KR20140061797A - 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
실시 예에 따른 발광 소자는, 제1본딩 영역을 갖는 제1리드 프레임; 상기 제1리드 프레임으로부터 이격되며 제2본딩 영역을 갖는 제2리드 프레임; 상기 제1 및 제2리드 프레임의 제1 및 제2본딩 영역이 개방되며, 상기 제1 및 제2리드 프레임에 결합된 제1몸체; 개구부를 갖고, 상기 제1몸체 상에 배치된 제2몸체; 상기 제1 및 제2리드 프레임 사이에 간극부; 상기 제1리드 프레임의 제1본딩 영역에 연결된 제1연결 전극, 상기 제2리드 프레임의 제2본딩 영역에 연결된 제2연결 전극, 및 복수의 화합물 반도체층을 갖는 발광 칩; 및 상기 제2몸체의 개구부에 배치되며, 상기 발광 칩의 둘레에 배치된 투광성 수지층을 포함하며, 상기 제1몸체는 투과율보다 반사율이 높은 재질로 형성되며, 상기 제2몸체는 반사율보다 투과율이 높은 재질로 형성되며, 상기 제1몸체의 내측 영역은 상기 발광 칩의 아래에 연장되며, 상기 제1 및 제2리드 프레임의 제1 및 제2본딩 영역은 상기 발광 칩과 수직 방향으로 오버랩되는 영역 내에 배치된다.
Description
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치에 관한 것이다.
발광 소자, 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 생성하는 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 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 넓은 광 지향각을 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 칩의 둘레에 반사율이 투과율보다 높은 제1몸체와, 상기 제1몸체 위에 투과율이 반사율보다 높은 제2몸체를 포함하는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 칩 아래의 제1몸체와 상기 발광 칩의 영역이 수직 방향으로 오버랩되는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 제1몸체 내에 제1리드 프레임을 노출하는 제1접촉 구멍 및 제2리드 프레임을 노출하는 제2접촉 구멍 상에 발광 칩을 탑재한 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 서로 다른 재질의 제1 및 제2몸체의 오픈 영역에 발광 칩을 플립 방식으로 탑재한 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 투과율이 반사율보다 높은 제2몸체의 오픈 영역에 수지층 및 상기 수지층 상에 광학렌즈가 결합된 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 조명 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 제1본딩 영역을 갖는 제1리드 프레임; 상기 제1리드 프레임으로부터 이격되며 제2본딩 영역을 갖는 제2리드 프레임; 상기 제1 및 제2리드 프레임의 제1 및 제2본딩 영역이 개방되며, 상기 제1 및 제2리드 프레임에 결합된 제1몸체; 개구부를 갖고, 상기 제1몸체 상에 배치된 제2몸체; 상기 제1 및 제2리드 프레임 사이에 간극부; 상기 제1리드 프레임의 제1본딩 영역에 연결된 제1연결 전극, 상기 제2리드 프레임의 제2본딩 영역에 연결된 제2연결 전극, 및 복수의 화합물 반도체층을 갖는 발광 칩; 및 상기 제2몸체의 개구부에 배치되며, 상기 발광 칩의 둘레에 배치된 투광성 수지층을 포함하며, 상기 제1몸체는 투과율보다 반사율이 높은 재질로 형성되며, 상기 제2몸체는 반사율보다 투과율이 높은 재질로 형성되며, 상기 제1몸체의 내측 영역은 상기 발광 칩의 아래에 연장되며, 상기 제1 및 제2리드 프레임의 제1 및 제2본딩 영역은 상기 발광 칩과 수직 방향으로 오버랩되는 영역 내에 배치된다.
실시 예는 발광 소자의 광 지향각을 증대시켜 줄 수 있다.
실시 예는 140도 이상의 넓은 광 지향각을 갖는 발광 소자를 제공할 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자와 이를 구비한 조명 장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 영역 A1의 부분 확대도이다.
도 3의 (A)(B)은 도 1의 발광 소자의 제1몸체의 평면도의 예를 나타낸 도면들이다.
도 4의 (A)-(D)는 도 3의 발광 소자의 제1몸체의 상면의 다른 예들을 나타낸 측 단면도이다.
도 5는 제2실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 6은 도 5의 발광 소자의 영역 A2의 부분 확대도이다.
도 7는 제2실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 8은 도 7의 발광 소자의 영역 A3의 부분 확대도이다.
도 9는 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 10은 도 9의 발광 소자의 영역 A4의 부분 확대도이다.
도 11은 제4실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 12는 제5실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 13은 도 12의 발광 소자의 영역 A5의 부분 확대도이다.
도 14는 제6실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 15은 도 14의 발광 소자의 영역 A6의 부분 확대도이다.
도 16은 실시 예에 따른 발광 칩을 나타낸 측 단면도이다.
도 17은 도 16의 발광 칩의 저면도이다.
도 18은 제7실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 19는 도 18의 발광 소자의 제1몸체의 평면도이다.
도 20은 도 18의 발광 소자의 발광 칩을 나타낸 저면도이다.
도 21은 도 20의 발광 칩의 B-B측 단면도이다.
도 22는 도 20의 발광 칩의 C-C측 단면도이다.
도 23는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 사시도를 나타낸다.
도 24은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 25는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 조명 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 영역 A1의 부분 확대도이다.
도 3의 (A)(B)은 도 1의 발광 소자의 제1몸체의 평면도의 예를 나타낸 도면들이다.
도 4의 (A)-(D)는 도 3의 발광 소자의 제1몸체의 상면의 다른 예들을 나타낸 측 단면도이다.
도 5는 제2실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 6은 도 5의 발광 소자의 영역 A2의 부분 확대도이다.
도 7는 제2실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 8은 도 7의 발광 소자의 영역 A3의 부분 확대도이다.
도 9는 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 10은 도 9의 발광 소자의 영역 A4의 부분 확대도이다.
도 11은 제4실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 12는 제5실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 13은 도 12의 발광 소자의 영역 A5의 부분 확대도이다.
도 14는 제6실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 15은 도 14의 발광 소자의 영역 A6의 부분 확대도이다.
도 16은 실시 예에 따른 발광 칩을 나타낸 측 단면도이다.
도 17은 도 16의 발광 칩의 저면도이다.
도 18은 제7실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 19는 도 18의 발광 소자의 제1몸체의 평면도이다.
도 20은 도 18의 발광 소자의 발광 칩을 나타낸 저면도이다.
도 21은 도 20의 발광 칩의 B-B측 단면도이다.
도 22는 도 20의 발광 칩의 C-C측 단면도이다.
도 23는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 사시도를 나타낸다.
도 24은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 측 단면도이다.
도 25는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 조명 장치의 분해 사시도를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광 소자를 설명한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이며, 도 2는 도 1의 발광 소자의 영역 A1의 부분 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 소자(10)는 제1리드 프레임(21) 및 제2리드 프레임(31)을 포함하는 복수의 리드 프레임과, 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)에 결합된 제1몸체(41)와, 개구부(55)를 갖고 상기 제1몸체(41) 위에 상기 제1몸체(41)와 다른 재질로 형성된 제2몸체(51)와, 상기 개구부(55) 내에 배치되고 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)과 전기적으로 연결된 발광 칩(61)과, 상기 개구부(55)에 배치되고 상기 발광 칩(61)을 커버하는 투광성 수지층(71), 및 광학 렌즈(81)을 포함한다.
발광 소자(10)는 제1방향(X)의 길이와 상기 제1방향(X)에 직교하는 제2방향(Y)의 길이가 동일하거나 다를 수 있다. 상기 발광 소자(10)의 제1방향(X)의 길이는 제1리드 프레임(21)과 제2리드 프레임(31)의 양 끝 간의 간격이거나, 제1몸체(41) 또는 제2몸체(51)의 제1방향(X)의 너비일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(10)의 제2방향(Y)의 길이는 상기 제1 또는 제2리드 프레임(21,31)의 길이와 동일하거나, 상기 제1 또는 제2몸체(41,51)의 제2방향(Y)의 너비와 같을 수 있다. 여기서, 상기 발광 칩(61)의 상면에 수직한 방향은 발광 칩(61)의 법선 방향(Z)으로 설명될 수 있다. 상기 제1몸체(41) 및 상기 제2몸체(51)은 제1방향(X)와 제2방향(Y)에서 서로 동일한 길이이거나, 어느 한 방향에서 상기 제1몸체(41)의 너비가 제2몸체(51)의 너비보다 더 넓을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(21)은 상기 제1 또는 제2몸체(41,51)의 외 측면보다 더 외측으로 돌출될 수 있으며, 상기 제2리드 프레임(31)은 상기 제1 또는 제2몸체(41,51)의 외 측면(2)보다 더 외측으로 돌출될 수 있다. 이는 제1 및 제2리드 프레임(21,31)과 솔더 페이스트(Solder paste)와 같은 접합 부재와의 접합을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에는 리세스된 영역을 포함할 수 있으며, 상기 리세스된 영역은 제1몸체(41)과의 결합력을 증가시켜 줄 수 있다. 또한 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 중 적어도 하나에는 하나 또는 복수의 구멍이 형성될 수 있으며, 이러한 구멍은 제1몸체(41)과의 결합력을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1리드 프레임(21)과 제2리드 프레임(31)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 하나 또는 2이상의 합금을 포함하며, 또한 단층 또는 서로 다른 금속층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2 리드 프레임(21,31)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 하나 또는 2물질의 합금을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)은 어느 한 층이 합금인 경우, 구리(Cu)와 적어도 한 종류의 금속 합금으로서, 예컨대 구리-아연 합금, 구리-철 합금, 구리- 크롬 합금, 구리-은-철과 같은 합금을 포함한다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 두께는 0.23mm~1.5mm일 수 있으며, 예컨대 0.25mm~0.5mm 범위를 포함한다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 상에는 제1몸체(41)가 결합되며, 상기 제1몸체(41) 상에는 제2몸체(51)가 결합된다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31) 사이에는 간극부(42)가 배치되며, 상기 간극부(42)는 상기 제1몸체(41)의 재질로 형성되어, 상기 간극부(42)로 누설되는 광을 차단할 수 있다.
상기 제1몸체(41)는 소정 두께(T1) 이하로 형성되고, 상기 두께(T1)는 경사진 상면(47)의 각도(θ1)와 경사진 상면의 길이를 이용하여 구할 수 있으며, 예컨대 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 상면으로부터 0.2mm~0.3mm 범위의 두께로 형성될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(21)과 상기 제2리드 프레임(31)과 물리적으로 결합되며, 상기 제1리드 프레임(21)과 상기 제2리드 프레임(31)을 지지하게 된다. 상기 제1몸체(41)의 하면은 상기 제1리드 프레임(21)과 상기 제2리드 프레임(31)의 하면과 동일 수평 면으로 형성될 수 있다.
상기 제1몸체(41)는 상기 발광 칩(61)으로부터 방출된 파장에 대해, 반사율이 투과율보다 더 높은 물질 예컨대, 70% 이상의 반사율을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1몸체(41)는 반사율이 70% 이상인 경우, 비 투광성 또는 반사성의 재질로 정의될 수 있다. 상기 제1몸체(41)는 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 제1몸체(41)는 실리콘, 또는 에폭시 수지, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 상기의 실리콘은 백색 계열의 수지를 포함한다. 또한 상기 제1몸체(41) 내에는 산무수물, 산화 방지제, 이형재, 광 반사재, 무기 충전재, 경화 촉매, 광 안정제, 윤활제, 이산화티탄 중에서 선택적으로 첨가될 수 있다. 함유하고 있다. 상기 제1몸체(41)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(,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.
또한 상기 제1몸체(41) 내에 차광성 물질 또는 확산제를 혼합하여 투과하는 광을 저감시켜 줄 수 있다. 또한 상기 제1몸체(41)는 소정의 기능을 갖게 하기 위해서, 열 경화성수지에 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질, 차광성 물질, 광 안정제, 윤활제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 적절히 혼합하여도 된다.
