를 포함하고, 상기 광학 렌즈는 상기 발광 칩의 상면 및 측벽을 감싸는 형상일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 발광 칩은 컵 구조의 패키지 몸체 내에 배치되어 발광 다이오드 패키지를 형성하고, 상기 발광 다이오드 패키지는 상기 기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 홈은 상기 발광 다이오드 패키지의 측벽의 적어도 일부를 감싸는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 지지부는 상기 발광 다이오드 패키지의 측벽을 감싸는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 지지부는 적어도 두 개의 호(arc)를 포함하고, 상기 적어도 두 개의 호 사이에는 갭(gap)이 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 적어도 두 개의 호 각각은 상기 홈의 중심으로부터 일정한 거리에 있는 가상의 원의 일부를 구성하도록 배치되고, 상기 적어도 두 개의 호 각각의 길이는 상기 가상의 원을 따라 측정된 갭의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 지지부는 적어도 두 개의 호를 가지고, 상기 적어도 두 개의 호의 각각의 길이는 서로 동일한 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 지지부과 상기 기판은 접착제에 의해 서로 고정되고, 상기 접착제는 상기 기판과 상기 지지부가 접하는 영역 중 일부 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 기판은 인쇄 회로 기판인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 기판 상에는 컨트롤러가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 양태에 따른 발광 다이오드 모듈은, 기판에 실장된 발광 칩; 및 상기 발광 칩의 상부에 배치되는 광학 렌즈;를 포함하고, 상기 광학 렌즈는, 상기 발광 칩을 수납하는 홈을 내부에 가지고, 돔 형상의 상면을 가지는 몸체부;와, 상기 몸체부의 하면으로부터 돌출되고 상기 홈의 중심으로부터 일정한 거리에 배치된 복수의 지지부들;을 포함하고, 상기 복수의 지지부들 중 인접한 지지부들은, 상기 복수의 지지부들이 일부를 구성하는 가상의 원에서 60도 이하 로 이격되도록 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 복수의 지지부들 중 인접한 지지부들은 상기 가상의 원에서 일정한 각도로 이격되도록 배치되는 것은 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 광학 렌즈는 상기 몸체부의 가장자리를 따라 형성된 측벽부를 더 포함하고, 상기 측벽부는 상기 홈의 중심으로부터 일정한 거리에 배치되는 적어도 세 개의 정렬 마크들을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 정렬 마크는 상기 측벽부를 관통하는 홀(hole)인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 몸체부의 중앙부는 오목한 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 발광 다이오드 모듈에 따르면, 광학 렌즈의 지지부가 방향성이 없는 고리 형상일 수 있다. 이에 따라, 광학 렌즈의 벌크 피더(bulk feeder) 내 걸림 현상이 완화되어 발광 다이오드 모듈의 생산성이 향상될 수 있고, 발광 다이오드 패키지와 광학 렌즈 간의 정렬이 보다 용이하게 될 수 있다. 또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 발광 다이오드 모듈에 따르면, 별도의 정렬 마크를 포함하여 정렬 검사의 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈를 포함하는 발광 다이오드 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1의 발광 다이오드 모듈에 포함되는 광학 렌즈를 나타내는 사시도, 평면도, 측면도 및 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 발광 다이오드 모듈의 평면도 및 단면도이다.
도 4는 도 3b 의 P1 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈를 나타내는 사시도 및 평면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈를 나타내는 사시도 및 평면도이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈를 포함하는 발광 다이오드 모듈을 나타내는 사시도이다.
도 8a 내지 도 8d는 도 7의 발광 다이오드 모듈에 포함되는 광학 렌즈를 나타내는 사시도, 평면도, 및 측면도이다.
도 9a 및 도 9b는 도 7의 발광 다이오드 모듈의 평면도 및 단면도이다.
도 10은 도 9b의 P2 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈를 포함하는 발광 다이오드 모듈을 나타내는 측면도이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈를 나타내는 사시도, 평면도, 및 측면도이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈를 포함하는 발광 다이오드 모듈을 나타내는 측면도이다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈를 이송시키는 벌크 피더(bulk feeder)를 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 다이오드 모듈을 포함하는 백라이트 어셈블리를 나타내는 분리 사시도이다.
도 15는 본 발명의 발광 다이오드 모듈을 포함하는 평판 반도체 발광 장치를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 발광 다이오드 모듈을 포함하는 반도체 발광 장치로서 벌브형 램프를 간략하게 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역, 부위, 또는 구성 요소를 다른 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈(10)를 포함하는 발광 다이오드 모듈(100)을 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 발광 다이오드 모듈(100)은 기판(101) 상에 배치되는 발광 다이오드 패키지(103) 및 상기 기판(101) 상에서 상기 발광 다이오드 패키지(103)의 측벽을 감싸도록 배치되는 광학 렌즈(10)를 포함한다. 상기 광학 렌즈(10)는 몸체부(11)와 지지부(15)를 포함할 수 있다. 상기 몸체부(11)는 상기 발광 다이오드 패키지(103)를 수납하는 홈(13)을 내부에 가지고, 돔 형상의 상면을 가질 수 있다. 상기 지지부(15)는 상기 몸체부(11)의 하면으로부터 돌출된 고리 형상일 수 있다. 상기 광학 렌즈(10)는 상기 몸체부(11)의 가장 자리를 따라 형성된 측벽부(17)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 기판(101)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)일 수 있다. 즉, 상기 기판(101)은 상기 기판(101) 상에 실장되는 발광 다이오드 패키지(103)에 구동 신호를 공급하기 위한 회로 패턴을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 패키지(103)는 상기 기판(101) 상에 배치된다. 상기 발광 다이오드 패키지(103)는 컵 구조의 패키지 몸체 내에 발광 칩이 배치되고, 상기 발광 칩을 덮는 몰딩재를 포함하는 구조일 수 있다. 상기 발광 칩은 플립 칩 본딩 또는 와이어 본딩 방식으로 상기 패키지 몸체와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 패키지 몸체의 내측벽은 경사가 형성되어 상기 발광 칩으로부터 발생하는 광을 전면으로 반사시킬 수 있다. 상기 몰딩재에는 형광체가 혼합될 수 있다. 다만, 상기 발광 다이오드 패키지(103)의 구조는 전술한 바에 한정하지 않으며, 다양한 구조를 가질 수 있다.
