(57)【要約】【課題】本発明は発光素子パッケージを提供する。【解決手段】実施例による発光素子パッケージは、パッケージボディと、前記パッケージボディに形成されたリードフレームと、前記パッケージボディに支持され前記リードフレームと電気的に連結される発光素子と、前記発光素子を囲んで形成される充填材と、前記充填材上に蛍光体を含んで形成された蛍光体層と、を含む。
2010532929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージボディと、
前記パッケージボディに形成されたリードフレームと、
前記パッケージボディに支持され前記リードフレームと電気的に連結される発光素子と、
前記発光素子を囲んで形成される充填材と、
前記充填材上に蛍光体を含んで形成された蛍光体層と、を含む発光素子パッケージ。
【請求項２】
前記蛍光体層上に形成されたドーム形状のモールディング部を含む請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項３】
前記蛍光体層は前記充填材によって前記発光素子と離隔して形成される請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項４】
前記充填材は上面が平坦に形成された請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項５】
前記充填材は上面がドーム形状に形成された請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項６】
前記蛍光体層はドーム形状又は上面が平坦に形成された請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項７】
前記充填材又は蛍光体層には分散剤又は拡散剤を含む請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項８】
前記分散剤又は拡散剤はＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びＺｒＯ２のうち少なくともいずれか一つを含む請求項７に記載の発光素子パッケージ。
【請求項９】
前記パッケージボディと結合された金属材質の熱放出部を含む請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１０】
前記発光素子は前記熱放出部上に設置される請求項９に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１１】
前記熱放出部は銅材で形成され表面には銀又はアルミニウムが形成された請求項９に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１２】
前記モールディング部はディスペンス法で形成された請求項２に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１３】
前記充填材は上面がドーム形状に形成された請求項２に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１４】
前記充填材、蛍光体層及びモールディング部のうち前記蛍光体層のみが蛍光体を含む請求項２に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１５】
前記充填材はシリコンジェル又はエポキシ樹脂で形成された請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１６】
パッケージボディと、
前記パッケージボディに形成されたリードフレームと、
前記パッケージボディに支持され前記リードフレームと電気的に連結される発光素子と、
前記発光素子を囲み上面がドーム形状に形成された充填材と、
前記充填材上に蛍光体を含んで形成された蛍光体層と、
前記蛍光体層上に上面がドーム形状に形成されたモールディング部と、を含む発光素子パッケージ。
【請求項１７】
前記充填材、蛍光体層及びモールディング部のうち少なくともいずれか一つは分散剤又は拡散剤を含む請求項１６に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１８】
前記分散剤又は拡散剤はＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びＺｒＯ２のうち少なくともいずれか一つを含む請求項１６に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１９】
前記蛍光体層は上面が平坦に形成された請求項１６に記載の発光素子パッケージ。
【請求項２０】
前記発光素子の下側に配置され、前記パッケージボディと結合された金属材質の熱放出部を含む請求項１６に記載の発光素子パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光素子パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は電流を光に変換させる半導体発光素子である。
【０００３】
このようなＬＥＤによって放出された光の波長はＬＥＤを製造するために用いられる半導体材料によって異なる。これは放出された光の波長が価電子帯（ｖａｌｅｎｃｅ  ｂａｎｄ）電子と伝導帯（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｂａｎｄ）電子との間のエネルギー差を表す半導体材料のバンドギャップ（ｂａｎｄ−ｇａｐ）によって異なるからである。
