KR100797969B1 - 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드에 관한 것으로, 적어도 2개의 발광칩 및 발광칩을 봉지하는 적어도 2개의 몰딩부를 포함하며, 적어도 2개의 몰딩부는 별개의 형태로 구성되며, 상이한 형태로 형성되는 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드가 제공된다.

발광 다이오드, 몰딩부, 형광체, 다중 광 지향각

Description

다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드 {Light emitting diode having a plurality of light orientation angle}

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드의 개략적인 사시도, 평면도 및 단면도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다.

도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10; 기판

20; 전극

30; 발광칩

40; 와이어

50; 몰딩부

60; 형광체

본 발명은 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적어도 2개의 발광칩을 포함하며, 이러한 각 발광칩을 봉지하는 몰딩부의 형태를 상이하게 형성함으로써, 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드에 관한 것이다.

다수의 발광칩을 구비하며, 상기 각 발광칩을 봉지하는 다수의 몰딩부를 포함하는 종래 기술의 발광 다이오드에 따르면, 상기 몰딩부가 서로 동일한 크기 및 동일한 형태로 형성된다. 상기 발광칩으로부터 출사되는 광의 지향각 및 광도는 상기 몰딩부의 형태와 크기에 따라 좌우되는데, 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 경우, 상기 각 몰딩부는 렌즈 형태로 형성되고, 서로 동일한 크기 및 동일한 형태로 형성되기 때문에, 각 몰딩부를 통하여 출사되는 광의 지향각과 광도는 모두 동일하였다.

한편, 최근 카메라폰 플래시, 전광판 또는 전시 조명 장치 등과 같은 다양한 애플리케이션에서는 발광 다이오드에 의해서 광을 조사받는 영역 중 일부 영역은 광도의 세기를 높게 하고, 일부 영역은 광도의 세기를 낮게 하여, 영역별 광도의 세기를 달리하여 다양한 연출을 수행하는 경우가 있다. 이때, 단일의 발광 다이오드에서 출사되는 광이 다양한 광도의 세기를 갖기 위해서는, 다수의 발광칩을 봉지하는 다수의 몰딩부를 통하여 출사되는 광의 지향각을 달리할 필요성이 있게 된다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 발광칩을 봉지하는 몰딩부의 형태가 상이하게 형성함으로써, 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드를 제공하기 위한 것이다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 2개의 발광칩 및 상기 발광칩을 봉지하는 적어도 2개의 몰딩부를 포함하며, 상기 적어도 2개의 몰딩부는 별개의 형태로 구성되며, 상이한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드가 제공된다.

상기 각 몰딩부는 적어도 하나의 발광칩을 봉지한다.

상기 적어도 2개의 몰딩부 중 적어도 어느 하나는 형광체를 포함한다.

상기 적어도 2개의 몰딩부 중 적어도 어느 하나는 내부가 중공된 렌즈 형태로 형성된다.

상기 발광칩을 둘러싸는 반사부를 더 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드의 개략적인 사시도, 평면도 및 단면도이다.

상기 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 상기 발광 다이오드는 기판(10), 전 극(20), 발광칩(30), 와이어(40) 및 몰딩부(50)를 포함한다.

상기 기판(10) 상에는 제1 전극(21, 22, 23)과 상기 제2 전극(26, 27, 28)이 배치되며, 상기 제2 전극(26, 27, 28)의 각각에는 제1 발광칩(31), 제2 발광칩(32) 및 제3 발광칩(33)이 실장된다. 상기 제1 내지 제3 발광칩(31, 32, 33) 각각은 와이어(41, 42, 43)을 통하여 상기 제1 전극(21, 22, 23)에 연결된다.

상기 기판(10) 상에 형성된 전극(10)은 인쇄 기법을 통하거나, 접착제를 이용하여 형성할 수 있으며, 전도성이 우수한 구리 또는 알루미늄을 포함한 금속 물질로 형성되고, 상기 제1 전극(21, 22, 23)과 상기 제2 전극(26, 27, 28)은 소정 간격 이격되어 형성된다. 또한, 상기 제1 발광칩 내지 제3 발광칩(31, 32, 33) 각각은 동일한 색의 광을 출사하는 발광칩일 수도 있으며, 각기 다른 색, 예를 들면 제1 발광칩(31)은 적색, 제2 발광칩(32)은 녹색 및 제3 발광칩(33)은 청색의 광을 출사하는 발광칩일 수도 있다.

