KR100712880B1 - White light emitting diode capable of reducing correlated color temperature variation - Google Patents
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Abstract
색온도의 편차를 줄일 수 있는 백색 발광 다이오드가 개시된다. 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드는, 청색광을 방출하는 LED 칩, LED 칩을 덮도록 형성되며 내부에 형광체가 분산된 투명수지층, 및 투명수지층 상에 접합된 렌즈를 포함하며, 투명수지층은 LED 칩으로부터 방출된 청색광, 및 형광체의 여기에 의한 황색광을 난반사시키기 위한 확산제가 혼합되어 있다. 이로써, 렌즈를 통과한 빛은 청색광 및 황색광 사이의 지향각 차이가 줄어들게 되어 결과적으로 색온도의 편차를 줄일 수 있게 된다.A white light emitting diode that can reduce variations in color temperature is disclosed. The white light emitting diode according to the present invention includes an LED chip emitting blue light, a transparent resin layer formed to cover the LED chip, and a phosphor dispersed therein, and a lens bonded on the transparent resin layer. Blue light emitted from the LED chip and a diffuser for diffusely reflecting yellow light due to excitation of the phosphor are mixed. As a result, the light passing through the lens reduces the difference in the direction angles between the blue light and the yellow light, and as a result, the deviation of the color temperature can be reduced.
색온도, 확산, 지향각, 청색광, 황색광, 확산제 Color Temperature, Diffusion, Directional Angle, Blue Light, Yellow Light, Diffusion
Description
도 1은 종래 기술에 따라 제조된 백색 LED 소자의 단면도로서, 도 1a는 램프 형태의 백색 LED 소자이고, 도 1b는 트랜스퍼 몰딩법에 의해 제조된 형태의 백색 LED 소자이며, 도 1c는 인젝션 몰드 하우징 패키지를 이용하여 제조된 형태의 백색 LED 소자를 나타낸 도면,1 is a cross-sectional view of a white LED device manufactured according to the prior art, Figure 1a is a lamp-shaped white LED device, Figure 1b is a white LED device manufactured by the transfer molding method, Figure 1c is an injection mold housing Figure showing a white LED device of a type manufactured using a package,
도 2는 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드의 실시 예를 나타낸 도면,2 is a view showing an embodiment of a white light emitting diode according to the present invention;
도 3은 도 2의 LED 칩의 예를 확대하여 도시한 도면,3 is an enlarged view of an example of the LED chip of FIG.
도 4는 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드의 다른 실시 예를 나타낸 도면,4 is a view showing another embodiment of a white light emitting diode according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드의 또 다른 실시 예를 나타낸 도면,5 is a view showing another embodiment of a white light emitting diode according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드의 또 다른 실시 예를 나타낸 도면,6 is a view showing another embodiment of a white light emitting diode according to the present invention;
도 7은 렌즈의 거칠기(DF)에 따른 투과율을 비교한 표로서, 도 7a는 중심광도를 비교한 도면이며, 도 7b는 광량을 비교한 도면, 그리고7 is a table comparing the transmittance according to the roughness (DF) of the lens, Figure 7a is a view comparing the central light, Figure 7b is a view comparing the amount of light, and
도 8은 본 발명에 따른 결과를 비교한 값으로서, 도 8a는 광도 변화를 비교한 그래프이고, 도 8b는 광량변화를 비교한 그래프이다.8 is a value comparing the results according to the present invention, FIG. 8A is a graph comparing the change in intensity, and FIG. 8B is a graph comparing the change in intensity.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
102 : LED 칩 104 : 형광체102: LED chip 104: phosphor
106, 142 : 투명수지층 108 : 렌즈106, 142: transparent resin layer 108: lens
110 : 확산제 144 : 확산수지층110: diffusion agent 144: diffusion resin layer
본 발명은 백색 발광 다이오드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 렌즈를 통과하는 청색광 및 황색광의 지향각의 차이를 적게 하여 색온도의 편차를 줄일 수 있는 백색 발광 다이오드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 발광 다이오드(LED)(Light Emitting Diode)는 반도체의 p-n 접합 구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합(再結合)에 의하여 빛을 방출시키는 전자 부품이다. 즉, 발광 다이오드는 전기를 통해주면 전자가 에너지준위가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하면서 특정한 파장의 빛을 방출하는 화합물 반도체를 이용하여 만들어진 소자이다. 이와 같은 발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 조사할 수 있으므로 모바일의 액정표시소자(Liquid Crystal Display : LCD), 키패드용 백라이트(back light), 옥외용 총천연색 대형 전광판, 교통 신호등, 자동차 계기판, 가전제품, 네온대체 간판, 의료 및 수술 장비 등과 같은 다양한 곳에서 사용되고 있다.In general, a light emitting diode (LED) is an electronic component that generates a small number of carriers (electrons or holes) injected using a pn junction structure of a semiconductor and emits light by recombination thereof. . In other words, a light emitting diode is a device made of a compound semiconductor that emits light of a specific wavelength while electrons move from a high energy level to a low energy state through electricity. Such a light emitting diode can emit light with high efficiency at low voltage, so it is a liquid crystal display (LCD) of mobiles, a back light for keypads, a large display board for outdoor colors, a traffic light, an automobile instrument panel, a home appliance, It is used in various places such as neon replacement signs, medical and surgical equipment.
