KR101824734B1 - 발광모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광모듈에 대한 것으로, 이 모듈은 방열부재, 상기 방열부재 위에 절연 플레이트, 상기 절연 플레이트 위에 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자를 포함하며, 상기 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자 사이에 상기 절연플레이트를 관통하며 상기 방열부재와 접하는 방열비아홀을 포함하는 회로기판 및 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자에 전기적으로 연결되며 상기 방열비아홀 위에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함한다. 따라서, 방열성 및 소자 신뢰성이 향상된 발광모듈을 제공할 수 있다.

Description

발광모듈{LIGHT EMITTING MODULE}

본 발명은 발광 모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 회로기판이란 전기 절연성 기판에 구리와 같은 전도성 재료로 회로 패턴을 형성시킨 것으로 전자부품 관련 발열소자를 탑재하기 직전의 기판을 말한다. 상기와 같은 회로기판은 반도체 소자 및 발광다이오드(LED:light emitting diode) 등과 같은 발열소자를 탑재하게 되는데, 특히, 발광다이오드 등과 같은 소자는 심각한 열을 방출한다.

따라서, 상기와 같이 발열소자가 실장된 회로기판에서 열이 처리되지 못하게 되면, 발열소자가 탑재된 회로기판의 온도를 상승시켜 발열소자의 동작 불능 및 오동작을 야기할 뿐만 아니라 제품의 신뢰성을 저하시키게 된다

실시예는 방열비아홀을 갖는 발광모듈을 제공한다.

실시예는 발광 다이오드를 회로기판에 구비된 방열비아홀 위에 접촉시킨 발광모듈을 제공한다.

실시예는 전도성 비아의 상면에 발광 다이오드의 지지 프레임을 접촉시켜 주는 발광모듈을 제공한다.

실시예는 방열부재, 상기 방열부재 위에 절연 플레이트, 상기 절연 플레이트 위에 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자를 포함하며, 상기 제1 전극 단자 및 제2 전극 단자 사이에 상기 절연 플레이트를 관통하며 상기 방열부재와 접하는 방열비아홀을 포함하는 회로기판; 및 상기 제1 전극 단자와 상기 제2 전극 단자에 전기적으로 연결되며 상기 방열비아홀 위에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함한다.

실시예는 발광 다이오드의 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.

실시예는 발광모듈의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.

도 1은 제1 실시예에 따른 발광모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광모듈의 일부분의 확대사시도이다.
도 3은 도 2의 발광모듈을 Ⅰ-Ⅰ'으로 절단한 단면도이다.
도 4는 제2 실시예에 따른 발광모듈의 단면도이다.
도 5는 제3 실시예에 따른 발광모듈의 단면도이다.
도 6은 제4 실시예에 따른 발광모듈의 단면도이다.
도 7은 제5 실시예에 따른 발광모듈의 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 발광모듈을 포함하는 백라이트 유닛의 분해사시도이다.
도 10은 보 발명에 따른 발광모듈을 포함하는 조명 시스템의 사시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

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.

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.

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.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광모듈을 설명한다.

도 1은 제1 실시예에 따른 발광모듈을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 발광모듈의 일부분의 확대 사시도이며, 도 3은 도 2의 발광모듈을 Ⅰ-Ⅰ'으로 절단한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 발광모듈(300)은 회로기판(200) 및 상기 회로기판(200) 위에 발광 다이오드(100)를 포함한다.

상기 발광모듈(300)은 회로기판(200) 위에 복수의 발광 다이오드(100)가 소정 간격으로 배열된 구조로서, 상기 복수의 발광 다이오드(100)는 1열 또는 그 이상의 열로 배열될 수 있으며, 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 이러한 기술적 특징은 실시예의 기술적 범위 내에서 변경될 수 있다.

상기 회로기판(200)은 절연 플레이트(250), 복수의 절연층(220,230,240), 동박층(210) 및 복수의 회로 패턴(221,225)을 포함한다. 상기 회로기판(200)은 FCCL(flexible copper clad laminate)를 베이스로 절연 플레이트(250)의 상하부에 형성되어 있는 동박층 중 하부 동박층(210)을 방열 플레이트로 사용하며, 상부 동박층은 패터닝 또는 도금에 의해 제1 회로 패턴(225)를 형성한다.

