KR101966110B1 - 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 조명 시스템 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 발광 소자는, 오목부를 갖는 몸체; 상기 오목부 내에 리드 프레임; 상기 리드 프레임 위에 발광 칩; 및 상기 오목부에 몰딩 부재를 포함하며, 상기 몸체는 서로 반대측에 배치된 제1 및 제2측면부의 길이가 상기 제1 및 제2측면부에 인접한 제3 및 제4측면부의 길이보다 길게 형성되며, 상기 몸체는 상기 몸체의 하면과 미리 설정된 간격을 갖고 상기 제1측면부로부터 돌출된 제1리브 및 상기 몸체의 하면과 미리 설정된 간격을 갖고 상기 제2측면부로부터 돌출된 제2리브를 포함한다.

Description

발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 조명 시스템{LIGHT EMITTING DEVICE, MANUFACTURED METHOD OF THE LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHTING SYSTEM}
본 발명은 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 조명장치에 관한 것이다.
발광소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Device)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 발생하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다.
또한, 발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다.
이에 따라, 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내 및 실외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 새로운 몸체 구조를 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 몸체의 제1 및 제2측면 중 적어도 하나로부터 돌출된 리브를 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 몸체의 제1 및 제2측면에 리브를 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 오목부를 갖는 몸체; 상기 오목부 내에 리드 프레임; 상기 리드 프레임 위에 발광 칩; 및 상기 오목부에 몰딩 부재를 포함하며, 상기 몸체는 서로 반대측에 배치된 제1 및 제2측면부의 길이가 상기 제1 및 제2측면부에 인접한 제3 및 제4측면부의 길이보다 길게 형성되며, 상기 몸체는 상기 몸체의 하면과 미리 설정된 간격을 갖고 상기 제1측면부로부터 돌출된 제1리브 및 상기 몸체의 하면과 미리 설정된 간격을 갖고 상기 제2측면부로부터 돌출된 제2리브를 포함한다.
실시 예는 발광 소자의 사출 성형시 몸체에 전달되는 손해를 방지할 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 수율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시예에 따른 발광소자의사시도를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광 소자의 B-B측 단면도이다.
도 4는 도 3의 발광 소자의 제1리브의 부분 확대도이다.
도 5는 도 3의 발광 소자의 제2리브의 부분 확대도이다.
도 6은 도 2의 발광 소자의 제1측면에서 바라본 도면이다.
도 7은 도 2의 발광 소자의 제2측면에서 바라본 도면이다.
도 8 및 도 9는 도 2의 발광 소자의 제3 및 제4측면부에서 바라본 도면이다.
도 10내지 도 13은 도 1의 발광 소자의 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도 14 및 도 15는 실시 예에 따른 발광 소자의 리브의 형상을 변형한 예이다.
도 16 및 도 17은 실시 예에 따른 발광 소자의 리브의 개수를 변형한 예이다.
도 18 내지 도 20은 도 2의 발광 소자의 평면도의 예로서, 리브들의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 21은 제2실시 예에 따른 발광소자의 평면도이다.
도 22은 도 21의 발광소자의 배면도이다.
도 23은 제3실시 예에 따른 발광소자의 평면도이다.
도 24은 실시 예에 따른 발광 소자의 발광 칩의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 25는 실시 예에 따른 발광 소자의 발광 칩의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 26은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 27은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 28은 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등이 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등의 "상/위(on)"에 또는 "아래/하(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"과 "아래/하(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다. 이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명한다.
도 1은 제1실시예에 따른 발광소자의사시도를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이며, 도 3은 도 1의 발광 소자의 B-B측 단면도이고, 도 4는 도 3의 발광 소자의 제1리브의 부분 확대도이며, 도 5는 도 3의 발광 소자의 제2리브의 부분 확대도이고, 도 6은 도 2의 발광 소자의 제1측면에서 바라본 도면이고, 도 7은 도 2의 발광 소자의 제2측면에서 바라본 도면이다.
도 1내지 도 7을 참조하면, 발광소자(100)는, 오목부(16)를 갖는 몸체(10), 제1리드 프레임(21), 제2리드 프레임(31), 연결 프레임(46), 발광 칩들(71,72), 와이어들(73 내지 76) 및 몰딩 부재(40)를 포함한다. 상기 오목부(16)는 제1캐비티(25) 및 제2캐비티(35)의 영역을 포함한다.
상기 몸체(10)는 절연 재질, 또는 전도성 재질을 포함할 수 있다. 상기 몸체(10)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체(10)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), 에폭시 또는 실리콘과 같은 수지 재질로 이루어질 수 있다. 상기 몸체(10)로 사용되는 에폭시 또는 실리콘 재질 내에는 반사 효율을 높이기 위해 TiO2, SiO2와 같은 금속 산화물인 필러가 첨가될 수 있다.
상기 몸체(10)의 형상은 위에서 볼 때, 삼각형, 사각형, 오각형과 같은 다각형 구조로 형성되거나, 원형, 곡면을 갖는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 몸체(10)는 복수의 측면부 예컨대, 4개의 측면부(11-14)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 측면부(11-14) 중 적어도 하나는 상기 몸체(10)의 하면에 대해 수직하거나 경사지게 배치될 수 있다.