상기 제1몸체(41)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 수지 재질에 금속 산화물이 첨가될 수 있으며, 상기 금속 산화물은 TiO2, SiO2, Al2O3중 적어도 하나를 포함하며, 상기 제1몸체(41) 내에 5wt% 이상의 비율로 첨가될 수 있다. 이에 따라 상기 제1몸체(41)는 입사되는 광(L2)을 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다. 여기서, 상기 제1몸체(41) 내에 첨가된 금속 산화물의 함량이 5wt% 이하인 경우, 반사 효율이 저하될 수 있으며, 이러한 반사 효율이 저하되면 광 지향각 분포가 달라질 수 있다. 실시 예는 제1몸체(41)는 상기 리드 프레임(21,31)의 반사 효율보다 높은 반사 효율을 제공할 수 있다.
상기 제2몸체(51)는 상기 제1몸체(41) 상에 형성될 수 있다. 상기 제2몸체(51)는 반사율보다 투과율이 높은 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 실리콘계열 또는 에폭시 계열의 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2몸체(51)는 인젝션 몰딩(Injection molding) 방식 또는 에폭시 몰딩 컴파운드(EMC) 방식으로 형성될 수 있다. 상기 제2몸체(51)는 투명한 재질 예컨대, 내부에 불순물이 첨가되지 않는 투광성 수지 재질로 형성될 수 있으며, 그 투과율은 70% 이상인 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2몸체(51)는 발광 칩(61)으로부터 방출된 광(L1)이나 상기 제1몸체(41)로부터 반사된 광(L2)을 효과적으로 투과시켜 줄 수 있다.
상기 제1몸체(41)의 상면(47)은 상기 제2몸체(51)의 하면의 면적보다 더 큰 면적으로 형성됨으로써, 제1몸체(41)의 상면 방향으로 진행되는 광을 반사시켜 주어, 광 손실을 줄일 수 있다.
상기 제2몸체(51)에는 개구부(55)가 배치되며, 상기 개구부(55) 내에는 발광 칩(61)이 배치된다. 상기 개구부(55)의 둘레 측면(52)은 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 상면 즉, 평탄한 수평 면에 대해 소정의 각도(θ2)로 경사지거나 수직하게 형성될 수 있다. 상기 개구부(55)의 둘레는 상기 제2몸체(51)의 내 측면(51)으로 커버될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 개구부(55)는 위에서 볼 때, 원 형상, 타원 형상, 다각형 형상 또는 비 정형 형상이거나, 모서리 부분이 곡면인 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2몸체(51)의 상면에는 요철 구조(54,53)이 배치될 수 있으며, 이러한 요철 구조(54,53)은 광 추출 효율을 개선시키고, 광학 렌즈(81)와의 결합력을 증대시켜 줄 수 있다.
상기 제2몸체(51)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)로부터 이격된다. 상기 제2몸체(51)의 두께는 상기 제1몸체(41)의 최대 두께(T1)보다 두껍게 예컨대, 1.5배 이상 두껍게 형성되거나, 상기 발광 칩(61)의 두께보다 두껍게 형성될 수 있으며, 예컨대 250㎛ 이상 내지 550㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2몸체(51)는 광이 추출 효율을 위해 상기의 두께 범위로 형성될 수 있다.
상기 개구부(11)의 바닥에는 상기 제1몸체(41)에 형성된 제1접촉 구멍(43)과 제2접촉 구멍(44)이 배치된다. 상기 제1접촉 구멍(43)과 상기 제2접촉 구멍(44)은 상기 발광 칩(61)의 영역 아래에 배치되며, 하나 또는 복수로 배치될 수 있다.
도 2와 같이, 상기 제1몸체(41)의 상면(47)은 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 상면에 대해 소정 각도(θ1) 예컨대, 5도 이하로 경사지며, 2도 내지 5도의 범위로 경사질 수 있다. 상기 각도(θ1)가 5도를 초과한 경우, 광 지향각의 분포의 개선이 미미하며, 2도 미만인 경우 제1몸체(41)의 내측 영역이 미 성형될 수 있고, 광 반사 효율이 적고 광도가 낮아질 수 있다. 상기 제1몸체(41)는 내측 영역(42A)부터 외측 영역까지 경사지며, 상기 외측 영역의 두께(T1) 즉, 최대 두께는 상기 내측 영역(42A)의 두께보다는 두껍게 형성될 수 있다. 상기 내측 영역의 최소 두께는 0.05mm 이상으로 형성될 수 있다. 상기 제1몸체(41)의 최대 두께 또는 고점 위치는 상기 발광 칩(61)의 최 하측 반도체층보다 낮은 높이로 형성될 수 있다.
상기 제1몸체(41)는 개구부(55)에 대응되는 내측 영역(42A)에 제1 및 제2접촉 구멍(43,44)이 배치된다. 상기 제1접촉 구멍(43)은 상기 제1리드 프레임(21)의 일부 즉, 본딩 영역을 노출시켜 주고, 상기 제2접촉 구멍(44)은 상기 제2리드 프레임(31)의 일부 즉, 본딩 영역을 노출시켜 준다.
상기 발광 칩(61)은 복수의 화합물 반도체층(미도시), 반사 전극층(미도시), 제1연결 전극(65) 및 제2연결 전극(66)을 포함한다. 상기 제1연결 전극(65)은 상기 발광 칩(61)의 복수의 화합물 반도체층 중 n형 반도체층 또는 p형 반도체층 중 어느 하나의 반도체층과 연결되고, 상기 제2연결 전극(66)은 나머지 하나의 반도체층과 연결된다. 또는 상기 발광 칩(61)은 상기의 반도체층과 상기 제1연결 전극(65) 및 제2연결 전극(66) 사이에 다른 전극을 더 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 칩(61)은 복수의 화합물 반도체층 아래에 반사 전극층을 배치하여, 법선 방향으로의 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1연결 전극(65)은 상기 제1접촉 구멍(43)과 대응되며, 상기 제1접촉 구멍(43)에 배치된 제1접촉 전극(67)을 통해 제1리드 프레임(21)과 연결된다. 상기 제2연결 전극(66)은 상기 제2접촉 구멍(44)과 대응되며, 상기 제2접촉 구멍(44)에 배치된 제2접촉 전극(68)을 통해 제2리드 프레임(31)과 연결된다.
상기 제1접촉 전극(67)은 일부가 상기 제1접촉 구멍(43) 내에 배치되고, 상기 제1리드 프레임(21)과 상기 제1연결 전극(65)을 전기적으로 연결시켜 준다. 상기 제2접촉 전극(68)은 일부가 상기 제2접촉 구멍(44) 내에 배치되고, 상기 제2리드 프레임(31)과 상기 제2연결 전극(66)을 전기적으로 연결시켜 준다.
상기 제1 및 제2접촉 전극(67,68)은 상기 제1 및 제2접촉 구멍(43,43)의 너비(G1)보다 좁은 너비(B1)로 형성될 있으며, 예컨대 제1 및 제2접촉 전극(67,68)과 상기 제1 및 제2접촉 구멍(43,44)의 너비 차이(G1-B1)는 30㎛ 이하 예컨대, 10㎛ 이하의 범위로 형성될 수 있다. 상기 너비 차이(G1-B1)가 30㎛ 이상인 경우, 상기 제1접촉 구멍(43)에 노출된 제1리드 프레임(21)에 의한 광 추출 효율이 저하될 수 있다.
상기 제1접촉 전극(67) 및 상기 제2접촉 전극(68)의 두께는 상기 개구부(55)에 배치된 상기 제1몸체(41)의 내측 영역(42A)보다 두껍게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 제1몸체(41)의 내측 영역(42A)의 두께는 상기 발광 칩(61)과 상기 리드 프레임(21,31)의 차이 보다 좁게 형성될 수 있으며, 예컨대 0.05mm~0.08mm 범위로 형성될 수 있으며, 0.08mm 이상인 경우 상기 발광 칩(61)과의 접촉 문제가 발생될 수 있으며, 0.05mm 미만인 경우 상기 제1몸체(41)의 재질이 미 성형되거나 파손되는 문제가 발생될 수 있다.
상기 제1접촉 전극(67) 및 제2접촉 전극(68)은 위에서 볼 때, 원 형상, 다각형 형상 또는 비 정형 형상을 포함할 수 있으며, 상기 제1 및 제2접촉 구멍(43,44)은 원 형상, 다각형 형상 또는 비 정형 형상일 수 있다. 또한 상기 제1접촉 전극(67) 및 제2접촉 전극(68)과 상기 제1 및 제2접촉 구멍(43,44)은 동일한 형상이거나 다른 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 및 제2접촉 전극(67,68)은 전도성 재질로서, 금속 재질 예컨대, Ag, Au-Sn, Ag-Sn, Au-Al, Cu-Al, Cu-Sn-Cu 재질의 합금 중에서 적어도 하나를 포함하며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 및 제2연결 전극(65,66)은 위에서 볼 때 원, 타원형, 다각형, 비 정형 중 어느 하나를 포함하며, 그 높이는 0.10mm 이하 예컨대, 0.03mm~0.05mm 범위로 형성될 수 있으며, 그 재질은 금속 예컨대, Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta, Ti, W 및 이들 금속의 선택적 합금 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2연결 전극(65,66)의 두께가 0.10mm 이상의 두께를 갖는 경우, 발광 소자(10)의 두께가 증가하게 되는 문제가 발생되며, 0.03mm 이하인 경우 본딩 공정에 어려움이 있다.
상기 제1몸체(41)의 내측 영역(42A)은 평탄한 면이거나 소정의 방향으로 경사진 면으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1몸체(41)의 내측 영역(42A)은 제1몸체(41)의 경사진 상면(47)이 연장되어 배치될 수 있다. 상기 제1몸체(41)의 내측 영역(42A)은 상기 간극부(42)의 상면이거나, 상기 간극부(42)로부터 연장된 부분이 될 수 있다.
상기 발광 칩(61)은 상기 제1 및 제2연결 전극(65,66)을 통해 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)과 전기적으로 연결된다. 상기 발광 칩(61)은 별도의 와이어를 이용하지 않고 상기 제1 및 제2리드 프레임(21,31)과 연결될 수 있다. 이러한 발광 칩(61)의 상면 면적은 상기 개구부(55)의 바닥 면적보다 좁게 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(61)은 반도체 화합물을 이용한 LED 칩 예컨대, UV(Ultraviolet) LED 칩, 청색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 백색 LED 칩, 적색 LED 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(161)은 3족-5족 화합물 반도체를 포함할 수 있으며, 내부의 활성층은 이중 접합 구조, 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선, 양자 점 구조 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 활성층은 우물층/장벽층이 교대로 배치되며, 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, 또는 InAlGaN/InAlGaN의 적층 구조를 이용하여 2~30주기로 형성될 수 있다. 또한 상기 활성층은 ZnS, ZnSe, SiC, GaP, GaAlAs, AlN, InN, AlInGaP과 같은 계열의 반도체를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 활성층의 발광 파장은 자외선 대역의 광부터 가시광선 대역의 광 중에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 칩(61)의 두께는 상기 제1 및 제2연결 전극(65,66)을 제외한 두께로서, 80㎛-400㎛ 범위 예컨대, 80㎛-150㎛ 범위로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
한편, 투광성 수지층(71)은 제2몸체(51)의 개구부(55)에 채워지며, 상기 발광 칩(61)를 커버하게 된다. 상기 투광성 수지층(71)은 상기 제1몸체(41)의 내측 영역(42A)과 접촉되고, 상기 발광 칩(61)의 상면, 측면 및 하면에 접촉될 수 있다.
상기 투광성 수지층(71)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질로 형성될 수 있으며, 상기 발광 칩에서 방출된 파장(예: 청색 파장)에 대해 투과율이 70% 이상 예컨대, 90% 이상의 재질로 형성된다. 상기 투광성 수지층(71)의 상면은 플랫하게 형성될 수 있으며, 다른 예로서 오목하거나 볼록하게 형성될 수 있다.
