KR20100079688A - Led package - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 봉지재 표면에서의 전반사를 줄인 LED 패키지에 관한 것이다. The present invention relates to an LED package, and more particularly, to an LED package with reduced total reflection at the encapsulant surface.
LED(Light Emitting Diode)는 기본적으로 p형과 n형 반도체 접합으로 이루어져 있으며, 전압 인가시 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드갭에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 발하는 발광 반도체를 이용하는 소자이다. 그와 같은 LED는 저전류 요건에서의 고출력 특성, 빠른 응답성, 긴 수명, 단단한 패키지 구조 등 많은 이점을 갖는다. LED (Light Emitting Diode) is basically composed of p-type and n-type semiconductor junction, and is a device using a light emitting semiconductor that emits energy corresponding to the band gap of the semiconductor in the form of light by combining electrons and holes when voltage is applied. Such LEDs have many advantages, such as high power characteristics at low current requirements, fast responsiveness, long life, and rigid package construction.
위와 같은 LED는 패키지 구조로 제작되어 판매되는데, 그러한 것이 LED 패키지로 칭해진다. 통상의 LED 패키지는 LED칩(또는, LED 다이)과, LED칩에 전류를 입력하기 위한 리드단자들과, LED칩에서 발생된 광의 방출을 허용하면서 LED칩을 외부로부터 보호하는 봉지재를 포함한다. Such LEDs are manufactured and sold in a package structure, which is called an LED package. A typical LED package includes an LED chip (or LED die), lead terminals for inputting current into the LED chip, and an encapsulant that protects the LED chip from the outside while allowing emission of light generated from the LED chip. .
리드단자들은 절단된 금속박판인 리드프레임들일 수 있으며, 이 경우, 리드프레임들은 LED칩을 수용하는 캐비티를 구비한 하우징(또는, 리플렉터)에 의해 지지되거나 또는 봉지재에 의해 지지될 수 있다. 하우징을 포함하는 LED 패키지의 경 우, 봉지재는 하우징의 캐비티 내에 형성되어 LED칩을 봉지한다. 기판을 포함하는 LED 패키지의 경우, 봉지재는 기판 상에 실장된 LED칩을 봉지하며, 이때에는, 금형을 이용한 몰딩, 특히, 트랜스퍼 몰딩에 의해 봉지재가 형성될 수 있다.The lead terminals may be lead frames that are cut metal sheets, in which case the lead frames may be supported by a housing (or reflector) having a cavity for receiving the LED chip or by an encapsulant. In the case of an LED package including a housing, an encapsulant is formed in the cavity of the housing to enclose the LED chip. In the case of an LED package including a substrate, the encapsulant encapsulates the LED chip mounted on the substrate, and in this case, the encapsulant may be formed by molding using a mold, in particular, transfer molding.
종래의 LED 패키지는 봉지재와 외부 공기의 굴절율 차이로 인해 그들 사이의 경계면에서 전반사가 많이 발생한다. 이러한 전반사는, 광이 봉지재 표면을 투과하지 못하고 봉지재 안쪽을 향해 다시 반사되는 현상으로서, 봉지재 내부에서의 많은 광 손실을 초래한다. 특히, 그와 같은 광 손실은 광이 방출되는 봉지재 표면이 평평한(flat) 적용에서 더욱 심각하다. Conventional LED packages have a high total internal reflection at the interface between them due to the difference in refractive index between the encapsulant and the outside air. This total reflection is a phenomenon in which light does not penetrate the encapsulant surface and is reflected back toward the encapsulant, which causes a large amount of light loss inside the encapsulant. In particular, such light loss is more severe in applications where the encapsulant surface from which light is emitted is flat.
한편, 하나의 LED 패키지 내에서 서로 다른 여러 색의 독립적인 광들을 만들어, 그 광들을 LED 패키지의 외부에서 혼합시키는 적용의 필요성도 특정 용도에서 존재한다. 그러한 경우, 서로 독립적이어야 할 광들이 봉지재 내부에서 원치 않게 혼합되는 것을 막을 필요가 있다. 그러나, 봉지재 표면까지는 독립적으로 진행한 광들이 봉지재 표면에서 전반사되어 봉지재 내부로 되돌아옴으로써, 원치 않는 광들의 혼합이 일어난다. On the other hand, there is also a need in certain applications for the application of making independent lights of different colors in a single LED package and mixing them outside of the LED package. In such a case, it is necessary to prevent unwanted mixing of light inside the encapsulant. However, light propagating independently up to the encapsulant surface is totally reflected at the encapsulant surface and returned to the encapsulant, so that unwanted mixing of light occurs.
