KR20120041100A - 발광 다이오드 패킹 구조 - Google Patents

발광 다이오드 패킹 구조 Download PDF

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인테메틱스 테크놀러지 센터 코포레이션
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Abstract

본 발명은 발광 다이오드 패킹 구조에 관한 것으로, 상기 발광 다이오드 패킹 구조는 기판과, 투명재료로 만들어진 적어도 하나의 인클로저와, 발광 다이오드, 제1패킹재료 및 제2패킹재료를 포함하며, 그 중, 인클로저는 기판의 표면에 설치됨과 동시에, 내부에 발광 다이오드를 설치하도록 배치영역을 형성한다. 투명재료로 만들어진 제1패킹재료는 배치영역 내에 설치되면서 발광 다이오드를 덮는다. 내부에 형광재료를 포함하는 제2패킹재료는 인클로저, 발광 다이오드 및 제1패킹재료를 덮는다.

Description

발광 다이오드 패킹 구조{LIGHT-EMITTING DIODE PACKAGE STRUCTURE}
본 발명은 패킹 구조에 관한 것이며, 특히, 발광 소자가 형광재료에 직접 접촉되지 않은 형태의 발광 다이오드 패킹 구조에 관한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diode, LED)는 전기 소모량이 낮고, 효율이 높으며 수명이 긴 장점이 있으며, 예를 들어, 노트북, 모니터, 휴대폰, 텔레비죤, 액정 디스플레이에 사용되는 백라이트 모듈의 광원 등 각종 응용영역에 널리 사용되고 있다. 또한, 점점 더 많은 연구자들이 발광 다이오드에 대한 연구를 진행함에 따라 현재 발광 다이오드의 발광 강도는 이미 조명의 정도에 도달하였다.
현재 가장 많이 사용되는 백색광 발광 다이오드를 예로 설명하면, 빛의 색광의 3원색을 조합하여, 적색광, 녹색광 및 청색광을 발출하는 3종의 발광 다이오드 칩을 어레이식으로 조합하여 패킹하고, 3종의 서로 다른 색의 발광 다이오드가 발출하는 빛의 색을 혼합하여 백색광을 발출하는 멀티칩 발광 다이오드 패킹 장치를 얻을 수 있다.
종래의 발광 다이오드 패킹 장치는 발광 다이오드 칩을 형광체가 첨가되어 있는 패킹재로 직접 덮는다. 즉 발광 다이오드와 광선을 굴절시키는 형광체가 직접 접촉 결합된다. 상기 종래의 방법인 형광체를 수지재료의 패킹재 내부에 균일하게 혼합하거나(균등도포방식(uniform distribution)), 형광체의 혼합영역이 발광 다이오드 칩에 근접하는 위치에 혼합(컨포말도포방식(conformal distribution))하는 것은 모두 발광 다이오드의 발광색 균일성을 개선하기 위한 것이다.
이에, 발광 다이오드 칩이 작동할 때 발생되는 고열에너지가 패킹재료에 직접 전달되어 형광체가 열에 의해 그 특성이 변하고, 더욱이 발광 다이오드 패킹 장치의 전체적인 발광 효과가 낮아지게 된다. 또한, 종래의 발광 다이오드 패킹 기술로 조명광선의 공간 스팩트럼 분포 및 조명 휘도의 일치성에 도달하기 어렵다.
종래의 발광 다이오드(LED)의 발광 효율이 여전히 너무 낮고, 제조비용이 상대적으로 비싸기 때문에 관련 영역에서의 기술자에게 있어서 발광 다이오드의 발광 효율을 대폭 높이고, 발광 다이오드의 제조비용을 낮춤으로써 향후 발광 다이오드가 경쟁력을 갖도록 하게 하는 것은 가장 중요한 연구과제이다.
패킹 기술은 발광 다이오드의 효과에 영향을 주는 가장 중요한 요소 중의 하나로서 발광 다이오드의 높은 색 균일성과 출력루멘(광속)의 특성을 높이기 위해 종래의 형광체 도포방식은 이미 현재의 발광 다이오드에 대한 요구를 만족할 수 없다. 이에 제조업체들은 종래의 형광체 도포기술과 다른, 예를 들어, 미국특허 제6,576,488호(이하, 특허`488이라고 함) 기재의 기술을 연구 개발하였다. 이 기술은, 발광 다이오드가 전기 이동 피복기술을 통해 형광체 층을 전도판/비전도판(칩)에 증착 형성하거나 또는 형광 도포시트를 칩에 직접 부착하여 발광 다이오드의 발광 효과의 목적에 도달하였다.
