KR102423236B1 - 발광 소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
실시 예는 광속이 향상된 발광 소자 패키지에 관한 것으로, 실시 예의 발광 소자 패키지는 캐비티를 포함하는 몸체; 상기 캐비티의 바닥면에서 노출되며, 전극 분리 부재를 통해 서로 분리된 제 1 리드 프레임과 제 2 리드 프레임; 상기 제 1 리드 프레임 상에 배치된 제 1 발광 소자; 상기 제 2 리드 프레임 상에 배치된 제 2 발광 소자; 및 상기 제 1 리드 프레임 또는 상기 제 2 리드 프레임 상에 배치되며, 상기 제 1 발광 소자 및 상기 제 2 발광 소자보다 상기 전극 분리 부재와 더 인접하게 배치된 제너 다이오드를 포함하며, 상기 전극 분리 부재는 상기 제 1 리드 프레임과 상기 제 2 리드 프레임을 상기 몸체의 폭 방향을 따라 사선으로 분리한다.
Description
실시 예는 광속이 향상된 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.
발광 다이오드는 제 1 반도체층, 활성층, 및 제 2 반도체층으로 구성된 발광 구조물의 일 측에 제 1 전극과 제 2 전극이 배치된 구조일 수 있다. 제 1 전극 및 제 2 전극은 각각 제 1 패드 및 제 2 패드와 전기적으로 연결된다. 그리고, 본딩층을 이용하여 제 1 패드 및 제 2 패드를 리드 프레임에 연결하거나 인쇄 회로 기판 등에 실장할 수 있다.
상기와 같은 발광 다이오드는 디스플레이용 광원, 자동차용 광원 및 조명용 광원으로 사용될 수 있으며, 발광 다이오드와 형광체를 이용하여 백색 광을 방출하는 발광 다이오드 패키지를 형성할 수 있다.
실시 예는 광속을 향상시킬 수 있는 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예의 발광 소자 패키지는 캐비티를 포함하는 몸체; 상기 캐비티의 바닥면에서 노출되며, 전극 분리 부재를 통해 서로 분리된 제 1 리드 프레임과 제 2 리드 프레임; 상기 제 1 리드 프레임 상에 배치된 제 1 발광 소자; 상기 제 2 리드 프레임 상에 배치된 제 2 발광 소자; 및 상기 제 1 리드 프레임 또는 상기 제 2 리드 프레임 상에 배치되며, 상기 제 1 발광 소자 및 상기 제 2 발광 소자보다 상기 전극 분리 부재와 더 인접하게 배치된 제너 다이오드를 포함하며, 상기 전극 분리 부재는 상기 제 1 리드 프레임과 상기 제 2 리드 프레임을 상기 몸체의 폭 방향을 따라 사선으로 분리한다.
이 때, 상기 제 1 발광 소자와 상기 제 2 발광 소자는 상기 몸체의 길이 방향을 따라 나란하게 배열된다.
그리고, 상기 캐비티의 바닥면과 상기 몸체의 길이 방향을 따라 형성된 상기 몸체의 제 1 내측면 사이의 제 1 경사각이 상기 캐비티의 바닥면과 상기 몸체의 폭 방향을 따라 형성된 상기 몸체의 제 2 내측면 사이의 제 2 경사각보다 크다.
실시 예에 따르면 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 발광 소자의 배열, 캐비티 내측면의 경사각, 전극 분리 부재의 형상 및 제너 다이오드의 위치를 조절하여 광속을 향상시킬 수 있다.
이 때, 전극 분리 부재는 몸체의 폭 방향으로 사선으로 기울어진 구조이거나, 하나 이상의 절곡부를 가져, 발광 소자와 제너 다이오드가 충분한 이격 거리를 가질 수 있다. 이에 따라, 제너 다이오드에 의해 발광 소자에서 방출되는 광이 손실되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 발광 소자의 배열에 따라, 몸체의 길이 방향을 따라 형성된 몸체의 제 1 내측면과 캐비티의 바닥면 사이의 제 1 경사각과 몸체의 폭 방향을 따라 형성된 몸체의 제 2 내측면과 캐비티의 바닥면 사이의 제 2 경사각을 달리하여, 몸체의 내측면에 형성된 반사 부재에 의한 반사 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 1d는 도 1a의 전극 분리 부재 영역을 확대한 평면도이다.