본 실시예에서는 발광칩을 3개 사용하고 있으나, 발광칩의 개수는 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 2개 이상의 발광칩을 사용할 수 있으며, 상기 기판(10) 상에 형성되는 전극의 개수와 형상 역시 도시한 바와 같이 한정되지 않고 칩의 실장 위치와 구성에 따라 다양하게 형성 가능하다. 또한, 본 실시예에서는 상기 발광칩(30)이 제2 전극에 실장되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 전극에 실장될 수도 있으며, 상기 기판 상에 실장되거나, 리드 프레임 또는 히트 싱크 등에 실장될 수도 있다.

상기 몰딩부(50)는 상기 제1 발광칩(31)을 봉지하는 제1 몰딩부(51), 상기 제2 발광칩(32)을 봉지하는 제2 몰딩부(52) 및 상기 제3 발광칩(33)을 봉지하는 제3 몰딩부(53)를 포함하며, 상기 제1 몰딩부(51)와 제3 몰딩부(53)의 형태와 크기는 서로 동일하게 형성되며, 상기 제2 몰딩부(52)는 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)와 형태 및 크기가 서로 상이하게 형성된다. 그 결과, 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)를 통하여 출사되는 광의 지향각 및 광도와 상기 제2 몰딩부(52)를 통하여 출사되는 광의 지향각 및 광도는 상이하게 된다.

이때, 상기 제1 몰딩부(51)와 제3 몰딩부(53)는 전체적으로 반구 형태로 형성되며, 상기 제2 몰딩부(52)는 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)에 비하여 폭이 더 좁으면서, 높이가 더 높은 형태, 예를 들면 원추 형태로 형성된다. 일반적으로 광 지향각은 몰딩부의 형태에 따라 좌우되며, 몰딩부의 폭이 좁고, 높이가 높을수록 광 지향각은 작아지면서, 광도가 증가하는 경향이 있는데, 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)는 제2 몰딩부(52)에 비하여 폭이 넓게 형성되어, 광 지향각이 큰 대신에, 광도는 감소하게 된다. 반면에, 상기 제2 몰딩부(52)는 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)에 비하여 광 지향각은 작은 대신에, 광도가 증가하게 되어, 상기 발광 다이오드는 중앙 영역(즉, 제2 몰딩부에 상응하는 영역)에서는 광 지향각이 작으면서 광도의 세기가 크며, 사이드 영역(즉, 제1, 3 몰딩부에 상응하는 영역)에서는 광 지향각이 크면서 광도의 세기가 약하게 된다.

한편, 상기 몰딩부(50)는 소정의 수지를 이용한 사출 공정을 통해 형성할 수도 있으며, 또한 별도의 주형을 이용하여 제작한 다음, 이를 가압 또는 열처리하여 형성할 수도 있다. 이때, 상기 몰딩부(50)는 에폭시 수지 또는 실리콘 수지 등을 이용하여 형성하며, 상기 본 실시예에 도시된 형태 이외의 다른 다양한 형태로 형성할 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다. 상기 도 2a 및 도 2b에 도시된 상기 제1 실시예의 변형예는 상기 제1 몰딩부 내지 제3 몰딩부(51 ~ 53)의 배열 및 크기가 상기 제1 실시예와 상이하며, 나머지 구성은 거의 유사한 바, 이하에서는 상이한 구성에 대해서만 설명한다.

상기 도 2a에 도시된 발광 다이오드의 몰딩부(50)는 상기 제1 발광칩(31)을 봉지하는 제1 몰딩부(51), 상기 제2 발광칩(32)을 봉지하는 제2 몰딩부(52) 및 상기 제3 발광칩(33)을 봉지하는 제3 몰딩부(53)를 포함한다. 이때, 상기 제2 몰딩부(52)는 전체적으로 반구 형태로 형성되며, 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)는 상기 제2 몰딩부(52)에 비하여 폭이 더 좁으면서, 높이가 더 높은 형태, 예를 들면 원추 형태로 형성된다. 그 결과, 상기 발광 다이오드는 중앙 영역(즉, 제2 몰딩부에 상응하는 영역)에서는 광 지향각이 크면서 광도의 세기가 약하고, 사이드 영역(즉, 제1, 3 몰딩부에 상응하는 영역)에서는 광 지향각이 작으면서, 광도의 세기가 크게 된다.

