(57)【要約】【課題】入射された光を拡散させることができる光学レンズ及びこれを有する発光素子を提供する。【解決手段】本発明に従う発光素子は、発光チップ、及び前記発光チップの上に配置される光学レンズを含み、前記光学レンズは、前記発光チップから放出された光が入射される入射面、前記入射面の反対側に位置し、前記入射面の方向にリセスされた凹部（recess portion）、前記凹部の周りに前記入射面から入射された光を出射させる出射面、及び前記凹部と前記出射面との間に突出し、前記凹部及び前記出射面のうち、少なくとも１つと変曲点により連結された凸部を含み、前記凸部は前記発光チップから前記凹部の最外郭の第１変曲点を連結する直線線分より内側に位置する。【選択図】図１６
2014049440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光チップと、
前記発光チップの上に配置される光学レンズと、を含み、
前記光学レンズは、
前記発光チップから放出された光が入射される入射面と、
前記入射面の反対側に位置し、前記入射面の方向にリセスされた凹部（recess portion）と、
前記凹部の周りに前記入射面から入射された光を出射させる出射面と、
前記凹部と前記出射面との間に突出し、前記凹部及び前記出射面のうち、少なくとも１つと変曲点により連結された凸部と、を含み、
前記凸部は前記発光チップから前記凹部の最外郭の第１変曲点を連結する直線線分より内側に位置することを特徴とする、発光素子。
【請求項２】
前記凹部の上に反射部材が配置されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記反射部材の上面は、前記光学レンズの頂点の位置より低く、前記凹部の最外郭の第１変曲点の位置より高いことを特徴とする、請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記反射部材の上面は、前記光学レンズの頂点の間の直径より短く、前記第１変曲点の間の直径より広いことを特徴とする、請求項２または３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記発光チップから前記第１変曲点を過ぎる接線と前記光軸との間の第１角度は、前記発光チップから前記凹部の最外郭の曲面に接触する接線と前記光軸との間の第２角度より小さく、前記第１変曲点は前記頂点から前記凹部に最も隣接した地点であることを特徴とする、請求項２乃至４のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第１角度は前記発光チップから前記凸部の最内郭の曲面に接触する接線と前記光軸との間の角度より小さいことを特徴とする、請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第１角度は４１度乃至６０度範囲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】
前記光軸と前記第１変曲点との間の距離は前記光学レンズの半径の５９％〜６５％範囲であることを特徴とする、請求項６または７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記凹部は、前記発光チップと隣接し、第１曲率を有する第１全反射面、前記第１全反射面に連結され、第２曲率を有する第２全反射面、及び前記第２全反射面に連結され、第３曲率を有する第３全反射面を含み、
前記凸部は、前記第１及び第２曲率より小さい曲率を有することを特徴とする、請求項２乃至８のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第２全反射面は、前記第１全反射面と前記第３全反射面との間に互いに異なる曲率を有する複数の曲面を含むことを特徴とする、請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記発光チップは、前記光学レンズの入射面から離隔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。
【請求項１２】
前記光学レンズの入射面は平坦な面または前記凹部方向に凸にリセスされたリセス部を含むことを特徴とする、請求項１乃至１１のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記凸部は、前記光学レンズの頂点及び前記出射面の頂点より内側に配置されることを特徴とする、請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１４】
前記発光チップの周りに配置された反射材質の第１胴体、前記第１胴体の上に透光性材質の第２胴体、前記発光チップを覆う樹脂層、及び前記第１胴体と前記樹脂層が結合され、前記発光チップと電気的に連結される複数のリードフレームを含むことを特徴とする、請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１５】
前記凸部は、前記出射面の頂点より突出することを特徴とする、請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１６】
前記凸部は、前記反射部材に接触した内側領域と前記反射部材から非接触する外側領域を含むことを特徴とする、請求項１５に記載の発光素子。
【請求項１７】
前記反射部材は、前記凸部及び前記凹部に接触することを特徴とする、請求項２乃至１６のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１８】
前記凹部及び前記凸部は、前記光軸を基準に回転対称することを特徴とする、請求項２乃至１７のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１９】
前記凸部は、前記凹部の周りにリング形状に配置されることを特徴とする、請求項２乃至１８のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項２０】
前記凹部の深さは前記光学レンズの厚さの６５〜７５％範囲であることを特徴とする、請求項２乃至１９のうちいずれか１項に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学レンズ、発光素子、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、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、白熱灯に代わる次世代の光源として脚光を浴びている。
【０００３】
発光ダイオードは、半導体素子を用いて光を生成するので、タングステンを加熱して光を生成する白熱灯や、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、非常に低い電力しかを消耗しない。
【０００４】
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。
【０００５】
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、街灯等の照明装置の光源としての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】
【０００６】
本発明の目的は、入射された光を拡散させることができる光学レンズ及びこれを有する発光素子を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、出射面の頂点から入射面方向に凹な凹部の周りに変曲点を有して突出した凸部を有する光学レンズを提供することにある。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、出射面の頂点から入射面方向に凹な凹部に反射部材と前記凹部の周りに変曲点を有して突出した凸部を有する光学レンズを提供することにある。
【０００９】
本発明の更に他の目的は、出射面の頂点の間の距離と前記頂点の内側に隣接した変曲点の間に凸な曲率を有する凸部を有する光学レンズを提供することにある。
【００１０】
本発明の更に他の目的は、光の入射方向に凹な凹部と出射面との間に頂点を有して凸な凸部を含む光学レンズを提供することにある。
【００１１】
本発明の更に他の目的は、光の入射方向に凹な凹部と出射面との間に前記凹部の曲率より小さい曲率を有する凸部を有する光学レンズ及びこれを備えた発光素子を提供することにある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、光の入射方向に凹な凹部の周りに凸部及び前記凹部の上に形成される反射部材を有する光学レンズ及びこれを備えた発光素子を提供することにある。
【００１３】
本発明の更に他の目的は、入射側に光出射方向にリセスされた拡散部を有する光学レンズを提供することにある。
【００１４】
本発明の更に他の目的は、光学レンズの入射側に蛍光体層が配置された発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の様々な実施形態に従う発光素子は、発光チップ、及び前記発光チップの上に配置される光学レンズを含み、前記光学レンズは、前記発光チップから放出された光が入射される入射面、前記入射面の反対側に位置し、前記入射面の方向にリセスされた凹部（recess portion）、前記凹部の周りに前記入射面から入射された光を出射させる出射面、及び前記凹部と前記出射面との間に突出し、前記凹部及び前記出射面のうちの少なくとも１つと変曲点により連結された凸部を含み、前記凸部は前記発光チップから前記凹部の最外郭の第１変曲点を連結する直線線分より内側に位置する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の様々な実施形態によれば、広い指向角を有する光学レンズを提供することができる。
【００１７】
本発明の様々な実施形態によれば、光学レンズを用いて発光チップから放出された光の指向角を広げることができる。
【００１８】
本発明の様々な実施形態によれば、光学レンズの凹部の上に詰められる反射部材のあふれを防止するダム（dam）構造を提供することができる。これによって、光学レンズの出射面に異質物が形成されることを防止することができる。
【００１９】
本発明の様々な実施形態によれば、光学レンズの歩留まりを改善させることができる。
【００２０】
本発明の様々な実施形態によれば、光学レンズの光学的信頼性を改善させることができる。
【００２１】
本発明の様々な実施形態によれば、発光素子及びこれを備えた照明装置の信頼性を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図３】図２の光学レンズの部分拡大図である。
【図４】本発明の第３実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図５】図４の光学レンズの部分拡大図である。
【図６】本発明の第４実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図７】図６の光学レンズの部分拡大図である。
【図８】本発明の第５実施形態に従う発光素子の側断面図である。
【図９】図８の光学レンズの部分拡大図である。
【図１０】図１及び図２の発光素子の指向角分布を示す図である。
【図１１】図１及び図２の発光素子の指向角分布を示す図である。
【図１２】図１及び図２の発光素子の指向角分布を示す図である。
【図１３】図１及び図２の発光素子の指向角分布を示す図である。
【図１４】図１及び図２の発光素子の指向角分布を示す図である。
【図１５】本発明の第６実施形態であって、図２の光学レンズを有する発光素子を示す斜視図である。
【図１６】図１５の発光素子のＡ−Ａ側断面図である。
【図１７】図１５の発光素子のＢ−Ｂ側断面図である。
【図１８】図１５の発光素子のＣ−Ｃ側断面図である。
【図１９】図１５の発光素子において、リードフレームの斜視図である。
【図２０】図１５の発光素子において、リードフレームと第１胴体との結合例を示す図である。
【図２１】図１５の発光素子において、第１胴体と第２胴体との結合例を示す図である。
【図２２】図１５の発光素子において、第１胴体の上面高さ及び傾斜角を示す図である。
【図２３】本発明の第７実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図２４】本発明の第８実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図２５】本発明の第９実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図２６】本発明の第１０実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図２７】本発明の第１１実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図２８】本発明の第１２実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図２９】本発明の第１３実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【図３０】図３０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３１】図３１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３２】図３２は、実施形態による発光素子を有する表示装置を示す斜視図である。
【図３３】図３３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３４】図３４は、実施形態による発光素子を有する照明装置の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。本発明を説明するに当たって、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
図１は、本発明の第１実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。
【００２７】
図１を参照すると、発光素子１０は、発光チップ１、前記発光チップ１の光を拡散させて出射面２２に出射する光学レンズ２、及び前記光学レンズ２の上に反射部材１１を含む。前記反射部材１１は光学レンズ２に含まれるか、別途の構成に定義されることができ、これに対して限定するものではない。
【００２８】
前記発光チップ１は光源であって、紫外線から可視光線までの波長のうちから選択的に発光するようになる。前記発光チップ１は、ＵＶ（Ultraviolet）ＬＥＤチップ、グリーンＬＥＤチップ、ブルーＬＥＤチップ、レッドＬＥＤチップ、及び白色ＬＥＤチップを含む。前記発光チップ１の光出射領域には蛍光体が塗布されることができ、これに対して限定するものではない。
【００２９】
前記発光チップ１は、前記光学レンズ２の底面（例：入射面）より下に配置されるか、前記光学レンズ２の底面に一部が接触されるか、前記光学レンズ２のリセスされた領域に配置できる。実施形態の説明のために、前記発光チップ１は前記光学レンズ２の入射面２１と所定距離Ｚ１に離隔して配置された例として説明するようにする。前記距離（Ｚ１）は、０または０．０１ｍｍ以上の値を有することができる。ここで、前記発光チップ１の中心部は前記光学レンズ２の中心と同一な中心に置かれることができる。
【００３０】
