JP2000022216A - 蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体発光装置 - Google Patents
蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体発光装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 樹脂封止型半導体発光装置の蛍光カバーを被
着した封止樹脂体の中心軸からの角度変化に対して外部
に放出される光の波長を略均一とする。 【解決手段】 複数のリード（１、２）と、複数のリー
ド（１、２）間に電気的に接続された半導体発光素子
（３）と、複数のリード（１、２）の各一端及び半導体
発光素子（３）を封止する樹脂封止体（５）と、蛍光体
（７）を含み且つ樹脂封止体（５）の外面に被着された
透光性の蛍光カバー（１０）とを樹脂封止型半導体発光
装置に設ける。球面部（１０ｂ）の頂点での蛍光体
（７）の粒子数は円筒状のカバー本体（１０ａ）での蛍
光体の粒子数より多くすることにより、半導体発光装置
から外部に放出される光の波長を半導体発光装置の中心
軸からの角度変化に対して略均一にする。
着した封止樹脂体の中心軸からの角度変化に対して外部
に放出される光の波長を略均一とする。 【解決手段】 複数のリード（１、２）と、複数のリー
ド（１、２）間に電気的に接続された半導体発光素子
（３）と、複数のリード（１、２）の各一端及び半導体
発光素子（３）を封止する樹脂封止体（５）と、蛍光体
（７）を含み且つ樹脂封止体（５）の外面に被着された
透光性の蛍光カバー（１０）とを樹脂封止型半導体発光
装置に設ける。球面部（１０ｂ）の頂点での蛍光体
（７）の粒子数は円筒状のカバー本体（１０ａ）での蛍
光体の粒子数より多くすることにより、半導体発光装置
から外部に放出される光の波長を半導体発光装置の中心
軸からの角度変化に対して略均一にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ型の樹脂封
止体を備えた半導体発光装置に係り、詳細には発光素子
から発光された光を波長変換してレンズ外部に放射する
蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体発光装置に関す
る。
止体を備えた半導体発光装置に係り、詳細には発光素子
から発光された光を波長変換してレンズ外部に放射する
蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体発光装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図２に示す従来の半導体発光装置は、複
数のリード（１、２）と、一方のリード（１）の端部に
形成された皿状のカップ部（ヘッダ）（１ａ）上に接着
剤によって固着された半導体発光素子（３）と、半導体
発光素子（３）の上面に形成された２つの電極と他方の
リード（２）のリード細線接続部（メタルポスト）とを
電気的に接続するリード細線（４）と、複数のリード
（１、２）の各一端、半導体発光素子（３）及びリード
細線（４）を封止する樹脂封止体（５）とを備えてい
る。周知のトランスファモールド法又はキャスティング
法によって形成される樹脂封止体（５）は、円柱状の封
止部（５ａ）と、封止部（５ａ）と一体に略半球状に形
成されたレンズ部（５ｂ）とを備え、樹脂封止体（５）
は光透過性を有する例えばエポキシ系樹脂等を主成分と
し、これにシリカ等から成る散乱剤が混入され、若干の
非発光物質の顔料が添加される場合もあるが、樹脂封止
体（５）には蛍光体は添加されない。樹脂封止体（５）
に被着された蛍光カバー（６）は、円筒状のカバー本体
（６ａ）と、カバー本体（６ａ）に一体に半球状に形成
された球面部（６ｂ）とを備え、カバー本体（６ａ）は
樹脂封止体（５）の封止部（５ａ）に合致する形状を有
し、球面部（６ｂ）は樹脂封止体（５）のレンズ部（５
ｂ）に合致する形状を有する。カバー本体（６ａ）の一
端に設けられた開口部（６ｃ）を通じて、蛍光カバー
（６）を樹脂封止体（５）に装着すると、蛍光カバー
（６）の内面は樹脂封止体（５）の外面に密着する。蛍
光カバー（６）は樹脂封止体（５）に密着して装着され
るので、装着後に振動などの外力が蛍光カバー（６）に
加えられても蛍光カバー（６）は容易には離脱しない。
動作の際に、半導体発光素子（３）からの光はリード
（１）の上部に形成されたカップ部（１ａ）の側面及び
樹脂封止体（５）のレンズ部（５ｂ）によって集光され
樹脂封止体（５）の外部に放出される。この半導体発光
装置の発光色は、半導体発光素子（３）の固有の発光波
長によって決定され、例えば、ＧａＡｌＰ系、ＧａＰ系
及びＧａＮ系の半導体発光素子（３）を使用すれば発光
色は、それぞれ赤色、緑色及び青色となる。また、Ｇａ
Ａｓ系の半導体発光素子（３）を使用すれば赤外発光の
半導体発光装置が得られる。半導体発光装置に蛍光カバ
ー（６）を被着しないとき樹脂封止体（５）から放出さ
れる光の発光強度は、例えば図３に示すように樹脂封止
体（５）の中心軸からの角度変化に対して樹脂封止体
（５）のレンズ部（５ｂ）の先端を中心とした非常にシ
ャープな指向性を示し、殆ど±３０度の角度範囲から外
部には放出されない。一方、半導体発光装置に蛍光カバ
ー（６）を被着すると、樹脂封止体（５）を経由して照
射される半導体発光素子（３）の光は、蛍光カバー
（６）に埋設された蛍光体（７）の粒子によって散乱さ
