特許第6796936号(P6796936)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6796936
(24)【登録日】2020年11月19日
(45)【発行日】2020年12月9日
(54)【発明の名称】発光素子及びこれを備えたライトユニット
(51)【国際特許分類】
   H01L 33/62 20100101AFI20201130BHJP
   H01L 33/60 20100101ALI20201130BHJP
【FI】
   H01L33/62
   H01L33/60
【請求項の数】13
【全頁数】34
(21)【出願番号】特願2016-39786(P2016-39786)
(22)【出願日】2016年3月2日
(65)【公開番号】特開2016-171316(P2016-171316A)
(43)【公開日】2016年9月23日
【審査請求日】2019年2月13日
(31)【優先権主張番号】10-2015-0033790
(32)【優先日】2015年3月11日
(33)【優先権主張国】KR
(73)【特許権者】
【識別番号】513276101
【氏名又は名称】エルジー イノテック カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100114188
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100119253
【弁理士】
【氏名又は名称】金山 賢教
(74)【代理人】
【識別番号】100129713
【弁理士】
【氏名又は名称】重森 一輝
(74)【代理人】
【識別番号】100143823
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 英彦
(74)【代理人】
【識別番号】100146318
【弁理士】
【氏名又は名称】岩瀬 吉和
(72)【発明者】
【氏名】イ,テスン
(72)【発明者】
【氏名】リュ,ヨンミン
(72)【発明者】
【氏名】ジュン,ジェファン
(72)【発明者】
【氏名】チェ,ジョンボム
【審査官】 右田 昌士
(56)【参考文献】
【文献】 特開2011−254080(JP,A)
【文献】 特表2014−533889(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2012/0262941(US,A1)
【文献】 特開2008−047916(JP,A)
【文献】 特開2009−188260(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2013/0043494(US,A1)
【文献】 特開2015−095607(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 33/00 − 33/64
H01S 5/00 − 5/50
H01L 23/12 − 23/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁性材質の胴体と、
前記胴体に結合され、第1軸方向に相互離隔した第1リードフレーム及び第2リードフレームと、
前記胴体に結合され、前記第1軸方向と直交する第2軸方向に離隔し、前記第1リードフレームと前記第2リードフレームとの間に配置された第3リードフレーム及び第4リードフレームと、
前記第1リードフレームの上に配置され、前記第1リードフレームと前記第3リードフレームに電気的に連結された第1発光チップと、
前記第2リードフレームの上に配置され、前記第2リードフレームと前記第4リードフレームに電気的に連結された第2発光チップと、
前記胴体、前記第1及び第2リードフレームの上に配置された反射フレームと、を含み、
前記胴体の側面は、前記第軸方向に第1長さを有する短側面と、前記第軸方向に前記第1長さより長い第2長さを有する長側面とを含み、
前記第1リードフレームは、前記胴体の第1領域に配置され、
前記第1リードフレームの両端部は、前記胴体の長側面から突出し、
前記第2リードフレームは、前記胴体の第2領域に配置され、
前記第2リードフレームの両端部は、前記胴体の長側面から突出し、
前記反射フレームは互いに離隔した複数の開口部を含み、
前記複数の開口部は、前記第1発光チップの方向に前記反射フレームが貫通した第1開口部及び前記第2発光チップの方向に前記反射フレームが貫通した第2開口部を含み、
前記第1発光チップは、前記第1開口部と垂直方向に重なり、
前記第2発光チップは、前記第2開口部と垂直方向に重なり、
前記複数の開口部の下端は、前記胴体の上面よりも前記第1及び第2リードフレームの上面に近く延長され、
前記反射フレームは、前記第1〜第4リードフレームから離隔し、前記第1〜第4リードフレームと電気的に絶縁されることを特徴とする、発光素子。
【請求項2】
キャビティーを有する絶縁性材質の胴体と、
前記胴体に結合され、前記キャビティーの第1領域の底に配置された第1リードフレームと、
前記胴体に結合され、前記キャビティーの第2領域の底に配置された第2リードフレームと、
前記胴体に結合され、前記第1及び第2リードフレームの間の領域に配置された第3及び第4リードフレームと、
前記キャビティーの前記第1領域の底に露出した前記第1リードフレームの上に配置され、前記第1及び第3リードフレームと電気的に連結された第1発光チップと、
前記キャビティーの前記第2領域の底に露出した前記第2リードフレームの上に配置され、前記第2及び第4リードフレームと電気的に連結された第2発光チップと、
前記胴体の上に配置され、前記第1発光チップの上部を開放する第1開口部、及び前記第2発光チップの上部を開放する第2開口部を有する反射フレームと、を含み、
前記第1開口部と前記第2開口部の下端は、前記キャビティーの内側に延長され、
前記胴体は、互いに反対側の第1及び第2側面部、及び互いに反対側の第3及び第4側面部を含み、前記第1及び第2側面部の長さは前記第3及び第4側面部の長さより長く、
前記第1リードフレームは、前記胴体の第1側面部に突出した第1リード部及び前記胴体の第2側面部に突出した第2リード部を含み、
前記第2リードフレームは、前記胴体の第1側面部に突出した第3リード部及び前記胴体の第2側面部に突出した第4リード部を含み、
前記第3リードフレームは、前記胴体の第1側面部に突出した第5リード部を含み、
前記第4リードフレームは、前記胴体の第2側面部に突出した第6リード部を含み、
前記第1リードフレームと前記第2リードフレームは、第1軸方向に離隔し、
前記第3リードフレームと前記第4リードフレームは、前記キャビティーの前記第1領域と前記第2領域との間の領域で第2軸方向に離隔し、
前記第2軸方向は、前記第1軸方向と直交し、
前記反射フレームは、前記第1〜第4リードフレームから離隔し、前記第1〜第4リードフレームと電気的に絶縁されることを特徴とする、発光素子。
【請求項3】
前記反射フレームは金属材質で形成され、
前記反射フレームの光反射率は、前記胴体の光反射率より高いことを特徴とする、請求項1または2に記載の発光素子。
【請求項4】
前記反射フレームの前記第1及び第2開口部にモールディング部材を含むことを特徴とする、請求項3に記載の発光素子。
【請求項5】
前記第1及び第2開口部は前記胴体の底面に対して傾斜した側面を具備し、
前記第1及び第2開口部の側面の下端は前記第1及び第2発光チップの上面より下に配置されることを特徴とする、請求項3または4に記載の発光素子。
【請求項6】
前記第1発光チップに連結された第1連結部材及び前記第2発光チップに連結された第2連結部材を含み、
前記反射フレームは前記第1及び第2開口部の間に隔壁部を含み、
前記反射フレームの隔壁部は前記第1開口部に連結され、前記第1連結部材の一部が配置された第1リセス及び前記第2開口部に連結され、前記第2連結部材の一部が配置された第2リセスを含み、
前記第1及び第2リセスは前記隔壁部の上面の下に配置されることを特徴とする、請求項1から5のうち、いずれか一項に記載の発光素子。
【請求項7】
前記隔壁部は内部に前記第1及び第2リセスを連結するリセス領域を含むことを特徴とする、請求項6に記載の発光素子。
【請求項8】
前記胴体の外側に複数の第1結合部、及び前記反射フレームの外側に前記第1結合部に結合される複数の第2結合部を含み、
前記複数の第1及び第2結合部のうちのいずれか1つは突起構造を有し、他の1つは溝構造を有することを特徴とする、請求項1から7のうち、いずれか一項に記載の発光素子。
【請求項9】
前記胴体の上面と前記反射フレームとの間を接着する接着層を含むことを特徴とする、請求項1から8のうち、いずれか一項に記載の発光素子。
【請求項10】
前記第5リード部は前記第3リードフレームの下面幅より広い幅を有し、
前記第6リード部は前記第4リードフレームの下面幅より広い幅を有し、
前記第5リード部は、前記第1リード部と前記第3リード部との間に配置され、
前記第6リード部は、前記第2リード部と前記第4リード部との間に配置されることを特徴とする、請求項2に記載の発光素子。
【請求項11】
前記第1発光チップと前記第3リードフレームに連結された第1連結部材と、
前記第2発光チップと前記第4リードフレームに連結された第2連結部材と、
前記第3リードフレームの上に配置された第1保護チップと、
前記第4リードフレームの上に配置された第2保護チップと、
前記第1保護チップと前記第1リードフレームに連結された第3連結部材と、
前記第2保護チップと前記第2リードフレームに連結された第4連結部材と、
を含み、
前記第1から第4連結部材の一部は前記反射フレームの第1及び第2開口部の間の隔壁部の下に配置され、
前記第1発光チップは、電気的な連結のために前記第1リードフレームと伝導性接着剤で接着され、
前記第2発光チップは、電気的な連結のために前記第2リードフレームと伝導性接着剤で接着されることを特徴とする、請求項1から10のうち、いずれか一項に記載の発光素子。
【請求項12】
前記第1発光チップの上に配置された第1蛍光体フィルムと、
前記第2発光チップの上に配置された第2蛍光体フィルムと、
を含むことを特徴とする、請求項1から11のうち、いずれか一項に記載の発光素子。
【請求項13】
前記第3及び第4リードフレームの間に前記胴体の上面より突出した突出部を含み、
前記突出部は前記胴体の材質で形成され、
前記突出部は前記第3及び第4リードフレームの上面の上に延長され、
前記反射フレームは、前記突出部から離隔することを特徴とする、請求項2または11に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光素子に関するものである。
【0002】
本発明は、複数の発光チップを有する発光素子に関するものである。
【0003】
本発明は、発光素子を備えたライトユニットに関するものである。
【背景技術】
【0004】
発光素子は、例えば、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を含み、前記発光ダイオードは電気エネルギーを光に変換する半導体素子の一種で、既存の蛍光灯、白熱灯に代えて次世代の光源として脚光を浴びている。
【0005】
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発生する白熱灯や、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を消耗する。
【0006】
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、応答特性が速く、親環境的特徴を有する。
【0007】
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い研究が進められており、発光ダイオードは室内及び室外で使われる各種ランプ、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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、胴体上に結合され、複数の発光チップの各々に対応する開口部を備えた反射フレームを有する発光素子を提供する。
【0009】
本発明は、胴体及び複数のリードフレーム上に配置され、複数の発光チップの各々の周りに金属材質の反射フレームが配置された発光素子を提供する。
【0010】
本発明は、第1軸方向の長さが第2軸方向の長さより長い胴体を有し、前記胴体内に結合された複数のリードフレームを前記胴体の第2軸方向に配置した発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明に係る発光素子は、胴体;前記胴体に結合された第1リードフレーム及び第2リードフレーム;前記第1リードフレームの上に配置された第1発光チップ;前記第2リードフレームの上に配置された第2発光チップ;及び前記胴体、前記第1及び第2リードフレーム上に配置された反射フレームを含み、前記反射フレームは互いに離隔した複数の開口部を含み、前記複数の開口部は内部に前記第1発光チップが配置された第1開口部及び内部に前記第2発光チップが配置された第2開口部を含む。
【0012】
