KR200373699Y1 - High Brightness LED With Large Angle of Radiation using Both Side Luminescence Method - Google Patents

High Brightness LED With Large Angle of Radiation using Both Side Luminescence Method Download PDF

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Abstract

본 고안은 종래에 제작되어 고유의 기능을 가진 통상의 칩(Chip)형 발광다이오드를 방사면의 정방향과 반대방향에 실장하고 방사면의 정방향과 반대방향에 렌즈를 형성하여 정방향과 역방향으로 동시에 빛을 발광시키는 광반도체 소자로서 방사각이 최대 360°까지 이루어지는 양면발광 방식을 이용한 방사각이 큰 고휘도 발광다이오드에 관한 것이다. 본 양면발광 방식을 이용한 방사각이 큰 고휘도가 가능한 발광다이오드는 리드프레임(10) 양면(12)(14)으로 한 쌍의 양극리드프레임(Anode Lead Frame)(20)(20a)과 음극리드프레임(Cathode Lead Frame)(22)(22a)을 배치하고 통상의 칩형 발광다이오드(Chip Type LED)(30)를 실장하여 정방향과 역방향의 방사면 리드부분에 도전성 접착제(40)(42)로 부착하고, 투광성 에폭시(50)로 패키지를 형성시켜 정,역방향 렌즈(52)(54)로 빛이 방사되는 특징과, 방사방향의 정방향 렌즈(52)를 제외한 역방향 렌즈(54)와 그 측면부분 영역에는 알루미늄 등과 같은 전반사 코팅재(60)를 도포하여 정방향렌즈(52) 또는 투광형 평면만으로 투사가 되도록 형성된 것을 특징으로 한다.The present invention mounts a conventional chip-type light emitting diode having a conventional function and has a unique function in a direction opposite to a forward direction of a radiation plane, and forms a lens in a direction opposite to a direction of emission to simultaneously radiate light in a forward direction and a reverse direction. The present invention relates to a high brightness light emitting diode having a large emission angle using a double-sided light emission method in which the emission angle is up to 360 °. Light emitting diodes having high radiance angles using the double-sided light emission method are lead frames 10, double-sided 12 and 14, and a pair of anode lead frames 20 and 20a and cathode lead frames. (Cathode Lead Frame) (22) and (22a) are disposed, and a conventional chip type LED (30) is mounted and attached with conductive adhesives (40) and (42) to the radial lead portions in the forward and reverse directions. The light is emitted to the forward and reverse lenses 52 and 54 by forming a package with the translucent epoxy 50, and the reverse lens 54 and the side portion region thereof except for the radial forward lens 52 are provided. It is characterized in that the total reflection coating material 60, such as aluminum, is formed to be projected only by the forward lens 52 or the transmissive plane.

Description

양면 발광방식을 이용한 방사각이 큰 고휘도 발광다이오드{High Brightness LED With Large Angle of Radiation using Both Side Luminescence Method}High Brightness LED With Large Angle of Radiation using Both Side Luminescence Method}

본 고안은 발광다이오드(LED)의 개량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 통상의 칩(Chip)형 발광다이오드를 방사면의 정 방향과 반대방향에 실장하고 방사면의 정 방향과 반대방향에 렌즈를 형성하여 정 방향과 역방향으로 동시에 발광시키는 광 반도체 소자로서 방사각이 최대 360°까지 이루어지는 양면 발광방식을 이용한 방사각이 큰 고휘도 발광다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to an improvement of a light emitting diode (LED), and more particularly, a conventional chip type light emitting diode is mounted in a direction opposite to a positive direction of a radiation surface and a lens is mounted in a direction opposite to a positive direction of a radiation surface. The present invention relates to a high brightness light emitting diode having a large emission angle using a double-sided light emission method in which an emission angle of up to 360 ° is formed to simultaneously emit light in a forward direction and a reverse direction.

