(57)【要約】【課題】本発明は、発光素子の間の熱干渉の少なく、放熱効率が改善された発光素子パッケージ及び照明システムを提供するためのものである。【解決手段】本発明に従う発光素子パッケージは、胴体と、上記胴体の上に配置された第１リードフレームと、上記第１リードフレームの上に搭載された複数の発光ダイオードと、上記発光ダイオードの上にモールディング部材と、を含み、上記複数の発光ダイオードの間の間隔は上記複数の発光ダイオードのうちの第１発光ダイオードの辺のうち、少なくとも一辺の長さ以下の間隔を含む。【選択図】図１
2011216891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体と、
前記胴体の上に配置された第１リードフレームと、
前記第１リードフレームの上に搭載された複数の発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの上にモールディング部材と、を含み、
前記複数の発光ダイオードの間の間隔は前記複数の発光ダイオードのうちの第１発光ダイオードの辺のうち、第１辺の長さ以下の間隔を含むことを特徴とする、発光素子パッケージ。
【請求項２】
前記複数の発光ダイオードの間の間隔は２５０μｍ±５０μｍの範囲を含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項３】
前記複数の発光ダイオードは辺と辺とが互いに対向するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項４】
前記複数の発光ダイオードは少なくとも３個を含み、３個の発光ダイオードのうち、２つの発行ダイオードの間の間隔は同一な間隔を有することを特徴とする、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項５】
前記３個の発光ダイオードのうち、２つの発光ダイオードの間の間隔は２５０μｍ±５０μｍの範囲を含むことを特徴とする、請求項４に記載の発光素子パッケージ。
【請求項６】
前記胴体の上に前記第１リードフレームと離隔した第２リードフレームを含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項７】
前記第２リードフレームの上に少なくとも１つの第３発光ダイオードをさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の発光素子パッケージ。
【請求項８】
前記第１リードフレームの上に配置された複数の発光ダイオードの間の間隔は、第１及び第２リードフレームの上に互いに対応する複数の発光ダイオードの間の間隔より狭い間隔を有することを特徴とする、請求項７に記載の発光素子パッケージ。
【請求項９】
前記第１発光ダイオードは、他の発光ダイオードより小さいサイズで形成されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１０】
前記複数の発光ダイオードの間の間隔は前記第１発光ダイオードの辺のうち、小さい辺の長さの少なくとも１／４の間隔を有することを特徴とする、請求項９に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１１】
前記胴体の上に上部が開放されたキャビティを含み、
前記キャビティの内には前記第１リードフレーム、前記複数の発光ダイオード、及び前記モールディング部材が配置されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１２】
前記第１発光ダイオードのいずれか一辺の長さは少なくとも２５０μｍの長さを含むことを特徴とする、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１３】
上部が開放されたキャビティを含む胴体と、
前記胴体のキャビティの内に配置された第１及び第２リードフレームと、
前記第１及び第２リードフレームのうち、第１リードフレームの上に搭載された第１発光ダイオードと、
前記第１リードフレームの上に前記第１発光ダイオードから第１間隔で離隔した第２発光ダイオードと、
前記第１及び第２発光ダイオードを覆うモールディング部材と、を含み、
前記第１間隔は前記第１発光ダイオードの辺のうち、小さい辺の長さ以下の間隔を含むことを特徴とする、発光素子パッケージ。
【請求項１４】
前記第１及び第２発光ダイオードの間の間隔は２００μｍ〜３００μｍの範囲を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１５】
前記第１リードフレームの上に搭載された第３発光ダイオードを含み、前記第１乃至第３発光ダイオードの間の間隔は同一な間隔を有することを特徴とする、請求項１３に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１６】
前記第１間隔は、前記第１発光ダイオードの辺のうち、小さい辺の長さの１／４以上であることを特徴とする、請求項１３に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１７】
前記第１発光ダイオードのサイズは、前記第２発光ダイオードのサイズより小さいことを特徴とする、請求項１３に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１８】
前記第１及び第２リードフレームは、前記胴体の側面及び下面に延びることを特徴とする、請求項１３に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１９】
複数の発光素子パッケージと、
複数の発光素子パッケージが配置されたボードと、
前記発光素子パッケージの光経路側に配置された光学部材と、を含み、
前記複数の発光素子パッケージのうちの少なくとも１つは、胴体と、前記胴体の上に配置された第１リードフレームと、前記第１リードフレームの上に搭載された複数の発光ダイオードと、前記発光ダイオードの上にモールディング部材と、を含み、前記複数の発光ダイオードの間の間隔は前記複数の発光ダイオードのうちの第１発光ダイオードの辺のうち、少なくとも一辺の長さ以下の間隔を含むことを特徴とする、照明システム。
【請求項２０】
前記光学部材は、導光板、プリズムシート、拡散シートのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１９に記載の照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年４月１日付で出願された韓国出願番号１０−２０１０−００３００１８に対し、優先権の利益を主張し、この出願は本明細書に参照として併合される。
【０００２】
本発明は、発光素子パッケージ及び照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）は、ＧａＡｓ系列、ＡｌＧａＡｓ系列、ＧａＮ系列、ＩｎＧａＮ系列、及びＩｎＧａＡｌＰ系列などの化合物半導体材料を用いて光を生成する光源を構成することができる。 
【０００４】
このような発光ダイオードはパッケージ化されて多様な色を放出する発光素子に利用されており、上記発光素子はカラーを表示する点灯表示器、文字表示器、及び映像表示器、照明機器などの多様な分野に光源として使われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、発光素子の間の熱干渉の少ない発光素子パッケージを提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、１つのリードフレームの上に配置された複数の発光素子の間の間隔を予め設定された範囲に離隔させることによって、放熱効率が改善された発光素子パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従う発光素子パッケージは、胴体、上記胴体の上に配置された第１リードフレーム、上記第１リードフレームの上に搭載された複数の発光ダイオード、及び上記発光ダイオードの上にモールディング部材を含み、上記複数の発光ダイオードの間の間隔は上記複数の発光ダイオードのうち、第１発光ダイオードの辺のうち、第１辺の長さ以下の間隔を含む。
【０００８】
本発明に従う発光素子パッケージは、上部が開放されたキャビティを含む胴体、上記胴体のキャビティの内に配置された第１及び第２リードフレーム、上記第１及び第２リードフレームのうち、第１リードフレームの上に搭載された第１発光ダイオード、上記第１リードフレームの上に上記第１発光ダイオードから第１間隔で離隔された第２発光ダイオード、及び上記第１及び第２発光ダイオードを覆うモールディング部材を含み、上記第１間隔は上記第１発光ダイオードの辺のうち、小さい辺の長さ以下の間隔を含む。