상기 몸체(10)는 제1 내지 제4측면부(11~14)를 그 예로 설명하며, 제1측면부(11)와 제2측면부(12)는 서로 반대측 면이며, 상기 제3측면부(13)와 상기 제4측면부(14)는 서로 반대측 면이다. 상기 제1측면부(11) 및 제2측면부(12) 각각의 길이는 제3측면부(13) 및 제4측면부(14)의 길이와 다를 수 있으며, 예컨대 상기 제1측면부(11)와 상기 제2측면부(12)의 길이(X1)는 상기 제3측면부(13) 및 제4측면부(14)의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
상기 몸체(10)의 길이(X1)는 너비(Y1)에 비해 2배 이상 예컨대, 3배 이상까지 길게 형성될 수 있다. 이러한 몸체(10)의 길이(X1)가 길기 때문에, 사출 성형시 또는 제조 후 몸체(10)의 중간 부분이 휘어지거나 파손되는 문제가 발생될 수 있다. 실시 예는 몸체(10)의 길이로 인해 몸체(10)가 파손되어 발광 소자의 수율이 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.
도 2와 같이, 상기 몸체(10)의 제3 및 제4측면부(13,14)는 몸체(10)의 하면(17)에 제2각도(θ2)로 경사질 수 있으며, 상기 제2각도(θ2)는 91도 내지 100도의 범위로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4와 같이 몸체(10)의 제1측면부(11)는 하부(11-1)와 상부(11-2)가 서로 다른 각도로 형성될 수 있다. 상기 제1측면부(11)에서 하부(11-1)는 몸체(10)의 하면(17)으로부터 제1각도(θ1)로 형성되며, 상부(11-2)는 상면(15)의 연장 선에 대해 제2각도(θ2)로 경사진다. 상기 제1측면부(11)에서 하부(11-1)는 상기 몸체(10)의 하면(17)과 상기 제1리브(51)의 하면 사이에 직각으로 절곡되며, 예컨대 제1각도(θ1)는 90도로 형성된다. 상기 제1측면부(11)에서 상부(11-2)는 상기 몸체(10)의 상면(15)과 상기 제1리브(51)의 상면 사이에 경사지게 형성되며, 예컨대 상기 제2각도(θ2)는 상기 제1각도(θ1)보다 큰 91도 내지 100도의 범위로 형성된다.
상기 제1측면부(11)에는 제1리브(51)가 형성되며, 상기 제1리브(51)는 상기 제1측면부(11)로부터 돌출된다. 상기 제1리브(51)는 상기 몸체(10)의 재질로 형성되며, 측 단면이 사각형 형상으로 형성되며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리브(51)는 하부(11-1)로부터 소정 너비(A1) 예컨대, 50㎛ 이상 예컨대, 50㎛~100㎛의 너비로 돌출된다. 이러한 너비(A1)는 사출을 위해 틀이 지지할 수 있는 최소한의 길이일 수 있다. 또한 상기 제1리브(51)는 상부(11-2)로부터의 돌출된 너비(A2)는 상기 너비(A1)보다는 더 돌출될 수 있다.
상기 제1리브(51)의 두께(B2)는 100㎛ 미만인 경우 제조 시 또는 제조 후 파손되는 문제가 발생될 수 있고, 또한 제1측면부(11)의 강성에 보강하지 못할 수 있다. 실시 예에서 상기 제1리브(51)의 두께(B2)는 100㎛ 이상의 두께 예컨대, 100㎛~300㎛ 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1리브(51)의 두께(B2)가 300㎛를 넘을 경우 사출하기 어렵게 될 수 있다. 이러한 두께(B2)는 파손 문제를 해결하는 한편, 상기 몸체(10)의 제1측면부(11)의 강성을 보강할 수 있다.
상기 제1리브(51)의 높이(B1)는 상기 제1리브(51)의 상면(S2)부터 상기 몸체(10)의 하면(17) 사이에 미리 설정된 간격으로서, 상기 몸체(10)의 두께(Z1)의 40~60% 범위로 형성될 수 있으며, 예컨대 300㎛±50㎛ 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1리브(51)의 높이(B1)는 상기 오목부(16)의 바닥에 배치된 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
상기 제1리브(51)에서 하면(S3)과 상면(S2)은 서로 대응되며, 제1측면(S1)은 하면(S3)과 상면(S2) 사이에 제1측면부(11)와 대응된다. 상기 제1측면(S1)은 하면(S3)과 상면(S2)에 대해 직각으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1리브(51)의 하면(S3), 상면(S2), 제1측면(S1)의 경계 부분은 곡면이거나 각진 면으로 형성될 수 있다. 상기 제1측면(S1)은 상기 제1측면부(11)의 하부(11-2)와 평행하게 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1측면부(11)의 상부(11-2)는 몸체(10)의 상면(15)의 연장 선에 대해 제2각도(θ2)로 경사지게 형성된다.
도 3 및 도 5와 같이, 몸체(10)의 제2측면부(12)의 하부(12-1)와 상부(12-2)가 서로 다른 각도로 형성될 수 있다. 상기 제2측면부(12)의 하부(12-1)의 제1각도(θ1) 및 상부(12-1)의 제2각도(θ2)는 상기 제1측면부(11)의 하부(11-1) 및 상부(11-2)와 동일한 각도로 형성될 수 있다.
