KR20070099350A - Light emitting diode package and lighting apparatus using its - Google Patents

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Abstract

A light emitting diode package and a lighting apparatus using the same are provided to reproduce various colors, realize color motion pictures and acquire a thin-film liquid crystal display by using two green LED with different wavelengths. A lighting apparatus(100) includes a printed circuit board(120) and one or more light emitting diode packages(130). Circuit patterns(121) corresponding to power supply lines, control lines, output lines are formed on the print circuit substrate(120) for operation of light emitting diodes(136-139). One or more light emitting diodes packages(130) are arranged in a predetermined interval. The light emitting diode packages(130) a submount(132), the light emitting diodes(136-139) and an electrode terminal(134). A groove(133) and a side wall(134) are formed inside the submount(132). The light emitting diodes(136-139) are mounted on the groove(133). Each of the light emitting diodes(136-139) are mounted in the form of a chip.

Description

발광 다이오드 패키지 및 이를 이용한 조명장치{Light emitting diode package and Lighting apparatus using its}Light emitting diode package and lighting apparatus using its

도 1은 종래 백라이트 모듈의 분해 사시도. 1 is an exploded perspective view of a conventional backlight module.

도 2는 본 발명 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지를 이용한 조명장치의 분해 사시도. 2 is an exploded perspective view of a lighting apparatus using a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 도시된 발광 다이오드 패키지의 상세 단면도. 3 is a detailed cross-sectional view of the light emitting diode package shown in FIG.

도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지를 어레이 형태로 배열한 조명장치를 개략적으로 나타낸 평면도.Figure 4 is a plan view schematically showing a lighting device arranged in an array of light emitting diode packages according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지의 색 재현 범위를 나타낸 그래프.5 is a graph showing the color reproduction range of the LED package according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>

100 : 조명장치 120 : 인쇄회로기판100: lighting device 120: printed circuit board

121 : 회로패턴 130 : 발광 다이오드 패키지121: circuit pattern 130: light emitting diode package

132 : 서브 마운트 133 : 그루브132: sub-mount 133: groove

134 : 전극단자 135 : 측벽134: electrode terminal 135: side wall

136~139 : LED 141 : 반사면136 ~ 139: LED 141: Reflective Surface

본 발명은 발광 다이오드 패키지 및 이를 이용한 조명장치에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting diode package and a lighting device using the same.

최근 사용이 급증하고 있는 박막 필름 트랜지스터(TFT) LCD는 평행하게 대향하는 한 쌍의 투명전극 사이에 인가되는 전압의 크기에 따라 액정의 방향이 바뀌어 빛의 투과율을 변화시킴으로써 색을 구현하는 장치로서, 가볍고 얇으며 표시 화면이 선명할 뿐 아니라 쉽게 대면적화가 가능하여 점차 CRT(Chathod Ray Tube)를 대체해 가고 있다. 하지만, TFT LCD는 플라즈마 표시패널, 전계 발광 표시소자, CRT등 과 다르게 자체적으로 발광하지 않으므로 표시장치에 빛을 공급하는 백라이트 모듈이 요구된다. 이러한 백라이트 모듈은 발광부에서 방출되는 빛이 패널 전체에 고루 퍼질 수 있도록 하는 면 광원 발생장치이다.TFT LCD, which is rapidly increasing in use, is a device that realizes color by changing the transmittance of light by changing the direction of liquid crystal according to the magnitude of voltage applied between a pair of transparent electrodes facing in parallel. Lightweight and thin, the display screen is not only clear, but also easy to large area is gradually replacing the CRT (Chathod Ray Tube). However, since the TFT LCD does not emit light by itself unlike a plasma display panel, an electroluminescent display device, and a CRT, a backlight module for supplying light to a display device is required. Such a backlight module is a surface light source generator that allows the light emitted from the light emitting unit to be spread evenly throughout the panel.

도 1은 종래 액정표시장치의 백라이트 모듈을 나타낸 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view illustrating a backlight module of a conventional liquid crystal display.

도 1은 종래기술의 백라이트 모듈의 사시도이다. 종래기술의 백라이트 모듈(1)은 복수의 램프(11), 확산판(12), 반사판(13), 및 하우징(14)을 포함한다.1 is a perspective view of a backlight module of the prior art. The backlight module 1 of the prior art includes a plurality of lamps 11, a diffuser plate 12, a reflector plate 13, and a housing 14.

상기 백라이트 모듈(1)은 액정 디스플레이 디바이스(도시되지 않음) 내의 액정판 아래에 배치된다. 램프(11)는 광빔을 제공하기 위해 사용된다. The backlight module 1 is disposed below a liquid crystal plate in a liquid crystal display device (not shown). The lamp 11 is used to provide a light beam.

상기 반사판(13)은 램프(11) 아래에 배치되고, 램프(11)에 의해 발생된 광빔을 확산판(12)으로 반사시키기 위해 사용된다. 확산판(12)은 램프(11) 위에 배치되고, 램프(11)에 의해 발생되고 반사판(13)에 의해 반사된 광빔을 확산시키기 위해 사용되어, 액정판은 광 빔을 균일하게 분배시킨다. The reflecting plate 13 is disposed under the lamp 11 and is used to reflect the light beam generated by the lamp 11 to the diffuser plate 12. A diffuser plate 12 is disposed above the lamp 11 and used to diffuse the light beam generated by the lamp 11 and reflected by the reflector plate 13 so that the liquid crystal plate distributes the light beam uniformly.