일반적으로 발광다이오드는 전기 에너지를 광반사(Optical Radiation)로 변환하는 반도체 소자로서, 사용 목적 또는 형태에 따라 발광 다이오드 칩을 선택적으로 박막 패턴이 형성된 인쇄 회로 기판 또는 리드 단자의 상부면에 실장한 후, 상기 칩과 기판 또는 리드 단자를 전기적으로 연결하고, 그 상부에 에폭시 등을 사용하여 몰드 성형부를 형성함으로써 구현된다.In general, a light emitting diode is a semiconductor device that converts electrical energy into optical radiation. The light emitting diode chip is mounted on an upper surface of a printed circuit board or lead terminal in which a thin film pattern is selectively formed according to a purpose or shape of use. In addition, the chip is electrically connected to the substrate or the lead terminal, and is formed by forming a mold molding part using an epoxy or the like thereon.

이 때 발광다이오드 칩에서 발광되는 색에 따라 칩의 구조, 성장 방법 및 재료가 달라진다는 것은 잘 알려져 있으며, 특히 고휘도 특성을 가진 발광다이오드 칩은 미국 특허공고번호 제5,027,168호에서 공지되어 있다.In this case, it is well known that the structure, growth method, and material of the chip vary according to the color emitted from the light emitting diode chip. In particular, the light emitting diode chip having high brightness characteristics is known from US Patent Publication No. 5,027,168.

이와 같은 고휘도 발광다이오드 칩은 일반적으로 발광다이오드 장착 제품에서 발생되는 높은 열에 잘 견딜 수 있도록 싱글 본딩 구조를 가지고 있다. 이러한 싱글 본딩 구조는 Au, Au/sn, Ti/Au, Ni 등의 재질로 형성된 전극이 서로 대향된 면에 위치되는 수직 구조로서, 그 구조 또한 잘 공지되어 있다.Such high-brightness LED chips generally have a single bonding structure to withstand the high heat generated in LED-equipped products. Such a single bonding structure is a vertical structure in which electrodes formed of materials such as Au, Au / sn, Ti / Au, Ni, and the like are positioned on opposite surfaces of each other.

일반적으로 사용되는 다른 형태의 발광다이오드는 도 1a,1b에 도시된 바와같은 구조로 이루어진다.Another type of light emitting diode generally used has a structure as shown in Figs. 1A and 1B.

상기 구조는 전압을 인가하면 빛(Light)을 발산하는 칩(1;Chip)과, 상기 칩(1)에 전압을 인가하기 위한 도전성 금속재의 음극(Cathode) 및 양극(Anode) 리드(3,4: Lead)로 이루어지고, 상기 칩(1)은 음극 리드(4)의 끝단에 형성된 컵 형상의 패드(2)상에 도전성 접착제(7)로 부착됨과 동시에 양극리드(3)의 끝단과 와이어(5)로 본딩되어 음극 및 양극리드(4,3)사이에서 전기적으로 접속되도록 구성되어 있다.The structure includes a chip 1 that emits light when a voltage is applied, and a cathode and anode leads 3 and 4 made of a conductive metal material for applying a voltage to the chip 1. : The chip 1 is attached to the cup-shaped pad 2 formed at the end of the cathode lead 4 with a conductive adhesive 7 and at the same time the end of the anode lead 3 and the wire ( 5) and configured to be electrically connected between the cathode and anode leads 4 and 3.

또한 도2에 도시된 바와 같이 상기 칩(1)을 외부로부터 보호하기 위해 절연재질의 몰딩물(6)로 몰딩하되, 음극 및 양극리드(4,3)의 다른 끝단의 일부가 외부로 노출되도록 하여 외부에서 칩(1)으로 전압을 인가할 수 있도록 구성된다.Also, as shown in FIG. 2, the chip 1 is molded with an insulating material 6 to protect the chip 1 from the outside, so that portions of the other ends of the cathode and anode leads 4 and 3 are exposed to the outside. It is configured to apply a voltage to the chip (1) from the outside.