本発明に係る発光素子は、キャビティーを有する胴体;前記胴体に結合され、前記キャビティーの互いに異なる領域に配置された第1及び第2リードフレーム;前記胴体に結合され、前記第1及び第2リードフレームの間の領域に配置された第3及び第4リードフレーム;前記第1リードフレームの上に配置された第1発光チップ;前記第2リードフレームの上に配置された第2発光チップ;及び前記胴体上に配置され、前記第1発光チップの上部を開放する第1開口部、前記第2発光チップの上部を開放する第2開口部、前記第1及び第2開口部の間に隔壁部を有する反射フレームを含み、前記胴体は互いに反対側の第1及び第2側面部、及び互いに反対側の第3及び第4側面部を含み、前記第1及び第2側面部の長さは前記第3及び第4側面部の長さより長く、前記第1リードフレームは前記胴体の第1側面部に突出した第1リード部及び前記胴体の第2側面部に突出した第2リード部を含み、前記第2リードフレームは前記胴体の第1側面部に突出した第3リード部及び前記胴体の第2側面部に突出した第4リード部を含み、前記第3リードフレームは前記胴体の第1側面部に突出した第5リード部を含み、前記第4リードフレームは前記胴体の第2側面部に突出した第6リード部を含む。
【発明の効果】
【0013】
本発明に従う発光素子は、胴体上で複数の発光チップの周りに金属材質の反射フレームを配置して、反射効率を改善させることができる。本発明は長さの長い発光素子のセンター部分の剛性を補強することができる。本発明は、発光素子の構造的な信頼性を改善させることができる。本発明は、発光素子の放熱効率を改善させることができる。本発明は、発光素子及びこれを備えたライトユニットの信頼性を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1】本発明の実施形態に従う発光素子の斜視図である。
図2図1の発光素子の背面を示す斜視図である。
図3図2で反射フレームが除去された発光素子を示す図である。
図4図3の発光素子の背面図である。
図5図2の反射フレームの斜視図である。
図6図5の反射フレームの平面図である。
図7図6の反射フレームの背面図である。
図8図1の発光素子のA−A側断面図である。
図9図8の部分拡大図である。
図10図1の発光素子のB−B側断面図である。
図11図1の発光素子のC−C側断面図である。
図12図1の発光素子のD−D側断面図である。
図13図8の発光素子の他の例を示す図である。
図14図8の発光素子の他の例を示す図である。
図15図8の発光素子を有するライトユニットを示す図である。
図16】本発明の実施形態に従う発光素子の発光チップの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
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/の上(on)”に、または“下/の下(under)”に形成されることと記載される場合において、“上/の上(on)”と“下/の下(under)”は、“直接(directly)”または“他の構成要素を介して(indirectly)”形成されるものを全て含む。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。
【0016】
以下、実施形態は添付した図面及び実施形態に対する説明を通じて明らかになる。また、同一な参照番号は図面の説明を通じて同一な要素を示す。
【0017】
以下、添付した図面を参照して実施形態に従う発光素子を説明する。
【0018】
図1は本発明の実施形態に従う発光素子の斜視図であり、図2図1の反射フレームと胴体の背面を示す斜視図であり、図3図2で反射フレームが除去された発光素子を示す図であり、図4図3の発光素子の背面図であり、図5図2の反射フレームの斜視図であり、図6図5の反射フレームの平面図であり、図7図6の反射フレームの背面図であり、図8図1の発光素子のA−A側断面図であり、図9図8の部分拡大図であり、図10図1の発光素子のB−B側断面図であり、図11図1の発光素子のC−C側断面図であり、図12図1の発光素子のD−D側断面図である。
【0019】
図1から図12を参照すると、発光素子300は、胴体110、前記胴体110に少なくとも一部が結合された複数のリードフレーム125、135、145、155、前記複数のリードフレーム125、135、145、155のうち、互いに異なるリードフレーム125、135の上に配置された複数の発光チップ100、101、及び前記胴体110の上に配置された反射フレーム310を含む。
【0020】
前記胴体110には2つ以上のリードフレーム125、135、145、155が結合されることができ、前記リードフレーム125、135、145、155のうち、少なくとも2つには少なくとも1つまたは複数の発光チップ100、101が配置できる。説明の便宜のために2つ以上、例えば、4個のリードフレームが配置された例として説明する。
【0021】
前記胴体110は絶縁性反射材質で形成されることができ、前記反射材質は前記複数の発光チップ100、101から放出された波長に対して反射率が透過率より高い物質、例えば70%以上の反射率を有する材質で形成できる。前記胴体110は反射率が70%以上の場合、非透光性の材質として定義できる。前記胴体110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できる。前記胴体110はシリコン系列、エポキシ系列、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できる。上記のシリコン系列の胴体110は白色系列の樹脂を含む。また、前記胴体110の内には酸無水物、酸化防止剤、離形剤、光反射材、無機充填材、硬化触媒、光安定剤、潤滑剤、二酸化チタンのうちから選択的に添加できる。前記胴体110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、ウレタン樹脂からなる群から選択される少なくとも1種により成形できる。例えば、トリグリシジルイソシアヌレート、水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテルなどからなるエポキシ樹脂と、ヘキサヒドロ無数フタル酸、3−メチルヘキサヒドロ無数フタル酸4−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸などからなる酸無水物を、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、ガラス繊維を添加し、加熱により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、これに対して限定するものではない。前記胴体110は熱硬化性樹脂に拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質、遮光性物質、光安定剤、潤滑剤からなる群から選択される少なくとも1種を適切に混合してもよい。
【0022】
前記胴体110は反射材質、例えばエポキシまたはシリコンのような樹脂材質に金属酸化物が添加された樹脂材質を含むことができ、前記金属酸化物はTiO、SiO、及びAlのうち、少なくとも1つを含むことができる。このような胴体110は入射される光を効果的に反射させることができる。他の例として、前記胴体110は透光性の樹脂物質または入射光の波長を変換させる蛍光体を有する樹脂物質で形成できる。
【0023】
図3及び図4のように、前記胴体110は複数の外側面、例えば少なくとも4個の側面部111、112、113、114を含むことができる。前記複数の側面部111、112、113、114のうちの少なくとも1つまたは全ては、前記胴体110の底面に対して傾斜するように配置できる。前記胴体110は第1から第4側面部111、112、113、114をその例に説明し、第1側面部111と第2側面部112は互いに反対側に位置し、前記第3側面部113と前記第4側面部114は互いに反対側に位置する。前記第1側面部111及び第2側面部112は第2長さ(D2)を有し、前記第2長さ(D2)は第1及び2側面部111、112の最大長さでありうる。前記第3及び第4側面部113、114は第1長さ(D1)を有し、前記第1長さ(D1)は第3及び第4側面部113、114の最大長さでありうる。前記第2長さ(D2)は第1長さ(D1)と異なることがあり、例えば前記第2長さ(D2)は第1長さ(D1)より長く、例えば1倍超過3倍以下でありうる。前記第1及び第2側面部111、112は前記第3及び第4側面部113、114の長さより長い長側面であり、前記第3及び第4側面部113、114は前記第1及び第2側面部111、112の長さより短い短側面として定義することができる。
【0024】
前記第1側面部111または第2側面部112の第2長さ(D2)は、前記第3側面部113及び第4側面部114の間の最大間隔であり、前記胴体110の長さ方向は第1軸(X)方向として定義することができ、その幅方向は第2軸(Y)方向として定義することができ、前記第1軸(X)方向に直交する方向となる。前記第1から第4側面部111、112、113、114の間の境界領域である隅部分は角面または曲面のことがあり、これに対して限定するものではない。
【0025】
前記胴体110の長さは第1軸(x)方向の長さであって、前記第1及び第2側面部111、112の第2長さ(D2)でありうる。前記胴体110の幅は第2軸(y)方向の長さであって、第1長さ(D1)でありうる。前記胴体110の第2長さ(D2)は第1長さ(D1)に比べて1倍以上3倍以下のことがあり、例えば1.3倍以上乃至2倍以下でありうる。前記第2長さ(D2)が第1長さ(D1)より3倍を超過すれば、各リードフレーム125、135、145、155の間の境界領域の剛性が弱くなる問題があり、1倍以下になれば1つの発光素子内に複数の大面積の発光チップを配置することに困難性がある。ここで、各発光チップ100、101は横及び縦の長さが0.6mm以上、例えば1mm以上のチップとして定義することができ、このようなサイズのチップは大面積のチップでありうる。前記胴体110の第2長さ(D2)を3倍以下に提供するため、射出成形のような製造工程時、胴体110の中間部分が撓むか、または破損することを減らすことができる。
【0026】
前記胴体110は、上部が開放されたキャビティー140を含む。前記キャビティー140の底には前記複数のリードフレーム125、135、145、155が配置される。前記複数のリードフレーム125、135、145、155の上面は前記胴体110の上面115より低く配置できる。図8から図12のように、前記キャビティー140の内側壁R1は前記胴体110の平らな底に対して傾斜または垂直に配置できる。前記内側壁R1は傾斜した面とリードフレーム125、135、145、155の上面との間に垂直な面をさらに含むことができる。
【0027】
図1及び図3のように、前記胴体110の第3側面部113に隣接した領域には第1リードフレーム125が結合され、前記第4側面部114に隣接した領域には第2リードフレーム135が結合される。前記胴体110は前記胴体110の上面115より低いキャビティー140を有し、前記キャビティー140は前記胴体110の上面115から凹な形態に提供されることができ、これに対して限定するものではない。
【0028】
前記キャビティー140の底には複数のリードフレーム125、135、145、155が配置できる。前記複数のリードフレーム125、135、145、155は、前記キャビティー140の第1領域に配置された第1リードフレーム125、前記キャビティー140の第2領域に配置された第2リードフレーム135、前記キャビティー140のセンター領域、即ち第1及び第2領域の間の第3領域に配置された第3及び第4リードフレーム145、155を含むことができる。
【0029】
前記キャビティー140の底には第1から第4リードフレーム125、135、145、155の上面の一部が露出できる。前記第1リードフレーム125は前記キャビティー140の第1領域に露出されることができ、前記第2リードフレーム135は前記キャビティー140の第2領域に露出できる。前記第3及び第4リードフレーム145、155は前記キャビティー140のセンター領域に露出できる。前記キャビティー140の第1領域は、前記胴体110の第1、第2、及び第3側面部111、112、113に隣接した領域でありうる。前記キャビティー140の第2領域は、前記胴体110の第1、第2、及び第4側面部111、112、114に隣接した領域でありうる。
【0030】
前記第1及び第2リードフレーム125、135の各々は前記胴体110の第2軸(y)方向に配列できる。前記第3及び第4リードフレーム145、155は、前記胴体110の第2軸(y)方向に一列に配列できる。前記第1及び第2リードフレーム125、135は互いに平行に配置できる。前記第1及び第2リードフレーム125、135は、前記胴体110の第2軸(y)方向の長さより長い長さ(D21)を有することができる。仮に、前記第1及び第2リードフレーム125、135を前記胴体110の第1軸(x)方向に配列した場合、前記胴体110の第3及び第4側面部113、114に1つのリード部のみ突出されることができ、前記第3及び第4リードフレーム145、155の位置や空間確保が困難であり、前記発光チップ100、101が配置された第1及び第2リードフレーム125、135の放熱面積確保が困難であるので、放熱効率が低下することがある。