본 발명의 하나의 기술적 과제는, 봉지재 표면에서의 전반사에 의한 광 손실을 줄인 LED 패키지를 제공하는 것이다.One technical problem of the present invention is to provide an LED package in which light loss due to total reflection on the surface of an encapsulant is reduced.
본 발명의 다른 기술적 과제는, 두개 이상의 서로 다른 독립적인 광들을 만들어 패키지 외부에서 혼합되게 하되, 봉지재 표면에서의 전반사로 인해 그 광들이 원치 않게 혼합되는 것을 최소한으로 억제한 LED 패키지를 제공하는 것이다.Another technical problem of the present invention is to provide an LED package which makes two or more different independent lights and mixes them outside the package, but minimizes unwanted mixing of the lights due to total reflection at the encapsulant surface. .
본 발명의 일 측면에 따라, 투광성 수지로 형성된 봉지재와, 상기 봉지재에 의해 봉지된 적어도 하나의 LED칩을 포함하는 발광수단과, 상기 봉지재의 표면에 형성되어, 그 표면에서 광의 전반사를 줄이는 AR 코팅층을 포함하는 LED 패키지가 제공된다.According to an aspect of the invention, the light emitting means including an encapsulant formed of a light-transmissive resin, at least one LED chip encapsulated by the encapsulant, and formed on the surface of the encapsulant, to reduce the total reflection of light on the surface An LED package is provided comprising an AR coating layer.
이때, 상기 LED 패키지는 상기 봉지재가 형성되는 캐비티를 구비한 하우징을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 봉지재의 표면은 평평한 것이 바람직하다.In this case, the LED package may further include a housing having a cavity in which the encapsulant is formed. Moreover, it is preferable that the surface of the said sealing material is flat.
일 실시예에 따라, 상기 발광수단은 서로에 대해 이격되고 서로 다른 색의 광을 발하는 복수의 LED칩들을 포함한다.According to one embodiment, the light emitting means comprises a plurality of LED chips spaced apart from each other to emit light of different colors.
다른 실시예에 따라, 상기 발광수단은, 서로 독립되게 배치되고 서로 다른 색의 광을 발하는 제1 LED칩-형광체 조합과 제2 LED칩-형광체 조합을 포함한다. 이때, 상기 제1 LED칩-형광체 조합은, 400 내지 470nm 범위의 피크 파장을 갖는 제1 LED칩과, 500 내지 600nm 범위의 피크 파장을 갖는 1종 이상의 형광체로 구성되며, 상기 제2 LED칩-형광체 조합은, 400 내지 470nm 범위의 피크 파장을 갖는 제1 LED칩과 600nm보다 큰 피크 파장을 갖는 적어도 1종 이상의 형광체로 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1 LED칩으로, 400 내지 470nm 범위의 피크 파장을 갖는 청색 발광 범위의 LED칩 대신에, 250 내지 400nm 범위의 피크 파장을 갖는 자외선 발광 범위의 LED이 이용될 수 있다.According to another embodiment, the light emitting means includes a first LED chip-phosphor combination and a second LED chip-phosphor combination that are arranged independently of one another and emit light of different colors. The first LED chip-phosphor combination includes a first LED chip having a peak wavelength in a range of 400 to 470 nm, and at least one phosphor having a peak wavelength in a range of 500 to 600 nm. The phosphor combination may be composed of a first LED chip having a peak wavelength in the range of 400 to 470 nm and at least one phosphor having a peak wavelength greater than 600 nm. In this case, as the first LED chip, instead of the LED chip of the blue light emitting range having a peak wavelength in the range of 400 to 470nm, LED of the ultraviolet light emitting range having a peak wavelength in the range of 250 to 400nm can be used.