光軸（基準光軸）Ｚの方向は発光チップ１から出射される光の立体的な出射光速の中心における光の進行方向をいう。図１においては、便宜上、発光チップ１から鉛直上向きの方向を光軸（基準光軸）Ｚまたは法線として定義することができる。また、発光素子１０は光軸Ｚを中心にした回転対称の形状を有している。また、発光チップ１に対しては必ず回転対称である必要はなく、多面体のような形状でありうる。光学レンズ２は、発光チップ１から出射された光Ｌの方向を変化させる。即ち、光学レンズ２は光Ｌを光軸Ｚ及びこれに隣接した領域に入射された光を全反射させて拡散させるようになる。
【００３１】
前記光学レンズ２は、光軸Ｚを中心に周囲に光を出射する部材である。前記光学レンズ２は、光抽出レンズ、または側方向抽出レンズとして機能する。前記光学レンズ２は、発光チップ１から放出された光の方向を変化させるための部材であり、特別に限定されるものではないが、好ましくは屈折率が１．４以上、１．７以下の透明材料を用いることができる。また、より好ましくは、屈折率が１．４９のポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、屈折率が１．５９のポリカーボネート（ＰＣ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）の透明樹脂材料や透明なガラス（Glass）により形成できるものである。
【００３２】
前記光学レンズ２は、底面である入射面２１、外表面である光出射領域２２、２３、凹部（recess portion）２４を含む。前記入射面２１は光軸Ｚと垂直に交差する。
【００３３】
前記光学レンズ２は、入射面２１から見ると、互いに直交する方向の長さが互いに同一または相異することができる。例えば、前記入射面２１で横方向の長さと縦方向の長さとが互いに同一または相異することができ、これに対して限定するものではない。
【００３４】
前記光出射領域２２、２３は出射面２２及び外側面（outer sidewall）２３を含み、前記出射面２２は断面形状が輪郭線が所定の曲率を有する凸面に形成され、前記光学レンズ２の内部に入射された光を拡散させるようになり、ほとんど全ての光を出射するようになる。前記外側面２３は、前記出射面２２と前記入射面２１とを互いに連結し、前記入射面２１と垂直に折り曲げられるか、曲面に連結されることができ、前記光軸Ｚとほとんど平行に形成できる。他の例として、前記外側面２３の断面形状は所定の曲率を有する凸面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。前記外側面２３は光が出射される面として機能することができる。
【００３５】
前記凹部２４は前記入射面２１の反対側に位置し、前記光軸Ｚを中心に前記入射面２１の方向に凹にリセスされる。前記凹部２４は前記光軸Ｚを中心に回転対称形状に形成できる。他の例として、前記凹部２４は非回転対称形状でありうる。
【００３６】
前記凹部２４は、凹な表面に対して変曲点に沿って輪郭線を区分する時、２つ以上の全反射面を含むことができ、各全反射面の断面形状は傾斜面または曲面であることがあり、これに対して限定するものではない。
【００３７】
前記凹部２４の側断面形状は前記光軸Ｚを中心に前記発光チップ１の方向に凹な形状、例えば、カップまたは容器形状に形成できる。前記凹部２４の中心は前記光軸Ｚと同一な中心を有し、その深さは前記光軸Ｚに行くほど徐々に深くなる深さに形成される。例えば、前記凹部２４の中心が最も低い深さを有し、前記凹部２４の中心と入射面２１との間の領域が最も薄い厚さに形成される。
【００３８】
前記凹部２４は、前記光軸Ｚから前記光学レンズ２の頂点２２Ａの方向に互いに異なる曲率を有するか、互いに異なる傾きを有する全反射面を含む。前記全反射面は入射された光を反射するようになる。前記凹部２４は、例えば、第１全反射面２４Ａ、第２全反射面２４Ｂ、及び第３全反射面２４Ｃを含み、前記第１全反射面２４Ａの中心は前記光軸Ｚとなり、所定の曲率を有する凹な曲面に形成できる。前記第２全反射面２４Ｂは前記光軸Ｚに対して所定の内角を有する傾斜面または曲面に形成できる。前記第２全反射面２４Ｂは、前記第１全反射面２４Ａと前記第３全反射面２４Ｃとの間に連結される。前記第３全反射面２４Ｃは前記第２全反射面２４Ｂに連結され、前記光軸Ｚよりは出射面２２の頂点２２Ａに一層隣接するように配置される。前記第３全反射面２４Ｃの断面形状は所定の曲率を有する凹な曲面に形成できる。前記第１全反射面２４Ａ、第２全反射面２４Ｂ、及び前記第３全反射面２４Ｃの間の変更地点は変曲点になることができ、これに対して限定するものではない。ここで、変曲点は凹な曲率から凸な曲率に変更される地点、または凸な曲率から凹な曲率に変更される地点を表すことができる。
【００３９】
前記凹部２４は上面視して、外郭枠は円形状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。前記凹部２４は、陥没構造またはリセス構造でありうる。
【００４０】
前記光学レンズ２は、前記凹部２４と前記出射面２２との間に配置される凸部２５を含む。前記凸部２５は前記凹部２４と前記出射面２２との間に連結され、前記凹部２４の表面及び前記出射面２２の表面のうち、少なくとも１つから突出した構造、ダム構造、または変曲された領域でありうる。前記凸部２５は前記光軸Ｚを基準に回転対称形状に形成できる。
【００４１】
前記凸部２５の断面形状は前記第３全反射面２４Ｃと反対方向に凸な曲率を有する曲面を含む。前記凸部２５は、頂点２２Ａから前記凹部２４の方向に最も隣接した第１変曲点Ｐ４と頂点２２Ａとの間に連結された凸な曲面を含む。前記第１変曲点Ｐ４は前記凹部２４の最外郭の変曲点、または前記凸部２５の最も低い変曲点となる。即ち、前記第１変曲点Ｐ４は前記凹部２４から見ると、最外郭の地点であり、前記凸部２５から見ると、前記凹部２４に最も隣接し、最も低い地点となることができる。このような第１変曲点Ｐ４は凹部２４と凸部２５との境界地点となる。
【００４２】
前記出射面２２の頂点２２Ａは、前記凸部２５の頂点、または光学レンズ２の頂点となることができる。前記第１乃至第３全反射面２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃの側断面のうちの少なくとも１つは、球面または／及び非球面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。また、前記凸部２５の側断面は球面または／及び非球面形状を含むことができる。
【００４３】
前記出射面２２は、前記凸部２５の外側方向に曲線形状または／及び傾きを有して延びることができ、前記反射された光を屈折させるようになる。
【００４４】
ここで、発光チップ１を基準点０にし、前記基準点０と前記第１変曲点２５Ａを過ぎる第１仮想線分Ｅ１と前記光軸Ｚとの間の角度（θ１）は、４０度乃至６０度の範囲で形成できる。
【００４５】
前記基準点０と前記凹部２４の外郭曲面に接触する接線である第２仮想線分Ｅ２と前記光軸Ｚとの間の角度（θ１１）は、前記角度（θ１）より大きい角度に形成され、例えば４１度乃至７５度範囲で形成できる。
【００４６】
前記基準点０と前記凸部２５の最内郭の曲面に接触する接線である第３仮想線分Ｅ３と前記光軸Ｚとの間の角度（θ１２）は、前記角度（θ１）と等しいか小さい角度に形成されることができ、例えば３５度乃至６５度範囲で形成できる。
【００４７】
前記凸部２５は、前記凹部２４の周りに沿って配置され、前記第１変曲点Ｐ４と頂点２２Ａに連結される。前記凸部２５の直径は、前記頂点２２Ａの間の距離である第１直径Ｘ１よりは小さく、前記第１変曲点Ｐ４の間の距離である第２直径Ｘ２よりは大きく配置される。即ち、前記凸部２５の間の距離は前記第１直径Ｘ１と第２直径Ｘ２との間の範囲を有する。前記第１直径Ｘ１は頂点２２Ａの間の直径、または前記凸部２５の最大直径でありうる。前記第２直径Ｘ２は、前記凹部２４の最大直径、または前記第１変曲点Ｐ４の間の直径になることができる。
【００４８】
前記凸部２５は、基準点０から前記凹部２４の最外郭を過ぎる第２仮想線分Ｅ２より内側に配置されるので、発光チップ１から放出された光に対してほとんど影響を及ぼさないようになる。即ち、前記凸部２５は発光チップ１から放出された光が実質的に直接入射されない領域に配置されるので、光の指向角分布に影響を及ぼさないようになることがある。これによって、光学レンズ２の歩留まりを改善させることができる。
【００４９】
前記凹部２４の上には反射部材１１が配置される。前記反射部材１１は、前記凹部２４の表面に直接接触する。前記反射部材１１は、樹脂材料に金属酸化物及び金属窒化物のうち、少なくとも１つが混合されることができ、実施形態は金属酸化物の添加例として説明することにする。前記樹脂材料は、シリコンまたはエポキシのような材質を含む。また、前記樹脂材料は、例えば、polyacrylate resin、epoxy resin、phenolic resin、polyamides resin、polyimides rein、unsaturated polyesters resin、polyphenylene ether resin（ＰＰＥ）、polyphenilene oxide resin（ＰＰＯ）、polyphenylenesulfides resin、cyanate ester resin、benzocyclobutene（ＢＣＢ）、Polyamido-amine Dendrimers（ＰＡＭＡＭ）、及びPolypropylene-imine、Dendrimers（ＰＰＩ）、及びＰＡＭＡＭ内部構造及び有機−シリコン外面を有するＰＡＭＡＭ−ＯＳ（organosilicon）を単独またはこれらの組合を含んだ樹脂で構成できる。
【００５０】
前記反射部材１１は、前記光学レンズ２の屈折率より高い高屈折層であるか、反射層として定義できる。また、前記反射部材１１は光の反射効率が７０％以上の層であって、例えば８５％以上であることがあり、これに対して限定するものではない。前記反射部材１１は、前記光学レンズ２との屈折率の差が０．１以上、例えば、０．３以上の差を有することができる。
【００５１】
前記金属酸化物は、前記反射部材１１の内に１０ｗｔ％以上、例えば、３０〜８０ｗｔ％範囲で形成できる。前記金属酸化物は、前記光学レンズ２の屈折率より高い屈折率を有する材質であって、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３のうち、少なくとも１つを含むことができる。これによって、前記反射部材１１の屈折率は前記光学レンズ２の屈折率より高く、例えば１．７以上の屈折率を有することができる。前記反射部材１１はセラミック材料、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＢＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ（ＳｉＣ−ＢｅＯ）、ＢｅＯ、ＣｅＯ、ＡｌＮのようなセラミック（Ceramic）系列でありうる。
【００５２】
前記反射部材１１の上面または高点は前記光軸Ｚの方向に対して上に凸な面、発光チップ方向に凹な面、または平坦な面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。
【００５３】
前記凸部２５は、前記光学レンズ２の頂点２２Ａで急激な曲面を有する凸形状に突出する。したがって、前記反射部材１１の上面のうち、前記光学レンズ２と接触する地点は前記第１変曲点Ｐ４と頂点２２Ａとの間の表面に位置するようになる。前記反射部材１１は前記凸部２５の表面に接触することができ、前記凸部２５の直径と等しいか短い直径を有することができる。
【００５４】
前記凸部２５は前記反射部材１１が形成される時、前記反射部材１１の水準（level）をガイドする役割をし、前記反射部材１１が前記凸部２５より上にあふれることを防止することができる。これによって、前記反射部材１１が不要な表面に形成されることを防止することができるので、前記光学レンズ２は所望の光の指向角分布を有することができる。
【００５５】
図２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り、図３は図２の光学レンズの部分拡大図である。
【００５６】
図２及び図３を参照すると、発光素子１１は、発光チップ１、光学レンズ２、及び反射部材１１を含む。
【００５７】
前記光学レンズ２の凹部２４の上には反射部材１１が配置され、前記反射部材１１の上面のうち、前記光学レンズ２と接触する地点は前記光学レンズ２の頂点２２Ａ、または凸部２５の内側領域でありうる。
【００５８】
ここで、発光チップ１を基準点０にし、基準点０と第１変曲点２５Ａを過ぎる第１仮想線分Ｅ１と前記光軸Ｚとの間の角度（θ１）は、４０度乃至６０度の範囲で形成できる。前記基準点０と前記凹部２４の最外郭曲面に接線として過ぎる直線線分である第２仮想線分Ｅ２と前記光軸Ｚとの間の角度（θ１１）は、前記角度（θ１）より大きい角度に形成され、例えば４１度乃至７５度範囲で形成できる。前記基準点０と前記凸部２５の最内郭の曲面に接触する接線である第３仮想線分Ｅ３と前記光軸Ｚとの間の角度（θ１２）は前記角度（θ１）と等しいか小さい角度に形成されることができ、例えば３５度乃至６５度範囲で形成できる。
【００５９】
前記凸部２５は、前記第１変曲点Ｐ４と頂点２２Ａとの間にリング（ring）形状に形成できる。即ち、前記凸部２５は前記凹部２４の周りにダム（dam）形状に形成できる。前記凸部２５の直径は前記光学レンズ２の頂点２２Ａとの間の直径（Ｘ１）よりは短く、前記第１変曲点Ｐ４との間の直径（Ｘ２）よりは広く配置される。
【００６０】
前記凸部２５は、基準点０から前記凹部２４の最外郭を過ぎる第２仮想線分Ｅ２より内側に配置されるので、発光チップ１から放出された光に対してほとんど影響を及ぼさないようになる。即ち、前記凸部２５は発光チップ１から放出された光が直接入射されない領域に配置されるので、光の指向角分布に影響を及ぼさないようになり、光学レンズ２の歩留まりを改善させることができる。
【００６１】
前記光学レンズ２は上面視して円形状であり、前記光学レンズ２の半径（Ｄ１）は２．５０±０．５ｍｍ範囲であり、これに対して限定するものではない。前記光軸Ｚと第１変曲点Ｐ４との間の距離（Ｘ５）は、前記Ｄ１の５９〜６５％範囲で形成されることができ、例えば１．５０±０．５ｍｍ範囲で形成できる。
【００６２】
前記光軸Ｚと出射面２２の頂点２２Ａとの間の距離（Ｘ４）は、頂点の間の直径の１／２であり、前記距離（Ｘ５）よりは長く、前記半径（Ｄ１）の６５〜７１％範囲で形成されることができ、例えば１．７０±０．５ｍｍ範囲で形成できる。前記第１変曲点Ｐ４に垂直な線分は光学レンズ２の最外郭から所定距離（Ｄ３）に離隔し、前記距離（Ｄ３）はＤ１の３９〜４５％範囲で形成されることができ、例えば、０．８〜１．２ｍｍ範囲でありうる。また、前記出射面２２の頂点２２Ａに垂直な線分は前記光学レンズ２の最外郭から所定距離（Ｄ２）に離隔し、前記距離（Ｄ２）は前記Ｄ３よりは小さく、Ｘ４の５０％〜８０％範囲であることがあり、例えば０．６８〜０．７５ｍｍ範囲でありうる。
【００６３】
前記凸部２５は、前記第１変曲点Ｐ４と前記出射面２２の頂点２２Ａとの間の領域で前記凹部２４の第３全反射面２４Ｃを過ぎる接線より内側に配置される。
【００６４】
前記出射面２２の頂点２２Ａと第１変曲点Ｐ４に垂直な線分の間の距離（Ｘ３）は前記凸部２５の幅であって、０．１５〜０．１９ｍｍ範囲で形成できる。前記出射面２２の頂点２２Ａと第１変曲点Ｐ４に水平な線分の間の距離（Ｚ２）は前記凸部２５の高さであって、０．１５〜０．１９ｍｍ範囲で形成できる。このような前記凸部２５は、前記光学レンズ２の頂点２２Ａより内側に配置されて、前記反射部材１１の外郭境界を形成して、反射部材１１のあふれを効果的に防止することができる。
【００６５】
図３を参照すると、光学レンズ２の最大厚さ（Ｚ４）に比べて前記凹部２４の深さ（Ｚ３）は前記Ｚ４の６５〜７５％範囲で形成されることができ、前記最大厚さ（Ｚ４）はＤ１より小さい値であって、前記Ｄ１の５０〜６０％範囲で形成できる。前記光学レンズ２の中心部厚さ（Ｚ４−Ｚ３）はＰ１とＰ０との間の間隔であって、最大厚さ（Ｚ４）の２５〜３５％範囲でありうる。
【００６６】