한편, 상기 도 2b에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드의 몰딩부(50)의 크기 및 형태를 각각 상이하게 형성할 수도 있다. 즉, 상기 제1 발광칩(31)을 봉지하는 제1 몰딩부(51)의 폭은 가장 좁고, 높이는 가장 높게 형성하며, 제2 발광칩(32)을 봉지하는 제2 몰딩부(52)의 폭과 높이는 중간 정도로 형성하고, 상기 제3 발광 칩(33)을 봉지하는 제3 몰딩부(53)의 폭은 가장 넓고, 높이는 가장 낮게 형성한다. 그 결과, 상기 제1 내지 제3 몰딩부(51, 52, 53)를 통하여 출사되는 광의 지향각과 광도는 서로 상이하게 나타난다. 즉, 상기 발광 다이오드는 좌측 사이드 영역(즉, 제1 몰딩부에 상응하는 영역)에서는 광 지향각이 가장 작으면서 광도의 세기는 가장 크고, 중앙 영역(즉, 제2 몰딩부에 상응하는 영역)에서는 광 지향각과 광도의 세기는 중간 정도이며, 우측 사이드 영역(즉, 제3 몰딩부에 상응하는 영역)에서는 광 지향각이 가장 크면서, 광도의 세기는 가장 작게 나타난다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다. 상기 도 3에 도시된 제2 실시예는 상기 실시예와 비교하여 형광체를 더 포함한다는 점이 상이하며, 나머지 구성은 유사한 바, 이하에서는 상이한 구성을 위주로 설명한다.

상기 도 3을 참조하면, 상기 발광 다이오드는 기판(10), 전극(20), 발광칩(30), 와이어(40), 몰딩부(50) 및 형광체(60)를 포함한다.

상기 기판(10) 상에는 제1 전극(미도시)과 상기 제2 전극(26, 27, 28)이 배치되며, 상기 제2 전극(26, 27, 28)의 각각에는 제1 발광칩(31), 제2 발광칩(32) 및 제3 발광칩(33)이 실장된다. 상기 제1 내지 제3 발광칩(31, 32, 33) 각각은 와이어(41, 42, 43)을 통하여 상기 제1 전극에 연결된다.

상기 몰딩부(50)는 상기 제1 발광칩(31)을 봉지하는 제1 몰딩부(51), 상기 제2 발광칩(32)을 봉지하는 제2 몰딩부(52) 및 상기 제3 발광칩(33)을 봉지하는 제3 몰딩부(53)를 포함하며, 상기 제1 몰딩부(51)와 제3 몰딩부(53)의 형태와 크기는 서로 동일하게 형성되며, 상기 제2 몰딩부(52)는 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)와 형태 및 크기가 서로 상이하게 형성된다. 그 결과, 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)를 통하여 출사되는 광의 지향각 및 광도와 상기 제2 몰딩부(52)를 통하여 출사되는 광의 지향각 및 광도는 상이하게 된다.

