発光ダイオード素子
【課題】本発明は、高温で使用したり高出力発光ダイオード素子に適用しても、良好な放熱特性および光効率を担保することができる発光ダイオード素子を提供する。
【解決手段】本発明による発光ダイオード素子は、陰極リードフレーム１０、前記陰極リードフレーム１０と電気的に絶縁される状態で配置される陽極リードフレーム２０、前記陰極リードフレーム１０および前記陽極リードフレーム２０に電気的に接続される発光ダイオードチップ３０、前記発光ダイオードチップ３０を収容する陥没部４１を含み、前記陰極リードフレーム１０と前記陽極リードフレーム２０を固定する合成樹脂部材４０、および前記陥没部４１の内面の少なくとも一部を囲み、前記合成樹脂部材４０の上面を覆うように延びる金属性放熱反射部材５０を含む。
【解決手段】本発明による発光ダイオード素子は、陰極リードフレーム１０、前記陰極リードフレーム１０と電気的に絶縁される状態で配置される陽極リードフレーム２０、前記陰極リードフレーム１０および前記陽極リードフレーム２０に電気的に接続される発光ダイオードチップ３０、前記発光ダイオードチップ３０を収容する陥没部４１を含み、前記陰極リードフレーム１０と前記陽極リードフレーム２０を固定する合成樹脂部材４０、および前記陥没部４１の内面の少なくとも一部を囲み、前記合成樹脂部材４０の上面を覆うように延びる金属性放熱反射部材５０を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光ダイオード素子の場合、合成樹脂材質の射出反射板がリードフレームに付着されている構造を有しているため、射出反射板に黄変または熱的変形が起きて信頼性に問題があり、高出力の発光ダイオード素子に適用し難いという問題があった。
【０００３】
一方、高温で使用可能であり、且つ高出力発光ダイオード素子に適用可能にするためにセラミック基板を使用して発光ダイオード素子を実現する技術が紹介されているが、セラミック基板の使用により製造コストが上昇し、光効率が落ちるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記の問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、高温で使用したり高出力発光ダイオード素子に適用しても、良好な放熱特性および光効率を担保することができる発光ダイオード素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例による発光ダイオード素子は、陰極リードフレーム、前記陰極リードフレームと電気的に絶縁される状態で配置される陽極リードフレーム、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームに電気的に接続される発光ダイオードチップ、前記発光ダイオードチップを収容する陥没部を含み、前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームを固定する合成樹脂部材、および前記陥没部の内面の少なくとも一部を囲み、前記合成樹脂部材の上面を覆うように延びる金属性放熱反射部材を含む。
【０００６】
前記金属性放熱反射部材は、前記発光ダイオードチップで発散された光が反射される反射空間を形成するように前記陥没部の内面の少なくとも一部を囲む反射部、および前記反射部で延びて前記合成樹脂部材の上面を覆うように形成される放熱部を含んでもよい。
【０００７】
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記合成樹脂部材の上面で前記合成樹脂部材の側面をすぎて底面まで延びるように形成されてもよい。
【０００８】
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに接触するように形成されてもよい。
【０００９】
前記発光ダイオードチップは、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに設置されてもよく、前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちの前記発光ダイオードチップが設置されているものに接触するように形成されてもよい。
【００１０】
前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームは、前記合成樹脂部材の底面まで延びる陰極リードと陽極リードをそれぞれ含んでもよく、前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードおよび前記陽極リードのうちのいずれか一つに接触するように形成されてもよい。
【００１１】
前記発光ダイオードチップは、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに設置されてもよく、前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちの前記発光ダイオードチップが設置されているものに接触するように前記陰極リードおよび前記陽極リードのうちのいずれか一つに接触するように形成されてもよい。
【００１２】
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに接触するように形成されてもよい。
【００１３】
前記発光ダイオードチップは、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに設置されてもよく、前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちの前記発光ダイオードチップが設置されているものに接触するように形成されてもよい。
【００１４】
前記金属性放熱反射部材の反射部は、前記陥没部の内面の上部を囲むように形成されてもよく、前記陥没部の内面の下部は、前記発光ダイオードチップで発散された光を反射することができるように反射面で形成されてもよい。
【００１５】
前記金属性放熱反射部材の反射部は、前記合成樹脂部材により前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームの上面から離隔されてもよい。
【００１６】
前記反射空間は、蛍光体が含有されたエポキシ樹脂またはシリコン樹脂で満たされてもよい。
【００１７】
前記金属性放熱反射部材の反射部の表面は、光反射率を高める金属で塗布されてもよい。
【００１８】
前記反射空間は、空いて空気層が形成されるようにしてもよく、前記反射空間の上面を覆うように前記金属性放熱反射部材の上面に設置され、蛍光体層を備えるレンズをさらに含んでもよい。
【００１９】
前記金属性放熱反射部材の反射部の表面は、蛍光体で塗布されてもよい。
【００２０】
前記レンズは、上方向に凸の曲面形態を有してもよい。
【００２１】
前記レンズは、平坦な形態を有してもよい。
【００２２】
本発明の実施例によれば、前記金属性放熱反射部材は、前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームにより構成されてもよく、前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームは、前記発光ダイオードチップが安着される安着部、および前記発光ダイオードチップで発散された光を反射することができるように前記安着部から上方外側に傾いて形成される傾斜反射面を形成して前記金属性放熱反射部材を構成してもよい。
【００２３】
前記合成樹脂部材は、前記安着部の下面が露出しないように前記安着部の下面を囲むように形成されてもよい。
【００２４】
前記合成樹脂部材は、前記安着部の下面の少なくとも一部が露出するように形成されてもよい。
【００２５】
前記傾斜反射面は、傾斜角度が互いに異なる複数の傾斜反射面を含んでもよい。
【００２６】
前記傾斜反射面は、前記合成樹脂部材の上面まで形成されてもよく、前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームは、前記合成樹脂部材の上面を覆うように形成されるアップセット部を含んでもよい。
【００２７】
前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームの上面は、平坦に形成されてもよい。
【００２８】
前記傾斜反射面は、円形または多角形形態を有してもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、反射部と放熱部を同時に備える金属性放熱反射部材を備えることによって、従来の合成樹脂材質の反射カップに比べて放熱効率が大きく向上し、ひいては、良好な光効率も担保することができる。この時、反射部に良好な光反射率を有する金属を塗布することによって全体的な光効率が高くなる。
【００３０】
また、金属性放熱反射部材がリードフレームのうちの発光ダイオードチップが設置されるものに接触するようにすることによって、放熱効果をより高めることができる。
【００３１】
そして、発光ダイオードチップを空気層に配置することによって、発光ダイオードチップに加えられる熱的ストレスを減少させることができる。
【００３２】
本発明によれば、陰極リードフレームと陽極リードフレームが発光ダイオードチップで発散された光を反射する傾斜反射面を備えることによって、高温で長時間安定的に駆動可能であるばかりか、簡単な構造を通じて光効率および放熱効率が良好な発光ダイオード素子が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の平面図である。
【図２】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の側面図である。
【図３】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の底面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の他の一実施例による発光ダイオード素子の断面図である。
【図６】本発明のさらに他の一実施例による発光ダイオード素子の断面図である。
【図７】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の斜視図である。
【図８】図７のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図９】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の底面斜視図である。
【図１０】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の陰極リードフレームおよび陽極リードフレームの斜視図である。
