KR101516358B1

KR101516358B1 - 발광 장치

Info

Publication number: KR101516358B1
Application number: KR1020120022899A
Authority: KR
Inventors: 감동혁; 황성덕; 김재필; 송상빈; 김완호; 전시욱
Original assignee: 삼성전자주식회사; 한국광기술원
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2015-05-04
Anticipated expiration: 2032-03-06
Also published as: KR20130101846A; US20130234274A1; US8896078B2

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 발광장치는,
적어도 한 쌍의 리드 프레임과, 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되도록 배치되며 자외선을 방출하는 발광소자와, 상기 발광소자 주위를 둘러싸도록 형성된 측벽 및 접착제를 수용하도록 상기 측벽 상면에 형성되는 홈부를 구비하는 본체와, 상기 발광소자 상부에 배치되며 상기 본체 측벽 상면에서 상기 접착제에 의해 고정되는 렌즈부를 포함할 수 있다.

Description

발광 장치{Light Emitting Device}

본 발명은 발광장치에 관한 것이다.

반도체 발광소자는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 기하여, 다양한 색상의 빛을 발생시킬 수 있는 반도체 장치이다. 이러한 발광 소자는 필라멘트에 기초한 발광소자에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 초기 구동 특성, 높은 진동 저항 등의 여러 장점을 갖기 때문에 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 이러한 발광소자는 적색, 청색 등의 가시광선, 적외선 및 자외선을 포함한 다양한 파장범위의 빛을 방출할 수 있으며, 이에 따라, 실내 조명, 가로등, 의료 등의 분야에 다양하게 적용되고 있다.

발광소자의 일반적인 봉지재 또는 지지부재 등으로 폭넓게 이용되는 투광성 수지 재료는 대부분 자외선에 의해 쉽게 열화되는 특성을 갖는다. 따라서, 약 380nm 이하의 광을 방출하는 자외선(UV) 발광소자의 경우 일반적인 투광성 수지를 패키지의 재료로 이용하게 되면 수지재의 자외선의 투과율 감소로 인해 안정한 출력을 얻을 수 없으며, 수지가 접착 재료로 사용되는 경우 자외선 열화로 인해 접착력이 감소하게 되므로 장치의 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명의 목적 중 하나는, 신뢰성이 개선된 발광장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면은,

적어도 한 쌍의 리드 프레임과, 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되도록 배치되며 자외선을 방출하는 발광소자와, 상기 발광소자 주위를 둘러싸도록 형성된 측벽 및 접착제를 수용하도록 상기 측벽 상면에 형성되는 홈부를 구비하는 본체와, 상기 발광소자 상부에 배치되며 상기 본체 측벽 상면에서 상기 접착제에 의해 고정되는 렌즈부를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 렌즈부 저면에 형성된 자외선 반사부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 렌즈부는 상기 자외선 반사부가 상기 홈부를 덮도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 자외선 반사부는 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Mg, Zn, Pt 및 Au 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 홈부는 상기 측벽 상면에서 링 형태로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 홈부는 복수 개일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 본체는 상기 측벽에 둘러싸여 저면에서 상기 리드 프레임의 적어도 일부를 노출하는 오목부를 구비하며, 상기 렌즈부는 상기 오목부를 밀봉하도록 배치될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 홈부는 상기 측벽 상면에서 상기 오목부의 외주를 따라 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 오목부를 채우는 불활성 기체를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 불활성 기체는 질소(N₂), 아르곤(Ar) 및 헬륨(He) 중 적어도 하나일 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 오목부는 진공 상태로 유지될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 측벽의 적어도 일면은 상기 발광소자로부터 방출된 광을 상부로 반사하도록 경사 구조를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광소자로부터 방출된 광을 상부로 반사하도록 상기 측벽의 적어도 일면에 형성된 반사금속층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 본체는, 상기 측벽 상면으로부터 상부로 돌출되며 상기 렌즈부의 외주면에 인접하여 형성된 지지부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 지지부는 상기 측벽과 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 리드 프레임 상에 배치된 서브마운트를 더 포함하며, 상기 발광소자는 상기 서브마운트 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 측면은,

적어도 한 쌍의 리드 프레임과, 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되도록 배치되며 자외선을 방출하는 발광소자와, 상기 발광소자 주위를 둘러싸도록 형성된 측벽을 구비하는 본체와, 상기 발광소자 상부에 배치되며 상기 본체 측벽 상면에서 공융 합금에 의해 고정되는 렌즈부를 포함하는 발광장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 렌즈부 저면에 형성된 자외선 반사부를 더 포함하며, 상기 공융 합금은 상기 자외선 반사부와 상기 측벽 상면 사이에 개재될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 공융 합금은 금(Au)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 공융 합금은 AuZn, AuGe, AuSn 및 AuAl 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따르면 신뢰성이 개선된 발광장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 발광장치의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광장치를 상부에서 바라본 개략적인 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태의 변형 예 따른 발광장치를 상부에서 바라본 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태의 또 변형 예 따른 발광장치의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태의 또 다른 변형 예에 따른 발광장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 발광장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.

