KR20170083259A - 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 이동 단말기 - Google Patents

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Abstract

실시예는 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임; 상기 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임의 사이 및 둘레에 배치되는 절연성 몸체부; 상기 제1 리드 프레임 상에 배치되는 발광소자; 상기 발광소자를 둘러싸고, 상기 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임 및 몸체부 상에 배치되고 바닥면이 상기 발광소자의 발광면보다 낮게 배치되는 반사 부재; 및 상기 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임 및 몸체부을 상기 반사 부재와 고정시키는 실리콘 계열의 접착제를 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.

Description

발광소자 패키지 및 이를 포함하는 이동 단말기{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND MOBILE TERMINAL INCLUDING THE SAME}
실시예는 발광소자 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동 단말기 등에 사용되는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 3-5 족 화합물 반도체는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점으로 인해 광 전자 공학 분야(optoelectronics)와 전자 소자를 위해 등에 널리 사용된다.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광 소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
발광 소자는 사파이어 등으로 이루어진 기판 위에 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물이 형성되고, 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 상에 각각 제1 전극과 제2 전극이 배치된다. 발광 소자는 제1 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 전자와 제2 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출한다. 활성층에서 방출되는 빛은 활성층을 이루는 물질의 조성에 따라 다를 수 있으며, 청색광이나 자외선(UV) 또는 심자외선(Deep UV) 등일 수 있다.
도 1은 종래의 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
종래의 발광 소자 패키지(100)는 제1 리드 프레임(Lead Frame, 122) 및 제2 리드 프레임(126)과, 상기 제1 리드 프레임(122) 상에 도전성 접착제(160)으로 접착되고 제2 리드 프레임(126)과 와이어(170)로 연결되는 발광 소자(110)와, 제1 리드 프레임(122) 및 제2 리드 프레임(126)에 각각 접착제(150)로 고정되는 반사 부재(140)를 포함하여 이루어진다.
발광소자(110)의 제1 전극 패드(171)는 제2 리드 프레임(126)의 본딩부(172)와 본딩될 수 있고, 바닥면의 제1,2 리드 프레임(122, 126)과 측면의 반사 부재(140)로 둘러싸인 캐비티에는 몰딩부(미도시)가 채워져서 발광소자(110)와 와이어(170)를 보호할 수 있다. 그리고, 제1 리드프레임(122)과 제2 리드 프레임(126)을 분리하기 위하여 몸체부(130)가 배치될 수 있다.
제1,2 리드 프레임(122, 126)에 반사 부재(140)를 고정하기 위하여 에폭시나 실리콘 계열의 접착제(150)를 사용하는데, 에폭시 계열의 접착제는 상온에서 변색이 되어 발광소자 패키지의 색특성을 저하시킬 수 있다.
실리콘 계열의 접착제는 변색은 되지 않으나 접착력이 약한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하고자 실리콘과 에폭시를 함께 사용하려는 시도가 있으나, 2가지의 계열의 접착제를 도포하고 경화시키면 공정이 길어질 수 있으며, 에폭시의 변색 문제는 여전히 남아 있다.
실시예는 발광소자 패키지에서 리드 프레임과 반사 부재를 안정적으로 결합시키고, 광특성의 변색을 방지하고자 한다.
실시예는 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임; 상기 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임의 사이 및 둘레에 배치되는 절연성 몸체부; 상기 제1 리드 프레임 상에 배치되는 발광소자; 상기 발광소자를 둘러싸고, 상기 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임 및 몸체부 상에 배치되고 바닥면이 상기 발광소자의 발광면보다 낮게 배치되는 반사 부재; 및 상기 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임 및 몸체부을 상기 반사 부재와 고정시키는 실리콘 계열의 접착제를 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.
반사 부재의 바닥면은 상기 발광소자의 발광면보다 0.2 마이크로 미터 낮게 배치될 수 있다.
반사 부재의 바닥면에 단차가 형성되고, 상기 단차의 높이는 2 마이크로 미터일 수 있다.
반사 부재의 내측면은 적어도 2개의 변곡점을 가질 수 있다.
반사 부재의 바닥면에 적어도 하나의 단차가 형성되고, 상기 단차의 상부면은 상기 반사 부재의 내측벽에 구비된 제1 변곡점보다 낮게 배치될 수 있다.
반사 부재의 내측벽에 구비된 제2 변곡점은 상기 발광소자의 발광면보다 높게 배치될 수 있다.