그리고 또 다른 형태의 발광다이오드가 미국특허공개공보 US2002/43926호에 여러 형태로 소개되어 있다.And another type of light emitting diode is introduced in various forms in US Patent Publication No. US2002 / 43926.

그러나 상기한 다양한 형태의 발광다이오드는 어느 한 방향으로만 방사를 이루는 구조로 성형되고 있어서, 방사각이 150°이상의 제품은 만들기가 불가능하여 방사각이 넓은 세트에는 적용하기가 어려운 문제가 있다.However, the various types of light emitting diodes are formed in a structure that radiates only in one direction, and thus, a product having a radiation angle of 150 ° or more cannot be manufactured, and thus it is difficult to apply to a wide radiation angle set.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 방사방향의 정방향과 역방향으로 통상의 칩(chip)타입 LED를 실장함으로서 최대 360°까지 방사각을 갖는 양면 발광방식을 이용한 방사각이 큰 고휘도 발광다이오드를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve such a conventional problem, and by mounting a conventional chip type LED in the reverse direction of the radial direction, the radiation angle using a double-sided light emission method having a radiation angle up to 360 ° The purpose is to provide a large high brightness light emitting diode.

본 고안의 다른 목적은 정 방향과 역방향의 리드프레임부분에 통상의 칩타입 LED를 실장하고 역방향의 플라스틱 사출 표면에 전반사하는 알루미늄과 같은 코팅재를 도포함으로서 빛의 손실없이 정 방향으로 빛을 방사함으로서 양면 발광방식을 이용한 방사각이 큰 고휘도 발광다이오드를 실현하는데 있다.Another object of the present invention is to mount a conventional chip-type LED on the lead frame part in the forward and reverse directions, and to include a coating material such as aluminum that is totally reflected on the plastic injection surface in the reverse direction, thereby radiating light in the forward direction without loss of light. A high brightness light emitting diode having a large emission angle using a light emitting method is realized.

본 고안의 또 다른 목적은 고휘도 발광다이오드를 종래 기술의 칩형 LED를 반도체 리드프레임에 실장하는 구도로 완성하여서 고가의 설비투자를 배제함으로서 투자비를 혁신적으로 절감하는 양면 발광방식을 이용한 방사각이 큰 고휘도 발광다이오드를 실현하는데 있다.Another object of the present invention is to complete a high-brightness light emitting diode by mounting a conventional chip-type LED on a semiconductor lead frame, thereby eliminating expensive facility investment, and high-intensity emission with high emission angle using a double-sided light emission method that innovatively reduces investment costs. It is to realize a diode.

도 1a,1b는 종래 발광다이오드를 도시한 단면도 이고,1A and 1B are cross-sectional views illustrating a conventional light emitting diode,

도 2는 종래의 칩타입(Chip Type) 발광다이오드를 도시한 단면도 이고,2 is a cross-sectional view showing a conventional chip type light emitting diode,

도 3은 본 고안에 의한 일 실시예에 발광다이오드로서,3 is a light emitting diode according to an embodiment of the present invention,

(a)는 평단면도이고,(a) is a plan sectional view,

(b)는 측단면도이다.(b) is a side sectional view.

도 4는 본 고안에 의한 다른 일실시예에 발광다이오드로서,4 is a light emitting diode according to another embodiment of the present invention,

(a)는 평단면도이고,(a) is a plan sectional view,

(b)는 측단면도이다.(b) is a side sectional view.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명--Explanation of the symbols for the main parts of the drawings-

10 : 리드프레임 12,14 : 양면10: lead frame 12, 14: both sides

20,20a : 양극리드프레임 22,22a : 음극리드프레임20,20a: anode lead frame 22,22a: cathode lead frame

30 : 칩형발광다이오드 40,42 : 도전성접착제30 chip type light emitting diode 40,42 conductive adhesive