도 2는 전극 분리 부재가 몸체의 폭 방향과 평행하게 형성된 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 3은 제 1, 제 2 발광 소자가 몸체의 폭 방향으로 나란하게 배열된 일반적인 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 4는 도 1a의 전극 분리 부재의 다른 형태를 나타낸 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명 다른 실시 예의 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 1d는 도 1a의 전극 분리 부재 영역을 확대한 평면도이다.
도 2는 전극 분리 부재가 몸체의 폭 방향과 평행하게 형성된 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 3은 제 1, 제 2 발광 소자가 몸체의 폭 방향으로 나란하게 배열된 일반적인 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 4는 도 1a의 전극 분리 부재의 다른 형태를 나타낸 평면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명 다른 실시 예의 발광 소자 패키지의 평면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예를 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성 요소도 제 2 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 멀티 발광 소자를 포함하는 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지의 평면도이다. 그리고, 도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이며, 도 1c는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 1a과 같이, 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 캐비티(110)를 포함하는 몸체(100), 캐비티(110)에 의해 노출되며, 전극 분리 부재(130)를 통해 서로 분리된 제 1 리드 프레임(120a)과 제 2 리드 프레임(120b), 제 1 리드 프레임(120a) 상에 배치된 제 1 발광 소자(140a), 제 2 리드 프레임(120b) 상에 배치된 제 2 발광 소자(140b) 및 제 1 리드 프레임(120a) 또는 제 2 리드 프레임(120b) 상에 배치되며, 제 1 발광 소자(140a)와 제 2 발광 소자(140b)보다 전극 분리 부재(130)와 더 인접하게 형성되는 제너 다이오드(150)를 포함한다.
몸체(100)는 실리콘(silicon), 실리콘 카바이드(silicon carbide; SiC), 질화 알루미늄(aluminum nitride; AlN), 폴리프탈아마이드(poly phthalamide; PPA), 에폭시 몰딩 화합물(Epoxy Molding Compound; EMC), 고분자 액정(Liquid Crystal Polymer) 등에서 선택된 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이를 한정하지는 않는다. 몸체(100)는 사출, 에칭 등의 방법으로 형성될 수 있다.
몸체(100)가 전도성을 갖는 물질로 형성되는 경우, 몸체(100)의 내측면에는 절연막(미도시)이 더 형성되어, 몸체(100)와 발광 소자(130)가 전기적으로 연결되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 도면에서는 상부 형상이 모서리에 굴곡을 갖는 사각형 형태의 몸체(100)를 도시하였으나, 몸체(100)의 형상은 다각형이거나, 곡면을 갖는 원형일 수도 있다.
캐비티(110)는 몸체(100)의 상부가 개방된 형상으로, 상부 형상이 원형, 다각형, 타원형 등일 수 있으며, 도면에서는 모서리가 곡면을 갖는 구조를 도시하였다.
캐비티(110)에 의해 노출된 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)은 전극 분리 부재(130)를 통해 서로 분리된다. 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)은 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) 및 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 도면에서는 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)이 단층 구조인 것을 도시하였으나, 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)은 다층 구조로 형성될 수도 있다.
전극 분리 부재(130)는 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b) 사이에 배치되어 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)을 전기적 및 물리적으로 분리할 수 있다. 이를 위해, 전극 분리 부재(130)는 실리콘(silicon), 실리콘 카바이드(silicon carbide; SiC), 질화 알루미늄(aluminum nitride; AlN), 폴리프탈아마이드(poly phthalamide; PPA), 에폭시 몰딩 화합물(Epoxy Molding Compound; EMC), 고분자 액정(Liquid Crystal Polymer) 등과 같이 절연성을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b) 상에 각각 배치된 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)는 도시하지는 않았으나, 제 1, 제 2 반도체층 및 활성층을 포함하여 이루어질 수 있다. 특히, 제 1 발광 소자(140a)는 제 1 리드 프레임(120a)과 다이 본딩되며, 제 2 리드 프레임(120b)과는 와이어 본딩될 수 있다. 그리고, 제 2 발광 소자(140b)는 제 2 리드 프레임(120b)과 다이 본딩되며, 제 1 리드 프레임(120a)과는 와이어 본딩될 수 있다
제 1 반도체층은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 1 도전형 도펀트가 도핑될수 있다. 예를 들어, 제 1 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체일 수 있으며, Si, Ge, Sn 등 과 같은 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
활성층은 제 1 반도체층 및 제 2 반도체층으로부터 제공되는 전자(electron)와 정공(hole)의 재결합(recombination) 과정에서 발생하는 에너지에 의해 광을 생성할 수 있다. 활성층은 반도체 화합물, 예를 들어, 3족-5족, 2족-6족의 화합물 반도체일 수 있으며, 단일 우물 구조, 다중우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다. 활성층이 양자우물구조인 경우에는 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 가질 수 있다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질일 수 있다.