바람직하게는, 상기 제1 형광체는 상기 제1 LED칩을 적어도 부분적으로 덮도 록 형성되고, 상기 제2 형광체는 상기 제2 LED칩을 적어도 부분적으로 덮도록 형성된다. 또한, 상기 봉지재가 형성되는 캐비티를 구비한 하우징을 더 포함하며, 상기 제1 LED칩-형광체 조합과 제2 LED칩-형광체 조합은 상기 캐비티를 나누는 격벽에 의해 서로 분리되어 위치할 수 있다. 또한, 상기 제1 LED칩은 AC LED칩이고, 상기 제2 LED칩은 DC LED칩인 것이 바람직하다.Preferably, the first phosphor is formed to at least partially cover the first LED chip, and the second phosphor is formed to at least partially cover the second LED chip. The apparatus may further include a housing having a cavity in which the encapsulant is formed, and the first LED chip-phosphor combination and the second LED chip-phosphor combination may be separated from each other by a partition wall dividing the cavity. The first LED chip may be an AC LED chip, and the second LED chip may be a DC LED chip.
바람직하게는, 상기 제1 LED칩-형광체 조합에 의해 생성된 광은 CIE 색도도 상의 색좌표 (0.29, 0.45), (0.33, 0.37), (0.52, 0.47), (0.45, 0.54)로 정해지는 사각형의 영역 내에 있고, 상기 제2 LED칩-형광체 조합에 의해 생성된 광은 CIE 색도도 상의 색좌표 (0.36, 0.34), (0.44, 0.2), (0.67, 0.32), (0.55, 0.44)로 정해지는 사각형의 영역 내에 있다.Preferably, the light generated by the first LED chip-phosphor combination is a square defined by color coordinates (0.29, 0.45), (0.33, 0.37), (0.52, 0.47), (0.45, 0.54) on the CIE chromaticity diagram. The light generated by the second LED chip-phosphor combination is defined by color coordinates (0.36, 0.34), (0.44, 0.2), (0.67, 0.32), (0.55, 0.44) on the CIE chromaticity diagram. It is within the area of the rectangle.
본 발명의 실시예들에 따르면, 수지 재질의 봉지재를 포함하는 LED 패키지에서, 봉지재 표면에 AR 코팅층을 형성함으로써, 전반사에 의한 봉지재 내부에서의 광 손실을 크게 줄일 수 있다. 또한, 두개 이상의 서로 다른 독립적인 광들을 만들어 패키지 외부에서 혼합되게 하는 적용에서, 봉지재 표면에서의 전반사로 인해, 그 광들이 원치 않게 혼합되는 것을 최소한으로 억제하여, 봉지재 외부에서 의도된 색, 색 온도 및/또는 연색지수(CRI)의 광을 쉽게 얻을 수 있다. 백색 또는 황백색의 기본광을 생성하는 제1 LED칩-형광체 조합과, 그 기본광을 흑체복사곡선 부근으로 당기는 CRI 조절광을 생성하는 제2 LED칩-형광체 조합의 채용을 통해 연색성 좋은 웜화이트 광을 얻을 수 있으며, 이 경우, 봉지재 표면에 전술한 AR 코팅층을 이 용하면, 제1 LED칩-형광체 조합의 형광체와 제2 LED칩-형광체 조합의 형광체가 보다 더 독립적으로 작용할 수 있게 해주어, 위의 연색성 좋은 웜화이트 광을 보다 더 쉽게 구현할 수 있을 것이다. 이 경우, 두 LED-형광체 조합들 중 기본광을 생성하는 조합 내의 LED칩으로 AC LED칩을 이용하면 AC LED칩으로 인해 야기되는 플리커링 현상을 저감할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, in the LED package including the resin encapsulant, by forming the AR coating layer on the encapsulant surface, it is possible to greatly reduce the light loss in the encapsulant due to total reflection. In addition, in applications where two or more different independent lights are made to be mixed outside the package, total reflection at the surface of the encapsulant minimizes the unwanted mixing of the light, thereby reducing the intended color outside the encapsulant, Light of color temperature and / or color