50 : 투광성에폭시 52 : 정방향렌즈50: transmissive epoxy 52: forward lens

54 : 역방향렌즈 60 : 전반사코팅재54: reverse lens 60: total reflection coating material

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 양면 발광방식을 이용한 방사각이 큰 고휘도 발광다이오드는 양극,음극 리드프레임간에 칩형다이오드가 실장되어 한 방향으로 빛의 방사가 가능하게 에폭시수지로 패키지를 형성시킨 발광다이오드에 있어서,To achieve the above object, a high luminance LED having a large radiation angle using a double-sided light emitting method of the present invention has a chip-type diode mounted between an anode and a cathode lead frame to emit light in one direction, thereby forming a package made of epoxy resin. In the diode,

상기 리드프레임 양면으로 한 쌍의 양극리드프레임(Anode Lead Frame)과 음극리드프레임(Cathode Lead Frame)을 배치하고 통상의 칩형 발광다이오드(Chip Type LED)를 실장하여 정 방향과 역방향의 방사면 리드부분에 도전성 접착제로 부착하고, 투광성 에폭시로 패키지를 형성시켜 정,역방향 렌즈로 빛이 방사되는 것을 특징으로 한다.A pair of anode lead frames and cathode lead frames are disposed on both sides of the lead frame, and a conventional chip type LED is mounted to radiate lead portions in a forward direction and a reverse direction. It is attached to the conductive adhesive on the, and the package is formed of a transparent epoxy, characterized in that the light is emitted to the forward and reverse lenses.

본 고안의 다른 기술적 특징은 상기 방사방향의 정 방향 렌즈를 제외한 역방향 렌즈와 그 측면부분 영역에는 전반사 코팅재를 도포하여 정 방향 렌즈 또는 투광형 평면만으로 투사가 되도록 형성되는 특징이 있다.Another technical feature of the present invention is that the reverse lens except for the radial lens in the radial direction and its side portion region is formed so that only the forward lens or the transmissive plane is projected by applying a total reflection coating material.

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 양면 발광방식을 이용한 방사각이 큰 고휘도 발광다이오드를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a high luminance light emitting diode having a large radiation angle using the double-sided light emission method of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3a와 도 3b는 본 고안에 의한 일 실시예의 발광다이오드를 평단면도와 측단면도로 도시하고 있다.3A and 3B show a planar cross-sectional view and a side cross-sectional view of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

도 3a와 도 3b에서와 같이 본 고안은 하나의 판상의 리드프레임(10)이 구비되고, 상기 리드프레임(10)의 양면(12)(14)중 일면에 양극리드프레임(Anode Lead Frame)(20)과 음극리드프레임(Cathode Lead Frame)(22)을 배치하고 통상의 칩형 발광다이오드(Chip Type LED)(30)를 실장하여 정 방향 방사면 리드부분에 도전성 접착제(40)로 부착한다.As shown in FIGS. 3A and 3B, the present invention includes a single lead plate 10 having a plate shape, and an anode lead frame (Anode Lead Frame) on one surface of both sides 12 and 14 of the lead frame 10 (FIG. 20) and a cathode lead frame 22 are disposed, and a conventional chip type LED 30 is mounted and attached to the lead portion of the forward radiation surface with a conductive adhesive 40.

또한 다른 한 일면에도 양극리드프레임(Anode Lead Frame)(20a)과 음극리드프레임(Cathode Lead Frame)(22a)을 한 쌍 배치하고 통상의 칩형 발광다이오드(Chip Type LED)(30)를 실장하여 역방향 방사면 리드부분에 도전성 접착제(42)로 부착한다.In addition, a pair of anode lead frames 20a and cathode lead frames 22a are also disposed on the other side, and a conventional chip type LED 30 is mounted in the reverse direction. A conductive adhesive 42 is attached to the radial lead portion.

