JP2000347601A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体発光素子と蛍光体とを組み合わせた発
光装置において、光出力を効率良く取り出すことができ
るようにする。 【解決手段】 ＵＶ−ＬＥＤ１１から出射したＵＶ光を
蛍光体層１８に入射し、この蛍光体層１８で生成した発
光光を、蛍光体層１８を通過せずにＵＶ−ＬＥＤ１１を
透過してプレート１２側から取り出すように構成した。
光装置において、光出力を効率良く取り出すことができ
るようにする。 【解決手段】 ＵＶ−ＬＥＤ１１から出射したＵＶ光を
蛍光体層１８に入射し、この蛍光体層１８で生成した発
光光を、蛍光体層１８を通過せずにＵＶ−ＬＥＤ１１を
透過してプレート１２側から取り出すように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は発光装置に関し、
詳しくは半導体発光素子と蛍光体とを組み合わせた蛍光
体発光装置に関する。
詳しくは半導体発光素子と蛍光体とを組み合わせた蛍光
体発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ブラウン管や液晶表示パネルなど
の既存の表示装置に代わって、半導体発光素子と蛍光体
とを組み合わせた発光装置を光源とする表示装置の開発
が進められている。
の既存の表示装置に代わって、半導体発光素子と蛍光体
とを組み合わせた発光装置を光源とする表示装置の開発
が進められている。
【０００３】蛍光体と半導体発光素子とを組み合わせた
発光装置としては、例えばＧａＮ系半導体からなる青色
の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、黄色で発光するＹＡＧ
蛍光体とを組み合わせた蛍光体発光装置が知られてい
る。この蛍光体発光装置では、ＬＥＤからの中心波長４
５０ｎｍ付近の青色発光と、この発光を受けた蛍光体か
らの発光（波長５６０ｎｍ付近にピークを持つようなス
ペクトル分布の発光）とを混色することで白色光（変換
光）を取り出している。従来のこの種の蛍光体発光装置
では、半導体発光素子の周囲に蛍光体を塗布し、蛍光体
層の中に半導体発光素子を埋め込んだ構成となってい
る。
発光装置としては、例えばＧａＮ系半導体からなる青色
の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、黄色で発光するＹＡＧ
蛍光体とを組み合わせた蛍光体発光装置が知られてい
る。この蛍光体発光装置では、ＬＥＤからの中心波長４
５０ｎｍ付近の青色発光と、この発光を受けた蛍光体か
らの発光（波長５６０ｎｍ付近にピークを持つようなス
ペクトル分布の発光）とを混色することで白色光（変換
光）を取り出している。従来のこの種の蛍光体発光装置
では、半導体発光素子の周囲に蛍光体を塗布し、蛍光体
層の中に半導体発光素子を埋め込んだ構成となってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、蛍光体の内
部では波長変換による発光だけでなく、入射光・蛍光発
光などの散乱や吸収も発生している。このため、従来の
ように半導体発光素子を蛍光体層に埋め込み、蛍光体層
を通して可視光を取り出すように構成した場合は、変換
光が蛍光体層で散乱・吸収されるために、輝度などの光
出力が低下するという問題が生じていた。
部では波長変換による発光だけでなく、入射光・蛍光発
光などの散乱や吸収も発生している。このため、従来の
ように半導体発光素子を蛍光体層に埋め込み、蛍光体層
を通して可視光を取り出すように構成した場合は、変換
光が蛍光体層で散乱・吸収されるために、輝度などの光
出力が低下するという問題が生じていた。
【０００５】この発明の目的は、光出力を効率良く取り
出すことができる発光装置を提供することにある。
出すことができる発光装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、半導体発光素子を光源とする光
源部と、前記光源部からの発光を受けて波長の異なる変
換光を生成する波長変換部とを備え、前記波長変換部で
生成された変換光が前記波長変換部を透過しないで取り
出されることを特徴とする。
め、請求項１の発明は、半導体発光素子を光源とする光
源部と、前記光源部からの発光を受けて波長の異なる変
換光を生成する波長変換部とを備え、前記波長変換部で
生成された変換光が前記波長変換部を透過しないで取り
出されることを特徴とする。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１において、前
記波長変換部で生成された変換光が前記半導体発光素子
を透過して取り出されることを特徴とする。
記波長変換部で生成された変換光が前記半導体発光素子
を透過して取り出されることを特徴とする。
【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、前記光源部から波長変換部への光の入射方向と、前
記波長変換部からの変換光の出射方向が反対であること
を特徴とする。
て、前記光源部から波長変換部への光の入射方向と、前
記波長変換部からの変換光の出射方向が反対であること
を特徴とする。
