JP5851445B2 - 発光素子、発光素子製造方法、及び照明装置 - Google Patents

発光素子、発光素子製造方法、及び照明装置 Download PDF

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Description

本発明は、発光素子、発光素子製造方法、及び照明装置に関するものである。
発光素子、例えば発光ダイオード(Light Emitting Device)は電気エネルギーを光に変換する半導体素子の一種であって、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。
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。
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、親環境的な特徴を有する。
これによって、既存の光源を発光ダイオードに取り替えるための多くの研究が進められており、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の使用が増加している。
本発明の目的は、新たな胴体の側壁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、胴体の側壁のうちの少なくとも1つにリセス部(recess portion)を有する発光素子を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、胴体の底に複数のリセス部を有する発光素子を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、胴体の側壁のうち、互いに対応する第1側壁及び第2側壁に複数のリセス部を有する発光素子を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、発光チップが配置されたキャビティーの側面に対応する第1側壁と題2側壁にリセス部を有する発光素子を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、胴体の射出時、リセス部に挿入されたハンガー(hanger)を用いて胴体を支持することができる発光素子製造方法を提供することにある。
本発明の実施形態に従う発光素子は、互いに対応する第1及び第2側壁、前記第1及び第2側壁の長さより短い長さを有する第3及び第4側壁、及び凹部を有する胴体、前記凹部及び前記第3側壁の下に配置された第1リードフレーム、前記凹部及び前記第4側壁の下に配置された第2リードフレーム、前記第1及び第2リードフレームのうち、少なくとも1つの上に配置された発光チップ、前記凹部に配置されたモールディング部材、前記第1側壁から前記第2側壁方向にリセスされ、前記胴体の底に連結された第1リセス部、及び前記第2側壁から前記第1側壁方向にリセスされ、前記胴体の底に連結された第2リセス部を含む。
本発明の実施形態に従う発光素子は、互いに対応する第1及び第2側壁、前記第1及び第2側壁の長さより短い長さを有する第3及び第4側壁、及び凹部を有する胴体、前記凹部の下に配置された第1リードフレーム、前記凹部の下に配置された第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、前記凹部に配置されたモールディング部材、前記第1側壁から前記第2側壁方向にリセスされた複数の第1リセス部、及び前記第2側壁から前記第1側壁方向にリセスされた複数の第2リセス部を含み、前記複数の第1リセス部は前記第1発光チップと前記第2発光チップとの間の間隔より広い間隔で離隔する。
本発明の実施形態によれば、発光素子の射出成形時、胴体に伝達される損害を防止することができる。
本発明の実施形態によれば、複数のリードフレームのキャビティーに結合された胴体を支持することができるリセスを有する発光素子を提供することができる。
本発明の実施形態によれば、発光素子の歩留まりを改善させることができる。
本発明の実施形態によれば、発光素子の信頼性を改善させることができる。
本発明の実施形態によれば、発光素子及びこれを具備した照明装置の信頼性を改善させることができる。
本発明の第1実施形態に従う発光素子の斜視図を示す図である。 図1の発光素子のA−A側断面図である。 図1の発光素子の第1側面から眺めた図である。 図1の発光素子の第2側面から眺めた図である。 図3の部分拡大図である。 図1の発光素子の背面図である。 図6の発光素子の部分拡大図である。 図6の発光素子のB−B側断面図である。 図6の発光素子のセンター側断面図である。 発光素子の製造工程を示す図である。 発光素子の製造工程を示す図である。 発光素子の製造工程を示す図である。 発光素子の製造工程を示す図である。 発光素子の製造工程を示す図である。 図6の発光素子のリセス部の他の配置構造を示す図である。 図6の発光素子のリセス部の他の配置構造を示す図である。 図15及び図16の発光素子の製造時のハンガーの位置を示す図である。 本発明の第2実施形態に従う発光素子の側断面図であって、リセス部の形状とハンガーを示す図である。 本発明の第2実施形態に従う発光素子の側断面図であって、リセス部の形状とハンガーを示す図である。 本発明の第3実施形態に従う発光素子の側断面図であって、リセス部の形状とハンガーを示す図である。 本発明の第3実施形態に従う発光素子の側断面図であって、リセス部の形状とハンガーを示す図である。 本発明の実施形態に従う発光素子の側断面図であって、リセス部の形状を変形した例を示す図である。 本発明の実施形態に従う発光素子の側断面図であって、リセス部の形状を変形した例を示す図である。 本発明の第5実施形態に従う発光素子の背面図であって、リセス部の位置及び形状を変形した例を示す図である。 本発明の第5実施形態に従う発光素子の背面図であって、リセス部の位置及び形状を変形した例を示す図である。 本発明の第5実施形態に従う発光素子の背面図であって、リセス部の位置及び形状を変形した例を示す図である。 本発明の第5実施形態に従う発光素子の背面図であって、リセス部の位置及び形状を変形した例を示す図である。 本発明の第6実施形態に従う発光素子の背面図であって、リセス部の長さ及びハンガーを示す図である。 本発明の第6実施形態に従う発光素子の背面図であって、リセス部の長さ及びハンガーを示す図である。 本発明の第7実施形態に従う発光素子の背面図であって、リセス部の変形例を示す図である。 本発明の第7実施形態に従う発光素子の背面図であって、リセス部の変形例を示す図である。 本発明の第7実施形態に従う発光素子の背面図であって、リセス部の変形例を示す図である。 本発明の第8実施形態に従う発光素子の平面図である。 図33の発光素子の背面の例を示す図である。 図33の発光素子の背面の例を示す図である。 図33の発光素子の背面の例を示す図である。 図33の発光素子の背面の例を示す図である。 本発明の第9実施形態に従う発光素子の平面図である。 本発明の第10実施形態に従う発光素子の平面図である。 図39の発光素子の背面図である。 図39の発光素子の側断面図である。 図42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43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44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45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。 本発明の実施形態に従う照明装置を示す図である。 本発明の実施形態に従う照明装置を示す図である。 本発明の実施形態に従う照明装置を示す図である。 本発明の実施形態に従う照明装置の他の例を示す図である。 本発明の実施形態に従う照明装置の他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/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。図面において、各構成要素のサイズは説明のために誇張することがあり、実際に適用されるサイズを意味するものではない。
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白に表れるようになる。図面でサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際サイズを全的に反映するものではない。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表す。
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。
図1は本発明の第1実施形態に従う発光素子の斜視図を示す図であり、図2は図1の発光素子のA−A側断面図であり、図3は図1の発光素子の第1側面から眺めた図であり、図4は図1の発光素子の第2側面から眺めた図であり、図5は図3の部分拡大図であり、図6は図1の発光素子の背面図であり、図7は図6の発光素子の部分拡大図であり、図8は図6の発光素子のB−B側断面図であり、図9は図6の発光素子のセンター側断面図である。
図1乃至図9を参照すると、発光素子100は、凹部16を有する胴体10、前記凹部16の下に第1キャビティー25を有する第1リードフレーム21、前記凹部16の下に第2キャビティー35を有する第2リードフレーム31、モールディング部材40、連結フレーム46、及び発光チップ71、72を含む。前記発光素子100は、連結フレーム46を具備しないことがある。
前記胴体10は、絶縁材質、卑金属、または伝導性材質を含むことができる。前記胴体10は、ポリフタルアミド(PPA:Polyphthalamide)、シリコンまたはエポキシのような樹脂材質、金属材質、PSG(photo sensitive glass)、セラミック材質、サファイア(Al)材質、回路パターンを有する印刷回路基板(PCB)のうち、少なくとも1つで形成できる。例えば、前記胴体10はポリフタルアミド(PPA:Polyphthalamide)、エポキシ、またはシリコンのような樹脂材質からなることができる。前記胴体10は、エポキシまたはシリコン材質で形成されることができ、前記シリコンまたはエポキシの内には反射効率のためにTiO、SiOのような金属酸化物またはフィラーが添加できる。
前記胴体10のトップビュー(top view)形状は、三角形、四角形、五角形のような多角形構造に形成されたり、円形、曲面を有する形状に形成できる。
