(57)【要約】【課題】本発明は放熱効果に優れ、製品としての信頼度も高い発光装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の発光装置は基板２０上に第一金属層２１、そして、絶縁層２２の順に形成されるため、発光素子２３は熱伝導性の高い基板２０あるいは第一金属層２１を介して放熱される。従来の技術と比較した時、本発明では絶縁化処理が基板２０上の第一金属層２１の表面に設置されることにより、高い熱伝導係数の絶縁層２２を形成して、放熱効果を強化することができる上、導熱性の接着剤を使用する必要がないため、導熱性の接着剤が劣化して製品の信頼度に影響を及ぼすのを回避する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設置される第一金属層と、
前記第一金属層上に設置される絶縁層と、
前記絶縁層上に設置される少なくとも１個の発光素子とを備えることを特徴とする、発光装置。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に設置される第一金属層と、
前記第一金属層上に設置され、さらに、前記第一金属層に露出したパターンエリアを有する絶縁層と、
前記第一金属層上に設置され、さらに、前記パターンエリア内に位置する少なくとも１個の発光素子とを備えることを特徴とする、発光装置。
【請求項３】
前記第一金属層は完全に前記基板を覆うことを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
対応する前記パターンエリアの前記第一金属層の表面に発光効率を上げるための構造を有することを特徴とする、請求項２に記載の発光装置。
【請求項５】
基板と、
前記基板上に設置され、さらに、基板に露出したパターンエリアを有する第一金属層と、
前記第一金属層上に設置される絶縁層と、
前記基板上に設置され、さらに、前記パターンエリア内に位置する少なくとも１個の発光素子とを備えることを特徴とする、発光装置。
【請求項６】
前記パターンエリアは、フォトリソグラフィー工程あるいはシルク印刷工程によって、絶縁層をパターン化して形成させることを特徴とする、請求項２あるいは請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第一金属層は、対応する前記パターンエリア以外の前記基板を覆うことを特徴とする、請求項２あるいは請求項５に記載の発光装置。
【請求項８】
前記絶縁層は、対応する前記パターンエリア以外の前記第一金属層の表面を覆うことを特徴とする、請求項２あるいは請求項５に記載の発光装置。
【請求項９】
さらに、前記絶縁層上に設置され、その材質は銀、金、銅、アルミ、クロム、及びその合金、及び、銅、銀、錫等の導電物質を含む導電接着剤のうちの少なくとも１つから選択される第二金属層を備えることを特徴とする、請求項１、２、３あるいは請求項５に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記発光素子と前記第二金属層は少なくとも１個のワイヤを介して電気的に接続されることを特徴とする、請求項１、２あるいは請求項５に記載の発光装置。
【請求項１１】
さらに、前記絶縁層あるいは前記第二金属層上に設置され、第一電極ピン及び第二電極ピンを有して、それぞれ前記発光素子に電気的に接続されるリードフレームを備えることを特徴とする、請求項１、２あるいは請求項５に記載の発光装置。
【請求項１２】
対応する前記パターンエリアの前記基板の表面に発光効率を上げるための構造を有することを特徴とする、請求項５に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記発光効率を上げるための構造は、ウェーブ状、ちりめん状、あるいは、不規則な構造、あるいは、前記発光効率を上げるための構造は複数の突起部を有し、前記突起部の断面図は、多辺形、半円形、円形、楕円形であることを特徴とする、請求項１、２あるいは請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
前記基板はくぼみ槽を有し、前記発光素子は前記くぼみ槽に設置されることを特徴とする、請求項１、２あるいは請求項５に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記第一金属層は、エバポレート方式、スパッタリング方式、電気メッキ方式、溶射方式、あるいは、化学気相成長方式で基板上に形成されることを特徴とする、請求項１、２あるいは請求項５に記載の発光装置。
【請求項１６】
前記第一金属層の材質は、アルミ、マグネシウム、チタン、及びその合金のうちの少なくとも1つ、あるいは、熱伝導性に優れたセラミック金属から選択されることを特徴とする、請求項１５に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記絶縁層は、酸化、窒化、あるいは、炭化によって前記第一金属層の表面形成され、前記絶縁層の材質は、アルミ、マグネシウム、あるいは、チタンのうちの少なくとも１つを含む酸化物、窒化物、あるいは、炭化物から選択され、前記絶縁層の厚さは100 nmから1 mmの範囲であることを特徴とする、請求項１６に記載の発光装置。
