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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-20
(54)【発明の名称】発光素子パッケージ及びこれを備えた照明装置
(51)【国際特許分類】
F21V 23/00 20150101AFI20240213BHJP
H01L 33/00 20100101ALI20240213BHJP
H01L 33/60 20100101ALI20240213BHJP
H01L 33/58 20100101ALI20240213BHJP
H01L 33/62 20100101ALI20240213BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20240213BHJP
F21Y 115/10 20160101ALN20240213BHJP
【ＦＩ】
F21V23/00 160
H01L33/00 L
H01L33/60
H01L33/58
H01L33/62
F21S2/00 110
F21Y115:10
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023550592
(86)(22)【出願日】2022-02-25
(85)【翻訳文提出日】2023-08-22
(86)【国際出願番号】 KR2022002771
(87)【国際公開番号】W WO2022182189
(87)【国際公開日】2022-09-01
(31)【優先権主張番号】10-2021-0026136
(32)【優先日】2021-02-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】517099982
【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】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100165191
【弁理士】
【氏名又は名称】河合 章
(74)【代理人】
【識別番号】100159259
【弁理士】
【氏名又は名称】竹本 実
(72)【発明者】
【氏名】チェ ヨン チェ
(72)【発明者】
【氏名】パク ム ヨン
【テーマコード（参考）】
3K014
5F142
【Ｆターム（参考）】
3K014AA01
5F142AA31
5F142BA03
5F142BA24
5F142CA03
5F142CB22
5F142CC26
5F142CE08
5F142CE13
5F142CE16
5F142CG04
5F142CG05
5F142DA16
5F142DB16
5F142DB24
5F142DB36
5F142DB37
5F142DB38
5F142EA02
5F142GA21
5F142GA28
(57)【要約】
発明の実施例に開示された照明装置は、複数のリードフレーム、前記複数のリードフレームが結合された本体、前記本体の前面部が開放されたキャビティ、及び前記複数のリードフレームのうちいずれか１つである第１リードフレームに配置された発光チップを含む発光素子パッケージと、前記発光素子パッケージが配置され、第１パッド部を有する回路基板と、前記回路基板の上で前記発光素子パッケージを覆う樹脂層と、前記樹脂層と前記回路基板の間に配置され、前記発光素子パッケージの下部が挿入された反射部材と、前記樹脂層の上に前記発光素子パッケージと垂直方向に重なった遮光部と、を含み、前記第１リードフレームは、前記キャビティの底面に配置された第１フレームと、前記第１フレームから前記本体の下面に折り曲げられ、前記回路基板の第１パッド部と接合される第１ボンディング部とを含み、前記第１ボンディング部は、前記本体の下面から前記本体の後面部を向けて前記本体の後面部よりも突出することができる。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のリードフレームと、前記複数のリードフレームが結合された本体と、前記本体の前面部が開放されたキャビティと、前記複数のリードフレームのうちいずれか１つである第１リードフレームに配置された発光チップとを含む発光素子パッケージと、前記発光素子パッケージが配置され、第１パッド部を有する回路基板と、
前記回路基板の上で前記発光素子パッケージを覆う樹脂層と、
前記樹脂層と前記回路基板の間に配置され、前記発光素子パッケージの下部が挿入された反射部材と、
前記樹脂層の上に前記発光素子パッケージと垂直方向に重なった遮光部と、を含み、
前記第１リードフレームは、前記キャビティの底面に配置された第１フレームと、前記第１フレームから前記本体の下面に折り曲げられ、前記回路基板の第１パッド部と接合される第１ボンディング部とを含み、
前記第１ボンディング部は、前記本体の下面から前記本体の後面部を向けて前記本体の後面部よりも突出する、照明装置。
【請求項2】
複数のリードフレームと、前記複数のリードフレームが結合された本体と、前記本体の前面部が開放されたキャビティと、前記複数のリードフレームのうちいずれか１つである第１リードフレームに配置された発光チップとを含む発光素子パッケージと、前記発光素子パッケージが配置され、第１パッド部を有する回路基板と、
前記回路基板の上で前記発光素子パッケージを覆う樹脂層と、
前記樹脂層と前記回路基板の間に配置され、前記発光素子パッケージの下部が挿入された反射部材と、
前記樹脂層の上に前記発光素子パッケージと垂直方向に重なった遮光部と、を含み、
前記第１リードフレームは、前記キャビティの底面に配置された第１フレームと、前記第１フレームから前記本体の下面に折り曲げられ、前記回路基板の第１パッド部と接合される第１ボンディング部とを含み、
前記第１ボンディング部は、前記本体の下面から前記本体の前面部を向けて前記本体の前面部よりも突出する、照明装置。
【請求項3】
前記複数のリードフレームは、前記第１リードフレームの両側に配置された第２及び第３リードフレームを含み、前記発光チップは、複数個が前記第１リードフレームの第１フレームの上に配置される、請求項１に記載の照明装置。
【請求項4】
前記第１ボンディング部は、前記キャビティの底面で後面部を向く幅が長さより大きく、前記第１ボンディング部の長さ方向は、前記幅方向と直交し、前記本体の第３側面部から第４側面部を向く方向である、請求項１に記載の照明装置。
【請求項5】
前記第１ボンディング部の長さと幅の割合は、１：６～１：８の範囲である、請求項４に記載の照明装置。
【請求項6】
前記第１ボンディング部は、前記キャビティの底面で前面部を向く長さが前記キャビティの深さより大きく、前記第１ボンディング部の終端は、前記第１ボンディング部と隣接した前記キャビティの内側面を通る仮想の直線と非接触する、請求項２に記載の照明装置。
【請求項7】
前記発光素子パッケージの第１ボンディング部を通る水平な仮想の直線は、前記回路基板の上面に対して７度～１２度の角度で傾斜した、請求項６に記載の照明装置。
【請求項8】
前記発光素子パッケージの前面部に配置されたキャビティの出射面を通る仮想の直線は、前記回路基板の上面に対して９１度～１００度の角度で傾斜した、請求項７に記載の照明装置。
【請求項9】
前記樹脂層の上に少なくとも１つの拡散層と、前記少なくとも１つの拡散層の下面に接着材質の透光層と、を含み、
前記遮光部は、前記少なくとも１つの拡散層の下面に配置される、請求項１から８のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項10】
前記遮光部は、互いに異なる大きさを有する多数のパターン層を含み、前記多数のパターン層は、最上層が一番大きい面積を有し、最下層が一番小さい面積を有する、請求項１から８のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項11】
前記反射部材は、前記発光素子パッケージの第１ボンディング部が接合された第１パッド部が露出した開口部を含み、前記反射部材は、表面に反射パターンを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
発明の実施例は、発光素子パッケージ及びこれを備えた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
発光素子パッケージは、例えば発光ダイオード(Light Emitting Diode)を有する素子であり、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であり、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。前記発光ダイオードは、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、または高圧放電により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しか消耗しない。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、応答特性がはやく、環境にやさしい特徴を有する。これにより、既存の光源を発光ダイオードで代替するための多くの研究が進行されており、発光ダイオードは、室内または室外で使用される各種ランプ、液晶表示装置、電光掲示板、街灯等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】
【0003】