상기 하우징(14)은 사각형 프레임으로서, 램프(11), 확산판(12), 및 반사판(13)을 수용한다. 종래기술의 백라이트 모듈(1)의 램프(11)는 냉음극 형광 램프(CCFL)로서, 가시광 프렉트럼의 녹색 영역에서 강도가 부족하다는 단점을 갖는다. The housing 14 is a rectangular frame and accommodates a lamp 11, a diffuser plate 12, and a reflector plate 13. The lamp 11 of the backlight module 1 of the prior art is a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), which has a disadvantage in that the intensity is insufficient in the green region of the visible light prerum.

종래기술의 백라이트 모듈(1)이 액정 디스플레이 디바이스에 적용될 때, 녹색은 액정 디스플레이 디바이스 상에 약하게 디스플레이되어, 색을 불량하게 만든다. 따라서, 종래기술의 백라이트 모듈(1)의 광원을 선택함에 있어서, 냉음극 형광 램프는 발광 다이오드에 의해 서서히 대치되고 있다.When the backlight module 1 of the prior art is applied to a liquid crystal display device, the green color is weakly displayed on the liquid crystal display device, making the color poor. Therefore, in selecting the light source of the backlight module 1 of the prior art, the cold cathode fluorescent lamp is gradually replaced by the light emitting diode.

즉, 박막 필름 트랜지스터(TFT) LCD 등과 같은 디스플레이 장치에 사용되는 냉음극관(CCFL)을 대체할 수 있는 백라이트 광원으로 발광 다이오드를 이용하고 있다. That is, a light emitting diode is used as a backlight light source that can replace a cold cathode tube (CCFL) used in a display device such as a thin film transistor (TFT) LCD.

본 발명은 발광 다이오드 패키지 및 이를 이용한 조명장치를 제공한다.The present invention provides a light emitting diode package and a lighting device using the same.

본 발명은 서로 다른 파장의 광을 방출하는 발광 다이오드들을 패키지로 구성할 수 있도록 한 발광 다이오드 패키지를 제공한다.The present invention provides a light emitting diode package capable of constructing a package of light emitting diodes emitting light of different wavelengths.

본 발명은 하나 이상의 발광 다이오드 패키지를 행 또는/및 열의 어레이 형태로 배열하여 백라이트 모듈의 광원으로 사용할 수 있도록 한 발광 다이오드 패키지를 이용한 조명장치를 제공한다. The present invention provides an illumination device using a light emitting diode package arranged to be used as a light source of the backlight module by arranging one or more light emitting diode packages in an array of rows or / and columns.

본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지는 서브 마운트; 상기 서브 마운트에 형성된 전극단자; 상기 서브 마운트에 실장되고 상기 전극단자에 연결되며, 서로 다른 파장의 광을 각각 방출하는 4개 이상의 다수개의 발광 다이오드를 포함한다. The light emitting diode package according to the present invention includes a sub-mount; An electrode terminal formed on the sub mount; At least four light emitting diodes mounted on the sub-mount and connected to the electrode terminals, respectively, emit light of different wavelengths.

또한 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지를 이용한 조명장치는 적색 LED, 두 개의 녹색 LED, 청색 LED를 각각 포함하는 다수개의 발광 다이오드 패키지; 상기 다수개의 발광 다이오드 패키지가 어레이 형태로 각각 접합되는 기판을 포함한다. In addition, a lighting apparatus using a light emitting diode package according to the present invention includes a plurality of light emitting diode packages each comprising a red LED, two green LEDs, and a blue LED; The plurality of light emitting diode packages includes a substrate that is bonded to each other in an array form.

첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. When explaining the preferred embodiment of the present invention based on the accompanying drawings as follows.

도 2는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지를 이용한 조명장치의 분해 사시도이다. 도 3은 도 2에 도시된 발광 다이오드 패키지를 나타내는 상세도이다. 2 is an exploded perspective view of a lighting apparatus using a light emitting diode package according to the present invention. 3 is a detailed view illustrating the LED package illustrated in FIG. 2.

도 2 및 도 3을 참조하면, 조명장치(100)는 인쇄회로기판(120) 및 하나 이상의 발광 다이오드 패키지(130)를 포함한다. 2 and 3, the lighting apparatus 100 includes a printed circuit board 120 and one or more light emitting diode packages 130.

상기 인쇄회로기판(120)에는 발광 다이오드들의 동작을 위해 전원선, 제어선, 출력선 등에 대응되는 회로패턴(121)이 형성된다. 또한 인쇄회로기판(120)에는 리드 프레임, 메탈코어 인쇄회로기판(Metal-Core Printed Circuit Board)과 같이, 열전도성이 우수한 금속물질을 포함하여 형성될 수도 있다. The printed circuit board 120 is provided with a circuit pattern 121 corresponding to a power line, a control line, an output line, etc. for the operation of the light emitting diodes. Also, the printed circuit board 120 may include a metal material having excellent thermal conductivity, such as a lead frame and a metal-core printed circuit board.

