JP2012004567A - 量子点を利用した発光素子パッケージ、照光装置及びディスプレイ装置 - Google Patents

量子点を利用した発光素子パッケージ、照光装置及びディスプレイ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2012004567A
JP2012004567A JP2011132453A JP2011132453A JP2012004567A JP 2012004567 A JP2012004567 A JP 2012004567A JP 2011132453 A JP2011132453 A JP 2011132453A JP 2011132453 A JP2011132453 A JP 2011132453A JP 2012004567 A JP2012004567 A JP 2012004567A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
emitting device
device package
light
package according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011132453A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012004567A5 (ja
JP5881318B2 (ja
Inventor
Hyo-Jn Lee
ジン リー、ヒョ
Il-Woo Park
ウー パク、イル
Chang Hoon Kwak
フーン クワク、チャン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung LED Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung LED Co Ltd filed Critical Samsung LED Co Ltd
Publication of JP2012004567A publication Critical patent/JP2012004567A/ja
Publication of JP2012004567A5 publication Critical patent/JP2012004567A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5881318B2 publication Critical patent/JP5881318B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/93Batch processes
    • H01L24/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L24/97Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being connected to a common substrate, e.g. interposer, said common substrate being separable into individual assemblies after connecting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/501Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502Wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • H01L33/0083Processes for devices with an active region comprising only II-VI compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52Encapsulations
    • H01L33/56Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/0132Binary Alloys
    • H01L2924/01322Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/12Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204Optical Diode
    • H01L2924/12041LED
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3025Electromagnetic shielding

Abstract

【課題】本発明は、量子点を利用した発光素子パッケージ、照光装置及びディスプレイ装置に関する。
【解決手段】本発明の一側面は、発光素子と、上記発光素子から放出された光経路上に配置されたレンズ状の密封部材と、上記密封部材内に封入され、量子点を含む波長変換部と、を含む発光素子パッケージを提供することである。本発明の一実施例による発光素子パッケージは、波長変換部材として量子点を利用することで色再現性及び発光効率が向上し、量子点の粒度と濃度を調節することで色座標を容易に調節することができる。
【選択図】図1