発明の実施例は、発光チップが配置されたリードフレームの面積が広いサイドビュータイプの発光素子パッケージ及びこれを有する照明装置を提供する。発明の実施例は、第１リードフレームの上に複数の発光チップを配置し、本体の下面に第１リードフレームのボンディング部を前記本体の幅より長く延長させた発光素子パッケージ及びこれを有する照明装置を提供する。
【0004】
発明の実施例は、前記複数の発光チップのそれぞれを第２及び第３リードフレームと電気的に連結した発光素子パッケージを提供する。発明の実施例は、発光素子パッケージの下面に配置された少なくとも１つのボンディング部が前記本体の前面よりも突出する発光素子パッケージ及びこれを有する照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
発明の実施例に開示された照明装置は、複数のリードフレーム、前記複数のリードフレームが結合された本体、前記本体の前面部が開放されたキャビティ、及び前記複数のリードフレームのうちいずれか１つである第１リードフレームに配置された発光チップを含む発光素子パッケージと、前記発光素子パッケージが配置され、第１パッド部を有する回路基板と、前記回路基板の上で前記発光素子パッケージを覆う樹脂層と、前記樹脂層と前記回路基板の間に配置され、前記発光素子パッケージの下部が挿入された反射部材と、前記樹脂層の上に前記発光素子パッケージと垂直方向に重なった遮光部と、を含み、前記第１リードフレームは、前記キャビティの底面に配置された第１フレームと、前記第１フレームから前記本体の下面に折り曲げられ、前記回路基板の第１パッド部と接合される第１ボンディング部とを含み、前記第１ボンディング部は、前記本体の下面から前記本体の後面部を向けて前記本体の後面部よりも突出することができる。
【0006】
発明の実施例に開示された照明装置は、複数のリードフレーム、前記複数のリードフレームが結合された本体、前記本体の前面部が開放されたキャビティ、及び前記複数のリードフレームのうちいずれか１つである第１リードフレームに配置された発光チップを含む発光素子パッケージと、前記発光素子パッケージが配置され、第１パッド部を有する回路基板と、前記回路基板の上で前記発光素子パッケージを覆う樹脂層と、前記樹脂層と前記回路基板の間に配置され、前記発光素子パッケージの下部が挿入された反射部材と、前記樹脂層の上に前記発光素子パッケージと垂直方向に重なった遮光部と、を含み、前記第１リードフレームは、前記キャビティの底面に配置された第１フレームと、前記第１フレームから前記本体の下面に折り曲げられ、前記回路基板の第１パッド部と接合される第１ボンディング部とを含み、前記第１ボンディング部は、前記本体の下面から前記本体の前面部を向けて前記本体の前面部よりも突出することができる。
【0007】
発明の実施例によれば、前記複数のリードフレームは、前記第１リードフレームの両側に配置された第２及び第３リードフレームを含み、前記発光チップは、複数個が前記第１リードフレームの第１フレームの上に配置されてもよい。発明の実施例によれば、前記第１ボンディング部は、前記キャビティの底面で後面部を向く幅が長さより大きく、前記第１ボンディング部の長さ方向は、前記幅方向と直交し、前記本体の第３側面部から第４側面部を向く方向であってもよい。発明の実施例によれば、前記第１ボンディング部の長さと幅の割合は、１：６～１：８の範囲を有することができる。
【0008】
発明の実施例によれば、前記第１ボンディング部は、前記キャビティの底面で前面部を向く長さが前記キャビティの深さより大きく、前記第１ボンディング部の終端は、前記第１ボンディング部と隣接した前記キャビティの内側面を通る仮想の直線と非接触することができる。発明の実施例によれば、前記発光素子パッケージの第１ボンディング部を通る水平な仮想の直線は、前記回路基板の上面に対して７度～１２度の角度で傾斜することができる。発明の実施例によれば、前記発光素子パッケージの前面部に配置されたキャビティの出射面を通る仮想の直線は、前記回路基板の上面に対して９１度～１００度の角度で傾斜することができる。
【0009】
発明の実施例によれば、前記樹脂層の上に少なくとも１つの拡散層と、前記少なくとも１つの拡散層の下面に接着材質の透光層とを含み、前記遮光部は、前記少なくとも１つの拡散層の下面に配置される。発明の実施例によれば、前記遮光部は、互いに異なる大きさを有する多数のパターン層を含み、前記多数のパターン層は、最上層が一番大きい面積を有し、最下層が一番小さい面積を有することができる。
【0010】
発明の実施例によれば、前記反射部材は、前記発光素子パッケージの第１ボンディング部が接合された第１パッド部が露出した開口部を含み、前記反射部材は、表面に反射パターンを含むことができる。
【発明の効果】
【0011】
発明の実施例は、発光素子パッケージで発光チップの放熱効率及び光効率を改善することができる。発明の実施例は、発光素子パッケージを傾斜するように基板に搭載することで、光損失を減らし、ホットスポットを下げることができる。
【0012】
発明の実施例は、発光素子パッケージ及びこれを備えた照明装置の光束を改善し、光学的な信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】発明の第１実施例に係る発光素子パッケージを示した平面図である。
【図8】第１実施例に係る発光素子パッケージが配列された照明装置の例である。
【図13】比較例の発光素子パッケージを有する照明装置の例として、光経路を比較した図面である。
【図14】比較例の発光素子パッケージを有する照明装置の例として、光経路を比較した図面である。
【図16】発明の実施例に係る照明装置内の遮光部材の例である。
【図17】発明の実施例に係る発光素子パッケージが適用された照明装置の別の例である。
【図18】第２実施例に係る発光素子パッケージを有する照明装置における光分布を示した図面である。
【図19】第１実施例に係る発光素子パッケージのサンプルに対する温度特性グラフを示した図面である。
【図20】発明の実施例に係る照明装置または照明モジュールを有するランプが適用された車両の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、添付された図面を参照して、本発明が属する技術分野で通常の知識を有した者が本発明を容易に実施できる好ましい実施例を詳しく説明する。ただし、本明細書に記載された実施例と図面に図示された構成は、本発明の好ましい一実施例に過ぎず、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得ることを理解されたい。本発明の好ましい実施例に対する動作原理を詳しく説明する際に、関連した公知機能または構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不必要に妨害すると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。後述される用語は、本発明における機能を考慮して定義された用語として、各用語の意味は、本明細書全般にわたった内容に基づいて解釈されるべきである。図面全体にわたって類似する機能および作用をする部分に対しては、同じ図面符号を使用する。本明細書に記載された実施例と図面に図示された構成は本発明の好ましい実施例であり、本発明の技術的思想を全て代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例があり得る。以下、実施例は、添付された図面及び実施例に対する説明により明白になるだろう。実施例の説明において、各層(膜)、領域、パターンまたは構造物が基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンの「上」または「下」に形成されると記載される場合は、「上」と「下」は「直接」または「他の層を介在して」形成されるものも含む。また、各層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。本明細書の全体にわたり「前方」または「前面」と「後方」または「後面」は、Y方向からパッケージを見た方向を示し、「左側」、及び「右側」は、X方向からパッケージを見た方向を示し、上方向及び下方向は、Z方向からパッケージを見た方向を示すことができる。
【0015】
以下、添付された図面を参照して発明の実施例に係る発光素子パッケージを説明する。図１は、発明の第１実施例に係る発光素子パッケージを示した平面図であり、図２は、図１の発光素子パッケージのA-A側断面図であり、図３は、図１の発光素子パッケージのB-B側断面図であり、図４は、図１の発光素子パッケージの第１側面部から見た底面図であり、図５は、図１の発光素子パッケージが基板に配置された照明モジュールの例であり、図６は、図５の照明モジュールの側断面図の例であり、図７は、図５及び図６の基板の上に反射部材の開口部及びパッドを説明した図面であり、図８は、第１実施例に係る発光素子パッケージが配列された照明装置の例であり、図９は、図８の照明装置のC-C側断面図である。
【0016】
図１～図９を参照すると、発光素子パッケージ１００は、キャビティ１５Aを有する本体１０、前記キャビティ１５A内に複数のリードフレーム２０、３０、４０、及び前記複数のリードフレーム２０、３０、４０のうち少なくとも１つの上に配置された複数の発光チップ７１、７２を含む。前記発光素子パッケージ１００は、サイドビュータイプのパッケージで具現することができ、赤色、緑色、青色、または白色の光のうち少なくとも１つを発光することができる。前記発光素子パッケージ１００を有する照明モジュールは、回路基板４０１の上に配列された１つまたは複数の発光素子パッケージ１００を含むことができ、携帯電話機、携帯コンピュータ、各種照明分野、車両ランプ、または指示装置に適用することができる。説明の便宜を図り、第１方向はX方向またはパッケージの長さ方向であり、第２方向はY方向またはパッケージの幅方向であり、第３方向はZ方向またはパッケージの厚さ方向である。