前記胴体10は、上面15から所定深さを有し、上部が開放された凹部16を含み、前記凹部16の側面16−1及び底を含む。前記凹部16は、前記胴体10の上面(top surface)15から凹なカップ構造、キャビティー構造、またはリセス構造のような形態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。前記凹部16の側面16−1は、前記胴体10の底に対して垂直または傾斜することができる。前記凹部16のトップビュー形状は、円形、楕円形、多角形(例えば、四角形)、隅が曲面の多角形状でありうる。
前記胴体10は複数の側壁、例えば、少なくとも4個の側壁11、12、13、14を含むことができる。例えば、第1乃至第4側壁11、12、13、14をその例として説明し、第1側壁11と第2側壁12とは互いに反対側に位置し、前記第3側壁13と前記第4側壁14とは互いに反対側に位置する。
前記複数の側壁11、12、13、14のうちの少なくとも1つは、前記胴体10の底に対して垂直または傾斜するように配置できる。例えば、前記胴体10の側壁11、12、13、14は、図5のように、胴体10の底17に垂直な線分に対して第1角度(θ1)に傾斜することができ、前記第1角度(θ1)は1度乃至10度の範囲で形成できる。このような胴体10の側壁11−14が傾斜するように形成されることによって、前記胴体10の射出時、射出のための型枠の分離が容易であるという効果がある。
前記第1側壁11及び第2側壁12の各々の長さ(X1)は第3側壁13及び第4側壁14の長さ(Y1)と異なることがあり、例えば前記第1側壁11と前記第2側壁12の長さ(X1)は前記第3側壁13及び第4側壁14の長さ(Y1)より長く形成できる。前記第1側壁11または第2側壁12の長さ(X1)は前記第3側壁13及び第4側壁14の間の間隔であることがあり、前記胴体10の長手方向は第1軸(X)方向であって、第2及び第3キャビティー25、35の中心を過ぎる方向であるか、第3及び第4側壁13、14の間の間隔でありうる。前記胴体10の幅方向は第2軸(Y)方向であって、第1軸(X)方向に直交する方向であり、前記胴体10の幅方向であるか、第1及び第2側壁11、12の間の間隔でありうる。
ここで、前記第1及び第2側壁11、12の長さ(X1)は前記胴体10の長さであることがあり、前記第3及び第4側壁13、14の長さ(Y1)は前記胴体10の幅でありうる。
前記胴体10の長さである第1及び第2側壁11、12の長さ(X1)は、前記胴体10の幅である第3及び第4側壁13、14の長さ(Y1)より2倍以上、例えば、3倍以上乃至5倍以下に形成できる。このような胴体10の長さ(X1)が幅(Y1)より長いため、射出成形時、胴体10の中間部分が撓むか破損される問題が発生できる。実施形態は、胴体10の長さ(X1)によって胴体10が破損されて発光素子の歩留まりが低下することを防止するためのものである。前記第1リードフレーム21は前記凹部16の第1領域に配置され、前記凹部16の底に一部が配置され、その内側領域に前記凹部16の底より低い深さを有する第1キャビティー25が配置される。前記第1キャビティー25は、前記凹部16の底から前記胴体10の底方向に凹な形状、例えば、カップ(Cup)構造またはリセス(recess)形状を含む。
前記第1キャビティー25の側面及び底は前記第1リードフレーム21により形成され、前記第1キャビティー25の周り側面は前記第1キャビティー25の底から傾斜または垂直するように折り曲げられる。前記第1キャビティー25の側面のうち、対応する2側面は同一な角度に傾斜したり、互いに異なる角度に傾斜することができる。前記第1キャビティー25の底は水平な面で形成されることができ、前記第1領域は前記第1発光チップ71が配置される領域と対応する領域になることができる。
前記第2リードフレーム31は前記凹部16の第1領域と離隔する第2領域に配置され、前記凹部16の底に一部が配置され、その内側領域には前記凹部16の底より低い深さを有する凹な第2キャビティー35が形成される。前記第2キャビティー35は、前記第2リードフレーム31の上面から前記胴体10の底方向に凹な形状、例えば、カップ(Cup)構造またはリセス(recess)形状を含む。前記第2キャビティー35の底及び側面は前記第2リードフレーム31により形成され、前記第2キャビティー35の側面は前記第2キャビティー35の底から傾斜または垂直するように折り曲げられる。前記第2キャビティー35の側面のうち、対応する2側面は同一な角度に傾斜したり互いに異なる角度に傾斜することができる。前記第2キャビティー35の底は水平な面で形成されることができ、前記第2領域は前記第2発光チップ72が配置される領域と対応する領域になることができる。
前記第1キャビティー25及び前記第2キャビティー35のトップビュー形状は互いに同一な形状に形成されることができ、多角形または楕円形形状でありうる。また、前記第1キャビティー25及び前記第2キャビティー35のトップビューから見ると、点対称または線対称構造で配置できる。前記第1キャビティー25及び前記第2キャビティー35は、底領域であるベース部、前記ベース部から折り曲げられたサイド部、及び前記サイド部から折り曲げられた外郭部を含むことができる。
前記第1キャビティー25及び前記第2キャビティー35の底22、32は、図6のように矩形、正方形、または、一部が曲面を有する形状、または円または楕円形状であることがあり、これに対して限定するものではない。前記第1キャビティー25及び前記第2キャビティー35の底22、32は、前記胴体10の下部に露出し、前記胴体10の底と同一平面の上に配置できる。前記第1キャビティー25及び前記第2キャビティー35の底22、32が前記胴体10の底17と同一平面上に配置された場合、ソルダーのようなボンディング部材の接合力が改善できる。また、前記第1キャビティー25及び前記第2キャビティー35は第1及び第2発光チップ71、72から発生した熱を伝導するようになる。
図2乃至図6のように、前記第1リードフレーム21は第1リード部23を含み、前記第1リード部23は前記胴体10の下部に配置され、前記胴体10の第3側壁13に突出できる。前記第2リードフレーム31は第2リード部33を含み、前記第2リード部33は前記胴体10の下部に配置され、前記胴体10の第4側壁14に突出できる。前記第1リード部23及び第2リード部33は前記胴体10の底17と同一平面上に配置され、ソルダーのようなボンディング部材の接合力が改善できる。
前記第1リードフレーム21及び第1リード部23と、第2リードフレーム31及び第2リード部33は、回路基板の上に搭載できる。前記第1リードフレーム21及び第2リードフレーム31の厚さは0.15mm以上、または0.18mm以上であることがあり、例えば、0.20mm〜0.25mm範囲で形成できる。上記の第1及び第2リードフレーム21、31は電源を供給するリードフレームとして機能するようになる。
前記連結フレーム46は、前記凹部16の底領域のうち、前記第1リードフレーム21と第2リードフレーム31から離隔し、中間連結端子に使われる。図3のように、前記連結フレーム46の一部46−1は前記胴体10の第1側壁11の上に露出できる。前記連結フレーム46は、前記第1及び第2リードフレーム21、31と第1及び第2発光チップ71、72が互いに連結された場合に除去できる。
前記第1リードフレーム21、第2リードフレーム31、及び連結フレーム46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)、タンタリウム(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及び第2リードフレーム21、31と連結フレーム46の厚さは同一な厚さ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。
前記第1リードフレーム21の第1キャビティー25の内には第1発光チップ71が配置され、前記第1発光チップ71は第1接合部材81により第1キャビティー25の上に接着される。前記第2リードフレーム31の第2キャビティー35の内には第2発光チップ72が配置され、前記第2発光チップ72は第2接合部材82により第2キャビティー35の上に接着される。前記第1及び第2接合部材81、82は絶縁性接着剤または伝導性接着剤でありうる。前記絶縁性接着剤は、エポキシまたはシリコンのような材質を含むことができ、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1及び第2接合部材81、82は熱伝導率を改善させるために金属酸化物をさらに含むことができ、これに対して限定するものではない。
前記第1及び第2発光チップ71、72は、可視光線帯域から紫外線帯域の範囲のうち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、イエローグリーン(Yellow green)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71、72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。
前記第1発光チップ71は第1ワイヤー73により前記凹部16の底に配置された第1リードフレーム21と連結され、第2ワイヤー74により前記連結フレーム46と連結される。前記第2発光チップ72は第3ワイヤー75により前記連結フレーム46と連結され、第4ワイヤー76により前記凹部16の底に配置された第2リードフレーム31と連結される。前記連結フレーム46は、前記第1発光チップ71と前記第2発光チップ72とを電気的に連結してくれる。
保護素子(図示せず)は、前記第1リードフレーム21または前記第2リードフレーム31の一部の上に配置できる。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)で具現されることができ、前記ツェナーダイオードは前記発光チップをESD(electro static discharge)から保護するようになる。前記保護素子は、第1発光チップ71及び第2発光チップ72の連結回路に並列に連結されることによって、前記発光チップ71、72を保護することができる。
モールディング部材40は、前記凹部16、第1キャビティー25、及び前記第2キャビティー35のうち、少なくとも1つに形成できる。例えば、前記モールディング部材40は、前記凹部16、第1キャビティー25、及び第2キャビティー35の内に形成できる。前記モールディング部材40は、シリコンまたはエポキシのような透光性樹脂材質で形成されることができ、単層または多層に形成できる。
