JP6312999B2 - 発光素子及びこれを備えた照明システム - Google Patents

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Description

本発明は、発光素子及びこれを備え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、電気エネルギを光に変換する半導体素子の一種であって、既存の蛍光灯、白熱灯を代わる次世代の光源として脚光を浴びている。
発光ダイオードは、半導体素子を用い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、または、高圧放電で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用いて光を生成するので、既存の光源に比べて、寿命が長く、回答特性が早く、環境に優しい特徴を有する。
これにより、既存の光源を発光ダイオードに代替するための多くの研究が進行しており、発光ダイオードは、室内及び室外で使用される各種のランプ、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。
本発明の目的は、新たなリードフレーム構造を有する発光素子を提供することにある。
本発明の他の目的は、大面積の発光チップを有する発光素子において、胴体下部との結合を強化させることができる発光素子を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、基板上に搭載されるために、一定間隔のリード領域を有する汎用発光素子を提供することができる発光素子を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、熱効率が改善した発光素子を提供することができる発光素子を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、リードフレーム間の下部領域を効果的に支持することができる発光素子を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、発光素子のキャビティーを非対称構造で提供することができる発光素子を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、非対称構造のキャビティーでの指向角分布を改善する発光素子を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、新たなキャビティー構造を有する発光素子を提供する。
本発明のさらに他の目的は、発光素子のキャビティー内での光効率を改善して、信頼性を改善する発光素子を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、大面積の発光チップが搭載された場合、発光チップから相対的に遠い位置にあるキャビティーの内側面との間隔による光ロスを減少できる発光素子を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、発光素子の互いに異なる軸での光指向角の差を減少することができる発光素子を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、非対称構造のキャビティーを有する発光素子を、汎用で使用できるようにすることにある。
本発明のさらに他の目的は、発光素子、及びこれを備えた照明システムの信頼性を改善することにある。
実施形態による発光素子は、互いに対向する第１及び第２の外側面と、第３及び第４の外側面を有し、上部へ開放したキャビティーが設けられた胴体と; 前記キャビティーの底面から前記第１の外側面方向に延びた第１のリードフレームと; 前記キャビティーの底面から前記第２の外側面方向に延びた第２のリードフレームと; 前記第１のリードフレームの上に配置された発光チップと;を含み、前記キャビティーは、前記前記第１及び第２の外側面にそれぞれ対応する第１及び第２の内側面を有し、前記第１の内側面と前記発光チップ間のの間隔より、前記第２の内側面と前記発光チップ間の間隔が狭く、前記第２の内側面の幅は、前記第１の内側面の幅より狭い。
実施形態による発光素子は、前記第１の内側面に連結され、前記発光チップの両側において互いに対応される第３及び第４の内側面と、前記第２の内側面と前記第３の内側面の間に形成された第５の内側面と、前記第２の内側面と前記第４の内側面との間に形成された第６の内側面とを含む。
実施形態による発光素子は、前記第１のリードフレームには、前記第２のリードフレームに隣接した領域に第１の凹部が形成される。実施形態による発光素子は、前記第１のリードフレームには、前記胴体の第１外側面に対向する領域に第２の凹部が形成される。
本発明の様々な実施形態による効果は、下記の通りである。
本発明の様々な実施形態によれば、基板上に搭載されるために、一定間隔のリード領域を有する汎用発光素子を提供することができる。
本発明の様々な実施形態によれば、放熱効率が改善した発光素子を提供することができる。
本発明の様々な実施形態によれば、リードフレーム間の下部領域を効果的に支持することができる。
本発明の様々な実施形態によれば、発光素子のキャビティーを非対称構造で提供することができる。
本発明の様々な実施形態によれば、キャビティー非対称構造のキャビティーでの指向角分布を改善する。
本発明の様々な実施形態によれば、発光素子のキャビティー内での光効率を改善して、信頼性を改善する。
本発明の様々な実施形態によれば、大面積の発光チップが搭載された場合、発光チップから相対的に遠い位置にあるキャビティーの内側面との間隔による光ロスを減少できる発光素子を提供することができる。
本発明の様々な実施形態によれば、発光素子の互いに異なる軸での光指向角の差を減少することができる。
本発明の様々な実施形態によれば、非対称構造のキャビティーを有する発光素子を、汎用で使用できるように提供したのである。
本発明の様々な実施形態によれば、発光素子、及びこれを備えた照明システムの信頼性を改善することができる。
図１は、第１実施形態による発光素子を示す斜視図である。 図２は、図１の発光素子の平面図である。 図３は、図１の発光素子の部分拡大図である。 図４は、図２の発光素子のА-А側断面図である。 図５は、図２の発光素子のＢ-Ｂ側断面図である。 図６は、図２の発光素子の胴体側面図を示す図である。 図７は、図２の発光素子の胴体側面図を示す図である。 図８は、図２の発光素子の胴体側面図を示す図である。 図９は、図２の発光素子の胴体側面図を示す図である。 図１０は、図２の発光素子の背面図を示す図である。 図１１は、図２の発光素子のリードフレームの正面図を示す図である。 図１２は、図２の発光素子のリードフレームの背面図を示す図である。 図１３は、図１１の発光素子のリードフレームの他の例を示す平面図である。 図１４は、図１２の発光素子のリードフレームの他の例を示す背面図である。 図１５は、第２の実施形態による発光素子を示す平面図である。 図１６は、図１５の発光素子の変形例を示す平面図である。 図１７は、図１５の発光素子の変形例を示す平面図である。 図１８は、第３の実施形態による発光素子を示す平面図である。 図１９は、第４の実施形態による発光素子を示す平面図である。 図２０は、第５の実施形態による発光素子を示す側断面図である。 図２１は、第６の実施形態による発光素子を示す側断面図である。 図２２は、第７の実施形態による発光素子を示す側断面図である。 図２３は、第８の実施形態による発光素子を示す側断面図である。 図２４は、第９実施形態による発光素子を示す図である。 図２５は、第９実施形態による発光素子を示す図である。 図２６は、第９実施形態による発光素子を示す図である。 図２７は、実施形態による発光素子の指向角分布を比較したグラフである。 図２８は、実施形態による発光素子の指向角分布を比較したグラフである。 図２９は、実施形態による発光素子の発光チップの１例を示す図である。 図３０は、実施形態による発光素子の発光チップの他の例を示す図である。 図３１は、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。 図３２は、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。 図３３は、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。
本発明を説明するに当たって、各基板、フレーム、シート、層、またはパターンなどが、各基板、フレーム、シート、層、またはパターンなどの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の構成要素を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各構成要素の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。図面における各構成要素の大きさは、説明のために誇張されることができ、実際に適用される大きさを意味することではない。
以下、実施形態は、添付の図面及び実施形態に対する説明を通じて、明白に示すだろう。図面での大きさは、説明の便宜及び明確性のため、誇張、省略、又は、概略的に図示している。また、各構成要素の大きさは、実際の大きさを必ずしも正確に反映するものではない。また、同一の参照番号は、図面の説明において、同じ要素を示している。
以下、添付の図面を参照して、実施形態による発光素子を説明する。
