(57)【要約】【課題】発光ダイオードパッケージ、それを含む照明装置及び発光ダイオードパッケージの製造方法が開示される。【解決手段】本発明の一側面に係ると、パッケージ基板と、パッケージ基板に実装される発光ダイオードチップと、発光ダイオードチップの上部から見た時、発光ダイオードチップにより形成される面を素子上面と定義するとき、素子上面の少なくとも一部を覆うように形成された波長変換層とを含み、波長変換層は素子上面から外れない範囲で形成され、素子上面に平行な平坦面及び平坦面と素子上面の角部を連結する曲面を有することを特徴とする発光ダイオードパッケージが提供される。【選択図】図１０
2011228703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージ基板（ｐａｃｋａｇｅ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）と、
前記パッケージ基板に実装される発光ダイオードチップ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｃｈｉｐ）と、
前記発光ダイオードチップの上部から見た時、前記発光ダイオードチップにより形成される面である素子上面の少なくとも一部を覆うように形成された波長変換層と
を含み、
前記波長変換層は、前記素子上面から外れない範囲で形成され、前記素子上面に平行な平坦面及び前記平坦面と前記素子上面の角部を連結する曲面を有することを特徴とする発光ダイオードパッケージ。
【請求項２】
前記発光ダイオードチップの側面を取り囲むよう、前記パッケージ基板に形成される光反射層をさらに含む、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項３】
前記光反射層は、ＴｉＯ２を含む材質からなる、請求項２に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項４】
前記波長変換層及び前記光反射層をカバーする光分散層をさらに含む、請求項２または３に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項５】
前記光分散層は、ＳｉＯ２を含む材質からなる、請求項４に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項６】
前記発光ダイオードチップ、前記光反射層及び前記光分散層を収容するキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）が区画されるよう、前記パッケージ基板に形成されるダム（ｄａｍ）をさらに含む、請求項４または５に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項７】
前記ダムは、樹脂（ｒｅｓｉｎ）を含む材質からなる、請求項６に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項８】
前記発光ダイオードチップをカバーする透明カバー層（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｃｏｖｅｒ  ｌａｙｅｒ）をさらに含む、請求項１から７の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項９】
前記パッケージ基板は、セラミック（ｃｅｒａｍｉｃ）を含む材質からなる、請求項１から８の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１０】
前記波長変換層は、透明樹脂及び蛍光体を含む材質からなる、請求項１から９の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１１】
前記透明樹脂に対する前記蛍光体の重量比は２以上である、請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１２】
前記発光ダイオードチップは、
導電性物質からなる構造支持層と、
前記構造支持層の一面に形成され、ｐ型半導体層、活性層及びｎ型半導体層を備える発光構造物とを含む、請求項１から１１の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１３】
前記発光構造物は、前記構造支持層の一面の一部領域に形成され、
前記素子上面は、前記発光構造物の一面と、前記構造支持層の一面のうち前記発光構造物が形成されない残りの領域とを含む、請求項１２に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１４】
前記発光ダイオードチップは、
成長基板と、
前記成長基板の一面に形成され、ｎ型半導体層、活性層及びｐ型半導体層を備える発光構造物を含み、
前記活性層及び前記ｐ型半導体層は前記ｎ型半導体層の一面の一部領域に形成される、請求項１から１１の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１５】
前記素子上面は、前記ｐ型半導体層の一面と、前記ｎ型半導体層の一面のうち前記活性層及び前記ｐ型半導体層が形成されない残りの領域とを含む、請求項１４に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１６】
前記素子上面は、前記成長基板の他面となる、請求項１４または１５に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１７】
前記発光ダイオードチップの素子上面に形成される電極パッド（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｐａｄ）をさらに含み、
前記波長変換層は前記電極パッドをカバーするように形成される、請求項１から１６の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１８】
前記パッケージ基板と前記電極パッドを電気的に接続するワイヤ（ｗｉｒｅ）をさらに含む、請求項１７に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１９】
前記波長変換層は、前記発光ダイオードチップの側面まで延長される、請求項１から１８の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項２０】
前記発光ダイオードチップ及び前記波長変換層は複数からなり、
前記複数の波長変換層は、前記複数の発光ダイオードチップそれぞれの素子上面に形成される、請求項１から１９の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項２１】
請求項１から請求項２０の何れか一項に記載の発光ダイオードパッケージを含む照明装置。
【請求項２２】
パッケージ基板に発光ダイオードチップを実装するステップと、
前記発光ダイオードチップの素子上面に透明樹脂、蛍光体及びソルベント（ｓｏｌｖｅｎｔ）を含む混合物を塗布するステップと
を含み、
前記混合物を塗布するステップ中に、前記混合物から前記ソルベントが除去され、前記発光ダイオードチップの上部から見た時、前記発光ダイオードチップにより形成される面である素子上面に平行な平坦面及び前記平坦面と前記素子上面の角部を連結する曲面を有する波長変換層が前記素子上面から外れない範囲で形成される、発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項２３】
前記ソルベントは、揮発性物質からなる、請求項２２に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項２４】
前記混合物を塗布するステップにおいて、
前記ソルベントが蒸発するように前記素子上面に塗布された前記混合物を加熱するステップをさらに含む、請求項２２または２３に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項２５】
前記混合物を塗布するステップは、ディスペンサ（ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）を用いて行われる、請求項２２から２４の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項２６】
前記混合物を塗布するステップは、前記混合物が前記素子上面から前記ディスペンサまでつながった状態を保持するよう前記混合物を連続的に塗布するステップを備える、請求項２５に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項２７】
前記混合物を塗布するステップは、前記ディスペンサを前記発光ダイオードチップの上部で螺旋状またはジグザグ（ｚｉｇｚａｇ）に移動させながら行われる、請求項２５または２６に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項２８】
前記混合物を塗布するステップ後に、
前記発光ダイオードチップの側面を取り囲むよう、前記パッケージ基板に光反射層を形成するステップをさらに含む、請求項２２から２７の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項２９】
前記光反射層は、ＴｉＯ２を含む材質からなる、請求項２８に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項３０】
前記光反射層を形成するステップ後に、
前記波長変換層及び前記光反射層をカバーする光分散層を形成するステップをさらに含む、請求項２８または２９に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項３１】
前記光分散層は、ＳｉＯ２を含む材質からなる、請求項３０に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項３２】
前記光反射層を形成するステップ前に、
前記発光ダイオードチップ、前記光反射層及び前記光分散層を収容するキャビティが区画されるよう、前記パッケージ基板にダムを形成するステップをさらに含む、請求項３０または３１に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項３３】
前記ダムは、前記パッケージ基板の端部に形成され、
前記光分散層を形成するステップ後に、
前記ダム及び前記ダムが形成された前記パッケージ基板の端部を除去するステップをさらに含む、請求項３２に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項３４】
前記ダムは、樹脂を含む材質からなる、請求項３２または３３に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項３５】
前記ダムを形成するステップは、ディスペンサを用いて行われる、請求項３２から３４の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項３６】
前記混合物を塗布するステップ後に、
前記発光ダイオードチップをカバーする透明カバー層を形成するステップをさらに含む、請求項２２から３５の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項３７】
前記パッケージ基板は、セラミックを含む材質からなる、請求項２２から３６の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項３８】
前記透明樹脂に対する前記蛍光体の重量比は２以上である、請求項２２から３７の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項３９】
前記発光ダイオードチップは、
導電性物質からなる構造支持層と、
