(57)【要約】【課題】  発光ダイオード（ＬＥＤ）チップパッケージを提供する。【解決手段】  ＬＥＤチップパッケージは、キャリア、第１ＬＥＤチップ、第２ＬＥＤチップ、および封入部を含む。第１ＬＥＤチップは、キャリア上に電気的に接続されるよう配置され、第１の光を発光する。第２ＬＥＤチップは、キャリア上に電気的に接続されるよう配置され、第２の光を発光する。封入部は、ドープリン光体を有し、第１ＬＥＤチップおよび第２ＬＥＤチップを封入し、第１の光はドープリン光体を励起して第３の光を発光させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード（ＬＥＤ）チップパッケージであって、
キャリアと、
前記キャリア上に電気的に接続されるよう配置され、第１の光を発光する第１ＬＥＤチップと、
前記キャリア上に電気的に接続されるよう配置され、第２の光を発光する第２ＬＥＤチップと、
ドープリン光体を有し、前記第１ＬＥＤチップおよび前記第２ＬＥＤチップを封入する封入部と、を備え、
前記第１の光は前記ドープリン光体を励起して第３の光を発光させる、発光ダイオードチップパッケージ。
【請求項２】
前記キャリアは、基板および集積回路を有し、
前記集積回路は前記キャリア上に配置され前記基板に電気的に接続され、
前記集積回路は複数の相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）デバイスを含み、
前記第１ＬＥＤチップおよび前記第２ＬＥＤチップは、前記集積回路に電気的に接続される、請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項３】
前記基板の線状熱膨張係数は、摂氏２０度で２０×１０−６より小さい、請求項２に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項４】
前記集積回路は複数の第１パッドを含み、
前記第１ＬＥＤチップおよび前記第２ＬＥＤチップは、前記複数の第１パッドを介して前記集積回路に電気的に接続される、請求項２に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項５】
複数の第１ボンディングワイヤをさらに備え、
前記複数の第１パッドは、それぞれ前記複数の第１ボンディングワイヤを介して、前記第１ＬＥＤチップおよび前記第２ＬＥＤチップに電気的に接続される、請求項４に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項６】
前記集積回路は複数の第２パッドを含み、
前記キャリアは、前記複数の第２パッドを介して前記集積回路に電気的に接続される、請求項２に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項７】
複数の第２ボンディングワイヤをさらに備え、
前記複数の第２パッドは、前記複数の第２ボンディングワイヤを介して前記キャリアに電気的に接続される、請求項６に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項８】
前記第１の光の波長は、約３５０ｎｍから約４９０ｎｍである、請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項９】
前記第２の光の波長は、約４９０ｎｍから約７００ｎｍである、請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項１０】
前記第３の光の波長は、約５００ｎｍから約７００ｎｍである、請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項１１】
前記第１の光は青色光であり、前記第２の光は赤色光であり、前記第３の光は黄色光である、請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項１２】
前記リン光体は前記第１ＬＥＤチップの周りに配される、請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項１３】
前記封入部は、
前記第１ＬＥＤチップを封入し、前記ドープリン光体がドープされた第１封入部と、
前記第１ＬＥＤチップおよび前記第２ＬＥＤチップを封入する第２封入部と、を有する、請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項１４】
前記リン光体の材料は、イットリウム‐アルミニウム‐ガドリニウム（ＹＡＧ）系のリン光体材料、テルビウム‐アルミニウム‐ガリウム（ＴＡＧ）系のリン光体材料、硫化物系のリン光体材料、窒化物のリン光体材料、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項１５】
