KR20090017346A - 산란수단을 갖는 ｌｅｄ 패키지 - Google Patents

Abstract

봉지재에 광을 산란시키는 수단을 산포시킴으로써, 광의 큰 손실 없이도, 광을 넓게 산란시켜 외부로 내보낼 수 있도록 구성된 LED 패키지가 개시된다. 개시된 LED 패키지는, 전류인가에 의해 발광 동작되는 LED칩과, 상기 LED칩을 덮도록 형성된 투광성의 봉지재와, 상기 봉지재의 내부 또는 표면에 산포되어, 상기 LED칩으로부터 나온 광을 산란시키는 반사성 파티클 또는 기포와 같은 산란수단을 포함한다.

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Description

산란수단을 갖는 ＬＥＤ 패키지{LED PACKAGE WITH DIFFUSION MEANS}

본 발명은, LED(Light Emitting Diode) 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, LED칩으로부터 나온 빛을 산란시키는 수단을 봉지재에 포함하는 LED 패키지에 관한 것이다.

일반적으로, LED는 전류 인가에 의한 P-N 반도체 접합(P-N junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자이다. 이러한 LED는 통상, LED칩이 탑재된 패키지의 구조로 제작되어 이용되고 있다.

LED 패키지는, LED칩과, LED칩에 전류를 인가하기 위한 예를 들면, 리드프레임 등의 수단과, LED칩으로부터의 광 방출을 허용하면서 그 LED칩을 외부로부터 보호하기 위한 봉지재 등을 포함한다. 위와 같은 LED 패키지에 있어서, LED칩은 직진성이 큰 발광 특성을 갖는다. 이러한 LED칩의 발광 특성으로 인해, 그것이 포함된 LED 패키지는, 일정 범위의 특정 조사면에 빛을 조사하는, 예를 들면, 백라이트 광원에는 유용하게 이용될 수 있지만, 주변을 넓게 비추는 조명기구, 특히, 장식용 조명기구로의 이용에는 제한이 있었다.

이에 대하여, 종래에는 직진성이 크고 눈부심이 큰 LED 패키지로부터의 광을 반사갓, 반사체 등의 추가적인 기구를 이용하여 넓게 확산시키는 기술이 제안된 바 있다. 그러나, 그와 같은 추가적인 기구를 이용하는 것은, 조명장치의 전체적인 크기를 증가시키며, 더 나아가, 많은 광 손실을 야기하여, 광 효율을 크게 떨어뜨린다. 특히, 종래의 LED 패키지는, 여러 형태 및/또는 다양한 색의 조명 연출이 어렵다는 점에서, 장식용 조명기구로의 활용에는 큰 한계가 있다. 또한, LED 패키지 외부의 광 경로에 별도의 광투과성 확산 기구를 마련하여 광을 넓게 확산시키는 것도 고려될 수 있는데, 그러한 경우에도 확산 기구 설치를 위한 추가적인 공간이 요구되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는, 외부와 근접한 봉지재에 광을 산란시키는 수단을 산포시킴으로써, 광의 큰 손실 없이도, 광을 넓게 산란시켜 외부로 내보낼 수 있도록 구성된 LED 패키지를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는, 고유색을 갖는 반사성 파티클(particles)들을 봉지재에 산포시킨 구조에 의해, 다양한 색 연출이 가능한 LED 패키지를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 전류인가에 의해 발광 동작되는 LED칩과, 상기 LED칩을 덮도록 형성된 투광성의 봉지재와, 상기 봉지재의 내부 또는 표면에 산포되어, 상기 LED칩으로부터 나온 광을 산란시키는 산란수단을 포함하는 LED 패키지가 제공된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 산란수단은 다수의 반사성 파티클들이며, 상기 다수의 반사성 파티클들은 고유색이 같은 1종의 파티클들로 이루어지거나 고유색이 다른 2종 이상의 파티클들로 이루어진다. 상기 봉지재 내에는 상기 LED칩과 상기 다수의 반사성 파티클들 사이에 형광체가 포함되며, 상기 LED칩과 상기 형광체는 백색광을 만들도록 조합된다.

대안적인 실시예에서, 상기 산란수단은 상기 봉지재의 내부에 산포된 다수의 기포들일 수 있다.

위 실시예들에 있어서, 상기 봉지재는, 상기 LED칩 바로 위에 형성되는 제 1 봉지부와, 상기 제 1 봉지부 위에 형성되는 제 2 봉지부를 포함하며, 상기 산란수단은, 상기 제 2 봉지부에 포함되어, 상기 LED칩과 분리되어 있게 된다.

