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KR101692511B1 - 발광 소자 - Google Patents

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KR101692511B1
KR101692511B1 KR1020160038142A KR20160038142A KR101692511B1 KR 101692511 B1 KR101692511 B1 KR 101692511B1 KR 1020160038142 A KR1020160038142 A KR 1020160038142A KR 20160038142 A KR20160038142 A KR 20160038142A KR 101692511 B1 KR101692511 B1 KR 101692511B1
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KR
South Korea
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light emitting
emitting chip
metal body
side wall
width
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민봉걸
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시 예는 수지체, 상기 수지체와 접하는 제1 내지 제3 금속체들, 상기 제1 금속체에 배치되는 제1 발광 칩 및 상기 제2 금속체에 배치되는 제2 발광 칩, 상기 제1 금속체에 배치되는 제너 다이오드를 포함하고, 상기 수지체는 제1 방향으로 연장되는 제1 및 제2 장측벽들, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장되는 제1 및 제2 단측벽들, 및 바닥부를 가지며, 상기 제1 및 제2 장측벽들의 내측면, 상기 제1 및 제2 단측벽들의 내측면, 상기 바닥부의 상면, 및 상기 제1 내지 제3 금속체들의 상면은 캐비티를 구성한다.

Description

발광 소자{Light emitting device}
실시 예는 발광 소자에 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 생생하는 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 몸체의 변색을 방지하고, 광 간섭을 방지할 수 있는 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자는 수지체; 상기 수지체와 접하는 제1 내지 제3 금속체들; 상기 제1 금속체에 배치되는 제1 발광 칩 및 상기 제2 금속체에 배치되는 제2 발광 칩; 상기 제1 금속체에 배치되는 제너 다이오드를 포함하고, 상기 수지체는 제1 방향으로 연장되는 제1 및 제2 장측벽들, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장되는 제1 및 제2 단측벽들, 및 바닥부를 가지며, 상기 제1 및 제2 장측벽들의 내측면, 상기 제1 및 제2 단측벽들의 내측면, 상기 바닥부의 상면, 및 상기 제1 내지 제3 금속체들의 상면은 캐비티(cavity)를 구성하며, 상기 제1 금속체는 적어도 일부가 상기 제1 단측벽을 관통하고, 상기 제2 금속체는 적어도 일부가 상기 제 2 단측벽을 관통하고, 상기 제3 금속체는 적어도 일부가 상기 제1 장측벽을 관통하고, 상기 제1 금속체는 상기 제1 발광 칩이 배치되는 제1 상면과 상기 제2 장측벽과 상기 제3 금속체 사이에 배치되는 제2 상면을 포함하고, 상기 제2 금속체는 상기 제2 발광 칩이 배치되는 제3 상면과 상기 제2 장측벽과 상기 제3 금속체 사이에 배치되는 제4 상면을 포함하고, 상기 제2 방향으로의 상기 제1 상면의 폭 및 상기 제2 방향으로의 상기 제3 상면의 폭 각각은 상기 제2 방향으로의 상기 제2 상면의 폭 및 상기 제2 방향으로의 상기 제4 상면의 폭보다 넓고, 상기 제1 발광 칩과 상기 제2 단측벽 간의 간격 및 상기 제2 발광 칩과 상기 제1 단측벽 간의 간격 각각은 상기 제1 발광 칩과 상기 제1 단측벽 간의 간격 및 상기 제2 발광 칩과 상기 제2 단측벽 간의 간격보다 길고, 상기 제1 발광 칩은 제1 와이어를 통해 상기 제1 금속체에 연결되고, 제2 와이어를 통해 상기 제3 금속체에 연결되며, 상기 제2 발광 칩은 제3 와이어를 통해 상기 제2 금속체에 연결되고, 제4 와이어를 통해 상기 제3 금속체에 연결되며, 상기 제너 다이오드는 제5 와이어를 통해 상기 제2 금속체에 연결된다.
상기 제2 방향으로의 상기 제1 상면의 폭 및 상기 제2 방향으로의 상기 제 3 상면의 폭은 동일하고, 상기 제2 방향으로의 상기 제2 상면의 폭 및 상기 제2 방향으로의 상기 제 4 상면의 폭은 동일할 수 있다.
상기 제1 발광 칩과 상기 제2 단측벽 간의 간격 및 상기 제2 발광 칩과 상기 제1 단측벽 간의 간격은 동일하고, 상기 제1 발광 칩과 상기 제1 단측벽 간의 간격 및 상기 제2 발광 칩과 상기 제2 단측벽 간의 간격은 동일하고, 상기 제1 발광 칩과 상기 제1 장측벽 간의 간격, 상기 제1 발광 칩과 상기 제2 장측벽 간의 간격, 상기 제2 발광 칩과 상기 제1 장측벽 간의 간격 및 상기 제2 발광 칩과 상기 제2 장측벽 간의 간격은 서로 동일할 수 있다.
