KR20190024930A - 발광소자 및 이를 구비한 조명 시스템 - Google Patents

발광소자 및 이를 구비한 조명 시스템 Download PDF

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Abstract

실시 예에 따른 발광소자는, 제1내지 제4외측면을 갖는 몸체; 상기 몸체 내에 배치되며 상기 제1 내지 제4외측면에 대응되며 경사진 제1 내지 제4내측면을 갖는 캐비티; 상기 캐비티에 배치된 제1본딩부 및 제1리드부를 갖는 제1리드 프레임; 상기 캐비티에 배치되며 상기 캐비티의 제1내측면에 인접하게 배치된 제2본딩부, 상기 제2본딩부로부터 절곡된 제1연결부, 상기 제1연결부로부터 상기 몸체의 제1외측면 방향으로 연장된 제2리드부를 포함하는 제2리드 프레임; 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임 사이에 제1간극부; 및 상기 제1본딩부 위에 발광 칩을 포함하며, 상기 제2리드 프레임은 상기 제2본딩부의 상면과 상기 제1연결부의 상면 사이에 단차진 제1침투 방지부를 포함하며, 상기 캐비티의 제1내측면의 경사 시작점은 상기 제1침투 방지부의 표면과 접촉된다.

Description

발광소자 및 이를 구비한 조명 시스템{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHTING SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 발광소자 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 또는 실외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 리드 프레임의 영역 중 캐비티의 내측면의 시작부분에 침투 방지부를 갖는 발광소자를 제공한다.
실시 예는 리드 프레임의 영역 중 캐비티의 내측면으로부터 연장된 버퍼부에 침투 방지부를 갖는 발광소자를 제공한다.
실시 예는 리드 프레임의 영역 중 캐비티에 노출된 본딩부로부터 소정 각도로 절곡된 부분에 침투 방지부를 갖는 발광소자를 제공한다.
실시 예는 리드 프레임의 영역 중 몸체의 하면에 노출된 리드부로부터 소정 각도로 절곡된 부분에 침투 방지부를 갖는 발광소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자를 갖는 조명 시스템을 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자는, 제1내지 제4외측면을 갖는 몸체; 상기 몸체 내에 배치되며 상기 제1 내지 제4외측면에 대응되며 경사진 제1 내지 제4내측면을 갖는 캐비티; 상기 캐비티에 배치된 제1본딩부 및 제1리드부를 갖는 제1리드 프레임; 상기 캐비티에 배치되며 상기 캐비티의 제1내측면에 인접하게 배치된 제2본딩부, 상기 제2본딩부로부터 절곡된 제1연결부, 상기 제1연결부로부터 상기 몸체의 제1외측면 방향으로 연장된 제2리드부를 포함하는 제2리드 프레임; 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임 사이에 제1간극부; 및 상기 제1본딩부 위에 발광 칩을 포함하며, 상기 제2리드 프레임은 상기 제2본딩부의 상면과 상기 제1연결부의 상면 사이에 단차진 제1침투 방지부를 포함하며, 상기 캐비티의 제1내측면의 경사 시작점은 상기 제1침투 방지부의 표면과 접촉된다.
실시 예는 캐비티에 배치된 리드 프레임의 상면에서의 버(Burr) 발생을 줄여, 리드 프레임에 와이어의 본딩에 따른 전기적인 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광소자의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광소자를 갖는 조명 시스템의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광소자의 평면도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 발광소자의 몸체를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 발광소자의 A-A측 단면도이다.
도 4는 도 1의 발광소자의 B-B측 단면도이다.
도 5는 도 1의 발광소자의 C-C측 단면도이다.
도 6은 도 1의 발광소자의 D-D측 단면도이다.
도 7은 도 6의 발광소자의 부분 확대도이다.
도 8은 도 7의 A 영역 확대도이다.
도 9는 비교 예와 실시 예의 구조에 따른 몸체의 버(Burr)를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 1의 발광소자의 배면도이다.
도 11은 도 1의 발광소자의 리드 프레임들의 평면도이다.
도 12는 도 11의 리드 프레임들의 배면도이다.
도 13은 제2실시 예에 따른 발광소자를 나타낸 평면도이다.
도 14는 도 13의 발광소자의 D-D 측 단면도이다.
도 15는 도 13의 부분 확대도이다.
도 16은 제3실시 예에 따른 발광소자의 부분 측 단면도이다.
도 17은 제4실시 예에 따른 발광소자의 부분 측 단면도이다.
도 18은 제5실시 예에 따른 발광소자의 부분 측 단면도이다.
도 19는 제6실시 예에 따른 발광소자의 부분 측 단면도이다.
도 20은 제7실시 예에 따른 발광소자의 부분 측 단면도이다.
도 21 내지 도 23은 도 1의 발광소자의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 24는 제8실시 예에 따른 발광소자의 평면도이다.
도 25는 도 12의 발광소자의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 26은 제9실시 예에 따른 발광소자의 평면도이다.
도 27은 실시 예에 따른 발광소자의 발광 칩의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 28은 실시 예에 따른 발광소자의 발광 칩의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 29는 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 30은 실시 예의 발광소자를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 31은 실시 예의 발광소자를 갖는 조명 장치를 나타낸 도면이다.
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 실시예에 따른 발광소자를 설명한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광소자의 평면도를 나타내며, 도 2는 도 1의 발광소자의 몸체를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 1의 발광소자의 A-A측 단면도이며, 도 4는 도 1의 발광소자의 B-B측 단면도이고, 도 5는 도 1의 발광소자의 C-C측 단면도이며, 도 6은 도 1의 발광소자의 D-D측 단면도이며, 도 7은 도 6의 발광소자의 부분 확대도이고, 도 8은 도 7의 A 영역 확대도이며, 도 9는 비교 예와 실시 예의 구조에 따른 몸체의 버(Burr)를 나타낸 도면이며, 도 10은 도 1의 발광소자의 배면도이고, 도 11은 도 1의 발광소자의 리드 프레임들의 평면도이고, 도 12는 도 11의 제2 및 제3리드 프레임의 사시도이고, 도 13는 도 11의 리드 프레임들의 배면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광소자(100)는 상부가 개방된 캐비티(115)를 갖는 몸체(110)와, 상기 몸체(110) 내에 배치된 복수의 리드 프레임(120,130,140), 상기 복수의 리드 프레임(120,130,140) 중 적어도 하나의 위에 배치된 적어도 하나의 발광 칩(151,152) 및 몰딩부재(160)를 포함한다.
상기 몸체(110)는 절연 재질, 투광성 재질, 전도성 재질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 실리콘, 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC), 폴리머 계열, 플라스틱 계열과 같은 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체(110)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘 또는 에폭시 재질 중에서 선택될 수 있다.
상기 몸체(110)의 형상은 위에서 볼 때, 다각형, 원형, 또는 곡면을 갖는 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몸체(110)는 외곽부에 복수의 외측면(11~14)을 포함하며, 상기 복수의 외측면(11~14) 중 적어도 하나는 도 3 및 도 4와 같이, 상기 몸체(110)의 하면(17) 또는 리드 프레임들의 하면에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 다른 예로서, 상기 복수의 외측면(11~14)은 몸체(110)의 하면(117)에 대해 수직하게 형성될 수 있다.
도 2와 같이, 상기 발광 소자를 보면, X축 방향은 길이 방향으로 정의할 수 있고, Y축 방향은 너비 방향으로 정의할 수 있다. 상기 각 외측면(11-14)은 외 측면으로서, 다각형 형상 예컨대, 사각형 형상 또는 사다리꼴 형상을 포함할 수 있다. 상기 몸체(110)는 제1 내지 제4외측면(11~14)을 그 예로 설명하며, 제1외측면(11)과 제2외측면(12)은 서로 반대측 면이며, 상기 제3외측면(13)과 상기 제4외측면(14)은 서로 반대측 면이다. 상기 제1외측면(11) 및 제2외측면(12) 각각의 길이(Y1)는 제3외측면(13) 및 제4외측면(14)의 길이(X1)와 다를 수 있으며, 예컨대 상기 제1외측면(11)과 상기 제2외측면(12)의 길이(Y1) (즉, 단변 길이)는 상기 제3외측면(13) 및 제4외측면(14)의 길이(X1)(즉, 장변 길이)보다 더 짧게 형성될 수 있다. 상기 제1외측면(11) 또는 제2외측면(12)의 길이(Y1)는 상기 제3외측면(13) 및 제4외측면(14) 사이의 간격일 수 있다. 상기 길이(X1)는 상기 길이(Y1)에 비해 2배 이상 예컨대, 2.5~5배 정도의 차이로 형성될 수 있다.
