KR20140035212A - 발광 소자 및 조명 시스템 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 발광 소자는, 캐비티를 갖는 몸체; 상기 캐비티 내에 복수의 리드 프레임; 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 발광 칩; 상기 발광 칩의 둘레에 배치되고 상기 발광 칩의 상면보다 낮은 상면을 갖고, 내부에 제1금속 산화물이 첨가된 제1몰딩 부재; 상기 제1몰딩 부재 위에 배치되며 내부에 제2금속 산화물이 첨가된 제2몰딩 부재를 포함하며, 상기 제1몰딩 부재는 적어도 일부에 소정의 곡률을 갖는 상면을 포함한다.

Description

발광 소자 및 조명 시스템{LIGHT EMTTING DEVICE AND LIGHTING SYSTEM}
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템에 관한 것이다.
발광소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Device)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 발생하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다.
또한, 발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다.
이에 따라, 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내 및 실외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 발광 칩의 둘레에 제1금속 산화물을 갖는 제1몰딩 부재의 상면이 상기 발광 칩의 상면보다 낮게 배치된 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 칩과 캐비티의 측면 사이의 영역에 제1몰딩부재와 제2몰딩부재 사이의 계면이 존재하고, 상기 계면의 저점이 발광 칩의 상면에 대해 수평한 선분으로부터 상기 발광 칩 두께의 30% 이상의 깊이로 배치되는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 칩의 둘레에 제1금속 산화물을 갖는 제1몰딩 부재와, 상기 제1몰딩 부재와 상기 발광 칩 위에 상기 제2금속 산화물을 갖는 제2몰딩 부재를 포함하는 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 캐비티를 갖는 몸체; 상기 캐비티 내에 복수의 리드 프레임; 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 발광 칩; 상기 발광 칩의 둘레에 배치되고 상기 발광 칩의 상면보다 낮은 상면을 갖고, 내부에 제1금속 산화물이 첨가된 제1몰딩 부재; 상기 제1몰딩 부재 위에 배치되며 내부에 제2금속 산화물이 첨가된 제2몰딩 부재를 포함하며, 상기 제1몰딩 부재는 적어도 일부에 소정의 곡률을 갖는 상면을 포함한다.
실시 예는 다중 몰딩 구조를 갖는 발광 소자의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 캐비티가 비대칭 형상을 갖더라도, 서로 다른 축 간의 광 지향각의 차이를 줄여줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 광속 및 조도 분포를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 3은 도 2의 부분 확대도이다.
도 4는 도 1의 발광 소자의 B-B측 단면도이다.
도 5는 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 6은 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 7은 제4실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 8은 제5실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 9는 제6실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 10은 제7실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 11 내지 도 13는 제8실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 14는 실시 예 및 비교 예에 따른 몰딩 부재를 갖는 발광 소자에서의 광속과 조도를 나타낸 표이다.
도 15은 실시 예 및 비교 예에 따른 몰딩 부재를 갖는 발광 소자에서의 지향 특성을 나타낸 도면이다.
도 16은 실시 예에 따른 발광 소자의 지향각을 나타낸 그래프이다.
도 17은 실시 예에 따른 발광 소자의 발광 칩의 예를 나타낸 도면이다.
도 18은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 19는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 조명장치를 나타낸 분해 사시도이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등이 각 기판, 프레임, 시트, 층 또는 패턴 등의 "상/위(on)"에 또는 "아래/하(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"과 "아래/하(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 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 예에 따른 발광소자를 설명한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광소자의 평면도를 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이고, 도 3은 도 1의 발광 소자의 B-B측 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 캐비티(1A)를 갖는 몸체(11), 복수의 리드 프레임(13,14), 제1몰딩 부재(15), 제2몰딩 부재(17), 발광 칩(19)을 포함한다.
상기 몸체(11)는 절연 재질, 또는 전도성 재질을 포함할 수 있다. 상기 몸체(11)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체(11)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), 에폭시 또는 실리콘과 같은 수지 재질로 이루어질 수 있다. 상기 몸체(11)는 상기 제1 및 제2몰딩 부재(15,17)의 실리콘 재질과 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(11)의 형상은 위에서 볼 때, 삼각형, 사각형, 오각형과 같은 다각형 구조로 형성되거나, 원형, 모서리가 곡면을 갖는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 몸체(11)의 형상이 사각형 형상인 경우, 상기 몸체(11)는 복수의 측면부 예컨대, 4개의 측면부(1~4)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 측면부(1~4) 중 적어도 하나는 상기 몸체(11)의 하면에 대해 수직하거나 경사지게 배치될 수 있다. 상기 몸체(11)는 제1 내지 제4측면부(1~4)를 그 예로 설명하며, 제1측면부(1)와 제2측면부(2)는 서로 반대측 면이며, 상기 제3측면부(3)와 상기 제4측면부(4)는 상기 제1측면부(1) 및 제2측면부(2)에 인접하며 서로 반대측 면이 될 수 있다. 상기 제1측면부(1) 및 제2측면부(2) 각각의 길이는 제3측면부(3) 및 제4측면부(4)의 길이와 같거나 다를 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(11)는 상부가 개방되고 소정 깊이를 갖는 캐비티(11A)를 포함하며, 상기 캐비티(11A)는 컵 구조, 리세스 구조와 같은 형상으로 형성될 수 있다. 상기 캐비티(11A)의 바닥에는 복수의 리드 프레임(13,14)이 노출될 수 있으며, 둘레에는 복수의 내측면(1A~4A)으로 이루어질 수 있다. 상기 캐비티(11A)의 내측면(1A~4A) 각각은 상기 제1 내지 제4측면부(1~4)에 대응된다. 상기 내측면(1A~4A) 사이의 모서리 부분은 곡면이거나 각진 면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(11A)의 내측면(1A~4A) 중 적어도 하나는 상기 리드 프레임(13,14)의 상면에 대해 수직하거나 경사지게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제1리드 프레임(13)은 캐비티(11A)의 센터 영역에서 제3내측면(3A) 아래로 연장되고, 상기 제2리드 프레임(14)는 상기 캐비티(11A) 내에서 상기 제1리드 프레임(13)과 대응되고 상기 제4내측면(4A) 아래로 연장된다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(13,14)은 홈 또는/및 구멍을 포함할 수 있으며, 그 상면과 하면은 수평한 면으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1리드 프레임(13)의 상면과 상기 제2리드 프레임(14)의 상면은 동일한 수평 면으로 배치될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(13)은 상기 몸체(11)의 제3측면부(3) 아래에 배치되거나, 제3측면부(3)보다 외측으로 돌출될 수 있다. 상기 제2리드 프레임(14)은 몸체(11)의 제4측면부(4)의 아래에 배치되거나, 상기 제4측면부(4)보다 외측으로 돌출될 수 있다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(13,14)의 두께는 0.15mm~0.8mm 범위 예컨대, 0.15mm~0.4mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(13) 및 제2리드 프레임(14)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단일 금속층 또는 다층 금속층으로 형성될 수 있다. 상기 제1, 제2리드 프레임(13,14)의 두께는 동일한 두께로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(11A)에 노출된 상기 제1리드 프레임(13) 상에 발광 칩(19)이 배치되고, 상기 발광 칩(19)은 접착 부재(18)에 의해 제1리드 프레임(13)에 접착된다. 상기의 접착 부재(18)는 전도성 재질을 포함한다. 상기 발광 칩(19)은 적어도 하나의 와이어(23)를 이용하여 제2리드 프레임(14)에 연결된다.