前記キャリアはプリント回路基板（ＰＣＢ）である、請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【請求項１６】
前記キャリアはリードフレームである、請求項１に記載の発光デバイスパッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してＬＥＤチップパッケージに係り、特に、白色光を発光するＬＥＤチップパッケージに係る。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）チップパッケージは、長寿命であり、小型であり、高耐衝撃性を有し、低温出力であり、低電力消費であるという利点があるため、家庭用機器をはじめ様々な機器のインジケータまたは光源として幅広く利用されてきた。近年では、ＬＥＤチップパッケージは、多色および高輝度を達成すべく開発がなされてきており用途範囲も大型屋外用ディスプレイボード、交通信号灯などにまで拡大されている。将来的には、節電および環境保護機能を兼ね備えた主要な照明光源となることも期待されている。
【０００３】
情報産業および半導体技術の開発にともない、平面ディスプレイが従来の陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイを淘汰して今やディスプレイ市場の主流であり、そのなかで最も人気のある製品は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。ＬＣＤの表示媒体は、自身では発光することのできない液晶である。故に、ＬＣＤは外部の光源を得なければ表示が行えない。ＬＣＤで利用される光源のなかでは、上述の利点からＬＥＤチップパッケージがよく利用される。
【０００４】
フルカラーのＬＣＤが画像を表示する際、高い表示品質を達成するにはＬＣＤに、様々な波長を有する可視光が混合された白色光を備えさせることが好適である。通常、それぞれ赤色光、緑色光、および青色光を発光する３つのＬＥＤチップパッケージが一式取り揃えられフルカラーＬＣＤに備えられることで、白色光が得られる。とはいえ、ディスプレイで利用されるＬＥＤチップパッケージの量の増加に伴い、コストおよび製品サイズも増加する傾向がある。
【０００５】
故に、白色光ＬＥＤチップパッケージを提供する。白色光ＬＥＤチップパッケージは、青色光を発光するＬＥＤチップと、青色光により励起されて黄色光を発光するドープリン光体とからなる。青色光および黄色光の混合体は幾分白色光に類似している。故に、ディスプレイで利用される白色光ＬＥＤチップパッケージの量は、明らかに低減される。
【０００６】
しかし、人間が観察できる光の波長は、約４００ｎｍから７００ｎｍであり、そのなかで青色光の波長は約４３５ｎｍから４８０ｎｍであり、黄色光の波長は約５８０ｎｍから５９５ｎｍである。故に、青色ＬＥＤチップと黄色ドープリン光体とからなる白色光ＬＥＤチップパッケージが発光する白色光では、長波長を有する光（例えば赤色光）が欠損する。このようなわけで、青色ＬＥＤチップと黄色ドープリン光体とからなる白色光ＬＥＤチップパッケージを表示光源として利用するＬＣＤは、赤色の画像を忠実に表示しない場合がある。
【発明の概要】
【０００７】
故に、本発明は、様々な波長を有する白色光を発光するＬＥＤチップパッケージを提供する。
【０００８】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップパッケージを提供する。ＬＥＤチップパッケージは、キャリア、第１ＬＥＤチップ、第２ＬＥＤチップ、および封入部を含む。第１ＬＥＤチップは、キャリア上に電気的に接続されるよう配置され、第１の光を発光する。第２ＬＥＤチップは、キャリア上に電気的に接続されるよう配置され、第２の光を発光する。封入部は、ドープリン光体を有し、第１ＬＥＤチップおよび第２ＬＥＤチップを封入し、第１の光はドープリン光体を励起して第３の光を発光させる。
【０００９】
本発明の１実施形態によると、キャリアは、基板および集積回路を含む。集積回路はキャリア上に配置され基板に電気的に接続され、集積回路は複数の相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）デバイスを含み、第１ＬＥＤチップおよび第２ＬＥＤチップは、集積回路に電気的に接続される。さらに、基板の線状熱膨張係数は、摂氏２０度で２０×１０−６より小さい。集積回路は複数の第１パッドを含み、第１ＬＥＤチップおよび第２ＬＥＤチップは、複数の第１パッドを介して集積回路に電気的に接続される。加えて、ＬＥＤパッケージは、複数の第１ボンディングワイヤをさらに備え、複数の第１パッドは、それぞれ複数の第１ボンディングワイヤを介して、第１ＬＥＤチップおよび第２ＬＥＤチップに電気的に接続される。集積回路は複数の第２パッドを含み、キャリアは、複数の第２パッドを介して集積回路に電気的に接続される。発光デバイスパッケージは、複数の第２ボンディングワイヤをさらに備え、複数の第２パッドは、複数の第２ボンディングワイヤを介してキャリアに電気的に接続される。