제 2 반도체층은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제 2 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체일 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
이 때, 캐비티(110)에 의해 노출된 몸체(100)의 내측면과 제 1 리드 프레임(120a) 또는 제 2 리드 프레임(120b) 사이의 각도를 설명하면 다음과 같다.
도 1b 및 도 1c와 같이, 몸체(100)의 길이 방향을 따라 형성된 몸체(100)의 제 1 내측면(110a)과 제 1 리드 프레임(120a) 또는 제 2 리드 프레임(120b) 사이의 제 1 경사각(θ1)과 몸체(100)의 폭 방향을 따라 형성된 몸체(100)의 제 2 내측면(110b)과 제 1 리드 프레임(120a) 또는 제 2 리드 프레임(120b) 사이의 제 2 경사각(θ2)이 상이하다. 특히, 제 1 경사각(θ1)이 제 2 경사각(θ2)보다 크다.
본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 상기와 같은 제 1, 제 2 경사각(θ1, θ2)을 조절하여, 캐비티(110)를 통해 방출되는 광속을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 캐비티(110)에 의해 노출된 몸체(100)의 내측면에는 발광 소자(140a, 140b)에서 발생하는 광을 반사시키기 위해 반사 부재(미도시)가 형성된다. 그리고, 발광 소자(140a, 140b)에서 방출되는 광은 반사 부재(미도시)에서 반사되어 캐비티(110)를 통해 외부로 방출된다.
제 1 내측면(110a)의 제 1 경사각(θ1)이 제 2 내측면(110b)의 제 2 경사각(θ2)보다 큰 경우, 제 1 내측면(110a)의 면적이 제 2 내측면(110b)의 면적보다 넓다. 따라서, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)가 몸체(100)의 길이 방향을 따라 나란하게 배열된 경우, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)에서 방출되는 광은 면적이 넓은 제 1 내측면(110a)을 통해 용이하게 반사되어 캐비티(110)를 통해 방출되는 광량이 증가한다. 이에 따라, 발광 소자 패키지의 광속이 향상될 수 있다.
예를 들어, 제 1 내측면(110a)의 제 1 경사각(θ1)은 146°, 149°에서 선택될 수 있으며, 제 2 내측면(110b)의 제 2 경사각(θ2)은 117°, 132°, 141°에서 선택될 수 있다.
더욱이, 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)의 상부 표면이 평탄한 플랫 타입(Flat Type)이므로, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)에서 방출되는 광이 몸체(100)의 내측면으로 용이하게 진행할 수 있다.
특히, 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)이 단차를 갖는 컵 타입(Cup Type) 구조는 서로 마주하는 몸체(100)의 내측면의 면적이 서로 상이하여, 캐비티(110)를 통해 방출되는 광량이 부분적으로 상이하다. 따라서, 지향각에 따른 광 특성이 저하될 수 있다. 반면에, 본 발명은 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)의 상부 면이 평탄하므로, 서로 마주하는 몸체(100)의 내측면의 면적이 서로 동일하여 지향각에 따른 광 특성이 향상된다.
그리고, 제너 다이오드(150)는 발광 소자(140a, 140b)를 정전기 방전(electrostatic discharge; ESD)으로부터 보호하기 위해, 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b) 중 선택된 하나의 리드 프레임 상에 배치된다. 도면에서는 제너 다이오드(150)가 제 1 리드 프레임(120a) 상에 배치된 것을 도시하였다. 이 경우, 제너 다이오드(150)는 제 1 리드 프레임(120a)과 다이 본딩되며, 제 2 리드 프레임(120b)과는 와이어 본딩될 수 있다.