れる。蛍光体（７）は、光線が照射されたときに、その
光線を吸収しながら、その光線の波長とは異なる光線を
放射する物質をいう。このため、蛍光カバー（６）から
放出される光の発光強度は、図４に示すように指向性が
極めて広くなり、±９０度の角度範囲全体に広がる発散
光となる。このとき蛍光体（７）は、樹脂封止体（５）
を経由して照射される半導体発光素子（３）の光によっ
て励起されるので、蛍光体（７）からは半導体発光素子
（３）から放出される光と異なる発光波長の光が照射さ
れる。また、半導体発光素子（３）から放出された光の
うち一部は蛍光体（７）の粒子が存在しない部分を透過
するので蛍光体（７）を励起せず蛍光カバー（６）から
直接外部に照射される。従って、蛍光カバー（６）の外
部には、半導体発光素子（３）の発光成分と蛍光体
（７）の発光成分とが混色された発光波長の光が放出さ
れる。
数のリード（１、２）と、一方のリード（１）の端部に
形成された皿状のカップ部（ヘッダ）（１ａ）上に接着
剤によって固着された半導体発光素子（３）と、半導体
発光素子（３）の上面に形成された２つの電極と他方の
リード（２）のリード細線接続部（メタルポスト）とを
電気的に接続するリード細線（４）と、複数のリード
（１、２）の各一端、半導体発光素子（３）及びリード
細線（４）を封止する樹脂封止体（５）とを備えてい
る。周知のトランスファモールド法又はキャスティング
法によって形成される樹脂封止体（５）は、円柱状の封
止部（５ａ）と、封止部（５ａ）と一体に略半球状に形
成されたレンズ部（５ｂ）とを備え、樹脂封止体（５）
は光透過性を有する例えばエポキシ系樹脂等を主成分と
し、これにシリカ等から成る散乱剤が混入され、若干の
非発光物質の顔料が添加される場合もあるが、樹脂封止
体（５）には蛍光体は添加されない。樹脂封止体（５）
に被着された蛍光カバー（６）は、円筒状のカバー本体
（６ａ）と、カバー本体（６ａ）に一体に半球状に形成
された球面部（６ｂ）とを備え、カバー本体（６ａ）は
樹脂封止体（５）の封止部（５ａ）に合致する形状を有
し、球面部（６ｂ）は樹脂封止体（５）のレンズ部（５
ｂ）に合致する形状を有する。カバー本体（６ａ）の一
端に設けられた開口部（６ｃ）を通じて、蛍光カバー
（６）を樹脂封止体（５）に装着すると、蛍光カバー
（６）の内面は樹脂封止体（５）の外面に密着する。蛍
光カバー（６）は樹脂封止体（５）に密着して装着され
るので、装着後に振動などの外力が蛍光カバー（６）に
加えられても蛍光カバー（６）は容易には離脱しない。
動作の際に、半導体発光素子（３）からの光はリード
（１）の上部に形成されたカップ部（１ａ）の側面及び
樹脂封止体（５）のレンズ部（５ｂ）によって集光され
樹脂封止体（５）の外部に放出される。この半導体発光
装置の発光色は、半導体発光素子（３）の固有の発光波
長によって決定され、例えば、ＧａＡｌＰ系、ＧａＰ系
及びＧａＮ系の半導体発光素子（３）を使用すれば発光
色は、それぞれ赤色、緑色及び青色となる。また、Ｇａ
Ａｓ系の半導体発光素子（３）を使用すれば赤外発光の
半導体発光装置が得られる。半導体発光装置に蛍光カバ
ー（６）を被着しないとき樹脂封止体（５）から放出さ
れる光の発光強度は、例えば図３に示すように樹脂封止
体（５）の中心軸からの角度変化に対して樹脂封止体
（５）のレンズ部（５ｂ）の先端を中心とした非常にシ
ャープな指向性を示し、殆ど±３０度の角度範囲から外
部には放出されない。一方、半導体発光装置に蛍光カバ
ー（６）を被着すると、樹脂封止体（５）を経由して照
射される半導体発光素子（３）の光は、蛍光カバー
（６）に埋設された蛍光体（７）の粒子によって散乱さ
れる。蛍光体（７）は、光線が照射されたときに、その
光線を吸収しながら、その光線の波長とは異なる光線を
放射する物質をいう。このため、蛍光カバー（６）から
放出される光の発光強度は、図４に示すように指向性が
極めて広くなり、±９０度の角度範囲全体に広がる発散
光となる。このとき蛍光体（７）は、樹脂封止体（５）
を経由して照射される半導体発光素子（３）の光によっ
て励起されるので、蛍光体（７）からは半導体発光素子
（３）から放出される光と異なる発光波長の光が照射さ
れる。また、半導体発光素子（３）から放出された光の
うち一部は蛍光体（７）の粒子が存在しない部分を透過
するので蛍光体（７）を励起せず蛍光カバー（６）から
直接外部に照射される。従って、蛍光カバー（６）の外
部には、半導体発光素子（３）の発光成分と蛍光体
（７）の発光成分とが混色された発光波長の光が放出さ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体発光装置
では蛍光カバー（６）の厚さは、製造誤差及び樹脂の不
均一な収縮を無視すれば、場所に寄らず略均一である。
樹脂封止体（５）のレンズ部（５ｂ）の先端では半導体
発光素子（３）からの光が強く、蛍光体（７）に当たら
ずに蛍光カバー（６）を透過する成分が大きくなるた
め、外部に放出される光は波長変換されない半導体発光
素子（３）の多くの発光成分が含まれる。一方、樹脂封
止体（５）の円柱状の封止部（５ａ）では半導体発光素
子（３）からの光が弱く、その多くが蛍光体（７）の粒
子に当たる結果、外部に放出される光は波長変換された
蛍光体（７）の多くの発光成分が含まれる。
では蛍光カバー（６）の厚さは、製造誤差及び樹脂の不
均一な収縮を無視すれば、場所に寄らず略均一である。
樹脂封止体（５）のレンズ部（５ｂ）の先端では半導体
