JP2002118292A - Semiconductor light emitting device - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 互いに分離した発光ピークを有した三原色の
発光スペクトルを持つ半導体発光装置を提供する。
【解決手段】 LEDチップ2と、LEDチップ2から
出射した第1の発光バンドの光で励起されることによ
り、第2及び第3の発光バンドの光を発光する蛍光体と
から構成されている。蛍光体は、Mn付括ランタノイド
・アルミネート蛍光体であり、蛍光体含有コーティング
部材11に含まれている。ここで、第1の発光バンドの
光は、青色領域に第1の発光ピークPBを有する。第2
の発光バンドの光は、緑色領域において第1の発光ピー
クPBから分離した第2の発光ピークPGを有し、第3
の発光バンドの光は、赤色領域において第2の発光ピー
クPGから分離した第3の発光ピークPRを有する。
(57) [Problem] To provide a semiconductor light emitting device having an emission spectrum of three primary colors having emission peaks separated from each other. SOLUTION: The LED chip 2 is composed of a phosphor which emits light of a second and a third emission band when excited by light of a first emission band emitted from the LED chip 2. . The phosphor is a lanthanoid aluminate phosphor with Mn, and is included in the phosphor-containing coating member 11. Here, the light of the first emission band has a first peak emission P B in the blue region. Second
The light of the emission band has a second peak emission P G that is separated from the first emission peak P B in the green region, third
The light of the emission band has a third emission peak P R separated from the second peak emission P G in the red region.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子か
ら照射される光を蛍光体によって波長変換して外部に放
出する半導体発光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting device for converting the wavelength of light emitted from a semiconductor light emitting element with a phosphor and emitting the light to the outside.
【0002】[0002]
【従来の技術】図14に、「第1の従来技術」として、
半導体発光素子2から照射される青色光の一部を、コー
ティング部材19に含まれる蛍光体によって帯域幅の広
い黄色光に波長変換し、波長変換されなかった残りの青
色光と蛍光体の黄色光とを混色して、白色系の光を外部
に放出する半導体発光装置の断面図を示す(例えば特許
第2927279号参照。)。半導体発光素子2は、発
光層を窒化ガリウム(GaN)系化合物半導体とする青
色発光ダイオード(LED)のチップ(以下において、
「LEDチップ」と言う。)であり、第2配線導体32
の頂部のカップ内に配置されている。LEDチップ2
は、ボンディングワイヤ25,26を用いて、第1配線
導体31及び第2配線導体32に電気的に接続されてい
る。2. Description of the Related Art FIG.
A part of the blue light emitted from the semiconductor light emitting element 2 is wavelength-converted by the phosphor contained in the coating member 19 into yellow light having a wide bandwidth. FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor light emitting device that emits white light to the outside by mixing colors (see, for example, Japanese Patent No. 2927279). The semiconductor light-emitting element 2 includes a blue light-emitting diode (LED) chip having a gallium nitride (GaN) -based compound semiconductor as a light-emitting layer (hereinafter, referred to as a chip).
It is called "LED chip". ), And the second wiring conductor 32
Is located in the top cup. LED chip 2
Are electrically connected to the first wiring conductor 31 and the second wiring conductor 32 by using bonding wires 25 and 26.
【0003】コーティング部材19は、LEDチップ2
からの出力光によって励起されて発光する蛍光体を含有
する透明樹脂であり、第2配線導体32の頂部のカップ
内に充填されている。更に、第1の従来技術に係る半導
体発光装置は、コーティング部材19、LEDチップ
2、ボンディングワイヤ25,26、第1配線導体31
及び第2配線導体32の一部を被覆する封止体(モール
ド部材)8を有する。封止体8は、図14に示すよう
に、レンズ効果のある砲弾型の形状に成形された透明樹
脂である。この透明樹脂には、エポキシ樹脂、ユリア樹
脂、シリコーン等が使用可能である。コーティング部材
19は、この封止体8と同じ透明樹脂を用いることが可
能である。コーティング部材19は、表面側からLED
チップ2側に、蛍光体の濃度が徐々に多くなるような分
布を有している。[0003] The coating member 19 is formed of the LED chip 2.
Is a transparent resin containing a phosphor that emits light when excited by the output light from the second wiring conductor 32, and is filled in the cup at the top of the second wiring conductor 32. Further, the semiconductor light emitting device according to the first prior art includes a coating member 19, an LED chip 2, bonding wires 25 and 26, a first wiring conductor 31.
And a sealing body (mold member) 8 that covers a part of the second wiring conductor 32. As shown in FIG. 14, the sealing body 8 is a transparent resin molded into a shell shape having a lens effect. Epoxy resin, urea resin, silicone and the like can be used as the transparent resin. The same transparent resin as that of the sealing body 8 can be used for the coating member 19. The coating member 19 is an LED from the front side.
The distribution on the chip 2 side is such that the concentration of the phosphor gradually increases.
【0004】LEDチップ2の発光スペクトルは、40
0nmから530nmに発光ピークのある単色性発光ピ
ーク波長のものである。蛍光体は(RE1-x Smx )
3 (Aly Ga1-y )5 O12:Ceである。但し、0
≦x<1、0≦y≦1、REは、Y、Gdから選択され
る少なくとも一種である。コーティング部材19に含ま
れる蛍光体は(RE1-x Smx )3 (Aly Ga1-y )
5 O12:Ce(以下において、「YAG:Ce系蛍光
体」、若しくは「Ce付括YAG系蛍光体」と称す
る。)である。但し、0≦x<1、0≦y≦1、RE
は、Y、Gdから選択される少なくとも一種である。図
16に、YAG:Ce系蛍光体の励起光波長に対する相
対励起効率を示す。The emission spectrum of the LED chip 2 is 40
It is a monochromatic emission peak wavelength having an emission peak from 0 nm to 530 nm. Phosphor (RE 1-x Sm x)
3 (Al y Ga 1-y ) 5 O 12: it is Ce. Where 0
≦ x <1, 0 ≦ y ≦ 1, RE is at least one selected from Y and Gd. Phosphor contained in the coating member 19 (RE 1-x Sm x) 3 (Al y Ga 1-y)
5 O 12 : Ce (hereinafter referred to as “YAG: Ce-based phosphor” or “Ce-attached YAG-based phosphor”). Where 0 ≦ x <1, 0 ≦ y ≦ 1, RE
Is at least one selected from Y and Gd. FIG. 16 shows the relative excitation efficiency of the YAG: Ce-based phosphor with respect to the excitation light wavelength.
【0005】第1の従来技術に係る半導体発光装置は、
旧来の管球式白色光源である白熱電球や熱陰極蛍光管、
冷陰極蛍光管等に比べ、機械的衝撃に強い、発熱が少な
い、高電圧が不要、高周波ノイズが出ない、水銀を使わ
ず環境に優しいなどの優れた利点がある。しかしなが
ら、第1の従来技術に係る半導体発光装置は、色純度が
悪く鮮やかな色彩を表現できないという問題点を有して
いた。更に、赤色光成分が少ないために色調バランスの
優れた表示が出来ない。また、YAG:Ce系蛍光体の
発する黄色光が青色半導体発光素子の発する青色光と補
色の関係にあるため、半導体発光装置より照射される光
を人間が見続けると目が疲れてしまう。更に、半導体発
光装置の放出する光が青色半導体発光素子の発する青色
光とYAG:Ce系蛍光体の発する黄色光との2つの波
長の光の混色によって合成されるため、合成可能な混色
光の色度範囲が極めて狭く様々な色調の光を作り出すこ
とが出来ないという問題点も有している。A semiconductor light emitting device according to a first prior art is
Incandescent light bulbs and hot cathode fluorescent tubes, which are traditional tube-type white light sources,
Compared to a cold cathode fluorescent tube or the like, there are excellent advantages such as resistance to mechanical shock, less heat generation, no need for high voltage, no high-frequency noise generation, and no mercury-free environment. However, the semiconductor light emitting device according to the first prior art has a problem that color purity is poor and a vivid color cannot be expressed. Further, since the red light component is small, it is not possible to display an image with excellent color tone balance. Further, since the yellow light emitted from the YAG: Ce-based phosphor has a complementary color relationship with the blue light emitted from the blue semiconductor light emitting element, eyes are tired when humans continue to see the light emitted from the semiconductor light emitting device. Further, since the light emitted from the semiconductor light emitting device is synthesized by mixing the two wavelengths of the blue light emitted by the blue semiconductor light emitting element and the yellow light emitted by the YAG: Ce-based phosphor, the light of the mixed light that can be synthesized is mixed. There is also a problem that the chromaticity range is extremely narrow and it is not possible to produce light of various colors.
【0006】この様な第1の従来技術の欠点を克服する
ために、紫外線を発する半導体発光素子(以下、紫外線
発光素子)と、紫外線で励起され青色光を発する蛍光
体、緑色光を発する蛍光体、赤色光を発する蛍光体の3
種類の蛍光体とを組み合わせ、3種類の蛍光体からそれ
ぞれ出力される青色光、緑色光、赤色光を混色して外部
に放出する技術(以下、「第2の従来技術」と記す)が
提案されている。図15に示した第2の従来技術に係る
半導体発光装置は、紫外線発光素子2UVと、紫外線発
光素子2UVの周囲を被覆する蛍光コーティング部材2
0とから構成されている。紫外線発光素子2UVは、第
2配線導体32の一方の端部に形成されたカップ部16
内に接着剤によって接着されている。紫外線発光素子2
UVは、第1及び第2の電極を有している。紫外線発光
素子2UVの第1の電極と、第1配線導体31の一方の
端部とは、ボンディングワイヤ26で接続されている。
また、紫外線発光素子2UVの第2の電極と、第2配線
導体32の一方の端部とは、ボンディングワイヤ25で
接続されている。更に、紫外線発光素子2UV、ボンデ
ィングワイヤ25,26、第1及び第2配線導体31,
32の一方の端部及び蛍光コーティング部材20とを被
覆するように、透明な封止体8により封止されている。In order to overcome the drawbacks of the first prior art, a semiconductor light emitting device that emits ultraviolet light (hereinafter referred to as an ultraviolet light emitting device), a phosphor that emits blue light when excited by ultraviolet light, and a fluorescent light that emits green light Body, red light emitting phosphor 3
A technology that combines blue light, green light, and red light output from each of the three types of phosphors and emits the mixed light to the outside (hereinafter referred to as "second conventional technology") is proposed. Have been. The semiconductor light emitting device according to the second prior art shown in FIG. 15 includes an ultraviolet light emitting element 2UV and a fluorescent coating member 2 covering the periphery of the ultraviolet light emitting element 2UV.
0. The ultraviolet light emitting element 2UV is connected to the cup 16 formed at one end of the second wiring conductor 32.
The inside is bonded by an adhesive. UV light emitting element 2
UV has first and second electrodes. The first electrode of the ultraviolet light emitting element 2UV and one end of the first wiring conductor 31 are connected by a bonding wire 26.
Further, the second electrode of the ultraviolet light emitting element 2UV and one end of the second wiring conductor 32 are connected by a bonding wire 25. Furthermore, the ultraviolet light emitting element 2UV, the bonding wires 25 and 26, the first and second wiring conductors 31,
32 is sealed with a transparent sealing body 8 so as to cover one end and the fluorescent coating member 20.
【0007】紫外線発光素子2UVは、GaN系化合物
半導体層を有し、発光ピーク波長が365nm〜400
nm程度である。これらのGaN系化合物半導体層は、
例えば、炭化珪素(SiC)若しくはサファイア(Al
2O3)等の基板上に形成される。接着剤は金、銀等の
微少な金属薄片を混合した一液性エポキシ樹脂等よりな
る熱硬化性導電ペースト、若しくは、一液性エポキシ樹
脂等よりなる熱硬化性有機樹脂に光透過性セラミック粉
末を混合した光透過性ペーストである。封止体8は、光
透過性を有するエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエ
ステル樹脂、アクリル樹脂等の有機樹脂よりなり、ポッ
ティング、射出成形等の方法によって形成される。蛍光
コーティング部材20は、紫外線発光素子2UVから照
射される紫外線によって励起され、青色光、緑色光、赤
色光を発する3種の蛍光体が適量混合された透明な樹脂
等から構成されている。The ultraviolet light emitting element 2UV has a GaN-based compound semiconductor layer and has an emission peak wavelength of 365 nm to 400 nm.
nm. These GaN-based compound semiconductor layers are
For example, silicon carbide (SiC) or sapphire (Al
It is formed on a substrate such as 2 O 3 ). The adhesive is a thermosetting conductive paste made of a one-part epoxy resin mixed with fine metal flakes such as gold or silver, or a thermosetting organic resin made of a one-part epoxy resin or the like and a light-transmitting ceramic powder. Is a light transmissive paste. The sealing body 8 is made of an organic resin such as an epoxy resin, a silicone resin, a polyester resin, and an acrylic resin having optical transparency, and is formed by a method such as potting and injection molding. The fluorescent coating member 20 is made of a transparent resin or the like in which three types of phosphors that emit blue light, green light, and red light are appropriately mixed when excited by ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting element 2UV.
【0008】第2の従来技術を用いれば、第1の従来技
術の多くの問題点が解決できる。即ち、 紫外線で励起できる蛍光体の中から、それぞれ発光波
長帯の異なった3種の蛍光体を選ぶことにより、3波長
冷陰極蛍光管と同様な青色光、緑色光、赤色光の互いに
分離した発光ピークを有する三原色の発光スペクトルを
得ることが出来る。したがって第2の従来技術に係る半
導体発光装置は、透過型カラー液晶表示装置のバックラ
イト等にも好適に使用することが出来る。The use of the second prior art can solve many problems of the first prior art. That is, blue light, green light, and red light similar to those of a three-wavelength cold-cathode fluorescent tube were separated from each other by selecting three kinds of phosphors having different emission wavelength bands from phosphors that can be excited by ultraviolet light. An emission spectrum of three primary colors having an emission peak can be obtained. Therefore, the semiconductor light emitting device according to the second prior art can be suitably used also as a backlight of a transmission type color liquid crystal display device.
【0009】青色光、緑色光、赤色光の3種の蛍光体
の配合比を調整することにより外部光と同様な表示画像
の色調バランスが得られる。したがって第2の従来技術
に係る半導体発光装置は、反射型カラー液晶表示装置の
補助光源としても好適に使用することが出来る。By adjusting the mixing ratio of the three kinds of phosphors of blue light, green light and red light, the same color tone balance of the displayed image as that of the external light can be obtained. Therefore, the semiconductor light emitting device according to the second prior art can be suitably used also as an auxiliary light source of a reflection type color liquid crystal display device.
【0010】青色光、緑色光、赤色光が互いに補色の
関係にはないことから、目を長時間使う作業でも疲れな
い。したがって第2の従来技術に係る半導体発光装置
は、一般の照明光源としても好適に使用することが出来
る。Since the blue light, the green light, and the red light do not have a complementary color relationship with each other, they do not get tired even when the eyes are used for a long time. Therefore, the semiconductor light emitting device according to the second prior art can be suitably used as a general illumination light source.
【0011】青色光、緑色光、赤色光の混色が色度図
上で非常に幅広い領域を占めるので、様々な色調の光を
作り出すことが出来る。したがって第2の従来技術に係
る半導体発光装置は、様々な色調と豊かな色彩表現が必
要とされる用途にも好適に使用することが出来る。Since the mixed color of blue light, green light and red light occupies a very wide area on the chromaticity diagram, light of various color tones can be produced. Therefore, the semiconductor light emitting device according to the second conventional technique can be suitably used for applications requiring various color tones and rich color expression.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】既に述べたように、第
1の従来技術は以下のような問題点を有していた。As described above, the first prior art has the following problems.
【0013】(a)第1の従来技術の第1の問題点は、
バックライト白色光源に使用した場合、色純度が悪く鮮
やかな色彩を表現できない点である。透過型カラー液晶
表示装置では、通常、互いに分離した青・緑・赤の三原
色の発光スペクトルを持つ3波長冷陰極蛍光管がバック
ライトとして用いられる。図19に3波長冷陰極蛍光管
の発光スペクトルの一例を示す。透過型カラー液晶表示
装置のバックライトに3波長冷陰極蛍光管が用いられる
理由は、透過型カラー液晶表示装置の各画素を構成する
青・緑・赤の三原色のカラーフィルタの透過スペクトル
がブロードなため、カラーフィルタの透過特性だけでは
色純度の高い色彩表現が期待できないからである。図2
0にカラーフィルタの透過スペクトルの一例を示すが、
かなり幅広い透過スペクトルを持っていることが分か
る。したがって、透過型カラー液晶表示装置では、青・
緑・赤の三原色の各画素における透過光のスペクトル
は、実際上3波長冷陰極蛍光管の発光スペクトルで決定
され、カラーフィルタは一つの画素の透過光スペクトル
(例えば、赤)に他の二原色成分(例えば、緑と青)が
混入しないよう大まかな範囲で遮光するだけの役割を持
つに過ぎない。しかしながら、第1の従来技術に係る半
導体発光装置は、図17に示されるようにYAG:Ce
系蛍光体の発光スペクトルが非常に幅広いため、図18
に示されるように非常に幅広い発光スペクトルを持つ光
源とならざるを得ない。したがって、第1の従来技術に
係る半導体発光装置を透過型カラー液晶表示装置に使用
した場合、各画素の透過光スペクトルはカラーフィルタ
の透過スペクトルで決定する他はなく、この結果、色純
度が悪く鮮やかな色彩が表現できない表示装置となって
しまう。したがって、第1の従来技術に係る半導体発光
装置は、透過型カラー液晶表示装置のバックライトには
適さないことになる。(A) The first problem of the first prior art is as follows.
When used as a backlight white light source, color purity is poor and a vivid color cannot be expressed. In a transmission type color liquid crystal display device, a three-wavelength cold cathode fluorescent tube having emission spectra of three primary colors of blue, green and red separated from each other is usually used as a backlight. FIG. 19 shows an example of the emission spectrum of a three-wavelength cold cathode fluorescent tube. The reason why a three-wavelength cold cathode fluorescent tube is used for the backlight of a transmissive color liquid crystal display device is that the transmission spectrum of the blue, green, and red primary color filters constituting each pixel of the transmissive color liquid crystal display device is broad. Therefore, color expression with high color purity cannot be expected only with the transmission characteristics of the color filters. FIG.
0 shows an example of the transmission spectrum of the color filter,
It can be seen that it has a fairly broad transmission spectrum. Therefore, in a transmission type color liquid crystal display device,
The spectrum of the transmitted light at each pixel of the three primary colors of green and red is actually determined by the emission spectrum of the three-wavelength cold cathode fluorescent tube, and the color filter converts the transmitted light spectrum of one pixel (for example, red) into the other two primary colors. It merely plays a role of shielding light in a rough range so that components (for example, green and blue) are not mixed. However, the semiconductor light-emitting device according to the first prior art employs YAG: Ce as shown in FIG.
Since the emission spectrum of the phosphor is very broad,
As shown in the above, the light source must have a very broad emission spectrum. Therefore, when the semiconductor light emitting device according to the first prior art is used for a transmission type color liquid crystal display device, the transmission light spectrum of each pixel must be determined by the transmission spectrum of the color filter, and as a result, the color purity is poor. The display device cannot express vivid colors. Therefore, the semiconductor light emitting device according to the first prior art is not suitable for a backlight of a transmission type color liquid crystal display device.
【0014】(b)第1の従来技術の第2の問題点は、
赤色光成分が少ないために色調バランスの優れた表示が
出来ない点である。反射型カラー液晶表示装置は、最近
の情報通信技術の進展に伴い、携帯電話やPHS、PD
A、小型ノートパソコン等のモバイル機器に多用されつ
つある。反射型カラー液晶表示装置は、透過型カラー液
晶表示装置と異なり、通常は、表示装置表面に照射され
た太陽光線等外部光の反射光を利用してカラー表示を行
っている。しかしながら外部光の存在しない暗所では表
示できないため、この様な場合に対応できるよう表示装
置画面の内側面に白色系の光を発する補助光源(フロン
トライト)が設けられている。しかしながら、第1の従
来技術に係る半導体発光装置を反射型カラー液晶表示装
置の補助光源に用いた場合、図17に示されるようにY
AG:Ce系蛍光体の発光スペクトルの赤色光成分が元
々少ないため、図18に示されるように相対的に赤色光
成分の少ない発光スペクトルを持つ光源とならざるを得
ない。一般に反射型カラー液晶表示装置の色調バランス
は、主要な外部光源である太陽光のスペクトルを基準に
して設計されている。しかしながら、周知のごとく太陽
光線のスペクトルは赤色成分を多く含むため、第1の従
来技術に係る半導体発光装置を反射型カラー液晶表示装
置の補助光源に用いた場合、暗所等で補助光源を点灯さ
せると赤色光成分が少ないために赤色系の色彩が暗く表
示され、その結果、外部光と比べて表示画像全体の色調
バランスがずれてしまう不具合が起こる。(B) The second problem of the first prior art is as follows.
