KR101431590B1 - 구형 발광 led 패키지 - Google Patents

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주재철
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류근광
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Abstract

본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로, LED 칩이 실장되는 기판이 투명재질로 형성되어 LED 칩에서 발생되는 광이 LED 패키지의 전면으로 발광됨과 동시에 각 측면 및 후면으로 발광되도록 이루어짐으로써 LED 칩에서 발생되는 광이 LED 패키지에 구형으로 전방향을 향하여 발광되고, LED 칩이 실장되는 기판에 방열판을 형성하여 LED 칩에서 발생되는 열의 방출이 용이함과 동시에 LED 칩의 방열효율 및 절연효율을 향상시킬 수 있는 구형 발광 LED 패키지를 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 특징은, 판형상체로 형성되는 투명재질로서, 그 상, 하부면 가장자리에 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor)로 이루어지는 액상물질이 충진되기 위한 중공형태의 충진공간을 그 내부에 갖는 상, 하부 돌출부가 각각 형성되는 투명기판; 및 투명기판의 상부 돌출부 내측에 형성되는 충진공간 중심부에 설치되어 그 양 측에 각각 구비되는 전극에 전기적으로 연결되되, 적어도 하나 이상으로 구비되는 LED 칩; 을 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

구형 발광 LED 패키지{Light-Emitting Diode package of luminescence for spherical shaped}
본 발명은 LED 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 칩에서 발생되는 광이 LED 패키지에서 구형으로 전방향을 향하여 발광하고, LED 칩에서 발생되는 열의 방출이 용이한 구형 발광 LED 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, LED(Light-Emitting Diode : 발광다이오드)는 갈륨비소 등의 화합물에 전류를 흘려 빛을 발산하는 반도체 소자이다.
이러한 LED(Light-Emitting Diode)는 상, 하부에 전극을 붙인 전도물질에 전류가 통과하면서 전자 및 정공이라고 불리는 플러스 전하입자가 이 전극 중앙에 결합하여 빛의 광자를 발산하는 구조로 이루어지며, 물질의 특성에 따라 빛의 색상이 달라진다.
여기서, 적외선용으로 사용되는 LED(Light-Emitting Diode)는 비소화갈륨(GaAs)이 적용되고, 적외선 또는 붉은색용으로 사용되는 LED(Light-Emitting Diode)는 비소화갈륨알루미늄(GaAlAs)이 적용되며, 붉은색·주황색 또는 노란색용으로 사용되는 LED(Light-Emitting Diode)는 인화갈륨비소(GaAsP)가 적용되고, 붉은색·녹색 또는 노란색용으로 사용되는 LED(Light-Emitting Diode)는 인화갈륨(GaP)이 적용되며, 백색으로 사용되는 LED(Light-Emitting Diode)는 갈륨나이트(GaN)에 희토류 물질인 희토류 물질인 Cr·Tm·Tb를 활성이온으로 하는 형광체가 혼합되어 적용된다.
한편, LED(Light-Emitting Diode)는 램프형(Lamp type) LED와 표면실장형(SMD : Surface Mount Divice type) LED로 분류된다.
여기서, 상기 램프형 LED는 기판의 상측에 2개의 리드 프레임(금속 전극)을 형성하여 LED 모듈(Module)을 실장하고, 그 외측에 수지를 몰딩(Molding)하여 렌즈를 형성한 것으로, 열 저항이 크고, 열 방출이 어려워 고출력용으로의 활용이 어렵다는 문제점이 있었다.
그리고, 상기 표면실장형 LED는 세라믹 또는 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)으로 형성된 기판 상에 LED 모듈(Module)을 본딩(Bonding)하고, 그 상부에 수지를 몰딩(Molding)하여 렌즈를 형성한 것으로, 램프형 LED에 비하여 LED 모듈(Module)에서 발생되는 열을 용이하게 방출할 수 있다는 장점이 있으며, 휘도가 향상되면서 컬러형 전광판 및 조명 장치 등 여러 분야에서 널리 활용되고 있다.