【0031】
実施形態に従う第1及び第2リードフレーム125、135は、前記発光チップ100、101の下に配置され、前記胴体110の幅方向または第2軸(y)方向に長く配置され、前記胴体110の第1及び第2側面部111、112に複数のリード部127、128、137、138を突出させることができる。これによって、発光チップ100、101が配置された第1及び第2リードフレーム125、135を前記胴体110の第2長さ(D2)と直交する軸方向、例えば第2軸(y)方向に配列することによって、放熱面積を確保することができ、発光素子300の放熱効率は改善できる。
【0032】
図1から図4、及び図10のように、前記第1リードフレーム125は胴体110に結合され、前記キャビティー140の第1領域の下に配置される。前記第1リードフレーム125は胴体110の側面部のうち、互いに反対側面部に突出した第1及び第2リード部127、128を含む。前記第1リード部127は、前記胴体110の第1側面部111を通じて突出し、前記第2リード部128は前記胴体110の第2側面部112を通じて突出する。前記第1リードフレーム125は、胴体110の短軸方向に突出した第1及び第2リード部127、128を有するようになるので、放熱面積が改善できる。前記第1及び第2リード部127、128を有する第1リードフレーム125が胴体110の第2長さ(D1)より長い長さ(D21)を有するようになるので、ボンディング面積及び電気的な信頼性が改善できる。
【0033】
図8及び図10のように、前記キャビティー140に露出した前記第1リードフレーム125の長さ(L1)または幅(W1)は互いに同一または相異することがあり、例えば1.0mm以上、例えば1.0mmから3.5mm範囲を含むことができ、前記範囲より小さい場合、第1発光チップ100の搭載が難しく、前記範囲より大きい場合、パッケージのサイズが大きくなる問題がある。
【0034】
図1から図4、及び図11のように、前記第2リードフレーム135は前記キャビティー140の第2領域の下に配置され、前記胴体110と結合される。前記第2リードフレーム135は、前記胴体110の側面のうち、互いに反対側面に突出した第3及び第4リード部137、138を含む。前記第3リード部137は前記胴体110の第1側面部111を通じて突出し、前記第4リード部138は前記胴体110の第2側面部112を通じて突出する。前記第2リードフレーム135は、胴体110の短軸方向に突出した第3及び第4リード部137、138を有するようになるので、放熱面積が改善できる。前記第3及び第4リード部137、138を有する第2リードフレーム135が胴体110の第2長さ(D1)より長い長さ(D21)を有するようになるので、ボンディング面積及び電気的な信頼性が改善できる。
【0035】
図8及び図11のように、前記キャビティー140に露出した前記第2リードフレーム135の長さ(L2)または幅(W2)は互いに同一または相異することがあり、例えば1.0mm以上、例えば1.0mmから3.5mm範囲を含むことができ、前記範囲より小さい場合、第2発光チップ101の搭載が難しく、前記範囲より大きい場合、パッケージのサイズが大きくなる問題がある。前記長さ(L2)は、前記第1リードフレーム125の長さ(L1)と同一または相異することがあり、例えば前記長さL1:L2の割合は3:1から1:3範囲であって、これに対して限定するものではない。
【0036】
図1から図4、及び図12のように、前記第3リードフレーム145は前記第1及び第2リードフレーム125、135の間の領域に配置され、前記胴体110の第1及び第2側面部111、112のうち、いずれか1つに突出した第5リード部147を含む。例えば、前記第5リード部147は前記胴体110の第1側面部111を通じて突出し、第1及び第3リード部127、137の間に配置される。図8及び図12のように、前記第3リードフレーム145のうち、キャビティー140に露出した領域の長さ(L3)は第1保護チップ102の搭載のために120μm以上、例えば150μm以上でありうる。前記長さ(L3)値が小さい場合、第1保護チップ102のボンディング工程時、困難性がある。前記第3リードフレーム145のうち、前記キャビティー140に露出した領域の幅(W3)は前記第3リードフレーム145の長さ(L3)より大きく配置して、第1保護チップ102に連結されるワイヤーボンディング空間を提供することができる。
【0037】
前記第5リード部147は、第3リードフレーム145の内部幅より大きい幅を有して前記胴体110に接触するので、前記胴体110との接触面積が増加し、前記胴体110との結合力が強化できる。これによって、前記第3リードフレーム145の離脱を防止することができる。前記第3リードフレーム145の内部はキャビティー140の底領域でありうる。
【0038】
前記第4リードフレーム155は前記第1及び第2リードフレーム125、135の間の領域に配置され、前記胴体110の第1及び第2側面部111、112のうち、他の1つに突出した第6リード部157を含む。例えば、前記第6リード部157は前記胴体110の第2側面部112を通じて突出し、前記第2及び第4リード部128、138の間に配置される。前記第4リードフレーム155のうち、前記キャビティー140に露出した領域の長さは前記第3リードフレーム145の長さ(L3)と同一でありうる。前記第4リードフレーム155のうち、前記キャビティー140に露出した領域の幅(W4)は前記第3リードフレーム145の幅(W3)と同一でありうる。前記第6リード部157は第4リードフレーム155の内部幅より大きい幅を有して前記胴体110に接触するので、前記胴体110との接触面積が増加し、前記胴体110との結合力が強化できる。これによって、前記第4リードフレーム155の離脱を防止することができる。前記第4リードフレーム155の内部はキャビティー140の底領域でありうる。
【0039】
図3及び図4のように、前記第1、第3、及び第5リード部127、137、147は第1側面部111より外側に突出し、前記第2、第4、及び第6リード部128、138、157は第2側面部112より外側に突出する。前記第1、第3、及び第5リード部127、137、147は前記第1、第3、及び第5リード部127、137、147の反対側方向に突出する。このような胴体110の第1側面部111に突出したリード部127、137、147と、前記第2側面部112に突出したリード部128、138、157はテストのための端子またはボンディング端子として使用できる。
【0040】
前記第1側面部111に突出した前記第1、第3、及び第5リード部127、137、147の間の間隔(K1、K2)は互いに同一または相異することがあり、図8に図示した、第1及び第2間隙部116、117の幅(G3、G4)よりは広いことがある。前記第2側面部112に突出した前記第2、第4、及び第6リード部128、138、157の間の間隔は互いに同一または相異することがあり、図8に図示した、第1及び第2間隙部116、117の幅(G3、G4)よりは広いことがある。このような隣接したリード部の間隔(G3、G4)は各リード部127、128、137、138、147、157の幅(D7、D8、D9)よりは狭いことがある。
【0041】
前記第1から第4リード部127、128、137、138の幅(D7、D8)は互いに同一な幅であって、これに対して限定するものではない。前記第1から第4リード部127、128、137、138の幅(D7、D8)と前記第5及び第6リード部147、157の幅(D9)の間の割合は2:1から1:1範囲であって、このような割合は第1から第4リード部127、128、137、138の面積により放熱面積減少を防止し、第5及び第6リード部147、157の機能低下を防止することができる。
【0042】
図1から図4、及び図8のように、前記第1から第4リードフレーム125、135、145、155の下面は前記第1から第6リード部127、128、137、138、147、157の下面と同一水平面上に配置できる。前記キャビティー140に配置された前記第1から第4リードフレーム125、135、145、155の下面は前記胴体110の底に露出できる。前記第1から第6リード部127、128、137、138、147、157は、前記胴体11の底と同一な水平面上に配置できる。前記第1から第6リード部127、128、137、138、147、157の下面は、前記胴体110の底外側に露出できる。前記第1から第4リードフレーム125、135、145、155は、前記第1から第6リード部127、128、137、138、147、157と共に回路基板上にボンディングできる。前記第1から第6リード部127、128、137、138、147、157は、胴体110の各側面部111、112から0.10mm以上、例えば0.15mm以上突出できる。このようなリード部127、128、137、138、147、157の突出長さはテスト端子またはリード端子への機能のための長さで提供できる。前記第1から第4リードフレーム125、135、145、155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)、スズ(Sn)、銀(Ag)、燐(P)のうち、少なくとも1つを含むことができ、単一金属層または多層金属層で形成できる。前記第1から第4リードフレーム125、135、145、155の厚さは同一な厚さで形成できる。前記第1から第4リードフレーム125、135、145、155は電源を供給する端子として機能するようになる。
【0043】
実施形態に従う発光素子300は、複数の発光チップ100、101を含むことができる。前記複数の発光チップ100、101は少なくとも1つのリードフレームの上に少なくとも1つが配置されることができ、例えば第1及び第2発光チップ100、101を含むことができる。
【0044】
前記第1発光チップ100は、前記キャビティー140の内で第1リードフレーム125の上に配置され、前記第2発光チップ101は前記キャビティー140の内で前記第2リードフレーム135の上に配置される。前記第1発光チップ100は、前記第1リードフレーム125の上に接着剤、例えば伝導性接着剤で接着されて前記第1リードフレーム125と電気的に連結できる。前記第1発光チップ100は、第3リードフレーム145と第1連結部材171により連結されることができ、前記第1連結部材171は伝導性のワイヤーを含む。前記伝導性接着剤はソルダーのようなボンディング材質を含むことができる。前記第2発光チップ101は、前記第2リードフレーム135の上に接着剤、例えば伝導性接着剤で接着されて前記第2リードフレーム135と電気的に連結できる。前記第2発光チップ101は、前記第2リードフレーム135と第2連結部材172で連結できる。前記第2連結部材172は、伝導性ワイヤーを含む。
【0045】
前記第1及び第2発光チップ100、101は、可視光線帯域から紫外線帯域の範囲のうち、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、イエローグリーン(yellow green)LEDチップ、白色LEDチップのうちから選択できる。前記第1及び第2発光チップ100、101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うち、少なくとも1つを含むLEDチップを含む。発光素子200は、光度改善のために、前記第1及び第2発光チップ100、101を大面積、例えば0.6mm×0.6mm以上、または1mm×1mm以上のチップを含むことができる。前記発光チップ100、101は発光ダイオードで具現されることができ、前記発光ダイオードは他の半導体素子、例えばツェナーダイオード、FET、またはJFETのような素子を含むことができる。
【0046】
実施形態に従う発光素子300は、複数の保護チップ102、103を含むことができる。前記複数の保護チップ102、103は、前記複数のリードフレーム125、135、145、155のうち、第3リードフレーム145の上に配置された第1保護チップ102及び第4リードフレーム155の上に配置された第2保護チップ103を含む。
【0047】
第1保護チップ102は第3リードフレーム145の上に伝導性接着剤で接着されて前記第3リードフレーム145と電気的に連結され、第1リードフレーム125と第3連結部材173で連結できる。前記第3連結部材173は、伝導性ワイヤーを含む。
【0048】
第2保護チップ103は、第4リードフレーム155の上に伝導性接着剤で接着されて、前記第4リードフレーム155と電気的に連結され、第2リードフレーム135と第4連結部材174で連結できる。前記第4連結部材174は、伝導性ワイヤーを含む。
【0049】
前記第1及び第2保護チップ102、103はサイリスタ、ツェナーダイオード、またはTVS(Transient voltage suppression)のうち、少なくとも1つで具現できる。前記第1発光チップ100は、前記第1保護チップ102と並列に連結されることができ、前記第2発光チップ101は、前記第2保護チップ103と並列に連結できる。前記第1及び第2リードフレーム125、135は、各発光チップ100、101のカソード(cathode)電極として機能し、前記第3及び第4リードフレーム145、155は、各発光チップ100、101のアノード(anode)電極として機能することができる。
