JP2011238611A - 発光素子パッケージを利用した照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子パッケージを利用した照明装置 を提供する。
【解決手段】複数の発光素子チップと、複数の発光素子チップが搭載され、搭載された複数の発光素子チップを回路連結するリードフレームと、を具備する一つ以上のユニット・モジュールからなる光源モジュール；光源モジュールが収容される内部空間を有し、光源モジュールから出射された光を拡散させる拡散カバー；光源モジュールが装着されるように、拡散カバーに隣接形成された装着部；を含む照明装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子パッケージを利用した照明装置に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）は、化合物半導体（compound semiconductor）のＰＮ接合を介して、発光源を構成することにより、多様な色の光を具現できる半導体素子をいう。最近、物理的特性、化学的特性にすぐれる窒化物を利用して具現された青色ＬＥＤ及び紫外線ＬＥＤが登場し、また青色ＬＥＤまたは紫外線ＬＥＤと、蛍光物質とを利用して、白色光または他の単色光を作れるようになり、ＬＥＤの応用範囲が広くなっている。

かようなＬＥＤは、寿命が長く、小型化及び軽量化が可能であり、光の指向性が強く、さらに低電圧駆動が可能であるという長所がある。また、かようなＬＥＤは、衝撃及び振動に強く、予熱時間と複雑な駆動が不要であり、多様な形態でのパッケージングが可能であり、さまざまな用途に適用が可能である。

例えば、ＬＥＤは、照明用光源モジュールとして適用されうるが、その場合、ＬＥＤチップを、蛍光体、レンズなどと共に、リードフレームに実装する一次パッケージング過程と、このように作られた多数の発光素子パッケージを他の素子と共に回路を設けるために、回路基板に実装する二次パッケージング過程とを経る。

一方、かようなＬＥＤのような発光素子チップの照明化のために、その製造コストを低減させることができる方法が要請されている。このために、材料コストを減らし、製造工程を単純化しようとする多くの研究が進められている。

本発明は、パッケージ工程を単純化できるリードフレーム及びこれに搭載された発光素子チップを利用した照明装置を提供するものである。

一類型による照明装置は、複数の発光素子チップと、前記複数の発光素子チップが搭載され、搭載された複数の発光素子チップを回路連結するリードフレームと、を具備する一つ以上のユニット・モジュールからなる光源モジュール；前記光源モジュールが収容される内部空間を有し、前記光源モジュールから出射された光を拡散させる拡散カバー；前記光源モジュールが装着されるように、前記拡散カバーに隣接形成された装着部；を含む。

前記リードフレームは、前記複数の発光素子チップが搭載される複数の搭載部と、前記複数の発光素子チップを回路連結する複数の連結部と、前記複数の連結部のうち少なくともいずれか一つから延びた端子部と、を含むことができる。

前記複数の連結部は、搭載される複数の発光素子チップ間を直列に連結させる中間連結部と、搭載される複数の発光素子チップのうち、直列回路の前端に位置した発光素子チップの第１電極に電気的に連結される第１連結部と、搭載される複数の発光素子チップのうち、直列回路の後端に位置した発光素子チップの第２電極に電気的に連結される第２連結部とを含み、前記端子部は、前記第１連結部から延びて形成された第１端子と、前記第２連結部から延びて形成された第２端子とを含むことができる。

前記第１連結部、前記中間連結部及び前記第２連結部は一列配列され、前記第１端子は、前記一列配列の前端側の第１前端子と、前記一列配列の後端側の第１後端子とを含み、前記第２端子は、前記一列配列の前端側の第２前端子と、前記一列配列の後端側の第２後端子とを含み、前記連結部は、前記一列配列の一側に沿って、前記第１連結部から前記第１後端子に延びて形成された第１延長部と、前記一列配列の他側に沿って、前記第２連結部から前記第２前端子に延びて形成された第２延長部とを含むことができる。

一実施形態で、前記搭載部を除外したリードフレーム領域は、前記内部空間に露出された構造によって形成されうる。

前記装着部は、前記光源モジュールを挟んで離隔された２つの部分に分けられ、前記２つの部分それぞれには、前記光源モジュールが挿入されて結合されるように入り込んだ溝が形成されうる。

前記装着部には、多数の貫通ホールが形成されうる。

前記拡散カバーは、円筒形、楕円筒形、多面体筒形、エッジがラウンド処理された多面体筒形のうち、いずれか１つの形状からなり、前記装着部は、前記筒形の軸方向と平行に延設され、前記筒形断面の中心よりさらに下の位置に配されうる。