The point is that display with excellent color tone balance cannot be performed because the amount of red light component is small. Reflective color liquid crystal display devices are being developed for mobile phones, PHS, PD
A. It is being widely used in mobile devices such as small notebook computers. The reflection type color liquid crystal display device is different from the transmission type color liquid crystal display device in that color display is usually performed by using reflected light of external light such as sunlight irradiated on the surface of the display device. However, since the display cannot be performed in a dark place where no external light exists, an auxiliary light source (front light) that emits white light is provided on the inner surface of the display device screen to cope with such a case. However, when the semiconductor light emitting device according to the first prior art is used as an auxiliary light source of a reflective type color liquid crystal display device, as shown in FIG.
Since the red light component of the emission spectrum of the AG: Ce-based phosphor is originally small, the light source must have a light emission spectrum with a relatively small red light component as shown in FIG. In general, the color tone balance of a reflective color liquid crystal display device is designed based on the spectrum of sunlight, which is a main external light source. However, as is well known, since the spectrum of sunlight contains many red components, when the semiconductor light emitting device according to the first prior art is used as an auxiliary light source of a reflective color liquid crystal display device, the auxiliary light source is turned on in a dark place or the like. In this case, since the red light component is small, the red color is displayed dark, and as a result, there occurs a problem that the color tone balance of the entire display image is shifted as compared with the external light.
【0015】(c)更に、第1の従来技術の第3の問題
点は、YAG:Ce系蛍光体の発する黄色光が青色半導
体発光素子の発する青色光と補色の関係にあるため、半
導体発光装置より照射される光を人間が見続けると目が
疲れてしまう点である。大脳生理学上の研究によれば、
例えば青色光と黄色光のように互いに補色の関係にある
光を同時に見続けると人間の目は疲れてしまう。第1の
従来技術は、ちょうど青色半導体発光素子より生じる青
色光と蛍光体より生じる黄色光との混色によって外部に
放出する光を作り出している。したがって、例えば一般
の照明光源として半導体発光装置を用いた場合、その光
で読書など目を長時間使う作業を行えば疲労することは
明らかである。この問題は補色の関係にある二色の混色
によって白色光を作る方式の発光装置である限り本質的
に免れない欠点である。(C) Further, the third problem of the first prior art is that the yellow light emitted from the YAG: Ce-based phosphor has a complementary color relationship with the blue light emitted from the blue semiconductor light emitting element, so that the semiconductor light emission is difficult. If a human keeps watching the light emitted from the device, his eyes will be tired. According to cerebral physiology research,
For example, human eyes become tired if they continue to watch light having complementary colors, such as blue light and yellow light, at the same time. In the first conventional technique, light emitted to the outside is created just by mixing a blue light generated by a blue semiconductor light emitting element and a yellow light generated by a phosphor. Therefore, for example, when a semiconductor light emitting device is used as a general illumination light source, it is apparent that the user will be tired if the user uses the light for a long time such as reading. This problem is essentially inevitable as long as it is a light-emitting device that produces white light by mixing two colors that are complementary colors.
【0016】(d)更に、第1の従来技術の第4の問題
点は、半導体発光装置の放出する光が青色半導体発光素
子の発する青色光とYAG:Ce系蛍光体の発する黄色
光との2つの波長の光の混色によって合成されるため、
合成可能な混色光の色度範囲が極めて狭く様々な色調の
光を作り出すことが出来ない点である。光学理論によれ
ば、2つの波長の光(例えば光aと光b)を混色させた
場合、色度図上における光aの色度座標を(xa ,ya
)、光bの色度座標を(xb ,yb )、光aと光bの
混色光の色度座標を(xm ,ym )とすると、(xm ,
ym )は(xa,ya )と(xb ,yb )の二点を結ん
だ直線上で、且つ、光aの強さと光bの強さによって決
まる点、即ち光aが強ければ(xa ,ya )寄りに、光
bが強ければ(xb ,yb )寄りに位置する。図21
に、第1の従来技術の混色のしくみを説明するための色
度図を示す。第1の従来技術は、青色半導体発光素子の
発する青色光とYAG:Ce系蛍光体の発する黄色光と
の2つの波長の光の混色によって外部に放出する光を作
り出しているから、前述した2つの波長の光を混色させ
た場合の光学理論がそのまま適用できる。即ち、光aを
青色半導体発光素子の発する青色光、光bをYAG:C
e系蛍光体の発する黄色光とすれば、第1の従来技術に
係る半導体発光装置の放出する光は、青色半導体発光素
子の発する青色光の色度座標とYAG:Ce系蛍光体の
発する黄色光の色度座標とを結ぶ直線上でしか存在し得
ない。したがって第1の従来技術は、このままでは極め
て限れた色調の光しか作り出すことが出来ない訳であ
る。この欠点を改善するために、一般にYAG:Ce系
蛍光体の母材であるYAGに他の元素を添加して組成を
変え発光波長をシフトすることが行われている。例え
ば、Gaを添加すると短波長側に、Gdを添加すると長
波長側にシフトできる。しかしながら、これらの元素を
あまり高濃度に添加すると、Gaの場合は発光効率が低
下し、またGdの場合は温度消光(温度上昇によって発
光効率が低下する現象)が激しくなり、いずれの場合も
蛍光体としての重要な特性が著しく劣化するので、実用
上は限られた範囲でしか組成の調整を行うことは出来な
い。図22の色度図に第1の従来技術に係る半導体発光
装置の発光可能な色度範囲を示す。図22の色度図で、
青色半導体発光素子の発光の色度座標を頂点として、実
用上可能なYAG:Ce系蛍光体の色度座標を結んだ幅
の狭い扇型の形状の内部が、半導体発光装置の発光可能
な色度範囲である。この様に第1の従来技術は、色度全
体の面積に比べて非常に狭い色度範囲の色調の光しか作
り出すことが出来ない。したがって第1の従来技術は、
例えYAG:Ce系蛍光体の組成を調整したとしても極
めて限られた色調の光しか作り出すことが出来ず、様々
な色調の光が必要とされる用途には使用できなかった。(D) A fourth problem of the first prior art is that the light emitted from the semiconductor light emitting device is caused by the difference between the blue light emitted by the blue semiconductor light emitting element and the yellow light emitted by the YAG: Ce-based phosphor. Because it is synthesized by mixing light of two wavelengths,
The point is that the chromaticity range of the mixed color light that can be synthesized is extremely narrow, and light of various colors cannot be produced. According to the optical theory, when light of two wavelengths (for example, light a and light b) is mixed, the chromaticity coordinates of the light a on the chromaticity diagram are (x a , ya a
), The chromaticity coordinates of the light b (x b, y b) , the chromaticity coordinates of the mixed light of the light a and the light b (x m, When y m), (x m,
y m) is (x a, y a) and (x b, y b) two points in connecting it straight line of, and the point determined by the strength and intensity of the light b light a, i.e. light a is strong if (x a, y a) to close, if the light b is strong (x b, y b) located closer. FIG.
FIG. 1 shows a chromaticity diagram for explaining the color mixing mechanism of the first conventional technique. In the first prior art, light emitted to the outside is produced by mixing two wavelengths of light, i.e., blue light emitted from a blue semiconductor light emitting element and yellow light emitted from a YAG: Ce-based phosphor. The optical theory in the case of mixing light of two wavelengths can be applied as it is. That is, the light a is blue light emitted from the blue semiconductor light emitting element, and the light b is YAG: C
Assuming that the e-type phosphor emits yellow light, the light emitted from the semiconductor light emitting device according to the first prior art is the chromaticity coordinates of the blue light emitted from the blue semiconductor light emitting element and the yellow light emitted from the YAG: Ce phosphor. It can only exist on a straight line connecting the chromaticity coordinates of light. Therefore, the first prior art cannot produce light having a very limited color tone as it is. In order to improve this drawback, it is common practice to add another element to YAG, which is the base material of the YAG: Ce-based phosphor, to change the composition and shift the emission wavelength. For example, when Ga is added, the wavelength can be shifted to the short wavelength side, and when Gd is added, the wavelength can be shifted to the long wavelength side. However, when these elements are added at an excessively high concentration, the luminous efficiency decreases in the case of Ga, and the temperature quenching (a phenomenon in which the luminous efficiency decreases due to an increase in temperature) intensifies in the case of Gd. Since the important properties of the body deteriorate significantly, the composition can be adjusted only within a limited range in practical use. FIG. 22 shows a chromaticity range in which the semiconductor light emitting device according to the first conventional technique can emit light. In the chromaticity diagram of FIG. 22,
With the chromaticity coordinates of the emission of the blue semiconductor light emitting element as the apex, the inside of the narrow fan-shaped shape connecting the chromaticity coordinates of the practically usable YAG: Ce-based phosphor is the color that the semiconductor light emitting device can emit. Degree range. As described above, the first conventional technique can generate only light having a tone in a chromaticity range that is very narrow as compared with the entire area of chromaticity. Therefore, the first prior art is
Even if the composition of the YAG: Ce-based phosphor is adjusted, only light of a very limited color tone can be produced, and it cannot be used for applications requiring light of various color tones.
【0017】一方、第2の従来技術では、これらの第1
の従来技術の問題点は解消するものの、第1の従来技術
では問題にならなかった、以下のような新たな問題点が
生じる。On the other hand, in the second prior art, these first
Although the problem of the prior art is solved, the following new problem arises which is not a problem in the first prior art.
【0018】(a)まず、新たな第1の問題点は、紫外
線発光素子2UVの発する紫外線によって蛍光コーティ
ング部材20や封止体8が劣化する点である。一般に蛍
光コーティング部材20や封止体8には有機高分子化合
物であるエポキシ樹脂等の透明な有機樹脂が用いられる
が、これらの樹脂は紫外線の照射を受けると次第に有機
高分子の結合が破壊され、その結果、樹脂の黄変や白濁
等が引き起こされ光透過率が低下する。特にその構造中
にベンゼン環を有するものは、紫外線発光素子2UVの
発光波長である370nm〜400nm近辺にその吸収
域が存在するため劣化が非常に激しい。更に紫外線発光
素子2UVは、第1の従来技術で用いられる青色半導体
発光素子よりも順電圧が高い。例えば、発光波長が47
0nmの青色半導体発光素子が順電流20mAにおいて
約3.5Vの順電圧であるのに対し、発光波長380n
mの紫外線発光素子2UVは、同じ電流において約4.
0Vの順電圧となる。したがって、同じ点灯電流を流し
た場合、紫外線発光素子は青色半導体発光素子よりも消
費電力が大きくなり、それだけ発光素子の温度は上昇
し、発光素子を包囲している蛍光コーティング部材20
である樹脂の温度も上昇する。樹脂の温度が上昇すると
有機高分子の結合が緩くなり分解されやすくなる。特に
紫外線発光素子2UVと蛍光コーティング部材20との
界面は、紫外線発光素子2UVから放射される紫外線の
強度が大きく、加えて紫外線発光素子2UVの発熱によ
る温度上昇も大きいことから、両者の相乗作用によって
集中的に劣化が起きる。具体的には、比較的短時間の内
に紫外線発光素子2UVとの界面の蛍光コーティング部
材20が分解・剥離し、界面での光の全反射が増大する
ための紫外線発光素子2UVの光取り出し効率が低下す
る他、黄変・白濁等の発生により蛍光コーティング部材
20界面の光透過率も低下する。また、蛍光コーティン
グ部材20の分解によって生じるイオン性物質によって
紫外線発光素子2UVの表面が汚染され、漏れ電流が増
加するために発光に寄与する電流も減少する。更に比較
的長時間経過すると、紫外線の作用によって蛍光コーテ
ィング部材20全体と封止体8も黄変し光透過率が低下
するので半導体発光装置から放出される光は更に減少す
る。したがって紫外線発光素子2UVを用いた第2の従
来技術に係る半導体発光装置では、通電を続けていると
以上述べた各種の劣化原因によって半導体発光装置から
外部に放出される光が次第に減少するという大きな問題
があった。(A) First, a first new problem is that the ultraviolet ray emitted from the ultraviolet light emitting element 2UV deteriorates the fluorescent coating member 20 and the sealing body 8. Generally, a transparent organic resin such as an epoxy resin, which is an organic polymer compound, is used for the fluorescent coating member 20 and the sealing body 8. However, when these resins are irradiated with ultraviolet rays, the bond of the organic polymer is gradually broken. As a result, yellowing or cloudiness of the resin is caused, and the light transmittance is reduced. In particular, those having a benzene ring in the structure thereof are extremely deteriorated because their absorption regions exist around 370 nm to 400 nm which is the emission wavelength of the ultraviolet light emitting element 2UV. Further, the ultraviolet light emitting element 2UV has a higher forward voltage than the blue semiconductor light emitting element used in the first conventional technique. For example, if the emission wavelength is 47
While the blue semiconductor light emitting device of 0 nm has a forward voltage of about 3.5 V at a forward current of 20 mA, the emission wavelength is 380 n
m of the UV light emitting element 2UV is about 4.
The forward voltage is 0V. Therefore, when the same lighting current is applied, the ultraviolet light emitting element consumes more power than the blue semiconductor light emitting element, the temperature of the light emitting element rises accordingly, and the fluorescent coating member 20 surrounding the light emitting element is increased.
The temperature of the resin is also increased. When the temperature of the resin rises, the binding of the organic polymer is loosened and the polymer is easily decomposed. In particular, at the interface between the ultraviolet light emitting element 2UV and the fluorescent coating member 20, the intensity of the ultraviolet light radiated from the ultraviolet light emitting element 2UV is large, and the temperature rise due to the heat generation of the ultraviolet light emitting element 2UV is large. Degradation occurs intensively. Specifically, in a relatively short time, the fluorescent coating member 20 at the interface with the ultraviolet light emitting element 2UV is decomposed and separated, and the total light reflection at the interface is increased, so that the light extraction efficiency of the ultraviolet light emitting element 2UV is increased. And the light transmittance at the interface of the fluorescent coating member 20 also decreases due to the occurrence of yellowing and cloudiness. Further, the surface of the ultraviolet light emitting element 2UV is contaminated by an ionic substance generated by the decomposition of the fluorescent coating member 20, and the leakage current increases, so that the current contributing to light emission also decreases. After a relatively long period of time, the entirety of the fluorescent coating member 20 and the sealing body 8 are yellowed by the action of ultraviolet light, and the light transmittance is reduced, so that the light emitted from the semiconductor light emitting device further decreases. Therefore, in the semiconductor light emitting device according to the second conventional technique using the ultraviolet light emitting element 2UV, the light emitted from the semiconductor light emitting device to the outside gradually decreases due to the various causes of deterioration described above when the power supply is continued. There was a problem.
【0019】(b)第2の従来技術の第2の問題点は、
第1の従来技術のように一種類の蛍光体ではなく、青
色、緑色、赤色の3種類の蛍光体が必要である点であ
る。第2の従来技術に係る半導体発光装置を製造する場
合、外部に放出される光が目的の色調になるようにする
ためには青色、緑色、赤色の3種類の蛍光体を極めて正
確に配合しなければならない。このため第1の従来技術
に係る半導体発光装置と比べて作業工程が複雑になり製
造費が増大する要因となる。また青色、緑色、赤色の3
種類の蛍光体の配合がバラつくと製造ロット間、製品間
での色調バラつきが生じ、製造歩留りが低下し製造費が
増大するほか製品の品質が低下する。更に、青色、緑
色、赤色の3種類の蛍光体の比重が異なると蛍光コーテ
ィング部材20中で蛍光体の分布がバラつくため半導体
発光装置の色調ムラや色調バラつきが起こり、やはり製
造歩留りが低下し製造費が増大するほか製品の品質が低
下する。したがって紫外線発光素子2UVを用いた第2
の従来技術では、安価で品質の優れた半導体発光装置と
することが極めて困難である。(B) The second problem of the second prior art is as follows.
The point is that instead of one kind of phosphor as in the first prior art, three kinds of phosphors of blue, green and red are required. In the case of manufacturing the semiconductor light emitting device according to the second prior art, three kinds of phosphors of blue, green and red are mixed very accurately so that light emitted to the outside has a desired color tone. There must be. For this reason, as compared with the semiconductor light emitting device according to the first related art, the work process becomes complicated, which causes a rise in manufacturing cost. Blue, green and red 3
Variations in the composition of the phosphors cause variations in the color tone between production lots and between products, leading to a reduction in production yield, an increase in production cost, and a decrease in product quality. Further, when the specific gravities of the three types of phosphors of blue, green and red are different, the distribution of the phosphors in the fluorescent coating member 20 varies, so that the color tone unevenness and color variation of the semiconductor light emitting device occur, and the production yield also decreases. Manufacturing costs increase and product quality decreases. Therefore, the second using the ultraviolet light emitting element 2UV
According to the prior art, it is extremely difficult to make a semiconductor light emitting device which is inexpensive and excellent in quality.