Description

本発明は、量子点を利用した発光素子パッケージ、照光装置及びディスプレイ装置に関する。
量子点は、約10nm以下の直径を有する半導体物質のナノ結晶であって、量子閉じ込め(Quantum confinement)効果を示す物質である。量子点は通常の蛍光体より強い光を狭い波長帯で発生させる。量子点の発光は伝導帯から価電子帯に浮いた状態の電子が転移することで発生するが、同じ物質の場合にも粒子のサイズによって波長が変わる特性を示す。量子点のサイズが小さくなるほど短い波長の光を発光するため、サイズを調節することで所望の波長領域の光を得ることができる。
このような量子点は有機溶媒に自然に配位された形態で分散され維持されるが、完全に分散されなかったり、酸素、或いは水分に露出される場合、発光効率が減少するという問題点がある。以上のような問題を解決するために、量子点を有機物で囲む方案が開発された。しかし、量子点自体を有機物でキャッピングしたり、バンドギャップがより大きい他の物質で囲む方法は、工程や費用の面でその効用性に問題が提起された。従って、さらに安定して発光性能も向上した量子点を利用できる方法の開発が求められた。例えば、これを解決するたためにポリマーセル(Polymer Cell)やガラスセル(Glass Cell)の内部に量子点が分散された有機溶媒、ポリマー等を含入させて酸素或いは水分から量子点を安全に保護する試みが進められている。
本発明の目的は、量子点を安定した形態で利用できる発光素子パッケージ、照光装置及びディスプレイ装置を提供することにある。
上記した目的を達成するために、本発明の一側面は、発光素子と、上記発光素子から放出された光経路上に配置されたレンズ状の密封部材と、上記密封部材内に封入され、量子点を含む波長変換部と、を含む発光素子パッケージを提供することである。
本発明の一実施例において、上記密封部材は、外部面及び上記発光素子に向かう内部面を備え、上記外部面及び内部面は、上記発光素子の上部に向かって凸状を有することができる。
この場合、上記発光素子は、上記凸状の内部面で囲まれるように配置されることができ、かつ、上記密封部材において、上記内部面で定義される空間に充填された透明封止材をさらに含むことができる。
本発明の一実施例において、一対のリードフレームをさらに含み、上記一対のリードフレームの一方は上記発光素子の実装領域として提供されることができる。
この場合、上記発光素子と上記一対のリードフレームを電気的に接続する導電性ワイヤをさらに含み、上記導電性ワイヤは上記凸状の内部面で囲まれるように配置されることができる。
本発明の一実施例において、上記発光素子の実装領域を提供し、上記発光素子から放出された光を上記密封部材が位置する方向に反射するパッケージ本体をさらに含むことができる。
この場合、上記パッケージ本体は、透明樹脂及び上記透明樹脂に分散された光反射粒子を含むことができる。
また、上記発光素子に電気信号を伝達するための導電性ワイヤをさらに含み、上記導電性ワイヤの少なくとも一部は上記パッケージ本体の内部に形成されることができる。
また、上記パッケージ本体の側面から下面に延長して形成され、上記発光素子と電気的に接続された一対の外部端子をさらに含むことができる。
本発明の一実施例において、上記密封部材は、ガラスまたは高分子物質からなることができる。
本発明の一実施例において、上記波長変換部は、上記量子点が分散された有機溶媒または高分子物質をさらに含むことができる。
この場合、上記有機溶媒は、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1種を含むことができる。
また、上記高分子樹脂は、エポキシ(epoxy)、シリコン(silicone)、ポリスチレン(polysthylene)、及びアクリレート(acrylate)のうち、少なくとも1種を含むことができる。
本発明の一実施例において、上記量子点は、Si系ナノ結晶、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、いずれか1つのナノ結晶を含むことができる。
この場合、上記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いずれか1つであることができる。
また、上記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いずれか1つであることができる。
また、上記IV−VI族系化合物半導体ナノ結晶はSbTeであることができる。
本発明の一実施例において、上記量子点は、ピーク波長が緑色光の波長帯である第1量子点を含むことができる。
本発明の一実施例において、上記量子点は、ピーク波長が赤色光の波長帯である第2量子点を含むことができる。
本発明の一実施例において、上記発光素子は青色光を放出し、上記量子点は、ピーク波長が緑色光の波長帯である第1量子点と、ピーク波長が赤色光の波長帯である第2量子点と、を含むことができる。
この場合、上記発光素子から放出された光は435nm〜470nmの波長を有し、上記第1量子点の緑色光の色座標は、CIE1931色座標系を基準に4つの頂点(0.1270、0.8037)、(0.4117、0.5861)、(0.4197、0.5316)及び(0.2555、0.5030)により囲まれた領域内にあり、上記第2量子点の赤色光の色座標は、4つの頂点(0.5448、0.4544)、(0.7200、0.2800)、(0.6427、0.2905)及び(0.4794、0.4633)により囲まれた領域内にあることができる。
また、上記第1量子点の緑色光の色座標は、CIE1931色座標系を基準に4つの頂点(0.1270、0.8037)、(0.3700、0.6180)、(0.3700、0.5800)及び(0.2500、0.5500)により囲まれた領域内にあり、上記第2量子点の赤色光の色座標は、4つの頂点(0.6000、0.4000)、(0.7200、0.2800)、(0.6427、0.2905)及び(0.6000、0.4000)により囲まれた領域内にあることができる。
また、上記発光素子から放出された光は10〜30nmの半値幅を有し、上記第1量子点から放出された光は10〜60nmの半値幅を有し、上記第2量子点から放出された光は30〜80nmの半値幅を有することができる。
本発明の一実施例において、上記発光素子は紫外線を放出し、上記量子点は、ピーク波長が青色光の波長帯である第1量子点と、ピーク波長が緑色光の波長帯である第2量子点と、ピーク波長が赤色光の波長帯である第3量子点と、を含むことができる。
一方、本発明の他の側面は、発光素子と、上記発光素子の一面に付着された密封部材と、上記密封部材内に封入され、量子点を含む波長変換部と、上記発光素子において、上記密封部材の反対側に配置された一対の電極と、を含む発光素子パッケージを提供することである。
本発明の一実施例において、上記発光素子において、上記密封部材が付着された面を除いた面を覆うように形成され、上記発光素子から放出された光を上記密封部材が位置する方向に反射するパッケージ本体をさらに含むことができる。
この場合、上記パッケージ本体は、透明樹脂及び上記透明樹脂に分散された光反射粒子を含むことができる。
また、上記パッケージ本体は、上記一対の電極を外部に露出させるように形成されることができる。
本発明の一実施例において、上記密封部材の外観は、凸レンズ状を有することができる。これと異なり、上記密封部材の外観は直方体形状を有することができる。
本発明の一実施例において、上記波長変換部は、上記密封部材に対応する形状を有することができる。
本発明の一実施例において、上記発光素子は複数個備えられ、上記一対の電極をそれぞれ備えることができる。
この場合、上記密封部材及び波長変換部は、上記複数の発光素子に対して一体に形成されることができる。
また、上記複数の発光素子において上記密封部材が付着された面を除いた面を覆うように形成され、上記発光素子から放出された光を上記密封部材が位置する方向に反射するパッケージ本体をさらに含むことができ、この場合、上記パッケージ本体の表面に沿って形成され、上記一対の電極と接続された外部端子をさらに含むことができる。
一方、本発明のさらに他の側面は、上述した構造を有する発光素子パッケージ及び上記発光素子パッケージに電源を供給する電源供給部を含む照光装置を提供することである。
この場合、上記電源供給部は、電源が入力されるインターフェースと、上記発光素子パッケージに供給される電源を制御する電源制御部と、を含むことができる。
本発明のさらに他の側面は、上述した構造を有する発光素子パッケージと、画像を表示するもので、上記発光素子パッケージから放出された光を受光する画像パネルを含むディスプレイ装置を提供することである。
本発明の一実施例による発光素子パッケージは、波長変換部材として量子点を利用することで色再現性及び発光効率が向上し、量子点の粒度と濃度を調節することで色座標を容易に調節することができる。また、量子点が分散された有機溶媒或いはポリマーを別途の密封部材に封入させることで、酸素或いは水分から影響を受けるのを遮断し、高温高湿や高温雰囲気下で光源モジュールが安定的に動作されるようになる。
さらに、このような発光素子パッケージを照光装置、ディスプレイ装置等に適用することで、装置の信頼性及び効率を向上させるようになる。
