KR102098132B1 - 발광소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 발광소자 패키지는 캐비티를 형성하는 몸체; 캐비티에 배치되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 제1 반도체층 및 제2 반도체층의 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광소자; 몸체의 일 영역에 위치하며, 발광소자와 연결되며, 상면의 일 영역에 함몰부가 형성되는 리드프레임; 일단이 함몰부에 배치되어 리드프레임과 연결되고, 타단이 발광소자와 연결되는 와이어; 및 함몰부와 인접하는 와이어의 일단을 감싸도록 배치되는 보호층;을 포함한다.

Description

발광소자 패키지{Light Emitting Diode Package}
발광소자 패키지{Light Emitting Diode Package}
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 광의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모컨, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고 있으며, 점차 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
발광소자는 순방향전압 인가시 n층의 전자(electron)와 p층의 정공(hole)이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 에너지 갭에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 LED가 되는 것이다.
질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
발광소자 패키지는 발광소자를 기판 상에 제작하고, 절단(sawing)공정인 다이 분리(dieseparation)를 통해 발광소자 칩을 분리한 후, 발광소자 칩을 패키지 몸체(package body)에 다이 본딩(diebonding)하고 와이어 본딩(wire bonding), 몰딩(molding)을 진행 후 테스트를 진행할 수 있다.
발광소자 칩의 제조공정과 패키징 공정이 별도로 진행됨에 따라 여러 복잡한 공정 및 여러 기판 등이 소요되는 문제가 발생할 수 있다.
발광소자에서는 고온의 열이 발생될 수 있다. 따라서, 발광소자 패키지는 열팽창과 열수축이 발생하는 경우에도 전기적 안정성을 유지하는 것이 중요하다. 특히, 발광소자와 리드프레임을 전기적으로 연결하는 와이어가 열로 인한 팽창 또는 수축에도 안전하게 유지되는 것이 중요하다.
실시예는 열적인 스트레스에도 전기적 안정성을 갖는 발광소자 패키지를 제공한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 캐비티를 형성하는 몸체; 캐비티에 배치되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 제1 반도체층 및 제2 반도체층의 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광소자; 몸체의 일 영역에 위치하며, 발광소자와 연결되며, 상면의 일 영역에 함몰부가 형성되는 리드프레임; 일단이 함몰부에 배치되어 리드프레임과 연결되고, 타단이 발광소자와 연결되는 와이어; 및 함몰부와 인접하는 와이어의 일단을 감싸도록 배치되는 보호층;을 포함한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 보호층을 포함하여, 발광소자와 리드프레임을 전기적으로 연결하는 와이어를 보호할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 와이어가 특히 결함이 많이 발생하는 부위인 리드프레임과의 연결부위를 보호층을 보호하여, 전기적 안정성을 극대화할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 리드프레임의 와이어와 연결되는 부분을 함몰하여, 함몰된 부위에 열적인 안정성이 뛰어난 메틸계 실리콘을 충진하여, 와이어와 리드프레임 사이의 연결부위의 안정성을 극대화할 수 있다.
도 1a 및 도 1b 는 각각의 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타낸 단면도,
도 2 는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 사시도,
도 3 은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타낸 단면도,
도 4 는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타낸 단면도,
도 5a 는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도,
도 5b 는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 단면도,
도 6 은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함한 백라이트 유닛을 나타낸 개념도,
도 7 은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함한 백라이트 유닛을 나타낸 개념도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예에서 발광소자의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
도 1a 및 도 1b 는 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타낸 단면도이고, 도 2 는 일 실시예의 발광소자 패키지의 구조를 도시한 사시도이다.
도 1a, 도 1b 및 도 2 를 참조하면, 일 실시예에 따른 발광소자(100)는 캐비티를 형성하는 몸체(110), 캐비티에 배치되는 발광소자(120), 몸체(110)의 일 영역에 위치하며, 상면의 일 영역이 함몰된 함몰부(140)가 형성되는 리드프레임(130), 일단이 함몰부(140)에 배치되고, 타단이 발광소자(120)와 연결되는 와이어(150) 및 캐비티를 충진하는 봉지재(190)를 더 포함할 수 있다.
몸체(110)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board), 세라믹 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 몸체(110)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다.