前記拡散カバーには、前記内部空間を外部と疎通させる少なくとも１つのホールが形成されうる。

一実施形態で、前記リードフレームで、前記端子部を除外した領域は、絶縁性樹脂物質で覆うことができ、その場合、前記装着部は、放熱構造物からなりうる。

前記放熱構造物は、前記光源モジュールが載置される載置プレート部と、前記載置プレートの両側に前記光源モジュールの両エッジ部が挿入されて結合される溝が備わった結合部と、を含んで構成されうる。

前記放熱構造物の外観形状は、円筒形状の一部を含むことができる。

前記拡散カバーは、円筒形、楕円筒形、多面体筒形、エッジがラウンド処理された多面体筒形の形状の一部を含み、前記載置プレート部は、前記筒形の軸と平行方向に沿って延設され、前記筒形断面の中心よりさらに下側に設けられうる。

一実施形態で、前記光源モジュールは、複数のユニット・モジュールからなり、前記複数のユニット・モジュールそれぞれの両端には、前端子部と後端子部とがそれぞれ設けられ、前記複数のユニット・モジュールのうち、いずれか１つのユニット・モジュールの後端子部と隣接するユニット・モジュールの前端子部がソルダリング結合されうる。

前記前端子部は、平坦な一字形で、前記後端子部は、前記一字形と噛み合う形態に折れ曲がった形状を有し、前記折れ曲がった形状の一端は、入り込んだ溝を有するように曲がった形状でありうる。

前記複数のユニット・モジュールのうち、いずれか１つのユニット・モジュールの後端子部と隣接するユニット・モジュールの前端子部がソルダリング結合されるとき、前記後端子部で入り込んだ溝を形成する曲がった形状部分と前記前端子部とが出合う地点がソルダリング結合されうる。

本発明による照明装置は、リードフレーム単位で発光素子チップの回路が具現され、パッケージングが容易な光源モジュールを使用し、工程コストが節減される。

また、リードフレームが露出された構造を使用する場合、別途の放熱構造物が備わらず、軽量の照明装置が具現されうる。

本発明の一実施形態による照明装置の概略的な構造を示す斜視図である。 図１の照明装置での拡散カバーの底面を示した斜視図である。 図１の照明装置を拡散カバーの軸と垂直な面で切り取った断面図である。 図１の照明装置に採用される光源モジュールの概略的な構造を示した平面図である。 図４の光源モジュールに使われたリードフレームと発光素子チップ部との位置関係を概略的に図示する図面である。 図４の光源モジュールのＡ−Ａ’線に沿って切り取った概略的な側断面図である。 図６のＢ部分を拡大した拡大断面図である。 図４の光源モジュールの回路図である。 図１の照明装置に、複数の光源モジュールが採用されるときの連結構造を示す図面である。 本発明の他の実施形態の照明装置の概略的な断面図である。 図１０Ａの放熱構造物の変形例を示す図面である。 図１０Ａの照明装置に採用される光源モジュールの概略的な構造を示す平面図である。 図１１の光源モジュールに使われたリードフレームと発光素子チップ部との位置関係を概略的に図示する図面である。 図１１の光源モジュールのＣ−Ｃ’線に沿って切り取った概略的な側断面図である。

以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の実施形態について詳細に説明する。図面で同じ参照符号は、同じ構成要素を指し、各構成要素のサイズや厚みは、説明の明瞭性のために誇張されていることがある。

図１は本発明の一実施形態による照明装置の概略的な構造を示す斜視図であり、図２は、図１の照明装置での拡散カバーの底面を示した斜視図であり、図３は、図１の照明装置を、拡散カバーの軸と垂直な切り取った断面図である。

図１ないし図３を参照すれば、照明装置３００は、一つ以上の光源モジュール１００からなる光源部；光源モジュール１００が収容される内部空間を有し、光源モジュール１００から出射された光を拡散させる拡散カバー２１０；光源モジュール１００が装着されるように、拡散カバー２１０に隣接形成された装着部２４０；を含む。また、拡散カバー２１０の両端には、電源供給部２６０と連結される端子２５２が備わったキャップ２５０が結合される。

該光源部は、複数の発光素子チップと、複数の発光素子チップが搭載され、搭載された複数の発光素子チップを回路連結するリードフレームと、を具備する一つ以上の光源モジュール１００からなる。光源モジュール１００の詳細な構成については、図４ないし図８を参照した説明で後述する。光源モジュール１００は、発光素子チップが搭載される所定搭載部領域を除外した部分は、リードフレームが露出された構造である。リードフレームは、メタルベースの素材からなって放熱効果があり、すなわち、発光素子チップで発生した熱は、リードフレームを介して、周辺空気中に効率的に放出されうる。

