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JP2013008941A - 発光素子モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】発光素子パッケージの耐久性と光効率を向上させること。
【解決手段】本発明の一実施例は、互いに電気的に分離された第１のリードフレーム及び第２のリードフレームと、第１のリードフレーム及び第２のリードフレームとそれぞれ電気的に連結された発光素子と、前記発光素子の周辺領域に配置されたダムと、前記発光素子を取り囲み、前記ダムの内側領域に配置された樹脂層と、及び前記ダムの周辺領域に配置され、少なくとも一側面が傾斜面に形成された反射部材とを備える発光素子モジュールを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施例は、発光素子モジュールに関するものである。
半導体の３―５族又は２―６族化合物半導体物質を用いた発光ダイオードやレーザーダイオードなどの発光素子は、薄膜成長技術及び素子材料の開発によって赤色、緑色、青色及び紫外線などの多様な色を具現することができ、蛍光物質を用いたり、色を組み合わせることによって効率の良い白色光線も具現可能である。
このような技術の発達とともに、ディスプレイ素子のみならず、光通信手段の送信モジュール、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）表示装置のバックライトを構成する冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｌａｍｐ）に取って代わる発光ダイオードバックライト、蛍光灯や白熱電球に取って代わる白色発光ダイオード照明装置、自動車のヘッドライト及び信号灯にまで応用が拡大されている。
発光素子は、パッケージ本体に実装されて発光素子パッケージをなす。発光素子パッケージにおいては、シリコンやＰＰＡ樹脂などのパッケージ本体に一対のリードフレームが実装され、リードフレーム上に発光素子が電気的に連結される。
本発明の実施例は、発光素子パッケージの耐久性と光効率を向上させようとする。
本発明の一実施例は、互いに電気的に分離される第１のリードフレーム及び第２のリードフレームと、第１のリードフレーム及び第２のリードフレームとそれぞれ電気的に連結された発光素子と、前記発光素子の周辺領域に配置されたダム（ｄａｍ）と、前記発光素子を取り囲み、前記ダムの内側領域に配置された樹脂層と、前記ダムの周辺領域に配置され、少なくとも一側面が傾斜面に形成された反射部材とを備える発光素子モジュールを提供する。
本発明の一実施例に係る発光素子パッケージによると、外部からの水分や酸素などの浸透防止によって耐久性が向上し、縁部に配置された反射部材が発光素子から放出された光を反射させることによって指向角を調節することができる。
発光素子モジュールの第１の実施例の断面図である。 図１の発光素子モジュールの製造工程を示した図である。 図１の発光素子モジュールの製造工程を示した図である。 図１の発光素子モジュールの製造工程を示した図である。 図１の発光素子モジュールの製造工程を示した図である。 図１の発光素子モジュールの製造工程を示した図である。 図１の発光素子モジュールの製造工程を示した図である。 発光素子モジュールの第２の実施例の断面図である。 発光素子モジュールの第３の実施例の断面図である。 発光素子モジュールの第４の実施例の断面図である。 発光素子モジュールの第５の実施例の断面図である。 図１の「Ａ」部分の発光素子の配線構造の一実施例を示した図である。 発光素子モジュールの第６の実施例を示した図である。 発光素子モジュールアレイと導光板の配置を示した図である。 上述した発光素子モジュールが配置されたアレイを示した図である。 上述した発光素子モジュールが配置されたアレイを示した図である。 発光素子モジュールの第７の実施例を示した図である。 図１７の「Ｄ」部分を詳細に示した図である。 図１７の「Ｄ」部分を詳細に示した図である。 図１７の「Ｄ」部分を詳細に示した図である。 図１７の「Ｄ」部分を詳細に示した図である。 図１７の「Ｄ」部分を詳細に示した図である。 図１７の「Ｄ」部分を詳細に示した図である。 図１７の「Ｄ」部分を詳細に示した図である。 図１７の「Ｄ」部分を詳細に示した図である。 発光素子モジュールの第８の実施例を示した図である。 発光素子モジュールが配置された照明装置の一実施例を示した図である。 発光素子モジュールが配置された映像表示装置の一実施例を示した図である。 図２６の映像表示装置において発光素子モジュールの駆動の一実施例を示した図である。
以下、各実施例を添付の図面を参照して説明する。
本発明に係る実施例の説明において、各エレメントの「上又は下」に形成されると記載される場合、上又は下は、二つのエレメントが互いに直接接触したり、一つ以上の他のエレメントが前記二つのエレメント間に配置されて形成されることを全て含む。また、「上又は下」と表現される場合、一つのエレメントを基準にして上側方向のみならず、下側方向の意味も含むことができる。