本発明の一実施形態による発光素子パッケージを概略的に示した断面図である。 本発明の他の実施形態による発光素子パッケージを概略的に示した断面図である。 図1の構造を有する発光素子パッケージの製造方法の一例を概略的に示した工程別断面図である。 図1の構造を有する発光素子パッケージの製造方法の一例を概略的に示した工程別断面図である。 図2の構造を有する発光素子パッケージの製造方法の一例を概略的に示した工程別断面図である。 図2の構造を有する発光素子パッケージの製造方法の一例を概略的に示した工程別断面図である。 図2の構造を有する発光素子パッケージの製造方法の一例を概略的に示した工程別断面図である。 図2の構造を有する発光素子パッケージの製造方法の一例を概略的に示した工程別断面図である。 本発明の他の実施形態による製造方法を概略的に示した工程別断面図である。 本発明の他の実施形態による製造方法を概略的に示した工程別断面図である。 本発明の他の実施形態による製造方法を概略的に示した工程別断面図である。 本発明の他の実施形態による製造方法を概略的に示した工程別断面図である。 本発明の他の実施形態による製造方法を概略的に示した工程別断面図である。 本発明のさらに他の実施例による発光素子パッケージの製造方法を概略的に示した工程別断面図である。 本発明のさらに他の実施例による発光素子パッケージの製造方法を概略的に示した工程別断面図である。 本発明のさらに他の実施例による発光素子パッケージの製造方法を概略的に示した工程別断面図である。 本発明のさらに他の実施例による発光素子パッケージの製造方法を概略的に示した工程別断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による発光素子パッケージを概略的に示した断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による発光素子パッケージを概略的に示した断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による発光素子パッケージを概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態による発光素子パッケージから放出される光における波長帯別光強度の一例を示したグラフである。 本発明の一実施形態による発光素子パッケージから放出される光の色座標領域を示す図面である。 本発明で提案する発光素子パッケージの使用例を概略的に示した構成図である。
以下、添付された図面を参照し、本発明の好ましい実施形態を説明する。
しかし、本発明の実施形態は、様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は当技術分野において平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面における要素の形状及び大きさ等は、より明確な説明のために誇張されることがあり、図面において同一の符号で表示される要素は同一の要素である。
図1は、本発明の一実施形態による発光素子パッケージを概略的に示した断面図である。図1を参照すると、本実施形態による発光素子パッケージ100は、発光素子101、一対のリードフレーム102a、102b、パッケージ本体103、レンズ状の密封部材104、波長変換部105及び透明封止材106を含む構造である。発光素子101は、電気信号の印加時に光を放出する光電素子であれば制限なく適用可能であり、代表的なものとしてはLEDチップが挙げられる。一例として、発光素子101は青色光を放出する窒化ガリウム(GaN)系LEDチップであることができ、後述するように、上記青色光の少なくとも一部は波長変換部105により、他の色の光に変換されることができる。
一対のリードフレーム102a、102bは、導電性ワイヤWを介して発光素子101と電気的に接続され、外部の電気信号を印加するための端子として利用されることができる。このために、一対のリードフレーム102a、102bは電気伝導性に優れた金属物質からなることができる。図1に示したように、一対のリードフレーム102a、102bのうち一方は発光素子101の実装領域として提供されることができる。但し、本実施形態では、発光素子101と接続された一対の電極(図示せず)が上部、即ち、密封部材104が配置された方向に位置し、一対の導電性ワイヤWを介してリードフレーム102a、102bと接続された構造を示しているが、その接続方式は実施形態によって異なる。例えば、発光素子101は実装領域として提供されるリードフレーム102aとワイヤを用いることなく直接に電気的に接続され、他のリードフレーム102bとだけ導電性ワイヤWで接続されてもよい。また、導電性ワイヤWなしに、所謂、フリップチップ(flip−chip)ボンディング方式により発光素子101が配置されてもよい。一方、本実施形態では、1つの発光素子101のみが示されているが、発光素子101は2つ以上備えられてもよい。また、配線構造の一例として導電性ワイヤWを示しているが、電気信号の伝達機能を果たすことが可能であれば、他の形態の配線構造、例えば、金属ラインにより適切に代替されてもよい。
パッケージ本体103は、発光素子101に対して密封部材104が配置された位置の反対側に配置し、一対のリードフレーム102a、102bを固定する役割をすることができる。パッケージ本体103を成す物質は、特に制限されるものではないが、電気絶縁性を有し、かつ熱放出性能と光反射率に優れた物質を使用することが好ましい。このような側面で、パッケージ本体103は透明樹脂及び上記透明樹脂に光反射粒子(例えば、TiO)が分散された構造を有することができる。
密封部材104は、発光素子101から放出された光の経路上に、本実施形態の場合は発光素子101の上部に配置され、凸レンズ状を有する。具体的には、密封部材104は外部面及び発光素子101に向かう内部面を備え、上記外部面及び内部面は発光素子101の上部に向かって凸形状を有する。この場合、図1に示すように、発光素子101と導電性ワイヤWは凸状の上記内部面で囲まれるように配置されてもよく、密封部材104において、上記内部面で定義される空間にはシリコン樹脂等からなる透明封止材106が形成されてもよい。透明封止材106は発光素子101と導電性ワイヤWを保護し、発光素子101を成す物質と屈折率マッチングを具現する等の機能を行うことができるが、本発明において必ずしも必要な要件ではないため、実施形態によって除外されることもある。
波長変換部105は、密封部材104の内部に封入された構造であり、量子点(Quantum Dot)を含む。このために、密封部材104は量子点を酸素や水分のような外部の環境から保護するのに適したガラスや透明な材質の高分子物質からなることができる。この場合、必ずしも必要な事項ではないが、波長変換部105は密封部材104の外観に対応する形状を有することができる。量子点は約1〜10nmの直径を有する半導体物質のナノ結晶(nano crystal)であり、量子閉じ込め(Quantum confinement)効果を示す物質である。量子点は発光素子101から放出される光の波長を変換して波長変換光、即ち蛍光を発生させる。量子点としては、Si系ナノ結晶、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等が挙げられるが、本実施例では、量子点としてこれらをそれぞれ単独で、またはこれらの混合物を使用することができる。
量子点物質についてより具体的に説明すると、II−VI族系化合物半導体ナノ結晶は、例えば、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いずれか1つであることができる。III−V族系化合物半導体ナノ結晶は、例えば、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いずれか1つであることができる。IV−VI族系化合物半導体ナノ結晶は、例えばSbTeであることができる。
量子点は、有機溶媒或い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、上述したように、このような構造を有する波長変換部105は密封部材104に封入されている。この場合、分散媒質としては、量子点の波長変換性能に影響を与えず、光によって変質したり光を反射させたりせず、かつ光吸収を起こさない透明な媒質であれば制限なく使用できる。例えば、有機溶媒は、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1種を含むことができ、高分子樹脂は、エポキシ(epoxy)、シリコン(silicone)、ポリスチレン(polysthylene)、及びアクリレート(acrylate)のうち、少なくとも1種を含むことができる。分散媒質として高分子樹脂が使用される場合、量子点が分散された高分子樹脂が密封部材104に注入された後に硬化させることができる。
一方、量子点の発光は伝導帯から価電子帯に浮いた状態の電子が転移することで発生するが、同一物質の場合にも粒子のサイズによって波長が変わる特性を示す。量子点のサイズが小さくなるほど短い波長の光を発光するため、量子点のサイズを調節することで所望の波長領域の光を得ることができる。この場合、量子点のサイズはナノ結晶の成長条件を適切に変更することで調節できる。
