JP6306842B2 - 発光素子及びこれを具備した照明システム - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、発光素子及びこれを具備した照明システムに関するものである。
発光素子、例えば、発光ダイオード(Light Emitting Device)は、電気エネルギーを光に変換する半導体素子の一種であり、既存の蛍光灯、白熱灯に代わる次世代光源として脚光を浴びている。
発光ダイオードは、半導体素子を利用して光を生成するので、タングステンを加熱して光を生成する白熱灯や、または高圧放電を通じて生成された紫外線を蛍光体に衝突させて光を生成する蛍光灯に比べて、非常に低い電力のみを消耗する。
また、発光ダイオードは、半導体素子の電位ギャップを利用して、光を生成するので既存の光源に比べて寿命が長くて回答特性が早く、親環境的特徴を有する。
これによって、既存の光源を発光ダイオードに取り替えるための多くの研究が進行しているし、発光ダイオードは室内及び室外で使用される各種ランプ、液晶表示装置、電光板、街灯などの照明装置の光源として使用が増加している。
本発明の実施形態は、新しい構造を有する発光素子を提供する。
本発明の実施形態は、発光チップのアラインマークを有する発光素子を提供する。
本発明の実施形態は、発光チップの周りに配置されて、保護チップをカバーする反射性樹脂層を有する発光素子を提供する。
本発明の実施形態は、発光チップの周りに第１樹脂層及び前記発光チップの上に蛍光体層を含む発光素子を提供する。
本発明の実施形態による発光素子は、胴体と、該胴体の上面に配置された第１接合部及び該第１接合部から延長された第２接合部を有する第１リード電極と、前記第１接合部の内側に収容された第３接合部及び前記第２接合部に対応される第４接合部を有する第２リード電極と、前記第１及び第２リード電極の間に間隙部と、前記胴体の下面に配置された第３リード電極と、前記胴体の下面に配置された第４リード電極と、前記胴体内に前記第１リード電極と前記第３リード電極を連結する第１連結電極と、前記胴体内に前記第２リード電極と前記第３リード電極を連結する第２連結電極と、前記第１リード電極の第１接合部と前記第２リード電極の第３接合部上に配置された発光チップと、及び前記発光チップと前記第１リード電極の第１接合部と前記第２リード電極の第３接合部との間に配置された第１接合部材を含んで、前記間隙部は前記第１接合部と前記第３接合部との間の配置された第１間隙部を含んで、前記第１間隙部は前記第３接合部の幅で離隔されて、お互いに平行な第１及び第２領域と、前記第１及び第２領域に連結されて、前記第１及び第２領域に対して垂直な第３領域を含む。
本発明の実施形態によれば、発光チップの放熱を効果的に遂行することができる。
本発明の実施形態によれば、発光チップの搭載が容易であるようにアラインマークを有する発光素子を提供することができる。本発明の実施形態によれば、光抽出効率を改善することができる。
本発明の実施形態によれば、発光素子及びこれを具備した照明システムの信頼性を改善することができる。
第１実施形態による発光素子の斜視図である。 図１の発光素子のA-A側断面図である。 図１の胴体上に発光チップと保護チップが搭載された平面図である。 第１実施形態による胴体の平面図である。 図１の発光素子の背面図である。 図３の発光チップを示した平面図である。 図６の発光チップのB-B側断面図である。 図６の発光チップのC-C側断面図である。 第２実施形態による発光素子を示した側断面図である。 第３実施形態による発光素子を示した側断面図である。 第４実施形態による発光素子を示した側断面図である。 実施形態による発光素子を有する表示装置を示す斜視図である。 実施形態による発光素子を有する表示装置を示す断面図である。 実施形態による発光素子を有する照明装置の例を示す図である。
以下、添付した図面を参照にして本発明の実施形態に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は、いろいろな相異な形態で具現されることができるし、ここで説明する実施形態に限定されない。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を“含む”とするとき、これは特段の記載がない限り他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。層、膜、領域、板などの部分が他の部分“上に”あると言うとき、これは他の部分“真上に”ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分“真上に”あると言う時には中間に他の部分がないことを意味する。
そして、図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は略して、多くの層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示し、明細書全体を通じて共通する部分に対しては共通の図面符号を付けた。
以下では図１乃至図７を参考して本発明の第１実施形態による発光素子を説明する。
図１は、第１実施形態による発光素子の斜視図であり、図２は図１の発光素子のA-A側断面図であり、図３は図２の胴体上に発光チップと保護チップが搭載された平面図であり、図４は図１の発光素子の胴体の平面図であり、図５は図１の発光素子の背面図であり、図６は図３の発光チップを示した平面図であり、図７は図６の発光チップのB-B側断面図であり、図７は図６の発光チップのC-C側断面図である。
図１乃至図４を参照すれば、発光素子１００は、胴体１０１、該胴体１０１の上面に配置された第１リード電極１２１及び第２リード電極１３１と、前記胴体１０１の下面に配置された第３リード電極１２３及び第４リード電極１３３と、前記胴体１０１を貫通して第１及び第３リード電極１２１、１２３を連結する少なくとも一つの第１連結電極１２２、１２２Aと、前記胴体１０１を貫通して前記第２及び第４リード電極１３１、１３３を連結する第２連結電極１３２と、前記第１及び第２リード電極１２１、１３１上に発光チップ１５１と、前記第１及び第２リード電極１２１、１３１上に保護チップ１７１と、前記発光チップ１５１と前記保護チップ１７１の周りに第１樹脂層１５５と、前記第１樹脂層１５５上に第２樹脂層１６１と、及び前記発光チップ１５１と前記第２樹脂１６１との間に蛍光体層１５３を含む。
前記胴体１０１は、絶縁材質を含んで、例えば、セラミックス素材を含む。前記セラミックス素材は、同時焼成される低温焼成セラミックス(ＬＴＣＣ:low temperature co-fired ceramic)または、高温焼成セラミックス(ＨＴＣＣ:high temperature co-fired ceramic)を含む。前記胴体１０１の材質は、金属酸化物、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉxＯy、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、SiOxNy、Al２O３、またはＡｌＮであり、望ましくは、窒化アルミニウム(ＡｌＮ)またはアルミナ(Al２O３)を含むことができるし、または熱伝導度が１４０W/mK以上である金属酸化物を含むことができる。
前記胴体１０１は、樹脂系列の絶縁物質、例えば、ポリフタルアミド(ＰＰＡ:Polyphthalamide)のような樹脂材質で形成されることができる。前記胴体１０１は、シリコン、またはエポキシ樹脂、またはプラスチック材質を含む熱硬化性樹脂、または高耐熱性、高耐光性材質で形成されることができる。前記シリコンは、白色系列の樹脂を含む。また、前記胴体１０１内には、酸無水物、酸化防止剤、離型剤、光反射材、無機充電材、硬化触媒、光安定剤、滑剤、二酸化チタンのうちで選択的に添加されることができる。前記胴体１０１は、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコン樹脂、変性シリコン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂でなされる群から選択される少なくとも１種によって成形されることができる。例えば、トリグリシジルイソシアヌラート、水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテルなどでなされるエポキシ樹脂と、ヘキサヒドロ無水フタル酸、３-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸４-メチルヘキサヒドロ無水フタル酸などでなされる酸無水物を、エポキシ樹脂に硬化促進剤としてＤＢＵ(１、８-Diazabicyclo(５、４、０)undecene-７)、助触媒としてエチレングリコール、酸化チタン顔料、ガラス纎維を添加して、加熱によって部分的に硬化反応させてBステージ化した固形状エポキシ樹脂組成物を使用することができるし、これに対して限定しない。
