KR102006370B1 - 발광소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

일실시예에 따른 발광소자는 몸체; 상기 몸체에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임; 상기 제1,2 리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광소자; 및 상기 발광소자와 상기 제1 리드 프레임 또는 상기 발광소자와 상기 제2 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 적어도 네 개의 제1 와이어;를 포함하며, 상기 적어도 네 개의 제1 와이어는 상기 몸체의 중심을 지나는 제1 방향선을 기준으로 좌우 대칭을 이룬다.
다른 실시예에 따른 발광소자는 몸체; 상기 몸체에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임; 상기 제1,2 리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광소자; 및 상기 발광소자와 상기 제1 리드 프레임 또는 상기 발광소자와 상기 제2 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 적어도 네 개의 와이어;를 포함하며, 상기 몸체의 중심을 지나는 제1 방향선 및 상기 몸체의 중심을 지나면서 상기 제1 방향선과 수직인 제2 방향선에 의해 구분되는 네 개의 영역에 상기 와이어가 각각 배치된다.

Description

발광소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
실시예는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
도 1은 발광소자를 포함한 종래의 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 발광소자 패키지(1)는 몸체(10), 상기 몸체(10)에 설치된 제1 리드 프레임(11)과 제2 리드 프레임(12), 상기 제1,2 리드 프레임(11, 12)과 전기적으로 연결된 발광소자(13)를 포함한다. 발광소자(13)는 와이어(14)를 통해 인접한 발광소자 및 제1,2 리드 프레임(11, 12)과 전기적으로 연결된다.
그러나 종래의 발광소자 패키지(1)에는 다음과 같은 문제점이 있다.
발광소자(13)의 구동에 의해 발생한 열로 인해, 와이어(14) 본딩된 부분에서 A 방향으로 열팽창에 의한 인장 응력이 발생하고, 반대로 와이어(14)가 본딩되지 않은 부분에서는 B 방향으로 수축 응력이 발생한다. 따라서, 발광소자 패키지(1)에 스트레스가 가해지며, 수축 응력이 발생하는 부분에서 리드 프레임(11, 12)과 몸체(10) 사이에 박리가 일어나면서 신뢰성에 취약한 문제점이 있다.
실시예는 열팽창에 의한 스트레스를 분산시켜 발광소자 패키지의 신뢰성을 향상시키고자 한다.
일실시예에 따른 발광소자는 몸체; 상기 몸체에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임; 상기 제1,2 리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광소자; 및 상기 발광소자와 상기 제1 리드 프레임 또는 상기 발광소자와 상기 제2 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 적어도 네 개의 제1 와이어;를 포함하며, 상기 적어도 네 개의 제1 와이어는 상기 몸체의 중심을 지나는 제1 방향선을 기준으로 좌우 대칭을 이룬다.
상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임은 상기 제1 방향선을 기준으로 좌우 대칭을 이룰 수 있다.
상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임은 상기 몸체의 중심을 지나면서 상기 제1 방향선과 수직인 제2 방향선을 기준으로 좌우 대칭을 이룰 수 있다.
상기 적어도 하나의 발광소자는 상기 몸체 상에 위치할 수 있다.
상기 적어도 하나의 발광소자는 상기 제2 리드 프레임 상에 위치할 수 있다.
인접한 발광소자 사이를 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 제2 와이어를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 제2 와이어는 상기 제1 방향선을 기준으로 좌우 대칭을 이룰 수 있다.
상기 제1 리드 프레임 또는 상기 제2 리드 프레임은 상기 발광소자의 둘레에 배치될 수 있다.
상기 몸체는 캐비티를 포함하고, 상기 캐비티 내에 상기 적어도 하나의 발광소자가 배치될 수 있다.
상기 제1 리드 프레임 또는 상기 제2 리드 프레임은 상기 제1 방향선과 평행하게 배치된 제1 부분 및 상기 제1 부분에서 연장되며 상기 제1 방향선과 다른 방향으로 배치된 제2 부분을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 발광소자는 수평형 발광소자 또는 수직형 발광소자일 수 있다.
다른 실시예에 따른 발광소자는 몸체; 상기 몸체에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임; 상기 제1,2 리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광소자; 및 상기 발광소자와 상기 제1 리드 프레임 또는 상기 발광소자와 상기 제2 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 적어도 네 개의 와이어;를 포함하며, 상기 몸체의 중심을 지나는 제1 방향선 및 상기 몸체의 중심을 지나면서 상기 제1 방향선과 수직인 제2 방향선에 의해 구분되는 네 개의 영역에 상기 와이어가 각각 배치된다.
실시예에 따르면 복수 개의 와이어를 대칭으로 배치하거나 여러 방향으로 분산 배치하여 열팽창에 의한 스트레스를 분산시킴으로써 발광소자 패키지의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 발광소자를 포함한 종래의 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면.
도 2는 일실시예에 따른 발광소자 패키지의 측단면도.
도 3 및 도 4는 실시예에 따른 발광소자 패키지에 적용될 수 있는 발광소자의 예시를 나타낸 도면.
도 5는 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면.
도 6은 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면.
도 7은 제3 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면.
도 8은 제4 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면.
도 9는 제5 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면.
도 10은 제6 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면.
도 11은 실시예들에 따른 발광소자 패키지가 배치된 헤드 램프의 일 실시예를 나타낸 도면.
도 12는 실시예들에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치의 일실시예를 나타낸 도면.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 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.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 2는 일실시예에 따른 발광소자 패키지의 측단면도이다.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 몸체(210), 상기 몸체(210)에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임(220) 및 제2 리드 프레임(230), 상기 제1,2 리드 프레임(220, 230)과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광소자(100), 및 상기 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220) 또는 상기 발광소자(100)와 제2 리드 프레임(230)을 전기적으로 연결하는 복수 개의 와이어(240)를 포함한다.
