KR102053287B1 - 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템 - Google Patents

발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템 Download PDF

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Abstract

실시 예는 발광소자에 관한 것이다.
실시 예에 따른 발광소자는, 상면으로부터 오목하게 리세스된 캐비티를 갖는 몸체; 상기 캐비티의 바닥에 배치된 제1리드 프레임; 상기 제1리드 프레임 상에 배치된 발광 칩; 및 상기 캐비티에 몰딩 부재를 포함하며, 상기 제1리드 프레임은 상기 캐비티의 바닥에 대해 둔각으로 경사지고 상기 몸체 내로 연장된 제1프레임과, 상기 캐비티의 바닥에 대해 둔각으로 경사지고 상기 몸체 내로 연장된 제2프레임을 포함하며, 상기 몸체는 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임 상에 배치되며 상기 발광 칩의 둘레에 경사진 제1반사부를 포함하며, 상기 제1리드 프레임은 상기 제1프레임의 상면보다 낮은 깊이로 리세스되고 상기 제1반사부의 일부가 결합된 제1결합부 및 상기 제2프레임의 상면보다 낮은 깊이로 리세스되고 상기 제1반사부의 일부가 결합된 제2결합부를 포함한다.

Description

발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHTING SYSTEM}
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
실시 예는 캐비티의 둘레에 리드 프레임의 일부를 절곡시켜 배치하고, 상기 절곡된 프레임 상에 몸체 재질의 반사부를 배치한 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 캐비티의 둘레에서 몸체 재질의 일부가 상기 리드 프레임의 절곡된 프레임에 형성된 리세스 구조 또는 구멍 내에 결합될 수 있도록 한 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자는, 상면으로부터 오목하게 리세스된 캐비티를 갖는 몸체; 상기 캐비티의 바닥에 배치된 제1리드 프레임; 상기 제1리드 프레임 상에 배치된 발광 칩; 및 상기 캐비티에 몰딩 부재를 포함하며, 상기 제1리드 프레임은 상기 캐비티의 바닥에 대해 둔각으로 경사지고 상기 몸체 내로 연장된 제1프레임과, 상기 캐비티의 바닥에 대해 둔각으로 경사지고 상기 몸체 내로 연장된 제2프레임을 포함하며, 상기 몸체는 상기 제1프레임 및 상기 제2프레임 상에 배치되며 상기 발광 칩의 둘레에 경사진 제1반사부를 포함하며, 상기 제1리드 프레임은 상기 제1프레임의 상면보다 낮은 깊이로 리세스되고 상기 제1반사부의 일부가 결합된 제1결합부 및 상기 제2프레임의 상면보다 낮은 깊이로 리세스되고 상기 제1반사부의 일부가 결합된 제2결합부를 포함한다.
실시 예는 발광 칩이 탑재된 리드 프레임의 면적을 증가시켜 주어, 방열 효율이 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 칩의 둘레에 몸체 재질의 반사부를 배치함으로써, 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 캐비티의 둘레에서의 몸체와 리드 프레임의 절곡된 프레임과의 결합을 강화시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광소자 및 이를 구비한 조명 시스템의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 측 단면도이다.
도 3은 도 2의 발광 소자의 부분 확대도이다.
도 4는 도 2의 발광 소자의 부분 확대도이다.
도 5는 도 4의 리드 프레임의 결합부의 변형 예이다.
도 6은 도 1의 발광 소자의 제1리드 프레임의 결합부를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 11은 도 1의 발광 소자의 리드 프레임의 결합부의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 12 내지 도 14는 도 1의 발광 소자의 리드 프레임의 결합부의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 실시 예에 따른 발광 칩을 나타낸 도면이다.
도 16는 실시 예에 따른 발광 칩의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 17은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 사시도를 나타낸다.
도 18은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 19는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 조명 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층 또는 각 구조물의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서 각층 또는 각 구조물의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자에 대해 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자의 평면도를 나타내며, 도 2는 도 1의 발광 소자의 측 단면도이고, 도 3은 도 2의 발광 소자의 부분 확대도이며, 도 4는 도 2의 발광 소자의 부분 확대도이고, 도 5는 도 4의 리드 프레임의 결합부의 변형 예이며, 도 6은 도 1의 발광 소자의 제1리드 프레임의 결합부를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 발광소자는 캐비티(13)를 갖는 몸체(11)와, 상기 캐비티(13) 내에 배치된 복수의 리드 프레임(21,31)과, 상기 복수의 리드 프레임(21,31) 중 적어도 하나의 위에 배치된 복수의 발광 칩(71,72)과, 상기 캐비티(13) 내에 배치된 몰딩 부재(45)를 포함한다.