상기 발광 칩(19)은 가시광선 대역부터 자외선 대역의 범위 중에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 예컨대 레드 LED 칩, 블루 LED 칩, 그린 LED 칩, 엘로우 그린(yellow green) LED 칩 중에서 선택될 수 있다. 상기 발광 칩(19)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체와 II족-VI족 원소의 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함하는 LED 칩을 포함한다. 상기 발광 칩(19)은 상기 캐비티(11A) 내에 하나 또는 복수가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 칩(19)은 애노드와 캐소드용 전극이 상하로 배치되는 수직형 칩이거나, 애노드와 캐소드용 전극이 어느 한 측 방향에 배치된 플립 칩이거나, 애노드와 캐소드용 전극이 옆에 배치되는 수평형 칩일 수 있다. 또한 상기 발광 칩(19)은 가로와 세로의 길이가 0.5mmⅹ0.5mm~1.5mmⅹ1.5mm 범위 예컨대, 1mmⅹ1mm 범위의 크기를 갖는 칩을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 칩(19)의 두께는 100-300㎛ 범위로 형성될 수 있다.
상기 복수의 리드 프레임(13,14) 중 적어도 하나의 위에는 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)와 같은 보호 칩이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1몰딩 부재(15)는 상기 발광 칩(19)의 둘레에 배치되어, 상기 발광 칩(19)의 모든 측면(S1~S4)에 접촉된다. 상기 제1몰딩 부재(15)는 실리콘 재질 내에 제1금속 산화물(5)이 첨가된다. 상기 제1금속 산화물(5)은 고 굴절 재질로서, TiO2를 포함한다. 상기 제1금속 산화물(5)은 상기 제1몰딩 부재(15) 내에 5~15wt% 범위의 함량 예컨대, 10~15wt% 범위의 함량으로 첨가될 수 있다. 상기 제1몰딩 부재(15)의 실리콘 재질은 1.51~1.55 범위의 굴절률을 갖는다. 이러한 실리콘 재질은 상기 리드 프레임(13)과 몸체(11)와의 접착력이 좋은 재질을 사용할 수 있다. 실시 예의 발광 칩(19)는 대부분의 광이 상 방향으로 방출되고, 발생된 광 중에서 40% 미만의 광이 측 방향으로 방출된다. 이러한 광 방출 특성에 따라 상기 제1몰딩 부재(15)를 이용하여 발광 칩(19)의 측 방향으로 방출되는 광을 반사시켜 주고, 상기 발광 칩(19) 내에서 발생된 광의 대부분을 발광 칩(19)의 상면을 통해 방출될 수 있도록 할 수 있다.
상기 제1몰딩 부재(15)는 상기 제1금속 산화물(5)에 의해 발광 칩(19)로부터 방출된 광의 70% 이상을 반사하는 반사층으로 기능하게 된다. 상기 제1몰딩 부재(15)가 반사층으로 기능하므로, 상기 발광 칩(19)의 측 방향으로 방출되는 광을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다. 상기 발광 칩(19)의 측면(S1-S4)에 제1몰딩 부재(15)가 접착됨으로써, 상기 발광 칩(19)으로부터 방출된 광의 지향 특성을 보면, 가로 방향인 제1축(X-X) 방향과 세로 방향인 제2축(Y-Y) 방향에서의 지향각 분포는 거의 동일한 지향 특성을 갖게 된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제1몰딩 부재(15)의 상면(R2)은 곡면을 포함하며, 상기 곡면은 상기 발광 칩(19)의 측면(S1,S2)과 상기 캐비티(11A)의 내 측면(1A,2A)에 접촉된 고점들 사이에 연결된다. 상기 발광 칩(19)의 고점은 상기 발광 칩(19)의 상면의 수평한 연장 선보다 낮게 배치되며, 그 저점은 상기 발광 칩(19)의 측면(S1,S2)과 상기 캐비티(11A)의 내 측면(1A,2A) 사이의 영역에 배치된다. 상기 곡면의 곡률은 0.05~0.1mm 범위로 형성될 수 있으며, 이러한 곡률은 실리콘 재질의 점도, 내부에 첨가된 금속 산화물과 같은 불순물, 상기 발광 칩(19)의 측면(S1,S2)과 상기 캐비티(11A) 내측면(1A,2A) 사이의 간격에 의해 변경될 수 있다.
상기 제1몰딩 부재(15)와 상기 제2몰딩 부재(17) 사이의 계면은 오목한 곡면 형상으로 형성되며, 상기 오목한 곡면의 저점 즉, 최 저점은 상기 발광 칩(19)의 상면보다 낮고 상기 발광 칩(19)의 두께(T1)의 30% 이상으로 깊고 70% 이하로 낮은 깊이로 형성될 수 있다.
