JP2015149468A - 発光ダイオードパッケージ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発光ダイオードパッケージ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージは、パッケージモールド、パッケージモールドの一面上に位置する発光ダイオードチップと、パッケージモールドの一面上に位置し、発光ダイオードチップと離隔して位置する波長変換部を含み、波長変換部は、パッケージモールドの一面上に位置する第１バリアー層、第１バリアー層上に位置する波長変換層と、波長変換層上に位置する第２バリアー層を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光ダイオードパッケージ及びその製造方法に関する。

液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、現在最も広く使用されているフラットパネル表示装置（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）のうちの一つであって、電極が形成されている２枚の基板とその間に挿入される液晶層からなり、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって透過する光の量を調節する表示装置である。

このような液晶表示装置は、受動発光装置であるため、液晶層を通過する光を提供するバックライトアセンブリが要求される。バックライトアセンブリに利用される光源には、ＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）、ＥＥＦＬ（Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ ＬＥＤ）などがある。最近では、高輝度の発光ダイオードを利用したバックライトアセンブリが多く利用されている。

このような発光ダイオードは、発光ダイオードパッケージタイプで使用され得る。発光ダイオードパッケージは、一般的にはパッケージモールド、パッケージモールド上に配置され、青色光を放出する発光ダイオードチップ、発光ダイオードチップ上に位置して発光ダイオードチップから放出された青色光を白色光に変える蛍光体を含み、場合によっては発光ダイオードチップ及び蛍光体をカバーするレンズを含み得る。

しかし、前述した蛍光体では高純度の白色光を生成するのに限界がある。一方、一般的な蛍光体の代りに量子ドットを利用することによって高純度の白色光を生成することはできる。

ただし、発光ダイオードチップは多くの熱を発生させ、量子ドットはこのような熱に非常に敏感であるため、安定した光を生成するためには発光ダイオードパッケージで発光ダイオードチップと量子ドットとの間の距離を離隔させる必要がある。しかし、この場合、発光ダイオードパッケージの厚さが増加し、このような発光ダイオードパッケージの厚さの増加は、これを含む液晶表示装置の厚さの増加に直接的な影響を及ぼす。

発光ダイオードチップと量子ドットとの間の距離を離隔させる他の方法としては、量子ドットを含む光学部品を別に製造し、これを発光ダイオードパッケージと離隔させる方法がある。しかし、このような方法は、液晶表示装置の全体的な工程費用及び時間の増加をもたらす。

本発明が解決しようとする課題は、量子ドットを含む厚さの薄い発光ダイオードパッケージを提供することにある。

また、本発明が解決しようとする他の課題は、量子ドットを含む厚さの薄い発光ダイオードパッケージの製造方法を提供することにある。

本発明の課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていない他の技術的課題は、以下の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

前記課題を達成するための本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージは、パッケージモールド、パッケージモールドの一面上に位置する発光ダイオードチップと、パッケージモールドの一面上に位置し、発光ダイオードチップと離隔して位置する波長変換部を含み、波長変換部は、パッケージモールドの一面上に位置する第１バリアー層、第１バリアー層上に位置する波長変換層、及び波長変換層上に位置する第２バリアー層を含む。

前記波長変換層は量子ドットを含み得る。

前記発光ダイオードチップ及び波長変換部は同一平面上に位置し得る。

前記発光ダイオードパッケージは、パッケージモールドの一面上に位置し、発光ダイオードチップ及び波長変換部をカバーするカバー部をさらに含み得、カバー部は、透明ベース部材と、透明ベース部材上に位置し、特定波長領域の光の大部分を反射する光学コーティング層を含み得る。

ここで、前記光学コーティング層は特定波長領域を除いた残りの波長領域の光の大部分を通過させ得る。

また、前記特定波長領域は、青色光の波長領域であり得る。

また、前記光学コーティング層は互いに離隔して配置された複数の光学パターンを含み得る。

前記第１バリアー層及び第２バリアー層のうち少なくとも一つは絶縁性物質を含み得る。

ここで、前記絶縁性物質は酸化ケイ素及び窒化ケイ素のうち少なくとも一つを含み得る。

前記発光ダイオードチップは青色光を放出し、波長変換部は青色光を黄色光に波長変換し得る。

前記発光ダイオードチップ及び波長変換部の離隔距離は、約３０ｍｍ未満であり得る。

前記波長変換層の面積は、発光ダイオードチップの面積の約１０〜２００倍であり得る。

前記第１バリアー層及び第２バリアー層のうち少なくとも一つは発光ダイオードチップをカバーし得る。

前記発光ダイオードパッケージは、発光ダイオードチップと波長変換部との間に介在し、発光ダイオードチップから発生した熱が波長変換部に伝達することを防止する熱遮断部材をさらに含み得る。