상기 몸체(110)는 제3 및 제4외측면(13,14)에는 리브(15,16)를 포함할 수 있으며, 상기 리브(15,16)은 발광 소자의 길이 방향으로 형성될 수 있다.
상기 몸체(110)는 상부(10)가 개방된 캐비티(115)를 포함하며, 상기 캐비티(115)의 둘레면(114)은 캐비티 바닥에 대해 경사지게 형성될 수 있다. 상기 캐비티(115)의 둘레면(114)는 도 2와 같이 서로 연결된 제1내지 제4내측면(41,42,43,44)을 포함한다. 상기 제1내측면(41)은 상기 제1외측면(11)에 대응되며, 상기 제2내측면(42)은 제2외측면(12)에 대응되며, 제3내측면(43)은 제3외측면(13)에 대응되며, 제4내측면(44)은 제4외측면(14)에 대응되게 배치된다. 상기 제1내측면(41)과 제2내측면(42)은 서로 마주보게 배치되며, 상기 제3내측면(43)과 상기 제4내측면(44)은 서로 마주보게 배치된다. 상기 제1 내지 제4내측면(41,42,43,44) 중 적어도 하나는 적어도 일부가 다른 경사면으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(115)의 둘레면(114)의 상부에는 단차 구조(116)가 형성될 수 있으며, 상기 단차 구조(116)는 수지 넘침을 방지할 수 있다.
상기 몸체(110) 내에는 복수의 리드 프레임(120,130,140) 예컨대, 2개 또는 3개 이상이 배치될 수 있다. 상기 복수의 리드 프레임(120,130,140)은 캐비티의 제1영역(A1) 아래에 일부가 배치된 제1리드 프레임(120), 상기 제1리드 프레임(120)로부터 이격된 제2영역(A2) 아래에 일부가 배치된 제2 및 제3리드 프레임(130,140)을 포함한다.
상기 제1 내지 제3리드 프레임(120,130,140)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. 도 7과 같이, 상기 제1리드 프레임(120)의 두께(E0)는 0.2mm~0.8mm 범위 예컨대, 0.2mm~0.4mm 범위로 형성될 수 있으며, 제2 및 제3리드 프레임(130,140)의 두께와 동일한 두께로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(120)은 제1본딩부(121) 및 복수의 제1리드부(122,123)를 포함하며, 상기 제2리드 프레임(130)은 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41)에 인접한 제2본딩부(131) 및 상기 제1외측면(11) 아래에 배치된 제2리드부(132)를 포함하며, 상기 제3리드 프레임(140)은 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41)에 인접한 제3본딩부(141) 및 상기 제1외측면(11) 아래에 배치된 제3리드부(142)를 포함한다.
상기 제2 및 제3리드 프레임(130,140)의 제2 및 제3본딩부(131,141)의 상면은 상기 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121)의 상면보다 높은 위치에 배치되며, 상기 제1본딩부(121)와 상기 제2 및 제3본딩부(131,141) 사이의 영역에는 제1간극부(113)가 배치된다. 상기 제1간극부(113)는 단차진 구조 예컨대, 적어도 일부가 경사진 면을 포함할 수 있다.
상기 제2본딩부(131)와 상기 제3본딩부(141) 사이의 영역에는 제2간극부(112)가 배치되며, 상기 제2간극부(112)는 평탄한 면으로 형성될 수 있으며, 상기 제1간극부(113)로부터 연장된다. 상기 제1 및 제2간극부(113,112)는 몸체(110)의 재질로 형성된다.
상기 제1본딩부(121)의 상면 면적은 상기 제2본딩부(131) 또는 상기 제3본딩부(141)의 상면 면적보다 더 넓게 형성될 수 있으며, 예컨대 제2본딩부(131)과 상기 제3본딩부(141)의 면적 합보다 더 큰 면적으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1본딩부(121)의 상면 면적은 상기 제2 및 제3본딩부(131,141)의 상면 면적의 2배 이상의 면적으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 각 본딩부(121,131,141)의 상면은 캐비티(115)의 바닥에 노출된 면적으로서, 와이어와 같은 연결 부재, 발광 칩 또는/및 보호 소자가 탑재될 수 있는 영역이다.
상기 제1본딩부(121)의 길이(X3)는 상기 제2본딩부(131) 또는 제3본딩부(141)의 길이(B1) 보다 길게 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 B1는 X3의 1/2 이하의 길이로 형성될 수 있다. 상기 제2본딩부(131)의 너비(C1) 또는 상기 제3본딩부(141)의 너비(C2)는 상기 제1본딩부(Y2)의 너비(Y2) 보다 좁게 형성될 수 있다.
또한 캐비티(115)의 제1영역(A1)은 상기 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121)가 배치된 영역이며, 제2영역(A2)은 제2 및 제3리드 프레임(130,140)의 제2 및 제3본딩부(131,141)가 배치된 영역으로 정의할 수 있다. 상기 제2영역(A2)은 제1영역(A1)보다 캐비티(115)의 제1내측면(41)에 인접하게 배치된다. 도 7과 같이, 상기 캐비티(115)의 깊이는 상기 몸체(110)의 상부(10)로부터 상기 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121)까지의 제1깊이(E1)로서, 상기 제2 및 제3리드 프레임(130,140)의 제2 및 제3본딩부(131,141)까지의 제2깊이(E2)보다 더 깊게 형성될 수 있다.
제2영역(A2)에서의 캐비티(115)의 바닥 너비(Y3)는 상기 제1영역(A1)에서의 캐비티(115)의 바닥 너비(즉, Y2)보다 넓게 형성될 수 있다. 상기 제2영역(A2)에서의 상기 제3내측면(43)의 하단부가 오목한 곡면 형상으로 형성되고, 상기 제4내측면(44)의 하단부가 오목한 곡면 형상으로 형성되기 되어 제2 및 제3본딩부(131,141)의 공간을 더 확보할 수 있다. 상기 제1영역(A1)에서의 상기 제3 및 제4내측면(43,44)의 하단부는 라인(Line) 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 3 및 도 4와 같이, 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121)에 연결된 캐비티(115)의 제3내측면(43)의 경사 각도(θ3)는 91~160도 범위에서 형성될 수 있으며, 상기 제2리드 프레임(130)의 제2본딩부(131)에 연결된 캐비티(115)의 제3내측면(43)의 경사 각도(θ4)는 상기 각도(θ3) 보다 작은 각도 예컨대, 90~140도의 범위로 형성될 수 있다. 또한 제4내측면(44)은 상기 제3내측면(43)과 동일한 각도로 형성될 수 있고, 또한 센터 측 라인을 기준으로 제3내측면(43)과 선 대칭될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(120)의 제1리드부(122,123)는 상기 제1본딩부(121)로부터 연장되어 상기 몸체(110)의 제2외측면(12)보다 더 외측으로 돌출될 수 있다.
상기 제2 및 제3리드 프레임(130,140)의 제2 및 제3리드부(132,142)는 상기 제2 및 제3본딩부(131,141)로부터 연장되어 상기 몸체(110)의 제1외측면(11)보다 더 외측으로 돌출될 수 있다.