【０００９】請求項４の発明は、請求項１乃至３におい
て、前記半導体発光素子がＧａＮ系、ＳｉＣ系、ＢＮ系
もしくはＺｎＳｅ系のいずれかのグループから選択され
た半導体からなることを特徴とする。
て、前記半導体発光素子がＧａＮ系、ＳｉＣ系、ＢＮ系
もしくはＺｎＳｅ系のいずれかのグループから選択され
た半導体からなることを特徴とする。
【００１０】請求項５の発明は、請求項１乃至４におい
て、前記波長変換部が蛍光体層からなることを特徴とす
る。
て、前記波長変換部が蛍光体層からなることを特徴とす
る。
【００１１】上記構成によれば、波長変換部で生成され
た変換光は波長変換部を透過しないで取り出されるの
で、変換光が波長変換部を通過する際に散乱・吸収など
の損失を受けることがなくなり、輝度などの光出力を効
率良く取り出すことができる。
た変換光は波長変換部を透過しないで取り出されるの
で、変換光が波長変換部を通過する際に散乱・吸収など
の損失を受けることがなくなり、輝度などの光出力を効
率良く取り出すことができる。
【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる発光装置
をＬＥＤランプに適用した場合の実施形態を、図面を参
照しながら説明する。
をＬＥＤランプに適用した場合の実施形態を、図面を参
照しながら説明する。
【００１２】［実施形態１］図１（ａ）〜（ｅ）は、実
施形態１に係わるＬＥＤランプの製造過程を示す概略断
面図である。
施形態１に係わるＬＥＤランプの製造過程を示す概略断
面図である。
【００１３】なお実施形態１では、光源部となる半導体
発光素子としてＵＶ発光のＧａＮ系ＬＥＤ（以下、ＵＶ
−ＬＥＤ）を用いている。また、波長変換部となる蛍光
体層としてはＲ、Ｇ、Ｂ各色蛍光体材料を色温度６５０
０Ｋの白色に合わせて配合し、無機接着剤に混合したも
のを用いている。
発光素子としてＵＶ発光のＧａＮ系ＬＥＤ（以下、ＵＶ
−ＬＥＤ）を用いている。また、波長変換部となる蛍光
体層としてはＲ、Ｇ、Ｂ各色蛍光体材料を色温度６５０
０Ｋの白色に合わせて配合し、無機接着剤に混合したも
のを用いている。
【００１４】まず、図１（ａ）に示すように、可視光に
対し透明なプレート１２上の所定位置にＵＶ−ＬＥＤ１
１を配置して、透明接着剤１３で固定する。プレート１
２は、ＵＶ吸収材を混合した母材からなり、紫外線を吸
収して可視光のみを透過する。プレート１２上のＵＶ−
ＬＥＤ１１の周囲には、図１（ｂ）に示すように、上面
に電極となるＡｕなどの金属層１４が形成された断面略
凹形状のケース部１５が設けられている。そして、図１
（ｃ）に示すように、金属層１４と、ＵＶ−ＬＥＤ１１
のｐ電極１６ａ及びｎ電極１６ｂとを金属のワイヤ１７
で接続する。次に、図１（ｄ）に示すように、ケース部
１５の内部に蛍光体材料を混合した無機接着剤（又は樹
脂）を隙間なく充填して、蛍光体層１８を形成する。続
いて、図１（ｅ）に示すように、ＵＶ−ＬＥＤ１１の発
光面側に反射板１９をはめ込み、固定する。なお、図示
していないが、光の取り出し部分には集光のためのレン
ズを形成するなどの処理を施しても良い。
対し透明なプレート１２上の所定位置にＵＶ−ＬＥＤ１
１を配置して、透明接着剤１３で固定する。プレート１
２は、ＵＶ吸収材を混合した母材からなり、紫外線を吸
収して可視光のみを透過する。プレート１２上のＵＶ−
ＬＥＤ１１の周囲には、図１（ｂ）に示すように、上面
に電極となるＡｕなどの金属層１４が形成された断面略
凹形状のケース部１５が設けられている。そして、図１
（ｃ）に示すように、金属層１４と、ＵＶ−ＬＥＤ１１
のｐ電極１６ａ及びｎ電極１６ｂとを金属のワイヤ１７
で接続する。次に、図１（ｄ）に示すように、ケース部
１５の内部に蛍光体材料を混合した無機接着剤（又は樹
脂）を隙間なく充填して、蛍光体層１８を形成する。続
いて、図１（ｅ）に示すように、ＵＶ−ＬＥＤ１１の発
光面側に反射板１９をはめ込み、固定する。なお、図示
していないが、光の取り出し部分には集光のためのレン
ズを形成するなどの処理を施しても良い。
【００１５】上記図１（ａ）〜（ｅ）の製造過程を経る
ことでＬＥＤランプ１０が完成する。なお、実際に製造
にあたっては、フレームと呼ばれる枠の中に複数のＬＥ
Ｄランプを同時に形成し、このフレームから個別に取り
出すことで量産することができる。
ことでＬＥＤランプ１０が完成する。なお、実際に製造
にあたっては、フレームと呼ばれる枠の中に複数のＬＥ
Ｄランプを同時に形成し、このフレームから個別に取り
出すことで量産することができる。
【００１６】図１に示すような形状のＬＥＤランプは、
一般に表面実装型（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎ
ｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）ＬＥＤと呼ばれている。このよ
うなＬＥＤランプをアレイ状に配置することにより、表
示装置の光源とすることができる。
一般に表面実装型（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎ
ｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）ＬＥＤと呼ばれている。このよ
