KR100634302B1 - 발광 다이오드 - Google Patents

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KR100634302B1
KR100634302B1 KR1020040072273A KR20040072273A KR100634302B1 KR 100634302 B1 KR100634302 B1 KR 100634302B1 KR 1020040072273 A KR1020040072273 A KR 1020040072273A KR 20040072273 A KR20040072273 A KR 20040072273A KR 100634302 B1 KR100634302 B1 KR 100634302B1
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light
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김도형
이상민
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서울반도체 주식회사
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Abstract

본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 발광 칩과 투과판 사이에 소정의 굴절부를 두어 발광 칩이 발산하는 빛의 굴절을 조절함으로써 발광 다이오드의 빛을 집중시킬 수 있고, 평판 렌즈 형상의 투과판을 기판상에 실장하고, 투과판과 발광 칩 사이에 에어 갭을 둠으로써, 순간적인 집광 능력이 우수한 후레쉬용 발광 다이오드를 형성할 수 있고, 이를 슬림화 할 수 있으며, 소정의 단차를 주어 평판 렌즈 형상의 투과판의 실장이 용이하도록 할 수 있고, 단차를 이용하여 투과판과 발광 칩간에 에어 갭을 형성할 수 있는 발광 다이오드를 제공한다.
발광 다이오드, 투과판, 굴절부, 에어 갭, 단차, 형광안료, 평판 렌즈

Description

발광 다이오드{Light emitting diode}
도 1은 종래의 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 광 집적도 향상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 투과판의 장착을 설명하기 위한 도 3의 A 영역의 확대 개념도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다. 도 6은 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 110 : 인쇄 회로 기판 12, 14, 112, 114 : 전극
16, 120 : 발광 칩 17 : 와이어
18 : 몰딩부 130 : 수용기
140 : 투과판 142 : 페이스트
150 : 굴절부 160 : 형광안료
170 : 접착 수단
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 빛을 효과적으로 집적시킬 수 있는 발광 다이오드에 관한 것이다.
일반적으로 발광 다이오드는 전기 신호를 광으로 전환하기 위한 부품이다.
도 1은 종래의 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 발광 다이오드는 전극(12 및 14)이 형성된 인쇄 회로기판(10)과, 인쇄 회로기판(10)의 소정 전극(12 또는 14) 상에 실장된 발광 칩(16)과, 발광 칩(16)을 봉지하는 몰딩부(18)를 포함한다. 발광 칩(16)을 전극(12 또는 14)과 연결하기 위한 와이어(17)를 포함한다. 전극에 소정 전기 신호를 인가하면 이에 따라 발광 칩(16)은 소정의 빛을 방출한다. 종래의 발광 다이오드에 있어서는 발광 칩(16)이 방출하는 빛의 집광 능력이 떨어지는 문제점이 발생한다. 이를 살펴보면 발광 다이오드는 발광 칩뿐만 아니라 몰딩부(18)의 형상에 따라 발광 칩이 방 출하는 빛의 휘도 및 빛의 집광능력이 크게 좌우되기 때문이다.
따라서, 몰딩부(18)의 형상을 제어하여 발광 다이오드의 집광능력을 향상시키기 위한 많은 연구가 수행되고 있다. 하지만, 몰딩부(18)의 형상을 제어함에 있어서도 많은 한계에 부딪치고 있다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 소정의 굴절면을 두어 발광 칩이 방출하는 광의 경로를 변경시켜 집광 능력을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 발광 칩이 실장된 관통홀을 구비하는 수용기와, 상기 수용기의 상기 관통홀을 덮으며 상기 발광 칩과 일정한 간격을 유지하는 투과판을 포함하는 발광 다이오드를 제공한다.
상기의 투과판은 상기 수용기의 상부에 접착수단을 매개하여 장착되고, 상기 투과판을 상기 수용기의 상기 관통홀에 개재된다. 이때, 상기 발광 칩과 상기 투과판 사이에 일정한 간격의 에어갭을 포함한다.