前記胴体１０１は、図１及び図３のように、お互いに対応される第１側面１及び第２側面２と、前記第１側面１と第２側面２に接してお互いに対応される第３及び第４側面３、４を含む。前記第１及び第２側面１、２の長さ(D１)は、前記第３及び第４側面３、４の長さ(D２)より短く形成されることができる。例えば、前記長さ(D１)は、１．６mm±０．５mm範囲で形成されて、前記長さ(D２)は、前記発光チップ１５１の幅(A２)よりは２倍以上長い長さとして、例えば、２．２mm±０．５mm範囲を含む。図３のように、前記第１及び第２側面１、２の中心を通るライン(C１)は、前記発光チップ１５１と保護チップ１７１の中心と同じ中心に整列されることができる。前記長さ(D１、D２)は、前記発光チップ１５１と保護チップ１７１が配列される方向によって変更されることができるし、これに対して限定しない。
前記発光チップ１５１は、前記胴体１０１の第１側面１に隣接するように配置されて、前記保護チップ１７１は前記胴体１０１の第２側面２に隣接するように配置される。前記発光チップ１５１の中心ライン(C２)と前記胴体１０１の第１側面１との間の間隔(D３)は、０．７mm±０．１mm範囲に配置されて、前記保護チップ１７１の中心ライン(C３)と前記胴体１０１の第２側面２の間の間隔(D４)は、０．３６mm±０．０５mm範囲で形成されることができる。前記間隔(D３)は、間隔(D４)よりは広く形成されることができる。前記間隔(D３)は、前記間隔(D４)より２倍程度に広く配置されて、前記発光チップ１５１を前記胴体１０１のセンター位置に近く配置されることができるようにできて、また、前記発光チップ１５１を保護することができる。
前記発光チップ１５１の第１方向の幅(A１)と第２方向の幅(A２)は、等しく形成されることができるし、これに対して限定しない。前記幅(A１、A２)は、１mm±０．５mm範囲を含む。前記保護チップ１７１は、第１方向及び第２方向のうちで少なくとも一方向の幅が前記幅(A１、A２)の１/２で形成されることができる。
図２を参照すれば、前記胴体１０１の厚さ(T１)は、発光素子を支持するための厚さとして、３８０μｍ±５μｍ範囲で形成されることができる。
図３及び図５のように、前記胴体１０１には、第１乃至第４リード電極１２１、１３１、１２３、１３３が配置される。前記第１リード電極１２１と前記第２リード電極１３１は、前記胴体１０１の上面に配置されて、前記第３リード電極１２３と第４リード電極１３３は、前記胴体１０１の下面１０２に配置される。
前記第１リード電極１２１は、第１接合部(B１)及び第２接合部(B２)を含んで、前記第１接合部(B１)は内部に開放された包囲領域を具備する。前記第２接合部(B２)は、前記第１接合部(B１)から延長される。前記第２リード電極１３１は、第３接合部(B３)及び第４接合部(B４)を含んで、前記第３接合部(B３)は突起構造を有して前記第１リード電極１２１の第１接合部(B１)の包囲領域内に包囲される。前記第１及び第３接合部(B１、B３)の間には間隙部１２４が配置されて、前記間隙部１２４で前記第３接合部(B３)と前記第１接合部(B１)は、少なくとも３側面以上、例えば、３〜７側面がお互いに対向するように配置されることができる。すなわち、前記第１接合部(B１)は、前記第３接合部(B３)の周りに配置されて、発光チップ１５１の電極を通じて電流を拡散することができる。前記第４接合部(B４)は、前記第３接合部(B３)から延長されて、前記第１リード電極１２１の第２接合部(B２)と対向するように配置される。
また、前記第１接合部(B１)内に前記第１接合部(B１)より広い幅を有する第３接合部(B３)を配置することで、発光チップ１５１の中心部での電極との接合面積を改善することができる。これによって発光チップ１５１での電流を効果的に拡散することができる。
前記第１リード電極１２１は、第１接合部(B１)の周りに複数のリセス部(M１、M２、M３)を具備して、前記複数のリセス部(M１、M２、M３)は、前記発光チップ１５１の側面縁らのうちで少なくとも三つの縁領域にそれぞれ対応される位置に形成される。前記リセス部(M１、M２、M３)は、前記発光チップ１５１の搭載のためのアラインマークとして、前記第１リード電極１２１の外郭側面より内側領域に配置されて、前記第１リード電極１２１の一部分が除去された領域に形成される。
前記複数のリセス部(M１、M２、M３)のうちで第１及び第２リセス部(M１、M２)の間の間隔は、発光チップ１５１の第２方向の幅(A２)と同一な長さ、すなわち、前記発光チップ１５１のある一側面の長さで離隔されて、第２及び第３リセス部(M２、M３)は前記発光チップ１５１の第１方向の幅(A１)と同一な長さ、すなわち、前記発光チップ１５１の他の一側面の長さで離隔される。また、前記第１及び第３リセス部(M１、M３)の間の間隔は、前記発光チップ１５１の対角線長さで離隔される。
前記発光チップ１５１のうちで、前記リセス部(M１、M２、M３)に対応されない縁に隣接した領域には、ビア構造を有する連結電極１２２が配置される。すなわち、連結電極１２２と第１及び第３リセス部(M１、M３)はお互いに離隔されて、例えば、発光チップ１５１の幅(A２)すなわち、前記発光チップ１５１のある一側面の長さより長く離隔されて配置される。
前記第１乃至第３リセス部(M１、M２、M３)の深さ(E１、E２、E３)は、前記胴体１０１のある一側面(１、３、４)と前記発光チップ１５１との間の間隔であることができる。前記第２及び第３リセス部(M２、M３)の深さ(E２、E２)はお互いに等しく、前記第１リセス部(M１)の深さ(E１)とは異なることができる。
前記発光チップ１５１は、第１乃至第３リセス部(M１、M２、M３)に整列した後、前記第１及び第２リード電極１２１、１３１の第１及び第３接合部(B１、B３)上に搭載される。
前記第１リード電極１２１には第１支持突起(P１)、第２支持突起(P２)、及び第４支持突起(P４)が形成されて、前記第１支持突起(P１)は胴体１０１の第３側面３に露出して、前記第２支持突起(P２)は胴体１０１の第４側面(４)に露出し、前記第４支持突起（Ｐ４）は胴体１０１の第４側面(４)に露出する。
前記第２リード電極１３１には、第３支持突起(P３)が形成されて、前記第３支持突起(P３)は胴体１０１の第３側面３に露出する。
前記第１及び第２支持突起(P１、P２)は、前記発光チップ１５１の中心を通るライン(C２)と接するように配置されて、前記ライン(C１)上には第１及び第３接合部(B１、B３)が配置される。前記第３及び第４支持突起(P３、P４)は、前記保護チップ１７１の中心を通るライン(C３)の中心と同じ中心に配置されることができる。
前記第１及び第２リード電極１２１、１３１の外郭表面は、前記胴体１０１の外側面１、２、３、４から所定間隔(G１、G２)に離隔されることで、前記第１及び第２リード電極１２１、１３１が浮き立つことを防止することができる。前記間隔(G１、G２)は、５０μｍ以上、例えば、１５０〜２００μｍ範囲で形成されて、第１樹脂層１５５の下部１５６と胴体１０１の上面が充分に接触されることができるように離隔される。また、前記第１及び第２リード電極１２１、１３１の外部露出を最小化して、電気的な信頼性を改善することができる。
前記第１及び第２支持突起(P１、P２)の間には、前記第１及び第３接合部(B１、B３)が配置されて、前記第１及び第２支持突起(P１、P２)を連結する線分には前記発光チップ１５１の中心を通ることができる。前記第１及び第２支持突起(P１、P２)は、前記第１及び第３接合部(B１、B３)を基準にお互いに反対側に配置されて、前記第１及び第３接合部(B１、B３)の領域を支持するようになる。
前記第３及び第４支持突起(P３、P４)の間には、前記第２及び第４接合部(B２、B４)が配置されて、前記第３及び第４支持突起(P３、P４)を連結する線分には前記保護チップ１７１の中心を通ることができる。前記第３及び第４支持突起(P３、P４)は、前記第２及び第４接合部(B２、B４)を基準にお互いに反対側に配置されて、前記第２及び第４接合部(B２、B４)の領域を支持するようになる。前記第１及び第２支持突起(P１、P２)を連結する仮想線分は、前記発光チップ１５１の中心と同じ中心線上に配置されることができるし、前記第３及び第４支持突起(P３、P４)を連結する仮想線分は、前記保護チップ１７１の中心と同じ中心線上に配置されることができる。
また、前記第１乃至第４支持突起(P１、P２、P３、P４)は、図２のように第２樹脂層１５５の下部１５６と接触されるので、前記胴体１０１の上面から浮き立つことが防止されることができる。
図４のように、第１リード電極１２１と第２リード電極１３１の間は、間隙部１２４が配置される。前記間隙部１２４は前記第１接合部(Ｂ１)と前記第３接合部(Ｂ３)との間に配置された第１間隙部(R１-R５)と、前記第２接合部(Ｂ２)と前記第４接合部(Ｂ４)との間に配置された第２間隙部(R６)を含むことができる。