拡散カバー２１０は、光源モジュール１００が収容される内部空間を有するものであり、光源モジュール１００から出射された光を拡散出射させるために設けられる。拡散カバー２１０の材質としては、ＰＣ（poly carbonate）、ＰＭＭＡ（poly methyl methacrylate）、アクリルのような素材をベースにした透明プラスチック、ガラス、あるいは半透明プラスチックが使われうる。また、拡散カバー２１０は、透明材質に蛍光体や拡散材がコーティングされた構成でもある。後述するが、光源モジュール１００に採用されるＬＥＤ（light emitting diode）チップに蛍光体をコーティングして色変換を図ることができるが、拡散カバー２１０にも、かような蛍光体または拡散材をコーティングして、色変換や鮮明度などを調節することができる。

拡散カバー２１０は、図示されているように、円筒形状を有することができ、ただし、これに限定されるものではない。拡散カバー２１０の形状としては、多様な断面形状を有する筒形の少なくとも一部が採用され、例えば、楕円筒形、多面体筒形、エッジ部分が処理された多面体筒形の形状などになりうる。拡散カバー２１０の多様な形状としては、本出願人の韓国デザイン出願第２０１０−０１２８５３号、同２０１０−０１２１６７号、同２０１０−０１２５２２号、同２０１０−０１２１６８号、同２０１０−０１１７９２号、同２０１０−０１３２２５号のデザインを採用することができる。

拡散カバー２１０にはまた、前記内部空間を外部と疎通させる少なくとも１つのホール２１６が形成されうる。かようなホール２１６は、光源モジュール１００で発生した熱が、さらに効果的に外部に放出されるように設けられるものである。ホール２１６の形状や個数は、図示された形状、個数に限定されず、適切に調節されうる。

装着部２４０は、光源モジュール１００が装着されるところであり、図示されているように、拡散カバー２１０の軸方向と平行な方向に沿って延設されうる。装着部２４０は、光源モジュール１００を挟んで離隔された２つの部分に分けられ、前記２つの部分それぞれには、前記光源モジュール１００が挿入されて結合されるように入り込んだ溝２４３が形成されうる。装着部２４０は、拡散カバー２１０と一体型に形成されもし、別途に製作されて拡散カバー２１０内に結合されることも可能である。また、装着部２４０には、多数のホール２４６が形成されうる。かようなホール２４６は、光源モジュール１００で発生した熱のさらに効果的な放熱のために設けられるものである。ホール２４６の形状や個数は、図示された形状、個数に限定されるものではなく、適切に調節されうる。

図３の断面図を参照すれば、装着部２４０は、円筒形拡散カバー２１０の中心よりさらに下に配されうる。かような配置は、光源モジュール１００を拡散カバー２１０からできる限り遠くに位置させ、発光素子チップから放出される光の混合効果を高め、さらに向上した色均一度、輝度均一度を具現するためのものである。このように、拡散カバー２１０が形成する内部空間で、光源モジュール１００の配置位置を調節し、カラーや輝度の均一度が改善され、その場合、光源モジュール１００に採用される発光素子チップのビニング（binning）スペックをさらに広く管理できるので、収率面で有利になる。

電源供給部２６０は、電源を入力されるインターフェース、光源モジュール１００に供給される電源を制御する電源制御部などを含んで構成されうる。例えば、過電流を遮断するヒューズと、電磁波障害信号を遮蔽する電磁波遮蔽フィルタとを含むことができ、電源に交流電源が入力される場合、交流（ＡＣ）を直流（ＤＣ）に変換する整流部と、照明モジュール１００に適した電圧に変換させる定電圧制御部とを含むことができる。もし電源自体が照明モジュール１００に適した電圧を有する直流源（例えば、電池）であるならば、整流部や定電圧制御部は省略されもする。また、光源モジュール１００の発光素子チップとして、ＡＣ−ＬＥＤのような素子を採用する場合、交流電源が直接光源モジュール１００に供給され、この場合も、整流部や定電圧制御部は備わらない。

以下、図４ないし図８を参照しつつ、光源モジュール１００の詳細な構成について記述する。図４は、図１の照明装置３００に採用される光源モジュール１００の概略的な構造を示した平面図である。図５は、図４の光源モジュール１００に使われたリードフレーム１１０と、発光素子チップ１３０との位置関係を概略的に図示している。図６は、図４の光源モジュール１００のＡ−Ａ’線に沿って切り取った概略的な側断面図である。図７は、図６のＢ部分を拡大した拡大断面図である。図８は、図４の光源モジュール１００の回路図である。

図４ないし図８を参照すれば、光源モジュール１００は、複数の発光素子チップ１３０；複数の発光素子チップ１３０を外部に電気的に連結するリードフレーム１１０；リードフレーム１１０の分離された部分を固定させる結合部材１２０；複数の発光素子チップ１３０それぞれから放出される光を反射させて外部にガイドする反射面１５０ａが形成された反射キャビティ１５０；を含む。

