JP2007027751A

JP2007027751A - 波長変換型の発光ダイオードパッケージ

Info

Publication number: JP2007027751A
Application number: JP2006194478A
Authority: JP
Inventors: Hyo Won Suh; 孝源徐; Hee Seok Park; 煕錫朴; Masayoshi Koike; 正好小池
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2026-07-14
Also published as: JP4406416B2; US20070012940A1; KR100665219B1

Abstract

【課題】内部に進行する光を効果的に再抽出させることができる光学的構造を採用した波長変換型の発光ダイオードパッケージを提供する。
【解決手段】波長変換型の発光ダイオードパッケージ３０は、リードフレーム３２ａ、３２ｂを有するパッケージ基板３１と、リードフレームに電気的に接続されるようパッケージ基板上に実装された発光ダイオード３５と、発光ダイオードを覆うよう形成され、第１屈折率を有する低屈折率領域３６と、上記低屈折率領域上に形成され、上面に凸凹パターンが形成され第１屈折率より高い第２屈折率を有する高屈折率層３７と、高屈折率層上に形成され、発光ダイオードから放出される光の波長を変換させるための蛍光体３９を含有し上記第２屈折率より低い第３屈折率を有する蛍光体含有樹脂層３８を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、波長変換型の発光ダイオードパッケージに関し、より詳細には蛍光体粒子により散乱される光子方向を改善して光抽出効率を向上させた波長変換型の発光ダイオードパッケージに関する。

一般的に、波長変換型発光ダイオードは蛍光体粉末を用いて固有発光色の波長を変換させ、所望の発光色を得る光源をいう。特に、白色具現のための波長変換型発光ダイオードは、照明装置またはディスプレー装置のバックライトを代替できる高出力、高効率光源として積極的に開発されつつある。

図１は従来の一方法によって製造された白色発光ダイオードパッケージ１０を示す断面図である。

図１を参照すると、上記白色発光ダイオードパッケージ１０はパッケージ基板１１と上記パッケージ基板１１に実装された青色発光ダイオード１５及びＴＡＧまたはＹＡＧのような蛍光体粒子１９を含有した透明樹脂層１８を含む。上記パッケージ基板１１はリードフレーム１２ａ、１２ｂが形成された下部パッケージ基板１１ａと上部に傾いた内部側壁を有する上部パッケージ基板１１ｂを含む。上記発光ダイオード１５の両電極（図示しない）に各々連結された電極部（図示しない）は各々上記リードフレーム１２ａ、１２ｂの上端にワイヤで連結されている。

上記青色ＬＥＤ１５から放出される波長光は蛍光体粒子１９により一部を黄色光に変換し、変換された黄色光は変換されない青色光と組合され所望の白色光に発色する。

しかし、蛍光体粒子１９により光子が励起される過程において、散乱された相当数の光子は外部に有効に放出できず、透明樹脂層１８またはＬＥＤ１５に向って進行され吸収される問題がある。

図２はこのような光抽出効率の低下問題を説明するための概略図として、蛍光体粒子が円形の形態を前提にして図示したものである。

図２を参照すると、ＬＥＤから放出された光は蛍光体粒子で励起され粒子表面全体から全方位に散乱され得る。しかし、このような散乱光のうち粒子の１８０°線上の光（Ａ）は有効に抽出されるが、その下の光（Ｂ）はパッケージ内部に進行するため、他の部材に吸収され熱に変換され消失される。

非特許文献１［ジェイ．ライト等、「ビジュアルエンバイロンメント」第２７巻第２号、７０頁（Ｊ．ＬｉｇｈｔＶｉｓ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．２７（２）、７０（２００３）（Ｋ．Ｙａｍａｄａｅｔａｌ．））］と非特許文献２［エヌ．ナレンドラン等、「ヒュジーク・スタティーク・ソリード」第２０２巻第６号、６０行（Ｐｈｙｓ．ｓｔａｔ．ｓｏｌ．（ａ）２０２（６）、Ｒ６０（Ｎ．Ｎａｒｅｎｄｒａｎｅｔａｌ．））］によると、蛍光体により励起される白色光子のうち４０％のみ有効に放出されることができ、残りの６０％の光はパッケージ内部に進行され消失されることが知られている。

