KR200205427Y1 - Wave length converted light-emitting diode - Google Patents
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Abstract
본 고안은 청색 LED 칩을 구비한 LED의 발광 파장을 형광 안료 또는 형광 염료를 일정 비율로 혼합하여 휘도가 저하되지 않으면서 고휘도의 순수 녹색을 발광시킬 수 있는 파장 변환 발광 다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to a wavelength conversion light emitting diode capable of emitting pure green light having high luminance without degrading the brightness by mixing the emission wavelength of the LED with a blue LED chip in a certain ratio.
상기 파장 변환 발광 다이오드는 LED 칩 주위를 봉입하여 몰딩되어 그 LED 칩의 발광 파장을 다른 파장으로 변화시켜 외부로 방사시키는 파장 변환 외장재를 구비하는데, 상기 파장 변환 외장재는 투명한 에폭시 수지에 소정의 형광 안료 또는 형광 염료를 소정의 비율로 혼합한 것이며, 상기 형광 안료 입자들은 LED 칩으로부터 방출되는 빛에 의해 여기 상태에 놓이며 고유한 파장의 빛을 외부로 방사한다. 상기와 같이 제조된 LED는 청색 LED 칩의 발광 파장으로부터 고휘도 특성을 가지면서 순수 녹색으로 발광시킬 수 있으므로 적색 및 청색 LED와 휘도 특성이 일치하는 고휘도의 순수 녹색 발광 다이오드를 제공하여 소형 백색 광원을 구현가능하며 자연스러운 컬러를 표시할 수 있는 LED 표시판 등 새로운 멀티미디어 매체로의 그 실용성을 극대화할 수 있다.The wavelength conversion light emitting diode includes a wavelength conversion envelope that is encapsulated and molded around the LED chip to change the emission wavelength of the LED chip to another wavelength and radiate to the outside, wherein the wavelength conversion envelope is a predetermined fluorescent pigment in a transparent epoxy resin. Or a mixture of fluorescent dyes in a predetermined ratio, and the fluorescent pigment particles are excited by the light emitted from the LED chip and emit light of a unique wavelength to the outside. Since the LED manufactured as described above can emit pure green light having high brightness characteristics from the emission wavelength of the blue LED chip, a small white light source is realized by providing a high brightness pure green light emitting diode having the same brightness characteristics as the red and blue LEDs. It is possible to maximize the practicality of new multimedia media such as LED display panel that can display natural colors.
Description
본 고안은 직류로 구동되는 발광 다이오드(LED ; light-emitting diode)에 관한 것으로서, 특히 패키지내에 장착되는 광원인 LED 칩(chip)의 발광파장으로부터 파장을 변환하기 위하여 외장재에 형광 안료 또는 형광 염료를 일정 비율로 혼합하여 상기 LED 칩을 봉입하여 LED 칩의 발광 파장을 다른 색의 빛으로 변환시켜 방사하는 파장 변환 발광 다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to a light-emitting diode (LED) driven by direct current, and in particular, in order to convert the wavelength from the light emission wavelength of the LED chip, which is a light source mounted in a package, a fluorescent pigment or a fluorescent dye is applied to the exterior material. The present invention relates to a wavelength conversion light emitting diode that is mixed at a predetermined ratio to encapsulate the LED chip and converts the emission wavelength of the LED chip into light having a different color.
일반적으로 종래의 발광 다이오드는 도 1에 도시한 바와 같이, LED 칩(1)에 메탈 포스트(2)와 메탈 스템(3)을 무색 또는 착색된 투광성 수지로 몰딩하여 봉입하는 외장재(4)로 이루어진 구조의 패키지 형태를 취하고 있다. LED 칩(1)의 p형 전극과 메탈 포스트(2)는 세금선(5)으로 접속되고, 그 n형 전극은 메탈 스템(3)에 형성된 리세스(3a)에 수용된 상태로 도전성 다이 접착제에 의하여 직접 접속 및 지지되어 있다. 리세스(3a)는 LED 칩(1)의 측면으로부터 방출되는 빛을 전방(도 1에서 볼때 상방으로)으로 반사시키는 역할과 LED 칩(1)을 지지하는 역할을 하게 된다.In general, a conventional light emitting diode is composed of an exterior member 4 which is molded by encapsulating a metal post 2 and a metal stem 3 with a colorless or colored light-transmitting resin on the LED chip 1, as shown in FIG. It takes the form of a structured package. The p-type electrode of the LED chip 1 and the metal post 2 are connected by a tax wire 5, and the n-type electrode is connected to the conductive die adhesive in a state accommodated in the recess 3a formed in the metal stem 3. Direct connection and support. The recess 3a serves to reflect the light emitted from the side of the LED chip 1 to the front (upward as viewed in FIG. 1) and to support the LED chip 1.