상기 회로기판(200)의 절연 플레이트(250)는 상기 회로기판(200)의 베이스로서, 에폭시계 또는 폴리 이미드계 수지를 포함하며, 내부에 고형 성분, 예를 들어, 필러 또는 유리 섬유 등이 분산되어 있는 유연성 기판일 수 있다.

상기 절연 플레이트(250)는 두께를 1mm ± 0.5mm 정도로 형성될 수 있으며, 이러한 두께로 한정하지는 않는다.

상기 절연 플레이트(250) 위에 상부 동박층을 식각하거나 도금하여 제1 회로 패턴(225)이 형성되며, 상기 제1 회로 패턴(225) 사이를 절연하며 제1 회로 패턴(225)을 매립하는 제1 절연층(240) 및 제2 절연층(230)이 형성되어 있다.

상기 제2 절연층(230) 위에 제2 회로 패턴(221)이 형성되어 있으며, 상기 제2 회로 패턴(221)의 일부는 발광 다이오드(100)와 접촉하는 전극단자(222, 224)를 형성한다.

상기 제2 절연층(230) 위에 상기 제2 회로 패턴(221)을 매립하며, 상기 전극단자(222, 224)를 개방하는 제3 절연층(220)이 형성되어 있다. 상기 제3 절연층(220)은 솔더 레지스트로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 절연층(240)이 제1 회로 패턴(225)을 매립하며 형성하는 경우, 층간 절연층인 제2 절연층(230)은 생략할 수 있다.

상기 제1 및 제2 절연층(220,230)의 재질은 에폭시 계열, 프레그(preg) 계열 중에서 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제1 및 제2절연층(220,230)은 인접한 두 층 사이를 접착시켜 주는 접착 부재로 기능할 수 있다. 또한 상기 각 층과 각 층 사이에는 접착제를 이용하여 접착시켜 줄 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 상기 회로 패턴(221,225)에는 압착 성형 공정에 의해 상기 절연층(220,230)의 물질이 전극단자(222,224) 주위에 형성될 수 있다.

실시예는 설명의 편의를 위해 2층의 회로 패턴(221,225)과 3층의 절연층(220,230,240)을 배치한 구조이나, 이러한 적층 구조로 한정하지는 않는다. 또한 상기 회로 패턴 두께는 20~50um 사이이며, 절연층(220,230,240)의 두께는 80~120um 정도로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 제1 회로 패턴(225)은 앞서 설명한 바와 같이 절연 플레이트(250)의 상면에 부착되어 있는 동박층을 식각하여 형성할 수 있으며, 제2 회로 패턴(221)은 Cu, Al, Ti, Mg 중 선택되는 물질의 합금을 이용하여 형성될 수 있으며, 바람직하게 Cu를 이용하여 구현할 수 있으며, 상기 Cu의 표면에는 다른 물질이 더 코팅될 수 있고 실시예의 기술적 범위 내에서 변경될 수 있다.

상기 제2 회로 패턴(221) 중 발광 다이오드(100)와 선택적으로 연결되는 전극단자(222,224)를 구비하며, 상기 전극단자(222,224)는 내부 회로 패턴에 따라 선택적인 회로로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제1회로 패턴(225)과 상기 제2회로 패턴(221)의 전극단자(222,224)는 비아 구조를 통해 서로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 제2 회로 패턴(225)의 전극단자(222,224)는 극성이 다른 제1 전극단자(222) 및 제2 전극단자(224)로 구분될 수 있으며, 상기 제1 전극단자(222)는 하나 또는 복수로 이루어지고, 상기 제2 전극단자(224)는 하나 또는 복수로 이루어질 수 있다. 상기 제1 전극단자(222) 및 상기 제2 전극단자(224)는 서로 이격되며, 그 간격은 상기 발광 다이오드(100)의 길이(한 변의 폭) 내에 배치될 수 있다.