リードフレーム１１０は、アルミニウム、銅のような金属フレームがプレス加工、エッチング加工などを介して、図５に図示された形状に形成されうる。かようなリードフレーム１１０は、互いに分離された第１フレーム部１１１と、第２フレーム部１１２と、中間連結部１１３とを含み、それら分離された第１フレーム部１１１と、第２フレーム部１１２と、中間連結部１１３は、絶縁性樹脂からなる、結合部材１２０と反射キャビティ１５０とによって結合固定される。

第１フレーム部１１１は、第１連結部１１１ａと、第１前端子（front terminal）１１１ｂと、第１延長部１１１ｃと、第１後端子（rear terminal）１１１ｄとを含む。第１連結部１１１ａは、一列配列された複数の発光素子チップ１３０のうち、最も前端に位置した第１発光素子チップ１３０ａの負極に連結される。一方、第１前端子１１１ｂは、第１連結部１１１ａから前端側に延設され、第１後端子１１１ｄは、第１連結部１１１ａから後端側に延設される。第１連結部１１１ａと第１後端子１１１ｄとを連結する第１延長部１１１ｃは、複数の発光素子チップ１３０の一列配列の一側に沿って、中間連結部１１３と所定距離ほど離隔されている。

第２フレーム部１１２は、第２連結部１１２ａと、第２後端子１１２ｂと、第２延長部１１２ｃと、第２前端子１１１ｄとを含む。第２連結部１１２ａは、一列配列された複数の発光素子チップ１３０のうち、最も後端に位置した第６発光素子チップ１３０ｆの正極に連結される。一方、第２後端子１１２ｂは、第２連結部１１２ａから後端側に延設され、第２前端子１１２ｄは、第２連結部１１２ａから前端側に延設される。第２連結部１１２ａと第２前端子１１２ｄとを連結する第２延長部１１２ｃは、複数の発光素子チップ１３０の一列配列の他側に沿って、中間連結部１１３と所定距離ほど離隔されている。

第１前端子１１１ｂと第２前端子１１２ｄは、光源モジュール１００の前端に位置し、負極端子と正極端子とになり、第１後端子１１１ｄと第２後端子１１２ｂは、光源モジュール１００の後端に位置し、負極端子と正極端子とになり、光源モジュール１００の端子部をなす。光源モジュール１００は、露出された端子部を介して、ソケットや、それ以外の多様な形式のコネクタに挿入され、照明装置の照明モジュールとして使われ、別途のＰＣＢ（printed circuit board）基板などにハンダ付けされたりする過程が不要である。本実施形態の端子部は、前端子１１１ｂ，１１２ｄと後端子１１１ｄ，１１２ｂがいずれも設けられた場合を例に挙げて説明しているが、いずれか一方が省略されもする。

中間連結部１１３は、第１連結部１１１ａと第２連結部１１２ａとの間に位置する。中間連結部１１３は、複数の発光素子チップ１３０間で、正極と負極とを連結するものであり、複数の発光素子チップ１３０の個数より、一つ少なく設けられうる。たとえば、図面に図示されているように、複数の発光素子チップ１３０が６つである場合、中間連結部１１３は、５つ設けられる。

かような中間連結部１１３は、第１連結部１１１ａ及び第２連結部１１２ａと共に、複数の発光素子チップ１３０を直列回路連結する。かような複数の発光素子チップ１３０の回路は、図８のような回路図でもって表示されうる。

複数の中間連結部１１３及び第２連結部１１２ａには、複数の発光素子チップ１３０が搭載される搭載部１１５が設けられる。すなわち、搭載部１１５は、複数の中間連結部１１３及び第２連結部１１２ａそれぞれの一部領域に設けられ、複数の発光素子チップ１３０の接合を容易にするボンディング・パッド（図示せず）が付着されている。一方、図５で参照番号１１６は、反射キャビティ１５０が設けられる領域、すなわち、反射キャビティ形成部を表示する。かような反射キャビティ形成部１１６は、第１連結部１１１ａ、中間連結部１１３、第２連結部１１２ａの隣接した領域にわたって設けられるので、反射キャビティ１５０によって、第１連結部１１１ａ、中間連結部１１３及び第２連結部１１２ａが固定結合される。

さらに、リードフレーム１１０において、複数の発光素子チップ１３０の電気的連結のための部分や端子部を除外した残りの部分には、絶縁性材質でコーティングして絶縁膜（図示せず）を形成することもできる。かような絶縁膜は、反射キャビティ１５０と同一材質で形成され、反射キャビティ１５０の形成時に共に形成されうる。