前記構造支持層の一面に形成され、ｐ型半導体層、活性層及びｎ型半導体層を備える発光構造物とを含む、請求項２２から３８の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項４０】
前記発光構造物は、前記構造支持層の一面の一部領域に形成され、
前記素子上面は、前記発光構造物の一面と前記構造支持層の一面のうち前記発光構造物が形成されない残りの領域を含む、請求項３９に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項４１】
前記発光ダイオードチップは、
成長基板と、
前記成長基板の一面に形成され、ｎ型半導体層、活性層及びｐ型半導体層を備える発光構造物を含み、
前記活性層及び前記ｐ型半導体層は前記ｎ型半導体層の一面の一部領域に形成される、請求項２２から３８の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項４２】
前記素子上面は、前記ｐ型半導体層の一面と、前記ｎ型半導体層の一面のうち前記活性層及び前記ｐ型半導体層が形成されない残りの領域とを含む、請求項４１に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項４３】
前記素子上面は、前記成長基板の他面となる、請求項４１または４２に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項４４】
前記発光ダイオードチップの素子上面には電極パッドが形成され、
前記混合物を塗布するステップは、前記電極パッドをカバーするように行われる、請求項２２から４３の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項４５】
前記発光ダイオードチップを実装するステップと前記混合物を塗布するステップの間に、
ワイヤを用いて前記パッケージ基板と前記電極パッドを電気的に接続するステップをさらに含む、請求項４４に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項４６】
前記混合物を塗布するステップは、前記発光ダイオードチップの素子上面及び側面に前記混合物を塗布するステップである、請求項２２から４５の何れか１項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【請求項４７】
前記発光ダイオードチップは複数からなり、
前記混合物を塗布するステップは、前記複数の発光ダイオードチップの各々の素子上面に前記混合物を塗布するステップである、請求項２２から請求項４６の何れか一項に記載の発光ダイオードパッケージの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードパッケージ、それを含む照明装置及び発光ダイオードパッケージの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ）はキーパッド（ｋｅｙ  ｐａｄ）、バックライト（ｂａｃｋ  ｌｉｇｈｔ）、信号灯、空港滑走路の案内灯、照明灯等の様々な分野に適用されている。また、発光ダイオードの適用分野が多様化するにつれて、これらをパッケージング（ｐａｃｋａｇｉｎｇ）する技術の重要性が注目されている。
【０００３】
従来技術による発光ダイオードパッケージは、パッケージ本体の内部に第１及び第２のリードフレーム（ｌｅａｄ  ｆｒａｍｅ）が配置され、第１リードフレーム上に発光ダイオードチップが実装される。発光ダイオードチップと第１及び第２のリードフレームはワイヤ（ｗｉｒｅ）により電気的に接続される。この場合、パッケージ本体はカップ状を成しており、カップの内部には発光ダイオードチップとワイヤ等を保護するための樹脂部が形成される。このような樹脂部の内部には、発光ダイオードチップから放出された光が白色光となるように光の波長を変換する蛍光物質が分散されることができる。
【０００４】
ところが、上記のような従来技術の場合は、発光ダイオードチップから発生した光が、上記樹脂部で多数の反射と散乱を繰り返してパッケージ本体、第１及び第２のリードフレーム等に入射されるため、各表面の吸収率と同じくらいエネルギーが損失するという問題がある。即ち、入射する光の量が１で、各表面の反射率がＲであると、（１−Ｒ）の割合で入射光の一部が吸収されて消滅してしまうということである。
【０００５】
また、カップ状のパッケージ本体の内部全体に樹脂部が充填され、このような樹脂部の表面全体から光が放出されるため、発光ダイオードパッケージのエタンデュ（ｅｔｅｎｄｕｅ）が増加し、低エタンデュを有する光源を必要とする応用分野、例えば、カメラ用フラッシュ（ｆｌａｓｈ）、自動車用ヘッドランプ（ｈｅａｄ  ｌａｍｐ）、プロジェクタ（ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）用の光源等には適用することが困難である。ここで、エタンデュとは、光源の面積と放射光の立体角（ｓｏｌｉｄ  ａｎｇｌｅ）の積により求められた値であり、光源の面積が大きくなると、エタンデュは増加するようになる。
【０００６】
さらに、従来技術によると、発光ダイオードチップの発光面上から光の色温度偏差が発生し、レンズ（ｌｅｎｓ）を介して放出された光の放射パターンを上部から見た時ブルズアイ（ｂｕｌｌ'ｓ  ｅｙｅ）という色ムラが大きく発生するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、発光効率の向上と共に、発光ダイオードチップ上の発光面から均一な色温度を有する光が放出され、製品間の色温度偏差を低減できる発光ダイオードパッケージ、その製造方法及び該発光ダイオードパッケージを備えた照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面に係ると、パッケージ基板（ｐａｃｋａｇｅ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）と、パッケージ基板に実装される発光ダイオードチップ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｃｈｉｐ）と、発光ダイオードチップの上部から見た時、発光ダイオードチップにより形成される面を素子上面と定義するとき、素子上面の少なくとも一部を覆うように形成された波長変換層とを含み、波長変換層は素子上面から外れない範囲で形成され、素子上面に平行な平坦面及び平坦面と素子上面の角部を連結する曲面を有することを特徴とする発光ダイオードパッケージ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｐａｃｋａｇｅ）が提供される。
【０００９】
発光ダイオードパッケージは、発光ダイオードチップの側面を取り囲むようパッケージ基板に形成される光反射層をさらに含むことができる。
【００１０】
光反射層は、ＴｉＯ２を含む材質からなることができる。
【００１１】
発光ダイオードパッケージは、波長変換層及び光反射層をカバーする光分散層をさらに含むことができる。
【００１２】
光分散層は、ＳｉＯ２を含む材質からなることができる。
【００１３】
発光ダイオードパッケージは、発光ダイオードチップ、光反射層及び光分散層を収容するキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）が区画されるよう、パッケージ基板に形成されるダム（ｄａｍ）をさらに含むことができる。
【００１４】
ダムは、樹脂（ｒｅｓｉｎ）を含む材質からなることができる。
【００１５】
発光ダイオードパッケージは、発光ダイオードチップをカバーする透明カバー層（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｃｏｖｅｒ  ｌａｙｅｒ）をさらに含むことができる。
【００１６】
パッケージ基板は、セラミック（ｃｅｒａｍｉｃ）を含む材質からなることができる。
【００１７】
波長変換層は、透明樹脂及び蛍光体を含む材質からなることができる。
【００１８】
透明樹脂に対する蛍光体の重量比は２以上であることができる。
【００１９】
発光ダイオードチップは、導電性物質からなる構造支持層と、構造支持層の一面に形成され、ｐ型半導体層、活性層及びｎ型半導体層を備える発光構造物とを含むことができる。
【００２０】
発光構造物は、構造支持層の一面の一部領域に形成され、素子上面は、発光構造物の一面と、構造支持層の一面のうち発光構造物が形成されない残りの領域とを含むことができる。
【００２１】
発光ダイオードチップは、成長基板と、成長基板の一面に形成され、ｎ型半導体層、活性層及びｐ型半導体層を備える発光構造物とを含み、活性層及びｐ型半導体層は、ｎ型半導体層の一面の一部領域に形成されることができる。
【００２２】
素子上面は、ｐ型半導体層の一面と、ｎ型半導体層の一面のうち活性層及びｐ型半導体層が形成されない残りの領域とを含むことができる。
【００２３】
素子上面は、成長基板の他面であることができる。
【００２４】
発光ダイオードパッケージは、発光ダイオードチップの素子上面に形成される電極パッド（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｐａｄ）をさらに含み、波長変換層は電極パッドをカバーするように形成されることができる。
【００２５】
発光ダイオードパッケージは、パッケージ基板と電極パッドを電気的に接続するワイヤ（ｗｉｒｅ）をさらに含むことができる。
【００２６】
波長変換層は、発光ダイオードチップの側面まで延長されることができる。
【００２７】
発光ダイオードチップ及び波長変換層は複数からなり、複数の波長変換層は複数の発光ダイオードチップの各々の素子上面に形成されることができる。
【００２８】
本発明の他の側面に係ると、上述の発光ダイオードパッケージを含む照明装置が提供される。
【００２９】
本発明のさらに他の側面に係ると、パッケージ基板に発光ダイオードチップを実装するステップと、発光ダイオードチップの素子上面に透明樹脂、蛍光体及びソルベント（ｓｏｌｖｅｎｔ）を含む混合物を塗布するステップとを含み、混合物を塗布するステップ中に、混合物から上記ソルベントが除去され、発光ダイオードチップの上部から見た時、上記発光ダイオードチップにより形成される面を素子上面と定義するとき、素子上面から外れない範囲で形成され、素子上面に平行な平坦面及び平坦面と素子上面の角部を連結する曲面を有する波長変換層が形成される、発光ダイオードパッケージの製造方法が提供される。
【００３０】
ソルベントは、揮発性物質からなることができる。
【００３１】
発光ダイオードパッケージの製造方法は、混合物を塗布するステップ中に、ソルベントが蒸発するよう、発光ダイオードチップの素子上面に塗布された混合物を加熱するステップをさらに含むことができる。
【００３２】
混合物を塗布するステップは、ディスペンサ（ｄｉｓｐｅｎｓｅｒ）を用いて行うことができる。
【００３３】
この場合、混合物を塗布するステップは、混合物が素子上面からディスペンサまでつながった状態を保持するよう混合物を連続的に塗布するステップを備えることができる。
【００３４】
混合物を塗布するステップは、ディスペンサを発光ダイオードチップの上部で螺旋状またはジグザグ（ｚｉｇｚａｇ）に移動させながら行うことができる。
【００３５】
発光ダイオードパッケージの製造方法は、混合物を塗布するステップの後に、発光ダイオードチップの側面を取り囲むようパッケージ基板に光反射層を形成するステップをさらに含むことができる。
【００３６】
光反射層は、ＴｉＯ２を含む材質からなることができる。
【００３７】
発光ダイオードパッケージの製造方法は、光反射層を形成するステップの後に、波長変換層及び光反射層をカバーする光分散層を形成するステップをさらに含むことができる。
【００３８】
光分散層は、ＳｉＯ２を含む材質からなることができる。
【００３９】
発光ダイオードパッケージの製造方法は、光反射層を形成するステップの前に、発光ダイオードチップ、光反射層及び光分散層を収容するキャビティが区画されるよう、パッケージ基板にダムを形成するステップをさらに含むことができる。