도면에서는 상기 기판(101) 상에 하나의 발광 다이오드 패키지(103) 만이 실장되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상에 의한 발광 다이오드 모듈(100)은 상기 기판(101) 상에 실장된 복수의 발광 다이오드 패키지(103)들을 광원으로 사용할 수 있다.
상기 광학 렌즈(10)는 발광 다이오드 패키지(103)의 광효율 향상을 위해 발광 다이오드 패키지(103)의 상부에 배치될 수 있다. 상기 광학 렌즈(10)는 도 2a 내지 도 2e를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1의 발광 다이오드 모듈(100)에 포함되는 광학 렌즈(10)를 나타내는 도면들이다. 도 2a는 상기 광학 렌즈(10)를 상측에서 나타내는 사시도이다. 도 2b는 상기 광학 렌즈(10)를 하측에서 나타내는 사시도이다. 도 2c는 상기 광학 렌즈(10)의 평면도이다. 도 2d는 상기 광학 렌즈(10)의 측면도이다. 도 2e는 도 2c의 A-A선 단면을 나타내는 단면도이다. 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 의미하며, 중복되는 부재에 대해서는 간략히 설명하도록 한다.
도 1, 도 2a 내지 도 2e를 참조하면, 광학 렌즈(10)는 몸체부(11)와 지지부(15)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 광학 렌즈(10)는 상기 몸체부(11)의 가장 자리를 따라 측벽부(17)를 더 포함할 수 있다.
상기 몸체부(11)는 상기 발광 다이오드 패키지(103)를 수납하는 홈(13)을 내부에 가질 수 있다. 상기 홈(13)은 돔 형상의 공간일 수 있다. 상기 홈(13)은 발광 다이오드 패키지(103)의 측벽의 적어도 일부를 감싸도록, 상기 발광 다이오드 패키지(103)의 폭보다 넓은 폭을 가질 수 있다.
상기 몸체부(11)는 돔 형상의 상면을 가질 수 있다. 이 때, 상기 몸체부(11)의 중앙부는 오목한 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 몸체부(11)는 상기 홈(13)과 오버랩되는 영역의 두께가 상기 홈(13)와 오버랩되지 않는 영역의 두께보다 더 얇은 형상일 수 있다.
다만, 상기 몸체부(11)의 상면의 형상 및 상기 홈(13)의 형상이 전술한 바에 한정되는 것은 아니고, 발광 다이오드 패키지(103)로부터 발생되는 광을 보다 효율적으로 방출시킬 수 있는 다양한 구조가 선택될 수 있다.
상기 지지부(15)는 상기 홈(13)의 중심(C1)으로부터 일정한 거리(D1)에서, 상기 몸체부(11)의 하면으로부터 돌출된 고리 형상일 수 있다. 이에 따라, 상기 지지부(15)는 상기 지지부(15)가 형성된 평면(도 2c에서 X-Y 평면)에서 방향성을 갖지 않을 수 있다. 이에 따라 상기 광학 렌즈(10)를 기판(101) 상에 실장할 때 방향 보정을 위한 회전 정렬이 필요하지 않을 수 있다.
또한, 고리 형상의 상기 지지부(15)는 측면(X방향 또는 Y방향)에서 볼 때 단순한 구조를 가질 수 있다(도 2d 참조). 따라서, 상기 광학 렌즈(10)가 상기 기판(101)으로 투입되기 위해 이송 레일 상에서 이송될 때, 상기 지지부(15)와 이송 레일 간의 단순한 체결 구조로 인해 상기 광학 렌즈(10)가 이송 레일에 걸리지 않고 생산성이 향상될 수 있다.
구체적으로, 다수의 광학 렌즈(10)들은 기판(101) 상에 실장되기 위하여 레일 형상의 벌크 피더(Bulk feeder)를 통해 이송될 수 있다. 이송된 광학 렌즈(10)들은 마운터에 의해 상기 기판(101) 상에 실장될 수 있다. 이 때 광학 렌즈(10)는 상기 기판(101) 상에 이미 실장되어 있는 발광 다이오드 패키지(103)와 적절하게 정렬되는 것이 필요하다.
상기 광학 렌즈(10)와 상기 발광 다이오드 패키지(103)를 정렬시키기 위하여, 요철 구조를 갖는 지지부(15)가 이용될 수 있다. 상기 광학 렌즈(10)의 몸체부(11)는 돔 형상의 상면과 평평한 형상의 하면을 가질 수 있으며, 상기 지지부(15)는 상기 몸체부(11)의 하면으로부터 돌출된 요철 구조일 수 있다.
즉, 복수의 광학 렌즈(10)들은 상기 지지부(15)의 요철 구조와 맞물리는 홈을 가지는 벌크 필더 상에서 이송됨으로써, 이송 과정에서 정렬될 수 있다. 마운터는 상기 벌크 필더 상에서 이미 위치가 정렬된 광학 렌즈들을 기판(101) 상으로 이동시키므로, 상기 광학 렌즈(10)와 상기 발광 다이오드 패키지(103)가 보다 정밀하게 정렬될 수 있다.
