KR20110039228A - Lens mount type light emitting diode package - Google Patents

Lens mount type light emitting diode package Download PDF

Info

Publication number
KR20110039228A
KR20110039228A KR1020110029834A KR20110029834A KR20110039228A KR 20110039228 A KR20110039228 A KR 20110039228A KR 1020110029834 A KR1020110029834 A KR 1020110029834A KR 20110029834 A KR20110029834 A KR 20110029834A KR 20110039228 A KR20110039228 A KR 20110039228A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
led chip
emitting diode
package body
lens
Prior art date
Application number
KR1020110029834A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이정훈
김홍산
Original Assignee
서울반도체 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울반도체 주식회사 filed Critical 서울반도체 주식회사
Priority to KR1020110029834A priority Critical patent/KR20110039228A/en
Publication of KR20110039228A publication Critical patent/KR20110039228A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40Materials therefor
    • H01L33/42Transparent materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483Containers
    • H01L33/486Containers adapted for surface mounting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

PURPOSE: A lens mounting type light emitting diode package is provided to prevent the deterioration of the light emitting efficiency of a light emitting diode package by forming a rough surface on the light emitting surface of the LED chip. CONSTITUTION: A package body(10) comprises a recess region(12) opened on the top. A lead electrode(30) is expanded to the outside through the side of the package body. An LED chip(20) is mounted on the recess region. A lens unit(40) is spaced form the LED chip and installed on the top of the package body. A heat sink emits the heat generated from the LED chip to the outside.

Description

렌즈 장착식 발광다이오드 패키지{LENS MOUNT TYPE LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}Lens-mounted light emitting diode package {LENS MOUNT TYPE LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}

본 발명은, 발광다이오드 패키지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 장착식 렌즈로써 패키지 내의 LED칩(Light Emitting Diode chip)을 보호하며, 그 렌즈와 LED칩 사이의 공기층(또는, 가스층) 존재로 인한 발광효율 저하를 발광다이오드의 광 출사면을 개량하여 줄여줄 수 있는 렌즈 장착식 발광다이오드 패키지에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting diode package, and more particularly, to protect an LED chip (Light Emitting Diode chip) in the package as a mounting lens, due to the presence of an air layer (or gas layer) between the lens and the LED chip It relates to a lens-mounted light emitting diode package that can reduce the luminous efficiency degradation by improving the light emitting surface of the light emitting diode.

발광다이오드 패키지는, 패키지 본체와 상기 패키지 본체에 실장된 LED칩을 포함하는 것으로서, 백열전구, 형광등 및 방전 광원에 비해 작은 크기, 긴 수명, 그리고 저전력 등의 장점을 갖는다. 또한, 상기 발광다이오드 패키지는, LED칩 및 이와 연결된 본딩 와이어를 덮어, 이들을 수분 등의 외부환경으로부터 보호하기 위한 봉지재를 포함한다.The light emitting diode package includes a package body and an LED chip mounted on the package body, and has advantages of small size, long life, and low power, compared to incandescent lamps, fluorescent lamps, and discharge light sources. In addition, the light emitting diode package includes an encapsulant for covering the LED chip and the bonding wire connected thereto and protecting the LED chip from external environments such as moisture.

상기 봉지재는, 몰딩 성형에 의해 LED칩을 완전히 감싸는 것으로서, LED칩 및 본딩 와이어를 보호하는 용도와 함께 LED칩과의 경계면에서 광추출 효율을 높이는 용도로 사용된다. 이를 위해, 상기 봉지재는 에폭시 소재가 주로 이용되는데, 에폭시는 광 굴절율이 대략 1.54로서 공기(광 굴절율 1)에 비해 LED칩과의 광 굴절율 차이가 상대적으로 작으며, 따라서, 빛이 LED칩의 내부에서 전반사(total reflection) 되는 양을 어느 정도 줄여주는데 기여할 수 있다.The encapsulant completely surrounds the LED chip by molding molding, and is used for protecting the LED chip and the bonding wire and increasing the light extraction efficiency at the interface with the LED chip. To this end, the encapsulant is mainly used an epoxy material, the epoxy has a light refractive index of approximately 1.54 and the difference in light refractive index with the LED chip is relatively small compared to the air (light refractive index 1), and therefore, the light inside the LED chip It can contribute to reduce the amount of total reflection in.