また、前記モールディング部材40は、前記発光チップ71、72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、前記蛍光体は前記第1キャビティー25及び前記第2キャビティー35のうち、少なくとも一領域に形成されたモールディング部材40に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。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させて他の波長の光に放出するようになる。前記蛍光体は、YAG、TAG、シリケート(Silicate)、ナイトライド(Nitride)、オキシ−ナイトライド(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、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。前記モールディング部材40の上面は、フラットな形状、凹な形状、凸な形状のうち、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。
前記モールディング部材40の上面は、光出射面になることができる。前記モールディング部材40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むことができ、これに対して限定するものではない。
図1、図3、図4、及び図6を参照すると、前記胴体10の第1及び第2側壁11、12のうちの少なくとも1つには前記第1及び第2側壁11、12から胴体10の内部方向に所定深さにリセスされた少なくとも1つのリセス構造を含むことができる。前記胴体10のリセス構造は、第1及び第2側壁11、12から前記胴体10の内側方向に凹な形状に形成される。前記リセス構造は、前記胴体10の射出成形時、前記胴体10を支えるハンガー(Hanger)が挿入されて、前記胴体10の破損を防止することができる。以下、実施形態の説明のために、第1及び第2側壁11、12に開示されたリセス構造はリセス部として定義して説明し、1つまたは複数に配置された例として説明する。
図3、図4、及び図6のように、胴体10の第1側壁11には、例えば、第1及び第2リセス部51、52が配置され、前記第2側壁12には、例えば、第3及び第4リセス部53、54が配置される。前記第1リセス部51と第2リセス部52との間の間隔(D1)は、第3リセス部53と第4リセス部54との間の間隔と同一であることがあり、前記第1及び第2キャビティーの底22、32の間の距離(G1)よりは一層広いことがある。これは、第1リセス部51と第3リセス部53とは互いに対向するように配置され、前記第2リセス部52と第4リセス部54とは互いに対向するように配置される。図7のように、前記第1及び第3リセス部51、53を連結した仮想線分は前記第1側壁11または第2側壁12に水平な線(X2)に対して直交する方向に配置できる。前記第1及び第3リセス部51、53を連結した仮想線分は前記第2及び第4リセス部52、54を連結した仮想線分と互いに平行するように配置できる。
前記第1乃至第4リセス部51、52、53、54は、前記胴体10の底17からオープンされ、前記胴体10の底17と連結される。
図5のように、前記第1及び第3リセス部51、53は、前記第3側壁13との距離(D2)が同一であることがあり、前記第2及び第4リセス部52、54は第4側壁14との距離が同一であることがある。前記第1及び第3リセス部51、53は互いに対応するか、互いに対向する方向に位置できる。前記第2及び第4リセス部52、54は互いに対応するか、水平方向にオーバーラップされる位置に形成できる。前記第1キャビティー25の底は前記第1及び第3リセス部51、53の間に配置され、前記第2キャビティー35の底は前記第2及び第4リセス部52、54の間に配置される。
前記第1リセス部51と前記胴体10の第3側壁13との間の距離(D2)は130μm以上、例えば、130μm〜500μm範囲で離隔できる。ここで、前記距離(D2)は前記胴体10の上面15の幅(図2のT3)より長く形成されるので、前記第1リセス部51により胴体10に伝えられる衝撃を最小化することができる。前記胴体10の上面15の幅(T3)は130μm以上であることがあり、前記距離(D2)よりは狭いことがある。即ち、前記胴体10のリセス部51、52、53、54は胴体10の上面15の幅、即ち、縁領域よりは深く形成できる。前記幅(T3)は前記第1乃至第4側壁11、12、13、14のうち、第3側壁13または第4側壁14と前記凹部16との間の間隔、例えば、最小間隔でありうる。
図8のように、前記胴体10の上面15の幅(T4)は前記第1側壁11または第2側壁12と前記凹部16との間の間隔である。前記幅(T4)は前記幅(T3)と等しいか狭いことがあり、これに対して限定するものではない。
図5及び図8のように、前記第1乃至第4リセス部51、52、53、54の高さは前記胴体10の底17からの距離であり、互いに同一であることがあり、前記第1リセス部51の高さ(T2)として説明することにする。前記第1リセス部51の高さ(T2)は胴体10の底17から15μm以上に形成されることができ、例えば15μm〜250μm範囲で形成できる。前記第1リセス部51の高さ(T2)は、前記リードフレーム21、31の厚さ(T1)と同一な距離であるか、前記厚さ(T1)より薄く形成できる。前記第1リセス部51の高さ(T2)が上記の範囲より高い場合、胴体10の剛性が脆弱になることがある。
前記第1乃至第4リセス部51、52、53、54の幅は図5に図示された第1リセス部51の幅(W1)を参照することにする。前記第1リセス部51の幅(W1)は50μm以上、例えば、50μm−500μm範囲で形成されることができ、前記ハンガーの挿入突起が支持することができる幅が50μm以上であるので、前記第1リセス部51の幅(W1)は50μm以上に形成されるか、前記第1及び第2リードフレーム21、31の厚さより広い幅で形成できる。また、前記幅(W1)は前記胴体10の長さ(X1)の1/10割合以下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。前記第1乃至第4リセス部51、52、53、54の幅(W1)が前記範囲より狭い場合、胴体10の射出時、支持することができなくなり、前記範囲を超過した場合、前記胴体10の剛性が脆弱になる問題が発生できる。前記第1リセス部51の幅(W1)は、前記第1及び第2発光チップ71、72の側面のうち、いずれか1つの幅より狭いことがある。また、前記第1リセス部51の幅(W1)は図6に開示された第1及び第2キャビティーの底22、32の間の距離(G1)よりは狭く形成できる。また、前記第1リセス部51の幅(W1)は前記第1及び第2キャビティー25、35の底幅(X軸方向の幅)よりは狭く形成できる。
図7及び図8を参照すると、前記第1乃至第4リセス部51、52、53、54の深さ(D4)は前記幅(W1)と同一または相異することができ、例えば30μm−130μm範囲で形成できる。前記リセス部51、52、53、54の深さ(D4)は前記幅(W1)が100μm以下の場合、50μm〜100μm範囲で形成できる。前記第1リセス部51の深さ(D4)は前記第1及び第2発光チップ71、72の側面のうち、いずれか1つの幅より狭いことがある。前記深さ(D4)は第1及び第2側壁11、12と前記第1及び第2キャビティー25、35の底22、32との間の距離よりは短いことがある。
前記リセス部51、52、53、54の深さ(D4)は前記胴体10の上面15の幅(T3)より深く形成できる。前記リセス部51、52、53、54の深さ(D4)は、例えば、第1乃至第4側壁11、12、13、14と前記凹部16の間の間隔のうち、最小の間隔よりは深く形成できる。
前記リセス部51、52、53、54の深さ(D4)は、例えば、胴体10の上面幅(T3またはT4)よりは深く形成できる。例えば、前記深さ(D4)は上面幅(T4)よりは深く形成されることができ、前記凹部16の底と前記第1側壁11との間の距離(B4)よりは狭く形成できる。ここで、前記深さ(D4)が前記距離(B4)より大きい場合、前記第1及び第2側壁11、12が脆弱になる問題が発生し、前記上面幅(T4)より狭い場合、ハンガーの機能が脆弱になる問題がある。
図6のように、胴体10のレセス部51、52、53、54は第1側壁11または第2側壁12に2つ以上でありうる。または、第1側壁11または第2側壁12に4個以上、例えば6個乃至12個の範囲で形成できる。これは、胴体10の長さ(X1)が長軸方向に長くなるにつれて前記リセス部51、52、53、54の個数も増加することができ、これに対して限定するものではない。また、前記リセス部51、52、53、54は、前記胴体10のキャビティー25、35の中心を過ぎる長さ(X1)方向の線分に対して対称的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。
図1及び図6を参照すると、胴体10の底17のうち、エッジ領域に配置された前記第1及び第3リセス部51、53は前記第1キャビティー25の下面22の中心を直交するように過ぎる線分Y2に隣接するように配置され、前記第2及び第4リセス部52、54は第2キャビティー35の下面32の中心を直交するように過ぎる線分Y3に隣接するように配置される。前記線分Y2、Y3は互いに平行し、前記第1及び第2側壁11、12の線分に対して直交した線分となる。前記第1及び第2リセス部51、52または第3及び第4リセス部53、54の間の距離(D1)は第1及び第2キャビティー25、35の間の間隔(G1)よりは広いことがある。前記間隔(G1)は、前記第1及び第2キャビティー25、35の下面の間の距離である。
前記第1及び第2リセス部51、52または第3及び第4リセス部53、54の間の距離(D1)は、前記第1発光チップ71と前記第2発光チップ72との間の間隔(図2のG0)よりは離隔できる。ここで、前記間隔(G0)は第1発光チップ71の中心と第2発光チップ72の中心との間の距離である。
図7を参照すると、前記第1リセス部51と第1キャビティー25の下面22との間の距離(G2)と、前記第3リセス部53と第1キャビティー25の下面22との間の距離(G3)は同一または相異することができる。前記距離(G2、G3)が同一な場合、前記胴体10の捩れを防止することができる。
図6及び図8を参照すると、各リードフレーム21、31と各リセス部51、52、53、54との間の間隔(D3)は、前記各リードフレーム21、31の厚さ(T1)と同一であるか、さらに離隔することができる。例えば、間隔(D3)は200μm以上に離隔することができ、前記間隔(D3)が前記の範囲より狭い場合、前記胴体10の剛性が弱くなることがある。
図6及び図9を参照すると、前記胴体10の第1側壁11で前記第1及び第2リセス部51、52の間に露出した第1外側領域11Aは、前記胴体10の底17に対して前記第1側壁11の第2角度(θ2)と異なる第3角度(θ3)で形成できる。前記第2角度(θ2)は90度未満、例えば、60度乃至85度範囲で形成できる。前記第3角度(θ3)は、前記胴体10の底17に対してほぼ垂直な角度(例:90度−92度)に形成できる。これは、ハンガーの内側部が前記胴体10の両側壁11、12の第1下部領域11A、12Aに密着した形態に接触されることによって、前記第1下部領域11Aと前記第1側壁11の上部領域とが異なる角度に形成できる。前記胴体10の第2側壁12で、前記第3及び第4リセス部53、54の間の第2下部領域12Aは前記第1下部領域11Aを参照することにする。前記下部領域11A、12Aは胴体10の底に対して垂直し、傾斜した上部領域と連結できる。