일반적인 광학 렌즈에 포함되는 지지부의 요철 구조는, 복수의 돌출부들이 서로 이격된 아일랜드 형태일 수 있다. 이 경우, 벌크 피더는 상기 복수의 이격된 돌출부들과 각각 맞물리는 복수의 홈들이 형성되어야 한다. 따라서, 광학 렌즈와 벌크 피더 간이 복잡한 체결 구조를 가지며, 지지부의 복수의 돌출부들 중 어느 하나라도 홈에 맞물리지 못할 경우 광학 렌즈는 상기 벌크 피더 상에서 정렬되지 못한다. 정렬되지 못한 광학 렌즈는 벌크 피더에 걸림(jam)을 유발시켜 광학 렌즈의 이송을 지연시킬 수 있다. 또한 재정렬되기 위해 벌크 피더로부터 탈락하는 과정에서 광학 렌즈의 몸체부에 스크래치가 발생할 수 있다.
반면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 광학 렌즈(10)에 따르면, 광학 렌즈(10)에 포함되는 지지부(15)의 요철 구조는 몸체부(11)의 홈(13)으로부터 일정한 거리에 있는 고리(ring) 형상이 몸체부(11)의 하면으로부터 돌출되는 형상일 수 있다. 즉, 상기 지지부(15)의 측면에서 바라본 요철 구조는 하나의 사각 형상일 수 있다(도 2d 참조). 벌크 피더는 상기 광학 렌즈(10)의 측면에서 바라본 요철 형상과 맞물리도록 홈이 형성되므로, 비교적 넓은 폭을 갖는 하나의 홈만이 형성될 수 있다. 상기 광학 렌즈(10)는 하나의 지지부(15)와 하나의 홈이 맞물려서 상기 벌크 피더 상에 정렬될 수 있다.
이와 같이, 상기 광학 렌즈(10)와 상기 벌크 피더 간의 단순한 체결 구조는 광학 렌즈(10)가 벌크 피더에 걸리거나 광학 렌즈(10)의 재정렬 문제를 해소시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 광학 렌즈(10)를 포함하는 발광 다이오드 모듈(100)의 제조에 있어서, 광학 렌즈(10)의 공급 속도 향상에 따른 생산성을 향상시킬 수 있으며, 광학 렌즈의 스크래치가 개선되어 광학 렌즈(10)의 광효율을 높일 수 있다.
후술하는 도 13a 및 도 13b를 참조하면, 벌크 피더(1000) 상에서 이송되는 광학 렌즈(10)가 도시되어 있다. 상기 광학 렌즈(10)의 지지부(15)는 상기 벌크 피더(1000)의 홈(1000G)에 맞물려 체결될 수 있다. 이에 의해 상기 광학 렌즈(10)는 상기 벌크 피더(1000) 상에서 정렬될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 지지부(15)는 적어도 두 개의 호(arc)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 두 개의 호 사이에는 갭(gap)이 형성될 수 있다. 즉, 고리 형상의 지지부(15)는 적어도 두 개의 갭에 의해 분할된 적어도 두 개의 호로 구성될 수 있다. 이에 대해서는 도 5a 내지 도 6b를 참조하여 후술하도록 한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 발광 다이오드 모듈(100)의 평면도 및 측면도이다. 도 4는 도 3b 의 P1 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1, 도 3a, 및 도 3b를 참조하면, 광학 렌즈(10)는 기판(101) 상에 실장된 발광 다이오드 모듈(103)의 상부를 덮도록 상기 기판(101) 상에 배치될 수 있다. 이 경우 상기 광학 렌즈(10)의 홈(13)과 지지부(15)는 상기 발광 다이오드 모듈(103)을 감싸도록 배치될 수 있다.
도 4를 함께 참조하면, 상기 광학 렌즈(10)의 지지부(15)는 접착제(105)에 의해 상기 기판(101) 상에 고정될 수 있다. 즉, 상기 지지부(15)의 하면과 상기 기판(101)의 상면 사이에 접착제(105)가 개재될 수 있다. 이 경우, 상기 접착제(105)는 상기 기판(101) 상에서 상기 지지부(15)와 상기 기판(101)이 서로 대향하는 영역 중 임의의 일부 영역에만 도포될 수 있다. 상기 지지부(15)는 방향성을 갖지 않으므로, 상기 지지부(15)의 고리 형상과 대향하는 영역 중 어느 부분에 접착제(105)를 도포하더라도 상기 광학 렌즈(10)의 지지부(15)와 상기 기판(101)의 접착이 가능할 수 있다. 상기 지지부(15)와 상기 기판(101)이 서로 대향하는 영역은 고리 형상을 가지지만, 상기 접착제(105)는 상기 고리 형상의 대향 영역 중 서로 이격된 4개 영역에만 도포될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 접착제(105)는 상기 지지부(15)와 상기 기판(101)이 서로 대향하는 영역 중 적어도 2개 영역에만 도포될 수 있으며, 상기 지지부(15)와 상기 기판(101)이 대향하는 영역 전체에 도포될 수 있다.
일반적인 경우, 광학 렌즈의 지지부는 복수의 돌출부들이 서로 이격된 아일랜드 형태일 수 있다. 이에 따라, 지지부에 의해 점유되는 면적이 매우 좁을 수 있다. 따라서 기판 상에 접착제를 도포할 때, 기판 상에서 접착제가 도포된 영역과 지지부에 의해 점유되는 영역이 일치하도록 추가적인 정렬을 하는 것이 필요하다. 즉, 발광 다이오드 패키지의 중심과 광학 렌즈의 중심을 맞추는 1차 정렬 이외에, 광학 렌즈를 회전하여 방향을 보정하는 2차 정렬이 필요하다.