発光素子（３）からの光が強く、蛍光体（７）に当たら
ずに蛍光カバー（６）を透過する成分が大きくなるた
め、外部に放出される光は波長変換されない半導体発光
素子（３）の多くの発光成分が含まれる。一方、樹脂封
止体（５）の円柱状の封止部（５ａ）では半導体発光素
子（３）からの光が弱く、その多くが蛍光体（７）の粒
子に当たる結果、外部に放出される光は波長変換された
蛍光体（７）の多くの発光成分が含まれる。
【０００４】従って従来の半導体発光装置では、半導体
発光装置から発生する光の角度によって外部に放出され
る光の波長が異なるため、例えば蛍光カバー（６）を被
着して発散光により面発光表示を行うとき、発光面の位
置によって発光色が異なる欠点が生ずる。このため、発
光面を見る角度によって発光色が異なって正確な発光色
を識別できないのみならず、低品質の半導体発光装置を
使用しているイメージを与えていた。本発明は、蛍光カ
バーを被着した封止樹脂体の中心軸からの角度変化に対
して外部に放出される光の波長が略均一となる蛍光カバ
ーを有する樹脂封止型半導体発光装置を提供することを
目的とする。
発光装置から発生する光の角度によって外部に放出され
る光の波長が異なるため、例えば蛍光カバー（６）を被
着して発散光により面発光表示を行うとき、発光面の位
置によって発光色が異なる欠点が生ずる。このため、発
光面を見る角度によって発光色が異なって正確な発光色
を識別できないのみならず、低品質の半導体発光装置を
使用しているイメージを与えていた。本発明は、蛍光カ
バーを被着した封止樹脂体の中心軸からの角度変化に対
して外部に放出される光の波長が略均一となる蛍光カバ
ーを有する樹脂封止型半導体発光装置を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による蛍光カバー
を有する樹脂封止型半導体発光装置は、複数のリード
（１、２）と、複数のリード（１、２）間に電気的に接
続された半導体発光素子（３）と、複数のリード（１、
２）の各一端及び半導体発光素子（３）を封止する樹脂
封止体（５）と、蛍光体（７）を含み且つ樹脂封止体
（５）の外面に被着された透光性の蛍光カバー（１０）
とを備えている。樹脂封止体（５）は、円柱状の封止部
（５ａ）と、封止部（５ａ）と一体に略半球状に形成さ
れたレンズ部（５ｂ）とを備え、蛍光カバー（１０）
は、樹脂封止体（５）の封止部（５ａ）に合致する形状
を有する円筒状のカバー本体（１０ａ）と、カバー本体
（１０ａ）に一体に半球状に形成され且つ樹脂封止体
（５）のレンズ部（５ｂ）に合致する形状を有する球面
部（１０ｂ）とを備えている。半導体発光素子（３）か
ら照射した光により樹脂封止体（１０）を介して蛍光カ
バー（１０）中の蛍光体（７）を励起し、半導体発光素
子（３）の光とは異なる波長の光を蛍光カバー（１０）
から発生する。球面部（１０ｂ）の頂点での蛍光体
（７）の粒子数は円筒状のカバー本体（１０ａ）での蛍
光体の粒子数より多い。
を有する樹脂封止型半導体発光装置は、複数のリード
（１、２）と、複数のリード（１、２）間に電気的に接
続された半導体発光素子（３）と、複数のリード（１、
２）の各一端及び半導体発光素子（３）を封止する樹脂
封止体（５）と、蛍光体（７）を含み且つ樹脂封止体
（５）の外面に被着された透光性の蛍光カバー（１０）
とを備えている。樹脂封止体（５）は、円柱状の封止部
（５ａ）と、封止部（５ａ）と一体に略半球状に形成さ
れたレンズ部（５ｂ）とを備え、蛍光カバー（１０）
は、樹脂封止体（５）の封止部（５ａ）に合致する形状
を有する円筒状のカバー本体（１０ａ）と、カバー本体
（１０ａ）に一体に半球状に形成され且つ樹脂封止体
（５）のレンズ部（５ｂ）に合致する形状を有する球面
部（１０ｂ）とを備えている。半導体発光素子（３）か
ら照射した光により樹脂封止体（１０）を介して蛍光カ
バー（１０）中の蛍光体（７）を励起し、半導体発光素
子（３）の光とは異なる波長の光を蛍光カバー（１０）
から発生する。球面部（１０ｂ）の頂点での蛍光体
（７）の粒子数は円筒状のカバー本体（１０ａ）での蛍
光体の粒子数より多い。
【０００６】樹脂封止体（５）のレンズ部（５ｂ）の先
端では、半導体発光素子（３）から放出される光によっ
て非常にシャープな指向性を持つ強い光が発生するが、
樹脂封止体（５）のレンズ部（５ｂ）の先端では数多く
の蛍光体（７）の粒子が存在するために、蛍光体（７）
の粒子に衝突する光の量も増加する。このため、蛍光体
（７）の粒子に衝突する光の量と、蛍光体（７）の粒子
に当たらずに蛍光カバー（１０）を透過した光の量とが
略均衡する。また樹脂封止体（５）の円柱状の封止部
（５ａ）近くではより少ない蛍光体（７）の粒子が存在
するが、半導体発光素子（３）から照射される光の強度
が弱いので、蛍光体（７）の粒子に当たらずにそのまま
蛍光カバー（１０）を透過した半導体発光素子（３）の
発光成分と蛍光体（７）の粒子に当たった半導体発光素
子（３）の発光成分によって励起された蛍光体（７）の
発光成分とがほぼ一定の割合になる。このため、半導体
発光装置から外部に放出される光の波長は半導体発光装
置の中心軸からの角度変化に対して略均一になる。本発
明の実施の形態では、球面部（１０ｂ）での蛍光カバー
（１０）の厚さは、円筒状のカバー本体（１０ａ）より
厚く、蛍光カバー（１０）の厚さは、球面部（１０ｂ）
の頂点において最も厚く、円筒状のカバー本体（１０
ａ）に近づくに従い次第に薄くなる。
端では、半導体発光素子（３）から放出される光によっ
て非常にシャープな指向性を持つ強い光が発生するが、