【００４０】
ダムはパッケージ基板の端部に形成され、発光ダイオードパッケージの製造方法は、光分散層を形成するステップの後に、ダムと、ダムが形成されたパッケージ基板の端部とを除去するステップをさらに含むことができる。
【００４１】
ダムは、樹脂を含む材質からなることができる。
【００４２】
ダムを形成するステップは、ディスペンサを用いて行うことができる。
【００４３】
発光ダイオードパッケージの製造方法は、混合物を塗布するステップの後に、発光ダイオードチップをカバーする透明カバー層を形成するステップをさらに含むことができる。
【００４４】
パッケージ基板は、セラミックを含む材質からなることができる。
【００４５】
透明樹脂に対する蛍光体の重量比は２以上であることができる。
【００４６】
発光ダイオードチップは、導電性物質からなる構造支持層と、構造支持層の一面に形成され、ｐ型半導体層、活性層及びｎ型半導体層を備える発光構造物とを含むことができる。
【００４７】
発光構造物は、構造支持層の一面の一部領域に形成され、素子上面は、発光構造物の一面と、構造支持層の一面のうち発光構造物が形成されない残りの領域とを含むことができる。
【００４８】
発光ダイオードチップは、成長基板と、成長基板の一面に形成され、ｎ型半導体層、活性層及びｐ型半導体層を備える発光構造物とを含み、活性層及びｐ型半導体層は、ｎ型半導体層の一面の一部領域に形成されることができる。
【００４９】
素子上面は、ｐ型半導体層の一面と、ｎ型半導体層の一面のうち活性層及びｐ型半導体層が形成されない残りの領域とを含むことができる。
【００５０】
素子上面は、成長基板の他面であることができる。
【００５１】
発光ダイオードチップの素子上面には電極パッドが形成され、混合物を塗布するステップは電極パッドをカバーするように行うことができる。
【００５２】
発光ダイオードパッケージの製造方法は、発光ダイオードチップを実装するステップと混合物を塗布するステップの間に、ワイヤを用いてパッケージ基板と電極パッドを電気的に接続するステップをさらに含むことができる。
【００５３】
混合物を塗布するステップは、発光ダイオードチップの素子上面及び側面に混合物を塗布するステップであることができる。
【００５４】
発光ダイオードチップは複数からなり、混合物を塗布するステップは複数の発光ダイオードチップの各々の上面に混合物を塗布するステップであることができる。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によると、発光ダイオードパッケージの発光面の面積全体が減少することで発光ダイオードパッケージの発光効率が向上し、発光ダイオードチップ上部の発光面から均一な色温度を有する光が放出されることで光の色ムラが低減すると共に、製品間で発生し得る色温度の偏差を効果的に減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージの一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージの一実施例による波長変換層を示す概略図である。
【図３】図１に示した発光ダイオードパッケージの一実施例による色温度特性を示す図面である。
【図４】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージの一実施例による発光ダイオードチップをそれぞれ示す断面図である。
【図５】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージの一実施例による発光ダイオードチップをそれぞれ示す断面図である。
【図６】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージの一実施例による発光ダイオードチップをそれぞれ示す断面図である。
【図７】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージの他の実施例をそれぞれ示す断面図である。
【図８】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージの他の実施例をそれぞれ示す断面図である。
【図９】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージの他の実施例をそれぞれ示す断面図である。
【図１０】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージのさらに他の実施例を示す断面図である。
【図１１】図１０に示した発光ダイオードパッケージのさらに他の実施例を示す平面図である。
【図１２】図１０に示した発光ダイオードパッケージのさらに他の実施例の光度分布を示す図面である。
【図１３】図１０に示した発光ダイオードパッケージのさらに他の実施例による製品間の色散布を示す図面である。
【図１４】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージのさらに他の実施例をそれぞれ示す断面図である。
【図１５】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージのさらに他の実施例をそれぞれ示す断面図である。
【図１６】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージのさらに他の実施例をそれぞれ示す断面図である。
【図１７】本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージのさらに他の実施例を示す概略図である。
【図１８】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例を示した流れ図である。
【図１９】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法による波長変換層の形成工程を説明するための図面である。
【図２０】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法による波長変換層の形成工程を説明するための図面である。
【図２１】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法による波長変換層の形成工程を説明するための図面である。
【図２２】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す断面図である。
【図２３】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す断面図である。
【図２４】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す断面図である。
【図２５】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す断面図である。
【図２６】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す断面図である。
【図２７】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す断面図である。
【図２８】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す断面図である。
【図２９】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す平面図である。
【図３０】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す平面図である。
【図３１】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す平面図である。
【図３２】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す平面図である。
【図３３】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す平面図である。
【図３４】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す平面図である。
【図３５】本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージの製造方法の一実施例による各工程を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、添付の図面を参照し、本発明による発光ダイオードパッケージ、それを含む照明装置及び発光ダイオードパッケージの製造方法の実施例を詳細に説明する。図面を説明するに当たり、同一または対応する構成要素については同じ参照符号を付し、これに対する重複説明は省略する。
【００５８】
図１は本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージ１００の一実施例を示す断面図である。
【００５９】
本実施例によると、図１に示すように、パッケージ基板（ｐａｃｋａｇｅ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１１０、接着層１１４によりパッケージ基板１１０に実装され、ワイヤ（ｗｉｒｅ）１３０によりパッケージ基板１１０と電気的に接続される発光ダイオードチップ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｃｈｉｐ）１２０、発光ダイオードチップ１２０の素子上面のみに形成される波長変換層１４０、発光ダイオードチップ１２０の周りに充填された光反射層１５０、及び発光ダイオードチップ１２０と光反射層１５０をカバーする光分散層１６０等を備える発光ダイオードパッケージ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ  ｐａｃｋａｇｅ）１００が提示される。ここで、素子上面とは、発光ダイオードチップ１２０を上部から見た時、発光ダイオードチップ１２０により形成される面を意味する。上部から見た時形成される面である点から、上記素子上面は、高さが互いに異なったり形成物質が異なる領域により形成される面であることができる。例えば、図５の場合、発光構造物１２３のｐ型半導体層１２４及びｎ型半導体層１２６等により一つの素子上面が形成されることができる。但し、本明細書において使用される「上面」、「下面」及び「側面」等の用語は図面を基準として示したが、その用語は素子が配置される方向に応じて実際に変更できる。
【００６０】
このような本実施例によると、従来のように発光ダイオードの素子上面だけでなく、発光ダイオードの周囲全体が蛍光体１４４を含む樹脂部によりモールディング（ｍｏｌｄｉｎｇ）されるものではなく、発光ダイオードチップ１２０の素子上面のみに波長変換層１４０が形成されることで、発生した光の一部が樹脂部における反射及び散乱により周囲の構造物に吸収されるのを最小限に抑えて発光ダイオードパッケージ１００の発光効率を向上でき、また、全体的な発光面積が減少し、低エタンデュ（ｅｔｅｎｄｕｅ）が求められる多様な照明装置への活用の可能性を高めることができる。
【００６１】
また、このような波長変換層１４０が発光ダイオードチップ１２０の素子上面の角部周辺領域を除き、上記素子上面に平行な平面１４６を成すように発光ダイオードチップ１２０の上面に形成されることで、発光ダイオードチップ１２０から発生した光が発光ダイオードチップ１２０の上部で均一な色温度を有するようになり、発生した光の色ムラが著しく低減することができる。
【００６２】
また、波長変換層１４０は発光ダイオードチップ１２０がチップ単位に分離された後、各チップ毎の特性を考慮して適切な厚さに形成されることができるため、各発光ダイオードパッケージ１００の製品間で発生し得る色温度の偏差を効果的に減少することができる。
【００６３】