여기서 상기 투과판은 얇은 두께의 평판으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제 공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
발광 다이오드는 광학 렌즈 형상의 몰딩부를 발광 칩 상부에 형성한다. 이로써, 발광 칩이 방출하는 빛의 휘도를 높일 수 있다. 또한, 후레쉬와 같이 순간적으로 직진성이 큰 빛을 집중시켜 발산하기 위해서는 발광소자의 광 집적도를 높여야 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 발광 다이오드의 광 집적도 향상을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 도 2a의 점선 및 실선은 발광 칩이 점선의 구와 실선의 구를 통해 각기 굴절 발산되는 형상을 개념화한 것으로, 실선처럼 광학 렌즈의 구를 더 크게 하여 발광 다이오드의 빛을 집중시킬 수 있다. 뿐만 아니라 도 2b의 실선은 소정의 굴절부(R)를 통과한 다음 광학 렌즈를 통해 굴절 발산된 광을 나타낸 것이고, 점선은 굴절부(R)를 통과하지 않고, 광학 렌즈만을 통해 굴절 발산된 광을 나타낸 것이다. 이는 소정의 두 투명 물질간의 굴절률에 의해 나타나는 현상이다. 따라서, 실선처럼 발광 칩이 발산하는 빛의 굴절을 조절하여 발광 다이오드의 빛을 집중시킬 수 있다. 물론, 발광 다이오드는 발광 칩의 재료, 불순물의 농도 및 구조에 따라 빛의 집적도를 향상시킬 수 있고, 몰딩부의 형상에 따라 빛의 집적도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 발광 다이오드는 인쇄회로 기판과, 상기 기판상에 실장된 발광 칩과, 상기 발광칩을 봉지하는 투과판과, 상기 투과판과 발광칩 사이 영역에 형성된 굴절부를 포함한다. 발광 칩 상부에 포팅된 형광안료를 더 포함할 수 있다.
굴절부는 투과판과의 굴절률 차를 이용하여 발광 칩이 방출하는 빛을 굴절시키기 위한 영역을 지칭하는 것으로, 투명한 소정의 물질막으로도 형성할 수 있고, 일반적인 공기가 가득찬 폐공간 형태로도 구현이 가능하다. 이에 따라, 상술한 발광 다이오드의 구조는 다양하게 나타날 수 있다.
별도의 수용기를 이용하여 발광칩과 투과판 사이에 굴절부를 형성할 수 있고, 수용기를 이용하지 않고, 소정 영역이 리세스된 기판을 이용하여 발광칩과 투과판 사이에 굴절부를 형성할 수 있다. 또한, 발광 칩으로부터 발산되는 열을 외부로 효과적으로 방출하기 위한 슬러그를 더 포함할 수도 있다.
이에 관하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드는 인쇄 회로 기판(110)과, 기판(110)상에 형성되어 소정의 관통홀을 포함하는 수용기(130)와, 관통홀 하부에 노출된 인쇄 회로 기판(110) 상에 실장된 발광 칩(120)과, 수용기(130) 상부에 장착된 투과판(140)과, 투과판(140)과 발광 칩(120) 사이에 형성된 굴절부(150)를 포함한다. 또한, 발광 칩(120) 상부에 포팅된 형광안료(160)를 더 포함할 수 있다.
인쇄 회로 기판(110)은 제 1 및 제 2 전극(112 및 114)을 포함하는 PCB 기판을 지칭한다. 제 1 및 제 2 전극(112 및 114)은 구리 또는 알루미늄을 포함하는 도 전성을 물질을 이용하고, 금속도금 또는 인쇄 기법을 이용하여 기판(110) 상에 형성한다. 기판(110)은 다수의 칩이 어레이 구조를 갖는 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 발광 칩(120)과 발광 칩(120)이 실장되지 않은 전극과의 연결을 위한 와이어(미도시)를 더 포함할 수 있다.