이때, 상기 몰딩부(50)는 액상 에폭시 수지 또는 실리콘 수지 등과 같은 재료를 이용하며, 상기 몰딩부(50) 내에는 상기 발광칩(34)으로부터 방출된 광을 흡수하여 각각의 파장으로 광을 파장 전환시키는 형광체(60)가 혼합된다. 그 결과, 상기 발광칩(30)에서 발생되는 1차 광들과, 몰딩부(50) 내에 고르게 분포된 각 형광체(61, 62, 63)들에 의해 파장변환된 2차광들이 혼색되어, 원하는 스펙트럼 영역의 색이 구현된다. 본 실시예에서는 이와 같은 형광체(60)들을 액상 에폭시 수지에 일정 비율로 혼합하여 그 혼합물을 발광칩(30)의 상부에 도포하고, 도포된 혼합물의 외형이 일정 형상을 갖도록 격벽을 가진 성형기로 혼합물의 상부를 누른 후 장시간에 걸쳐 경화시켜 몰딩부(60)를 형성할 수 있다. 이와는 달리, 소정의 수지 예를 들면, 에폭시 수지나 실리콘 수지와 형광체의 혼합 분말로 제작된 태블릿을 이용하여 트랜스퍼 몰딩 방법을 사용하여 몰딩부(60)를 형성할 수도 있다. 즉, 분말 에폭시 수지와 형광체(40)를 골고루 혼합하여 소정 압력으로 압축하여 형성한 태블릿을 트랜스퍼 몰딩기에 투입하면, 소정 온도와 압력이 가해져 트랜스퍼 몰딩기의 금형 형태에 따라 상기 기판(10) 상부에 몰딩부(60)를 형성한다. 상기 몰딩부(60)의 제조 방법은 상술한 바에 한정되지 않으며, 다양한 공정과 제조 방법으로 형성할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 상기 제1 내지 제3 몰딩부(51 ~ 53) 각각은 형광체(61, 62, 63)를 포함하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 일부 몰딩부만 형광체를 포함할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다. 상기 도 4에 도시된 제3 실시예는 상기 실시예들과 비교하여 몰딩부의 형태가 상이하며, 나머지 구성은 유사한 바, 이하에서는 상이한 구성을 위주로 설명한다.

상기 발광 다이오드는 기판(10), 전극(20), 발광칩(30), 와이어(40) 및 몰딩부(50)를 포함한다.

상기 기판(10) 상에는 제1 전극(미도시)과 상기 제2 전극(26, 27, 28)이 배치되며, 상기 제2 전극(26, 27, 28)의 각각에는 제1 발광칩(31), 제2 발광칩(32) 및 제3 발광칩(33)이 실장된다. 상기 제1 내지 제3 발광칩(31, 32, 33) 각각은 와이어(41, 42, 43)을 통하여 상기 제1 전극에 연결된다.

상기 몰딩부(50)는 상기 제1 발광칩(31)을 봉지하는 제1 몰딩부(51), 상기 제2 발광칩(32)을 봉지하는 제2 몰딩부(52) 및 상기 제3 발광칩(33)을 봉지하는 제3 몰딩부(53)를 포함하며, 상기 몰딩부(50)는 내부가 중공된 렌즈 형태로 형성되고, 그 내부는 공기가 내재되거나, 바람직하게는 진공 상태를 유지시킨다. 이때, 상기 제1 몰딩부(51)와 제3 몰딩부(53)의 형태와 크기는 서로 동일하게 형성되며, 상기 제2 몰딩부(52)는 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)와 형태 및 크기가 서로 상이하게 형성된다. 그 결과, 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)를 통하여 출사되는 광 의 지향각 및 광도와 상기 제2 몰딩부(52)를 통하여 출사되는 광의 지향각 및 광도는 상이하게 된다.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다. 상기 도 5에 도시된 제4 실시예는 상기 실시예들과 비교하여 기판 상에 반사부가 형성된다는 점이 상이하며 나머지 구성은 유사한 바, 이하에서는 상이한 구성을 위주로 설명한다.

상기 도 5를 참조하면, 상기 발광 다이오드는 반사부(15)가 형성된 기판(10), 전극(20), 발광칩(30), 와이어(40), 몰딩부(50) 및 형광체(60)를 포함한다.