【0050】
前記第1及び第2保護チップ102、103は、第1及び第2発光チップ100、101を電気的に保護することができる。前記第1及び第2保護チップ102、103の表面には反射材質が配置できる。前記反射材質はシリコンまたはエポキシのような樹脂材質に金属酸化物、例えばTiO、SiO、Alのうち、少なくとも1つを含むことができる。このような反射材質は第1及び第2保護チップ102、103による光吸収を防止することができる。
【0051】
前記キャビティー140において、前記第3リードフレーム145が結合された内側壁141と第1側面部111との間の間隔は第1または2リードフレーム125、135が結合された内側壁と第1側面部111との間の間隔より狭く配置できる。即ち、前記第3リードフレーム145が貫通する胴体110の上面幅は、第1及び第2リードフレーム125、135が貫通する胴体110の上面幅より狭いことがある。これはキャビティー140の内に第3リードフレーム145の上面面積を確保するようになることによって、第1保護チップ102のボンディング工程(stitch bonding)のための空間を提供することができる。
【0052】
前記第4リードフレーム155が結合された内側壁142と第2側面部112との間の間隔は第1または2リードフレーム125、135が結合された内側壁と第2側面部112との間の間隔より狭く配置できる。即ち、前記第4リードフレーム155が貫通する胴体110の上面幅は第1及び第2リードフレーム125、135が貫通する胴体110の上面幅より狭いことがある。このようなキャビティー140の内に第4リードフレーム155の上面面積を確保するようになることによって、第2保護チップ103のボンディング工程(stitch bonding)のための空間を提供することができる。
【0053】
図2図3図8、及び図9のように、第1間隙部116は前記第1リードフレーム125と前記第3及び第4リードフレーム145、155との間の領域に結合できる。前記第1間隙部116は胴体110の材質と同一な材質で形成されるか、または異なる絶縁材質を含む。
【0054】
第2間隙部117は、前記第2リードフレーム135と第3及び第4リードフレーム145、155との間の領域に結合できる。前記第2間隙部117は、前記胴体110の材質と同一な材質で形成されるか、または異なる絶縁材質を含む。前記第1及び第2間隙部116、117は互いに連結できる。
【0055】
図3及び12のように、突出部118は前記第1及び第2間隙部116、117の間の領域に突出できる。前記突出部118は、前記第1及び第2間隙部116、117と同一な材質で形成されることができ、前記第1及び第2間隙部116、117に連結できる。前記突出部118、第1及び第2間隙部116、117は、前記胴体110と一体形成できる。前記突出部118は、前記第3及び第4リードフレーム145、155の間の領域に配置される。前記突出部118は、前記第3及び第4リードフレーム145、155の上面の一部に延びて、その周り面が傾斜した面でありうる。前記突出部118は、前記第3及び第4リードフレーム145、155に結合され、前記第3及び第4リードフレーム145、155の上面の一部と垂直方向にオーバーラップできる。前記突出部118のトップビュー形状は、円形、多角形、楕円形、多角形の隅が曲線の形状のうち、少なくとも1つを含むことができ、これに対して限定するものではない。前記突出部118は、上面に行くほど狭い幅を有する柱形状に突出できる。また、前記突出部118の側面が曲面の場合、入射される光を他の方向に反射することができる。このような突出部118の側面は光反射のために角面よりは曲面に提供できる。
【0056】
前記突出部118の反対側領域は凹部119を含み、前記凹部119は射出成形時に結合される射出ゲート(gate)が結合されるホールでありうる。前記凹部119の側断面の形状は多角形状または半球形状であって、これに対して限定するものではない。前記凹部119の深さは前記第3及び第4リードフレーム145、155の上面より低い深さを有することができ、前記リセス領域215の深さが前記第3及び第4リードフレーム145、155の上面まで形成される場合、第1及び第2間隙部116、117の剛性が弱くなる問題がある。
【0057】
前記突出部118は所定厚さ(T1)で突出し、前記厚さ(T1)は第1及び第2保護チップ102、103の上面高さと等しいか高く突出できる。前記突出部118の上面は前記第3及び第4リードフレーム145、155の上面より上に配置されることができ、前記胴体110の上面115より低く配置できる。前記突出部118の上面は、前記第1間隙部116及び第2間隙部117の上面より上に配置できる。前記突出部118が突出しない場合、第3及び第4リードフレーム145、155の間の結合力が低下するか、または破損する問題が発生することがあり、前記厚さ(T1)より厚い場合、保護チップ102、103が搭載できない問題が発生し得る。図7のように、突出部118の幅(W5)はキャビティー140の底に露出した第3及び第4リードフレーム145、155の幅(W3、W5)より狭いことがある。前記突出部118は横対縦の割合が3:1から1:3の範囲であって、これに対して限定するものではない。前記突出部118、第1及び第2間隙部116、117は、前記第3及び第4リードフレーム145、155と結合されて、前記第3及び第4リードフレーム145、155を支持することができる。
【0058】
前記突出部118の位置は、前記第1及び第2リードフレーム125、135の間のセンター領域に位置することができ、前記第3及び第4リードフレーム145、155の間のセンター領域に位置することができる。
【0059】
図3図4、及び図8のように、前記第1リードフレーム125は外側周りに第1及び第2段差構造211、212を備えることができる。前記第1及び第2段差構造211、212は、胴体110の一部が結合される。前記第1及び第2段差構造211、212は、前記第1リードフレーム125の両外側、例えば両側エッジに沿って配置できる。前記第1段差構造211は、前記胴体110の幅方向に沿って前記第3側面部113の内に結合できる。前記第1段差構造211は、前記胴体110の第1及び第2側面部111、112の内に延長できる。前記第2段差構造212は、前記第1間隙部116に沿って前記第1間隙部116と結合できる。前記第1段差構造212は、前記胴体110の第1及び第2側面部111、112の内に延長できる。前記第1及び第2段差構造211、212の深さは、第1リードフレーム125のエッジから0.01mm以上、例えば0.02mm以上であって、前記深さが前記数値未満の場合、結合力が低下することがある。前記第1及び第2段差構造211、212のリセス高さは、前記第1リードフレーム125の厚さの1/3から1/2範囲であって、前記範囲から外れる場合、結合力が低下するか、または段差部分が破損することがある。
【0060】
前記第1及び第2段差構造211、212は階段構造を含み、他の例として斜線形状の傾斜した面または曲線形状の傾斜した面を含むことができ、これに対して限定するものではない。前記第1及び第2段差構造211、212の長さ(D13)は、図3のキャビティー140の幅(D11)より大きいことがある。ここで、前記キャビティー140の幅(D11)は前記接着層250に隣接した上部領域の幅でありうる。これによって、第1及び第2段差構造211、212は、前記胴体110との接触面積が増加できる。前記第1及び第2段差構造211、212の長さ(D13)は、前記胴体110の第2長さ(D1)よりは小さいことがある。前記第1及び第2段差構造211、212は、前記胴体110の第1及び第2側面部111、112の表面から離隔できる。
【0061】
前記第1リードフレーム125の下面幅(D3)は上面幅より狭いことがある。前記第1リードフレーム125は,上面面積が下面面積より広いことがある。前記キャビティー140に配置された前記第1リードフレーム125は、下面幅(D3)は前記第3及び第4リード部127、128の幅(D7)より広いことがある。前記第1リードフレーム125で、下面幅(D3)と幅(D7)との差は0.05mm以上、例えば0.05mmから0.2mm範囲を有することができ、前記範囲より小さい場合、胴体110との結合力が低下することがあり、前記範囲より大きい場合、第1及び第2リード部127、128の機能が低下することがある。前記第1及び第2リード部127、128は、前記胴体110の下に配置された第1リードフレーム125の下面幅(D3)より狭い幅(D7)で突出することによって、前記胴体110の第1及び第2側面部111、112の剛性の低下を防止することができる。
【0062】
前記第2リードフレーム135は外側周りに第3及び第4段差構造215、216を具備し、前記第3及び第4段差構造215、216は胴体110の一部が結合される。前記第3及び第4段差構造215、216は、前記第2リードフレーム135の両外側、例えば両側エッジに沿って形成できる。前記第3段差構造215は、前記胴体110の第4側面部114に沿って前記第4側面部114の内に結合できる。前記第3段差構造215は、前記胴体110の第1及び第2側面部111、112の内に延長できる。前記第4段差構造216は、第2間隙部117に沿って前記第2間隙部117の内に結合できる。前記第4段差構造216は、前記胴体110の第1及び第2側面部111、112の内に延長できる。前記第3及び第4段差構造215、216の深さは第2リードフレーム135のエッジから0.01mm以上、例えば0.02mm以上であって、前記深さが前記数値未満の場合、結合力が低下することがある。前記第3及び第4段差構造215、216のリセス高さは、前記第2リードフレーム135の厚さの1/3から1/2範囲であって、前記範囲から外れる場合、結合力が低下するか、または段差部分が破損することがある。
【0063】
前記第3及び第4段差構造215、216は階段構造を含み、他の例として斜線形状の傾斜した面または曲線形状の傾斜した面を含むことができ、これに対して限定するものではない。前記第3及び第4段差構造215、216の長さ(D13)は図3のキャビティー140の幅(D11)より長い長さであり、胴体110の第1長さ(D1)よりは小さい長さで配置できる。前記第3及び第4段差構造215、216は、前記長さ(D13)により前記胴体110との接触面積が改善できる。前記第3及び第4段差構造215、216は、前記胴体110の第1及び第2側面部111、112の表面から離隔できる。
【0064】
前記第2リードフレーム135の下面幅(D4)は上面幅より狭いことがある。前記第2リードフレーム135は、上面面積が下面面積より広いことがある。前記キャビティー140に配置された前記第2リードフレーム135は、下面幅(D4)は前記第3及び第4リード部137、138の幅(D8)より広いことがある。このような第1及び第2リードフレーム125、135が胴体110の幅方向に前記胴体110の第1長さ(D1)より長く配置できる。これによって、前記第1及び第2リードフレーム125、135の各々が互いに異なる側面を通じてリード部127、128、137、138を突出させることによって、放熱効率を改善させることができる。
【0065】
図3図4、及び図12を参照すると、前記第3リードフレーム145は外側周りに第5段差構造213を含む。前記第5段差構造213は、前記第3リードフレーム145の外側周りに1つまたは複数で配置され、前記胴体110の一部が結合される。前記第5段差構造213は、前記第1及び第2間隙部116、117及び突出部118と結合できる。前記第3リードフレーム145は、前記第5段差構造213により上面面積が下面面積より広いことがある。前記第5段差構造213は、前記胴体110の第1側面部111の表面から離隔できる。前記第5段差構造213の深さは、第3リードフレーム145のエッジから0.01mm以上、例えば、0.02mm以上であって、前記深さが前記数値未満の場合、結合力が低下することがある。前記第5段差構造213のリセス高さは、前記第3リードフレーム145の厚さの1/3から1/2範囲であって、前記範囲から外れる場合、結合力が低下するか、または段差部分が破損することがある。前記第5段差構造213は階段構造を含み、他の例として斜線形状の傾斜した面または曲線形状の傾斜した面を含むことができ、これに対して限定するものではない。
【0066】
前記第4リードフレーム155は、外側周りに第6段差構造214を備える。前記第6段差構造214は、前記第4リードフレーム155の外側周りに1つまたは複数に配置され、胴体110の一部が結合される。前記第6段差構造214は、前記第1及び第2間隙部116、117及び突出部118と結合できる。前記第4リードフレーム155は、前記第6段差構造214により上面面積が下面面積より広いことがある。前記第6段差構造214の深さは、第4リードフレーム155のエッジから0.01mm以上、例えば0.02mm以上であって、前記深さが前記数値未満の場合、結合力が低下することがある。前記第6段差構造214のリセス高さは、前記第4リードフレーム155の厚さの1/3から1/2範囲であって、前記範囲から外れる場合、結合力が低下するか、または段差部分が破損することがある。前記第6段差構造214は階段構造を含み、他の例として斜線形状の傾斜した面または曲線形状の傾斜した面を含むことができ、これに対して限定するものではない。