특히, 조명용 발광 다이오드는 기존의 형광등 및 백열등으로 대표되는 조명기구에 비해 약 10% 내지 15% 정도의 낮은 전력소모와 100,000 시간 이상의 반영구적인 수명, 그리고 환경 친화적 특성 등 에너지 소비 효율을 획기적으로 개선할 수 있기 때문에, 일반 조명기구를 대체할 차세대 기술로서 주목받고 있다.In particular, the light emitting diode for lighting can dramatically improve energy consumption efficiency, such as about 10% to 15% lower power consumption, more than 100,000 hours of semi-permanent life, and environmentally friendly characteristics, compared to a luminaire represented by conventional fluorescent and incandescent lamps. As a result, it is attracting attention as a next-generation technology to replace a general lighting fixture.
일반 조명으로의 응용을 위해서는, 우선 발광 다이오드를 이용한 백색광을 얻어야 한다. 백색 발광 다이오드를 구현하는 방법은, 크게 세 가지로 나누어진다. 첫째로, 빛의 삼원색인 적색, 녹색, 청색을 나타내는 세 개의 발광 다이오드를 조합하여 백색을 구현하는 방법이다. 이 방법은 하나의 백색광원을 만드는데 세 개의 발광 다이오드가 사용될 뿐만 아니라, 각각의 발광 다이오드를 제어해야 하는 어려움이 따른다. 둘째는 청색 발광 다이오드를 광원으로 사용하여 황색 형광체를 여기시킴으로써 백색을 구현하는 방법이다. 이 방법은 발광 효율이 우수한 반면, CRI(Color Rendering Index)가 낮으며, 전류 밀도에 따라 CRI가 변하는 특징으로 인해 태양광에 가까운 백색광을 얻기가 어렵다는 단점이 있다. 셋째는 자외선 발광 다이오드를 광원으로 이용하여 삼원색 형광체를 여기시켜 백색을 만드는 방법이다. 이 방법은 고 전류 하에서의 사용이 가능하며, 색감이 우수하여 가장 활발하게 연구가 진행되고 있다. For application in general lighting, first, white light using a light emitting diode should be obtained. There are three ways to implement a white light emitting diode. First, a method of implementing white by combining three light emitting diodes representing three primary colors of light, red, green, and blue. This method not only uses three light emitting diodes to create a single white light source, but also has the difficulty of controlling each light emitting diode. The second method is to implement white by exciting a yellow phosphor using a blue light emitting diode as a light source. This method has excellent luminous efficiency, low CRI (Color Rendering Index), and has a disadvantage in that it is difficult to obtain white light close to sunlight due to the characteristic that CRI changes according to current density. The third method is to create white by exciting three primary phosphors by using an ultraviolet light emitting diode as a light source. This method can be used under high current, and the color is excellent.
백색 LED 소자는 LED 칩에서 발생되는 광의 일부를 더 긴 파장의 광으로 변환시킴으로써, 전체적으로 백색광을 방출하는 소자이다. LED 칩은 GaAsP, GaAlAs, GaP, InGaAlP 또는 GaN 등의 화합물로 PN 접합을 형성하는 반도체 소자로서, 상기의 PN 접합에 소정의 전압을 가하면 전자 또는 정공이 이동하여 잉여 정공 또는 전 자와 결합할 때 빛 에너지가 방출된다. White LED devices are devices that emit white light as a whole by converting some of the light generated from the LED chip into light of longer wavelengths. An LED chip is a semiconductor device that forms a PN junction with a compound such as GaAsP, GaAlAs, GaP, InGaAlP, or GaN, and when a predetermined voltage is applied to the PN junction, electrons or holes move to combine with excess holes or electrons. Light energy is emitted.