상기 제2측면부(12)에는 제2리브(53)가 형성되며, 상기 제2리브(53)는 상기 제2측면부(12)로부터 돌출된다. 상기 제2리브(53)는 상기 몸체(10)의 재질로 형성되며, 측 단면이 사각형 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2리브(53)의 하면(S6) 너비인 A1, 상면(S5) 너비인 A2, 제1측면(S4)의 높이에 상응하는 두께(B2)는 상기 제1리브(51)의 설명을 참조하기로 한다.
상기 몸체(10)의 측면부(11-14)가 90도 이상으로 형성됨으로써, 사출하기 위한 틀의 분리가 용이한 효과가 있다. 또한 상기 리브(51,53)를 배치함으로써, 사출 시 틀 사이로 흘러나오는 버(burr) 발생을 줄일 수 있다.
상기 몸체(10)는 소정 깊이를 갖고 상부가 개방되고, 내측면(41~44)과 바닥으로 이루어진 오목부(16)를 포함한다. 상기 오목부(16)는 상기 몸체(10)의 상면(15)으로부터 오목한 컵 구조, 캐비티 구조, 또는 리세스 구조와 같은 형태로 형성될 수 있다. 상기 오목부(16)의 내측면(41~44)은 바닥에 대해 수직하거나 경사질 수 있다. 상기 오목부(16)를 위에서 바라본 형상은 원형, 타원형, 다각형(예컨대, 사각형), 모서리가 곡면인 다각형 형상일 수 있다. 도 2 및 도 3과 같이, 오목부(16)의 제1 내지 제4내측면(41~44)은 몸체(10)의 제1 내지 제4측면부(11~14)에 각각 대응될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(21)은 상기 오목부(16)의 제1영역에 배치되며, 상기 오목부(16)의 바닥에 일부가 배치되고 그 내측 영역에 상기 간극부(18)의 바닥보다 더 낮은 깊이를 갖는 제1캐비티(25)가 배치된다. 상기 제1캐비티(25)는 상기 간극부(18)의 상면부터 상기 몸체(10)의 하면 방향으로 오목한 형상, 예컨대, 컵(Cup) 구조 또는 리세스(recess) 형상을 포함한다. 상기 제1캐비티(25)의 측면 및 바닥은 상기 제1리드 프레임(21)에 의해 형성되며, 상기 제1캐비티(25)의 측면은 상기 제1캐비티(25)의 바닥으로부터 경사지거나 수직하게 절곡될 수 있다.
상기 제2리드 프레임(31)은 상기 오목부(16)의 제2영역에 배치되며, 상기 오목부(16)의 바닥에 일부가 배치되고, 그 내측 영역에는 상기 간극부(16)의 바닥보다 더 낮은 깊이를 갖는 오목한 제2캐비티(35)가 형성된다. 상기 제2캐비티(35)는 상기 간극부(18)의 상면으로부터 상기 몸체(10)의 하면 방향으로 오목한 형상, 예컨대, 컵(Cup) 구조 또는 리세스(recess) 형상을 포함한다. 상기 제2캐비티(35)의 바닥 및 측면은 상기 제2리드 프레임(31)에 의해 형성되며, 상기 제2캐비티(35)의 측면은 상기 제2캐비티(35)의 바닥으로부터 경사지거나 수직하게 절곡될 수 있다.
상기 제1캐비티(25)와 상기 제2캐비티(35)는 위에서 볼 때, 동일한 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 1 및 도 2와 같이 상기 제1리드 프레임(21)은 제1리드부(23)를 포함하며, 상기 제1리드부(23)는 상기 몸체(10)의 제3측면부(13)로 돌출될 수 있다. 상기 제2리드 프레임(31)은 제2리드부(33)를 포함하며, 상기 제2리드부(33)는 상기 몸체(10)의 제2측면부(14)로 돌출될 수 있다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 사이는 간극부(18)가 배치되며, 상기 간극부(18)은 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 사이를 이격시켜 준다.
상기 연결 프레임(46)은 상기 간극부(18)의 바닥과 대응되게 배치되어, 중간 연결 단자로 사용된다. 도 6과 같이, 상기 연결 프레임(46)의 지지 리브(46-1)는 상기 몸체(10)의 제1측면부(11) 상에 노출될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(21), 제2리드 프레임(31), 및 연결 프레임(46)의 두께는 0.15mm 이상 예컨대, 0.18mm 이상으로 형성될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(21), 제2리드 프레임(31), 및 연결 프레임(46)의 두께가 0.15mm 이상이 되어야 절곡을 원활하게 할 수 있다. 상기의 제1 및 제2리드 프레임(21,31)은 전원을 공급하는 리드 프레임으로 기능하게 된다.
