説明

紫外線発光素子パッケージ

【課題】新たな構造を有する発光素子パッケージを提供すること。
【解決手段】本発明は発光素子パッケージに対するものであって、このパッケージはキャビティが形成されているセラミック胴体と、上記キャビティの内に形成された紫外線発光ダイオードと、上記セラミック胴体の上に形成され、上記キャビティを囲む支持部材と、上記支持部材と結合し、上記キャビティを覆うガラスフィルムとを備える。したがって、紫外線発光素子パッケージにおいて、セラミック胴体を適用して放熱性が向上し、セラミック胴体の上に直接ガラスフィルムを付着して他の構成要素無しで製造工程が単純化されて製造費用が低減する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、紫外線発光素子パッケージに関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)は、GaAs系列、AlGaAs系列、GaN系列、InGaN系列、及びInGaAlP系列などの化合物半導体材料を用いて発光源を構成することができる。
【0003】
このような発光ダイオードは、パッケージ化されて多様な色を放出する発光素子パッケージに用いられており、発光素子パッケージはカラーを表示する点灯表示器、文字表示器、及び映像表示器などの多様な分野に光源として使われている。
【0004】
特に、紫外線発光ダイオード(UV LED)の場合、245nm〜405nmの波長帯に分布している光を発生する発光ダイオードであって、上記波長帯で、短波長の場合は殺菌、浄化などに使われて、長波長の場合は露光器または硬化器などに使用できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、紫外線発光ダイオードは発光時に多い熱が発生して素子不良がもたらされ、動作信頼性が落ちて、放熱のためにパッケージのサイズを大きくする場合、集積度及び経済性が低くなる。
【0006】
本発明の目的は、新たな構造を有する発光素子パッケージを提供することにある。
【0007】
本発明の他の目的は、放熱性が確保され、波長に関わらず汎用に適用可能な紫外線発光素子パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様は、キャビティが形成されているセラミック胴体、上記キャビティの内に形成された紫外線発光ダイオード、上記セラミック胴体の上に形成され、上記キャビティを囲む支持部材、及び上記支持部材と結合し、上記キャビティを覆うガラスフィルムを備える。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一態様によれば、紫外線発光素子パッケージにおいて、セラミック胴体を適用して放熱性が向上し、セラミック胴体の上に直接ガラスフィルムを付着して他の構成要素無しで製造工程が単純化されて製造費用が低減される。
【0010】
また、セラミック胴体とガラスフィルムとの接着が別途のレーザーや熔接無しで接着剤及びねじ結合により形成されることによって、組立が容易である。
【0011】
また、245nm〜405nmの波長帯の紫外線発光ダイオードを全て適用することができるので、波長帯別にパッケージを別途に製造しないので、汎用使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の第1実施形態に従う発光素子パッケージの上面図である。
【図2】図1の発光素子パッケージをI−I′により切断した断面図である。
【図3】図1の発光ダイオードの断面図である。
【図4】図1の発光素子パッケージをII−II′により切断した断面図である。
【図5】図4の点線領域の多様な適用例を示す図である。
【図6】本発明の第2実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。
【図7】本発明の第3実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。
【図8】本発明の第4実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。
【図9】本発明の第5実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。
【図10】本発明の第6実施形態に従う発光素子パッケージの断面図である。
【図11】本発明の第7実施形態に従う発光素子パッケージの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付した図面を参考にして本発明の実施形態に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかしながら、本発明は種々の相異する形態に具現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
【0014】
明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」、「備える」とするとき、これは特別に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除外するものでなく、他の構成要素をさらに含む乃至備えることができることを意味する。
【0015】
そして、図面で本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、多数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して表し、明細書の全体に亘って類似の部分に対しては類似の図面符号を与える。