このように、波長変換型の発光ダイオードパッケージは蛍光体粒子により深刻な光抽出効率の低下問題を有する。従って、当技術分野では蛍光体粒子により散乱された光子の進行を有効な方向に修正することができる新たな光学的構造を採用した波長変換型の発光ダイオードパッケージが要求されてきた。

ジェイ．ライト等、「ビジュアルエンバイロンメント」第２７巻第２号、７０頁（２００３年）（Ｋ．ＹＡＭＡＤＡ他［Ｊ．ＬｉｇｈｔＶｉｓ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．２７（２）、７０（２００３）（Ｋ．Ｙａｍａｄａｅｔａｌ．）］エヌ．ナレンドラン等、「ヒュジーク・スタティーク・ソリード」第２０２巻第６号、６０行［Ｐｈｙｓ．ｓｔａｔ．ｓｏｌ．（ａ）２０２（６）、Ｒ６０（Ｎ．Ｎａｒｅｎｄｒａｎｅｔａｌ．）］

本発明は上記の技術的課題を解決するためのものであり、その目的は上部に蛍光体含有の樹脂層を配置し、その下部に相互異なる屈折率と凸凹を用いて蛍光体粒子により散乱され内部に進行される光を効果的に再抽出させることができる光学的構造を採用した波長変換型の発光ダイオードパッケージを提供することにある。

上記の技術的課題を解決すべく、本発明はリードフレームを有するパッケージ基板と、上記リードフレームに電気的に接続されるよう上記パッケージ基板上に実装された発光ダイオードと、上記発光ダイオードを覆うように形成され、第１屈折率を有する低屈折率領域と、上記低屈折率領域上に形成され、上面に光抽出向上のための凸凹パターンが形成され上記第１屈折率より高い第２屈折率を有する高屈折率層と、上記高屈折率層上に形成され、上記発光ダイオードから放出される光の波長を変換させるための蛍光体を含有し上記第２屈折率より低い第３屈折率を有する蛍光体含有樹脂層とを含む波長変換型の発光ダイオードパッケージを提供する。

実施形態によって、上記低屈折率領域は空き空間領域であり得る。この場合に大気で充填されるため、上記第１屈折率は約１くらいである。これとは異なり、上記低屈折率領域は透明樹脂で充填された領域であり得る。この場合に、上記透明樹脂はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂またはその混合樹脂であり得る。

上記高屈折率層は様々な構造を有することができる。平均的に高い屈折率を有する透明樹脂層であることができ、凸凹パターンはモールディング工程または追加的な蝕刻工程で形成され得る。

本実施形態による高屈折率層は高屈折率の粒子が含有された透明樹脂で形成され得る。この場合に、上記高屈折率の粒子はＧａＰ、Ｓｉ、ＴｉＯ₂、ＳｒＴｉＯ₃、ＳｉＣ、キュービックまたは非晶質カーボン、カーボンナノチューブ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＩＴＯ、ＳｉＧｅ、ＡｌＮ及びＧａＮから構成された群から選択され得る。

本発明の他の実施形態において、上記高屈折率層は高屈折率の粒子のみで形成されることもできる。この場合に、凸凹パターンはその粒子の自体形状により決定され得る。

上記高屈折率層は蛍光体の粒子から散乱された光子が低屈折率領域との界面で全反射されることができるように高い屈折率を有し、好ましくは１．８以上の屈折率を有する。

本発明で採用された高屈折率層は比較的低い蛍光体含有樹脂層への光抽出が容易に実現されるように上面に凸凹パターンを有する。好ましく上記凸凹の形成周期は約０．００１〜５００μｍの範囲であり得る。また、高屈折率層と蛍光体含有樹脂層の屈折率の差が大き過ぎる場合に、凸凹による光抽出には限界があるため、上記高屈折率層の屈折率は１０以下であることが好ましい。