그러나, `488특허 기재의 전기영동 피복 기술은 그 제조비용이 상당히 비싸기 때문에 발광 다이오드 비용을 낮추기 어렵고, 이 기술로 제조된 발광 다이오드의 시중에서의 가격 경쟁력이 떨어지게 한다. 또한, 형광 도포시트를 칩 위에 부착하는 방법으로는 형광 도포시트를 별도로 제조해야 하므로 재료준비과정이 복잡하고, 형광 도포시트 부착 과정이 정밀해야 하므로 수율을 제어하기 어렵고 제조비용이 높아진다.
현재, 제조업체들은 실리콘 렌즈를 발광 다이오드의 패킹 재료로 사용하여, 발광 다이오드의 굴절율을 증가함으로써 발광 다이오드의 발광효과를 높이고 있다. 실리콘 렌즈는 높은 투과성 및 높은 굴절율을 가지는 이외에 높은 내온성, 절연성 및 화학적 안정성 등 특이한 재료특성을 겸비하기 때문에 고출력 발광 다이오드에 적용하기 매우 적합하다. 실리콘 렌즈는 발광 다이오드의 작동 시에 발생하는 고온에 견딜 수 있고, 종래 패킹재료의 고온에 의한 재료의 열화 문제를 개선하고 발광 다이오드의 신뢰성을 대폭 높인다.
상기 문제점을 감안하여, 본 발명의 주요 목적은 종래의 발광 다이오드 패킹 장치에서의 형광체가 첨가되어 있는 패킹재료가 발광 다이오드 칩과 직접 접촉되어 있어 발광 효과가 현저하지 않고 조명 휘도가 불균일한 문제점을 개선하고, 종래의 발광 다이오드 패킹 장치의 제조공정이 복잡하고 그 제조비용이 너무 높은 등 문제를 개선한 발광 다이오드 패킹 구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 발광 다이오드 패킹 구조는 기판과, 제1인클로저와, 적어도 하나의 발광 다이오드와, 제1패킹재료와, 제2인클로저 및 제2패킹재료를 포함한다. 여기서 제1인클로저는 기판 표면에 설치됨과 동시에 기판 위에 제1배치영역을 형성하고, 제1인클로저의 재질은 투명재료이다. 발광 다이오드는 제1배치영역에 설치되어 조명광선을 발출할 수 있다. 제1패킹재료는 제1배치영역 내에 설치됨과 동시에, 발광 다이오드를 덮으며, 제1패킹재료의 재질은 투명재료이다. 제2인클로저는 기판 표면에 설치되고, 제1인클로저의 외부에 위치하며, 제2인클로저와 제1인클로저 사이에 제2배치영역을 형성하고, 제2인클로저의 재질은 투명재료이다. 제2패킹재료 내부에는 형광재료가 첨가되어 있고, 제2패킹재료는 제2배치영역 내에 설치됨과 동시에 제1인클로저, 발광 다이오드 및 제1패킹재료를 덮는다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패킹 구조는 기판과, 인클로저와, 적어도 하나의 발광 다이오드와, 제1패킹재료와 및 제2패킹재료를 포함한다. 여기서 인클로저는 기판 표면에 설치됨과 동시에, 기판 위에 배치영역을 형성하며, 인클로저의 재질은 투명재료이다. 발광 다이오드는 배치영역 내에 설치되어 조명광선을 발출할 수 있다. 제1패킹재료는 배치영역 내에 설치됨과 동시에, 발광 다이오드를 덮으며, 제1패킹재료의 재질은 투명재료이다. 제2패킹재료는 내부에 형광재료가 첨가되어 있으며, 제2패킹재료는 제2배치영역 내에 설치됨과 동시에 인클로저, 발광 다이오드 및 제1패킹재료를 덮는다.
본 발명은 발광 다이오드와 형광재료를 갖는 패킹재료를 직접 접촉시키지 않고 이격되게 설치하여 발광 다이오드와 광선을 반사하는 형광재료의 사이에 소정의 거리를 갖도록 함으로써, 발광 다이오드 패킹 구조의 전체적인 발광효과 및 반사 광선의 균일성을 높이는 효과가 있다.
형광재료가 발열원인 발광다이오드와 떨어져 있고, 즉 형광재료와 발광 다이오드가 직접 접촉하기 않기 때문에 발광 다이오드 패킹 구조의 신뢰성을 높일 수 있고, 복수개의 발광 다이오드 패킹 구조에 적용할 수 있음과 동시에 제조비용을 대폭 줄일 수 있다.