【0020】(c)更に、第2の従来技術の第3の問題
点は、蛍光体の励起光である紫外線が半導体発光装置の
外部に漏出しやすい点である。一般に紫外線は高いエネ
ルギーを持っているため、樹脂等を劣化させるだけでな
く生体細胞をも傷付け破壊するので、その強い照射を受
けるのは人体にとっても良くない。例えば、周知のごと
く太陽光線にも紫外線が含まれているが、その中の特に
波長の短い紫外線によって「雪眼」と呼ばれる目の炎症
から皮膚ガンの発生に至るまで、我々の身体に様々な障
害が起こる。第2の従来技術で使用されている紫外線発
光素子2UVは、380nm程度の比較的エネルギーの
小さい近紫外線ではあるが、前述したように樹脂を劣化
させる事実があり、例えば、その光を長時間見続けた場
合に眼球等に障害を与えない保証はない。しかも人間の
視感度域下限の波長であるためほとんど眼に見えず強い
照射を受けても感知することが出来ないから、その危険
性はかなり高いと言わざるを得ない。第2の従来技術に
おいて紫外線発光素子2UVの紫外線が外部に漏出する
原因は、蛍光体の粒子が蛍光コーティング部材20全体
に充満しているのではなく、蛍光体粒子間に間隙が存在
するためそこを通って外に出て行く紫外線が存在するた
めである。したがって、これを防ぐには蛍光コーティン
グ部材20に多量の蛍光体を配合し、蛍光コーティング
部材20中の蛍光体濃度を極力高くすれば良いと考えら
れる。また、この様にすることによって、蛍光体で波長
変換される光が増加し、半導体発光装置の可視光成分も
増加するのではないかと考えられる。しかしながら、実
際にこの様な配合にすると確かに漏出する紫外線は減少
するものの、可視光成分もまた減少する。その要因は、
蛍光体による光散乱が増加し蛍光コーティング部材20
の光透過性が低下するためである。一般に蛍光体はその
発光波長域で必ずしも光透過性が高いものばかりである
とは言えない。加えて屈折率が比較的高いものが多いた
め、屈折率の低い蛍光コーティング部材20との界面に
おいて乱反射を起こしやすい。したがって、蛍光コーテ
ィング部材20中の蛍光体濃度が比較的低い状態では、
濃度を高くして行くと確かに可視光成分は増加して行く
が、ある蛍光体濃度を頂点としてそれ以上濃度を上げる
と可視光成分は反対に減少して行く。即ち、可視光成分
の量に着目すると、蛍光体濃度の最適値がある。加え
て、蛍光コーティング部材20中に多量に蛍光体を混合
すると、蛍光コーティング部材20の流動性が極端に低
下し、半導体発光素子の周囲に注入すること自体が不可
能になる。したがって、第2の従来技術では、明るさを
優先すると紫外線の漏出が発生し、紫外線の漏出を押さ
えると明るさが低下するという互いに相反する関係があ
るため、安全で明るい半導体発光装置を得ることが出来
ない。なお、紫外線の漏出を押さえる別法として、封止
体8中に紫外線吸収剤を添加する方法も考えられるが、
余分な材料と工程が増え製造費が増大する他、耐湿性な
ど封止体8の特性にも良い影響を与えず、また本来可視
光成分の生成に寄与すべき紫外線成分をわざと捨ててし
まうことから、実用上優れた解決策ではないことは言う
までもない。(C) A third problem of the second prior art is that ultraviolet light, which is the excitation light of the phosphor, easily leaks out of the semiconductor light emitting device. In general, ultraviolet rays have high energy, and thus not only degrade resin and the like, but also damage and destroy living cells, so that receiving such strong irradiation is not good for the human body. For example, as is well-known, the sun's rays also contain ultraviolet rays. Among them, particularly short-wavelength ultraviolet rays cause various effects on our body, from inflammation of the eyes called "snow-eye" to the occurrence of skin cancer. Failure occurs. The ultraviolet light emitting element 2UV used in the second prior art is a near ultraviolet light having a relatively small energy of about 380 nm, but has a fact of deteriorating the resin as described above. There is no guarantee that eyeballs will not be harmed if continued. Moreover, since the wavelength is at the lower limit of the human visual sensitivity range, it is almost invisible to the eyes and cannot be detected even when receiving strong irradiation, so that the danger must be said to be considerably high. In the second conventional technique, the ultraviolet light of the ultraviolet light emitting element 2UV leaks to the outside because the phosphor particles do not fill the entire fluorescent coating member 20, but because there is a gap between the phosphor particles. This is because there is ultraviolet light that goes out through the device. Therefore, in order to prevent this, it is considered sufficient to mix a large amount of phosphor in the fluorescent coating member 20 and increase the phosphor concentration in the fluorescent coating member 20 as much as possible. In addition, it is considered that by doing so, the light whose wavelength is converted by the phosphor increases, and the visible light component of the semiconductor light emitting device also increases. However, such a formulation actually reduces the amount of ultraviolet rays that leak, but also reduces the visible light component. The factors are
The light scattering by the phosphor increases and the fluorescent coating member 20
This is because the light transmittance of the film decreases. In general, it cannot be said that phosphors always have high light transmittance in the emission wavelength range. In addition, since many have relatively high refractive indexes, irregular reflection is likely to occur at the interface with the fluorescent coating member 20 having a low refractive index. Therefore, when the phosphor concentration in the phosphor coating member 20 is relatively low,
As the concentration is increased, the visible light component certainly increases, but when the concentration is further increased starting from a certain phosphor concentration, the visible light component decreases in the opposite manner. That is, when focusing on the amount of the visible light component, there is an optimum value of the phosphor concentration. In addition, if a large amount of the phosphor is mixed in the fluorescent coating member 20, the fluidity of the fluorescent coating member 20 is extremely reduced, and it becomes impossible to inject the fluorescent substance around the semiconductor light emitting device. Therefore, in the second prior art, since there is a conflicting relationship in that ultraviolet rays leak when priority is placed on brightness, and brightness decreases when leakage of ultraviolet rays is suppressed, so that a safe and bright semiconductor light emitting device can be obtained. Can not do. As another method for suppressing the leakage of ultraviolet light, a method of adding an ultraviolet absorbent to the sealing body 8 is also conceivable.
The extra materials and processes increase the manufacturing cost, and do not adversely affect the properties of the sealing body 8 such as moisture resistance, and intentionally discard the ultraviolet component that should originally contribute to the generation of the visible light component. It goes without saying that it is not a practically good solution.
【0021】以上述べたように、第1の従来技術に係る
半導体発光装置は、旧来の管球式光源に比べ、様々な利
点を持つにも拘わらず、それに用いられるYAG:Ce
系蛍光体の発光スペクトルから生じる制約のために、透
過型カラー液晶表示装置、反射型液晶表示装置、一般照
明光源等今後大きな進展が期待される分野の光源に好適
に使用することが出来ない性能上の問題があった。As described above, the semiconductor light-emitting device according to the first prior art has various advantages as compared with the conventional tube-type light source.
Performance that cannot be suitably used for light sources in fields where great progress is expected in the future, such as transmission type color liquid crystal display devices, reflection type liquid crystal display devices, and general illumination light sources, due to restrictions caused by the emission spectrum of phosphors There was a problem above.
【0022】また第2の従来技術に係る半導体発光装置
では、紫外線を用いているために、透過型カラー液晶表
示装置、反射型液晶表示装置、一般照明光源等の分野の
光源に対し、安全性や信頼性において問題があり、更
に、3種の蛍光体を正確に配合する必要性のために生産
コストも高くなるという問題があった。In the semiconductor light emitting device according to the second prior art, since ultraviolet light is used, safety against light sources in the fields of a transmission type color liquid crystal display device, a reflection type liquid crystal display device, a general illumination light source and the like is secured. In addition, there is a problem in that the production cost is increased due to the necessity of accurately compounding the three kinds of phosphors.
【0023】上記問題点を鑑み、本発明は、3波長冷陰
極蛍光管と同様な青色光、緑色光、赤色光の、互いに分
離したシャープな三原色の発光スペクトルを持ち、且
つ、そのスペクトルは透過型カラー液晶表示装置のカラ
ーフィルタの透過スペクトルとも良く一致した半導体発
光装置を提供することを目的とする。In view of the above problems, the present invention has the same three primary wavelength emission spectra of blue light, green light and red light as those of a three-wavelength cold cathode fluorescent tube, and the spectrum is transmitted. It is an object of the present invention to provide a semiconductor light emitting device which has a good match with the transmission spectrum of a color filter of a type color liquid crystal display device.
【0024】本発明の他の目的は、蛍光体の緑色光と赤
色光の成分比を自由に調整することが出来、LEDチッ
プの青色光と蛍光体の発光との成分比も自由に調整で
き、外部光と同様な表示画像の色調バランスが得られる
半導体発光装置を提供することである。Another object of the present invention is to freely adjust the component ratio between green light and red light of the phosphor and also freely adjust the component ratio between blue light of the LED chip and light emission of the phosphor. Another object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of obtaining the same color tone balance of a display image as that of external light.
【0025】本発明の更に他の目的は、人間の生理に合
致し、目を長時間使う作業に用いても目が疲れず、一般
の照明光源としても好適に使用することが出来る半導体
発光装置を提供することである。Still another object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device which conforms to human physiology, does not tire the eyes even when used for a long time, and can be suitably used as a general illumination light source. It is to provide.
【0026】本発明の更に他の目的は、極めて広い色度
範囲の様々な色調の光を作り出すことが可能な半導体発
光装置を提供することである。Still another object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device capable of producing light of various tones in an extremely wide chromaticity range.
【0027】本発明の更に他の目的は、コーティング部
材や封止体等の劣化が少なく、高い信頼性を有した半導
体発光装置を提供することである。Still another object of the present invention is to provide a highly reliable semiconductor light emitting device with little deterioration of a coating member, a sealing body, and the like.
【0028】本発明の更に他の目的は、構造が簡単で、
安価で量産性に優れた半導体発光装置を提供することで
ある。Still another object of the present invention is to provide a simple structure,
An object is to provide a semiconductor light emitting device which is inexpensive and excellent in mass productivity.
【0029】本発明の更に他の目的は、製造が容易で、
色調ムラや色調バラつきが少ない半導体発光装置を提供
することである。Still another object of the present invention is to make it easy to manufacture,
An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device with less color tone unevenness and color tone variation.
【0030】本発明の更に他の目的は、紫外線の漏出が
なく、安全で明るい光が得られる半導体発光装置を提供
することである。Still another object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device which can emit safe and bright light without leakage of ultraviolet rays.
【0031】[0031]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第1の発光バンドの光を発する半導体発
光素子と、この第1の発光バンドの光で励起されること
により、第2及び第3の発光バンドの光を発光する蛍光
体とからなる半導体発光装置であることを要旨とする。
そして、本発明の半導体発光装置は、互いに分離した発
光ピークを有する第1〜第3の発光バンドからなるスペ
クトルの光を発光する。ここで、第1の発光バンドの光
は、青色領域に第1の発光ピークを有する。例えば、第
1の発光ピークの波長は、420nm〜480nmの青
色領域にあれば良い。第2の発光バンドの光は、緑色領
域において第1の発光ピークから分離した第2の発光ピ
ークを有し、第3の発光バンドの光は、赤色領域におい
て第2の発光ピークから分離した第3の発光ピークを有
する。即ち、本発明の半導体発光装置によれば、3波長
冷陰極蛍光管と同様な青色光、緑色光、赤色光の、互い
に分離した3つの発光ピークからなる三原色スペクトル
の光を発光することが出来る。この3つの発光ピークか
らなる三原色スペクトルは、図20に示した透過型カラ
ー液晶表示装置のカラーフィルタの透過スペクトルとも
良く一致している。To achieve the above object, the present invention provides a semiconductor light emitting device that emits light in a first emission band, and a semiconductor light emitting device that is excited by the light in the first emission band. The gist is a semiconductor light emitting device including a phosphor that emits light in the second and third emission bands.
The semiconductor light emitting device of the present invention emits light having a spectrum including first to third emission bands having emission peaks separated from each other. Here, the light of the first emission band has a first emission peak in a blue region. For example, the wavelength of the first emission peak may be in a blue region of 420 nm to 480 nm. The light of the second emission band has a second emission peak separated from the first emission peak in the green region, and the light of the third emission band is separated from the second emission peak in the red region. It has an emission peak of 3. That is, according to the semiconductor light emitting device of the present invention, it is possible to emit blue light, green light, and red light in the same three-primary color spectrum consisting of three light emission peaks separated from each other, similar to the three-wavelength cold cathode fluorescent tube. . The three primary color spectra composed of these three emission peaks are in good agreement with the transmission spectra of the color filters of the transmission type color liquid crystal display device shown in FIG.
【0032】本発明の半導体発光装置の蛍光体は、マン
ガン(Mn)で付括したランタノイド・アルミネート系
蛍光体(以下において「Mn付括ランタノイド・アルミ
ネート蛍光体」と言う。)であることが好ましい。この
Mn付括ランタノイド・アルミネート蛍光体としては、
化学式LaAl11O18:Mn2+若しくはLa2O3・11
Al2 O3 :Mn2+で表される蛍光体が好適である。或
いは、化学式La1-xAl11(2/3)+x O19:Mn
2+ x (但し0.1≦x≦0.99)で表される蛍光体で
も良い。更に、化学式(La,Ce)Al11O19:Mn
2+、(La,Ce)MgAl11O19:Mn2+等で表され
る蛍光体でも良い。これらのMn付括ランタノイド・ア
ルミネート蛍光体は、Mn濃度を調整することによって
緑色光と赤色光の成分比を自由に調整することが出来
る。この様に、Mn濃度を調整することによって半導体
発光素子の青色光と蛍光体の緑色光・赤色光とのバラン
スを自由に調整することが出来るから、半導体発光装置
より外部に放出される混色光を白色系の光とすることが
可能である。したがって本発明の半導体発光装置は、透
過型カラー液晶表示装置のバックライト等にも好適に使
用することが出来る。更に、蛍光体の配合比を調整すれ
ば、外部光と同様な表示画像の色調バランスが得られ
る。Mn付括ランタノイド・アルミネート蛍光体の発光
スペクトルは、深赤色領域にも広がったスペクトルを持
っているため、Mn濃度を調整することによって緑色光
と赤色光の成分比を自由に調整することが出来る。即
ち、本発明の半導体発光装置は、太陽光等外部光源と同
様な色調バランスを持つ半導体発光装置とすることが出
来る。したがって本発明の半導体発光装置は、反射型カ
ラー液晶表示装置の補助光源としても好適に使用するこ
とが出来る。The phosphor of the semiconductor light emitting device of the present invention is a lanthanoid aluminate phosphor added with manganese (Mn) (hereinafter referred to as “Mn-added lanthanoid aluminate phosphor”). Is preferred. As the lanthanoid aluminate phosphor with Mn,
Chemical formula LaAl 11 O 18 : Mn 2+ or La 2 O 3 .11
A phosphor represented by Al 2 O 3 : Mn 2+ is preferable. Alternatively, the chemical formula La 1-x Al 11 (2/3) + x O 19 : Mn
A phosphor represented by 2 + x (where 0.1 ≦ x ≦ 0.99) may be used. Furthermore, the chemical formula (La, Ce) Al 11 O 19 : Mn
Phosphors represented by 2+ , (La, Ce) MgAl 11 O 19 : Mn 2+ or the like may be used. In these lanthanum aluminate phosphors with Mn, the component ratio between green light and red light can be freely adjusted by adjusting the Mn concentration. As described above, by adjusting the Mn concentration, the balance between the blue light of the semiconductor light emitting element and the green light / red light of the phosphor can be freely adjusted. Can be white light. Therefore, the semiconductor light emitting device of the present invention can be suitably used for a backlight of a transmission type color liquid crystal display device and the like. Further, by adjusting the blending ratio of the phosphors, the same color tone balance of the display image as that of the external light can be obtained. Since the emission spectrum of the lanthanoid aluminate phosphor with Mn has a spectrum that also spreads to the deep red region, the component ratio of green light and red light can be freely adjusted by adjusting the Mn concentration. I can do it. That is, the semiconductor light emitting device of the present invention can be a semiconductor light emitting device having the same color tone balance as an external light source such as sunlight. Therefore, the semiconductor light emitting device of the present invention can be suitably used as an auxiliary light source of a reflection type color liquid crystal display device.
【0033】また、本発明の半導体発光装置の発光スペ
クトルは、青色光、緑色光、赤色光によって構成され、
互いに補色の関係にないから、目を長時間使う作業に用
いても目が疲れない。したがって一般の照明光源として
も好適に使用することが出来る。The emission spectrum of the semiconductor light emitting device of the present invention is constituted by blue light, green light, and red light,
Since the colors are not complementary to each other, the eyes are not tired even when used for a long-time use. Therefore, it can be suitably used as a general illumination light source.
【0034】更に、放出される光が青色光、緑色光、赤
色光によって構成され、これらの混色光は色度図上で非
常に幅広い領域を占めるので、様々な色調の豊かな色彩
表現が必要とされる用途にも好適に使用することが出来
る。Further, the emitted light is composed of blue light, green light and red light, and the mixed color light occupies a very wide area on the chromaticity diagram, so that a rich color expression of various color tones is required. It can also be used suitably for the intended use.
【0035】更に、本発明の半導体発光装置は、その発
光成分に紫外線が全く含まれないから、発光素子を封止
するコーティング部材や封止体が紫外線によって劣化す
ることはない。したがって本発明の半導体発光装置は、
高い信頼性が求められる用途にも好適に使用することが
出来る。また、発光成分に紫外線が全く含まれないか
ら、眼球等に障害を与える恐れはないので、一般照明等
の用途にも安心して使用することが出来る。Further, in the semiconductor light emitting device of the present invention, since the light emitting component does not contain any ultraviolet light, the coating member or the sealing body for sealing the light emitting element is not deteriorated by the ultraviolet light. Therefore, the semiconductor light emitting device of the present invention
It can also be suitably used for applications requiring high reliability. Further, since no ultraviolet light is contained in the light-emitting component, there is no danger of damaging the eyeball or the like, so that the light-emitting component can be safely used for applications such as general lighting.
【0036】また、半導体発光素子と一種類の蛍光体と
の組み合わせという簡単な構造のため、安価で量産性に
優れている。半導体発光素子としては、GaN系化合物
半導体層を発光層とする青色半導体発光素子が好まし
い。「発光層」は、n型クラッド層、活性層、p型クラ
ッド層等からなるダブルヘテロ(DH)構造で構成して
も良い。そして、蛍光体は、コーティング部材に含有し
ておけば良い。即ち、蛍光体を含有したコーティング部
材を、半導体発光素子の周囲を被覆するように配置、或
いは、半導体発光素子の一方の主表面のみに接するよう
に配置しておけば、半導体発光素子の出力光により、蛍
光体を励起できる。蛍光体を含有するコーティング部材
としては、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹
脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂
等の光透過性を有する有機樹脂が使用可能である。ま
た、コーティング部材は、金属アルコキシド、超微粒子
状金属酸化物又はポリシラザンを出発原料とした液状の
セラミックコーティング剤を固化させた、メタロキサン
結合(M−O−M結合、M:金属)を主体とするポリメ
タロキサンゲルでも良い。更に、コーティング部材を、
金属アルコキシドの官能基の一部を修飾して有機樹脂モ
ノマを導入した無機・有機複合体ポリマより構成しても
良い。また、板状の蛍光体チップを構成すべく、樹脂、
低融点ガラス、セラミックコーティング剤等のコーティ
ング部材に蛍光体粉末を混合・固化して形成し、この板
状の蛍光体チップを光透過性の接着剤を介して、半導体
発光素子の一方の主表面に対向させても良い。また、蛍
光体チップは、蛍光体の単結晶又は焼結体であっても良
い。この様な半導体発光素子と一種類の蛍光体とコーテ
ィング部材との組み合わせからなる簡単な構造により、
本発明の半導体発光装置は、様々な用途に手軽に使用す
ることが出来る。In addition, since the semiconductor light emitting element and one kind of phosphor are combined in a simple structure, they are inexpensive and excellent in mass productivity. As the semiconductor light emitting device, a blue semiconductor light emitting device having a GaN-based compound semiconductor layer as a light emitting layer is preferable. The “light emitting layer” may have a double hetero (DH) structure including an n-type cladding layer, an active layer, a p-type cladding layer, and the like. Then, the phosphor may be contained in the coating member. That is, if the coating member containing the phosphor is disposed so as to cover the periphery of the semiconductor light emitting element, or is disposed so as to be in contact with only one main surface of the semiconductor light emitting element, the output light of the semiconductor light emitting element can be obtained. Thereby, the phosphor can be excited. As the coating member containing the phosphor, an organic resin having a light transmitting property such as an epoxy resin, a urea resin, a silicone resin, a polyester resin, an acrylic resin, and a polyimide resin can be used. Further, the coating member is mainly composed of a metalloxane bond (MOM bond, M: metal) obtained by solidifying a liquid ceramic coating agent using metal alkoxide, ultrafine metal oxide or polysilazane as a starting material. Polymetalloxane gel may be used. Furthermore, the coating member
It may be composed of an inorganic / organic composite polymer in which an organic resin monomer is introduced by modifying a part of the functional group of the metal alkoxide. In addition, in order to form a plate-shaped phosphor chip, a resin,
A phosphor powder is mixed and solidified on a coating material such as a low-melting glass or a ceramic coating agent, and this plate-shaped phosphor chip is connected to one of the main surfaces of the semiconductor light emitting element via a light-transmitting adhesive. May be opposed. Further, the phosphor chip may be a single crystal or a sintered body of the phosphor. With such a simple structure consisting of a combination of a semiconductor light emitting element, one kind of phosphor and a coating member,
The semiconductor light emitting device of the present invention can be easily used for various purposes.
【0037】特に、本発明は、一種類の蛍光体を用いる
だけで良いため、製造が容易であり色調ムラや色調バラ
つきが少ない(第2の従来技術においては、目的の色調
を得るためには青色、緑色、赤色の3種類の蛍光体を極
めて正確に配合しなければならない不都合があったこと
に留意されたい。)。即ち、一種類の蛍光体で良いの
で、複数の蛍光体を所定の配合比で複雑に配合すること
は不必要で、作業工程が簡単になり製造コストを下げる
ことが出来る。また、蛍光体の配合のバラつきによる製
造ロット間、製品間での色調バラつきの問題もない。更
に、青色、緑色、赤色の3種類の蛍光体の比重が異なる
ことに起因したコーティング部材中での蛍光体の分布が
バラつくことによる色調ムラや色調バラつきの問題もな
い。このため、本発明の半導体発光装置の製造歩留りが
向上し製造コストが低下し、更に製品の品質も向上す
る。したがって安価で品質の優れた半導体発光装置を提
供することが容易になる。また、高い表示品質が求めら
れる用途にも好適に使用することが出来る。In particular, according to the present invention, since only one kind of phosphor is required, the production is easy, and the color tone unevenness and the color tone variation are small. It should be noted that there was a disadvantage that the three kinds of phosphors of blue, green and red had to be blended very accurately.) That is, since only one kind of phosphor may be used, it is not necessary to mix a plurality of phosphors in a predetermined mixture ratio in a complicated manner, and the working process is simplified and the manufacturing cost can be reduced. Further, there is no problem of variation in color tone between production lots and products due to variation in the composition of the phosphor. Further, there is no problem of uneven color tone and uneven color tone due to uneven distribution of the phosphor in the coating member due to the difference in specific gravity of the three types of phosphors of blue, green and red. For this reason, the manufacturing yield of the semiconductor light emitting device of the present invention is improved, the manufacturing cost is reduced, and the quality of the product is also improved. Therefore, it becomes easy to provide an inexpensive and high quality semiconductor light emitting device. Also, it can be suitably used for applications requiring high display quality.