【0017】
図１～図４を参照すると、前記発光素子パッケージ１００で第１方向Xに長い長さを有するパッケージであり、例えば第１方向Xの長さD１は、第３方向Zの厚さT１より３倍以上、例えば３倍～４.５倍の範囲を有することができる。前記本体１０の第１方向Xの長さD２は、第２及び第３方向Y、Zのそれぞれの長さより３倍以上大きくてもよい。前記本体１０の第１方向の長さD２は、４mm以上、例えば４mm～７mmの範囲または４.５mm～６.５mmの範囲を有することができる。前記本体１０が第１方向Xの長さD２を長く提供するので、キャビティ１５Aの出射側面積または発光面積は、第１方向Xに増加することができる。また、前記キャビティ１５Aの発光面積が大きくなるので、前記発光チップ７１、７２のそれぞれは、第１方向Xの長さを長く提供することができる。例えば、前記発光チップ７１、７２のそれぞれの第１方向Xの長さは、第２方向Yの幅の２倍以上、例えば２倍～３倍の範囲を有することができる。
【0018】
前記発光素子パッケージ１００の厚さT１は、前記本体１０の厚さと同一であるか大きくてもよい。前記本体１０の厚さは、前記本体１０の第１方向Xの長さD２に比べて１/３倍以下を有することができ、薄い厚さを有するパッケージを提供することができる。前記発光素子パッケージ１００の第１方向Xの最大長さD１は、前記本体１０の長さD２と同一であるか大きくてもよい。ここで、前記第１方向Xの最大長さD１は、４mm以上、例えば４mm～８mmの範囲または４mm～６.５mmの範囲を有することができる。このような発光素子パッケージ１００の最大長さD１は、前記本体１０の長さD２に比例して増加または減少してもよい。前記発光素子パッケージ１００の第１方向長さD１が長く提供されることで、第１方向Xに発光チップ７１、７２が配列される時、発光チップ７１、７２の個数または長さを増加させることができる。前記発光素子パッケージ１００の厚さT１は、１.５mm以下、例えば０.６mm～１.５mmの範囲を有することができる。前記発光素子パッケージ１００の厚さT１を相対的に薄く提供することができ、前記発光素子パッケージ１００を有する照明モジュールやランプの厚さは減らすことができる。
【0019】
前記本体１０は、複数のリードフレーム２０、３０、４０と結合される。前記本体１０は、絶縁材質からなることができる。前記本体１０は、反射材質からなることができる。前記本体１０は、発光チップ７１、７２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からなることができる。前記本体１０は、樹脂系の物質、例えばポリフタルアミド(PPA：Polyphthalamide)またはエポキシのような樹脂材質からなることができる。前記本体１０は、シリコーン系、エポキシ系、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、高耐光性材質からなることができる。前記本体１０は白色系の樹脂を含む。前記本体１０内には酸無水物、酸化防止剤、離型剤、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少なくとも１つを含むことができる。
【0020】
前記本体１０は、反射物質、例えば金属酸化物が添加された樹脂材質を含むことができ、入射する光を効果的に反射させることができる。別の例として、前記本体１０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からなることができる。
【0021】
前記本体１０の側面は、下面である第１側面部１１と、前記第１側面部１１の反対側第２側面部１２、前記第１側面部１１及び第２側面部１２のそれぞれに隣接し、互いに反対側に配置された第３及び第４側面部１３、１４を含むことができる。前記第１及び第２側面部１１、１２は、第３方向Zの両側面であり、前記第３及び第４側面部１３、１４は、第１方向Xの両側面である。前記第１側面部１１は、前記本体１０の下面であり、前記第２側面部１２は、前記本体１０の上面であり、前記第１及び第２側面部１１、１２は、本体１０の長さD２を有する長側面であり、前記第３及び第４側面部１３、１４は、前記本体１０の厚さT１より薄い厚さを有する短側面である。前記本体１０の第１側面部１１は、回路基板４０１と対応する面であってもよい。前記本体１０の第１方向Xの長さD２は、第３及び第４側面部１３、１４の間の間隔であり、第１及び第２側面部１１、１２の間の間隔より３倍以上大きくてもよい。
【0022】
前記本体１０で前面部１５は、前記キャビティ１５Aが配置された面であり、光が出射する面である。前記前面部１５の反対側後面部１６は、前記第１側面部１１及び第２側面部１２の後方側面である。
【0023】
前記本体１０は、前記キャビティ１５Aが配置された第１本体１０Aと前記第１本体１０Aの後方側第２本体１０Bを含むことができる。前記第１本体１０Aは、リードフレーム２０、３０、４０より前方に配置され、前記キャビティ１５Aの周りに配置される。前記第２本体１０Bは、前記リードフレーム２０、３０、４０を支持し、パッケージを支持する部分であってもよい。前記第１本体１０Aは、上部本体であるか前方本体であり、前記第２本体１０Bは下部本体であるか後方本体である。前記第１、２本体１０A、１０Bは、一体で形成されてもよく、別途で形成されてから接着されてもよい。
【0024】
前記キャビティ１５Aは、第１～第４内側面１１A、１２A、１３A、１４Aを含むことができる。前記第１内側面１１Aは、前記第１側面部１１に隣接した面であり、前記第２内側面１２Aは、前記第２側面部１２に隣接した面である。前記第１及び第２内側面１１A、１２Aは、互いに対向し、キャビティ１５Aの底面に対して傾斜するか曲線形状に形成されてもよい。前記第３内側面１３Aは、前記第３側面部１３に隣接した面であり、前記第４内側面１４Aは、前記第４側面部１４に隣接した面である。前記第３及び第４内側面１３A、１４Aは、互いに対向し、キャビティ１５Aの底面に対して傾斜するか曲線形状に形成されてもよい。前記第３及び第４内側面１３A、１４Aのそれぞれの両端を連結した仮想の直線の傾斜角度は、前記第１及び第２内側面１１A、１２Aのそれぞれの両端を連結した仮想の直線の傾斜角度より小さくてもよい。これによりキャビティ１５Aは、第３方向Zよりは第１方向Xに広い光指向角分布を提供することができる。
【0025】
前記キャビティ１５Aの深さB７は、本体１０の前面部１５からキャビティ１５Aの底面までの距離であり、前記本体１０の第２方向Yの長さの１/３以下、例えば０.３mm±０.０５mmの範囲を有することができる。前記キャビティ１５Aの深さB７が前記範囲未満である場合、光の指向角の制御が難しく前記範囲を超過する場合、本体１０の第２方向Yの長さが増加するか光指向角が狭くなる問題がある。
【0026】
前記複数のリードフレーム２０、３０、４０のそれぞれの一部は、キャビティ１５Aの底面に配置され、他の一部が前記本体１０の少なくとも一側面部に突出することができる。例えば、前記複数のリードフレーム２０、３０、４０の他の一部は、第１側面部１１に突出することができる。前記複数のリードフレーム２０、３０、４０は、第１リードフレーム２０、前記第１リードフレーム２０の両側に配置された第２及び第３リードフレーム３０、４０を含むことができる。前記第１リードフレーム２０は、前記第２及び第３リードフレーム３０、４０の間に配置される。前記リードフレーム２０、３０、４０のそれぞれの厚さは、２mm以下、例えば１.５mm～２mmの範囲を有することができ、前記範囲より小さいと、放熱効率や熱伝導効率が低下し、前記範囲より大きいと、パッケージ厚さが増加する。
【0027】
前記第１リードフレーム２０は、前記キャビティ１５Aの底面中央に配置された第１フレーム２１と、前記第１フレーム２１から前記第１側面部１１に突出した第１ボンディング部２２を含むことができる。前記第２リードフレーム３０は、前記キャビティ１５Aの底面一側に配置された第２フレーム３１と、前記第２フレーム３１から前記第１側面部１１の一側に突出した第２ボンディング部３２を含むことができる。前記第３リードフレーム４０は、前記キャビティ１５Aの底面他側に配置された第３フレーム４１と、前記第３フレーム４１から前記第１側面部１１の他側に突出した第３ボンディング部４２を含むことができる。
【0028】
前記複数の発光チップ７１、７２は、前記第１リードフレーム２０の第１フレーム２１の上に配置され、前記第２及び第３フレーム３１、４１と電気的に連結される。前記複数の発光チップ７１、７２のうち第１発光チップ７１は、第１フレーム２１と接合部材７８で連結され、前記第２フレーム３１とワイヤ７５で連結される。第２発光チップ７２は、第１フレーム２１と接合部材７９で連結され、前記第３フレーム４１とワイヤ７６で連結される。別の例として、発光チップ７１、７２がフリップチップである場合、前記第１発光チップ７１は、第１、２フレーム２１、３１の上にフリップ方式でボンディングされ、第２発光チップ７２は、第１、３フレーム(２１、４)の上にフリップ方式でボンディングされる。
【0029】