반면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 광학 렌즈(10)는 방향성을 갖지 않는다. 따라서, 상기 접착제(105)가 상기 지지부(15)와 상기 기판(101)이 대향하는 영역 중 임의의 일부 영역에만 도포되더라도 기판(101)과 광학 렌즈(10)간의 접착이 가능하여 접착 불량을 개선할 수 있다. 또한, 광학 렌즈(10)를 기판(101) 상에 실장할 때 2차 정렬이 생략될 수 있어 발광 다이오드 모듈의 생산성을 높일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 발광 다이오드 모듈(100)은 직하형 백 라이트 유닛에 이용될 수 있다. 이에 따라, 상기 기판(101) 상에는 복수의 발광 다이오드 패키지(103)들이 실장될 수 있다. 또한, 상기 기판(101) 상에는 상기 발광 다이오드 패키지(103)의 구동 프로그램을 저장하고 컨트롤할 수 있는 컨트롤러가 실장될 수 있다. 이에 대해서는 도 14를 참조하여 후술하도록 한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈(20)를 나타내는 사시도 및 평면도이다. 도 5a 및 도 5b의 광학 렌즈(20)는 도 2a 내지 도 2e의 광학 렌즈(10)와 유사하나, 지지부(25)의 형상에 차이가 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 광학 렌즈(20)의 지지부(25)는 세 개의 호(arc)(25A,25B,25C)를 포함할 수 있다. 상기 세 개의 호(25A,25B,25C) 사이에는 각각 갭(G)이 형성될 수 있다. 상기 갭(G)은 상기 발광 다이오드 패키지(103)의 구동에 따라 발생하는 열을 방출시키는 통로가 될 수 있다.
상기 세 개의 호(25A,25B,25C) 각각은 상기 홈(13)의 중심으로부터 일정한 거리에 있는 가상의 원의 일부를 구성하도록 배치될 수 있다. 즉, 상기 지지부(25)를 구성하는 세 개의 호(25A,25B,25C)는, 도 2a 내지 도 2e의 지지부(15)가 세 개의 갭(G)에 의해 분할된 형상일 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 지지부(25)를 구성하는 세 개의 호(25A,25B,25C)의 길이는 서로 동일할 수 있다.
상기 지지부(25)의 세 개의 호(25A,25B,25C) 각각의 호의 길이(A1)는, 세 개의 갭 중 어느 하나의 갭의 길이(A2)보다 클 수 있다. 상기 호의 길이(A1) 및 상기 갭의 길이(A2)는 상기 호(25A,25B,25C)의 폭의 중간부를 기준으로 측정될 수 있다. 이 때, 상기 호의 길이(A1)와 상기 갭(G)의 길이(A2)는 상기 가상의 원을 따라 측정된다. 즉, 상기 가상의 원에서 상기 지지부(25)에 의해 점유되는 면적은 상기 갭(G)에 의해 점유되는 면적보다 넓어지게 된다. 일부 실시예들에서, 상기 어느 하나의 갭의 길이(A2)는 약 0.5mm 이하일 수 있다.
상기 기판(101) 상에는 상기 광학 렌즈(20)를 접착시키기 위해 접착제가 도포될 수 있다. 이 경우, 상기 기판(101)과 상기 가상의 원이 대향하는 영역 중 임의의 일부 영역에만 접착제를 도포하여도 상기 광학 렌즈(10)의 지지부(25)와 상기 기판(101)의 접착이 가능할 수 있다.
일반적인 경우, 지지부는 복수의 돌출부들이 서로 이격된 아일랜드 형태일 수 있다. 이에 따라, 지지부에 의해 점유되는 면적이 매우 좁을 수 있다. 따라서 기판 상에 접착제를 도포할 때, 기판 상에서 접착제가 도포된 영역과 지지부에 의해 점유되는 영역이 일치하도록 추가적인 정렬을 하는 것이 필요하다. 즉, 기판 상이 발광 다이오드 패키지의 중심과 광학 렌즈의 중심을 맞추는 1차 정렬 이외에, 광학 렌즈를 회전하여 방향을 보정하는 2차 정렬이 필요하다.
반면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 광학 렌즈(20)는 방향성을 갖지 않으므로. 기판(101)과 광학 렌즈(20)간의 접착이 안정적이고, 광학 렌즈(20)를 실장할 때 2차 정렬이 생략될 수 있어 발광 다이오드 모듈의 생산성을 높일 수 있다.
도면에서는 상기 지지부(25)가 세 개의 갭(G)으로 분리된 세 개의 호를 포함하는 것으로 예시하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예들에서, 상기 지지부(25)는 적어도 두 개의 갭(G)을 포함하고, 상기 적어도 두 개의 갭(G)에 의해 이격된 적어도 두 개의 호를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 적어도 두 개의 호 각각의 길이는 상기 가상의 원을 따라 측정된 갭의 길이보다 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 지지부가 적어도 두 개의 호를 가지는 경우, 상기 적어도 두 개의 호의 각각의 길이는 서로 동일할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 지지부(25)는 하나의 갭(G)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 지지부(25)는 12개의 갭(G)을 포함하고, 12개의 호로 이루어질 수 있다.
상기 도 5a 및 도 5b의 광학 렌즈(20)는 도 1, 도 3a, 및 도 3b를 참조하여 설명한 광학 다이오드 모듈(10)의 광학 렌즈(10)를 대체할 수 있다.
도 1, 도 3a, 및 도 3b을 함께 참조하면, 광학 렌즈(20)의 지지부(25)는 접착제(105)에 의해 상기 기판(101) 상에 고정될 수 있다. 즉, 상기 지지부(25)의 하면과 상기 기판(101)의 상면 사이에 접착제(105)가 개재될 수 있다. 이 경우, 상기 접착제(105)는 상기 기판(101) 상에서 상기 지지부(25)와 상기 기판(101)이 서로 대향하는 영역 중 임의의 일부 영역에만 도포될 수 있다.