前述したように、発光素子101は青色光を放出することができ、具体的には、約435nm〜470nmを主波長とする光を放出することができる。この場合、上記青色光を変換する量子点は、ピーク波長が緑色光の波長帯である第1量子点と、ピーク波長が赤色光の波長帯である第2量子点と、を含むことができる。このとき、第1量子点と第2量子点は、そのサイズを適当に調節して、第1量子点のピーク波長を約500〜550nm、第2量子点のピーク波長を約580〜660nmとすることができる。一方、量子点は通常の蛍光体より強い光を狭い波長帯で発生させる。これにより、本実施例の量子点は、第1量子点が約10〜60nmの半値幅(Full−Width Half−Maximum;FWHM)を有し、第2量子点が約30〜80nmの半値幅を有するようにすることができる。この場合、発光素子101は約10〜30nmの半値幅を有する青色LEDチップを採用してもよい。
図21は、本発明の一実施形態による発光素子パッケージから放出される光における波長帯別光強度の一例を示したグラフであり、図22は、本発明の一実施形態による発光素子パッケージから放出される光の色座標領域を示す図面である。
本実施形態の場合、上述したように、発光素子パッケージに備えられる量子点の粒度を調節して波長帯を調節でき、例えば、下記の表1のような特性を有するように調節する。
Figure 2012004567
表1において、Wpは、青色光、緑色光、赤色光の主波長(dominant wavelength)を意味し、FWHMは、青色光、緑色光、赤色光の半値幅を意味する。表1を参照すると、青色光は、発光素子101自体から放出される光を、緑色光及び赤色光は、量子点から放出される光を意味し、このような青色光、緑色光及び赤色光は、図21に示した光強度の分布を有するようになる。また、使用される量子点の粒度を調節して波長帯を調節でき、粒子サイズ別に量子点の濃度を調節して色座標を調節できるという特徴を有する。これにより、本実施例は、図22に示すように、第1量子点の緑色光の色座標は、CIE1931色座標系を基準に4つの頂点(0.1270、0.8037)、(0.4117、0.5861)、(0.4197、0.5316)及び(0.2555、0.5030)により囲まれた領域A内にあり、第2量子点の赤色光の色座標は、4つの頂点(0.5448、0.4544)、(0.7200、0.2800)、(0.6427、0.2905)及び(0.4794、0.4633)により囲まれた領域B内にあるように量子点の粒度と濃度を調節することができる。このような光分布を有する発光素子パッケージは、図4に示すように、既存の蛍光体を使用した製品に比べて非常に広い領域をカバーしており、色再現性がNTSC基準に95%以上で、発光強度も非常に高いことが分かる。
さらに、前述したように、量子点は通常の蛍光体より強い光を狭い波長帯で発生させ、第1及び第2量子点をより狭い色座標の領域内にあるようにすることができる。即ち、第1量子点の緑色光の色座標は、CIE1931色座標系を基準に4つの頂点(0.1270、0.8037)、(0.3700、0.6180)、(0.3700、0.5800)及び(0.2500、0.5500)により囲まれた領域A'内にあり、第2量子点の赤色光の色座標は、4つの頂点(0.6000、0.4000)、(0.7200、0.2800)、(0.6427、0.2905)及び(0.6000、0.4000)により囲まれた領域B'内にあるようにすることで、色再現性をさらに向上させることができる。このように、本実施例の発光素子パッケージ100は発光素子101の主波長と、第1及び第2量子点の色座標(CIE1931色座標系基準)を特定範囲または領域に限定することで、発光素子101、第1及び第2量子点の組み合わせから色再現性を向上させるようになる。
一方、上記では発光素子パッケージ100において、発光素子101は青色LEDチップであり、量子点は青色光を赤色光及び緑色光を波長変換することを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光素子101は紫外線LEDチップであり、量子点はピーク波長が青色光の波長帯である第1量子点と、ピーク波長が緑色光の波長帯である第2量子点と、ピーク波長が赤色光の波長帯である第3量子点と、を含むように粒度と濃度を調節できる。この場合、発光素子101、即ち、紫外線LEDチップは白色光を放出する波長変換部105の励起光源として機能する。
本実施形態のように、個別の発光素子パッケージ100に密封された量子点を有する波長変換部105が備えられることで、複数の発光素子パッケージ100が実装されたモジュールを使用する場合に高い水準の信頼性が得られ、波長変換部105及び密封部材104がレンズ形態で提供されて指向角を適切に調節できるため、発光特性も向上するようになる。これに対し、複数の発光素子に対して量子点を有する波長変換部が一体に形成された構造の場合では、密封部材の一領域に欠陥(defect)が発生することによってモジュール全体の信頼性が低下し、形状を多様に変更して指向角を調節することにも困難がある。
図2は、本発明の他の実施形態による発光素子パッケージを概略的に示した断面図である。図2を参照すると、本実施形態による発光素子パッケージ200は、発光素子201、一対の外部端子202a、202b、パッケージ本体203、レンズ状の密封部材204、波長変換部205及び透明封止材206を含む構造である。同じ名称の要素は以前の実施形態と同じものと理解することができ、以下では以前の実施形態と相違する構成を中心に説明する。
本実施形態の場合、発光素子201はパッケージ本体203上に配置され、発光素子201と接続された一対の電極(図示せず)は以前の実施形態とは異なり、発光素子201の下部、即ち、密封部材204の反対側に配置されることができる。よって、図2に示したように、一対の導電性ワイヤWはパッケージ本体203内に少なくとも一部が埋め込まれた構造を有することができる。このように、光放出経路上に導電性ワイヤWが配置されなくなり、導電性ワイヤWにより発光効率が低下するという問題を最小限に抑えることができる。発光素子201に電気信号を印加するための一対の外部端子202a、202bはパッケージ本体203の側面から下面に延長された形態を有し、この場合、本発明において必ずしも求められる事項ではないが、導電性ワイヤWと外部端子202a、202bを接続するための一対の接続部207a、207bがさらに備えられてもよい。
本実施形態の場合にも、図1の実施形態と同様に、複数の発光素子パッケージ200が実装されたモジュールを使用する場合、高い水準の信頼性が期待でき、また、波長変換部205及び密封部材204がレンズ形態で提供されるため指向角を適切に調節でき、発光特性も向上するようになる。さらに、発光素子201の下部に反射率の高い物質(例えば、TiO)が配置されることで発光効率が向上し、この場合、TiO等の光反射粒子が分散された透明樹脂としてシリコン樹脂を使用することで高温高湿条件でパッケージの信頼性を向上させることができる。
以下、図1及び図2の構造を有する発光素子パッケージの製造方法について説明する。先ず、図3及び図4は、図1の構造を有する発光素子パッケージの製造方法の一例を概略的に示した工程別断面図である。図3に示したように、波長変換部105が封入された密封部材104を形成する方法の例として、レンズ状を有する第1透明部材104aの内壁に沿って量子点と上記量子点を分散させるための溶媒等を含有する波長変換部105を形成する。その後、第1透明部材104aに対応する形状を有する第2透明部材104bを圧着して、波長変換部105が密封されるようにする。その次に、図4に示したように、密封部材104の内部面により形成される空間にシリコン樹脂等を用いて透明封止材106を形成し、発光素子101と結合させる。この場合、工程効率性の側面で、パッケージを構成する他の要素、即ち、リードフレーム102a、102b、パッケージ本体103、導電性ワイヤW等を全て形成した後、これらを反転させて密封部材104と結合させることが好ましい。
図5から図8は、図2の構造を有する発光素子パッケージの製造方法の一例を概略的に示した工程別断面図である。本実施形態の場合、複数の発光素子パッケージを製造する方法を挙げて説明する。先ず、図5に示したように、波長変換部205が封入された構造の密封部材204を形成し、密封部材204がアレイ形態であることを除いては、図3において説明した方法と同様である。その次、図6に示したように、密封部材204の内部面で定義される空間に透明封止材206を充填し、発光素子201をこれに結合させる。本実施形態の場合、発光素子201を透明封止材206に結合させる工程は、複数の発光素子201がキャリアシート208に付着された状態で行われることができる。キャリアシート208は発光素子201が付着される高分子フィルム等を利用することができる。
その次に、キャリアシート208を発光素子201から分離して発光素子201を露出させ、発光素子201の露出した面に形成された一対の電極(図示せず)と接続されるように導電性ワイヤWを形成する。この場合、導電性ワイヤWは、密封部材204の表面に形成された接続部207と接触することができ、上述したように、接続部207は外部端子との接続のために提供されることができるが、実施形態によって除外されることもできる。次いで、図8に示したように、密封部材205と結合され、発光素子201及び導電性ワイヤWを覆うようにパッケージ本体203を形成する。パッケージ本体203は光反射粒子(例えば、TiO)が透明樹脂に分散された構造を有し、発光素子201から放出された光を密封部材204が位置する方向に反射させる機能を果たすことができる。パッケージ本体203の形成後にそれぞれの発光素子パッケージ単位に分離し、図示していないが、分離された状態でパッケージ本体203の側面と下面に外部端子を形成することで、図2に示した構造を完成することができる。但し、発光素子パッケージの外部端子を形成する工程は、本実施形態のように、ダイシング(dicing)段階後に行ってもよいが、その前に行っても構わない。これについては図9から図13を参照して説明する。
