KR20160109427A - 발광 소자 및 이를 구비한 라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 발광 소자는, 몸체; 상기 몸체에 결합된 제1리드 프레임 및 제2리드 프레임; 상기 제1리드 프레임 위에 배치된 제1발광 칩; 상기 제2리드 프레임 위에 배치된 제2발광 칩; 및 상기 몸체, 상기 제1 및 제2리드 프레임 상에 배치된 반사 프레임을 포함하며, 상기 반사 프레임은 상기 제1발광 칩의 둘레를 커버하고 상기 제1발광 칩의 상부에 개방된 제1개구부; 및 상기 제2발광 칩의 둘레를 커버하고 상기 제2발광 칩의 상부에 개방된 제2개구부를 포함한다.

Description

발광 소자 및 이를 구비한 라이트 유닛{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHT UNIT HAVING THEREOF}
본 발명은 발광 소자 및 이를 구비한 라이트 유닛에 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 몸체 상에 결합되며 복수의 발광 칩 각각에 대응되는 개구부를 구비한 반사 프레임을 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 몸체 및 복수의 리드 프레임 상에 배치되며 복수의 발광 칩 각각의 둘레에 금속 재질의 반사 프레임이 배치된 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 몸체 내에 결합된 복수의 리드 프레임을 몸체의 단축 방향으로 배치한 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 몸체; 상기 몸체에 결합된 제1리드 프레임 및 제2리드 프레임; 상기 제1리드 프레임 위에 배치된 제1발광 칩; 상기 제2리드 프레임 위에 배치된 제2발광 칩; 및 상기 몸체, 상기 제1 및 제2리드 프레임 상에 배치된 반사 프레임을 포함하며, 상기 반사 프레임은 상기 제1발광 칩의 둘레를 커버하고 상기 제1발광 칩의 상부에 개방된 제1개구부; 및 상기 제2발광 칩의 둘레를 커버하고 상기 제2발광 칩의 상부에 개방된 제2개구부를 포함한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 캐비티를 갖는 몸체; 상기 몸체에 결합되고 상기 캐비티의 서로 다른 영역에 배치된 제1 및 제2리드 프레임; 상기 몸체에 결합되고 상기 제1 및 제2리드 프레임 사이의 영역에 배치된 제3 및 제4리드 프레임; 상기 제1리드 프레임 위에 배치된 제1발광 칩; 상기 제2리드 프레임 위에 배치된 제2발광 칩; 및 상기 제1발광 칩의 상부를 개방하는 제1개구부 및 상기 제2발광 칩의 상부를 개방하는 제2개구부를 갖는 반사 프레임을 포함하며, 상기 제1리드 프레임은 상기 몸체의 측면부들 중에서 서로 반대측 제1 및 제2측면부로 돌출된 제1 및 제2리드부를 포함하며, 상기 제2리드 프레임은 상기 몸체의 측면들 중에서 서로 반대측 제1 및 제2측면부로 돌출된 제3 및 제4리드부를 포함하며, 상기 제3리드 프레임은 상기 몸체의 제1측면부로 돌출된 제5리드부를 포함하며, 상기 제4리드 프레임은 상기 몸체의 제2측면부로 돌출된 제6리드부를 포함한다.
실시 예는 몸체 상에서 복수의 발광 칩의 둘레에 금속 재질의 반사 프레임을 배치하여, 반사 효율을 개선시킬 수 있다.
실시 예는 길이가 긴 발광 소자의 센터 부분의 강성을 보강할 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 구조적인 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 라이트 유닛의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자의 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 배면을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에서 반사 프레임이 제거된 발광 소자를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 발광 소자의 배면도이다.
도 5는 도 2의 반사 프레임의 사시도이다.
도 6은 도 5의 반사 프레임의 평면도이다.
도 7은 도 6의 반사 프레임의 배면도이다.
도 8은 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 9는 도 8의 부분 확대도이다.
도 10은 도 1의 발광 소자의 B-B측 단면도이다.
도 11은 도 1의 발광 소자의 C-C측 단면도이다.
도 12는 도 1의 발광 소자의 D-D측 단면도이다.
도 13은 도 8의 발광 소자의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 도 8의 발광 소자의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 8의 발광 소자를 갖는 라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 16은 실시 예에 따른 발광 소자의 발광 칩의 예를 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.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자의 사시도이고, 도 2는 도 1의 반사 프레임과 몸체의 배면을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2에서 반사 프레임이 제거된 발광 소자를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 발광 소자의 배면도이며, 도 5는 도 2의 반사 프레임의 사시도이며, 도 6은 도 5의 반사 프레임의 평면도이고, 도 7은 도 6의 반사 프레임의 배면도이며, 도 8은 도 1의 발광 소자의 A-A측 단면도이고, 도 9는 도 8의 부분 확대도이고, 도 10은 도 1의 발광 소자의 B-B측 단면도이며, 도 11은 도 1의 발광 소자의 C-C측 단면도이고, 도 12는 도 1의 발광 소자의 D-D측 단면도이다.
도 1내지 도 12를 참조하면, 발광소자(300)는, 몸체(110), 상기 몸체(110)에 적어도 일부가 결합된 복수의 리드 프레임(125,135,145,155), 상기 복수의 리드 프레임(125,135,145,155) 중 서로 다른 리드 프레임(125,135) 위에 배치된 복수의 발광 칩(100,101), 및 상기 몸체(110) 상에 배치된 반사 프레임(310)을 포함한다.
상기 몸체(110)에는 적어도 2개의 리드 프레임(125,135)이 결합될 수 있으며, 상기 적어도 2개의 리드 프레임(125,135) 각각에는 적어도 하나 또는 복수의 발광 칩(100,101)이 배치될 수 있다. 설명의 편의를 위해 2개 이상 예컨대, 4개의 리드 프레임이 배치된 예로 설명하기로 한다.
상기 몸체(110)는 복수의 발광 칩(100,101)에 의해 방출된 파장에 대해, 반사율이 투과율보다 더 높은 물질 예컨대, 70% 이상의 반사율을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(110)는 반사율이 70% 이상인 경우, 비 투광성의 재질로 정의될 수 있다. 상기 몸체(110)는 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(110)는 실리콘 계열, 또는 에폭시 계열, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 상기의 실리콘 계열의 몸체(110)은 백색 계열의 수지를 포함한다. 또한 상기 몸체(110) 내에는 산무수물, 산화 방지제, 이형재, 광 반사재, 무기 충전재, 경화 촉매, 광 안정제, 윤활제, 이산화티탄 중에서 선택적으로 첨가될 수 있다. 함유하고 있다. 상기 몸체(110)는 에폭시 수지, 변성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종에 의해 성형될 수 있다. 예를 들면, 트리글리시딜이소시아누레이트, 수소화 비스페놀 A 디글리시딜에테르 등으로 이루어지는 에폭시 수지와, 헥사히드로 무수 프탈산, 3-메틸헥사히드로 무수 프탈산4-메틸헥사히드로 무수프탈산 등으로 이루어지는 산무수물을, 에폭시 수지에 경화 촉진제로서 DBU(1,8-Diazabicyclo(5,4,0)undecene-7), 조촉매로서 에틸렌 그리콜, 산화티탄 안료, 글래스 섬유를 첨가하고, 가열에 의해 부분적으로 경화 반응시켜 B 스테이지화한 고형상 에폭시 수지 조성물을 사용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몸체(110)는 열 경화성 수지에 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질, 차광성 물질, 광 안정제, 윤활제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 적절히 혼합하여도 된다.
상기 몸체(110)는 반사 재질 예컨대, 에폭시 또는 실리콘과 같은 수지 재질에 금속 산화물이 첨가된 수지 재질을 포함할 수 있으며, 상기 금속 산화물은 TiO2, SiO2, 및 Al2O3중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 몸체(110)는 입사되는 광을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다. 다른 예로서, 상기 몸체(110)는 투광성의 수지 물질 또는 입사 광의 파장을 변환시키는 형광체를 갖는 수지 물질로 형성될 수 있다.
도 3과 같이, 상기 몸체(110)는 복수의 외 측면 예컨대, 적어도 4개의 측면부(111,112,113,114)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 측면부(111,112,113,114) 중 적어도 하나 또는 모든 측면부는 상기 몸체(110)의 하면에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 상기 몸체(110)는 제1 내지 제4측면부(111,112,113,114)를 그 예로 설명하며, 제1측면부(111)와 제2측면부(112)는 서로 반대측에 위치하며, 상기 제3측면부(113)와 상기 제4측면부(114)는 서로 반대측에 위치한다. 상기 제1측면부(111) 및 제2측면부(112) 각각의 제2길이(D2)는 제3측면부(113) 및 제4측면부(114)의 제1길이(D1)와 다를 수 있으며, 예컨대 상기 제1측면부(111)와 상기 제2측면부(112)의 제2길이(D2)는 상기 제3측면부(113) 및 제4측면부(114)의 제1길이(D1)보다 길게 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2측면부(111,112)는 상기 제3 및 제4측면부(113,114)의 길이보다 긴 장 측면이며, 상기 제3 및 제4측면부(113,114)는 상기 제1 및 제2측면부(111,112)의 길이보다 짧은 단 측면으로 정의할 수 있다.
