JP2011205100A - 発光素子パッケージ及びこれを備えた照明システム - Google Patents
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Abstract
【課題】防湿構造を有する発光素子パッケージを提供すること。
【解決手段】本発明の発光素子パッケージは、キャビティを有する本体と、前記キャビティに配置された複数のリードフレームと、前記複数のリードフレームのうち、少なくとも一つの上に配置された発光素子と、前記各リードフレームと前記本体との間に湿気侵入防止部材とを含み、前記リードフレームは、前記キャビティに配置された第１フレームと、前記本体の下面に配置された第２フレームと、前記第１フレームと前記第２フレームとの間を接続する第３フレームとを含み、前記リードフレームの第２フレームは、前記本体内に配置され、前記本体の下面に対して少なくとも一部が傾斜し、前記湿気侵入防止部材は、前記各リードフレームの少なくとも第３フレームに配置される。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の発光素子パッケージは、キャビティを有する本体と、前記キャビティに配置された複数のリードフレームと、前記複数のリードフレームのうち、少なくとも一つの上に配置された発光素子と、前記各リードフレームと前記本体との間に湿気侵入防止部材とを含み、前記リードフレームは、前記キャビティに配置された第１フレームと、前記本体の下面に配置された第２フレームと、前記第１フレームと前記第２フレームとの間を接続する第３フレームとを含み、前記リードフレームの第２フレームは、前記本体内に配置され、前記本体の下面に対して少なくとも一部が傾斜し、前記湿気侵入防止部材は、前記各リードフレームの少なくとも第３フレームに配置される。
【選択図】図１
Description
実施の形態は、発光素子パッケージ及びこれを備えた照明システムを提供する。
ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体（ｇｒｏｕｐ ＩＩＩ−Ｖ ｎｉｔｒｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）は、物理的、化学的特性により発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーダイオード（ＬＤ）などの発光素子の核心素材として脚光を浴びている。ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は、通常ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質からなっている。
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は、化合物半導体の特性を利用して、電気を赤外線又は光に変換させて信号を交換するか、又は光源として用いられる半導体素子の一種である。
このような半導体材料を利用したＬＥＤ又はＬＤは、光を得るための発光素子に多く使用されており、携帯電話のキーパッド発光部、電光板、照明装置など各種製品の光源として応用されている。
実施の形態は、防湿構造を有する発光素子パッケージを提供する。
実施の形態は、リードフレームと本体との間の界面を介して湿気が侵入されることを抑制できるようにした発光素子パッケージを提供する。
実施の形態は、屈曲部を有するリードフレームの構造により湿気侵入を遅延させるようにした発光素子パッケージを提供する。
実施の形態は、リードフレームと本体との間に接着剤層を配置した発光素子パッケージを提供する。
実施の形態は、リードフレーム上に突起を有する発光素子パッケージを提供する。
実施の形態は、発光素子パッケージ及びこれを備えた照明システムの信頼性を改善させることができる。
実施の形態に係る発光素子パッケージは、キャビティを有する本体と、前記キャビティに配置された複数のリードフレームと、前記複数のリードフレームのうち、少なくとも一つの上に配置された発光素子と、前記各リードフレームと前記本体との間に湿気侵入防止部材とを含み、前記リードフレームは、前記キャビティに配置された第１フレームと、前記本体の下面に配置された第２フレームと、前記第１フレームと前記第２フレームとの間を接続する第３フレームとを含み、前記リードフレームの第２フレームは、前記本体内に配置され、前記本体の下面に対して少なくとも一部が傾斜し、前記湿気侵入防止部材は、前記各リードフレームの少なくとも第３フレームに配置される。
実施の形態に係る発光素子パッケージは、キャビティを有する本体と、前記キャビティに配置された複数のリードフレームと、前記複数のリードフレームのうち、少なくとも一つの上に配置された発光素子と、前記キャビティにモールド部材と、前記各リードフレーム上に湿気侵入防止部材とを含み、前記湿気侵入防止部材は、前記リードフレームの表面に凹凸部及び前記凹凸部の凹部に接着剤を含む。
実施の形態に係る照明システムは、ボードと、前記ボード上に複数の発光素子パッケージと、前記発光素子パッケージの光経路側に配置された光学部材とを含む。前記各発光素子パッケージは、キャビティを有する本体と、前記キャビティに配置された複数のリードフレームと、前記複数のリードフレームのうち、少なくとも一つの上に配置された発光素子と、前記各リードフレームと前記本体との間に湿気侵入防止部材とを含み、前記リードフレームは、前記キャビティに配置された第１フレームと、前記本体の下面に配置された第２フレームと、前記第１フレームと前記第２フレームとの間を接続する第３フレームとを含み、前記リードフレームの第２フレームは、前記本体内に配置されて前記本体の下面に対して少なくとも一部が傾斜し、前記湿気侵入防止部材は、前記各リードフレームの少なくとも第３フレームに配置される。
実施の形態の説明に当たって、各層（膜）、領域、パターン又は構造物が基板、各層（膜）、領域、パッド又はパターンの「上／の上（ｏｎ）」に又は「の下（ｕｎｄｅｒ）」に形成されると記載される場合、「上／の上（ｏｎ）」と「の下（ｕｎｄｅｒ）」は、「直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）」又は「他の層を介在して（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）」形成されることをすべて含む。また、各層の「上／の上」又は「の下」に対する基準は、図面を基準として説明する。
