(57)【要約】【課題】胴体の互いに異なる領域の配置されたキャビティの底にフリップボンディングされて配置された発光素子を含む発光素子パッケージ及びこれを具備した照明システムを提供すること。【解決手段】一実施例による発光素子パッケージは、胴体と、胴体の第１領域の第１キャビティと、胴体の第２領域の第２キャビティと、第１キャビティに互いに離隔された第１及び第２リードフレームと、第２キャビティに互いに離隔された第２及び第３リードフレームと、第１キャビティ内で第１及び第２リードフレーム上に配置された第１発光素子と、第２キャビティ内で第２及び第３リードフレーム上に配置された第２発光素子と、第１キャビティ及び第２キャビティに配置されたモールディング部材とを備える。【選択図】図１
2013033905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体と、
前記胴体の第１領域に設けられた第１キャビティと、
前記胴体の第２領域に設けられた第２キャビティと、
前記第１キャビティ内に互いに離隔された第１及び第２リードフレームと、
前記第２キャビティ内に互いに離隔された第２及び第３リードフレームと、
前記第１キャビティ内で前記第１及び第２リードフレーム上に配置された第１発光素子と、
前記第２キャビティ内で前記第２及び第３リードフレーム上に配置された第２発光素子と、
前記第１キャビティ及び前記第２キャビティに配置されたモールディング部材を備える発光素子パッケージ。
【請求項２】
前記第１発光素子及び第２発光素子は、発光構造物と、前記発光構造物の下に配置された第１及び第２電極とを有し、
前記第１発光素子は、前記第１及び第２リードフレーム上に前記第１及び第２電極がボンディングされており、
前記第２発光素子は、前記第２及び第３リードフレーム上に第１及び第２電極がボンディングされている、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項３】
前記第１及び第２発光素子は、トップ(top)側に配置された発光構造物または基板を含む、請求項２に記載の発光素子パッケージ。
【請求項４】
前記発光素子は、前記発光構造物と第２電極との間に配置された反射電極層と、前記反射電極層の下及び前記第１及び第２電極のまわりに配置された絶縁性の支持部材とを備え、
前記支持部材の下面は平坦な面で形成されている、請求項２または３に記載の発光素子パッケージ。
【請求項５】
前記第１キャビティに配置された第２リードフレームの第１部と前記第２キャビティに配置された第２リードフレームの第２部は互いに連結されている、請求項１乃至４のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項６】
前記第１キャビティに配置された第１リードフレームと前記第２キャビティに配置された第３リードフレームは互いに連結されている、請求項１乃至５のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項７】
前記胴体上部に形成された第３キャビティを有し、
前記第３キャビティには前記第１リードフレームの連結フレームと前記第２リードフレームの連結部が配置されており、
前記第３キャビティで前記第１リードフレームの連結フレームと前記第２リードフレームの連結部上に保護素子が配置されている、請求項１乃至６のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項８】
前記第１及び第２キャビティの底に配置された前記複数のリードフレームは、前記胴体の下面と同一水平面に配置されている請求項１乃至７のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項９】
前記第１リードフレームから前記胴体の第１側面の下に突き出された第１リード部と、前記第３リードフレームから前記胴体の第２側面の下に突き出された第２リード部とを備える、請求項１乃至８のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項１０】
前記第１キャビティの底及び側面に前記第１リードフレームと前記第２リードフレームとの間を分離する第１分離部と、前記第２キャビティの底及び側面に前記第２リードフレームと前記第３リードフレームの間を分離する第２分離部とを備える、請求項１乃至９のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項１１】
前記第１分離部と前記第２分離部は、前記胴体の材質で形成されている、請求項１乃至９のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項１２】
前記第１リードフレームの第１端部と前記第２リードフレームの第２端部は段差構造で形成されて、前記段差構造には凹凸パターンが形成されており、
前記第１分離部は前記凹凸パターンに接触されている、請求項１０に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１３】
前記第２リードフレームの第２端部と前記第３リードフレームの第１端部は段差構造で形成されて、前記段差構造には凹凸パターンが形成されており、
前記第２分離部は前記凹凸パターンに接触されている、請求項１２に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１４】
前記第１リードフレーム及び前記第２リードフレームは、前記第１キャビティの底及び側面を形成して、前記第２リードフレーム及び前記第３リードフレームは、前記第２キャビティの底及び側面を形成する、請求項１乃至１３のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項１５】
複数の発光素子パッケージと、
前記複数の発光素子パッケージが配列されたモジュール基板とを備え、
前記発光素子パッケージは、請求項１乃至１４のいずれかに記載の発光素子パッケージである照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施例は、発光素子パッケージ及びこれを具備した照明システムに関する。
【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、既存の蛍光灯、白熱灯を取り替えて次世代光源として脚光を浴びている。
【０００３】
発光ダイオードは、半導体素子を利用し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のみを消耗する。
【０００４】
また、発光ダイオードは、半導体素子の電位ギャップを利用して光を生成するので、既存の光源に比べて寿命が長くて応答特性が早くて、親環境的特徴を有する。
【０００５】
これによって、既存の光源を発光ダイオードで取り替えるための多い研究が進行されているし、発光ダイオードは室内外で使われる各種ランプ、液晶表示装置、電光板、街灯などの照明装置の光源として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】
本発明の実施例は、胴体の互いに異なる領域の配置されたキャビティの底にフリップボンディングされて配置された発光素子を含む発光素子パッケージ及びこれを具備した照明システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施例は、複数のキャビティに複数のリードフレームを配置して、前記各キャビティの底に配置された複数のリードフレームの上に発光素子をフリップボンディングした発光素子パッケージ及びこれを具備した照明システムを提供する。
【０００８】
本発明の一実施例による発光素子パッケージは、胴体と、前記胴体の上面と下面と間の第１領域に第１キャビティと、前記胴体の上面と下面との間の第２領域に第２キャビティと、前記第１キャビティ及び第２キャビティ内に互いに離隔された複数のリードフレームと、前記第１キャビティ及び前記第２キャビティ内に配置された複数のリードフレーム上に配置されている第１及び第２発光素子と、前記第１キャビティ及び前記第２キャビティ内に配置されたモールディング部材とを備え、前記複数のリードフレームは第１乃至第３リードフレームを有し、前記第１キャビティには前記第１及び第２リードフレームが配置されて、前記第２キャビティには前記第２及び第３リードフレームが配置されている。
【０００９】
本発明の一実施例による発光素子パッケージは、胴体と、前記胴体の第１領域に第１キャビティと、前記胴体の第２領域に第２キャビティと、前記第１キャビティの底に配置された第１及び第２リードフレームと、前記第２キャビティの底に配置された第３及び第４リードフレームと、前記第１キャビティ内で前記第１及び第２リードフレーム上にフリップボンディングされる第１発光素子と、前記第２キャビティ内で前記第３及び第４リードフレーム上にフリップボンディングされる第２発光素子と、前記第１キャビティ及び前記第２キャビティ内のモールディング部材とを備える。
【００１０】