상기 인쇄회로기판(120) 상에 하나 이상의 발광 다이오드 패키지(130)가 일정한 행 또는/및 열을 가지고 소정 간격으로 배열된다. 여기서 상기 발광 다이오드 패키지(130)는 인쇄회로기판(120) 상에 n*m(n, m은 자연수) 행렬로 배열될 수 있으며, 상기 n과 m은 같은 값이거나 다른 값으로 설정할 수 있다. One or more LED packages 130 are arranged on the printed circuit board 120 at predetermined intervals with a predetermined row or column. The light emitting diode package 130 may be arranged in an n * m (n, m is a natural number) matrix on the printed circuit board 120, and n and m may be set to the same value or different values.

이러한 발광 다이오드 패키지(130)는 원형, 타원형, 다각형 등으로 이루어질 수 있으며, 서브 마운트(132), 발광 다이오드(136~139), 전극단자(134)를 포함한다. The light emitting diode package 130 may be formed in a circle, an ellipse, a polygon, and the like, and includes a submount 132, light emitting diodes 136 ˜ 139, and an electrode terminal 134.

상기 서브 마운트(132)는 실리콘 재질로 이루어지고 내부에 그루브(133) 및 외측의 측벽(135)이 형성되며, 상기 그루브(133)는 소정 깊이 예컨대, 발광 다이오드의 높이 보다 더 깊게 형성되며, 상기 측벽(135)은 상기 서브 마운트(132)에 일체로 또는 별도로 형성될 수 있으며, 그 내면으로 반사면(141)이 소정 경사 각도로 형성된다. The sub-mount 132 is made of a silicon material and a groove 133 and an outer sidewall 135 are formed therein, and the groove 133 is formed to a predetermined depth deeper than a height of a light emitting diode. The side wall 135 may be formed integrally or separately from the sub mount 132, and a reflective surface 141 may be formed at an inclined angle on an inner surface thereof.

상기 서브 마운트(132)의 내부에 형성된 그루브(133)에는 다수개의 발광 다이오드(136~139)가 실장되며, 각각의 발광 다이오드(136~139)는 바람직하게 칩 형태로 실장된다.A plurality of light emitting diodes 136 to 139 are mounted on the groove 133 formed inside the sub mount 132, and each of the light emitting diodes 136 to 139 is preferably mounted in a chip form.

상기 발광 다이오드(136~139)는 하나의 그룹으로 하여 서브 마운트(132)에 실장되는데, 상기 서브 마운트(132)에 실장되는 발광 다이오드(136~139)는 하나 이상의 적색 LED(136), 하나 이상의 녹색 LED(137,138), 하나 이상의 청색 LED(139)를 포함한다. The light emitting diodes 136 to 139 are mounted in a sub-mount 132 as a group, and the light emitting diodes 136 to 139 mounted on the sub-mount 132 may include one or more red LEDs 136 and one or more LEDs. Green LEDs 137, 138, one or more blue LEDs 139.

여기서, LED(Light-Emitting Diode)는 InGaAIP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED 칩, 질화갈륨(GaN) 계열의 화합물 반도체를 이용한 녹색 LED 칩, 질화갈륨(GaN) 계열의 화합물 반도체를 이용한 청색 LED 칩 등으로 다양하게 개발되고 있 다. 또한, 각각의 발광 다이오드(136~139)는 기본적으로 pn형 반도체 접합 또는/및 npn형 반도체 접합으로 이루어져 있으며, 전압을 가하면 전자와 정공의 결합으로 활성층의 밴드 갭(band gap)에 해당하는 에너지가 빛의 형태로 방출된다. Here, the light-emitting diode (LED) is a red LED chip using an InGaAIP compound semiconductor, a green LED chip using a gallium nitride (GaN) series compound semiconductor, a blue LED chip using a gallium nitride (GaN) series compound semiconductor, or the like. Various developments are being made. In addition, each of the light emitting diodes 136 to 139 basically consists of a pn-type semiconductor junction and / or an npn-type semiconductor junction. When voltage is applied, the energy corresponding to the band gap of the active layer is a combination of electrons and holes. Is emitted in the form of light.

이때, 서브 마운트(132)에 실장되는 적색 LED(136), 녹색 LED(137,138), 청색 LED(139)은 개별적으로 구동되거나 동시에 구동되어 여러 가지의 칼라가 출력되도록 할 수 있다. 여기서, 적색, 녹색, 청색 광의 양호한 색 밸런스(color balance)에 의해 백색광이 방출된다. In this case, the red LEDs 136, the green LEDs 137, 138, and the blue LEDs 139 mounted on the sub mount 132 may be individually driven or simultaneously driven to output various colors. Here, white light is emitted by a good color balance of red, green, and blue light.