【０００４】
最近、発光ダイオードはその輝度が次第に増加するに伴い、ディスプレイ用光源、照明及び自動車用光源として用いられており、蛍光物質を利用したり様々な色のＬＥＤを組み合わせたりすることで効率が優秀な白色光を発光するＬＥＤを実現することもできる。
【０００５】
このような目的のためにＬＥＤを応用するためには、素子の動作電圧が低くなければならず、発光効率と輝度が高くなければならない。
【０００６】
このようなＬＥＤを製作するにおいて、効率を増大させＬＥＤチップを保護するためにパッケージのＬＥＤチップ上にシリコンジェル又はエポキシ樹脂を塗布する。この時、シリコンジェル又はエポキシ樹脂の塗布方法及び塗布形状は発光効率に大きな影響を及ぼす。
【０００７】
また、最近の発光素子パッケージは発光効率を増大させるためにレンズを含む。このようなレンズは発光効率を増大させるだけでなく所望の角度に配光特性を調節できる長所がある。
【０００８】
ＬＥＤの様々な色を実現する方法において、ＬＥＤチップに蛍光体を塗布して様々な色を実現する方法が多く用いられる。この時、このような蛍光体を塗布する方法及び位置によって発光効率が異なることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の実施例は、新しい構造の発光素子パッケージを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の実施例は、発光素子パッケージのシリコンジェル又はエポキシ樹脂を塗布する過程でディスペンス法でレンズ形状を製造することができるので追加的な工程を行うことなく発光効率を増大させることができる発光素子パッケージを提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の実施例は、発光素子から放出された熱によって蛍光体が影響を受けることを低減させることができる発光素子パッケージを提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の実施例は、蛍光体で励起された励起光が発光素子に再吸収されずに外部へ效果的に放出され得る発光素子パッケージを提供することを目的とする。
【００１３】
本発明の実施例は、色均一度が向上した発光素子パッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
実施例による発光素子パッケージは、パッケージボディと、前記パッケージボディに形成されたリードフレームと、前記パッケージボディに支持され前記リードフレームと電気的に連結される発光素子と、前記発光素子を囲みながら形成される充填材と、前記充填材上に蛍光体を含んで形成された蛍光体層と、を含む。
【００１５】
実施例による発光素子パッケージは、パッケージボディと、前記パッケージボディに形成されたリードフレームと、前記パッケージボディに支持され前記リードフレームと電気的に連結される発光素子と、前記発光素子を囲み上面がドーム形状に形成された充填材と、前記充填材上に蛍光体を含んで形成された蛍光体層と、前記蛍光体層上に上面がドーム形状に形成されたモールディング部と、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の実施例は、新しい構造の発光素子パッケージを提供することができる。
【００１７】
本発明の実施例は、発光素子パッケージのシリコンジェル又はエポキシ樹脂を塗布する過程でディスペンス法でレンズ形状を製造することができるので追加的な工程を行うことなく発光効率を増大させることができる発光素子パッケージを提供することができる。
【００１８】
本発明の実施例は、発光素子から放出された熱によって蛍光体が影響を受けることを低減させることができる発光素子パッケージを提供することができる。
【００１９】
本発明の実施例は、蛍光体で励起された励起光が発光素子に再吸収されずに外部へ效果的に放出され得る発光素子パッケージを提供することができる。
【００２０】
本発明の実施例は、色均一度が向上した発光素子パッケージを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図２】本発明の第２実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図３】本発明の第３実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図４】本発明の第３実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図５】本発明の第３実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図６】本発明の第４実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図７】本発明の第４実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図８】本発明の第４実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図９】本発明の第５実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図１０】本発明の第５実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図１１】本発明の第５実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図１２】本発明の第６実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図１３】本発明の第６実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【図１４】本発明の第６実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付図面に基づき本発明による実施例を詳細に説明する。