図１は、発光素子モジュールの第１の実施例の断面図である。
本実施例に係る発光素子モジュール１００においては、一対の第１及び第２のリードフレーム１４０a,１４０b が互いに電気的に分離されて配置され、発光素子１０は、第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b と電気的に連結されて配置されている。第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b は、絶縁層１３０を介して放熱層１２０と接触している。
放熱層１２０は、アルミニウム（Ａｌ）などの熱伝導性に優れた物質からなり得る。また、絶縁層１３０は、第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b から放出される熱を放熱層１２０に伝達するので、熱伝導性に優れた材料からなり得る。
放熱層１２０の厚さｔ１は０．６ミリメートルで、絶縁層１３０の厚さｔ２は０．１ミリメートルであり得るが、それぞれの数値は１０％の公差を有することができる。
絶縁層１３０上の第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b 間にはＰＳＲ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｓｏｌｄｅｒ Ｒｅｓｉｓｔｅｒ）層１６０を配置できるが、前記ＰＳＲ層１６０は、発光素子モジュールの輝度を向上させることができる。前記ＰＳＲ層１６０は、第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b の短絡を防止するために絶縁性物質からなり得る。
第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b の上部には電極パッド１５０a, １５０b をそれぞれ配置できるが、電極パッド１５０ a, １５０b は銀（Ａｇ）からなり得る。図１には、電極パッド１５０ a, １５０b を第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b と同一の領域に配置しているが、電極パッド１５０ a, １５０b は第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b の少なくとも一部の領域に配置することもできる。上述した電極パッド１５０ a, １５０b は、第１の電極パッド及び第２の電極パッドからなり得る。
第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b は０．０５ミリメートルの厚さを有し、電極パッド１５０ a, １５０b は０．０１ミリメートルの厚さを有することができるが、第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b の厚さが電極パッド１５０ a, １５０b の厚さの５倍であり、上述した各数値は１０％の公差を有することができる。
第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b は、発光素子１０から発生した光を反射させることによって光効率を増加できるが、銀（Ａｇ）からなる電極パッド１５０ a, １５０b によって光の反射を増加させることができる。
発光素子１０は、第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b と電気的に連結できるが、発光素子１０としては、垂直型発光素子、水平型発光素子又はフリップ型発光素子を配置することができる。本実施例において、発光素子１０は、導電性接着層１１０を介して一つのリードフレーム１４０ a,１４０b と電気的に接触し、ワイヤ１０５を介して他の一つのリードフレームと電気的に接触している。
樹脂層１８０は、発光素子１０を取り囲んで保護することができる。また、樹脂層１８０には蛍光体１８５が含まれ、この蛍光体１８５により、発光素子１０から放出された光の波長を変化させることができる。樹脂層１８０は、少なくとも発光素子１０とワイヤ１０５を覆って形成することができる。
そして、発光素子１０から放出された第１の波長領域の光が、前記蛍光体１８５によって励起されて第２の波長領域の光に変換され、第２の波長領域の光がレンズ（図示せず）などの光経路変換ユニットを通過することによって光経路を変更可能である。
レンズは、発光素子１０から放出され、蛍光体１８５で波長が変換された光の屈折などを通して光経路を変換させることができ、特に、バックライトユニット内で発光素子モジュールが使用されるときに指向角を調節することができる。