그러나, 전술한 종래의 발광다이오드 패키지는, LED칩을 둘러싸도록 몰딩된봉지재가 그 내측에 싸인 본딩 와이어를 파손시킬 수 있었으며, 또한, LED칩에서 발생하는 열에 의해, 봉지재, 그리고 그 봉지재에 싸인 LED칩 및 본딩 와이어가 열화되는 등의 문제점을 야기한다. 특히, 상기 봉지재를 몰딩하는 공정이 복잡하고 제조 공정상에서 많은 비용 손실을 야기하므로, LED칩의 보호 및 발광효율 용도로 사용되는 기존 봉지재를 대체할 수 있는 수단이 요구되고 있다.However, the above-described conventional light emitting diode package was able to break the bonding wires encapsulated inside the LED chip encapsulating the LED chip, and furthermore, the heat generated from the LED chip prevents the encapsulant and the encapsulant. It causes problems such as deterioration of the sign LED chip and the bonding wire. In particular, since the process of molding the encapsulant is complicated and causes a lot of cost loss in the manufacturing process, a means for replacing an existing encapsulant used for protecting LED chips and luminous efficiency is required.

따라서, 본 발명의 목적은, 장착식 렌즈를 사용하여 기존 봉지재 사용에 따른 여러 문제점을 해결함과 동시에, 그 장착식 렌즈의 사용으로, 장착식 렌즈와 LED칩 사이에 존재하는 공기층 또는 가스층으로 인한 발광효율 저하를 LED칩의 광 출사면을 개량하여 줄여줄 수 있는 렌즈 장착식 발광다이오드 패키지를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve various problems associated with the use of an existing encapsulant using a mountable lens, and at the same time, by using the mountable lens, an air layer or a gas layer existing between the mountable lens and the LED chip. It is to provide a lens-mounted light-emitting diode package that can reduce the light emission efficiency caused by improving the light exit surface of the LED chip.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 렌즈 장착식 발광다이오드 패키지는, 리세스를 갖는 패키지 본체와, 상기 리세스 내 리드 전극 상에 실장되어지되 광 출사면을 거친면으로 형성하여 빛의 내부 전반사를 줄인 LED칩과, 상기 LED칩과 이격된 채 상기 리세스를 덮도록, 상기 패키지 본체에 장착되는 렌즈를 포함한다. 따라서, 상기 렌즈는 패키지 본체에 간단한 방식에 의해 장착될 수 있으며, 그 장착시에 LED칩과 이격되므로, 발광다이오드 패키지의 부품 파손 및 부품 열화를 막을 수 있다. 특히, LED칩에 형성된 거친면은 LED칩 내에서 빛이 내부 전반사되는 양을 줄이므로, 렌즈와 LED칩 사이에 생긴 공기층 또는 가스층으로 야기되는 발광효율 저하를 억제 또는 줄여줄 수 있다.In order to achieve the above object, the lens-mounted light emitting diode package according to the present invention, the package body having a recess, and is mounted on the lead electrode in the recess, but the light exit surface is formed on the rough surface of the light An LED chip having reduced total internal reflection, and a lens mounted to the package body to cover the recess spaced apart from the LED chip. Therefore, the lens can be mounted on the package body by a simple method, and is spaced apart from the LED chip at the time of mounting, thereby preventing component damage and component deterioration of the LED package. In particular, since the rough surface formed on the LED chip reduces the amount of total internal reflection within the LED chip, it is possible to suppress or reduce the luminous efficiency degradation caused by the air layer or the gas layer generated between the lens and the LED chip.

본 발명의 실시예에 따라, 상기 렌즈는 형광제를 포함하는데, 상기 렌즈는 상기 형광제를 포함한 수지로 사출성형되거나, 또는, 투명 또는 반투명의 수지, 유리 또는 필름에 상기 형광제를 코팅하여 제조될 수 있다. 이에 더하여, 상기 렌즈는 상기 LED칩으로부터 나온 빛의 지향각을 좁혀주는 볼록부를 전면에 구비할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the lens comprises a fluorescent agent, the lens is injection molded with a resin containing the fluorescent agent, or prepared by coating the fluorescent agent on a transparent or translucent resin, glass or film Can be. In addition, the lens may include a convex portion on the front surface to narrow the directivity angle of the light emitted from the LED chip.