【００２３】
本発明は様々な修正及び変形が可能であるが、その特定の実施例を図面に例示として示し、以下で詳細な説明を行う。しかし、本発明を開示した特定の形態に限定することを意図するものではなく、本発明は請求の範囲によって定義された本発明の思想と合致するあらゆる修正、均等及び代用を含む。
【００２４】
同じ符号は図面の説明において同じ要素を表す。図面で層及び領域などの寸法は明瞭性のために誇張している。
【００２５】
層、領域又は基板のような要素が他の構成要素の「上（ｏｎ）」に存在すると言及される場合、これは直接的に他の要素上に存在するか、又はその間に中間要素が存在し得るという意味であると理解するとよい。表面のような構成要素の一部を「内部（ｉｎｎｅｒ）」と表現する場合、これは当該要素の他の部分よりも素子の外側からより遠くに離れているという意味であると理解するとよい。
【００２６】
このような用語は、図面に描写された方向に加えて素子の他の方向を含むことを意図していることを理解できるはずである。最後に、「直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）」という用語は、中間にいかなる要素も介在しないという意味である。ここで用いられているように、「及び／又は」という用語は記録された関連項目のうちいずれか一つ又はそれ以上のいずれかの組み合わせ及び全ての組み合わせを含む。
（第１実施例）
図１は本発明の第１実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【００２７】
図１に示すように、発光素子パッケージは、パッケージボディ１５に具備された発光素子装着部１１に発光素子２０が装着され、前記発光素子２０はパッケージボディ１５を貫通して外部に連結される第１、２リードフレーム１２、１３にワイヤ１６を介して電気的に連結される。前記発光素子２０の下側には熱放出部５０が配置されてもよい。
【００２８】
前記発光素子装着部１１は前記第１、２リードフレーム１２、１３、前記熱放出部５０及びパッケージボディ１５によって形成される空間であり、前記発光素子２０を装着できるキャビティを提供する。
【００２９】
前記第１、２リードフレーム１２、１３及び熱放出部５０は銅材で形成してもよく、表面には銀又はアルミニウムで形成された反射率の高い反射膜を形成してもよい。
【００３０】
前記発光素子２０を含む発光素子装着部１１の上側は充填材３０で充填され、このような充填材３０上にはレンズ４０が付着される。前記充填材３０には蛍光体を含めてもよい。
【００３１】
この時、パッケージボディ１５は前記第１、２リードフレーム１２、１３及び前記熱放出部５０が配置された状態で射出して形成する。
【００３２】
したがって、前記パッケージボディ１５によって前記第１、２リードフレーム１２、１３及び前記熱放出部５０を固定することができ、前記第１、２リードフレーム１２、１３は前記パッケージボディ１５を貫通して外部に連結され得る。
【００３３】
前記パッケージボディ１５は射出成形可能なプラスチック物質で形成することができる。
【００３４】
前記発光素子２０は電極層の形成位置によって水平型発光素子、フリップチップボンディングされた発光素子、及び垂直型発光素子をすべて適用することができる。
【００３５】
ここで、垂直型発光素子は金属又は半導体からなる支持層上に発光素子が形成された構造であってもよい。
【００３６】
実施例による発光素子パッケージは、レンズ４０が付着されて形成される。このようなレンズ４０は発光素子の光出力を向上させ、配光特性を調節できる長所がある。
（第２実施例）
図２は本発明の第２実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【００３７】
以下、図２に基づき本発明の第２実施例を説明する。説明されない部分は第１実施例と同じでもよい。
【００３８】
本発明の発光素子パッケージは第１実施例のように別途製作されたレンズを付着してもよく、または、図２のように、発光素子２０上にシリコンジェル又はエポキシ樹脂をディスペンスして充填材を兼ねたレンズ６０を形成してもよい。前記レンズ６０には蛍光体を含めてもよい。
【００３９】
特にディスペンス法を用いてレンズ６０を形成することによって、レンズの製作を別途に行う必要がなく、発光素子２０上に充填材を充填する工程を行う際にレンズ６０の形成をも行うことができるので追加的な工程を行わずともレンズ６０を形成して光出力を向上させることができる長所がある。
【００４０】
ディスペンス法とは、ノズルを用いて液状のジェル又は樹脂を塗布して形成する方法であり、インクジェット法と類似の方法である。このようなディスペンス法は塗布されたジェル又は樹脂を硬化させる方法を含む。
【００４１】
白色、緑色、赤色、黄色などの光を発光する発光素子パッケージを実現するために、青色又は近紫外線発光素子に蛍光体を塗布する方法がある。本発明の発光素子パッケージは蛍光体を発光素子２０上に直に蛍光体をパウダーのような形態でシリコンジェル又はエポキシ樹脂と混合してコーティングすることができる。
