KR102075730B1 - 발광 소자 및 조명 시스템 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 발광 소자는, 캐비티를 갖는 몸체; 상기 몸체에 결합되며, 상기 캐비티의 바닥에 배치된 제1리드 프레임 및 제2리드 프레임을 갖는 복수의 리드 프레임; 상기 복수의 리드 프레임 사이에 배치된 간극부; 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩; 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 상면으로부터 오목하며 상기 캐비티의 내측면과 상기 발광 칩 사이의 영역 아래에 배치된 제1홈; 및 상기 캐비티에 배치된 몰딩 부재를 포함하며, 상기 제1홈은 상기 발광 칩의 길이보다 긴 길이를 갖고, 상기 몰딩 부재는 상기 제1홈에 결합되며 상기 몸체로부터 이격되는 제1돌기를 포함한다.

Description

발광 소자 및 조명 시스템{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHTING SYSTEM}
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템에 관한 것이다.
발광 소자, 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 생성하는 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.
또한 발광 다이오드가 0.2mm*0.2mm부터 1mm*1mm 이상의 대 면적의 칩들이 출시되고 있으며, 이에 따라 발광 다이오드로부터 발생되는 열을 효과적으로 처리하는 방법들의 요구가 증대되고 있다.
실시 예는 새로운 캐비티의 바닥 구조를 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 리드 프레임과 몰딩 부재의 결합력이 개선된 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 캐비티의 바닥의 홈에 의해 이물질의 침투에 의한 몰딩 부재의 박리 문제와 광 드롭(droop)이 발생되는 것을 억제할 수 있도록 한 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 캐비티를 갖는 몸체; 상기 몸체에 결합되며, 상기 캐비티의 바닥에 배치된 제1리드 프레임 및 제2리드 프레임을 갖는 복수의 리드 프레임; 상기 복수의 리드 프레임 사이에 배치된 간극부; 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩; 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 상면으로부터 오목하며 상기 캐비티의 내측면과 상기 발광 칩 사이의 영역 아래에 배치된 제1홈; 및 상기 캐비티에 배치된 몰딩 부재를 포함하며, 상기 제1홈은 상기 발광 칩의 길이보다 긴 길이를 갖고, 상기 몰딩 부재는 상기 제1홈에 결합되며 상기 몸체로부터 이격되는 제1돌기를 포함한다.
실시 예는 발광 소자의 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 전기적인 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자에서의 몰딩 부재의 박리 문제를 줄여줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자에서의 광 추출 효율이 저감되는 것을 억제할 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 3은 도 1의 발광 소자의 B-B측 단면도이다.
도 4는 도 2의 발광 소자의 리드 프레임의 홈을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시 예에 따른 리드 프레임의 홈의 다른 형상을 나타낸 도면이다.
도 6은 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 7은 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 8은 도 7의 발광 소자의 측 단면도이다.
도 9는 제4실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 10은 제5실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 11은 제6실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 11의 발광 소자의 측 단면도이다.
도 13은 제7실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 14는 제8실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 15는 제9실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 16은 도 15의 발광 소자의 측 단면도이다.
도 17은 제10실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 18은 제11실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 19는 도 18의 발광 소자의 측 단면도이다.
도 20은 제12실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 21은 제13실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 22는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 사시도를 나타낸다.
도 23은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 24는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 조명 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들에 따른 발광 소자를 설명한다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이며, 도 2는 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이고, 도 3은 도 1의 발광 소자의 B-B측 단면도이고, 도 4는 도 2의 발광 소자의 홈의 예를 나타낸 도면이며, 도 5는 도 4의 발광 소자의 홈의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 발광 소자(10)는 캐비티(15)를 갖는 몸체(11), 상기 캐비티(15)의 바닥에 복수의 리드 프레임(21,31), 상기 복수의 리드 프레임(21,31) 중 적어도 하나에 적어도 하나의 홈(22,32)과, 상기 복수의 리드 프레임(21,31) 중 적어도 하나의 위에 발광 칩(17)과, 상기 발광 칩(17)에 연결된 연결부재들(18, 19)과, 상기 캐비티(15)에 몰딩 부재(16)과, 상기 홈(22,32)에 결합된 수지 재질의 돌기(16A,16B)를 포함한다.
상기 몸체(11)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), 에폭시 또는 실리콘 재질과 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 몸체(11)는 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA), 에폭시와 같은 수지 재질로 이루어질 수 있다.
상기 몸체(11)는 복수의 측면(1~4)을 포함한다. 상기 복수의 측면(1-4)은 상기 몸체(11)의 외 측면일 수 있으며, 상기 복수의 측면(1~4) 중 하나 또는 2개 이상은 상기 몸체(110)의 하면 또는/및 상기 리드 프레임(21,31)의 하면에 대해 수직하거나 경사지게 배치될 수 있다. 상기 복수의 측면(1~4) 사이의 모서리 영역은 소정 각을 갖거나 곡면일 수 있다.
상기 몸체(11)의 측면들(1~4) 중에서 제1측면(1) 및 제2측면(2)은 반대측에서 서로 대응되며 동일한 너비로 형성될 수 있으며, 또한 제3측면(3) 및 제4측면(4)은 반대측에서 서로 대응되며 동일한 너비로 형성될 수 있다. 상기 제3측면(3) 또는 제4측면(4)의 너비는 상기 제1측면(1) 또는 제2측면(2)의 너비보다 넓게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몸체(11)의 상면은 플랫한 면으로 형상이거나, 단차진 구조 또는 리세스(recess) 구조를 포함하는 구조일 수 있다.
