(57)【要約】      （修正有）【課題】波長変換構造の変換効率の損失による発光ダイオード全体の出光量が低下しない、発光ダイオードパッケージを提供する。【解決手段】リードフレーム１００と、リードフレーム１００に電気的に接続されるようにその上に配置されており、第１波長を有する第１ビーム２０２を提供するための発光ダイオードチップ２００と、発光ダイオードチップ２００に配置されており、第１ビーム２０２を、第２波長を有する第２ビーム３０２に変換するための波長変換構造３００と、発光ダイオードチップ２００と波長変換構造３００との間に配置され、第１ビーム２０２が発光ダイオードチップから波長変換構造３００まで通過することを許容しながら、波長変換構造３００からの第２ビームを波長変換構造に反射し戻させることができるフィルタ素子と、を備える発光ダイオードパッケージである。【選択図】図１
2015082657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームと、
前記リードフレームに電気的に接続されるようにその上に配置されており、第１波長を有する第１ビームを提供するための発光ダイオードチップと、
前記発光ダイオードチップに配置されており、前記第１ビームを、第２波長を有する第２ビームに変換するための波長変換構造と、
前記発光ダイオードチップと前記波長変換構造との間に配置され、前記第１ビームが前記発光ダイオードチップから前記波長変換構造まで通過することを許容しながら、前記波長変換構造からの前記第２ビームを前記波長変換構造に反射し戻させることができるフィルタ素子と、
を備え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は、フリップチップ（Ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ）である請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項３】
前記フィルタ素子は、複数の第１誘電層及び複数の第２誘電層が交互に積み重ねられた分布ブラッグ反射器（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＤＢＲ）であり、前記第１誘電層の屈折率が前記第２誘電層の屈折率より大きく、且つ、前記分布ブラッグ反射器は、前記第１誘電層で前記発光ダイオードチップと隣接するとともに、前記第２誘電層で前記波長変換構造と隣接し、前記第１誘電層の屈折率が前記発光ダイオードチップの屈折率より大きく、前記第２誘電層の屈折率が前記波長変換構造の屈折率より小さい請求項１又は請求項２に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項４】
前記第１、第２誘電層の材質は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又はそれらの任意の組み合わせである請求項３に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項５】
前記発光ダイオードチップは、サファイア基板を含み、前記第１誘電層の屈折率が前記サファイア基板の屈折率より大きい請求項３又は請求項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は、窒化ガリウム層を含み、前記第１誘電層の屈折率が前記窒化ガリウム層の屈折率より大きい請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項７】
前記第１波長は、５００ｎｍ未満であり、前記第２波長は、５００ｎｍを超える請求項１から請求項６のいずれか１項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、前記波長変換構造及び前記フィルタ素子を覆うパッケージ材を更に備える請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項９】
前記波長変換構造は、
本体と、
前記本体の中に分布している複数の波長変換粒子と、を含む請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１０】
前記本体の材質は、シリコーン無機化合物、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はそれらの任意の組み合わせである請求項９に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１１】
リードフレームと、