이렇게 부착되어진 정,역방향에 각각 설치되어 있는 통상의 칩형 발광다이오드(30)와 한 쌍의 리드프레임(20)(20a)(22)(22a)의 어느 영역만을 투광성 에폭시(50)로 패키지를 형성시켜 정,역방향 렌즈(52)(54)로 빛이 방사되도록 형성되어 있다.The package is formed of the transmissive epoxy 50 only in the region of the normal chip type light emitting diodes 30 and the pair of lead frames 20, 20a, 22 and 22a, which are installed in the forward and reverse directions. The light is radiated to the forward and reverse lenses 52 and 54.

도 4a와 도 4b는 본 고안에 의한 다른 일실시예의 발광다이오드를 평단면도와 측단면도로 도시하고 있다.4A and 4B illustrate a planar cross-sectional view and a side cross-sectional view of a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.

도 4a와 4b에서와 같이 본 고안은 방사방향의 정방향 렌즈(52)를 제외한 역방향 렌즈(54)와 그 측면부분 영역에는 전반사 코팅재(60)를 도포하여 정방향렌즈(52) 또는 투광형 평면만으로 투사가 되도록 형성되어 있다.As shown in FIGS. 4A and 4B, the present invention applies the total reflection coating material 60 to the reverse lens 54 and its side portion region except for the radial lens 52 in the radial direction, and projects only the forward lens 52 or the transmissive plane. It is formed to be.

여기서 상기 통상의 칩형발광다이오드(30)는 현재 사용하며 손쉽게 구할 수 있는 일반적인 반도체 리드프레임에 실장함으로써 고가의 설비투자를 배제할 수 있는 것이다.In this case, the conventional chip type light emitting diode 30 is mounted on a general semiconductor lead frame which is currently used and can be easily obtained, thereby eliminating expensive facility investment.

이와 같은 구성으로 이루어진 양면 발광방식을 이용한 방사각이 큰 고휘도 방사가 가능한 본 고안은 두께가 매우 낮은 리드프레임(10)의 전,후 양면(12)(14)으로 양극과 음극의 리드프레임(20)(20a)(22)(22a)를 각각 교차 상태로 한 쌍으로 배열하고 그 배열되고 연결되는 중앙부위에 하나의 칩형방광다이오드(30)를 각각 설치하여서 투광성에폭시(50)로 패키지 형성하여서 정방향과 역방향으로 최대 360°범위의 방사각을 이루게 되므로 방사각이 넓은 세트에 적용하여 광범위한 사용을 이루게 한다.The present invention capable of high luminance radiation having a large radiation angle using the double-sided light emission method having such a configuration is a lead frame 20 of the anode and cathode as the front and rear surfaces 12 and 14 of the lead frame 10 having a very low thickness. (20a) (22) and (22a) are arranged in a pair in a cross state, respectively, one chip-shaped light-emitting diode (30) is installed in the center portion that is arranged and connected to each other to form a package with a translucent epoxy (50) Radial angles up to 360 ° range in the reverse direction, allowing for a wider set of radiant angles.

또한 방사방향의 정방향 렌즈(52)를 제외한 역방향 렌즈(54)와 그 측면부분 영역을 전반사 알루미늄 코팅재(60)로 도포함으로써 정방향렌즈(52) 또는 투광형 평면만으로 빛의 손실없이 방사함으로서 고휘도 발광을 이루게 하여 고휘도 발광다이오드로 경제적인 사용을 이루게 한다.여기서 역방향렌즈(54)는 도 4b에서와 같이 빛이 방사되는 정방향렌즈(52)와 반대방향으로 분리한 것으로 아랫쪽으로 방사되는 빛은 전반사코팅재(60)에 의하여 정방향으로 반사시켜주고 있다.Also, by applying the total reflection aluminum coating material 60 to the reverse lens 54 except for the radial lens 52 in the radial direction with the total reflection aluminum coating material 60, only the forward lens 52 or the transmissive plane emits light without loss of high luminance. In this case, the reverse lens 54 is separated from the forward lens 52 in which light is emitted, as shown in FIG. 4B, and the light emitted downward is totally reflected coating material. 60) is reflected in the forward direction.