방출되는 빛 에너지는 단색 파장의 광이며, 청색 LED 칩 또는 자외선 LED 칩은 청색(파장이 약 440nm에서 475nm 사이)광 혹은 자외선(파장이 약 350nm에서 410nm 사이)광을 방출한다. 그리고, 방출되는 자외선광 또는 청색광은 형광체에 의하여 다른 파장의 광으로 변환된다.The light energy emitted is light of a monochromatic wavelength, and a blue LED chip or an ultraviolet LED chip emits blue light (wavelength of about 440 nm to 475 nm) or ultraviolet light (wavelength of about 350 nm to 410 nm). In addition, the emitted ultraviolet light or blue light is converted into light having a different wavelength by the phosphor.
형광체는 LED 칩을 보호하기 위한 에폭시 수지 또는 실리콘 수지로서, 형성된 몰드에 분산되어 있으며, 방출되는 백색광의 휘도 및 분광 분포 등에 큰 영향을 미친다.Phosphors are epoxy resins or silicone resins for protecting LED chips and are dispersed in a formed mold, and have a great influence on luminance and spectral distribution of emitted white light.
도 1은 종래 기술에 따라 제조된 백색 LED 소자의 단면도로서, 도 1a는 램프 형태의 백색 LED 소자이고, 도 1b는 트랜스퍼 몰딩법에 의해 제조된 형태의 백색 LED 소자이며, 도 1c는 인젝션 몰드 하우징 패키지를 이용하여 제조된 형태의 백색 LED 소자이다.1 is a cross-sectional view of a white LED device manufactured according to the prior art, Figure 1a is a lamp-shaped white LED device, Figure 1b is a white LED device manufactured by the transfer molding method, Figure 1c is an injection mold housing It is a white LED device manufactured using a package.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 백색 LED소자는 청색 LED칩(14), 회로가 구성되어 있는 인쇄회로기판 또는 리드프레임 등과 같은 LED칩 탑재용 부재, 청색 LED칩(14)을 LED칩 탑재용 부재에 접착시키기 위한 접착제(16), 청색 LED칩(14) 상에 형성된 본딩 패드와 LED칩 탑재용 부재의 전극(20) 또는 리드(22)와 전기적으로 연결하는 본딩 와이어(18) 및 몰드(12)를 포함한다. 1A to 1C, a white LED device includes a
몰드(12)는 LED칩(14)과 본딩 와이어(18)를 봉지하고 있는 투광성 에폭시 수지 또는 실리콘 수지(10) 전체에 고르게 분산되어 있으며, 청색 LED칩(14)으로부터 방출되는 광을 황색광으로 변환시키는 형광체(12)를 포함한다. 형광체(12)로는 황 색 형광체로서 이트륨-알루미늄-가넷(Y3Al5O12 : Ce, YAG)계 화합물이 널리 사용되어 왔다. 그러나 YAG : Ce 형광체를 이용한 백색 발광 다이오드는 색온도와 연색성지수가 다소 낮다는 점 때문에 실리케이트(silicate) 또는 TAG 계열의 형광체로 전환되는 추세이다.The
그런데, LED 칩에서 발생되는 청색광과, 형광체에 의해 여기되어 발생되는 황색광은, 렌즈가 없는 경우에는 대기에서 확산되고 서로 조합되어 백색으로 나타나게 된다. By the way, the blue light generated by the LED chip and the yellow light generated by being excited by the phosphor are diffused in the air when there is no lens, and are combined with each other to appear white.
