JP2016042579A - 発光ダイオードパッケージ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、発光ダイオードパッケージ及びその製造方法に関する。【解決手段】本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージは、ハウジングと、ハウジングに配置される少なくとも一つの発光ダイオードチップと、少なくとも一つの発光ダイオードチップにより励起されて緑色光を放出する第１蛍光体と、少なくとも一つの発光ダイオードチップにより励起されて赤色光を放出する第２蛍光体と、を含み、発光ダイオードチップ、第１蛍光体及び第２蛍光体から放出される光の合成により白色光が形成され、第２蛍光体は、Ａ２ＭＦ６：Ｍｎ４＋の化学式を有する蛍光体であり、Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｅ及びＮＨ４のいずれか一つであり、Ｍは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｂ及びＴａのいずれか一つであり、第２蛍光体のＭｎ４＋は、Ｍに対して、０．０２〜０．０３５倍のモル数範囲を有するかもしれない。【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオードパッケージ及びその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、蛍光体を含む発光ダイオードパッケージ及びその製造方法に関する。

発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）パッケージとは、半導体のｐ‐ｎ接合構造を有する化合物半導体であって、少数キャリア（電子又は正孔）の再結合により所定の光を発散する素子を称する。発光ダイオードパッケージは、消費電力が少なく、寿命が長く、小型化が可能である。

発光ダイオードパッケージは、波長変換手段である蛍光体を使用して白色光を具現するかもしれない。すなわち、蛍光体を発光ダイオードチップ上に配置して、発光ダイオードチップの１次光の一部と蛍光体によって波長変換された２次光の混色により白色光を具現するかもしれない。このような構造の白色発光ダイオードパッケージは、安価で、原理的及び構造的に単純であることから広く用いられている。

詳述すると、青色発光ダイオードチップ上に、青色光の一部を励起光として吸収し、黄緑色又は黄色を発光する蛍光体を塗布して白色光を得てもよい。特許文献１を参照すると、青色に発光する発光ダイオードチップ上にその光の一部を励起源として、黄緑色又は黄色に発光する蛍光体を取り付けて、発光ダイオードの青色発光と蛍光体の黄緑色又は黄色発光により白色に発光する発光ダイオードを開示している。

しかし、このような方式を用いる白色発光ダイオードパッケージは、黄色蛍光体の発光を活用することから、放出される光の緑色及び赤色領域のスペクトル欠乏によって演色性が低い。特に、白色発光ダイオードパッケージをバックライトユニット（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ ｕｎｉｔ）として使用したとき、色フィルターを透過した光の色純度が低いことから、自然色に近い色を具現することが難しい。

係る問題点を解決するために、青色発光ダイオードチップと、青色光を励起光として、緑色及び赤色を発光する蛍光体を使用して発光ダイオードを製造する。すなわち、青色光と青色光によって励起、発光される緑色光及び赤色光の混色により、高い演色性を有する白色光を具現するかもしれない。係る白色発光ダイオードをバックライトユニットとして使用する場合、カラーフィルターと白色発光ダイオードの適合性が非常に高いことから、より自然色に近い映像を具現するかもしれない。しかし、蛍光体の励起により放出される光は、発光ダイオードチップに比べて、広い半値幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ：ＦＷＨＭ）を有する。さらに、特許文献２を参照すると、窒化物蛍光体とその製造方法及び発光装置が開示されている。窒化物蛍光体を含む発光装置の発光スペクトルについて検討すると、赤色領域で広い半値幅を有することが分かる。広い半値幅を有する光は、色再現性に劣るため、ディスプレイにおいて所望の色座標を具現することが難しい。

したがって、より高い色再現性を有する白色光を具現するためには、より狭い半値幅を有する蛍光体の使用が必要である。このために、狭い半値幅を有する赤色光を放出する蛍光体としてフッ化物系蛍光体が使用される。しかし、フッ化物系蛍光体は水分に弱いだけでなく、熱安定性にも劣るため、信頼性が問題となる。蛍光体を含む発光ダイオードパッケージが様々な製品に適用されるためには、高い信頼性が保証されなければならない。発光ダイオードパッケージの信頼性が、結局、発光ダイオードパッケージが適用された製品の信頼性を左右するためである。したがって、狭い半値幅を有し、且つ高い信頼性を有する蛍光体を含む発光ダイオードパッケージの開発が求められる。

韓国公開特許第１０−２００４−００３２４５６号公報 韓国登録特許第１０−０９６１３２４号公報

本発明が解決しようとする課題の一つは、信頼性が向上した発光ダイオードパッケージ及びその製造方法を提供することである。

本発明が解決しようとする他の課題の一つは、水分及び熱に安定した蛍光体を含む発光ダイオードパッケージ及びその製造方法を提供することである。

本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージは、ハウジングと、前記ハウジングに配置される少なくとも一つの発光ダイオードチップと、前記少なくとも一つの発光ダイオードチップにより励起されて緑色光を放出する第１蛍光体と、前記少なくとも一つの発光ダイオードチップにより励起されて赤色光を放出する第２蛍光体と、を含み、前記発光ダイオードチップ、前記第１蛍光体及び第２蛍光体から放出される光の合成により白色光が形成され、前記第２蛍光体は、Ａ_２ＭＦ_６：Ｍｎ^４＋の化学式を有する蛍光体であり、前記Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｅ及びＮＨ_４のいずれか一つであり、前記Ｍは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｂ及びＴａのいずれか一つであり、前記第２蛍光体のＭｎ^４＋は、Ｍに対して、０．０２〜０．０３５倍のモル数範囲を有する。

さらに、前記モル数の範囲内において、前記白色光は、ＣＩＥ色度図上の領域内にある点を形成するｘ色座標及びｙ色座標を有し、前記ｘ色座標は０．２５〜０．３２であり、前記ｙ色座標は０．２２〜０．３２であってもよい。

一方、前記モル数の範囲内において、前記白色光の光束の変化率は５％以内であってもよい。

また、前記赤色光に対する前記緑色光のピーク波長の大きさは２０〜３５％であってもよい。

前記第１蛍光体は、ＢＡＭ系蛍光体及び量子ドット蛍光体のうち少なくとも一つであってもよい。

さらに、前記第１蛍光体の緑色光のピーク波長は５２０〜５７０ｎｍの範囲内にあり、前記第２蛍光体の赤色光のピーク波長は６１０〜６５０のｎｍ範囲内にあってもよい。

前記少なくとも一つの発光ダイオードチップは、青色発光ダイオードチップ及び紫外線発光ダイオードチップのうち少なくとも一つを含むかもしれない。

前記白色光は、８５％以上の全米テレビジョン方式委員会（ＮＴＳＣ：ｎａｔｉｏｎａｌ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）の彩度を有するかもしれない。

前記第２蛍光体が放出する赤色光は、１５ｎｍ以下の半値幅（ＦＷＨＭ）を有するかもしれない。

一方、本発明の一実施形態による発光ダイオードパッケージは、ハウジングと、前記ハウジングに配置される少なくとも一つの発光ダイオードチップと、前記少なくとも一つの発光ダイオードチップにより励起されて緑色光を放出する第１蛍光体と、前記少なくとも一つの発光ダイオードチップにより励起されて赤色光を放出する第２蛍光体及び第３蛍光体と、を含み、前記第２蛍光体は、Ａ_２ＭＦ_６：Ｍｎ^４＋の化学式を有する蛍光体であり、前記Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂａ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ及びＺｎのいずれか一つであり、Ｍは、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｓｎ及びＧｅのいずれか一つであり、前記第３蛍光体は、窒化物系蛍光体であり、前記第２蛍光体及び前記第３蛍光体それぞれの赤色光は、互いに異なるピーク波長を有し、第３蛍光体は、前記第２蛍光体に対して、０．１〜１０ｗｔ％の質量範囲を有するかもしれない。

また、前記第１蛍光体の緑色光のピーク波長は５００〜５７０ｎｍの範囲内にあり、前記第２蛍光体の赤色光のピーク波長は６１０〜６５０ｎｍの範囲内にあり、前記第３蛍光体の赤色光のピーク波長は６００〜６７０ｎｍの範囲内にあってもよい。

