KR20100051476A - Light emitting diode package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로서, 더 자세하게는 예컨대 카메라용 플레쉬나 연출조명 등의 용도에서 백색광이 구현됨과 동시에 그 백색의 밝기 조절이 가능한 LED 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to an LED package, and more particularly, to a LED package capable of adjusting the brightness of the white at the same time the white light is implemented in the use, such as flash for the camera or directing lighting.
일반적으로 발광다이오드(LED)는 우수한 단색성 피크 파장을 가지며 광 효율성이 우수하고 소형화가 가능하다는 장점 때문에 주로 패키지 형태로서 다양한 디스플레이장치 및 광원으로서 널리 이용되고 있다. 특히 조명장치 및 디스플레이 장치의 백라이트(backlight)를 대체할 수 있는 고효율, 고출력 광원으로서 적극적으로 개발되고 있는 추세에 있다.In general, light emitting diodes (LEDs) are widely used as various display apparatuses and light sources mainly as packages because of their advantages of excellent monochromatic peak wavelength, excellent light efficiency, and miniaturization. In particular, there is a trend to actively develop as a high efficiency, high output light source that can replace the backlight of the lighting device and the display device.
도 1은 종래 LED 패키지의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional LED package.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 발광다이오드 패키지(10)는 패키지 본체(11)와, 발광다이오드 칩(17)을 포함한다. 패키지 본체(11)에는 발광다이오드 칩(17)을 실장하기 위한 실장부(12)가 형성되어 있고, 그 실장부(12)를 둘러싼 측벽에는 반사면(15)이 형성되어 있다. 또한, 실장부(12)의 바닥에는 리드전극(13, 14)이 배치되어 있고, 패키지(10) 내에 실장된 발광다이오드 칩(17)은 와이어에 의 해 상기 리드전극(13, 14)과 전기적으로 접속될 수 있다. 그리고, 실장된 발광다이오드 칩(17)은 에폭시 수지 또는 실리콘 수지 등으로 이루어진 수지 포장부(19)에 의해 봉지되어 있다.As shown in FIG. 1, the conventional light
종래 LED를 사용하여 백색발광장치를 구현하는 방법 중 가장 널리 사용되고 있는 방법은 청색 LED상에 황색 형광체를 도포하는 방법이다. 이와 같이 황색 형광체로서 백색광 등 원하는 파장대의 출력광을 얻기 위하여 수지 포장부(19) 내에는 형광체 입자들이 분산되어 있는데, 예컨대 YAG계 황색 형광체가 실리콘 수지 내에 분산되어 분포될 수 있다.The most widely used method of implementing a white light emitting device using a conventional LED is a method of applying a yellow phosphor on a blue LED. As described above, in order to obtain output light of a desired wavelength band such as white light, phosphor particles are dispersed in the
이와 같은 황색 형광체로는 YAG계 이외에도 TAG계 또는 규산염 형광체도 사용될 수 있는데, 특히 YAG계나 TAG계는 Ce 발광특성을 이용한 우수한 형광체로서 청색광을 여기광으로 사용하고 있다.As the yellow phosphor, a TAG or silicate phosphor may be used in addition to the YAG type. In particular, the YAG or TAG type uses blue light as excitation light as an excellent phosphor using Ce emission characteristics.
그런데, 이와 같이 청색의 발광다이오드 칩과 황색 형광체를 사용하는 LED 패키지는 그 밝기가 높은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 예컨대 연출조명 등의 용도에서와 같이 색온도를 변화시켜 밝기를 조절하는데에 많은 어려움이 뒤따르고 있다.However, the LED package using the blue light emitting diode chip and the yellow phosphor has a high brightness, but there are many difficulties in controlling the brightness by changing the color temperature, for example, in the case of a lighting application. Following.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 고휘도를 가짐과 동시에 연출조명 등에서와 같이 밝기 조절이 가능하도록 구성한 LED 패키지를 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to provide a LED package configured to have a high brightness and at the same time the brightness can be adjusted as in directing lighting.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라 LED 패키지는 수납 홈을 갖는 패키지 본체와, 상기 수납 홈의 저면에 노출되도록 상기 패키지 본체에 형성된 제1 및 제2전극구조와, 상기 제1 및 제2전극구조에 전기적으로 접속되고, 상기 수납 홈의 저면에서 소정높이를 갖고 실장된 청색 및 근자외선 발광다이오드 칩과, 상기 청색 및 근자외선 발광다이오드 칩보다 높게 형성되고 상기 제1 및 제2전극구조에 각각 전기적으로 접속되도록 상기 수납 홈의 저면에 실장되어 청색 및 근자외선보다 장파장대의 빛을 제공하는 적어도 하나의 발광다이오드 칩 및 상기 청색 및 근자외선 발광다이오드 칩을 매립하고, 상기 적어도 하나의 발광다이오드 칩의 상측부위가 외부에 노출되도록 형성되며, 황색 형광체를 함유한 광변환포장부를 포함한다.According to the present invention for achieving the above object, an LED package includes a package body having a receiving groove, first and second electrode structures formed on the package body to be exposed to a bottom surface of the receiving groove, and the first and second electrodes. A blue and near ultraviolet light emitting diode chip electrically connected to an electrode structure and mounted with a predetermined height on a bottom surface of the receiving groove, and formed higher than the blue and near ultraviolet light emitting diode chip and formed on the first and second electrode structures. Embedding at least one light emitting diode chip and the blue and near ultraviolet light emitting diode chip mounted on a bottom surface of the receiving groove so as to be electrically connected to each other to provide light having a longer wavelength than blue and near ultraviolet light, and the at least one light emitting diode chip The upper portion of the is formed to be exposed to the outside, and includes a light conversion packaging portion containing a yellow phosphor.