本発明の一実施例による照明システムは、複数の発光素子パッケージと前記複数の発光素子パッケージが配列されたモジュール基板とを備え、前記各発光素子パッケージは、胴体と、前記胴体の上面と下面との間の第１領域に第１キャビティと、前記胴体の上面と下面との間の第２領域に第２キャビティと、前記第１キャビティ及び第２キャビティ内に互いに離隔された複数のリードフレームと、前記第１キャビティ及び前記第２キャビティ内に配置された複数のリードフレーム上に配置されている第１及び第２発光素子と、前記第１キャビティ及び前記第２キャビティ内に配置されたモールディング部材とを備え、前記複数のリードフレームは第１乃至第３リードフレームを有し、前記第１キャビティには前記第１及び第２リードフレームが配置されて、前記第２キャビティには前記第２及び第３リードフレームが配置されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一実施例は、複数のキャビティを有する発光素子パッケージで光抽出効率を改善させてくれることができる。
【００１２】
また、本発明の一実施例は発光素子パッケージとこれを具備したライトユニットの信頼性を改善させてくれることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明の一実施例による発光素子パッケージの斜視図である。
【図２】図２は図１に示された発光素子パッケージの平面図である。
【図３】図３は図１に示された発光素子パッケージのリードフレームと発光素子の連結例を示した図である。
【図４】図４は図１の発光素子パッケージの底面図である。
【図５】図５は図１の発光素子パッケージの側断面図である。
【図６】図６は本発明の一実施例によるレンズを有する図１の発光素子パッケージを示した図である。
【図７】図７は図４の発光素子パッケージのリードフレームの他の例を示した図面である。
【図８】図８は本発明の一実施例による複数の発光素子の回路構成図である。
【図９】図９は第２実施例による発光素子パッケージを示した斜視図である。
【図１０】図１０は図９の発光素子パッケージの側断面図である。
【図１１】図１１は第３実施例による発光素子パッケージを示した平面図である。
【図１２】図１２は図１１の発光素子パッケージにおいて、リードフレーム、発光素子及び保護素子の配置構造を示した図である。
【図１３】図１３は本発明の一実施例による発光素子パッケージの発光素子の例を示した斜視図である。
【図１４】図１４は本発明の一実施例による発光素子パッケージを含む表示装置を示した図である。
【図１５】図１５は本発明の一実施例による発光素子パッケージを含む表示装置の他の例を示した図である。
【図１６】図１６は本発明の一実施例による発光素子パッケージを含む照明装置の例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例は添付された図面及び実施例に対する説明を通じて明白に現われるようになるであろう。実施例の説明において、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らの“上(on)”にまたは“下(under)”に形成されることで記載する場合において、“上/うえ(on)”と“下/した (under)”は“直接(directly)”または“他の層を介して(indirectly)”形成されることをすべて含む。また、各層の上または下に対する基準は図面を基準で説明する。
【００１５】
図面で大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張されるか、または省略されるか、または概略的に図示された。また各構成要素の大きさは実際大きさを全面的に反映するものではない。また、等しい参照番号は図面の説明を通じて同一な要素を示す。以下、添付された図面を参照して実施例による発光素子パッケージを説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例による発光素子パッケージの斜視図であり、図２は、図１に示された発光素子パッケージの平面図であり、図３は、図１に示された発光素子パッケージのリードフレームと発光素子の連結例を示した図面であり、図４は、図１の発光素子パッケージの底面図であり、図５は、図１の発光素子パッケージの側断面図である。
【００１７】
図１乃至図５を参照すれば、発光素子パッケージ１００は、胴体１１０、前記胴体１１０の第１領域に第１キャビティ１２５、前記胴体１１０の第２領域に第２キャビティ１３５、前記胴体１１０内に第１乃至第３リードフレーム１２１、１３１、１４１、第１発光素子１５１、第２発光素子１５２を備える。
【００１８】
前記胴体１１０は、絶縁性がある材質または伝導性がある材質を含んで、例えば、ポリフタルアミド(ＰＰＡ:Polyphthalamide)のような樹脂材質、シリコン(Si)系列、金属材質、ＰＳＧ(photo sensitive glass)、サファイア(Al２O３、印刷回路基板(ＰＣＢ)のうちの少なくとも一つに形成されることができる。前記胴体１１０は反射率が高いポリフタルアミド(ＰＰＡ:Polyphthalamide)のような樹脂材質でなされることができる。
【００１９】
前記胴体１１０は伝導性を有する導体で形成されることもできる。胴体１１０が電気伝導性を有する材質の場合、胴体１１０の表面には絶縁膜(図示せず)が形成されて胴体１１０が第１乃至第３リードフレーム１２１、１３１、１４１と電気的にショート(short)されることを防止するように構成されることができる。上で眺めた胴体１１０のまわり形状は、発光素子パッケージ１００の用途及び設計によって三角形、四角形、多角形、及び円形など多様な形状を有することができる。
【００２０】
前記胴体１１０は複数の側面１１１〜１１４を含んで、前記複数の側面１１１〜１１４のうちの少なくとも一つは、前記胴体１１０の下面に対して垂直であるか、または傾くように配置されることができる。前記胴体１１０の側面１１１〜１１４は、前記胴体１１０の下面に対して垂直であるか、または傾くように配置されることができるし、第１側面１１１及び第２側面１１２の幅は、第３側面１１３及び第４側面１１４は幅と異なることがある。ここで、第１側面１１１及び第２側面１１２の幅は、前記第３側面１１３と前記第４側面１１４との間の間隔であり、前記第３側面１１３と前記第４側面１１４の幅は、前記第１側面１１１及び第２側面１１２の間の間隔であることができる。前記胴体１１０の外形は多面体として、例えば、六面体を含んで、これに対して限定しない。
【００２１】
前記胴体１１０の上部１１６には前記第１キャビティ１２５の上部が開放された第１領域と、前記第２キャビティ１３５の上部が開放された第２領域を含んで、光が放出される領域である。
【００２２】
前記第１キャビティ１２５及び前記第２キャビティ１３５は、前記胴体１１０の上面と下面との間に配置される。
【００２３】
前記第１キャビティ１２５及び第２キャビティ１３５は、前記胴体１１０の互いに異なる領域に配置されて、前記胴体１１０の上部から凹な形状、例えば、コップ(Cup)構造またはリセス(recess)形状を含む。前記第１キャビティ１２５の側面は前記第１キャビティ１２５の底から傾くか、または垂直するように折曲されることができる。前記第１キャビティ１２５の側面のうちで対向される二つの側面は等しい角度で傾くか、または互いに異なる角度で傾くことができる。
【００２４】
前記第１キャビティ１２５及び第２キャビティ１３５の中心は、発光素子パッケージの長さ方向に対して同一な線上に配置されることができる。
【００２５】
図１及び図２のように、前記第１キャビティ１２５には前記第１リードフレーム１２１と第２リードフレーム１３１の第１部１３２が配置されて互いに離隔される。前記第１キャビティ１２５の底に配置された第１リードフレーム１２１と前記第２リードフレーム１３１の第１部１３２は放熱部で使われることができる。前記第１キャビティ１２５の底には第１及び第２リードフレーム１２１と第２リードフレーム１３１の第１部１３１が配置されて、図２のような第１分離部１２６によって分離する。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の第１部１３２によって第１キャビティ１２５の構造が形成される。前記第１分離部１２６は第１キャビティ１２５の底及び側面で形成される。
【００２６】
前記第２キャビティ１３５には前記第３リードフレーム１４１と第２リードフレーム１３１の第２部１３４が配置されて互いに離隔される。前記第２キャビティ１３５の底に配置された第４リードフレーム１４１と前記第２リードフレーム１３１の第２部１３４は放熱部で使われることができる。前記第２キャビティ１３５の底には第２リードフレーム１３１の第２部１３４と第３リードフレーム１４１が配置されて、図２のような第２分離部１３６によって分離する。前記第２リードフレーム１３１の第２部１３４と第３リードフレーム１４１によって第２キャビティ１３５の構造が形成されることができる。前記第２分離部１３６は第２キャビティ１３５の底及び側面で形成される。
【００２７】