図において各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、又は概略的に示された。また、各構成要素の大きさは、実際の大きさを全的に反映するのではない。
図１は、第１の実施の形態に係る発光素子パッケージを示した側断面図である。
図１に示すように、発光素子パッケージ１００は、本体１１０、リードフレーム１２０（１２１、１２５）、発光素子１３０、及びモールド部材１４０を含む。
前記本体１１０は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ：Ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）のような樹脂材質、シリコン（Ｓｉ）、金属材質、ＰＳＧ（ｐｈｏｔｏ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｇｌａｓｓ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、プリント回路基板（ＰＣＢ）のうち、少なくとも一つから形成されることができる。他の例として、前記本体１１０は、シリコンカーバイド（ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ：ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ；ＡｌＮ）、高分子液晶（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ：ＬＣＰ）のうち、少なくとも一材質からなることができ、これに限定しない。以下、実施例の説明のために、前記本体１１０は、樹脂材質をその例として説明する。
前記本体１１０の外形形状は、前記発光素子パッケージ１００の用途及び設計によって四角形、多角形、円形などのような多様な形状を有することができる。例えば、発光素子パッケージ１００は、多角形形状に形成されることができ、これに対して限定しない。前記発光素子パッケージ１００は、搭載される形態によってエッジ（ｅｄｇｅ）タイプ又は直下タイプのバックライトユニット（ＢＬＵ：Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ）に使用されることができる。
前記本体１１０は、支持部１１１及び反射部１１３を含み、前記支持部１１１は、キャビティ１１５の底面より下に形成され、反射部１１３は、前記支持部１１１上に配置され、キャビティ１１５を具備するようになる。前記反射部１１３は、キャビティ形状によりコップ部（ｃｕｐ ｐｏｒｔｉｏｎ）と定義されることができ、これに対して限定しない。
前記本体１１０の支持部１１１及び反射部１１３は、リードフレーム１２０（１２１、１２５）の内側部を基準として区分されることができる。前記反射部１１３は、前記支持部１１１と同じ物質又は異なる物質でありえ、これに対して限定しない。
前記キャビティ（ｃａｖｉｔｙ）１１５は、上部が開放され、下部より上部がより広い形状に形成されることができる。前記キャビティ１１５は、コップ形状、凹んだ容器形状などのようなリセス構造から形成されることができる。前記キャビティ１１５の周りは、底面に対して垂直な側面又は傾斜した側面で形成されることができる。
前記キャビティ１１５を上から眺めた形状は、多角形状でありえ、他の例として円形又は楕円形のように所定曲率を有する形状でありうる。他の例として、前記キャビティ１１５の隅部分は、曲線形状でありうる。
また、前記本体１１０の上側には、カソードマーク（ｃａｔｈｏｄｅ ｍａｒｋ）が形成されることができる。前記カソードマークは、リードフレーム１２０（１２１、１２５）の極性に対する混同を防止できる。
前記本体１１０には、複数のリードフレームが配置され、前記複数のリードフレームは、第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１２５を含む。前記第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１２５の内側部は、前記キャビティ１１５内に配置され、互いに電気的に分離される。前記第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１２５の内側部は、前記本体１１０を貫通する構造で配置される。
前記第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１２５の内側部は、前記キャビティ１１５の底面に配置され、外側部は、前記本体１１０の少なくとも側面に配置される。前記第１リードフレーム１２１及び前記第２リードフレーム１２５の端部は、前記本体１１０の支持部１１１の下面に配置され、リード電極Ｐ１、Ｐ２として使用されることができる。
前記第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１２５の外側部は、前記本体１１０の両側面に配置され、前記両側面は、互いに異なる面又は互いに反対側面になりうる。
前記リードフレーム１２０（１２１、１２５）は、湿気侵入防止部材を具備し、前記湿気侵入防止部材は、前記第１及び第２リードフレーム１２１、１２５の一部を屈曲させた屈曲部１２２、１２６を含む。前記屈曲部１２２、１２６は、凹部又は凸部を含み、前記凹部は、各リードフレーム１２１、１２５の一部を前記キャビティ１１５の底面より凹んでいるように屈曲させた構造であり、凸部は、前記キャビティ１１５の底面延長線上に対して膨らんでいるように屈曲させた構造でありうる。前記凹部又は凸部の側断面形状は、半球形形状又は多角形形状を含むことができる。
前記屈曲部１２２、１２６は、各リードフレーム１２１、１２５の内側部に配置され、好ましくは、本体１１０内に配置された前記各リードフレーム１２１、１２５に配置される。
前記屈曲部１２２、１２６は、各リードフレーム１２１、１２５の表面積を増加させることができる。前記屈曲部１２２、１２６は、前記本体１１０内で各リードフレーム１２１、１２５の表面に沿って進行する湿気侵入経路Ｒ１を長く提供できる。このような湿気侵入防止部材は、湿気侵入による発光素子１３０の電気的な信頼性を向上させることができる。前記屈曲部１２２、１２６の幅は、発光素子１３０の幅より少なくても広く形成されることができ、このような屈曲部１２２、１２６の幅は、湿気侵入を効果的に遅延させることができる。