【0067】
前記第1から第4リードフレーム125、135、145、155の段差構造211、212、213、214、215、216は、胴体110との結合力を改善させることができ、湿気侵入を抑制することができる。
【0068】
前記第3及び第4リードフレーム145、155の下面幅(D5)は,第5及び第6リード部147、157の幅(D9)より狭いことがある。前記第3及び第4リードフレーム145、155で、下面幅(D5)と幅(D9)との差は0.05mm以上、例えば0.05mmから0.2mm範囲を有することができ、前記範囲より小さい場合、胴体110との結合力が低下することがあり、前記範囲より大きい場合、第5及び第6リード部147、157の機能が低下することがある。
【0069】
ここで、第3及び第4リードフレーム145、155の下面で、下面幅(D5)は内部幅として0.03mm以上、例えば0.03mmから1.0mmの範囲または0.4mmから0.6mmの範囲を有することができ、前記幅(D9)は外部幅として0.08mm以上、例えば0.08mmから1.2mm範囲を有することができる。前記下面幅(D5)が前記範囲より小さい場合、保護チップ102、103の搭載やワイヤーボンディング工程が難しく、前記範囲より大きい場合、第1及び第2間隙部116、117や第1及び第2リードフレーム125、135のサイズに影響を与えることがある。
【0070】
前記第3及び第4リードフレーム145、155の下面幅(D5)は、前記第1及び第2リードフレーム125、135の下面幅(D3、D4)に比べて3倍以下に小さいことがある。前記第3及び第4リードフレーム145、155の下面幅(D5)が前記第1及び第2リードフレーム125、135の下面幅(D3、D4)より大きければ、前記第1及び第2リードフレーム125、135の幅が小さくなるか、または胴体110の長さが長くなる問題がある。
【0071】
前記第1及び第2リードフレーム125、135の下面幅(D3、D4)は、前記第5及び第6リードフレーム145、155の下面幅(D5)より広く、前記第1から第4リード部127、128、137、138の幅(D7、D8、D9)よりは広く配置できる。他の例として、前記第3及び第4リードフレーム145、155の下面幅(D5)は、前記第1及び第2リードフレーム125、135の下面幅(D3、D4)より狭いことがあり、前記第5及び第6リード部147、157より狭いことがある。
【0072】
図3図4、及び図10のように、前記第1リードフレーム125は前記胴体110と結合され、前記第1及び第2側面部111、112に隣接した複数のホールを含み、例えば第1及び第2ホールH1、H2を含む。前記第1及び第2ホールH1、H2の間の間隔(D12)は、前記キャビティー140の幅(D11)より広く離隔できる。前記第1ホールH1は第1側面部111に隣接するように配置され、前記第2ホールH2は第2側面部112に隣接するように配置できる。前記第1リードフレーム125の第1及び第2ホールH1、H2は、第7及び第8段差構造217、218を含み、前記第7及び第8段差構造217、218は、第1及び第2ホールH1、H2の下部幅が上部幅より広く提供することができる。前記第1及び第2ホールH1、H2は、前記胴体110と垂直方向にオーバーラップするように配置されて、胴体110との結合力を強化させることができる。前記第1及び第2ホールH1、H2は、ボトムビュー形状が多角形、円形状、楕円形状、多角形の隅が曲線の形状のうち、少なくとも1つを含むことができる。前記第1ホールH1は、前記第1段差構造211と第2段差構造212のラウンド領域(M2)の間に配置されることができ、前記第2ホールH2は前記第1段差構造211と第2段差構造212のラウンド領域(M3)との間に配置できる。このような第1リードフレーム125は、第1及び第2ホールH1、H2と前記ラウンド領域(M2、M3)を通じて胴体110との結合力が強化できる。前記第1及び第2ホールH1、H2は、前記発光チップ100、101の側面から離隔し、前記発光チップ100、101のある一辺の長さより大きい間隔(D12)を有することができる。
【0073】
前記第7及び第8段差構造217、218は階段構造を含み、他の例として斜線形状の傾斜した面または曲線形状の傾斜した面を含むことができ、これに対して限定するものではない。このような第1リードフレーム125の第1及び第2ホールH1、H2には胴体110の第1及び第2結合部225、226が結合され、前記第1及び第2結合部225、226は、前記第1及び第2ホールH1、H2に下部幅が上部幅より広く結合できる。
【0074】
前記第7及び第8段差構造217、218は、前記第1リードフレーム125の下面から所定高さを有し、例えば前記高さは第1リードフレーム125の厚さの1/3から1/2の範囲にリセスされることができ、前記範囲から外れる場合、胴体110との結合力が低下するか、または段差部分が破損する問題がある。
【0075】
図4及び図12のように、前記第3及び第4リードフレーム145、155の間隔を見ると、上面間の間隔(G5)は0.8mm±0.1mm範囲を含み、下面間の間隔は0.6mm±0.05mm範囲を含むことができる。このような第3及び第4リードフレーム145、155の間隔により電気的な干渉を除去することができ、第3及び第4リードフレーム145、155と突出部118との間の結合力の低下を防止することができる。
【0076】
図3のように、前記第1及び第2リードフレーム125、135を見ると、キャビティー140から外れた領域(M2、M3)がラウンド形態を有し、リード部127、128、137、138に延長できる。前記第3リードフレーム145は、前記キャビティー140から外れた領域(M5)がラウンド形状を有し、第5リード部147に延長できる。前記第4リードフレーム155でキャビティー140から外れた領域(M6)はラウンド形状を有し、第6リード部157に延長できる。これによって、前記ラウンド形状の領域(M2、M3、M5、M6)により胴体110との結合は増加できる。ここで、前記第3リードフレーム145のラウンド形状の領域(M5)は前記第1及び第2リードフレーム125、135のラウンド形状の領域(M2)より外側に配置されることができ、前記第4リードフレーム155のラウンド形状の領域(M6)は前記第1及び第2リードフレーム125、135のラウンド形状の領域(M3)より外側に配置できる。ここで、前記第1及び第2リードフレーム125、135でキャビティー140から外れた領域(M2、M3)の間は非曲線領域(M1)でありうる。
【0077】
図4及び図11のように、前記第2リードフレーム135は前記胴体110と結合され、前記第1及び第2側面部111、112に隣接した複数のホールを含み、例えば第3及び第4ホールH3、H4を含む。前記第3及び第4ホールH3、H4の間の間隔は図3に図示されたキャビティー140の幅(D11)より離隔して配置できる。前記第3及び第4ホールH3、H4は、前記胴体110と垂直方向にオーバーラップするように配置されて、前記第2リードフレーム135と胴体110との結合力を強化させることができる。前記第3及び第4ホールH3、H4は、ボトムビュー形状が多角形、円形状、楕円形状、多角形の隅が曲線の形状のうち、少なくとも1つを含むことができる。前記第3ホールH3は、前記第3段差構造215と第4段差構造216のラウンド領域(M2)との間に配置されることができ、前記第4ホールH4は、前記第3段差構造215と第4段差構造216のラウンド領域(M3)との間に配置できる。このような第2リードフレーム135は、第3及び第4ホールH3、H4と前記ラウンド領域(M2、M3)を通じて胴体110との結合力が強化できる。前記第3及び第4ホールH3、H4は、前記第2発光チップ101の両側面から離隔し、前記第2発光チップ101のある一辺の長さより大きい間隔(D12)を有することができる。
【0078】
前記第2リードフレーム135の第3及び第4ホールH3、H4は第9及び第10段差構造219、220を含み、前記第9及び第10段差構造219、220は階段構造を含み、他の例として斜線形状の傾斜した面または曲線形状の傾斜した面を含むことができ、これに対して限定するものではない。前記第9及び第10段差構造219、220は、前記第3及び第4ホールH3、H4の下部幅を上部幅より広く提供することができる。前記第2リードフレーム135の第3及び第4ホールH3、H4には第3及び第4結合部235、236が結合され、前記第3及び第4結合部235、236は前記第3及び第4ホールH3、H4に下部幅が上部幅より広く結合される。
【0079】
前記第9及び第10段差構造219、220は、前記第2リードフレーム135の下面から所定高さを有することができる。例えば、前記第9及び第10段差構造219、220の高さは、前記第2リードフレーム135の厚さの1/2から1/3の範囲にリセスされることができ、前記範囲から外れる場合、胴体110との結合力が低下するか、または段差部分が破損する問題がある。
【0080】
図1図2図5から図7のように、前記反射フレーム310は前記胴体110の上に配置できる。前記反射フレーム310は、前記胴体110の上面の全領域の上にオーバーラップするように配置できる。前記反射フレーム310は、前記第1から第4リードフレーム125、135、145、155の上に配置できる。前記反射フレーム310は、第1から第4リードフレーム125、135、145、155のうち、少なくとも1つまたは全てと電気的に絶縁される。
【0081】
図6を参照すると、前記反射フレーム310は第1軸(x)方向の長さ(D22)が第2軸(y)方向の長さ(D23)より1倍以上、例えば1.3倍から2倍以下の範囲に配置できる。前記反射フレーム310が前記範囲より小さい場合、光を出射する開口部341、343のサイズが減ることがあり、前記範囲より大きい場合、材料が浪費されることがある。
【0082】
前記反射フレーム310の第1軸(x)方向の長さ(D22)は、前記胴体110の第2長さ(D2)と等しいか小さいことがある。前記反射フレーム310の第2軸(y)方向の長さ(D23)は、前記胴体110の第1長さ(D1)と等しいか小さい長さでありうる。前記反射フレーム310は、第1軸(x)方向の長さ(D22)が第2軸(y)方向の長さ(D23)に比べて1倍以上3倍以下に配置できる。前記反射フレーム310は、前記胴体110のセンター側の剛性が弱くなることを防止することができる。
【0083】
前記反射フレーム310と前記胴体110との間には接着層250が配置できる。前記接着層250は、前記反射フレーム310を前記胴体110の上面115に付着させることができる。前記接着層250は、シリコンまたはエポキシのような接着剤を含むことができる。前記接着層250は、前記胴体110の材質と同一な材質でありうる。前記反射フレーム310の一部は前記胴体110と直接接触できる。
【0084】
前記反射フレーム310は、金属材質で形成できる。前記反射フレーム310は、Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Cu、Au、Hfの物質のうち、少なくとも1つまたは前記物質の選択的な合金で含むことができる。前記反射フレーム310の光反射率は、前記胴体110の光反射率より高いことがある。前記反射フレーム310の厚さは2mm以下、例えば1mm以下であって、前記リードフレーム125、135、145、155の厚さよりは厚いことがある。このような金属材質の反射フレーム310は捩れなくて、前記胴体110の上に接着できる厚さを有することができる。
【0085】
前記反射フレーム310は、図1のように、複数の開口部341、343を含み、例えば第1及び第2開口部341、343を含む。前記第1及び第2開口部341、343は、隔壁部345により分離できる。
【0086】
前記複数の開口部341、343の各々は、少なくとも1つの発光チップ100、101と垂直方向にオーバーラップできる。前記開口部341、343は、前記発光チップ100、101の方向に反射フレーム310が貫通する孔でありうる。前記第1開口部341は、トップビュー形状が円形状または多角形状でありうる。前記第2開口部343は、トップビュー形状が円形状または多角形状でありうる。
【0087】
前記第1開口部341は第1発光チップ100の外側に配置され、前記第1発光チップ100の上部に開放できる。前記第2開口部343は第2発光チップ101の外側に配置され、前記第2発光チップ101の上部に開放できる。前記第1開口部341は、前記第1発光チップ100から放出された光を反射し、光が出射される領域になることができる。前記第2開口部343は、前記第2発光チップ101から放出された光を反射し、光が出射される領域になることができる。
【0088】