상기 몸체(11)는 상기 발광 칩(71,72)에 의해 방출된 파장에 대해, 반사율이 투과율보다 더 높은 물질 예컨대, 70% 이상의 반사율을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(11)는 반사율이 70% 이상인 경우, 비 투광성의 재질로 정의될 수 있다. 상기 몸체(11)는 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(11)는 실리콘, 또는 에폭시 수지, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 상기의 실리콘은 백색 계열의 수지를 포함한다. 또한 상기 몸체(11) 내에는 산무수물, 산화 방지제, 이형재, 광 반사재, 무기 충전재, 경화 촉매, 광 안정제, 윤활제, 이산화티탄 중에서 선택적으로 첨가될 수 있다. 함유하고 있다. 상기 몸체(11)는 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종에 의해 성형될 수 있다. 예를 들면, 트리글리시딜이소시아누레이트, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜에테르 등으로 이루어지는 에폭시 수지와, 헥사히드로 무수 프탈산, 3-메틸헥사히드로 무수 프탈산4-메틸헥사히드로 무수프탈산 등으로 이루어지는 산무수물을, 에폭시 수지에 경화 촉진제로서 DBU(1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undecene-7), 조촉매로서 에틸렌 그리콜, 산화티탄 안료, 글래스 섬유를 첨가하고, 가열에 의해 부분적으로 경화 반응시켜 B 스테이지화한 고형상 에폭시 수지 조성물을 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한 상기 몸체(11)는 차광성 물질 또는 확산제이 첨가될 수 있으며, 이러한 물질은 광 투과율을 저감시켜 줄 수 있다. 또한 상기 몸체(11)는 소정의 기능을 갖게 하기 위해서, 열 경화성 수지에 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질, 차광성 물질, 광 안정제, 윤활제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 적절히 혼합하여도 된다.
상기 몸체(11)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 수지 재질에 금속 산화물이 첨가될 수 있으며, 상기 금속 산화물은 TiO2, SiO2, Al2O3중 적어도 하나를 포함하며, 상기 몸체(11) 내에 5wt% 이상의 비율로 첨가될 수 있다.
상기 몸체(11)의 소정 영역에는 캐쏘드 마크(cathode mark)가 형성될 수 있다. 상기 캐쏘드 마크는 복수의 리드 프레임(21,31)의 극성 정보를 표시해 준다.
몸체(11)는 외측 면으로서, 서로 반대측에 배치된 제1측면(1) 및 제2측면(2)과, 상기 제1 및 제2측면(1,2)에 인접하며 서로 반대측에 배치된 제3 및 제4측면(3,4)을 포함한다. 상기 제1 내지 제4측면(1,2,3,4) 중 적어도 하나는 몸체(11)의 하면(6)에 대해 수직하거나 경사지게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2측면(1,2)의 길이는 몸체(11)의 길이이며 상기 제3 및 제4측면(3,4)의 너비는 상기 몸체(11)의 너비가 될 수 있다. 상기 제1 및 제2측면(1,2)의 길이는 상기 제3 및 제4측면(3,4)의 너비보다 길고, 예컨대 상기 제3 및 제4측면(3,4)의 너비에 대해 1.5배 이상 길게, 예컨대 3~4배 길게 형성될 수 있다.
상기 몸체(11) 내에는 캐비티(13)가 형성되며, 상기 캐비티(13)는 상부가 개방되며 몸체(11)의 상면(5)으로부터 오목하게 리세스된 형상을 포함한다. 상기 캐비티(13)는 소자 탑측에서 볼 때, 원 형상, 타원 형상, 다각형 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 캐비티(13)의 내에는 복수의 리드 프레임(21,31)이 배치되며, 상기 복수의 리드 프레임(21,31)은 전기적으로 이격되게 배치된다.
상기 몸체(11)의 상부에서 보면, 상기 제1리드 프레임(21)이 노출된 캐비티(13)의 영역과, 상기 제1리드 프레임(21)의 제1본딩부(22)가 노출된 제1오픈 영역(15), 상기 제2리드 프레임(31)의 제2본딩부(33)가 노출된 제2오픈 영역(16), 상기 제2리드 프레임(31)이 노출된 제3오픈 영역(17)을 포함한다.
상기 복수의 리드 프레임(21,31)은 제1 및 제2리드 프레임(21,31)을 포함하며, 상기 제1리드 프레임(21)은 상기 캐비티(13)의 바닥에 배치되며, 상기 제2리드 프레임(31)은 상기 몸체(11)의 제3측면(3)에 인접하게 배치된다.
상기 제1리드 프레임(21)은 상기 캐비티(13)의 바닥에 둔각으로 경사지며 상기 몸체(11)의 내부로 연장된 제1프레임(25)과, 상기 캐비티(13)의 바닥에 대해 둔각으로 경사지며 상기 몸체(11) 내로 연장된 제2프레임(26)과, 상기 제1프레임(25)으로부터 연장된 제1본딩부(22)와, 상기 제2리드 프레임(31)에 인접한 영역으로 연장되고 상기 제3오픈 영역(17)에 노출된 제2본딩부(23)를 포함한다. 상기 제1본딩부(22)의 상부 및 하부에는 몸체(11)가 배치되어 지지하게 되며, 예컨대 상기 제1본딩부(22)의 하면은 상기 몸체(11)의 하면(6)으로부터 소정 간격(T4) 예컨대, 150㎛~200㎛ 범위로 이격될 수 있다.