한편, 상기 회로기판(200)의 내부에는 복수의 절연층(220,230,240) 및 절연 플레이트(250)을 관통하는 방열비아홀(262)이 형성되어 있다.

상기 방열비아홀(262)은 상기 발광 다이오드(100) 탑재 영역 아래에 배치될 수 있다. 상기 방열비아홀(262)은 제3 절연층(220)으로부터 하부의 동박층(210)까지 상기 회로기판(200)을 관통하여 상기 회로기판(200)의 상면에 노출되어 있다.

상기 방열비아홀(262)은 상면의 형상이 원 형상 또는 다각형 형상일 수 있고, 측 단면이 다각형, 도 3과 같이 직사각형일 수 있으며, 이러한 형상은 실시예의 기술적 범위 내에서 다양하게 변경할 수 있다.

상기 방열비아홀(262)은 상기 회로기판(200)의 제1 전극단자(222)와 상기 제2 전극단자(224)의 사이에 복수개가 배치된다.

구체적으로, 상기 방열비아홀(262)은 제1 전극단자(222) 및 상기 제2 전극단자(224)와 이격되어 전기적으로 절연되도록 형성되며, 상기 발광 다이오드(100)의 지지프레임(115)과 정렬한다.

상기 방열비아홀(262)은 내측면이 금속으로 도금되어 있는 전도성 비아홀일 수 있다. 상기 방열비아홀(262)의 내측면은 전도성 금속 예컨대, Cu, Al, Au 등을 이용하여 도금될 수 있다.

상기 복수개의 방열비아홀(262)은 발광 다이오드(100)의 지지 프레임(115) 하부에 정렬되며, 발광 소자(130)가 실장되는 영역의 하부에는 형성되지 않을 수 있다.

즉, 도 2와 같이 상기 발광 소자(130) 이외의 지지 프레임(115) 하부에 상기 방열비아홀(262)이 형성됨으로써 도금에 의한 표면의 불균일에 의한 발광 소자(130)의 탈착을 방지할 수 있다.

상기 복수의 방열비아홀(262)는 서로 이격되며, 2개 이상이 군집으로 이루어 배치될 수 있다.

상기 방열비아홀(262)의 직경은 50μm 이상을 충족하며, 바람직하게는 100~400um 정도로 형성될 수 있다. 상기 방열비아홀(262)의 높이는 200~300um 정도로서, 이러한 높이는 회로 기판(200)의 다층 구조에 따라 달라질 수 있다.

이와 같이, 방열비아홀(262)을 이용하여 회로 기판(200)의 하부 동박층(210)으로 열을 전달함으로써 상기 발광 다이오드(100)의 방열 효율을 높여줄 수 있다.

한편, 상기 발광 다이오드(100)는 몸체부(120)와, 상기 몸체부(120)에 설치된 제1 리드전극(111), 제2 리드전극(113) 및 지지 프레임(115)과, 상기 몸체부(120)에 설치되어 상기 제1 리드전극(111) 및 제2 리드전극(113)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(130)와, 상기 발광 소자(130)를 포위하는 몰딩 부재(150)를 포함한다.

상기 지지 프레임(115)은 제1 리드전극(111) 및 상기 제2 리드전극(113) 사이에 상기 제1 리드전극(111) 및 상기 제2 리드전극(113)과 각각 이격되어 형성되어 있으며, 제1 리드전극(111) 및 상기 제2 리드전극(113)과 전기적으로 절연되어있다. 상기 지지 프레임(115) 위에 상기 발광 소자(130)가 부착된다.

상기 지지 프레임(115)은 상기 몸체부(120)에서 가장 넓은 면적을 갖도록 형성되며, 바람직하게는 상기 지지 프레임(115)과 상기 제1 리드전극(111) 및 상기 제2 리드전극(113)은 면적비가 7:1.5:1.5를 충족할 수 있다. 즉, 상기 지지 프레임(115)과 상기 제1 리드전극(111) 및 상기 제2 리드전극(113)의 폭이 동일할 때, 각각의 길이의 비는 d1:d2:d3=7:1.5:1.5를 충족할 수 있다.

