JP2013098458A - Semiconductor light-emitting device and illumination instrument employing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light-emitting device in which desired combination light can be supplied and costs can be reduced easily, and an illumination instrument employing the same.SOLUTION: A semiconductor light-emitting device comprises a wiring board, a semiconductor light-emitting element which is disposed on a mount surface of the wiring board and in which the wavelength of a light emission peak is 360 to 480 nm, and a wavelength conversion section which extends so as to cross radiation light emitted by the semiconductor light-emitting element and performs wavelength conversion on at least a part of the radiation light. The wavelength conversion section is divided in an extension direction of the wavelength conversion section into a first wavelength conversion region which includes an organic phosphor and a light scattering material and in which average transmissivity of the radiation light emitted by the semiconductor light-emitting element is 20% or less, and a second wavelength conversion region which includes an inorganic phosphor.

Description

本発明は、所定波長範囲の光を発するLEDチップと、このLEDチップが発する光を波長変換する波長変換部材とを用いた半導体発光装置、及びこれを用いた照明器具に関する。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device using an LED chip that emits light in a predetermined wavelength range, and a wavelength conversion member that converts the wavelength of light emitted from the LED chip, and a lighting fixture using the semiconductor light emitting device.

発光装置の光源として白熱電球や蛍光灯が従来より広く用いられている。近年では、これらに加え、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)や有機EL(OLED)等の半導体発光素子を光源とした半導体発光装置が開発され使用されつつある。これらの半導体発光素子では、様々な発光色を得ることが可能であるため、発光色の異なる複数の半導体発光素子を組み合わせ、それぞれの発光色を合成して所望の色の合成光を得るようにした半導体発光装置も開発され使用され始めている。   Incandescent light bulbs and fluorescent lamps have been widely used as light sources for light emitting devices. In recent years, in addition to these, semiconductor light-emitting devices using a semiconductor light-emitting element such as a light-emitting diode (LED) or an organic EL (OLED) as a light source have been developed and used. Since these semiconductor light emitting elements can obtain various emission colors, a plurality of semiconductor light emitting elements having different emission colors are combined, and the respective emission colors are combined to obtain a combined light of a desired color. Such semiconductor light emitting devices have been developed and used.

例えば、発光色が赤色のLEDチップを用いた赤色LEDと、発光色が緑色のLEDチップを用いた緑色LEDと、発光色が青色のLEDチップを用いた青色LEDとを組み合わせ、各LEDに供給する駆動電流を調整して各LEDから発せられた光を合成することにより、所望の白色光を放射させるようにした半導体発光装置が特許文献1に開示されている。   For example, a red LED using an LED chip whose emission color is red, a green LED using an LED chip whose emission color is green, and a blue LED using an LED chip whose emission color is blue are combined and supplied to each LED. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-151867 discloses a semiconductor light emitting device that emits desired white light by adjusting the driving current to be synthesized and combining the light emitted from each LED.

元来、LEDチップ自体の発光スペクトル幅は比較的狭いため、LEDチップ自体が発する光をそのまま照明に用いた場合、一般的な照明光において重要となる演色性が低下するという問題がある。そこで、このような問題を解消すべく、LEDチップが発する光を蛍光体などの波長変換部材によって波長変換し、波長変換によって得られた光を放射するようにしたLEDが開発され、このようなLEDを組み合わせた半導体発光装置が、例えば特許文献2に開示されている。   Originally, since the emission spectrum width of the LED chip itself is relatively narrow, when the light emitted from the LED chip itself is used as it is for illumination, there is a problem that the color rendering properties that are important in general illumination light are lowered. Therefore, in order to solve such problems, an LED has been developed in which the light emitted from the LED chip is wavelength-converted by a wavelength conversion member such as a phosphor, and the light obtained by the wavelength conversion is emitted. A semiconductor light emitting device combining LEDs is disclosed in, for example, Patent Document 2.