前記第１間隙部(R１-R５)は、前記第３接合部(M３)の幅(D８)に離隔されて、お互いに平行な第１及び第２領域(R１、R２)と、前記第１及び第２領域(R１、R２)に連結されて、前記第１及び第２領域(R１、R２)に対して垂直した第３領域(R３)を含む。また、前記第１間隙部(R１-R５)は、前記第１及び第２領域(R１、R２)と前記第３領域(R３)との間に折曲された第４及び第５領域(R４、R５)を含む。前記第４及び第５領域(R４、R５)は、前記第１及び第２領域(R１、R２)と前記第３領域(R３)との間に曲面で形成されるか、または鈍角で折曲された角度で形成されることができる。また、前記第４及び第５領域(R４、R５)のうちで少なくとも一つは形成しないこともできて、これに対して限定しない。
前記第２間隙部(R６)は、第６領域(R６)として、前記第１及び第２領域(R１、R２)に対して平行に配置されて、前記第３領域(R３)に対して垂直するように配置されることができる。前記の第６領域(R６)は、前記第２領域(R２)から所定間隔を有して離隔されて前記第２領域(R２)と連結されることができる。前記第６領域(R６)の中心は、前記第１及び第２領域(R１、R２)の間の中心と同一線上に配置されることができる。
図５を参照すれば、胴体１０１の下面１０２に第３リード電極１２３と第４リード電極１３３が配置されて、前記第３リード電極１２３は第１リード電極１２１と第１連結電極１２２、１２２Aによって連結されて、前記第４リード電極１３３は第２リード電極１３１と第２連結電極１３２によって連結される。前記第１連結電極１２２、１２２Aは、前記胴体１０１内に少なくとも一つが配置されて、前記第１及び第３リード電極１２１、１２３に連結されて、前記第２連結電極１３２は前記胴体１０１内に少なくとも一つが配置されて、前記第２及び第４リード電極１３１、１３３に連結される。
前記第３リード電極１２３の下面面積は、前記第４リード電極１３３の下面面積と異なる面積、例えば、前記第４リード電極１３３の下面面積より大きい面積を有して形成されることができる。
前記第１乃至第４リード電極１２１、１３１、１２３、１３３は、チタン(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、白金(Pt)、スズ(Sn)、銀(Ag)、燐(P)のうちで複数の金属を含むことができるし、多層で形成されることができる。前記第１乃至第４リード電極１２１、１３１、１２３、１３３は、例えば、銅/ニッケル/パラジウム/金(Cu/Ni/Pd/Au)の積層構造を含む。前記第１乃至第４リード電極(１２１、１３１、１２３、１３３)の表面には、メッキ層が形成されるので、湿り気浸透による腐食が抑制されることができるし、電気的な信頼性が改善される。
前記第１乃至第４リード電極１２１、１３１、１２３、１３３は、８０±２μｍ範囲の厚さで形成されることができる。前記銅は、７．５±１．５μｍ範囲の厚さで形成されて、ニッケルは５±１．５μｍ範囲で形成されて、前記パラジウムまたは金は０．１〜０．３μｍ範囲で形成される。前記銅の厚さが厚いために熱伝導率が改善することができる。
前記第１乃至第４支持突起(P１、P２、P３、P４)の外郭表面を除きメッキ層が形成される。ここで、前記第１乃至第４支持突起(P１、P２、P３、P４)は、前記カッティング面に存在するので、その外側面には前記メッキ層が除去される。前記第３リード電極１２３と前記第４リード電極１３３の表面にはメッキ層が形成される。
図２及び図３のように、前記胴体１０１のセンター領域に配置された第１及び第２リード電極１２１、１３１上には発光チップ１５１が配置されて、胴体１０１のサイド領域に配置された第１及び第２リード電極１２１、１３１上には保護チップ１７１が配置される。
前記発光チップ１５１は光源として、紫外線から可視光線までの波長帯域のうちで選択的に発光するようになる。前記発光チップ１５１はUV ＬＥＤチップ、グリーンＬＥＤチップ、ブルーＬＥＤチップ、レッドＬＥＤチップを含む。前記発光チップ１５１の光出射領域には蛍光体が塗布されることができるし、これに対して限定しない。
前記発光チップ１５１は、第１及び第２リード電極１２１、１３１に複数の第１接合部材１２５によって接合されて、前記保護チップ１７１は前記第１及び第２リード電極１２１、１３１上に複数の第２接合部材１２７によって接合される。前記複数の第１及び第２接合部材１２５、１２６は、ソルダ材質のような伝導性材質で形成されることができる。
発光チップ１５１の厚さ(D６)は、１００μｍ以上の厚さで形成されることができるし、前記保護チップ１７１の厚さは、９０〜１０５μｍ範囲で形成されることができる。前記保護チップ１７１はサイリスタ、ジェンナーダイオード、またはＴＶＳ(Transient voltage suppression)で具現されることができるし、前記保護チップ１７１は前記発光チップ１５１をＥＳＤ(electro static discharge)から保護するようになる。前記蛍光体層１５３の厚さ(D７)は、０．１５μｍ〜６０μｍ範囲を含む。前記発光素子の厚さ(D５)は、０．７５mm±０．０５mm範囲で形成されることができるし、これは発光チップ１５１を支持して熱伝導率を考慮した厚さになることができる。
前記第１樹脂層１５５は、前記発光チップ１５１の周りに形成されて、前記発光チップ１５１の上面をカバーしなくなる。前記第１樹脂層１５５は、前記保護チップ１７１の周り及び上面よりさらに高い位置に形成されて、前記保護チップ１７１の上面をカバーするようになる。前記第１樹脂層１５５の一部は前記第１及び第２リード電極１２１、１３１の上面と前記発光チップ１５１及び保護チップ１７１の間に配置される。
前記第１樹脂層１５５は、樹脂材質内に金属酸化物が添加される。前記樹脂材質は、シリコンまたはエポキシを含んで、前記金属酸化物は樹脂材質より屈折率が高い物質として、例えば、ＴＩＯ２またはＳｉＯ２を含む。前記金属酸化物は、前記第１樹脂層１５５内に５ｗｔ％以上、例えば、５〜１５ｗｔ％範囲で形成される。このような金属酸化物を有する第１樹脂層１５５は、前記発光チップ１５１の周りで反射部材で機能するようになる。前記反射部材は、前記発光チップ１５１から放出された光に対して５０％以上、例えば、７８％以上の反射率を示す。前記第１樹脂層１５５内の金属酸化物が１５ｗｔ％を超過した場合、前記第１樹脂層１５５の粘度が急激に低下されることがあるし、前記第１樹脂層１５５の粘度によって湿り気が侵透することがあるし、他の物質との接着力が低下されることがある。また、前記第１樹脂層１５５内の金属酸化物の含量を低める場合、反射効率が低下することがあって、光抽出効率が低下することがある。
前記発光チップ１５１上には蛍光体層１５３が形成されて、前記蛍光体層１５３は、前記発光チップ１５１から放出された一部光を吸収して、他の波長の光に波長変換するようになる。前記蛍光体層１５３は、シリコンまたはエポキシのような投光性樹脂材質に蛍光体が添加されて、前記蛍光体は、黄色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体、赤色蛍光体のうちで少なくとも一つを含むことができるし、例えば、Ｅｕ、Ｃｅなどのランタノイド系元素によって主に活性化される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体・サイアロン系蛍光体、Ｅｕなどのランタノイド系、Ｍｎなどの遷移金属系の元素によって主に活性化されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類珪酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガリウム酸塩、アルカリ土類窒化珪素、ゲルマニウム酸塩、または、Ceなどのランタノイド系元素によって主に活性化される希土類アルミン酸塩、希土類珪酸塩またはEuなどのランタノイド系元素によって主に活性化される有機及び有機錯体などから選択される少なくともいずれか一つ以上であることがある。具体的な例として、前記の蛍光体を使用することができるものの、これに限定されない。
前記第１樹脂層１５５と前記蛍光体層１５３上には、第２樹脂層１６１が配置されて、前記第２樹脂層１６１は、クリーンモールディング材として、内部に蛍光体、拡散剤、産卵剤のような添加物、すなわち、樹脂材質より高い屈折率を有する不純物が添加されないこともある。前記第２樹脂層１６１は、光出射面になることができるし、その上面は凹であるか、または凸な面で形成されることができる。
前記第２樹脂層１６１は、前記蛍光体層１５３の厚さより厚く形成されることができるし、これに対して限定しない。
図６は、図２の発光チップを示した図面であり、図７は図６の発光チップのB-B側断面図であり、図８は、図６の発光チップのC-C側断面図である。
図６を参照すれば、発光チップ１５１は、側面に露出しないで内側領域に配置された複数の第２電極４１と、前記複数の第２電極４１の周りに配置された第１電極３９を含む。前記複数の第２電極４１は、前記第１電極３９の内側領域に配置されて、前記の第２リード電極１２３の第３接合部(B３)上に搭載される。