rendering index (CRI) can be easily obtained. Warm white light with good color rendering through the adoption of the first LED chip-phosphor combination that generates white or yellowish white primary light and the second LED chip-phosphor combination that generates CRI control light that pulls the basic light near the black body radiation curve In this case, by using the above-described AR coating layer on the surface of the encapsulant, the phosphor of the first LED chip-phosphor combination and the phosphor of the second LED chip-phosphor combination can work more independently. The color rendering of the warm white light will be easier to implement. In this case, the use of the AC LED chip as the LED chip in the combination which generates the basic light among the two LED-phosphor combinations can reduce the flickering caused by the AC LED chip.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided as examples to ensure that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an LED package according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 LED 패키지는, 상부 개방형의 캐비티(31)를 갖는 하우징(30)과, 상기 캐비티(31)의 바닥면에 실장되는 LED칩(12)과, 상기 LED칩(12)을 보호하도록 상기 캐비티(31)에 형성된 투광성 봉지재(40)를 포함한다. 상기 봉지재(40)는 다양한 투광성 수지에 의해 형성될 수 있으며, 바람직하게는, 에폭시 또는 실리콘 수지가 이용된다. 또한, 상기 LED 패키지는 상기 봉지재(40) 내에서 상기 LED칩(12)을 덮고 있는 형광체(14)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the LED package according to the present embodiment includes a
상기 하우징(30)은 캐비티(31)의 내벽면이 광을 반사하는 특성을 갖는 리플렉터인 것이 바람직하다. 도시하지는 않았지만, 상기 하우징(30)에 의해 상기 LED칩(12)에 전력을 인가하기 위한 리드프레임들이 지지되며, 이 리드프레임들은 상기 하우징 내부의 캐비티로부터 상기 하우징(30) 외부로 연장된다. 또한, 리드프레임과 LED칩(12) 사이의 전기적 연결을 위해 본딩와이어를 이용하는 와이어본딩 또는 플립칩본딩이 이용될 수 있다.The
상기 LED칩(12)과 상기 형광체(14)는, LED 패키지의 발광수단을 이루는 것으로서, LED칩(12)은 전류 인가시 스스로 발광하는 한편, 상기 형광체(14)는 상기 LED칩(12)으로부터 나온 광에 의해 여기되어, LED칩(12)의 발광 파장과 다른 파장의 광을 발광한다. 발광수단으로 형광체 없이 LED칩만을 포함하는 것도 본 발명의 범위 내에 있다.The
본 실시예에서, 상기 봉지재(40)는 전반사를 많이 일으키는 평평한(flat) 표면을 갖는다. 하지만, 그 평평한 표면에는 AR(Anti-Reflecting) 코팅층(50)이 형성되며, 그 AR 코팅층(50)에 의해 그것이 있는 면의 반사율을 크게 저감할 수 있다. 도 1의 실선 화살표는 본 발명의 실시예에서와 같이 AR 코팅층(50)을 이용할 때 광이 진행하는 한 경로의 예를 보여준다. 또한, 도 1은 AR 코팅층(50)이 없는 경우, 봉지재(40)와 공기 사이의 계면에 의해 반사되어 내부로 되돌아오는 광을 점선 화살표로 함께 보여준다. 이때, 상기 AR 코팅층(50)은, 봉지재(40)의 표면, 즉, 공기와 봉지재 사이의 계면에 굴절율이 다른 여러 매질층을 빛의 파장 범위 두께로 코팅하여 형성된다.In this embodiment, the encapsulant 40 has a flat surface that causes a lot of total reflection. However, the anti-reflecting (AR)
AR 코팅층(50)은 전반사가 상대적으로 많이 일어나는 평평한 표면의 봉지재(40)를 갖는 LED 패키지에 적용될 때 특히 유리하지만, 봉지재(40)의 표면 형상은 반구형이거나, 또는, 볼록 또는 오목한 곡면이거나, 또는, 기타 다른 형상일 수도 있다. The
