KR101936228B1 - 발광소자 및 이를 구비한 조명 시스템 - Google Patents
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Abstract
실시 예는 발광 소자에 관한 것이다.
캐비티를 갖는 몸체; 상기 몸체의 캐비티에 적어도 일부가 배치된 복수의 리드 프레임; 상기 캐비티에 배치되며, 상기 복수의 리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광 칩; 상기 발광 칩을 덮는 몰딩 부재; 및 상기 몸체 내에 배치되며 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나와 연결되며, 상기 복수의 리드 프레임의 금속보다 반응성이 높은 희생 금속을 포함하는 저장부를 포함한다.
캐비티를 갖는 몸체; 상기 몸체의 캐비티에 적어도 일부가 배치된 복수의 리드 프레임; 상기 캐비티에 배치되며, 상기 복수의 리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광 칩; 상기 발광 칩을 덮는 몰딩 부재; 및 상기 몸체 내에 배치되며 상기 복수의 리드 프레임 중 적어도 하나와 연결되며, 상기 복수의 리드 프레임의 금속보다 반응성이 높은 희생 금속을 포함하는 저장부를 포함한다.
Description
실시 예는 발광소자 및 이를 구비한 조명 시스템에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
실시 예는 리드 프레임의 금속보다 반응성이 높은 금속을 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 각 리드 프레임에 접촉되는 몸체 내에 상기 리드 프레임 보다 반응성이 높은 금속을 배치한 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 반응성이 높은 금속에 의해 리드 프레임의 변색 방지 및 습기 침투를 억제할 수 있도록 한 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자는 지지부와 상기 지지부 상에 배치되며 캐비티를 갖는 반사부를 포함하는 몸체; 상기 몸체의 캐비티에 적어도 일부가 배치되며 서로 이격되어 배치되는 제1리드 프레임과 제2리드 프레임을 포함하는 리드 프레임; 상기 캐비티에 배치되며, 상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임과 와이어에 의해 연결된 적어도 하나의 발광 칩; 상기 몸체 내에 배치되는 제1저장부 및 제2저장부; 및 상기 제1리드 프레임과 상기 제1저장부를 연결하는 제1연결부와 상기 제2리드 프레임과 상기 제2저장부를 연결하는 제2연결부를 포함하고, 상기 제1저장부 및 상기 제2저장부와 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부는 상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임보다 이온화 경항이 높은 물질을 포함하며, 상기 제1저장부 및 상기 제2저장부의 하면은 상기 몸체의 하면에 배치된 상기 리드 프레임과 접촉할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 제1리드 프레임; 상기 제1리드 프레임과 이격되어 배치되는 제2리드 프레임을 포함하는 리드 프레임; 상기 리드 프레임 상에 캐비티를 포함하는 몸체; 상기 캐비티 내에 배치되며, 상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광 칩; 상기 몸체의 일측면으로 일부가 개방된 제1수납영역과 상기 몸체의 타측면으로 일부가 개방된 제2수납영역; 상기 제1수납 영역과 결합되는 제1저장부와 상기 제2수납 영역과 결합되는 제2저장부가 구비된 저장부를 포함하고, 상기 저장부는 상기 리드 프레임보다 이온화 경향이 큰 물질을 포함하고, 상기 저장부는 상기 리드 프레임의 상면과 접촉할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 캐비티를 포함하는 몸체; 상기 몸체의 캐비티에 적어도 일부가 서로 이격되어 배치되는 제1리드 프레임과 제2리드 프레임을 포함하는 리드 프레임; 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임 사이에 배치되는 방열 프레임; 상기 캐비티에 배치되며, 상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광 칩; 상기 방열 프레임과 상기 리드 프레임 사이에 배치되는 복수의 간극부; 및 상기 간극부 아래에 배치되는 저장부를 포함하고, 상기 저장부는 상기 리드 프레임보다 이온화 경향이 큰 물질을 포함하고, 상기 간극부는 상기 리드 프레임 상부로 돌출되고, 상기 리드 프레임 상부로 돌출된 상기 간극부의 너비는 상기 리드 프레임과 상기 방열 프레임 사이에 배치된 상기 간극부의 너비보다 클 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 제1리드 프레임; 상기 제1리드 프레임과 이격되어 배치되는 제2리드 프레임을 포함하는 리드 프레임; 상기 리드 프레임 상에 캐비티를 포함하는 몸체; 상기 캐비티 내에 배치되며, 상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광 칩; 상기 몸체의 일측면으로 일부가 개방된 제1수납영역과 상기 몸체의 타측면으로 일부가 개방된 제2수납영역; 상기 제1수납 영역과 결합되는 제1저장부와 상기 제2수납 영역과 결합되는 제2저장부가 구비된 저장부를 포함하고, 상기 저장부는 상기 리드 프레임보다 이온화 경향이 큰 물질을 포함하고, 상기 저장부는 상기 리드 프레임의 상면과 접촉할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 캐비티를 포함하는 몸체; 상기 몸체의 캐비티에 적어도 일부가 서로 이격되어 배치되는 제1리드 프레임과 제2리드 프레임을 포함하는 리드 프레임; 상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임 사이에 배치되는 방열 프레임; 상기 캐비티에 배치되며, 상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광 칩; 상기 방열 프레임과 상기 리드 프레임 사이에 배치되는 복수의 간극부; 및 상기 간극부 아래에 배치되는 저장부를 포함하고, 상기 저장부는 상기 리드 프레임보다 이온화 경향이 큰 물질을 포함하고, 상기 간극부는 상기 리드 프레임 상부로 돌출되고, 상기 리드 프레임 상부로 돌출된 상기 간극부의 너비는 상기 리드 프레임과 상기 방열 프레임 사이에 배치된 상기 간극부의 너비보다 클 수 있다.
실시 예에 따른 조명 시스템은 상기의 발광 소자가 배치된 기판을 포함한다.
실시 예는 내습성의 발광 소자를 제공할 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 리드 프레임의 변색을 방지할 수 있다.
실시 예는 발광 칩 및 이를 구비한 발광 소자의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자를 구비한 조명 시스템의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광소자의 측 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자에 있어서, 연결부의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 발광 소자에 있어서, 연결부의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 제2실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 5는 제3실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도로서, 저장부의 결합 전 상태도이다.
도 6은 도 5의 발광 소자에 있어서, 저장부를 결합한 도면이다.