そして、前記光学レンズ２の凹部２４は前記光軸Ｚから外側方向に互いに異なる曲率を有する全反射面を有し、入射された光を反射するようになる。前記凹部３４は、前記光軸Ｚを中心に回転対称形状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。
【００６７】
前記光学レンズ２は、前記凹部２４から出射面２２まで変曲点を有して延びることができる。前記凹部２４の第１全反射面２４Ａには前記第１全反射面２４Ａの低点Ｐ１と前記第２全反射面２４Ｂへの転換地点との間の領域であり、変曲点Ｐ２により第２全反射面２４Ｂと連結できる。前記第１全反射面２４Ａの曲率（Ｒ１）は、前記第２全反射面２４Ｂの曲率（Ｒ２）より小さく、前記第３全反射面２４Ｃの曲率（Ｒ３）よりは大きく形成されることができ、例えば１〜２ｍｍ範囲で形成できる。
【００６８】
前記第２全反射面２４Ｂの曲率（Ｒ２）は、隣接した変曲点Ｐ２、Ｐ３の間の曲率であり、前記第１及び第３全反射面２４Ａ、２４Ｃの曲率（Ｒ１、Ｒ３）よりは大きく形成されることができ、例えば、１４〜２０ｍｍの間の曲率で形成できる。
【００６９】
前記第３全反射面２４Ｃの曲率（Ｒ３）は、隣接した変曲点Ｐ３、Ｐ４の間を連結する曲面の曲率であり、前記第１及び第２全反射面２４Ａ、２４Ｂの曲率（Ｒ１、Ｒ２）と前記凸部２５の曲率（Ｒ４）よりは小さく形成されることができ、例えば０．０５〜０．１２ｍｍ範囲で形成できる。前記第１全反射面２４Ａと前記第３全反射面２４Ｃの曲率（Ｒ１、Ｒ３）は光軸Ｚ方向に対して凹な曲面の曲率であり、前記第２全反射面２４Ｂと前記凸部２５の曲率（Ｒ２、Ｒ４）は前記光軸Ｚ方向に凸な曲面の曲率である。前記第１全反射面（前記凸部２５の曲率（Ｒ４）は０．１５〜０．２５ｍｍ範囲で形成できる。
【００７０】
前記凸部２５の曲率（Ｒ４）は、前記第１全反射面２４Ａの曲率（Ｒ１）よりは２倍以上小さく形成される。前記凸部２５の曲率（Ｒ４）は、前記第１及び第２全反射面２４Ａ、２４Ｂの曲率（Ｒ１、Ｒ２）より小さく形成される。
【００７１】
前記第３全反射面２４Ｃと前記凸部２５は、第１変曲点Ｐ４を基準に互いに反対方向の曲面を有して互いに異なる曲率（Ｒ３、Ｒ４）で形成されるので、前記凸部２５は急激な曲面を有するようになることができる。即ち、前記凸部２５の曲率（Ｒ４）は前記凹部２４の曲率または前記第３全反射面２４Ｃの曲率よりは小さく形成される。
【００７２】
前記出射面２２は、前記凸部２５に連結される変曲点Ｐ５と外側面２３との間に多数の変曲点Ｐ６〜Ｐ７を備えることができる。前記変曲点Ｐ５は頂点になることができ、これに対して限定するものではない。前記出射面２２は、光軸Ｚ方向に対して外側方向に凸な曲率（Ｒ５、Ｒ６）を有する構造で形成できる。前記曲率（Ｒ５、Ｒ６）は互いに異なる曲率を有して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。
【００７３】
前記外側面２３は、前記出射面２２の変曲点Ｐ７と低点Ｐ８との間に連結され、直線形態の輪郭線で形成できる。前記出射面２２と前記外側面２３との間の変曲点Ｐ７の位置は水平線分から見ると、前記凹部２４の低点Ｐ１の位置より高い線上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。
【００７４】
図１及び図２のように、前記凸部２５の一部は前記反射部材１１の上面より高い位置に位置し、前記凹部２４と出射面２３との間の境界領域に配置される。前記反射部材１１の上面幅は前記光学レンズ２の頂点２２Ａの間の距離（または、直径）よりは狭く形成され、前記第１変曲点Ｐ４の間の距離（または、直径）よりは広く形成できる。また、前記反射部材１１の上面のうち、光学レンズ２との接触地点である周りは前記光学レンズ２の頂点２２Ａよりは低い位置にあり、前記第１変曲点Ｐ４のよりは高い位置に形成できる。また、前記反射部材１１の上面の一部は前記光学レンズ２の頂点２２Ａより高く突出することができ、これに対して限定するものではない。また、前記反射部材１１の上面のうち、光学レンズ２と接触する地点は線分Ｅ１よりは高い位置に位置する。
【００７５】
実施形態は、複数の全反射面２４Ａ−２４Ｃを有する凹部２４と出射面２２との間に光軸Ｚの方向に凸な凸部２５を形成し、前記凹部２４に詰められる反射部材１１のあふれを防止することができる。これによって、反射部材１１の周辺境界を明確にすることができ、光出射領域２２、２３の表面に影響を及ぼすことを遮断させることができる。したがって、光学レンズの光指向角分布に対する信頼性を改善させることができ、歩留まりを改善させることができる。
【００７６】
図４は本発明の第３実施形態に従う発光素子を示す側断面図であり、図５は図４の発光素子の部分拡大図である。
【００７７】
図４及び図５を参照すると、発光素子１０Ｂは、発光チップ１、前記発光チップ１の上に光学レンズ３、及び前記光学レンズ３の上に反射部材１１を含む。
【００７８】
前記発光チップ１は、前記光学レンズ３の入射面３１と所定距離（Ｚ１１）離隔して配置されることができ、前記距離（Ｚ１１）は０．０１ｍｍ以上であることがあり、これに対して限定するものではない。ここで、前記発光チップ１の中心部は前記光学レンズ３の中心と同一な中心に置かれることができる。
【００７９】
前記光学レンズ３は、入射面３１、出射面３２、外側面３３、凹部３４、そして凸部３５を含む。前記入射面３１は平坦な面、または一部が凸な溝を有する平坦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。光出射領域は出射面３２及び外側面３３を含み、前記出射面３２は光軸Ｚの方向に対して外側方向に凸に形成され、前記外側面３３は曲面または垂直な輪郭線を有する平坦面に形成できる。
【００８０】
前記凹部３４は、第１全反射面３４Ａ、第２全反射面３４Ｂ、及び第３全反射面３４Ｃを含み、前記第１全反射面３４Ａは光軸Ｚと同一な中心を有し、発光チップ１の方向に凹に形成される。前記凹部３４は、前記光軸Ｚを中心に回転対称形状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全反射面３４Ａの形状は半球形状の曲面に形成できる。前記第２全反射面３４Ｂは、前記第１及び第３全反射面３４Ａ、３４Ｃとは反対方向に、前記光軸Ｚに対して凸な曲面に形成され、前記第３全反射面３４Ｃは凹な曲面に形成される。
【００８１】
前記凸部３５は、第１変曲点Ｐ１３と頂点３２Ａとの間で前記光軸Ｚ方向に凸な曲面に形成される。
【００８２】
前記凸部３５は、第３全反射面３４Ｃと前記出射面３２、３３との間に連結され、前記出射面３２、３３の頂点３２Ａより内側、即ち、第１光出射面３２より光軸Ｚの方向に一層隣接するように配置され、その断面は前記光軸Ｚの方向に凸な曲面形状に形成される。
【００８３】
ここで、発光チップ１を基準点０にし、前記基準点０と前記第１変曲点Ｐ１３を過ぎる第１仮想線分Ｅ１と前記光軸Ｚとの間の角度（θ２）は４０度乃至６０度の範囲で形成できる。
【００８４】
前記基準点０と前記凹部３４の最外郭の曲面に接触する接線である第２仮想線分Ｅ２と前記光軸Ｚとの間の角度（θ２１）は前記角度（θ２）より大きい角度に形成され、例えば４１度乃至７５度範囲で形成できる。
【００８５】
前記基準点０と前記凸部３５の最内郭の曲面に接触する接線である第３仮想線分Ｅ３と前記光軸Ｚとの間の角度（θ２２）は、前記角度（θ２）と等しいか小さい角度に形成されることができ、例えば３５度乃至６５度範囲で形成できる。
【００８６】
前記凸部３５が前記第１変曲点Ｐ１３と頂点３２Ａとの間に連結されるので、前記凸部３５の直径は前記光学レンズ３の頂点３２Ａの間の第１直径Ｘ１１よりは短く、前記第１変曲点Ｐ１３の間の第２直径Ｘ１２よりは広く配置される。前記凸部３５は第１直径Ｘ１１と第２直径Ｘ１２との間に配置される。
【００８７】
前記凸部３５は、基準点０から前記凹部３４の最外郭を過ぎる第２仮想線分Ｅ２より内側に配置されるので、発光チップ１から放出された光に対してほとんど影響を及ぼさないようになる。即ち、前記凸部３５は発光チップ１から放出された光が直接入射されない領域に配置されるので、光の指向角分布に影響を及ぼさないようになり、光学レンズ３の歩留まりを改善させることができる。
【００８８】
前記光学レンズ３は、上面視して円形状であり、その半径（Ｄ１１）は２．５０±０．５ｍｍ範囲であり、これに対して限定するものではない。前記凸部３５はリング形状であることがあり、前記リング形状は連続的なダム構造であることがある。
【００８９】
前記光軸Ｚと第１変曲点Ｐ１３との間の距離（Ｄ１４）は、前記半径（Ｄ１１）の５０〜５５％範囲で形成されることができ、例えば１．２７±０．５ｍｍ範囲で形成できる。
【００９０】
前記光軸Ｚと出射面３２の頂点Ｐ１４との間の距離（Ｘ１４）は、前記距離（Ｄ１４）よりは長く、前記半径（Ｄ１１）の５２〜５７％範囲で形成されることができ、例えば１．３±０．５ｍｍ範囲で形成できる。前記第１変曲点Ｐ１３に垂直な線分は光学レンズ３の最外郭から所定距離（Ｄ１３）に離隔し、前記距離（Ｄ１３）は半径（Ｄ１１）の４５〜５０％範囲で形成できる。また、前記出射面３２の頂点３２Ａに垂直な線分は前記光学レンズ３の最外郭から所定距離（Ｄ１２）に離隔し、前記距離（Ｄ１２）は前記距離（Ｄ１３）よりは小さく形成されることができ、Ｄ１１の４３％〜４８％範囲でありうる。
【００９１】
前記凸部３５は前記第１変曲点Ｐ１４と前記出射面３２の頂点３２Ａとの間の領域で前記凹部３４の第３全反射面２４Ｃに接触する接線Ｅ２より内側に配置される。
【００９２】
前記出射面３２の頂点３２Ａと第１変曲点Ｐ１３に垂直な線分との間の距離（Ｘ１６）は前記凸部３５の幅であって、０．０５〜０．１１ｍｍ範囲で形成できる。前記出射面３２の頂点３２Ａと第１変曲点Ｐ１３に水平な線分との間の距離（Ｚ１２）は前記凸部３５の高さであって、０．０５〜０．１１ｍｍ範囲で形成できる。このような前記凸部３５は、前記光学レンズ３の頂点３２Ａより内側に配置されて、前記反射部材１１の外郭境界を形成して、反射部材１１のあふれを効果的に防止することができる。
【００９３】
図５を参照すると、光学レンズ３の厚さ（Ｚ１４）は１ｍｍ±０．２ｍｍに形成されることができ、前記凹部３４の深さ（Ｚ１３）は光学レンズ３の厚さ（Ｚ１４）に比べて６５〜７５％範囲で形成されることができ、前記厚さ（Ｚ１４）は半径（Ｄ１１）より小さい値であって、前記半径（Ｄ１１）の４０〜５５％範囲で形成できる。前記光学レンズ３の中心部厚さ（Ｚ１４−Ｚ１３）はＰ１とＰ０との間の間隔であって、Ｚ１４の２６〜３６％範囲でありうる。
【００９４】
そして、光学レンズ３の凹部３４と出射面３２、３３には変曲点が形成できる。前記凹部３４の第１全反射面３４Ａには前記第１全反射面３４Ａの低点Ｐ１と前記第２全反射面３４Ｂへの転換地点が変曲点Ｐ１１になることができる。前記第１全反射面３４Ａの曲率（Ｒ１１）は、前記第２全反射面３４Ｂの曲率（Ｒ１２）と等しいか大きく形成されることができ、前記第３全反射面３４Ｃの曲率（Ｒ１３）よりは大きく形成されることができ、例えば０．５ｍｍ〜１ｍｍ範囲で形成できる。
【００９５】
前記第２全反射面３４Ｂの曲率（Ｒ１２）は隣接した変曲点Ｐ１１、Ｐ１２の間を連結する曲面の曲率であり、第３全反射面３４Ｃの曲率（Ｒ１３）よりは大きく形成されることができ、例えば、０．５ｍｍ〜１ｍｍの間の曲率で形成できる。
【００９６】
前記第３全反射面３４Ｃの曲率（Ｒ１３）は、隣接した変曲点Ｐ１２、Ｐ１３の間に連結した線分の曲率であり、前記第１及び第２全反射面３４Ａ、３４Ｂの曲率（Ｒ１１、Ｒ１２）よりは３倍以上小さく形成され、前記凸部３５の曲率（Ｒ１４）よりは２倍以上大きく形成できる。前記第１全反射面３４Ａと前記第３全反射面３４Ｃの曲率（Ｒ１１、Ｒ１３）は光軸Ｚの方向に対して凹な曲面の曲率であり、前記第２全反射面３４Ｂと前記凸部３５の曲率（Ｒ１２、Ｒ１４）は前記光軸Ｚの方向に凸な曲面の曲率である。前記凸部３５の曲率（Ｒ１４）は０．５ｍｍ〜０．１ｍｍ範囲で形成できる。
【００９７】
前記第３全反射面３４Ｃの曲率（Ｒ１３）は前記第２全反射面３４Ｂの曲率（Ｒ１２）と前記凸部３５の曲率（Ｒ１４）よりは２倍以上の差を有する。前記第３全反射面３４Ｃと前記凸部３５とは互いに反対方向の曲面を有して互いに異なる曲率で形成される。これによって、前記凸部３５は第３全反射面３４Ｃよりは急激な曲面を有するようになることができる。前記凸部３５の曲率（Ｒ１４）は、前記第１乃至第３全反射面３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃの曲率（Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３）より小さく形成される。
【００９８】
前記出射面３２は、凸部３５と連結される変曲点Ｐ１４から最後の変曲点Ｐ１５まで前記光軸Ｚに対して外側方向に凸な曲率（Ｒ１４）を有し、外側面３３と連結される。前記変曲点Ｐ１４は、図４のような光学レンズの頂点３２Ａになることができ、これに対して限定するものではない。
【００９９】
前記外側面３３は、前記出射面３２の変曲点Ｐ１５と低点Ｐ１７との間に連結され、直線形態の輪郭線で形成できる。前記出射面３２と前記外側面３３との間の変曲点Ｐ１５の位置は水平線分から見ると、前記凹部３４の低点Ｐ１の位置より低い線上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。
【０１００】
前記凸部３５は、前記反射部材１１の上面で前記凹部３４と出射面３２との間の領域に突出するので、前記反射部材１１の上面幅は前記光学レンズ３の頂点Ｐ１４の間の幅（または、直径）よりは狭く形成され、前記第１変曲点Ｐ１３の間の幅（または、直径）よりは広く形成できる。また、前記反射部材１１の上面のうち、光学レンズ３との接触地点である周りは前記光学レンズ３の頂点Ｐ１４よりは低い位置にあり、前記第１変曲点Ｐ１３のよりは高い位置に形成できる。
【０１０１】
実施形態は、複数の全反射面３４Ａ−３４Ｃを有する凹部３４と出射面３２との間に光軸Ｚの方向に凸な凸部３５を形成し、前記凸部３５は凹部３４に詰められる反射部材１１のあふれを防止することができる。これによって、反射部材１１の境界を明確にして、出射面３２の表面に影響を及ぼすことを遮断させることができるので、光指向角分布に対する信頼性を改善させることができる。
【０１０２】
図６は本発明の第４実施形態に従う発光素子を示す側断面図であり、図７は図６の発光素子の部分拡大図である。
【０１０３】
図６及び図７を参照すると、発光素子１０Ｃは、発光チップ１、前記発光チップ１の上に光学レンズ４、及び前記光学レンズ４の上に反射部材１１を含む。
【０１０４】
前記発光チップ１は、前記光学レンズ４の入射面４１と所定距離（Ｚ２１）に離隔して配置されることができ、前記距離（Ｚ２１）は０．０１ｍｍ以上であることがあり、これに対して限定するものではない。ここで、前記発光チップ１の中心部は前記光学レンズ４の中心と同一な中心に置かれることができる。
【０１０５】
前記光学レンズ４は、入射面４１、出射面４２、外側面４３、凹部４４、そして凸部４５を含む。前記入射面３１は平坦な面、または一部が凸な溝を有する平坦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。
【０１０６】
光学レンズ４の光出射領域は出射面４２及び外側面４３を含み、前記出射面４２は光軸Ｚの方向に対して外側方向に凸に形成され、前記外側面４３は曲面または垂直な輪郭線を有する平坦な面に形成できる。
【０１０７】
前記凹部４４は、第１全反射面４４Ａ、第２全反射面４４Ｂ、及び第３全反射面４４Ｃを含み、前記第１全反射面４４Ａは光軸Ｚと同一な中心を有し、発光チップ１の方向に凹に形成される。前記凹部４４は頂点から発光チップ１の方向にリセスされた領域であり、光軸Ｚを基準に回転対称形状に形成できる。前記第１全反射面４４Ａの形状は半球形状の曲面に形成できる。前記第２全反射面４４Ｂは、前記第１及び第３全反射面４４Ａ、４４Ｃとは反対方向に、前記光軸Ｚに対して凸な曲面に形成され、前記第３全反射面４４Ｃは凹な曲面に形成される。