前記課題を達成するための本発明の他の実施形態による発光ダイオードパッケージは、パッケージモールド、パッケージモールドの一面上に位置する発光ダイオードチップ、パッケージモールドの一面上に位置し、発光ダイオードチップと離隔して位置する波長変換部と、パッケージモールドの一面上に位置して発光ダイオードチップ及び波長変換部をカバーするカバー部を含み、カバー部は、透明ベース部材と、透明ベース部材上に位置し、特定波長領域の光の大部分を反射する光学コーティング層を含む。

前記波長変換部は、パッケージモールドの一面上に位置する第１バリアー層、第１バリアー層上に位置する波長変換層、及び波長変換層上に位置する第２バリアー層を含み得る。

ここで、前記波長変換層は量子ドットを含み得る。

前記他の課題を達成するための本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法は、パッケージモールドの一面上に発光ダイオードチップを形成する段層、及びパッケージモールドの一面上に発光ダイオードチップと離隔するように波長変換部を形成する段層を含み、波長変換部を形成する段層は、パッケージモールドの一面上に第１バリアー層を形成する段層、第１バリアー層上に波長変換層を形成する段層と、波長変換層上に第２バリアー層を形成する段層を含む。

前記発光ダイオードパッケージの製造方法は、波長変換部を形成する段層の後、パッケージモールドの一面上に発光ダイオードチップ及び波長変換部をカバーするカバー部を形成する段層をさらに含み得る。

ここで、前記カバー部を形成する段層は、透明ベース部材を準備する段層と、透明ベース部材上に特定波長領域の大部分の光を反射する光学コーティング層を形成する段層を含み得る。

その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明の実施形態によれば、少なくとも次のような効果がある。

すなわち、高純度の白色光を放出する厚さの薄い発光ダイオードパッケージが得られる。

また、発光ダイオードパッケージ内で量子ドットが安定的に維持され得る。

本発明による効果は、以上で例示された内容によって制限されず、さらに多様な効果が本明細書内に含まれている。

本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージの平面図である。 図１に示すＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。 図２に示す光学コーティング層の波長による反射率を示すグラフである。 図１に示す発光ダイオードパッケージの製造方法を工程段階別に示す断面図である。 図１に示す発光ダイオードパッケージの製造方法を工程段階別に示す断面図である。 図１に示す発光ダイオードパッケージの製造方法を工程段階別に示す断面図である。 図１に示す発光ダイオードパッケージの製造方法を工程段階別に示す断面図である。 図１に示す発光ダイオードパッケージの製造方法を工程段階別に示す断面図である。 図１に示す発光ダイオードパッケージの製造方法を工程段階別に示す断面図である。 本発明の他の実施形態による発光ダイオードパッケージの断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による発光ダイオードパッケージの断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による発光ダイオードパッケージの断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による発光ダイオードパッケージの断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による発光ダイオードパッケージの平面図である。 図１４に示すＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による発光ダイオードパッケージの平面図である。 図１６に示すＣ−Ｃ’線に沿って切断した断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による発光ダイオードパッケージの平面図である。 図１８に示すＤ−Ｄ’線に沿って切断した断面図である。

本発明の利点及び特徴並びにこれらを達成する方法は、添付する図面と共に詳細に後述する実施形態において明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現されるものであり、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範囲によってのみ定義される。

素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）または層が他の素子または層の「上（ｏｎ）」と指称された場合、他の素子の真上にまたは中間に他の層または他の素子を介在する場合のすべてを含む。明細書全体において、同一の参照符号は同一の構成要素を指称する。

第１、第２などが多様な素子、構成要素を叙述するために使用されるが、これら素子、構成要素はこれらの用語によって制限されないことはいうまでもない。これらの用語は、単に一つ構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。したがって、以下で言及される第１構成要素は本発明の技術的思想内で第２構成要素であり得ることは勿論である。

本明細書で記述する発光ダイオードパッケージは表示装置に含まれるものであり得る。ここで、表示装置は、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電気泳動表示装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ）、有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ）、無機ＥＬ表示装置（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）、表面伝導電子放出表示装置（Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ Ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマ表示装置（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ）、及び陰極線管表示装置（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｄｉｓｐｌａｙ）などであり得る。以下では発光ダイオードパッケージが液晶表示装置に含まれる場合を説明するが、これに限定されず、多様な方式の表示装置に含まれ得る。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージの平面図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ’線に沿って切断した断面図である。図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージは、パッケージモールド１００、発光ダイオードチップ２００、及び波長変換部３００を含む。また、本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージは、カバー部４００をさらに含み得る。

パッケージモールド１００は、発光ダイオードチップ２００、波長変換部３００、及びカバー部４００の下部に位置する。パッケージモールド１００は発光ダイオードチップ２００、波長変換部３００、及びカバー部４００を支持する。

パッケージモールド１００は、底部及び底部のエッジから突出して形成された側壁部を含み得る。ここで、底部の内側面及び側壁部の内側面は鈍角を成すが、これに限定されない。また、底部の外側面及び側壁部の外側面も鈍角を成すが、これに限定されない。このような底部及び側壁部は発光ダイオードチップ２００及び波長変換部３００を収容する収容空間を形成できる。