前記リードフレームに電気的に接続されるようにその上に配置されており、第１波長を有する第１ビームを提供するための発光ダイオードチップと、
前記発光ダイオードチップを覆うパッケージ材と、
前記パッケージ材の上方に配置されており、前記第１ビームを、第２波長を有する第２ビームに変換するための波長変換構造と、
前記パッケージ材と前記波長変換構造との間に配置され、前記第１ビームが前記発光ダイオードチップから前記波長変換構造まで通過することを許容しながら、前記波長変換構造からの前記第２ビームを前記波長変換構造に反射し戻させることができるフィルタ素子と、
を備える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、横型（Ｆａｃｅ  ｕｐ）又は縦型（Ｖｅｒｔｉｃａｌ）チップである請求項１１に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１３】
前記フィルタ素子は、複数の第１誘電層及び複数の第２誘電層が交互に積み重ねられた分布ブラッグ反射器（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＤＢＲ）であり、前記第１誘電層の屈折率が前記第２誘電層の屈折率より大きく、且つ、前記分布ブラッグ反射器は、前記第１誘電層で前記パッケージ材と隣接するとともに、前記第２誘電層で前記波長変換構造と隣接し、前記第１誘電層の屈折率が前記パッケージ材の屈折率より大きく、前記第２誘電層の屈折率が前記波長変換構造の屈折率より大きい請求項１１又は請求項１２に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１４】
前記第１、第２誘電層の材質は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又はそれらの任意の組み合わせである請求項１３に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１５】
前記第１波長は、５００ｎｍ未満であり、前記第２波長は、５００ｎｍを超える請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１６】
前記波長変換構造は、
本体と、
前記本体の中に分布している複数の波長変換粒子と、を含む請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載の発光ダイオードパッケージ。
【請求項１７】
前記本体の材質は、シリコーン無機化合物、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はそれらの任意の組み合わせである請求項１６に記載の発光ダイオードパッケージ。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的には、発光ダイオードチップにより提供されるビームを他の波長に変換するために、発光ダイオードチップに波長変換構造を搭載することができる。波長変換されたビームそのものでも、又は波長変換されていないビームと混合したものでも、異なる光色の発光ダイオードを達成することができる。
【０００３】
しかしながら、発光ダイオードチップ自身が所定の波長のビームを吸収し得るため、波長変換構造により波長変換されたビームの一部は、反射されて発光ダイオードチップの中に戻ると、発光ダイオードチップに吸収されてしまうおそれがある。このように、波長変換構造の変換効率の損失を引き起こし、発光ダイオード全体の出光量も低下するようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ビームの波長変換構造への伝送を妨げず、波長変換されたビームが発光ダイオードチップの中に伝送されて吸収されないようにすることができ、上記従来の問題を解決する発光ダイオードパッケージを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの態様は、リードフレームと、リードフレームに電気的に接続されるようにその上に配置されており、第１波長を有する第１ビームを提供するための発光ダイオードチップと、発光ダイオードチップに配置されており、第１ビームを、第２波長を有する第２ビームに変換するための波長変換構造と、発光ダイオードチップと波長変換構造との間に配置され、第１ビームが発光ダイオードチップから波長変換構造まで通過することを許容しながら、波長変換構造からの第２ビームを波長変換構造に反射し戻させることができるフィルタ素子と、を備える発光ダイオードパッケージを提供するものである。
【０００６】