상기 투광성 수지층(71)의 굴절률은 1.6 이하이며, 상기 제2몸체(51)의 굴절률은 상기 투광성 수지층(71)의 굴절률과 동일하거나 더 낮은 굴절률로 형성될 수 있다. 또한 상기 제2몸체(51)의 굴절률은 상기 투광성 수지층(71)의 굴절률과의 차이가 ±0.2 정도일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 투광성 수지층(71) 내에는 필러, 확산제, 안료, 형광 물질, 반사성 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 투광성 수지층(71)에 혼합되는 형광체는 상기 발광 칩(61)으로부터 방출된 광을 흡수하여 서로 다른 파장의 광으로 파장 변환하게 된다. 상기 형광체는 황색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들면, Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 질화물계 형광체·산질화물계 형광체·사이어론계 형광체, Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이금속계의 원소에 의해 주로 활성화되는 알칼리 토류 할로겐 아파타이트 형광체, 알칼리 토류 금속 붕산 할로겐 형광체, 알칼리 토류 금속 알루민산염 형광체, 알칼리 토류 규산염, 알칼리 토류 황화물, 알칼리 토류 티오갈레이트, 알칼리 토류 질화규소, 게르마늄산염, 또는, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 희토류 알루민산염, 희토류 규산염 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 유기 및 유기 착체 등으로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기의 형광체를 사용할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
상기 제1몸체(41)는 수지 재질의 제2몸체(51)과 투광성 수지층(71)과 접촉됨으로써, 광 반사 효율을 개선시켜 주고, 습기 침투를 억제할 수 있다.
제1실시 예는 얇은 두께를 갖고 반사 특성인 제1몸체(41)를 이용하여 제1 및 제2리드 프레임(21,31)의 상면 영역 중에서 제1 및 제2접촉 구멍(43,44)을 제외한 전 영역을 커버하게 된다. 이에 따라 발광 칩(61)으로부터 방출된 광의 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있고, 습기 침투를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한 제2몸체(51)와 투광성 수지층(71) 위에 광학 렌즈(81)가 배치된다. 상기 광학 렌즈(81)는 실리콘, 에폭시와 같은 투광성의 수지 재질이거나, 유리 재질일 수 있다. 상기 광학 렌즈(81)의 굴절률은 상기 투광성 수지층(71)의 굴절률과 같거나 낮은 굴절률로 형성될 수 있다. 상기 투광성 수지층(71) 및 상기 제2몸체(51)의 상부에 접촉될 수 있다.
상기 광학 렌즈(81)는 광 출사면(82)와 전 반사면(85)을 포함한다. 상기 광 출사면(82)은 상기 발광 칩(61)의 상부 둘레에 곡면 형상을 포함하며, 입사되는 광을 외부로 방출하게 된다. 상기 전 반사면(85)은 입사되는 광을 상기 광 출사면(82) 방향 또는 하 방향으로 반사시켜 주게 된다. 상기 전 반사면(85)은 상기 발광 칩(61)의 상부 방향으로 오목하게 리세스되며, 상기 투광성 수지층(71)과 이격된다. 상기 전 반사면(85)은 상기 발광 칩(61)과 대응되며 상기 광학 렌즈(81)의 상면보다 발광 칩(61) 방향으로 더 낮은 깊이를 갖고 오목한 곡면으로 형성됨으로써, 입사된 광을 다른 방향으로 굴절시켜 주며, 또한 일부의 광은 투과시켜 준다. 상기의 광학 렌즈(81)는 상기 제2몸체(51)를 투과하는 광에 대해 보다 넓은 광 지향각 분포로 조사할 수 있다.
상기 전 반사면(85)에는 반사 물질(미도시)이 채워질 수 있으며, 상기 반사 물질은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 내에 금속 산화물이 첨가된다.
또한 광 출사면(82)은 광의 배광 분포를 위해, 반구 형상으로 형성될 수 있으며, 위에서 볼 때 원 형상 또는 타원 형상으로 형성될 수 있다.
상기 광학 렌즈(81)의 외곽부는 상기 제2몸체(51)로부터 상기 제1몸체(41)의 상면까지 연장될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 광학 렌즈(81)는 상기 제2몸체(51) 상에 사출되거나, 별도로 제조된 후 접착될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 3의 (A)를 참조하면, 제1몸체(41)의 내측 영역(42A)은 경사진 상면(47)에 대해 평탄한 면으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 내측 영역(42A)은 다각형 형상으로 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3의 (A)와 같이, 상기 제1 및 제2접촉 구멍(43,44) 간의 간격(D21)은 상기 발광 칩(61)의 너비(D1) 또는 상기 개구부(55)의 바닥 너비(D2)보다는 좁게 형성될 수 있으며, 상기 간극부(42)의 너비보다는 넓게 형성될 수 있다. 상기 개구부(55)의 바닥 면적을 보면, 상기 제1 및 제2접촉 구멍(43,44)은 상기 제1몸체(41)의 내측 영역(42A)의 면적보다는 작은 면적으로 형성될 수 있다.
도 3의 (B)를 참조하면, 제1몸체(41)의 내측 영역(42A)에는 상기 제1 및 제2접촉 구멍(43,44)이 복수로 배치될 수 있으며, 그 모서리 부분은 곡선으로 형성될 수 있다. 상기 제1몸체(41)의 내측 영역(42A)와 경사진 상면(47) 사이에는 상기 경사진 상면(7)의 경사 각도와 다른 각도로 경사지거나 또는 소정의 곡률을 갖는 면(47-1)이 형성될 수 있다. 이러한 면(47-1)은 발광 칩(61)의 측 방향으로 방출된 광에 대해 효과적으로 반사시켜 줄 수 있다.
상기 개구부(55)의 바닥 면적을 보면, 상기 제1 및 제2접촉 구멍(43,44)은 상기 제1몸체(41)의 내측 영역(42A)의 면적보다는 넓게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 4의 (A)-(D)는 실시 예에 따른 제1몸체의 상면의 다른 예들을 나타낸 측 단면도이다.
도 4의 (A)와 같이, 제1몸체(41)의 상면은 평탄한 내측 영역(42-1)과, 상기 평탄한 내측 영역(42-1)은 경사진 상면(47)과 연결된다. 즉, 상기 발광 칩과 대응되는 내측 영역(42-1)은 평탄하게 형성하고, 그 둘레는 경사진 상면(47)을 이용하여 광을 효과적으로 반사시켜 주게 된다.
도 4의 (B)와 같이, 제1몸체(41)의 경사진 상면(47)은 그 중심 영역(42-2)까지 경사지게 배치된다. 이러한 경사진 상면(47)의 최소 두께는 발광 칩과 리드 프레임(21,31) 사이의 간격보다 얇게 형성된다.
도 4의 (C)와 같이, 제1몸체(41)의 상면(47)은 내측 영역(42-3)까지 소정의 곡률로 형성되거나, 상면(47)은 경사진 평면으로 형성되고 내측 영역(42-3)은 상기 발광 칩과 대응되며 오목한 곡면이거나 볼록한 곡면으로 형성될 수 있다.
도 4의 (D)와 같이, 제1몸체(41)의 경사진 상면(47) 중에서 내측 영역(42-4)은 간극부(42)에 대응되는 부분이 볼록하게 돌출된 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 내측 영역(42-4)와 경사진 상면(47) 사이의 경계 부분(42-5)이 가장 낮은 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 내측 영역(42-4)의 중심부가 외측 경계 부분(42-5)보다 두껍게 형성될 수 있어, 입사되는 광을 외측 방향으로 반사시켜 줄 수 있다.
도 5는 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이고, 도 6은 도 5의 영역 A2의 확대도이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예를 참조하기로 한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 발광 소자(100)는 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(131)을 포함하는 복수의 리드 프레임과, 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)에 결합된 제1몸체(141)와, 개구부(155)를 갖고 상기 제1몸체(141) 위에 상기 제1몸체(141)와 다른 재질로 형성된 제2몸체(151)와, 상기 개구부(155) 내에 배치되고 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)과 전기적으로 연결된 발광 칩(161)과, 상기 개구부(155)에 배치되고 상기 발광 칩(161)을 커버하는 투광성 수지층(171), 광학 렌즈(181) 및 형광체층(191)을 포함한다.
상기 제1리드 프레임(121)은 상기 제1 또는 제2몸체(141,151)의 제1측면(S1)보다 더 외측으로 돌출될 수 있으며, 상기 제2리드 프레임(131)은 상기 제1 또는 제2몸체(141,151)의 제2측면(S2)보다 더 외측으로 돌출될 수 있다. 이는 제1 및 제2리드 프레임(121,131)과 솔더 페이스트(Solder paste)와 같은 접합 부재와의 접합을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131) 상에는 제1몸체(141)가 결합되며, 상기 제1몸체(141) 상에는 제2몸체(151)가 결합된다.
상기 제1몸체(141)는 반사성 또는 비 투광성의 재질로 정의될 수 있으며, 상기 제2몸체(151)는 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 이러한 제1 및 제2몸체(141,151)의 재질에 대해서는 제1실시 예를 참조하기로 한다.
상기 제1몸체(141)의 상면은 상기 제2몸체(151)의 하면의 면적보다 더 큰 면적으로 형성됨으로써, 제1몸체(141)의 상면 방향으로 진행되는 광을 반사시켜 주어, 광 손실을 줄일 수 있다.
상기 제2몸체(151)에는 개구부(155)가 배치되며, 상기 개구부(155)에는 발광 칩(161)이 배치된다.
상기 개구부(155)의 둘레 측면(152)은 상기 개구부(155)의 바닥에 대해 소정의 각도로 경사지거나 수직하게 형성될 수 있다. 상기 개구부(155)의 둘레는 상기 제2몸체(151)의 내 측면(152)으로 커버될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(121)은 제1결합 구멍(122), 제1리세스부(123) 및 제1본딩 영역(127)을 포함한다. 상기 제1리드 프레임(121)의 제1결합 구멍(122)에는 상기 제1몸체(141)의 일부(143)가 결합된다. 여기서, 상기 제1결합 구멍(122)은 상기 제1몸체(141)과의 결합력을 위해 하부 너비가 상부 너비보다 넓거나, 단차 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 제1몸체(141)의 일부(143)와의 접착력이 강화되고, 습기 침투를 억제할 수 있다.
상기 제1리세스부(122)는 상기 제1리드 프레임(121)의 상면으로부터 50% 이하의 깊이(T5)로 형성될 수 있으며, 상기 제1몸체(141)의 일부(145)가 채워진다. 상기 제1리세스부(122)의 내측 영역은 상기 발광 칩(161)에 인접한 영역으로서, 상기 개구부(155)의 아래에 배치된다. 이에 따라 상기 개구부(155)의 아래에는 상기 제1리세스부(122)에 채워진 상기 제1몸체(141)의 일부(145)가 노출될 수 있다.
상기 제1리세스부(122)를 보면, 제1방향(X)의 너비는 상기 제1리드 프레임(121)의 두께의 50% 이상으로 형성될 수 있으며, 제2방향(Y)의 너비는 상기 제1리드 프레임(121)의 두께의 100% 이상으로 형성될 수 있다. 상기 제1리세스부(122)의 깊이(T5)가 50%를 초과하면 제1리드 프레임(121)의 강도가 취약해 질 수 있고, 그 너비가 너무 좁은 경우 상기 제1몸체(141)와의 결합력이 약해질 수 있다.
상기 제2리드 프레임(131)은 제2결합 구멍(132), 제2리세스부(133) 및 제2본딩 영역(137)을 포함한다. 상기 제2리드 프레임(131)의 제2결합 구멍(132)에는 상기 제1몸체(141)의 일부(144)가 결합된다. 여기서, 상기 제2결합 구멍(132)은 제1몸체(141)와의 결합력을 위해 하부 너비가 상부 너비보다 넓거나, 단차 구조를 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 제1몸체(141)의 일부(144)와의 접착력이 강화되고, 습기 침투를 억제할 수 있다.