이 때, 제너 다이오드(150)와 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)을 연결하는 와이어 길이를 감소시키기 위해, 제너 다이오드(150)는 전극 분리 부재(130)와 인접하도록 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b) 사이에 배치된다. 더욱이, 제너 다이오드(150)가 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)에서 방출되는 광을 흡수하여 광이 손실되는 것을 방지하기 위해, 제너 다이오드(150)는 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)보다 전극 분리 부재(130)와 더 인접하게 형성되는 것이 바람직하다.
도 1d는 도 1a의 전극 분리 부재 영역을 확대한 평면도이다.
도 1d와 같이, 본 발명과 같이 전극 분리 부재(130)가 몸체(100)의 폭 방향을 따라 사선으로 기울어진 구조로 형성되는 경우, 전극 분리 부재(130)의 양 끝단은 각각 제 1 내측면(110a)과 제 1 끼인각(θ) 및 제 2 끼인각(180°-θ)을 가질 수 있다. 이 때, 제너 다이오드(150)는 제 1 끼인각(θ) 및 제 2 끼인각(180°-θ) 중 끼인각이 작은 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 끼인각(θ)이 45°인 경우, 제너 다이오드(150)는 a 영역 또는 b 영역에 형성될 수 있다.
이 때, 제너 다이오드(150)의 측면과 몸체(100) 내측면 사이의 이격 거리(d)는 150㎛ 이상이며, 제너 다이오드(150)의 측면과 전극 분리 부재(130) 사이의 이격 거리(d') 역시 150㎛이상이다. 제너 다이오드(150)의 직경은 제 1 리드 프레임(120a) 또는 제 2 리드 프레임(120b)과 연결된 다이 본딩까지 포함하여 약 300㎛이므로, 상기 이격 거리(d)는 본딩 영역까지 포함하여 고려하는 것이 바람직하다.
그리고, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)과 제 1 내측면(110a) 사이의 이격 거리(d'')는 1000㎛ 내지 3000㎛인 것이 바람직하다. 이는, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)과 제 1 내측면(110a) 사이의 이격 거리(d'')가 너무 넓으면, 제 1 경사각(θ1)을 용이하게 조절할 수 없으며, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)과 제 1 내측면(110a) 사이의 이격 거리(d'')가 너무 좁으면 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)을 형성하기 위한 공정 마진을 확보할 수 없기 때문이다.
그리고, 전극 분리 부재(130)의 폭(w)은 250㎛ 내지 400㎛일 수 있다. 이는, 전극 분리 부재(130)의 폭(w)이 너무 넓은 경우, 발광 소자(140a, 140b) 및 제너 다이오드(150)를 형성할 수 있는 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)의 면적이 좁아지며, 전극 분리 부재(130)의 폭(w)이 너무 좁은 경우에는 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)이 서로 쇼트(Short)되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 전극 분리 부재(150)의 폭(w)은 300㎛인 것이 가장 바람직하다.
도 2는 전극 분리 부재가 몸체의 폭 방향과 평행하게 형성된 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 2와 같이, 전극 분리 부재(130)를 몸체(100)의 폭 방향과 평행하게 형성하면, 제너 다이오드(150)를 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)에서 최대한 이격 형성하더라도, 제너 다이오드(150)와 제 1 발광 소자(140a) 사이의 간격(d1)은 도 1a의 제너 다이오드(150)와 제 1 발광 소자(140a) 사이의 간격(d2)보다 좁다.
따라서, 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지와 같이 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)를 몸체(100)의 길이 방향을 따라 나란하게 형성하는 경우, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)와 제너 다이오드(150)를 최대한 이격 형성하기 위해 전극 분리 부재(130)를 기울어진 구조로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 전극 분리 부재(130)의 양 끝단이 각각 몸체(100)의 제 1 내측면(110a)과 제 1 끼인각(θ) 및 제 2 끼인각(180°-θ)을 가질 때, 제너 다이오드(150)는 제 1 끼인각(θ) 및 제 2 끼인각(180°-θ) 중 끼인각이 작은 영역에 배치된다.
도 3은 제 1, 제 2 발광 소자가 몸체의 폭 방향으로 나란하게 배열된 일반적인 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 3과 같이, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)가 몸체(100)의 폭 방향으로 나란하게 형성되는 경우, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)는 동일한 리드 프레임, 도면에서는 제 2 리드 프레임(120b)에 모두 형성된다. 즉, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)의 극성이 같아, 제 1 리드 프레임(120a)에 두 개의 제너 다이오드(150)를 배치해야 한다. 따라서, 발광 소자 제조 비용이 증가한다.