이상의 본 발명의 내용에 대한 설명 및 이하의 실시방식에 대한 설명은 예시적이고, 본 발명의 원리를 해석하기 위한 것이며, 본 발명의 특허청구 범위를 통해 더 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 단면 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 서로 다른 형태의 단면 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 서로 다른 형태의 단면 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 단면 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 서로 다른 형태의 단면 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 서로 다른 형태의 단면 측면도이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 단면 측면도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예의 발광 다이오드 패킹 구조(100)는 기판(110)과, 제1인클로저(120)와 적어도 하나의 발광 다이오드(130)와, 제1패킹재료(140)와, 제2인클로저(150) 및 제2패킹재료(160)를 포함한다. 기판(110)의 재질은 금속재료, 세라믹 재료, 다이아몬드 재료, 다이아몬드상 카본 재료, 또는 인쇄회로판 중에서 선택된 일종의 재료일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제1인클로저(120)는 기판(110)의 상부면에 설치됨과 동시에, 기판(110)의 표면에 제1배치영역(121)을 형성한다. 주의할 점은, 본 발명의 제1인클로저(120)와 기판(110) 사이는 서로 수직 관계이며, 제1인클로저(120)의 재질은 투명재료이다. 본 실시예의 제1인클로저(120)에 의해 형성된 제1배치영역(121)의 형상은 직사각형, 원형 또는 타원형 등 형태이나, 당업자는 실제수요에 따라 제1배치영역(121)을 다양한 기하학적 형상으로 설계할 수 있으며, 상기 형상에 한정되는 것은 아니다.
또, 제1인클로저(120)는 기판(110)에 경사진 각도로 설치되도록 설계할 수 있으며, 또는 제1인클로저(120)를 사다리형 구조로 설계할 수도 있다. 그 목적은 광 반사의 최적화를 달성하기 위한 것이다. 따라서, 당업자는 실제수요에 따라 본 발명의 상기 제1인클로저(120)를 다양한 기하학적 형상 및 서로 다른 설치각도로 설계할 수 있으며, 본 발명의 각 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시한 바와 같이, 발광 다이오드(130)는 제1배치영역(121) 내에 설치된다. 즉, 발광 다이오드(130)는 제1인클로저(120)의 내부에 위치한다. 발광 다이오드(130)는 전압에 전기적으로 연결되며, 발광 다이오드(130)는 상기 전압의 구동에 의해 조명광선을 발사한다. 본 실시예의 발광 다이오드(130)의 배치수량은 실제수요에 따라 대응하게 증가하거나 줄일 수 있으며, 본 실시예의 발광 다이오드의 수량에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예의 발광 다이오드(130)에서 발출된 광선은 냉백색, 온백색, 형광등에 유사한 백색광 등 각종 광색일 수 있으며, 이러한 조명광선은 높은 연색성의 특성을 가진다. 본 발명의 조명광선은 제1인클로저(120)에 의해 수직 반사와 수평 반사의 전반사효과를 가지게 되며, 굴절과정에 조명광선이 너무 많이 손실되는 것을 방지할 수 있다.
계속하여, 도 1에 의하면, 제1패킹재료(140)는 제1배치영역(121) 내에 충전됨과 동시에 발광 다이오드(130)를 완전히 덮는다. 제1패킹재료(140)의 재질은 투명재료이며, 예를 들어 에폭시 수지 또는 실리콘 등 고분자 재료이나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1패킹재료(140)는 몰딩공정(molding process)을 이용하여 제1배치영역(121) 내에 설치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제2인클로저(150)는 기판(110)의 상부면에 설치되고, 제2인클로저(150)는 제1인클로저(120)의 외부에 소정의 간격 이격되어 위치한다. 이에 의해 제2인클로저(150)와 제1인클로저(120) 사이(즉 기판(110)의 표면)에 제2배치영역(151)을 형성한다. 주의할 점은, 본 발명의 제2인클로저(150)와 기판(110) 사이가 서로 수직 관계이고, 제2인클로저(150)의 재질은 투명재료이다. 본 실시예의 제2인클로저(150)에 의해 형성된 제2배치영역(151)의 형상은 직사각형, 원형, 또는 타원형 등 형태이나, 당업자는 실제수요에 따라, 제2배치영역(151)을 다양한 기하학적 형상으로 설계할 수 있으며, 상기 형상에 한정되는 것은 아니다.
