JP2010034183A - Light-emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子を用いた発光装置に関するものであり、特にカラー画像を表示する表示装置に適したものに関する。 The present invention relates to a light emitting device using a light emitting element, and more particularly to a device suitable for a display device that displays a color image.
近年、発光効率の高い青色発光ダイオード(以下「発光ダイオード」を「LED」と略称する)が開発されたことにより、この青色LEDと、赤色LED及び緑色LEDとを組み合わせてフルカラー表示を実現する表示装置が開発されている(例えば、特許文献1参照)。このような表示装置には、赤、緑、青の光を通すカラーフィルタが設けられており、このカラーフィルタに赤、緑、青の各LEDと白色LEDから光を照射する構造となっている。 In recent years, blue light emitting diodes with high luminous efficiency (hereinafter referred to as “light emitting diodes” are abbreviated as “LEDs”) have been developed, and this blue LED is combined with a red LED and a green LED to realize a full color display. An apparatus has been developed (see, for example, Patent Document 1). Such a display device is provided with a color filter that allows red, green, and blue light to pass therethrough, and the color filter is configured to irradiate light from each of the red, green, and blue LEDs and the white LED. .
このような表示装置に使用する白色LEDとしては、青色LEDと黄色蛍光体を一つのパッケージに収めたものが使用されていた。しかし、この白色LEDが発する白色光が前述したカラーフィルタを通過すると、ピークが無い波長部分の色(例えば、緑など)が不鮮明になることがある。そこで、カラーフィルタの透過波長域に合った波長(青、赤、緑)のピークを含む白色光を発生するLEDが求められ、青色LEDと赤色蛍光体及び緑色蛍光体を一つのパッケージに収めた白色LED(例えば、特許文献2参照)が適していると考えられていた。
しかしながら、上記白色LEDにおいては、赤色蛍光体の励起に青色LEDの発光だけでなく緑色蛍光体からの緑色光も使用してしまうため、パッケージ全体としての発光効率を損失してしまうという問題があった。 However, since the white LED uses not only the light emitted from the blue LED but also the green light from the green phosphor to excite the red phosphor, there is a problem that the luminous efficiency of the entire package is lost. It was.
また、緑色蛍光体が発する光の発光スペクトルの半値幅は、カラーフィルタの透過波長域よりも広いため、カラーフィルタの他の色の透過部分と重なってしまい、カラーフィルタの透過効率が低下して効率をロスすることになっていた。 In addition, the half-value width of the emission spectrum of the light emitted by the green phosphor is wider than the transmission wavelength range of the color filter, so it overlaps with the transmission part of the other color of the color filter, and the transmission efficiency of the color filter decreases. It was supposed to lose efficiency.
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術等の問題点を解決し、より効率の良い使用が可能で、カラー画像を表示する表示装置に適した白色光を発生する発光装置を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and provide a light emitting device that can be used more efficiently and generates white light suitable for a display device that displays a color image. There is.
本発明の発光装置は、基板と、該基板上に実装される青色発光素子と、該青色発光素子に並んで前記基板上に実装される緑色発光素子と、赤色蛍光体が混入され且つ前記青色発光素子及び緑色発光素子を一括して封止する赤色封止樹脂と、を備えている。この発光装置は、散乱材が混入され且つ前記赤色封止樹脂上を覆う散乱樹脂を備えている。 The light emitting device of the present invention includes a substrate, a blue light emitting element mounted on the substrate, a green light emitting element mounted on the substrate side by side with the blue light emitting element, a red phosphor, and the blue light emitting device. A red sealing resin that collectively seals the light emitting element and the green light emitting element. The light emitting device includes a scattering resin mixed with a scattering material and covering the red sealing resin.