도 5 및 도 6과 같이, 캐비티(115)의 제1내측면(41)은 캐비티 바닥 또는 제2 및 제3리드 프레임(130,140)의 제2본딩부(131) 및 제3본딩부(141)의 상면에 대해 제1각도(θ1)로 경사지며, 상기 제1각도(θ1)는 91~160도 범위 예컨대, 100~140도 범위로 형성될 수 있다. 또한 캐비티(115)의 제2내측면(42)은 캐비티 바닥 또는 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121)의 상면에 대해 상기 제1각도(θ1)와 동일한 각도로 형성되거나, 다른 각도로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 1을 참조하면, 상기 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121) 위에는 적어도 하나의 발광 칩 예컨대, 제1발광 칩(151) 및 제2발광 칩(152)이 배치될 수 있다. 도 5 및 도 6과 같이, 상기 제1발광 칩(151)과 상기 제2발광 칩(152)은 본딩 부재(191,192)에 의해 제1본딩부(121) 상에 부착될 수 있다.
상기 제1 및 제2발광 칩(151,152)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, UV LED 칩, 화이트(white) LED 칩 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1 및 제2발광 칩(151,152)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체를 포함한다. 상기 발광 칩(151,152)는 수평형 전극 구조를 갖는 칩 구조로 배치하였으나, 두 전극이 상/하로 배치된 수직형 전극 구조를 갖는 칩 구조로 배치할 수 있다.
제1연결부재(161)는 제1발광 칩(151)과 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121)에 연결되며, 제2연결부재(162)는 제1발광 칩(151)과 제2리드 프레임(130)의 제2본딩부(131)에 연결되며, 제3연결부재(163)는 제2발광 칩(152)과 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121)에 연결되며, 제4연결부재(164)는 제2발광 칩(152)과 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)에 연결된다. 상기의 제1 내지 제4연결 부재(161,162,163,164)는 전도성 패턴 예컨대, 와이어를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2본딩부(131)와 제3본딩부(141)는 제2연결부재(162) 및 제3연결부재(163)가 본딩될 면적을 제공하게 된다. 그러나, 상기 제2본딩부(131)와 제3본딩부(141)의 공간은 패키지의 사이즈에 따라 타이트(tight)할 수 있으며, 그 공간에 다른 물질이 놓일 경우, 제2연결부재(162) 및 제3연결부재(164)의 본딩 불량의 원인이 될 수 있으며, 이러한 원인은 발광 소자의 전기적인 신뢰성이 저하될 수 있다.
도 3 내지 도 6과 같이, 상기 캐비티(115)에는 몰딩부재(160)가 형성될 수 있다. 상기 몰딩부재(160)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지층을 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기 몰딩부재(160)는 상기 발광 칩(151,152) 상으로 방출되는 빛의 파장을 변환하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 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 몰딩부재(160)의 표면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들면 상기 몰딩부재(160)의 표면은 오목한 곡면으로 형성될 수 있으며, 상기 오목한 곡면은 광 출사면이 될 수 있다.
도 3, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 제1리드 프레임(120)은 상기 제1본딩부(121)로부터 상기 캐비티(115)의 제3내측면(43)과 제3외측면(13) 사이의 영역으로 연장된 제1연장부(124)와, 상기 캐비티(115)의 제4내측면(44)과 제4외측면(14) 사이의 영역으로 연장된 제2연장부(125)를 포함한다. 상기 제1연장부(124)와 상기 제2연장부(125)는 절곡되거나 돌출되어 상기 몸체(110) 내에 결합되며, 그 외측 하부에 단차진 침투 방지 구조(126,127)를 포함할 수 있다.
도 5, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 제1리드 프레임(120)의 상면 영역 중 상기 몸체(110)와 접촉되는 영역에는 하나 또는 복수의 홈(25)이 형성될 수 있으며, 상기 홈(25)은 측 단면이 삼각형과 같은 다각형 형상을 포함할 수 있다. 상기 홈(25)은 상기 몸체(110)와 접촉되는 영역에 배치되어, 몸체(110)와의 접촉 면적을 증가시켜 줄 수 있다. 이러한 홈(25)은 습기 침투 방지 구조일 수 있다.
상기 제2리드 프레임(130)의 상면 영역 중 상기 몸체(110) 내에 배치된 영역에는 하나 또는 복수의 홈(35)이 형성될 수 있으며, 상기 홈(35)은 측 단면 형상이 삼각형과 같은 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 상기 홈(35)은 상기 몸체(110)와 접촉되는 영역에 배치되어, 몸체(110)와의 접촉 면적을 증가시켜 줄 수 있다. 이러한 홈(35)은 습기 침투 방지 구조일 수 있다.
도 6, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 제3리드 프레임(140)의 상면 영역 중 상기 몸체(110) 내에 배치된 영역에는 하나 또는 복수의 홈(55)이 형성될 수 있으며, 상기 홈(55)은 삼각형과 같은 다각형 형상을 포함할 수 있다. 상기 홈(55)은 상기 몸체(110)와 접촉되는 영역에 배치되어, 몸체(110)와의 접촉 면적을 증가시켜 줄 수 있다. 이러한 홈(55)은 습기 침투 방지 구조일 수 있다.
도 5 및 도 6과 같이, 제1리드 프레임(120)의 제1단부(122)는 상기 제1간극부(113) 내부로 연장되며, 그 하부에 단차진 침투 방지 구조(128)를 포함한다. 도 7과 같이, 상기 침투 방지 구조(128)은 제1리드 프레임(120)의 두께(E0)의 1/3~1/2의 깊이로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(120)의 하면은 상기 몸체(110)의 하면(17)과 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 상기 제2 및 제3리드 프레임(130,140)의 제2 및 제3리드부(132,142)의 하면은 상기 몸체(110)의 하면(17)과 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1간극부(113)는 하부 너비가 넓고 상부 너비가 좁은 구조로 형성되며, 그 상부는 평탄한 제1면(31)과, 상기 제1면(31)에 대해 경사진 제2면(32)을 포함한다. 상기 제1면(31)은 상기 제2 및 제3본딩부(131,141)의 상면과 동일한 평면이거나, 다른 평면 예컨대, 상기 제2 및 제3본딩부(131,141)의 상면보다 더 높거나 낮게 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1면(31)의 높이는 발광 칩(151,152)의 상면보다 더 높게 형성된 경우, 상기 제2면(32)에 의해 광의 반사를 효과적으로 수행할 수 있다. 상기 제1면(31)의 높이는 상기 발광 칩(151,152)의 상면 높이와 1~100㎛ 범위의 차이만큼 높게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1간극부(113)의 제1면(31)은 형성하지 않고, 경사진 제2면(32)의 경사 각도를 10 내지 90도의 범위로 조절할 수 있다.
도 4, 도 5, 도 11 및 도 12와 같이, 상기 제2리드 프레임(130)은 제2본딩부(131)와 상기 제2리드부(132)를 연결하는 제1연결부(133)와, 상기 캐비티(115)의 제3내측면(43)과 몸체(110)의 제3외측면(13) 사이의 영역 내부로 연장된 연장부(134)를 포함한다. 상기 연장부(134)는 침투 방지 구조를 포함하며, 일부는 몸체(110)의 상부 방향으로 절곡되어 돌출될 수 있다.
상기 제1연결부(133) 및 상기 제2본딩부(131)는 상기 몸체(110)의 하면(17)과 이격된다. 상기 제2본딩부(131) 중 상기 제1간극부(113)와 접촉되는 부분은 침투 방지 구조(36)로 형성되어, 습기 침투를 억제시켜 줄 수 있다.
상기 제2리드 프레임(130)은 침투 방지부(50)를 포함하며, 상기 침투 방지부(50)는 상기 제2본딩부(131)의 상면과 제1연결부(133) 상면 사이의 절곡 영역에 형성되고 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41)의 하단부와 접촉된다. 상기 침투 방지부(50)는 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41)의 하단부의 경사 시작점 예컨대, 제2영역(A2)의 캐비티 바닥으로부터 전환 라인 또는 절곡 선을 제공할 수 있다.