図１は、第１の実施形態による発光素子を示す斜視図であり、図２は、図１の発光素子の平面図であり、図３は、図２の発光素子の部分拡大図である。図４は、図１の発光素子のＹ-Ｙ側断面図であり、図５は、図１の発光素子のＸ-Ｘ側断面図であり、図６〜図９は、図２の発光素子の胴体側面図を示す図であり、図１０は、図２の発光素子の背面図であり、図１１及び図１２は、それぞれ、図２の発光素子のリードフレームの正面図及び背面図である。
図１〜図５を参照すると、発光素子１００は、キャビティー１０１を有する胴体１１１と、 複数のリードフレーム１２１、１３１と、発光チップ１７１と、ワイヤ１７５と、モールド部材１６１とを含む。
前記胴体１１１は、絶縁材質、または、伝導性材質を含むことができる。前記胴体１１１は、ポリフタルアミド(PPA:Polyphthalamide)、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート(PCT: Polycyclohexylene Dimethylene Terephthalate)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)、印刷回路基板(PCＢ）のうち、少なくとも一つで形成されることができる。例えば、前記胴体１１１は、注入方式で射出成形されることができ、その材質は、エポキシ又はシリコンのような樹脂材質で形成されることができる。
前記胴体１１１は、エポキシを有するＥＭＣ(epoxy molding compound) 材質を含み、前記ＥＭＣ材質は、成形性、耐湿性、接着性を改善する絶縁性材質である。前記胴体１１１内部には、反射効率を高めるために、TiO2、SiO2のような金属酸化物であるフィラーが添加されることができる。前記フィラーの含有比率は、前記胴体１１１内部に１０ｗｔ％以上、例えば、１５ｗｔ％以上に添加されることができる。
前記胴体１１１は、光反射のため、反射性材質で形成されるか、指向角分布を広げるために、透光性材質で形成されることができ、これに対しては、限定しない。
前記胴体１１１の外形状は、上から見ると、矩形又は正方形のような多角形構造で形成されることができ、外郭の角部分は、角面又は曲面で形成されることができる。
発光素子１００は、前記胴体１１１の形状が四角形状の場合、前記胴体１１１は、複数の外側面、例えば、少なくとも４つの外側面６１〜６４を含むことができる。前記複数の外側面６１〜６４のうち少なくとも１つは、前記胴体１１１の下面に対して垂直又は傾斜して配置されることができる。前記胴体１１１は、第１〜第４の外側面６１〜６４をその例として説明し、前記第１の外側面６１と第２の外側面６２とは、互いに反対側面で対向しており、前記第３外側面６３と第４の外側面６４とは、互いに反対側面で対向している。前記胴体１１１の第１の外側面６１と前記第２の外側面６２の中心を通る第１の軸をＹ-Ｙと定義し、前記胴体１１１の第３外側面６３と前記第４の外側面６４の中心を通る第２の軸をＸ-Ｘと定義する。前記第１の軸(Ｙ-Ｙ)は、第２の軸(Ｘ−Ｘ)に対して、直角方向となることができる。前記発光素子において、第１の軸(Ｙ-Ｙ)方向は、前記胴体１１１の長さ方向であり、前記第２の軸(Ｘ−Ｘ)は、前記胴体１１１の幅方向である。
前記胴体１１１において、第３外側面６３、又は第４の外側面６４の長さ(Ｙ１)は、第１の外側面６１又は第２の外側面６２の幅(Ｘ１)と同一であるか、より長く形成され、第１の外側面６１又は第２の外側面６２の幅(Ｘ１)より長い場合、例えば、１.２倍以上長く形成されることができる。
前記胴体１１１には、上部へ開放され、所定深さを有するキャビティー１０１が設けられる。前記キャビティー１０１は、前記胴体１１１の上面より低い深さを有するコップ構造、又はリセス構造のような形状に形成される。前記キャビティー１０１の底には、複数のリードフレーム１２１、１３１が配置される。第１のリードフレーム１２１と第２のリードフレーム１３１は間隔を置いて配置される。前記間隙１１５は、前記複数のリードフレーム１２１、１３１の間に配置される。
前記キャビティー１０１は、複数の内側面１１〜１６を含む。前記キャビティー１０１の内側面１１〜１６は、４個超え、例えば５個又は６個以上に形成されることができる。実施形態のキャビティー１０１は、６個の内側面１１〜１６で形成される例として説明することにし、前記第１〜第６の内側面１１〜１６の少なくとも１つは、所定区間に曲面を含むか、 曲面と連結される。
前記内側面１１〜１６の少なくとも１つは、前記発光チップ１７１の厚さ方向(Ｚ０)、又は光軸方向に対して外側方向に傾斜し、例えば、前記リードフレーム１２１、１３１の上面又は前記キャビティー１０１の水平な底に対して傾斜するように形成されることができる。実施形態のキャビティー１０１の内側面１１〜１６は、傾斜した面で形成された例として説明するが、これに限定することではない。例えば、前記キャビティー１０１の内側面１１〜１６の少なくとも１つは、前記リードフレーム１２１、１３１の上面、又はキャビティーの水平な底に対して垂直に形成され、これに対しては、限定しない。本実施形態では、主にキャビティー１０１が６個の内側面を含む形に基づいて説明をしているが、キャビティー１０１は内側面を複数に区分できない、例えば円方の形であってもよい。
図２及び図３を参照すると、前記キャビティー１０１は、内側面１１〜１６の内角の和が ４００度以上であり、隣接した内側面中で内角が鈍角をなす領域は、２つ以上の領域、例えば、４つの領域を含むことができる。
前記キャビティー１０１の内側面１１〜１６は、第１〜第６の内側面１１〜１６として定義することができ、前記第１の内側面１１は、胴体１１１の第１の外側面６１と対応し、 前記第２の内側面１２は、胴体１１１の第２の外側面６２と対応し、第３の内側面１３は、胴体１１１の第３外側面６３と対応し、第４の内側面１４は、胴体１１１の第４の外側面６４と対応し、第５の内側面１５は、前記第３の内側面１３と第２の内側面１２との間に連結され、前記第３の内側面１３と第２の内側面１２の少なくとも１つと鈍角で形成され、第６の内側面１６は、前記第４の内側面１４と第２の内側面１２との間に連結され、前記第４の内側面１４と第２の内側面１２の少なくとも１つと鈍角で形成される。
前記第１〜第４の内側面１１〜１４は、前記発光チップ１７１の側面とそれぞれ対応して配置されることができる。
前記第５の内側面１５と前記第３の内側面１３との間の内角(θ２)は、鈍角、例えば、 １３０度〜１７０度の範囲で形成されることができる。また、第６の内側面１６と前記第４の内側面１４との間の角度は、前記角度(θ２)の範囲で形成されるか、前記角度(θ２)と同一である。
前記第５の内側面１５と前記第２の内側面１２との間の内角(θ３)は、鈍角、例えば、 １４０度〜１６５度の範囲で形成されることができる。また、第６の内側面１６と前記第２の内側面１２との間の内角は、前記角度(θ３)の範囲にあるか、前記角度(θ３)と同一である。また、前記第５の内側面１５は、前記第３の内側面１３から延びる直線から９０度未満、例えば、１０〜５０度範囲の角度(θ１)で形成されることができる。
また、前記第１の内側面１１と前記第２の内側面１２とは互いに平行であり、前記第３の内側面１３と第４の内側面１４とは、互いに平行であり、前記第１の内側面１６と前記第２の内側面１２とは、直交する方向に形成される。前記第５及び第６の内側面１５、１６は、前記第１〜第４の内側面１１〜１４とは平行でないように斜線形態で形成される。前記第１〜第６の内側面１１〜１６間の角部分は、曲面で形成されるか、角をなした面によって形成されることができ、これに対して限定しない。
前記キャビティー１０１の第２の内側面１２の第２の幅(Ｄ２)は、第１の内側面１１の第１の幅(Ｄ１)よりも狭く形成される。前記第２の幅(Ｄ２)は、前記第１の幅(Ｄ１)の１.５倍以上に狭く、例えば、２.５〜３.５倍狭い範囲を含むことができる。前記第２の幅(Ｄ２)は、前記発光チップ１７１の幅(Ｘ３)より小さく形成され、前記胴体１１１の幅(Ｘ１)の １/３.５ 以下の倍率で形成されることができる。前記第１の幅(Ｄ１)は、前記発光チップ１７１の幅(Ｘ３)の１.２倍以上に形成されることができる。前記第２の幅(Ｄ２)は、０.４２mm±０.０５mm範囲で形成され、前記発光チップ１７１のサイズにより変更されることができる。前記第１の幅(Ｄ１)と前記第２の幅(Ｄ２)は、第１及び第２の内側面１１、１２と前記胴体１１１の上面と接する境界部分の長さであることができる。
前記第２の幅(Ｄ２)は、前記第１の幅(Ｄ１)の１.５倍以上に狭く、例えば、２.５〜３.５倍狭い範囲で形成されることで、ある一軸方向に非対称構造を有するキャビティー構造を供し、前記胴体１１１内に保護チップ１７３を配置して、前記保護チップ１７３がキャビティー１０１内に配置された構造と比較して、光損失の低下を防止することができる。
前記第２の幅(Ｄ２)と前記第１の幅(Ｄ１)との差は、保護チップ１７３のサイズと前記第２のリードフレーム１３１でのワイヤ１７５のポンディング領域を考慮して設定することができる。例えば、前記ワイヤ１７５の個数が１つの場合、前記第２の幅(Ｄ２)と前記第１の幅(Ｄ１)との差は、更に大きくなることができ、これに対して、限定しない。
また、キャビティーを他軸方向に対称構造として設けて、光抽出効率の低下を防止することができる。前記キャビティー１０１の第２の内側面１２の第２の幅(Ｄ２)を第１の内側面１１の第１の幅(Ｄ１)より狭く形成して、４つの内側面を有するキャビティーではなく、５つ又はその以上の内側面を有するキャビティーを提供することで、光損失を最小化することができる。
また、前記キャビティー１０１において、第１の内側面１１の中心と第２の内側面１２の中心とは、同一の中心線上、例えば、第１の軸(Ｙ-Ｙ)のような線上に配置される。他の例として、前記キャビティー１０１において、第１の内側面１１の中心と第２の内側面１２の中心のいずれか１つは、第１軸(Ｙ-Ｙ)からずれるように配置され、これに対して限定しない。