상기 제1 금속체는 제1 바닥, 및 상기 제1 바닥보다 상기 제1 단측벽에 인접하는 제2 바닥을 가지며, 상기 제2 금속체는 제3 바닥과 상기 제3 바닥보다 상기 제2 단측벽에 인접하는 제4 바닥을 가지며, 상기 제3 금속체는 제5 바닥을 가지며, 상기 제1 내지 제5 바닥들은 서로 이격되고, 상기 수지체의 저면과 동일 평면 상에 배치될 수 있다
상기 제2 방향으로의 상기 제2 바닥의 폭 및 상기 제2 방향으로의 상기 제4 바닥의 폭 각각은 상기 제2 방향으로의 상기 제1 바닥의 폭 및 상기 제2 방향으로의 상기 제3 바닥의 폭보다 넓을 수 있다.
상기 제1 장측벽의 외측면, 상기 제2 장측벽의 외측면, 상기 제1 단측벽의 외측면 및 상기 제2 단측벽의 외측면 각각과 상기 수지체의 저면이 이루는 각은 예각이고, 서로 동일할 수 있다.
상기 제1 금속체 및 상기 제2 금속체 각각은 오목부를 구비할 수 있다.
상기 제너 다이오드는 상기 제1 금속체의 상기 오목부 이외의 영역에 배치될 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 캐비티에 마련된 봉지재를 더 포함할 수 있다.
상기 봉지재는 형광체를 포함할 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 몸체의 변색을 방지하여 수명을 연장시키고, 광 간섭을 방지할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자의 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자의 제1 측면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 소자의 제2 측면도를 나타낸다.
도 4는 도 1에 도시된 발광 소자의 제3 측면도를 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 발광 소자의 제4 측면도를 나타낸다.
도 6은 도 1에 도시된 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시된 발광 소자의 AA' 방향으로의 단면도를 나타낸다.
도 8은 도 6에 도시된 발광 소자의 BB' 방향으로의 단면도를 나타낸다.
도 9는 실시예에 따른 발광 소자의 발광 칩들 사이의 직렬 연결을 나타낸다.
도 10은 실시예에 따른 발광 소자의 발광 칩들 사이의 병렬 연결을 나타낸다.
도 11은 다른 실시예에 따른 발광 소자의 발광 칩들 사이의 직렬 연결을 나타낸다.
도 12a는 실시예에 따른 제1 반사컵의 깊이를 나타낸다.
도 12b는 다른 실시예에 따른 제1 반사컵의 깊이를 나타낸다.
도 12c는 또 다른 실시예에 따른 제1 반사컵의 깊이를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광 소자를 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자의 사시도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 발광 소자(100)는 몸체(110), 제1 반사컵(122), 제2 반사컵(124), 연결부(126), 발광 칩들(132,134), 제너 다이오드(Zenor diode, 150), 및 와이어들(151 내지 159)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 수지 재질로 이루어질 수 있다.
몸체(110)는 전도성을 갖는 도체로 형성될 수 있다. 몸체(110)가 전기 전도성을 갖는 재질로 형성되는 경우, 몸체(110)의 표면에는 절연막(미도시)이 더 형성되어 몸체(110)가 제1 반사컵(122), 제2 반사컵(124), 연결부(126)와 전기적으로 쇼트(short) 되는 것을 방지하도록 구성될 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.
예컨대, 도시된 것과 같은 직사각형 형상의 발광 소자(100)는 엣지(edge) 타입의 백라이트 유닛(BLU : Backlight Unit)에 사용될 수 있으며, 휴대형 손전등이나 가정용 조명에 적용되는 경우, 몸체(110)는 휴대용 손전등이나 가정용 조명에 내장하기 용이한 크기와 형태로 변경될 수 있다.
몸체(110)는 상부가 개방되고, 측면과 바닥으로 이루어진 캐비티(cavity)(105, 이하 "몸체 캐비티"라 한다)를 갖는다.
몸체 캐비티(105)는 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 몸체 캐비티(105)의 내측면은 바닥에 대해 수직하거나 경사질 수 있다.
몸체 캐비티(105)를 위에서 바라본 형상은 원형, 타원형, 다각형(예컨대, 사각형)일 수 있다. 몸체 캐비티(105)의 모서리는 곡선일 수 있다. 도 1에 도시된 몸체 캐비티(105)를 위에서 바라본 형상은 전체적으로 8각형의 형상이며, 특히 각 모서리 부분의 내측면의 면적이 다른 부분보다 작다.