상기 제1 및 제2 리드 프레임(21,31)은 소정 두께를 갖는 금속 프레임으로 형성될 수 있으며, 상기 금속 프레임은 제1금속층과 상기 제1금속층의 표면에 제2금속층이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)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 하나 또는 2물질의 합금을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 리드 프레임(21,31)은 어느 한 층이 합금인 경우, 구리(Cu)와 적어도 한 종류의 금속 합금으로서, 예컨대 구리-아연 합금, 구리-철 합금, 구리- 크롬 합금, 구리-은-철과 같은 합금을 포함한다. 또한, 상기 제1 및 2리드 프레임(21,31)은 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 그 두께(T2)는 0.15mm~1.5mm일 수 있으며, 예컨대 0.5mm~1mm를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(21)의 제1 및 제2프레임(25,26)의 두께는 제1본딩부(22)의 두께보다 얇게 예컨대, 0.8mm±0.1mm 범위로 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4와 같이, 상기 제1리드 프레임(21)의 제1 및 제2프레임(25,26)은 서로 대응되며, 상기 캐비티(13)의 양측 또는 전 둘레에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2프레임(25,26)의 경사진 각도(θ1)는 몸체(11)의 하면의 수평한 연장 선상에 대해 예각의 각도로 배치될 수 있다. 상기 제1프레임(25)는 상기 제1본딩부(22)와 연결되며, 상기 제2프레임(26)은 상기 제2리드 프레임(31)의 방향으로 연장된다.
상기 캐비티(13) 내에는 하나 또는 복수의 발광 칩이 배치될 수 있으며, 예컨대 복수의 발광 칩(71,72)인 경우, 상기 제1발광 칩(71)은 제2리드 프레임(31)의 제2본딩부(23) 및 제2발광 칩(72)과 와이어(35,37)로 연결되며, 상기 제2발광 칩(72)은 상기 제1리드 프레임(21)의 제1본딩부(22)에 와이어(36)로 연결된다.
상기 제2리드 프레임(31)은 상기 몸체(11)의 제3측면(3)에 인접한 상기 캐비티(13)의 제3오픈 영역(17) 내에 배치된다. 상기 제2리드 프레임(31)은 상기 캐비티(13)의 센터 방향으로 연장되며 제2오픈 영역(16)에 배치된 제3본딩부(33)를 포함한다. 상기 제2리드 프레임(31)은 리세스(31A)를 포함하며, 상기 리세스(31A) 내에 보호 소자(41)가 배치될 수 있다. 상기 보호 소자(41) 및 리세스(31A)는 형성하지 않을 수 있다. 상기 보호 소자(41)는 제1리드 프레임(21)의 제3본딩부(23)에 와이어(43)로 연결되며, 상기 제2리드 프레임(31)과 전기적으로 연결된다.
상기 캐비티(13)의 둘레는 제3각도(θ3)로 경사진 제1반사부(61)와, 상기 제1반사부(61)로부터 상기 제3각도(θ3)와 다른 제4각도(θ4)로 연장된 제2반사부(63)를 포함한다. 상기 제1반사부(61)는 상기 발광 칩(71,72)의 둘레에 대응되며 입사되는 광을 반사시켜 주며, 상기 제2반사부(63)는 상기 몰딩 부재(45)로부터 재 반사된 광을 반사시켜 줄 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 상기 제1반사부(61)의 제3각도(θ3)는 상기 몸체(11)의 하면에 수평한 선분 또는 상기 캐비티(13)의 바닥에 수평한 선분에 대해 91도 내지 120도 범위로 배치되며, 상기 제4각도(θ4)는 상기 몸체(11)의 하면에 수평한 선분 또는 상기 캐비티(13)의 바닥에 수평한 선분에 대해 110도 내지 140도 범위로 형성될 수 있다. 상기 제3각도(θ3)는 제4각도(θ4)보다 더 작은 각도로 형성될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(21)의 제1프레임(25)은 제1결합부(51)를 구비하고, 상기 제2프레임(26)은 제2결합부(52)를 포함하며, 상기 제1 및 제2결합부(51,52)는 상기 제1프레임(25) 및 제2프레임(26)의 표면보다 낮은 깊이를 갖고 리세스된 구조로서, 예컨대 구멍 또는 홈을 포함할 수 있다. 상기 구멍인 경우 그 직경(D1) 또는 너비는 50㎛~150㎛ 범위로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 구멍의 관통 방향은 상기 몸체(11)의 하면(6)의 수평 방향에 대해 90도 내지 100도의 범위의 각도(θ5)로 형성될 수 있다. 또한 상기 구멍의 에지 부분은 곡면이거나 각진 면일 수 있다.
상기 제1반사부(61)의 일부(61A,61B)는 상기 제1 및 제2프레임(25,26)의 제1 및 제2결합부(51,52) 내에 결합된다. 이에 따라 상기 캐비티(13)의 둘레에 몸체 재질의 제1반사부(61)를 배치함으로써, 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 또한 제1반사부(61)의 일부를 제1 및 제2프레임(25,26)의 결합부(51,52)에 결합시켜 줌으로써, 상기 제1반사부(61)가 들뜨는 것을 방지할 수 있고, 습기 침투를 억제할 수 있다.
또한 상기 제1반사부(61)는 상기 제1 및 제2프레임(25,26)의 상면으로부터의 두께(T5)를 상기 결합부(51,52)에 결합된 구조가 없을 때에 비해 얇게 형성될 수 있으며, 예컨대 50㎛~150㎛의 두께로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1반사부(61)의 두께(T5)가 얇기 때문에 캐비티(13)의 공간을 확보할 수 있다.