상기 제1몰딩 부재(15)는 상기 발광 칩(19)의 측면 전체를 커버하게 됨으로써, 상기 발광 칩(19)의 측 방향으로 방출되는 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 제1몰딩 부재(15)의 오목한 곡면에 의해 상기 제2몰딩 부재(17)와의 접촉 면적이 개선될 수 있고, 상기 발광 소자의 표면으로부터 재 입사된 광의 다른 방향으로 반사시켜 줄 수 있다. 이에 따라 상기 오목한 곡면에 의해 광 추출 효율이 개선될 수 있다. 또한 상기 제1몰딩 부재(15)의 오목한 곡면은 상기 제2몰딩 부재(17)를 통해 침투하는 습기를 담아두는 댐 역할을 할 수 있다. 따라서, 상기와 같은 제1몰딩 부재(15)의 오목한 곡면의 깊이에 의해 접착력 개선, 광 추출 효율의 개선, 상기 습기 침투 방지 효과를 줄 수 있다.
또한 상기 제1몰딩 부재(15)의 내 측면의 높이가 상기 발광 칩(19)의 상면과 실질적으로 같은 높이로 형성됨으로써, 상기 발광 칩(19)의 에지 영역에서 제1몰딩 부재(15), 상기 발광 칩(19), 상기 제2몰딩 부재(17)는 서로 접착될 수 있다. 따라서, 상기 발광 칩(19)의 에지 영역에서의 접착력을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1몰딩 부재(15)의 상면(R2) 깊이 즉, 곡면의 최 저점은 상기 캐비티(11A)의 내측면(4A)과 상기 발광 칩(19)의 측면으로부터 이격되며, 상기 발광 칩(19)의 상면에 연장된 선상부터 소정 깊이(Y1)로 형성된다. 상기 최저점 깊이(Y1)는 예컨대, 상기 발광 칩(19)의 두께(T1)의 30%~70% 위치 즉, 발광 칩(19)의 상면으로부터 0.3T1≤X1≤0.7T1 사이의 범위의 깊이로 형성될 수 있으며, 예컨대 0.4T1~0.6T1 범위의 깊이로 배치될 수 있다. 상기 제1몰딩 부재(15)의 최소 두께(X1)는 상기 곡면의 최 저점과 상기 리드 프레임(13)의 상면 사이의 간격으로서, 예컨대 0<X1≤0.7T1 범위에 형성될 수 있다. 상기의 T1는 100~300㎛ 범위이다.
상기 제1몰딩 부재(15)의 최소 두께(X1) 또는 최저점의 위치는 제1금속 산화물(5)의 함량과, 재질, 그리고, 상기 발광 칩(19)와 캐비티(11A)의 내측면(1A,2A) 사이의 간격에 의해 결정될 수 있으며, 상기 제1몰딩 부재(15)의 최저점의 위치가 너무 낮은 경우, 상기와 같은 곡률이나 최소 두께(X1)를 벗어나게 되므로, 광 추출 효율이나 습기 침투 억제, 접착력 개선 효과가 저하될 수 있다.
상기 제1몰딩 부재(15)는 상기 발광 칩(19)의 측면에서 상기 발광 칩(19)으로부터 측 방향으로 방출된 광을 반사시켜 주어, 광축 방향으로의 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 2 및 도 4와 같이, 상기 제1몰딩 부재(15)는 상기 발광 칩(19)의 제1영역(A1)을 제외한 제2 내지 제4영역(A2, A3, A4)에 배치된다. 상기 제2영역(A2)은 상기 발광 칩(19)의 양 측면(S1,S2)과 캐비티(11A)의 제1 및 제2내측면(1A,2A) 사이의 영역이 된다.
도 4와 같이 상기 제3 및 제4영역(A3,A4)은 상기 발광 칩(19)의 측면(S3,S4)과 상기 캐비티(11A)의 제3 및 제4내측면(3A,4A) 사이의 영역이 될 수 있다. 상기 제4영역(A4)에 배치된 상기 제1몰딩 부재(15)의 상면(R2)는 다른 영역의 상면과 다른 곡률로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 3과 같이, 상기 발광 칩(19)은 내부에 반사 전극층(19A)을 구비하며, 상기 반사 전극층(19A)이 칩 상면으로부터 15㎛ 이내의 거리에 배치된다. 이에 따라 상기 제1몰딩 부재(15)는 상기 반사 전극층(19A)에 의해 반사된 광과 칩 내의 활성층에 의해 반사된 광을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다. 여기서, 광 추출 효율을 위해 상기 제1몰딩 부재(16)의 상면 위치는 상기 반사 전극층(19A)보다 위에 배치되어, 상기 반사 전극층(19A)에 의해 반사된 광의 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제2몰딩 부재(17)는 상기 발광 칩(19)과 상기 제1몰딩 부재(15)의 상면(R2)에 접촉된다. 상기 제1몰딩 부재(15)의 상면(R2)이 곡면으로 형성됨으로써, 상기 제2몰딩 부재(17)와의 접촉 면적이 증가될 수 있고, 이로 인해 상기 제2몰딩 부재(17)와의 접착력이 증가될 수 있다. 상기 제1몰딩 부재(15)와 상기 제2몰딩 부재(17) 사이의 계면은 상기 곡면의 곡률로 형성되며, 상기 계면의 저점 위치는 상기 제1몰딩 부재(15)의 저점이 된다.
상기 제2몰딩 부재(17)는 상기 제1몰딩 부재(15)와의 접착성이 좋은 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 상기 제1몰딩 부재(15)와 동일한 재질로 형성될 수 있다.
상기 제2몰딩 부재(17)는 상기 제1몰딩 부재(15)의 상면(R2)과 상기 발광 칩(19)의 상면에 접촉된다. 상기 제2몰딩 부재(17)는 실리콘 재질 내에 제2금속 산화물(7)이 첨가된다. 상기 제2금속 산화물(7)은 고 굴절 재질로서, 상기 제1몰딩 부재(15)에 첨가된 제1금속 산화물(5)과 다른 종류의 금속 산화물을 포함할 수 있으며, 예컨대 SiO2를 포함한다. 상기 제2금속 산화물(7)은 상기 제2몰딩 부재(17) 내에 5~15wt% 범위의 함량 예컨대, 10~15wt% 범위의 함량으로 첨가될 수 있다. 상기 제2몰딩 부재(17)는 실리콘 재질에 제2금속 산화물(7)이 첨가된 수지층으로서, 확산층으로 기능하게 된다. 상기 제2몰딩 부재(17)는 상기 제1몰딩 부재(15)에 의해 상기 발광 칩(19)으로부터 수직 상 방향으로 출사되는 광을 균일한 분포로 확산시켜 준다. 상기 제1몰딩 부재(15) 내의 첨가된 제1금속 산화물(5)의 함량은 상기 제2몰딩 부재(17) 내에 첨가된 제2금속 산화물(7)의 함량보다 높을 수 있다.
