(57)【要約】【課題】サイド放射タイプの発光装置を提供する。【解決手段】本発明の実施の形態に係る発光装置は、リードフレームを持つ基板と、前記基板の上に実装された発光素子と、前記基板及び発光素子の上に形成されたモールド部材と、一方の側に開口部を有し前記モールド部材の外側で傾くように形成された反射部材を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームを持つ基板と、
前記基板の上に実装された発光素子と、
前記基板及び発光素子の上に形成されたモールド部材と、
一方の側に開口部を有し前記モールド部材の外側に傾くように形成された反射部材を含む発光装置。
【請求項２】
前記モールド部材は、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂を含む請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記モールド部材は、前記発光素子から発光された光の一部を吸収して、他の波長に変更させる蛍光体を含む請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記反射部材は、前記基板に対して前記開口部の方向に１５゜〜８５゜の範囲の傾斜角度に形成される請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記反射部材は、ＡＩ、Ａｇの中でどれか一つを含む金属又は酸化物系列の反射金属を含む請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記モールド部材と反射部材は、外側形象が等しく形成される請求項１に記載の発光装置。
【請求項７】
前記反射部材は、多角形、半球形、球面と平面を混ぜ合せた形象の中で、どれか一つの形象に形成される請求項１に記載の発光装置。
【請求項８】
前記反射部材とリードフレームの間に形成された絶縁部材を含む請求項１に記載の発光装置。
【請求項９】
前記絶縁部材は、非伝導性材質の接着剤又は粘着剤を含む請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記発光素子は、前記基板の上にＡＩＧａＮ系列、ＩｎＧａＮ系列、ＧａＮ系列、ＩｎＧａＡＩＰ系列、ＡＩＧａＡｓ系列、ＧａＡｓ系列の化合物半導体材料を利用したＬＥＤチップの中で、少なくとも一つを一つ以上含む請求項１に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記反射部材において、前記開口部に対向される背面が前記基板に対して６０〜１２０゜に形成される請求項１に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記発光素子は、前記基板の上のリードフレームに、ワイヤボンディング又はフリップチップボンディングされる請求項１に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記リードフレームは、基板の上面、側面及び背面一部まで延長されて形成される請求項１に記載の発光装置。
【請求項１４】
基板の上のリードフレームに発光素子を搭載する段階と、
前記発光素子及び前記基板の上にモールド部材を形成する段階と、
前記モールド部材のまわりに、前記モールド部材の一方の側の開口部の方向に傾いた反射部材を形成する段階を含む発光装置の製造方法。
【請求項１５】
前記モールド部材には、前記発光素子から発光された光の一部を吸収して、他の波長に変更させる蛍光体が含まれる請求項１４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１６】
前記反射部材は、前記基板の上面に対して前記開口部の方向に１５゜〜８５゜の傾斜角度に形成される請求項１４に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１７】
前記反射部材は、ＡＩ、Ａｇの中でどれか一つが含まれた金属又は酸化物系列の反射金属で形成される請求項１５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１８】
前記反射部材は多角形、半球形又は球面と平面が混ぜ合せた形象の中でどれか一つの形象に形成される請求項１５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１９】
前記発光素子は、前記基板の上にＡＩＧａＮ系列、ＩｎＧａＮ系列、ＧａＮ系列、ＩｎＧａＡＩＰ系列、ＡＩＧａＡｓ系列、ＧａＡｓ系列の化合物半導体材料を利用したＬＥＤチップの中で、少なくとも一つが一つ以上実装される請求項１５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２０】
前記反射部材とリードフレームの間に非伝導性材質の接着剤又は粘着剤を利用した絶縁部材が形成される請求項１５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２１】