도 7은 제4실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 8는 제5실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 9는 제6실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 발광 소자의 측 단면도이다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 조명 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 발광 소자에 있어서, 연결부의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 발광 소자에 있어서, 연결부의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 제2실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 5는 제3실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도로서, 저장부의 결합 전 상태도이다.
도 6은 도 5의 발광 소자에 있어서, 저장부를 결합한 도면이다.
도 7은 제4실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 8는 제5실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 9는 제6실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 10은 도 9의 발광 소자의 측 단면도이다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 조명 장치를 나타낸 도면이다.
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 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자에 대해 설명한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광소자의 측 단면도이며, 도 2는 도 1의 발광 소자에 있어서, 연결부의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 발광 소자(10)는 몸체(11), 제1 및 제2리드 프레임(12,13)을 갖는 적어도 2개의 리드 프레임, 상기 리드 프레임(12,13)의 금속 재질보다 반응성이 큰 금속인 희생금속이 저장된 저장부(18,19), 상기 저장부(18,19)와 적어도 하나의 리드 프레임과 연결되는 연결부(18-1,19-1), 적어도 하나의 리드 프레임 위에 적어도 하나의 발광 칩(15) 및 몰딩 부재(17)를 포함한다.
상기 몸체(11)는 절연 재질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), LCP(Liquid Crystal Polymer), PA9T(Polyamide9T)와 같은 수지 재질, 금속을 포함하는 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 몸체(11)는 반사율이 높고 상기 리드 프레임(12,13)과의 사출 성형이 용이한 수지 재질 예컨대, PPA 및 실리콘 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 설명하기로 한다.
상기 몸체(11)는 지지부(11A)와 반사부(11B)를 포함하며, 상기 지지부(11A)와 상기 반사부(11B) 사이에 상기 제1리드 프레임(12)과 제2리드 프레임(13)의 적어도 일부가 배치된다.
상기 지지부(11A)는 상기 제1리드 프레임(12)와 제2리드 프레임(13)을 지지하며, 상기 반사부(11B)는 상부가 개방된 캐비티(11C)를 형성하게 된다. 상기 캐비티(11C)는 상부가 개방된 오목한 형상 또는 리세스 형상을 포함한다. 상기 몸체(11)에는 상기의 캐비티(11C)가 형성되지 않을 수 있다.
상기 몸체(11)의 상측에는 캐쏘드 마크(cathode mark)가 형성될 수 있다. 상기 캐쏘드 마크는 상기 발광 소자(10)의 제1 리드 프레임(12) 또는 제2 리드 프레임(13)을 구분하여, 상기 제1,2 리드 프레임(12,13)의 극성의 방향에 대한 혼동을 방지할 수 있다.
상기 캐비티(11C)의 바닥부에는 복수의 리드 프레임(12,13) 및 상기 복수의 리드 프레임(12,13)을 분리하는 간극부가 배치된다. 상기 간극부는 상기 복수의 리드 프레임(12,13)을 물리적으로 분리시켜 주어, 복수의 리드 프레임(12,13) 간의 전기적인 간섭을 차단하게 된다. 상기 캐비티(11C)는 소자 탑측에서 볼 때, 원 형상, 타원 형상, 다각형 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 간극부는 상기 몸체(11)의 재질과 동일한 재질이거나, 다른 절연성 재질을 포함할 수 있다.
상기 복수의 리드 프레임(12,13)은 적어도 2개가 전기적으로 분리되며, 소정 두께를 갖는 금속 플레이트로 형성될 수 있으며, 상기 금속 플레이트의 표면에 다른 금속층이 도금될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 복수의 리드 프레임(12,13)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 있다. 또한, 상기 제1, 2리드 프레임(12,13)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2리드 프레임(12,13)의 두께는 0.8mm~3mm로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 및 제2리드 프레임(12,13)은 철(Fe), 또는 구리(Cu), 철 합금, 구리 합금과 같은 금속 중에서 적어도 하나의 제1층과, 상기 제1층의 표면에 니켈(Ni), 주석(Sn), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 상기의 금속 중 어느 하나를 갖는 합금과 같은 제2층이 코팅될 수 있다. 상기 제1층은 내층 금속이라 정의할 수 있고, 상기 제2층은 외층 금속으로 정의할 수 있다.
상기 제1리드 프레임(12)은 캐비티(11C)의 바닥에 배치되며 상기 몸체(11)의 제1측면(S1)에 인접한 상기 지지부(11A)와 반사부(11B) 사이로 관통된 제1프레임부(12-1)와, 상기 제1프레임부(12-1)에 연결되며 상기 몸체(11)의 제1측면(S1)에 배치된 제2프레임부(12-2)와, 상기 제2프레임부(12-2)에 배치되는 제3프레임부(12-3)를 포함한다. 상기 제3프레임부(12-3)는 전원을 공급하는 제1리드(Lead)로 사용될 수 있다.
상기 제2리드 프레임(13)은 캐비티(11C)의 바닥에 배치되며 상기 몸체(11)의 제2측면(S2)에 인접한 상기 지지부(11A)와 반사부(11B) 사이로 관통된 제4프레임부(13-1)와, 상기 제4프레임부(13-1)에 연결되며 상기 몸체(11)의 제2측면(S2)에 배치된 제5프레임부(13-2)와, 상기 제2프레임부(13-1)에 배치되는 제6프레임부(13-3)를 포함한다. 상기 제6프레임부(13-3)는 전원을 공급하는 제2리드로 사용될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(12)의 제3프레임부(12-1)와 상기 제2리드 프레임(13)의 제6프레임부(13-3)는 상기 몸체(11)의 지지부(11A) 아래에 배치되거나, 지지부(11A)로부터 이격되어 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 몸체(11)의 제1측면(S1)과 제2측면(S2)는 서로 반대측 면 또는 서로 인접한 면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 복수의 리드 프레임(12,13)의 적어도 일부는 캐비티(11C)의 바닥부에 배치되며, 상기 캐비티(11C) 내에는 발광 칩(15)이 배치된다. 상기 발광 칩(15)은 복수의 리드 프레임(11,12) 중 적어도 하나의 위에 배치 예컨대, 상기 제1리드 프레임(12) 상에 탑재되며, 상기 제1 및 제2리드 프레임(12,13)과 와이어(16)로 연결된다. 상기 제1리드 프레임(12) 및 제2리드 프레임(13)은 상기 발광 칩(15)으로부터 발생된 열을 외측 방향 및 하 방향으로 전도하여 방열하게 된다.