풀 컬러를 재현하기 위해서는 빛의 3 원색인 적색, 녹색, 청색을 각각 발광하는 적어도 3개의 발광 다이오드가 필요하며, 보다 자연스런 컬러를 재현하기 위해서는 사용되는 발광 다이오드들의 발광 파장과 휘도 특성이 잘 맞아야만 한다. 즉, 각 발광 다이오드의 발광 파장으로서 660nm의 순수 적색과, 525nm의 순수 녹색 및 450nm의 순수 청색이 아니면 동시 발광하여도 백색광이 얻어지지 않을 뿐만 아니라, 더욱이, 각 발광 다이오드들의 발광 휘도 특성이 다르면 색 배합의 불균일에 기인하는 얼룩이 생기고 시인성도 그 만큼 저하된다.To reproduce full color, at least three light emitting diodes emitting three primary colors of light, red, green, and blue, respectively, are required.To reproduce more natural colors, the emission wavelength and luminance characteristics of the light emitting diodes used must be well matched. do. That is, white light is not obtained even when simultaneous light emission is performed except for 660 nm pure red, 525 nm pure green, and 450 nm pure blue as the light emission wavelength of each light emitting diode. Unevenness due to the nonuniformity of the formulation occurs, and the visibility also decreases by that amount.
따라서, 종래의 상품화된 발광 다이오드로는 완전한 컬러를 재현할 수 있는 표시판을 구현시킬 수 없고, 또 소형 백색 광원을 얻을 수 없는 등 그 실용화에 한계가 있었다.Therefore, the conventional commercialized light emitting diode has a limitation in practical use such as a display panel capable of reproducing full color and a small white light source cannot be obtained.
한편, 이러한 문제점에 대해 종래에 LED 칩을 두 개 또는 그 이상을 함께 패키지화하여 순수 녹색을 발광시키려는 시도가 있었으나, 이 경우 코스트가 크게 상승하는 문제가 있으며, 실질적으로 충분한 휘도의 순수 녹색 파장을 발광시키는 데실패하였다.On the other hand, there have been attempts to package two or more LED chips together to emit pure green light, but in this case, there is a problem that the cost is greatly increased, and the pure green wavelength of substantially sufficient luminance is emitted. Failed to let.
본 고안의 목적은 LED용 투명 에폭시 수지에 형광안료 또는 형광 염료를 일정 비율로 함유시켜 발광칩의 파장을 변환시켜 파장이 다른 발광 다이오드를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a light emitting diode having a different wavelength by converting the wavelength of the light emitting chip by containing a certain amount of fluorescent pigment or fluorescent dye in the transparent epoxy resin for LED.