先ず、図9に示したように、波長変換部305が封入された構造の密封部材304を形成し、上述の方法、即ち、第1透明部材304aに波長変換部305を形成した後、第2透明部材304bを圧着させて密封する方法を用いることができる。但し、本実施形態における密封部材304の外観は凸レンズ状ではない直方体形状を有するようにしたが、これは密封部材304が多様な形状に変更可能なことを説明するためのものであり、密封部材304の外観が直方体形状を有すると、以前の実施形態における透明封止材を別途設けなくてもよくなる。
その次、図10に示したように、キャリアシート308上に複数の発光素子301を配置し、導電性ワイヤW、外部端子307及びこれらを接続させる接続部307を形成する。導電性ワイヤWと外部端子307が直接接続される場合には接続部307を別途設けなくてもよくなる。次いで、図11に示したように、発光素子301等を覆うようにパッケージ本体303を形成した後、図12に示したように、波長変換部305を備える密封部材304を、発光素子301から放出された光の経路上に位置するようにパッケージ本体303に付着する。密封部材304が付着された後は発光素子パッケージ単位に分離することで、図13に示したように発光素子パッケージ300を得ることができ、各発光素子パッケージ300は一対の外部端子302a、302bと、一対の接続部307a、307bを備えることができる。
図14から図17は、本発明のさらに他の実施例による発光素子パッケージの製造方法を概略的に示した工程別断面図である。本実施形態では、図14に示したように、密封部材404の一部に発光素子401を配置することで工程をより簡素化することができる。具体的には、第1透明部材404aに波長変換部405を形成した後、第2透明部材404bを圧着させて密封部材404を形成する方法は類似するが、第2透明部材404b上に発光素子401及びこれに電気信号を印加するための手段、即ち、導電性ワイヤW及び接続部407を直接形成する。この場合、密封部材404の外観は図14のように凸レンズ状を有するか、または、他の形状、例えば直方体形状を有することができる。
一方、図14では第2透明部材404bに発光素子401を配置した後、波長変換部405を密封する手順を示しているが、密封段階を先に行った上で発光素子401を配置してもよい。このような方式で密封部材404が発光素子401と結合された状態が図15に示しており、その後、図16に示したようにパッケージ本体403を形成する。本実施形態では、パッケージ本体403が発光素子401ごとに別途に形成された構造を示しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、以前の実施形態のように、発光素子401全体に対して一体に形成された後、後続のダイシング工程によりパッケージ単位に分離されてもよい。その次に、図17に示したように、パッケージ本体403の表面に外部端子407を形成し、パッケージ単位に分離することで発光素子パッケージを完成することができる。この場合、図17に示すものとは異なり、外部端子407はパッケージ単位に分離された後に形成されてもよく、パッケージ本体403の側面以外の他の面まで延長されて形成されてもよい。
図18から図20は、本発明のさらに他の実施形態による発光素子パッケージを概略的に示した断面図である。先ず、図18に示す実施形態の場合、発光素子501の光放出経路上に提供される少なくとも1つの面には密封部材504が配置され、前述したように、密封部材504の内部には量子点を含む波長変換部505が封入される。発光素子501は基板501a、第1導電型半導体層501b、活性層501c及び第2導電型半導体層501dが積層された発光ダイオード構造であることができる。発光素子501において密封部材504の反対側には一対の電極が配置され、図18に示したように、一対の電極はバンプボールBであることができる。本実施形態によるパッケージ構造500は、図19に示したように、フリップチップボンディングにより基板509に実装され、発光素子501から放出された光は波長変換部505を経て外部に放出されることができ、一対のバンプボールBは基板上に形成された配線パターン510a、510bと接続される。この場合、基板509に実装される発光素子パッケージは、図18に示した構造で単位パッケージに分離された状態、即ち、図19に示した状態で実装されてもよく、これと異なり、分離されていない状態、即ち、図18の状態のまま実装されてもよい。
また、図20に示した発光素子パッケージ600は複数の発光素子601を含み、複数の発光素子601に対して密封部材604及び波長変換部605が一体に形成された構造を有する。各発光素子601は、一対の電極、例えば、バンプボールBを備えることができ、バンプボールBはパッケージ本体603の表面に沿って形成された外部端子602と接続されることができる。この場合、バンプボールBと外部端子602は発光素子601間の電気的接続(直列、並列またはこれらの組み合わせ)を考慮して適切に配置されることができ、図20に示した例は各発光素子601が互いに直列に接続された構造である。一方、複数の発光素子601において、密封部材604が付着された面を除いた面を覆うようにパッケージ本体603が形成されることができ、パッケージ本体603は発光素子601から放出された光を密封部材604が位置する方向に反射するように光反射物質を含むことができる。
本実施形態のように、互いに異なる発光素子601に対して密封部材604及び波長変換部605を一体に形成することで、発光素子パッケージ600全体にわたって放出される光の色座標が均一になる。互いに異なる色を発光する量子点を混合して使用するとき、混合される量子点の色の比率を変えると観察者側では他の波長の光に見えることもある。これを防止するためには正確な濃度の物質を正確な比率で混合する必要があり、混合に当たっては、量子点の濃度だけでなく発光効率も考慮しなければならない。量子点をモールディング樹脂と混合して使用する単品発光素子パッケージをアレイ形態で使用する白色光源の場合は、混合される量子点の濃度や均一性、及び混合された比率を調節することに限界があるため、単品発光素子パッケージ間に色座標ばらつきが発生することがある。これと異なり、本実施形態の発光素子パッケージ600は、一体に形成された密封部材604及び波長変換部605を発光素子601とは別途に設けることで、発光素子パッケージ600全体にわたって均一な色座標を有するようにすることができる。
図23は、本発明で提案する発光素子パッケージの使用例を概略的に示した構成図である。図23を参照すると、照光装置700は、発光モジュール701と発光モジュール701が配置される構造物704及び電源供給部703を含んで構成され、発光モジュール701には本発明で提案した方式により得られた1つ以上の発光素子パッケージ702が配置されることができる。電源供給部703は電源が入力されるインターフェース705と発光モジュール701に供給される電源を制御する電源制御部706を含むことができる。この場合、インターフェース705は過電流を遮断するヒューズと電磁波障害信号を遮蔽する電磁波遮蔽フィルターを含むことができる。
電源制御部706は、電源に交流電源が入力される場合、交流を直流に変換する整流部と、発光モジュール701に適した電圧に変換する定電圧制御部を備えることができる。若し、電源自体が発光モジュール701に適した電圧を有する直流源(例えば、電池)であれば、整流部や定電圧制御部を省略してもよい。また、発光モジュール701自体がAC−LEDのような素子を採用する場合は、交流電源が発光モジュール701に直接供給されることができ、整流部や定電圧制御部の省略も可能である。さらに、電源制御部は色温度等を制御することで、人間の感性による照明の演出を可能にする。また、電源供給部703は、発光素子パッケージ702の発光量と予め設定された光量とを比較するフィードバック回路装置と、所望の輝度や演色性等の情報が保存されたメモリ装置を含むことができる。
このような照光装置700は、画像パネルを備える液晶表示装置等のディスプレイ装置に利用されるバックライトユニットやランプ、フラット照明等の室内照明または街灯、看板、表示板等の室外照明装置として使用でき、多様な交通手段用照明装置、例えば、自動車、船舶、航空機等にも採用できる。さらに、TV、冷蔵庫等の家電製品や医療機器等にも広く採用できる。
本発明は、上述した実施形態及び添付された図面によって限定されるものではなく、添付された請求範囲によって定められる。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多様な形態の置換、変形及び変更が可能であるということは当技術分野の通常の知識を有する者に自明であり、これも本発明の範囲に属する。
101:発光素子
102a、102b:リードフレーム
103:パッケージ本体
104:密封部材
105:波長変換部
106:透明封止材