상기 발광 칩(15)은 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 가시광선 대역 또는 자외선(Ultra Violet) 대역을 발광하는 다이오드로 구현될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한 상기 발광 칩(15)은 칩 내의 두 전극이 평행하게 배치된 수평형 칩, 또는 칩 내의 두 전극이 서로 반대 측면에 배치된 수직형 칩으로 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 수평형 칩은 적어도 2개의 와이어로 연결될 수 있고, 수직형 칩은 적어도 1개의 와이어에 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 캐비티(11C)에는 몰딩 부재(17)가 형성되며, 상기 몰딩 부재(17)는 에폭시 또는 실리콘과 같은 투광성의 수지 재질을 포함할 수 있다. 또한 상기 몰딩 부재(17)에는 형광체 또는 확산제가 선택적으로 첨가될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 형광체는 예를 들면, YAG 계열, 실리케이트(Silicate)계열, 또는 TAG 계열의 형광 물질을 포함할 수 있다. 상기 몰딩 부재(17) 위에는 렌즈가 형성될 수 있으며, 상기 렌즈는 오목한 렌즈 형상, 볼록한 렌즈 형상, 일정 부분이 오목하고 다른 부분이 볼록한 형상의 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 몸체(11) 내에는 적어도 하나의 저장부(18,19)가 배치되며, 상기 저장부(18,19)는 적어도 하나의 리드 프레임(12,13)과 연결부(18-1,19-1)로 연결될 수 있다. 실시 예는 설명의 편의를 위해 상기 제1리드 프레임(12)에 연결되는 제1연결부(18-1)와, 상기 제1연결부(18-1)에 제1저장부(18)가 연결되며, 상기 제2리드 프레임(13)에 연결되는 제2연결부(19-1)와, 상기 제2연결부(19-1)에 제2저장부(19)가 연결된다. 상기 저장부(18,19)는 상기 캐비티(11C)로부터 이격된다.
상기 제1저장부(18)는 몸체(11)의 지지부(11A) 내에 배치되며, 제1연결부(18-1)에 의해 상기 제1리드 프레임(12)의 제1프레임부(12-1)의 표면 예컨대, 하면과 연결된다. 상기 제1연결부(18-1)는 직경이 30-50㎛의 직경이나 너비를 갖는 케이블 또는 파이프와 같은 구조를 비아 또는 쓰루 홀 형태로 배치되며, 복수로 배치될 수 있다. 상기 제1연결부(18-1)는 도 2와 같이 복수의 쓰루 홀이 서로 이격되어 배치될 수 있다. 다른 예로서, 또한 상기 제1연결부(18-1)는 제1희생 금속일 수 있다.
상기 제1저장부(18)에는 상기 제1리드 프레임(12)보다 반응성이 높은 제1희생 금속이 배치된다. 상기 제1연결부(18-1) 내에는 상기 제1희생 금속이 배치되거나, 공극 영역으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1연결부(18-1)가 금속 재질인 경우, 습기를 가이드하는 유로 역할을 할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 실시 예는 상기 제1저장부(18)와 상기 제1연결부(18-1)에 제1희생 금속이 형성된 예로 설명하기로 한다.
상기 제1희생 금속은 상기 제1리드 프레임(12)의 금속보다 반응성이 높은 금속이거나, 희생 양극, 또는 음극화 보호 금속으로 정의될 수 있다. 상기 제1희생 금속은 전자를 잃고 산화되기 쉬운 금속 즉, 산소와 결합하거나 전자를 쉽게 잃거나, 이온화 경향이 높은 금속으로 정의될 수 있다. 상기 제1희생 금속은 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 아연(Zn) 중 적어도 하나 또는 이들 중 어느 하나를 갖는 합금 중에서 선택적으로 형성될 수 있다.
상기 제1저장부(18)는 상기 몸체(11)의 제1측면(S1)과 소정 거리(D1) 예컨대, 200㎛-300㎛ 범위로 이격될 수 있으며, 상기 제1저장부(18)와 상기 제1리드 프레임(12) 사이의 간격(D2)은 150㎛-200㎛ 범위로 설정될 수 있다.
상기 제1저장부(18)는 제1연결부(18-1)를 통해 상기 제1리드 프레임(12)과 접촉되므로, 상기 제1연결부(18-1) 내에 형성된 제1희생 금속은 상기 제1리드 프레임(12)의 하면과 접촉된다. 상기 제1희생 금속은 상기 제1리드 프레임(12)의 하면으로 침투하는 습기와 반응하여, 상기 습기가 상기 제1리드 프레임(12)을 통해 상기 캐비티(11C)의 바닥까지 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 상기 제1리드 프레임(12)의 변색을 방지하고 상기 발광 칩(15)의 전기적인 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.
상기 제2저장부(19)는 몸체(11)의 지지부(11A) 내에 배치되며, 제2연결부(19-1)에 의해 상기 제2리드 프레임(13)의 제4프레임부(13-1)의 하면과 연결된다. 상기 제2연결부(19-1)는 직경이 30-50㎛의 직경이나 너비를 갖는 케이블 또는 파이프와 같은 구조를 비아 또는 쓰루 홀 형태로 배치되며, 복수로 배치될 수 있다. 상기 제2연결부(19-1)는 도 2와 같이 복수의 쓰루 홀이 서로 이격되어 배치될 수 있다. 다른 예로서, 또한 상기 제2연결부(19-1)는 제2희생 금속일 수 있다.
상기 제2저장부(19)에는 상기 제2리드 프레임(13)보다 반응성이 높은 제2희생 금속이 배치된다. 상기 제2연결부(19-1) 내에는 상기 제2희생 금속이 배치되거나, 공극 영역으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제2연결부(19-1)가 금속 재질인 경우, 습기를 가이드하는 유로 역할을 할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 실시 예는 상기 제2저장부(19)와 상기 제2연결부(19-1)에 제2희생 금속이 배치된 예로 설명하기로 한다.