한편, 상술한 바와 같은 LED 패키지는 도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 판형상체로 형성되되, 양극 단자와 음극 단자가 형성되는 금속기판(110) 상의 중심부에 적어도 하나 이상의 LED 칩(130)이 다이본딩(Die Bonding)되고, 상기 금속기판(110)의 상부면 가장자리에 테두리부로 이루어지는 프레임형상의 몰딩부(150)가 형성되며, 상기 LED 칩(130)이 와이어(131)에 의해 각 단자(도번 미도시)와 와이어본딩(Wire Bonding)되어 전기적으로 연결되는 구성으로 이루어진다.
그리고, 상기 LED 패키지(130)의 금속기판(110) 상부 및 몰딩부(150)의 내측에 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor) 등의 액상물질이 충진되기 위한 중공형태의 충진공간(151)이 형성된다.
여기서, 상기 LED 패키지(100)는 외부에서 공급되는 전원의 인가로 인해 LED 칩(130)이 발광하고, 상기 LED 칩(130)에서 발생되는 광이 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor) 등의 액상물질(도번 미도시)을 통하여 외부로 발광하도록 이루어진다.
즉, 상기 LED 칩(130)이 발광하는 경우, 상기 LED 칩(130)을 기준으로 전면측으로 광이 발생하고, 상기 LED 칩(130)에서 발생되는 광이 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor) 등의 액상물질을 통하여 발광되는 구조로 이루어진다.
그러나, 상술한 바와 같은 구조를 갖는 LED 패키지는 LED 칩에서 발생되는 광이 LED 패키지의 전면측으로는 발광하나, LED 패키지 각 측면 및 후면측으로는 발광하지 못한다는 문제점이 있었다.
즉, 기존의 LED 패키지는 LED 칩이 금속기판 또는 몰딩부의 충진공간 내에 설치됨으로써 LED 칩에서 발생되는 광이 LED 패키지의 전면측으로는 발광하나, LED 칩에서 발생되는 광이 금속기판 또는 몰딩부로 인해 LED 패키지의 각 측면 및 후면측으로는 발광하지 못한다는 문제점이 있었다.
이렇게 상기 LED 패키지의 LED 칩 전면에서 발생하는 광이 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor)을 통하여 LED 패키지의 전면측으로는 발광하나, 상기 LED 칩의 각 측면 및 후면에서 발생하는 광은 금속기판 또는 몰딩부에 흡수되어 LED 패키지의 후면측으로 발광하지 못하기 때문에 기존의 LED 패키지는 LED 칩의 전면으로 발생되는 광만을 이용하였다.
상술한 바와 같이, 종래기술에 따른 LED 패키지는 LED 칩의 각 측면 및 후면에서 발생되는 광을 전면측으로 반사 및 전달하여 광의 효율을 향상시키는 방법이 주를 이루고 있는 실정이다.
이로 인해, 상기 LED 칩에서 발생되는 광이 LED 패키지의 전면 뿐만 아니라, 각 측면 및 후면측으로 발광되어 일반적인 조명기구에도 적용이 가능한 LED 패키지가 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, LED 칩이 실장되는 기판이 투명재질로 형성되어 LED 칩에서 발생되는 광이 LED 패키지의 전면으로 발광됨과 동시에 각 측면 및 후면으로 발광되도록 이루어짐으로써 LED 칩에서 발생되는 광이 LED 패키지에 구형으로 전방향을 향하여 발광되고, LED 칩이 실장되는 기판에 방열판을 형성하여 LED 칩에서 발생되는 열의 방출이 용이함과 동시에 LED 칩의 방열효율 및 절연효율을 향상시킬 수 있는 구형 발광 LED 패키지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 판형상체로 형성되는 투명재질로서, 그 상, 하부면 가장자리에 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor)로 이루어지는 액상물질이 충진되기 위한 중공형태의 충진공간을 그 내부에 갖는 상, 하부 돌출부가 각각 형성되는 투명기판; 및 투명기판의 상부 돌출부 내측에 형성되는 충진공간 중심부에 설치되어 그 양 측에 각각 구비되는 전극에 전기적으로 연결되되, 적어도 하나 이상으로 구비되는 LED 칩; 을 포함하는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 투명기판이 글라스 재질로 이루어진다.