樹脂封止体（５）のレンズ部（５ｂ）の先端では数多く
の蛍光体（７）の粒子が存在するために、蛍光体（７）
の粒子に衝突する光の量も増加する。このため、蛍光体
（７）の粒子に衝突する光の量と、蛍光体（７）の粒子
に当たらずに蛍光カバー（１０）を透過した光の量とが
略均衡する。また樹脂封止体（５）の円柱状の封止部
（５ａ）近くではより少ない蛍光体（７）の粒子が存在
するが、半導体発光素子（３）から照射される光の強度
が弱いので、蛍光体（７）の粒子に当たらずにそのまま
蛍光カバー（１０）を透過した半導体発光素子（３）の
発光成分と蛍光体（７）の粒子に当たった半導体発光素
子（３）の発光成分によって励起された蛍光体（７）の
発光成分とがほぼ一定の割合になる。このため、半導体
発光装置から外部に放出される光の波長は半導体発光装
置の中心軸からの角度変化に対して略均一になる。本発
明の実施の形態では、球面部（１０ｂ）での蛍光カバー
（１０）の厚さは、円筒状のカバー本体（１０ａ）より
厚く、蛍光カバー（１０）の厚さは、球面部（１０ｂ）
の頂点において最も厚く、円筒状のカバー本体（１０
ａ）に近づくに従い次第に薄くなる。
【０００７】蛍光カバー（１０）は、透光性の樹脂基材
と、樹脂基材中に添加され且つ半導体発光素子（３）の
発光によって励起されて蛍光を発する蛍光体とを含み、
樹脂基材は、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタ
ン、ナイロン、シリコーン樹脂、塩化ビニル、ポリスチ
ロール、ベークライト、ＣＲ３９（アクリル・グリコー
ル・カーボネート樹脂）から選択される。ウレタン、ナ
イロン、シリコーン樹脂は蛍光カバー（１０）にある程
度の弾力性を付与するため、樹脂封止体（５）への装着
が容易である。蛍光体は、基体、付活体及び融剤よりな
る。基体には、亜鉛、カドミウム、マグネシウム、シリ
コン、イットリウム等の稀土類元素等の酸化物、硫化
物、珪酸塩、アルミン酸塩、バナジン酸塩等が適し、
銅、鉄、ニッケルのそれ等は不適である。付活体は銀、
銅、マンガン、クロム、ユウロビウム、セリウム、ガド
リニウム、亜鉛、アルミニウム、鉛、リン、砒素、金等
で一般に０.００１％〜数％程度の微量が用いられる。
融剤は普通塩化ナトリウム、塩化カリウム、炭酸マグネ
シウム、塩化バリウム等が使用される。前記無機蛍光体
の外、フルオレセイン、エオシン、油類（鉱物油）等の
有機蛍光体を使用できる。蛍光カバー（９）は樹脂成形
又は樹脂封止体（７）に噴霧又は塗布されて形成され
る。樹脂封止体（５）と蛍光カバー（１０）との間に透
光性の接着剤を充填して、樹脂封止体（５）と蛍光カバ
ー（１０）との間の空気層を除去して発光効率を向上し
てもよい。蛍光体（７）の粒子密度は円筒状のカバー本
体（１０ａ）より球面部（１０ｂ）の方が大きくなっ
て、蛍光カバー（１０）の厚さは球面部（１０ｂ）から
カバー本体（１０ａ）にかけて均一な厚さを有し、蛍光
体（７）の粒子密度は円筒状のカバー本体（１０ａ）よ
り球面部（１０ｂ）まで徐々に増加してもよい。
と、樹脂基材中に添加され且つ半導体発光素子（３）の
発光によって励起されて蛍光を発する蛍光体とを含み、
樹脂基材は、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタ
ン、ナイロン、シリコーン樹脂、塩化ビニル、ポリスチ
ロール、ベークライト、ＣＲ３９（アクリル・グリコー
ル・カーボネート樹脂）から選択される。ウレタン、ナ
イロン、シリコーン樹脂は蛍光カバー（１０）にある程
度の弾力性を付与するため、樹脂封止体（５）への装着
が容易である。蛍光体は、基体、付活体及び融剤よりな
る。基体には、亜鉛、カドミウム、マグネシウム、シリ
コン、イットリウム等の稀土類元素等の酸化物、硫化
物、珪酸塩、アルミン酸塩、バナジン酸塩等が適し、
銅、鉄、ニッケルのそれ等は不適である。付活体は銀、
銅、マンガン、クロム、ユウロビウム、セリウム、ガド
リニウム、亜鉛、アルミニウム、鉛、リン、砒素、金等
で一般に０.００１％〜数％程度の微量が用いられる。
融剤は普通塩化ナトリウム、塩化カリウム、炭酸マグネ
シウム、塩化バリウム等が使用される。前記無機蛍光体
の外、フルオレセイン、エオシン、油類（鉱物油）等の
有機蛍光体を使用できる。蛍光カバー（９）は樹脂成形
又は樹脂封止体（７）に噴霧又は塗布されて形成され
る。樹脂封止体（５）と蛍光カバー（１０）との間に透
光性の接着剤を充填して、樹脂封止体（５）と蛍光カバ
ー（１０）との間の空気層を除去して発光効率を向上し
てもよい。蛍光体（７）の粒子密度は円筒状のカバー本
体（１０ａ）より球面部（１０ｂ）の方が大きくなっ
て、蛍光カバー（１０）の厚さは球面部（１０ｂ）から
カバー本体（１０ａ）にかけて均一な厚さを有し、蛍光
体（７）の粒子密度は円筒状のカバー本体（１０ａ）よ
り球面部（１０ｂ）まで徐々に増加してもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、蛍光カバーを有する本発明
による半導体発光装置の実施の形態を図１に示す。図１
では、図２に示す箇所と同一の部分には同一の符号を付
し、説明を省略する。
による半導体発光装置の実施の形態を図１に示す。図１
では、図２に示す箇所と同一の部分には同一の符号を付
し、説明を省略する。
【０００９】図１に示すように、蛍光カバーを有する本
発明による樹脂封止型半導体発光装置は、樹脂封止体
（５）に被着される蛍光カバー（１０）は、樹脂封止体