前記第１及び第２分離部１２６、１３６には絶縁物質、例えば、胴体１１０の材質と等しい物質で形成されることができるし、これに対して限定しない。前記第１及び第２分離部１２５、１３６の幅は等しく形成されることができる。
【００２８】
図３を参照すれば、前記第２リードフレーム１３１は前記第１リードフレーム１２１と前記第３リードフレーム１４１との間に配置される。前記第１リードフレーム１２１と前記第３リードフレーム１４１の長さＤ２、Ｄ４は、互いに等しいことがあって、前記第２リードフレーム１３１の長さＤ３よりは小さいことがある。ここで、長さ方向は二つのキャビティ１２５、１３５の中心を通る方向や、発光素子パッケージの長辺方向であることができるし、幅方向は前記長さ方向と直交する方向や発光素子パッケージの短辺方向であることができる。
【００２９】
前記第１乃至第３リードフレーム１２１、１３１、１４１の幅Ｄ１は、等しい幅で形成されることができる。
【００３０】
前記第１乃至第３リードフレーム１２１、１３１、１４１の厚さは、０．１５mm〜０．３mmであることがある。前記第１キャビティ１２５に複数のリードフレーム１２１、１３１及び前記第２キャビティ１３５に複数のリードフレーム１３１、１４１が各発光素子１５１、１５２と直接接続されることで、放熱効率を改善させてくれることができる。前記第１乃至第３リードフレーム１２１、１３１、１４１は伝導性材質であり、金属材質、例えば、チタン(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、白金(Pt)、スズ(Sn)、銀(Ag)、燐(P)、前記金属の選択的な合金のうちの少なくとも一つを含んで、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るし、これに対して限定しない。
【００３１】
図３及び図５を参照すれば、前記第１及び第３リードフレーム１２１、１４１の上部１２１Ａ、１４１Ａは、前記キャビティ１２５、１３５の外側に折曲されて、前記胴体１１０の上面と下面との間の領域内に配置されて、前記胴体１１０の下面よりは上面にさらに近く配置されることができる。前記第１リードフレーム１２１の上部１２１Ａは、前記胴体１１０の第１側面１１１の下に折曲されることができる。前記第３リードフレーム１４１の上部１４１Ａは、前記胴体１１の第１側面１１１の反対側第２側面１１２の下に折曲されることができる。また、第１乃至第３リードフレーム１２１、１３１、１４１の他の部分は、選択的に前記胴体１１０の少なくとも一側面を通じて露出することができる。
【００３２】
前記第１リードフレーム１２１と第２リードフレーム１３１との間の第１分離領域１２６Ａは、前記第２リードフレーム１３１と第３リードフレーム１４１との間の第１分離領域１３６Ａと等しい間隔や、他の間隔に配置されることができる。
【００３３】
前記第１分離領域１２６Ａと第２分離領域１３６Ａは、前記第１乃至第３リードフレーム１２１、１３１、１４１の幅Ｄ１の等しい長さで形成されることができる。
【００３４】
前記第２リードフレーム１３３の連結部１３３は前記第２リードフレーム１３３の第１部１３２と第２部１３４を互いに連結してくれて、図５のように前記胴体１１０内に配置されるか、または前記胴体１１０の上面に露出することができる。
【００３５】
図４及び図５を参照すれば、前記第１キャビティ１２５の下面は、胴体１１０の下面１１５と同一平面上に配置されて、前記第１キャビティ１２５の下面は、前記第１リードフレーム１２１と第２リードフレーム１３１の第１部１３２が第１分離部１２６によって互いに離隔される。前記第２キャビティ１３５の下面は前記胴体１１０の下面１１５と同一平面上に配置されて、前記第２リードフレーム１３１と第２リードフレーム１３１の第２部１３４が第２分離部１３６によって互いに分離する。
【００３６】
前記第１キャビティ１２５には少なくとも一つの第１発光素子１５１が配置されて、前記第１発光素子１５１は前記第１キャビティ１２５の底にフリップ方式でボンディングされる。前記第１発光素子１５１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との第１部１３２上にソルダのような接合部材でボンディングされて、別途のワイヤを利用しないこともある。前記第１キャビティ１２５は第１発光素子１５１の中心を通る線分によって線対称になるか、または点対称または非対称構造で形成されることができる。
【００３７】
前記第２キャビティ１３５には少なくとも一つの第２発光素子１５２が配置されて、前記第２発光素子１５２は前記第２キャビティ１３５の底にボンディングされる。前記第２発光素子１５２は前記第２リードフレーム１３１の第２部１３４と前記第３リードフレーム１４１上にソルダボンディングされて、別途のワイヤを利用しないこともある。前記発光素子１５１、１５２は各キャビティ１２５、１３５の中心部に配置されることができる。前記第２キャビティ１３５は第２発光素子１５２の中心を通る線分によって線対称になるか、または点対称または非対称構造で形成されることができる。
【００３８】
前記第１キャビティ１２５及び前記第２キャビティ１３５内に第１及び第２発光素子１５１、１５２がフリップボンディングされることで、前記各キャビティ１２５、１３５内にワイヤがボンディングされる空間を除去することができる。また、第１キャビティ１２５内で第１発光素子１５１及び前記第２キャビティ１３５内に第２発光素子１５２がボンディングされることで、胴体１１０の上部にボンディングのためのリードフレームをさらに具備しなくても良くて、ワイヤをとり除くことで発光素子パッケージの厚さを薄く持って行くことができる。
【００３９】
前記第１発光素子１５１及び第２発光素子１５２は、紫外線帯域から可視光線帯域の波長範囲のうちで選択的に発光することができるし、等しいピーク波長の光を放出するか、または互いに異なるピーク波長の光を放出することができる。前記第１発光素子１５１及び第２発光素子１５２は、３族-５族化合物半導体を利用したＬＥＤチップ、例えば、ＵＶ(Ultra violet)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チップのうちの少なくとも一つを含むことができる。
【００４０】
図５を参照すれば、第１キャビティ１２５には第１モールディング部材１６１及び第２キャビティ１３５には第２モールディング部材１６２が形成されることができる。前記第１モールディング部材１６１及び第２モールディング部材１６２は、透光性樹脂層で形成されることができるし、前記透光性樹脂シリコンまたはエポキシ系列の物質を含むことができる。前記第１及び第２モールディング部材１６１、１６２は、前記胴体１１０の上部領域まで形成されることができる。前記第１モールディング部材１６１及び前記第２モールディング部材１６２には第１発光素子１５１及び第２発光素子１５２から放出される光の波長を変化するための蛍光体を含むことができるし、前記蛍光体発光素子ら１５１、１５２から放出される光の一部を励起させて他の波長の光から放出するようになる。
【００４１】
例えば、発光素子ら１５１、１５２が青色発光ダイオードであり、蛍光体が黄色蛍光体の場合に黄色蛍光体は、青色光によって励起されて白色の光を生成することができる。発光素子ら１５１、１５２が紫外線(ＵＶ)を放出する場合には、Red、Green、Blue三色の蛍光体が各モールディング部材１６１、１６２に添加されて、白色光を具現することもできる。前記第１モールディング部材１６１と前記第２モールディング部材１６２内に添加された蛍光体は、互いに等しい種類であるか、または他の種類であることができるし、これに対して限定しない。
【００４２】
前記胴体１１０の上部には図６のようにレンズ１７０がさらに形成されることができるし、前記レンズは凹型または/及び凸型レンズの構造を含むことができるし、発光素子パッケージ１００が放出する光の配光(light distribution)を調節することができる。また、前記レンズ１７０は中心部が凹な形状を有して、前記発光素子１５１、５１２に対応される領域が凸な形状で形成されることができる。前記レンズ１７０の上部中心は、凹な凹型部１７１を含むことができるし、これに対して限定しない。
【００４３】
図７は、発光素子パッケージのリードフレームの他の例を示した図面である。
【００４４】
図７を参照すれば、発光素子パッケージは、第１及び第２リードフレーム１２２、１２３の長さＬ１を等しい長さで形成されて、第１及び第２リードフレーム１２２、１２３は第１キャビティ１２５と第２キャビティ１３５内で分離部１２７によって互いに離隔される。前記第１リードフレーム１２２の側面幅Ｄ５は前記第２リードフレーム１２３の側面幅Ｄ６よりさらに広い幅で形成されることができる。前記第１リードフレーム１２２の上部１２２Ａと前記第２リードフレーム１２３の上部１２３Ａは互いに反対側に折曲される。
【００４５】
前記分離部１２７は、第１及び第２リードフレーム１２２、１２３の長さＬ１方向に形成されて、前記第１キャビティ１２５と第２キャビティ１３５の底を経由するようになる。
【００４６】