以下、図１から図６を参照し、本実施例による発光ダイオードパッケージ１００の各構成についてより具体的に説明する。
【００６４】
パッケージ基板１１０には、図１に示すように、回路パターン（ｃｉｒｃｉｕｔ  ｐａｔｔｅｒｎ）１１２が形成され、該回路パターン１１２には発光ダイオードチップ１２０が実装され、発光ダイオードチップ１２０の電極パッド（ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ  ｐａｄ）１２１は回路パターン１１２とワイヤボンディング（ｗｉｒｅ  ｂｏｎｄｉｎｇ）により電気的に接続されることができる。
【００６５】
ここで、パッケージ基板１１０は、発光ダイオードパッケージ１００の放熱特性及び発光効率を向上させるために、高耐熱性、優れた熱導電性、高反射効率等の特性を有するセラミック（ｃｅｒａｍｉｃ）材質、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等のような物質からなることができる。但し、パッケージ基板１１０の物質はこれに限らず、発光ダイオードパッケージ１００の放熱特性及び電気的接続関係等を考慮して多様な物質を使用できる。
【００６６】
また、上述のセラミック基板以外にも、印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ）またはリードフレーム（ｌｅａｄ  ｆｒａｍｅ）等も本実施例のパッケージ基板１１０として使用できる。
【００６７】
発光ダイオードチップ１２０は、図１に示すように、パッケージ基板１１０に実装される。即ち、発光ダイオードチップ１２０は接着層１１４によりパッケージ基板１１０に接着され、発光ダイオードチップ１２０に形成された電極パッド１２１はワイヤ１３０によりパッケージ基板１１０の回路パターン１１２と電気的に接続されることができる。
【００６８】
ここで、発光ダイオードチップ１２０は垂直または水平構造等の多様な構造を有することができ、このような構造によってワイヤボンディングまたはフリップチップボンディング（ｆｌｉｐ−ｃｈｉｐ  ｂｏｎｄｉｎｇ）等の多様な方式によりパッケージ基板１１０と電気的に接続されることができる。このような発光ダイオードチップ１２０の具体的な構造については図４から図６を参照してより具体的に後述する。
【００６９】
また、接着層１１４は、上述の発光ダイオードチップ１２０の構造によって導電性または非導電性物質からなることができ、このような接着層１１４の材質については図４から図６を参照して後述する。
【００７０】
図２は、本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージ１００の一実施例の波長変換層１４０を示す概略図である。
【００７１】
波長変換層１４０は、発光ダイオードチップ１２０から発生した光の一部の波長を変換することができ、このように波長変換された一部の光が波長変換されない残りの光と混合されることで、発光ダイオードパッケージ１００から白色光が放出され得る。
【００７２】
例えば、発光ダイオードチップ１２０が青色光を放出する場合、黄色蛍光体１４４を含有する波長変換層１４０を用いることで白色光が生成され、発光ダイオードチップ１２０が紫外線光を放出する場合、赤色、緑色、青色蛍光体１４４が混合された波長変換層１４０を用いることで白色光が形成されることができる。それ以外にも、白色光を生成するために使用する発光ダイオードチップ１２０及び蛍光体１４４の種類としては様々な組み合わせが可能である。
【００７３】
このような波長変換層１４０は、図１及び図２に示すように、発光ダイオードチップ１２０の素子上面のみに形成され、表面が上記素子上面に平行な平面１４６と、このような平面１４６と上記素子上面の角部を連結する曲面１４８とからなることができる。
【００７４】
即ち、波長変換層１４０は、図１及び図２に示すように、上記素子上面の領域から外れないように形成され、上記素子上面の中央領域には、表面が上記素子上面に平行な平面１４６を有するように波長変換層１４０が形成され、上記素子上面の角部と隣接する領域には、表面が平面１４６と上記素子上面の角部を連結する曲面１４８を有するように波長変換層１４０が形成されることができる。
【００７５】
ここで、上述したように、発光ダイオードチップ１２０の素子上面は、発光ダイオードチップ１２０から光が放出される経路に提供される光放出面を意味し、発光ダイオードチップ１２０の構造に応じて、同じ高さを有する単一面であったり、または、互いに段差が存在するが、これらを上部から見たとき一つの面に見える複数の面であることができる。これについての具体的な説明は、発光ダイオードチップ１２０の構造に関する図４から図６を参照しながら後述する。
【００７６】
また、波長変換層１４０の平面１４６は、図１に示すように、発光ダイオードチップ１２０の素子面と物理的に平行な場合または全高が同じ場合のみならず、工程上不可避に高さの偏差が発生する場合までを含む概念として解釈すべきである。例えば、波長変換層１４０の平面１４６の高さは、その平均値を基準に約−１０％から約＋１０％の範囲で変動できる。
【００７７】
さらに、波長変換層１４０の平面１４６が形成される中央領域の幅は、図１に示す断面図を基準に発光ダイオードチップ１２０の素子上面の中央から上面の両側角部までのそれぞれの長さの約７０％に該当する２つの地点間の長さであることができ、このような波長変換層１４０の平面１４６の幅は波長変換層１４０を形成するための混合物の粘性等のような材料の物理的特性、混合物の加熱温度等のような工程条件に応じて様々に変動できる。
【００７８】
波長変換層１４０は、図２に示すように、透明樹脂１４２及び蛍光体１４４を含む材質からなることができ、発光ダイオードチップ１２０の上面の中央領域に形成された波長変換層１４０の厚さは、例えば、３０μｍから１５０μｍの範囲で設定されることができる。
【００７９】
波長変換層１４０により変換された光と発光ダイオードチップ１２０から放出された光が混合されることで、発光ダイオードパッケージ１００は白色光を放出できる。例えば、発光ダイオードチップ１２０が青色光を放出する場合には黄色蛍光体を使用でき、発光ダイオードチップ１２０が紫外光を放出する場合は赤色、緑色、青色の蛍光体を混合して使用できる。その他にも、白色を発光するための発光ダイオードチップ１２０及び蛍光体の色は様々な組み合わせが可能である。また、白色に制限されず、緑色、赤色等の波長変換物質のみを塗布して該当の色を放出する光源の具現も可能である。
【００８０】
具体的には、発光ダイオードチップ１２０から青色光が放出される場合、赤色蛍光体としてはＭＡｌＳｉＮｘ：Ｒｅ（１≦ｘ≦５）の窒化物系蛍光体及びＭＤ：Ｒｅの硫化物系蛍光体等が挙げられる。ここで、ＭはＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇの中から選択された少なくとも１種であり、ＤはＳ、Ｓｅ及びＴｅの中から選択された少なくとも１種であり、ＲｅはＥｕ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩの中から選択された少なくとも１種である。また、緑色蛍光体としてはＭ２ＳｉＯ４：Ｒｅのケイ酸塩系蛍光体、ＭＡ２Ｄ４：Ｒｅの硫化物系蛍光体、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｒｅの蛍光体、ＭＡ'２Ｏ４：Ｒｅ'の酸化物系蛍光体等が挙げられ、ＭはＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇの中から選択された少なくとも１種の元素であり、ＡはＧａ、Ａｌ及びＩｎの中から選択された少なくとも１種であり、ＤはＳ、Ｓｅ及びＴｅの中から選択された少なくとも１種であり、Ａ'はＳｃ、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｌｕ、Ａｌ及びＩｎの中から選択された少なくとも１種であり、ＲｅはＥｕ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩの中から選択された少なくとも１種であり、Ｒｅ'はＣｅ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩの中から選択された少なくとも１種であることができる。
【００８１】
一方、蛍光体に代わり、または蛍光体と共に、波長変換層１４０には量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ）が備えられてもよい。量子ドットは、コア（ｃｏｒｅ）とシェル（ｓｈｅｌｌ）からなるナノクリスタル粒子であり、コアのサイズは約２ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある。また、量子ドットはコアのサイズを調節することで青色Ｂ、黄色（Ｙ）、緑色Ｇ、赤色（Ｒ）のような多様な色を発光する蛍光物質として使用でき、ＩＩ−ＶＩ族の化合物半導体（ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＭｇＴｅ等）、ＩＩＩ−Ｖ族の化合物半導体（ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＡｌＡｓ、ＡｌＰ、ＡｌＳｂ、ＡｌＳ等）またはIV族の半導体（Ｇｅ、Ｓｉ、Ｐｂ等）の中から少なくとも２種の半導体を異種接合することで量子ドットを成すコアとシェルの構造を形成できる。この場合、量子ドットのシェルの外側でシェル表面の分子結合を終了させたり、量子ドットの凝集を抑えてシリコン樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂への分散性を向上させたり、または、蛍光体の機能を向上させるためにオレイン酸（Ｏｌｅｉｃ  ａｃｉｄ）のような物質を用いた有機配位子（Ｏｒｇａｎｉｃ  ｌｉｇａｎｄ）を形成することができる。このような量子ドットは水または空気に弱い特性を示し、特に、基板のメッキパターンまたはパッケージのリードフレームと接触する場合、化学反応が生じ得る。後述するように、波長変換層１４０を発光ダイオードチップ１２０の素子上面のみに適用することで上記メッキパターンまたはリードフレームとの接触を防止し、信頼性を向上させることができる。従って、以下に例示するように蛍光体を波長変換物質とする場合にも、蛍光体を量子ドットに置換したり、蛍光体に量子ドットを付加することができる。
【００８２】
また、透明樹脂１４２に対する蛍光体１４４の重量比は２以上であることができる。これにより、透明樹脂１４２は、図２に示すように透明樹脂１４２は蛍光体１４４の粒子を互いに接着させる機能を行うようになり、該透明樹脂１４２は、例えばシリコン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、エポキシ（ｅｐｏｘｙ）またはこれらが混合された材質からなることができる。
【００８３】
このような蛍光体１４４の割合は、従来の蛍光体の透明樹脂に対する重量比が１／１０〜１に過ぎないことと比較して著しく高く、このような割合により蛍光体１４４と透明樹脂１４２の混合物は粘性が増加し、発光ダイオードチップ１２０の素子上面における流動性が減少するようになる。これにより、蛍光体と透明樹脂の低粘性による表面張力の影響で波長変換層が全体的に曲面を成して形成されるのを防止し、波長変換層１４０が発光ダイオードチップ１２０の素子上面に均一な厚さで形成されるようになる。これについては図１８から図３５を参照し、発光ダイオードパッケージ２００の製造方法を提示しながらより詳細に説明する。
【００８４】
このような本実施例によると、波長変換層１４０が発光ダイオードチップ１２０の素子上面のみに形成されることで、発光ダイオードの素子上面だけでなく発光ダイオードの周囲全体が蛍光体でモールディングされる従来技術に比べて周辺構造物による吸収を最小限に抑えることができるため、発光ダイオードパッケージ１００の発光効率が向上し、従来のように蛍光体のモールディングのためのパッケージ本体が要求されないため、発光ダイオードパッケージ１００のサイズを著しく低減することができる。