【０１０８】
前記凸部４５は、第１変曲点Ｐ２３と第２変曲点Ｐ２４との間で前記光軸Ｚに対応する方向に凸な曲面に形成される。
【０１０９】
前記凸部４５は、第３全反射面４４Ｃと前記出射面４２との間に連結され、前記出射面４２の頂点Ｐ２３より内側、即ち第１光出射面４２より光軸Ｚの方向に一層隣接するように配置され、その断面は前記光軸Ｚの方向に凸な曲面形状に形成される。
【０１１０】
ここで、発光チップ１を基準点０にし、前記基準点０と前記第１変曲点Ｐ２３を過ぎる第１仮想線分Ｅ１と前記光軸Ｚとの間の角度（θ３）は４０度乃至６０度の範囲で形成できる。
【０１１１】
前記基準点０と前記凹部４４の最外郭の曲面に接触する接線である第２仮想線分Ｅ２と前記光軸Ｚとの間の角度（θ３１）は前記角度（θ３）より大きい角度に形成され、例えば４１度乃至７５度範囲で形成できる。
【０１１２】
前記基準点０と前記凸部４５の最内郭の曲面に接触する接線である第３仮想線分Ｅ３と前記光軸Ｚとの間の角度（θ３２）は、前記角度（θ３）と等しいか小さい角度に形成されることができ、例えば３５度乃至６５度範囲で形成できる。
【０１１３】
前記凸部４５が前記第１変曲点Ｐ２３と第２変曲点Ｐ２４との間に連結されるので、前記凸部４５の内側領域は前記光学レンズ４の頂点４５Ａの間の直径（Ｘ２１）よりは内側に配置され、前記第１変曲点Ｐ２３の間の直径（Ｘ２２）よりは外側に配置される。
【０１１４】
前記凸部４５は、基準点０から前記凹部４４の最外郭を過ぎる第２仮想線分Ｅ２より内側に配置されるので、発光チップ１から放出された光に対してほとんど影響を及ぼさないようになる。即ち、前記凸部４５は発光チップ１から放出された光が直接入射されない領域に配置されるので、光の指向角分布に影響を及ぼさないようになり、光学レンズ４の歩留まりを改善させることができる。
【０１１５】
前記光学レンズ４は、上面視して円形状であり、その半径（Ｄ２１）は２．５０±０．５ｍｍ範囲であり、これに対して限定するものではない。前記凸部４５はリング形状であることがあり、前記リング形状は前記凹部３２の周りに沿って連続的なダム構造で形成される。
【０１１６】
前記光軸Ｚと第１変曲点Ｐ２３との間の距離（Ｄ２４）は前記半径（Ｄ２１）の６０〜７０％範囲で形成されることができ、例えば１．６±０．５ｍｍ範囲で形成できる。
【０１１７】
前記光軸Ｚと頂点４５Ａとの間の距離（Ｘ２４）は前記距離（Ｄ２４）よりは長く、前記半径（Ｄ１１）の６５〜７５％範囲で形成されることができ、例えば１．７±０．５ｍｍ範囲で形成できる。前記第１変曲点Ｐ２３に垂直な線分は光学レンズ４の最外郭から所定距離（Ｄ２３）に離隔し、前記距離（Ｄ２３）はＤ２１の３０％〜４０％範囲で形成できる。また、前記第１光出射面４２の第２変曲点Ｐ２４に垂直な線分は前記光学レンズ４の最外郭から所定距離（Ｄ２２）に離隔し、前記距離（Ｄ２２）は前記距離（Ｄ２３）よりは小さく形成されることができ、半径（Ｄ２１）の２５％〜３５％範囲でありうる。
【０１１８】
前記凸部４５の内側は前記第１変曲点Ｐ２４と頂点３５Ａとの間の領域で前記凹部４４の第３全反射面４４Ｃに接触して過ぎる接線Ｅ２より内側に配置される。
【０１１９】
前記光学レンズ４の頂点４５Ａと第１変曲点Ｐ２３に垂直な線分との間の距離（Ｘ２６）は前記凸部３５の幅の１／２であって、０．０５〜０．１１ｍｍ範囲で形成できる。前記頂点４５Ａと第１変曲点Ｐ２３に水平な線分との間の距離（Ｚ１２）は前記凸部４５の高さであって、０．０７〜０．１１ｍｍ範囲で形成できる。このような前記凸部４５は、前記光学レンズ４の頂点４５Ａより内側に配置されて、前記反射部材１１の外郭ダムを形成し、反射部材１１のあふれを効果的に防止することができる。前記凸部４５の内側領域は反射部材１１が接触し、外側領域は反射部材１１が非接触する。前記凸部４５の外側領域は、前記頂点を基準に前記内側領域の反対側に位置する。
【０１２０】
図７を参照すると、光学レンズ４の厚さ（Ｚ２４）は１ｍｍ±０．５ｍｍに形成されることができ、前記凹部４４の深さ（Ｚ２３）は光学レンズ４の厚さ（Ｚ２４）に比べて８７〜９３％範囲で形成されることができ、前記Ｚ２４はＤ２１より小さな値であって、前記Ｄ２１の４０〜５５％範囲で形成できる。前記光学レンズ４の中心部厚さ（＝Ｚ２４−Ｚ２３）はＰ１とＰ０との間の間隔であって、Ｚ２４の７〜１３％範囲でありうる。
【０１２１】
そして、光学レンズ４の凹部４４と出射面４２の転換地点には変曲点が形成できる。前記凹部４４の第１全反射面４４Ａには前記第１全反射面４４Ａの低点Ｐ１と前記第２全反射面４４Ｂへの転換地点が変曲点Ｐ２１になることができる。前記第１全反射面４４Ａの曲率（Ｒ２１）は、前記第２全反射面４４Ｂの曲率（Ｒ２２）よりは小さく形成されることができ、前記第３全反射面４４Ｃの曲率（Ｒ２３）よりは大きく形成されることができ、例えば０．４〜０．９ｍｍ範囲で形成できる。
【０１２２】
前記第２全反射面４４Ｂの曲率（Ｒ２２）は隣接した変曲点Ｐ２１、Ｐ２２の間に連結され、第３全反射面４４Ｃの曲率（Ｒ２３）よりは大きく形成されることができ、例えば、６．５〜７．５ｍｍの間の曲率で形成できる。
【０１２３】
前記第３全反射面４４Ｃの曲率（Ｒ２３）は隣接した変曲点Ｐ２２、Ｐ２３の間を連結する曲面の曲率であり、前記第１全反射面４４Ａの曲率（Ｒ２１）よりは３倍以上小さく形成され、前記凸部４５の曲率（Ｒ２４）よりは２倍以上大きく形成できる。前記第１全反射面４４Ａと前記第３全反射面４４Ｃの曲率（Ｒ２１、Ｒ２３）は光軸Ｚの方向に対して凹な曲面の曲率であり、前記凸部４５の曲率（Ｒ２４）は前記光軸Ｚの方向に凸な曲面の曲率となる。前記凸部４５の曲率（Ｒ２４）は０．７〜０．１２ｍｍ範囲で形成できる。
【０１２４】
前記第３全反射面４４Ｃの曲率（Ｒ２３）は前記凸部４５の曲率（Ｒ２４）よりは２倍以上大きく形成されるので、前記凸部４５と連結される輪郭線は急激な曲面を有するようになることができる。前記凸部４５の曲率（Ｒ２４）は前記第１乃至第３全反射面４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃの曲率（Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３）より小さく形成される。
【０１２５】
前記出射面４２は、凸部４５と連結される第２変曲点Ｐ２４から変曲点Ｐ２５まで前記光軸Ｚに対して外側方向に凸な曲率（Ｒ２４）を有して外側面４３と連結される。前記変曲点Ｐ２４は光学レンズの頂点４５Ａより外側方向に位置するようになる。
【０１２６】
前記外側面４３は前記出射面４２の変曲点Ｐ２５と低点Ｐ２６との間に連結され、直線形態の輪郭線で形成できる。前記出射面４２と前記外側面４３との間の変曲点Ｐ２５の位置は水平線分から見ると、前記凹部４４の低点Ｐ１の位置より高い線上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。
【０１２７】
前記反射部材１１の上面は凸部４５により境界が設定されるので、前記反射部材１１の上面の幅は前記光学レンズ４の頂点４５Ａの間の幅（または、直径）よりは狭く形成され、前記第１変曲点Ｐ２３の間の幅（または、直径）よりは広く形成できる。また、前記反射部材１１の上面のうち、光学レンズ４との接触地点である周りは前記光学レンズ４の頂点４５Ａよりは低い位置にあり、前記第１変曲点Ｐ２３よりは高い位置に形成できる。
【０１２８】
実施形態は、複数の全反射面４４Ａ−４４Ｃを有する凹部４４と出射面４２との間に光軸Ｚの方向に凸な凸部４５を形成して、凹部４４に詰められる反射部材１１のあふれを防止することができる。これによって、反射部材１１の境界を明確にして、出射面４２、４３の表面に影響を及ぼすことを遮断させることができるので、光指向角分布に対する信頼性を改善させることができる。
【０１２９】
図８は本発明の第５実施形態に従う発光素子の側断面図であり、図９は図８の部分拡大図である。
【０１３０】
図８を参照すると、発光素子１０Ｄは、発光チップ１、前記発光チップ１の上に光学レンズ５、及び前記光学レンズ５の上に反射部材１１を含む。
【０１３１】
前記発光チップ１は前記光学レンズ５の入射面５１と所定距離（Ｚ１１）に離隔し、前記距離（Ｚ１１）は０．０１ｍｍ以上であることがあり、これに対して限定するものではない。ここで、前記発光チップ１の中心部は前記光学レンズ５の中心と同一な中心に置かれることができる。
【０１３２】
前記光学レンズ５は、入射面５１、出射面５２、外側面５３、凹部５４、そして凸部５５を含む。前記入射面５１は平坦な面、または一部が凸な溝を有する平坦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。
【０１３３】
前記光学レンズ５の光出射領域は出射面５２及び外側面５３を含み、前記出射面５２は光軸Ｚ方向に対して外側方向に凸に形成され、前記外側面５３は曲面または垂直な輪郭線を有する平坦面に形成できる。
【０１３４】
前記凹部５４は、第１全反射面５４Ａ、第２全反射面５４Ｂ、及び第３全反射面５４Ｃを含み、前記第１全反射面５４Ａは光軸Ｚと同一な中心を有し、発光チップ１の方向に凹に形成される。前記凹部５４は、発光チップ１の方向にリセスされ、光軸Ｚを中心に回転対称形状であることがある。前記第１全反射面５４Ａの形状は半球形状の曲面に形成できる。前記第５全反射面５４Ｂは、前記第１及び第３全反射面５４Ａ、５４Ｃとは反対方向に、前記光軸Ｚに対して凸な曲面に形成され、前記第３全反射面５４Ｃは凹な曲面に形成される。
【０１３５】
前記凸部５５は、第１変曲点Ｐ３４と頂点５５Ａとの間で前記光軸Ｚの方向に凸な曲面に形成される。
【０１３６】
前記凸部５５は、第３全反射面５４Ｃと前記出射面５２、５３との間に連結され、前記光学レンズ５の頂点５５Ａを有し、前記第１光出射面５２より光軸Ｚの方向に一層隣接するように配置され、その断面は前記光軸Ｚの方向に凸な曲面形状に形成される。
【０１３７】
ここで、発光チップ１を基準点０にし、前記基準点０と前記第１変曲点Ｐ３４を過ぎる第１仮想線分Ｅ１と前記光軸Ｚとの間の角度（θ４）は４０度乃至６０度の範囲で形成できる。
【０１３８】
前記基準点０と前記凹部５４の最外郭曲面に接触する接線である第２仮想線分Ｅ２と前記光軸Ｚとの間の角度（θ４１）は前記角度（θ４）より大きい角度に形成され、例えば４１度乃至７５度範囲で形成できる。
【０１３９】
前記基準点０と前記凸部５５の最内郭の曲面に接触する接線である第３仮想線分Ｅ３と前記光軸Ｚとの間の角度（θ４２）は前記角度（θ４）と等しいか小さい角度に形成されることができ、例えば３５度乃至６５度範囲で形成できる。
【０１４０】
前記凸部５５は前記第１変曲点Ｐ３４と頂点５５Ａとの間にリング形状に形成され、上記のリング形状は凹部５４の周りにダム形状に突出する。前記凸部５５の直径は前記光学レンズ５の頂点５５Ａの間の直径（Ｘ３１）よりは短く、前記第１変曲点Ｐ３４の間の直径（Ｘ３２）よりは広く形成される。
【０１４１】
前記凸部５５は基準点０から前記凹部５４の最外郭を過ぎる第２仮想線分Ｅ２より内側に配置されるので、発光チップ１から放出された光に対してほとんど影響を及ぼさないようになる。即ち、前記凸部５５は発光チップ１から放出された光が直接入射されない領域に配置されるので、光の指向角分布に影響を及ぼさないようになり、光学レンズ５の歩留まりを改善させることができる。
【０１４２】
前記光学レンズ５は上面視して円形状であり、その半径（Ｄ３１）は２．５０±０．５ｍｍ範囲であり、これに対して限定するものではない。
【０１４３】
前記光軸Ｚと第１変曲点Ｐ３４との間の距離（Ｄ３４）は前記Ｄ３１の７５〜８５％範囲で形成されることができ、例えば２．０±０．５ｍｍ範囲で形成できる。
【０１４４】
前記光軸Ｚと出射面５３の第２変曲点Ｐ３５との間の距離（Ｘ３４）は前記距離（Ｄ３４）よりは長く、前記半径（Ｄ３１）の８２％〜８６％範囲で形成されることができ、例えば２．１±０．２ｍｍ範囲で形成できる。前記第１変曲点Ｐ３４に垂直な線分は光学レンズ５の最外郭から所定距離（Ｄ３２）に離隔し、前記距離（Ｄ３２）は半径（Ｄ３１）の１５％〜２５％範囲で形成できる。また、前記頂点５５Ａに垂直な線分は前記光学レンズ５の最外郭から所定距離（Ｄ３２）に離隔し、前記距離（Ｄ３２）は前記半径（Ｄ３１）よりは小さく形成できる。
【０１４５】
前記凸部５５の頂点５５Ａは前記第１変曲点Ｐ３４と前記出射面５２の頂点Ｐ３５（例、第２変曲点）との間の領域で前記凹部５４の第３全反射面５４Ｃに接触する接線Ｅ２より内側に配置される。
【０１４６】
前記頂点５５Ａと第１変曲点Ｐ３４に垂直な線分との間の距離（Ｘ３６）は前記凸部５５の幅の１／２〜１／３であって、０．０６〜０．１２ｍｍ範囲で形成できる。前記頂点５５Ａと第１変曲点Ｐ３４に水平な線分との間の距離（Ｚ３４）は前記凸部５５の高さであって、０．０３ｍｍ〜０．０７ｍｍ範囲で形成できる。このような前記凸部５５の内側領域は前記光学レンズ５の頂点５５Ａより内側に配置されて、前記反射部材１１の外郭境界を形成して、反射部材１１のあふれを効果的に防止することができる。
【０１４７】
図９を参照すると、光学レンズ５の厚さ（Ｚ３４）は、０．８ｍｍ±０．２ｍｍに形成されることができ、前記凹部５４の深さ（Ｚ３３）は光学レンズ５の厚さ（Ｚ３４）に比べて８７％〜９２％範囲で形成されることができ、前記Ｚ３４はＤ１１より小さい値であって、前記Ｄ１１の３０％〜５０％範囲で形成できる。前記光学レンズ５の中心部厚さ（＝Ｚ３４−Ｚ３３）はＰ１とＰ０との間の間隔であって、Ｚ３４の８％〜１３％範囲でありうる。
【０１４８】
そして、光学レンズ５の凹部５４と出射面５２、５３には変曲点が形成できる。前記凹部５４の第１全反射面５４Ａには前記第１全反射面５４Ａの低点Ｐ１と前記第２全反射面５４Ｂへの転換地点が変曲点Ｐ３１となることができる。前記第１全反射面５４Ａの曲率（Ｒ３１）は光軸Ｚの方向に対して凹な曲面の曲率であり、前記第３全反射面５４Ｃの曲率（Ｒ３３）よりは大きく形成されることができ、例えば０．７ｍｍ〜１ｍｍ範囲で形成できる。
【０１４９】
前記第２全反射面５４Ｂは第１全反射面５４Ａと第３全反射面５４Ｃとの間で多数の変曲点Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３を含み、凸な曲面に連結される。前記第２全反射面５４Ｂで変曲点Ｐ３１、Ｐ３２の間の輪郭線の曲率（Ｒ３２）は、変曲点Ｐ３２、Ｐ３３の間の輪郭線の曲率（Ｒ３３）よりは小さく形成できる。前記曲率（Ｒ３２）は１ｍｍ以下であり、曲率（Ｒ３３）は６ｍｍ以上の曲率で形成できる。
【０１５０】
前記第３全反射面５４Ｃの曲率（Ｒ３４）は隣接した変曲点Ｐ３３、Ｐ３４の間を連結する曲面の曲率であり、前記第１全反射面５４Ａの曲率（Ｒ３１）よりは３倍以上小さく形成され、前記凸部５５の曲率（Ｒ３５）よりは２倍以上大きく形成できる。前記第１全反射面５４Ａと前記第３全反射面５４Ｃの曲率（Ｒ３１、Ｒ３３）は光軸Ｚの方向に対して凹な曲面の曲率である。前記凸部５５の曲率（Ｒ３５）は０．８〜０．１２ｍｍ範囲で形成できる。
【０１５１】
前記第３全反射面５４Ｃの曲率（Ｒ３４）は、前記凸部５５の曲率（Ｒ３５）よりは２倍以上の差を有する。前記凸部５５の曲面方向は、前記第３全反射面５４Ｃの曲面と反対方向に形成されるので、急激な曲面を有することができる。前記凸部５５の曲率（Ｒ３５）は、前記第１及び第２全反射面５４Ａ、５４Ｂの曲率（Ｒ３１、Ｒ３２）より小さく形成される。
【０１５２】
前記出射面５２は、凸部５５と連結される変曲点Ｐ３５から最後の変曲点Ｐ３６まで前記光軸Ｚに対して外側方向に凸な曲率（Ｒ３６）を有して外側面５３と連結される。前記変曲点Ｐ３５は光学レンズ５の頂点５５Ａより外側に配置される。
【０１５３】
前記外側面５３は、前記出射面５２の変曲点Ｐ３６と低点Ｐ３７との間に連結され、直線形態の輪郭線で形成できる。前記出射面５２と前記外側面５３との間の変曲点Ｐ３６の位置は水平線分から見ると、前記凹部５４の低点Ｐ１の位置より高い線上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。
