KR200458041Y1 - 발광 소자 - Google Patents

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KR200458041Y1 KR2020070005311U KR20070005311U KR200458041Y1 KR 200458041 Y1 KR200458041 Y1 KR 200458041Y1 KR 2020070005311 U KR2020070005311 U KR 2020070005311U KR 20070005311 U KR20070005311 U KR 20070005311U KR 200458041 Y1 KR200458041 Y1 KR 200458041Y1
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본 고안은 적어도 하나의 발광 다이오드 칩과, 상기 발광 다이오드 칩을 봉지하는 몰딩부를 포함하며, 상기 몰딩부는 3관능형 에폭시를 포함하는 발광 소자를 제공한다.
본 고안에 의하면, 발광 다이오드 칩을 봉지하는 몰딩부에 유지 전이 온도점이 섭씨 200도 이상인 3관능형 에폭시를 이용함으로써, 온도의 환경에 우수한 내성을 제공할 수 있다. 이에 따라, 3관능형 에폭시는 까다로운 신뢰성과 사용조건을 요구하는 자동차 또는 항공기와 같은 특수한 환경에서 내구성을 향상시켜 안정적으로 구동될 수 있는 발광 소자의 제작을 가능하게 한다.
발광다이오드, LED, 에폭시, 3관능형에폭시, 2관능형에폭시, 발광소자

Description

발광 소자{LIGHT EMITTING DEVICE}
도 1 및 도 2는 종래의 2관능형 에폭시의 구조식을 보여주는 도면.
도 3은 본 고안에 따른 칩형 발광 소자를 도시한 단면도.
도 4는 본 고안에 따른 3관능형 에폭시 트리에탄그리시딜에테르의 구조식을 보여주는 도면.
도 5는 본 고안에 따른 탑형 발광 소자를 도시한 단면도.
도 6은 본 고안에 따른 램프형 발광 소자를 도시한 단면도.
도 7은 본 고안에 따른 하우징을 포함한 발광 소자를 도시한 단면도.
본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 상세하게는 3관능형 에폭시를 몰딩부로 사용하는 발광 소자에 관한 것이다.
스위치내 조명, 풀컬러 디스플레이, 액정 백라이트등의 광원으로서 칩형의 발광 다이오드가 널리 이용되고 있다. 칩형의 발광 다이오드는 발광 다이오드 칩을 수납하는 오목부를 갖는 패키지를 이용하고, 상기 패키지의 오목부에 발광 다이오드 칩을 전기적으로 접속하여, 발광 다이오드 칩을 덮도록 투광성 수지를 형성하여 시일링함으로써 구성된다.
한편, 오늘날의 광반도체 기술의 비약적인 진보에 따라, 광반도체 소자의 고출력화 및 단파장화가 뚜렷해지고, 고출력의 발광이 가능하게 됨에 따라 새로운 문제가 생긴다.
즉, 이러한 높은 에너지광을 발광하는 발광 소자에서는, 광에 의한 몰드 수지가 열화되는 문제점의 해결과, 열에 의해 몰드 수지와 발광 다이오드 칩간에 발생하는 응력의 완화가 특히 중요한 과제가 된다.
종래의 경우 투광성 수지로서 도 1 및 도 2에 도시된 2관능형 에폭시인 비스페놀 A형 또는 지환형 에폭시가 주로 사용되었다.
그러나, 2관능형 에폭시는 유리전이 온도점(Tg:glass transition temperrature)이 섭씨 120도 내외로써, 자동차 또는 항공기 제품의 사용온도 환경에서 내구성이 취약한 단점을 가진다.
본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 높은 온도에서도 내구성을 가지는 발광 소자를 제공하는데 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안의 일측면에 따르면, 적어도 하나의 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드를 봉지하는 몰딩부를 포함하며, 상기 몰딩부는 3관능형 에폭시를 포함하는 발광 소자를 제공한다.
바람직하게 상기 3관능형 에폭시는 트리에탄그리시딜에테르일 수 있다.