【０００９】
本発明に従う照明システムは、複数の発光素子パッケージ、複数の発光素子パッケージが配置されたボード、及び上記発光素子パッケージの光経路側に配置された光学部材を含み、上記複数の発光素子パッケージのうちの少なくとも１つは、胴体、上記胴体の上に配置された第１リードフレーム、上記第１リードフレームの上に搭載された複数の発光ダイオード、及び上記発光ダイオードの上にモールディング部材を含み、上記複数の発光ダイオードの間の間隔は上記複数の発光ダイオードのうち、第１発光ダイオードの辺のうちの少なくとも一辺の長さ以下の間隔を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、発光素子の間の熱干渉の少なく、放熱効率が改善された発光素子パッケージを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態による発光素子パッケージを示す側断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１のリードフレームの上の発光ダイオードの間の間隔を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態において、１つのリードフレームの上に配置された３個の発光ダイオードの間の間隔を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態において、２つのリードフレームの上に３個の発光ダイオードが配置された例を示す図である。
【図６】本発明の第４実施形態において、１つのリードフレームの上に互いに異なるサイズの発光ダイオードの間の間隔を示す図である。
【図７】本発明の第５実施形態において、１つのリードフレームの上に３個の発光ダイオードの間の間隔を示す図である。
【図８】本発明の第６実施形態において、２つのリードフレームの上に互いに異なるサイズの発光ダイオードの間の間隔を示す図である。
【図９】本発明の第７実施形態による発光素子パッケージを示す側断面図である。
【図１０】図１の発光素子パッケージにおける発光ダイオードの動作に従うリードフレームの熱分布を示す図である。
【図１１】図１の発光素子パッケージにおける発光ダイオードの動作に従うリードフレームの熱分布を示す図である。
【図１２】図１の発光素子パッケージにおける発光ダイオードの動作に従うリードフレームの熱分布を示す図である。
【図１３】図１の発光素子パッケージにおける発光ダイオードの動作に従うリードフレームの熱分布を示す図である。
【図１４】図１の発光素子パッケージにおける発光ダイオードの動作に従うリードフレームの熱分布を示す図である。
【図１５】図１の発光素子パッケージにおける発光ダイオードの間の間隔及び温度分布を示すグラフである。
【図１６】本発明の実施形態による発光ダイオードの一例を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態による発光ダイオードの他の例を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態による表示装置を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態による表示装置の他の例を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態による照明装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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、またはパターンの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。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。
【００１３】
図面において、各層の厚さや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のサイズを全的に反映するものではない。
【００１４】
図１は本発明の第１実施形態による発光素子パッケージを示す側断面図であり、図２は図１の平面図である。
【００１５】
図１及び図２を参照すると、発光素子パッケージ１０は、胴体１２、キャビティ１４、複数のリードフレーム２１、２３、及び複数の発光ダイオード３１、３３を含む。
【００１６】
上記胴体１２は、シリコン材料、セラミック材料、樹脂材料のうち、いずれか１つからなることができ、例えば、シリコン（silicon）、シリコンカーバイド（silicon carbide：ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（aluminum nitride：ＡｌＮ）、ポリフタルアミド（polyphthalamide：ＰＰＡ）、高分子液晶（Liquid Crystal Polymer：ＬＣＰ）のうち、少なくとも１つの材質からなることができ、これに限定するものではない。また、上記胴体１２は単層または多層基板の構造物で形成されるか、射出成形されることができ、このような胴体の形状や構造物に対して限定するものではない。
【００１７】
上記胴体１２は、上部が開放されたキャビティ１４を含む。上記キャビティ１４の形状は凹型のカップ形状または所定の曲率を有する凹型チューブ形状で形成されることができ、その表面形状は円形または多角形など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。上記キャビティ１４の側部は上記胴体１２と異なる物質で形成される。
【００１８】
上記キャビティ１４の周りは上記キャビティ１４の底面に垂直な軸に対して傾斜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。
【００１９】
上記複数のリードフレーム２１、２３の第１部は上記キャビティ１４の内で互いに離隔され、第２部は上記胴体１２の外側に露出される。上記複数のリードフレーム２１、２３の第１部の下面は上記胴体１２の下面から離隔するように配置される。
【００２０】
上記複数のリードフレーム２１、２３は、リードフレームタイプ、金属薄膜タイプ、ＰＣＢ（Printed circuit board）の銅箔層タイプなどで形成される。以下、説明の便宜のために、リードフレームタイプで説明することにし、その厚さは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ範囲を含み、好ましくは、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ範囲でありうる。上記リードフレーム２１、２３の厚さは放熱効率とパッケージ形態によって変わることができる。
【００２１】
上記複数の発光ダイオード３１、３３は、第１リードフレーム２１に接着剤により付着され、ワイヤ３７は各発光ダイオード３１、３３を複数のリードフレーム２１、２３に電気的に連結させるようになる。他の例として、上記発光ダイオード３１、３３は、ワイヤボンディング、ダイボンディング、及びフリップボンディング方式を選択的に用いて搭載することができ、このようなボンディング方式に対して限定するものではない。
【００２２】
上記発光ダイオード３１、３３は、複数のリードフレーム２１、２３に互いに並列または直列に連結され、このような連結方式は、チップ種類、リードフレームの個数、及びその配置形態によって変わることができる。また、上記発光ダイオード３１、３３は第１リードフレーム２１の上にダイペースト（Die paste）で搭載されることができ、上記ダイペーストは伝導性材質を含むことができる。
【００２３】
上記発光ダイオード３１、３３は、３族及び５族元素の化合物半導体、例えばＡｌＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓなどの系列の半導体で形成されたＬＥＤチップを含むことができる。
【００２４】