상기 지지부(25)는 도 1, 도 3a, 및 도 3b의 지지부(15)와는 달리 세 개의 호(25A,25B,25C) 사이에 갭(G)이 형성되어 있다. 그러나, 갭의 길이(A2)는 세 개의 호(25A,25B,25C)의 길이(A1)에 비해 매우 작을 수 있다. 따라서, 상기 지지부(25)의 상기 세 개의 호(25A,25B,25C)가 구성하는 가상의 원과 대향하는 영역 중 임의의 영역에 접착제(105)를 도포하더라도, 상기 지지부(25)와 상기 기판(101)의 접착이 보장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 갭의 길이는 상기 세 개의 호(25A,25B,25C)가 구성하는 가상의 원의 원주의 길이보다 약 1/20배일 수 있다. 상기 원주의 길이는 상기 호(25A,25B,25C)의 폭의 중간부를 기준으로 측정될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈(30)를 나타내는 사시도 및 평면도이다. 도 6a 및 도 6b의 광학 렌즈(30)는 도 2a 내지 도 2e의 광학 렌즈(10)와 유사하나, 지지부(35)의 고리 형상이 4개의 갭(G)을 포함하고, 상기 갭(G)에 의해 이격된 4개의 호를 포함하는 차이가 있다.
상기 도 6a 및 도 6b의 광학 렌즈(30)는 도 1, 도 3a, 및 도 3b를 참조하여 설명한 광학 다이오드 모듈(10)의 광학 렌즈(10)를 대체할 수 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈(40)를 포함하는 발광 다이오드 모듈(200)을 나타내는 사시도이다. 도 7의 발광 다이오드 모듈(200)은 도 1의 발광 다이오드 모듈(100)과 유사하나, 지지부(45)의 형상에 차이가 있다.
도 7을 참조하면, 발광 다이오드 모듈(200)은 기판(101) 상에 실장된 발광 다이오드 패키지(103) 및 상기 발광 다이오드 패키지(103)의 상부에 배치되는 광학 렌즈(40)를 포함할 수 있다. 상기 광학 렌즈(40)는 몸체부(11)와 복수의 지지부(45)들을 포함할 수 있다.
상기 몸체부(11)는 상기 발광 다이오드 패키지(103)를 수납하는 홈(13)을 내부에 가지고, 돔 형상의 상면을 가질 수 있다. 상기 복수의 지지부(45)들은 상기 홈의(13)의 중심으로부터 일정한 거리에서 상기 몸체부(11)의 하면으로부터 돌출되어 있다. 이 때, 상기 복수의 지지부(45)들 중 인접한 지지부(45)들은, 상기 복수의 지지부(45)들이 일부를 구성하는 가상의 원에서 60도 내로 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 기판(101)은 인쇄 회로 기판일 수 있다. 상기 발광 다이오드 패키지(103)는 컵 구조의 패키지 몸체 내에 발광 칩이 배치된 구조일 수 있고, 상기 기판(101) 상에 배치된다. 상기 광학 렌즈(40)는 발광 다이오드 패키지(103)의 광효율 향상을 위해 발광 다이오드 패키지(103)의 상부에 배치될 수 있다. 상기 광학 렌즈(40)는 도 8a 내지 도 8d를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 8a 내지 도 8d는 도 7의 발광 다이오드 모듈(200)에 포함되는 광학 렌즈(40)를 나타내는 도면들이다. 도 8a는 상기 광학 렌즈(40)를 상측에서 나타내는 사시도이다. 도 8b는 상기 광학 렌즈(40)를 하측에서 나타내는 사시도이다. 도 8c는 상기 광학 렌즈(40)의 평면도이다. 도 8d는 상기 광학 렌즈(40)의 측면도이다.
도 8a 내지 도 8d를 참조하면, 광학 렌즈(40)는 몸체부(11)와 복수의 지지부(45)들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 광학 렌즈(40)는 상기 몸체부(11)의 가장 자리를 따라 측벽부(17)를 더 포함할 수 있다.
상기 몸체부(11)는 상기 발광 다이오드 패키지(103)를 수납하는 홈(13)을 내부에 가질 수 있다. 상기 몸체부(11)는 돔 형상의 상면을 가질 수 있다.
복수의 지지부(45)들은 상기 홈(13)의 중심(C2)으로부터 일정한 거리(D2)에서, 상기 몸체부(11)의 하면으로부터 돌출될 수 있다(도 8d 참조). 이 때, 상기 복수의 지지부(45)들 중 인접한 지지부(45)들은 상기 복수의 지지부(45)들이 일부를 구성하는 가상의 원에서 약 60도 내로 이격되도록 배치될 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 복수의 지지부(45)들 중 인접한 지지부(45)들은 상기 가상의 원에서 일정한 각도(θ)로 이격되도록 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 광학 렌즈(40)는 상기 몸체부(11)의 하면으로부터 돌출되는 6개의 지지부(45)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 6개의 지지부(45)들은 인접한 지지부(45)들이 60도로 이격되도록 배치될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 도 7의 발광 다이오드 모듈(200)의 평면도 및 단면도이다. 도 10은 도 9b의 P2 부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 7, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 광학 렌즈(40)는 기판(101) 상에 실장된 발광 다이오드 모듈(103)의 상부를 덮도록 상기 기판(101) 상에 배치될 수 있다. 이 경우 상기 광학 렌즈(40)의 홈(13)과 복수의 지지부(45)들은 상기 발광 다이오드 모듈(103)을 감싸도록 배치될 수 있다.
도 10을 함께 참조하면, 상기 복수의 지지부(45)들은 서로 이격되어 형성되므로, 상기 복수의 지지부(45)들과 상기 기판(101)이 서로 대향하는 단면적은 매우 좁을 수 있다. 따라서, 상기 기판(101) 상에 상기 복수의 지지부(45)들과 접착되기 위한 접착제가 형성된 경우, 상기 복수의 지지부(45)들이 상기 기판(101)상의 접착제가 도포된 위치와 일치하도록 추가적인 정렬이 되는 것이 필요하다. 즉, 발광 다이오드 패키지(103)의 중심과 광학 렌즈(40)의 중심을 맞추는 1차 정렬 이외에, 상기 광학 렌즈(40)를 방향을 보정하는 2차 정렬이 필요할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 광학 렌즈(40)에 따르면, 인접한 지지부(45)들이 최대 60도 내로 이격되어 있으므로, 방향 보정을 위한 회전각이 최대 ±30도 내일 수 있다. 따라서, 방향 보정을 수행하는 렌즈 실장용 마운터의 회전각이 감소할 수 있어서 광학 렌즈 장착의 정밀도가 향상될 수 있다.