전술한 바와 같이, 본 발명은, 발광효율의 큰 저하 없이, 단순하고 저렴한 방식으로 발광다이오드 패키지를 제조할 수 있는 효과를 제공한다. 즉, 본 발명은 장착식 렌즈를 이용하여 발광다이오드 패키지의 제조공정을 단순하고 저렴하게 개선함과 동시에, 그 장착식 렌즈 사용으로 야기될 수 있는 발광다이오드 패키지의 발광효율 저하를 LED칩의 광 출사면에 거친면을 형성함으로써 해결할 수 있다.As described above, the present invention provides the effect that the light emitting diode package can be manufactured in a simple and inexpensive manner without a significant decrease in luminous efficiency. That is, the present invention improves the manufacturing process of a light emitting diode package using a mountable lens simply and inexpensively, and at the same time reduces the light emission efficiency of a light emitting diode package that can be caused by using the mountable lens. This can be solved by forming a rough surface on the surface.

게다가, 본 발명은 종래 봉지재 사용으로 야기되던 부품의 파손, 열화 등의 문제점을 해결할 수 있으며, 또한, 형광제를 코팅 또는 혼합하는 간단한 방식으로, 원하는 색의 빛을 구현할 수 있다. 그리고, 본 발명은 렌즈에 볼록부를 형성하는 경우, 빛의 지향성을 향상시켜, 원하는 방향으로 조명이 용이하며, 이는 휴대폰, 컴퓨터 등 전자기기에서의 국부 조명에 바람직하게 응용될 수 있도록 해준다.In addition, the present invention can solve problems such as breakage and deterioration of components caused by the use of a conventional encapsulant, and can also implement light of a desired color in a simple manner by coating or mixing a fluorescent agent. In addition, when the convex portion is formed on the lens, the present invention improves the directivity of the light, so that the illumination is easy in a desired direction, which makes it suitable for local lighting in electronic devices such as mobile phones and computers.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈 장착식 발광다이오드 패키지를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 렌즈 장착식 발광다이오드 패키지를 도시한 단면도.
도 3은 도 1에 도시된 발광다이오드 패키지의 LED칩을 개략적으로 도시한 도면.
도 4a 및 도 4b는 공기층 또는 가스층이 LED칩과 서로 경계를 이룰 때 광추출 효율을 향상시키는 원리를 설명하기 위한 도면.
1 is a cross-sectional view showing a lens-mounted light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view showing a lens-mounted light emitting diode package according to another embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of the LED chip of the light emitting diode package shown in FIG.
4A and 4B are views for explaining a principle of improving light extraction efficiency when an air layer or a gas layer forms a boundary with an LED chip;

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; The following embodiments are provided as examples to ensure that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. Accordingly, the invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And, in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 패키지를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a light emitting diode package according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 발광다이오드 패키지(1)는 패키지 본체(10), LED칩(20), 리드 전극(30) 등을 포함한다. 패키지 본체(10)는 LED칩(20)이 실장될 수 있도록 리세스(12)를 포함한다. 상기 리세스(12)의 측벽은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 일정한 기울기를 갖도록 형성된다.As shown in FIG. 1, the light emitting diode package 1 of the present embodiment includes a package body 10, an LED chip 20, a lead electrode 30, and the like. The package body 10 includes a recess 12 so that the LED chip 20 can be mounted. Sidewalls of the recess 12 are formed to have a constant slope in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

리드 전극(30)은 음극전극(cathode)과 양극전극(anode)으로 이루어진 채 패키지 본체(10)의 바닥면에 안착 지지된다. 상기 리드 전극(30)의 일부는 리세스(12) 내에 노출되어 있고, 그 나머지 일부는 상기 패키지 본체(10)를 관통하여 패키지 본체(10)의 외부로 연장되어 있다. 또한, 외부로 연장된 리드 전극들(30)은 표면 실장을 위해 절곡된다.The lead electrode 30 is seated and supported on the bottom surface of the package body 10 while being composed of a cathode electrode and a cathode electrode. A portion of the lead electrode 30 is exposed in the recess 12, and a portion of the lead electrode 30 extends outside the package body 10 through the package body 10. In addition, the lead electrodes 30 extending outwardly are bent for surface mounting.

도시되어 있지는 않지만, 본 발명이 고온의 열을 발생시키는 파워 발광다이오드 패키지에 이용되는 경우, 패키지 본체(10)에는 LED칩(20)에서 발생한 열을 외부로 방출하기 위한 히트싱크가 설치될 수 있다. 이때, 상기 패키지 본체(10)는 상기 리드 전극들(30)을 삽입 몰딩하여 형성될 수 있으며, 이 과정에서 전술한 히트싱크도 함께 삽입몰딩될 수 있다. Although not shown, when the present invention is used in a power light emitting diode package that generates high temperature heat, the package body 10 may be provided with a heat sink for dissipating heat generated from the LED chip 20 to the outside. . In this case, the package body 10 may be formed by insert molding the lead electrodes 30. In the process, the heat sink may also be insert molded together.