【0016】
層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるとするとき、これは他の部分の“真上に”ある場合だけでなく、その中間に更に他の部分がある場合も含む。反対に、ある部分が他の部分の“真上に”あるとするときには、中間に他の部分がないことを意味する。
【0017】
以下、図1乃至図5を参考にして本発明の第1実施形態に従う発光素子パッケージを説明する。
【0018】
図1は本発明の第1実施形態に従う発光素子パッケージの断面図であり、図2は図1の発光素子パッケージをI−I′により切断した断面図であり、図3は図1の発光ダイオードの断面図であり、図4は図1の発光素子パッケージをII−II′により切断した断面図であり、図5は図4の点線領域の多様な適用例を図示したものである。
【0019】
図1乃至図3を参照すると、上記発光素子パッケージ100は、胴体10と、上記胴体10の上に配置された少なくとも1つの発光ダイオード20と、上記胴体10の上に配置されて、上記発光ダイオード20と電気的に連結された第1電極31及び第2電極32とを備える。
【0020】
また、上記発光素子パッケージは100は、上記発光ダイオード20を保護する透光フィルム80と、及び上記透光フィルム80を支持する支持部材95とを備える。
【0021】
上記胴体10は、複数個の絶縁層10a、10b、10c、10dが積層されて形成され、各々の絶縁層10a、10b、10c、10dはセラミック素材で構成される。上記胴体10は、上記セラミック絶縁層10a、10b、10c、10dが同時焼成される低温焼成セラミック(LTCC:low temperature co-fired ceramic)、または高温焼成セラミック(HTCC:high temperature co-fired ceramic)であって、各々の絶縁層10a、10b、10c、10dの間に設計によって金属パターンが共に形成できる。
【0022】
上記胴体10を形成するセラミック絶縁層10a、10b、10c、10dは窒化物または酸化物であり、熱伝導性を向上させるために、好ましくは窒化物でありうる。
【0023】
上記セラミック絶縁層10a、10b、10c、10dは、SiO、Si、Si、Si、SiO、Al、またはAlNであり、好ましくは窒化アルミニウムでありうる。
【0024】
上記胴体10には上部が開放されるようにキャビティ15が形成される。
【0025】
上記キャビティ15は、絶縁層10a、10b、10c、10dの設計により形成され、図2及び図4のように、第1絶縁層10aは基底絶縁層としてパターンが形成されず、第2絶縁層10b及び第3絶縁層10cは発光ダイオード20を実装できるように中央領域が開放されて形成される。第4絶縁層10dは第3絶縁層10cの上に第3絶縁層10cより大きい広さの開放領域を有して形成されてキャビティ15を形成する。
【0026】
図2及び図4の絶縁層10a、10b、10c、10dの設計は一実施形態であって、これに限定されず、複数の絶縁層10a、10b、10c、10dの設計によって発光ダイオード20が実装できるキャビティ15が形成される。
【0027】
上記キャビティ15は、カップ形状、凹容器形状などで形成され、絶縁層10a、10b、10c、10dの間のパンチングなどにより形成されることによって、底面に対して垂直な側面を有する。
【0028】
また、上記キャビティ15を上から見た形状は、円形、四角形、多角形、楕円形などの形状でありうる。
【0029】
上記絶縁層10a、10b、10c、10dの間には上記第1電極31及び第2電極32が形成される。上記第1電極31及び上記第2電極32は、正極と負極に電気的に分離されて、上記発光ダイオード20に電源を提供することができる。一方、上記発光ダイオード20の設計によって、上記第1及び第2電極31、32の他に複数個の電極が形成され、これに対して限定するものではない。
【0030】
上記第1及び第2電極31、32は多層構造で形成される。例えば、上記第1及び第2電極31、32は、チタニウム(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)が順次に積層されたTi/Cu/Ni/Au層でありうる。
【0031】
即ち、上記第1及び第2電極31、32の最下層にはチタニウム(Ti)、クロム(Cr)、タンタリウム(Ta)のように、上記絶縁層10a、10b、10c、10dとの接着力に優れる材質が積層され、上記第1及び第2電極31、32の最上層には金(Au)のように、ワイヤー(Wire)などが容易に付着され、電気伝導性に優れる材質が積層され、上記第1及び第2電極31、32の最上層と最下層との間には白金(Pt)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)などで形成される拡散防止層(diffusion barrier layer)が積層されるが、これに対して限定しない。
【0032】
上記第1及び第2電極31、32は、上記絶縁層10a、10b、10c、10dの焼結前にパタニングされて上記絶縁層10a、10b、10c、10dと共に積層され、同時焼成されることで、絶縁層10a、10b、10c、10dの間に配置される。
【0033】
また、上記第1電極31は第3絶縁層10cの上に露出されており、上記第3絶縁層10cを貫通するビアで上記第2絶縁層10bの上の金属パターンと連結されて胴体10の側面に沿って胴体10の底面の第1パッド31aと連結される。
【0034】
上記第2電極32は、第2絶縁層10bにより露出される第1絶縁層10aの上から延びて上記胴体10の側面に沿って上記胴体10の底面の第2パッド32aと連結される。