발광 소자(10)는 지향각 분포와 광 추출 효율을 개선하기 위한 구조로서, 상부가 개방된 캐비티(15)를 포함한다. 상기 몸체(11)의 캐비티(15)는 상면 센터 영역이 오픈된 구조로 형성되며, 광이 출사되는 영역이다. 상기 캐비티(15)는 상기 몸체(11)의 상면으로부터 오목한 컵 구조 또는 리세스 구조를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(15)의 둘레 면은 상기 제1 내지 제4측면(1~4)에 대응되는 제1 내지 제4내측면(5~8)을 포함한다. 상기 제1 내지 제4내측면(5~8)의 모서리 영역은 각진 면이거나 곡면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 캐비티(15)의 바닥 너비를 보면, 상기 제1 및 제2내측면(5,6) 사이의 길이(X1)가 제3 및 제4내측면(7,8) 사이의 너비(Y1)보다 넓게 형성될 수 있다. 상기 길이(X1)는 상기 제1 및 제2내측면(5,6) 사이의 바닥 너비이거나 최소 간격일 수 있으며, 상기 발광 소자(10)의 Y축 방향의 너비보다는 좁게 형성될 수 있다. 상기 너비(Y1)는 상기 제3 및 제4내측면(7,8) 사이의 바닥 너비이거나 최소 간격일 수 있으며, 캐비티(15)의 바닥에 배치된 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 너비보다는 좁게 형성될 수 있다.
상기 캐비티(15)의 제1 내지 제4내측면(5~8)은 상기 리드 프레임(21,31)의 상면에 대해 경사지거나 수직하게 형성될 수 있다.
상기 몸체(11)는 위에서 바라볼 때, 다각형, 원형, 일부가 곡면이 형상을 포함할 수 있으며, 상기 캐비티(15)는 위에서 바라볼 때, 다각형, 원형, 일부가 곡면을 갖는 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(15)의 바닥에는 2개 이상의 리드 프레임이 배치될 수 있으며, 예를 들면 제1 및 제2리드 프레임(21,31)을 포함한 구조로 설명하기로 한다. 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), 철(Fe), 주석(Sn), 아연(Zn), 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 도 3과 같이, 상기 각 리드 프레임(21,31)은 0.3mm 이상의 두께(T1) 예컨대, 0.3mm~1.2mm 범위로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(21)은 캐비티(15)의 제1, 제3 및 제4내측면(5,7,8) 아래로 연장될 수 있으며, 상기 제2리드 프레임(31)은 캐비티(15)의 제2, 제3 및 제4내측면(6,7,8) 아래로 연장될 수 있다.
상기 제1 및 제2리드프레임(21,31) 사이에는 간극부(12)가 배치되며, 상기 간극부(12)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)을 서로 이격시켜 준다. 이러한 간극부(12)는 몸체 재질로 형성되거나, 몸체와 다른 절연재질로 형성될 수 있다. 상기 간극부(12)는 상기 제1리드 프레임(21)과 상기 제2리드 프레임(31)의 계면으로의 습기 침투를 억제하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 상기 간극부(12)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 상면까지 돌출되거나, 상면과 하면의 너비가 다를 수 있다.
상기 캐비티(15)의 바닥에 배치된 제1리드 프레임(21)과 제2리드 프레임(31) 중 적어도 하나에는 후술하는 홈이 형성될 수 있으며, 상기 홈은 어느 하나 또는 모든 리드 프레임에 적어도 하나가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 제1실시 예는 제1리드 프레임(21)에 제1홈(22)이 형성되고, 상기 제2리드 프레임(31)에 제2홈(32)이 형성된 예로 설명하기로 한다.
상기 제1홈(22)은 상기 캐비티(15)의 바닥에 노출된 상기 제1리드 프레임(21)의 상면에 오목하게 형성되며, 상기 제1리드 프레임(21)의 상면으로부터 소정 깊이를 갖고 형성될 수 있다. 상기 제1홈(22)은 상기 캐비티(15)의 제1, 제3 및 제4내측면(5,7,8)과 상기 발광 칩(17) 사이의 영역 아래에 배치되며, 상기 제1, 제3 및 제4내측면(5,7,8)과 소정 간격을 갖고 라인 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1홈(22)은 상기 발광 칩(17)의 적어도 세 측면과 상기 제1, 제3 및 제4내측면(5,7,8)의 사이에 배치된다. 상기 제1홈(22)은 상기 발광 칩(17)의 둘레를 따라 루프 형상 예컨대, 상기 발광 칩(17)의 모든 측면에 인접한 영역에 형성될 수 있다.
상기 제1홈(22)의 길이는 상기 발광 칩(17)의 적어도 한 변의 길이보다는 길고, 상기 캐비티(15)의 바닥에 배치된 제1리드 프레임(21)의 길이의 1/2 이상 길게 형성될 수 있다. 상기 제1홈(22)은 상기 제1리드 프레임(21)에 배치되며 상기 발광 칩(17)과 상기 캐비티(15)의 제1, 제3 및 제4내측면(5,7,8) 사이의 영역이나 간극부(12)에 인접한 영역에 배치될 수 있다. 도 2와 같이, 상기 제1홈(22)의 폭(A2)은 상기 제1홈(22)과 캐비티(15)의 제1 내측면(5) 사이의 간격(A1)보다 넓게 형성될 수 있으며, 예컨대, 0.140mm±0.020mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 제2홈(32)의 폭(B2)은 상기 제2홈(32)과 캐비티(15)의 제2 내측면(6) 사이의 간격(B1)보다 넓게 형성될 수 있으며, 예컨대, 0.140mm±0.020mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1홈(22) 및 제2홈(32)의 폭(A2,B2)은 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 상기 폭(A2,B2)이 너무 좁은 경우 수지 재질의 돌기(16A,16B)의 결합력이 작아질 수 있으며, 너무 넓은 경우 방열 면적이 줄어드는 문제가 있다.
