KR20060059336A - 칩형 ｌｅｄ - Google Patents

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Abstract

절연 기판(12), 그 상면에 탑재한 발광 다이오드 칩(15), 및 상기 절연기판의 상면에 상기 발광 다이오드 칩을 밀봉하도록 설치한 투명체에 의한 패키지 체(16)로 이루어진 칩형 LED에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩에서 발광하여 빛을 횡향으로 방출하도록 구성할 경우, 이 칩형 LED를 박형으로 구성한다.
상기 발광 다이오드 칩(15)은 상기 절연 기판의 상면에 상기 발광 다이오드 칩의 애노드 전극(15f)을 하향으로 캐소드 전극(15a)을 상향으로 해서 탑재한다.
칩형 LED, 발광 다이오드, 발광층

Description

칩형 ＬＥＤ{CHIP-SHAPED LED}
본 발명은 광원으로서의 발광 다이오드 칩(chip)을 투명체로 이루어진 패키지로 밀봉해서 이루어지는 구조의 칩형 LED에 관한 것이다.
도 4는 종래의 칩형 LED를 나타내는 사시도이며, 이 칩형 LED(1)는 칩형 절연 기판(2)의 상면에 한쌍의 단자 전극(3,4)을 형성하고, 이 한쌍의 단자전극(3,4) 중 한 쪽의 단자전극(3) 상면에 발광 다이오드 칩(5)을, 그 애노드 전극(5b)을 상향으로, 캐소드 전극(5a)을 상기 한 쪽의 단자전극(3)에 전기적으로 접속하도록 하향으로 하여 탑재하고, 상면에 있어서의 애노드 전극(5b)과 다른 쪽의 단자 전극(4)의 사이를 도시하지 않은 가는 금속선에 의한 와이어 본딩 등으로 전기적으로 접속하고, 상기 절연기판(2)의 상면에 상기 발광 다이오드 칩(5)을 밀봉하는 투명체에 의한 패키지 체(6)를 설치한 구성으로 하고 있다(특허문헌1 참조).
또한, 종래에는 이 구성의 칩형 LED의 복수개를 휴대 전화기 등에 있어서 매트릭스(matrix) 형상으로 나란히 설치되어 있는 복수개의 키 스위치에 대한 백라이트(back light) 광원으로서 사용할 경우에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 구성의 칩형 LED(1)를 휴대 전화기(A)에 있어서의 각 키 스위치(B)의 뒤측에 있어서의 회로 기판(C) 중 상기 각 키 스위치(B) 사이 부분에 설치함으로써, 상기 각 키 스 위치(B)의 부분을 각 칩형 LED(1)에 있어서의 패키지 체(6)의 측면에서 횡방향으로 방출되는 빛에 의해 조명하도록 구성하고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특개평 10-50734호 공보
그러나, 상기 구성의 칩형 LED(1)에 있어서, 발광 다이오드 칩(5)에서 발광하는 빛의 대부분은 상기 발광 다이오드 칩(5)의 측면에서 횡방향으로 방출되지만, 일부의 빛이 상면의 애노드 전극(5b)에서도 상향으로 방출되기 때문에, 발광 다이오드 칩(5)에 있어서의 측면에서 방출하는 광량은 일부의 빛이 상면의 애노드 전극(5b)에서 상향으로 방출되는 분만큼 감소하게 된다.
다시 말해서, 상기 각 키 스위치(B) 부분에 대한 조명은 발광 다이오드 칩(5)에 있어서 발광하는 빛의 일부가 상면의 애노드 전극(5b)에서 상향으로 방출하는 분만큼 약해지게 되었다.
그래서, 최근에는 상기 구성의 칩형 LED(1)를 백라이트 광원으로서 사용할 경우, 그 패키지 체(6)의 상면에 오목부를 마련하고, 상기 발광 다이오드 칩(5) 상면의 애노드 전극(5b)에서 상향으로 방출되는 빛을 상기 오목부에서 횡방향으로 굴절하도록 구성하고 있다.
그러나, 이와 같이 구성하는 것은 상기 패키지 체(6)내의 상면 및 발광 다이오드 칩(5)의 상면 사이에 상기 상면에 오목부를 형성한 만큼의 두께 치수를 확보하지 않으면 안된다. 따라서, 이 오목부를 형성하기 위한 두께 치수가 상기 패키지 체(6)의 높이 치수(H0')에 가산되게 되어, 칩형 LED(1)의 전체 높이 치수(H')는 증 대되기 때문에, 상기 칩형 LED를 백라이트 광원으로서 사용할 경우, 이것을 박형으로 구성할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명은 이 문제를 해결하여, 칩형 LED를 백라이트 광원으로서 사용할 경우에 있어서, 박형으로 구성할 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 하는 것이다.