상기 제1측면부(111) 또는 제2측면부(112)의 길이(D2)는 상기 제3측면부(113) 및 제4측면부(114) 사이의 간격일 수 있으며, 상기 몸체(110)의 길이 방향은 제1축(X) 방향으로 정의할 수 있고, 그 너비 방향은 제2축(Y)축 방향으로 정의할 수 있으며 상기 제1축(X) 방향에 직교하는 방향이 된다.
상기 제1내지 제4측면부(111,112,113,114)의 사이의 경계 영역인 모서리 부분은 각진 면이거나 곡면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(110)의 길이는 제1방향(x)의 길이로서, 상기 제1 및 제2측면부(111,112)의 제2길이(D2)인 장 측면의 길이가 될 수 있다. 상기 몸체(110)의 너비는 제2방향(y)의 길이로서, 상기 제3 및 제4측면부(113,114)의 제1길이(D1)인 단 측면의 길이가 될 수 있다. 상기 몸체(110)의 장 측면 측 제2길이(D2)는 단 측면의 제1길이(D1)에 비해 1배보다 크고 3배 이하일 수 있으며, 예컨대 1.3배 이상 내지 2배 이하일 수 있다. 상기 장 측면의 제2길이(D2)가 단 측면의 제1길이(D1)보다 3배를 초과하게 되면, 각 리드 프레임(125,135,145,155) 사이의 경계 영역의 강성이 약해지는 문제가 있으며, 1배 미만이 되면 하나의 발광 소자 내에 대면적의 발광 칩을 복수로 배치하는 데 어려움이 있다. 여기서, 각 발광 칩(100,101)은 가로 및 세로의 길이가 0.6mm 이상 예컨대, 1mm 이상인 칩으로 정의할 수 있으며, 이러한 크기의 칩은 대 면적의 칩일 수 있다. 상기 몸체(110)의 장 측면의 제2길이(D2)를 3배 이하로 제공하기 때문에, 사출 성형과 같은 제조 공정시 몸체(110)의 중간 부분이 휘어지거나 파손되는 것을 줄여줄 수 있다.
도 1 및 도 3과 같이, 상기 몸체(110)의 제3측면부(113)에 인접한 영역에는 제1리드 프레임(125)이 결합되며 제4측면부(114)에 인접한 영역에는 제2리드 프레임(135)이 배치된다. 상기 몸체(110) 내에는 상기 몸체(110)의 상면(115)보다 낮은 캐비티(140)이 배치되며, 상기 캐비티(140)의 제1영역에는 제1리드 프레임(125)이 배치되며, 제2영역에는 제2리드 프레임(135)이 배치된다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(125,135) 사이에는 적어도 하나 예컨대, 복수의 리드 프레임으로서, 제3 및 제4리드 프레임(145,155)이 배치될 수 있다.
상기 반사 프레임(310)은 상기 몸체(110) 상에 배치될 수 있다. 상기 반사 프레임(310)은 상기 몸체(110)의 상면의 전 영역 위에 오버랩되게 배치될 수 있다. 상기 반사 프레임(310)은 상기 제1 내지 제4리드 프레임(125,135,145,155) 상에 배치될 수 있다.
상기 반사 프레임(310)의 제1방향(x)의 길이는 상기 몸체(110)의 제1방향(x)의 길이(D2)와 동일하거나 작은 길이일 수 있다. 상기 반사 프레임(310)의 제2방향(y)의 길이는 상기 몸체(110)의 제2방향(y)의 길이(D1)와 동일하거나 작은 길이일 수 있다. 상기 반사 프레임(310)이 제2방향(x)의 길이가 제1방향(y)의 길이에 비해 1배보다 크고 3배 이하로 배치됨으로써, 상기 몸체(110)의 센터측 강성이 약해지는 것을 방지할 수 있다.
상기 반사 프레임(310)과 상기 몸체(110) 사이에는 접착층(250)이 배치될 수 있다. 상기 접착층(250)은 상기 반사 프레임(310)을 상기 몸체(110)의 상면에 부착시켜 줄 수 있다. 상기 접착층(250)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 접착제를 포함할 수 있다. 상기 접착층(250)은 상기 몸체(110)의 재질과 동일한 재질일 수 있다. 상기 반사 프레임(310)의 일부는 상기 몸체(110)와 직접 접촉될 수 있다.
상기 반사 프레임(310)은 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 반사 프레임(310)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf의 물질 중 적어도 하나 또는 상기 물질의 선택적인 합금으로 포함할 수 있다. 상기 반사 프레임(310)의 광 반사율은 상기 몸체(110)의 광 반사율보다 높을 수 있다.
상기 반사 프레임(310)은 도 1와 같이, 복수의 개구부(341,343)를 포함하며, 예컨대 제1 및 제2개구부(341,343)를 포함한다. 상기 제1 및 제2개구부(341,343)는 격벽부(345)에 의해 분리될 수 있다.
상기 각 개구부(341,343)는 적어도 하나의 발광 칩(100,101)과 수직 방향으로 오버랩될 수 있다. 상기 개구부(341,343)는 상기 발광 칩(100,101)의 방향으로 반사 프레임(310)이 관통되는 구멍일 수 있다. 상기 제1개구부(341)는 탑뷰 형상이 원 형상 또는 다각형 형상일 수 있다. 상기 제2개구부(343)는 탑뷰 형상이 원 형상 또는 다각형 형상일 수 있다.
상기 제1개구부(341)는 제1발광 칩(100)의 외측에 배치되고, 상기 제1발광 칩(100)의 상부에 개방될 수 있다. 상기 제2개구부(343)는 제2발광 칩(101)의 외측에 배치되고, 상기 제2발광 칩(101)의 상부에 개방될 수 있다.
상기 제1개구부(341)는 상기 제1발광 칩(100)으로부터 방출된 광을 반사하고 광이 출사되는 영역이 될 수 있다. 상기 제2개구부(343)는 상기 제2발광 칩(101)으로부터 방출된 광을 반사하고 광이 출사되는 영역이 될 수 있다.
도 8 및 도 10과 같이, 상기 제1개구부(341)의 측면(342)은 상기 제1발광 칩(100)의 상부 둘레에 상기 제1발광 칩(100)의 측면들과 대면하게 배치될 수 있다. 상기 제1개구부(341)의 하단(301)은 상기 제1리드 프레임(125)에 인접할수록 상기 제1발광 칩(100)의 측면에 더 인접할 수 있다.
상기 제1개구부(341)의 하부 너비(G1)는 상기 제1발광 칩(100)의 상면 너비보다 넓을 수 있고, 상기 캐비티(140) 상에 노출된 제1리드 프레임(125)의 너비보다는 좁을 수 있다. 상기 제1개구부(341)의 측면(342)은 상기 몸체(110)의 하면에 대해 경사지거나 수직한 면으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 제1개구부(341)의 하부 너비의 방향은 서로 직교하는 제1 및 제2방향(x,y) 중 적어도 한 방향일 수 있다.
상기 제1개구부(341)의 하부 면적은 상기 제1발광 칩(100)의 상면 면적보다 크고 상기 캐비티(140)에 노출된 제1리드 프레임(125)의 상면 면적보다 작을 수 있다.
도 8 및 도 11과 같이, 상기 제2개구부(343)의 측면(344)은 상기 제2발광 칩(101)의 상부 둘레에 상기 제2발광 칩(101)의 측면들과 대면하게 배치될 수 있다. 상기 제2개구부(343)의 하단(302)은 상기 제2리드 프레임(135)에 인접할수록 상기 제2발광 칩(101)의 측면에 더 인접할 수 있다.
상기 제2개구부(343)의 하부 너비는 상기 제2발광 칩(101)의 상면 너비보다 넓을 수 있고, 상기 캐비티(140) 상에 노출된 제2리드 프레임(135)의 너비보다는 좁을 수 있다. 상기 제2개구부(343)의 측면(344)은 상기 몸체(110)의 하면에 대해 경사지거나 수직한 면으로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 제2개구부(343)의 하부 너비의 방향은 서로 직교하는 제1 및 제2방향(x,y) 중 적어도 한 방향일 수 있다.
상기 제1개구부(343)의 하부 면적은 상기 제2발광 칩(101)의 상면 면적보다 크고 상기 캐비티(140)에 노출된 제2리드 프레임(135)의 상면 면적보다 작을 수 있다.
상기 제1개구부(341) 및 제2개구부(343)는 상부 너비가 하부 너비(G1)보다 넓을 수 있으며, 이러한 너비 차이에 의해 광 반사 효율이 개선될 수 있다.