１つ又は複数の実施形態において、発光ダイオードチップは、フリップチップ（Ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ）である。
【０００７】
１つ又は複数の実施形態において、フィルタ素子は、複数の第１誘電層及び複数の第２誘電層が交互に積み重ねられた分布ブラッグ反射器（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＤＢＲ）である。第１誘電層の屈折率が第２誘電層の屈折率より大きく、且つ、分布ブラッグ反射器は、第１誘電層で発光ダイオードチップと隣接するとともに、第２誘電層で波長変換構造と隣接し、第１誘電層の屈折率が発光ダイオードチップの屈折率より大きく、第２誘電層の屈折率が波長変換構造の屈折率より小さい。
【０００８】
１つ又は複数の実施形態において、第１、第２誘電層の材質は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又はそれらの任意の組み合わせである。
【０００９】
１つ又は複数の実施形態において、発光ダイオードチップは、サファイア基板を含み、第１誘電層の屈折率がサファイア基板の屈折率より大きい。
【００１０】
１つ又は複数の実施形態において、発光ダイオードチップは、窒化ガリウム層を含み、第１誘電層の屈折率が窒化ガリウム層の屈折率より大きい。
【００１１】
１つ又は複数の実施形態において、第１波長は、５００ｎｍ未満であり、第２波長は、５００ｎｍを超える。
【００１２】
１つ又は複数の実施形態において、発光ダイオードパッケージは、発光ダイオードチップ、波長変換構造及びフィルタ素子を覆うパッケージ材を更に備える。
【００１３】
１つ又は複数の実施形態において、波長変換構造は、本体及び複数の波長変換粒子を含む。波長変換粒子は、本体の中に分布している。
【００１４】
１つ又は複数の実施形態において、本体の材質は、シリコーン無機化合物、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ；ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ；ＰＥＴ）又はそれらの任意の組み合わせである。
【００１５】
本発明の別の態様は、リードフレームと、リードフレームに電気的に接続されるようにその上に配置されており、第１波長を有する第１ビームを提供するための発光ダイオードチップと、発光ダイオードチップを覆うパッケージ材と、パッケージ材の上方に配置されており、第１ビームを、第２波長を有する第２ビームに変換するための波長変換構造と、パッケージ材と波長変換構造との間に配置され、第１ビームが発光ダイオードチップから波長変換構造まで通過することを許容しながら、波長変換構造からの第２ビームを波長変換構造に反射し戻させることができるフィルタ素子と、を備える発光ダイオードパッケージを提供するものである。
【００１６】
１つ又は複数の実施形態において、発光ダイオードチップは、横型（Ｆａｃｅ  ｕｐ）又は縦型（Ｖｅｒｔｉｃａｌ）チップである。
【００１７】
１つ又は複数の実施形態において、フィルタ素子は、複数の第１誘電層及び複数の第２誘電層が交互に積み重ねられた分布ブラッグ反射器（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＤＢＲ）である。第１誘電層の屈折率が第２誘電層の屈折率より大きく、且つ、分布ブラッグ反射器は、第１誘電層でパッケージ材と隣接するとともに、第２誘電層で波長変換構造と隣接し、第１誘電層の屈折率がパッケージ材の屈折率より大きく、第２誘電層の屈折率が波長変換構造の屈折率より大きい。
【００１８】
１つ又は複数の実施形態において、第１、第２誘電層の材質は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又はそれらの任意の組み合わせである。
【００１９】
１つ又は複数の実施形態において、第１波長は、５００ｎｍ未満であり、第２波長は、５００ｎｍを超える。
【００２０】
１つ又は複数の実施形態において、波長変換構造は、本体及び複数の波長変換粒子を含む。波長変換粒子は、本体の中に分布している。
【００２１】
１つ又は複数の実施形態において、本体の材質は、シリコーン無機化合物、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はそれらの任意の組み合わせである。
【発明の効果】
【００２２】
上記のフィルタ素子は、第１ビームの通過を許容しながら、第２ビームを反射することができるため、第１ビームの波長変換構造への伝送を妨げなく、更に第２ビームが発光ダイオードチップの中に伝送されて吸収されないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態の発光ダイオードパッケージを示す断面図である。