또한, 상기 발광 다이오드의 실장 비율은 바람직하게 적색 LED : 녹색 LED : 청색 LED 가 1 : 2 : 1의 비율로 구성될 수 있으며, 발광 다이오드의 배치 구조는 사각 형태의 그루브(133) 내에 적색 LED(136) 및 청색 LED(139)가 두 개의 녹색 LED(137,138)에 인접하게 배치되며, 두 개의 녹색 LED(137,138)는 대각선 방향으로 배치된다. In addition, the mounting ratio of the light emitting diode is preferably a red LED: green LED: blue LED ratio of 1: 2: 1, the arrangement structure of the light emitting diode is a red LED (in the rectangular groove 133) ( 136 and blue LEDs 139 are disposed adjacent to the two green LEDs 137 and 138, and the two green LEDs 137 and 138 are arranged diagonally.

상기 서브 마운트(132)에 실장되는 발광 다이오드 개수는 R/G/B LED를 기본으로 할 때 적어도 5~6개 LED를 사다리꼴이나 직사각형 구조로 실장할 수 있으며, 실장되는 개수에 따라 서브 마운트의 형상이나 그루브의 형상이 달라질 수 있다.The number of light emitting diodes mounted on the submount 132 may be at least 5-6 LEDs mounted in a trapezoidal or rectangular structure when the R / G / B LEDs are based on the shape of the submounts. Or the shape of the grooves may vary.

그리고, 상기 서브 마운트(132)는 직육면체 형상을 가진 판형 부재로서, 상기 그루브(133) 및 양 측벽(135)에는 전극단자(134)가 형성된다. 상기 전극단자(134)는 상기 그루브(133) 내에 실장되는 발광 다이오드(136~139)에 구동 전류를 인가할 수 있도록 회로 패턴으로서, 금 또는 AuSn 합금, 티탄, 백금, 및 금 중에서 하나 이상을 적층한 구조로 형성될 수 있다. The sub-mount 132 is a plate-shaped member having a rectangular parallelepiped shape, and an electrode terminal 134 is formed on the groove 133 and both sidewalls 135. The electrode terminal 134 is a circuit pattern for applying a driving current to the light emitting diodes 136 to 139 mounted in the groove 133, and stacks one or more of gold, AuSn alloy, titanium, platinum, and gold. It can be formed in one structure.

그리고, 상기 반사면(141)은 그루브(133)의 측면으로서, 소정 각도의 경사각으로 발광 다이오드(136~139)로부터 방출된 광을 반사시켜 준다. 상기 반사면(141)은 상기 발광 다이오드(136~139)에 요구되는 방사 각도에 대응되는 각도로 경사진다. 또한 상기 서브 마운트(132)의 재질이 금속으로 코팅되어 반사판 역할도 할 수도 있다. The reflective surface 141 is a side surface of the groove 133 and reflects the light emitted from the light emitting diodes 136 to 139 at an inclination angle of a predetermined angle. The reflective surface 141 is inclined at an angle corresponding to the radiation angle required for the light emitting diodes 136 to 139. In addition, the material of the sub-mount 132 may be coated with a metal to serve as a reflector.

한편, 상기 서브 마운트(132)에 형성되는 전극단자(134)는 상기 발광 다이오드(136~139)에 전류를 공급하기 위한 경로로서, 인쇄회로기판(120)과의 연결 방법에 따라 그 형태는 다양하게 형성될 수 있다. On the other hand, the electrode terminal 134 formed on the sub-mount 132 is a path for supplying current to the light emitting diodes 136 to 139, the shape of which varies depending on the connection method with the printed circuit board 120. Can be formed.

예컨대, 발광 다이오드 패키지(130)를 인쇄회로기판(120) 상에 다이 본딩한 후, 상기 서브 마운트(132)의 전극단자(134)와 상기 인쇄회로기판(120)의 회로패턴(121)는 와이어 본딩으로 연결할 수 있다. For example, after die-bonding the LED package 130 to the printed circuit board 120, the electrode terminal 134 of the sub-mount 132 and the circuit pattern 121 of the printed circuit board 120 is wired Can be connected by bonding.

또한 상기 서브 마운트(132)의 전극단자(134)와 인쇄회로기판(120)의 회로 패턴(121)을 도전성 접착제, 솔더 크림, 플립칩 본딩 방법에 의해 전기적으로 접속할 수도 있다. 이를 위해 상기 서브 마운트(132)의 저면에는 외부와의 전기적 접촉을 위해 전극 패드(미도시)가 형성되며, 상기 인쇄회로기판(120)에 솔더 페이스트가 도포된 전기적 접속 패드가 형성될 수 있다.In addition, the electrode terminal 134 of the sub-mount 132 and the circuit pattern 121 of the printed circuit board 120 may be electrically connected by a conductive adhesive, solder cream, or flip chip bonding. To this end, an electrode pad (not shown) may be formed on the bottom of the sub-mount 132 to make electrical contact with the outside, and an electrical connection pad coated with solder paste may be formed on the printed circuit board 120.