상기 제1몰딩 부재(15)의 실리콘 재질은 1.51~1.55 범위의 굴절률을 갖는다. 이러한 제1몰딩 부재(15)의 재질은 상기 제2몰딩 부재(17)와 상기 몸체(11)와의 접착력이 좋은 재질을 사용할 수 있다. 상기 제1몰딩 부재(15)와 상기 제2몰딩 부재(17)는 동일한 재질로 형성될 경우, 상기 제1 및 제2몰딩 부재(15,17) 사이의 계면에서의 버블(bubble)이나 계면 분리 현상을 방지할 수 있다.
상기 제2몰딩 부재(17)의 최소 두께(Z1)는 상기 발광 칩(19)의 상면과 상기 제2몰딩 부재(17)의 상면(17A) 사이의 간격으로서, 상기 발광 칩(19)의 두께(T1)의 1~3배 사이에 배치될 수 있으며, 예컨대 150㎛~260㎛ 범위로 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 캐비티(11A)의 깊이(D1)는 300㎛~500㎛ 범위로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2몰딩 부재(17)의 최소 두께(Z1)는 상기 발광 칩(19)의 두께(T1)보다 적어도 두껍게 형성함으로써, 상기 제2몰딩 부재(17) 내에서의 광의 혼색을 개선시켜 줄 수 있다. 예컨대 청색 발광 칩의 광과 황색 형광체에 의한 황색 광의 혼색을 개선시켜 주어, 백색 발광 소자를 제공할 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1몰딩 부재(15)와 상기 제2몰딩 부재(17)는 서로 다른 재질의 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제2몰딩 부재(17)의 재질은 상기 제1몰딩 부재(15)의 실리콘 재질의 굴절률과의 차이가 0.070~0.090 범위의 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 제2몰딩 부재(17)의 실리콘 재질은 상기 제1몰딩 부재(15)의 굴절률보다 높은 재질로서, 1.32~1.48 범위의 굴절률을 가질 수 있다.
또한 상기 제1금속 산화물(5)은 상기 제2금속 산화물(7)보다 고 굴절률의 물질이거나, 상기 제2금속 산화물(7)의 굴절률보다 0.5 이상의 굴절률을 갖는 재질로 형성될 수 있다.
상기 제2몰딩 부재(17) 내에는 형광체(6)가 첨가될 수 있다. 상기 형광체(6)는 상기 발광 칩(19) 상으로 방출되는 빛의 파장을 변환하기 위한 물질로서, 예컨대 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체(6)는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2몰딩 부재(17)의 상면(17A)은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2몰딩 부재(17)의 상면은 광 출사면이 될 수 있다. 상기 제2몰딩 부재(17)의 상부에는 광학 렌즈가 배치될 수 있으며, 상기 광학 렌즈는 발광 칩(19)에 대해 볼록한 렌즈, 오목한 렌즈, 중심부에 전반사면을 갖는 볼록 렌즈를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
한편, 상기 제2몰딩 부재(17)에 첨가된 상기 제2금속 산화물(7)의 밀도를 보면, 상기 발광 칩(19)의 측면과 상기 캐비티(11A) 내측면 사이의 영역에서 가장 높게 나타날 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2몰딩 부재(15,17)의 계면에 인접한 영역에서의 상기 제2금속 산화물(7)의 밀도는 다른 영역보다 높을 수 있다.
도 5는 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 5를 참조하면, 발광 소자(10A)는 캐비티(11A)를 갖는 몸체(11), 리드 프레임(13), 제1몰딩 부재(15), 제2몰딩 부재(27), 형광체층(16) 및 발광 칩(19)을 포함한다.
상기 형광체층(16)은 발광 칩(19) 상에 배치된다. 상기 형광체층(16)은 투광성 수지층 내에 상기에 개시된 형광체가 첨가될 수 있으며, 그 두께는 40㎛~70㎛ 범위를 포함한다. 상기 형광체층(16)의 두께가 너무 얇으면 광의 혼색이 저하되어, 청색을 띤 백색 광이 방출될 수 있으며, 너무 두꺼우면 광 추출 효율이 저하될 수 있다.
상기 제1몰딩 부재(15)의 상면(R2)인 곡면의 고점은 상기 형광체층(16)의 하면보다 더 낮은 위치에 배치되며, 그 저점은 상기 발광 칩(19)의 상면보다 더 낮은 위치에 배치된다. 상기 제1몰딩 부재(15)의 곡면은 상기 제1 및 제2몰딩 부재(15,27) 사이의 계면이 될 수 있다.
상기 제2몰딩 부재(27)는 상기 제1몰딩 부재(15), 상기 형광체층(16)의 상면 및 측면에 접촉하게 된다. 상기 제2몰딩 부재(27)는 상기 발광 칩(19)의 표면과는 접촉되지 않을 수 있으며, 이에 따라 상기 발광 칩(19)으로부터 발생되는 열에 의한 영향을 줄여줄 수 있다. 상기 제1 및 제2몰딩 부재(15,27)의 계면은 제1실시 예에 개시된 곡률과 동일한 곡률과 깊이를 가질 수 있으며, 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
상기 제2몰딩 부재(27)에는 제2금속 산화물(7)이 첨가되며, 별도의 형광체는 첨가되지 않을 수 있다. 상기 제2몰딩 부재(27)는 상기 형광체층(16)에 의해 확산된 광을 다시 확산시켜 주게 되므로, 효과적으로 광을 확산시켜 방출할 수 있다.
상기 제2몰딩 부재(27)의 상면(27A)은 상기 몸체(11)의 상면보다 낮은 상면으로 형성될 수 있다. 상기 제2몰딩 부재(27) 상에 광속 제어를 위해 광학 렌즈가 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 6은 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 제3실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 6을 참조하면, 발광 소자(10B)는 리드 프레임(13), 몸체(11), 제1몰딩 부재(15), 제2몰딩 부재(17), 형광체층(6), 보호 칩(29) 및 발광 칩(19)을 포함한다.