【００４２】
例えば、青色発光素子に黄色蛍光体が塗布される場合、青色発光素子から放出される青色光が黄色蛍光体を励起させて黄色光を発光させ、このような青色光と黄色光が混合されて白色光を作ることができる。
【００４３】
また、蛍光体の発光が発光素子２０チップに吸収されて効率が減少する現象を防ぐために発光素子２０チップ上にシリコンジェル又はエポキシ樹脂を充填し、その上に蛍光体とシリコンジェル又はエポキシ樹脂を混合してコーティングすることでレンズを形成することによって高効率の白色発光素子パッケージを実現することができる。
【００４４】
この時、発光素子２０上にシリコンジェル又はエポキシ樹脂をコーティングする際、発光素子２０から放出された光を效果的に分散させ、樹脂の屈折率を高めて発光素子チップの光抽出を向上させるために分散剤又は拡散剤を混合してコーティングすることができる。
（第３実施例）
図３乃至図５は本発明の第３実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【００４５】
図３乃至図５に基づき本発明の第３実施例を説明する。説明されない部分は前の実施例と同じでもよい。
【００４６】
図３に示すように、パッケージボディ１５に具備された発光素子装着部１１に発光素子２０が装着され、このような発光素子２０はパッケージボディ１５を介して外部に連結される第１、２リードフレーム１２、１３にワイヤ１６を介して電気的に連結される。
【００４７】
このような発光素子２０の上側には蛍光体を含む充填材３１が充填される。このような充填材３１はシリコンジェル又はエポキシ樹脂のような合成樹脂に蛍光体を混合して発光素子装着部１１内に充填するものである。
【００４８】
この時、蛍光体は様々な色を発光できる蛍光体を用いることができる。すなわち、青色、緑色、黄色、赤色などを発光する物質を用いることができる。
【００４９】
このような充填材３１上にはシリコンジェル又はエポキシ樹脂を様々な方法でコーティングしてモールディング部４１を形成することができる。すなわち、図３のように、モールディング部４１をレンズ形状に形成してもよく、図４のように、板状のモールディング部４２を形成してもよい。
【００５０】
一方、図５にはモールディング部４３を図４に示す場合よりも低く形成してパッケージ全体の高さを低くすることができる例を示している。この時、このような高さの低いモールディング部４３は、パッケージボディ１５の高さを低く形成し、このパッケージボディ１５の高さまでモールディング部４３を形成することによって形成され得る。
（第４実施例）
図６乃至図８は本発明の第４実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【００５１】
以下、図６乃至図８に基づき本発明の第４実施例を説明する。説明されない部分は前の実施例と同じでもよい。
【００５２】
図６に示すように、パッケージボディ１５に具備された発光素子装着部１１に発光素子２０が装着され、このような発光素子２０はパッケージボディ１５を介して外部に連結される第１、２リードフレーム１２、１３にワイヤ１６を介して電気的に連結される。
【００５３】
このような発光素子２０の上側の発光素子装着部１１はシリコンジェル又はエポキシ樹脂からなる充填材３２で充填される。このような充填材３２には蛍光体が含まれない。
【００５４】
そして、このような充填材３２上には蛍光体が含まれた蛍光体層３３が形成されることができる。蛍光体層３３は蛍光体がシリコンジェル又はエポキシ樹脂と混合されて形成され得る。
【００５５】
すなわち、蛍光体の発光が発光素子２０に吸収されて発光効率が減少する現象を防止するために、発光素子２０上にシリコンジェル又はエポキシ樹脂からなる充填材３２を充填し、その上に蛍光体とシリコンジェル又はエポキシ樹脂が混合された蛍光体層３３をコーティングすることで高効率の発光素子パッケージを実現できる。
【００５６】
また、前記蛍光体が含まれた蛍光体層３３が前記発光素子２０と前記充填材３２によって離隔して形成されるので、前記発光素子２０から放出される熱によって前記蛍光体の特性が変化することを防止できる。
【００５７】
また、前記蛍光体が含まれた蛍光体層３３が前記発光素子２０と前記充填材３２によって離隔して形成されるので、色均一度が向上し得る。
【００５８】
このような蛍光体層３３上にはシリコンジェル又はエポキシ樹脂を用いて図６のように、レンズ形状のモールディング部４２を形成することができる。または、図７に示すように、蛍光体層３３上にモールディング部を形成しなくてもよい。
【００５９】
一方、図８に示すように、発光素子２０上に充填材３４を形成する場合に分散剤又は拡散剤７０を混合することで、発光素子２０から発光される光を效率的に分散させ、樹脂の屈折率を高めて発光素子２０の光抽出を向上させることができる。
【００６０】
このような分散剤又は拡散剤７０はＳｉＯ２、ＴｉＯ２、及びＺｒＯ２のうち少なくともいずれか一つを用いることができ、充填材のみならず蛍光体層３３又はモールディング部４２を形成する際に含めてもよい。
【００６１】
このような充填材３４上には蛍光体が含まれた蛍光体層３３が形成されて発光素子２０から放出される光の波長を変化させることができる。
（第５実施例）
図９乃至図１１は本発明の第５実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【００６２】
以下、図９乃至図１１に基づき本発明の第５実施例を説明する。説明されない部分は前の実施例と同じでもよい。
【００６３】