【0035】
上記第1パッド及び第2パッド31a、32aは、外部から各々の電流の印加を受けて上記第1電極及び第2電極31、32に電流を印加する。上記第1電極及び第2電極31、32の構成はこれに限定されず、互いに分離されており、上記絶縁層10a、10b、10c、10dの間に形成できる多様な構成を除外しない。
【0036】
また、図2のように、第2電極32と電気的に連結され、第3絶縁層10cの上に形成されるダミー電極33をさらに含むことができる。上記ダミー電極33が形成されている場合、上記発光ダイオード20の以外の素子の電気的な連結に使用できる。
【0037】
上記第2電極32は、上記第1絶縁層10aの露出された領域、即ち、キャビティ15の底面に形成されることによって、上記発光ダイオード20を実装する実装パッドとして機能する。
【0038】
そして、上記第1電極31はワイヤー22を介して上記発光ダイオード20の上面と電気的に連結できる。
【0039】
一方、上記第1及び第2電極31、32の混同無しで区分するために、上記胴体10にはカソードマーク(cathode mark)(図示せず)が形成され、これに対して限定するものではない。
【0040】
上記胴体10の上面の第1電極31及び第2電極32の上には上記反射層(図示せず)が形成される。
【0041】
上記発光ダイオード20は上記胴体10の上に搭載され、上記発光ダイオード20は上記キャビティ15の内に搭載される。
【0042】
上記発光ダイオード20は、上記発光素子パッケージ100の設計によって少なくとも1つが上記胴体10の上に搭載される。上記発光素子パッケージ100が複数個搭載された場合、複数個の発光素子パッケージ100に電源を供給する複数個の電極及び複数個の反射層が形成され、これに対して限定するものではない。
【0043】
上記発光ダイオード20は、上記胴体10の絶縁層10a、10b、10c、10dの上に直接搭載されるか、第1または2電極31、32の上に電気的に接着できる。
【0044】
上記発光ダイオード20は紫外線発光ダイオードであって、245nm乃至405nm帯の波長を有する紫外線発光ダイオードでありうる。即ち、280nm内外の短波長紫外線を放出したり、365または385nmの長波長紫外線を放出する発光ダイオード20が全て適用できる。
【0045】
発光ダイオード20は、ワイヤーボンディング、ダイボンディング、フリップボンディング方式を選択的に用いて搭載することができ、このようなボンディング方式はチップ種類及びチップの電極位置によって変更できる。
【0046】
発光ダイオード20は、III族とV族元素の化合物半導体、例えばAlInGaN、InGaN、GaN、GaAs、InGaP、AllnGaP、InP、InGaAsなどの系列の半導体を用いて製造された半導体発光素子を選択的に含むことができる。
【0047】
上記発光ダイオード20は、第2電極32に伝導性接着剤で付着され、ワイヤー22で第1電極31に電気的に連結できる。
【0048】
このような発光ダイオード20は垂直型発光素子と命名し、図3のように伝導性支持基板21と、ボンディング層23と、第2導電型半導体層25と、活性層27と、第1導電型半導体層29とを備える。
【0049】
伝導性支持基板21は、金属または電気伝導性半導体基板で形成される。
【0050】
基板21の上にはIII族−V族窒化物半導体層が形成されるが、半導体の成長装備は、電子ビーム蒸着器、PVD(physical vapor deposition)、CVD(chemical vapor deposition)、PLD(plasma laser deposition)、二重型の熱蒸着器(dual-type thermal evaporator)スパッタリング(sputtering)、MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)などにより形成され、このような装備に限定するものではない。
【0051】
伝導性支持基板21の上にはボンディング層23が形成される。ボンディング層23は、伝導性支持基板21と窒化物半導体層を接着されるようにする。また、伝導性支持基板21は、ボンディング方式でないメッキ方式により形成されることもでき、この場合、ボンディング層23は形成されないこともある。
【0052】
ボンディング層23の上には第2導電型半導体層25が形成され、第2導電型半導体層25はボンディング層23と伝導性支持基板21を通じて第2電極32と電気的に連結される。
【0053】
第2導電型半導体層25は、III族−V族化合物半導体、例えば、GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInNのうち、少なくとも1つで形成される。第2導電型半導体層25には第2導電型ドーパントがドーピングされ、第2導電型ドーパントはp型ドーパントであって、Mg、Zn、Ca、Sr、Baを含む。
【0054】
第2導電型半導体層25は、例えば、NH3、TMGa(または、TEGa)、及びMgのようなp型ドーパントを含んだガスを供給して所定厚さのp型GaN層で形成される。
【0055】
第2導電型半導体層25は、所定領域に電流拡散(current spreading)構造を含む。電流拡散構造は、垂直方向への電流拡散速度より水平方向への電流拡散速度が高い半導体層を含む。
【0056】
電流拡散構造は、例えば、ドーパントの濃度または伝導性の差を有する半導体層を含むことができる。
【0057】
第2導電型半導体層25は、その上の他の層、例えば、活性層27に均一な分布で拡散されたキャリアを供給できる。
【0058】