【００１０】
本発明の１実施形態によると、第１の光の波長は、約３５０ｎｍから約４９０ｎｍである。
【００１１】
本発明の１実施形態によると、第２の光の波長は、約４９０ｎｍから約７００ｎｍである。
【００１２】
本発明の１実施形態によると、第３の光の波長は、約５００ｎｍから約７００ｎｍである。
【００１３】
本発明の１実施形態によると、第１の光は青色光であり、第２の光は赤色光であり、第３の光は黄色光である。
【００１４】
本発明の１実施形態によると、リン光体は第１ＬＥＤチップの周りに配される。
【００１５】
本発明の１実施形態によると、封入部は、第１ＬＥＤチップを封入し、ドープリン光体がドープされた第１封入部と、第１ＬＥＤチップおよび第２ＬＥＤチップを封入する第２封入部と、を有する。
【００１６】
本発明の１実施形態によると、リン光体の材料は、イットリウム‐アルミニウム‐ガドリニウム（ＹＡＧ）系のリン光体材料、テルビウム‐アルミニウム‐ガリウム（ＴＡＧ）系のリン光体材料、硫化物系のリン光体材料、窒化物のリン光体材料、またはそれらの組み合わせを含む。
【００１７】
本発明の１実施形態によると、キャリアはプリント回路基板（ＰＣＢ）である。
【００１８】
本発明の１実施形態によると、キャリアはリードフレームである。
【００１９】
本発明のＬＥＤチップパッケージによると、２つのＬＥＤチップがＩＣに配置され、この２つのＬＥＤチップは、例えば、青色光および赤色光をそれぞれ発光する。一方で、ＬＥＤチップパッケージの封入部は、励起されて黄色光を発光するドープリン光体を含む。故に、本発明のＬＥＤチップパッケージは、青色光と、黄色光と、赤色光とが混合した光を提供する。混合光は、実質的に可視光の全ての波長を有するので、ＬＥＤチップパッケージの発光効果が補償される。ＬＥＤチップパッケージは、ディスプレイの表示品質向上に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
添付図面は、本発明のさらなる理解を促し、本明細書の一部を構成するものとして組み込まれる。図面は、本発明の実施形態を示しており、記載とともに本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００２１】
【図１】本発明の１実施形態によるＬＥＤチップパッケージの概略図である。
【００２２】
【図２】本発明の別の実施形態によるＬＥＤチップパッケージの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の好適な実施形態を以下で詳述するが、その例を添付図面に示す。可能な限り、図面および記載において同じまたは類似した部材については同じ参照番号を付す。
【００２４】
図１は、本発明の１実施形態によるＬＥＤチップパッケージの概略図である。図１のＬＥＤチップパッケージ１００は、キャリア１１０、第１ＬＥＤチップ１３０、第２ＬＥＤチップ１４０、および封入部１５０を含む。キャリア１１０は、実質的に、基板１１２および集積回路１１４を含む。基板１１２の線形熱膨張係数は、例えば、摂氏２０度で２０×１０−６より小さい。集積回路１１４はキャリア１１０に配置され、キャリア１１０に電気的に接続され、ここで、集積回路１１４は複数の相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）デバイスを含む（不図示）。例えば、集積回路１１４は、複数のＣＭＯＳデバイスを有するシリコン基板である。第１ＬＥＤチップ１３０および第２ＬＥＤチップ１４０は、キャリア１１０に電気的に接続される。特に、第１ＬＥＤチップ１３０は、集積回路１１４上に電気的に接続されるよう配置される。第２ＬＥＤチップ１４０は、集積回路１１４上に電気的に接続されるよう配置される。封入部１５０は、ドープリン光体１５２を有し、集積回路１１４と、第１ＬＥＤチップ１３０と、第２ＬＥＤチップ１４０とを封入する。
【００２５】
本実施形態においては、第１ＬＥＤチップ１３０は第１の光Ｌ１を発光し、第２ＬＥＤチップ１４０は第２の光Ｌ２を発光する。同時に、第１の光Ｌ１は、ドープリン光体１５２を励起して、第３の光Ｌ３を発光させる。つまり、第１ＬＥＤチップ１３０が発光する第１の光Ｌ１は、ドープリン光体１５２を励起するのに十分なエネルギーを有する。第１の光Ｌ１、第２の光Ｌ２、および第３の光Ｌ３は、実質的に可視光であり、第１の光Ｌ１、第２の光Ｌ２、および第３の光Ｌ３が互いに異なる波長を有する場合、第１の光Ｌ１、第２の光Ｌ２、および第３の光Ｌ３の混合光は、白色光となりうる。