상기 몸체부(120)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(130)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.

상기, 지지 프레임(115), 제1 리드전극(111), 제2 리드전극(113)은 리드 프레임 또는 도금층으로 구현될 수 있으며 전기적으로 서로 분리되고, 상기 발광 소자(130)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 지지 프레임(115), 제1 리드전극(111) 및 제2 리드전극(113)은 상기 발광 소자(130)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 소자(130)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.

상기 제1 리드전극(111), 상기 제2 리드전극(113) 및 상기 지지 프레임(115)의 일부는 상기 몸체부(120)의 하부에 배치되며, 상기 제1 리드전극(111)은 상기 회로기판(200)의 제1 전극단자(222) 위에 본딩되고, 상기 제2 리드전극(113)은 상기 회로기판(200)의 제2 전극단자(224)에 본딩된다. 여기서, 지지 프레임(115)은 상기 회로기판(200)의 방열비아홀(262)을 덮으며 형성된다.

상기 발광 소자(130)는 상기 몸체부(120)의 상기 지지 프레임(115) 위에 설치될 수 있다. 상기 발광 소자(130)는 와이어(140)를 통해 상기 제1 리드전극(111) 및 제2 리드전극(113)과 각각 전기적으로 연결될 수 있다.

즉, 상기 발광 소자(130)는 수평형 발광 소자로서, 상면으로 분리되어 있는 두 개의 전극(131,133)이 제1 리드전극(111) 및 상기 제2 리드전극(113)과 각각의 와이어(140)를 통해 전기적으로 연결되어 있다.

상기 몰딩부재(150)는 실리콘 또는 에폭시로 구현될 수 있으며, 상기 발광 소자(130)를 포위하여 상기 발광 소자(130)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(150)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(130)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.

상기 몸체부(120)는 상부에 반사컵 내측의 캐비티 영역을 구비하고, 그 바닥면에 리드 전극 및 지지 프레임(111, 113, 115)의 일단이 배치되고, 상기 발광소자(130)와 몰딩 부재(150)를 배치한 구조이다.

상기 발광 다이오드(100)는 상기 회로기판(200)의 상층에 탑재되는 데, 상기 발광 다이오드(100)의 제1 리드 전극(111) 및 제2 리드 전극(113)이 상기 회로 기판(200)의 제1전극 단자(222) 및 제2전극 단자(224)에 본딩된다.

상기 방열비아홀(262)은 상기 발광 다이오드(100)의 지지 프레임(115) 중 상기 발광 소자(130) 이외의 영역에 본딩 또는 면 접촉을 통해 연결된다. 따라서, 상기 발광 다이오드(100)로부터 발생된 열은 상기 방열비아홀(262)을 통해 전도되고, 상기 방열비아홀(262)은 상기 방열비아홀(262)의 열전도성 금속을 통해 하부의 동박층(210)으로 방열을 하게 된다. 상기 방열비아홀(262)은 상기 발광 다이오드(100)로부터 발생된 열을 방열시켜 줌으로써, 상기 발광모듈(300)의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.

이와 같이, FCCL의 하부 동박층(210)을 방열 플레이트로 사용하면서, 상기 발광 소자(130)를 실장하는 지지 프레임(115) 하면에 방열비아홀(262)을 통해 회로기판(200)의 하면으로 방열함으로써 소자 신뢰성을 확보할 수 있다.

상기 발광모듈(300)은 복수의 발광 다이오드(100)를 구비할 수 있으며, 복수의 발광 다이오드(100)를 통해 발생된 열을 효과적으로 방열해 줄 수 있다.

이하에서는 도 4 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.

도 4는 제2 실시예에 따른 발광모듈을 나타낸 단면도이다. 제2 실시예를 설명함에 있어서, 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 제1 실시예를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.

도 4를 참조하면, 발광모듈(300A)은 발광 다이오드(100A)로부터 발생된 열을 방열비아홀(262A) 및 회로 기판(200)의 방열 플레이트인 하부 동박층(210)를 통해 방열할 수 있다.