第2導電型半導体層25の上には活性層27が形成される。活性層27は単一量子井戸または多重量子井戸(MQW)構造で形成される。活性層27の一周期はInGaN/GaNの周期、AlGaN/InGaNの周期、InGaN/InGaNの周期、またはAlGaN/GaNの周期を選択的に含むことができる。
【0059】
第2導電型半導体層25と活性層27との間には第2導電型クラッド層(図示せず)が形成される。第2導電型クラッド層はp型GaN系半導体で形成される。第2導電型クラッド層は井戸層のエネルギーバンドギャップより高いバンドギャップを有する物質で形成される。
【0060】
活性層27の上には第1導電型半導体層29が形成される。第1導電型半導体層29は、第1導電型ドーパントがドーピングされたn型半導体層で具現できる。n型半導体層は、GaN、InN、AlN、InGaN、AlGaN、InAlGaN、AlInNなどの化合物半導体のうち、いずれか1つからなることができる。第1導電型ドーパントはn型ドーパントであって、Si、Ge、Sn、Se、Teなどのうち、少なくとも1つを添加できる。
【0061】
第1導電型半導体層29は、例えば、NH3、TMGa(または、TEGa)、及びSiのようなn型ドーパントを含んだガスを供給して所定厚さのn型GaN層を形成することができる。
【0062】
また、第2導電型半導体層25はp型半導体層、第1導電型半導体層29はn型半導体層で具現できる。発光構造物は、n−p接合構造、p−n接合構造、n−p−n接合構造、p−n−p接合構造のうち、いずれか1つの構造で具現できる。以下、実施形態の説明のために、半導体層の最上層は第1導電型半導体層29をその例にして説明する。
【0063】
第1導電型半導体層29の上には第1電極または/及び電極層(図示せず)が形成される。電極層は酸化物または窒化物系列の透光層、例えば、ITO(indium tin oxide)、ITON(indium tin oxide nitride)、IZO(indium zinc oxide)、IZON(indium zinc oxide nitride)、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)、IrO、RuO、NiOの物質のうちから選択されて形成される。電極層は電流を拡散させることができる電流拡散層として機能することができる。
【0064】
また、電極層は反射電極層であり、反射電極層は、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より構成された物質のうちで形成される。第1電極は単層または多層構造の金属層を含むことができ、例えば、金属層はAg、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、Hfのうちの少なくとも1つまたは合金で形成される。
【0065】
上記発光ダイオード20は、複数個が上記胴体10の上に搭載されることもできる。
【0066】
上記発光ダイオード20は、第2電極32の上に搭載されて電気的に連結され、上記ワイヤー22により上記第1電極31に電気的に連結される。
【0067】
例えば、上記ワイヤー22は、上記第1電極31に一端が接合され、他端が上記発光ダイオード20に接合されるが、これに対して限定するものではない。
【0068】
上記キャビティ15は別途の封止材で充填されず、非活性気体で詰められる。即ち、窒素などの非活性気体で詰められることで、水分及び酸素などの環境的要因から発光ダイオード20を保護する。
【0069】
上記胴体10の上には上記キャビティ15を覆い、ハードガラスフィルム(hard glass film)で透光フィルム80が形成される。
【0070】
上記透光フィルム80は、LiF、MgF、CaF、BaF、Al2O、SiOまたは光学ガラス(N−BK7○R)の透明な物質で形成され、SiOの場合、クォーツ結晶またはUV Fused Silicaでありうる。
【0071】
また、上記透光フィルム80は低鉄分ガラス(low iron glass)でありうる。
【0072】
上記胴体10の最上段の第4絶縁層10dの上に上記透光フィルム80を支持する支持部材95が形成されている。
【0073】
上記支持部材95は、胴体10のキャビティ15と透光フィルム80との間に所定の離隔距離を満たすために上記胴体10の上に形成されている。
【0074】
上記支持部材95は、上記第4絶縁層10dと同一物質として一体化して形成されることができ、これとは異なり、別途の物質、例えば金属で形成されて上記第4絶縁層10dに付着できる。
【0075】
上記支持部材95は、上記第4絶縁層10dの上に上記第4絶縁層10dの開放領域を囲むリング型(ring type)またはフレーム型(frame type)で形成される。
【0076】
この際、上記透光フィルム80は、上記支持部材95の上面とレーザーまたは半田づけ熔接無しで接着剤などにより付着されることで、製造工程及び単価が低くなる。
【0077】
以下、図4及び図5を参考して、本発明の第1実施形態に従う透光フィルム80と支持部材95の付着方式について説明する。
【0078】
図4を参考すると、本発明の第1実施形態に従う発光素子パッケージ100は、支持部材95の上面と透光フィルム80を貫通する結合ピン91を有する。
【0079】
詳細に説明すると、上記支持部材95に上記結合ピン91が挿入される支持溝11が形成され、上記透光フィルム80は上記支持溝11と整列し、上記結合ピン91が挿入されるガラスホール81を有する。
【0080】
上記結合ピン91は、図4のように、ピンヘッド85及びピン胴体87で形成され、ピンヘッド85の直径がピン胴体87の直径より大きく、ピン胴体87がピンヘッド85から遠ざかるほど直径が小さくなる円錐形に形成される。