그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 발광장치의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 발광장치(100)는 적어도 한 쌍의 리드 프레임(10a, 10b)과, 상기 리드 프레임(10a, 10b)과 전기적으로 연결되도록 배치된 자외선 발광소자(20)와, 상기 발광소자(20) 주위를 둘러싸도록 형성되는 본체(30)와, 상기 발광소자(20) 상부에 배치되는 렌즈부(40)를 포함할 수 있다.

상기 본체(30)는 상기 발광소자(20) 주위를 둘러싸도록 형성된 측벽(31) 및 접착제(50)를 수용하도록 상기 측벽(31) 상면에 형성되는 홈부(32)를 구비할 수 있으며, 상기 렌즈부(40)는 상기 본체(30)의 측벽(31) 상면에서 상기 접착제(50)에 의해 고정될 수 있다.

한 쌍의 리드 프레임(10a, 10b)은 발광소자(20)가 배치된 서브마운트(60)와 도전성 와이어(w)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있으며, 외부 전기 신호를 인가하기 위한 단자로서 기능할 수 있다. 이를 위하여, 한 쌍의 리드 프레임(10a, 10b)은 전기 전도성이 우수한 금속 물질로 이루어질 수 있다.

구체적으로, 발광소자(20)가 서브마운트(60) 상에 플립칩 본딩(flip-chip bonding) 방식 등을 이용하여 실장된 후, 적어도 하나의 리드 프레임(10b) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 발광소자(20)는 서브마운트(60)에 의해 리드 프레임(10a, 10b)과 와이어(w) 본딩 됨으로써 외부로부터 전기신호를 인가 받을 수 있다.

본 실시형태의 경우, 발광장치 제조 시 발광소자(20)가 실장된 서브마운트(60)를 리드 프레임(10a, 10b) 상에 배치함으로써 발광장치의 제조공정을 단순화할 수 있으며, 열 전도성이 우수한 물질로 이루어진 서브마운트(60)를 이용함으로써 발광소자(20)로부터 발생된 열을 외부로 효과적으로 방출할 수 있다.

다만, 발광소자(20)의 실장방식이 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 실장방식을 통해 리드 프레임(10a, 10b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 발광소자(20)는 서브마운트(60) 없이 상기 한 쌍의 리드 프레임(10a, 10b) 상에 직접 배치되어 도전성 와이어(w)를 통해 전기적으로 연결되거나, 리드 프레임(10a, 10b) 상에 발광소자(120)가 직접 배치되어 도전성 와이어(w) 없이, 소위, 플립칩(flip-chip) 본딩 방식으로 연결될 수도 있을 것이다.

발광소자(20)는 자외선(ultraviolet: UV)을 방출하는 자외선 발광소자, 예를 들면, UV-LED 칩일 수 있다. 자외선은 약 400nm 이하의 피크 파장을 갖는 빛으로, 파장범위가 약 320nm~400nm인 UV-A, 파장범위가 약 280nm~320nm인 UV-B, 파장범위가 약 100~280nm인 UV-C로 구분할 수 있다. 자외선 발광소자(20)를 포함하는 광원장치는, 파장 범위에 따라 살균 및 정화 목적 등에 이용될 수 있으며, 파장변환물질을 더 포함함으로써 백색 발광장치를 구현하는 것도 가능하다.

본체(30)는 상기 발광소자(20) 주위를 둘러싸도록 형성된 측벽(31)과, 접착제(50)를 수용하도록 상기 측벽(31) 상면에 형성되는 홈부(32)를 구비할 수 있다. 상기 측벽(31)은 상기 발광소자(20)의 주위를 둘러싸는 형태로 형성되어 상기 발광소자(10)로부터 방출된 광을 상부로 반사하는 기능을 할 수 있다. 본체(30)를 구성하는 물질에는 특별한 제한이 없으나, 열 방출 성능이 우수하고 자외선에 의해 특성이 쉽게 변화하지 않는 고내열성 수지, 금속, 세라믹 등으로 이루어질 수 있다.