図6図8、及び図10のように、前記第1開口部341の側面342は前記第1発光チップ100の上部の周りに前記第1発光チップ100の側面と対面するように配置できる。前記第1開口部341の下端301は、前記第1リードフレーム125に隣接するほど前記第1発光チップ100の側面にさらに隣接できる。前記第1開口部341の下部幅(G1、G2)は前記第1発光チップ100の上面幅より広いことがあり、前記キャビティー140の上に露出した第1リードフレーム125の幅(W1)よりは狭いことがある。前記第1開口部341の側面342は、前記胴体110の平らな底面に対して傾斜するか、または垂直な面からなることができる。ここで、前記第1開口部341は、上に行くほど徐々に広くなることがある。前記第1開口部341の下部幅(G1、G2)は第1軸(x)方向の長さと第2軸(y)方向の長さであって、互いに同一または相異することがあり、発光チップのサイズによって異なることがある。前記第1開口部341の下部面積は前記第1発光チップ100の上面面積より大きく、前記キャビティー140に露出した第1リードフレーム125の上面面積より小さいことがある。
【0089】
図6図8、及び図11のように、前記第2開口部343の側面344は前記第2発光チップ101の上部の周りに前記第2発光チップ101の側面と対面するように配置できる。前記第2開口部343の下端302は、前記第2リードフレーム135に隣接するほど前記第2発光チップ101の側面に一層隣接することができる。前記第2開口部343の下部幅は、前記第2発光チップ101の上面幅より広いことがあり、前記キャビティー140の上に露出した第2リードフレーム135の幅よりは狭いことがある。前記第2開口部343の側面344は、前記胴体110の底面に対して傾斜するか、または垂直な面からなることができる。ここで、前記第2開口部343の下部幅は前記第1開口部341の下部幅と同一でありえる。前記第1開口部341の下部面積は、前記第2発光チップ101の上面面積より大きく、前記キャビティー140に露出した第2リードフレーム135の上面面積より小さいことがある。
【0090】
図8のように、前記第1開口部341及び第2開口部343は、上部幅(x1、y1)が下部幅(G1、G2)より広いことがあり、このような幅差により光反射効率が改善できる。
【0091】
前記第1及び第2開口部341、343の間の隔壁部345は、前記第1及び第2開口部341、343を分離するようになる。前記隔壁部345は、胴体110のセンター領域または第3及び第4リードフレーム145、155と垂直方向にオーバーラップするように配置できる。
【0092】
図1図5から図7を参照すると、前記隔壁部345には第1発光チップ100に連結された第1連結部材171を収容する第1リセス371、及び前記第2発光チップ101に連結された第2連結部材172を収容する第2リセス372を含むことができる。図6及び図8のように、前記隔壁部345の第1軸(x)方向の長さ(x2)は、第1及び第2間隙部116、117の幅(G3、G4)の和より大きいことがある。このような隔壁部345は、前記第1及び第2保護チップ102、103の上部及び周りをカバーするようになるので、光損失を減らすことができる。
【0093】
前記第1リセス371は第1保護チップ102に連結された第3連結部材173を収容し、前記第2リセス372は第2保護チップ103に連結された第4連結部材174を収容することができる。
【0094】
図7のように、前記第1リセス371の幅(E1)は、例えば第1開口部341がオープンした入口側の幅であって、第1及び第3連結部材171、173が過ぎる空間を提供することができる幅でありうる。前記第2リセス372の幅(E2)は、例えば第2開口部343がオープンした入口側の幅であって、第2及び第4連結部材172、174が過ぎる空間を提供することができる幅でありうる。
【0095】
前記第1リセス371は、前記第1開口部341の側面342の一部から前記第4リードフレーム155の上部までオープンさせることができる。前記第1リセス371は隔壁部345の上面より低くオープンした領域であって、第1開口部341と第4リードフレーム155とを連結させる。
【0096】
前記第2リセス372は、前記第2開口部343の側面344の一部から前記第4リードフレーム155の上部までオープンさせることができる。前記第2リセス372は、前記隔壁部345の上面より低くオープンした領域であって、前記第2開口部343と第4リードフレーム155とを連結させる。
【0097】
前記第1及び第2リセス371、372は、前記隔壁部345の上面より低い領域を通じて前記第1及び第2開口部341、343と第3及び第4リードフレーム145、155に連結できる。前記第1及び第2リセス371、372は、図7のように、前記隔壁部345の内のリセス領域340を通じて互いに連結できる。このようなリセス領域340は、前記第1及び第2間隙部116、117の上に配置できる。
【0098】
図1図5から図8のように、前記第1及び第2リセス371、372は、例えば第1または第2連結部材171、172が接触しない高さでありうる。前記反射フレーム310の隔壁部345の下に配置されたリセス領域340の高さ(C1)は前記第3及び第4リードフレーム145、155の上面から230μm以上、例えば250μmから300μm範囲でありうる。このような高さ(C1)が低過ぎる場合、リセス領域140の内に配置された連結部材171、172、173、174が接触されることができ、または高過ぎる場合、隔壁部345の剛性が弱くなる問題がある。
【0099】
前記反射フレーム310の上面315は平らな面であって、これに対して限定するものではない。前記反射フレーム310の外側面311、312、313、314は、前記胴体110の側面部111、112、113、114と同一平面上に配置されるか、または段差付けた構造で配置できる。前記反射フレーム310の外側面311、312、313、314は、前記胴体110の側面部111、112、113、114の傾斜した面と同一な角度に傾斜するか、または垂直に配置できる。
【0100】
図8のように、前記胴体110の上面115は、前記発光チップ100、101の上面と同一な水平面に配置されるか、またはより低く配置できる。他の例として、前記胴体110の上面115は前記発光チップ100、101の上面より高く、図3の第1及び第2連結部材171、172の高点より低く配置できる。
【0101】
図1から図3のように、前記胴体110と前記反射フレーム310との結合構造を見ると、前記胴体110と反射フレーム310との結合構造は、相互形合される構造であって、突起及び溝構造を含むことができる。前記胴体110は複数の第1結合部181、182、183を含み、前記反射フレーム310は複数の第2結合部381、382、383を含む。前記第1及び第2結合部(181、182、183)(381、382、383)のうち、いずれか1つは突起構造であり、他の1つは溝構造でありうる。説明の便宜のために、第1結合部181、182、183は突起構造であり、第2結合部381、382、383は溝構造として説明する。
【0102】
前記第1結合部181、182、183は、前記胴体110に少なくとも2つまたは3個以上が配置できる。前記第1結合部181、182、183は、前記胴体110の互いに異なる隅領域に配置されることができ、例えば前記隅領域のうち、いずれか1つには前記第1結合部181、182、183を形成しないことがある。前記第1結合部181、182、183が形成されない領域は、反射フレーム350の上で電極識別領域390として形成できる。前記電極識別領域390は、発光素子300の電極極性を区分するように提供することができる。
【0103】
前記第1結合部181、182、183の各々は前記反射フレーム310の第2結合部381、382、383の方向または反射フレーム310に突出できる。前記第1結合部181、182、183の各々は、前記胴体110の各隅領域で互いに異なる側面部の方向に所定の長さを有する形状を提供することができる。例えば、前記第1結合部181、182、183は隅領域で互いに異なる側面部方向に角形状または直線形状であって、これに対して限定するものではない。図3のように、前記第1結合部181、182、183は、隣接した2側面部方向に延びた長さが互いに同一または相異することがあり、例えば第1軸(x)方向に延びた長さが第2軸(y)方向に延びた長さより長いことがある。
【0104】
前記第2結合部381、382、383は、前記第1結合部181、182、183の突起に対応する溝で形成できる。図7のように、前記第2結合部381、382、383は、前記反射フレーム310の底面316から上方に凹な溝形状を有することができる。前記第2結合部381、382、383は互いに離隔して配置できる。前記第2結合部381、382、383の各々は隣接した2側面部方向に延びた長さ(F1、F2)が互いに同一または相異することがあり、例えば第1軸(x)方向に延びた長さ(F1)が第2軸(y)方向に延びた長さ(F2)より長いことがある。前記反射フレーム310の第2外側面313に配置された隣接した2結合部381、383の間の間隔(F3)は、前記第4外側面314に配置された隣接した2結合部382、383の間の間隔(F4)より大きいことがある。
【0105】
前記第2結合部381、382、383の各々は、外側領域R4、R5が段差付けた構造であるか、または傾斜した面または曲面で延長できる。前記外側領域R4、R5は2段以上の階段形状、斜線形状、または凸な曲面を有する形状でありうる。
【0106】
前記第2結合部381、382、383の外側領域R4、R5は、図3の胴体110の第1結合部181、182、183の外側領域R2、R3と対面するように配置されるので、胴体110の上面とのギャップ(Gap)を減らすことができる。このような第2結合部381、382、383の外側領域R4、R5は、前記第1結合部181、182、183の外側領域R2、R3に密着するか、または接着層(図9の250)により接着できる。前記第2結合部381、382、383の外側領域R4、R5及び前記第1結合部181、182、183の外側領域R2、R3は互いに密着できる構造で形成できる。前記反射フレーム310と前記胴体110との間のギャップは最小化することができ、前記反射フレーム310が流動することを防止することができる。
【0107】
図3図8、及び図9を参照すると、前記各発光チップ100、101の周りには反射フレーム310の第1及び第2開口部341、343の側面342、344が配置されるが、前記第1開口部341の下端301は前記第1発光チップ100の上面より低い位置に配置されることができ、例えば前記第1発光チップ100の活性層L1の位置より低い位置に配置できる。
【0108】
前記第2開口部343の下端302は前記第2発光チップ101の上面より低い位置に配置されることができ、例えば前記第2発光チップ101の活性層の位置より低い位置に配置できる。
【0109】
前記第1及び第2開口部341、343の側面下端301、302は、第1及び第2リードフレーム125、135の上面から所定距離に離隔する。例えば、図9のように、前記第1開口部341の側面下端301、302は、前記第1リードフレーム125との距離(B1)が50μm以上、例えば80μmから110μm範囲でありうる。前記第1及び第2開口部341、343の側面下端301、302が前記範囲より低く配置された場合、第1及び第2リードフレーム125、135との電気的な干渉が発生することがあり、前記範囲より高く配置された場合、光損失が発生することがある。
【0110】
前記第1及び第2開口部341、343の側面下端301、302は、前記第1及び第2発光チップ100、101との間隔が所定距離離隔できる。例えば、図9のように、前記第1開口部341の側面下端301、302は前記第1発光チップ100の側面間の間隔(B2)が80μm以上、例えば90μmから120μm範囲に離隔できる。前記第1及び第2開口部341、343の側面下端301、302と前記第1及び第2発光チップ100、101との間の間隔(B1)が前記範囲より狭く配置された場合、発光チップ100、101の搭載時の工程誤差を確保できなくなり、前記範囲より広く配置された場合、開口部341、343のサイズが増加して光抽出効率の改善が微小でありうる。
【0111】
前記反射フレーム310の隔壁部345の内のリセス領域340は、前記突出部118の上面から離隔できる。他の例として、前記反射フレーム310の隔壁部345の一部は前記突出部118に接触されることができ、前記隔壁部345の中心部を支持することができる。
【0112】
前記キャビティー140にはモールディング部材150が配置できる。前記モールディング部材150はシリコンまたはエポキシのような透光性材質を含み、単層または多層で形成できる。前記第1及び第2開口部341、343には前記モールディング部材150が配置されることができ、これに対して限定するものではない。前記反射フレーム310のリセス内には前記第1及び第2開口部341、343に配置されたモールディング部材150が配置されることができ、これに対して限定するものではない。このようなモールディング部材150が配置された場合、前記反射フレーム310を支持することができる。
【0113】