한편, 상기 칩형발광다이오드(30)를 반도체리드프레임에 실장하여 줌으로서 고가의 설비투자를 배제하여 투자비를 혁신적으로 절감하게 된다.On the other hand, by mounting the chip-shaped light emitting diode 30 in the semiconductor lead frame it is possible to eliminate the expensive equipment investment to innovatively reduce the investment cost.

이상과 같이, 본 고안은 칩형 발광다이오드를 리드프레임의 양면에 실장하여 정,역방향의 렌즈를 통해 방사를 이루게 되므로 최대 360°범위의 방사각을 실형하여 방사각이 넓은 세트에 적용할 수 있으며, 정방향을 제외한 다른 부분에 코팅재를 도포하여 빛의 손실없이 정방향으로 고휘도 빛의 방사가 가능하고, 반도체 리드프레임에 통상의 칩형다이오드를 실장함으로서 고가의 설비투자를 배제하여 경제적이고 실용적이면서 양호한 사용을 이루는 효과가 제공된다.As described above, the present invention mounts the chip-shaped light emitting diodes on both sides of the lead frame to form radiation through the forward and reverse lenses, so that the radiation angle of up to 360 ° can be realized and applied to a wide radiation angle set. It is possible to emit high brightness light in the forward direction without losing the light by coating the coating material on the other parts except the forward direction, and it is economical, practical and good use by eliminating expensive facility investment by mounting the normal chip type diode in the semiconductor lead frame. The effect is provided.

Claims (2)

양극,음극 리드프레임간에 칩형다이오드가 실장되어 한 방향으로 빛의 방사가 가능하게 에폭시수지로 패키지를 형성시킨 발광다이오드에 있어서,In a light emitting diode in which a chip-type diode is mounted between an anode and a cathode lead frame, and a package is formed of epoxy resin to emit light in one direction. 상기 리드프레임(10) 양면(12)(14)으로 한 쌍의 양극리드프레임(Anode Lead Frame)(20)(20a)과 음극리드프레임(Cathode Lead Frame)(22)(22a)을 배치하고 통상의 칩형 발광다이오드(Chip Type LED)(30)를 실장하여 정방향과 역방향의 방사면 리드부분에 도전성 접착제(40)(42)로 부착하고, 투광성 에폭시(50)로 패키지를 형성시켜 정,역방향 렌즈(52)(54)로 빛이 최대 360°까지 방사되는 것을 특징으로 하는 양면 발광방식을 이용한 방사각이 큰 고휘도 발광다이오드.A pair of anode lead frames 20 and 20a and cathode lead frames 22 and 22a are disposed on both surfaces 12 and 14 of the lead frame 10. Chip type LEDs 30 are mounted and attached to the radiating surface leads in the forward and reverse directions with the conductive adhesives 40 and 42, and the package is formed of the transmissive epoxy 50 to form the forward and reverse lenses. A high luminance light emitting diode having a large emission angle using the double-sided light emission method, characterized in that the light is radiated up to 360 °. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 방사방향의 정방향 렌즈(52)를 제외한 역방향 렌즈(54)와 그 측면부분 영역에는 전반사 코팅재(60)를 도포하여 정방향렌즈(52) 또는 투광형 평면만으로 투사가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 양면 발광방식을 이용한 방사각이 큰 고휘도 발광다이오드.A double-sided light emission type, characterized in that the reverse lens 54 except for the radial lens 52 in the radial direction and the side portion area thereof is coated with the total reflection coating material 60 so as to be projected only by the forward lens 52 or the transmissive plane. Bright light emitting diode with a large emission angle.
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