그러나 렌즈를 적용할 경우에는, 청색광과 황색광은 각각의 경로가 확산에 의해 같아지기 이전에 렌즈를 투과하게 되므로, 도 2에 도시된 바와 같이 청색광과 황색광의 지향각의 차이가 더 크게 벌어지게 되어 색온도에 편차가 발생하게 되는 문제점이 있다.However, when the lens is applied, the blue light and the yellow light pass through the lens before the respective paths are equalized by diffusion, so that the difference in the direction angles of the blue light and the yellow light is widened as shown in FIG. 2. There is a problem that a deviation occurs in the color temperature.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 렌즈가 적용된 백색 발광 다이오드에 있어서, 렌즈를 투과한 청색광과 황색광 사이의 지향각을 좁힘으로써 결과적으로 색온도의 편차를 줄일 수 있는 백색 발광 다이오드를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems. In a white light emitting diode to which a lens is applied, a white light emitting diode which can reduce the variation in color temperature as a result of narrowing the direction angle between blue light and yellow light passing through the lens. The purpose is to provide.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드의 제1 실시 예는, 청색광을 방출하는 LED(Light Emitting Diode) 칩; 상기 LED 칩을 덮도록 형성되며, 내부에 형광체가 분산된 투명수지층; 및 상기 투명수지층 상에 접합된 렌즈를 포함하며, 상기 투명수지층은 상기 LED 칩으로부터 방출된 청색광, 및 상기 형광체의 여기에 의한 황색광을 난반사시키기 위한 확산제가 혼합된 것을 특징으로 한다.A first embodiment of a white light emitting diode according to the present invention for achieving the above object is a light emitting diode (LED) chip for emitting blue light; A transparent resin layer formed to cover the LED chip and having phosphors dispersed therein; And a lens bonded on the transparent resin layer, wherein the transparent resin layer is mixed with a blue light emitted from the LED chip and a diffuser for diffusely reflecting yellow light by excitation of the phosphor.
여기서, 상기 확산제는 티탄산바륨, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화규소 중의 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.Here, the diffusion agent preferably contains at least one of barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, and silicon oxide.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드의 제2 실시 예는, 청색광을 방출하는 LED 칩; 상기 LED 칩을 덮도록 형성되며, 내부에 형광체가 분산된 투명수지층; 상기 투명수지층 위에 적층되며, 상기 LED 칩으로부터 방출되어 상기 투명수지층을 투과한 빛을 난반사시키는 제2수지층; 및 상기 제2수지층 상에 접합된 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다. A second embodiment of a white light emitting diode according to the present invention for achieving the above object is an LED chip for emitting blue light; A transparent resin layer formed to cover the LED chip and having phosphors dispersed therein; A second resin layer stacked on the transparent resin layer and diffusely reflecting light emitted from the LED chip and transmitted through the transparent resin layer; And a lens bonded to the second resin layer.
여기서, 상기 제2수지층은 에폭시수지 또는 실리콘수지에 확산제가 혼합되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제2수지층은 상기 투명수지층의 열경화가 완료된 뒤에 적층되는 것이 바람직하다.Here, the second resin layer is preferably a diffusion agent is mixed in the epoxy resin or silicone resin. In addition, the second resin layer is preferably laminated after the thermosetting of the transparent resin layer is completed.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드의 제3 실시 예는, 청색광을 방출하는 LED 칩; 상기 LED 칩을 덮도록 형성된 투명수지층; 상기 투명수지층 위에 적층되며, 내부에 형광체가 분산된 제2수지층; 및 상기 제2수지층 상에 접합된 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 한다.A third embodiment of a white light emitting diode according to the present invention for achieving the above object is an LED chip for emitting blue light; A transparent resin layer formed to cover the LED chip; A second resin layer laminated on the transparent resin layer and having phosphors dispersed therein; And a lens bonded to the second resin layer.
여기서, 상기 형광체는 상기 투명수지층을 투과한 청색광에 의해 여기되어 황색광을 방출함과 동시에, 상기 청색광과 황색광을 난반사시키도록 구현되는 것이 바람직하다.Here, the phosphor is excited by blue light transmitted through the transparent resin layer and emits yellow light, and is preferably implemented to diffuse the blue light and yellow light.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드의 제4 실시 예는, 청색광을 방출하는 LED 칩; 상기 LED 칩을 덮도록 형성되며, 내부에 형광체가 분산된 투명수지층; 및 상기 투명수지층 상에 접합된 렌즈를 포함하며, 상기 렌즈는 상기 LED 칩으로부터 방출된 청색광, 및 상기 형광체의 여기에 의한 황색광을 난반사시키기 위하여 상기 투명수지층과의 접합면이 거칠게 처리되는 것을 특징으로 한다.A fourth embodiment of the white light emitting diode according to the present invention for achieving the above object is an LED chip for emitting blue light; A transparent resin layer formed to cover the LED chip and having phosphors dispersed therein; And a lens bonded on the transparent resin layer, wherein the lens is roughly bonded to the transparent resin layer in order to diffusely reflect blue light emitted from the LED chip and yellow light by excitation of the phosphor. It is characterized by.
