発光素子
【課題】小型化及び、集積化、放熱効果を改善させた発光素子の提供。
【解決手段】発光素子100は、互いに離隔される複層の金属層11と、前記複数の金属層の一部が開放されるオープン領域を有し前記複数の金属層の上面に配置される第1絶縁フィルム21,23と、前記複数の金属層のうち何れか一つの上に配置される発光チップ41と、前記複数の金属層と前記発光チップの上に配置される樹脂層61と、前記第1絶縁フィルムの上に非金属材質の第1ガイド部材31を含む。
【解決手段】発光素子100は、互いに離隔される複層の金属層11と、前記複数の金属層の一部が開放されるオープン領域を有し前記複数の金属層の上面に配置される第1絶縁フィルム21,23と、前記複数の金属層のうち何れか一つの上に配置される発光チップ41と、前記複数の金属層と前記発光チップの上に配置される樹脂層61と、前記第1絶縁フィルムの上に非金属材質の第1ガイド部材31を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、発光素子及びそれを備える照明システムに関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード(LED)は、電気エネルギーを光に変換する半導体素子の一種である。発光ダイオードは蛍光灯、白熱灯など既存の光源に比べ低消費電力、半永久的な寿命、速い応答速度、安全性、環境に優しい所などの長所を有している。この点から既存の光源を発光ダイオードに代わりにするための多くの研究が進められており、発光ダイオードは実内外で使用される各種ランプ、液晶表示装置、電光板、街灯などの照明装置の光源としてその使用が増加されている趨勢である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の実施形態は、新たなタイプの発光素子及びそれを備える照明システムを提供する。
【0004】
本発明の実施形態は、複数の金属層を支持する絶縁フィルムと前記複数の金属層に電気的に接続される発光チップを含む発光素子及びそれを備える照明システムを提供する。
【0005】
本発明の実施形態は、発光チップの縁に樹脂層及び樹脂層の縁にガイド部材を配置する発光素子及びそれを備える照明システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の実施形態による発光素子は、互いに離隔される複層の金属層と、前記複数の金属層の一部が開放されるオープン領域を有し前記複数の金属層の上面に配置される第1絶縁フィルムと、前記複数の金属層のうち何れか一つの上に配置される発光チップと、前記複数の金属層と前記発光チップの上に配置される樹脂層と、前記第1絶縁フィルムの上に非金属材質の第1ガイド部材を含む。
【0007】
本発明の実施形態において、前記複数の金属層は第1及び第2金属層を含め、前記発光チップは第1金属層の上に配置され、前記第1及び第2金属層とワイヤで接続される。
【0008】
本発明の実施形態において、前記複数の金属層は第1金属層、第2金属層及び前記第1金属層と前記第2金属層の間に第3金属層を含め、前記発光チップは第3金属層の上に配置され、前記第1金属層と前記第2金属層にワイヤで接続される。
【0009】
本発明の実施形態において、前記複数の金属層の間に対応されて、前記複数の金属層の上面に前記複数の金属層の間の間隔より広い幅を有する第2絶縁フィルムを含む。
【0010】
本発明の実施形態において、前記複数の金属層の間に対応されて、前記複数の金属層の下面に前記複数の金属層の間の間隔より広い幅を有する第3絶縁フィルムを含む。
【0011】
本発明の実施形態において、前記複数の金属層の間に絶縁性接着物質を含む。
【0012】
本発明の実施形態において、前記第1ガイド部材は樹脂物質を含む。
【0013】
本発明の実施形態において、前記第2絶縁フィルムの上に第2ガイド部材を含め、前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムは互いに接続され、前記第1ガイド部材と前記第2ガイド部材は互いに接続される。
【0014】
本発明の実施形態において、前記発光チップと前記第1絶縁フィルム及び第2絶縁フィルムの間に第3絶縁フィルムを含む。
【0015】
本発明の実施形態において、前記発光チップと前記第1絶縁フィルム及び第2絶縁フィルムの間に第3ガイド部材を含む。
【0016】
本発明の実施形態において、前記複数の金属層と前記第1絶縁フィルムの間に接着層を含む。
【0017】
本発明の実施形態において、前記第1及び第2ガイド部材の一部は前記複数の金属層のうち何れか一つに接触される。
【0018】
本発明の実施形態において、前記第1ガイド部材の一部は前記第1絶縁フィルムより前記発光チップに近くに配置される。
【0019】
本発明の実施形態において、前記第1絶縁フィルムはPI(ポリイミド)フィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、EVA(エチレンビニルアセテート)フィルム、PEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム、TAC(トリアセチルセルロース)フィルム、PAI(ポリアミド−イミド)、PEEK(ポリエーテル−エーテル−ケトン)、パーフルオロアルコキシ(PFA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、樹脂フィルムのうち少なくとも一つを含む。
【0020】
本発明の実施形態において、前記第1ガイド部材は半田レジスト、二酸化チタニウム(TiO2)を有する樹脂材質、ガラス繊維(Glass Fiber)を有する樹脂材質、及び高分子物質のうち少なくとも一つを含む。
【発明の効果】
【0021】
本発明の実施形態は、テープ型またはフィルム型の発光素子を提供することができる。
【0022】
本発明の実施形態は、パッケージ本体を用いなくて絶縁フィルムを介して金属層を支持する発光素子を提供することができる。
【0023】
本発明の実施形態は、発光素子の製造工程を改善させることができる。
【0024】
本発明の実施形態は、発光素子の厚さを減らすことができる。
【0025】
実施形態は、発光素子の光抽出効率を改善させることができる。
【0026】
本発明の実施形態は、発光素子の信頼性を改善させることができる。
【0027】
本発明の実施形態は、発光素子の小型化及び集積化を改善させることができる。
【0028】
本発明の実施形態は、発光素子及びそれを備える照明システムにおいての放熱効率を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】第1実施形態に係る発光素子の斜視図である。
【図2】図1に示すA−Aから見た側断面図である。
【図3】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図4】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図5】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図6】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図7】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図8】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図9】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図10】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図11】第2実施形態に係る発光素子の側断面図である。
【図12】第3実施形態に係る発光素子の側断面図である。
【図13】第4実施形態に係る発光素子の斜視図である。
【図14】第4実施形態に係る発光素子の側断面図である。
【図15】第5実施形態に係る発光素子の平面図である。
【図16】第5実施形態に係る発光素子の側断面図である。
【図17】図15に示す発光素子の変更例である。
【図18】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図19】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図20】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図21】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図22】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図23】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図24】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図25】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図26】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図27】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図28】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図29】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図30】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図31】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図32】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図33】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図34】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図35】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図36】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図37】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図38】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図39】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図40】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図41】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図42】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図43】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図44】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図45】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図46】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図47】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図48】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図49】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図50】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図51】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図52】本発明の実施形態に係る発光素子の他の例を示す側断面図である。
【図53】本発明の実施形態に係る発光素子の他の例を示す回路構成図である。
【図54】本発明の実施形態に係る発光素子の他の例を示す側断面図である。
【図55】本発明の実施形態に係る発光素子の他の例を示す回路構成図である。
【図56】本発明の実施形態に係る発光素子の金属層の変更例を示す側断面図である。
【図57】本発明の実施形態に係る発光素子の金属層の変更例を示す図である。
【図58】本発明の実施形態に係る発光素子の金属層の変更例を示す図である。
【図59】本発明の実施形態に係る発光素子の金属層の変更例を示す図である。
【図60】本発明の実施形態に係る発光チップの一例を示す図である。
【図61】本発明の実施形態に係る発光チップの一例を示す図である。
【図62】本発明の実施形態に係る表示装置の一例を示す斜視図である。
【図63】本発明の実施形態に係る表示装置の一例を示す斜視図である。
【図64】本発明の実施形態に係る照明ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
実施形態の説明に当たって、各層(膜)、領域、パターン又は構造物が基板、各層(膜)、領域、パッド又はパターンの「上(on)」に又は「下(under)」に形成されると記載される場合、「上(on)」と「下(under)」は、「直接(directly)」又は「他の層を介在して(indirectly)」形成されることをすべて含む。また、各層の「上」又は「下」に対する基準は、図面を基準として説明する。
【0031】
図において各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、又は概略的に示された。また、各構成要素の大きさは、実際の大きさを全的に反映するのではない。
【0032】
以下、添付された図面を参照して、説明する。
【0033】
図1は、発光素子を示す斜視図で、図2は、図1に示すA−Aから見た側断面図である。
【0034】
図1及び図2を参照すると、発光素子100は複数の金属層11、13と、前記金属層11、13の上に絶縁フィルム20(20、23)と、前記複数の金属層11、13のうち第1金属層11の上に配置される発光チップ41と、前記絶縁フィルム21の上にガイド部材31、及び前記金属層11、13の上に前記発光チップ41をカバーする樹脂層61を含む。
【0035】
前記金属層11、13は少なくとも2個を含め、少なくとも2個の金属層11、13は互いに離隔されて電気的にオープンされるか物理的に離隔される構造で配置される。前記金属層11、13は好ましくはリードフレームのような金属プレートで形成されることができる。
【0036】
前記複数の金属層11、13の下面S3は互いに同一平面上に配置され、すべての側面S1は露出される。前記金属層11、13の露出される下面S3と側面S1を介して放熱効率は改善されることができる。前記複数の金属層11、13のうち少なくとも2個は電極として用いることができる。
【0037】
前記複数の金属層11、13は鉄(Fe)、銅(Cu)、Fe−Niのように鉄(Fe)を含む合金(alloy)、アルミニウム(Al)またはアルミニウムを含む合金、またはCu−Ni、Cu−Mg−Snのように銅(Cu)を含む合金で形成されることができる。また前記金属層11、13は単層または多層に形成されることができる。前記金属層11、13はFeまたはCuの材質であり、その上面または/及び下面にはアルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)のような反射層またはボンディング層が形成されることができる。
【0038】
前記金属層11、13がリードフレームで形成される場合、機械的な強度が強く、熱伝導性が大きく、熱膨張係数が大きく、加工性が良好であり、曲げ動作を繰り返すときの損失がほぼなく、メッキと半田付けが容易であるという特性がある。
【0039】
前記金属層11、13の厚さは実質的に15μm〜300μmの厚さで形成されることができ、この厚さは好ましくは15μm〜50μmの範囲に形成されることができて、発光素子全体を支持する支持フレームとして働き、また発光チップ41から生じる熱を伝導する放熱部材として動作することができる。前記金属層の外枠領域は第1方向Yの長さY1と、第1方向Yと直交する第2方向Xの長さX1が発光素子の大きさに応じて異なることができる。
【0040】
発光素子100は、別途の本体、例えば、PPA(Polyphtalamide)のような樹脂系の本体が不要である。これによって、前記金属層11、13と本体を結合する射出、成形工程が除去されることができる。前記金属層11、13の一部をフレキシブルな曲面形状に使用するか、予め定められた角度に曲げて使用することができ、これに対して限定するものではない。
【0041】
以下、第1実施形態の説明のために前記金属層11、13は第1金属層11と第2金属層13が配置される構造で説明する。前記第1金属層11と第2金属層13の下面S3は同一平面上に配置されて、ボード(PCB)または放熱プレート上に半田でボンディングされる面になることができる。
【0042】
前記第1金属層11と前記第2金属層13との間には分離部17が配置され、前記分離部17は前記第1金属層11と前記第2金属層13との間を物理的に離隔させる。前記分離部17は直線、曲線、折曲されるライン形状のうち選択的に形成されることができ、前記ライン形状の幅または形態は前記第1金属層11と第2金属層13の形状や大きさに応じて異なることができる。前記分離部17は一つの金属フレームを第1金属層11と第2金属層13に分離し、前記分離部17の幅及び位置に従って前記第1金属層11と第2金属層13の形状や大きさが異なることができる。
【0043】
前記第1金属層11と前記第2金属層13との間の間隔G1は10μm以上離隔されることができ、この間隔は前記分離部17の幅であって、二つの金属層11、13間の短絡や電気的な干渉を防止することができる距離である。前記分離部17は空いている領域であるか、絶縁性物質で埋められもよく、これに対して限定するものではない。
【0044】
前記第1金属層11または前記第2金属層13は、カッティング工程によって円形状、多角形状、または半球形状のように多様な形状に形成されることができる。
【0045】
前記第1金属層11と前記第2金属層13の表面には、酸化防止コーティング層を形成することができ、前記酸化防止コーティング層は前記第1金属層11及び前記第2金属層13の表面が変質されることを防止する。
【0046】
前記第1金属層11及び前記第2金属層11、13の上には、絶縁フィルム21、23が配置され、前記絶縁フィルム21、23は前記第1金属層11または/及び前記第2金属層13の縁に形成されることができる。
【0047】
前記絶縁フィルム21、23は前記第1金属層11と前記第2金属層13の上面に付着され、前記第1金属層11と前記第2金属層13を支持する。前記絶縁フィルム21、23は複数の金属層11、13の上面に付着されて金属層を支持し、実際的に本体のような機能を働く。
【0048】
前記絶縁フィルム21、23は透光性または非透光性フィルムを含め、例えば、PI(ポリイミド)フィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、EVA(エチレンビニルアセテート)フィルム、PEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム、TAC(トリアセチルセルロース)フィルム、PAI(ポリアミド−イミド)、PEEK(ポリエーテル−エーテル−ケトン)、パーフルオロアルコキシ(PFA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、樹脂フィル(PE、PP、PET)などを含むことができる。
【0049】
前記絶縁フィルム21、23と前記金属層11、13の間には接着層が形成されることができ、この接着層は絶縁フィルム21、23を前記金属層11、13に付着することができる。また、前記絶縁フィルム21、23は両面または断面接着テープで形成されることができる。
【0050】
前記絶縁フィルム21、23の材質は所定の反射率、例えば、30%以上の反射率を有することができ、このような反射特性は発光素子内部においての表面反射効率を改善させることができる。
【0051】
また、前記絶縁フィルム21、23は光学的な機能を含むことができる。ここで、前記光学的機能は50%以上の透過率を有する透光性フィルムを含め、好ましくは70%以上の透光性フィルムを含む。前記絶縁フィルム21、23は蛍光体を含むことができ、前記蛍光体は前記絶縁フィルム21、23の上面または下面に塗布されるか、内部に添加されることができる。前記蛍光体の種類はYAG系、シリケート系、室化物系の蛍光体のうち少なくとも一つを含むことができ、その発光波長は赤色、黄色、緑色などのような可視光線系を含むことができる。また前記絶縁フィルム21、23は蛍光体フィルムで具現されることができ、前記蛍光体フィルムは前記発光チップ41から放出される光を吸収して他の波長の光を発光する。
【0052】
また前記絶縁フィルム21、23は耐湿性フィルムを含むことができ、この耐湿性フィルムは湿気が浸透することを抑制し、第1金属層11と第2金属層13の酸化防止及び短絡を防止することができる。
【0053】
前記絶縁フィルム21、23は上面、下面、または側面の一部が所定の凹凸構造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。
【0054】
前記絶縁フィルム21、23の厚さは前記金属層11、13の厚さ以上に形成されることができ、例えば、30μm〜500μmの厚さに形成されることができ、好ましくは40μm〜60μmの厚さに形成されることができる。
【0055】
前記絶縁フィルム21、23は2個の金属層11、13の上面領域の縁に形成される第1絶縁フィルム21と、前記第1金属層11と前記第2金属層13の境界領域の上面に形成される第2絶縁フィルム23で区分されることができる。前記第2絶縁フィルム23は前記第1絶縁フィルム21の一部として、前記第1絶縁フィルム21と一体に接続される。前記第1絶縁フィルム21と前記第2絶縁フィルム23は同一物質であって、一つのフィルムで形成されることができる。
【0056】
前記第1絶縁フィルム21の幅W1は一定の幅に形成されるか、一部が異なる幅に形成されることができる。前記第1絶縁フィルム21の幅W1は少なくとも数十μm以上に形成されることができる。前記第1絶縁フィルム23の幅W2は一定の幅に形成されるか、一部が異なる幅に形成されることができる。前記第2絶縁フィルム23の幅W2は前記金属層11、13間の間隔G1より広い幅に形成されることができ、例えば20μm以上に形成されることができる。前記第1絶縁フィルム21の幅W1と前記第2絶縁フィルム23の幅W2は同じであるか異なることができる。前記第2絶縁フィルム23は二つの金属層11、13を支持するために、少なくとも20μm以上の幅に形成されることができる。
【0057】
前記第2絶縁フィルム23は第1金属層11と第2金属層13との間に対応され、前記第1金属層11と前記第2金属層13の上面に前記金属層11、13間の間隔より広い幅に形成されることができる。
【0058】
前記絶縁フィルム21、23の外側面は前記第1金属層11と前記第2金属層13の側面と同一平面上に配置されるか、前記第1金属層11と前記第2金属層13の側面より内側に配置されることができる。
【0059】
また前記第1絶縁フィルム21は連続的または不連続的に形成されることができ、前記連続的なフィルム構造は一つのフィルムであり、不連続的なフィルム構造は複数のフィルム構造で定義されることができる。
【0060】
前記絶縁フィルム21、23にはオープン(開口)領域A1、A2を含むことができ、前記オープン領域A1、A2は孔であるか開放される領域であって、前記絶縁フィルム21、23の内側を介して第1金属層11または/及び第2金属層13の上面が露出される領域である。
【0061】
前記オープン領域A1、A2は前記第1金属層11の上面一部が露出される第1オープン領域A1と、第2金属層13の上面一部が露出される第2オープン領域A2を含め、前記第1オープン領域A1の大きさ及び形状は前記第2オープン領域A2の大きさ及び形状と同じであるか異なることができる。実施形態は2個の金属層11、13である場合、2個のオープン領域A1、A2に対して説明しており、金属層11、13の個数が3個以上である場合オープン領域の個数も増加されることができる。前記オープン領域A1、A2の大きさ及び形状は前記絶縁フィルム21、23の幅及び形状に応じて異なることができる。
【0062】
前記複数のオープン領域A1、A2のうち何れか一つ例えば、第2オープン領域A2は最小60μmの幅を有して形成されることができる。前記第2オープン領域A2は幅が狭い場合第2ワイヤ52のボンディングに妨害を与えるので、少なくとも60μmの幅に形成されることができる。前記第1オープン領域A1は発光チップ41が搭載される程度の幅に形成されることができ、前記第2オープン領域A2の幅より広い幅に形成されることができる。ここで、前記第1オープン領域A1は発光チップ41が搭載される領域、前記第2オープン領域A2は第2ワイヤ52がボンディングされる領域として説明したが、この逆に配置されてもよく、これに対して限定するものではない。
【0063】
前記ガイド部材31は前記第1絶縁フィルム21の上に形成されることができ、その材質は樹脂材質、非金属材質または金属材質で形成されることができる。前記ガイド部材31は反射部材または/及び樹脂材質の溢れを防止するためのダム部材として定義されることができる。
【0064】
前記ガイド部材31は半田レジスト(solder resist)のような樹脂材質であるか、半田ペースト(solder paste)のような伝導性材料を用いることができる。前記半田レジストのカラーとしては例えば白色を用いることができ、このカラーは入射される光を効果的に反射させることができる。また前記ガイド部材31は金属材質例えば、Ag、Al、Cu、Au、Ag−alloy、Al−alloy、Cu−alloy、Au−alloyの金属を選択的に含むことができ、この金属は単層または多層に形成されることができる。また前記ガイド部材31は金属シード層例えば、Ag、Al、Niのうち少なくとも一つの上に反射層をメッキ工程で形成することができる。
【0065】
またガイド部材31は非金属材料を含むことができ、前記非金属材料は白色樹脂例えば、半田レジスト、二酸化チタニウム(TiO2)とガラス繊維(Glass Fiber)のうち少なくとも一つを有する樹脂(例:PPA)、または高分子物質(シリコン系、エポキシ系など)を含むか、前記絶縁フィルムの材質で形成されることができる。
【0066】
前記ガイド部材31は50%以上の反射特性(反射率)を有する金属または非金属材料を含むことができ、好ましくは90%以上の反射特性を有する。
【0067】
前記ガイド部材31は実質的に15μm〜500μmの厚さT2で形成されることができ、前記絶縁フィルム21、23の厚さと同じであるか異なることができる。前記ガイド部材31は前記絶縁フィルム21、23の厚さより厚く形成されることができる。前記ガイド部材31の厚さT2は光の指向角分布を考慮してより厚く形成されることができる。また前記ガイド部材31の上面は光反射のために前記発光チップ41の上面より高く形成されることができる。
【0068】
前記ガイド部材31は前記第1絶縁フィルム21の上に形成されて前記発光チップ41の縁に対応され、その形態は上側から見るとフレーム、リング形状またはループ形状に形成されることができる。前記ガイド部材31は上面から見ると、円形または多角形であって、前記樹脂層61が溢れることを防止することができる。
【0069】
前記ガイド部材31の幅は前記第1絶縁フィルム21の幅と同じであるか異なるように形成されることができる。前記ガイド部材31と前記第1絶縁フィルム21の幅が同一である場合、表面反射効率を改善させることができる。前記ガイド部材31と前記第1絶縁フィルム21の幅より狭い場合前記ガイド部材31を前記第1絶縁フィルム21の上に安定的に配置することができる。前記ガイド部材31は前記第1絶縁フィルム21に沿って形成されることによって、オープン領域を備える。
【0070】
前記ガイド部材31は電気伝導性がある場合、前記第1絶縁フィルム21の上面に配置されることができ、一部は複数の金属層11、13のうち何れか一つに接触されることができる。また前記ガイド部材31が絶縁材質である場合、前記金属層11、13の上面に接触されることができる。
【0071】
前記発光チップ41は前記第1金属層11の上に配置され、前記第1金属層11と第2金属層13に電気的に接続されることができる。
【0072】
前記発光チップ41は、赤色、緑色、青色、白色などの光を放出する可視光線帯域の発光ダイオードであるか紫外線(Ultra Violet)帯域の発光ダイオードに具現されることができるが、これに限定されるものではない。
【0073】
前記発光チップ41は二つの電極が平行に配置される水平型チップ、または二つの電極が互いに反対側面に配置される垂直型チップに具現されることができる。前記水平型チップは少なくとも2個のワイヤ51、52に接続されることができて、垂直型チップは少なくとも1個のワイヤ(例えばワイヤ52)に接続されることができる。
【0074】
前記発光チップ41は前記第1金属層11上に伝導性または絶縁性接着剤で接着されることができる。ここで、前記発光チップ41の下部に電極が配置される場合、伝導性接着剤を用いることができ、下部に絶縁基板が配置される場合、伝導性接着剤または絶縁性接着剤を用いることができる。
【0075】
前記発光チップ41は第1ワイヤ51で第1金属層11と接続されて、第2ワイヤ52で第2金属層13と接続されることができる。また前記発光チップ41はフリップチップ(flip chip)方式に前記第1金属層11と第2金属層13に電気的に接続されることができる。
【0076】
前記発光チップ41は第1金属層11上に配置された例に説明したが、第1金属層11及び/または第2金属層13上に配置されることができ、これに対して限定するものではない。
【0077】