【0081】
上記ピンヘッド85の直径は上記ガラスホール81の直径より大きいように形成され、上記ガラスホール81及び上記支持溝11が上記ピン胴体87と嵌合されるように形成されることによって、上記透光フィルム80と支持部材95を結合する。
【0082】
図4では、上記ピンヘッド85の形状を半球形に形成したが、これとは異なり、上面が平平な平面を有することもでき、断面が円形だけでなく多角形であることもある。
【0083】
また、図5のaのように、上記結合ピン91のピン胴体87aは上記ピンヘッド85から遠ざかるほど直径が小さくなる円錐形を有し、上記円錐形の表面にねじ突起が形成され、上記支持溝11とガラスホール81の側面に上記ねじ突起と結合されるねじ溝が形成されて上記結合ピンと上記支持溝11及びガラスホール81がねじ結合して結合できる。
【0084】
また、図5のbのように、上記結合ピン91のピン胴体87bは、上記ピンヘッド85から終端まで同一な直径を有する柱形を有することができ、上記柱形の表面にねじ突起が形成され、上記支持溝11とガラスホール81の側面に上記ねじ突起と結合されるねじ溝が形成されて上記結合ピン91と上記支持溝11及びガラスホール81がねじ結合して結合できる。
【0085】
このように、上記結合ピン91は多様な形態に形成されることができ、上記透光フィルム80を貫通して上記支持部材95と結合することによって、上記透光フィルム80と上記支持部材95とを結合する。
【0086】
この際、上記透光フィルム80と上記支持部材95の上面との間には接着剤(図示せず)が塗布されており、上記接着剤はAgペースト、UV接着剤、Pb−free低温ガラス、アクリル接着剤、またはセラミック接着剤などでありうる。
【0087】
このように、セラミック胴体10を使用して放熱性を確保することによって、従来の紫外線波長によって放熱のためにパッケージのサイズが拡張されていた問題点を解決することによって、発光ダイオード20の波長に関わらず同一なパッケージ構造を適用することができるので、波長に関わらずパッケージの汎用使用が可能である。
【0088】
以下、図6を参考して、本発明の第2実施形態による発光素子パッケージを説明する。
【0089】
図6の発光素子パッケージ100Aは、セラミック胴体10と、上記胴体10の上に配置された少なくとも1つの発光ダイオード20と、上記胴体10の上に配置されて、上記発光ダイオード20と電気的に連結された第1電極及び第2電極(図示せず)とを備える。
【0090】
また、上記発光素子パッケージ100Aは、上記発光ダイオード20を保護する透光フィルム80と、上記透光フィルム80を支持する支持部材95Aとを備える。
【0091】
上記図6の発光素子パッケージ100Aの胴体10、絶縁層10a、10b、10c、10d、発光ダイオード20、電極の構成は、図1乃至図3の発光素子パッケージ100と類似するので、詳細な説明は省略する。
【0092】
図6を参考すると、本発明の第2実施形態に従う発光素子パッケージ100Aの支持部材95Aは、上記透光フィルム80がスライドされるガラス溝96が形成される。
【0093】
上記ガラス溝96は、上記胴体10に向ける内方側壁に形成されており、上記透光フィルム80の厚さより大きいか等しい高さを有して形成される。
【0094】
上記ガラス溝96に沿って上記透光フィルム80が側方向にスライドされて上記キャビティ15を封入する。
【0095】
上記ガラス溝96の内には接着剤(図示せず)が塗布される。
【0096】
上記接着剤は、Agペースト、UV接着剤、Pb−free低温ガラス、アクリル接着剤、またはセラミック接着剤などでありうる。
【0097】
このように、上記透光フィルム80と上記支持部材95Aがスライド結合するように支持部材95Aの内側面に溝96が形成され、その間に接着剤が塗布されて結合がより強固になる。
【0098】
以下、図7を参考して、本発明の第3実施形態による発光素子パッケージを説明する。
【0099】
図7の発光素子パッケージ100Bは、セラミック胴体10と、上記胴体10の上に配置された少なくとも1つの発光ダイオード20と、上記胴体10の上に配置されて、上記発光ダイオード20と電気的に連結された第1電極及び第2電極(図示せず)とを備える。
【0100】
また、上記発光素子パッケージ100Bは、上記発光ダイオード20を保護する透光フィルム80と、上記透光フィルム80を支持する支持部材95Bとを備える。
【0101】
上記図7の発光素子パッケージ100Bの胴体10、絶縁層10a、10b、10c、10d、発光ダイオード20、電極の構成は、図1乃至図3の発光素子パッケージ100と類似するので、詳細な説明は省略する。
【0102】
図7を参考すると、本発明の第2実施形態に従う発光素子パッケージ100Bは、透光フィルム80と付着されて上記支持部材95Bとねじ結合するガラスケース88を含む。
【0103】
上記ガラスケース88は、上部に内方に透光フィルム80が置かれるステップ構造(step structure)を含み、下部に外方に上記支持部材95Bとねじ結合するためのステップ構造を含む。
【0104】
上記下部に形成されているステップ構造の側壁には、上記支持部材95Bとねじ結合するねじ溝が形成されている。
【0105】
上記支持部材95Bは、上部にガラスケース88と結合するステップ構造を含み、上記ステップ構造の側壁に上記ガラスケース88のねじ溝とねじ結合するねじ突起97が形成されている。
【0106】
上記支持部材95Bと上記透光フィルム80との結合は、上記透光フィルム80と一体化されているガラスケース88を上記支持部材95Bとねじ結合することによって形成できる。