（５）の封止部（５ａ）に合致する形状を有する円筒状
のカバー本体（１０ａ）と、カバー本体（１０ａ）に一
体に半球状に形成され且つ樹脂封止体（５）のレンズ部
（５ｂ）に合致する形状を有する球面部（１０ｂ）とを
備えている。本実施の形態では、蛍光カバー（１０）の
厚さは球面部（１０ｂ）の頂点において最も厚く、円筒
状のカバー本体（１０ａ）に近づくに従い次第に薄く形
成される点に特徴がある。蛍光カバー（１０）中のいず
れの場所でも蛍光体（７）の粒子が一定の濃度分布で含
まれると、蛍光カバー（１０）の厚み方向に沿う蛍光体
（７）の粒子数は球面部（１０ｂ）の頂点で最も多く、
円筒状のカバー本体（１０ａ）に近づくにつれて次第に
減少する。本実施例では、４３０〜４８０ｎｍ付近の波
長によって励起され、５００〜６００ｎｍ付近に発光ピ
ークを有する発光波長が得られ且つ例えば基体が硫化亜
鉛及び硫化カドミウム、付活体が銅、融剤が塩化バリウ
ム及び塩化カリウムから成る蛍光体を添加する。相対的
に小さい発光波長の光によって励起されて相対的に大き
い発光波長の光を放出する蛍光体を用いる代わりに、相
対的に大きい発光波長の光によって励起されて相対的に
小さい発光波長の光を放出する蛍光体を用いてもよい。
この場合、発光波長の大きい半導体発光素子を使用して
発光波長の比較的小さい発光色の半導体発光装置を得る
ことができる。
発明による樹脂封止型半導体発光装置は、樹脂封止体
（５）に被着される蛍光カバー（１０）は、樹脂封止体
（５）の封止部（５ａ）に合致する形状を有する円筒状
のカバー本体（１０ａ）と、カバー本体（１０ａ）に一
体に半球状に形成され且つ樹脂封止体（５）のレンズ部
（５ｂ）に合致する形状を有する球面部（１０ｂ）とを
備えている。本実施の形態では、蛍光カバー（１０）の
厚さは球面部（１０ｂ）の頂点において最も厚く、円筒
状のカバー本体（１０ａ）に近づくに従い次第に薄く形
成される点に特徴がある。蛍光カバー（１０）中のいず
れの場所でも蛍光体（７）の粒子が一定の濃度分布で含
まれると、蛍光カバー（１０）の厚み方向に沿う蛍光体
（７）の粒子数は球面部（１０ｂ）の頂点で最も多く、
円筒状のカバー本体（１０ａ）に近づくにつれて次第に
減少する。本実施例では、４３０〜４８０ｎｍ付近の波
長によって励起され、５００〜６００ｎｍ付近に発光ピ
ークを有する発光波長が得られ且つ例えば基体が硫化亜
鉛及び硫化カドミウム、付活体が銅、融剤が塩化バリウ
ム及び塩化カリウムから成る蛍光体を添加する。相対的
に小さい発光波長の光によって励起されて相対的に大き
い発光波長の光を放出する蛍光体を用いる代わりに、相
対的に大きい発光波長の光によって励起されて相対的に
小さい発光波長の光を放出する蛍光体を用いてもよい。
この場合、発光波長の大きい半導体発光素子を使用して
発光波長の比較的小さい発光色の半導体発光装置を得る
ことができる。
【００１０】図１に示す本発明の半導体発光装置では、
４３０〜４８０ｎｍ付近に発光ピークを有する青色発光
のＧａＮ系半導体発光素子を半導体発光素子（３）に使
用して、半導体発光素子（３）から発光した光を樹脂封
止体（５）を介して蛍光カバー（１０）中の蛍光体に照
射して、蛍光体を励起する。このため、蛍光カバー（１
０）中の蛍光体によって５００〜６００ｎｍ付近に発光
ピークを有する白色光に波長変換されて蛍光カバー（１
０）の外部に取り出すことができる。この場合に、蛍光
体は蛍光カバー（１０）に添加され、樹脂封止体（５）
中には添加されないので、樹脂封止体（５）内では蛍光
体による光散乱が生じない。蛍光カバー（１０）は、蛍
光体を含む樹脂の射出成形により所定の形状に形成した
後、樹脂封止体（５）に被着すると比較的簡単に完成で
きるが、樹脂封止体（５）と蛍光カバー（１０）との間
に空気層の形成を防止するため、別法として蛍光体を含
む樹脂原料を樹脂封止体（５）に直接噴霧した後、硬化
させて蛍光カバー（１０）を形成してもよい。
４３０〜４８０ｎｍ付近に発光ピークを有する青色発光
のＧａＮ系半導体発光素子を半導体発光素子（３）に使
用して、半導体発光素子（３）から発光した光を樹脂封
止体（５）を介して蛍光カバー（１０）中の蛍光体に照
射して、蛍光体を励起する。このため、蛍光カバー（１
０）中の蛍光体によって５００〜６００ｎｍ付近に発光
ピークを有する白色光に波長変換されて蛍光カバー（１
０）の外部に取り出すことができる。この場合に、蛍光
体は蛍光カバー（１０）に添加され、樹脂封止体（５）
中には添加されないので、樹脂封止体（５）内では蛍光
体による光散乱が生じない。蛍光カバー（１０）は、蛍
光体を含む樹脂の射出成形により所定の形状に形成した
後、樹脂封止体（５）に被着すると比較的簡単に完成で
きるが、樹脂封止体（５）と蛍光カバー（１０）との間
に空気層の形成を防止するため、別法として蛍光体を含
む樹脂原料を樹脂封止体（５）に直接噴霧した後、硬化
させて蛍光カバー（１０）を形成してもよい。
【００１１】本発明の半導体発光装置では、樹脂封止体
（５）のレンズ部（５ｂ）の先端では、図３に示すよう
に半導体発光素子（３）から放出される光によって非常
にシャープな指向性を持つ強い光が発生するが、樹脂封
止体（５）のレンズ部（５ｂ）の先端では数多くの蛍光
体（７）の粒子が存在するために、蛍光体（７）の粒子
に衝突する光の量も増加する。このため、蛍光体（７）
の粒子に衝突する光の量と、蛍光体（７）の粒子に当た
らずに蛍光カバー（１０）を透過した光の量とが略均衡
する。また樹脂封止体（５）の円柱状の封止部（５ａ）
近くではより少ない蛍光体（７）の粒子が存在するが、