또한, 본 고안의 다른 목적은 최대 발광 파장 430nm 내지 470nm, 발광 휘도 1,200mcd의 청색 LED 칩으로부터 그 발광 휘도를 저하시키지 않고 고휘도 특성을 가지면서 발광 파장 525nm의 순수 녹색을 발광하는 파장 변환 발광 다이오드를 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a wavelength conversion light emitting diode which emits pure green with an emission wavelength of 525 nm while having high luminance characteristics without degrading its emission luminance from a blue LED chip having a maximum emission wavelength of 430 nm to 470 nm and an emission luminance of 1,200 mcd. To provide.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 리드 프레임위에 발광칩을 얹고 상기 발광칩을 단파장의 발광 파장을 가진 발광칩의 발광에 의해 여기되어 형광을 발하는 형광 안료 또는 형광 염료를 첨가하여 소망하는 장파장측으로 파장을 변환시키는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention places a light emitting chip on a lead frame and adds the light emitting chip to a desired long wavelength side by adding a fluorescent pigment or fluorescent dye which is excited by light emission of a light emitting chip having a short wavelength of light emission. It is characterized by converting the wavelength.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 상기한 LED 칩으로서 최대 발광파장 450nm의 청색 LED 칩이 봉입되어 있고, 상기 파장 변환 외장재가 투명한 에폭시 수지에 상기 형광 안료로서 최대 흡수파장 430nm인 Zn2SiO4:Mn2+계; Y3Al5O12: Ce계; ZnS : Cu, Al계; Zn2SiO4: Mn계 중의 하나를 투명 에폭시에 대하여 중량비로 100(투명 에폭시) 대 0.1 내지 1의 비율로 혼합하여 상기 청색 LED 칩의 발광 파장으로부터 525nm의 순수 녹색 파장으로 파장을 변환시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention encloses a blue LED chip having a maximum emission wavelength of 450 nm as the LED chip, and a Zn 2 SiO having a maximum absorption wavelength of 430 nm as the fluorescent pigment in an epoxy resin in which the wavelength conversion exterior material is transparent. 4 : Mn 2+ system; Y 3 Al 5 O 12 : Ce-based; ZnS: Cu, Al type; One of the Zn 2 SiO 4 : Mn-based compounds was mixed in a weight ratio of 100 (transparent epoxy) to 0.1 to 1 with respect to the transparent epoxy to convert the wavelength from the emission wavelength of the blue LED chip to a pure green wavelength of 525 nm. It is characterized by.
도 1은 종래의 발광 다이오드의 외관을 도시한 사시도.1 is a perspective view showing the appearance of a conventional light emitting diode.
도 2는 본 고안에 따른 발광 다이오드를 개략적으로 도시한 도면.2 is a view schematically showing a light emitting diode according to the present invention.
도 3은 본 고안에 따른 다른 일실시예의 파장 변환 발광 다이오드를 개략적으로 도시한 도면.3 is a view schematically showing a wavelength conversion light emitting diode of another embodiment according to the present invention.
도 4는 본 고안에 따른 또 다른 일실시예의 파장 변환 발광 다이오드를 개략적으로 도시한 도면.Figure 4 schematically shows a wavelength conversion light emitting diode of another embodiment according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : LED 칩 2 : 메탈 포스트1: LED chip 2: metal post
3 : 메탈 스템 4 : 외장재3: metal stem 4: exterior material
5 : 세금선 6 : 형광 안료5: tax wire 6: fluorescent pigment
이하에서 본 고안에 따른 파장 변환 발광 다이오드를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a wavelength conversion light emitting diode according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 고안에 따른 파장변환 발광 다이오드의 구조는 도 2, 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 편의상 종래의 발광 다이오드와 동일 또는 대응되는 부분에 동일한 참조번호를 부여하여 설명하기로 한다. 본 고안에 따른 파장 변환 발광 다이오드는 종래와 같이 pn 접합구조의 청색 LED 칩(1), 상기 LED 칩(1)의 p형 전극과 세금선(5)으로 접속된 메탈 포스트(2), LED 칩(1)의 n형 전극이 다이 접착제로 접착되어 직접 접속 및 지지되는 리세스(3a)를 가지는 메탈 스템(3), 그리고 메탈 포스트(2)와 메탈 스템(3) 일부를 포함하여 LED 칩(1) 주위 전체를 봉합하도록 그 주위에 몰딩된 파장 변환 외장재(4)로 구성되어 있다.The structure of the wavelength conversion light emitting diode according to the present invention is shown in FIGS. 2, 3 and 4. For convenience, the same reference numerals will be given to the same or corresponding parts as the conventional light emitting diodes. The wavelength conversion light emitting diode according to the present invention is a blue LED chip (1) having a pn junction structure, a metal post (2) connected to the p-type electrode and a tax wire (5) of the LED chip (1), LED chip as in the prior art The LED chip includes a metal stem 3 having a recess 3a to which the n-type electrode of (1) is bonded and supported directly by a die adhesive, and a metal post 2 and a part of the metal stem 3. 1) It is comprised from the wavelength conversion exterior material 4 molded around it so that the whole periphery may be sealed.