うなＬＥＤランプをアレイ状に配置することにより、表
示装置の光源とすることができる。
【００１７】なお、プレート１２の表面には、ＵＶ散乱
材やＵＶ反射材をコーティングしてもよい。また、可視
光に対し透明なプレートのほか、導光性を有するプレー
トを用いてもよい。
材やＵＶ反射材をコーティングしてもよい。また、可視
光に対し透明なプレートのほか、導光性を有するプレー
トを用いてもよい。
【００１８】このようにして製造されたＬＥＤランプ１
０では、ＵＶ−ＬＥＤ１１から出射したＵＶ光が蛍光体
層１８に入射して、蛍光体層１８で波長変換されて長波
長の可視光が発光し、蛍光体内部でＲＧＢ混色すること
で白色光が取り出される。この白色光のうち、ＵＶ−Ｌ
ＥＤ１１に近い蛍光体層１８で生成された白色光は、図
２に示すように、蛍光体層１８を通過せずにＵＶ−ＬＥ
Ｄ１１を透過して、光取り出し部となるプレート１２側
から放出される。また、その他の白色光は、その多くが
反射板１９で反射した後、ＵＶ−ＬＥＤ１１を透過又は
透過せずにプレート１２側から放出される。
０では、ＵＶ−ＬＥＤ１１から出射したＵＶ光が蛍光体
層１８に入射して、蛍光体層１８で波長変換されて長波
長の可視光が発光し、蛍光体内部でＲＧＢ混色すること
で白色光が取り出される。この白色光のうち、ＵＶ−Ｌ
ＥＤ１１に近い蛍光体層１８で生成された白色光は、図
２に示すように、蛍光体層１８を通過せずにＵＶ−ＬＥ
Ｄ１１を透過して、光取り出し部となるプレート１２側
から放出される。また、その他の白色光は、その多くが
反射板１９で反射した後、ＵＶ−ＬＥＤ１１を透過又は
透過せずにプレート１２側から放出される。
【００１９】このように、白色光は蛍光体層１８のない
ＵＶ−ＬＥＤ１１の裏面から取り出されるため、白色光
が蛍光体層を通過する際に散乱・吸収などの損失を受け
ることがなくなり、輝度などの光出力を効率良く取り出
すことができる。とくに、反射板１９を設けた場合は、
光出力をさらに増加させることが可能となる。
ＵＶ−ＬＥＤ１１の裏面から取り出されるため、白色光
が蛍光体層を通過する際に散乱・吸収などの損失を受け
ることがなくなり、輝度などの光出力を効率良く取り出
すことができる。とくに、反射板１９を設けた場合は、
光出力をさらに増加させることが可能となる。
【００２０】［実施形態２］図３（ａ）、（ｂ）は、実
施形態２に係わるＬＥＤランプの製造過程を示す概略断
面図である。この実施形態２では、実施形態１と同一構
造のＵＶ−ＬＥＤを用いている。
施形態２に係わるＬＥＤランプの製造過程を示す概略断
面図である。この実施形態２では、実施形態１と同一構
造のＵＶ−ＬＥＤを用いている。
【００２１】図３（ａ）に示すように、ＵＶ−ＬＥＤ２
１を固定するサブマウント２２上に、電極となる金属層
２３を形成するとともに、蛍光体材料を混合した樹脂に
より蛍光体層２４を形成する。この蛍光体層２４の一部
は金属層２３を電気的に分割しており、また蛍光体層２
４のＵＶ−ＬＥＤ２１のｐ、ｎ電極の位置に対応した部
分には切り欠き部２５が設けられている。そして、ＵＶ
−ＬＥＤ２１のｐ、ｎ電極上にハンダ１０１を盛り付
け、切り欠き部２５と平面的に一致するように位置合わ
せして、サブマウント２２上にフリップチップマウント
する。これによって、ＵＶ−ＬＥＤ２１のｐ、ｎ電極
は、電気的に分割された金属層２３とそれぞれ接続され
る。なお、ＵＶ−ＬＥＤ２１のｐ、ｎ電極と金属層２３
は熱圧着により接合するようにしてもよい。
１を固定するサブマウント２２上に、電極となる金属層
２３を形成するとともに、蛍光体材料を混合した樹脂に
より蛍光体層２４を形成する。この蛍光体層２４の一部
は金属層２３を電気的に分割しており、また蛍光体層２
４のＵＶ−ＬＥＤ２１のｐ、ｎ電極の位置に対応した部
分には切り欠き部２５が設けられている。そして、ＵＶ
−ＬＥＤ２１のｐ、ｎ電極上にハンダ１０１を盛り付
け、切り欠き部２５と平面的に一致するように位置合わ
せして、サブマウント２２上にフリップチップマウント
する。これによって、ＵＶ−ＬＥＤ２１のｐ、ｎ電極
は、電気的に分割された金属層２３とそれぞれ接続され
る。なお、ＵＶ−ＬＥＤ２１のｐ、ｎ電極と金属層２３
は熱圧着により接合するようにしてもよい。
【００２２】次に、図３（ｂ）に示すように、ＵＶ−Ｌ
ＥＤ２１をマウントしたサブマウント２２を、金属（Ｆ
ｅなど）製のフレーム２６に形成されたマウント部２６
ａ内に透明接着剤（図示せず）でマウントする。このマ
ウント部２６ａの内面には反射板２７が形成されてい
る。この後、金属層２３とフレーム２６とを金属のワイ
ヤ２８で接続する。ここで、金属層２３の一方がサブマ
ウント２２の裏面まで形成されている場合は、サブマウ
ント２２の裏面とフレーム２６のマウント部２６ａとを
導電性を有する接着剤でマウントすることで電気的に接
続し、金属層２３の他方をワイヤでフレーム２６と接続
する。
ＥＤ２１をマウントしたサブマウント２２を、金属（Ｆ
ｅなど）製のフレーム２６に形成されたマウント部２６
ａ内に透明接着剤（図示せず）でマウントする。このマ
ウント部２６ａの内面には反射板２７が形成されてい
る。この後、金属層２３とフレーム２６とを金属のワイ
ヤ２８で接続する。ここで、金属層２３の一方がサブマ
ウント２２の裏面まで形成されている場合は、サブマウ