또한 상기 제1반사부(61)의 아래에 상기 제1리드 프레임(21)의 상면으로 연장된 제3반사부(65)를 포함하며, 상기 제3반사부(65)는 상기 제1리드 프레임(21)의 수평한 상면에 대해 89도 내지 90도의 범위로 형성될 수 있다.
상기 제3반사부(65)는 상기 발광 칩(71,72)의 외측면으로부터 이격되어, 입사된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 또한 상기 제3반사부(65)의 높이(T3)는 상기 발광 칩(71,72)의 두께(T1)보다 낮은 높이로 형성될 수 있어, 발광 칩(71,72)으로부터 방출된 광의 손실을 제거할 수 있고, 상기 제3반사부(65)가 일정 두께를 갖기 때문에 제1리드 프레임(21)으로부터 들뜨는 것을 방지할 수 있다.
상기 발광 칩(71,72)은 자외선, 적색, 녹색, 청색, 백색 중 적어도 하나의 빛을 방출할 수 있으며, 예컨대 가시광선 대역 또는 자외선(Ultra Violet) 대역을 발광하는 다이오드로 구현될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 칩(71,72)은 150㎛±50㎛ 범위의 두께(T1)로 형성될 수 있다.
상기 캐비티(13)의 바닥에 제1리드 프레임(21)을 노출시키고, 제1 및 제2발광 칩(71,72)의 둘레에 몸체 재질의 제1반사부(61)에 의해 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 또한 제1반사부(61)을 제1리드 프레임(21)의 제1 및 제2프레임(25,26)의 제1 및 제2결합부(51,52)에 결합시켜 줌으로써, 상기 제1반사부(61)를 지지할 수 있다.
상기 캐비티(13)에는 몰딩 부재(45)가 형성되며, 상기 몰딩 부재(45)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 투광성의 수지 재질을 포함할 수 있다. 또한 상기 몰딩 부재(45)에는 형광체 또는 확산제가 선택적으로 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몰딩 부재(45) 위에는 광학렌즈가 형성될 수 있으며, 상기 광학렌즈는 오목한 렌즈 형상, 볼록한 렌즈 형상, 일정 부분이 오목하고 다른 부분이 볼록한 형상의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 예를 들면, YAG 계열, 실리케이트(Silicate) 계열, 또는 TAG 계열의 형광 물질을 포함할 수 있다.
도 5는 도 4의 제1결합부를 변형 한 예를 나타낸 도면이며, 다른 구성들은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
상기 제1리드 프레임(21)의 제1프레임(25) 내에 배치된 제1결합부(51)은 구멍으로 형성되며, 상기 구멍의 관통 방향은 상기 몸체(11)의 하면(6)의 수평 방향에 대해 120도 내지 180도 범위의 각도(θ6)로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 구멍의 관통 방향은 상기 제1프레임(25)의 상면 또는 하면에 대해 수직한 직교하는 방향으로 형성될 수 있다. 또한 상기 구멍의 에지 부분은 곡면이거나 각진 면일 수 있다.
도 6 내지 도 11은 도 1의 제1리드 프레임의 제1프레임의 제1결합부의 예를 나타낸 도면이며, 제2결합부에 대해서는 제1결합부의 구조를 참조하기로 한다.
도 6을 참조하면, 제1리드 프레임(21)의 제1프레임(25)의 제1결합부(51)는 복수의 구멍으로 형성되며, 상기 복수의 구멍은 서로 이격될 수 있다. 상기 복수의 구멍은 캐비티의 바닥과 상기 제1본딩부(22)에 인접할수록 더 많은 개수로 배치되도록 하여, 몸체의 반사부와의 결합력을 강화시켜 줄 수 있다. 상기 구멍은 원형, 다각형, 또는 타원형 형상으로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1리드 프레임(21)의 제1프레임(25)의 제1결합부(51-1)는 홈 또는 트렌치 구조(이하 홈으로 약칭함)이며, 상기 홈은 상기 제1프레임(25)의 너비(B1)와 동일하거나 짧은 길이로 형성될 수 있다. 또한 상기 홈의 깊이는 상기 제1프레임(25)의 두께의 1/2 이상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한 상기 홈은 복수 개일 수 있으며, 상기 복수개의 홈은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 또한 상기 복수개의 홈의 너비는 동일한 너비일 수 있고, 다른 예로서 상기 캐비티의 바닥에 인접한 홈의 너비가 더 넓을 수 있다. 이러한 홈의 구조에 의해 몸체의 반사부와의 결합력은 강화될 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1리드 프레임(21)의 제1프레임(25)의 제1결합부(51-2)는 구멍이 배치되며, 상기 구멍은 상기 제1프레임(25)의 너비(B1)의 1/2 이상의 너비로 형성될 수 있다. 상기 구멍은 복수개가 서로 평행하거나 사선 형태로 배열될 수 있다. 상기와 같이 긴 길이를 갖는 구멍에 의해 몸체의 반사부와의 결합력은 강화될 수 있다. 또한 상기 복수의 구멍 중 상기 캐비티의 바닥에 인접한 구멍의 너비가 더 넓을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 9를 참조하면, 제1리드 프레임(21)의 제1프레임(25)의 제1결합부(51-3)는 제1프레임(25)의 길이(B3)보다는 짧은 길이(B4)를 갖고, 상기 제1프레임(25)의 길이 방향으로 형성될 수 있다. 상기 제1결합부(51-3)은 구멍으로 형성되며, 상기 구멍은 복수개가 서로 평행하거나 사선 형태로 배치될 수 있다. 상기 구멍의 너비는 하부가 넓고 상부가 좁은 구조로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기의 실시 예의 구멍 내에는 단차진 구조를 포함할 수 있으며, 이러한 단차진 구조는 몸체와의 접촉 면적을 증가시켜 줄 수 있다.