상기 제1 및 제2개구부(341,343) 사이의 격벽부(345)는 상기 제1 및 제2개구부(341,343)를 분리하게 된다. 상기 격벽부(345)는 몸체(110)의 센터 영역 또는 제3 및 제4리드 프레임(145,155)과 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다.
도 1, 도 5내지 도 7을 참조하면, 상기 격벽부(345)에는 제1발광 칩(100)에 연결된 제1연결 부재(171)를 수용하는 제1리세스(371), 및 상기 제2발광 칩(101)에 연결된 제2연결 부재(172)를 수용하는 제2리세스(372)를 포함할 수 있다.
상기 제1리세스(371)는 제1보호 칩(102)에 연결된 제3연결 부재(173)를 수용하며, 상기 제2리세스(372)는 제2보호 칩(103)에 연결된 제4연결 부재(174)를 수용할 수 있다.
도 7과 같이, 상기 제1리세스(371)의 너비(E1)는 예컨대, 제1개구부(341)가 오픈된 입구측 너비로서, 제1,3연결 부재(171,173)가 지나는 공간을 제공할 수 있는 너비일 수 있다.
상기 제2리세스(372)의 너비(E2)는 예컨대, 제2개구부(343)가 오픈된 입구측 너비로서, 제2,4연결 부재(172,174)가 지나는 공간을 제공할 수 있는 너비일 수 있다.
상기 제1리세스(371)는 상기 제1개구부(341)의 측면(342) 일부부터 상기 제4리드 프레임(145)의 상부까지 오픈시켜 줄 수 있다. 상기 제1리세스(371)는 격벽부(345)의 상면보다 낮게 오픈된 영역으로서, 제1개구부(341)와 제4리드 프레임(145)을 연결시켜 준다.
상기 제2리세스(372)는 상기 제2개구부(343)의 측면(344)의 일부부터 상기 제5리드 프레임(155)의 상부까지 오픈시켜 줄 수 있다. 상기 제2리세스(372)는 상기 격벽부(345)의 상면보다 낮게 오픈된 영역으로서, 상기 제2개구부(343)와 제5리드 프레임(155)을 연결시켜 준다.
상기 제 1및 제2리세스(371,372)는 상기 격벽부(345)의 상면보다 낮은 영역을 통해 상기 제1 및 제2개구부(341,343)와 제4 및 제5리드 프레임(145,155)에 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2리세스(371,372)는 도 7과 같이, 상기 격벽부(345) 내의 리세스 영역(340)을 통해 서로 연결될 수 있다. 이러한 리세스 영역(340)은 상기 제1 및 제2간극부(116,117) 상에 배치될 수 있다.
도 1, 도 6 내지 도 8과 같이, 상기 제1 및 제2리세스(371,372)는 예컨대, 제1 또는 제2연결 부재(171,172)가 접촉되지 않는 높이일 수 있다. 상기 반사 프레임(310)의 격벽부(345) 아래에 배치된 리세스 영역(340)의 높이(C1) 상기 제3 및 제4리드 프레임(145,155)의 상면으로부터 230㎛ 이상 예컨대, 250㎛ 내지 300㎛ 범위일 수 있다. 이러한 높이(C1)가 너무 낮은 경우, 리세스 영역(140) 내에 배치된 연결 부재(171-174)가 접촉될 수 있고, 또는 너무 높은 경우 격벽부(345)의 강성이 약해지는 문제가 있다.
상기 반사 프레임(310)의 상면은 평탄한 면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 프레임(310)의 외 측면(311-314)은 상기 몸체(110)의 측면부(111-114)와 동일 평면 상에 배치되거나 단차진 구조로 배치될 수 있다. 상기 반사 프레임(310)의 외 측면(311-314)은 상기 몸체(110)의 측면부(111-114)의 경사진 면과 동일한 각도로 경사지거나 수직하게 배치될 수 있다.
도 8과 같이, 상기 몸체(110)의 상면(115)은 상기 발광 칩(100,101)의 상면과 동일한 수평 면에 배치되거나 더 낮게 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 몸체(110)의 상면(115)은 상기 발광 칩(100,101)의 상면보다 높고 도 3의 제1,2연결 부재(171,172)의 고점보다 낮게 배치될 수 있다.
도 1내지 도 3을 참조하면, 상기 몸체(110)는 복수의 제1결합부(181,182,183)를 포함하며, 상기 반사 프레임(310)은 복수의 제2결합부(381,382,383)을 포함한다. 상기 제1 및 제2결합부(181,182,183)(381,382,383) 중 어느 하나는 돌기 구조이고 다른 하나는 홈 구조일 수 있다. 설명의 편의를 위해, 제1결합부(181,182,183)은 돌기 구조이고, 제2결합부(381,382,383)은 홈 구조로 설명하기로 한다.
상기 제1결합부(181,182,183)는 상기 몸체(110)에 적어도 2개 또는 3개 이상을 포함할 수 있다. 상기 제1결합부(181,182,183)는 상기 몸체(110)의 모서리 영역에 배치될 수 있다. 상기 몸체(110)의 모서리 영역 중 어느 하나에는 상기 제1결합부(181,182,183)를 형성하지 않을 수 있으며, 이러한 구조적인 차이를 이용하여 발광 소자(300)의 전극 극성을 구분하도록 제공할 수 있다.
상기 제1결합부(181,182,183) 각각은 상기 반사 프레임(310)의 제2결합부(381,382,383) 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 제1결합부(181,182,183) 각각은 상기 몸체(110)의 각 모서리 영역에서 서로 다른 측면부의 방향으로 소정의 길이를 갖는 형상을 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 제1결합부(181,182,183)는 모서리 영역에서 서로 다른 측면부 방향으로 각진 형상이거나 직선 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1결합부(181,182,183)는 인접한 두 측면부 방향으로 연장된 길이가 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2결합부(381,382,383)은 상기 제1결합부(181,182,183)에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제2결합부(381,382,383)은 도 7과 같이, 외측 영역(R4,R5)이 단차진 구조이거나 경사진 면으로 연장될 수 있다.
상기 제2결합부(381,382,383)의 외측 영역(R4,R5)은 도 3의 몸체(110)의 제1결합부(181,182,183)의 외측 영역(R2,R3)과 대면하게 배치되므로 몸체(110)의 상면과의 갭(Gap)을 줄여줄 수 있다. 이러한 제2결합부(381,382,383)의 외측 영역(R4,R5)은 상기 제1결합부(181,182,183)의 외측 영역(R2,R3)에 밀착되거나 접착층(미도시)에 의해 접착될 수 있다. 상기 제2결합부(381,382,383)의 외측 영역(R4,R5) 및 상기 제1결합부(181,182,183)의 외측 영역(R2,R3)은 서로 밀착될 수 있는 구조로 형성될 수 있다. 상기 반사 프레임(310)과 상기 몸체(110) 사이의 갭은 최소화될 수 있고, 상기 반사 프레임(310)이 유동하는 것을 방지할 수 있다.
상기 캐비티(140)는 상기 몸체(110)의 상면(115)으로부터 오목한 형태로 제공될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 도 8내지 도 12와 같이, 상기 캐비티(140)의 내 측벽(R1)은 바닥에 대해 경사지거나 수직하게 배치될 수 있다. 상기 내 측벽(R1)은 경사진 면과 리드 프레임의 상면 사이에 수직한 면을 더 포함할 수 있다.
상기 캐비티(140)에는 제1 내지 제4 리드 프레임(125,135,145,155)이 노출된다. 상기 제1리드 프레임(125)은 몸체(110)에 결합되고 상기 캐비티(140)의 제1영역 아래에 배치된다.
도 3 및 도 10과 같이, 상기 제1리드 프레임(125)은 몸체(110)의 측면부 중 서로 반대 측면부로 돌출된 제1 및 제2리드부(127,128)를 포함한다. 상기 제1리드부(127)는 상기 몸체(110)의 제1측면부(111)를 통해 돌출되며, 상기 제2리드부(128)는 상기 몸체(110)의 제2측면부(112)를 통해 돌출된다. 상기 캐비티(140)의 제1영역은 상기 몸체(110)의 제1, 2 및 3측면부(111,112,113)에 인접한 영역일 수 있다.
도 3 및 도 11과 같이, 상기 제2리드 프레임(135)은 상기 캐비티(140)의 제2영역 아래에 배치되며, 상기 몸체(110)와 결합된다.
상기 제2리드 프레임(135)은 상기 몸체(110)의 측면들 중 서로 반대 측면으로 돌출된 제3 및 제4리드부(137,138)를 포함한다. 상기 제3리드부(137)는 상기 몸체(110)의 제1측면부(111)를 통해 돌출되며, 상기 제4리드부(138)는 상기 몸체(110)의 제2측면부(112)를 통해 돌출된다. 상기 캐비티(140)의 제2영역은 상기 몸체(110)의 제1, 2 및 4측면부(111,112,114)에 인접한 영역일 수 있다.