몸체(110)는 상면이 함몰되어 형성된 내측면이 경사면을 가질 수 있으나, 이에 한정하지 아니하고, 실시예에 따라서는 몸체(110)의 내측면은 리드프레임과 수직하도록 형성될 수 있다. 몸체(110)의 내측면이 경사를 갖는 실시예의 경우, 상기 내측면의 경사의 각도에 따라 발광소자(120)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
캐비티는 몸체(110)의 일 영역이 함몰되어 형성될 수 있다. 캐비티는 몸체(110)가 함몰되어 리드프레임(130)의 일부가 노출되도록 할 수 있다. 캐비티는 발광소자(120)를 구비하여 발광소자(120)에서 발생된 빛을 외부로 발산시킬 수 있다.
캐비티의 테두리는 위에서 바라보면 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 특히 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나, 이에 한정되지 아니한다. 몸체(110)의 내측면은 반사층(미도시)을 구비할 수 있다. 몸체(110)는 내측면이 반사도 높은 물질로 도포될 수 있다. 반사층(미도시)은 은(Ag)와 같은 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 반사층(미도시)은 발광소자(120)에서 발생된 빛을 반사시켜 발광소자 패키지(100) 외부로 발산시킬 수 있다.
발광소자(120)는 몸체(110)가 형성하는 캐비티의 내부에 배치될 수 있다. 발광소자(120)는 몸체(110)가 형성하는 캐비티 내에 배치되어 리드프레임(130)과 연결될 수 있다. 발광소자(120)는 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임과 와이어 본딩(wire bonding) 방식에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
발광소자(120)는 리드프레임(130) 상에 배치될 수 있으며, 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 발광 소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 소자일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광소자(120)는 빛을 발생시킬 수 있다. 발광소자(120)는 빛을 몸체(110)의 캐비티를 형성하는 내측면 또는 바닥면에 조사(照射)할 수 있다. 발광소자(120)는 빛을 전후좌우로 발산시킬 수 있으나, 이에 한정하지 아니한다. 발광소자(120)는 빛을 캐비티를 형성하는 내측면과 리드프레임(130)에 조사하고, 그 반사된 광은 발광소자 패키지(100)의 상부로 방출될 수 있다.
발광소자(120)는 전기 단자들이 모두 상부 면에 형성된 수평형 타입(Horizontal type), 상하부 면에 형성된 수직형 타입(Vertical type), 또는 플립 칩 중의 하나일 수 있다.
발광소자(120)은 제1 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제2 반도체층(미도시)을 포함할 수 있고, 제1 반도체층(미도시)과 제2 반도체층(미도시) 사이에 활성층(미도시)이 개재되어 형성될 수 있다.
제1 반도체층(미도시) 및 제2 반도체층(미도시) 중 적어도 하나는 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층으로 구현될 수 있으며, 다른 하나는 n 형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 제1 반도체층(미도시)이 p 형 반도체층일 경우 제2 반도체층(미도시)은 n 형 반도체층일 수 있으며, 그 역도 가능하다.
p형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN(Gallium nitride), AlN(Aluminium nitride), AlGaN(Aluminium gallium nitride), InGaN(Indium gallium nitride), InN(Indium nitride), InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba) 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
n형 반도체층은 예컨데, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN(Gallium nitride), AlN(Aluminium nitride), AlGaN(Aluminium gallium nitride), InGaN(Indium gallium nitride), InN(Indium nitride), InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, 예를 들어, 규소(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 셀레늄(Se), 텔루늄(Te)과 같은 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제1 반도체층(미도시)과 제2 반도체층(미도시) 사이에는 활성층(미도시)이 개재될 수 있다. 활성층(미도시)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 단일 또는 다중 양자 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다.
활성층(미도시)이 양자우물구조로 형성된 경우, 예컨데, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1 -a- bN (0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자우물구조를 갖을 수 있다. 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
활성층(미도시)의 위 또는/및 아래에는 도전성 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전성 클래드층(미도시)은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(미도시)의 밴드 갭보다는 큰 밴드 갭을 가질 수 있다.
제1 반도체층과 연결되는 제1 전극(미도시), 제2 반도체층과 연결되는 제2 전극(미도시) 각각은, 전기적 극성이 상이한 두 개의 리드프레임(130) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다.
리드프레임(130)은 몸체(110)의 일 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 몸체(110)는 리드프레임(130)의 일 영역을 감싸듯 형성되어 리드프레임(130)을 고정할 수 있다. 리드프레임(130)은 발광소자(120)와 와이어로 전기적으로 연결될 수 있다.