【００２６】
本実施形態では、実質的に、第１の光Ｌ１の波長は約３５０ｎｍから約４９０ｎｍであり、第３の光Ｌ３の波長は、約５００ｎｍから約７００ｎｍである。故に、例えば第１の光Ｌ１は青色光であり、例えば第３の光Ｌ３は黄色光である。第１の光Ｌ１および第３の光Ｌ３の混合光が白色光とみなされてよい。しかし、人間が観察できる可視光の波長は、約４００ｎｍから７００ｎｍである。第１の光Ｌ１および第３の光Ｌ３の混合光では、長波長の光が欠損している可能性があり、純粋な白色を発光していない場合がある。
【００２７】
故に、ＬＥＤチップパッケージ１００は、波長が約４９０ｎｍから約７００ｎｍである第２の光Ｌ２を発光する第２ＬＥＤチップ１４０を有する。実質的に、第２の光Ｌ２は赤色光である。第２ＬＥＤチップ１４０が配置されると、ＬＥＤチップパッケージ１００は、人間が観察できる可視光の殆どの波長範囲を含む混合光を発光することができるようになり、ＬＥＤチップパッケージ１００の発光効果が補償される。つまり、第２ＬＥＤチップ１４０は、ＬＥＤチップパッケージ１００が発光する色を調節する補償光を提供するのに利用される。
【００２８】
本発明によるＬＥＤチップパッケージ１００は、短波長、中波長、および長波長を有する白色光を提供することができる。故に、ＬＣＤに適用されるとＬＥＤチップパッケージ１００は、他のカラーＬＥＤチップパッケージを配置せずに理想的な光源を提供することができる。従来のデザインは３つのカラーＬＥＤチップパッケージを利用して、ＬＣＤで白色光源を提供していたかもしれないが、本実施形態では、このような３つのカラーＬＥＤチップパッケージの代わりに、単一のＬＥＤチップパッケージ１００が利用される。つまり、同じＬＣＤで利用されるＬＥＤチップパッケージ１００の量を、カラーＬＥＤチップパッケージの量の約１／３にまで低減することができる。故に、本実施形態のＬＥＤチップパッケージ１００は、本来の白色光を提供して、さらには白色光源を要するデバイスのデザインを簡素化する助けをする。
【００２９】
本実施形態においては、励起されて黄色光を発光するドープリン光体１５２は、イットリウム‐アルミニウム‐ガドリニウム（ＹＡＧ）系のリン光体材料、テルビウム‐アルミニウム‐ガリウム（ＴＡＧ）系のリン光体材料、硫化物系のリン光体材料、窒化物のリン光体材料、またはそれらの組み合わせであってよい。言うまでもなく、ドープリン光体１５２は、他の実施形態においては他のリン光体材料から選択されてもよい。特に、イットリウム‐アルミニウム‐ガドリニウム（ＹＡＧ）系のリン光体材料は、(Y1-x, Gdx)3Al5O12：Ceというような化学構造を有してよい。テルビウム‐アルミニウム‐ガリウム（ＴＡＧ）系のリン光体材料は、Tb3(Al1-x, Gax)5O12：Ce or (Tb1-x-y, Gdx, Yy)3Al5O12：Ceというような化学構造を有してよい。硫化物系のリン光体材料は、CaS：Ce and Ca1-x, Srx)S：Euというような化学構造を有してよい。窒化物のリン光体材料は、Sr-Si-O-N：Eu and Sr-Si-O-N(Cl)：Euというような化学構造を有してよい。
【００３０】
第１の光Ｌ１、第２の光Ｌ２、および第３の光Ｌ３の上述の波長および上述の色はあくまで例示であり、本発明はそれらに限定されない。故に、第１の光Ｌ１を発光し、第３の光Ｌ３を発光すべくドープリン光体を励起するのに十分なエネルギーを有する任意の種類のＬＥＤチップが、第１ＬＥＤチップ１３０として選択されてよい。同様に、第２の光Ｌ２を発光し、第１の光Ｌ１および第３の光Ｌ３の混合光の欠損を補償する任意の種類のＬＥＤチップが、第２ＬＥＤチップ１４０として選択されてよく、第１の光Ｌ１、第２の光Ｌ２、および第３の光Ｌ３は、混合されて白色光となる。
【００３１】
ＬＥＤチップパッケージ１００において、封入部１５０の中には、集積回路１１４、第１ＬＥＤチップ１３０および第２ＬＥＤチップ１４０、およびドープリン光体１５２がドープされる。ここで、ドープリン光体１５２は封入部１５０内に拡散されているが、本発明はそれに限定されない。さらに、封入部１５０の外側はレンズ状の構造になっており、ＬＥＤチップパッケージ１００の発光効果を高めている。他の実施形態では、封入部１５０の外側が他の形状をとってもよい。
【００３２】