特許文献2の半導体発光装置では、発光色が青色のLEDチップを用いた青色LEDに加え、同様のLEDチップに、このLEDチップが発した光で励起されて緑色光を発する緑色蛍光体を組み合わせた緑色LEDと、同様のLEDチップに、このLEDチップが発した光で励起されて赤色光を発する赤色蛍光体を組み合わせた赤色LEDとが用いられている。そして、これら青色LED、緑色LED及び赤色LEDがそれぞれ発する光の合成によって、半導体発光装置が放射する光に優れた演色性を確保すると共に、各LEDの光出力を調整することで、半導体発光装置が放射する光の色を多彩に変化させることができるようにしている。   In the semiconductor light emitting device of Patent Document 2, in addition to a blue LED using a blue light emitting LED chip, a similar LED chip is combined with a green phosphor that emits green light when excited by light emitted from the LED chip. A green LED and a red LED obtained by combining a similar LED chip with a red phosphor that is excited by light emitted from the LED chip to emit red light are used. Then, by combining the light emitted by each of the blue LED, the green LED, and the red LED, the semiconductor light emitting device can secure the excellent color rendering property to the light emitted from the semiconductor light emitting device and adjust the light output of each LED. The color of the light emitted by can be changed in various ways.

特開2006−4839号公報JP 2006-4839 A 特開2007−122950号公報JP 2007-122950 A

従来から、波長変換部材に用いられる材料としては、無機蛍光体や有機蛍光体が知られていた。有機蛍光体は、無機蛍光体よりも安価であるものの、無機蛍光体よりも透明であることから、LEDチップからの放射光をそのまま透過する確率が高く、無機蛍光体と比較して励起光が生じにくいことも知られていた。このため、合成光を放射する半導体発光装置に有機蛍光体からなる波長変換部材を用いても、所望の白色光の特性を実現することが困難であり、当該半導体発光装置には無機蛍光体からなる波長変換部材を用いる場合が多かった。   Conventionally, inorganic phosphors and organic phosphors have been known as materials used for wavelength conversion members. Although organic phosphors are cheaper than inorganic phosphors, they are more transparent than inorganic phosphors, so there is a high probability of transmitting the radiated light from the LED chip as it is, and excitation light is more in comparison with inorganic phosphors. It was also known to be difficult to occur. For this reason, even if a wavelength conversion member made of an organic phosphor is used for a semiconductor light emitting device that emits synthetic light, it is difficult to achieve desired white light characteristics. In many cases, a wavelength conversion member is used.

しかしながら、LEDチップを用いた半導体発光装置を備える照明器具の普及にともない、照明器具の低コスト化及び半導体発光装置の低コスト化が要求されているが、無機蛍光体を用いた半導体発光装置によっては十分な低コスト化が図ることができていなかった。   However, with the widespread use of lighting fixtures equipped with semiconductor light emitting devices using LED chips, there is a demand for lower costs for lighting fixtures and lower costs for semiconductor light emitting devices. Has not been able to reduce the cost sufficiently.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所望の合成光を供給することができるとともに、低コスト化を容易に図ることができる半導体発光装置及びそれを用いた照明器具を提供することになる。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light-emitting device capable of supplying desired synthesized light and easily reducing the cost, and the semiconductor light-emitting device A lighting apparatus using the above will be provided.

上記目的を達成するため、本発明の半導体発光装置は、配線基板と、前記配線基板の実装面に配置され、発光ピークの波長が360nm〜480nmである半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発する放射光に対して交差するように延設され、前記放射光のすくなくとも一部を波長変換する波長変換部と、を有し、前記波長変換部は、有機蛍光体及び光拡散材を含むとともに前記半導体発光素子が発する放射光の平均透過率が20%以下である第1波長変換領域と、無機蛍光体を含む第2波長変換領域とに、前記波長変換部の延設方向において領域分割されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a semiconductor light emitting device of the present invention includes a wiring board, a semiconductor light emitting element disposed on a mounting surface of the wiring board, and having a light emission peak wavelength of 360 nm to 480 nm, and the semiconductor light emitting element. A wavelength converter that extends so as to intersect with the emitted light, and converts the wavelength of at least a part of the emitted light, and the wavelength converter includes an organic phosphor and a light diffusing material, and The first wavelength conversion region where the average transmittance of the emitted light emitted from the semiconductor light emitting element is 20% or less and the second wavelength conversion region including the inorganic phosphor are divided into regions in the extending direction of the wavelength conversion unit. It is characterized by being.