본 발명에 따르면, 광의 큰 손실 없이, 주변을 폭 넓게 밝히는, 콤팩트한 구조의 LED 패키지가 구현될 수 있다. 또한, 고유색을 갖는 반사성 파티클들을 광의 산란에 이용하는 경우, 다양한 색 연출이 가능한 장식용 조명기구로 적용될 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 LED 패키지(1)는 하우징(10)을 포함하는 패키지 구조로 이루어진다. 상기 하우징(10)은 상부가 개방된 구조를 이루며, LED칩(2) 및 그 LED칩(2)이 실장되는 부분을 수용하는 공간을 내부에 갖는다.

본 실시예에서, 상기 하우징(10)의 내부에는 상기 LED칩(2)의 방열을 촉진하여 그 LED칩(2)의 성능 및 수명 저하를 억제하는 대략 원통형의 방열 슬러그(20)가 삽입 설치되며, 상기 LED칩(2)은 상기 방열 슬러그(20) 상단의 돌출부에 부착된다. 본 실시예에서, 상기 LED칩(2)이 방열 슬러그(20) 상에 부착되지만, 이와 달리, 방열 슬러그가 생략된 채 제 1 및 제 2 리드프레임(32, 34) 중 어느 하나에 LED칩(2)이 부착될 수 있다.

상기 LED 패키지(1)는 LED칩(2)에 전류를 인가하기 위한 제 1 및 제 2 리드프레임(32, 34)을 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 리드프레임(32, 34)은 상기 하우징(10)에 지지된 채 본딩와이어(W)들에 의해 상기 LED칩(2)과 전기적으로 연결된다. 상기 하우징(10)의 상부 개방부에는 상기 LED칩(2)을 보호하도록 상기 LED칩(2)을 덮는 투광성 봉지재(40)가 형성된다. 본 실시예에서, 상기 봉지재(40)는, 예를 들면, 에폭시, 실리콘과 같은 투광성 수지로 형성되는 것으로, 상기 LED칩(2) 바로 위에 형성되는 제 1 봉지부(42)와, 상기 제 1 봉지부(42) 위에 형성되는 제 2 봉지부(44)를 포함한다. 이때, 상기 제 1 봉지부(42)와 상기 제 2 봉지부(44)의 재질은 서로 다를 수 있다.

상기 봉지재(40)에는 LED칩(2)으로부터 발생한 광이 외부로 방출되기 직전에 그 광을 산란하여 방출시키는 산란수단이 구비된다. 본 실시예에서, 상기 산란수단은 반사성 파티클(52, 54)들로 이루어지며, 도 1의 확대도로 알 수 있는 것과 같이, 상기 봉지재(40)의 제 2 봉지부(44)의 내부에 포함된다. 이때, 상기 반사성 파티클(52, 54)들을 상기 제 2 봉지부(44)의 외표면에 형성하는 것도 고려될 수 있다.

도 1의 확대도에 도시된 것과 같이, 상기 제 2 봉지부(44)에는 광을 산란시켜 외부로 방출시키는 다수의 반사성 파티클(52, 54)들이 산포된 상태로 마련된다. 본 실시예에서, 상기 다수의 반사성 파티클(52, 54)들은 서로 다른 고유색을 갖는 2종 이상의 반사성 파티클들을 포함한다. 도 2에서는 2종의 반사성 파티클들, 즉, 금박 재질의 파티클(52)과 은박 재질의 파티클(54)이 제 2 봉지부(44)에 제공되는 것으로 도시되어 있지만, 다른 재질의 반사성 파티클이 추가로 제공될 수도 있다. 또한, 고유색이 같은 1종의 반사성 파티클만을 이용하는 것도 고려될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 반사성 파티클(52, 54)은 제 1 봉지부(42)에는 전혀 포함되지 않은 채 제 2 봉지부(44) 내에만 포함되는데, 이는 LED칩(2)과 반사성 파티클(52, 54)을 멀리 분리시킴으로써, LED칩(2)으로부터 나온 광이 반사성 파티클(52, 54)에 바로 부딪힘으로써 야기되는 광 손실을 막고, 더 나아가, 반사성 파 티클(52, 54)과 LED칩(2) 사이의 접촉에 의해 야기될 수 있는 전기적 성능의 저하를 미연에 막는다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면으로서, 도 2를 참조하면, 봉지재(40)의 제 2 봉지부(44)에는 앞선 실시예와 마찬가지로 반사성 파티클(52, 54)이 산포된 형태로 제공되는 한편, 상기 제 1 봉지부(42) 내에는 LED칩(2)과 함께 백색광을 만들도록 조합되는 형광체(62)가 제공된다. 예를 들면, 청색 발광하는 LED칩(2) 상부에 그 광의 일부를 여기광원으로 하여 황록색 또는 황색 을 발광하는 형광체(62)를 위치시킴으로써 백색광을 만들 수 있다. 그 외에 다양한 LED칩(2)과 형광체(62)의 조합에 의해 백생광을 만들 수 있다.