상기 제1홈(22)은 상기 발광 칩(17)보다 상기 캐비티(15)의 제1 내측면(5) 에 인접하거나, 반대로 상기 캐비티(15)의 제1 내측면(5) 보다 발광 칩(17)에 더 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제1홈(22)은 상기 발광 칩(17)이 탑재된 제1리드 프레임(21)에 배치됨으로, 상기 발광 칩(17)과의 간격이 0.040mm~0.070mm 범위의 거리를 갖고 배치될 수 있다.
도 3과 같이, 제1홈(22)과 상기 캐비티(15)의 제3 및 제4내측면(7,8) 사이의 거리(A3,A4)는 도 2와 같이 제1홈(22)과 캐비티(15)의 제1 내측면(5)와의 거리보다 좁을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2홈(32)은 상기 캐비티(15)의 바닥에 노출된 상기 제2리드 프레임(31)에 형성되며, 상기 제2리드 프레임(31)의 상면으로부터 소정 깊이를 갖고 형성될 수 있다. 상기 제2홈(32)은 상기 캐비티(15)의 제2, 제3 및 제4내측면(6,7,8)과 소정 거리를 갖고 상기 제2, 제3 및 제4내측면(6,7,8)을 따라 라인 형상으로 형성될 수 있다.
상기 제2홈(32)의 길이는 상기 캐비티(15)의 바닥에 배치된 제2리드 프레임(31)의 길이의 1/2 이상 길게 형성될 수 있다. 또한 상기 제1홈(22) 및 제2홈(32)은 상기 간극부(12)로부터 이격되게 배치된다.
상기 제1홈(22) 및 제2홈(32)의 측 단면 형상은 도 4와 같이 반구형 형상으로 형성되거나, 도 5와 같인 다각형 형상으로 형성되거나, 모서리 부분이 곡면이 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 상기 다각형 형상은 삼각형 형상 또는 사각형 형상을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2홈(22,32)의 깊이(T2)는 T1의 1/2 이하로서, 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 두께(T1)의 0.35 내지 0.5 범위의 비율 예컨대, 0.12mm~0.6mm 범위로 형성될 수 있다.
또한 상기 제1 및 제2홈(22,32)의 위치는 상기 발광 칩(17), 상기 캐비티(15)의 제1 내지 제4내측면(5~8) 및 상기 간극부(12)로부터 이격된다. 이에 따라 몰딩 부재(16)의 하부는 상기 제1 및 제2홈(22,32)에 결합되고, 상기 간극부(12)에 접촉될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(21)의 제1홈(22)과 상기 제2리드 프레임(31)의 제2홈(32)에는 수지 재질의 돌기(16A,16B)가 형성될 수 있다.
상기 캐비티(15) 내에는 하나 또는 복수의 발광 칩(17)이 배치될 수 있으며, 상기 발광 칩(17)은 제 1및 제2리드 프레임(21,31) 중 적어도 하나의 위에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(17)은 예컨대, 제1리드 프레임(21) 상에 접착부재로 접착되며, 상기 접착 부재는 절연성 접착제이거나, 전도성 접착제일 수 있다. 상기 발광 칩(17)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, 화이트 LED 칩 중에 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(17)은 II족 내지 VI족 원소 중 적어도 2원계 이상의 화합물 반도체로 이루어진 발광소자를 포함한다.
상기 발광 칩(17)은 제1리드 프레임(21)과 제1연결 부재(18)로 연결되고, 제2리드 프레임(31)과 제2연결 부재(19)로 연결된다. 상기 제1 및 제2연결 부재(18,19)는 와이어일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1홈(22)을 기준으로 상기 제1리드 프레임(21)의 내측 영역에는 상기 발광 칩(17)와 상기 제1연결 부재(18)의 본딩부가 배치되고, 상기 제1리드 프레임(21)의 외측 영역에는 상기 캐비티의 제1, 제3 및 제4내측면(5,7,8)의 에지 부분과 접촉된다.
상기 몸체(11)의 캐비티(15) 내에는 몰딩 부재(16)가 배치되며, 상기 몰딩 부재(16)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지 재질을 포함한다. 상기 몰딩 부재(16)의 제1돌기(16A)는 상기 제1홈(22)에 결합되며, 상기 몰딩 부재(16)의 제2돌기(16B)는 상기 제2홈(32)에 결합될 수 있다. 이에 따라 상기 제1홈(22) 및 제2홈(32)은 상기 몰딩 부재(16)의 제1 및 제2돌기(16A,16B)를 지지하게 되므로, 상기 몰딩 부재(16)가 들뜨는 것을 억제할 수 있다. 상기 제1 및 제2돌기(16A,16B)는 상기 몰딩 부재(16)로부터 돌출된 재질이거나, 다른 수지 재질일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(15) 바닥의 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 중 적어도 하나에 상기 캐비티(15)의 제1 내지 제4내측면(5-8)과 인접한 영역에 홈(22,32)을 형성함으로써, 몰딩 부재(16)의 열 팽창에 따른 스트레스를 줄여주어 몰딩 부재(16)와 상기 캐비티(15)의 제1 내지 제4내측면(5-8)에 인접한 리드 프레임(21,31) 사이의 계면에서 박리 현상이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 또한 제1 및 제2홈(22,32)은 상기 리드 프레임(21,31)과 상기 몸체(11) 사이의 계면을 통해 침투하는 이 물질(gas, H2, H2O, O2)을 차단할 수 있게 된다. 이에 따라 몰딩 부재(16)의 접착력을 개선할 수 있고, 이물질의 침투를 억제하여 광 드롭(droop)이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 광 추출 효율의 억제를 방지하여, 발광 소자의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다. 또한 상기 몰딩 부재(16)의 돌기(16A,16B)는 발광 칩(17)의 구동에 따른 열 팽창 또는 수축시 상기 몰딩 부재(16)가 들뜨거나 유동하는 것을 감소시켜 줄 수 있다.
