KR20080085505A - 발광 다이오드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 효율 개선 구조를 구비한 발광 다이오드에 관한 것으로, 몸체와, 몸체 상에 배치된 리드 프레임과, 리드 프레임 상에 실장되는 적어도 2개 이상의 발광칩 및 리드 프레임 상에 형성된 격벽을 포함하는 발광 다이오드가 제공된다.
발광 다이오드, 발광칩, 격벽, 리드 프레임

Description

발광 다이오드 {Light emitting diode}
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 평면도 및 단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도 및 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도 및 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도 및 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
110: 몸체 120: 리드 프레임
130(131, 133, 135, 137): 격벽 140: 발광칩
150: 반사기 160: 와이어
170: 몰딩부 180: 형광체
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 효율 개선 구조를 구비한 발광 다이오드에 관한 것이다.
도 1a 및 도 1b는 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 평면도 및 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 발광 다이오드는 몸체(10), 리드 프레임(20), 발광칩(30), 반사기(40), 와이어(50) 및 몰딩부(60)를 포함한다. 몸체(10) 상에는 제1 리드 단자(21)와 제2 리드 단자(22)로 구성된 리드 프레임(20)이 형성되고, 리드 프레임(20) 상에는 복수개(예를 들면, 4개)의 발광칩(30)이 실장된다. 몸체(10) 상에는 발광칩(30)을 둘러싸도록 반사기(40)가 배치되며, 반사기(40) 내에는 발광칩(30)을 봉지하는 몰딩부(60)가 형성된다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 종래 기술에 따른 복수개의 발광칩을 구비한 발광 다이오드의 경우, 각 발광칩의 측부에서 출사되는 광은 인접한 발광칩으로 재흡수된다(도 1b 참조). 따라서, 인접한 발광칩으로 재흡수되는 광은 발광 다이오드의 광 효율에 있어서 손실로 작용하기 때문에, 종래 기술에 따른 발광 다이오드의 광 효율이 저하되는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광 효율 개선 구조를 구비한 발광 다이오드를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 몸체; 상기 몸체 상에 배치된 리드 프레임; 상기 리드 프레임 상에 실장되는 적어도 2개 이상의 발광칩; 및 상기 리드 프레임 상에 형성된 격벽을 포함하는 발광 다이오드가 제공된다.
상기 리드 프레임과 상기 격벽은 일체로 형성된다.
상기 발광칩은 적색 발광칩, 녹색 발광칩 및 청색 발광칩 중 어느 하나 또는 그 조합으로 구성된다.
상기 격벽은 상기 발광칩과 이격되어 배치되며, 상기 발광칩의 둘레 중 적어도 일부를 둘러싸도록 형성된다.
상기 몸체 상에 배치되며, 상기 발광칩을 둘러싸도록 형성된 반사기를 더 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도이며, 도 3은 도 2를 Ⅱ-Ⅱ선에 따라 절단한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 발광 다이오드는 몸체(110), 리드 프레임(120), 격벽(131), 발광칩(140), 반사기(150), 와이어(160) 및 몰딩부(170)를 포함한다.
몸체(110) 상에는 리드 프레임(120)이 배치되며, 리드 프레임(120)은 제1 리드 단자(121) 및 제2 리드 단자(122)를 포함한다. 리드 프레임(120)의 제1 리드 단자(121)나 제2 리드 단자(122) 중 어느 한 리드 단자의 단부에는 소정 형태로 형성된 격벽(131)이 형성된다. 발광칩(140)은 리드 단자의 단부에 형성된 격벽(131) 내부 영역에 실장되며, 발광칩(140)은 와이어(160)를 통하여 다른 리드 단자와 전기적으로 연결된다. 몸체(110)의 주변부에는 발광칩(140)으로부터 출사되는 광을 반사시키기 위한 반사기(150)가 배치되며, 반사기(150) 내부에는 발광칩(140)을 봉지하는 몰딩부(170)가 형성된다.
도 2 및 도 3에 도시된 실시예의 구조를 보다 상세히 살펴보면, 몸체(110) 상에는 제1 리드 단자(121)와 제2 리드 단자(122)로 구성된 리드 프레임(120)이 배치된다. 제1 리드 단자(121)는 몸체(110)의 제1변(즉, 좌측변)에 2개가 배치되고, 제2변(즉, 우측변)에 2개가 상호 이격되어 배치된다. 제2 리드 단자(122)는 몸체의 제3변(즉, 상측변)에 2개가 상호 이격되어 배치되고, 제4변(즉, 하측변)에 2개가 상호 이격되어 배치된다. 제1 리드 단자(121)의 각 단부에는 소정 형태로 형성된 격벽(131)이 소정 높이로 돌출되어 형성된다. 본 실시예의 경우, 격벽(131)의 평면은 장방형 또는 정방형으로 형성되고, 그 단면은 삼각형의 형태로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양하게 형성될 수 있다.