상기 제1몰딩 부재(15) 아래에 보호 칩(29)이 배치될 수 있다. 상기 보호 칩(29)과 상기 발광 칩(19)은 동일한 리드 프레임(13) 상에 배치되거나, 다른 리드 프레임 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 보호 칩(29)은 도 1에서 제1리드 프레임(13) 위에 배치되거나, 또는 제2리드 프레임(14) 위에 배치될 수 있다. 상기 보호 칩(29)은 접합 부재(28)에 의해 리드 프레임(13) 상에 접합될 수 있으며, 이러한 전기적인 연결 방식은 변경될 수 있다.
상기 제1몰딩 부재(15)는 반사층으로서, 상기 발광 칩(19)의 둘레에 배치되고, 상기 발광 칩(19)과 상기 보호 칩(29) 사이에서 장벽 역할을 한다. 이에 따라 상기 발광 칩(19)이 보호 칩(29)과 인접하거나, 이격되더라도, 상기 보호 칩(29)에 의한 광 손실은 거의 없게 된다.
도 7은 제4실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 제3실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 7을 참조하면, 발광 소자(30)는 리드 프레임(33), 제1몰딩 부재(31), 제2몰딩 부재(37), 형광체층(36) 및 발광 칩(19)을 포함한다.
상기 제1몰딩 부재(31)은 리드 프레임(33) 상에 배치된다. 상기 제1몰딩 부재(31)는 캐비티(31A)를 형성하며, 도 2와 같은 몸체로 기능하게 된다. 상기 제1몰딩 부재(31)는 제1금속 산화물(5)이 첨가된 실리콘 재질로 형성되며, 액상의 재질을 사출 틀 내에 주입하고 경화시켜 형성될 수 있다. 상기 제1금속 산화물(5)은 상기 제1몰딩 부재(31) 내에 5wt%~15wt% 범위의 함량 예컨대, 10~15wt% 함량으로 첨가될 수 있다. 상기 제1몰딩 부재(31)는 상기 발광 칩(19)로부터 방출된 광의 피크 파장에 대해 반사율이 70% 이상이며, 상기 리드 프레임(33)의 상면과 수직하거나 경사지게 형성될 수 있다.
상기 캐비티(31A)의 아래에는 상기 제1몰딩 부재(31)의 내측부(31C)가 배치된다. 상기 제1몰딩 부재(31)의 외측부(31B)는 소정의 곡률을 갖고 상기 내측부(31C)보다 급격한 경사 면으로 형성될 수 있다. 상기 제1몰딩 부재(31)의 외측부(31B)의 상면은 상기 제2몰딩 부재(17)의 상면과 같은 높이로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1몰딩 부재(35)는 상기 발광 칩(19)의 둘레에 상기 발광 칩(19)보다 낮은 내측부(31C)를 포함하며, 상기 내측부(31C)의 상면(R3)은 오목한 곡면을 포함한다. 상기 제1몰딩 부재(35)의 내측부(31C)는 상기 형광체층(36)의 하면 보다 낮은 높이로 형성될 수 있다.
상기 제1몰딩 부재(35)의 최저점과 상기 리드 프레임(13) 사이의 간격(X4)은 상기 발광 칩(19)의 상면으로부터 상기 발광 칩(19) 두께의 30%~70% 범위로 형성될 수 있으며,
또한 상기 제1몰딩 부재(35)의 저점 즉, 최 저점의 깊이(Y4)는 상기 발광 칩(19)의 상면에 수평하게 연장된 선상으로부터 상기 발광 칩(19) 두께의 30%~70% 범위의 깊이로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1몰딩 부재(35)의 상면 영역에서 내측부(31C)의 곡률은 외측부(31B)의 곡률보다 큰 곡률로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 8은 제5실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 제5실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 8을 참조하면, 발광 소자(40)는 리드 프레임(13), 몸체(41), 제1몰딩 부재(45), 제2몰딩 부재(47), 제3몰딩 부재(44), 형광체층(46) 및 발광 칩(19)을 포함한다.
상기 제1몰딩 부재(45)와 상기 제2몰딩 부재(47) 사이에 제3몰딩 부재(44)가 배치되며, 상기 제3몰딩 부재(44)는 제1금속 산화물(45) 및 제2금속 산화물(47) 중 적어도 하나를 갖는 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 상기 제3몰딩 부재(44)의 일부가 상기 발광 칩(19)의 상면보다 위에 배치되므로, 확산제로서 상기 제2금속 산화물(7)이 첨가될 수 있다. 상기 제2금속 산화물(7)은 10wt% 이하로 첨가되어, 확산층으로 기능하게 되며, 상기 제3몰딩 부재(44)에 의한 광속이나 조도에 영향을 미치는 것을 줄여줄 수 있다.
상기 제3몰딩 부재(44)는 상기 제1몰딩 부재(45)의 상면(R2)에 소정의 곡률을 갖고, 상기 제1몰딩 부재(15)의 상면(R2)과 접촉된다. 상기 제3몰딩 부재(44)의 상면은 상기 형광체층(46)의 상면의 연장 선보다 아래에 배치될 수 있다. 상기 제3몰딩 부재(44)의 두께(Y3)는 40㎛~70㎛ 범위로 형성될 수 있다.
상기 제2몰딩 부재(47)는 상기 제3몰딩 부재(44)와 상기 형광체층(36) 상에 형성될 수 있으며, 상기 발광 칩(19)의 표면과 비 접촉된다. 이에 따라 상기 발광 칩(19)으로부터 전달되는 열에 의한 팽창 문제를 저감시켜 줄 수 있다.
도 9는 제6실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 제6실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 9를 참조하면, 발광 소자(50)는 리드 프레임(13), 몸체(51), 제1몰딩 부재(55), 제2몰딩 부재(57), 형광체층(56) 및 발광 칩(19)을 포함한다.
상기 형광체층(56)은 상기 발광 칩(19)의 상면으로부터 상기 제1몰딩 부재(55)의 상면(R2)까지 연장된다. 상기 형광체층(56)이 상기 발광 칩(19)의 상면과 상기 제1몰딩 부재(55)의 상면(R2)을 커버하게 된다.
상기 형광체층(6)은 상기 발광 칩(19)에 형성된 내측부(56A)와 상기 제1몰딩 부재(55) 상에 배치된 외측부(56B)를 포함한다. 상기 형광체층(6)의 외측부(56B)는 상기 제1몰딩 부재(55)의 상면(R2)과 접촉될 수 있어, 상기 발광 칩(19) 상에 배치된 상기 형광체층(56)의 내측부(56A)의 들뜸을 억제할 수 있다.