발광 칩(120)은 특정 파장의 가시광을 발산하는 재질을 사용한다. 발광 칩(120)의 장착은 소정의 도전성 페이스트를 제 1 전극(112) 상에 포팅한 다음, 그 상부에 발광 칩(120)을 장착하는 것이 효과적이다. 도전성 페이스트로 실버 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 발광 칩(120)의 케소드 또는 애노드 단자가 제 1 전극(112)과 전기적으로 접속된다. 이후, 와이어링 공정을 실시하여 제 1 전극(112)과 접속되지 않은 발광 칩(120)의 단자와, 제 2 전극(114)간을 전기적으로 연결한다. 뿐만 아니라, 발광 칩(120)을 기판(110)상에 실장한 다음, 와이어링 공정을 통해 소정의 와이어들을 이용하여 제 1 및 제 2 전극(112 및 114)과 전기적으로 연결할 수도 있다. 또한, 별도의 히트 싱크 상에 발광 칩(120)을 실장할 수 도 있다.
수용기(130)는 중앙 영역에 뒤집힌 원뿔대 형상으로 리세스된 관통홀이 존재하고, 관통홀의 측면에는 빛을 반사할 수 있는 물질이 코팅되어 있다. 또한, 수용기(130)는 소정의 하우징으로써, 관통홀 영역의 하부에는 발광 칩(120)이 위치한다. 관통홀의 형상은 뒤집힌 원뿔대 형상에 한정되지 않고, 상부 개구면이 다양한 형상이 될 수 있다. 수용기(130)의 형상 또한, 직육면체의 형상뿐만 아니라 원통, 마름모 기둥, 사다리꼴 기둥과 같이 다양한 다면체 형상이 될 수 있다.
형광안료(160)는 발광 칩(120)의 빛을 목표로 하는 파장의 빛으로 바꾸기 위한 인광성물질을 사용한다. 본 실시예에서는 흰색의 빛을 발산하기 위한 물질을 사용하는 것이 효과적이다.
굴절부(150)는 투과판(140)과 굴절율이 다를 물질을 이용하여 상기 수용기(130)의 리세스 된 관통홀 영역을 매립하여 형성할 수 있다. 뿐만 아니라, 공기로 가득찬 영역으로 존재할 수도 있다.
소정의 물질을 수용기의 관통홀을 매립하여 굴절부(150)를 형성할 경우는 몰딩 공정을 이용하여 투과판(140)을 형성할 수도 있다.
투과판(140)은 소정의 수지를 이용하여 형성하되, 하부 면이 평평한 형태의 평판 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이에 한정되지 않고, 다양한 다면체 형태로 형성될 수 있다. 뿐만 아니라 그 상부에 소정의 광학 렌즈 형상이 더 추가될 수 도 있다. 상술한 투과판(140)을 수용기 상에 장착하게 되면 투과판(140)을 이용하여 발광 칩(120)을 봉지하게 될 뿐만 아니라, 수용기(130)의 관통홀 영역 내부에 굴절부 즉, 에어 갭이 형성된다. 이러한 굴절부(150)에 의해 발광 칩(120)으로부터 발산되는 빛은 굴절부(150)를 통과하여 투과판(140)에 진입할 때 한번 굴절되고, 투과판(140)을 통과하여 공기중으로 나갈 때 한번더 굴절하게 되어 빛의 집적도를 향상시킬 수 있게 된다. 본 실시예에서는 투과판(140)을 별도로 제작한 다음, 이를 상술한 수용기(130) 상에 장착한다.
도 4a 및 도 4b는 투과판의 장착을 설명하기 위한 도 3의 A 영역의 확대 개념도이다.
상술한 투과판(140)의 장착은 소정의 페이스트 물질을 이용한 접착에 의해 실시할 수 있고, 강제 압입 방법을 이용하여 실시할 수 있다. 즉, 도 4a에서와 같이 수용기(130)의 상부면에 소정의 페이스트(142)를 도포한 다음, 그 상부에 투과판(140)을 적층 압착하여 형성할 수 있다. 또한, 도 4b에서와 같이 투과판(140)의 소정영역에 돌출된 형상의 기둥을 형성하고, 하부의 수용기(130)의 소정 영역에는 돌출된 기둥에 대응되는 홀을 형성한 다음, 끼워 맞춘 강제 압입 방법으로 형성할 수 있다. 이둘의 방법을 혼합하여 사용할 수 도 있다. 즉, 기둥 또는 홀의 소정영역에 페이스트를 도포하여 장착할 수도 있다.