이로써, 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드는 렌즈를 통과하는 청색광 및 황색광의 지향각의 차이를 적게 하여 색온도의 편차를 줄일 수 있게 된다.Thus, the white light emitting diode according to the present invention can reduce the deviation of the color temperature by reducing the difference in the direct angle of the blue light and yellow light passing through the lens.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a white light emitting diode according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드의 실시 예를 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 백색 발광 다이오드(100)는 청색광을 방출하는 LED 칩(102), LED 칩(102)을 덮도록 형성되며, 내부에 형광체(104)가 분산된 투명수지층(106), 및 투명수지층(106) 상에 접합된 렌즈(108)를 포함한다. 이때, 투명수지층(106)은 LED 칩(102)로부터 방출된 청색광, 및 형광체(104)의 여기에 의해 방출된 황색광을 난반사시키는 확산제(110)를 포함한다.2 is a view showing an embodiment of a white light emitting diode according to the present invention. Referring to the drawings, the white
여기서, 확산제(110)는 티탄산바륨, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화규소 중의 적어도 하나를 포함하며, 청색광 및 황색광을 난반사시켜 두 빛 사이의 광 경로를 서로 같도록 한다.Here, the
또한, 투명수지층(106)은 변성아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 또는 실리콘계 수지 등과 같은 투명한 열변화성 수지로 구현되는 것이 바람직하다.In addition, the
이로써, LED 칩(102)으로부터 방출된 청색광 및 형광체(104)의 여기에 의한 황색광은 확산체(110)에 의해 난반사되며, 결과적으로 두 광 사이의 광 경로는 서로 같아지게 되어 두 광 사이의 지향각을 줄일 수 있게 된다.As a result, blue light emitted from the
도 3은 도 2의 LED 칩의 예를 확대하여 도시한 도면이다. 도면을 참조하면, LED 칩(102)은 하부에 반사막(121)이 코팅된 기판(131) 상에 n형층(132), 활성층(133), p형층(134)을 순차적으로 성장시켜 다층 구조의 반도체층을 형성한다.3 is an enlarged view of an example of the LED chip of FIG. 2. Referring to the drawings, the
그리고 이러한 기본 구조에 따라서 n형 전극패드(135), p형 전극(136a) 및 p형 전극패드(136b)를 부착하여 형성하거나, n형 전극(135), p형 전극(136a) 및 p형 투명전극(136b)을 부착하여 형성한다. 여기서, p형 투명전극(136b)은 빛이 균일하게 발산되도록 하는 역할을 한다. The n-
n형 전극(135) 및 p형 전극(136a)은 인쇄회로기판 또는 리드프레임에 와이어 본딩(wire bonding)된다.The n-
한편, 백색 발광 다이오드가 조명으로 사용되기 위해서는 이러한 백색광의 질적 향상 뿐만 아니라, 수천 루멘(lm ; 1칸델라의 광원에서 발하는 단위 입체각당 방출하는 광속)이상의 광출력이 필요하다. 이러한 고출력 발광소자를 얻기 위해서는 발광 효율을 높이고, 소자 크기를 증대시키고, 열 저항을 낮게 하는 등의 변수 를 고려하여 소자를 제작하여야 한다. 이러한 조건을 충족시키기 위해 현재 널리 사용되고 있는 것이 플립 칩(flip chip) 방식이다. 기존의 발광 다이오드가 소자 위쪽으로 빛을 내는 것(top emitting)과는 달리, 플립 칩 방식의 발광 다이오드는 기판인 사파이어를 통해 빛이 나오게 한다. 빛의 추출 효율(extraction efficiency) 측면에서 살펴보면, 위쪽으로 빛을 내는 방식의 기존 발광소자에서는 빛이 발광층에서 위쪽으로 나오는 동안 투명 전극이나 접합 패드(bonding pad), 전극 연결부(wire bonding)에 의해 흡수되어 빛의 손실이 발생하게 된다. 또한, p쪽 투명전극부의 높은 저항은 전류 퍼짐을 방해하고 이로 인해 소자 전체가 발광에 기여하지 못하게 되므로 소자의 대형화에 한계가 존재한다. 그러나 플립 칩 방식에서는 사파이어 쪽으로 빛을 나오게 함으로써, 금속 접촉부나 접합 패드, 전극 연결부에서의 손실을 최대한 줄일 수 있다. 또한, 두꺼운 p쪽 금속을 사용하여 전류 퍼짐 현상이 좋아지게 되어 소자의 크기를 증가시킬 수 있으며, 반사율이 좋은 p 금속을 사용함으로써 전극 쪽으로 진행하는 빛을 사파이어 쪽으로 반사시켜 빛의 추출 효율이 증가하게 된다.On the other hand, in order to use a white light emitting diode as an illumination, as well as the quality of the white light, light output of more than a thousand lumens (lm; luminous flux emitted per unit solid angle emitted from a candela light source) is required. In order to obtain such a high output light emitting device, the device should be manufactured in consideration of variables such as increasing luminous efficiency, increasing device size, and lowering