KR101646500B1 - 발광다이오드 패키지 - Google Patents

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KR101646500B1
KR101646500B1 KR1020150060794A KR20150060794A KR101646500B1 KR 101646500 B1 KR101646500 B1 KR 101646500B1 KR 1020150060794 A KR1020150060794 A KR 1020150060794A KR 20150060794 A KR20150060794 A KR 20150060794A KR 101646500 B1 KR101646500 B1 KR 101646500B1
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light emitting
light
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reflector
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이구열
김윤민
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주식회사 엠비젼
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Abstract

본 발명은 발광다이오드 패키지에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는 전기적인 회로가 구비된 발광 보드, 상기 발광 보드에 실장된 상태에서 본딩와이어로 연결되어 광이 발광되는 발광부, 및 상기 발광 보드의 일측에 배치되어 있으며, 상기 발광부에서 발현된 광을 반사하도록 상기 발광부가 내부에 위치하는 반사공간이 형성되고, 상기 반사공간의 한쪽 측면에 상기 본딩와이어가 삽입 위치하도록 관통된 관통홀이 형성된 리플렉터를 포함한다.

Description

발광다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}
본 발명은 발명다이오드 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 보드에 실장되는 복수의 발광다이오드에서 발광되는 광을 반사하는 리플렉터의 구조를 개선하여 발광 보드에 설치되는 발광다이오드의 집적도를 높여 광 균일도와 집광효율을 향상시키는 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 발광다이오드(light emitting diode, LED)는 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등의 다양한 색상과 파장의 광을 조사할 수 있고, 칩(chip)형태로 제조됨에 따라 설치 공간을 최소화하고 초박형의 발광체를 제조할 수 있어 널리 사용되고 있다.
발광다이오드는 디스플레이 장치의 백라이트 유닛, 각종 조명 장치, 자동차 라이트 또는 신호등 및 휴대 기기 장치의 발광 유닛으로 사용되고 있다.
발광다이오드는 칩 형태로 제조하여 전기적인 회로가 인쇄된 기판에 복수로 설치됨에 따라 패키지 형태로 제작되어 전력의 인가에 의해 발광되도록 사용되고 있다.
상술된 발광다이오드의 구조는 기판 상에 P 전극, 활성층, N 전극이 순차적으로 적층되고, 기판과 N 전극이 와이어 본딩되어 있기 때문에 전류가 상호 통전될 수 있다.
그리고, 기판에 전류를 인가하면, 전류가 P전극과 N전극에 공급되기 때문에, P전극으로부터 활성층으로 정공(+)이 방출되고, N전극으로부터 활성층으로 전자(-)가 방출된다. 따라서, 활성층에서 정공과 전자가 결합하면서 에너지 준위가 낮아지게 되고, 에너지 준위가 낮아짐과 동시에 방출되는 에너지가 광의 형태로 발산된다.
이와 같은 발광다이오드를 이용한 발광다이오드 패키지는 복수의 발광다이오드가 하나의 기판에 실장되며, 발광다이오드가 실장되어 광이 발광되는 일측면에는 광을 집광하는 리플렉터가 구비된다.
복수의 발광다이오드가 리플렉터를 통해서 각각의 위치에서 집광된 상태로 조사됨에 따라 넓은 범위에 광이 조사될 수 있다.
도 1을 참고하면, 기존의 발광다이오드 패키지(10)는 기판(11)에 복수의 발광다이오드(12)를 실장하고, 발광다이오드(12)의 발광되는 면에서 한쪽 측면 방향으로 기판(11)과 전기적으로 연결되는 본딩와이어(13)가 구비된다. 기판의 복수의 발광다이오드(12)가 실장되는 면에는 발광다이오드(12)를 감싸면서 발생된 광을 반사시키도록 발광되는 방향으로 면적이 확대되는 컵 형태의 반사공간(15)이 형성되는 리플렉터(14)가 설치된다.
상술된 발광다이오드 패키지(10)는 발광다이오드(12)에 전력을 인가하면 본딩와이어(13)에 전력이 공급되면서 발광다이오드(12)가 발광하게 되고, 발광된 광은 리플렉터(14)에 형성된 반사공간(15) 내부에서 반사되면서 집광되어 외부로 발산되도록 구비된다.
