WO2013032177A2 - 색 온도 제어가 가능한 발광 소자 패키지 - Google Patents

색 온도 제어가 가능한 발광 소자 패키지 Download PDF

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WO2013032177A2
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엘지이노텍 주식회사
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Definitions

  • Embodiments relate to a light emitting device package capable of color temperature control.
  • the fluorescent lamp has a problem that excessively decrease the illuminance due to deterioration over time of use thereof.
  • LED light emitting diode
  • Embodiments provide a light emitting device package capable of freely adjusting the color and color temperature of emitted light with only one package.
  • the light emitting device package may include a package body having a first cavity and a second cavity in a form recessed in at least a part thereof; A first light emitting device and a second light emitting device disposed in the first cavity and the second cavity, respectively; And a first phosphor and a second phosphor filled in the first cavity and the second cavity, respectively.
  • the second cavity is preferably formed in a form in which at least a portion of the bottom surface of the first cavity is recessed.
  • the first light emitting device and the second light emitting device are respectively disposed on the bottom surface of the first cavity and the second cavity, the second phosphor is a height to the bottom surface of the first cavity to cover the second light emitting device.
  • the first phosphor may be filled to a height from a bottom surface of the first cavity to an upper surface of the package body to cover the first light emitting device.
  • the first phosphor and the second phosphor may be different kinds of phosphors.
  • any one of the first phosphor and the second phosphor may be a phosphor emitting red light, and the other may be a phosphor emitting yellow or green light.
  • At least one of the first light emitting device and the second light emitting device may be a light emitting diode device emitting blue light.
  • the light emitting device package vertically penetrates at least a portion of the package body for insulation between the anode connection and the cathode connection of the first light emitting device and the second light emitting device, and the insulation between each of the first light emitting device and the second light emitting device. It may further comprise one or more insulators formed.
  • the color and color temperature of the emitted light can be freely adjusted with only one light emitting device package.
  • 1 is a view for explaining a color temperature control method for a light emitting diode device.
  • FIG. 2 is a view showing a color temperature control range of a light emitting diode device.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating a configuration of a light emitting device package capable of color temperature control according to an exemplary embodiment.
  • 4 and 5 are cross-sectional views showing the configuration of a light emitting device package capable of color temperature control according to an embodiment.
  • each component will be described based on the drawings.
  • the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description.
  • the size of each component does not necessarily reflect the actual size.
  • 1 is a view for explaining a color temperature control method for a light emitting diode device.
  • a plurality of light emitting diode device packages 10 and 20 may be used to adjust color temperature.
  • the first light emitting diode device package 10 exhibits a color temperature of 5000 K and the second light emitting diode device package 20 indicates a color temperature of 3000 K
  • only the first light emitting diode device package 10 is used.
  • ON light having a color temperature of 5000K
  • only the second light emitting diode device package 20 is ON
  • light having a color temperature of 3000K is emitted.
  • the light having a color temperature between 3000K and 5000K to be emitted. It may be.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating a configuration of a light emitting device package capable of color temperature control according to an embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the light emitting device package of FIG. 3
  • FIG. 5 is FIG. It is sectional drawing which cut
  • the light emitting device package according to the embodiment includes a multi-stage cavity (110, 120), and the light emitting device (111, 121) disposed in each cavity (110, 120).
  • the multi-stage cavities 110 and 120 are formed in a shape in which at least a portion of the package body 100 is recessed.
  • the first cavity 110 may be formed in at least a portion of the package body 100, and the second cavity 120 may be formed in another portion of the package body 100 separately from the first cavity 120.
  • the first cavity 110 is formed in a form recessed from an upper surface of the package body 100, and the second cavity 120 is formed in a form in which at least a portion of the bottom surface of the first cavity 110 is recessed.
  • a first depression is formed at a first radius with respect to a specific point (eg, a central portion) of the package body 100 to form a first cavity 110, and the first depression is formed.