상기 제1리드 프레임(21), 제2리드 프레임(31) 및 연결 프레임(46)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단일 금속층 또는 다층 금속층으로 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2리드 프레임(21,31)의 두께는 동일한 두께로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(21)의 제1캐비티(25) 내에는 제1발광 칩(71)이 배치되며, 상기 제1발광 칩(71)은 제1접합 부재(81)로 제1캐비티(25) 상에 접착된다. 상기 제2리드 프레임(31)의 제2캐비티(35) 내에는 제2발광 칩(72)이 배치되며, 상기 제2발광 칩(72)은 제2접합 부재(82)로 제2캐비티(35) 상에 접착된다. 상기 제 1 및 제2접합 부재(81,82)는 절연성 접착제 또는 전도성 접착제일 수 있다. 상기 절연성 접착제는 에폭시 또는 실리콘과 같은 재질을 포함할 수 있으며, 상기 전도성 접착제는 솔더와 같은 본딩 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2접합 부재(81,82)는 열 전도율을 개선시켜 주기 위해 금속 산화물을 더 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 및 제2발광 칩(71,72)은 가시광선 대역부터 자외선 대역의 범위 중에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예컨대 레드 LED 칩, 블루 LED 칩, 그린 LED 칩, 엘로우 그린(yellow green) LED 칩 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1 및 제2발광 칩(71,72)은 UV(ultraviolet) 칩일 수 있다. 상기 제1 및 제2발광 칩(71,72)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체와 II족-VI족 원소의 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함하는 LED 칩을 포함한다.
상기 제1발광 칩(71)은 제1와이어(73)로 상기 오목부(16)의 바닥에 배치된 제1리드 프레임(21)과 연결되며, 제2와이어(74)로 상기 연결 프레임(46)과 연결된다. 상기 제2발광 칩(72)은 제3와이어(75)로 상기 연결 프레임(46)과 연결되며, 제4와이어(76)로 상기 오목부(16)의 바닥에 배치된 제2리드 프레임(31)과 연결된다. 상기 연결 프레임(46)은 상기 제1발광 칩(71)과 상기 제2발광 칩(72)을 전기적으로 연결해 준다.
보호 소자는 상기 제1리드 프레임(21) 또는 상기 제2리드 프레임(31)의 일부 상에 배치될 수 있다. 상기 보호 소자는 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있으며, 상기 제너 다이오드는 상기 발광 칩을 ESD(electro static discharge)로 부터 보호하게 된다. 상기 보호 소자는 제1발광 칩(71) 및 제2발광 칩(72)의 연결 회로에 병렬로 연결됨으로써, 상기 발광 칩들(71,72)을 보호할 수 있다.
상기 오목부(16), 제1캐비티(25) 및 상기 제2캐비티(35)에는 몰딩 부재(40)가 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(40)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성수지층을 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 몰딩 부재(40)는 비 투광성 수지일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한 상기 몰딩 부재(40)는 상기 발광 칩(71,72) 상으로 방출되는 빛의 파장을 변환하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 상기 제1캐비티(25) 및 상기 제2캐비티(35) 중 적어도 한 영역에 형성된 몰딩 부재(40)에 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 형광체는 발광 칩(71,72)에서 방출되는 빛의 일부를 여기시켜 다른 파장의 빛으로 방출하게 된다. 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몰딩 부재(40)의 표면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몰딩 부재(40)의 표면은 광 출사면이 될 수 있다. 상기 몰딩 부재(40)의 상부에는 렌즈가 배치될 수 있으며, 상기 렌즈는 발광 칩(71,72)에 대해 볼록하 렌즈, 오목한 렌즈, 중심부에 전반사면을 갖는 볼록 렌즈를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몰딩 부재(40)는 도 2 및 도 3과 같이, 캐비티(16)의 둘레에 배치된 방지 턱(16-1)에 의해 넘침이 방지될 수 있다.
도 2와 같이, 상기 제1 및 제2발광 칩(71,72)은 간극부(18)에 인접한 제1캐비티(25)와 제2캐비티(25)에 배치된다. 상기 제1 및 제2발광 칩(71,72) 간의 간격(G3)은 몸체(10)의 길이(X1)의 30% 이상이 될 수 있다. 상기 길이(X1)는 몸체의 제1 및 제2측면부(11,12)의 길이일 수 있다.