상기 몰딩 부재(16)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(16)는 상기 발광 칩(17) 상에는 방출되는 빛의 파장을 변화하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 다른 확산제나 산란제를 포함할 수 있다.
상기 형광체는 발광 칩(17)에서 방출되는 빛의 일부를 여기시켜 다른 파장의 빛으로 방출하게 된다. 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 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(16)의 표면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몰딩 부재(16)의 상부에는 렌즈(미도시)가 형성될 수 있으며, 상기 렌즈는 오목 또는/및 볼록 렌즈의 구조를 포함할 수 있으며, 발광 소자(10)가 방출하는 빛의 배광(light distribution)을 조절할 수 있다.
상기 발광 소자(10) 내에는 보호 소자(미도시)가 배치될 수 있으며, 상기 보호 소자는 상기 발광 칩(17)을 전기적으로 보호하게 된다. 상기 보호 소자는 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있으며, 상기 제너 다이오드는 ESD(electro static discharge)로부터 발광 칩을 보호하게 된다.
도 6은 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다. 도 1과 동일한 부분은 도 1의 설명을 참조하기로 한다.
도 6을 참조하면, 발광 소자는 캐비티(15)를 갖는 몸체(11), 상기 캐비티(15)의 바닥에 홈(121,122,123)을 갖는 제1리드 프레임(21), 상기 캐비티(15)의 바닥에 홈(124,125)을 갖는 제2리드 프레임(31), 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 중 적어도 하나의 위에 발광 칩(17), 연결부재들(18, 19) 및 몰딩 부재(16)를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(21)의 홈(121,122,123)을 보면, 상기 캐비티(15)의 제3내측면(7)에 평행하게 배치된 제1홈(121), 상기 제4내측면(8)에 평행하게 배치된 제2홈(122), 상기 제1홈(121) 및 제2홈(122)에 연결되며 상기 제1홈(121)과 직교하는 방향으로 연장된 제3홈(123)을 포함한다. 상기 제3홈(123)은 상기 제1리드 프레임(21)에 본딩되는 제1연결 부재(18)의 본딩 지점보다 상기 발광 칩(17)에 더 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2홈(121,122)은 상기 발광 칩(17)의 어느 한 변의 길이보다 긴 길이를 갖고 서로 평행하게 배열될 수 있다.
상기 제2리드 프레임(31)의 제4 및 제5홈(124,125)을 보면, 상기 제3 및 제4 내측면(7,8)에 인접한 제4 및 제5홈(124,125)을 포함하며, 상기 제4 및 제5홈(124,125)은 서로 연결되지 않고 이격된 구조이다.
상기 제1리드 프레임(21)에는 제1리세스(126)가 형성되며, 상기 제1리세스부(126)는 상기 간극부(12)의 영역에서 제1홈(121) 및 제2홈(122) 방향으로 각각 연장된다. 상기 제2리드 프레임(31)에는 제2리세스(127)가 형성되며, 상기 제2리세스(127)는 상기 간극부(12)의 영역에서 제4 및 제5홈(124,125) 방향으로 각각 연장된다. 상기 제1 및 제2리세스(126,127)에는 상기 간극부(12)의 일부(12A)가 형성된다. 상기 제1 및 제2리세스(126,127)의 깊이는 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 두께의 0.35 내지 0.5 범위의 비율로 형성될 수 있다.
상기 몰딩 부재(16)는 상기 제1 내지 제5홈(121,122,123,124,125) 내에 연장되며, 상기 간극부(12)의 상에 접촉된다. 이에 따라 상기 몰딩 부재(16)의 접착력이 증대될 수 있다.
상기 제1 내지 제5홈(121,122,123,124,125)은 서로 다른 리드 프레임(21,31)에 하나 이상으로 배치되며, 캐비티(15)의 제1 내지 제4내측면(5~8)과 이격된다. 이는 몸체(11)와 상기 제1 내지 제5홈(121,122,123,124,125)이 서로 이격되므로, 상기 제1 내지 제5홈(121,122,123,124,125)에는 몰딩 부재(16)가 결합되며, 상기 몰딩 부재(16)는 상기 제1 내지 제5홈(121,122,123,124,125)에 결합되고 캐비티(15)의 제1 내지 제4내측면(5~8) 및 상기 간극부(12)에 접촉될 수 있다.