여기서, 투명기판의 상, 하부면 가장자리에 돌출형성되는 상, 하부 돌출부가 상기 기판과 일체로 형성된다.
한편, 투명기판의 각 측면에 판형상체로 형성되는 방열판이 구비된다.
바람직하게는, 투명기판의 각 측면에 판형상체로 형성되는 방열판이 일체로 연장구비된다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은, LED 칩이 실장되는 기판이 글라스(Glass) 또는 투명 합성수지 등의 투명재질로 이루어져 LED 칩에서 발생되는 광이 LED 패키지의 전면, 각 측면 및 후면으로 발광되도록 이루어짐으로써 LED 패키지가 구형으로 전방향을 향하여 발광되고, 이로 인해 기존 조명기구 구조에 직접적으로 다양하게 적용 및 채택이 가능하며, 구조가 간단하여 제조공정의 단순화가 가능하고, 이에 따른 제조비용, 제조시간 및 전체 공정 비용을 절감시킬 수 있으며, LED 칩이 실장되는 기판에 방열판이 구비되어 LED 칩에서 발생되는 열의 방출이 용이하여 LED 칩의 방열효율 및 절연효율을 향상시킬 수 있다는 등의 효과를 거둘 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 LED 패키지를 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 의한 구형 발광 LED 패키지를 개략적으로 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 의한 구형 발광 LED 패키지가 적용된 모습을 개략적으로 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 의한 구형 발광 LED 패키지의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면,
도 5는 본 실시예에 의한 구형 발광 LED 패키지가 적용된 모습을 개략적으로 나타내는 도면.
이하, 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시예에서는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시한 것이며, 그 기술적인 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 2는 본 발명에 의한 구형 발광 LED 패키지를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 구형 발광 LED 패키지가 적용된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명에 의한 구형 발광 LED 패키지의 다른 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5는 본 실시예에 의한 구형 발광 LED 패키지가 적용된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 구형 발광 LED 패키지(1)는 투명기판(10)과 LED 칩(30)과 전극(31)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 투명기판(10)은 판형상체로 형성되는 투명재질로 이루어진다.
이렇게 상기 투명기판(10)이 투명재질로 이루어짐으로써 투명기판(10)에 설치되는 LED 칩(30)에서 발생되는 광이 LED 칩(30)의 전면, 각 측면 및 후면으로 발광된다.
이를 위하여 상기 투명기판(10)은 글래스(Glass) 재질로 이루어지는 것이 바람직하나, 투명 합성수지 재질로 이루어지는 것도 가능하고, 상기 LED 칩(30)에서 발생되는 광을 구형으로 전방향에 투과시키기 용이하다면 기타 다양한 투명 재질로 이루어지는 것도 가능하다.
여기서, 상기 투명기판(10)의 상, 하부면 가장자리에 중공형태의 충진공간(11, 11')을 그 내부에 갖는 상, 하부 돌출부(13, 13')가 각각 형성된다.
그리고, 상기 상, 하부 돌출부(13, 13') 내의 충진공간(11, 11')에 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor)로 이루어지는 액상물질이 충진된다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 투명기판(10)의 상, 하부면에 돌출형성되는 상, 하부 돌출부(13, 13')의 내측에 형성되는 각 충진공간(11, 11')에 실리콘 충진액 또는 형광물질(Phosphor)을 충진하여 LED 칩(30)에서 발광하는 광의 굴절률을 향상시키도록 이루어져 있으나, 필요에 따라 상기 각 충진공간(11, 11')에 EMC(Epoxy Molding Compound), 글래스(Glass), 실리콘, 에폭시 또는 기타 투명한 수지 등이 충진되도록 형성되는 것도 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 상, 하부 돌출부(13, 13')가 상기 투명기판(10)의 상, 하부면 가장자리에 각각 구비되어 있으나, 상기 투명기판(10)의 상, 하부면 가장자리에 일체로 연장형성되는 것도 바람직하다.