앞서 언급된 바와 같이, 패키지 본체(10)의 리세스(12) 내에는 LED칩(20)이 실장되어 상기 리드 전극들(30)에 전기적으로 연결된다. 본 실시예에서, 상기 LED칩(20)은 리드 전극들(30) 중 하나의 리드 전극에 안착되어 전기적으로 접촉되며, 나머지 리드 전극은 본딩 와이어에 의해 LED칩(20)과 연결된다. As mentioned above, the LED chip 20 is mounted in the recess 12 of the package body 10 and electrically connected to the lead electrodes 30. In the present embodiment, the LED chip 20 is seated on one of the lead electrodes 30 to be in electrical contact, and the other lead electrode is connected to the LED chip 20 by a bonding wire.

한편, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(1)는 리세스(12) 내에 실장된 LED칩(20)을 외부 환경으로부터 보호하기 위한 렌즈(40)를 구비한다. 상기 렌즈(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 리세스(12)의 상측에 장착식으로 설치되며, 이에 따라, LED칩(20)과는 서로 이격되어 있다. 따라서, 렌즈(40)에 의해 구획된 리세스(12) 내부는 공기층 또는 다른 가스층이 형성되는데, 본 실시예에서는, 상기 리세스(12)의 내부에 공기 또는 제습된 질소가 채워진다.On the other hand, the LED package 1 according to the present embodiment includes a lens 40 for protecting the LED chip 20 mounted in the recess 12 from the external environment. As shown in FIG. 1, the lens 40 is mounted on the recess 12 and is spaced apart from the LED chip 20. Accordingly, an air layer or another gas layer is formed in the recess 12 defined by the lens 40. In this embodiment, the inside of the recess 12 is filled with air or dehumidified nitrogen.

상기 렌즈(40)는 LED칩(20)에서 나온 빛을 원하는 색의 빛으로 변화시키기 위한 형광제를 포함하는데, 형광제를 포함하는 렌즈(40)는 형광제가 혼합된 용융 수지를 사출성형하여 제작되거나, 고상의 유리, 수지 또는 필름의 표면에 형광제를 코팅하여 제작될 수 있다. 한편, 상기 렌즈(40)는 도 1에 도시된 바와 같이 평판 형태도 가능하지만, 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에 도시된 변형 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(1)에서와 같이, LED칩(20)에서 나온 빛의 지향각을 좁혀 원하는 방향으로의 국부 조명을 가능하게 하는 볼록부(42)를 구비한 렌즈(40)의 사용도 가능하다. 도 2의 (b)에서 도면부호 44는 형광제 코팅층을 나타낸다.The lens 40 includes a fluorescent agent for changing the light emitted from the LED chip 20 into a light of a desired color. The lens 40 including the fluorescent agent is manufactured by injection molding a molten resin mixed with a fluorescent agent. Or it can be produced by coating a fluorescent agent on the surface of the solid glass, resin or film. Meanwhile, although the lens 40 may have a flat plate shape as shown in FIG. 1, the lens 40 may be formed in the LED package 1 according to the modified embodiment of FIGS. 2A and 2B. Likewise, it is also possible to use the lens 40 with the convex portion 42 which narrows the directing angle of the light emitted from the LED chip 20 to enable local illumination in the desired direction. In FIG. 2B, reference numeral 44 denotes a fluorescent coating layer.

앞서 언급된 바와 같이, 렌즈(40) 장착에 의해, 그 렌즈(40)와 LED칩(20) 사이에는 공기층(또는, 가스층)이 필연적으로 생기는데, 공기의 광 굴절율은 1로서 LED칩(20)의 광 굴절률과는 큰 차이를 갖는다. 이러한 광 굴절율 차이로 인해 전반사 임계각이 커지므로, LED칩(20)에서 발생한 빛은 공기층과 LED칩(20) 사이의 경계면을 투과하지 못하고, 결국, 경계면을 투과되지 못한 빛은 LED칩(20) 내부에서 전반사되는 과정에 손실된다.As mentioned above, by attaching the lens 40, an air layer (or gas layer) is inevitably generated between the lens 40 and the LED chip 20, and the light refractive index of air is 1 as the LED chip 20. Has a large difference from the optical refractive index of. Since the total reflection critical angle is increased due to the difference in light refractive index, the light generated from the LED chip 20 does not pass through the interface between the air layer and the LED chip 20, and eventually, the light not transmitted through the interface is led to the LED chip 20. Loss of internal reflection.