複数の発光素子チップ１３０は、２つの電極を素子として、正極と負極とを具備したＬＥＤチップでありうる。ＬＥＤチップは、ＬＥＤチップをなす化合物半導体の材質によって、青色、緑色、赤色などを発光できる。例えば、青色発光のために、ＬＥＤチップは、ＧａＮとＩｎＧａＮと交互に形成された複数の量子ウェル層構造の活性層を有することができ、かような活性層の上下部に、Ａｌ_ＸＧａ_ＹＮ_Ｚの化合物半導体から形成された、Ｐ型クラッド層とＮ型クラッド層とが形成されうる。さらに、ＬＥＤチップの表面に、蛍光コーティングを施し、白色光を発光させることもできる。それ以外に、本出願人の韓国特許出願第２０１０−０１５４２２号や同第２０１０−０１８２５９号に開示されたＬＥＤチップが、本実施形態の発光素子チップとして使われうる。本実施形態は、発光素子チップがＬＥＤチップである場合について説明しているが、それに限定されるものではない。例えば、複数の発光素子チップ１３０は、ＵＶ（ultraviolet）ダイオードチップ、レーザダイオードチップ、有機ＬＥＤチップでありうる。

複数の発光素子チップ１３０は、一列配列され、リードフレーム１１０によって、直列に回路連結している。かような複数の発光素子チップ１３０それぞれは、図７に図示されているように、複数の発光素子チップ１３０の基板面が、リードフレーム１１０の中間連結部１１３や第２連結部１１２ａに接合され、ワイヤ１４１，１４２によって、互いに離隔されている第１連結部１１１ａ、中間連結部１１３及び第２連結部１１２ａに電気的に配線されている。第１連結部１１１ａ、中間連結部１１３及び第２連結部１１２ａが離隔されているギャップＧは、反射キャビティ１５０と同じ材質で充填されるか、あるいは空隙になっている。

本実施形態は、発光素子チップ１３０が６つ設けられた場合を例に挙げて説明しているが、これに限定されるものではない。発光素子チップ１３０の個数は、光源モジュール１００が利用される照明装置の電源によって、適切に選択されうる。一方、本実施形態において、リードフレーム１１０は、発光素子チップ１３０の一列配列方向に沿って反復的なパターンを有しているので、要求される発光素子チップ１３０の個数によって、中間連結部１１３の個数を容易に変更することができる。

反射キャビティ１５０は、複数の発光素子チップ１３０それぞれに設けられうる。かような反射キャビティ１５０は、複数の発光素子チップ１３０から放出される光を反射面１５０ａで反射させ、所定の角度範囲で出射させ、複数の発光素子チップ１３０から放出される光の外部への抽出効率を向上させる。反射キャビティ１５０は、結合部材１２０と共に、射出工程を介して同時に形成されうる。その場合、反射キャビティ１５０は、結合部材１２０と同じ絶縁性部材から形成されうる。

反射キャビティ１５０の内部空間には、発光素子チップ１３０が実装された後、発光素子チップ１３０を保護するように、透過性樹脂１６０で充填されうる。さらに、透過性樹脂１６０は蛍光体を含み、所定の蛍光光を放出させることができる。例えば、発光素子チップ１３０が、青色ＬＥＤチップやＵＶＬＥＤチップである場合、透過性樹脂１６０に、黄色、赤色及び緑色の蛍光体粉末を含め、白色光を放出させることができる。

本実施形態で、発光素子チップ１３０の実装は、反射キャビティ１５０内で、ワイヤボンディングされた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。

リードフレーム１１０上に発光素子チップ１３０が搭載される構造は、図示された構造以外にも多様な変形が可能であるが、例えば、発光素子チップ１３０上に、レンズがさらに備わったり、または、反射キャビティ１５０が省略された構造も可能である。また、発光素子チップ１５０がリードフレーム１１０上に、フリップチップ・ボンディングされる構造も可能である。

発光素子チップ１３０のボンディング構造や、発光素子チップ１３０から放出された光を出力する具体的構造、リードフレーム１１０の具体的形状の多様な変形を含む光源モジュール１００の設計例については、本出願人の韓国特許出願第２０１０−００３８１８０号を参照でき、そこに開示された例は、本発明に採用されうる。

また、前述の説明で、光源モジュール１００が搭載された発光素子チップ１３０を直列連結する形態であるリードフレーム１１０の構造を採用すると説明したが、それは例示的なものである。例えば、搭載された発光素子チップ１３０を並列連結する形態のリードフレーム構造が採用され、発光素子チップ１３０を直列／並列混合回路の形態で連結するリードフレーム構造が採用されもする。

また、前述の説明で、光源部として１つの光源モジュール１００が採用されると説明したが、それは例示的なものである。複数の光源モジュール１００が光源部として採用され、例えば、発光素子チップ１３０が直列回路形態に連結された光源モジュール１００の複数個が並列連結される構成が光源部として採用されうる。それ以外に、発光素子チップ１３０間、複数の光源モジュール１００間に自由な直列／並列回路の構成が可能であることは、言うまでもない。