상기 제2희생 금속은 상기 제2리드 프레임(13)의 금속보다 반응성이 높은 금속이거나, 희생 양극, 또는 음극화 보호 금속으로 정의될 수 있다. 상기 제2희생 금속은 전자를 잃고 산화되기 쉬운 금속 즉, 산소와 결합하거나 전자를 쉽게 잃거나, 이온화 경향이 높은 금속으로 정의될 수 있다. 상기 제2희생 금속은 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 아연(Zn) 중 적어도 하나 또는 이들 중 어느 하나를 갖는 합금 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 제1희생 금속과 상기 제2희생 금속은 동일한 금속 재질이거나 다른 금속 재질일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제2저장부(19)는 제2연결부(19-1)를 통해 상기 제2리드 프레임(13)의 하면과 접촉되며, 상기 제2연결부(19-1)에 형성된 상기 제2희생 금속은 상기 제2리드 프레임(13)의 하면과 접촉된다. 상기 제2희생 금속은 상기 제2리드 프레임(13)의 하면으로 침투하는 습기와 반응하여, 상기의 습기가 상기 제2리드 프레임(13)을 통해 상기 캐비티의 바닥까지 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 상기 제2리드 프레임(13)의 변색을 방지하고 상기 발광 칩의 전기적인 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.
상기 제1희생 금속와 상기 제2희생 금속은 상기 제1 및 제2리드 프레임(12,13)의 제2층의 금속 예컨대, 니켈(Ni), 주석(Sn), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag) 중 적어도 하나의 금속보다 반응성이 높은 금속 예컨대, 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe) 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
금속의 반응 서열은 다음과 같다.
K＞Ca＞Na＞Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Ni＞Sn＞Pb＞(H)＞Cu＞Hg＞Ag＞Pt＞Au
상기의 반응 서열은 칼륨(K) 방향으로 갈수록 산화가 잘되는 금속이다. 이에 따라 니켈(Ni) 또는 구리(Cu)보다 반응성이 높은 희생 금속(18,19)을 상기 제1리드 프레임(12) 및 제2리드 프레임(13)의 표면에 접촉되도록 배치하여, 상기 제1리드 프레임(12) 및 제2리드 프레임(13)을 통해 침투하는 습기에 쉽게 반응하여 산화되고 상기 제1리드 프레임(12) 및 제2리드 프레임(13)보다 더 빨리 부식될 수 있다. 이에 따라 상기 제1리드 프레임(12) 및 제2리드 프레임(13)의 변색을 방지할 수 있다. 이에 따라 발광 소자의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 3은 도 1의 발광 소자에 있어서, 연결부의 다른 예이다.
도 3을 참조하면, 제1리드 프레임(12)의 하면에는 스트라이프(Stripe) 형상을 갖는 제1연결부(18-1)가 연결되며, 제2리드 프레임(13)의 하면에는 스트라이프 형상을 갖는 제2연결부(19-1)가 연결된다. 상기 제1연결부(18-1)에는 제1희생 금속이 포함되거나, 제1희생 금속으로 이루어질 수 있으며, 상기 제2연결부(19-1)에는 제2희생 금속이 포함되거나, 제2희생 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 제1연결부(18-1)는 상기 제1리드 프레임(12)의 제1프레임부(12-1)의 하면 너비와 동일한 길이로 형성됨으로써, 상기 제1리드 프레임(12)의 하면을 통해 침투하는 습기를 차단할 수 있다.
상기 제2연결부(19-1)는 상기 제2리드 프레임(13)의 제4프레임부(13-1)의 하면 너비와 동일한 길이로 형성됨으로써, 상기 제1리드 프레임(12)의 하면을 통해 침투하는 습기를 차단할 수 있다.
도 4는 제2실시 예에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 4를 참조하면, 발광 소자는 몸체(11), 제1 및 제2리드 프레임(12,13)을 갖는 적어도 2개의 리드 프레임, 상기 리드 프레임(12,13)의 금속 재질보다 반응성이 큰 금속인 희생금속이 저장된 저장부(18A,19A), 상기 저장부(18A,19A)와 적어도 하나의 리드 프레임과 연결되는 연결부(18-1,19-1), 적어도 하나의 리드 프레임 위에 적어도 하나의 발광 칩(15), 및 몰딩 부재(17)를 포함한다.
상기 몸체(11)의 지지부(11A)에는 제1수납 영역(11-1)과 제2수납 영역(11-2)이 배치되며, 상기 제1수납 영역(11-1)에는 제1저장부(18)가 결합되며, 상기 제2수납 영역(11-2)에는 제2저장부(19)가 결합된다. 상기 제1수납 영역(11-1)은 상기 몸체(11)의 적어도 한 표면 예컨대, 하면의 개방된 영역에 오목한 형상으로 형성되며, 그 내부에 상기 제1저장부(18)가 삽입되어 결합된다. 상기 제1저장부(18)는 상기 제1연결부(18-1)에 연결되며, 상기 제1연결부(18-1)는 상기 제1리드 프레임(12)의 제1프레임부(12-1)의 하면에 접촉된다. 이에 따라 제1저장부(18) 및 제1연결부(12-1)에 배치된 제1희생 금속은 상기 제1리드 프레임(12)의 제1프레임부(12-1)의 하면에 접촉되어, 상기 몸체(11)와 상기 제1리드 프레임(12) 사이를 통해 침투하는 습기를 제거할 수 있다.
상기 제2수납 영역(11-2)은 상기 몸체(11)의 적어도 한 표면 예컨대, 하면의 개방된 영역에 오목한 형상으로 형성되고, 그 내부에 제1저장부(18)가 삽입되어 결합된다. 상기 제2저장부(19)는 상기 제2연결부(19-1)에 연결되며, 상기 제2연결부(19-1)는 상기 제2리드 프레임(13)의 제4프레임부(13-1)의 하면에 접촉된다. 이에 따라 제2저장부(19) 및 제2연결부(13-1)에 배치된 제2희생 금속은 상기 제2리드 프레임(13)의 제4프레임부(13-1)의 하면에 접촉되어, 상기 몸체(11)와 제2리드 프레임(13) 사이를 통해 침투하는 습기를 제거할 수 있다.
상기 제1저장부(18)를 상기 몸체(11)로부터 분리 및 결합 가능한 구조로 배치하고, 상기 제1연결부(18-1)를 비아 또는 쓰루 홀 형상의 구멍에 결합함으로써, 제1저장부(18)와 제1연결부(18-1)의 결합 구조를 간단하게 할 수 있다.
상기 제2저장부(19)를 상기 몸체(11)로부터 분리 및 결합 가능한 구조로 배치하고, 상기 제2연결부(19-1)를 비아 또는 쓰루 홀 형상의 구멍에 결합함으로써, 상기 제2저장부(19)와 제2연결부(19-1)의 결합 구조를 간단하게 할 수 있다.