レンズは、光透過率の良い材料からなるが、一例として、ポリメチルメタクリレート（ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ；ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）、ポリエチレン（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＥ）又はレジン射出物からなり得る。
そして、発光素子１０の周辺領域にダム１７０を形成できるが、ダム１７０は、樹脂層１８０の縁部を固定することができる。すなわち、樹脂層１８０が発光素子１０を取り囲んで形成された後、樹脂層１８０の縁部がダム１７０によって固定され、樹脂層１８０がダム１７０の内側領域に配置されている。ダム１７０は、樹脂層１８０の周囲を固定するように円状又は楕円状に配置することができる。
ダム１７０の高さは４０〜６０マイクロメートルであり得るが、ダム１７０の高さが過度に低いと、樹脂層１８０の固定に十分でないおそれがあり、ダム１７０の高さが過度に高いと、発光素子１０から水平方向に放出された光の進行に影響を及ぼすおそれがある。
そして、反射部材１９０は、前記ダム１７０から既に設定された間隔だけ離隔するように配置することができる。本実施例において、発光素子１０の周囲にキャビティが形成されておらず、発光素子１０から放出される光が発光素子モジュール１００の側面にも多く放出され得るので、反射部材１９０が側面に向かう光を反射させることによって、発光素子モジュールの指向角を調節することができる。
反射部材１９０は、反射率に優れた物質を使用して形成できるが、図示したように、内側壁aに傾斜面が形成され、発光素子１０から放出された光の反射効率を増加させることができる。反射部材１９０をＰＳＲ層１６０などに固定するとき、固定部材１９５としては両面接着剤又は両面接着テープなどを使用することができる。
反射部材１９０の傾斜面の最上端の幅ＷＲは、発光素子モジュールから光が放出される開口部になり、前記開口部の幅ＷＲは、ダム１７０によって固定された樹脂層１８０の幅ＷＶの１．５〜２倍であり得るが、反射部材１９０が楕円状をなすので、大きな範囲を有している。
本実施例において、一つの発光素子モジュール内に一つの発光素子を配置しているが、複数の発光素子を配置することもでき、３個の発光素子を配置する場合、赤色、緑色及び青色の光を放出する発光素子をそれぞれ配置することもできる。
図２〜図７は、図１の発光素子モジュールの製造工程を示した図である。
まず、図２に示したように、放熱層１２０上に絶縁層１３０を準備する。放熱層１２０はアルミニウムなどからなり、絶縁層１３０も熱伝導性に優れた絶縁物質からなり得る。
そして、図３に示したように、絶縁層１３０上に第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b と電極パッド１５０ a, １５０b を形成することができる。第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b は、銅（Ｃｕ）などの電気伝導度に優れた物質を絶縁層１３０の表面にマスクを用いてパターニングすることによって形成することができる。
電極パッド１５０ a, １５０b は、第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b と同一の面積又はより狭い面積でパターニングして形成することができる。電極パッド１５０ a, １５０b は、第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b の反射率を高めるとともに、第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b の変色を防止することもできる。電極パッド１５０ a, １５０b は、コーティング方法で形成することができ、ＳｉＯ２又はＴｉＯ２などで複数の層に形成することもできる。
そして、図４に示したように、第１及び第２のリードフレーム１４０ a,１４０b 間をＰＳＲ層１６０で充填し、反射部材や樹脂層などの形成領域を準備し、第１及び第２のリードフレーム１４０ a,1４０b の電気的短絡を防止することができる。
そして、図５に示したように、一つのリードフレーム１４０ a,１４０b と電極パッド１５０ a, １５０b に導電性接着層１１０を介して発光素子１０を固定し、前記発光素子１０を他のリードフレーム１４０ a,１４０b と電極パッド１５０ a, １５０b にワイヤ１０５を介して電気的に連結する。
そして、発光素子１０の周辺領域にダム１７０を形成する。前記ダム１７０は、樹脂層を固定するためのものであって、ＰＳＲ層１６０上にシルクスクリーン法などの印刷法で形成することができる。
そして、図６に示したように、樹脂層１８０は、発光素子１０の周囲に塗布して硬化することによって形成することができる。樹脂層１８０は蛍光体１８５を含むことができ、樹脂層１８０の縁部は、ダム１７０によって固定されて円状及び楕円状をなすことができる。