도 7 및 도 10에서는 상기 복수의 지지부(45)들과 상기 기판(101)을 고정하기 위하여 접착제(105)가 이용되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 복수의 지지부(45)들은 상기 기판(101)에 형성된 홈에 체결되는 방식으로 상기 기판(101)에 고정될 수 있다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈(50)를 나타내는 도면들이다. 도 11a는 상기 광학 렌즈(50)를 하측에서 나타내는 사시도이다. 도 11b는 상기 광학 렌즈(50)의 평면도이다. 도 11c는 상기 광학 렌즈(50)의 측면도이다. 도 11a 내지 도 11c의 광학 렌즈(50)는 도 8a 내지 도 8d의 광학 렌즈(40)와 유사하나, 측벽부(17)에 정렬 마크(59)가 더 형성되는 차이가 있다.
도 11a 내지 도 11c를 참조하면, 광학 렌즈(50)는 몸체부(11)와 복수의 지지부(45)들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 광학 렌즈(40)는 상기 몸체부(11)의 가장 자리를 따라 측벽부(17)를 더 포함할 수 있다.
상기 몸체부(11)는 내부에 홈(13)을 포함할 수 있으며, 돔 형상의 상면을 가질 수 있다. 이 때, 상기 몸체부(11)의 중앙부는 오목한 형상을 가질 수 있다. 상기 오목한 형상은 발광 다이오드 패키지(103)로부터 발생하는 광을 보다 효율적으로 방출하기 위한 것일 수 있다.
상기 복수의 지지부(45)들은 도 9a 및 도 9b에서 전술한 바와 같이, 상기 몸체부(11)의 하면에서 돌출되고 서로 이격된 형상일 수 있다.
상기 측벽부(17)는 홈(13)의 중심으로부터 일정한 거리에 배치되는 적어도 세 개의 정렬 마크(59)들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 정렬 마크(59)는 상기 측벽부(17)를 관통하는 홀(hole)일 수 있다.
상기 정렬 마크(59)는 상기 복수의 지지부(45)들이 상기 기판(101) 상의 접착제가 도포된 위치와 일치하도록 추가적인 정렬을 수행할 때 이용될 수 있다.
일반적으로, 상기 광학 렌즈(50)을 기판(101) 상에 배치할 때, 상기 광학 렌즈(50)의 홈(13)의 중심부와 상기 기판(101) 상에 실장된 발광 다이오드 패키지(103)의 중심부가 일치하도록 정렬한다. 상기 광학 렌즈(50)를 상기 기판(101) 상에 안착시킨 후에는, 상기 광학 렌즈(50)의 홈(13)의 중심부가 아닌 상기 광학 렌즈(50) 상면의 굴곡의 중심부와 상기 발광 다이오드 패키지(103)의 중심부가 일치하는지를 검사하게 된다. 따라서, 상기 광학 렌즈(50)의 안착 전후의 정렬을 확인하는 기준이 달라져서 검사의 신뢰성이 문제될 수 있다.
반면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 광학 렌즈(50)에 따르면, 상기 측벽부(17)에 형성된 적어도 세 개의 정렬 마크(59)를 사용함으로써, 상기 광학 렌즈(50)의 안착 전후에도 동일한 기준에 의해 정렬 일치 여부를 확인할 수 있어 검사의 신뢰성을 확보할 수 있다.
상기 도 11a 내지 도 11c의 광학 렌즈(50)는 도 7, 도 9a, 및 도 9b를 참조하여 설명한 광학 다이오드 모듈(200)의 광학 렌즈(40)를 대체할 수 있다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈(50')를 포함하는 발광 다이오드 모듈(200')을 나타내는 측면도이다.
도 12를 참조하면, 광학 렌즈(50')의 몸체부(11')는 내부에 홈(13)을 포함하고, 몸체부(11')의 상면은 오목한 부분을 포함하는 돔 형상일 수 있다. 이 때, 상기 광학 렌즈(50')의 몸체부(11')는 상기 홈(13)의 중심부와 상기 몸체부(11')의 상면의 오목한 부분의 중심부 간에 공차(S)가 발생할 수 있다.
이 경우, 상기 홈(13)의 중심부와 상기 발광 다이오드 모듈(103)의 중심부가 일치하도록 정렬하더라도, 추후 정렬 검사에서 상기 몸체부(11')의 상면의 오목한 부분의 중심부와 상기 발광 다이오드 모듈(103)의 중심부가 일치하지 않아 오정렬 결과가 나올 수 있다.
반면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 광학 렌즈(50')에 따르면, 상기 측벽부(17)에 형성된 적어도 세 개의 정렬 마크(59)를 사용함으로써, 상기 광학 렌즈(50)의 안착 전후에도 동일한 기준에 의해 정렬 일치 여부를 확인할 수 있어 검사의 신뢰성을 확보할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광학 렌즈를 이송시키는 벌크 피더(bulk feeder)를 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 벌크 피더(1000) 상에서 이송되는 광학 렌즈(10)가 도시되어 있다. 상기 벌크 피더(1000)의 상면은 경사지게 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 벌크 피더(1000)의 상면에는 상기 광학 렌즈(10)의 지지부(15)의 요철 구조와 맞물리도록 형성된 홈(1000G)이 형성될 수 있다. 상기 광학 렌즈(10)의 지지부(15)는 상기 벌크 피더(1000)의 홈(1000G)과 체결될 수 있다. 이에 따라 상기 벌크 피더(1000) 상의 상기 광학 렌즈(10)는 안정된 상태로 이송될 수 있으며, 상기 광학 렌즈(10)는 상기 벌크 피더(1000) 상에서 정렬될 수 있다.