前記キャビティー１０１において、前記第５の内側面１５と第６の内側面１６との間の最大間隔は、前記第３の内側面１３と第４の内側面１４との間の間隔(Ｄ１)であり、最小間隔は、前記第２の内側面１２の幅(Ｄ２)と同一である。
前記第５の内側面１５又は前記第６の内側面１６の幅(Ｅ１)は、前記第１の内側面１１の幅(Ｄ１)より小さく、前記第２の内側面１２の幅(Ｄ２)より広く形成される。前記第１の内側面１１の幅(Ｄ１)と前記第３又は第４の内側面１３、１４の幅(А１)は、同一又は異なり、これに対して限定しない。ここで、距離(А２)は、キャビティー１０１の第２の内側面１２の水平な線上から前記第３の内側面１３と第５の内側面１５との間の変曲地点、又は、第４の内側面１４と第６の内側面１６との間の変曲地点との間の間隔となり、前記幅(А１)よりも短くなる。
前記胴体１１１の第２の外側面６２と前記第２の内側面１２との間の対応する領域の幅は、前記第２の外側面６２と前記第１の内側面１１との間の対応する領域の幅よりも狭いことがある。
前記キャビティー１０１は、第１の軸(Ｙ-Ｙ)方向の長さ(Ｙ２)が、第２の軸(Ｘ−Ｘ)方向の幅(Ｄ１)よりも大きくなることがあり、例えば、長さ(Ｙ２)は、幅(Ｄ１)の１.２倍以上、例えば、１.４倍以上長く形成される。前記キャビティー１０１は、第１の軸(Ｙ-Ｙ)方向に対して、ほぼ線対称形状となり、前記第２の軸(Ｘ−Ｘ)方向に対して、非対称形状となる。
また、前記第１のリードフレーム１２１の上面領域のうち、前記キャビティー１０１の底に露出した形状は、正方形状又は長方形状であり、前記第２のリードフレーム１３１の上面領域のうち、前記キャビティー１０１の底に露出した形状は、台形形状に形成される。例えば、キャビティー１０１の底に露出した第２のリードフレーム１３１の上面幅を見ると、キャビティー１０１の第２の内側面１２に隣接した部分の幅が、前記第１のリードフレーム１２１と対向する部分の幅よりも狭い。
図４のように、前記キャビティー１０１の第１の内側面１１又は前記第２の内側面１２の角度(θ４)は、前記リードフレーム１２１、１３１の上面又はキャビティー１０１の底に対して９０度以上、例えば、９１〜１２０度範囲に形成される。前記第１の内側面１１又は前記第２の内側面１２の角度(θ４)は、同一又は異なり、これに対して限定しない。
図５のように、前記キャビティー１０１の第３の内側面１３又は第４の内側面１４の角度(θ５)は、前記リードフレーム１２１、１３１の上面又はキャビティー１０１の底に対して９０度以上、例えば、９１〜１２０度範囲に形成される。前記第３の内側面１３又は第４の内側面１４の角度(θ５)は、互いに同一又は異なり、これに対して限定しない。
前記キャビティー１０１の第１〜第４の内側面１１、１２、１３、１４は、前記リードフレーム１２１、１３１の上面、又は前記キャビティー１０１の底に対して同一の角度で傾斜して形成され、例えば、前記角度(θ４、θ５)は、９１〜９７度の範囲に形成される。また、前記キャビティー１０１の第５及び第６の内側面１５、１６は、前記リードフレーム１２１、１３１の上面、又はキャビティー１０１の水平な底に対して９０〜１２０度範囲で傾斜して配置され、例えば、前記第１乃至第４の内側面１１〜１４と同一の角度に形成される。
前記キャビティー１０１の第１の内側面１１は、発光チップ１７１の第１の側面(Ｓ１)と隣接し、前記第２の内側面１２は、発光チップ１７１の第２の側面(Ｓ２)と離隔し、第３の内側面１３は、発光チップ１７１の第３側面(Ｓ３)と隣接し、第４の内側面１４は、発光チップ１７１の第４の側面(Ｓ４)と隣接して配置される。ここで、前記の発光チップ１７１は、上から見ると、多角形状や、曲面を有する形状を含み、これに対して限定しない。前記発光チップ１７１は、各側面(Ｓ１-Ｓ４)と対応する前記キャビティー１０１の第１〜第４の内側面１１〜１４のうち、前記第２の内側面１２との間隔が、第１〜第３の内側面１１-１３との間隔より、２倍以上離隔して配置される。即ち、前記第１の内側面１１と前記発光チップ１７１間の間隔より、前記第２の内側面１２と前記発光チップ１７１間の間隔が狭い。
図４及び図５のように、前記胴体１１１は、リードフレーム１２１、１３１の下に配置された支持胴体１１２と、前記リードフレーム１２１、１３１の上部に配置された反射胴体１１３と、前記第１及び第２のリードフレーム１２１、１３１の間に配置された間隙部１１５とを含む。前記支持胴体１１２と、前記反射胴体１１３と、間隙部１１５とは、互いに連結されることができる。前記反射胴体１１３は、前記支持胴体１１２の厚さよりも厚い厚さ(Ｔ３)、例えば、１５０um以上に形成される。前記反射胴体１１３は、前記胴体１１１の厚さ(Ｔ１)の５０%以上の厚さ(Ｔ３)で形成されることができる。
前記胴体１１１の上面領域のうち、前記第１の外側面６１と前記キャビティー１０１の第１の内側面１１との間の上面幅(Ｆ１)は、前記第２の外側面６２と前記キャビティー１０１の第２の内側面１２との間の上面幅(Ｆ２)よりも狭い。前記上面幅(Ｆ２)が、前記上面幅(Ｆ１)よりも広く形成され、前記第２のリードフレーム１３１を支持することができる。前記リードフレーム１２１、１３１の厚さ(Ｔ２)は、前記支持胴体１１２の厚さと同一である。
図２、図６〜図１３を参照して、リードフレームの構造を見ると、第１のリードフレーム１２１の内側領域は、前記キャビティー１０１の底に配置され、外側領域は、前記キャビティー１０１の第１、第３、第４の内側面１１、１３、１４の下に延設される。前記第１のリードフレーム１２１は、図４及び図５のように、前記胴体１１１の第１の外側面６１で露出した少なくとも１つの第１の突起１２６、前記第３外側面６３で露出した第２の突起１２７、前記第４の外側面６４で露出した第３突起１２８を含む。前記第１〜第３の突起１２６-１２８は、前記胴体１１１の下面１１７から所定間隔(Ｇ１)で離隔する。前記間隔(Ｇ１)は、１０μm以上で、前記第１のリードフレーム１２１厚さ(Ｔ２)の１/２以下となる。
前記第２のリードフレーム１３１の内側領域は、前記キャビティー１０１の底に配置され、外側領域は、前記キャビティー１０１の第２、第５、第６の内側面１２、１５、１６の下に延設される。前記第２のリードフレーム１３１は、前記胴体１１１の第２の外側面６２で露出した少なくとも１つの第４の突起１３６、前記第３の外側面６３で露出した第５の突起１３７、前記第４の外側面６４で露出した第６の突起１３８を含む。
図１１及び図１２を参照すると、第１のリードフレーム１２１の第１の突起１２６と、前記第２のリードフレーム１３１の第４の突起１３６とは、複数に突出する。前記第１のリードフレーム１２１の第２及び第３の突起１２７、１２８は、互いに反対側方向に突出し、前記第２のリードフレーム１３１の第５及び第６の突起１３７、１３８は、互いに反対側方向に突出する。前記第１及び第２のリードフレーム１２１、１３１の角部分は、角をなした形態であるか、曲面形態である。
図６〜図９のように、前記第４〜第６突起１３６、１３７、１３８は、前記胴体１１１の下面１１７から、所定間隔(Ｇ１)で離隔する。前記間隔(Ｇ１)は、１０μm以上であり、前記第２のリードフレーム１３１の厚さ(Ｔ２)の５０%以下となる。
図４、図５、及び図１０のように、第１及び第２のリードフレーム１２１、１３１は、基板(ＰＣＢ）上に接合されるリード領域を含む。前記第１のリードフレーム１２１には、前記第２のリードフレーム１３１に隣接した領域に第１の凹部１２２が形成される。前記第１のリードフレーム１２１には、前記胴体の第１外側面６１に対向する領域に第２の凹部１２３が形成される。前記第１のリードフレーム１２１の第１のリード領域１２５は、前記胴体１１１の下面１１７に露出し、第１及び第２の凹部１２２、１２３の間に配置される。前記第２のリードフレーム１３１の第２のリード領域１３５は、前記胴体１１１の下面１３７に露出し、前記間隙部１１５と第３の凹部１３３との間に配置される。
前記第１及び第２のリード領域１２５、１３５間の間隔(Ｂ５)は、前記キャビティー１０１の底の第１及び第２のリードフレーム１２１、１３１の間隔よりも離隔する。前記第１のリード領域１２５の長さ(Ｂ２)は、前記第２のリード領域１３５の長さ(Ｃ２)より長く形成され、これに対して限定しない。前記第１のリード領域１２５の長さ(Ｂ２)は、０.５mm±０.１mm範囲に形成され、前記第２のリード領域１３５の長さ(Ｃ２)は、０.４mm±０.０５mm範囲に形成される。前記第１のリード領域１２５の面積が、前記第２のリード領域１３５の面積より広いため、効率よく放熱することができる。
また、前記第１及び第２のリード領域１２５、１３５間の間隔(Ｂ５)は。基板の回路パターンとの間隔を考慮したものであって、汎用性の発光素子を提供することができる。これにより、前記第１のリードフレーム１２１の下面面積は、前記第１のリードフレーム１２１の上面面積より狭く形成され、例えば、３０%以上狭く形成されることができる。また、前記第１のリードフレーム１２１の上面長さ(Ｂ１)は、前記第２のリードフレーム１３１の上面長さ(Ｃ１)より広く、例えば、３０%以上広く形成されることができる。このような長さの差は、前記発光チップ１７１の放熱効率を改善する。
前記第１のリードフレーム１２１及び第２のリードフレーム１３１の下部には、前記胴体１１１の支持胴体１１２と接触、又は結合される複数の凹部を備えることができ、前記凹部は、リセス領域と定義される。
前記第１のリードフレーム１２１は、例えば、第１の凹部１２２及び第２の凹部１２３を含む。前記第１の凹部１２２は、前記第１のリードフレーム１２１の第１のリード領域１２５と前記間隙部１１５との間の領域に形成され、図５のように、支持胴体１１２が配置される。前記第１の凹部１２２の幅は、前記胴体１１１が幅(Ｘ１)又は第１の外側面６１の長さと同一の幅を有し、その深さ(Ｂ４)は、第２の凹部１２３の深さ(Ｂ３)より２倍以上広く形成される。このような第１の凹部１２２は、前記第１のリードフレーム１２１の内側領域の下に段差の構造として配置され、前記胴体１１１の支持胴体１１２と結合される。