도 6 및 도 7과 같이, 몸체(10)의 제1측면부(11)에 배치된 제1리브(51)의 길이(D1)는 상기 몸체(10)이 길이(X1)의 50%~80% 범위로 형성될 수 있다. 몸체(10)의 제2측면부(12)에 배치된 제2리브(53)의 길이(D1)는 상기 몸체(10)이 길이(X1)의 50%~80% 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2리브(51,53)의 길이(D1)는 상기 몸체(10)이 길이(X1)의 50%미만일 경우에는 강성을 받지 못해 부러지며, 제1리브 및 제2리브(51,53)의 길이(D1)는 상기 몸체(10)이 길이(X1)의 80%이 넘을 경우에는 강성은 강한 반면에 사출로 인한 결합이 약하게 되어 불필요하게 될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2리브(51,53)와 양 측면부(13,14)와의 간격(D3)은 몸체(10)의 길이(X1)의 10%~25% 범위가 될 수 있다. 상기 길이(D1)는 상기 각 리브(51,53)의 두께보다 길며, 각 발광 칩(71,72)의 측별들 중 적어도 한 변의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
또한 상기 제1측면부(11)에서 하부(11-1) 영역은 상기 제1리브(51)와 상기 몸체(10)의 하면(17) 사이의 영역이 될 수 있다. 또한 상기 제2측면부(12)에서 하부(12-1) 영역은 상기 제2리브(53)와 상기 몸체(10)의 하면(17) 사이의 영역이 될 수 있다. 이러한 하부(11-1,12-1)은 사출하는 틀 구조에 따라 변경될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 제1 및제2측면부(11,12)의 하부 영역 중에서 상기 제1리브(51)의 하면과 상기 몸체(10)의 하면 사이의 영역 이외의 영역(즉 하부 사이드 영역)은 상기 상부(11-2,12-2)와 같은 경사진 면으로 형성되거나, 하부(11-1,12-1)와 같이 직각인 면으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1측면부(11) 및 제2측면부(12) 중 적어도 한 영역에는 적어도 하나의 지지 리브(46-1)가 노출될 수 있으며, 상기 지지 리브(46-1)는 사출 시 연결 프레임(46)을 지지하기 위한 금속 바(bar)로 기능하게 된다. 이러한 지지 리브(46-1)는 상기 지지 리브(46-1)는 연결 프레임(46)가 연결된 예로 설명하였으나, 제1 또는/및 제2리드 프레임(21,31)으로부터 돌출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 지지 리브(46-1)의 위치는 상기 제1리브(51)의 높이와 동일 선상에 배치된 예로 설명하였으나, 상기 제1리브(51)보다 높거나 낮게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 상기 지지 리브(46-1)는 상기 제1리브(51)와 동일한 너비로 돌출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 발광 소자(100)는 도 1에 도시된 연결 프레임(46)은 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 8 및 도 9는 도 2의 발광 소자의 제3 및 제4측면부에서 바라본 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 및 제2리브(51,53)의 제2측면(S11,S13) 및 제3측면(S12,S14)의 각 단면적은 도 4 및 도 5의 설명으로부터 구해질 수 있으며, 예컨대 5mm2~15mm2 범위로 형성될 수 있다. 상기의 제2 및 제3측면(S11,S12)은 서로 대응된다.
도 10 내지 도 13은 도 1의 발광 소자의 제조 과정을 나타낸 도면이다. 실시 예는 단일 개의 발광 소자의 제조 과정의 예를 설명하기로 한다.
도 10을 참조하면, 금속 프레임(20)을 프레스로 가공하여, 제1캐비티(25)를 갖는 제1리드 프레임(21), 제2캐비티(35)를 갖는 제2리드 프레임(31), 및 연결 프레임(46)을 지지하게 된다. 그리고, 금속 프레임(20) 내에는 다수의 구멍(20A)에 의해 서로 다른 프레임들(21,31,46)을 지지하게 된다.
그리고, 상기 금속 프레임(20)에는 제1행거(26) 및 제2행거(36)를 포함한다. 상기 제1행거(26)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 일 방향에 배치되며, 상기 제2행거(36는 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 다른 방향에 배치된다. 상기 금속 프레임(20)의 상, 하에 도 12와 같이 상부 틀(20B) 및 하부 틀(20A)을 배치한 후, 몸체 재질로 사출 성형하면, 도 11과 같이 금속 프레임(20)의 미리 설정된 영역 상에 몸체(10)가 사출 성형된다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 사출 성형을 위해 상기 몸체(10)의 제1측면부(11)는 제1행거(26)의 내측부(26A)에 의해 밀착되며, 제2측면부(12)의 제2행거(36)의 내측부(36A)가 밀착된다.
여기서, 상기 제1행거(26) 및 제2행거(36)의 내측부(26A,36A)가 상기 몸체(10)의 양 측면부(11,12)의 제1 및 제2리브(51,53)를 지지하여, 하 방향으로 쳐지는 것을 방지할 수 있다.
이후, 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 캐비티(25,35) 상에 발광 칩을 각각 탑재하고, 와이어로 전기적으로 연결한 후, 몰딩 부재로 몰딩하게 된다. 그리고, 미리 설정된 패키지 단위의 크기로 커팅함으로써, 개별 발광 소자가 완성될 수 있다.
도 14 및 도 15는 실시 예에 따른 리브의 다른 형상을 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 몸체(10)의 제1측면부(11)로부터 돌출된 제1리브(51A,53A)는 측 단면이 반구형 형상을 포함한다. 상기 반구형 형상의 제1 및 제2리브(51A,53A)는 각진 면을 갖는 리브에 비해 외부 충격을 줄일 수 있다.
도 15를 참조하면, 몸체(10)의 제1 및 제2측면부(11,12)로부터 돌출된 제1 및 제2리브(51B,53B)는 측 단면이 다각형 형상 예컨대, 사각형 형상을 갖고, 모서리 부분이 모따기 처리된 형상일 수 있다.
도 16 및 도 17은 실시 예에 따른 리브의 개수가 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 16를 참조하면, 제1리브(51-1,51-2)는 몸체(10)의 제1측면부(11)로부터 복수개가 서로 이격되어 돌출될 수 있다. 상기 복수의 제1리브(51-1,51-2)은 동일 선상에서 소정 간격(G1)으로 이격되며, 상기 간격(G1)은 상기 도 2의 간극부(18)의 상면 너비보다 크고 도 1의 연결 프레임(46)의 너비보다는 작게 형성될 수 있다. 상기 각 리브(51-1,51-2)는 몸체(10)의 제3 및 제4측면부(13,14)로부터 상기 몸체(10)의 길이(X1)의 10%~25% 범위로 이격될 수 있다.