【0038】加えて本発明の半導体発光装置は、旧来の
管球式白色光源である白熱電球や熱陰極蛍光管、3波長
冷陰極蛍光管等に比べ、機械的衝撃に強い、発熱が少な
い、高電圧が不要、高周波ノイズが出ない、水銀を使わ
ずに環境に優しいなどの優れた利点を併せ持つので、本
格的な次世代固体化白色光源として大いに期待できるも
のである。In addition, the semiconductor light-emitting device of the present invention is more resistant to mechanical shock and generates less heat than conventional incandescent lamps, hot-cathode fluorescent tubes, and three-wavelength cold-cathode fluorescent tubes as tube-type white light sources. Since it has the advantages of no need for high voltage, no high-frequency noise, and no mercury, it is environmentally friendly, so it can be expected as a full-scale next-generation solid-state white light source.
【0039】[0039]
【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
第1乃至第7の実施の形態を説明する。以下の図面の記
載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符
号を付している。但し、図面は模式的なものであり、厚
みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のも
のとは異なることに留意すべきである。したがって、具
体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきも
のである。また図面相互間においても互いの寸法の関係
や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。Next, first to seventh embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimension, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. In addition, it is needless to say that the drawings include portions having different dimensional relationships and ratios.
【0040】(第1の実施形態)本発明の第1の実施の
形態に係る半導体発光装置は、図1に示すように、半導
体発光素子としてのLEDチップ2と、LEDチップ2
から出射した第1の発光バンドの光で励起されることに
より、第2及び第3の発光バンドの光を発光する蛍光体
とから構成されている。第1の実施の形態においては、
蛍光体は、蛍光体含有コーティング部材11に含まれ、
この蛍光体含有コーティング部材11は、LEDチップ
2の周囲を被覆している。(First Embodiment) A semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention comprises an LED chip 2 as a semiconductor light emitting element and an LED chip 2 as shown in FIG.
And a phosphor that emits light of the second and third emission bands when excited by light of the first emission band emitted from the light emitting device. In the first embodiment,
The phosphor is included in the phosphor-containing coating member 11,
This phosphor-containing coating member 11 covers the periphery of the LED chip 2.
【0041】更に、第1の実施の形態に係る半導体発光
装置は、第1配線導体(アノードリード)31及び第2
配線導体(カソードリード)32を有し、第2配線導体
32の一方の端部には、カップ部16が形成されてい
る。第1及び第2配線導体31,32は、金属板材、例
えばアルミニウム(Al)、銅(Cu)、Cu−Fe,
Cu−Cr,Cu−Ni−Si,Cu−Sn等の銅合
金、Ni−Fe、Fe−Ni−Co等のニッケル・鉄合
金、或いは銅とステンレスの複合材料等を用いることが
可能である。さらに、これらの金属にニッケル(Ni)
メッキ、金(Au)メッキ、或いは銀(Ag)メッキ等
を施したものなどから構成しても良い。そして、このカ
ップ部16内に、青色半導体発光素子(LEDチップ)
2が接着剤(図示省略)によって接着されている。青色
半導体発光素子(LEDチップ)2は、図示を省略した
アノード電極及びカソード電極が表面に形成されてい
る。このLEDチップ2のアノード電極と第1配線導体
31の一方の端部(頂部)とは、ボンディングワイヤ2
6で接続されている。同様に、カソード電極と第2配線
導体32の一方の端部とは、ボンディングワイヤ26に
より接続されている。更に、LEDチップ2、ボンディ
ングワイヤ25,26、第1及び第2配線導体31,3
2の一部及び蛍光体含有コーティング部材11を、砲弾
型形状の透明な封止体8が被覆している。なお、第1配
線導体31をカソードリード、第2配線導体32をアノ
ードリードとし、それぞれ、対応するカソード電極及び
アノード電極にボンディングワイヤで接続してもかまわ
ない。Further, the semiconductor light emitting device according to the first embodiment includes a first wiring conductor (anode lead) 31 and a second wiring conductor (anode lead) 31.
It has a wiring conductor (cathode lead) 32, and a cup 16 is formed at one end of the second wiring conductor 32. The first and second wiring conductors 31 and 32 are made of a metal plate material such as aluminum (Al), copper (Cu), Cu-Fe,
Copper alloys such as Cu-Cr, Cu-Ni-Si, and Cu-Sn, nickel-iron alloys such as Ni-Fe and Fe-Ni-Co, and composite materials of copper and stainless steel can be used. In addition, nickel (Ni)
It may be constituted by plating, gold (Au) plating, silver (Ag) plating, or the like. In the cup portion 16, a blue semiconductor light emitting element (LED chip)
2 are bonded by an adhesive (not shown). The blue semiconductor light emitting element (LED chip) 2 has an anode electrode and a cathode electrode (not shown) formed on the surface. The anode electrode of the LED chip 2 and one end (top) of the first wiring conductor 31 are connected to the bonding wire 2
6 are connected. Similarly, the cathode electrode and one end of the second wiring conductor 32 are connected by a bonding wire 26. Further, the LED chip 2, the bonding wires 25 and 26, the first and second wiring conductors 31 and 3,
A part of 2 and the phosphor-containing coating member 11 are covered with a transparent sealing body 8 having a shell shape. Note that the first wiring conductor 31 may be a cathode lead and the second wiring conductor 32 may be an anode lead, and may be connected to the corresponding cathode electrode and anode electrode by bonding wires, respectively.
【0042】半導体発光素子としてのLEDチップ2と
しては、GaN、InGaN、InGaAlN等のGa
N系化合物半導体層を発光層として有する青色LEDチ
ップ2が好適である。この青色LEDチップ2は、発光
ピーク波長(第1の発光ピーク)が420nm〜480
nm程度である。一般に、これらのGaN系化合物半導
体層は、SiC、サファイア等の導電性若しくは絶縁性
の基板上に、エピタキシャル成長によって形成されてい
る。As the LED chip 2 as a semiconductor light emitting element, Ga LED such as GaN, InGaN, InGaAlN or the like is used.
A blue LED chip 2 having an N-based compound semiconductor layer as a light emitting layer is preferable. The blue LED chip 2 has an emission peak wavelength (first emission peak) of 420 nm to 480.
nm. Generally, these GaN-based compound semiconductor layers are formed by epitaxial growth on a conductive or insulating substrate such as SiC or sapphire.
【0043】ボンディングワイヤ25,26は、金(A
u)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)
等からなる金属細線である。LEDチップ2をカップ底
部16aに接着する接着剤(図示省略)は金、銀等の微
少な金属薄片を混合した一液性エポキシ樹脂等よりなる
熱硬化性導電ペースト、若しくは、一液性エポキシ樹脂
等よりなる熱硬化性有機樹脂に光透過性セラミック粉末
を混合した光透過性ペースト、若しくは金属アルコキシ
ド又は超微粒子金属酸化物を出発原料とした光透過性無
機系接着剤である。The bonding wires 25 and 26 are made of gold (A
u), silver (Ag), aluminum (Al), copper (Cu)
And the like. An adhesive (not shown) for bonding the LED chip 2 to the cup bottom 16a is a thermosetting conductive paste made of a one-part epoxy resin or the like mixed with fine metal flakes such as gold or silver, or a one-part epoxy resin. A light-transmitting paste obtained by mixing a light-transmitting ceramic powder with a thermosetting organic resin made of a resin or the like, or a light-transmitting inorganic adhesive using metal alkoxide or ultrafine metal oxide as a starting material.
【0044】封止体8は、光透過性を有するエポキシ樹
脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、
アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂、若しくは
金属アルコキシドの官能基の一部を修飾して有機樹脂モ
ノマを導入した無機・有機複合体ポリマよりなり、ポッ
ティング、射出成形等の方法によって形成される。The sealing body 8 is made of an epoxy resin, a urea resin, a silicone resin, a polyester resin,
It is made of an organic resin such as an acrylic resin or a polyimide resin, or an inorganic / organic composite polymer in which a functional group of a metal alkoxide is partially modified to introduce an organic resin monomer, and is formed by a method such as potting or injection molding.
【0045】蛍光体含有コーティング部材11は、LE
Dチップ2から照射される青色光(第1の発光バンドの
光)によって励起され、互いに分離した発光ピークを有
する緑色光(第2の発光バンドの光)及び赤色光(第3
の発光バンドの光)を発する蛍光体を含み、且つ可視光
域において透明な樹脂、著しくはメタロキサン結合(M
−O−M結合、M:金属)を主体とする液状セラミック
コーティング剤を固化させたポリメタロキサンゲルから
構成されている。蛍光体は、マンガン(Mn)で付括し
たランタノイド・アルミネート系蛍光体の一つである、
化学式LaAl 11O18:Mn2+若しくはLa2 O3 ・1
1Al2 O3 :Mn2+で表されるランタン(La)アル
ミネート蛍光体である。蛍光体に関しては、従来より同
系の蛍光体として、Mn2+とEu2+の共付括による紫外
線励起の蛍光体であるLa2 O3・11Al2 O3 :E
u2+Mn2+が知られている。この蛍光体は、紫外光によ
って励起されたEu2+よりエネルギーを受け取ったMn
2+が発光する発光機構を有する。しかしながら本発明の
発明者は、この蛍光体のEuを含まない組成、即ちLa
2 O3 ・11Al2 O3 :Mn2+が青色光で効率良く励
起され、且つ、Mnの添加量を調整することによって、
図3に示すような互いに分離した発光ピークPG,PR
を有する緑色と赤色の2つの発光バンドを持つことに着
目した。The phosphor-containing coating member 11 is made of LE
Blue light emitted from the D chip 2 (of the first emission band
Light) and have emission peaks separated from each other.
Green light (light in the second emission band) and red light (third light)
And a visible light.
Resin transparent in the region, especially the metalloxane bond (M
Liquid ceramic mainly composed of -OM bond, M: metal)
From polymetalloxane gel with solidified coating agent
It is configured. Phosphor is added with manganese (Mn)
One of the lanthanoid aluminate phosphors
Chemical formula LaAl 11O18: Mn2+Or LaTwoOThree・ 1
1AlTwoOThree: Mn2+Lanthanum (La) Al represented by
It is a minate phosphor. Regarding phosphors,
Mn as a system phosphor2+And Eu2+UV by co-attachment of
La that is a line-excited phosphorTwoOThree・ 11AlTwoOThree: E
u2+Mn2+It has been known. This phosphor is exposed to ultraviolet light.
Eu excited2+Mn that received more energy
2+Has a light emitting mechanism for emitting light. However, the present invention
The inventor has proposed a composition of this phosphor that does not contain Eu, that is, La
TwoOThree・ 11AlTwoOThree: Mn2+Is efficiently excited by blue light
And by adjusting the amount of Mn added,
The emission peaks P separated from each other as shown in FIG.G, PR
Having two emission bands of green and red
I saw it.
【0046】Laアルミネート蛍光体の付括材として用
いられる2価のマンガン・イオン(Mn2+)は、その発
光波長が母材の結晶場の大きさに敏感なため、母材中に
異なるMn2+位置があると複数の発光バンドが生じる。
Laアルミネートはスピネル構造を持つ母材であるが、
その中でMn2+は4配位と6配位を占め、図3に示すよ
うに、それぞれ517nmを発光ピークPGとする緑色
の発光バンド(第2の発光バンド)と690nmを発光
ピークPRとする赤色の発光バンド(第3の発光バン
ド)とを生じる。図2にMn付括ランタノイド・アルミ
ネート蛍光体の励起波長と、相対励起効率の関係を示
す。図2の実線は、赤色発光の励起スペクトルで、破線
は、緑色発光の励起スペクトルである。Mn付括ランタ
ノイド・アルミネート蛍光体は、450nmを中心とす
る青色領域で効率良く励起されることが分かる。The divalent manganese ion (Mn 2+ ) used as the auxiliary material of the La aluminate phosphor differs in the base material because its emission wavelength is sensitive to the size of the crystal field of the base material. The presence of the Mn 2+ position results in multiple emission bands.
La aluminate is a base material having a spinel structure,
Mn 2+ in which accounts for four-coordinate and the six-coordinate, as shown in FIG. 3, the green emission band of the emission peak P G and 517nm, respectively (second emission band) and a 690nm emission peak P And a red emission band (third emission band) as R. FIG. 2 shows the relationship between the excitation wavelength of the lanthanoid aluminate phosphor with Mn and the relative excitation efficiency. The solid line in FIG. 2 is the excitation spectrum of red emission, and the broken line is the excitation spectrum of green emission. It can be seen that the lanthanide aluminate phosphor with Mn is efficiently excited in a blue region centered at 450 nm.
【0047】図3に示すMn付括ランタノイド・アルミ
ネート蛍光体の緑色の発光バンドと赤色の発光バンドの
割合は、Mnの添加量によって定まる。図5にMn付括
ランタノイド・アルミネート蛍光体のMn添加量と発光
色の関係を示す。Mnの添加量が少ない場合は緑色の発
光バンドのみが現れるが、添加量を増加して行くと赤色
の発光バンドが現れ、更に添加量を増して行くと赤色の
発光バンドのみに変わる。したがってMn付括ランタノ
イド・アルミネート蛍光体はMnの添加量を調整するこ
とによって緑色から赤色に至る広い範囲で自由に発光色
を変えることが出来る。The ratio of the green emission band and the red emission band of the lanthanide aluminate phosphor with Mn shown in FIG. 3 is determined by the amount of Mn added. FIG. 5 shows the relationship between the amount of Mn added and the emission color of the lanthanoid aluminate phosphor with Mn. When the addition amount of Mn is small, only a green emission band appears, but when the addition amount is increased, a red emission band appears, and when the addition amount is further increased, only a red emission band is changed. Therefore, the emission color of the lanthanoid aluminate phosphor with Mn can be freely changed in a wide range from green to red by adjusting the amount of Mn added.
【0048】したがって、青色半導体発光素子の発光ス
ペクトルとMn付括ランタノイド・アルミネート蛍光体
からの発光スペクトルとを組み合わせれば、図4に示す
ような三原色に対応した3つの発光ピークPB,PG,
PRを有するスペクトルが得られる。即ち、青色半導体
発光素子の青色光(第1の発光バンドの光)の一部によ
りMn付括ランタノイド・アルミネート蛍光体が励起さ
れて図3に示すような緑色光(第2の発光バンドの光)
と赤色光(第3の発光バンドの光)の2つの発光ピーク
PG,PRを有するスペクトルが得られ、これと波長変
換されなかった元の青色光とのスペクトル合成により、
互いに離散した青色光・緑色光・赤色光の三原色の光を
発する半導体発光装置を実現することが出来る。この3
つの発光バンドより構成された発光スペクトルは、図1
8に示す第1の従来技術の発光スペクトルと異なり、図
19に示す3波長冷陰極蛍光管の発光スペクトルと類似
のスペクトルを持つ。また図4に示す3つの発光バンド
より構成された発光スペクトルは、図20に示す透過型
カラー液晶表示装置のカラーフィルタの透過スペクトル
とも良く一致している。Therefore, by combining the emission spectrum of the blue semiconductor light emitting device and the emission spectrum of the lanthanoid aluminate phosphor with Mn, three emission peaks P B and P corresponding to the three primary colors as shown in FIG. G ,
Spectrum having a P R is obtained. That is, the lanthanoid aluminate phosphor with Mn is excited by a part of the blue light (light of the first emission band) of the blue semiconductor light emitting element, and the green light (the second emission band of the second emission band) as shown in FIG. light)
Two emission peaks P G of the red light (light of a third emission band), the spectrum combining the P spectrum with R is obtained, which the original blue light wavelength has not been converted,
A semiconductor light emitting device that emits light of three primary colors of blue light, green light, and red light that are discrete from each other can be realized. This 3
The emission spectrum composed of two emission bands is shown in FIG.
Unlike the emission spectrum of the first prior art shown in FIG. 8, the emission spectrum has a spectrum similar to that of the three-wavelength cold cathode fluorescent tube shown in FIG. Further, the emission spectrum composed of the three emission bands shown in FIG. 4 is also in good agreement with the transmission spectrum of the color filter of the transmission type color liquid crystal display device shown in FIG.
【0049】Mn付括ランタノイド・アルミネート蛍光
体は、例えば次のようにして製造される。The lanthanide aluminate phosphor with Mn is produced, for example, as follows.
【0050】(イ)まず、原料であるLa2 O3 ,Al
2 O3 MnF2 を目的の化学量論比に従って秤量し、こ
れに適量のフラックス(融剤)を加えてボールミルを用
いてエタノール中で混合してから濾過・乾燥を行う。(A) First, the raw materials La 2 O 3 and Al
2 O 3 MnF 2 is weighed in accordance with the desired stoichiometric ratio, an appropriate amount of flux (flux) is added thereto, mixed in ethanol using a ball mill, and then filtered and dried.
【0051】(ロ)次に、乾燥した原料を高純度アルミ
ナ坩堝に投入し、5%の水素を混合した弱還元性の窒素
雰囲気中で1200℃、2時間、仮焼を行う。(B) Next, the dried raw material is put into a high-purity alumina crucible, and calcined at 1200 ° C. for 2 hours in a weakly reducing nitrogen atmosphere mixed with 5% hydrogen.
【0052】(ハ)仮焼終了後、一旦室温まで冷却し、
焼結体を粉砕した後にふるい分けし、再度高純度アルミ
ナ坩堝に投入して、前述の雰囲気中で1400℃、3〜
15時間、本焼を行い目的の蛍光体を得る。(C) After the completion of the calcination, once cooled to room temperature,
After the sintered body is pulverized, it is sieved and put into a high-purity alumina crucible again, at 1400 ° C.,
Perform baking for 15 hours to obtain the desired phosphor.
【0053】なお、Mn付括ランタノイド・アルミネー
ト蛍光体は本発明に用いられる蛍光体の一例であって、
本発明に用いられる蛍光体の母材はこれに限らない。本
発明に用いられる蛍光体母材の総称であるランタノイド
・アルミネートは、ランタノイド元素のアルミン酸塩、
即ち、ランタノイド元素とアルミニウムの酸化化合物で
ある。いわゆる希土類元素として知られているランタノ
イド元素には、La(ランタン)、Ce(セリウム)、
Pr(プラセオジム)、Nd(ネオジム)、Pm(プロ
メチウム)、Sm(サマリウム)、Eu(ユーロピウ
ム)、Gd(ガドリニウム)、Tb(テルビウム)、D
y(ディスプロシウム)、Ho(ホルミウム)、Er
(エルビウム)、Tm(ツリウム)、Yb(イッテルビ
ウム)、Lu(ルテチウム)が含まれる。The lanthanoid aluminate phosphor with Mn is an example of the phosphor used in the present invention.
The base material of the phosphor used in the present invention is not limited to this. Lanthanoid aluminate, which is a general term for the phosphor base material used in the present invention, is an aluminate of a lanthanoid element,
That is, it is an oxide compound of a lanthanoid element and aluminum. Lanthanoid elements known as so-called rare earth elements include La (lanthanum), Ce (cerium),
Pr (praseodymium), Nd (neodymium), Pm (promethium), Sm (samarium), Eu (europium), Gd (gadolinium), Tb (terbium), D
y (dysprosium), Ho (holmium), Er
(Erbium), Tm (thulium), Yb (ytterbium), and Lu (lutetium).