또한 발광 다이오드가 수직형 LED 칩으로 구성될 경우, 서브 마운트(132)에 형성된 전극 단자(134)와 칩 일면에 형성된 N-전극, P-전극을 플립 칩 본딩으로 전기적으로 연결될 수도 있다. 따라서, 서브 마운트(132)의 전극 단자(134)는 본딩 방식에 따라 패턴 형성 영역이 달라질 수도 있다.In addition, when the light emitting diode is configured as a vertical LED chip, the electrode terminal 134 formed on the sub-mount 132 and the N-electrode and P-electrode formed on one surface of the chip may be electrically connected by flip chip bonding. Therefore, the pattern formation region of the electrode terminal 134 of the sub-mount 132 may vary according to the bonding method.

상기와 같이 서브 마운트(132)에 실장되는 다수개의 발광 다이오드(136~139)는 서로 병렬로 연결되거나 직렬로 연결될 수도 있으며, 그 연결 경로 상에 저항 소자를 더 포함할 수 있다. 이는 발광 다이오드(136,137,138,139)의 저항 비를 가변하여 4개의 LED에 흐르는 전류를 조절하여 방출되는 광의 세기, 휘도를 조절할 수 있으므로, 다양한 색의 재현이 가능해진다. As described above, the plurality of light emitting diodes 136 to 139 mounted on the sub-mount 132 may be connected in parallel to each other or in series, and may further include a resistance element on the connection path. Since the resistance ratios of the light emitting diodes 136, 137, 138, and 139 can be varied to adjust the current flowing through the four LEDs, the intensity and brightness of the light emitted can be adjusted, so that various colors can be reproduced.

또한 상기 서브 마운트(132) 상에 실장 되는 발광 다이오드의 개수는 요구되는 발광 강도와 색 재현 범위에 따라 조정될 수 있으며, 백색의 구현시 색의 혼합에 의하여 좀 더 휘도가 높고 색 재현성이 우수한 백색광을 구현할 수 있다. 예를 들어, 적색 LED, 청색 LED, 녹색 LED을 이용한 광의 혼합에 의해 백색광을 구현하는 경우, 각 LED에 전압을 인가하여 동시에 발광시켜 줌으로써 백색광을 형성할 수 있다. In addition, the number of light emitting diodes mounted on the sub-mount 132 may be adjusted according to the required light emission intensity and color reproduction range, and white light having higher luminance and excellent color reproducibility may be generated by mixing colors when implementing white color. Can be implemented. For example, when white light is realized by mixing light using a red LED, a blue LED, and a green LED, white light may be formed by applying a voltage to each LED to emit light at the same time.

이와 같이 서브 마운트(132)에 두 개의 녹색 LED(137,138)가 하나의 쌍으로 실장됨으로써, 한 개의 녹색 LED로부터 방출되는 광의 출력이 다른 광에 비해 낮은 것을 보완할 수 있다. 또한 두 개의 녹색 LED(137,138)는 서로 다른 파장으로 구성하여 색 좌표에서 우수한 백색광을 재현할 수 있다. 이는 녹색 LED의 낮은 광 출력을 고려하여 하나는 520~535㎚의 발광 스펙트럼을 갖는 녹색 LED와, 다른 하나는 490~520㎚의 발광 스펙트럼을 갖는 녹색 LED로 구성된다. In this way, the two green LEDs 137 and 138 are mounted on the sub-mount 132 as a pair, thereby compensating that the output of the light emitted from one green LED is lower than that of the other light. In addition, the two green LEDs 137 and 138 may be configured with different wavelengths to reproduce excellent white light in color coordinates. This consists of a green LED having an emission spectrum of 520-535 nm and a green LED having an emission spectrum of 490-520 nm in consideration of the low light output of the green LED.

즉, 두 개의 녹색 LED(137,138) 중 어느 하나를 일반적인 녹색 LED 파장에 비해 상대적으로 짧은 단 파장을 사용함으로써, 단 파장 LED의 광 출력이 장파장 LED에 대비하여 상대적으로 높아 광도를 향상시켜 줄 수 있고, 색 재현의 범위도 넓혀 줄 수 있다. That is, by using one of the two green LEDs 137 and 138, which is shorter than the general green LED wavelength, the light output of the short wavelength LED is relatively high compared to the long wavelength LED, thereby improving the brightness. This can broaden the range of color reproduction.

본 발명에 따른 색 좌표는 도 5에 도시된 바와 같다. 도 5에서 P1 그래프는 적색 LED, 두 개의 녹색 LED, 청색 LED를 이용한 색 재현 범위로서, P2 그래프에 비해 색 재현의 범위가 더 넓혀지게 된다. 또한 두 개의 녹색 LED가 사용되어 있으므로, 청색영역(430 ~ 480nm)의 광의 세기를 1.0으로 한 경우, 녹색영역(490 ~ 520)(520 ~ 535nm)의 광의 세기의 합 및 적색영역(610 ~ 680nm)의 광의 세기는 각각 0.7 내지 1.3의 범위에 있도록 조절할 수 있다. 여기서, P2 그래프는 3개의 LED(R LED, G LED, B LED)를 사용한 경우의 색 재현 범위이다.The color coordinates according to the present invention are as shown in FIG. In FIG. 5, the P1 graph is a color reproduction range using a red LED, two green LEDs, and a blue LED, and the range of color reproduction is wider than that of the P2 graph. In addition, since two green LEDs are used, when the intensity of light in the blue region (430 to 480 nm) is set to 1.0, the sum of the intensity of the light in the green region (490 to 520) (520 to 535 nm) and the red region (610 to 680 nm) ), The light intensity may be adjusted to be in the range of 0.7 to 1.3, respectively. Here, the P2 graph is a color reproduction range when three LEDs (R LED, G LED, B LED) are used.