【００８５】
また、実質的な発光面積が発光ダイオードチップ１２０の素子上面に局限され、光源の面積当たりの光量の増加により低エタンデュが求められる多様な照明装置に本発光ダイオードパッケージ１００をさらに積極的に活用できる。
【００８６】
また、波長変換層１４０が発光ダイオードチップ１２０の素子上面に平行な平面１４６を有するように形成することで、発光ダイオードパッケージ１００はより均一な光を放出できる。即ち、発光ダイオードチップ１２０の素子上面の角部の以外には波長変換層１４０が均一な厚さで形成され、光経路の長さも同様になるため、発光ダイオードチップ１２０から発生した光は波長変換層１４０を通過し、波長が変化しても均一な色温度を有することができる。
【００８７】
図３は図１に示した発光ダイオードパッケージ１００の一実施例の色温度特性を示す図面である。以下、図３を参照し、上述の効果についてより具体的に説明する。
【００８８】
図３は本実施例による発光ダイオードパッケージ１００の放射角による色温度特性Ａと、従来のパッケージ本体の内部全体に蛍光体を含有する樹脂をモールディングした発光ダイオードパッケージの放射角による色温度特性Ｂとを比較して示したグラフである。
【００８９】
図３に示すように、従来技術の場合Ｂは放射角による色温度の偏差が最大３２２Ｋにまで発生し、色ムラが大きくなる。これに対し、本実施例による発光ダイオードパッケージ１００の場合Ａは放射角による色温度の偏差が従来技術の半分以下の最大１２６Ｋに過ぎないため、色ムラなく均一な光放出が可能となる。
【００９０】
一方、波長変換層１４０には、蛍光体１４４及び透明樹脂１４２と共に透明微細粒子がさらに含まれてもよい。このような透明微細粒子としてはＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の物質を用いることができる。このように波長変換層１４０に含有される透明微細粒子の割合を適切に調節することで、外部に放出される光の色温度を所望の水準に設定でき、例えば、透明微細粒子は蛍光体１４４に対して１／２以下の重量比を有することができる。
【００９１】
光反射層１５０は、図１に示すように、発光ダイオードチップ１２０の側面を取り囲むようパッケージ基板１１０に形成される。このような光反射層１５０は、例えば、ディスペンシング（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）またはモールディングにより、ＴｉＯ２等と共に入射される光を反射させる反射材を含む物質を発光ダイオードチップ１２０の周囲に充填することで形成されることができる。
【００９２】
この場合、光反射層１５０は図１に示すように、発光ダイオードチップ１２０の素子上面に形成された波長変換層１４０の高さに相応する高さに形成できるため、波長変換層１４０は光反射層１５０によりカバーできないこともある。
【００９３】
このように発光ダイオードチップ１２０の周りに光反射層１５０が形成されることで、後述する光分散層１６０に入射されて外部に放出されず、反射された光が再び光分散層１６０側に反射されて外部に放出されることができるため、結果的に発光ダイオードパッケージ１００の輝度が向上される。
【００９４】
このような光反射層１５０は、パッケージ基板１１０上に形成されるダム（ｄａｍ、図９の１７０）により区画されたキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）１７２の内部に形成されることができる。上記ダム（図９の１７０）は、光反射層１５０及び後述する光分散層１６０が形成された後、発光ダイオードパッケージ１００を単位パッケージごとにダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）する工程で除去されることができる。
【００９５】
この場合、ダム（図９の１７０）は緩衝材質の樹脂（ｒｅｓｉｎ）からなることができる。そのため、上述したように、セラミック材質からなるパッケージ基板１１０が製造工程において加熱及び冷却によって膨張及び収縮してもダム（図９の１７０）がその膨張及び収縮の程度に応じて変形されることができ、パッケージ基板１１０の歪み等が効果的に防止され、パッケージ基板１１０の材質としてより優れた熱抵抗性を有するＡｌＮを適用できるようになる。
【００９６】
このようなダム（図９の１７０）の形成及び除去については、図１８から図３５を参照し、発光ダイオードパッケージ２００の製造方法を提示しながら詳細に説明する。
【００９７】
光分散層１６０は、図１に示すように、光反射層１５０及び光反射層１５０によりカバーされない波長変換層１４０をカバーするように形成されることができる。このような光分散層１６０は、例えば、ディスペンシングによりＳｉＯ２等と共に入射される光を分散させる分散材を含む物質を光反射層１５０と波長変換層１４０上に塗布することで形成されることができる。
【００９８】
また、光反射層１５０も上述のダム（図９の１７０）により区画されたキャビティ（図９の１７２）内に形成されることができ、発光ダイオードパッケージ１００を単位パッケージごとにダイシングする工程で除去されることができる。
【００９９】
このように光反射層１５０と波長変換層１４０をカバーするように光分散層１６０が形成されることで、発光ダイオードチップ１２０から発生した光が分散されながら外部に放出されることができ、発光ダイオードパッケージ１００の光均一度がより向上することができる。
【０１００】
以下、図４から図６を参照し、本実施例に適用できる多様な構造の発光ダイオードチップ１２０について説明する。
【０１０１】
図４から図６は本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージ１００の一実施例の発光ダイオードチップ１２０をそれぞれ示す断面図である。
【０１０２】
先ず、図４を参照すると、垂直構造の発光ダイオードチップ１２０が提示される。
【０１０３】
このような発光ダイオードチップ１２０は、図４に示すように、構造支持層１２２及びその上部に形成された発光構造物１２３を備えることができ、発光構造物１２３はｐ型半導体層１２４、活性層１２５及びｎ型半導体層１２６からなることができる。
【０１０４】
構造支持層１２２は、図４に示すように、発光構造物１２３を構造的に支持する機能を行うと共に、パッケージ基板１１０の回路パターン（図１の１１２）上に導電性接着層１１４により接着され、ｐ型電極としてパッケージ基板（図１の１１０）と発光ダイオードチップ１２０との電気的接続を具現する機能を行うことができる。
【０１０５】
従って、構造支持層１２２は、例えば、Ａｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ｓｉ、Ｓｅ、ＧａＡｓまたはこれらのうち２種以上の組み合わせによる導電性物質からなり、接着層１１４も導電性を有するソルダー（ｓｏｌｄｅｒ）またはペースト（ｐａｓｔｅ）等からなる。
【０１０６】
発光構造物１２３は、図４に示すように、構造支持層１２２上にｐ型半導体層１２４、活性層１２５、ｎ型半導体層１２６の順に形成され、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＮ、ＩｎＧａＩｎＰ等のような化合物半導体からなり光を発生させることができる。
【０１０７】
また、ｎ型半導体層１２６上には、図４に示すように、ｎ型電極の機能を行う電極パッド１２１が形成され、このような電極パッド１２１はパッケージ基板（図１の１１０）の回路パターン（図１の１１２）とワイヤ１３０を介して電気的に接続されることができる。
【０１０８】
発光構造物１２３は、図４に示すように、構造支持層１２２の一面の角部以外の一部領域に形成されることができ、このような発光構造物１２３の形状は発光ダイオードチップ１２０をチップ単位に分離するためのエッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）工程により得られる。
【０１０９】
この場合、発光ダイオードチップ１２０の素子上面は、図４に示すように、発光構造物１２３の一面、即ちｎ型半導体層１２６の上面と、構造支持層１２２の一面のうち発光構造物１２３が形成されない残りの角部領域と定義されることができる。
【０１１０】
従って、波長変換層１４０は、図４に示すように発光ダイオードチップ１２０の素子上面であるｎ型半導体層１２６の上面と、構造支持層１２２の一面の角部領域に形成されることができ、上述したように、中央領域は表面が平面１４６となるように形成され、角部領域は表面が曲面１４８となるように形成される。この場合にも、波長変換層１４０は構造支持層１２２の一面の角部ｈから外れない範囲内で形成される。
【０１１１】
また、波長変換層１４０は発光ダイオードチップ１２０が実装され、電極パッド１２１と回路パターン（図１の１１２）間のワイヤボンディングも行われた状態で形成されるため、図４に示すように、電極パッド１２１のみならずワイヤ１３０の一部、即ち、電極パッド１２１との結合部であるボンディング部を埋め込むようになる。
【０１１２】
その次に、図５を参照すると、水平構造の発光ダイオードチップ１２０が提示される。
【０１１３】
図５に示す発光ダイオードチップ１２０は、成長基板１２７及びその上部に形成された発光構造物１２３を備えることができ、発光構造物１２３はｎ型半導体層１２６、活性層１２５及びｐ型半導体層１２４からなることができる。
【０１１４】
成長基板１２７としてはサファイア基板等が用いられ、ｎ型半導体層１２６、活性層１２５及びｐ型半導体層１２４からなる発光構造物１２３が成長基板１２７に成長されることで形成されることができる。また、成長基板１２７は絶縁体であるため、非導電性物質からなる接着層１１４によりパッケージ基板１１０に物理的に接着されることができる。
【０１１５】
活性層１２５及びｐ型半導体層１２４は、図５に示すように、ｎ型半導体層１２６の一面の一部領域に形成されることができる。上記構造は、ｎ型半導体層１２６上に活性層１２５及びｐ型半導体層１２４を成長させた後、活性層１２５及びｐ型半導体層１２４の一部をメサ（ｍｅｓａ）エッチングすることで形成されることができる。
【０１１６】
図５には、活性層１２５及びｐ型半導体層１２４がメサエッチングされた段差が誇張して示されているが、実際の段差は成長基板１２７の厚さに比べ極めて小さい水準となり得る。
【０１１７】
ｎ型半導体層１２６及びｐ型半導体層１２４には、図５に示すように、それぞれｎ型電極及びｐ型電極としての機能を行う電極パッド１２１がそれぞれ形成され、このような電極パッド１２１は、図５に示すようにパッケージ基板（図１の１１０）の回路パターン（図１の１１２）とそれぞれワイヤ１３０を用いて電気的に接続されることができる。
【０１１８】
発光ダイオードチップ１２０の素子上面は、図５に示すように、ｐ型半導体層１２４の上面と、活性層１２５及びｐ型半導体層１２４がメサエッチングされ、ｎ型半導体層１２６の一面のうち活性層１２５及びｐ型半導体層１２４が形成されずに露出した残りの領域と定義されることができる。
【０１１９】
従って、波長変換層１４０は図５に示すように、発光ダイオードチップ１２０の素子上面であるｐ型半導体層１２４の上面と活性層１２５及びｐ型半導体層１２４がメサエッチングされて露出したｎ型半導体層１２６の一部領域に形成されることができ、上述したように、中央領域は表面が平面１４６となるように形成され、角部領域は表面が曲面１４８となるように形成される。この場合にも、波長変換層１４０はｎ型半導体層１２６の角部から外れない範囲内で形成される。
【０１２０】
また、垂直構造と同様に、波長変換層１４０は発光ダイオードチップ１２０が実装され、電極パッド１２１と回路パターン（図１の１１２）間のワイヤボンディングが行われた状態で形成されるため、図５に示すように、電極パッド１２１及びワイヤ１３０の一部を埋め込むことができる。
【０１２１】
次いで、図６を参照すると、フリップチップ方式によりパッケージ基板１１０に実装される発光ダイオードチップ１２０が提示される。