パッケージモールド１００は高分子物質からなる。例示的な実施形態において、パッケージモールド１００は、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリメタクリル酸メチル（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ−ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）及びポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙ Ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌｅｎｅ ｄｉｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）のうち少なくとも何れか一つを含み得る。他の例示的な実施形態において、パッケージモールド１００は、耐光性に優れたシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、イミド樹脂などの有機物質や、ガラス、シリカゲルなどの耐光性に優れた無機物質を含み得る。また他の例示的な実施形態において、パッケージモールド１００は製造工程時に発生した熱によって樹脂が溶融しないように耐熱性樹脂を含み得る。この場合、パッケージモールド１００は樹脂の熱応力を緩和させるため、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム及びこのような複合混合物などの各種
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−（ｆｉｌｌｅｒ）を含み得る。

図面に示していないが、パッケージモールド１００は、外部の電源を発光ダイオードチップ２００に伝達するための二つのリードフレームを含み得る。二つのリードフレームは外部の電源と連結されており、二つのリードフレームのうち一つは発光ダイオードチップ２００のＮ型電極と接続され、二つのリードフレームのうち他の一つは発光ダイオードチップ２００のＰ型電極と接続され得る。また、パッケージモールド１００の内側面、すなわち、底部及び側壁部の内側面は反射性物質でコーティングされている。このため、発光ダイオードチップ２００から放出された光はパッケージモールド１００の内側面で反射して外部に出射され得る。

発光ダイオードチップ２００はパッケージモールド１００の一面上に位置する。また、発光ダイオードチップ２００はパッケージモールド１００の底部及び側壁部に囲まれた収納空間内に位置する。例示的な実施形態で、発光ダイオードチップ２００はパッケージモールド１００の底部の内側面の一側上に位置する。

発光ダイオードチップ２００は、外部の電源を印加され、光を放出する。例示的な実施形態で、発光ダイオードチップ２００は青色光を放出するが、これに限定されない。

発光ダイオードチップ２００は詳細に示していないが、基板、Ｎ型半導体層、Ｐ型半導体層、活性層、Ｎ型電極、及びＰ型電極を含んでなる。発光ダイオードチップ２００を構成する基板としては主にサファイア基板が利用される。またＮ型半導体層及びＰ型半導体層としては、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＩｎＧａＮなどのような窒化物半導体が利用される。また、活性層は、Ｎ型半導体層とＰ型半導体層との間に形成されて発光をする層であって、ＩｎＧａＮ層を井戸としてＧａＮ層を壁層（Ｂａｒｒｉｅｒ Ｌａｙｅｒ）とする多重量子井戸構造（ＭＱＷ）で形成され、Ｎ型電極はＮ型半導体層と連結されており、Ｐ型電極は前記Ｐ型半導体層と接続されている。以上のような発光ダイオードチップ２００の構成は従来に公知された多様な形態に変更し形成され得る。

波長変換部３００は、パッケージモールド１００の一面上に位置する。また、波長変換部３００はパッケージモールド１００の底部及び側壁部に囲まれた収納空間内に位置する。また、波長変換部３００は発光ダイオードチップ２００と離隔して位置する。例示的な実施形態で、波長変換部３００は発光ダイオードチップ２００が位置するパッケージモールド１００の底部の内側面の一側の反対側、すなわち、パッケージモールド１００の底部の内側面の他側上に位置する。

波長変換部３００は、発光ダイオードチップ２００から放出された光の波長を変換させる。例示的な実施形態で、波長変換部３００は発光ダイオードチップ２００から放出された青色光を黄色光に変換できるが、これに限定されない。

波長変換部３００は、第１バリアー層３１０、波長変換層３２０、及び第２バリアー層３３０を含み得る。

第１バリアー層３１０は、パッケージモールド１００の一面上に位置する。すなわち、第１バリアー層３１０はパッケージモールド１００の底部の内側面と直接的に接触する。また、第１バリアー層３１０は波長変換層３２０の下部に配置される。

第１バリアー層３１０は、波長変換層３２０を物理的な衝撃から保護すると共に、外部の水分及び酸素などから保護する物質からなる。また、第１バリアー層３１０はパッケージモールド１００から不純物が流入することを防止する物質を含み得る。例示的な実施形態で、第１バリアー層３１０は、絶縁性物質、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、またはこれらの組合せを含み得る。例えば、第１バリアー層３１０は二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）からなるが、これに限定されない。

第１バリアー層３１０の水蒸気透過度（Ｗａｔｅｒ Ｖａｐｏｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｒａｔｅ、ＷＶＴＲ）及び酸素透過度（Ｏｘｙｇｅｎ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｒａｔｅ、ＯＴＲ）は約１０^−４ｇ／ｍ^２／ｄａｙないし１０^−２ｇ／ｍ^２／ｄａｙであり得る。好ましくは、第１バリアー層３１０の水蒸気透過度及び酸素透過度は約１０^−３ｇ／ｍ^２／ｄａｙであり得る。このように、第１バリアー層３１０は低い水蒸気透過度及び酸素透過度を有することによって波長変換層３２０を水分及び酸素から保護できる。