제1 반사컵(122) 및 제2 반사컵(124)은 몸체 캐비티(105)의 바닥 아래의 몸체(110) 내부에 서로 이격하여 형성된다. 제1 반사컵(122)은 몸체 캐비티(105)의 밑면 내부에 형성되며, 상부가 개방되는 제1 캐비티(162)를 갖는다. 또한 제2 반사컵(124)은 제1 캐비티(162)와 이격하고, 상부가 개방되는 제2 캐비티(164)를 몸체 캐비티(105)의 바닥 내부에 갖는다.
이때 위에서 바라본 제1 캐비티(162) 및 제2 캐비티(164)의 형상은 컵(cup) 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 내측면은 바닥에 대해 수직하거나 경사질 수 있다.
제1 반사컵(122)은 몸체(110)의 바닥 및 외부 제1 측면을 관통하도록 형성되어 발광 소자(100)의 바닥 및 제1 측면을 이루며, 제1 반사컵(122)의 말단(142)은 몸체(110)의 외부 제1 측면에 노출될 수 있다. 또한 제2 반사컵(122)은 몸체(110)의 바닥 및 제1 측면과 마주보는 제2 측면을 관통하도록 형성되어 발광 소자(100)의 바닥 및 제2 측면을 이루며, 제2 반사컵(124)의 말단(144)은 몸체(110)의 외부 제2 측면에 노출될 수 있다.
제1 반사컵(122) 및 제2 반사컵(124)은 은, 금, 또는 구리 등의 재료일 수 있으며, 이들 재료들을 도금한 금속 재료일 수 있다. 제1 반사컵(122) 및 제2 반사컵(124)은 연결부(16)를 기준으로 형상 및 크기에 있어서 서로 대칭적일 수 있다.
연결부(126)는 몸체 캐비티(105)의 밑면 아래의 몸체(110) 내부에 제1 반사컵(122) 및 제2 반사컵(124)과 각각 이격하여 형성된다. 연결부(126)는 전기를 통할 수 있는 전도성 물질로 이루어질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 연결부(126)는 제1 반사컵(122)과 제2 반사컵(124) 사이에 배치되도록 형성될 수 있다. 구체적으로 연결부(126)는 제1 반사컵(122)과 제2 반사컵(124) 사이의 몸체 캐비티(105)의 밑면의 중심 부분의 상단에 위치할 수 있다.
연결부(126)는 몸체(110) 바닥의 또 다른 일부 및 외부 제3 측면을 관통하도록 형성되어 발광 소자의 바닥 및 제2 측면을 이루며, 연결부(126)의 말단(146)은 몸체(110)의 외부 제3 측면에 노출된다. 여기서 몸체(110)의 제3 측면은 몸체의 제1 측면 및 제2 측면과 수직인 어느 한 측면이다.
제너 다이오드(150)는 발광 소자(100)의 내전압 향상을 위하여 제1 반사컵(122) 및 제2 반사컵(124) 중 어느 하나 상에 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 반사컵(122)의 상부면 상에 제너 다이오드(150)가 마운트될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자의 제1 측면도를 나타내고, 도 3은 도 1에 도시된 발광 소자의 제2 측면도를 나타내고, 도 4는 도 1에 도시된 발광 소자의 제3 측면도를 나타내고, 도 5는 도 1에 도시된 발광 소자의 제4 측면도를 나타낸다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 제1 반사컵(122)은 몸체(110) 바닥의 일부를 이루며, 그 말단(142)은 제1 측면(210)으로부터 돌출되어 몸체(110) 밖으로 노출된다. 제2 반사컵(124)은 몸체(110) 바닥의 다른 일부를 이루며, 그 말단(144)은 제1 측면(210)과 마주보는 제2 측면(220)으로부터 돌출되어 몸체(110) 밖으로 노출된다. 연결부(126)의 말단(146)은 몸체(110)의 바닥의 일부를 이루며, 몸체(110)의 제3 측면(230)으로부터 돌출되어 몸체(110) 밖으로 노출된다.
제1 반사컵(122)의 말단(142), 제2 반사컵(124)의 말단(144), 및 연결부(126) 말단(146)의 형상은 직사각형, 정사각형, 또는 U자 형태 등과 같이 다양하게 형성될 수 있다.