【０１５４】
前記反射部材１１の上面は凸部５５により境界が設定されるので、前記反射部材１１の上面の幅は前記光学レンズ５の頂点５５Ａの間の幅（または、直径）よりは狭く形成され、前記第１変曲点Ｐ３４の間の幅（または、直径）よりは広く形成できる。また、前記反射部材１１の上面のうち、光学レンズ５との接触地点である周りは前記光学レンズ５の頂点５５Ａよりは低い位置にあり、前記第１変曲点Ｐ３４よりは高い位置に形成できる。
【０１５５】
実施形態は、複数の全反射面５４Ａ−５４Ｃを有する凹部５４と出射面５２との間に光軸Ｚの方向に凸な凸部５５を形成して、凹部５４に詰められる反射部材１１のあふれを防止することができる。これによって、反射部材１１の境界を明確にして、出射面５２、５３の表面に影響を及ぼすことを遮断させることができるので、光指向角分布に対する信頼性を改善させることができる。
【０１５６】
上記第１乃至第４実施形態に開示された光学レンズの凹部の上に配置された反射部材は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。
【０１５７】
図１０乃至図１４は、本発明の第１または第２実施形態に光学レンズを用いた光指向角分布を示す図である。
【０１５８】
図１０及び図１１は本発明の実施形態に従う光学レンズに反射部材を適用しない場合であって、互いに直交する第１方向と第２方向での光指向角分布を示している。図１０に図示された光の分布特性は、光学レンズの第１方向（横方向または長手方向）の指向角分布であり、図１１に図示された分布特性は、光学レンズの第２方向（縦方向または幅方向）の指向角分布を示す。ここで、前記光学レンズの横方向は長手方向であり、前記光学レンズの縦方向（または、幅方向）と直交する方向であり、前記横方向の長さと前記縦方向の長さとは互いに同一または相異することができる。
【０１５９】
図１２及び図１３は本発明の実施形態に従う光学レンズに反射部材を適用した場合であって、光学レンズの第１方向と第２方向で広い光指向角分布、例えば、１５５度以上の指向角分布を示している。また、反射部材によりセンタービームの光度は図１２のように３０％以下の光度を有し、図１３のように３５％以下の光度を有するようになる。
【０１６０】
図１４は図２の発光素子におけるレイトレーシング（Ray tracing）結果を示す図であって、光学レンズ２の凸部２５の領域には光が入射できなくなる。このような凸部２５は、内側の反射部材１１の境界を明確にして、光学レンズの出射面２３に影響を及ぼすことを遮断することができる。前記に開示された光学レンズを有する発光素子は発光チップと結合される構造が変更されることができ、以下の実施形態を参照することにする。
【０１６１】
図１５は本発明の第６実施形態に従う発光素子の斜視図であり、図１６は図１５に図示された発光素子のＡ−Ａ側断面図であり、図１７は図１５に図示された発光素子のＢ−Ｂ側断面図であり、図１８は図１５の発光素子のＣ−Ｃ側断面図であり、図１９は図１５の発光素子のリードフレームを示す斜視図である。
【０１６２】
図１５乃至図１９を参照すると、発光素子１００は、互いに離隔した複数のリードフレーム１２１、１３１、前記複数のリードフレーム１２１、１３１に形成された第１胴体１４１、第１開口部１５０を有し、前記第１胴体１４１の上に前記第１胴体１４１と異なる材質で形成された第２胴体１５１、前記複数のリードフレーム１２１、１３１のうち、少なくとも１つの上に配置された発光チップ１６１、前記第１開口部１５０に形成され、前記発光チップ１６１を囲む前記透光性樹脂層１７１、及び前記透光性樹脂層１７１と前記第２胴体１５１の上に光学レンズ１８１を含む。
【０１６３】
発光素子１００において、第１方向Ｘは長さ（Ｗ１）として説明し、前記第１方向Ｘと垂直な第２方向Ｚは幅（Ｗ３）として説明し、前記発光チップ１６１の上面に垂直な方向は発光チップ１６１の法線方向Ｙとして説明することができる。
【０１６４】
前記発光素子１００の長さ（Ｗ１）は複数のリードフレーム１２１、１３１の外側面の間の間隔であることがあり、前記第１胴体１４１の長さ（Ｗ２）より長く形成できる。前記複数のリードフレーム１２１、１３１の端部はソルダーペースト（solder paste）のような接合部材との接合のために、第１胴体１４１の外側壁より突出できる。発光素子１００の幅は第１胴体１４１の幅（Ｗ３）であることがあり、前記第１胴体１４１の幅（Ｗ３）は前記リードフレーム１２１、１３１の幅（Ｗ４）より広く形成されるので、光指向角分布を広く提供することができる。
【０１６５】
前記複数のリードフレーム１２１、１３１は、図１６及び図１９のように、第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１３１を含む。前記第１リードフレーム１２１は、第１溝１２３及び第１孔１２２を含み、前記第１溝１２３は、前記第１リードフレーム１２１の上面より低い深さに形成されることができ、チップ領域Ａ１の周りに配置される。ここで、前記チップ領域Ａ１の周りは前記チップ領域Ａ１と第１リードフレーム１２１の１側面または２以上の側面の間の領域でありうる。前記第１溝１２３での前記第１リードフレーム１２１の厚さは前記第１溝１２３のない領域と同一な厚さ、または前記第１溝１２３の領域だけ薄い厚さに形成できる。これは、前記第１リードフレーム１２１で第１溝１２３の反対側の部分が突出したり、平坦な構造でありうる。前記第１孔１２２は複数個が互いに離隔し、前記第１溝１２３と前記第１リードフレーム１２１の側面の間に配置される。
【０１６６】
前記第２リードフレーム１３１は、第２溝１３３及び第２孔１３２を含む。前記第２溝１３３は、前記第２リードフレーム１３１の上面より低い深さを有し、前記第２リードフレーム１３１の幅（Ｗ４）方向に長く形成される。前記第２溝１３３の幅は、前記第２リードフレーム１３１の長さ（Ａ４）よりは長く形成できる。前記第２溝１３３はボンディング領域Ａ２の外側、即ち、第１リードフレーム１２１の反対側領域に形成できる。前記第２孔１３２は、複数個が前記第２溝１３３の外側に所定間隔を有して配列できる。前記第２溝１３３での前記第２リードフレーム１３１の厚さは、前記第２溝１３３のない領域と同一であるか、前記第２溝１３３の深さだけ薄い厚さに形成できる。これは、第２リードフレーム１３１で前記第２溝１３３の反対側の部分が突出するか、平坦な構造でありうる。
【０１６７】
前記第１リードフレーム１２１の幅（Ａ３）は、前記第２リードフレーム１３１の幅（Ａ４）より長く形成されることができ、または発光チップが配置された第１リードフレーム１２１がより広い面積で形成できる。
【０１６８】
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、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つを含み、また、単一の金属層または互いに異なる金属層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。
【０１６９】
前記複数の第１孔１２２と複数の第２孔１３２のうち、１つまたは２つ以上は図１６のように、下部が広く、上部が狭い構造で形成できる。前記第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１で、第１孔１２２、第２孔１３２、第１溝１２３、第２溝１３３のうち、少なくとも１つは形成しないことがある。
【０１７０】
前記第１リードフレーム１２１の第１端部１２４は、前記第２リードフレーム１３１の第２端部１３４に対応する。前記第１リードフレーム１２１の第１端部１２４と前記第２リードフレーム１３１の第２端部１３４との間の間隙１１５は、外側間隔（Ｇ１）がセンター側間隔より離隔するか、同一な間隔で形成できる。前記第１リードフレーム１２１の第１端部１２４と前記第２リードフレーム１３１の第２端部１３４との間の間隔がより近く配置されることによって、発光チップ１６１、第１ワイヤー１６６、及び第２ワイヤー１６７のボンディング空間を確保することができる。
【０１７１】
前記第１リードフレーム１２１で第１端部１２４及びこれに折り曲げられた両側面部に沿って第１段差構造１２８が形成される。前記第１段差構造１２８は、前記第１リードフレーム１２１の下面領域のうち、外郭領域が段差付けるように形成される。前記第１段差構造１２８は、第１リードフレーム１２１の少なくとも一外側面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。
【０１７２】
前記第２リードフレーム１３１で第２端部１３４及びこれに折り曲げられた両側面部に沿って第２段差構造１３８が形成される。前記第２段差構造１３８は、前記第２リードフレーム１３１の下面領域のうち、外郭領域が段差付けるように形成される。前記第２段差構造１３８は、第２リードフレーム１３１の１側面部または２側面部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。
【０１７３】
他の実施形態は、２つのリードフレームを１組にして説明したが、３個以上のリードフレームを形成することもできる。また、前記第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１は上面視して、四角形または他の形状でありうる。また、前記複数のリードフレーム１２１、１３１の少なくとも一部は折り曲げられ、これに対して限定するものではない。
【０１７４】
図１６、図１７、図１９、及び図２０のように、前記第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１には第１胴体１４１が形成される。前記第１胴体１４１は、前記第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１とを物理的に離隔させ、前記第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１とを支持及び固定させる。
【０１７５】
前記第１胴体１４１の下面は、前記第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１の下面と同一水平面に形成されることができ、上面１４７は前記第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１の上面から離隔して配置できる。
【０１７６】
前記第１胴体１４１は、前記発光チップ１６１から放出された波長に対し、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。前記第１胴体１４１は、反射率が７０％以上の場合、不透光性の材質として定義できる。前記第１胴体１４１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。前記第１胴体１４１は、シリコン、またはエポキシ樹脂、またはプラスチック材質を含む熱硬化性樹脂、または高耐熱性、高耐光性材質で形成できる。上記のシリコンは、白色系列の樹脂を含む。また、前記第１胴体１４１の内には酸無水物、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から選択的に添加できる。前記第１胴体１４１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等からなるエポキシ樹脂と、ヘキサヒドロ無水フタル酸、３−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸４−メチルヘキサヒドロ無水フタル酸等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。
【０１７７】
また、前記第１胴体１４１の内に遮光性物質または拡散剤を混合して透過する光を低減させることができる。また、前記第１胴体１４１は所定の機能を有するようにするために、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。
【０１７８】
上記の第１胴体１４１の上面１４７が前記第２胴体１５１の下面面積より大きい面積で形成されることによって、第１胴体１４１の上面１４７の方向に進行される光を反射させて、光損失を減らすことができる。
【０１７９】
図２０及び図２２を参照すると、前記第１胴体１４１は、リードフレーム１２１、１３１を基準に前記リードフレーム１２１、１３１の上面の下部分を下部領域とし、前記リードフレーム１２１、１３１の上面の上部分を上部領域とすることができる。また、前記第１胴体１４１の上面１４７は第１上面部Ｂ３と第２上面部Ｂ４とに区分することができ、前記第１上面部Ｂ３は前記第２上面部Ｂ４より発光チップ１６１に一層近い領域でありうる。上記の第１上面部Ｂ３は外側に行くほど徐々に厚く形成されて傾斜面を形成し、前記第２上面部Ｂ４は前記第１上面部Ｂ３の厚さ以上であり、平坦または傾斜するように形成できる。
【０１８０】
前記第１胴体１４１の上面１４７と前記リードフレーム１２１、１３１の上面との間の最大間隔は前記第１胴体１４１の第２上面部Ｂ４の厚さ（Ｔ１）であり、前記厚さ（Ｔ１）は５０μｍ以上、例えば、５０μｍ〜３００μｍ範囲で形成できる。この場合、前記第１胴体１４１の第２上面部Ｂ４の厚さ（Ｔ１）は、上部領域のうち、最も厚い領域でありうる。また、前記第１胴体１４１の上面１４７は前記発光チップ１６１の上面から水平な延長線と等しいか、前記発光チップ１６１の上面と水平な延長線との間隔（Ｔ２−Ｔ１）が少なくとも１μｍ以上に形成されることができ、これは、発光チップ１６１から放出された光を効果的に入射を受けて反射させることができる。前記第１上面部Ｂ３が第２上面部Ｂ４より薄く形成されることによって、図２のように前記発光チップ１６１から水平方向に進行する第２光Ｌ２を効果的に反射させることができる。
【０１８１】
前記発光チップ１６１の厚さ（Ｔ２）は、８０μｍ−５００μｍ範囲、例えば、８０μｍ−１５０μｍ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。
【０１８２】
前記第１胴体１４１の第１上面部Ｂ１は、前記リードフレーム１２１、１３１の上面と平行しない傾斜した面に形成されることができ、例えば、前記リードフレーム１２１、１３１の上面との角度が１度以上乃至２５度以下に形成できる。
【０１８３】
前記第１胴体１４１の第２上面部Ｂ４は、前記リードフレーム１２１、１３１の上面と平行に形成できる。ここで、前記第１胴体１４１の第１上面部Ｂ３の延長線Ｅ４と前記発光チップ１６１の上面に垂直な法線Ｚとの間の角度（θ５）は８９度以下、例えば、６５度乃至８９度の間で形成できる。また、第１胴体１４１の第１上面部Ｂ３の間の内角は１３５度以上乃至１８０度未満の角度に形成できる。前記第１胴体１４１の第１上面部Ｂ３の延長線Ｅ４と前記発光チップ１６１の上面に垂直な法線Ｚとの間の角度（θ５）に従って発光素子の光指向角は調節できる。
【０１８４】
図１６及び図２０のように、前記第１胴体１４１は、間隙部１４２、第１乃至第４結合部１４３、１４４、１４５、１４６を含む。前記間隙部１４２は、前記第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１との間の間隙１１５に配置され、下部幅が上部幅より広く形成できる。前記間隙部１４２の上面は、前記リードフレーム１２１、１３１の上面と同一な水平面に形成されるか、前記リードフレーム１２１、１３１の上面より高く形成できる。ここで、前記間隙部１４２の上部が前記リードフレーム１２１、１３１の上面より高く形成された場合、前記第１リードフレーム１２１の第１端部１２４及び第２リードフレーム１３１の第２端部１３４の上面と接触するように形成されて、湿気の侵入を効果的に防止することができる。
【０１８５】