몸체(210)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 몸체(210)가 금속 재질 등 도전성 물질로 이루어지면, 도시되지는 않았으나 몸체(210)의 표면에 절연층이 코팅되어 제1,2 리드 프레임(220, 230) 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다.
제1 리드 프레임(220) 및 제2 리드 프레임(230)은 서로 전기적으로 분리되며 발광소자(100)에 전류를 공급한다. 또한, 제1 리드 프레임(220) 및 제2 리드 프레임(230)은 발광소자(100)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다.
몸체(210)가 제1 리드 프레임(220)과 제2 리드 프레임(230)을 지지한다.
발광소자(100)는 복수의 화합물 반도체층, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 원소의 반도체층을 이용한 LED(Light Emitting Diode)를 포함하며, LED는 청색, 녹색 또는 적색 등과 같은 광을 방출하는 유색 LED이거나, 백색 LED 또는 UV LED일 수 있다. LED의 방출 광은 다양한 반도체를 이용하여 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 3 및 도 4는 실시예에 따른 발광소자 패키지에 적용될 수 있는 발광소자의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 예시에 따른 일실시예에 따른 발광소자(100)는 제1 도전형 반도체층(122), 제2 도전형 반도체층(126), 및 상기 제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126) 사이의 활성층(124)을 포함한다.
제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 합하여 발광 구조물(120)이라 칭할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 합하여 발광 구조물(120)이라 칭할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(122)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(122)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층(122)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
제1 도전형 반도체층(122)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(122)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(126)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126)은 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(126)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 상기 제2 도전형 반도체층(126)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
이하에서는, 제1 도전형 반도체층(122)이 n형 반도체층, 제2 도전형 반도체층(126)이 p형 반도체층인 경우를 예로 들어 설명한다.
상기 제2 도전형 반도체층(126) 상에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체, 예컨대 상기 제2 도전형 반도체층(126)이 p형 반도체층일 경우 n형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광 구조물은 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.
제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126) 사이에 활성층(124)이 위치한다.
활성층(124)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(124)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자 우물 구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
활성층(124)이 다중 우물 구조로 이루어진 경우, 서로 번갈아 위치하는 복수 개의 우물층과 장벽층을 포함하며, 활성층(124)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 우물층은 장벽층의 밴드갭보다 작은 밴드갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(126)은 활성층(124)에 인접하여 위치하는 전자 차단층(Electron Blocking Layer: EBL, 127)을 포함할 수 있다.
전자 차단층(127)은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제공되는 전자의 이동도(mobility)가 높기 때문에, 전자가 발광에 기여하지 못하고 활성층(124)을 넘어 제2 도전형 반도체층(126)으로 빠져나가 누설 전류의 원인이 되는 것을 방지하는 전위 장벽의 역할을 한다. 전자 차단층(127)은 활성층(124)보다 큰 에너지 밴드갭을 갖는 물질로 형성되며, InxAlyGa1 -x-yN(0≤x<y<1)의 조성을 가질 수 있다.
발광 구조물(120)은 기판(110) 상에 위치한다.
기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 재료, 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있다. 기판(110)은 예를 들어, 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 기판(110)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.
발광 구조물(120)과 기판(110) 사이에는 버퍼층(115)이 위치할 수 있다. 버퍼층(115)은 발광 구조물(120)과 기판(110)의 재료의 격자 부정합 및 열팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 버퍼층(115)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체, 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
기판(110)과 제1 도전형 반도체층(122) 사이에 언도프트 반도체층(미도시)이 위치할 수도 있다. 언도프트 반도체층은 제1 도전형 반도체층(122)의 결정성 향상을 위해 형성되는 층으로, n형 도펀트가 도핑되지 않아 제1 도전형 반도체층에 비해 낮은 전기전도성을 갖는 것을 제외하고는 상기 제1 도전형 반도체층(122)과 같을 수 있다.
제1 도전형 반도체층(122)은 제2 도전형 반도체층(126)과 활성층(124)의 적어도 일부가 선택적으로 식각되어 노출된 노출면(S)을 갖는다. 상기 노출면(S) 상에 제1 전극(130)이 위치하고, 식각되지 않은 제2 도전형 반도체층(126) 상에 제2 전극(140)이 위치한다.
제1 전극(130) 및 제2 전극(140)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 백금(Pt), 바나듐(V), 텅스텐(W), 납(Pd), 구리(Cu), 로듐(Rh) 또는 이리듐(Ir) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
제2 전극(140)이 형성되기 전 제2 도전형 반도체층(126) 상에는 도전층(150)이 형성될 수 있다.
실시예에 따라, 제2 도전형 반도체층(126)이 노출되도록 도전층(150)의 일부가 오픈되어 제2 도전형 반도체층(126)과 제2 전극(140)이 접할 수 있다.
또는, 도 3에 도시된 바와 같이, 도전층(150)을 사이에 두고 제2 도전형 반도체층(126)과 제2 전극(140)이 전기적으로 연결될 수도 있다.
도전층(150)은 제2 도전형 반도체층(126)의 전기적 특성을 향상시키고 제2 전극(140)과의 전기적 접촉을 개선하기 위한 것으로, 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다. 도전층(150)은 투과성을 갖는 투명 전극층으로 형성될 수 있다.
도전층(150)에는 투광성 전도층과 금속이 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 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), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되지 않는다.
도 3에 따른 발광소자(100)는 수평형(Lateral) 구조일 수 있다. 수평형 구조란, 발광 구조물(120)에서 제1 전극(130)과 제2 전극(140)이 동일한 방향을 향해 형성되는 구조를 의미한다. 일 예로서, 도 3을 참조하면, 제1 전극(130)과 제2 전극(140)이 발광 구조물(120)의 상부 방향으로 형성되어 있다.