도 7은 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이며, 도 8은 도 7의 발광 소자의 측 단면도이다. 도 7 및 8의 설명에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 발광 소자는 캐비티(15)를 갖는 몸체(11), 상기 캐비티(15)의 바닥에 제1리세스(131)를 갖는 제1리드 프레임(21), 상기 캐비티(15)의 바닥에 제2리세스(132)를 갖는 제2리드 프레임(31), 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 중 적어도 하나의 위에 발광 칩(17), 연결부재들(18, 19) 및 몰딩 부재(16)를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(21)에는 제1리세스(131)를 포함하며, 상기 제1리세스(131)는 간극부(12)로부터 소정 깊이를 갖고 캐비티(15)의 제1내측면(5) 방향으로 연장된다. 상기 제1리세스(131)의 면적은 상기 발광 칩(17)의 하면 면적보다 넓고 상기 캐비티(15)의 바닥에 배치된 상기 제1리드 프레임(21)의 면적보다 좁게 형성될 수 있다. 상기 제1리세스(131)에는 상기 제1리드 프레임(21)의 재질인 제1본딩부(133) 및 제2본딩부(134)를 포함한다. 상기 제1본딩부(133) 상에는 발광 칩(17)이 배치되며, 상기 제2본딩부(134)에는 상기 발광 칩(17)에 연결된 연결 부재(18)의 단부가 본딩된다.
상기 제2리드 프레임(31)에는 제2리세스(132)를 포함하며, 상기 제2리세스(132)는 간극부(12)로부터 소정 깊이를 갖고 캐비티(15)의 제2내측면(6) 방향으로 연장된다. 상기 제2리세스(132)의 면적은 상기 발광 칩(17)의 하면 면적보다 넓게 형성될 수 있다. 상기 제2리세스(132)에는 상기 제2리드 프레임(31)의 재질인 제3본딩부(135)를 포함한다. 상기 제3본딩부(135) 상에는 발광 칩(17)이 배치되며, 상기 제3본딩부(135)에는 상기 발광 칩(17)에 연결된 연결 부재(19)의 단부가 본딩된다.
상기 제1 및 제2리세스(131,132)에는 수지 재질의 결합부(111)이 배치되며, 상기 수지 재질의 결합부(111)는 상기 간극부(12)의 재질 또는 상기 몸체(11)의 재질로 형성될 수 있다. 상기 결합부(111)는 상기 제 1내지 제3본딩부(133,134,135)의 둘레에 형성된다. 이러한 결합부(111)에는 몰딩 부재(16)가 접촉되므로, 상기 몰딩 부재(16)의 접착력은 개선될 수 있다.
상기 결합부(111) 내에는 상기 제1 및 제2리세스(131,132)의 일부가 노출하는 홈이 형성될 수 있으며, 상기 홈 내에 상기 몰딩 부재(16)의 일부가 결합될 수 있다. 즉, 몸체 재질의 결합부(111)를 캐비티(15)의 바닥에 형성하고, 상기 결합부(111) 내에 홈을 배치하며, 상기 홈에 몰딩 부재(16)의 돌기가 결합될 수 있다. 이에 따라 몰딩 부재(16)의 접착력은 개선될 수 있다.
도 9는 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다. 도 9의 발광 소자를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 9를 참조하면, 발광 소자는 캐비티(15)를 갖는 몸체(11), 상기 캐비티(15) 내에 제1리세스(141)을 갖는 제1리드 프레임(21), 상기 캐비티(15) 내에 제2리세스(142)을 갖는 제2리드 프레임(31), 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 중 적어도 하나의 위에 발광 칩(17), 연결부재들(18, 19) 및 몰딩 부재(16)를 포함한다.
상기 제1리세스(141)는 상기 캐비티(15)의 바닥에 배치된 제1리드 프레임(21)의 상면보다 낮은 깊이로 형성되며, 상기 간극부(12)로부터 이격된다. 상기 제1리세스(141) 내에는 상기 제1리세스(141)의 바닥보다 높은 위치 또는 상기 제1리드 프레임(21)의 상면 일부인 제1본딩부(133) 및 제2본딩부(134)가 배치되며, 상기 제1본딩부(133) 위에는 발광 칩(17)가 배치되고, 제2본딩부(134)에는 연결 부재(18)의 단부가 본딩된다.
상기 제2리세스(142)는 상기 캐비티(15)의 바닥에 배치된 제2리드 프레임(31)의 상면보다 낮은 깊이를 갖고 형성되며, 상기 간극부(12)로부터 이격된다. 상기 제2리세스(142) 내에는 제3본딩부(135)가 배치되며, 상기 제3본딩부(135)는 상기 제2리세스(142)의 바닥보다 높은 위치이거나 상기 제2리드 프레임(31)의 상면과 동일한 높이에 위치하게 된다. 상기 제3본딩부(135)에는 상기 발광 칩(17)에 연결된 연결 부재(19)의 단부가 연결된다. 여기서, 상기 제1 및 제2리세스(141,142)는 폭이 넓은 홈으로 정의될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 및 제2리세스(141,142)는 캐비티 구조 예컨대, 컵 구조로 형성될 수 있으며, 상기 간극부(12)와 캐비티(15)의 제1 내지 제4내측면(5~8)들과 이격된다. 이러한 제1 및 제2리세스(141,142)에는 몰딩 부재(16)의 하부가 결합된다. 이에 따라 상기 몰딩 부재(16)의 하부는 상기 제1 및 제2리세스(141,142)에 의해 결합력이 증가될 수 있고, 발광 칩(17)의 구동에 따른 열 팽창 또는 수축시 상기 몰딩 부재(16)가 들뜨거나 유동하는 것을 감소시켜 줄 수 있다.