前記第１フレーム２１は、前記第２フレーム３１と前記第３フレーム４１の間に配置され、前記第１内側面１１A及び第２内側面１２Aに接触することができる。前記第２フレーム３１は、前記第１フレーム２１と前記第３側面部１３の間に配置され、前記第１～第３内側面１１A、１２A、１３Aと接触することができる。前記第３フレーム４１は、前記第１フレーム２１と前記第４側面部１４の間に配置され、前記第１、２及び４内側面１１A、１２A、１４Aと接触することができる。分離部１８、１９は、前記第１フレーム２１と前記第２フレーム３１の間及び前記第１フレーム２１と前記第３フレーム４１の間にそれぞれ配置される。前記分離部１８、１９は、互いに平行するか斜線形態に配置される。前記第１ボンディング部２２は、前記本体１０の第１側面部１１に突出し、後面部１６を向けて折り曲げられる。ここで、前記第１フレーム２１と前記第１ボンディング部２２の間の領域は、複数の連結部２５、２６、２７と、前記複数の連結部２５、２６、２７の間に配置された複数の結合ホールH１、H２を含むことができる。
【0030】
前記複数の連結部２５、２６、２７は、第２ボンディング部３２から第３ボンディング部４２を向けて配置される。前記複数の結合ホールH１、H２は、前記複数の連結部２５、２６、２７の間にそれぞれ配置され、前記本体１０の一部が突出することができる。ここで、前記連結部２５、２６、２７は、前記第１、２発光チップ７１、７２が配置された第１フレーム２１から発生した熱が相互干渉することなく互いに異なる経路で放熱される。前記連結部２５、２６、２７の個数は２つまたは３つ以上であってもよい。
【0031】
前記第２リードフレーム３０の第２ボンディング部３２は、前記本体１０の第１側面部１１の一側に配置され、即ち、前記第２本体１０Bの底面一側に配置される。前記第３ボンディング部４２は、前記本体１０の第１側面部１１の他側に配置され、即ち、前記第２本体１０Bの底面他側に配置される。前記第２ボンディング部３２は、放熱面積を増やすことができるように第１延長部３３を含み、前記第１延長部３３は、前記第２ボンディング部３２の一部から前記本体１０の第３側面部１３方向に延長され、前記第１延長部３３の一部３３Aは、前記第３側面部１３と対向するように折り曲げられる。前記第１延長部３３の一部３３Aは、第３側面部１３に密着される。前記第３ボンディング部４２は、放熱面積を増やすことができるように第２延長部４３を含み、前記第２延長部４３は、前記第３ボンディング部４２の一部から前記本体１０の第４側面部１４方向に延長され、前記第２延長部４３の一部４３Aは、前記第４側面部１４に密着される。このような第１及び第２延長部３３、４３によって放熱面積が増加する。図１のように、前記本体１０の厚さを見ると、本体１０のセンター領域の厚さよりは第３及び第４側面部１３、１４に隣接した領域の厚さが薄い。これは本体１０の第１側面部１１は、前記第３、４側面部１３、１４に隣接した凹んだ領域１１B、１１Cを有し、前記凹んだ領域１１B、１１Cには、前記第２及び第３リードフレーム３０、４０の第２、３ボンディング部３２、４２が置かれる。
【0032】
前記発光チップ７１、７２は、垂直型チップ構造を含むことができる。前記発光チップ７１、７２は、紫外線ないし可視光線の波長範囲内で選択的に発光することができる。前記発光チップ７１、７２は、例えば赤色LEDチップ、青色LEDチップ、緑色LEDチップ、黄緑色(yellow green)LEDチップから選択することができる。前記発光チップ７１、７２は、例えば赤色ピーク波長を発光することができる。前記発光チップ７１、７２は、II-VI族化合物及びIII-V族化合物のうち少なくとも１つを含むことができる。前記発光チップ７１、７２は、例えばGaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN、GaP、AlN、GaAs、AlGaAs、InP及びこれらの混合物からなる群で選択される化合物からなることができる。前記発光チップ７１、７２は、第１リードフレーム２０の放熱面積に応じて熱ストレスが調節される。例えば、熱ストレスが増加すると、パッケージ内で光ドロップ(Drop)が増加し、熱ストレスが減少すると、パッケージ内で光ドロップが減少することになる。
【0033】
図２のように、前記本体１０の第３、４側面部１３、１４には内側に陥没した凹部１３B、１４Bを有することができ、前記凹部１３B、１４Bは、本体１０の射出過程に前記本体１０を支持するフィンガー(finger)が挿入される。前記凹部１３B、１４Bは、前記第１、３リードフレーム３０、４０の第２、３フレーム３１、４１が水平に延長される延長線上に配置される。前記凹部１３B、１４Bは、前記第２、３フレーム３１、４１から離隔するように配置される。前記凹部１３B、１４Bの深さは、前記凹部１３B、１４Bの一部領域が前記キャビティ１５A、例えば前記キャビティ１５Aの一部と垂直方向にオーバーラップし得る深さで形成される。
【0034】
前記本体１０のキャビティ１５Aにはモールディング部材８０が配置され、前記モールディング部材８０は、シリコーンまたはエポキシのような透光性樹脂を含み、単層または多層で形成される。前記モールディング部材８０内には、前記発光チップ７１、７２が赤色LEDチップである場合、蛍光体のような不純物を含まなくてもよい。別の例として、前記モールディング部材８０または前記発光チップ７１、７２の上には、放出される光の波長を変化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７１、７２から放出される光の一部を励起して異なる波長の光で放出することになる。前記蛍光体は、量子ドット、YAG、TAG、Silicate、Nitride、Oxy-nitride系の物質から選択して形成することができる。前記蛍光体は、赤色蛍光体、黄色蛍光体、緑色蛍光体のうち少なくとも１つを含むことができるが、これに限定されるものではない。前記モールディング部材８０の表面は、フラット状、凹状、凸状等に形成することができるが、これに限定されるものではない。別の例として、前記キャビティ１５Aの上に蛍光体を有する透光性フィルムが配置されるが、これに限定されるものではない。
【0035】
前記本体１０の上部には、レンズがさらに形成され、前記レンズは凹又は/及び凸レンズの構造を含むことができ、発光素子パッケージ１００が放出する光の配光(light distribution)を調節することができる。前記本体１０またはいずれか１つのリードフレームの上には受光素子、保護素子等の半導体素子が搭載され、前記保護素子は、サイリスタ、ツェナーダイオード、またはTVS(Transient voltage suppression)で具現することができ、前記ツェナーダイオードは、前記発光チップ７１、７２をESD(electro static discharge)から保護することになる。前記複数の発光チップ７１、７２は、前記第１～第３リードフレーム２０、３０、４０によって並列連結されるか、個別駆動される。
【0036】
発明の実施例は、発光チップ７１、７２が配置された第１リードフレーム２０の全体面積を増加させることができる。例えば、第１リードフレーム２０の第１ボンディング部２２の面積を増加させることができる。前記第１ボンディング部２２の下面面積は、前記第２ボンディング部３２及び第３ボンディング部４２の下面面積の和より２倍以上大きくてもよい。前記第１ボンディング部２２の下面面積は、前記第２ボンディング部３２または第３ボンディング部４２の下面面積より４倍以上大きくてもよい。
【0037】
図３及び図４のように、発明の第１実施例で第１リードフレーム２０の第１ボンディング部２２は、前記本体１０の後面部１６よりも後方向に突出した放熱部２２Aを含むことができる。第２方向Yに、前記第１ボンディング部２２の幅B３は、前記本体の幅B０より大きくてもよい。前記第１ボンディング部２２の幅B３は、前記本体１０の幅B０の１.１倍以上、例えば１.１倍～１.５倍の範囲を有することができる。第１方向Xに、前記第１ボンディング部２２の長さD３は、前記本体の長さD２の５０%以上、例えば５０%～６０%の範囲を有することができる。前記第１ボンディング部２２の長さD３は２.８mm以上、例えば２.８mm～３.５mmの範囲を有することができる。前記第１ボンディング部２２の面積が前記範囲より小さい場合、複数の発光チップ７１、７２によって発生した熱ストレスを下げることに限界があり、前記範囲より大きいと、ストレス低減よりもパッケージ面積が増加する問題がある。前記第１ボンディング部２２の長さD３は、前記第１ボンディング部２２の幅B３より小さくてもよい。ここで、幅方向は長さ方向と直交する方向である。前記第１ボンディング部２２で長さ及び幅(D３：B３)の割合は、１：６～１：８の範囲を有することができ、第１ボンディング部２２の幅B３が後方向に増加して放熱面積が増加する。
【0038】
ここで、前記放熱部２２Aの幅B２は、前記本体１０の後面部１６から後方向に７mm以上、例えば７mm～１２mmの範囲で突出することができる。これは、前記第１ボンディング部２２の幅B３を見ると、キャビティ１５Aの底面から本体１０の後面部１６までの幅がB１であり、放熱部２２Aの幅がB２であると、B１：B２の割合は、１：０.７～１：１の範囲を有することができる。放熱部２２Aの幅B２は７mm以上、例えば７mm～１２mmの範囲を有することができる。前記放熱部２２Aを有する第１ボンディング部２２は、伝導される熱を安定的に放熱するか回路基板４０１を介して伝導させることができ、発光チップ７１、７２から発生する熱ストレスを下げることができ、光束低下を防止することができる。
【0039】