이때, 격벽(131)은 제1 리드 단자(121) 단자 형성 시, 프레스 등과 같은 가압 장치를 이용하여 제1 리드 단자(121)를 소정 형태로 가압시켜 돌출시킴으로써 형성할 수 있다. 이와 같이, 리드 프레임 중 어느 한 리드 단자 예를 들면, 제1 리드 단자(121) 상에 형성된 격벽(131)은 발광칩(140)의 둘레 전체를 둘러싸도록 형성되는 바, 발광칩(140)의 측부를 통하여 출사되는 광을 상부로 반사시켜 출사시킨다. 그 결과, 인접한 발광칩(140)으로 재흡수되는 광의 손실을 방지할 수 있게 되어, 발광 다이오드의 전체적인 광 효율을 증가시키는 효과를 얻을 수 있게 된다.
발광칩(140)은 제1 리드 단자(121)의 격벽(131) 내부 영역에 실장되며, 발광칩(140)은 와이어(160)를 통하여 제2 리드 단자(122)와 전기적으로 연결시킨다.
이때, 발광칩(140)은 반도체 PN 접합 다이오드로서, P, N 반도체를 접합한 뒤, 전압을 가해주면, P형 반도체의 정공은 N형 반도체 쪽으로 가서 가운데층으로 모이며, 이와는 반대로 N형 반도체의 전자는 P형 반도체 쪽으로 가서 전도대(conduction band)의 가장 낮은 곳인 가운데층으로 모인다. 이 전자들은 가전대(valence band)의 정공으로 자연스럽게 떨어지며, 이 때 전도대와 가전대의 높이 차이 즉, 에너지 갭에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지가 빛의 형태로 방출된다. 이외에도 여러 가지 발광 방식의 발광칩을 사용할 수 있다. 또한, 발광칩(140)은 다양한 파장을 갖는 광을 방출시킬 수 있으며, 이를 위하여, 예를 들면 질화물계 발광 다이오드에서 활성층으로 사용되는 인듐(In) 함유량을 조절하거나, 서로 다른 파장을 갖는 광을 방출하는 발광 다이오드를 조합하거나, 또는 자외선 등과 같은 소정 파장대의 광을 방출하는 발광칩과 형광체를 결합하여 사용할 수도 있다. 한편, 본 실시예의 경우, 발광칩(140)은 4개의 발광칩으로 구성되며, 4개의 발광칩의 조합은 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 4개가 모두 단일의 색을 발광하는 발광칩의 조합으로 구성될 수도 있으며, 화이트를 구현하기 위하여 적색 발광칩, 녹색 발광칩 및 청색 발광칩의 조합으로 구성될 수도 있다.
몰딩부(170)는 발광칩(140)을 봉지하며, 이러한 몰딩부(170)로는 투명 수지 예를 들면, 액상 에폭시 수지나 실리콘 수지등과 같은 재료를 이용한다. 몰딩부(170) 내에는 발광칩(140)으로부터 방출된 광을 흡수하여 각각의 파장으로 광을 파장 전환시키는 형광체(미도시) 또는 광을 골고루 확산시키는 확산제(미도시)가 혼합될 수도 있다.
본 실시예의 경우, 발광칩(140)은 제1 리드 단자(121) 상에 실장되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 리드 단자(122) 상에 실장될 수 있다. 만약, 발광칩(140)이 제2 리드 단자(122) 상에 실장되는 경우에는, 제2 리드 단자(122)의 단부에 격벽이 형성되며, 발광칩은 격벽의 내부 영역 상에 실장되는 것이 바람직하다.
그리고, 발광 다이오드는 본 실시예에서 도시된 바와 같이 복수개 예를 들면, 4개의 발광칩을 포함할 수 있으나, 발광칩의 개수는 필요에 따라 다양하게 변화될 수 있으며, 제1 리드 단자와 제2 리드 단자의 개수 및 형태 역시 그에 상응하게 변화될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도이며, 도 5는 도 4를 Ⅲ-Ⅲ 선에 따라 절단한 단면도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드는 제1 실시예에 따른 발광 다이오드와 비교하여, 격벽의 구조가 상이하며, 나머지 구성은 거의 유사한 바, 이하에서는 상이한 구성을 위주로 상술한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 발광 다이오드는 몸체(110), 리드 프레임(120), 격벽(133), 발광칩(140), 반사기(150), 와이어(160) 및 몰딩부(170)를 포함한다.