【0054】Mn付括ランタノイド・アルミネート蛍光
体は、図5に示すようにMn濃度を調整することによっ
て緑色光と赤色光の成分比を自由に調整することが出来
る。また、図6の色度図から分かるように、蛍光体のM
n濃度を調整して、色度座標を移動することにより、L
EDチップ2からの青色光(第1の発光バンドの光)と
蛍光体からの緑色光(第2の発光バンドの光)・赤色光
(第3の発光バンドの光)とのバランスを自由に調整す
ることが出来るから、半導体発光装置より外部に放出さ
れる混色光を白色系の種々の光とすることが可能であ
る。したがって本発明の半導体発光装置は、透過型カラ
ー液晶表示装置のバックライト等にも好適に使用するこ
とが出来る。透過型カラー液晶表示装置のバックライト
に使用する白色光を得るためには、蛍光体La1-xAl
11O19:Mn2+ xのMn濃度xを、例えば0.41≦x
≦0.68となるように調整することが好ましい。In the lanthanoid aluminate phosphor with Mn, the component ratio of green light to red light can be freely adjusted by adjusting the Mn concentration as shown in FIG. Also, as can be seen from the chromaticity diagram of FIG.
By adjusting the n density and moving the chromaticity coordinates, L
Free balance between blue light (light in the first emission band) from the ED chip 2 and green light (light in the second emission band) / red light (light in the third emission band) from the phosphor. Since the adjustment can be performed, the mixed color light emitted from the semiconductor light emitting device to the outside can be converted into various white light. Therefore, the semiconductor light emitting device of the present invention can be suitably used for a backlight of a transmission type color liquid crystal display device and the like. In order to obtain white light used for a backlight of a transmission type color liquid crystal display device, a phosphor La 1-x Al
11 O 19: Mn, the concentration x of Mn 2+ x, for example, 0.41 ≦ x
It is preferable to make adjustment so that ≦ 0.68.
【0055】本発明に用いられるMn付括ランタノイド
・アルミネート蛍光体の発光スペクトルは、図17に示
す第1の従来技術に用いられるCe付括YAG蛍光体の
発光スペクトルと異なり、図3に示すように深赤色領域
にも広がったスペクトルを持っている。加えてMn付括
ランタノイド・アルミネート蛍光体は、図5に示すよう
にMn濃度を調整することによって緑色光と赤色光の成
分比を自由に調整することが出来る。このため、太陽光
等外部光源と同様な色調バランスを持つ半導体発光装置
とすることが出来る。したがって本発明の半導体発光装
置は、反射型カラー液晶表示装置の補助光源としても好
適に使用することが出来る。反射型カラー液晶表示装置
の補助光源に好適な色調バランスを得るためには、蛍光
体La1- xAl11O19:Mn2+ xのMn濃度xを、例えば
0.42≦x≦0.69となるように調整することが好
ましい。The emission spectrum of the lanthanoid aluminate phosphor with Mn used in the present invention is different from the emission spectrum of the YAG phosphor with Ce used in the first prior art shown in FIG. 17, and is shown in FIG. It has a spectrum that extends to the deep red region as well. In addition, in the lanthanoid aluminate phosphor with Mn, the component ratio of green light to red light can be freely adjusted by adjusting the Mn concentration as shown in FIG. Therefore, a semiconductor light emitting device having the same color tone balance as an external light source such as sunlight can be obtained. Therefore, the semiconductor light emitting device of the present invention can be suitably used as an auxiliary light source of a reflection type color liquid crystal display device. To obtain a suitable color balance in the auxiliary light source of a reflective type color liquid crystal display device, the phosphor La 1- x Al 11 O 19: Mn, the concentration x of Mn 2+ x, for example, 0.42 ≦ x ≦ 0. It is preferable to adjust so as to be 69.
【0056】本発明の半導体発光装置の発光スペクトル
は、図18に示す第1の従来技術の発光スペクトルと異
なり、図4に示すように青色光、緑色光、赤色光によっ
て構成されている。これらの光は互いに補色の関係にな
いから、半導体発光装置の出力光を目を長時間使う作業
に用いても目が疲れない。したがって本発明の半導体発
光装置は、一般の照明光源としても好適に使用すること
が出来る。The emission spectrum of the semiconductor light emitting device of the present invention is different from the emission spectrum of the first prior art shown in FIG. 18 and is constituted by blue light, green light and red light as shown in FIG. Since these lights do not have a complementary color relationship with each other, the eyes do not become tired even when the output light of the semiconductor light emitting device is used for a task of using the eyes for a long time. Therefore, the semiconductor light emitting device of the present invention can be suitably used as a general illumination light source.
【0057】本発明の半導体発光装置では、放出される
光が青色光、緑色光、赤色光の3つの発光バンドによっ
て発光スペクトルが構成され、これらの混色光は色度図
上で非常に幅広い領域を占める。図7の色度図に本発明
の半導体発光装置の発光可能な色度範囲を示す。図22
の色度図に示す第1の従来技術の発光可能な色度範囲と
比べ、本発明の半導体発光装置の発光可能な色度範囲が
非常に幅広いことが分かる。したがって第1の実施の形
態に係る半導体発光装置は、色調の豊かな様々な色彩表
現が必要とされる用途にも好適に使用することが出来
る。In the semiconductor light emitting device of the present invention, the emitted light has an emission spectrum composed of three emission bands of blue light, green light and red light, and the mixed color light has a very wide range on the chromaticity diagram. Occupy. FIG. 7 shows a chromaticity range in which the semiconductor light emitting device of the present invention can emit light. FIG.
It can be seen that the luminescent chromaticity range of the semiconductor light emitting device of the present invention is much wider than the luminescent chromaticity range of the first prior art shown in the chromaticity diagram of FIG. Therefore, the semiconductor light emitting device according to the first embodiment can be suitably used for applications requiring various color representations with rich color tones.
【0058】本発明の半導体発光装置は、紫外線発光素
子2UVを用いる第2の従来技術と異なり、発光ピーク
波長(第1の発光ピーク)が420nm〜480nm程
度の青色LEDチップ2を用いている。つまり、可視光
である青色光で蛍光体を励起し、且つ青色光よりも長波
長の緑色光と赤色光を生成する。つまり、その発光成分
に紫外線が全く含まれないから、発光素子を封止するコ
ーティング部材19や封止体8が紫外線によって劣化す
ることはない。したがって第1の実施の形態に係る半導
体発光装置は、高い信頼性が求められる用途にも好適に
使用することが出来る。また、発光成分に紫外線が全く
含まれないから、眼球等に障害を与える恐れはない。し
たがって第1の実施の形態に係る半導体発光装置は、一
般照明等の用途にも安心して使用することが出来る。The semiconductor light emitting device of the present invention uses a blue LED chip 2 having an emission peak wavelength (first emission peak) of about 420 nm to 480 nm, unlike the second conventional technique using the ultraviolet light emitting element 2UV. That is, the phosphor is excited by blue light, which is visible light, and generates green light and red light having a longer wavelength than the blue light. That is, since no ultraviolet light is contained in the light emitting component, the coating member 19 and the sealing body 8 for sealing the light emitting element are not deteriorated by the ultraviolet light. Therefore, the semiconductor light emitting device according to the first embodiment can be suitably used for applications requiring high reliability. In addition, since no ultraviolet light is contained in the light emitting component, there is no possibility of damaging the eyeball or the like. Therefore, the semiconductor light emitting device according to the first embodiment can be safely used for applications such as general lighting.
【0059】更に、第2の従来技術と異なり、青色LE
Dチップ2により一種類の蛍光体を励起する構成のた
め、青色、緑色、赤色の3種類の蛍光体を極めて正確に
配合する必要はない。このため、安価で量産性に優れ、
様々な用途に手軽に使用することが出来る。特に、一種
類の蛍光体のみを用いているので、蛍光体の配合や分布
に起因した色調ムラや色調バラつきが少なく、高い表示
品質が求められる用途にも好適に使用することが出来
る。Further, unlike the second prior art, the blue LE
Since one kind of phosphor is excited by the D chip 2, it is not necessary to mix three kinds of phosphors of blue, green and red very accurately. For this reason, it is inexpensive and excellent in mass production,
It can be easily used for various purposes. In particular, since only one kind of phosphor is used, color tone unevenness and color tone variation due to the blending and distribution of the phosphor are small, and the phosphor can be suitably used for applications requiring high display quality.
【0060】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態に係る半導体発光装置は、図8に示すように、半
導体発光素子としてのLEDチップ2と、LEDチップ
2から出射した第1の発光バンドの光で励起されること
により、第2及び第3の発光バンドの光を発光する蛍光
体とから構成されている。第2の実施の形態において
は、蛍光体は、蛍光体含有コーティング部材10に含ま
れている。即ち、この蛍光体含有コーティング部材10
は、LEDチップ2から照射される光に対して光透過性
を有するMn付括ランタノイド・アルミネート系蛍光体
が混合されている。(Second Embodiment) In a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, an LED chip 2 as a semiconductor light emitting element and light emitted from the LED chip 2 are emitted. And a phosphor that emits light in the second and third emission bands when excited by light in the first emission band. In the second embodiment, the phosphor is included in the phosphor-containing coating member 10. That is, the phosphor-containing coating member 10
Is mixed with Mn-attached lanthanoid-aluminate-based phosphor, which has light transmittance for light emitted from the LED chip 2.
【0061】更に、図8に示すように、第2の実施の形
態に係る半導体発光装置は、第1配線導体(アノードリ
ード)31及び第2配線導体(カソードリード)32を
有し、第2配線導体32の一方の端部には、カップ部1
6が形成されている。LEDチップ2は、カップ部16
の底部のカップ底部16aに蛍光体含有コーティング部
材10を介して接着されている。カップ底部16aに塗
布される蛍光体含有コーティング部材10の厚さとして
は、例えば、10μm〜100μm程度が好ましい。こ
のLEDチップ2の上面には、アノード電極2b及びカ
ソード電極2aが形成されている。アノード電極2bと
第1配線導体31とは、ボンディングワイヤ26によ
り、電気的に接続されている。一方、カソード電極2a
と第2配線導体32とは、ボンディングワイヤ25によ
り、電気的に接続されている。Further, as shown in FIG. 8, the semiconductor light emitting device according to the second embodiment has a first wiring conductor (anode lead) 31 and a second wiring conductor (cathode lead) 32, One end of the wiring conductor 32 has a cup 1
6 are formed. The LED chip 2 includes a cup 16
Is adhered to the cup bottom portion 16a at the bottom of the base plate 1 via the phosphor-containing coating member 10. The thickness of the phosphor-containing coating member 10 applied to the cup bottom 16a is preferably, for example, about 10 μm to 100 μm. On the upper surface of the LED chip 2, an anode electrode 2b and a cathode electrode 2a are formed. The anode electrode 2b and the first wiring conductor 31 are electrically connected by a bonding wire 26. On the other hand, the cathode electrode 2a
The second wiring conductor 32 is electrically connected to the second wiring conductor 32 by a bonding wire 25.
【0062】なお、詳細な構造の図示を省略している
が、LEDチップ2はサファイア基板上に、バッファ
層、n型クラッド層、活性層、p型クラッド層が順に堆
積された構造を有している。そして、上からp型クラッ
ド層、活性層、更にはnクラッド層の一部がエッチング
除去されて凹部(切り欠き部)が形成され、この凹部の
底面に露出したn型クラッド層に対して、カソード電極
2aが形成され、最上層のp型クラッド層に対してアノ
ード電極2bが形成されている。カソード電極2aは、
n型クラッド層に対して低抵抗性オーミック接触する金
属薄膜、例えば、チタン(Ti)、金(Au)を積層し
た2層構造が採用されている。一方、アノード電極2b
としては、p型クラッド層に対して低抵抗性オーミック
接触する金属薄膜、例えば、ニッケル(Ni)、金(A
u)が堆積された2層構造が採用されている。p型クラ
ッド層への低抵抗性オーミック接触する金属薄膜として
は、Ni/Auの積層構造のほかに、パラジウム(P
d)、Ti、白金(Pt),インジウム(In)の単
層、あるいはNiやAuを含めた積層構造、合金でも可
能である。なお、最上層のp型クラッド層の上には、ア
ノード電極として、透明電極層を形成し、透明電極層の
周辺部に額縁状のNi/Au膜、Al膜等のアノード電
極ボンディングパッド部を形成しても良い。具体的に
は、ITO(インジウム・ティン・オキサイド)と称せ
られる錫(Sn)添加した酸化インジウム膜、酸化錫
(SnO2 )膜のような金属の酸素膜若しくは、Au
膜等の金属を5nm程度に十分薄く形成して透明電極と
して使用できる。n型クラッド層への低抵抗性オーミッ
ク接触する金属薄膜としては、Ti、Auのほかに、A
l、Inの単層、あるいはTiやAuを含めた積層構造
や合金も可能である。図8では、あたかも、アノード電
極2b及びカソード電極2aが同一水平レベルに存在す
るように模式的に表現しているが、実際には、カソード
電極2aは凹部の底面に形成されている。Although illustration of the detailed structure is omitted, the LED chip 2 has a structure in which a buffer layer, an n-type clad layer, an active layer, and a p-type clad layer are sequentially deposited on a sapphire substrate. ing. Then, a part of the p-type cladding layer, the active layer and further the n-type cladding layer is removed by etching to form a concave part (notch part). A cathode electrode 2a is formed, and an anode electrode 2b is formed on the uppermost p-type clad layer. The cathode electrode 2a is
A two-layer structure in which a metal thin film having low-resistance ohmic contact with the n-type cladding layer, for example, titanium (Ti) and gold (Au) is laminated. On the other hand, the anode electrode 2b
Is a metal thin film having low ohmic contact with the p-type cladding layer, for example, nickel (Ni), gold (A
A two-layer structure in which u) is deposited is employed. As the metal thin film that makes low-resistance ohmic contact with the p-type cladding layer, a palladium (P)
d), a single layer of Ti, platinum (Pt), indium (In), or a laminated structure or alloy containing Ni or Au is also possible. A transparent electrode layer is formed as an anode electrode on the uppermost p-type cladding layer, and an anode electrode bonding pad portion such as a frame-shaped Ni / Au film or Al film is formed around the transparent electrode layer. It may be formed. Specifically, a metal oxygen film such as a tin (Sn) -added indium oxide film or a tin oxide (SnO 2 ) film called ITO (indium tin oxide), or Au.
A metal such as a film can be formed sufficiently thin to about 5 nm and used as a transparent electrode. As the metal thin film that has low-resistance ohmic contact with the n-type cladding layer, in addition to Ti and Au,
A single layer of l or In, or a laminated structure or alloy containing Ti or Au is also possible. Although FIG. 8 schematically illustrates the anode electrode 2b and the cathode electrode 2a as if they exist at the same horizontal level, the cathode electrode 2a is actually formed on the bottom surface of the concave portion.
【0063】本発明の第2の実施の形態に係る半導体発
光装置では、LEDチップ2から下方に出射された青色
光(第1の発光バンドの光)の一部は、蛍光体含有コー
ティング部材10によって波長変換され、第2及び第3
の発光バンドの光になる。第1の発光バンドの光は、青
色領域に第1の発光ピークPBを有する。例えば、第1
の発光ピークPBの波長は、420nm〜480nmの
青色領域にある。第2の発光バンドの光は、緑色領域に
おいて第1の発光ピークPBから分離した第2の発光ピ
ークPGを有し、第3の発光バンドの光は、赤色領域に
おいて第2の発光ピークPGから分離した第3の発光ピ
ークPRを有する。即ち、蛍光体含有コーティング部材
10は、LEDチップ2から照射される青色光(第1の
発光バンドの光)を吸収して互いに分離した緑色光(第
2の発光バンドの光)及び赤色光(第3の発光バンドの
光)を発する。この第1、第2及び第3の発光バンドの
光は、それぞれ鏡面に仕上げられたカップ底部16aに
より上方に反射される。そして、波長変換されなかった
残りの青色光(第1の発光バンドの光)と第2及び第3
の発光バンドの光とが混色されて外部に放出される。カ
ップ底部16aにおける反射率を向上させるためには、
カップ底部16aの表面は、Ni/Agメッキ等の処理
を施しておくことが好ましい。この結果、第2の実施の
形態に係る半導体発光装置は、図4と同様な互いに分離
した発光ピークPB,PG,PRを有する第1〜第3の
発光バンドからなるスペクトルの光を発光する。なお、
特に図示しないが、LEDチップ2と蛍光体含有コーテ
ィング部材10とを被覆する形でシリカ粉末等の光散乱
材を混合した被覆体をカップ内に形成しても良い。更
に、光透過性の封止体により、LEDチップ2、ボンデ
ィングワイヤ25,26及び第1及び第2配線導体3
1,32の端部を被覆するようにしても良い。この様に
すればLEDチップ2から出射された青色光が、被覆体
内の光散乱材によって効率良く蛍光体含有コーティング
部材10に当たり、蛍光体含有コーティング部材10に
よる波長変換の割合が高まるとともに、蛍光体含有コー
ティング部材10によって波長変換された光(第2及び
第3の発光バンドの光)と波長変換されなかった残りの
青色光(第1の発光バンドの光)とがムラなく混色され
るため、半導体発光装置の外部に放出される光の指向角
方向における色調ムラが防止される。指向角は、封止体
の頂部の曲率半径で決めることが可能である。なお、指
向角がブロードであっても良い場合には、封止体にも光
散乱材を混合しても良い。In the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention, part of the blue light (light in the first emission band) emitted downward from the LED chip 2 is Wavelength conversion by the second and third
Light in the emission band. Light of the first emission band has a first peak emission P B in the blue region. For example, the first
Wavelength of emission peak P B in is in the blue region of 420 nm to 480 nm. Light of the second emission band has a second peak emission P G that is separated from the first emission peak P B in the green region, light of the third light-emitting band, the second emission peak in the red region a third emission peak P R separated from P G. That is, the phosphor-containing coating member 10 absorbs the blue light (light in the first emission band) emitted from the LED chip 2 and separates the green light (light in the second emission band) and the red light (light in the second emission band). A third emission band). The light of the first, second and third emission bands is reflected upward by the mirror-finished cup bottom 16a. Then, the remaining blue light (light of the first emission band) that has not been wavelength-converted is compared with the second and third blue lights.
Is mixed with the light of the emission band and emitted to the outside. In order to improve the reflectance at the cup bottom 16a,
It is preferable that the surface of the cup bottom 16a be subjected to a treatment such as Ni / Ag plating. As a result, the semiconductor light-emitting device according to the second embodiment, the emission peak P B separated in the same manner as each other as in FIG. 4, P G, an optical spectrum comprising a first to third emission band with a P R It emits light. In addition,
Although not particularly shown, a cover in which a light scattering material such as silica powder is mixed may be formed in the cup so as to cover the LED chip 2 and the phosphor-containing coating member 10. Furthermore, the LED chip 2, the bonding wires 25 and 26, and the first and second wiring conductors 3 are formed by a light-transmitting sealing body.
You may make it cover the end part of 1,32. In this way, the blue light emitted from the LED chip 2 efficiently hits the phosphor-containing coating member 10 by the light scattering material in the coating, and the ratio of wavelength conversion by the phosphor-containing coating member 10 increases, and Since the light whose wavelength has been converted by the containing coating member 10 (the light of the second and third emission bands) and the remaining blue light (the light of the first emission band) that has not been wavelength-converted are uniformly mixed, Color tone unevenness in the direction of the directional angle of light emitted to the outside of the semiconductor light emitting device is prevented. The directivity angle can be determined by the radius of curvature of the top of the sealing body. When the directivity angle may be broad, a light scattering material may be mixed in the sealing body.
【0064】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
の形態に係る半導体発光装置は、図9に示すように、半
導体発光素子としてのLEDチップ2と、LEDチップ
2から出射した第1の発光バンドの光で励起されること
により、第2及び第3の発光バンドの光を発光する蛍光
体とから構成されている。但し、蛍光体は、蛍光体含有
コーティング部材10に含まれている。即ち、この蛍光
体含有コーティング部材10は、LEDチップ2から照
射される光に対して光透過性を有するMn付括ランタノ
イド・アルミネート系蛍光体が混合されている。(Third Embodiment) As shown in FIG. 9, a semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention emits light from the LED chip 2 as a semiconductor light emitting element and the LED chip 2. And a phosphor that emits light in the second and third emission bands when excited by light in the first emission band. However, the phosphor is included in the phosphor-containing coating member 10. That is, the phosphor-containing coating member 10 is mixed with a Mn-attached lanthanoid-aluminate-based phosphor that is light-transmissive to light emitted from the LED chip 2.