また、前記リードフレーム１２０（１２１、１２５）の屈曲部１２２、１２６は、湿気の侵入を遅延又は抑制できる。
他の例として、各リードフレーム１２１、１２５には、複数の屈曲部１２２、１２６が配置されることができ、前記複数の屈曲部１２２、１２６は、各リードフレーム１２１、１２５での湿気の侵入を遅延又は抑制できる。
また、前記リードフレーム１２１、１２５の屈曲部１２２、１２６は、前記本体１１０との結合力を強化させうるため、湿気侵入を抑制できる。
前記第１リードフレーム１２１及び前記第２リードフレーム１２５は、金属材質、例えば、チタニウム（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、リン（Ｐ）のうち、少なくとも一つを含むことができる。前記第１リードフレーム１２１及び前記第２リードフレーム１２５は、少なくとも一つの金属で単層又は多層構造から形成されることができる。
前記第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１２５の厚さは、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍを有することができ、好ましく０．１ｍｍ〜０．３ｍｍの厚さに形成されることができる。
前記第１リードフレーム１２１及び前記第２リードフレーム１２５は、発光素子１３０に電気的に接続され、前記発光素子１３０に電源を供給する。
前記発光素子１３０は、前記キャビティ１１５内に配置され、前記第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１２５のうち、何れか１フレーム上に配置されることができる。ここで、前記発光素子１３０は、第１リードフレーム１２１上にボンディングされ、第２リードフレーム１２５にワイヤー１３２で接続されることができる。他の例として、一つ又は複数のワイヤーを利用して複数のリードフレーム１２１、１２５と発光素子１３０とを接続するか、又はフリップボンディング又はダイボンディングの方式などを選択的に利用でき、これに対して限定しない。
前記発光素子１３０は、青色、緑色、赤色などのような可視光線帯域の光を発光するＬＥＤチップ又はＵＶ ＬＥＤチップでありうる。前記発光素子１３０は、３族と５族元素の化合物半導体、例えばＡｌＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌｌｎＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓなどの系の半導体から形成されたＬＥＤチップを含むことができる。
前記キャビティ１１５内には、少なくとも一つの発光素子１３０が配置されることができる。
前記キャビティ１１５には、モールド部材１４０が配置されることができる。前記モールド部材１４０は、シリコン又はエポキシのような透明な樹脂材料を含むことができる。前記モールド部材１４０の表面は、フラットな形状、凹んだ形状、膨らんでいる形状を含むことができる。前記モールド部材１４０には、蛍光体が添加されることができ、前記蛍光体は、前記発光素子１３０から放出された光の一部を吸収して、他の波長の光で放出する蛍光物質であって、黄色蛍光体、青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体などのような有色発光の蛍光体を選択的に含むことができる。前記蛍光体は、ＹＡＧ、ＴＡＧ、シリケート（Ｓｉｌｉｃａｔｅ）、 窒化物（Ｎｉｔｒｉｄｅ）、オキシ窒化物（Ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）系物質のうち、少なくとも一つを含むことができる。
前記モールド部材１４０上には、レンズが配置されることができ、前記レンズは、膨らんでいるレンズ形状又は／及び凹んだレンズ形状を含み、光の配光分布によって変更されうる。前記発光素子パッケージ１００内には、前記発光素子１３０を保護するためのツェナーダイオードなどのような保護素子が配置されることができる。
前記発光素子パッケージ１００は、基板上にアレイされて、指示装置、表示装置、及び照明装置などの光源として使用されることができる。
図２は、第２の実施の形態に係る発光素子パッケージを示した側断面図である。図２を説明するにおいて、図１と同じ部分に対しては、同一符号を付し、第１の実施の形態を参照する。
図２に示すように、発光素子パッケージ１０１は、各リードフレーム１２０（１２１、１２５）に屈曲部１２３、１２７を形成した構造である。
前記屈曲部１２３、１２７は、第１及び第２リードフレーム１２１、１２５の一部を本体１１０の下面に対して膨らむように形成されることができる。
前記第１リードフレーム１２１は、前記キャビティ１１５の底面に配置された第１フレーム、前記本体１１０の下面に配置された第２フレーム、前記第１フレームと第２フレームとの間を接続する第３フレーム１２１Ａ、１２１Ｂを含む。前記第１フレーム上には、発光素子１３０が配置され、前記第２フレームは、リード電極になりうる。前記第３フレーム１２１Ａ、１２１Ｂは、本体１１０内に配置された傾斜部１２１Ａ及び延長部１２１Ｂを含み、前記傾斜部１２１Ａは、前記キャビティ１１５の底面に対して傾斜し、前記傾斜部１２１Ａの傾斜角度は、前記キャビティ１１５の底面の延長線上から１５〜７５゜の角度で傾斜するように形成されることができる。前記延長部１２１Ｂは、前記傾斜部１２１Ａの他端に接続され、前記キャビティ１１５の底面と水平の方向に延びる。前記延長部１２１Ｂは、前記屈曲部１２３に配置される。前記第１リードフレーム１２１の外側部１２１Ｃは、前記延長部１２１Ｂに接続され、本体１１０の下面に折り曲げられる。
前記第１リードフレーム１２１の延長部１２１Ｂは、前記キャビティ１１５の底面と前記本体１１０の下面との間に配置され、前記キャビティ１１５の底面の延長線上から所定距離Ｈ１が離隔される。
前記第２リードフレーム１２５は、前記キャビティ１１５の底面に配置された第１フレーム、前記本体１１０の下面に配置された第２フレーム、前記第１フレームと第２フレームとの間を接続する第３フレーム１２５Ａ、１２５Ｂを含む。