본체(30)는 측벽(31)에 둘러싸여 저면에서 상기 리드 프레임(10a, 10b)의 적어도 일부를 노출하는 오목부(c)를 구비할 수 있으며, 상기 측벽(31)은 상기 오목부(c) 내에서 경사 구조(s)를 가짐으로써 발광소자(20)로부터 방출된 광을 보다 효과적으로 상부로 유도할 수 있다. 상기 본체(30)의 측벽(31)이 광 반사 금속으로 이루어진 경우, 측벽(31) 자체가 반사구조물로 기능할 수 있다.

이와 달리, 상기 경사 구조(s)의 표면에 광 반사 금속으로 이루어진 별도의 반사 금속층(70)이 형성될 수 있으며, 예를 들면, 고 반사성 물질인 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Mg, Zn, Pt, Au 등을 포함할 수 있고, 2층 이상의 구조로 채용되어 반사 효율을 향상시킬 수 있다. 다만, 이러한 물질에 제한되는 것은 아니고, 광 반사 기능이 가능하다면, 다양한 금속 물질이 적용될 수 있다.

상기 본체(30)의 측벽(31) 상면에는 접착제(50)를 수용하는 홈부(32)가 형성될 수 있다. 상기 접착제(50)는 렌즈부(40)를 본체(30) 상면에 고정하기 위한 것으로, 상기 홈부(32) 내에 도포됨에 따라 상기 본체(30)의 오목부(c) 내에서 노출되지 않는다.

일반적으로, 렌즈부(40)를 본체(30)에 부착하기 위하여 본체(30)의 측벽(31) 상면에서 수지 계열의 접착제(50)를 도포하면, 접착제(50)는 본체(30)의 오목부(c) 내에서 자외선에 노출된다. 이 경우, 발광소자(20)로부터 방출되는 자외선에 의해 접착제(50)가 분해되어 렌즈부(40)가 본체(30)로부터 분리되는 문제가 발생하며, 이에 따라, 접착제(50)의 종류가 제한되고, 발광장치의 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.

그러나, 본 실시형태의 경우, 접착제(50)가 측벽(31) 상면에 형성된 홈부(32) 내에 도포되어 발광소자(20)에서 방출된 자외선이 접착제(50)와 반응하는 것을 방지할 수 있으므로, 발광장치의 신뢰성을 개선할 수 있다.

즉, 본 실시형태에서 상기 렌즈부(40)를 고정하기 위한 접착제(50)는 자외선에 직접 노출되지 않으므로 그 종류에 제한이 없으며, 상기 렌즈부(40)를 본체(30)의 측벽(31) 상면에 고정하기 위해 충분히 높은 접착력을 갖는 것 중에 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 접착체(50)는 에폭시, 실리콘, 불소 계열의 수지 또는 금속 물질이 적용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

렌즈부(40)는 발광소자(20) 상부에 배치되며, 본체(30)의 측벽(31) 상면에서 상기 접착제(50)에 의해 고정될 수 있다. 구체적으로, 상기 렌즈부(40)는 상기 홈부(32)를 덮도록 배치될 수 있다. 상기 렌즈부(40)는 상기 본체(30)의 오목부(c)를 밀봉함으로써 발광소자(20)와 외부 수분, 산소의 접촉을 차단할 수 있다.

이를 위하여, 상기 본체(30)의 측벽(31)에 의해 구성되는 오목부(c) 내부는 불활성 기체, 예를 들면, 질소(N₂), 아르곤(Ar) 및 헬륨(He) 중 적어도 하나를 포함하거나, 진공 상태로 유지될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 오목부(c)의 전부 또는 일부가 자외선에 의해 열화하지 않는 수지 등으로 채워지는 것도 가능하다.