상기 침투 방지부(50)는 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41)과 상기 제2본딩부(131)의 계면부터 단차진 구조로 형성되어, 몸체(110)의 사출 성형시 상기 제2본딩부(131)의 상면으로 몸체 재질이 침투하는 것을 방지하여 버(burr)가 발생되는 것을 억제시켜 줄 수 있다. 상기 침투 방지부(50)는 상기 몸체(110)와 상기 제2리드 프레임(130) 사이의 계면으로 침투하는 습기를 방지할 수 있다. 이에 따라 와이어와 같은 연결 부재(162) 및/또는 보호소자가 제2본딩부(131) 상에 본딩되더라도, 버(burr)와 같은 이물질에 의해 전기적인 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 침투 방지부(50)는 상기 제2본딩부(131)와 상기 제1연결부(133) 사이의 상부 절곡 부분에 형성되는 데, 이는 상기 제2본딩부(131)로부터 상기 제1연결부(133)를 절곡시킨 후 형성하거나, 절곡하기 전에 형성할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 4, 도 6, 도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 제3리드 프레임(140)은 제3본딩부(141)와 상기 제3리드부(142)를 연결하는 제2연결부(143)와, 상기 캐비티(115)의 제4내측면(44)과 몸체(110)의 제4외측면(14) 사이의 영역 내부로 연장된 연장부(144)를 포함한다. 상기 연장부(144)는 침투 방지 구조를 포함하며, 일부는 몸체(110)의 상부 방향으로 절곡되어 돌출될 수 있다.
상기 제2연결부(143) 및 상기 제3본딩부(141)는 상기 몸체(110)의 하면(17)과 이격된다. 상기 제3본딩부(141) 중 상기 제1간극부(113)와 접촉되는 부분은 침투 방지 구조(56)로 형성되어, 습기 침투를 억제시켜 줄 수 있다.
상기 제3리드 프레임(140)은 침투 방지부(51)를 포함하며, 상기 침투 방지부(51)는 상기 제3본딩부(141)와 제2연결부(143) 사이의 상면 절곡 부분에 형성되고 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41)의 하단부와 접촉된다. 상기 침투 방지부(51)는 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41)과 상기 제3본딩부(141)의 계면부터 단차진 구조로 형성되어, 몸체(110)의 사출 성형시 상기 제3본딩부(141)의 상면으로 몸체 재질이 침투하는 것을 방지하여 버(burr)가 발생되는 것을 억제시켜 줄 수 있다. 상기 침투 방지부(51)는 상기 몸체(110)와 상기 제3리드 프레임(140) 사이의 계면으로 침투하는 습기를 방지할 수 있다. 이에 따라 와이어와 같은 연결 부재(164)가 제3본딩부(141) 상에 본딩되더라도, 버(burr)와 같은 이물질에 의해 전기적인 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.
상기 침투 방지부(51)는 상기 제3본딩부(141)와 상기 제2연결부(143) 사이의 상면 절곡 부분에 형성되는 데, 이는 상기 제3본딩부(141)로부터 상기 제2연결부(143)를 절곡시킨 후 형성하거나, 절곡하기 전에 형성할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(115)의 제1내측면(41)의 경사 시작점은 상기의 침투 방지부(50,51)의 영역으로부터 시작된다. 즉, 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41)의 경사 시작점은 제2 및 제3본딩부(131,141)의 상면을 벗어나 상기 침투 방지부(50,51)의 표면(모서리 영역 포함)에 접촉된다.
구체적으로, 제2 및 제3리드 프레임(120,130)의 본딩부(131,141), 연결부(133,143), 및 침투 방지부(50,51)의 구조에 대해 상세하게 설명하기로 한다. 제2 및 제3리드 프레임(120,130)은 동일한 구조로 형성될 수 있기 때문에, 도 7 및 도 8을 참조하여 제3리드 프레임(130)의 상세 구조에 대해 설명하며, 제2리드 프레임(120)의 상세 구조에 대해서는 제3리드 프레임(130)의 설명을 참조하기로 한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 캐비티(115)의 제1내측면(41)의 하부는 제3본딩부(141)의 모서리 바깥쪽부터 시작되며, 상기 제3본딩부(141)의 상면과는 접촉하지 않고 이격된다.
제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)의 길이(B1)는 연결 부재(예: 와이어) 또는/및 보호 소자의 본딩에 필요한 공간으로서, 250㎛ 이상으로서 예컨대 400㎛~600㎛ 범위로 형성될 수 있다. 상기 제3본딩부(141)의 길이(B1)가 길게 되면, 상기 제1내측면(41)과 발광 칩 간의 간격이 멀어지기 때문에 광의 휘도 분포에 영향을 줄 수 있다. 이에 따라 상기 길이(B1)는 600㎛ 이하로 형성될 수 있다. 상기 침투 방지부(51)는 불 필요한 이물질이 제1내측면(41)으로부터 발생되는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라 상기 제3본딩부(141)의 길이(B1)를 연결 부재의 본딩 공간에 최적화시켜 주거나 한정된 공간 내에서 제3본딩부(141)의 길이(B1)를 더 좁게 형성할 수 있다.
상기 침투 방지부(51)는 상기 제3본딩부(141)의 상면(3)에 대해 90~130도 범위의 각도로 꺾인 제1면(4), 상기 제1면(4)과 상기 제2연결부(143)의 경사진 상면(6) 사이에 꺾인 제2면(5)을 포함한다. 상기 침투 방지부(51)의 제1면(4)과 상기 제2면(5) 사이의 내각은 60도~120도 범위의 각도 예컨대, 90±10도의 각도로 형성될 수 있다. 상기 제1면(4)의 높이(F1)는 상기 제3본딩부(141)의 상면으로부터 30~150㎛ 범위의 깊이로 형성될 수 있으며, 상기 제2면(5)의 너비(F2)는 상기 제2연결부(143)로부터 50㎛~160㎛ 범위의 너비로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 높이(F1)의 값은 상기 너비(F2)의 값보다 작을 수 있다.
상기 침투 방지부(50,51)는 상기 제1면(4)의 높이(F1)과 상기 제2면(5)의 너비(F2)를 구비하여, 액상의 몸체 재질이 주입될 때, 사출 틀이 지지하는 힘과 상기 액상의 몸체 재질이 가압되는 힘 사이에서 리드 프레임의 본딩부 상면으로 침투하는 것을 억제하기 위해, 상기 액상의 몸체 재질에 대한 버퍼 역할을 수행하게 된다.
상기 침투 방지부(51)는 상기 제3본딩부(141)의 상면(3)과 상기 제2연결부(143)의 상면(6) 사이의 각도(θ2)가 181도 내지 265도 범위의 각도 예컨대, 190도 내지 250도 범위로 절곡된 부분에 형성될 수 있다. 또한 상기 침투 방지부(51)는 상기 제3본딩부(141)의 상면(3)과 캐비티(115)의 제1내측면(41)이 서로 접촉되는 부분에서 방지 턱으로 기능하게 된다. 상기 침투 방지부(51)는 몸체(110) 내에 배치되고, 상기 몸체(110)의 일부(45)와 접촉되어 습기 침투를 방지하는 역할도 수행하게 된다. 상기 제3리드부(142)와 상기 제2연결부(143) 사이의 각도(θ5)는 90도 내지 160도 범위로 형성될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121)의 상면과 상기 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141) 상면 사이의 차이(E3)는 50~250㎛ 범위로 형성되거나, 제1리드 프레임(120)의 두께(E0)보다 작은 값을 가질 수 있다.
도 9의 (A)와 같이, 리드 프레임(140)에 침투 방지부를 갖지 않는 경우, 몸체(110)의 제1내측면(41)으로부터 연장되는 버(Burr)와 같은 이물질(41-1)이 발생되어 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)의 본딩 영역에 침투하게 된다. 이는 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)와 제2연결부(143) 사이의 경계 부분이 소정의 곡률을 갖는 면으로 형성되므로, 사출 성형할 때 사출 틀과 리드 프레임 사이의 곡면 부분으로 액상의 몸체 재질이 침투하여 버와 같은 이물질(41-1)이 발생될 수 있다. 이후, 연결부재(164)의 단부(164A)나 보호 소자가 본딩될 때, 상기 이물질(41-1)에 의해 연결부재(164)의 단부(164A)와의 본딩 불량이 발생될 수 있다.