ント２２の裏面とフレーム２６のマウント部２６ａとを
導電性を有する接着剤でマウントすることで電気的に接
続し、金属層２３の他方をワイヤでフレーム２６と接続
する。
【００２３】次に、フレーム２６のマウント部２６ａ内
に、蛍光体含有の溶剤をＵＶ−ＬＥＤ２１のサブマウン
ト２２とは反対側の面と同じ高さまで注入する。次に、
溶剤を高温で蒸発させるか、あるいは硬化させることで
蛍光体層２９を形成する。そして、図４に示すように、
ＵＶ−ＬＥＤ２１のマウントされた部分全体を、ＵＶ吸
収材入りの樹脂３０によりレンズ形状にモールドするこ
とでＬＥＤランプ２０を完成する。
に、蛍光体含有の溶剤をＵＶ−ＬＥＤ２１のサブマウン
ト２２とは反対側の面と同じ高さまで注入する。次に、
溶剤を高温で蒸発させるか、あるいは硬化させることで
蛍光体層２９を形成する。そして、図４に示すように、
ＵＶ−ＬＥＤ２１のマウントされた部分全体を、ＵＶ吸
収材入りの樹脂３０によりレンズ形状にモールドするこ
とでＬＥＤランプ２０を完成する。
【００２４】このようにして製造されたＬＥＤランプ２
０では、ＵＶ−ＬＥＤ２１から出射したＵＶ光が蛍光体
層２９に入射し、蛍光体層２９で波長変換されて長波長
の可視光が発光して、蛍光体内部でＲＧＢ混色すること
で白色光が取り出される。この白色光のうち、ＵＶ−Ｌ
ＥＤ２１に近い蛍光体層２９で生成された白色光は、図
５に示すように、蛍光体層２９を通過せずにＵＶ−ＬＥ
Ｄ２１を透過して、外部に放出される。また、その他の
白色光は、その多くが反射板２７で反射した後、ＵＶ−
ＬＥＤ２１を透過又は透過せずに外部へ放出される。
０では、ＵＶ−ＬＥＤ２１から出射したＵＶ光が蛍光体
層２９に入射し、蛍光体層２９で波長変換されて長波長
の可視光が発光して、蛍光体内部でＲＧＢ混色すること
で白色光が取り出される。この白色光のうち、ＵＶ−Ｌ
ＥＤ２１に近い蛍光体層２９で生成された白色光は、図
５に示すように、蛍光体層２９を通過せずにＵＶ−ＬＥ
Ｄ２１を透過して、外部に放出される。また、その他の
白色光は、その多くが反射板２７で反射した後、ＵＶ−
ＬＥＤ２１を透過又は透過せずに外部へ放出される。
【００２５】この場合も、白色光は蛍光体層２９のない
裏面から取り出されるため、白色光が蛍光体層を通過す
る際に散乱・吸収などの損失を受けることがなくなり、
輝度などの光出力を効率良く取り出すことができる。と
くに、反射板２７を設けた場合は、光出力をさらに増加
させることが可能となる。
裏面から取り出されるため、白色光が蛍光体層を通過す
る際に散乱・吸収などの損失を受けることがなくなり、
輝度などの光出力を効率良く取り出すことができる。と
くに、反射板２７を設けた場合は、光出力をさらに増加
させることが可能となる。
【００２６】上述したサブマウント２２の表面・蛍光体
層間には、可視光に対して高反射率のコーティングを施
す。ただし、サブマウント材が可視光に対して透明な場
合には不要となる。
層間には、可視光に対して高反射率のコーティングを施
す。ただし、サブマウント材が可視光に対して透明な場
合には不要となる。
【００２７】また、ＵＶ吸収材入りの樹脂３０でモール
ドする前に、反射板２７内の蛍光体層２９を含むＵＶ−
ＬＥＤ２１の表面に、ＵＶ散乱材やＵＶ反射材をコーテ
ィングしてもよい。このほか、ＵＶ−ＬＥＤ２１の裏面
側（基板側）に、膜厚が１／２λ（λはＵＶ発光波長）
に設定されたＵＶ反射膜を、金属薄膜や誘電体薄膜、誘
電体多層膜などとともにコーティングすることにより、
さらに蛍光体層２９との結合を高めることができる。こ
れと同様の効果は、例えば樹脂３０をレンズ形状にモー
ルドする前に、最表面にＵＶ反射膜やＵＶ反射材をコー
ティングすることでも達成することができる。ただし、
このとき用いるＵＶ反射膜やＵＶ反射材は、可視光に対
して透明であることが望ましい。
ドする前に、反射板２７内の蛍光体層２９を含むＵＶ−
ＬＥＤ２１の表面に、ＵＶ散乱材やＵＶ反射材をコーテ
ィングしてもよい。このほか、ＵＶ−ＬＥＤ２１の裏面
側（基板側）に、膜厚が１／２λ（λはＵＶ発光波長）
に設定されたＵＶ反射膜を、金属薄膜や誘電体薄膜、誘
電体多層膜などとともにコーティングすることにより、
さらに蛍光体層２９との結合を高めることができる。こ
れと同様の効果は、例えば樹脂３０をレンズ形状にモー
ルドする前に、最表面にＵＶ反射膜やＵＶ反射材をコー
ティングすることでも達成することができる。ただし、
このとき用いるＵＶ反射膜やＵＶ反射材は、可視光に対
して透明であることが望ましい。
【００２８】［実施形態３］図５（ａ）、（ｂ）は、実
施形態３に係わるＬＥＤランプの製造過程を示す概略構
成図である。この実施形態３に係わるＬＥＤランプの基
本的な構成は実施形態２とほぼ同じであり、図５では、
図３及び図４と同等部分を同一符号で示している。
施形態３に係わるＬＥＤランプの製造過程を示す概略構
成図である。この実施形態３に係わるＬＥＤランプの基
本的な構成は実施形態２とほぼ同じであり、図５では、
図３及び図４と同等部分を同一符号で示している。
【００２９】この実施形態４のＵＶ−ＬＥＤ２１は、透
明なサブマウント３２上にフリップチップマウントされ
ている。マウント部分の構造は図３（ａ）とほぼ同じで
あり、サブマウントの表面には実施形態２と同様に電極