そして、図７に示したように、反射部材１９０は、固定部材１９５を介してＰＳＲ層１６０上に固定することができる。前記ＰＳＲ層１６０と反射部材１９０がなすキャビティは、反射カップとして作用することができる。反射部材１９０は、内側壁a が傾斜をなすことができ、耐湿コーティングを通して外部からの異物の浸透を防止することができる。
図８〜図１１は、発光素子モジュールの第２の実施例〜第５の実施例の断面図である。
図８に示した実施例では、ダム１７０の上部に「Ｖ」字状又は「Ｕ」字状の溝が形成されており、当該溝に樹脂層１８０の縁部が固定されている。このとき、当該溝を通して、樹脂層１８０の縁部の固定が容易になり得る。
図９に示した実施例では、ダム１７０の上部がラウンド状をなしており、ラウンド状に樹脂層１８０の縁部が固定されている。
図１０に示した実施例と図１１に示した実施例では、ダム１７０の上部に段差及び溝が形成され、段差及び溝を通して、樹脂層１８０の固定が容易になり得る。図１０に示した実施例では、ダム１７０の上部に段差が形成され、ダム１７０の縁部の段差がより高く配置されている。そして、図１１に示した実施例では、ダム１７０の上部に段差及び溝が形成され、段差及び溝を通して樹脂層１８０の縁部を固定している。
図１２は、図１の「Ａ」部分の発光素子の配線構造の一実施例を示した図である。
図１２には、図１の水平型発光素子１０が配置されており、第１の電極１０ａは第１のリードフレーム１４０ａにワイヤ１０５を介して連結されており、第２の電極１０ｂは第２のリードフレーム１４０ｂにワイヤ１０５を介して連結されている。このとき、第１のリードフレーム１４０ａと第２のリードフレーム１４０ｂの表面には電極パッドを配置することができる。
本実施例において、水平型発光素子１０の周辺に第１のリードフレーム１４０ａと第２のリードフレーム１４０ｂが対角線方向に配置され、発光素子モジュール内での第１及び第２のリードフレーム１４０ａ、１４０ｂの配置面積を減少させることができる。
図１３は、発光素子モジュールの第６の実施例を示した図である。
本実施例では、上述した各実施例と異なってダム１７０が省略されており、反射部材１９０が樹脂層１８０の縁部を固定している。このとき、樹脂層１８０は、反射部材１９０より高く配置しているが、反射部材１９０より低く配置することもできる。
図１４は、発光素子モジュールアレイと導光板の配置を示した図である。図１４に示した実施例のように、樹脂層が反射部材より高く配置されたり、樹脂層上にレンズが配置され、レンズが反射部材より高く配置される場合、発光素子モジュールがバックライトユニットで使用されるとき、以下のように導光板を配置することができる。
図１４では、導光板の一側縁部に複数の溝が形成されており、前記溝には発光素子モジュール２００がそれぞれ配置されている。すなわち、発光素子モジュール２００で樹脂層やレンズが最も高い場合、導光板と発光素子モジュール２００が直接接触すると、樹脂層やレンズが損傷するおそれがあるので、導光板に溝を形成することによって、上述した樹脂層やレンズが導光板と直接接触することを防止することができる。
上述した各実施例と後述する各実施例において、樹脂層とレンズは、いずれも発光素子から放出された光の経路を変更することができ、樹脂層を第１の樹脂層と称し、レンズを第２の樹脂層と称することもできる。
そして、導光板に形成された溝の内側面に蛍光体層をコーティングできるが、このとき、発光素子モジュールの樹脂層内の蛍光体を省略することができる。
図１５〜図１６は、上述した発光素子モジュールが配置されたアレイを示した図である。
第１のリードフレーム１４０ａは、発光素子に駆動信号を供給できるので、それぞれの発光素子において共通しており、アノード電極であり得る。また、第２のリードフレーム１４０ｂは、それぞれの発光素子別に連結することができ、カソード電極であり得る。
図１５において、発光素子が配置される領域の縁部にダムが配置される領域Ｂを示している。このとき、第１のリードフレーム１４０ａ上の発光素子が配置される領域に電極パッド150ａを配置しており、第２のリードフレーム１４０ｂが発光素子と連結される領域に他の電極パッド150ｂを配置することができる。このような電極パッドの配置は、垂直型発光素子に適用することができる。そして、第１及び第２のリードフレーム１４０ａ、１４０ｂが配置され、他の領域にはＰＳＲ層１６０が露出している。
図１６では、図１５の第１のリードフレーム１４０ａの電極パッド１５０ａ上に発光素子１０が配置され、発光素子１０がワイヤ１０５を介して第２のリードフレーム１４０ｂと連結されており、ダムが形成された領域Ｂの縁部に反射部材１９０が配置されている。
反射部材１９０の形状は、発光素子から放出される光の投射領域に大きな影響を及ぼす。本実施例では、反射部材１９０が楕円状に配置されているが、反射部材１９０の水平断面、すなわち、第１のリードフレームと第２のリードフレームの配列と並んだ方向に反射部材１９０を切開したとき、反射部材１９０と反射部材１９０の内側面の傾斜面の断面は楕円状などの曲面をなしている。このとき、反射部材１９０の内側面の傾斜面がなす楕円は、長半径が短半径の１８０〜２２０％であり得る。