상기 제2리세스부(132)는 상기 제2리드 프레임(131)의 상면으로부터 50% 이하의 깊이(T5)로 형성될 수 있으며, 상기 제1몸체(141)의 일부(146)가 채워진다. 상기 제2리세스부(132)의 내측 영역은 상기 발광 칩(161)에 인접한 영역으로서, 상기 개구부(155)의 아래에 배치된다. 이에 따라 상기 개구부(155)의 아래에는 상기 제2리세스부(132)에 채워진 상기 제1몸체(141)의 일부(146)가 노출될 수 있다. 상기 개구부(155)의 아래에는 상기 제1몸체(141)의 일부(145,146)가 소정 폭(B2)으로 노출됨으로써, 상기 개구부(155) 내에서의 반사 효율은 개선될 수 있다. 상기 폭(B2)는 5㎛ 이상으로서, 투광성 수지층(171)과의 접착력 개선과 함께 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제2리세스부(132)를 보면, 제1방향(X)의 너비는 상기 및 제2리드 프레임(131)의 두께의 50% 이상으로 형성될 수 있으며, 제2방향(Y)의 너비는 상기 제2리드 프레임(131)의 두께의 100% 이상으로 형성될 수 있다. 상기 제2리세스부(132)의 깊이(T5)가 50%를 초과하면 제2리드 프레임(131)의 강도가 취약해 질 수 있고, 그 너비가 너무 좁은 경우 상기 제1몸체(141)와의 결합력이 약해질 수 있다.
상기 제1본딩 영역(127)은 상기 제1리세스부(123)와 간극부(142) 사이에 배치되며, 상기 개구부(155)의 바닥에서 상기 제1몸체(141)로부터 노출된다. 상기 제2본딩 영역(137)은 상기 제2리세스부(133)과 간극부(142) 사이에 배치되며, 상기 개구부(155)의 바닥에서 상기 제1몸체(141)로부터 노출된다. 상기 간극부(142)의 상부(142A)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131) 사이의 간격보다 더 넓은 너비로 형성될 수 있다.
상기 개구부(155)의 바닥에는 제1리드 프레임(121)의 제1본딩 영역(127)과 제2리드 프레임(131)의 제2본딩 영역(137)이 노출된다. 상기 제1본딩 영역(127)과 제2본딩 영역(137) 사이에는 간극부(142)가 배치되며, 상기 간극부(142)는 제1 및 제2본딩 영역(127,137)을 물리적으로 분리시켜 준다. 상기 간극부(142)는 상기 제1몸체(141)의 재질로 형성되어, 상기 간극부(142)로 누설되는 광을 차단할 수 있다.
상기 제1 및 제2본딩 영역(127,137) 사이의 간격(D3)은 상기 발광 칩(161)의 너비(D1)보다 좁게 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩 영역(127,137)의 너비(D4)는 상기 제1 및 제2접촉 전극(167,168)의 너비(B1)와 같거나 더 넓은 너비로 형성될 수 있다. 이러한 상기 제1 및 제2본딩 영역(127,137)은 위에서 볼 때 원 형상 또는 다각형 형상으로 형성될 수 있으며, 도 3의 제1 및 제2접촉 구멍과 대응되는 면적으로 형성될 수 있다. 이는 제1 및 제2본딩 영역(12,137)과 상기 제1 및 제2접촉 전극(167,168) 사이의 너비 차이(D4-B1)는 30㎛ 이하 예컨대, 10㎛ 이하의 범위로 형성될 수 있다. 상기 너비 차이(G1-B1)가 30㎛ 이상인 경우, 상기 제1접촉 구멍(43)에 노출된 제1리드 프레임(21)에 의한 광 추출 효율이 저하될 수 있다.
여기서, 상기 제1리드 프레임(121)과 제2리드 프레임(131)은 제1실시 예에 개시된 재질로 형성될 수 있으며, 그 두께는 0.23mm~1.5mm일 수 있으며, 예컨대 0.25mm~0.5mm 범위를 포함한다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131) 상에는 제1몸체(141)가 결합되며, 상기 제1몸체(141)의 상면은 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 수평한 면으로부터 5도 이하의 경사를 갖고, 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 상면으로부터 0.2mm~0.25mm 범위의 두께로 형성될 수 있다. 상기 제1몸체(141)의 내측 영역(142A)은 간극부(142)에 연결되며, 상기 개구부(155)의 바닥으로부터 소정 두께를 갖고 경사진 면(47)으로 상기 제2몸체(151)의 아래까지 연장되며, 그 외곽부는 평탄하거나 경사진 면으로 형성될 수 있다.
상기 개구부(155)에는 상기 발광 칩(161)이 배치되며, 상기 발광 칩(161)은 상기 제1 및 제2접촉 전극(167,168)을 통해 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)과 전기적으로 연결된다. 상기 발광 칩(161)의 제1 및 제2연결 전극(165,166)은 제1 및 제2접촉 전극(167,168) 상에 본딩된다. 상기 제1 및 제2본딩 영역(127,137)은 상기 발광 칩(161)의 영역과 오버랩되게 배치되며, 예컨대 상기 발광 칩(161)과 오버랩되는 영역 내에 배치된다. 이에 따라 제1 및 제2본딩 영역(127,137)을 최소화함으로써, 상기 제1몸체(141)에 의한 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1몸체(141) 상에는 상기 개구부(155)를 갖는 제2몸체(151)가 결합된다. 상기 제2몸체(151)는 제1실시 예와 같이 투광성의 재질로 형성될 수 있으며, 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다. 또한 상기 제1몸체(141)의 상면과 상기 제2몸체(151)의 상면 사이에는 서로 접착시켜 주기 위한 접착층이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 상기 개구부(155)의 둘레 측면(152)은 경사지거나 수직하게 형성될 수 있으며, 또는 단차진 구조로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 개구부(155)에는 투광성 수지층(171)이 배치되며, 상기 투광성 수지층(171) 상에 형광체층(191)이 배치될 수 있다. 상기 투광성 수지층(171)의 상면 높이는 상기 발광 칩(161)의 상면 높이보다 낮게 배치되거나, 상기 발광 칩(161)의 상면으로부터 연장될 수 있다.
상기 투광성 수지층(171)은 상기 발광 칩(161)의 측면 및 하면에 접촉될 수 있다. 상기 투광성 수지층(171)은 내부에 확산 재질이나 산란 재질과 같은 불순물이 첨가되거나, 어떠한 불순물이 첨가되지 않는 클린(Clean) 몰딩 재질일 수 있다.
상기 형광체층(191)은 투광성 수지 재질 내에 형광체가 첨가되며, 상기 형광체는 상기 발광 칩(161)으로부터 방출된 광을 흡수하여 서로 다른 파장의 광으로 파장 변환하게 된다. 상기 형광체는 황색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 예를 들면, Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 질화물계 형광체·산질화물계 형광체·사이어론계 형광체, Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이금속계의 원소에 의해 주로 활성화되는 알칼리 토류 할로겐 아파타이트 형광체, 알칼리 토류 금속 붕산 할로겐 형광체, 알칼리 토류 금속 알루민산염 형광체, 알칼리 토류 규산염, 알칼리 토류 황화물, 알칼리 토류 티오갈레이트, 알칼리 토류 질화규소, 게르마늄산염, 또는, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 희토류 알루민산염, 희토류 규산염 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활성화되는 유기 및 유기 착체 등으로부터 선택되는 적어도 어느 하나 이상일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기의 형광체를 사용할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
상기 형광체층(191)의 두께(T4)는 100㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있으며, 상기 발광 칩(161)의 상면에 형성되거나, 상기 발광 칩(161)의 상면 및 적어도 한 측면에 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 형광체층(191), 상기 투광성 수지층(171) 및 상기 제2몸체(151) 상에는 광학 렌즈(181)가 결합된다. 상기 광학 렌즈(181)는 상기 형광체층(191), 상기 투광성 수지층(171) 및 상기 제2몸체(151)의 표면과 접촉되며, 상기 제2몸체(151)의 요철 구조(153,154)에 의해 접착력이 개선된다.
상기 광학 렌즈(181)는 광 출사면(182)와 전 반사면(185)을 포함한다. 상기 광 출사면(182)은 상기 발광 칩(161)의 상부 둘레에 곡면 형상을 포함하며, 입사되는 광을 외부로 방출하게 된다. 상기 전 반사면(185)은 입사되는 광을 상기 광 출사면(182) 방향 또는 하 방향으로 반사시켜 주게 된다. 상기 전 반사면(185)은 상기 발광 칩(161)의 상부 방향으로 오목하게 리세스되며, 상기 투광성 수지층(171)과 이격된다. 상기 전 반사면(185)은 상기 발광 칩(161)과 대응되며 상기 광학 렌즈(181)의 상면보다 발광 칩(161) 방향으로 더 낮은 깊이를 갖고 오목한 곡면으로 형성됨으로써, 입사된 광을 다른 방향으로 굴절시켜 주며, 또한 일부의 광은 투과시켜 준다. 상기의 광학 렌즈(181)는 상기 제2몸체(151)를 투과하는 광에 대해 보다 넓은 광 지향각 분포로 조사할 수 있다.
상기 전 반사면(185) 상에는 반사 물질(186)이 채워질 수 있으며, 상기 반사 물질(186)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 내에 금속 산화물이 첨가될 수 있다.
상기 광학 렌즈(181)의 외곽부(183)는 상기 제2몸체(151)로부터 상기 제1몸체(141)의 상면까지 연장될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 광학 렌즈(181)는 상기 제2몸체(151) 상에 사출되거나, 별도로 제조된 후 접착될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 7은 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이고, 도 8은 도 7의 영역 A3의 확대도이다. 제3실시 예를 설명함에 있어서, 제1 및 제2실시 예와 동일한 구성에 대해 중복 설명은 생략하기로 한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 발광 소자는 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(131)을 포함하는 복수의 리드 프레임과, 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)에 결합된 제1몸체(141)와, 개구부(155)를 갖고 상기 제1몸체(141) 위에 상기 제1몸체(141)와 다른 재질로 형성된 제2몸체(151)와, 상기 개구부(155) 내에 배치되고 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)과 전기적으로 연결된 발광 칩(161)과, 상기 개구부(155)에 배치되고 상기 발광 칩(161)을 커버하는 투광성 수지층(172), 및 광학 렌즈(181)을 포함한다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131) 사이에 배치된 간극부(142)의 상부는 상기 제1몸체(141)의 내측 영역(142B)으로서, 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131) 상면 위에 배치되며, 상기 개구부(155)의 바닥에 노출된다. 상기 내측 영역(142B)의 너비는 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 간격보다 더 넓게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2몸체(151)의 개구부(155)에는 투광성 수지층(172)이 형성되며, 상기 투광성 수지층(172)은 상기 개구부(155) 내에 채워진다. 상기 투광성 수지층(172)의 상면은 상기 발광 칩(161) 상에 배치된 형광체층(191)을 커버하는 높이(T6)로 형성될 수 있다. 상기 투광성 수지층(172)의 상면 높이는 상기 개구부(155)의 상면 높이(T6)와 동일한 높이로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 9는 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이며, 도 10은 도 9의 발광 소자의 영역 A4의 부분 확대도이다. 제3실시 예를 설명함에 있어서, 제1 및 제2실시 예에 동일한 부분은 제1 및 제2실시 예를 참조하기로 한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 발광 소자는 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(131)을 포함하는 복수의 리드 프레임과, 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)에 결합된 제1몸체(141)와, 개구부(155)를 갖고 상기 제1몸체(141) 위에 상기 제1몸체(141)와 다른 재질로 형성된 제2몸체(151)와, 상기 개구부(155) 내에 배치되고 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)과 전기적으로 연결된 발광 칩(161)과, 상기 개구부(155)에 배치되고 상기 발광 칩(161)을 커버하는 투광성 수지층(173), 및 광학 렌즈(181)를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(121)의 제1리세스부(123) 및 제2리드 프레임(131)의 제2리세스부(133)에는 상기 제1몸체(141)의 일부(145,146)가 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 상면보다 낮은 높이로 배치된다. 즉, 상기 개구부(155)의 바닥에 노출된 상기 제1몸체(141)의 일부(145,146)의 상면 내측(147A)은 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 상면보다 낮게 배치되고, 경사진 면으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 및 제2리세스부(123,133)에는 상기 제2몸체(151)의 둘레 측면(152A)의 하단부가 배치될 수 있으며, 상기 제2몸체(151)의 둘레 측면(152A)은 상기 제1리세스부(123,133)로부터 경사진 면이 시작될 수 있다.