Claims (39)

  1. 発光素子と、
    前記発光素子から放出された光経路上に配置されたレンズ状の密封部材と、
    前記密封部材内に封入され、量子点を含む波長変換部と
    を含む発光素子パッケージ。
  2. 前記密封部材は、外部面及び前記発光素子に向かう内部面を備え、前記外部面及び前記内部面は、前記発光素子の上部に向かって凸形状を有することを特徴とする請求項1に記載の発光素子パッケージ。
  3. 前記発光素子は、凸状の前記内部面で囲まれるように配置されたことを特徴とする請求項2に記載の発光素子パッケージ。
  4. 前記密封部材において、前記内部面で定義される空間に充填された透明封止材をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載の発光素子パッケージ。
  5. 一対のリードフレームをさらに含み、前記一対のリードフレームの一方は前記発光素子の実装領域に提供されることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  6. 前記発光素子と前記一対のリードフレームを電気的に接続する導電性ワイヤをさらに含み、前記導電性ワイヤは凸状の前記内部面で囲まれるように配置されたことを特徴とする請求項5に記載の発光素子パッケージ。
  7. 前記発光素子の実装領域を提供し、前記発光素子から放出された光を前記密封部材が位置する方向に反射するパッケージ本体をさらに含むことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  8. 前記パッケージ本体は、透明樹脂及び前記透明樹脂に分散された光反射粒子を含むことを特徴とする請求項7に記載の発光素子パッケージ。
  9. 前記発光素子に電気信号を伝達するための導電性ワイヤをさらに含み、前記導電性ワイヤの少なくとも一部は前記パッケージ本体の内部に形成されたことを特徴とする請求項7または8に記載の発光素子パッケージ。
  10. 前記パッケージ本体の側面から下面に延長して形成され、前記発光素子と電気的に接続された一対の外部端子をさらに含むことを特徴とする請求項7から9の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  11. 前記密封部材は、ガラスまたは高分子物質からなることを特徴とする請求項1から10の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  12. 前記波長変換部は、前記量子点が分散された有機溶媒または高分子物質をさらに含むことを特徴とする請求項1から11の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  13. 前記有機溶媒は、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1種を含むことを特徴とする請求項12に記載の発光素子パッケージ。
  14. 前記高分子物質は、エポキシ(epoxy)、シリコン(silicone)、ポリスチレン(polysthylene)、及びアクリレート(acrylate)のうち、少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項12または13に記載の発光素子パッケージ。
  15. 前記量子点は、Si系ナノ結晶、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、いずれか1つのナノ結晶を含むことを特徴とする請求項1から14の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  16. 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いずれか1つであることを特徴とする請求項15に記載の発光素子パッケージ。
  17. 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いずれか1つであることを特徴とする請求項15または16に記載の発光素子パッケージ。
  18. 前記IV−VI族系化合物半導体ナノ結晶はSbTeであることを特徴とする請求項15から17の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  19. 前記量子点は、ピーク波長が緑色光の波長帯である第1量子点を含むことを特徴とする請求項1から18の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  20. 前記量子点は、ピーク波長が赤色光の波長帯である第2量子点を含むことを特徴とする請求項1から19の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  21. 前記発光素子は青色光を放出し、前記量子点は、ピーク波長が緑色光の波長帯である第1量子点と、ピーク波長が赤色光の波長帯である第2量子点と、を含むことを特徴とする請求項1から20の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  22. 前記発光素子から放出された光は435nm〜470nmの波長を有し、前記第1量子点の緑色光の色座標は、CIE1931色座標系を基準に4つの頂点(0.1270、0.8037)、(0.4117、0.5861)、(0.4197、0.5316)及び(0.2555、0.5030)により囲まれた領域内にあり、前記第2量子点の赤色光の色座標は、4つの頂点(0.5448、0.4544)、(0.7200、0.2800)、(0.6427、0.2905)及び(0.4794、0.4633)により囲まれた領域内にあることを特徴とする請求項21に記載の発光素子パッケージ。
  23. 前記第1量子点の緑色光の色座標は、CIE1931色座標系を基準に4つの頂点(0.1270、0.8037)、(0.3700、0.6180)、(0.3700、0.5800)及び(0.2500、0.5500)により囲まれた領域内にあり、前記第2量子点の赤色光の色座標は、4つの頂点(0.6000、0.4000)、(0.7200、0.2800)、(0.6427、0.2905)及び(0.6000、0.4000)により囲まれた領域内にあることを特徴とする請求項22に記載の発光素子パッケージ。
  24. 前記発光素子から放出された光は10〜30nmの半値幅を有し、前記第1量子点から放出された光は10〜60nmの半値幅を有し、前記第2量子点から放出された光は30〜80nmの半値幅を有することを特徴とする請求項21から23の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  25. 前記発光素子は紫外線を放出し、前記量子点は、ピーク波長が青色光の波長帯である第1量子点と、ピーク波長が緑色光の波長帯である第2量子点と、ピーク波長が赤色光の波長帯である第3量子点と、を含むことを特徴とする請求項1から18の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  26. 発光素子と、
    前記発光素子の一面に付着された密封部材と、
    前記密封部材内に封入され、量子点を含む波長変換部と、
    前記発光素子において、前記密封部材の反対側に配置された一対の電極と
    を含む発光素子パッケージ。
  27. 前記発光素子において、前記密封部材が付着された面を除いた面を覆うように形成され、前記発光素子から放出された光を前記密封部材が位置する方向に反射するパッケージ本体をさらに含むことを特徴とする請求項26に記載の発光素子パッケージ。
  28. 前記パッケージ本体は、透明樹脂及び前記透明樹脂に分散された光反射粒子を含むことを特徴とする請求項27に記載の発光素子パッケージ。
  29. 前記パッケージ本体は、前記一対の電極を外部に露出させるように形成されたことを特徴とする請求項27または28に記載の発光素子パッケージ。
  30. 前記密封部材の外観は、凸レンズ状を有することを特徴とする請求項26から29の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  31. 前記密封部材の外観は、直方体形状を有することを特徴とする請求項26から29の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  32. 前記波長変換部は、前記密封部材に対応する形状を有することを特徴とする請求項26から31の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  33. 前記発光素子は複数個備えられ、前記一対の電極をそれぞれ備えることを特徴とする請求項26から32の何れか1項に記載の発光素子パッケージ。
  34. 前記密封部材及び波長変換部は、前記複数の発光素子に対して一体に形成されたことを特徴とする請求項33に記載の発光素子パッケージ。
  35. 前記複数の発光素子において前記密封部材が付着された面を除いた面を覆うように形成され、前記発光素子から放出された光を前記密封部材が位置する方向に反射するパッケージ本体をさらに含むことを特徴とする請求項33または34に記載の発光素子パッケージ。
  36. 前記パッケージ本体の表面に沿って形成され、前記一対の電極と接続された外部端子をさらに含むことを特徴とする請求項35に記載の発光素子パッケージ。
  37. 請求項1から36のいずれか一項に記載の発光素子パッケージと、
    前記発光素子パッケージに電源を供給する電源供給部と
    を含む照光装置。
  38. 前記電源供給部は、電源が入力されるインターフェースと、前記発光素子パッケージに供給される電源を制御する電源制御部と、を含むことを特徴とする請求項37に記載の照光装置。
  39. 請求項1から36のいずれか一項に記載の発光素子パッケージと、
    画像を表示するもので、前記発光素子パッケージから放出された光を受光する画像パネルと
    を含むディスプレイ装置。
JP2011132453A 2010-06-14 2011-06-14 発光素子パッケージの製造方法 Active JP5881318B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US35442910P 2010-06-14 2010-06-14
US61/354,429 2010-06-14
KR10-2010-0102419 2010-10-20
KR1020100102419A KR20110136676A (ko) 2010-06-14 2010-10-20 양자점을 이용한 발광소자 패키지, 조광 장치 및 디스플레이 장치