前記複数の第２電極４１は、並んで配列されて、一定間隔で離隔された複数の凹型部４１Aを有する。前記複数の第２電極４１の間に第１電極３９の一部が配置されることができる。
前記第１電極３９は、発光チップの全領域に配置されて、前記複数の第２電極４１の間に配置されたブリッジ電極３９Bと前記ブリッジ電極３９Bに連結されて、前記第２電極４１の凹型部４１Aに配置された接触部３９Aを含む。前記第２電極４１の凹型部４１Aは、半球型形状で形成されて、これに対して限定しない。
前記第１電極３９と前記第１リード電極１２１及び前記第２電極４１と前記第２リード電極１３１は、第２接合部材１２５によってお互いに連結される。前記ブリッジ電極３９Bは、前記第１電極３９及び前記第２電極４１の上面より低い上面に形成されることができるし、これに対して限定しない。
図７及び図８を参照すれば、発光チップ１５１は、基板１１、バッファ層１３、低伝導層１５、第１導電型半導体層２１、活性層２３、第２導電型半導体層２５、第１電極層３１、反射層３３、絶縁層３７、第１電極３９及び第２電極４１を含むことができる。
前記基板１１は、投光性、絶縁性または導電性の材質のうちで選択的に形成されることができるし、例えば、サファイア(Ａｌ２Ｏ３)、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅ、Ｇａ２Ｏ３、ＬｉＧａＯ３のうちで少なくとも一つを利用することができる。前記基板１１の上面及び下面のうちで少なくとも一つには、複数の突出部が形成されることができるし、前記複数の突出部は、前記基板１１の蝕刻を通じてストライプ形状、半球形状、ドーム状のような形状で形成するか、または別途のラフネスのような光抽出構造で形成されることができる。前記基板１１の厚さは、３０μｍ〜３００μｍ範囲で形成されることができる。前記発光チップ１５１から除去されることができるし、前記基板１１が除去された場合、蛍光体層は前記第１導電型半導体層に直接接触されることができる。
前記基板１１上には複数の化合物半導体層が成長されることができるし、前記複数の化合物半導体層の成長装備は、電子ビーム蒸着装置、ＰＶＤ(physical vapor deposition)、ＣＶＤ(chemical vapor deposition)、ＰＬＤ(plasma laser deposition)、二重型の熱蒸着装置(dual-type thermal evaporator)スパッタリング(sputtering)、ＭＯＣＶＤ(metal organic chemical vapor deposition)などによって形成することができるし、このような装備に限定しない。
前記基板１１上にはバッファ層１３が形成されることができて、前記バッファ層１３はＩＩ族-ＶＩまたは、ＩＩＩ族乃至Ｖ族化合物半導体を利用して少なくとも一層で形成されることができる。前記バッファ層１３は、ＩＩＩ族-Ｖ族化合物半導体を利用した半導体層を含んで、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１-ｘ-ｙＮ(０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ+ｙ≦１)の組成式を有する半導体として、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮなどのような化合物半導体のうちで少なくとも一つを含む。前記バッファ層１３はお互いに異なる半導体層を相互に配置して超格子構造で形成されることができる。
前記バッファ層１３は、前記基板１１と窒化物系列の半導体層との格子定数の差を緩和するために形成されることができるし、欠陥制御層で定義されることができる。前記バッファ層１３は、前記基板１１と窒化物系列の半導体層の間の格子定数の間の値を有することができる。前記バッファ層１３は、ＺｎＯ層のような酸化物で形成されることができるし、これに対して限定しない。前記バッファ層１３は、３０nm〜５００nm範囲で形成されることができるし、これに対して限定しない。
前記バッファ層１３上に低伝導層１５が形成されて、前記低伝導層１５はアンドープ(undoped)半導体層を含んで、第１導電型半導体層２１より低い電気伝導性を有する。前記低伝導層１５はIII族-V族化合物半導体を利用したＧａＮ系半導体で具現されることができるし、このようなアンドープ半導体層は、意図的に導電型ドーパントをドーピングしなくても、低伝導性を有するようになる。前記バッファ層１３及び低伝導層１５のうちで少なくとも一層または二つの層すべては、発光チップ１０１から除去されることができるし、これに対して限定しない。
前記低伝導層１５上には第１導電型半導体層２１が形成されることができる。前記第１導電型半導体層２１は、第１導電型ドーパントがドーピングされた３族-５族化合物半導体で具現されて、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１-ｘ-ｙＮ(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料で形成されることができる。前記第１導電型半導体層２１がn型半導体層であることができるし、例えば、n型半導体層の場合、前記第１導電型ドーパントはn型ドーパントとして、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅを含む。
前記低伝導層１５と前記第１導電型半導体層２１のうちで少なくとも一層にはお互いに異なる第１層と第２層がお互に配置された超格子構造で形成されることができるし、前記第１層と第２層の厚さは数Å以上で形成されることができる。
前記第１導電型半導体層２１と前記活性層２３との間には、第１クラッド層(図示せず)が形成されることができて、前記第１クラッド層は、ＧａＮ系半導体で形成されることができるし、キャリアを拘束する役割をする。他の例として、前記第１クラッド層(図示せず)は、InＧａＮ層またはInＧａＮ/ＧａＮ超格子構造で形成されることができるし、これに限定しない。前記第１クラッド層は、n型または/及びp型ドーパントを含むことができるし、例えば、第１導電型または低伝導性の半導体層で形成されることができる。
前記第１導電型半導体層２１または第１クラッド層の上には活性層２３が形成される。前記活性層２３は単一井戸、単一量子井戸、多重井戸、多重量子井戸(MQW)、量子線、量子点構造のうちで少なくとも一つで形成されることができる。前記活性層２３は、井戸層と障壁層が相互に配置されて、前記井戸層はエネルギー準位が連続的な井戸層であることができる。また、前記井戸層はエネルギー準位が量子化された量子井戸(Quantum Well)であることができる。前記井戸層は、量子井戸層で定義されることができるし、前記障壁層は量子障壁層で定義されることができる。前記井戸層と前記障壁層のペアは、２〜３０周期で形成されることができる。前記井戸層は、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１-ｘ-ｙＮ(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料で形成されることができる。前記障壁層は前記井戸層のバンドギャップよりさらに広いバンドギャップを有する半導体層として、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１-ｘ-ｙＮ(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を有する半導体材料で形成されることができる。前記井戸層と障壁層のペアは、例えば、ＩｎＧａＮ/ＧａＮ、ＡｌＧａＮ/ＧａＮ、ＩｎＧａＮ/ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ/ＩｎＧａＮのうちで少なくとも一つを含む。
前記井戸層の厚さは、１．５〜５nm範囲内に形成されることができるし、例えば、２〜４nm範囲内で形成されることができる。前記障壁層の厚さは、前記井戸層の厚さよりさらに厚くて５〜３０nmの範囲内に形成されることができるし、例えば、５〜７nm範囲内で形成されることができる。前記障壁層内にはn型ドーパントを含むことができるし、これに対して限定しない。前記活性層２３は紫外線帯域から可視光線帯域の波長範囲内で選択的に発光することができるし、例えば、４２０nm〜４５０nm範囲のピーク波長を発光することができる。
前記活性層２３上には第２クラッド層(図示せず)が形成されて、前記第２クラッド層は前記活性層２３の障壁層のバンドギャップよりさらに高いバンドギャップを有して、ＩＩＩ-Ｖ族化合物半導体、例えば、ＧａＮ系半導体で形成されることができる。例えば、前記第２クラッド層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ超格子構造などを含むことができる。前記クラッド層は、ｎ型または/及びｐ型ドーパントを含むことができるし、例えば、第２導電または低伝導性の半導体層で形成されることができる。