제1 발광 칩(132)은 제1 반사컵(122)의 제1 캐비티(162) 내에 배치되고, 제2 발광 칩(134)은 제2 반사컵(124)의 제2 캐비티(164) 내에 배치된다. 제1 발광 칩(132)은 제1 캐비티(162)의 내부 측면으로부터 이격되도록 배치되며, 제2 발광 칩(134)은 제2 캐비티(164)의 내부 측면으로부터 이격되도록 배치될 수 있다.
와이어들(152 내지 158)은 제1 발광 칩(122)과 제2 발광 칩(124)을 서로 연결한다. 제1 와이어(152)는 제1 발광 칩(122)과 제1 반사컵(132)을 연결하고, 제2 와이어(154)는 제1 발광 칩(122)과 연결부(126)를 연결하며, 제3 와이어(156)는 연결부(126)와 제2 발광 칩(124)을 연결하며, 제4 와이어(158)는 제2 발광 칩(124)과 제2 반사컵(134)을 연결할 수 있다.
연결부(126)와 제1 발광 칩(132) 사이에 제2 와이어(154)를 본딩하고, 연결부(126)와 제2 발광 칩(134) 사이에 제3 와이어(156)를 본딩함으로써 제1 발광 칩(132)과 제2 발광 칩(134)은 서로 연결된다.
제1 반사컵(122)에 마운트된 제너 다이오드(150)는 제5 와이어(159)에 의하여 제2 반사컵(124)과 전기적으로 연결된다. 예컨대, 제5 와이어(159)의 일단은 제너 다이오드(150)에 본딩되고, 제5 와이어(159)의 나머지 다른 일단은 제2 반사컵의 상부면과 본딩될 수 있다. 만약 제너 다이오드(150)이 제2 반사컵(124)에 마운트된 경우에는 제5 와이어(159)의 일단은 제너 다이오드(150)에 본딩되고, 나머지 다른 일단은 제1 반사컵의 상부면과 본딩될 수 있다.
연결부(126)는 제1 반사컵(122) 및 제2 반사컵(124)과 이격, 분리 형성되어 제1 발광 칩(122) 및 제2 발광 칩(124)과는 독립적이다. 그렇기 때문에 연결부(16)는 제1 발광 칩(132)과 제2 발광 칩(134)을 전기적으로 안정하게 직렬 연결할 수 있어 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제1 발광 칩(132)과 제2 발광 칩(134)은 빛을 발생하는 소자이며, 빛 발생과 더불어 열을 방출하는 열원이다. 제1 반사컵(122)은 열원인 제1 발광 칩(132)으로부터 발생하는 열이 몸체로 방사되는 것을 차단하며, 제2 반사컵(124)은 제2 발광 칩(134)으로부터 발생하는 열이 몸체로 방사되는 것을 차단한다. 즉 제1 반사컵(122) 및 제2 반사컵(124)은 열원인 제1 발광 칩(132)과 제2 발광 칩(132)을 열적으로 분리시킨다.
또한 제1 반사컵(122) 및 제2 반사컵(124)은 제1 발광 칩(132)이 조사한 빛과 제2 발광 칩(134)이 조사한 빛이 서로 간섭하지 않도록 차단하는 역할을 한다.
결국 실시 예는 제1 발광 칩(132)을 제1 반사컵(122)의 제1 캐비티(162) 내부에 배치하고, 제2 발광 칩(134)을 제2 반사컵(124) 내부의 제2 캐비티(164) 내부에 배치시킴으로써 제1 발광 칩(132)과 제2 발광 칩(134) 각각을 열적 및 광학적으로 서로 분리시킬 수 있다.
몸체(110)는 후면에 몸체(110) 형성을 위하여 수지를 주입하기 위한 수지 주입 홀(240)을 갖는다. 수지 주입 홀(240)은 제1 반사컵(122)과 제2 반사컵(124) 사이의 몸체(110)에 위치할 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 발광 소자의 평면도를 나타낸다. 설명의 편의를 위하여 도 1에 도시된 와이어들(151 내지 159)은 도시하지 않는다. 도 6을 참조하면, 제1 반사컵(122)과 제2 반사컵(124)은 서로 일정 거리(D1) 이격하며, 그 사이에는 폴리프탈아미드로 이루어진 몸체(110) 바닥이 개재된다.
열원을 분리하고 발광 칩들(132,134) 간의 광 간섭을 효과적으로 차단하기 위하여 제1 반사컵(122)과 제2 반사컵(124)의 이격 거리는 적어도 100um 이상 간격을 갖도록 한다.