前記モールド部材は、エポキシモールディングコンパウンド(ＥＭＣ)を利用したトランスファーモールディング(Transfer molding)方式、エポキシシートを熱圧搾してモールディングする方式、液状形態のモールディング材料を吐出して熱処理する方式、注入成形する方式の中で、どれか一つの方式で形成される請求項１５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２２】
前記反射部材は、反射率が高い金属物質を利用した金属蒸着(deposition)、金属コーティング、電解メッキ、無電解メッキの中で、一つ以上の方式を利用して形成される請求項１５に記載の発光装置の製造方法。
【請求項２３】
前記反射部材が形成された後、発光素子単位にカッティングして、モールド部材又は反射部材の一方の側に開口部を形成する段階を含む請求項１５に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）は、ＧａＡｓ系列、ＡＩＧａＡｓ系列、ＧａＮ系列、ＩｎＧａＮ系列及びＩｎＧａＡＩＰ系列などの化合物半導体材料を利用して発光源を構成することで多様な色を具現することができる。このようなＬＥＤは、カラーを表示する点灯表示機、文字表示機及び映像表示機などの多様な分野に適用されている。
【０００３】
一般的に、ＬＥＤ素子の特性は、化合物半導体の材料、色(Color)及び輝度、輝度強度の範囲などによって決められて、ＬＥＤチップが実装されるパッケージ構造によって大きく影響を受ける。
【０００４】
図１は、従来の発光装置を示す断面図である。
【０００５】
図１に示すように、反射カップ２０は、白色プラスチックなどで射出成形されて、反射カップ２０の内部空洞(cavity)には、電気的に分離されたリードフレーム１１が形成される。前記リードフレーム１１には、ＬＥＤチップ３０がワイヤによって電気的にボンディングされて、前記リードフレーム１１の両端部が前記反射カップ２０を貫いて電極端末として使われる。
【０００６】
前記反射カップ２０の内部空洞には、透明なエポキシ樹脂のようなモールディング部４０が満たされる。ここで、前記モールディング部４０には、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体のような黄色蛍光体が添加されるが、前記黄色蛍光体は、青色ＬＥＤチップ３０から放出された青色光を吸収し励起されて、黄色光を放出するようになる。このような青色光と黄色光が混色されて白色発光が構成されることで、白色ＬＥＤが具現される。
【０００７】
この場合、前記反射カップ２０は、縦長さが２〜４ｍｍ程度で、幅が０．４〜２ｍｍ程度で、高さが０．６〜２ｍｍ程度である。
【０００８】
このような発光装置は、反射カップ２０の内部空洞にリードフレーム１１を配置してＬＥＤチップ３０を実装するが、この場合、空洞の空間的な制限があるため、青色ＬＥＤチップ３０の実装が難しく、生産性が低く不良発生率が高いという問題がある。
【０００９】
更に、反射カップ２０の内部空洞の空間が狭いため、蛍光体が添加されたモールディング部４０の注入が難しく、側面発光型発光ダイオードから放出される白色光は、色再現性が落ちて、光效率も低下するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明のある態様は、サイド放射タイプの発光装置を提供する。
【００１１】
また、本発明のある態様は、基板上の一方の側の開口部方向に傾いた反射部材を形成して、内部の発光素子から放出された光を一方の側の開口部方向にガイドすることができる発光装置及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のある態様に係る発光装置は、リードフレームを持つ基板と、前記基板の上に実装された発光素子と、前記基板及び発光素子の上に形成されたモールド部材と、一方の側に開口部を有し前記モールド部材の外側に傾くように形成された反射部材を含む。
【００１３】
また、本発明のある態様に係る発光装置の製造方法は、基板の上のリードフレームに発光素子を搭載する段階と、前記発光素子及び基板の上にモールド部材を形成する段階と、前記モールド部材のまわりに、前記モールド部材の一方の側の開口部方向に傾いた反射部材を形成する段階を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のある態様による発光装置及びその製造方法によれば、発光素子の上に傾いた構造の反射部材が別に形成されることで、発光素子の実装とモールド部材のモールディングを容易にすることができ、発光装置の歩留まりが向上する。
【００１５】
また、反射部材を利用して、内部で発生される熱を效果的に放出することができ、熱による発光素子の效率低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態に係る発光装置について、添付された図面を参照して説明すれば、次のようである。
【００１７】
図２乃至図４は、本発明の第１の実施の形態である。図２は、発光装置の分解斜視図で、図３は、発光装置の側面断面図であり、図４は、発光装置の正面図である。