前記発光チップ41は第1金属層11と第1ワイヤ51で接続されて、第2金属層13と第2ワイヤ52で接続されることができる。ここで、前記発光チップ41は80μmの厚さ以上に形成されることができ、前記ワイヤ51、52のうち何れか一つの高点は前記発光チップ41の上面から40μm以上に高く形成されることができる。
【0078】
前記発光チップ41の表面には蛍光体層がコーティングされることができ、前記蛍光体層は前記発光チップ41の上面に形成されることができる。
【0079】
また前記第1金属層11と前記第2金属層13のうち少なくとも一つの上または下には発光チップ41を保護するツェナーダイオードまたはTVS(transient voltage suppressor)ダイオードのような保護素子が配置され、前記発光チップ41と電気的に接続されることができる。前記保護素子は第1及び第2金属層11、13に接続されて前記発光チップ41と並列に接続され、前記発光チップ41に印加される異常な電圧から前記発光チップ41を保護する。このような保護素子を備えないこともある。
【0080】
前記樹脂層61は前記第1金属層11及び第2金属層13上に配置され、一部は前記第1絶縁フィルム21の上面に形成されることができる。前記樹脂層61はガイド部材31の内側に形成されるオープン領域に配置される。前記ガイド部材31のオープン領域は前記第1及び第2オープン領域A1、A2より大きい領域に形成されることができる。前記樹脂層61はガイド部材31の内側領域例えば、前記第1オープン領域A1と前記第2オープン領域A2をカバーする。前記樹脂層61は第1オープン領域A1と第2オープン領域A2各々に物理的に分離されて配置されることができる。
【0081】
前記樹脂層61は透光性樹脂系の物質を含め、例えばシリコンまたはエポキシを含むことができる。
【0082】
前記樹脂層61は80μm〜500μmの厚さT3に形成されることができ、単層または多層に形成されることができ、多層である場合最下層は80μmより薄い厚さに形成されることができる。
【0083】
前記樹脂層61は多層である場合同一物質または他の物質で積層されることができ、また硬度が低い層から硬度が高い層の順に積層されるか、屈折率が高い層から屈折率が低い層の順に積層されることができる。
【0084】
前記樹脂層61の上面の一部は前記ガイド部材31の上面より低く形成されるか、前記絶縁フィルム21、23の上面より高く形成されることができる。また前記樹脂層61はワイヤ51、52をカバーする高さに形成されることができるが、これに対して限定するものではない。
【0085】
前記樹脂層61は蛍光体を含むことができ、前記蛍光体は黄色、緑色、赤色などのような可視光線帯域の蛍光体を少なくとも一つ含むことができる。前記樹脂層61は透光性樹脂層と蛍光体層に区分されて積層されることができる。前記樹脂層61の上/下には蛍光体フィルム例えば、光励起フィルム(PLF)が配置されることができ、これに対して限定するものではない。
【0086】
前記樹脂層61の上にはレンズが形成されることができ、前記レンズは凸レンズ形状、凹レンズ形状、凸と凹が混在するレンズ形状を含むことができ、また前記樹脂層61の上面に接触されるか離隔されることができ、これに対して限定するものではない。
【0087】
図3〜図10は、図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【0088】
図3及び図4を参照すると、金属層10は図1に示すように一つの発光素子を製造することができる大きさであるか、第1方向(横または縦)に配列される複数の発光素子を製造できるバー形状の大きさに形成されるか、横及び縦方向に配列される複数の発光素子を製造できるマトリックス形態の大きさに形成されることができる。前記の複数の発光素子が製造される金属層は個別発光素子または2個以上の発光素子単位にカッティングして使用することができる。以下、実施形態の説明のために1個の発光素子を製造する金属層を説明する。
【0089】
前記金属層10は例えば、リードフレームのような金属プレートで具現されることができ、その物質とは鉄(Fe)、銅(Cu)、Fe−Niのように鉄(Fe)を含む合金(alloy)、アルミニウム(Al)またはアルミニウムを含む合金、またはCu−Ni、Cu−Mg−Snのように銅(Cu)を含む合金で形成されることができる。また前記金属層10は単層または多層金属に形成されることができて、その上面または/及び下面にはアルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、半田レジストなどのような反射層またはボンディング層が形成されることができる。この金属層のメッキ過程やコーティング過程は絶縁フィルム21、23の形成の前または後に行うことがある。
【0090】
前記金属層10の厚さは実質的に15μm〜300μmの厚さで形成されることができ、この厚さは発光素子全体を支持する支持フレームとして働く。
【0091】
前記金属層10は別途の本体、例えばPPA(Polyphthalamide)のような樹脂系の本体と射出成形されないため前記金属層10の一部をフレキシブルな曲面形状に使用するか、予め設定の角度に曲げて使用することができる。
【0092】
図4は、金属層10の上に絶縁フィルムを形成した断面図であり、図5は、図4の平面図である。
【0093】
図4及び図5を参照すると、前記金属層10上には絶縁フィルム20(21、23)が形成される。前記絶縁フィルム20(21、23)は前記金属層10の厚さ方向に30μm〜500μmの厚さT1に形成されることができる。また前記絶縁フィルム20は前記金属層10の厚さ以上に形成されることができる。ここで、実施形態は金属層10上に絶縁フィルム20(21、23)を付着した構成で説明したが、絶縁フィルム20(21、23)上に金属層10を付着することができ、このような工程の順序は互いに変更されることができる。
【0094】
前記絶縁フィルム20(21、23)は前記金属層10上に接着層を塗布した後付着されることができる。前記絶縁フィルム21、23の接着過程は前記金属層10上に絶縁フィルム21、23を付着した後所定の温度でラミネーティング処理過程を介して接着させることができる。
【0095】
前記絶縁フィルム21、23は絶縁性フィルムとして、光学的機能、熱伝導性機能、耐湿性機能のフィルムを選択的に含むことができる。前記絶縁フィルム21、23はPI(ポリイミド)フィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、EVA(エチレンビニルアセテート)フィルム、PEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム、TAC(トリアセチルセルロース)フィルム、PAI(ポリアミド−イミド)、PEEK(ポリエーテル−エーテル−ケトン)、パーフルオロアルコキシ(PFA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、樹脂フィルム(PE、PP、PET)などを含むことができる。
【0096】
前記絶縁フィルム21、23は単面または両面接着テープのように接着層を有するフィルムで形成されることができる。
【0097】
前記絶縁フィルム21、23は透光性材質である場合、蛍光体または/及び散乱剤を含むことができる。前記蛍光体または散乱剤は前記絶縁フィルム21、23の表面に塗布されるか内部に添加されることができる。
【0098】
前記絶縁フィルム21、23は所定の反射率、例えば30%以上の反射特性を有するフィルム類を含むことができる。
【0099】
前記絶縁フィルム21、23は複数のオープン領域A1、A2を形成した後前記金属層10上に付着されることができる。前記オープン領域A1、A2は単一フィルムに形成される孔であるか開放される領域であることができ、前記オープン領域A1、A2により絶縁フィルム21、23の内側を介して金属層の上面が露出される領域である。前記絶縁フィルム21、23は第1オープン領域A1の縁または前記金属層10の縁に形成される第1絶縁フィルム21と、前記第2オープン領域A2の縁に形成される第2絶縁フィルム23に区分されることができる。前記第2絶縁フィルム23は前記第1絶縁フィルム21の一部として、前記第1絶縁フィルム21と一体に形成されることができる。前記第1及び第2絶縁フィルム21、23は単一フィルムに具現されることができる。
【0100】
前記第1絶縁フィルム21の幅W1は一定の幅であるか、一部が異なる幅に形成されることができる。前記第1絶縁フィルム21の幅W1は数十μm以上に形成されることができる。前記第2絶縁フィルム23の幅W2は一定の幅であるか、一部が異なる幅に形成されることができる。前記第2絶縁フィルム23の幅W2は前記金属層10間の間隔G1より広い幅に形成されることができ、例えば20μm以上に形成されることができる。前記第1絶縁フィルム21の幅W1と前記第2絶縁フィルム23の幅W2は同じであるか異なることができる。
【0101】
前記複数のオープン領域A1、A2のうち何れか一つ、例えば、第2オープン領域A2は最小60μmの幅を有して形成されることができる。これはワイヤのボンディングに妨害を与えない範囲に形成されることができる。前記第1オープン領域A1は発光チップが搭載される程度の幅に形成されることができ、前記第2オープン領域A2の幅より広い幅に形成されることができる。ここで、前記第1オープン領域A1は発光チップが搭載される領域、前記第2オープン領域A2はワイヤがボンディングされる領域として説明したが、この逆に配置されてもよく、これに対して限定するものではない。
【0102】
前記第1オープン領域A1と第2オープン領域A2は単一フィルム形態の絶縁フィルムに対してパンチング(Punching)工程、カッティング工程、またはエッチング工程を介して所定形状のオープン領域に形成されることができる。前記第1オープン領域A1と前記第2オープン領域A2の幅または形状は変更されることができる。前記オープン領域A1、A2は前記金属層10上に絶縁フィルム20(21、23)を付着した後形成するか、前記絶縁フィルム20(21、23)を付着する前に形成することができる。
【0103】
前記金属層10の上面は前記絶縁フィルム21、23の第1オープン領域A1と前記第2オープン領域A2を介して露出されることができる。
【0104】
前記絶縁フィルム21、23は他の物質例えば、サファイア(Al2O3)、SiO2、SiOx、SiOxNyなどの酸化物または窒化物のような絶縁物質で印刷するか絶縁材料をコーティングすることができ、この場合硬化される絶縁フィルム21、23はフレキシブルであるか所定の粘度を有する材料で形成されることができる。
【0105】
前記絶縁フィルム21、23には内側面または内部所定領域にメッシュ形状、凹凸形状が形成されるか、複数の微細孔がさらに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。
【0106】
図7は、図6の平面図である。図6及び図7を参照すると、図4の金属層10は複数の金属層11、13に分割されることができる。前記複数の金属層11、13は少なくとも2個を含め,少なくとも2個は電源を供給する電極として使用されることができる。
【0107】
ここで、前記金属層の回路形成過程は例えば、前記リードフレームの表面を活性化させた後、フォトレジストを塗布し露光を行う現像工程を含む。そして現像工程が完了されるとエッチング工程を介して要する回路を形成し前記フォトレジストを剥離する。以後、金属層の表面にAgメッキなどを行ってボンディング可能な表面に処理する。
【0108】
前記第1金属層11の幅は第2金属層13の幅と同じであるか異なることができる。例えば、前記第1金属層11の大きさは前記第2金属層13の大きさより大きくても小さくてもよく、または前記第1金属層11と第2金属層13は同一面積であるか互いに対称的な形状に形成されることができる。
【0109】
前記第1金属層11と前記第2金属層13の間は所定の分離部17により互いに離隔され、その間隔G1は10μm以上に形成されることができ、このような間隔G1は第2絶縁フィルム23の幅W1よりは狭く形成されることができる。
【0110】
前記第2絶縁フィルム23は前記第1金属層11と前記第2金属層13の間及びその間隔G1を維持させ、前記第1絶縁フィルム21は金属層を互いに支持する。
【0111】
ここで、前記第2金属層13は前記第1金属層11の何れか一側面を介して内部に延長される形態に形成されることができ、長さD1、D2は第2オープン領域A2と絶縁フィルム21、23によって変更されることができる。
【0112】
図6及び図8を参照すると、絶縁フィルム21、23の上面にガイド部材31を形成する。前記ガイド部材31はプリント方式、コーティング方式、フィルム接着方式のうち何れか一つの方式を利用することができ、プリント方式はプリントする領域を除いた領域にマスキングを行った後スクリーンプリント方式に形成されることができ、コーティング方式は望む領域の上に反射物質で塗布して形成することができ、フィルム接着方式は反射シートのようなフィルム類を接着させて形成することができる。ここで、前記ガイド部材31及び前記絶縁フィルム21、23の材質はワイヤボンディングまたはリフロー工程に伴う熱特性を考慮して選択されることができる。
【0113】
前記ガイド部材31は半田レジスト(solder resist)、または半田ペースト(solder paste)を利用してプリント方式で形成することができ、前記半田レジストは白色であって、入射される光を効果的に反射させることができる。また前記ガイド部材31はAg、Al、Cu、Au、Ag−alloy、Al−alloy、Cu−alloy、Au−alloyなどの高反射物質を選択的に含むことができ、この反射物質は単層または多層に形成されることができる。また前記ガイド部材31は金属シード層、例えば、Ag、Al、Niなどの物質の上にメッキ工程を行って形成することができる。
【0114】
またガイド部材31は非金属材料を含むことができ、前記非金属材料は、白色樹脂例えば、二酸化チタニウム(TiO2)とガラス繊維(Glass Fiber)を混合した樹脂(PPA)を含むことができる。前記ガイド部材31が絶縁特性と反射特性を有する場合前記絶縁フィルムを別途に形成しなくてもよいが、これに対して限定するものではない。
【0115】
前記ガイド部材31は50%以上の反射特性を有する金属または非金属材料を含むことができ、好ましくは90%以上の反射物質を含む。
【0116】
前記ガイド部材31は実質的に15μm〜500μmの厚さT2で形成されることができ、前記絶縁フィルム21、23の厚さと同じであるかまたは異なることができる。前記ガイド部材31の厚さT2及び配置構造は光の指向角分布を考慮して変更されることができる。
【0117】
前記ガイド部材31は前記第1絶縁フィルム21の上に形成されて前記発光チップ41の縁をカバーし、その形態は上側から見るとフレーム、ループ形状、またはリング形状に形成されることができる。前記ガイド部材31は前記第1絶縁フィルム21の上面に連続的にまたは不連続的に形成されることができる。
【0118】
前記ガイド部材31の幅W3は前記第1絶縁フィルム21の幅と同じであるか異なるように形成されることができる。前記ガイド部材31と前記第1絶縁フィルム21の幅が同一である場合、表面反射効率を改善させることができる。前記ガイド部材31と前記第1絶縁フィルム21の幅が異なる場合、前記ガイド部材31を前記第1絶縁フィルム21の上に安定的に配置することができる。
【0119】
前記ガイド部材31は電気伝導性がある場合、前記第1絶縁フィルム21の上面に配置されることができ、一部は二つのリードフレーム11、13のうち何れか一つに接触されることができる。また前記ガイド部材31は絶縁材質である場合、前記第1絶縁フィルム21の上面から金属層11、13の上面まで延長されることができる。
【0120】
図8及び図9を参照すると、前記発光チップ41は前記第1金属層11の上に配置され、前記第1金属層11と第2金属層13に電気的に接続されることができる。
【0121】
前記発光チップ41は、赤色、緑色、青色、白色などの光を放出する可視光線帯域の発光ダイオードであるか紫外線(Ultra Violet)帯域の発光ダイオードに具現されることができるが、これに限定されるものではない。
【0122】
前記発光チップ41は二つの電極が平行に配置される水平型チップ、または二つの電極が互いに反対側面に配置される垂直型チップに具現されることができる。前記水平型チップは少なくとも2個のワイヤ51、52に接続されることができて、垂直型チップは少なくとも1個のワイヤ(例えばワイヤ52)に接続されることができる。
【0123】
前記発光チップ41は前記第1金属層11に伝導性または絶縁性接着剤で接着されることができる。ここで、前記発光チップ41の下部に電極が配置される場合、伝導性接着剤を用いることができ、下部に絶縁基板が配置される場合、伝導性接着剤または絶縁性接着剤を用いることができる。
【0124】
前記発光チップ41は第1ワイヤ51で第1金属層11に接続されて、第2ワイヤ51で第2金属層13と接続されることができる。また前記発光チップ41はフリップチップ(flip chip)などで前記第1金属層11と第2金属層13に電気的に接続されることができる。
【0125】
前記発光チップ41は第1金属層11上に配置された例に説明したが、第1金属層11及び/または第2金属層13上に配置されることができ、これに対して限定するものではない。
【0126】
前記発光チップ41は第1金属層11と第1ワイヤ51で接続されて、第2金属層13と第2ワイヤ53で接続されることができる。ここで、前記発光チップ41は80μmの厚さ以上に形成されることができ、前記ワイヤ51、52のうち何れか一つの高点は前記発光チップ41の上面から40μm以上にさらに高く形成されることができる。
【0127】
図9及び図10を参照すると、前記樹脂層61は透光性樹脂系の物質を含め、例えばシリコンまたはエポキシを含むことができる。
【0128】
前記樹脂層61は80μm〜500μmの厚さT3に形成されることができ、単層または多層に形成されることができ、多層である場合最下層は80μmより薄い厚さに形成されることができる。
【0129】
前記樹脂層61は多層である場合同一物質または他の物質で積層されることができ、また硬度が低い物質から硬度が高い物質の順に順次的に積層するか、屈折率が高い物質から屈折率が低い物質の順に順次的に積層することができる。
【0130】
前記樹脂層61の上面の一部は前記ガイド部材31の上面より低く形成されるか、前記絶縁フィルム21、23の上面より高く形成されることができる。また前記樹脂層61はワイヤ51、52をカバーする高さに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。
【0131】
前記樹脂層61は蛍光体を含むことができ、前記蛍光体は黄色、緑色、赤色のような可視光線帯域の蛍光体を少なくとも一つ含むことができる。前記樹脂層61は透光性樹脂層と蛍光体層に区分されて積層されることができる。前記樹脂層61の上/下には蛍光体フィルム例えば、光励起フィルム(PLF)が配置されることができ、これに対して限定するものではない。
【0132】
前記樹脂層61はガイド部材31の内側領域例えば、前記第1オープン領域A1と前記第2オープン領域A2をカバーする。前記樹脂層61は第1オープン領域A1と第2オープン領域A2各々に物理的に分離されて配置されることができる。
【0133】
前記樹脂層61の上にはレンズが形成されることができ、前記レンズは凸レンズ形状、凹レンズ形状、凸と凹が混ざり合ったレンズ形状を含むことができ、これに対して限定するものではない。前記レンズは前記樹脂層61の上面に接触されるか離隔されることができ、これに対して限定しない。
【0134】
図11は、第2実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。
【0135】
図11を参照すると、発光チップ41は第1金属層11上にボンディングされて前記第1金属層11と電気的に接続されて、第2金属層13とワイヤ52で接続される。
【0136】
前記第1金属層11及び第2金属層13の間の下には絶縁フィルム24が付着され、前記絶縁フィルム24は前記第1金属層11と第2金属層13の間の間隔を予め定められた間隔に維持させ、前記第1金属層11と前記第2金属層13の間を支持する。
【0137】
前記第1金属層11と前記第2金属層13の上には樹脂層61が形成され、前記樹脂層61はトランスファー(Transfer)モールディング方式により所定の形状を有するように射出成形されることができる。前記トランスファーモールディング方式は所定形状を有する枠内に液相の樹脂を充填させた後硬化することで、望みの形状の樹脂層61を形成することができる。前記樹脂層61の外形状は円柱形状、多角柱形状、表面が凸であるか凹の形状などに形成することができ、これに対して限定するものではない。
【0138】
前記樹脂層61の一部61Aは前記第1金属層11と前記第2金属層13の間に配置されることができ、前記絶縁フィルム24の上面に接触する。
【0139】
前記樹脂層61の外側面は前記第1金属層11または第2金属層13の外枠部より内側に所定間隔T3に離隔されて配置されることができる。これに伴い前記第1金属層11と前記第2金属層13の外側上面は露出されることができる。前記間隔T3は1μm以上に形成されることができる。
【0140】
また前記樹脂層61の上面の一部または側面には反射層がさらに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。
【0141】
図12は、第3施形態に係る複数の発光チップを備える発光素子を示す側断面図である。
【0142】
図12を参照すると、3個以上の金属層11A、11B、11Cと2個以上の発光チップ41A、41Bを含む。前記発光チップ41A、41B、は同一ピーク波長を有するか異なるピーク波長を有する光を発光することができる。
【0143】
前記金属層11A、11B、11Cは同一平面上に配列され、第1絶縁フィルム21は金属層11A、11B、11Cの縁に形成され第2絶縁フィルム23A、23Bは隣接の金属層11A、11Bと金属層11B、11Cとの間に各々形成されて、隣接の金属層11A、11Bと金属層11B、11Cとを支持及び固定させることができる。前記第3絶縁フィルム22は前記第2金属層11Bの中央側に形成されて2個の領域に分割する。
【0144】
前記第1〜第3絶縁フィルム21、23A、23B、22は単一フィルムであるか互いに分離されるフィルムに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。
【0145】
前記第2金属層11Bの上には第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bが離隔されて配置され、前記第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bとの間には第3絶縁フィルム22が配置される。
【0146】
前記第1絶縁フィルム21及び第3絶縁フィルム22の上にはガイド部材31が形成され、前記ガイド部材31は前記発光チップ41の上面より高く形成されて、前記発光チップ41A、41Bから放出される光を反射する。
【0147】
前記第1及び第2発光チップ41A、41Bの上には樹脂層62、63が各々形成され、前記樹脂層62、63の一部は前記ガイド部材31の上面高さと同一の高さに形成されるかまたは低く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。
【0148】
前記第2金属層11Bは第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bの共通電極として使用され、前記第1金属層11Aは第1発光チップ41Aを制御するための電極であって、前記第3金属層11Cは第2発光チップ41Bを制御するための電極として使用されることができる。
【0149】
実施形態は2個の発光チップ41A、41Bを左/右に配置する構造で説明したが、3個以上の発光チップをマトリックス形態または同じ中心を通過するライン形態に配置することができ、前記発光チップを互いに直列または互いに並列に接続することができ、これに対して限定するものではない。また上述の発光素子は第3絶縁フィルム22の中央部分をカッティングする場合、2個の発光素子に製造されることができる。
【0150】
図13及び図14は、第4実施形態に係る発光素子の斜視図及びその側断面図である。
【0151】
図13及び図14を参照すると、絶縁フィルム25は第2金属層13の上面領域の中で縁に接着され、前記第1金属層11と前記第2金属層13を支持する。前記絶縁フィルム25は前記第1金属層11と前記第2金属層13間の分離部17を覆う構造に形成されて前記第1金属層11と前記第2金属層13の間を支持する。
【0152】
ガイド部材32は前記第1金属層11の上面領域の縁に形成されて、一部は前記絶縁フィルム25の外側上面の上に形成されることができる。前記ガイド部材32は前記第1金属層11の上面領域の縁と前記絶縁フィルム25の外側上面に配置されることができる。前記ガイド部材32は前記第1金属層11の上面の上に電気的に接続することができ、前記第2金属層13の上面とは前記絶縁フィルム25により電気的に分離される。前記ガイド部材32は前記第1金属層11及び前記絶縁フィルム25の縁にループ形状、フレーム形状、またはリング形状に形成されることができ、前記絶縁フィルム25は前記第2金属層13の上面領域の縁にループ形状、フレーム形状、またはリング形状に形成されることができる。
【0153】
前記絶縁フィルム25は前記ガイド部材32と前記第2金属層13の物理的または電気的な接触を防止する機能を働き、第1金属層11と第2金属層13の間の短絡を防止することができる。前記絶縁フィルム25及び前記ガイド部材32は隣接の二つの金属層11、13を支持及び固定させることができる。前記ガイド部材31の厚さは樹脂層61の厚さと同一厚さに形成されることができる。
【0154】
このような実施形態は絶縁フィルム25の面積は減らして、ガイド部材32の面積はさらに増やし、光反射効率を改善させることができる。
【0155】
図15及び図16は第5実施形態に係る発光素子を示す平面図及びその側断面図である。
【0156】
図15及び図16を参照すると、絶縁フィルム21、23は第1及び第2金属層11、13の上面全体に形成され、複数のオープン領域A1、A2、A3を含む。前記複数のオープン領域A1、A2、A3は第1金属層11の上に発光チップ41が搭載される第1オープン領域A1、第2金属層12の上に第2ワイヤ52がボンディングされる第2オープン領域A2、そして第1金属層11の上に第1ワイヤ51がボンディングされる第3オープン領域A3を含む。他の例として、前記第3ボンディング領域A3は前記発光チップ41が垂直型電極構造を有するチップの場合形成しないことがある。
【0157】
前記第1〜第3オープン領域A1、A2、A3は円形状または多角形状に形成されることができる。ここで、前記第2オープン領域A2は前記発光チップ41の下部面積より少なくとも4倍以下の大きさに形成されることができ、前記第1及び第3オープン領域A1、A3の幅または直径はワイヤ直径(例:20〜50μm)より大きく例えば、60μm〜120μmに形成されることができる。
【0158】
前記絶縁フィルム21、23の接着領域が図1の構造に比べて広いので、第1金属層11と第2金属層13をより固く支持する事ができる。ガイド部材31は前記絶縁フィルム21、23の上面縁に形成されることができて、樹脂層61は前記ガイド部材31の内側にモールディングされることができる。
【0159】
図17は図15の他の例を示す平面図である。
【0160】
図17を参照すると、発光素子は3個の金属層11、13、15及び前記金属層11、13、15の上に絶縁フィルム21が付着される。前記絶縁フィルム21には複数のオープン領域A1、A2、A3が形成され、前記複数のオープン領域A1、A2、A3は各金属層11、13、15の上面一部を各々開口(オープン)させる。
【0161】
第1金属層11と第2金属層13の間に第3金属層15が配置され、前記第3金属層15上に発光チップ41が搭載される。前記発光チップ41は絶縁フィルム21の第1オープン領域A1に配置され、第2オープン領域A2及び第3オープン領域A3はワイヤボンディング領域であることができる。
【0162】
発光チップ41は第3オープン領域A3に配置される第1金属層11とは第1ワイヤ51で接続され、第2オープン領域A2に配置される第2金属層13とは第2ワイヤ52で接続される。
【0163】
前記絶縁フィルム21のオープン領域A1、A2、A3は各金属層11、13、15の上面に対して発光チップ41及びワイヤ51、52が配置される領域であり、前記絶縁フィルム21は金属層11、13、15の間を固く支持して、金属層11、13、15の下面間の段差を防止して半田ボンディングによる電気的信頼性を改善させて、熱伝達効率を改善させることができる。
【0164】
図18〜図27は、本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【0165】
図18を参照すると、第2金属層13は第1金属層11の少なくとも一部に配置されて、前記第1金属層11の一側部に円形、多角形、ランダムの形状に形成される。前記第1金属層11と第2金属層13間の分離部17は一定の幅であるか不規則な幅に形成されることができる。
【0166】
前記第1金属層11と第2金属層13は互いに対応する面が凹凸構造11D、13Dに形成されることができ、前記凹凸構造11D、13Dは第2絶縁フィルム23の接着効率を改善させることができる。
【0167】
図19のように、第2金属層13は第1金属層11の少なくとも一つの角領域に所定形状例えば、円形または多角形状に形成されることができる。
【0168】
図20及び図21に示すように、第2金属層13は第1金属層11の少なくとも一部に半球型形状に形成されるか、第1金属層11の角領域に多角形状に形成されることができる。
【0169】
図22のように、第2及び第3金属層13A、13Bは前記第1金属層11の少なくとも2個の角領域に円形または多角形状に形成されることができる。第2及び第3金属層13A、13Bは前記第1金属層11の互いに対向する角領域に各々形成されることができ、電極として各々使用されるか、何れか一つはダミーパターンに使用されることができる。前記絶縁フィルム21、23は3個の金属層11、13A、13Bの縁に形成され、オープン領域A1、A2を介して3個の金属層11、13A、13Bの上面を露出させることができる。
【0170】