【0107】
この際、上記ガラスケース88は上記透光フィルム80と同一な材質で同時に形成されることによって一体化することができ、これとは異なり、上記ガラスケース88と接着されている金属部材で形成できる。
【0108】
上記透光フィルム80が付着されているガラスケース88と上記支持部材95Bによりねじ結合だけで簡単に透光フィルム80を発光素子パッケージに付着することができる。
【0109】
以下、図8を参考して、本発明の第4実施形態による発光素子パッケージを説明する。
【0110】
図8の発光素子パッケージ100Cは、セラミック胴体10と、上記胴体10の上に配置された少なくとも1つの発光ダイオード20と、上記胴体10の上に配置されて、上記発光ダイオード20と電気的に連結された第1電極及び第2電極(図示せず)とを備える。
【0111】
また、上記発光素子パッケージ100Cは、上記発光ダイオード20を保護する透光フィルム80と、上記透光フィルム80を支持する支持部材95Cとを備える。
【0112】
上記図8の発光素子パッケージ100Cの胴体10、絶縁層10a、10b、10c、10d、発光ダイオード20、電極の構成は、図1乃至図3の発光素子パッケージ100と類似するので、詳細な説明は省略する。
【0113】
図8を参考すると、本発明の第4実施形態に従う発光素子パッケージ100Cは、支持部材95Cの上面から突出している複数の結合突起98及び上記結合突起98と整列し、上記結合突起98が挿入される透光フィルム80の複数の結合溝82を含む。
【0114】
上記結合突起98は、上記支持部材95Cと同一な物質で形成される。
【0115】
上記透光フィルム80の結合溝82に上記支持部材95Cの結合突起98が係止されることで、上記透光フィルム80によりキャビティ15が封入され、上記透光フィルム80と上記支持部材95Cの上面との間には接着剤92が塗布されている。
【0116】
上記接着剤92は、Agペースト、UV接着剤、Pb−free低温ガラス、アクリル接着剤、またはセラミック接着剤などでありうる。
【0117】
このように、上記透光フィルム80と上記支持部材95Cが係止されており、間に接着剤92が塗布されて結合がより強固になる。
【0118】
以下、図9を参考して、本発明の第5実施形態による発光素子パッケージを説明する。
【0119】
図9の発光素子パッケージ100Dは、セラミック胴体10と、上記胴体10の上に配置された少なくとも1つの発光ダイオード20と、そして上記胴体10の上に配置されて、上記発光ダイオード20と電気的に連結された第1電極及び第2電極(図示せず)とを備える。
【0120】
また、上記発光素子パッケージ100Dは、上記発光ダイオード20を保護する透光フィルム80と、上記透光フィルム80を支持する支持部材95Dとを備える。
【0121】
上記図9の発光素子パッケージ100Dの胴体10、絶縁層10a、10b、10c、10d、発光ダイオード20、電極の構成は、図1乃至図3の発光素子パッケージ100と類似するので、詳細な説明は省略する。
【0122】
図9を参考すると、本発明の第5実施形態に従う発光素子パッケージ100Dは、胴体の上に形成されている透光フィルム80のうち、上記支持部材95Dの上面と着く領域に複数の接着ホール83を含む。
【0123】
上記透光フィルム80と支持部材95Dの上面との間には接着剤84が塗布されている。
【0124】
上記接着剤84は、Agペースト、UV接着剤、Pb−free low temperature glass、アクリル接着剤、またはセラミック接着剤などであり、上記接着剤84の塗布後、上記透光フィルム80と支持部材95Dを押圧することによって、上記接着ホール83を上記接着剤84で埋め立てた後、硬化する。
【0125】
このように、上記接着剤84で上記接着ホール83を埋め立てた後、上記接着剤84を硬化することで、上記透光フィルム80と上記支持部材95Dとの間に接着剤84により付着しながらも、上記接着ホール83と接着剤84との間の物理的な結合を誘導して結合をより強固にすることができる。
【0126】
図9では、透光フィルム80に複数の接着ホール83が形成されることと記載したが、これとは異なり、接着溝が形成され、上記接着剤84が上記接着溝を埋め立てることもでき、接着ホール83の構成は多様に形成することができる。
【0127】
図10は、本発明の第6実施形態による発光素子パッケージの断面図である。
【0128】
図10の発光素子パッケージ100Eは、セラミック胴体10と、上記胴体10の上に配置された少なくとも1つの発光ダイオード20と、上記胴体10の上に配置されて、上記発光ダイオード20と電気的に連結された第1電極及び第2電極(図示せず)とを備える。
【0129】
また、上記発光素子パッケージ100Eは、上記発光ダイオード20を保護する透光フィルム80と、及び上記透光フィルム80を支持する支持部材95Eとを備える。
【0130】
上記図10の発光素子パッケージ100Eの胴体10、絶縁層10a、10b、10c、10d、発光ダイオード20、電極の構成は、図1乃至図3の発光素子パッケージ100と類似するので、詳細な説明は省略する。
【0131】
図10を参考すると、本発明の第6実施形態に従う発光素子パッケージ100Eは、上記キャビティ15の下部の胴体10の内部に上記発光ダイオード20から放出される熱を放熱部材90に伝達するための複数の放熱ホール14が形成される。
【0132】
上記放熱ホール14は、キャビティ15の底面から上記放熱部材90までの胴体10を貫通し、上記発光ダイオード20の下部にも形成される。
【0133】
上記放熱部材90は、上記胴体10より熱伝導性の高い物質で具現されることができ、上記放熱ホール14は、第1絶縁層10aのセラミックを焼結前にパンチングして形成する。