상기 발광 다이오드(100)는 몸체부(120) 내부에 제1 리드전극(111), 제2 리드전극(113), 및 지지 프레임(115)를 포함한다. 상기 제1 리드전극(111), 제2 리드전극(113), 지지 프레임(115)은 리드 프레임으로 구현될 수 있다.

상기 지지 프레임(115)는 제1 리드전극(111)과 상기 제2 리드전극(113) 사이에 배치되고, 상기 리드전극(111,113)과는 전기적으로 분리되어 있다.

상기 지지 프레임(115)은 상기 몸체부(120)의 캐비티 영역의 바닥면에 배치된다. 발광 소자(130)는 상기 지지 프레임(115) 위에 접착제로 부착되고, 상기 제1 리드 전극(111)과 상기 제2 리드전극(113)와는 와이어로 연결된다.

상기 발광 다이오드(100)의 제1 리드 전극(111)은 회로기판(200)의 제1 전극단자(222)에 본딩되고, 상기 제2 리드전극(113)은 회로기판(200)의 제2 전극단자(224)에 본딩된다. 상기 발광 다이오드(100)의 지지 프레임(115)은 상기 회로기판(200)의 방열비아홀(260A)에 전도성 접착제 등으로 부착될 수 있다.

상기 방열비아홀(260A)은 열전도성 물질, 예를 들어, 구리, 금, 알루미늄 등의 금속을 포함하는 합금으로 형성되는 방열 비아로 매립되어 있다.

상기 방열 비아는 상기 열전도성 물질을 페이스트 형태로 상기 비아홀 내에 도포함으로써 형성할 수 있으며, 금속 코인을 상기 방열비아홀(260A)에 매립하여 형성할 수 있다.

상기 방열비아홀(262A)은 도 3과 달리 상기 지지 프레임(115) 하부에 일체화되어 형성되어 있으며, 발광 소자(130) 하부에 방열 비아의 일 영역이 위치한다.

상기 발광 다이오드(100)의 발광 소자(130)로부터 발생된 열은 그 아래의 지지 프레임(115)으로 전도되고, 상기 지지 프레임(115)은 그 아래의 방열비아홀(262A)을 매립하는 방열 비아로 열을 전도하며, 상기 방열 비아는 자체적인 방열을 수행하고 그 아래의 방열 플레이트인 동박층(210)으로 전도하여 방열을 수행하게 된다.

상기 방열 비아는 하단이 상기 동박층(210)과 접촉하므로 다른 회로 패턴(221,225)의 회로 패턴과는 전기적으로 분리시켜 줄 수 있다.

도 5는 제3 실시예에 따른 발광모듈을 나타낸 단면도이다.

제3 실시예를 설명함에 있어서, 제2 실시예와 동일한 부분에 대해서는 제2 실시예를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 발광모듈(300B)은 발광 다이오드(100)로부터 발생된 열을 도 3과 같이 방열비아홀(262B)을 통해 하부 동박층(210)을 통해 방열할 수 있다. 상기 방열비아홀(262B)은 상기 지지 프레임(115) 중 상기 발광 소자(130) 이외의 영역 하부에 형성되어 있으며, 측면이 전도성 물질로 도금되어 있다.

이때, 상기 발광모듈(300B)은 상기 지지 프레임(115) 중 상기 발광 소자(130)가 부착되는 영역의 하부에 방열비아(263)를 더 포함한다.

상기 방열비아(263)는 열전도성 물질, 예를 들어, 구리, 금, 알루미늄 등의 금속을 포함하는 합금으로 매립되어 있으며, 방열비아(263)은 상기 열전도성 물질을 페이스트 형태로 도포하여 형성하거나, 금속코인을 비아홀 내에 매입함으로써 형성할 수 있다.

이와 같이, 상기 발광 소자(130) 하부에 형성되어 있는 방열비아홀은 상기 열전도성 물질로 매립하여 방열비아(263)를 형성하고, 발광 소자(130)이외의 영역의 방열비아홀(262B)은 도금함으로써 발광 소자(130) 부착 시 평형을 유지하면서도 방열성을 확보할 수 있다.