본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지(130)는 절연층의 일면에 동박층을 증착 또는 압착하여 형성한 후, 그 상면에 포토 레지스트를 도포하여 습식 또는 건식 식각 공정을 거쳐 회로패턴(121)을 형성하여 방열특성이 우수한 인쇄회로기판(120)상에 다이 본딩한다. The light emitting diode package 130 according to the present invention is formed by depositing or compressing a copper foil layer on one surface of an insulating layer, and then applying a photoresist on the upper surface to form a circuit pattern 121 through a wet or dry etching process. Die bonding on the printed circuit board 120 excellent heat dissipation characteristics.

그리고, 상기 서브 마운트(132)의 전극단자(134)와 상기 인쇄회로기판(120)의 회로 패턴(121)이 와이어 본딩으로 전기적으로 연결되는 경우, 상기 발광 다이오드 패키지(130) 및 본딩 부분의 상부에 에폭시 수지를 도포/경화시켜 렌즈를 형성한다. In addition, when the electrode terminal 134 of the sub-mount 132 and the circuit pattern 121 of the printed circuit board 120 are electrically connected by wire bonding, an upper portion of the LED package 130 and the bonding portion may be formed. The epoxy resin is applied / cured to form a lens.

또한 발광 다이오드 패키지(130)를 직접 인쇄회로기판에 실장하는 경우, 상기 서브 마운트(132)의 저면에 전극단자를 형성시키고 인쇄회로기판(120) 상에 직접 실장될 수도 있다. 이때, 상기 인쇄회로기판(120) 상에는 도전성 접착제 등이 도포되어 있으며, 이와 같은 방법으로 전기적으로 연결된 LED에는 상기 서브 마운 트(132)의 상면에 실장된 LED들(136, 137, 138, 139)가 봉지될 수 있도록 투명한 에폭시 수지를 도포하여 렌즈를 형성한다. In addition, when the LED package 130 is directly mounted on the printed circuit board, an electrode terminal may be formed on the bottom surface of the sub-mount 132 and mounted directly on the printed circuit board 120. In this case, a conductive adhesive or the like is coated on the printed circuit board 120, and the LEDs 136, 137, 138, and 139 mounted on the upper surface of the submount 132 are electrically connected to the LEDs connected in this manner. A transparent epoxy resin is applied to form a lens so that the resin can be encapsulated.

그리고, LED(136~139)로부터 형성될 열이 금속을 포함하는 인쇄회로기판을 이용하여 외부로 방출시킴으로써, LED의 광 출력을 높일 경우에도 일정한 온도를 유지할 수 있기 때문에 온도 변화에 따른 색 좌표, 피크파장, 반치 폭에 대한 변화를 방지할 수 있다. In addition, since the heat to be formed from the LEDs 136 to 139 is emitted to the outside using a printed circuit board including a metal, color coordinates according to temperature change may be maintained even when the light output of the LED is increased. The change in peak wavelength and half width can be prevented.

도 4는 본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지를 기판 상에 어레이 형태로 배열한 조명 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.4 is a plan view schematically illustrating a lighting apparatus in which a light emitting diode package according to the present invention is arranged in an array form on a substrate.

도 4에 도시된 바와 같이, 조명 장치(100)는 발광 다이오드 패키지(130)의 발광 다이오드가 기판(120) 상에 2*2 행렬 구조의 어레이 형태로 배열할 수 있다. 2*2 행렬을 갖고 서로 다른 발광 스펙트럼을 갖는 LED들이 구성되는 발광 다이오드 패키지(130)들을 소정 간격으로 배열함으로써, 액정 표시장치의 백라이트 모듈의 광원으로 사용할 수 있다. 여기서, 발광 다이오드는 X*Y(X,Y는 자연수) 행렬 구조로 구성될 수 있다. 예를 들면, LED 5개일 때에는 1*4, 4*1로 배열하거나 LED 4개이면 1*3, 3*1 구조로 배열 할 수도 있다. As shown in FIG. 4, in the lighting apparatus 100, the light emitting diodes of the LED package 130 may be arranged in an array of 2 * 2 matrix structure on the substrate 120. By arranging the light emitting diode packages 130 including 2 * 2 matrices and LEDs having different emission spectra at predetermined intervals, the light emitting diode package 130 may be used as a light source of the backlight module of the liquid crystal display. Here, the light emitting diode may have an X * Y (X, Y is a natural number) matrix structure. For example, 5 LEDs may be arranged in 1 * 4, 4 * 1, or 4 LEDs may be arranged in a 1 * 3, 3 * 1 structure.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 백색 발광 다이오드 패키지의 구동과정은 하기와 같다. The driving process of the white light emitting diode package according to the present invention having such a structure is as follows.