図23のように、第1金属層11と第2金属層13は中央側に配置される分離部17により分割され、互いに同一面積であるか互いに対称になるように形成されることができる。前記第2金属層13の第1辺の長さL1は反対側第2辺が長さL2より短いであってもよく、これに対して限定するものではない。
【0171】
図24を参照すると、第2金属層13は第1金属層11の一部に形成され、第1方向幅X3は第2金属層11の第1方向幅X2より1/2以上になるように形成されることができる。
【0172】
前記第2金属層13の第1方向幅Y3は前記第1金属層11の第2方向幅Y1に比べて1/2以上に形成されることができる。
【0173】
前記第1及び第2金属層11、13の境界部上には絶縁フィルム21が形成され、前記絶縁フィルム21は第2オープン領域A2を除いた領域をカバーし、前記第2金属層13の外側上面は前記絶縁フィルム21を形成せずに露出させることができる。
【0174】
前記第2金属層13のオープン領域A1に発光チップが搭載されて、前記発光チップは二つの金属層11、13に電気的に接続されることができる。
【0175】
図25を参照すると、第2金属層13は前記第1金属層11の角部分に形成されることができ、前記第2金属層13の第1方向幅X4と第2方向幅Y4は前記第1金属層11の第1方向幅X1と第2方向幅X1、Y1に比べて1/2以上に形成されることができる。
【0176】
前記第2金属層13の外側上面には絶縁フィルムを形成しなくて、ガイド部材を形成することができ、ガイド部材によりカバーする領域を改善させることができる。
【0177】
図26を参照すると、第2金属層13は第1金属層11の何れか一側面部を介して内部まで延長されるか、第1金属層11の内部に形成されることができる。
【0178】
前記第2金属層13の外側部13−1の幅W5は内側部13−2の幅W6より狭く形成されることができる。前記第2金属層13の第1オープン領域A1に発光チップが配置されることができ、これに対して限定するものではない。
【0179】
図27を参照すると、第2金属層13は前記第1金属層11の幅程度の直径を有して、半球形状に形成されることができる。絶縁フィルム21は第1金属層11と第2金属層13の境界部上面に形成されることができ、金属層11、13の上面縁にはガイド部材を形成することができる。
<第6実施形態>
図28を参照すると、第1金属層11と第2金属層13の上面領域の縁に第1絶縁フィルム21が形成されて、前記第1金属層11と第2金属層13の間を覆う第2絶縁フィルム23を形成する。前記第1絶縁フィルム21と前記第2絶縁フィルム23は互いに接続されることができ、前記第1絶縁フィルム21と前記第2絶縁フィルム23の間はオープン領域が配置される。
【0180】
樹脂層63は第1絶縁フィルム21のオープン領域に形成されて発光チップ41をカバーする。前記樹脂層63は液状の樹脂系の絶縁物質でディスペンシングして硬化させるが、この時前記第1絶縁フィルム21は前記樹脂層63の縁でダム(Dam)の役割を果たす。前記樹脂層63は表面が凸レンズ形状に形成されることができる。前記樹脂層63の中央部は前記第1絶縁フィルム21及び前記第2絶縁フィルム23の厚さより厚く形成されることができる。
【0181】
前記樹脂層63の縁はガイド部材31や反射物質がさらに形成されることができるが、これに対して限定するものではない。
<第7実施形態>
図29を参照すると、発光チップ45は第1金属層11にダイボンディングされて、第2金属層13とワイヤ53で接続される。前記樹脂層63は第1金属層11と第2金属層13の上に形成される。
【0182】
前記樹脂層63は前記金属層11、13の上面に配置され、前記樹脂層63の縁には絶縁フィルム21が配置される。前記樹脂層63は凸レンズ形状に形成されることができる。前記樹脂層63の縁はガイド部材31や反射物質がさらに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。
【0183】
前記第1金属層11と第2金属層13間の分離部17にはスペーサ18が配置され、前記スペーサ18は第1金属層11と第2金属層13の間に配置され、絶縁性の材質を含む。前記スペーサ18は第1金属層11と第2金属層13の間に接着され、前記第1金属層11と前記第2金属層13間の間隔を離隔させ電気的短絡を防止することができる。前記スペーサ18はSiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3、TiO2のうち少なくとも一つを含むことができる。
【0184】
前記樹脂層63の下面は前記第1金属層11と前記第2金属層13の上面と前記スペーサ18の上面に接触されることができる。
<第8実施形態>
図30を参照すると、樹脂層63の表面にラフネス63Aが形成される構造である。前記ラフネス63Aは前記樹脂層61の表面に対してエッチングまたは射出することで凹凸面に形成されることができ、このようなラフネス63Aは樹脂層63の外部に進行する光の臨界角を変化させ、光抽出効率を改善させることができる。
<第9実施形態>
図31を参照すると、発光チップ41は第1金属層11と第2金属層13の上にフリップ方式に搭載されることができ、前記発光チップ41は第1金属層11と前記第2金属層13上に搭載される。第1金属層11と第2金属層13の幅は互いに同一に形成されることができる。
【0185】
第2絶縁フィルム24は前記第1金属層11と第2金属層13の下面に付着され、二つの金属層11、13の間を絶縁させて支持する。
【0186】
前記第1金属層11と前記第2金属層13の上面領域の縁に第1絶縁フィルム21が付着され、二つの金属層11、13を固定させることができる。
【0187】
前記第2絶縁フィルム21はダムの役割を果たし、樹脂層63が溢れることを防止することができる。前記樹脂層63の一部は前記第1及び第2金属層11、13間に埋められることができ、第2絶縁フィルム21と共に金属層11、13間の間隔を維持させる。
【0188】
前記樹脂層63は凸の半球形状に形成されることができ、その中央部分には所定深さを有する凹部63Bが形成される。前記凹部63Bは角形状または半球形状に形成されることができ、その内部には反射物質72が形成されることができる。前記反射物質72は金属酸化物を含め、例えばTiO2、または/及びSiO2などの物質であって少なくとも一層に形成されることができ、入射される光をサイド方向に反射させることができる。前記樹脂層63と前記反射物質72は屈折率が互いに異なる物質であることができ、例えば前記反射物質72の屈折率がさらに高く形成されることができる。前記樹脂層63は中央方向の光をサイド(側面)方向に反射させて、光の指向角分布を均一に形成することができる。
【0189】
また前記凹部63Bには反射物質ではなく散乱剤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。
<第10実施形態>
図32を参照すると、樹脂層61の側面にガイド部材33を形成しており、前記ガイド部材33は前記樹脂層61を形成した後、前記樹脂層61の少なくとも2側面にスパッタリングまたは蒸着方法を利用して蒸着されることができる。このようなガイド部材33により製造工程は変更されることができ、前記ガイド部材33の幅及び厚さなどを蒸着時間によって調節することができる。前記ガイド部材33はAl、またはAgのような金属を有する反射物質であるか、屈折率が高い透光性物質であることができる。
<第11実施形態>
図33を参照すると、発光素子は樹脂層61上にレンズ71を配置する構造である。樹脂層61上に形成されるレンズ71は半球形状であって凸な形状を有し前記樹脂層61及び前記ガイド部材31の上面に接着されることができる。前記ガイド部材31と前記レンズ71の表面は凹凸構造が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。
<第12実施形態>
図34を参照すると、発光素子は3個の金属層11、13、15を配列して、3個の金属層11、13、15のうち第1及び第2金属層11、13は電極として使用され、第3金属層15は第1及び第2金属層11、13間に配置されて放熱プレートとして使用されることができる。
【0190】
第1〜第3金属層11、13、15の上面領域の縁には第1絶縁フィルム21が形成され、樹脂層61の障壁役割と金属層11、13、15を支持する。第2及び第3絶縁フィルム24A、24Bは前記第1及び第3金属層11、15間と第3金属層15と第2金属層13間の領域の下に接着され、前記第1金属層11と前記第3金属層15の間の領域と前記第3金属層15と前記第2金属層13間を支持する。前記第2及び第3絶縁フィルム24A、24Bは隣接の金属層間の短絡を防止することができる。前記第2及び第3絶縁フィルム24A、24Bは互いに異なる領域に単一フィルムで配置するか、互いに分離されて配置されることができる。
【0191】
また前記樹脂層61の一部61Aは前記第1及び第3金属層11,15間と第3金属層15と第2金属層13間に埋められ、隣接の金属層の側面に付着されることができる。ここで、前記第2及び第3絶縁フィルム24A、24Bは前記樹脂層61の硬化の後に除去されることができ、前記金属層11、13、15は前記樹脂層61及び前記第1絶縁フィルム21により支持されて、その下面は平らに形成されることができる。
【0192】
前記樹脂層61の上側には蛍光体層73が形成され、前記蛍光体層73は蛍光体を含むフィルム類であるか蛍光体が添加される樹脂層であることができる。前記蛍光体層73は前記樹脂層61の上面から前記ガイド部材31の上面まで延長されて形成されることができる。前記蛍光体層73は発光チップ41から放出される光の一部を吸収して前記光より長波長の光に発光させることができ、色座標分布を所望の分布に移動させることができる。
<第13実施形態>
図35を参照すると、発光素子は第2及び第3絶縁フィルム23A、23B上に第2ガイド部材35をさらに配置する構造である。
【0193】
第2及び第3絶縁フィルム23A、23Bは隣接の金属層11、13、15間の分離部17A、17Bを覆って前記金属層11、13、15の境界部上面に付着され、前記第2絶縁フィルム23A、23B上に第2ガイド部材34を形成する。第1絶縁フィルム21上には第1ガイド部材31が形成される。前記第1ガイド部材31及び前記第2ガイド部材34のオープン領域には前記発光チップ41、42、43が配置される。前記第1ガイド部材31及び前記第2ガイド部材34は前記発光チップ41、42、43の縁に配置され、入射される光を効果的に反射させることができる。
【0194】
第1発光チップ41は第1金属層11上に配置されて、第2発光チップ42は第3金属層15上に配置され、第3発光チップ43は第2金属層13上に配置される。前記第1発光チップ41は第1金属層11と第2発光チップ42の第1電極にワイヤ51、53で接続されて、前記第2発光チップ42は第2電極が第3発光チップ43の第1電極にワイヤ54で接続され、第3発光チップ43は第2電極が第2金属層13にワイヤ52に接続される。前記第2発光チップ42は他の発光チップとワイヤで直接接続される形態であるが、これに対して限定するものではない。
【0195】
第1発光チップ41は第1金属層11にワイヤ51、52で接続されて、第1発光チップ41と第2発光チップ42はワイヤ51、52でチップ対チップに接続され、前記第2発光チップ42は第3金属層にワイヤ51、52で接続されることができる。
<第14実施形態>
図36を参照すると、発光素子は樹脂層61の表面S5が凹である表面に形成されることができる。前記樹脂層61は、例えば樹脂層61のサイド部が高くて中央部が低いレンズ形状に形成されることができる。前記樹脂層61のサイド部と中央部の間のギャップT6は0.001〜1mm程度に形成されることができる。このようなギャップT6は光ガイドプレートの接触を遮断することができ、光ガイドプレートとの接触による色拡散現象のような非正常的な色分布を遮断することができる。
<第15実施形態>
図37を参照すると、第1絶縁フィルム21上に第1ガイド部材31を形成して、発光チップ41の縁に第2ガイド部材36を形成することができ、前記第2ガイド部材36は前記発光チップ41の縁に前記発光チップ41の厚さより厚くまたは薄く形成されることができる。前記第2ガイド部材36の一部は前記発光チップ41と前記第2絶縁フィルム23間に配置される。前記第2ガイド部材36の他の部分は前記発光チップ41と第1ワイヤ51間に配置されることができる。
【0196】
前記第2ガイド部材36はフレーム形状、ループ形状、またはリング形状に形成されることができる。前記第2ガイド部材36は前記第1金属層11の第1オープン領域A1内に形成されることができ、前記発光チップ41から放出される光を効果的に反射させることができる。
【0197】
前記第1ガイド部材31は前記第1絶縁フィルム21の幅と同一幅に形成されることができ、これは第1絶縁フィルム21上に第1ガイド部材31を予め接着した後、パンチングなどの工程を行って形成することができる。
【0198】
この実施形態は発光チップ41の縁にガイド部材31、36を二重に配置することによって、光反射効率及び指向角分布を改善させることができる。
<第16実施形態>
図38を参照すると、発光素子は第1絶縁フィルム21上に第1及び第3ガイド部材37A、37Bを形成する。前記第1ガイド部材37Aは前記第1絶縁フィルム21の上面及び内側面上に配置され、一部は前記第1絶縁フィルム21より前記発光チップ45に近く配置され前記第1金属層11の上面に接触されることができる。第3ガイド部材37Bは前記第1絶縁フィルム21の上面及び内側面上に配置され、一部は前記第1絶縁フィルム21より前記発光チップ45に近く配置され前記第2金属層13の上面に接触されることができる。前記第1ガイド部材37Aは前記金属層11、13の上面まで所定距離D3に延長されるが、その距離D3は0.1mm以上になることができる。
【0199】
前記第1及び第2ガイド部材37A、37Bは非金属材質または絶縁性樹脂材質である場合、互いに接続されることができる。
【0200】
前記第1及び第3ガイド部材37A、37Bが伝導性材質である場合、物理的に分離されることができ、その分離領域は前記第1金属層11と前記第2金属層13間の境界部上にて互いに離隔されることができる。これによって、前記第1金属層11上に接触されるガイド部材37Aと第2金属層13上に接触される第3ガイド部材37Bは互いに分離されて電気的短絡を防止することができる。
【0201】
また前記第2ガイド部材37Cは第2絶縁フィルム23の上面及び内側面に形成され、前記第1金属層11の上面と接触されることができる。前記第2ガイド部材37Bは前記第1ガイド部材37Aと互いに接続されることができ、前記第3ガイド部材37Cと分離されることができる。前記第2ガイド部材37Cは前記第2金属層13と物理的に離隔される。
【0202】
前記第1ガイド部材37Aと前記第2ガイド部材37Cは前記発光チップ45の縁に対応されるように配置されることによって、前記発光チップ45から放出される光を効果的に反射させることができる。前記第1ガイド部材37Aと前記第2ガイド部材37Cは樹脂材質であるか、非金属材質であることができ、または反射性金属で形成されることができる。
【0203】
また前記第1ガイド部材37Aと前記第2ガイド部材37Cの内側面は前記発光チップ45に対応され、前記第1金属層11の上面に対して曲面形状または斜めの形状に形成されることができる。
【0204】
前記第1〜第3ガイド部材37A、37C、37Bは同一材質であるか、互いに異なる材質であることができ、これに対して限定するものではない。前記第1〜第3ガイド部材37A、37C、37Bは金属材質であることができ、他の例として絶縁材質であることができる。
<第17実施形態>
図39を参照すると、発光素子はガイド部材31上に反射層81A、81Bをさらに含む。
【0205】
前記反射層81A、81Bは銀、アルミニウムのように70%以上の反射率を有する高反射金属で形成され、前記高反射金属はメッキやコーティング工程で形成されることができる。前記反射層81A、81Bは前記ガイド部材31及び第1絶縁フィルム21の上面及び側面に形成されることができる。前記反射層81A、81Bは不連続的に形成されて互いに離隔されることができ、第1金属層11と第2金属層13間の短絡を防止することができる。
【0206】
また前記実施形態において、前記金属層11、13の上面領域の縁に絶縁フィルム21、23A、23Bを付着することによって、前記金属層11、13の側面と絶縁フィルム21間は1μm以上離隔されることができ、これに対して限定するものではない。
<第18実施形態>
図40を参照すると、発光素子は第1金属層11に発光チップ45がボンディングされて、第2金属層13と発光チップ45はワイヤ53で接続される。前記第1金属層11と第2金属層13の間の上面に第2絶縁フィルム23を付着されることができる。
【0207】
ガイド部材31は第1金属層11と第1絶縁フィルム21の上に形成され、連続的なまたは不連続的な形態を有して、フレーム形状、ループ形状、またはリング形状に形成されることができる。
【0208】
前記ガイド部材31内には樹脂層63が形成され、前記樹脂層63上には蛍光体層73が形成されることができる。前記蛍光体層73の蛍光体は全領域に分散されることができ、発光チップ45から離隔されていることから変色の問題を防止することができる。
<第19実施形態>
図41を参照すると、発光素子は樹脂層を除去して、発光チップ41の上に光励起フィルム74を配置する。前記光励起フィルム74は金属層11、13、15から離隔されて配置され、前記ガイド部材31により支持される。
【0209】
第2絶縁フィルム24A、24Bは金属層11、13、15の間の上面または下面に配置されることができ、これに対して限定するものではない。
<第20実施形態>
図42は発光素子の側断面図であり、図43は図42の平面図である。
【0210】
図42及び図43を参照すると、発光チップ41は第1金属層11と第2金属層13の上にフリップ方式に搭載され、前記第1金属層11と前記第2金属層13の縁に絶縁フィルム21が形成される。前記第1金属層11と第2金属層13の間に絶縁物質のスペーサ18が形成されることができる。
【0211】
前記スペーサ18は樹脂層66が流出されることを防止することができる。
【0212】
前記樹脂層66は前記発光チップ41の縁に形成されて、その一部66Aは前記絶縁フィルム21の上面まで延長されることができる。
<第21実施形態>
図44を参照すると、発光素子は第1金属層11と第2金属層13間の上面及び下面に絶縁フィルム23、24が付着される。発光チップ45は第1金属層11上に配置されて、樹脂層67は前記発光チップ45上にモールディングされる。
【0213】
前記樹脂層67の側面は前記第1金属層11と前記第2金属層13の側面と同一側面に形成されることができる。前記樹脂層67の幅は前記第1金属層11と前記第2金属層13の両側面間の間隔に形成されることができる。
【0214】
ここで、樹脂層67は中央部67Aが最も厚くて、外側部67A方に近づくほど低い厚さT4で形成されることができ、前記中央部57Aは凸レンズ形状に形成され、前記厚さT4は発光チップ45より低いか高く形成されることができる。このような樹脂層67は射出成形枠を利用して製造することができる。また発光素子は樹脂層67の硬化の後に各発光素子の大きさ単位にカッティングして分離されることによって、製造工程時金属層11、13上に発光チップ45を搭載するか、樹脂層67を形成することができる。前記金属層11、13間の分離部17は最終樹脂層を形成した後にレーザや、カッティング工程を利用して形成することができるが、これに対して限定するものではない。
<第22実施形態>
図45を参照すると、発光素子は絶縁フィルム21、23と金属層11、13間に接着層29が形成され、前記接着層29はシリコンまたはエポキシのように絶縁性接着剤を使用することができる。前記接着層29の厚さは12μm以上に形成されることができる。
【0215】
また前記樹脂層61の上面は第1ガイド部材31または第2ガイド部材31Cの上面より高く形成されることができる。
【0216】
前記第2ガイド部材31Cは前記絶縁フィルム21上に配置され、発光チップ41から放出される光を効率的に反射させることができる。
<第23実施形態>
図46を参照すると、金属層11、13の上面は凹凸構造11E、13Eを含む。前記凹凸構造11E、13Eは第1絶縁フィルム21の下に配置されるか、各金属層11、13のオープン領域A1、A2にまで延長されることができる。
【0217】
前記凹凸構造11E、13Eは前記金属層11、13上に絶縁フィルム21、23の接触面積を改善させるか、放熱効率を改善させることができる。
<第24実施形態>
図47を参照すると、第1絶縁フィルム21及びガイド部材31の内側面のうち少なくとも一つは斜めの側面21d、31dに形成されることができる。前記斜めの側面21d、31dは前記第1絶縁フィルム21の内側面から前記ガイド部材31の内側面まで形成されることができる。前記斜めの側面21d、31dは前記第1絶縁フィルム21及び前記ガイド部材31のうち何れか一側面に形成されるか、二つの側面に形成されることができる。
【0218】
前記斜めの側面21d、31dの傾斜角度は前記金属層11、13の上面から15〜89゜に形成されることができ、このような斜めの側面21d、31dは光を効率的に放射方向に反射させることができる。また前記斜めの面21d、31dには反射物質がコーティングされることができ、前記反射物質は非伝導性材質であるか、前記接着層のような絶縁物質の上に形成されて金属層間の電気的短絡を除去することができる。
【0219】
前記樹脂層61の上面は平らであることができ、その上部の幅は前記斜めの側面21d、31dにより下部の幅より広く形成されることができる。
【0220】
また第2絶縁フィルム23の内側面すなわち、前記発光チップ45に対応される面は斜めに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。また前記第2絶縁フィルム23上には第2ガイド部材が配置されて、その内側面が斜めの面に形成されることができる。
<第25実施形態>
図48の(a)は発光素子の側断面図であり、(b)は(a)の金属層上に絶縁フィルムが配置された例を示す平面図である。
【0221】
図48を参照すると、第1金属層11上に配置される第1絶縁フィルム21内部には孔21Eを形成して、前記孔21Eは前記第1金属層11の上面を露出させる。前記第1及び第2絶縁フィルム21、23上にガイド部材31が形成され、前記ガイド部材31の一部31Eは前記孔21Eを介して第1金属層11上に接触されることができる。前記ガイド部材31の一部31Eは突起形状に形成され、その幅は第1絶縁フィルム21の幅より狭く形成されることができる。
【0222】
前記ガイド部材31の一部31Eは前記第1絶縁フィルム21が透光性材質である場合、入射される光を反射させることができる。またガイド部材31の材質と第1金属層11の材質が金属である場合、互いに接合されることができ、第1絶縁フィルム21を固定させることができる。
【0223】
ここで、前記ガイド部材31が非金属材質であるか電気伝導性がない樹脂系である場合、前記第1絶縁フィルム21のスルーホール21Eは前記二つの金属層11、13の境界部上面を除いた前記第1金属層11と第2金属層13上に各々形成されることができ、このような孔21Eにはガイド部材31の一部が各々形成されることができる。前記孔21Eは第1絶縁フィルム21上に複数に形成されることができる。
<第26実施形態>
図49は実施形態に係る平面図であり、図50は図49のB−B側断面図であって、図51は図49のC−C側断面図である。
【0224】
図49〜図51を参照すると、第1及び第2金属層11、13の全上面に樹脂層68を形成して発光チップ45をモールディングし、前記樹脂層68の縁に溝19を含む。前記溝19はリング形状、フレーム形状、多角形状に形成され、前記第1金属層11の上面を露出させ、前記第2金属層13から離隔されることができる。前記エッチング方式は湿式または乾式のエッチング方式を使用することができ、これに対して限定するものではない。
【0225】
前記溝19にはガイド部材38が形成され、前記ガイド部材38は反射材質に形成されることができる。前記ガイド部材38は前記発光チップ45の縁に円形または多角形のようなリング形状に配置されて、第1金属層11とは接触され、第2金属層13とは所定間隔T5に離隔され、樹脂層68の下部68Aにより接触されないことがある。ここで、前記下部68Aは樹脂層材質であるか、絶縁性接着層であることができる。
【0226】
前記ガイド部材38は樹脂層68内に埋め込みされ、前記第1金属層11の上面とは接触され、前記第2金属層13とは離隔されている。また前記ガイド部材38は前記第1金属層11においての高さと第2金属層13においての高さが異なる高さを有する。前記ガイド部材38は発光チップ45から放出される光を反射させることができる。このような構造は絶縁フィルムを別途に付着しない構造として製造工程を簡単にすることができる。
【0227】
前記第1金属層11と前記第2金属層13間に配置される分離部17には前記樹脂層68の一部68Cが詰められるか、絶縁フィルムが金属層の上面または/及び下面に付着されることができる。
【0228】
前記ガイド部材38は下部幅より上部幅が大きく形成されることができ、また内側面が前記金属層11、13の上面を基準に所定角度に斜めに形成されることができる。
【0229】
前記各実施形態の特徴は他の実施形態に選択的に適用されることができ、各実施形態の特徴に限定しない。
【0230】
ここで、前記ガイド部材38が非金属材質であるか、絶縁性樹脂系である場合、前記樹脂層68の溝19は前記二つの金属層11、12の境界部上面を除いた第1及び第2金属層11、13の上面に各々延長されて形成されることができ、このような溝19各々に前記ガイド部材38が各々形成されることができる。
【0231】
図52及び図53は、本発明の実施形態に係る発光素子及びその回路構成図である。
【0232】
図52を参照すると、発光素子は3個以上の金属層12A、12B、12Cと2個以上の発光チップ41A、41Bを含む。前記発光チップ41A、41Bは同一ピーク波長を有するか異なるピーク波長を有する光を発光することができる。
【0233】
前記金属層12A、12B、12Cは同一平面上に配列され、第1絶縁フィルム21は金属層12A、12B、12Cの縁に形成され第2絶縁フィルム23A、23Bは隣接の金属層12A、12Bと金属層12B、12Cとの間に各々形成されて、隣接の金属層12A、12Bと金属層12B、12Cとを支持及び固定させることができる。
【0234】
第1金属層12Aの上には第1発光チップ41Aが配置され、第2金属層12Bの上には第2発光チップ41Bが離隔されて配置される。
【0235】
前記第2金属層12Bは第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bの共通電極として使用され、前記第1金属層12Aは第1発光チップ41Aを制御するための電極であって、前記第3金属層12Cは第2発光チップ41Bを制御するための電極として使用されることができる。
【0236】
前記第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bが水平型チップである場合、前記第1発光チップ41Aは第1ワイヤ51A及び第2ワイヤ51Bを介して各々第1金属層12Aと第2金属層12Bに電気的に接続されることができ、前記第2発光チップ41Bは第3ワイヤ51C及び第4ワイヤ51Dを介して各々第2金属層12Bと第3金属層12Cに電気的に接続されることができる。
【0237】
前記第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bが垂直型チップである場合、第1ワイヤ51A及び第3ワイヤ51Cは省略されることがある。
【0238】
前記第1絶縁フィルム21の上にはガイド部材31が形成され、前記ガイド部材31は前記発光チップ41A、41Bより少なくとも高い位置に形成されて、前記発光チップ41A、41Bから放出される光を反射する。
【0239】
前記第1及び第2発光チップ41A、41Bの上には樹脂層61が形成され、前記樹脂層61の一部は前記ガイド部材31の上面高さと同一高さに形成されるかまたは低く形成されることができるが、これに対して限定するものではない。
【0240】
図53を参照すると、前記発光チップ41A、41Bは水平電極構造で形成されることができ、第1金属層12Aは正極として作用して、第3金属層12Bは負極として作用する回路で具現されることができる。勿論、図14に示す回路と逆に、発光チップ41A、41Bの各電極が変えて第1金属層12Aは負極として作用して、第3金属層12Bは正極として作用する回路で具現されることができる。
【0241】
図54及び図55は、本発明の実施形態に係る発光素子及びその回路構成図である。
【0242】
図54を参照すると、発光素子は3個以上の金属層12A、12B、12Cと2個以上の発光チップ41A、41Bを含む。前記発光チップ41A、41Bは同一ピーク波長を有するか異なるピーク波長を有する光を発光することができる。
【0243】
前記金属層12A、12B、12Cは同一平面上に配列され、第1絶縁フィルム21は金属層12A、12B、12Cの縁に形成され第2絶縁フィルム23は隣接の金属層12A、12Bと金属層12A、12Cと金属層12B、12Cとの間に各々形成されて、隣接の金属層12A、12Bと金属層12A、12Cと金属層12B、12Cとを支持及び固定させることができる。
【0244】
第1金属層12Aの上には第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bが離隔されて配置される。
【0245】
前記第1金属層12Aは第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bの共通電極として使用され、前記第2金属層12Bは第1発光チップ41Aを制御するための電極であって、前記第3金属層12Cは第2発光チップ41Bを制御するための電極として使用されることができる。
【0246】
前記第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bが水平型チップである場合、前記第1発光チップ41Aは第1ワイヤ51A及び第2ワイヤ51Bを介して各々第1金属層12Aと第2金属層12Bに電気的に接続されることができ、前記第2発光チップ41Bは第2ワイヤ51B及び第4ワイヤ51Dを介して各々第1金属層12Aと第3金属層12Cに電気的に接続されることができる。
【0247】
前記第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bが垂直型チップである場合、第1ワイヤ51A及び第2ワイヤ51Bは省略されることがある。