図８を参照すれば、図１の発光素子パッケージは、図８の(Ａ)のように第１発光素子１５１と第２発光素子１５２が直列で連結されて、図７の発光素子パッケージは図８の(Ｂ)のように第１発光素子１５１と第２発光素子１５２が並列で連結される。前記発光素子１５１、１５２のアノード(Ａ)及びカソード(Ｃ)に電源を供給するようになる。
【００４７】
図９は、第２実施例による発光素子パッケージの斜視図であり、図１０は、図９の発光素子パッケージの側断面図である。第２実施例を説明するにおいて、第１実施例と等しい構成要素は、第１実施例を参照することにする。
【００４８】
図９を参照すれば、発光素子パッケージ１００は、胴体１１０、前記胴体１１０の第１領域に第１キャビティ１２５、前記胴体１１０の第２領域に第２キャビティ１３５、前記胴体１１０内に第１乃至第３リードフレーム１２１、１３１、１４１、第１発光素子１５１、第２発光素子１５２を備える。
【００４９】
前記第１リードフレーム１２１は、第１リード部１２１Ｂを有する。前記第１リード部１２１Ｂは、前記胴体１１０の第１側面１１１の下で前記第１側面１１１に突き出されることができる。
【００５０】
前記第３リードフレーム１４１は、第２リード部１４１Ｂを有する。前記第２リード部１３１Ｂは、前記胴体１１０の第２側面１１２の下で前記第２側面１１２に突出して配置されることができる。
【００５１】
図１０を参照すれば、第１リードフレーム１２１と第２リードフレーム１３１との間に配置された第１分離部１２６は下面が上面幅よりさらに広い幅で形成される。これによって第１分離部１２５は、前記第１リードフレーム１２１と第２リードフレーム１３１との間を互いに支持するようにする。
【００５２】
前記第２リードフレーム１３１と第３リードフレーム１４１との間に配置された第２分離部１３６は、下面が上面幅よりさらに広い幅で形成される。これによって第２分離部１３６は、前記第２リードフレーム１３１と第３リードフレーム１４１との間を互いに支持させてくれる。前記第１分離部１２６と第２分離部１３６は、胴体１１０の材質と等しい材質で形成されるか、または他の接着層で形成されることができるし、これに対して限定しない。
【００５３】
前記第１リードフレーム１２１は、第１端部１２８と第２リードフレーム１３１の第１端部１３８は段差構造で形成されて、前記段差構造は第１分離部１２６との接着面積を増加させてくれることができる。また、前記第１リードフレーム１２１は、第１端部１２８と第２リードフレーム１３１の第１端部１３８は段差構造の表面に凹凸パターンＰ１、Ｐ２で形成されて、第１分離部１２６との密着面積を増加させてくれることができる。これによって第１分離部１２６との接触面の増加を通じる湿り気の浸透を抑制することができる。
【００５４】
前記第２リードフレーム１３１は、第２端部１３９と第３リードフレーム１３１の第１端部１４８は段差構造で形成されて、前記段差構造は前記第２分離部１３６との接触面積を増加させてくれることができる。また、前記第２リードフレーム１３１は第２端部１３９と第３リードフレーム１４１の第１端部１３８は、段差構造の表面に凹凸パターンＰ３、Ｐ４で形成されて、第２分離部１３６との密着面積を増加させてくれることができる。これによって第２分離部１３６との接触面を通じる湿り気の浸透を抑制することができる。
【００５５】
図１１は、第３実施例による発光素子パッケージの平面図であり、図１２は、図１１の発光素子パッケージのリードフレーム、発光素子及び保護素子の配置構造を示した図面である。
【００５６】
図１１及び図１２を参照すれば、胴体１１０、胴体１１０の第１領域に第１キャビティ１２５、前記胴体１１０の第２領域に第２キャビティ１３５、前記胴体１１０内に第１乃至第３リードフレーム１２１、１３１、１４１、第１発光素子１５１、第２発光素子１５２を備える。
【００５７】
前記第１リードフレーム１２１と第３リードフレーム１４１は、連結フレーム１３０によって互いに連結される。前記連結フレーム１３０は前記第２リードフレーム１３１と胴体１１０の第３側面１１３との間に配置されることができる。
【００５８】
前記連結フレーム１３０と前記第２リードフレーム１３１の連結部１３３との間には、保護素子１５３が配置されることができる。前記保護素子１５３は前記胴体１１０の上面から所定深さで形成された第３キャビティ１４５に配置されることができる。前記第３キャビティ１４５の深さは前記第１及び第２キャビティ１２５、１３５の深さより低いことがあって、５０-２００μmの深さで形成されることができる。
【００５９】
前記保護素子１５３は、ツェナーダイオード、サイリスター、またはＴＶＳ(Transient voltage suppression)ダイオードを選択的に含むことができる。
【００６０】
前記第１分離部１２６と前記第２分離部１３６との間の間隔は、前記連結フレーム１３０と第２リードフレーム１３１の連結部１３３との間の間隔と等しいか、または広いことがあって、これに対して限定しない。
【００６１】
前記第１キャビティ１２５及び第２キャビティ１３５には蛍光体が添加されたモールディング部材が配置されて、前記第３キャビティ１４５には蛍光体が添加されないモールディング部材が配置されることができる。
【００６２】
本実施例は、２個または３個のリードフレームを利用してキャビティを形成して、キャビティ内でフリップボンディングされる発光素子に対して開示したが、３個以上のキャビティ内で発光素子をそれぞれフリップボンディングすることができる。
【００６３】
図１３は、本発明の一実施例による発光素子を示した側断面図である。
【００６４】
図１３を参照すれば、発光素子１５１、１５２は基板５１、第１半導体層５３、第１導電型半導体層５５、活性層５７、第２導電型半導体層５９、反射電極層７１、絶縁層７３、第１電極７５、第２電極７７、第１連結電極８１、第２連結電極８３、及び支持部材９１を備える。
【００６５】
前記基板５１は透光性、絶縁性または導電性基板を利用することができるし、例えば、サファイア(Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅ、Ｇａ２Ｏ３のうちの少なくとも一つを利用することができる。前記基板の一側面には凹凸パターンのような光抽出構造が形成されることができるし、前記凹凸パターンは前記基板の蝕刻を通じて形成するか、または別途のラフネスのようなパターンを形成することができる。前記凹凸パターンはストライプ形状または凸型レンズ形状を含むことができる。前記基板５１は半導体層が成長される成長基板で定義されることができる。
【００６６】
前記基板５１の下には、第１半導体層５３が形成されることができる。前記第１半導体層５３は２-６族化合物半導体、または３族-５族化合物半導体を利用して形成されることができる。前記第１半導体層５３は２族-６族化合物半導体または３族-５族化合物半導体を利用して少なくとも一層または複数の層で形成されることができる。前記第１半導体層５３は、例えば、３族-５族化合物半導体を利用した半導体層例えば、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのうちの少なくとも一つを含むことができる。前記第１半導体層５３はＺｎＯ層のような酸化物で形成されることができるし、これに対して限定しない。
【００６７】
前記第１半導体層５３はバッファ層で形成されることができるし、前記バッファ層は前記基板と窒化物半導体層との間の格子定数の差を減らしてくれることができる。
【００６８】
前記第１半導体層５３は、アンドープ(undoped)半導体層で形成されることができる。前記アンドープ半導体層は３族-５族化合物半導体、例えば、ＧａＮ系半導体で具現されることができる。前記アンドープ半導体層は、製造工程時に意図的に導電型ドーパントをドーピングしなくても第１導電特性を有するようになって、前記第１導電型半導体層５５の導電型ドーパント濃度よりは低い濃度を有するようになる。
【００６９】
前記第１半導体層５３は、バッファ層及びアンドープ半導体層のうちの少なくとも一つで形成されることができるし、これに対して限定しない。
【００７０】
前記第１半導体層５３上には発光構造物６０が形成されることができる。前記発光構造物６０は３族-５族化合物半導体を含んで、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を有して、紫外線帯域から刺光線帯域の波長範囲内で所定のピーク波長を発光することができる。
【００７１】
前記発光構造物６０は、第１導電型半導体層５５、第２導電型半導体層５９、前記第１導電型半導体層５５と前記第２導電型半導体層５９との間に形成された活性層５７を備える。
【００７２】
前記第１半導体層５３の下には第１導電型半導体層５５が形成されることができる。前記第１導電型半導体層５５は第１導電型ドーパントがドーピングされた３族-５族化合物半導体で具現されて、前記第１導電型半導体層５５はＮ型半導体層であり、前記第１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。
【００７３】
前記第１導電型半導体層５５と前記第１半導体層５３との間には互いに異なる半導体層が相互に積層された超格子構造が形成されることができるし、このような超格子構造は、格子欠陷を減少させてくれることができる。前記超格子構造の各層は数Ａ以上の厚さで積層されることができる。