図４～図７を参照すると、照明モジュールは、回路基板４０１と、前記回路基板４０１の上に少なくとも１つまたは複数個が配置された発光素子パッケージ１００を含む。前記回路基板４０１は、絶縁層の上に回路パターンがプリントされた基板を含み、例えば樹脂系のプリント回路基板(PCB：Printed Circuit Board)、メタルコア(Metal Core)PCB、フレキシブル(Flexible)PCB、セラミックPCB、FR-4基板を含むことができる。前記回路基板４０１は、メタルコアPCBを含み、前記メタルコアPCBは他の樹脂系の基板より放熱効率が優れる金属層をさらに備えることになる。例えば、メタルコアPCBは、金属層、前記金属層の上に絶縁層、前記絶縁層の上に配線層を有する積層構造を含み、前記金属層は、熱伝導性が優れる金属の厚さを０.３mm以上厚く形成して放熱効率を増大させることができる。
【0040】
前記発光素子パッケージ１００は、第１～第３リードフレーム２０、３０、４０のボンディング部２２、３２、４２は、前記回路基板４０１のパッド部４０４、４０３、４０５に電気的に連結され、例えば接着部材４０７で接合される。前記接合部材４０７は、ソルダーまたは導電性テープを含むことができる。この時、前記発光素子パッケージ１００の光出射面は、前記回路基板４０１の上面と直交する方向であってもよい。
【0041】
前記回路基板４０１の上部には反射部材４１０が配置され、反射部材４１０は、ソルダーの溢れを防止し、パッド部４０４、４０３、４０５のパターンを保護することができ、前記発光素子パッケージ１００から放出された光を反射させることができる。前記反射部材４１０は、ソルダーレジスト材質であるか、別途の反射フィルムであってもよい。前記反射部材４１０は上面に、ドット型反射パターン４１５を含むことができる。前記ドット型反射パターン４１５のパターン間隔は、発光素子パッケージ１００の出射側に隣接した領域がより狭く、発光素子パッケージ１００の出射側から遠いほどより狭くなることができる。
【0042】
図４及び図７のように、前記パッド部４０３、４０４、４０５は、前記反射部材４１０の開口部４１７を介して露出することができる。前記パッド部４０３、４０４、４０５で第１パッド部４０３は、第１ボンディング部２２と同じ形状を含むことができ、前記第１ボンディング部２２の面積の１００%～１２０%の範囲内に配置される。第２パッド部４０４は、第２ボンディング部３２と同じ形状を持って対向することができ、第３パッド部４０５は、第３ボンディング部４２と同じ形状を持って対向することができる。ここで、前記第１パッド部４０３の上面面積は、前記第２、３パッド部４０４、４０５の面積の和の２倍以上であってもよい。前記第１パッド部４０３は、発光素子パッケージ１００の領域を基準として後方向に突出することができる。
【0043】
図６及び図７のように、前記反射部材４１０の開口部４１７は、前記発光素子パッケージ１００の下部を挿入できる大きさで提供される。前記開口部４１７は、第１パッド部４０３の後方向にさらに開放された領域４１７Aを含むことができ、前記領域４１７Aを介して第１パッド部４０３の突出部分が配置され、前記第１パッド部４０３の上で第１ボンディング部２２と接着部材４０７でボンディングされる。図１９及び図６のように、上記に開示された発光素子パッケージ１００のサンプルSa１、Sa２、Sa３が回路基板４０１の上で駆動される時、パッド部４０３と第２ボンディング部２２の間の接合温度は、８５度のチャンバ内で大気温度(２５度)から始めて段々増加することになり、最高５４度より低いことがわかる。このような接合温度は、放熱面積の増加によって、放熱部２２Aが無い他のパッケージよりは２度以上下げることができ、発光チップ７１、７２の熱ストレスを抑制することができる。
【0044】
第１実施例に係る発光素子パッケージ１００は、大面積第１ボンディング部２２と、前記第１ボンディング部２２の両側の第２、３ボンディング部３２、４２が基板４０１の第１、２、３パッド部４０３、４０４、４０５と接着部材４０７で接合されるので、図１４の発光素子パッケージ１００のように回路基板４０１の上でチルト(Tilt)無しに配置される。即ち、第１ボンディング部２２の接合面積が増加して、放熱効率が増加するだけではなく、発光素子パッケージ１００が前面部１５の高さがより低くなるチルト問題を除去することができる。前記発光素子パッケージ１００がチルトしないように配置されるので、発光素子パッケージ１００の前端下面で光が反射されて発生するホットスポット(hot spot)を除去することができる。
【0045】
【0046】
図８及び図９を参照すると、照明装置４００は、回路基板４０１、前記回路基板４０１の上に配置された複数の発光素子パッケージ１００、前記回路基板４０１の上に配置された前記発光素子パッケージ１００を覆う樹脂層４２０、及び前記樹脂層４２０の上に少なくとも１つの拡散層４３０、４５０を含むことができる。照明装置４００は、前記発光素子パッケージ１００から放出された光を面光源で放出することができる。
【0047】
前記回路基板４０１は、前記発光素子パッケージ１００と電気的に連結される。前記回路基板４０１は、上部にパッド部を有する配線層(不図示)を含み、前記配線層は、発光素子パッケージ１００のそれぞれに電気的に連結される。前記発光素子パッケージ１００は、例えば前記回路基板４０１の上に配置され、導電性接着部材４０７によって回路基板４０１のパッド部(図７の４０３、４０４、４０５)と電気的に連結される。前記発光素子パッケージ１００が前記回路基板４０１の上に複数配列された場合、複数の発光素子パッケージ１００は、前記配線層によって直列、並列、または直並列連結されてもよい。前記回路基板４０１は、前記発光素子パッケージ１００及び樹脂層４２０の下部に配置されたベース部材または支持部材として機能することができる。前記回路基板４０１は、上面及び下面を通じて光が透過する透光性材質を含むことができる。前記透光性材質は、PET(Polyethylene terephthalate)、PS(Polystyrene)、PI(Polyimide)のうち少なくとも１つを含むことができる。
【0048】
前記発光素子パッケージ１００は、前記回路基板４０１の上に配置され、前方向または第２方向Yに光を放出することになる。前記発光素子パッケージ１００は、第２方向Yに強度が一番高い光を水平方向に放出することになる。前記発光素子パッケージ１００は、光が出射される出射面８１を有することができ、前記出射面８１は、上記に開示されたモールディング部材８０の表面であってもよい。前記出射面８１は、例えば前記回路基板４０１の水平な上面に対して第３方向Zにまたは垂直方向に配置される。前記出射面８１は、垂直な平面であるか、凹面または凸面を含むことができる。
【0049】
前記発光素子パッケージ１００は、回路基板４０１の一端から第１発光素子パッケージと、前記第１発光素子パッケージの出射方向に第２発光素子パッケージが配置される。前記第１発光素子パッケージと第２発光素子パッケージは、前記回路基板４０１の他端方向または第２方向Yに光を照射することになる。即ち、第１発光素子パッケージと第２発光素子パッケージは、同じ方向に光を照射し、前記第２発光素子パッケージは、回路基板４０１の他端方向または第１発光素子パッケージが配置された反対側方向に光を照射することになる。別の例として、前記発光素子パッケージ１００は、同じ方向ではなく互いに異なる方向または互いに異なる位置に分散するように配置されてもよい。
【0050】
前記反射部材４１０は、前記回路基板４０１と前記樹脂層４２０の間に配置され、前記回路基板４０１の上面に接着される。前記反射部材４１０は、前記回路基板４０１の上面面積より小さい面積を有することができる。前記反射部材４１０は、前記回路基板４０１のエッジから離隔することができ、前記離隔した領域に樹脂層４２０が前記回路基板４０１に付着される。この時、前記反射部材４１０のエッジ部分が剥がれることを防止することができる。ここで、前記反射部材４１０は、前記回路基板４０１の上面に高反射材質がコーティングされた場合、除去されてもよい。
【0051】
前記反射部材４１０は、前記発光素子パッケージ１００の厚さより薄い厚さで形成されてもよい。前記反射部材４１０の厚さは、０.２mm±０.０２mmの範囲を含むことができる。このような反射部材４１０の開口部４１７を介して前記発光素子パッケージ１００の下部が貫通することができ、前記発光素子パッケージ１００の上部は突出することができる。
【0052】
前記反射部材４１０は、金属性材質または非金属性材質を含むことができる。前記金属性材質は、アルミニウム、銀、金のような金属を含むことができる。前記非金属性材質は、プラスチック材質または樹脂材質を含むことができる。前記プラスチック材質は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビフェニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、これらの共重合体及びこれらの混合物からなった群から選択されるいずれか１つであってもよい。前記樹脂材質は、シリコーンまたはエポキシ内に反射材質、例えばTiO２、Al２O３、SiO２のような金属酸化物が添加されてもよい。 前記反射部材４１０は、単層または多層で具現されてもよく、このような層構造によって光反射効率を改善することができる。発明の実施例に係る反射部材４１０は、入射する光を反射させることで、光が均一な分布で出射されるように光量を増加させることができる。
【0053】