또한 상기 제1저장부(18)는 제1리드 프레임(12)의 제3프레임부(12-3)와 상기 몸체(11) 사이에 배치되어, 상기 발광 소자의 하부에서의 습기를 제거할 수 있다. 상기 제2저장부(19A)는 제2리드 프레임(13)의 제6프레임부(13-3)과 상기 몸체(11) 사이에 배치되어, 상기 발광 소자의 하부에서의 습기를 제거할 수 있다.
도 5 및 도 6은 제3실시 에에 따른 발광 소자의 측 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 발광 소자는 캐비티(21C)를 갖는 몸체(21), 제1 및 제2리드 프레임(22,23)을 갖는 적어도 2개의 리드 프레임, 상기 리드 프레임(22,23)의 금속 재질보다 반응성이 큰 금속인 희생금속이 저장된 저장부(28,29), 적어도 하나의 리드 프레임 위에 적어도 하나의 발광 칩(25), 및 몰딩 부재(27)를 포함한다.
도 5와 같이, 상기 몸체(21)에는 제1측면(S1) 방향으로 일부가 개방된 제1수납 영역(21-1)과, 제2측면(S2) 방향으로 일부가 개방된 제2수납 영역(21-2)을 포함한다. 도 6과 같이 상기 제1수납 영역(21-1)에는 제1저장부(28)가 결합되고, 제2수납 영역(21-2)에는 제2저장부(29)가 결합된다. 상기 제1저장부(28)는 제1희생 금속으로 이루어지거나, 제1희생 금속을 케이스 내에 별도로 갖는 구조로 형성될 수 있으며, 또한 상기 제1희생 금속이 제1리드 프레임(22)에 접촉되는 형태로 결합될 수 있다. 또한 제2저장부(29)는 제2희생 금속으로 이루어지거나, 제2희생 금속을 케이스 내에 별도로 갖는 구조로 형성될 수 있으며, 또한 상기 제2희생 금속이 제2리드 프레임(23)에 접촉되는 형태로 결합될 수 있다.
상기 제1저장부(28)는 상기 몸체(21)와 상기 제1리드 프레임(22) 사이에 배치되며, 상기 제1리드 프레임(22)의 상면과 면 접촉하게 된다. 상기 제1저장부(28)는 제1희생 금속을 포함하며, 상기 제1희생 금속은 상기 제1리드 프레임(22)과 몸체(21) 사이의 영역으로 침투하는 습기와 반응하여 부식된다. 이에 따라 제1리드 프레임(22)의 변색이나, 발광 소자의 전기적인 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제2저장부(29)는 상기 몸체(21)와 상기 제2리드 프레임(23) 사이에 배치되며, 상기 제2리드 프레임(23)의 상면과 면 접촉하게 된다. 상기 제2저장부(29)는 제2희생 금속을 포함하며, 상기 제2희생 금속은 상기 제2리드 프레임(23)과 몸체(21) 사이의 영역으로 침투하는 습기와 반응하여 부식된다. 이에 따라 제2리드 프레임(23)의 변색이나, 발광 소자의 전기적인 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1리드 프레임(22)과 상기 제2리드 프레임(23) 사이의 간극부(21A)는 상기 몸체(21)의 재질과 동일한 재질이거나, 다른 절연성 재질로 형성될 수 있다. 상기 간극부(21A)는 습기 침투와 접착을 강화시켜 주기 위해, 상기 제1리드 프레임(22)과 상기 제2리드 프레임(23) 사이의 영역에 러프한 면이나, 단차진 구조로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 7은 제4실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 7을 참조하면, 발광 소자(300)는 몸체(31), 제1 및 제2리드 프레임(32,33)을 갖는 적어도 2개의 리드 프레임, 상기 리드 프레임(32,33)의 금속 재질보다 반응성이 큰 금속인 희생금속이 저장된 저장부(38,39), 상기 저장부(38,39)와 상기 리드 프레임 사이를 연결하는 연결부(38-1,39-1), 적어도 하나의 리드 프레임 위에 적어도 하나의 발광 칩(35), 및 몰딩 부재(37)를 포함한다.
몸체(31)의 캐비티(31C)의 바닥에 배치된 상기 제1리드 프레임(32)과 상기 제2리드 프레임(33)의 하면은 상기 몸체(31)의 하면과 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(32)과 상기 제2리드 프레임(33) 사이의 간극부(31A)는 상기 몸체(31)의 재질과 동일한 재질이거나, 다른 절연성 재질로 형성될 수 있다.
상기 몸체(31) 내에는 제1저장부(38)와 제2저장부(39)를 포함하며, 상기 제1저장부(38)와 상기 제2저장부(39)에는 상기 리드 프레임(12,13)의 금속보다 반응속도가 높은 제1희생 금속 및 제2희생 금속이 배치된다. 상기 제1희생 금속과 상기 제2희생 금속은 예컨대, 니켈(Ni), 주석(Sn), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag) 중 적어도 하나의 금속보다 반응성이 높은 금속 예컨대, 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 상기의 금속 중 어느 하나를 갖는 합금 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 제1저장부(38)와 상기 제1리드 프레임(32)의 상면 사이에는 제1연결부(38-1)가 배치되며, 상기 제1연결부(38-1)는 제1희생 금속을 갖고 상기 제1리드 프레임(32)의 상면으로 침투하는 습기와 반응하게 된다. 상기 제2저장부(39)와 상기 제2리드 프레임(33)의 상면 사이에는 제2연결부(39-1)가 배치되며, 상기 제2연결부(39-1)는 제1희생 금속을 갖고 상기 제1리드 프레임(32)의 상면으로 침투하는 습기와 반응하게 된다. 이에 따라 제1 및 제2리드 프레임(33)의 부식이나 변색을 방지할 수 있고, 발광 소자의 전기적인 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 8은 제5실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 8을 참조하면, 발광 소자(40)는 몸체(41), 제1 및 제2리드 프레임(42,43)을 갖는 적어도 2개의 리드 프레임, 상기 제1리드 프레임(42)과 제2리드 프레임(43) 사이에 방열 프레임(44), 상기 리드 프레임(42,43)의 금속 재질보다 반응성이 큰 금속인 희생금속이 저장된 저장부(48,49), 상기 방열 프레임(44) 위에 적어도 하나의 발광 칩(45), 및 몰딩 부재(47)를 포함한다.