【0248】
前記第1絶縁フィルム21の上にはガイド部材31が形成され、前記ガイド部材31は前記発光チップ41A、41Bより少なくとも高い位置に形成されて、前記発光チップ41A、41Bから放出される光を反射する。
【0249】
前記第1及び第2発光チップ41A、41Bの上には樹脂層61が形成され、前記樹脂層61の一部は前記ガイド部材31の上面高さと同一高さに形成されるかまたは低く形成されることができるが、これに対して限定するものではない。
【0250】
図55に示す(a)を参照すると、前記発光チップ41A、41Bは水平電極構造で形成されることができ、第1金属層12Aは正極の共通電極として作用して、第2金属層12B及び第3金属層12Cは負極とする回路で具現されることができる。逆に、図55に示す(b)を参照すると、前記発光チップ41A、41Bの各電極が変えて第1金属層12Aは負極の共通電極として作用して、第2金属層12B及び第3金属層12Cは正極とする回路で具現されることができる。
【0251】
図56は、第1実施形態に係る発光素子の変更例を示す側断面図である。
【0252】
図56を参照すると、発光素子100は複数の金属層11、13と、前記金属層11、13の上に絶縁フィルム21、23と、前記複数の金属層11、13のうち少なくとも金属層11の上に配置される発光チップ41と、前記絶縁フィルム21の上にガイド部材31と、前記金属層11、13の上に前記発光チップ41をカバーする樹脂層61と、を含む。
【0253】
前記金属層11、13は別途の本体、例えばPPA(Polyphthalamide)のような樹脂系の本体で金属層を固定する構造を使用しなくて、前記金属層11、13の一部をフレキシブルな曲面形状に使用するか、予め設定の角度に曲げて使用するか、または一部を部分エッチングして使用することができる。
【0254】
すなわち、前記金属層11、13は外側部B1、内側部B2、傾斜部B3を含むことができ、前記金属層11、13の外側部B1の上面の高さH2は前記金属層11、13の内側部B2の上面が高さH1より高く形成されることができる。
【0255】
ここで、前記金属層11、13の外側部B1の厚さT5は前記金属層11、13の内側部B2の厚さT4は同一であることができる。
【0256】
このような、前記金属層11、13は内側部B2及び外側部B1を含め、外側部B1は前記内側部B2の上面の高さより高く形成される。前記金属層11、13の外側部は前記金属層11、13を折曲する工程を介して形成されることができるが、このような折曲工程にて前記金属層11、13の内側部B2と外側部B1の間に斜めの側面を有する傾斜部B3が形成されることができる。
【0257】
前記複数の金属層11、13の傾斜部B3は互いに向き合う対向側面を有するものの、互いに傾斜した状態に向き合うことができ、前記傾斜部B3の傾斜角図は前記金属層11、13の内側部B2上面から15〜89°の角度で形成されることができる。前記傾斜部B3の斜めの側面は光を効率的に放射方向に反射させることができる。
【0258】
前記発光チップ41及び第2絶縁フィルム23は前記金属層11、13の内側部B2上に形成されることができる。
また、前記第1絶縁フィルム21は前記金属層11、13の外側部B1上に形成されることができ、前記第1絶縁フィルム21上にガイド部材31が形成されることができる。
【0259】
図示していないが、前記外側部B1上に形成される第1絶縁フィルム21とガイド部材31のうち少なくとも一つの内側面各々は前記金属層11、13の傾斜部B3の傾斜角度に沿って傾斜を有する構造で形成されることができる。
【0260】
図57〜図59は、本発明の実施形態に係る発光素子の金属層の変更例を示す図である。
【0261】
図57を参照すると、金属層11、13の上面、下面及び側面のうち何れか一つの表面は凹部と凸部からなる一つ以上の凹凸構造11E、13Eを含む。前記凹凸構造11E、13Eは第1絶縁フィルム21の下に配置されるか、各金属層11、13のオープン領域A1、A2にまで延長されることができる。
【0262】
また、前記凹凸構造11E、13Eは前記金属層11、13と前記発光チップ41及び前記ワイヤ51、52の接触特性を向上させるために前記発光チップ41が配置される領域または前記ワイヤ51、52がボンディングされる領域を除いた残り領域の金属層11、13の表面上に位置することができる。
【0263】
また、前記凹凸構造11E、13Eの形状は三角形、四角形、台形またはサイン曲線形の形状のうち何れか一つの形状を有することができ、これに限定されるものではない。
【0264】
前記凹凸構造11E、13Eは前記金属層11、13上に絶縁フィルム21、23の接触面積を改善させるか、放熱効率を改善させることができる。
【0265】
図58を参照すると、複数の金属層11、13の下面が凹凸構造11E、13Eで形成されることができ、前記凹凸構造11E、13Eの凸部はストライプ形状またはマトリックス形状に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。
【0266】
一方、図59を参照すると、複数の金属層のうち何れか一つの金属層11の何れか一側面に放熱フレーム12が含む。前記放熱フレーム12は金属層11と同一材質であるか熱伝導性がさらに良い材質でありうる。前記放熱フレーム12の表面は凹部と凸部からなる一つ以上の凹凸構造12Eを含む。
【0267】
また、前記凹凸構造12Eの形状は三角形、四角形、台形またはサイン曲線型の形状のうち何れか一つの形状を有することができるが、これに限定されるものではない。
【0268】
前記放熱フレーム12の凹凸構造12Eを介して前記金属層11、13の放熱効率を改善させことができる。
【0269】
また他の例として、前記複数の金属層11、13の側面が凹凸構造に形成されることができ、前記凹凸構造は表面積を増加させ、放熱効率を改善させることができる。
<発光チップ>
実施形態に係る発光チップは図60及び図61を参照して、説明する。
【0270】
図60を参照すると、発光チップ41は基板111、バッファ層112、第1導電型半導体層113、活性層114、第2導電型半導体層115、第1電極116、及び第2電極117を含む。前記第1導電型半導体層113、活性層114及び第2導電型半導体層115は発光構造物110で定義されることができる。
【0271】
前記基板111はサファイア基板(Al2O3)、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP、Ga2O3、導電性基板、そしてGaAsなどからなる群から選択されることができる。前記基板111は成長基板であることができ、前記成長基板の上にはInxAlyGa1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)の組成式を有する半導体に成長されることができる。
【0272】
前記バッファ層112は前記基板111と半導体との格子定数差を緩和させるための層として、2族〜6族化合物半導体に形成されることができる。前記バッファ層112上にはドーピングされる3族−5族化合物半導体層がさらに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。
【0273】
前記バッファ層112の上には第1導電型半導体層113が形成されて、前記第1導電型半導体層113の上には活性層124が形成され、前記活性層124上には第2導電型半導体層115が形成される。
【0274】
前記第1導電型半導体層113は第1導電型ドーパントがドーピングされる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などで選択されることができる。前記第1導電型がN型半導体である場合、前記第1導電型ドーパントはSi、Ge、Sn、Se、TeなどのようなN型ドーパントを含む。前記第1導電型半導体層114は単層または多層に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。
【0275】
前記活性層114は単一量子井戸構造、多重量子井戸構造、量子線構造、量子点構造に形成されることができる。前記活性層114は3族−5族元素の化合物半導体材料を利用して井戸層と障壁層の周期,例えばInGaN井戸層/GaN障壁層またはInGaN井戸層/AlGaN障壁層の周期に形成されることができる。
【0276】
前記活性層114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ができ、前記導電型クラッド層はAlGaN系半導体に形成されることができる。
【0277】
前記活性層114上には前記第2導電型半導体層115が形成され、前記第2導電型半導体層115は第2導電型ドーパントがドーピングされる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ことができる。前記第2導電型がP型半導体である場合、前記第2導電型ドーパントはMg、ZeなどのようなP型ドーパントを含む。前記第2導電型半導体層115は単層または多層に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。
【0278】
また前記第2導電型半導体層115上には第3導電型半導体層例えば、N型半導体層が形成されることができる。前記発光構造物135はN−P接合、P−N接合、N−P−N接合、P−N−P接合構造のうち少なくとも一つが形成されることができる。
【0279】
前記第2導電型半導体層115上には電流拡散層が形成されることができ、前記電流拡散層は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)などから選択的に形成されることができる。
【0280】
前記第1導電型半導体層113上には第1電極116が形成され、第2導電型半導体層115上には第2電極117が形成されることができる。
【0281】
前記第1電極116及び第2電極117はワイヤを介して図1に示すような金属層に接続されることができる。
【0282】
図61は垂直型チップ構造を示す図面である。
【0283】
図61を参照すると、発光チップ45は、発光素子45は発光構造物110下にオーミック層121が形成され、前記オーミック層121下に反射層124が形成され、前記反射層124下に伝導性支持部材125が形成され、前記反射層124と前記発光構造物110の縁に保護層123が形成されることができる。
【0284】
このような発光素子45は図52の構造にて第1導電型半導体層113を露出するエッチング過程を行わなくて、第2導電型半導体層115上にオーミック層121及びチャネル層123、そして反射層125及び伝導性支持部材125を形成した後に、前記基板111及びバッファ層112を除去する方法で形成されることができる。
【0285】
前記オーミック層121は発光構造物110の下層例えば第2導電型半導体層115にオーミック接触され、その材料は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)、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構成される物質うちから形成されることができる。また前記金属物質とIZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATOなどの透光性伝導性物質を利用して多層に形成でき、例えば、IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni、AZO/Ag/Niなどで積層することができる。前記オーミック層121内部は電極116と対応されるように電流をブロッキング(遮断)する層がさらに形成されることができる。
【0286】
前記保護層123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)、SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3、TiO2などから選択的に形成されることができる。前記保護層123はスパッタリング方法または蒸着方法などを利用して形成することができ、反射層124のような金属が発光構造物110の層を短絡させることを防止することができる。
【0287】
前記反射層124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構成される物質で形成されることができる。前記反射層124は前記発光構造物110の幅より大きく形成されることができ、これは光反射効率を改善させることができる。
【0288】
前記伝導性支持部材125はベース基板として、銅(Cu)、金(Au)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、銅−タングステン(Cu−W)、キャリアウエハ(例:Si、Ge、GaAs、ZnO、Sicなど)で具現されることができる。前記伝導性支持部材125と前記反射層124間には接合層がさらに形成されることができ、前記接合層は二つの層を互いに接合させることができる。
【0289】
上述の開示される発光チップは一例であり、上述の開示される特徴に限定するものではない。上記の発光チップは上記の発光素子の実施形態に選択的に適用されることができ、これに対して限定するものではない。
<照明システム>
上述の開示される実施形態の発光素子は発光チップをパッケージングする構造として、ボードの上に複数個配置して発光モジュールや照明ユニットなどのような照明システムに提供されることができる。上述の実施形態のうち選択される発光素子を照明システムに適用されることができる。
【0290】
実施の形態に係る発光素子は、照明ユニットに適用されることができる。前記照明ユニットは複数の発光素子が配列される構造を含め、図62及び図63に示す表示装置、図64に示す照明装置を含めて、照明灯、信号灯、車両前照灯、電光板などが含まれることができる。
【0291】
図62は実施形態に係る表示装置の分解斜視図である。
【0292】
図62を参照すると、実施形態に係る表示装置1000は導光板1041と、前記導光板1041に光を提供する発光モジュール1031と、前記導光板1041の下に反射部材1022と、前記導光板1041の上に光学シート1051と、前記光学シート1051の上に表示パネル1061と、前記導光板1041、発光モジュール1031及び反射部材1022を格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。
【0293】
前記ボトムカバー1011、反射部材1022、導光板1041、光学シート1051は、ライトユニット1050と定義されうる。
【0294】
前記導光板1041は、光を拡散させて面光源化させる機能を果たす。前記導光板1041は、透明な材質からなり、例えば、PMMA(polymethylmetaacrylate)のようなアクリル樹脂系、PET(polyethyleneterephthlate)、PC(polycarbonate)、COC(cycloolefin copolymer)及びPEN(polyethylene naphthalate)樹脂のうち、何れか一つを含むことができる。
【0295】
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。
【0296】
前記発光モジュール1031は少なくとも一つを含め、前記導光板1041の一側面から直接又は間接的に光を提供できる。前記発光モジュール1031は基板1033と上記の実施形態に係る発光素子100とを含め、前記発光素子100は前記基板1033上に所定間隔で配列されうる。
【0297】
前記基板1033は回路パターン(図示せず)を含む印刷回路ボード(PCB、Printed Circuit Board)でありうる。ただし、前記基板1033は一般PCBのみだけでなく、メタルコアPCB(MCPCB、Metal Core PCB)、フレキシブル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。前記発光素子100は、前記ボトムカバー1011の側面又は放熱プレート上に搭載される場合、前記基板1033は除去されうる。ここで、前記放熱プレートの一部は、前記ボトムカバー1011の上面に接触されうる。
【0298】
そして、前記複数の発光素子100は前記基板1033上に光が放出される出射面が前記導光板1041と所定距離が離隔されるように搭載されることができ、これに対して限定しない。前記発光素子100は、前記導光板1041の一側面である入光部に光を直接又は間接的に提供でき、これに対して限定しない。
【0299】
前記導光板1041下には、前記反射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上に向かうようにすることによって、前記ライトユニット1050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レジンなどから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の上面でありえ、これに対して限定しない。
【0300】
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などを収納できる。このために、前記ボトムカバー1011は、上面が開口したボックス(box)形状を有する収納簿1012が備えられることができ、これに対して限定しない。前記ボトムカバー1011は、トップカバーと結合されることができ、これに対して限定しない。
【0301】
前記ボトムカバー1011は、金属材質又は樹脂材質から形成されることができ、プレス成形又は圧出成形などの工程を利用して製造できる。また、前記ボトムカバー1011は、熱導電性の良い金属又は非金属材料を含むことができ、これに対して限定しない。
【0302】
前記表示パネル1061は、例えば、LCDパネルとして、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基板の間に介在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、偏光板が付着されることができ、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、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、各種携帯端末機、ノート型パーソナルコンピュータのモニター、ラップトップコンピュータのモニター、テレビなどに適用されることができる。
【0303】
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、少なくとも一枚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、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ようなシートのうち、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、前記水平又は/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、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、これに対して限定しない。
【0304】
ここで、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、これに対して限定しない。
【0305】
図63は、実施形態に係る表示装置を示した図である。
【0306】
図63に示すように、表示装置1100は、ボトムカバー1152、前記に開示された発光素子100が配列される基板1120、光学部材1154、及び表示パネル1155を含む。
【0307】
前記基板1120と前記発光素子100は、発光モジュール1060と定義できる。前記ボトムカバー1152、少なくとも一つの発光モジュール1060、光学部材1154は、ライトユニットと定義できる。
【0308】
前記ボトムカバー1152には、収納部1153を具備でき、これに対して限定しない。
【0309】
ここで、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のうち、少なくとも一つを含むことができる。前記導光板は、PC材質又はPMMA(Poly methy methacrylate)材質からなることができ、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、前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、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る。
【0310】
前記光学部材1154は、前記発光モジュール1060上に配置され、前記発光モジュール1060から放出された光を面光源にするか、又は拡散、集光などを行うようになる。
【0311】
図64は、実施形態に係る照明装置の斜視図である。
【0312】
図64に示すように、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に設置され外部電源から電源が提供される接続端子1520を含むことができる。
【0313】
前記ケース1510は、放熱特性が良好な材質から形成されることが好ましく、例えば金属材質又は樹脂材質から形成されることができる。
【0314】
前記発光モジュール1530は、基板1532と、前記基板1532に搭載される実施形態に係る発光素子100とを含むことができる。前記発光素子100は、複数がマトリックス状又は所定間隔で離隔されて配列されうる。
【0315】
前記基板1532は、絶縁体に回路パターンが印刷されたものであってもよく、例えば、一般の印刷回路ボード(PCB:Printed Circuit Board)、メタルコアPCB、フレキシブルPCB、セラミックPCBなどがありうる。
【0316】
また、前記基板1532は、光を効率的に反射する材質から形成されるか、表面が光を効率的に反射するカラー、例えば白色、銀色などのコーティング層からなりうる。
【0317】
前記基板1532上には、少なくとも一つの発光素子100が搭載されることができる。前記発光素子100の各々は、少なくとも一つの発光ダイオード(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、青色または白色の有色の光を各々発光する有色の発光ダイオード及び紫外線(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。
【0318】
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100の組み合わせを有するように配置されることができる。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み合わせて配置できる。
【0319】
前記接続端子1520は、前記発光モジュール1530と電気的に接続されて電源を供給できる。前記接続端子1520は、ソケット方式で外部電源にまわし挟まれて結合されるが、これに対して限定しない。例えば、前記接続端子1520は、ピン(pin)状に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接続されることもできる。
【0320】
以上、実施の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一つの実施の形態に含まれ、必ず一つの実施の形態にのみ限定されることではない。なお、各実施の形態にて例示された特徴、構造、効果などは、実施の形態が属する分野の通常の知識を有する者により、他の実施の形態に対しても組合又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係された内容は、本発明の範囲に含まれるものと解析されなければならない。
【0321】
また、上述の実施形態を中心として説明したがこれは但し例示に過ぎなく本発明を限定するものでなく、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を外さない範囲で以上に例示されない多様な変形と応用が可能であることがわかる。例えば、実施形態に具体的に示し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と応用にかかる差異点は添付の請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれることに解析されるべきである。
【符号の説明】
【0322】
11、13、15:金属層
21、23、24、25:絶縁フィルム
31、32、33、34:ガイド部材
41、45:発光チップ
51、52、53:ワイヤ
100:発光素子
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、発光素子及びそれを備える照明システムに関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード(LED)は、電気エネルギーを光に変換する半導体素子の一種である。発光ダイオードは蛍光灯、白熱灯など既存の光源に比べ低消費電力、半永久的な寿命、速い応答速度、安全性、環境に優しい所などの長所を有している。この点から既存の光源を発光ダイオードに代わりにするための多くの研究が進められており、発光ダイオードは実内外で使用される各種ランプ、液晶表示装置、電光板、街灯などの照明装置の光源としてその使用が増加されている趨勢である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の実施形態は、新たなタイプの発光素子及びそれを備える照明システムを提供する。
【0004】
本発明の実施形態は、複数の金属層を支持する絶縁フィルムと前記複数の金属層に電気的に接続される発光チップを含む発光素子及びそれを備える照明システムを提供する。
【0005】
本発明の実施形態は、発光チップの縁に樹脂層及び樹脂層の縁にガイド部材を配置する発光素子及びそれを備える照明システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の実施形態による発光素子は、互いに離隔される複層の金属層と、前記複数の金属層の一部が開放されるオープン領域を有し前記複数の金属層の上面に配置される第1絶縁フィルムと、前記複数の金属層のうち何れか一つの上に配置される発光チップと、前記複数の金属層と前記発光チップの上に配置される樹脂層と、前記第1絶縁フィルムの上に非金属材質の第1ガイド部材を含む。
【0007】
本発明の実施形態において、前記複数の金属層は第1及び第2金属層を含め、前記発光チップは第1金属層の上に配置され、前記第1及び第2金属層とワイヤで接続される。
【0008】
本発明の実施形態において、前記複数の金属層は第1金属層、第2金属層及び前記第1金属層と前記第2金属層の間に第3金属層を含め、前記発光チップは第3金属層の上に配置され、前記第1金属層と前記第2金属層にワイヤで接続される。
【0009】
本発明の実施形態において、前記複数の金属層の間に対応されて、前記複数の金属層の上面に前記複数の金属層の間の間隔より広い幅を有する第2絶縁フィルムを含む。
【0010】
本発明の実施形態において、前記複数の金属層の間に対応されて、前記複数の金属層の下面に前記複数の金属層の間の間隔より広い幅を有する第3絶縁フィルムを含む。
【0011】
本発明の実施形態において、前記複数の金属層の間に絶縁性接着物質を含む。
【0012】
本発明の実施形態において、前記第1ガイド部材は樹脂物質を含む。
【0013】
本発明の実施形態において、前記第2絶縁フィルムの上に第2ガイド部材を含め、前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムは互いに接続され、前記第1ガイド部材と前記第2ガイド部材は互いに接続される。
【0014】
本発明の実施形態において、前記発光チップと前記第1絶縁フィルム及び第2絶縁フィルムの間に第3絶縁フィルムを含む。
【0015】
本発明の実施形態において、前記発光チップと前記第1絶縁フィルム及び第2絶縁フィルムの間に第3ガイド部材を含む。
【0016】
本発明の実施形態において、前記複数の金属層と前記第1絶縁フィルムの間に接着層を含む。
【0017】
本発明の実施形態において、前記第1及び第2ガイド部材の一部は前記複数の金属層のうち何れか一つに接触される。
【0018】
本発明の実施形態において、前記第1ガイド部材の一部は前記第1絶縁フィルムより前記発光チップに近くに配置される。
【0019】
本発明の実施形態において、前記第1絶縁フィルムはPI(ポリイミド)フィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、EVA(エチレンビニルアセテート)フィルム、PEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム、TAC(トリアセチルセルロース)フィルム、PAI(ポリアミド−イミド)、PEEK(ポリエーテル−エーテル−ケトン)、パーフルオロアルコキシ(PFA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、樹脂フィルムのうち少なくとも一つを含む。
【0020】
本発明の実施形態において、前記第1ガイド部材は半田レジスト、二酸化チタニウム(TiO2)を有する樹脂材質、ガラス繊維(Glass Fiber)を有する樹脂材質、及び高分子物質のうち少なくとも一つを含む。
【発明の効果】
【0021】
本発明の実施形態は、テープ型またはフィルム型の発光素子を提供することができる。
【0022】
本発明の実施形態は、パッケージ本体を用いなくて絶縁フィルムを介して金属層を支持する発光素子を提供することができる。
【0023】
本発明の実施形態は、発光素子の製造工程を改善させることができる。
【0024】
本発明の実施形態は、発光素子の厚さを減らすことができる。
【0025】
実施形態は、発光素子の光抽出効率を改善させることができる。
【0026】
本発明の実施形態は、発光素子の信頼性を改善させることができる。
【0027】
本発明の実施形態は、発光素子の小型化及び集積化を改善させることができる。
【0028】