또한, 기존의 발광다이오드 패키지(10)에서 반사공간(15)의 내부에 위치한 발광다이오드(12)는 반사공간(15)의 한쪽 측면 거리(d)와 다른쪽 측면 거리(d')가 동일하도록 중심에 위치하여 발광다이오드(12)에서 발광되는 광이 반사공간(15)에 접촉되는 각도를 양측에서 동일하게 유지하여 집광되는 효율을 향상시킨다.
그러나, 상술한 발광다이오드 패키지는 발광다이오드에 일측으로 기판에 연결되어 있는 본딩와이어가 손상되지 않도록 본딩와이어가 설치된 공간만큼 발광다이오드에서 발생되는 광의 반사 거리가 증대됨으로써, 집광효율이 저하되고, 반사되는 광의 세기가 약해질 수 있다.
또한, 기존의 발광다이오드 패키지는 발광되는 광원인 발광다이오드가 반사공간의 중앙을 벗어나면 반사 시에 편광이 발생됨에 따라 발광다이오드가 반사공간의 중앙에 위치하여야 한다. 즉, 리플렉터에 형성되는 반사공간은 발광다이오드가 중앙에 위치하기 위해서 본딩와이어 설치 위치에 따라 한쪽 측면의 거리가 증대되면 다른쪽 측면도 거리도 동일하게 증대되어야 하기 때문에 반사공간의 증대로 인해 면적당 설치되는 발광다이오드 수량이 감소되어 집적도가 저하될 수 있다.
이와 같이 발광다이오드의 집적도가 저하되면 조사되는 광의 간격이 넓어지면서 각각의 발광다이오드에서 발광되는 광이 상호 중첩되는 간격이 넓어져 복수의 발광다이오드가 광이 조사되는 균일도가 저하될 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 발광 보드에 실장되는 복수의 발광다이오드에서 발광되는 광을 반사하는 리플렉터에 본딩와이어를 삽입함으로써 반사공간을 최소화함에 따라 발광 보드에 설치되는 발광다이오드의 집적도를 높일 수 있어 광 균일도가 향상되고, 집광 효율을 향상하여 광량의 손실을 최소화하는 발광다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는 전기적인 회로가 구비된 발광 보드, 상기 발광 보드에 실장된 상태에서 본딩와이어로 연결되어 광이 발광되는 발광부, 및 상기 발광 보드의 일측에 배치되어 있으며, 상기 발광부에서 발현된 광을 반사하도록 상기 발광부가 내부에 위치하는 반사공간이 형성되고, 상기 반사공간의 한쪽 측면에 상기 본딩와이어가 삽입 위치하도록 관통된 관통홀이 형성된 리플렉터를 포함한다.
또한, 상기 발광 보드는 일측면으로 상기 발광부가 실장되는 실장면을 형성할 수 있고, 상기 실장면의 한쪽 측면에 상기 본딩와이어에 전기적으로 연결되는 와이어연결부를 형성할 수 있다.
그리고, 상기 발광부는, 상기 발광 보드의 일측에 복수로 실장되어 있으며, 상기 발광 보드와 전기적으로 연결되어 전력에 인가로 인해 광이 발생되는 발광다이오드, 및 상기 발광다이오드와 상기 발광 보드를 전기적으로 연결하고, 상기 리플렉터의 상기 관통홀에 삽입되는 위치에 구비된 상기 본딩와이어를 포함할 수 있다.
아울러, 상기 리플렉터의 상기 반사공간은 상기 발광다이오드의 발광되는 광을 반사하도록 타측에서 일측으로 단면적이 확대되는 형상으로 구비될 수 있고 한쪽 측면의 상기 관통홀에 상기 본딩와이어가 삽입 위치할 수 있다.