また、上記発光ダイオード３１、３３のうちの少なくとも１つは、青色ＬＥＤチップ、黄色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、ＵＶ ＬＥＤチップ、琥珀色ＬＥＤチップ、青−緑色ＬＥＤチップ等からなることができる。また、上記キャビティ１４に配置される発光ダイオード３１、３３の個数及びその種類は変更できる。また、複数の発光ダイオード３１、３３は、互いに異なるカラー帯域の光を発光するＬＥＤチップ、または互いに同一なカラー帯域の光を発光するＬＥＤチップで具現されることができ、これに対して限定するものではない。
【００２５】
上記キャビティ１４にはモールディング部材１６が形成される。上記モールディング部材１６は、シリコンまたはエポキシのような透光性の樹脂材料を利用することができる。また、上記モールディング部材１６の表面は、フラット形態、凹形態、凸形態に形成される。上記モールディング部材１６には少なくとも１種類の蛍光体が添加されることもでき、上記蛍光体はＹＡＧ、ＴＡＧ、シリケート（Silicate）、ナイトライド（Nitride）、及びオキシナイトライド（Oxynitride）系の物質のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【００２６】
上記モールディング部材１６の上にはレンズ（図示せず）が形成され、上記レンズは機能または光分布によって凹部または／及び凸部を有する形状のレンズを選択的に配置することができる。
【００２７】
上記発光素子パッケージ１０は、光度の向上のために複数の発光ダイオード３１、３３を具備する。上記複数の発光ダイオード３１、３３は、複数のリードフレーム２１、２３のうち、第１リードフレーム２１の上に搭載される。上記発光素子パッケージ１０は、上記第１リードフレーム２１の上に複数の発光ダイオード３１、３３が搭載されることによって、上記発光ダイオード３１、３３から発生する熱を効果的に放熱できなければならない。実施形態は、上記第１リードフレーム２１の上に搭載された複数の発光ダイオード３１、３３の間の間隔（Ｄ１）を最適化させる。上記の間隔（Ｄ１）はＬＥＤチップの種類及びダイペーストなどを考慮して設計される。
【００２８】
上記複数の発光ダイオード３１、３３は隣接して配置されることができ、その間隔（Ｄ１）は複数の発光ダイオード３１、３３から発生された熱による相互干渉が各発光ダイオード３１、３３の動作に大きく影響を与えない程度の最小の距離、あるいは各発光ダイオード３１、３３での熱放出が円滑になされる最小の距離に設定される。ここで、上記相互干渉の多くは上記第１及び第２発光ダイオード３１、３３から発生した熱により上記第１及び第２発光ダイオード３１、３３の間の領域Ｒ１の上で発生される。
【００２９】
実施形態は、上記複数の発光ダイオード３１、３３の間の間隔（Ｄ１）は２５０μｍ±５０μｍ範囲に離隔することができ、好ましくは２２０μｍ〜２８０μｍ範囲を含むことができる。上記発光ダイオード３１、３３の間の間隔（Ｄ１）は、１つのリードフレーム２１の上に１つの発光ダイオード３１での温度特性と殆ど同一または類似の温度特性を有する距離でありうる。上記発光ダイオード３１、３３の間の間隔（Ｄ１）は、隣接した２つの発光ダイオード３１、３３から発生した熱による相互干渉が各発光ダイオード３１、３３の動作特性に影響を与えない最小の間隔でありうる。上記の第１及び第２発光ダイオード３１、３３の間の領域Ｒ１における相互干渉は、上記第１及び第２発光ダイオード３１、３３の間の間隔（Ｄ１）により改善される。
【００３０】
上記複数の発光ダイオード３１、３３の間の間隔（Ｄ１）より大きい場合、胴体１２をより大きくするか、キャビティ１４の空間をより大きくしなければならないという問題がありうる。また、複数の発光素子パッケージが配置された発光モジュールの上で色分離現象が発生するか、輝度が不均一な問題が発生することがある。また、複数の発光ダイオード３１、３３の間の間隔（Ｄ１）より狭くする場合、発光ダイオード３１、３３の放熱効率は低下するようになり、各発光ダイオード３１、３３の間の熱干渉により動作特性が低下し、発光素子パッケージの信頼性は低下するようになる。
【００３１】
図２は、第１発光ダイオード３１の一側面と上記第２発光ダイオード３３の一側面が互いに対応するように配置したが、これに限定するものではない。他の例として、上記第１及び第２発光ダイオード３１、３３の頂点の間が互いに対応するように配置することができ、上記第１発光ダイオード３１の頂点と第２発光ダイオード３３の一側面とが互いに対応するように配置することができ、その反対に配置することができる。このような配置構造では、上記第１及び第２発光ダイオード３１、３３の間の間隔は２５０μｍ±５０μｍ範囲を満たすように配置することができ、このような間隔は少なくとも２つの発光ダイオードの間の最小距離でありうる。
【００３２】
図３は、図１の第１リードフレームの上に２つの発光ダイオードが配置された例を示す図である。
【００３３】
図３を参照すると、第１リードフレーム２１の上に配置された発光ダイオード３１、３３は互いに異なるサイズ、または、互いに同一なサイズで搭載されることができ、実施形態は互いに同一なサイズをその例として説明する。また、上記発光ダイオード３１、３３のサイズは、横（Ｂ）及び縦（Ａ）の長さが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】
上記発光ダイオード３１、３３の間の間隔（Ｄ１）は、上記発光ダイオード３１、３３の横（Ｂ）または／及び縦（Ａ）の長さよりは少なくとも狭く形成される。例えば、複数の発光ダイオード３１、３３のＡ×Ｂは３００μｍ×３００μｍサイズの場合、上記間隔Ｄ１は３００μｍの長さよりは少なくとも狭い間隔でありうる。また、複数の発光ダイオード３１、３３のＡ×Ｂは５００μｍ×４００μｍまたは５００μｍ×３００μｍの場合、上記間隔Ｄ１は横及び縦のうち、小さい辺の長さよりは少なくとも狭い間隔で形成される。また、複数の発光ダイオード３１、３３のＡ×Ｂは２５０μｍ×３００μｍの場合、上記間隔Ｄ１は上記横及び縦のうち、短い辺の長さとは異なる間隔、例えば、より広い間隔またはより狭い間隔で形成される。
【００３５】
図４は、第１リードフレーム２１の上に３個の発光ダイオード３１、３３、３５が配置された場合である。３個の発光ダイオード３１、３３、３５は２列で配置される。上記３個の発光ダイオード３１、３３、３５のうち、第１及び第２発光ダイオード３１、３３は第１方向に配列配置され、第３発光ダイオード３５は上記第１方向から離隔した列で配置される。上記第１及び第２発光ダイオード３１、３３は、実質的に２辺が互いに対向するように対応した形態を含む。上記第３発光ダイオード３５の中心は、上記第１及び第２発光ダイオード３１、３３の間に配置されるように搭載することができる。上記３個の発光ダイオード３１、３３、３５は三角形構造を有するように配置され、これに対して限定するものではない。
【００３６】
上記３個の発光ダイオード３１、３３、３５は同一なサイズであることがあり、互いに同一なカラー帯域の光を放出するか、互いに異なるカラー帯域の光を放出することができる。
【００３７】
上記３個の発光ダイオード３１、３３、３５の間の間隔（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）は臨界範囲内の間隔で配置され、例えば、２５０μｍ±５０μｍ範囲で形成される。ここで、上記間隔Ｄ１は第１及び第２発光ダイオード３１、３３の間の距離であり、間隔Ｄ２は第１及び第３発光ダイオード３１、３５の間の距離であり、間隔Ｄ３は第２及び第３発光ダイオード３３、３５の間の距離でありうる。実施形態は、説明の便宜のために、対応する２つの発光ダイオードの側面の間の間隔をその例として説明したが、これに対して限定するものではない。
【００３８】
上記３個の発光ダイオード３１、３３、３５の横（Ｂ）及び縦（Ａ）の長さは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。ここで、上記発光ダイオード３１、３３、３５の間の間隔（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）は、発光ダイオード３１、３３、３５のどの一辺（ＡまたはＢ）よりは短く形成され、例えば縦（Ａ）及び横（Ｂ）のうち、短い辺の長さよりは少なくとも狭い間隔で形成される。上記間隔（Ｄ２またはＤ３）は第１実施形態による間隔（Ｄ１）と同一または類似している。好ましくは、３個の発光ダイオード３１、３３、３５のうち、２つの発光ダイオードの間の間隔（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）は互いに同一または類似している。
【００３９】