前記第３フレーム１２５Ａ、１２５Ｂは、本体１１０内に配置された傾斜部１２５Ａ及び延長部１２５Ｂを含み、前記傾斜部１２５Ａは、前記キャビティ１１５の底面に対して傾斜し、例えば前記キャビティ１１５の底面の延長線上から１５〜７５゜の角度で傾斜するように形成されることができる。前記延長部１２５Ｂは、前記傾斜部１２５Ａの他端に接続され、前記キャビティ１３５の底面と水平の方向に延びる。前記延長部１２５Ｂは、前記屈曲部１２７が配置される。前記第２リードフレーム１２５の外側部１２５Ｃは、前記延長部１２５Ｂに接続され、本体１１０の下面に折り曲げられる。
前記第２リードフレーム１２５の延長部１２５Ｂは、前記キャビティ１１５の底面と前記本体１１０の下面との間に配置され、前記キャビティ１１５の底面の延長線上から所定距離Ｈ１が離隔される。
前記各リードフレーム１２１、１２５の中間部分に屈曲部１２３、１２７を形成させることによって、湿気侵入を抑制させることができる。他の例として、前記各リードフレーム１２１、１２５の中間部分には、複数の屈曲部が配置されることができ、このような構造は、湿気侵入をより抑制させることができる。
前記各リードフレーム１２１、１２５の屈曲部１２３、１２７は、前記発光素子１３０より前記本体１１０の側面により近く配置されることができる。このような屈曲部１２３、１２７の位置は、発光素子パッケージ１０１の電気的な信頼性をより改善させることができる。他の例として、前記屈曲部１２３、１２７は、各リードフレーム１２１、１２５の傾斜部１２１Ａ、１２５Ａにより形成されることができる。
図３は、第３の実施の形態に係る発光素子パッケージの側断面図である。図３を説明するにおいて、上記に開示された構成要素と同様の部分に対しては、上記の実施の形態を参照するようにする。
図３に示すように、発光素子パッケージ１０２のリードフレーム１２０（１２１、１２５）は、湿気侵入防止部材であって、凹凸部Ｓ１、Ｓ２を含む。前記凹凸部Ｓ１、Ｓ２は、リードフレーム１２０（１２１、１２５）の上面又は／及び下面に形成されることができ、その断面形状は、三角形でありえ、他の例として多角形又は曲面を有する形状に形成されることができる。
前記凹凸部Ｓ１、Ｓ２は、各リードフレーム１２１、１２５の周りに沿ってねじ線形状、リング形状、ループ形状を含むことができ、これに対して限定しない。
第１凹凸部Ｓ１の凹部深さは、各リードフレーム１２１、１２５の上面を基準に各リードフレーム１２１、１２５の厚さの２０％以内にそれぞれ形成されることができる。第２凹凸部Ｓ２の凹部深さは、各リードフレーム１２１、１２５の下面を基準に各リードフレーム１２１、１２５）の厚さの２０％以内にそれぞれ形成されることができる。
前記リードフレーム１２１、１２５の凹凸部Ｓ１、Ｓ２は、前記本体１１０及び前記キャビティ１１５に配置されることができる。
前記リードフレーム１２１、１２５の凹凸部Ｓ１、Ｓ２は、リードフレーム１２０の幅方向に配列され、一字パターン、傾斜したパターン、「〈」形状のパターン、「〉」形状のパターンなどが選択的に形成されることができる。ここで、凹凸部Ｓ１、Ｓ２は、凹部と凸部とが交互に配置されることによって、湿気侵入を遅延又は抑制できる。
前記リードフレーム１２１、１２５の凹凸部Ｓ１、Ｓ２は、前記リードフレーム１２１、１２５に沿って移動する湿気の移動を抑制できる。これにより、第１リードフレーム１２１上に配置された発光素子１３０の電気的な信頼性を改善させることができる。
前記リードフレーム１２１、１２５の凹凸部Ｓ１、Ｓ２は、連続的なパターン又は不連続的なパターンで形成されることができ、また凹凸部の大きさ（高さ、ピッチ）が互いに同一又は異なりうる。
図４は、第４の実施の形態に係る発光素子パッケージを示した側断面図である。図４を説明するにあって、前記に開示される構成要素と同一部分に対しては、上記の実施の形態を参照するようにする。
図４に示すように、発光素子パッケージ１０３は、湿気侵入防止部材であって、接着剤層１５１を含む。前記接着剤層１５１は、リードフレーム１２１、１２５の表面に形成され、好ましくは前記リードフレーム１２１、１２５の全表面にコーティングされることができる。
前記接着剤層１５１は、前記リードフレーム１２１、１２５の一部領域を除いた領域に形成されることができ、前記一部領域は、前記発光素子１３０がボンディングされる領域とワイヤー１３２がボンディングされる領域とを含むことができる。前記リードフレーム１２１、１２５の一部領域は、発光素子１３０と電気的に接続されることができる。他の例として、前記リードフレーム１２１、１２５の一部領域は、前記キャビティ１１５の底面に配置された各リードフレーム１２１、１２５の上面でありえ、これに対して限定しない。
前記接着剤層１５１は、プライマーのような接着剤を含む層であって、シリコン、エポキシ、アクリル系などのような樹脂材料から形成されることができる。前記接着剤層１５１は、本体１１０の射出成形前に前記リードフレーム１２１、１２５の表面にコーティングされる。前記接着剤層１５１は、前記本体１１０と前記各リードフレーム１２１、１２５との間で前記本体１１０との接着力を強化させることができる。前記接着剤層１５１は、前記本体１１０と各リードフレーム１２１、１２５との間の界面を介して湿気が侵入することを防止できる。
また、前記接着剤層１５１は、モールド部材１４０の下面に接着され、前記接着剤層１５１と前記モールド部材１４０との間を介して湿気が侵入することを防止できる。
前記接着剤層１５１は、前記モールド部材１４０と接着されることによって、前記モールド部材１４０の下部が熱膨脹により浮き上がるのを抑制できる。
図５は、第５の実施の形態に係る発光素子パッケージを示した側断面図である。図５を説明するにあって、前記に開示される構成要素と同一部分に対しては、上記の実施の形態を参照するようにする。
図５に示すように、発光素子パッケージ１０３Ａは、第１及び第２リードフレーム１２１、１２５に凹凸部Ｓ１、Ｓ２が形成され、前記凹凸部Ｓ１、Ｓ２の凹部に接着剤１５１Ａが形成される。
前記各リードフレーム１２１、１２５の凹凸部Ｓ１、Ｓ２は、前記本体１１０内及び前記キャビティ１１５の底面に配置され、前記凹凸部Ｓ１、Ｓ２の凹部には、接着剤１５１Ａが形成される。
前記接着剤１５１Ａは、シリコン、エポキシ、アクリル系などのような樹脂材料を含むことができる。
前記接着剤１５１Ａと前記凹凸部Ｓ１、Ｓ２の凸部は、前記本体１１０に交互に接触される。前記凹凸部Ｓ１、Ｓ２の凸部は、前記本体１１０内部の互いに異なる領域にそれぞれ接触されることによって、湿気が侵入するのを遅延させることができ、前記接着剤１５１Ａは、本体１１０と接着されて湿気が移動するのを遮断できる。