또한 발광 칩들(132,134) 간의 광 간섭을 효과적으로 차단하고, 반사 효율을 높이기 위하여 제1 발광 칩(132)은 제1 반사컵(122)의 측면으로부터 일정 거리 이격하여 제1 반사컵(124)의 바닥에 배치되며, 제2 발광 칩(134)은 제2 반사컵(124)의 측면으로부터 일정 거리 이격하여 제2 반사컵(124)의 바닥에 배치된다.
예컨대, 제1 발광 칩(132)은 제1 반사컵(122)의 바닥 중앙에 마운트(mount)될 수 있고, 제2 발광 칩(134)은 제2 반사컵(122)의 바닥 중앙에 마운트될 수 있다.
구체적으로 제1 반사컵(122)의 단측면으로부터 제1 발광 칩(132)까지의 이격 거리(D2)는 200um이고, 제1 반사컵(122)의 장측면으로부터 제1 발광 칩(132)까지의 이격 거리(D3)는 500um일 수 있다.
연결부(126)는 제1 반사컵(122) 및 제2 반사컵(124) 각각과 서로 일정 거리(D4) 이격하며, 그 사이에는 폴리프탈아미드로 이루어진 몸체(110) 바닥이 개재된다.
예컨대, 제1 반사컵(122)과 연결부(126) 사이의 이격 거리(D4)는 제1 반사컵(122)과 제2 반사컵(124) 사이의 이격 거리(D1)와 동일할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 발광 소자의 AA' 방향으로의 단면도를 나타낸다. 도 7에는 와이어들(152 내지 159)의 도시를 생략한다.
도 7을 참조하면, 제1 반사컵(122)의 측면의 기울어진 각도(θ1)는 몸체(110)의 몸체 캐비티(105)의 측면의 기울어진 각도와 다를 수 있다. 예컨대, 제1 반사컵(122)의 측면과 밑면이 이루는 각도(θ1)는 90° ~ 160°일 수 있다.
몸체 캐비티(105)의 내측면 상단은 굴곡진 테두리를 갖는다. 몸체 캐비티(105)의 상부 내측면은 굴곡지게 형성될 수 있다. 상기 몸체의 측면의 상단에는 상기 몸체(110)의 상부면과 단차를 가지며, 상기 몸체(110)의 상부면과 수평인 테두리부(804)가 형성될 수 있다.
예컨대, 몸체 캐비티(105)의 상부 내측면은 몸체 캐비티(105)의 상부면(802)과 단차를 갖지며, 상부면(802)과 수평인 테두리부(804)를 갖는다.
몸체 캐비티(105)의 상부면(802)과 테두리부(804) 사이의 단차(K1)는 50~80um이고, 테두리부(804)의 길이(K2)는 50~130um일 수 있다. 몸체 캐비티(105)의 내측면 상단은 상술한 바와 같은 단차가 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
이와 같이 단차를 갖는 테두리부(804)를 몸체 캐비티(105)의 내측면에 갖도록 하는 것은 침투 경로를 길게 함으로써 가스(gas)가 외부로부터 발광 소자 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있도록 하여 발광 소자의 기밀성을 향상시킬 수 있다.
발광 칩들(132,134) 간의 광 간섭 차단하고, 광 반사 효율을 향상시키기 위하여 제1 반사컵(122)과 제2 반사컵(124)의 깊이(H)는 발광 칩들(132,134)의 높이를 고려하여 결정될 수 있다.
도 12a는 실시예에 따른 제1 반사컵의 깊이를 나타낸다.
도 12a를 참조하면, 제1 반사컵(122)의 상부면은 제1 반사컵(122)에 마운트된 제1 발광 칩(132)의 상부면과 수평일 수 있다. 제1 반사컵(122)의 깊이(H1)는 제1 발광 칩(132)의 높이(a1)와 동일할 수 있다(H1=a1). 도 13a에 도시된 제1 반사컵(122)에 대한 설명은 제2 반사컵(124)의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 12b는 다른 실시예에 따른 제1 반사컵의 깊이를 나타낸다.
도 12b를 참조하면, 제1 반사컵(122)의 상부면은 제1 반사컵(122)에 마운트된 제1 발광 칩(132)의 상부면보다 높을 수 있다. 제1 반사컵(122)의 깊이(H2)는 제1 발광 칩(132)의 높이(a1)보다 클 수 있다(H2>a1).
예컨대, 제1 반사컵(122)의 깊이(H2)는 제1 발광 칩(132)의 높이(a1)보다 크고, 제1 발광 칩(132)의 높이의 2배보다 작을 수 있다(a1<H2<2a1). 도 13b에 도시된 제1 반사컵(122)에 대한 설명은 제2 반사컵(124)의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 12c는 또 다른 실시예에 따른 제1 반사컵의 깊이를 나타낸다.