thermal resistance. In order to satisfy these conditions, a flip chip method is currently widely used. Unlike conventional light emitting diodes emitting top light (top emitting), the flip-chip light emitting diodes emit light through the sapphire substrate. In terms of the extraction efficiency of the light, in the conventional light emitting device that emits light upward, the light is absorbed by a transparent electrode, a bonding pad, or an electrode bonding while the light is emitted upward from the light emitting layer. This results in the loss of light. In addition, the high resistance of the p-side transparent electrode portion prevents current spreading, and thus, the entire device does not contribute to light emission. However, in the flip chip method, the light emitted toward the sapphire can minimize the loss in the metal contact portion, the bonding pad, and the electrode connection portion. In addition, the current spreading phenomenon is improved by using a thick p-side metal to increase the size of the device, and by using a p-metal having good reflectivity, the light traveling toward the electrode is reflected toward the sapphire to increase the light extraction efficiency. do.
고출력 발광 다이오드의 경우, 주입 전류가 커질 때 많은 열이 발생하므로 이를 효율적으로 방열시켜야 한다. 기존의 위쪽으로 빛을 내는 방식의 발광 다이오드에서는 열 저항이 300??/W 인데 반해 플립 칩 구조에서는 두꺼운 p형 금속을 이용하고 또한 실리콘 서브마운트에 칩이 연결되어 있으므로 열을 잘 빼줄 수 있게 되어 열 저항이 기존의 것보다 20배 작은 15??/W가 된다. 그러므로, 현재 1W의 입력 전력으로 25lm을 내는 기존 백색 발광소자에 비해 플립 칩을 이용한 구조는 20 배의 전력을 더 인가할 수 있고 따라서 0.5 klm 이상의 빛을 낼 수 있게 된다. 따라서 플립 칩의 경우 높은 빛의 추출 효율과 높은 전력인가, 낮은 열 저항의 우수한 특성 때문에 현재 조명용 백색 발광 소자에 적용되고 있으며, 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드도 LED 칩으로서 플립 칩을 사용하는 것이 바람직하다. 플립 칩을 사용하는 경우, 와이어 본딩은 생략될 수 있다.In the case of a high output light emitting diode, since a large amount of heat is generated when the injection current is large, it must be efficiently radiated. In the conventional upward light emitting diode, the thermal resistance is 300 ?? / W, whereas the flip chip structure uses thick p-type metal and the chip is connected to the silicon submount so that heat can be removed well. The thermal resistance is 15 ?? / W, which is 20 times smaller than the conventional one. Therefore, compared with a conventional white light emitting device that emits 25lm at an input power of 1W, the structure using a flip chip can apply 20 times more power, and thus can emit more than 0.5 klm. Therefore, the flip chip is currently applied to the white light emitting device for lighting because of the high light extraction efficiency, high power application, and low thermal resistance, and it is preferable to use the flip chip as the LED chip. Do. In the case of using a flip chip, wire bonding can be omitted.
도 4는 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드의 다른 실시 예를 나타낸 도면이다. 도면에서 도 2의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 부재번호를 부여하였다. 4 is a view showing another embodiment of a white light emitting diode according to the present invention. In the drawings, the same reference numerals are assigned to the same components as those of FIG. 2.