【００１８】
図２乃至図４を参照すれば、発光装置１００は、基板１１０、発光素子１２０、モールド部材１３０、反射部材１４０を含む。
【００１９】
前記基板１１０は、サファイア、ＦＲ-４又は一般のＰＣＢなどの基板で構成されて、複数のリードフレーム１１２が電気的に分離して形成される。前記複数のリードフレーム１１２は、基板上面から基板側面及び下面の一部まで延長されて、基板下部で電極端子１１４として使われる。ここで、前記基板１１０は、プラスチックのような非伝導性材質の支持体で具現することもできる。
【００２０】
そして、前記リードフレーム１１２は、Ａｇ、ＡＩなどのように、反射率が高い金属で構成されてもよく、表面に反射率の高い物質がコーティングされてもよい。
【００２１】
前記発光素子１２０は、チップ形態でリードフレーム１１２に伝導性又は非伝導性接着剤を利用して接着されて、ワイヤ１２２を利用してリードフレーム１１２に電気的に繋がる。ここで、前記発光素子１２０は、水平型又は垂直型ＬＥＤチップの形態、そして、ＬＥＤチップの実装方式によってワイヤボンディング、ダイボンディング、フリップチップボンディングなどの方式で搭載される。
【００２２】
前記発光素子１２０は、基板上に一つ以上が搭載されることができる。前記発光素子１２０は、ＡＩＧａＮ系列、InＧａＮ系列、ＧａＮ系列、InＧａＡＩP系列、ＡＩＧａＡｓ系列、ＧａＡｓ系列などの化合物半導体材料を利用したＬＥＤチップの中で、少なくとも一つを一つ以上含むことができる。例えば、基板１１０上に三色(赤色/緑色/青色)ＬＥＤチップを全て実装してもよく、青色ＬＥＤチップのみを一つ以上実装してもよい。ここで、本発明は基板上に発光素子を実装するが、空間的な制約がないため容易に実装することができる。また、前記基板上には、ジェンナーダイオードのような保護素子が搭載されてもよい。
【００２３】
前記基板１１０上には、基板上面に対して傾いた構造のモールド部材１３０が形成される。前記モールド部材１３０は、透明なエポキシ又はシリコン樹脂を利用して発光素子１２０及びその電気的な接続部分を密封する。
【００２４】
前記モールド部材１３０は、エポキシモールディングコンパウンド(ＥＭＣ)を利用したトランスファーモールディング(Transfer molding)方式を利用することができるが、前記トランスファーモールド方式は、要求されるモールディング形態によった金型が設置されたトランスファーモールディングプレス上に基板１１０を配置して、コンパウンド型エポキシを一定圧力以上で注入することで、トランスファーモールディングされる。ここで、前記エポキシ樹脂は、光透過率が高く、低応力性を有し、基板１１０やリードフレーム１１２によく密着する性質を考慮して選択することができる。
【００２５】
そして、前記モールド部材１３０には、発光素子１２０の種類によって蛍光体を添加してもよく、添加しなくてもよい。例えば、三色(Red、Green、Blue)のＬＥＤチップが実装される場合、三色ＬＥＤチップを利用して白色発光が可能なので、別途の蛍光体を添加しなくても良い。そして、青色ＬＥＤチップのみ実装される場合、モールド部材１３０に黄色蛍光体を添加して白色発光を具現することになる。またＵＶ(Ultraviolet)ＬＥＤチップを実装する場合、赤色/緑色/青色蛍光体を添加することもできる。
【００２６】
前記モールド部材１３０に蛍光体を添加する方法は、発光素子１２０から発生された光に応じて励起される蛍光体顔料を、モールドコンパウンドエポキシに混ぜ合せて、トランスファーモールド方式を利用してモールディングすることになる。前記蛍光体は、ＹＡＧ：Ｃｅやシリケイト系のような黄色蛍光体を添加することができ、青色ＬＥＤチップより発生された光と前記黄色蛍光体によって発光される黄色光が混色されて白色光に具現される。
【００２７】
前記モールド部材１３０は、上側が基板１１０に対して傾いた構造に形成される。すなわち、モールド部材１３０は、一方の側の開口部方向に傾いた構造(例:∠)に形成される。ここで、前記モールド部材１３０の上面は図３のように、基板１１０に対して１５〜８５゜範囲の角度(θ)に傾く。このようなモールド部材１３０は、縦長さが3.５〜５ｍｍ程度、横長さが１〜２ｍｍ程度、最高高さが１〜２．５ｍｍ程度である。
【００２８】
本発明のモールド部材１３０は、少なくとも一方の側面(例:上面)が斜線形態又は多段に折る曲げられて、半球形、多角形、エンボシング構造の外形象に形成されることができる。
【００２９】
また、本発明のモールド部材１３０は、トランスファーモールド方式だけではなく、エポキシシートを熱圧搾してモールディングする方式、液状形態のモールディング材料を吐出して熱処理する方式、注入成形する方式などが皆使われることができる。
【００３０】
前記モールド部材１３０上には、反射部材１４０が形成される。前記反射部材１４０は、一方の側に開口部を有し、開口部以外の上面１４２及び両側面１４４がモールド部材１３０のまわりをカバーすることになる。
【００３１】