도 12c를 참조하면, 제1 반사컵(122)의 상부면은 제1 반사컵(122)에 마운트된 제1 발광 칩(132)의 상부면보다 낮을 수 있다. 제1 반사컵(122)의 깊이(H3)는 제1 발광 칩(132)의 높이(a1)보다 작을 수 있다(H3<a1).
예컨대, 제1 반사컵(122)의 깊이(H3)는 제1 발광 칩(132)의 높이(a1)보다 작고, 제1 발광 칩(132)의 높이의 1/2배보다 클 수 있다(a1/2<H3<a1). 도 13c에 도시된 제1 반사컵(122)에 대한 설명은 제2 반사컵(124)의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 8은 도 6에 도시된 발광 소자의 BB' 방향으로의 단면도를 나타낸다. 도 8에는 와이어들(152 내지 159)의 도시를 생략한다. 도 8을 참조하면, 연결부(126)의 상부면은 제1 반사컵(122) 및 제2 반사컵(124)의 상부면과 평행하며, 연결부(126)말단(146)은 몸체(110)의 바닥의 일부를 이루며, 몸체(110)의 제3 측면(230)을 관통하여 몸체(110) 밖으로 돌출되어 노출된다.
실시예에 따른 발광 소자는 도 7에 도시된 바와 같이, 몸체 캐비티(105) 내에는 제1 발광 칩(132) 및 제2 발광 칩(134)을 밀봉하여 보호하도록 봉지재(820)가 충진될 수 있다.
봉지재(820)는 제1 발광 칩(132) 및 제2 발광 칩(134)를 외부와 격리하기 위해 몸체 캐비티(105)는 물론, 제1 발광 칩(132)이 마운트된 제1 반사컵(122) 내부 및 제2 발광 칩(134)이 마운트된 제2 반사컵(124) 내부도 충진한다.
봉지재(820)는 실리콘 또는 수지 재질로 형성될 수 있다. 봉지재(820)는 몸체 캐비티(105) 내에 실리콘 또는 수지 재질을 충진한 후, 이를 경화하는 방식으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
봉지재(820)는 제1 발광 칩(132) 및 제2 발광 칩(134)에서 방출되는 빛의 특성을 변화하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 형광체에 의해 발광 칩들(132,134)에서 방출되는 빛이 여기되어 다른 색상을 구현할 수 있다.
예컨대, 발광 칩들(132,134)이 청색 발광 다이오드이고, 형광체가 황색 형광체인 경우 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기되어 백색의 빛을 생성할 수 있다. 발광 칩들(132,134)이 자외선(UV)을 방출하는 경우에는, R, G, B 삼색의 형광체가 봉지재(820)에 첨가되어 백색광을 구현할 수도 있다. 한편, 봉지재(820) 상에는 렌즈(미도시)가 더 형성되어, 발광 소자(100)가 방출하는 빛의 배광을 조절할 수 있다.
도 9는 실시예에 따른 발광 소자의 발광 칩들 사이의 직렬 연결을 나타낸다. 도 9를 참조하면, 제1 와이어(1052)의 일단은 제1 반사컵(132)의 상부면에 본딩(bonding)되고, 제1 와이어(1052)의 나머지 다른 일단은 제1 발광 칩(132)에 본딩된다. 또한 제2 와이어(1054)의 일단은 제1 발광 칩(132)에 본딩되고, 제2 와이어(1054)의 나머지 다른 일단은 연결부(126)에 본딩된다.
또한 제3 와이어(1056)의 일단은 연결부(126)에 본딩되고, 제3 와이어(1056)의 나머지 다른 일단은 제2 발광 칩(134)에 본딩된다. 또한 제4 와이어(1058)의 일단은 제2 발광 칩(134)에 본딩되고, 제4 와이어(1058)의 나머지 다른 일단은 제2 반사컵(134)의 상부면에 본딩된다.
도 9에 도시된 발광 칩들(132,134)은 제1 내지 제4 와이어들(1052 내지 1058)의 본딩에 의하여 전기적으로 직렬 연결될 수 있다.
도 9에 도시된 발광 칩들(132,134) 사이의 직렬 연결은 발광 칩들(132,134)과 독립적인 연결부(126)를 매개체로 하기 때문에 제1 발광 칩(132)과 제2 발광 칩(134)을 전기적으로 안정하게 직렬 연결할 수 있어 발광 소자의 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 10은 실시예에 따른 발광 소자의 발광 칩들 사이의 병렬 연결을 나타낸다. 도 10을 참조하면, 제1 와이어(1152)의 일단은 제1 반사컵(132)의 상부면에 본딩(bonding)되고, 제1 와이어(1152)의 나머지 다른 일단은 제1 발광 칩(132)에 본딩된다.