도 3은 전술한 LED칩을 도시한 도면으로서, 공기층(또는, 가스층)과 LED칩 사이의 광 굴절율 차이로 인한 광 추출 효율 감소를 상쇄시키는 LED칩(20)의 구조를 도시한 도면이다.3 is a view showing the above-described LED chip, showing the structure of the LED chip 20 to offset the reduction in light extraction efficiency due to the difference in light refractive index between the air layer (or gas layer) and the LED chip.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 LED칩(20)은 기판(21), N형 반도체층(22), 활성층(23), P형 반도체층(24), 투명전극층(25), 그리고, 전극패드(26)가 아래쪽에서 위쪽을 향해 적층되어 있는 구조로 이루어진다. 특히, 투명전극층(25)은 활성층(23)에서 발생된 빛이 출사되는 광 출사면을 상측에 구비한다. 상기 전극패드(26)는 상기 투명전극층(25)의 광 출사면을 가리지 않도록 상기 광 출사면 위의 일부 영역에 국부적으로 마련된다. 본 실시예에서, 상기 기판(21)은 도전성 기판으로서 도 1에 도시된 리드 전극(30)들 중 하나의 전극에 안착되어 전기적으로 접속된다. 그리고, 상기 전극패드(26)에는 본딩 와이어의 일단이 결합되며, 그 본딩 와이어의 타단은 도 1에 도시된 리드 전극(30)들 중 나머지 하나의 전극에 연결된다. 따라서, 상기 LED칩(20)은 전류가 통할 수 있는 구조가 되며, P형 반도체층(24)과 N형 반도체층(22) 사이에 있는 활성층(23)에서는 빛이 발생된다.As shown in FIG. 3, the LED chip 20 according to the present embodiment includes a substrate 21, an N-type semiconductor layer 22, an active layer 23, a P-type semiconductor layer 24, and a transparent electrode layer 25. And, the electrode pad 26 is made of a structure that is laminated from the bottom toward the top. In particular, the transparent electrode layer 25 includes a light emitting surface on which the light generated by the active layer 23 is emitted. The electrode pad 26 is locally provided in a partial area on the light exit surface so as not to cover the light exit surface of the transparent electrode layer 25. In this embodiment, the substrate 21 is seated and electrically connected to one of the lead electrodes 30 shown in FIG. 1 as a conductive substrate. One end of a bonding wire is coupled to the electrode pad 26, and the other end of the bonding wire is connected to the other one of the lead electrodes 30 shown in FIG. 1. Accordingly, the LED chip 20 has a structure through which current can flow, and light is generated in the active layer 23 between the P-type semiconductor layer 24 and the N-type semiconductor layer 22.

상기 투명전극층(25)은 광 출사면을 구비하되, 그 광 출사면은 LED칩, 보다 구체적으로는 소정의 기울기를 갖는 다수의 경사면 조합으로 이루어진 거친면(25a)으로 형성된다. 상기 거친면(25a)은 상기 광 출사면을 건식 또는 습식 에칭하여 형성된 것이다. 위와 같이, 본 실시예의 LED칩(20)은 거친면(25a)을 구비함으로써, LED칩(20)과 공기의 광 굴절율 차이로 정해지는 전반사 임계각 내에서, 빛의 내부 전반사를 최대한으로 줄여주고, 이를 통해, 빛의 추출효율을 높여주는데 기여한다.
The transparent electrode layer 25 is provided with a light exit surface, the light exit surface is formed of a rough surface (25a) consisting of a combination of LED chips, more specifically, a plurality of slopes having a predetermined slope. The rough surface 25a is formed by dry or wet etching the light exit surface. As described above, the LED chip 20 of the present embodiment has a rough surface 25a, thereby reducing the total internal reflection of light to the maximum within the total reflection critical angle determined by the difference in the refractive index of the LED chip 20 and the air. This contributes to increase the light extraction efficiency.