このような反射部材１４０は、内部のモールド部材１３０によってその形象と傾斜角度が決まるが、反射部材１４０は、上面１４２が、前端１４５から後端１４６に向かって段々低くなっていて、一方の側の開口部方向に傾いた構造に形成される。これによって発光素子１２０から発生された光は、モールド部材１３０を透過して開口部に直接放出されるとか反射部材１４０によって反射されて放出される。
【００３２】
このような反射部材１４０は、モールド部材１３０の外周面の形象と等しい形象に形成されることができ、反射部材１４０の上面１４２が、モールド部材１３０の上面傾斜角度と等しい角度に形成されるとか互いに違う角度に形成されることができる。
【００３３】
前記反射部材１４０は、高い光反射率又は/及び低い光吸収率を持つ材質で形成されることができる。例えば、ＡＩ、Ａｇ、Auなどの金属又は酸化物系列の反射率の高い物質が塗布されて形成される。例えば、前記銀（Ａｇ）は、９６〜９８%以上の高反射率を現わす。前記反射部材１４０は、反射率が高い金属物質を利用して金属蒸着(deposition)又は金属コーティングや電解メッキ、無電解メッキなどの方法を利用して蒸着することができる。
【００３４】
そして、前記反射部材１４０と対応するリードフレーム１１２上には、絶縁部材１３５が形成されることができる。前記絶縁部材１３５は、絶縁テープ又はエポキシなどを含む非伝導性材質の接着剤又は粘着剤を含み、リードフレーム１１２と反射部材１４０の間に形成されて、反射部材１４０とリードフレーム１１２を電気的に分離させる。
【００３５】
一方、前記のような発光装置の製造過程によれば、基板１１０にＮ×Ｍ(NとMは１より大きい自然数である)数に配列されたチップ搭載領域に発光素子１２０をそれぞれ付着して、前記付着した各発光素子１２０を基板１１０のリードフレーム１１２にワイヤでそれぞれボンディングする。そして、基板１１０のチップ搭載領域でエポキシ又はシリコン樹脂などのモールド部材１３０をモールディングして硬化させる。この時モールド部材１３０の上側は、所定角度に傾いた構造に形成される。
【００３６】
以後、モールド部材１３０の表面には、反射率が高い金属材質の反射部材１４０が形成される。前記反射部材１４０が形成された後、発光素子のパッケージ単位でソーイング(Sawing)工程を行ない、個々の発光ダイオードパッケージを用意する。この時、前記モールド部材１３０の一方の側がカッティングされることにより反射部材１４０の開口部が形成される。
【００３７】
前記のような発光装置の動作は次のようである。
【００３８】
図２及び図４に図示されているように、基板１１０上に搭載された発光素子１２０は、リードフレーム１１２を通じて電流が供給され、光を放出する。前記放出された光の一部は、モールド部材１３０を透過して反射部材の一方の側の開口部より直接放出されて、残りの光は、発光素子１２０の上側及び両側に配置された反射部材１４０の上面及び側面によって反射されて、一方の側の開口部にガイドされる。この時リードフレーム１１２に入射される光は、再び反射される。
【００３９】
ここで、青色ＬＥＤチップと蛍光体を利用して白色光を具現する場合、モールド部材１３０を透過する一部の光は、モールド部材１３０に添加された黄色蛍光体によって励起されて黄色光として放出されることで、前記黄色蛍光体の黄色光と青色発光素子１２０から発生された青色光が混色されて、白色光として放出される。
【００４０】
または、三色(Red、Green、Blue)ＬＥＤチップを利用して白色光を具現する場合、各ＬＥＤ(Ｒ−ＬＥＤ、Ｇ−ＬＥＤ、Ｂ−ＬＥＤ)チップより発生される光が、透明なモールド部材を透過して、反射部材によって反射されて開口部より放出される。この時三色の光がモールド部材の内/外部で混色されて、白色光に具現される。
【００４１】
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の側面断面図である。
【００４２】
図５に図示されているように、基板２１０のリードフレーム２１４上に発光素子２２０が搭載されて、前記発光素子２２０上に、上側が傾いた構造のモールド部材２３０がモールディングされる。前記モールド部材２３０をモールディングする時、モールド部材２３０の背面が直角になるようにすることで、モールド部材２３０上に形成される反射部材２４０の背面２４４が、直角又は６０〜１２０゜程度に形成されることができる。ここで絶縁部材２３５は、反射部材２４０とリードフレーム２１２の間を電気的に絶縁させる。
【００４３】
前記反射部材２４０の上面２４２と背面２４４が、発光素子２２０によって発生された光を、一方の側の開口部にそれぞれ反射さる。
【００４４】
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る発光装置の正面図である。
【００４５】
図６に図示されているように、反射部材３４０の外形象は、モールド部材３３０の表面と等しい半分球形に形成されて、反射部材３４０の半球形が図３又は図５のような構造に傾く。また、反射部材３４０は、絶縁部材３３５によってリードフレーム３１２と電気的に絶縁される。
【００４６】
このような発光装置は、基板３１０のリードフレーム３１２上に搭載された発光素子３２０によって発生された光は、反射部材３４０の半球形傾斜構造によって開口部方向に反射される。