상기의 구성 결과, 본 발명에 따른 LED 패키지는 백색광이 구현 가능함과 동시에 카메라 플레쉬 및 연출 조명 등에서 색온도를 변화시켜 밝기 조절을 가능하게 할 수 있을 것이다.As a result of the above configuration, the LED package according to the present invention can realize the white light and at the same time it is possible to control the brightness by changing the color temperature in the camera flash and the production lighting.
이하, 도면을 참조하여 상기 구성과 관련해 좀더 구체적으로 살펴보고자 한다.Hereinafter, the configuration will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 LED 패키지의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 LED 패키지의 평면도이다.2 is a cross-sectional view of the LED package according to the present invention, Figure 3 is a plan view of the LED package according to the present invention.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지는 수납 홈을 형성하여 외곽을 이루는 패키지 본체(110)와, 상기 수납 홈의 저면에 노출되도록 상기 패키지 본체(110)에 형성된 복수 쌍의 제1 및 제2전극구조(미도시)와, 한쌍의 제1 및 제2전극구조에 각각 전기적으로 접속되도록 상기 패키지 본체(110)의 수납 홈에 구비되고 외부로부터의 전압을 인가받아 적색 및 녹색의 빛을 제공하는 적색 발광다이오드 칩(114) 및 녹색 발광다이오드 칩(115)과, 다른 한쌍의 제1 및 제2전극구조에 전기적으로 접속되고 상기 적색 및 녹색의 발광다이오드 칩(114, 115)보다 낮은 높이와 넓은 단면적을 갖도록 형성되어 상기 패키지(11)의 수납 홈에 실장된 청색(혹은 청색 및 근자외선) 발광다이오드 칩(113)과, 상기 청색 발광다이오드 칩(113)을 매립하여 상기 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)의 높이까지 충진되어 형성되고 황색 형광체를 함유한 제1수지포장부(혹은 광변환포장부; 116)를 포함하여 구성되어 있다. 이때, 상기 제1수지포장부(116)상에는 제2수지포장부(혹은 추가적인 수지포장부; 117)가 추가적으로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the LED package according to the embodiment of the present invention forms a receiving groove to form an
여기서, 외부의 프레임을 이루고 있는 패키지 본체(110)는 플라스틱 재질로 하여 사출 성형에 의해 형성될 수 있는데, 그 가운데 영역에는 상측을 향해 개방된 오목한 수납 홈을 형성하고 있다. 이때, 수납 홈의 측벽(110a)에는 적색 및 녹색의 발광다이오드 칩(114, 115) 및/혹은 청색 발광다이오드 칩(113)으로부터 제공된 빛을 반사시킬 수 있도록 반사 물질이 추가적으로 형성될 수 있다.Here, the
또한, 패키지 본체(110)의 수납 홈(혹은 수납 홈 내에 형성된 별도의 실장부)에는 적색 및 녹색의 발광다이오드 칩(114, 115)이 실장되어 있고, 그 적색 및 녹색의 발광다이오드 칩(114, 115)에 이웃하여서는 청색 발광다이오드 칩(113)이 실장되어 있다. 이때, 청색 발광다이오드 칩(113)은 적색 및 녹색의 발광다이오드 칩(114, 115)보다 낮은 높이를 가지도록 형성되어 있고, 패키지 본체(110)의 수납 홈에서 차지하는 면적은 적색 및 녹색의 발광다이오드 칩(114, 115)이 차지하는 면적보다 넓다. In addition, red and green light
이와 같이 결정된 청색 발광다이오드 칩(113)의 면적은 가령 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)으로부터 출사되는 광량과 동일한 광량을 출사할 수 있도록 하기 위해 고려될 수 있는데, 이를 통해 적색 및 녹색의 발광다이오드 칩(114, 115) 및/혹은 청색의 다이오드 칩(113)을 통해 혼합되어 생성된 백색광의 특성을 용이하게 조절할 수 있게 되는 것이다.The area of the blue light