도 10은 제4실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다. 도 10의 발광 소자를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 10을 참조하면, 발광 소자는 캐비티(15)를 갖는 몸체(11), 상기 캐비티(15) 내에 홈(151,152)을 갖는 제1리드 프레임(21), 상기 캐비티(15) 내에 홈(153)을 갖는 제2리드 프레임(31), 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 중 적어도 하나의 위에 발광 칩(17), 연결부재들(18, 19) 및 몰딩 부재(16)를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(21)의 홈(151,152)은 상기 발광 칩(17)이 배치된 제1본딩부(133)의 둘레에 배치된 제1홈(151)과, 상기 제1홈(151)과 이격된 제2홈(152)을 포함하며, 상기 제1 및 제2홈(151,152) 사이에 상기 연결 부재(18)의 단부가 본딩된다. 상기 제2홈(152)의 길이는 상기 발광 칩(17)의 어느 한 변의 길이보다 길게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2리드 프레임(31)은 제3홈(153)을 포함하며, 상기 제3홈(153)은 연결 부재(19)보다 제2내측면(6)에 더 인접하게 배치된다. 상기 제2홈(152) 및 제3홈(153)은 상기 제1측면(1) 및 제2측면(2)의 너비 방향과 평행한 방향으로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 내지 제3홈(151,152,153)은 상기 간극부(12) 및 캐비티(15)의 제1 내지 제4내측면(5~8)로부터 이격되며, 상기 몰딩 부재(16)의 일부가 결합된다. 이에 따라 몰딩 부재(16)의 유동을 지지하고 들뜨는 것을 방지할 수 있다.
도 11은 제5실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이며, 도 12은 도 11의 발광 소자의 측 단면도이다. 도 11 및 12의 설명에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 발광 소자는 캐비티(15)를 갖는 몸체(11), 상기 캐비티(15)의 바닥에 제1홈(155)를 갖는 제1리드 프레임(21), 상기 캐비티(15)의 바닥에 제2홈(157)를 갖는 제2리드 프레임(31), 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 중 적어도 하나의 위에 발광 칩(17), 연결부재들(18, 19) 및 몰딩 부재(16)를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(21)에는 제1홈(155)이 배치되며, 상기 제1홈(155)는 캐비티(15)의 제3내측면(7), 간극부(12) 및 캐비티(15)의 제4내측면(8)과 인접하게 형성되며 서로 연결된다. 예를 들면, 제1홈(155)은 캐비티(15)의 제3내측면(7)에 인접한 제1결합 홈(55), 간극부(12)을 따라 배치된 제2결합 홈(56), 캐비티(15)의 제4내측면(8)에 인접한 제3결합 홈(57)을 포함하며, 상기 제2결합 홈(56)은 상기 제1 및 제3결합 홈(55,57)과 연결되며, 상기 간극부(12)로부터 이격된다.
상기 제1 및 제3결합 홈(55,57)은 상기 발광 칩(17)의 길이보다 긴 길이를 갖고, 상기 제1 및 제3결합 홈(55,57)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 복수의 제4 및 제5결함 홈(58,59)가 연장된다. 상기 제1 내지 제5결합 홈(55,56,57,58,59)에는 상기 몰딩 부재(16)의 하부 돌기가 결합되므로, 상기 몰딩 부재(16)가 들뜨거나 유동하는 것을 억제시켜 줄 수 있다. 또한 상기 제1홈(155)이 상기 발광 칩(17)과 캐비티(15)의 제1내측면(5) 사이의 영역을 제외한 영역에 배치됨으로써, 제1리드 프레임(21)에 의한 방열 효율이 감소되는 것을 차단할 수 있다.
상기 제2리드 프레임(31)에는 제2홈(157)이 배치되며, 상기 제2홈(157)은 캐비티(15)의 제3내측면(7), 간극부(12) 및 캐비티(15)의 제4내측면(8)을 따라 연장된다. 상기 제2홈(157)에는 몰딩 부재(16)의 하부 돌기(16B)가 결합될 수 있다.
도 13은 제6실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이다. 도 13을 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 13을 참조하면, 제1리드 프레임(21)에는 복수의 홈(161,162)이 형성되며, 상기 복수의 홈(161,162)은 캐비티(15)의 제3내측면(7)을 따라 배열된 복수의 제1홈(161)과, 캐비티(15)의 제4내측면(8)을 따라 배열된 복수의 제2홈(162)을 포함한다. 상기 복수의 제1홈(161) 및 제2홈(162)의 길이는 서로 같거나 다를 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2리드 프레임(31)에는 복수의 홈(163,164)가 배치되며, 캐비티(15)의 제3내측면(7)에 제3홈(163) 및 캐비티(15)의 제4내측면(8)에 제4홈(164)을 포함한다.
도 14은 제7실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이다. 도 14를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 14를 참조하면, 제1리드 프레임(21)에는 제1홈(165)가 배치되며, 상기 제1홈(165)은 캐비티(15)의 제3내측면(7), 간극부(12) 및 캐비티(15)의 제4내측면(8)과 인접한 영역을 따라 연장된다. 상기 제1홈(165)에는 제2홈(166)이 제1리드 프레임(21)의 중심 방향으로 연장되며, 상기 제1홈(165)와 제2홈(166) 사이에는 발광 칩(17)에 연결된 연결 부재(18)의 단부가 본딩된다. 상기 제1리드 프레임(21)은 발광 칩(17)로부터 발생된 열을 방열하게 되며, 이때 캐비티(15)의 제4내측면(8)에 인접한 제1홈(165)과 제2홈(166)을 따라 효과적인 열 전도가 이루어진다.