本発明は様々な形態のパッケージ構造に適用され得る。例えば、上記パッケージ基板はリードフレームが形成された下部パッケージ基板と、内部側壁が上部に向かって傾いたキャビティを有する上部パッケージ基板を含み、この場合に、上記キャビティは発光ダイオードの実装領域に提供される。

また、発光ダイオードから生成された光が高屈折率層へより容易に抽出されるよう、上記高屈折率層の下面にその発光波長で無反射性を有する無反射層に追加的に形成することができる。

本発明によると、上部に蛍光体含有の樹脂層を配置し、その下部に相互異なる屈折率と凸凹を用いた新たな光学的構造を採用することにより、蛍光体粒子により散乱され内部に進行される光を所望の方向に効果的に再抽出させることができる。優秀な光抽出効率を有する波長変換型発光ダイオードを提供することができる。

以下、添付の図面を参照に、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図３は本発明の一実施形態による波長変換型の発光ダイオードパッケージを示す断面図である。

図３を参照すると、上記発光ダイオードパッケージ３０はパッケージ基板３１と上記パッケージ基板３１に実装された発光ダイオード３５を含む。上記パッケージ基板３１は２個のリードフレーム３２ａ、３２ｂが形成された下部パッケージ基板３１ａと上記キャビティが備えられた上部パッケージ基板３１ｂから成ることができる。上記キャビティ領域内には発光ダイオードチップ３５が実装される。上記発光ダイオードチップ３５の両電極（図示しない）は各々上記リードフレーム３２ａ、３２ｂの上端にワイヤで連結される。

上記発光ダイオード３５を覆うように低屈折率領域３６が提供される。上記低屈折率領域３６は空き空間であることができるが、比較的低い屈折率を有する透明樹脂で充填された領域であり得る。低屈折率領域３６が空き空間の場合には、大気と類似な屈折率（ｎ＝１）を有する。また、透明樹脂で低屈折率領域３６を形成する場合には、通常のエポキシ、シリコーンまたはその混合樹脂を使用することができる。この場合に、低屈折率領域３６の屈折率は約１．７程度であり得る。

上記低屈折率領域３６上には高屈折率層３７が形成される。上記高屈折率層３７は上記低屈折率領域３６より高い屈折率を有し、上面には凸凹パターン３７ａが形成される。また、上記高屈折率層３７上には上記発光ダイオード３５から放出される光の波長を変換させるための蛍光体３９が含有された樹脂層３８が形成される。上記蛍光体含有の樹脂層３８は上記高屈折率層３７の屈折率より低い屈折率を有する。

本発明で採用された高屈折率層３７は自体が高い屈折率を有する樹脂で形成されるか、高い屈折率粒子が含有された通常の透明樹脂層で具現されることもできる。この場合に、上記高屈折率の粒子はＧａＰ、Ｓｉ、ＴｉＯ₂、ＳｒＴｉＯ₃、ＳｉＣ、キュービックまたは非晶質カーボン、カーボンナノチューブ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＩＴＯ、ＳｉＧｅ、ＡｌＮ及びＧａＮから構成された群から選択され得る。

上記高屈折率層３７は蛍光体粒子３９から散乱された光子が上記低屈折率領域３６との界面で全反射できるように高い屈折率を有する。

上記高屈折率層３７は１．８以上の屈折率を有するように形成することが好ましいが、低屈折率領域３６を、特定屈折率を有する樹脂で形成する場合には、高屈折率層３７と低屈折率領域３６が充分な屈折率の差を有するように、上記特定屈折率を有する樹脂より高い屈折率を有する物質で形成することもできる。

上記蛍光体含有の樹脂層３８と高屈折率層３７との界面で多少低い光抽出臨界角を有するとしても、上記高屈折率層３７上に形成された凸凹パターン３７ａにより蛍光体含有の樹脂層３８への光抽出がより容易に実現される。好ましくは、上記凸凹３７ａの形成周期は約０．００１〜５００μｍの範囲である。また、高屈折率層３７と蛍光体含有の樹脂層３８の屈折率の差が大き過ぎる場合には、凸凹３７ａによっても充分な光抽出を期待し難いため、上記高屈折率層３７の屈折率は１０以下であることが好ましい。