図９に示すように、パッケージボディ１５に具備された発光素子装着部１１に発光素子２０が装着され、このような発光素子２０はパッケージボディ１５を介して外部に連結される第１、２リードフレーム１２、１３にワイヤ１６を介して電気的に連結される。
【００６４】
このような発光素子２０の上側の発光素子装着部１１はシリコンジェル又はエポキシ樹脂からなるドーム（ｄｏｍｅ）形状の充填材３５で充填される。
【００６５】
このようなドーム形状の充填材３５は光抽出効率を向上させるためのものであり、この時、このようなドーム形状は半球（ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ）形状の方がより効果的な場合もある。半球面では光の放出が光の出発角度に関係なく常に垂直の角度をなすようになる。
【００６６】
したがって、垂直入射角度にあたる高い透過率を得ることができ、全反射角度はこれ以上存在しなくなる。
【００６７】
図９では発光素子装着部１１にシリコンジェル又はエポキシ樹脂を用いてドーム形状の充填材３５を形成した後、蛍光体層の効率を上げるために充填材３５上に蛍光体を含む蛍光体層３３を形成する。
【００６８】
このような蛍光体層３３上にはレンズ形状のモールディング部４１を形成することができる。
【００６９】
一方、図１０に示すように、屈折率の高い分散剤又は拡散剤７０が混合されたシリコンジェル又はエポキシ樹脂からなるドーム形状の充填材３６を形成してもよい。
【００７０】
または、図１１に示す同じように、発光素子２０が装着された発光素子装着部１１にドーム形状の蛍光体層３７を形成してもよい。蛍光体層３７の屈折率はシリコンジェルよりも高いので光抽出効率を向上させるために効果的な場合がある。このようなドーム形状の蛍光体層３７上にはレンズ形状のモールディング部４１が位置し得る。
（第６実施例）
図１２乃至図１４は本発明の第６実施例による発光素子パッケージを説明するための図である。
【００７１】
以下、図１２乃至図１４に基づき本発明の第６実施例を説明する。説明されない部分は前の実施例と同じでもよい。
【００７２】
図１２に示すように、パッケージボディ１５に具備された発光素子装着部１１に発光素子２０が装着され、このような発光素子２０はパッケージボディ１５を介して外部に連結される第１、２リードフレーム１２、１３にワイヤ１６を介して電気的に連結される。
【００７３】
このような発光素子２０の上側の発光素子装着部１１はシリコンジェル又はエポキシ樹脂からなるドーム形状のモールディング部４３で充填される。このモールディング部４３には蛍光体が混合されており、ディスペンス法を用いてドーム形状にモールディングして様々な色を実現することができ、レンズの役割を兼ねることができる。
【００７４】
図１２では発光素子装着部１１の上側のすべての空間をモールディング部４３で充填してレンズ形状まで形成した状態を示している。
【００７５】
一方、図１３では発光素子２０が装着された発光素子装着部１１にシリコンジェルのような物質からなる充填材３８を充填し、その上側に蛍光体を含むモールディング部４３を形成した例を示している。
【００７６】
この時、モールディング部４３には分散剤又は拡散剤を含めてもよい。
【００７７】
図１４では発光素子装着部１１に充填材３８を形成するが、パッケージボディ１５のより高い部分まで充填材３８を充填し、その上側に蛍光体を含むレンズ形状のモールディング部４４を形成した状態を示している。
【００７８】
このように、図１４に示す例でのモールディング部４４はレンズ形状に製作されてもよい。
【００７９】
上述したように、本発明は発光素子パッケージを製作する際、充填材及びレンズ形状を形成するにおいて、別途製作したレンズを付着することもでき、シリコンジェル又はエポキシ樹脂を塗布する過程でディスペンス法でレンズ形状を製造することができるので追加的な工程を行うことなく発光効率を増大させることができる構造を提供する。
【００８０】
したがって、本発明の発光素子パッケージは、特に、高出力、高効率を必要とする装飾照明、一般照明、自動車電装、ＬＣＤ用バックライトなどに適用できる。
【００８１】
上述した実施例は本発明の技術的思想を具体的に説明するための一例であり、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な形態への変形が可能であり、当然のことながら、このような技術的思想の様々な実施の形態は、すべて本発明の保護範囲内に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の実施例による発光素子パッケージは、照明装置のみならず様々な電子機器の光源として用いることができる。
【図１】
2010532929.tif 000003
【図２】
2010532929.tif 000004
【図３】
2010532929.tif 000005
【図４】
2010532929.tif 000006
【図５】
2010532929.tif 000007
【図６】
2010532929.tif 000008
【図７】
2010532929.tif 000009
【図８】
2010532929.tif 000010
【図９】
2010532929.tif 000011
【図１０】
2010532929.tif 000012
【図１１】
2010532929.tif 000013
【図１２】
2010532929.tif 000014
【図１３】
2010532929.tif 000015
【図１４】
2010532929.tif 000016
【国際調査報告】
2010532929.tif 000017
2010532929.tif 000018