前記第１結合部１４３は前記第１リードフレーム１２１の第１孔１２２に形成され、第２結合部１４４は前記第２リードフレーム１３１の第２孔１３２に形成される。前記第３結合部１４５は前記第１リードフレーム１２１の第１溝１２３に形成され、前記第４結合部１４６は前記第２リードフレーム１３１の第２溝１３３に形成される。前記第１胴体１４１は、間隙部１４２、複数の結合部１４２、１４４、１４５、１４６を通じて第１リードフレーム１２１と第２リードフレーム１３１と密着結合できる。
【０１８６】
図２０及び図２１のように、前記第１胴体１４１の内側部１４８は前記第１リードフレーム１２１の第１溝１２３と開口領域１５０−１の間にさらに延びて、第２胴体１５１の内側部１５２Ａとの接触面積を増大させることができる。
【０１８７】
前記第１胴体１４１は前記発光チップ１６１の光を効果的に反射させる部材であって、樹脂成形体でありうる。前記第１胴体１４１は中央に開口領域１５０−１が形成され、前記開口領域１５０−１には前記第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１の上面が露出できる。前記開口領域１５０−１は、円形状、多角形状、または曲面を有する形状を含むことができる。前記第１胴体１４１は略直六面体の形状に形成されることができ、外側周りは上面視して多角形状に形成できる。前記第１胴体１４１は直六面体形状に図示したが、上面視して楕円形、円形、他の多角形状に形成できる。
【０１８８】
図１５及び図１６のように、前記第１胴体１４１を形成する４個の外側面のうち、第１外側面Ｓ１の下には第１リードフレーム１２１の外側部が突出し、第１外側面Ｓ１の反対側の第２外側面Ｓ２の下には第２リードフレーム１３１の外側部が突出し、図１５及び図１８のように、前記第１胴体１４１の互いに反対側の第３外側面Ｓ３及び第４外側面Ｓ４は第１及び第２リードフレーム１２１、１３１の外側面より外側に形成される。前記第１胴体１４１の外側部１４９は第１及び第２リードフレーム１２１、１３１の外側面をカバーするようになる。下段部１４９Ａは前記第１胴体１４１の外側部１４９から第１及び第２リードフレーム１２１、１３１の下面に延びて、図５のように形成された段差構造１２８、１３８に結合できる。
【０１８９】
図１６のように、第２胴体１５１は前記第１胴体１４１の上に形成できる。前記第２胴体１５１は透光性材質で形成されることができ、例えばシリコン系列またはエポキシ系列の樹脂材質で形成できる。前記第２胴体１５１は、インジェクションモールディング（Injection molding）方式により形成されることができ、透明な材質で形成できる。これによって、前記第２胴体１５１は発光チップ１６１から放出された第１光Ｌ１と第２光Ｌ２を効果的に透過させることができる。
【０１９０】
前記第２胴体１５１の外側面Ｓ５は前記光学レンズ２の外側面２３より内側に配置され、前記光学レンズ２の外側面２３の一部と接触できる。これによって、前記第２胴体１５１は前記光学レンズ２との結合力が増加する。前記第２胴体１５１は、上面視して、円形状であることがあり、他の例として、多角形状、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２胴体１５１の外側面Ｓ５は垂直な面に形成された例として説明したが、曲面、例えば、半球形状に形成できる。このような曲面形状の外側面は光の出射面をより広く提供することができる。
【０１９１】
前記第２胴体１５１の幅は、図１５のように前記第１胴体１４１の幅（Ｗ４）より小さい幅で形成できるが、他の例として、前記第２胴体１５１の幅が前記第１胴体１４１の幅（Ｗ４）と等しいか大きく形成できる。これは、第１胴体１４１と第２胴体１５１との接触面積を増加させて、互いに異なる材質の第１及び第２胴体１４１、１５１の間の界面での湿気の侵入を防止し、パッケージの信頼性を改善させることもできる。
【０１９２】
前記第２胴体１５１は、前記発光チップ１６１から放出された波長に対して７０％以上の透過率を有する第２熱硬化性樹脂である。第２熱硬化性樹脂は、ケイ素含有樹脂、透光性のエポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、透光性のシリコン樹脂、変性シリコン樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種により形成することができる。前記第２胴体１５１は、第２熱硬化性樹脂に所定の機能を有するようにするために、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質からなる群から選択される少なくとも１種を混合してもよい。また、第２熱硬化性樹脂に拡散剤を含有させてもよい。例えば、拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素などを用いることができる。
【０１９３】
図２０及び図２１のように、前記第２胴体１５１は第１開口部１５０を有し、前記第１開口部１５０は複数のリードフレーム１２１、１３１のセンター領域と対応できる。前記第１開口部１５０は、前記第１胴体１４１の開口領域１５０−１より小さい幅で形成できる。前記第２胴体１５１の内側面１５２は前記第１リードフレーム１２１または前記第２リードフレーム１３１の上面に対して垂直するか、９０度以上乃至１８０度以下の角度に傾斜するように形成できる。
【０１９４】
前記第２胴体１５１の内側部１５２Ａは前記第１胴体１４１の内側部１４８より前記発光チップ１６１に一層近く配置され、前記リードフレーム１２１、１３１の上面に接触できる。また、第２胴体１５１の内側部１５２Ａは前記第１胴体１４１の上面に接触することによって、前記第１胴体１４１との密着力が増加できる。このような構造は湿気の侵入を効果的に防止することができる。
【０１９５】
前記第２胴体１５１の内側面１５２の高さ（または、厚さ）は前記発光チップ１６１の厚さより厚く、図１６のワイヤー１６６、１６７の高点より高く形成されることができ、例えば２５０μｍ以上乃至５００μｍ以下の高さ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開口部１５０は、上面視して、図１５のように、Ｘ軸方向の長さとＺ軸方向の幅とが互いに相異することも、同一であることもでき、これに対して限定するものではない。
【０１９６】
図２１のように、前記第２胴体１５１の上部には凹凸構造、デコボコな構造、または段差構造で形成できる。前記第２胴体１５１の上部の内側に突出した第１突起１５３、上部外側に配置された第２突起１５５、前記第１突起１５３と第２突起１５５との間の第３溝１５４が形成される。前記第１突起１５３と前記第２突起１５５は、同一な高さまたは互いに異なる高さに突出することができ、前記第３溝１５４は前記第１突起１５３の上面より低い深さに形成できる。前記第２胴体１５１の上部に形成された第１突起１５３、第２突起１５５、及び第３溝１５４により図１６のように光学レンズ２との結合力が増加できる。
【０１９７】
図１６のように、前記発光チップ１６１は１つまたは２つ以上が前記第１胴体１４１の第１開口部１５０の底に露出した前記第１リードフレーム１２１と第２リードフレーム１３２のうち、少なくとも１つの上に配置できる。
【０１９８】
前記発光チップ１６１は第１リードフレーム１２１の上に配置され、第１リードフレーム１２１と第１ワイヤー１６５により連結され、第２リードフレーム１３１と第２ワイヤー１６６により連結できる。前記発光チップ１６１は、第１リードフレーム１２１と第２リードフレーム１３１から電源の供給を受けて駆動するようになる。
【０１９９】
前記発光チップ１６１は、他の例として、第１リードフレーム１２１にダイボンディングされ、第２リードフレーム１３１にワイヤーにより連結できる。前記発光チップ１６１は、第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１にフリップ方式によりボンディングできる。
【０２００】
前記発光チップ１６１は半導体化合物を用いたＬＥＤチップ、例えば、ＵＶ（Ultraviolet）ＬＥＤチップ、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、白色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップのうち、少なくとも１つを含むことができる。前記発光チップ１６１は、３族−５族化合物半導体を含むことができ、内部の活性層は二重接合構造、単一井戸構造、多重井戸構造、単一量子井戸、多重量子井戸（ＭＱＷ）、量子線、量子点構造のうち、少なくとも１つで形成できる。前記活性層は、井戸層／障壁層が交互に配置され、前記井戸層／障壁層の周期は、例えば、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、またはＩｎＡｌＧａＮ／ＩｎＡｌＧａＮの積層構造を用いて２〜３０周期で形成できる。また、前記活性層はＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＳｉＣ、ＧａＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＧａＰのような系列の半導体を含むことができ、これに対して限定するものではない。前記活性層の発光波長は、紫外線帯域の光から可視光線帯域の光のうちから選択的に発光することができ、これに対して限定するものではない。
【０２０１】
図１５、図１７、及び図１８を参照すると、前記第２胴体１５１の第１開口部１５０から離隔した領域には第２開口部１５０Ａが形成され、前記第２開口部１５０Ａの底には第１リードフレーム１２１と第２リードフレーム１３１の第２領域が対応する。前記第１リードフレーム１２１の上には保護素子１６３が搭載され、第２リードフレーム１３１と第３ワイヤー１６８により連結される。前記第１開口部１５０と前記第２開口部１５０Ａとの間には第１胴体１４１及び第２胴体１５１が隔壁として使われる。前記第１開口部１５０と前記第２開口部１５０Ａとの間に配置された第１胴体１４１の厚さは前記保護素子１６３の厚さと等しいか、前記保護素子１６３の厚さより低いか厚いことがある。第１胴体１４１の厚さは、光損失を考慮して上記の保護素子１６３の厚さより厚く形成できる。上記の第２開口部１５０Ａの周りは前記リードフレーム１２１、１３１の上面に対して垂直または傾斜するように配置できる。上記の保護素子１６３は前記第２開口部１５０Ａに配置したが、他の領域に配置されるか、除去されることがあり、これに対して限定するものではない。前記保護素子１６３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。
【０２０２】
前記透光性樹脂層１７１は、前記第２胴体１５１の第１開口部１５０に形成される。前記透光性樹脂層１７１は、シリコンまたはエポキシのような樹脂材質で形成されることができ、前記発光チップから放出された波長（例：青色波長）に対して透過率が７０％以上、例えば、９０％以上の材質で形成される。
【０２０３】
前記透光性樹脂層１７１の上面はフラットに形成されることができ、他の例として、凹に、または凸に形成できる。
【０２０４】
前記透光性樹脂層１７１の屈折率は１．６以下であり、前記第２胴体１５１の屈折率は前記透光性樹脂層１７１の屈折率と等しいかより低い屈折率で形成できる。また、前記第２胴体１５１の屈折率は前記透光性樹脂層１７１の屈折率との差が±０．２位であることがあり、これに対して限定するものではない。
【０２０５】
前記透光性樹脂層１７１の内にはフィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記透光性樹脂層１７１に混合される蛍光物質は、前記発光チップ１６１から放出された光を吸収して他の波長の光に波長変換するようになる。前記蛍光物質は、黄色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体、赤色蛍光体のうち、少なくとも１つを含むことができ、例えば、Ｅｕ、Ｃｅなどのランタノイド系元素によって主に活性化される窒化物系蛍光体・酸窒化物系蛍光体・サイアロン系蛍光体、Ｅｕなどのランタノイド系、Ｍｎなどの遷移金属系の元素によって主に活性化されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属硼酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類珪酸塩、アルカリ土類黄化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマニウム酸塩、または、Ｃｅなどのランタノイド係元素によって主に活性化される稀土類アルミン酸塩、稀土類ケイ酸塩、またはＥｕなどのランタノイド係元素によって主に活性化される有機及び有機錯体などから選択される少なくともいずれか１つ以上でありうる。具体的な例として、上記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されるものではない。
【０２０６】
図１６のように、前記透光性樹脂層１７１の上には光学レンズ２が配置される。前記光学レンズ２は、シリコン、エポキシのような透光性の樹脂材質、またはガラス材質でありうる。前記光学レンズ２の屈折率は、前記透光性樹脂層１７１の屈折率と等しいか低い物質で形成できる。前記透光性樹脂層１７１及び前記第２胴体１５１の上部に配置できる。前記第１胴体１４１の上面と前記第２胴体１５１の上面には互いに接着させるための接着層が形成できる。
【０２０７】
前記光学レンズ２の第２光出射面２３は前記第２胴体１５１の外側面Ｓ５より外側に形成され、前記第１胴体１４１の上面に接触できる。前記光学レンズ２の第２光出射面２３が前記第２胴体１５１の周りをカバーすることによって、前記第２胴体１５１の外側面と密着することができ、図１６のように、前記第１胴体１４１により反射された第２光Ｌ２や前記第２胴体１５１を透過した第１光Ｌ１の指向角を調節することができる。
【０２０８】
前記光学レンズ２の周りは光の背光分布のために、円形状に形成されることができ、上面視して円形状または楕円形状に形成できる。
【０２０９】
前記光学レンズ２の上面中心部は凹部２４が形成されることができ、前記凹部２４は前記発光チップ１６１と対応し、前記光学レンズ２の上面より発光チップ１６１の方向に一層低い深さを有して形成される。前記光学レンズ２の凹部２４は、前記第１胴体１４１の上面から反射された光を他の方向に全反射させる。前記凹部２４は、上面視して、円形状であることがあり、下部が半球型または錐形状であることがある。
【０２１０】
図１７及び図１８を参照すると、前記第２開口部１５０Ａには前記光学レンズ２の一部１８３が詰められるか、他の樹脂物が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。
【０２１１】
図１５及び図１６を参照すると、発光素子１００の発光チップ１６１から放出された光は全方向に放出される。この際、透光性樹脂層１７１を透過した光の一部は第２胴体１５１を透過するようになり、残りは前記透光性樹脂層１７１の上面を通じて光学レンズ２に入射される。また、前記光学レンズ２に入射された光の一部は凹部２４の全反射面により反射され、前記反射された光は前記第２胴体１５１の上面により反射されるか、前記第２胴体１５１を透過した場合、第１胴体１４１の上面により反射できる。これによって、発光素子１００は発光チップ１６１の上面より低く配置された第１胴体１４１により光がほとんど水平方向に放出できる。また、前記図２２に図示されたように、角度（θ５）が大きくなるほど光指向角がより大きくなり、角度（θ５）が小さくなるほど光指向角がより狭くなるようになる。これは、第１胴体１４１の傾斜面や厚さによって光指向角が調節できる効果がある。
【０２１２】
（発光素子の製造方法）