上述した半導体発光装置において、前記第1波長変換領域における前記有機蛍光体の濃度は10重量%以下であることがより好ましく、更に好ましくは0.1重量%以上5.0重量%以下である。   In the semiconductor light emitting device described above, the concentration of the organic phosphor in the first wavelength conversion region is more preferably 10% by weight or less, and further preferably 0.1% by weight or more and 5.0% by weight or less.

上述した半導体発光装置において、前記波長変換部は、透明基板の表面に形成されてもよい。   In the semiconductor light emitting device described above, the wavelength conversion unit may be formed on the surface of the transparent substrate.

また、上述した半導体発光装置において、前記波長変換部は、透光性材料と混合されて形成されてもよい。   In the semiconductor light emitting device described above, the wavelength conversion unit may be formed by mixing with a light transmissive material.

上述した半導体発光装置において、前記第1波長変換領域は、前記有機蛍光体からなる有機蛍光体層と、前記光拡散材かなる光拡散層とから構成されてもよい。このような場合に、前記第1波長変換領域は、前記光拡散層上に前記有機蛍光体層が積層された積層構造を有し、前記有機蛍光体層よりも前記光拡散層が前記半導体発光素子に対して近接していてもよい。   In the semiconductor light emitting device described above, the first wavelength conversion region may include an organic phosphor layer made of the organic phosphor and a light diffusion layer made of the light diffusing material. In such a case, the first wavelength conversion region has a laminated structure in which the organic phosphor layer is laminated on the light diffusion layer, and the light diffusion layer is more light emitting than the organic phosphor layer. It may be close to the element.

上述した半導体発光装置において、前記有機蛍光体は、赤色有機蛍光体から構成されてもよい。このような場合に、前記赤色有機蛍光体は、ペリレン構造又はポルフィリン構造を有してもよい。   In the semiconductor light emitting device described above, the organic phosphor may be composed of a red organic phosphor. In such a case, the red organic phosphor may have a perylene structure or a porphyrin structure.

上述した半導体発光装置において、前記無機蛍光体は、緑色無機蛍光体及び黄色無機蛍光体の少なくともいずれか一方から構成されてもよい。   In the semiconductor light emitting device described above, the inorganic phosphor may be composed of at least one of a green inorganic phosphor and a yellow inorganic phosphor.

上述した半導体発光装置において、前記半導体発光素子の発光ピークの波長は、440nm〜470nmであってもよい。   In the semiconductor light emitting device described above, the wavelength of the emission peak of the semiconductor light emitting element may be 440 nm to 470 nm.

上述した半導体発光装置において、前記第1波長変換領域における前記光拡散材の含有率は、1.0重量%以上70重量%以下であることがより好ましい。   In the semiconductor light emitting device described above, the content of the light diffusing material in the first wavelength conversion region is more preferably 1.0 wt% or more and 70 wt% or less.

上述した半導体発光装置において、前記光拡散材は、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、及び酸化ホウ素よりなる群から選ばれる1種又は2種以上であってもよい。   In the semiconductor light emitting device described above, the light diffusing material may be one or more selected from the group consisting of zinc oxide, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, calcium carbonate, and boron oxide. Good.

上述した半導体発光装置において、前記第1波長変換領域の膜厚は、10μm以上であることがより好ましい。   In the semiconductor light emitting device described above, the film thickness of the first wavelength conversion region is more preferably 10 μm or more.

上述した半導体発光装置において、前記波長変換部によって波長変換されずに前記波長変換部を透過した前記放射光と、前記有機蛍光体によって波長変換された第1変換光と、前記無機蛍光体によって波長変換された第2変換光と、を混合して白色光を生成してもよい。   In the semiconductor light emitting device described above, the emitted light that has passed through the wavelength conversion unit without being wavelength-converted by the wavelength conversion unit, the first converted light that has been wavelength-converted by the organic phosphor, and the wavelength by the inorganic phosphor White light may be generated by mixing the converted second converted light.

上述した半導体発光装置を用いて照明器具を構成してもよい。   You may comprise a lighting fixture using the semiconductor light-emitting device mentioned above.