図５は、本発明の実施形態において、２つのリードフレームに３個の発光ダイオードを搭載した例である。図５を参照すると、第１リードフレーム２１の上に第１及び第２発光ダイオード３１、３３を予め設定された間隔（Ｄ１）だけ離隔させて配置し、第２リードフレーム２３の上に第３発光ダイオード３４を配置した例である。上記第２リードフレーム２３の上に第３発光ダイオード３４を追加しても、上記第１リードフレーム２１の上での第１及び第２発光ダイオード３１、３３の間の間隔（Ｄ１）は２５０μｍ±５０μｍ範囲に形成される。
【００４０】
ここで、上記第２発光ダイオード３３と第３発光ダイオード３４との間の間隔は、上記Ｄ１よりは少なくとも広い間隔で形成される。
【００４１】
図６は、本発明の第４実施形態において、１つのリードフレームの上に互いに異なるサイズの発光ダイオードの間の間隔を示す図である。
【００４２】
図６を参照すると、第１リードフレーム２１の上に第１及び第２発光ダイオード３６、３８が搭載される。上記第１発光ダイオード３６の横（Ａ２）及び縦（Ａ１）は、上記第２発光ダイオード３８の横（Ｂ２）及び縦（Ｂ１）の長さよりは１ｍｍ以上短い長さを有する。上記第１発光ダイオード３６は、横（Ａ２）と縦（Ａ１）との長さが互いに異なることがあり、例えば縦（Ａ１）が横（Ａ２）の長さより１μｍ以上大きいことがある。
【００４３】
上記第１発光ダイオード３６と上記第２発光ダイオード３８との間の間隔（Ｄ３）は、２つの発光ダイオード３６、３８のうち、小さいサイズの短縮長さの１／４以上離隔される。上記間隔Ｄ３は、Ａ１／４〜Ａ１の以下を満たす範囲に設定される。上記の間隔Ｄ３は、第１及び第２発光ダイオード３６、３８の間の熱干渉が最小であるとか、駆動に影響の少ない範囲に設定される。ここで、上記横Ａ２の長さは少なくとも２５０μｍ以上の長さで形成される。上記縦Ａ１の長さは間隔Ｄ３の４倍以下の長さで形成される。
【００４４】
図７は、本発明の第５実施形態において、１つのリードフレームの上に３個の発光ダイオードの間の間隔を示す図である。
【００４５】
図７を参照すると、３個の発光ダイオード３６、３８Ａ、３８Ｂのうち、第１発光ダイオード３６が最も小さいサイズを有する構造である。
【００４６】
上記第１発光ダイオード３６の横（Ａ２）及び縦（Ａ１）の長さは、第２発光ダイオード３８Ａの横（Ｂ２）及び縦（Ｂ１）の長さより少なくても１ｍｍ以上小さい長さを有し、第３発光ダイオード３８Ｂの横（Ｃ２）及び縦（Ｃ１）の長さより少なくても１ｍｍ以上小さい長さで形成される。上記第１発光ダイオード３６は、横（Ａ２）と縦（Ａ１）との長さが異なることがあり、例えば縦（Ａ１）の長さが横（Ａ２）の長さより１μｍ以上大きいことがある。
【００４７】
上記第１発光ダイオード３６と上記第２発光ダイオード３８Ａとの間の間隔（Ｄ３）は、第１発光ダイオード３６の縦長さ（Ａ１）よりは少なくとも狭い間隔で形成されることができ、例えばＤ４はＡ１／４以上及びＡ１以下を満たすことができる。
【００４８】
上記第１乃至第３発光ダイオード３６、３８Ａ、３８Ｂの間の間隔（Ｄ４）は、全て同一または相違することができ、好ましくはＡ１／４〜Ａ１の範囲を満たすことができる。ここで、上記Ａ１は少なくとも２５０μｍ以上の長さで形成される。上記縦長さＡ１は、間隔Ｄ４の４倍以下の長さで形成される。
【００４９】
図８は、本発明の第６実施形態において、２つのリードフレームの上に互いに異なるサイズの発光ダイオードの間の間隔を示す図である。
【００５０】
図８を参照すると、第１リードフレーム２１の上に第１発光ダイオード３６が配置され、第２リードフレーム２３の上に第２発光ダイオード３８Ｃが配置される。上記第１発光ダイオード３６の横（Ａ２）及び縦（Ａ１）の長さは第２発光ダイオード３８Ｃの横（Ｂ２）及び縦（Ｂ１）の長さよりは少なくとも短い長さでありうる。
【００５１】
上記第１発光ダイオード３６は、横長さ（Ａ２）と縦長さ（Ａ１）とが異なることがあり、例えば縦長さ（Ａ１）が横長さ（Ａ２）より１μｍ以上大きいことがある。
【００５２】
上記第１及び第２発光ダイオード３６、３８Ｃの間の間隔（Ｄ５）は、上記第１発光ダイオード３６の２辺のうち、小さい辺（Ａ１）の長さより狭い間隔で配置され、好ましくはＡ１／３〜Ａ１以下を満たすことができる。ここで、上記縦長さＡ１は少なくとも２５０μｍ以上の長さで形成される。または、上記縦長さＡ１は間隔Ｄ５の３倍以下の長さで形成される。
【００５３】
そして、上記第１発光ダイオード３６と第２発光ダイオード３８とは互いに異なるリードフレーム２１、２３に配置されているので、２つの発光ダイオード３６、３８の間の熱干渉は１つのリードフレームの上に配置されたものよりは低くなるので、図６の間隔（Ｄ３）よりはさらに離隔させることができる。
【００５４】
図９は、本発明の第６実施形態による発光素子パッケージを示す平面図である。第２実施形態の説明において、第１実施形態と同一な部分に対しては第１実施形態を参照する。
【００５５】
図９を参照すると、第１リードフレーム２１Ａの上に複数の発光ダイオード３１Ａ、３３Ａを配置し、複数の発光ダイオード３１Ａ、３３Ａは、第１リードフレーム２１Ａと第２リードフレーム２３Ａに直列に連結された構成である。上記第１発光ダイオード３１Ａは第１リードフレーム２１Ａと第２発光ダイオード３３Ａにワイヤ３７により連結され、第２発光ダイオード３３Ａは第１発光ダイオード３１Ａと第２リードフレーム２３Ａにワイヤ３７により連結された構成である。
【００５６】
上記第１及び第２発光ダイオード３１Ａ、３３Ａの間の間隔（Ｄ１）は隣接した２つの発光ダイオードの間の熱特性を考慮した最小の距離、例えば、２５０μｍ±５０μｍ範囲で形成される。
【００５７】
実施形態のパッケージは、トップビュー形態に図示及び説明したが、サイドビュー方式により具現して熱特性が改善された発光素子パッケージを提供することができる。また、複数の発光ダイオードを有するパッケージを用いて光度を改善させることができる。また、ボードの上に複数の発光素子パッケージを配置する時、発光素子パッケージの間の間隔を広げることができる。
【００５８】
図１０乃至図１４は図１のパッケージ構造での熱特性を示す図であり、（Ａ）はリードフレームの下で測定した熱特性であり、（Ｂ）はリードフレームの上で測定した熱特性を示す温度分布図である。ここで、熱特性データを測定するために、発光ダイオードは少なくとも３００μｍ×３００μｍのサイズであり、電流は発光ダイオードに合う定格電流（例：２０ｍＡ以上）を供給するようになり、胴体及びリードフレームは図１の構造を参照することにする。
【００５９】
図１０は複数の発光ダイオードの間の間隔（ｄ１）が１００μｍの場合であり、（Ａ）（Ｂ）は１つのリードフレームの上に配置された発光ダイオード３１、３３から発生した熱は相互干渉が発生する。
【００６０】
図１１は複数の発光ダイオードの間の間隔（ｄ２）が２００μｍの場合であり、（Ａ）（Ｂ）は１つのリードフレームの上に配置された発光ダイオード３１、３３から発生した熱は相互干渉が発生する。
【００６１】
図１２は複数の発光ダイオードの間の間隔（ｄ３）は２５０μｍの場合であり、（Ａ）（Ｂ）を見ると、１つのリードフレームの上に配置された発光ダイオード３１、３３から発生した熱の相互干渉は図１０及び図１１に比べて減る。上記発光ダイオード３１、３３から発生した熱特性は高温に行くほど相互間の干渉が減った状態を表すようになる。上記間隔（ｄ３）は複数の発光ダイオード３１、３３から放出された温度特性が１つの発光ダイオードから放出された温度特性と殆ど同一な特性を有する距離に離隔されることによって、複数の発光ダイオード３１、３３での放熱は効果的になされることが分かる。上記第１及び第２発光ダイオード３１、３３の間の領域における相互干渉は図１２Ａ及び図１２Ｂの場合と比較して第１及び第２発光ダイオードの間の間隔（ｄ３）により減少される。
【００６２】
図１３は複数の発光ダイオードの間の間隔（ｄ４）は３００μｍの場合であり、（Ａ）（Ｂ）は１つのリードフレームの上に配置された発光ダイオード３１、３３から発生した熱が高温に行くほど相互干渉が殆ど発生しない。また、１つのリードフレームの上に配置された第１及び第２発光ダイオード３１及び３３から放出された熱による相互干渉は図１２Ａ及び図１２Ｂの場合に比べて更に減少する。
【００６３】
図１４は複数の発光ダイオードの間の間隔（ｄ５）は５００μｍの場合であり、（Ａ）（Ｂ）は１つのリードフレームの上に配置された発光ダイオード３１、３３から発生した熱が高温に行くほど相互干渉が殆ど発生しない。
【００６４】
図１５は、本発明の実施形態において、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）の間の間隔（Ｄ）に従う温度（Ｔ）を示すグラフである。