이 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명의 청구항 1은 절연 기판과, 그 상면에 탑재된 발광 다이오드 칩과, 상기 절연 기판의 상면에 상기 발광 다이오드 칩을 밀봉하도록 형성된 투명체에 의한 패키지 체로 이루어진 칩형 LED에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩을 상기 절연기판의 상면에, 상기 발광 다이오드 칩에 있어서의 애노드 전극을 하향으로, 캐소드 전극을 상향으로하여 탑재한 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 청구항 2는 상기 청구항 1의 기재에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩의 발광층을 상기 발광 다이오드 칩에 있어서의 상기 캐소드 전극에 근접하는 부분에 위치하는 한편, 상기 발광 다이오드 칩의 측면을 상기 캐소드 전극측에서 애노드 전극측을 향해서 내향(內向)으로 경사진 것을 특징으로 한다.
게다가, 본 발명의 청구항 3은 상기 청구항 1 또는 2의 기재에 있어서, 상기 절연 기판 상면에 있어서의 적어도 상기 발광 다이오드의 주위 부분을 백색으로 배색한 것을 특징으로 하고 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 칩형 LED를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도이다.
도 3은 상기 칩형 LED를 키 스위치에 대한 백라이트 광원으로 사용했을 경우의 단면도이다.
도 4는 종래의 칩형 LED를 나타내는 사시도이다.
도 5는 종래의 칩형 LED의 사용예를 나타내는 사시도이다.
(부호의 설명)
11 : 칩형 LED 12 : 절연기판
13, 14 : 단자 전극 15 : 발광 다이오드 칩
15a : 발광 다이오드 칩의 캐소드 전극 15b : 발광 다이오드의 칩의 기판
15c : 발광 다이오드 칩의 n형 반도체 층 15d : 발광 다이오드의 칩의 발광층 15f : 발광 다이오드 칩의 에노드 전극 16 : 패키지 체
17 : 금속선 18 : 백색의 배색막
이하, 본 발명의 실시형태를 도 1 및 도 2에서 설명된다.
이 도면에 있어서, 부호(11)는 본 발명의 실시형태에 의한 칩형 LED를 나타낸다.
이 칩형 LED(11)는 상면에 한쌍의 단자전극(13,14)이 형성된 칩형 절연 기판(12), 이 절연 기판(12)의 상면에 탑재된 발광 다이오드 칩(15), 및 상기 절연 기판(12)의 상면에 상기 발광 다이오드 칩(15)을 밀봉하도록 설치한 투명체로 이루어진 패키지 체(16)로 구성되어 있다.
상기 발광 다이오드 칩(15)은 이면에 캐소드 전극(15a)을 구비한 실리콘 등 에 의한 기판(15b)에 포개지고, n형 반도체층(15c), 발광층(15d), p형 반도체층(15e) 및 애노드 전극(15f)을 형성시키는 것으로 구성되어 있다.
또, 상기 발광 다이오드 칩(15)은 상기 n형 반도체층(15c)을 얇게 하는 한편, p형 반도체층(15e)은 두텁게 함으로써, 그 발광층(15d)을 캐소드 전극(15a)에 근접하는 부분에 위치하도록 구성하고 있다.
게다가, 상기 발광 다이오드 칩(15)은, 그 일단에서의 캐소드 전극(15a)측의 치수(D1)를 크게 하고, 그 타단에서의 애노드 전극(15f)측의 치수(D2)를 작게함으로써, 상기 발광 다이오드 칩(15)의 측면(15')이 그 일단에서의 캐소드 전극(15a)측에서 그 타단의 애노드 전극(15f)측을 향해서 내향으로 경사지도록 구성하고 있다.
그리고, 상기 발광 다이오드 칩(15)을, 상기 절연 기판(12)에 대하여 상기 발광 다이오드 칩(15)에 있어서의 캐소드 전극(15a)을 상향으로, 애노드 전극(15f)을 하향으로 하고, 또한 애노드 전극(15f)을 한 쪽의 단자전극(13)에 전기적으로 다이 본딩(die bonding)해서 탑재하는 한편, 이 발광 다이오드 칩(15)의 상면에 있어서의 캐소드 전극(15a)과 다른 쪽의 단자전극(14)의 사이를 가는 금속선(17)에 의한 와이어 본딩 등으로 전기적으로 접속하는 구성으로 한다.
이 구성에서, 상기 발광 다이오드 칩(15)에 대한 통전에 의해, 그 발광층(15d)에서 발광한 빛이 상기 발광 다이오드 칩(15)의 상면에서 상향으로 방출되는 것을 발광 다이오드 칩(15)의 기판(15b)으로 저지할 수 있기 때문에, 발광한 빛의 거의 대부분은 측면에서 횡향(橫向)으로 방출하게 된다.