前記第１の凹部１２２の深さ(Ｂ４)は、前記第１のリードフレーム１２１の長さ(Ｂ１)の３０〜６０%の範囲を有し、前記第１のリード領域１２５の平坦な面に対して、段差の構造として形成される。前記第１の凹部１２２の高さ(Ｔ４)は、前記胴体１１１の下面円１１７との間隔であって、前記第１のリードフレーム１２１の厚さ(Ｔ２)の５０%以下となる。前記間隔(Ｇ１)が、太く過ぎると、前記第１のリードフレーム１２１の突起の厚さが薄くなりすぎ、放熱効率が低下され、剛性が弱くなり、前記胴体１１２との結合力が低下される。また、前記間隔(Ｇ１)が薄く過ぎると、前記胴体１１２の下部である支持胴体が破損する問題が発生されることがある。また、前記第１の凹部１２２の深さ(Ｂ４)と幅は、間隙部１１５の下部面積を増加させる。このような間隙部１１５の下部面積がリセスのない構造に比べて、２倍以上増加することで、第１及び第２のリードフレーム１２１、１３１の間の領域を補強することができる。また、発光チップ１７１が搭載された第１のリードフレーム１２１に浸透する湿気の浸透経路を、２倍以上増加させることができる。
また、発光チップ１７１が大面積になると、前記発光チップ１７１が搭載される前記第１のリードフレーム１２１の大きさが、前記発光チップ１７１の大きさに比例して増加することになる。また、前記キャビティー１０１に露出した前記第１のリードフレーム１２１の上面が増加することになると、前記第１のリードフレーム１２１と前記第２のリードフレーム１３１との間の領域での剛性は、更に脆弱になる。したがって、前記第１のリードフレーム１２１の上面面積を減らすことなく、前記間隙部１１５の幅を増加することになる。つまり、前記第１のリードフレーム１２１の下部に第１の凹部１２１を形成し、前記間隙部１１５の面積を確保して、前記第１及び第２のリードフレーム１２１、１３１の間の領域での剛性を、補強することができる。
前記第１のリードフレーム１２１の第１の凹部１２２は、前記間隙部１１５から前記胴体１１１の第１の外側面６１の方向に所定深さ(Ｂ４)で凹まれた領域となる。前記第１の凹部１２２領域での前記第１のリードフレーム１２１の上部厚さ(Ｔ５は、前記第１のリードフレーム１２１の厚さ(Ｔ２)の３０〜７０%の範囲、例えば、５０%以上となる。前記第１及び第２のリードフレーム１２１、１３１の上部厚さ(Ｔ５)は、前記第２の突起１２８及び第３の突起１３８の厚さと同一である。また、前記第１の凹部１２２の深さ(Ｂ４)は、前記第２の突起１２８及び第３突起１３８の長さと同一又は異なる。
前記第１のリードフレーム１２１の第２の凹部１２３は、前記胴体１１１の第１の外側面６１に隣接し、前記第１の突起１２６の下に前記第１のリード領域１２５から段差の構造に形成され、前記胴体１１１の下部、即ち、支持胴体１１２と結合される。前記第２の凹部１２３領域での前記第２のリードフレーム１３１の上部厚さ(Ｔ５)は、前記第１のリードフレーム１２１の厚さ(Ｔ２)の３０〜７０%の範囲、例えば、５０%以上に形成されることができる。前記間隔(Ｇ１)が太く過ぎると、前記第２のリードフレーム１３１の突起の厚さが薄くなりすぎて、放熱効率が低下し、剛性が弱くなり、前記胴体１１２との結合力が低下する。また、前記間隔(Ｇ１)が薄く過ぎると、前記胴体１１２の下部である支持胴体の破損する問題が発生する。
前記第２のリードフレーム１３１は、前記第４〜第６の突起１３６、１３７、１３８の下に段差の構造の第３及び第４の凹部１３３、１３４を含み、前記第３凹部１３３には、前記第２のリードフレーム１３１の第２のリード領域１３５から段差した領域として、前記胴体１１１の下部である支持胴体１１２が結合される。前記第３の凹部１３３の領域での前記第２のリードフレーム１３１の上部厚さ(Ｔ５)は、前記第２のリードフレーム１３１の厚さ(Ｔ２)より薄肉、例えば、前記第２のリードフレーム１３１の厚さ(Ｔ２)の３０〜７０%の範囲、例えば、５０%以上に形成される。前記第３凹部１３３は、前記第２のリードフレーム１３１の下部領域がエッチングした領域であって、その高さは、前記胴体１１１の下面１１７との間隔であり、前記第２のリードフレーム１３１の厚さ(Ｔ２)の５０%以下に形成される。前記第４の凹部１３４は、前記第５及び第６の突起１３７、１３８の下に段差の構造に形成される。
前記第２のリードフレーム１３１の上面幅又は上面面積は、下面幅又は下面面積より広く形成される。
前記第１のリードフレーム１２１の第２の凹部１２３の深さ(Ｂ３)と、前記第２のリードフレーム１３１の第３凹部１３３の深さ(Ｃ３)とは、各リードフレームの外側面からの深さと定義され、０.８um以上、例えば、０．８〜３０μmの範囲に形成される。このような第２及び第３の凹部１２３、３３の深さ(Ｂ３、Ｃ３)は、前記胴体１１１の支持胴体１１２が破損しない最小厚さとなり得る。
前記第１のリードフレーム１２１の下部領域において、前記第１の凹部１２２の深さ(Ｂ４)は、前記第２の凹部１２３の深さ(Ｂ３)の２倍以上となる。これにより、前記第１の凹部１２２は、前記胴体１１１の下面と離隔する構造を有しており、発光チップ１７１が搭載された前記第１のリードフレーム１２１の上面までの湿気浸透経路を増加させる。
また、前記第２及び第３凹部１２３、１３３は、折曲部分に所定の曲率を有する曲面に形成され、このような曲面は、前記支持胴体１１２との接触面積を増加させ、湿気浸透経路を増加させる。また、前記第１の凹部１２２は、前記第１のリード領域１２５に隣接した折曲部分に所定の曲率を有する曲面が形成される。
前記第１のリードフレーム１２１と前記第２のリードフレーム１３１との間の領域は、間隙部１１５が配置され、前記間隙部１１５は、前記胴体１１１の下面での間隔(図８のＢ５)がキャビティー底での幅より、２倍以上広く形成される。即ち、前記第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１との間の間隙の下面幅は、上面幅に比較して、２倍以上広い。
前記第１及び第２のリードフレーム１２１、１３１の厚さ(Ｔ２)は、０.１５mm〜０.８mmの範囲、例えば、０.２５mm〜０.３５mmの範囲に形成される。前記第１のリードフレーム１２１、及び第２のリードフレーム１３１は、金属材質、例えば、チタン(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)、クロム(Cr)、タンタル(TА、白金(Pt)、錫(Sn)、銀(Ag)、リン(P)の少なくとも１つを含み、単一金属層又は多層金属層に形成される。前記第１、第２のリードフレーム１２１、１３１の厚さ(Ｔ２)は、互いに同一の厚さとして説明されているが、これに対して限定しない。
発光チップ１７１は、前記第１のリードフレーム１２１上に少なくとも１つが配置され、前記発光チップ１７１と前記第２のリードフレーム１３１との間には、接着剤(図示せず)が配置される。前記発光チップ１７１は、前記キャビティー１０１の第２の内側面１２よりも第１の内側面１１に隣接して配置される。また、発光チップ１７１の中心は、発光素子の中心軸(Ｚ０)と異なる位置に配置され、前記キャビティー１０１の第２の内側面１２よりも第１の内側面１１に近く位置することになる。
前記接着剤は、伝導性接着剤、又は、絶縁性接着剤である。実施形態は、前記発光チップ１７１と前記第１のリードフレーム１２１とは、伝導性接着剤で接着されて、前記第１のリードフレーム１２１と前記発光チップ１７１とは電気的に連結される。前記発光チップ１７１は、少なくとも１つのワイヤ１７５のような連結部材を用いて、第２のリードフレーム１３１と電気的に連結される。
前記発光チップ１７１は、可視光線帯域乃至紫外線帯域の範囲から選択的に発光することができ、例えば、レッドLEDチップ、ブルーLEDチップ、グリーンLEDチップ、エルロウグリーン(yellow green)LEDチップ、白色LEDチップから選択されることができる。前記発光チップ１７１は、III族-V族元素の化合物半導体と、II族-VI族元素の化合物半導体の少なくとも１つを含むLEDチップを含む。前記発光チップ１７１は、前記キャビティー１０１内に１または複数が配置され、これに対して限定しない。前記発光チップ１７１は、アノードとカソード用電極が上下に配置される垂直型チップであるか、アノードとカソード用電極がいずれか一側方向に配置されたフリップチップであるか、アノードとカソード用電極が横に配置される水平型チップである。また、前記発光チップ１７１の横長さ(Ｙ３)は、０.５mm〜１.５mmの範囲に形成され、縦長さ(幅: Ｘ３)は、０.５mm〜１.５mm 範囲の大きさを含み、これに対して限定しない。前記発光チップ１７１は、横及び縦の長さが同一又は異なり、その厚さは、１００-３００μmの範囲に形成される。
保護チップ１７３は、前記第２のリードフレーム１３１上に配置され、第１のリードフレーム１２１とワイヤ１７６、又は伝導性パターンのような連結部材で連結される。前記保護チップ１７３は、前記胴体１１１内に埋め込まれており、前記キャビティー１０１の第５の内側面１５に隣接した外側に配置される。前記保護チップ１７３に連結されたワイヤ１７６は、前記胴体１１１内に配置され、一部が胴体１１１から露出し、これに対して限定しない。
図３のように、前記キャビティー１０１の第５の内側面１５と前記胴体１１１の角部分との間隔(А３は、５mm以上、例えば、５.８２〜６.５９mmの範囲に形成され、このような間隔(А３)は、保護チップ１７３がポンディングされる空間を供する。