도 9의 (B)와 같이, 리드 프레임에 침투 방지부를 형성한 경우, 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)의 상면에 버와 같은 이물질이 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 침투 방지부(51)는 캐비티(115)의 제1내측면(41)과 제3본딩부(141)의 경계 부분에 단차진 턱 구조를 제공하여, 몸체(110)의 사출 성형시, 사출 틀과 리드 프레임 사이의 부분으로 액상의 몸체 재질이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 상기 침투 방지부는 예컨대, 리드 프레임의 절곡 부분에 단조(forging) 공정을 통해 형성할 수 있다.
도 10은 도 1의 발광 소자의 배면도이며, 도 11은 도 1의 리드 프레임의 평면도이고 도 12는 도 11의 리드 프레임의 배면도이다.
도 10을 참조하면, 발광 소자는 몸체(110)의 하면(17)에 노출된 제1리드 프레임(121)의 하면 면적은 상기 몸체(110)의 하면(17)에 노출된 제2리드 프레임(130) 및 제3리드 프레임(140)의 하면 면적보다 더 넓게 배치된다. 또한 각 리드 프레임(120,130,140)의 각 측면에는 몸체(110)과의 결합을 위해 요철 구조 또는 단차 구조를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 11을 참조하면, 제1리드 프레임(120)의 상면 영역 중에서 제1 및 제2연장부(124,125)는 서로 대응되며, 그 길이는 제1리드 프레임(120)의 길이보다 작은 길이로 형성된다. 또한 제1본딩부(121)과 제1리드부(122,123) 사이에는 복수의 홈(25)이 발광 소자의 길이 방향과 직교 방향인 너비 방향으로 형성될 수 있다.
상기 제2 및 제3리드 프레임(130,140)에는 침투 방지부(50,51)가 형성되며, 제2 및 제3리드부(132,142) 상에는 하나 이상의 홈(35,55)이 발광 소자의 길이 방향과 직교 방향인 너비 방향으로 형성될 수 있다.
상기 침투 방지부(50,51)는 상기 제2 및 제3본딩부(131,141)의 너비보다 작은 길이로 형성되거나, 제1 및 제2연결부(133,143)의 너비와 같거나 더 긴 길이로 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 각 리드 프레임(120,130,140)에는 에지 영역에 습기 침투 방지 구조(128,36,56)이 각각 배치된다. 상기의 습기 침투 방지 구조(128,36,56)는 발광 소자의 너비 방향으로 형성된다.
도 13 내지 도 15는 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 도면이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 구성에 대해서는 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 13의 발광 소자(100A)를 참조하면, 캐비티(115)의 제1영역(A1)에는 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121)가 배치되고, 제2영역(A2)에는 제2리드 프레임(130)의 제2본딩부(131) 및 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)가 배치된다.
상기 제2본딩부(131)와 상기 제3본딩부(141)는 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41)으로부터 이격된다. 상기 제2본딩부(131)와 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41) 사이에는 제1버퍼부(21)가 형성되며, 상기 제3본딩부(141)와 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41) 사이에는 제2버퍼부(22)가 형성된다. 상기 제1 및 제2버퍼부(21,22)는 상기 제2본딩부(131)과 제3본딩부(141) 사이에 배치된 제2간극부(112)에 연결되며, 상기 제2간극부(112)는 제1간극부(113) 및 상기 제1내측면(41)과 연결된다. 상기 제1 및 제2버퍼부(21,22)는 몸체(110)의 재질로 형성되며, 상기 제2간극부(112)의 상면과 동일한 평면으로 형성되거나, 다른 평면으로 형성될 수 있다.
상기 제1버퍼부(21)는 상기 제2본딩부(131)와 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41) 사이의 간격을 유지시켜 주고, 상기 제2버퍼부(22)는 상기 제3본딩부(141)와 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41) 사이의 간격을 유지시켜 준다.
도 14는 도 13의 발광소자의 E-E측 단면도로며, 도 15는 도 14의 부분 확대도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 상기 제2버퍼부(22)의 아래에는 상기 제3본딩부(141)의 상면으로부터 단차진 침투 방지부(51)가 형성된다. 또한 도시하지 않았지만, 상기 제1버퍼부(21)의 아래에는 상기 제2본딩부(131)의 상면으로부터 단차진 침투 방지부(미도시)가 배치된다. 상기 제2리드 프레임의 침투 방지부의 구조에 대해서는 제3리드 프레임의 침투 방지부(51)의 설명을 참조하기로 한다.
상기 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)의 길이(B3)는 연결 부재(예: 와이어)의 본딩에 필요한 공간으로서, 250㎛ 이상으로서 예컨대 400㎛~600㎛ 범위로 형성될 수 있다. 상기 제3본딩부(141)의 길이(B3)가 길게 되면, 상기 제1내측면(41)과 발광 칩 간의 간격이 멀어지기 때문에 광의 휘도 분포에 영향을 줄 수 있다. 이에 따라 상기 길이(B3)는 600㎛ 이하로 형성될 수 있다. 상기 침투 방지부(51)는 불 필요한 이물질이 제2버퍼부(22)로부터 발생되는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라 상기 제3본딩부(141)의 길이(B3)를 연결 부재의 본딩 공간에 최적화시켜 주거나 한정된 공간 내에서 제3본딩부(141)의 길이(B3)를 더 좁게 형성할 수 있다.
상기 침투 방지부(51)는 상기 제3본딩부(141)의 상면(3)에 대해 50~90 범위의 각도로 꺾인 제1면(4), 상기 제1면(4)과 상기 제2연결부(143)의 경사진 상면(6) 사이를 연결하는 제2면(5)을 포함한다. 상기 제1면(4)과 상기 제2면(5) 사이의 내각은 60도~120도 범위의 각도 예컨대, 90±10도의 각도로 형성될 수 있다. 상기 제1면(4)의 높이(F1)는 30~150㎛ 범위로 형성될 수 있으며, 상기 제2면(5)의 너비(F2)는 50~160㎛ 범위로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 높이(F1)의 값은 상기 너비(F2)의 값보다 작을 수 있다.
또한 상기 침투 방지부(51)는 상기 제3본딩부(141)의 상면(3)과 상기 제2연결부(143)의 상면(6) 사이의 각도가 181도 내지 265도 범위의 각도로 절곡된 부분에 형성될 수 있다. 상기 제2버퍼부(22)는 상기 침투 방지부(51) 내에 배치된다.
또한 상기 침투 방지부(51)에는 제2버퍼부(22)가 배치되므로, 상기 제2버퍼부(22)로부터 발생되거나 제2버퍼부(22)를 통해 침투하는 이물질의 침투를 억제하기 위한 침투 방지 턱으로 기능하게 된다.
상기 제2버퍼부(22)의 상면 너비(F5)는 상기 제1버퍼부(21)의 상면 너비와 실질적으로 동일한 너비로 형성될 수 있고, 상기 침투 방지부(51)의 제2면(5)의 너비(F2)와 같거나 더 넓은 너비로 형성될 수 있다. 상기 상면 너비(F5)는 50~300㎛ 범위로 형성될 수 있다.
상기 제2버퍼부(22)의 상면과 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41) 사이의 각도(θ3)는 90도 초과 180도 미만의 각도로 형성될 수 있으며, 예컨대 100~140도 범위 내에서 형성될 수 있다.
도시하지 않았지만, 상기 제2리드 프레임의 침투 방지부의 구조에 대해서는, 상기 제3리드 프레임의 침투 방지부의 구조를 참조하기로 한다.
도 16은 제3실시 예에 따른 발광 소자의 부분 측 단면도이다. 제3실시 예를 설명함에 있어서, 제1 및 제2실시 예의 구성과 동일한 부분은 제1 및 제2실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 16을 참조하면, 발광 소자는 캐비티(115)의 제1내측면(41)의 하단부와 침투 방지부(51B)가 서로 접촉된다. 상기 제1내측면(41)의 하단부는 침투 방지부(51B)의 제1면(4)와 이격되며, 그 이격된 영역(147)은 홈이 될 수 있다. 상기 제1내측면(41)의 하단부는 상기 침투 방지부(51B)의 제2면(5)의 에지부에 접촉될 수 있다.