本発明の半導体発光装置においては、波長変換部が有機蛍光体及び光拡散材を含む第1波長変換領域と、無機蛍光体を含む第2波長変換領域から構成されているため、LEDチップから放射される光は、各波長変換領域において、各蛍光体に応じた光に波長変換される。   In the semiconductor light emitting device of the present invention, since the wavelength conversion unit is composed of the first wavelength conversion region including the organic phosphor and the light diffusing material and the second wavelength conversion region including the inorganic phosphor, the LED chip emits light. The converted light is wavelength-converted into light corresponding to each phosphor in each wavelength conversion region.

また、本発明の半導体発光装置においては、第1波長変換領域の平均透過率が20%以下であるため、LEDチップからの光を有機蛍光体に応じた他の光に良好に波長変換することができる。   Further, in the semiconductor light emitting device of the present invention, the average transmittance of the first wavelength conversion region is 20% or less, so that the light from the LED chip is favorably wavelength-converted to other light according to the organic phosphor. Can do.

従って、上述したような半導体発光装置の構成により、所望の合成光を容易に供給することができるとともに、低コスト化を容易に図ることが可能になる。   Therefore, with the configuration of the semiconductor light emitting device as described above, desired synthesized light can be easily supplied and cost reduction can be easily achieved.

上述した半導体発光装置において、第1波長変換領域における前記有機蛍光体の濃度を10重量%以下、より好ましくは0.1重量%以上5.0重量%以下調整することにより、第1波長変換領域における波長変換効率を向上させ、当該波長変換によって容易に所望の光を放射することができる。   In the semiconductor light emitting device described above, the first wavelength conversion region is adjusted by adjusting the concentration of the organic phosphor in the first wavelength conversion region to 10 wt% or less, more preferably from 0.1 wt% to 5.0 wt%. The wavelength conversion efficiency in can be improved, and desired light can be easily emitted by the wavelength conversion.

上述した半導体発光装置において、第1波長変換領域における光拡散材の含有率を1.0重量%以上70重量%以下に調整することにより、第1波長変換領域に入射したLEDチップからの光を良好に拡散することができる。これによって、第1波長変換領域において有機蛍光体によって波長変換される光が増加し、第1波長変換領域における波長変換効率を向上することになる。従って、当該波長変換によって容易に所望の光を放射することができる。   In the semiconductor light emitting device described above, by adjusting the content ratio of the light diffusing material in the first wavelength conversion region to 1.0 wt% or more and 70 wt% or less, the light from the LED chip incident on the first wavelength conversion region is adjusted. It can diffuse well. As a result, the light wavelength-converted by the organic phosphor in the first wavelength conversion region increases, and the wavelength conversion efficiency in the first wavelength conversion region is improved. Therefore, desired light can be easily emitted by the wavelength conversion.

上述した半導体発光装置において、第1波長変換領域の膜厚を10μm以上に調整することにより、第1波長変換領域における波長変換効率を向上させ、当該波長変換によって容易に所望の光を放射することができる。   In the semiconductor light emitting device described above, by adjusting the film thickness of the first wavelength conversion region to 10 μm or more, the wavelength conversion efficiency in the first wavelength conversion region is improved, and desired light is easily emitted by the wavelength conversion. Can do.

上述した半導体発光装置を照明器具に用いることで、様々な色温度の光の供給を可能にするとともに、低コストでその製造を行うことが可能になる。   By using the above-described semiconductor light-emitting device for a lighting fixture, it becomes possible to supply light of various color temperatures and to manufacture the light at low cost.

第1実施形態に係る半導体発光装置の全体構成の概略を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an outline of an overall configuration of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment. 第1実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。1 is a plan view of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment. 図2中のIII−III線に沿う半導体発光装置の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device taken along line III-III in FIG. 2. 図3における要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the principal part in FIG. 図3における図4とは異なる要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the principal part different from FIG. 4 in FIG. 第1実施形態に係る半導体発光装置を用いた照明装置の電気回路構成の概略を示す電気回路図である。It is an electric circuit diagram which shows the outline of the electric circuit structure of the illuminating device using the semiconductor light-emitting device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体発光装置の波長変換部の第1変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the 1st modification of the wavelength conversion part of the semiconductor light-emitting device concerning 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体発光装置の波長変換部の第2変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the 2nd modification of the wavelength conversion part of the semiconductor light-emitting device concerning 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体発光装置の第3変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd modification of the semiconductor light-emitting device concerning 1st Embodiment. 第1実施形態に係る半導体発光装置の第4変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 4th modification of the semiconductor light-emitting device concerning 1st Embodiment. 第2実施形態に係る半導体発光装置の要部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the principal part of the semiconductor light-emitting device concerning a 2nd embodiment. 第2実施形態に係る半導体発光装置の第1波長変換領域の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the 1st wavelength conversion area | region of the semiconductor light-emitting device concerning 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る半導体発光装置の基本構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the basic composition of the semiconductor light-emitting device concerning 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。It is a top view of the semiconductor light-emitting device concerning a 3rd embodiment. 図14中のXV−XV線に沿う半導体発光装置の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor light-emitting device which follows the XV-XV line | wire in FIG. 波長変換部材から放射される光の波長とピーク強度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the wavelength of the light radiated | emitted from a wavelength conversion member, and peak intensity. 実施例17に係る半導体発光装置の発光スペクトルである。18 is an emission spectrum of the semiconductor light emitting device according to Example 17;