【図２】図１の発光ダイオードチップ、波長変換構造及びフィルタ素子の一実施形態を示す部分拡大図である。
【図３】図１の発光ダイオードチップ、波長変換構造及びフィルタ素子の別の実施形態を示す部分拡大図である。
【図４】本発明の別の実施形態の発光ダイオードパッケージを示す断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態の発光ダイオードパッケージを示す断面図である。
【図６】図４又は図５のパッケージ材、波長変換構造及びフィルタ素子を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面で本発明の複数の実施形態を開示し、明らかに説明するために、数多くの実務上の細部を下記の叙述で合わせて説明する。しかしながら、理解すべきなのは、これらの実務上の細部が、本発明を制限するためのものではない。つまり、本発明の実施形態の一部においては、これらの実務上の細部は、必要としないものである。また、図面を簡略化するために、ある従来慣用の構造及び素子は、図面において簡単で模式的に示される。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態の発光ダイオードパッケージを示す断面図である。発光ダイオードパッケージは、リードフレーム１００と、リードフレーム１００に電気的に接続されるようにその上に配置されており、第１波長を有する第１ビーム２０２を提供するための発光ダイオードチップ２００と、発光ダイオードチップ２００に配置されており、第１ビーム２０２を、第２波長を有する第２ビーム３０２に変換するための波長変換構造３００と、発光ダイオードチップ２００と波長変換構造３００との間に配置され、第１ビーム２０２が発光ダイオードチップ２００から波長変換構造３００まで通過することを許容しながら、波長変換構造３００からの第２ビーム３０２を波長変換構造３００に反射し戻させることができるフィルタ素子４００と、を備えるものである。
【００２６】
具体的には、本実施形態において、発光ダイオードチップ２００から出た第１ビーム２０２は、まず、フィルタ素子４００を通過して波長変換構造３００に到達する。波長変換構造３００は、次に、第１ビーム２０２を、第２波長を有する第２ビーム３０２に変換する。第２ビーム３０２の一部は、直接発光ダイオードパッケージの発光面５０２から離れるが、別の一部の第２ビーム３０２は、発光ダイオードチップ２００の方向へ伝送されることがあるので、フィルタ素子４００に到達する。しかし、フィルタ素子４００により、第２ビーム３０２を波長変換構造３００の中に反射し戻させることができるため、この部分の第２ビーム３０２は、波長変換構造３００を通過して発光面５０２から離れることができる。
【００２７】
このように、フィルタ素子４００は、第１ビーム２０２の通過を許容しながら、第２ビーム３０２を反射することができるため、第１ビーム２０２の波長変換構造３００への伝送を妨げなく、更に第２ビーム３０２が発光ダイオードチップ２００の中に伝送されて吸収されないようにすることができる。従って、本実施形態の発光ダイオードパッケージは、波長変換構造３００の変換効率の損失を避けることができるだけでなく、発光ダイオードパッケージ全体の出光量を向上させることもできる。
【００２８】
本実施形態において、発光ダイオードチップ２００は、フリップチップ（Ｆｌｉｐ  ｃｈｉｐ）である。即ち、発光ダイオードチップ２００における電極（図示せず）は、何れもリードフレーム１００と直接に接触して電気的に接続することができるため、金線の設置を必要としなくてよい。このように、フィルタ素子４００及び波長変換構造３００は、発光ダイオードチップ２００にこの順で配置されてよい。
【００２９】
次に、図２を合わせて参照されたい。図２は、図１の発光ダイオードチップ２００、波長変換構造３００及びフィルタ素子４００の一実施形態を示す部分拡大図である。本実施形態において、フィルタ素子４００は、複数の第１誘電層４１０及び複数の第２誘電層４２０が交互に積み重ねられた分布ブラッグ反射器（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＤＢＲ）である。第１誘電層４１０の屈折率が第２誘電層４２０の屈折率より大きく、且つ、分布ブラッグ反射器は、第１誘電層４１０で発光ダイオードチップ２００と隣接するとともに、第２誘電層４２０で波長変換構造３００と隣接し、第１誘電層４１０の屈折率が発光ダイオードチップ２００の屈折率より大きく、第２誘電層４２０の屈折率が波長変換構造３００の屈折率より小さい。