他の例として、前記保護チップ１７３は、他の領域、例えば、前記キャビティー１０１の第６の外側面１５より外側領域である胴体１１１内に配置され、または、複数の保護チップが、前記第５の内側面１５及び第６の外側面１６の少なくとも１つに隣接し、前記胴体１１１内に埋め込まれる。前記保護チップ１７３は、サイリスタ、ツェナーダイオード、又は、TVS(Transient voltage suppression)のようなチップが配置され、これに対して限定しない。
前記キャビティー１０１内には、モールド部材１６１が配置され、前記モールド部材１６１は、前記発光チップ１７１上を覆うことになる。このようなモールド部材１６１は、シリコン又はエポキシのような透光性樹脂層を含み、単層又は多層で形成されることができる。また、前記モールド部材１６１は、前記発光チップ１７１上に放出される光の波長を変換するための蛍光体を含むことができ、前記蛍光体は、発光チップ１７１から放出される光の一部を励起させて、他の波長の光で放出することになる。前記蛍光体は、YAG、TAG、Silicate、Nitride、Oxy-nitride系物質から選択的に形成される。前記蛍光体は、赤色蛍光体、黄色蛍光体、緑蛍光体の少なくとも１つを含み、これに対して限定しない。前記モールド部材１６１の上面は、フラット形状、凹状、凸状などで形成され、光出射面となり得る。前記モールド部材１６１の上部には、レンズが配置され、前記レンズは、発光チップ１７１に対して凸レンズ、凹レンズ、中心部に全反射面を有する凸レンズを含み、これに対して限定しない。
他の例として、前記モールド部材１６１と前記発光チップ１７１上に、蛍光体層が更に配置され、前記キャビティー１０１の内側面１１〜１６と前記発光チップ１７１の側面との間に、反射特性を有するモールド部材が配置される。前記反射性の材質は、前記発光チップ１７１の放出波長に対して、７０%以上反射する特性を持つ材質を含む。前記反射特性を有するモールド部材上に、透光性のモールド部材が配置され、これに対して限定しない。
図１３及び図１４は、図１１及び図１２の他の例として、第１及び第２のリードフレーム１３１の第１及び第４の突起１２６А、１３６Аが単一に配置された構造である。前記第１及び第２のリードフレーム１３１から突出した突起は、１または複数に突出し、これに対して限定しない。
図１５は、第２の実施形態による発光素子を示す平面図である。第２の実施形態を説明するに当り、第１の実施形態と同一の部分は、第１の実施形態を参照する事にする。
図１５を参照すると、発光素子は、キャビティー１０１を有する胴体１１１と、複数のリードフレーム１２１、１３１と、発光チップ１７１と、ワイヤ１７５と、モールド部材とを含む。
前記キャビティー１０１の第１〜第６の内側面１１〜１６は、隣接した内側面間の角領域の少なくとも１つは、所定の曲率を有する曲面を含む。例えば、第１及び第３の内側面１１、１３、及び前記第１及び第４の内側面１１、１４の間の角領域は、所定の曲率を有する曲面(Ｒ５、Ｒ６)で連結され、前記第１及び第３の内側面１１、１３、又は、第１及び第４の内側面１１、１４の間の内角(θ７)は、８８〜９２度の範囲に形成される。前記曲面(Ｒ５、Ｒ６)の曲率は、０.０５±０.０１mmの範囲を含み、互いに等しく形成されることができる。
前記キャビティー１０１の第３の内側面１３と第５の内側面１５、及び前記第４の内側面１４と第６の内側面１６の間の角領域は、所定の曲率を有する曲面(Ｒ１、Ｒ２)を含み、隣接した第３の内側面１３と第５の内側面１５、又は、前記第４の内側面１４と第６の内側面１６の平面に対して延長した仮想線分間の内角(θ６)は、１２０〜１６５度の範囲に形成されることができる。前記曲面(Ｒ１、Ｒ２)の曲率は、０.８０±０.０８mmの範囲を含み、互いに同一に形成されることができる。
前記キャビティー１０１の第２の内側面１２と第５の内側面１５、及び第２の内側面１２と第６の内側面１６との間の角領域は、所定の曲率を有する曲面(Ｒ３、Ｒ４)を含み、隣接した第２の内側面１２と第５の内側面１５、または、第２の内側面１２と第６の内側面１６の平面に対する延長した仮想線分間の内角(θ８)は、１１０〜１６０度の範囲に形成される。前記曲面(Ｒ３、Ｒ４)間の曲率は、前記曲面(Ｒ１、Ｒ２)の曲率より小さく、前記曲面(Ｒ５、Ｒ６)の曲率より大きくなる。
前記キャビティー１０１の第３の内側面１３と第５の内側面１５、前記第４の内側面１４と第６の内側面１６の間の変曲地点は、前記間隙部１１５に隣接した前記第１のリードフレーム１２１上に形成される。
ここで、前記の曲面(Ｒ１-Ｒ６)は、キャビティー１０１の底と接する輪郭線、又は、前記角領域のセンター部分、又は、前記胴体１１１の上面と接する輪郭線を示す。
図１６は、図１５の発光素子を変形した例である。図１６を説明することに当り、第１及び第２の実施形態は、同一の部分は、第１及び第２の実施形態の説明を参照することにする。
図１６を参照すると、発光素子は、キャビティー１０１の第３の内側面１３と第５の内側面１５、及び前記第４の内側面１４と第６の内側面１６の間の角領域は、変曲地点(Ｒ１１、Ｒ１２)であって、曲面、又は角をなした面に形成される。前記キャビティー１０１の第３の内側面１３と第５の内側面１５、及び前記第４の内側面１４と第６の内側面１６の間の内角(θ６１)は、１２０〜１６５度の範囲に形成されることができる。
前記キャビティー１０１の第３の内側面１３と第５の内側面１５、又は、前記第４の内側面１４と第６の内側面１６の間の変曲地点は、前記第１のリードフレーム１２１と前記間隙部１１５とが接する領域に形成される。
図１７は、図１５の発光素子を変形した例である。図１７を説明することに当り、第１及び第２の実施形態の説明を参照することにする。
図１７を参照すると、発光素子は、キャビティー１０１の第３の内側面１３と第５の内側面１５、及び前記第４の内側面１４と第６の内側面１６の間の角部分は、変曲地点(Ｒ１３、Ｒ１４)として、曲面、又は角をなした面が形成される。キャビティー１０１の第３の内側面１３と第５の内側面１５、及び前記第４の内側面１４と第６の内側面１６の間の内角(θ６２)は、１２０〜１６５度の範囲に形成される。
前記キャビティー１０１の第３の内側面１３と第５の内側面１５、及び前記第４の内側面１４と第６の内側面１６の間の変曲地点(Ｒ１３、Ｒ１４)は、前記第１のリードフレーム１２１と前記第２のリードフレーム１３１との間の間隙部１１５に配置される。前記変曲地点(Ｒ１３、Ｒ１４)は、前記胴体１１１の第２の外側面６２の水平線分から所定距離(А２２)で離隔し、前記距離(А２２)は、前記第２のリードフレーム１３１の長さよりも長いことがある。前記変曲地点(Ｒ１３、Ｒ１４)は、他の例として、前記間隙部１１５に隣接した第２のリードフレーム１３１に配置されるか、間隙部１１５と第２のリードフレーム１３１との境界部分に形成される。
図１６及び図１７のように、実施形態は、前記のキャビティー１０１での第２の内側面１２と前記第３及び第４の内側面１３、１４との間に連結される内側面１５、１６は、１又は複数の平面または曲面で連結され、一部区間に直線区間を含むことができる。
図１８は、第３実施形態による発光素子を示す平面図である。第３の実施形態を説明することに当り、第１の実施形態と同一の部分は、第１の実施形態を参照することにする。
図１８を参照すると、発光素子は、キャビティー１０１での第２の内側面１２と前記第３ 及び第４の内側面１３、１４との間を連結する内側面１５А、１６Аは、直線区間なしに、所定の曲率を有する曲面(Ｒ１５、Ｒ１６)だけで形成されることができる。
図１９は、第４の実施形態による発光素子の平面図を示す図である。第４の実施形態を説明することに当り、第１の実施形態と同一の部分は、第１の実施形態を参照することにする。
図１９を参照すると、発光素子は、胴体１１１のキャビティー１０１に多数の内側面２１〜２８を含み、前記多数の内側面２１〜２８から２以上の内側面は、発光チップ１７１の１側面１７１Аと対応される。
前記キャビティー１０１の内側面２１〜２８は、互いに対応される第１及び第２の内側面２１、２２と、前記第１の内側面２１に隣接し、互いに対応される第３及び第４の内側面２３、２４と、前記第３の内側面２３と前記第２の内側面２２との間に多段折り曲げられた第５及び第６の内側面２５、２６が形成され、前記第４の内側面２４と前記第２の内側面２２との間に多段折り曲げられた第７及び第８の内側面２７、２８が形成される。
前記第３の内側面２３又は第４の内側面２４から前記第２の内側面２２までの折り曲げられる角度(θ９、θ１０、θ１１)は、互いに異なるか、同一であり、各角度(θ９、θ１０、θ１１)の範囲は、１００〜１７０度の範囲に形成される。
また、前記第５の内側面２５又は第７の内側面２４と、前記第６の内側面２６又は第８の内側面２８の長さ(Ｅ３、Ｅ４)は、互いに同一であるか、異なり、例えば、第７又は第８の内側面２７、２８の長さ(Ｅ４)が、前記第５又は第６の内側面２５、２６の長さ(Ｅ３)よりも長く、これに対して限定しない。また、前記のキャビティー１０１の内側面２１〜２８の間の角部分は、曲面や角をなした面であり、これに対して限定しない。
図２０は、第５の実施形態による発光素子を示す側断面図である。第５の実施形態を説明することに当り、第１の実施形態と同一の部分は、第１の実施形態を参照することにする。
図２０を参照すると、発光素子は、胴体１１１のキャビティー１０１内側面３１〜３７から、少なくとも１つの内側面は、キャビティー１０１の中心方向に膨らむ曲面を含む。例えば、互いに対応される第１及び第２の内側面３１、３２と、第３及び第４の内側面３３、３４とが配置され、第３の内側面３３と第２内側面３２との間に、前記キャビティー１０１のセンター方向に膨らむ曲面(Ｒ１７)を有する第５の内側面３５と、第４の内側面３４と第２の内側面３２との間に、前記キャビティー１０１のセンター方向に膨らむ曲面(Ｒ１８)を有する第６の内側面３６とを含む。前記第５及び第６の内側面３５、３６は、前記胴体１１１の厚さ方向に対して傾斜した面に形成されるか、直角面に形成されることができ、これに対して限定しない。