本発明の実施形態は、発光素子及びそれを備える照明システムにおいての放熱効率を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】第1実施形態に係る発光素子の斜視図である。
【図2】図1に示すA−Aから見た側断面図である。
【図3】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図4】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図5】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図6】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図7】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図8】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図9】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図10】図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【図11】第2実施形態に係る発光素子の側断面図である。
【図12】第3実施形態に係る発光素子の側断面図である。
【図13】第4実施形態に係る発光素子の斜視図である。
【図14】第4実施形態に係る発光素子の側断面図である。
【図15】第5実施形態に係る発光素子の平面図である。
【図16】第5実施形態に係る発光素子の側断面図である。
【図17】図15に示す発光素子の変更例である。
【図18】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図19】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図20】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図21】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図22】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図23】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図24】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図25】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図26】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図27】本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【図28】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図29】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図30】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図31】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図32】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図33】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図34】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図35】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図36】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図37】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図38】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図39】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図40】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図41】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図42】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図43】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図44】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図45】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図46】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図47】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図48】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図49】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図50】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図51】他の実施形態に係る発光素子の変更例を示す図である。
【図52】本発明の実施形態に係る発光素子の他の例を示す側断面図である。
【図53】本発明の実施形態に係る発光素子の他の例を示す回路構成図である。
【図54】本発明の実施形態に係る発光素子の他の例を示す側断面図である。
【図55】本発明の実施形態に係る発光素子の他の例を示す回路構成図である。
【図56】本発明の実施形態に係る発光素子の金属層の変更例を示す側断面図である。
【図57】本発明の実施形態に係る発光素子の金属層の変更例を示す図である。
【図58】本発明の実施形態に係る発光素子の金属層の変更例を示す図である。
【図59】本発明の実施形態に係る発光素子の金属層の変更例を示す図である。
【図60】本発明の実施形態に係る発光チップの一例を示す図である。
【図61】本発明の実施形態に係る発光チップの一例を示す図である。
【図62】本発明の実施形態に係る表示装置の一例を示す斜視図である。
【図63】本発明の実施形態に係る表示装置の一例を示す斜視図である。
【図64】本発明の実施形態に係る照明ユニットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
実施形態の説明に当たって、各層(膜)、領域、パターン又は構造物が基板、各層(膜)、領域、パッド又はパターンの「上(on)」に又は「下(under)」に形成されると記載される場合、「上(on)」と「下(under)」は、「直接(directly)」又は「他の層を介在して(indirectly)」形成されることをすべて含む。また、各層の「上」又は「下」に対する基準は、図面を基準として説明する。
【0031】
図において各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、又は概略的に示された。また、各構成要素の大きさは、実際の大きさを全的に反映するのではない。
【0032】
以下、添付された図面を参照して、説明する。
【0033】
図1は、発光素子を示す斜視図で、図2は、図1に示すA−Aから見た側断面図である。
【0034】
図1及び図2を参照すると、発光素子100は複数の金属層11、13と、前記金属層11、13の上に絶縁フィルム20(20、23)と、前記複数の金属層11、13のうち第1金属層11の上に配置される発光チップ41と、前記絶縁フィルム21の上にガイド部材31、及び前記金属層11、13の上に前記発光チップ41をカバーする樹脂層61を含む。
【0035】
前記金属層11、13は少なくとも2個を含め、少なくとも2個の金属層11、13は互いに離隔されて電気的にオープンされるか物理的に離隔される構造で配置される。前記金属層11、13は好ましくはリードフレームのような金属プレートで形成されることができる。
【0036】
前記複数の金属層11、13の下面S3は互いに同一平面上に配置され、すべての側面S1は露出される。前記金属層11、13の露出される下面S3と側面S1を介して放熱効率は改善されることができる。前記複数の金属層11、13のうち少なくとも2個は電極として用いることができる。
【0037】
前記複数の金属層11、13は鉄(Fe)、銅(Cu)、Fe−Niのように鉄(Fe)を含む合金(alloy)、アルミニウム(Al)またはアルミニウムを含む合金、またはCu−Ni、Cu−Mg−Snのように銅(Cu)を含む合金で形成されることができる。また前記金属層11、13は単層または多層に形成されることができる。前記金属層11、13はFeまたはCuの材質であり、その上面または/及び下面にはアルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)のような反射層またはボンディング層が形成されることができる。
【0038】
前記金属層11、13がリードフレームで形成される場合、機械的な強度が強く、熱伝導性が大きく、熱膨張係数が大きく、加工性が良好であり、曲げ動作を繰り返すときの損失がほぼなく、メッキと半田付けが容易であるという特性がある。
【0039】
前記金属層11、13の厚さは実質的に15μm〜300μmの厚さで形成されることができ、この厚さは好ましくは15μm〜50μmの範囲に形成されることができて、発光素子全体を支持する支持フレームとして働き、また発光チップ41から生じる熱を伝導する放熱部材として動作することができる。前記金属層の外枠領域は第1方向Yの長さY1と、第1方向Yと直交する第2方向Xの長さX1が発光素子の大きさに応じて異なることができる。
【0040】
発光素子100は、別途の本体、例えば、PPA(Polyphtalamide)のような樹脂系の本体が不要である。これによって、前記金属層11、13と本体を結合する射出、成形工程が除去されることができる。前記金属層11、13の一部をフレキシブルな曲面形状に使用するか、予め定められた角度に曲げて使用することができ、これに対して限定するものではない。
【0041】
以下、第1実施形態の説明のために前記金属層11、13は第1金属層11と第2金属層13が配置される構造で説明する。前記第1金属層11と第2金属層13の下面S3は同一平面上に配置されて、ボード(PCB)または放熱プレート上に半田でボンディングされる面になることができる。
【0042】
前記第1金属層11と前記第2金属層13との間には分離部17が配置され、前記分離部17は前記第1金属層11と前記第2金属層13との間を物理的に離隔させる。前記分離部17は直線、曲線、折曲されるライン形状のうち選択的に形成されることができ、前記ライン形状の幅または形態は前記第1金属層11と第2金属層13の形状や大きさに応じて異なることができる。前記分離部17は一つの金属フレームを第1金属層11と第2金属層13に分離し、前記分離部17の幅及び位置に従って前記第1金属層11と第2金属層13の形状や大きさが異なることができる。
【0043】
前記第1金属層11と前記第2金属層13との間の間隔G1は10μm以上離隔されることができ、この間隔は前記分離部17の幅であって、二つの金属層11、13間の短絡や電気的な干渉を防止することができる距離である。前記分離部17は空いている領域であるか、絶縁性物質で埋められもよく、これに対して限定するものではない。
【0044】
前記第1金属層11または前記第2金属層13は、カッティング工程によって円形状、多角形状、または半球形状のように多様な形状に形成されることができる。
【0045】
前記第1金属層11と前記第2金属層13の表面には、酸化防止コーティング層を形成することができ、前記酸化防止コーティング層は前記第1金属層11及び前記第2金属層13の表面が変質されることを防止する。
【0046】
前記第1金属層11及び前記第2金属層11、13の上には、絶縁フィルム21、23が配置され、前記絶縁フィルム21、23は前記第1金属層11または/及び前記第2金属層13の縁に形成されることができる。
【0047】
前記絶縁フィルム21、23は前記第1金属層11と前記第2金属層13の上面に付着され、前記第1金属層11と前記第2金属層13を支持する。前記絶縁フィルム21、23は複数の金属層11、13の上面に付着されて金属層を支持し、実際的に本体のような機能を働く。
【0048】
前記絶縁フィルム21、23は透光性または非透光性フィルムを含め、例えば、PI(ポリイミド)フィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、EVA(エチレンビニルアセテート)フィルム、PEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム、TAC(トリアセチルセルロース)フィルム、PAI(ポリアミド−イミド)、PEEK(ポリエーテル−エーテル−ケトン)、パーフルオロアルコキシ(PFA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、樹脂フィル(PE、PP、PET)などを含むことができる。
【0049】
前記絶縁フィルム21、23と前記金属層11、13の間には接着層が形成されることができ、この接着層は絶縁フィルム21、23を前記金属層11、13に付着することができる。また、前記絶縁フィルム21、23は両面または断面接着テープで形成されることができる。
【0050】
前記絶縁フィルム21、23の材質は所定の反射率、例えば、30%以上の反射率を有することができ、このような反射特性は発光素子内部においての表面反射効率を改善させることができる。
【0051】
また、前記絶縁フィルム21、23は光学的な機能を含むことができる。ここで、前記光学的機能は50%以上の透過率を有する透光性フィルムを含め、好ましくは70%以上の透光性フィルムを含む。前記絶縁フィルム21、23は蛍光体を含むことができ、前記蛍光体は前記絶縁フィルム21、23の上面または下面に塗布されるか、内部に添加されることができる。前記蛍光体の種類はYAG系、シリケート系、室化物系の蛍光体のうち少なくとも一つを含むことができ、その発光波長は赤色、黄色、緑色などのような可視光線系を含むことができる。また前記絶縁フィルム21、23は蛍光体フィルムで具現されることができ、前記蛍光体フィルムは前記発光チップ41から放出される光を吸収して他の波長の光を発光する。
【0052】
また前記絶縁フィルム21、23は耐湿性フィルムを含むことができ、この耐湿性フィルムは湿気が浸透することを抑制し、第1金属層11と第2金属層13の酸化防止及び短絡を防止することができる。
【0053】
前記絶縁フィルム21、23は上面、下面、または側面の一部が所定の凹凸構造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。
【0054】
前記絶縁フィルム21、23の厚さは前記金属層11、13の厚さ以上に形成されることができ、例えば、30μm〜500μmの厚さに形成されることができ、好ましくは40μm〜60μmの厚さに形成されることができる。
【0055】
前記絶縁フィルム21、23は2個の金属層11、13の上面領域の縁に形成される第1絶縁フィルム21と、前記第1金属層11と前記第2金属層13の境界領域の上面に形成される第2絶縁フィルム23で区分されることができる。前記第2絶縁フィルム23は前記第1絶縁フィルム21の一部として、前記第1絶縁フィルム21と一体に接続される。前記第1絶縁フィルム21と前記第2絶縁フィルム23は同一物質であって、一つのフィルムで形成されることができる。
【0056】
前記第1絶縁フィルム21の幅W1は一定の幅に形成されるか、一部が異なる幅に形成されることができる。前記第1絶縁フィルム21の幅W1は少なくとも数十μm以上に形成されることができる。前記第1絶縁フィルム23の幅W2は一定の幅に形成されるか、一部が異なる幅に形成されることができる。前記第2絶縁フィルム23の幅W2は前記金属層11、13間の間隔G1より広い幅に形成されることができ、例えば20μm以上に形成されることができる。前記第1絶縁フィルム21の幅W1と前記第2絶縁フィルム23の幅W2は同じであるか異なることができる。前記第2絶縁フィルム23は二つの金属層11、13を支持するために、少なくとも20μm以上の幅に形成されることができる。
【0057】
前記第2絶縁フィルム23は第1金属層11と第2金属層13との間に対応され、前記第1金属層11と前記第2金属層13の上面に前記金属層11、13間の間隔より広い幅に形成されることができる。
【0058】
前記絶縁フィルム21、23の外側面は前記第1金属層11と前記第2金属層13の側面と同一平面上に配置されるか、前記第1金属層11と前記第2金属層13の側面より内側に配置されることができる。
【0059】
また前記第1絶縁フィルム21は連続的または不連続的に形成されることができ、前記連続的なフィルム構造は一つのフィルムであり、不連続的なフィルム構造は複数のフィルム構造で定義されることができる。
【0060】
前記絶縁フィルム21、23にはオープン(開口)領域A1、A2を含むことができ、前記オープン領域A1、A2は孔であるか開放される領域であって、前記絶縁フィルム21、23の内側を介して第1金属層11または/及び第2金属層13の上面が露出される領域である。
【0061】
前記オープン領域A1、A2は前記第1金属層11の上面一部が露出される第1オープン領域A1と、第2金属層13の上面一部が露出される第2オープン領域A2を含め、前記第1オープン領域A1の大きさ及び形状は前記第2オープン領域A2の大きさ及び形状と同じであるか異なることができる。実施形態は2個の金属層11、13である場合、2個のオープン領域A1、A2に対して説明しており、金属層11、13の個数が3個以上である場合オープン領域の個数も増加されることができる。前記オープン領域A1、A2の大きさ及び形状は前記絶縁フィルム21、23の幅及び形状に応じて異なることができる。
【0062】
前記複数のオープン領域A1、A2のうち何れか一つ例えば、第2オープン領域A2は最小60μmの幅を有して形成されることができる。前記第2オープン領域A2は幅が狭い場合第2ワイヤ52のボンディングに妨害を与えるので、少なくとも60μmの幅に形成されることができる。前記第1オープン領域A1は発光チップ41が搭載される程度の幅に形成されることができ、前記第2オープン領域A2の幅より広い幅に形成されることができる。ここで、前記第1オープン領域A1は発光チップ41が搭載される領域、前記第2オープン領域A2は第2ワイヤ52がボンディングされる領域として説明したが、この逆に配置されてもよく、これに対して限定するものではない。
【0063】
前記ガイド部材31は前記第1絶縁フィルム21の上に形成されることができ、その材質は樹脂材質、非金属材質または金属材質で形成されることができる。前記ガイド部材31は反射部材または/及び樹脂材質の溢れを防止するためのダム部材として定義されることができる。
【0064】
前記ガイド部材31は半田レジスト(solder resist)のような樹脂材質であるか、半田ペースト(solder paste)のような伝導性材料を用いることができる。前記半田レジストのカラーとしては例えば白色を用いることができ、このカラーは入射される光を効果的に反射させることができる。また前記ガイド部材31は金属材質例えば、Ag、Al、Cu、Au、Ag−alloy、Al−alloy、Cu−alloy、Au−alloyの金属を選択的に含むことができ、この金属は単層または多層に形成されることができる。また前記ガイド部材31は金属シード層例えば、Ag、Al、Niのうち少なくとも一つの上に反射層をメッキ工程で形成することができる。
【0065】
またガイド部材31は非金属材料を含むことができ、前記非金属材料は白色樹脂例えば、半田レジスト、二酸化チタニウム(TiO2)とガラス繊維(Glass Fiber)のうち少なくとも一つを有する樹脂(例:PPA)、または高分子物質(シリコン系、エポキシ系など)を含むか、前記絶縁フィルムの材質で形成されることができる。
【0066】
前記ガイド部材31は50%以上の反射特性(反射率)を有する金属または非金属材料を含むことができ、好ましくは90%以上の反射特性を有する。
【0067】
前記ガイド部材31は実質的に15μm〜500μmの厚さT2で形成されることができ、前記絶縁フィルム21、23の厚さと同じであるか異なることができる。前記ガイド部材31は前記絶縁フィルム21、23の厚さより厚く形成されることができる。前記ガイド部材31の厚さT2は光の指向角分布を考慮してより厚く形成されることができる。また前記ガイド部材31の上面は光反射のために前記発光チップ41の上面より高く形成されることができる。
【0068】
前記ガイド部材31は前記第1絶縁フィルム21の上に形成されて前記発光チップ41の縁に対応され、その形態は上側から見るとフレーム、リング形状またはループ形状に形成されることができる。前記ガイド部材31は上面から見ると、円形または多角形であって、前記樹脂層61が溢れることを防止することができる。
【0069】
前記ガイド部材31の幅は前記第1絶縁フィルム21の幅と同じであるか異なるように形成されることができる。前記ガイド部材31と前記第1絶縁フィルム21の幅が同一である場合、表面反射効率を改善させることができる。前記ガイド部材31と前記第1絶縁フィルム21の幅より狭い場合前記ガイド部材31を前記第1絶縁フィルム21の上に安定的に配置することができる。前記ガイド部材31は前記第1絶縁フィルム21に沿って形成されることによって、オープン領域を備える。
【0070】
前記ガイド部材31は電気伝導性がある場合、前記第1絶縁フィルム21の上面に配置されることができ、一部は複数の金属層11、13のうち何れか一つに接触されることができる。また前記ガイド部材31が絶縁材質である場合、前記金属層11、13の上面に接触されることができる。
【0071】
前記発光チップ41は前記第1金属層11の上に配置され、前記第1金属層11と第2金属層13に電気的に接続されることができる。
【0072】
前記発光チップ41は、赤色、緑色、青色、白色などの光を放出する可視光線帯域の発光ダイオードであるか紫外線(Ultra Violet)帯域の発光ダイオードに具現されることができるが、これに限定されるものではない。
【0073】
前記発光チップ41は二つの電極が平行に配置される水平型チップ、または二つの電極が互いに反対側面に配置される垂直型チップに具現されることができる。前記水平型チップは少なくとも2個のワイヤ51、52に接続されることができて、垂直型チップは少なくとも1個のワイヤ(例えばワイヤ52)に接続されることができる。
【0074】
前記発光チップ41は前記第1金属層11上に伝導性または絶縁性接着剤で接着されることができる。ここで、前記発光チップ41の下部に電極が配置される場合、伝導性接着剤を用いることができ、下部に絶縁基板が配置される場合、伝導性接着剤または絶縁性接着剤を用いることができる。
【0075】
前記発光チップ41は第1ワイヤ51で第1金属層11と接続されて、第2ワイヤ52で第2金属層13と接続されることができる。また前記発光チップ41はフリップチップ(flip chip)方式に前記第1金属層11と第2金属層13に電気的に接続されることができる。
【0076】
前記発光チップ41は第1金属層11上に配置された例に説明したが、第1金属層11及び/または第2金属層13上に配置されることができ、これに対して限定するものではない。
【0077】
前記発光チップ41は第1金属層11と第1ワイヤ51で接続されて、第2金属層13と第2ワイヤ52で接続されることができる。ここで、前記発光チップ41は80μmの厚さ以上に形成されることができ、前記ワイヤ51、52のうち何れか一つの高点は前記発光チップ41の上面から40μm以上に高く形成されることができる。
【0078】
前記発光チップ41の表面には蛍光体層がコーティングされることができ、前記蛍光体層は前記発光チップ41の上面に形成されることができる。
【0079】
また前記第1金属層11と前記第2金属層13のうち少なくとも一つの上または下には発光チップ41を保護するツェナーダイオードまたはTVS(transient voltage suppressor)ダイオードのような保護素子が配置され、前記発光チップ41と電気的に接続されることができる。前記保護素子は第1及び第2金属層11、13に接続されて前記発光チップ41と並列に接続され、前記発光チップ41に印加される異常な電圧から前記発光チップ41を保護する。このような保護素子を備えないこともある。
【0080】
前記樹脂層61は前記第1金属層11及び第2金属層13上に配置され、一部は前記第1絶縁フィルム21の上面に形成されることができる。前記樹脂層61はガイド部材31の内側に形成されるオープン領域に配置される。前記ガイド部材31のオープン領域は前記第1及び第2オープン領域A1、A2より大きい領域に形成されることができる。前記樹脂層61はガイド部材31の内側領域例えば、前記第1オープン領域A1と前記第2オープン領域A2をカバーする。前記樹脂層61は第1オープン領域A1と第2オープン領域A2各々に物理的に分離されて配置されることができる。
【0081】
前記樹脂層61は透光性樹脂系の物質を含め、例えばシリコンまたはエポキシを含むことができる。
【0082】
前記樹脂層61は80μm〜500μmの厚さT3に形成されることができ、単層または多層に形成されることができ、多層である場合最下層は80μmより薄い厚さに形成されることができる。
【0083】
前記樹脂層61は多層である場合同一物質または他の物質で積層されることができ、また硬度が低い層から硬度が高い層の順に積層されるか、屈折率が高い層から屈折率が低い層の順に積層されることができる。
【0084】
前記樹脂層61の上面の一部は前記ガイド部材31の上面より低く形成されるか、前記絶縁フィルム21、23の上面より高く形成されることができる。また前記樹脂層61はワイヤ51、52をカバーする高さに形成されることができるが、これに対して限定するものではない。
【0085】
前記樹脂層61は蛍光体を含むことができ、前記蛍光体は黄色、緑色、赤色などのような可視光線帯域の蛍光体を少なくとも一つ含むことができる。前記樹脂層61は透光性樹脂層と蛍光体層に区分されて積層されることができる。前記樹脂層61の上/下には蛍光体フィルム例えば、光励起フィルム(PLF)が配置されることができ、これに対して限定するものではない。
【0086】
前記樹脂層61の上にはレンズが形成されることができ、前記レンズは凸レンズ形状、凹レンズ形状、凸と凹が混在するレンズ形状を含むことができ、また前記樹脂層61の上面に接触されるか離隔されることができ、これに対して限定するものではない。
【0087】
図3〜図10は、図1に示す発光素子の製造過程を示す図である。
【0088】
図3及び図4を参照すると、金属層10は図1に示すように一つの発光素子を製造することができる大きさであるか、第1方向(横または縦)に配列される複数の発光素子を製造できるバー形状の大きさに形成されるか、横及び縦方向に配列される複数の発光素子を製造できるマトリックス形態の大きさに形成されることができる。前記の複数の発光素子が製造される金属層は個別発光素子または2個以上の発光素子単位にカッティングして使用することができる。以下、実施形態の説明のために1個の発光素子を製造する金属層を説明する。
【0089】
前記金属層10は例えば、リードフレームのような金属プレートで具現されることができ、その物質とは鉄(Fe)、銅(Cu)、Fe−Niのように鉄(Fe)を含む合金(alloy)、アルミニウム(Al)またはアルミニウムを含む合金、またはCu−Ni、Cu−Mg−Snのように銅(Cu)を含む合金で形成されることができる。また前記金属層10は単層または多層金属に形成されることができて、その上面または/及び下面にはアルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、半田レジストなどのような反射層またはボンディング層が形成されることができる。この金属層のメッキ過程やコーティング過程は絶縁フィルム21、23の形成の前または後に行うことがある。
【0090】
前記金属層10の厚さは実質的に15μm〜300μmの厚さで形成されることができ、この厚さは発光素子全体を支持する支持フレームとして働く。
【0091】
前記金属層10は別途の本体、例えばPPA(Polyphthalamide)のような樹脂系の本体と射出成形されないため前記金属層10の一部をフレキシブルな曲面形状に使用するか、予め設定の角度に曲げて使用することができる。
【0092】
図4は、金属層10の上に絶縁フィルムを形成した断面図であり、図5は、図4の平面図である。
【0093】
図4及び図5を参照すると、前記金属層10上には絶縁フィルム20(21、23)が形成される。前記絶縁フィルム20(21、23)は前記金属層10の厚さ方向に30μm〜500μmの厚さT1に形成されることができる。また前記絶縁フィルム20は前記金属層10の厚さ以上に形成されることができる。ここで、実施形態は金属層10上に絶縁フィルム20(21、23)を付着した構成で説明したが、絶縁フィルム20(21、23)上に金属層10を付着することができ、このような工程の順序は互いに変更されることができる。
【0094】
前記絶縁フィルム20(21、23)は前記金属層10上に接着層を塗布した後付着されることができる。前記絶縁フィルム21、23の接着過程は前記金属層10上に絶縁フィルム21、23を付着した後所定の温度でラミネーティング処理過程を介して接着させることができる。
【0095】
前記絶縁フィルム21、23は絶縁性フィルムとして、光学的機能、熱伝導性機能、耐湿性機能のフィルムを選択的に含むことができる。前記絶縁フィルム21、23はPI(ポリイミド)フィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、EVA(エチレンビニルアセテート)フィルム、PEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム、TAC(トリアセチルセルロース)フィルム、PAI(ポリアミド−イミド)、PEEK(ポリエーテル−エーテル−ケトン)、パーフルオロアルコキシ(PFA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、樹脂フィルム(PE、PP、PET)などを含むことができる。