さらに、前記第３蛍光体は、ＭＳｉＮ_２、ＭＳｉＯＮ_２及びＭ_２Ｓｉ_５Ｎ_８の化学式で示す蛍光体のうち少なくとも一つを含み、前記Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｍｇ及びＥｕのいずれか一つであってもよい。

一方、前記第２蛍光体は、前記第３蛍光体より小さい半値幅（ＦＷＨＭ）を有するかもしれない。

本発明の一実施形態において、前記第１蛍光体は、ＢＡＭ（Ｂａ‐Ａｌ‐Ｍｇ）系蛍光体、量子ドット（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）蛍光体、シリケート（Ｓｉｌｉｃａｔｅ）系蛍光体、ベータ‐サイアロン（ｂｅｔａ‐ＳｉＡｌＯＮ）系蛍光体、ガーネット（Ｇａｒｎｅｔ）系蛍光体、ＬＳＮ系蛍光体のうち少なくとも一つであってもよい。

また、前記少なくとも一つの発光ダイオードチップは、青色発光ダイオードチップ及び紫外線発光ダイオードチップのうち少なくとも一つを含むかもしれない。

さらに、前記少なくとも一つの発光ダイオードチップ、前記第１蛍光体、前記第２蛍光体及び前記第３蛍光体から放出される光の合成により白色光が形成され、前記白色光は、８５％以上の全米テレビジョン方式委員会（ＮＴＳＣ）の彩度を有するかもしれない。

前記質量の範囲内において、前記白色光は、ＣＩＥ色度図上の領域内にある点を形成するｘ色座標及びｙ色座標を有し、前記ｘ色座標は０．２５〜０．３５であり、前記ｙ色座標は０．２２〜０．３２であってもよい。

この際、前記ハウジングの高さが０．６Ｔであるとき、４０〜６０μｍの大きさを有するメッシュによりふるい分け（Ｓｉｅｖｉｎｇ）された大きさの前記第１〜第３蛍光体を有することができ、前記ハウジングの高さが０．４Ｔであるとき、１５〜４０μｍの大きさを有するメッシュによりふるい分け（Ｓｉｅｖｉｎｇ）された大きさの前記第１〜第３蛍光体を有するかもしれない。

本発明の例示的な実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、狭い半値幅を有する光を放出する蛍光体を含むことから、発光ダイオードパッケージの色再現性を向上するかもしれない。さらに、前記蛍光体の高温及び／又は高湿環境で発光特性などが低下する劣化現象を防止して、蛍光体の信頼性を向上することができ、これにより、発光ダイオードパッケージの全体的な信頼性を向上するかもしれない。

本発明によれば、発光ダイオードパッケージが含む蛍光体の信頼性が向上することから、発光ダイオードパッケージの信頼性を向上するかもしれない。したがって、前記発光ダイオードパッケージが放出する光の維持率を長時間維持することができ、ＣＩＥ色座標の変化を最小化するかもしれない。

また、本発明に係る発光ダイオードパッケージが含む蛍光体は、狭い半値幅を有する緑色光及び／又は赤色光を放出してもよいことから、発光ダイオードパッケージの色再現性を向上するかもしれない。

本発明の第１実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。 本発明の第２実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。 本発明の第３実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。 本発明の第４実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。 本発明の第５実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。 本発明の第６実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。 本発明の第７実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。 本発明の第８実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。 本発明の第９実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。 本発明の第１０実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージの製造方法を図示したフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージを製造する際に、蛍光体をドッティングする工程を図示した略図である。

以下、本発明の例示的な実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。

まず、各図面の構成要素に参照符号を付けるにあたり、同一の構成要素については仮に他の図面上に表示されてもできるだけ同一の符号を有するようにしていることに留意しなければならない。また、本発明を説明するにあたり、関連の公知の構成又は機能に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明にしうると判断した場合は、その詳細な説明は省略する。また、以下、本発明の例示的な実施形態を説明するが、本発明の技術的思想はこれに限定又は制限されず、当業者により変形されて多様に実施されることができることは言うまでもない。

図１は本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージを示す断面図である。図１を参照すると、発光ダイオードパッケージは、ハウジング１０１と、発光ダイオードチップ１０２と、第１蛍光体１０５と、第２蛍光体１０６と、モールディング部１０４と、を含む。

ハウジング１０１上に、発光ダイオードチップ１０２と、第１蛍光体１０５と、第２蛍光体１０６と、モールディング部１０４とを配置してもよい。発光ダイオードチップ１０２は、ハウジング１０１の底面に配置してもよい。ハウジング１０１には、発光ダイオードチップ１０２に電力を入力するためのリード端子（図示せず）を設置してもよい。モールディング部１０４は、第１蛍光体及び第２蛍光体１０５、１０６を含み、発光ダイオードチップ１０２を覆うかもしれない。

ハウジング１０１は、一般的なプラスチック（ポリマー）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、液晶性ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）又は熱可塑性エラストマーなどで形成するか、金属又はセラミックで形成してもよい。発光ダイオードチップ１０２が紫外線発光ダイオードチップである場合、ハウジング１０１はセラミックで形成してもよい。ハウジング１０１がセラミックである場合、紫外線発光ダイオードチップから放出された紫外線光によってセラミックを含むハウジング１０１が変色又は変質される恐れがなく、発光ダイオードパッケージの信頼性を維持するかもしれない。ハウジング１０１が金属である場合、ハウジング１０１は二つ以上の金属フレームを含むことができ、金属フレームは互いに絶縁してもよい。金属を含むハウジング１０１により、発光ダイオードパッケージの放熱能力を向上させるかもしれない。ハウジング１０１を形成できる物質について前記に言及しているが、ハウジング１０１はこれに制限されず、様々な物質で形成してもよい。

ハウジング１０１は、発光ダイオードチップ１０２から放出される光の反射のために、斜めの内壁を含むかもしれない。

モールディング部１０４は、シリコーン、エポキシ、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリスチレン（ＰＳ）のうち少なくとも一つを含む物質で形成してもよい。モールディング部１０４は、必要に応じて、所定の硬度を有する物質で形成することができ、上述の物質に制限されるものではない。

モールディング部１０４は、上述の物質と第１及び第２蛍光体１０５、１０６の混合物を用いた射出成形法により形成してもよい。さらに、モールディング部１０４は、分離した鋳型を用いて加圧又は熱処理することで製造してもよい。モールディング部１０４は、凸レンズ形状、平板形状（図示せず）及び表面に所定の凹凸を有する形状などの様々な形状に形成してもよい。本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージについては、凸レンズ形状を有するモールディング部１０４を開示しているが、モールディング部１０４の形状はこれに限定されない。

発光ダイオードチップ１０２は、紫外線発光ダイオードチップ又は青色発光ダイオードチップであってもよい。発光ダイオードチップ１０２が青色発光ダイオードチップである場合、放出する光のピーク波長は４１０〜４９０ｎｍの範囲内にあってもよい。発光ダイオードチップ１０２が放出する青色光のピーク波長の半値幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ：ＦＷＨＭ）は４０ｎｍ以下であってもよい。本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージについては、一つの発光ダイオードチップ１０２が配置された形態を開示しているが、配置される発光ダイオードチップ１０２の個数及び配置形態はこれに制限されない。

第１蛍光体１０５は、発光ダイオードチップ１０２に励起されて緑色光を放出してもよい。第２蛍光体１０６は、発光ダイオードチップ１０２に励起されて赤色光を放出してもよい。