前記反射部材４１０は、エッジ側に複数のオープン領域７１１、７１３を含むことができる。前記複数のオープン領域７１１、７１３は、回路基板４０１のエッジに沿って離隔した複数の第１及び第２オープン領域７１１、７１３を含み、前記第１及び第２オープン領域７１１、７１３は、楕円形状、円形状または多角形状を有することができる。前記反射部材４１０の第１及び第２オープン領域７１１、７１３のそれぞれの長さが一方向に長く配置されるので、前記回路基板４０１の長辺側エッジに隣接した領域の接着力の低下を防止することができる。前記第１及び第２オープン領域７１１、７１３と前記反射部材４１０の上には、前記樹脂層４２０が配置される。前記樹脂層４２０は、前記第１及び第２オープン領域７１１、７１３を介して回路基板４０１の上面に接着され、反射部材４１０の外側部分を固定させることができる。
【0054】
前記樹脂層４２０は、前記回路基板４０１の上に配置される。前記樹脂層４２０は、前記回路基板４０１と対向することができる。前記樹脂層４２０は、前記回路基板４０１の上面全体または一部領域上に配置される。前記樹脂層４２０の下面面積は、前記回路基板４０１の上面面積と同一であるか小さくてもよい。前記樹脂層４２０は、透明な材質からなることができる。前記樹脂層４２０は、シリコーンまたはエポキシのような樹脂材質を含むことができる。
【0055】
前記樹脂層４２０は、樹脂で光をガイドする層として提供されるので、ガラスの場合に比べて薄い厚さで提供され、軟性のプレートで提供される。前記樹脂層４２０は、発光素子パッケージ１００から放出された点光源を線光源または面光源形態で放出することができる。前記樹脂層４２０は、前記発光素子パッケージ１００の上に配置されるので、前記発光素子パッケージ１００を保護することができ、前記発光素子パッケージ１００から放出された光の損失を減らすことができる。前記発光素子パッケージ１００は、前記樹脂層４２０の下部に埋め込まれてもよい。
【0056】
前記樹脂層４２０は、前記発光素子パッケージ１００の表面に接触することができ、前記発光素子パッケージ１００の出射面８１と接触することができる。前記樹脂層４２０の一部は、前記反射部材４１０の開口部４１７に配置される。前記樹脂層４２０の一部は、前記反射部材４１０の開口部４１７を介して前記回路基板４０１の上面に接触することができる。これにより前記樹脂層４２０の一部が前記回路基板４０１と接触されることで、前記反射部材４１０を前記樹脂層４２０と前記回路基板４０１の間に固定させることができる。
【0057】
前記樹脂層４２０の各側面は、前記回路基板４０１の各側面と同一平面上に配置される。前記樹脂層４２０の厚さは、１.８mm以上、例えば１.８～２.５mmの範囲を有することができる。前記樹脂層４２０の厚さが前記範囲より厚い場合、光度が低下し、モジュール厚さの増加によりフレキシブルなモジュールとして提供することが困難となる。前記樹脂層４２０の厚さが前記範囲より小さい場合、均一な光度の面光源を提供することが困難となる。前記樹脂層４２０は、複数の発光素子パッケージ１００をカバーする大きさで提供されるか互いに連結される。前記樹脂層４２０は、各発光素子パッケージ１００をカバーする大きさに分離され、各発光素子パッケージ１００/各樹脂層４２０を有する発光セルに分離される。
【0058】
前記少なくとも１つの拡散層４３０、４５０は、単層または複数の層に配置され、単層の拡散層は樹脂層４２０の上面に接着され、複数の層である場合、第１拡散層４３０は樹脂層４２０の上面に接着剤で接着され、上部の第２拡散層４５０は、前記第１拡散層４３０と透光層４４０で接着される。ここで、遮光部４２５は、樹脂層４２０と少なくとも１つの拡散層４３０、４５０の間に配置される。ここで、前記拡散層４３０、４５０が複数配置された場合、樹脂層４３０に隣接した下部第１拡散層４３０、その上に上部第２拡散層４５０に区分することができる。例えば透光層４４０は、樹脂層４２０と第１拡散層４３０の間または第１、２拡散層４３０、４５０の間に配置される。前記樹脂層４２０の上面は、第１接着力を有することができる。前記樹脂層４２０の上面は、第１接着力にて第１拡散層４３０と接着される。
【0059】
前記透光層４４０は、前記第１拡散層４３０の上に第２拡散層４３０を付着させることができる。前記透光層４４０は、シリコーンまたはエポキシのような接着材料であるか、拡散材料を含むことができる。前記拡散材料は、ポリエステル(PET)、PMMA(Poly Methyl Methacrylate)、またはPC(Poly Carbonate)のうち少なくとも１つを含むことができる。前記透光層４４０は、前記樹脂層４２０の上面または第１拡散層４３０の上面と接着される接着領域と、前記樹脂層４２０または第１拡散層４３０の上面と非接着されるか離隔する非接着領域を含むことができる。前記透光層４４０は、前記樹脂層４２０の上面面積のうち６０%以上、例えば８０%以上９５%以下に配置され、第２拡散層４５０を前記樹脂層４２０または第１拡散層４３０に密着させることができる。
【0060】
前記遮光部４２５は、前記各発光素子パッケージ１００の上で前記発光素子パッケージ１００の出射方向に出射された光によるホットスポットを防止できる程度の大きさまたは面積で提供される。また、前記遮光部４２５は、前記発光素子パッケージ１００がサイド方向、即ち第２方向Yに光を出射することになるので、前記発光素子パッケージ１００の光指向角分布と光の反射特性による遮光効率を高めることができる領域をカバーすることになる。前記遮光部４２５は、前記回路基板４０１の上面と対向することができる。前記遮光部４２５は、前記発光素子パッケージ１００と垂直方向Zに重なることができる。複数の遮光部４２５のそれぞれは、複数の発光素子パッケージ１００のそれぞれに垂直方向に重なることができる。
【0061】
前記遮光部４２５の間の間隔Q２は、前記発光素子パッケージ１００の間の間隔Q１よりは小さくてもよい。前記遮光部４２５は、前記樹脂層４２０の側面から離隔することができる。前記遮光部４２５は、複数個が第２方向Yに配列される。前記複数個の遮光部４２５は、互いに同一形状を含むことができる。前記遮光部４２５は、第１発光素子パッケージの上に第１遮光部と、第２発光素子パッケージの上に第２遮光部とに区分することができる。前記第１及び第２遮光部は、第１及び第２発光素子のそれぞれの出射方向の上側に配置される。
【0062】
前記遮光部４２５は、前記樹脂層４２０の上面より高く配置される。前記遮光部４２５は、前記樹脂層４２０の上面と第２拡散層４３０の間に配置され、エアギャップ(air gap)であるか、反射物質または吸収物質であってもよい。
【0063】
前記遮光部４２５は、前記透光層４４０内に配置される。前記遮光部４２５は、前記透光層４４０を貫通することができ、前記樹脂層４２０または第１、２拡散層４３０、４５０のうち少なくとも１つに接触することができる。前記遮光部４２５は、前記透光層４４０の内側面又は/及び樹脂層４２０の上面から離隔したギャップを含むことができる。前記ギャップは、前記遮光部４２５の屈折率と異なる屈折率を提供することができ、光拡散効率を改善することができる。
【0064】
前記遮光部４２５は、前記発光素子パッケージ１００の上で前記発光素子パッケージ１００の上面面積の１倍以上であるか、１倍～１０倍の範囲の面積を有することができる。前記遮光部４２５は、白色材質でプリントされた領域であってもよい。前記遮光部４２５は、例えばTiO２、Al２O３、CaCO３、BaSO４及びSiliconのうちいずれか１つを含む反射インクを利用してプリントすることができる。前記遮光部４２５は、前記発光素子パッケージ１００の出射面を介して出射される光を反射させて、前記発光素子パッケージ１００の上でホットスポットの発生を減らすことができる。
【0065】
前記遮光部４２５は、遮光インクを利用して遮光パターンをプリントすることができる。前記遮光部４２５は、例えば第２拡散層４５０の下面にプリントされる方式で形成されてもよい。ここで、単一層で拡散層が配置された場合、遮光部４２５は、第１拡散層４３０の上面または下面に形成されてもよい。
【0066】
前記遮光部４２５は、入射する光を１００%遮断しない材質であり、透過率が反射率より低くてもよく、光を遮光及び拡散の機能をすることができる。前記遮光部４２５は、単層または多層で形成され、同一パターン形状または互いに異なるパターン形状を有することができる。前記遮光部４２５の厚さは、同じ厚さで形成されてもよい。前記遮光部４２５の厚さは、領域によって異なる厚さで形成されてもよい。前記遮光部４２５の厚さは、センター領域が一番厚く、エッジ領域がセンター領域より薄い。前記遮光部４２５の厚さは、入射した光度に比例して厚くなってもよい。
【0067】
前記遮光部４２５の大きさは、前記発光素子パッケージ１００の上面面積より大きく配置されるので、外部から発光素子パッケージ１００が見える問題を減らし、発光素子パッケージ１００の領域上におけるホットスポットを減らすことができ、全領域に均一な光分布を提供することができる。
【0068】
図１６のように、遮光部４２５は、長さC２３及び幅C１３の大きさを有し、複数のパターン層M１、M２、M３で積層され、上側から下面まで、第１パターン層M１、第２パターン層M２及び第３パターン層M３の順で積層される。前記第２パターン層M２は、前記第１パターン層M１の面積より小さく、前記第３パターン層M３または最下側パターン層は、第２パターン層M２の面積より小さくてもよい。前記第１～第３パターン層M１、M２、M３は、前記発光素子１００の上にそれぞれ重なることができ、出射側方向に行くほどまたは発光素子１００から遠い領域であるほど段々小さい層数であるか、段々薄い厚さで配置される。前記第１～第３パターン層M１、M２、M３は、パターンの形状又は/及び面積が互いに異なり、垂直方向に重なることができる。前記第１パターン層M１の反射パターンMaは、前記第２パターン層M２の反射パターンMbの大きさより小さい大きさを有し、前記第２パターン層M２の反射パターンMbのピッチより小さいピッチで配列される。前記第２パターン層M２の反射パターンMbは、前記第３パターン層M３の反射パターンMcの大きさより小さい大きさを有し、前記第３パターン層M３の反射パターンMcのピッチより小さいピッチで配列される。