上記のように、胴体10の長辺である第1及び第2側壁11、12の下部にハンガーの挿入突起を用いて前記胴体10の側壁11、12より内側に凹なリセス部51、52、53、54を形成してくれる。また、前記胴体10の第1及び第2側壁11、12の第1及び第2下部領域11A、12Aをハンガーの内側部に接触させることによって、長さが幅より長い胴体10の破損の問題を減らすことができる。これによって、発光素子100の歩留まりを改善させることができ、また、発光素子100及びこれを具備した照明システムの信頼性を改善させることができる。
図10乃至図14は、本発明の第1実施形態に従う発光素子の製造過程を示す図である。実施形態は、単一個の発光素子の製造過程の例を説明する。
図10を参照すると、金属フレーム20をプレスにより加工して、第1キャビティー25を有する第1リードフレーム21、第2キャビティー35を有する第2リードフレーム31、及び連結フレーム46を支持するようになる。そして、金属フレーム20の内には多数の孔20Aにより互いに異なるフレーム21、31、46からなる。
そして、前記金属フレーム20には第1ハンガー26及び第2ハンガー36を含む。前記第1ハンガー26は前記第1及び第2リードフレーム21、31の一側方向に配置され、その幅は隣接したリセス部の間隔(D1)に対応し、その両端には第1及び第2挿入突起27、28が突出する。前記第2ハンガー36は前記第1及び第2リードフレーム21、31の他側方向に配置され、その幅は隣接したリセス部の間隔(D1)に対応し、その両端には第3及び第4挿入突起37、38が突出する。
上記の金属フレーム20の上、下に上部型枠(mold)及び下部型枠を配置した後、胴体材質で射出成形すれば、図11のように金属フレーム20の既設定された領域の上に胴体10が射出成形される。
図12乃至図14を参照すると、前記第1側壁11の第1外側領域11Aには第1ハンガー26の内側部26Aが密着し、第1リセス部51には第1挿入突起27が挿入され、第2リセス部52には第2挿入突起28が挿入される。前記胴体10の第2側壁12の第2外側領域12Aには第2ハンガー36の内側部36Aが密着し、第3リセス部53には第3挿入突起37が挿入され、第4リセス部54には第4挿入突起38挿入される。
ここで、前記第1ハンガー26及び第2ハンガー36の内側部26A、36Aは前記胴体10の第1及び第2外側領域11A、12Aに図14のように密着することによって、前記胴体10が下方に垂れることを防止することができる。また、各リセス部51、52、53、54に挿入された挿入突起27、28、37、38により前記胴体10の互いに異なる位置で支えることによって、長さの長い前記胴体10が破損されることを防止することができる。
以後、前記第1及び第2リードフレーム21、31のキャビティー25、35の上に発光チップを各々搭載し、ワイヤーにより電気的に連結した後、モールディング部材でモールディングするようになる。そして、既設定されたパッケージ単位のサイズにカッティングすることで、個別発光素子が完成できる。
図15及び図16は、図6の発光素子のリセス部の他の配置構造を示す図である。
図15を参照すると、胴体10の第1側壁11に配置されたリセス部51、52、55の個数と第2側壁12に配置されたリセス部53、54の個数とが相異する例である。
前記第1側壁11には第1及び第2リセス部51、52の間に第5リセス部55が配置される。前記第5リセス部55には挿入突起が結合され、前記挿入突起は前記胴体10の射出成形時、前記第5リセス部55を形成し、前記第1及び第2リードフレーム21、31の間の領域で前記胴体10の側壁領域を支持することができる。
図16を参照すると、胴体10の第1及び第2側壁11、12の中心部に第5及び第6リセス部55、56を含んだ構造である。前記第5及び第6リセス部55、56には挿入突起が各々挿入され、前記挿入突起は前記胴体10の射出成形時、第5及び第6リセス部55、56を形成し、第1及び第2リードフレーム21、31の間の領域で胴体10の両側壁領域を支持するようになる。
図17は図15及び図16の発光素子の製造時のハンガーの位置を示す図であって、金属フレーム20は第1ハンガー26の第1及び第2挿入突起27、28の間に中間挿入突起29をさらに含んだ構造である。第2ハンガーに対しては第1ハンガーを参照することにする。
図18乃至図23はリセス部の他の例を示す図であって、第1及び第3リセス部を参照して説明する。図18及び図19は本発明の第2実施形態に従う発光素子の側断面図であって、リセス部の形状とハンガーを示す図である。
図18を参照すると、胴体10の第1及び第3リセス部51、53には凹部51A、53Aが形成され、前記凹部51A、53Aは前記胴体10の上方に凸に突出する。前記凹部51A、53Aの形状は、三角形、四角形のような多角形状、半球形状、またはラフな構造を含むことができる。前記第1及び第3リセス部51、53の高さ(T21)は、前記リードフレーム21、31の厚さより薄く形成できる。
図19を参照すると、第1及び第3挿入突起27、37には凸部26−1、37−1が形成され、前記凸部26−1、37−1は前記第1及び第2ハンガー26、36の上部をエッチングまたは圧搾して形成することができ、これに対して限定するものではない。前記凸部26−1、37−1は胴体10との結合力を増加させることができるので、第1及び第3挿入突起27、37の挿入深さを縮めることができる。
図20及び図21は本発明の第3実施形態に従う発光素子の側断面図であって、リセス部の他の形状とハンガーを示す図である。
図20を参照すると、胴体10の第1及び第3リセス部51、53には凸部51B、53Bが形成され、前記凸部51B、53Bは前記胴体10の下方に突出する。前記凸部51B、53Bの形状は、三角形、四角形のような多角形形状、半球形状、または凹凸構造のようなラフな構造を含むことができる。前記第1及び第3リセス部51、53の高さは前記リードフレーム21、31の厚さと同一な厚さで形成できる。
図21を参照すると、第1及び第3挿入突起27、37には、凹部26−2、37−2が形成され、前記凹部26−2、37−2は前記第1及び第2ハンガー26、36のノッチ形状に形成することができ、これに対して限定するものではない。前記凹部26−2、37−2は胴体10との結合力を増加させることができるので、第1及び第3挿入突起27、37の挿入深さを縮めることができる。
図22及び図23は本発明の実施形態に従う発光素子の側断面図であって、リセス部の形状を変形した例を示す図である。
図22を参照すると、胴体10に配置された第1及び第3リセス部51−1、53−1の高さ(T5)は第1リードフレーム21の厚さの1/3〜1/5範囲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。そして、第2及び第4リセス部に対しては上記の説明を参照することにする。
図23を参照すると、胴体10に配置された第1及び第3リセス部51−2、53−2は、第1及び第2側壁11、12から内側方向に三角形状を有する断面形状に突出する。これは、胴体10の底17と接触しない側壁11、12の上に三角形状の挿入突起を配置して、第1及び第3リセス部51−2、53−2を形成することができる。
図24乃至図27は本発明の第5実施形態に従う発光素子の背面図であって、リセス部の位置及び形状を変形した例を示す図である。
図24を参照すると、発光素子の胴体10は第1及び第2側壁11、12に互いに対応するように配置されたリセス部55A、56Aを含み、前記リセス部55A、56Aは前記胴体10の中心で水平な線分(X2)に対して直交するライン(Y0)を基準に互いに対応するように配置される。前記リセス部55A、56Aは、前記第1及び第2リードフレーム21、31の間の領域である間隙部に対応するように配置できる。
前記中心ライン(Y0)は前記胴体10の中心で第1及び第2側壁11、12の延長線分が水平な線分(X2)に対して直交する線分であり、第1及び第2側壁11、12の中心を連結したラインになることができる。
前記リセス部55A、56Aが胴体10の第1軸(X)の中心に垂直な中心ライン(Y0)に対応するように配置されて、前記胴体10の射出成形時、第1及び第2リードフレーム21、31の間の境界領域で前記胴体10を効果的に支えることができるようになる。これは、短辺長さより長辺長さの長い胴体10の脆弱な部分である第1及び第2リードフレーム21、31の境界領域が補強できる効果がある。
図25を参照すると、発光素子の胴体10は第1側壁11に形成された第1リセス部57と第2側壁12に形成された第2リセス部58とが互いに食い違うように配置される。前記第1リセス部57は、前記第1リードフレーム21の第1キャビティーの底22の中心を過ぎるライン(Y2)に対応するように配置され、前記第2リセス部58は第2リードフレーム31の第2キャビティーの底32の中心を過ぎるライン(Y3)に対応するように配置される。ここで、前記第1及び第2リセス部57、58を連結する仮想ラインは前記線分(Y2)に対して30度乃至60度範囲で形成できる。また、前記第1及び第2リセス部57、58は第1及び第2リードフレーム21、31の間の領域である間隙部を基準に互いに食い違うように配置できる。
前記第1及び第2リセス部57、58に挿入されるハンガーの挿入突起は、胴体10の射出成形時、最も負荷の大きい領域である第1及び第2キャビティーの外側を支持することができる。ここで、胴体10の中心外側は図10のように連結フレーム46が支持するようになることができ、これに対して限定するものではない。
図26を参照すると、発光素子の胴体10は第1側壁11に形成された第1リセス部57Aと第2側壁12に形成された第2リセス部58Aとが互いに食い違うように配置される。前記第1リセス部57Aは前記第1リードフレーム21の第1キャビティーの底22に隣接した領域に配置され、例えば第1キャビティーの底の中心に直交する中心ライン(Y2)と胴体10の中心ライン(Y0)との間に配置できる。前記第2リセス部58Aは第2リードフレーム31の第2キャビティーの底に隣接するように配置され、例えば、第2キャビティーの底の中心に直交する中心ライン(Y3)と胴体10の中心ライン(Y0)との間に配置できる。前記第1及び第2リセス部57A、58Aに挿入されるハンガーの挿入突起は、胴体10の射出成形時、最も負荷の大きい領域である第1及び第2キャビティーの間の外側領域を支持することができる。ここで、胴体10の中心外側は、図10のように連結フレーム46が支持するようになることができ、これに対して限定するものではない。
図27を参照すると、発光素子は胴体10の第1及び第2側壁11、12に形成された第1乃至第4リセス部51D、52D、53D、54Dの形状が半球形状を含む。他の例として、第1乃至第4リセス部51D、52D、53D、54Dの形状は三角形状、または段差付けた形状を含むことができ、これに対して限定するものではない。