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing an LED package according to a second embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 하우징(30)의 캐비티(31) 바닥면에 발광수단으로 제1, 제2 및 제3 LED칩(12a, 12b, 12c)이 실장되어 있다. 상기 제1, 제2 및 제3 LED칩(12a, 12b, 12c)은 서로 다른 파장의 광을 발하는 것으로서, 본 실시예에서는, 제1 LED칩(12a)이 청색 LED칩이고, 제2 LED칩(12b)이 녹색 LED칩이고, 제3 LED칩(12c)이 적색 LED칩이다. 그러나, 녹색, 청색, 적색 LED칩의 이용은 하나의 예시에 불과하며, LED칩의 종류, LED칩의 개수, 그리고, 발광수단으로서 형광체의 부분적인 이용 등이 다양하게 변경되어 실시될 수 있을 것이다.Referring to FIG. 2, first, second and
본 실시예에 따른 LED 패키지는, 앞선 실시예와 마찬가지로, 봉지재(40) 표면에 AR 코팅층(50)을 구비한다. 상기 AR 코팅층(50)은, 앞선 실시예와 마찬가지로, 전반사에 의한 광 손실을 최소화할 수 있다. 또한, 상기 AR 코팅층(50)은 봉지재(40) 내에서의 광 혼합이 배제되어야 하는 특수한 용도나 적용에 대하여 바람직하게 적응될 수 있다.The LED package according to the present embodiment, like the previous embodiment, is provided with an
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing an LED package according to a third embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 LED 패키지는, 발광수단으로서의 제1 및 제2 LED칩-형광체 조합(110, 120)들과, 그 조합들의 LED칩들 및 형광체 들을 수용하는 캐비티(131)를 구비한 하우징(130)을 포함한다. As shown in FIG. 3, the LED package according to the present embodiment includes a first and second LED chip-
본 실시예에서, 상기 제1 LED-형광체 조합(110)은 제1 청색 LED칩(112)과 그에 상응하는 형광체(114)를 포함한다. 또한, 상기 제2 LED칩-형광체 조합(120)은 제2 청색 LED칩(122)과 그에 상응하는 형광체(124)를 포함한다. 상기 제1 청색 LED칩(112)의 발광 피크 파장 범위와 상기 제2 청색 LED칩(122)의 발광 피크 파장 범위는 대략 400~470nm인 것이 바람직하다. 상기 제1 LED칩-형광체 조합(110)에 구비된, 예를 들면, 황색 형광체(114)는 피크 파장 범위가 대략 500~600nm인 것이 바람직하다.In the present embodiment, the first LED-
본 실시예에서, 상기 제1 LED칩-형광체 조합(110)은 1종의 황색 형광체(114)를 이용하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 500~600nm 발광 피크 파장 범위에 있는 2종 이상의 형광체가 상기 제1 LED칩-형광체 조합(110)의 형광체로 이용될 수 있다. 예를 들면, 제1 LED칩-형광체 조합(110)의 형광체(114)로는, 500 내지 550nm 피크 파장 범위의 형광체와 550nm 내지 600m 피크 파장 범위의 형광체가 함께 이용될 수 있다. In the present embodiment, the first LED chip-
상기 제1 LED칩-형광체 조합(110)은 LED칩에 의한 청색광과 형광체에 의한 황색광의 혼합에 의해 백색 또는 황백색(yellowish white)의 기본광을 생성한다. 상기 제1 LED칩-형광체 조합(110) 내에서, 제1 청색 LED칩(112)으로부터 발생한 청색광 일부는 형광체(114)를 여기시킨다. 그와 같은 여기에 의해, 형광체(114)는 청색광을 황색광으로 파장 변환할 수 있다. 또한, 상기 제1 청색 LED칩(112)으로부터 발생한 청색광의 나머지는 상기 황색 형광체(114)를 피하여 그대로 진행한다. 파장 변환에 의한 황색광과 파장 변환 안 된 청색광의 혼합에 의해 백색 또는 황백색의 기본광이 생성된다.The first LED chip-
그러나, 위와 같은 기본광은 연색성이 크게 떨어지므로, CRI의 조절이 요구된다. 이에 따라, 상기 기본광은, 흑체복사곡선부근의 웜화이트 광을 만들기 위해, 이하 설명되는 바와 같이, 제2 LED-형광체 조합에 의해 생성된 CRI 조절광과 혼합된다. However, the basic light as described above is greatly reduced the color rendering, it is required to adjust the CRI. Thus, the primary light is mixed with the CRI tunable light generated by the second LED-phosphor combination, as described below, to produce warm white light near the blackbody radiation curve.