【００３０】
具体的には、第１誘電層４１０の屈折率が第２誘電層４２０の屈折率より大きいため、第１誘電層４１０及び第２誘電層４２０は、周期構造として互いに交互に積み重ねられることができる。第１誘電層４１０及び第２誘電層４２０ごとに厚さを設計することで、フィルタ素子４００は、所定の波長範囲のビームを反射することもでき、また別の所定の波長範囲のビームの通過を許容することもできるようになる。第１誘電層４１０及び第２誘電層４２０の材質は、それぞれ二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又はそれらの任意の組み合わせであってよいが、本発明は、これらに限定されない。
【００３１】
一方、第１誘電層４１０が発光ダイオードチップ２００と隣接し、またその屈折率が発光ダイオードチップ２００の屈折率より大きいため、発光ダイオードチップ２００から出た第１ビーム２０２の第１誘電層４１０に到達する時における全反射の発生が避けられ、発光ダイオードチップ２００の中に反射し戻されないようにすることができる。また、第２誘電層４２０が波長変換構造３００と隣接し、またその屈折率が波長変換構造３００の屈折率より小さいため、第２誘電層４２０を通過した第１ビーム２０２の波長変換構造３００に到達する時における全反射の発生を避けることもできる。逆に、波長変換構造３００からフィルタ素子４００の第２誘電層４２０に到達した第２ビーム３０２は、全反射で波長変換構造３００に反射されて戻る可能性があり、発光ダイオードチップ２００の中に伝送されないようにすることもできる。
【００３２】
本実施形態において、発光ダイオードチップ２００は、サファイア基板（Ｓａｐｐｈｉｒｅ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）２１０を含み、第１誘電層４１０の屈折率がサファイア基板２１０の屈折率より大きい。サファイア基板２１０が良好な光透過性を有するため、発光ダイオードチップ２００の発光層（図示せず）から出た第１ビーム２０２は、サファイア基板２１０を実質的に透過することができる。一方、第１誘電層４１０がサファイア基板２１０と隣接し、またその屈折率がサファイア基板２１０の屈折率より大きいため、サファイア基板２１０から第１誘電層４１０に伝送された第１ビーム２０２の全反射の発生が避けられ、発光ダイオードチップ２００の中に反射し戻されないようにすることもできる。
【００３３】
しかしながら、発光ダイオードチップ２００の構造は、図２に限定されない。次に、図１と図３を共に参照されたい。図３は、図１の発光ダイオードチップ２００、波長変換構造３００及びフィルタ素子４００の別の実施形態を示す部分拡大図である。本実施形態において、発光ダイオードチップ２００は、窒化ガリウム層２２０を含み、第１誘電層４１０の屈折率が窒化ガリウム層２２０の屈折率より大きい。具体的には、本実施形態において、発光ダイオードチップ２００のサファイア基板２１０（図２に示すように）が取り除かれたので、もともとサファイア基板２１０に隣接する窒化ガリウム層２２０は、露出され、即ち、第１誘電層４１０と隣接してよい。窒化ガリウム層２２０は、例えば、ドーパント無しの窒化ガリウム緩衝層であっても、ドーパント有りのＮ型窒化ガリウム層であってもよいが、本発明は、これらに限定されない。従って、窒化ガリウム層２２０から第１誘電層４１０に伝送された第１ビーム２０２の全反射の発生が避けられ、発光ダイオードチップ２００の中に反射し戻されないようにすることもできる。
【００３４】
次に、図１に戻る。本実施形態において、第１波長は、５００ｎｍ未満であってよく、第２波長は、５００ｎｍを超えてよい。例としては、発光ダイオードチップ２００は、窒化ガリウムの発光ダイオードチップであってよく、その窒化ガリウムは、波長が５００ｎｍ未満である青色光（即ち、第１ビーム２０２）を出すことができる。波長変換構造３００は、例えば、青色光を吸収して、波長が５００ｎｍを超える黄色光（即ち、第２ビーム３０２）を出すことができる。従って、フィルタ素子４００については、５００ｎｍ以下の光の通過を許容しながら、５００ｎｍ以上の光を反射するように設計すれば、出光量を向上させる効果を達することができる。
【００３５】
本実施形態において、発光ダイオードパッケージは、発光ダイオードチップ２００、波長変換構造３００及びフィルタ素子４００を覆うパッケージ材５００を更に備えてよい。パッケージ材５００は、それにより覆われている素子を外部による破壊から保護することができる。パッケージ材５００の材質としては、発光ダイオードパッケージ全体の出光量に影響を与えないように透明材質を選択してよい。一方、パッケージ材５００のリードフレーム１００から露出した面は、発光ダイオードパッケージの発光面５０２となる。