도 10을 참조하면, 제1리드 프레임(21)의 제1프레임(25)의 제1결합부(51-4)는 상기 제1프레임(25)의 전 상면에 대해 요철 구조로 형성될 수 있으며, 상기 요철 구조는 일정한 피치의 요철이 배열된 구조로서, 너어링(knurling) 또는 하프 너어링 구조를 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, 제1리드 프레임(21)의 제1프레임(25)의 제1결합부(51-5)는 오픈된 구멍을 포함하며, 상기 구멍의 오픈 방향은 상기 제1프레임(25)의 외측 방향이 될 수 있다. 상기 구멍의 깊이는 제1프레임(25)의 외측부터 소정 깊이로 형성될 수 있으며, 예컨대 상기 제1프레임(25)의 너비보다 짧게 형성될 수 있다. 상기 오픈된 구멍은 복수개가 서로 대응되거나 어긋나게 배열될 수 있다. 이러한 제1결합부(51-5)는 몸체의 반사부와의 결합력을 강화시켜 줄 수 있다.
도 12 내지 도 14는 제1리드 프레임(21)의 제1프레임(25)에서 제1결합부들의 단면 형상들을 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 제1리드 프레임(21)의 제1프레임(25)는 리세스된 홈(51-6 및 구멍(51A)을 갖는 제1결합부를 포함한다. 상기 홈(51-6)은 복수개가 배치되며, 복수개의 홈(51-6) 사이에 구멍(51A)이 형성될 수 있다. 이러한 제1프레임(25)은 상면으로부터 오목하게 리세스된 홈(51-6)과 구멍(51A)에 의해 몸체의 반사부와의 결합력이 강화될 수 있다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 제1리드 프레임(21)의 제1프레임(25)에서 제1결합부들(51-8,51-9)는 상기 제1프레임(25)의 상면에 대해 요철 구조 또는 너어링 구조로 형성될 수 있으며, 각 요철 구조의 요 또는 철의 단면은 삼각형과 같은 다각형 형상이거나 반구형 형상을 갖는 곡면일 수 있다. 이러한 요철 면들은 몸체의 반사부와의 접촉 면적을 증대시켜 줄 수 있다.
도 15는 실시 예에 따른 발광 칩의 일 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 15를 참조하면, 발광 칩은 기판(311), 버퍼층(312), 발광 구조물(310), 제1전극(316) 및 제2전극(317)을 포함한다. 상기 기판(311)은 투광성 또는 비 투광성 재질의 기판을 포함하며, 또한 전도성 또는 절연성 기판을 포함한다.
상기 버퍼층(312)은 기판(311)과 상기 발광 구조물(310)의 물질과의 격자 상수 차이를 줄여주게 되며, 질화물 반도체로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(312)과 상기 발광 구조물(310)사이에는 도펀트가 도핑되지 않는 질화물 반도체층을 더 형성하여 결정 품질을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 발광 구조물(310)은 제1도전형 반도체층(313), 활성층(314) 및 제2도전형 반도체층(315)를 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(313)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 화합물 반도체로 구현되며, 상기 제1도전형 반도체층(313)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제1도전형 반도체층(313)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(313)은 n형 반도체층이며, 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(313)과 상기 활성층(314) 사이에는 제1클래드층이 형성될 수 있다. 상기 제1클래드층은 GaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 그 밴드 갭은 상기 활성층(314)의 밴드 갭 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 제1클래드층은 제1도전형으로 형성되며, 캐리어를 구속시켜 주는 역할을 한다.
상기 활성층(314)은 상기 제1도전형 반도체층(313) 위에 배치되며, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함한다. 상기 활성층(314)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(314) 위에는 제2도전형 반도체층(315)이 형성된다. 상기 제2도전형 반도체층(315)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(315)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(315)이 p형 반도체층이고, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(315)은 초격자 구조를 포함할 수 있으며, 상기 초격자 구조는 InGaN/GaN 초격자 구조 또는 AlGaN/GaN 초격자 구조를 포함할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(315)의 초격자 구조는 비 정상적으로 전압에 포함된 전류를 확산시켜 주어, 활성층(314)을 보호할 수 있다.
또한 상기 발광 구조물(310)의 도전형을 반대로 배치할 수 있으며, 예컨대 제1도전형 반도체층(313)은 P형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(315)은 n형 반도체층으로 배치할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(315) 위에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제1도전형의 반도체층이 더 배치될 수도 있다.
상기 발광 구조물(310)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(310)의 최 상층은 제2도전형 반도체층(315)으로 설명하기로 한다.