前記モールディング部材150は、前記発光チップ100、101の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YAG、TAG、Silicate、Nitride、Oxy-Nitride系物質のうちから選択的に形成できる。前記蛍光体は、赤色蛍光体、黄色蛍光体、青色蛍光体、緑色蛍光体のうち、少なくとも1つを含むことができ、これに対して限定するものではない。前記蛍光体は、第1及び第2発光チップ100、101の上に互いに異なるカラーを発光する蛍光体が配置されることができ、これに対して限定するものではない。
【0114】
前記モールディング部材150の表面は、フラット形状、凹形状、凸形状のうち、少なくとも1つで配置されることができ、これに対して限定するものではない。前記モールディング部材150の表面は光出射面になることができる。前記モールディング部材150の上部には光学レンズが配置されることができ、前記光学レンズは発光チップ100、101に対して凸レンズ、凹レンズ、または中心部に全反射面を有する凸レンズを含むことができ、これに対して限定するものではない。
【0115】
図13図8の他の例を示す図である。図13を説明するに当たって、前記に開示された実施形態と同一な部分は前記に開示された実施形態を参照する。
【0116】
図13及び図3を参照すると、発光素子の第1及び第2間隙部116、117は、前記第1及び第2リードフレーム125、135の上面より高く突出した第1及び第2反射部116A、117Aを含むことができる。前記第1反射部116Aは、前記第1リードフレーム125と前記第3及び第4リードフレーム145、155との間の領域に突出して、前記第1発光チップ100から放出された光を反射させることができる。前記第2反射部117Aは、前記第2リードフレーム135と前記第3及び第4リードフレーム145、155との間の領域に突出して、前記第2発光チップ101から放出された光を反射させることができる。
【0117】
前記第1及び第2反射部116A、117Aの厚さ(T2)は、前記第1及び第2保護チップ102、103の上面高さと等しいか高く突出して、前記第1及び第2保護チップ102、103による光吸収を減らすことができる。また、実施形態は前記第1及び第2保護チップ102、103の表面に反射材質を塗布して、光の吸収を防止することができる。前記反射材質はシリコンまたはエポキシのような樹脂材質に金属酸化物、例えばTiO、SiO、Alのうち、少なくとも1つを含むことができる。このような反射材質は、第1及び第2保護チップ102、103による光吸収を防止することができる。
【0118】
前記キャビティー140の下部の第1領域140Aには第1発光チップ100の周りに反射構造を提供することができ、第2領域140Bには第2発光チップ101の周りに反射構造が提供できる。このような反射構造は、キャビティー140の周り側壁と前記第1及び第2反射部116A、117Aにより形成できる。
【0119】
前記第1発光チップ100の上には第1蛍光体フィルム400及び前記第2発光チップ101の上に第2蛍光体フィルム401が配置できる。前記第1蛍光体フィルム400と前記第2蛍光体フィルム401は同一な蛍光体または互いに異なる蛍光体を含むことができる。例えば、前記第1及び第2発光チップ100、101が青色光を発光した場合、前記第1蛍光体フィルム400は黄色蛍光体を有することができ、前記第2蛍光体フィルム401は赤色蛍光体を有することができる。
【0120】
他の例として、前記第1及び第2発光チップ100、101が青色光を発光した場合、前記第1蛍光体フィルム400は緑色蛍光体を有することができ、前記第2蛍光体フィルム401は赤色蛍光体を有することができる。
【0121】
他の例として、前記第1及び第2発光チップ100、101が青色光を発光した場合、前記第1蛍光体フィルム400は黄色及び緑色蛍光体を有することができ、前記第2蛍光体フィルム401は赤色及び緑色蛍光体を有することができる。
【0122】
他の例として、前記第1及び第2発光チップ100、101が紫外線光を発光した場合、前記第1蛍光体フィルム400は青色及び赤色蛍光体を有することができ、前記第2蛍光体フィルム401は緑色蛍光体を有することができる。このような蛍光体フィルム400、401の内の蛍光体種類は発光チップ100、101によって変わることができ、前記モールディング部材150の内に蛍光体が添加されることができ、これに対して限定するものではない。
【0123】
前記反射フレーム310は前記胴体110の上に接着層250により接着されることができ、第1及び第2開口部341、343の間の隔壁部345は前記第1及び第2間隙部116、117の上に配置できる。前記隔壁部345の内のリセス領域340は前記第1及び第2間隙部116、117から離隔できる。
【0124】
図14図8の他の例を示す図である。図14を説明するに当たって、前記に開示された実施形態と同一な部分は前記に開示された実施形態を参照する。
【0125】
図14は、図3を参照して説明すると、発光素子は第1リードフレーム125の上に第1凹部126を有し、前記第1凹部126の上に第1発光チップ100が配置され、第2リードフレーム135の上に第2凹部136を有し、前記第2凹部136の上に第2発光チップ101が配置できる。
【0126】
前記第1凹部126の底は前記第1リードフレーム125の上面より低く配置され、前記第2凹部136の底は前記第2リードフレーム135の上面より低く配置される。前記第1凹部126及び第2凹部136はカップ形状または段差付けた形状を含むことができる。
【0127】
反射フレーム310の第1開口部341の下端301は前記第1発光チップ100の上面より低く、前記第1凹部126に隣接するように配置できる。例えば、前記反射フレーム310の第1開口部341の下端301は前記第1リードフレーム125の上面より下に配置されることができ、これに対して限定するものではない。これによって、第1発光チップ100から放出された光は前記第1開口部341の側面342により反射できる。
【0128】
反射フレーム310の第2開口部343の下端302は前記第2発光チップ101の上面より低く、前記第2凹部136に隣接するように配置できる。例えば、前記反射フレーム310の第2開口部343の下端302は前記第2リードフレーム135の上面より下に配置されることができ、これに対して限定するものではない。これによって、第2発光チップ101から放出された光は前記第2開口部343の側面344により反射できる。
【0129】
図15は、図8の発光素子を有するライトユニットを示す図である。図15を説明するに当たって、前記に開示された実施形態を参照する。
【0130】
図15及び図3を参照すると、ライトユニットはモジュール基板500の上に実施形態に従う発光素子300が配置されることができ、前記発光素子300は、前記モジュール基板500の上に1つまたは複数個が配列できる。前記モジュール基板500はボンディング部材501で、第1から第4リードフレーム125、135、145、155と接着できる。前記ボンディング部材501は、ソルダーのような接着材料を含むことができる。前記モジュール基板500には前記発光素子300の第1から第4リードフレーム125、135、145、155の底面と対応する位置にパッド512、514、516が配列できる。
【0131】
前記モジュール基板500は印刷回路基板(PCB;Printed Circuit Board)であって、例えば樹脂材質のPCB、メタル材質の放熱層を有するPCB(MCPCB;Metal Core PCB)、軟性PCB(FPCB;Flexible PCB)などを含むこともでき、これに対して限定するものではない。
【0132】
図16は、図1の発光チップを示す図である。
【0133】
図16を参照すると、発光チップ100、101は複数の半導体層11、12、13を有する発光構造物10、前記発光構造物10の下に第1電極層20、前記第1電極層20の下に第2電極層50、前記第1及び第2電極層20、50の間に絶縁層41、及びパッド25を含むことができる。
【0134】
前記発光構造物10は、第1半導体層11、活性層12、及び第2半導体層13を含むことができる。前記活性層12は、前記第1半導体層11と前記第2半導体層13との間に配置できる。前記活性層12は前記第1半導体層11の下に配置されることができ、前記第2半導体層13は前記活性層12の下に配置できる。
【0135】
例として、前記第1半導体層11は第1導電型ドーパント、例えばn型ドーパントが添加されたn型半導体層を含み、前記第2半導体層13は第2導電型ドーパント、例えばp型ドーパントが添加されたp型半導体層を含むことができる。また、反対に、前記第1半導体層11がp型半導体層で形成され、前記第2半導体層13がn型半導体層で形成されることもできる。
【0136】
前記第1半導体層11は、例えばn型半導体層を含むことができる。前記第1半導体層11は化合物半導体で具現できる。前記第1半導体層11は、例としてII族−VI族化合物半導体、及びIII族−V族化合物半導体のうち、少なくとも1つで具現できる。
【0137】
例えば、前記第1半導体層11はInAlGa1−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具現できる。前記第1半導体層11は、例えばGaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、AlGaInPなどから選択されることができ、Si、Ge、Sn、Se、Teなどのn型ドーパントがドーピングできる。
【0138】
前記活性層12は、前記第1半導体層11を通じて注入される電子(または、正孔)と前記第2半導体層13を通じて注入される正孔(または、電子)とが互いに合って、前記活性層12の形成物質に従うエネルギーバンド(Energy Band)のバンドギャップ(Band Gap)差によって光を放出する層である。前記活性層12は、単一井戸構造、多重井戸構造、量子点構造、または量子線構造のうち、いずれか1つで形成できるが、これに限定されるものではない。
【0139】
前記活性層12は、化合物半導体で具現できる。前記活性層12は、例としてII族−VI族及びIII族−V族化合物半導体のうち、少なくとも1つで具現できる。前記活性層12は、例としてInAlGa1−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具現できる。前記活性層12が前記多重井戸構造で具現された場合、前記活性層12は複数の井戸層と複数の障壁層が積層されて具現されることができ、例えばInGaN井戸層/GaN障壁層、InGaN井戸層/AlGaN障壁層、InAlGaN井戸層/InAlGaN障壁層、またはGaN井戸層/AlGaN障壁層の周期で具現できる。
【0140】
前記第2半導体層13は、例えばp型半導体層で具現できる。前記第2半導体層13は化合物半導体で具現できる。前記第2半導体層13は、例としてII族−VI族化合物半導体及びIII族−V族化合物半導体のうち、少なくとも1つで具現できる。
【0141】
例えば、前記第2半導体層13はInAlGa1−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具現できる。前記第2半導体層13は、例えばGaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、AlGaInPなどから選択されることができ、Mg、Zn、Ca、Sr、Baなどのp型ドーパントがドーピングできる。
【0142】
一方、前記第1半導体層11がp型半導体層を含み、前記第2半導体層13がn型半導体層を含むこともできる。また、前記第2半導体層13の下には前記第2半導体層13と異なる導電型を有するn型またはp型半導体層を含む半導体層がさらに形成されることもできる。これによって、前記発光構造物10は、np、pn、npn、pnp接合構造のうち、少なくともいずれか1つを有することができる。また、前記第1半導体層11及び前記第2半導体層13の内の不純物のドーピング濃度は均一または不均一に形成できる。即ち、前記発光構造物10の構造は多様に形成されることができ、これに対して限定するものではない。
【0143】
また、前記第1半導体層11と前記活性層12との間、または前記第2半導体層13と前記活性層12との間には互いに異なる半導体層が交互に配置された、例えばInGaN/GaN超格子構造またはInGaN/InGaN超格子構造が形成されることもできる。また、前記第2半導体層13と前記活性層12との間には第2導電型ドーパントが添加されたAlGaN層が形成されることもできる。
【0144】
前記第1半導体層11の上面はラフ(rough)な凹凸部11Aで形成されることができ、このような凹凸面11Aは光抽出効率を改善させることができる。前記凹凸面11Aの側断面は多角形状、または半球形状を含むことができる。
【0145】
前記第1電極層20は前記発光構造物10と第2電極層50との間に配置され、前記発光構造物10の第2半導体層13と電気的に連結され、前記第2電極層50と電気的に絶縁される。前記第1電極層20は、第1接触層15、反射層17、及びキャッピング層19を含み、前記第1接触層15は前記反射層17と第2半導体層13との間に配置され、前記反射層17は前記第1接触層15と前記キャッピング層19との間に配置される。前記第1接触層15、反射層17、及びキャッピング層19は、互いに異なる導電性物質で形成されることができ、これに対して限定するものではない。
【0146】