前記第２クラッド層(図示せず)または前記活性層２３上には第２導電型半導体層２５が形成されて、前記第２導電型半導体層２５は第２導電型のドーパントを含む。前記第２導電型半導体層２５は、例えば、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮなどのような化合物半導体のうちでいずれか一つでなされることができる。前記第２導電型半導体層２５がp型半導体層である場合、前記第２導電型ドーパントはp型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含むことができる。
前記発光構造層２０は、前記第１導電型半導体層２１、活性層２３及び前記第２導電型半導体層２５を含む。
前記発光構造層２０内で前記の第１導電型と第２導電型の層ら２１、２５の伝導性タイプは、反対に形成されることができるし、例えば、前記第２導電型半導体層ら２１、２５はn型半導体層、前記第１導電型半導体層２１はp型半導体層で具現されることができる。また、前記第２導電型半導体層２５上には前記第２導電型と反対の極性を有する第３導電型半導体層であるn型半導体層をさらに形成することもできる。前記発光構造層２０は、ｎ-ｐ接合構造、ｐ-ｎ接合構造、ｎ-ｐ-ｎ接合構造、ｐ-ｎ-ｐ接合構造のうちで少なくとも一構造を含むことができる。前記ｎ-ｐ及びｐ-ｎ接合は、２個の層の間に活性層が配置されて、ｎ-ｐ-ｎ接合またはｐ-ｎ-ｐ接合は３個の層の間に少なくとも一つの活性層を含むようになる。
前記発光構造層２０上に第１電極層３１、反射層３３、第２電極層３５、絶縁層３７及び第２電極４１が配置されて、一部の上には第２電極３９が配置される。
前記第１電極層３１は、電流拡散層として、透過性及び電気伝導性を有する物質で形成されることができる。前記第１電極層３１は、化合物半導体層の屈折率より低い屈折率を有する透過性電極層で形成されることができる。
前記第１電極層３１は、第２導電型半導体層２５の上面に形成されて、金属酸化物、または金属窒化物のうちで少なくとも一つを含む。前記第１電極層３１は、ＩＴＯ(indium tin oxide)、ＩＺＯ(indium zinc oxide)、ＩＺＴＯ(indium zinc tin oxide)、ＩＡＺＯ(indium aluminum zinc oxide)、ＩＧＺＯ(indium gallium zinc oxide)、ＩＧＴＯ(indium gallium tin oxide)、ＡＺＯ(aluminum zinc oxide)、ＡＴＯ(antimony tin oxide)、ＧＺＯ(gallium zinc oxide)、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯなどのうちで選択されて、少なくとも一層で形成されることができる。前記第１電極層３１は、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｉｒのうちで少なくとも一つまたは合金を光が透過されることができる程度に薄く形成することができるし、例えば、５０Å以下、例えば、１０Åで形成することができる。
前記第１電極層３１上には反射層３３が形成されて、前記反射層３３は銀(Ａｇ)またはアルミニウム(Ａｌ)を含んで、例えば、銀(Ag)よりは反射率が高いアルミニウム(Al)を含むことができる。
前記第１電極層３１と前記反射層３３の間の一部領域には接着層(図示せず)が形成されることができて、前記接着層はフッ化遷移金属化合物は透過率が８０％以上、例えば、４５０nmの波長に対して８０％以上の透過率を示している。前記接着層は、銀(Ag)反射層よりはアルミニウム反射層と高い接着力を有しているために、前記反射層３３の接着力を改善することができる。前記反射層３３の接着力が改善することで、反射効率も増加されることができる。前記接着層の厚さは、１０nm-１μｍ範囲で形成されることができるし、これは反射層との接着力を考慮した厚さになることができる。
前記反射層３３の上には第２電極層３５が配置されて、前記第２電極層３５は、金属層、例えば、バリア金属層で形成されることができる。前記第２電極層３５は、Ｔｉ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｇ及びＡｕのうちで少なくとも一つを含むことができるし、単層または多層で形成されることができる。前記第２電極層３５は、例えば、ＴｉＷ(Titanium Tungsten)のような合金で形成されることができるし、これに対して限定しない。前記第１電極層３１、前記反射層３３及び前記第２電極層３５の積層構造は、ＩＴＯ/Ａｇ/ＴｉＷの積層構造であることができる。前記第１電極層３１は除去されることができる。
図８のように、発光構造層２０内に少なくとも一つのリセス１９が配置されて、前記少なくとも一つのリセス１９は、前記第２導電型半導体層２５から前記第１導電型半導体層２１の一部が露出する時までの深さで形成されることができる。前記リセス１９は、複数個がお互いに離隔されていることがあり、これに対して限定しない。
前記絶縁層３７は、前記第２電極層３５上に配置されて、前記リセス１９の周りに延長される。前記リセス１９に配置された前記絶縁層３７の内にはホールが形成されて、前記ホールには第１電極４０の一部３９Aが配置される。前記第１電極３９の一部３９Aは、ビア構造で前記第１導電型半導体層２１と物理的に接触される。
前記絶縁層３７は、前記第１電極３９と前記発光構造層２０との間の側壁にも形成されることができる。前記絶縁層３７は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのような物質の酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物など絶縁物質または絶縁性樹脂を含む。前記絶縁層３７は、例えば、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、TiO２のうちで選択的に形成されることができる。前記絶縁層３７は、単層または多層で形成されることができるし、これに対して限定しない。
前記絶縁層４４は、他の材質として、非伝導性の金属化合物、例えば、フッ化(fluoride)金属化合物を含んで、例えば、ＭｘＦｙで形成されることができる。前記Ｍは、Ｇａ、Ｍｇ、Ａｌのような金属または遷移金属のうちで少なくとも一つを含んで、xは１-３範囲にあり、yは２または３になることができる。前記フッ化遷移金属化合物は、ＭｇＦ２、ＡｌＦ３、ＧａＦ３を含む。
発光構造層２０上には第１電極層３１が配置されて、前記第１電極層３１上には反射層３３が配置されて、前記反射層３３上には第２電極層３５が配置される。前記反射層３３は前記発光構造層２０上部領域のうちでほとんど８０％以上の領域をカバーすることができるし、このような反射層３３は、接着層によって接着力を改善することができる。前記第２電極層３５は前記第１電極層３１及び反射層３３の側面にも接触されることができるし、これに対して限定しない。
前記第２電極層３５上には第２電極４１が配置されて、前記第２電極４１は一つ以上で分岐されたアーム(Arm)パターンを有して、お互いに連結された構造で形成されることができる。ここで、前記第２電極４１と前記第２電極層３５との間には絶縁層４４の一部がさらに配置されることができるし、これに対して限定しない。前記第１電極３９は上部幅が下部幅よりさらに広く形成されることができるし、前記第２電極４１は上部幅が下部幅よりさらに広く形成されることができる。
前記発光構造層２０上に第１電極３９と第２電極４１との上面が実質的に同一平面上に配置されることで、基板上やパッケージ内にフリップ方式で搭載されることができる。
前記第１電極３９及び第２電極４１は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｈｆ、Ａｇ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ及びこれらの選択合金で形成されることができるし、単層または多層で形成されることができる。また、前記第１電極３９及び第２電極４１は、等しい金属積層構造で形成されることができるし、例えば、Ｃｒ/ＮｉＡｌ/Ａｕの積層構造で形成されることができるし、これに対して限定しない。
前記発光チップ１５１は、活性層２３から放出された一部光は、前記反射層３３によって反射して、基板１１方向と側壁方向に抽出される。このような発光チップ１５１は、フリップ方式で基板上やパッケージ内にポンディングされる。
図９は、第２実施形態による発光素子を示した側断面図である。前記第２実施形態を説明するにおいて、第１実施形態と等しい部分は第１実施形態を参照することにする。
図９を参照すれば、発光素子は、胴体１０１、複数のリード電極１２１、１３１、１２３、１３３、複数の連結電極１２２、１３２、発光チップ１５１、保護チップ１７１、第１樹脂層１５５、第２樹脂層１６１及び蛍光体層１５４を含む。