図28及び図29は本発明の第6実施形態に従う発光素子の背面図であって、リセス部の長さ及びハンガーを示す図である。
図28を参照すると、発光素子の胴体10は第1側壁11の第1リセス部61と第2側壁12の第2リセス部62とが互いに対応するように配置される。前記第1リセス部61及び前記第2リセス部62の幅(W11)は前記第1及び第2キャビティー25、35の間の間隔(G1)よりは広く、第1及び第2キャビティー25、35中心間の間隔(G11)よりは狭く形成できる。また、前記幅(W11)は前記胴体10の第3及び第4側壁13、14の間の間隔の1/4以上に形成できる。
図28及び図29を参照すると、上記の第1及び第2リセス部61、62に挿入されるハンガー内側部26Aである挿入突起39が前記胴体10の各側壁11、12のセンター領域をカバーすることができる。ここで、前記胴体10の内に配置される連結フレーム46は前記ハンガー内側部26Aである挿入突起39により除去されることができ、これに対して限定するものではない。他の例として、前記第1及び第2リセス部61、62の内にはシリコンまたはエポキシのような樹脂材質が充填できる 。前記第1及び第2リセス部61、62に充填された樹脂材質は、両側壁11、12の中間部分を補強させることができる。
図30乃至図32は本発明の第7実施形態に従う発光素子の背面図であって、リセス部の変形例を示す図である。
図30を参照すると、発光素子の胴体10は第1側壁11に第1リセス部51及び第2リセス部52が配置され、前記第1及び第2リセス部51、52の間には第5リセス部63が配置される。前記第5リセス部63は前記第1及び第2リセス部51、52の幅より広い幅で形成されることができ、前記第1及び第2リセス部51、52に連結できる。前記第5リセス部63は、前記第1リセス部51及び第2リセス部52から前記胴体10の中心ライン(Y0)方向または第1及び第2側壁11、12の中心に行くほど徐々に深くなる構造で形成できる。前記第1及び第2リセス部51、52の深さ(D4)は前記第5リセス部63の最大深さと同一または相異することがあり、これに対して限定するものではない。前記第5リセス部63の幅は前記胴体10の長さの1/4以上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。
前記胴体10の第2側壁12に配置された第3及び第4リセス部53、54と、前記第3及び第4リセス部53、54の間の第6リセス部64の構造に対しては上記の第1、第2、及び第5リセス部51、52、63を参照することにする。前記第5及び第6リセス部63、64は中心部分が胴体10の内側方向に凹な三角形状、または半球形状を含むことができる。前記第1乃至第4リセス部51、52、53、54は第1実施形態の説明のように、胴体10の第3及び第4側壁13、14から所定距離(D21)に離隔できる。
図31を参照すると、発光素子は胴体10の第1側壁11及び第2側壁12に配置された第5及び第6リセス部63A、64Aを含み、前記第5及び第6リセス部63A、64Aの幅は胴体10の長さの1/4以上に形成できる。前記第5及び第6リセス部63A、64Aは胴体10の第3側壁13及び第4側壁14から既設定された距離(D21)に離隔し、前記胴体10の中心ライン(Y0)に行くほど徐々に深い深さに形成できる。前記距離(D21)は130μm以上に形成できる。反対に、前記リセス部63A、64Aの深さのうち、胴体10の中心部に対応する領域が最も深い深さ(D4)に形成され、第3及び第4側壁13、14方向に行くほど徐々に浅い深さに形成できる。
図32を参照すると、発光素子は胴体10の第1側壁11及び第2側壁12に配置された第5及び第6リセス部63B、64Bを含み、前記第5及び第6リセス部63B、64Bの幅は胴体10の長さの1/4以上に形成できる。前記第5及び第6リセス部63B、64Bは、胴体10の第3側壁13及び第4側壁14から既設定された距離(D22)に離隔する。前記距離(D22)は130μm以上に形成できる。前記胴体10の中心ライン(Y0)または第1及び第2側壁11、12の中心に行くほど深さが徐々に低くなる形状に形成されるか、前記胴体10の中心ライン(Y0)では深さのほとんどない構造で形成できる。これによって、前記リセス部63B、64Bの深さは胴体10の中心部に対応する領域が最も浅く、第3及び第4側壁13、14方向に隣接した領域が最も深い深さ(D4)に形成できる。
図33は本発明の第8実施形態に従う発光素子の平面図であり、図34は図33の発光素子の背面の例を示す図である。
図33及び図34を参照すると、発光素子101は凹部116を有する胴体110、前記凹部116の底の第1領域に第1リードフレーム121、前記凹部116の底の第2領域に配置された第2リードフレーム131、前記凹部116の底で第1及び第2リードフレーム121、131の間の間隙部119、発光チップ171、172、ワイヤー173乃至176、及びモールディング部材(図示せず)を含む。
前記胴体110は、ポリフタルアミド(PPA:Polyphthalamide)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(Al)、印刷回路基板(PCB)のうち、少なくとも1つで形成できる。前記胴体110は、例えば、ポリフタルアミド(PPA:Polyphthalamide)、エポキシ、またはシリコンのような樹脂材質からなることができる。
前記胴体110の外郭形状はその用途及び設計によって三角形、四角形、多角形、及び円形など、多様な形状を有することができる。前記第1リードフレーム121及び第2リードフレーム131は、胴体110の底に配置されて直下タイプで基板の上に搭載されることができ、前記胴体110の側面に配置されてエッジタイプで基板の上に搭載されることができ、これに対して限定するものではない。
胴体110は上部が開放され、側面と底とからなるキャビティー(cavity)、カップ構造、またはリセス構造のような凹部116を有する。前記凹部116を上面視した形状は、円形、楕円形、多角形(例えば、四角形)でありうる。前記胴体110は複数の側壁111〜114を含み、前記複数の側壁111〜114のうち、少なくとも1つは前記胴体110の底に対して垂直または傾斜するように配置できる。例えば、前記第1側壁111と前記第2側壁112の長さ(即ち、長辺長さ)は前記第3側壁113及び前記第4側壁114の長さ(即ち、短辺長さ)より長く、例えば、少なくとも2倍以上長く形成できる。
前記第1リードフレーム121は前記凹部116の底で第1領域に配置され、前記第2リードフレーム131は前記凹部116の底で第1領域と離隔する第2領域に配置される。前記第1領域は第1発光チップ171が配置された領域であり、前記第2領域は第2発光チップ172が配置された領域でありうる。
前記第1リードフレーム121の下面及び前記第2リードフレーム131の下面は前記胴体110の底に露出するか、前記胴体110の底と同一平面上に配置できる。
前記第1リードフレーム121と第2リードフレーム131との間の間隙部119は斜線形態に配置される。前記間隙部119の中心部分は段差付けた構造で形成できる。このような間隙部119を斜線形態に形成することによって、第1及び第2リードフレーム121、131の間の境界部分の剛性を補強することができる。
前記第1リードフレーム121の第1リード部123は前記胴体110の底に配置され、前記胴体110の第3側壁113に突出できる。前記第2リードフレーム131の第2リード部133は前記胴体110の底に配置され、前記胴体110の第4側壁114に突出できる。前記第1、第2リードフレーム121、131の材質及び厚さは第1実施形態を参照することにする。
図33及び図34のように、前記第1及び第2リードフレーム121、131はキャビティー構造がなく、前記第1及び第2リードフレーム121、131の下面はフラットな面に配置される。即ち、前記第1及び第2リードフレーム121、131の全体下面は前記胴体110の底117と同一平面上に配置できる。前記第1及び第2リードフレーム121、131からキャビティー構造を除去することによって、前記発光素子101の厚さを薄く提供することができる。
前記胴体110の第1側壁111には第1リセス部151及び第2リセス部152を含み、前記第2側壁112には第3リセス部153及び第4リセス部154を含む。
前記第1乃至第4リセス部151、152、153、154は内部の幅(W2)が外部の幅(W3)より狭く形成できる。前記第1乃至第4リセス部151、152、153、154の内部は胴体110の内側方向であり、外部は胴体の側壁方向でありうる。
前記第1乃至第4リセス部151、152、153、154の深さ(T6)は30μm−130μm範囲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。また、前記第1乃至第4リセス部151、152、153、154は最外郭である第3または第4側壁113、114との距離(D6)が130μm以上に離隔できる。
胴体110の射出成形時、前記第1乃至第4リセス部151、152、153、154に挿入されたハンガーの挿入突起は内部の幅が広く、外部の幅が狭い形状であることがあり、このような構造は胴体の内部を効果的に支えることができる。
前記第1リードフレーム121の上には第1発光チップ171が配置され、前記第2リードフレーム131の上には第2発光チップ172が配置できる。前記第1発光チップ171は第1ワイヤー173により第1リードフレーム121と連結され、第2ワイヤー174により前記第2リードフレーム131に連結される。前記第2発光チップ172は前記第2リードフレーム131の上に配置され、第3ワイヤー175により第2リードフレーム131と連結され、第3ワイヤー175により第1リードフレーム121に連結される。ここで、間隙部119が斜線形態に配置されることによって、第2及び第4ワイヤー174、176を最短長さで提供することができる。
図35を参照すると、胴体110の第1側壁111に第5リセス部161を含み、前記第5リセス部161は第3及び第4側壁113、114との距離(D7)が130μm以上、例えば、200μm以上離隔できる。胴体110の第2側壁112に第6リセス部162を含み、前記第5リセス部161とほぼ同一な幅を有し、第3及び第4側壁113、114から離隔する。
前記第5及び第6リセス部161、162は前記胴体110の長さの1/4以上の幅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。ここで、前記胴体110の長手方向は図33に図示された発光チップ171、172の中心を過ぎる方向になることができる。
前記第5及び第6リセス部161、162は、前記第1及び第2リードフレーム121、131から200μm以上離隔することができ、これは前記第5及び第6リセス部161、162と前記第1及び第2リードフレーム121、131との間の間隔が狭い場合、その間隔により胴体の剛性が確保できないという問題が発生できる。