【0134】
図10では、上記放熱ホール14の内部に空間を形成することによって、熱が対流を通じても伝達できるように形成したが、これとは異なり、上記放熱ホール14の内部を上記胴体10の材質より熱伝導性の高い物質で埋め立てて形成することができる。
【0135】
この際、上記透光フィルム80と上記支持部材95Eとの接着は、図4乃至図9のいずれか1つの実施形態を適用できるが、図10のように、透光フィルム80にガラス突起86が形成され、支持部材95Eの上面に上記ガラス突起86と整列する突起溝99が形成されてガラス突起86と上記突起溝99との嵌合により接着できる。
【0136】
この際、上記支持部材95Eの上面と上記透光フィルム80との間には接着剤87がさらに形成されることができ、上記透光フィルム80と上記支持部材95Eとの間に突起86と溝99により固定しながらも上記接着剤87により結合をより強固にすることができる。
【0137】
図11は、本発明の第7実施形態による発光素子パッケージの斜視図である。
【0138】
図11の発光素子パッケージ100Fは、セラミック胴体10と、上記胴体10の上に配置された少なくとも1つの発光ダイオード20と、上記胴体10の上に配置されて、上記発光ダイオード20と電気的に連結された第1電極及び第2電極(図示せず)とを備える。
【0139】
また、上記発光素子パッケージ100Fは、上記発光ダイオード20を保護する透光フィルム80と、及び上記透光フィルム80を支持する支持部材95とを備える。
【0140】
上記図11の発光素子パッケージ100Fの胴体10、絶縁層10a、10b、10c、10d、発光ダイオード20、電極の構成は、図1乃至図3の発光素子パッケージ100と類似するので、詳細な説明は省略する。
【0141】
図11の発光素子パッケージ100Fの発光ダイオード20は、紫外線発光ダイオードであり、245nm乃至405nm帯の波長を有する発光ダイオード20でありうる。即ち、280nm内外の短波長紫外線を放出したり、365または385nmの長波長紫外線を放出する発光ダイオード20が全て適用できる。
【0142】
紫外線発光ダイオード20は、第1電極31に伝導性接着剤で付着され、ワイヤー22により第2電極32に電気的に連結できる。発光ダイオード20は、ワイヤーボンディング、ダイボンディング、フリップボンディング方式を選択的に用いて搭載することができ、このようなボンディング方式はチップ種類及びチップの電極位置によって変更できる。
【0143】
この際、上記キャビティ15の内に上記紫外線発光ダイオード20と電気的に連結されている有色発光ダイオード30及びツエナーダイオード35をさらに含む。
【0144】
上記有色発光ダイオード30は、青色、緑色、または赤色発光ダイオードであり、図11のように、紫外線発光ダイオード20と同一に第2電極32の上に搭載されて上記第2電極32と電気的に連結され、上記第1電極31とワイヤー(図示せず)を通じて連結できる。
【0145】
上記有色発光ダイオード30と上記紫外線発光ダイオード20が並列連結されている場合、上記有色発光ダイオード30は、上記紫外線発光ダイオード20と同一に動作して有色の光を放出することによって、上記紫外線発光ダイオード20が動作するか否かを肉眼で識別可能にする。
【0146】
これとは異なり、上記有色発光ダイオード30は、別個の電極(図示せず)から電源の印加を受けて上記紫外線発光ダイオード20が動作する開始点で発光後、発光しないパルス型発光動作を遂行することもできる。
【0147】
一方、上記キャビティ15の内に図11のように、ツエナーダイオード35を含むことによって、逆電流が流れる場合、逆電流をツエナーダイオード35に流してくれることで、紫外線発光ダイオード20を保護することができる。上記ツエナーダイオード35は、図11のように、ダミー電極33の上に配置され、別途の端子から電源の印加を受けることができる。
【0148】
図11のように、キャビティ15の内に有色発光ダイオード30とツエナーダイオード35を紫外線発光ダイオード20と共に配置することができ、上記胴体10と透光フィルム80との結合方法は、図4乃至図10のうちのいずれか1つ方法を適用することができる。
【0149】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、特許請求範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のセラミック絶縁層を有し、前記複数のセラミック絶縁層がキャビティを形成している胴体と、
前記キャビティの内に形成された紫外線発光ダイオードと、
前記胴体に互いに離隔しており、前記紫外線発光ダイオードと電気的に連結されている第1及び第2電極と、
前記胴体の上に形成され、前記キャビティを囲む支持部材と、
前記支持部材と結合し、前記キャビティを覆うガラスフィルムと
を備え、
前記第1及び第2電極は、互いに異なる前記セラミック絶縁層の上で前記発光ダイオードと電気的に連結されている、紫外線発光素子パッケージ。
【請求項2】
前記キャビティの側面は層状構造を有し、
前記第1電極はキャビティの側面に露出されており、
前記第2電極はキャビティの底面に露出されている、請求項1に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項3】
前記セラミック絶縁層は、
前記キャビティの底面に露出された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層の上の第2絶縁層と、
前記第2絶縁層の一部を露出する第3絶縁層と