前記凹凸部Ｓ１、Ｓ２の凹部又は凸部は、側断面形状が三角形、四角形のような多角形形状に形成されることができる。
前記接着剤１５１Ａの上面は、前記凹凸部Ｓ１、Ｓ２の凸部を接続する線上より低い高さで配置される。また、前記凹凸部の凹部深さは、前記リードフレーム（１２１、１２５）の厚さの２０％以下に形成されることができる。
図６は、第６の実施の形態に係る発光素子パッケージを示した側断面図である。図６を説明するにあって、前記に開示される構成要素と同一部分に対しては、上記の実施の形態を参照するようにする。
図６に示すように、発光素子パッケージ１０４は、各リードフレーム１２１、１２５に少なくとも一つの突起１５５、１５６、１５７、１５８が形成され、前記突起１５５、１５６、１５７、１５８は、湿気侵入防止部材として機能する。
前記突起１５５、１５６、１５７、１５８は、各リードフレーム１２１、１２５の表面から突出できる。第１リードフレーム１２１上には、第１突起１５５又は／及び下には、第２突起１５６が形成されることができる。また、前記第１及び第２突起１５５、１５６は、前記第１リードフレーム１２１の反対側に配置されるか、又は互いに異なる位置に形成されることができる。
第２リードフレーム１２５の上には、第３突起１５７、及び下には、第４突起１５８が形成されることができる。また、前記第３及び第４突起１５７、１５８は、第２リードフレーム１２５の互いに反対側に配置されるか、又は互いに異なる位置に形成されることができる。
前記突起１５５、１５６、１５７、１５８は、前記本体１１０内で前記リードフレーム１２１、１２５の表面にダム形状、リング形状、輪形状などのような形状に形成される。前記突起１５５、１５６、１５７、１５８は、前記各リードフレーム１２１、１２５の表面に侵入する湿気に対してダム（ｄａｍ）として動作できる。前記突起１５５、１５６、１５７、１５８は、半球形形状を有し、一つ又は複数配置されることができる。
前記突起１５５、１５６、１５７、１５８は、前記リードフレーム１２１、１２５と同じ金属材料又は異なる金属材料から形成されることができる。上記の金属材料は、例えば、チタニウム（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、錫（Ｓｎ）、銀（Ａｇ）、リン（Ｐ）のうち、少なくとも一つ又は二つ以上の合金を含むことができる。
前記突起１５５、１５６、１５７、１５８は、前記本体１１０との接着性が良い接着剤などの樹脂材料から形成されることができ、例えば、シリコン（例：０Ｅ６４５０含み）、エポキシ、アクリルのような樹脂材料から形成されることができる。
前記リードフレーム１２１、１２５に形成された突起１５５、１５６、１５７、１５８は、前記本体１１０の外側から前記本体１１０の内側に侵入する湿気の進行を防止して、発光素子１３０を電気的に保護することができる。
図７は、第７の実施の形態に係る発光素子パッケージを示した側断面図である。図７を説明するにあって、前記に開示される構成要素と同一部分に対しては、上記の実施の形態を参照するようにする。
図７に示すように、発光素子パッケージ１０５は、リードフレーム１２０（１２１、１２５）に多角形形状の突起１６１、１６２、１６３、１６４を含む。
前記各リードフレーム１２１、１２５は、前記キャビティ１１５の底面に配置された第１フレーム、前記本体１１０の下面に配置された第２フレーム、前記第１フレームと第２フレームとの間を接続する第３フレーム１２４、１２８を含む。前記第１リードフレーム１２１の第１フレーム上には、発光素子１３０が配置される。前記各リードフレーム１２１、１２５の第２フレームは、リード電極として機能する。前記各リードフレーム１２１、１２５の第３フレーム１２４、１２８は、傾斜した構造から形成され、突起１６１、１６２、１６３、１６４を含む。
前記突起１６１、１６２、１６３、１６４は、湿気侵入防止部材で、接着材料、金属材料、樹脂材料などにより選択的に形成されることができる。他の例として、前記突起１６１、１６２、１６３、１６４は、シリコン、エポキシのような樹脂材料を利用して形成されることができる。例えば、前記材料の中で樹脂材料は、本体１１０との接着力を強化させ、湿気の侵入も防止できる。
前記突起１６１、１６２、１６３、１６４は、前記リードフレーム１２１、１２５の材質と異なる材質から形成されることができる。
ここで、第１リードフレーム１２１の第１フレームは、前記キャビティ１１５の底面に配置され、第２フレームは、本体１１０の下面に配置される。前記第１リードフレーム１２１の傾斜部１２４は、第１フレームと第２フレームとの間に傾斜した構造から形成され、前記本体１１０の下面に対して１５〜７５゜の角度θ１で傾斜することができる。前記第１リードフレーム１２１の傾斜部１２４の高さＨ２は、前記本体１１０の下面と前記キャビティ１２１の下面との間の厚さで形成されることができる。
前記第１リードフレーム１２１の傾斜部１２４の上面及び下面には、前記突起１６１、１６２が形成されることができる。他の例として、前記突起１６１、１６２は、前記傾斜部１２４の周りに沿って一体に形成されることができる。
第２リードフレーム１２５の第１フレームは、前記キャビティ１１５の底面に配置され、第２フレームは、本体１１０の下面に配置される。前記第２リードフレーム１２５の傾斜部１２８は、第１フレームと第２フレームとの間に傾斜した構造から形成され、前記本体１１０の下面に対して傾斜した角度及び高さは、第１リードフレーム１２１の構造を参照することにする。
前記第２リードフレーム１２５の傾斜部１２８の上面及び下面には、前記突起１６３、１６４が形成されることができる。他の例として、前記突起１６３、１６４は、前記傾斜部１２８の周りに沿って一体に形成されることができる。
前記第１リードフレーム１２１及び前記第２リードフレーム１２５は、スラッガータイプで具現されることができ、前記本体１１０内に配置された中間部分に湿気侵入防止のための突起１６１、１６２、１６３、１６４が形成される。
前記突起１６１、１６２、１６３、１６４は、一つ又は複数形成されることができ、その形状は、多角形、リング形状、帯形状、輪形状などに形成されることができる。
第１リードフレーム１２１の第１突起１６１及び第２突起１６２は、互いに反対側に配置されるか、又は互いに異なる位置に形成されることができる。
第２リードフレーム１２５の第１突起１６３及び第２突起１６４は、互いに反対側に配置されるか、又は互いに異なる位置に形成されることができる。