상기 제1도전형 반도체층(313) 상에는 제1전극(316)이 배치되고, 상기 제2도전형 반도체층(315) 상에는 전류 확산층을 갖는 제2전극(317)을 포함한다.
도 16은 실시 예에 따른 발광 칩의 다른 예를 나타낸 도면이다. 실시 예를 설명함에 있어서, 도 15와 동일한 부분은 생략하며 간략하게 설명하기로 한다.
도 16을 참조하면, 실시 예에 따른 발광 칩은 발광 구조물(310) 아래에 접촉층(321)이 형성되며, 상기 접촉층(321) 아래에 반사층(324)이 형성되며, 상기 반사층(324) 아래에 지지부재(325)가 형성되며, 상기 반사층(324)과 상기 발광 구조물(310)의 둘레에 보호층(323)이 형성될 수 있다.
이러한 발광 칩은 제2도전형 반도체층(315) 아래에 접촉층(321) 및 보호층(323), 반사층(324) 및 지지부재(325)를 형성한 다음, 성장 기판을 제거하여 형성될 수 있다.
상기 접촉층(321)은 발광 구조물(310)의 하층 예컨대 제2도전형 반도체층(315)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(321) 내부는 전극(316)과 대응되도록 전류를 블록킹하는 층이 더 형성될 수 있다.
상기 보호층(323)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(323)은 스퍼터링 방법 또는 증착 방법 등을 이용하여 형성할 수 있으며, 반사층(324)과 같은 금속이 발광 구조물(310)의 층들을 쇼트시키는 것을 방지할 수 있다.
상기 반사층(324)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(324)은 상기 발광 구조물(310)의 폭보다 크게 형성될 수 있으며, 이는 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기의 반사층(324)과 상기 지지부재(325) 사이에 접합을 위한 금속층과, 열 확산을 위한 금속층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지부재(325)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(325)와 상기 반사층(324) 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 소자 또는 발광 소자는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 17 및 도 18에 도시된 표시 장치, 도 19에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 17은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 17을 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 또는 발광 소자(1035)를 포함하며, 상기 발광 소자 또는 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 18은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자(1124)가 어레이된 기판(1020), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1020)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(1020) 및 상기 기판(1020) 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(1060) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1060)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 19은 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 19를 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 결합부를 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 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 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.
11: 몸체 13: 캐비티
15,16,17: 오픈 영역 21,31: 리드 프레임
25: 제1프레임 26: 제2프레임
51,52,51-1,51-2,51-3,51-4, 51-5, 51-8,51-9: 결합부
61: 제1반사부 63: 제2반사부
63-1: 제1-1반사면 63-2: 제1-2반사면
63-3: 제1-3반사면 63-4: 제1-4반사면
65: 제3반사부 45: 몰딩 부재
71,72: 발광 칩

Claims (27)

  1. 상면 및 상기 상면에 배치된 캐비티를 포함하는 몸체;
    상기 몸체에 배치된 제1리드 프레임;
    상기 몸체에 배치되며 상기 제1리드 프레임으로부터 이격된 제2리드 프레임;
    상기 제1리드 프레임 상에 배치된 발광 칩;
    상기 제2리드 프레임 상에 배치된 보호 소자;
    상기 발광 칩과 상기 제2리드 프레임에 연결된 제1와이어; 및
    상기 보호 소자와 상기 제1리드 프레임에 연결된 제2와이어를 포함하며,
    상기 몸체의 외측 면은 서로 반대측에 배치된 제1측면 및 제2측면; 상기 제1측면의 일단에서 상기 제2측면의 일단으로 연장된 제3측면, 및 상기 제1측면의 타단에서 상기 제2측면의 타단으로 연장된 제4측면을 포함하며,
    상기 제1측면과 상기 제2측면의 길이는 상기 제3측면과 상기 제4측면의 너비보다 크며,
    상기 캐비티는 상기 제1리드 프레임의 상면을 노출하는 바닥을 포함하고,
    상기 캐비티의 바닥은 상기 제2리드 프레임과 이격하고,
    상기 몸체는 상기 캐비티의 둘레에 배치되는 반사부를 포함하고,
    상기 반사부는 상기 캐비티의 바닥에서 상기 몸체의 상면 높이까지 연장되고,
    상기 반사부는 상기 노출된 제1리드 프레임의 상면에 대해 경사진 제1반사부를 포함하고,
    상기 제1반사부는 상기 제2리드 프레임의 상면을 노출하는 제1오픈 영역을 포함하며,
    상기 제1 오픈 영역은 제3 측면과 상기 캐비티의 바닥 사이에 배치되고,
    상기 제1반사부는,
    상기 제1 오픈영역과 상기 제1측면 사이에 배치되는 제1-1반사면;
    상기 제1 오픈영역과 상기 캐비티 바닥 사이에 배치되는 제1-2반사면;
    상기 제1 오픈영역과 상기 제2측면 사이에 배치되는 제1-3반사면; 및
    상기 제1 오픈영역과 상기 제3측면 사이에 배치되는 제1-4반사면을 포함하고,
    상기 제1-1반사면 내지 상기 제1-4반사면은 상기 제3 측면에서 상기 캐비티의 바닥을 향하는 방향으로 갈수록 높이가 낮아지고,
    상기 제1오픈 영역은 상기 캐비티의 바닥과 이격되고,
    상기 발광 칩은 상기 캐비티의 바닥에 노출된 상기 제1리드 프레임의 상면에 배치되고,
    상기 제1와이어의 일단은 상기 제1오픈 영역 내에 노출된 상기 제2리드 프레임의 상면에 배치되는 발광소자.