상기 제1리드 프레임(42)과 상기 방열 프레임 사이에는 제1간극부(41A)가 형성되며, 상기 제1간극부(41A)는 상부는 상기 제1리드 프레임(52)과 상기 방열 프레임(44)의 상면에 접촉될 수 있다. 이에 따라 상기 제1간극부(41A)의 상부 너비가 더 넓게 형성됨으로써, 상기 제1간극부(41A)를 통해 침투하는 습기를 차단할 수 있다.
상기 제1리드 프레임(42)과 상기 방열 프레임(44) 사이에는 제1저장부(48)가 배치되며, 상기 제1저장부(48)는 상기 제1간극부(41A) 아래에 배치되며, 상기 제1리드 프레임(42)과 상기 방열 프레임(44) 사이에 접촉될 수 있다. 상기 제1저장부(48)에는 제1희생 금속이 배치되며, 그 너비는 상기 제1간극부(41A)의 하면 너비와 같거나 더 넓은 너비로 형성될 수 있다.
상기 제1저장부(48)는 상기 제1리드 프레임(42)과 상기 방열 프레임(44) 사이로 침투하는 습기와 반응하여 부식됨으로써, 상기 제1리드 프레임(42)과 상기 방열 프레임(44)의 변색이나 부식을 방지할 수 있다.
상기 제2리드 프레임(43)과 상기 방열 프레임(44) 사이에는 제2간극부(41B)가 형성되며, 상기 제2간극부(41B)는 상부는 상기 제2리드 프레임(43)과 상기 방열 프레임(44)의 상면에 접촉될 수 있다. 이에 따라 상기 제2간극부(41B)의 상부 너비가 더 넓게 형성됨으로써, 상기 제2간극부(41B)를 통해 침투하는 습기를 차단할 수 있다.
상기 제2리드 프레임(43)과 방열 프레임(44) 사이에는 제2저장부(49)가 배치되며, 상기 제2저장부(49)는 상기 제2간극부(41B) 아래에 배치되며, 상기 제2리드 프레임(43)과 상기 방열 프레임(44) 사이에 접촉될 수 있다. 상기 제2저장부(49)에는 제2희생 금속이 배치되며, 그 너비는 상기 제2간극부(44)의 하면 너비와 같거나 더 넓은 너비로 형성될 수 있다.
상기 제2저장부(49)는 상기 제2리드 프레임(43)과 상기 방열 프레임(44) 사이로 침투하는 습기와 반응하여 부식됨으로써, 상기 제2리드 프레임(43)과 상기 방열 프레임(44)의 변색이나 부식을 방지할 수 있다.
도 9 및 도 10은 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 사시도 및 그 측 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 발광 소자(100)는 제1캐비티(160)를 갖는 몸체(110), 제2캐비티(125)를 갖는 제1리드 프레임(121), 제3 캐비티(135)를 갖는 제2리드 프레임(131), 연결 프레임(146), 발광 칩들(171,172), 및 와이어들(173 내지 176)을 포함한다.
몸체(110)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 바람직하게 몸체(110)는 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide)와 같은 플라스틱 수지 재질과 실리콘 재질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
몸체(110)의 상면 형상은 발광 소자(100)의 용도 및 설계에 따라 삼각형, 사각형, 다각형, 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(131)은 몸체(110)의 바닥에 배치되어 직하 타입으로 기판 상에 탑재될 수 있으며, 상기 몸체(110)의 측면에 배치되어 에지 타입으로 기판 상에 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
몸체(110)는 상부가 개방되고, 측면과 바닥으로 이루어진 제1캐비티(cavity)(160)를 갖는다. 상기 제1캐비티(160)은 상기 몸체(110)의 상면(115)으로부터 오목한 컵 구조 또는 리세스 구조를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 제1캐비티(160)의 측면은 바닥에 대해 수직하거나 경사질 수 있다.
제1캐비티(160)를 위에서 바라본 형상은 원형, 타원형, 다각형(예컨대, 사각형)일 수 있다. 제1캐비티(160)의 모서리는 곡면이거나, 평면일 수 있다.
상기 제1리드 프레임(121)은 상기 제1캐비티(160)의 제1영역에 배치되며, 상기 제1캐비티(160)의 바닥에 일부가 배치되고 그 중심부에 상기 제1캐비티(160)의 바닥보다 더 낮은 깊이를 갖도록 오목한 제2캐비티(125)가 배치된다. 상기 제2캐비티(125)는 상기 제1리드 프레임(121)의 상면으로부터 상기 몸체(110)의 하면 방향으로 오목한 형상, 예컨대, 컵(Cup) 구조 또는 리세스(recess) 형상을 포함한다. 상기 제2캐비티(125)의 측면은 상기 제2캐비티(125)의 바닥으로부터 경사지거나 수직하게 절곡될 수 있다. 상기 제2캐비티(125)의 측면 중에서 대향되는 두 측면은 동일한 각도로 경사지거나 서로 다른 각도로 경사질 수 있다.
상기 제2리드 프레임(131)은 상기 제1캐비티(160)의 제1영역과 이격되는 제2영역에 배치되며, 상기 제1캐비티(160)의 바닥에 일부가 배치되고, 그 중심부에는 상기 제1캐비티(160)의 바닥보다 더 낮은 깊이를 갖도록 오목한 제3캐비티(135)가 형성된다. 상기 제3캐비티(135)는 상기 제2리드 프레임(113)의 상면으로부터 상기 몸체(110)의 하면 방향으로 오목한 형상, 예컨대, 컵(Cup) 구조 또는 리세스(recess) 형상을 포함한다. 상기 제3캐비티(135)의 측면은 상기 제3캐비티(135)의 바닥으로부터 경사지거나 수직하게 절곡될 수 있다. 상기 제3캐비티(135)의 측면 중에서 대향되는 두 측면은 동일한 각도로 경사지거나 서로 다른 각도로 경사질 수 있다.
상기 제1리드 프레임(121)의 상부(122)는 상기 몸체(110)의 센터 영역에서 상기 제2리드 프레임(131)의 상부(132)와 서로 대응되게 배치되며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(121)의 하면 및 상기 제2리드 프레임(131)의 하면은 상기 몸체(110)의 하면으로 노출되거나, 상기 몸체(110)의 하면과 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
상기 제1리드 프레임(121)의 제1리드부(123)는 상기 몸체(110)의 하면에 배치되고 상기 몸체(110)의 제1측면(113)으로 돌출될 수 있다. 상기 제2리드 프레임(131)의 제2리드부(133)는 상기 몸체(110)의 하면에 배치되고 상기 몸체(110)의 제1측면의 반대측 제2측면(114)으로 돌출될 수 있다.