몸체부의 가장 자리에서, 상기 몸체부와 상기 반사 부재가 이격될 수 있다.
반사 부재의 바닥면의 가장 자리에 단차가 형성되고, 상기 단차의 상부면과 측면에서 상기 몸체부와 이격될 수 있다.
발광소자 패키지는 발광소자 상에 배치되고, 상기 접착제의 실리콘 계열의 재료를 모재로하는 형광체층을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예는 상술한 발광소자 패키지를 광원으로 하는 이동 단말기를 제공한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지에서 접착제는 에폭시를 포함하지 않아 발광소자의 발열에 의하여 변색이 되지 않으므로 발광소자 패키지의 광특성이 향상될 수 있다. 그리고, 실리콘 계열의 접착제를 사용하되, 반사 부재의 바닥면이 상술한 단차 구조를 가져서 접착 면적이 증가하여, 반사 부재가 제1,2 리드 프레임 상에 견고하게 고정될 수 있다.
도 1은 종래의 발광소자 패키지를 나타낸 도면이고,
도 2는 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 일부 영역을 상세히 나타낸 도면이고,
도 4는 도 2의 발광소자 패키지에 구비된 발광소자를 나타낸 도면이고,
도 5는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 신뢰성 개선을 나타낸 도면이고,
도 6은 발광소자 패키지를 광원으로 하는 모바일 기기를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 2는 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 일부 영역을 상세히 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 제1 리드 프레임(Lead Frame, 222) 및 제2 리드 프레임(226)과, 상기 제2 리드 프레임(226) 상에 도전성 접착제(미도시)로 고정되는 발광소자(210)와, 발광소자(210)의 둘레에 배치되고 제1 리드 프레임(222) 및 제2 리드 프레임(226)에 각각 접착제(250)로 고정되는 반사 부재(240)를 포함하여 이루어진다.
제1 리드 프레임(222) 및 제2 리드 프레임(226)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(210)에 전류를 공급한다. 또한, 제1 리드 프레임(222) 및 제2 리드 프레임(226)은 발광 소자(210)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광 소자(210)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다.
제1 리드 프레임(222)과 제2 리드 프레임(226)은 하부면이 발광소자 패키지(200)의 하부에 노출되고, 상부면 중 일부가 캐비티의 바닥면을 이룰 수 있으며, 측면 중 적어도 일부는 몸체부(230)와 접촉할 수 있다.
제1 리드 프레임(222)과 제2 리드 프레임(226)은 상하 방향으로 단차 구조를 가져서, 상부 영역의 폭이 하부 영역의 폭보다 클 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 제1 리드 프레임(222)과 제2 리드 프레임(226)이 도시된 바와 같이 단차 구조를 가지므로, 상부 영역의 두께는 하부 영역의 두께와 같거나 다를 수 있다. 이러한 단차 구조는 제1 리드 프레임(222) 및 제2 리드 프레임(226)과 후술하는 몸체부(230)의 접촉 면적을 증가시켜서 결합을 강화시키고, 접착제(250)나 기타 외부의 수분이나 에어(air)가 발광소자 패키지(200) 내부로 침투하지 않도록 할 수 있다.
몸체부(230)는 절연성 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들면 PPA 수지, 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 몸체부(230)가 금속 재질 등 도전성 물질로 이루어지면, 도시되지는 않았으나 몸체부(230)의 표면에 절연층이 배치되어 제1,2 리드 프레임(222, 226) 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다.
제1 리드 프레임(222)과 제2 리드 프레임(226)의 사이와 가장 자리 영역에서, 몸체부(230)는 제1 리드 프레임(222)과 제2 리드 프레임(226)의 형상에 대응되어 형상을 가지고 구비될 수 있다. 그리고, 몸체부(230)는 반사 부재(240)와 접촉하는 영역에서 단차를 가지고 구비될 수 있는데, 몸체부(230)와 반사 부재(240)의 경계 영역의 면적이 증가하여 이물질이 침투할 때 경로를 증가시켜서 몸체부(230)와 반사 부재(240)의 결합력을 증가시킬 수 있다.
도 2에서 분리되어 도시되는 3개의 몸체부(230) 중, 제1 리드 프레임(222)과 제2 리드 프레임(226)의 사이에 배치되는 부분을 편의상 '간극부'라 할 수 있다. 발광소자 패키지(200)의 하부 측면에 배치되는 몸체부(230)에는 내측면에 각각 홈이 형성되고, 상술한 홈에 제1 리드 프레임(222)과 제2 리드 프레임(226)의 돌출 부분이 삽입되어, 몸체부(230)과 제1 리드 프레임(222) 및 제2 리드 프레임(226)의 결합력을 증가시킬 수 있다.