도 17을 참조하면, 제2리브(53-1,53-2)는 몸체(10)의 제2측면부(12)로부터 복수개가 서로 이격되어 돌출될 수 있다. 상기 복수의 제2리브(53-1,53-2)의 간격 및 길이에 대해서는 도 16의 설명을 참조하기로 한다.
도 18 내지 도 20은 실시 예에 따른 리브의 측면의 다른 형상을 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 리브(55)의 외 측면인 제2 및 제3측면(55-1,55-2)은 경사지게 형성될 수 있으며, 예컨대 몸체(10)의 측면부(11,12)에 대해 90도 이하 예컨대, 30~80도 범위로 형성될 수 있다. 이러한 리브(55)의 외 측면에 대해 경사를 줌으로써, 리브(55)에 의한 버(burr) 발생을 줄일 수 있다.
도 19를 참조하면, 리브(56)는 외 측면인 제2 및 제3측면(56-1,56-2)과 제1측면(S1) 사이의 모서리 부분이 곡면(R6,R7)으로 형성될 수 있다. 이러한 곡면은 외부 충격을 저감시켜 줄 수 있다.
도 20을 참조하면, 리브(57)는 제1 및 제2측면부(11,12)와 제2 및 제3측면(57-1,57-2) 사이의 경계 부분이 곡면(R8,R9)으로 형성됨으로써, 상기 리브(57)의 접착력을 개선시켜 줄 수 있다.
도 21은 제2실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이며, 도 22는 도 21의 발광 소자의 배면도이다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 발광 소자(200)는 오목부(216)를 갖는 몸체(210), 상기 오목부(216) 내에 제1 및 제2리드 프레임(221,231), 발광 칩(271,272), 와이어(273,274,275), 및 몰딩 부재(미도시)를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(221)는 몸체(210)의 제3측면부(213)에 배치된 제1리드부(223)를 포함하고, 상기 제1리드 프레임(231)는 제4측면부(214)에 배치된 제2리드부(233)를 포함한다. 상기 제2리드 프레임(231)의 길이는 제1리드 프레임(221)의 길이보다 더 길게 형성되며, 예컨대 몸체(110)의 길이의 2/3 이상으로 형성될 수 있다.
상기 제2리드 프레임(231) 상에는 제1 및 제2발광 칩(271,272)이 배치되며, 상기 제1발광 칩(271)은 제1리드 프레임(221)과 와이어(273)로 연결되고, 제2발광 칩(272)과 와이어(274)로 연결된다. 제2발광 칩(272)은 제2리드 프레임(231)과 와이어(275)로 연결될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(221)에는 보호 칩(281)이 배치되고 와이어(283)로 제2리드 프레임(231)과 연결될 수 있다.
상기 몸체(210)의 제1측면부(211)에는 제1리브(251)가 형성되고, 제2측면부(212)에는 제2리브(253)가 형성된다. 상기 제1 및 제2리브(251,253)는 상기 캐비티(215)의 바닥에 노출된 상기 제1 및 제2리드 프레임(221,231) 사이의 간극부(218)의 너비보다 넓고, 몸체(210)의 길이(X2)의 50%~80% 범위의 길이(D4)로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2리브(251,253)은 몸체(210)와 동일한 재질로 형성되어, 몸체(210)의 강성을 보강해 줄 수 있다.
도 23은 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다. 제3실시 예는 제1실시 예와 동일한 구성은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 23을 참조하면, 발광 소자는 복수의 리브(351,353)와 캐비티(315)를 갖는 몸체(310)와, 리드 프레임(321,331,341), 발광 칩(371,372), 보호 칩(381,383), 와이어(375,376,377,378), 및 몰딩부재(미도시)를 포함한다.
몸체(310)는 복수의 측면부(311,312,313,314) 중 제3측면부(313)과 제4측면부(314)에 제1 및 제2리브(351,353)가 형성된다. 상기 제1 및 제2리브(351,353)의 길이(D5)는 몸체(310)의 길이(X4)의 50~80% 범위로 형성될 수 있으며, 구체적인 설명은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
상기 몸체(310)는 캐비티(315)를 포함하며, 상기 캐비티(315) 내에는 2개 이상 예컨대, 제1 내지 제3리드 프레임(321,331,341)이 배치되며, 제1 리드 프레임(321)에 복수의 발광 칩(371,373)이 배치되며, 제2 및 제3리드 프레임(331,341)에 보호 칩(381,383)이 각각 배치된다. 상기 보호 칩(381,383)은 제2리드 프레임(321)과 와이어(383,384)로 연결된다.
제1 내지 제3리드 프레임(321,331,341)는 리드부(322,332,342)가 몸체(310)의 양 측면부(311,312)로 돌출된다.