第１バリアー層３１０の光学的吸収度は約１５％以下であり得る。好ましくは、第１バリアー層３１０の光学的吸収度は約７％以下であり得る。このように、第１バリアー層３１０は低い光学的吸収度を有することによって、発光ダイオードチップ２００から放出された光の第１バリアー層３１０での損失を最小化できる。

波長変換層３２０は、第１バリアー層３１０上に位置する。例示的な実施形態で、波長変換層３２０は、第１バリアー層３１０の中心部と重複する。他の例示的な実施形態で、波長変換層３２０は第１バリアー層３１０のエッジ部とは重複しない場合もある。

波長変換層３２０は、発光ダイオードチップ２００から放出された光の波長を変換させる。例示的な実施形態で、発光ダイオードチップ２００が青色光を放出する場合、波長変換層３２０は青色光が入射され、これを黄色光に波長変換する。

波長変換層３２０は量子ドット及び分散媒質を含み得る。

量子ドットは、コアシェル（Ｃｏｒｅ−Ｓｈｅｌｌ）構造の半導体ナノ粒子として、サイズが数ｎｍないし数十ｎｍのサイズを有し、量子閉じ込め効果（ｑｕａｎｔｕｍ ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ）により粒子のサイズによって異なる発光光が出る特性を有することを意味する。より詳細には、量子ドットは狭い波長帯で強い光を発生し、量子ドットが発散する光は伝導帯（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｂａｎｄ）から価電子帯（ｖａｌｅｎｃｅ ｂａｎｄ）に不安定な（
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）状態の電子が降りる際に発生する。この際、量子ドットはその粒子が小さいほど短い波長の光が発生して粒子が大きいほど長い波長の光を発生する性質がある。したがって、量子ドットのサイズを調節すると、所望する波長の可視光線領域の光をすべて発生させることができる。

量子ドットは、Ｓｉ系統ナノ結晶、ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶、ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶及びこれらの混合物のうち何れか一つのナノ結晶を含み得る。

前記ＩＩ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ及びＨｇＺｎＳＴｅで構成された群から選択された何れか一つであり得る。

また、前記ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体ナノ結晶は、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、及びＩｎＡｌＰＡｓで構成された群から選択された何れか一つであり得、前記ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体ナノ結晶はＳｂＴｅであり得る。

波長変換層３２０は一種類の量子ドットを含み得る。例えば、波長変換層３２０は入射する光の波長を黄色光の波長に変換する量子ドットを含み得る。しかし、これに限定されず、波長変換層３２０は二つの種類以上の量子ドットを含み得る。例えば、波長変換層３２０は入射する光の波長を赤色光の波長に変換する赤色量子ドット及び入射する光の波長を緑色光の波長に変換する緑色量子ドットを含み得る。この場合、赤色量子ドット及び緑色量子ドットの配合比率を調節して所望する色の光を抽出できる。

分散媒質は量子ドットと混合して量子ドットを分散させることができる。すなわち、量子ドットは有機溶媒または高分子樹脂のような分散媒質に自然に配位された形態で分散され得る。このような分散媒質としては、量子ドットの波長変換性能に影響を及ぼさず、かつ光を反射させず、光吸収を起こさない範囲で透明な媒質であれば、いかなるものでも使用できる。前記有機溶媒は、例えば、トルエン（ｔｏｌｕｅｎｅ）、クロロホルム（ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍ）及びエタノール（ｅｔｈａｎｏｌ）のうち少なくとも一つを含み得、高分子樹脂は、例えば、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）、シリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）及びアクリレート（ａｃｒｙｌａｔｅ）のうち少なくとも一つを含み得る。

波長変換層３２０は、前記分散媒質の他にＵＶ開始剤、熱硬化添加剤、架橋剤、拡散剤、及びこれらの組合せをさらに含み得る。

波長変換層３２０は量子ドットを約５ないし３０ｗｔ％含み得る。波長変換層３２０が５ｗｔ％未満の量子ドットを含む場合、波長変換層３２０が波長変換機能を十分に発揮することができず、波長変換層３２０が３０ｗｔ％を超過する量子ドットを含む場合、波長変換層３２０がこれに入射する光を過度に波長変換し得る。例示的な実施形態で、波長変換層３２０は約１０ｗｔ％の量子ドットを含むが、これに限定されない。

波長変換層３２０の面積は発光ダイオードチップ２００の面積の約１０倍ないし２００倍であり得る。波長変換層３２０の面積が発光ダイオードチップ２００の面積の１０倍未満である場合、波長変換層３２０が波長変換機能を十分に発揮できず、波長変換層３２０の面積が発光ダイオードチップ２００の面積の２００倍を超過する場合、波長変換層３２０がこれに入射する光を過度に波長変換し得る。例示的な実施形態で、波長変換層３２０の面積は発光ダイオードチップ２００の面積の５０倍であり得るが、これに限定されない。例えば、図１に示す例示的な実施形態で、発光ダイオードチップ２００の面積が約１ｘ１ｍｍである場合、波長変換層３２０の面積は約５ｘ１０ｍｍであり得る。