또한, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)와 몸체(100)의 폭 방향의 제 2 내측면(110a) 사이의 간격이 넓다. 이에 따라, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)에서 방출되는 광이 캐비티(110) 내측면에 형성되는 반사 부재(미도시)를 통해 상부로 반사되기 어렵다. 더욱이, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)가 몸체(100)의 폭 방향으로 나란하게 형성되는 경우, 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)이 단차를 가져, 제너 다이오드(150)가 배치된 몸체(100)의 내측면의 반사 면적이 감소된다.
반면에, 도 1a와 같이 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)를 몸체(100)의 길이 방향을 따라 나란하게 형성한다. 따라서, 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)와 몸체(100)의 제 1 내측면(110a) 사이의 간격이 좁아져 집광 효과가 극대화 된다. 동시에, 제 1 내측면(110a)의 면적이 넓어져 캐비티(110)를 통해 방출되는 광의 분산 및 집중이 향상되어 광속이 향상된다.
예를 들어, 도 3과 도 1a이 길이 및 폭이 1000㎛ 및 550㎛인 발광 소자를 포함하며, 길이 및 폭이 5600㎛ 및 3000㎛인 발광 소자 패키지인 경우, 도 3에 비해 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지의 광속이 약 103.5%로 향상된다.
표 1은 도 1a의 본 발명의 발광 소자 패키지의 구체적인 실시 예를 도시한 표이다.
| 실시 예 1 | 실시 예 2 | 실시 예 3 | 실시 예 4 | |
| 발광 소자 패키지 길이(㎛) | 5300 | 5300 | 5300 | 5300 |
| 발광 소자 패키지 폭(㎛) | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 |
| 캐비티 바닥면 길이(㎛) | 4250 | 4250 | 3890 | 3630 |
| 캐비티 바닥면 폭(㎛) | 880 | 1080 | 880 | 880 |
| 몸체의 바닥면과 몸체의 제 1 내측면 사이의 경사각(θ) | 149° | 146° | 149° | 149° |
| 몸체의 바닥면과 몸체의 제 2 내측면 사이의 경사각(θ) | 117° | 117° | 132° | 141° |
상기와 같이, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)를 캐비티(110) 길이 방향으로 나란하게 형성하고, 몸체(100)의 제 1, 제 2 내측면(110a, 110b)과 캐비티(110)의 바닥면 사이의 경사각을 조절하여, 발광 소자 패키지의 광속을 향상시킬 수 있다.
도 4는 도 1a의 전극 분리 부재의 다른 형태를 나타낸 평면도이다.
도 4와 같이, 전극 분리 부재(130)는 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b) 사이에서 수직부(130a)와 사선부(130b)를 갖는 절곡 구조로 형성될 수 있다. 사선부(130b)는 몸체(100)의 측면과 제 1 끼인각(θ) 및 제 2 끼인각(180°-θ)을 가지며, 제너 다이오드(150)는 제 1 끼인각(θ) 및 제 2 끼인각(180°-θ) 중 끼인각이 작은 영역에 배치될 수 있다. 이 때, 제너 다이오드(150)는 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)와 최대한 이격되며 몸체(100)의 측면 및 전극 분리 부재(130)의 측면과 최대한 인접하도록 배치될 수 있다.
특히, 제너 다이오드(150)와 발광 소자(140a, 140b)의 이격 거리를 충분히 확보하기 위해, 캐비티(110) 측면에 홈(110h)을 더 형성하고, 홈(110h)에 제너 다이오드(150)를 배치할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명 다른 실시 예의 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 5a 및 도 5b와 같이, 전극 분리선(130)의 양 끝단과 인접한 몸체(100)의 내측면에는 몸체(100)의 내측면에서 몸체(100) 내부 방향으로 오목한 홈(110h)이 형성되고, 홈(110h)에 제너 다이오드(150)가 삽입될 수 있다. 이는, 발광 소자(140a, 140b)와 제너 다이오드(150)의 이격 거리를 넓히기 위함이다. 더욱이, 제너 다이오드(150)를 홈 내에 삽입된 구조로 배치하는 경우, 발광에 참여하지 않는 제너 다이오드(150)에 의해 제 1, 제 2 발광 소자(140a, 140b)에서 발생하는 광이 손실되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
특히, 제너 다이오드(150)는 홈(110h)에 완전히 삽입될 수도 있으나, 제너 다이오드(150)가 홈(110h)에 완전히 삽입된 경우, 제너 다이오드(150)와 리드 프레임의 와이어 본딩 시, 와이어 길이가 길어져 와이어가 단선될 수 있으므로, 제너 다이오드(150)는 도시된 바와 같이 일부만 삽입되는 것이 바람직하다. 따라서, 홈(110h)의 직경은 본딩 영역까지 포함하는 제너 다이오드(150)의 직경을 넘지 않는 것이 바람직하다.