또한, 제2인클로저(150)는 기판(110)에 소정의 각도로 설치되도록 설계될 수 있으며, 또는 제2인클로저(150)를 사다리형 구조로 설계할 수 있다. 그 목적은 광 반사의 최적화를 달성하기 위한 것이다. 따라서, 당업자는 실제수요에 따라 본 발명의 상기 제2인클로저(150)를 다양한 기하학적 형상 및 서로 다른 설치각도로 설계할 수 있으며, 본 발명의 각 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제2패킹재료(160) 내에는 분말형태의 제1형광재료(161)가 첨가되어 있으며, 제2패킹재료(160)는 제2배치영역(151) 내에 충전됨과 동시에 제1인클로저(120), 발광 다이오드(130) 및 제1패킹재료(140)를 완전히 덮음으로써 완전한 발광 다이오드 패킹 구조(100)를 구성한다. 그 중, 제2패킹재료(160)의 재질은 투명재료이며, 예를 들어 에폭시 수지 또는 실리콘 등 고분자 재료이나 이에 한정되는 것은 아니다.
제2패킹재료(160)에 첨가된 제1형광재료(161)는 Sr1-x-yBaxCaySiO4:Eu2+F, (Sr1-x-yEuxMny)P2+zO7:Eu2+F, (Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn))Si2O7:Eu, SrGa2S4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)1-xEux)(Mg,Zn)1-xMnx))Al10O17, Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Mn, ((Ba,Sr,Ca,Mg)1-xEux)2SiO4, Ca2MgSi2O7:Cl, SrSi3O82SrCl2:Eu, BAM:Eu, Sr-Aluminate:Eu, Thiogallate:Eu, Chlorosilicate:Eu, Borate:Ce,Tb, Sr4Al14O25:Eu, YBO3:Ce,Tb, BaMgAl10O17:Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu, Ca2MgSi2O7:Cl,Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu ZnS:Cu,Al, (Y,Gd,Tb,Lu,Yb)(AlyGa1-y)5O12:Ce, (Sr1-x-y-zBaxCayEuz )2SiO4 및 (Sr1-a-bCabBac)SixNyOz:EuaSr5(PO4)3Cl:Eua 중에서 선택된 일종 또는 상기 조성의 혼합물이나, 제1형광재료(161)의 재질은 이에 한정되는 것이 아니며, 제1 형광재료(161)의 형태도 본 실시예의 분말체에 한정되지 않고, 당업자는 실제수요에 따라 각종 형태의 형광재료를 제2패킹재료(160) 내에 첨가할 수 있다. 예를 들어, 콜로이드로 제2패킹재료(160)의 상부면에 부착할 수 있다. 조명광선이 제2패킹재료(160)를 투과할 때, 제2패킹재료(160) 내에 혼합되어 있던 제1형광재료(161)가 조명광선의 더욱더 양호한 반사효과를 제공한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제2인클로저(150)의 높이는 실질상 제1인클로저(120)의 높이보다 높기 때문에 제2패킹재료(160)는 제2배치영역(151)에 충전되고, 제2패킹재료(160)와 제2인클로저(150)의 높이가 같을 경우, 제2패킹재료(160)는 제1인클로저(120), 발광 다이오드(130) 및 제1패킹 재료(140)를 완전히 덮을 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 서로 다른 형태의 단면 측면도이다. 도 2 및 도 3에 도시한 실시형태와 도 1의 실시예 구조가 대략 동일하므로 이하에서는 양자의 차이점에 대해서만 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 발광 다이오드 패킹 구조(100)는 기판(110)과, 제1인클로저(120)와, 발광 다이오드(130)와, 제1패킹재료(140)와, 제2인클로저(150) 및 제2패킹재료(160)를 포함하는 이외에 렌즈(170)를 더 포함한다. 여기서, 렌즈(170)는 제2인클로저(150) 및 제2패킹재료(160)를 덮으며, 렌즈(170)의 재질은 투명재료이다. 예를 들어 고분자 재료 또는 유리재료이나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 발광 다이오드(130)에서 발사되는 조명광선은 렌즈(170)의 벽면에 반사되고, 렌즈(170)는 더욱 양호한 광 반사 작용을 한다.