図９は、図１の照明装置３００の光源部として、複数の光源モジュール１００が採用されるときの連結構造を示している。照明装置３００の用途に合うように、すなわち、照明装置３００のサイズや明るさなどを考慮し、光源部を構成する光源モジュール１００の個数が決まりうる。隣接する光源モジュール１００間の連結は、光源モジュール１００のリードフレーム後端子部と、隣接する光源モジュール１００の前端子部とを、ソルダリング（soldering）結合することができるが、その場合、前端子部と後端子部との形状は、多少変形されうる。すなわち、前端子部の第１前端子１１１ｂ、第２前端子１１２ｄは、平坦な一字形に形成され、後端子部の第１後端子１１１ｄ、第２後端子１１２ｂは、第１前端子１１１ｂ及び第２前端子１１２ｄの一字形の形状と噛み合う形態に折れ曲がった形状を有する。第１後端子１１１ｄ、第２後端子１１２ｂの折れ曲がった形状の一端は、入り込んだ溝を有するように曲がった形状になりうるが、例えば、図示されているように、「コ」字形になりうる。かような形状は、第１後端子１１１ｄ、第２後端子１１２ｂに、第１前端子１１１ｂ、第２前端子１１２ｄそれぞれがソルダリング結合されるとき、第１後端子１１１ｄ、第２後端子１１２ｂの入り込んだ溝をなす「コ」字形部分と、第１前端子１１１ｂ、第２前端子１１２ｄとが出合う地点がソルダリング結合される。かような形態にソルダリングする場合、例えば、「コ」字形付近にのみ鉛が留まっていて、下に落ちないために周辺部を汚染させず、きれいなソルダリングが可能である。また、引っ張り力にもすぐれ、複数の光源モジュール１００を連結するとき、光源モジュール１００間の間隔を一定に維持するので、さらに容易である。

図１０Ａは、本発明の他の実施形態の照明装置５００の概略的な断面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａの放熱構造物の変形例を示している。図１１は、図１０Ａの照明装置に採用される光源モジュール１０１の概略的な構造を示す平面図であり、図１２は、図１１の光源モジュール１０１に使われたリードフレームと発光素子チップ部との位置関係を概略的に図示している。また、図１３は、図１１の光源モジュールのＣ−Ｃ’線に沿って切り取った概略的な側断面図である。

本実施形態の照明装置５００に採用された光源モジュール１０１は、端子部を除外したリードフレーム領域が絶縁性物質で覆われているという点で、図１の照明装置３００の光源モジュール１００と違いがある。光源モジュール１０１の詳細な構成は、図１１ないし図１３を参照しつつ後述する。光源モジュール１０１のかような差異点によって、照明装置５００の構成は、図１の照明装置３００の構成と差異点を有し、それを中心に説明する。

光源モジュール１０１が装着される装着部２７０は、放熱構造物からなる。放熱構造物は、Ｃｕ、Ａｌのようなメタルベースの素材を使用し、熱の効果的な放出のために、表面積を拡大させるための屈曲やパターンが含まれうる。例えば、図１０Ｂに図示されているように、屈曲パターンを含む形状の放熱構造物からなる装着部２７０’が光源モジュール１０１に採用されうる。

装着部２７０は、光源モジュール１０１が載置される載置プレート部２７２と、載置プレート部２７２の両側に、光源モジュール１０１の両エッジ部が挿入されて結合される溝が備わった結合部２７４とを含む形状によって構成されうる。結合部２７４の高さは、載置プレート部２７２に載置された光源モジュール１０１の中心部の高さより低くし、光源モジュール１０１から放出された光を放熱構造物と干渉させないようにする。装着部２７０は、かような載置プレート部２７２と結合部２７４とを含む形状であるが、多様な外観形状を有することができる。例えば、図示されているように、円筒形の少なくとも一部を含むことができ、また、円筒形の直径は、拡散カバー２２０の形状に対応するサイズになりうる。しかし、図示された形状に制限されるものではない。

拡散カバー２２０は、円筒形の一部を含む。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、図１ないし図３の拡散カバー２１０に係わる説明で述べたように、多様な断面形状を有する筒形、例えば、楕円形筒、多面体筒、エッジ部分がラウンド処理された多面体筒形などの一部を含む形状になりうる。

載置プレート部２７２は、前記円筒形の軸と平行方向に沿って延設され、前記円筒形の中心よりさらに下側に設けられうる。かような配置は、前述の実施形態の照明装置３００で説明した通り、光源モジュール１０１と拡散カバー２２０との間の距離を延長させ、色均一性、輝度均一性の向上を図るものである。