본 발명은 후레쉬용 발광 다이오드를 제작하기 위해 발광 칩(120)과 형광안료(160)를 조절하여 흰색의 빛을 발산하는 발광 다이오드를 사용한다. 또한, 본 발명은 투과판(140)은 굴절부(150)의 굴절율을 1로 하였을 경우, 그 굴절율이 1.1 내지 1.8정도인 물질을 이용하여 형성하는 것이 효과적이다. 또한, 굴절부(150)의 높이 즉, 발광 칩(120)과 투과판간의 거리는 0.01 내지 1㎜ 인 것이 바람직하다.
또는 상술한 수용기 내부의 리세스 영역에 소정의 단차를 주고, 이를 이용하여 굴절부를 형성할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다. 도 6은 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 인쇄 회로 기판(110)과, 기판(110)상에 형성되어 적어도 2개 이상의 계단 형상의 단차를 갖는 관통홀을 포함하는 수용기(130)와, 관통홀 하부에 노출된 인쇄 회로 기판(110) 상에 실장된 발광 칩(120)과, 관통홀의 최상위 단차 영역에 장착된 투과판(140)과, 투과판(140)과 발광 칩(120) 사이에 형성된 굴절부(150)를 포함한다. 또한, 발광 칩(120) 상부에 포팅된 형광안료(160)를 더 포함할 수 있다.
상기의 인쇄 회로 기판 및 발광 칩과 이의 실장 방법은 상술한 제 1 실시예와 유사하다.
상기에서 수용기(130)는 투과판(140)이 내장될 제 1 홀과, 굴절부(150)가 형성될 제 2 홀과, 형광안료(160)가 포팅될 제 3 홀을 포함하는 것이 효과적이다. 본 발명의 수용기(130)는 적어도 2개 이상의 홀(상기의 제 1 및 제 2 홀)을 포함하는 것이 바람직하고, 발광 다이오드의 특성에 따라 그 개수가 다양하게 변화될 수 있다. 즉, 발광 다이오드의 광 파장을 변화시키기 위한 수지막(미도시)이 내장될 별도의 홀을 더 추가 할 수도 있고, 투과판(140)과 수용기(130)간의 접착 특성을 향상시키기 위해 별도의 핀 고정용 홀(미도시)을 더 추가할 수도 있다.
상술한 제 1 내지 제 3 홀이 하나의 관통홀을 이루고, 각각의 홀들은 그 지름이 각기 다른 홀 인 것이 바람직하다. 또한, 홀의 형상은 직육면체의 형상뿐만 아니라 원통, 마름모 기둥, 사다리꼴 기둥과 같이 다양한 다면체 형상이 될 수 있다. 본 실시예에서의 상기 홀의 지름은 제 1 홀이 가장크고, 제 3 홀이 가장 작도록 형성하고(R1>R2>R3), 제 1 홀이 상기 관통홀 영역의 상부면에 형성되고, 제 3 홀이 최 하부면(즉, 기판과 접속된 부분)에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 앞서 언급한 계단 형상의 단차를 갖도록 수용기의 관통홀에 소정의 굴절을 준다. 이는 성형에 의한 방법을 통해 상술한 형상을 갖는 수용기(130)를 제조할 수 있고, 기계 적 연마를 통해 상술한 형상을 갖는 수용기(130)를 제조할 수 있다.
상술한 홀들의 두께는 각기 동일한 두께로 형성할 수도 있고, 각기 서로 다른 두께로도 형성할 수 있다. 이는 각 홀들에 장착되거나 형성되는 물질 또는 영역의 특성에 따라 다양하게 변화될 수 있다.
형광안료는 발광칩의 빛을 목표로 하는 파장의 빛으로 바꾸기 위한 인광성물질을 사용한다. 본 실시예에서는 흰색의 빛을 발산하기 위한 물질을 사용하는 것이 효과적이다. 또한, 수용기(130)의 관통홀 중 제 3 홀의 내부(계단 형상의 단차를 갖는 관통홀의 최하부 단차 내부)가 가득 매립되도록 형광 안료(160)를 포팅하여 발광 칩(120)의 전체의 외부 영역에 효과적으로 형광물질이 분포되도록 할 수 있다.