【図１１】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の陰極リードフレームおよび陽極リードフレームの側面図である。
【図１２】本発明の他の実施例による発光ダイオード素子の断面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施例による発光ダイオード素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施例を添付した図面を参照して詳しく説明する。
【００３５】
図面において、多くの層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体に通して類似する部分に対しては同一の図面符号を付した。層や膜などの部分が他の部分の「上」または「下」にあるという時、これは他の部分の「真上」または「直下」にある場合のみならず、その中間にさらなる他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「真上」または「直下」にあるという時には中間にさらなる他の部分がないことを意味する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施例による発光ダイオード素子の平面図であり、図２は、本発明の一実施例による発光ダイオード素子の側面図であり、図３は、本発明の一実施例による発光ダイオード素子の底面図であり、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００３７】
図１および図４を参照すれば、本発明の実施例による発光ダイオード素子は、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０を含む。
【００３８】
陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０は、発光ダイオードチップ３０に電気を印加するための端子として機能し、互いに電気的に絶縁された状態で配置される。
【００３９】
例えば、陰極リードフレーム１０は、陰極パッド１１と陰極リード１２を含んでもよく、陽極リードフレーム２０は、陽極パッド２１と陽極リード２２を含んでもよい。
【００４０】
陰極パッド１１と陽極パッド２１は、それぞれ横方向に延びて形成されてもよく、発光ダイオードチップ３０が陰極パッド１１または陽極パッド２１の上面に設置されてもよい。図面に示された実施例では、発光ダイオードチップ３０が陰極パッド１１上に設置される場合が示されている。
【００４１】
発光ダイオードチップ３０は、陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０にそれぞれ電気的に接続される。例えば、発光ダイオードチップ３０は、一対の接続線３１、３２により陰極パッド１１および陽極パッド２１にそれぞれ電気的に接続されてもよい。
【００４２】
合成樹脂部材４０は、発光ダイオードチップ３０を収容する陥没部４１を備え、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０の少なくとも一部を囲むように形成されてもよい。合成樹脂部材４０は、熱可塑性樹脂で射出を通じて形成されてもよく、例えばポリフタルアミド（ＰＰＡ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの樹脂で形成されてもよい。
【００４３】
例えば、図４を参照すれば、陥没部４１は、上から下方向に陥没して形成されてもよく、ほぼ横断面が円形であるカップ（ｃｕｐ）形態を有してもよい。図１および図４に示されているように、合成樹脂部材４０の陥没部４１に発光ダイオードチップ３０が配置される。
【００４４】
この時、図１および図４に示されているように、陰極パッド１１と陽極パッド２１の内側部分が陥没部４１に露出されてもよく、発光ダイオードチップ３０が陰極パッド１１または陽極パッド２１の露出した部分上に固定されてもよい。そして、陰極パッド１１と陽極パッド２１の外側端部分は合成樹脂部材４０内に位置するようになる。
【００４５】
陰極リード１２と陽極リード２２は、陰極パッド１１および陽極パッド２１から延びて合成樹脂部材４０の外側に突出して形成される。この時、図１ないし図４に示されているように、陰極リード１２と陽極リード２２は、合成樹脂部材４０の側面に沿って下方向に延びた後に底面まで延びるように形成されてもよい。つまり、図３および図４に示されているように、陰極リード１２と陽極リード２２は、合成樹脂部材４０の底面の外側端から内側に一定の長さだけ延びて形成されてもよい。この時、合成樹脂部材４０の底面には陥没部４５が形成され、陰極リード１２と陽極リード２２がこの陥没部４５に配置されることによって、合成樹脂部材４０の底面と陰極リード１２および陽極リード２２の底とがほぼ平面をなすようにすることができる。
【００４６】
また、金属性放熱反射部材５０が備えられる。金属性放熱反射部材５０は、発光ダイオードチップ３０で発散された光を反射して前方へ進行するようにする機能と、発光ダイオードチップ３０で発散される熱を外部へ効果的に放出する機能とを果たす。金属性放熱反射部材５０は、鉄合金、アルミニウム合金などのような良好な熱伝達特性を有する金属材質で形成されてもよい。
【００４７】
金属性放熱反射部材５０は、反射機能を果たす反射部５１と、放熱機能を果たす放熱部５２とを含む。
【００４８】
反射部５１は、発光ダイオードチップ３０で発散された光が反射される反射空間を形成するように合成樹脂部材４０の陥没部４１の内面の少なくとも一部を囲むように形成される。反射部５１の表面は、光反射率を高めることができる金属で塗布されてもよく、例えばニッケル（Ｎｉ）や銀（Ａｇ）のような金属で塗布されてもよい。
【００４９】
例えば、図１および図４に示されているように、反射部５１は、合成樹脂部材４０の陥没部４１の内面の下部一部を除いた上側部分を囲む形態を有してもよく、反射部５１は、上方向に行くほど外側に広がる形態で形成されてもよい。反射部５１がこのような形態を有することによって発光ダイオードチップ３０で発散された光が反射部５１により反射されて前方および側方へ効果的に放射され得る。
【００５０】
この時、合成樹脂部材４０の陥没部４１の内面の下部は、発光ダイオードチップ３０で発散された光を反射することができるように反射面４４で形成されてもよい。この反射面４４は、金属性放熱反射部材５０の反射部５１とほぼ類似する角度を有するように上方向に行くほど広がる形態を有してもよく、図４に示されているように、このような構造により金属性放熱反射部材５０の反射部５１は、合成樹脂部材４０により陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０の上面から離隔されてもよい。
【００５１】
この時、金属性放熱反射部材５０が陥没部４１に安定的に安着されるようにするために、図４を参照すれば、合成樹脂部材４０の反射面４４の上端に横方向に延びる係止部４３が形成されてもよく、金属性放熱反射部材５０は、反射部５１の下端が係止部４３に安着することによって安定的に設置され得る。そして、合成樹脂部材４０は、係止部４３の外側端で上方向に傾いて形成される傾斜部４２を備えてもよく、この傾斜部４２は、金属性放熱反射部材５０とほぼ同一の傾斜角度を有してもよい。
【００５２】
図４を参照すれば、金属性放熱反射部材５０の反射部５１により形成される反射空間は、蛍光体が含有されたエポキシ樹脂またはシリコン樹脂に満たされてもよい。これによって、発光ダイオードチップ３０を保護しながらも良好な光特性を実現することができる。
【００５３】
蛍光体は、得ようとする光の種類に応じて適切に選択されてもよい。例えば、白色光を発散する発光ダイオード素子の場合、蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ系蛍光体、（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ系蛍光体、（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２＿Ｓｉ１＿Ｍ＿Ｏ４：Ｅｕ系蛍光体（ここで、Ｍは、Ｙ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｙｂ、Ｌｕなどであり、少なくとも一つ元素で置換されたり、少なくとも１つ以上の元素を追加的に含む）、（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２＿Ｓｉ１＿Ｏ４：Ｅｕ系蛍光体、（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２＿Ｓｉ１＿Ａ＿Ｏ４：Ｅｕ系蛍光体（ここで、Ａは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｓなどであり、少なくとも一つ元素で置換されたり、少なくとも１つ以上の元素を追加的に含む）などの蛍光体であってもよい。
【００５４】
金属性放熱反射部材５０の放熱部５２は、反射部５１から延びて合成樹脂部材４０の上面を覆うように形成される。つまり、図１および図４を参照すれば、放熱部５２は、反射部５１の上側端から横方向へ延びて合成樹脂部材４０の上面を覆いながら上面が外側に露出する。発光ダイオードチップ３０で発散されて反射部５１に吸収した熱が外部に露出した放熱部５２に伝達されて効果的に放出され得る。
【００５５】
金属性放熱反射部材５０の放熱部５２は、合成樹脂部材４０の上面で側面をすぎて下方へ延びた後に底面まで延びてもよい。つまり、図１ないし図４を参照すれば、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２は、陰極リード１２が形成される合成樹脂部材４０の側面で下方へ底面まで延びた後に再び内側へ延びる延長部５３、そして、陽極リード２２が形成された合成樹脂部材４０の側面で下方へ底面まで延びた後に再び内側へ延びる延長部５４を含んでもよい。放熱部５２が合成樹脂部材４０の底面まで延びることによって放熱効果をより高めることができる。
【００５６】