도 3 및 도 12와 같이, 상기 제3리드 프레임(145)은 상기 제1 및 제2리드 프레임(125,135) 사이의 영역에 배치되며, 상기 몸체(110)의 측면부 중 어느 한 측면부로 돌출된 제5리드부(147)를 포함한다. 예컨대, 상기 제5리드부(147)는 상기 몸체(110)의 제1측면부(111)를 통해 돌출되며, 제1 및 제3리드부(127,137) 사이에 배치된다.
상기 제4리드 프레임(155)은 상기 제1 및 제2리드 프레임(125,135) 사이의 영역에 배치되며, 상기 몸체(110)의 측면부 중 어느 한 측면부로 돌출된 제6리드부(157)를 포함한다. 예컨대, 상기 제6리드부(157)는 상기 몸체(110)의 제2측면부(112)를 통해 돌출되며, 상기 제2 및 제4리드부(128,138) 사이에 배치된다.
상기 제1, 3, 5리드부(127,137,147)는 제1측면부(111)로 돌출되며, 상기 제2, 4, 6리드부(128,138,157)는 제2측면부(112)로 돌출되며 상기 제1, 3, 5리드부(127,137,147)의 반대측 측면으로 돌출된다.
상기 제1 내지 제4 리드 프레임(125,135,145,155)의 하면은 상기 제1 내지 제6리드부(127,128,137,138,147,157)의 하면과 동일 수평면 상에 배치될 수 있다.
도 3, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 각 발광 칩(100,101)의 둘레에는 반사 프레임(310)의 제1 및 제2개구부(341,343)의 측면(342,344)이 배치되는 데, 상기 제1개구부(341)의 하단(301)은 상기 제1발광 칩(100)의 상면보다 낮은 위치에 배치될 수 있으며, 예컨대 상기 제1발광 칩(100)의 활성층(L1)의 위치보다 낮은 위치에 배치될 수 있다.
상기 제2개구부(343)의 하단(302)은 상기 제2발광 칩(101)의 상면보다 낮은 위치에 배치될 수 있으며, 예컨대 상기 제2발광 칩(101)의 활성층의 위치보다 낮은 위치에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2개구부(341,343)의 측면 하단(301,302)은 제1 및 제2리드 프레임(125,135)의 상면으로부터 소정 거리로 이격된다. 예컨대, 도 9와 같이 상기 제1개구부(341)의 측면 하단(301,302)은 상기 제1리드 프레임(125)과의 거리(B1)가 50㎛ 이상 예컨대, 80㎛ 내지 110㎛ 범위일 수 있다.
상기 제1 및 제2개구부(341,343)의 측면 하단(301,302)이 상기 범위보다 낮게 배치된 경우, 제1 및 제2리드 프레임(125,135)과의 전기적인 간섭이 발생될 수 있고, 상기 범위보다 높게 배치된 경우 광 손실이 발생될 수 있다.
상기 제1 및 제2개구부(341,343)의 측면 하단(301,302)은 상기 제1 및 제2발광 칩(100,101)과의 간격이 소정 거리 이격될 수 있다. 예컨대, 도 9와 같이 상기 제1개구부(341)의 측면 하단(301,302)은 상기 제1발광 칩(100)의 측면 간의 간격(B2)이 80㎛ 이상 예컨대, 90㎛ 내지 120㎛ 범위로 이격될 수 있다.
상기 제1, 2개구부(341,343)의 측면 하단(301,302)과 상기 제1 및 제2발광 칩(100,101) 간의 간격(B1)이 상기 범위보다 좁게 배치된 경우, 발광 칩(100,101)의 탑재 시의 공정 오차를 확보할 수 없게 되며, 상기 범위보다 넓게 배치된 경우 개구부(341,343)의 크기가 증가되어 광 추출 효율의 개선이 미미할 수 있다.
도 3, 도 8 및 도 9와 같이, 제1간극부(116)는 상기 제1리드 프레임(125)과 상기 제3 및 제4리드 프레임(145,155) 사이의 영역에 결합될 수 있다. 상기 제1간극부(116)는 몸체(110)의 재질과 동일한 재질로 형성되거나 다른 절연 재질을 포함한다.
제2간극부(117)는 제2리드 프레임(135)과 제3 및 제4리드 프레임(145,155) 사이의 영역에 결합될 수 있다. 상기 제2간극부(117)는 상기 몸체(110)의 재질과 동일한 재질로 형성되거나 다른 절연 재질을 포함한다. 상기 제1 및 제2간극부(116,117)는 서로 연결될 수 있다.
상기 제1 및 제2간극부(116,117) 사이의 영역에는 도 3 및 12와 같이 돌출부(118)를 포함하며, 상기 돌출부(118)는 상기 제3 및 제4리드 프레임(145,155) 사이의 영역에 배치된다. 상기 돌출부(118)는 상기 제3 및 제4리드 프레임(145,155)의 상면 일부에 연장되며, 그 둘레 면이 경사진 면일 수 있다. 상기 돌출부(118)의 반대측 영역은 오목부(119)를 포함하며, 상기 오목부(119)는 사출 성형 시 결합되는 사출 게이트(gate)가 결합되는 홀일 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 8과 같이, 상기 제1리드 프레임(125)은 외측 둘레에 제1 및 제2단차 구조(211,212)를 구비하며, 상기 제1 및 제2단차 구조(211,212)에는 몸체(110)의 일부가 결합된다. 상기 제1 및 제2단차 구조(211,212)는 계단 구조를 포함하며, 다른 예로서 사선 형상의 경사진 면 또는 곡선 형상의 경사진 면을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.
상기 제1단차 구조(211)는 몸체(110)의 제3측면부(113) 내측에 결합되며 상기 제2단차 구조(212)는 제1간극부(116)와 결합된다. 상기 제1 및 제2단차 구조(211,212)는 도 3의 캐비티(140)의 너비(D11)보다 긴 길이이고 몸체(110)의 제1길이(D1)보다는 작은 길이로 배치될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(125)의 하면 너비(D3)는 상면 너비보다 좁을 수 있다. 상기 제1리드 프레임(125)은 상면 면적이 하면 면적보다 더 넓을 수 있다. 상기 캐비티(140)의 너비(D11)는 상기 접착층(250)에 인접한 상부 영역의 너비일 수 있다.
상기 제2리드 프레임(135)은 외측 둘레에 제3 및 제4단차 구조(215,216)를 구비하며, 상기 제3 및 제4단차 구조(215,216)는 몸체(110)의 일부가 결합된다. 상기 제3 및 제4단차 구조(215,216)는 계단 구조를 포함하며, 다른 예로서 사선 형상의 경사진 면 또는 곡선 형상의 경사진 면을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 상기 제3단차 구조(215)는 몸체(110)의 제4측면부(114) 내측에 결합되며 상기 제4단차 구조(216)는 제2간극부(117)와 결합된다. 상기 제3 및 제4단차 구조(215,216)는 도 3의 캐비티(140)의 너비(D11)보다 긴 길이이고 몸체(110)의 제1길이(D1)보다는 작은 길이로 배치될 수 있다. 상기 제2리드 프레임(135)의 하면 너비(D4)는 상면 너비보다 좁을 수 있다. 상기 제2리드 프레임(135)은 상면 면적이 하면 면적보다 더 넓을 수 있다. 이러한 제1 및 제2리드 프레임(125,135)이 몸체(110)의 너비 방향으로 상기 몸체(110)의 너비보다 길게 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 제1 및 제2리드 프레임(125,135) 각각이 서로 다른 측면을 통해 리드부(127,128,137,138)를 돌출시켜 줌으로써, 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 3, 도 4 및 도 12를 참조하면, 상기 제3리드 프레임(145)은 외측 둘레에 제5단차 구조(213)를 구비하며, 상기 제5단차 구조(213)는 몸체(110)의 일부가 결합된다. 상기 제5단차 구조(213)는 계단 구조를 포함하며, 다른 예로서 사선 형상의 경사진 면 또는 곡선 형상의 경사진 면을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 상기 제5단차 구조(213)는 상기 제1,2간극부(116,117) 및 돌출부(118)와 결합될 수 있다. 상기 돌출부(118)는 도 12와 같이, 소정 두께(T1)로 돌출되며, 상기 두께(T1)는 제1 및 제2보호 칩(102,103)의 상면 높이와 같거나 더 높게 돌출될 수 있다. 상기 제3리드 프레임(145)은 상기 제5단차 구조(213)에 의해 상면 면적이 하면 면적보다 더 넓을 수 있다.
상기 반사 프레임(310)의 격벽부(345) 내의 리세스 영역(340)는 상기 돌출부(118)의 상면으로부터 이격될 수 있다. 다른 예로서, 상기 반사 프레임(310)의 격벽부(345)의 일부는 상기 돌출부(118)에 접촉될 수 있으며, 상기 격벽부(345)의 중심부를 지지할 수 있다.