第１蛍光体１０５が放出する緑色光のピーク波長は５２０〜５７０ｎｍの範囲内にあってもよい。第１蛍光体１０５は、３５ｎｍ以下の半値幅を有する緑色光を放出してもよい。第１蛍光体１０５は、ＢＡＭ（Ｂａ‐Ａｌ‐Ｍｇ）系蛍光体、量子ドット（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）蛍光体及びフッ化物系蛍光体から選択される少なくとも一つの蛍光体を含むかもしれない。フッ化物系蛍光体は、Ａ_２ＭＦ_６：Ｍｎ^４＋の化学式を有する蛍光体であってもよい。前記化学式において、Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｅ及びＮＨ_４のいずれか一つであってもよく、Ｍは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｂ及びＴａのいずれか一つであってもよい。さらに、フッ化物系蛍光体は、Ａ_ｘＭ_ｙＦ_ｚ：Ｍｎ^４＋ _ｑの化学式を有する蛍光体であってもよい。ここで、０＜ｘ≦２．５及び０＜ｚ≦７．０であってもよく、より詳細には、１．８≦ｘ≦２．３及び５．８≦ｚ≦６．９であってもよい。さらに、本発明の一実施形態において、ｑは、ｙに対して、０．０２〜０．０３５倍の大きさを有するかもしれない。

第１蛍光体１０５の種類について述べたが、本発明の一実施形態に係る第１蛍光体１０５の種類はこれにより制限されるものではない。

緑色光の半値幅が狭いほど、高い色純度を有する緑色光を具現してもよい。半値幅が３５ｎｍ以上である場合には、発光する光の色純度が低いため、カラーテレビの放送方式として採用されている全米テレビジョン方式委員会（ＮＴＳＣ：Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）方式の規格で定められている全体の色再現範囲の８５％以上を再現することが難しい。したがって、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージが放出する白色光がＮＴＳＣの彩度の８５％以上を具現するために、第１蛍光体は、３５ｎｍ以下の半値幅を有する緑色光を放出する。

第２蛍光体１０６は、発光ダイオードチップ１０２により励起されて赤色光を放出してもよい。第２蛍光体１０６が放出する赤色光のピーク波長は６１０〜６５０ｎｍの範囲内にあってもよい。第２蛍光体１０６は、量子ドット（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）蛍光体、硫化物系蛍光体及びフッ化物系蛍光体から選択される少なくとも一つの蛍光体を含むかもしれない。フッ化物系蛍光体は、Ａ_２ＭＦ_６：Ｍｎ^４＋の化学式を有する蛍光体であってもよい。前記化学式において、Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｅ及びＮＨ_４のいずれか一つであってもよく、Ｍは、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｔｉ及び Ｔａのいずれか一つであってもよい。さらに、フッ化物系蛍光体は、Ａ_ｘＭ_ｙＦ_ｚ：Ｍｎ^４＋ _ｑの化学式を有する蛍光体であってもよい。ここで、０＜ｘ≦２．５及び０＜ｚ≦７．０であってもよく、より詳細には、１．８≦ｘ≦２．３及び５．８≦ｚ≦６．９であってもよい。さらに、本発明の一実施形態において、ｑは、ｙに対して、０．０２〜０．０３５倍の大きさを有するかもしれない。

第２蛍光体１０６は、狭い半値幅を有する赤色光を放出してもよい。具体的に、第２蛍光体１０６が、量子ドット蛍光体である場合には３０〜４０ｎｍの半値幅を、硫化物系蛍光体である場合には６５ｎｍ以下の半値幅を、フッ化物系蛍光体である場合には２０ｎｍ以下の半値幅を有する赤色光を放出してもよい。すなわち、第２蛍光体１０６がフッ化物系蛍光体である場合に、最も狭い半値幅を有する赤色光を放出してもよい。

以下、第１蛍光体及び／又は第２蛍光体１０５、１０６がフッ化物系蛍光体である場合についてより詳細に説明する。

フッ化物系蛍光体は、上述のとおり、マンガン（Ｍｎ）を活性イオンとして含むかもしれない。フッ化物系蛍光体において、マンガンのモル数が増加するほど、蛍光体が放出する光の光量が増加するかもしれない。しかし、マンガンのモル数が増加するに伴い、マンガンが酸化されて酸化マンガンを形成するため、蛍光体の信頼性が低下し、結果、発光ダイオードパッケージの全体的な信頼性が低下しうる。

したがって、Ａ_２ＭＦ_６：Ｍｎ^４＋の化学式において、Ｍｎ^４＋は、Ｍに対して、０．０２〜０．０３５倍のモル数の範囲内にあるかもしれない。Ｍｎ^４＋がＭに対して、０．０２倍未満のモル数を有する場合には、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージが十分な光量を放出することが難しい。Ｍｎ^４＋がＭに対して、０．０３５倍を超えるモル数を有する場合には、フッ化物系蛍光体の信頼性を確保することが難しいため、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージの信頼性も問題となりうる。

さらに、フッ化物系蛍光体のＭｎ^４＋が上述のモル数の範囲内にある場合、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、光量の変化を最小化するかもしれない。すなわち、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、モル数の範囲内のＭｎ^４＋を有する場合、放出する白色光の光量の変化は５％以内であってもよい。

さらに、白色光のＣＩＥ色度図上の一点を形成するｘ、ｙ色座標もまた最小限の変化を示すかもしれない。具体的に、ｘ色座標は０．２５〜０．３２であってもよく、ｙ色座標は０．２２〜０．３２であってもよい。より具体的に、ｘ色座標は０．２５８〜０．２６５であってもよく、ｙ色座標は０．２２５〜０．２３８であってもよい。

さらに、モル数の範囲内において、本発明の一実施形態に係る白色光の発光強度の変化率も最小限であってもよい。具体的に、白色光の発光強度の変化率は５％以内であってもよい。

以下、実験例により、フッ化物系蛍光体を含む本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージについて説明する。

［実験例１］
第１フッ化物系蛍光体、第２フッ化物系蛍光体、第３フッ化物系蛍光体を準備する。ここで、第１フッ化物系蛍光体は、Ｋ_{２．２３０}Ｓｉ_{０．９６８}Ｆ_{６．８７０}：Ｍｎ^４＋ _{０．０３２}の化学式で表される。第１フッ化物系蛍光体のＭｎ^４＋のモル数は、Ｓｉに対して約０．０３３倍である。第２フッ化物系蛍光体のＭｎ^４＋のモル数は、Ｓｉに対して約０．０２５倍である。第３フッ化物系蛍光体のＭｎ^４＋のモル数は、Ｓｉに対して約０．０２０倍である。ここで、Ｓｉのモル数とＭｎモル数の和は１を維持するかもしれない。

フッ化物系蛍光体をそれぞれ含む発光ダイオードパッケージの白色光の光束の変化、光度の変化及び色座標の変化などを測定した。本実験例において、フッ化物系蛍光体は赤色蛍光体として使用し、緑蛍光体としてはＢＡＭ系蛍光体及び量子ドット蛍光体のいずれか一つを使用し、ＢＡＭ系蛍光体としてはＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕを、量子ドット蛍光体としてはＣｄＳｅを使用した。さらに、発光ダイオードチップが放出する励起光は、４５０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲を使用した。

光束（ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｆｌｕｘ）を測定した結果、第１フッ化物系蛍光体を含む発光ダイオードパッケージ（以下、第１パッケージ）の白色光は７４．５ｌｍ、第２フッ化物系蛍光体を含む発光ダイオードパッケージ（以下、第２パッケージ）の白色光は７３．２ｌｍ、第３フッ化物系蛍光体を含む発光ダイオードパッケージ（以下、第３パッケージ）の白色光は７２．７ｌｍの光束を示した。すなわち、光束はＭｎ^４＋の変化に応じて、約２．５％の変化を示すことが分かる。

光度（ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を測定した結果、第１パッケージの白色光は２３２２３ｍｃｄ、第２パッケージの白色光は２２６４０ｍｃｄ、第３パッケージの白色光は２２４９１ｍｃｄの光度を示した。すなわち、光度は、Ｍｎ^４＋の変化に応じて、約３．２％の変化を示すことが分かる。

色座標（ＣＩＥ）の変化を測定した結果、第１パッケージの白色光のｘ座標は０．２６４、ｙ座標は０．２３６を示し、第２パッケージの白色光のｘ座標は０．２６４、ｙ座標は０．２３５を示し、第３パッケージの白色光のｘ座標は０．２６４、ｙ座標は０．２３２を示した。すなわち、色座標は、Ｍｎ^４＋の変化に対して微細な変化を示すことが分かる。