前記キャビティー１０１の第５及び第６の内側面３５、３６は、前記キャビティー１０１のセンター方向に膨らんで突出することで、キャビティー１０１の第２の内側面３２の幅(Ｄ２１)は、第１の実施形態よりも長く形成することができる。これにより、保護チップ１７３を搭載可能な空間確保が効果的である。前記第５及び第６の内側面３５、３６の間の間隔は、徐々に細くなるように形成されることで、前記発光チップ１７１から放出された光を効果的に反射させることができる。
図２１は、第５の実施形態による発光素子を示す側断面図である。図２１の発光素子のキャビティー１０１の構造は、第１〜第４の実施形態に示している構造のいずれか１つを含むことができ、同一の部分は前記の実施形態の説明を参照することにする。
図２１を参照すると、発光チップ１７１上に蛍光体層１８１が配置され、モールド部材１６１内には蛍光体が添加されないか、前記蛍光体ツング１８１に添加された蛍光体と異なる種類の蛍光体が添加され得る。
前記蛍光体層１８１は、前記発光チップ１７１の上面面積より小さい面積に形成されるか、前記発光チップ１７１の上面及び側面に形成され、これに対して限定しない。前記蛍光体層１８１は、青色、赤色、黄色、緑蛍光体の少なくとも１つを含むことができる。
そして、前記第２のリードフレーム１３１は、第４の凹部１３３が間隙部１１５に対応される領域に更に形成され、これに対して限定しない。また、発光チップ１７１の中心は、発光素子の中心軸(Ｚ０)と異なる位置に配置されることができる。
図２２は、第６実施形態による発光素子を示す側断面図である。図２２の発光素子のキャビティー１０１の構造は、第１〜第４の実施形態に示された構造のいずれか１つを含むことができ、同一の部分は、前記の実施形態の説明を参照ことにする。
図２２を参照すると、発光素子は、第１のリードフレーム１２１及び第２のリードフレーム１３１の少なくとも１つの上に、発光チップ１７１が配置され、前記発光チップ１７１は、キャビティー１０１内に配置される。
前記キャビティー１０１には、前記発光チップ１７１の上面より低い高さを有する第１のモールド部材１６１Аと、前記発光チップ１７１と前記第１のモールド部材１６１А上に配置された第２のモールド部材１６１Ｂとを含む。前記第１及び第２のモールド部材１６１А、１６１Ｂは、金属酸化物を含み、例えば、互いに等しい金属酸化物、又は、互いに異なる金属酸化物を含む。
前記第１のモールド部材１６１Аは、第１の金属酸化物を含み、前記第２のモールド部材１６１Ｂは、第２の金属酸化物を含む。前記第１の金属酸化物は、SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3、TiO2のいずれか１つを含み、前記第２の金属酸化物は、SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3、TiO2のいずれか１つを含む。
前記第１の金属酸化物は、前記第１のモールド部材１６１А内に、７.５〜１２.５wt%の範囲で添加される。これにより、前記第１のモールド部材１６１Аは、前記発光チップ１７１の周囲に配置された反射層として機能することになる。前記第１のモールド部材１６１Аが反射層として働くことになることで、前記の実施形態に開示された非対称構造のキャビティー１０１から放出された光の指向角分布が互いにずれることを補償することができる。
前記第２の金属酸化物は、前記第２のモールド部材１６１Ｂ内に、７.５〜１２.５wt%の範囲で添加される。これにより、前記第２のモールド部材１６１Ｂは、前記発光チップ１７１上で拡散層として機能することができる。ここで、図２７は、発光素子のキャビティー内に反射性の第１のモールド部材１６Аがない場合の指向角分布であり、図２８は、発光素子のキャビティー内に反射性の第１のモールド部材１６Аを配置した場合の指向角分布を示すグラフである。図２７及び図２８の比較図面のように、サイド領域(Ｚ１)において、図１の第１の軸(Ｙ-Ｙ)の指向角分布と、第２の軸(Ｘ−Ｘ)の指向角分布との差を、２度以下に減らすことができる。
実施形態に示していないが、前記発光チップ１７１と前記第２のモールド部材１６１Ｂとの間に、図２１のように蛍光体層が配置されるか、前記第２のモールド部材内に蛍光体が添加される。
図２３は、第７の実施形態による発光素子を示す側断面図である。図２３の発光素子のキャビティー１０１の構造は、第１〜第４の実施形態に示す構造のいずれか１つを含むことができ、同一の部分は、前記の実施形態の説明を参照することにする。
図２３を参照すると、発光素子は、胴体１１１のキャビティー１０１の底は、発光チップ１７１が配置された領域と、発光チップ１７１が配置されない領域とが互いに異なる平面で形成されることができる。例えば、前記発光チップ１７１が搭載された第１のリードフレーム１２１の上面と、前記発光チップ１７１と離隔した第２のリードフレーム１３１の上面とが互いに異なる平面上に配置される。実施形態は、第２のリードフレーム１３１の上面が、前記第１のリードフレーム１２１の上面よりも、所定差(Ｇ２)分、高く配置し、前記第１及び第２のリードフレーム１２１、１３１間の間隙部１１５を用いて、前記第１及び第２のリードフレーム１２１、１３１を支持する。
前記第２のリードフレーム１３１の上面は、前記第１のリードフレーム１２１の上面間の高さ差(Ｇ２)は、前記第１のリードフレーム１２１の厚さ(Ｔ２)の５０%以下、例えば、１０〜５０%の範囲に形成される。
前記第２のリードフレーム１３１は、キャビティー底に配置されたポンディング部１３５Ｂと胴体の下面に配置されたリード領域１３５Аを含む。前記リード領域１３５Аは、前記ポンディング部１３５Ｂから折り曲げられるように配置される。
前記第１及び第２のリードフレーム１２１、１３１間の間隙部１１５Аは、前記発光チップ１７１と対応する面が傾斜した面１１５Ｂに形成されることができ、このような傾斜した面１１５Ｂは、前記発光チップ１７１から放出された光を効率よく反射することができる。これにより、前記キャビティー１０１の第２の内側面１２でのキャビティー１０１の深さ(Ｈ２)は、前記キャビティー１０１の第１の内側面１１でのキャビティー１０１の深さ(Ｈ１)よりも低い。
前記発光チップ１７１上には、蛍光体ツング１８１が配置され、前記蛍光体ツング１８１は、前記発光チップ１７１の上面、又は、上面及び側面に配置され、これに対して限定しない。
図２４〜図２６は、第８の実施形態による発光素子を示す図である。図２４は、発光素子の平面図であり、図２５は、図２４の発光素子のＥ-Ｅ側断面図であり、図２６は、図２４の発光素子のＦ-Ｆ側断面図であＲ。第８の実施形態を説明することに当り、前記の構成要素と同一の部分は、前記の実施形態の説明を参照することにする。
図２４〜図２６を参照すると、発光素子２００は、キャビティー２０１を有する胴体２１１と、複数のリードフレーム２２１、２３１と、発光チップ２７１と、ワイヤ２７５と、モールド部材２６１とを含む。
前記胴体２１１は、外側面である第１〜第４の外側面６１〜６４を含み、前記胴体２１１のキャビティー２０１は、複数の内側面４１、４２、４３、４４を含む。前記複数の内側面４１〜４４間の角部分は、曲面、又は、角をなした面であり、これに対して限定しない。
前記胴体２１１は、前記第１及び第２のリードフレーム２２１、２３１と結合される支持胴体２１２と、前記第１及び第２のリードフレーム２２１、２３１上に配置された反射胴体２１３とを含む。
前記第１のリードフレーム２１１は、キャビティー２０１の第１〜第４の内側面４１〜４４の下に延在し、前記第２のリードフレーム３３１は、第２及び第４の内側面４２、４４の下に延在する。
前記第１のリードフレーム２１１は、下部の第１のリード領域２２５から段差のある第１及び第２の凹部２２２、２２３を含み、前記第１のリード領域２２５、前記第１及び第２の凹部２２２、２２３の構造は、第１の実施形態を参照することにする。
前記第１のリードフレーム２１１は、発光チップ２７１が配置された第１のポンディング部２２６と、前記第１のポンディング部２２６から前記キャビティー２０１の第２の内側面３２の下まで延設される第２のポンディング部２２７とを含む。前記第２のポンディング部２２７上には、保護チップ２７２が配置される。
前記第２のポンディング部２２７は、前記第１のポンディング部２２６から段差のある構造で形成される。前記キャビティー２０１の深さをみると、前記第２のポンディング部２２７の上面でのキャビティーの深さ(Ｈ２)は、第１のポンディング部２２６の上面でのキャビティーの深さ(Ｈ１)より低い。
図２６のように、前記第２のポンディング部２２７の厚さ(Ｔ６)は、第１のリードフレーム２２１の厚さ(Ｔ２)の５０%以上に形成される。
第２のリードフレーム２３１は、キャビティー２０１の底に配置された第３ポンディング部２３３と、胴体２１１の下面に露出した第２のリード領域２３６と、前記第３のポンディング部２３３と前記第２のリード領域２３６とを連結する連結部２３４とを含む。前記第３のポンディング部２３３の幅(Ｄ３)は、前記第２のポンディング部２２７の幅(Ｄ４)より広く形成される。
図２５のように、前記間隙部２１５は、前記第１及び第２のリードフレーム２２１、２３１の間に配置され、その一部は、前記第１のポンディング部２２６より突出する。これにより、前記間隙部２１５は、前記発光チップ２７１の一側面に対して傾斜した面２１５Аを有し、前記発光チップ２７１から入射される光を反射させる。
図２６のように、前記第１のポンディング部２２６と、前記第２のポンディング部２２７との間に折り曲げられた面２２６Аが傾斜した面で形成され、前記発光チップ２７１の側面と対応することになる。
前記発光チップ２７１は、第２のリードフレーム２３１の第３ポンディング部２３３とワイヤ２７５で連結され、前記保護チップ２７３は、前記第２のリードフレーム２３１の第３のポンディング部２３３とワイヤ２７６で連結される。