리드프레임(130)는 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임을 포함할 수 있다. 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임은 전기적인 극성이 서로 다를 수 있다. 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임은 발광소자(120)의 복수의 전극과 각각 연결될 수 있다. 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임은 발광소자(120)에 전원을 공급할 수 있다. 제1 리드프레임 및 제2 리드프레임은 서로 이격되어 배치될 수 있다.
리드프레임(130)은 발광소자(120)에서 발생된 빛을 반사시켜 광효율을 증가시킬 수 있다. 리드프레임(130)은 발광소자(120)에서 발생된 열을 흡수할 수 있다.
리드프레임(130)은 전기전도성이 있는 물질을 포함할 수 있다. 리드프레임(130)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), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 리드프레임(130)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
리드프레임(130)은 일 영역이 함몰되는 함몰부(140)가 형성될 수 있다. 리드프레임(130)은 와이어(150)와 연결되도록, 함몰부(140)에 배치되며, 금(Au)을 포함하는 연결부(160)를 더 포함할 수 있다. 리드프레임(130)은 발광소자(120)와 와이어로 연결될 수 있다.
도 1b 를 참조하면, 리드프레임(130) 프레스장치로 함몰부(140)가 형성될 수 있다. 리드프레임(130)은 프레스장치로 함몰부(140)가 형성된 경우, 일 영역이 굴곡되어 함몰부(140)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 함몰부(140)가 형성된 부분의 리드프레임(130)의 두께는 함몰부(140)가 형성되지 않은 부분의 리드프레임(130)의 두께와 유사할 수 있다.
연결부(160)는 함몰부(140)에 배치될 수 있다. 연결부(160)는 와이어(150)와 연결될 수 있다. 리드프레임(130)은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)을 포함하는 부분과 함몰부(140)에 배치되는 연결부(160)를 포함할 수 있다. 연결부(160)는 금(Au)을 포함할 수 있다. 연결부(160)는 금을 포함하여, 와이어(150)와의 결합을 견고하게 하고, 발광소자(120)와 리드프레임(130)간의 전기적 연결을 안정화할 수 있다.
함몰부(140)는 와이어(150)와 연결부(160)와의 연결부위가 리드프레임(130)의 상면보다 낮도록 할 수 있다. 함몰부(140)는 깊이(D)가 100nm 내지 150nm 일 수 있다.
함몰부(140)는 깊이(D)가 100nm 이하인 경우, 열팽창 및 열수축에 취약한 와이어(150)와 리드프레임(130) 사이의 연결부위가 리드프레임(130)의 상면 위로 노출되어, 발광소자 패키지(100)의 전기적 안정성을 떨어뜨릴 수 있고, 깊이가 150nm 이상인 경우, 리드프레임(130)의 일 영역의 두께가 얇아짐으로 인하여, 발광소자 패키지(100)의 물리적 내구성이 떨어질 수 있다.
봉지재(190)는 캐비티에 충진될 수 있다. 봉지재(190)는 발광소자(120)를 감싸도록 몸체(110)가 형성하는 캐비티에 충진될 수 있다. 봉지재(190)는 광투과 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 요소수지, 아크릴 수지 또는 광투과 실리콘 수지 중에서 하나 또는 복수로 형성될 수 있다. 봉지재(190)는 캐비티 내에 충진된 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다. 봉지재(190)는 형광체를 포함할 수 있다.
형광체(미도시)는 발광소자(120)에서 방출되는 광의 파장에 따라 종류가 선택되어 발광소자 패키지가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.
봉지재(190)에 포함되어 있는 형광체(미도시)는 발광소자(120)에서 방출되는 광의 파장에 따라 청색 발광 형광체, 청록색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체, 황녹색 발광 형광체, 황색 발광 형광체, 황적색 발광 형광체, 오렌지색 발광 형광체, 및 적색 발광 형광체 중 하나 이상일 수 있다.
형광체(미도시)는 발광소자(120)가 발출하는 제1 빛에 여기되어, 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광소자(120)가 발생시킨 빛이 형광체의 색과 혼색됨에 따라 발광소자 패키지는 백색 빛을 제공할 수 있다.
발광소자(120)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체(미도시)를 혼용하고, 발광소자(120)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan 형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하여, 발광소자 패키지가 백색빛을 방출하도록 할 수 있다.