【０１２２】
このような発光ダイオードチップ１２０は、図６に示すように、成長基板１２７及びその下部に形成された発光構造物１２３を備えることができ、発光構造物１２３は上から下に向かってｎ型半導体層１２６、活性層１２５及びｐ型半導体層１２４の順からなることができる。
【０１２３】
図６に示す発光ダイオードチップ１２０の場合、基本的な構造は図５に示す水平構造の発光ダイオードチップ１２０と類似しているが、パッケージ基板（図１の１１０）とワイヤボンディングではなくフリップチップ方式により電気的に接続されるという点において相違がある。
【０１２４】
即ち、図６に示すように、ソルダーバンプ（ｓｏｌｄｅｒ  ｂｕｍｐ）等のような導電性接着層１１４により、ｎ型半導体層１２６及びｐ型半導体層１２４にそれぞれ形成された電極パッド１２１がパッケージ基板（図１の１１０）の回路パターン（図１の１１２）に物理的に接着しながら電気的に接続されることができる。
【０１２５】
この場合、発光ダイオードチップ１２０の素子上面は、図６に示すように成長基板１２７の上面と定義されることができる。
【０１２６】
従って、波長変換層１４０は図６に示すように、発光ダイオードチップ１２０の素子上面である成長基板１２７の上面に形成されることができ、上述したように、中央領域は表面が平面１４６となるように形成され、角部領域は表面が曲面１４８となるように形成される。この場合、波長変換層１４０は成長基板１２７の角部から外れないように形成される。
【０１２７】
以下、図７から図９を参照し、本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージ１００の他の実施例について説明する。
【０１２８】
図７から図９は、本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージ１００の他の実施例をそれぞれ示す断面図である。
【０１２９】
以下、図７から図９に示す各実施例を提示するに当たり、上述の実施例を通じて説明した同一または類似する構成については具体的な説明を省略し、上述の実施例との構成上の相違点を中心に説明する。
【０１３０】
図７を参照すると、パッケージ基板１１０にキャビティ１７２が形成され、該キャビティ１７２内に発光ダイオードチップ１２０、光反射層１５０及び光分散層１６０が収容された発光ダイオードパッケージ１００の実施例が示されている。
【０１３１】
図１に示す実施例では、別途のダム（図９の１７０）により区画されたキャビティ１７２内に光反射層１５０及び光分散層１６０が形成された後、発光ダイオードパッケージ１００をパッケージ単位に分離するダイシング工程によりダム（図９の１７０）が除去されることで形成された発光ダイオードパッケージ１００を提示している。
【０１３２】
しかし、図７に示すように、パッケージ基板１１０自体にキャビティ１７２を形成して光反射層１５０及び光分散層１６０を形成することもできるが、その時の発光ダイオードパッケージ１００には最終製品にキャビティ１７２が残存するようになる。
【０１３３】
図８を参照すると、パッケージ基板１１０が第１基板１１６及び第２基板１１８からなり、第２基板１１８に発光ダイオードチップ１２０、光反射層１５０及び光分散層１６０を収容するキャビティ１７２が形成された発光ダイオードパッケージ１００の実施例が示されている。
【０１３４】
図１に示す実施例とは異なり、本実施例の場合は、図８に示すように、キャビティ１７２が形成された第２基板１１８を第１基板１１６に積層することで、発光ダイオードチップ１２０を実装し光反射層１５０及び光分散層１６０を形成するための空間を確保することができる。
【０１３５】
このような第１基板１１６及び第２基板１１８は、高耐熱性、優れた熱導電性、高反射効率等の特性を有するセラミック材質、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ等からなることができる。
【０１３６】
図９を参照すると、パッケージ基板１１０にキャビティ１７２を区画するダム１７０が形成され、該キャビティ１７２内に発光ダイオードチップ１２０、光反射層１５０及び光分散層１６０が収容された発光ダイオードパッケージ１００の実施例が示されている。
【０１３７】
本実施例では、図１に示す実施例と同様に、樹脂からなるダム１７０を基板に形成し、発光ダイオードチップ１２０を実装し光反射層１５０及び光分散層１６０を形成するためのキャビティ１７２を区画するようになるが、このようなダム１７０が最終製品に残存しているという点において図１に示す実施例との相違がある。
【０１３８】
図１に示す実施例を通じて説明したように、ダム１７０は緩衝材質の樹脂からなることができる。そのため、セラミック材質からなるパッケージ基板１１０が発光ダイオードパッケージ１００の製造工程または発光ダイオードパッケージ１００の作動過程で加熱及び冷却によって膨張及び収縮してもダム１７０がその膨張及び収縮の程度に応じて変形されることができ、パッケージ基板１１０の歪み等が効果的に防止されると共に、熱抵抗性の側面で長所を有するＡｌＮをパッケージ基板１１０の材質として利用できるようになる。
【０１３９】
一方、図７から図９にそれぞれ示した発光ダイオードパッケージ１００には図４に示す垂直構造の発光ダイオードチップ１２０が適用されたが、これらの実施例にはこのような垂直構造の発光ダイオードチップ１２０に限らず、図５及び図６に示す発光ダイオードチップ１２０とその他の構造の発光ダイオードチップも適用することができる。
【０１４０】
以下、図１０から図１３を参照し、本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージ１００のさらに他の実施例について説明する。
【０１４１】
図１０は本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージ１００のさらに他の実施例を示す断面図である。図１１は、図１０に示した発光ダイオードパッケージ１００のさらに他の実施例を示した平面図である。
【０１４２】
以下、図１０に示す実施例を提示するに当たり、上述の実施例を通じて説明した同一または類似する構成については具体的な説明を省略し、上述の実施例との構成上の相違点を中心に説明する。
【０１４３】
本実施例では、図１０に示すように、発光ダイオードチップ１２０が一定の間隔で複数配置され、これにより波長変換層１４０も各発光ダイオードチップ１２０の素子上面に複数形成されるという点において図１に示す実施例との相違がある。
【０１４４】
また、本実施例では、図１０に示すように、光反射層１５０は発光ダイオードチップ１２０の側面の周りと発光ダイオードチップ１２０間の離隔された空間に充填されることができる。
【０１４５】
本実施例によると、発光ダイオードチップ１２０が離隔された間の空間に光反射層１５０が充填され、これら発光ダイオードチップ１２０及び光反射層１５０の上部に光分散層１６０が形成されることで、発光ダイオードチップ１２０と間の離隔された空間部分の光度が向上し、結果的に、複数の発光ダイオードチップ１２０が実装された発光ダイオードパッケージ１００の全体的な光度分布がより均一となり得る。
【０１４６】
即ち、従来のパッケージ本体の内部に蛍光体を含有する樹脂部をモールディングする発光ダイオードパッケージの場合、発光ダイオードチップ間の離隔された空間部分に暗部が存在していたが、本実施例では、図１０に示すように、波長変換層１４０を発光ダイオードチップ１２０の素子上面のみに均一に形成し、発光ダイオードチップ１２０間の空間に光反射層１５０を、波長変換層１４０と光反射層１５０上に光分散層１６０を形成することで、発光ダイオードチップ１２０間の離隔された空間部分の光度を改善してより均一な光度分布を形成することができる。
【０１４７】
より具体的には、上述したように、光分散層１６０は発光ダイオードチップ１２０から放出された光をより均一に分散させ、光反射層１５０は光分散層１６０から反射された光を再び外部に向かって発射させることができるため、従来の暗部に該当する発光ダイオードチップ１２０間の離隔された空間部分の光度が著しく向上することができる。
【０１４８】
図１２は、図１０に示した発光ダイオードパッケージ１００のさらに他の実施例の光度分布を示す図面である。図１２を参照し、このような暗部の改善効果について詳しく説明する。
【０１４９】
図１２は、図１１に示すＸＸ線に沿って切断した断面による発光ダイオードパッケージ１００の２次元光度分布を示したグラフであり、本実施例による発光ダイオードパッケージ１００の光度分布Ｃと、従来のパッケージ本体の内部全体に蛍光体を含有する樹脂をモールディングした発光ダイオードパッケージの光度分布Ｄを比較して示している。
【０１５０】
図１２に示すように、暗部領域に該当する発光ダイオードチップ１２０の間の空間の光度は、本実施例の発光ダイオードパッケージＣが従来技術Ｄに比べて増加し、具体的にはその差Ｇが約４５ａ．ｕ．以上に達する。このように本実施例による発光ダイオードパッケージ１００は、複数の発光ダイオードチップ１２０間の領域における暗部の形成が最小限に抑えられるため、結果的に、発光ダイオードパッケージ１００の全体的な光度分布がより均一となり得る。
【０１５１】
また、本実施例によると、波長変換層１４０はチップ単位に分離されたそれぞれの発光ダイオードチップ１２０の個別的な特性を考慮して適切な厚さに形成されることができるため、それぞれの発光ダイオードパッケージ１００の製品間で発生し得る色温度の偏差が効果的に減少することができる。
【０１５２】
具体的には、ウェーハレベル蛍光体膜の形成方法、即ち、発光ダイオードチップ１２０をチップ単位に分離する前に一括的に蛍光体膜を形成する場合と比較すると、この場合の蛍光体膜は各チップ間の発光特性が反映されない状態で同じ厚さに適用され、本発明に比べて色温度の偏差が大きくなるしかないが、本実施例の場合は、上述したように波長変換層１４０は各チップの特性に応じて互いに異なる厚さに形成されることができるため、それぞれの発光ダイオードパッケージ１００における製品間の色温度偏差が効果的に減少することができる。
【０１５３】
図１３は、図１０に示した発光ダイオードパッケージ１００のさらに他の実施例による製品間の色散布を示す図面である。図１３を参照し、上述における製品間の色温度偏差の減少効果についてより具体的に説明する。
【０１５４】
図１３は、実装された発光ダイオードチップ１２０の電力が３９０ｍＷ〜４１０ｍＷであり、中心波長が４４５ｎｍ〜４５０ｎｍの分布を有し、発光ダイオードチップ１２０が７５０ｍＡの電流で駆動されるとき、本実施例の発光ダイオードパッケージ１００における製品間の色温度分布Ｅ、及び従来技術によってパッケージ本体の内部に蛍光体を含有する樹脂部をモールディングした発光ダイオードパッケージにおける製品間の色温度分布Ｆをそれぞれ示したＣＩＥ色座標系である。
【０１５５】
図１３に示すように、本実施例による発光ダイオードパッケージ１００の場合Ｅは、製品間の色散布が約１７６Ｋと従来技術Ｆの約４０％未満に該当する。このように本実施例による発光ダイオードパッケージ１００は、上述したように、それぞれの発光ダイオードチップ１２０の厚さを個別的かつ精密に制御することで波長変換層１４０が形成されることができるため、それぞれの発光ダイオードパッケージ１００における製品間の色温度偏差を著しく低減することができる。
【０１５６】
以下、図１４から図１７を参照し、本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージ１００のさらに他の実施例について説明する。
【０１５７】
図１４から図１６は本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージ１００のさらに他の実施例をそれぞれ示す断面図である。図１７は本発明の一側面に係る発光ダイオードパッケージ１００のさらに他の実施例を示す概略図である。
【０１５８】
以下、図１４から図１７に示す各実施例を提示するに当たり、上述の実施例を通じて説明した同一または類似する構成については具体的な説明を省略し、上述の実施例との構成上の相違点を中心に説明する。