半導体発光素子（３）から照射される光の強度が弱いの
で、蛍光体（７）の粒子に当たらずにそのまま蛍光カバ
ー（１０）を透過した半導体発光素子（３）の発光成分
と蛍光体（７）の粒子に当たった半導体発光素子（３）
の発光成分によって励起された蛍光体（７）の発光成分
とがほぼ一定の割合になる。このため、半導体発光装置
から外部に放出される光の波長は半導体発光装置の中心
軸からの角度変化に対して略均一になる。
（５）のレンズ部（５ｂ）の先端では、図３に示すよう
に半導体発光素子（３）から放出される光によって非常
にシャープな指向性を持つ強い光が発生するが、樹脂封
止体（５）のレンズ部（５ｂ）の先端では数多くの蛍光
体（７）の粒子が存在するために、蛍光体（７）の粒子
に衝突する光の量も増加する。このため、蛍光体（７）
の粒子に衝突する光の量と、蛍光体（７）の粒子に当た
らずに蛍光カバー（１０）を透過した光の量とが略均衡
する。また樹脂封止体（５）の円柱状の封止部（５ａ）
近くではより少ない蛍光体（７）の粒子が存在するが、
半導体発光素子（３）から照射される光の強度が弱いの
で、蛍光体（７）の粒子に当たらずにそのまま蛍光カバ
ー（１０）を透過した半導体発光素子（３）の発光成分
と蛍光体（７）の粒子に当たった半導体発光素子（３）
の発光成分によって励起された蛍光体（７）の発光成分
とがほぼ一定の割合になる。このため、半導体発光装置
から外部に放出される光の波長は半導体発光装置の中心
軸からの角度変化に対して略均一になる。
【００１２】本実施の形態では更に下記の作用効果が得
られる。 <１> 蛍光体は蛍光カバー（１０）に添加され、樹脂封
止体（５）中には添加されないので、樹脂封止体（５）
内では蛍光体による光散乱が生じない。 <２> 蛍光カバー（１０）によって市販の半導体発光素
子（３）から生ずる光とは異なる波長の光を取り出すこ
とができる。 <３> 蛍光カバー（１０）を容易に交換して異なる波長
の光を取り出すことができる。 <４> 複数種の蛍光体（７）を蛍光カバー（１０）に混
合する比率により所望の混合色又は中間色の光を取り出
すことができる。 <５> 蛍光カバー（１０）が樹脂封止体（５）に密着し
て装着されるので、装着後に振動等の外力が蛍光カバー
（１０）に加えられても蛍光カバー（１０）は樹脂封止
体（５）から容易には離脱しない。 <６> 市販の半導体発光素子（３）に蛍光カバー（１
０）を被着できるので、半導体発光装置を安価に製造す
ることができる。
られる。 <１> 蛍光体は蛍光カバー（１０）に添加され、樹脂封
止体（５）中には添加されないので、樹脂封止体（５）
内では蛍光体による光散乱が生じない。 <２> 蛍光カバー（１０）によって市販の半導体発光素
子（３）から生ずる光とは異なる波長の光を取り出すこ
とができる。 <３> 蛍光カバー（１０）を容易に交換して異なる波長
の光を取り出すことができる。 <４> 複数種の蛍光体（７）を蛍光カバー（１０）に混
合する比率により所望の混合色又は中間色の光を取り出
すことができる。 <５> 蛍光カバー（１０）が樹脂封止体（５）に密着し
て装着されるので、装着後に振動等の外力が蛍光カバー
（１０）に加えられても蛍光カバー（１０）は樹脂封止
体（５）から容易には離脱しない。 <６> 市販の半導体発光素子（３）に蛍光カバー（１
０）を被着できるので、半導体発光装置を安価に製造す
ることができる。
【００１３】本発明の実施の形態は変更が可能である。
前記の例では蛍光カバー（１０）の厚さは、球面部（１
０ｂ）の頂点において最も厚く、円筒状のカバー本体
（１０ａ）に近づくに従い次第に薄くなるように構成し
たが、蛍光カバー（１０）の厚さは球面部（１０ｂ）か
らカバー本体（１０ａ）にかけて均一な厚さを有し、蛍
光体（７）の粒子密度は円筒状のカバー本体（１０ａ）
より球面部（１０ｂ）まで徐々に増加させることにより
蛍光体（７）の粒子密度を円筒状のカバー本体（１０
ａ）より球面部（１０ｂ）の方を大きくしてもよい。例
えば、蛍光カバー（１０）を形成する成形型のキャビテ
ィ内に蛍光体（７）を含む樹脂を注入した後、球面部
（１０ｂ）の頂点が最大回転半径となるように成形型を
回転すると、遠心注型によって蛍光体（７）の大きい粒
子が球面部（１０ｂ）の頂点側に移動し、蛍光体（７）
の小さい粒子がカバー本体（１０ａ）側に残留する。こ
のため、蛍光カバー（１０）が均一な厚さで形成されて
も、蛍光体（７）の粒子密度はカバー本体（１０ａ）よ
り球面部（１０ｂ）まで徐々に増加する。遠心注型を利
用する代わりに、成形型のキャビティ内に蛍光体（７）
を含む樹脂を注入した後、球面部（１０ｂ）の頂点を下
方に配置すると共に、カバー本体（１０ａ）を上方に配
置して重力沈降により蛍光体（７）の粒子密度を下方に
向かって徐々に増加させてもよい。
前記の例では蛍光カバー（１０）の厚さは、球面部（１
０ｂ）の頂点において最も厚く、円筒状のカバー本体
（１０ａ）に近づくに従い次第に薄くなるように構成し
たが、蛍光カバー（１０）の厚さは球面部（１０ｂ）か
らカバー本体（１０ａ）にかけて均一な厚さを有し、蛍
光体（７）の粒子密度は円筒状のカバー本体（１０ａ）
より球面部（１０ｂ）まで徐々に増加させることにより
蛍光体（７）の粒子密度を円筒状のカバー本体（１０
ａ）より球面部（１０ｂ）の方を大きくしてもよい。例
えば、蛍光カバー（１０）を形成する成形型のキャビテ
ィ内に蛍光体（７）を含む樹脂を注入した後、球面部
（１０ｂ）の頂点が最大回転半径となるように成形型を