*위에서, 상기한 거친면(25a)이 투명전극층(25) 상에 형성된 것으로 설명되었지만, 이는 하나의 실시예이며, 기판에 광 출사면이 형성되는 LED칩(예를 들면, 플립본딩이 적용되는 LED칩)의 경우에는 기판 상에 거친면이 형성될 수 있으며, 투명전극층 없이 N형 반도체층 또는 P형 반도체층이 외부로 노출되는 경우, 그 N형 반도체층 또는 P형 반도체층의 광 출사면이 거친면으로 형성된다. 그리고, 전술한 각 반도체층 외에 버퍼층 및/또는 전류확산층과 같은 층들이 형성될 수 있으며, 이는 본 발명과 직접적인 연관성이 적으므로 그 구체적인 설명은 생략한다.Although the above rough surface 25a has been described as being formed on the transparent electrode layer 25, this is an embodiment, and an LED chip (e.g., flip bonding is applied) in which a light exit surface is formed on a substrate is applied. LED chip), a rough surface may be formed on the substrate, and when the N-type semiconductor layer or the P-type semiconductor layer is exposed to the outside without a transparent electrode layer, the light exit surface of the N-type semiconductor layer or P-type semiconductor layer It is formed into a rough surface. In addition to the above-described semiconductor layers, layers such as a buffer layer and / or a current diffusion layer may be formed, and thus, detailed description thereof will be omitted since they are not directly related to the present invention.

도 4a 및 도 4b는 LED칩(20)의 광 출사면에 거친면(25a)을 형성한 경우와 그렇지 않은 경우를 비교하여 설명하기 위한 모식도로서, 도 4a에는 LED칩(20')의 광 출사면에 거친면이 형성되어 있지 않고, 도 4b에는 LED칩(20)의 광 출사면에 거친면(25a)이 형성되어 있다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 공기와 LED칩(20')의 광 굴절율 차이에 의해 아래의 [수학식 1]과 같이 전반사 임계각(θc)이 결정되며, 그 전반사 임계각(θc)이 도 4a 및 도 4b에 점선으로 표시되어 있다.4A and 4B are schematic diagrams for explaining and comparing the case where the rough surface 25a is formed on the light exit surface of the LED chip 20 and the case where it is not. FIG. 4A shows the light exit of the LED chip 20 '. The rough surface is not formed on the surface, and the rough surface 25a is formed on the light exit surface of the LED chip 20 in FIG. 4B. When FIG. 4a and FIG. 4b, and the total reflection critical angle (θ c) determined as by the light refractive index difference between the air and the LED chip (20 ') and Equation 1 below, and the total reflection critical angle (θ c) is 4a and 4b are indicated by dotted lines.

[수학식 1][Equation 1]

θc=Sin-1(na/ns) (여기에서, na는 공기의 광 굴절율, ns는 LED칩(20 및 20')의 광 굴절율)θ c = Sin −1 (na / ns), where n a is the refractive index of air and n s is the refractive index of LED chip 20 and 20 '

도 4a를 참조하면, 전반사 임계각(θc)보다 큰 각도로 LED칩(20')과 공기층 사이의 경계면에 도달한 빛이 그 경계면을 투과하지 못하고 다시 LED칩(20') 내부로 흡수된다. 이 흡수된 빛은 결국 내부 전반사를 거치면서 LED칩(20') 내부에서 손실된다.Referring to FIG. 4A, light reaching the interface between the LED chip 20 ′ and the air layer at an angle greater than the total reflection threshold angle θ c does not penetrate the interface and is absorbed back into the LED chip 20 ′. This absorbed light is eventually lost inside the LED chip 20 'through total internal reflection.

이에 반해, 도 4b를 참조하면, 전반사 임계각(θc)보다 큰 각도로 LED칩(20)과 공기층 사이의 경계면에 도달한 빛이 그 경계면을 투과하여 외부로 출사된다. 이는 LED칩(20)의 출사면이 거친면(25a)으로 형성되어 국부적으로는 빛의 투과를 허용하는 각도의 경사면이 형성됨으로써 가능하다. In contrast, referring to FIG. 4B, light reaching the interface between the LED chip 20 and the air layer at an angle greater than the total reflection threshold angle θ c is emitted through the interface. This is possible because the exit surface of the LED chip 20 is formed as a rough surface (25a) to form an inclined surface at an angle to locally allow light transmission.