図36を参照すると、胴体110の第1側壁111には第1及び第2リセス部163、164が配置され、前記第1及び第2リセス部163、164の間に第5リセス部161Aが配置される。前記第5リセス部161Aは第1及び第2リセス部163、164の間の間隔に対応する幅を有し、前記第1及び第2リセス部163、164に連結できる。前記第5リセス部161Aは第1及び第2リセス部163、164から胴体110の中心ライン(Y0)に近いほど深さが徐々に深く形成されるか、徐々に浅く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。
前記胴体110の第2側壁112には第3及び第4リセス部165、166が配置され、前記第3及び第4リセス部165、166の間に第6リセス部162Aが配置される。前記第3、第4、及び第6リセス部165、166、162Aの構造に対しては第1、第2、及び第5リセス部163、164、161Aの構造を参照するようにする。
図37を参照すると、胴体110の第1側壁111には第5リセス部161Cが形成され、第2側壁112には第6リセス部162Cが形成される。前記第5及び第6リセス部161C、162Cは中心が前記胴体110の中心に位置し、その幅が前記胴体110の長さの1/4以上に形成されることができ、その深さは第1実施形態のリセス部の構造を参照することにする。
前記第5リセス部161Cには第7リセス部161Dが形成され、前記第7リセス部161Dは前記第5リセス部161Cの幅より狭い幅、例えば、50〜200μm範囲の幅を有し、前記第5リセス部161Cから10〜50μm範囲の深さに形成できる。前記第7リセス部161Dは、第1及び第2リードフレーム121、131の間の間隙部119に対応するように配置できる。
前記第6リセス部162Cには第8リセス部162Dが形成され、前記第8リセス部162Dは前記第6リセス部162Cの幅より狭い幅、例えば、50〜200μm範囲の幅を有し、前記第6リセス部162Cから10〜50μm範囲の深さに形成できる。前記第8リセス部162Dは、第1及び第2リードフレーム121、131の間の間隙部119に対応するように配置できる。これによって、前記第7及び第8リセス部161D、162Dの垂直ライン間の間隔(G4)は30μm以上離隔することができ、 これに対して限定するものではない。
図38は、本発明の第9実施形態に従う発光素子の平面図である。第9実施形態を説明するに当たって、図38と同一な構成は図33及び第1実施形態を参照することにする。
図38を参照すると、発光素子は胴体110の第1及び第2側壁111、112に第1乃至第4リセス部151A、152A、153A、154Aが形成される。このような構造は前記に開示された実施形態を選択的に適用することができ、これに対して限定するものではない。
前記胴体110の内には第1及び第2リードフレーム121、131の間に連結フレーム146が配置され、前記連結フレーム146は第1及び第2リードフレーム121、131の間に配置されて中間連結端子として機能するようになる。
図39は本発明の第10実施形態に従う発光素子の平面図であり、図40は図39の発光素子の背面図であり、図41は図39の発光素子の側断面図である。
図39を参照すると、発光素子200は、凹部216を有する胴体210、前記凹部216の内に第1及び第2リードフレーム221、231、発光チップ271、272、ワイヤー273、274、275、及びモールディング部材240を含む。
前記第1リードフレーム221には胴体210の第3側壁213に配置された第1リード部223が形成され、第4側壁214に配置された第2リード部233を含む。
前記第2リードフレーム231の長さは第1リードフレーム221の長さより長く形成され、例えば胴体110の長さの1/2以上に形成できる。
前記第2リードフレーム231の上には第1及び第2発光チップ271、272が配置され、前記第1発光チップ271は第1リードフレーム221とワイヤー273により連結され、第2発光チップ272とワイヤー274により連結される。第2発光チップ272は、第2リードフレーム231とワイヤー275により連結できる。
図40及び図41を参照すると、胴体210の第1側壁211には複数個、即ち、2つ以上のリセス部が配置されることができ、例えば第1乃至第4リセス部251、252、253、254が配置される。第2側壁212には複数個、即ち、2つ以上のリセス部が配置されることができ、例えば、第5乃至第8リセス部255、256、257、258が配置される。上記の胴体には全体6−12個のリセス部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。
前記第1乃至第4リセス部251、252、253、254は、第5乃至第8リセス部255、256、257、258に各々対応する。これは、胴体210の長手方向の中心に互いに対称するように配置できる。
前記第1及び第5リセス部251、255と、前記第4及び第8リセス部254、258は、胴体210の第3側壁213と第4側壁214から所定距離(D2)に離隔することができ、このような距離(D2)は第1実施形態を参照することにする。
ここで、前記第1乃至第4リセス部251、252、253、254のうち、隣接したリセス部の間の間隔(D11、D12)は互いに相異するように配置できる。例えば、最外郭に配置された第1及び第4リセス部251、254とこれに隣接した第2及び第3リセス部252、253との間隔(D11)は同一であることがあり、第2及び第3リセス部252、253の間の間隔(D12)は間隔(D11)よりは広く形成できる。これは、第1乃至第8リセス部251−258の配置位置は、前記第1及び第2リードフレーム221、231の長さ差と第1及び第2リードフレーム221、231の境界領域を考慮して配置した構造でありうる。
図42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42を参照すると、発光チップ71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、結晶品質を改善させる。
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43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42と同一の部分は省略し、簡略に説明することにする。
図43を参照すると、実施形態による発光チップ71A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、光反射効率を改善させる。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44及び図45に示されている表示装置、図46乃至図50に示されている照明装置とを含み、照明灯、信号灯、車両前照灯、電光板などが含まれる。
図 44 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 44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1033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1033、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1033は、前記導光板1041の少なくとも一側面に光を提供し、 窮極的には、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1033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1033 は、基板103 1 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100 を含み、前記発光素子又は発光素子100は、前記基板1031上に所定間隔でアレイされる。
前記基板103 1 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1031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100 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1031 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100は、前記基板1031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100 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1033、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1033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 45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 45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100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1 0 0 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1 0 0 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42乃至図44は、本発明の実施形態に従う照明装置を示す図である。
図42は本発明の実施形態に従う照明装置を上面視した斜視図であり、図43は図42に図示された照明装置を下面視した斜視図であり、図44は図42に図示された照明装置の分解斜視図である。
図42乃至図44を参照すると、実施形態に従う照明装置は、カバー2100、光源モジュール2200、放熱体2400、電源提供部2600、内部ケース2700、及びソケット2800を含むことができる。また、実施形態に従う照明装置は部材2300とホルダー2500のうち、いずれか1つ以上をさらに含むことができる。前記光源モジュール2200は実施形態に従う発光素子また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)または半球の形状を有し、中が空いており、一部分が開口した形状に提供できる。前記カバー2100は、前記光源モジュール2200と光学的に結合できる。例えば、前記カバー2100は前記光源モジュール2200から提供される光を拡散、散乱、または励起させることができる。前記カバー2100は一種の光学部材でありうる。前記カバー2100は、前記放熱体2400と結合できる。前記カバー2100は前記放熱体2400と結合する結合部を有することができる。