상기 렌즈부(40)는 자외선을 투과시키고, 자외선에 의해 열화하지 않는 고내열성 수지, 석영 유리 등으로 이루어질 수 있다. 본 실시형태에서 상기 렌즈부(40)는 평판 형상으로 도시되었으나, 다양한 형상의 렌즈, 예를 들면, 반구 형상의 투명 렌즈를 이용하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 렌즈부(40)는 상기 발광소자(20)가 배치되는 오목부(c)를 완전히 밀봉하여 발광소자(20)를 외부로부터 보호할 뿐 아니라, 반구, 플레넬, 비구면 렌즈 형상으로 이루어져, 지향각을 조절하거나 광 추출 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 발광장치를 상부에서 바라본 개략적인 도면이다. 구체적으로, 도 1은 도 2에서 A-A' 라인을 따라 자른 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 상기 본체(30)의 측벽부(31)는 상기 발광소자(20)를 둘러싸되 횡단면이 원형에 가까운 오목부를 형성할 수 있다. 상기 오목부(c)는 상부로 갈수록 폭이 넓어지는 구조를 가질 수 있으며, 이를 위하여 상기 측벽(31)의 일면, 구체적으로 발광소자가 배치되는 내측 표면은 곡면을 포함하는 경사 구조(s)를 가질 수 있다.

본 실시형태에서, 상기 홈부(32) 내에는 접착제(50)가 수용되며, 따라서, 상기 측벽(31) 상면에서 홈부(32)를 기준으로 오목부(c)에 인접한 영역은 플랜지(flange) 형상을 가질 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 홈부(32)는 상기 측벽(31) 상면에서 상기 오목부(c)의 외주를 따라, 링 형태로 형성될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 본체(30)의 측벽(31) 상면에서 다양한 개수와 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

한편, 본 실시형태와 같이 상기 홈부(32)가 상기 측벽(31) 상면에서 오목부(c)의 외주를 따라 링 형태로 형성되는 경우 홈부(c)의 밀폐상태를 효과적으로 유지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시형태의 변형 예 따른 발광장치를 상부에서 바라본 개략적인 도면이다.

도 3을 참조하면, 발광소자(20')의 주위를 둘러싸도록 형성된 측벽(31')은 횡단면이 사각형인 오목부를 형성할 수 있으며, 상기 측벽(31')의 일면은 경사 구조(s')를 가질 수 있다. 즉, 본 실시형태의 경우, 도 2에 도시된 실시형태와 비교할 때, 측벽(31')과 오목부의 형상 및 접착제(50')가 수용되는 홈부(32')의 위치와 형상이 상이하며, 구체적으로, 홈부(32')가 본체(30')의 측벽(31') 상면에서 복수 개로 형성될 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이 홈부(32')의 형상, 개수, 위치 등은 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1 실시형태의 또 변형 예 따른 발광장치의 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 실시형태에 따른 발광장치(200)는 적어도 한 쌍의 리드 프레임(110a, 110b)과, 상기 리드 프레임(110a, 110b)과 전기적으로 연결되도록 배치되는 자외선 발광소자(120)와, 상기 발광소자(120) 주위를 둘러싸도록 형성되는 본체(130)와, 상기 발광소자(120) 상부에 배치되는 렌즈부(140)를 포함할 수 있다.

상기 본체(130)는 상기 발광소자(120) 주위를 둘러싸도록 형성된 측벽(131) 및 접착제(150)를 수용하도록 상기 측벽(131) 상면에 형성되는 홈부(132)를 구비할 수 있으며, 상기 렌즈부(140)는 상기 본체(130)의 측벽(131) 상면에서 상기 접착제(150)에 의해 고정될 수 있다.

본 실시형태의 경우, 도 1에 도시된 실시형태와는 달리 상기 렌즈부(140)의 일면에 형성된 자외선 반사부(180)를 더 포함할 수 있으며, 이하에서는 달라진 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

상기 자외선 반사부(180)는 상기 렌즈부(140)의 일면에 고반사성 금속 물질, 예를 들면, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Mg, Zn, Pt, Au 등을 증착 또는 도금하여 형성될 수 있다. 상기 자외선 반사부(180)는 상기 렌즈부(140)의 일면 중 상기 본체(131)의 상면과 접촉하는 면에 형성될 수 있으며, 상기 홈부(132)에 대응하는 위치에서 상기 홈부(132)를 덮도록 배치될 수 있다.