図４は、図３に図示された発光ダイオードパッケージにおいて、光抽出メカニズムを説明するための概略図である。

図３と共に図４を参照すると、発光ダイオード３５から放出される光（１）は低屈折率領域３６と高屈折率層３７を経て蛍光体含有の樹脂層３８へ進行される。通常、低屈折率領域３６はＬＥＤ３５を構成する窒化物より低い屈折率を有するが、ＬＥＤ表面に凸凹パターン（図示しない）が形成されるため、ＬＥＤ３５から発生された光は低屈折率領域３６へ効果的に抽出されることができる。

また、低屈折率領域３６から高屈折率層３７へ向かう光は高い屈折率物質で進行されるため、効果的に抽出されることができる。蛍光体含有の樹脂層は高屈折率層より低い屈折率を有するため、制限された光抽出臨界角を有するが、高屈折率層の上面に形成された凸凹により蛍光体含有の樹脂層３８へ効果的に抽出されることができる。

次いで、ＬＥＤの放出光（１）は蛍光体粒子３９で励起され、その励起された一部の光（２）は所望の方向、即ちパッケージ上部に向かって抽出され得る。その反面、他の一部の励起光（３）はパッケージ内部に向かって蛍光体含有の樹脂層３８から高屈折率層３７へ進行する。上記蛍光体含有の樹脂層３８は高屈折率層３７より低い屈折率を有するため、パッケージ内部に向かう光（３）はほぼ消失されず高屈折率層３７へ進入することができる。高屈折率層３７に侵入した光（３）は低屈折領域３６との界面では高い屈折率の差により大部分全反射される。全反射された光（４）は高屈折率層３７の上部に進行され、高屈折率層３７と蛍光体含有の樹脂層３８の界面を通過して所望の方向に抽出されることができる。先に説明した通り、高屈折率層３７と蛍光体含有の樹脂層３８は屈折率の差によりその界面で制限された光抽出臨界角を有するが、高屈折率層３７の上面に形成された凸凹３７ａにより容易に抽出できる。

このように、蛍光体粒子３９により散乱されパッケージ内部に進行される光（３）は上面に凸凹３７ａが形成された高屈折率層３７と低屈折率領域３６により所望の上部方向に効果的に全反射させることができる。

本発明は蛍光体粒子を含有した樹脂層を上部に配置し、その下部に凸凹面を有する高屈折率層と低屈折率領域から成る光学的構造を導入することにより、蛍光体粒子から全方位に散乱された光の進行方向を光抽出効率が改善されるよう上部方向に再調整できる。

本発明は上記の特徴的な構成要素を維持しつつ様々な実施形態に変形され具現され得る。図５ａ及び図５ｂは本発明の他の実施形態による波長変換型の発光ダイオードパッケージを示す断面図である。図５ａは蛍光体含有の樹脂層を改善した構造であり、図５ｂはパッケージ基板の構造が異なる実施形態を例示する。

図５ａに図示された発光ダイオードパッケージ４０は図３と同様にパッケージ基板４１と上記パッケージ基板４１に実装された発光ダイオード４５を含む。上記パッケージ基板４１は２個のリードフレーム４２ａ、４２ｂが形成された下部パッケージ基板４１ａと上記キャビティが備えられた上部パッケージ基板４１ｂから成ることができる。上記発光ダイオードチップ４５の両電極（図示しない）は各々上記リードフレーム４２ａ、４２ｂの上端にワイヤで連結される。

低屈折率領域４６は上記発光ダイオード４５を覆うよう提供される。上記低屈折率領域４６は空き空間またはエポキシまたはシリコーン樹脂のような比較的低い屈折率を有する透明樹脂で充填された領域であることができる。また、低屈折率領域４６を空き空間領域で形成するが、その空き空間領域に低い屈折率を有する樹脂で形成されたレンズ（図示しない）を、発光ダイオードチップ４５を覆うよう配置する方式で低屈折率領域４６を提供することもできる。