【0065】更に、図9に示すように、第3の実施の形
態に係る半導体発光装置は、絶縁性基板17を用いて構
成され、この絶縁性基板17の一方の主面にカップ部1
6が形成されている。このカップ部16の底部のカップ
底部16aから絶縁性基板17の他方の主面に向かい、
互いに反対方向に外側に延びる第1及び第2配線導体3
4,33とを形成されている。LEDチップ2は、カッ
プ底部16aにおいて、第2配線導体33の端部の表面
に蛍光体含有コーティング部材10を介して接着されて
いる。なお、蛍光体含有コーティング部材10は、カッ
プ部16の内面の全体に設けても良い。このLEDチッ
プ2の上面には、アノード電極2b及びカソード電極2
aが形成されている。アノード電極2bと第1配線導体
34とは、ボンディングワイヤ26により、電気的に接
続されている。一方、カソード電極2aと第2配線導体
33とは、ボンディングワイヤ25により電気的に接続
されている。そして、LEDチップ2と蛍光体含有コー
ティング部材10とを包囲する形でシリカ粉末等の光散
乱材を混合した封止体8が配置されている。なお、封止
体8に光散乱材を混合せずに、光散乱材を混合した被覆
体を用いても良い。即ち、カップ部16の内部に、コー
ティング部材10とLEDチップ2とを被覆するよう
に、光散乱材を混合した被覆体を充填しても良い。Further, as shown in FIG. 9, the semiconductor light emitting device according to the third embodiment is constituted by using an insulating substrate 17, and one main surface of the insulating substrate 17 is provided with a cup portion 1.
6 are formed. From the cup bottom 16 a at the bottom of the cup 16 toward the other main surface of the insulating substrate 17,
First and second wiring conductors 3 extending outward in opposite directions to each other
4 and 33 are formed. The LED chip 2 is bonded to the surface of the end of the second wiring conductor 33 via the phosphor-containing coating member 10 at the cup bottom 16a. The phosphor-containing coating member 10 may be provided on the entire inner surface of the cup portion 16. An anode electrode 2b and a cathode electrode 2
a is formed. The anode electrode 2b and the first wiring conductor 34 are electrically connected by the bonding wire 26. On the other hand, the cathode electrode 2a and the second wiring conductor 33 are electrically connected by the bonding wire 25. Then, a sealing body 8 in which a light scattering material such as silica powder is mixed is disposed so as to surround the LED chip 2 and the phosphor-containing coating member 10. Instead of mixing the light-scattering material in the sealing body 8, a coating in which a light-scattering material is mixed may be used. That is, the inside of the cup portion 16 may be filled with a coating body mixed with a light scattering material so as to cover the coating member 10 and the LED chip 2.
【0066】本発明の第3の実施の形態に係る半導体発
光装置では、LEDチップ2から下方に出射された青色
光(第1の発光バンドの光)の一部は、蛍光体含有コー
ティング部材10によって波長変換され、第2及び第3
の発光バンドの光になる。第1の発光バンドの光は、青
色領域に第1の発光ピークPBを有する。例えば、第1
の発光ピークPBの波長は、420nm〜480nmの
青色領域にある。第2の発光バンドの光は、緑色領域に
おいて第1の発光ピークPBから分離した第2の発光ピ
ークPGを有し、第3の発光バンドの光は、赤色領域に
おいて第2の発光ピークPGから分離した第3の発光ピ
ークPRを有する。そして、第1、第2及び第3の発光
バンドの光は、それぞれ、鏡面に仕上げられた第2配線
導体33の端部の表面により上方に反射され、再びLE
Dチップ2の内部を透過する。このため、波長変換され
なかった残りの青色光(第1の発光バンドの光)と第
1、第2及び第3の発光バンドの光とが混色されて外部
に放出される。第2配線導体33の端部の表面における
反射率を向上させるためには、第2配線導体33の端部
の表面は、Ni/Auメッキ、或いはNi/Agメッキ
等の処理を施しておくことが好ましい。この結果、第3
の実施の形態に係る半導体発光装置は、図4と同様な互
いに分離した発光ピークPB,PG,PRを有する第1
〜第3の発光バンドからなるスペクトルの光を発光す
る。In the semiconductor light emitting device according to the third embodiment of the present invention, part of the blue light (light in the first emission band) emitted downward from the LED chip 2 is Wavelength converted by the second and third
Light in the emission band. Light of the first emission band has a first peak emission P B in the blue region. For example, the first
Wavelength of emission peak P B in is in the blue region of 420 nm to 480 nm. Light of the second emission band has a second peak emission P G that is separated from the first emission peak P B in the green region, light of the third light-emitting band, the second emission peak in the red region a third emission peak P R separated from P G. Then, the light of the first, second and third emission bands is respectively reflected upward by the surface of the end portion of the second wiring conductor 33 finished to the mirror surface, and LE is again emitted.
The light passes through the inside of the D chip 2. For this reason, the remaining blue light (light of the first emission band) that has not been wavelength-converted and light of the first, second, and third emission bands are mixed and emitted to the outside. In order to improve the reflectance on the surface of the end of the second wiring conductor 33, the surface of the end of the second wiring conductor 33 should be subjected to a treatment such as Ni / Au plating or Ni / Ag plating. Is preferred. As a result, the third
The semiconductor light emitting device according to the embodiment, first have a peak P B, P G, P R separated in the same manner as each other as FIG 1
To emit light having a spectrum consisting of the third emission band.
【0067】本発明の第3の実施の形態に係る半導体発
光装置は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光
装置を、表面実装用の半導体発光装置の形態に変更した
ものであり、他の構造や発光の動作原理等は本発明の第
2の実施の形態に係る半導体発光装置と同じであり、重
複した説明を省略する。The semiconductor light emitting device according to the third embodiment of the present invention is obtained by changing the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention to a form of a semiconductor light emitting device for surface mounting. The other structure, the operating principle of light emission, and the like are the same as those of the semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention, and duplicate description will be omitted.
【0068】(第4の実施の形態)本発明の第4の実施
の形態に係る半導体発光装置は、図10に示すように、
半導体発光素子としてのLEDチップ2と、LEDチッ
プ2から出射した第1の発光バンドの光で励起されるこ
とにより、第2及び第3の発光バンドの光を発光する蛍
光体とから構成されている。但し、蛍光体は、板状の蛍
光体チップ12に含まれている。即ち、この板状の蛍光
体チップ12は、LEDチップ2から照射される光に対
して光透過性を有するMn付括ランタノイド・アルミネ
ート系蛍光体が混合されている。板状の蛍光体チップ1
2は、Mn付括ランタノイド・アルミネート系蛍光体の
単結晶、多結晶、焼結体、又は蛍光体の粉末を樹脂、低
融点ガラス、セラミックコーティング剤等のコーティン
グ部材に混合・固化して形成された複合固化体等であ
る。蛍光体チップ12の厚さは、例えば10μm〜10
0μm程度が好ましい。(Fourth Embodiment) A semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention has a structure as shown in FIG.
An LED chip 2 serving as a semiconductor light emitting element, and a phosphor that emits light of a second and third emission band when excited by light of a first emission band emitted from the LED chip 2. I have. However, the phosphor is included in the plate-shaped phosphor chip 12. That is, the plate-shaped phosphor chip 12 is mixed with a Mn-attached lanthanoid-aluminate-based phosphor that is light-transmissive to light emitted from the LED chip 2. Plate-shaped phosphor chip 1
2 is formed by mixing and solidifying a single crystal, a polycrystal, a sintered body, or a powder of a phosphor of a lanthanoid / aluminate-based phosphor with Mn on a coating member such as a resin, a low melting point glass, and a ceramic coating agent. And the like. The thickness of the phosphor chip 12 is, for example, 10 μm to 10 μm.
It is preferably about 0 μm.
【0069】更に、図10に示すように、第4の実施の
形態に係る半導体発光装置は、第1配線導体(アノード
リード)31及び第2配線導体(カソードリード)32
を有し、第2配線導体32の一方の端部には、カップ部
16が形成されている。板状の蛍光体チップ12は、カ
ップ部16の底部のカップ底部16aに光透過性又は光
反射性の第1接着剤13を介して接着されている。そし
て、LEDチップ2は、板状の蛍光体チップ12の上部
に光透過性の第2接着剤15を介して接着されている。
このLEDチップ2の上面には、図示を省略したアノー
ド電極及びカソード電極が形成されている。アノード電
極と第1配線導体31とは、ボンディングワイヤ26に
より、カソード電極と第2配線導体32とは、ボンディ
ングワイヤ25により電気的に接続されている。また、
LEDチップ2、ボンディングワイヤ25,26及び第
1及び第2配線導体31,32の端部を被覆するように
砲弾型に成形された光透過性の封止体8とを備えてい
る。Further, as shown in FIG. 10, the semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment has a first wiring conductor (anode lead) 31 and a second wiring conductor (cathode lead) 32.
And a cup portion 16 is formed at one end of the second wiring conductor 32. The plate-shaped phosphor chip 12 is adhered to a cup bottom 16 a at the bottom of the cup 16 via a light-transmissive or light-reflective first adhesive 13. The LED chip 2 is bonded to the upper part of the plate-shaped phosphor chip 12 via a light-transmitting second adhesive 15.
On the upper surface of the LED chip 2, an anode electrode and a cathode electrode (not shown) are formed. The anode electrode and the first wiring conductor 31 are electrically connected by a bonding wire 26, and the cathode electrode and the second wiring conductor 32 are electrically connected by a bonding wire 25. Also,
An LED chip 2, bonding wires 25 and 26, and a light-transmitting sealing body 8 formed in a shell shape so as to cover the ends of the first and second wiring conductors 31 and 32 are provided.
【0070】本発明の第4の実施の形態に係る半導体発
光装置では、LEDチップ2から下方に出射された青色
光(第1の発光バンドの光)の一部は板状の蛍光体チッ
プ12によって波長変換され、第2及び第3の発光バン
ドの光になる。これらの第1、第2及び第3の発光バン
ドの光は、それぞれ、鏡面に仕上げられたカップ底部1
6aの表面において上方に反射され、再びLEDチップ
2の内部を透過する。そして、波長変換された光(第2
及び第3の発光バンドの光)と波長変換されなかった残
りの青色光(第1の発光バンドの光)とが、混色されて
外部に放出される。鏡面に仕上げられたカップ底部16
aの表面においては、波長変換されなかった残りの青色
光(第1の発光バンドの光)も反射され、再びLEDチ
ップ2の内部を透過し、波長変換された光(第2及び第
3の発光バンドの光)と混色されて外部に放出される。
第1の発光バンドの光は、青色領域に第1の発光ピーク
P Bを有する。例えば、第1の発光ピークPBの波長
は、420nm〜480nmの青色領域にある。第2の
発光バンドの光は、緑色領域において第1の発光ピーク
PBから分離した第2の発光ピークPGを有し、第3の
発光バンドの光は、赤色領域において第2の発光ピーク
PGから分離した第3の発光ピークPRを有する。この
様な構成により、第4の実施の形態に係る半導体発光装
置は、図4と同様な互いに分離した発光ピークPB,P
G,PRを有する第1〜第3の発光バンドからなるスペ
クトルの光を発光する。The semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention
In the optical device, the blue light emitted downward from the LED chip 2
Part of the light (light in the first emission band) is a plate-like phosphor chip.
The second and third light emitting vans are
It becomes the light of de. These first, second and third light emitting vans
The light of the cup is the mirror-finished cup bottom 1
6a is reflected upward at the surface of the LED chip again
2 inside. Then, the wavelength-converted light (second
And light of the third emission band) and the residue that has not been wavelength-converted.
Blue light (light in the first emission band)
Released outside. Mirror-finished cup bottom 16
On the surface of a, the remaining blue color not converted
The light (light in the first emission band) is also reflected,
The wavelength-converted light transmitted through the inside of the
3) and emitted to the outside.
The light of the first emission band has a first emission peak in the blue region.
P BHaving. For example, the first emission peak PBWavelength of
Is in the blue region from 420 nm to 480 nm. Second
The light in the emission band has a first emission peak in the green region.
PBEmission peak P separated fromGAnd the third
The light in the emission band has a second emission peak in the red region.
PGEmission peak P separated fromRHaving. this
With such a configuration, the semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment
The emission peaks P separated from each other as in FIG.B, P
G, PRConsisting of first to third emission bands having
It emits the light of a cuttle.
【0071】なお、本発明の第4の実施の形態に係る半
導体発光装置では、シリカ等からなる光散乱材を、LE
Dチップ2と蛍光体チップ12とを被覆するようにカッ
プ部内に形成された被覆体に混合させても良い。この様
にすれば、LEDチップ2から出射された青色光(第1
の発光バンドの光)が効率良く板状の蛍光体チップ12
に当たる。このため、蛍光体チップ12による波長変換
の割合が高まるとともに、被覆体の内部において、蛍光
体チップ12によって波長変換された光(第2及び第3
の発光バンドの光)と波長変換されなかった残りの青色
光(第1の発光バンドの光)とがムラなく混色される。
このため、半導体発光装置の外部に放出される光の指向
角方向における色調ムラが防止される。In the semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention, the light scattering material made of
The D chip 2 and the phosphor chip 12 may be mixed with a cover formed in the cup portion so as to cover the D chip 2 and the phosphor chip 12. In this case, the blue light (first light) emitted from the LED chip 2
Of the light-emitting band of the plate-shaped phosphor chip 12 efficiently.
Hit. For this reason, the ratio of wavelength conversion by the phosphor chip 12 increases, and the light (second and third light) wavelength-converted by the phosphor chip 12 inside the coating.
And the remaining blue light (light of the first emission band) that has not been wavelength-converted are evenly mixed.
For this reason, color tone unevenness in the direction of the directional angle of light emitted to the outside of the semiconductor light emitting device is prevented.
【0072】(第5の実施の形態)本発明の第5の実施
の形態に係る半導体発光装置は、図11に示すように、
半導体発光素子としてのLEDチップ2と、LEDチッ
プ2から出射した第1の発光バンドの光で励起されるこ
とにより、第2及び第3の発光バンドの光を発光する蛍
光体とから構成されている。但し、蛍光体は、第4の実
施の形態と同様に、板状の蛍光体チップ12に含まれて
いる。板状の蛍光体チップ12は、LEDチップ2から
照射される光に対して光透過性を有するMn付括ランタ
ノイド・アルミネート系蛍光体が混合されている。板状
の蛍光体チップ12は、Mn付括ランタノイド・アルミ
ネート系蛍光体の単結晶、多結晶、焼結体、又は蛍光体
の粉末を樹脂、低融点ガラス、セラミックコーティング
剤等のコーティング部材に混合・固化して形成された複
合固化体等である。(Fifth Embodiment) A semiconductor light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention, as shown in FIG.
An LED chip 2 serving as a semiconductor light emitting element, and a phosphor that emits light of a second and third emission band when excited by light of a first emission band emitted from the LED chip 2. I have. However, the phosphor is included in the plate-like phosphor chip 12 as in the fourth embodiment. The plate-shaped phosphor chip 12 is mixed with a Mn-containing lanthanoid-aluminate-based phosphor that is light-transmissive to light emitted from the LED chip 2. The plate-shaped phosphor chip 12 is formed by coating a single crystal, polycrystal, sintered body, or powder of a phosphor of Mn-attached lanthanoid-aluminate phosphor onto a coating member such as a resin, a low-melting glass, and a ceramic coating agent. It is a composite solidified body formed by mixing and solidifying.
【0073】更に、図11に示すように、第5の実施の
形態に係る半導体発光装置は、絶縁性基板17を用いて
構成され、この絶縁性基板17の一方の主面にカップ部
16が形成されている。このカップ部16の底部のカッ
プ底部16aから絶縁性基板17の他方の主面に向か
い、互いに反対方向に外側に延びる第1及び第2配線導
体34,33とを形成されている。板状の蛍光体チップ
12は、カップ部16の底部のカップ底部16aにおい
て、第2配線導体33の端部の表面に光透過性又は光反
射性の第1接着剤13を介して接着されている。そし
て、LEDチップ2は、板状の蛍光体チップ12の上部
に光透過性の第2接着剤15を介して接着されている。
このLEDチップ2の上面には、アノード電極及びカソ
ード電極が形成されている。アノード電極と第1配線導
体34とは、ボンディングワイヤ26により、カソード
電極と第2配線導体33とは、ボンディングワイヤ25
により電気的に接続されている。そして、第1及び第2
配線導体34,33の一部、ボンディングワイヤ25,
26、LEDチップ2、第2接着剤15、蛍光体チップ
12及び第1接着剤13等を包囲する形でシリカ粉末等
の光散乱材を混合した封止体8が配置されている。Further, as shown in FIG. 11, the semiconductor light emitting device according to the fifth embodiment is configured by using an insulating substrate 17, and a cup portion 16 is provided on one main surface of the insulating substrate 17. Is formed. First and second wiring conductors 34 and 33 extending outward from the cup bottom 16a at the bottom of the cup 16 toward the other main surface of the insulating substrate 17 in opposite directions are formed. The plate-shaped phosphor chip 12 is bonded to the surface of the end of the second wiring conductor 33 at the cup bottom 16 a at the bottom of the cup 16 via a light-transmissive or light-reflective first adhesive 13. I have. The LED chip 2 is bonded to the upper part of the plate-shaped phosphor chip 12 via a light-transmitting second adhesive 15.
An anode electrode and a cathode electrode are formed on the upper surface of the LED chip 2. The anode electrode and the first wiring conductor 34 are connected with the bonding wire 26, and the cathode electrode and the second wiring conductor 33 are connected with the bonding wire 25.
Are electrically connected to each other. And the first and second
A part of the wiring conductors 34, 33, the bonding wires 25,
A sealing body 8 containing a light scattering material such as a silica powder is arranged so as to surround the LED chip 2, the second adhesive 15, the phosphor chip 12, the first adhesive 13, and the like.
【0074】第5の実施の形態に係る半導体発光装置の
第1の発光バンドの光は、青色領域に第1の発光ピーク
PBを有する。第1の発光ピークPBの波長は、420
nm〜480nmの青色領域にある。第2の発光バンド
の光は、緑色領域において第1の発光ピークPBから分
離した第2の発光ピークPGを有し、第3の発光バンド
の光は、赤色領域において第2の発光ピークPGから分
離した第3の発光ピークPRを有する。即ち、本発明の
第4の実施の形態に係る半導体発光装置では、LEDチ
ップ2から下方に出射された青色光(第1の発光バンド
の光)の一部は板状の蛍光体チップ12によって波長変
換され第2及び第3の発光バンドの光になる。この第
1,第2及び第3の発光バンドの光は、鏡面に仕上げら
れた第2配線導体33の端部の表面において上方に反射
され、再びLEDチップ2の内部を透過する。そして、
波長変換された光(第2及び第3の発光バンドの光)と
波長変換されなかった残りの青色光(第1の発光バンド
の光)とが、混色されて外部に放出される。即ち、鏡面
に仕上げられた第2配線導体33の端部の表面において
は、波長変換されなかった残りの青色光(第1の発光バ
ンドの光)も反射され、再びLEDチップ2の内部を透
過し、波長変換された光(第2及び第3の発光バンドの
光)と混色されて外部に放出される。この結果、第5の
実施の形態に係る半導体発光装置は、図4と同様な互い
に分離した発光ピークPB,PG,PRを有する第1〜
第3の発光バンドからなるスペクトルの光を発光する。The light of the first emission band of the semiconductor light emitting device according to the fifth embodiment has a first emission peak P B in the blue region. The wavelength of the first emission peak P B is 420
nm to 480 nm. Light of the second emission band has a second peak emission P G that is separated from the first emission peak P B in the green region, light of the third light-emitting band, the second emission peak in the red region a third emission peak P R separated from P G. That is, in the semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention, part of the blue light (light in the first emission band) emitted downward from the LED chip 2 is emitted by the plate-shaped phosphor chip 12. The wavelength is converted to light of the second and third emission bands. The light of the first, second and third emission bands is reflected upward at the surface of the end portion of the second wiring conductor 33 finished to a mirror surface, and transmits through the inside of the LED chip 2 again. And
The wavelength-converted light (light in the second and third emission bands) and the remaining blue light (light in the first emission band) not subjected to wavelength conversion are mixed and emitted to the outside. In other words, the remaining blue light (light of the first emission band) that has not been wavelength-converted is also reflected on the mirror-finished end surface of the second wiring conductor 33 and transmitted through the LED chip 2 again. Then, the light is mixed with the wavelength-converted light (light in the second and third emission bands) and emitted to the outside. As a result, the semiconductor light emitting device according to the fifth embodiment has first to first emission peaks P B , P G , and P R that are separated from each other as in FIG.