이때, 상기 형광체(62)가 제 1 봉지부(42) 아래의 LED칩(2)과 제 2 봉지부(44) 내의 반사성 파티클(52, 54) 사이에 위치하므로, 1 봉지부(42) 아래쪽에서 만들어진 백색광은 제 2 봉지부(44)의 반사성 파티클(52, 54)에 부딪혀 산란된다. 상기 반사성 파티클(52, 54)은, 예를 들면, 금색, 은색 또는 기타 다른 색의 고유색을 가지므로, 백색광에 부딪혀서, 그 백색광이 자체 고유색으로 보이도록 방출된다. 따라서, 본 실시예의 LED 패키지(1)는, 기존의 LED 패키지가 단조로운 색의 광을 방출하던 것과 달리, 반사성 파티클(52, 54)에 의해 변화된 다양한 색의 광을 외부로 방출시킬 수 있고, 이에 의해, 다양한 조명 연출이 가능하다.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예의 LED 패키지(1)는, 앞선 실시예와 마찬가지로, 제 1 봉지부(42)와 제 2 봉지부(44)로 구성된 봉지재(40)를 포함한다. 다만, 상기 제 2 봉지부(44)에 는, 앞선 실시예와는 달리, 광을 굴절 또는 산란시키는 수단으로 기포(56)들이 산포된 구조로 이루어진다. 상기 기포(56)들은 제 2 봉지부(44)를 이루는 수지들, 특히, 에폭시 또는 실리콘 수지와 다른 광 굴절율을 갖는다. 따라서, 광은 기포(56)에 부딪히면, 그 기포(56)를 통과하지 못하고 산란된다.

상기 기포(56)를 봉지재(40)에 산포시키는 방법은 여러가지 고려될 수 있는데, 그 중 하나는, 제 1 봉지부(42)를 먼저 형성한 후, 기포가 다수 존재하는 수지를 이용하여 제 2 봉지부(44)를 형성하는 것이며, 그 중 다른 하나는 LED칩(2)을 덮도록 주입 또는 도포된 수지 내로 그 수지가 굳기 전에 기포를 불어넣는 것이다. 이를 위해 주사 바늘을 이용하는 인젝션 기술이 이용될 수 있다.

본 발명을 예시하기 위해 첨부된 도면들에는 봉지재의 봉지부가 2개인 것로 도시되어 있지만, 그 봉지부의 개수에 본 발명이 한정되지 않으며, 바람직하게는, 봉지재가 2개 이상의 봉지부로 이루어질 수 있고, 그 봉지부 중 어느 하나에 산란수단이 제공된다. 또한, 복수의 봉지부로 구획되지 않은, 즉, 단일 봉지부로 이루어진 봉지재가 본 발명의 LED 패키지에 이용되는 것도 고려될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 패키지를 설명하기 위한 단면도.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 패키지를 설명하기 위한 단면도.

도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LED 패키지를 설명하기 위한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

2: LED칩 40: 봉지재

42: 제 1 봉지부 44: 제 2 봉지부

52, 54: 반사성 파티클 56: 기포

Claims (8)

1. 전류인가에 의해 발광 동작되는 LED칩과;

   상기 LED칩을 덮도록 형성된 투광성의 봉지재와;

   상기 봉지재의 내부 또는 표면에 산포되어, 상기 LED칩으로부터 나온 광을 산란시키는 산란수단을;

   포함하는 LED 패키지.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 산란수단은 다수의 반사성 파티클들인 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 다수의 반사성 파티클들은 고유색이 같은 1종의 파티클들로 이루어지거나 고유색이 다른 2종 이상의 파티클들로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 봉지재 내에는 상기 LED칩과 상기 다수의 반사성 파티클들 사이에 형광체가 포함된 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 LED칩과 상기 형광체는 백색광을 만들도록 조합되는 것임을 특징으로 하는 LED 패키지.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 산란수단은 상기 봉지재의 내부에 산포된 다수의 기포들인 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
7. 청구항 2 또는 청구항 6에 있어서, 상기 봉지재는, 상기 LED칩 바로 위에 형성되는 제 1 봉지부와, 상기 제 1 봉지부 위에 형성되는 제 2 봉지부를 포함하며, 상기 산란수단은, 상기 제 2 봉지부에 포함되어, 상기 LED칩과 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 봉지재에는 형광체가 포함되는 것을 특징으로 하는 LED 패키지.

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