図２７は、実施形態による発光チップの一例を示す側断面図である。
図２７を参照すると、発光チップは、基板３１１と、バッファー層３１２と、発光構造物３１０と、第１の電極３１６と、第２の電極３１７とを含む。前記基板３１１は、透光性又は非透光性材質の基板を含み、また、伝導性又は絶縁性基板を含む。
前記バッファー層３１２は、基板３１１と前記発光構造物３１０の物質との格子定数の差を減らし、窒化物半導体で形成される。前記バッファー層３１２と前記発光構造物３１０のと間には、ドーパントがドープしない室化物半導体層を更に形成して、結晶品質を改善する。
前記発光構造物３１０は、第１の導電型半導体層３１３と、活性層３１４と、第２の導電型半導体層３１５とを含む。
前記第１の導電型半導体層３１３は、第１の導電型ドーパントがドープされたIII族-V族化合物半導体として具現され、前記第１の導電型半導体層３１３は、InxAlyGa１-x-yN(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１の組成式を含む。前記第１の導電型半導体層３１３は、例えば、GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、AlGaInPのような化合物半導体の少なくとも１つを含む層の積層構造を含むことができる。前記第１の導電型半導体層３１３は、n型半導体層であり、前記第１の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。
前記第１の導電型半導体層３１３と前記活性層３１４との間には、第１のクラッド層が形成される。前記第１のクラッド層は、GaN係半導体に形成され、そのバンドギャップは、前記活性層３１４のバンドギャップ以上に形成されることができる。このような第１のクラッド層は、第１の導電型で形成され、キャリアを拘束させる役目を果たす。
前記活性層３１４は、前記第１の導電型半導体層３１３上に配置され、単一量子井、多重量子井(MQW)、量子線(quantum wire)構造、または量子点(quantum dot)構造を選択的に含む。前記活性層３１４は、井戸層と障壁層の周期を含む。前記井層は、InxAlyGa１-x-yN (０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を含み、前記障壁層は、InxAlyGa1-x-yN(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を含む。前記井層/障壁層の周期は、例えば、InGaN/GaN、GaN/AlGaN、InGaN/AlGaN、InGaN/InGaN、InAlGaN/InAlGaNの積層構造を用いて、１周期以上に形成される。前記障壁層は、前記井層のバンドギャップよりも高いバンドギャップを有する半導体物質で形成されることができる。
前記活性層３１４上には、第２の導電型半導体層３１５が形成される。前記第２の導電型半導体層３１５は、第２の導電型ドーパントがドープされた半導体、例えば、InxAlyGa１-x-yN(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を含む。前記第２の導電型半導体層３１５は、GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、AlGaInPのような化合物半導体のいずれか１つでなすことができる。前記第２の導電型半導体層３１５が、p型半導体層であり、前記第２の導電型ドーパントは、p型ドーパントとして、Mg、Zn、Ca、Sr、Baを含む。
前記第２の導電型半導体層３１５は、超格子構造を含み、前記超格子構造は、InGaN/GaN超格子構造、又は、AlGaN/GaN超格子構造を含む。前記第２の導電型半導体層３１５の超格子構造は、非正常的に電圧に含まれた電流を拡散させ、活性層３１４を保護することができる。
また、前記発光構造物３１０の導電型を逆に配置することができ、例えば、第１の導電型半導体層３１３は、Ｐ型半導体層、前記第２の導電型半導体層３１５は、ｎ型半導体層で配置する。前記第２の導電型半導体層３１５上には、前記第２の導電型と逆の極性を有する第１の導電型の半導体層が、更に配置される。
前記発光構造物３１０は、ｎ-ｐ接合構造、ｐ-ｎ接合構造、ｎ-ｐ-ｎ接合構造、ｐ-ｎ-ｐ接合構造のいずれか１つの構造で具現することができる。ここで、前記ｐは、ｐ型半導体層であり、前記ｎは、ｎ型半導体層であり、前記-は、ｐ型半導体層とｎ型半導体層が直接接触されるか、間接接触された構造を含む。以下、説明の便宜のため、発光構造物３１０の最上層は、第２の導電型半導体層３１５として説明することにする。
前記第１の導電型半導体層３１３上には、第１の電極３１６が配置され、前記第２の導電型半導体層３１５上には、電流拡散層を有する第２の電極３１７を含む。前記第１及び第２の電極３１６、３１７は、ワイヤで連結されるか、他の連結方式で連結される。
図２８は、実施形態による発光チップの他の例を示す図である。実施形態を説明することに当り、図２７と同一の部分は省略し、簡略に説明することにする。
図２８を参照すると、実施形態による発光チップは、発光構造物３１０の下に接触層３２１が形成され、前記接触層３２１の下に反射層３２４が形成され、前記反射層３２４お下に支持部材３２５が形成され、前記反射層３２４と前記発光構造物３１０の周囲に、保護層３２３が形成される。
前記発光構造物３１０上に配置された第１の電極３１６は、１または複数で形成され、ワイヤがポンディングされるパッドを含む。
このような発光チップは、第２の導電型半導体層３１５の下に接触層３２１及び保護層３２３、反射層３２４及び支持部材３２５を形成した後、成長基板を除去して形成される。
前記接触層３２１は、発光構造物３１０の下層、例えば、第２の導電型半導体層３１５にオミック接触され、その材料は、金属酸化物、金属室化物、絶縁物質、伝導性物質から選択されることができ、例えば、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)、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、及びこれらの選択的な組み合わせで構成された物質から形成されることができる。また、前記金属物質と、IZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATO などの透光性伝導性物質を用いて、多層で形成することができ、例えば、IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni、AZO/Ag/Niなどで積層することができる。前記接触層３２１の内部は、電極３１６と対応するように、電流をブロッキングする層が更に、形成されることができる。
前記保護層３２３は、金属酸化物又は絶縁物質から選択されることができ、例えば、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)、SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3、TiO2から選択的に形成される。前記保護層３２３は、スパッタリング方法又は蒸着方法などを用いて形成することができ、反射層３２４のような金属が、発光構造物３１０の層をショートすることを防止することができる。
前記反射層３２４は、金属、例えば、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hf、及びこれらの選択的な組み合わせで構成された物質で形成される。前記反射層３２４は、前記発光構造物３１０の幅よりも大きく形成され、これは、光反射効率を改善する。前記の反射層３２４と前記支持部材３２５との間に、接合のための金属層と、熱拡散のための金属層が、更に配置されることができ、これに対して限定しない。
前記支持部材３２５は、ベース基板として、銅(Cu)、金(Au)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、銅-タングステン(Cu-W)のような金属であるか、キャリアウエハ(例: Si、 Ge、GaAs、ZnO、SiC)で具現されることができる。前記支持部材３２５と前記反射層３２４との間には、接合層が更に形成されることができ、前記接合層は、２つの層を互いに接合させることができる。前記開示の発光チップは一例であり、前記開示の特徴に限定しない。前記の発光チップは、前記の発光素子の実施形態に選択的に適用され、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３１及び図３２に示されている表示装置、及び、図３３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３１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３１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を収納するボトムカバー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と所定の距離離隔して搭載され、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)形状を有する収納部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３２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３２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、収納部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３３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３３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の収納溝２７１９を塞ぐ。したがって、前記内部ケース２７００の前記絶縁部２７１０に収納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の収納溝２７１９に収納され、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らは、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、当業者なら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様々な変形と応用が可能であることが分かることができるであろう。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。