또한, 홈(110h)은 도시된 바와 같이 제너 다이오드(150)가 배치되는 영역에만 형성되거나, 제너 다이오드(150)와 마주하는 몸체(100)의 내측면에도 형성될 수 있다.
이 때, 제너 다이오드(150)의 측면과 몸체(100)의 내측면 사이의 이격 거리는 150㎛이상이며, 제너 다이오드(150)의 측면과 전극 분리 부재(130) 사이의 이격 거리 역시 150㎛이상이다. 제너 다이오드(150)의 직경은 제 1 리드 프레임(120a) 또는 제 2 리드 프레임(120b)과 연결된 다이 본딩까지 포함하여 약 300㎛이므로, 상기 이격 거리(d)는 본딩 영역까지 포함하여 고려하는 것이 바람직하다.
즉, 상기와 같은 본 발명의 발광 소자 패키지는 발광 소자(140a, 140b)의 배열, 몸체(100) 내측면의 경사각, 전극 분리 부재(130)의 형상 및 제너 다이오드(150)의 위치를 조절하여 광속을 향상시킬 수 있다. 특히, 전극 분리 부재(130)가 몸체(110)의 폭 방향을 따라 제 1, 제 2 리드 프레임(120a, 120b)을 사선으로 분리하는 구조이거나, 사선부와 수직부를 갖는 절곡 구조로 형성되어, 발광 소자(140a, 140b)와 제너 다이오드(150)가 충분한 이격 거리를 가질 수 있다. 이에 따라, 제너 다이오드(150)에 의해 발광 소자(140a, 140b)에서 방출되는 광이 손실되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 발광 소자(140a, 140b)의 배열에 따라, 몸체(100)의 길이 방향을 따라 형성된 몸체(100)의 제 1 내측면(110a)과 캐비티(110)의 바닥면의 제 1 경사각(θ1)과 몸체(100)의 폭 방향을 따라 형성된 몸체(100)의 제 2 내측면(110b)과 캐비티(110)의 바닥면의 제 2 경사각(θ2)을 달리하여, 몸체(100)의 내측면에 형성된 반사 부재(미도시)에 의한 반사 효율을 향상시킬 수 있다.
상기와 같은 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등의 광학 부재를 더 포함하여 이루어져 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또한, 실시 예의 발광 소자 패키지는 표시 장치, 조명 장치, 지시 장치에 더 적용될 수 있다.
이 때, 표시 장치는 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 광학 시트, 디스플레이 패널, 화상 신호 출력 회로 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
반사판은 바텀 커버 상에 배치되고, 발광 모듈은 광을 방출한다. 도광판은 반사판의 전방에 배치되어 발광 소자에서 발산되는 광을 전방으로 안내하고, 광학 시트는 프리즘 시트 등을 포함하여 이루어져 도광판의 전방에 배치된다. 디스플레이 패널은 광학 시트 전방에 배치되고, 화상 신호 출력 회로는 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하며, 컬러 필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치된다.
그리고, 조명 장치는 기판과 실시 예의 발광 소자 패키지를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열부 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 더욱이 조명 장치는, 램프, 해드 램프, 또는 가로등 등을 포함할 수 있다.