図１１ないし図１３を参照しつつ、光源モジュール１０１の詳細な構成について記述する。本実施形態の光源モジュール１０１は、リードフレームが、端子部１１１ｂ，１１１ｄ，１１２ｂ，１１２ｄだけ露出され、残りの領域は、絶縁性物質で覆われている構造である。前記絶縁性物質は、反射キャビティ１５１を形成する物質になり、すなわち、本実施形態は、反射キャビティ１５１の形状で、図４ないし図８を参照しつつ説明した光源モジュール１００と違いがある。従って、反射キャビティ１５１を中心に説明する。

図１１ないし図１３を参照すれば、反射キャビティ１５１は、発光素子チップ１３０の配列方向の垂直方向に延長され、第１延長部１１１ｃ及び第２延長部１１２ｃを覆う。すなわち、反射キャビティ形成部１１６’は、第１延長部１１１ｃ及び第２延長部１１２ｃの外側を覆い包む。反射キャビティ１５１は、絶縁性樹脂から形成されうる。反射キャビティ１５１が、第１延長部１１１ｃ及び第２延長部１１２ｃまで延びて設けられることにより、第１連結部１１１ａ、中間連結部１１３、第２連結部１１２ａだけではなく、第１延長部１１１ｃ及び第２延長部１１２ｃまで包括的に固定結合させることができる。従って、本実施形態の場合、別途の結合部材１２０（図４）なしに、反射キャビティ１５１によって、リードフレーム１１０が一体に固定結合される。さらに、反射キャビティ１５１が、第１延長部１１１ｃ及び第２延長部１１２ｃの外側を覆うことによって、光源モジュール１０１の絶縁性を向上させることができる。

反射キャビティ１５１の厚みは一定ではなく、発光素子チップ１３０周辺の所定領域は、反射面１５１ａの形成に合った厚みにし、その周辺部の厚みは薄く形成されうる。すなわち、第１延長部１１１ｃ、第２延長部１１２ｃの上部領域では、反射キャビティ１５１の厚みをさらに薄くする。かような構成は、放熱構造物からなる装着部２７０の結合部２７４の高さが、これに装着された光源モジュール１０１の中心部の高さより低く形成されることを考慮したものである。すなわち、結合部２７４の入り込み溝に、光源モジュール１０１の両エッジが挿入されうるように、反射キャビティ１５１の周辺部方向の厚みを薄く形成する。

かような反射キャビティ１５１は、図１３に図示されているように、発光素子チップ１３０が搭載されるリードフレーム１１０の上部、下部に設けられうる。ただし、これは例示的なものであり、反射キャビティ１５１が、リードフレーム１１０の上部にのみ設けられ、リードフレーム１１０の下部を露出させることも可能である。その場合、発光素子チップ１３０から放出される熱が、さらに効果的に放出されうるのである。

本実施形態の照明装置５００もまた、図９で説明した通り、複数の光源モジュールが採用されるときの連結構造を採用することができる。すなわち、光源モジュール１０１が、端子部を図９で説明した形状のように変形し、複数の光源モジュール１０１をソルダリング連結し、その場合、ソルダリング段階は、放熱構造物からなる装着部２７０に、光源モジュール１０１を装着する前であるか、または装着した後に行われもする。

開示された実施形態による照明装置は、リードフレーム単位で発光素子チップの回路が具現され、パッケージングが容易な光源モジュールを使用して工程コストが節減される。

また、リードフレームが露出された構造を使用する場合、別途の放熱構造物が備わらず、軽量の照明装置が具現されうる。

かような本願発明の照明装置は、理解を助けるために、図面に図示された実施形態を参考にして説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、当分野で当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解することが可能であろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決まるものである。

１００，１０１ 光源モジュール
１１０ リードフレーム
１１１， 第１フレーム部
１１１ａ 第１連結部
１１１ｂ 第１前端子
１１１ｃ 第１延長部
１１１ｄ 第１後端子
１１２ 第２フレーム部
１１２ａ 第２連結部
１１２ｂ 第２後端子
１１２ｃ 第２延長部
１１２ｄ 第２前端子
１１３ 中間連結部
１１５ 搭載部
１１６，１１６’ 反射キャビティ形成部
１２０ 結合部材
１３０ 発光素子チップ
１４１，１４２ ワイヤ
１５０，１５１ 反射キャビティ
１５０ａ 反射面
１６０ 透過性樹脂
２１０，２２０ 拡散カバー
２１６，２４６ ホール
２４０，２７０，２７０’ 装着部
２４３ 溝
２５０ キャップ
２５２ 端子
２６０ 電源供給部
２７２ 安着プレート部
２７４ 結合部
３００，５００ 照明装置
Ｇ ギャップ

Claims (21)