前記蛍光体層１５４は、前記発光チップ１５１の上面から側面まで延長されて形成される。前記蛍光体層１５４が上面及び側面に形成されることで、前記発光チップ１５１の活性層から放出された光の一部は、前記蛍光体層１５４の蛍光体によって長波長に変換される。前記発光チップ１５１の側面に配置された前記蛍光体層１５４は、第１樹脂層１５５と接触されるので、前記蛍光体層１５４の接着力を改善することができるし、前記第１樹脂層１５５の光反射によって不必要な光の損失を防止することができる。
前記第２樹脂層１５５は、前記発光チップ１５１の周りに配置されて、前記発光チップ１５１のすべての側面に接触される。前記第１樹脂層１５５はシリコン材質内に第１金属酸化物が添加される。前記第１金属酸化物は高屈折材質として、ＴｉＯ２のような２．０以上の屈折率を有する材質を含む。前記第１金属酸化物は前記第１樹脂層１５５内に５〜１５ｗｔ％範囲の含量、例えば、１０〜１５ｗｔ％範囲の含量で添加されることができる。前記第１樹脂層１５５のシリコン材質は、１．５１〜１．５５範囲の屈折率を有する。このようなシリコン材質は、他の材質との接着力が良い材質を使用することができる。
前記第１樹脂層１５５は、前記第１金属酸化物によって発光チップ１５１から放出された光の７０％以上を反射する反射層として機能するようになる。前記第１樹脂層１５５が反射層で機能するので、前記発光チップ１５１の側方向に放出される光を効果的に反射さすることができる。前記発光チップ１５１の側面に第１モールディング部材１５５が接着されることで、前記発光チップ１５１から放出された光の指向角分布を改善することができる。
前記第２樹脂層１６１は、前記第１樹脂層１５５との接着性が良い材質で形成されることができるし、例えば、前記第１樹脂層１５５と等しい材質で形成されることができる。
前記第２樹脂層１６１は、前記第１樹脂層１５５の上面と前記発光チップ１５１の上面に接触される。前記第２樹脂層１６１は、シリコン材質内に第２金属酸化物が添加されることができる。前記第２金属酸化物は高屈折材質として、前記第１樹脂層１５５に添加された第１金属酸化物と異なる種類の金属酸化物を含むことができるし、例えば、ＳｉＯ２のような２．０以下の屈折率を有する材質を含む。前記第２樹脂層１６１は、シリコン材質に第２金属酸化物が添加された樹脂層として、拡散層として機能するようになる。前記第１樹脂層１５５と前記第２樹脂層１６１は、等しい材質で形成される場合、前記第１及び第２樹脂層１５５、１６１の間の界面でのバブル(bubble)や界面分離現象を防止することができる。
図１０は、第３実施形態による発光素子を示した側断面図である。前記第３実施形態を説明するにおいて、第１実施形態と等しい部分は第１実施形態を参照することにする。
図１０を参照すれば、発光素子は胴体１０１、複数のリード電極１２１、１３１、１２３、１３３、複数の連結電極１２２、１３２、発光チップ１５１、保護チップ１７１、第１樹脂層１５５、第２樹脂層１６１及び蛍光体層１５３を含む。
前記第１樹脂層１５５は、リセス１５５Aを有して、前記リセス１５５Aの底面は、前記発光チップ１５１の下面より高く形成されるが、例えば、前記発光チップ１５１内の反射層の上面ライン(L１)と類似であるか、または等しい高さで形成されることができる。また、前記リセス１５５Aの周りは、前記発光チップ１５１の側面や前記リセス１５５Aの底に対して傾くように形成されて、入射される光を光出射面の方向に反射することができる。
前記リセス１５５Aには前記発光チップ１５１の周りと接触される第２樹脂層１６１の一部１６１Aが接触される。これによって前記第２樹脂層１６１の一部１６１Aは、前記発光チップ１５１の側面放出光を誘導することができる。
また、前記蛍光体層１５３は、前記発光チップ１５１上に配置されて、その上面は前記第２樹脂層１６１の上面と同一平面上に置かれることができる。ここで、前記蛍光体層１５３は前記発光チップ１５１の側面にも延長されることができるし、これに対して限定しない。ここで、前記発光チップ１５１がフリップ方式で搭載されるので、前記発光チップ１５１から放出された光の大部分は上方向に放出されて、側方向に放出された光は２０％以下になる。これによって前記蛍光体層１５３を側面に配置しても、その側面での光の波長変換の割合は少ないことがある。
図１１は、第４実施形態による発光素子を示した側断面図である。前記第４実施形態を説明するにおいて、第１実施形態と等しい部分は第１実施形態を参照することにする。
図１１を参照すれば、発光素子は、胴体１０１、複数のリード電極１２１、１３１、１２３、１３３、複数の連結電極１２２、１３２、発光チップ１５１、保護チップ１７１、第１樹脂層１５６、第２樹脂層１６２、第３樹脂層１５７及び蛍光体層１６３を含む。
前記第１樹脂層１５６の上面は、前記発光チップ１５１の活性層の下面と前記第２導電型半導体層の下面との間のライン(L２)に対応されるように形成されることができる。前記第１樹脂層１５６の上面は、前記保護チップ１７１の上面より低い深さで形成されることができるし、前記保護チップ１７１が露出する場合、光吸収損失が発生されることができる。これによって前記保護チップ１７１上には第３樹脂層１５７が形成されることができる。
前記第３樹脂層１５７は、前記保護チップ１７１及び前記第１樹脂層１５６上に形成されて、前記第１樹脂層１５６に添加された金属酸化物が添加されて、反射部材で機能するようになる。前記第３樹脂層１５７は、前記金属酸化物が５ｗｔ％以上添加されることができるし、例えば、前記第１樹脂層１５６の金属酸化物より一定の割合、例えば、５ｗｔ％以上がさらに添加されることができる。
前記第３樹脂層１５７は、前記発光チップ１５１の側面から離隔されるので、反射側壁として機能するようになる。
前記第２樹脂層１６２は、前記発光チップ１５１、前記第１樹脂層１５６及び第３樹脂層１５７上に形成される。前記第２樹脂層１６２の一部は、前記発光チップ１５１と前記第３樹脂層１５７との間に形成されるので、光の側面抽出を誘導することができる。
前記蛍光体層１６３は、前記第２樹脂層１６２上に形成されて、発光素子の全上面に形成されることができる。前記蛍光体層１６３は、フィルム形態であるか、または樹脂層であることができるし、これに対して限定しない。
＜照明システム＞
実施形態による発光素子又は発光素子は、照明システムに適用される。前記照明システムは、複数の発光素子がアレイされた構造を含み、図１２及び図１３に示されている表示装置、及び、図１４に示されている照明装置を含み、照明灯、信号灯、車両前照灯、電光板などが含まれる。
図１２は、実施形態による発光素子を有する表示装置の分解斜視図である。
図１２を参照すると、実施形態による表示装置１０００は、導光板１０４１と、前記導光板１０４１に光を提供する光源モジュール１０３１と、前記導光板１０４１の下に反射部材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、光源モジュール１０３１、及び反射部材１０２２を包囲するボトムカバー１０１１とを含むが、ここに限定されない。
前記ボトムカバー１０１１と、反射シート１０２２と、導光板１０４１と、光学シート１０５１とは、ライトユニット１０５０として定義される。
前記導光板１０４１は、光を拡散して、面光源化する役目を果たす。前記導光板１０４１は、透明な材質からなり、例えば、PMMA(polymethylmetaacrylate)のようなアクリル樹脂系列、PET(polyethylene terephthlate)、PC(poly carbonate)、COC(cycloolefin copolymer)、及びPEN(polyethylene naphthalate)樹脂の１つを含むことができる。
前記光源モジュール１０３１は、前記導光板１０４１の少なくとも一側面に光を提供し、 究極的には、表示装置の光源として作用するようになる。
前記光源モジュール１０３１は、少なくとも１つを含み、前記導光板１０４１の一側面で直接又は間接的に光を提供することができる。前記光源モジュール１０３１は、基板１０３３と前記に開示された実施形態による発光素子又は発光素子１０３５を含み、前記発光素子又は発光素子１０３５は、前記基板１０３３上に所定間隔でアレイされる。
前記基板１０３３は、回路パターン(図示せず)を含む印刷回路基板(PCB、Printed Circuit Board)である。但し、前記基板１０３３は、一般のPCBのみならず、メタルコア PCB(MCPCB、Metal Core PCB)、軟性PCB(FPCB、Flexible PCB)などを含み、これに対して限定しない。前記発光素子１０３５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、前記基板１０３３は、除去され得る。ここで、前記放熱プレートの一部は、前記ボトムカバー１０１１の上面に接触される。