상기 형광체층(56)의 외측부(56B)의 상면(R7)은 오목한 곡면으로 형성될 수 있으며, 제2몰딩 부재(57)와 접촉될 수 있다.
상기 제1몰딩 부재(55)는 제1금속 산화물(5)이 첨가되어 반사층으로 기능하며, 상기 제2몰딩 부재(57) 내에는 제2금속 산화물(7)이 첨가되어 확산층으로 기능하게 된다.
도 10은 제7실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 제7실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 10을 참조하면, 발광 소자(60)는 리드 프레임(13), 몸체(61), 제1몰딩 부재(65), 제2몰딩 부재(67), 형광체층(66) 및 발광 칩(19)을 포함한다.
상기 형광체층(66)은 상기 발광 칩(19)의 상면에 배치된 상면부(66A)와 상기 발광 칩(19)의 측면(S1,S2)에 배치된 측면부(66B)를 포함한다. 상기 형광체층(66)이 상기 발광 칩(19)의 상면 및 측면(S1,S2)에 접착되므로, 상기 발광 칩(19)으로부터 측면(S1,S2)으로 방출된 광의 일부는 상기 형광체층(66)에 의해 파장 변환되고 상기 제1몰딩 부재(65)에 의해 반사될 수 있다. 상기 형광체층(66)의 두께는 40㎛~70㎛의 범위로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1몰딩 부재(65)는 제1금속 산화물(5)이 첨가되어 반사층으로 기능하며, 상기 제2몰딩 부재(67) 내에는 제2금속 산화물(7)이 첨가되어 확산층으로 기능하게 된다.
상기 제1몰딩 부재(65)의 상면(R8)은 곡면으로 형성되며, 제2몰딩 부재(67)와 접촉된다. 상기 제1몰딩 부재(65)의 상면(R8)의 고점은 상기 발광 칩(19)의 상면의 연장 선보다 낮은 위치 예컨대, 발광 칩(19)의 화합물 반도체층들보다 낮은 위치에 배치될 수 있다. 이는 발광 칩(19)의 측 방향으로 방출되는 광을 최대한 유도하여, 형광체층(66)에 의한 파장 변환을 가능하게 할 수 있다.
도 11 내지 도 13은 제8실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 도면이다.
도 11 및 도 13을 참조하면, 발광 소자는 복수의 리드 프레임(83,84), 몸체(81), 제1몰딩 부재(85), 제2몰딩 부재(87), 형광체층(86) 및 발광 칩(89)을 포함한다.
상기 몸체(81)의 캐비티(81A)는 제3측면부(3)에 인접한 제3내측면(3A)의 너비(D3)와, 제4측면부(4)에 인접한 제4내측면(4A)의 너비(D2)가 상이한 구조이다. 예컨대, 제4내측면(4A)의 너비(D2)가 상기 제3내측면(3A)의 너비(D3)보다 더 넓은 구조이다. 여기서, 상기 제3 및 제4내측면(3A,4A)의 너비(D2,D3)는 상기 몸체(81)의 상면에서의 너비로서, 최대 너비가 될 수 있다.
상기 몸체(81)의 캐비티(81A)는 몸체(81)의 제1측면부(1)에 인접하며 상기 제3내측면(3A)으로부터 연장되는 제1내측면(1A)과, 상기 제1내측면(1A)과 상기 제3내측면(3A) 사이에 연결되는 제5내측면(1B)과, 상기 몸체(11)의 제2측면부(2)에 인접하며 상기 제1내측면(1A)으로부터 연장되는 제2내측면(2A)과, 상기 제2내측면(2A)과 상기 제3내측면(3A) 사이에 연결되는 제6내측면(3B)을 포함한다. 상기 제1내측면(1A)과 상기 제2내측면(2A)은 서로 평행하게 형성될 수 있으며, 상기 제6내측면(1B)과 상기 제6내측면(3B)의 연장 선은 서로 교차되게 형성되며, 상기 연장 선 사이의 내각은 90도 초과 180도 미만의 각도로 형성될 수 있다. 상기의 캐비티(81A)는 서로 마주보는 제1 및 제2내측면(1A,2A)의 중심과 상기 발광 칩(89)의 중심을 지나는 축(X-X)을 기준으로 비 대칭 형상으로 형성된다.
상기 제5내측면(1B)과 상기 제6내측면(3B)이 상기 제4내측면(4A)으로 갈수록 점차 좁아지게 형성됨으로써, 상기 제4내측면(3A)과 상기 발광 칩(89) 사이의 영역과 상기 제3내측면(3A)과 상기 발광 칩(89) 사이의 영역을 지나는 제1축(X-X)과, 상기 제1축(X-X)에 직교하는 제2축(Y-Y) 사이에서의 광 지향각의 차이가 줄어들 수 있다.
또한 발광 칩(89)을 보호하기 위한 보호 칩(98)을 상기 몸체(11) 내에 배치하여 광 손실을 줄일 수 있다.
상기 보호 칩(98)은 상기 제1연장 측면(1B)보다 외곽 영역의 몸체(81) 내에서 상기 제2리드 프레임(84) 상에 배치되고, 제1리드 프레임(83)과 와이어(99), 패턴과 같은 연결 부재로 연결된다. 상기 발광 칩(89)은 제1리드 프레임(83) 상에 배치되며, 제2리드 프레임(84)과 와이어(93)로 연결된다.
또한 도 3과 같이, 제1몰딩 부재(85)는 상기 발광 칩(89)의 둘레에 배치되고, 제1금속 산화물(5)을 갖는 실리콘 재질의 반사층으로 형성될 수 있다. 제2몰딩 부재(87)는 상기 제1몰딩 부재(85)와 상기 발광 칩(89)의 위에 제2금속 산화물(87)을 갖는 실리콘 재질의 확산층으로 형성될 수 있다. 상기 제1몰딩 부재(85)의 상면(R2)은 오목한 곡면으로서, 상기 제2몰딩 부재(87)의 하면과 접촉된다. 이에 대해 상세한 설명은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
상기 제1몰딩 부재(85)가 반사층으로, 상기 발광 칩(89)의 둘레에 배치됨으로써, 발광 소자(80)로부터 방출된 광의 지향각 분포는 제1축(X-X) 방향과 제2축(Y-Y) 방향이 거의 동일하거나, 제1축 방향(X-X)과 제2축 방향(Y-Y)의 지향각 차이가 2도 이내일 수 있다.