도 2에 도시된 실시예는 투명 에폭시 수지(4)에 Zn2SiO4:Mn2+계, Y3Al5O12: Ce계, ZnS : Cu, Al계, Zn2SiO4: Mn계 중의 하나의 형광 안료를중량비로 100(에폭시 수지) 대 0.1 내지 1(형광 안료)의 비율로 혼합하여 메탈 포스트(2)와 메탈 스템(3)을 봉입하여서 LED 칩(1)에서 발광되는 청색광의 파장 λρ이 510 내지 555 ±5 nm의 순수 녹색 파장으로 변환되도록 구성된다. 상기 형광 안료는 투명 에폭시 수지가 액화되었을 때 혼합한다.2 shows Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ system, Y 3 Al 5 O 12 : Ce system, ZnS: Cu, Al system, Zn 2 SiO 4 : Mn system in transparent epoxy resin (4). The wavelength of blue light emitted from the LED chip 1 by mixing one fluorescent pigment in a ratio of 100 (epoxy resin) to 0.1 to 1 (fluorescent pigment) in a weight ratio to encapsulate the metal post 2 and the metal stem 3. λρ is configured to convert to a pure green wavelength of 510-555 ± 5 nm. The fluorescent pigment is mixed when the transparent epoxy resin is liquefied.
도 3에 도시된 실시예는 메탈 스템(3)에 LED 칩(1)을 탑재하고 바로 위에 Zn2SiO4:Mn2+계, Y3Al5O12: Ce계, ZnS : Cu, Al계, Zn2SiO4: Mn계의 형광 염료 중의 하나를 포팅하고 투명 에폭시 수지로 패키지 전체를 몰딩하여 순수 녹색으로 파장을 변환토록 구성한 것이다.3 shows an LED chip 1 mounted on the metal stem 3 and directly above the Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ system, Y 3 Al 5 O 12 : Ce system, ZnS: Cu, Al system , Zn 2 SiO 4 : Mn-based fluorescent dye is potted and the entire package is molded with a transparent epoxy resin to convert the wavelength to pure green.
도 4에 도시된 실시예는 메탈 스템(3)에 LED 칩(1)을 탑재하고 바로 위에 형광 염료인 Zn2SiO4:Mn2+계, Y3Al5O12: Ce계, ZnS : Cu, Al계, Zn2SiO4: Mn계 중의 하나를 포팅하고 열처리한 후에 투명 에폭시 수지(4')로 다시 한번 코팅하고 투명 에폭시 수지(4)로 전체를 몰딩한 구조이다.The embodiment shown in Fig. 4 is mounted on the LED chip 1 on the metal stem 3 and immediately above the fluorescent dye Zn 2 SiO 4 : Mn 2 + system, Y 3 Al 5 O 12 : Ce system, ZnS: Cu , Al-based, Zn 2 SiO 4 : Mn-based potting and heat treatment, and then coated with a transparent epoxy resin (4 ') once again and the structure is molded with a transparent epoxy resin (4).