더불어, 상기 리플렉터의 상기 반사공간은 내부에 위치한 상기 발광다이오드에서 상기 본딩와이어가 형성된 방향인 한쪽 측면과의 거리와 다른쪽 측면과의 거리가 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 리플렉터의 상기 관통홀은 상기 반사공간의 한쪽 측면의 타측에서 일측 방향으로 관통된 홀 형태로 구비될 수 있는 것으로, 한쪽 측면 방향에 배열되어 있는 복수의 상기 반사공간에 상호 연통되어 내부에 상기 본딩와이어가 수납되도록 형성될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지에 따르면, 발광 보드에 실장되는 복수의 발광다이오드에서 발광되는 광을 반사하는 리플렉터에 발광다이오드를 발광 보드와 전기적으로 연결시키는 본딩와이어가 삽입되도록 관통되는 관통홀을 구비하여 본딩와이어가 삽입되면서 반사공간을 축소시킬 수 있어 발광다이오드에서 발생되는 광의 집광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는 복수의 발광다이오드를 발광 보드와 전기적으로 연결하는 본딩와이어가 리플렉터에 반사공간과 연통되는 관통홀에 삽입되어 반사공간을 축소시킴에 따라 발광 보드의 단위 면적당 설치되는 발광다이오드의 설치 간격을 축소하여 설치 수량을 증대시킬 수 있고, 광의 집적도를 증대시켜 균일도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 패키지는 본딩와이어가 관통홀의 내부에 위치함에 따라 리플렉터 조립 시에 접촉에 의한 손상을 최소화하고, 조립 후에 리플렉터가 본딩와이어를 감싸면서 보호하고 있음에 따라 외력에 의해 본딩와이어가 단락되는 것을 방지하여 불량율을 줄이고, 수명을 증대시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지의 작동 상태를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지가 분해된 상태를 나타내는 분해사시도이다.
도 3은 도 2의 발광다이오드 패키지가 조립된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 2의 발광다이오드 패키지의 주요 구성인 리플렉터를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 2의 발광다이오드 패키지의 작동 상태를 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 관통홀의 유무에 따른 손실 정도를 실험 데이터로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지와 종래 기술의 발광다이오드 패키지에 광이 발산되는 형태를 비교하기 위해서 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지와 종래 기술의 발광다이오드 패키지의 광분포도를 조건을 달리하면서 상호 비교하기 위해서 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지와 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지의 리플렉터 구조에 따라 기설정된 면적에서 설치되는 발광다이오드의 간격과 수량을 나타내는 설치 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지와 종래 기술의 발광다이오드 패키지의 광량을 비교하기 위해서 실험에 유효한 동일한 크기 조건에서 광의 발산거리를 변위하면서 광량을 측정한 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지와 종래 기술의 발광다이오드 패키지의 균일도를 비교하기 위해서 동일한 크기 조건과 발산 면적의 조건에서 균일도를 측정한 것을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 발광다이오드 패키지를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지가 분해된 상태를 나타내는 분해사시도이고, 도 3은 도 2의 발광다이오드 패키지가 조립된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 4는 도 2의 발광다이오드 패키지의 주요 구성인 리플렉터를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 2의 발광다이오드 패키지의 작동 상태를 나타내는 구성도이다.
도 2 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)는 발광다이오드(121)를 광원으로 전력의 인가를 통해서 광을 발생하여 반사에 의해 조사하는 장치이다.
이런, 발광다이오드 패키지(100)는 전기적인 회로가 구비된 발광 보드(110), 발광부(120), 및 리플렉터(130)를 포함한다. 발광 보드(110)는 광이 발생되는 발광부(120)에 전력을 공급하도록 전기적으로 연결되고, 발광부(120)에서 발생된 광을 집광하도록 반사하는 리플렉터(130)가 광이 조사되는 일측면에 지지되도록 구비된다.
발광 보드(110)의 일측면에는 발광부(120)가 실장되는 실장면(111)이 형성되고, 실장면(111)에 복수의 발광부(120)가 실장되는 한쪽 측면에 광이 생성되는 전력을 공급하도록 와이어로 본딩 설치되는 와이어연결부(112)를 형성한다. 발광 보드(110)는 발광부가 실장되고, 와이어로 본딩되도록 회로가 인쇄된 인쇄 회로 기판으로 사용하는 것이 바람직하다.
발광부(120)는 전력에 인가로 광이 발생되는 발광다이오드(121), 및 본딩와이어(122)를 포함한다. 발광다이오드(121)는 발광 보드(110)의 일측에 복수로 실장되어 있으며, 발광 보드(110)와 전기적으로 연결되어 전력에 인가로 인해 광이 발생되도록 구비된다. 발광다이오드(121)는 발광되는 일측면의 실장되는 위치에 각각 전기적으로 연결되는 것으로, 발광 보드(110)의 종방향과 횡방향으로 실장면(111)에 각각 기설정된 간격으로 배치되어 실장되는 위치에 전기적으로 연결된다.