도 14 및 도 15는 실시 예와 비교 예의 광속 및 조도, 지향각을 나타낸 테이블이다. 이하의 실리콘 재질 A는 굴절률이 1.52~1.54 사이의 재질이며, 실리콘 재질 B는 굴절률이 1.40~1.42 재질이며, 제1몰딩 부재는 실리콘 재질 A를 사용하고, 제2몰딩 부재는 실리콘 재질 A, B를 비교하고 있다.
도 14와 같이, 케이스 #1 및 #5는 제1 및 제2몰딩 부재의 실리콘 재질 A, B 내에 SiO2와 TiO2를 첨가하지 않는 경우이며, 케이스 #2~#4는 제1몰딩 부재의 실리콘 재질 A내에 TiO2를 첨가하지 않고 제2몰딩 부재의 실리콘 재질 A내에 SiO2를 7.5%, 10.0%, 12.5%로 첨가한 경우이다. 케이스 #6~#8는 제1몰딩 부재의 실리콘 재질 B내에 TiO2를 첨가하지 않고 제2몰딩 부재의 실리콘 재질 B내에 SiO2를 7.5%, 10.0%, 12.5%로 첨가한 경우이다.
케이스 #9~#16은 제1몰딩 부재의 실리콘 A 재질 내에 TiO2를 첨가하고 있으며, 케이스 #9 및 #13는 제2몰딩 부재의 실리콘 재질 A내에 SiO2를 첨가하지 않는 경우이며, 케이스 #10~#12는 제2몰딩 부재의 실리콘 재질 A내에 SiO2를 7.5%, 10.0%, 12.5%로 첨가한 경우이다. 케이스 #14~#16는 제2몰딩 부재의 실리콘 재질 B내에 SiO2를 7.5%, 10.0%, 12.5%로 첨가한 경우이다. 케이스 #9~#16에서 상기 제1몰드 부재의 실리콘 재질 A내에 10wt% 범위의 TiO2를 첨가한 경우이다.
상기 케이스 #1~#16번 중에서 케이스 #10~#12와 같이, 제1몰딩 부재와 제2몰딩 부재가 동일한 실리콘 재질이고 제1몰딩 부재 내에 TiO2를 첨가하고, 제2몰딩 부재 내에 SiO2를 첨가한 경우, 광속(lm)과 조도(Lux)를 보면, 제1몰드 부재 및 제2몰드 부재 내에 금속 산화물을 첨가하지 않는 경우보다 높게 나타난다. 또한 케이스 #11은 다른 케이스들보다 가장 좋은 광속(lm) 및 조도(Lux) 특성을 나타내고 있다. 이는 발광 칩의 둘레에서 광을 반사하는 제1몰딩 부재와, 발광 칩 상에서 광을 확산시켜 주는 제2몰딩 부재에 의해 발광 소자의 광속 및 조도가 개선됨을 알 수 있다. 또한 서로 동일한 재질로 형성함으로써, 접착력이 개선되어 제1몰딩 부재와 제2몰딩 부재에서의 계면 분리 문제를 제거할 수 있다.
또한 상기 케이스 #1~#16번 중에서 케이스 #14~#16과 같이, 제1몰딩 부재와 제2몰딩 부재가 서로 다른 실리콘 재질이고 제1몰딩 부재 내에 TiO2를 첨가하고, 제2몰딩 부재 내에 SiO2를 첨가한 경우, 광속과 조도를 보면, 제1몰드 부재 및 제2몰드 부재 내에 금속 산화물을 첨가하지 않는 경우보다 높게 나타난다. 이는 발광 칩(89)의 둘레에서 광을 반사하는 제1몰딩 부재와, 발광 칩(89) 상에서 광을 확산시켜 주는 제2몰딩 부재에 의해 발광 소자의 광속(lm) 및 조도(Lux)가 개선됨을 알 수 있다.
도 15의 지향각 분포를 보면, 케이스 #10~#12에서 제1축 방향(X-X)과 제2축 방향(Y-Y)에서의 지향각은 거의 동일한 지향각 분포를 가지게 된다. 이에 따라 제1 및 제2몰딩 부재의 실리콘 재질을 동일한 재질로 하고, 금속 산화물을 서로 다르게 한 경우, 어느 한 축 방향의 지향각 분포가 소정 감소하지만, 거의 동일한 지향각 분포를 가질 수 있다.
도 16은 케이스 #10~#12의 지향각을 나타낸 그래프로서, XX-YY 지향각은 2도 이하로 어긋나게 나타남을 알 수 있다. 이러한 도 16의 지향각 그래프는 도 11과 같은 발광 소자의 캐비티 영역이 비대칭 구조인 경우더라도, 상기 제1몰딩 부재에 제1금속 산화물과 상기 제2몰딩 부재에 제2금속 산화물을 첨가함으로써, 비대칭에 의한 XX-YY에서의 지향각 차이를 줄여줄 수 있다.
실시 예에 따른 발광 칩은 도 17의 예를 참조하여, 설명하기로 한다.
도 17은 실시 예에 따른 발광 칩을 나타낸 도면이다.
도 17을 참조하면, 발광 칩은 발광 구조물(310), 발광 구조물(310) 아래에 접촉층(321)이 형성되며, 상기 접촉층(321) 아래에 반사 전극층(324), 상기 반사 전극층(324) 아래에 지지부재(325), 상기 반사 전극층(324)과 상기 발광 구조물(310)의 둘레에 보호층(323), 제1전극(316)을 포함한다.
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 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 적어도 하나를 포함하는 n형 반도체층으로 형성될 수 있으며, 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) 아래에 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) 아래에는 제2도전형 반도체층(315)이 형성된다. 상기 제2도전형 반도체층(315)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, 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 배치된다. 상기 제1도전형 반도체층(313)의 상면은 러프한 요철 구조를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
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 제1전극(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, 반사 전극층(324)과 같은 금속이 발광 구조물(310)의 층들을 쇼트시키는 것을 방지할 수 있다.