一方、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２は、陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０のうちのいずれか一つに接触するように形成されてもよい。この時、発光ダイオードチップ３０が陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０のうちのいずれか一つに設置される場合、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２は、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０のうちの発光ダイオードチップ３０が設置されるものに接触するように形成されてもよい。放熱部５２が陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０のうちのいずれか一つに接触することによって、接触したリードフレームを通じてより良好に熱が伝達されるため、熱放出効果が向上する。特に、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２が発光ダイオードチップ３０が設置されるリードフレームに接触する場合、発光ダイオードチップ３０で発散される熱がより効果的に放出され得る。
【００５７】
具体的に、陰極リード１２と陽極リード２２が合成樹脂部材４０の底面まで延びる場合に、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２の延長部５３が合成樹脂部材４０の底面まで延びて陰極リード１２と陽極リード２２のうちのいずれか一つに接触されてもよい。この時、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２の延長部５３、５４のうちの一つが発光ダイオードチップ３０が設置されたリードフレーム１０、２０のリード１２、２２に接触されてもよい。つまり、発光ダイオードチップ３０が、図１および図４に示されているように、陰極リードフレーム１０上に設置される場合、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２の延長部５３、５４のうちの陰極リード１２近傍に位置する延長部５３が、図３に示されているように、陰極リード１２に接触するようになる。これによって、発光ダイオードチップ３０で発散された熱が陰極リードフレーム１０を通じて金属性放熱反射部材５０に伝達されて外部との熱伝達が起きる面積が大きくなり、熱放出効率をより向上することができる。
【００５８】
この時、図３に示されているように、合成樹脂部材４０の底面の陥没部４５には、陽極リード２２と延長部５４との間に挿入される突出部４６が形成されることによって、陽極リード２２と延長部５４との接触を防止することができる。
【００５９】
次に、図５および図６を参照して本発明の他の実施例による発光ダイオード素子について説明する。図５は、本発明の他の実施例による発光ダイオード素子の断面図であり、図６は、本発明のさらに他の実施例による発光ダイオード素子の断面図である。前記の実施例と同一の部分については同一の図面符号を付し、それについての説明は省略する。
【００６０】
まず、図５を参照すれば、金属性放熱反射部材５０の反射部５１により形成される反射空間４７は、エポキシ樹脂やシリコン樹脂で満たされる代わりに、空いて空気層が形成されるようにする。そして、反射空間４７の上面を覆うように金属性放熱反射部材５０の上面に設置されるレンズ６０が備えられる。
【００６１】
この時、レンズ６０は平坦な形態を有してもよく、エポキシ樹脂やシリコン樹脂などで形成されてもよい。
【００６２】
レンズ６０は、所望の色の光を得ることができるように蛍光体層６１を備える。この時、図面に示されているように、蛍光体層６１は複数であってもよい。
【００６３】
そして、金属性放熱反射部材５０の反射部５１の表面にも蛍光体が塗布されて蛍光体層６３が形成されてもよい。
【００６４】
一方、図６を参照すれば、レンズ６０は凸の形態を有してもよい。つまり、レンズ６０が凸部７０を備えることによって、凸の形態のレンズ６０が実現され得る。凸部７０もエポキシ樹脂やシリコン樹脂などで形成されてもよい。
【００６５】
図５および図６の実施例によれば、発光ダイオードチップ３０がエポキシ樹脂やシリコン樹脂に浸るのではなく、空気層内に配置されるようになるため、発光ダイオードチップ３０に加えられる熱的ストレスが最小化され得る。
【００６６】
次に、図７ないし１３を参照して本発明の他の実施例を詳しく説明する。
【００６７】
本実施例では金属性放熱反射部材が別途の部材で構成されるのではなく、陰極リードフレームおよび陽極リードフレームにより構成される。
【００６８】
図７ないし図１１を参照すれば、本発明の実施例による発光ダイオード素子は、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０を含む。
【００６９】
陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０は、発光ダイオードチップ３０に電気を印加するための端子として機能し、互いに電気的に絶縁された状態で配置される。つまり、図１０および図１１に示されているように、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０は、一定の距離が離隔された状態を維持することによって互いに電気的に絶縁され得る。
【００７０】
発光ダイオードチップ３０が陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０にそれぞれ電気的に接続される。例えば、発光ダイオードチップ３０は、接着剤などにより陰極リードフレーム１０または陽極リードフレーム２０の上面に固定されてもよく、一対の接続線３１、３２により陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０にそれぞれ電気的に接続されてもよい。図面には発光ダイオードチップ３０が陰極リードフレーム１０上に固定される場合が示されているが、発光ダイオードチップ３０は陽極リードフレーム２０上に固定されることもできる。
【００７１】
合成樹脂部材４０は、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０を固定する役割を果たす。合成樹脂部材４０は、熱可塑性樹脂のような合成樹脂を用いて射出方式を通じて形成されてもよく、例えばポリフタルアミド（ＰＰＡ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの樹脂で形成されてもよい。図面に示されているように、合成樹脂部材４０は、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０の外側および下側をほぼ囲むように形成されてもよい。
【００７２】
陰極リードフレーム１０は、合成樹脂部材４０の外側に露出する陰極リード１２を含んでもよく、陽極リードフレーム２０は、合成樹脂部材４０の外側に露出する陽極リード２２を含んでもよい。陰極リード１２と陽極リード２２を通じて外部電源が印加されてもよい。
【００７３】
図面に示されているように、陰極リード１２と陽極リード２２は、合成樹脂部材４０の側面で外部へ突出した後に下方へ延びてもよく、合成樹脂部材４０の底面まで延びてもよい。
【００７４】
本発明の実施例によれば、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０は、発光ダイオードチップ３０が安着される安着部１００、そして、発光ダイオードチップ３０で発散された光を反射することができるように安着部１００から上方外側に傾いて形成される傾斜反射面２００を形成する。ここで、上方とは、図２で上方向を意味する。
【００７５】
安着部１００は、発光ダイオードチップ３０が安着される領域を提供し、図面に示されているように、陰極リードフレーム１０上に備えられることもでき、他の実施例では陽極リードフレーム２０上に備えられることもできる。また、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０の組み合わせにより安着部１００が形成されることもできる。この時、図面に示されているように、安着部１００の上面はほぼ水平方向（図２で横方向）に延びる平面からなってもよい。
【００７６】
傾斜反射面２００は、前述した通り、安着部１００の外側端から上方外側に傾いて形成される。図面に示されているように、傾斜反射面２００は上方向に行くほど漸次に広がるカップ形態の陥没部を形成し、発光ダイオードチップ３０で発散された光を反射する機能を果たす。例えば、陰極リードフレーム１０に形成された傾斜面と陽極リードフレーム２０に形成された傾斜面との組み合わせにより傾斜反射面２００が形成されてもよい。
【００７７】
図面に示されているように、傾斜反射面２００は円形形態を有してもよい。つまり、傾斜反射面２００の横断面がほぼ円形の形態を有してもよい。一方、本発明の他の実施例によれば、傾斜反射面は四角形、六角形など多角形の形態を有することもできる。
【００７８】
ひいては、傾斜反射面２００は、陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０により形成され、合成樹脂に比べて熱伝導性が良好な金属材質で形成されるため、発光ダイオードチップ３０で発生した熱をより効果的に放出することができるようになる。つまり、従来の発光ダイオード素子が主に合成樹脂部材で反射面を形成するのとは異なり、本発明の実施例によれば陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０が傾斜反射面２００を形成するため、簡単な構造を通じて良好な光反射効果および良好な放熱効果を同時に図ることができる。
【００７９】
一方、図８に示されているように、合成樹脂部材４０は、安着部１００の下面が外部に露出しないように安着部１００の下面を囲むように形成されてもよい。
【００８０】
また、図７に示されているように、傾斜反射面２００により形成される陥没部は、蛍光体が含有されたエポキシ樹脂またはシリコン樹脂のような封止材５５で満たされてもよい。これによって、発光ダイオードチップ３０を保護しながらも良好な光特性を実現することができる。
【００８１】
蛍光体は、得ようとする光の種類に応じて適切に選択されてもよい。例えば、白色光を発散する発光ダイオード素子の場合、蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ系蛍光体、（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ系蛍光体、（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２＿Ｓｉ１＿Ｍ＿Ｏ４：Ｅｕ系蛍光体（ここで、Ｍは、Ｙ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｙｂ、Ｌｕなどであり、少なくとも一つ元素で置換されたり、少なくとも１つ以上の元素を追加的に含む）、（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２＿Ｓｉ１＿Ｏ４：Ｅｕ系蛍光体、（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２＿Ｓｉ１＿Ａ＿Ｏ４：Ｅｕ系蛍光体（ここで、Ａは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｓなどであり、少なくとも一つ元素で置換されたり、少なくとも１つ以上の元素を追加的に含む）などの蛍光体であってもよい。