となる図示しない金属層が電気的に分割した状態で形成
されている。
明なサブマウント３２上にフリップチップマウントされ
ている。マウント部分の構造は図３（ａ）とほぼ同じで
あり、サブマウントの表面には実施形態２と同様に電極
となる図示しない金属層が電気的に分割した状態で形成
されている。
【００３０】一方、フレーム２６のマウント部２６ａ
は、その内面に蛍光体層３１が均一な厚みで形成されて
いる。この蛍光体層３１は、通常の蛍光体塗布法のよう
にバインダーを用いる手法で作成しても良いし、耐熱性
の透明膜が得られるコート材（接着材）に混入して注入
し、所定形状の型を入れて内径を成形する手法で作成し
てもよい。
は、その内面に蛍光体層３１が均一な厚みで形成されて
いる。この蛍光体層３１は、通常の蛍光体塗布法のよう
にバインダーを用いる手法で作成しても良いし、耐熱性
の透明膜が得られるコート材（接着材）に混入して注入
し、所定形状の型を入れて内径を成形する手法で作成し
てもよい。
【００３１】上記のように構成されたマウント部２６ａ
の蛍光体層３１上に、ＵＶ−ＬＥＤ２１を備えたサブマ
ウント３２を透明接着剤１０２でマウントする。その
後、サブマウント３２の図示しない金属層とフレーム２
６とを金属のワイヤ２８で接続する。次に、フレーム２
６のマウント部２６ａ内に樹脂３３を注入し、キュア
（熱硬化）する。さらに、図５（ｂ）に示すように、Ｕ
Ｖ吸収材入りの樹脂３４によりレンズ形状にモールドし
てＬＥＤランプ３５を完成する。
の蛍光体層３１上に、ＵＶ−ＬＥＤ２１を備えたサブマ
ウント３２を透明接着剤１０２でマウントする。その
後、サブマウント３２の図示しない金属層とフレーム２
６とを金属のワイヤ２８で接続する。次に、フレーム２
６のマウント部２６ａ内に樹脂３３を注入し、キュア
（熱硬化）する。さらに、図５（ｂ）に示すように、Ｕ
Ｖ吸収材入りの樹脂３４によりレンズ形状にモールドし
てＬＥＤランプ３５を完成する。
【００３２】このようにして製造されたＬＥＤランプ３
５についても、サブマウント３２側から放出される白色
光は蛍光体層３１のない裏面から取り出されるため、白
色光が蛍光体層を通過する際に散乱・吸収などの損失を
受けることがなくなり、輝度などの光出力を効率良く取
り出すことができる。
５についても、サブマウント３２側から放出される白色
光は蛍光体層３１のない裏面から取り出されるため、白
色光が蛍光体層を通過する際に散乱・吸収などの損失を
受けることがなくなり、輝度などの光出力を効率良く取
り出すことができる。
【００３３】とくに、実施形態３の構成においては、Ｕ
Ｖ光の放出される方向に形成された蛍光体層３１が同じ
厚みであり、ＵＶ−ＬＥＤ２１からのＵＶ光が蛍光体層
３１内を移動する際の行路長がほぼ同じとなるため、実
施形態２の構成に比べて、より均一な発光を得ることが
できる。
Ｖ光の放出される方向に形成された蛍光体層３１が同じ
厚みであり、ＵＶ−ＬＥＤ２１からのＵＶ光が蛍光体層
３１内を移動する際の行路長がほぼ同じとなるため、実
施形態２の構成に比べて、より均一な発光を得ることが
できる。
【００３４】なお、モールドする際に用いる樹脂３４に
は、ＵＶ吸収材の代わりにＵＶ反射材、ＵＶ散乱材を混
入してもよい。
は、ＵＶ吸収材の代わりにＵＶ反射材、ＵＶ散乱材を混
入してもよい。
【００３５】また、ＵＶ−ＬＥＤ２１の裏面側（基板
側）には、ＵＶ吸収材、ＵＶ散乱材のような溶剤を塗布
したり、あるいは膜厚が１／２λに設定された誘電体多
層膜等からなるＵＶ反射膜をコーティングすることによ
り、簡単かつ容易に高効率化を達成することができる。
また、ＵＶ−ＬＥＤ２１の裏面側をレンズ形状（ドーム
形状）に加工することにより、さらに高効率化を図るこ
とが可能となる。
側）には、ＵＶ吸収材、ＵＶ散乱材のような溶剤を塗布
したり、あるいは膜厚が１／２λに設定された誘電体多
層膜等からなるＵＶ反射膜をコーティングすることによ
り、簡単かつ容易に高効率化を達成することができる。
また、ＵＶ−ＬＥＤ２１の裏面側をレンズ形状（ドーム
形状）に加工することにより、さらに高効率化を図るこ
とが可能となる。
【００３６】［実施形態４］図６（ａ）〜（ｃ）は、実
施形態４に係わるＬＥＤランプの製造過程を示す概略断
面図である。この実施形態においても、光源部となる半
導体発光素子としてＵＶ−ＬＥＤを用いている。
施形態４に係わるＬＥＤランプの製造過程を示す概略断
面図である。この実施形態においても、光源部となる半
導体発光素子としてＵＶ−ＬＥＤを用いている。
【００３７】図６（ａ）に示すように、透明もしくは導
光性のプレート４２上に、電極となる金属層４３を形成
する。次に、図６（ｂ）に示すように、プレート４２上
の所定位置に、透明接着剤４４を介してＵＶ−ＬＥＤ４
１を固定する。この後、プレート４２の金属層４３とＵ
Ｖ−ＬＥＤ４１のｐ電極４５ａ及びｎ電極４５ｂをそれ
ぞれ金属のワイヤ４６で接続する。
光性のプレート４２上に、電極となる金属層４３を形成
する。次に、図６（ｂ）に示すように、プレート４２上
の所定位置に、透明接着剤４４を介してＵＶ−ＬＥＤ４
１を固定する。この後、プレート４２の金属層４３とＵ
Ｖ−ＬＥＤ４１のｐ電極４５ａ及びｎ電極４５ｂをそれ
ぞれ金属のワイヤ４６で接続する。
【００３８】次に、図６（ｃ）に示すように、プレート