さらに、白色光が含む赤色光のピーク波長の強度（ＰＬ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を１として比較測定すると、第１パッケージの緑色光の強度は０．３４であり、第２パッケージの緑色光の強度は０．２７であり、第３パッケージの緑色光の強度は０．２２であった。

一方、パッケージそれぞれに対して、光度の１０００時間の信頼性テストを行った。パッケージの温度は８５℃であり、電流は１２０ｍＡであった。

最初の光度と比較して、１０００時間後の光度は、第１パッケージは９．５％、第２パッケージは９．６％、第３パッケージは８．８％減少した。さらに、最初のＣＩＥ座標に対して、第１パッケージのｘ座標は−０．０１３、ｙ座標は−０．００７の変化を示し、第２パッケージのｘ座標は−０．０１４、ｙ座標は−０．００６の変化を示し、第３パッケージのｘ座標は−０．０１４、ｙ座標は−０．００７の変化を示した。

すなわち、本実験例による発光ダイオードパッケージは、全て１０％以内の光度の減少を示すとともに、微細な色座標の変化を示した。発光ダイオードパッケージが１０％以上の光度の減少を示し、色座標の変化が大きい場合には、発光ダイオードパッケージは、使用目的に合わせて使用することが難しい。したがって、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージは長時間使用しても高い信頼性を確保するかもしれない。

さらに、パッケージの温度は６０℃、相対湿度は９０％、電流は１２０ｍＡの状態で、光度に対する１０００時間の信頼性テストを行った。

この場合に、最初の光度に対して、第１パッケージは４．２％、第２パッケージは２．６％、第３パッケージは３．３％の光度の減少を示した。さらに、最初のＣＩＥ座標に対して、第１パッケージのｘ座標は−０．００６、ｙ座標は−０．００６の変化を示し、第２パッケージのｘ座標は−０．００７、ｙ座標は−０．００４の変化を示し、第３パッケージのｘ座標は−０．００８、ｙ座標は−０．００５の変化を示した。すなわち、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージは高湿環境に長時間露出した場合に、５％以下の光度の減少を示すとともに、微細な色座標の変化を示すため、高い信頼性を確保するかもしれない。

［実験例２］
第４フッ化物系蛍光体、第５フッ化物系蛍光体、第６フッ化物系蛍光体を準備する。ここで、第４フッ化物系蛍光体は、Ｋ_{２．１３０}Ｓｉ_{０．９７０}Ｆ_{６．７９０}：Ｍｎ^４＋ _{０．０３０}の化学式で表される。第４フッ化物系蛍光体のＭｎ^４＋のモル数は、Ｓｉに対して約０．０３１倍である。第５フッ化物系蛍光体のＭｎ^４＋のモル数は、Ｓｉに対して約０．０２５倍である。第６フッ化物系蛍光体のＭｎ^４＋のモル数は、Ｓｉに対して約０．０２０倍である。ここで、Ｓｉのモル数とＭｎモル数の和は１を維持するかもしれない。

フッ化物系蛍光体をそれぞれ含む発光ダイオードパッケージの白色光の光束の変化、光度の変化及び色座標の変化などを測定した。本実験例において、フッ化物系蛍光体は赤色蛍光体として使用し、緑蛍光体としてはＢＡＭ系蛍光体及び量子ドット蛍光体のいずれか一つを使用し、ＢＡＭ系蛍光体としてはＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕを、量子ドット蛍光体としてはＣｄＳｅを使用した。さらに、発光ダイオードチップが放出する励起光は４５０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲を使用した。

光束（ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｆｌｕｘ）を測定した結果、第４フッ化物系蛍光体を含む発光ダイオードパッケージ（以下、第４パッケージ）の白色光は７４．４ｌｍ、第５フッ化物系蛍光体を含む発光ダイオードパッケージ（以下、第５パッケージ）の白色光は７３．２ｌｍ、第６フッ化物系蛍光体を含む発光ダイオードパッケージ（以下、第６パッケージ）の白色光は７２．８ｌｍの光束を示した。すなわち、光束は、Ｍｎ^４＋の変化に応じて、約２．５％の変化を示すことが分かる。

光度（ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を測定した結果、第４パッケージの白色光は２３５４０ｍｃｄ、第５パッケージの白色光は２２７１９ｍｃｄ、第６パッケージの白色光は２３３６０ｍｃｄの光度を示した。すなわち、光度は、Ｍｎ^４＋の変化に応じて、約３．５％の変化を示すことが分かる。

色座標（ＣＩＥ）の変化を測定した結果、第４パッケージの白色光のｘ座標は０．２６４、ｙ座標は０．２３７を示し、第５パッケージの白色光のｘ座標は０．２６４、ｙ座標は０．２３５を示し、第６パッケージの白色光のｘ座標は０．２６４、ｙ座標は０．２３４を示した。すなわち、色座標は、Ｍｎ^４＋の変化に関係なく、ほぼ一定の座標を示すことが分かる。

さらに、白色光が含む赤色光のピーク波長の強度（ＰＬ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を１として比較すると、第４パッケージの緑色光の強度は０．３２であり、第５パッケージの緑色光の強度は０．２７であり、第６パッケージの緑色光の強度は０．２２であった。

一方、パッケージそれぞれに対して、光度の１０００時間の信頼性テストを行った。パッケージの温度は８５℃であり、電流は１２０ｍＡであった。

最初の光度に対して、１０００時間後に、第４パッケージは８．５％、第５パッケージは９．４％、第６パッケージは９．７％の光度の減少を示した。さらに、最初のＣＩＥ座標に対して、第４パッケージのｘ座標は−０．０１３、ｙ座標は−０．００７の変化を示し、第５パッケージのｘ座標は−０．０１３、ｙ座標は−０．００７の変化を示し、第６パッケージのｘ座標は−０．０１２、ｙ座標は−０．００７の変化を示した。

すなわち、本実験例による発光ダイオードパッケージは、全て１０％未満の光度の減少を示すとともに、微細な色座標の変化を示した。発光ダイオードパッケージが１０％以上の光度の減少を示し、色座標の変化が大きい場合には、発光ダイオードパッケージは、使用目的に合わせて使用することが難しい。したがって、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、従来技術に比べて、長時間使用しても相対的に高い信頼性を確保するかもしれない。

さらに、パッケージの温度は６０℃、相対湿度は９０％、電流は１２０ｍＡの状態で、光度に対する１０００時間の信頼性テストを行った。

この場合、最初の光度に対して、第４パッケージは２．１％、第５パッケージは１．９％、第６パッケージは２．２％の光度の減少を示した。さらに、最初のＣＩＥ座標に対して、第４パッケージのｘ座標は−０．００７、ｙ座標は−０．００４の変化を示し、第５パッケージのｘ座標は−０．００７、ｙ座標は−０．００４の変化を示し、第６パッケージのｘ座標は−０．００６、ｙ座標は−０．００５の変化を示した。すなわち、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、高湿環境に長時間露出した場合に、３％以下の光度の減少を示すとともに、微細な色座標の変化を示すため、従来技術に比べて相対的に高い信頼性を確保するかもしれない。

本発明の実施形態において、フッ化物系蛍光体は、所定の範囲のマンガン（Ｍｎ）活性イオンを含むことにより、十分な光量を有するとともに、信頼性が向上するかもしれない。これにより、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージもまた十分な光量と高い信頼性を確保するかもしれない。

図２は本発明の第２実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。図２を参照すると、発光ダイオードパッケージは、ハウジング１０１と、発光ダイオードチップ１０２と、第１蛍光体１０５と、第２蛍光体１０６と、第３蛍光体１０７と、モールディング部１０４と、を含む。以下、本発明の第２実施形態について説明し、且つ第１実施形態と同一の説明は省略する。

ハウジング１０１上に、発光ダイオードチップ１０２、第１蛍光体１０５、第２蛍光体１０６、第３蛍光体１０７及びモールディング部１０４を配置してもよい。発光ダイオードチップ１０２は、ハウジング１０１の底面に配置してもよい。ハウジング１０１には、発光ダイオードチップ１０２に電力を入力するためのリード端子（図示せず）を設置してもよい。モールディング部１０４は、第１、第２及び第３蛍光体１０５、１０６、１０７を含み、発光ダイオードチップ１０２を覆ってもよい。