제2리드 프레임(31)에는 제3홈(167)이 형성되며, 상기 제3홈(167)은 다단 절곡된 구조로 형성될 수 있다.
상기 제1홈(165) 및 제3홈(167) 사이에 배치된 간극부(12)는 상기 캐비티(15)의 제3 및 제4내측면(7,8)의 수직 방향에 대해 경사지게 형성될 수 있으며, 이러한 경사 각도에 따라 상기 간극부(12)에 인접한 상기 제1홈(165) 및 제3홈(167)도 경사지게 형성될 수 있다.
상기 몰딩 부재(16)의 하부는 상기 제1 내지 제3홈(165,166,167) 내에 결합될 수 있다.
도 15는 제8실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이며, 도 16은 도 15의 발광 소자의 측 단면도이다. 도 15 및 16의 설명에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제1리드 프레임(21)에는 리세스(171, 172, 173) 및 홈(174,175)을 포함하며, 제2리드 프레임(31)에는 리세스(176,177)을 포함한다.
상기 리세스(171,172,173,176,177)에는 몸체(11)의 연장부들(181,182,183,186,187)이 각각 연장되어 형성되며, 상기 홈(174,175)에는 몰딩 부재(16)의 하부 돌기(184,185)가 결합된다.
상기 캐비티(15)의 바닥 면적 중 50% 이상을 차지하는 제1리드 프레임(21)에 리세스(171,172,173) 및 홈(174,175)을 구비함으로써, 몸체(11)의 연장부(181,182,183)와 몰딩 부재(16)의 결합력이 증가될 수 있다.
도 17은 제9실시 예에 따른 발광 소자의 평면도이다. 도 17의 설명에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 17을 참조하면, 발광 소자는 캐비티(15)의 내측면(15A)이 곡면 형상으로 형성되며, 상기 제1리드 프레임(21)에 형성된 제1홈(178)은 상기 내측면(15A)의 곡면 형상의 윤곽선을 따라 타원 형상으로 형성될 수 있다. 이는 제1홈(178)은 상기 내측면(15A)의 하부 윤곽선을 따라 일정 간격으로 이격된 구조로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2리드 프레임(31)에 형성된 제2홈(179)에는 상기 내측면(15A)의 하부 윤곽선을 따라 반구형 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1홈(178) 및 제2홈(179)에는 몰딩 부재(16)가 결합되며, 상기 몰딩 부재(16)는 상기 제1 및 제2홈(178,179)에 의해 유동이 억제되고 들뜸 문제가 개선될 수 있다.
도 18는 제10실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이며, 도 19는 도 18의 발광 소자의 측 단면도이다. 도 18 및 19의 설명에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 발광 소자는 캐비티(15)를 갖는 몸체(11), 상기 캐비티(15) 내에 서로 이격된 복수의 리드 프레임(211,213,215), 상기 복수의 리드 프레임(211,213,215) 중 어느 하나의 위에 발광 칩(17), 연결부재들(18, 19) 및 몰딩 부재(16)를 포함한다.
상기 복수의 리드 프레임(211,213,215)은 제1 내지 제3리드 프레임을 포함하며, 제1리드 프레임(211)은 발광 칩(17)의 아래에 배치되며, 상기 발광 칩(17)이 본딩된 영역의 둘레에 제1홈(191)을 포함한다. 상기 제1홈(191)은 루프 형상 또는 링 형상을 포함할 수 있다. 상기 제1리드 프레임(211)은 무극성의 방열 프레임으로 기능하므로, 발광 소자의 방열 효율은 개선될 수 있다. 상기 제1 내지 제3리드 프레임(211,213,215) 사이에는 간극부(12A,12B)가 배치될 수 있다.
상기 제2 및 제3리드 프레임(213,215)은 상기 제1리드 프레임(211)을 기준으로 서로 반대측에 배치되며, 상기 발광 칩(17)과 연결 부재(18,19)에 의해 전기적으로 연결된다.
상기 몰딩 부재(16)는 상기 제1리드 프레임(211)의 제1홈(191)에 결합될 수 있다. 다른 예로서, 제2 및 제3리드 프레임(213,215)에 리세스 및 홈 중 적어도 하나가 실시 예와 같이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 20은 제11실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다. 도 20을 설명함에 있어서, 제1 및 제10 실시 예와 동일한 부분은 상기 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 20을 참조하면, 발광 소자는 캐비티(15)를 갖는 몸체(11), 상기 캐비티(15) 내에 서로 이격된 복수의 리드 프레임(211,213,215), 상기 복수의 리드 프레임(211,213,215) 중 어느 하나의 위에 발광 칩(17), 연결부재들(18, 19) 및 몰딩 부재(16)를 포함한다.
상기 복수의 리드 프레임(211,213,215)은 제1 내지 제3리드 프레임을 포함하며, 제1리드 프레임(211)은 발광 칩(17)의 아래에 배치되며, 상기 발광 칩(17)이 본딩된 영역의 둘레에 복수의 제1홈(193)이 배치된다. 상기 제1홈(193)은 상기 발광 칩(17)의 각 모서리와 대응되도록 절곡된 구조로 각각 형성되거나, 라인 형상 또는 바 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 제1홈(193)에는 몰딩 부재(16)의 하부 돌기가 결합된다.
상기 제2 및 제3리드 프레임(213,215)은 상기 제1리드 프레임(211)을 기준으로 서로 반대측에 배치되며, 상기 발광 칩(17)과 연결 부재(18,19)에 의해 전기적으로 연결된다.