４２と箱形に形成されたケース４７とを接合する。ケー
ス４７の中央部分には、断面が円錐台形状の蛍光体層４
８が形成されている。この蛍光体層４８の外側には、さ
らに反射板４９が形成されている。一方、ケース４７の
外周には、電気的な接続を得るための金属層５０ａ、５
０ｂが形成されている。この金属層５０ａ、５０ｂは、
プレート４２とケース４７とを接合した最終的な製品形
態において、ケース４７の側面や裏面と図示しない実装
基板との間での電気的な接続を得るためのものである。
金属層５０ａ、５０ｂは、ＵＶ−ＬＥＤ４１のｐ、ｎ電
極に対応するように電気的に分割されており、それぞれ
独立して形成されている。
４２と箱形に形成されたケース４７とを接合する。ケー
ス４７の中央部分には、断面が円錐台形状の蛍光体層４
８が形成されている。この蛍光体層４８の外側には、さ
らに反射板４９が形成されている。一方、ケース４７の
外周には、電気的な接続を得るための金属層５０ａ、５
０ｂが形成されている。この金属層５０ａ、５０ｂは、
プレート４２とケース４７とを接合した最終的な製品形
態において、ケース４７の側面や裏面と図示しない実装
基板との間での電気的な接続を得るためのものである。
金属層５０ａ、５０ｂは、ＵＶ−ＬＥＤ４１のｐ、ｎ電
極に対応するように電気的に分割されており、それぞれ
独立して形成されている。
【００３９】ケース４７の金属層５０ａ、５０ｂとプレ
ート４２上の金属層４３とは、圧着、熱圧着又は溶接に
よりシーリングすることで接合される。なお、ケース４
７の内部は真空でもよいし、Ｎ２ 、Ａｒのような不活
性ガスを充填したり、透明樹脂を充填してもよい。
ート４２上の金属層４３とは、圧着、熱圧着又は溶接に
よりシーリングすることで接合される。なお、ケース４
７の内部は真空でもよいし、Ｎ２ 、Ａｒのような不活
性ガスを充填したり、透明樹脂を充填してもよい。
【００４０】このようにして製造されたＬＥＤランプ５
０では、図７に示すように、ＵＶ−ＬＥＤ４１からの発
光がケース４７内部の蛍光体層４８で可視光に変換さ
れ、反射板４９で反射された後、ＵＶ−ＬＥＤ４１を透
過して、光取り出し部となるプレート４２側から放出さ
れる。このとき、導光性のプレート４２であれば、プレ
ート面全体が発光することになる。このＬＥＤランプ５
０においても、プレート４２側から放出される白色光は
蛍光体層４８のない裏面から取り出されるため、白色光
が蛍光体層を通過する際に散乱・吸収などの損失を受け
ることがなくなり、輝度などの光出力を効率良く取り出
すことができる。
０では、図７に示すように、ＵＶ−ＬＥＤ４１からの発
光がケース４７内部の蛍光体層４８で可視光に変換さ
れ、反射板４９で反射された後、ＵＶ−ＬＥＤ４１を透
過して、光取り出し部となるプレート４２側から放出さ
れる。このとき、導光性のプレート４２であれば、プレ
ート面全体が発光することになる。このＬＥＤランプ５
０においても、プレート４２側から放出される白色光は
蛍光体層４８のない裏面から取り出されるため、白色光
が蛍光体層を通過する際に散乱・吸収などの損失を受け
ることがなくなり、輝度などの光出力を効率良く取り出
すことができる。
【００４１】とくに、実施形態４においては、ＵＶ−Ｌ
ＥＤ４１をフリップチップマウントすることなしに、フ
リップチップマウントした場合と同様の機能を得ること
ができる。したがって、フリップチップマウントする場
合に比べてＬＥＤランプの作成がより容易なものとな
る。
ＥＤ４１をフリップチップマウントすることなしに、フ
リップチップマウントした場合と同様の機能を得ること
ができる。したがって、フリップチップマウントする場
合に比べてＬＥＤランプの作成がより容易なものとな
る。
【００４２】また、ケース４７内を真空にしたり、不活
性ガスを充填することにより、ＵＶ−ＬＥＤ４１と蛍光
体層４８とを非接触とすることができる。この結果、Ｕ
Ｖ−ＬＥＤ４１の発熱が直接、蛍光体層４８に伝わるこ
とがなくなり、蛍光体の温度特性による変換効率の低下
を防止することができる。さらに、高温で、とくに多色
発光の場合においては、色調の変化が少ないＬＥＤラン
プを得ることができる。
性ガスを充填することにより、ＵＶ−ＬＥＤ４１と蛍光
体層４８とを非接触とすることができる。この結果、Ｕ
Ｖ−ＬＥＤ４１の発熱が直接、蛍光体層４８に伝わるこ
とがなくなり、蛍光体の温度特性による変換効率の低下
を防止することができる。さらに、高温で、とくに多色
発光の場合においては、色調の変化が少ないＬＥＤラン
プを得ることができる。
【００４３】また、実施形態４のＬＥＤランプ５０につ
いても、実際に製造にあたっては、フレームと呼ばれる
枠の中に複数のＬＥＤランプを同時に形成し、このフレ
ームから個別に取り出すことで量産することができる。
いても、実際に製造にあたっては、フレームと呼ばれる
枠の中に複数のＬＥＤランプを同時に形成し、このフレ
ームから個別に取り出すことで量産することができる。
【００４４】また、プレート４２側とケース４７側を接
合することでＬＥＤランプ５０を完成させる構造である
ため、プレート４２側の構成を、接合される蛍光体層４
８の色にかかわらず共通化することができる。さらに、
ケース４７側とプレート４２側をそれぞれ別ラインで製
造することができるので、例えばケース４７側を蛍光体