【００８２】
図１２は、本発明の他の実施例による発光ダイオード素子の断面図である。前記実施例と同一の部分についての説明は省略する。
【００８３】
図１２を参照すれば、合成樹脂部材４１０は、安着部１００の下面の少なくとも一部が外部に露出するように形成されてもよい。安着部１００の下面が露出することによって放熱効果をより高めることができる。
【００８４】
そして、傾斜反射面２００は、傾斜角度が互いに異なる複数の傾斜反射面２１０、２２０を含むことができる。つまり、図１２に例示されているように、二つの傾斜反射面２１０、２２０が備えられてもよく、下側の傾斜反射面２１０の傾斜角度よりも上側の傾斜反射面２２０の傾斜角度が大きく形成されてもよい。傾斜角度が互いに異なる傾斜反射面の個数はこれに限定されない。互いに異なる傾斜角度を有する傾斜反射面２１０、２２０が備えられることによって、光がより多様な方向に反射され得、これによってより良好な光特性が得られる。
【００８５】
この時、図１２に示されているように、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０の上面は平坦に形成されてもよい。
【００８６】
図１３は、本発明の他の実施例による発光ダイオード素子の断面図である。前記実施例と同一の部分についての説明は省略する。
【００８７】
図１３を参照すれば、傾斜反射面２００は、合成樹脂部材４０の上面まで形成され、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０は、合成樹脂部材４０の上面を覆うように形成されるアップセット部１３、２３をそれぞれ含む。つまり、合成樹脂部材４０の上面が外部に露出せず、アップセット部１３、２３により覆われるようになる。合成樹脂部材４０の上面が外部に露出しないことによって合成樹脂部材４０の黄変を防止することができる。
【００８８】
一方、前述した通り、本発明の他の実施例によれば、アップセット部が削除されて陰極リードフレームと陽極リードフレームの上面が平坦に形成されることもできる。
【００８９】
以上で本発明の実施例を説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、本発明の実施例から本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により容易に変更されて均等なものと認められる範囲の全ての変更および修正を含む。
【符号の説明】
【００９０】
１０：陰極リードフレーム
１２：陰極リード
２０：陽極リードフレーム
２２：陽極リード
３０：発光ダイオードチップ
４０：合成樹脂部材
５０：金属性放熱反射部材
６０：レンズ
１００：安着部
２００：傾斜反射面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光ダイオード素子の場合、合成樹脂材質の射出反射板がリードフレームに付着されている構造を有しているため、射出反射板に黄変または熱的変形が起きて信頼性に問題があり、高出力の発光ダイオード素子に適用し難いという問題があった。
【０００３】
一方、高温で使用可能であり、且つ高出力発光ダイオード素子に適用可能にするためにセラミック基板を使用して発光ダイオード素子を実現する技術が紹介されているが、セラミック基板の使用により製造コストが上昇し、光効率が落ちるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、前記の問題点を解決するために案出されたものであって、本発明の目的は、高温で使用したり高出力発光ダイオード素子に適用しても、良好な放熱特性および光効率を担保することができる発光ダイオード素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施例による発光ダイオード素子は、陰極リードフレーム、前記陰極リードフレームと電気的に絶縁される状態で配置される陽極リードフレーム、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームに電気的に接続される発光ダイオードチップ、前記発光ダイオードチップを収容する陥没部を含み、前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームを固定する合成樹脂部材、および前記陥没部の内面の少なくとも一部を囲み、前記合成樹脂部材の上面を覆うように延びる金属性放熱反射部材を含む。
【０００６】
前記金属性放熱反射部材は、前記発光ダイオードチップで発散された光が反射される反射空間を形成するように前記陥没部の内面の少なくとも一部を囲む反射部、および前記反射部で延びて前記合成樹脂部材の上面を覆うように形成される放熱部を含んでもよい。
【０００７】
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記合成樹脂部材の上面で前記合成樹脂部材の側面をすぎて底面まで延びるように形成されてもよい。
【０００８】
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに接触するように形成されてもよい。
【０００９】
前記発光ダイオードチップは、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに設置されてもよく、前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちの前記発光ダイオードチップが設置されているものに接触するように形成されてもよい。
【００１０】
前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームは、前記合成樹脂部材の底面まで延びる陰極リードと陽極リードをそれぞれ含んでもよく、前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードおよび前記陽極リードのうちのいずれか一つに接触するように形成されてもよい。
【００１１】
前記発光ダイオードチップは、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに設置されてもよく、前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちの前記発光ダイオードチップが設置されているものに接触するように前記陰極リードおよび前記陽極リードのうちのいずれか一つに接触するように形成されてもよい。
【００１２】
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに接触するように形成されてもよい。
【００１３】
前記発光ダイオードチップは、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに設置されてもよく、前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちの前記発光ダイオードチップが設置されているものに接触するように形成されてもよい。
【００１４】
前記金属性放熱反射部材の反射部は、前記陥没部の内面の上部を囲むように形成されてもよく、前記陥没部の内面の下部は、前記発光ダイオードチップで発散された光を反射することができるように反射面で形成されてもよい。
【００１５】
前記金属性放熱反射部材の反射部は、前記合成樹脂部材により前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームの上面から離隔されてもよい。
【００１６】
前記反射空間は、蛍光体が含有されたエポキシ樹脂またはシリコン樹脂で満たされてもよい。
【００１７】
前記金属性放熱反射部材の反射部の表面は、光反射率を高める金属で塗布されてもよい。
【００１８】
前記反射空間は、空いて空気層が形成されるようにしてもよく、前記反射空間の上面を覆うように前記金属性放熱反射部材の上面に設置され、蛍光体層を備えるレンズをさらに含んでもよい。
【００１９】
前記金属性放熱反射部材の反射部の表面は、蛍光体で塗布されてもよい。
【００２０】
前記レンズは、上方向に凸の曲面形態を有してもよい。
【００２１】
前記レンズは、平坦な形態を有してもよい。
【００２２】
本発明の実施例によれば、前記金属性放熱反射部材は、前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームにより構成されてもよく、前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームは、前記発光ダイオードチップが安着される安着部、および前記発光ダイオードチップで発散された光を反射することができるように前記安着部から上方外側に傾いて形成される傾斜反射面を形成して前記金属性放熱反射部材を構成してもよい。
【００２３】
前記合成樹脂部材は、前記安着部の下面が露出しないように前記安着部の下面を囲むように形成されてもよい。
【００２４】
前記合成樹脂部材は、前記安着部の下面の少なくとも一部が露出するように形成されてもよい。
【００２５】
前記傾斜反射面は、傾斜角度が互いに異なる複数の傾斜反射面を含んでもよい。
【００２６】
前記傾斜反射面は、前記合成樹脂部材の上面まで形成されてもよく、前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームは、前記合成樹脂部材の上面を覆うように形成されるアップセット部を含んでもよい。
【００２７】
前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームの上面は、平坦に形成されてもよい。
【００２８】
前記傾斜反射面は、円形または多角形形態を有してもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、反射部と放熱部を同時に備える金属性放熱反射部材を備えることによって、従来の合成樹脂材質の反射カップに比べて放熱効率が大きく向上し、ひいては、良好な光効率も担保することができる。この時、反射部に良好な光反射率を有する金属を塗布することによって全体的な光効率が高くなる。
【００３０】