간극부는 단차 구조를 이루며 상부 영역이 하부 영역보다 측면으로 돌출되며 형성될 수 있다. 그리고, 간극부와 접촉하는 영역에서 제1 리드 프레임(222) 및 제2 리드 프레임(226)은 상부 영역이 하부 영역보다 측면으로 돌출되며 형성될 수 있다. 이때, 간극부의 하부 영역의 돌출된 부분은 제1 리드 프레임(222)과 제2 리드 프레임(226)의 상부 영역의 돌출된 부분을 지지하며 배치될 수 있다. 이러한 간극부와 제1 리드 프레임(222) 및 제2 리드 프레임(226)의 측면 형상으로 인하여, 간극부가 제1 리드 프레임(222) 및 제2 리드 프레임(226)과 견고하게 결합될 수 있다.
도 4는 도 2의 발광소자 패키지에 구비된 발광소자를 나타낸 도면이다.
발광 소자는 발광 다이오드(Light emitting diode)일 수 있고, 수직형 발광소자가 일 예로 도시되고 있다.
발광소자(210)는 지지기판(215) 상에 접합층(214)과 반사층(213) 및 오믹층(212)이 배치되고, 오믹층(212) 상에 발광 구조물(light emitting structure, 211)이 배치될 수 있고, 발광 구조물의 하부의 가장 자리 영역에는 채널층(channel layer, 219)이 배치될 수 있다.
지지기판(215)은 베이스 기판으로서, 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W) 등 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 또한 지지기판(215)은 캐리어 웨이퍼, 예를 들어 Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, Ga2O3, GaN 등으로 구현될 수 있다.
상기 지지기판(215)상에는 접합층(350이 배치될 수 있다. 접합층(214)은 지지기판(215)에 반사층(213)을 접합시킬 수 있다. 접합층(214)는 예를 들어 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
접합층(214) 상에는 반사층(213)이 형성될 수 있다. 반사층(213)은 반사특성이 우수한 물질, 예를 들어 은(Ag), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 루비듐(Rh), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 백금(Pt), 금(Au), 하프늄(Hf) 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
반사층(213) 상에는 오믹층(212)이 형성되는데, 오믹층(212)은 발광 구조물의 하면에 오믹 접촉되며, 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다.
오믹층(212)은 투광성 전극층과 금속이 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, ITO(indium tin oxide)로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
지지기판(215), 접합층(214), 반사층(213) 및 반사층(212)은 제2 전극으로 작용할 수 있으며 발광 구조물에 전류를 공급할 수 있다.
제2 전극과 발광 구조물(211)의 가장 자리 사이에 채널층(219)이 배치될 수 있다. 채널층(219)은 발광 구조물의 하부 가장자리 영역에 배치될 수 있고 투광성 물질로 형성될 수 있으며 예컨대 금속 산화물, 금속 질화물, 투광성 질화물, 투광성 산화물 또는 투광성 절연층으로 형성될 수 있다.
오믹층(212) 상에는 발광 구조물(211)이 배치될 수 있다. 발광 구조물(211)은 제1 도전형 반도체층(211a)과 활성층(211b) 및 제2 도전형 반도체층(211c)을 포함하여 이루어진다.
제1 도전형 반도체층(211a)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(211a)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(211a)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
활성층(211b)은 제1 도전형 반도체층(211a)과 제2 도전형 반도체층(211c) 사이에 배치되며, 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(211c)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(211c)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(211c)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(211c)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도시되지는 않았으나, 활성층(211b)과 제2 도전형 반도체층(211c)의 사이에는 전자 차단층(Electron blocking layer)가 배치될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(211c)의 표면이 요철 등의 패턴을 이루어 광추출 효율을 향상시킬 수 있고, 제1 도전형 반도체층(211a)의 표면에는 제1 전극(216)이 배치되는데 도시된 바와 같이 제1 전극(216)이 배치되는 제1 도전형 반도체층(211a)의 표면은 제1 도전형 반도체층(211a)의 표면을 따라 패턴을 이루거나 패턴을 이루지 않을 수 있다. 제1 전극(216)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
발광 구조물(211)의 하부에는 제1 전극(216)과 대응하여 전류 차단층(218, current blocking layer)이 배치될 수 있는데, 전류 차단층은 절연성 물질로 이루어질 수 있으며, 전류 차단층에 의하여 지지기판(215) 방향에서 공급되는 전류가 제2 도전형 반도체층(211c)의 전 영역으로 고루 공급될 수 있다. 전류 차단층(218)은 제1 전극(215)과 수직적으로 중첩하는 영역에 배치될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
발광 구조물(211)의 둘레에는 패시베이션층(217)이 형성될 수 있는데, 패시베이션층(217)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있다.