발광다이오드(121)는 복수 수량을 배열 시에 전력의 인가에 의해 발현되는 광이 반사되는 리플렉터(130)의 각각의 반사되는 영역의 크기에 따라서 단위 면적당 설치되는 수량과 위치가 결정됨에 따라 이에 따라 복수로 배열 설치된다.
본딩와이어(122)는 발광다이오드(121)의 일측면에서 한쪽 측면 방향으로 발광 보드(110)의 와이어연결부(112)에 연결되어 발광다이오드(121)가 발광되는 전력을 인가하도록 설치된다. 발광다이오드(121)는 실장되는 위치와 본딩와이어(122)를 통해서 각각 발광 보드(110)에 전기적으로 연결되어 각각 전력이 인가되면 발광된다. 본딩와이어(122)는 발광다이오드(121)가 발광되는 일측면에서 한쪽 측면 방향에 타측으로 와이어연결부(112)에 연결되도록 구비된다. 즉, 본딩와이어(122)는 발광다이오드(121)의 한쪽 측면으로 기설정된 거리만큼 떨어져 발광 보드(110)에 형성된 와이어연결부(112)에 연결되도록 구비된다.
리플렉터(130)는 발광 보드(110)의 일측에 배치되어 있으며, 복수의 발광다이오드(121)에서 발현된 광을 각각의 위치에서 반사에 의해 집광하여 일측으로 발산되도록 구비된다. 리플렉터(130)에는 각각의 발광다이오드(121)가 내부에 위치하는 반사공간(131)이 복수로 형성된다. 반사공간(131)은 발광다이오드(121)에서 발생된 광이 조사되는 일측으로 반사에 의해 광의 방향성을 부여하면서 집광에 의해 광의 조사 효율을 향상시키도록 타측에서 발산되는 일측방향으로 단면적이 확대되는 형상으로 형성된다.
특히, 반사공간(131)은 발광다이오드(121)와 근접한 위치에서 설치되어 생성된 광이 최단거리로 반사되어 광손실을 최소화할 수 있어 광 반사효율을 높일 수 있다. 즉, 발광다이오드(121)는 반사공간(131)의 크기에 따라 단위 면적당 반사되는 영역이 결정되고, 결정된 영역에 따라 발광다이오드(121)의 배열되는 위치와 수량이 결정되어 집적도를 설정할 수 있다.
리플렉터(130)의 내부에는 반사공간(131)의 한쪽 측면 방향으로 본딩와이어(122)가 삽입되는 관통된 홀 형태의 관통홀(132)이 형성된다. 관통홀(132)은 반사공간의 내부에 위치하는 본딩와이어가 삽입 위치하도록 형성하여 반사공간이 발광다이오드에 근접된 위치까지 접근된 상태로 형성될 수 있다.
또한, 관통홀(132)은 발광다이오드(121)의 한쪽 측면에 발광 보드(110)와 전기적으로 연결하도록 기설정된 간격으로 떨어져 구비된 본딩와이어(122)가 삽입 수납됨에 따라 본딩와이어(122)의 접촉에 의한 손상을 방지하도록 형성된다.
관통홀(132)은 반사공간(131)의 한쪽 측면에 관통된 홀 형태로 구비되어 발광다이오드(121)에서 발생된 광이 통과되면서 손실이 발생되나, 반사공간(131)의 크기 축소에 따른 집광 효율 증대로 손실을 보상한 것보다 더 큰 이득을 얻을 수 있다.
즉, 리플렉터(130) 설치 시에 발광다이오드(121)의 한쪽 측면에 구비된 본딩와이어(122)가 관통홀(132)에 삽입되어 접촉에 의한 손상이 방지됨에 따라 발광다이오드(121)의 최근접되는 위치에 반사공간(131)을 형성할 수 있다. 이렇게, 반사공간(131)의 면적이 최소화되면 반사공간(131)의 크기가 축소됨에 따라 단위 면적당 형성되는 수량이 증대되고, 각 위치마다 발광다이오드(121)가 구비되어 집적도를 높일 수 있다.