  2. 캐비티를 포함하는 몸체;
    상기 몸체 내에 배치된 제1리드 프레임;
    상기 몸체 내에 배치되며 상기 제1리드 프레임으로부터 이격된 제2리드 프레임;
    상기 제1리드 프레임 상에 배치된 발광 칩;
    상기 제2리드 프레임 상에 배치된 보호 소자;
    상기 발광 칩과 상기 제2리드 프레임을 연결하는 제1와이어; 및
    상기 보호 소자와 상기 제1리드 프레임을 연결하는 제2와이어를 포함하며,
    상기 몸체의 외측 면은 서로 반대측에 배치된 제1측면 및 제2측면; 상기 제1측면의 일단에서 상기 제2측면의 일단으로 연장된 제3측면, 및 상기 제1측면의 타단에서 상기 제2측면의 타단으로 연장된 제4측면을 포함하며,
    상기 제1측면과 상기 제2측면의 길이는 상기 제3측면과 상기 제4측면의 너비보다 크며,
    상기 캐비티는 상기 제1리드 프레임의 상면을 노출하는 바닥을 포함하고,
    상기 캐비티의 바닥은 상기 제2리드 프레임과 이격하고,
    상기 몸체는 상기 캐비티의 둘레에 배치되는 반사부를 포함하고,
    상기 반사부는 상기 캐비티의 바닥에서 상기 몸체의 상면 높이까지 연장되고,
    상기 반사부는 상기 노출된 제1리드 프레임의 상면에 대해 경사진 제1반사부를 포함하고,
    상기 제1반사부는 상기 제2리드 프레임의 상면을 노출하는 제1오픈 영역을 포함하며,
    상기 제1오픈 영역은 상기 캐비티의 바닥과 이격되고,
    상기 발광 칩은 상기 캐비티의 바닥에 노출된 상기 제1리드 프레임의 상면에 배치되고,
    상기 제1오픈 영역에 의해 노출된 제2리드 프레임은 제1바닥 영역 및 제2바닥 영역을 포함하고,
    상기 제1바닥 영역에는 제1와이어의 일단이 배치되고,
    상기 제2바닥 영역에는 상기 보호 소자가 배치되며,
    상기 보호 소자는 상기 몸체의 제3측면과 상기 발광 칩 사이에 배치되며,
    상기 제1와이어의 일단은 상기 발광 칩과 상기 몸체의 제3측면 사이에 배치되고,
    상기 제1바닥 영역의 면적은 상기 발광 칩의 상면 면적보다 작은 발광소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 캐비티 내에 배치되고 상기 제1리드 프레임, 상기 제2리드 프레임, 상기 발광 칩, 상기 보호 소자, 상기 제1와이어 및 상기 제2와이어를 덮는 몰딩 부재를 포함하는 발광소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 캐비티의 바닥에 배치된 상기 제1리드 프레임의 하면은 상기 몸체의 하면에 노출되며,
    상기 제2리드 프레임의 하면은 상기 몸체의 하면에 노출되며,
    상기 제2리드 프레임의 하면과 상기 제1오픈 영역은 수직 방향으로 중첩되는 발광소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 몸체의 하면에 노출된 상기 제1리드 프레임의 하면 면적은 상기 몸체의 하면에 노출된 상기 제2리드 프레임의 하면 면적보다 큰 발광소자.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1바닥 영역과 상기 제2바닥 영역은 상기 반사부의 일부를 사이에 두고 서로 이격된 발광소자.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 몸체의 외측 면은 서로 반대측에 배치된 제1측면 및 제2측면; 상기 제1측면의 일단에서 상기 제2측면의 일단으로 연장된 제3측면, 및 상기 제1측면의 타단에서 상기 제2측면의 타단으로 연장된 제4측면을 포함하며,
    상기 제1측면과 상기 제2측면의 길이는 상기 제3측면과 상기 제4측면이 연장된 너비보다 크며,
    상기 제1리드 프레임은 상기 캐비티의 바닥에서 상기 제4측면의 방향으로 연장되는 제1프레임을 포함하는 발광소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 제1프레임의 상면이 노출된 제2오픈 영역을 포함하며,
    상기 제1프레임의 상면이 노출된 상기 제2오픈 영역에는 상기 발광 칩에 연결된 제3 와이어의 타단이 배치되며,
    상기 제3 와이어의 양단 사이의 직선 거리는 상기 제1와이어의 양단 사이의 직선 거리보다 짧은 발광소자.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제1반사부는 상기 제1오픈 영역과 상기 발광 칩 사이에 배치된 제2반사부; 및 상기 제2리드 프레임의 상면이 노출된 상기 제1오픈 영역과 상기 몸체의 상면 사이에 배치된 제3 반사부를 포함하며,
    상기 제2반사부의 하단은 상기 발광 칩의 상단보다 낮게 배치되며,
    상기 제2반사부의 하단은 상기 발광 칩의 측면과 대면하는 발광소자.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 캐비티와 상기 제3측면 사이 및 상기 캐비티와 상기 제4측면 사이에 배치되며,
    상기 제1프레임은 상기 캐비티와 상기 제4측면 사이에 배치된 상기 반사부의 일부와 수직 방향으로 중첩된 복수의 구멍을 포함하는 발광소자.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1리드 프레임은 외측 방향이 오픈된 복수의 홈을 갖는 결합부를 포함하며,