도면을 참조하면, 백색 발광 다이오드(140)는 청색광을 방출하는 LED 칩(102), LED 칩(102)을 덮도록 형성되며 내부에 형광체(104)가 분산된 투명수지층(142), 투명수지층(142) 위에 적층되며 투명수지층(142)을 투과한 빛을 난반사시키는 확산수지층(144), 및 확산수지층(144) 상에 접합된 렌즈(108)를 포함한다. Referring to the drawings, the white
확산수지층(144)은 투명한 변성 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 또는 실리콘 수지에 확산제(110)가 혼합된 것을 말하며, 확산제는 상술한 바와 같이, 티탄산바륨, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화규소 중의 적어도 하나를 포함한다.The
또한, 확산수지층(144)은 투명수지층(142)의 열경화가 완료된 뒤에 적층되는 것이 바람직하다. 즉, 투명수지층(142)은 변성 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 또는 실리콘 수지에 형광체(104)를 혼합한 후, 경화제 에폭시 성분을 혼합하여 고상성형하는데, 확산수지의 침전을 막기 위하여 이와 같은 열경화 과정이 완료된 뒤에 확산수지층(144)이 적층되는 것이 바람직하다. 경화제 성분으로는 MHHPA, MTHPA 등의 액상 타입, 또는 THPA, HHPA 등의 고상 타입이 이용될 수 있다. 이때, 주제 에폭시 수지, 실리콘 수지에는 산화방지제, UV 흡수제, 촉매 등의 첨가제가 첨가될 수 있다. 첨가제의 첨가에 따라 투명수지층(142)의 내열성 및 내습성이 향상되고, 성형성도 좋아진다. 이하, 백색 발광 다이오드의 다른 실시 예에서도 마찬가지이다.In addition, the
이로써, LED 칩(102)으로부터 방출된 청색광 및 형광체(104)의 여기에 의한 황색광은, 확산수지층(144)의 확산제(110)에 의해 난반사되어 두 광 사이의 광 경로가 서로 같아지게 되며, 결과적으로 두 광 사이의 지향각이 적어지게 된다.As a result, the blue light emitted from the
도 5는 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드의 또 다른 실시 예를 나타낸 도면이다. 도면에서 도 2의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 부재번호를 부여하였다. 5 is a view showing another embodiment of a white light emitting diode according to the present invention. In the drawings, the same reference numerals are assigned to the same components as those of FIG. 2.
도면을 참조하면, 백색 발광 다이오드(150)는 청색광을 방출하는 LED 칩(102), LED 칩(102)을 덮도록 형성된 투명수지층(152), 투명수지층(152) 위에 적층되며 내부에 형광체(104)가 분산된 제2 투명수지층(154), 및 제2 투명수지층(154) 상에 접합된 렌즈(108)를 포함한다.Referring to the drawings, the white
여기서, 제2 투명수지층(154)은 투명수지층(152)이 상술한 바와 같은 경화제에 의해 경화가 완료된 뒤에 적층되는 것이 바람직하다. 이 경우, 제2 투명수지층(154)의 형광체(104)는 투명수지층(152) 위에 도포되거나, 제2 투명수지층(154) 내에 균일하게 분산되도록 구현될 수 있다. Here, the second
투명수지층(152)을 투과한 청색광은 제2 투명수지층(154)의 형광체(104)를 여기하여 황색광을 방출함과 동시에, 청색광 및 황색광은 형광체(104)에 의해 난반 사되어 광 경로가 같아지게 되어 두 빛 사이의 지향각이 적어지게 된다.The blue light transmitted through the
도 6은 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드의 또 다른 실시 예를 나타낸 도면이다. 도면에서 도 5의 구성요소와 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 부재번호를 부여하였다. 6 is a view showing another embodiment of a white light emitting diode according to the present invention. In the drawings, the same reference numerals are assigned to the same components as those of FIG. 5.