상기 제2몸체(151)의 둘레 측면(152A)의 하단부는 상기 발광 칩(161)의 영역 아래에 배치될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1리세스부(123,133) 내에서의 제1 및 제2몸체(141,151)의 결합력이 강화될 수 있고, 습기 침투를 억제할 수 있다. 또한 상기 제1 및 제2리세스부(123,133) 내에 배치된 상기 제1몸체(141)와 제2몸체(151)의 적층 구조가 상기 발광 칩(161) 아래에 배치됨으로써, 광 추출 효율은 개선될 수 있다.
상기 투광성 수지층(173)은 상기 개구부(155) 내에 배치되며, 일부가 상기 제2몸체(151)의 상면으로 연장될 수 있다. 이에 따라 상기 투광성 수지층(173)의 높이는 상기 개구부(155)의 깊이보다 더 높게 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(161) 상에는 형광체층(191)이 배치되며, 상기 형광체층(191)은 상기 발광 칩(161)의 상면 또는 상면/측면에 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 11는 제4실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다. 제4실시 예를 설명함에 있어서, 제1 및 제2실시 예에 동일한 부분은 제1 및 제2실시 예를 참조하기로 한다.
도 11을 참조하면, 발광 소자는 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(131)을 포함하는 복수의 리드 프레임과, 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)에 결합된 제1몸체(141)와, 개구부(155)를 갖고 상기 제1몸체(141) 위에 상기 제1몸체(141)와 다른 재질로 형성된 제2몸체(151)와, 상기 개구부(155) 내에 배치되고 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)과 전기적으로 연결된 발광 칩(162)과, 상기 개구부(155)에 배치되고 상기 발광 칩(162)을 커버하는 투광성 수지층(171), 광학 렌즈(181) 및 형광체층(192)을 포함한다.
실시 예의 발광 칩(162)은 후술되는 도 16 및 도 17의 설명을 참조하기로 한다. 상기 발광 칩(162)은 제1 및 제2연결 전극(163,164)에 의해 제1 및 제2접촉 전극(167,168)과 본딩되어, 제1 및 제2리드 프레임(121,131)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1몸체(141)의 개구부(155)에는 광학 렌즈(181)가 연장되어 배치되거나, 공기나 다른 광 확산 물질이 배치될 수 있다.
형광체층(192)은 상기 발광 칩(162)의 상면부터 측면까지 연장되어 형성될 수 있으며, 상기 발광 칩(162)로부터 방출된 일부 광의 파장을 변환시켜 준다.
도 12는 제5실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이며, 도 13은 도 12의 발광 소자의 영역 A5의 확대도이다. 제5실시 예를 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예에 동일한 부분은 상기에 개시된 실시 예를 참조하기로 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 발광 소자는 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(131)을 포함하는 복수의 리드 프레임과, 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)에 결합된 제1몸체(141)와, 개구부(155)를 갖고 상기 제1몸체(141) 위에 상기 제1몸체(141)와 다른 재질로 형성된 제2몸체(151)와, 상기 개구부(155) 내에 배치되고 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)과 전기적으로 연결된 발광 칩(162)과, 상기 개구부(155)에 배치되고 상기 발광 칩(162)을 커버하는 투광성 수지층(173), 광학 렌즈(181) 및 형광체층(191)을 포함한다.
상기 제1몸체(141)의 일부(145,146)는 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 제1 및 제2리세스부(123,133)에 배치되며, 그 상면(147B)은 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 상면보다 상기 발광 칩(161)에 더 가깝게 돌출된다. 상기 상면(147B)은 상기 제1 몸체(141)의 경사진 상면(147)로부터 연장되며, 수평한 면이거나 경사진 면으로 형성될 수 있다. 상기 상면(147B)은 상기 발광 칩(162)의 하면과 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 상면 사이에 배치될 수 있으며, 이러한 구조는 간극부(142)와 상부(142A)와 연결될 수 있다.
또한 상기 제1몸체(141)의 일부(145,146)가 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 상면 보다 높은 높이를 갖고 상기 발광 칩(162) 아래에 배치됨으로써, 제1 및 제2접촉 전극(167,168)이 다른 영역으로 넘치는 것을 방지할 수 있다.
도 14는 제6실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이며, 도 15은 도 14의 발광 소자의 영역 A6의 확대도이다. 제6실시 예를 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예에 동일한 부분은 상기에 개시된 실시 예를 참조하기로 한다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 발광 소자는 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(131)을 포함하는 복수의 리드 프레임과, 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)에 결합된 제1몸체(141)와, 개구부(155)를 갖고 상기 제1몸체(141) 위에 상기 제1몸체(141)와 다른 재질로 형성된 제2몸체(151)와, 상기 개구부(155) 내에 배치되고 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)과 전기적으로 연결된 발광 칩(162)과, 상기 개구부(155)에 배치되고 상기 발광 칩(162)을 커버하는 투광성 수지층(173), 광학 렌즈(181) 및 형광체층(191)을 포함한다.
상기 발광 칩(162)의 제1연결 전극(163)은 상기 제1리드 프레임(121)의 제1본딩 영역(127) 상에 직접 본딩되고, 제2연결 전극(164)은 상기 제2리드 프레임(131)의 제2본딩 영역(137) 상에 직접 본딩된다. 이를 위해 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 표면 예컨대, 제1 및 제2본딩 영역(127,137)에는 별도의 범프(Bump)를 이용하지 않도록 본딩층을 더 포함할 수 있다. 상기 본딩층은 Ag, Au-Sn과 같은 물질이 형성될 수 있다. 이에 따라 발광 칩(162)의 방열 효율은 개선될 수 있다. 또한 상기 발광 칩(162)의 하면 둘레는 상기 제1몸체(141)의 내측 상면에 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 16은 실시 예에 따른 발광 칩의 일 예를 나타낸 측 단면도이며, 도 17은 도 16의 발광 칩의 저면도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 발광 소자(162)는 기판(211), 발광 구조물(220), 반사 전극층(230), 제1절연층(221), 제1전극 구조(231,233,235), 제2전극 구조(232,234,236), 제2절연층(223), 제1연결 전극(241), 제2연결 전극(243) 및 지지부재(251)를 포함한다.
상기 기판(211)은 투광성, 절연성 또는 도전성 기판을 이용할 수 있으며, 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga2O3 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 기판의 일 측면에는 요철 패턴과 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있으며, 상기의 요철 패턴은 상기 기판의 식각을 통해 형성하거나, 별도의 러프니스와 같은 패턴을 형성할 수 있다. 상기 요철 패턴은 스트라이프 형상 또는 볼록 렌즈 형상을 포함할 수 있다. 상기 기판(211)은 제거될 수 있다.
상기 기판(211) 아래에는 제1반도체층(213)이 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(213)은 II족 내지 VI족 화합물 반도체를 선택적으로 포함할 수 있으며, 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1반도체층(213)은 버퍼층으로 형성될 수 있으며, 상기 버퍼층은 상기 기판(211)과 질화물 반도체층 간의 격자 상수의 차이를 줄여줄 수 있다. 상기 제1반도체층(213)은 언도프드(undoped) 반도체층으로 형성될 수 있다. 상기 언도프드 반도체층은 III족-V족 화합물 반도체 예컨대, GaN계 반도체로 구현될 수 있으며, 제조 공정시 의도적으로 도전형 도펀트를 도핑하지 않더라도 제1도전형 특성을 가지게 되며, 상기 제1도전형 반도체층(215)의 도전형 도펀트 농도보다는 낮은 저 전도성을 가지게 된다. 상기 제1반도체층(213)은 버퍼층 및 언도프드 반도체층 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 또는 형성되지 않거나, 제거될 수 있다.
상기 제1반도체층(213) 아래에는 발광 구조물(220)이 형성될 수 있다. 상기 발광 구조물(220)은 III족-V족 화합물 반도체를 포함하며, 예컨대 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체를 갖고, 자외선 대역부터 가시 광선 대역의 파장 범위 내에서 소정의 주피크 파장을 발광할 수 있다.
상기 발광 구조물(220)은 제1도전형 반도체층(215), 제2도전형 반도체층(219), 상기 제1도전형 반도체층(215)과 상기 제2도전형 반도체층(219) 사이에 형성된 활성층(217)을 포함한다.
상기 제1반도체층(213) 아래에는 제1도전형 반도체층(215)이 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(215)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 화합물 반도체로 구현되며, 예컨대 N형 도펀트가 첨가된 반도체층을 포함할 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(215)과 상기 제1반도체층(213) 사이에는 서로 다른 반도체층들이 교대로 적층된 초 격자 구조가 형성될 수 있으며, 이러한 초격자 구조는 격자 결함을 감소시켜 줄 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(215)과 상기 활성층(217) 사이에는 제1클래드층이 형성될 수 있다. 상기 제1클래드층은 GaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 그 밴드 갭은 상기 활성층(217)의 밴드 갭 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 제1클래드층은 제1도전형으로 형성되며, 캐리어를 구속시켜 주는 역할을 한다.
상기 제1도전형 반도체층(215) 아래에는 활성층(217)이 형성된다. 상기 활성층(217)은 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함하며, 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(217) 아래에는 제2도전형 반도체층(219)이 형성된다. 상기 제2도전형 반도체층(219)은 p형 도펀트가 첨가된 II족-V족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN와 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(219)은 초격자 구조를 포함할 수 있으며, 상기 초격자 구조는 InGaN/GaN 초격자 구조 또는 AlGaN/GaN 초격자 구조를 포함할 수 있다.
또한 상기 발광 구조물(220)의 도전형을 반대로 배치할 수 있으며, 예컨대 제1도전형 반도체층(215)은 P형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(219)은 N형 반도체층으로 배치할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(219) 위에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제1도전형의 반도체층이 더 배치될 수도 있다.
상기 발광소자(162)는 상기 제1도전형 반도체층(215), 활성층(217) 및 상기 제2도전형 반도체층(219)을 발광 구조물(220)로 정의될 수 있으며, 상기 발광 구조물(220)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(220)의 최 하층은 제2도전형 반도체층(219)으로 설명하기로 한다.
상기 제2도전형 반도체층(219) 아래에는 반사 전극층(230)이 형성된다. 상기 반사 전극층(230)은 오믹 접촉층, 반사층, 및 확산 방지층, 보호층 중 적어도 하나를 포함한다. 여기서, 상기 오믹 접촉층은 상기 제2도전형 반도체층(219) 아래에 접촉되며, 그 접촉 면적은 상기 제2도전형 반도체층(219)의 하면 면적의 70% 이상으로 형성될 수 있다. 상기 오믹 접촉층은 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), SnO, InO, INZnO, ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Ni, Cr 및 이들의 선택적인 화합물 또는 합금 중에서 선택되며, 적어도 한 층으로 형성될 수 있다. 상기 반사층은 상기 오믹 접촉층 아래에 반사율이 70% 이상인 물질 예컨대, Al, Ag, Ru, Pd, Rh, Pt, Ir의 금속과 상기의 금속 중 2 이상의 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 확산 방지층은 Au, Cu, Hf, Ni, Mo, V, W, Rh, Ru, Pt, Pd, La, Ta, Ti 및 이들 중에서 2이상의 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 확산 방지층은 서로 다른 층의 경계에서 층간 확산을 방지하게 된다. 상기 보호층은 Au, Cu, Hf, Ni, Mo, V, W, Rh, Ru, Pt, Pd, La, Ta, Ti 및 이들 중에서 2이상의 합금 중에서 선택될 수 있으며, 그 두께는 1~10,000Å로 형성될 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(219) 및 상기 반사 전극층(230) 중 적어도 한 층의 표면에는 러프니스와 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있으며, 이러한 광 추출 구조는 입사되는 광의 임계각을 변화시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 광 추출 구조는 요철 패턴, 또는 복수의 돌기들이 형성된 구조를 포함한다.