또한, 그 수납 홈의 바닥에는 외부로부터 관통하여 유입된 혹은 수납 홈의 저면에 노출되도록 복수 쌍의 정극성(+) 및 부극성(-)의 제1 및 제2전극구조(미도시)가 형성되어 있다. 이러한 복수 쌍의 제1 및 제2전극구조는 외부의 전원부와 전기적으로 접속되며 이를 통해 외부로부터 전압이 인가되게 된다. 이때, 제1 및 제2전극구조는 실질적으로 적색 및 녹색의 발광다이오드 칩(114, 115) 및 청색의 발광 다이오드 칩(113)과 접촉하는 각각의 도전 와이어를 추가적으로 포함할 수도 있을 것이다.In addition, a plurality of pairs of positive (+) and negative (-) first and second electrode structures (not shown) are formed at the bottom of the storage groove so as to penetrate from the outside or be exposed to the bottom of the storage groove. It is. The plurality of pairs of first and second electrode structures are electrically connected to an external power supply unit, whereby a voltage is applied from the outside. In this case, the first and second electrode structures may further include respective conductive wires contacting the red and green light
상기 패키지 본체(110)의 수납 홈에는 청색 발광다이오드 칩(113)을 매립하여 그 주변으로는 황색(Y) 형광체를 포함하는 제1수지포장부(116)가 형성되어 있다. 이때, 제1수지포장부(116)는 예컨대 YAG계의 황색 형광체를 함유하는 젤 형태의 에폭시 수지 혹은 YAG계의 황색 형광체를 함유하는 젤 형태의 실리콘 수지를 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)의 상측면(혹은 상측부위)에 가까운 위치까지 다다르도록 패키지 본체(110)의 수납 홈에 주입 한 후, UV(ultraviolet) 경화나 열경화를 통해 형성되고 있다. 이와 같은 공정 과정시 적색 및 녹색의 빛을 제공하는 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)의 상측부위는 외부로 노출되고 있다.The first
그리고, 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)의 상측부위를 외부로 노출시킨 제1수지포장부(116)상에는 투명한 제2수지포장부(117)가 추가적으로 형성될 수 있다. 이러한 제2수지포장부(117) 또한 제1수지포장부(116)와 마찬가지로 에폭시 수지 혹은 실리콘 수지로 이루어져, 외부로 노출되어 있는 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)의 상측부위를 보호하는 역할을 할 수 있다. 여기서, 제2수지포장부(117)는 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)으로 제공된 빛과 청색 발광다이오드 칩(113) 및/혹은 황색 형광체를 투과한 후의 빛이 혼합될 수 있도록 확산재를 포함할 수도 있다.In addition, a transparent second
이에 더해, 본 발명의 LED 패키지는 수납 홈을 둘러싸며 패키지 본체(110)에 고정되어 형성된 (볼록)렌즈가 추가적으로 구성될 수 있다. 이와 같은 렌즈는 패키 지 본체(110)의 수납 홈에 형성된 제2수지포장부(117)를 외부로부터 보호함과 동시에, 그 수납 홈에 실장된 적색 및 녹색의 발광다이오드 칩(114, 115), 그리고 청색의 발광다이오드 칩(113)으로부터 제공된 광원을 혼합시켜 외부로 확산시키는 역할을 하게 된다.In addition, the LED package of the present invention may further include a (convex) lens formed to be fixed to the package
그러면, 도 2 및 도 3을 계속 참조하여 이와 같이 구성되는 LED 패키지를 사용해 백색광을 얻는 경우와 색온도를 변화시켜 밝기를 조절하는 경우에 있어서의 동작상태를 살펴보고자 한다.2 and 3, the operation state in the case of obtaining white light using the LED package configured as described above and in the case of adjusting the brightness by changing the color temperature will be described.