상기 반사 전극층(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 반사 전극층(324)은 상기 발광 구조물(310)의 폭보다 크게 형성될 수 있으며, 이는 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 반사 전극층(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 반사 전극층(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.
실시예에 따른 발광소자는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 18 및 도 19에 도시된 표시 장치, 도 20에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 18은 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 18을 참조하면, 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 상기 광원 모듈(1031)로부터 제공된 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl methacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthalate), 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 배치되어 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 광원 모듈(1031)은 상기 바텀 커버(1011) 내에 적어도 하나가 배치되며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 광원 모듈(1031)은 회로 기판(1033)와 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광소자(100)를 포함하며, 상기 발광소자(100)는 상기 회로 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다. 상기 회로 기판은 인쇄회로기판(printed circuit board)일 수 있지만, 이에 한정하지 않는다. 또한 상기 회로 기판(1033)은 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광소자(100)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 회로 기판(1033)는 제거될 수 있다. 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다. 따라서, 발광소자(100)에서 발생된 열은 방열 플레이트를 경유하여 바텀 커버(1011)로 방출될 수 있다.
상기 복수의 발광소자(100)는 상기 회로 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광소자(100)는 상기 도광판(1041)의 일 측면인 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 상기 표시 패널(1061)로 공급함으로써, 상기 표시 패널(1061)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 커버(미도시)와 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 상기 광원 모듈(1031)로부터 제공된 광을 투과 또는 차단시켜 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비전과 같은 영상 표시 장치에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장 이상의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트(diffusion sheet), 수평 및 수직 프리즘 시트(horizontal/vertical prism sheet), 및 휘도 강화 시트(brightness enhanced sheet) 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 상기 표시 패널(1061)로 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.
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 19는 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 19를 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 실시 예의 발광소자(100)가 어레이된 회로 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 회로 기판(1120)와 상기 발광소자(100)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.
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 methy 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 상기 표시 패널(1155)으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 20은 실시 예에 따른 조명소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 20과 같이, 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 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.
5: 제1금속 산화물
6: 형광체
7: 제2금속 산화물
10,10A,10B,30,40,50,60,80: 발광 소자
11,41,51,61,81: 몸체
13,14,83,84: 리드 프레임
15,31,45,55,65,85: 제1몰딩 부재
17,37,47,57,67,87: 제2몰딩 부재
36,46,56,66,86: 형광체층
19,89: 발광 칩
29,89: 보호 칩

Claims (19)

  1. 캐비티를 갖는 몸체;
    상기 캐비티 내에 복수의 리드 프레임;
    상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나의 위에 발광 칩;
    상기 발광 칩의 둘레에 배치되고 상기 발광 칩의 상면보다 낮은 상면을 갖고, 내부에 제1금속 산화물이 첨가된 제1몰딩 부재;
    상기 제1몰딩 부재 위에 배치되며 내부에 제2금속 산화물이 첨가된 제2몰딩 부재(17)를 포함하며,
    상기 제1몰딩 부재는 적어도 일부에 소정의 곡률을 갖는 상면을 포함하는 발광 소자.
  2. 제2항에 있어서, 상기 제1몰딩 부재의 상면 중 적어도 일부는 0.05-1mm 곡률을 포함하는 발광 소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1몰딩 부재의 상면은 상기 발광 칩과 상기 캐비티의 내측면 사이에 오목한 곡면을 포함하는 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1몰딩 부재의 오목한 곡면의 깊이는 상기 발광 칩의 상면의 연장 선으로부터 상기 발광 칩의 두께의 30% 이상으로 깊고 상기 발광 칩 두께의 70% 이하로 낮은 깊이를 갖는 발광 소자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1몰딩 부재는 상기 발광 칩의 측면과 상기 캐비티의 내측면에 접촉되며, 상기 발광 칩의 상면 중 최저점은 상기 발광 칩의 측면과 상기 캐비티의 내측면으로부터 이격되는 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 발광 칩은 제1전극, 상기 제1전극 아래에 발광 구조물, 상기 발광 구조물 아래에 반사 전극층을 포함하며,
    상기 제1몰딩 부재의 상면은 상기 발광 칩의 반사 전극층보다 위에 배치되는 발광 소자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1몰딩 부재와 상기 제2몰딩 부재는 서로 동일한 실리콘 재질인 발광 소자.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1몰딩 부재와 상기 제2몰딩 부재는 서로 다른 실리콘 재질인 발광 소자.
  9. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2금속 산화물은 서로 다른 재질을 포함하는 발광 소자.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1금속 산화물은 TIO2이며, 상기 제2금속 산화물은 SiO2인 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1금속 산화물과 상기 제2금속 산화물은 상기 제1 및 제2몰딩 부재 내에 5~15wt% 범위의 함량을 첨가되는 발광 소자.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1몰딩 부재와 상기 제2몰딩 부재는 접촉되며,
    상기 제1몰딩 부재와 상기 제2몰딩 부재의 계면은 오목한 곡면으로 형성되며, 상기 오목한 곡면의 깊이는 상기 발광 칩의 상면으로부터 상기 발광 칩의 두께의 30%~70% 범위의 영역에 배치되는 발광 소자.
  13. 제7항에 있어서, 상기 발광 칩과 상기 제2몰딩 부재 사이에 형광체층을 더 포함하는 발광 소자.
  14. 제7항에 있어서, 상기 제2몰딩 부재의 상면과 상기 발광 칩 사이의 간격은 상기 발광 칩 두께의 1~3배 범위를 포함하는 발광 소자.
  15. 제1내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몸체는 에폭시 또는 실리콘 재질인 발광 소자.
  16. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몸체는 상기 제1 및 제2몰딩 부재의 재질과 동일한 재질을 포함하는 발광 소자.
  17. 제11항에 있어서, 상기 제1몰딩 부재 내의 첨가된 제1금속 산화물의 함량은 상기 제2몰딩 부재 내에 첨가된 제2금속 산화물의 함량보다 높은 발광 소자.
  18. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2몰딩 부재 위에 상기 제2금속 산화물을 갖는 제3몰딩 부재를 더 포함하는 발광 소자.
  19. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐비티는 서로 마주보는 두 내측면의 중심과 상기 발광 칩의 중심을 지나는 축을 기준으로 비 대칭 형상을 갖고, 상기 몸체 내에 보호 칩을 포함하는 발광 소자.
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