【0069】
ここで、前記遮光部４１５の最上側に配置された第１パターン層M１の面積は一番広く、第３パターン層M３の面積は一番小さくてもよい。前記第１、２、３パターン層M１、M２、M３の一端は、同一線上に配置され、他端は、互いに異なる高さで段付くように配置されてもよい。前記第１～第３パターン層M１、M２、M３の反射パターンMa、Mb、Mc内にはシリコーンまたはエポキシのような接着物質M０が充填されてもよい。このような前記遮光部４２５が発光素子１００の上に多層構造の反射パターンMa、Mb、Mcを有するパターン層M１、M２、M３で積層されるので、前記遮光部４２５に入射する光を遮光できる効果がある。また、発光素子１００に隣接した前記遮光部４２５の領域が一番厚く、遠いほど薄い厚さで提供することで、距離差による光度の差により光の均一度を改善することができる。
【0070】
前記遮光部４２５の厚さは、前記樹脂層４２０の厚さの０.１倍以下、例えば０.０５倍～０.１倍の範囲を有することができる。前記遮光部４２５の厚さは、１００μm以上、例えば１００～２００μmの範囲を有することができる。前記遮光部４２５の厚さが前記範囲より小さい場合、ホットスポットを減らすことに限界があり、前記範囲より大きい場合、光の均一度が低下する。前記発光素子１００の上面から前記遮光部４２５の下面の間の距離は１mm以上、例えば１mm～２mmの範囲を有することができる。前記遮光部４２５の領域は、前記透光層４４０の領域と垂直方向に重ならなくてもよい。
【0071】
前記第１拡散層４３０の下面は、樹脂層４２０の上面と接着される。第２拡散層４５０は、第１拡散層４３０の上に配置され、透光層４４０と接着される。前記遮光部４２５は、前記第２拡散層４５０の下面にプリントされ、前記第２拡散層４５０は透光層４１５により樹脂層４２０の上に固定される。
【0072】
前記第１、２拡散層４３０、４５０は、ポリエステル(PET)フィルム、PMMA(Poly Methyl Methacrylate)素材やPC(Poly Carbonate)のうち少なくとも１つを含むことができる。前記第１、２拡散層４３０、４５０は、シリコーンまたはエポキシのような樹脂材質のフィルムで提供されてもよい。前記第１、２拡散層４３０、４５０のそれぞれは、単層または多層を含むことができる。
【0073】
前記第１、２拡散層４３０、４５０のそれぞれの厚さは、２５μm以上であり、例えば２５～２５０μmの範囲または１００μm～２５０μmの範囲を有することができる。このような第１、２拡散層４３０、４５０は、前記厚さの範囲を有するので入射した光を均一な面光で提供することができる。前記第１、２拡散層４３０、４５０のうち少なくとも１つまたは両方ともは、ビーズのような拡散剤、蛍光体及びインク粒子のうち少なくとも１つまたは２つ以上を含むことができる。前記蛍光体は、例えば赤色蛍光体、アンバー蛍光体、黄色蛍光体、緑色蛍光体または白色蛍光体のうち少なくとも１つを含むことができる。前記インク粒子は、金属インク、UVインクまたは硬化インクのうち少なくとも１つを含むことができる。前記インク粒子の大きさは、前記蛍光体の大きさより小さくてもよい。前記インク粒子の表面カラーは、緑色、赤色、黄色、青色のうちいずれか１つであってもよい。前記インクの種類は、PVC(Poly vinyl chloride)インク、PC(Polycarbonate)インク、ABS(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)インク、UV樹脂インク、エポキシインク、シリコンインク、PP(polypropylene)インク、水性インク、プラスチックインク、PMMA(poly methyl methacrylate)インク、PS(Polystyrene)インクから選択的に適用することができる。前記インク粒子は、金属インク、UVインクまたは硬化インクのうち少なくとも１つを含むことができる。前記照明装置４００は、発光素子パッケージ１００を密封する樹脂層４２０によって拡散した光が上部方向に進行して、第１、２拡散層４３０を介して面光で出射される。この時、前記遮光部４２５は、入射した光によるホットスポットを防止することができる。
【0074】
【0075】
図１０及び図１１を参照すると、発光素子パッケージ１００Aは、キャビティ１５Aを有する本体１０、複数のリードフレーム２０、３０、４０、発光チップ７１、７２及びモールディング部材８０を含むことができる。前記複数のリードフレーム２０、３０、４０のうち第２リードフレーム２０は、第１ボンディング部２２-１が本体１０の前面部１５方向に延長される。前記第１ボンディング部２２-１は、本体１０の第１側面部１１の前方向を向けて折り曲げられる。前記第１ボンディング部２２-１の幅B５は、前記本体１０の第１本体１０Aの幅より大きくてもよい。前記第１ボンディング部２２-１の幅B５は、キャビティ１５Aの深さB７の１.５倍以上、例えば１.５倍～２.５倍の範囲を有することができる。前記第１ボンディング部２２-１の幅B５は７.５mm以上、例えば７.５mm～１２mmの範囲を有することができる。このような第１ボンディング部２２-１の幅B５が前記範囲で提供されることで、放熱面積が増加し、発光チップ７１、７２の熱ストレスを抑制することができる。
【0076】
前記第１ボンディング部２２-１の突出した領域２２Bは、本体１０の前面部１５から３mm以上、例えば３mm～５mmの範囲で突出することができる。前記第１ボンディング部２２-１の突出した放熱部２２Bの終端は、前記キャビティ１５Aの内側面１１Aを通る仮想の直線L１と非接触することができる。前記キャビティ１５Aの内側面１１Aの角度R１は、第１フレーム２１の上面に対して７５度以下、例えば６５度～７５度の範囲で配置される。前記第１リードフレーム２０の第１ボンディング部２２-１は、本体１０の第１側面部１１の前方に配置され、第１側面部１１の後方両側に第２、３リードフレーム２０、３０の第２、３放熱部３３、４３が配置される。これにより発光素子パッケージ１００Aは、回路基板４０１の上にボンディングされる。
【0077】
ここで、前記発光素子パッケージ１００Aは、第１ボンディング部２２-１が前方向に突出することで、回路基板４０１の水平な上面の水平な延長線L０に対して傾斜することができる。即ち、前記第１ボンディング部２２-１の下面の延長線L２は、水平な延長線L０に対して７度以上、例えば７度～１２度の角度R２で傾斜するように配置される。これにより前記発光素子パッケージ１００Aが傾斜した角度R２で回路基板４０１の上に搭載されるので、図１３のような前記発光素子パッケージ１００Cの前面下端が低くなる問題を除去することができ、出射面８１が回路基板４０１の上面に垂直な延長線L０に対して９０度超過、例えば９１度～１００度の角度R３で傾斜することができる。
【0078】
前記発光素子パッケージ１００Aは、前面上端が後面上端より高く配置される。図１５のように、発光素子パッケージ１００Aの出射面８１を介して放出された光は、発光素子パッケージ１００Aの出射側下端で光が反射される問題を解決することができ、発光素子パッケージ１００Aの上部または垂直方向に光が反射されるホットスポットを抑制することができる。
【0079】
図１３～図１５のように、発光素子パッケージ１００C、１００B、１００Aの前端が回路基板４０１方向に傾斜しているので、出射面８１を介して第１拡散層４３０に直接入射する一番近い光は、位置P１>P２>P３の関係を有することができる。また、発光素子パッケージ１００C、１００B、１００Aの配置形態によって遮光部４２５の長さはC１１<C１２<C１３の関係を有することができる。前記長さC１１は９mm以下であり、長さC１２は１０mm～１１.５mmの範囲であり、長さC１３は１２mm以上、例えば１２mm～１５mmの範囲を有することができる。この時、前記長さC１１、C１２、C１３に応じて隣接した発光素子パッケージ１００A、１００B、１００Cの間のピッチが比例するように配置される。前記発光素子パッケージ１００A、１００B、１００Cの上の遮光部４２５は、図１６のようなパターンで形成され、パッケージの搭載形態によって遮光部４２５の幅C１３及び長さC２３は変化する。
【0080】
図２０は、発明の実施例に係る照明装置において、図１３～図１５のパッケージの位置別の光束を比較したグラフである。第１領域A１は、発光素子パッケージ１００A、１００B、１００Cの後方であり、第２領域A２は、発光素子パッケージ１００A、１００B、１００Cと重なった領域であり、第３領域A３は、発光素子パッケージ１００A、１００B、１００Cの前面部の上に配置された遮光領域であり、第４領域A４は、遮光部の間の領域である。これらのグラフから、図１５の発光素子パッケージ１００Aを有する照明装置で第２領域A２上におけるホットスポットを抑制することをわかる。
【0081】
図１７のように、照明装置は、複数の発光素子パッケージ１００、１０１A、１０３、１０３Aが第１、２方向X、Yに複数配置される。複数の発光素子パッケージ１００、１０１A、１０３、１０３Aは、回路基板４０１の第１側面S１から第２側面S２を向けて複数配置されるか、第３、４側面S３、S４の間に複数配置される。このような発光素子パッケージ１００、１０１A、１０３、１０３Aは、行列形態に配置されるか、ジグザグ形態または互いに異なる領域に分散するように配置されてもよい。
【0082】
【0083】