도 6는 제4 실시예에 따른 발광모듈을 나타낸 측 단면도이다.

제4 실시예를 설명함에 있어서, 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 제1 실시예를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.

도 6을 참조하면, 발광모듈(300C)은 발광 다이오드(100)로부터 발생된 열을 도 3과 같이 방열비아홀(262C)을 통해 하부 동박층(210)을 통해 방열할 수 있다. 상기 방열비아홀(262C)은 상기 지지 프레임(115) 중 상기 발광 소자(130) 이외의 영역 하부에 형성되어 있으며, 측면이 전도성 물질로 도금되어 있다.

이때, 상기 방열비아홀(262C)은 도 3과 달리 측단면이 사다리꼴의 형상을 가지며, 즉, 지지 프레임(115)과 맞닿는 상면의 면적이 동박층(210)과 맞닿는 하면의 면적보다 크다.

따라서, 지지 프레임(115)으로부터 더 많은 열을 수용하여 하부의 동박층(210)으로 전달할 수 있음으로 방열성이 향상된다.

이때, 도 5와 같이 상기 발광 소자(130) 하부에 방열비아를 더 포함할 수 있음은 자명하다.

도 7은 제5 실시예에 따른 발광모듈을 나타낸 측 단면도이다.

제5 실시예를 설명함에 있어서, 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 제1 실시예를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.

도 7을 참조하면, 발광모듈(300D)은 발광 다이오드(100)로부터 발생된 열을 도 3과 같이 방열비아홀(262)을 통해 하부 동박층(210)으로 방열할 수 있다. 상기 방열비아홀(262)은 상기 지지 프레임(115) 하부에 형성되어 있으며, 방열비아홀(262) 내부에 방열핀(262D)을 포함한다.

즉, 상기 발광모듈(300D)은 동박층(210)으로부터 상기 방열비아홀(262)에 삽입 고정되어 있는 복수의 방열핀(262D)을 더 포함하며, 상기 방열핀(262D)을 리벳 결합 또는 나사 결합함으로써 상기 동박층(210)을 상기 회로 기판(200)에 고정하면서 방열매체로 이용할 수 있다.

상기 방열핀(262D)은 열전도성이 높은 금속, 구체적으로 구리, 금, 알루미늄 등의 금속으로 형성될 수 있으며, 헤드부(264)가 상기 동박층(210)에 형성되어 상기 동박층(210)을 고정한다.

상기 복수의 방열핀(262D)은 도 7과 같이 상기 지지 프레임(115) 중 상기 발광 소자(130) 이외의 영역 하부에 형성될 수 있으나, 이와 달리 상기 발광 소자(130) 하부에도 형성될 수 있다.

상술한 실시예에 따른 발광 장치는 백라이트 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등과 같은 조명 시스템으로 기능할 수 있다.

이하에서는 도 8 및 도 9를 참고하여 본 발명의 적용예를 설명한다.

도 8은 본 발명에 따른 발광 모듈를 포함하는 백라이트 유닛을 설명하는 사시도이다.

다만, 도 8의 백라이트 유닛(1100)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 한정되지 않는다.

도 8을 참조하면, 백라이트 유닛(1100)은, 바텀 커버(1140), 이 바텀 커버(1140) 내에 배치된 광 가이드 부재(1120), 이 광가이드 부재(1120)의 적어도 일 측면 또는 하면에 배치된 발광 모듈(1110)을 포함할 수 있다. 또한, 광가이드 부재(1120) 아래에는 반사 시트(1130)가 배치될 수 있다.

바텀 커버(1140)는 광가이드 부재(1120), 발광 모듈(1110) 및 반사 시트(1130)가 수납될 수 있도록 상면이 개구된 박스(box) 형상으로 형성될 수 있으며, 금속 또는 수지로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.

발광 모듈(1110)은, 기판(700)에 탑재된 복수의 발광 다이오드(600)를 포함할 수 있다. 복수의 발광 다이오드(600)는 광가이드 부재(1120)에 빛을 제공한다.