먼저, 고휘도의 백색광을 얻고자 하는 경우에 있어서 청색의 발광다이오드 칩(113)에는 외부로부터 제1 및 제2전극구조를 통해, 더 자세하게는 그 제1 및 제2전극구조 및/혹은 도전 와이어를 통해 전압이 인가된다.First, in the case of obtaining high brightness white light, the blue light
이때, 청색의 발광 다이오드 칩(113)은 대략 450~470nm 파장대의 자외선, 즉 청색 광원을 제공하게 되고, 그 제공된 청색 광원을 본체(110)의 수납 홈에 형성된 수지포장부(116)의 황색 형광체가 흡수하여 여기 상태가 된다.At this time, the blue light
그리고, 그 여기된 각각의 황색 형광체는 특정 파장대에 해당되는 황색의 빛을 발광하게 된다.Each of the excited yellow phosphors emits yellow light corresponding to a specific wavelength band.
그 결과, 본 발명의 LED 패키지는 청색 발광다이오드 칩(113)으로부터 직접 제공된 청색의 빛과, 황색 형광체를 통해 제공된 황색의 빛이 혼합되어 백색광, 더 정확하게는 엘로이쉬(yellowish)한 백색광이 구현된다.As a result, the LED package of the present invention is a mixture of blue light provided directly from the blue light
이와 같이 청색 발광다이오드 칩(113)이 구동하게 될 때 다른 복수 쌍의 제1 및 제2전극구조를 통해 전압을 인가하여 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115) 을 동작시키게 되면 청색 발광다이오드 칩(113)으로부터 제공된 청색의 빛과 황색 형광체를 통해 구현되던 기준 백색보다 색온도가 더 높은 백색을 구현할 수 있게 된다.When the blue light
더 정확히 말해, 본 발명에서는 외부의 전압 조절부(미도시)를 별도로 구성한 후 그 전압조절부를 통해 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)에 서로 다른 전압을 인가하게 되면 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)의 구동전류가 변화하게 되고, 그 구동전류량에 따라 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)의 광량이 달라지게 되므로 전체적으로는 색온도가 조절된 백색이 구현된다. 즉 밝기의 조절이 가능한 백색이 구현될 수 있는 것이다.More precisely, in the present invention, when an external voltage controller (not shown) is separately configured, different voltages are applied to the red and
따라서, 청색 발광다이오드 칩(113)만이 구동하게 될 때 5~10 칸델라(cd)의 밝기를 보였다면 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)의 구동전류를 조절하여 추가적으로 구동시킴으로써 1~2 칸델라의 범위에서 밝기가 추가적으로 조절되는 밝기 조절이 가능한 백색을 구현할 수 있게 되는 것이다.Therefore, when only the
더 나아가서, 본 발명에서는 앞서의 실시예에서와 같이 패키지 본체(110)의 수납홈에 실장되는 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)과, 청색의 발광다이오드 칩(113)의 개수에 특별히 한정하지는 않을 것이다. Furthermore, the present invention is specifically limited to the number of red and green light emitting
다시 말해, 패키지 본체(110)의 수납홈에는 2개의 청색 발광다이오드 칩(113)과 하나의 적색 발광다이오드 칩(114) 및 하나의 녹색 발광다이오드 칩(115)이 실장될 수도 있을 것이다. 이때, 물론 앞서서도 언급한 바와 같이 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)의 광량에 따라 청색의 발광다이오드 칩(113)의 각각의 단위면적이 결정될 것이다. 즉, 2개의 청색 발광다이오드 칩(113)을 통해 제공되는 광량과 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)을 통해 제공된 광량이 서로 동일한 것을 필요로 할 수 있다.In other words, two blue light emitting
또는, 패키지 본체(110)의 수납 홈에 각각 2개씩의 청색 발광다이오드 칩(113)과 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)을 실장해도 좋을 것이다. Alternatively, two blue light emitting
이때, 본 발명의 기술적 사상에 따르면 최적의 백색광을 구현해 내기 위하여 적색 및 녹색 발광다이오드 칩(114, 115)의 광량에 따라 청색 발광다이오드 칩(113)의 단위면적을 결정하여야 하겠지만, 그것 또한 특별히 한정하지는 않을 것이다.In this case, according to the technical idea of the present invention, the unit area of the blue light emitting
도 1은 종래 LED 패키지의 단면도1 is a cross-sectional view of a conventional LED package
도 2는 본 발명에 따른 LED 패키지의 단면도2 is a cross-sectional view of the LED package according to the present invention
도 3은 본 발명에 따른 LED 패키지의 평면도3 is a plan view of an LED package according to the present invention;
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