図１７は、発光素子パッケージの第７の実施例を示した図である。
本実施例に係る発光素子モジュール２００は、本体202と、本体202に設置された第１のリードフレーム240a及び第２のリードフレーム240bと、本体202に設置され、第１のリードフレーム240a及び第２のリードフレーム240bと電気的に連結された、本発明の実施例に係る発光素子１０と、発光素子１０の側面及び／又は上部を取り囲む樹脂層280とを備える。
本体202は、シリコン材質、合成樹脂材質、又は金属材質を含んで形成することができる。本体202が金属材質などの導電性物質からなる場合、図示していないが、本体202の表面に絶縁層がコーティングされ、この絶縁層によって第１及び第２のリードフレーム240a、240b間の電気的短絡を防止することができる。
第１のリードフレーム240a及び第２のリードフレーム240bは、互いに電気的に分離され、発光素子１０に電流を供給する。また、第１のリードフレーム240a及び第２のリードフレーム240bは、発光素子１０から発生した光を反射させることによって光効率を増加させることができ、発光素子１０から発生した熱を外部に排出させることもできる。
発光素子１０は、水平型発光素子、垂直型発光素子又はフリップ型発光素子であり、本体202上に設置したり、第１のリードフレーム240a又は第２のリードフレーム240b上に設置することができる。本実施例では、第１のリードフレーム240aと発光素子１０が導電性接着層２10を介して電気的に連結され、第２のリードフレーム240bと発光素子１０はワイヤ２４０を介して連結されている。発光素子１０は、ワイヤボンディング方式の他に、フリップチップ方式又はダイボンディング方式などによってリードフレーム240a、240bと連結することができる。
樹脂層280は、発光素子１０を取り囲んで保護することができる。また、樹脂層280には蛍光体285が含まれ、この蛍光体285は、発光素子１０から放出された光の波長を変化させることができる。樹脂層280は、少なくとも発光素子１０とワイヤ２４０を覆って形成することができる。
そして、発光素子１０から放出された第１の波長領域の光は、蛍光体285によって励起されて第２の波長領域の光に変換され、第２の波長領域の光がレンズ２７０などの光経路変換ユニットを通過することによって光経路を変更可能である。
レンズ２７０は、発光素子１０から放出され、蛍光体で波長が変換された光の屈折などを通して光経路を変換させることができ、特に、バックライトユニット内で発光素子パッケージが使用されるときに指向角を調節することができる。
レンズ２７０は、光透過率の良い材料からなるが、一例として、ポリメチルメタクリレート（ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ；ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）、ポリエチレン（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＥ）又はレジン射出物からなり得る。
レンズ２７０は、本体202の上部面に固定できるが、本体202との間で接着剤などで固定することもできる。このとき、本体202とレンズ２７０との界面では物質特性の差によって間隙が発生し、このような間隙を通して水分や酸素などが発光素子パッケージの内部に浸透するおそれがある。
したがって、本体202とレンズ２７０との結合面のうち、特に「Ａ」と表示された縁部領域にレンズ２７０と本体202を密封させ、外部から水分や酸素などの異物が浸透することを防止しなければならない。
図１８〜図２２は、図１７の「Ｄ」部分を詳細に示した図である。以下では、図１８〜図２２を参照して図１７の「Ｄ」部分を詳細に説明する。
図１８において、レンズ２７０と本体202との結合領域のうち本体202上に溝２８１が形成されている。溝２８１は、レンズ２７０と本体202との結合部分に挿入されて固定され得る構造であれば十分である。
図１９に示した構造において、溝２８２は、下側の幅Ｗａが上側の幅Ｗｂより広く配置されている。特に、図１９において、溝２８２の垂直方向の断面が台形状をなしている。
図１９に示した構造において、レンズ２７０の縁部が溝２８２に挿入されるので、レンズ２７０の縁部と本体202との結合力が大きくなり得る。また、レンズ２７０の縁部と本体202との結合経路が長くなり、その結果、外部から浸透し得る水分や酸素などの浸透経路が長くなるので、発光素子パッケージの内部に外部物質が侵入する可能性を減少させることができる。
そして、図２０に示した構造において、溝２８３の下側部分２８３ａの断面積が上側部分２８３ｂの断面積より大きくなり、その結果、結合経路の増加による外部物質の発光素子パッケージ内部への浸透を防止することができる。