도시된 것처럼, 발광 모듈(1110)은 바텀 커버(1140)의 내측면들 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있으며, 이에 따라 광가이드 부재(1120)의 적어도 하나의 측면으로 빛을 제공할 수 있다.

다만, 발광 모듈(1110)은 바텀 커버(1140) 내에서 광가이드 부재(1120)의 아래에 배치되어, 광가이드 부재(1120)의 밑면을 향해 빛을 제공할 수도 있다. 이는 백라이트 유닛(1100)의 설계에 따라 다양하게 변형 가능하다.

광가이드 부재(1120)는 바텀 커버(1140) 내에 배치될 수 있다. 광가이드 부재(1120)는 발광 모듈(1110)으로부터 제공받은 빛을 면광원화하여, 표시 패널(도시하지 않음)로 가이드할 수 있다.

이러한 광가이드 부재(1120)는, 예를 들어, 도광판(light guide panel, LGP) 일 수 있다. 이 도광판을 예를 들어, 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl metaacrylate, PMMA)와 같은 아크릴 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 고리형 올레핀 공중합체(COC), 폴리카보네이트(poly carbonate, PC), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나로 형성될 수 있다.

이 광가이드 부재(1120)의 상측에 광학 시트(1150)이 배치될 수 있다.

이 광학 시트(1150)는, 예를 들어, 확산 시트, 집광 시트, 휘도 상승 시트 및 형광 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 시트(1150)이 확산 시트, 집광 시트, 휘도 상승 시트, 형광 시트가 적층되어 형성될 수 있다. 이 경우, 확산 시트(1150)는 발광 모듈(1110)에서 출사된 광을 고르게 확산시켜주고, 이 확산된 광이 집광 시트에 의해 표시 패널(도시하지 않음)로 집광될 수 있다. 이때, 집광 시트로부터 출사되는 광은 랜덤하게 편광된 광이다. 휘도 상승 시트는 집광 시트로부터 출사된 광의 편광도를 증가시킬 수 있다. 집광 시트는, 예를 들어, 수평 또는/및 수직 프리즘 시트일 수 있다. 그리고 휘도 상승 시트는, 예를 들어, 조도 강화 필름(dual brightness enhancement film) 일 수 있다. 또한, 형광 시트는 형광체가 푸함된 투광성 플레이트 또는 필름일 수 있다.

광가이드 부재(1120)의 아래에는 반사 시트(1130)가 배치될 수 있다. 반사 시트(1130)는 광가이드 부재(1120)의 하면을 통해 방출되는 빛을 광가이드 부재(1120)의 출사면을 향해 반사할 수 있다. 이 반사 시트(1130)는 반사율이 좋은 수지, 예를 들어, PET, PC, 폴리비닐클로라이드(poly vinyl chloride), 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 9는 본 발명에 따른 발광 장치를 포함하는 조명 시스템을 설명하는 도면이다. 다만, 도 9의 조명 시스템(1200)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

도 9를 참조하면, 조명 시스템(1200)은, 케이스 몸체(1210), 이 케이스 몸체(1210)에 설치된 발광 모듈(1230), 케이스 몸체(1210)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1220)를 포함할 수 있다.

케이스 몸체(1210)는 방열 특성이 양호한 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 또는 수지로 형성될 수 있다.

발광 모듈(1230)은, 기판(700) 및 이 기판(700)에 탑재되는 적어도 하나의 발광 다이오드(600)를 포함할 수 있다.

상기 기판(700)은 도 1 내지 도 7에 도시되어 있는 회로 기판(200)일 수 있다.

또한, 기판(700)은 빛을 효율적으로 반사하는 물질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.

기판(700) 상에는 적어도 하나의 발광 다이오드(600)가 탑재될 수 있다.

발광 다이오드(600)는 각각 적어도 하나의 발광 소자(LED: Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 발광 소자는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 유색 빛을 각각 발광하는 유색 발광 소자 및 자외선(UV, UltraViolet)을 발광하는 UV 발광 소자를 포함할 수 있다.