【００６５】
図１５を参照すると、実施形態による複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）の間の間隔（Ｄ１）は２５０μｍ±５０μｍの範囲であり、上記複数の発光ダイオードから発生した温度分布（Ｔ１）は複数の発光ダイオードの間の間隔（Ｄ１）により１つの発光ダイオードの場合の温度分布と同一な分布を表す。
【００６６】
実施形態は、複数の発光ダイオード３１、３３の間の間隔（Ｄ１）を最適化して、発光ダイオード３１、３３から発生した熱によるパッケージの信頼性を改善させることができる。
【００６７】
実施形態による発光素子パッケージの上にはレンズが配置され、上記レンズは、凹型レンズ、凸型レンズ、フレネルレンズ、または凹型と凸型の選択的な組合せを有するレンズを選択的に具備することができる。上記発光素子パッケージと上記レンズとの間は一体で接触または離隔され、これに対して限定するものではない。
【００６８】
図１６は、図１の発光ダイオードの一例を示す図である。実施形態は、第１発光ダイオードを中心として説明することにし、他の発光ダイオードは第１発光ダイオードを参照することにする。
【００６９】
図１６を参照すると、 第１発光ダイオード３１は、基板１１０、発光構造物１４５、電流拡散層１６０、第１電極１３１、及び第２電極１６１を含む。
【００７０】
上記基板１１０は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、Ｓｉ、ＧａＮ、ＳｉＣ、及びＧａＡｓ材質で形成され、上記基板１１０の屈折率は窒化物半導体の屈折率（refractive index＝２．４）より低い屈折率を有する材質を含み、例えばサファイアの屈折率は１．７５〜１．７６を有する。上記基板１１０は伝導性材質または絶縁性材質を含むことができ、上面に凹凸構造が形成される。
【００７１】
上記基板１１０の上には複数の化合物半導体層が形成される。上記複数の化合物半導体層は３族−５族化合物半導体を含み、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する化合物半導体材料で形成される。
【００７２】
上記基板１１０の上には上記アンドープド（Undoped）半導体層が形成される。上記アンドープド半導体層は、導電型ドーパントがドーピングされず、上記第１及び第２導電型半導体層１３０、１５０に比べて格段に低い電気伝導性を有する層であって、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料、例えばＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＮなどから選択できるが、これに対して限定するものではない。
【００７３】
上記アンドープド半導体層と上記基板１１０との間には２つの層の間の格子定数の差を緩和するためにバッファ層（図示せず）がさらに形成されることもできる。上記バッファ層（図示せず）の格子定数は、上記基板１１０の格子定数と上記アンドープド半導体層の格子定数の中間値を有するものに選択される。また、上記バッファ層（図示せず）はＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料、例えばＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＮなどから選択できるが、これに対して限定するものではない。また、上記バッファ層は２族乃至６族元素の化合物半導体で形成され、これに対して限定するものではない。
【００７４】
上記バッファ層（図示せず）と上記アンドープド半導体層１２０は全て形成されないか、少なくとも１つが形成されることもでき、これに対して限定するものではない。
【００７５】
上記発光構造物１４５は、第１導電型半導体層１３０、活性層１４０、及び第２導電型半導体層１５０が順次に積層される。上記第１導電型半導体層１３０の上に第１電極１３１及び上記第２導電型半導体層１５０の上に第２電極１６１が配置される。上記発光構造物１４５は、上記第１及び第２電極１３１、１６１から電源の供給を受けて光を発生するようになる。上記発光構造物１４５は、青色、緑色、または赤色のような可視光線帯域の光を放出するか、紫外線帯域の光を放出することができる。
【００７６】
上記第１導電型半導体層１３０は、上記基板１１０、バッファ層、及びアンドープド半導体層のうち、いずれか１層の上に配置される。上記第１導電型半導体層１３０は、第１導電型ドーパントを含む３族−５族化合物半導体層を含む。上記第１導電型半導体層１３０は、例えばｎ型半導体層を含むことができ、上記ｎ型半導体層はＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料、例えばＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＮなどから選択され、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｃなどのｎ型ドーパントがドーピングされる。
【００７７】
上記第１導電型半導体層１３０は互いに異なる厚さまたは互いに異なるドーパント濃度を有する少なくとも２層を含むことができ、これに対して限定するものではない。
【００７８】
上記活性層１４０は上記第１導電型半導体層１３０の上に形成され、上記第１導電型半導体層１３０を通じて注入される電子（または、正孔）と上記第２導電型半導体層１５０を通じて注入される正孔（または、電子）とが互いに結合され、上記活性層１４０の形成物質に従うエネルギーバンド（Energy Band）のバンドギャップ（Band Gap）の差によって光を生成する層である。
【００７９】
また、上記活性層１４０は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Multi Quantum Well）、量子点（Quantum Dot）構造、及び量子線（Quantum wire）構造のうちの少なくとも１つで形成される。上記活性層１４０は複数の量子井戸層と複数の障壁層とが交互に積層され、上記量子井戸層及び量子障壁層は互いに異なるエネルギーバンドギャップを有し、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料を含んで形成することができる。
【００８０】
上記活性層１４０の下にはｎ型ドーパントがドーピングされたクラッド層（図示せず）及び上にはＰ型ドーパントがドーピングされたクラッド層が形成され、上記クラッド層（図示せず）は上記活性層１４０の量子障壁層または／及び量子井戸層よりエネルギーバンドギャップの高い半導体、例えば、ＡｌＧａＮ層またはＩｎＡｌＧａＮ層で具現できる。
【００８１】
上記活性層１４０の上には上記第２導電型半導体層１５０が形成される。上記第２導電型半導体層１５０は、第２導電型ドーパントがドーピングされた３族−５族化合物半導体層を含み、例えば、ｐ型半導体層で具現できる。上記ｐ型半導体層は、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体材料、例えばＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＩｎＮなどから選択され、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのｐ型ドーパントがドーピングされる。
【００８２】
一方、上記第１導電型半導体層１３０はｐ型ドーパントを含み、上記第２導電型半導体層１５０はｎ型ドーパントを含むこともでき、これに対して限定するものではない。また、上記第２導電型半導体層１５０の上にはｎ型またはｐ型ドーパントを含む第３導電型半導体層（図示せず）が形成されることもでき、これによって、上記発光ダイオードはｎ−ｐ、ｐ−ｎ、ｐ−ｎ−ｐまたはｎ−ｐ−ｎ接合のうち、いずれか１つの接合構造を有することができる。ここで、上記ｎはｎ型半導体層、ｐはｐ型半導体層、−は２層が直接または間接的に積層された構造を含む。
【００８３】
上記活性層１４０で生成されて放出される光は、上記第１発光ダイオード３１の上面及び側面を通じて外部に放出される。たとえ図示してはいないが、上記第１発光ダイオード３１の上面及び／または側面には光の抽出効率を向上させるために、凹凸構造、ラフネス（roughness）などが形成される。
【００８４】
上記第２電極１６１と上記第２導電型半導体層１５０との間には電流拡散性の向上のために電流拡散層１６０がさらに形成されることもできる。