【請求項１８】
前記絶縁層の材質はセラミック材料であることを特徴とする、請求項１、２あるいは請求項５に記載の発光装置。
【請求項１９】
さらに、発光素子に隣接し、前記絶縁層上に設置され、その材質は、銀、金、ニッケルあるいはアルミが含まれる反射層を備えることを特徴とする、請求項１、２あるいは請求項５に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関し、特に放熱効果に優れた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オプトエレクトロニクス産業の発展に伴い、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光素子は各種電子製品の表示装置にすでに広く応用されている。
【０００３】
図１に示したように、従来のＬＥＤ発光装置１は基板１０の上に絶縁層１１が設置され、複数のＬＥＤ発光素子１２は絶縁層１１の上に設置される。  
さらに、ワイヤボンディング（wire bonding）方式で絶縁層１１上に設置された金属層１３に電気的に接続される。  
最後にパッケージ層１４でこれらのＬＥＤ発光素子１２を覆って、発光素子１２が機械、熱、湿気あるいはその他の要素の影響を受けて損傷することがないように保護する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発光装置１の効率及び明るさが増すにつれ、発光素子１２が作動する時、熱を発散し、蓄積した熱は温度を上げ発光素子１２の発光率及び使用寿命によくない影響を及ぼす。  
しかしながら、従来の発光素子１２は、放熱効果のよくない絶縁層１１の上に設置されていて、さらにその上にパッケージ層１４で密閉されているため、発光素子１２が発熱する熱エネルギーがスムーズに発散しないという問題が発生する。
【０００５】
放熱効果の改善を図るべく、従来の技術では、セラミック材料、銅、銅合金あるいは熱伝導性の高い材料等の熱伝導性の高い材質によって基板１０を構成している。  
さらに、絶縁層１１は、一般には導熱性の接着剤によって基板１０に接続される。  
しかしながら、導熱性の接着剤の熱伝導効率が悪いため、熱抵抗の問題が発生して放熱効果に影響を及ぼす。  
また、接着剤の劣化も発光装置１の寿命に影響を及ぼす。
【０００６】
したがって、本発明は放熱効果に優れ、製品としての信頼度も高い発光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、放熱効果及び製品の信頼度が高い発光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の発光装置は、基板、第一金属層、絶縁層及び少なくとも１個の発光素子を備える。  
このうち、第一金属層は基板上に、絶縁層は第一金属層の上に、そして、発光素子は絶縁層の上に設置される。
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の他の発光装置は、基板、第一金属層、絶縁層及び少なくとも１個の発光素子を備える。  
このうち、第一金属層は基板上に、絶縁層は第一金属層の上に設置され、さらに、絶縁層は第一金属層に露出した部分であるパターンエリアを有する。  
発光素子は第一金属層の上に設置され、パターンエリア内に位置する。
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明のさらに他の発光装置は、基板、第一金属層、絶縁層及び少なくとも１個の発光素子を備える。  
このうち、第一金属層は基板上に設置され、さらに第一金属層は基板に露出した部分であるパターンエリアを有する。  
絶縁層は第一金属層の上に設置され、発光素子は基板の上に設置され、さらにパターンエリア内に位置する。
【００１１】
このように、本発明の発光装置は基板上に第一金属層、そして、絶縁層の順に形成されるため、発光素子は熱伝導性の高い基板あるいは第一金属層を介して放熱される。  
従来の技術と比較するに、本発明では絶縁化処理が基板上の第一金属層の表面に設置されることにより、高い熱伝導係数の絶縁層を形成していて、放熱効果を強化することができる上、導熱性の接着剤を使用する必要がないため、導熱性の接着剤が劣化して製品の信頼度に影響を及ぼすのを回避する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の発光装置は基板上に第一金属層、そして、絶縁層の順に形成されるため、発光素子は熱伝導性の高い基板あるいは第一金属層を介して放熱される。  