前記第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１２５の傾斜部１２４、１２８に前記突起１６１、１６２、１６３、１６４が配置されるので、湿気侵入を防止するようになる。
図８は、第８の実施の形態に係る発光素子パッケージを示した側断面図である。図８を説明するにあって、前記に開示される構成要素と同一部分に対しては、上記の実施の形態を参照するようにする。
図８に示すように、発光素子パッケージ１０５Ａは、湿気侵入防止部材を含み、前記湿気侵入防止部材は、リードフレーム１２０（１２１、１２５）の凹凸部Ｓ３、Ｓ４及び前記凹凸部Ｓ３、Ｓ４の凹部に接着剤１５１を含む。
前記各リードフレーム１２１、１２５は、前記キャビティ１１５の底面に配置された第１フレーム、前記本体１１０の下面に配置された第２フレーム、前記第１フレームと第２フレームとの間を接続する第３フレーム１２４、１２８を含む。前記各リードフレーム１２１、１２５の第３フレーム１２４、１２８は、前記本体１１０の下面に対して傾斜した構造から形成され、凹凸部Ｓ３、Ｓ４を含む。
前記凹凸部Ｓ３、Ｓ４は、前記リードフレーム１２１、１２５の上面及び下面のうち、少なくとも一つに形成されることができる。
前記凹凸部Ｓ３、Ｓ４及び接着剤１５１は、湿気侵入防止部材で、接着材料、金属材料、樹脂材料などにより選択的に形成されることができる。他の例として、前記接着剤１５１は、シリコン、エポキシのような樹脂材料を利用して形成されることができる。例えば、前記材料の中で樹脂材料は、本体１１０との接着力を強化させ、湿気の侵入も防止できる。
前記凹凸部Ｓ３、Ｓ４の凸部は、フラットな表面を有しており、前記本体１１０との接着面積が増大する。前記凹凸部Ｓ３、Ｓ４の凹部に配置された接着剤１５１は、前記本体１１０と接着される。これにより、凹凸部Ｓ３、Ｓ４の凸部と接着剤１５１が本体１１０にそれぞれ接触されて、湿気が侵入するのを遅延させることができる。また、各リードフレーム１２１、１２５は、傾斜部１２４、１２８を含み、前記傾斜部１２４、１２８は、前記本体１１０の下面に対して傾斜した構造から形成される。
実施の形態は、複数のリードフレームに対して説明したが、前記本体１１０には、一つのリードフレームが配置され、残りは、スルーホール構造で具現されることができる。また、前記リードフレームの一側は、内側は、前記キャビティ１１５内に配置され、他側は、前記本体１１０の外側に複数の枝状に分枝されて配置されることができる。このような構造的な変更は、実施例の技術的範囲内で多様に変更できる。
実施の形態は、リードフレームに湿気侵入防止部材を形成することによって、湿気の侵入を抑制できる。実施の形態は、発光素子パッケージの信頼性を改善させることができる。実施の形態は、発光素子パッケージの外側リードフレームのトリム及びフォーミング過程により電気的な特性を低下させる問題を改善させることができる。
＜照明システム＞
前記実施の形態に係る発光素子パッケージは、指示装置、照明装置、表示装置などの光源として使用されることができる。前記照明装置は、照明灯、信号灯、前照灯、電光板などに使用されることができる。また前記発光素子パッケージは、複数が基板上にアレイされ、前記発光素子アレイの光経路上に導光板、光学シート、レンズ、反射シートなどを配置することができる。また、前記各実施の形態は、各実施の形態に限定されず、前記に開示される他の実施の形態に選択的に適用されることができ、各実施の形態に限定しない。
＜照明システム＞
前記実施の形態に係る発光素子パッケージは、指示装置、照明装置、表示装置などの光源として使用されることができる。前記照明装置は、照明灯、信号灯、前照灯、電光板などに使用されることができる。また前記発光素子パッケージは、複数が基板上にアレイされ、前記発光素子アレイの光経路上に導光板、光学シート、レンズ、反射シートなどを配置することができる。また、前記各実施の形態は、各実施の形態に限定されず、前記に開示される他の実施の形態に選択的に適用されることができ、各実施の形態に限定しない。
実施の形態に係る発光素子パッケージは、ライトユニットに適用されることができる。前記ライトユニットは、複数の発光素子又は発光素子パッケージがアレイされた構造を含み、図９及び図１０に示す表示装置、図１１に示す照明装置を含み、照明灯、信号灯、車両前照灯、電光板などが含まれることができる。
図９は、実施の形態に係る表示装置の分解斜視図である。
図９に示すように、実施の形態に係る表示装置１０００は、導光板１０４１と、前記導光板１０４１に光を提供する発光モジュール１０３１と、前記導光板１０４１下に反射部材１０２２と、前記導光板１０４１上に光学シート１０５１と、前記光学シート１０５１上に表示パネル１０６１と、前記導光板１０４１、発光モジュール１０３１及び反射部材１０２２を収納するボトムカバー１０１１とを含むことができるが、これに限定されない。
前記ボトムカバー１０１１、反射シート１０２２、導光板１０４１、光学シート１０５１は、ライトユニット１０５０と定義できる。
前記導光板１０４１は、光を拡散させて面光源化させる機能を果たす。前記導光板１０４１は、透明な材質からなり、例えば、ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔａａｃｒｙｌａｔｅ）のようなアクリル樹脂系、ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈｌａｔｅ）、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＣＯＣ（ｃｙｃｌｏｏｌｅｆｉｎ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）及びＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂のうち、何れか一つを含むことができる。
前記発光モジュール１０３１は、前記導光板１０４１の少なくとも一側面に光を提供し、窮極的には、表示装置の光源として作用するようになる。
前記発光モジュール１０３１は、少なくとも一つを含み、前記導光板１０４１の一側面から直接又は間接的に光を提供できる。前記発光モジュール１０３１は、ボード１０３３と前記に開示された実施の形態に係る発光素子パッケージ１００とを含み、前記発光素子パッケージ１００は、前記ボード１０３３上に所定間隔でアレイされうる。