  • a second depression may be formed at a second radius smaller than the first radius based on a specific point (for example, a center) to form the second cavity 120, but is not limited thereto. That is, the cavities 110 and 120 do not necessarily have to be formed in a circular shape when viewed from the top of the package body 100, and the second cavity 120 may be formed at at least one point in the first cavity 110.
  • One or more light emitting elements 111 and 121 are disposed on the bottom surfaces of the first cavity 110 and the second cavity 120.
  • one light emitting element 111 is disposed at the center of the bottom surface of the first cavity 110, and two light emitting elements 111 are symmetrically disposed on the bottom surface of the second cavity 120 with respect to the center point of the first cavity 110.
  • the present invention is not limited thereto. That is, the number of light emitting devices 111 and 121 disposed in the first cavity 110 and the second cavity 120 may be different from each other, and when the plurality of light emitting devices 111 and 121 are disposed, they are necessarily symmetrically. It does not have to be deployed.
  • the light emitting elements 111 and 121 may be preferably implemented as light emitting diodes (LEDs), but any light emitting element may be used as the light emitting elements 111 and 121 according to the embodiment. At least one or more of the first light emitting device 111 disposed in the first cavity 110 or the second light emitting device 121 disposed in the second cavity 120 may be a light emitting device that emits blue light, but is not limited thereto. It doesn't happen.
  • Phosphors 112 and 122 are filled in the first cavity 110 and the second cavity 120.
  • the phosphor 122 may be filled in the second cavity 120 at a height up to the bottom surface of the first cavity 110, and the first cavity 110 may cover all of the second cavity 120.
  • the phosphor 112 is filled from the bottom surface to the top surface of the package body 100. Any one of the phosphor 112 filled in the first cavity 110 and the phosphor 122 filled in the second cavity 120 may be a red phosphor, and the other may be a yellow or green phosphor. Of course, it is not limited thereto.
  • the color temperature or color of light emitted from the entire light emitting device package may be changed. For example, by adjusting the light output of any one of the light emitting element 111 of the first cavity 110 or the light emitting element 121 of the second cavity 120, it is possible to adjust the color temperature.
  • Insulators 131, 132, and 133 may be further formed in the package body 100 to insulate each of the light emitting devices 111 and 121.
  • the insulators 131, 132, and 133 may be formed to insulate between the anode and the cathode of one of the light emitting devices 111 and 121, and may be formed to insulate between the light emitting devices 111 and 121.
  • the first insulator 131 illustrated in FIGS. 3 and 4 is formed to insulate the anode connection line and the cathode connection line of the light emitting element 121 disposed in the second cavity 120 from each other.
  • Each of the insulators 131, 132, and 133 may be formed to vertically penetrate the package body 100 at the position where the insulators 131, 132, and 133 are formed to achieve complete electrical insulation.
  • a plurality of cavities 110 and 120 are formed, light emitting elements 111 and 121 are disposed in each cavity 110 and 120, and different kinds of phosphors are formed in each cavity 110 and 120. It is filled. Accordingly, by controlling the output of the light emitting devices 111 and 121 disposed in the cavities 110 and 120 with only one package, it is possible to control the color or the color temperature of the light emitted from the light emitting device package.

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Abstract

실시 예는, 적어도 일부에 함몰된 형태의 제1 캐비티 및 제2 캐비티를 갖는 패키지 바디; 상기 제1 캐비티 및 제2 캐비티에 각각 배치되는 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자; 및 상기 제1 캐비티 및 제2 캐비티에 각각 충진되는 제1 형광체 및 제2 형광체를 포함하는, 발광 소자 패키지를 제공한다.

Description

색 온도 제어가 가능한 발광 소자 패키지
실시 예는 색 온도 제어가 가능한 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 실내 또는 실외의 조명등으로 전구나 형광등이 많이 사용되고 있는데, 전구나 형광등은 수명이 짧아 자주 교환하여야 하는 문제가 있다. 또한, 형광등은 그 사용시간 경과에 따른 열화로 인해 조도가 점차 떨어지는 현상이 과도하게 발생하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 우수한 제어성, 빠른 응답속도, 높은 전기 광 변환효율, 긴 수명, 적은 소비전력 및 높은 휘도의 특성 및 감성 조명을 구현할 수 있는 발광 다이오드(LED; Light Emitting diode)를 사용하는 조명 장치가 개발되고 있다.