また、溝２８３は、上側部分２８３ｂの断面積が下側部分２８３ａの断面積より小さく形成される瓶状に形成することもできる。
レンズ２７０がレジンなどの射出物などからなる場合、図２０の本体202に形成された溝２８３の下側部分２８３ａにレンズ材料を完全に充填した状態で硬化することができ、このとき、レンズ２７０と溝２８３との結合力がより大きくなり得る。
図２１Ａに示した実施例では、レンズ２７０と本体202とが結合する縁部領域で、本体202にダム２８４が形成されている。ダム２８４は、レンズ２７０の縁部と本体202との間に外部から水分や酸素などが浸透することを防止することができる。
図２１Ｂに示したように、ダム２８４は、レンズ２７０の縁部の３ヶ所に備えられてレンズ２７０を固定することができ、レンズ２７０が固定されると、レンズ２７０と本体202との間に間隙が発生しないので、外部物質の浸透を防止することができる。
図２１Ｃに示したように、ダム２８４は、レンズ２７０の縁部と隣接してレンズ２７０を覆う円柱状に配置することができる。このとき、ダム２８４は、レンズ２７０を固定する作用の他に、外部からの異物の遮断層として作用することができる。
図２２に示した実施例では、本体202の溝２８１とレンズ２７０との結合領域で、本体202上に密封材２９０が形成されている。溝２８１の構造は、レンズ２７０と本体202との結合経路を増加させ、レンズ２７０と本体202との間の結合力を増大させることができ、密封材２９０は外部物質の侵入を完全に遮断することができる。
密封材２９０は、図２２の溝２８１の構造のみならず、図１９、図２０及び図２３に示した溝２８２、２８３、２８５及びダム２８４にも形成することができる。上述した溝２８２、２８３、２８５は、ダム２８４と同一に作用することができる。密封材２９０は、本体202とレンズ２７０との結合力を増加できる材料からなり、特にプライマー組成物を含むことができる。
すなわち、本体202の表面にプライマー処理をすることによって密封材２９０を形成できるが、プライマー処理は、高分子フィルムなどの基材に高分子処理をし、高分子フィルムと本体202及び密封材２９０との結合力を強化させることができる。
そして、アクリル、エステル又はウレタンなどの高分子物質をプライマー処理に使用することができ、密封材２９０は、前記高分子物質を基材に塗布してコーティングすることによって形成することができる。このとき、プライマー組成物を複数の層に形成し、密封材２９０と本体202及びレンズ２７０との結合力を増加させることができる。
図２４は、発光素子パッケージの第８の実施例を示した図である。
図示した構造は、図１７に示した発光素子パッケージと同一であるが、レンズ２７０の上部面の中間部が陥没した構造をなしている。このようなレンズ２７０の形状は、発光素子パッケージの指向角を調節するためのものであり、他の形状にも変換可能である。
上述した発光素子モジュール２００は、本体202とレンズ２７０との間の結合力増加及び結合経路増加とプライマー組成物などによる密封により、外部からの水分や酸素などの浸透を防止し、素子の耐久性が向上するので、発光素子パッケージの寿命延長と色感低下を防止することができる。
本実施例に係る発光素子モジュールは、複数が基板上にアレイされ、前記発光素子モジュールの光経路上に光学部材である導光板、プリズムシート、拡散シートなどを配置することができる。このような発光素子モジュール、基板、光学部材は、ライトユニットとして機能することができる。更に他の実施例は、上述した各実施例に記載された半導体発光素子又は発光素子モジュールを含む表示装置、指示装置、照明システムに具現することができ、例えば、照明システムは、ランプ、街灯を含むことができる。以下では、上述した発光素子モジュールが配置された照明システムの一実施例として、照明装置と映像表示装置を説明する。
図２５は、発光素子モジュールが配置された照明装置の一実施例を示した図である。
本実施例に係る照明装置は、光を投射する光源６００と、光源６００が内蔵されるハウジング４００と、光源６００の熱を放出する放熱部５００と、光源６００及び放熱部５００を前記ハウジング４００に結合するホルダー７００とを含んで構成される。
ハウジング４００は、電気ソケット（図示せず）に結合されたソケット結合部４１０と、ソケット結合部４１０と連結され、光源６００が内蔵される本体部４２０とを備える。本体部４２０を貫通して空気流動口４３０を形成することができる。
図面には、ハウジング４００の本体部４２０上に複数の空気流動口４３０が備えられているが、空気流動口４３０は、一つの空気流動口からなってもよく、図示したように複数の空気流動口の放射状配置にしてもよく、その他にも多様な配置が可能である。
光源６００は、基板６１０上に複数の発光素子モジュール６５０を備えている。ここで、基板６１０は、ハウジング４００の開口部に挿入され得る形状にすることができ、後述するように放熱部５００に熱を伝達するために熱伝導率の高い物質からなり得る。