また、金属性放熱反射部材がリードフレームのうちの発光ダイオードチップが設置されるものに接触するようにすることによって、放熱効果をより高めることができる。
【００３１】
そして、発光ダイオードチップを空気層に配置することによって、発光ダイオードチップに加えられる熱的ストレスを減少させることができる。
【００３２】
本発明によれば、陰極リードフレームと陽極リードフレームが発光ダイオードチップで発散された光を反射する傾斜反射面を備えることによって、高温で長時間安定的に駆動可能であるばかりか、簡単な構造を通じて光効率および放熱効率が良好な発光ダイオード素子が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の平面図である。
【図２】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の側面図である。
【図３】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の底面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】本発明の他の一実施例による発光ダイオード素子の断面図である。
【図６】本発明のさらに他の一実施例による発光ダイオード素子の断面図である。
【図７】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の斜視図である。
【図８】図７のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図９】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の底面斜視図である。
【図１０】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の陰極リードフレームおよび陽極リードフレームの斜視図である。
【図１１】本発明の一実施例による発光ダイオード素子の陰極リードフレームおよび陽極リードフレームの側面図である。
【図１２】本発明の他の実施例による発光ダイオード素子の断面図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施例による発光ダイオード素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施例を添付した図面を参照して詳しく説明する。
【００３５】
図面において、多くの層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。明細書全体に通して類似する部分に対しては同一の図面符号を付した。層や膜などの部分が他の部分の「上」または「下」にあるという時、これは他の部分の「真上」または「直下」にある場合のみならず、その中間にさらなる他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の「真上」または「直下」にあるという時には中間にさらなる他の部分がないことを意味する。
【００３６】
図１は、本発明の一実施例による発光ダイオード素子の平面図であり、図２は、本発明の一実施例による発光ダイオード素子の側面図であり、図３は、本発明の一実施例による発光ダイオード素子の底面図であり、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００３７】
図１および図４を参照すれば、本発明の実施例による発光ダイオード素子は、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０を含む。
【００３８】
陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０は、発光ダイオードチップ３０に電気を印加するための端子として機能し、互いに電気的に絶縁された状態で配置される。
【００３９】
例えば、陰極リードフレーム１０は、陰極パッド１１と陰極リード１２を含んでもよく、陽極リードフレーム２０は、陽極パッド２１と陽極リード２２を含んでもよい。
【００４０】
陰極パッド１１と陽極パッド２１は、それぞれ横方向に延びて形成されてもよく、発光ダイオードチップ３０が陰極パッド１１または陽極パッド２１の上面に設置されてもよい。図面に示された実施例では、発光ダイオードチップ３０が陰極パッド１１上に設置される場合が示されている。
【００４１】
発光ダイオードチップ３０は、陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０にそれぞれ電気的に接続される。例えば、発光ダイオードチップ３０は、一対の接続線３１、３２により陰極パッド１１および陽極パッド２１にそれぞれ電気的に接続されてもよい。
【００４２】
合成樹脂部材４０は、発光ダイオードチップ３０を収容する陥没部４１を備え、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０の少なくとも一部を囲むように形成されてもよい。合成樹脂部材４０は、熱可塑性樹脂で射出を通じて形成されてもよく、例えばポリフタルアミド（ＰＰＡ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの樹脂で形成されてもよい。
【００４３】
例えば、図４を参照すれば、陥没部４１は、上から下方向に陥没して形成されてもよく、ほぼ横断面が円形であるカップ（ｃｕｐ）形態を有してもよい。図１および図４に示されているように、合成樹脂部材４０の陥没部４１に発光ダイオードチップ３０が配置される。
【００４４】
この時、図１および図４に示されているように、陰極パッド１１と陽極パッド２１の内側部分が陥没部４１に露出されてもよく、発光ダイオードチップ３０が陰極パッド１１または陽極パッド２１の露出した部分上に固定されてもよい。そして、陰極パッド１１と陽極パッド２１の外側端部分は合成樹脂部材４０内に位置するようになる。
【００４５】
陰極リード１２と陽極リード２２は、陰極パッド１１および陽極パッド２１から延びて合成樹脂部材４０の外側に突出して形成される。この時、図１ないし図４に示されているように、陰極リード１２と陽極リード２２は、合成樹脂部材４０の側面に沿って下方向に延びた後に底面まで延びるように形成されてもよい。つまり、図３および図４に示されているように、陰極リード１２と陽極リード２２は、合成樹脂部材４０の底面の外側端から内側に一定の長さだけ延びて形成されてもよい。この時、合成樹脂部材４０の底面には陥没部４５が形成され、陰極リード１２と陽極リード２２がこの陥没部４５に配置されることによって、合成樹脂部材４０の底面と陰極リード１２および陽極リード２２の底とがほぼ平面をなすようにすることができる。
【００４６】
また、金属性放熱反射部材５０が備えられる。金属性放熱反射部材５０は、発光ダイオードチップ３０で発散された光を反射して前方へ進行するようにする機能と、発光ダイオードチップ３０で発散される熱を外部へ効果的に放出する機能とを果たす。金属性放熱反射部材５０は、鉄合金、アルミニウム合金などのような良好な熱伝達特性を有する金属材質で形成されてもよい。
【００４７】
金属性放熱反射部材５０は、反射機能を果たす反射部５１と、放熱機能を果たす放熱部５２とを含む。
【００４８】
反射部５１は、発光ダイオードチップ３０で発散された光が反射される反射空間を形成するように合成樹脂部材４０の陥没部４１の内面の少なくとも一部を囲むように形成される。反射部５１の表面は、光反射率を高めることができる金属で塗布されてもよく、例えばニッケル（Ｎｉ）や銀（Ａｇ）のような金属で塗布されてもよい。
【００４９】
例えば、図１および図４に示されているように、反射部５１は、合成樹脂部材４０の陥没部４１の内面の下部一部を除いた上側部分を囲む形態を有してもよく、反射部５１は、上方向に行くほど外側に広がる形態で形成されてもよい。反射部５１がこのような形態を有することによって発光ダイオードチップ３０で発散された光が反射部５１により反射されて前方および側方へ効果的に放射され得る。
【００５０】
この時、合成樹脂部材４０の陥没部４１の内面の下部は、発光ダイオードチップ３０で発散された光を反射することができるように反射面４４で形成されてもよい。この反射面４４は、金属性放熱反射部材５０の反射部５１とほぼ類似する角度を有するように上方向に行くほど広がる形態を有してもよく、図４に示されているように、このような構造により金属性放熱反射部材５０の反射部５１は、合成樹脂部材４０により陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０の上面から離隔されてもよい。
【００５１】
この時、金属性放熱反射部材５０が陥没部４１に安定的に安着されるようにするために、図４を参照すれば、合成樹脂部材４０の反射面４４の上端に横方向に延びる係止部４３が形成されてもよく、金属性放熱反射部材５０は、反射部５１の下端が係止部４３に安着することによって安定的に設置され得る。そして、合成樹脂部材４０は、係止部４３の外側端で上方向に傾いて形成される傾斜部４２を備えてもよく、この傾斜部４２は、金属性放熱反射部材５０とほぼ同一の傾斜角度を有してもよい。
【００５２】
図４を参照すれば、金属性放熱反射部材５０の反射部５１により形成される反射空間は、蛍光体が含有されたエポキシ樹脂またはシリコン樹脂に満たされてもよい。これによって、発光ダイオードチップ３０を保護しながらも良好な光特性を実現することができる。
【００５３】
蛍光体は、得ようとする光の種類に応じて適切に選択されてもよい。例えば、白色光を発散する発光ダイオード素子の場合、蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ系蛍光体、（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ系蛍光体、（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２＿Ｓｉ１＿Ｍ＿Ｏ４：Ｅｕ系蛍光体（ここで、Ｍは、Ｙ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｙｂ、Ｌｕなどであり、少なくとも一つ元素で置換されたり、少なくとも１つ以上の元素を追加的に含む）、（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２＿Ｓｉ１＿Ｏ４：Ｅｕ系蛍光体、（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２＿Ｓｉ１＿Ａ＿Ｏ４：Ｅｕ系蛍光体（ここで、Ａは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｓなどであり、少なくとも一つ元素で置換されたり、少なくとも１つ以上の元素を追加的に含む）などの蛍光体であってもよい。