바람직하게 상기 몰딩부는 상기 3관능형 에폭시에 산무수물의 경화제를 혼합하여 경화된다.
이하, 도면을 참조하여 본 고안의 발광 소자를 설명한다.
도 3은 본 고안에 따른 칩형 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 발광 소자는 기판(10)과, 기판(10) 상에 형성된 전극(30, 35)과, 제 1 전극(30) 상에 실장된 발광 다이오드 칩(20)과, 발광 다이오드 칩(20)를 봉지하는 몰딩부(50)를 포함한다.
상기 기판(10)은 발광 다이오드 칩(20)이 실장되는 중심 영역에 소정의 홈을 형성하여 홈의 측벽면에 소정의 기울기를 형성할 수 있다. 이 때 상기 발광 다이오드 칩(20)은 홈의 하부 면에 실장되고, 소정의 기울기를 갖는 측벽면으로 인해 발광 다이오드 칩(20)에서 발광하는 광의 반사를 극대화하고 발광 효율을 증대시킬 수 있다.
상기 전극(30, 35)은 기판(10) 상에 발광 다이오드 칩(20)의 양극 단자 및 음극 단자에 접속하기 위한 제 1 및 제 2 전극(30, 35)으로 구성한다. 상기 제 1 및 제 2 전극(30, 35)은 인쇄 기법을 통해 형성할 수 있다. 제 1 및 제 2 전극(30, 35)은 전도성이 우수한 구리 또는 알루미늄을 포함한 금속 물질로 형성하되, 제 1 전극(30)과 제 2 전극(35)은 전기적으로 단전되도록 형성한다.
상기 발광 다이오드 칩(20)은 GaN, InGaN, AlGaN 또는 AlGaInN 계열의 청색 발광하는 발광 다이오드 칩을 사용한다. 본 실시예는 420 내지 480 ㎚ 범위의 청색 광을 방출하는 발광 다이오드 칩을 사용한다. 그러나 이에 한정되지 않고, 청색 광뿐만 아니라 250 내지 410 ㎚ 범위의 자외선(UV)을 방출하는 발광 다이오드 칩을 사용할 수도 있다. 또한, 발광 다이오드 칩(20)의 개수는 하나일 수도 있고, 목적하는 바에 따라 다수 개로 구성할 수도 있다.
상기 발광 다이오드 칩(20)은 제 1 전극(30) 상에 실장되고, 와이어(70)를 통하여 제 2 전극(35)과 전기적으로 연결된다. 또한, 발광 다이오드 칩(20)이 전극(30, 35) 상에 실장되지 않고 기판(10) 상에 형성되는 경우에, 2개의 와이어(70)를 통하여 각각 제 1 전극(30) 또는 제 2 전극(35)과 연결될 수 있다.
또한 기판(10) 상부에는 상기 발광 다이오드 칩(20)을 봉지하기 위한 몰딩부(50)가 형성된다.
몰딩부(50)는 3관능형 에폭시로 이루어진다. 3관능형 에폭시로는 도 4에 도시된 트리에탄그리시딜에테르(1,1,1-tris-(p-Hydroxyphenyl)ethane Glycidyl Ether)가 사용될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
트리에탄그리시딜에테르의 유리 전이 온도점(Tg)은 섭씨 200도 이상으로써 온도의 환경에 우수한 내성을 가진다. 2관형 에폭시의 유리 전이 온도점이 섭씨 120도 내외인 것을 감안하면 3관능형 에폭시는 까다로운 신뢰성과 사용조건을 요구하는 자동차 또는 항공기와 같은 특수한 환경에서 내구성을 향상시켜 안정적으로 구동될 수 있는 발광 소자의 제작을 가능하게 한다.
몰딩부(50)는 3관능형 에폭시에 산무수물의 경화제를 혼합하여 경화된다.