따라서, 도 4a의 경우에는, LED칩(20')에서 발생된 빛의 대부분이 LED칩(20')의 광 출사면을 투과하지 못하는 반면, 도 4b의 경우에는, LED칩(20)에서 발생된 빛들 대부분이 LED칩(20)의 광 출사면을 투과한 후 공기층 및 그 위의 렌즈(40)를 지나 외부로 바람직하게 전달될 수 있다.Therefore, in the case of FIG. 4A, most of the light generated from the LED chip 20 ′ does not pass through the light exit surface of the LED chip 20 ′, whereas in the case of FIG. 4B, the light is generated from the LED chip 20. Most of the light passing through the light exit surface of the LED chip 20 may be preferably transmitted to the outside through the air layer and the lens 40 thereon.

전술한 본 실시예의 설명에서, 빛이 패키지 상부로 출사되는 상방향 출사형 발광다이오드 패키지를 주로 하여 설명하였지만, 빛이 LED칩 측부로 출사되는 측방향 출사형 발광다이오드 패키지 또한 본 발명의 범위 내에 있음은 물론이다.In the above description of the present embodiment, the light emitting diode package in which light is emitted to the upper portion of the package is mainly described, but the lateral emitting LED package in which light is emitted to the LED chip side is also within the scope of the present invention. Of course.

10: 패키지 본체 20: LED칩
25a: 거친면 30: 리드 전극
40: 렌즈
10: package body 20: LED chip
25a: rough surface 30: lead electrode
40: lens

Claims (16)

상부에 오픈된 리세스 영역을 갖는 패키지 본체;
상기 리세스 영역 내에 배치되고 상기 패키지 몸체의 측면을 관통해 외부로
연장된 제1 리드전극;
상기 제1 리드전극과 이격되게 상기 리세스 영역 내에 배치되고 상기 패키지
몸체의 측면을 관통해 외부로 연장된 제2 리드전극;
상기 리세스 영역에 실장된 LED칩; 및
상기 LED칩과 이격되어 패키지 본체 상부에 장착되는 렌즈부를 포함하는 발광다이오드.
A package body having an open recess area thereon;
Disposed in the recessed area and penetrating the side of the package body to the outside.
An extended first lead electrode;
The package is disposed in the recess area spaced apart from the first lead electrode.
A second lead electrode extending through the side of the body to the outside;
An LED chip mounted in the recess region; And
A light emitting diode comprising a lens unit spaced apart from the LED chip mounted on the package body.
청구항 1에 있어서,
상기 LED칩은 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함
하는 구조이며, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 거친면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method according to claim 1,
The LED chip includes a first conductive semiconductor layer, an active layer and a second conductive semiconductor layer.
And a rough surface on the second conductivity-type semiconductor layer.
청구항 2에 있어서,
상기 제 2 도전형 반도체층상에 형성된 투명전극층을 더 포함하며,
상기 거친면은 상기 투명전극층 상부 일면에 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method according to claim 2,
Further comprising a transparent electrode layer formed on the second conductive semiconductor layer,
The rough surface is a light emitting diode, characterized in that formed on the upper surface of the transparent electrode layer.
청구항 2에 있어서,
상기 제 2도전형 반도체층상에 형성된 전극패드를 포함하며, 상기 전극패드는 상기 거친면이 형성된 영역 외에 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method according to claim 2,
And an electrode pad formed on the second conductive semiconductor layer, wherein the electrode pad is formed outside the region where the rough surface is formed.
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈부는 상기 패키지 본체의 상면부에 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method according to claim 1,
The lens unit is characterized in that formed on the upper surface of the package body.
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈부와 상기 LED칩 사이에 상기 렌즈부의 굴절률과 다른 굴절률을 갖
는 물질로 채워지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method according to claim 1,
It has a refractive index different from that of the lens portion between the lens portion and the LED chip.
Light emitting diodes, characterized in that filled with the material.
청구항 6에 있어서,
상기 다른 굴절률을 갖는 물질은 공기인 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method of claim 6,
The material having a different refractive index is light emitting diodes, characterized in that the air.
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈부는 상기 LED칩 상면의 일영역과 대응하도록 볼록부를 구비한 것
을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method according to claim 1,
The lens unit includes a convex portion to correspond to a region of the upper surface of the LED chip.
Light emitting diodes, characterized in that.
청구항 1에 있어서,
상기 렌즈부는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method according to claim 1,
The lens unit comprises a phosphor.
청구항 9에 있어서,
상기 렌즈부는 상기 형광체를 포함하는 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method according to claim 9,
The lens unit comprises a resin containing the phosphor.
청구항 9에 있어서,
상기 렌즈부와 상기 LED칩 사이에 공기로 채워지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.
The method according to claim 9,
Light emitting diodes, characterized in that the air filled between the lens unit and the LED chip.
청구항 1 내지 청구항 11중 어느 한 항에 있어서, 적어도 상기 렌즈부와 상기 패키지 본체 사이의 경계 부근에서, 상기 렌즈부의 상면과 상기 패키지 본체의 상면이 동일 평면을 이루는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.The light emitting diode according to any one of claims 1 to 11, wherein an upper surface of the lens portion and an upper surface of the package body are coplanar at least near the boundary between the lens portion and the package body. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 리드단자와 상기 제2 리드단자는 절곡된 구조에 의해 상기 패키지 몸체로부터 멀어지는 방향으로 연장된 말단부를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.The light emitting diode according to any one of claims 1 to 11, wherein the first lead terminal and the second lead terminal each include end portions extending in a direction away from the package body by a bent structure. 청구항 13에 있어서, 상기 말단부의 하부면과 상기 패키지 몸체의 하부면이동일 평면 상에 있는 것을 특징으로 하는 발광다이오드.The light emitting diode of claim 13, wherein the lower surface of the distal end and the lower surface of the package body are on a same plane. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈부의 하부에 형광체가 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드.The light emitting diode according to any one of claims 1 to 11, wherein a phosphor is formed below the lens unit. 청구항 14에 있어서, 상기 형광체는 상기 렌즈부의 하부에 층의 형태로 형성
된 것을 특징으로 하는 발광다이오드.