상기 제1내측면(41)의 하단부는 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)의 상면(3)보다 낮은 위치에 형성된다. 상기 제1내측면(41)의 하단부를 상기 제3본딩부(141)의 상면(3)과 이격시켜 줌으로써, 상기 제1내측면(41)로부터 상기 제3본딩부(141)의 상면(3)으로 침투하는 이물질의 발생을 차단할 수 있다.
상기 캐비티(115)의 제1내측면(41)의 경사 시작점은 상기 제1 및 제2버퍼부(21,22)로부터 시작된다. 즉, 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41)의 경사 시작점은 상기 제1 및 제2버퍼부(21,22)의 상면으로부터 전환되어 시작되며, 상기 제2 및 제3본딩부(131,141)로부터 이격된다.
다른 예로서, 상기 제1내측면(41)의 하단부(즉, 시작점)는 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)의 상면(3)보다 낮은 영역 중에서, 상기 제3리드 프레임(140)의 제2연결부(143)의 상면이나 상기 침투 방지부(51)의 제2면(5) 상에 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121)의 상면 일부에는 홈(27)이 형성될 수 있으며, 상기 홈(27)은 상기 제1간극부(113)의 일부가 배치될 수 있다.
도시하지 않았지만, 상기 제2리드 프레임의 침투 방지부의 구조에 대해서는, 상기 제3리드 프레임의 침투 방지부의 구조를 참조하기로 한다.
도 17은 제4실시 예에 따른 발광소자의 부분 측 단면도이다. 제4실시 예를 설명함에 있어서, 다른 구성은 상기의 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 17을 참조하면, 발광 소자는 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)와 제2연결부(143) 사이의 상부에 2단 단차 구조를 갖는 침투 방지부(51C)를 포함한다. 상기 침투 방지부(51C)는 상기 제3본딩부(141)의 상면(3)으로부터 계단 구조를 갖는 제1면(4A)과 제2면(5A)이 배치되고, 다시 제2면(5A)부터 계단 구조를 갖는 제3면(4B)과 제4면(5B)이 배치된다. 이에 따라 2단 이상의 계단 구조를 갖는 침투 방지부(51C)를 제공할 수 있다.
상기 침투 방지부(51C) 상에는 제2버퍼부(22)가 배치되어, 캐비티(115)의 제1내측면(41)과 이격시켜 줄 수 있다. 다른 예로서, 제1실시 예와 상기 침투 방지부(51C)에는 캐비티(115)의 제1내측면(41)의 하단부와 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이에 따라 제3본딩부(141)의 상면(3)에서의 와이어와 같은 연결 부재의 불량을 방지할 수 있다.
도시하지 않았지만, 상기 제2리드 프레임의 침투 방지부의 구조에 대해서는, 상기 제3리드 프레임의 침투 방지부의 구조를 참조하기로 한다.
도 18은 제5실시 예에 따른 발광소자의 부분 측 단면도이다. 제5실시 예를 설명함에 있어서, 다른 구성은 상기의 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 18을 참조하면, 발광 소자는 제3리드 프레임(140)의 침투 방지부(51)에 제2버퍼부(22A)가 배치된다. 상기 제2버퍼부(22A)의 상면은 상기 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141) 상면(3)으로부터 소정의 갭(G1)만큼 낮은 위치에 형성된다. 상기 갭(G1)은 침투 방지부(51)의 제1면(4)의 높이(예: 30~150㎛ 범위) 보다 작은 값 예컨대, 1~50㎛ 범위로 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 제2버퍼부(22A)의 두께(G2)는 상기 제1면(4)의 높이보다 낮은 두께로 형성될 수 있다. 상기 제2버퍼부(22A)의 상면과 상기 제3본딩부(141)의 상면(3) 사이의 높이 차이를 형성해 줌으로써, 제2버퍼부(22A)로부터 발생되거나 침투하는 이물질을 방지하는 턱을 제공할 수 있다. 이에 따라 제3본딩부(141)의 상면(3)에서의 와이어와 같은 연결 부재의 불량을 방지할 수 있다.
도시하지 않았지만, 상기 제2리드 프레임의 침투 방지부의 구조와 제1버퍼부의 구조에 대해서는, 상기 제3리드 프레임의 침투 방지부의 구조를 참조하기로 한다.
도 19는 제6실시 예에 따른 발광소자의 부분 측 단면도이다. 제6실시 예를 설명함에 있어서, 다른 구성은 상기의 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 19를 참조하면, 발광 소자는 제2리드 프레임(미도시) 및 제3리드 프레임(140)에 복수의 침투 방지부를 구비한 구조이다. 설명의 편의를 위해, 제3리드 프레임(140)에 대해 설명하기로 한다.
제3리드 프레임(140)은 제3본딩부(141)과 제2연결부(143) 사이의 경계 부분의 상부에 단차진 침투 방지부(51)를 구비하고, 제2연결부(143)과 제3리드부(142) 사이의 경계 부분 하부에 단차진 하부 침투 방지부(53)를 포함한다. 상기 하부 침투 방지부(53)는 상기 제3리드부(142)의 하면(142A)으로부터 단차진 제1면(7)과 상기 제1면(7)로부터 단차진 제2면(8)을 포함한다. 상기 제1면(7)의 높이(F6)는 30~150㎛ 범위로 형성될 수 있으며, 상기 제2면(8)의 너비(F6)는 50~160㎛ 범위로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 높이(F6)의 값은 상기 너비(F7)의 값보다 작을 수 있다.
상기 하부 침투 방지부(53)에는 제1간극부(113)의 일부(113B)가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 하부 침투 방지부(53)를 배치함으로써, 제1간극부(113)로부터 발생되는 이물질이 상기 제3리드부(142)의 하면(142A)으로 연장되는 것을 차단할 수 있다.
도 20은 제7실시 예에 따른 발광소자의 부분 측 단면도이다. 제7실시 예를 설명함에 있어서, 다른 구성은 상기의 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 20를 참조하면, 발광 소자는 캐비티(115)의 제1내측면(41)과 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141) 사이의 침투 방지부(51) 상에 제2버퍼부(22B)를 배치하고, 상기 제2버퍼부(22B)의 상면이 오목한 홈(22C)이나 러프한 구조로 형성될 수 있다. 이에 따라 제2버퍼부(22B)의 홈(22C)은 액상의 몸체 재질이 침투하는 것을 1차적으로 방지할 수 있다. 이에 따라 이에 따라 제3본딩부(141)의 상면(3)에서의 와이어와 같은 연결 부재의 불량을 방지할 수 있다.
도시하지 않았지만, 상기 제2리드 프레임의 침투 방지부와 제1버퍼부의 구조에 대해서는, 상기 제3리드 프레임의 침투 방지부 및 제2버퍼부의 구조를 참조하기로 한다.
도 21 내지 도 23은 도 1의 발광소자의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 21은 실시 예에 따른 발광소자의 변형 예이다. 도 21의 발광 소자를 설명함에 있어서, 다른 구성은 상기의 실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 21을 참조하면, 발광 소자는 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121) 상에 제1 및 제2발광 칩(151,152)을 배치하고, 제2리드 프레임(130)의 제2본딩부(131)에 제1보호 소자(171)를 배치하며, 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)에 제2보호 소자(172)을 배치한다.
상기 제1발광 칩(151)은 제1본딩부(121)와 제2본딩부(131)에 제1 및 제2연결 부재(161,162)로 연결되고, 제2발광 칩(152)은 제1본딩부(121)와 제3본딩부(141)에 제3 및 제4연결 부재(163,164)로 연결된다.
제1보호 소자(171)는 제2본딩부(131)에 전도성 부재(미도시)로 연결되고, 제1본딩부(121)와 제5연결 부재(174)로 연결된다. 제2보호 소자(172)는 제3본딩부(141)에 전도성 부재(미도시)로 연결되고, 제1본딩부(121)와 제6연결 부재(175)로 연결된다.