도면에서는 상기 벌크 피더(1000) 상에 도 2a 내지 도 2e에서 설명한 광학 렌즈(10)가 정렬되는 것으로 도시하였으나, 상기 벌크 피더 (1000) 상에는 도 5a 내지 도 6b에서 설명한 광학 렌즈(20,30)가 정렬될 수 있다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 다이오드 모듈을 포함하는 백라이트 어셈블리를 나타내는 분리 사시도이다.
도 14를 참조하면, 직하형 백라이트 어셈블리(1000)는 하부 커버(1005), 반사 시트(1007), 발광 다이오드 모듈(1010), 광학 시트(1020), 액정 패널(1030) 및 상부 커버(1040)를 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 모듈(1010)은 하나 이상의 발광 다이오드와 회로 기판을 포함하는 발광 다이오드 어레이(1012) 및/또는 컨트롤러 (랭크 저장부, 구동 IC 등)(1013)를 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드 모듈(1010)은 도 1, 도 7, 및 도 12를 참조하여 설명한 발광 다이오드 모듈(100, 200, 200')일 수 있다. 또한, 상기 발광 다이오드 모듈(1010)은 도 2a 내지 도 2e, 도 5a 내지 도 6b, 도 8a 내지 도 8d, 도 11a 내지 도 11c를 참조하여 설명한 광학 렌즈(10,20,30,40,50,50') 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
컨트롤러(1013)는 발광 다이오드 어레이(1012)에 포함된 각 발광 다이오드의 구동 정보 및/또는 각 발광 다이오드를 개별 또는 그룹으로 온/오프 또는 밝기를 조절 할 수 있는 구동 프로그램(IC)를 저장하고 컨트롤할 수 있다. 발광 다이오드 어레이(1012)는 직하형 백라이트 어셈블리(1000) 외부의 발광 다이오드 구동부로부터 발광을 위한 전력 및 구동을 위한 정보를 받을 수 있고, 상기 컨트롤러(1013)부는 상기 발광 다이오드 구동부로 부터의 구동 정보를 감지하고, 감지된 구동 정보에 기반하여 발광 다이오드 어레이(1012)의 각 발광 다이오드에 공급하는 전류 등을 조절할 수 있다.
광학 시트(1020)는 발광 다이오드 모듈(1010)의 상부에 구비되며, 확산 시트(1021), 집광 시트(1022), 보호 시트(1023) 등을 포함할 수 있다. 즉, 발광 다이오드 모듈(1010) 상부에 발광 다이오드 모듈(1010)로부터 발광된 빛을 확산시키는 확산 시트(1021), 확산 시트(1021)로부터 확산된 광을 모아 휘도를 높여주는 집광 시트(1022), 집광 시트(1022)를 보호하고 시야각을 확보하는 보호 시트(1023)가 순차적으로 마련될 수 있다. 상부 커버(1040)는 광학 시트(1020)의 가장자리를 테두리 치며, 하부 커버(1005)와 조립 체결될 수 있다. 광학 시트(1020)와 상부 커버(1040) 사이에는 액정 패널(1030)을 더 구비할 수 있다.
상기 액정 패널(1030)은 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 한 쌍의 제1 기판(미도시) 및 제2 기판(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 제1 기판에는 다수의 게이트 라인과 다수의 데이터 라인이 교차하여 화소 영역을 정의하고, 각 화소 영역의 교차점마다 박막 트랜지스터(TFT)가 구비되어 각 화소 영역에 실장된 화소전극과 일대일 대응되어 연결된다. 제2 기판에는 각 화소 영역에 대응되는 R, G, B 컬러의 컬러필터와 이들 각각의 가장자리와 게이트 라인과 데이터 라인 그리고 박막 트랜지스터 등을 가리는 블랙 매트릭스를 포함할 수 있다.
도 15는 본 발명의 발광 다이오드 모듈을 포함하는 평판 반도체 발광 장치를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 평판 반도체 발광 장치(1100)는 광원(1110), 전원공급장치(1120) 및 하우징(1130)을 포함할 수 있다. 광원(1110)은 본 발명의 실시예에 따라 도 1, 도 7, 및 도 12를 참조하여 설명한 발광 다이오드 모듈(100, 200, 200')을 포함하는 발광 다이오드 어레이부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 광원(1110)은 도 2a 내지 도 2e, 도 5a 내지 도 6b, 도 8a 내지 도 8d, 도 11a 내지 도 11c를 참조하여 설명한 광학 렌즈(10,20,30,40,50,50') 중 적어도 하나를 포함하는 발광 다이오드 어레이부를 포함할 수 있다. 광원(1110)은 발광 다이오드 어레이부를 포함할 수 있고, 전체적으로 평면 현상을 이루도록 형성될 수 있다.
전원 공급 장치(1120)는 광원(1110)에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다.
하우징(1130)은 광원(1110) 및 전원 공급 장치(1120)가 내부에 수용되도록 수용 공간이 형성될 수 있고, 일측면에 개방된 육면체 형상으로 형성되나 이에 한정되는 것은 아니다. 광원(1110)은 하우징(1130)의 개방된 일측면으로 빛을 발광하도록 배치될 수 있다.
도 16은 본 발명의 발광 다이오드 모듈을 포함하는 반도체 발광 장치로서 벌브형 램프를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 반도체 발광 장치 (1200)는 소켓(1210), 전원부(1220), 방열부(1230), 광원(1240) 및 광학부(1250)를 포함할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상에 따라, 광원(1240)은 본 발명의 실시예에 따라 도 1, 도 7, 및 도 12를 참조하여 설명한 발광 다이오드 모듈(100, 200, 200')을 포함하는 발광 다이오드 어레이부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 광원(1240)은 도 2a 내지 도 2e, 도 5a 내지 도 6b, 도 8a 내지 도 8d, 도 11a 내지 도 11c를 참조하여 설명한 광학 렌즈(10,20,30,40,50,50') 중 적어도 하나를 포함하는 발광 다이오드 어레이부를 포함할 수 있다.