즉, 상기 상, 하부 돌출부(13, 13')는 상기 투명기판(10)의 상, 하부면 가장자리에 접착 등에 의해 각각 설치되는 것도 가능하나, 보다 바람직하게는 상기 투명기판(10)의 가장자리에 투명기판(10)에서 일체로 연장형성되도록 사출 또는 일체로 제작되는 것이 바람직하다.
이때에도, 상기 상, 하부 돌출부(13, 13')는 상기 투명기판(10)과 동일한 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 글래스(Glass) 재질 또는 투명 합성수지 재질로 이루어진다.
상기 LED 칩(30)은 적어도 하나 이상으로 구비되되, 상기 투명기판(10) 상부면의 상부 돌출부(13) 내측에 형성되는 충진공간(11)의 중심부에 실장된다.
상기 전극(31)은 상기 상부 돌출부(13) 충진공간(11) 내측에 위치하는 투명기판(10)의 상부면에 각각 설치되되, 와이어(33)에 의해 상기 LED 칩(30)에 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 전극(31)은 상기 상부 돌출부(13) 충진공간(11) 내측에 위치하는 투명기판(10)의 상부면에 설치되되, 상기 충진공간(11)에 실장되는 적어도 하나 이상의 LED 칩(30)의 양 측에 각각 구비되고, 와이어(33)에 의해 LED 칩(30)에 전기적으로 연결된다.
상기한 바와 같은 구조에 의하여 상기 투명기판(10) 상부면의 충진공간(11)에 실장된 LED 칩(30)의 발광 시 LED 칩(30)에서 발생되는 광이 LED 패키지의 전면측으로 발광하고, LED 칩(30)의 측면에서 발생되는 광이 투명기판(10)의 상, 하부 돌출부(13, 13')를 투과하여 LED 패키지의 각 측면으로 발광하며, LED 칩(30)의 후면에서 발생되는 광이 투명기판(10)을 투과하여 후면측으로 발광한다.
즉, 상기 투명기판(10) 상부면의 충진공간(11)이 실장된 LED 칩(30)의 발광 시 LED 칩(30)에서 발생되는 광은 상부 돌출부(13) 내에 형성되는 충진공간(11)에 충진된 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor)로 이루어지는 액상물질을 통과하면서 LED 패키지의 전면측으로 발광하고, 상기 LED 칩(30)의 측면에서 발생되는 광은 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor)로 이루어지는 액상물질을 통과한 후 상기 투명기판(10)의 상, 하부 돌출부(13, 13')를 투과하면서 LED 패키지의 각 측면으로 발광하며, 상기 LED 칩(30)의 후면에서 발생되는 광은 상기 투명기판(10)을 투과한 후 상기 투명기판(10)의 하부 돌출부(13') 내에 형성되는 충진공간(11')에 충진된 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor)로 이루어지는 액상물질을 통과하면서 후면측으로 발광한다.
이렇게 본 발명에 의한 구형 발광 LED 패키지는 상기 LED 칩(30)에서 발생되는 광이 글래스(Glass) 재질 또는 투명 합성수지 재질로 이루어지는 투명기판(10)을 통과 및 투과하는 구조로 이루어짐으로써 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 구형 발광 LED 패키지가 일반적인 조명기구(3)에 적용될 경우, 상기 LED 칩(30)에서 발생되는 광이 상기 투명기판(10)의 전면, 각 측면 및 후면으로 발광되는 등 LED 패키지에서 발생되는 광이 구형으로 전방향을 향하여 발광된다.
한편, 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 구형 발광 LED 패키지의 투명기판(10) 각 측면에 판형상체로 형성되는 방열판(15)이 구비된다. 즉, 상기 LED 칩(30)의 발광 시 발생되는 열의 방출이 용이하도록 상기 투명기판(10)의 각 측면에 판형상체로 형성되는 방열판(15)이 구비된다.