발광소자(210)의 본딩 패드(271)로부터 제2 리드 프레임(226) 상의 본딩 패드(272)가 와이어(270)로 연결되고 있다.
발광소자(210) 상에는 형광체층(280)이 배치되는데, 발광 소자(210)로부터 방출되는 제1 파장 영역의 광에 의하여 형광체층(280) 내의 형광체가 여기되어 보다 장파장인 제2 파장 영역의 광을 방출할 수 있으며, 형광체층(280)은 실리콘 계열의 재료를 모재로 하여 형광체가 포함될 수 있다.
형광체는 야그(YAG) 계열의 형광체나, 나이트라이드(Nitride) 계열의 형광체, 실리케이트(Silicate) 또는 이들이 혼합되어 사용될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
도 3의 'center' 선은 발광소자(210)의 중앙을 지나는 세로 방향의 가상의 선이고, 본딩 패드(271)는 'center' 선의 우측에 배치되고 있으며, 따라서 'center' 선의 우측에서는 형광체층(280)이 생략되는 영역이 배치되어 'center' 선의 좌측에 배치된 형광체층(280)의 폭이 'center' 선의 우측에 배치된 형광체층(280)의 폭보다 클 수 있다.
제1,2 리드 프레임(222, 226)과 몸체부(230) 상에는 반사 부재(240)가 배치되는데, 제1 리드 프레임(222) 등이 바닥면을 이루고 반사 부재(240)가 측벽을 이루는 캐비티(cavity) 구조가 형성되어 발광소자(210)가 캐비티의 바닥면에 배치될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 캐비티 내에는 몰딩부가 배치되어 발광소자(210)와 와이어(270) 등을 보호할 수 있다.
반사 부재(240)는 발광소자(210)를 둘러싸고 배치될 수 있으며, 접착제(250)를 통하여 제1 리드 프레임(222)과 제2 리드 프레임(226) 및 몸체부(230)와 접착될 수 있다. 접착제(250)는 실리콘 계열의 접착제일 수 있다. 반사 부재(240)는 도 2에서 좌우 대칭인 구조일 수 있고, 실제로는 발광소자(210)를 둘러싸고 대칭 구조를 이룰 수 있다.
반사 부재(240)의 바닥면은 발광소자(210)의 발광면보다 제1 높이(h1) 만큼 낮게 배치될 수 있고, 제1 높이(h1)는 0.1 마이크로 미터 내지 0.3 마이크로 미터일 수 있으며 예를 들면 0.2 마이크로 미터 정도일 수 있다. 제1 높이(h1)가 0.3 마이크로 미터보다 크면 발광소자 패키지(200) 전체의 높이가 증가할 수 있고, 0.1 마이크로 미터보다 작으면 발광소자(210)의 발광면에서 수평 방향으로 방출된 빛 중 일부가 반사 부재(240)보다 아래로 진행될 수 있다.
발광면은 발광소자(210)의 활성층의 높이일 수 있고, 도 2와 도 3에서 발광소자(210)와 형광체층(280)의 경계면보다 낮을 수 있다. 반사 부재(240)의 바닥면의 높이가 발광소자(210)의 발광면의 높이보다 낮게 배치되어, 발광소자(210)에서 측면 방향으로 방출되는 광을 반사 부재(240)에서 반사할 수 있으며, 접착제(250)의 일부가 캐비티 방향으로 흘러도 발광소자(210)에서 방출되는 광의 특성에 영향을 미치지 않을 수 있다.
상술한 반사 부재(240)의 바닥면은 제1 리드 프레임(222) 및 제2 리드 프레임(226)과 마주보는 영역에서 단차 구조를 가질 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 반사 부재(240)의 바닥면은 높이가 가장 낮은 제1 영역(a)과 제2 영역(b), 그리고 높이가 제일 높은 제3 영역(c)을 포함하는 단차 구조를 가질 수 있다.