제2 와이어(1154)의 일단은 제1 발광 칩(132)과 연결되고, 제2 와이어(1154)의 나머지 다른 일단은 제2 반사컵(134)의 상부면과 연결된다. 제3 와이어(1156)의 일단은 제1 반사컵(132)의 상부면과 본딩되고, 제3 와이어(1156)의 나머지 다른 일단은 제2 발광 칩(134)에 본딩된다. 마지막으로 제4 와이어(1158)의 일단은 제2 발광 칩(134)에 본딩되고, 제4 와이어(1158)의 나머지 다른 일단은 제2 반사컵(134)의 상부면에 본딩된다.
도 10에 도시된 발광 칩들(132,134)은 제1 내지 제4 와이어들(1154 내지 1158)의 본딩에 의하여 전기적으로 병렬 연결될 수 있다.
도 11은 다른 실시예에 따른 발광 소자의 발광 칩들 사이의 직렬 연결을 나타낸다. 도 11을 참조하면, 제1 와이어(1252)의 일단은 제1 반사컵(132)의 상부면에 본딩(bonding)되고, 제1 와이어(1252)의 나머지 다른 일단은 제1 발광 칩(132)에 본딩된다. 또한 제2 와이어(1154)의 일단은 제1 발광 칩(132)에 본딩되고, 제2 와이어(1154)의 나머지 다른 일단은 제2 발광 칩(134)과 직접 연결된다. 제3 와이어(1156)의 일단은 제2 발광 칩에 연결되고, 제3 와이어(1156)의 나머지 다른 일단은 제2 반사컵(134)의 상부면에 본딩된다.
도 11에 도시된 발광 칩들(132,134)은 제1 내지 제3 와이어들(1252 내지 1256)의 본딩에 의하여 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 도 9과 달리 제2 와이어(1254)에 의하여 제1 발광 칩(132)과 제2 발광 칩(134)이 연결부(126)를 매개체로 하지 않고 서로 직접 연결된다.
상술한 제1 반사컵(122), 제2 반사컵(124), 제1 발광 칩(132), 제2 발광 칩(134), 및 제너 다이오드(150)에 본딩된 와이어들 각각의 높이는 몸체 캐비티(105)의 상부면의 높이보다 낮다.
상술한 바와 같이 실시 예는 1컵 타입의 발광 소자 패키지가 아니라, 몸체 내에 분리된 2개의 반사컵들 각각 내에 발광 칩이 마운트된 구조이다. 이로 인하여 열원인 발광 칩들을 서로 분리시키고, 발광 칩으로부터 발산되는 열을 반사컵에 의하여 차단하여 열로 인한 발광 소자의 몸체의 변색을 방지하여 발광 소자의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한 서로 분리된 2개의 반사컵들에 의하여 발광 칩들 각각으로부터 조사되는 광 간섭을 방지할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
105: 몸체 캐비티, 110: 몸체,
122: 제1 반사컵, 124: 제2 반사컵,
126: 연결부, 132: 제1 발광 칩,
134: 제2 발광 칩, 150: 제너 다이오드,
151 내지 159: 와이어들.

Claims (12)

  1. 수지체;
    상기 수지체와 접하는 제1 내지 제3 금속체들;
    상기 제1 금속체에 배치되는 제1 발광 칩 및 상기 제2 금속체에 배치되는 제2 발광 칩;
    상기 제1 금속체에 배치되는 제너 다이오드를 포함하고,
    상기 수지체는,
    제1 방향으로 연장되는 제1 및 제2 장측벽들, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장되는 제1 및 제2 단측벽들, 및 바닥부를 가지며,
    상기 제1 및 제2 장측벽들의 내측면, 상기 제1 및 제2 단측벽들의 내측면, 상기 바닥부의 상면, 및 상기 제1 내지 제3 금속체들의 상면은 캐비티(cavity)를 구성하며,
    상기 제1 금속체는 적어도 일부가 상기 제1 단측벽을 관통하고, 상기 제2 금속체는 적어도 일부가 상기 제 2 단측벽을 관통하고, 상기 제3 금속체는 적어도 일부가 상기 제1 장측벽을 관통하고,
    상기 제1 금속체는,
    상기 제1 발광 칩이 배치되는 제1 상면과 상기 제2 장측벽과 상기 제3 금속체 사이에 배치되는 제2 상면을 포함하고,
    상기 제2 금속체는,
    상기 제2 발광 칩이 배치되는 제3 상면과 상기 제2 장측벽과 상기 제3 금속체 사이에 배치되는 제4 상면을 포함하고,
    상기 제2 방향으로의 상기 제1 상면의 폭 및 상기 제2 방향으로의 상기 제3 상면의 폭 각각은 상기 제2 방향으로의 상기 제2 상면의 폭 및 상기 제2 방향으로의 상기 제4 상면의 폭보다 넓고,