【００７４】
前記第１導電型半導体層５５と前記活性層５７との間には第１導電型クラッド層が形成されることができる。前記第１導電型クラッド層はＧａＮ系半導体で形成されることができるし、そのバンドギャップは前記活性層５７のバンドギャップ以上で形成されることができる。このような第１導電型クラッド層はキャリアを拘束させてくれる役割をする。
【００７５】
前記第１導電型半導体層５５の下には活性層５７が形成される。前記活性層５７は単一量子井、多重量子井(ＭＱＷ) 、量子線(quantum wire)構造または量子点(quantum dot)構造を選択的に含んで、井戸層と障壁層の周期を含む。前記井戸層はInxAlyGa１-x-yN(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を含んで、前記障壁層はInxAlyGa１-x-yN(０≦x≦１、０≦y≦１、０≦x+y≦１)の組成式を含むことができる。
【００７６】
前記井戸層/障壁層の周期は、例えば、ＩｎＧａＮ/ＧａＮ、ＡｌＧａＮ/ＧａＮ、ＩｎＧａＮ/ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ/ＩｎＧａＮの積層構造を利用して１周期以上で形成されることができる。前記障壁層は前記井戸層のバンドギャップより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。
【００７７】
前記活性層５７の下には第２導電型半導体層５９が形成される。前記第２導電型半導体層５９は第２導電型ドーパントがドーピングされた半導体、例えば、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのような化合物半導体のうちの何れか一つでなされることができる。前記第２導電型半導体層５９がＰ型半導体層であり、前記第２導電型ドーパントはＰ型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを含むことができる。
【００７８】
前記第２導電型半導体層５９は、超格子構造を有することができるし、前記超格子構造はＩｎＧａＮ/ＧａＮ超格子構造またはＡｌＧａＮ/ＧａＮ超格子構造を含むことができる。前記第２導電型半導体層５９の超格子構造は非正常に電圧に含まれた電流を拡散させて、活性層５７を保護することができる。
【００７９】
また、前記第１導電型半導体層５５は、Ｐ型半導体層、前記第２導電型半導体層５９はＮ型半導体層で具現されることができる。前記第２導電型半導体層５９上には前記第２導電型と反対の極性を有する第３導電型半導体層を形成することもできる。
【００８０】
前記発光素子１５１、１５２は、前記第１導電型半導体層５５、活性層５７及び前記第２導電型半導体層５９を発光構造物６０で定義されることができるし、前記発光構造物はＮ-Ｐ接合構造、Ｐ-Ｎ接合構造、Ｎ-Ｐ-Ｎ接合構造、Ｐ-Ｎ-Ｐ接合構造のうちの何れか一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、または間接接触された構造を含む。以下、説明の便宜のために、発光構造物６０の最上層は第２導電型半導体層５９で説明することにする。
【００８１】
前記第２導電型半導体層５９の下には、反射電極層７１が形成される。前記反射電極層７１はオーミック接触層、反射層、及び拡散防止層、保護層のうちの少なくとも一つを有する。
【００８２】
前記反射電極層７１は、オーミック接触層/反射層/拡散防止層/保護層の構造で形成されるか、または反射層/拡散防止層/保護層の構造で形成されるか、またはオーミック接触層/反射層/保護層の構造で形成されるか、または反射層/拡散防止層で形成されるか、または反射層で形成されることができる。
【００８３】
ここで、前記オーミック接触層は、前記第２導電型半導体層５９の下に接触されて、その接触面積は前記第２導電型半導体層５９の下面の面積の７０％以上で形成されることができる。前記オーミック接触層は、ＩＴＯ(indium tin oxide)、ＩＺＯ(indium zin coxide)、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)、ＳｎＯ、ＩｎＯ、ＩＮＺｎＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、Ｎｉ、Ｃｒ及びこれらの選択的な化合物または合金のうちで選択されて、少なくとも一層で形成されることができる。前記オーミック接触層の厚さは、１〜１，０００Åで形成されることができる。
【００８４】
前記反射層は、前記オーミック接触層の下に反射率が７０％以上の物質、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｉｒの金属と前記の金属のうちで２以上の合金のうちで選択されることができる。前記反射層の金属は前記第２導電型半導体層５９下にオーミック接触されることができるし、この場合前記オーミック接触層は形成しないこともある。前記反射層の厚さは１〜１０，０００Åで形成されることができる。
【００８５】
前記拡散防止層はＡｕ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ及びこれらのうちで２以上の合金のうちで選択されることができる。前記拡散防止層は互いに異なる層の境界で層間の拡散を防止するようになる。前記拡散防止層の厚さは、１〜１０，０００Åで形成されることができる。
【００８６】
前記保護層は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｈｆ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ及びこれらのうちで２以上の合金のうちで選択されることができるし、その厚さは１〜１０，０００Åで形成されることができる。
【００８７】
前記反射電極層７１は、透光性電極層/反射層の積層構造を含むことができるし、前記透光性電極層は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)、ＳｎＯ、ＩｎＯ、ＩＮＺｎＯ、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘのグループのうちから選択することができる。前記透光性電極層の下には反射層が形成されることができるし、前記反射層は第１屈折率を有する第１層と第２屈折率を有する第２層相互に２ペア以上積層された構造を含んで、前記第１及び第２屈折率は互いに違って、前記第１層と第２層は、１．５〜２．４間の物質、例えば、伝導性または絶縁性物質で形成されることができるし、このような構造はＤＢＲ(distributed bragg reflection)構造で定義されることができる。
【００８８】
前記第２導電型半導体層５９及び前記反射電極層７１のうちの少なくとも一層の表面には、ラフネスのような光抽出構造が形成されることができるし、このような光抽出構造は入射される光の臨界角を変化させて、光抽出効率を改善させてくれることができる。
【００８９】
前記第１導電型半導体層５５の一部領域Ａ１の下には第１電極７５が形成されて、前記反射電極層７１の一部の下には第２電極７７が形成されることができる。前記第１電極７５の下には第１連結電極８１が形成されて、前記第２電極７７の下には第２連結電極８３が形成される。
【００９０】
前記第１電極７５は、前記第１導電型半導体層５５の一部領域Ａ１に電気的に連結される。前記第１電極７５は電極パッドを含むことができるし、これに対して限定しない。
【００９１】
前記第１電極７５は、前記活性層５７及び第２導電型半導体層５９の側面と離隔されて、前記第１導電型半導体層５５の一部領域Ａ１より小さな面積で形成されることができる。
【００９２】
前記第２電極７７は、前記反射電極層７１を通じて前記第２導電型半導体層５９と物理的または/及び電気的に接触されることができる。前記第２電極７７は電極パッドを含む。
【００９３】
前記第１電極７５及び第２電極７７は、接着層、反射層、拡散防止層、及びボンディング層のうちの少なくとも一つを含む。前記接着層は前記第１導電型半導体層５５の一部領域Ａ１下にオーミック接触されて、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｖ、Ｈｆ及びこれらの選択的な合金で形成されることができるし、その厚さは１〜１，０００Åで形成されることができる。前記反射層は前記接着層の下に形成されて、その物質はＡｇ、Ａｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ｐｄ及びこれらの選択的な合金で形成されることができるし、その厚さは１〜１０，０００Åで形成されることができる。前記拡散防止層は前記反射層の下に形成されて、その物質はＮｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｌａ、Ｔａ、Ｔｉ及びこれらの選択的な合金で形成されることができるし、その厚さは１〜１０，０００Åを含む。前記ボンディング層は、前記第１連結電極８１とボンディングされる層であり、その物質はＡｌ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｔ及びこれらの選択的な合金で形成されることができるし、その厚さは１〜１０，０００Åで形成されることができる。