【００５４】
金属性放熱反射部材５０の放熱部５２は、反射部５１から延びて合成樹脂部材４０の上面を覆うように形成される。つまり、図１および図４を参照すれば、放熱部５２は、反射部５１の上側端から横方向へ延びて合成樹脂部材４０の上面を覆いながら上面が外側に露出する。発光ダイオードチップ３０で発散されて反射部５１に吸収した熱が外部に露出した放熱部５２に伝達されて効果的に放出され得る。
【００５５】
金属性放熱反射部材５０の放熱部５２は、合成樹脂部材４０の上面で側面をすぎて下方へ延びた後に底面まで延びてもよい。つまり、図１ないし図４を参照すれば、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２は、陰極リード１２が形成される合成樹脂部材４０の側面で下方へ底面まで延びた後に再び内側へ延びる延長部５３、そして、陽極リード２２が形成された合成樹脂部材４０の側面で下方へ底面まで延びた後に再び内側へ延びる延長部５４を含んでもよい。放熱部５２が合成樹脂部材４０の底面まで延びることによって放熱効果をより高めることができる。
【００５６】
一方、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２は、陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０のうちのいずれか一つに接触するように形成されてもよい。この時、発光ダイオードチップ３０が陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０のうちのいずれか一つに設置される場合、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２は、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０のうちの発光ダイオードチップ３０が設置されるものに接触するように形成されてもよい。放熱部５２が陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０のうちのいずれか一つに接触することによって、接触したリードフレームを通じてより良好に熱が伝達されるため、熱放出効果が向上する。特に、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２が発光ダイオードチップ３０が設置されるリードフレームに接触する場合、発光ダイオードチップ３０で発散される熱がより効果的に放出され得る。
【００５７】
具体的に、陰極リード１２と陽極リード２２が合成樹脂部材４０の底面まで延びる場合に、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２の延長部５３が合成樹脂部材４０の底面まで延びて陰極リード１２と陽極リード２２のうちのいずれか一つに接触されてもよい。この時、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２の延長部５３、５４のうちの一つが発光ダイオードチップ３０が設置されたリードフレーム１０、２０のリード１２、２２に接触されてもよい。つまり、発光ダイオードチップ３０が、図１および図４に示されているように、陰極リードフレーム１０上に設置される場合、金属性放熱反射部材５０の放熱部５２の延長部５３、５４のうちの陰極リード１２近傍に位置する延長部５３が、図３に示されているように、陰極リード１２に接触するようになる。これによって、発光ダイオードチップ３０で発散された熱が陰極リードフレーム１０を通じて金属性放熱反射部材５０に伝達されて外部との熱伝達が起きる面積が大きくなり、熱放出効率をより向上することができる。
【００５８】
この時、図３に示されているように、合成樹脂部材４０の底面の陥没部４５には、陽極リード２２と延長部５４との間に挿入される突出部４６が形成されることによって、陽極リード２２と延長部５４との接触を防止することができる。
【００５９】
次に、図５および図６を参照して本発明の他の実施例による発光ダイオード素子について説明する。図５は、本発明の他の実施例による発光ダイオード素子の断面図であり、図６は、本発明のさらに他の実施例による発光ダイオード素子の断面図である。前記の実施例と同一の部分については同一の図面符号を付し、それについての説明は省略する。
【００６０】
まず、図５を参照すれば、金属性放熱反射部材５０の反射部５１により形成される反射空間４７は、エポキシ樹脂やシリコン樹脂で満たされる代わりに、空いて空気層が形成されるようにする。そして、反射空間４７の上面を覆うように金属性放熱反射部材５０の上面に設置されるレンズ６０が備えられる。
【００６１】
この時、レンズ６０は平坦な形態を有してもよく、エポキシ樹脂やシリコン樹脂などで形成されてもよい。
【００６２】
レンズ６０は、所望の色の光を得ることができるように蛍光体層６１を備える。この時、図面に示されているように、蛍光体層６１は複数であってもよい。
【００６３】
そして、金属性放熱反射部材５０の反射部５１の表面にも蛍光体が塗布されて蛍光体層６３が形成されてもよい。
【００６４】
一方、図６を参照すれば、レンズ６０は凸の形態を有してもよい。つまり、レンズ６０が凸部７０を備えることによって、凸の形態のレンズ６０が実現され得る。凸部７０もエポキシ樹脂やシリコン樹脂などで形成されてもよい。
【００６５】
図５および図６の実施例によれば、発光ダイオードチップ３０がエポキシ樹脂やシリコン樹脂に浸るのではなく、空気層内に配置されるようになるため、発光ダイオードチップ３０に加えられる熱的ストレスが最小化され得る。
【００６６】
次に、図７ないし１３を参照して本発明の他の実施例を詳しく説明する。
【００６７】
本実施例では金属性放熱反射部材が別途の部材で構成されるのではなく、陰極リードフレームおよび陽極リードフレームにより構成される。
【００６８】
図７ないし図１１を参照すれば、本発明の実施例による発光ダイオード素子は、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０を含む。
【００６９】
陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０は、発光ダイオードチップ３０に電気を印加するための端子として機能し、互いに電気的に絶縁された状態で配置される。つまり、図１０および図１１に示されているように、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０は、一定の距離が離隔された状態を維持することによって互いに電気的に絶縁され得る。
【００７０】
発光ダイオードチップ３０が陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０にそれぞれ電気的に接続される。例えば、発光ダイオードチップ３０は、接着剤などにより陰極リードフレーム１０または陽極リードフレーム２０の上面に固定されてもよく、一対の接続線３１、３２により陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０にそれぞれ電気的に接続されてもよい。図面には発光ダイオードチップ３０が陰極リードフレーム１０上に固定される場合が示されているが、発光ダイオードチップ３０は陽極リードフレーム２０上に固定されることもできる。
【００７１】
合成樹脂部材４０は、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０を固定する役割を果たす。合成樹脂部材４０は、熱可塑性樹脂のような合成樹脂を用いて射出方式を通じて形成されてもよく、例えばポリフタルアミド（ＰＰＡ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などの樹脂で形成されてもよい。図面に示されているように、合成樹脂部材４０は、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０の外側および下側をほぼ囲むように形成されてもよい。
【００７２】
陰極リードフレーム１０は、合成樹脂部材４０の外側に露出する陰極リード１２を含んでもよく、陽極リードフレーム２０は、合成樹脂部材４０の外側に露出する陽極リード２２を含んでもよい。陰極リード１２と陽極リード２２を通じて外部電源が印加されてもよい。
【００７３】
図面に示されているように、陰極リード１２と陽極リード２２は、合成樹脂部材４０の側面で外部へ突出した後に下方へ延びてもよく、合成樹脂部材４０の底面まで延びてもよい。
【００７４】
本発明の実施例によれば、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０は、発光ダイオードチップ３０が安着される安着部１００、そして、発光ダイオードチップ３０で発散された光を反射することができるように安着部１００から上方外側に傾いて形成される傾斜反射面２００を形成する。ここで、上方とは、図２で上方向を意味する。
【００７５】
安着部１００は、発光ダイオードチップ３０が安着される領域を提供し、図面に示されているように、陰極リードフレーム１０上に備えられることもでき、他の実施例では陽極リードフレーム２０上に備えられることもできる。また、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０の組み合わせにより安着部１００が形成されることもできる。この時、図面に示されているように、安着部１００の上面はほぼ水平方向（図２で横方向）に延びる平面からなってもよい。
【００７６】
傾斜反射面２００は、前述した通り、安着部１００の外側端から上方外側に傾いて形成される。図面に示されているように、傾斜反射面２００は上方向に行くほど漸次に広がるカップ形態の陥没部を形成し、発光ダイオードチップ３０で発散された光を反射する機能を果たす。例えば、陰極リードフレーム１０に形成された傾斜面と陽極リードフレーム２０に形成された傾斜面との組み合わせにより傾斜反射面２００が形成されてもよい。
【００７７】
図面に示されているように、傾斜反射面２００は円形形態を有してもよい。つまり、傾斜反射面２００の横断面がほぼ円形の形態を有してもよい。一方、本発明の他の実施例によれば、傾斜反射面は四角形、六角形など多角形の形態を有することもできる。
【００７８】
ひいては、傾斜反射面２００は、陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０により形成され、合成樹脂に比べて熱伝導性が良好な金属材質で形成されるため、発光ダイオードチップ３０で発生した熱をより効果的に放出することができるようになる。つまり、従来の発光ダイオード素子が主に合成樹脂部材で反射面を形成するのとは異なり、本発明の実施例によれば陰極リードフレーム１０および陽極リードフレーム２０が傾斜反射面２００を形成するため、簡単な構造を通じて良好な光反射効果および良好な放熱効果を同時に図ることができる。