【００３６】
本実施形態において、波長変換構造３００は、フィルタ素子４００と共に、発光ダイオードチップ２００に貼り付けられてよい。具体的には、プロセスの簡略化のために、波長変換構造３００を前もって作製し、複数のチップ状に切り出し、フィルタ素子４００及び接着剤を貼った後、更に発光ダイオードチップ２００に貼り付けてよい。硬化された接着剤の厚さが非常に薄いため、発光ダイオードチップ２００は、フィルタ素子４００と隣接すると見なすことができる。しかしながら、他の実施形態において、接着剤を先に発光ダイオードチップ２００に貼って、また波長変換構造３００を接着剤と貼り合わせてもよいが、本発明は、これに限定されない。
【００３７】
本実施形態において、波長変換構造３００は、本体３１０及び複数の波長変換粒子３２０を含んでよい。波長変換粒子３２０は、本体３１０の中に分布している。波長変換粒子３２０は、無機蛍光粉末のような蛍光粉末であってよい。波長変換粒子３２０は、第１ビーム２０２を第２ビーム３０２に変換することができる。一方、本体３１０は、シリコーン無機化合物、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はそれらの任意の組み合わせのような透明な透過性の材質であってよい。
【００３８】
次に、図４を参照されたい。図４は、本発明の別の実施形態の発光ダイオードパッケージを示す断面図である。発光ダイオードパッケージは、リードフレーム１００と、リードフレーム１００に電気的に接続されるようにその上に配置されており、第１波長を有する第１ビーム７０２を提供するための発光ダイオードチップ７００と、発光ダイオードチップ７００を覆うパッケージ材５００と、パッケージ材５００の上方に配置されており、第１ビーム７０２を、第２波長を有する第２ビーム３０２に変換するための波長変換構造３００と、パッケージ材５００と波長変換構造３００との間に配置され、第１ビーム７０２が発光ダイオードチップ７００から波長変換構造３００まで通過することを許容しながら、波長変換構造３００からの第２ビーム３０２を波長変換構造３００に反射し戻させることができるフィルタ素子４００と、を備えるものである。
【００３９】
具体的には、本実施形態において、発光ダイオードチップ７００から出た第１ビーム７０２は、まず、フィルタ素子４００を通過して波長変換構造３００に到達する。波長変換構造３００は、次に、第１ビーム７０２を、第２波長を有する第２ビーム３０２に変換する。第２ビーム３０２の一部は、発光ダイオードチップ７００の方向へ伝送されることがあるので、フィルタ素子４００に到達する。しかし、フィルタ素子４００により、第２ビーム３０２を波長変換構造３００の中に反射し戻させることができるため、この部分の第２ビーム３０２は、波長変換構造３００を通過してから波長変換構造３００から離れることができる。
【００４０】
このように、フィルタ素子４００は、第１ビーム７０２の通過を許容しながら、第２ビーム３０２を反射することができるため、第１ビーム７０２の波長変換構造３００への伝送を妨げなく、更に第２ビーム３０２が発光ダイオードチップ７００の中に伝送されて吸収されないようにすることができる。従って、本実施形態の発光ダイオードパッケージは、波長変換構造３００の変換効率の損失を避けることができるだけでなく、発光ダイオードパッケージ全体の出光量を向上させることもできる。
【００４１】
本実施形態において、発光ダイオードチップ７００は、（図４に示すような）横型（Ｆａｃｅ  Ｕｐ）又は（図５に示すような）縦型（Ｖｅｒｔｉｃａｌ）チップである。図４に示すように、横型チップは、リードフレーム１００にダイボンディングされ、更に金線８００で横型チップの２つの電極（図示せず）のそれぞれをリードフレーム１００に接続する。一方で、図５に示すように、縦型チップは、一方の電極がリードフレーム１００に直接に接触するが、他方の電極が金線８００でリードフレーム１００に接続される。即ち、この２つの実施形態において、発光ダイオードパッケージは、何れも金線８００を備えるため、波長変換構造３００及びフィルタ素子４００の何れも、発光ダイオードパッケージ７００と離れるように（Ｒｅｍｏｔｅ）、発光ダイオードチップ７００の上方に配置されてよい。
【００４２】
図６を参照されたい。図６は、図４又は図５のパッケージ材５００、波長変換構造３００及びフィルタ素子４００を示す部分拡大図である。本実施形態において、フィルタ素子４００は、複数の第１誘電層４１０及び複数の第２誘電層４２０が交互に積み重ねられた分布ブラッグ反射器（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ；ＤＢＲ）である。第１誘電層４１０の屈折率が第２誘電層４２０の屈折率より大きく、且つ、分布ブラッグ反射器は、第１誘電層４１０でパッケージ材５００と隣接するとともに、第２誘電層４２０で波長変換構造３００と隣接し、第１誘電層４１０の屈折率がパッケージ材５００の屈折率より大きく、第２誘電層４２０の屈折率が波長変換構造３００の屈折率より小さい。