【０１５９】
先ず、図１４を参照すると、キャビティ１７２が形成されたパッケージ基板１１０に複数の発光ダイオードチップ１２０が実装され、透明カバー層（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ  ｃｏｖｅｒ  ｌａｙｅｒ）１８０がキャビティ１７２をカバーする発光ダイオードパッケージ１００の実施例が示されている。
【０１６０】
図１０に示す実施例とは異なり、本実施例の場合は、図１４に示すようにパッケージ基板１１０自体にキャビティ１７２が形成され、発光ダイオードチップ１２０をカバーするためのレンズ（ｌｅｎｓ）、グラス層（ｇｌａｓｓ  ｌａｙｅｒ）等の透明カバー層１８０がパッケージ基板１１０に積層されることができる。
【０１６１】
また、本実施例では、図１４に示すように、光分散層（図１０の１６０）と光反射層（図１０の１５０）を省略し、図５に示す水平構造の発光ダイオードチップ１２０をパッケージ基板１１０に複数実装することができる。
【０１６２】
その次に、図１５を参照すると、パッケージ基板１１０にダム１７０が形成され、ダム１７０により区画されるキャビティ１７２に複数の発光ダイオードチップ１２０が実装され、光反射層１５０及び光分散層１６０が形成された発光ダイオードパッケージ１００の実施例が示されている。
【０１６３】
図１０に示す実施例とは異なり、本実施例の場合は、図１５に示すように樹脂からなるダム１７０が発光ダイオードパッケージ１００の最終製品上に残存している。
【０１６４】
また、本実施例では、図１５に示すように、図６に示す発光ダイオードチップ１２０をパッケージ基板１１０にフリップチップ方式で複数実装することができる。
【０１６５】
図１６を参照すると、パッケージ基板１１０に複数の発光ダイオードチップ１２０が実装された発光ダイオードパッケージ１００の実施例が示されている。
【０１６６】
図１０に示す実施例とは異なり、本実施例の場合は、図１６に示すように光反射層１５０及び光分散層１６０をさらに形成することなく、図６に示す発光ダイオードチップ１２０をパッケージ基板１１０にフリップチップ方式で複数実装することができる。
【０１６７】
その次に、図１７を参照すると、キャビティ１７２が形成されたパッケージ基板１１０に複数の発光ダイオードチップ１２０が実装され、これら発光ダイオードチップ１２０それぞれの素子上面だけでなく側面まで複数の波長変換層１４０がそれぞれ形成された発光ダイオードパッケージ１００が提示される。
【０１６８】
本実施例では、図１７に示すように、波長変換層１４０が発光ダイオードチップ１２０の素子上面だけでなく側面まで延長されて形成されることができる。これにより、波長変換層１４０の表面において、発光ダイオードチップ１２０の側面側に位置した一部分は、図１７に示すように発光ダイオードチップ１２０の側面と平行に形成されることができる。
【０１６９】
即ち、波長変換層１４０は図１７に示すように、その表面が発光ダイオードチップ１２０の素子上面及び側面と平行するよう均一な厚さで形成されることができる。但し、図１７は本実施例を概略的に示した概略図であり、波長変換層１４０の表面全体が発光ダイオードチップ１２０の素子上面及び側面とそれぞれ平行な平面を有するよう多少誇張されて示されているが、後述する発光ダイオードパッケージ１００の製造工程の一実施例により形成される実際の波長変換層１４０の表面において、発光ダイオードチップ１２０の素子上面の角部に隣接する一部分と発光ダイオードチップ１２０の側面の角部に隣接する一部分は、上述の実施例と同様に曲面（図１０の１４８）を有することができる。
【０１７０】
このような本実施例によると、発光ダイオードチップ１２０の側面まで波長変換層１４０が形成されることで、適用される発光ダイオードチップ１２０の構造によってさらに有利な構造の発光ダイオードパッケージ１００が具現され得る。即ち、図５に示す水平構造の発光ダイオードチップ１２０は側面を通じても光の一部が放出されることができるため、このような発光ダイオードチップ１２０の場合は、その側面に波長変換層１４０を形成することがより有利となり得る。
【０１７１】
一方、図１４から図１７にそれぞれ示した発光ダイオードパッケージ１００の場合、その適用は示したそれぞれの構造の発光ダイオードチップ１２０のみに限定されず、図４から図６に示す発光ダイオードチップ１２０及びその他の構造の発光ダイオードチップもこれら発光ダイオードパッケージ１００に多様に適用できる。
【０１７２】
以上では、本発明の多様な実施例による発光ダイオードパッケージ１００の構成及びその機能について説明した。このような発光ダイオードパッケージ１００を用いることで多様な照明装置、例えば、街路灯、カメラ用フラッシュ（ｆｌａｓｈ）、保安灯、ムードランプ、自動車用ヘッドランプ（ｈｅａｄ  ｌａｍｐ）、医療用照明灯、バックライトユニット（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ｌｉｇｈｔ  ｕｎｉｔ）、プロジェクタ（ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）用光源等を具現することができる。
【０１７３】
より具体的には、本発明の各実施例による発光ダイオードパッケージ１００は、上述したように、色ムラなくより均一な色温度を有する光を発生させることができ、全体の発光面の面積が減少して低エタンデュを有するようになるため、低エタンデュと光の均一度を重視するカメラ用フラッシュ、自動車用ヘッドランプ、バックライトユニット、プロジェクタ用光源等に一層積極的に活用されることができる。
【０１７４】
以下、図１８から図３５を参照し、本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージ２００の製造方法の一実施例について説明する。
【０１７５】
本実施例では、発光ダイオードパッケージ２００、パッケージ基板２１０、回路パターン２１２、接着層２１４、発光ダイオードチップ２２０、電極パッド２２１、構造支持層２２２、発光構造物２２３、ワイヤ２３０、波長変換層２４０、平面２４６、曲面２４８、光反射層２５０、光分散層２６０、ダム２７０、及びキャビティ２７２は、図１から図１７に挙げて説明した実施例で提示された発光ダイオードパッケージ１００、パッケージ基板１１０、回路パターン１１２、接着層１１４、発光ダイオードチップ１２０、電極パッド１２１、構造支持層１２２、発光構造物１２３、ワイヤ１３０、波長変換層１４０、平面１４６、曲面１４８、光反射層１５０、光分散層１６０、ダム１７０、及びキャビティ１７２とそれぞれ同一または類似するため、これらの構造に対する具体的な説明は省略し、以下では、発光ダイオードパッケージ２００の製造工程を中心に説明する。
【０１７６】
図１８は、本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージ２００の製造方法の一実施例を示した流れ図である。
【０１７７】
本実施例によると、図１８に示すように、パッケージ基板２１０に発光ダイオードチップ２２０を実装するステップ（Ｓ１１０）、パッケージ基板２１０と発光ダイオードチップ２２０を電気的に接続するステップ（Ｓ１２０）、ディスペンサ２９４を用いてパッケージ基板２１０にダム２７０を形成するステップ（Ｓ１３０）、ディスペンサ２９２を用いて発光ダイオードチップ２２０の素子上面に混合物２４９を塗布して波長変換層２４０を形成するステップ（Ｓ１４０）、パッケージ基板２１０に光反射層２５０を形成するステップ（Ｓ１５０）、光分散層２６０を形成するステップ（Ｓ１６０）、ダム２７０を除去するステップ（Ｓ１７０）を含む発光ダイオードパッケージ２００の製造方法が提示される。
【０１７８】
このような本実施例によると、発光ダイオードチップ２２０の素子上面に波長変換層２４０が均一な厚さで形成されることで、発光ダイオードパッケージ２００の発光効率の向上と共に、エタンデュが低減し、光の色ムラも著しく低減することができる。
【０１７９】
また、波長変換層２４０を発光ダイオードチップ２２０がチップ単位に分離された後、各チップ毎の特性を考慮して適切な厚さに形成されることができるため、それぞれの発光ダイオードパッケージ２００の製品間で発生し得る色温度の偏差を効果的に低減させることができる。
【０１８０】
先ず、発光ダイオードチップ２２０の素子上面に波長変換層２４０を形成するための透明樹脂（図２の１４２）、蛍光体（図２の１４４）及びソルベント（ｓｏｌｖｅｎｔ）の混合物２４９について説明する。
【０１８１】
発光ダイオードチップの素子上面に蛍光膜を形成するために、透明樹脂及び蛍光体の混合物を発光ダイオードチップに塗布してから樹脂を硬化させる方法を用いることができる。しかし、このような方法を用いる場合、硬化前の流動性が大きい透明樹脂が有する表面張力により、塗布された混合物が全体的に凸状の曲面を成すため、蛍光膜を均一な厚さを有するように形成するのは困難である。
【０１８２】
そこで、本実施例では、透明樹脂（図２の１４２）に対して蛍光体（図２の１４４）の量を相対的に増加させて混合物２４９の粘性を高くすることで、発光ダイオードチップ２２０の素子上面に塗布された混合物２４９の流動性を低減させることができ、このように混合物２４９の流動性が減少することで表面が平面２４６である波長変換層２４０を形成することができる。この場合、透明樹脂（図２の１４２）に対する蛍光体（図２の１４４）の重量比は、例えば２以上となるように設定できる。
【０１８３】
但し、このように蛍光体（図２の１４４）の量を増加させて粘性を高めると、ディスペンシング工程に困難が発生し得るため、透明樹脂（図２の１４２）と蛍光体（図２の１４４）を含有する混合物２４９にソルベントをさらに添加することで、混合物２４９がディスペンサ２９２により塗布される際、一時的に混合物２４９の粘性を低めて流動性を向上させることができる。
【０１８４】
このように透明樹脂（図２の１４２）と蛍光体（図２の１４４）が含有された混合物２４９にソルベントを添加して混合物２４９に一時的な流動性を与えることで、発光ダイオードチップ２２０の素子上面に均一な厚さの波長変換層２４０を効果的に形成することができる。
【０１８５】
このようなソルベントは、混合物２４９に一時的な流動性を与える物質として発光ダイオードチップ２２０の素子上面に混合物２４９が塗布された後に蒸発する揮発性物質からなることができ、例えば、分子量が相対的に低いポリマー、モノマー、アルコール、アセトン等の有機溶剤系列の物質が挙げられる。
【０１８６】
また、ソルベントは、蛍光体（図２の１４４）の量の増加により流動性が減少した混合物２４９に一定水準の流動性のみを与える機能をし、多くの量を要求としない。例えば、重量比で蛍光体（図２の１４４）に対して約１／１０程度を混合できる。
【０１８７】
このような混合物２４９には、色温度の調節のためにＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の物質からなる透明微細粒子がさらに含まれることができ、このような透明微細粒子は蛍光体（図２の１４４）に対して１／２以下の重量比を有するように配合されることができる。
【０１８８】
その次に、上述したように、透明樹脂（図２の１４２）、蛍光体（図２の１４４）及びソルベントが含有された混合物２４９を用い、図１９から図２１を参照して本実施例による発光ダイオードパッケージ２００の製造方法の波長変換層２４０の形成工程を説明する。
【０１８９】
図１９から図２１は、本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージ２００の製造方法の波長変換層２４０の形成工程を説明するための図面である。
【０１９０】
先ず、図１９に示すように、ディスペンサ２９２、２９４を用いて、透明樹脂（図２の１４２）、蛍光体（図２の１４４）及びソルベントが含有された混合物２４９を発光ダイオードチップ２２０の素子上面に塗布する。
【０１９１】