モールディング部１０４は、高い硬度を有する物質で形成してもよい。具体的に、モールディング部１０４の硬度は、圧子タイプＤでショア硬度（Ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ）を測定したとき、測定数値は６５〜７５であってもよい。モールディング部１０４は、高硬度を有するために、第１実施形態と同様に、シリコーン、エポキシ、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリスチレン（ＰＳ）のうち少なくとも一つを含む物質で形成してもよい。

モールディング部１０４は、上述の物質と第１、第２及び第３蛍光体１０５、１０６、１０７の混合物を用いた射出成形法により形成してもよい。さらに、モールディング部１０４は、分離した鋳型を用いて加圧又は熱処理することで製造してもよい。モールディング部１０４の形状は、第１実施形態において説明したとおりであってもよい。

第１蛍光体１０５は、発光ダイオードチップ１０２に励起されて緑色光を放出してもよい。第２蛍光体１０６及び第３蛍光体１０７は、発光ダイオードチップ１０２に励起されて赤色光を放出してもよい。

第１蛍光体１０５が放出する緑色光のピーク波長は５００〜５７０ｎｍの範囲内にあってもよい。第１蛍光体１０５は３５ｎｍ以下の半値幅を有する緑色光を放出してもよい。第１蛍光体１０５は、ＢＡＭ（Ｂａ‐Ａｌ‐Ｍｇ）系蛍光体、量子ドット（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）蛍光体、シリケート（Ｓｉｌｉｃａｔｅ）系蛍光体、ベータ‐サイアロン（ｂｅｔａ‐ＳｉＡｌＯＮ）系蛍光体、ガーネット（Ｇａｒｎｅｔ）系蛍光体、ＬＳＮ系蛍光体及びフッ化物系蛍光体から選択される少なくとも一つの蛍光体を含むかもしれない。フッ化物系蛍光体は、Ａ_２ＭＦ_６：Ｍｎ^４＋の化学式を有する蛍光体であってもよい。前記化学式において、Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂａ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ及びＺｎのいずれか一つであり、Ｍは、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｓｎ及びＧｅのいずれか一つであってもよい。前記に第１蛍光体１０５の種類を述べているが、本発明の一実施形態に係る第１蛍光体１０５の種類はこれに制限されるものではない。

第２蛍光体１０６は、発光ダイオードチップ１０２により励起されて赤色光を放出してもよい。第２蛍光体１０６が放出する赤色光のピーク波長は６１０〜６５０ｎｍの範囲内にあってもよい。第２蛍光体１０６は、量子ドット（ｑｕａｎｔｕｍ ｄｏｔ）蛍光体、硫化物系蛍光体及びフッ化物系蛍光体から選択される少なくとも一つの蛍光体を含むかもしれない。フッ化物系蛍光体は、Ａ_２ＭＦ_６：Ｍｎ^４＋の化学式を有する蛍光体であってもよい。前記化学式において、Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂａ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ及びＺｎのいずれか一つであり、Ｍは、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｓｎ及びＧｅのいずれか一つであってもよい。

第３蛍光体１０７は、発光ダイオードチップ１０２により励起されて赤色光を放出してもよい。第３蛍光体１０７が放出する赤色光のピーク波長は、第２蛍光体１０６が放出する赤色光のピーク波長とは異なる。具体的に、第３蛍光体１０７が放出する赤色光のピーク波長は６００〜６７０ｎｍの範囲内にあってもよい。第３蛍光体１０７は窒化物系蛍光体であってもよい。窒化物系蛍光体は、ＭＳｉＮ_２、ＭＳｉＯＮ_２及びＭ_２Ｓｉ_５Ｎ_８の化学式で示す蛍光体のうち少なくとも一つを含むことができ、Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｍｇ及びＥｕのいずれか一つであってもよい。第３蛍光体１０７は、第２蛍光体１０６に対して０．１〜１０ｗｔ％の質量範囲を有するかもしれない。より具体的には、第３蛍光体１０７は、第２蛍光体１０６に対して１．４８〜１０ｗｔ％の質量範囲を有するかもしれない。

本発明の一実施形態において、第３蛍光体１０７の第２蛍光体１０６に対する質量パーセントが少なくとも０．１ｗｔ％以上である場合、蛍光体の信頼性は向上するかもしれない。さらに、第３蛍光体１０７の第２蛍光体１０６に対する質量パーセントが１．４８ｗｔ％以上である場合、蛍光体の信頼性はより向上するかもしれない。さらに、第３蛍光体１０７の第２蛍光体１０６に対する質量パーセントが１０ｗｔ％を超える場合には、蛍光体１０６、１０７を介して放出される赤色光の半値幅が所定値以上に大きくなることがあり、発光ダイオードパッケージの色再現性が低下することがある。そのため、本発明の一実施形態において、第２蛍光体の半値幅は約１０〜３０ｎｍであってもよく、第３蛍光体の半値幅は約７０〜１００ｎｍであってもよい。

本発明の一実施形態において、発光ダイオードパッケージは、赤色光を放出する第２蛍光体１０６及び第３蛍光体１０７を含む。第３蛍光体１０７が窒化物系蛍光体である場合、熱及び／又は湿気に強いことから、これを含む蛍光体の全体的な信頼性は向上するかもしれない。したがって、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、長時間使用した後にも所定の範囲内のＣＩＥ色座標を維持するかもしれない。

以下、実験例により、第２及び第３蛍光体を含む本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージについて説明する。

［実験例３］
二つのサンプル発光ダイオードパッケージを準備する。第１サンプルは、赤色蛍光体として第２蛍光体１０６のみを含み、第２サンプルは赤色蛍光体として第２及び第３蛍光体１０６、１０７を含む。赤色蛍光体の種類以外は、第１及び第２サンプルの他の条件は全て同一である。

ここで、第２蛍光体１０６は、フッ化物系蛍光体であり、Ｋ_２ＳｉＦ_６：Ｍｎ^４＋の化学式を有する。第３蛍光体１０７は、窒化物系蛍光体であり、ＣａＳｉＮ_２：Ｅｕ^２＋の化学式を有する。第３蛍光体１０７は、第２蛍光体１０６に対して、２．９６ｗｔ％の質量を有する。サンプルそれぞれは緑蛍光体を含み、緑蛍光体としてはベータ‐サイアロン（Ｂｅｔａ‐ＳｉＡｌＯＮ）系蛍光体を使用し、β‐ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ^２＋の化学式で示すことができる。さらに、サンプルそれぞれに含まれる蛍光体を励起させるための発光ダイオードチップが放出する励起光は、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長範囲を有する。

上述の条件を有するサンプルそれぞれに対して、１０００時間の信頼性テストを行った。サンプルの温度は８５℃であり、入力される電流は２０ｍＡであった。

信頼性テストを完了した後、最初のＣＩＥ座標に対して、第１サンプルのｘ色座標は−０．０１１、ｙ色座標は＋０．００２の変化を示した。これに比べて、第２サンプルのｘ色座標は−０．００７、ｙ色座標は＋０．００２の変化を示した。

すなわち、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、二種類の赤色蛍光体を含むことから、フッ化物系蛍光体一つのみ含む場合に比べて、高温環境で優れた信頼性を示すことが分かる。

［実験例４］
上述のサンプルと同一のサンプルを用いて、温度及び湿度条件を変更して１０００時間の信頼性テストを行った。サンプルの温度は６０℃であり、相対湿度は９０％であり、入力される電流は２０ｍＡであった。

信頼性テストを完了した後、最初のＣＩＥ座標に対して、第１サンプルのｘ色座標は−０．００７、ｙ色座標は＋０．００６の変化を示した。これに比べて、第２サンプルのｘ色座標は−０．００３、ｙ色座標は＋０．００６の変化を示した。

すなわち、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、二種類の赤色蛍光体を含むことから、フッ化物系蛍光体一つのみを含む場合に比べて、高湿環境で優れた信頼性を示すことが分かる。

図３は本発明の第３実施形態による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、発光ダイオードパッケージは、ハウジング１０１と、発光ダイオードチップ１０２と、モールディング部１０４と、第１蛍光体１０５と、第２蛍光体１０６と、バッファー部１０９と、を含む。本実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、バッファー部１０９以外は、第１実施形態に係る発光ダイオードパッケージと概して類似しており、したがって、重複する説明は省略する。