도 4에서 화살표로 표시된 바와 같이, 상기 자외선 반사부(180)는 렌즈부(140)의 표면에서 전반사된 후 접착제(150)를 향해 입사하는 광을 상부로 반사시킬 수 있다. 따라서, 발광소자(120)로부터 방출된 자외선이 본체(130)의 오목부(c) 내에서 접착제(150)와 직접 반응하는 경우뿐만 아니라, 렌즈부(140) 내에서 전반사된 광에 의해 반응하는 경우까지도 효과적으로 방지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제1 실시형태의 또 다른 변형 예에 따른 발광장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 실시형태에 따른 발광장치(300)는 적어도 한 쌍의 리드 프레임(210a, 210b)과, 상기 리드 프레임(210a, 210b)과 전기적으로 연결되도록 배치되는 자외선 발광소자(220)와, 상기 발광소자(220) 주위를 둘러싸도록 형성되는 본체(230)와, 상기 발광소자(220) 상부에 배치되는 렌즈부(240)를 포함할 수 있다.

상기 본체(230)는 상기 발광소자(220) 주위를 둘러싸도록 형성된 측벽(231) 및 접착제(250)를 수용하도록 상기 측벽(231) 상면에 형성되는 홈부(232)를 구비할 수 있으며, 상기 렌즈부(240)는 상기 본체(230)의 측벽(231) 상면에서 상기 접착제(250)에 의해 고정될 수 있다.

본 실시형태의 경우, 도 1에 도시된 실시형태와는 달리 발광소자(220)는 리드 프레임(210a, 210b) 상에 직접 배치되어 와이어로 연결될 수 있으며, 상기 발광소자(220)의 일면에는 파장변환층(290)이 형성될 수 있다. 또한, 본체(230)는 측벽(231) 상면에 형성된 지지부(233)를 더 포함할 수 있다. 다만, 상기 발광소자(220)의 실장 방식과 본체(230)의 형상에는 상호 필연적 관련성이 없으며, 필요에 따라 각각 별도로 적용될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 이하에서는 달라진 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

상기 발광소자(220)는 한 쌍의 리드 프레임(210a, 210b) 중 하나에 배치되어, 하나의 리드 프레임(210a)과는 직접 연결되고 다른 리드 프레임(210b)과는 와이어 연결될 수 있으며, 이 경우, 발광소자(220)가 배치되는 리드 프레임(210a)이 방열 수단으로 기능할 수 있다. 이와 달리, 상기 한 쌍의 리드 프레임(210a, 210b) 모두와 와이어 연결되거나, 와이어 없이 플립칩 방식으로 실장되는 것도 가능하다.

상기 발광소자(220)의 광 방출면에는 상기 발광소자(220)로부터 방출된 자외선을 파장 변환하기 위한 파장변환층(290)이 형성될 수 있으며, 이에 따라, 자외선을 다양한 파장의 빛으로 변환할 수 있다. 상기 파장변환층(290)은 자외선을 파장 변환시키는 파장변환용 형광체 입자를 포함할 수 있다. 상기 형광체는 황색(yellow), 적색(red) 및 녹색(green) 중 어느 하나로 파장을 변환시키는 형광체로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, YAG계, TAG계, Silicate계, Sulfide계 또는 Nitride계 중 어느 하나의 형광물질을 포함할 수 있다.

한편, 본 실시형태와는 달리, 상기 파장변환층(290)은 상기 렌즈부(340)의 일면에 형성될 수 있으며, 이 경우, 발광소자(220)로부터 방출되어 렌즈부(240)를 통과한 광을 파장변환하여 다양한 색상의 빛을 방출할 수 있다.

상기 본체(230)의 측벽(231) 상면에는, 측벽(231) 상면으로부터 상부로 돌출되며 상기 렌즈부(240)의 외주면에 인접하여 형성되는 지지부(233)를 더 포함할 수 있다. 상기 지지부(233)는 상기 렌즈부(240)의 외주면을 따라 링 형태로 형성되어 상기 렌즈부(240)를 지지 또는 고정할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 측벽(231) 상면에서 임의의 위치에 단일 또는 복수 개로 형성될 수 있다.

상기 지지부(233)는 상기 측벽부(231)와 일체로 형성될 수 있으며, 상기 측벽(232)의 상면과 지지부(233)의 상면이 단차 구조를 이룰 수 있다. 본 실시형태의 경우, 상기 지지부(233)에 의해 렌즈부(240)가 배치되는 위치를 보다 정밀하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 렌즈부(240)와 본체(230)의 결합력이 강화되어 광학적, 기계적 신뢰성이 개선될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 발광장치의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 실시형태에 따른 발광장치(400)는 적어도 한 쌍의 리드 프레임(310a, 310b)과, 상기 리드 프레임(310a, 310b)과 전기적으로 연결되도록 배치되는 자외선 발광소자(320)와, 상기 발광소자(320) 주위를 둘러싸도록 형성되는 본체(330)와, 상기 발광소자(320) 상부에 배치되는 렌즈부(340)를 포함할 수 있다.