상기 제4리드 프레임(155)은 외측 둘레에 제6단차 구조(214)를 구비하며, 상기 제6단차 구조(214)는 몸체(110)의 일부가 결합된다. 상기 제6단차 구조(214)는 계단 구조를 포함하며, 다른 예로서 사선 형상의 경사진 면 또는 곡선 형상의 경사진 면을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 상기 제6단차 구조(214)는 상기 제1,2간극부(116,117) 및 돌출부(118)와 결합될 수 있다. 상기 제4리드 프레임(155)은 상기 제6단차 구조(214)에 의해 상면 면적이 하면 면적보다 더 넓을 수 있다.
상기 제1 내지 제4리드 프레임(125,135,145,155)의 단차 구조(211,212,213,214,215,216)는 몸체(110)와의 결합력을 개선시켜 줄 수 있고 습기 침투를 억제할 수 있다.
도 4 및 도 10과 같이, 상기 제1리드 프레임(125)은 상기 몸체(110)와 결합되며 상기 제1 및 제2측면부(111,112)에 인접한 복수의 홀을 포함하며, 예컨대 제1 및 제2홀(H1,H2)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 홀(H1,H2) 간의 간격(D12)은 도 3에 도시된 상기 캐비티(140)의 너비(D11)보다 넓게 이격될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(125)의 제1 및 제2홀(H1,H2)은 제7 및 제8단차 구조(217,218)를 포함하며, 상기 제7 및 제8단차 구조(217,218)는 제1 및 제2홀(H1,H2)의 하부 너비가 상부 너비보다 넓게 제공할 수 있다. 상기 제7 및 제8단차 구조(217,218)는 계단 구조를 포함하며, 다른 예로서 사선 형상의 경사진 면 또는 곡선 형상의 경사진 면을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 이러한 제1리드 프레임(125)의 제1 및 제2홀(H1,H2)에는 몸체(110)의 제1 및 제2결합부(225,226)가 결합되며, 상기 제1 및 제2결합부(225,226)는 상기 제1 및 제2홀(H1,H2)에 하부 너비가 상부 너비보다 넓게 결합될 수 있다.
도 4 및 도 11과 같이, 상기 제2리드 프레임(135)은 상기 몸체(110)와 결합되며 상기 제1 및 제2측면부(111,112)에 인접한 복수의 홀을 포함하며, 예컨대 제3 및 제4홀(H3,H4)을 포함한다. 상기 제3 및 제4홀(H3,H4) 간의 간격은 도 3에 도시된 캐비티(140)의 너비(D11)보다 이격되게 배치될 수 있다. 상기 제2리드 프레임(135)의 제3 및 제4홀(H3,H4)은 제9 및 제10단차 구조(219,220)를 포함하며, 상기 제9 및 제10단차 구조(219,220)는 계단 구조를 포함하며, 다른 예로서 사선 형상의 경사진 면 또는 곡선 형상의 경사진 면을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 상기 제9 및 제10단차 구조(219,220)는 상기 제3 및 제4홀(H3,H4)의 하부 너비를 상부 너비보다 넓게 제공할 수 있다. 상기 제2리드 프레임(135)의 제3 및 제4홀(H3,H4)에는 제3 및 제4결합부(235,236)가 결합되며, 상기 제3 및 제4결합부(235,236)는 상기 제 3 및 제4홀(H3,H4)에 하부 너비가 상부 너비보다 넓게 결합된다.
도 3을 참조하면, 상기 발광 소자(300)는 상기 복수의 리드 프레임(125,135,145,155) 중 제3리드 프레임(145) 위에 배치된 제1보호 칩(102) 및 제4리드 프레임(155) 위에 배치된 제2보호 칩(103)을 포함한다.
상기 제3리드 프레임(145)이 결합된 내 측벽(141)과 제1측면부(111) 사이의 간격은 제1 또는 2리드 프레임(125,135)이 결합된 내 측벽과 제1측면부(111) 사이의 간격보다 좁게 배치될 수 있다. 즉, 상기 제3리드 프레임(145)이 지나는 몸체(110)의 상면 너비는 제1 및 제2리드 프레임(125,135)가 지나는 몸체(110)의 상면 너비보다 좁을 수 있다. 이는 캐비티(140) 내에 제3리드 프레임(145)의 상면 면적을 확보하게 됨으로써, 제1보호 칩(102)의 본딩 공정(stitch bonding)을 위한 공간을 제공할 수 있다.
상기 제4리드 프레임(155)이 결합된 내 측벽(142)과 제2측면부(112) 사이의 간격은 제1 또는 2리드 프레임(125,135)이 결합된 내 측벽과 제2측면부(112) 사이의 간격보다 좁게 배치될 수 있다. 즉, 상기 제4리드 프레임(155)이 지나는 몸체(110)의 상면 너비는 제1 및 제2리드 프레임(125,135)가 지나는 몸체(110)의 상면 너비보다 좁을 수 있다. 이러한 캐비티(140) 내에 제4리드 프레임(155)의 상면 면적을 확보하게 됨으로써, 제2보호 칩(103)의 본딩 공정(stitch bonding)을 위한 공간을 제공할 수 있다.
상기 제1 내지 제4리드 프레임(125,135,145,155)의 하면들은 도 3, 도 8 내지 도 12와 같은, 동일 수평 면 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(125,135)의 하면 너비(D3,D4)는 상기 제5 및 제6리드 프레임(145,155)의 하면 너비(D5)보다 넓고 상기 제1 내지 제4리드부(127,128,137,138)의 너비보다는 넓게 배치될 수 있다. 또는 상기 제3 및 제4리드 프레임(145,155)의 하면 너비(D5)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(125,135)의 하면 너비(D3,D4)보다 좁을 수 있으며, 상기 제5 및 제6리드부(157,158)보다 좁을 수 있다. 예컨대, 상기 제3 및 제4리드 프레임(145,155)의 하면 너비(D5)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(125,135)의 하면 너비(D3,D4)에 비해 3배 이하로 작을 수 있으며, 예컨대 0.4mm 내지 0.6mm 범위일 수 있다. 이러한 상기 제3 및 제4리드 프레임(145,155)의 하면 너비(D5)기 상기 범위보다 좁으면 간극부(116,117)와의 결합력이 약화되어 습기가 침투할 수 있으며, 상기 범위보다 넓으면 제1 및 제2리드 프레임(125,135)의 너비가 작아지거나 몸체(110)의 길이가 길어지는 문제가 있다.
상기 제1 내지 제4리드 프레임(125,135,145,155)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 내지 제4리드 프레임(125,135,145,155)의 두께는 동일한 두께로 형성될 수 있다. 상기 제1 내지 제4리드 프레임(125,135,145,155)은 전원을 공급하는 단자로 기능하게 된다.
제1발광 칩(100)은 상기 제1리드 프레임(125) 위에 배치되며, 제2발광 칩(101)은 상기 제2리드 프레임(135) 위에 배치된다. 제1보호 칩(102)은 제3리드 프레임(145) 위에 배치되며, 제2보호 칩(103)은 제4리드 프레임(155) 위에 배치된다.
상기 제1발광 칩(100)은 상기 제1리드 프레임(125) 위에 접착제 예컨대, 전도성 접착제로 접착되어 상기 제1리드 프레임(125)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1발광 칩(100)은 제3리드 프레임(145)과 제1연결 부재(171)로 연결될 수 있으며, 상기 제1연결 부재(171)는 전도성의 와이어를 포함한다. 상기 전도성 접착제는 솔더와 같은 본딩 재질을 포함할 수 있다.
상기 제2발광 칩(101)은 상기 제2리드 프레임(135) 위에 접착제 예컨대, 전도성 접착제로 접착되어 상기 제2리드 프레임(135)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2발광 칩(101)은 상기 제2리드 프레임(135)과 제2연결 부재(172)로 연결될 수 있다. 상기 제2연결 부재(172)는 전도성 와이어를 포함한다.
상기 제1 및 제2발광 칩(100,101)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, 백색 LED 칩 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1 및 제2발광 칩(100,101)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체와 II족-VI족 원소의 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함하는 LED 칩을 포함한다. 발광 소자(200)는 광도 개선을 위해, 상기 제1 및 제2발광 칩(100,101)을 대면적 예컨대, 0.6mmⅹ0.6mm 이상 또는 1mmⅹ1mm 이상의 칩을 포함할 수 있다.
제1보호 칩(102)은 제3리드 프레임(145) 상에 전도성 접착제로 접착되어 상기 제3리드 프레임(145)과 전기적으로 연결되고, 제1리드 프레임(125)과 제3연결 부재(173)로 연결될 수 있다. 상기 제3연결 부재(173)는 전도성 와이어를 포함한다.
제2보호 칩(103)은 제4리드 프레임(155) 상에 전도성 접착제로 접착되어, 상기 제4리드 프레임(155)과 전기적으로 연결되고, 제2리드 프레임(135)과 제4연결 부재(174)로 연결될 수 있다. 상기 제4연결 부재(174)는 전도성 와이어를 포함한다.