上記低屈折率領域４６上には高屈折率層４７が形成される。上記高屈折率層４７は少なくとも上記低屈折率領域４６より高い屈折率を有し、上面には凸凹パターン４７ａが形成される。上記高屈折率層４７上に形成された凸凹パターン４７ａは比較的低い屈折率の蛍光体含有の樹脂層４８への光抽出をより容易にできる。好ましくは、上記凸凹４７ａの形成周期は約０．００１〜５００μｍの範囲である。

また、本実施形態のように、高屈折率層４７の下面、即ち高屈折率層４７と低屈折率領域４６の界面に無反射層４７ｂが追加で形成され得る。上記無反射層４７ｂは発光ダイオード４５の光波長帯域で反射性を有する物質からなり、発光ダイオード４５から生成された光が高屈折率層４７へより効果的に進行するようにすることができる。

上記高屈折率層４７上には上記発光ダイオード４５から放出される光の波長を変換させるための蛍光体４９が含有された樹脂層４８が形成される。上記蛍光体含有の樹脂層４８は少なくとも上記高屈折率層４７の屈折率より低い屈折率を有する。

本実施形態において蛍光体含有の樹脂層４８は、通常の透明樹脂領域を形成した後、その上面に蛍光体４９を塗布する方式で形成された例である。このような構造でも蛍光体粒子４９から成る層が高屈折率層４７及び低屈折率領域４６からなる光学構造上に位置するため、本発明による光抽出効率の改善効果を充分期待できる。

また、上記高屈折率層４７は自体が高い屈折率を有する樹脂で形成されるか、高い屈折率粒子が含有された通常の透明樹脂で形成されることもできる。上記高屈折率層４７は蛍光体粒子４９から散乱された光子が上記低屈折率領域４６との界面で全反射できるよう少なくとも１．８以上の屈折率を有し、蛍光体含有の樹脂層４８への光抽出が容易であるよう１０以下の屈折率を有することが好ましい。

本実施形態によるパッケージの製造工程はこれに限定はされないが、低屈折率領域４６をエポキシまたはシリコーン樹脂のような透明樹脂で形成する場合には、高屈折率層４７と蛍光体含有の樹脂層４８を連続的な塗布及び硬化工程を通じて形成することができる。但し、上記高屈折率層４７上に形成された凸凹４７ａは、硬化工程後に機械的または化学的蝕刻を適用するか、硬化前にモールディングフレームを用いて形成することができる。

図５ｂに図示された発光ダイオードパッケージ５０はパッケージ基板５１と上記パッケージ基板５１上に実装された発光ダイオード５５を含む。上記パッケージ基板５１はこれに限定はされないが、その上面に形成された２個のリードフレーム５２ａ、５２ｂと、その下面に形成された２個の接続パッド５４ａ、５４ｂと、それぞれを連結する導電性ビアホール５３ａ、５３ｂを含む。

上記発光ダイオードパッケージ５０は他の実施形態と類似に、上記発光ダイオード５５を覆う半球形の低屈折率領域５６と、上記低屈折率領域５６上に形成された高屈折率層５７と、上記高屈折率層５７上に形成された蛍光体含有樹脂層５８を含む。上記高屈折率層５８は少なくとも上記低屈折率領域５６より高い屈折率を有し、上面には凸凹パターン５７ａが形成される。上記蛍光体含有の樹脂層５８は上記高屈折率層５７の屈折率より低い屈折率を有する。

本実施形態において、半球形の低屈折領域５６を透明樹脂層で形成する場合には、トランスファーモールディング工程のような従来のモールディング工程を用いて容易に形成され得る。この場合に、他の層５７、５８の工程も類似なモールディング工程を通じて形成され得る。また、上記の低屈折領域５６は空き空間で提供する場合には、高屈折率層５７及び/または蛍光体含有の樹脂層５８を別途のモールディング工程（例えば、トランスファーモールディング工程）を通じ所望の形状に製造した後、パッケージ基板５１上に付着させる方式で具現されることもできる。高屈折率層５７及び蛍光体含有の樹脂層５８は半球形が例示されているが、断面が四角形または三角形など様々な形状で製造され得る。