그 외, 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 렌즈(170)에 분말형태의 제2형광재료(171)를 더 첨가할 수 있으며, 이에 의해 렌즈(170)의 반사효과가 증가한다. 렌즈(170)에 첨가한 제2형광재료(171)는 Sr1-x-yBaxCaySiO4:Eu2+F, (Sr1-x-yEuxMny)P2+zO7:Eu2+F, (Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn))Si2O7:Eu, SrGa2S4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)1-xEux)(Mg,Zn)1-xMnx))Al10O17, Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Mn, ((Ba,Sr,Ca,Mg)1-xEux)2SiO4, Ca2MgSi2O7:Cl, SrSi3O82SrCl2:Eu, BAM:Eu, Sr-Aluminate:Eu, Thiogallate:Eu, Chlorosilicate:Eu, Borate:Ce,Tb, Sr4Al14O25:Eu, YBO3:Ce,Tb, BaMgAl10O17:Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu, Ca2MgSi2O7:Cl,Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu ZnS:Cu,Al, (Y,Gd,Tb,Lu,Yb)(AlyGa1-y)5O12:Ce, (Sr1-x-y-zBaxCayEuz )2SiO4 및 (Sr1-a-bCabBac)SixNyOz:EuaSr5(PO4)3Cl:Eua 중에서 선택한 일종 또는 상기 조성의 혼합물이나, 제2형광재료(171)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며, 제2형광재료(171)의 형태는 본 실시예의 분말형태에 한정되는 것이 아니다. 당업자는 실제수요에 따라 다양한 형태를 채용하여 렌즈(170) 내에 첨가할 수 있으며, 예를 들어 콜로이드로 렌즈(170)의 표면에 부착한다. 조명광선이 렌즈(170)를 투과할 때, 렌즈(170)에 혼합된 제2형광재료(171)는 조명광선의 더욱 양호한 반사효과를 제공한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 단면 측면도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 다이오드 패킹 구조(300)는 기판(310)과, 인클로저(320)와 적어도 하나의 발광 다이오드(330)와, 제1패킹재료(340)와 및 제2패킹재료(350)를 포함한다. 기판(310)의 재질은 금속재료, 세라믹 재료, 다이아몬드 재료, 다이아몬드상 카본 재료, 또는 인쇄회로판 중에서 선택된 일종의 재료이나 이에 한정되는 것은 아니다.
인클로저(320)는 기판(310)의 상부면에 설치됨과 동시에, 기판(310)의 표면에 배치영역(321)을 형성한다. 주의할 점은, 본 발명의 인클로저(320)와 기판(310) 사이는 서로 수직 관계이며, 인클로저(320)의 재질은 투명재료이다. 본 실시예의 인클로저(320)에 의해 형성된 배치영역(321)의 형상은 직사각형, 원형 또는 타원형 등 형태이나, 당업자는 실제수요에 따라 배치영역(321)을 다양한 기하학적 형상으로 설계할 수 있으며 상기 형상에 한정되는 것은 아니다.
또, 인클로저(320)는 기판(310)에 경사진 각도로 설치되도록 설계할 수 있으며, 또는 인클로저(320)를 사다리형 구조로 설계할 수도 있다. 그 목적은 광 반사의 최적화를 달성하기 위한 것이다. 따라서, 당업자는 실제수요에 따라 본 발명의 상기 인클로저(320)를 다양한 기하학적 형상 및 서로 다른 설치각도로 설계할 수 있으며, 본 발명의 각 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 4에 도시한 바와 같이, 발광 다이오드(330)는 배치영역(321) 내에 설치된다. 즉 발광 다이오드(330)는 인클로저(320)의 내부에 위치한다. 발광 다이오드(330)는 전압에 전기적으로 연결되며, 발광 다이오드(330)는 상기 전압의 구동에 의해 조명광선을 발사한다. 본 실시예의 발광 다이오드(330)의 배치수량은 실제수요에 따라 대응되게 증가하거나 줄일 수 있으며, 본 실시예의 발광 다이오드의 수량에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예의 발광 다이오드(330)에서 발출된 광선은 냉백색, 온백색, 형광등에 유사한 백색광 등 각종 광색일 수 있으며, 이러한 조명광선은 높은 연색성의 특성을 가지며, 본 발명의 조명광선은 인클로저(320)에 의해 수직 반사와 수평 반사의 전반사효과를 가지게 되며, 굴절과정에 조명광선이 너무 많이 손실되는 것을 방지할 수 있다.