【００４３】
具体的には、第１誘電層４１０の屈折率が第２誘電層４２０の屈折率より大きいため、第１誘電層４１０及び第２誘電層４２０は、周期構造として互いに交互に積み重ねられることができる。これにより、フィルタ素子４００は、所定の波長範囲のビームを反射することもでき、別の定常波長範囲のビームの通過を許容することもできるようになる。第１誘電層４１０及び第２誘電層４２０の材質は、それぞれ二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）又はそれらの任意の組み合わせであってよいが、本発明は、これらに限定されない。
【００４４】
一方、第１誘電層４１０がパッケージ材５００と隣接し、またその屈折率がパッケージ材５００の屈折率より大きいため、パッケージ材５００からの第１ビーム７０２の第１誘電層４１０に到達する時における全反射の発生が避けられ、発光ダイオードチップ７００の中に反射し戻されないようにすることができる。また、第２誘電層４２０が波長変換構造３００と隣接し、またその屈折率が波長変換構造３００の屈折率より小さいため、第２誘電層４２０を通過した第１ビーム７０２の波長変換構造３００に到達する時における全反射の発生が避けられることもできる。逆に、波長変換構造３００からフィルタ素子４００の第２誘電層４２０に到達した第２ビーム３０２は、全反射で波長変換構造３００に反射されて戻る可能性があり、発光ダイオードチップ７００の中に伝送されないようにすることもできる。
【００４５】
次に、図４又は図５に戻る。本実施形態において、第１波長は、５００ｎｍ未満であってよく、第２波長は、５００ｎｍを超えてよい。例としては、発光ダイオードチップ７００は、窒化ガリウムの発光ダイオードチップであってよく、その窒化ガリウムは、波長が５００ｎｍ未満である青色光（即ち、第１ビーム７０２）を出すことができる。波長変換構造３００は、例えば、青色光を吸収して、波長が５００ｎｍを超える黄色光（即ち、第２ビーム３０２）を出すことができる。従って、フィルタ素子４００については、５００ｎｍ以下の光の通過を許容しながら、５００ｎｍ以上の光を反射するように設計すれば、出光量を向上させる効果を達することができる。
【００４６】
本実施形態において、波長変換構造３００は、フィルタ素子４００と共に、パッケージ材５００に貼り付けられてよい。具体的には、プロセスの簡略化のために、波長変換構造３００を前もって作製し、複数のチップ状に切り出し、フィルタ素子４００及び接着剤を貼った後、更にパッケージ材５００の表面に貼り付けてよい。硬化された接着剤の厚さが非常に薄いため、パッケージ材５００は、フィルタ素子４００と隣接すると見なすことができる。しかしながら、他の実施形態において、接着剤を先にパッケージ材５００の表面に貼って、また波長変換構造３００を接着剤と貼り合わせてもよいが、本発明は、これに限定されない。
【００４７】
本実施形態において、波長変換構造３００は、本体３１０及び複数の波長変換粒子３２０を含んでよい。波長変換粒子３２０は、本体３１０の中に分布している。波長変換粒子３２０は、無機蛍光粉末のような蛍光粉末であってよい。波長変換粒子３２０は、第１ビーム７０２を第２ビーム３０２に変換することができる。一方、本体３１０は、シリコーン無機化合物、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はそれらの任意の組み合わせのような透明な透過性の材質であってよい。
【００４８】
本発明を実施例で前述の通り開示したが、これは本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００４９】
１００  リードフレーム
２００、７００  発光ダイオードチップ
２０２、７０２  第１ビーム
２１０  サファイア基板
２２０  窒化ガリウム層
３００  波長変換構造
３０２  第２ビーム
３１０  本体
３２０  波長変換粒子
４００  フィルタ素子
４１０  第１誘電層
４２０  第２誘電層
５００  パッケージ材
５０２  発光面
８００  金線
【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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