このような形状の多様性は図５ａの構造でも類似に適用され得る。例えば、図５ａの実施形態では高屈折率層４７が平坦な形状を有することと図示されているが、図５ｂと類似に半球形または他の形状を有するよう変形され得る。

本発明で採用される高屈折率層は様々な形態で形成することができる。特に、凸凹パターンを形成する方式を通常のモールディング工程やエッチング工程を利用せず、高屈折率粒子自体の形状のみを利用して形成することもできる。このような実施形態は図６に例示されている。

図６を参照すると、上記発光ダイオードパッケージ６０は図３に図示された実施形態と類似に、パッケージ基板６１と上記パッケージ基板６１に実装された発光ダイオード６５を含み、上記パッケージ基板６１は２個のリードフレーム６２ａ、６２ｂが形成された下部パッケージ基板６１ａと上記キャビティが備えられた上部パッケージ基板６１ｂから成ることができる。

上記キャビティ領域内には発光ダイオードチップ６５が実装される。上記発光ダイオードチップ６５の両電極（図示しない）は各々上記リードフレーム６２ａ、６２ｂの上端にワイヤで連結される。上記発光ダイオード６５を覆うよう低屈折率領域６６が提供される。

上記低屈折率領域６６は空き空間であるか、比較的低い屈折率を有する透明樹脂で充填された領域であり得る。低屈折率領域６６が空き空間の場合には、大気と類似する屈折率（ｎ＝１）を有する。また、透明樹脂で低屈折率領域６６を形成する場合には、通常のエポキシ、シリコーンまたはその混合樹脂が使用できる。この場合に、低屈折率領域６６の屈折率は約１．７程度であり得る。

上記低屈折率領域６６上には高屈折率層６７が形成される。上記高屈折率層６７は少なくとも上記低屈折率領域６６より高い屈折率を有する高屈折率粒子で形成され、その上面の凸凹パターン６７ａは上記粒子の形状により形成される。従って、本実施形態において凸凹パターン６７ａの形状や周期は上記高屈折率粒子の立径や形状により決定される。上記高屈折率の粒子はＧａＰ、Ｓｉ、ＴｉＯ₂、ＳｒＴｉＯ₃、ＳｉＣ、キュービックまたは非晶質カーボン、カーボンナノチューブ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＩＴＯ、ＳｉＧｅ、ＡｌＮ及びＧａＮから構成された群から選択され得る。

本実施形態に採用された高屈折率層６７は、別途の工程で少なくとも上部表面が上記の高屈折率粒子で配列された膜構造で形成して上記キャビティ領域に配置する方式で形成できる。これとは異なり、低屈折率領域６６を特定の樹脂で形成する場合には、その樹脂上部面に上記の高屈折率粒子は粗密に塗布して形成することもできる。

上記高屈折率層６７上には上記発光ダイオード６５から放出される光の波長を変換させるための蛍光体６９が含有された樹脂層６８が形成される。上記蛍光体含有の樹脂層６８は少なくとも上記高屈折率層６７の屈折率より低い屈折率を有する。

上記高屈折率層６７上に形成された凸凹パターン６７ａは比較的低い屈折率を有する蛍光体含有の樹脂層へ光抽出をより容易にする。また、高屈折率層６７と蛍光体含有の樹脂層６８の屈折率の差が大き過ぎる場合に、凸凹６７ａによっても充分な光抽出を期待し難いため、上記高屈折率層６７の屈折率は１０以下であることが好ましい。

本発明は上述の実施形態及び添付の図面により限定されず、請求範囲により限定されるものである。従って、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で当技術分野の通常の知識を有している者により様々な形態の置換、変形及び変更が可能で、これもまた本発明の範囲に属すると言える。