前記カバー2100の内面には乳白色塗料がコーティングできる。乳白色の塗料は光を拡散させる拡散材を含むことができる。前記カバー2100の内面の表面粗さは前記カバー2100の外面の表面粗さより大きく形成できる。これは、前記光源モジュール2200からの光が十分に散乱及び拡散されて外部に放出させるためである。
前記カバー2100の材質は、ガラス(glass)、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)などでありうる。ここで、ポリカーボネートは、耐光性、耐熱性、強度に優れる。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、不透明でありうる。前記カバー2100はブロー(blow)成形により形成できる。
前記光源モジュール2200は、前記放熱体2400の一面に配置できる。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、光源部2210、連結プレート2230、及びコネクター2250を含むことができる。
前記部材2300は前記放熱体2400の上面の上に配置され、複数の光源部2210とコネクター2250が挿入されるガイド溝2310を有する。前記ガイド溝2310は、前記光源部2210の基板及びコネクター2250と対応する。
前記部材2300の表面は光反射物質で塗布またはコーティングされたものであることがある。例えば、前記部材2300の表面は白色の塗料で塗布またはコーティングされたものであることがある。このような前記部材2300は、前記カバー2100の内面に反射されて前記光源モジュール2200側方向に戻る光をまた前記カバー2100方向に反射する。したがって、実施形態に従う照明装置の光効率を向上させることができる。
前記部材2300は、例えば絶縁物質からなることができる。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ことができる。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なされることができる。前記部材2300は、絶縁物質で構成されて前記連結プレート2230と前記放熱体2400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からの熱の伝達を受けて放熱する。
前記ホルダー2500は、内部ケース2700の絶縁部2710の収納溝2719を遮る。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備えることができる。
前記電源提供部2600は外部から提供を受けた電気的信号を処理また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、ガイド部2630、ベース2650、及び延長部2670を含むことができる。
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に挿入できる。前記ベース2650の一面の上に多数の部品が配置できる。多数の部品は、例えば、外部電源から提供される交流電源を直流電源に変換する直流変換装置、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(Electro static discharge)保護素子などを含むことができるが、これに対して限定するものではない。
前記延長部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。前記延長部2670は、前記内部ケース2700の連結部2750の内部に挿入され、外部からの電気的信号の提供を受ける。例えば、前記延長部2670は前記内部ケース2700の連結部2750の幅と等しいか小さく提供できる。前記延長部2670には“+電線”と“−電線”の各一端が電気的に連結され、“+電線”と“−電線”の他の一端はソケット2800に電気的に連結できる。
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。モールディング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の内部に固定できるようにする。
図45及び図46は、本発明の実施形態に従う照明装置の他の例を示す図である。
図45は本発明の実施形態に従う照明装置の斜視図であり、図46は図45に図示された照明装置の分解斜視図である。
図45及び図46を参照すると、実施形態に従う照明装置は、カバー3100、光源部3200、放熱体3300、回路部3400、内部ケース3500、及びソケット3600を含むことができる。前記光源部3200は、実施形態に従う発光素子または発光素子パッケージを含むことができる。
前記カバー3100はバルブ(bulb)形状を有し、中が空いている。前記カバー3100は開口3110を有する。前記開口3110を通じて前記光源部3200と部材3350が挿入できる。
前記カバー3100は前記放熱体3300と結合し、前記光源部3200と前記部材3350を囲むことができる。前記カバー3100と前記放熱体3300との結合により、前記光源部3200と前記部材3350は外部と遮断できる。前記カバー3100と前記放熱体3300との結合は接着剤により結合することもでき、回転結合方式及びフック結合方式など、多様な方式により結合できる。回転結合方式は、前記放熱体3300のねじ溝に前記カバー3100のねじ山が結合する方式であって、前記カバー3100の回転により前記カバー3100と前記放熱体3300とが結合する方式であり、フック結合方式は、前記カバー3100の段部が前記放熱体3300の溝に挟まれて前記カバー3100と前記放熱体3300とが結合する方式である。
前記カバー3100は、前記光源部3200と光学的に結合する。具体的に、前記カバー3100は前記光源部3200の発光素子3230からの光を拡散、散乱、または励起させることができる。前記カバー3100は一種の光学部材でありうる。ここで、前記カバー3100は前記光源部3200からの光を励起させるために、内/外面または内部に蛍光体を有することができる。
前記カバー3100の内面には乳白色塗料がコーティングできる。ここで、乳白色塗料は光を拡散させる拡散材を含むことができる。前記カバー3100の内面の表面粗さは前記カバー3100の外面の表面粗さより大きいことがある。これは、前記光源部3200からの光を十分に散乱及び拡散させるためである。
前記カバー3100の材質は、ガラス(glass)、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)などでありうる。ここで、ポリカーボネートは、耐光性、耐熱性、及び強度に優れる。前記カバー3100は外部から前記光源部3200と前記部材3350が見えることができる透明な材質であるが、見えない不透明な材質でありうる。前記カバー3100は、例えばブロー(blow)成形により形成できる。
前記光源部3200は前記放熱体3300の部材3350に配置され、複数個に配置できる。具体的に、前記光源部3200は前記部材3350の複数の側面のうち、1つ以上の側面に配置できる。そして、前記光源部3200は前記部材3350の側面の上段部に配置できる。
前記光源部3200は、前記部材3350の6個の側面のうち、3個の側面に配置できる。しかしながら、これに限定するものではなく、前記光源部3200は前記部材3350の全ての側面に配置できる。前記光源部3200は基板3210及び発光素子3230を含むことができる。前記発光素子3230は基板3210の一面上に配置できる。
前記基板3210は四角形の板形状を有するが、これに限定されず、多様な形態を有することができる。例えば、前記基板3210は円形または多角形の板形状でありうる。前記基板3210は絶縁体に回路パターンが印刷されたものであることがあり、例えば、一般印刷回路基板(PCB:Printed Circuit Board)、メタルコア(Metal Core)PCB、軟性(Flexible)PCB、セラミックPCBなどを含むことができる。また、印刷回路基板の上にパッケージしていないLEDチップを直接ボンディングすることができるCOB(Chips On Board)タイプを使用することができる。また、前記基板3210は光を効率的に反射する材質で形成されるか、表面が光を効率的に反射するカラー、例えば白色、銀色などで形成できる。前記基板3210は、前記放熱体3300に収納される前記回路部3400と電気的に連結できる。前記基板3210と前記回路部3400は、例としてワイヤー(wire)を介して連結できる。ワイヤーは前記放熱体3300を貫通して前記基板3210と前記回路部3400を連結させることができる。
前記発光素子3230は、赤色、緑色、青色の光を放出する発光ダイオードチップ、またはUVを放出する発光ダイオードチップでありうる。ここで、発光ダイオードチップは水平型(Lateral Type)または垂直型(Vertical Type)であることがあり、発光ダイオードチップは青色(Blue)、赤色(Red)、黄色(Yellow)、または緑色(Green)を発散することができる。
前記発光素子3230は、蛍光体を有することができる。蛍光体は、ガーネット(Garnet)系(YAG、TAG)、シリケート(Silicate)系、ナイトライド(Nitride)系、及びオキシナイトライド(Oxynitride)系のうち、いずれか1つ以上であることがある。または、蛍光体は黄色蛍光体、緑色蛍光体、及び赤色蛍光体のうち、いずれか1つ以上であることがある。
前記放熱体3300は前記カバー3100と結合し、前記光源部3200からの熱を放熱することができる。前記放熱体3300は所定の体積を有し、上面3310及び側面3330を含む。前記放熱体3300の上面3310には部材3350が配置できる。前記放熱体3300の上面3310は前記カバー3100と結合できる。前記放熱体3300の上面3310は前記カバー3100の開口3110と対応する形状を有することができる。
前記放熱体3300の側面3330には複数の放熱ピン3370が配置できる。前記放熱ピン3370は前記放熱体3300の側面3330から外側に延びたものであるか、側面3330に連結されたものであることがある。前記放熱ピン3370は前記放熱体3300の放熱面積を広げて放熱効率を向上させることができる。ここで、側面3330は前記放熱ピン3370を含まないこともある。