層４８の色ごとにストックしておくことができる。
合することでＬＥＤランプ５０を完成させる構造である
ため、プレート４２側の構成を、接合される蛍光体層４
８の色にかかわらず共通化することができる。さらに、
ケース４７側とプレート４２側をそれぞれ別ラインで製
造することができるので、例えばケース４７側を蛍光体
層４８の色ごとにストックしておくことができる。
【００４５】上記実施形態１〜４においては、半導体発
光素子としてＵＶ発光のＧａＮ系ＬＥＤを用いた例につ
いて説明したが、この他、例えば青色発光のＧａＮ系Ｌ
ＥＤなどを用いた場合でも同様の効果を得ることができ
る。
光素子としてＵＶ発光のＧａＮ系ＬＥＤを用いた例につ
いて説明したが、この他、例えば青色発光のＧａＮ系Ｌ
ＥＤなどを用いた場合でも同様の効果を得ることができ
る。
【００４６】この発明に係わる発光装置において、光源
部に用いられる半導体発光素子としては、ＧａＮ系ＬＥ
Ｄのほか、ＳｉＣ系、ＢＮ系もしくはＺｎＳｅ系のいず
れかのグループから選択された半導体からなるＬＥＤを
用いることができる。
部に用いられる半導体発光素子としては、ＧａＮ系ＬＥ
Ｄのほか、ＳｉＣ系、ＢＮ系もしくはＺｎＳｅ系のいず
れかのグループから選択された半導体からなるＬＥＤを
用いることができる。
【００４７】また、ＵＶ発光の半導体ＬＥＤを用いた場
合、ＵＶ発光の中心波長としては、例えば以下に示すも
のを用いることができる。
合、ＵＶ発光の中心波長としては、例えば以下に示すも
のを用いることができる。
【００４８】（１）活性層がＧａＮの場合、中心波長は
３６５ｎｍ （２）活性層がＩｎＧａＮの場合、Ｉｎ組成に応じて中
心波長は３６５〜３８０ｎｍ （３）ＡｌＧａＮ／ＩｎＡｌＧａＮの場合、中心波長は
３４０〜３８０ｎｍ （４）ＢＧａＮの場合、中心波長は３００〜３６５ｎｍ また、波長変換部に用いられるＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体とし
ては、例えば以下のものを用いることができる。
３６５ｎｍ （２）活性層がＩｎＧａＮの場合、Ｉｎ組成に応じて中
心波長は３６５〜３８０ｎｍ （３）ＡｌＧａＮ／ＩｎＡｌＧａＮの場合、中心波長は
３４０〜３８０ｎｍ （４）ＢＧａＮの場合、中心波長は３００〜３６５ｎｍ また、波長変換部に用いられるＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体とし
ては、例えば以下のものを用いることができる。
【００４９】青色 （Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｅｕ）（ｓｕ
ｂｓｃｒｉｐｔ：１０）（ＰＯ（ｓｕｂｓｃｒｉｐｔ：
４））（ｓｕｂｓｃｒｉｐｔ：６）・Ｃｌ（ｓｕｂｓｃ
ｒｉｐｔ：２） 緑色 ３（Ｂａ、Ｍｇ、Ｅｕ、Ｍｎ）０・８Ａｌ（ｓｕ
ｂｓｃｒｉｐｔ：２）０（ｓｕｂｓｃｒｉｐｔ：３） 赤色 Ｌａ（ｓｕｂｓｃｒｉｐｔ：２）０（ｓｕｂｓｃ
ｒｉｐｔ：２）Ｓ：Ｅｕ、Ｓｍ また、プレートやサブマウントなどの光取り出し部に用
いられるＵＶ吸収材としては、例えば以下のものを用い
ることができる。
ｂｓｃｒｉｐｔ：１０）（ＰＯ（ｓｕｂｓｃｒｉｐｔ：
４））（ｓｕｂｓｃｒｉｐｔ：６）・Ｃｌ（ｓｕｂｓｃ
ｒｉｐｔ：２） 緑色 ３（Ｂａ、Ｍｇ、Ｅｕ、Ｍｎ）０・８Ａｌ（ｓｕ
ｂｓｃｒｉｐｔ：２）０（ｓｕｂｓｃｒｉｐｔ：３） 赤色 Ｌａ（ｓｕｂｓｃｒｉｐｔ：２）０（ｓｕｂｓｃ
ｒｉｐｔ：２）Ｓ：Ｅｕ、Ｓｍ また、プレートやサブマウントなどの光取り出し部に用
いられるＵＶ吸収材としては、例えば以下のものを用い
ることができる。
【００５０】（１）ＴｉＯ２ （２）２−（２−ｈｙｄｒｏｘｙ−５−ｍｅｔｈｙｌｐ
ｈｅｎｙｌ）−２Ｈｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｌｅ （３）２−（３−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−２−ｈｙｄｒ
ｏｘｙ−５−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−５−ｃｈｌ
ｏｒｏ−２Ｈ−ｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｌｅ （４）２−（２−ｈｙｄｒｏｘｙ−５−ｔｅｒｔ−ｏｃ
ｔｙｐｈｅｎｙｌ）−２Ｈ−ｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｌｅ （５）ｅｔｈｙ１２−ｃｙａｎｏ−３、３−ｄｉｐｈｅ
ｎｙｌａｃｒｙｌａｔｅ
ｈｅｎｙｌ）−２Ｈｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｌｅ （３）２−（３−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−２−ｈｙｄｒ
ｏｘｙ−５−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−５−ｃｈｌ
ｏｒｏ−２Ｈ−ｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｌｅ （４）２−（２−ｈｙｄｒｏｘｙ−５−ｔｅｒｔ−ｏｃ