第２バリアー層３３０は波長変換層３２０上に位置する。第２バリアー層３３０は波長変換層３２０の上面及びその側面と直接的に接触する。すなわち、第２バリアー層３３０は第１バリアー層３１０と共に、波長変換層３２０を密封できる。この際、第２バリアー層３３０のエッジ部では段差部が形成される。

第２バリアー層３３０は物理的な衝撃から波長変換層３２０を保護すると共に、外部の水分及び酸素などから保護する物質からなる。例示的な実施形態で、第２バリアー層３３０は、絶縁性物質、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、またはこれらの組合せを含み得る。例えば、第２バリアー層３３０は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなるが、これに限定されない。他の例示的な実施形態で、第２バリアー層３３０は第１バリアー層３１０と同じ物質からなる。

第２バリアー層３３０の水蒸気透過度（Ｗａｔｅｒ Ｖａｐｏｒ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｒａｔｅ、ＷＶＴＲ）及び酸素透過度（Ｏｘｙｇｅｎ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｒａｔｅ、ＯＴＲ）は約１０^−４ｇ／ｍ^２／ｄａｙないし１０^−２ｇ／ｍ^２／ｄａｙであり得る。好ましくは、第２バリアー層３３０の水蒸気透過度及び酸素透過度は約１０^−３ｇ／ｍ^２／ｄａｙであり得る。例示的な実施形態で、第２バリアー層３３０の水蒸気透過度は、第１バリアー層３１０の水蒸気透過度と実質的に同じであり得る。このように、第２バリアー層３３０は低い水蒸気透過度及び酸素透過度を有することによって波長変換層３２０を水分及び酸素から保護できる。

第２バリアー層３３０の光学的吸収度は約１５％以下であり得る。好ましくは、第２バリアー層３３０の光学的吸収度は約７％以下であり得る。例示的な実施形態で、第２バリアー層３３０の光学的吸収度は、第１バリアー層３１０の光学的吸収度と実質的に同じであり得る。このように、第２バリアー層３３０は、低い光学的吸収度を有することによって、発光ダイオードチップ２００から放出された光の第２バリアー層３３０での損失を最小化できる。

発光ダイオードチップ２００及び波長変換部３００は同一平面上に位置する。例示的な実施形態で、発光ダイオードチップ２００及び波長変換部３００はパッケージモールド１００の底部の平らな内側面上に互いに離隔して位置し得る。

発光ダイオードチップ２００及び波長変換部３００の離隔距離ｄは約３０ｍｍ未満であり得る。すなわち、発光ダイオードチップ２００及び波長変換部３００の離隔距離ｄは０より大きく３０ｍｍより小さくてもよい。もし、発光ダイオードチップ２００及び波長変換部３００の離隔距離ｄが３０ｍｍより大きいと、発光ダイオードチップ２００から放出された光が波長変換部３００にうまく伝達されず、所望する色の光を抽出しにくい。

カバー部４００はパッケージモールド１００の一面上に位置する。カバー部４００は発光ダイオードチップ２００及び波長変換部３００をカバーする。例示的な実施形態で、カバー部４００のエッジはパッケージモールド１００の側壁部の端部と直接的に接触する。このため、パッケージモールド１００とカバー部４００は発光ダイオードチップ２００と波長変換部３００を外部環境から保護できる。

カバー部４００は透明ベース部材４１０及び光学コーティング層４２０を含み得る。

透明ベース部材４１０は透明でかつ薄いガラス基板またはレンズであり得る。透明ベース部材４１０は上部に凸形状を有するように屈曲した形状であり得る。透明ベース部材４１０は発光ダイオードチップ２００から放出された光を集光させて外部に出射させる機能を行う。

光学コーティング層４２０は透明ベース部材４１０の一面上に位置する。例示的な実施形態で、光学コーティング層４２０は外部環境から保護するため、透明ベース部材４１０の内側面上に形成される。すなわち、光学コーティング層４２０は発光ダイオードチップ２００及び波長変換部３００と対向する。しかし、これに限定されず、光学コーティング層４２０は透明ベース部材４１０の外側面上にも形成され得る。

光学コーティング層４２０は特定波長領域の大部分の光を反射する。また、光学コーティング層４２０は前記特定波長領域を除いた残りの波長領域の大部分の光を通過させる。これについては図３を参照してより詳細に説明する。図３は光学コーティング層４２０の波長による反射率を示すグラフである。

図３を参照すると、光学コーティング層４２０は波長約４００ｎｍないし５００ｎｍの光を約９０％以上反射する。ここで、波長約４００ｎｍないし５００ｎｍの光は青色光であって、光学コーティング層４２０は青色光の大部分を反射させる。また、光学コーティング層４２０は波長約５５０ｎｍ以上の光は約９０％以上通過させる。ここで、波長約５５０ｎｍ以上の光は、黄色光及び赤色光であって、光学コーティング層４２０は黄色光及び赤色光の大部分を通過させる。