상기 제1절연층(221)은 상기 반사 전극층(230) 아래에 형성될 수 있다. 상기 제1절연층(221)은 상기 제2도전형 반도체층(219)의 하면, 상기 제2도전형 반도체층(219) 및 상기 활성층(217)의 측면, 상기 제1도전형 반도체층(215)의 일부 영역(R1)의 하면에 형성될 수 있다. 상기 제1절연층(221)은 상기 발광 구조물(220)의 하부 영역 중에서 상기 반사 전극층(230), 제1전극(231) 및 제2전극(232)을 제외한 영역에 형성되어, 상기 발광 구조물(220)의 하부를 전기적으로 보호하게 된다.
상기 제1절연층(221)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 및 황화물 중 적어도 하나로 형성된 절연물질 또는 절연성 수지를 포함한다. 상기의 절연성 수지는 폴리이미드 재질을 포함한다. 상기 제1절연층(221)은 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택적으로 형성될 수 있다.
상기 제1절연층(221)은 서로 다른 굴절률을 갖는 제1층과 제2층이 교대로 배치된 DBR 구조로 형성될 수 있으며, 상기 제1층은 SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 어느 하나이며, 상기 제2층은 상기 제1층 이외의 물질 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 반사 전극층은 형성하지 않을 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(215)의 일부 영역(R1) 아래에는 제1전극(231)이 형성되며, 상기 제1전극(231)의 아래에는 제1접합 전극(233)이 배치되고, 상기 제1접합 전극(233)의 아래에는 제3접합 전극(235)이 배치된다. 상기 제1전극(231)은 패드로 사용될 수 있으며, 상기 제1접합 전극(233)과 상기 제3접합 전극(235)은 상기 제1전극(231)과 상기 제1연결 전극(241) 사이를 서로 접합시켜 주게 된다. 상기 제1접합 전극(233)과 상기 제3접합 전극(235) 중 적어도 하나는 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1전극(231)은 상기 제1도전형 반도체층(215)에 접촉 예컨대, 오믹 접촉될 수 있으며, 상기 제1접합 전극(233) 및 제3접합 전극(235)와 전기적으로 연결된다.
상기 제1접합 전극(233)의 일부(233A)는 상기 발광 구조물(220)의 아래에 배치된 상기 제1절연층(221)의 아래에 더 배치될 수 있으며, 상기 제2접합 전극(235)의 일부(235A)는 상기 발광 구조물(220)의 아래에서 상기 제1접합 전극(233)의 일부(235A) 아래에 더 형성될 수 있다. 발광 소자의 측 단면에서 볼 때, 상기 제1접합 전극(233) 및 상기 제3접합 전극(235)의 너비는 상기 제1전극(231)의 너비보다 크거나 동일할 수 있다. 또한 상기 제1접합 전극(233)과 상기 제3접합 전극(235)의 너비는 서로 동일하거나 다를 수 있다.
상기 제1전극(231)는 상기 활성층(217) 및 제2도전형 반도체층(219)의 측면과 이격되며, 상기 제1도전형 반도체층(215)의 일부 영역(R1) 보다 작은 면적으로 접촉될 수 있다.
상기 반사 전극층(230)의 일부 아래에는 제2전극(232)이 형성될 수 있다. 상기 제2전극(232)의 아래에는 제2접합 전극(234)이 배치되고, 상기 제2접합 전극(234)의 아래에는 제4접합 전극(236)이 배치된다. 상기 제2전극(232)은 패드로 사용될 수 있으며, 상기 제2접합 전극(234)과 상기 제4접합 전극(236)은 상기 제2전극(232)과 상기 제2연결 전극(243) 사이를 서로 접합시켜 주게 된다. 상기 제2접합 전극(234)과 상기 제4접합 전극(236) 중 적어도 하나는 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2연결 전극(241,243)은 다른 실시 예에 개시된 연결 전극과 동일한 구성으로서, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 제2전극(232)은 상기 반사 전극층(232)의 아래에 접촉될 수 있으며, 상기 제2접합 전극(234) 및 제4접합 전극(236)과 전기적으로 연결된다. 발광 소자의 측 단면에서 볼 때, 상기 제2접합 전극(234) 및 상기 제4접합 전극(236)의 너비는 상기 제2전극(232)의 너비보다 작거나 동일할 수 있다. 또한 상기 제2접합 전극(234)과 상기 제4접합 전극(236)의 너비는 서로 동일하거나 다를 수 있다.
상기 제2전극(232)은 상기 반사 전극층(230)을 통해 상기 제2도전형 반도체층(219)과 물리적 또는/및 전기적으로 접촉될 수 있다. 상기 반사 전극층(230)에는 구멍이 형성되어, 상기 제2전극(232)의 일부가 배치될 수 있다. 상기 제2전극(232)은 전극 패드를 포함한다.
상기 제1전극 구조(231,233,235)와 상기 제2전극 구조(232,234,236)의 적층 구조는 동일한 적층 구조이거나, 서로 다른 적층 구조를 포함한다.
상기 제1전극(231) 및 상기 제2전극(232) 중 적어도 하나는 전극 패드로부터 분기된 암(arm) 또는 핑거(finger) 구조와 같은 전류 확산 패턴이 더 형성될 수 있다. 또한 상기 제1전극(231) 및 상기 제2전극(232)의 전극 패드는 하나 또는 복수로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 구조물(220) 내에 비아 구조를 통해 제1도전형 반도체층(215)를 노출시킨 후, 상기 제1전극(231)을 비아 구조로 연결할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제3접합 전극(235)의 아래에는 제2절연층(223)이 배치되며, 상기 제2절연층(223)의 일부는 상기 제1절연층(221)에 접촉될 수 있다. 상기 제2절연층(223)의 일부는 상기 제1 및 제3접합 전극(233,235)에 형성된 오픈 영역(P2)에 삽입되어, 상기 제2연결 전극(243)의 둘레에 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 제2절연층(223)은 상기 제2연결 전극(243)과 상기 제1 및 제3접합 전극(233,235) 사이를 이격시켜 주게 된다.
상기 제2절연층(223)은 상기 제1절연층(221)과 동일한 재질이거나, 다른 재질일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2절연층(223)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 및 황화물 중 적어도 하나로 형성된 절연물질 또는 절연성 수지를 포함한다. 상기의 절연성 수지는 폴리이미드 재질을 포함한다. 상기 제2절연층(223)은 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 제1절연층(221)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1전극 구조(231,233,235)의 아래 예컨대, 상기 제3접합 전극(235)의 아래에는 적어도 하나의 제1연결 전극(241)이 배치된다. 상기 제2전극 구조(232,234,236)의 아래 예컨대, 상기 제4접합 전극(236)의 아래에는 적어도 하나의 제2연결 전극(243)이 배치된다.
상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2연결 전극(243)은 전원을 공급하는 리드(lead) 기능과 방열 경로를 제공하게 된다. 상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2연결 전극(243)은 측 단면이 기둥 형상일 수 있으며, 예컨대 구형, 원 기둥 또는 다각 기둥과 같은 형상이거나 랜덤한 형상을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 다각 기둥은 등각이거나 등각이 아닐 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2연결 전극(243)의 상면 또는 하면 형상은 원형, 다각형을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2연결 전극(243)의 하면은 상면과 다른 면적으로 형성될 수 있으며, 예컨대 상기 하면 면적은 상면 면적보다 더 크거나 작을 수 있다.
상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2연결 전극(243) 중 적어도 하나는 상기 발광 구조물(220)의 하면 너비보다는 작게 형성될 수 있고, 상기 각 전극(231,232)의 하면 너비 또는 직경 보다는 크게 형성될 수 있다.
상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2연결 전극(243)의 직경 또는 너비는 1㎛~100,000㎛로 형성될 수 있으며, 그 높이는 1㎛~100,000㎛로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1연결 전극(241)의 두께는 상기 제2연결 전극(243)의 두께보다 더 두껍게 형성될 수 있으며, 상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2연결 전극(243)의 하면은 동일한 평면 (즉, 수평 면) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2연결 전극(241,243)의 두께 방향은 상기 발광 구조물(220)의 각 층의 두께 방향일 수 있다.
상기 제1연결 전극(241) 및 제2연결 전극(243)은 어느 하나의 금속 또는 합금을 이용하여 단일 층으로 형성될 수 있으며, 상기의 단일 층의 너비 및 높이는 1㎛~100,000㎛로 형성될 수 있으며, 예컨대 상기 단일층 층의 두께는 상기 제2전극(243)의 두께보다 더 두꺼운 높이로 형성될 수 있다.
상기 제1연결 전극(241) 및 제2연결 전극(243)은 Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta, Ti, W 및 이들 금속의 선택적 합금 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 제1연결 전극(241) 및 제2연결 전극(243)은 상기 제1전극(231) 및 제2전극(232)과의 접착력 향상을 위하여 In, Sn, Ni, Cu 및 이들의 선택적인 합금 중의 어느 한 금속으로 도금될 수 있다. 이때 도금두께는 1~100,000Å이 적용 가능하다.
상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2연결 전극(243)의 표면에는 도금층이 더 형성될 수 있으며, 상기 도금층은 Tin 또는 이의 합금, Ni 또는 이의 합금, Tin-Ag-Cu 합금으로 형성될 수 있으며, 그 두께는 0.5㎛~10㎛로 형성될 수 있다. 이러한 도금층은 다른 본딩층과의 접합을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2연결 전극(243)의 재질은 Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta, Ti, W 및 이들의 선택적인 합금으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1연결 전극(241)과 상기 제2연결 전극(243)은 상기 제1전극(231)와 상기 제2전극(232)과의 접착력을 위해 In, Sn, Ni, Cu 및 이들의 합금을 이용한 도금층을 포함할 수 있으며, 상기 도금층의 두께는 1~100,000Å로 형성될 수 있다. 상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2 연결 전극(243)은 솔더 볼 또는 금속 범프로 사용될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2연결 전극(243)의 재질은 Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta, Ti, W 및 이들의 선택적인 합금으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1연결 전극(241)과 상기 제2연결 전극(243)은 상기 제1전극(231)와 상기 제2전극(232)과의 접착력을 위해 In, Sn, Ni, Cu 및 이들의 합금을 이용한 도금층을 포함할 수 있으며, 상기 도금층의 두께는 1~100,000Å로 형성될 수 있다. 상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2 연결 전극(243)은 솔더 볼 또는 금속 범프와 같은 단일 금속으로 사용될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지 부재(251)는 발광 소자(162)를 지지하는 지지층으로 사용된다. 상기 지지 부재(251)는 절연성 재질로 형성되며, 상기 절연성 재질은 예컨대, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지층으로 형성된다. 다른 예로서, 상기 절연성 재질은 페이스트 또는 절연성 잉크를 포함할 수 있다. 상기 절연성 재질의 재질은 그 종류는 polyacrylate resin, epoxy resin, phenolic resin, polyamides resin, polyimides rein, unsaturated polyesters resin, polyphenylene ether resin (PPE), polyphenilene oxide resin (PPO), polyphenylenesulfides resin, cyanate ester resin, benzocyclobutene (BCB), Polyamido-amine Dendrimers (PAMAM), 및 Polypropylene-imine, Dendrimers (PPI), 및 PAMAM 내부 구조 및 유기-실리콘 외면을 갖는 PAMAM-OS(organosilicon)를 단독 또는 이들의 조합을 포함한 수지로 구성될 수 있다. 상기 지지부재(251)는 상기 제1절연층(221)과 다른 물질로 형성될 수 있다.
상기 지지 부재(251) 내에는 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 황화물과 같은 화합물들 중 적어도 하나가 첨가될 수 있다. 여기서, 상기 지지 부재(251) 내에 첨가된 화합물은 열 확산제일 수 있으며, 상기 열 확산제는 소정 크기의 분말 입자, 알갱이, 필러(filler), 첨가제로 사용될 수 있으며, 이하 설명의 편의를 위해 열 확산제로 설명하기로 한다. 여기서, 상기 열 확산제는 절연성 재질 또는 전도성 재질일 수 있으며, 그 크기는 1Å~100,000Å으로 사용 가능하며, 열 확산 효율을 위해 1,000Å~50,000Å로 형성될 수 있다. 상기 열 확산제의 입자 형상은 구형 또는 불규칙한 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 열 확산제는 세라믹 재질을 포함하며, 상기 세라믹 재질은 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic), 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic), 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), SiC, 흑연, 용융실리카(fusedsilica), 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite), 지르코니아(zirconia), 베릴리아(beryllia), 및 질화알루미늄(aluminum nitride) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 세라믹 재질은 질화물 또는 산화물과 같은 절연성 물질 중에서 열 전도도가 질화물이나 산화물보다 높은 금속 질화물로 형성될 수 있으며, 상기 금속 질화물은 예컨대, 열 전도도가 140 W/mK 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 세라믹 재질은 예컨대, SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, BN, Si3N4, SiC(SiC-BeO), BeO, CeO, AlN와 같은 세라믹 (Ceramic) 계열일 수 있다. 상기 열 전도성 물질은 C (다이아몬드, CNT)의 성분을 포함할 수 있다.