回転すると、遠心注型によって蛍光体（７）の大きい粒
子が球面部（１０ｂ）の頂点側に移動し、蛍光体（７）
の小さい粒子がカバー本体（１０ａ）側に残留する。こ
のため、蛍光カバー（１０）が均一な厚さで形成されて
も、蛍光体（７）の粒子密度はカバー本体（１０ａ）よ
り球面部（１０ｂ）まで徐々に増加する。遠心注型を利
用する代わりに、成形型のキャビティ内に蛍光体（７）
を含む樹脂を注入した後、球面部（１０ｂ）の頂点を下
方に配置すると共に、カバー本体（１０ａ）を上方に配
置して重力沈降により蛍光体（７）の粒子密度を下方に
向かって徐々に増加させてもよい。
【００１４】
【発明の効果】前記のように、本発明では半導体発光装
置から外部に放出される光の波長は半導体発光装置の中
心軸からの角度変化に対して略均一になるため、どの角
度から発光面を見ても一定の発光色を識別することがで
きる利点がある。
置から外部に放出される光の波長は半導体発光装置の中
心軸からの角度変化に対して略均一になるため、どの角
度から発光面を見ても一定の発光色を識別することがで
きる利点がある。
【図１】 本発明による蛍光カバーを有する樹脂封止型
半導体発光装置の断面図
半導体発光装置の断面図
【図２】 従来の蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体
発光装置の断面図
発光装置の断面図
【図３】 樹脂封止型半導体発光装置の中心軸からの角
度変化に対する光強度の変化を示すグラフ
度変化に対する光強度の変化を示すグラフ
【図４】 蛍光カバーを被着した樹脂封止型半導体発光
装置の中心軸からの角度変化に対する光強度の変化を示
すグラフ
装置の中心軸からの角度変化に対する光強度の変化を示
すグラフ
（１、２）・・リード、 （３）・・半導体発光素子、
（５）・・樹脂封止体、 （５ａ）・・封止部、
（５ｂ）・・レンズ部、 （７）・・蛍光体、（１０）
・・蛍光カバー、 （１０ａ）・・カバー本体、 （１
０ｂ）・・球面部、
（５）・・樹脂封止体、 （５ａ）・・封止部、
（５ｂ）・・レンズ部、 （７）・・蛍光体、（１０）
・・蛍光カバー、 （１０ａ）・・カバー本体、 （１
０ｂ）・・球面部、
Claims (10)
- 【請求項１】 複数のリードと、該複数のリード間に電
気的に接続された半導体発光素子と、前記複数のリード
の各一端及び前記半導体発光素子を封止する樹脂封止体
と、蛍光体を含み且つ前記樹脂封止体の外面に被着され
た透光性の蛍光カバーとを備え、前記樹脂封止体は、円
柱状の封止部と、該封止部と一体に略半球状に形成され
たレンズ部とを備え、前記蛍光カバーは、前記樹脂封止
体の封止部に合致する形状を有する円筒状のカバー本体
と、該カバー本体に一体に半球状に形成されかつ前記樹
脂封止体のレンズ部に合致する形状を有する球面部とを
備え、前記半導体発光素子から照射した光により前記樹
脂封止体を介して前記蛍光カバー中の蛍光体を励起して
前記半導体発光素子の光とは異なる波長の光を前記蛍光
カバーから発生する樹脂封止型半導体発光装置におい
て、 前記球面部の頂点での蛍光体の粒子数は前記円筒状のカ
バー本体での蛍光体の粒子数より多いことを特徴とする
蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体発光装置。 - 【請求項２】 前記球面部での前記蛍光カバーの厚さ
は、前記円筒状のカバー本体より厚い請求項１に記載の
蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体発光装置。 - 【請求項３】 前記蛍光カバーの厚さは、前記球面部の
頂点において最も厚く、前記円筒状のカバー本体に近づ
くに従い次第に薄くなる請求項１に記載の蛍光カバーを
有する樹脂封止型半導体発光装置。 - 【請求項４】 前記蛍光カバーは、透光性の樹脂基材
と、該樹脂基材中に添加され且つ前記半導体発光素子の
発光によって励起されて蛍光を発する前記蛍光体とを含
み、前記樹脂基材は、ポリエステル樹脂、アクリル樹
脂、ウレタン、ナイロン、シリコーン樹脂、塩化ビニ
ル、ポリスチロール、ベークライト、ＣＲ３９（アクリ
ル・グリコール・カーボネート樹脂）から選択され、前
記蛍光体は、基体、付活体及び融剤よりなり、前記基体
は、亜鉛、カドミウム、マグネシウム、シリコン、イッ
トリウム等の稀土類元素等の酸化物、硫化物、珪酸塩、
アルミン酸塩、バナジン酸塩等の無機蛍光体又はフルオ
レセイン、エオシン、油類（鉱物油）等の有機蛍光体か
ら選択され、前記付活体は、銀、銅、マンガン、クロ
ム、ユウロビウム、セリウム、ガドリウム、亜鉛、アル
ミニウム、鉛、リン、砒素、金から選択され、前記融剤
は塩化ナトリウム、塩化カリウム、炭酸マグネシウム、
塩化バリウムから選択される請求項１に記載の蛍光カバ
ーを有する半導体発光装置。 - 【請求項５】 前記蛍光カバーは樹脂成形により形成さ
れる請求項１に記載の蛍光カバーを有する半導体発光装
置。 - 【請求項６】 前記蛍光カバーは前記樹脂封止体に噴霧
又は塗布されて形成される請求項１に記載の蛍光カバー
を有する半導体発光装置。 - 【請求項７】 前記樹脂封止体と蛍光カバーとの間に接
着剤を充填した請求項１に記載の蛍光カバーを有する半
導体発光装置。 - 【請求項８】 前記蛍光体の粒子密度は前記円筒状のカ
バー本体より前記球面部の方が大きい請求項１に記載の
蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体発光装置。 - 【請求項９】 前記蛍光カバーの厚さは前記球面部から