前記ボード１０３３は、回路パターン（図示せず）を含む印刷回路ボード（ＰＣＢ、Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）でありうる。ただし、前記ボード１０３３は、一般ＰＣＢだけでなく、メタルコアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ、Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ ＰＣＢ）、フレキシブルＰＣＢ（ＦＰＣＢ、Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ＰＣＢ）などを含むこともでき、これに対して限定しない。前記発光素子パッケージ１００は、前記ボトムカバー１０１１の側面又は放熱プレート上に搭載される場合、前記ボード１０３３は、除去されうる。ここで、前記放熱プレートの一部は、前記ボトムカバー１０１１の上面に接触されうる。
そして、前記複数の発光素子パッケージ１００は、前記ボード１０３３上に光が放出される出射面が前記導光板１０４１と所定距離離隔されるように搭載されることができ、これに対して限定しない。前記発光素子パッケージ１００は、前記導光板１０４１の一側面である入光部に光を直接又は間接的に提供でき、これに対して限定しない。
前記導光板１０４１下には、前記反射部材１０２２が配置されることができる。前記反射部材１０２２は、前記導光板１０４１の下面に入射された光を反射させて上に向かうようにすることによって、前記ライトユニット１０５０の輝度を向上させることができる。前記反射部材１０２２は、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＶＣレジンなどから形成されることができるが、これに対して限定しない。前記反射部材１０２２は、前記ボトムカバー１０１１の上面でありえ、これに対して限定しない。
前記ボトムカバー１０１１は、前記導光板１０４１、発光モジュール１０３１及び反射部材１０２２などを収納できる。このために、前記ボトムカバー１０１１は、上面が開口したボックス（ｂｏｘ）形状を有する収納部１０１２が備えられることができ、これに対して限定しない。前記ボトムカバー１０１１は、トップカバーと結合されることができ、これに対して限定しない。
前記ボトムカバー１０１１は、金属材質又は樹脂材質から形成されることができ、プレス成形又は圧出成形などの工程を利用して製造できる。また、前記ボトムカバー１０１１は、熱導電性の良い金属又は非金属材料を含むことができ、これに対して限定しない。
前記表示パネル１０６１は、例えば、ＬＣＤパネルとして、互いに対向する透明な材質の第１及び第２基板、そして第１及び第２基板間に介在される液晶層を含む。前記表示パネル１０６１の少なくとも一面には、偏光板が付着されることができ、このような偏光板の付着構造に限定しない。前記表示パネル１０６１は、光学シート１０５１を通過した光により情報を表示するようになる。このような表示装置１０００は、各種携帯端末機、ノート型パソコンコンピュータのモニター、ラップトップコンピュータのモニター、テレビなどに適用されることができる。
前記光学シート１０５１は、前記表示パネル１０６１と前記導光板１０４１との間に配置され、少なくとも一枚の透光性シートを含む。前記光学シート１０５１は、例えば拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、及び輝度強化シートなどのようなシートの中で少なくとも一つを含むことができる。前記拡散シートは、入射される光を拡散させ、前記水平又は／及び垂直プリズムシートは、入射される光を表示領域に集光させ、前記輝度強化シートは、損失される光を再使用して輝度を向上させる。また、前記表示パネル１０６１上には、保護シートが配置されることができ、これに対して限定しない。
ここで、前記発光モジュール１０３１の光経路上には、光学部材として、前記導光板１０４１、及び光学シート１０５１を含むことができ、これに対して限定しない。
図１０は、実施の形態に係る表示装置を示した図である。
図１０に示すように、表示装置１１００は、ボトムカバー１１５２、前記に開示される発光素子パッケージ１００がアレイされたボード１１２０、光学部材１１５４、及び表示パネル１１５５を含む。
前記ボード１１２０と前記発光素子パッケージ１００とは、発光モジュール１０６０と定義されうる。前記ボトムカバー１１５２、少なくとも一つの発光モジュール１０６０、光学部材１１５４は、ライトユニットと定義されうる。
前記ボトムカバー１１５２には、収納部１１５３を具備でき、これに対して限定しない。
ここで、前記光学部材１１５４は、レンズ、導光板、拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、及び輝度強化シートなどのうち、少なくとも一つを含むことができる。前記導光板は、ＰＣ材質又はＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙ ｍｅｔｈｙ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）材質からなることができ、このような導光板は除去されうる。前記拡散シートは、入射される光を拡散させ、前記水平及び垂直プリズムシートは、入射される光を表示領域に集光させ、前記輝度強化シートは、損失される光を再使用して輝度を向上させる。
前記光学部材１１５４は、前記発光モジュール１０６０上に配置され、前記発光モジュール１０６０から放出された光を面光源にするか、又は拡散、集光などを行うようになる。
図１１は、実施の形態に係る照明装置の斜視図である。
図１１に示すように、照明装置１５００は、ケース１５１０と、前記ケース１５１０に設置された発光モジュール１５３０と、前記ケース１５１０に設置され外部電源から電源が提供される接続端子１５２０とを含むことができる。
前記ケース１５１０は、放熱特性の良好な材質から形成されることが好ましく、例えば金属材質又は樹脂材質から形成されることができる。
前記発光モジュール１５３０は、ボード１５３２と、前記ボード１５３２に搭載される実施の形態に係る発光素子パッケージ１００を含むことができる。前記発光素子パッケージ１００は、複数がマトリックス状又は所定間隔で離隔してアレイされることができる。