이것에 의해, 종래와 마찬가지로 상기 발광 다이오드 칩(15)을 밀봉하는 패키지 체(16)의 상면에 오목부를 형성하는 것을 생략할 수 있고, 이 패키지 체(16)의 상면 및 전기 발광 다이오드 칩(15)의 상면 사이의 두께를 얇게 할 수 있으므로, 상기 패키지 체(16)에 있어서의 높이 치수(H0)를 낮게, 나아가서는 칩형 LED(11)의 전체의 높이 치수(H)를 낮게 할 수 있고, 다시말해 칩형 LED(11)를 박형으로 할 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 빛을 횡향으로 방출하는 칩형 LED(11)를 박형으로 구성시킬 수 있기 때문에, 이 구성의 칩형 LED를 상기 도 5의 경우와 같이 휴대전화기(A)에 있어서의 키 스위치(B)의 이면쪽에 설치한 회로 기판(C)에서 상기 각 키 스위치(B) 사이 부분에 장착함으로써 상기 각 키 스위치(B)의 백라이트 광원으로서 사용한 경우에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이 각 키 스위치(B) 및 회로 기판(C) 사이의 틈(S)을 좁게 할 수 있기 때문에, 이 분만큼으로 소형·경량화할 수 있는 것이다.
또, 상기 발광 다이오드 칩(15)에 있어서의 발광층(15d)은 상기 발광 다이오드 칩(15)의 상면이 되는 캐소드 전극(15a)에 근접하는 부분에 위치하는 한편, 상기 발광 다이오드 칩(15)의 측면(15')은 상기 발광 다이오드 칩(15)에 있어서의 캐소드 전극(15a)에서 애노드 전극(15f)을 향해 내향으로 경사지게 함으로써, 발광층(15d)을 비교적 넓은 면적으로 한 상태에서, 이 발광층(15d)에서 발광한 빛은 내향으로 경사진 측면(15')에서 빛의 감쇠가 적은 상태로 방출될 수 있기 때문에 횡향으로 방출되는 발광량을 증가시킬 수 있다.
그런데, 상기 발광 다이오드 칩(15)의 측면(15')에서 횡향으로 방출되는 빛의 일부는 절연 기판(12)의 상면에도 닿기 때문에, 이 절연 기판(12)의 상면 중 상기 발광 다이오드 칩(15)에서의 빛이 닿는 부분, 즉 상기 발광 다이오드 칩 주위 부분에 백색의 배색막(18)을 형성시킨다.
이 구성에 의해, 절연기판(12)의 상면에 닿는 빛을 상기 백색의 배색막(18)에 의해 횡향으로 반사시킬 수 있기 때문에, 횡향으로 방출하는 발광량을 더욱 증가시킬 수 있다.
또한, 이 백색의 배색막(18)을 형성하는 것 대신, 상기 절연 기판(12)의 상면을 백색으로 하는 구성으로 해도 좋다.
발광 다이오드 칩은 상기 발광 다이오드 칩에 있어서의 캐소드 전극측 부분에 불투명한 기판이 존재하고 있다.
그래서, 이 발광 다이오드 칩을 절연 기판의 상면에, 상기 발광 다이오드 칩의 애노드 전극은 하향으로, 캐소드 전극을 상향으로 해서 탑재함으로써, 상기 발광 다이오드 칩의 발광층에서 발광하는 빛은 캐소드 전극측에서 상향으로 방출되는 것을 상기 발광 다이오드 칩의 기판에 의해 저지할 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 발광 다이오드 칩의 상면에서 빛이 상향으로 방출되는 것을 저지할 수 있는 분만큼 발광 다이오드 칩의 측면에서 횡향으로 방출되는 빛을 강하게 할 수 있음으로, 상기 종래와 같이 발광 다이오드 칩에 대한 패키지 체의 상면에 오목부를 형성하는 것은 생략될 수 있다. 이로 인해, 상기 패키지 체의 높이 치수, 나아가서, 칩형 LED에 있어서의 전체의 높이 치수를 휴대전화기의 키 스위치 등에 대한 백라이트 광원으로서 유효하게 사용할 수 있도록 박형으로 구성하는 것이 가능해진다.
이 경우에 있어서, 청구항 2에 기재한 구성으로 함으로써, 발광 다이오드 칩의 발광층을 비교적 넓은 면적으로 한 상태에서, 이 발광층에서 발광하는 빛은 내향으로 경사진 측면에서 빛의 감쇠가 적은 상태로 방출할 수 있기 때문에, 횡향으로 방출되는 광량을 대폭 크게 할 수 있다.
또한, 청구항 3에 기재한 구성으로 함으로써, 발광 다이오드 칩으로부터 절연기판측으로 방출된 빛을 백색의 배색에 의해 반사할 수 있기 때문에, 횡향으로 방출되는 광량을 더욱 크게할 수 있다.

Claims (3)

  1. 절연 기판, 그 상면에 탑재한 발광 다이오드 칩, 및 상기 절연 기판의 상면에 상기 발광 다이오드 칩을 밀봉하도록 설치한 구비된 투명체에 의한 패키지 체로 이루어지는 칩형 LED에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩을 전기 절연 기판의 상면에, 상기 발광 다이오드 칩에 있어서의 애노드 전극을 하향으로, 캐소드 전극을 상향으로 탑재한 것을 특징으로 하는 칩형 LED.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩에 있어서의 발광층은 상기 발광 다이오드 칩에 있어서의 상기 캐소드 전극에 근접하는 부분에 위치하는 한편, 상기 발광 다이오드 칩에 있어서의 측면은 상기 캐소드 전극측에서 애노드 전극측을 향해 내향으로 경사진 것을 특징으로 하는 칩형 LED.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 절연 기판의 상면에 있어서의 적어도 상기 발광 다이오드 칩의 주위 부분을 백색의 배색으로 한 것을 특징으로 하는 칩형 LED.
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