【００９４】
前記第１電極７５と前記第２電極７７は、等しい積層構造か、または他の積層構造で形成されることができる。前記第２電極７７の積層構造が前記第１電極７５の積層構造より小さいことができるし、例えば、前記第１電極７５は接着層/反射層/拡散防止層/ボンディング層の構造または接着層/拡散防止層/ボンディング層の構造で形成されることができるし、前記第２電極７７は接着層/反射層/拡散防止層/ボンディング層の構造または接着層/拡散防止層/ボンディング層の構造で形成されることができる。
【００９５】
前記第２電極７７の上面の面積は、前記反射電極層７１の下面の面積と等しい面積であるか、前記第２連結電極８３の上面の面積より少なくとも大きい面積であることがある。
【００９６】
前記第１電極７５及び前記第２電極７７のうちの少なくとも一つは電極パッドから分岐されたアーム(arm)またはフィンガー(finger)構造のような電流拡散パターンがさらに形成されることができる。また、前記第１電極７５及び前記第２電極７７の電極パッドは一つまたは複数で形成されることができるし、これに対して限定しない。
【００９７】
前記第１連結電極８１及び前記第２連結電極８３は、電源を供給するリード(lead)機能と放熱経路を提供するようになる。前記第１連結電極８１及び前記第２連結電極８３は柱形状であることができるし、例えば、球形、円錐または多角柱のような形状であるか、ランダムな形状を含むことができる。ここで、前記多角柱は等角であるか、等角ではないことがあって、これに対して限定しない。前記第１連結電極８１及び前記第２連結電極８３の上面または下面形状は円形、多角形を含むことができるし、これに対して限定しない。前記第１連結電極８１及び前記第２連結電極８３の下面は上面と異なる面積で形成されることができるし、例えば、前記下面の面積は上面の面積よりさらに大きいか、または小さいことがある。
【００９８】
前記第１連結電極８１及び前記第２連結電極８３のうちの少なくとも一つは、前記発光構造物６０の下面幅よりは小さく形成されることができるし、前記各電極７５、７７の下面幅または直径よりは大きく形成されることができる。
【００９９】
前記第１連結電極８１及び前記第２連結電極８３の直径または幅は、１μm〜１００，０００μmで形成されることができるし、その高さは１μm〜１００，０００μmで形成されることができる。ここで、前記第１連結電極８１の厚さＨ１は、前記第２連結電極８３の厚さＨ２よりさらに長く形成されることができるし、前記第１連結電極８１及び前記第２連結電極８３の下面は等しい平面(すなわち、水平面)上に配置されることができる。
【０１００】
前記第１連結電極８１及び第２連結電極８３は、何れか一つの金属または合金を利用して単一層で形成されることができるし、前記の単一層の幅及び高さは１μm〜１００，０００μmで形成されることができるし、例えば、前記単一層の厚さは前記第２電極８３の厚さよりさらに厚い高さで形成されることができる。
【０１０１】
前記第１連結電極８１及び第２連結電極８３は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ及びこれら金属の選択的合金のうちの何れか一つで形成されることができる。前記第１連結電極８１及び第２連結電極８３は、前記第１電極７５及び第２電極７７との接着力向上のためにＩｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ及びこれらの選択的な合金中のある一金属にメッキされることができる。この時鍍金厚さは１〜１００，０００Åが適用可能である。
【０１０２】
前記第１連結電極８１及び前記第２連結電極８３の表面には鍍金（めっき）層がさらに形成されることができるし、前記鍍金層は、Tinまたはこれの合金、Niまたはこれの合金、Tin-Ag-Cu合金で形成されることができるし、その厚さは０．５μm〜１０μmで形成されることができる。このような鍍金層は他のボンディング層との接合を改善させてくれることができる。
【０１０３】
前記絶縁層７３は前記反射電極層７１下に形成されることができる。前記絶縁層７３は前記第２導電型半導体層５９の下面、前記第２導電型半導体層５９及び前記活性層５７の側面、前記第１導電型半導体層５５の一部領域(Ａ１)の下面で形成されることができる。前記絶縁層７３は前記発光構造物６０の下部領域のうちで前記反射電極層７１、第１電極７５及び第２電極７７を除いた領域に形成されて、前記発光構造物６０の下部を電気的に保護するようになる。
【０１０４】
前記絶縁層７３はＡｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも一つを有する酸化物、窒化物、弗化物、及び硫化物のうちの少なくとも一つで形成された絶縁物質または絶縁性樹脂を含む。前記絶縁層７３は例えば、SiO２、Si３N４、Al２O３、TiO２のうちで選択的に形成されることができる。前記絶縁層７３は単層または多層で形成されることができるし、これに対して限定しない。前記絶縁層７３は発光構造物６０の下にフリップボンディングのための金属構造物を形成する時、前記発光構造物６０の層間ショートを防止するために形成される。
【０１０５】
前記絶縁層７３は前記反射電極層７１下面で形成されないで、前記発光構造物６０の表面のみに形成されることができる。これは前記反射電極層７１の下面には絶縁性の支持部材９１が形成されることで、前記絶縁層７３を前記反射電極層７１の下面まで延ばさないこともある。
【０１０６】
前記絶縁層７３は互いに異なる屈折率を有する第１層と第２層相互に配置されたＤＢＲ構造で形成されることができるし、前記第１層はSiO２、Si３N４、Al２O３、TiO２のうちの何れか一つであり、前記第２層は前記第１層以外の物質のうちの何れか一つで形成されることができる。この場合、前記反射電極層は形成しないこともある。
【０１０７】
前記絶縁層７３は１００〜１０，０００Å厚さで形成されて、多層構造で形成された場合各層は１〜５０，０００Åの厚さや、各層当り１００〜１０，０００Åの厚さで形成されることができる。ここで、前記多層構造の絶縁層７３で各層の厚さは、発光波長によって反射効率を変化させてくれることができる。
【０１０８】
前記第１連結電極８１及び前記第２連結電極８３の材質はＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ及びこれらの選択的な合金に形成されることができる。また、前記第１連結電極８１と前記第２連結電極８３は前記第１電極７５と前記第２電極７７との接着力のためにＩｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ及びこれらの合金を利用した鍍金層を含むことができるし、前記鍍金層の厚さは１〜１００，０００Åで形成されることができる。前記第１連結電極８１及び前記第２連結電極８３はソルダボールまたは金属バンプで使われることができるし、これに対して限定しない。
【０１０９】
前記第１連結電極８１及び前記第２連結電極８３の材質はＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｉｎ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ及びこれらの選択的な合金で形成されることができる。また、前記第１連結電極８１と前記第２連結電極８３は前記第１電極７５と前記第２電極７７との接着力のためにＩｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ及びこれらの合金を利用した鍍金層を含むことができるし、前記鍍金層の厚さは１〜１００，０００Åで形成されることができる。前記第１連結電極８１及び前記第２連結電極８３はソルダボールまたは金属バンプのような単一金属で使われることができるし、これに対して限定しない。
【０１１０】
前記支持部材９１は発光素子１５１、１５２を支持する支持層で使われる。前記支持部材９１は絶縁性材質で形成されて、前記絶縁材質は例えば、シリコンまたはエポキシのような樹脂層で形成される。他の例として、前記絶縁材質はペーストまたは絶縁性インクを含むことができる。前記絶縁材質の材質はその種類は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されることができる。前記支持部材９１は前記絶縁層７３と異なる物質で形成されることができる。
【０１１１】