を備える、請求項2に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項4】
前記第1及び第2電極は前記胴体の外面を囲み、前記胴体の底面に形成されたパッドと連結されている、請求項3に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項5】
前記第1及び第2電極は複数の層で形成されている、請求項4に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項6】
前記第1及び第2電極は、前記セラミック絶縁層と交互に形成されている、請求項5に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項7】
前記支持部材の上面に少なくとも1つの結合突起を有し、前記ガラスフィルムは前記結合突起と嵌合する少なくとも1つの結合溝を有する、請求項6に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項8】
前記支持部材の上面に少なくとも1つの結合溝を有し、前記ガラスフィルムは前記結合溝に嵌合する少なくとも1つの結合突起を有する、請求項6に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項9】
前記発光素子パッケージは、前記ガラスフィルムと前記支持部材を固定する少なくとも1つの固定ピンをさらに備える、請求項6に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項10】
前記ガラスフィルムは、前記固定ピンを通過させる少なくとも1つの貫通ホールを有する、請求項9に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項11】
前記固定ピンは、前記ガラスフィルムの貫通ホールの直径より大きい直径を有するピンヘッド、及び前記ピンヘッドから延びて前記貫通ホールと嵌合するピン胴体を有する、請求項10に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項12】
前記ピン胴体は表面にねじ突起を有する、請求項11に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項13】
前記ピン胴体は、前記ピンヘッドから一定の直径を有して延びている、請求項12に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項14】
前記支持部材の上面と前記ガラスフィルムとの間に接着部材が形成されている、請求項6に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項15】
前記接着部材はUV接着剤を含む、請求項14に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項16】
前記ガラスフィルムは、前記接着部材で埋め立てられる少なくとも1つの接着ホールをさらに有する、請求項15に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項17】
前記支持部材の内側面に前記ガラスフィルムをスライドする溝がさらに形成されている、請求項6に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項18】
前記胴体は、前記キャビティの底面から前記胴体の底面まで延びる少なくとも1つの放熱ホールを有する、請求項6に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項19】
前記支持部材は、前記胴体と一体形成されている、請求項1に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項20】
前記胴体の前記キャビティの内に前記紫外線発光ダイオードの動作を表示する有色発光ダイオードをさらに備える、請求項1に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項21】
前記ガラスフィルムを囲み、前記支持部材とねじ結合するガラスケースをさらに備える、請求項6に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項22】
前記胴体は、複数の前記セラミック絶縁層が同時焼結されて形成されている、請求項6に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項23】
前記胴体の前記キャビティの内に前記紫外線発光ダイオードに流れる過電流を流すツエナーダイオードをさらに備える、請求項6に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項24】
前記胴体の上に形成されたダミー電極をさらに備える、請求項6に記載の紫外線発光素子パッケージ。
【請求項25】
前記ツエナーダイオードは、前記ダミー電極と連結されている、請求項24に記載の紫外線発光素子パッケージ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2012−227511(P2012−227511A)
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−16668(P2012−16668)
【出願日】平成24年1月30日(2012.1.30)
【出願人】(510039426)エルジー イノテック カンパニー リミテッド (279)
【Fターム(参考)】