【0096】
前記絶縁フィルム21、23は単面または両面接着テープのように接着層を有するフィルムで形成されることができる。
【0097】
前記絶縁フィルム21、23は透光性材質である場合、蛍光体または/及び散乱剤を含むことができる。前記蛍光体または散乱剤は前記絶縁フィルム21、23の表面に塗布されるか内部に添加されることができる。
【0098】
前記絶縁フィルム21、23は所定の反射率、例えば30%以上の反射特性を有するフィルム類を含むことができる。
【0099】
前記絶縁フィルム21、23は複数のオープン領域A1、A2を形成した後前記金属層10上に付着されることができる。前記オープン領域A1、A2は単一フィルムに形成される孔であるか開放される領域であることができ、前記オープン領域A1、A2により絶縁フィルム21、23の内側を介して金属層の上面が露出される領域である。前記絶縁フィルム21、23は第1オープン領域A1の縁または前記金属層10の縁に形成される第1絶縁フィルム21と、前記第2オープン領域A2の縁に形成される第2絶縁フィルム23に区分されることができる。前記第2絶縁フィルム23は前記第1絶縁フィルム21の一部として、前記第1絶縁フィルム21と一体に形成されることができる。前記第1及び第2絶縁フィルム21、23は単一フィルムに具現されることができる。
【0100】
前記第1絶縁フィルム21の幅W1は一定の幅であるか、一部が異なる幅に形成されることができる。前記第1絶縁フィルム21の幅W1は数十μm以上に形成されることができる。前記第2絶縁フィルム23の幅W2は一定の幅であるか、一部が異なる幅に形成されることができる。前記第2絶縁フィルム23の幅W2は前記金属層10間の間隔G1より広い幅に形成されることができ、例えば20μm以上に形成されることができる。前記第1絶縁フィルム21の幅W1と前記第2絶縁フィルム23の幅W2は同じであるか異なることができる。
【0101】
前記複数のオープン領域A1、A2のうち何れか一つ、例えば、第2オープン領域A2は最小60μmの幅を有して形成されることができる。これはワイヤのボンディングに妨害を与えない範囲に形成されることができる。前記第1オープン領域A1は発光チップが搭載される程度の幅に形成されることができ、前記第2オープン領域A2の幅より広い幅に形成されることができる。ここで、前記第1オープン領域A1は発光チップが搭載される領域、前記第2オープン領域A2はワイヤがボンディングされる領域として説明したが、この逆に配置されてもよく、これに対して限定するものではない。
【0102】
前記第1オープン領域A1と第2オープン領域A2は単一フィルム形態の絶縁フィルムに対してパンチング(Punching)工程、カッティング工程、またはエッチング工程を介して所定形状のオープン領域に形成されることができる。前記第1オープン領域A1と前記第2オープン領域A2の幅または形状は変更されることができる。前記オープン領域A1、A2は前記金属層10上に絶縁フィルム20(21、23)を付着した後形成するか、前記絶縁フィルム20(21、23)を付着する前に形成することができる。
【0103】
前記金属層10の上面は前記絶縁フィルム21、23の第1オープン領域A1と前記第2オープン領域A2を介して露出されることができる。
【0104】
前記絶縁フィルム21、23は他の物質例えば、サファイア(Al2O3)、SiO2、SiOx、SiOxNyなどの酸化物または窒化物のような絶縁物質で印刷するか絶縁材料をコーティングすることができ、この場合硬化される絶縁フィルム21、23はフレキシブルであるか所定の粘度を有する材料で形成されることができる。
【0105】
前記絶縁フィルム21、23には内側面または内部所定領域にメッシュ形状、凹凸形状が形成されるか、複数の微細孔がさらに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。
【0106】
図7は、図6の平面図である。図6及び図7を参照すると、図4の金属層10は複数の金属層11、13に分割されることができる。前記複数の金属層11、13は少なくとも2個を含め,少なくとも2個は電源を供給する電極として使用されることができる。
【0107】
ここで、前記金属層の回路形成過程は例えば、前記リードフレームの表面を活性化させた後、フォトレジストを塗布し露光を行う現像工程を含む。そして現像工程が完了されるとエッチング工程を介して要する回路を形成し前記フォトレジストを剥離する。以後、金属層の表面にAgメッキなどを行ってボンディング可能な表面に処理する。
【0108】
前記第1金属層11の幅は第2金属層13の幅と同じであるか異なることができる。例えば、前記第1金属層11の大きさは前記第2金属層13の大きさより大きくても小さくてもよく、または前記第1金属層11と第2金属層13は同一面積であるか互いに対称的な形状に形成されることができる。
【0109】
前記第1金属層11と前記第2金属層13の間は所定の分離部17により互いに離隔され、その間隔G1は10μm以上に形成されることができ、このような間隔G1は第2絶縁フィルム23の幅W1よりは狭く形成されることができる。
【0110】
前記第2絶縁フィルム23は前記第1金属層11と前記第2金属層13の間及びその間隔G1を維持させ、前記第1絶縁フィルム21は金属層を互いに支持する。
【0111】
ここで、前記第2金属層13は前記第1金属層11の何れか一側面を介して内部に延長される形態に形成されることができ、長さD1、D2は第2オープン領域A2と絶縁フィルム21、23によって変更されることができる。
【0112】
図6及び図8を参照すると、絶縁フィルム21、23の上面にガイド部材31を形成する。前記ガイド部材31はプリント方式、コーティング方式、フィルム接着方式のうち何れか一つの方式を利用することができ、プリント方式はプリントする領域を除いた領域にマスキングを行った後スクリーンプリント方式に形成されることができ、コーティング方式は望む領域の上に反射物質で塗布して形成することができ、フィルム接着方式は反射シートのようなフィルム類を接着させて形成することができる。ここで、前記ガイド部材31及び前記絶縁フィルム21、23の材質はワイヤボンディングまたはリフロー工程に伴う熱特性を考慮して選択されることができる。
【0113】
前記ガイド部材31は半田レジスト(solder resist)、または半田ペースト(solder paste)を利用してプリント方式で形成することができ、前記半田レジストは白色であって、入射される光を効果的に反射させることができる。また前記ガイド部材31はAg、Al、Cu、Au、Ag−alloy、Al−alloy、Cu−alloy、Au−alloyなどの高反射物質を選択的に含むことができ、この反射物質は単層または多層に形成されることができる。また前記ガイド部材31は金属シード層、例えば、Ag、Al、Niなどの物質の上にメッキ工程を行って形成することができる。
【0114】
またガイド部材31は非金属材料を含むことができ、前記非金属材料は、白色樹脂例えば、二酸化チタニウム(TiO2)とガラス繊維(Glass Fiber)を混合した樹脂(PPA)を含むことができる。前記ガイド部材31が絶縁特性と反射特性を有する場合前記絶縁フィルムを別途に形成しなくてもよいが、これに対して限定するものではない。
【0115】
前記ガイド部材31は50%以上の反射特性を有する金属または非金属材料を含むことができ、好ましくは90%以上の反射物質を含む。
【0116】
前記ガイド部材31は実質的に15μm〜500μmの厚さT2で形成されることができ、前記絶縁フィルム21、23の厚さと同じであるかまたは異なることができる。前記ガイド部材31の厚さT2及び配置構造は光の指向角分布を考慮して変更されることができる。
【0117】
前記ガイド部材31は前記第1絶縁フィルム21の上に形成されて前記発光チップ41の縁をカバーし、その形態は上側から見るとフレーム、ループ形状、またはリング形状に形成されることができる。前記ガイド部材31は前記第1絶縁フィルム21の上面に連続的にまたは不連続的に形成されることができる。
【0118】
前記ガイド部材31の幅W3は前記第1絶縁フィルム21の幅と同じであるか異なるように形成されることができる。前記ガイド部材31と前記第1絶縁フィルム21の幅が同一である場合、表面反射効率を改善させることができる。前記ガイド部材31と前記第1絶縁フィルム21の幅が異なる場合、前記ガイド部材31を前記第1絶縁フィルム21の上に安定的に配置することができる。
【0119】
前記ガイド部材31は電気伝導性がある場合、前記第1絶縁フィルム21の上面に配置されることができ、一部は二つのリードフレーム11、13のうち何れか一つに接触されることができる。また前記ガイド部材31は絶縁材質である場合、前記第1絶縁フィルム21の上面から金属層11、13の上面まで延長されることができる。
【0120】
図8及び図9を参照すると、前記発光チップ41は前記第1金属層11の上に配置され、前記第1金属層11と第2金属層13に電気的に接続されることができる。
【0121】
前記発光チップ41は、赤色、緑色、青色、白色などの光を放出する可視光線帯域の発光ダイオードであるか紫外線(Ultra Violet)帯域の発光ダイオードに具現されることができるが、これに限定されるものではない。
【0122】
前記発光チップ41は二つの電極が平行に配置される水平型チップ、または二つの電極が互いに反対側面に配置される垂直型チップに具現されることができる。前記水平型チップは少なくとも2個のワイヤ51、52に接続されることができて、垂直型チップは少なくとも1個のワイヤ(例えばワイヤ52)に接続されることができる。
【0123】
前記発光チップ41は前記第1金属層11に伝導性または絶縁性接着剤で接着されることができる。ここで、前記発光チップ41の下部に電極が配置される場合、伝導性接着剤を用いることができ、下部に絶縁基板が配置される場合、伝導性接着剤または絶縁性接着剤を用いることができる。
【0124】
前記発光チップ41は第1ワイヤ51で第1金属層11に接続されて、第2ワイヤ51で第2金属層13と接続されることができる。また前記発光チップ41はフリップチップ(flip chip)などで前記第1金属層11と第2金属層13に電気的に接続されることができる。
【0125】
前記発光チップ41は第1金属層11上に配置された例に説明したが、第1金属層11及び/または第2金属層13上に配置されることができ、これに対して限定するものではない。
【0126】
前記発光チップ41は第1金属層11と第1ワイヤ51で接続されて、第2金属層13と第2ワイヤ53で接続されることができる。ここで、前記発光チップ41は80μmの厚さ以上に形成されることができ、前記ワイヤ51、52のうち何れか一つの高点は前記発光チップ41の上面から40μm以上にさらに高く形成されることができる。
【0127】
図9及び図10を参照すると、前記樹脂層61は透光性樹脂系の物質を含め、例えばシリコンまたはエポキシを含むことができる。
【0128】
前記樹脂層61は80μm〜500μmの厚さT3に形成されることができ、単層または多層に形成されることができ、多層である場合最下層は80μmより薄い厚さに形成されることができる。
【0129】
前記樹脂層61は多層である場合同一物質または他の物質で積層されることができ、また硬度が低い物質から硬度が高い物質の順に順次的に積層するか、屈折率が高い物質から屈折率が低い物質の順に順次的に積層することができる。
【0130】
前記樹脂層61の上面の一部は前記ガイド部材31の上面より低く形成されるか、前記絶縁フィルム21、23の上面より高く形成されることができる。また前記樹脂層61はワイヤ51、52をカバーする高さに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。
【0131】
前記樹脂層61は蛍光体を含むことができ、前記蛍光体は黄色、緑色、赤色のような可視光線帯域の蛍光体を少なくとも一つ含むことができる。前記樹脂層61は透光性樹脂層と蛍光体層に区分されて積層されることができる。前記樹脂層61の上/下には蛍光体フィルム例えば、光励起フィルム(PLF)が配置されることができ、これに対して限定するものではない。
【0132】
前記樹脂層61はガイド部材31の内側領域例えば、前記第1オープン領域A1と前記第2オープン領域A2をカバーする。前記樹脂層61は第1オープン領域A1と第2オープン領域A2各々に物理的に分離されて配置されることができる。
【0133】
前記樹脂層61の上にはレンズが形成されることができ、前記レンズは凸レンズ形状、凹レンズ形状、凸と凹が混ざり合ったレンズ形状を含むことができ、これに対して限定するものではない。前記レンズは前記樹脂層61の上面に接触されるか離隔されることができ、これに対して限定しない。
【0134】
図11は、第2実施形態に係る発光素子を示す側断面図である。
【0135】
図11を参照すると、発光チップ41は第1金属層11上にボンディングされて前記第1金属層11と電気的に接続されて、第2金属層13とワイヤ52で接続される。
【0136】
前記第1金属層11及び第2金属層13の間の下には絶縁フィルム24が付着され、前記絶縁フィルム24は前記第1金属層11と第2金属層13の間の間隔を予め定められた間隔に維持させ、前記第1金属層11と前記第2金属層13の間を支持する。
【0137】
前記第1金属層11と前記第2金属層13の上には樹脂層61が形成され、前記樹脂層61はトランスファー(Transfer)モールディング方式により所定の形状を有するように射出成形されることができる。前記トランスファーモールディング方式は所定形状を有する枠内に液相の樹脂を充填させた後硬化することで、望みの形状の樹脂層61を形成することができる。前記樹脂層61の外形状は円柱形状、多角柱形状、表面が凸であるか凹の形状などに形成することができ、これに対して限定するものではない。
【0138】
前記樹脂層61の一部61Aは前記第1金属層11と前記第2金属層13の間に配置されることができ、前記絶縁フィルム24の上面に接触する。
【0139】
前記樹脂層61の外側面は前記第1金属層11または第2金属層13の外枠部より内側に所定間隔T3に離隔されて配置されることができる。これに伴い前記第1金属層11と前記第2金属層13の外側上面は露出されることができる。前記間隔T3は1μm以上に形成されることができる。
【0140】
また前記樹脂層61の上面の一部または側面には反射層がさらに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。
【0141】
図12は、第3施形態に係る複数の発光チップを備える発光素子を示す側断面図である。
【0142】
図12を参照すると、3個以上の金属層11A、11B、11Cと2個以上の発光チップ41A、41Bを含む。前記発光チップ41A、41B、は同一ピーク波長を有するか異なるピーク波長を有する光を発光することができる。
【0143】
前記金属層11A、11B、11Cは同一平面上に配列され、第1絶縁フィルム21は金属層11A、11B、11Cの縁に形成され第2絶縁フィルム23A、23Bは隣接の金属層11A、11Bと金属層11B、11Cとの間に各々形成されて、隣接の金属層11A、11Bと金属層11B、11Cとを支持及び固定させることができる。前記第3絶縁フィルム22は前記第2金属層11Bの中央側に形成されて2個の領域に分割する。
【0144】
前記第1〜第3絶縁フィルム21、23A、23B、22は単一フィルムであるか互いに分離されるフィルムに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。
【0145】
前記第2金属層11Bの上には第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bが離隔されて配置され、前記第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bとの間には第3絶縁フィルム22が配置される。
【0146】
前記第1絶縁フィルム21及び第3絶縁フィルム22の上にはガイド部材31が形成され、前記ガイド部材31は前記発光チップ41の上面より高く形成されて、前記発光チップ41A、41Bから放出される光を反射する。
【0147】
前記第1及び第2発光チップ41A、41Bの上には樹脂層62、63が各々形成され、前記樹脂層62、63の一部は前記ガイド部材31の上面高さと同一の高さに形成されるかまたは低く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。
【0148】
前記第2金属層11Bは第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bの共通電極として使用され、前記第1金属層11Aは第1発光チップ41Aを制御するための電極であって、前記第3金属層11Cは第2発光チップ41Bを制御するための電極として使用されることができる。
【0149】
実施形態は2個の発光チップ41A、41Bを左/右に配置する構造で説明したが、3個以上の発光チップをマトリックス形態または同じ中心を通過するライン形態に配置することができ、前記発光チップを互いに直列または互いに並列に接続することができ、これに対して限定するものではない。また上述の発光素子は第3絶縁フィルム22の中央部分をカッティングする場合、2個の発光素子に製造されることができる。
【0150】
図13及び図14は、第4実施形態に係る発光素子の斜視図及びその側断面図である。
【0151】
図13及び図14を参照すると、絶縁フィルム25は第2金属層13の上面領域の中で縁に接着され、前記第1金属層11と前記第2金属層13を支持する。前記絶縁フィルム25は前記第1金属層11と前記第2金属層13間の分離部17を覆う構造に形成されて前記第1金属層11と前記第2金属層13の間を支持する。
【0152】
ガイド部材32は前記第1金属層11の上面領域の縁に形成されて、一部は前記絶縁フィルム25の外側上面の上に形成されることができる。前記ガイド部材32は前記第1金属層11の上面領域の縁と前記絶縁フィルム25の外側上面に配置されることができる。前記ガイド部材32は前記第1金属層11の上面の上に電気的に接続することができ、前記第2金属層13の上面とは前記絶縁フィルム25により電気的に分離される。前記ガイド部材32は前記第1金属層11及び前記絶縁フィルム25の縁にループ形状、フレーム形状、またはリング形状に形成されることができ、前記絶縁フィルム25は前記第2金属層13の上面領域の縁にループ形状、フレーム形状、またはリング形状に形成されることができる。
【0153】
前記絶縁フィルム25は前記ガイド部材32と前記第2金属層13の物理的または電気的な接触を防止する機能を働き、第1金属層11と第2金属層13の間の短絡を防止することができる。前記絶縁フィルム25及び前記ガイド部材32は隣接の二つの金属層11、13を支持及び固定させることができる。前記ガイド部材31の厚さは樹脂層61の厚さと同一厚さに形成されることができる。
【0154】
このような実施形態は絶縁フィルム25の面積は減らして、ガイド部材32の面積はさらに増やし、光反射効率を改善させることができる。
【0155】
図15及び図16は第5実施形態に係る発光素子を示す平面図及びその側断面図である。
【0156】
図15及び図16を参照すると、絶縁フィルム21、23は第1及び第2金属層11、13の上面全体に形成され、複数のオープン領域A1、A2、A3を含む。前記複数のオープン領域A1、A2、A3は第1金属層11の上に発光チップ41が搭載される第1オープン領域A1、第2金属層12の上に第2ワイヤ52がボンディングされる第2オープン領域A2、そして第1金属層11の上に第1ワイヤ51がボンディングされる第3オープン領域A3を含む。他の例として、前記第3ボンディング領域A3は前記発光チップ41が垂直型電極構造を有するチップの場合形成しないことがある。
【0157】
前記第1〜第3オープン領域A1、A2、A3は円形状または多角形状に形成されることができる。ここで、前記第2オープン領域A2は前記発光チップ41の下部面積より少なくとも4倍以下の大きさに形成されることができ、前記第1及び第3オープン領域A1、A3の幅または直径はワイヤ直径(例:20〜50μm)より大きく例えば、60μm〜120μmに形成されることができる。
【0158】
前記絶縁フィルム21、23の接着領域が図1の構造に比べて広いので、第1金属層11と第2金属層13をより固く支持する事ができる。ガイド部材31は前記絶縁フィルム21、23の上面縁に形成されることができて、樹脂層61は前記ガイド部材31の内側にモールディングされることができる。
【0159】
図17は図15の他の例を示す平面図である。
【0160】
図17を参照すると、発光素子は3個の金属層11、13、15及び前記金属層11、13、15の上に絶縁フィルム21が付着される。前記絶縁フィルム21には複数のオープン領域A1、A2、A3が形成され、前記複数のオープン領域A1、A2、A3は各金属層11、13、15の上面一部を各々開口(オープン)させる。
【0161】
第1金属層11と第2金属層13の間に第3金属層15が配置され、前記第3金属層15上に発光チップ41が搭載される。前記発光チップ41は絶縁フィルム21の第1オープン領域A1に配置され、第2オープン領域A2及び第3オープン領域A3はワイヤボンディング領域であることができる。
【0162】
発光チップ41は第3オープン領域A3に配置される第1金属層11とは第1ワイヤ51で接続され、第2オープン領域A2に配置される第2金属層13とは第2ワイヤ52で接続される。
【0163】
前記絶縁フィルム21のオープン領域A1、A2、A3は各金属層11、13、15の上面に対して発光チップ41及びワイヤ51、52が配置される領域であり、前記絶縁フィルム21は金属層11、13、15の間を固く支持して、金属層11、13、15の下面間の段差を防止して半田ボンディングによる電気的信頼性を改善させて、熱伝達効率を改善させることができる。
【0164】
図18〜図27は、本発明の実施形態において金属層と絶縁フィルムの変更例を示す図である。
【0165】
図18を参照すると、第2金属層13は第1金属層11の少なくとも一部に配置されて、前記第1金属層11の一側部に円形、多角形、ランダムの形状に形成される。前記第1金属層11と第2金属層13間の分離部17は一定の幅であるか不規則な幅に形成されることができる。
【0166】
前記第1金属層11と第2金属層13は互いに対応する面が凹凸構造11D、13Dに形成されることができ、前記凹凸構造11D、13Dは第2絶縁フィルム23の接着効率を改善させることができる。
【0167】
図19のように、第2金属層13は第1金属層11の少なくとも一つの角領域に所定形状例えば、円形または多角形状に形成されることができる。
【0168】
図20及び図21に示すように、第2金属層13は第1金属層11の少なくとも一部に半球型形状に形成されるか、第1金属層11の角領域に多角形状に形成されることができる。
【0169】
図22のように、第2及び第3金属層13A、13Bは前記第1金属層11の少なくとも2個の角領域に円形または多角形状に形成されることができる。第2及び第3金属層13A、13Bは前記第1金属層11の互いに対向する角領域に各々形成されることができ、電極として各々使用されるか、何れか一つはダミーパターンに使用されることができる。前記絶縁フィルム21、23は3個の金属層11、13A、13Bの縁に形成され、オープン領域A1、A2を介して3個の金属層11、13A、13Bの上面を露出させることができる。
【0170】
図23のように、第1金属層11と第2金属層13は中央側に配置される分離部17により分割され、互いに同一面積であるか互いに対称になるように形成されることができる。前記第2金属層13の第1辺の長さL1は反対側第2辺が長さL2より短いであってもよく、これに対して限定するものではない。
【0171】
図24を参照すると、第2金属層13は第1金属層11の一部に形成され、第1方向幅X3は第2金属層11の第1方向幅X2より1/2以上になるように形成されることができる。
【0172】
前記第2金属層13の第1方向幅Y3は前記第1金属層11の第2方向幅Y1に比べて1/2以上に形成されることができる。
【0173】
前記第1及び第2金属層11、13の境界部上には絶縁フィルム21が形成され、前記絶縁フィルム21は第2オープン領域A2を除いた領域をカバーし、前記第2金属層13の外側上面は前記絶縁フィルム21を形成せずに露出させることができる。
【0174】
前記第2金属層13のオープン領域A1に発光チップが搭載されて、前記発光チップは二つの金属層11、13に電気的に接続されることができる。
【0175】
図25を参照すると、第2金属層13は前記第1金属層11の角部分に形成されることができ、前記第2金属層13の第1方向幅X4と第2方向幅Y4は前記第1金属層11の第1方向幅X1と第2方向幅X1、Y1に比べて1/2以上に形成されることができる。
【0176】
前記第2金属層13の外側上面には絶縁フィルムを形成しなくて、ガイド部材を形成することができ、ガイド部材によりカバーする領域を改善させることができる。
【0177】
図26を参照すると、第2金属層13は第1金属層11の何れか一側面部を介して内部まで延長されるか、第1金属層11の内部に形成されることができる。
【0178】
前記第2金属層13の外側部13−1の幅W5は内側部13−2の幅W6より狭く形成されることができる。前記第2金属層13の第1オープン領域A1に発光チップが配置されることができ、これに対して限定するものではない。
【0179】
図27を参照すると、第2金属層13は前記第1金属層11の幅程度の直径を有して、半球形状に形成されることができる。絶縁フィルム21は第1金属層11と第2金属層13の境界部上面に形成されることができ、金属層11、13の上面縁にはガイド部材を形成することができる。
<第6実施形態>
図28を参照すると、第1金属層11と第2金属層13の上面領域の縁に第1絶縁フィルム21が形成されて、前記第1金属層11と第2金属層13の間を覆う第2絶縁フィルム23を形成する。前記第1絶縁フィルム21と前記第2絶縁フィルム23は互いに接続されることができ、前記第1絶縁フィルム21と前記第2絶縁フィルム23の間はオープン領域が配置される。
【0180】
樹脂層63は第1絶縁フィルム21のオープン領域に形成されて発光チップ41をカバーする。前記樹脂層63は液状の樹脂系の絶縁物質でディスペンシングして硬化させるが、この時前記第1絶縁フィルム21は前記樹脂層63の縁でダム(Dam)の役割を果たす。前記樹脂層63は表面が凸レンズ形状に形成されることができる。前記樹脂層63の中央部は前記第1絶縁フィルム21及び前記第2絶縁フィルム23の厚さより厚く形成されることができる。
【0181】
前記樹脂層63の縁はガイド部材31や反射物質がさらに形成されることができるが、これに対して限定するものではない。
<第7実施形態>
図29を参照すると、発光チップ45は第1金属層11にダイボンディングされて、第2金属層13とワイヤ53で接続される。前記樹脂層63は第1金属層11と第2金属層13の上に形成される。
【0182】
前記樹脂層63は前記金属層11、13の上面に配置され、前記樹脂層63の縁には絶縁フィルム21が配置される。前記樹脂層63は凸レンズ形状に形成されることができる。前記樹脂層63の縁はガイド部材31や反射物質がさらに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。
【0183】
前記第1金属層11と第2金属層13間の分離部17にはスペーサ18が配置され、前記スペーサ18は第1金属層11と第2金属層13の間に配置され、絶縁性の材質を含む。前記スペーサ18は第1金属層11と第2金属層13の間に接着され、前記第1金属層11と前記第2金属層13間の間隔を離隔させ電気的短絡を防止することができる。前記スペーサ18はSiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3、TiO2のうち少なくとも一つを含むことができる。
【0184】
前記樹脂層63の下面は前記第1金属層11と前記第2金属層13の上面と前記スペーサ18の上面に接触されることができる。
<第8実施形態>
図30を参照すると、樹脂層63の表面にラフネス63Aが形成される構造である。前記ラフネス63Aは前記樹脂層61の表面に対してエッチングまたは射出することで凹凸面に形成されることができ、このようなラフネス63Aは樹脂層63の外部に進行する光の臨界角を変化させ、光抽出効率を改善させることができる。
<第9実施形態>
図31を参照すると、発光チップ41は第1金属層11と第2金属層13の上にフリップ方式に搭載されることができ、前記発光チップ41は第1金属層11と前記第2金属層13上に搭載される。第1金属層11と第2金属層13の幅は互いに同一に形成されることができる。
【0185】
第2絶縁フィルム24は前記第1金属層11と第2金属層13の下面に付着され、二つの金属層11、13の間を絶縁させて支持する。
【0186】
前記第1金属層11と前記第2金属層13の上面領域の縁に第1絶縁フィルム21が付着され、二つの金属層11、13を固定させることができる。
【0187】
前記第2絶縁フィルム21はダムの役割を果たし、樹脂層63が溢れることを防止することができる。前記樹脂層63の一部は前記第1及び第2金属層11、13間に埋められることができ、第2絶縁フィルム21と共に金属層11、13間の間隔を維持させる。
【0188】
前記樹脂層63は凸の半球形状に形成されることができ、その中央部分には所定深さを有する凹部63Bが形成される。前記凹部63Bは角形状または半球形状に形成されることができ、その内部には反射物質72が形成されることができる。前記反射物質72は金属酸化物を含め、例えばTiO2、または/及びSiO2などの物質であって少なくとも一層に形成されることができ、入射される光をサイド方向に反射させることができる。前記樹脂層63と前記反射物質72は屈折率が互いに異なる物質であることができ、例えば前記反射物質72の屈折率がさらに高く形成されることができる。前記樹脂層63は中央方向の光をサイド(側面)方向に反射させて、光の指向角分布を均一に形成することができる。
【0189】
また前記凹部63Bには反射物質ではなく散乱剤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。
<第10実施形態>