光源６００の下部にはホルダー７００が備えられるが、ホルダー７００は、フレーム及び他の空気流動口を含むことができる。また、図示してはいないが、光源６００の下部には光学部材が備えられ、光源６００の発光素子モジュール６５０から投射される光を拡散、散乱又は収斂させることができる。
図２６は、発光素子モジュールを含む映像表示装置を示した図である。
図示したように、本実施例に係る表示装置８００は、光源モジュールと、ボトムカバー８２０上の反射板８２０と、反射板８２０の前方に配置され、光源モジュールから放出される光を表示装置の前方にガイドする導光板８４０と、導光板８４０の前方に配置される第１のプリズムシート８５０及び第２のプリズムシート８６０と、第２のプリズムシート８６０の前方に配置されるパネル８７０と、パネル８７０の前方に配置されるカラーフィルター８８０とを含んで構成される。
光源モジュールは、基板８３０上の発光素子モジュール８３５を含んで構成される。ここで、基板８３０としてはＰＣＢなどを使用することができ、発光素子モジュール８３５は上述した通りである。
ボトムカバー８１０は、表示装置８００内の各構成要素を収納することができる。反射板８２０は、本図面のように別途の構成要素として設けることもでき、導光板８４０の後面やボトムカバー８１０の前面に反射度の高い物質でコーティングされる形態で設けることも可能である。
ここで、反射板８２０としては、反射率が高く、超薄型で使用可能な素材を使用することができ、ポリエチレンテレフタレート（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ；ＰＥＴ）を使用することができる。
導光板８４０は、発光素子モジュールから放出される光を散乱させ、その光を液晶表示装置の画面の全領域にわたって均一に分布させる。したがって、導光板８４０は、屈折率と透過率の良い材料からなるが、ポリメチルメタクリレート（ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ；ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）、又はポリエチレン（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ；ＰＥ）などで形成することができる。
第１のプリズムシート８５０は、支持フィルムの一面に、透光性と弾性を有する重合体材料で形成されるが、重合体は、複数の立体構造が繰り返して形成されたプリズム層を有することができる。ここで、複数のパターンは、図示したように、山部と谷部が繰り返して形成されたストライプタイプに備えることができる。
第２のプリズムシート８６０における支持フィルムの一面の山部と谷部の方向は、第１のプリズムシート８５０における支持フィルムの一面の山部と谷部の方向に対して垂直であり得る。これは、光源モジュールと反射シートから伝達された光を前記パネル８７０の全方向に均一に分散させるためである。
本実施例では、第１のプリズムシート８５０と第２のプリズムシート８６０が光学シートをなすが、光学シートは、他の組み合わせ、例えば、マイクロレンズアレイからなるか、拡散シートとマイクロレンズアレイとの組み合わせ、又は一つのプリズムシートとマイクロレンズアレイとの組み合わせなどからなり得る。
パネル８７０には、液晶表示パネルを配置できるが、液晶表示パネルの他に、光源を必要とする他の種類のディスプレイ装置を備えることもできる。
パネル８７０は、ガラスボディー間に液晶が位置し、光の偏光性を用いるために偏光板を両側のガラスボディーに載せた状態となっている。ここで、液晶は、液体と固体の中間的な特性を有するが、液体のように流動性を有する有機分子である液晶が結晶のように規則的に配列された状態を示し、分子配列が外部電界によって変化する性質を用いて画像を表示する。
表示装置に使用される液晶表示パネルは、アクティブマトリックス方式であって、各画素に供給される電圧を調節するスィッチとしてトランジスタを使用する。
パネル８７０の前面にはカラーフィルター８８０が備えられ、パネル８７０から投射された光のうち、それぞれの画素ごとに赤色、緑色及び青色の光のみを透過するので、画像を表現することができる。
図２７は、図２６の表示装置における発光素子モジュールの駆動の一実施例を示した図である。
発光素子モジュールの駆動ユニットは、基板320とコネクタを介してそれぞれのストリング310に駆動信号及び電流を供給するが、それぞれのストリング310には６個〜８個の発光素子モジュール300が配置されている。このとき、それぞれのストリング202に配置された発光素子モジュール300ごとに異なる駆動信号を供給する場合、導光板８４０の点線で区分された領域ごとに分割して光を供給することができる。
以上では、本発明の実施例を中心にして説明したが、これは例示に過ぎないもので、本発明を限定するものではなく、本発明の属する分野で通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で以上で例示していない多様な変形と応用が可能であることが分かるだろう。例えば、実施例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と関連した各差異点は、添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈すべきである。
１０ 発光素子
１００ 発光素子モジュール
１０５ ワイヤ
１１０ 導電性接着層
１２０ 放熱層
１３０ 絶縁層
１６０ ＰＳＲ層
１７０ ダム
１８０ 樹脂層
１８５ 蛍光体
１９０ 反射部材
１９５ 固定部材

Claims (25)

  1. 互いに電気的に分離された第１のリードフレーム及び第２のリードフレームと、
    前記第１のリードフレーム及び第２のリードフレームとそれぞれ電気的に連結された発光素子と、
    前記発光素子の周辺領域に配置されたダムと、
    前記発光素子を取り囲み、前記ダムの内側領域に配置された樹脂層と、
    前記ダムの周辺領域に配置され、少なくとも一側面が傾斜面に形成された反射部材と
    を備える発光素子モジュール。
  2. 前記ダムは、前記発光素子の周囲に円状又は楕円状に配置されている、請求項１に記載の発光素子モジュール。
  3. 前記傾斜面の水平断面は前記発光素子の周囲で曲面をなす、請求項１又は２に記載の発光素子モジュール。
  4. 前記ダムの高さは４０〜６０マイクロメートルである、請求項１又は２に記載の発光素子モジュール。
  5. 前記ダムの上部に少なくとも一つの段差を有する、請求項１乃至４のうちのいずれかに記載の発光素子モジュール。
  6. 前記段差に前記樹脂層の縁部が固定されている、請求項５に記載の発光素子モジュール。
  7. 前記ダムの上部に溝が形成され、前記溝に前記樹脂層の縁部が固定されている、請求項５に記載の発光素子モジュール。
  8. 前記第１のリードフレームと第２のリードフレームとの間にＰＳＲ層をさらに備える、請求項１乃至７のうちのいずれかに記載の発光素子モジュール。
  9. 前記反射部材は前記ＰＳＲ層上に配置され、前記反射部材と前記ＰＳＲ層は固定部材で結合されている、請求項８に記載の発光素子モジュール。
  10. 前記固定部材は両面接着剤又は両面接着テープである、請求項９に記載の発光素子モジュール。
  11. 前記ダムは、前記ＰＳＲ層上に印刷されて形成されている、請求項９又は１０に記載の発光素子モジュール。
  12. 前記第１のリードフレーム及び第２のリードフレームのうちの少なくとも一つは、絶縁層を介して放熱層と接触する、請求項１乃至１１のうちのいずれかに記載の発光素子モジュール。
  13. 前記反射部材の傾斜面の最上端の幅は、前記ダムに固定された樹脂層の幅の１．５〜２倍である、請求項１乃至１２のうちのいずれかに記載の発光素子モジュール。
  14. パッケージ本体に配置され、互いに電気的に分離された第１のリードフレーム及び第２のリードフレームと、
    前記第１のリードフレーム及び第２のリードフレームとそれぞれ電気的に連結された発光素子と、
    前記発光素子を取り囲み、パッケージ本体上に配置された樹脂層と
    を備え、
    前記パッケージ本体と前記樹脂層との結合領域の縁部に密封材が配置されている発光素子モジュール。
  15. 前記樹脂層は、前記発光素子から放出される第１の波長領域の光を第２の波長領域の光に変更する第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層の周囲に配置され、前記第１の樹脂層から放出される光の経路を変更する第２の樹脂層とを有する、請求項１４に記載の発光素子モジュール。
  16. 前記第１の樹脂層の高さは前記パッケージ本体の高さと同一である、請求項１５に記載の発光素子モジュール。
  17. 前記密封材は、前記パッケージ本体上に配置され、プライマー組成物を含む、請求項１４乃至１６のうちのいずれかに記載の発光素子モジュール。
  18. 前記本体上にダムが形成されている、請求項１４〜１７のうちのいずれかに記載の発光素子モジュール。
  19. 前記ダムの下側の幅が上側の幅より広い、請求項１８に記載の発光素子モジュール。
  20. 前記ダムの水平方向の断面が台形である、請求項１８に記載の発光素子モジュール。
  21. 前記ダムの垂直方向の断面がＶ字状又は瓶状である、請求項１８に記載の発光素子モジュール。
  22. 前記ダムにプライマー組成物がコーティングされている、請求項１８に記載の発光素子モジュール。
  23. 前記樹脂層の縁部が前記ダムに挿入されて固定されている、請求項１８乃至２２のうちのいずれかに記載の発光素子モジュール。
  24. 前記ダムは、前記樹脂層の縁部と隣接して少なくとも３ヶ所に形成されている、請求項２３に記載の発光素子モジュール。
  25. 前記ダムは、前記樹脂層の縁部と隣接して円柱状に形成されている、請求項２３に記載の発光素子モジュール。
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