【００７９】
一方、図８に示されているように、合成樹脂部材４０は、安着部１００の下面が外部に露出しないように安着部１００の下面を囲むように形成されてもよい。
【００８０】
また、図７に示されているように、傾斜反射面２００により形成される陥没部は、蛍光体が含有されたエポキシ樹脂またはシリコン樹脂のような封止材５５で満たされてもよい。これによって、発光ダイオードチップ３０を保護しながらも良好な光特性を実現することができる。
【００８１】
蛍光体は、得ようとする光の種類に応じて適切に選択されてもよい。例えば、白色光を発散する発光ダイオード素子の場合、蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ系蛍光体、（Ｙ、Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ系蛍光体、（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２＿Ｓｉ１＿Ｍ＿Ｏ４：Ｅｕ系蛍光体（ここで、Ｍは、Ｙ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｙｂ、Ｌｕなどであり、少なくとも一つ元素で置換されたり、少なくとも１つ以上の元素を追加的に含む）、（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２＿Ｓｉ１＿Ｏ４：Ｅｕ系蛍光体、（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）２＿Ｓｉ１＿Ａ＿Ｏ４：Ｅｕ系蛍光体（ここで、Ａは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｓなどであり、少なくとも一つ元素で置換されたり、少なくとも１つ以上の元素を追加的に含む）などの蛍光体であってもよい。
【００８２】
図１２は、本発明の他の実施例による発光ダイオード素子の断面図である。前記実施例と同一の部分についての説明は省略する。
【００８３】
図１２を参照すれば、合成樹脂部材４１０は、安着部１００の下面の少なくとも一部が外部に露出するように形成されてもよい。安着部１００の下面が露出することによって放熱効果をより高めることができる。
【００８４】
そして、傾斜反射面２００は、傾斜角度が互いに異なる複数の傾斜反射面２１０、２２０を含むことができる。つまり、図１２に例示されているように、二つの傾斜反射面２１０、２２０が備えられてもよく、下側の傾斜反射面２１０の傾斜角度よりも上側の傾斜反射面２２０の傾斜角度が大きく形成されてもよい。傾斜角度が互いに異なる傾斜反射面の個数はこれに限定されない。互いに異なる傾斜角度を有する傾斜反射面２１０、２２０が備えられることによって、光がより多様な方向に反射され得、これによってより良好な光特性が得られる。
【００８５】
この時、図１２に示されているように、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０の上面は平坦に形成されてもよい。
【００８６】
図１３は、本発明の他の実施例による発光ダイオード素子の断面図である。前記実施例と同一の部分についての説明は省略する。
【００８７】
図１３を参照すれば、傾斜反射面２００は、合成樹脂部材４０の上面まで形成され、陰極リードフレーム１０と陽極リードフレーム２０は、合成樹脂部材４０の上面を覆うように形成されるアップセット部１３、２３をそれぞれ含む。つまり、合成樹脂部材４０の上面が外部に露出せず、アップセット部１３、２３により覆われるようになる。合成樹脂部材４０の上面が外部に露出しないことによって合成樹脂部材４０の黄変を防止することができる。
【００８８】
一方、前述した通り、本発明の他の実施例によれば、アップセット部が削除されて陰極リードフレームと陽極リードフレームの上面が平坦に形成されることもできる。
【００８９】
以上で本発明の実施例を説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、本発明の実施例から本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により容易に変更されて均等なものと認められる範囲の全ての変更および修正を含む。
【符号の説明】
【００９０】
１０：陰極リードフレーム
１２：陰極リード
２０：陽極リードフレーム
２２：陽極リード
３０：発光ダイオードチップ
４０：合成樹脂部材
５０：金属性放熱反射部材
６０：レンズ
１００：安着部
２００：傾斜反射面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極リードフレーム、
前記陰極リードフレームと電気的に絶縁される状態で配置される陽極リードフレーム、
前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームに電気的に接続される発光ダイオードチップ、
前記発光ダイオードチップを収容する陥没部を含み、前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームを固定する合成樹脂部材、および
前記陥没部の内面の少なくとも一部を囲み、前記合成樹脂部材の上面を覆うように延びる金属性放熱反射部材
を含む、発光ダイオード素子。
【請求項２】
前記金属性放熱反射部材は、前記発光ダイオードチップで発散された光が反射される反射空間を形成するように前記陥没部の内面の少なくとも一部を囲む反射部、および前記反射部で延びて前記合成樹脂部材の上面を覆うように形成される放熱部を含む、請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【請求項３】
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記合成樹脂部材の上面で前記合成樹脂部材の側面をすぎて底面まで延びるように形成される、請求項２に記載の発光ダイオード素子。
【請求項４】
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに接触するように形成される、請求項３に記載の発光ダイオード素子。
【請求項５】
前記発光ダイオードチップは、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに設置され、
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちの前記発光ダイオードチップが設置されているものに接触するように形成される、請求項４に記載の発光ダイオード素子。
【請求項６】
前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームは、前記合成樹脂部材の底面まで延びる陰極リードと陽極リードをそれぞれ含み、
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードおよび前記陽極リードのうちのいずれか一つに接触するように形成される、請求項３に記載の発光ダイオード素子。
【請求項７】
前記発光ダイオードチップは、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに設置され、
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちの前記発光ダイオードチップが設置されているものに接触するように前記陰極リードおよび前記陽極リードのうちのいずれか一つに接触するように形成される、請求項６に記載の発光ダイオード素子。
【請求項８】
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに接触するように形成される、請求項２に記載の発光ダイオード素子。
【請求項９】
前記発光ダイオードチップは、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに設置され、
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちの前記発光ダイオードチップが設置されているものに接触するように形成される、請求項８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１０】
前記金属性放熱反射部材の反射部は、前記陥没部の内面の上部を囲むように形成され、
前記陥没部の内面の下部は、前記発光ダイオードチップで発散された光を反射することができるように反射面で形成される、請求項２に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１１】
前記金属性放熱反射部材の反射部は、前記合成樹脂部材により前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームの上面から離隔される、請求項１０に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１２】
前記反射空間は、蛍光体が含有されたエポキシ樹脂またはシリコン樹脂で満たされる、請求項２に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１３】
前記金属性放熱反射部材の反射部の表面は、光反射率を高める金属で塗布される、請求項２に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１４】
前記反射空間は、空いて空気層が形成されるようにし、
前記反射空間の上面を覆うように前記金属性放熱反射部材の上面に設置され、蛍光体層を備えるレンズをさらに含む、請求項２に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１５】
前記金属性放熱反射部材の反射部の表面は、蛍光体で塗布される、請求項１４に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１６】
前記レンズは、上方向に凸の曲面形態を有する、請求項１４に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１７】
前記レンズは、平坦な形態を有する、請求項１４に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１８】