また、本発明の発光装置は、基板と、該基板上に実装される青色発光素子と、該青色発光素子に並んで前記基板上に実装される緑色発光素子と、赤色蛍光体が混入され且つ前記青色発光素子のみを封止する赤色封止樹脂と、前記緑色発光素子及び赤色封止樹脂を一括して封止する封止樹脂と、を備えている。また、この発光装置における前記封止樹脂は、散乱材が混入された散乱樹脂からなる。 The light emitting device of the present invention includes a substrate, a blue light emitting element mounted on the substrate, a green light emitting element mounted on the substrate side by side with the blue light emitting element, and a red phosphor. A red sealing resin that seals only the blue light emitting element; and a sealing resin that collectively seals the green light emitting element and the red sealing resin. The sealing resin in the light emitting device is made of a scattering resin mixed with a scattering material.
また、本発明の発光装置は、基板と、該基板上に実装される青色発光素子と、該青色発光素子に並んで前記基板上に実装される緑色発光素子と、赤色蛍光体が混入され且つ前記青色発光素子のみを封止する赤色封止樹脂と、前記緑色発光素子のみを封止する封止樹脂と、を備えている。この発光装置における前記封止樹脂は、散乱材が混入された散乱樹脂からなる。 The light emitting device of the present invention includes a substrate, a blue light emitting element mounted on the substrate, a green light emitting element mounted on the substrate side by side with the blue light emitting element, and a red phosphor. A red sealing resin for sealing only the blue light emitting element; and a sealing resin for sealing only the green light emitting element. The sealing resin in the light emitting device is made of a scattering resin mixed with a scattering material.
本発明の発光装置では、表示装置に使用するため広色域であることを重視して、青色発光素子と、緑色発光素子と、青色発光素子からの光により励起される赤色蛍光体とを用いている。また、この赤色蛍光体は、青色発光素子のみ又は青色発光素子及び緑色発光素子を一括して封止する封止樹脂に混入させたものとなっている。これにより、青色光、緑色光及び赤色光のピークを持った白色光を発生させることができる。特に、青色発光素子と緑色発光素子の発光をそれぞれ調整することで、青、緑、赤の発光スペクトルの半値幅を、カラーフィルタに適する幅に設定することが可能となり、各色光がカラーフィルタを均等に通過すると共に他色とクロスオーバーして効率を損失することがなくなる。 The light emitting device of the present invention uses a blue light emitting element, a green light emitting element, and a red phosphor excited by light from the blue light emitting element, with an emphasis on a wide color gamut for use in a display device. ing. The red phosphor is mixed with a sealing resin that seals only the blue light emitting element or the blue light emitting element and the green light emitting element at once. Thereby, white light having a peak of blue light, green light, and red light can be generated. In particular, by adjusting the light emission of the blue light emitting element and the green light emitting element respectively, it becomes possible to set the half-value width of the emission spectrum of blue, green, and red to a width suitable for the color filter, and each color light passes through the color filter. Passing evenly and crossing over with other colors will not lose efficiency.
また、本発明によれば、緑色発光素子を用いているので、赤色蛍光体の励起に緑色光が消費されてしまうことがなく、パッケージ全体としての発光効率を損失することがない。 Further, according to the present invention, since the green light emitting element is used, the green light is not consumed for exciting the red phosphor, and the luminous efficiency of the entire package is not lost.
また、赤色蛍光体を混入した赤色封止樹脂で青色発光素子のみを封止することにより、赤色蛍光体の励起光を発光する青色発光素子の周辺に赤色蛍光体を集めて、緑色発光素子からの光を効率良く照射することができる。 Also, by sealing only the blue light emitting element with the red sealing resin mixed with the red phosphor, the red phosphor is collected around the blue light emitting element that emits the excitation light of the red phosphor, and the green light emitting element is collected. Can be efficiently irradiated.
また、赤色封止樹脂や緑色発光素子を封止する封止樹脂に散乱材を混入しているので、青色発光素子、緑色発光素子及び赤色蛍光体の発光の混色性を高めることができる。 Further, since the scattering material is mixed in the sealing resin for sealing the red sealing resin or the green light emitting element, the color mixing property of the light emission of the blue light emitting element, the green light emitting element and the red phosphor can be improved.