前記ボード１５３２は、絶縁体に回路パターンが印刷されたものでありえ、例えば、一般印刷回路ボード（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）、メタルコア（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ）ＰＣＢ、フレキシブル（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ）ＰＣＢ、セラミックＰＣＢ、ＦＲ−４基板などを含むことができる。
また、前記ボード１５３２は、光を効率的に反射する材質から形成されるか、あるいはその表面は、光が効率的に反射されるカラー、例えば白色、銀色などのコーティング層になりうる。
前記ボード１５３２上には、少なくとも一つの発光素子パッケージ１００が搭載されることができる。前記発光素子パッケージ１００の各々は、少なくとも一つのＬＥＤ（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）チップを含むことができる。前記ＬＥＤチップは、赤色、緑色、青色又は白色などのような可視光線帯域の発光ダイオード又は紫外線（ＵＶ、Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）を発光するＵＶ発光ダイオードを含むことができる。
前記発光モジュール１５３０は、色感及び輝度を得るために多様な発光素子パッケージ１００の組合わせを有するように配置されることができる。例えば、高演色性（ＣＲＩ）を確保するために白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード及び緑色発光ダイオードを組み合わせて配置できる。
前記接続端子１５２０は、前記発光モジュール１５３０と電気的に接続されて電源を供給できる。前記接続端子１５２０は、ソケット方式で外部電源にまわし挟まれて結合されるが、これに対して限定しない。例えば、前記接続端子１５２０は、ピン（ｐｉｎ）状に形成されて外部電源に挿入されるか、又は配線により外部電源に接続されることができる。
実施の形態は、複数の発光ダイオードを有するパッケージでの熱放出特性が改善されることができる。実施の形態は、複数の発光ダイオードを有するパッケージの信頼性を改善させることができる。
以上、実施の形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも一つの実施の形態に含まれ、必ず一つの実施の形態にのみ限定されることではない。なお、各実施の形態にて例示された特徴、構造、効果などは、実施の形態が属する分野の通常の知識を有する者により、他の実施の形態に対しても組合又は変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関係された内容は、本発明の範囲に含まれるものと解析されなければならない。
Claims (15)
- キャビティを有する本体と、
前記キャビティに配置された複数のリードフレームと、
前記複数のリードフレームのうち、少なくとも一つの上に配置された発光素子と、
前記各リードフレームと前記本体との間に湿気侵入防止部材とを含み、
前記リードフレームは、前記キャビティに配置された第１フレームと、前記本体の下面に配置された第２フレームと、前記第１フレームと前記第２フレームとの間を接続する第３フレームとを含み、
前記リードフレームの第３フレームの少なくとも一部は、前記本体内に配置され、前記本体の下面に対して傾斜し、
前記湿気侵入防止部材は、前記各リードフレームの少なくとも第３フレームに配置される発光素子パッケージ。 - 前記湿気侵入防止部材は、前記各リードフレームの上面及び下面のうち、少なくとも一つに配置された請求項１に記載の発光素子パッケージ。
- 前記各リードフレームの第３フレームは、前記本体の下面と平行した延長部をさらに含み、前記湿気侵入防止部材は、前記延長部の一部に屈曲構造を含む請求項１に記載の発光素子パッケージ。
- 前記湿気侵入防止部材は、樹脂材料を含む請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の発光素子パッケージ。
- キャビティを有する本体と、
前記キャビティに配置された複数のリードフレームと、
前記複数のリードフレームのうち、少なくとも一つの上に配置された発光素子と、
前記各リードフレームと前記本体との間に湿気侵入防止部材とを含み、
前記リードフレームは、前記キャビティに配置された第１フレームと、前記本体の下面に配置された第２フレームと、前記第１フレームと前記第２フレームとの間を接続する第３フレームとを含み、
前記湿気侵入防止部材は、前記第１及び第３フレームのうち少なくとも一つの上面及び下面のうち、少なくとも一つに配置された凹凸部を含む発光素子パッケージ。 - 湿気侵入防止部材の凹凸部は、第１及び第３フレームの上面の一部に形成される請求項５に記載の発光素子パッケージ。
- 湿気侵入防止部材の凹凸部は、第１フレームの上面の一部及び前記第３フレームの下面の一部に配置される請求項５に記載の発光素子パッケージ。
- 湿気侵入防止部材の凹凸部は、第３フレームの下面の一部に配置される請求項７に記載の発光素子パッケージ。
- 前記湿気侵入防止部材の凹凸部は、前記リードフレームの第１フレーム及び第３フレームの上面及び下面に配置される請求項５に記載の発光素子パッケージ。
- 前記湿気侵入防止部材の凹凸部のうち、凹部に配置された接着剤をさらに含む請求項５乃至９のうち何れか１項に記載の発光素子パッケージ。
- 前記接着剤は、シリコンまたはエキポシを含む請求項１０に記載の発光素子パッケージ。
- 前記凹凸部の凸部は、前記本体内に接触される請求項５乃至９のうち何れか１項に記載の発光素子パッケージ。
- 前記湿気侵入防止部材の接着剤上面は、前記凹凸部の凸部を接続する線上より低い高さで配置される請求項１０に記載の発光素子パッケージ。
- 前記凹凸部の凹部深さは、前記リードフレーム厚さの２０％以下である請求項５乃至９のうち何れか１項に記載の発光素子パッケージ。
- ボードと、
前記ボード上に複数の発光素子パッケージと、
前記発光素子パッケージの光経路側に配置された光学部材とを含み、
前記各発光素子パッケージは、請求項１または５に記載の発光素子パッケージを含む照明システム。
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