발광 모듈(1230)은 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광 소자의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 소자, 적색 발광 소자 및 녹색 발광 소자를 조합하여 배치할 수 있다. 또한, 발광 모듈(1230)에서 방출되는 광의 진행 경로 상에는 형광 시트가 더 배치될 수 있으며, 형광 시트는 상기 발광 모듈(1230)에서 방출되는 광의 파장을 변화시킨다. 예를 들어, 발광 모듈(1230)에서 방출되는 광이 청색 파장대를 갖는 경우 형광 시트에는 황색 형광체가 포함될 수 있으며, 발광 모듈(1230)에서 방출된 광은 상기 형광 시트를 지나 최종적으로 백색광으로 보여지게 된다.

연결 단자(1220)는 발광 모듈(1230)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 도 9에 도시된 것에 따르면, 연결 단자(1220)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 연결 단자(1220)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.

상술한 바와 같은 조명 시스템은 상기 발광 모듈에서 방출되는 광의 진행 경로 상에 광가이드 부재, 확산 시트, 집광 시트, 휘도 상승 시트 및 형광 시트 중 적어도 어느 하나가 배치되어, 원하는 광학적 효과를 얻을 수 있다.

도 8 및 도 9에서 설명하는 백라이트 유닛(1100) 및 조명 시스템(1200)은 본 발명의 도 1 내지 도 7에서 설명하고 있는 발광 모듈(300, 300A, 300B, 300C, 300D)를 포함함으로써 우수한 방열성을 확보할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

발광모듈 300, 300A, 300B, 300C, 300D
회로기판 200
발광 다이오드 100
발광 소자 130

Claims (15)

1. 절연 플레이트, 상기 절연 플레이트 위에 제 1 전극 단자 및 제 2 전극 단자를 포함하는 절연층과 방열비아홀을 포함하는 회로기판;
   상기 회로기판 하에 배치되는 하부 동박층; 및
   상기 방열비아홀 위에 배치되는 적어도 하나의 발광 다이오드를 포함하고,
   상기 발광 다이오드는,
   지지프레임;
   상기 지지프레임 상에 배치되는 발광 소자;
   상기 제 1 전극 단자와 맞닿는 제 1 리드 전극과 상기 제 2 전극 단자와 맞닿는 제 2 리드전극을 포함하고,
   상기 방열비아홀은 상기 절연층과 상기 절연 플레이트 및 상기 하부 동박층을 관통하며 상기 하부동박층을 포함하는 방열부재와 맞닿고,
   상기 하부 동박층으로부터 상기 방열비아 홀에 삽입되어 상기 하부 동박층을 상기 회로기판에 고정하는 복수의 방열핀을 포함하고,
   상기 방열핀은 상기 하부 동박층에 배치되어 상기 하부 동박층을 회로기판에 고정시키는 헤드부를 포함하며, 상기 헤드부는 상기 하부 동박층의 하면에서 상면으로 갈수록 너비가 작아지는 발광모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지프레임과 상기 제 1 리드 전극 및 상기 제 2 리드 전극은 전기적으로 절연되고,
   상기 방열비아홀은 직경이 50μm 이상이고,
   상기 지지 프레임은 상기 제1리드 전극 및 상기 제2 리드 전극의 면적보다 넓은 면적을 가지는 발광모듈.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 방열비아홀은 열전도성 물질로 매립되어 있고,
   상기 절연 플레이트는 연성 플레이트이고,
   상기 지지프레임과 상기 제 1 리드 전극 및 상기 제 2 리드 전극은 전기적으로 절연되고,
   상기 지지 프레임 및 상기 제1 리드 전극 및 상기 제2 리드 전극의 면적은 7:1.5:1.5를 충족하는 발광모듈.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 방열비아홀은 상기 발광 소자 이외의 상기 지지 프레임 하부에 형성되고,
   상기 방열비아홀은 상기 회로기판 상면에 노출되어 있는 발광모듈.
10. 삭제
11. 삭제
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14. 삭제
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