    상기 복수의 홈은 서로 대응되며 상기 몸체와 수직 방향으로 중첩되며,
    상기 복수의 홈은 상기 몸체의 제1측면에 인접한 제1프레임의 제1외면에서 상기 몸체의 제2측면에 인접한 제1프레임의 제2외면 방향으로 오목한 제1홈, 및 상기 몸체의 제2측면에 인접한 상기 제1프레임의 제2외면에서 상기 몸체의 제1측면에 인접한 상기 제1프레임의 제1외면 방향으로 오목한 제2홈을 포함하는 발광소자.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1홈과 상기 제2홈은 내측이 오목한 곡면을 포함하고 서로 대응되며,
    상기 몸체의 제1측면에서 제2측면을 향하는 방향으로, 상기 제1홈 및 상기 제2홈 사이의 간격은 상기 몸체의 하면에 노출된 상기 제1리드 프레임의 하면의 너비보다 작은 발광소자.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 제1오픈 영역은 상기 발광 칩과 상기 제1측면 사이에 배치되며,
    상기 제1오픈 영역의 바닥 면의 면적은 상기 캐비티의 바닥에 노출된 상기 제1리드 프레임의 상면 면적보다 작은 발광소자.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 발광 칩이 배치된 상기 캐비티의 바닥의 전 영역에는 상기 제1리드 프레임의 상면이 배치되는 발광소자.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 제1프레임은 상기 몸체와 수직 방향으로 중첩되며,
    상기 제1프레임의 상면으로부터 오목한 복수의 요 구조를 포함하며,
    상기 복수의 요 구조는 각각의 측 단면 형상이 다각형 또는 반구형 형상을 포함하는 발광소자.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 복수의 요 구조 각각은 상기 제1프레임의 상면에서 상기 몸체의 제1측면에서 제2측면 방향으로 길게 연장되며,
    상기 복수의 요 구조들은 일정한 피치로 배열되는 발광소자.
  19. 제2항에 있어서,
    상기 제1오픈 영역 내에 몰딩부재가 배치되며,
    상기 반사부의 상면은 상기 제1와이어의 일단이 배치된 상기 제1오픈 영역에서 상기 발광 칩을 향하는 방향으로 높이가 점차 낮아지는 제1반사영역과, 상기 제1와이어의 일단이 배치된 상기 제1오픈 영역에서 상기 제3측면을 향하는 방향으로 높이가 점차 높아지는 제2반사영역을 포함하는 발광소자.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 제2리드 프레임의 상면이 노출된 상기 제1오픈 영역은 상기 제1오픈 영역의 둘레에 배치된 측벽의 최 상단이 상기 발광 칩의 상면의 높이보다 더 높은 높이를 갖는 발광소자.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 제1반사부의 아래에서 상기 제1리드 프레임의 상면으로 연장된 제4반사부를 포함하며,
    상기 제4반사부는 상기 제1리드 프레임의 수평한 상면에 대해 89도 내지 90도의 범위로 경사지며,
    상기 제4반사부의 상단 높이는 상기 발광 칩의 두께보다 낮은 높이로 배치되는 발광소자.
  22. 제3항에 있어서,
    상기 보호 소자를 덮는 상기 몰딩 부재는 상기 보호 소자가 배치된 상기 제1오픈 영역 상에서 상기 제2리드 프레임의 상면으로 갈수록 점차 좁은 폭을 갖는 영역을 포함하는 발광소자.
  23. 제3항에 있어서,
    상기 보호 소자가 배치된 상기 제1오픈 영역 내에서 상기 몰딩 부재의 외면은 경사진 면을 포함하며,
    상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임 사이에 배치된 반사부의 상면은 경사진 면을 포함하는 발광소자.
  24. 제9항에 있어서,
    상기 제1리드 프레임은 상기 캐비티의 바닥에서 상기 제3측면을 향하는 방향으로 연장된 제2프레임을 포함하며,
    상기 제1프레임은 절곡되어 상기 몸체의 하면으로부터 이격된 영역을 포함하며,
    상기 제2프레임은 절곡되어 상기 몸체의 하면으로부터 이격된 영역을 포함하며,
    상기 제1프레임은 상기 몸체와 결합된 홈 또는 구멍을 갖는 결합부를 포함하는 발광소자.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 구멍이 관통되는 방향은 상기 몸체의 하면의 수평한 방향에 대해 120도 내지 180도의 범위의 각도로 형성되는 발광소자.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 구멍이 관통되는 방향은 상기 몸체의 하면의 수평한 방향에 대해 90도 내지 100도의 범위의 각도로 형성되는 발광소자.
  27. 제9항에 있어서,
    상기 몸체는 수지 계열의 절연 물질을 포함하는 발광소자.
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