상기 제1 및 제2보호 칩(102,103)은 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression) 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 제1발광 칩(100)은 상기 제1보호 칩(102)과 병렬로 연결될 수 있고, 상기 제2발광 칩(101)은 상기 제2보호 칩(103)과 병렬로 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(125,135)는 각 발광 칩(100,101)의 캐소드(cathode) 전극으로 기능하고, 상기 제3 및 제4리드 프레임(145,155)는 각 발광 칩(100,101)의 애노드(anode) 전극으로 기능할 수 있다.
상기 제1 및 제2보호 칩(102,103)은 제1 및 제2발광 칩(100,101)을 전기적으로 보호할 수 있다. 상기 제 1및 제2보호 칩(102,103)의 표면에는 반사 재질이 배치될 수 있다. 상기 반사 재질은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질에 금속 산화물 예컨대, TiO2, SiO2, Al2O3중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 반사 재질은 제1 및 제2보호 칩(102,103)에 의한 광 흡수를 방지할 수 있다.
상기 캐비티(140)에는 몰딩 부재(150)가 배치될 수 있다. 상기 몰딩 부재(150)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 재질을 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2개구부(341,343)에는 상기 몰딩 부재(150)가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 프레임(310)의 리세스 내에는 상기 제1 및 제2개구부(341,343)에 배치된 몰딩 부재(150)가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이러한 몰딩 부재(150)가 배치된 경우, 상기 반사 프레임(310)을 지지할 수 있다.
상기 몰딩 부재(150)는 상기 발광 칩(100,101) 상으로 방출되는 빛의 파장을 변환하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 청색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 형광체는 제1 및 제2발광 칩(100,101) 상에 서로 다른 컬러를 발광하는 형광체가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몰딩 부재(150)의 표면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 중 적어도 하나로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몰딩 부재(150)의 표면은 광 출사면이 될 수 있다. 상기 몰딩 부재(150)의 상부에는 광학 렌즈가 배치될 수 있으며, 상기 광학 렌즈는 발광 칩(100,101)에 대해 볼록한 렌즈, 오목한 렌즈, 또는 중심부에 전반사면을 갖는 볼록 렌즈를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 13은 도 8의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 13을 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 부분은 상기에 개시된 실시 예를 참조하기로 한다.
도 13 및 도 3을 참조하면, 발광 소자의 제1 및 제2간극부(116,117)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(125,135)의 상면보다 높게 돌출된 제1 및 제2반사부(116A,117A)를 포함할 수 있다. 상기 제1반사부(116A)는 상기 제1리드 프레임(125)과 상기 제3 및 제4리드 프레임(145,155) 사이의 영역에 돌출되어, 상기 제1발광 칩(100)로부터 방출된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 제2반사부(117A)는 상기 제2리드 프레임(135)과 상기 제3 및 제4리드 프레임(145,155) 사이의 영역에 돌출되어, 상기 제2발광 칩(101)로부터 방출된 광을 반사시켜 줄 수 있다.
상기 제1 및 제2반사부(116A,117A)의 두께(T2)는 상기 제1 및 제2보호 칩(102,103)의 상면 높이와 같거나 더 높게 돌출되어, 상기 제1 및 제2보호 칩(102,103)에 의한 광 흡수를 줄일 수 있다. 또한 실시 예는 상기 제 1및 제2보호 칩(102,103)의 표면에 반사 재질을 도포하여, 광의 흡수를 방지할 수 있다. 상기 반사 재질은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질에 금속 산화물 예컨대, TiO2, SiO2, Al2O3중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이러한 반사 재질은 제1 및 제2보호 칩(102,103)에 의한 광 흡수를 방지할 수 있다.
상기 캐비티(140)의 하부 제1영역(140A)에는 제1발광 칩(100)의 둘레에 반사 구조가 제공할 수 있으며, 제2영역(140B)에는 제2발광 칩(101)의 둘레에 반사 구조가 제공될 수 있다. 이러한 반사 구조는 캐비티(140)의 둘레 측벽과 상기 제1 및 제2반사부(116A,117A)에 의해 형성될 수 있다.
상기 제1발광 칩(100) 상에는 제1형광체 필름(400) 및 상기 제2발광 칩(101) 상에 제2형광체 필름(401)이 배치될 수 있다. 상기 제1형광체 필름(400)과 상기 제2형광체 필름(401)은 동일한 형광체 또는 서로 다른 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2발광 칩(100,101)이 청색 광을 발광한 경우, 상기 제1형광체 필름(400)은 황색 형광체를 가질 수 있고, 상기 제2형광체 필름(401)은 적색 형광체를 가질 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 및 제2발광 칩(100,101)이 청색 광을 발광한 경우, 상기 제1형광체 필름(400)은 녹색 형광체를 가질 수 있고, 상기 제2형광체 필름(401)은 적색 형광체를 가질 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 및 제2발광 칩(100,101)이 청색 광을 발광한 경우, 상기 제1형광체 필름(400)은 황색 및 녹색 형광체를 가질 수 있고, 상기 제2형광체 필름(401)은 적색 및 녹색 형광체를 가질 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1 및 제2발광 칩(100,101)이 자외선 광을 발광한 경우, 상기 제1형광체 필름(400)은 청색 및 적색 형광체를 가질 수 있고, 상기 제2형광체 필름(401)은 녹색 형광체를 가질 수 있다. 이러한 형광체 필름(400,401) 내의 형광체 종류는 발광 칩(100,101)에 따라 달라질 수 있고, 상기 몰딩 부재(150) 내에 형광체가 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
반사 프레임(310)은 상기 몸체(110) 상에 접착층(250)에 의해 접착될 수 있으며, 제1 및 제2개구부(341,343) 사이의 격벽부(345)는 상기 제1 및 제2간극부(116,117) 상에 배치될 수 있다. 상기 격벽부(345) 내의 리세스 영역(340)는 상기 제1 및 제2간극부(116,117)로부터 이격될 수 있다.
도 14는 도 8의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 14를 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 부분은 상기에 개시된 실시 예를 참조하기로 한다.
도 14는 도 3을 참조하여 설명하면, 발광 소자는 제 1리드 프레임(125) 상에 제1오목부(126)를 갖고, 상기 제1오목부(126) 상에 제1발광 칩(100)이 배치되고, 제2리드 프레임(135) 상에 제2오목부(136)를 갖고 상기 제2오목부(136) 상에 제2발광 칩(101)이 배치될 수 있다.
상기 제1오목부(126)의 바닥은 상기 제1리드 프레임(125)의 상면보다 낮게 배치되며, 상기 제2오목부(136)의 바닥은 상기 제2리드 프레임(135)의 상면보다 낮게 배치된다. 상기 제1오목부(126) 및 제2오목부(136)은 컵 형상 또는 단차진 형상을 포함할 수 있다.
반사 프레임(310)의 제1개구부(341)의 하단(301)은 상기 제1발광 칩(100)의 상면보다 낮고 상기 제1오목부(126)에 인접하게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 반사 프레임(310)의 제1개구부(341) 하단(301)은 상기 제1리드 프레임(125)의 상면보다 아래에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이에 따라 제1발광 칩(100)으로부터 방출된 광은 상기 제1개구부(341)의 측면(342)에 의해 반사될 수 있다.
반사 프레임(310)의 제2개구부(343)의 하단(302)은 상기 제2발광 칩(101)의 상면보다 낮고 상기 제2오목부(136)에 인접하게 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 반사 프레임(310)의 제2개구부(343) 하단(302)은 상기 제2리드 프레임(135)의 상면보다 아래에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이에 따라 제2발광 칩(101)으로부터 방출된 광은 상기 제2개구부(343)의 측면(344)에 의해 반사될 수 있다.
도 15는 도 8의 발광 소자를 갖는 라이트 유닛을 나타낸 도면이다. 도 15를 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예를 참조하기로 한다.
도 15 및 도 3을 참조하면, 라이트 유닛은 모듈 기판(500) 상에 실시 예에 따른 발광 소자(300)가 배치될 수 있으며, 상기 발광 소자(300)는 상기 모듈 기판(500) 상에 하나 또는 복수개가 배열될 수 있다. 상기 모듈 기판(400)은 본딩 부재(401)로 제1 내지 제4리드 프레임(125,135,145,155)과 접착될 수 있다. 상기 본딩 부재(501)는 솔더와 같은 접착 재료를 포함할 수 있다.
상기 모듈 기판(500)은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있으며, 예컨대 수지 재질의 PCB, 메탈 재질의 방열 층을 갖는 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 16는 도 1의 발광 칩을 나타낸 도면이다.
도 16을 참조하면, 발광 칩(100,101)은 복수의 반도체층(11,12,13)을 갖는 발광구조물(10), 상기 발광 구조물(10 아래에 제1 전극층(20), 상기 제1전극층(20) 아래에 제2 전극층(50), 상기 제1 및 제2전극층(20,50) 사이에 절연층(41), 및 패드(25)를 포함할 수 있다.