상기 연결 프레임(146)은 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131) 사이의 영역 일측에 배치되며, 상기 몸체(110)의 제1측면(111)에 인접하게 배치된다. 상기 연결 프레임(146)은 상기 제1발광 칩(171)과 제2발광 칩(172)을 서로 연결시켜 준다.
상기 제1리드 프레임(121), 상기 제2리드 프레임(131) 및 상기 연결 프레임(146)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, 제2리드 프레임(121,131) 및 연결 프레임(146)의 두께는 동일한 두께로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1리드 프레임(121)의 제2캐비티(125)와 제1리드부(123) 사이의 제1수납영역(A1)에는 제1저장부(191)가 배치되며, 상기 제1저장부(191)는 상기 제1리드 프레임(121)의 하면과 접촉될 수 있다. 상기 제1저장부(191)에는 제1희생 금속 예컨대, 상기 제1리드 프레임(121)의 금속보다 반응성이 높은 금속 예컨대, 예컨대, 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 아연(Zn) 중 적어도 하나와 어느 한 금속의 합금 중에서 선택적으로 사용될 수 있다.
상기 제2리드 프레임(131)의 제3캐비티(135)와 제2리드부(133) 사이의 제2수납영역(A2)에는 제2저장부(192)가 배치되며, 상기 제2저장부(192)는 상기 제2리드 프레임(131)의 하면과 접촉될 수 있다. 상기 제2저장부(192)에는 제2희생 금속이 배치되며, 상기 제2희생 금속은 예컨대, 상기 제2리드 프레임(131)의 금속보다 반응성이 높은 금속 예컨대, 예컨대, 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 아연(Zn) 중 적어도 하나와 어느 한 금속의 합금 중에서 선택적으로 사용될 수 있다.
상기 제1저장부(191)는 상기 몸체(110)의 제3측면(113)에 인접한 영역에 배치되며, 상기 제2저장부(192)는 상기 몸체(110)의 제4측면(114)에 인접한 영역에 배치된다.
상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)의 사이의 제3수납영역(A3)에는 제3저장부(193)가 배치되며, 상기 제3저장부(193)는 제2캐비티(125)와 제3캐비티(135) 사이의 몸체 영역에 형성되며 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)의 하면에 접촉될 수 있다. 상기 제3저장부(193)는 상기 몸체(110)의 센터 영역 아래에 배치될 수 있다.
상기 제3저장부(193)에는 제3희생 금속이 형성되며, 상기 제3희생 금속은 상기 제1 및 제2리드 프레임(121,131)의 금속 예컨대, 구리(Cu)보다 반응성이 높은 금속 예컨대, 칼륨(K), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 아연(Zn) 중 적어도 하나와 어느 한 금속의 합금 중에서 선택적으로 사용될 수 있다.
상기의 제1내지 제3희생 금속은 상기 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(131) 중 적어도 하나로부터 침투하는 습기와 쉽게 반응하여, 상기 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(131)보다 빨리 산화되고 부식될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(121) 및 제2리드 프레임(131)의 부식이나 변색을 방지하고, 내습성이 강한 발광 소자를 제공할 수 있다.
상기 제2캐비티(125) 및 상기 제3캐비티(135)의 바닥 형상은 직사각형, 정 사각형 또는 곡면을 갖는 원 또는 타원 형상일 수 있다.
상기 제1리드 프레임(121)의 제2캐비티(125) 내에는 제1발광 칩(171)이 배치되며, 상기 제2리드 프레임(31)의 제3캐비티(135) 내에는 제2발광 칩(172)이 배치될 수 있다.
상기 제1발광 칩(172)은 제1 및 제2와이어(173,174)로 상기 제1캐비티(160)의 바닥에 배치된 제1리드 프레임(121)과 연결 프레임(146)에 연결될 수 있다. 상기 제2발광 칩(173)은 제1 및 제2와이어(175,176)로 상기 연결 프레임(146)과 상기 제1캐비티(160)의 바닥에 배치된 제1리드 프레임(121)에 연결될 수 있다.
상기 제1캐비티(160) 내의 소정 영역에는 보호 소자가 배치될 수 있으며 상기 보호소자는 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있으며, 상기 제너 다이오드는 상기 발광 칩을 ESD(electro static discharge)로 부터 보호하게 된다.
상기 발광 칩(171,172)는 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 중에서 선택될 수 있다. 상기 발광 칩(171,172)은 III족 내지 V족 원소의 화합물 반도체 발광소자를 포함한다.
상기 몸체(110)의 제1캐비티(160), 상기 제2캐비티(125) 및 제3캐비티(135) 중 적어도 한 영역에는 몰딩 부재(181)가 배치되며, 상기 몰딩 부재(181)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지층을 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 몰딩 부재(181) 또는 상기 발광 칩(171,172) 상에는 방출되는 빛의 파장을 변화하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 발광 칩(171,172)에서 방출되는 빛의 일부를 여기시켜 다른 파장의 빛으로 방출하게 된다. 상기 형광체는 YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 형광체는 적색 형광체, 황색 형광체, 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몰딩 부재(181)의 표면은 플랫한 형상, 오목한 형상, 볼록한 형상 등으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(110)의 상부에는 렌즈가 더 형성될 수 있으며, 상기 렌즈는 오목 또는/및 볼록 렌즈의 구조를 포함할 수 있으며, 발광 소자(101)가 방출하는 빛의 배광(light distribution)을 조절할 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 11 및 도 12에 도시된 표시 장치, 도 13에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판, 지시등과 같은 유닛에 적용될 수 있다.
도 11은 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 11을 참조하면, 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 발광 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), 발광 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 발광 모듈(1031)로부터 제공된 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(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 발광모듈(1031)은 상기 바텀 커버 내에 적어도 하나가 배치되며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 발광 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 소자(10)를 포함하며, 상기 발광 소자(10)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다. 상기 기판은 인쇄회로기판(printed circuit board)일 수 있지만, 이에 한정하지 않는다. 또한 상기 기판(1033)은 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(10)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다. 따라서, 발광 소자(10)에서 발생된 열은 방열 플레이트를 경유하여 바텀 커버(1011)로 방출될 수 있다.