図２１及び図２２を参照すると、移動体または車両９００において、前方ランプ８５０は、１つ以上の照明モジュールを含むことができ、これら照明モジュールの駆動時点を個別的に制御して、通常のヘッドライトとしての機能だけではなく、ドライバが車両ドアをオープンした場合、ウェルカムライトまたはセレブレーション(Celebration)効果等のような付加的な機能まで提供することができる。前記ランプは、昼間走行灯、ハイビーム、ロービーム、フォグランプまたは方向指示灯に適用することができる。
【0084】
車両９００において、尾灯８００は、ハウジングによって支持される多数のランプユニット８１０、８１２、８１４、８１６が配置される。例えば、前記ランプユニット８１０、８１２、８１４、８１６は、外側に配置された第１ランプユニット８１０、前記第１ランプユニット８１０の内側周りに配置された第２ランプユニット８１４、前記第２ランプユニット８１４の内側にそれぞれ配置された第３及び第４ランプユニット８１４、８１６を含むことができる。前記第１～第４ランプユニット８１０、８１２、８１４、８１６は、実施例に開示された照明装置を選択的に適用することができ、前記照明装置の外側に前記ランプユニット８１０、８１２、８１４、８１６の照明特性のために赤色レンズカバーまたは白色レンズカバーが配置されてもよい。このような前記ランプユニット８１０、８１２、８１４、８１６に適用された実施例に開示された照明装置は、面光を均一な分布で発光することができる。
【0085】
前記第１及び第２ランプユニット８１０、８１２は、曲面形状、直線形状、角ばった形状、傾斜形状または平面形状のうち少なくとも１つまたはこれらの混合された構造で提供されてもよい。前記第１及び第２ランプユニット８１０、８１２は、各尾灯に１つまたは複数配置されてもよい。前記第１ランプユニット８１０は尾灯として提供され、前記第２ランプユニット８１２は制動灯として提供され、前記第３ランプユニット８１４はバックアップランプとして提供され、前記第４ランプユニット８１６はターンシグナルランプとして提供されてもよい。このような照明ランプの構造及び位置は可変できる。
【0086】
以上の実施例で説明された特徴、構造、効果等は、本発明の少なくとも１つの実施例に含まれ、必ず１つの実施例に限定されるものでは、ない。また、各実施例に例示された特徴、構造、効果等は、実施例が属する分野で通常の知識を有する者によって、他の実施例に対して組合せまたは変形して実施可能である。よって、そのような組合せと変形に係る内容は、本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。
【0087】
以上では、実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものでは、なく、本発明が属する分野で通常の知識を有した者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上で例示されていない多様な変形と応用が可能である。例えば、実施例に具体的に提示された各構成要素は、変形して実施することができる。そして、そのような変形と応用に係る差異点は、添付される請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解釈されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【手続補正書】
【提出日】2023-08-29
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のリードフレームと、前記複数のリードフレームが結合された本体と、前記本体の前面部が開放されたキャビティと、前記複数のリードフレームのうちいずれか１つである第１リードフレームの上に配置された複数の発光チップとを含む発光素子パッケージと、前記発光素子パッケージが配置され、第１パッド部を有する回路基板と、
前記回路基板の上で前記発光素子パッケージを覆う樹脂層と、
前記樹脂層と前記回路基板の間に配置され、前記発光素子パッケージの下部が挿入された反射部材と、
前記樹脂層の上に前記発光素子パッケージと垂直方向に重なった遮光部と、を含み、
前記発光素子パッケージは、前記第１リードフレームの一側に配置された第２リードフレームと、前記第１リードフレームの他側に配置された第３リードフレームとを含み、
前記第１リードフレームは、前記キャビティの底面に配置された第１フレームと、前記第１フレームから前記本体の下面に折り曲げられ、前記回路基板の第１パッド部と接合される第１ボンディング部とを含み、
前記第１ボンディング部は、前記本体の下面から前記本体の後面部を向けて前記本体の後面部よりも突出し、
前記発光素子パッケージの本体は、第１方向の長さが第２方向の長さより３倍以上大きく、
前記第２方向は、前記第１方向と直交し、
前記第２方向に前記第１ボンディング部の幅は、前記本体の幅より大きい、照明装置。
【請求項2】
第１～第３リードフレームを有する複数のリードフレームと、前記複数のリードフレームが結合された本体と、前記本体の前面部が開放されたキャビティと、前記第１リードフレームの上に配置された複数の発光チップとを含む発光素子パッケージと、前記発光素子パッケージが配置され、第１パッド部を有する回路基板と、
前記回路基板の上で前記発光素子パッケージを覆う樹脂層と、
前記樹脂層と前記回路基板の間に配置され、前記発光素子パッケージの下部が挿入された反射部材と、
前記樹脂層の上に前記発光素子パッケージと垂直方向に重なった遮光部と、を含み、
前記第１リードフレームは、前記キャビティの底面に配置された第１フレームと、前記第１フレームから前記本体の下面に折り曲げられ、前記回路基板の第１パッド部と接合される第１ボンディング部とを含み、
前記第２リードフレームは、前記キャビティの底面の一側及び前記第１フレームの一側に配置された第２フレームと、前記第２フレームから前記本体の下面に折り曲げられた第２ボンディング部とを含み、
前記第３リードフレームは、前記キャビティの底面の他側及び前記第１フレームの他側に配置された第３フレームと、前記第３フレームから前記本体の下面に折り曲げられた第３ボンディング部とを含み、
前記複数の発光チップは、前記第１フレームの上に配置され、前記第２、３フレームと電気的に連結され、
前記第１ボンディング部は、前記本体の下面から前記本体の前面部を向けて前記本体の前面部よりも突出し、
前記発光素子パッケージの本体は、第１方向の長さが第２方向の長さより３倍以上大きく、
前記第２方向は、前記第１方向と直交する、照明装置。
【請求項3】
前記複数のリードフレームは、前記第１リードフレームの両側に配置された第２及び第３リードフレームを含み、前記第２リードフレームは、前記キャビティの底面の一側及び前記第１フレームの一側に配置された第２フレームと、前記第２フレームから前記本体の下面に折り曲げられた第２ボンディング部とを含み、
前記第３リードフレームは、前記キャビティの底面の他側及び前記第１フレームの他側に配置された第３フレームと、前記第３フレームから前記本体の下面に折り曲げられた第３ボンディング部とを含み、
前記複数の発光チップは、前記第１フレームの上に配置され、前記第２、３フレームと電気的に連結される、請求項１に記載の照明装置。
【請求項4】
前記第１ボンディング部は、前記キャビティの底面で後面部を向く前記第２方向の幅が前記第１方向の長さより大きく、前記本体は、前記本体の第１方向の両側に配置された第３側面部及び第４側面部を含み、
前記第１ボンディング部の第１方向は、前記本体の前記第３側面部から前記第４側面部を向く方向である、請求項１に記載の照明装置。
【請求項5】
前記第１ボンディング部の長さと幅の割合は、１：６～１：８の範囲であり、
前記第１ボンディング部の幅は、前記本体の幅の１.１倍～１.５倍の範囲である、請求項４に記載の照明装置。
【請求項6】
前記第１ボンディング部は、前記キャビティの底面で前記本体の前面部を向く長さが前記キャビティの深さより大きく、前記第１ボンディング部の終端は、前記第１ボンディング部と隣接した前記キャビティの内側面を通る仮想の直線と非接触する、請求項２に記載の照明装置。
【請求項7】
前記発光素子パッケージの前記第１ボンディング部を通る水平な仮想の直線は、前記回路基板の上面に対して７度～１２度の角度で傾斜した、請求項６に記載の照明装置。
【請求項8】
前記発光素子パッケージの前面部に配置されたキャビティの出射面を通る仮想の直線は、前記回路基板の上面に対して９１度～１００度の角度で傾斜した、請求項７に記載の照明装置。
【請求項9】
前記樹脂層の上に少なくとも１つの拡散層と、前記少なくとも１つの拡散層の下面に接着材質の透光層と、を含み、
前記遮光部は、前記少なくとも１つの拡散層の下面に配置され、
前記複数の発光チップのそれぞれは、前記第１方向の長さが前記第２方向の幅の２倍～３倍の範囲である、請求項１から８のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項10】
前記遮光部は、互いに異なる大きさを有する多数のパターン層を含み、前記多数のパターン層は、最上層が一番大きい面積を有し、最下層が一番小さい面積を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項11】
前記反射部材は、前記発光素子パッケージの第１ボンディング部が接合された第１パッド部が露出した開口部を含み、前記反射部材は、表面に反射パターンを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の照明装置。
【国際調査報告】