상기 지지 부재(251)는 세라믹 기반 지지층으로 형성되거나, 폴리이미드 재질로 형성되거나, 세라믹 기판 지지층의 아래에 폴리 이미드 재질을 더 형성하여 배치될 수 있다. 상기 폴리이미드는 고내열 재질로서, 발광 구조물(220)로부터 발생된 열과 본딩 과정에 전달되는 열에 대해 안정적이다. 상기 폴리이미드는 필름 형태로 제공될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지 부재(251)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 지지 부재(251)는 내부에 세라믹 물질의 분말을 포함함으로써, 지지 부재(251)의 강도는 개선되고, 열 전도율 또한 개선될 수 있다.
상기 지지 부재(251) 내에 포함된 열 확산제는 1~99wt/% 정도의 함량 비율로 첨가될 수 있으며, 효율적인 열 확산을 위해 50~99wt% 범위의 함량 비율로 첨가될 수 있다. 이러한 지지 부재(251) 내에 열 확산제가 첨가됨으로써, 내부에서의 열 전도율은 더 개선될 수 있다. 또한 상기 지지 부재(251)의 열 팽창 계수는 4-11 [x106/℃]이며, 이러한 열 팽창 계수는 상기 기판(211) 예컨대, 사파이어 기판과 동일하거나 유사한 열 팽창 계수를 갖게 되므로, 상기 기판 상에 형성되는 발광 구조물(220)과의 열 팽창 차이에 의해 웨이퍼가 휘어지거나 결함이 발생되는 것을 억제하여 발광 소자의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 지지 부재(251)의 하면 면적은 상기 기판(211)의 상면과 실질적으로 동일한 면적으로 형성될 수 있다. 상기 지지 부재(251)의 하면 면적은 상기 제1도전형 반도체층(215)의 상면 면적과 동일한 면적으로 형성될 수 있다. 또한 상기 지지 부재(251)의 하면 너비는 상기 기판(211)의 상면과 상기 제1도전형 반도체층(215)의 상면 너비와 동일한 너비로 형성될 수 있다. 이는 지지 부재(251)를 형성한 다음 개별 칩으로 분리함으로써, 상기 지지부재(251)과 상기 기판(211) 및 상기 제1도전형 반도체층(215)의 측면이 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
또한 발광 칩의 하면에서 볼 때, 상기 제1 및 제2연결 전극(241,243) 중 적어도 하나는 복수로 노출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 지지 부재(251)의 하면은 실질적으로 평탄한 면으로 형성되거나, 불규칙한 면으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 지지 부재(251)의 두께는 1㎛~100,000㎛ 범위에서 형성될 수 있으며, 다른 예로서 50㎛~1,000㎛ 범위로 형성될 수 있다.
상기 지지 부재(251)의 하면은 상기 제1전극(231) 및 상기 제2전극(232)의 하면보다 더 낮게 형성되고, 상기 제1연결 전극(241)의 하면, 상기 제2연결 전극(243)의 하면과 동일한 평면(즉, 수평 면) 상에 배치될 수 있다.
상기 지지 부재(251)는 상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2연결 전극(243)의 둘레 면에 접촉된다. 이에 따라 상기 제1연결 전극(241) 및 상기 제2연결 전극(243)로부터 전도된 열은 상기 지지 부재(251)를 통해 확산되고 방열될 수 있다. 이때 상기 지지 부재(251)는 내부의 열 확산제에 의해 열 전도율이 개선되고, 전 표면을 통해 방열을 수행하게 된다. 따라서, 상기 발광 소자(162)는 열에 의한 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
또한 상기 지지 부재(251)의 측면은 상기 발광 구조물(220) 및 상기 기판(211)의 측면과 동일한 평면 (즉, 수직 면) 상에 배치될 수 있다.
상기의 발광 소자(162)는 플립 방식으로 탑재되며, 기판(211)의 상면 방향으로 대부분의 광이 방출되고, 일부 광은 상기 기판(211)의 측면 및 상기 발광 구조물(220)의 측면을 통해 방출되기 때문에, 광 추출 효율 및 방열 효율은 개선될 수 있다.
도 18 내지 도 22는 제7실시 예를 나타낸 도면이다. 도 18은 제7실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이고, 도 19는 도 18의 발광 소자의 제1몸체의 평면도이며, 도 20은 도 18의 발광 소자의 발광 칩을 나타낸 저면도이고, 도 21은 도 20의 발광 칩의 B-B측 단면도이며, 도 22는 도 20의 발광 칩의 C-C측 단면도이다. 제7실시 예를 설명함에 있어서 상기에 개시된 실시 예와 동일한 부분은 상기의 실시 예에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
도 18 내지 도 22를 참조하여 설명하면, 발광 소자는 제1리드 프레임(321) 및 제2리드 프레임(331)을 포함하는 복수의 리드 프레임과, 상기 제1 및 제2리드 프레임(321,331)에 결합된 제1몸체(341)와, 개구부(355)를 갖고 상기 제1몸체(341) 위에 상기 제1몸체(341)와 다른 재질로 형성된 제2몸체(351)와, 상기 개구부(355) 내에 배치되고 상기 제1 및 제2리드 프레임(321,331)과 전기적으로 연결된 발광 칩(361)과, 상기 개구부(355)에 배치되고 상기 발광 칩(361)을 커버하는 투광성 수지층(371), 광학 렌즈(381)를 포함한다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(321,331)에는 리세스부 및/또는 구멍과 같은 결합 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1몸체(341)는 상기 제1 및 제2리드 프레임(321,331)에 결합되며, 5도 이상의 경사진 상면(347)을 갖고 형성된다. 상기 제1몸체(341)의 최대 두께는 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 상면으로부터 0.2mm~0.25mm 범위의 두께로 형성될 수 있고, 상기 발광 칩(161)의 최 하층의 반도체층의 하면보다는 낮은 높이로 형성될 수 있다.
상기 제1몸체(341)는 반사율이 투과율보다 높은 재질로 형성되며, 상기 제2몸체(151)는 상기 제1몸체(341) 위에 투과율이 반사율보다 높은 재질로 결합될 수 있으며, 이러한 재질은 제1실시 예를 참조하기로 한다. 상기 제2몸체(151)는 광학 렌즈(381)과의 결합을 위해 요철 구조(354,353)를 포함하며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2몸체(151)의 개구부(355)의 바닥에는 상기 제1몸체(141)가 배치되고 복수의 접촉 구멍(343,344)에 의해 제1 및 제2리드 프레임(321,331)이 노출된다. 상기 복수의 접촉 구멍(343,344)에는 제1 및 제2접촉 전극(367,368)을 통해 제1 및 제2연결 전극(365,366)과 연결된다. 상기 발광 칩(361)은 제1 및 제2연결 전극(365,366)을 통해 제1 및 제2리드 프레임(321,331)과 전기적으로 연결된다.
상기 개구부(355) 내에는 상기 발광 칩(361)이 배치되고, 투광성 수지층(371)이 채워진다. 상기 투광성 수지층(371)은 형광체가 첨가되거나, 별도의 형광체층이 상기 발광 칩(361) 상에 배치될 수 있다. 상기 개구부(355)의 둘레 측면(352)은 경사지거나 수직하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 투광성 수지층(371) 상에는 광학 렌즈(381)이 결합되며, 상기 광학 렌즈(381)은 광 출사면(382)와 전 반사면(382)를 포함한다.
도 19와 같이, 상기 복수의 접촉 구멍(343,344)은 제1 및 제2리드 프레임(321,331) 사이의 간극부(342)를 경계로 하여, 소정 간격을 갖고 배열된다. 여기서, 상기 간극부(342)는 상기 개구부(155)의 중심 라인에서 상기 제1리드 프레임(121)의 방향으로 돌출된 돌출부(337)를 포함하며, 상기 돌출부(337)는 상기 발광 칩(361)의 전극들을 분리시켜 주게 된다.
도 18 및 도 20을 참조하면, 발광 칩(361)은 제1연결 전극(365)에 연결된 복수의 제2전극(441)과, 상기 복수의 제2전극(441)의 둘레에 상기 제2연결 전극(365,366)에 연결된 제1전극(439)을 포함한다. 상기 복수의 제2전극(441)은 상기 제1전극(439)의 내측 영역에 배치된다.
상기 복수의 제2전극(441)은 나란하게 배열되며, 일정 간격으로 이격된 복수의 오목부(441A)를 갖는다. 상기 복수의 제2전극(441) 사이에 제1전극(439)의 일부가 배치될 수 있다.
상기 제1전극(439)은 발광 칩의 전 영역에 배치되며, 상기 복수의 제2전극(441) 사이에 배치된 브리지 전극(439B)과 상기 브리지 전극(439B)에 연결되며 상기 제2전극(441)의 오목부(441A)에 배치된 접촉부(439A)를 포함한다. 상기 제2전극(441)의 오목부(441A)는 반구형 형상으로 형성되며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 브리지 전극(439B)는 상기 제1전극(439) 및 상기 제2전극(441)의 상면보다 낮은 상면으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 21 및 도 22를 참조하면, 발광 칩(361)은 기판(411), 버퍼층(413), 저 전도층(415), 제1도전형 반도체층(421), 활성층(423), 제2도전형 반도체층(425), 제1전극층(431), 반사층(433), 절연층(437), 제1전극(439) 및 제2전극(441)을 포함할 수 있다.
상기 기판(411)은 투광성, 절연성 또는 도전성의 재질 중에서 선택적으로 형성될 수 있으며, 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga2O3, LiGaO3 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 기판(411)은 상면 및 하면 중 적어도 하나에 복수의 돌출부가 형성될 수 있으며, 그 두께는 30㎛~300㎛ 범위로 형성될 수 있다.
상기 기판(411) 위에는 버퍼층(413)이 형성될 수 있으며, 상기 버퍼층(413) 위에 저 전도층(415)이 형성되며, 상기 저 전도층(415)은 언도프드(undoped) 반도체층을 포함한다. 상기 저 전도층(415) 위에는 n형 도펀트를 갖는 제1도전형 반도체층(421)이 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(421)과 상기 활성층(423) 사이에는 제1클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(421) 또는 제1클래드층 위에는 활성층(423)이 형성된다. 상기 활성층(423)은 단일 우물, 단일 양자 우물, 다중 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선, 양자 점 구조 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 활성층(423) 위에는 제2도전형 반도체층(425)이 형성되며, 상기 제2도전형 반도체층(425)은 p형 도펀트를 포함한다. 상기 발광소자는 상기 제1도전형 반도체층(421), 활성층(423) 및 상기 제2도전형 반도체층(425)을 포함하는 층 구조를 발광 구조층(420)로 정의될 수 있다.
상기 발광 구조층(420) 내에서 상기의 제1도전형과 제2도전형의 층들(421,425)의 전도성 타입은 반대로 형성될 수 있다. 상기 발광 구조층(420)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 적어도 한 구조를 포함할 수 있다. 상기 n-p 및 p-n 접합은 2개의 층 사이에 활성층이 배치되며, n-p-n 접합 또는 p-n-p 접합은 3개의 층 사이에 적어도 하나의 활성층을 포함하게 된다.