前記金属性放熱反射部材は、前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームにより構成され、
前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームは、前記発光ダイオードチップが安着される安着部、および前記発光ダイオードチップで発散された光を反射することができるように前記安着部から上方外側に傾いて形成される傾斜反射面を形成して前記金属性放熱反射部材を構成する、請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１９】
前記合成樹脂部材は、前記安着部の下面が露出しないように前記安着部の下面を囲むように形成される、請求項１８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項２０】
前記合成樹脂部材は、前記安着部の下面の少なくとも一部が露出するように形成される、請求項１８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項２１】
前記傾斜反射面は、傾斜角度が互いに異なる複数の傾斜反射面を含む、請求項１８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項２２】
前記傾斜反射面は、前記合成樹脂部材の上面まで形成され、
前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームは、前記合成樹脂部材の上面を覆うように形成されるアップセット部を含む、請求項１８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項２３】
前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームの上面は、平坦に形成される、請求項１８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項２４】
前記傾斜反射面は、円形または多角形形態を有する、請求項１８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１】
陰極リードフレーム、
前記陰極リードフレームと電気的に絶縁される状態で配置される陽極リードフレーム、
前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームに電気的に接続される発光ダイオードチップ、
前記発光ダイオードチップを収容する陥没部を含み、前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームを固定する合成樹脂部材、および
前記陥没部の内面の少なくとも一部を囲み、前記合成樹脂部材の上面を覆うように延びる金属性放熱反射部材
を含む、発光ダイオード素子。
【請求項２】
前記金属性放熱反射部材は、前記発光ダイオードチップで発散された光が反射される反射空間を形成するように前記陥没部の内面の少なくとも一部を囲む反射部、および前記反射部で延びて前記合成樹脂部材の上面を覆うように形成される放熱部を含む、請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【請求項３】
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記合成樹脂部材の上面で前記合成樹脂部材の側面をすぎて底面まで延びるように形成される、請求項２に記載の発光ダイオード素子。
【請求項４】
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに接触するように形成される、請求項３に記載の発光ダイオード素子。
【請求項５】
前記発光ダイオードチップは、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに設置され、
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちの前記発光ダイオードチップが設置されているものに接触するように形成される、請求項４に記載の発光ダイオード素子。
【請求項６】
前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームは、前記合成樹脂部材の底面まで延びる陰極リードと陽極リードをそれぞれ含み、
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードおよび前記陽極リードのうちのいずれか一つに接触するように形成される、請求項３に記載の発光ダイオード素子。
【請求項７】
前記発光ダイオードチップは、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに設置され、
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちの前記発光ダイオードチップが設置されているものに接触するように前記陰極リードおよび前記陽極リードのうちのいずれか一つに接触するように形成される、請求項６に記載の発光ダイオード素子。
【請求項８】
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに接触するように形成される、請求項２に記載の発光ダイオード素子。
【請求項９】
前記発光ダイオードチップは、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちのいずれか一つに設置され、
前記金属性放熱反射部材の放熱部は、前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームのうちの前記発光ダイオードチップが設置されているものに接触するように形成される、請求項８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１０】
前記金属性放熱反射部材の反射部は、前記陥没部の内面の上部を囲むように形成され、
前記陥没部の内面の下部は、前記発光ダイオードチップで発散された光を反射することができるように反射面で形成される、請求項２に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１１】
前記金属性放熱反射部材の反射部は、前記合成樹脂部材により前記陰極リードフレームおよび前記陽極リードフレームの上面から離隔される、請求項１０に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１２】
前記反射空間は、蛍光体が含有されたエポキシ樹脂またはシリコン樹脂で満たされる、請求項２に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１３】
前記金属性放熱反射部材の反射部の表面は、光反射率を高める金属で塗布される、請求項２に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１４】
前記反射空間は、空いて空気層が形成されるようにし、
前記反射空間の上面を覆うように前記金属性放熱反射部材の上面に設置され、蛍光体層を備えるレンズをさらに含む、請求項２に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１５】
前記金属性放熱反射部材の反射部の表面は、蛍光体で塗布される、請求項１４に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１６】
前記レンズは、上方向に凸の曲面形態を有する、請求項１４に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１７】
前記レンズは、平坦な形態を有する、請求項１４に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１８】
前記金属性放熱反射部材は、前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームにより構成され、
前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームは、前記発光ダイオードチップが安着される安着部、および前記発光ダイオードチップで発散された光を反射することができるように前記安着部から上方外側に傾いて形成される傾斜反射面を形成して前記金属性放熱反射部材を構成する、請求項１に記載の発光ダイオード素子。
【請求項１９】
前記合成樹脂部材は、前記安着部の下面が露出しないように前記安着部の下面を囲むように形成される、請求項１８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項２０】
前記合成樹脂部材は、前記安着部の下面の少なくとも一部が露出するように形成される、請求項１８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項２１】
前記傾斜反射面は、傾斜角度が互いに異なる複数の傾斜反射面を含む、請求項１８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項２２】
前記傾斜反射面は、前記合成樹脂部材の上面まで形成され、
前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームは、前記合成樹脂部材の上面を覆うように形成されるアップセット部を含む、請求項１８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項２３】
前記陰極リードフレームと前記陽極リードフレームの上面は、平坦に形成される、請求項１８に記載の発光ダイオード素子。
【請求項２４】
前記傾斜反射面は、円形または多角形形態を有する、請求項１８に記載の発光ダイオード素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２３８８３０（Ｐ２０１２−２３８８３０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７７９７７（Ｐ２０１１−２７７９７７）
【出願日】平成２３年１２月２０日（２０１１．１２．２０）
【出願人】（５１１３０７１６６）ルミリッチ シーオー エルティディ (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２０日（２０１１．１２．２０）
【出願人】（５１１３０７１６６）ルミリッチ シーオー エルティディ (2)
【Ｆターム（参考）】
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