再び図１及び図２を参照すると、光学コーティング層４２０は発光ダイオードチップ２００から放出された青色光の一部のみを通過させて大部分を反射させる。光学コーティング層４２０で反射した青色光は波長変換部３００に入射し、波長変換部３００の波長変換層３２０で波長変換された黄色光の大部分は光学コーティング層４２０を通過する。このため、波長変換層３２０を通過した青色光と黄色光は混合して高純度の白色光を生成できる。

光学コーティング層４２０はダイクロイック（ｄｉｃｈｒｏｉｃ）コーティング層であり得る。このような光学コーティング層４２０は互いに異なる物質が交互に複数回積層されて形成され得る。例示的な実施形態で、光学コーティング層４２０は互いに異なる金属や金属酸化物の多層構造からなる。例えば、光学コーティング層４２０は、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ、及びＳｉＯ_２のうち二つ以上の物質が交互に複数回積層されて形成され得る。また他の例示的な実施形態で、光学コーティング層４２０は分布分散Ｂｒａｇｇ反射器（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ、ＤＢＲ）構造を有する。

光学コーティング層４２０は前記物質が約２０層ないし１００層が積層されて形成される。前記物質が２０層未満または１００層を超過して積層されると、光学コーティング層４２０が波長選択的光反射機能を十分に発揮できない場合もある。例示的な実施形態で、光学コーティング層４２０は前記物質が約４０層積層されて形成されるが、これに限定されない。

光学コーティング層４２０の厚さは約０．３ないし２μｍであり得る。光学コーティング層４２０の厚さが０．３μｍ未満または２μｍを超過する場合、光学コーティング層４２０が波長選択的光反射機能を十分に発揮できない場合もある。例示的な実施形態で、光学コーティング層４２０の厚さは約０．８μｍであり得るが、これに限定されない。

このように、本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージは、量子ドットを含むことによって色純度が高い光を生成できる。このような高純度の光は表示装置の画像鮮明度の向上に直接的な影響を与える。また、発光ダイオードチップ２００と量子ドットを含む波長変換部３００を十分に離隔させることによって、量子ドットの劣化を防止できる。また、量子ドットを第１バリアー層３１０及び第２バリアー層３３０に密封することによって、外部の水分及び酸素から量子ドットを保護できる。また、発光ダイオードチップ２００と波長変換部３００が同一平面上に位置することによって、薄い厚さの発光ダイオードパッケージ製造が可能であり、これはスリムな構造の表示装置または狭いベゼル（Ｎａｒｒｏｗ ｂｅｚｅｌ）を有する表示装置の製造を可能にする。

以下、 図４〜図９を参照して本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージの製造方法について説明する。図４〜図９は、図１に示す発光ダイオードパッケージの製造方法を工程段階別に示す断面図である。説明の便宜上、前述した図面に示示した各エレメントと実質的に同じエレメントは同一符号で示し、重複する説明は省略する。

先に、図４を参照すると、パッケージモールド１００を準備する。パッケージモールド１００は射出工程によって形成されるが、これに限定されない。

次に、図５を参照すると、パッケージモールド１００の一面上に発光ダイオードチップ２００を配置する。図面に示していないが、発光ダイオードチップ２００は前述した二つのリードフレームと電気的に接続され得る。

次に、図６を参照すると、パッケージモールド１００の一面上に発光ダイオードチップ２００と離隔するように第１バリアー層３１０を形成する。第１バリアー層３１０はマスクを利用して所望する部分にのみ形成できる。例示的な実施形態で、第１バリアー層３１０は真空状態で化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）、スパッタリング工程（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、またはパルスレーザ蒸着法（Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＬＤ）などの薄膜蒸着法を利用して形成されるが、これに限定されない。

次に、図７を参照すると、第１バリアー層３１０上に波長変換層３２０を形成する。例示的な実施形態で、波長変換層３２０は量子ドットを分散媒質に分散させて液状または半固体状に作った後、これを第１バリアー層３１０上に一定量ドロップ（ｄｒｏｐ）する方法により形成する。ドロップされた量子ドット及び分散媒質の混合物は紫外線などを利用して硬化することによって波長変換層３２０を形成できる。他の例示的な実施形態で、あらかじめ硬化した波長変換物質を所望するサイズに切った後、これを接着剤、例えば、光学性透明接着剤（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ、ＯＣＡ）または光学性透明レジン（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ｒｅｓｉｎ、ＯＣＲ）を利用して第１バリアー層３１０上に固定させることによって波長変換層３２０を形成することもできる。