    상기 제1 발광 칩과 상기 제2 단측벽 간의 간격 및 상기 제2 발광 칩과 상기 제1 단측벽 간의 간격 각각은 상기 제1 발광 칩과 상기 제1 단측벽 간의 간격 및 상기 제2 발광 칩과 상기 제2 단측벽 간의 간격보다 길고,
    상기 제1 발광 칩은 제1 와이어를 통해 상기 제1 금속체에 연결되고, 제2 와이어를 통해 상기 제3 금속체에 연결되며,
    상기 제2 발광 칩은 제3 와이어를 통해 상기 제2 금속체에 연결되고, 제4 와이어를 통해 상기 제3 금속체에 연결되며,
    상기 제너 다이오드는 제5 와이어를 통해 상기 제2 금속체에 연결되며,
    상기 제3 금속체를 통하여 상기 제1 발광 칩과 상기 제2 발광 칩은 직렬 연결되는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 방향으로의 상기 제1 상면의 폭 및 상기 제2 방향으로의 상기 제 3 상면의 폭은 동일하고,
    상기 제2 방향으로의 상기 제2 상면의 폭 및 상기 제2 방향으로의 상기 제 4 상면의 폭은 동일한 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광 칩과 상기 제2 단측벽 간의 간격 및 상기 제2 발광 칩과 상기 제1 단측벽 간의 간격은 동일하고,
    상기 제1 발광 칩과 상기 제1 단측벽 간의 간격 및 상기 제2 발광 칩과 상기 제2 단측벽 간의 간격은 동일하고,
    상기 제1 발광 칩과 상기 제1 장측벽 간의 간격, 상기 제1 발광 칩과 상기 제2 장측벽 간의 간격, 상기 제2 발광 칩과 상기 제1 장측벽 간의 간격 및 상기 제2 발광 칩과 상기 제2 장측벽 간의 간격은 서로 동일한 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속체는 제1 바닥, 및 상기 제1 바닥보다 상기 제1 단측벽에 인접하는 제2 바닥을 가지며,
    상기 제2 금속체는 제3 바닥과 상기 제3 바닥보다 상기 제2 단측벽에 인접하는 제4 바닥을 가지며,
    상기 제3 금속체는 제5 바닥을 가지며,
    상기 제1 내지 제5 바닥들은 서로 이격되고, 상기 수지체의 저면과 동일 평면 상에 배치되는 발광 소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 방향으로의 상기 제2 바닥의 폭 및 상기 제2 방향으로의 상기 제4 바닥의 폭 각각은 상기 제2 방향으로의 상기 제1 바닥의 폭 및 상기 제2 방향으로의 상기 제3 바닥의 폭보다 넓은 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 장측벽의 외측면, 상기 제2 장측벽의 외측면, 상기 제1 단측벽의 외측면 및 상기 제2 단측벽의 외측면 각각과 상기 수지체의 저면이 이루는 각은 예각이고, 서로 동일한 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속체 및 상기 제2 금속체 각각은 오목부를 구비하며,
    상기 제1 발광 칩은 상기 제1 금속체의 오목부에 배치되고, 상기 제2 발광 칩은 상기 제2 금속체의 오목부에 배치되는 발광 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제너 다이오드는 상기 제1 금속체의 상기 오목부 이외의 영역에 배치되는 발광 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티에 마련된 봉지재를 더 포함하는 발광 소자.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 봉지재는 형광체를 포함하는 발광 소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속체들 각각의 상면은 상기 수지체의 바닥부의 상면을 노출되고,
    상기 제2 및 제2 금속체들 각각의 하면은 상기 수지체의 바닥부의 하면으로 노출되고,
    상기 제1 금속체의 상면의 노출되는 면적은 상기 제1 금속체의 하면의 노출되는 면적보다 넓고, 상기 제2 금속체의 상면의 노출되는 면적은 상기 제2 금속체의 하면의 노출되는 면적보다 넓은 발광 소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제3 금속체의 상면은 상기 수지체의 바닥부의 상면으로 노출되고,
    상기 제3 금속체의 하면은 상기 수지체의 바닥부의 하면으로 노출되고,
    상기 제3 금속체의 상면의 노출되는 면적은 상기 제3 금속체의 하면의 노출되는 면적과 다른 발광 소자.
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