カバー本体にかけて均一な厚さを有する請求項８に記載
の蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体発光装置。 - 【請求項１０】 前記蛍光体の粒子密度は前記円筒状の
カバー本体より前記球面部まで徐々に増加する請求項１
に記載の蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体発光装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10180859A JP2907286B1 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体発光装置 |
| US09/597,038 US6472765B1 (en) | 1998-06-26 | 2000-06-20 | Plastic encapsulated semiconductor light emitting device with a cover of fluorescent particles |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10180859A JP2907286B1 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体発光装置 |
| US09/597,038 US6472765B1 (en) | 1998-06-26 | 2000-06-20 | Plastic encapsulated semiconductor light emitting device with a cover of fluorescent particles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2907286B1 JP2907286B1 (ja) | 1999-06-21 |
| JP2000022216A true JP2000022216A (ja) | 2000-01-21 |
Family
ID=26500234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10180859A Expired - Fee Related JP2907286B1 (ja) | 1998-06-26 | 1998-06-26 | 蛍光カバーを有する樹脂封止型半導体発光装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6472765B1 (ja) |
| JP (1) | JP2907286B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2002133925A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-10 | Sanken Electric Co Ltd | 蛍光カバー及び半導体発光装置 |
| EP1220332A2 (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-03 | Sanken Electric Co., Ltd. | A light permeable fluorescent cover for light emitting diode |
| KR100593161B1 (ko) | 2004-03-08 | 2006-06-26 | 서울반도체 주식회사 | 백색 발광 다이오드 및 그 제조 방법 |
| JP2007035802A (ja) * | 2005-07-25 | 2007-02-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光装置 |
| US7224000B2 (en) | 2002-08-30 | 2007-05-29 | Lumination, Llc | Light emitting diode component |
| JP2007317952A (ja) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Matsushita Electric Works Ltd | 発光装置ならびにそれを用いる白色光源および照明装置 |
| CN100377370C (zh) * | 2003-11-22 | 2008-03-26 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 发光二极管和面光源装置 |
| KR100887068B1 (ko) * | 2006-08-04 | 2009-03-04 | 삼성전기주식회사 | 발광 다이오드 모듈 및 이의 제조 방법 |
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| WO2013163573A1 (en) * | 2012-04-26 | 2013-10-31 | Intematix Corporation | Methods and apparatus for implementing color consistency in remote wavelength conversion |
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