상기 발광 구조층(420) 위에 제1전극층(431), 반사층(433), 제2전극층(435), 절연층(437) 및 제2전극(441)이 배치되고, 일부 위에는 제2전극(439)이 배치된다. 상기 제1전극층(431)은 전류 확산층으로서, 투과성 및 전기 전도성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(431)은 화합물 반도체층의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 투과성 전극층으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(431)은 제2도전형 반도체층(425)의 상면에 형성되며, 금속 산화물, 또는 금속 질화물 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 제1전극층(431)은 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), ZnO, IrOx, RuOx, NiO 등 중에서 선택되며, 적어도 한 층으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(431)은 예컨대, Al, Ag, Pd, Rh, Pt, Ir 중 적어도 하나 또는 합금을 광이 투과될 수 있는 정도로 얇게 형성할 수 있으며, 예컨대 50Å 이하, 예컨대 10 Å로 형성할 수 있다.
상기 제1전극층(431) 위에는 반사층(433)이 형성되며, 상기 반사층(433)은 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)을 포함하며, 예컨대 은(Ag)보다는 반사율이 높은 알루미늄(Al)를 포함할 수 있다.
상기 반사층4(33) 위에는 제2전극층(345)이 배치되며, 상기 제2전극층(435)은 금속층 예컨대, 베리어 금속층으로 형성될 수 있다. 상기 제2전극층(435)은 Ti, W, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 제2전극층(435)은 예컨대, TiW(Titanium Tungsten) 와 같은 합금으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1전극층(431), 상기 반사층(433) 및 상기 제2전극층(435)의 적층 구조는 ITO/Ag/TiW의 적층 구조일 수 있다. 상기 제1전극층(431)은 제거될 수 있다.
도 21과 같이, 발광 구조층(420) 내에 적어도 하나의 리세스(419)가 배치되고, 상기 적어도 하나의 리세스(419)는 상기 제2도전형 반도체층(425)부터 상기 제1도전형 반도체층(421)의 일부가 노출될 때까지의 깊이로 형성될 수 있다. 상기 리세스(419)는 복수개가 서로 이격되어 있을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 절연층(437)은 상기 제2전극층(435) 상에 배치되며, 상기 리세스(419)의 둘레에 연장된다. 상기 리세스(419)에 배치된 상기 절연층(437)의 내에는 홀이 형성되며, 상기 홀에는 제1전극(440)의 일부(439A)가 배치된다. 상기 제1전극(439)의 일부(439A)은 비아 구조로 상기 제1도전형 반도체층(421)과 물리적으로 접촉된다.
상기 절연층(437)은 상기 제1전극(439)과 상기 발광 구조층(420) 사이의 측벽에도 형성될 수 있다. 상기 절연층(437)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr과 같은 물질의 산화물, 질화물, 불화물, 황화물 등 절연물질 또는 절연성 수지를 포함한다. 상기 절연층(437)은 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 절연층(437)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 절연층(444)은 다른 재질로서, 비전도성의 금속 화합물 예컨대, 플루오린화(fluoride) 금속 화합물을 포함하며, 예컨대 MxFy로 형성될 수 있다. 상기 M은 Ga, Mg, Al와 같은 금속 또는 전이 금속 중 적어도 하나를 포함하며, x는 1-3 범위에 있으며, y는 2 또는 3이 될 수 있다. 상기 플루오린화 전이 금속 화합물은 MgF2, AlF3, GaF3을 포함한다.
발광 구조층(420) 위에는 제1전극층(431)이 배치되고, 상기 제1전극층(431) 위에는 반사층(433)이 배치되며, 상기 반사층(433) 위에는 제2전극층(435)이 배치된다. 상기 반사층(433)은 상기 발광 구조층(420) 상부 영역 중에서 거의 80% 이상의 영역을 커버할 수 있으며, 이러한 반사층(433)은 접착층에 의해 접착력이 개선될 수 있다. 상기 제2전극층(435)은 상기 제1전극층(431) 및 반사층(433)의 측면에도 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2전극층(435) 위에는 제2전극(441)이 배치되며, 상기 제2전극(441)은 하나 이상으로 분기된 암(Arm) 패턴을 갖고, 서로 연결된 구조로 형성될 수 있다. 상기 발광 구조층(420) 상에 제1전극(439)과 제2전극(441)의 상면이 실질적으로 동일 평면 상에 배치됨으로써, 플립 방식으로 탑재될 수 있다.
상기 제1전극(439) 및 제2전극(441)은 Cr, Ti, Co, Ni, V, Hf, Ag, Al, Ru, Rh, Pt, Pd, Ni, Mo, W, La, Ta, Ti 및 이들의 선택 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1전극(439) 및 제2전극(441)은 동일한 금속 적층 구조로 형성될 수 있으며, 예컨대 Cr/NiAl/Au의 적층 구조로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(361)는 활성층(423)로부터 방출된 일부 광은 상기 반사층(433)에 의해 반사되어, 기판(411) 방향과 측벽 방향으로 추출된다.
실시예에 따른 발광 소자는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 23 및 도 24에 도시된 표시 장치, 도 25에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 23은 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 23을 참조하면, 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 모듈(1031)와, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 상기 광원 모듈(1031)로부터 제공된 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl methacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 배치되어 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 광원 모듈(1031)은 상기 바텀 커버(1011) 내에 적어도 하나가 배치되며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 광원 모듈(1031)은 회로 기판(1033)와 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광소자(1035)를 포함하며, 상기 발광소자(1035)는 광학렌즈가 결합되며 상기 회로 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다. 상기 회로 기판은 인쇄회로기판(printed circuit board)일 수 있지만, 이에 한정하지 않는다. 또한 상기 회로 기판(1033)은 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광소자(1035)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 회로 기판(1033)는 제거될 수 있다. 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다. 따라서, 발광소자(1035)에서 발생된 열은 방열 플레이트를 경유하여 바텀 커버(1011)로 방출될 수 있다.
상기 복수의 발광소자(1035)는 상기 회로 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광소자(1035)는 상기 도광판(1041)의 일 측면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 상기 표시 패널(1061)로 공급함으로써, 상기 표시 패널(1061)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버(미도시)와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 상기 광원 모듈(1031)로부터 제공된 광을 투과 또는 차단시켜 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비전과 같은 영상 표시 장치에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장 이상의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트(diffusion sheet), 수평 및 수직 프리즘 시트(horizontal/vertical prism sheet), 및 휘도 강화 시트(brightness enhanced sheet) 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 상기 표시 패널(1061)로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광원 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 24는 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 24를 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 실시 예의 발광소자(1124)가 어레이된 회로 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 회로 기판(1120)와 상기 광학렌즈가 결합된 발광소자(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.
상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(Poly methy methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 상기 표시 패널(1155)으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 25은 실시 예에 따른 조명소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 25와 같이, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광 소자를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합되고, 상기 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
상기 커버(2100)의 내면에는 확산재를 갖는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 이러한 유백색 재료를 이용하여 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛을 산란 및 확산되어 외부로 방출시킬 수 있다.
상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 발광 소자(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 조명소자(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 조명소자(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.
상기 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(2300)는 상기 커버(2100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(2400)와 상기 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(2230)와 상기 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(2400)는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다.
상기 전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(2200)로 제공한다. 상기 전원 제공부(2600)는 상기 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 상기 홀더(2500)에 의해 상기 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다.
상기 가이드부(2630)는 상기 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(2630)는 상기 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 직류변환장치, 상기 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 연장부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(2670)는 전선을 통해 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10,100: 발광 소자
21,31,121,131,321,331: 리드 프레임
41,141,341: 제1몸체
51,151,351: 제2몸체
61,161,162,361: 발광 칩
71,171,172,173: 투광성 수지층
81,181,381: 광학 렌즈
191,192: 형광체층
21,31,121,131,321,331: 리드 프레임
41,141,341: 제1몸체
51,151,351: 제2몸체
61,161,162,361: 발광 칩
71,171,172,173: 투광성 수지층
81,181,381: 광학 렌즈
191,192: 형광체층
Claims (20)
- 제1본딩 영역을 갖는 제1리드 프레임;
상기 제1리드 프레임으로부터 이격되며 제2본딩 영역을 갖는 제2리드 프레임;
상기 제1 및 제2리드 프레임의 제1 및 제2본딩 영역이 개방되며, 상기 제1 및 제2리드 프레임에 결합된 제1몸체;
개구부를 갖고, 상기 제1몸체 상에 배치된 제2몸체;
상기 제1 및 제2리드 프레임 사이에 간극부;
상기 제1리드 프레임의 제1본딩 영역에 연결된 제1연결 전극, 상기 제2리드 프레임의 제2본딩 영역에 연결된 제2연결 전극, 및 복수의 화합물 반도체층을 갖는 발광 칩; 및
상기 제2몸체의 개구부에 배치되며, 상기 발광 칩의 둘레에 배치된 투광성 수지층을 포함하며,
상기 제1몸체는 투과율보다 반사율이 높은 재질로 형성되며,
상기 제2몸체는 반사율보다 투과율이 높은 재질로 형성되며,
상기 제1몸체의 내측 영역은 상기 발광 칩의 아래에 연장되며,
상기 제1 및 제2리드 프레임의 제1 및 제2본딩 영역은 상기 발광 칩과 수직 방향으로 오버랩되는 영역 내에 배치되는 발광 소자. - 제1항에 있어서, 상기 제1몸체는 상기 제1 및 제2리드 프레임의 상면에 대해 2도 내지 5도 범위의 각도로 경사진 상면을 포함하는 발광 소자.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2리드 프레임 중 적어도 하나에는 상기 제1 및 제2리드 프레임의 상면보다 낮은 깊이로 오목한 리세스부를 포함하며,
상기 리세스부에는 상기 제1몸체의 내측 영역이 배치되며,
상기 리세스부는 상기 개구부의 아래에 배치되는 발광 소자. - 제3항에 있어서, 상기 제1몸체의 내측 영역은 상기 경사진 상면이 연장되는 발광 소자.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제2몸체는 상기 리세스부에 배치되는 발광 소자.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 리세스부의 일부는 상기 발광 칩 아래에 배치되는 발광 소자.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1몸체의 고점 위치는 상기 발광 칩의 복수의 화합물 반도체층 중 최하층 보다 낮은 높이로 형성되는 발광 소자.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1몸체는 상기 제1본딩 영역을 개방하는 제1접촉 구멍, 상기 제2본딩 영역을 개방하는 제2접촉 구멍을 포함하며,
상기 제1몸체의 제1접촉 구멍에 상기 제1연결 전극에 연결된 제1접촉 전극 및 상기 제2접촉 구멍에 상기 제2연결 전극에 연결된 제2접촉 전극을 포함하는 발광 소자. - 제8항 있어서, 상기 제1 및 제2본딩 영역은 상기 제1 및 제2리드 프레임에 복수개가 서로 이격되는 발광 소자.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 간극부는 상기 개구부 아래에서 상기 제1몸체의 내측 영역과 연결되는 발광 소자.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1몸체의 내측 영역은 상기 제1 및 제2리드 프레임의 상면보다 상기 발광 칩에 가깝게 돌출되는 발광 소자.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1몸체의 내측 영역은 플랫한 면, 경사진 면, 및 오목한 곡면 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 칩 상에 형광체층을 포함하는 발광 소자.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투광성 수지층 및 상기 제2몸체 상에 광학 렌즈를 포함하는 발광 소자.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 칩은 상기 제1 및 제2연결 전극의 둘레에 절연성의 지지 부재를 포함하는 발광 소자.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1몸체는 상기 발광 칩으로부터 방출된 광에 대해 70% 이상의 반사율을 갖는 수지 재질로 형성되며, 상기 제2몸체는 상기 발광 칩으로부터 방출된 광의 70% 이상을 투과시키는 수지 재질을 포함하는 발광 소자.
- 제16항에 있어서, 상기 제1몸체와 상기 제2몸체는 서로 다른 재질인 발광 소자.
- 제16항에 있어서, 상기 제1몸체는 백색 수지 재질을 포함하며, 상기 제2몸체는 투광성의 실리콘 또는 에폭시 수지 재질을 포함하는 발광 소자.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개구부의 바닥은 상기 제1 및 제2본딩 영역의 면적보다 상기 제1몸체의 내측 영역의 면적이 더 넓은 발광 소자.
- 청구항 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 발광 소자를 갖는 조명 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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