前記第1接触層15は前記第2半導体層13に接触され、例えば前記第2半導体層13にオーミック接触を形成することができる。前記第1接触層15は、例えば伝導性酸化膜、伝導性窒化物、または金属で形成できる。前記第1接触層15は、例としてITO(Indium Tin Oxide)、ITON(ITO Nitride)、IZO(Indium Zinc Oxide)、IZON(IZO Nitride)、AZO(Aluminum Zinc Oxide)、AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide)、IZTO(Indium Zinc Tin Oxide)、IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide)、IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)、IGTO(Indium Gallium Tin Oxide)、ATO(Antimony Tin Oxide)、GZO(Gallium Zinc Oxide)、IZON(IZO Nitride)、ZnO、IrOx、RuOx、NiO、Pt、Ag、Tiのうち、少なくとも1つで形成できる。
【0147】
前記反射層17は、前記第1接触層15とキャッピング層19に電気的に連結できる。前記反射層17は、前記発光構造物10から入射される光を反射させて外部に抽出される光量を増加させる機能を遂行することができる。
【0148】
前記反射層17は、光反射率が70%以上の金属で形成できる。例えば、前記反射層17はAg、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Cu、Au、Hfのうち、少なくとも1つを含む金属または合金で形成できる。また、前記反射層17は前記金属または合金と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)などの透光性伝導性物質を用いて多層に形成できる。例えば、実施形態において、前記反射層17はAg、Al、Ag−Pd−Cu合金、またはAg−Cu合金のうち、少なくともいずれか1つを含むことができる。例えば、前記反射層17はAg層とNi層とが交互に形成されることもでき、Ni/Ag/Ni、あるいはTi層、Pt層を含むことができる。他の例として、前記第1接触層15は前記反射層17の下に形成され、少なくとも一部が前記反射層17を通過して前記第2半導体層13と接触されることもできる。他の例として、前記反射層17は前記第1接触層15の下に配置され、一部が前記第1接触層15を通過して前記第2半導体層13と接触できる。
【0149】
実施形態に従う発光素子は、前記反射層17の下に配置されたキャッピング層(capping layer)19を含むことができる。前記キャッピング層19は前記反射層17の下面と接触し、接触部34がパッド25と結合されて、前記パッド25から供給される電源を伝達する配線層として機能する。前記キャッピング層19は金属で形成されることができ、例えばAu、Cu、Ni、Ti、Ti−W、Cr、W、Pt、V、Fe、Mo物質のうち、少なくとも1つを含むことができる。
【0150】
前記キャッピング層19の接触部34は前記発光構造物10と垂直方向にオーバーラップしない領域に配置され、前記パッド25と垂直になるようにオーバーラップする。前記キャッピング層19の接触部34は、前記第1接触層15及び反射層17と垂直方向にオーバーラップしない領域に配置される。前記キャッピング層19の接触部34は前記発光構造物10より低い位置に配置され、前記パッド25と直接接触できる。
【0151】
前記パッド25は単層または多層に形成されることができ、単層はAuであって、多層の場合、Ti、Ag、Cu、Auのうち、少なくとも2つを含むことができる。ここで、多層の場合、Ti/Ag/Cu/Auの積層構造、またはTi/Cu/Auの積層構造でありうる。前記反射層17及び前記第1接触層15のうちの少なくとも1つがパッド25と直接接触されることができ、これに対して限定するものではない。
【0152】
前記パッド25は、第1電極層20の外側壁と前記発光構造物10との間の領域A1に配置できる。前記パッド25の周りには前記保護層30及び透光層45が接触できる。
【0153】
保護層30は前記発光構造物10の下面に配置され、前記第2半導体層13の下面及び前記第1接触層15と接触されることができ、前記反射層17と接触できる。
【0154】
前記保護層30のうち、前記発光構造物10と垂直方向にオーバーラップする内側部は、前記突出部16の領域と垂直方向にオーバーラップするように配置できる。前記保護層30の外側部は前記キャッピング層19の接触部34の上に延びて、前記接触部34と垂直方向にオーバーラップするように配置される。前記保護層30の外側部は前記パッド25と接触されることができ、例えば前記パッド25の周り面に配置できる。
【0155】
前記保護層30の内側部は、前記発光構造物10と前記第1電極層20との間に配置され、外側部は透光層45と前記キャッピング層19の接触部34との間に配置できる。前記保護層30の外側部は前記発光構造物10の側壁より外側領域A1に延びて、湿気が侵入することを防止することができる。
【0156】
前記保護層30はチャンネル層、または低屈折材質、アイソレーション層として定義できる。前記保護層30は絶縁物質で具現されることができ、例えば酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記保護層30は、SiO、Si、Si、Si、SiO、Al、TiO、AlNなどからなる群から少なくとも1つが選択されて形成できる。前記保護層30は透明な材質で形成できる。
【0157】
実施形態に従う発光素子は、前記第1電極層20と前記第2電極層50を電気的に絶縁させる絶縁層41を含むことができる。前記絶縁層41は、前記第1電極層20と前記第2電極層50との間に配置できる。前記絶縁層41の上部は前記保護層30に接触できる。前記絶縁層41は、例えば酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記絶縁層41は、SiO、Si、Si、Si、SiO、Al、TiO、AlNなどからなる群から少なくとも1つが選択されて形成できる。
【0158】
前記絶縁層41は、例として100ナノメートルから2000ナノメートルの厚さで形成できる。前記絶縁層41の厚さが100ナノメートル未満に形成される場合、絶縁特性に問題が生じることがあり、前記絶縁層41の厚さが2000ナノメートル超過に形成される場合に、後工程段階で破れが生じることがある。前記絶縁層41は、前記第1電極層20の下面と前記第2電極層50の上面に接触し、前記保護層30、キャッピング層19、接触層15、反射層17の各々の厚さよりは厚く形成できる。
【0159】
前記第2電極層50は、前記絶縁層41の下に配置された拡散防止層52、前記拡散防止層52の下に配置されたボンディング層54、及び前記ボンディング層54の下に配置された伝導性支持部材56を含むことができ、前記第1半導体層11と電気的に連結できる。また、前記第2電極層50は、前記拡散防止層52、前記ボンディング層54、前記伝導性支持部材56のうち、1つまたは2つを選択的に含み、前記拡散防止層52または前記ボンディング層54のうち、少なくとも1つは形成しないことがある。
【0160】
前記拡散防止層52は、Cu、Ni、Ti、Ti−W、Cr、W、Pt、V、Fe、Mo物質のうち、少なくとも1つを含むことができる。前記拡散防止層52は、絶縁層41とボンディング層54との間で拡散障壁層として機能することもできる。前記拡散防止層52は、ボンディング層54及び伝導性支持部材56と電気的に連結され、前記第1半導体層11と電気的に連結できる。
【0161】
前記拡散防止層52は、前記ボンディング層54が提供される工程で前記ボンディング層54に含まれた物質の前記反射層17方向への拡散を防止する機能を遂行することができる。前記拡散防止層52は、前記ボンディング層54に含まれたスズ(Sn)などの物質が前記反射層17に影響を及ぼすことを防止することができる。
【0162】
前記ボンディング層54はバリア金属またはボンディング金属などを含み、例えば、Ti、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag、Nb、Pd、またはTaのうち、少なくとも1つを含むことができる。前記伝導性支持部材56は実施形態に従う前記発光構造物10を支持し、放熱機能を遂行することができる。前記ボンディング層54はシード(seed)層を含むこともできる。
【0163】
前記伝導性支持部材56は金属またはキャリア基板、例えばTi、Cr、Ni、Al、Pt、Au、W、Cu、Mo、Cu−W、または不純物が注入された半導体基板(例:Si、Ge、GaN、GaAs、ZnO、SiC、SiGeなど)のうち、少なくともいずれか1つで形成できる。前記伝導性支持部材56は発光素子100を支持するための層であって、その厚さは第2電極層50の厚さの80%以上であり、30μm以上に形成できる。
【0164】
一方、第2接触層33は前記第1半導体層11の内部に配置され、前記第1半導体層11と接触する。前記第2接触層33の上面は前記第1半導体層11の下面より上に配置されることができ、第1半導体層11と電気的に連結され、前記活性層12及び第2半導体層13と絶縁される。
【0165】
前記第2接触層33は前記第2電極層50に電気的に連結できる。前記第2接触層33は、前記第1電極層20、前記活性層12、及び前記第2半導体層13を貫通して配置できる。前記第2接触層33は、前記発光構造物10の内に配置されたリセス(recess)2に配置され、前記活性層12及び第2半導体層13と保護層30により絶縁される。前記第2接触層33は複数個が互いに離隔して配置できる。
【0166】
前記第2接触層33は第2電極層50の突起51に連結されることができ、前記突起51は前記拡散防止層52から突出できる。前記突起51は、絶縁層41及び保護層30の内に配置されたホール41Aを通じて貫通され、第1電極層20と絶縁できる。
【0167】
前記第2接触層33は、例えばCr、V、W、Ti、Zn、Ni、Cu、Al、Au、Moのうち、少なくとも1つを含むことができる。前記突起51は、他の例として、前記拡散防止層52及びボンディング層54を構成する物質のうち、少なくとも1つを含むことができ、これに対して限定するものではない。例えば、前記突起51は、例としてTi、Au、Sn、Ni、Cr、Ga、In、Bi、Cu、Ag、Nb、Pd、またはTaのうち、少なくとも1つを含むことができる。
【0168】
パッド25は前記第1電極層20に電気的に連結され、前記発光構造物10の側壁外側の領域A1に露出できる。前記パッド25は1つまたは複数で配置できる。前記パッド25は、例えばCu、Ni、Ti、Ti−W、Cr、W、Pt、V、Fe、Mo物質のうち、少なくとも1つを含むことができる。
【0169】
透光層45は前記発光構造物10の表面を保護し、前記パッド25と前記発光構造物10との間を絶縁させることができ、前記保護層30の周辺部と接触できる。前記透光層45は、前記発光構造物10を構成する半導体層の物質より低い屈折率を有し、光抽出効率を改善させることができる。前記透光層45は、例えば酸化物または窒化物で具現できる。例えば、前記透光層45は、Si0、Si、Si、Si、SiO、Al、TiO、AlNなどからなる群から少なくとも1つが選択されて形成できる。一方、前記透光層45は設計によって省略されることもできる。実施形態によれば、前記発光構造物10は前記第1電極層20と前記第2電極層50により駆動できる。
【0170】
即ち、実施形態に従う発光素子は1つの素子内に個別駆動できる複数の発光構造物を含むことができる。実施形態では1つの発光素子に2つの発光構造物が配置された場合を基準に説明したが、1つの発光素子に3個または4個以上の発光構造物が配置されることができ、また個別駆動されるように具現できる。このような構造を有する発光素子は、1つの例として、車両の照明装置、例えば前照灯または後尾灯に有用に適用できる。
【0171】
また、実施形態に従う発光素子は、前記発光構造物10の上に蛍光体フィルム(図示せず)が提供できる。
【0172】
以上で説明した本発明は前述した実施形態及び添付した図面に限定されるものでなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内でさまざまな置換、変形、及び変更が可能であるということが本発明が属する技術分野で従来の知識を有する者にとって明らかである。したがって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載された内容に限定されるものでなく、特許請求範囲により定まるべきである。
【0173】
本特許出願は、2015年3月11日付で韓国に出願した特許出願番号第10−2015−0033790号に対し、米国特許法119(a)条(35U.S.C§119(a))により優先権を主張し、その全ての内容は参考文献として本特許出願に併合される。
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