次に、図８を参照すると、波長変換層３２０上に第２バリアー層３３０を形成する。第２バリアー層３３０は第１バリアー層３１０と実質的に同じ方法により形成できる。

次に、図９を参照すると、別途の工程でカバー部４００を形成した後、カバー部４００をパッケージモールド１００上に配置する。例示的な実施形態で、カバー部４００を形成する工程は、真空条件で透明ベース部材４１０上に光学コーティング層４２０を成す物質を化学気相蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）、スパッタリング工程（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、またはパルスレーザ蒸着法（Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＬＤ）などの薄膜蒸着法を利用して蒸着する工程を含み得る。他の例示的な実施形態で、母基板上に光学コーティング層４２０を形成した後、前記母基板を所望するサイズに切断することによって、それぞれのカバー部４００を形成することもできる。カバー部４００を形成した後、カバー部４００のエッジとパッケージモールド１００の側壁部の端部を結合する。この場合、図面に示していないが、カバー部４００のエッジとパッケージモールド１００の側壁部との間には接着剤が介在することもできる。

図１０は、本発明の他の実施形態による発光ダイオードパッケージの断面図である。説明の便宜上、前述した図面に示す各エレメントと実質的に同じエレメントは同一符号で示し、重複する説明は省略する。

図１０を参照すると、波長変換部３０１の第１バリアー層３１１及び第２バリアー層３３１のうち少なくとも一つは発光ダイオードチップ２００をカバーする。図１０に示す例示的な実施形態では第１バリアー層３１１及び第２バリアー層３３１のすべてが発光ダイオードチップ２００をカバーできるが、これに限定されず、第１バリアー層３１１または第２バリアー層３３１のみ発光ダイオードチップ２００をカバーすることができる。また、図１０に示す例示的な実施形態では第１バリアー層３１１及び第２バリアー層３３１が全て発光ダイオードチップ２００上に位置するが、これに限定されず、発光ダイオードチップ２００が波長変換層３２０と同じように第１バリアー層３１１及び第２バリアー層３３１との間に介在することもできる。このような構造は第１バリアー層３１１及び／または第２バリアー層３３１の形成工程でマスクを使用しないことによって簡単に形成され得る。このように、パッケージモールド１００の前面上に形成された第１バリアー層３１１及び／または第２バリアー層３３１は波長変換層３２０だけでなく発光ダイオードチップ２００まで外部環境から保護できる。

図１１及び図１２は、本発明のさらに他の実施形態による発光ダイオードパッケージらの断面図である。説明の便宜上、前述した図面に示す各エレメントと実質的に同じエレメントは同一符号で示し、重複する説明は省略する。

図１１及び図１２を参照すると、パッケージモールド（１０１、１０２）は多様な形状を有し得る。まず、図１１を参照すると、パッケージモールド１０１は直六面体形状のプレート形状を有する。すなわち、前述した側壁部は省略され得る。次に、図１２を参照すると、パッケージモールド１０２の側壁部の形状が変わる。例えば、パッケージモールド１０２の底部の内側面と側壁部の内側面は鈍角を成し得、パッケージモールド１０２の底部の外側面と側壁部の外側面は直角を成す。

図１３は、本発明のさらに他の実施形態による発光ダイオードパッケージの断面図である。説明の便宜上、前述した図面に示す各エレメントと実質的に同じエレメントは同一符号で示し、重複説明は省略する。

図１３を参照すると、カバー部４０１は平らな構造を有し得る。詳細には、カバー部４０１は平らな有機基板を含む透明ベース部材４１１上に光学コーティング層４２１が形成された構造であり得る。この場合、カバー部４０１はパッケージモールド１００の側壁部の内側端部と結合されることによって、発光ダイオードチップ２００及び波長変換部３００上に固定される。この場合、カバー部４０１が屈曲構造を含まないため、カバー部４０１の形成が容易になる。

図１４は、本発明のさらに他の実施形態による発光ダイオードパッケージの平面図である。図１５は、図１４に示すＢ−Ｂ’線に沿って切断した断面図である。説明の便宜上、前述した図面に示す各エレメントと実質的に同じエレメントは同一符号で示し、重複する説明は省略する。

図１４及び図１５を参照すると、発光ダイオードパッケージは熱遮断部材５００をさらに含み得る。熱遮断部材５００は発光ダイオードチップ２００及び波長変換部３００との間に介在する。詳細には、熱遮断部材５００はパッケージモールド１０３の挿入ホール１０３ａに挿入される。この場合、熱遮断部材５００が発光ダイオードチップ２００から放出された光の経路を防ぐことを防止するため、パッケージモールド１０３の一面から熱遮断部材５００の上面までの距離が波長変換部３００の厚さより小さいかまたは同じであり得る。

熱遮断部材５００は発光ダイオードチップ２００で生成された熱がパッケージモールド１０３の底部を介して波長変換部３００に伝達されることを防止できる。すなわち、発光ダイオードチップ２００で発生した熱による波長変換層３２０の劣化をさらにうまく防止できる。

熱遮断部材５００は公知の熱遮断物質からなる。また、熱遮断部材５００は内部に複数の空洞を含み得、複数の空洞には不活性気体が充電されている。

図１６は、本発明のさらに他の実施形態による発光ダイオードパッケージの平面図である。図１７は、図１６に示すＣ−Ｃ’線に沿って切断した断面図である。説明の便宜上、前述した図面に示す各エレメントと実質的に同じエレメントは同一符号で示し、重複する説明は省略する。