発光ダイオードチップ２２０がパッケージ基板２１０に実装され、発光ダイオードチップ２２０とパッケージ基板２１０とのワイヤボンディングが行われてからこのような混合物２４９のディスペンシング工程が行われ、これにより、発光ダイオードパッケージ２００の電極パッド２２１とワイヤ２３０の一部は混合物２４９により埋め込まれることができる。
【０１９２】
即ち、光が放出される発光ダイオードチップ２２０の表面と共に電極パッド２２１まで覆うようにディスペンシングが行われ、このような過程でワイヤ２３０の一部まで波長変換層により覆われることができる。一方、本実施形態においてディスペンシングとは、ポンプにより圧力が加えられた上記蛍光体混合物がニードル（ｎｅｅｄｌｅ）を介して連続的に塗布（即ち、大部分の場合、蛍光体混合物がディスペンサからチップの上面までつながった状態を保持）されることを示し、粒子化され空気中に噴霧されるスプレーコーティング等の工程とは相違がある。
【０１９３】
上述したように、混合物２４９は、蛍光体（図２の１４４）の量の増加により流動性が減少されたが、ソルベントをさらに添加することでディスペンシング工程で一時的に流動性が与えられ、ディスペンサ２９２から円滑に吐出されることができる。
【０１９４】
この場合、混合物２４９は、図１９に示すようにディスペンサ２９２を螺旋状に移動させることで均一に塗布でき、図２１に示すようにディスペンサ２９２をジグザグに移動させることで均一に塗布できる。
【０１９５】
その次に、図２０に示すように、上述の混合物２４９内のソルベントが蒸発するよう、加熱装置２９６により混合物２４９を加熱する。
【０１９６】
上述したように、ソルベントは揮発性物質からなることができ、ディスペンサ２９２から塗布された混合物２４９のソルベントは、加熱装置２９６を追加することなく、蒸発して除去されることができる。そのため、発光ダイオードチップ２２０の素子上面には透明樹脂（図２の１４２）と蛍光体（図２の１４４）のみが残存されるようになり、これらからなる波長変換層２４０が形成されることができる。
【０１９７】
また、この場合、ソルベントの蒸発遅延などにより混合物２４９が流動され波長変換層２４０の形状が変更されることを防止するために、ソルベントが含有された混合物２４９を過熱装置２９６により加熱することができる。例えば、５０℃〜１７０℃の温度範囲で発光ダイオードチップ２２０を加熱することができ、このように発光ダイオードチップ２２０の加熱により混合物２４９が加熱され、混合物２４９内のソルベントがより効果的に除去されることができる。
【０１９８】
以下、図１８から図３５を参照し、本実施例による発光ダイオードパッケージ２００の製造方法の各工程について説明する。
【０１９９】
図２２から図２８は、本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージ２００の製造方法の一実施例による各工程を示す断面図である。図２９から図３５は、本発明の他の側面に係る発光ダイオードパッケージ２００の製造方法の一実施例による各工程を示した平面図である。
【０２００】
先ず、図２２及び図２９に示すように、パッケージ基板２１０に複数の発光ダイオードチップ２２０を実装する（Ｓ１１０）。一面に回路パターン２１２が形成されたパッケージ基板２１０上に複数の発光ダイオードチップ２２０を実装する工程であり、発光ダイオードチップ２２０は接着層２１４によりパッケージ基板２１０の回路パターン２１２に物理的に接着されると共に、電気的に接続されることができる。
【０２０１】
この場合、発光ダイオードチップ２２０はパッケージ基板２１０に形成された回路パターン２１２により電気的に直列接続されることができ、それ以外にも並列接続、または、直列と並列が混合されて電気的に接続されることができる。
【０２０２】
本実施例は、図２２及び図２９に示すように、全８個の発光ダイオードチップ２２０をパッケージ基板２１０上に実装して２個の単位パッケージを形成した後、ダイシング工程によりそれらを分離する発光ダイオードパッケージ２００の製造工程に関するものであるが、本発明はこれに限らず、実装される発光ダイオードチップ２２０の個数またはダイシングされる単位パッケージの個数等は必要に応じて様々な変形が可能である。
【０２０３】
次いで、図２３及び図３０に示すように、ワイヤ２３０を用いてパッケージ基板２１０と電極パッド２２１を電気的に接続させる（Ｓ１２０）。本実施例では、図４に示す垂直構造の発光ダイオードチップ２２０を一例として用いており、発光ダイオードチップ２２０の素子上面には電極パッド２２１が形成されるため、このような電極パッド２２１はパッケージ基板２１０の回路パターン２１２とワイヤ２３０により電気的に接続されることができる。
【０２０４】
本実施例に図６に示す発光ダイオードチップ１２０が用いられると、電極パッド１２１が素子上面に形成されなくなるため、本工程は省略されることができる。
【０２０５】
次いで、図２４及び図３１に示すように、ディスペンサ２９４を用いて発光ダイオードチップ２２０、光反射層２５０及び光分散層２６０を収容するキャビティ２７２が区画されるよう、パッケージ基板２１０にダム２７０を形成する（Ｓ１３０）。本工程は、ディスペンサ２９４を用いて樹脂物質をパッケージ基板２１０の端部に沿って塗布してダム２７０を形成する工程であり、ダム２７０の形成により、内部に発光ダイオードチップ２２０、光反射層２５０及び光分散層２６０が収容されるキャビティ２７２を形成できる。
【０２０６】
この場合、ダム２７０を形成するための樹脂物質は緩衝材質からなることができる。そのため、パッケージ基板２１０がセラミック物質からなる場合は、製造工程において加熱及び冷却によってパッケージ基板２１０が膨張及び収縮してもダム２７０がその膨張及び収縮の程度に応じて変形されることができ、パッケージ基板２１０の歪み等が効果的に防止され、パッケージ基板２１０の材質としてより優れた熱抵抗性を有するＡｌＮを適用できるようになる。
【０２０７】
図７または図８に示した発光ダイオードパッケージ１００のようにパッケージ基板１１０自体にキャビティ１７２が形成されることができ、パッケージ基板１１０が第１基板１１６及び第２基板１１８からなる場合、本工程は省略されることができる。
【０２０８】
次いで、図２５及び図３２に示すように、ディスペンサ２９２を用い、複数の発光ダイオードチップ２２０それぞれの素子上面に、透明樹脂（図２の１４２）、蛍光体（図２の１４４）及びソルベントを含む混合物２４９を塗布して波長変換層２４０を形成する（Ｓ１４０）。
【０２０９】
図１９から図２１を参照し、上述したように、透明樹脂（図２の１４２）、蛍光体（図２の１４４）及びソルベントを含有する混合物２４９を発光ダイオードチップ２２０の素子上面にそれぞれディスペンシングすることで波長変換層２４０を形成することができる。
【０２１０】
即ち、上述したように、蛍光体（図２の１４４）の量を透明樹脂（図２の１４２）に比べて、例えば、重量比基準で２倍以上増加させてこれらの流動性を低減させることで、発光ダイオードチップ２２０の素子上面の角部に隣接する一部分を除いた残りの表面が平面２４６である波長変換層２４０を形成することができる。しかし、蛍光体（図２の１４４）による混合物２４９の粘性が増加することにより円滑な混合物２４９が塗布できなくなる恐れがあり、混合物２４９にソルベントをさらに添加してディスペンシング工程時に混合物２４９に一時的な流動性を与えることができる。これにより、波長変換層２４０の形状及び厚さ等を精密に調節すると共に、混合物２４９を発光ダイオードチップ２２０の素子上面により効果的に塗布できるようになる。
【０２１１】
また、上述したように、ソルベントは一時的な流動性を与えるために揮発性物質からなることができ、その量は重量比基準で蛍光体（図２の１４４）に比べ１／１０程度に設定されることができる。
【０２１２】
一方、図１７に示した発光ダイオードパッケージ１００の場合は、発光ダイオードチップ１２０の素子上面だけでなく、その側面にも上述の混合物２４９を塗布することで発光ダイオードチップ１２０の素子上面から側面まで延長された波長変換層１４０を形成するようになる。
【０２１３】
この場合にも同様に、ソルベントは混合物２４９を発光ダイオードチップ１２０の素子上面及び側面に塗布されるうちに蒸発して除去されることができ、これにより波長変換層１４０の表面は発光ダイオードチップ１２０の素子面及び側面に平行な平面２４６を有するようになる。
【０２１４】
次いで、図２６及び図３３に示すように、発光ダイオードチップ２２０の側面を取り囲むようパッケージ基板２１０に光反射層２５０を形成する（Ｓ１５０）。このような光反射層２５０は、例えば、ディスペンシングまたはモールディングにより、ＴｉＯ２等のような反射材を含む物質を発光ダイオードチップ２２０の周囲に充填することで形成されることができる。
【０２１５】
この場合、上述の工程によってパッケージ基板２１０上に形成されたダム２７０が光反射層２５０の形成のためのキャビティ２７２を区画しており、光反射層２５０をより容易に形成できるようになる。
【０２１６】
次いで、図２７及び図３４に示すように、波長変換層２４０及び光反射層２５０をカバーする光分散層２６０を形成する（Ｓ１６０）。このような光分散層２６０は、例えば、ディスペンシングにより、ＳｉＯ２等のような分散材を含む物質を光反射層２５０と波長変換層２４０上に塗布することで形成されることができる。
【０２１７】
また、このような光分散層２６０の場合も光反射層２５０と同様に、上述のダム２７０によってより容易に形成されることができる。
【０２１８】
一方、図１４に示した発光ダイオードパッケージ１００の場合、光反射層１５０及び光分散層１６０が省略され、発光ダイオードチップ１２０の上部に透明カバー層１８０が形成される。従って、図１４に示した発光ダイオードパッケージ１００の場合は光反射層１５０の形成工程及び光分散層１６０の形成工程が省略され、発光ダイオードチップ１２０の上部に透明カバー層１８０を形成する工程をさらに行わなければならない。
【０２１９】
次いで、図２８及び図３５に示すように、ダム２７０及びダム２７０が形成されたパッケージ基板２１０の端部を除去する（Ｓ１７０）。本工程では、光分散層２６０が形成された後、各発光ダイオードパッケージ２００の単位毎にパッケージ基板２１０をダイシングすると共に、光反射層２５０及び光分散層２６０の形成に用いられたダム２７０と、このようなダム２７０が形成されたパッケージ基板２１０の端部を除去することができる。
【０２２０】
上述したように、本実施例では、複数の発光ダイオードチップ２２０をパッケージ基板２１０上に実装した後、ダイシング工程によりこれらを分離する発光ダイオードパッケージ２００の製造工程を一例として説明したが、これに限らず、図１５に示すように、ダム１７０が最終製品に残存する発光ダイオードパッケージ１００を製造する場合であれば、このようなダム２７０の除去工程は省略できる。
【０２２１】
以上、本発明の一実施例について説明したが、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば特許請求の範囲に記載された本発明の思想から外れない範囲内で構成要素の付加、変更、削除または追加等により多様に修正及び変更が可能であり、これも本発明の権利範囲に属することは自明である。
【符号の説明】
【０２２２】
１００  発光ダイオードパッケージ
１１０  パッケージ基板
１１６  第１基板
１１８  第２基板
１１２  回路パターン
１１４  接着層
１２０  発光ダイオードチップ
１２１  電極パッド
１２２  構造支持層
１２３  発光構造物
１２４  ｐ型半導体層
１２５  活性層
１２６  ｎ型半導体層
１２７  成長基板
１３０  ワイヤ
１４０  波長変換層
１４２  透明樹脂
１４４  蛍光体
１４６  平面
１４８  曲面
１５０  光反射層
１６０  光分散層
１７０  ダム
１７２  キャビティ
１８０  透明カバー層
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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