특히, 상술한 바와 같이 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 제 1, 제 2 발광 소자를 몸체의 길이 방향을 따라 나란하게 형성하여 제 1, 제 2 발광 소자와 몸체의 내측면 사이의 간격이 좁아져 집광 효과가 극대화 되어 광속이 향상된다. 이에 따라, 상기와 같은 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 높은 집광 효율을 요구하는 조명이나 소형화기기와 같은 단위 면적 내 광이 집중되는 장치에 효율적으로 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 실시 예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 몸체 110: 캐비티
110a: 제 1 내측면 110b: 제 2 내측면
110h: 홈 120a: 제 1 리드 프레임
120b: 제 2 리드 프레임 130: 전극 분리 부재
130a: 수직부 130b: 사선부
140a: 제 1 발광소자 140b: 제 2 발광 소자
150: 제너 다이오드
110a: 제 1 내측면 110b: 제 2 내측면
110h: 홈 120a: 제 1 리드 프레임
120b: 제 2 리드 프레임 130: 전극 분리 부재
130a: 수직부 130b: 사선부
140a: 제 1 발광소자 140b: 제 2 발광 소자
150: 제너 다이오드
Claims (13)
- 캐비티를 포함하는 몸체;
상기 캐비티의 바닥면에서 노출되며, 전극 분리 부재를 통해 서로 분리된 제 1 리드 프레임과 제 2 리드 프레임;
상기 제 1 리드 프레임 상에 배치된 제 1 발광 소자;
상기 제 2 리드 프레임 상에 배치된 제 2 발광 소자; 및
상기 제 1 리드 프레임 또는 상기 제 2 리드 프레임 상에 배치되며, 상기 제 1 발광 소자 및 상기 제 2 발광 소자보다 상기 전극 분리 부재와 더 인접하게 배치된 제너 다이오드를 포함하며,
상기 전극 분리 부재는 상기 제 1 리드 프레임과 상기 제 2 리드 프레임을 상기 몸체의 폭 방향을 따라 사선으로 분리하고,
상기 캐비티의 바닥면과 상기 몸체의 길이 방향을 따라 형성된 상기 몸체의 제 1 내측면 사이의 제 1 경사각이 상기 캐비티의 바닥면과 상기 몸체의 폭 방향을 따라 형성된 상기 몸체의 제 2 내측면 사이의 제 2 경사각보다 큰 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 발광 소자와 상기 제 2 발광 소자는 상기 몸체의 길이 방향을 따라 나란하게 배열된 발광 소자 패키지. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 경사각은 146° 또는 149°에서 선택되고, 상기 제 2 경사각은 117°, 132°, 141° 중 선택되는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제너 다이오드는 상기 전극 분리 부재와 인접하도록 상기 제 1, 제 2 발광 소자 사이에 배치되는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 전극 분리 부재의 양 끝단은 상기 몸체의 제 1 내측면과 제 1 끼인각 및 제 2 끼인각을 가지며, 상기 제너 다이오드는 상기 제 1 끼인각 및 상기 제 2 끼인각 중 끼인각이 작은 영역에 배치되는 발광 소자 패키지. - 제 6 항에 있어서,
상기 제너 다이오드는 상기 끼인각이 작은 영역에서 상기 전극 분리 부재 및 상기 몸체의 제 1 내측면과 인접하도록 배치되는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 전극 분리 부재는 사선부와 수직부를 갖는 절곡 구조인 발광 소자 패키지. - 제 8 항에 있어서,
상기 전극 분리 부재의 수직부는 상기 몸체의 제 1 내측면과 제 1 끼인각 및 제 2 끼인각을 가지며, 상기 제너 다이오드는 상기 제 1 끼인각 및 상기 제 2 끼인각 중 끼인각이 작은 영역에 배치되는 발광 소자 패키지. - 제 9 항에 있어서,
상기 제너 다이오드는 상기 끼인각이 작은 영역에서 상기 전극 분리 부재 및 상기 몸체의 제 1 내측면과 인접하도록 배치되는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 전극 분리 부재의 폭은 250㎛ 내지 400㎛인 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 몸체의 제 1 내측면에서 상기 몸체 내부 방향으로 오목하게 홈이 형성되고,
상기 홈 내에 상기 제너 다이오드가 배치된 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제너 다이오드는 상기 제 1 발광 소자 및 상기 제 2 발광 소자와 최대한 이격되도록 상기 몸체의 제 1 내측면 및 상기 전극 분리 부재와 인접하며, 상기 제너 다이오드와 상기 몸체의 제 1 내측면 및 상기 전극 분리 부재의 이격 거리는 최소 150㎛인 발광 소자 패키지.
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