최근에는 감성 조명 등의 필요로 인해, 발광 다이오드 소자에 대한 효과적인 색 온도 제어를 위한 기술들이 개발되고 있다.
그러나, 일반적인 색 온도 제어 방법에 의하면 적어도 2개 이상의 발광 소자 패키지가 필요하다는 문제가 있다.
실시 예는 하나의 패키지만으로도 방출광의 색상 및 색 온도를 자유롭게 조절할 수 있는 발광 소자 패키지를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 적어도 일부에 함몰된 형태의 제1 캐비티 및 제2 캐비티를 갖는 패키지 바디; 상기 제1 캐비티 및 제2 캐비티에 각각 배치되는 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자; 및 상기 제1 캐비티 및 제2 캐비티에 각각 충진되는 제1 형광체 및 제2 형광체를 포함한다.
상기 제2 캐비티는 상기 제1 캐비티의 바닥면 중 적어도 일부가 함몰된 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자는 상기 제1 캐비티 및 제2 캐비티의 바닥면에 각각 배치되고, 상기 제2 형광체는 상기 제2 발광 소자를 덮도록 상기 제1 캐비티의 바닥면까지의 높이로 충진되고, 상기 제1 형광체는 상기 제1 발광 소자를 덮도록 상기 제1 캐비티의 바닥면으로부터 상기 패키지 바디의 상면까지의 높이로 충진될 수 있다.
상기 제1 형광체 및 제2 형광체는 서로 다른 종류의 형광체일 수 있다.
상기 제1 형광체 또는 제2 형광체 중 어느 하나는 적색 계열의 광을 방출하는 형광체이고, 다른 하나는 노란색 또는 녹색 계열의 광을 방출하는 형광체일 수 있다.
상기 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자 중 적어도 하나는 청색광을 방출하는 발광 다이오드 소자일 수 있다.
상기 발광 소자 패키지는 상기 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자의 양극 연결과 음극 연결 간의 절연, 각각의 제1 발광 소자와 제2 발광 소자 간의 절연을 위해 상기 패키지 바디의 적어도 일부분을 수직 관통하는 방식으로 형성되는 일 이상의 절연체를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 하나의 발광 소자 패키지만으로도 방출광의 색상 및 색 온도를 자유롭게 조절할 수 있게 된다.
도 1은 발광 다이오드 소자에 대한 색 온도 조절 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 발광 다이오드 소자의 색 온도 조절 범위를 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 색 온도 제어가 가능한 발광 소자 패키지의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 4는 및 도 5는 일 실시 예에 따른 색 온도 제어가 가능한 발광 소자 패키지의 구성을 나타내는 단면도이다.
이하 본 발명의 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)" 으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광 소자 패키지에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 발광 다이오드 소자에 대한 색 온도 조절 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 색 온도 조절을 위해서 복수 개의 발광 다이오드 소자 패키지(10, 20)가 사용될 수 있다.
예를 들어, 제1 발광 다이오드 소자 패키지(10)가 5000K의 색 온도를 나타내고, 제2 발광 다이오드 소자 패키지(20)가 3000K의 색 온도를 나타낸다고 했을 때, 제1 발광 다이오드 소자 패키지(10)만을 온(ON) 시키면, 5000K의 색 온도를 갖는 광이 방출되고, 제2 발광 다이오드 소자 패키지(20)만을 온(ON) 시키면, 3000K의 색 온도를 갖는 광이 방출된다. 또한, 제1 발광 다이오드 소자 패키지(10)와 제2 발광 다이오드 소자 패키지(20)를 모두 온(ON) 시키되, 그 밝기 비율을 조절함으로써, 3000K와 5000K 사이의 색 온도를 갖는 광이 방출되도록 할 수도 있다.