【００４７】
図７は、本発明の第５の実施の形態に係る発光装置の正面図である。図７に図示されているように、反射部材４４０の外形象は、モールド部材４３０の表面に沿って多角形構造に形成されて、反射部材４４０の多角形構造が図３又は図５のような構造に傾くようになる。ここで反射部材４４０は、絶縁部材４３５によってリードフレーム４１２と電気的に絶縁される。
【００４８】
このような発光装置は、基板４１０のリードフレーム４１２上に搭載された発光素子４２０によって発生された光は、反射部材４４０の多角形傾斜構造によって開口部方向に反射される。
【００４９】
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る発光装置の正面図である。図８に図示されているように、反射部材５４０の外形象は、モールド部材５３０の表面に沿って、上側５４２は平面で、両側５４４は曲面形態が混ぜ合せた形態に形成されて、上側５４２が図３又は図５のような構造に傾くようになる。
【００５０】
このような発光装置は、基板５１０のリードフレーム５１２上に搭載された発光素子５２０によって発生された光は、反射部材５４０の傾斜構造によって開口部方向に反射される。
【００５１】
本発明の他の変形構造は、反射部材の上側だけではなく、両側面も傾くように形成することができる。すなわち、反射部材の両側の間の間隔が前端から後端に行くほど細くなる。これによって反射部材の上面及び両側面が、発光素子の入射光に対して開口部方向に傾くようになって、外部の光效率を増加させることができる。
【００５２】
本発明の発光装置は、側面発光型発光ダイオードパッケージとして、製品によってモールド部材の高度及びその傾斜角度を調節し、パッケージの大きさを変更することができ、指向角及び光出力を改善することができる。
【００５３】
本発明の技術思想は、上述した望ましい実施の形態により具体的に記述されたが、上述した各実施の形態は、発明の説明のためのものであり、発明を制限するためのものではない。また、本発明の技術分野の通常の技術を有する者であれば、本発明の技術思想の範囲内で、多様な実施が可能であることを分かる筈である。
【００５４】
本発明の実施の形態に係る発光装置及びその製造方法によれば、発光素子の上に傾いた構造の反射部材が別に形成されることで、発光素子の実装とモールド部材のモールディングを容易にすることができ、発光素子の歩留まりを向上させることができる。
【００５５】
また、反射部材を利用して内部で発生される熱を效果的に放出することができ、熱による発光素子の效率低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来の発光装置を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の側面断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の正面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を示す側面断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る発光装置を示す正面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る発光装置を示す正面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る発光装置を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１１、１１２、２１２、２１４、３１２、４１２、５１２  リードフレーム、２０  反射カップ、３０  ＬＥＤチップ、４０  モールディング部、１００  発光装置、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０  基板、１１４  電極端子、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０  発光素子、１２２  ワイヤ、１３０、２３０、３３０、４３０、５３０  モールド部材、１３５、２３５、３３５、４３５  絶縁部材、１４０、２４０、３４０、５４０  反射部材、１４２  反射部材の上面、１４４  反射部材の両側面、１４５  反射部材の前端、１４６  反射部材の後端、２４２  反射部材の上面、２４４  反射部材の背面、５４２  反射部材の上側、５４４  反射部材の両側
【図１】
2009527122.tif 000003
【図２】
2009527122.tif 000004
【図３】
2009527122.tif 000005
【図４】
2009527122.tif 000006
【図５】
2009527122.tif 000007
【図６】
2009527122.tif 000008
【図７】
2009527122.tif 000009
【図８】
2009527122.tif 000010
【国際調査報告】
2009527122.tif 000011
2009527122.tif 000012