다시 말해서, 반사공간(131)은 발광다이오드(121)에서 발생되는 광을 반사하기 위해서 최소한의 크기로 구비되어 있어 광의 반사 거리가 짧아 집광 효율이 증대될 수 있고, 반사공간(131)의 크기가 축소되어 리플렉터(130)의 단위 면적당 반사공간(131)의 수량이 증대될 수 있다. 이런, 반사공간(131)의 수량에 따라 설치되는 발광다이오드(121)의 수량도 증대시킬 수 있어 발광다이오드(121)의 집적도를 향상시킬 수 있고, 집적도 향상에 따른 설치된 면의 광 균일도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 반사공간(131)은 내부에 위치한 발광다이오드(121)에서 본딩와이어(122)가 형성된 방향인 한쪽 측면과의 거리(a)와 다른쪽 측면과의 거리(a')가 동일하게 형성되어 발광다이오드(121)에서 발광되는 광이 한쪽으로 편향되지 않고, 중앙 방향으로 집광되는 효율이 향상될 수 있다.
아울러, 리플렉터(130)의 관통홀(132)은 반사공간(131)의 한쪽 측면의 타측에서 일측 방향으로 관통된 홀 형태로 구비되는 것으로, 한쪽 측면 방향에 배열되어 있는 복수의 반사공간(131)에 상호 연통되어 내부에 본딩와이어(122)가 수납되도록 형성될 수 있다. 관통홀(132)이 반사공간(131)을 서로 연통하도록 형성되면 복수의 발광다이오드(121)에 각각 구비된 본딩와이어(122)가 설치나 이동 시에 관통된 관통홀(132) 내부에 위치하여 접촉에 의한 손상을 방지할 수 있다.
상술된 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)의 각종 실험에 의한 데이터와 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)와의 비교 실험한 데이터를 도면을 참고하면 제시하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지의 관통홀의 유무에 따른 손실 정도를 실험 데이터로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 발광다이오드 패키지(100)에 대한 관통홀(132) 형성에 따른 손실율을 알아보기 위해서 반사공간(131)의 관통홀(132)의 유무에 따른 반사되는 광의 각도를 시뮬레이션하고, 각 반사에 따라 조사되는 광량을 표시한다.
상술된 도 6에서 (a)는 본 발명의 일실시예에 따라 관통홀(132)을 형성한 반사공간(131)에 광이 조사되는 각도와 광량을 나타내고, (b)는 (a)와 동일한 조건과 크기의 반사공간(131)에 관통홀(132)이 없는 상태에서 광이 조사되는 각도와 광량을 나타내고 있다.
이와 같이, (a)는 반사되는 광이 관통홀(132)을 통해서 일부 손실되는 것을 확인할 수 있고, 광세기가 0.641W/cm2로 측정된다. (b)는 광이 손실 없이 광세기가 0.662 W/cm2 로 측정된다.
이런 결과를 참고하여 보면 관통홀(132)의 구비하게 되면 집광되는 광의 분포에 변화는 거의 나타내지 않았고, 광세기에 대해서 3.2%의 손실율을 보이는 것을 알 수 있습니다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지와 종래 기술의 발광다이오드 패키지에 광이 발산되는 형태를 비교하기 위해서 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지를 통해서 광이 발산되는 형태를 (a)에서 도시하고 있고, 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지를 통해서 발산되는 형태를 (b)에서 도시하고 있다.
도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지인 (a)의 광 발산 형태가 종래 기술의 발광다이오드 패키지인 (b)의 광 발산 형태와 비교하여 간격이 좁고, 반사되는 광이 집중되어 있어 집광되는 효과가 향상됨을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지와 종래 기술의 발광다이오드 패키지의 광분포도를 조건을 달리하면서 상호 비교하기 위해서 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)를 발산되는 광이 확산되는 거리별로 측정하여 광 분포도를 나타내는 것으로, (a)와 (c)는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)의 광이 확산되는 거리를 달리하여 분포도를 도시하고 있고, (b)와 (d)는 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)의 광이 확산되는 거리를 달리하여 분포도를 도시하고 있다.
도 8에서 광의 확산거리를 10mm로 제한된 상태에서 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)의 광분포도를 나타내는 도면이고, (b)는 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)의 광분포도를 나타내는 도면이다.
상술된 (a)와 (b)를 상호 비교해 보면 (a)는 광이 높은 광량을 보존하면서 발산되는 영역은 (b)보다 크고, (a)의 광량이 약한 바깥 둘레 부분의 분포가 (b)보다 작아 비교적 (a)가 (b)보다 집광 효율이 더 좋은 것을 확인할 수 있다.