도 2는 이러한 방법으로 출력될 수 있는 광의 범위를 나타낸다.
도 3은 일 실시 예에 따른 색 온도 제어가 가능한 발광 소자 패키지의 구성을 나타내는 평면도이며, 도 4는 도 3의 발광 소자 패키지를 A-A'선을 따라 절단한 단면도이고, 도 5는 도 3의 발광 소자 패키지를 B-B'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 다단 캐비티(110, 120), 및 각 캐비티(110, 120)에 배치되는 발광 소자(111, 121)를 포함한다.
다단 캐비티(110, 120)는 패키지 바디(100)의 적어도 일부가 함몰된 형태로 형성된다. 제1 캐비티(110)는 패키지 바디(100)의 적어도 일부에 형성되고, 제2 캐비티(120)는 제1 캐비티(120)와는 별도로 패키지 바디(100)의 다른 일부에 형성될 수 있다. 그러나, 예를 들면, 패키지 바디(100)의 상면으로부터 함몰된 형태로 제1 캐비티(110)가 형성되고, 제1 캐비티(110)의 바닥면 중 적어도 일부가 함몰된 형태로 제2 캐비티(120)가 형성되는 것이 바람직하다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 패키지 바디(100)의 특정 지점(예를 들면, 중심부)를 기준으로 제1 반경으로 제1 함몰부가 형성되어 제1 캐비티(110)를 이루고, 제1 함몰부의 특정 지점(예를 들면, 중심부)를 기준으로 상기 제1 반경보다 작은 제2 반경으로 제2 함몰부가 형성되어 제2 캐비티(120)를 이룰 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 캐비티(110, 120)는 패키지 바디(100)의 상부에서 바라보았을 때 반드시 원형으로 형성되지 않아도 되며, 제2 캐비티(120)는 제1 캐비티(110) 내의 적어도 일 지점에 형성되면 족하다.
제1 캐비티(110) 및 제2 캐비티(120)의 바닥면에는 일 이상의 발광 소자(111, 121)가 배치된다. 도면에서는 제1 캐비티(110)의 바닥면 중심에 하나의 발광 소자(111)가 배치되고, 제2 캐비티(120)의 바닥면에 제1 캐비티(110)의 중심점을 기준으로 대칭적으로 2개의 발광 소자(121)가 배치되는 경우가 예시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 제1 캐비티(110) 및 제2 캐비티(120)에 배치되는 발광 소자(111, 121)의 수는 이와 다를 수 있으며, 복수개의 발광 소자(111, 121)가 배치되는 경우 반드시 대칭적으로 배치되지 않아도 무방하다.
발광 소자(111, 121)는 바람직하게는 LED(Light Emitting Diode)로 구현될 수 있으나, 광을 방출하는 소자라면 얼마든지 실시 예에 따른 발광 소자(111, 121)로서 이용될 수 있다. 제1 캐비티(110)에 배치되는 제1 발광 소자(111) 또는 제2 캐비티(120)에 배치되는 제2 발광 소자(121) 중 적어도 하나 이상은 청색광을 발광하는 발광 소자일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 캐비티(110) 및 제2 캐비티(120)에는 형광체(112, 122)가 충진된다. 구체적으로, 제2 캐비티(120)에는 제1 캐비티(110)의 바닥면까지의 높이로 형광체(122)가 충진될 수 있고, 제1 캐비티(110)에는 제2 캐비티(120)를 모두 덮도록 바닥면에서부터 패키지 바디(100)의 상면까지 형광체(112)가 충진된다. 제1 캐비티(110)에 충진되는 형광체(112)와 제2 캐비티(120)에 충진되는 형광체(122) 중 어느 하나는 적색 계열의 형광체일 수 있고, 다른 하나는 노란색 또는 녹색 계열의 형광체일 수 있으나 이에 제한되는 것이 아님은 물론이다. 제1 캐비티(110)와 제2 캐비티(120)에 서로 다른 종류의 형광체 또는 서로 다른 색상을 내는 형광체가 충진됨에 따라 전체 발광 소자 패키지가 방출하는 광의 색 온도 또는 색상을 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 캐비티(110)의 발광 소자(111) 또는 제2 캐비티(120)의 발광 소자(121) 중 어느 하나의 광 출력을 조절하여, 색 온도 등을 조절할 수 있다.