상기 제2 및 제3본딩부(131,141)와 상기 캐비티(115)의 제1내측면(41) 사이의 경계 부분에는 제1실시 예와 같은 침투 방지부를 포함하거나, 제2실시 예와 같은 침투 방지부 및 버퍼부를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 22는 도 1의 발광소자의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 22를 참조하면, 발광 소자는 대 면적의 발광 칩(154)을 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121) 상에 배치하고, 제1 및 제2연결 부재(165,166)로 제2 및 제3리드 프레임(130,140)의 제2 및 제3본딩부(131,141)에 연결된다. 상기 제2 및 제3리드 프레임(130,140)은 동일한 극성으로 배치될 수 있으며, 이때 상기 발광 칩(154)은 제1리드 프레임(120)과 전도성 부재(미도시)로 전기적으로 연결된다.
상기 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)에는 보호 소자(171A)가 배치될 수 있으며, 상기 보호 소자(171A)는 제1본딩부(121)에 연결 부재(175)로 전기적으로 연결된다.
상기 제2 및 제3리드 프레임(130,140)의 침투 방지부의 구조는 상기의 실시 예의 구조 및 설명을 참조하기로 한다.
도 23을 참조하면, 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121)에 발광 칩(155)을 탑재하고, 상기 발광 칩(155)은 제1본딩부(121)와 전기적으로 연결되며 제2본딩부(131)와 연결 부재(165)로 연결한다.
그리고, 보호 소자(171)는 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141) 위에 배치되고, 제3본딩부(141)와 제1본딩부(121)에 전기적으로 연결한다. 상기의 제2 및 제3리드 프레임(130,140)은 동일한 극성의 전원 단에 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2 및 제3리드 프레임(130,140)의 침투 방지부의 구조는 상기에 개시된 실시 예의 구조 및 설명을 참조하기로 한다.
도 24는 제8실시 예에 따른 발광소자의 평면도이다. 도 24를 설명함에 있어서, 다른 구성은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 24를 참조하면, 발광 소자는 2개의 리드 프레임(120,130A)의 구비하며, 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121) 상에는 적어도 하나의 발광 칩(151)을 배치하고, 제2리드 프레임(130A)의 제2본딩부(131A) 상에는 보호 소자(171)를 배치하게 된다.
상기 제2리드 프레임(130)은 제2본딩부(131A)로부터 분기된 복수의 제2리드부(132,132A)를 포함한다.
상기 제2본딩부(131A)와 상기 캐비티(115)의 내측면(114) 중 제1내측면(41) 사이의 경계 부분에는 침투 방지부(미도시)가 배치되며, 상기 침투 방지부의 너비는 상기 캐비티(115)의 바닥 너비와 동일하거나 더 넓은 너비로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이러한 침투 방지부의 구조는 제1실시 예의 구조 또는 제2실시 예와 같이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 25는 도 12의 발광소자의 변형 예를 나타낸 도면이다. 도 25를 설명함에 있어서, 제2실시 예와 동일한 부분은 제2실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 25를 참조하면, 발광 소자는 제1리드 프레임(120)의 제1본딩부(121) 상에 제1발광 칩(151) 및 제2발광 칩(152)을 배치하고, 제2리드 프레임(130)의 제2본딩부(131)에 제1보호 소자(171)를 배치하고 제3리드 프레임(140)의 제3본딩부(141)에 제2보호 소자(172)를 배치한다.
상기 제1발광 칩(151) 및 제1보호 소자(171)는 제1본딩부(121)와 제2본딩부(131)에 연결되며, 상기 제2발광 칩(152) 및 제2보호 소자(172)는 제1본딩부(121)와 제3본딩부(141)에 연결된다. 상기의 제1 및 제2발광 칩(151,152)은 인접하게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2본딩부(121)와 캐비티(115)의 제1내측면(41) 사이에는 제1버퍼부(21)가 상기 제1내측면(41)로부터 연장되어 형성되고, 상기 제3본딩부(141)와 캐비티(115)의 제1내측면(41) 사이에는 제2버퍼부(22)가 상기 제1내측면(41)으로부터 연장되어 형성된다.
도 26은 제9실시 예에 따른 발광소자의 평면도이다.
도 26을 참조하면, 발광 소자는 캐비티(215)를 갖는 몸체(210), 제1 내지 제5리드 프레임(220,230,240,250,260), 제1 및 제2발광 칩(271,272), 제1 및 제2보호 소자(291,292)를 포함한다.
상기 캐비티(215)에는 센터 영역의 바닥에 제1리드 프레임(220)이 배치되고, 상기 제1리드 프레임(220) 상에 제1 및 제2발광 칩(271,272)이 배치된다. 상기 제1리드 프레임(220)은 방열 프레임으로 기능하게 된다.
상기 제2리드 프레임(230)은 캐비티(215)의 제1내측면(41A)에 인접하게 배치된 제2본딩부(231), 상기 몸체(210)의 제1외측면(11)으로 돌출된 제2리드부(232), 상기 제2본딩부(231)와 제2리드부(232)를 연결하기 위해 몸체(210)를 통해 연장된 제2연결부(미도시)를 포함한다.
상기 제3리드 프레임(240)은 캐비티(215)의 제1내측면(41A)에 인접하게 배치된 제3본딩부(241), 상기 몸체(210)의 제1외측면(11)으로 돌출된 제3리드부(242), 상기 제3본딩부(241)와 제3리드부(242)를 연결하기 위해 몸체(210)를 통해 연장된 제3연결부(미도시)를 포함한다.
상기 제4리드 프레임(250)은 캐비티(215)의 제2내측면(42A)에 인접하게 배치된 제4본딩부(251), 상기 몸체(210)의 제2외측면(12)으로 돌출된 제4리드부(252), 상기 제4본딩부(251)와 제4리드부(252)를 연결하기 위해 몸체(210)를 통해 연장된 제4연결부(미도시)를 포함한다.
상기 제5리드 프레임(260)은 캐비티(215)의 제2내측면(42A)에 인접하게 배치된 제5본딩부(261), 상기 몸체(210)의 제2외측면(12)으로 돌출된 제5리드부(262), 상기 제5본딩부(261)와 제5리드부(262)를 연결하기 위해 몸체(210)를 통해 연장된 제5연결부(미도시)를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(220)과 캐비티(215)의 제1내측면(41A) 사이에 제2리드 프레임(230)의 제2본딩부(231)와 제3리드 프레임(240)의 제3본딩부(241)가 배치된다.
상기 제1리드 프레임(220)과 상기 캐비티(215)의 제2내측면(42A) 사이에 제4리드 프레임(250)의 제4본딩부(251)와 제5리드 프레임(260)의 제5본딩부(261)가 배치된다.
상기 제1리드 프레임(220)과 제2 내지 제5본딩부(231,241,251,261)들 사이에는 간극부(212,213, 212A, 213A)가 배치되어, 서로 간을 물리적으로 분리시켜 준다.
상기 제1발광 칩(271)은 제2본딩부(231)와 제3본딩부(241)에 연결 부재(281,283)로 연결되고, 제1보호 소자(291)는 상기 제3본딩부(241) 상에 배치되고 제2본딩부(231)와 연결 부재(295)로 연결된다.
상기 제2발광 칩(272)은 제4본딩부(251)와 제5본딩부(261)에 연결 부재(283,294)로 연결되고, 제2보호 소자는 상기 제5본딩부(261) 상에 배치되고 제4본딩부(251)과 연결 부재(296)로 연결된다.
상기 제1리드 프레임(220)의 상면은 상기 제2 내지 제5본딩부(231,241,251,261)의 상면보다 낮은 깊이로 배치되며, 상기 제1리드 프레임(220)의 외곽부에 배치된 간극부(213,213A)의 표면을 반사 벽으로 이용할 수 있다.
상기 제2 및 제3리드 프레임(230,240)에는 상기 제2 및 제3본딩부(231,241)와 캐비티(215)의 제1내측면(41A) 사이의 경계 부분에 침투 방지부(미도시)가 형성되어, 상기 제1내측면(41A)으로부터 발생되는 이물질을 차단할 수 있다.
상기 제4 및 제5리드 프레임(250,260)에는 상기 제4 및 제5본딩부(251,261)와 캐비티(215)의 제2내측면(42A) 사이의 경계 부분에 침투 방지부(미도시)가 형성되어, 상기 제2내측면(42A)으로부터 발생되는 이물질을 차단할 수 있다.