前記支持部材９１内にはＡｌ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒのうちの少なくとも一つを有する酸化物、窒化物、弗化物、硫化物のような化合物らのうちの少なくとも一つが添加されることができる。ここで、前記支持部材９１内に添加された化合物は熱拡散剤であることができるし、前記熱拡散剤は所定大きさの粉末粒子、粒子、ピラー(filler)、添加剤で使われることができるし、以下説明の便宜のために熱拡散剤で説明することにする。ここで、前記熱拡散剤は絶縁性材質または伝導性材質であることができるし、その大きさは１Å〜１００，０００Åで使用可能であり、熱拡散効率のために１，０００Å〜５０，０００Åで形成されることができる。前記熱拡散剤の粒子形状は球形または不規則な形状を含むことができるし、これに対して限定しない。
【０１１２】
前記熱拡散剤はセラミックス材質を含んで、前記セラミックス材質は同時塑性される低温塑性セラミックス(ＬＴＣＣ:low temperature co-fired ceramic)、高温塑性セラミックス(ＨＴＣＣ:high temperature co-fired ceramic)、アルミナ(alumina)、水晶(quartz)、ジルコン酸カルシウム(calcium zirconate)、橄欖石(forsterite)、ＳｉＣ、黒煙、溶融シリカ(fusedsilica)、ムライト(mullite)、菫青石(cordierite)、ジルコニア(zirconia)、ベリリア(beryllia)、及び窒化アルミニウム(aluminumnitride)のうちの少なくとも一つを含む。前記セラミックス材質は窒化物または酸化物のような絶縁性物質のうちで熱伝導度が窒化物や酸化物より高い金属窒化物で形成されることができるし、前記金属窒化物は、例えば、熱伝導度が１４０W/mK以上の物質を含むことができる。前記セラミックス材質は例えば、ＳｉＯ2、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ2Ｏ3、ＢＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ（ＳiＣ-ＢｅＯ）、ＢｅＯ、ＣｅＯ、ＡｌＮのようなセラミックス(Ceramic)系列であることができる。前記熱伝導性物質はＣ(ダイヤモンド、ＣＮＴ)の成分を含むことができる。
【０１１３】
前記支持部材９１は単層または多層で形成されることができるし、これに対して限定しない。前記支持部材９１は内部にセラミックス物質の粉末を含むことで、支持部材９１の強度を改善して、熱伝導率も改善することができる。
【０１１４】
前記支持部材９１内に含まれた熱拡散剤は１〜９９wt/％程度の含量の割合に添加されることができるし、効率的な熱拡散のために５０〜９９wt％範囲の含量の割合に添加されることができる。このような支持部材９１内に熱拡散剤が添加されることで、内部での熱伝導率はさらに改善することができる。また、前記支持部材９１の熱膨張係数は４-１１[x１０６/℃]であり、このような熱膨張係数は前記基板５１例えば、サファイア基板と等しいか、または類似な熱膨張係数を有するようになるので、前記基板上に形成される発光構造物６０との熱膨張差によってウェハーが撓うか、または欠陷が発生されることを抑制して発光素子の信頼性が低下されることを防止することができる。
【０１１５】
ここで、前記支持部材９１の下面面積は前記基板５１の上面と実質的に等しい面積で形成されることができる。前記支持部材９１の下面面積は前記第１導電型半導体層５５の上面の面積と等しい面積で形成されることができる。また、前記支持部材９１の下面幅は前記基板５１の上面と前記第１導電型半導体層５５の上面幅と等しい幅で形成されることができる。これは支持部材９１を形成した後個別チップで分離することで、前記支持部材９１と前記基板５１及び前記第１導電型半導体層５５の側面が同一平面上に配置されることができる。前記支持部材９１の下面平坦な面で形成されることで、熱伝導率が均一に提供されることができる。
【０１１６】
前記基板５１は除去されることができるし、この場合発光構造物６０の第１導電型半導体層５５または第１半導体層５３が最上層に配置されることができる。発光素子１５１、１５２の最上層に配置された基板５１、第１導電型半導体層５５、第１半導体層のうちの何れか一つの上面は凹凸構造で形成されることができる。
【０１１７】
前記発光素子１５１、１５２は、図５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、第２リードフレーム１３１及び第３リードフレーム１４１との間にそれぞれ搭載される。前記発光素子１５１、１５２はソルダのような接合部材に搭載されるか、または共晶(Eutectic)ボンディングされることができる。前記第１発光素子１５１は第１キャビティ１２５内に配置された第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１３１上に搭載されて、また熱拡散剤が添加された支持部材９１の下部は、第１リードフレーム１２１及び第２リードフレーム１３１を通じて熱伝導するようになる。
【０１１８】
前記第２発光素子１５２は、第２キャビティ１３５内に配置された第２リードフレーム１３１及び第３リードフレーム１４１上に搭載されて、また熱拡散剤が添加された支持部材９１の下部は第２リードフレーム１３１及び第３リードフレーム１４１を通じて熱伝導するようになる。
【０１１９】
前記発光素子１５１、１５２は、支持部材９１を通じて互いに異なるリードフレーム１２１、１３１、１４１を通じて効果的に熱伝導するようになるので、放熱効率が改善することができる。
【０１２０】
また、発光素子１５１、１５２の上面、例えば透光性の基板５１と活性層５７との間の間隔が遠く配置されることで、光抽出効率を改善することができる。
【０１２１】
本発明の一実施例による発光素子パッケージは、照明システムに適用されることができる。前記照明システムは複数の発光素子パッケージがアレイされた構造を含んで、図１４及び図１５に示された表示装置、図１６に示された照明装置を含んで、照明灯、信号灯、車両ヘッドライト、電光板、指示灯のようなユニットに適用されることができる。
【０１２２】
図１４は、本発明の一実施例による表示装置の分解斜視図である。
【０１２３】
図１４を参照すれば、表示装置１０００は、導光板１０４１と、該導光板１０４１に光を提供する発光モジュール１０３１と、前記導光板１０４１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、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、これに限定されない。
【０１２４】
前記ボトムカバー１０１１、反射シート１０２２、導光板１０４１、光学シート１０５１はライトユニット１０５０で定義されることができる。
【０１２５】
前記導光板１０４１は前記発光モジュール１０３１から提供された光を拡散させて面光源化させる役割をする。前記導光板１０４１は透明な材質でなされて、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)樹脂のうちで一つを含むことができる。
【０１２６】
前記発光モジュール１０３１は、前記導光板１０４１の少なくとも一側面に配置されて前記導光板１０４１の少なくとも一側面に光を提供して、窮極的には表示装置の光源として作用するようになる。
【０１２７】
前記発光モジュール１０３１は、ボトムカバー１０１１内に少なくとも一つが配置されて、前記導光板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。前記発光モジュール１０３１はモジュール基板１０３３と前記に開示された実施例による発光素子パッケージ１００を含んで、前記発光素子パッケージ１００は前記モジュール基板１０３３上に所定間隔でアレイされることができる。前記モジュール基板は、印刷回路基板(printed circuit board)であることがあるが、これに限定しない。また、前記モジュール基板１０３３はメタルコアＰＣＢ(ＭＣＰＣＢ、Metal Core ＰＣＢ)、軟性ＰＣＢ(ＦＰＣＢ、Flexible ＰＣＢ)などを含むこともでき、これに対して限定しない。
【０１２８】
前記発光素子パッケージ１００は、前記ボトムカバー１０１１の側面または放熱プレート上に搭載される場合、前記モジュール基板１０３３は除去されることができる。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ことができる。よって、発光素子パッケージ１００で発生された熱は放熱プレートを経由してボトムカバー１０１１に放出されることができる。
【０１２９】
前記複数の発光素子パッケージ１００は前記モジュール基板１０３３上に光が放出される出射面が前記導光板１０４１と所定距離離隔されるように搭載されることができるし、これに対して限定しない。前記発光素子パッケージ１００は、前記導光板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るし、これに対して限定しない。
【０１３０】