액정표시장치의 구동신호에 따라 인쇄회로기판에 인가된 구동전압은 서브 마운트를 통해 각 LED(136,137,138, 139)로 인가된다. 상기 LED(136,137,138,139)에 순방향 전압이 인가되면 가전자대(valence band)에 있는 전자가 전자대(conduction band)로 여기되고, 여기된 전자는 가전자대의 정공과 재 결합하면서 에너지 밴드 갭만큼의 에너지를 빛으로 발광하게 된다. The driving voltage applied to the printed circuit board according to the driving signal of the liquid crystal display device is applied to each of the LEDs 136, 137, 138, and 139 through the sub-mount. When a forward voltage is applied to the LEDs 136, 137, 138, and 139, electrons in the valence band are excited to the conduction band, and the excited electrons recombine with holes in the valence band, thereby absorbing energy equal to the energy band gap. It will emit light.

각 발광 다이오드(136, 137, 138, 139)에서 방출된 광은 전면으로 반사되거나 상기 서브 마운트(132)의 반사면(141)에서 일정 각도로 광 반사됨으로써 인접 발광 다이오드 패키지와의 광 간섭을 방지할 수 있다. 또한 발광 다이오드 패키지(130)는 다양한 형태의 선 광원이나 면 광원으로 응용이 가능하다.Light emitted from each of the light emitting diodes 136, 137, 138, and 139 is reflected to the front side or at a predetermined angle from the reflecting surface 141 of the submount 132 to prevent optical interference with adjacent LED packages. can do. In addition, the LED package 130 may be applied to various types of line light sources or surface light sources.

한편, 본 발명은 도 4와 같은 조명 장치(100)를 이용하여 백라이트 모듈(미도시)에 장착할 경우, 상기 발광 다이오드 패키지(130)로부터 방출된 광은 백라이트 모듈의 하우징 내에서 방출되어 반사판(미도시)을 통해 액정표시장치의 액정패널(미도시) 측으로 입사된다. 이때, 도 2 및 도 3과 같이 서브 마운트(132)의 그루브(133)에 형성된 반사면(141)을 이용하여 발광 효율을 향상시켜 줄 수 있으며, 액정표시장치의 디스플레이의 크기가 클 경우에도 효과적으로 고 휘도의 백색광을 제공할 수 있다.On the other hand, when the present invention is mounted on a backlight module (not shown) using the lighting device 100 as shown in FIG. 4, the light emitted from the LED package 130 is emitted in the housing of the backlight module to reflect the plate ( The light incident to the liquid crystal panel (not shown) side of the liquid crystal display device through the (not shown). In this case, as shown in FIGS. 2 and 3, the luminous efficiency may be improved by using the reflective surface 141 formed on the groove 133 of the sub-mount 132, and may be effective even when the size of the display of the LCD is large. High brightness white light can be provided.

그리고, 서로 파장이 다른 두 개의 녹색 LED(137,138)를 이용하기 때문에 다양한 색의 재현이 가능하며, 칼라 동영상의 구현이 용이하게 된다. 또한 적색, 녹색, 청색 광을 각각 방출하는 개별 LED 패키지가 아니라, 백색 광을 방출할 수 있는 그룹 단위의 LED를 갖는 발광 다이오드 패키지(130)를 제공할 수 있다.In addition, since two green LEDs 137 and 138 having different wavelengths are used, various colors can be reproduced, and color video can be easily implemented. In addition, it is possible to provide a light emitting diode package 130 having LEDs in group units capable of emitting white light, rather than individual LED packages emitting red, green, and blue light, respectively.

본 발명은 상기의 발광 다이오드 패키지(130)를 액정 표시장치의 백 라이트 모듈의 광원으로 사용할 수도 있으며, 또는 냉음극 형광 램프와 교대로 설치될 수 도 있다.According to the present invention, the light emitting diode package 130 may be used as a light source of a backlight module of a liquid crystal display, or may be alternately installed with a cold cathode fluorescent lamp.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims.

본 발명에 따른 발광 다이오드 패키지 및 이를 이용한 조명 장치에 의하면,서로 파장이 다른 두 개의 녹색 LED를 이용하기 때문에 다양한 색의 재현이 가능하며, 칼라 동영상의 구현이 용이하게 된다.According to the LED package and the lighting apparatus using the same according to the present invention, since two green LEDs having different wavelengths are used, various colors can be reproduced and color video can be easily implemented.

또한 서브 마운트의 그루브에 형성된 반사면을 이용하여 발광 효율을 향상 및 인접 발광다이오드 패키지간의 광 간섭을 방지할 수 있으며, 액정표시장치의 디스플레이의 크기가 클 경우에도 효과적으로 고 휘도의 백색광을 제공할 수 있다. In addition, the reflection surface formed on the groove of the sub-mount can be used to improve luminous efficiency and to prevent optical interference between adjacent LED packages, and to effectively provide high luminance white light even when the size of the display of the LCD is large. have.

또한 LED들의 저항 비를 가변하여 4개의 LED에 흐르는 전류를 조절하여 방출되는 광의 세기, 휘도를 조절할 수 있어, 다양한 색의 재현이 가능해진다. In addition, by varying the resistance ratio of the LEDs to adjust the current flowing through the four LEDs it is possible to control the intensity and brightness of the light emitted, it is possible to reproduce a variety of colors.