図１６及び図１７を参照すると、発光ダイオードチップ２０１はパッケージモールド１００の一面の中心部上に形成される。また、波長変換部３０２は複数であり得、複数の波長変換部３０２は発光ダイオードチップ２０１を囲む。図１６及び図１７に示す例示的な実施形態で、複数の第１バリアー層３１２、複数の波長変換層３２１、及び複数の第２バリアー層３３２は複数の波長変換部３０２を成し、複数の波長変換部３０２は発光ダイオードチップ２０１の両側に隣接するように配置される。

図１８は、本発明のさらに他の実施形態による発光ダイオードパッケージの平面図である。図１９は、図１８のＤ−Ｄ’線に沿って切断した断面図である。説明の便宜上、前述した図面に示す各エレメントと実質的に同じエレメントは同一符号で示し、重複する説明は省略する。

図１８及び図１９を参照すると、カバー部４０２の光学コーティング層４２２はパターニングされる。すなわち、光学コーティング層４２２は互いに離隔して配置された複数の光学パターンを含み得る。例示的な実施形態で、複数の光学パターンはマトリックス形態で配列されるが、これに限定されない。このように、光学コーティング層４２２をパターニングすることによって、外部に出射される青色光の比率を増加させる。すなわち、光学コーティング層４２２が形成された部分では発光ダイオードチップ２００から放出された青色光が内部に反射するが、光学コーティング層４２２が形成されていない部分では発光ダイオードチップ２００から放出された青色光がそのまま外部に出射される。このような光学コーティング層４２２のパターニングにより外部に出射される青色光と黄色光の混合比率を調節できる。

以上では本発明の実施形態を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者は、本発明の実施形態の本質的な特性から外れない範囲で以上に例示されていない様々な変形及び応用することができるであろう。例えば、本発明の実施形態に詳細に示す各構成要素は変形して実施できる。また、このような変形と応用に関する相違点は添付する特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解釈しなければならない。

１００、１０１、１０２、１０３ パッケージモールド
１０３ａ 挿入ホール
２００、２０１ 発光ダイオードチップ
３００、３０１、３０２ 波長変換部
３１０、３１１、３１２ 第１バリアー層
３２０、３２１ 波長変換層
３３０、３３１、３３２ 第２バリアー層
４００、４０１、４０２ カバー部
４１０、４１１ 透明ベース部材
４２０、４２１、４２２ 光学コーティング層
５００ 熱遮断部材

Claims (10)

1. パッケージモールドと、
   前記パッケージモールドの一面上に位置する発光ダイオードチップと、
   前記パッケージモールドの一面上に位置して前記発光ダイオードチップと離隔して位置する波長変換部を含み、
   前記波長変換部は、
   前記パッケージモールドの一面上に位置する第１バリアー層と、
   前記第１バリアー層上に位置する波長変換層と、
   前記波長変換層上に位置する第２バリアー層を含む
   発光ダイオードパッケージ。
2. 前記波長変換層は量子ドットを含む、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
3. 前記発光ダイオードチップ及び前記波長変換部が同一平面上に位置する、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
4. 前記パッケージモールドの一面上に位置し、前記発光ダイオードチップ及び前記波長変換部をカバーするカバー部をさらに含み、
   前記カバー部は、
   透明ベース部材と、
   前記透明ベース部材上に位置し、特定波長領域の大部分の光を反射する光学コーティング層を含む、
   請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
5. 前記光学コーティング層は、前記特定波長領域を除いた残りの波長領域の大部分の光を通過させる、請求項４に記載の発光ダイオードパッケージ。
6. 前記第１バリアー層及び前記第２バリアー層のうち少なくとも一つが絶縁性物質を含む、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
7. 前記発光ダイオードチップは青色光を放出し、
   前記波長変換部は、前記青色光を黄色光に波長変換する、
   請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
8. パッケージモールドと、
   前記パッケージモールドの一面上に位置する発光ダイオードチップと、
   前記パッケージモールドの一面上に位置し、前記発光ダイオードチップと離隔して位置する波長変換部と、
   前記パッケージモールドの一面上に位置し、前記発光ダイオードチップ及び前記波長変換部をカバーするカバー部を含み、
   前記カバー部は、
   透明ベース部材と、
   前記透明ベース部材上に位置し、特定波長領域の大部分の光を反射する光学コーティング層を含む
   発光ダイオードパッケージ。
9. 前記波長変換部は、
   前記パッケージモールドの一面上に位置する第１バリアー層と、
   前記第１バリアー層上に位置する波長変換層と、
   前記波長変換層上に位置する第２バリアー層を含む、
   請求項８に記載の発光ダイオードパッケージ。
10. 前記波長変換層は量子ドットを含む、請求項９に記載の発光ダイオードパッケージ。

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