제1 영역(a)은 제1 리드 프레임(222) 또는 제2 리드 프레임(226)과 적어도 일부 영역에서 마주보고 배치되며, 높이가 발광소자(210)의 발광면의 높이보다 낮게 배치될 수 있다. 제2 영역(b)은 제1 영역(a)보다 높게 배치되고 제1 리드 프레임(222) 또는 제2 리드 프레임(226)과 마주보고 배치되며, 일부분은 몸체부(230)에 지지되며 배치될 수 있다. 제3 영역(c)은 제2 영역(b)보다 높게 배치될 수 있다.
제1 영역(a)과 제2 영역(b)의 사이에서 반사 부재(240)는 수직으로 배치될 수 있고, 제2 영역(b)과 제3 영역(c)의 사이에서 반사 부재(240)는 경사를 가지고 배치될 수 있다.
접착제(250)는 반사 부재(240)의 제2 영역(b)에 대응하여 배치되며, 반사부재(240)를 제1,2 리드 프레임(222, 226) 및 몸체부(230)와 결합시킬 수 있다.
도 3에서 반사 부재(240)의 제1 영역(a)과 제2 영역(b) 사이의 제2 높이(h2)는 2 마이크로 미터일 수 있다. 제2 높이(h2)가 2 마이크로 미터보다 작으면 접착제를 주입할 공간이 부족할 수 있고, 크면 반사 부재(240)의 하부면이 안정적으로 지지되지 않을 수 있다.
도 3에서 반사 부재(240)의 내측면은 2개의 변곡점(i1, i2)를 가질 수 있다. 변곡점(i1, i2)은 반사 부재(240)의 내측면의 기울기가 변하는 영역이며, 기울기의 미분계수의 부호가 변하는 수학적인 기울기를 반드시 의미하지는 않을 수 있다. 변곡점(i1)의 상부에서 반사 부재(240)의 내측면의 기울기가, 상기 변곡점(i1)의 하부에서 반사 부재(240)의 내측면의 기울기보다 급할 수 있다. 그리고, 변곡점(i2)의 하부에서 반사 부재(240)의 내측면의 기울기는 수직일 수 있다.
이러한 반사 부재(240)의 내측면은 2개의 변곡점(i1, i2) 구조는, 발광소자 패키지(200)에서 방출되는 광의 지향각 등을 변화시킬 수 있다. 변곡점의 개수는 3개 이상이 형성될 수도 있으며 이에 한정하지 않는다.
도 3에서 상술한 변곡점(i1)은 상술한 반사 부재(240)의 바닥면의 단차 구조를 이루는 제2 영역(b)보다 높게 배치될 수 있다. 상술한 변곡점(i1)이 제2 영역(b)보다 낮게 배치될 경우 변곡점(i2)와의 간격이 좁아져서 변곡점(i1)의 형성이 어려울 수 있으며 반사 부재(240)의 내측면을 통한 반사 효율이 저하될 수 있다. 그리고, 반사 부재(240)의 내측벽에 구비된 제2 변곡점(i2)은 발광소자(240)의 발광면보다 높게 배치될 수 있다.
몸체부(230)의 가장 자리 영역(o)에서, 몸체부(230)과 반사 부재(240)는 서로 이격되어 배치되고 있다. 접착제(250)의 도포량이 증가하거나 발광소자 패키지(200)의 온도 상승에 따라 접착제(250)의 부피가 증가할 때, 상술한 가장 자리 영역(o)으로 접착제가 흘러서 반사 부재(240)과 몸체부(230)의 틈이 벌어지지 않게 할 수 있다. 상세하게는 가장 자리 영역(o)에서 반사 부재(240)에 단차가 형성되고, 단차의 상부면과 측면이 몸체부(230)와 이격될 수 있다. 상술한 반사 부재(240)의 단차 구조는 발광소자 패키지(200)의 측면에서 가장 높게 형성되어, 접착제(250)가 외부로 유출되지 않도록 할 수 있다. 발광소자 패키지(200)의 온도 상승에 따라 접착제(250)의 부피가 증가할 때, 몸체부(230)의 돌출된 부분이 스토퍼(stopper)로 작용하여 접착제(250)에 의하여 반사 부재(240)가 바깥 방향으로 밀리지 않도록 할 수 있다.
상술한 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)에서 접착제(250)는 에폭시를 포함하지 않아 발광소자(210)의 발열에 의하여 변색이 되지 않으므로 발광소자 패키지(200)의 광특성이 향상될 수 있다. 그리고, 실리콘 계열의 접착제(250)를 사용하되, 반사 부재(240)의 바닥면이 상술한 단차 구조를 가져서 접착 면적이 증가하여, 반사 부재(240)가 제1,2 리드 프레임(222, 226) 상에 견고하게 고정될 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 신뢰성 개선을 나타낸 도면이다.