상기 기판(10) 상에는 소정 깊이를 갖는 홈 형태의 반사부(15)가 형성되며, 상기 반사부(15)가 형성된 기판(10) 상에 제1 전극(미도시)과 상기 제2 전극(26, 27, 28)이 배치되며, 상기 제2 전극(26, 27, 28)의 각각에는 제1 발광칩(31), 제2 발광칩(32) 및 제3 발광칩(33)이 실장된다. 상기 제1 내지 제3 발광칩(31, 32, 33) 각각은 와이어(41, 42, 43)을 통하여 상기 제1 전극에 연결된다. 이때, 상기 제1 내지 제3 발광칩(31 ~ 33)은 상기 반사부(15) 내에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 몰딩부(50)는 상기 제1 발광칩(31)을 봉지하는 제1 몰딩부(51), 상기 제2 발광칩(32)을 봉지하는 제2 몰딩부(52) 및 상기 제3 발광칩(33)을 봉지하는 제3 몰딩부(53)를 포함하며, 상기 제1 몰딩부(51)와 제3 몰딩부(53)의 형태와 크기는 서로 동일하게 형성되며, 상기 제2 몰딩부(52)는 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53) 와 형태 및 크기가 서로 상이하게 형성된다. 그 결과, 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)를 통하여 출사되는 광의 지향각 및 광도와 상기 제2 몰딩부(52)를 통하여 출사되는 광의 지향각 및 광도는 상이하게 된다. 또한, 상기 발광칩(30)은 상기 반사부(15) 내에 배치시켜서, 상기 발광칩으로부터 출사되는 광을 더욱 집광시켜서 광 출사율을 증가시킬 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다. 상기 도 6에 도시된 제5 실시예는 상기 실시예들과 비교하여 임의의 몰딩부가 적어도 2개의 발광칩을 봉지한다는 점이 상이하며 나머지 구성은 유사한 바, 이하에서는 상이한 구성을 위주로 설명한다.

상기 도 6을 참조하면, 상기 발광 다이오드는 기판(10), 전극(20), 발광칩(30), 와이어(40) 및 몰딩부(50)를 포함하며, 상기 기판(10) 상에는 제1 전극(미도시)과 상기 제2 전극(26, 27, 28, 29)이 배치되며, 상기 제2 전극(26, 27, 28, 29)의 각각에는 제1 발광칩(31), 제2 발광칩(32), 제3 발광칩(33) 및 제4 발광칩(34)이 실장된다. 상기 제1 내지 제4 발광칩(31, 32, 33, 34) 각각은 와이어(41, 42, 43, 44)을 통하여 상기 제1 전극에 연결된다.

상기 몰딩부(50)는 상기 제1 발광칩(31)을 봉지하는 제1 몰딩부(51), 상기 제2 발광칩(32) 및 제3 발광칩(33)을 동시에 봉지하는 제2 몰딩부(52) 및 상기 제4 발광칩(34)을 봉지하는 제3 몰딩부(53)를 포함하며, 상기 제1 몰딩부(51)와 제3 몰딩부(53)의 형태와 크기는 서로 동일하게 원추 형태로 형성되며, 상기 제2 몰딩 부(52)는 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)와 형태 및 크기가 서로 상이하게 반구 형태로 형성된다. 그 결과, 상기 제2 몰딩부(52)를 통하여 출사되는 광의 지향각은 상기 제1 및 제3 몰딩부(51, 53)를 통하여 출사되는 광의 지향각 보다 크게 되나, 상기 몰딩부(52)는 발광칩을 2개 봉지하고 있기 때문에 전체적인 광도의 세기는 증가하게 된다.

상기 본 실시예에서는 제2 몰딩부만이 2개의 발광칩을 봉지하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 몰딩부 역시 2개 이상의 발광칩을 봉지할 수도 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다수의 발광칩을 봉지하는 몰딩부의 형태를 상이하게 형성함으로써, 각 몰딩부를 통하여 출사되는 광 지향각을 달리할 수 있으며, 그에 따라 광도 역시 달리 조절할 수 있게 된다.

따라서, 단일의 발광 다이오드 내에서 다양한 광 지향각 및 광도를 가질 수 있는 효과를 얻게 된다.

Claims (5)

1. 적어도 2개의 발광칩 및

   상기 발광칩을 봉지하는 적어도 2개의 몰딩부를 포함하며,

   상기 적어도 2개의 몰딩부는 별개의 형태로 구성되며, 상이한 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 각 몰딩부는 적어도 하나의 발광칩을 봉지하는 것을 특징으로 하는 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드.
3. 제1항에 있어서,

   상기 적어도 2개의 몰딩부 중 적어도 어느 하나는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드.
4. 제1항에 있어서,

   상기 적어도 2개의 몰딩부 중 적어도 어느 하나는 내부가 중공된 렌즈 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드.
5. 제1항에 있어서,

   상기 발광칩을 둘러싸는 반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 광 지향각을 갖는 발광 다이오드.

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