図１９及び図２０のように、複数のリードフレーム１２１、１３１の上に反射率の高い樹脂材質を用いてモールディング方式により第１胴体１４１を射出成形し、図２１のように、前記第１胴体１４１が形成されれば、透過率の高い樹脂材質を用いてトランスファー（Transfer）または注入（injection）方式により透光性の第２胴体１５１を射出成形するようになる。そして、図１５及び図１６のように、前記第２胴体１５１の内側の第１開口部１５０に露出したリードフレーム１２１、１３１の上に発光チップ１６１及び保護素子１６３を搭載し、ワイヤー１６５、１６６、１６８により発光チップ１６１と複数のリードフレーム１２１、１３１を電気的に連結させる。そして、前記第２胴体１５１の第１開口部１５０には透光性樹脂層１７１がディスペンシングまたはモールディングされて形成され、前記透光性樹脂層１７１には蛍光物質が添加できる。前記透光性樹脂層１７１の上には光学レンズ２が結合される。前記光学レンズ２はトランスファーモールディング方式により射出成形するか、接着方式により付着できる。前記透光性樹脂層１７１と光学レンズ２との間には他の樹脂層がさら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胴体１３１の上面と前記第２胴体１４１の上面には接着層が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。
【０２１３】
図２３は、本発明の第７実施形態に従う発光素子を示す図である。前記第７実施形態を説明するに当たって、第６実施形態と同一な部分は第６実施形態を参照することにし、重複説明は省略する。
【０２１４】
図２３を参照すると、発光素子は、複数のリードフレーム１２１、１３１、第１胴体１４１、第２胴体１５１、第１透光性樹脂層１７２、第２透光性樹脂層１７３、及び光学レンズ２を含む。
【０２１５】
前記第１透光性樹脂層１７２は図１６の透光性樹脂層と対応し、内部に蛍光物質が添加できる。前記第２透光性樹脂層１７３は前記第２胴体１５１及び前記第１透光性樹脂層１７２と前記光学レンズ２との間に配置される。
【０２１６】
前記第２透光性樹脂層１７３の上面は前記第２胴体１５１の上面と同一な水平面上に配置されることができ、この場合、前記第２透光性樹脂層１７３の上に付着される光学レンズ２との結合力を強化させることができる。
【０２１７】
前記第１透光性樹脂層１７２と前記第２透光性樹脂層１７３のうちの少なくとも１つには、フィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。前記第１透光性樹脂層１７２の内に蛍光物質を添加し、前記第２透光性樹脂層１７３は蛍光物質を添加しないことがある。また、前記第１透光性樹脂層１７２と前記第２透光性樹脂層１７３とは互いに異なる波長を発光する蛍光物質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。
【０２１８】
前記第１胴体１４１と前記第２胴体１５１との間には第１接着層１９１が形成され、前記第１接着層１９１は互いに異なる樹脂材質の前記第１胴体１４１と前記第２胴体１５１とを互いに接着させる。第２胴体１５１と前記第２透光性樹脂層１７３との間には第２接着層１９２が形成されることができ、前記第２接着層１９２は前記第２胴体１５１と前記第２透光性樹脂層１７３との間に接着できる。前記第２透光性樹脂層１７３の上面には第３接着層１９３が形成され、前記第３接着層１９３は光学レンズ２との接着力を改善させることができる。
【０２１９】
前記第１乃至第３接着層１９１、１９２、１９３は、接着力を改善させるためにシリコンまたはエポキシのような樹脂材質を含み、その厚さは１μｍ−１０μｍの厚さに形成できる。
【０２２０】
前記第１接着層１９１は反射効率を改善させるために、反射金属または散乱剤が添加されることができ、前記の第２及び第３接着層１９２、１９３は拡散剤や蛍光物質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。
【０２２１】
図２４は、本発明の第８実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。第８実施形態を説明するに当たって、第６実施形態と同一な部分は第６実施形態を参照し、重複説明は省略する。
【０２２２】
図２４を参照すると、発光素子は第２胴体１５１の内の第１開口部１５０の内に透光性樹脂層、例えば、蛍光体層１７５が配置され、前記蛍光体層１７５は半球形状に形成できる。前記蛍光体層１７５は、発光チップ１６１の周りに前記発光チップ１６１の中心からほとんど均一な範囲内で形成されることができるので、波長変換された光分布を均一に調節することができる。前記蛍光体層１７５の上面は前記第２胴体１５１の上面より突出できる。前記蛍光体層１７５の下面幅は前記発光チップ１６１の幅より広く形成されることができ、前記第１ワイヤー１６６と前記第２ワイヤー１６７との間の間隔より狭く形成できる。
【０２２３】
前記第２胴体１５１の第１開口部１５０には前記光学レンズ２の一部１８４に詰められるか、他の樹脂物で形成されることができ、前記第１開口部１５０に詰められる物質は、前記蛍光体層１７５と接触できる。前記発光チップ１６１の周りに透過率の高い第２胴体１５１を配置することによって、発光チップ１６１から放出された第１光と蛍光体層１７５により波長変換された第２光が放出される時、１３０度以上の光指向角を有して放出されるようにすることができる。
【０２２４】
図２５は、本発明の第９実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。第９実施形態を説明するに当たって、第６実施形態と同一な部分は第６実施形態を参照し、重複説明は省略する。
【０２２５】
図２５を参照すると、発光素子は透過率の高い第２胴体１５１の上部１５４Ａが段差構造で形成できる。前記第２胴体１５１の上部１５４Ａは内側部から外側部に行くほど厚さが徐々に薄くなる形態に形成できる。第２胴体１５１の上部１５４Ａが段差構造で形成されることによって、前記光学レンズ２との接触面積が増加することができ、接着力も改善できる。
【０２２６】
また、前記第２胴体１５１は前記光学レンズ２と前記第１胴体１４１との間を支持し、発光チップ１６１から放出された光を透過させるように、内側部の厚さは厚く、外側部の厚さは薄く形成することができる。
【０２２７】
図２６は、本発明の第１０実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。第１０実施形態を説明するに当たって、第６実施形態と同一な部分は第６実施形態を参照し、重複説明は省略する。
【０２２８】
図２６を参照すると、発光素子は第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１３１に第１乃至第４凹凸パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が形成できる。前記第１及び第２凹凸パターンＰ１、Ｐ２は、前記第１リードフレーム１２１の段差付けた下面と前記第２リードフレーム１３１の段差付けた下面に形成されて、第１結合部１４３と第２結合部１４４との密着面積が増加できる。これは、前記第１胴体１４１と前記リードフレーム１２１、１３１との間を通じた湿気の侵入を抑制することができる。
【０２２９】
また、前記第３及び第４凹凸パターンＰ３、Ｐ４は、第１リードフレーム１２１の第１端部１２４の下面及び前記第２リードフレーム１３１の第２端部１３４の下面に形成されて、間隙部１４２との密着面積を増加させることができる。これは、前記第１胴体１４１と前記リードフレーム１２１、１３１との間を通じた湿気の侵入を抑制することができる。
【０２３０】
他の例として、前記第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１の上面には他の凹凸パターンがさらに形成されて、第１胴体１４１との密着を強化させ、湿気の侵入を抑制させることができる。
【０２３１】
前記第１胴体１４１の上面には第５凹凸パターンＰ６が形成され、前記第５凹凸パターンＰ６は第２胴体１５１及び光学レンズ２の外側面２３との密着面積を改善させ、湿気の侵入を防止することができる。
【０２３２】
前記第２胴体１５１の上部１５４Ｂは外側から内側に行くほど徐々に低くなる段差構造で形成されることができ、前記透光性樹脂層１７４は前記第２胴体１５１の上部１５４Ｂから内側領域の上ま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。
【０２３３】
図２７は、本発明の第１１実施形態に従う発光素子を示す側断面図である。第１１実施形態を説明するに当たって、第６実施形態と同一な部分は第６実施形態を参照し、重複説明は省略する。
【０２３４】
図２７を参照すると、発光素子は、第１リードフレーム２２１、第２リードフレーム２３１、第１胴体２４１、第２胴体２５１、透光性樹脂層２７１、及び光学レンズ２を含む。
【０２３５】
前記第１リードフレーム２２１は、キャビティー２２５を有する放熱部２２２、第１連結部２２３、及び第１リード部２２４を含む。前記第１リードフレーム２２１は第１胴体２４１との結合のために孔及び溝のうち、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。前記放熱部２２２のキャビティー２２５の底の上に発光チップ２６１が配置され、前記キャビティー２２５の側面は前記第１胴体２４１の下面に対して垂直するか、９０度以上の角度に傾斜するように形成されて、前記発光チップ２６１の光を反射させるようになる。前記の放熱部２２２は発光チップ２６１から発生した熱を下部の基板や放熱板を通じて放熱することができる。
【０２３６】
前記第２リードフレーム２３１は、第２連結部２３３及び第２リード部２３４を含む。前記第２リードフレーム２３１は孔２３５を含み、前記孔２３５には前記第１胴体２４１の一部が形成できる。前記第２胴体２５１の第１開口部２５０には第１リードフレーム２２１の第１連結部２２３及び第２リードフレーム２３１の第２連結部２３３が露出し、中心部に前記のキャビティー２２５が配置される。
【０２３７】
前記第１リードフレーム２２１の第１連結部２２３と第２リードフレーム２３１の第２連結部２３３は前記第１胴体２４１の上面に露出し、前記発光チップ２６１は第１連結部２２３と第１ワイヤー２６６により連結され、第２連結部２３３と第２ワイヤー２６７により連結できる。
【０２３８】
前記第１リードフレーム２２１の第１リード部２２４は、前記第１連結部２２３から折り曲げられて前記第１胴体２４１を通じて前記第１胴体２４１の下面に露出し、前記第１胴体２４１の第２側面Ｓ１２より外側に突出できる。
【０２３９】
前記第２リードフレーム２３１の第２リード部２３４は、前記第２連結部２３３から折り曲げられて前記第１胴体２４１の内で前記第１胴体２４１の下面に露出し、一部は前記第１胴体２４１の第１側面Ｓ１１より外側に突出する。
【０２４０】
前記第１胴体２４１の上面２４４の外側部は傾斜面に形成され、前記上面２４４の外側部の間の内角は１４０度乃至１７０度範囲で形成できる。
【０２４１】
前記第１胴体２４１の上面周りには透過率の高い第２胴体２５１が配置され、前記第２胴体２５１は入射される光を透過させて、光指向角を広げることができる。前記第２胴体２５１の内側面２５２は傾斜することができ、これに対して限定するものではない。
【０２４２】
前記キャビティー２２５には透光性樹脂層２７１が形成され、前記透光性樹脂層２７１はシリコンまたはエポキシのような樹脂材質で形成できる。前記透光性樹脂層２７１の内にはフィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【０２４３】
前記第２胴体２５１の上部２５３は段差付けた構造を含み、前記段差付けた構造には光学レンズ２の外側面２３が結合できる。前記光学レンズ２は中心部に凹部２４を有し、その下面は前記透光性樹脂層２７１の上面に接触するか、離隔することができる。また、前記光学レンズ２と前記透光性樹脂層２７１との間には他の樹脂層がさら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。
【０２４４】
前記第２胴体２５１の第１開口部２５０にはワイヤー２６６、２６７が配置されるか、他の樹脂層が形成できる。前記第２胴体２５１の外側面Ｓ１５は、前記第１胴体２４１の外側面Ｓ１１、Ｓ１２と同一垂直面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。
【０２４５】
図２８は、本発明の第１２実施形態に従う発光素子の側断面図である。第１２実施形態を説明するに当たって、第６実施形態と同一な部分は第６実施形態を参照し、重複説明は省略する。
【０２４６】
図２８を参照すると、発光素子は、第１リードフレーム３２１、第２リードフレーム３３１、前記第１及び第２リードフレーム３２１、３３１の間に第３リードフレーム３２５、前記第３リードフレーム３２５の上に透光性樹脂層３７１、前記第１乃至第３リードフレーム３２１、３３１、３２５を支持する第１胴体３４１、前記第１胴体３４１の上に透過率が前記第１胴体３４１に比べてより高い第２胴体３５１、及び前記透光性樹脂層３７１の上に光学レンズ２を含む。
【０２４７】
前記第１リードフレーム３２１は、第１胴体３４１の第１側面Ｓ１１と前記第３リードフレーム３２５との間に配置され、第１連結部３２２及び第１リード部３２３を含む。前記第１連結部３２２は、前記第１胴体３４１の上面に露出し、前記発光チップ３６１と第１ワイヤー３６６により連結される。前記第１リード部３２３は、前記第１連結部３２２から前記第１胴体３４１の内で折曲または延長されて、前記第１胴体３４１の下面に配置され、前記第１胴体３４１の第１側面Ｓ１１の方向に突出できる。
【０２４８】
前記第２リードフレーム３３１は、第１胴体３４１の第２側面Ｓ１２と前記第３リードフレーム３２５との間に配置され、第２連結部３３２及び第２リード部３３３を含む。前記第２連結部３３２は、前記第１胴体３４１の上面に露出し、前記発光チップ３６１と第２ワイヤー３６７により連結され、前記第２リード部３３３は前記第１胴体３４１の内で折り曲げられ、前記第１胴体３４１の下面に延長され、前記第１胴体３４１の第２側面Ｓ１２の方向に突出できる。
【０２４９】
前記第３リードフレーム３２５は、キャビティー３２０を有する放熱部３２６及び前記放熱部３２６から折り曲げられた支持部３２７を含む。前記キャビティー３２０の底には発光チップ３６１が配置され、前記放熱部３２６の下面は前記第１胴体３４１の下面に露出できる。前記支持部３２７は前記第１胴体３４１の上面に露出することができ、これに対して限定するものではない。前記の放熱部３２６は発光チップ３６１から発生した熱を下部の基板や放熱板を通じて放熱することができる。
【０２５０】
第１胴体３４１は、前記第１リードフレーム３２１と第３リードフレーム３２５との間に形成された第１間隙部３４２、及び前記第３リードフレーム３２５と第２リードフレーム３３１との間に形成された第２間隙部３４３を含む。
【０２５１】
前記第２胴体３５１の第１開口部３５０には第１リードフレーム３２１の第１連結部３２２及び第２リードフレーム３３１の第２連結部３３２が露出し、中心部に前記のキャビティー３２０が配置される。
【０２５２】
発光チップ３６１は前記キャビティー３２０の底の上に配置され、第１リードフレーム３２１の第１連結部３２２と第１ワイヤー３６６により連結され、第２リードフレーム３３１の第２連結部３３２と第２ワイヤー３６７により連結される。
【０２５３】
前記キャビティー３２０には透光聖地地層３７１が形成され、前記透光性支持層３７１は前記第１胴体３４１の上面と同一水平面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。前記透光性樹脂層３７１は、シリコンまたはエポキシのような樹脂材質で形成できる。前記透光性樹脂層３７１の内にはフィラー、拡散剤、顔料、蛍光物質、反射性物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【０２５４】