１１-１６、２１-２８、３１-３６、４１-４４、１５А、１６А: 内側面
６１-６４: 外側面
１０１、２０１: キャビティー
１１１、２１１: 胴体
１２１、１３１、２２１、２３１: リードフレーム
１２２、１２３、１３３、２２２: 凹部
１２５、１３５、２２５: リード領域
１６１、１６１А、１６１Ｂ、２６１: モールド部材
１７１、２７１: 発光チップ
１７３、２７３: 保護チップ
１８１: 蛍光体層

Claims (22)

  1. 互いに対向する第１及び第２の外側面と、第３及び第４の外側面を有し、上部へ開放したキャビティーが設けられた胴体と、
    前記キャビティーの底面から前記第１の外側面方向に延びた第１のリードフレームと、
    前記キャビティーの底面から前記第２の外側面方向に延びた第２のリードフレームと、
    前記第１のリードフレームの上に配置された発光チップと、
    を含み、
    前記キャビティーは、第１軸方向に前記第１及び第２の外側面にそれぞれ対応する第１及び第２の内側面を有し、前記第１の内側面と前記発光チップ間の間隔より、前記第２の内側面と前記発光チップ間の間隔が広く、
    前記第１軸方向と直交する第２軸方向に、前記第２の内側面の幅は、前記第１の内側面の幅より狭く、
    前記キャビティーの底に露出した前記第２のリードフレームの上面は、前記発光チップに隣接するほど広い幅を有し、
    前記キャビティーは、前記第１の内側面に連結され、前記発光チップの両側において相互対応する第２軸方向の第３及び第４の内側面と、前記第２の内側面と前記第３の内側面の間に形成された第５の内側面と、前記第２の内側面と前記第４の内側面の間に形成された第６の内側面とを含み、
    前記第５の内側面は、前記第３の内側面との内角が前記第２の内側面との内角より大きい角度で形成され、
    前記第６の内側面は、前記第４の内側面との内角が前記第２の内側面との内角より大きい角度で形成されることを特徴とする発光素子。
  2. 前記第６の内側面と前記第４の内側面の間の内角は、前記第５の内側面と前記第３の内側面の間の角度と同一であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
  3. 前記キャビティーの第２の内側面は、前記第１の内側面の幅よりも、２.５〜３.５倍狭い幅を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子。
  4. 前記第２のリードフレーム上に配置され、前記キャビティーと、前記胴体の第２及び第３の外側面の少なくとも一側面との間に配置された保護チップを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の発光素子。
  5. 前記保護チップは、前記キャビティーの第５及び第６の内側面の少なくとも１つと、前記胴体の第２の及び第３の外側面の少なくとも１つとの間に配置され、
    前記第５の内側面と前記第２及び第３の外側面の間の前記胴体の角との間隔が５.８２mm〜６.５９mmの範囲であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
  6. 前記第１のリードフレームには、前記第２のリードフレームに隣接した領域に第１の凹部が形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の発光素子。
  7. 前記第１のリードフレームには、前記胴体の第１外側面に対向する領域に第２の凹部が形成されることを特徴とする請求項６に記載の発光素子。
  8. 前記第１の凹部の第１の深さは、前記第２の凹部の第２の深さに比較して、２倍以上又は前記第１のリードフレームの長さの３０〜６０％の範囲の深さを有す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１のリードフレームと前記第２のリードフレームとの間の間隙の下面幅は、上面幅に比較して、２倍以上広いことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の発光素子。
  10. 前記第１のリードフレームは、前記胴体の第１の外側面に隣接して、前記第３及び第４の外側面の下へ延び、
    前記第１の凹部は、前記胴体の第３の外側面及び第４の外側面の間の間隔と等しい幅を有することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の発光素子。
  11. 前記第１のリードフレームの下面面積は、前記第１のリードフレームの上面面積よりも３０％以上狭く形成されることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載の発光素子。
  12. 前記第１のリードフレームは、前記第１の凹部と前記第２の凹部との間に配置された、前記胴体の下面に露出した第１のリード領域を有し、
    前記第２のリードフレームは、前記第１及び第２のリードフレーム間の間隙に隣接し、前記胴体の下面に露出した第２のリード領域を有し、
    前記発光チップは、前記第１のリードフレームと伝導性接着剤で接着されて電気的に連結され、
    前記発光チップは、前記第２のリードフレームとワイヤで連結されることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれかに記載の発光素子。
  13. 前記第２のリードフレームは、前記胴体の第２の外側面に対向する領域に第３凹部を有し、
    前記第２の凹部の第２の深さと前記第３凹部の第３深さとは、等しい深さを有することを特徴とする請求項７乃至１２のいずれかに記載の発光素子。
  14. 前記第１のリードフレームは、前記胴体の第１の外側面、第３及び第４の外側面で露出した第１乃至第３の突起を有し、
    前記第２のリードフレームは、前記胴体の第２、第３、及び第４の外側面で露出した第４乃至第６の突起を有し、
    前記第１乃至第６の突起は、前記胴体の下面から離隔することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の発光素子。
  15. 前記第５の内側面及び第６の内側面の少なくとも１つと、前記第２の内側面との間の内角は、鈍角で形成され、
    前記第３の内側面と前記第４の内側面は、前記第１の内側面の両端部から直角方向に延長されることを特徴とする請求項２乃至１４のいずれかに記載の発光素子。
  16. 前記第５の内側面と前記第３の内側面との間の内角は、鈍角で形成され、
    前記第６の内側面と前記第４の内側面との間の内角は、鈍角で形成されることを特徴とする請求項２乃至１５のいずれかに記載の発光素子。
  17. 前記第５の内側面及び第６の内側面の少なくとも１つは、曲面又は変曲点を有することを特徴とする請求項１乃至１６のいずれかに記載の発光素子。
  18. 前記第５の内側面と前記第３の内側面の間の内角は、１３０度〜１７０度の範囲であり、
    前記第５の内側面と前記第２の内側面の間の内角は、１４０度〜１６５度の範囲で形成され、前記第６の内側面と前記第２の内側面の間の内角と同一であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の発光素子。
  19. 前記第３の内側面と前記第５の内側面との間の変曲地点と、前記第４の内側面と前記第６の内側面との間の変曲地点とは、前記第１のリードフレーム及び前記第１及び第２のリードフレーム間の間隙の少なくとも１つに配置されることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれかに記載の発光素子。
  20. 前記第５の内側面または第６の内側面の幅は、前記第１の内側面の幅よりは小さく、前記第２の内側面の幅よりは広く形成されることを特徴とする請求項１乃至１９のいずれかに記載の発光素子。
  21. 前記第２の外側面と、前記キャビティーの第２の内側面との間の上面幅は、前記第１の外側面と前記第１の内側面との間の上面幅よりも広いことを特徴とする請求項１乃至２０のいずれかに記載の発光素子。
  22. 前記発光チップの周囲に第１のモールド部材と、前記第１のモールド部材上に第２のモールド部材と、前記発光チップと前記第２のモールド部材上に蛍光体層とを含むことを特徴とする請求項１乃至２１のいずれかに記載の発光素子。
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