형광체(미도시)는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 것일 수 있다.
봉지재(190)는 페닐계 실리콘을 포함할 수 있다. 봉지재(190)는 물리적 내구성이 높은 페닐계 실리콘을 포함하여, 발광소자(120)를 물리적 충격으로부터 보호할 수 있다.
도 3 및 도 4 는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 3 을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지는 함몰부(140)와 인접하는 와이어(150)의 일단을 감싸도록 배치되는 보호층을 포함할 수 있다.
보호층(170)은 메틸계(Dimethyl) 실리콘을 포함할 수 있다. 보호층(170)은 열적안정성이 높은 메틸계 실리콘을 포함하여, 와이어(150)의 리드프레임(130)의 연결부위를 보호할 수 있다. 보호층(170)은 함몰부(140)가 형성하는 공간을 메울 수 있다.
도 4 를 참조하면, 몸체(110)는 함몰부(140)의 위에 배치될 수 있다.
몸체(110)는 함몰부(140)를 덮도록 배치되어 함몰부(140)에 배치되는 보호층(170)이 발광소자(120)에서 발생한 빛을 흡수하는 것을 차단할 수 있다.
몸체(110)가 함몰부(140)를 덮도록 배치되는 일 실시예의 경우, 리드프레임(130)과 발광소자(120)를 와이어(150)로 연결한 이후에 몸체를 형성할 수 있으나, 그 공정순서에는 한정하지 아니한다. 몸체(110)는 와이어(150)의 일 부분을 감싸도록 형성될 수 있다. 몸체(110)는 와이어(150)와 리드프레임(130)의 연결부위에 인접하는 부분을 감싸도록 형성되어, 와이어(150)의 내구성을 유지하도록 할 수 있다.
봉지재(190)는 와이어(150)를 감싸며, 페닐계실리콘을 포함하는 제1층 및 형광체를 포함하는 제2층을 포함할 수 있다. 봉지재(190)는 페닐계 실리콘을 포함하는 제1층을 포함하여, 발광소자(120) 및 와이어(150)를 물리적 충격으로부터 보호할 수 있다.
도 5a는 일 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 조명 시스템(400)을 도시한 사시도이며, 도 5b는 도 5a의 조명 시스템의 D-D' 단면을 도시한 단면도이다.
즉, 도 5b 는 도 5a의 조명 시스템(400)을 길이방향(Z)과 높이방향(X)의 면으로 자르고, 수평방향(Y)으로 바라본 단면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 조명 시스템(400)은 몸체(410), 몸체(410)와 체결되는 커버(430) 및 몸체(410)의 양단에 위치하는 마감캡(450)을 포함할 수 있다.
몸체(410)의 하부면에는 발광소자 모듈(443)이 체결되며, 몸체(410)는 발광소자 패키지(444)에서 발생한 열이 몸체(410)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열 발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있고, 이에 한정하지 아니한다.
발광소자 패키지(444)는 발광소자(미도시)를 포함한다.
발광소자 패키지(444)는 기판(442) 상에 다색, 다열로 실장되어 모듈을 이룰 수 있으며, 동일한 간격으로 실장되거나 또는 필요에 따라서 다양한 이격 거리를 가지고 실장될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다. 기판(442)으로 MCPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB 를 사용할 수 있다.
커버(430)는 몸체(410)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
커버(430)는 내부의 발광소자 모듈(443)을 외부의 이물질 등으로부터 보호할 수 있다. 커버(430)는 발광소자 패키지(444)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 커버(430)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있다. 또한 커버(430)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다.
발광소자 패키지(444)에서 발생하는 광은 커버(430)를 통해 외부로 방출되므로, 커버(430)는 광투과율이 우수하여야 하며, 발광소자 패키지(444)에서 발생하는 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(430)는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethylen?Terephthalate;?PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate;?PC), 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.
마감캡(450)은 몸체(410)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 마감캡(450)에는 전원 핀(452)이 형성되어 있어, 실시예에 따른 조명 시스템(400)은 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
도 6 은 일 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다.
도 6 은 에지-라이트 방식으로, 액정 표시 장치(500)는 액정표시패널(510)과 액정표시패널(510)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(570)을 포함할 수 있다.