또한, 광의 확산거리를 20mm로 제한된 상태에서 (c)는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)의 광분포도를 나타내는 도면이고, (d)는 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)의 광분포도를 나타내는 도면이다.
상술된 (c)와 (d)를 상호 비교해 보면 (c)는 광이 높은 광량을 보존하면서 발산되는 영역은 (d)보다 크고, (c)의 광량이 약한 바깥 둘레 부분의 분포가 (d)보다 작아 비교적 (c)가 (d)보다 집광 효율이 더 좋은 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본원 발명의 발광다이오드 패키지(100)가 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)와 비교하여 광의 집광효율이 향상되는 것을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지와 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지의 리플렉터 구조에 따라 기설정된 면적에서 설치되는 발광다이오드의 간격과 수량을 나타내는 설치 도면이다.
도 9를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)와 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)의 넓이와 폭을 각각 36mm X 36mm로 제한한 상태에서 리플렉터의 구조에 따라 발광다이오드가 설치되는 간격과 수량을 제시하고 있습니다.
도 9에서 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이드 패키지(100)의 36mm X 36mm의 면적에 따라 리플렉터(130)의 반사공간(131)을 설치하게 되면 간격이 4mm로 81개의 수량의 발광다이오드(121)가 설치되는 공간이 구비될 수 있다.
또한, (b)는 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지(10)의 36mm X 36mm의 면적에 따라 리플렉터(14)의 반사공간(15)을 설치하게 되면 간격이 6mm로 36개의 수량의 발광다이오드(12)가 설치되는 공간이 구비될 수 있다.
상술한 설치 상태를 고려하여 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)는 리플렉터(130)의 반사공간(131)의 한쪽 측면에 형성된 관통홀(132)에 본딩와이어(122)가 삽입되어 반사공간(131)에 크기를 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지(10)의 반사공간(15)보다 줄일 수 있어, 반사공간의 간격을 2mm 줄일 수 있고, 수량도 45개로 늘릴 수 있다. 따라서, 단위 면적당 발광다이오드 수량을 증대시킴에 따라 집적도를 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지와 종래 기술의 발광다이오드 패키지의 광량을 비교하기 위해서 실험에 유효한 동일한 크기 조건에서 광의 발산거리를 변위하면서 광량을 측정한 것을 나타내는 도면이다.
도 10을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)와 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)의 넓이와 폭을 각각 30mmX30mm로 제한하고, 발산되는 거리를 10mm와 20mm에서 각각 측정한 측정치를 제시하고 있습니다.
즉, (a)와 (c)는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)의 광량을 확산되는 거리를 달리하여 분포도를 도시하고 있고, (b)와 (d)는 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)의 광량을 확산되는 거리를 달리하여 분포도를 도시하고 있다.
도 10에서 (a)는 발산되는 거리를 10mm로 제한한 상태에서 폭과 넓이를 30mmX30mm로 설정하여 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)의 구성에 따라 복수의 발광다이오드(121)가 리플렉터(130)로 반사 가능하게 설치한 상태에서 광량을 측정해본 결과, 광량이 2.6757 W/cm2 로 나타내고 있습니다.
(b)는 (a)와 동일한 조건으로 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)의 구성에 따라 복수의 발광다이오드(12)가 리플렉터(14)로 반사 가능하게 설치한 상태에서 광량을 측정해본 결과, 광량이 1.4176 W/cm2 로 나타내고 있습니다.
상술한 측정치를 보면, 동일한 단위 면적에서 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)는 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)의 광량과 비교하여 188.8% 즉, 약 1.9배 정도의 광량이 증대한 것을 알 수 있습니다. 즉, 본원 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)는 반사공간(131)의 축소로 인해 발광다이오드(121) 설치량을 증대하고, 광의 집적도를 향상시켜 동일 면적 내에 광량을 획기적으로 증대시킬 수 있다.
도 10에서 (c)는 발산되는 거리를 20mm로 제한한 상태에서 폭과 넓이를 30mmX30mm로 설정하여 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)의 구성에 따라 복수의 발광다이오드(121)가 리플렉터(130)로 반사 가능하게 설치한 상태에서 광량을 측정해본 결과, 광량이 2.6461 W/cm2 로 나타내고 있습니다.