従来の波長変換型の発光ダイオードパッケージを示す断面図である。蛍光体粒子により変換された波長光の放出方向を示す概略図である。本発明の一実施形態による波長変換型の発光ダイオードパッケージを示す断面図である。図３に図示された発光ダイオードパッケージにおいて、光抽出メカニズムを説明するための概略図である。本発明の他の実施形態による波長変換型の発光ダイオードパッケージを示す断面図である。本発明の他の実施形態による波長変換型の発光ダイオードパッケージを示す断面図である。本発明のまた異なる実施形態による波長変換型の発光ダイオードパッケージを示す断面図である。

符号の説明

１１ａ、３１ａ下部パッケージ基板
１１ｂ、３１ｂ上部パッケージ基板
１１、３１、４１、５１、６１パッケージ基板
１２ａ、１２ｂ、３２ａ、３２ｂリードフレーム
１５、３５、４５、５５、６５発光ダイオードチップ
１８透明樹脂層
１９、３９、４９、５９、６９蛍光体
３６、４６、５６、６６低屈折率領域
３７、４７、５７、６７高屈折率層
３７ａ、４７ａ、５７ａ、６７ａ凸凹（パターン）
３８、４８、５８、６８（蛍光体含有樹）脂層
４７ｂ無反射層

Claims

リードフレームを有するパッケージ基板と、
前記リードフレームに電気的に接続されるよう前記パッケージ基板上に実装された発光ダイオードと、
前記発光ダイオードを覆うように形成され、第１屈折率を有する低屈折率領域と、
前記低屈折率領域上に形成され、上面に光抽出のための凸凹パターンが形成され前記第１屈折率より高い第２屈折率を有する高屈折率層、及び
前記高屈折率層上に形成され、前記発光ダイオードから放出される光の波長を変換させるための蛍光体を含有し前記第２屈折率より低い第３屈折率を有する蛍光体含有樹脂層
を含む波長変換型の発光ダイオードパッケージ。
前記低屈折率領域は空き空間領域で、前記第１屈折率は約１であることを特徴とする請求項１に記載の波長変換型の発光ダイオードパッケージ。
前記低屈折率領域は透明樹脂で充填された領域であることを特徴とする請求項１に記載の波長変換型の発光ダイオードパッケージ。
前記透明樹脂はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂またはその混合樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の波長変換型の発光ダイオードパッケージ。
前記高屈折率層は１．８〜１０の屈折率を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の波長変換型の発光ダイオードパッケージ。
前記高屈折率層の凸凹周期は約０．００１〜５００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の波長変換型の発光ダイオードパッケージ。
前記高屈折率層は高屈折率粒子が混合された透明樹脂層であり、前記凸凹パターンは前記樹脂層の表面に形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の波長変換型の発光ダイオードパッケージ。
前記高屈折率の粒子はＧａＰ、Ｓｉ、ＴｉＯ₂、ＳｒＴｉＯ₃、ＳｉＣ、キュービックまたは非晶質カーボン、カーボンナノチューブ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＩＴＯ、ＳｉＧｅ、ＡｌＮ及びＧａＮから構成された群から選択されることを特徴とする請求項７に記載の波長変換型の発光ダイオードパッケージ。
前記高屈折率層は高屈折率粒子で形成された層で、前記高屈折率層の凸凹パターンは前記高屈折率層の上部に配列された高屈折率粒子の自体形状により成ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の波長変換型の発光ダイオードパッケージ。
前記高屈折率の粒子はＧａＰ、Ｓｉ、ＴｉＯ₂、ＳｒＴｉＯ₃、ＳｉＣ、キュービックまたは非晶質カーボン、カーボンナノチューブ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＩＴＯ、ＳｉＧｅ、ＡｌＮ及びＧａＮから構成された群から選択されることを特徴とする請求項９に記載の波長変換型の発光ダイオードパッケージ。
前記パッケージ基板はリードフレームが形成された下部パッケージ基板と、内部側壁が上部に向かって傾いたキャビティを有する上部パッケージ基板を含み、前記キャビティは発光ダイオードの実装領域に提供されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の波長変換型の発光ダイオードパッケージ。
前記高屈折率層の下面に形成され前記発光ダイオードから生成される光の波長で無反射性を有する無反射（ＡＲ）層をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の波長変換型の発光ダイオードパッケージ。