【００８５】
上記基板１１０と上記各層の上面またはラフネスのような光抽出構造がさらに形成され、これに対して限定するものではない。
【００８６】
実施形態は、図１６のような基板を有する発光ダイオードを具備し、上記 第１発光ダイオード（ＬＥＤ）の間の間隔は２５０μｍ±５０μｍ範囲であり、好ましくは２２０μｍ〜２８０μｍ範囲を含むことができる。上記複数の発光ダイオードから発生した温度は１つの発光ダイオードの場合の温度分布と同一な分布を表す。実施形態は、複数の発光ダイオードの間の間隔を最適化して、発光ダイオードから発生した熱によるパッケージの信頼性を改善させることができる。
【００８７】
図１７は、本発明の実施形態による発光ダイオードの例を示す図である。実施形態は、第１発光ダイオードを中心として説明し、他の発光ダイオードは第１発光ダイオードを参照することにする。
【００８８】
図１７を参照すると、 第１発光ダイオード３１Ａは、複数の化合物半導体層２１０、２２０、２３０を有する発光構造物２３５、保護層２４０、複数の伝導層２５０、支持部材２６０、絶縁層２９０、及び電極２１１を含む。
【００８９】
上記第１発光ダイオード３１Ａは化合物半導体、例えば、３族−５族元素の化合物半導体を含むＬＥＤ（Light emitting diode）で具現されることができ、上記ＬＥＤは、青色、緑色、または赤色のような光を放出する可視光線帯域のＬＥＤまたはＵＶ ＬＥＤであり、実施形態の技術的範囲の内で多様に具現できる。
【００９０】
上記発光構造物２３５は、第１導電型半導体層２１０、活性層２２０、及び第２導電型半導体層２３０を含む。
【００９１】
上記第１導電型半導体層２１０は、第１導電型ドーパントがドーピングされた３族−５族元素の化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択される。上記第１導電型がＮ型半導体の場合、上記第１導電型ドーパントはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、ＴｅのようなＮ型ドーパントを含む。上記第１導電型半導体層２１０は単層または多層に形成され、これに対して限定するものではない。
【００９２】
上記第１導電型半導体層２１０の上面は光抽出効率のためにラフネスまたは／及びパターン２１２のような光抽出構造や、電流拡散と光抽出のために透明電極層と絶縁層などが選択的に形成され、これに対して限定するものではない。
【００９３】
上記第１導電型半導体層２１０は複数の半導体層を含み、上記複数の半導体層はドーパント濃度が異なるか、厚さが互いに異なるか、化合物の組成式が互いに異なることがある。
【００９４】
上記第１導電型半導体層２１０は、超格子構造（ＳＬＳ：Super lattice structures）で形成され、その材質はＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＮ２、ＳｉＮｘ、ＳｉＯｘＮｙ、または金属物質からなる群から選択される。上記超格子構造は互いに異なる少なくとも２層を交互に繰り返して少なくとも２周期を有して形成され、例えば、ＩｎＧａＮ／ＧａＮのような積層構造を含む。上記超格子構造の各層は数Å以上の厚さで形成される。
【００９５】
上記第１導電型半導体層２１０の上には電極２１１が形成される。上記電極２１１はパッドであるとか、上記パッドに連結された分岐構造の電極パターンを含むことができ、これに対して限定するものではない。上記電極２１１は、上面にラフネスパターンが形成され、これに対して限定するものではない。上記第１導電型半導体層２１０の上面のうち、上記電極２１１が形成される面は平らに形成され、これに対して限定するものではない。
【００９６】
上記電極２１１は、上記第１導電型半導体層２１０の上面にオーミック接触されることができ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｃｕ、及びＡｕのうちのいずれか１つ、または複数の物質を混合して単層または多層に形成することができる。上記電極２１１は、第１導電型半導体層２１０とのオーミック接触、金属層の間の接着性、反射特性、伝導性特性などを考慮して上記物質などから選択される。
【００９７】
上記活性層２２０は上記第１導電型半導体層２１０の下に形成され、多重量子井戸構造で形成され、また量子線（Quantum wire）構造、量子点（Quantum dot）構造で形成されることもできる。上記活性層２２０は３族−５族元素の化合物半導体材料を用いて井戸層と障壁層の周期、例えば、ＩｎＧａＮ井戸層／ＧａＮ障壁層の周期、ＩｎＧａＮ井戸層／ＡｌＧａＮ障壁層の周期、またはＩｎＧａＮ井戸層／ＩｎＧａＮ障壁層の周期で形成され、これに対して限定するものではない。
【００９８】
上記活性層２２０は、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する量子井戸層とＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する障壁層を含んで形成される。
【００９９】
上記活性層２２０の上または／及び下には導電型クラッド層が形成されることもでき、上記導電型クラッド層は窒化物系半導体で形成される。上記障壁層のバンドギャップは上記井戸層のバンドギャップより高く、上記導電型クラッド層のバンドギャップは、上記障壁層のバンドギャップより高いことがある。
【０１００】
上記第２導電型半導体層２３０は上記活性層２２０の下に形成され、第２導電型ドーパントがドーピングされた３族−５族元素の化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどから選択される。上記第２導電型がＰ型半導体の場合、上記第２導電型ドーパントは、Ｍｇ、ＺｎのようなＰ型ドーパントを含む。上記第２導電型半導体層２３０は単層または多層に形成され、これに対して限定するものではない。
【０１０１】
上記発光構造物２３５は上記第２導電型半導体層２３０の下に第３導電型半導体層をさらに含むことができ、上記第３導電型半導体層は上記第２導電型半導体層と反対の極性を有することができる。また、上記第１導電型半導体層２１０がＰ型半導体層であり、上記第２導電型半導体層２３０がＮ型半導体層で具現されることもできる。これによって上記発光構造物２３５はＮ−Ｐ接合、Ｐ−Ｎ接合、Ｎ−Ｐ−Ｎ接合、及びＰ−Ｎ−Ｐ接合構造のうち、少なくとも１つを含むことができる。
【０１０２】
上記第２導電型半導体層２３０または第３導電型半導体層の下には保護層２４０及び複数の伝導層２５０が形成される。以下、説明の便宜のために、発光構造物２３５の最下層は第２導電型半導体層２３０を一例として説明する。
【０１０３】
上記保護層２４０はチップの外側領域であるチャンネル領域に配置され、上記チャンネル領域はチップサイズの境界であるチップの周り領域となる。上記保護層２４０の上面の外側は外部に露出されるか、他の物質、例えば、絶縁層２９０により覆われる。また、上記保護層２４０の上面はラフネスまたはパターンが形成され、このような保護層２４０及びそのラフネスまたはパターンはチャンネル領域での光抽出効率を改善させることができる。または、上記ラフネスまたはパターンは上記保護層２４０の上面の外側に上記保護層２４０と異なる物質または屈折率が異なる物質を有するラフネスまたはパターンが形成される。上記ラフネスまたはパターンは３族−５族化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどであって、アイソレーションエッチングにより形成される第２導電型半導体を用いて形成される。
【０１０４】
上記保護層２４０の上面の内側は所定の幅位で上記第２導電型半導体層２３０の下面の外側に接触される。ここで、上記の幅は数〜数十μｍ以内であり、チップサイズによって変わることができる。
【０１０５】
上記保護層２４０は上記第２導電型半導体層２３０の下面の周りに、ループ形状、環状、またはフレーム形状などのパターンに形成される。上記保護層２４０は、連続的なパターン形状または不連続的なパターン形状を含むことができる。
【０１０６】
上記保護層２４０は、３族−５族化合物半導体の屈折率より低い物質、例えば、透光性酸化物、透光性窒化物、または透光性絶縁層の材質の中から選択される。上記保護層２４０は、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等から選択的に形成される。
【０１０７】