従来の技術に比べ、本発明では絶縁化処理が基板上の第一金属層の表面に行なわれることにより、高い熱伝導係数の絶縁層を形成して、放熱効果を強化することができる上、導熱性の接着剤を使用する必要がないため、導熱性の接着剤が劣化して製品の信頼度に影響を及ぼすのを回避する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、図を参照しながら、本発明の発光装置における好適な実施例について説明する。
【００１４】
図２に示すように、本発明の好適な実施例における発光装置２は基板２０、第一金属層２１、絶縁層２２、及び少なくとも１個の発光素子２３を備える。
【００１５】
本実施例において、基板２０は剛性（rigid）基板あるいはフレキシブル（flexible）基板であり、さらに、基板２０の材質は、熱伝導性（thermal conductivity）に優れた材質を選択して構成される。  
それは、例えば、銅あるいは銅合金であるが、この限りではない。  
基板２０の体積は基本的には第一金属層２１及び発光素子２３よりかなり大きいため、基板２０も同様に優れた放熱効果を生み出す。
【００１６】
第一金属層２１は基板２０上に設置される。  
本実施例において、第一金属層２１は、エバポレート(evaporate)方式、スパッタリング方式、電気メッキ方式、溶射（Thermal Sprayers）、あるいは、化学気相成長方式（ＣＶＤ）等の物理的あるいは化学的な方式で基板２０の上に形成される。  
さらに、第一金属層２１の材質はセラミック金属、例えばアルミ、マグネシウム、チタン、及びその合金であるが、この限りではない。
【００１７】
絶縁層２２は第一金属層２１の上に設置され、さらに、絶縁層２２は第一金属層２１の表面を絶縁化処理することにより形成される。  
酸化、窒化、あるいは、炭化の過程によって、アルミ、マグネシウム、あるいは、チタンを含む第一金属層は、その表面にそれぞれアルミ、マグネシウム、あるいは、チタンを含む酸化物、窒化物、あるいは、炭化物等のセラミック化した絶縁層２２が形成される。  
本実施例における絶縁層２２の厚さは１００ｎｍから１ｍｍの間である。
【００１８】
発光素子２３は絶縁層の上に設置される。  
本実施例において、発光素子２３は発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）あるいは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）等である。
【００１９】
発光装置２は、さらに絶縁層２２の上に設置された第二金属層２５を備え、少なくとも１個のワイヤ２６を介して第二金属層２５は発光素子２３に電気的に接続される。  
第二金属層２５の材質は、銀、金、銅、アルミ、クロム、及びその合金、及び、銅、銀、錫等の導電物質を含む導電接着剤のうちの少なくとも１つから選択される。  
また、発光素子２３は同時に、ワイヤボンディング方式により、電導性の接着剤を使用するか、メッキによって第二金属層２５に電気的に接続されることから、異なる形態の発光素子２３に適用できる。
【００２０】
図３に示したように、発光装置２はさらに、絶縁層２２あるいは第二金属層２５に設置されたリードフレーム（lead frame）を備え、このリードフレームは第一電極ピン２７１及び第二電極ピン２７２を有し、それぞれ発光素子２３に電気的に接続される。  
したがって、このリードフレーム２７を介して外部の回路に電気的に接続することが可能であり、発光素子２３を駆動させて発光させる。
【００２１】
図４に示したように、基板２０はくぼみ槽を有し、発光素子２３はこのくぼみ槽に設置される。  
このくぼみ槽に設置されることにより、発光素子２３の側面光が表示方向に集中される効果が強化される。  
発光装置２はさらに反射層２８を備え、これは発光素子２３に隣接すると同時に、絶縁層２の上に設置されて、発光素子２３の側面光を反射して、表示方向に導く。  
このうち、反射層２８の材質は銀、金、ニッケルあるいはアルミを含む。
【００２２】
図５を参照しながら説明する。  
本発明の発光装置３は、基板２０、第一金屬層２１、絶縁層２２、及び、少なくとも１個の発光素子２３を備える。  
このうち、基板２０、第一金属層２１、絶縁層２２、及び、発光素子２３の設置及び形式、材質、構造等の特徴及び機能は、全て前述の実施例と同様であるため、ここでは説明しない。
【００２３】
本実施例において、第一金属層２１上に設置される絶縁層２２は、パターンエリア２２１を有する。  
このパターンエリア２２１は、例えば、フォトリソグラフィー（photolithography）工程あるいはシルク印刷工程によって絶縁層２１をパターン化して形成させ、このパターンエリア２２１は、第一金属層２１を部分的に露出させる。  
発光素子２３は、パターンエリア２２１内に位置し、第一金属層２１上に設置される。  
発光素子２３が直接第一金属層２１に接触することにより、熱伝導性に優れた金属材質を利用して発光素子２３によって発生した熱エネルギーを導き、発散させることにより、放熱効果を上げることができる。
【００２４】
図６を参照しながら説明する。  
本実施例において、第一金属層２１は完全に基板２０を覆っている。  