The method of claim 14, wherein the phosphor is formed in the form of a layer on the lower portion of the lens unit
Light emitting diodes characterized in that.



KR1020110029834A 2011-03-31 2011-03-31 Lens mount type light emitting diode package KR20110039228A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110029834A KR20110039228A (en) 2011-03-31 2011-03-31 Lens mount type light emitting diode package

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110029834A KR20110039228A (en) 2011-03-31 2011-03-31 Lens mount type light emitting diode package

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050080720A Division KR20070025008A (en) 2005-08-31 2005-08-31 Lens mount type light emitting diode package

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110039228A true KR20110039228A (en) 2011-04-15

Family

ID=44046031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110029834A KR20110039228A (en) 2011-03-31 2011-03-31 Lens mount type light emitting diode package

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20110039228A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101300138B1 (en) * 2012-05-04 2013-08-26 재단법인 한국조명연구원 Led chip package
KR101324233B1 (en) * 2012-05-11 2013-11-01 연세대학교 산학협력단 Light emitting device and system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101300138B1 (en) * 2012-05-04 2013-08-26 재단법인 한국조명연구원 Led chip package
KR101324233B1 (en) * 2012-05-11 2013-11-01 연세대학교 산학협력단 Light emitting device and system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8866178B2 (en) Light emitting device
AU2017225120B2 (en) Light emitting device
JP6104570B2 (en) LIGHT EMITTING ELEMENT AND LIGHTING DEVICE HAVING THE SAME
US8030674B2 (en) Light-emitting diode package with roughened surface portions of the lead-frame
JP5999929B2 (en) Light emitting device package and lighting system using the same
KR102024291B1 (en) Lamp unit and vehicle lamp apparatus for using the same
KR20090082641A (en) Light emitting diode package
KR101830719B1 (en) A light emitting device
TW201340410A (en) Light emitting diode package and carrier
KR101952437B1 (en) Light emitting device, and method for fabricating the same
US9425235B2 (en) Light emitting device including resin package having differently curved parts
US20170025586A1 (en) Light emitting device
CN102306699A (en) Integrated light-emitting diode (LED) packaging structure
KR20140004351A (en) Light emitting diode package
KR100817275B1 (en) Light emitting diode package
KR101337600B1 (en) Lens mount type light emitting diode package
KR20070025008A (en) Lens mount type light emitting diode package
KR20110039228A (en) Lens mount type light emitting diode package
KR20110051176A (en) Lens mount type light emitting diode package
TW201338219A (en) Light emitting diode element
KR20110139514A (en) Light emitting device
KR20130140281A (en) Light emitting device
KR20170090094A (en) Light emitting device package and light emitting apparatus having the same
KR20200134465A (en) Light emitting device package, lighting device and method of manufacturing the same
CN102324423A (en) Integrated COBLED (Chip on Board Light-emitting Diode) encapsulation structure

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
WITB Written withdrawal of application