本発明の発光装置においては、基板上に青色発光素子と緑色発光素子を実装し、樹脂で封止している。この樹脂による封止は、赤色蛍光体が混入された赤色封止樹脂で青色発光素子と緑色発光素子を一括して封止するか、又は青色発光素子のみを赤色封止樹脂で封止して緑色発光素子及び赤色封止樹脂を一括して封止樹脂で封止するか、又は青色発光素子のみを赤色封止樹脂で封止して緑色発光素子のみを封止樹脂で封止するものとなっている。この発光装置では、青色発光素子と緑色発光素子がそれぞれ発光すると共に青色発光素子からの光に励起されて赤色蛍光体が発光することで白色光を発生させることができる。また、封止樹脂に散乱材を混入することで、混色性を高めている。 In the light emitting device of the present invention, a blue light emitting element and a green light emitting element are mounted on a substrate and sealed with a resin. Sealing with this resin is performed by sealing the blue light emitting element and the green light emitting element together with a red sealing resin mixed with a red phosphor, or sealing only the blue light emitting element with a red sealing resin. The green light emitting element and the red sealing resin are collectively sealed with the sealing resin, or only the blue light emitting element is sealed with the red sealing resin, and only the green light emitting element is sealed with the sealing resin. It has become. In this light emitting device, each of the blue light emitting element and the green light emitting element emits light, and excited by the light from the blue light emitting element, the red phosphor emits light, thereby generating white light. In addition, the color mixing property is enhanced by mixing the scattering material into the sealing resin.
図1は本発明の実施例1に係る発光装置を示す断面図である。本実施例における発光装置2は、表面に導電パターン(図示せず)が形成された基板4と、この基板4の表面に並んで導電性ペースト、ワイヤー等により実装された青色発光素子6及び緑色発光素子8と、赤色蛍光体10が混入され且つ青色発光素子6及び緑色発光素子8を一括して封止する赤色封止樹脂12と、この赤色封止樹脂12の側面を囲う枠体14と、を備えている。
FIG. 1 is a sectional view showing a light emitting device according to Example 1 of the present invention. The
青色発光素子6は、例えば発光波長帯域が470〜490nmであるInGaN系化合物半導体を用いた青色LED等からなる。また、緑色発光素子8は、例えば発光波長帯域が490〜520nmであるInGaN系又はGaP系化合物半導体を用いた緑色LED等からなる。
The blue
基板4は、例えば略直方体をなすガラスエポキシ、BTレジン、セラミックス、メタルコア等の絶縁性基板からなる。前述したように、この基板4の表面には導電性パターンが設けられており、そこに青色発光素子6と緑色発光素子8がダイボンド、ワイヤボンド等により実装されている。
The board |
赤色蛍光体10は、青色発光素子6からの青色光により励起されて赤色系の蛍光を発する粒子状の蛍光材料からなる。本実施例における赤色蛍光体10は、例えば、Eu2+(ユーロピウム)固溶のCaAlSiN3(カルシウム、アルミニウム、シリコン三窒化物)蛍光体等が用いられている。
The
赤色封止樹脂12は、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の透明な樹脂に、上記赤色蛍光体10を混入したものである。本実施例においては、青色発光素子6と緑色発光素子8を囲むように基板4の表面に取り付けた枠体14内に赤色封止樹脂12を充填することにより青色発光素子6と緑色発光素子8を一括して封止するものとなっている。
The
また、枠体14は、赤色封止樹脂12に面する内面が鏡面等の反射面となっている。これにより、青色発光素子6、緑色発光素子8及び赤色蛍光体10からの光を反射して発光効率を高めるものとなっている。
In addition, the inner surface of the