또한 백색 광을 방출할 수 있는 다수개의 LED 그룹을 발광 다이오드 패키지로 형성함으로써, 액정표시장치의 박형화를 도모할 수 있다. In addition, by forming a plurality of LED groups capable of emitting white light into a light emitting diode package, the liquid crystal display device can be thinned.

그리고, 본 발명은 인쇄회로기판을 이용하여 LED로부터 발생된 열을 외부로 방출시킴으로써, LED의 광 출력을 높일 경우에도 일정한 온도를 유지할 수 있어 온도 변화에 따른 색 좌표, 피크파장, 반치 폭에 대한 변화를 방지하는 효과가 있다.In addition, the present invention by emitting the heat generated from the LED to the outside using a printed circuit board, it is possible to maintain a constant temperature even when the light output of the LED is increased, so that the color coordinates, peak wavelength, half-width It is effective to prevent change.

Claims (15)

서브 마운트;Submount; 상기 서브 마운트에 형성된 전극단자;An electrode terminal formed on the sub mount; 상기 서브 마운트에 실장되고 상기 전극단자에 연결되며, 서로 다른 파장의 광을 각각 방출하는 4개 이상의 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드 패키지.And a light emitting diode package mounted on the sub-mount and connected to the electrode terminal, the light emitting diode package including four or more light emitting diodes each emitting light having a different wavelength. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 서브 마운트에는 상기 발광 다이오드가 실장되는 그루브와, 상기 그루브의 둘레면으로 소정 각도 경사진 반사면이 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.The sub-mount has a groove on which the light emitting diode is mounted and a reflective surface inclined at a predetermined angle to the circumferential surface of the groove. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 발광 다이오드는 한 개의 적색 LED, 두 개의 녹색 LED, 한 개의 청색 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.The light emitting diode package includes a red LED, two green LEDs, and one blue LED. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 LED들은 X*Y(X,Y는 자연수) 행렬 구조로 어레이되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지. Wherein the LEDs are arranged in an X * Y (X, Y is a natural number) matrix structure. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 두 개의 녹색 LED는 적색 LED 및 청색 LED에 인접하고 서로 대각선 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.Wherein the two green LEDs are adjacent to the red LED and the blue LED and disposed at diagonal positions with each other. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 두 개의 녹색 LED 중 하나는 490~520nm의 발광 스펙트럼을 갖으며, 다른 하나는 520~535nm의 발광 스펙트럼을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.One of the two green LEDs has a light emission spectrum of 490 ~ 520nm, the other light emitting diode package, characterized in that having a light emission spectrum of 520 ~ 535nm. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전극단자는 발광 다이오드들을 직렬 또는 병렬로 기판 상에 연결하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지. The electrode terminal is a light emitting diode package, characterized in that for connecting the light emitting diodes in series or in parallel on the substrate. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 기판은 전극단자에 대응되는 회로패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.The substrate is a light emitting diode package, characterized in that the circuit pattern corresponding to the electrode terminal is formed. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 발광 다이오드 패키지는 기판 상에 와이어 본딩 또는 플립 칩 본딩되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.The light emitting diode package is wire-bonded or flip chip bonded on a substrate. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 그루브 내에는 발광 다이오드를 봉지하기 위해 충진되는 투명한 충진 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지.The groove further includes a transparent filling member filled in the groove to encapsulate the light emitting diode. 적색 LED, 두 개의 녹색 LED, 청색 LED를 각각 포함하는 다수개의 발광 다이오드 패키지;A plurality of light emitting diode packages each comprising a red LED, two green LEDs, and a blue LED; 상기 다수개의 발광 다이오드 패키지가 어레이 형태로 각각 접합되는 기판을 포함하는 발광 다이오드 패키지를 이용한 조명장치.Lighting device using a light emitting diode package comprising a substrate that is bonded to each of the plurality of light emitting diode packages in the form of an array. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 두 개의 녹색 LED는 장파장 및 단파장의 녹색 LED를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지를 이용한 조명장치.The two green LED lighting device using a light emitting diode package, characterized in that it comprises a long wavelength and short wavelength green LED. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 발광 다이오드 패키지는 n*m(n,m은 자연수) 행렬로 어레이되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지를 이용한 조명장치.The light emitting diode package is a lighting device using a light emitting diode package, characterized in that the array of n * m (n, m is a natural number) matrix. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 발광 다이오드 패키지는 서브 마운트를 포함하며,The light emitting diode package includes a sub mount, 상기 서브 마운트에는 LED의 전기적 연결을 위한 전극단자와, LED가 칩 형태로 실장되는 그루브, 광 반사를 위해 그루브 둘레면에 경사지게 형성된 반사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패키지를 이용한 조명장치.The sub-mount includes an electrode terminal for electrical connection of the LED, a groove in which the LED is mounted in the form of a chip, the illumination device using a light emitting diode package, characterized in that it comprises a reflective surface inclined on the groove peripheral surface for light reflection. 제 11항의 조명장치를 포함하는 액정표시장치.A liquid crystal display comprising the illuminating device of claim 11.
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