上記保護層２４０はＳｉＯ２の場合、その屈折率は２．３位であり、ＩＴＯ屈折率は約２．１位であり、ＧａＮ屈折率は約２．４であって、上記第２導電型半導体層２３０を通じて保護層２４０に入射された光は外部に抽出され、この場合、光抽出効率を改善させることができる。
【０１０８】
上記保護層２４０は、上記発光構造物２３５の外壁が湿気に露出されても、互いにショートが発生することを防止して、高湿に強いＬＥＤを提供することができる。上記保護層２４０を透光性物質で使用する場合、レーザスクライビング時に照射されるレーザが透過されることによって、チャンネル領域でレーザにより金属物質の破片の発生を防止するので、発光構造物２３５の側壁での層間短絡の問題を防止することができる。
【０１０９】
上記保護層２４０は、上記発光構造物２３５の各層２３０、２４０、２５０の外壁と上記第１伝導層３５０との間の間隔を離隔させることができる。上記保護層２４０は、０．０２〜５μｍの厚さで形成され、上記厚さはチップサイズによって変わることができる。
【０１１０】
上記複数の伝導層２５０は第１乃至第３伝導層２５１、２５２、２５３を含み、上記第１伝導層２５１は第２導電型半導体層２３０にオーミック接触され、その材質は、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎ−ＺｎＯ）、ＧＺＯ（Ｇａ−ＺｎＯ）、ＡＺＯ（Ａｌ−ＺｎＯ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ−Ｇａ ＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ ＺｎＯ）、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯのような伝導性酸化物を選択的に用いて多層に形成するか、ＩＺＯ／Ｎｉ、ＡＺＯ／Ａｇ、ＩＺＯ／Ａｇ／Ｎｉ、ＡＺＯ／Ａｇ／Ｎｉなどで積層することができる。
【０１１１】
また、上記第１伝導層２５１には他の物質、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２のうちの選択された物質がさらに形成され、第１伝導層２５１と第２導電型半導体層２３０との間に配置される。
【０１１２】
上記第１伝導層２５１は上記第２導電型半導体層２３０の下面に配置され、また上記第１伝導層２５１は上記保護層２４０の下面の一部を覆う構造で形成され、例えば、上記保護層２４０の下面の一部に上記保護層２４０の幅の８０％以下に形成される。
【０１１３】
上記第１伝導層２５１の下には第２伝導層２５２が配置され、上記第２伝導層２５２は上記保護層２４０の下まで延びる。上記第１伝導層２５１は、反射金属または／及びシード金属を含むことができ、上記シード金属はメッキ工程のために使われる。これによって、上記第１伝導層２５１は、オーミック層、シード層、反射層のような層が選択的に形成され、これに対して限定するものではない。
【０１１４】
上記第２伝導層２５２は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆ、及びこれらの選択的な組合により構成された物質を選択的に用いて単層または多層に形成される。
【０１１５】
上記第２伝導層２５２の下には第３伝導層２５３が形成され、上記第３伝導層２５３はベリヤ金属またはボンディング金属などを含み、例えば、Ｔｉ、Ａｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ａｇ、またはＴａのうち、少なくとも１つを含むことができる。
【０１１６】
上記第３伝導層２５３は、例えばボンディング層として機能し、その下に支持部材２６０が接合される。上記第３伝導層２５３を形成せず、上記第２伝導層２５２に上記支持部材２６０をメッキやシートなどにより付着させることができる。
【０１１７】
上記支持部材２６０はベース基板であって、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、モリブデニウム（Ｍｏ）、銅−タングステン（Ｃｕ−Ｗ）、キャリヤウエハ（例：Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、ＧａＮ等）などで具現できる。
【０１１８】
上記支持部材２６０は図１の第１リードフレームと電気的に連結され、上記電極２１１は上記ワイヤにより上記第２リードフレームと電気的に連結される。上記支持部材２６０から伝導された熱は上記第１リードフレーム２１Ａに伝導されることによって、放熱効率は改善させることができる。これによって、発光ダイオード３１Ａの信頼性を改善させることができる。
【０１１９】
上記発光構造物２３５の外側面は傾斜して形成され、絶縁層２９０が形成される。上記絶縁層２９０は、下段は上記保護層２４０の上に部分接触されるか、完全に覆う形態に形成される。上記絶縁層２９０は上記化合物半導体の屈折率（例：ＧａＮ：２．４）よりは低い絶縁物質、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２などで形成される。
【０１２０】
実施形態は、図１７のように、支持部材を有する発光ダイオードを具備し、上記発光ダイオード（ＬＥＤ）の間の間隔は２５０μｍ±５０μｍ範囲であり、好ましくは伝導性支持部材により２００μｍ〜２５０μｍ範囲に、さらに狭くなることができる。上記複数の発光ダイオードから発生した温度は１つの発光ダイオードの場合の温度分布と同一な分布を表す。実施形態は、複数の発光ダイオードの間の間隔を最適化して、発光ダイオードから発生した熱によるパッケージの信頼性を改善させることができる。
【０１２１】
＜照明システム＞
実施形態による発光素子パッケージは複数個が基板の上にアレイされ、上記発光素子パッケージの光経路の上に光学部材である導光板、プリズムシート、拡散シートなどが配置される。このような発光素子パッケージ、基板、及び光学部材は、ライトユニットとして機能することができる。上記ライトユニットはトップビューまたはサイドビュータイプに具現されて、携帯端末機及びノートブックコンピュータなどに提供されるか、照明装置及び指示装置などに多様に適用できる。
【０１２２】
実施形態による発光素子パッケージはライトユニットに適用できる。上記ライトユニットは、複数の発光素子または発光素子パッケージがアレイされた構造を含み、図１８及び図１９に図示された表示装置、図２０に図示された照明装置を含み、照明灯、信号灯、車両前照灯、電光板などが含まれる。
【０１２３】
図１８は、本発明の実施形態による表示装置の分解斜視図である。
【０１２４】
図１８を参照すると、実施形態による表示装置１０００は、導光板１０４１、上記導光板１０４１に光を提供する発光モジュール１０３１、上記導光板１０４１の下に反射部材１０２２、上記導光板１０４１の上に光学シート１０５１、上記光学シート１０５１の上に表示パネル１０６１、上記導光板１０４１、発光モジュール１０３１、及び反射部材１０２２を収納するボトムカバー１０１１を含むことができるが、これに限定されるものではない。
【０１２５】
上記ボトムカバー１０１１、反射シート１０２２、導光板１０４１、及び光学シート１０５１は、ライトユニット１０５０と定義することができる。
【０１２６】
上記導光板１０４１は光を拡散させて面光源化させる役割をする。上記導光板１０４１は透明な材質からなり、例えば、ＰＭＭＡ（polymethyl metaacrylate）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）樹脂のうちの１つを含むことができる。
【０１２７】
上記発光モジュール１０３１は、上記導光板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。
【０１２８】
上記発光モジュール１０３１は少なくとも１つを含み、上記導光板１０４１の一側面で直接または間接的に光を提供することができる。上記発光モジュール１０３１は基板１０３３と上記に開示された実施形態による発光素子パッケージ１０を含み、上記発光素子パッケージ１０は上記基板１０３３の上に所定間隔でアレイされる。
【０１２９】
上記基板１０３３は、回路パターン（図示せず）を含む印刷回路基板（ＰＣＢ；Printed Circuit Board）でありうる。但し、上記基板１０３３は一般のＰＣＢだけでなく、メタルコアＰＣＢ（ＭＣＰＣＢ；Metal Core PCB）、軟性ＰＣＢ（ＦＰＣＢ；Flexible PCB）などを含むこともでき、これに対して限定するものではない。上記発光素子パッケージ１０は、上記ボトムカバー１０１１の側面または放熱プレートの上に搭載される場合、上記基板１０３３は除去される。ここで、上記放熱プレートの一部は上記ボトムカバー１０１１の上面に接触される。