1. 複数の発光素子チップと、前記複数の発光素子チップが搭載され、搭載された複数の発光素子チップを回路連結するリードフレームと、を具備する一つ以上の光源モジュールからなる光源部と、
   前記光源モジュールが収容される内部空間を有し、前記光源モジュールから出射された光を拡散させる拡散カバーと、
   前記光源モジュールが装着されるように、前記拡散カバーに隣接形成された装着部と、を含む照明装置。
2. 前記リードフレームは、
   前記複数の発光素子チップが搭載される複数の搭載部と、前記複数の発光素子チップを回路連結する複数の連結部と、前記複数の連結部のうち少なくともいずれか一つから延びた端子部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記複数の連結部は、
   搭載される複数の発光素子チップ間を直列に連結させる中間連結部と、搭載される複数の発光素子チップのうち、直列回路の前端に位置した発光素子チップの第１電極に電気的に連結される第１連結部と、搭載される複数の発光素子チップのうち、直列回路の後端に位置した発光素子チップの第２電極に電気的に連結される第２連結部と、を含み、
   前記端子部は、
   前記第１連結部から延びて形成された第１端子と、前記第２連結部から延びて形成された第２端子と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記第１連結部、前記中間連結部及び前記第２連結部は、一列配列され、
   前記第１端子は、前記一列配列の前端側の第１前端子と、前記一列配列の後端側の第１後端子と、を含み、
   前記第２端子は、前記一列配列の前端側の第２前端子と、前記一列配列の後端側の第２後端子と、を含み、
   前記連結部は、前記一列配列の一側に沿って、前記第１連結部から前記第１後端子に延びて形成された第１延長部と、前記一列配列の他側に沿って、前記第２連結部から前記第２前端子に延びて形成された第２延長部と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 前記搭載部を除外したリードフレーム領域は、前記内部空間に露出された構造によって形成されたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
6. 前記第１延長部及び第２延長部それぞれは、前記中間連結部と、絶縁性材質から形成された結合部材と、に結合されたことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 前記装着部は、前記光源モジュールを挟んで離隔された２つの部分に分けられ、
   前記２つの部分それぞれには、前記光源モジュールが挿入されて結合されるように入り込んだ溝が形成されたことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
8. 前記装着部には、多数の貫通ホールが形成されたことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
9. 前記拡散カバーは、円筒形、楕円筒形、多面体筒形、エッジがラウンド処理された多面体筒形のうち、いずれか１つの形状によってなることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
10. 前記装着部は、
    前記筒形の軸方向と平行に延設され、前記筒形断面の中心よりさらに下の位置に配されたことを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
11. 前記拡散カバーには、前記内部空間を外部と疎通させる少なくとも１つのホールが形成されたことを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
12. 前記リードフレームで、前記端子部を除外した領域は、絶縁性物質で覆われたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
13. 前記装着部は、放熱構造物からなることを特徴とする請求項１２に記載の照明装置。
14. 前記放熱構造物は、
    前記光源モジュールが載置される載置プレート部と、
    前記載置プレートの両側に、前記光源モジュールの両エッジ部が挿入されて結合される溝が備わった結合部と、を含んで構成されたことを特徴とする請求項１３に記載の照明装置。
15. 前記放熱構造物の外観形状は、円筒形の一部を含む形状であることを特徴とする請求項１３に記載の照明装置。
16. 前記放熱構造物の外観形状は、屈曲パターンを含むことを特徴とする請求項１５に記載の照明装置。
17. 前記拡散カバーは、円筒形、楕円筒形、多面体筒形、エッジがラウンド処理された多面体筒形のうち、いずれか１つの形状の一部を含み、
    前記載置プレート部は、前記筒形の軸と平行方向に沿って延設され、前記筒形断面の中心よりさらに下側に設けられることを特徴とする請求項１３に記載の照明装置。
18. 前記光源部は、複数の光源モジュールからなり、
    前記複数の光源モジュールそれぞれの両端には、前端子部と後端子部とがそれぞれ設けられ、
    前記複数の光源モジュールのうち、いずれか１つの光源モジュールの後端子部と、隣接する光源モジュールの前端子部と、がソルダリング結合されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
19. 前記前端子部は、平坦な一字形であり、
    前記後端子部は、前記一字形と噛み合う形態に折れ曲がった形状を有し、前記折れ曲がった形状の一端は、入り込んだ溝を有するように曲がった形状であることを特徴とする請求項１８に記載の照明装置。
20. 前記後端子部の一端は、「コ」字形であることを特徴とする請求項１９に記載の照明装置。
21. 前記複数のユニット・モジュールのうち、いずれか１つのユニット・モジュールの後端子部と、隣接するユニット・モジュールの前端子部と、がソルダリング結合されるとき、
    前記後端子部で入り込んだ溝を有するように曲がった形状部分と、前記前端子部とが出合う地点が、ソルダリング結合されることを特徴とする請求項１９に記載の照明装置。

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