バッファー部１０９は、発光ダイオードチップ１０２とモールディング部１０４との間に配置してもよい。バッファー部は、シリコーン、エポキシ、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリスチレン（ＰＳ）のうち少なくとも一つを含む物質で形成してもよい。バッファー部１０９の硬度は、モールディング部１０４より小さくてもよい。バッファー部１０９を用いることで、発光ダイオードチップ１０２が発生する熱によるモールディング部１０４の熱応力を防止するかもしれない。本実施形態に係るバッファー部１０９は、発光ダイオードチップ１０２の周辺領域に配置した場合を開示しているが、バッファー部１０９はハウジング１０１の左側壁と右側壁の両方と接するように広い領域に配置してもよい。

図４は本発明の第４実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。図４を参照すると、発光ダイオードパッケージは、ハウジング１０１と、発光ダイオードチップ１０２と、モールディング部１０４と、第１蛍光体１０５と、第２蛍光体１０６と、第３蛍光体１０７と、バッファー部１０９と、を含む。本実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、バッファー部１０９以外は、第２実施形態に係る発光ダイオードパッケージと概して類似しており、したがって、重複する説明は省略する。

バッファー部１０９は、発光ダイオードチップ１０２とモールディング部１０４との間に配置してもよい。バッファー部は、シリコーン、エポキシ、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリスチレン（ＰＳ）のうち少なくとも一つを含む物質で形成してもよい。バッファー部１０９の硬度は、圧子タイプＡでショア硬度（Ｓｈｏｒｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ）を測定したとき、測定数値は５９〜６１であってもよい。すなわち、バッファー部１０９の硬度は、モールディング部１０４より小さくてもよい。バッファー部１０９を用いることで、発光ダイオードチップ１０２が発生する熱によるモールディング部１０４の熱応力を防止するかもしれない。本実施形態に係るバッファー部１０９は、発光ダイオードチップ１０２の周辺領域に配置した場合を開示しているが、バッファー部１０９はハウジング１０１の左側壁と右側壁の両方と接するように広い領域に配置してもよい。

図５は本発明の第５実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。図５を参照すると、発光ダイオードパッケージは、ハウジング１０１と、発光ダイオードチップ１０２と、モールディング部１０４と、第１蛍光体１０５と、第２蛍光体１０６と、リフレクタ１１１と、バリアリフレクタ１１２と、を含むかもしれない。本実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、リフレクタ１１１及びバリアリフレクタ１１２以外は、第１実施形態に係る発光ダイオードパッケージと概して類似しており、したがって、重複する説明は省略する。

リフレクタ１１１は、発光ダイオードチップ１０２と離隔して側面に配置してもよい。リフレクタ１１１は、発光ダイオードチップ１０２、第１及び２蛍光体１０５、１０６から放出される光の反射を極大化して発光効率を増大するかもしれない。リフレクタ１１１は、反射コーティングフィルム及び反射コーティング物質層のいずれか一つで形成してもよい。リフレクタ１１１は、耐熱性及び耐光性に優れた無機材料、有機材料、金属材料及び金属酸化物材料のうち少なくとも一つで形成してもよい。一例として、リフレクタ１１１は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）などの、高い反射率を有する金属又は金属酸化物で構成してもよい。リフレクタ１１１は、ハウジング１０１上に金属又は金属酸化物を蒸着又はコーティングして形成してもよく、金属インクを印刷して形成してもよい。さらに、リフレクタ１１１は、ハウジング１０１上に反射フィルム又は反射シートを接着して形成してもよい。

バリアリフレクタ１１２は、リフレクタ１１１を覆うかもしれない。バリアリフレクタ１１２は、発光ダイオードチップ１０２から放出される熱によるリフレクタ１１１の劣化などを防止してもよい。バリアリフレクタ１１２は、耐光性及び反射率の高い無機材料又は金属材料で形成してもよい。

図６は本発明の第６実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。図６を参照すると、発光ダイオードパッケージは、ハウジング１０１と、発光ダイオードチップ１０２と、モールディング部１０４と、第１蛍光体１０５と、第２蛍光体１０６と、第３蛍光体１０７と、リフレクタ１１１と、バリアリフレクタ１１２と、を含むかもしれない。本実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、リフレクタ１１１及びバリアリフレクタ１１２以外は、第２実施形態に係る発光ダイオードパッケージと概して類似しており、したがって、重複する説明は省略する。

リフレクタ１１１は、発光ダイオードチップ１０２と離隔して側面に配置してもよい。リフレクタ１１１は、発光ダイオードチップ１０２、第１、第２及び第３蛍光体１０５、１０６、１０７から放出される光の反射を極大化して発光効率を増大するかもしれない。リフレクタ１１１は、反射コーティングフィルム及び反射コーティング物質層のいずれか一つで形成してもよい。リフレクタ１１１は、耐熱性及び耐光性に優れた無機材料、有機材料、金属材料及び金属酸化物材料のうち少なくとも一つで形成してもよい。一例として、リフレクタ１１１は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）などの、高い反射率を有する金属又は金属酸化物で構成してもよい。リフレクタ１１１は、ハウジング１０１上に金属又は金属酸化物を蒸着又はコーティングして形成してもよく、金属インクを印刷して形成してもよい。さらに、リフレクタ１１１は、ハウジング１０１上に反射フィルム又は反射シートを接着して形成してもよい。

バリアリフレクタ１１２は、リフレクタ１１１を覆うかもしれない。バリアリフレクタ１１２は、発光ダイオードチップ１０２から放出される熱によるリフレクタ１１１の劣化などを防止してもよい。バリアリフレクタ１１２は、耐光性及び反射率の高い無機材料又は金属材料で形成してもよい。

図７は本発明の第７実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。図７を参照すると、発光素子は、ハウジング１０１と、発光ダイオードチップ１０２と、モールディング部１０４と、第１蛍光体１０５と、第２蛍光体１０６と、を含み、モールディング部１０４は、第１モールディング部１０４ｂ及び第２モールディング部１０４ａをさらに含むかもしれない。本実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、第１モールディング部１０４ｂ及び第２モールディング部１０４ａ以外は、第１実施形態に係る発光ダイオードパッケージと概して類似しており、したがって、重複する説明は省略する。

第１モールディング部１０４ｂは、発光ダイオードチップ１０２を覆うかもしれない。第２モールディング部１０４ａは、第１モールディング部１０４ｂを覆うかもしれない。第１モールディング部１０４ｂは、第２モールディング部１０４ａと同一の硬度を有する物質で形成するか、異なる硬度を有する物質で形成してもよい。第１モールディング部１０４ｂの硬度は、第２モールディング部１０４ａより低くてもよく、この場合、上述の第３および第４実施形態に係るバッファー部１０９と同様に、発光ダイオードチップ１０２による熱応力を緩和するかもしれない。

第１モールディング部１０４ｂは、赤色光を放出する第２蛍光体１０６を含有するかもしれない。第２モールディング部１０４ａは、緑色光を放出する第１蛍光体１０５を含有するかもしれない。長波長を放出する蛍光体を下部に配置し、短波長を放出する蛍光体を上部に配置することで、第１蛍光体１０５で発光した緑色光が第２蛍光体１０６にまた吸収されて損失することを防止するかもしれない。

図８は本発明の第８実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。図８を参照すると、発光素子は、ハウジング１０１と、発光ダイオードチップ１０２と、モールディング部１０４と、第１蛍光体１０５と、第２蛍光体１０６と、第３蛍光体１０７と、を含み、モールディング部１０４は、第１モールディング部１０４ｂ及び第２モールディング部１０４ａをさらに含むかもしれない。本実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、第１モールディング部１０４ｂ及び第２モールディング部１０４ａ以外は、第２実施形態に係る発光ダイオードパッケージと概して類似しており、したがって、重複する説明は省略する。