図32を参照すると、樹脂層61の側面にガイド部材33を形成しており、前記ガイド部材33は前記樹脂層61を形成した後、前記樹脂層61の少なくとも2側面にスパッタリングまたは蒸着方法を利用して蒸着されることができる。このようなガイド部材33により製造工程は変更されることができ、前記ガイド部材33の幅及び厚さなどを蒸着時間によって調節することができる。前記ガイド部材33はAl、またはAgのような金属を有する反射物質であるか、屈折率が高い透光性物質であることができる。
<第11実施形態>
図33を参照すると、発光素子は樹脂層61上にレンズ71を配置する構造である。樹脂層61上に形成されるレンズ71は半球形状であって凸な形状を有し前記樹脂層61及び前記ガイド部材31の上面に接着されることができる。前記ガイド部材31と前記レンズ71の表面は凹凸構造が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。
<第12実施形態>
図34を参照すると、発光素子は3個の金属層11、13、15を配列して、3個の金属層11、13、15のうち第1及び第2金属層11、13は電極として使用され、第3金属層15は第1及び第2金属層11、13間に配置されて放熱プレートとして使用されることができる。
【0190】
第1〜第3金属層11、13、15の上面領域の縁には第1絶縁フィルム21が形成され、樹脂層61の障壁役割と金属層11、13、15を支持する。第2及び第3絶縁フィルム24A、24Bは前記第1及び第3金属層11、15間と第3金属層15と第2金属層13間の領域の下に接着され、前記第1金属層11と前記第3金属層15の間の領域と前記第3金属層15と前記第2金属層13間を支持する。前記第2及び第3絶縁フィルム24A、24Bは隣接の金属層間の短絡を防止することができる。前記第2及び第3絶縁フィルム24A、24Bは互いに異なる領域に単一フィルムで配置するか、互いに分離されて配置されることができる。
【0191】
また前記樹脂層61の一部61Aは前記第1及び第3金属層11,15間と第3金属層15と第2金属層13間に埋められ、隣接の金属層の側面に付着されることができる。ここで、前記第2及び第3絶縁フィルム24A、24Bは前記樹脂層61の硬化の後に除去されることができ、前記金属層11、13、15は前記樹脂層61及び前記第1絶縁フィルム21により支持されて、その下面は平らに形成されることができる。
【0192】
前記樹脂層61の上側には蛍光体層73が形成され、前記蛍光体層73は蛍光体を含むフィルム類であるか蛍光体が添加される樹脂層であることができる。前記蛍光体層73は前記樹脂層61の上面から前記ガイド部材31の上面まで延長されて形成されることができる。前記蛍光体層73は発光チップ41から放出される光の一部を吸収して前記光より長波長の光に発光させることができ、色座標分布を所望の分布に移動させることができる。
<第13実施形態>
図35を参照すると、発光素子は第2及び第3絶縁フィルム23A、23B上に第2ガイド部材35をさらに配置する構造である。
【0193】
第2及び第3絶縁フィルム23A、23Bは隣接の金属層11、13、15間の分離部17A、17Bを覆って前記金属層11、13、15の境界部上面に付着され、前記第2絶縁フィルム23A、23B上に第2ガイド部材34を形成する。第1絶縁フィルム21上には第1ガイド部材31が形成される。前記第1ガイド部材31及び前記第2ガイド部材34のオープン領域には前記発光チップ41、42、43が配置される。前記第1ガイド部材31及び前記第2ガイド部材34は前記発光チップ41、42、43の縁に配置され、入射される光を効果的に反射させることができる。
【0194】
第1発光チップ41は第1金属層11上に配置されて、第2発光チップ42は第3金属層15上に配置され、第3発光チップ43は第2金属層13上に配置される。前記第1発光チップ41は第1金属層11と第2発光チップ42の第1電極にワイヤ51、53で接続されて、前記第2発光チップ42は第2電極が第3発光チップ43の第1電極にワイヤ54で接続され、第3発光チップ43は第2電極が第2金属層13にワイヤ52に接続される。前記第2発光チップ42は他の発光チップとワイヤで直接接続される形態であるが、これに対して限定するものではない。
【0195】
第1発光チップ41は第1金属層11にワイヤ51、52で接続されて、第1発光チップ41と第2発光チップ42はワイヤ51、52でチップ対チップに接続され、前記第2発光チップ42は第3金属層にワイヤ51、52で接続されることができる。
<第14実施形態>
図36を参照すると、発光素子は樹脂層61の表面S5が凹である表面に形成されることができる。前記樹脂層61は、例えば樹脂層61のサイド部が高くて中央部が低いレンズ形状に形成されることができる。前記樹脂層61のサイド部と中央部の間のギャップT6は0.001〜1mm程度に形成されることができる。このようなギャップT6は光ガイドプレートの接触を遮断することができ、光ガイドプレートとの接触による色拡散現象のような非正常的な色分布を遮断することができる。
<第15実施形態>
図37を参照すると、第1絶縁フィルム21上に第1ガイド部材31を形成して、発光チップ41の縁に第2ガイド部材36を形成することができ、前記第2ガイド部材36は前記発光チップ41の縁に前記発光チップ41の厚さより厚くまたは薄く形成されることができる。前記第2ガイド部材36の一部は前記発光チップ41と前記第2絶縁フィルム23間に配置される。前記第2ガイド部材36の他の部分は前記発光チップ41と第1ワイヤ51間に配置されることができる。
【0196】
前記第2ガイド部材36はフレーム形状、ループ形状、またはリング形状に形成されることができる。前記第2ガイド部材36は前記第1金属層11の第1オープン領域A1内に形成されることができ、前記発光チップ41から放出される光を効果的に反射させることができる。
【0197】
前記第1ガイド部材31は前記第1絶縁フィルム21の幅と同一幅に形成されることができ、これは第1絶縁フィルム21上に第1ガイド部材31を予め接着した後、パンチングなどの工程を行って形成することができる。
【0198】
この実施形態は発光チップ41の縁にガイド部材31、36を二重に配置することによって、光反射効率及び指向角分布を改善させることができる。
<第16実施形態>
図38を参照すると、発光素子は第1絶縁フィルム21上に第1及び第3ガイド部材37A、37Bを形成する。前記第1ガイド部材37Aは前記第1絶縁フィルム21の上面及び内側面上に配置され、一部は前記第1絶縁フィルム21より前記発光チップ45に近く配置され前記第1金属層11の上面に接触されることができる。第3ガイド部材37Bは前記第1絶縁フィルム21の上面及び内側面上に配置され、一部は前記第1絶縁フィルム21より前記発光チップ45に近く配置され前記第2金属層13の上面に接触されることができる。前記第1ガイド部材37Aは前記金属層11、13の上面まで所定距離D3に延長されるが、その距離D3は0.1mm以上になることができる。
【0199】
前記第1及び第2ガイド部材37A、37Bは非金属材質または絶縁性樹脂材質である場合、互いに接続されることができる。
【0200】
前記第1及び第3ガイド部材37A、37Bが伝導性材質である場合、物理的に分離されることができ、その分離領域は前記第1金属層11と前記第2金属層13間の境界部上にて互いに離隔されることができる。これによって、前記第1金属層11上に接触されるガイド部材37Aと第2金属層13上に接触される第3ガイド部材37Bは互いに分離されて電気的短絡を防止することができる。
【0201】
また前記第2ガイド部材37Cは第2絶縁フィルム23の上面及び内側面に形成され、前記第1金属層11の上面と接触されることができる。前記第2ガイド部材37Bは前記第1ガイド部材37Aと互いに接続されることができ、前記第3ガイド部材37Cと分離されることができる。前記第2ガイド部材37Cは前記第2金属層13と物理的に離隔される。
【0202】
前記第1ガイド部材37Aと前記第2ガイド部材37Cは前記発光チップ45の縁に対応されるように配置されることによって、前記発光チップ45から放出される光を効果的に反射させることができる。前記第1ガイド部材37Aと前記第2ガイド部材37Cは樹脂材質であるか、非金属材質であることができ、または反射性金属で形成されることができる。
【0203】
また前記第1ガイド部材37Aと前記第2ガイド部材37Cの内側面は前記発光チップ45に対応され、前記第1金属層11の上面に対して曲面形状または斜めの形状に形成されることができる。
【0204】
前記第1〜第3ガイド部材37A、37C、37Bは同一材質であるか、互いに異なる材質であることができ、これに対して限定するものではない。前記第1〜第3ガイド部材37A、37C、37Bは金属材質であることができ、他の例として絶縁材質であることができる。
<第17実施形態>
図39を参照すると、発光素子はガイド部材31上に反射層81A、81Bをさらに含む。
【0205】
前記反射層81A、81Bは銀、アルミニウムのように70%以上の反射率を有する高反射金属で形成され、前記高反射金属はメッキやコーティング工程で形成されることができる。前記反射層81A、81Bは前記ガイド部材31及び第1絶縁フィルム21の上面及び側面に形成されることができる。前記反射層81A、81Bは不連続的に形成されて互いに離隔されることができ、第1金属層11と第2金属層13間の短絡を防止することができる。
【0206】
また前記実施形態において、前記金属層11、13の上面領域の縁に絶縁フィルム21、23A、23Bを付着することによって、前記金属層11、13の側面と絶縁フィルム21間は1μm以上離隔されることができ、これに対して限定するものではない。
<第18実施形態>
図40を参照すると、発光素子は第1金属層11に発光チップ45がボンディングされて、第2金属層13と発光チップ45はワイヤ53で接続される。前記第1金属層11と第2金属層13の間の上面に第2絶縁フィルム23を付着されることができる。
【0207】
ガイド部材31は第1金属層11と第1絶縁フィルム21の上に形成され、連続的なまたは不連続的な形態を有して、フレーム形状、ループ形状、またはリング形状に形成されることができる。
【0208】
前記ガイド部材31内には樹脂層63が形成され、前記樹脂層63上には蛍光体層73が形成されることができる。前記蛍光体層73の蛍光体は全領域に分散されることができ、発光チップ45から離隔されていることから変色の問題を防止することができる。
<第19実施形態>
図41を参照すると、発光素子は樹脂層を除去して、発光チップ41の上に光励起フィルム74を配置する。前記光励起フィルム74は金属層11、13、15から離隔されて配置され、前記ガイド部材31により支持される。
【0209】
第2絶縁フィルム24A、24Bは金属層11、13、15の間の上面または下面に配置されることができ、これに対して限定するものではない。
<第20実施形態>
図42は発光素子の側断面図であり、図43は図42の平面図である。
【0210】
図42及び図43を参照すると、発光チップ41は第1金属層11と第2金属層13の上にフリップ方式に搭載され、前記第1金属層11と前記第2金属層13の縁に絶縁フィルム21が形成される。前記第1金属層11と第2金属層13の間に絶縁物質のスペーサ18が形成されることができる。
【0211】
前記スペーサ18は樹脂層66が流出されることを防止することができる。
【0212】
前記樹脂層66は前記発光チップ41の縁に形成されて、その一部66Aは前記絶縁フィルム21の上面まで延長されることができる。
<第21実施形態>
図44を参照すると、発光素子は第1金属層11と第2金属層13間の上面及び下面に絶縁フィルム23、24が付着される。発光チップ45は第1金属層11上に配置されて、樹脂層67は前記発光チップ45上にモールディングされる。
【0213】
前記樹脂層67の側面は前記第1金属層11と前記第2金属層13の側面と同一側面に形成されることができる。前記樹脂層67の幅は前記第1金属層11と前記第2金属層13の両側面間の間隔に形成されることができる。
【0214】
ここで、樹脂層67は中央部67Aが最も厚くて、外側部67A方に近づくほど低い厚さT4で形成されることができ、前記中央部57Aは凸レンズ形状に形成され、前記厚さT4は発光チップ45より低いか高く形成されることができる。このような樹脂層67は射出成形枠を利用して製造することができる。また発光素子は樹脂層67の硬化の後に各発光素子の大きさ単位にカッティングして分離されることによって、製造工程時金属層11、13上に発光チップ45を搭載するか、樹脂層67を形成することができる。前記金属層11、13間の分離部17は最終樹脂層を形成した後にレーザや、カッティング工程を利用して形成することができるが、これに対して限定するものではない。
<第22実施形態>
図45を参照すると、発光素子は絶縁フィルム21、23と金属層11、13間に接着層29が形成され、前記接着層29はシリコンまたはエポキシのように絶縁性接着剤を使用することができる。前記接着層29の厚さは12μm以上に形成されることができる。
【0215】
また前記樹脂層61の上面は第1ガイド部材31または第2ガイド部材31Cの上面より高く形成されることができる。
【0216】
前記第2ガイド部材31Cは前記絶縁フィルム21上に配置され、発光チップ41から放出される光を効率的に反射させることができる。
<第23実施形態>
図46を参照すると、金属層11、13の上面は凹凸構造11E、13Eを含む。前記凹凸構造11E、13Eは第1絶縁フィルム21の下に配置されるか、各金属層11、13のオープン領域A1、A2にまで延長されることができる。
【0217】
前記凹凸構造11E、13Eは前記金属層11、13上に絶縁フィルム21、23の接触面積を改善させるか、放熱効率を改善させることができる。
<第24実施形態>
図47を参照すると、第1絶縁フィルム21及びガイド部材31の内側面のうち少なくとも一つは斜めの側面21d、31dに形成されることができる。前記斜めの側面21d、31dは前記第1絶縁フィルム21の内側面から前記ガイド部材31の内側面まで形成されることができる。前記斜めの側面21d、31dは前記第1絶縁フィルム21及び前記ガイド部材31のうち何れか一側面に形成されるか、二つの側面に形成されることができる。
【0218】
前記斜めの側面21d、31dの傾斜角度は前記金属層11、13の上面から15〜89゜に形成されることができ、このような斜めの側面21d、31dは光を効率的に放射方向に反射させることができる。また前記斜めの面21d、31dには反射物質がコーティングされることができ、前記反射物質は非伝導性材質であるか、前記接着層のような絶縁物質の上に形成されて金属層間の電気的短絡を除去することができる。
【0219】
前記樹脂層61の上面は平らであることができ、その上部の幅は前記斜めの側面21d、31dにより下部の幅より広く形成されることができる。
【0220】
また第2絶縁フィルム23の内側面すなわち、前記発光チップ45に対応される面は斜めに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。また前記第2絶縁フィルム23上には第2ガイド部材が配置されて、その内側面が斜めの面に形成されることができる。
<第25実施形態>
図48の(a)は発光素子の側断面図であり、(b)は(a)の金属層上に絶縁フィルムが配置された例を示す平面図である。
【0221】
図48を参照すると、第1金属層11上に配置される第1絶縁フィルム21内部には孔21Eを形成して、前記孔21Eは前記第1金属層11の上面を露出させる。前記第1及び第2絶縁フィルム21、23上にガイド部材31が形成され、前記ガイド部材31の一部31Eは前記孔21Eを介して第1金属層11上に接触されることができる。前記ガイド部材31の一部31Eは突起形状に形成され、その幅は第1絶縁フィルム21の幅より狭く形成されることができる。
【0222】
前記ガイド部材31の一部31Eは前記第1絶縁フィルム21が透光性材質である場合、入射される光を反射させることができる。またガイド部材31の材質と第1金属層11の材質が金属である場合、互いに接合されることができ、第1絶縁フィルム21を固定させることができる。
【0223】
ここで、前記ガイド部材31が非金属材質であるか電気伝導性がない樹脂系である場合、前記第1絶縁フィルム21のスルーホール21Eは前記二つの金属層11、13の境界部上面を除いた前記第1金属層11と第2金属層13上に各々形成されることができ、このような孔21Eにはガイド部材31の一部が各々形成されることができる。前記孔21Eは第1絶縁フィルム21上に複数に形成されることができる。
<第26実施形態>
図49は実施形態に係る平面図であり、図50は図49のB−B側断面図であって、図51は図49のC−C側断面図である。
【0224】
図49〜図51を参照すると、第1及び第2金属層11、13の全上面に樹脂層68を形成して発光チップ45をモールディングし、前記樹脂層68の縁に溝19を含む。前記溝19はリング形状、フレーム形状、多角形状に形成され、前記第1金属層11の上面を露出させ、前記第2金属層13から離隔されることができる。前記エッチング方式は湿式または乾式のエッチング方式を使用することができ、これに対して限定するものではない。
【0225】
前記溝19にはガイド部材38が形成され、前記ガイド部材38は反射材質に形成されることができる。前記ガイド部材38は前記発光チップ45の縁に円形または多角形のようなリング形状に配置されて、第1金属層11とは接触され、第2金属層13とは所定間隔T5に離隔され、樹脂層68の下部68Aにより接触されないことがある。ここで、前記下部68Aは樹脂層材質であるか、絶縁性接着層であることができる。
【0226】
前記ガイド部材38は樹脂層68内に埋め込みされ、前記第1金属層11の上面とは接触され、前記第2金属層13とは離隔されている。また前記ガイド部材38は前記第1金属層11においての高さと第2金属層13においての高さが異なる高さを有する。前記ガイド部材38は発光チップ45から放出される光を反射させることができる。このような構造は絶縁フィルムを別途に付着しない構造として製造工程を簡単にすることができる。
【0227】
前記第1金属層11と前記第2金属層13間に配置される分離部17には前記樹脂層68の一部68Cが詰められるか、絶縁フィルムが金属層の上面または/及び下面に付着されることができる。
【0228】
前記ガイド部材38は下部幅より上部幅が大きく形成されることができ、また内側面が前記金属層11、13の上面を基準に所定角度に斜めに形成されることができる。
【0229】
前記各実施形態の特徴は他の実施形態に選択的に適用されることができ、各実施形態の特徴に限定しない。
【0230】
ここで、前記ガイド部材38が非金属材質であるか、絶縁性樹脂系である場合、前記樹脂層68の溝19は前記二つの金属層11、12の境界部上面を除いた第1及び第2金属層11、13の上面に各々延長されて形成されることができ、このような溝19各々に前記ガイド部材38が各々形成されることができる。
【0231】
図52及び図53は、本発明の実施形態に係る発光素子及びその回路構成図である。
【0232】
図52を参照すると、発光素子は3個以上の金属層12A、12B、12Cと2個以上の発光チップ41A、41Bを含む。前記発光チップ41A、41Bは同一ピーク波長を有するか異なるピーク波長を有する光を発光することができる。
【0233】
前記金属層12A、12B、12Cは同一平面上に配列され、第1絶縁フィルム21は金属層12A、12B、12Cの縁に形成され第2絶縁フィルム23A、23Bは隣接の金属層12A、12Bと金属層12B、12Cとの間に各々形成されて、隣接の金属層12A、12Bと金属層12B、12Cとを支持及び固定させることができる。
【0234】
第1金属層12Aの上には第1発光チップ41Aが配置され、第2金属層12Bの上には第2発光チップ41Bが離隔されて配置される。
【0235】
前記第2金属層12Bは第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bの共通電極として使用され、前記第1金属層12Aは第1発光チップ41Aを制御するための電極であって、前記第3金属層12Cは第2発光チップ41Bを制御するための電極として使用されることができる。
【0236】
前記第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bが水平型チップである場合、前記第1発光チップ41Aは第1ワイヤ51A及び第2ワイヤ51Bを介して各々第1金属層12Aと第2金属層12Bに電気的に接続されることができ、前記第2発光チップ41Bは第3ワイヤ51C及び第4ワイヤ51Dを介して各々第2金属層12Bと第3金属層12Cに電気的に接続されることができる。
【0237】
前記第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bが垂直型チップである場合、第1ワイヤ51A及び第3ワイヤ51Cは省略されることがある。
【0238】
前記第1絶縁フィルム21の上にはガイド部材31が形成され、前記ガイド部材31は前記発光チップ41A、41Bより少なくとも高い位置に形成されて、前記発光チップ41A、41Bから放出される光を反射する。
【0239】
前記第1及び第2発光チップ41A、41Bの上には樹脂層61が形成され、前記樹脂層61の一部は前記ガイド部材31の上面高さと同一高さに形成されるかまたは低く形成されることができるが、これに対して限定するものではない。
【0240】
図53を参照すると、前記発光チップ41A、41Bは水平電極構造で形成されることができ、第1金属層12Aは正極として作用して、第3金属層12Bは負極として作用する回路で具現されることができる。勿論、図14に示す回路と逆に、発光チップ41A、41Bの各電極が変えて第1金属層12Aは負極として作用して、第3金属層12Bは正極として作用する回路で具現されることができる。
【0241】
図54及び図55は、本発明の実施形態に係る発光素子及びその回路構成図である。
【0242】
図54を参照すると、発光素子は3個以上の金属層12A、12B、12Cと2個以上の発光チップ41A、41Bを含む。前記発光チップ41A、41Bは同一ピーク波長を有するか異なるピーク波長を有する光を発光することができる。
【0243】
前記金属層12A、12B、12Cは同一平面上に配列され、第1絶縁フィルム21は金属層12A、12B、12Cの縁に形成され第2絶縁フィルム23は隣接の金属層12A、12Bと金属層12A、12Cと金属層12B、12Cとの間に各々形成されて、隣接の金属層12A、12Bと金属層12A、12Cと金属層12B、12Cとを支持及び固定させることができる。
【0244】
第1金属層12Aの上には第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bが離隔されて配置される。
【0245】
前記第1金属層12Aは第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bの共通電極として使用され、前記第2金属層12Bは第1発光チップ41Aを制御するための電極であって、前記第3金属層12Cは第2発光チップ41Bを制御するための電極として使用されることができる。
【0246】
前記第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bが水平型チップである場合、前記第1発光チップ41Aは第1ワイヤ51A及び第2ワイヤ51Bを介して各々第1金属層12Aと第2金属層12Bに電気的に接続されることができ、前記第2発光チップ41Bは第2ワイヤ51B及び第4ワイヤ51Dを介して各々第1金属層12Aと第3金属層12Cに電気的に接続されることができる。
【0247】
前記第1発光チップ41Aと第2発光チップ41Bが垂直型チップである場合、第1ワイヤ51A及び第2ワイヤ51Bは省略されることがある。
【0248】
前記第1絶縁フィルム21の上にはガイド部材31が形成され、前記ガイド部材31は前記発光チップ41A、41Bより少なくとも高い位置に形成されて、前記発光チップ41A、41Bから放出される光を反射する。
【0249】
前記第1及び第2発光チップ41A、41Bの上には樹脂層61が形成され、前記樹脂層61の一部は前記ガイド部材31の上面高さと同一高さに形成されるかまたは低く形成されることができるが、これに対して限定するものではない。
【0250】
図55に示す(a)を参照すると、前記発光チップ41A、41Bは水平電極構造で形成されることができ、第1金属層12Aは正極の共通電極として作用して、第2金属層12B及び第3金属層12Cは負極とする回路で具現されることができる。逆に、図55に示す(b)を参照すると、前記発光チップ41A、41Bの各電極が変えて第1金属層12Aは負極の共通電極として作用して、第2金属層12B及び第3金属層12Cは正極とする回路で具現されることができる。
【0251】
図56は、第1実施形態に係る発光素子の変更例を示す側断面図である。
【0252】
図56を参照すると、発光素子100は複数の金属層11、13と、前記金属層11、13の上に絶縁フィルム21、23と、前記複数の金属層11、13のうち少なくとも金属層11の上に配置される発光チップ41と、前記絶縁フィルム21の上にガイド部材31と、前記金属層11、13の上に前記発光チップ41をカバーする樹脂層61と、を含む。
【0253】
前記金属層11、13は別途の本体、例えばPPA(Polyphthalamide)のような樹脂系の本体で金属層を固定する構造を使用しなくて、前記金属層11、13の一部をフレキシブルな曲面形状に使用するか、予め設定の角度に曲げて使用するか、または一部を部分エッチングして使用することができる。
【0254】
すなわち、前記金属層11、13は外側部B1、内側部B2、傾斜部B3を含むことができ、前記金属層11、13の外側部B1の上面の高さH2は前記金属層11、13の内側部B2の上面が高さH1より高く形成されることができる。
【0255】
ここで、前記金属層11、13の外側部B1の厚さT5は前記金属層11、13の内側部B2の厚さT4は同一であることができる。
【0256】
このような、前記金属層11、13は内側部B2及び外側部B1を含め、外側部B1は前記内側部B2の上面の高さより高く形成される。前記金属層11、13の外側部は前記金属層11、13を折曲する工程を介して形成されることができるが、このような折曲工程にて前記金属層11、13の内側部B2と外側部B1の間に斜めの側面を有する傾斜部B3が形成されることができる。
【0257】
前記複数の金属層11、13の傾斜部B3は互いに向き合う対向側面を有するものの、互いに傾斜した状態に向き合うことができ、前記傾斜部B3の傾斜角図は前記金属層11、13の内側部B2上面から15〜89°の角度で形成されることができる。前記傾斜部B3の斜めの側面は光を効率的に放射方向に反射させることができる。
【0258】
前記発光チップ41及び第2絶縁フィルム23は前記金属層11、13の内側部B2上に形成されることができる。
また、前記第1絶縁フィルム21は前記金属層11、13の外側部B1上に形成されることができ、前記第1絶縁フィルム21上にガイド部材31が形成されることができる。
【0259】
図示していないが、前記外側部B1上に形成される第1絶縁フィルム21とガイド部材31のうち少なくとも一つの内側面各々は前記金属層11、13の傾斜部B3の傾斜角度に沿って傾斜を有する構造で形成されることができる。
【0260】
図57〜図59は、本発明の実施形態に係る発光素子の金属層の変更例を示す図である。
【0261】
図57を参照すると、金属層11、13の上面、下面及び側面のうち何れか一つの表面は凹部と凸部からなる一つ以上の凹凸構造11E、13Eを含む。前記凹凸構造11E、13Eは第1絶縁フィルム21の下に配置されるか、各金属層11、13のオープン領域A1、A2にまで延長されることができる。
【0262】
また、前記凹凸構造11E、13Eは前記金属層11、13と前記発光チップ41及び前記ワイヤ51、52の接触特性を向上させるために前記発光チップ41が配置される領域または前記ワイヤ51、52がボンディングされる領域を除いた残り領域の金属層11、13の表面上に位置することができる。
【0263】
また、前記凹凸構造11E、13Eの形状は三角形、四角形、台形またはサイン曲線形の形状のうち何れか一つの形状を有することができ、これに限定されるものではない。
【0264】
前記凹凸構造11E、13Eは前記金属層11、13上に絶縁フィルム21、23の接触面積を改善させるか、放熱効率を改善させることができる。
【0265】
図58を参照すると、複数の金属層11、13の下面が凹凸構造11E、13Eで形成されることができ、前記凹凸構造11E、13Eの凸部はストライプ形状またはマトリックス形状に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。
【0266】
一方、図59を参照すると、複数の金属層のうち何れか一つの金属層11の何れか一側面に放熱フレーム12が含む。前記放熱フレーム12は金属層11と同一材質であるか熱伝導性がさらに良い材質でありうる。前記放熱フレーム12の表面は凹部と凸部からなる一つ以上の凹凸構造12Eを含む。
【0267】
また、前記凹凸構造12Eの形状は三角形、四角形、台形またはサイン曲線型の形状のうち何れか一つの形状を有することができるが、これに限定されるものではない。
【0268】
前記放熱フレーム12の凹凸構造12Eを介して前記金属層11、13の放熱効率を改善させことができる。
【0269】
また他の例として、前記複数の金属層11、13の側面が凹凸構造に形成されることができ、前記凹凸構造は表面積を増加させ、放熱効率を改善させることができる。
<発光チップ>
実施形態に係る発光チップは図60及び図61を参照して、説明する。
【0270】
図60を参照すると、発光チップ41は基板111、バッファ層112、第1導電型半導体層113、活性層114、第2導電型半導体層115、第1電極116、及び第2電極117を含む。前記第1導電型半導体層113、活性層114及び第2導電型半導体層115は発光構造物110で定義されることができる。
【0271】
前記基板111はサファイア基板(Al2O3)、GaN、SiC、ZnO、Si、GaP、InP、Ga2O3、導電性基板、そしてGaAsなどからなる群から選択されることができる。前記基板111は成長基板であることができ、前記成長基板の上にはInxAlyGa1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)の組成式を有する半導体に成長されることができる。
【0272】