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2012004567A true JP2012004567A (ja) 2012-01-05
JP2012004567A5 JP2012004567A5 (ja) 2014-07-31
JP5881318B2 JP5881318B2 (ja) 2016-03-09

Family

ID=45503297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011132453A Active JP5881318B2 (ja) 2010-06-14 2011-06-14 発光素子パッケージの製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5881318B2 (ja)
KR (1) KR20110136676A (ja)
TW (1) TWI479703B (ja)

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012142540A (ja) * 2010-12-31 2012-07-26 Intematix Technology Center Corp 発光ダイオードパッケージ構造およびその製造方法
JP2013197530A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Sharp Corp 光源、発光装置、バックライト用光源、表示装置、および光源の製造方法
KR20150016962A (ko) * 2012-05-14 2015-02-13 코닌클리케 필립스 엔.브이. 원격 나노구조 형광체를 갖는 발광 장치
JPWO2013061511A1 (ja) * 2011-10-27 2015-04-02 パナソニック株式会社 発光装置
JP2015138839A (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 豊田合成株式会社 発光装置及びその製造方法
JP2015220330A (ja) * 2014-05-16 2015-12-07 日本電気硝子株式会社 発光デバイス及びその製造方法
CN105226166A (zh) * 2015-10-23 2016-01-06 易美芯光(北京)科技有限公司 一种量子点led结构及封装方法
WO2016052627A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 富士フイルム株式会社 波長変換部材、バックライトユニット、液晶表示装置、量子ドット含有重合性組成物、および波長変換部材の製造方法
WO2016075950A1 (ja) * 2014-11-14 2016-05-19 富士フイルム株式会社 波長変換部材及びそれを備えたバックライトユニット、液晶表示装置
WO2016075949A1 (ja) * 2014-11-14 2016-05-19 富士フイルム株式会社 波長変換部材及びそれを備えたバックライトユニット、液晶表示装置
JP2016103461A (ja) * 2014-11-14 2016-06-02 富士フイルム株式会社 波長変換部材及びそれを備えたバックライトユニット、液晶表示装置
JP2016102999A (ja) * 2014-11-14 2016-06-02 富士フイルム株式会社 波長変換部材及びそれを備えたバックライトユニット、液晶表示装置
WO2016104401A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 Nsマテリアルズ株式会社 波長変換部材及びその製造方法
JP2016146460A (ja) * 2014-09-30 2016-08-12 富士フイルム株式会社 波長変換部材、バックライトユニット、液晶表示装置、量子ドット含有重合性組成物、および波長変換部材の製造方法
JP2017224867A (ja) * 2017-09-28 2017-12-21 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
JP2017538166A (ja) * 2014-12-05 2017-12-21 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH 変換要素、オプトエレクトロニクス半導体部品、および変換要素の製造方法
WO2018139120A1 (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 富士フイルム株式会社 波長変換フィルム
JP2019054299A (ja) * 2019-01-11 2019-04-04 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド Ledパッケージ、バックライトユニット及び液晶表示装置
KR20190098130A (ko) 2017-01-06 2019-08-21 제이에스알 가부시끼가이샤 형광체 입자 함유 조성물, 파장 변환층 및 파장 변환층의 제조 방법
CN111640843A (zh) * 2014-09-24 2020-09-08 日亚化学工业株式会社 发光装置
JP2021044554A (ja) * 2016-08-05 2021-03-18 マブン オプトロニックス カンパニー リミテッドMaven Optronics Co., Ltd. 耐湿性チップスケールパッケージ発光素子
US11063192B2 (en) 2015-07-28 2021-07-13 Nichia Corporation Light emitting device with protected fluorescent substance

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130141963A (ko) * 2012-06-18 2013-12-27 주식회사 큐디솔루션 Oled용 시인성 향상 필름 및 그 제조방법
WO2014024068A2 (en) * 2012-08-06 2014-02-13 Koninklijke Philips N.V. Highly stable qds-composites for solid state lighting and the method of making them through initiator-free polymerization
KR101947815B1 (ko) * 2012-08-07 2019-02-14 한국전자통신연구원 수직구조의 듀얼 디스플레이 장치
JP2014127560A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Kyocera Connector Products Corp 半導体発光素子用ホルダ、半導体発光素子モジュール、照明器具、及び半導体発光素子用ホルダの製造方法
KR20150092801A (ko) 2014-02-05 2015-08-17 삼성디스플레이 주식회사 발광 다이오드 패키지 및 그 제조 방법
KR102181888B1 (ko) 2014-09-03 2020-11-24 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
KR101983426B1 (ko) 2015-01-23 2019-09-11 삼성디스플레이 주식회사 감광성 수지 조성물 및 표시장치
KR101739751B1 (ko) * 2015-12-30 2017-05-26 주식회사 상보 합금-쉘 양자점 제조 방법, 합금-쉘 양자점 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR102389815B1 (ko) 2017-06-05 2022-04-22 삼성전자주식회사 양자점 유리셀 및 이를 포함하는 발광소자 패키지
US10453827B1 (en) * 2018-05-30 2019-10-22 Cree, Inc. LED apparatuses and methods
US11101410B2 (en) 2018-05-30 2021-08-24 Creeled, Inc. LED systems, apparatuses, and methods
EP3776674A1 (en) * 2018-06-04 2021-02-17 Cree, Inc. Led apparatuses, and method
KR102391399B1 (ko) * 2019-11-29 2022-04-27 (주)애니캐스팅 색변환 기능을 갖는 마이크로 렌즈 어레이 및 이를 구비하는 마이크로 엘이디 디스플레이 모듈
KR20220036681A (ko) 2020-09-16 2022-03-23 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 그 제조 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001044516A (ja) * 1999-07-29 2001-02-16 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオード
JP2002270901A (ja) * 2001-03-12 2002-09-20 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオードとその製造方法
JP2002289925A (ja) * 2001-03-23 2002-10-04 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオード
JP2005011953A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
JP2005259972A (ja) * 2004-03-11 2005-09-22 Stanley Electric Co Ltd 表面実装型led
JP2007173754A (ja) * 2005-11-28 2007-07-05 Kyocera Corp 波長変換器および発光装置
JP2008187212A (ja) * 2008-05-07 2008-08-14 Sharp Corp 面実装型発光素子
JP2008288440A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Toyoda Gosei Co Ltd 集積表示装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7157839B2 (en) * 2003-01-27 2007-01-02 3M Innovative Properties Company Phosphor based light sources utilizing total internal reflection
KR100982991B1 (ko) * 2008-09-03 2010-09-17 삼성엘이디 주식회사 양자점 파장변환체, 양자점 파장변환체의 제조방법 및 양자점 파장변환체를 포함하는 발광장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001044516A (ja) * 1999-07-29 2001-02-16 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオード
JP2002270901A (ja) * 2001-03-12 2002-09-20 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオードとその製造方法
JP2002289925A (ja) * 2001-03-23 2002-10-04 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオード
JP2005011953A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Toyoda Gosei Co Ltd 発光装置
JP2005259972A (ja) * 2004-03-11 2005-09-22 Stanley Electric Co Ltd 表面実装型led
JP2007173754A (ja) * 2005-11-28 2007-07-05 Kyocera Corp 波長変換器および発光装置
JP2008288440A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Toyoda Gosei Co Ltd 集積表示装置
JP2008187212A (ja) * 2008-05-07 2008-08-14 Sharp Corp 面実装型発光素子