도 24는 실시 예에 따른 발광 칩의 일 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 24를 참조하면, 발광 칩은 기판(411), 버퍼층(412), 발광 구조물(410), 제1전극(416) 및 제2전극(417)을 포함한다. 상기 기판(411)은 투광성 또는 비 투광성 재질의 기판을 포함하며, 또한 전도성 또는 절연성 기판을 포함한다.
상기 버퍼층(412)은 기판(411)과 상기 발광 구조물(410)의 물질과의 격자 상수 차이를 줄여주게 되며, 질화물 반도체로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(412)과 상기 발광 구조물(410)사이에는 도펀트가 도핑되지 않는 질화물 반도체층을 더 형성하여 결정 품질을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 발광 구조물(410)은 제1도전형 반도체층(413), 활성층(414) 및 제2도전형 반도체층(415)를 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(413)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 화합물 반도체로 구현되며, 상기 제1도전형 반도체층(413)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제1도전형 반도체층(413)은 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함하는 층들의 적층 구조를 포함할 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(413)은 n형 반도체층이며, 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(413)과 상기 활성층(414) 사이에는 제1클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 제1클래드층은 GaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 그 밴드 갭은 상기 활성층(414)의 밴드 갭 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 제1클래드층은 제1도전형으로 형성되며, 캐리어를 구속시켜 주는 역할을 한다.
상기 활성층(414)은 상기 제1도전형 반도체층(413) 위에 배치되며, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함한다. 상기 활성층(414)은 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 상기 우물층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함하며, 상기 장벽층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, InAlGaN/InAlGaN의 적층 구조를 이용하여 1주기 이상으로 형성될 수 있다. 상기 장벽층은 상기 우물층의 밴드 갭보다 높은 밴드 갭을 가지는 반도체 물질로 형성될 수 있다.
상기 활성층(414) 위에는 제2도전형 반도체층(415)이 형성된다. 상기 제2도전형 반도체층(415)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제2도전형 반도체층(415)은, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(415)이 p형 반도체층이고, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(415)은 초격자 구조를 포함할 수 있으며, 상기 초격자 구조는 InGaN/GaN 초격자 구조 또는 AlGaN/GaN 초격자 구조를 포함할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(415)의 초격자 구조는 비 정상적으로 전압에 포함된 전류를 확산시켜 주어, 활성층(414)을 보호할 수 있다.
또한 상기 발광 구조물(410)의 도전형을 반대로 배치할 수 있으며, 예컨대 제1도전형 반도체층(413)은 P형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(415)은 n형 반도체층으로 배치할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(415) 위에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제1도전형의 반도체층이 더 배치될 수도 있다.
상기 발광 구조물(410)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다. 여기서, 상기 p는 p형 반도체층이며, 상기 n은 n형 반도체층이며, 상기 -은 p형 반도체층과 n형 반도체층이 직접 접촉되거나 간접 접촉된 구조를 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위해, 발광 구조물(410)의 최 상층은 제2도전형 반도체층(415)으로 설명하기로 한다.
상기 제1도전형 반도체층(413) 상에는 제1전극(416)이 배치되고, 상기 제2도전형 반도체층(415) 상에는 전류 확산층을 갖는 제2전극(417)을 포함한다. 상기 제1 및 제2전극(416,317)은 와이어로 연결되거나, 다른 연결 방식으로 연결될 수 있다.
도 25는 실시 예에 따른 발광 칩의 다른 예를 나타낸 도면이다. 실시 예를 설명함에 있어서, 도 24와 동일한 부분은 생략하며 간략하게 설명하기로 한다.
도 25를 참조하면, 실시 예에 따른 발광 칩은 발광 구조물(410) 아래에 접촉층(421)이 형성되며, 상기 접촉층(421) 아래에 반사층(424)이 형성되며, 상기 반사층(424) 아래에 지지부재(425)가 형성되며, 상기 반사층(424)과 상기 발광 구조물(410)의 둘레에 보호층(423)이 형성될 수 있다.
상기 발광 구조물(410) 상에 배치된 제1전극(416)은 하나 또는 복수로 형성될 수 있으며, 와이어가 본딩되는 패드를 포함한다.
이러한 발광 칩은 제2도전형 반도체층(415) 아래에 접촉층(421) 및 보호층(423), 반사층(424) 및 지지부재(425)를 형성한 다음, 성장 기판을 제거하여 형성될 수 있다.
상기 접촉층(421)은 발광 구조물(410)의 하층 예컨대 제2도전형 반도체층(415)에 오믹 접촉되며, 그 재료는 금속 산화물, 금속 질화물, 절연물질, 전도성 물질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성될 수 있다. 또한 상기 금속 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 예컨대, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다. 상기 접촉층(421) 내부는 전극(416)과 대응되도록 전류를 블록킹하는 층이 더 형성될 수 있다.
상기 보호층(423)은 금속 산화물 또는 절연 물질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 보호층(423)은 스퍼터링 방법 또는 증착 방법 등을 이용하여 형성할 수 있으며, 반사층(424)과 같은 금속이 발광 구조물(410)의 층들을 쇼트시키는 것을 방지할 수 있다.