도 4를 참조하면, 다른 예시에 따른 발광소자(100)는 제1 도전형 반도체층(122), 제2 도전형 반도체층(126), 및 상기 제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126) 사이의 활성층(124)을 포함한다.
제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 합하여 발광 구조물(120)이라 칭할 수 있다.
발광 구조물(120)의 상부, 즉 제1 도전형 반도체층(122)의 일면에 제1 전극(130)이 위치하고, 발광 구조물(120)의 하부, 즉 제2 도전형 반도체층(126)의 일면에 제2 전극층(160)이 위치한다.
일 예로서, 제2 전극층(160)은 도전층(160a) 또는 반사층(160b) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도전층(160a)은 제2 도전형 반도체층(126)의 전기적 특성을 개선하기 위한 것으로, 제2 도전형 반도체층(126)과 접하여 위치할 수 있다.
도전층(160a)은 투명 전극층 또는 불투명 전극층으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 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), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되지는 않는다.
반사층(160b)은 활성층(124)에서 생성된 빛을 반사시켜 발광소자(100)의 내부에서 소멸되는 빛의 양을 줄임으로써, 발광소자(100)의 외부양자효율을 향상시킬 수 있다.
반사층(160b)은 Ag, Ti, Ni, Cr 또는 AgCu 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
반사층(160b)이 제2 도전형 반도체층(126)과 오믹 접촉하는 물질로 이루어진 경우, 도전층(160a)은 별도로 형성하지 않을 수 있다.
발광 구조물(120)은 지지기판(180)에 의해 지지된다.
지지기판(180)은 전기 전도성과 열 전도성이 높은 물질로 형성되며, 예를 들어, 소정의 두께를 갖는 베이스 기판(substrate)으로서, 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 또는 전도성 시트 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
발광 구조물(120)은 본딩층(185)에 의해 지지기판(120)에 본딩될 수 있다. 이때, 발광 구조물(120) 하부에 위치하는 제2 전극층(160)과 본딩층(185)이 접할 수 있다.
본딩층(185)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
본딩층(185)은 발광 구조물(120)에 인접하여 확산 방지층(미도시)을 포함하여, 본딩층(185)에 사용된 금속 등이 상부의 발광 구조물(120) 내부로 확산되는 것을 방지할 수도 있다.
발광 구조물(120)의 하부 둘레에 채널층(170)이 위치할 수 있다. 채널층(170)은 발광 구조물(120)을 보호하며, 발광소자(100)의 제조 과정 중 아이솔레이션 에칭시 에칭의 스톱 레이어(stop layer)로서 기능할 수 있다.
채널층(170)은 발광 구조물(120)의 제2 도전형 반도체층(126) 하부 둘레에 루프 형상, 고리 형상 또는 프레임 형상 등의 패턴으로 형성될 수 있다.
채널층(170)은 발광 구조물의 외벽이 습기에 노출되더라도 서로 쇼트가 발생하는 것을 방지하여 고습에 강한 발광소자를 제공할 수 있다.
채널층(170)은 산화물, 질화물 또는 절연층의 재질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 ITO(indium tinoxide), 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 등에서 선택적으로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
발광 구조물(120) 상의 적어도 일부, 측면, 그리고 발광 구조물(120)의 외부로 노출된 채널층(170)의 상부에 패시베이션층(190)이 위치할 수도 있다.
패시베이션층(190)은 산화물 또는 질화물로 이루어져 발광 구조물(120)을 보호할 수 있다. 일 예로서, 패시베이션층(190)은 실리콘 산화물(SiO2)층, 실리콘 질화물층, 산화 질화물층, 또는 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
발광 구조물(120)의 제1 도전형 반도체층(122) 상에는 러프니스 패턴(R)이 형성될 수 있다. 발광 구조물(120)의 상부에 패시베이션층(190)이 존재하는 경우, 상기 패시베이션층(190)에 러프니스 패턴(R)이 위치할 수도 있다. 러프니스 패턴(R)은 PEC(Photo enhanced chemical) 식각 방법이나 마스크 패턴을 이용한 에칭 공정 수행하여 형성할 수 있다. 러프니스 패턴(R)은 활성층(124)에서 생성된 광의 외부 추출 효율을 증가시키기 위한 것으로서, 규칙적인 주기를 갖거나 불규칙적인 주기를 가질 수 있다.
도 4에 따른 발광소자(100)는 수직형(Vertical) 구조일 수 있다. 수직형 구조란, 발광소자(100)에서 제1 전극(130)과 제2 전극층(160)이 서로 다른 방향에 각각 형성되는 구조를 의미한다. 일 예로서, 도 4를 참조하면, 발광 구조물(120)의 상부 방향으로 제1 전극(130)이 형성되고 발광 구조물(120)의 하부 방향으로 제2 전극층(160)이 형성되어 있다.
다시 도 2를 참조하면, 발광소자(100)는 수평형 발광소자 또는 수직형 발광소자일 수 있다.
발광소자(100)는 몸체(210) 상에 배치되거나 제1 리드 프레임(220) 또는 제2 리드 프레임(230) 상에 배치될 수 있다. 발광소자(100)가 수평형 발광소자인 경우, 몸체(210) 상에 발광소자(100)가 배치되고 제1,2 리드 프레임(220, 230)과는 와이어(240)를 통해 전기적으로 연결되거나, 제1 리드 프레임(220) 또는 제2 리드 프레임(230) 상에 발광소자(100)가 배치되고 와이어(240)를 통해 다시 제1,2 리드 프레임(220, 230)과 전기적으로 연결될 수 있다. 발광소자(100)가 수직형 발광소자인 경우, 제1 리드 프레임(220) 또는 제2 리드 프레임(230) 상에 발광소자(100)가 배치되어 직접 통전되고 나머지 제2 리드 프레임(230) 또는 제1 리드 프레임(220)과는 와이어(240)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
몸체(210)에 캐비티(212)가 형성될 경우, 발광소자(100)는 캐비티(212) 내에 위치할 수 있다. 캐비티(212)의 측벽은 발광소자(100)에서 발생된 광의 반사 효율을 향상시키기 위하여 경사면으로 형성될 수 있다.