몰딩부(50)는 3관능형 에폭시와 경화제를 혼합한 후 사출 공정을 통해 형성할 수 있다. 또한 별도의 주형을 이용하여 제작한 다음, 이를 가압 또는 열처리하여 몰딩부(50)를 형성할 수 있다. 몰딩부(50)는 광학 렌즈 형태, 평판 형태 및 표면에 소정의 요철을 갖는 형태 등 다양한 형상으로 형성할 수 있다.
아울러, 상기 몰딩부(50)에는 적어도 하나의 형광체(60)가 균일하게 분포되어 있다.
예를 들어, 상기 몰딩부(50)내에는 청색광을 여기원으로 하여 녹색 발광하는 형광체(60)를 포함한다. 상기 형광체(60)로는 실리케이트 또는 티오겔라이트 계열의 형광체, 또한 YAG 계열의 형광체를 사용할 수 있으며, 형광체(60)는 도시한 바와 같이 상기 몰딩부(50) 내부에 균일하게 분포되는 것이 바람직하다. 이에 한정되지 않고, 발광 다이오드 칩(20)의 상면 및 측면을 감싸도록 상기 형광체(60)와 에폭시의 혼합물을 소정 두께로 도팅한 후 몰딩부(50)가 형성될 수도 있다.
본 실시예는 몰딩부(50) 내에 균일하게 분포된 형광체(60)로 인해 발광 다이오드 칩(20)에서 방출되는 빛이 고르게 혼색되어 더욱 균일한 백색광을 구현할 수 있다.
이러한 본 발명의 발광 소자는 발광 다이오드 칩(20)으로부터 각각 1차 광이 방출되고, 1차 광의 일부에 의해 형광체(60)는 파장변환된 2차 광을 방출하여, 이들의 혼색으로 원하는 스펙트럼 영역의 색을 구현한다. 즉, 발광 다이오드 칩(20) 으로부터 청색광이 방출되고, 청색광의 일부에 의해 형광체(60)는 녹색광을 방출한다. 그리하여 1차 광인 청색광의 일부와, 2차 광인 녹색광이 혼색되어 백색광을 구현할 수 있다.
도 5는 본 고안에 따른 탑형 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 발광 소자는 기판(10)과, 기판(10) 상에 형성된 전극(30, 35)과, 제 1 전극(30) 상에 실장된 발광 다이오드 칩(20)을 포함한다. 이는 상기 칩형 발광 소자의 구성과 거의 동일하며, 이에 대한 구체적 설명은 도 1에 관련된 설명으로 대신한다. 단지 탑형 발광 소자는 상기 기판(10)의 상부에 발광 다이오드 칩(20)을 둘러싸도록 형성된 반사기(40)를 포함하며, 상기 반사기(40)의 중앙 홀에 발광 다이오드 칩(20)의 보호를 위해 3관능형 에폭시가 충진된 몰딩부(50)를 포함한다.
광의 휘도 및 집광 능력을 향상시키기 위해 발광 다이오드 칩을 둘러싸는 반사기(40)의 내측벽이 소정 기울기를 갖도록 형성할 수 있다. 이는 발광 다이오드 칩(20)에서 발광하는 광의 반사를 극대화하고, 발광 효율을 증대하기 위해 바람직하다.
도 6은 본 고안에 따른 램프형 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하면, 발광 소자는 반사부(45)가 형성된 제 1 리드 단자(80)와, 상기 제 1 리드 단자(80)와 소정 간격 이격된 제 2 리드 단자(85)로 구성된다. 상기 제 1 리드 단자(80)의 반사부(45) 내에 발광 다이오드 칩(20)이 실장되고, 와이어(70)를 통하여 제 2 리드 단자(95)와 전기적으로 연결된다. 상기 발광 다이오드 칩(20)의 상부에는 형광체(60)를 포함하는 몰딩부(50)가 형성되고, 리드 단자(90, 95)의 선단에는 성형용 틀을 이용하여 형성한 외주 몰딩부(55)를 포함한다. 상기 몰딩부(50) 내에는 상기 발광 다이오드 칩(20)으로부터 방출된 광을 흡수하여 각각의 파장으로 광을 파장 전환시키는 적어도 하나의 형광체(60)가 균일하게 혼합되어 있다. 상기 외주 몰딩부(55)는 발광 다이오드 칩(20)에서 방출된 광의 투과율을 향상시킬 수 있도록 투명한 에폭시로 제작된다.