계속하여 도 4에 의하면 제1패킹재료(340)는 배치영역(321) 내에 충전됨과 동시에 발광 다이오드(330)를 완전히 덮는다. 제1패킹재료(340)의 재질은 투명재료이며, 예를 들어 에폭시 수지 또는 실리콘 등 고분자 재료이나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1패킹재료(340)는 몰딩공정을 이용하여 배치영역(321) 내에 설치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제2패킹재료(350)는 내부에 분말형태의 제1형광재료(351)가 첨가되어 있고, 제2패킹재료(350)는 인클로저(320), 발광 다이오드(330) 및 제1패킹재료(340)을 완전히 덮어 완전한 발광 다이오드 패킹 구조(300)를 구성한다. 그 중, 제2패킹재료(350)의 재질은 투명재료이며, 예를 들어 에폭시 수지 또는 실리콘 등 고분자 재료이나 이에 한정되는 것은 아니다.
제2패킹재료(350)에 첨가된 제1형광재료(351)는
Figure pat00001
중에서 선택된 일종 또는 상기 조성의 혼합물이나, 제1형광재료(351)의 재질은 이에 한정되는 것이 아니며, 제1형광재료(351)의 형태도 본 실시예의 분말체에 한정되지 않고, 당업자는 실제수요에 따라 각종 형태의 형광재료를 제2패킹재료(350) 내에 첨가할 수 있다. 예를 들어, 콜로이드로 제2패킹재료(350)의 상부면에 부착할 수 있다. 조명광선이 제2패킹재료(350)를 투과할 때, 제2패킹재료(350) 내에 혼합되어 있던 제1형광재료(351)가 조명광선의 더욱더 양호한 반사효과를 제공한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 서로 다른 형태의 단면 측면도이다. 도 5 및 도 6에 나타내는 실시형태와 도 4의 실시예 구조가 대략 동일하므로 이하에서는 양자의 차이점에 대해서만 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 발광 다이오드 패킹 구조(300)는 기판(310)과, 인클로저(320)와, 발광 다이오드(330)와, 제1패킹재료(340)와, 제2패킹재료(350)를 포함하는 이외에 렌즈(360)를 더 포함한다. 여기서, 렌즈(360)는 제2패킹재료(350)를 덮으며, 렌즈(360)의 재질은 투명재료이다. 예를 들어 고분자 재료 또는 유리재료이나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 발광 다이오드(330)에서 발사되는 조명광선은 렌즈(360)의 벽면에 반사되고, 렌즈(360)는 더욱 양호한 광 반사작용을 한다.
그 외, 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 렌즈(360) 내에 분말형태의 제2형광재료(361)를 더 첨가할 수 있으며, 이에 의해 렌즈(360)의 반사효과가 증가한다. 렌즈(360)에 첨가한 제2형광재료(361)는 Sr1-x-yBaxCaySiO4:Eu2+F, (Sr1-x-yEuxMny)P2+zO7:Eu2+F, (Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn))Si2O7:Eu, SrGa2S4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)1-xEux)(Mg,Zn)1-xMnx))Al10O17, Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Mn, ((Ba,Sr,Ca,Mg)1-xEux)2SiO4, Ca2MgSi2O7:Cl, SrSi3O82SrCl2:Eu, BAM:Eu, Sr-Aluminate:Eu, Thiogallate:Eu, Chlorosilicate:Eu, Borate:Ce,Tb, Sr4Al14O25:Eu, YBO3:Ce,Tb, BaMgAl10O17:Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu, Ca2MgSi2O7:Cl,Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu ZnS:Cu,Al, (Y,Gd,Tb,Lu,Yb)(AlyGa1-y)5O12:Ce, (Sr1-x-y-zBaxCayEuz)2SiO4, 및 (Sr1-a-bCabBac)SixNyOz:EuaSr5(PO4)3Cl:Eua 중에서 선택한 일종 또는 상기 조성의 혼합물이나, 제2형광재료(361)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며, 제2형광재료(361)의 형태는 본 실시예의 분말형태에 한정되는 것이 아니다. 당업자는 실제수요에 따라 다양한 형태를 채용하여 렌즈(360) 내에 첨가할 수 있으며, 예를 들어 콜로이드로 렌즈(360)의 표면에 부착한다. 조명광선이 렌즈(360)를 투과할 때, 렌즈(360)에 혼합된 제2형광재료(361)는 조명광선의 더욱 양호한 반사효과를 제공한다.
발광 다이오드와 형광재료를 갖는 패킹재료가 직접 접촉되지 않고 서로 이격되게 하여 발광 다이오드와 광선을 반사하는 형광재료 사이에 소정의 간격을 갖도록 함으로써, 발광 다이오드 패킹 구조의 전체적인 발광 효과 및 발광 다이오드 패킹 구조의 광 반사 균일성을 더욱 높일 수 있다. 또한 본 발명의 패킹 구조는 수직 발광식 및 수평 발광식의 발광 다이오드 형태를 동시에 적용 가능하다.