上記構成からなる本実施例の発光装置2では、青色発光素子6と緑色発光素子8を発光させることで、青色光と緑色光を図中上方等へ放射する。また、このときに赤色蛍光体10は、青色発光素子6からの光に励起されて赤色光を放射することになる。これにより、この発光装置2は、青色光、緑色光及び赤色光の明確なピークを持った白色光を放射することになる。
In the
尚、赤色蛍光体10が青色発光素子6からの光だけでなく、緑色発光素子8からの光によっても励起されたとしても、緑色発光素子8は発光体であるため、緑色光が赤色蛍光体10によって消費されてしまうことがない。従って、複数の蛍光体を使用した従来のもののように、蛍光体間で光を消費することがなく、発光効率を高めることができる。
Even if the
図2は図1に示す発光装置2の一部変更例を示す断面図である。この発光装置2においては、赤色封止樹脂12の上面を覆う散乱樹脂18を設けている。この散乱樹脂18は、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の透明な樹脂に、散乱材16を混入したものである。また、この散乱材16は、光を散乱させるものであり、例えば、ガラスあるいはAu、Ag等の金属等の光を屈折あるいは反射する粒子で構成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a partial modification of the
上記のような散乱樹脂18を設けると、青色発光素子6、緑色発光素子8及び赤色蛍光体10からの光が、散乱樹脂18内にて屈折あるいは反射することにより散乱されて放射される。これにより、それらの光が混色し、全面が均等に白色となるように発光する。
When the scattering
尚、この散乱樹脂18は、枠体14内に充填することにより、赤色封止樹脂12の上面を覆うように形成されている。
The scattering
図3は本発明の実施例2に係る発光装置を示す断面図である。尚、図1及び図2に示す実施例1と同一部分に関しては同一の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例における発光装置22は、前述した発光装置2と同様に、基板4と、この基板4に実装された青色発光素子6及び緑色発光素子8と、それらを囲う枠体14と、を備えている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a light-emitting device according to Example 2 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same part as Example 1 shown in FIG.1 and FIG.2, and detailed description is abbreviate | omitted. The
また、この発光装置22は、青色発光素子6のみを封止する赤色封止樹脂24と、この赤色封止樹脂24及び緑色発光素子8を一括して封止する封止樹脂26とを備えている。赤色封止樹脂24は、前述した赤色封止樹脂12と同様に、透明な樹脂に赤色蛍光体10を混入したものである。また、封止樹脂26は、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の透明な樹脂からなるものであり、枠体14内に充填されることで赤色封止樹脂24と緑色発光素子8を一括して封止するものとなっている。
The
上記構成からなる本実施例の発光装置22においては、青色発光素子6のみを赤色封止樹脂24で封止することで、青色発光素子6の周囲に赤色蛍光体10を集合させている。これにより、赤色蛍光体10は青色発光素子6から充分な励起光を得ることができる。また、緑色発光素子8からの光は、赤色蛍光体10に邪魔されることなく透明な封止樹脂26を通過することになり、発光効率を高めることができる。
In the
図4は図3に示す発光装置22の一部変更例を示す断面図である。この発光装置22においては、封止樹脂26に散乱材16を混入した散乱樹脂28で、赤色封止樹脂24と緑色発光素子8を一括して封止している。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a partial modification of the
この発光装置22においては、青色発光素子6、緑色発光素子8及び赤色蛍光体10からの光が、散乱材16により屈折、反射されることで散乱される。これにより混色性が高まり、発光装置22の上面全面が均等に白色発光することになる。
In the
図5は本発明の実施例3に係る発光装置を示す断面図である。尚、前述した実施例1及び2と同一部分に関しては同一の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例における発光装置32は、前述した発光装置2,22と同様に、基板4と、この基板4に実装された青色発光素子6及び緑色発光素子8と、それらを囲う枠体14と、を備えている。
FIG. 5 is a sectional view showing a light emitting device according to Example 3 of the invention. The same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The