상기 제2 LED칩-형광체 조합(120)은 제1 LED칩-형광체 조합(110)으로부터 만들어진 기본광에 혼합되는 CRI-조절광을 생성한다. 하나의 LED-형광체 조합만으로는 구현하기 어려운 흑체복사곡선 부근의 웜화이트 광을 상기 제1 LED칩-형광체 조합(110)에 의한 기본광과 상기 제2 LED칩-형광체 조합에 의한 CRI 조절광의 혼합에 의해 만들어낼 수 있다. 제2 LED칩-형광체 조합(120)의 형광체는 그것의 발광 피크 파장 범위가 600nm보다 큰 적색 형광체가 이용될 수 있다. 이때, 제2 LED칩-형광체 조합(110)의 LED칩으로는 청색 LED칩 대신에 250~400nm 범위 내의 피크 파장의 UV LED칩이 이용될 수 있다.The second LED chip-
도 4에 도시된 CIE 1931 색도도 상에서, 상기 기본광의 색좌표 범위는 흑체복사곡선으로부터 가능한 멀리, 즉, CIE 1931 색도도의 Y 좌표값이 크게 정해지는 것이 좋다. 하지만, 상기 기본광의 색좌표 범위는, 색좌표 범위가 거의 고정된 CRI 조절광에 의해, 흑체복사곡선 부근으로 당겨질 수 있는 정도로 정해지는 것이 바람직하다.On the CIE 1931 chromaticity diagram shown in FIG. 4, it is preferable that the color coordinate range of the basic light is as far as possible from the blackbody radiation curve, that is, the Y coordinate value of the CIE 1931 chromaticity diagram is large. However, it is preferable that the color coordinate range of the basic light is set to such an extent that the color coordinate range can be pulled near the black body radiation curve by the CRI control light having the fixed color coordinate range.
상기 제1 LED칩-형광체 조합(110)에 의해 생성된 기본광은 CIE 색도도 상의 색좌표 (0.29, 0.45), (0.33, 0.37), (0.52, 0.47), (0.45, 0.54)로 정해지는 사각형의 제1 영역 내에 있게 정해지고, 상기 제2 LED칩-형광체 조합(120)에 의해 생성되는 CRI 조절광은 CIE 색도도 상의 색좌표 (0.36, 0.34), (0.44, 0.2), (0.67, 0.32), (0.55, 0.44)로 정해지는 사각형의 제2 영역 내에 있게 정해진다. 이때, 제1 LED칩-형광체 조합(110)과 제2 LED칩-형광체 조합(120)에 의해 얻어지는 광은, 쿨화이트 광이 아닌 웜화이트 광으로, 흑체복사곡선 부근에 있다. 얻어진 웜화이트 광의 색온도 범위는 대략 2500K 내지 4500K, 가장 바람직하게는 2500K 내지 3500K일 수 있다.The primary light generated by the first LED chip-
청색 LED칩과 함께 상기 기본광의 색좌표 영역을 구현할 수 있는 형광체(114)로는, 오쏘실리케이트(Orthosilicate) 계열의, 황색 형광체, 앰버 형광체(amber phosphor), 녹색 형광체 중 적어도 하나인 것이 바람직하며, 이때, 황색 형광체 및 녹색 형광체는 (Ba,Sr,Ca,Cu)2SiO4:Eu인 것이 바람직하며, 앰버 형광체는 (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu인 것이 바람직하다. 그 외에도, YAG:Ce, Tag-Ce, Sr3SiO5:Eu 등 다양한 종류의 형광체가 이용될 수 있다. As the
또한, 청색 LED칩 또는 UV LED칩과 함께 상기 CRI 조절광의 색좌표 영역을 구현할 수 있는 형광체(114)로는 예를 들면, (Ca, Sr, Ba)2Si5N8:Eu, (Mg, Ca, Sr)AlSiN3:Eu, (Ca, Sr, Ba)Si7N10:Eu, (Ca, Sr, Ba)SiN2:Eu 등과 같은 나이트라이트 계열의 적색 형광체가 이용될 수 있으며, CaAlSiN3:Eu가 상기 적색 형광체의 이용에 매우 바람직하게 부합된다.In addition, the
본 실시예에 따른 LED 패키지는, 제1 LED칩-형광체 조합(110)에 의한 기본광과 제2 LED칩-형광체 조합(120)에 의한 기본광이 봉지재(140) 내부에서 혼합되는 것을 억제하기 위한 AR 코팅층(150)을 포함한다. AR 코팅층(150)을 이용하면, 상기 기본광과 CRI 조절광이 봉지재(140)와 외부 공기와의 계면에서 봉지재(140) 내부로 반사되는 것을 억제하며, 이는 한 조합에 있는 LED칩의 광이 다른 조합에 있는 형광체를 여기시키는 것을 억제하여, 의도된 웜화이트 광을 얻도록 하는데 기여한다. The LED package according to the present exemplary embodiment suppresses mixing of the basic light by the first LED chip-