前記導光板１０４１下には前記反射部材１０２２が配置されることができる。前記反射部材１０２２は前記導光板１０４１の下面に入射された光を反射させて前記表示パネル１０６１で供給することで、前記表示パネル１０６１の輝度を向上させることができる。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ことができるが、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の上面であることができるし、これに対して限定しない。
【０１３１】
前記ボトムカバー１０１１は前記導光板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、前記ボトムカバー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が具備されることができるし、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(図示せず)と結合されることができるし、これに対して限定しない。
【０１３２】
前記ボトムカバー１０１１は金属材質または樹脂材質で形成されることができるし、プレス成形または圧出成形などの工程を利用して製造されることができる。また、前記ボトムカバー１０１１は熱伝導性が良い金属または非金属材料を含むことができるし、これに対して限定しない。
【０１３３】
前記表示パネル１０６１は、例えば、ＬＣＤパネルとして、互いに対向される透明な材質の第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。前記表示パネル１０６１の少なくとも一面には偏光板が付着することができるし、このような偏光板の付着構造に限定しない。前記表示パネル１０６１は前記発光モジュール１０３１から提供された光を透過または遮断させて情報を表示するようになる。このような表示装置１０００は各種携帯端末機、ノートブックコンピューターのモニター、ラップトップコンピューターのモニター、テレビのような映像表示装置に適用されることができる。
【０１３４】
前記光学シート１０５１は、前記表示パネル１０６１と前記導光板１０４１との間に配置されて、少なくとも一枚以上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(diffusionsheet)、水平及び垂直プリズムシート(horizontal/verticalprismsheet)、及び輝度強化シート(brightness enhanced sheet)などのようなシートのうちの少なくとも一つを含むことができる。前記拡散シートは入射される光を拡散させてくれて、前記水平または/及び垂直プリズムシートは入射される光を前記表示パネル１０６１に集光させてくれて、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てくれる。また、前記表示パネル１０６１上には保護シートが配置されることができるし、これに対して限定しない。
【０１３５】
前記発光モジュール１０３１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を含むことができるし、これに対して限定しない。
【０１３６】
図１５は、本発明の一実施例による発光素子パッケージを有する表示装置を示した図面である。
【０１３７】
図１５を参照すれば、表示装置１１００はボトムカバー１１５２、前記開示発光素子パッケージ１００がアレイされたモジュール基板１１２０、光学部材１１５４、及び表示パネル１１５５を含む。
【０１３８】
前記モジュール基板１１２０と前記発光素子パッケージ１００は、発光モジュール１１６０で定義されることができる。前記ボトムカバー１１５２、少なくとも一つの発光モジュール１１６０、光学部材１１５４はライトユニット(図示せず)で定義されることができる。
【０１３９】
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るし、これに対して限定しない。
【０１４０】
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で少なくとも一つを含むことができる。前記導光板はＰＣ材質、またはＰＭＭＡ(Poly methy methacrylate)材質でなされることができるし、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てくれて、前記水平及び垂直プリズムシートは入射される光を前記表示パネル１１５５に集光させてくれて、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てくれる。
【０１４１】
前記光学部材１１５４は、前記発光モジュール１１６０上に配置されて、前記発光モジュール１１６０から放出された光を面光源するか、または拡散、集光などを遂行するようになる。
【０１４２】
図１６は、本発明の一実施例による照明装置の斜視図である。
【０１４３】
図１６を参照すれば、照明装置１５００はケース１５１０と、前記ケース１５１０に設置された発光モジュール１５３０と、前記ケース１５１０に設置されて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。
【０１４４】
前記ケース１５１０は、放熱特性が良好な材質で形成されることが望ましくて、例えば、金属材質または樹脂材質で形成されることができる。
【０１４５】
前記発光モジュール１５３０は、モジュール基板１５３２と、前記モジュール基板１５３２に搭載される実施例による発光素子パッケージ１００を含むことができる。前記発光素子パッケージ１００は複数個がマトリックス形態または所定間隔で離隔されてアレイされることができる。
【０１４６】
前記モジュール基板１５３２は、絶縁体に回路パターンを印刷したことであることができるし、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、セラミックスＰＣＢ、ＦＲ-４基板などを含むことができる。
【０１４７】
また、前記モジュール基板１５３２は、光を効率的に反射する材質で形成されるか、または表面の光が効率的に反射するカラー、例えば白色、シルバーなどのコーティング層になることができる。
【０１４８】
前記モジュール基板１５３２上には少なくとも一つの発光素子パッケージ１００が搭載されることができる。前記発光素子パッケージ１００それぞれは少なくとも一つのＬＥＤ(ＬＥＤ:Light Emitting Diode)チップを含むことができる。前記ＬＥＤチップは赤色、緑色、青色または白色などのような刺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。
【０１４９】
前記発光モジュール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１００の組合を有するように配置されることができる。例えば、その演色性(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発光ダイオードを組み合わせて配置することができる。
【０１５０】
前記連結端子１５２０は前記発光モジュール１５３０と電気的に連結されて電源を供給することができる。前記連結端子１５２０はソケット方式で外部電源に回して挟まれて結合されるが、これに対して限定しない。例えば、前記連結端子１５２０はピン(pin)形態で形成されて外部電源に挿入されるか、または配線によって外部電源に連結されることもできるものである。
【０１５１】
以上で実施例に説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれて、必ず一つの実施例のみに限定されるものではない。延いては、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは実施例が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例ら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係る内容は本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
【０１５２】
また、以上で実施例を中心に説明したが、これは単に例示であるだけで、本発明を限定するものではなくて、本発明が属する分野の通常の知識を持った者なら本実施例の本質的な特性を脱しない範囲で以上に例示されないさまざまの変形と応用が可能であることが分かることができるであろう。例えば、実施例で具体的に現われた各構成要素は変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異らは添付された請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
【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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