소켓(1210)은 기존의 조명 장치와 대체 가능하도록 구성될 수 있다. 조명 장치(1200)에 공급되는 전력은 소켓(1210)을 통해서 인가될 수 있다. 전원부(1220)는 제1 전원부(1221) 및 제2 전원부(1222)로 분리되어 조립될 수 있다.
방열부(1230)는 내부 방열부(1231) 및 외부 방열부(1232)를 포함할 수 있고, 내부 방열부(1131)는 광원(1240) 및/또는 전원부(1220)와 직접 연결될 수 있고, 이를 통해 외부 방열부(1232)로 열이 전달되게 할 수 있다. 광학부(1250)는 내부 광학부 및 외부 광학부를 포함할 수 있고, 광원(1240)이 방출하는 빛을 고르게 분산시키도록 구성될 수 있다.
광원(1240)은 전원부(1220)로부터 전력을 공급받아 광학부(1250)로 빛을 방출할 수 있다. 광원(1240)은 전술한 본 발명의 예시적 실시예들에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이부를 포함할 수 있다. 광원(1240)은 하나 이상의 발광소자 패키지(1241), 회로기판(1242) 및 랭크 저장부(1243)를 포함할 수 있고, 랭크 저장부(1243)는 발광소자 패키지(1241)들의 랭크 정보를 저장할 수 있다.
광원(1240)이 포함하는 복수의 발광 다이오드 패키지(1241)는 동일한 파장의 빛을 발생시키는 동일한 종류일 수 있다. 또는 서로 상이한 파장의 빛을 발생시키는 이종(異種)으로 다양하게 구성될 수도 있다.
예를 들어, 발광 다이오드 패키지(1241)는 청색 발광 다이오드에 황색, 녹색, 적색 또는 오렌지색의 형광체를 조합하여 백색광을 발하는 발광 다이오드와 보라색, 청색, 녹색, 적색 또는 적외선 발광소자 중 적어도 하나를 포함하도록 구성하여 백색 광의 색 온도 및 연색성(CRI)을 조절하도록 할 수 있다. 또는 발광 다이오드 칩이 청색 광을 발광하는 경우, 황색, 녹색, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함한 발광소자 패키지는 형광체의 배합 비에 따라 다양한 색 온도의 백색 광을 발광하도록 할 수 있다. 또는 상기 청색 발광 다이오드 칩에 녹색 또는 적색 형광체를 적용한 발광 다이오드 패키지는 녹색 또는 적색 광을 발광하도록 할 수 있다. 상기 백색 광을 내는 발광소자 패키지와 상기 녹색 또는 적색 광을 내는 패키지를 조합하여 백색 광의 색온도 및 연색성을 조절하도록 할 수 있다. 또한, 보라색, 청색, 녹색, 적색 또는 적외선을 발광하는 발광소자 중 적어도 하나를 포함하게 구성할 수도 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
10,20,30,40,50,50’: 광학 렌즈, 11: 몸체부, 13: 홈, 15,25,35,45: 지지부, 25A,25B,25C: 호, 59: 정렬 마크, 17: 측벽부, 100,200,200’: 발광 다이오드 모듈, 101: 기판, 103: 발광 다이오드 패키지, 105: 접착제, 1000: 벌크 피더, G: 갭

Claims (10)

  1. 기판 상에 배치되는 발광 칩; 및
    상기 기판 상에서 상기 발광 칩을 감싸도록 배치되는 광학 렌즈;를 포함하고,
    상기 광학 렌즈는,
    상기 발광 칩을 수납하는 홈(groove)을 내부에 가지고, 돔 형상의 상면을 가지는 몸체부와,
    상기 몸체부의 하면으로부터 돌출되는 고리 형상의 지지부;를 포함하고,
    상기 광학 렌즈는 상기 발광 칩의 상면 및 측벽을 감싸는 발광 다이오드 모듈.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 발광 칩은 컵 구조의 패키지 몸체 내에 배치되어 발광 다이오드 패키지를 형성하고, 상기 발광 다이오드 패키지는 상기 기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 홈은 상기 발광 다이오드 패키지의 측벽의 적어도 일부를 감싸는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 지지부는 상기 발광 다이오드 패키지의 측벽을 감싸는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 지지부는 적어도 하나의 호(arc)를 포함하고, 상기 적어도 두 개의 호 사이에는 갭(gap)이 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 호 각각은 상기 홈의 중심으로부터 일정한 거리에 있는 가상의 원의 일부를 구성하도록 배치되고,
    상기 적어도 하나의 호 각각의 길이는 상기 가상의 원을 따라 측정된 갭의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 지지부과 상기 기판은 접착제에 의해 서로 고정되고, 상기 접착제는 상기 기판과 상기 지지부가 접하는 영역 중 일부 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  8. 기판에 실장된 발광 칩; 및
    상기 발광 칩의 상부에 배치되는 광학 렌즈;를 포함하고,
    상기 광학 렌즈는,
    상기 발광 칩을 수납하는 홈을 내부에 가지고, 돔 형상의 상면을 가지는 몸체부;와,
    상기 몸체부의 하면으로부터 돌출되고 상기 홈의 중심으로부터 일정한 거리에 배치된 복수의 지지부들;을 포함하고,
    상기 복수의 지지부들 중 인접한 지지부들은, 상기 복수의 지지부들이 일부를 구성하는 가상의 원에서 60도 이하 로 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 광학 렌즈는 상기 몸체부의 가장자리를 따라 형성된 측벽부를 더 포함하고,
    상기 측벽부는 상기 홈의 중심으로부터 일정한 거리에 배치되는 적어도 세 개의 정렬 마크들을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 정렬 마크는 상기 측벽부를 관통하는 홀(hole)인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 모듈.
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