ｔｙｐｈｅｎｙｌ）−２Ｈ−ｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｌｅ （５）ｅｔｈｙ１２−ｃｙａｎｏ−３、３−ｄｉｐｈｅ
ｎｙｌａｃｒｙｌａｔｅ
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
発光装置においては、波長変換部で生成された変換光を
波長変換部を透過させないで取り出すようにしたので、
変換光が波長変換部を通過する際に散乱・吸収などの損
失を受けることがなくなり、輝度などの光出力を効率良
く取り出すことができる。
発光装置においては、波長変換部で生成された変換光を
波長変換部を透過させないで取り出すようにしたので、
変換光が波長変換部を通過する際に散乱・吸収などの損
失を受けることがなくなり、輝度などの光出力を効率良
く取り出すことができる。
【図１】実施形態１に係わるＬＥＤランプの製造過程を
示す概略断面図
示す概略断面図
【図２】実施形態１に係わるＬＥＤランプの発光状態を
示す概略断面図。
示す概略断面図。
【図３】実施形態２に係わるＬＥＤランプの製造過程を
示す概略断面図。
示す概略断面図。
【図４】実施形態２に係わるＬＥＤランプの完成状態を
示す概略断面図。
示す概略断面図。
【図５】実施形態３に係わるＬＥＤランプの製造過程を
示す概略構成図。
示す概略構成図。
【図６】実施形態４に係わるＬＥＤランプの製造過程を
示す概略断面図。
示す概略断面図。
【図７】実施形態４に係わるＬＥＤランプの発光状態を
示す概略断面図。
示す概略断面図。
１０、２０、３５、５０ ＬＥＤランプ １１、２１、４１ ＵＶ−ＬＥＤ １２、４２ プレート １４、２３、４３、５０ 金属層 １８、２４、３１、４８ 蛍光体層 １９、２７、４９ 反射板 ２２、３２ サブマウント ２６ フレーム ４７ ケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新田 康一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン ター内 Ｆターム(参考） 5C094 AA02 BA26 CA24 ED20 FB14 5F041 AA03 AA11 CA33 CA34 CA40 CA43 CA46 DA18 DA20 DA26 DA46 DA57 EE23
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体発光素子を光源とする光源部と、
前記光源部からの発光を受けて波長の異なる変換光を生
成する波長変換部とを備え、 前記波長変換部で生成された変換光が前記波長変換部を
透過しないで取り出されることを特徴とする発光装置。 - 【請求項２】 前記波長変換部で生成された変換光が前
記半導体発光素子を透過して取り出されることを特徴と
する請求項１記載の発光装置。 - 【請求項３】 前記光源部から波長変換部への光の入射
方向と、前記波長変換部からの変換光の出射方向が反対
であることを特徴とする請求項１又は２記載の発光装
置。 - 【請求項４】 前記半導体発光素子がＧａＮ系、ＳｉＣ
系、ＢＮ系もしくはＺｎＳｅ系のいずれかのグループか
ら選択された半導体からなることを特徴とする請求項１
乃至３記載の発光装置。 - 【請求項５】 前記波長変換部が蛍光体層からなること
を特徴とする請求項１乃至４記載の発光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15535299A JP2000347601A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | 発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15535299A JP2000347601A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | 発光装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005290438A Division JP3863169B2 (ja) | 2005-10-03 | 2005-10-03 | 発光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000347601A true JP2000347601A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15604032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15535299A Pending JP2000347601A (ja) | 1999-06-02 | 1999-06-02 | 発光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000347601A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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