발광소자(100)를 포위하여 몰딩부(250)가 위치할 수 있다. 몸체(210)에 캐비티(212)가 형성될 경우, 몰딩부(250)는 캐비티(212) 내에 배치될 수 있다. 몰딩부(250)는 발광소자(100) 및 와이어(240) 등을 보호하며, 발광소자(100)의 분리 또는 이탈을 방지할 수 있다. 몰딩부(250)는 투광성을 가지며, 투명 실리콘 수지 등으로 형성될 수 있다.
몰딩부(250)에는 형광체(252)가 포함되어, 발광소자(100)에서 생성된 빛의 파장을 변환할 수 있다.
형광체(252)는 가넷(Garnet)계 형광체, 실리케이트(Silicate)계 형광체, 니트라이드(Nitride)계 형광체, 또는 옥시니트라이드(Oxynitride)계 형광체를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 가넷계 형광체는 YAG(Y3Al5O12:Ce3 +) 또는 TAG(Tb3Al5O12:Ce3 +)일 수 있고, 상기 실리케이트계 형광체는 (Sr,Ba,Mg,Ca)2SiO4:Eu2 +일 수 있고, 상기 니트라이드계 형광체는 SiN을 포함하는 CaAlSiN3:Eu2 +일 수 있고, 상기 옥시니트라이드계 형광체는 SiON을 포함하는 Si6 - xAlxOxN8 -x:Eu2 +(0<x<6)일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
발광소자(100)에서 발생된 제1 파장 영역의 광이 형광체를 여기시켜 제2 파장 영역의 광으로 변환되고, 상기 제2 파장 영역의 광이 렌즈(미도시)를 통과하면서 광경로가 변경될 수 있다.
상술한 발광소자 패키지(200)의 형태는 일 예시에 불과하며, 구성요소의 유무 및 형태는 구체적인 실시예에 따라 달라질 수 있다.
도 5는 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면이다. 상술한 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않는다.
도 5를 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지(200A)는 몸체(210), 상기 몸체(210)에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임(220) 및 제2 리드 프레임(230), 상기 제1,2 리드 프레임(220, 230)과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광소자(100), 및 상기 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220) 또는 상기 발광소자(100)와 제2 리드 프레임(230)을 전기적으로 연결하는 복수 개의 제1 와이어(240a)를 포함한다.
발광소자(100)는 몸체(210) 상에 배치되며, 수평형 발광소자일 수 있다.
복수 개의 제1 와이어(240a)는 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220) 사이 또는 발광소자(100)와 제2 리드 프레임(230) 사이를 전기적으로 연결하며, 몸체(210)의 중심(C)을 지나는 제1 방향선(P)을 기준으로 좌우 대칭을 이룬다.
복수 개의 제1 와이어(240a)는 몸체(210)의 중심(C)을 지나는 제1 방향선(P)을 기준으로 좌우 대칭을 이루므로 짝수 개일 수 있으며, 일 예로서, 네 개 이상일 수 있다.
실시예에 따르면, 복수 개의 제1 와이어(240a)를 대칭으로 배치하여 와이어(240a) 본딩된 방향으로 발생하는 열팽창을 고르게 분산시킴으로써, 비대칭적인 열평창에 의한 리드 프레임(220, 230)과 몸체(210)의 박리 현상을 방지할 수 있고, 발광소자 패키지(200A)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
몸체(210)의 중심(C)을 지나는 제1 방향선(P)이란, 상부에서 바라봤을 때 몸체(210)를 가로지르면서 몸체(210)의 중심(C)을 지나는 임의의 선을 의미한다. 본 실시예에서는 일 예로서, 몸체(210)의 중심(C)을 지나면서 발광소자 패키지(200A)의 배면에서 정면을 가로지르는 선을 제1 방향선(P)으로 표시하였다.
제1 와이어(240a)에 의해 제1 리드 프레임(220)과 연결되는 발광소자(100)의 전극 패드(100a)는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 제1 도전형 반도체층(122)과 전기적으로 연결되고, 제1 와이어(240a)에 의해 제2 리드 프레임(220)과 연결되는 발광소자(100)의 전극 패드(100b)는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 제2 도전형 반도체층(124)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또는, 제1 와이어(240a)에 의해 제1 리드 프레임(220)과 연결되는 발광소자(100)의 전극 패드(100a)는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 제2 도전형 반도체층(124)과 전기적으로 연결되고, 제1 와이어(240a)에 의해 제2 리드 프레임(220)과 연결되는 발광소자(100)의 전극 패드(100b)는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 제1 도전형 반도체층(122)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 리드 프레임(220)과 제2 리드 프레임(230) 역시 제1 방향선(P)을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 배치될 수 있다.
제1 리드 프레임(220)과 제2 리드 프레임(230)은 발광소자(100)의 둘레에 배치될 수 있다.
도 6은 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면이다. 상술한 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지(200B)는 몸체(210), 상기 몸체(210)에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임(220) 및 제2 리드 프레임(230), 상기 제1,2 리드 프레임(220, 230)과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광소자(100), 및 상기 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220) 또는 상기 발광소자(100)와 제2 리드 프레임(230)을 전기적으로 연결하는 복수 개의 제1 와이어(240a)를 포함한다.
발광소자(100)는 몸체(210) 상에 배치되며, 수평형 발광소자일 수 있다.