前記第１胴体３４１は第５実施形態の第１胴体と対応し、その外側上面３４４は傾斜面に形成されることができ、前記第１胴体３４１の傾斜面の間の内角は１３５度以上乃至１８０度未満の範囲で形成できる。
【０２５５】
前記第２胴体３５１は第５実施形態の第２胴体と対応し、その内側に形成された第１開口部３５０は前記キャビティー３２０の上面幅より広い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。
【０２５６】
前記発光チップ３６１の上面は、前記第１胴体３４１の上面より低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。前記発光チップ３６１から放出された光は光学レンズ２の凹部２４により反射されることができ、前記反射された光は前記第１胴体３４１の上面及び傾斜面により反射できる。また、第２胴体３５１に入射された光は透過されて、光指向角を広げることができる。
【０２５７】
前記光学レンズ２の外側面２３は、前記第２胴体３５１の側面Ｓ１５より内側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。
【０２５８】
他の例として、前記発光チップ３６１の上面は第１胴体３４１の上面に露出することができ、この場合、前記発光チップ３６１から放出された光は前記第１胴体３４１の上面及び傾斜面により反射されるか、前記第２胴体３５１を透過するようになる。これによって、光の指向角をより広げることができる。ここで、上記のキャビティー３２０の深さは前記第３リードフレーム３２５の放熱部３２６の折曲によって変わることができ、前記キャビティー３２０の深さは調節できる。
【０２５９】
図２９は、本発明の第１３実施形態に従う発光素子の側断面図である。第１３実施形態を説明するに当たって、第６実施形態と同一な部分は第６実施形態を参照し、重複説明は省略する。
【０２６０】
図２９を参照すると、発光チップ１は光学レンズ６の入射面６１に形成されたリセス部６６と離隔して、前記入射面６１の水平上に配置できる。前記リセス部６６は半球形状を含み、前記凹部６４の方向に凸にリセスされる。前記光学レンズ６の構造は、凹部６４、凸部６５、出射面６２、６３を具備し、その詳細な説明は第２乃至第４実施形態の構造を参照する。前記リセス部６６は、発光チップ１から放出された光を拡散させて前記光学レンズ６に入射させることができる。前記光学レンズ６は、入射された光を前記凹部６４の全反射面６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃにより側方向に反射させて、光指向角を改善させることができる。上記の発光チップ１は、前記光学レンズ６の入射面６１より上のリセス部６６の内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。
【０２６１】
図３０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。
【０２６２】
図３０を参照すると、発光チップは、基板３１１と、バッファー層３１２と、発光構造物３１０と、 第１の電極３１６と、第２の電極３１７とを含む。前記基板３１１は、透光性又は非透光性材質の基板を含み、また、伝導性又は絶縁性基板を含む。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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。 
【０２６５】
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。
【０２６６】
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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
図３１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３０と同一の部分は省略し、簡略に説明することにする。
【０２７４】
図３１を参照すると、実施形態による発光チップは、発光構造物３１０の下に接触層３２１が形成され、前記接触層３２１の下に反射層３２４が形成され、前記反射層３２４お下に支持部材３２５が形成され、前記反射層３２４と前記発光構造物３１０の周囲に、保護層３２３が形成される。
【０２７５】
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。
【０２７６】
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。
【０２７７】
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。
【０２７８】
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。
【０２７９】
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。 
【０２８０】
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。
【０２８１】
＜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３２及び図３３に示されている表示装置、図３４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。
【０２８２】
図３２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。
【０２８３】
図３２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。
【０２８４】
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。
【０２８５】
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。 
【０２８６】
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。
【０２８７】
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１０３１と前記に開示された実施形態による発光素子又は発光素子１０３５を含み、前記発光素子又は発光素子１０３５は、前記基板１０３１上に所定間隔でアレイされる。
【０２８８】
前記基板１０３１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１０３５は、前記ボトムカバー１０１１の側面又は放熱プレート上に搭載される場合、前記基板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。
【０２８９】
そして、前記複数の発光素子１０３５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１０３５は、前記導光板１０４１の一側面である入光部に光を直接又は間接的に提供することができ、これに対して限定しない。
【０２９０】
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。
【０２９１】
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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
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。 
【０２９４】
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。
【０２９５】
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。
【０２９６】
図３３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。
【０２９７】
図３３を参照すると、表示装置１１００は、ボトムカバー１１５２と、前記の発光素子１１２４がアレイされた基板１１２０と、光学部材１１５４と、表示パネル１１５５とを含む。 
【０２９８】
前記基板１１２０と前記発光素子１１２４とは、光源モジュール１１６０と定義される。 前記ボトムカバー１１５２と、少なくとも１つの光源モジュール１１６０と、 光学部材１１５４とは、ライトユニット１１５０と定義される。前記ボトムカバー１１５２には、収納部１１５３を具備することができ、これに対して限定しない。前記の光源モジュール１１６０は、基板１１２０、及び前記基板１１２０上に配列した複数の発光素子又は発光素子１１２４を含む。
【０２９９】
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。
【０３００】
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。
【０３０１】
図３４は、実施形態による発光素子を有する照明装置の分解斜視図である。
【０３０２】
図３４を参照すると、実施形態による照明装置は、カバー２１００と、光源モジュール２２００と、放熱体２４００と、電源提供部２６００と、内部ケース２７００と、ソケット２８００とを含む。また、実施形態による照明装置は、部材２３００とホルダー２５００ のいずれか１以上を更に含むことができる。前記光源モジュール２２００は、実施形態による発光素子、又は発光素子パッケージを含むことができる。
【０３０３】
例えば、前記カバー２１００は、バルブ(bulb)又は半球の形状を有し、中空であり、一部分が開口した形状で提供される。前記カバー２１００は、前記光源モジュール２２００と光学的に結合され、前記放熱体２４００と結合されることができる。前記カバー２１００は、前記放熱体２４００と結合する凹部を有することができる。
【０３０４】
前記カバー２１００の内面には、拡散嶺を有する乳白色塗料がコートされる。このような乳白色材料を用いて、前記光源モジュール２２００からの光を散乱及び拡散して、外部に放出させることができる。 
【０３０５】
前記カバー２１００の材質は、ガラス、プラスチック、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリカーボネート(PC)などである。ここで、ポリカーボネートは、耐光性、耐熱性、強度が優れている。前記カバー２１００は、外部から前記光源モジュール２２００が見えるように透明であるか、不透明である。前記カバー２１００は、ブロー(blow)成形により、形成されることができる。
【０３０６】
前記光源モジュール２２００は、前記放熱体２４００の一面に配置される。したがって、 前記光源モジュール２２００からの熱は、前記放熱体２４００に伝導される。前記光源モジュール２２００は、発光素子２２１０と、連結プレート２２３０と、コネクター２２５０とを含む。
【０３０７】
前記部材２３００は、前記放熱体２４００の上面上に配置され、複数の照明素子２２１０と、コネクター２２５０が挿入されるガイド溝２３１０とを有する。前記ガイド溝２３１０は、前記照明素子２２１０の基板、及びコネクター２２５０と対応される。
【０３０８】
前記部材２３００の表面は、白色の塗料で塗布又はコートされる。このような前記部材２３００は、前記カバー２１００の内面に反射して、前記光源モジュール２２００側方向に戻って来る光を、再度前記カバー２１００方向に反射する。したがって、実施形態による照明装置の光効率を向上させる。
【０３０９】
前記部材２３００は、例として、絶縁物質からなる。前記光源モジュール２２００の連結プレート２２３０は、電気伝導性の物質を含む。したがって、前記放熱体２４００と前記連結プレート２２３０との間に電気的な接触が行える。前記部材２３００は、絶縁物質で構成され、前記連結プレート２２３０と前記放熱体２４００との電気的短絡を遮断することができる。前記放熱体２４００は、前記光源モジュール２２００からの熱と、前記電源提供部２６００からの熱を伝達されて、放熱する。
【０３１０】
前記ホルダー２５００は、内部ケース２７００の絶縁部２７１０の収納溝２７１９を塞ぐ.したがって、前記内部ケース２７００の前記絶縁部２７１０に収納される前記電源提供部２６００は密閉される。前記ホルダー２５００は、ガイド突出部２５１０を有する。前記ガイド突出部２５１０は、前記電源提供部２６００の突出部２６１０が貫通するホールを具備することができる。
【０３１１】
前記電源提供部２６００は、外部から提供された電気的信号を処理又は変換して、前記光源モジュール２２００に提供する。前記電源提供部２６００は、前記内部ケース２７００の収納溝２７１９に収納され、前記ホルダー２５００により、前記内部ケース２７００の内部に密閉される。
【０３１２】
前記電源提供部２６００は、突出部２６１０と、ガイド部２６３０と、ベース２６５０と、延在部２６７０とを含む。
【０３１３】
前記ガイド部２６３０は、前記ベース２６５０の一側から外部に突出した形状を有する。 前記ガイド部２６３０は、前記ホルダー２５００に挿入される。前記ベース２６５０の一面の上に多数の部品が配置される。多数の部品は、例えば、直流変換装置、前記光源モジュール２２００の駆動を制御する駆動チップ、前記光源モジュール２２００を保護するためのＥＳＤ(ElectroStatic discharge)保護素子などを含むが、これに対して限定しない。
【０３１４】
前記延在部２６７０は、前記ベース２６５０の他の一側から外部に突出した形状を有する。前記延在部２６７０は、前記内部ケース２７００の連結部２７５０内に挿入され、外部からの電気的信号を提供される。例えば、前記延在部２６７０は、前記内部ケース２７００の連結部２７５０の幅と同一であるか、小さく提供される。前記延在部２６７０は、電線を通じて、ソケット２８００に電気的に連結される。
【０３１５】
前記内部ケース２７００は、内部に前記電源提供部２６００と共にモールディング部を含むことができる。モールド部は、モールディング液体が固まった部分であって、前記電源提供部２６００が、前記内部ケース２７００内に固定できるようにする。
【０３１６】
実施形態は、光学レンズを有する発光素子の光指向角分布を改善させることができる。実施形態は、光学レンズを有する発光素子が搭載された照明灯、信号灯、車両前照灯、電光板に適用できる。実施形態は、光学レンズを有する発光素子及びこれを備えた照明装置の信頼性を改善させることができる。実施形態は、光出射領域で光を反射する反射部材用ダムを有する光学レンズを提供することができる。
【０３１７】
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるものではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、本発明が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
【０３１８】
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは、単なる例示であり、本発明を限定するものでない。本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、多様な変形及び応用が可能であることが当業者にとって明らかである。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができ、このような変形及び応用にかかわる差異点も、特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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