상기 복수의 발광 소자(10)는 상기 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(10)는 상기 도광판(1041)의 일측면인 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), 발광모듈(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 발광 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 발광 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자(10)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1120)과 상기 발광 소자(10)는 발광 모듈(1060)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 발광 모듈(1060), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛(미도시)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 발광 모듈(1060) 위에 배치되며, 상기 발광 모듈(1060)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 13은 실시 예에 따른 조명 장치의 사시도이다.
도 13을 참조하면, 조명 장치(1500)는 케이스(1510)와, 상기 케이스(1510)에 설치된 발광모듈(1530)과, 상기 케이스(1510)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1520)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(1510)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 발광 모듈(1530)은 기판(1532)과, 상기 기판(1532)에 탑재되는 실시 예에 따른 발광 소자(10)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(10)는 복수개가 매트릭스 형태 또는 소정 간격으로 이격되어 어레이될 수 있다.
상기 기판(1532)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판(1532)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등의 코팅층될 수 있다.
상기 기판(1532) 상에는 적어도 하나의 발광 소자(10)가 탑재될 수 있다. 상기 발광 소자(10) 각각은 적어도 하나의 LED(LED: Light Emitting Diode) 칩을 포함할 수 있다. 상기 LED 칩은 적색, 녹색, 청색 또는 백색 등과 같은 가시 광선 대역의 발광 다이오드 또는 자외선(UV, Ultra Violet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(1530)은 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광 소자(10)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.
상기 연결 단자(1520)는 상기 발광모듈(1530)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 상기 연결 단자(1520)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1520)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.
도 8 내지 도 10에 개시된 조명 시스템에 있어서, 반응성이 높은 희생 금속은 발광 소자 이외의 다른 영역 예컨대, 상기 기판 상에 배치된 패드 내의 구멍이나 상기 패드와의 접촉 영역에 형성될 수 있으며, 상기의 희생 금속은 상기 기판을 통해 전달되는 습기를 미리 차단함으로써, 발광 소자의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
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.
10,20,30,100: 발광 소자, 11,21,31,110: 몸체, 11C,21C,31C,125,135,160: 캐비티, 15,25,35,171,172: 발광칩, 17,27,37,181:몰딩 부재, 12,13,22,23,32,33,121,131: 리드 프레임, 54:방열 프레임, 18,19,28,29,38,39,191,192,193: 저장부, 18-1,19-1,38-1,38-2: 연결부, 146: 연결 프레임
Claims (19)
- 지지부와 상기 지지부 상에 배치되며 캐비티를 갖는 반사부를 포함하는 몸체;
상기 몸체의 캐비티에 적어도 일부가 배치되며 서로 이격되어 배치되는 제1리드 프레임과 제2리드 프레임을 포함하는 리드 프레임;
상기 캐비티에 배치되며 상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임과 와이어에 의해 연결된 적어도 하나의 발광 칩;
상기 몸체 내에 배치되는 제1저장부 및 제2저장부; 및
상기 제1리드 프레임과 상기 제1저장부를 연결하는 제1연결부와 상기 제2리드 프레임과 상기 제2저장부를 연결하는 제2연결부를 포함하고,
상기 제1저장부 및 상기 제2저장부와 상기 제1연결부 및 상기 제2연결부는 상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임보다 이온화 경항이 높은 물질을 포함하며,
상기 제1저장부 및 상기 제2저장부의 하면은 상기 몸체의 하면에 배치된 상기 리드 프레임과 접촉하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1연결부는 상기 제1리드 프레임의 하면 및 상기 제1저장부와 상면과 접촉하고,
상기 제2연결부는 상기 제2리드 프레임의 하면 및 상기 제2저장부의 상면과 접촉하는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 몸체는 제1수납 영역과 제2수납 영역을 포함하고,
상기 제1수납영역은 상기 지지부의 하면으로부터 상면으로 오목한 형상으로 형성되어 상기 제1저장부와 결합하고,
상기 제2수납 영역은 상기 지지부의 하면으로부터 상면으로 오목한 형상으로 형성되어 상기 제2저장부와 결합되는 발광 소자. - 제1항에 있어서,
상기 제1리드 프레임은 상기 지지부의 하면에 배치된 제3프레임부를 포함하고,
상기 제2리드 프레임은 상기 지지부의 하면에 배치된 제6프레임부를 포함하며,
상기 제1저장부의 하면은 상기 제3프레임부와 접촉하고 상기 제2저장부의 하면은 상기 제6프레임부의 상면과 접촉하는 발광 소자. - 제4항에 있어서,
상기 제1연결부 및 상기 제2연결부는 홀 형상 또는 스트라이프 형상을 포함하는 발광 소자. - 제1리드 프레임, 상기 제1리드 프레임과 이격되어 배치되는 제2리드 프레임을 포함하는 리드 프레임;
상기 리드 프레임 상에 캐비티를 포함하는 몸체;
상기 캐비티 내에 배치되며, 상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광 칩;
상기 몸체의 일측면으로 일부가 개방된 제1수납영역과 상기 몸체의 타측면으로 일부가 개방된 제2수납영역;
상기 제1수납 영역과 결합되는 제1저장부와 상기 제2수납 영역과 결합되는 제2저장부가 구비된 저장부를 포함하고,
상기 저장부는 상기 리드 프레임보다 이온화 경향이 큰 물질을 포함하고,
상기 저장부는 상기 리드 프레임의 상면과 접촉하는 발광 소자. - 캐비티를 포함하는 몸체;
상기 몸체의 캐비티에 적어도 일부가 서로 이격되어 배치되는 제1리드 프레임과 제2리드 프레임을 포함하는 리드 프레임;
상기 제1리드 프레임과 상기 제2리드 프레임 사이에 배치되는 방열 프레임;
상기 캐비티에 배치되며, 상기 제1리드 프레임 및 상기 제2리드 프레임과 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광 칩;
상기 방열 프레임과 상기 리드 프레임 사이에 배치되는 복수의 간극부; 및
상기 간극부 아래에 배치되는 저장부를 포함하고,
상기 저장부는 상기 리드 프레임보다 이온화 경향이 큰 물질을 포함하고,
상기 간극부는 상기 리드 프레임 상부로 돌출되고,
상기 리드 프레임 상부로 돌출된 상기 간극부의 너비는 상기 리드 프레임과 상기 방열 프레임 사이에 배치된 상기 간극부의 너비보다 큰 발광 소자. - 제7항에 있어서,
상기 리드 프레임의 하면과 상기 저장부의 하면은 동일 평면에 배치되는 발광 소자. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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- 삭제
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