Light of a spectrum consisting of the third emission band is emitted.
【0075】本発明の第5の実施の形態に係る半導体発
光装置は、本発明の第4の実施の形態に係る半導体発光
装置を、表面実装用の半導体発光装置の形態に変更した
ものであり、他の構造や発光の動作原理等は本発明の第
4の実施の形態に係る半導体発光装置と同じである。板
状の蛍光体チップ12も本発明の第4の実施の形態に係
る半導体発光装置と同じものが使用できる。A semiconductor light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention is obtained by changing the semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention to a semiconductor light emitting device for surface mounting. The other structure, operation principle of light emission, and the like are the same as those of the semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention. The same thing as the semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment of the present invention can be used for the plate-shaped phosphor chip 12.
【0076】なお、本発明の第5の実施の形態に係る半
導体発光装置は、第4の実施の形態に係る半導体発光装
置に比して、小型に出来るため、第4の実施の形態のよ
うに、カップ部内に充填された被覆体に選択的に光散乱
材を混合せずに、封止体8に光散乱材を直接混合しても
良い。The semiconductor light emitting device according to the fifth embodiment of the present invention can be made smaller than the semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment. Alternatively, the light scattering material may be directly mixed into the sealing body 8 without selectively mixing the light scattering material into the coating material filled in the cup portion.
【0077】(第6の実施の形態)本発明の第6の実施
の形態に係る半導体発光装置は、図12に示すように、
半導体発光素子としてのLEDチップ2と、LEDチッ
プ2から出射した第1の発光バンドの光で励起されるこ
とにより、第2及び第3の発光バンドの光を発光する蛍
光体とから構成されている。但し、蛍光体は、板状、若
しくはブロック状に成形された蛍光体チップ12に含ま
れている。即ち、この蛍光体チップ12は、LEDチッ
プ2から照射される光に対して光透過性を有するMn付
括ランタノイド・アルミネート系蛍光体の単結晶、多結
晶、焼結体、又は蛍光体の粉末を樹脂、低融点ガラス、
セラミックコーティング剤等のコーティング部材に混合
・固化して形成された複合固化体等である。蛍光体チッ
プ12の厚さは、例えば10μm〜100μm程度が好
ましい。蛍光体チップ12の平面寸法は、図12に示す
ように、LEDチップ2の平面寸法と同一若しくは、そ
れ以上に設定されている。(Sixth Embodiment) A semiconductor light emitting device according to a sixth embodiment of the present invention, as shown in FIG.
An LED chip 2 serving as a semiconductor light emitting element, and a phosphor that emits light of a second and third emission band when excited by light of a first emission band emitted from the LED chip 2. I have. However, the phosphor is included in the phosphor chip 12 formed in a plate shape or a block shape. That is, the phosphor chip 12 is made of a single crystal, polycrystal, sintered body, or phosphor of a Mn-attached lanthanoid-aluminate-based phosphor having a light transmitting property with respect to light emitted from the LED chip 2. Powder, resin, low melting point glass,
It is a composite solidified body formed by mixing and solidifying on a coating member such as a ceramic coating agent. The thickness of the phosphor chip 12 is preferably, for example, about 10 μm to 100 μm. As shown in FIG. 12, the plane dimensions of the phosphor chip 12 are set to be equal to or larger than the plane dimensions of the LED chip 2.
【0078】第6の実施の形態に係る半導体発光装置
は、絶縁性基板18を用いて構成されている。絶縁性基
板18の一方の主面の中心部から、絶縁性基板18の他
方の主面に向かい、互いに反対方向に外側に延びる第1
及び第2配線導体34,33とを形成されている。The semiconductor light emitting device according to the sixth embodiment is configured using an insulating substrate 18. A first extending from the center of one main surface of the insulating substrate to the other main surface of the insulating substrate and extending outward in opposite directions;
And the second wiring conductors 34 and 33 are formed.
【0079】図12に示す第6の実施の形態に係る半導
体発光装置は、いわゆる「フリップチップ構造」であ
り、絶縁性基板18の一方の主面に、この主面に沿って
互いに反対方向に外側に延びる第1及び第2配線導体3
4,33とを形成している。この第2及び第1配線導体
33,34のそれぞれの一方の端部の表面には、カソー
ドバンプ3a、アノードバンプ3bが形成されている。
カソードバンプ3a、アノードバンプ3bとしては、半
田ボール、金(Au)バンプ、銀(Ag)バンプ、銅
(Cu)バンプ、ニッケル/金(Ni−Au)バンプ、
或いはニッケル/金/インジウム(Ni−Au−In)
バンプ等の軟質金属が使用可能である。半田ボールとし
ては、直径50μm乃至100μm、高さ25μm乃至
100μmの錫(Sn):鉛(Pb)=6:4の共晶半
田等が使用可能である。或いは、Sn:Pb=5:95
の半田でも良い。LEDチップ2の表面に形成された第
2の電極(カソード電極)2aと第1の電極(アノード
電極)2bは、このカソードバンプ3a、アノードバン
プ3bを介して、それぞれ、第2及び第1配線導体3
3,34の一方の端部に、加熱接着、超音波ボンディン
グ、導電性接着剤による接着などによって、電気的に接
続している。蛍光体チップ12は、LEDチップ2の裏
面に光透過性の接着剤4を介して接着されている。そし
て、LEDチップ2と蛍光体チップ12等を包囲する形
でシリカ粉末等の光散乱材を混合した封止体8が配置さ
れている。The semiconductor light-emitting device according to the sixth embodiment shown in FIG. 12 has a so-called “flip-chip structure”, and is provided on one main surface of an insulating substrate 18 in opposite directions along this main surface. First and second wiring conductors 3 extending outward
4 and 33 are formed. On the surface of one end of each of the second and first wiring conductors 33 and 34, a cathode bump 3a and an anode bump 3b are formed.
As the cathode bump 3a and the anode bump 3b, a solder ball, a gold (Au) bump, a silver (Ag) bump, a copper (Cu) bump, a nickel / gold (Ni-Au) bump,
Or nickel / gold / indium (Ni-Au-In)
Soft metals such as bumps can be used. Eutectic solder of tin (Sn): lead (Pb) = 6: 4 having a diameter of 50 μm to 100 μm and a height of 25 μm to 100 μm can be used as the solder ball. Alternatively, Sn: Pb = 5: 95
May be used. A second electrode (cathode electrode) 2a and a first electrode (anode electrode) 2b formed on the surface of the LED chip 2 are respectively connected to a second and a first wiring via the cathode bump 3a and the anode bump 3b. Conductor 3
3 and 34 are electrically connected to one end by heat bonding, ultrasonic bonding, bonding with a conductive adhesive, or the like. The phosphor chip 12 is bonded to the back surface of the LED chip 2 via a light-transmitting adhesive 4. Then, a sealing body 8 in which a light scattering material such as silica powder is mixed is disposed so as to surround the LED chip 2 and the phosphor chip 12 and the like.
【0080】本発明の第6の実施の形態に係る半導体発
光装置では、LEDチップ2の裏面から上方に出射され
た青色光(第1の発光バンドの光)の一部は板状、若し
くはブロック状の蛍光体チップ12によって波長変換さ
れ、第2及び第3の発光バンドの光になる。第1の発光
バンドの光は、青色領域に第1の発光ピークPBを有す
る。例えば、第1の発光ピークPBの波長は、420n
m〜480nmの青色領域にあれば良い。第2の発光バ
ンドの光は、緑色領域において第1の発光ピークPBか
ら分離した第2の発光ピークPGを有し、第3の発光バ
ンドの光は、赤色領域において第2の発光ピークPGか
ら分離した第3の発光ピークPRを有する。第2及び第
3の発光バンドの光は、上方に出射され、封止体8中
で、波長変換されなかった残りの青色光(第1の発光バ
ンドの光)と混色されて封止体8の外部に放出される。
また、LEDチップ2の表面から下方に出射された青色
光(第1の発光バンドの光)の一部は、鏡面に仕上げら
れた第1及び第2配線導体34,33の端部の表面で上
方に反射され、この反射光も、蛍光体チップ12によっ
て波長変換され第2及び第3の発光バンドの光となる。
この第2及び第3の発光バンドの光も更に上方に出射さ
れ、封止体8の内部において、波長変換されなかった残
りの反射光(第1の発光バンドの光)と混色されて封止
体8の外部に放出される。この結果、第6の実施の形態
に係る半導体発光装置は、図4と同様な互いに分離した
発光ピークPB,PG,PRを有する第1〜第3の発光
バンドからなるスペクトルの光を発光する。In the semiconductor light emitting device according to the sixth embodiment of the present invention, part of the blue light (light of the first emission band) emitted upward from the back surface of the LED chip 2 is plate-shaped or block-shaped. The wavelength of the light is converted by the phosphor chip 12 into a second and a third emission band. Light of the first emission band has a first peak emission P B in the blue region. For example, the wavelength of the first emission peak P B is 420 n
It only has to be in the blue region of m to 480 nm. Light of the second emission band has a second peak emission P G that is separated from the first emission peak P B in the green region, light of the third light-emitting band, the second emission peak in the red region a third emission peak P R separated from P G. The light of the second and third emission bands is emitted upward, and is mixed with the remaining blue light (light of the first emission band) that has not been subjected to wavelength conversion in the sealing body 8 to be sealed. Released to the outside.
In addition, a part of the blue light (light of the first emission band) emitted downward from the surface of the LED chip 2 is generated on the surfaces of the end portions of the first and second wiring conductors 34 and 33 finished into mirror surfaces. The reflected light is also reflected upward, and the wavelength of the reflected light is also converted by the phosphor chip 12 to become light of the second and third emission bands.
The light of the second and third emission bands is also emitted further upward, and is mixed with the remaining reflected light (light of the first emission band) that has not been wavelength-converted and sealed inside the sealing body 8. Released outside the body 8. As a result, the semiconductor light-emitting device according to the sixth embodiment, the emission peak P B separated in the same manner as each other as in FIG. 4, P G, an optical spectrum comprising a first to third emission band with a P R It emits light.
【0081】本発明の第6の実施の形態に係る半導体発
光装置では、LEDチップ2と蛍光体チップ12とを包
囲する封止体8を有しているので、LEDチップ2から
出射された青色光が蛍光体チップ12によって波長変換
された光と波長変換されなかった残りの青色光とがムラ
なく混色される。このため、半導体発光装置の外部に放
出される光の指向角方向における色調ムラが防止され
る。Since the semiconductor light emitting device according to the sixth embodiment of the present invention has the sealing body 8 surrounding the LED chip 2 and the phosphor chip 12, the blue light emitted from the LED chip 2 The light whose wavelength has been converted by the phosphor chip 12 and the remaining blue light whose wavelength has not been converted are mixed evenly. For this reason, color tone unevenness in the direction of the directional angle of light emitted to the outside of the semiconductor light emitting device is prevented.
【0082】なお、LEDチップ2と板状、若しくはブ
ロック状の蛍光体チップ12とをあらかじめ接着して組
立体を形成しておき、後から組立体を第1及び第2配線
導体34,33の一方の端部に電気的に接続するように
しても良い。The LED chip 2 and the plate-shaped or block-shaped phosphor chip 12 are bonded in advance to form an assembly. It may be electrically connected to one end.
【0083】(第7の実施の形態)本発明の第7の実施
の形態に係る半導体発光装置は、図13に示すように、
半導体発光素子としてのLEDチップ2、LEDチップ
2を被覆する砲弾型に成形された封止体8、LEDチッ
プ2から出射した第1の発光バンドの光で励起されるこ
とにより、第2及び第3の発光バンドの光を発光する蛍
光体とから構成されている。但し、蛍光体は、砲弾型の
封止体8を被覆して形成された蛍光体カバー6に含まれ
ている。蛍光体カバー6には、シリコーン樹脂や熱可塑
性ポリアミド樹脂等比較的軟質の透光性部材にMn付括
ランタノイド・アルミネート系蛍光体を混合した材料が
用いられている。この蛍光体カバー6は、あらかじめ砲
弾型の封止体8の外形形状に合わせて成型したものを封
止体8に被着するか、若しくは封止体8に塗布等の方法
により直接に被着させて形成される。(Seventh Embodiment) A semiconductor light emitting device according to a seventh embodiment of the present invention has a structure as shown in FIG.
The LED chip 2 as a semiconductor light emitting element, a shell-shaped sealing body 8 covering the LED chip 2, and the second and the second light emitting bands are excited by light of the first emission band emitted from the LED chip 2. And a phosphor that emits light of three emission bands. However, the phosphor is included in the phosphor cover 6 formed by covering the shell type sealing body 8. For the phosphor cover 6, a material in which a relatively soft translucent member such as a silicone resin or a thermoplastic polyamide resin is mixed with a lanthanoid-aluminate-based phosphor with Mn is used. The phosphor cover 6 is molded in advance in accordance with the outer shape of the shell-shaped sealing body 8 and is attached to the sealing body 8 or directly attached to the sealing body 8 by a method such as coating. Formed.
【0084】更に、図13に示すように、第7の実施の
形態に係る半導体発光装置は、第1配線導体35及び第
2配線導体36を有し、第1配線導体35の一方の端部
には、カップ部16が形成されている。LEDチップ2
は導電性のSiC基板上にエピタキシャル成長して形成
され、SiC基板がカソード領域として機能している。
このLEDチップ2の下部のカソード領域の下面には、
図示を省略したカソード電極が全面又は一部に形成され
ている。カソード領域の下面には、カソード電極とし
て、Ti/Auを積層した2層構造、Al、Inの単層
等の金属薄膜を用いることが可能である。そして、カソ
ード電極は、カップ部16の底部のカップ底部16a
に、図示を省略した導電性接着剤若しくは半田により接
着されている。一方、LEDチップ2の上面には、図示
を省略したアノード電極が形成されている。アノード電
極としては、Ni/Auの積層構造、Pd、Ti、P
t,Inの単層、あるいはNi/Auを含めた積層構
造、合金でも可能である。アノード電極と第2配線導体
36とは、ボンディングワイヤ24により、電気的に接
続されている。封止体8は、第1及び第2配線導体3
5,36の一部、ボンディングワイヤ24、LEDチッ
プ2等を包囲する形で形成されている。Further, as shown in FIG. 13, the semiconductor light emitting device according to the seventh embodiment has a first wiring conductor 35 and a second wiring conductor 36, and one end of the first wiring conductor 35. Is formed with a cup portion 16. LED chip 2
Is formed by epitaxial growth on a conductive SiC substrate, and the SiC substrate functions as a cathode region.
On the lower surface of the cathode region below the LED chip 2,
A cathode electrode, not shown, is formed on the entire surface or a part thereof. On the lower surface of the cathode region, a metal thin film such as a two-layer structure in which Ti / Au is laminated or a single layer of Al or In can be used as a cathode electrode. Then, the cathode electrode is connected to a cup bottom 16 a at the bottom of the cup 16.
Are bonded by a conductive adhesive or solder (not shown). On the other hand, an anode electrode (not shown) is formed on the upper surface of the LED chip 2. As the anode electrode, a laminated structure of Ni / Au, Pd, Ti, P
It is also possible to use a single layer of t or In, a laminated structure including Ni / Au, or an alloy. The anode electrode and the second wiring conductor 36 are electrically connected by the bonding wire 24. The sealing body 8 includes the first and second wiring conductors 3.
5, 36, the bonding wire 24, the LED chip 2 and the like are formed.
【0085】即ち、本発明の第7の実施の形態に係る半
導体発光装置においては、LEDチップ2から出射され
た青色光(第1の発光バンドの光)の一部により蛍光体
カバー6中のMn付括ランタノイド・アルミネート系蛍
光体が励起されて互いに分離した緑色光(第2の発光バ
ンドの光)と赤色光(第3の発光バンドの光)とが生成
され、蛍光体を励起しなかった残りの青色光(第1の発
光バンドの光)と第2及び第3の発光バンドの光との混
色光が、蛍光体カバー6の外部に放出される。第1の発
光バンドの光は、青色領域に第1の発光ピークPBを有
する。例えば、第1の発光ピークPBの波長は、420
nm〜480nmの青色領域にある。第2の発光バンド
の光は、緑色領域において第1の発光ピークPBから分
離した第2の発光ピークPGを有し、第3の発光バンド
の光は、赤色領域において第2の発光ピークPGから分
離した第3の発光ピークPRを有する。この結果、第7
の実施の形態に係る半導体発光装置は、図4と同様な互
いに分離した発光ピークP B,PG,PRを有する第1
〜第3の発光バンドからなるスペクトルの光を、蛍光体
カバー6の外部に発光する。That is, the half according to the seventh embodiment of the present invention.
In the conductor light emitting device, the light emitted from the LED chip 2
Part of the blue light (light in the first emission band)
Lanthanoid-aluminate-based fluorescent lamp with Mn in cover 6
The light is excited and separated from each other by green light (second light emitting bar).
Light) and red light (light in the third emission band)
And the remaining blue light that did not excite the phosphor (first emission)
Light of the light band) and light of the second and third emission bands.
The color light is emitted to the outside of the phosphor cover 6. First departure
The light of the light band has a first emission peak P in the blue region.BWith
I do. For example, the first emission peak PBHas a wavelength of 420
nm to 480 nm. Second emission band
Is the first emission peak P in the green region.BMinutes from
Separated second emission peak PGAnd a third emission band
Is the second emission peak P in the red region.GMinutes from
Third emission peak P separatedRHaving. As a result, the seventh
The semiconductor light emitting device according to this embodiment has the same structure as that of FIG.
Light emission peak P B, PG, PRThe first with
Light of the spectrum consisting of the third emission band
Light is emitted outside the cover 6.
【0086】なお、本発明の第1乃至第6の実施の形態
と同様に、絶縁性のサファイア基板を用い、LEDチッ
プ2の上面には、アノード電極及びカソード電極の両方
が形成された構造でも良いことは勿論である。この場合
は、アノード・カソード電極はそれぞれ対応する第1/
第2配線導体35,36に、ボンディングワイヤにより
電気的に接続されている。Note that, similarly to the first to sixth embodiments of the present invention, a structure in which both an anode electrode and a cathode electrode are formed on the upper surface of the LED chip 2 using an insulating sapphire substrate. The good thing is, of course. In this case, the anode and cathode electrodes are respectively associated with the first 1 /
The second wiring conductors 35 and 36 are electrically connected by bonding wires.
【0087】(その他の実施の形態)上記のように、本
発明は第1乃至第7の実施の形態によって記載したが、
この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定す
るものであると理解すべきではない。この開示から当業
者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明
らかとなろう。(Other Embodiments) As described above, the present invention has been described with reference to the first to seventh embodiments.
The discussion and drawings that form part of this disclosure should not be understood as limiting the invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operation techniques will be apparent to those skilled in the art.
【0088】例えば、本発明の蛍光体母材に、Laに限
らずその他のランタノイド元素単体のアルミン酸塩又は
複数の元素のアルミン酸塩を用いることによって、蛍光
体の励起波長及び緑色、赤色の発光波長を様々に調整す
ることが出来、半導体発光装置の表色範囲等を様々に変
えることが出来る。また、本発明の蛍光体の温度特性や
発光効率の改善のため、Mn以外の付括剤を添加するこ
とも可能である。For example, by using not only La but also an aluminate of a single lanthanoid element or an aluminate of a plurality of elements as the phosphor base material of the present invention, the excitation wavelength of the phosphor and the green and red colors can be obtained. The emission wavelength can be variously adjusted, and the color specification range and the like of the semiconductor light emitting device can be variously changed. Further, in order to improve the temperature characteristics and the luminous efficiency of the phosphor of the present invention, it is also possible to add a binding agent other than Mn.