第１モールディング部１０４ｂは、発光ダイオードチップ１０２を覆うかもしれない。第２モールディング部１０４ａは、第１モールディング部１０４ｂを覆うかもしれない。第１モールディング部１０４ｂは、第２モールディング部１０４ａと同一の硬度を有する物質で形成するか、異なる硬度を有する物質で形成してもよい。第１モールディング部１０４ｂの硬度は、第２モールディング部１０４ａより低くてもよく、この場合、上述の第３及び第４実施形態に係るバッファー部１０９と同様に、発光ダイオードチップ１０２による熱応力を緩和するかもしれない。

第１モールディング部１０４ｂは、赤色光を放出する第２蛍光体１０６及び第３蛍光体１０７を含有するかもしれない。第２モールディング部１０４ａは、緑色光を放出する第１蛍光体１０５を含有するかもしれない。長波長を放出する蛍光体を下部に配置し、短波長を放出する蛍光体を上部に配置することで、第１蛍光体１０５で発光した緑色光が第２蛍光体１０６及び第３蛍光体１０７にまた吸収されて損失することを防止するかもしれない。

図９は本発明の第９実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。図９を参照すると、発光ダイオードパッケージは、ハウジング１０１と、発光ダイオードチップ１０２と、モールディング部１０４と、第１蛍光体１０５と、第２蛍光体１０６と、蛍光体プレート１１８と、を含む。本実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、蛍光体プレート１１８以外は、一実施形態に係る発光ダイオードパッケージと概して類似しており、したがって、重複する説明は省略する。

蛍光体プレート１１８は、発光ダイオードチップ１０２と離隔してモールディング部１０４の上部に配置され、第１及び第２蛍光体１０５、１０６を含むかもしれない。蛍光体プレート１１８は、本発明の一実施形態に係るモールディング部１０４と同一の物質又は高い硬度を有する物質で形成してもよい。

第１及び第２蛍光体１０５、１０６が発光ダイオードチップ１０２と離隔して配置してもよく、第１及び第２蛍光体１０５、１０６及び蛍光体プレート１１８の熱又は光による損傷を低減するかもしれない。したがって、第１及び第２蛍光体１０５、１０６の信頼性を向上するかもしれない。

蛍光体プレート１１８と発光ダイオードチップ１０２との間には、モールディング部１０４の代わりに空間を形成してもよい。

図１０は本発明の第１０実施形態による発光ダイオードパッケージを示す断面図である。図１０を参照すると、発光ダイオードパッケージは、ハウジング１０１と、発光ダイオードチップ１０２と、モールディング部１０４と、第１蛍光体１０５と、第２蛍光体１０６と、第３蛍光体１０７と、蛍光体プレート１１８と、を含む。本実施形態による発光ダイオードパッケージは、蛍光体プレート１１８以外は、一実施形態に係る発光ダイオードパッケージと概して類似しており、したがって、重複する説明は省略する。

蛍光体プレート１１８は、発光ダイオードチップ１０２と離隔してモールディング部１０４の上部に配置され、第１、第２及び第３蛍光体１０５、１０６、１０７を含むかもしれない。蛍光体プレート１１８は、本発明の一実施形態に係るモールディング部１０４と同一の物質又は高い硬度を有する物質で形成してもよい。

第１、第２及び第３蛍光体１０５、１０６、１０７が発光ダイオードチップ１０２と離隔して配置してもよく、第１、第２及び第３蛍光体１０５、１０６、１０７及び蛍光体プレート１１８の熱又は光による損傷を低減するかもしれない。したがって、第１、第２及び第３蛍光体１０５、１０６、１０７の信頼性を向上するかもしれない。

蛍光体プレート１１８と発光ダイオードチップ１０２との間には、モールディング部１０４の代わりに空間を形成してもよい。

本発明の例示的な実施形態に係る発光ダイオードパッケージは、狭い半値幅を有する光を放出する蛍光体を含むことから、発光ダイオードパッケージの色再現性を向上するかもしれない。さらに蛍光体の高温及び／又は高湿環境で発光特性などが低下する劣化現象を防止して、蛍光体の信頼性を向上させることができ、これにより、発光ダイオードパッケージの全体的な信頼性を向上するかもしれない。

図１１は本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージの製造方法を図示したフローチャートであり、図１２は本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージを製造する際に、蛍光体１０５、１０６、１０７をドッティングする工程を図示した図である。

本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージを製造する方法について、図１１に図示されたフローチャートに沿って、且つ図１２を参照して説明する。

本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージを製造するためにリードフレームを製造（Ｓ１０１）するが、リードフレームは、発光ダイオードチップ１０２が実装される面に導電パターンを形成する。また、リードフレームの形状は、発光ダイオードパッケージの種類に応じて多様に変形して製造してもよい。

このように製造されたリードフレームに発光ダイオードチップ１０２を実装する（Ｓ１０２）。発光ダイオードチップ１０２は、リードフレーム上に形成された導電パターン上に実装してもよい。リードフレーム上に発光ダイオードチップ１０２が実装された状態でハウジング１０１をパッケージングする（Ｓ１０３）。ハウジング１０１は、リードフレームを支持するように、リードフレームの一部又は全体を包むように形成することができ、図１２に図示されたように、発光ダイオードチップ１０２が実装される位置に空洞を形成してもよい。

前記のように、形成されたハウジング１０１にモールディング部１０４を形成するが、その前にモールディング部１０４を製造しなければならない。モールディング部１０４は、前記の例示的な実施形態において説明したように、一種類以上の蛍光体１０５、１０６、１０７を含むかもしれない。蛍光体１０５、１０６、１０７は、発光ダイオードチップ１０２で発光した光が蛍光体１０５、１０６、１０７により励起されるが、これは図１２に図示したように、所定の大きさの粒状を有する。このような粒状の粒子形態の蛍光体１０５、１０６、１０７が液状のモールディング部１０４に混合された状態で発光ダイオードパッケージに形成される。

モールディング部１０４は、発光ダイオードチップ１０２の上部に形成する際に、様々な工程により形成してもよい、本発明の一実施形態に係る発光ダイオード製造方法において、ドッティング（ｄｏｔｔｉｎｇ）工程により形成する方法について説明する。

ドッティング工程は、液状のモールディング部１０４を発光ダイオードチップ１０２の上部に塗布する際に、ニードル２００を用いて塗布する方式である。そのため、発光ダイオードパッケージの大きさに応じてニードル２００の注入口が異なりうる。上述のように、粒子形態の蛍光体１０５、１０６、１０７が混合された液状のモールディング部１０４を、ニードル２００を用いて発光ダイオードパッケージにドッティングする際に、ニードル２００の注入口の大きさより蛍光体１０５、１０６、１０７の粒子が大きいとニードル２００の注入口が詰まる恐れがある。

そのため、発光ダイオードパッケージの大きさに応じて蛍光体１０５、１０６、１０７の粒子径を制限する必要があり、本発明の一実施形態において、液状のモールディング部１０４を製造する前に蛍光体１０５、１０６、１０７を必要な大きさに応じてふるい分け（Ｓｉｅｖｉｎｇ）してもよい（Ｓ１０４）。

蛍光体１０５、１０６、１０７のふるい分けは、蛍光体１０５、１０６、１０７の大きさとして所定の大きさより小さい大きさを有する蛍光体１０５、１０６、１０７を選別するための工程である。本発明の一実施形態において、ハウジング１０１の全体の高さが０．６Ｔ（ｍｍ）であるとき、４０μｍ〜５０μｍのメッシュでふるい分けした蛍光体１０５、１０６、１０７を用いるかもしれない。ハウジング１０１の全体の高さが０．４Ｔであるときには、２５μｍ〜３５μｍのメッシュでふるい分けした蛍光体１０５、１０６、１０７を用いるかもしれない。

前記のように、蛍光体１０５、１０６、１０７をふるい分けして粒子径を設定した後、ふるい分けした蛍光体１０５、１０６、１０７を液状のモールディング部１０４に混合して液状のモールディング部１０４を製造する（Ｓ１０５）。モールディング部１０４には、蛍光体１０５、１０６、１０７以外にも樹脂、硬化剤及び添加剤などのモールディング部１０４を形成するための様々な材料を含むかもしれない。例えば、モールディング部１０４は、蛍光体１０５、１０６、１０７以外に、シリコーン、エポキシ、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリスチレン（ＰＳ）のうち少なくとも一つを含むかもしれない。