前記バッファ層112は前記基板111と半導体との格子定数差を緩和させるための層として、2族〜6族化合物半導体に形成されることができる。前記バッファ層112上にはドーピングされる3族−5族化合物半導体層がさらに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。
【0273】
前記バッファ層112の上には第1導電型半導体層113が形成されて、前記第1導電型半導体層113の上には活性層124が形成され、前記活性層124上には第2導電型半導体層115が形成される。
【0274】
前記第1導電型半導体層113は第1導電型ドーパントがドーピングされる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などで選択されることができる。前記第1導電型がN型半導体である場合、前記第1導電型ドーパントはSi、Ge、Sn、Se、TeなどのようなN型ドーパントを含む。前記第1導電型半導体層114は単層または多層に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。
【0275】
前記活性層114は単一量子井戸構造、多重量子井戸構造、量子線構造、量子点構造に形成されることができる。前記活性層114は3族−5族元素の化合物半導体材料を利用して井戸層と障壁層の周期,例えばInGaN井戸層/GaN障壁層またはInGaN井戸層/AlGaN障壁層の周期に形成されることができる。
【0276】
前記活性層114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ができ、前記導電型クラッド層はAlGaN系半導体に形成されることができる。
【0277】
前記活性層114上には前記第2導電型半導体層115が形成され、前記第2導電型半導体層115は第2導電型ドーパントがドーピングされる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ことができる。前記第2導電型がP型半導体である場合、前記第2導電型ドーパントはMg、ZeなどのようなP型ドーパントを含む。前記第2導電型半導体層115は単層または多層に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。
【0278】
また前記第2導電型半導体層115上には第3導電型半導体層例えば、N型半導体層が形成されることができる。前記発光構造物135はN−P接合、P−N接合、N−P−N接合、P−N−P接合構造のうち少なくとも一つが形成されることができる。
【0279】
前記第2導電型半導体層115上には電流拡散層が形成されることができ、前記電流拡散層は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)などから選択的に形成されることができる。
【0280】
前記第1導電型半導体層113上には第1電極116が形成され、第2導電型半導体層115上には第2電極117が形成されることができる。
【0281】
前記第1電極116及び第2電極117はワイヤを介して図1に示すような金属層に接続されることができる。
【0282】
図61は垂直型チップ構造を示す図面である。
【0283】
図61を参照すると、発光チップ45は、発光素子45は発光構造物110下にオーミック層121が形成され、前記オーミック層121下に反射層124が形成され、前記反射層124下に伝導性支持部材125が形成され、前記反射層124と前記発光構造物110の縁に保護層123が形成されることができる。
【0284】
このような発光素子45は図52の構造にて第1導電型半導体層113を露出するエッチング過程を行わなくて、第2導電型半導体層115上にオーミック層121及びチャネル層123、そして反射層125及び伝導性支持部材125を形成した後に、前記基板111及びバッファ層112を除去する方法で形成されることができる。
【0285】
前記オーミック層121は発光構造物110の下層例えば第2導電型半導体層115にオーミック接触され、その材料は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)、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構成される物質うちから形成されることができる。また前記金属物質とIZO、IZTO、IAZO、IGZO、IGTO、AZO、ATOなどの透光性伝導性物質を利用して多層に形成でき、例えば、IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni、AZO/Ag/Niなどで積層することができる。前記オーミック層121内部は電極116と対応されるように電流をブロッキング(遮断)する層がさらに形成されることができる。
【0286】
前記保護層123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)、SiO2、SiOx、SiOxNy、Si3N4、Al2O3、TiO2などから選択的に形成されることができる。前記保護層123はスパッタリング方法または蒸着方法などを利用して形成することができ、反射層124のような金属が発光構造物110の層を短絡させることを防止することができる。
【0287】
前記反射層124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構成される物質で形成されることができる。前記反射層124は前記発光構造物110の幅より大きく形成されることができ、これは光反射効率を改善させることができる。
【0288】
前記伝導性支持部材125はベース基板として、銅(Cu)、金(Au)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、銅−タングステン(Cu−W)、キャリアウエハ(例:Si、Ge、GaAs、ZnO、Sicなど)で具現されることができる。前記伝導性支持部材125と前記反射層124間には接合層がさらに形成されることができ、前記接合層は二つの層を互いに接合させることができる。
【0289】
上述の開示される発光チップは一例であり、上述の開示される特徴に限定するものではない。上記の発光チップは上記の発光素子の実施形態に選択的に適用されることができ、これに対して限定するものではない。
<照明システム>
上述の開示される実施形態の発光素子は発光チップをパッケージングする構造として、ボードの上に複数個配置して発光モジュールや照明ユニットなどのような照明システムに提供されることができる。上述の実施形態のうち選択される発光素子を照明システムに適用されることができる。
【0290】
実施の形態に係る発光素子は、照明ユニットに適用されることができる。前記照明ユニットは複数の発光素子が配列される構造を含め、図62及び図63に示す表示装置、図64に示す照明装置を含めて、照明灯、信号灯、車両前照灯、電光板などが含まれることができる。
【0291】
図62は実施形態に係る表示装置の分解斜視図である。
【0292】
図62を参照すると、実施形態に係る表示装置1000は導光板1041と、前記導光板1041に光を提供する発光モジュール1031と、前記導光板1041の下に反射部材1022と、前記導光板1041の上に光学シート1051と、前記光学シート1051の上に表示パネル1061と、前記導光板1041、発光モジュール1031及び反射部材1022を格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。
【0293】
前記ボトムカバー1011、反射部材1022、導光板1041、光学シート1051は、ライトユニット1050と定義されうる。
【0294】
前記導光板1041は、光を拡散させて面光源化させる機能を果たす。前記導光板1041は、透明な材質からなり、例えば、PMMA(polymethylmetaacrylate)のようなアクリル樹脂系、PET(polyethyleneterephthlate)、PC(polycarbonate)、COC(cycloolefin copolymer)及びPEN(polyethylene naphthalate)樹脂のうち、何れか一つを含むことができる。
【0295】
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。
【0296】
前記発光モジュール1031は少なくとも一つを含め、前記導光板1041の一側面から直接又は間接的に光を提供できる。前記発光モジュール1031は基板1033と上記の実施形態に係る発光素子100とを含め、前記発光素子100は前記基板1033上に所定間隔で配列されうる。
【0297】
前記基板1033は回路パターン(図示せず)を含む印刷回路ボード(PCB、Printed Circuit Board)でありうる。ただし、前記基板1033は一般PCBのみだけでなく、メタルコアPCB(MCPCB、Metal Core PCB)、フレキシブル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。前記発光素子100は、前記ボトムカバー1011の側面又は放熱プレート上に搭載される場合、前記基板1033は除去されうる。ここで、前記放熱プレートの一部は、前記ボトムカバー1011の上面に接触されうる。
【0298】
そして、前記複数の発光素子100は前記基板1033上に光が放出される出射面が前記導光板1041と所定距離が離隔されるように搭載されることができ、これに対して限定しない。前記発光素子100は、前記導光板1041の一側面である入光部に光を直接又は間接的に提供でき、これに対して限定しない。
【0299】
前記導光板1041下には、前記反射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上に向かうようにすることによって、前記ライトユニット1050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レジンなどから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の上面でありえ、これに対して限定しない。
【0300】
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などを収納できる。このために、前記ボトムカバー1011は、上面が開口したボックス(box)形状を有する収納簿1012が備えられることができ、これに対して限定しない。前記ボトムカバー1011は、トップカバーと結合されることができ、これに対して限定しない。
【0301】
前記ボトムカバー1011は、金属材質又は樹脂材質から形成されることができ、プレス成形又は圧出成形などの工程を利用して製造できる。また、前記ボトムカバー1011は、熱導電性の良い金属又は非金属材料を含むことができ、これに対して限定しない。
【0302】
前記表示パネル1061は、例えば、LCDパネルとして、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基板の間に介在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、偏光板が付着されることができ、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、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、各種携帯端末機、ノート型パーソナルコンピュータのモニター、ラップトップコンピュータのモニター、テレビなどに適用されることができる。
【0303】
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、少なくとも一枚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、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ようなシートのうち、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、前記水平又は/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、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、これに対して限定しない。
【0304】
ここで、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、これに対して限定しない。
【0305】
図63は、実施形態に係る表示装置を示した図である。
【0306】
図63に示すように、表示装置1100は、ボトムカバー1152、前記に開示された発光素子100が配列される基板1120、光学部材1154、及び表示パネル1155を含む。
【0307】
前記基板1120と前記発光素子100は、発光モジュール1060と定義できる。前記ボトムカバー1152、少なくとも一つの発光モジュール1060、光学部材1154は、ライトユニットと定義できる。
【0308】
前記ボトムカバー1152には、収納部1153を具備でき、これに対して限定しない。
【0309】
ここで、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のうち、少なくとも一つを含むことができる。前記導光板は、PC材質又はPMMA(Poly methy methacrylate)材質からなることができ、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、前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、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る。
【0310】
前記光学部材1154は、前記発光モジュール1060上に配置され、前記発光モジュール1060から放出された光を面光源にするか、又は拡散、集光などを行うようになる。
【0311】
図64は、実施形態に係る照明装置の斜視図である。
【0312】
図64に示すように、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に設置され外部電源から電源が提供される接続端子1520を含むことができる。
【0313】
前記ケース1510は、放熱特性が良好な材質から形成されることが好ましく、例えば金属材質又は樹脂材質から形成されることができる。
【0314】
前記発光モジュール1530は、基板1532と、前記基板1532に搭載される実施形態に係る発光素子100とを含むことができる。前記発光素子100は、複数がマトリックス状又は所定間隔で離隔されて配列されうる。
【0315】
前記基板1532は、絶縁体に回路パターンが印刷されたものであってもよく、例えば、一般の印刷回路ボード(PCB:Printed Circuit Board)、メタルコアPCB、フレキシブルPCB、セラミックPCBなどがありうる。
【0316】
また、前記基板1532は、光を効率的に反射する材質から形成されるか、表面が光を効率的に反射するカラー、例えば白色、銀色などのコーティング層からなりうる。
【0317】
前記基板1532上には、少なくとも一つの発光素子100が搭載されることができる。前記発光素子100の各々は、少なくとも一つの発光ダイオード(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、青色または白色の有色の光を各々発光する有色の発光ダイオード及び紫外線(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。
【0318】
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100の組み合わせを有するように配置されることができる。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み合わせて配置できる。
【0319】
前記接続端子1520は、前記発光モジュール1530と電気的に接続されて電源を供給できる。前記接続端子1520は、ソケット方式で外部電源にまわし挟まれて結合されるが、これに対して限定しない。例えば、前記接続端子1520は、ピン(pin)状に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接続されることもできる。
【0320】
以上、実施の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一つの実施の形態に含まれ、必ず一つの実施の形態にのみ限定されることではない。なお、各実施の形態にて例示された特徴、構造、効果などは、実施の形態が属する分野の通常の知識を有する者により、他の実施の形態に対しても組合又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係された内容は、本発明の範囲に含まれるものと解析されなければならない。
【0321】
また、上述の実施形態を中心として説明したがこれは但し例示に過ぎなく本発明を限定するものでなく、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を外さない範囲で以上に例示されない多様な変形と応用が可能であることがわかる。例えば、実施形態に具体的に示し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と応用にかかる差異点は添付の請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれることに解析されるべきである。
【符号の説明】
【0322】
11、13、15:金属層
21、23、24、25:絶縁フィルム
31、32、33、34:ガイド部材
41、45:発光チップ
51、52、53:ワイヤ
100:発光素子
【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに離隔される複数の金属層と、
前記複数の金属層の一部が開放されるオープン領域を有して前記複数の金属層の上面に配置される第1絶縁フィルムと、
前記複数の金属層のうち少なくとも一つ上に配置される発光チップと、
前記複数の金属層と前記発光チップの上に配置される樹脂層と、
前記第1絶縁フィルムの上に非金属材質の第1ガイド部材と、を含む発光素子。
【請求項2】
前記複数の金属層は、第1及び第2金属層を含み、前記発光チップは第1金属層の上に配置され、前記第1及び第2金属層とワイヤで接続される請求項1に記載の発光素子。
【請求項3】
前記複数の金属層は、第1金属層、第2金属層及び前記第1金属層と前記第2金属層の間に第3金属層を含み、前記発光チップは前記第3金属層の上に配置されて前記第1金属層と前記第2金属層にワイヤで接続される請求項1に記載の発光素子。
【請求項4】
前記複数の金属層の間に対応されて、前記複数の金属層の上面に前記複数の金属層の間の間隔より広い幅を有する第2絶縁フィルムを含む請求項1乃至3のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項5】
前記複数の金属層の間に対応されて、前記複数の金属層の下面に前記複数の金属層の間の間隔より広い幅を有する第3絶縁フィルムを含む請求項1乃至4のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項6】
前記複数の金属層の間に絶縁性物質を含む請求項1乃至4のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項7】
前記複数の金属層の側面、下面、上面のうち少なくとも一つに凹凸構造を含む請求項1乃至4のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項8】
前記第2絶縁フィルムの上に第2ガイド部材を含み、前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムは互いに接続され、前記第1ガイド部材と前記第2部材は互いに接続される請求項4に記載の発光素子。
【請求項9】
前記発光チップと前記第1絶縁フィルム及び第2絶縁フィルムの間に第3絶縁フィルムを含む請求項4に記載の発光素子。
【請求項10】
前記発光チップと前記第1絶縁フィルム及び前記第2絶縁フィルムの間に第3ガイド部材を含む請求項4に記載の発光素子。
【請求項11】
前記複数の金属層と前記第1絶縁フィルムの間に接着層を含む請求項4に記載の発光素子。
【請求項12】
前記第1及び第2ガイド部材の一部は、前記複数の金属層のうち何れか一つに接触される請求項8に記載の発光素子。
【請求項13】
前記第1ガイド部材の一部は、前記第1絶縁フィルムより前記発光チップの方に近く配置される請求項4乃至8のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項14】
前記第1絶縁フィルムは、PI(ポリイミド)フィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、EVA(エチレンビニルアセテート)フィルム、PEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム、TAC(トリアセチルセルロース)フィルム、PAI(ポリアミド−イミド)、PEEK(ポリエーテル−エーテル−ケトン)、パーフルオロアルコキシ(PFA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、樹脂フィルムのうち少なくとも一つを含む請求項1乃至13のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項15】
前記第1ガイド部材は、半田レジスト、二酸化チタニウム(TiO2)を有する樹脂材質、ガラス繊維(Glass Fiber)を有する樹脂材質及び高分子物質のうち少なくとも一つを含む請求項1乃至14のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項16】
前記第1絶縁フィルムは、フレーム形状、リング形状、ループ(loop)形状のうち少なくとも一つを含む請求項1乃至14のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項17】
前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムは、透光性フィルムまたは蛍光体フィルムを含む請求項4乃至8のうち何れか一項 に記載の発光素子。
【請求項18】
前記第1絶縁フィルムと前記第1ガイド部材のうち何れか一つの内側面の一内側面は、斜めの面を含む請求項1乃至14のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項19】
前記複数の金属層の下面は、同一平面上に配置される 請求項1乃至14のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項20】
前記複数の金属層の厚さは、15μm〜300μmである請求項1乃至14のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項1】
互いに離隔される複数の金属層と、
前記複数の金属層の一部が開放されるオープン領域を有して前記複数の金属層の上面に配置される第1絶縁フィルムと、
前記複数の金属層のうち少なくとも一つ上に配置される発光チップと、
前記複数の金属層と前記発光チップの上に配置される樹脂層と、
前記第1絶縁フィルムの上に非金属材質の第1ガイド部材と、を含む発光素子。
【請求項2】
前記複数の金属層は、第1及び第2金属層を含み、前記発光チップは第1金属層の上に配置され、前記第1及び第2金属層とワイヤで接続される請求項1に記載の発光素子。
【請求項3】
前記複数の金属層は、第1金属層、第2金属層及び前記第1金属層と前記第2金属層の間に第3金属層を含み、前記発光チップは前記第3金属層の上に配置されて前記第1金属層と前記第2金属層にワイヤで接続される請求項1に記載の発光素子。
【請求項4】
前記複数の金属層の間に対応されて、前記複数の金属層の上面に前記複数の金属層の間の間隔より広い幅を有する第2絶縁フィルムを含む請求項1乃至3のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項5】
前記複数の金属層の間に対応されて、前記複数の金属層の下面に前記複数の金属層の間の間隔より広い幅を有する第3絶縁フィルムを含む請求項1乃至4のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項6】
前記複数の金属層の間に絶縁性物質を含む請求項1乃至4のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項7】
前記複数の金属層の側面、下面、上面のうち少なくとも一つに凹凸構造を含む請求項1乃至4のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項8】
前記第2絶縁フィルムの上に第2ガイド部材を含み、前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムは互いに接続され、前記第1ガイド部材と前記第2部材は互いに接続される請求項4に記載の発光素子。
【請求項9】
前記発光チップと前記第1絶縁フィルム及び第2絶縁フィルムの間に第3絶縁フィルムを含む請求項4に記載の発光素子。
【請求項10】
前記発光チップと前記第1絶縁フィルム及び前記第2絶縁フィルムの間に第3ガイド部材を含む請求項4に記載の発光素子。
【請求項11】
前記複数の金属層と前記第1絶縁フィルムの間に接着層を含む請求項4に記載の発光素子。
【請求項12】
前記第1及び第2ガイド部材の一部は、前記複数の金属層のうち何れか一つに接触される請求項8に記載の発光素子。
【請求項13】
前記第1ガイド部材の一部は、前記第1絶縁フィルムより前記発光チップの方に近く配置される請求項4乃至8のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項14】
前記第1絶縁フィルムは、PI(ポリイミド)フィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、EVA(エチレンビニルアセテート)フィルム、PEN(ポリエチレンナフタレート)フィルム、TAC(トリアセチルセルロース)フィルム、PAI(ポリアミド−イミド)、PEEK(ポリエーテル−エーテル−ケトン)、パーフルオロアルコキシ(PFA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、樹脂フィルムのうち少なくとも一つを含む請求項1乃至13のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項15】
前記第1ガイド部材は、半田レジスト、二酸化チタニウム(TiO2)を有する樹脂材質、ガラス繊維(Glass Fiber)を有する樹脂材質及び高分子物質のうち少なくとも一つを含む請求項1乃至14のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項16】
前記第1絶縁フィルムは、フレーム形状、リング形状、ループ(loop)形状のうち少なくとも一つを含む請求項1乃至14のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項17】
前記第1絶縁フィルムと前記第2絶縁フィルムは、透光性フィルムまたは蛍光体フィルムを含む請求項4乃至8のうち何れか一項 に記載の発光素子。
【請求項18】
前記第1絶縁フィルムと前記第1ガイド部材のうち何れか一つの内側面の一内側面は、斜めの面を含む請求項1乃至14のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項19】
前記複数の金属層の下面は、同一平面上に配置される 請求項1乃至14のうち何れか一項に記載の発光素子。
【請求項20】
前記複数の金属層の厚さは、15μm〜300μmである請求項1乃至14のうち何れか一項に記載の発光素子。
【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14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】
【図62】
【図63】
【図64】
【図2】
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【図6】
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【図30】
【図31】
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【図34】
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【図36】
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【図38】
【図39】
【図40】
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【図55】
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【図61】
【図62】
【図63】
【図64】
【公開番号】特開2012−39121(P2012−39121A)
【公開日】平成24年2月23日(2012.2.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−174180(P2011−174180)
【出願日】平成23年8月9日(2011.8.9)
【出願人】(510110301)エルジー イノテック カンパニー リミテッド (101)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年2月23日(2012.2.23)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年8月9日(2011.8.9)
【出願人】(510110301)エルジー イノテック カンパニー リミテッド (101)
【Fターム(参考)】
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