【0089】また、本発明の第1の実施の形態におい
て、第7の実施の形態と同様に、SiCなどの導電性基
板を用いてLEDチップを構成し、導電性基板の下面の
全面又は一部に電極を形成し、この電極をカップ底部
に、導電性接着剤若しくは半田により接着する構造でも
かまわないことは勿論である。Further, in the first embodiment of the present invention, similarly to the seventh embodiment, an LED chip is formed using a conductive substrate such as SiC, and the entire lower surface of the conductive substrate or one of the LED chips is formed. It is a matter of course that an electrode may be formed in the portion and the electrode may be bonded to the bottom of the cup with a conductive adhesive or solder.
【0090】更に、本発明の第2乃至第5の実施の形
態、及び第7の実施の形態において、第6の実施の形態
と同様にカップ部を設けない構造とすることも出来る。Further, in the second to fifth embodiments and the seventh embodiment of the present invention, it is possible to adopt a structure in which no cup portion is provided as in the sixth embodiment.
【0091】本発明の半導体発光装置は、半導体発光素
子と、この半導体発光素子から出力された青色光で励起
される1種類の蛍光体との組み合わせからなるものであ
る。そして、蛍光体の発光スペクトルが緑色領域と赤色
領域との互いに分離した発光ピークを有する2つの発光
バンドを有し、且つ、外部に取り出される混色光のスペ
クトルが青色光と緑色光と赤色光の互いに分離した発光
ピークを有する3つの発光バンドを有することを基本的
な技術思想とする。したがって、この技術思想の範囲内
であれば、既に述べた第1乃至第7の実施の形態の説明
において例示された構造に限るものではなく、他のLE
Dチップと1種類の蛍光体とを組み合わせるための具体
的な構造が許容されることは容易に理解できるであろ
う。つまり、目的や用途に応じて最も適した実施の形態
をとることによって、本発明の半導体発光装置の数々の
優れた特徴を遺憾なく発揮することが可能となる。The semiconductor light emitting device of the present invention comprises a combination of a semiconductor light emitting element and one kind of phosphor excited by blue light output from the semiconductor light emitting element. The emission spectrum of the phosphor has two emission bands having emission peaks separated from each other in a green region and a red region, and the spectrum of the mixed color light extracted to the outside has a spectrum of blue light, green light and red light. The basic technical idea is to have three emission bands having emission peaks separated from each other. Therefore, within the scope of this technical idea, the structure is not limited to the structure exemplified in the description of the first to seventh embodiments described above, but may be another LE.
It can be easily understood that a specific structure for combining the D chip and one kind of phosphor is acceptable. In other words, by adopting the most suitable embodiment according to the purpose and application, it is possible to regret the many excellent features of the semiconductor light emitting device of the present invention.
【0092】この様に、本発明はここでは記載していな
い様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したが
って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許
請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる
ものである。As described above, the present invention naturally includes various embodiments and the like not described herein. Therefore, the technical scope of the present invention is determined only by the matters specifying the invention according to the claims that are appropriate from the above description.
【0093】[0093]
【発明の効果】本発明によれば、3波長冷陰極蛍光管と
同様な青色光、緑色光、赤色光の、互いに分離した発光
ピークを有する三原色の発光スペクトルを持ち、且つ、
そのスペクトルは透過型カラー液晶表示装置のカラーフ
ィルタの透過スペクトルとも良く一致した半導体発光装
置が提供できる。According to the present invention, the three-wavelength cold-cathode fluorescent tube has the same emission spectrum of three primary colors of blue light, green light, and red light having emission peaks separated from each other, and
A semiconductor light emitting device whose spectrum matches well with the transmission spectrum of a color filter of a transmission type color liquid crystal display device can be provided.
【0094】また、本発明によれば、蛍光体の緑色光と
赤色光の成分比を自由に調整することが出来、LEDチ
ップの青色光と蛍光体の発光との成分比も自由に調整で
き、外部光と同様な表示画像の色調バランスが得られる
半導体発光装置が提供できる。Further, according to the present invention, the component ratio between the green light and the red light of the phosphor can be freely adjusted, and the component ratio between the blue light of the LED chip and the light emission of the phosphor can also be freely adjusted. In addition, a semiconductor light emitting device capable of obtaining the same color tone balance of a display image as that of external light can be provided.
【0095】また、本発明によれば、目を長時間使う作
業に用いても目が疲れず、一般の照明光源としても好適
に使用することが出来る半導体発光装置が提供できる。Further, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device which does not tire the eyes even when used for a task in which the eyes are used for a long time and which can be suitably used as a general illumination light source.
【0096】また、本発明によれば、様々な色調の光を
作り出すことが可能な半導体発光装置が提供できる。Further, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device capable of producing light of various colors.
【0097】また、本発明によれば、コーティング部材
や封止体等の劣化が少なく、高い信頼性を有した半導体
発光装置が提供できる。Further, according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable semiconductor light emitting device with little deterioration of a coating member, a sealing body and the like.
【0098】また、本発明によれば、構造が簡単で、安
価で量産性に優れた半導体発光装置が提供できる。Further, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device which has a simple structure, is inexpensive and has excellent mass productivity.
【0099】また、本発明によれば、製造が容易で、色
調ムラや色調バラつきが少ない半導体発光装置が提供で
きる。Further, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device which is easy to manufacture and has less color tone unevenness and color variation.
【0100】また、本発明によれば、紫外線の漏出がな
く安全で明るい光が得られる半導体発光装置が提供でき
る。Further, according to the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device capable of obtaining safe and bright light without leakage of ultraviolet rays.
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装
置の模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】Mn付括Laアルミネート系蛍光体の励起スペ
クトルである。FIG. 2 is an excitation spectrum of a La aluminate phosphor with Mn.
【図3】Mn付括Laアルミネート系蛍光体の発光スペ
クトルである。FIG. 3 is an emission spectrum of a La aluminate phosphor with Mn.
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る半導体発光装
置の発光スペクトルである。FIG. 4 is an emission spectrum of the semiconductor light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
【図5】Mn付括Laアルミネート系蛍光体のMn添加
量と発光色の関係である。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of Mn added and the emission color of a La aluminate-based phosphor with Mn.
【図6】Mn付括Laアルミネート系蛍光体を用いた半
導体発光装置の混色のしくみを説明する色度図である。FIG. 6 is a chromaticity diagram illustrating a color mixing mechanism of a semiconductor light emitting device using a La aluminate phosphor with Mn.
【図7】Mn付括Laアルミネート系蛍光体を用いた半
導体発光装置の発光可能な色度範囲を示す色度図であ
る。FIG. 7 is a chromaticity diagram showing a chromaticity range in which a semiconductor light emitting device using a La aluminate phosphor with Mn can emit light.
【図8】本発明の第2の実施の形態に係る半導体発光装
置の模式的な断面図である。FIG. 8 is a schematic sectional view of a semiconductor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第3の実施の形態に係る半導体発光装
置の模式的な断面図である。FIG. 9 is a schematic sectional view of a semiconductor light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第4の実施の形態に係る半導体発光
装置の模式的な断面図である。FIG. 10 is a schematic sectional view of a semiconductor light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第5の実施の形態に係る半導体発光
装置の模式的な断面図である。FIG. 11 is a schematic sectional view of a semiconductor light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第6の実施の形態に係る半導体発光
装置の模式的な断面図である。FIG. 12 is a schematic sectional view of a semiconductor light emitting device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第7の実施の形態に係る半導体発光
装置の模式的な断面図である。FIG. 13 is a schematic sectional view of a semiconductor light emitting device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図14】第1の従来技術に係る半導体発光装置の模式
的断面図である。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to a first related art.
【図15】第2の従来技術に係る半導体発光装置の模式
的断面図である。FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device according to a second conventional technique.
【図16】Ce付括YAG系蛍光体の励起スペクトルで
ある。FIG. 16 is an excitation spectrum of a Ce-attached YAG phosphor.
【図17】Ce付括YAG系蛍光体の発光スペクトルで
ある。FIG. 17 is an emission spectrum of a Ce-attached YAG phosphor.
【図18】第1の従来技術に係る半導体発光装置の発光
スペクトルである。FIG. 18 is an emission spectrum of the semiconductor light emitting device according to the first related art.
【図19】3波長冷陰極蛍光管の発光スペクトルの一例
である。FIG. 19 is an example of an emission spectrum of a three-wavelength cold cathode fluorescent tube.
【図20】透過型カラー液晶表示装置のカラーフィルタ
の透過スペクトルの一例である。FIG. 20 is an example of a transmission spectrum of a color filter of a transmission type color liquid crystal display device.
【図21】第1の従来技術に係る半導体発光装置の混色
のしくみを説明するための色度図である。FIG. 21 is a chromaticity diagram for explaining a color mixing mechanism of the semiconductor light emitting device according to the first related art.
【図22】第1の従来技術に係る半導体発光装置の発光
可能な色度範囲を示す色度図である。FIG. 22 is a chromaticity diagram showing a chromaticity range in which the semiconductor light emitting device according to the first conventional technique can emit light.
2 LEDチップ 2a カソード電極 2b アノード電極 3a カソードバンプ 3b アノードバンプ 6 蛍光体カバー 8 封止体 10,11 蛍光体含有コーティング部材 12 蛍光体チップ 13 第1接着剤 14 接着剤 15 第2接着剤 16 カップ部 16a カップ底部 17,18 絶縁性基板 19 コーティング部材 20 蛍光コーティング部材 24,25,26 ボンディングワイヤ 31,34,35 第1配線導体 32,33,36 第2配線導体 2 LED chip 2a Cathode electrode 2b Anode electrode 3a Cathode bump 3b Anode bump 6 Phosphor cover 8 Sealing body 10, 11 Phosphor-containing coating member 12 Phosphor chip 13 First adhesive 14 Adhesive 15 Second adhesive 16 cup Part 16a Cup bottom part 17, 18 Insulating substrate 19 Coating member 20 Fluorescent coating member 24, 25, 26 Bonding wire 31, 34, 35 First wiring conductor 32, 33, 36 Second wiring conductor
Claims (15)
1の発光バンドの光を発する半導体発光素子と、 前記第1の発光バンドの光で励起されることにより、緑
色領域において前記第1の発光ピークから分離した第2
の発光ピークを有する第2の発光バンドの光、赤色領域
において前記第2の発光ピークから分離した第3の発光
ピークを有する第3の発光バンドの光を発光する蛍光体
とからなり、前記第1〜第3の発光バンドからなるスペ
クトルの光を発光することを特徴とする半導体発光装
置。1. A semiconductor light emitting device that emits light in a first emission band having a first emission peak in a blue region, and the first light emission device in a green region is excited by light in the first emission band. Second separated from the emission peak of
A phosphor that emits light of a third emission band having a third emission peak separated from the second emission peak in a red region in a second emission band having an emission peak of: A semiconductor light emitting device that emits light having a spectrum including first to third emission bands.
タノイド・アルミネート系蛍光体であることを特徴とす
る請求項1記載の半導体発光装置。2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said phosphor is a lanthanoid aluminate phosphor added with manganese.
Mn2+若しくはLa 2O3・11Al2 O3 :Mn2+で表
されることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体発
光装置。3. The phosphor according to claim 1, wherein the phosphor has a chemical formula of LaAl.11O18:
Mn2+Or La TwoOThree・ 11AlTwoOThree: Mn2+In table
3. A semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein
Light device.
11(2/3)+x O19:Mn2+ x (但し0.1≦x≦0.9
9)で表されることを特徴とする請求項1又は2記載の
半導体発光装置。4. The phosphor has a chemical formula La1-xAl
11 (2/3) + xO19: Mn2+ x(However, 0.1 ≦ x ≦ 0.9
3. The method according to claim 1, wherein
Semiconductor light emitting device.
l11O19:Mn2+で表されることを特徴とする請求項1
又は2記載の半導体発光装置。5. The phosphor according to claim 1, wherein the phosphor has a chemical formula (La, Ce) A.
2. The composition according to claim 1, wherein the compound is represented by l 11 O 19 : Mn 2+.
Or the semiconductor light emitting device according to 2.
Al11O19:Mn2+で表されることを特徴とする請求項
1又は2記載の半導体発光装置。6. The phosphor according to claim 1, wherein the phosphor has a chemical formula of (La, Ce) Mg.
The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor light emitting device is represented by Al 11 O 19 : Mn 2+ .
nm〜480nmであることを特徴とする請求項1〜6
のいずれか1項記載の半導体発光装置。7. The wavelength of the first emission peak is 420
7 to 480 nm.
The semiconductor light emitting device according to claim 1.
(GaN)系化合物半導体層を発光層として有すること
を特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載の半導体
発光装置。8. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the semiconductor light emitting element has a gallium nitride (GaN) -based compound semiconductor layer as a light emitting layer.
されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1
項記載の半導体発光装置。9. The method according to claim 1, wherein the phosphor is contained in a coating member.
13. The semiconductor light emitting device according to claim 1.
発光素子の周囲を被覆することを特徴とする請求項9記
載の半導体発光装置。10. The semiconductor light emitting device according to claim 9, wherein the coating member covers the periphery of the semiconductor light emitting element.
発光素子の一方の主表面のみに接していることを特徴と
する請求項9記載の半導体発光装置。11. The semiconductor light emitting device according to claim 9, wherein said coating member is in contact with only one main surface of said semiconductor light emitting element.
脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、
アクリル樹脂、ポリイミド樹脂からなるグループの内の
いずれかから選ばれた光透過性を有する有機樹脂である
ことを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項記載の
半導体発光装置。12. The coating member may be an epoxy resin, a urea resin, a silicone resin, a polyester resin,
The semiconductor light emitting device according to any one of claims 9 to 11, wherein the organic light emitting device is an organic resin having a light transmittance selected from a group consisting of an acrylic resin and a polyimide resin.
キシド、超微粒子状金属酸化物又はポリシラザン出発原
料とした液状のセラミックコーティング剤を固化させ
た、メタロキサン結合(M−O−M結合、M:金属)を
主体とするポリメタロキサンゲルよりなることを特徴と
する請求項9〜11のいずれか1項記載の半導体発光装
置。13. The coating member comprises a metalloxane bond (MOM bond, M: metal) obtained by solidifying a liquid ceramic coating agent as a metal alkoxide, an ultrafine metal oxide or a polysilazane starting material. The semiconductor light emitting device according to any one of claims 9 to 11, wherein the device is made of a polymetalloxane gel as a main component.
キシドの官能基の一部を修飾して有機樹脂モノマを導入
した複合体ポリマよりなることを特徴とする請求項9〜
11のいずれか1項記載の半導体発光装置。14. The coating member according to claim 9, wherein the coating member is made of a composite polymer in which a functional group of a metal alkoxide is partially modified to introduce an organic resin monomer.
12. The semiconductor light emitting device according to any one of items 11 to 11.
構成しており、前記蛍光体チップが光透過性の接着剤を
介して、前記半導体発光素子の一方の主表面に対向して
いることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載
の半導体発光装置。15. The phosphor forms a plate-shaped phosphor chip, and the phosphor chip faces one main surface of the semiconductor light emitting element via an optically transparent adhesive. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein:
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004056940A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Phosphor and optical device using same |
| JP2006037097A (en) * | 2004-06-09 | 2006-02-09 | Lumileds Lighting Us Llc | Semiconductor light-emitting device having a prepared wavelength conversion element |
| JP2008513992A (en) * | 2004-09-23 | 2008-05-01 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Light emitting device |
| JP2008515184A (en) * | 2004-09-28 | 2008-05-08 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Light emitting device with improved conversion layer |
| JP2008538652A (en) * | 2005-04-20 | 2008-10-30 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Lighting system including ceramic luminescence converter |
| JP2010045418A (en) * | 2009-11-27 | 2010-02-25 | Showa Denko Kk | Method of manufacturing light-emitting element |
| US7700964B2 (en) | 2006-05-29 | 2010-04-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting apparatus, display apparatus and method for controlling light emitting apparatus |
| US7906904B2 (en) | 2000-06-20 | 2011-03-15 | Sanken Electric Co., Ltd. | Light permeable fluorescent cover for light emitting diode |
| JP2011082568A (en) * | 2002-06-13 | 2011-04-21 | Cree Inc | Emitter package comprising saturated conversion material |
| JP2013168647A (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Advanced Optoelectronic Technology Inc | Method of manufacturing fluorescent film and method of manufacturing light-emitting diode package |
| JP2013201434A (en) * | 2008-02-25 | 2013-10-03 | Toshiba Corp | Light-emitting device, display device, and lighting device |
| JP5477374B2 (en) * | 2009-03-27 | 2014-04-23 | コニカミノルタ株式会社 | Phosphor member, method for manufacturing phosphor member, and lighting device |
| US8829546B2 (en) | 1999-11-19 | 2014-09-09 | Cree, Inc. | Rare earth doped layer or substrate for light conversion |
| JP2021529436A (en) * | 2018-06-28 | 2021-10-28 | アレディア | Luminescent devices, associated display screens, and methods for manufacturing luminescent devices |
-
2000
- 2000-10-11 JP JP2000311217A patent/JP2002118292A/en active Pending
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8829546B2 (en) | 1999-11-19 | 2014-09-09 | Cree, Inc. | Rare earth doped layer or substrate for light conversion |
| US7906904B2 (en) | 2000-06-20 | 2011-03-15 | Sanken Electric Co., Ltd. | Light permeable fluorescent cover for light emitting diode |
| JP2011082568A (en) * | 2002-06-13 | 2011-04-21 | Cree Inc | Emitter package comprising saturated conversion material |
| US7828993B2 (en) | 2002-12-20 | 2010-11-09 | Tovoda Gosei Co.. Ltd. | Phosphor and optical device using same |
| JPWO2004056940A1 (en) * | 2002-12-20 | 2006-04-20 | 豊田合成株式会社 | Luminescent body and optical device using the same |
| WO2004056940A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Phosphor and optical device using same |
| US8748921B2 (en) | 2004-06-09 | 2014-06-10 | Philips Lumileds Lighting Company Llc | Semiconductor light emitting device with pre-fabricated wavelength converting element |
| JP2006037097A (en) * | 2004-06-09 | 2006-02-09 | Lumileds Lighting Us Llc | Semiconductor light-emitting device having a prepared wavelength conversion element |
| JP2008513992A (en) * | 2004-09-23 | 2008-05-01 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Light emitting device |
| JP2008515184A (en) * | 2004-09-28 | 2008-05-08 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Light emitting device with improved conversion layer |
| JP2008538652A (en) * | 2005-04-20 | 2008-10-30 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Lighting system including ceramic luminescence converter |
| US7700964B2 (en) | 2006-05-29 | 2010-04-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting apparatus, display apparatus and method for controlling light emitting apparatus |
| JP2013201434A (en) * | 2008-02-25 | 2013-10-03 | Toshiba Corp | Light-emitting device, display device, and lighting device |
| US9039218B2 (en) | 2008-02-25 | 2015-05-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | White LED lamp, backlight, light emitting device, display device and illumination device |
| US10886434B2 (en) | 2008-02-25 | 2021-01-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | White LED lamp, backlight, light emitting device, display device and illumination device |
| JP5477374B2 (en) * | 2009-03-27 | 2014-04-23 | コニカミノルタ株式会社 | Phosphor member, method for manufacturing phosphor member, and lighting device |
| JP2010045418A (en) * | 2009-11-27 | 2010-02-25 | Showa Denko Kk | Method of manufacturing light-emitting element |
| JP2013168647A (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-29 | Advanced Optoelectronic Technology Inc | Method of manufacturing fluorescent film and method of manufacturing light-emitting diode package |
| JP2021529436A (en) * | 2018-06-28 | 2021-10-28 | アレディア | Luminescent devices, associated display screens, and methods for manufacturing luminescent devices |
| JP7440430B2 (en) | 2018-06-28 | 2024-02-28 | アレディア | Light-emitting devices, related display screens, and methods for manufacturing light-emitting devices |
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