상기 반사층(424)은 금속 예컨대, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질로 형성될 수 있다. 상기 반사층(424)은 상기 발광 구조물(410)의 폭보다 크게 형성될 수 있으며, 이는 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기의 반사층(424)과 상기 지지부재(425) 사이에 접합을 위한 금속층과, 열 확산을 위한 금속층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지부재(425)는 베이스 기판으로서, 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브데늄(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W)와 같은 금속이거나 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC)으로 구현될 수 있다. 상기 지지부재(425)와 상기 반사층(424) 사이에는 접합층이 더 형성될 수 있으며, 상기 접합층은 두 층을 서로 접합시켜 줄 수 있다. 상기의 개시된 발광 칩은 일 예이며, 상기에 개시된 특징으로 한정하지는 않는다. 상기의 발광 칩은 상기의 발광 소자의 실시 예에 선택적으로 적용될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
<조명 시스템>
실시예에 따른 발광 소자는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 26 및 도 27에 도시된 표시 장치, 도 28에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 26은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 26을 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 모듈(1031)와, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 광원 모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 광원 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 소자(1035)를 포함하며, 상기 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.
상기 기판(1033)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1033)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 도광판(1041)의 일측 면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 라이트 유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 광원 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 27은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 27을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자(1124)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1120)과 상기 발광 소자(1124)는 광원 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛(1150)으로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기의 광원 모듈(1160)은 기판(1120) 및 상기 기판(1120) 위에 배열된 복수의 발광 소자(1124)를 포함한다.
여기서, 상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(poly methyl methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 28을은 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 28을 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합되고, 상기 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합하는 리세스부를 가질 수 있다.
상기 커버(2100)의 내면에는 확산재를 갖는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 이러한 유백색 재료를 이용하여 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛을 산란 및 확산되어 외부로 방출시킬 수 있다.
상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 발광 소자(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 조명소자(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 조명소자(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.
상기 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(2300)는 상기 커버(2100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(2400)와 상기 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(2230)와 상기 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(2400)는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다.
상기 전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(2200)로 제공한다. 상기 전원 제공부(2600)는 상기 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 상기 홀더(2500)에 의해 상기 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다.
상기 가이드부(2630)는 상기 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(2630)는 상기 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 직류변환장치, 상기 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 연장부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(2670)는 전선을 통해 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10,210,310: 몸체
11-14,211-214,311,314: 측면부
21,31,221,231,321,331,341: 리드 프레임
16,216,315: 오목부
51,53,51A,51B,53A,53B,51-1,51-2,53-1,53-2,55,56,57,251,253,351,353: 리브
71,72,271,272,371,372: 발광 칩
40: 몰딩 부재

Claims (15)

  1. 오목부를 갖는 몸체;
    상기 오목부의 제1영역에 배치되는 제1리드 프레임과 상기 오목부의 제2영역에 배치되는 제2리드 프레임;
    상기 제1리드 프레임 위에 제1발광 칩과 상기 제2리드 프레임 위에 제2발광칩; 및
    상기 오목부에 몰딩 부재를 포함하며,
    상기 몸체는 서로 반대측에 배치된 제1측면부 및 제2측면부의 길이가 상기 제1측면부 및 상기 제2측면부에 인접한 제3측면부 및 제4측면부의 길이보다 길게 형성되며,
    상기 제1리드 프레임은 상기 몸체의 제3측면부로 돌출된 제1리드부를 포함하고,
    상기 제2리드 프레임은 상기 몸체의 제4측면부로 돌출된 제2리드부를 포함하며,
    상기 몸체는 상기 제1측면부로부터 돌출되며 상기 몸체의 하면에서 이격되어 배치된 제1리브와 상기 제2측면부로부터 돌출되며 상기 몸체의 하면에서 이격되어 배치된 제2리브를 포함하고,
    상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임 사이에 배치되는 간극부를 포함하고
    상기 간극부의 바닥과 대응되게 배치되는 연결 프레임을 포함하고,
    상기 연결 프레임은 상기 몸체의 제1측면부에서 노출되는 지지 리브를 포함하며,
    상기 지지 리브는 상기 제1리브의 높이와 동일선상에 배치되는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1리브의 길이는 상기 몸체의 제1측면부 길이의 50% 내지 80%인 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1리브 및 상기 제2리브의 높이는 각각 상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임과 대응되는 위치에 배치되는 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 몸체의 상면과 상기 제1리브 상면 사이의 상기 제1측면부는 경사지게 형성되고,
    상기 몸체의 하면과 상기 제1리브 하면 사이의 상기 제1측면부는 직각으로 절곡되며,
    상기 몸체의 상면과 상기 제2리브 상면 사이의 상기 제2측면부는 경사지게 형성되며,
    상기 몸체의 하면과 상기 제2리브 하면 사이의 상기 제2측면부는 직각으로 절곡되는 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2리브의 두께는 100㎛~300㎛ 범위를 포함하는 발광 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지 리브는 상기 제1리브와 동일한 높이에 배치되는 발광 소자.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1리브는 서로 대응되는 상면 및 하면과, 상기 상면 및 상기 하면 사이에 상기 제1측면부와 대응되는 제1측면과, 상기 상면과 상기 하면 사이에 서로 대응되는 제2측면 및 제3측면을 포함하며,
    상기 제1리브의 제2측면 및 제3측면은 상기 제1리브의 제1측면과 곡면으로 연결되는 발광 소자.

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