また、この発光装置32は、青色発光素子6のみを封止する赤色封止樹脂34と、緑色発光素子8のみを封止する封止樹脂36とを備えている。赤色封止樹脂34は、実施例1及び2における赤色封止樹脂12,24と同様に、透明な樹脂に赤色蛍光体10を混入したものである。また、封止樹脂36は、実施例2における封止樹脂26と同様に、透明な樹脂からなるものである。この赤色封止樹脂34と封止樹脂36は、共に枠体14内に充填されて、青色発光素子6と緑色発光素子8をそれぞれ封止するものとなっている。尚、赤色封止樹脂34と封止樹脂36は、密着した状態となっている。
The
上記構成からなる発光装置32では、実施例2と同様に、青色発光素子6のみを赤色封止樹脂34で封止しているので、赤色蛍光体10を青色発光素子6の周囲に集合させることができると共に、緑色発光素子8からの光が赤色蛍光体10に邪魔されることがなく、発光効率を高めることができる。
In the
図6は図5に示す発光装置32の一部変更例を示す断面図である。この発光装置32においては、封止樹脂36に散乱材16を混入した散乱樹脂38により緑色発光素子8のみを封止している。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a partial modification of the
この発光装置32では、散乱材16が緑色発光素子8からの光を屈折、反射すること等により散乱すると共に、赤色封止樹脂34を通って散乱樹脂38内に達する青色発光素子6及び赤色蛍光体10からの光も散乱させる。これにより混色性を高めている。
In the
上記各実施例における発光装置2,22,32は、共に青色、緑色、赤色の明確なピークを持った白色光を効率良く放射するものであり、カラー画像を表示する表示装置に適したものとなる。
The
また、赤色封止樹脂12,24,34により青色発光素子6全体を覆って封止しているので青色発光素子6が発する光を余すことなく効率的に赤色蛍光体の発光に利用することができる。
Further, since the blue
2,22,32 発光装置
4 基板
6 青色発光素子
8 緑色発光素子
10 赤色蛍光体
12,24,34 赤色封止樹脂
14 枠体
16 散乱材
18,28,38 散乱樹脂
26,36 封止樹脂
2, 22, 32
Claims (6)
該基板上に実装される青色発光素子と、
該青色発光素子に並んで前記基板上に実装される緑色発光素子と、
赤色蛍光体が混入され且つ前記青色発光素子及び緑色発光素子を一括して封止する赤色封止樹脂と、
を備えることを特徴とする発光装置。 A substrate,
A blue light emitting device mounted on the substrate;
A green light emitting element mounted on the substrate side by side with the blue light emitting element;
A red sealing resin mixed with a red phosphor and sealing the blue light emitting element and the green light emitting element together;
A light emitting device comprising:
該基板上に実装される青色発光素子と、
該青色発光素子に並んで前記基板上に実装される緑色発光素子と、
赤色蛍光体が混入され且つ前記青色発光素子のみを封止する赤色封止樹脂と、
前記緑色発光素子及び赤色封止樹脂を一括して封止する封止樹脂と、
を備えることを特徴とする発光装置。 A substrate,
A blue light emitting device mounted on the substrate;
A green light emitting element mounted on the substrate side by side with the blue light emitting element;
A red sealing resin in which red phosphor is mixed and only the blue light emitting element is sealed;
A sealing resin that collectively seals the green light emitting element and the red sealing resin;
A light emitting device comprising:
該基板上に実装される青色発光素子と、
該青色発光素子に並んで前記基板上に実装される緑色発光素子と、
赤色蛍光体が混入され且つ前記青色発光素子のみを封止する赤色封止樹脂と、
前記緑色発光素子のみを封止する封止樹脂と、
を備えることを特徴とする発光装置。 A substrate,
A blue light emitting device mounted on the substrate;
A green light emitting element mounted on the substrate side by side with the blue light emitting element;
A red sealing resin in which red phosphor is mixed and only the blue light emitting element is sealed;
A sealing resin for sealing only the green light emitting element;
A light emitting device comprising:
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