굴절부(150)는 투과판(140)과 굴절율이 다를 물질을 이용하여 수용기(140)의 관통홀 중 제 2 홀의 내부에 매립하여 형성할 수 있다. 즉, 계단 형상의 단차를 갖는 관통홀의 중간 영역에 형성되도록 할 수 있다. 뿐만 아니라, 공기로 가득찬 영역으로도 존재할 수 있다. 소정의 물질을 수용기의 관통홀을 매립하여 굴절부(150)를 형성할 경우는 몰딩 공정을 이용하여 투과판(140)을 형성할 수도 있다.
투과판(140)은 소정의 수지를 이용하여 수용기(130)의 관통홀 중 제 1 홀의 내부에 장착하되, 하부 면이 평평한 형태의 평판 형상을 갖는 것이 바람직하다.
이에 한정되지 않고, 관통홀의 형상에 따라 다양한 다면체 형태로 형성될 수 있다. 뿐만 아니라 그 상부에 소정의 광학 렌즈 형상이 더 추가될 수 도 있다. 상술한 투과판(140)을 수용기 상에 장착하게 되면 투과판(140)을 이용하여 발광 칩 (120)을 봉지하게 될 뿐만 아니라, 수용기(130)의 관통홀 영역 내부에 굴절부(150) 즉, 에어 갭이 형성된다. 이러한 굴절부(150)에 의해 발광 칩(120)으로부터 발산되는 빛은 굴절부(150)를 통과하여 투과판(140)에 진입할 때 한번 굴절되고, 투과판(140)을 통과하여 공기중으로 나갈 때 한번더 굴절하게 되어 빛의 집적도를 향상시킬 수 있게 된다. 본 실시예에서는 투과판(140)을 별도로 제작한 다음, 이를 상술한 수용기(130) 내부에 장착한다. 또한, 투과판(140)의 형상을 'T'자 형으로 제작한 다음 이를 상술한 수용기(130)에 장착할 수 도 있다. 또한, 앞서 언급한 바와 같이 몰딩 공정을 통해 제작할 수도 있다. 상술한 투과판(140)의 장착은 도 4a 및 도 4b에서의 설명과 동일하다.
또한 본 발명의 발광 다이오드는 상술한 바와 같이 별도의 수용기를 두지 않고, 기판의 소정영역에 굴절부를 갖는다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드는 소정의 리세스 영역을 포함하는 인쇄 회로 기판(110)과, 인쇄 회로 기판(110)의 리세스된 영역에 실장된 발광 칩(120)과, 인쇄 회로 기판(110)상에 장착된 투과판(140)과, 투과판(140)과 발광 칩(120) 사이에 형성된 굴절부(150)를 포함한다. 또한, 발광 칩(120) 상부에 포팅된 형광안료(160)를 더 포함할 수 있다.
인쇄 회로 기판(110)은 제 1 및 제 2 전극(112 및 114)을 포함하고, 그 중앙에 소정의 리세스 영역이 형성된 PCB 기판을 지칭한다. 또한, 열 전도성이 우수한 물질을 지칭한다.
리세스 영역은 원통, 원뿔, 마름모 기둥, 사다리꼴 기둥과 같이 다양한 다면체 형상으로 형성 될 수 있다. 리세스 영역의 폭과 깊이는 실장되는 발광 칩(120)의 크기 및 굴절부(150)의 특성에 따라 다양하게 변화될 수 있다. 본 실시예에서는 리세스 영역의 깊이는 기판 전체 두께의 10 내지 80% 정도까지 리세스 되도록 하는 것이 바람직하다. 리세스 영역은 발광 칩(120)이 발산하는 빛의 일부를 반사하는 소정의 반사면을 갖도록 형성하는 것이 효과적이다. 반사면의 기울기는 45 내지 135°로 하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 실시예에서 언급한 계단형 단차를 갖는 형성과 같이 형성할 수 있다. 제 1 및 제 2 전극(112 및 114)은 구리 또는 알루미늄을 포함하는 도전성을 물질을 이용하고, 금속도금 또는 인쇄 기법을 이용하여 기판(110) 상에 형성한다. 또한, 제 1 및 제 2 전극(112 및 114)은 기판(110)의 상부면 뿐만 아니라 리세스 영역의 일부면에도 형성될 수 있다. 즉, 발광 칩(120)의 전극의 형태에 따라 리세스 영역을 제외한 기판(110)상에 형성할 수 있고, 리세스 영역을 포함하는 기판(110)상에 형성할 수도 있다.