액정표시패널(510)은 백라이트 유닛(570)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정표시패널(510)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(512) 및 박막 트랜지스터 기판(514)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(512)은 액정표시패널(510)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(514)은 구동 필름(517)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로기판(518)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(514)은 인쇄회로기판(518)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로기판(518)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(514)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(570)은 빛을 출력하는 발광소자 모듈(520), 발광소자 모듈(520)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(510)로 제공하는 도광판(530), 도광판(530)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(550, 560, 564) 및 도광판(530)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(530)으로 반사시키는 반사 시트(540)로 구성된다.
발광소자 모듈(520)은 복수의 발광소자 패키지(524)와 복수의 발광소자 패키지(524)가 실장되어 모듈을 이룰 수 있도록 PCB기판(522)을 포함할 수 있다.
발광소자 패키지(524)는 발광소자(미도시)를 포함한다.
백라이트유닛(570)은 도광판(530)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(510) 방향으로 확산시키는 확산필름(566)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘필름(550)으로 구성될 수 있으며, 프리즘필름(550)를 보호하기 위한 보호필름(564)을 포함할 수 있다.
도 7 은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 액정표시장치의 분해 사시도이다. 다만, 도 6 에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 7 은 실시예에 따른 직하 방식의 액정 표시 장치(600)이다. 액정 표시 장치(600)는 액정표시패널(610)과 액정표시패널(610)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(670)을 포함할 수 있다. 액정표시패널(610)은 도 6 에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
백라이트 유닛(670)은 복수의 발광소자 모듈(623), 반사시트(624), 발광소자 모듈(623)과 반사시트(624)가 수납되는 하부 섀시(630), 발광소자 모듈(623)의 상부에 배치되는 확산판(640) 및 다수의 광학필름(660)을 포함할 수 있다.
발광소자 모듈(623)은 복수의 발광소자 패키지(622)와 복수의 발광소자 패키지(622)가 실장되어 모듈을 이룰 수 있도록 PCB기판(621)을 포함할 수 있다.
발광소자 패키지(622)는 발광소자(미도시)를 포함한다.
반사 시트(624)는 발광소자 패키지(622)에서 발생한 빛을 액정표시패널(610)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
발광소자 모듈(623)에서 발생한 빛은 확산판(640)에 입사하며, 확산판(640)의 상부에는 광학 필름(660)이 배치된다. 광학 필름(660)은 확산 필름(666), 프리즘필름(650) 및 보호필름(664)를 포함하여 구성된다.
실시예에 따른 발광소자는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다
110 : 몸체
120 : 발광소자
130 : 리드프레임
140 : 함몰부
150 : 와이어
160 : 연결부
190 : 봉지재

Claims (8)

  1. 캐비티를 형성하는 몸체;
    상기 캐비티 내에 배치되어 상기 몸체를 관통하고 상기 몸체의 측면 일부를 감싸며 상면의 일 영역에 함몰부가 형성되는 제1리드 프레임 및 제2리드 프레임을 포함하는 리드 프레임;
    상기 캐비티 내에 배치된 상기 리드 프레임 중 어느 하나 위에 배치되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층의 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광소자;
    일단이 상기 함몰부에 배치되어 상기 리드프레임과 연결되고, 타단이 상기 발광소자와 연결되는 와이어;
    상기 함몰부와 인접하는 상기 와이어의 일단을 감싸도록 배치되는 보호층; 및
    상기 리드프레임은 상기 와이어와 연결되도록, 상기 함몰부에 배치되며, 금(Au)을 포함하는 연결부를 포함하며,
    상기 리드 프레임의 하면은 상기 함몰부가 형성된 영역과 대응되는 영역이 굴곡되어 형성되며,
    상기 와이어와 상기 연결부의 연결부위는 상기 리드 프레임의 상면보다 낮은 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보호층은 메틸계(Dimethyl) 실리콘을 포함하는 발광소자 패키지.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티를 형성하는 상기 리드프레임의 상면은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)으로 형성되는 발광소자 패키지.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 함몰부는 깊이가 100nm 내지 150nm 인 발광소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티에 충진되며, 페닐계 실리콘을 포함하는 봉지재를 포함하는 발광소자 패키지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 봉지재는 상기 와이어를 감싸며, 상기 페닐계 실리콘을 포함하는 제1 층 및 형광체를 포함하는 제2층을 포함하는 발광소자 패키지.
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