발광소자 패키지(200B)는 몸체(210)의 중심(C)을 지나는 제1 방향선(P) 및 상기 몸체(210)의 중심(C)을 지나면서 제1 방향선(P)과 수직인 제2 방향선(Q)에 의해 구분되는 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)을 포함한다.
몸체(210)의 중심(C)을 지나는 제1 방향선(P)이란, 상부에서 바라봤을 때 몸체(210)를 가로지르면서 몸체(210)의 중심(C)을 지나는 임의의 선을 의미하고, 제2 방향선(Q)이란 몸체(210)의 중심(C)을 지나면서 제1 방향선(P)과 수직인 선을 의미한다. 제1 방향선(P)과 제2 방향선(Q)은 동일한 평면 상에 위치할 수 있다.
제1 방향선(P) 및 제2 방향선(Q)에 의해 구분되는 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)이란, 발광소자 패키지(200B) 내에 위치하며, 제1 방향선(P) 및 제2 방향선(Q)에 의해 구분되는 수평 단면을 갖는 3차원의 공간 영역일 수 있다.
복수 개의 제1 와이어(240a)는 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220) 사이 또는 발광소자(100)와 제2 리드 프레임(230) 사이를 전기적으로 연결하며, 상기 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 각각 배치된다.
실시예에 따르면, 복수 개의 제1 와이어(240a)를 여러 방향으로 분산 배치하여 와이어(240a) 본딩된 방향으로 발생하는 열팽창을 고르게 분산시킴으로써, 비대칭적인 열평창에 의한 리드 프레임(220, 230)과 몸체(210)의 박리 현상을 방지할 수 있고, 발광소자 패키지(200A)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 6에는 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 제1 와이어(240a)가 각각 하나씩 배치된 것으로 도시하였으나, 실시예에 따라 두 개 이상의 와이어(240a)가 배치될 수도 있다. 단, 열팽창에 의한 스트레스를 고르게 분산하는 것이 목적이므로, 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 각각 배치되는 제1 와이어(240a)의 개수는 동일할 수 있다.
제1 리드 프레임(220)은 제1 방향선(P)과 평행하게 배치된 제1 부분(220-1) 및 상기 제1 부분(220-1)에서 연장되며 상기 제1 방향선(P)과 다른 방향으로 배치된 제2 부분(220-2)을 포함할 수 있다.
마찬가지로, 제2 리드 프레임(230)은 제1 방향선(P)과 평행하게 배치된 제1 부분(230-1) 및 상기 제1 부분(230-1)에서 연장되며 상기 제1 방향선(P)과 다른 방향으로 배치된 제2 부분(230-2)을 포함할 수 있다.
제1 리드 프레임(220)의 제1 부분(220-1)과 제2 부분(220-2) 및 제2 리드 프레임(230)의 제1 부분(230-1) 및 제2 부분(230-2)의 길이는 발광소자(100)의 크기, 배치 형태, 및 제1 와이어(240a)의 분산 배치 형태를 고려하여 조절될 수 있다.
제1 리드 프레임(220) 및 제2 리드 프레임(230)은 제1 부분(220-1, 230-1)과 제2 부분(220-1, 230-2)을 형성하여 면적을 넓힘으로써, 발광소자 패키지(200B)의 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 리드 프레임(220)과 제2 리드 프레임(230)은 발광소자(100)의 둘레에 배치될 수 있다.
도 7은 제3 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면이다. 상술한 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 7을 참조하면, 제3 실시예에 따른 발광소자 패키지(200C)는 몸체(210), 상기 몸체(210)에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임(220) 및 제2 리드 프레임(230), 상기 제1,2 리드 프레임(220, 230)과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광소자(100), 및 상기 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220) 또는 상기 발광소자(100)와 제2 리드 프레임(230)을 전기적으로 연결하는 복수 개의 제1 와이어(240a)를 포함한다.
발광소자(100)는 몸체(210) 상에 배치되며, 수평형 발광소자일 수 있다.
복수 개의 제1 와이어(240a)는 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220) 사이 또는 발광소자(100)와 제2 리드 프레임(230) 사이를 전기적으로 연결하며, 몸체(210)의 중심(C)을 지나는 제1 방향선(P)을 기준으로 좌우 대칭을 이룬다.
복수 개의 제1 와이어(240a)는 몸체(210)의 중심(C)을 지나면서 상기 제1 방향선(P)과 수직인 제2 방향선(Q)을 기준으로 좌우 대칭을 이룰 수도 있다.
발광소자 패키지(200C)는 제1 방향선(P) 및 제2 방향선(Q)에 의해 구분되는 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)을 포함하며, 상기 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 제1 와이어(240a)가 각각 배치될 수 있다.
도 7에는 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 제1 와이어(240a)가 각각 하나씩 배치된 것으로 도시하였으나, 실시예에 따라 두 개 이상의 와이어(240a)가 배치될 수도 있다. 단, 열팽창에 의한 스트레스를 고르게 분산하는 것이 목적이므로, 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 각각 배치되는 제1 와이어(240a)의 개수는 동일할 수 있다.
제1 리드 프레임(220)과 제2 리드 프레임(230)은 상기 제2 방향선(Q)을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 배치될 수 있다. 또는, 도시하지는 않았으나, 제1 리드 프레임(220)과 제2 리드 프레임(230)은 상기 제1 방향선(P)을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 배치될 수도 있다.
제1 리드 프레임(220)은 제1 방향선(P)과 평행하게 배치된 제1 부분(220-1) 및 상기 제1 부분(220-1)에서 연장되며 상기 제1 방향선(P)과 다른 방향으로 배치된 제2 부분(220-2)을 포함할 수 있다.
마찬가지로, 제2 리드 프레임(230)은 제1 방향선(P)과 평행하게 배치된 제1 부분(230-1) 및 상기 제1 부분(230-1)에서 연장되며 상기 제1 방향선(P)과 다른 방향으로 배치된 제2 부분(230-2)을 포함할 수 있다.