そして、前記複数の発光素子１０３５は、前記基板１０３３上に光が放出される出射面が、前記導光板１０４１と所定の距離をおいて搭載され、これに対して限定しない。前記発光素子１０３５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することができ、これに対して限定しない。
前記導光板１０４１の下には、前記反射部材１０２２が配置される。前記反射部材１０２２は、前記導光板１０４１の下面に入射した光を反射させて、上に向かわせることで、前記ライトユニット１０５０の輝度を向上することができる。前記反射部材１０２２は、例えば、PET、PC、PVCレジンなどで形成されるが、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、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、光源モジュール１０３１、及び反射部材１０２２などを輸納することができる。このため、前記ボトムカバー１０１１は、上面が開口したボックス(box)形状を有する包囲部１０１２が備えられ、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、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で形成され、プレス成形又は押出成形などの工程を用いて製造されることができる。また、前記ボトムカバー１０１１は、熱伝導性の良い金属又は非金属材料を含み、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の基板、そして、第１及び第２の基板の間に介在した液晶層を含む。前記表示パネル１０６１の少なくとも一面には、偏光版が取り付けられ、このような偏光版の取付構造に限定しない。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ことになる。このような表示装置１０００は、各鐘の携帯端末機、ノートＰＣのモニタ、ラップトップコンピュータのモニタ、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から少なくとも１つを含む。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、これに対して限定しない。
ここで、前記光源モジュール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を含み、これに対して限定しない。
図１３は、実施形態による発光素子を有する表示装置を示す図である。
図１３を参照すると、表示装置１１００は、ボトムカバー１１５２と、前記の発光素子１１２４がアレイされた基板１１２０と、光学部材１１５４と、表示パネル１１５５とを含む。
前記基板１１２０と前記発光素子１１２４とは、光源モジュール１１６０と定義される。前記ボトムカバー１１５２と、少なくとも１つの光源モジュール１１６０と、光学部材１１５４とは、ライトユニット１１５０と定義される。前記ボトムカバー１１５２には、包囲部１１５３を具備することができ、これに対して限定しない。前記の光源モジュール１１６０は、基板１１２０、及び前記基板１１２０上に配列した複数の発光素子又は発光素子１１２４を含む。
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から少なくとも１つを含む。前記導光板は、ＰＣ材質又はＰＷＭА(polymethyl methacrylate)材質からなり、このような導光板は除去されることができる。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、前記光源モジュール１１６０上に配置され、前記光源モジュール１１６０から放出された光を面光源するか、拡散、集光などを行うようになる。
図１４は、実施形態による発光素子を有する照明装置の分解斜視図である。
図１４を参照すると、実施形態による照明装置は、カバー２１００と、光源モジュール２２００と、放熱体２４００と、電源提供部２６００と、内部ケース２７００と、ソケット２８００とを含む。また、実施形態による照明装置は、部材２３００とホルダー２５００のいずれか１以上を更に含むことができる。前記光源モジュール２２００は、実施形態による発光素子、又は発光素子パッケージを含むことができる。
例えば、前記カバー２１００は、バルブ(bulb)又は半球の形状を有し、中空であり、一部分が開口した形状で提供される。前記カバー２１００は、前記光源モジュール２２００と光学的に結合され、前記放熱体２４００と結合されることができる。前記カバー２１００は、前記放熱体２４００と結合する凹部を有することができる。
前記カバー２１００の内面には、拡散嶺を有する乳白色塗料がコートされる。このような乳白色材料を用いて、前記光源モジュール２２００からの光を散乱及び拡散して、外部に放出させることができる。
前記カバー２１００の材質は、ガラス、プラスチック、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリカーボネート(PC)などである。ここで、ポリカーボネートは、耐光性、耐熱性、強度が優れている。前記カバー２１００は、外部から前記光源モジュール２２００が見えるように透明であるか、不透明である。前記カバー２１００は、ブロー(blow)成形により、形成されることができる。
前記光源モジュール２２００は、前記放熱体２４００の一面に配置される。したがって、前記光源モジュール２２００からの熱は、前記放熱体２４００に伝導される。前記光源モジュール２２００は、発光素子２２１０と、連結プレート２２３０と、コネクター２２５０とを含む。
前記部材２３００は、前記放熱体２４００の上面上に配置され、複数の照明素子２２１０と、コネクター２２５０が挿入されるガイド溝２３１０とを有する。前記ガイド溝２３１０は、前記照明素子２２１０の基板、及びコネクター２２５０と対応される。
前記部材２３００の表面は、白色の塗料で塗布又はコートされる。このような前記部材２３００は、前記カバー２１００の内面に反射して、前記光源モジュール２２００側方向に戻って来る光を、再度前記カバー２１００方向に反射する。したがって、実施形態による照明装置の光効率を向上させる。
前記部材２３００は、例として、絶縁物質からなる。前記光源モジュール２２００の連結プレート２２３０は、電気伝導性の物質を含む。したがって、前記放熱体２４００と前記連結プレート２２３０との間に電気的な接触が行える。前記部材２３００は、絶縁物質で構成され、前記連結プレート２２３０と前記放熱体２４００との電気的短絡を遮断することができる。前記放熱体２４００は、前記光源モジュール２２００からの熱と、前記電源提供部２６００からの熱を伝達されて、放熱する。
前記ホルダー２５００は、内部ケース２７００の絶縁部２７１０の包囲溝２７１９を塞ぐ。したがって、前記内部ケース２７００の前記絶縁部２７１０に包囲される前記電源提供部２６００は密閉される。前記ホルダー２５００は、ガイド突出部２５１０を有する。前記ガイド突出部２５１０は、前記電源提供部２６００の突出部２６１０が貫通するホールを具備することができる。
前記電源提供部２６００は、外部から提供された電気的信号を処理又は変換して、前記光源モジュール２２００に提供する。前記電源提供部２６００は、前記内部ケース２７００の包囲溝２７１９に包囲され、前記ホルダー２５００により、前記内部ケース２７００の内部に密閉される。
前記電源提供部２６００は、突出部２６１０と、ガイド部２６３０と、ベース２６５０と、延在部２６７０とを含む。
前記ガイド部２６３０は、前記ベース２６５０の一側から外部に突出した形状を有する。前記ガイド部２６３０は、前記ホルダー２５００に挿入される。前記ベース２６５０の一面の上に多数の部品が配置される。多数の部品は、例えば、直流変換装置、前記光源モジュール２２００の駆動を制御する駆動チップ、前記光源モジュール２２００を保護するためのＥＳＤ(ElectroStatic discharge)保護素子などを含むが、これに対して限定しない。
前記延在部２６７０は、前記ベース２６５０の他の一側から外部に突出した形状を有する。前記延在部２６７０は、前記内部ケース２７００の連結部２７５０内に挿入され、外部からの電気的信号を提供される。例えば、前記延在部２６７０は、前記内部ケース２７００の連結部２７５０の幅と同一であるか、小さく提供される。前記延在部２６７０は、電線を通じて、ソケット２８００に電気的に連結される。
前記内部ケース２７００は、内部に前記電源提供部２６００と共にモールディング部を含むことができる。モールド部は、モールディング液体が固まった部分であって、前記電源提供部２６００が、前記内部ケース２７００内に固定できるようにする。