패키지 바디(100)에는 각 발광 소자(111, 121)를 절연시키기 위한 절연체(131, 132, 133)가 더 형성될 수 있다. 절연체(131, 132, 133)는 어느 한 발광 소자(111, 121)의 양극과 음극 간의 절연을 위해 형성될 수도 있으며, 각 발광 소자(111, 121) 간의 절연을 위해 형성될 수도 있다. 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시되는 제1 절연체(131)는 제2 캐비티(120)에 배치되는 발광 소자(121)의 양극 연결선과 음극 연결선을 서로 절연시키기 위해 형성된다. 한편, 도 3 및 도 5에 도시되는 제2 절연체(132) 및 제3 절연체(133)는 제1 캐비티(110)에 배치되는 발광 소자(111)와 다른 발광 소자(111) 간의 절연을 위해 형성될 수 있다. 각각의 절연체(131, 132, 133)는 그 형성되는 위치에서 패키지 바디(100)를 수직으로 관통하는 형태로 형성되어 완전한 전기적 절연을 달성할 수 있다.
실시 예에 따르면, 복수의 캐비티(110, 120)가 형성되고, 각 캐비티(110, 120)에 발광 소자(111, 121)가 배치되며, 각 캐비티(110, 120)에 서로 다른 종류의 형광체가 충진된다. 이에 따라, 하나의 패키지만으로도 각 캐비티(110, 120)에 배치되는 발광 소자(111, 121)의 출력을 조절함으로써, 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 색상 또는 색 온도에 대한 제어가 가능해진다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 적어도 일부에 함몰된 형태의 제1캐비티와 상기 제1캐비티의 바닥면 중 적어도 일부가 함몰된 형태의 제2캐비티를 갖는 패키지 바디;
    상기 제1캐비티 및 제2캐비티에 각각 배치되는 제1발광 소자 및 제2발광 소자; 및
    상기 제1캐비티 및 제2캐비티에 충진되는 제1형광체 및 제2형광체를 포함하는, 발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1캐비티는 제1반경을 갖고 상기 제2캐비티는 상기 제1캐비티의 소정의 지점을 기준으로 상기 제1반경보다 작은 제2반경을 갖는, 발광 소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자는 상기 제1 캐비티 및 제2 캐비티의 바닥면에 각각 배치되고,
    상기 제2 형광체는 상기 제2 발광 소자를 덮도록 상기 제1 캐비티의 바닥면까지의 높이로 충진되고,
    상기 제1 형광체는 상기 제1 발광 소자를 덮도록 상기 제1 캐비티의 바닥면으로부터 상기 패키지 바디의 상면까지의 높이로 충진되는, 발광 소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 형광체 및 제2 형광체는 서로 다른 종류의 형광체인, 발광 소자 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 형광체 또는 제2 형광체 중 어느 하나는 적색 계열의 광을 방출하는 형광체이고, 다른 하나는 노란색 또는 녹색 계열의 광을 방출하는 형광체인, 발광 소자 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자 중 적어도 하나는 청색광을 방출하는 발광 다이오드 소자인, 발광 소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1발광소자와 상기 제2발광소자는 각각 일 이상의 발광소자를 포함하는, 발광소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1캐비티의 깊이와 상기 제2캐비티의 깊이는 서로 다른, 발광소자 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광 소자 및 제2 발광 소자의 양극 연결과 음극 연결 간의 절연, 각각의 제1 발광 소자와 제2 발광 소자 간의 절연을 위해 상기 패키지 바디의 적어도 일부분을 수직 관통하는 방식으로 형성되는 일 이상의 절연체를 더 포함하는, 발광 소자 패키지.
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