이때, 몰딩부(50) 또는 외주 몰딩부(55) 모두 3관능형 에폭시로 이루어질 수 도 있고, 어느 하나만 3관능형 에폭시로 이루어질 수 도 있다.
도 7은 본 고안에 따른 하우징을 포함한 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 발광 소자는 양측에 전극(30, 35)이 형성되고 관통홀을 포함하는 하우징(90)과, 상기 하우징(90)의 관통홀에 장착되는 기판(10)과, 기판(10) 상에 실장되는 발광 다이오드 칩(20)을 포함한다. 이 때 상기 기판(10)은 열전도성이 우수한 재질을 사용하여 히트 싱크로 구성함으로써, 발광 다이오드 칩(20)에서 발산되는 열의 방출을 더욱 효과적으로 할 수 있다. 또한 상기 발광 다이오드 칩(20)을 봉지하는 3관능형 에폭시로 이루어진 몰딩부(50)를 포함한다. 상기 몰딩부(50)에는 상술한 적어도 하나의 형광체(60)가 균일하게 혼합되어 분포되어 있다.
본 실시예의 전극(30, 35)은 기판(10) 상에 발광 다이오드 칩(20)의 양극 단자 및 음극 단자에 접속하기 위한 제 1 및 제 2 전극(30, 35)으로 구성한다. 상기 발광 다이오드 칩(20)은 기판(10) 상에 실장되고, 와이어(70)를 통하여 제 1 전극(30) 또는 제 2 전극(35)과 전기적으로 연결된다.
본 고안은 바람직한 실시예 및 많은 구체적인 변형 실시예를 참조하여 설명되었다. 그렇지만, 구체적으로 설명된 것과는 다른 많은 기타 실시예들이 또한 본 고안의 사상 및 범위 내에 들어간다는 것을 관련 분야의 당업자들은 이해할 것이다.
예를 들어, 본 고안의 일실시예에서는 몰딩부에 포함되는 형광체로 녹색광을 발광하는 형광체에 대하여 설명하였으나, 적색광 또는 녹색광의 조합에 따른 광을 발광하는 형광체들이 사용될 수 있다.
본 고안에 의하면, 발광 다이오드 칩을 봉지하는 몰딩부에 유지 전이 온도점이 섭씨 200도 이상인 3관능형 에폭시를 이용함으로써, 온도의 환경에 우수한 내성을 제공할 수 있다. 이에 따라, 3관능형 에폭시는 까다로운 신뢰성과 사용조건을 요구하는 자동차 또는 항공기와 같은 특수한 환경에서 내구성을 향상시켜 안정적으로 구동될 수 있는 발광 소자의 제작을 가능하게 한다.

Claims (4)

  1. 적어도 하나의 발광 다이오드 칩과,
    상기 발광 다이오드 칩을 봉지하는 몰딩부를 포함하며,
    상기 몰딩부는 트리에탄그리시딜에테르를 포함하는 발광 소자.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 몰딩부는 상기 트리에탄그리시딜에테르에 산무수물의 경화제를 혼합하여 경화된 것을 특징으로 하는 발광소자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 몰딩부는 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광을 흡수하여 광을 파장 전환시키는 적어도 하나의 형광체를 더 포함하는 발광 소자.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960006407A (ko) * 1994-07-21 1996-02-23 양승택 비동기 전달모드(atm) 가입자 정합 물리 계층 처리 장치
KR20020095190A (ko) * 2000-03-21 2002-12-20 오쯔까 가가꾸 가부시키가이샤 난연성 에폭시수지 조성물, 그 성형물 및 전자부품

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