발광 칩(120)은 특정 파장의 가시광을 발산하는 재질을 사용한다. 또한 발광 칩(120)의 전극 형태에 따라 발광 칩(120)은 기판(110)의 리세스 영역에 실장될 수 있고, 제 1 또는 제 2 전극(112 및 114) 중 어느 하나의 전극상에 실장 될 수 있다. 즉, 발광 칩(120)의 장착은 소정의 도전성 페이스트를 제 1 전극(112) 상에 포팅한 다음, 그 상부에 발광 칩(120)을 장착하는 것이 효과적이다. 도전성 페이스트로 실버 페이스트를 사용하는 것이 바람직하다. 이로써, 발광 칩(120)의 케소드 또 는 애노드 단자가 제 1 전극(112)과 전기적으로 접속된다.
이후, 와이어링 공정을 실시하여 제 1 전극(112)과 접속되지 않은 발광 칩(120)의 단자와, 제 2 전극(114)간을 전기적으로 연결한다. 뿐만 아니라, 발광 칩(120)을 기판(110)상에 실장한 다음, 와이어링 공정을 통해 소정의 와이어들을 이용하여 제 1 및 제 2 전극(112 및 114)과 전기적으로 연결할 수도 있다. 또한, 별도의 히트 싱크 상에 발광 칩(120)을 실장할 수 도 있다.
형광안료(160)는 발광 칩(120)의 빛을 목표로 하는 파장의 빛으로 바꾸기 위한 인광성물질을 사용한다. 본 실시예에서는 흰색의 빛을 발산하기 위한 물질을 사용하는 것이 효과적이다.
굴절부(150)는 투과판(140)과 굴절율이 다를 물질을 이용하여 수용기(130)의 리세스 된 관통홀 영역을 매립하여 형성할 수 있다. 뿐만 아니라, 공기로 가득찬 영역으로 존재할 수도 있다. 소정의 물질을 수용기의 관통홀을 매립하여 굴절부(150)를 형성할 경우는 몰딩 공정을 이용하여 투과판(140)을 형성할 수도 있다.
투과판(140)은 소정의 수지를 이용하여 형성하되, 하부 면이 평평한 형태의 평판 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이에 한정되지 않고, 다양한 다면체 형태로 형성될 수 있다. 뿐만 아니라 그 상부에 소정의 광학 렌즈 형상이 더 추가될 수 도 있다. 상술한 투과판(140)을 인쇄 회로 기판(110) 상에 장착하게 되면 투과판(140)을 이용하여 발광 칩(120)을 봉지하게 될 뿐만 아니라, 기판(110)의 리세스 영역 내부에 굴절부(150) 즉, 에어 갭이 형성된다. 이러한 굴절부(150)에 의해 발광 칩(120)으로부터 발산되는 빛은 굴절부(150)를 통과하여 투과판(140)에 진입할 때 한번 굴절되고, 투과판(140)을 통과하여 공기중으로 나갈 때 한번더 굴절하게 되어 빛의 집적도를 향상시킬 수 있게 된다. 본 실시예에서는 투과판을 별도로 제작한 다음, 이를 상술한 수용기 상에 장착한다.