몸체(110) 상에는 제1 리드 단자(121)와 제2 리드 단자(122)로 구성된 리드 프레임(120)이 배치된다. 제1 리드 단자(121)는 몸체(110)의 제1변(즉, 좌측변)에 2개가 배치되고, 제2변(즉, 우측변)에 2개가 상호 이격되어 배치된다. 제2 리드 단자(122)는 몸체의 제3변(즉, 상측변)에 2개가 상호 이격되어 배치되고, 제4변(즉, 하측변)에 2개가 상호 이격되어 배치된다. 제1 리드 단자(121)의 각 단부에는 전체적으로 L자 형태로 형성되며, 그 단면은 삼각형 형태로 형성된 격벽(133)이 소정 높이로 돌출되어 형성된다. 즉, 격벽(133)은 발광칩(140)의 둘레 영역 전체를 둘러싸는 형태가 아닌, 일부만을 둘러싸는 형태로 형성된다. 예를 들면, 격벽(133)은 인접한 발광칩과 대향하는 영역만을 감싸는 형태로 형성되어, 발광칩(140)의 측부를 통하여 출사되는 광을 상부로 반사시켜 출사시켜, 인접한 발광칩(140)으로 재흡수되는 광의 손실을 방지한다.
본 실시예의 경우, 격벽(133)이 전체적으로 L자 형태로 형성되나, 격벽의 형태가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광칩의 둘레 영역 중 인접한 발광칩과 대향하고 있는 영역을 감싸는 형태라면 어떠한 형태(예를 들면, 반원 형태 등)라도 가능하다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 발광 다이오드는 몸체(110), 리드 프레임(120), 격벽(135), 발광칩(140), 반사기(150), 와이어(160) 및 몰딩부(170)를 포함한다.
몸체(110) 상에는 제1 리드 단자(121)와 제2 리드 단자(미도시)로 구성된 리드 프레임이 배치된다. 제1 리드 단자(121)의 각 단부에는 소정 형태로 형성된 격벽(131)이 소정 높이로 돌출되어 형성된다. 본 실시예의 경우, 격벽(131)의 단면은 반원 형태로 형성된다.
도 7 은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드의 평면도이며, 도 8은 도 7을 Ⅳ-Ⅳ선에 따라 절단한 단면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 발광 다이오드는 몸체(110), 리드 프레임(120), 격벽(137), 발광칩(140), 와이어(160), 몰딩부(170) 및 형광체(180)를 포함한다.
몸체(110) 상에는 리드 프레임(120)이 배치되며, 리드 프레임(120)은 제1 리드 단자(121) 및 제2 리드 단자(122)를 포함한다. 리드 프레임(120)의 제1 리드 단자(121)의 단부에는 정방형 또는 장방형의 형태로 형성된 격벽(137)이 형성된다. 발광칩(140)은 제1 리드 단자(121)의 단부에 형성된 격벽(137)의 내부 영역에 실장되며, 발광칩(140)은 와이어(160)를 통하여 제2 리드 단자(122)와 전기적으로 연결된다. 몸체(110) 상부에는 발광칩(140)을 봉지하는 몰딩부(170)가 형성되며, 몰딩부(170) 내에는 발광칩(140)으로부터 방출된 광을 흡수하여 각각의 파장으로 광을 파장 전환시키는 형광체(180)가 혼합된다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 발광 다이오드의 예시적인 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 발광칩의 둘레 영역에 격벽을 형성함으로써, 발광칩의 측부에서 출사된 광이 인접한 발광칩으로 재흡수되는 것을 방지하여, 전체적인 발광 다이오드의 광 손실을 감소시킬 수 있게 된다. 그 결과, 발광 다이오드의 광 효율이 10 내지 20% 정도 개선되는 효과를 얻을 수 있게 된다.
또한, 리드 프레임 형성 시, 리드 프레임과 일체로 격벽을 형성함으로써, 최소의 추가 공정으로 발광 다이오드의 광 효율을 개선할 수 있게 된다.

Claims (5)

  1. 몸체;
    상기 몸체 상에 배치된 리드 프레임;
    상기 리드 프레임 상에 실장되는 적어도 2개 이상의 발광칩; 및
    상기 리드 프레임 상에 형성된 격벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리드 프레임과 상기 격벽은 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발광칩은 적색 발광칩, 녹색 발광칩 및 청색 발광칩 중 어느 하나 또는 그 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 발광칩과 이격되어 배치되며, 상기 발광칩의 둘레 중 적어도 일부를 둘러싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몸체 상에 배치되며, 상기 발광칩을 둘러싸도록 형성된 반사기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
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