상기 발광구조물(10)은 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1반도체층(11)과 상기 제2 반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 반도체층(13)은 상기 활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 반도체층(11)은 제1 도전형 도펀트 예컨대, n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층을 포함하고, 상기 제2 반도체층(13)은 제2 도전형 도펀트 예컨대, p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 또한 반대로, 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다.
상기 제1 반도체층(11)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다.
예컨대, 상기 제1 반도체층(11)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 반도체층(13)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(12)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 활성층(12)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(12)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)은 예로서 II족-VI족 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)은 예로서 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 구현될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층, InGaN 우물층/AlGaN 장벽층, InAlGaN 우물층/InAlGaN 장벽층, 또는 GaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기로 구현될 수 있다.
상기 제2 반도체층(13)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
예컨대, 상기 제2 반도체층(13)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
한편, 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13) 아래에는 상기 제2반도체층(13)과 다른 도전형을 갖는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 반도체층(11) 및 상기 제2 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 제1 반도체층(11)과 상기 활성층(12) 사이 또는 상기 제2반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 서로 다른 반도체층이 교대로 배치된 예컨대, InGaN/GaN 초격자 구조 또는 InGaN/InGaN 초격자 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 제2도전형 도펀트가 첨가된 AlGaN층이 형성될 수도 있다.
상기 제1반도체층(11)의 상면은 러프(rough)한 요철부(11A)로 형성될 수 있으며, 이러한 요철 면(11A)는 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 요철 면(11A)의 측 단면은 다각형 형상, 또는 반구형 형상을 포함할 수 있다.
상기 제1전극층(20)은 상기 발광 구조물(10)과 제2전극층(50) 사이에 배치되며, 상기 발광 구조물(10)의 제2반도체층(13)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극층(50)과 전기적으로 절연된다. 상기 제1전극층(20)은 제1 접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(19)를 포함하며, 상기 제1 접촉층(15)는 상기 반사층(17)과 제2반도체층(13) 사이에 배치되며, 상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)과 상기 캡핑층(19) 사이에 배치된다. 상기 제1 접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(19)은 서로 다른 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 접촉층(15)은 상기 제2 반도체층(13)에 접촉되며, 예컨대 상기 제2 반도체층(13)에 오믹 접촉을 형성할 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 예컨대 전도성 산화막, 전도성 질화물 또는 금속으로 형성될 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), ITON(ITO Nitride), IZO(Indium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)과 캡핑층(19)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 반사층(17)은 상기 발광구조물(10)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 외부로 추출되는 광량을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기 반사층(17)은 광 반사율이 70% 이상인 금속으로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층(17)은 상기 금속 또는 합금과 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) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서 상기 반사층(17)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 반사층(17)은 Ag 층과 Ni 층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti 층, Pt 층을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 접촉층(15)은 상기 반사층(17) 아래에 형성되고, 적어도 일부가 상기 반사층(17)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수도 있다. 다른 예로서, 상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)의 아래에 배치되고, 일부가 상기 제1 접촉층(15)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는 상기 반사층(17) 아래에 배치된 캡핑층(capping layer)(19)을 포함할 수 있다. 상기 캡핑층(19)은 상기 반사층(17)의 하면과 접촉되고, 접촉부(34)가 패드(25)와 결합되어, 상기 패드(25)로부터 공급되는 전원을 전달하는 배선층으로 기능한다. 상기 캡핑층(19)은 금속으로 형성될 수 있으며, 예컨대 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 캡핑층(19)의 접촉부(34)는 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치되며, 상기 패드(25)와 수직하게 오버랩된다. 상기 캡핑층(19)의 접촉부(34)는 상기 제1 접촉층(15) 및 반사층(17)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치된다. 상기 캡핑층(19)의 접촉부(34)는 상기 발광 구조물(10)보다 낮은 위치에 배치되며, 상기 패드(25)와 직접 접촉될 수 있다.
상기 패드(25)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 단층은 Au일 수 있고, 다층인 경우 Ti, Ag, Cu, Au 중 적어도 2개를 포함할 수 있다. 여기서, 다층인 경우 Ti/Ag/Cu/Au의 적층 구조이거나, Ti/Cu/Au 적층 구조일 수 있다. 상기 반사층(17) 및 상기 제1 접촉층(15) 중 적어도 하나가 패드(25)와 직접 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 패드(25)는 제1전극층(20)의 외 측벽과 상기 발광 구조물(10) 사이의 영역(A1)에 배치될 수 있다. 상기 패드(25)의 둘레에는 상기 보호층(30) 및 투광층(45)이 접촉될 수 있다.
보호층(30)은 상기 발광구조물(10)의 하면에 배치되며, 상기 제2반도체층(13)의 하면 및 상기 제1 접촉층(15)과 접촉될 수 있고, 상기 반사층(17)과 접촉될 수 있다.
상기 보호층(30) 중 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩되는 내측부는 상기 돌출부(16)의 영역과 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 상기 보호층(30)의 외측부는 상기 캡핑층(19)의 접촉부(34) 위로 연장되며 상기 접촉부(34)와 수직 방향으로 오버랩되게 배치된다. 상기 보호층(30)의 외측부는 상기 패드(25)와 접촉될 수 있으며, 예컨대 상기 패드(25)의 둘레 면에 배치될 수 있다.
상기 보호층(30)의 내측부는 상기 발광 구조물(10)과 상기 제1전극층(20) 사이에 배치되며, 외측부는 투광층(45)과 상기 캡핑층(19)의 접촉부(34) 사이에 배치될 수 있다. 상기 보호층(30)의 외측부는 상기 발광구조물(10)의 측벽보다 외측 영역(A1)으로 연장되어, 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기 보호층(30)은 채널층, 또는 저 굴절 재질, 아이솔레이션층으로 정의될 수 있다. 상기 보호층(30)은 절연물질로 구현될 수 있으며, 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(30)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 상기 보호층(30)은 투명한 재질로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 전극층(20)과 상기 제2 전극층(50)을 전기적으로 절연시키는 절연층(41)을 포함할 수 있다. 상기 절연층(41)은 상기 제1 전극층(20)과 상기 제2 전극층(50) 사이에 배치될 수 있다. 상기 절연층(41)의 상부는 상기 보호층(30)에 접촉될 수 있다. 상기 절연층(41)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(41)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
상기 절연층(41)은 예로서 100 나노미터 내지 2000 나노미터의 두께로 형성될 수 있다. 상기 절연층(41)의 두께가 100 나노미터 미만으로 형성될 경우 절연 특성에 문제가 발생 될 수 있으며, 상기 절연층(41)의 두께가 2000 나노미터 초과로 형성될 경우에 후 공정 단계에서 깨짐이 발생 될 수 있다. 상기 절연층(41)은 상기 제1 전극층(20)의 하면과 상기 제2전극층(50)의 상면에 접촉되며, 상기 보호층(30), 캡핑층(19), 접촉층(15), 반사층(17) 각각의 두께보다는 두껍게 형성될 수 있다.
상기 제2 전극층(50)은 상기 절연층(41) 아래에 배치된 확산 방지층(52), 상기 확산 방지층(52) 아래에 배치된 본딩층(54) 및 상기 본딩층(54) 아래에 배치된 전도성 지지부재(56)를 포함할 수 있으며, 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극층(50)은 상기 확산 방지층(52), 상기 본딩층(54), 상기 전도성 지지부재(56) 중에서 1 개 또는 2 개를 선택적으로 포함하고, 상기 확산 방지층(52) 또는 상기 본딩층(54) 중 적어도 하나는 형성하지 않을 수 있다.
상기 확산 방지층(52)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 방지층(52)은 절연층(41)과 본딩층(54) 사이에서 확산 장벽층으로 기능할 수도 있다. 상기 확산 방지층(52)은 본딩층(54) 및 전도성 지지부재(56)와 전기적으로 연결되고, 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 확산 방지층(52)은 상기 본딩층(54)이 제공되는 공정에서 상기 본딩층(54)에 포함된 물질이 상기 반사층(17) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 확산 방지층(52)은 상기 본딩층(54)에 포함된 주석(Sn) 등의 물질이 상기 반사층(17)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
상기 본딩층(54)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전도성 지지부재(56)는 실시 예에 따른 상기 발광구조물(10)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 본딩층(54)은 시드(seed) 층을 포함할 수도 있다.
상기 전도성 지지부재(56)는 금속 또는 캐리어 기판 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 전도성 지지부재(56)은 발광 소자(100)를 지지하기 위한 층으로서, 그 두께는 제2전극층(50)의 두께의 80% 이상이며, 30㎛ 이상으로 형성될 수 있다.