【０１３０】
そして、上記複数の発光素子パッケージ１０は、上記基板１０３３の上に光が放出される出射面が上記導光板１０４１と所定距離離隔するように搭載され、これに対して限定するものではない。上記発光素子パッケージ１０は、上記導光板１０４１の一側面である入光部に光を直接または間接的に提供することができ、これに対して限定するものではない。
【０１３１】
上記導光板１０４１の下には上記反射部材１０２２が配置される。上記反射部材１０２２は、上記導光板１０４１の下面に入射された光を反射させて上に向かうようにすることで、上記ライトユニット１０５０の輝度を向上させることができる。上記反射部材１０２２は、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＶＣレジンなどで形成されるが、これに対して限定するものではない。上記反射部材１０２２は、上記ボトムカバー１０１１の上面であり、これに対して限定するものではない。
【０１３２】
上記ボトムカバー１０１１は、上記導光板１０４１、発光モジュール１０３１、及び反射部材１０２２などを収納することができる。このために、上記ボトムカバー１０１１は上面が開口されたボックス（box）形状を有する収納部１０１２が備えられ、これに対して限定するものではない。上記ボトムカバー１０１１はトップカバーと結合されることができ、これに対して限定するものではない。
【０１３３】
上記ボトムカバー１０１１は、金属材質または樹脂材質で形成され、プレス成形または押出成形などの工程を用いて製造される。また、上記ボトムカバー１０１１は、熱伝導性の良い金属または非金属材料を含み、これに対して限定するものではない。
【０１３４】
上記表示パネル１０６１は、例えばＬＣＤパネルであって、互いに対向する透明な材質の第１及び第２基板、そして第１及び第２基板の間に介された液晶層を含む。上記表示パネル１０６１の少なくとも一面には偏光板が取り付けられ、このような偏光板の取付構造に限定するものではない。上記表示パネル１０６１は、光学シート１０５１を通過した光により情報を表示するようになる。このような表示装置１０００は、各種の携帯端末機、ノートブックコンピュータのモニタ、ラップトップコンピュータのモニタ、テレビなどに適用できる。
【０１３５】
上記光学シート１０５１は、上記表示パネル１０６１と上記導光板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。上記光学シート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のようなシートのうち、少なくとも１つを含むことができる。上記拡散シートは入射される光を拡散させ、上記水平または／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、上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、上記表示パネル１０６１の上には保護シートが配置され、これに対して限定するものではない。
【０１３６】
ここで、上記発光モジュール１０３１の光経路上には光学部材として、上記導光板１０４１及び光学シート１０５１を含み、これに対して限定するものではない。
【０１３７】
図１９は、本発明の実施形態による表示装置を示す図である。
【０１３８】
図１９を参照すると、表示装置１１００は、ボトムカバー１１５２、上記に開示された発光素子パッケージ１０がアレイされた基板１１２０、光学部材１１５４、及び表示パネル１１５５を含む。
【０１３９】
上記基板１１２０及び上記発光素子パッケージ１０は、発光モジュール１０６０と定義することができる。上記ボトムカバー１１５２、少なくとも１つの発光モジュール１０６０、及び光学部材１１５４は、ライトユニットと定義することができる。
【０１４０】
上記ボトムカバー１１５２には収納部１１５３を具備し、これに対して限定するものではない。
【０１４１】
ここで、上記光学部材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のうち、少なくとも１つを含むことができる。上記導光板はＰＣ材質またはＰＭＭＡ（Polymethyl methacrylate）材質からなり、このような導光板は除去できる。上記拡散シートは入射される光を拡散させ、上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、上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。
【０１４２】
上記光学部材１１５４は上記発光モジュール１０６０の上に配置され、上記発光モジュ
ール１０６０から放出された光を面光源したり、拡散、集光などを遂行する。
【０１４３】
図２０は、本発明の実施形態による照明装置の斜視図である。
【０１４４】
図２０を参照すると、照明装置１５００は、ケース１５１０、上記ケース１５１０に設けられた発光モジュール１５３０、及び上記ケース１５１０に設けられ、外部電源から電源の提供を受ける連結端子１５２０を含むことができる。
【０１４５】
上記ケース１５１０は放熱特性の良好な材質で形成されることが好ましく、例えば金属材質または樹脂材質で形成される。
【０１４６】
上記発光モジュール１５３０は、基板１５３２、及び上記基板１５３２に搭載される実施形態による発光素子パッケージ１０を含むことができる。上記発光素子パッケージ１０は、複数個がマトリックス形態または所定間隔で離隔してアレイされる。
【０１４７】
上記基板１５３２は絶縁体に回路パターンが印刷されたものであり、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、ＦＲ−４基板などを含むことができる。
【０１４８】
また、上記基板１５３２は光を効率の良く反射する材質で形成されるか、表面が光が効率的に反射されるカラー、例えば白色、銀色などのコーティング層となることができる。
【０１４９】
上記基板１５３２の上には少なくとも１つの発光素子パッケージ１０が搭載される。上記発光素子パッケージ１０の各々は、少なくとも１つのＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップを含むことができる。上記ＬＥＤチップは、赤色、緑色、青色、または白色のような可視光線帯域の発光ダイオード、または紫外線（ＵＶ；Ultra Violet）を発光するＵＶ発光ダイオードを含むことができる。
【０１５０】
上記発光モジュール１５３０は、色感及び輝度を得るために多様な発光素子パッケージ１０の組合せを有するように配置される。例えば、高演色性（ＣＲＩ）を確保するために、白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、及び緑色発光ダイオードを組合せて配置することができる。
【０１５１】
上記連結端子１５２０は、上記発光モジュール１５３０と電気的に連結されて電源を供給することができる。上記連結端子１５２０は、ソケット方式により外部電源に螺合されるが、これに対して限定するものではない。例えば、上記連結端子１５２０はピン（pin）形態で形成されて外部電源に挿入されるか、配線により外部電源に連結されることもできる。
【０１５２】
実施形態は、複数の発光ダイオードを有するパッケージにおける熱放出特性が改善できる。実施形態は、複数の発光ダイオードを有するパッケージの信頼性を改善させることができる。
【０１５３】
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、実施形態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。
【０１５４】
以上、実施形態を中心として説明したが、これは単に例示であり、本発明を限定するのでなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性から外れない範囲で以上に例示されていない種々の変形及び応用が可能であることが分かる。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る。そして、このような変形及び応用に関連した差異点は特許請求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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