さらに、モールディング部１０４に混合される蛍光体１０５、１０６、１０７としては一種類以上の蛍光体１０５、１０６、１０７を含むかもしれず、前記の他の実施形態において説明したように、第１〜第３蛍光体１０５、１０６、１０７を含むかもしれない。第１蛍光体１０５は、５００〜５７０ｎｍの範囲内の緑色光ピーク波長を有することができ、第２蛍光体１０６は、６１０〜６５０ｎｍの範囲内の赤色光ピーク波長を有するかもしれない。また、第３蛍光体１０７は、６００〜６７０ｎｍの範囲内の赤色光ピーク波長を有するかもしれない。

前記のように、蛍光体の粒子径が限定されることにより蛍光体の粒子径が所定の大きさに一定になるかもしれない。これにより、発光ダイオードチップで発光された光が均一な粒子径を有する蛍光体を介して励起され、このため光の色座標の散布が減少して、本発明の一実施形態に係る発光ダイオードパッケージで発光された光がより均一な品質を示すかもしれない。

また、ニードル２００を用いて液状のモールディング部１０４をハウジング１０１にドッティングする際に、蛍光体１０５、１０６、１０７の粒子径によってニードル２００の注入口が閉鎖されるなどの問題を防ぐかもしれない。

前記のように、製造された液状のモールディング部１０４は、ニードル２００を用いて発光ダイオードパッケージのハウジング１０１にドッティング方式で塗布する（Ｓ１０６）。この際、モールディング部１０４の形状は、前記の他の実施形態において説明したように、様々な形状に形成してもよい。

ドッティング工程により発光ダイオードパッケージに液状のモールディング部１０４を塗布した状態で、液状のモールディング部１０４を硬化する（Ｓ１０７）。このように製造された発光ダイオードパッケージは、テスト工程などの後の工程を経て製造工程を完了する。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野における知識を有する者であれば本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲内で様々な修正、変更及び置換が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態及び添付の図面は、本発明の技術思想を限定するためではなく説明するためのものであって、このような実施形態及び添付の図面により本発明の技術思想の範囲は限定されない。本発明の保護範囲は、以下の請求範囲により解釈され、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は本発明の権利範囲に含まれる。

１０１ ハウジング
１０２ 発光ダイオードチップ
１０４ モールディング部
１０４ａ 第１モールディング部
１０４ｂ 第２モールディング部
１０５ 第１蛍光体
１０６ 第２蛍光体
１０７ 第３蛍光体
１０９ バッファー部
１１１ リフレクタ
１１２ バリアリフレクタ
１１８ 蛍光体プレート
２００ ニードル

Claims (19)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに配置される少なくとも一つの発光ダイオードチップと、
   前記少なくとも一つの発光ダイオードチップにより励起されて緑色光を放出する第１蛍光体と、
   前記少なくとも一つの発光ダイオードチップにより励起されて赤色光を放出する第２蛍光体と、を含み、
   前記発光ダイオードチップ、前記第１蛍光体及び第２蛍光体から放出される光の合成により白色光が形成され、
   前記第２蛍光体は、Ａ_２ＭＦ_６：Ｍｎ^４＋の化学式を有する蛍光体であり、前記Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｅ及びＮＨ_４のいずれか一つであり、前記Ｍは、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎｂ及びＴａのいずれか一つであり、
   前記第２蛍光体のＭｎ^４＋は、Ｍに対して、０．０２〜０．０３５倍のモル数の範囲を有する、発光ダイオードパッケージ。
2. 前記モル数の範囲内において、前記白色光は、ＣＩＥ色度図上の領域内にある点を形成するｘ色座標及びｙ色座標を有し、
   前記ｘ色座標は０．２５〜０．３２であり、前記ｙ色座標は０．２２〜０．３２である、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
3. 前記モル数の範囲内において、前記白色光の光束の変化率は５％以内である、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
4. 前記赤色光に対する前記緑色光のピーク波長の大きさは２０〜３５％である、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
5. 前記第１蛍光体は、ＢＡＭ系蛍光体及び量子ドット蛍光体のうち少なくとも一つである、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
6. 前記第１蛍光体の緑色光のピーク波長は５２０〜５７０ｎｍの範囲内にあり、
   前記第２蛍光体の赤色光のピーク波長は６１０〜６５０ｎｍの範囲内にある、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
7. 前記少なくとも一つの発光ダイオードチップは、青色発光ダイオードチップ及び紫外線発光ダイオードチップのうち少なくとも一つを含む、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
8. 前記白色光は、８５％以上のＮＴＳＣの彩度を有する、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
9. 前記第２蛍光体が放出する赤色光は、１５ｎｍ以下の半値幅を有する、請求項１に記載の発光ダイオードパッケージ。
10. ハウジングと、
    前記ハウジングに配置される少なくとも一つの発光ダイオードチップと、
    前記少なくとも一つの発光ダイオードチップにより励起されて緑色光を放出する第１蛍光体と、
    前記少なくとも一つの発光ダイオードチップにより励起されて赤色光を放出する第２蛍光体及び第３蛍光体と、を含み、
    前記第２蛍光体は、Ａ_２ＭＦ_６：Ｍｎ^４＋の化学式を有する蛍光体であり、前記Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｂａ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｅ及びＺｎのいずれか一つであり、Ｍは、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｓｎ及びＧｅのいずれか一つであり、
    前記第３蛍光体は、窒化物系蛍光体であり、
    前記第２蛍光体及び前記第３蛍光体それぞれの赤色光は、互いに異なるピーク波長を有し、
    第３蛍光体は、前記第２蛍光体に対して、０．１〜１０ｗｔ％の質量範囲を有する、発光ダイオードパッケージ。
11. 前記第１蛍光体の緑色光のピーク波長は５００〜５７０ｎｍの範囲内にあり、
    前記第２蛍光体の赤色光のピーク波長は６１０〜６５０ｎｍの範囲内にあり、
    前記第３蛍光体の赤色光のピーク波長は６００〜６７０ｎｍの範囲内にある、請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージ。
12. 前記第３蛍光体は、ＭＳｉＮ_２、ＭＳｉＯＮ_２及びＭ_２Ｓｉ_５Ｎ_８の化学式で示す蛍光体のうち少なくとも一つを含み、前記Ｍは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｍｇ及びＥｕのいずれか一つである、請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージ。
13. 前記第２蛍光体は、前記第３蛍光体より小さい半値幅（ＦＷＨＭ）を有する、請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージ。
14. 前記第１蛍光体は、ＢＡＭ系蛍光体、量子ドット蛍光体、シリケート系蛍光体、ベータ‐サイアロン系蛍光体、ガーネット系蛍光体、ＬＳＮ系蛍光体のうち少なくとも一つである、請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージ。
15. 前記少なくとも一つの発光ダイオードチップは、青色発光ダイオードチップ及び紫外線発光ダイオードチップのうち少なくとも一つを含む、請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージ。
16. 前記少なくとも一つの発光ダイオードチップ、前記第１蛍光体、前記第２蛍光体及び前記第３蛍光体から放出される光の合成により白色光が形成され、
    前記白色光は、８５％以上のＮＴＳＣの彩度を有する、請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージ。
17. 前記質量範囲内において、前記白色光は、ＣＩＥ色度図上の領域内にある点を形成するｘ色座標及びｙ色座標を有し、
    前記ｘ色座標は０．２５〜０．３５であり、前記ｙ色座標は０．２２〜０．３２である、請求項１６に記載の発光ダイオードパッケージ。
18. 前記ハウジングの高さが０．６Ｔであるとき、４０〜６０μｍの大きさを有するメッシュによりふるい分けされた大きさの前記第１〜第３蛍光体を有する、請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージ。
19. 前記ハウジングの高さが０．４Ｔであるとき、１５〜４０μｍの大きさを有するメッシュによりふるい分けされた大きさの前記第１〜第３蛍光体を有する、請求項１０に記載の発光ダイオードパッケージ。