以上で実施形態らに説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施形態に含まれて、必ずしも一つの実施形態のみに限定されるものではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは当業者によって他の実施形態らに対しても組合また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係る内容は、本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
また、以上で実施形態を中心に説明したが、これは、単に例示であるだけで、本発明を限定するものではなくて、当業者であれば、本実施形態の本質的な特性を脱しない範囲で以上に例示されないさまざまの変形と応用が可能であることが理解できるであろう。例えば、実施形態に具体的に現われた各構成要素は変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異らは添付された請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
１００ 発光素子
１０１ 胴体
１２１、１２３、１３１、１３３ リード電極
１５１ 発光チップ
１５３、１５４、１６３ 蛍光体層
１５５、１５６ 第１樹脂層
１６１、１６２ 第２樹脂層
１７１ 保護チップ

Claims (20)

  1. 胴体と、
    前記胴体の上面に配置された第１接合部及び前記第１接合部から延長された第２接合部を有する第１リード電極と、
    前記第１接合部の内側に間隙部を置いて包囲された第３接合部及び前記第２接合部に対向する第４接合部を有する第２リード電極と、
    前記胴体の下面に配置された第３リード電極と、
    前記胴体の下面に配置された第４リード電極と、
    前記胴体内に前記第１リード電極と前記第３リード電極を連結する第１連結電極と、
    前記胴体内に前記第２リード電極と前記第４リード電極を連結する第２連結電極と、
    前記第１リード電極の第１接合部と前記第２リード電極の第３接合部上に配置された発光チップと、
    前記発光チップと前記第１リード電極の第１接合部との間を接続する接合部材、及び前記発光チップと前記第２リード電極の第３接合部との間を接続する接合部材を含む第１接合部材と、
    前記第２接合部と前記第４接合部の上に配置された保護チップと、
    前記保護チップと前記第２接合部との間を接続する接合部材、及び、前記保護チップと前記第４接合部との間を接続する接合部材を含む第２接合部材と、
    を含み、
    前記第１リード電極は、前記第２リード電極の第３接合部の少なくとも３つの側面と対向し、
    前記第１接合部は、前記第３接合部の少なくとも３つの側面と対向し、
    前記第１リード電極には、前記発光チップのコーナーのうち少なくとも３つのコーナーに対応する領域に第１乃至第３リセス部を含み、
    前記発光チップは、前記第１乃至第３リセス部の間の領域の上に配置される発光素子。
  2. 前記間隙部は、前記第１接合部と前記第３接合部との間の配置された第１間隙部を含み、前記第１間隙部は前記第３接合部の第１軸方向の幅で離隔されてお互いに平行な第１及び第２領域と、前記第１及び第２領域に連結されて前記第１及び第２領域に対して垂直な第３領域を含み、
    前記発光チップは、前記間隙部の第１乃至３領域上に配置される、請求項１に記載の発光素子。
  3. 前記第１乃至第３リセス部は、前記第１リード電極の外郭側面より内側領域に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光素子。
  4. 前記第２及び第４接合部は間に配置された第２間隙部を置いて対向しており、前記第２間隙部は前記第１及び第２領域に対して平行に配置され、
    前記保護チップは、前記第２間隙部上に配置されることを特徴とする請求項３に記載の発光素子。
  5. 前記第１領域及び第２領域のうちで少なくとも一つと前記第３領域の間に前記第３領域の仮想直線に対して鈍角で折曲された領域を含むことを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
  6. 前記第１接合部と前記第３接合部は、前記間隙部の領域で少なくとも３側面がお互いに対向することを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の発光素子。
  7. 前記第１リード電極及び第２リード電極の外側面は前記胴体の側面から離隔され、
    前記第１リード電極から前記胴体の第１側面方向に延長され、前記胴体の第１側面に露出した第１支持突起と、
    前記第１リード電極から前記胴体の第２側面方向に延長され、前記胴体の第２側面に露出した第２支持突起と、
    前記第２リード電極から前記胴体の第１側面方向に延長され、前記胴体の第１側面に露出した第３支持突起と、
    前記第１リード電極から前記胴体の第２側面方向に延長され、前記胴体の第２側面に露出した第４支持突起と、を含み、
    前記第１及び第２支持突起は、前記第１及び第３接合部を基準に相互に反対側に配置され、
    前記第３及び第４支持突起は、前記第２及び第４接合部を基準に相互に反対側に配置されることを特徴とする請求項２乃至６のうちいずれかに記載の発光素子。
  8. 前記第１支持突起と前記第２支持突起を連結する仮想線分は、前記発光チップの中心と同じ線上に配置されることを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
  9. 前記第３支持突起と前記第４支持突起を連結する仮想線分は、前記保護チップの中心と同じ線上に配置されることを特徴とする請求項７または８に記載の発光素子。
  10. 前記第１乃至第３リセス部の深さは、前記発光チップのある一側面と前記発光チップのある一側面に隣接した前記胴体の側面の間の間隔であることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれかに記載の発光素子。
  11. 前記第１及び第２リセス部は、前記発光チップのある一側面に接するように配置されて、
    前記第１及び第２リセス部の間の間隔は、前記発光チップのある一側面の長さであることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子。
  12. 前記第１及び第３リセス部は、前記第１及び第２リセス部の間の間隔よりさらに離隔されて、前記発光チップの対角線長さで離隔されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の発光素子。
  13. 前記第１連結電極は、前記発光チップのある一角に接するように配置されて、前記第１乃至第３リセス部から前記発光チップのある一側面の長さよりさらに離隔され、
    前記第１連結電極は、前記第１乃至第３リセス部が配置されない前記発光チップの１つのコーナーに隣接するように配置されることを特徴とする請求項１０乃至１２のうちいずれかに記載の発光素子。
  14. 前記発光チップの周りに金属酸化物を有する第１樹脂層と、
    前記発光チップ上に蛍光体層と、
    前記第１樹脂層上にある第２樹脂層と、を含むことを特徴とする請求項１乃至１３のうちいずれかに記載の発光素子。
  15. 前記第１樹脂層は、前記発光チップの上面より低く前記保護チップの上面上に配置されることを特徴とする請求項１４に記載の発光素子。
  16. 前記第１樹脂層には前記金属酸化物が５〜１５ｗｔ％範囲で添加されて、
    前記金属酸化物は、ＴｉＯ２を含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載の発光素子。
  17. 前記第１樹脂層と前記第２樹脂層との間に金属酸化物が添加された第３樹脂層を含み、
    前記第３樹脂層は、前記発光チップの側面から離隔されて、前記保護チップを覆うことを特徴とする請求項１５または１６に記載の発光素子。
  18. 前記胴体は、アルミナ(Ａｌ２Ｏ３)のセラミックス材質を含むことを特徴とする請求項２乃至１７のうちいずれかに記載の発光素子。
  19. 前記発光チップは、第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を有する発光構造層と、該発光構造層上に第１電極層と、該第１電極層上に反射層と、該反射層上に第２電極層と、該第２電極層上に配置されて前記第１リード電極の第１接合部と対応される第１電極と、前記発光構造層内に前記第１導電型半導体層を露出する複数のリセスと、該複数のリセス及び前記第２電極層の一部に絶縁層と、該絶縁層上に配置されて前記第２リード電極の第３接合部に対応される複数の第２電極を含むことを特徴とする請求項２乃至１８のうちいずれかに記載の発光素子。
  20. 前記発光チップの複数の第２電極は、お互いに離隔されて、前記複数の第２電極の間に前記第１電極の一部が配置されることを特徴とする請求項１９に記載の発光素子。
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