第一金属層２１の表面が絶縁化されることで、その上に絶縁層２２が形成される設置される。  
すなわち、絶縁層２２はパターンエリア２２１以外の第一金属層２１の表面に対して覆うことを意味する。  
絶縁層２２上に設置される第二金属層２５は基板２０に穴（図示しない）を開けるか、周囲に導電させる方式かによって、基板２０の両側の第二金属層２５を互いに通電させる。  
この方式により、第二金属層２５は直接外部の回路に電気的に接続できる。  
例えば、これは表面実装技術（surface mount technology, ＳＭＴ）によって達成される。
【００２５】
図７を参照しながら説明する。  
本実施例における発光装置２は、パターンエリア２２１の第一金属層２１の表面は発光効率を上げるための構造２１１に対応していて、発光素子２３によって発生された側面光を表示方向に反射並びに集中させる。  
発光効率を上げるための構造２１１は、不規則な構造をしており、この不規則な構造は、ウェーブ状、ちりめん状の構造が可能である。  
また、この発光効率を上げるための構造２１１は、複数の突起部を有する構造（図示しない）も可能で、この突起部の断面図は、多辺形、半円形、円形、楕円形も可能である。  
このような構造により、発光素子２３の側面光を集中させて表示方向に向かって発光されるのである。
【００２６】
さらに、本実施例の発光装置２は、発光素子２３に隣接し、第一金属層２１上に設置された反射層２８を備える。  
この反射層２８は、また発光効率を上げるための構造２１１の上に設置されていることで、発光素子２３の側面光の表示方向への反射並びに集中が強化される。  
この反射層２８の材質は、銀、金、ニッケルあるいはアルミ等の高反射材質が含まれる。
【００２７】
図８を参照しながら説明する。  
本発明の発光装置４は、基板２０、第一金属層２１、絶縁層２２、及び、少なくとも１個の発光素子２３を備える。  
このうち、基板２０、第一金属層２１、絶縁層２２、及び、発光素子２３の設置及び形式、材質、構造等の特徴及び機能は、全て前述の実施例と同様であるため、ここでは説明しない。
【００２８】
本実施例において、基板２０上に設置される第一金属層２１はパターンエリア２１２を有する。  
このパターンエリア２１２は基板２０に部分的に露出する。  
発光素子２３は、パターンエリア２１２内に位置し、さらに基板２０上に設置される。  
パターンエリア２１２を介して、発光素子２３が熱伝導性に優れた基板２０に直接接触することにより、効果的に放熱が行なわれる。
【００２９】
図９に示したように、本実施例におけるパターンエリア２１２の基板２０の表面は、発光効率を上げるための構造２０１を有する。  
第二実施例に述べたように、この発光効率を上げるための構造２０１は、不規則な構造あるいは複数の突起部を有する構造も可能である。  
このうち、不規則な構造あるいは突起部の断面の形状は、前述と同様であるため、ここでは説明しない。
【００３０】
このように、本発明の発光装置は、基板上に順序通りに第一金属層及び絶縁層が形成され、発光素子が熱伝導性の高い基板あるいは第一金属層を介して放熱の目的を果たす。  
従来の技術に比べ、本発明は、基板上の第一金属層の表面が絶縁化されることで、その上に熱伝送係数の高い絶縁層が形成される設置されて、放熱効果が強化される。  
また、導熱性の接着剤を使用する必要がなく、導熱性の接着剤の劣化によって製品の信頼度に影響を及ぼすことが回避される。
【００３１】
以上、本発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来のＬＥＤ発光装置を示した図である。
【図２】本発明の実施例の発光装置を示した図である。
【図３】本発明の実施例の発光装置を示した図である。
【図４】本発明の実施例の発光装置を示した図である。
【図５】本発明の実施例の発光装置を示した図である。
【図６】本発明の実施例の発光装置を示した図である。
【図７】本発明の実施例の発光装置を示した図である。
【図８】本発明の実施例の発光装置を示した図である。
【図９】本発明の実施例の発光装置を示した図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，２，３，４  発光装置
１０，２０      基板
１１，２２      絶縁層
１２，２３      発光素子
１３            金属層
１４            パッケージ層
２０１，２１１  発光効率を上げるための構造
２１            第一金属層
２１２，２２１  パターンエリア
２５            第二金属層
２６            ワイヤ
２７            リードフレーム
２７１          第一電極ピン
２７２          第二電極ピン
２８            反射層
【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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