도면을 참조하면, 백색 발광 다이오드(160)는 청색광을 방출하는 LED 칩(102), LED 칩(102)을 덮도록 형성되며 내부에 형광체(104)가 분산된 투명수지층(154), 및 투명수지층(154) 상에 접합된 렌즈(162)를 포함한다. 여기서, 렌즈(162)는 LED 칩(102)으로부터 방출된 청색광 및 형광체(104)의 여기에 의한 황색광을 난반사시키기 위하여 투명수지층(154)과의 접합면이 거칠게 처리되는 것이 바람직하다. 이때, 거칠게 처리되는 LED 칩(162)의 접합면은 난반사를 심하게 일으킬수록 좋으므로 불규칙적인 것이 바람직하다. 이로써, LED 칩(102)으로부터 방출된 청색광 및 형광체(104)의 여기에 의한 황색광은 렌즈(162)를 투과하기 전에 확산되어 두 광의 경로가 서로 같아지게 되며, 결과적으로 두 광 사이의 지향각을 줄일 수 있게 된다.Referring to the drawings, the white
도 7은 렌즈의 거칠기(DF)에 따른 투과율을 비교한 표로서, 도 7a는 중심광도를 비교한 도면이며, 도 7b는 광량을 비교한 도면이다. 도면에서 No는 렌즈가 없는 경우를 나타내며, C는 거칠기가 적용되지 않은 렌즈의 경우이고, DF-1, DF-2, 및 DF-3은 거칠기 처리된 렌즈에서의 서로 다른 지점의 경우를 나타낸다.FIG. 7 is a table comparing transmittance according to roughness DF of the lens, and FIG. 7A is a diagram comparing the central luminance, and FIG. 7B is a comparison of the amount of light. In the drawing, No indicates a case without a lens, C indicates a case where a roughness is not applied, and DF-1, DF-2, and DF-3 indicate a case of different points in the roughened lens.
도면을 참조하면, 렌즈에 거칠기(DF)가 적용된 경우는 도 8a에 나타낸 바와 같이 대체로 거칠기가 없는 경우에 비해서 중심광도가 약 77% 정도로 낮아지는 반 면에, 광량은 도 8b에 나타낸 바와 같이 대체로 약 96% 정도의 수준으로 렌즈에서의 광추출효율에는 크게 영향을 미치지 않으면서도 색온도의 편차를 줄일 수 있음을 알 수 있다.Referring to the drawing, when the roughness DF is applied to the lens, as shown in FIG. 8A, the center luminance decreases by about 77% compared to the case where there is no roughness, while the amount of light is generally as shown in FIG. 8B. It can be seen that the variation in color temperature can be reduced without significantly affecting the light extraction efficiency of the lens at about 96%.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and the present invention is not limited to the specific embodiments of the present invention without departing from the spirit of the present invention as claimed in the claims. Anyone skilled in the art can make various modifications, as well as such modifications are within the scope of the claims.
본 발명에 따르는 백색 발광 다이오드는, LED 칩으로부터 방출된 청색광 및 형광체의 여기에 의한 황색광을 확산시킴으로써 렌즈를 투과하는 두 광 사이의 지향각을 줄여 결과적으로 렌즈를 통과한 빛의 색온도 편차를 줄일 수 있게 된다.The white light emitting diode according to the present invention reduces the directivity angle between the two light passing through the lens by diffusing the blue light emitted from the LED chip and the yellow light caused by the excitation of the phosphor, thereby reducing the color temperature variation of the light passing through the lens. It becomes possible.
Claims (8)
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KR1020060001460A KR100712880B1 (en) | 2006-01-05 | 2006-01-05 | White light emitting diode capable of reducing correlated color temperature variation |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100904082B1 (en) * | 2008-06-02 | 2009-06-23 | (주)콘포테크 | Diffusion light apparatus using led lamp |
KR20130088555A (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device package |
KR101374897B1 (en) * | 2007-08-14 | 2014-03-17 | 서울반도체 주식회사 | Led package with diffusion means |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003324215A (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Toyoda Gosei Co Ltd | Light emitting diode lamp |
-
2006
- 2006-01-05 KR KR1020060001460A patent/KR100712880B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003324215A (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Toyoda Gosei Co Ltd | Light emitting diode lamp |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101374897B1 (en) * | 2007-08-14 | 2014-03-17 | 서울반도체 주식회사 | Led package with diffusion means |
KR100904082B1 (en) * | 2008-06-02 | 2009-06-23 | (주)콘포테크 | Diffusion light apparatus using led lamp |
KR20130088555A (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device package |
KR101896687B1 (en) | 2012-01-31 | 2018-09-07 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device package |
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