도 3 및 도 4와 같이 실시하였을 때, 파장이 430nm 내지 470nm의 청색 LED 칩에서 발광되던 청색 파장 λρ은 510 내지 555 ±5 nm의 순수 녹색 파장으로 변환이 실현되었다. 본 고안은 상기한 LED 칩으로서 최대 발광파장 450nm의 청색 LED 칩이 봉입되어 있고, 상기 파장 변환 외장재가 투명한 에폭시 수지에 상기 형광 안료로서 최대 흡수파장 430nm인 Zn2SiO4:Mn2+계; Y3Al5O12: Ce계; ZnS : Cu, Al계; Zn2SiO4: Mn계 중의 하나를 투명 에폭시에 대하여 중량비로 100(투명 에폭시) 대 0.1 내지 1의 비율로 혼합하여 상기 청색 LED 칩의 발광 파장으로부터 525nm의 순수 녹색 파장으로 파장을 변환시키도록 구성된 것이다.3 and 4, the blue wavelength λρ emitted from the blue LED chip having a wavelength of 430 nm to 470 nm was realized as a pure green wavelength of 510 to 555 ± 5 nm. The present invention is a Zn 2 SiO 4 : Mn 2+ system containing a blue LED chip having a maximum emission wavelength of 450 nm as the LED chip, the wavelength conversion packaging material is a maximum absorption wavelength of 430 nm as the fluorescent pigment in a transparent epoxy resin; Y 3 Al 5 O 12 : Ce-based; ZnS: Cu, Al type; One of the Zn 2 SiO 4 : Mn-based compounds was mixed in a weight ratio of 100 (transparent epoxy) to 0.1 to 1 with respect to the transparent epoxy to convert the wavelength from the emission wavelength of the blue LED chip to a pure green wavelength of 525 nm. will be.
이상의 실시예에서 설명된 바와 같이, 본 고안은 형광 안료를 혼합시킨 외장재를 구비함으로써 장착된 LED 칩의 발광파장을 파장변환시켜 다른 색으로 발광시키면서 휘도 저하가 없는 고휘도 특성으로 발광시킬 수 있게 된다.As described in the above embodiments, the present invention is provided with an exterior material in which fluorescent pigments are mixed, so that the light emission wavelength of the mounted LED chip can be converted into wavelengths to emit light with a different color and emit light with high luminance without any deterioration in luminance.
또한, 다른 실시예로서 청색 LED 칩에 형광 안료 또는 형광 염료를 포팅하여 청색광을 순수 청색광으로 파장 변환 할 수 있는 효과가 있다.In addition, as another embodiment, there is an effect of converting blue light into pure blue light by porting a fluorescent pigment or a fluorescent dye on a blue LED chip.
또한, 본 고안에 의해 종래의 청색이나 적색 LED 칩을 그대로 사용하므로 코스트 상승 요인이 아주 적고, 형광 안료에 따라 여러 가지 다양한 색상의 단색 발광 다이오드의 구현이 가능해지는 효과가 있다.In addition, the present invention uses a conventional blue or red LED chip as it is, the cost increase factor is very small, there is an effect that it is possible to implement a monochromatic light emitting diode of various colors depending on the fluorescent pigment.
특히, 본 고안에 따라 고휘도의 순수 녹색을 발광하는 발광 다이오드를 제공할 수 있으므로, 휘도 특성이 같은 순수 적색, 녹색, 청색의 발광 다이오드를 함께사용하여 소형 백색 광원의 구현은 물론 컬러를 자연스럽게 표시할 수 있는 LED 전광판 등 새로운 멀티미디어 매체로의 그 실용성을 극대화하는 효과가 있다.In particular, according to the present invention, a light emitting diode emitting light of high luminance pure green can be provided, so that pure red, green, and blue light emitting diodes having the same luminance characteristics can be used together to realize a small white light source and display colors naturally. It is effective in maximizing its practicality as a new multimedia medium such as LED display board.
이상 본 고안의 양호한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니라 본 기술의 요지를 벗어나지 않고 변경 및 수정을 하여도 본 고안에 포함되는 것이며 당업자에게 자명할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited thereto, and changes and modifications without departing from the gist of the present technology will be included in the present invention and will be apparent to those skilled in the art.
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR100448416B1 (en) * | 2000-09-29 | 2004-09-13 | 가부시키가이샤 시티즌 덴시 | Light Emitting Diode |
| KR100937148B1 (en) * | 2003-04-15 | 2010-01-15 | 루미너스 디바이시즈, 아이엔씨. | Lighting emitting devices |
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| KR100448416B1 (en) * | 2000-09-29 | 2004-09-13 | 가부시키가이샤 시티즌 덴시 | Light Emitting Diode |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| REGI | Registration of establishment | ||
| T201 | Request for technology evaluation of utility model | ||
| T701 | Written decision to grant on technology evaluation | ||
| G701 | Publication of correction | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090907 Year of fee payment: 10 |
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| EXPY | Expiration of term |