제1 리드 프레임(220)의 제1 부분(220-1)과 제2 부분(220-2) 및 제2 리드 프레임(230)의 제1 부분(230-1) 및 제2 부분(230-2)의 길이는 발광소자(100)의 크기, 배치 형태, 및 제1 와이어(240a)의 분산 배치 형태를 고려하여 조절될 수 있다.
제1 리드 프레임(220) 및 제2 리드 프레임(230)은 제1 부분(220-1, 230-1)과 제2 부분(220-1, 230-2)을 형성하여 면적을 넓힘으로써, 발광소자 패키지(200C)의 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 리드 프레임(220)과 제2 리드 프레임(230)은 발광소자(100)의 둘레에 배치될 수 있다.
도 8은 제4 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면이다. 상술한 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 8을 참조하면, 제4 실시예에 따른 발광소자 패키지(200D)는 몸체(210), 상기 몸체(210)에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임(220) 및 제2 리드 프레임(230), 상기 제1,2 리드 프레임(220, 230)과 전기적으로 연결된 복수 개의 발광소자(100), 및 상기 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220) 또는 상기 발광소자(100)와 제2 리드 프레임(230)을 전기적으로 연결하는 복수 개의 제1 와이어(240a)를 포함한다.
발광소자(100)는 몸체(210) 상에 배치되며, 수평형 발광소자일 수 있다.
복수 개의 제1 와이어(240a)는 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220) 사이 또는 발광소자(100)와 제2 리드 프레임(230) 사이를 전기적으로 연결하며, 몸체(210)의 중심(C)을 지나는 제1 방향선(P)을 기준으로 좌우 대칭을 이룬다.
복수 개의 제1 와이어(240a)는 몸체(210)의 중심(C)을 지나면서 상기 제1 방향선(P)과 수직인 제2 방향선(Q)을 기준으로 좌우 대칭을 이룰 수도 있다.
발광소자 패키지(200C)는 제1 방향선(P) 및 제2 방향선(Q)에 의해 구분되는 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)을 포함하며, 상기 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 제1 와이어(240a)가 각각 배치될 수 있다.
도 8에는 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 제1 와이어(240a)가 각각 하나씩 배치된 것으로 도시하였으나, 실시예에 따라 두 개 이상의 와이어(240a)가 배치될 수도 있다. 단, 열팽창에 의한 스트레스를 고르게 분산하는 것이 목적이므로, 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 각각 배치되는 제1 와이어(240a)의 개수는 동일할 수 있다.
제1 리드 프레임(220)과 제2 리드 프레임(230)은 상기 제1 방향선(P)을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 리드 프레임(220)과 제2 리드 프레임(230) 각각은 상기 제2 방향선(Q)을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 배치될 수 있다.
발광소자 패키지(200D)는 인접한 발광소자(100) 사이를 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 제2 와이어(240b)를 더 포함할 수 있다. 제1 와이어(240a)는 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220) 사이 또는 발광소자(100)와 제2 리드 프레임(230) 사이를 전기적으로 연결하고, 제2 와이어(240b)는 인접한 발광소자(100) 사이를 전기적으로 연결한다.
일 예로서, 제1 발광소자(100-1)와 제4 발광소자(100-4)가 서로 직렬 연결되고, 제3 발광소자(100-3)와 제2 발광소자(100-2)가 서로 직렬 연결되며, 제1 발광소자(100-1) 및 제4 발광소자(100-4)와, 제3 발광소자(100-3) 및 제2 발광소자(100-2)는 서로 병렬로 연결되어 있다. 발광소자(100-1 내지 100-4)의 연결 형태를 도 8의 아래 부분에 회로도로 간략히 나타내었다. 복수 개의 발광소자(100)의 연결 형태는 실시예에 따라 달라질 수 있다.
인접한 발광소자(100) 사이를 연결하는 제2 와이어(240b) 역시 제1 방향선(P) 또는 제2 방향선(Q)을 기준으로 좌우 대칭을 이룰 수 있다.
복수 개의 제1 와이어(240a)와 제2 와이어(240b)를 분산 배치하여 와이어(240a, 240b) 본딩된 방향으로 발생하는 열팽창을 고르게 분산시킴으로써, 비대칭적인 열평창에 의한 리드 프레임(220, 230)과 몸체(210)의 박리 현상을 방지할 수 있고, 발광소자 패키지(200A)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제1 와이어(240a)에 의해 제1 리드 프레임(220)과 연결되는 발광소자(100)의 전극 패드(100a)는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 제1 도전형 반도체층(122)과 전기적으로 연결되고, 제1 와이어(240a)에 의해 제2 리드 프레임(220)과 연결되는 발광소자(100)의 전극 패드(100b)는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 제2 도전형 반도체층(124)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또는, 제1 와이어(240a)에 의해 제1 리드 프레임(220)과 연결되는 발광소자(100)의 전극 패드(100a)는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 제2 도전형 반도체층(124)과 전기적으로 연결되고, 제1 와이어(240a)에 의해 제2 리드 프레임(220)과 연결되는 발광소자(100)의 전극 패드(100b)는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 제1 도전형 반도체층(122)과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 직렬 연결되는 인접한 발광소자(100-1와 100-4, 100-3과 100-2)를 연결하는 제2 와이어(240b)는 서로 다른 극성의 전극 패드(100a와 100b)를 연결한다.
도 9는 제5 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면이다. 상술한 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 9를 참조하면, 제5 실시예에 따른 발광소자 패키지(200E)는 몸체(210), 상기 몸체(210)에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임(220) 및 제2 리드 프레임(230), 상기 제1,2 리드 프레임(220, 230)과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광소자(100), 및 상기 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220)을 전기적으로 연결하는 복수 개의 제1 와이어(240a)를 포함한다.