한편, 제2접촉층(33)은 상기 제1 반도체층(11)의 내부에 배치되고 상기 제1반도체층(11)과 접촉된다. 상기 제2접촉층(33)의 상면은 상기 제1반도체층(11)의 하면보다 위에 배치될 수 있으며, 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결되고, 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 절연된다.
상기 제2 접촉층(33)은 상기 제2 전극층(50)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 접촉층(33)은 상기 제1전극층(20), 상기 활성층(12) 및 상기 제2반도체층(15)을 관통하여 배치될 수 있다. 상기 제2 접촉층(33)은 상기 발광 구조물(10) 내에 배치된 리세스(recess)(2)에 배치되고, 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(15)과 보호층(30)에 의해 절연된다. 상기 제2 접촉층(33)는 복수개가 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제2 접촉층(33)은 제2전극층(50)의 돌기(51)에 연결될 수 있으며, 상기 돌기(51)는 상기 확산 방지층(52)으로부터 돌출될 수 있다. 상기 돌기(51)은 절연층(41) 및 보호층(30) 내에 배치된 홀(41A)을 통해 관통되고, 제1전극층(20)과 절연될 수 있다.
상기 제2 접촉층(33)는 예컨대 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 돌기(501)는 다른 예로서, 상기 확산 방지층(52) 및 본딩층(54)을 구성하는 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 예컨대 상기 돌기(51)은 예로서 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
패드(25)는 상기 제1 전극층(20)에 전기적으로 연결되며, 상기 발광구조물(10)의 측벽 외측의 영역(A1)에 노출될 수 있다. 상기 패드(25)는 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 패드(25)는 예컨대 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
투광층(45)은 상기 발광구조물(10)의 표면을 보호하고, 상기 패드(91)와 상기 발광구조물(10)의 사이를 절연시킬 수 있고, 상기 보호층(30)의 주변부와 접촉될 수 있다. 상기 투광층(45)은 상기 발광 구조물(10)을 구성하는 반도체층의 물질보다 낮은 굴절률을 가지며, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 투광층(45)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 투광층(45)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 한편, 상기 투광층(45)은 설계에 따라 생략될 수도 있다. 실시 예에 의하면, 상기 발광구조물(10)은 상기 제1 전극층(20)과 상기 제2 전극층(50)에 의해 구동될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는 하나의 소자 내에 개별 구동될 수 있는 복수의 발광구조물을 포함할 수 있다. 실시 예에서는 하나의 발광소자에 2 개의 발광구조물이 배치된 경우를 기준으로 설명하였으나, 하나의 발광소자에 3 개 또는 4 개 이상의 발광구조물이 배치될 수 있으며, 또한 개별 구동되도록 구현될 수 있다. 이러한 구조를 갖는 발광소자는 하나의 예로서 차량의 조명장치, 예컨대 전조등 또는 후미등에 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자는, 상기 발광구조물(10) 위에 형광체 필름(미도시)이 제공될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 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. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100,101: 발광 칩 102,103: 보호 칩
110: 몸체 111,112,113,114: 측면부
116,117: 간극부 125,135,145,155: 리드 프레임
127,127,137,138,147,157: 리드부 140: 캐비티
150: 몰딩 부재 171,172,173,174: 연결 부재
300: 발광 소자 310: 반사 프레임
341,343: 개구부 371,372: 리세스
400,401: 형광체 필름 400: 모듈 기판

Claims (19)

  1. 몸체;
    상기 몸체에 결합된 제1리드 프레임 및 제2리드 프레임;
    상기 제1리드 프레임 위에 배치된 제1발광 칩;
    상기 제2리드 프레임 위에 배치된 제2발광 칩; 및
    상기 몸체, 상기 제1 및 제2리드 프레임 상에 배치된 반사 프레임을 포함하며,
    상기 반사 프레임은 상기 제1발광 칩의 둘레를 커버하고 상기 제1발광 칩의 상부에 개방된 제1개구부; 및 상기 제2발광 칩의 둘레를 커버하고 상기 제2발광 칩의 상부에 개방된 제2개구부를 포함하는 발광 소자.
  2. 캐비티를 갖는 몸체;
    상기 몸체에 결합되고 상기 캐비티의 서로 다른 영역에 배치된 제1 및 제2리드 프레임;
    상기 몸체에 결합되고 상기 제1 및 제2리드 프레임 사이의 영역에 배치된 제3 및 제4리드 프레임;
    상기 제1리드 프레임 위에 배치된 제1발광 칩;
    상기 제2리드 프레임 위에 배치된 제2발광 칩; 및
    상기 제1발광 칩의 상부를 개방하는 제1개구부 및 상기 제2발광 칩의 상부를 개방하는 제2개구부를 갖는 반사 프레임을 포함하며,
    상기 제1리드 프레임은 상기 몸체의 측면부들 중에서 서로 반대측 제1 및 제2측면부로 돌출된 제1 및 제2리드부를 포함하며,
    상기 제2리드 프레임은 상기 몸체의 측면들 중에서 서로 반대측 제1 및 제2측면부로 돌출된 제3 및 제4리드부를 포함하며,
    상기 제3리드 프레임은 상기 몸체의 제1측면부로 돌출된 제5리드부를 포함하며,
    상기 제4리드 프레임은 상기 몸체의 제2측면부로 돌출된 제6리드부를 포함하는 발광 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반사 프레임은 금속 재질로 형성되는 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 반사 프레임은 상기 제1 및 제2리드 프레임으로부터 이격되는 발광 소자.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2개구부의 측면은 상기 몸체의 하면에 대해 경사진 면을 구비하며,
    상기 제1 및 제2개구부의 하단은 상기 발광 칩의 상면보다 아래에 배치되는 발광 소자.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1발광 칩에 연결된 제1 연결 부재 및 상기 제2발광 칩에 연결된 제2연결 부재를 포함하며,
    상기 반사 프레임은 상기 제1 및 제2개구부 사이의 격벽부를 포함하며,
    상기 격벽부에는 상기 제1개구부에 연결되며 상기 제1연결 부재의 일부를 수용하는 제1리세스 및 상기 제2개구부에 연결되며 상기 제2연결 부재의 일부를 수용하는 제2리세스를 포함하는 발광 소자.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2리세스는 상기 격벽부의 상면 아래에 배치되는 발광 소자.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 격벽부는 내부에 상기 제1 및 제2리세스를 연결하는 리세스 영역을 포함하는 발광 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2리드 프레임 사이에 상기 제1 및 제2발광 칩 중 적어도 하나와 연결된 제3리드 프레임을 포함하며,
    상기 제3리드 프레임은 상기 제1 및 제2개구부 사이의 격벽부 아래에 배치되는 발광 소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 서로 반대측 제1및 제2측면부, 및 서로 반대측 제3 및 제4측면부를 포함하며,
    상기 제1 및 제2측면부의 길이는 상기 제3 및 제4측면부의 길이보다 짧은 길이를 길고,
    상기 제1리드 프레임은 상기 몸체의 제1 및 제2측면부로 돌출된 제1 및 제2리드부를 구비하고,
    상기 제2리드 프레임은 상기 몸체의 제1 및 제2측면부로 돌출된 제3 및 제4리드부를 포함하는 발광 소자.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 제5리드부는 상기 제1 및 제3리드부 사이에 배치되며,
    상기 제6리드부는 상기 제2 및 제4리드부 사이에 배치된 발광 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1발광 칩과 상기 제3리드 프레임에 연결된 제1연결 부재;
    상기 제2발광 칩과 상기 제4리드 프레임에 연결된 제2연결 부재;
    상기 제3리드 프레임 위에 배치된 제1보호 칩; 및
    상기 제1보호 칩과 상기 제1리드 프레임에 연결된 제3연결 부재를 포함하며,
    상기 제 1내지 제3연결 부재의 일부는 상기 제1 및 제2개구부 사이의 격벽부 아래에 배치되는 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제4리드 프레임 위에 배치된 제2보호 칩;
    상기 제2보호 칩과 상기 제2리드 프레임에 연결된 제4연결 부재를 포함하는 발광 소자.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 몸체의 외측에 배치된 복수의 제1결합부; 및 상기 반사 프레임의 외측에 배치되며 상기 제1결합부에 결합되는 복수의 제2결합부를 포함하는 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1결합부는 돌기 구조이며,
    상기 제2결합부는 상기 돌기 구조에 대응되는 홈 구조를 포함하는 발광 소자.
  16. 제3항에 있어서,
    상기 몸체와 상기 반사 프레임 사이에 접착층을 포함하는 발광 소자.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1발광 칩 상에 배치된 제1형광체 필름; 및
    상기 제2발광 칩 상에 배치된 제2형광체 필름을 포함하는 발광 소자.
  18. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2리드 프레임은 상기 제1 및 제2리드 프레임의 상면으로부터 오목한 오목부를 포함하는 발광 소자.
  19. 제1항 또는 제2항 중 어느 하나의 발광 소자; 및
    상기 발광 소자 아래에 배치된 모듈 기판을 포함하는 라이트 유닛.
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