형광재료가 발열원인 발광 다이오드와 떨어져 있기 때문에, 즉 형광재료와 발광 다이오드가 직접 접촉되지 않고, 복수개의 발광 다이오드의 패킹 구조에 적용되기 때문에 발광 다이오드 패킹 구조의 신뢰성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 발광 다이오드의 제조비용도 대폭 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 다이오드 패킹 구조는 제2패킹 재료 외부에 렌즈를 더 설치 할 수 있으므로, 발광 다이오드 패킹 구조의 전체적인 발광 효과를 더욱 높일 수 있다.
본 발명은 상기 바람직한 실시예에 대해 설명하였지만, 상기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 속하는 기술영역의 기술자는 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 청구범위에 기재된 형상, 구조, 특징 및 정신에 따라 각종 변경이 가능하며, 따라서 본 발명의 특허 보호범위는 후술하는 청구범위를 기준으로 한다.
[제1실시예]
100; 발광 다이오드 패킹 구조
110: 기판
120: 제1인클로저
121: 제1배치영역
130: 발광 다이오드
140: 제1패킹재료
150: 제2인클로저
151: 제2배치영역
160: 제2패킹재료
161: 제1형광재료
170: 렌즈
171: 제2형광재료
[제2실시예]
300: 발광 다이오드 패킹 구조
310: 기판
320: 인클로저
321: 배치영역
330: 발광 다이오드
340: 제1패킹재료
350: 제2패킹재료
351: 제1형광재료
360: 렌즈
361: 제2형광재료

Claims (18)

  1. 기판과;
    상기 기판 표면에 설치됨과 동시에 상기 기판 위에 제1배치영역을 형성하며, 투명재료로 이루어진 제1인클로저와;
    상기 제1배치영역 내에 설치되고, 조명광선을 발사하는 적어도 하나의 발광 다이오드와;
    상기 제1배치영역 내에 설치됨과 동시에 상기 발광 다이오드를 덮으며, 투명재료로 이루어진 제1패킹재료와;
    상기 기판 표면에 설치되고, 상기 제1인클로저 외부에 설치되며, 상기 제1인클로저와의 사이에 제2배치영역을 형성하고, 투명재료로 이루어진 제2인클로저와;
    내부에 제1형광재료가 첨가되어 있고, 상기 제2배치영역 내에 설치됨과 동시에 상기 제1인클로저, 상기 발광 다이오드 및 제1패킹재료를 덮는 제2패킹재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2인클로저와 상기 제2패킹재료를 덮는 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈의 재질이 투명재료인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈 내부에 제2형광재료를 더 포함하며, 상기 제2형광재료는
    Sr1-x-yBaxCaySiO4:Eu2+F, (Sr1-x-yEuxMny)P2+zO7:Eu2+F, (Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn))Si2O7:Eu, SrGa2S4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)1-xEux)(Mg,Zn)1-xMnx))Al10O17, Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Mn, ((Ba,Sr,Ca,Mg)1-xEux)2SiO4, Ca2MgSi2O7:Cl, SrSi3O82SrCl2:Eu, BAM:Eu, Sr-Aluminate:Eu, Thiogallate:Eu, Chlorosilicate:Eu, Borate:Ce,Tb, Sr4Al14O25:Eu, YBO3:Ce,Tb, BaMgAl10O17:Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu, Ca2MgSi2O7:Cl,Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu ZnS:Cu,Al, (Y,Gd,Tb,Lu,Yb)(AlyGa1-y)5O12:Ce, (Sr1-x-y-zBaxCayEuz )2SiO4 및 (Sr1-a-bCabBac)SixNyOz:EuaSr5(PO4)3Cl:Eua 중에서 선택된 일종 또는 상기 조성의 혼합물인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2인클로저의 높이가 상기 제1인클로저의 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1형광재료는 Sr1-x-yBaxCaySiO4:Eu2+F, (Sr1-x-yEuxMny)P2+zO7:Eu2+F, (Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn))Si2O7:Eu, SrGa2S4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)1-xEux)(Mg,Zn)1-xMnx))Al10O17, Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Mn, ((Ba,Sr,Ca,Mg)1-xEux)2SiO4, Ca2MgSi2O7:Cl, SrSi3O82SrCl2:Eu, BAM:Eu, Sr-Aluminate:Eu, Thiogallate:Eu, Chlorosilicate:Eu, Borate:Ce,Tb, Sr4Al14O25:Eu, YBO3:Ce,Tb, BaMgAl10O17:Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu, Ca2MgSi2O7:Cl,Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu ZnS:Cu,Al, (Y,Gd,Tb,Lu,Yb)(AlyGa1-y)5O12:Ce, (Sr1-x-y-zBaxCayEuz )2SiO4 및 (Sr1-a-bCabBac)SixNyOz:EuaSr5(PO4)3Cl:Eua 중에서 선택된 일종 또는 상기 조성의 혼합물인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 재질은 금속재료, 세라믹 재료, 다이아몬드 재료 또는 다이아몬드상 카본 재료인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1패킹재료와 상기 제2패킹재료의 재질이 에폭시 수지 또는 실리콘인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1인클로저에 의해 형성된 상기 제1배치영역의 형상이 직사각형, 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2인클로저에 의해 형성된 상기 제2배치영역의 형상이 직사각형, 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  11. 기판과;
    상기 기판의 표면에 설치됨과 동시에 상기 기판 위에 배치영역을 형성하며, 투명재료로 이루어진 인클로저와;
    상기 배치영역 내에 설치되어, 조명광선을 발사하는 적어도 하나의 발광 다이오드와;
    상기 배치영역 내에 설치됨과 동시에, 상기 발광 다이오드를 덮으며, 투명재료로 이루어진 제1패킹재료와;
    내부에 제1형광재료가 첨가되어 있고, 상기 인클로저, 상기 발광 다이오드 및 상기 제1패킹재료를 덮는 제2패킹재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2패킹재료를 덮는 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 렌즈의 재질이 투명재료인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 렌즈 내부에 제2형광재료를 더 포함하며, 상기 제2형광재료는 Sr1-x-yBaxCaySiO4:Eu2+F, (Sr1-x-yEuxMny)P2+zO7:Eu2+F, (Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn))Si2O7:Eu, SrGa2S4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)1-xEux)(Mg,Zn)1-xMnx))Al10O17, Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Mn, ((Ba,Sr,Ca,Mg)1-xEux)2SiO4, Ca2MgSi2O7:Cl, SrSi3O82SrCl2:Eu, BAM:Eu, Sr-Aluminate:Eu, Thiogallate:Eu, Chlorosilicate:Eu, Borate:Ce,Tb, Sr4Al14O25:Eu, YBO3:Ce,Tb, BaMgAl10O17:Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu, Ca2MgSi2O7:Cl,Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu ZnS:Cu,Al, (Y,Gd,Tb,Lu,Yb)(AlyGa1-y)5O12:Ce, (Sr1-x-y-zBaxCayEuz)2SiO4, 및 (Sr1-a-bCabBac)SixNyOz:EuaSr5(PO4)3Cl:Eua 중에서 선택된 일종 또는 상기 조성의 혼합물인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1형광재료가 Sr1-x-yBaxCaySiO4:Eu2+F, (Sr1-x-yEuxMny)P2+zO7:Eu2+F, (Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)(Mg,Zn))Si2O7:Eu, SrGa2S4:Eu, ((Ba,Sr,Ca)1-xEux)(Mg,Zn)1-xMnx))Al10O17, Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Mn, ((Ba,Sr,Ca,Mg)1-xEux)2SiO4, Ca2MgSi2O7:Cl, SrSi3O82SrCl2:Eu, BAM:Eu, Sr-Aluminate:Eu, Thiogallate:Eu, Chlorosilicate:Eu, Borate:Ce,Tb, Sr4Al14O25:Eu, YBO3:Ce,Tb, BaMgAl10O17:Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu, Ca2MgSi2O7:Cl,Eu,Mn, (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu ZnS:Cu,Al, (Y,Gd,Tb,Lu,Yb)(AlyGa1-y)5O12:Ce, (Sr1-x-y-zBaxCayEuz)2SiO4 및 (Sr1-a-bCabBac)SixNyOz:EuaSr5(PO4)3Cl:Eua 중에서 선택된 일종 또는 상기 조성의 혼합물인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판의 재질이 금속재료, 세라믹 재료, 다이아몬드 재료 또는 다이아몬드상 카본 재료인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1패킹재료와 상기 제2패킹재료의 재질이 에폭시 수지 또는 실리콘인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 인클로저에 의해 형성된 상기 배치영역의 형상이 직사각형, 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 패킹 구조.
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