발광소자(100)는 제2 리드 프레임(230) 상에 배치되어 제2 리드 프레임(230)과 직접 통전할 수 있으며, 수직형 발광소자일 수 있다.
복수 개의 제1 와이어(240a)는 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220) 사이를 전기적으로 연결하며, 몸체(210)의 중심(C)을 지나는 제1 방향선(P)을 기준으로 좌우 대칭을 이룬다. 복수 개의 제1 와이어(240a)는 몸체(210)의 중심(C)을 지나면서 상기 제1 방향선(P)과 수직인 제2 방향선(Q)을 기준으로 좌우 대칭을 이룰 수도 있다.
발광소자 패키지(200E)는 제1 방향선(P) 및 제2 방향선(Q)에 의해 구분되는 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)을 포함하며, 상기 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 제1 와이어(240a)가 각각 배치될 수 있다.
도 9에는 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 제1 와이어(240a)가 각각 하나씩 배치된 것으로 도시하였으나, 실시예에 따라 두 개 이상의 와이어(240a)가 배치될 수도 있다. 단, 열팽창에 의한 스트레스를 고르게 분산하는 것이 목적이므로, 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 각각 배치되는 제1 와이어(240a)의 개수는 동일할 수 있다.
제1 리드 프레임(220)은 발광소자(100)의 둘레에 배치될 수 있다.
제1 리드 프레임(220)은 상기 제2 방향선(Q)을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 배치될 수 있다. 또는, 도시하지는 않았으나, 제1 리드 프레임(220)은 상기 제1 방향선(P)을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 배치될 수도 있다.
제1 리드 프레임(220)은 제1 방향선(P)과 평행하게 배치된 제1 부분(220-1) 및 상기 제1 부분(220-1)에서 연장되며 상기 제1 방향선(P)과 다른 방향으로 배치된 제2 부분(220-2)을 포함할 수 있다.
제1 리드 프레임(220)의 제1 부분(220-1)과 제2 부분(220-2)의 길이는 발광소자(100)의 크기, 배치 형태, 및 제1 와이어(240a)의 분산 배치 형태를 고려하여 조절될 수 있다.
제1 리드 프레임(220)의 제1 부분(220-1)과 제2 부분(220-1)을 형성하여 면적을 넓힘으로써, 발광소자 패키지(200C)의 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 와이어(240a)에 의해 제1 리드 프레임(220)과 연결되는 발광소자(100)의 전극 패드(100a)는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 제1 도전형 반도체층(122)과 전기적으로 연결되고, 발광소자(100)의 제2 도전형 반도체층(126)은 와이어 없이 제2 리드 프레임(230)과 통전될 수 있다. 또는, 제1 와이어(240a)에 의해 제1 리드 프레임(220)과 연결되는 발광소자(100)의 전극 패드(100a)는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 제2 도전형 반도체층(124)과 전기적으로 연결되고, 발광소자(100)의 제1 도전형 반도체층(122)은 와이어 없이 제2 리드 프레임(230)과 통전될 수 있다.
도 10은 제6 실시예에 따른 발광소자 패키지의 평면도를 간략히 나타낸 도면이다. 상술한 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 10을 참조하면, 제6 실시예에 따른 발광소자 패키지(200F)는 몸체(210), 상기 몸체(210)에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임(220) 및 제2 리드 프레임(230), 상기 제1,2 리드 프레임(220, 230)과 전기적으로 연결된 복수 개의 발광소자(100), 및 상기 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220)을 전기적으로 연결하는 복수 개의 제1 와이어(240a)를 포함한다.
발광소자(100)는 제2 리드 프레임(230) 상에 배치되어 제2 리드 프레임(230)과 직접 통전할 수 있으며, 수직형 발광소자일 수 있다.
복수 개의 제1 와이어(240a)는 발광소자(100)와 제1 리드 프레임(220) 사이를 전기적으로 연결하며, 몸체(210)의 중심(C)을 지나는 제1 방향선(P)을 기준으로 좌우 대칭을 이룬다. 복수 개의 제1 와이어(240a)는 몸체(210)의 중심(C)을 지나면서 상기 제1 방향선(P)과 수직인 제2 방향선(Q)을 기준으로 좌우 대칭을 이룰 수도 있다.
발광소자 패키지(200E)는 제1 방향선(P) 및 제2 방향선(Q)에 의해 구분되는 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)을 포함하며, 상기 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 제1 와이어(240a)가 각각 배치될 수 있다.
도 10에는 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 제1 와이어(240a)가 각각 하나씩 배치된 것으로 도시하였으나, 실시예에 따라 두 개 이상의 와이어(240a)가 배치될 수도 있다. 단, 열팽창에 의한 스트레스를 고르게 분산하는 것이 목적이므로, 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 각각 배치되는 제1 와이어(240a)의 개수는 동일할 수 있다.
제1 리드 프레임(220)은 발광소자(100)의 둘레에 배치될 수 있다.
제1 리드 프레임(220)은 상기 제1 방향선(P)을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 배치될 수 있다. 제1 리드 프레임(220)은 상기 제2 방향선(Q)을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 배치될 수도 있다.