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012142540A (ja) * 2010-12-31 2012-07-26 Intematix Technology Center Corp 発光ダイオードパッケージ構造およびその製造方法
JPWO2013061511A1 (ja) * 2011-10-27 2015-04-02 パナソニック株式会社 発光装置
JP2013197530A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Sharp Corp 光源、発光装置、バックライト用光源、表示装置、および光源の製造方法
US11031530B2 (en) 2012-05-14 2021-06-08 Lumileds Llc Light emitting device with nanostructured phosphor
KR20150016962A (ko) * 2012-05-14 2015-02-13 코닌클리케 필립스 엔.브이. 원격 나노구조 형광체를 갖는 발광 장치
JP2015516691A (ja) * 2012-05-14 2015-06-11 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ ナノ構造蛍光体を有する発光装置
US10347800B2 (en) 2012-05-14 2019-07-09 Lumileds Llc Light emitting device with nanostructured phosphor
KR102072769B1 (ko) 2012-05-14 2020-02-03 루미리즈 홀딩 비.브이. 원격 나노구조 형광체를 갖는 발광 장치
US9576941B2 (en) 2014-01-21 2017-02-21 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting device and method of manufacturing the same
JP2015138839A (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 豊田合成株式会社 発光装置及びその製造方法
JP2015220330A (ja) * 2014-05-16 2015-12-07 日本電気硝子株式会社 発光デバイス及びその製造方法
CN111640843B (zh) * 2014-09-24 2024-04-02 日亚化学工业株式会社 发光装置
CN111640843A (zh) * 2014-09-24 2020-09-08 日亚化学工业株式会社 发光装置
CN106716189B (zh) * 2014-09-30 2019-03-29 富士胶片株式会社 波长转换部件、背光单元、液晶显示装置、含有量子点的聚合性组合物及波长转换部件的制造方法
JP2016146460A (ja) * 2014-09-30 2016-08-12 富士フイルム株式会社 波長変換部材、バックライトユニット、液晶表示装置、量子ドット含有重合性組成物、および波長変換部材の製造方法
WO2016052627A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 富士フイルム株式会社 波長変換部材、バックライトユニット、液晶表示装置、量子ドット含有重合性組成物、および波長変換部材の製造方法
CN106716189A (zh) * 2014-09-30 2017-05-24 富士胶片株式会社 波长转换部件、背光单元、液晶显示装置、含有量子点的聚合性组合物及波长转换部件的制造方法
WO2016075950A1 (ja) * 2014-11-14 2016-05-19 富士フイルム株式会社 波長変換部材及びそれを備えたバックライトユニット、液晶表示装置
JP2016102999A (ja) * 2014-11-14 2016-06-02 富士フイルム株式会社 波長変換部材及びそれを備えたバックライトユニット、液晶表示装置
JP2016103461A (ja) * 2014-11-14 2016-06-02 富士フイルム株式会社 波長変換部材及びそれを備えたバックライトユニット、液晶表示装置
WO2016075949A1 (ja) * 2014-11-14 2016-05-19 富士フイルム株式会社 波長変換部材及びそれを備えたバックライトユニット、液晶表示装置
JP2017538166A (ja) * 2014-12-05 2017-12-21 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH 変換要素、オプトエレクトロニクス半導体部品、および変換要素の製造方法
JPWO2016104401A1 (ja) * 2014-12-26 2017-04-27 Nsマテリアルズ株式会社 波長変換部材及びその製造方法
CN107431111A (zh) * 2014-12-26 2017-12-01 Ns材料株式会社 波长转换构件及其制造方法
WO2016104401A1 (ja) * 2014-12-26 2016-06-30 Nsマテリアルズ株式会社 波長変換部材及びその製造方法
US11316082B2 (en) 2014-12-26 2022-04-26 Ns Materials Inc. Wavelength converting member and method of producing the same
US11063192B2 (en) 2015-07-28 2021-07-13 Nichia Corporation Light emitting device with protected fluorescent substance
CN105226166A (zh) * 2015-10-23 2016-01-06 易美芯光(北京)科技有限公司 一种量子点led结构及封装方法
JP2021044554A (ja) * 2016-08-05 2021-03-18 マブン オプトロニックス カンパニー リミテッドMaven Optronics Co., Ltd. 耐湿性チップスケールパッケージ発光素子
JP7100383B2 (ja) 2016-08-05 2022-07-13 マブン オプトロニックス カンパニー リミテッド 耐湿性チップスケールパッケージ発光素子
KR20190098130A (ko) 2017-01-06 2019-08-21 제이에스알 가부시끼가이샤 형광체 입자 함유 조성물, 파장 변환층 및 파장 변환층의 제조 방법
JP2018119042A (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 富士フイルム株式会社 波長変換フィルム
WO2018139120A1 (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 富士フイルム株式会社 波長変換フィルム
JP2017224867A (ja) * 2017-09-28 2017-12-21 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
JP2019054299A (ja) * 2019-01-11 2019-04-04 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド Ledパッケージ、バックライトユニット及び液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI479703B (zh) 2015-04-01
KR20110136676A (ko) 2011-12-21
TW201214795A (en) 2012-04-01
JP5881318B2 (ja) 2016-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5881318B2 (ja) 発光素子パッケージの製造方法
US20150171290A1 (en) Light emitting device package using quantum dot, illumination apparatus and display apparatus
EP2392852B1 (en) Light source module using quantum dots, and illumination apparatus
US20140158982A1 (en) Light-emitting device, backlight unit, display device, and manufacturing method thereof
US8513872B2 (en) Light emitting apparatus and method for manufacturing thereof
KR101726807B1 (ko) 반도체 발광소자
KR101101134B1 (ko) Led 패키지 및 그 led 패키지를 포함하는 백라이트 유닛
US20120155115A1 (en) Light emitting module and backlight unit using the same
TWI421433B (zh) 使用量子點之光源模組,運用該光源模組之背光單元,顯示設備,及照明設備
KR102166715B1 (ko) 광원 유닛 및 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리
KR20130136259A (ko) 양자점을 이용한 발광소자 패키지
KR20120135999A (ko) 발광소자 패키지
KR20180093149A (ko) 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR20120067541A (ko) 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
JP2014199831A (ja) 発光装置、蛍光体シート、及びバックライトシステム、及び発光装置の製造方法
KR20120140052A (ko) 발광 디바이스
KR20190118697A (ko) 표시 장치
KR20130055223A (ko) 광원 모듈 및 백라이트 유닛
KR20120060540A (ko) 발광모듈 및 이를 이용한 백라이트 유닛
KR20120140053A (ko) 발광소자 패키지
KR102531370B1 (ko) 조명 장치
TW201908786A (zh) 背光裝置
CN115963660A (zh) 发光装置
KR20120085038A (ko) 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
KR20120085039A (ko) 발광다이오드 패키지 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20120813

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20130321

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140613

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140613

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150317

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150526

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20150630

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151007

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20151014

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151117

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151209

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5881318

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250