(d)는 (c)와 동일한 조건으로 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)의 구성에 따라 복수의 발광다이오드(12)가 리플렉터(14)로 반사 가능하게 설치한 상태에서 광량을 측정해본 결과, 광량이 1.1111 W/cm2 로 나타내고 있습니다.
상술한 측정치를 보면, 동일한 단위 면적에서 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)는 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)의 광량과 비교하여 238.1% 즉, 약 2.4배 정도의 광량이 증대한 것을 알 수 있습니다. 즉, 본원 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)는 반사공간의 축소로 인해 발광다이오드 설치량을 증대하고, 광의 집적도를 향상시켜 동일 면적 내에 광량을 획기적으로 증대시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)는 리플렉터 구조의 개선으로 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)와 비교하여 동일 면적 상에 광량이 대략 2배 이상으로 획기적을 증대된 것을 확인할 수 있습니다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지와 종래 기술의 발광다이오드 패키지의 균일도를 비교하기 위해서 동일한 크기 조건과 발산 면적의 조건에서 균일도를 측정한 것을 나타내는 도면이다.
도 11을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)와 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)의 넓이와 폭을 각각 20mmX 20mm로 제한하고, 발산되는 면적을 X축에 -10mm에서 10mm 범위로 Y축에 -10mm에서 10mm 범위로 설정하여 각각의 균일도를 측정한 측정치를 제시하고 있습니다.
도 11에서 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)를 상술된 제한 범위의 조건에서 균일도를 측정한 결과 균일도가 94.7%로 측정된다.
(b)는 종래 기술에 따른 발광다이오드 패키지(10)를 (a)와 동일한 조건에서 광 균일도를 측정한 결과 83.7%로 측정된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)는 광 균일도에 있어 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)와 비교하여 11% 향상된 균일도를 가지는 것으로 확인될 수 있습니다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 패키지(100)는 종래 기술의 발광다이오드 패키지(10)와 비교하여 관통홀(132) 형성에 따른 광손실은 3.2% 정도로 미비하고, 광 분포도가 우수하고, 발광다이오드 수량을 늘릴 수 있어 집적도가 향상되어 광 균일도와 광량이 증대되어 조사 효율이 향상될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 발광다이오드 패키지 110 : 발광 보드
111 : 실장면 112 : 와이어연결부
120 : 발광부 121 : 발광다이오드
122 : 본딩와이어 130 : 리플렉터
131 : 반사공간 132 : 관통홀

Claims (6)

  1. 전기적인 회로가 구비된 발광 보드,
    상기 발광 보드에 실장된 상태에서 본딩와이어에 의해 상기 발광 보드에 연결되어 광이 발광되는 복수의 발광부, 및
    상기 발광 보드의 일측에 배치되고, 상기 복수의 발광부에서 발현된 광을 반사하는 리플렉터로서, 각각의 발광부를 내부에 수용하는 복수의 반사공간 및 각각의 반사공간의 일측면에 상기 본딩와이어가 삽입 위치하도록 관통된 복수의 관통홀을 구비하는, 리플렉터;
    를 포함하고,
    각각의 관통홀은 하나의 반사공간의 일측면의 저면 일부로부터, 상기 하나의 반사공간에 인접하는 다른 반사공간의 타측면의 저면 일부를 관통함으로써, 서로 인접하는 2개의 반사공간을 상호 연통시키는 터널 형상으로 형성되는 것인,
    발광다이오드 패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 보드는 상기 복수의 발광부가 실장되는 실장면을 형성하고, 상기 실장면의 한쪽 측면에 상기 본딩와이어에 전기적으로 연결되는 와이어연결부를 형성하는
    발광다이오드 패키지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 발광부는,
    상기 발광 보드와 전기적으로 연결되어 전력에 인가로 인해 광이 발생되는 발광다이오드, 및
    상기 발광다이오드와 상기 발광 보드를 전기적으로 연결하고, 상기 리플렉터의 상기 관통홀에 삽입되는 위치에 구비된 상기 본딩와이어를 포함하는
    발광다이오드 패키지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 반사공간은 상기 발광다이오드의 발광되는 광을 반사하도록 타측에서 일측으로 단면적이 확대되는 형상으로 구비되는 발광다이오드 패키지.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 발광다이오드로부터 상기 반사공간의 일측면까지의 거리는 상기 발광다이오드로부터 상기 반사공간의 타측면까지의 거리와 동일한 것인, 발광다이오드 패키지.
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