상기 렌즈부(340)는 상기 렌즈부(340)는 일면에 형성된 자외선 반사부(380)를 포함할 수 있으며, 상기 자외선 반사부(380)와 상기 본체(330) 측벽 상면 사이에 개재되는 공융 합금(350)에 의해 상기 본체(330) 측벽(331) 상면에 고정될 수 있다.

본 실시형태에 따른 발광장치(400)는 제1 실시형태에 따른 발광장치와는 달리 본체의 측벽 상면에 접착제를 수용하기 위한 별도의 홈부를 구비하지 않으며, 상기 렌즈부(340)는 공융 합금(350)을 이용하여 본체의 측벽(331) 상면에서 유텍틱 본딩(eutectic bonding)에 의해 고정될 수 있다.

공융 합금(350)은 금(Au)을 포함하는 AuZb, AuGe, AuSn, AuAl 등의 공융 금속이 적용될 수 있으며, 금(Au)을 포함한 공융(Autectic) 합금들은 금(Au)의 함량이 70~80%인 경우, 열전도와 반사율이 우수할 뿐만 아니라 유텍틱 멜팅을 통해 비교적 저온에서 렌즈부(340)와 본체(330)의 접착이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 공융 합금(350)을 접착 물질로 사용하는 경우, 자외선에 의한 접착제 열화 문제가 발생하지 않으므로 본체(330)의 측벽(331) 상면에 접착제를 수용하기 위한 별도의 홈부를 마련할 필요가 없다.

상기 렌즈부(340)의 일면에는 고반사성 금속 물질, 예를 들면, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Mg, Zn, Pt, Au 등을 증착 또는 도금하여 자외선 반사부(380)가 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 자외선 반사부(380)는 렌즈부(340) 내에서 전반사된 광을 상부로 반사할 뿐만 아니라, 측벽(330) 상면에 도포되는 공융 합금(350)에 의한 렌즈부(340)의 결합력을 강화할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

100, 200, 300, 400: 발광장치
10a, 10b, 110a, 110b, 210a, 210b, 310a, 310b,: 리드프레임
20, 120, 220, 320: 발광소자 30, 130, 230, 330: 본체
31, 131, 231, 331: 측벽 32, 132, 232: 홈부
40, 140, 240, 340: 렌즈부 50, 150, 250: 접착제
350: 공융 합금 60, 160: 서브마운트
70: 반사 금속층 180, 380: 자외선 반사부
290: 파장변환층

Claims

적어도 한 쌍의 리드 프레임;
상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되도록 배치되며 자외선을 방출하는 발광소자;
상기 발광소자 주위를 둘러싸도록 형성된 측벽과, 상기 측벽 상면에 형성되는 홈부를 구비하는 본체;
상기 홈부 내에 수용된 접착제;
상기 발광소자 상부에 배치되며 상기 측벽 상면에서 상기 접착제에 의해 고정되는 렌즈부; 및
상기 렌즈부 저면에 형성되고 상기 접착제를 덮도록 배치되는 자외선 반사부;
를 포함하는 발광장치.
제1항에 있어서,
상기 본체는 상기 측벽에 둘러싸여 저면에서 상기 리드 프레임의 적어도 일부를 노출하는 오목부를 구비하며, 상기 렌즈부는 상기 오목부를 밀봉하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제2항에 있어서,
상기 홈부는 상기 측벽 상면에서 상기 오목부의 외주를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제2항에 있어서,
상기 오목부를 채우는 불활성 기체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제2항에 있어서,
상기 오목부는 진공 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항에 있어서,
상기 본체는, 상기 측벽 상면으로부터 상부로 돌출되며 상기 렌즈부의 외주면에 인접하여 형성된 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
적어도 한 쌍의 리드 프레임;
상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되도록 배치되며 자외선을 방출하는 발광소자;
상기 발광소자 주위를 둘러싸도록 형성된 측벽을 구비하는 본체;
상기 발광소자 상부에 배치되는 렌즈부;
상기 렌즈부와 상기 측벽 상면 사이에 개재되어 상기 렌즈부를 고정하는 공융합금; 및
상기 렌즈부 저면에 형성되고 상기 공융합금을 덮도록 배치되는 자외선 반사부;
를 포함하는 발광장치.
제7항에 있어서,
상기 공융 합금은 금(Au)을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
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