이때, 기판과 투과판의 장착을 위하여 별도의 핀을 사용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드는 소정의 리세스 영역을 포함하는 인쇄 회로 기판(110)과, 인쇄 회로 기판(110)의 리세스된 영역에 실장된 발광 칩(120)과, 인쇄 회로 기판(110)상에 형성된 접착수단(170)과, 접착수단(170)상에 장착된 투과판(140)과, 투과판(140)과 발광 칩(120) 사이에 형성된 굴절부(150)를 포함한다. 또한, 발광 칩(120) 상부에 포팅된 형광안료(160)를 더 포함할 수 있다. 접착수단(170)을 통해 인쇄 회로 기판(110)과 투과판(140)을 완전히 밀봉할 수 있다. 접착수단(170)은 소정의 에폭시 수지를 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 접착수단(170)은 핀 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 접착수단(170)으로 인해 기판(110)의 리세스 영역의 깊이를 더 깊게 하지 않아도 충분한 굴절부(150)를 형성할 수 있다. 인쇄 회로기판(110), 발광 칩(120) 및 투과판(140)에 관한 설명은 상술한 설명과 중복됨으로 생략한다.
또한, 기판의 리세스 영역에 형광안료를 포팅하고, 접착수단을 이용하여 굴절부를 형성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면 도이다.
도 9를 참조하면, 제 5 실시예에 따른 발광 다이오드는 소정의 리세스 영역을 포함하는 인쇄 회로 기판(110)과, 인쇄 회로 기판(110)의 리세스된 영역에 실장된 발광 칩(120)과, 리세스된 영역에 포팅된 형광안료(160)와, 인쇄 회로 기판(110)상에 형성된 접착수단(170)과, 접착수단(170) 상에 장착된 투과판(140)과, 투과판(140)과 형광안료(160) 사이에 형성된 굴절부(150)를 포함한다. 리세스 영역의 내부 전체에 소정의 형광안료(160)를 포팅하게 됨으로써, 리세스 영역 하부에 실장된 발광 칩(120)을 완전히 덮을 수 있어 발광 칩(120)이 방출하는 빛을 효과적으로 파장 변환시킬 수 있다. 또한, 접착수단(170)으로 인해 투과판(140)을 인쇄 회로 기판(110)에 효과적으로 밀봉 장착할 수 있고, 밀봉 장착된 투과판(140) 하부에 굴절부(150)를 형성할 수 있다. 상술한 실시예들은 각기 예시에 한정되지 않고, 각기 서로 변환 결합되어 다양한 형태의 실시예로 변환 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 발광 칩과 투과판 사이에 소정의 굴절부를 두어 발광 칩이 발산하는 빛의 굴절을 조절함으로써 발광 다이오드의 빛을 집중시킬 수 있다.
또한, 평판 렌즈 형상의 투과판을 기판상에 실장하고, 투과판과 발광 칩 사이에 에어 갭을 둠으로써, 순간적인 집광 능력이 우수한 후레쉬용 발광 다이오드를 형성할 수 있고, 이를 슬림화 할 수 있다.
또한, 소정의 단차를 주어 평판 렌즈 형상의 투과판의 실장이 용이하도록 할 수 있고, 단차를 이용하여 투과판과 발광 칩간에 에어 갭을 형성할 수 있다.

Claims (7)

  1. 발광 칩이 실장된 기판;
    상기 기판 상에 마련되어 상기 발광 칩을 노출하는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀의 내측벽에 계단형 단차를 갖는 수용기;
    상기 관통홀 상측 영역의 상기 계단형 단차에 마련된 투과판;
    상기 투과판과 상기 발광 칩 사이 영역에 마련된 굴절부를 포함하는 발광 다이오드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 굴절부는 상기 투과판과 굴절율이 다른 투명물질층 및 공기층 중 적어도 어느 하나를 사용하는 발광 다이오드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통홀은 계단형 단차로 인해 복수의 홀을 갖는 발광 다이오드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 관통홀의 최상측 홀에 투과판이 마련되고, 상기 투과판 하측 홀에 공기층이 마련되고, 상기 공기층 하측 홀에 투명 물질층이 마련된 발광 다이오드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과판은 평판 렌즈 형상으로 형성되는 발광 다이오드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 단차진 리세스 영역을 포함하는 발광 다이오드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과판은 상기 수용기에 접착 수단을 매개하여 장착되는 발광 다이오드.
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