발광소자 패키지의 제조 후 섭씨 85도의 온도에서 사용을 하며 신뢰성 저하를 확인하고 있으며, 좌측의 비교예에서는 100시간 사용 후에 39%의 신뢰성 저하를 보였으나 우측의 실시예에서는 100시간 사용 후에 6%의 신뢰성 저하를 보이고 있다.
이러한 신뢰성 향상은, 실리콘 계열의 접착제가 사용되어 고온에서 장시간 사용을 하여도 변색이 되지 않아서 색특성이 변질되기 않고 또한, 상술한 제1,2 리드 프레임과 반사 부재 및 몸체부의 형상과 작용에 기인할 수 있다. 또한, 실리콘 계열의 접착제 1 종류 만을 사용하여, 경화 공정 등의 시간이 감소할 수 있다.
발광 소자 패키지에는 발광 소자들이 하나 또는 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상술한 발광소자 패키지는 조명 시스템의 광원으로 사용될 수 있는데, 예를 들어 영상표시장치의 영상표시장치와 조명 장치 등의 발광 장치에 사용될 수 있다.
영상표시장치의 백라이트 유닛으로 사용될 때 에지 타입의 백라이트 유닛으로 사용되거나 직하 타입의 백라이트 유닛으로 사용될 수 있고, 조명 장치에 사용될 때 등기구나 벨트 타입의 광원에 사용될 수도 있다.
도 6은 발광소자 패키지가 배치된 이동 단말기를 나타내는 도면이다.
이동 단말기(400)의 하우징(410)에는 디스플레이(420)가 배치되고, 하우징(410)의 상단 중앙부에는 음향출력부(도시되지 않음)를 보호하는 덮개부(450)가 배치된다.
그리고, 덮개부(450)에 인접하여 카메라 모듈(430)과 광원(440)이 배치될 수 있으며, 광원(440)은 상술한 발광소자 내지 발광소자 패키지일 수 있으며, 광원(440)은 하우징(410)의 전면에 배치되거나 또는 후면에 배치될 수도 있다.
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.
100, 200: 발광소자 패키지 110, 210: 발광소자
122, 222: 제1 리드 프레임 130, 230: 몸체부
140, 240: 반사 부재 150, 250: 접착제
160: 도전성 접착제 170, 270: 와이어
a,b,c: 제1 영역, 제2 영역, 제3 영역
i1, i2: 제1 변곡점, 제2 변곡점 o: 가장 자리 영역
400: 이동 단말기

Claims (10)

  1. 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임;
    상기 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임의 사이 및 가장 자리 영역에 배치되는 절연성 몸체부;
    상기 제1 리드 프레임 상에 배치되는 발광소자;
    상기 발광소자를 둘러싸고, 상기 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임 및 몸체부 상에 배치되고 바닥면이 상기 발광소자의 발광면보다 낮게 배치되는 반사 부재; 및
    상기 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임 및 몸체부을 상기 반사 부재와 고정시키는 실리콘 계열의 접착제를 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 부재의 바닥면은 상기 발광소자의 발광면보다 0.2 마이크로 미터 낮게 배치되는 발광소자 패키지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 부재의 바닥면에 단차가 형성되고, 상기 단차의 높이는 2 마이크로 미터인 발광소자 패키지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 부재의 내측면은 적어도 2개의 변곡점을 가지는 발광소자 패키지.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 반사 부재의 바닥면에 적어도 하나의 단차가 형성되고, 상기 단차의 상부면은 상기 반사 부재의 내측벽에 구비된 제1 변곡점보다 낮게 배치되는 발광소자 패키지.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 반사 부재의 내측벽에 구비된 제2 변곡점은 상기 발광소자의 발광면보다 높게 배치되는 발광소자 패키지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 몸체부의 가장 자리에서, 상기 몸체부와 상기 반사 부재가 이격된 발광소자 패키지.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 반사 부재의 바닥면의 가장 자리에 단차가 형성되고, 상기 단차의 상부면과 측면에서 상기 몸체부와 이격된 발광소자 패키지.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 발광소자 상에 배치되고, 상기 접착제의 실리콘 계열의 재료를 모재로하는 형광체층을 더 포함하는 발광소자 패키지.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항의 발광소자 패키지를 광원으로 하는 모바일 기기.
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