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도이다. 5 is a cross-sectional view showing an LED package according to a fourth embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 하우징(130)은 캐비티 내부에 격벽(132)을 구비하며, 그 격벽(132)에 의해, 상기 캐비티는 두개의 작은 캐비티(131a, 131b)로 나누어진다. 분할된 두개의 캐비티 중 하나의 캐비티(131a)에는 제1 LED칩-형광체 조합(110)이 위치하며, 나머지 캐비티(131b)에는 제2 LED칩-형광체 조합(120)이 위치한다. 나머지 LED 패키지의 구성은 앞선 실시예와 같고 앞에서 설명된 바 있으므로 그 설명을 생략하기로 한다. Referring to FIG. 5, the
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예의 LED 패키지는 하우징(130) 내에 하나의 제1 LED칩-형광체 조합(110)과 복수의 제2 LED칩-형광체 조합(120)을 포함한다. 이때, 상기 복수의 제2 LED칩-형광체 조합(120)은 제1 LED칩-형광체 조합(110)의 주변에 배치된다. 6 is a cross-sectional view showing an LED package according to a fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the LED package according to the present embodiment includes one first LED chip-
이때, 상기 제1 LED-형광체 조합(110)의 제1 청색 LED칩(112)은 교류 전류에 의해 동작되는 AC LED칩인 것이 바람직하며, 도 5의 확대도에는 AC LED칩의 구조가 예시적으로 도시되어 있다. 이를 참조하면, 상기 AC LED칩은 기판(112-1) 상에 반도체층들의 성장에 의해 형성되고 배선들(W1, W2,..., Wn-1, Wn)에 의해 직렬로 연결된 복수의 발광셀(C1, C2,..., Cn-1, Cn)을 포함한다.In this case, it is preferable that the first
복수의 발광셀 (C1, C2,..., Cn-1, Cn)들 각각은 기판(112-1) 또는 그 위의 버퍼층(도시를 생략함) 상에 차례로 형성된 n형 반도체층(1121), 활성층(1122) 및 p형 반도체층(1123)을 포함한다. 이때, p형 반도체층(1123) 상에는 투명전극층(112-2)이 형성될 수 있다. 또한, n형 반도체층(1121)의 일부 영역에서 활성층(1122) 및 p형 반도체층(1123) 일부가 제거되어, 그 n형 반도체층(1121)의 일부 영역에는 예를 들면, 이웃하는 발광셀의 p형 반도체층과 배선에 의해 연결될 수 있는 전극이 제공될 수 있다.Each of the plurality of light emitting cells C 1 , C 2 ,..., C n-1 , C n is an n-type semiconductor sequentially formed on a substrate 112-1 or a buffer layer thereon (not shown). A
하나의 배선(W1)은 하나의 발광셀(W1)의 n형 반도체층(1121)과 그 발광셀에 이웃하는 다른 발광셀(W2)의 p형 반도체층(1123)의 전극 사이를 연결한다. 또한, 상기 복수의 발광셀들로 된 직렬 어레이는 동일 기판 상의 다른 발광셀들의 직렬 어레이와 역병렬로 연결될 수 있다. One wiring W 1 is formed between an n-
AC LED칩(112)은, 위에서 설명한 바와 같이, 기판 상에 n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층 등을 성장시키고, 그 반도체층들을 여러개의 발광셀들(C1, C2,... Cn-1, Cn)로 분리한 후, 그 발광셀들을 직병렬로 연결하여 만들어질 수 있다. 그와 달리, 상기 AC LED칩은 미리 만들어지는 복수의 LED칩을 서브마운트 상에 실장한 후, 그 서브마운트에 실장된 복수의 LED칩들을 직병렬로 연결하여 만들어질 수도 있다. 그와 같은 경우, 상기 서브마운트의 재료로는 AlN, Si, Cu, Cu-W, Al2O3, SiC, Ceramic 등이 이용될 수 있다. 또한, 필요에 따라서는, 서브마운트와 각 LED칩 사이를 절연하는 재료를 그들 사이에 개재시킬 수 있다.As described above, the