前記部材3350は前記放熱体3300の上面3310に配置できる。前記部材3350は上面3310と一体であることもあり、上面3310に結合されたものであることもある。前記部材3350は多角柱でありうる。具体的に、前記部材3350は六角柱でありうる。六角柱の部材3350は上面と下面、そして6個の側面を有する。ここで、前記部材3350は多角柱だけでなく、円柱または楕円柱でありうる。前記部材3350が円柱または楕円柱の場合、前記光源部3200の前記基板3210は軟性基板でありうる。
前記部材3350の6個の側面には前記光源部3200が配置できる。6個の側面全てに前記光源部3200が配置されることもでき、6個の側面のうち、幾つかの側面に前記光源部3200が配置されることもできる。例えば、6個の側面のうち、3個の側面に前記光源部3200が配置されている。
前記部材3350の側面には前記基板3210が配置される。前記部材3350の側面は前記放熱体3300の上面3310と実質的に垂直をなすことができる。したがって、前記基板3210と前記放熱体3300の上面3310とは実質的に垂直をなすことができる。
前記部材3350の材質は熱伝導性を有する材質でありうる。これは、前記光源部3200から発生する熱を速く伝達を受けるためである。前記部材3350の材質としては、例えば、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、マグネシウム(Mg)、銀(Ag)、スズ(Sn)などと前記金属の合金でありうる。または、前記部材3350は熱伝導性を有する熱伝導性プラスチックで形成できる。熱伝導性プラスチックは金属より重さが軽く、単方向性の熱伝導性を有する利点がある。
前記回路部3400は外部から電源の提供を受けて、提供を受けた電源を前記光源部3200に合うように変換する。前記回路部3400は変換された電源を前記光源部3200に供給する。前記回路部3400は前記放熱体3300に配置できる。具体的に、前記回路部3400は前記内部ケース3500に収納され、前記内部ケース3500と共に前記放熱体3300に収納できる。前記回路部3400は回路基板3410と前記回路基板3410の上に搭載される多数の部品3430を含むことができる。
前記回路基板3410は円形の板形状を有するが、これに限定されず、多様な形態を有することができる。例えば、前記回路基板3410は楕円形または多角形の板形状でありうる。このような回路基板3410は絶縁体に回路パターンが印刷されたものであることがある。前記回路基板3410は前記光源部3200の基板3210と電気的に連結される。前記回路基板3410と前記基板3210との電気的連結は、例としてワイヤー(wire)を介して連結できる。ワイヤーは前記放熱体3300の内部に配置されて前記回路基板3410と前記基板3210とを連結することができる。多数の部品3430は、例えば、外部電源から提供される交流電源を直流電源に変換する直流変換装置、前記光源部3200の駆動を制御する駆動チップ、前記光源部3200を保護するためのESD(Electro Static discharge)保護素子などを含むことができる。
前記内部ケース3500は内部に前記回路部3400を収納する。前記内部ケース3500は、前記回路部3400を収納するために収納部3510を有することができる。前記収納部3510は、例として円筒形状を有することができる。前記収納部3510の形状は、前記放熱体3300の形状によって変わることができる。前記内部ケース3500は、前記放熱体3300に収納できる。前記内部ケース3500の収納部3510は前記放熱体3300の下面に形成された収納部に収納できる。
前記内部ケース3500は、前記ソケット3600と結合できる。前記内部ケース3500は、前記ソケット3600と結合する連結部3530を有することができる。前記連結部3530は、前記ソケット3600のねじ溝構造と対応するねじ山構造を有することができる。前記内部ケース3500は不導体である。したがって、前記回路部3400と前記放熱体3300との間の電気的短絡を遮る。例として、前記内部ケース3500はプラスチックまたは樹脂材質で形成できる。
前記ソケット3600は、前記内部ケース3500と結合できる。具体的に、前記ソケット3600は前記内部ケース3500の連結部3530と結合できる。前記ソケット3600は、従来の在来式白熱電球のような構造を有することができる。前記回路部3400と前記ソケット3600とは電気的に連結される。前記回路部3400と前記ソケット3600との電気的連結はワイヤー(wire)を介して連結できる。したがって、前記ソケット3600に外部電源が印加されれば、外部電源は前記回路部3400に伝達できる。前記ソケット3600は、前記連結部3530のねじ山構造と対応するねじ溝構造を有することができる。
以上、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から外れない範囲内で多様な置換、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当たって明らかである。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、特許請求の範囲により定まるべきである。

Claims (15)

  1. 互いに対向するように配置された第1及び第2側壁、前記第1及び第2側壁の長さより短い長さを有して互いに対向するように配置された第3及び第4側壁、及び前記第1、第2、第3、第4側壁によって囲まれた凹部を有する胴体と、
    前記凹部の第1領域に配置され、一部領域が前記第3側壁の下に配置され、前記凹部より低く配置された第1キャビティーを含む第1リードフレームと、
    前記凹部の第2領域に配置され、一部領域が前記第4側壁の下に配置され、前記凹部より低く配置された第2キャビティーを含む第2リードフレームと、
    前記第1リードフレームの前記第1キャビティーに配置された第1発光チップと、
    前記第2リードフレームの前記第2キャビティーに配置された第2発光チップと、
    前記凹部、前記第1キャビティー、前記第2キャビティーに配置されたモールディング部材と、
    前記第1側壁から前記第2側壁方向にリセスされ、前記胴体の底から上部方向にリセスされた第1リセス部と、
    前記第2側壁から前記第1側壁方向にリセスされ、前記胴体の底から上部方向にリセスされた第2リセス部と、を含み、
    前記第1キャビティーの底及び前記第2キャビティーの底は、前記胴体の下部に露出し、
    前記第1キャビティーの底、前記第2キャビティーの底、前記胴体の底が同一平面に配置され、
    前記凹部の底領域に前記第1リードフレームと前記第2リードフレームから離隔して配置され、前記第1発光チップと前記第2発光チップに電気的に連結された連結フレームを含み、
    前記第1及び第2リセス部は、前記胴体の上部方向に突出形成された結合用凹部または前記胴体の下部方向に突出した結合用凸部を含むことを特徴とする、発光素子。
  2. 前記第1リードフレームは前記第3側壁より外部方向に突出した第1リード部を含み、
    前記第2リードフレームは前記第4側壁より外部方向に突出した第2リード部を含むことを特徴とする、請求項1に記載の発光素子。
  3. 前記第1リセス部と前記第2リセス部は前記第1キャビティー及び第2キャビティーのうち、少なくとも1つに対して互いに反対側に配置されることを特徴とする、請求項1または2に記載の発光素子。
  4. 前記胴体の第1側壁の下に前記第1リセス部から離隔した第3リセス部及び前記胴体の第2側壁の下に前記第2リセス部から離隔した第4リセス部を含み、
    前記第1及び第2リセス部は前記第1キャビティーに対して互いに反対側に配置され、
    前記第3及び第4リセス部は前記第2キャビティーに対して互いに反対側に配置され、
    前記第3リセス部は、前記第1側壁から前記第2側壁方向にリセスされ、前記胴体の底から上部方向にリセスされ、
    前記第4リセス部は、前記第2側壁から前記第1側壁方向にリセスされ、前記胴体の底から上部方向にリセスされたことを特徴とする、請求項1乃至3のうち、いずれか1項に記載の発光素子。
  5. 前記第1側壁から前記第2側壁方向にリセスされ、前記胴体の底から上部方向にリセスされた第5リセス部をさらに含み、
    前記第5リセス部は前記第1リセス部と前記第3リセス部とを連結し、
    前記第5リセス部は前記第1リセス部または前記第3リセス部の幅より広い幅を有す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及び第3リセス部の間の間隔は前記第1及び第2キャビティーの底の間の距離より広いことを特徴とする、請求項4に記載の発光素子。
  7. 前記第1及び第2リセス部のうちの少なくとも1つの幅は、前記第1及び第2キャビティーの底の間の間隔より狭く、
    前記第1及び第2リセス部のうちの少なくとも1つの深さは、前記第1キャビティーの底と前記第1側壁との間の距離より狭いことを特徴とする、請求項1乃至6のうち、いずれか1項に記載の発光素子。
  8. 前記第1及び第2リセス部のうちの少なくとも1つは、前記第1及び第2キャビティーの底の間の間隔より広い幅を有することを特徴とする、請求項1乃至6のうち、いずれか1項に記載の発光素子。
  9. 前記第1及び第2側壁は前記胴体の底に対して傾斜するように配置され、
    前記第1及び第2リセス部は前記胴体の底から前記第1及び第2リードフレームの厚さ以下であることを特徴とする、請求項1乃至8のうち、いずれか1項に記載の発光素子。
  10. 前記第1及び第2側壁は前記胴体の底に対して傾斜した上部領域と、前記胴体の底に対して垂直な下部領域を含み、
    前記第1及び第2リセス部は前記胴体の第1及び第2側壁の下部領域からリセスされたことを特徴とする、請求項1乃至8のうち、いずれか1項に記載の発光素子。
  11. 前記第1側壁及び第2側壁は、前記第3及び第4側壁の長さの2倍以上の長さを有することを特徴とする、請求項1乃至10のうち、いずれか1項に記載の発光素子。
  12. 前記第1リセス部は前記第1キャビティーに対応するように配置され、前記第2リセス部は前記第2キャビティーに対応するように配置され、
    前記第1及び第2リセス部は前記第1及び第2リードフレームの間の間隙部を中心にして互いに食い違うように配置されることを特徴とする、請求項1または2に記載の発光素子。
  13. 前記第1及び第2リセス部は、前記第1及び第2リードフレームの間の間隙部に対応するように配置されることを特徴とする、請求項1乃至3のうち、いずれか1項に記載の発光素子。
  14. 前記第1及び第3リセス部は前記第1発光チップと前記第2発光チップとの間の間隔より広い間隔で離隔したことを特徴とする、請求項4に記載の発光素子。
  15. 前記第1及び第2リセス部のうちの少なくとも1つは、30μm〜100μm範囲の深さと50μm−500μm範囲の幅を有することを特徴とする、請求項1乃至14のうち、いずれか1項に記載の発光素子。
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