도 21은 제12실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 도 21을 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 상기 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 21을 참조하면, 발광 소자는 제1 및 제2리드 프레임(21,31), 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)을 지지하고 이격시켜 주는 간극부(12), 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 중 적어도 하나의 위에 홈(22,32), 발광 칩(17), 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 상에 몰딩 부재(16)을 포함한다.
상기 간극부(12)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)를 지지하고 전기적으로 이격시켜 준다. 이러한 간극부(12)는 몸체로 기능하게 된다.
상기 제1리드 프레임(21)에는 제1홈(22)이 배치되며, 상기 제2리드 프레임(31)에는 제2홈(32)가 형성된다. 상기 제1 및 제2홈(22,32)의 구조는 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
상기 발광 칩(17)은 제1리드 프레임(21) 상에 탑재되고, 연결 부재(18,19)로 제1 및 제2리드 프레임(21,31)과 전기적으로 연결된다. 상기 몰딩 부재(16)의 하부 돌기(16,16B)는 상기 제1 및 제2홈(22,32)에 각각 결합되며, 상기 몰딩 부재(16)의 접착력을 강화시켜 줄 수 있다.
상기 몰딩 부재(16)의 상면 및 둘레 측면을 통해 광이 방출될 수 있어, 광의 지향각 분포는 개선될 수 있다. 실시 예는 발광 칩(17)에 대해 전극이 수평 방향으로 배치된 수평형 칩에 대해 설명하였으나 전극이 수직하게 상/하에 배치된 수직형 칩이 배치될 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 22 및 도 23에 도시된 표시 장치, 도 24에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 22은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 22를 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 23은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 23을 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(1060)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1060), 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(1060)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(1060) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1060)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 24는 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 24를 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 발광소자 또는 발광 소자 패키지를 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 실시 예들에 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.
10: 발광 소자 11: 몸체
12: 간극부 15: 캐비티
16: 몰딩 부재 16A, 16B: 돌기
17: 발광 칩
21,31,211,213,215: 리드 프레임
22, 32, 121-125, 151, 152, 155, 157, 161-167, 174, 175, 178, 179, 191, 193: 홈
126,127,131,132,171,172,173,176,177: 리세스
133,134,135: 본딩부

Claims (10)

  1. 제1측면 및 상기 제1측면에 반대측인 제2측면, 상기 제1측면 및 상기 제2측면과 연결되는 제3측면, 상기 제3측면에 반대측인 제4측면을 포함하며 상기 제1측면 내지 상기 제4측면에 대응되는 둘레면인 제1내측면 내지 제4내측면을 포함하는캐비티를 갖는 몸체;
    상기 몸체에 결합되며, 상기 캐비티의 바닥에 배치된 제1리드 프레임 및 제2리드 프레임을 갖는 복수의 리드 프레임;
    상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 배치된 발광 칩;
    상기 복수의 리드 프레임 사이에 배치된 간극부;
    상기 제1리드 프레임의 상면으로부터 소정 깊이를 갖고 오목하게 형성되는 제1홈과 상기 제2리드 프레임의 상면으로부터 소정 깊이를 갖고 오목하게 형성되는 제2홈;
    상기 캐비티에 배치된 몰딩 부재를 포함하며,
    상기 제1리드 프레임은 상기 제1내측면, 상기 제3내측면 및 상기 제4측면 아래로 연장되고,
    상기 제2리드 프레임은 상기 제2내측면, 상기 제3내측면 및 상기 제4측면 아래로 연장되며,
    상기 제1홈은 상기 제1내측면, 상기 제3내측면 및 상기 제4내측면과 상기 발광 칩 사이의 영역 아래에 상기 제1내측면, 상기 제3내측면 및 상기 제4내측면과 소정 간격을 갖고 라인 형상으로 형성되고,
    상기 제2홈은 상기 제2내측면, 상기 제3내측면 및 상기 제4내측면과 상기 발광 칩 사이의 영역 아래에 상기 제2내측면, 상기 제3내측면 및 상기 제4내측면과 소정 간격을 갖고 라인 형상으로 형성되며,
    상기 제1홈은 상기 발광 칩과 상기 간극부 사이에 배치되어 상기 발광 칩의 둘레를 따라 루프 형상으로 형성되는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1홈의 길이는 상기 발광 칩의 적어도 한 변의 길이보다는 길고 상기 캐비티의 바닥에 배치된 상기 제1리드 프레임 길이의 1/2 이상인 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1홈과 상기 제3내측면 및 상기 제4내측면 사이의 거리는 상기 제1홈과 상기 제1내측면 사이의 거리보다 작은 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩 부재는 상기 제1홈 및 상기 제2홈에 각각 결합된 제1돌기 및 제2돌기를 포함하는 발광 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 홈 및 상기 제2홈은 상기 간극부로부터 이격되는 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1리드 프레임은 상기 간극부의 영역에서 상기 제1홈 방향으로 연장되는 제1리세스부를 포함하고,
    상기 제2리드 프레임은 상기 간극부의 영역에서 상기 제2홈 방향으로 연장되는 제2리세스부를 포함하는 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1내측면 내지 상기 제4내측면은 상기 몸체의 상면으로부터 소정 각도 경사지고,
    상기 발광 칩과 수평 방향으로 중첩되는 상기 제1내측면 내지 제4내측면은 상기 캐비티의 바닥으로부터 수직인 발광 소자.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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