제1 리드 프레임(220)은 복수 개의 발광소자(100) 각각에 대응하여 복수 개가 이격되어 배치될 수 있다. 복수 개의 제1 와이어(240a)가 서로 대칭을 이루거나 여러 방향으로 분산 배치되어야 하므로, 복수 개의 제1 와이어(240a)와 연결되는 복수 개의 제1 리드 프레임(220) 역시 상기 제1 방향선(P) 또는 상기 제2 방향선(Q)을 기준으로 좌우 대칭을 이루거나, 상기 네 개의 영역(210-1, 210-2, 210-3, 210-4)에 각각 배치될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 이들 복수 개의 제1 리드 프레임(220)은 발광소자 패키지(200F)의 바닥면에서 하나로 합쳐지거나 다른 연결 부재에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 와이어(240a)에 의해 제1 리드 프레임(220)과 연결되는 발광소자(100)의 전극 패드(100a)는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 제1 도전형 반도체층(122)과 전기적으로 연결되고, 발광소자(100)의 제2 도전형 반도체층(126)은 와이어 없이 제2 리드 프레임(230)과 통전될 수 있다. 또는, 제1 와이어(240a)에 의해 제1 리드 프레임(220)과 연결되는 발광소자(100)의 전극 패드(100a)는 도 3 및 도 4와 관련하여 상술한 제2 도전형 반도체층(124)과 전기적으로 연결되고, 발광소자(100)의 제1 도전형 반도체층(122)은 와이어 없이 제2 리드 프레임(230)과 통전될 수 있다.
이하에서는 상술한 발광소자 패키지(200)가 배치된 조명 시스템의 일 실시예로서, 헤드 램프와 백라이트 유닛을 설명한다.
도 11은 실시예들에 따른 발광소자 패키지가 배치된 헤드 램프의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 실시예들에 따른 발광소자 패키지가 배치된 발광 모듈(710)에서 방출된 빛이 리플렉터(720)와 쉐이드(730)에서 반사된 후 렌즈(740)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다.
상기 발광 모듈(710)은 회로 기판 상에 발광소자 패키지가 복수 개로 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.
도 12는 실시예들에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 실시예에 따른 표시장치(800)는 발광 모듈(830, 835)과, 바텀 커버(810) 상의 반사판(820)과, 상기 반사판(820)의 전방에 배치되며 상기 발광 모듈에서 방출되는 빛을 표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(840)과, 상기 도광판(840)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(850)와 제2 프리즘시트(860)와, 상기 제2 프리즘시트(860)의 전방에 배치되는 패널(870)과 상기 패널(870)의 전반에 배치되는 컬러필터(880)를 포함하여 이루어진다.
발광 모듈은 회로 기판(830) 상의 상술한 발광소자 패키지(835)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(835)는 상술한 실시예들과 같다.
상기 바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 상기 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 상기 도광판(840)의 후면이나, 상기 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
도광판(840)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(830)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 도광판이 생략되어 반사시트(820) 위의 공간에서 빛이 전달되는 에어 가이드 방식도 가능하다.
상기 제1 프리즘 시트(850)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(860)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(870)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.
본 실시예에서 상기 제1 프리즘시트(850)과 제2 프리즘시트(860)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
상기 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.
상기 패널(870)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.
상기 패널(870)의 전면에는 컬러 필터(880)가 구비되어 상기 패널(870)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
이상과 같이 실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 발광소자 200: 발광소자 패키지
210: 몸체 220: 제1 리드 프레임
230: 제2 리드 프레임 240a: 제1 와이어
240b: 제2 와이어 710: 발광 모듈
720: 리플렉터 730: 쉐이드
800: 표시장치 810: 바텀 커버
820: 반사판 840: 도광판
850: 제1 프리즘시트 860: 제2 프리즘시트
870: 패널 880: 컬러필터

Claims (11)

  1. 몸체;
    상기 몸체에 배치되며 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임;
    상기 제1,2 리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광소자; 및
    상기 발광소자와 상기 제1 리드 프레임 또는 상기 발광소자와 상기 제2 리드 프레임을 전기적으로 연결하는 적어도 네 개의 와이어;를 포함하며,
    상기 몸체의 중심을 지나는 제1 방향선 및 상기 몸체의 중심을 지나면서 상기 제1 방향선과 수직인 제2 방향선에 의해 구분되는 네 개의 영역에 상기 와이어가 각각 배치되고,
    상기 와이어는 상기 제1 방향선을 기준으로 좌우 대칭을 이루며, 상기 제2 방향선을 기준으로 좌우 대칭을 이루고,
    상기 발광 소자는 복수의 제1 전극 패드 및 복수의 제2 전극패드를 포함하고,
    상기 복수의 제1 전극 패드는
    상기 네 개의 영역 중 제1 영역 및 제2 영역에 각각 배치되며, 상기 제1 방향선을 기준으로 좌우 대칭을 이루고, 상기 와이어에 의해 상기 제1 리드 프레임과 각각 연결되고,
    상기 복수의 제2 전극 패드는
    상기 네 개의 영역 중 제3영역 및 제4 영역에 각각 배치되며, 상기 제1 방향선을 기준으로 좌우 대칭을 이루고, 상기 와이어에 의해 상기 제2 리드 프레임과 각각 연결되고,
    상기 복수의 제1 전극 패드와 상기 복수의 제2 전극 패드는 상기 제2 방향선을 기준으로 좌우 대칭을 이루도록 배치되고,
    상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임은 상기 발광소자의 둘레에 배치되고,
    상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임 각각은 상기 제1 방향선과 평행하게 배치된 제1 부분 및 상기 제1 부분에서 연장되며 상기 제1 방향선과 다른 방향으로 배치된 제2 부분을 포함하고,
    상기 제1 리드 프레임 및 상기 제2 리드 프레임 각각은 상기 제1 방향선을 기준으로 좌우 대칭을 이루고,
    상기 제1 리드 프레임과 상기 제2 리드 프레임은 상기 제2 방향선을 기준으로 좌우 대칭을 이루는
    발광소자 패키지.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발광소자는 상기 몸체 상에 위치하는 발광소자 패키지.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체는 캐비티를 포함하고, 상기 캐비티 내에 상기 적어도 하나의 발광소자가 배치되는 발광소자 패키지.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발광소자는 수평형 발광소자 또는 수직형 발광소자인 발광소자 패키지.
  11. 삭제
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