본 실시예에서는 상기 투명기판(10)의 각 측면에 형성되는 방열판(15)이 판형상체로 형성되어 있으나, 상기 LED 칩(30)에서 발생되는 열의 방출이 용이하다면 상기 방열판(15)은 기타 다양한 형상으로 형성되는 것도 가능하고, 상기 방열판(15)의 형상은 이에 한정하지 아니한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 투명기판(10)의 각 측면에 판형상체로 형성되는 방열판(15)이 구비되어 있으나, 상기 투명기판(10)의 각 측면에 판형상체로 형성되는 방열판(15)이 투명기판(10)에 일체로 연장구비되는 것이 바람직하며, 이렇게 상기 투명기판(10)의 각 측면에 방열판(15)이 일체로 연장구비될 경우, LED 패키지의 제조공정 단순화 및 제조시간을 절감시킬 수 있다.
이때에도, 상기 투명기판(10)에 형성되는 방열판(15)은 투명기판(10)과 동일한 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 싱가 방열판(15)이 글래스(Glass) 재질 또는 투명 합성수지 재질로 이루어진다.
여기서, 상기 방열판(15)의 크기는 LED 칩(30)의 2배 이상 크게 형성되는 것이 바람직하나, 상기 LED 칩(30)에서 발생되는 열을 방출이 용이하다면 상기 방열판(15)의 크기는 이에 한정하지 아니한다.
상기한 바와 같이, 상기 투명기판(10)의 각 측면에 방열판(15)이 구비되거나, 일체로 연장형성됨으로써 LED 패키지의 LED 칩(30)에서 발생되는 열의 방출이 용이하여 LED 칩(30)의 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
이렇게 본 실시예에 의한 구형 발광 LED 패키지는 상기 LED 칩(30)에서 발생되는 열을 방출하기 위한 방열판(15)이 구비되는 구조로 이루어짐으로써 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 실시예에 의한 구형 발광 LED 패키지가 일반적인 조명기구(3)에 적용될 경우, 상기 LED 칩(30)에서 발생되는 광이 상기 투명기판(10)의 전면, 각 측면 및 후면으로 발광되는 등 LED 패키지에서 발생되는 광이 구형으로 전방향을 향하여 발광되고, 상기 투명기판(10)의 각 측면에 구비되는 방열판(15)을 통하여 LED 칩(30)에서 발생되는 열이 방출되어 LED 패키지의 방열 효율 및 절연 효율이 향상된다.
이상, 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하지만, 첨부 특허청구의 범위에 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
1 : 구형 발광 LED 패키지, 3 : 조명기구,
10 : 투명기판, 11, 11' : 충진공간,
13, 13' : 상, 하부 돌출부, 15 : 방열판,
30 : LED 칩, 31 : 전극,
33 : 와이어.

Claims (5)

  1. 판형상체로 형성되는 투명재질로서, 그 상, 하부면 가장자리에 실리콘 충진액 및 형광물질(Phosphor)로 이루어지는 액상물질이 충진되기 위한 중공형태의 충진공간을 그 내부에 갖는 상, 하부 돌출부가 각각 형성되고, 글래스 재질로 이루어지는 투명기판; 및
    상기 투명기판의 상부 돌출부 내측에 형성되는 충진공간 중심부에 설치되어 그 양 측에 각각 구비되는 전극에 전기적으로 연결되되, 적어도 하나 이상으로 구비되는 LED 칩;
    을 포함하여 구성되고, 상기 투명기판의 각 측면에 판형상체로 형성되는 방열판이 구비되거나, 일체로 연장구비되되, 상기 방열판은 LED 칩의 2배 이상의 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 구형 발광 LED 패키지.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명기판의 상, 하부면 가장자리에 돌출형성되는 상, 하부 돌출부가 상기 기판과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 구형 발광 LED 패키지.
  4. 삭제
  5. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11320694B2 (en) 2019-07-22 2022-05-03 Samsung Display Co., Ltd. Backlight device and display apparatus including the same

Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120065827A (ko) * 2010-12-13 2012-06-21 소닉스자펜 주식회사 투명한 엘이디 칩패키지 및 이를 포함하는 엘이디 조명등
KR20130007662A (ko) * 2010-05-14 2013-01-18 라이트스케이프 머티어리얼스, 인코포레이티드 카보나이트라이드계 형광체들 및 이를 이용한 발광 소자들

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