特に、集積回路１１４は複数の第１パッド１２２Ａおよび第２パッド１２２Ｂを有する。第１ＬＥＤチップ１３０および第２ＬＥＤチップ１４０は、第１パッド１２２Ａを介して集積回路１１４に電気的に接続されており、集積回路１１４は、第２パッド１２２Ｂを介してキャリア１１０に電気的に接続されている。ＬＥＤチップパッケージ１００はさらに、複数の第１ボンディングワイヤ１６０Ａおよび第２ボンディングワイヤ１６０Ｂを含む。第１パッド１２２Ａは第１ＬＥＤチップ１３０および第２ＬＥＤチップ１４０へ、それぞれ第１ボンディングワイヤ１６０Ａを介して電気的に接続され、第２パッド１２２Ｂは実質的に、第２ボンディングワイヤ１６０Ｂを介してキャリア１１０に電気的に接続される。故に、第１ＬＥＤチップ１３０および第２ＬＥＤチップ１４０は、パッド（１２２Ａおよび１２２Ｂ）およびボンディングワイヤ（１６０Ａおよび１６０Ｂ）の接続を介して、キャリア１１０へ電気的に接続される。ＬＥＤチップパッケージ１００がオンにされると、制御信号がキャリア１１０からそれぞれ第１ＬＥＤチップ１３０および第２ＬＥＤチップ１４０へと入力されうる。
【００３３】
本実施形態においては、キャリア１１０はプリント回路基板（ＰＣＢ）であり、つまり、ＬＥＤチップパッケージ１００は、チップオンボード（ＣＯＢ）型のＬＥＤチップパッケージである。別の実施形態においては、キャリア１１０はさらにリードフレームであってもよく、ＬＥＤチップパッケージ１００はリードフレーム（Ｌ／Ｆ）型のＬＥＤチップパッケージであってもよい。加えて、ＬＥＤチップパッケージ１００は、さらに、第１ＬＥＤチップ１３０と、第２ＬＥＤチップ１４０と、封入部１５０とを包み、第１の光Ｌ１、第２の光Ｌ２、および第３の光Ｌ３を射出する不図示の発光開口を有する、不図示の金型筐体を含んでよい。
【００３４】
図２は、本発明の別の実施形態によるＬＥＤチップパッケージの概略図である。図２のＬＥＤチップパッケージ２００は、ＬＥＤチップパッケージ１００と類似しており、２者間の同じ部材には、同じ参照番号が付されている。ＬＥＤチップパッケージ２００とＬＥＤチップパッケージ１００との間の差異は、封入部２５０のデザインにある。封入部２５０は、第１封入部２５０Ａと第２封入部２５０Ｂとからなる。第１封入部２５０Ａは第１ＬＥＤチップ１３０を封入しており、第１封入部２５０Ａにはドープリン光体２５２がドープされている。第２封入部２５０Ｂは、第１封入部２５０Ａ、第２ＬＥＤチップ１４０、および集積回路１１４を封入している。
【００３５】
ＬＥＤチップパッケージ２００においては、第１封入部２５０Ａは第１ＬＥＤチップ１３０を封入して、ドープリン光体２５２は第１封入部２５０Ａのみにドープされている。故に、ドープリン光体２５２は第１ＬＥＤチップ１３０の周りに配されるので、ドープリン光体２５２は、第１ＬＥＤチップ１３０が発光する第１の光Ｌ１により効率的に励起されうる。つまり、ドープリン光体２５２の発光効率がさらに向上して、ＬＥＤチップパッケージ２００はより高い発光品質を提供することができる。本実施形態においては、ドープリン光体２５２は第１封入部２５０Ａ内に配されて、より高い発光効果が得られる。別の実施形態においては、ドープリン光体２５２はさらに、第１ＬＥＤチップ１３０の真上にも集中配置（concentrated and distributed）されてもよいが、本発明はそれに限定されない。
【００３６】
さらに、ＬＥＤチップパッケージ２００は、可視光の波長のなかでも、長波長、中波長、および短波長を有する白色光を発光することができる。故に、カラー豊富なＬＣＤで利用されるＬＥＤチップパッケージ２００は、カラー豊富なＬＣＤ用に本来の白色光を提供することで、良好な画像品質を発揮させることができる。
【００３７】
本発明で提供されるＬＥＤチップパッケージは、２つのＬＥＤチップを含み、これら２つのＬＥＤチップは、短波長の第１の光および長波長の第２の光を発光するのに適している。第１の光は、封入部内のドープリン光体を励起して中波長の第３の光を発光させるのに十分なエネルギーを有する。故に、ＬＥＤチップパッケージは、第１の光、第２の光、および第３の光を混合した白色光を発光する。カラーＬＣＤで利用されるＬＥＤチップパッケージは、表示品質向上に適している。加えて、本発明の１つのＬＥＤチップパッケージは、他のカラーＬＥＤチップパッケージと共に配置されることなく、本来の白色光を提供することができ、本発明のＬＥＤチップパッケージを利用するデバイスサイズの改良を図ることができる。
【００３８】
当業者には、本発明の範囲または精神から逸脱することなく本発明の構造に対して様々な変形例および変更例を加えることができることが明らかである。前述を踏まえて、以下の請求項およびその均等物の範囲内にある本発明の様々な変形例および変更例を本発明に含めることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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