실시 예의 발광 소자는 캐비티(215)의 제1 및 제2내측면(41A,42A)로부터 연장되는 버퍼부(미도시)를 제2실시 예와 같이 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예에 따른 발광 칩은 도 27 및 도 28를 예를 참조하여, 설명하기로 한다.
도 27은 실시 예에 따른 발광 칩을 나타낸 도면이다.
도 27을 참조하면, 실시 예에 따른 발광 칩은 기판(311), 버퍼층(312), 발광 구조물(310), 제1전극(316) 및 제2전극(317)을 포함한다. 상기 기판(311)은 투광성 또는 비 투광성 재질의 기판을 포함하며, 또한 전도성 또는 절연성 기판을 포함한다.
상기 버퍼층(312)은 기판(311)과 상기 발광 구조물(310)의 물질과의 격자 상수 차이를 줄여주게 되며, 질화물 반도체로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(312)과 상기 발광 구조물(310)사이에는 도펀트가 도핑되지 않는 질화물 반도체층을 더 형성하여 결정 품질을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 발광 구조물(310)은 제1도전형 반도체층(313), 활성층(314) 및 제2도전형 반도체층(315)를 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(313)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 화합물 반도체로 구현되며, 상기 제1도전형 반도체층(313)은 n형 반도체층이며, 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(313)과 상기 활성층(314) 사이에는 제1클래드층이 형성될 수 있다. 상기 제1클래드층은 GaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 그 밴드 갭은 상기 활성층(314)의 밴드 갭 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 제1클래드층은 제1도전형으로 형성되며, 캐리어를 구속시켜 주는 역할을 한다.
상기 활성층(314)은 상기 제1도전형 반도체층(313) 위에 배치되며, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함한다. 상기 활성층(314)은 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 상기 우물층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함하며, 상기 장벽층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, InAlGaN/InAlGaN의 적층 구조를 이용하여 1주기 이상으로 형성될 수 있다. 상기 장벽층은 상기 우물층의 밴드 갭보다 높은 밴드 갭을 가지는 반도체 물질로 형성될 수 있다.
상기 활성층(314) 위에는 제2도전형 반도체층(315)이 형성된다. 상기 제2도전형 반도체층(315)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN와 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(315)이 p형 반도체층이고, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(315)은 초격자 구조를 포함할 수 있으며, 상기 초격자 구조는 InGaN/GaN 초격자 구조 또는 AlGaN/GaN 초격자 구조를 포함할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(315)의 초격자 구조는 비 정상적으로 전압에 포함된 전류를 확산시켜 주어, 활성층(314)을 보호할 수 있다.
또한 상기 발광 구조물(310)의 도전형을 반대로 배치할 수 있으며, 예컨대 제1도전형 반도체층(313)은 P형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(315)은 n형 반도체층으로 배치할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(315) 위에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제1도전형의 반도체층이 더 배치될 수도 있다.
상기 발광 구조물(310)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다. 여기서, 상기 p는 p형 반도체층이며, 상기 n은 n형 반도체층이며, 상기 -은 p형 반도체층과 n형 반도체층이 직접 접촉되거나 간접 접촉된 구조를 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위해, 발광 구조물(310)의 최 상층은 제2도전형 반도체층(315)으로 설명하기로 한다.
상기 제1도전형 반도체층(313) 상에는 제1전극(316)이 배치되고, 상기 제2도전형 반도체층(315) 상에는 전류 확산층을 갖는 제2전극(317)을 포함한다.
도 28은 실시 예에 따른 발광 칩의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 28을 설명함에 있어서, 도 27과 동일한 부분은 생략하며 간략하게 설명하기로 한다.
도 28을 참조하면, 실시 예에 따른 발광 칩은 발광 구조물(310) 아래에 오믹 접촉층(321)이 형성되며, 상기 오믹 접촉층(321) 아래에 반사층(324)이 형성되며, 상기 반사층(324) 아래에 지지부재(325)가 형성되며, 상기 반사층(324)과 상기 발광 구조물(310)의 둘레에 보호층(323)이 형성될 수 있다.
이러한 발광 칩(3102)는 제2도전형 반도체층(315) 아래에 오믹 접촉층(321) 및 보호층(323), 반사층(324) 및 지지부재(325)를 형성한 다음, 성장 기판을 제거하여 형성될 수 있다.
상기 오믹 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 오믹 접촉층(321) 내부는 전극(316)과 대응되도록 전류를 블록킹하는 층이 더 형성될 수 있다.
상기 보호층(323)은 금속 산화물 또는 절연 물질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 보호층(323)은 스퍼터링 방법 또는 증착 방법 등을 이용하여 형성할 수 있으며, 반사층(324)과 같은 금속이 발광 구조물(310)의 층들을 쇼트시키는 것을 방지할 수 있다.
상기 반사층(324)은 금속 예컨대, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질로 형성될 수 있다. 상기 반사층(324)은 상기 발광 구조물(310)의 폭보다 크게 형성될 수 있으며, 이는 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기의 반사층(324)과 상기 지지부재(325) 사이에 접합을 위한 금속층과, 열 확산을 위한 금속층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지부재(325)는 베이스 기판으로서, 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브데늄(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W)와 같은 금속이거나 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC)으로 구현될 수 있다. 상기 지지부재(325)와 상기 반사층(324) 사이에는 접합층이 더 형성될 수 있으며, 상기 접합층은 두 층을 서로 접합시켜 줄 수 있다. 상기의 개시된 발광 칩은 일 예이며, 상기에 개시된 특징으로 한정하지는 않는다. 상기의 발광 칩은 상기의 발광 소자의 실시 예에 선택적으로 적용될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
<조명 시스템>
실시예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 29 및 도 30에 도시된 표시 장치, 도 31에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 29는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 29를 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 상기 바텀 커버(1011) 내에 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 광원 모듈(1031)은 지지부재(1033)와 상기에 개시된 실시 예(들)에 따른 발광 소자(1035)를 포함하며, 상기 발광 소자(1035)는 상기 지지부재(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다. 상기 지지부재(1033)는 기판이거나, 방열 플레이트일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판은 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 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 발광 소자(1035)는 상기 지지부재(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 30은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 30을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기의 실시 예(들)에 개시된 발광 소자(1124)가 어레이된 지지부재(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 지지부재(1120)와 상기 발광 소자(1124)는 광원 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛(1150)으로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기의 광원 모듈(1160)은 지지부재(1120) 및 상기 지지부재(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(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 31은 실시 예에 따른 조명소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 31을 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(2100)는 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 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
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 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 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, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 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)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 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 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
11-14: 외측면
41-44: 내측면
50,51: 침투 방지부
100,100A: 발광소자
110,210: 몸체
115,215: 캐비티
120,130,130A, 140,220,230,240,250,260: 리드 프레임
121, 131, 131A, 141, 231, 241, 251, 261: 본딩부
122, 132, 142, 232, 242, 252, 262: 리드부
133,143: 연결부
151,152,154,155,271,272: 발광 칩
160: 몰딩 부재

Claims (1)

  1. 제1내지 제4외측면을 갖는 몸체;
    상기 몸체 내에 배치되며 상기 제1 내지 제4외측면에 대응되며 경사진 제1 내지 제4내측면을 갖는 캐비티;
    상기 캐비티에 배치된 제1본딩부 및 제1리드부를 갖는 제1리드 프레임;
    상기 캐비티에 배치되며 상기 캐비티의 제1내측면에 인접하게 배치된 제2본딩부, 상기 제2본딩부로부터 절곡된 제1연결부, 상기 제1연결부로부터 상기 몸체의 제1외측면 방향으로 연장된 제2리드부를 포함하는 제2리드 프레임;
    상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임 사이에 제1간극부; 및
    상기 제1본딩부 위에 발광 칩을 포함하며,
    상기 제2리드 프레임은 상기 제2본딩부의 상면과 상기 제1연결부의 상면 사이에 단차진 제1침투 방지부를 포함하며,
    상기 캐비티의 제1내측면의 경사 시작점은 상기 제1침투 방지부의 표면과 접촉되는 발광 소자.
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