한편, 교류 전원에 연결되어 사용되는 AC LED칩은, 전류의 방향에 따라 온/오프를 반복하므로, AC LED로부터 나오는 빛이 깜박거리는 플리커링(flickering) 현상이 발생한다. 이때, 제2 조합의 LED칩(122)으로 직류 전류에 의해 동작되는 DC LED칩을 이용하면 위의 플리커링 현상을 줄일 수 있을 것이다.On the other hand, since the AC LED chip connected to the AC power source is repeatedly turned on and off according to the direction of the current, flickering occurs in which the light emitted from the AC LED flickers. In this case, the above flickering phenomenon may be reduced by using a DC LED chip operated by a direct current as the
본 실시예에 따른 LED 패키지도, 앞선 실시예와 마찬가지로 봉지재(140) 표면에 AR 코팅층(150)이 형성될 수 있다. AR 코팅층(150)은, 앞선 실시예들과 마찬가지로, 전반사에 의한 광 손실을 막고, 서로 다른 종류의 광들이 봉지재 내에서 원치 않게 혼합되는 것을 막아준다. 여기에서 '원치 않게 혼합된다'의 의미는 하나의 조합에 있는 LED칩의 광이 다른 조합에 있는 형광체에 작용하도록 혼합된다는 것을 포함한다. 한편, 본 실시예의 코팅층(150)은, 코팅 공정이 용이하도록, 봉지재를 지나 하우징 상부 표면까지 덮도록 형성되어 있다. In the LED package according to the present embodiment, the
전술한 제1 LED칩-형광체 조합과 제2 LED칩-형광체 조합으로 웜화이트 광을 만드는 적용에 AR 코팅층(150)을 이용하고 있지만, 그와 같은 적용에 반드시 AR 코팅층(150)이 유리한 것은 아니며, 봉지재 내부에서의 광들 간 혼합이 최소화되거나 또는 제어되어야 할 필요성이 있는 특정 적용에 경우에 한하여 유리하는 것에 유의 한다.Although the
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing an LED package according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도.2 is a cross-sectional view showing an LED package according to a second embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도.3 is a cross-sectional view showing an LED package according to a third embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 LED 패키지에 의해 웜화이트광을 얻기 위한 기본광과 CRI 조절광의 색좌표 영역을 CIE1931 색도도에 나타낸 도면.FIG. 4 is a CIE1931 chromaticity diagram showing color coordinate regions of primary light and CRI control light for obtaining warm white light by the LED package shown in FIG. 3; FIG.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view showing an LED package according to a fourth embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 LED 패키지를 도시한 단면도.6 is a cross-sectional view showing an LED package according to a fifth embodiment of the present invention.
Claims (11)
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KR1020080138232A KR20100079688A (en) | 2008-12-31 | 2008-12-31 | Led package |
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Cited By (2)
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CN103715338A (en) * | 2012-10-09 | 2014-04-09 | Lg伊诺特有限公司 | Luminescence device |
CN114759129A (en) * | 2022-04-29 | 2022-07-15 | 深圳市聚飞光电股份有限公司 | LED support, side light-emitting device, light-emitting device and manufacturing method thereof |
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- 2008-12-31 KR KR1020080138232A patent/KR20100079688A/en not_active Application Discontinuation
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