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、いくつかの実施形態に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、各実施形態の説明に用いる図面は、いずれも本発明による半導体発光装置を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、各実施形態で用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on some embodiments with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the content demonstrated below, In the range which does not change the summary, it can change arbitrarily and can implement. The drawings used for describing each embodiment schematically show a semiconductor light emitting device according to the present invention, and are partially emphasized, enlarged, reduced, or omitted to deepen understanding. In some cases, it does not accurately represent the scale or shape of each component. Furthermore, all the various numerical values used in each embodiment show an example, and can be changed variously as necessary.

<第1実施形態>
(半導体発光装置の構成)
図1は、第1実施形態に係る半導体発光装置1の全体構成の概略を示す斜視図であり、図2は図1の半導体発光装置1の平面図である。なお、図1及び図2において、半導体発光装置1の幅方向をX方向、長手方向をY方向、高さ方向をZ方向と定義する。図1に示すように、半導体発光装置1は電気絶縁性に優れて良好な放熱性を有したアルミナ系セラミックからなる配線基板2を備える。配線基板2のチップ実装面2aには、等間隔で配線基板2の幅方向(すなわち、X方向)に4個、長手方向(すなわち、Y方向)に5個の合計20個の半導体発光素子である発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)チップ3が配列されている。図1には示していないが、配線基板2には、これらLEDチップ3のそれぞれに電力を供給するための配線パターンが形成され、後述する電気回路を構成している。
<First Embodiment>
(Configuration of semiconductor light emitting device)
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the overall configuration of the semiconductor light emitting device 1 according to the first embodiment, and FIG. 2 is a plan view of the semiconductor light emitting device 1 of FIG. 1 and 2, the width direction of the semiconductor light emitting device 1 is defined as the X direction, the longitudinal direction is defined as the Y direction, and the height direction is defined as the Z direction. As shown in FIG. 1, the semiconductor light emitting device 1 includes a wiring substrate 2 made of an alumina-based ceramic having excellent electrical insulation and good heat dissipation. On the chip mounting surface 2 a of the wiring board 2, there are a total of 20 semiconductor light emitting elements, four in the width direction (that is, the X direction) and five in the longitudinal direction (that is, the Y direction) at equal intervals. A certain light emitting diode (LED) chip 3 is arranged. Although not shown in FIG. 1, a wiring pattern for supplying electric power to each of these LED chips 3 is formed on the wiring board 2, and constitutes an electric circuit described later.

なお、配線基板2の材質はアルミナ系セラミックに限定されるものではなく、例えば、電気絶縁性に優れた材料として、樹脂、ガラスエポキシ、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料を用いて配線基板2の本体を形成してもよい。或いは、配線基板2のチップ実装面2aにおける光の反射性を良くして半導体発光装置1の発光効率を向上させる上では、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの白色顔料を含むシリコーン樹脂を用いるのが好ましい。一方、より優れた放熱性を得るため、配線基板2の本体を金属製としてもよい。この場合には、配線基板2の配線パターンなどを金属製の本体から電気的に絶縁する必要がある。   Note that the material of the wiring board 2 is not limited to alumina-based ceramics. For example, a material selected from resin, glass epoxy, a composite resin containing a filler in the resin, and the like as a material excellent in electrical insulation. You may form the main body of the wiring board 2 using. Alternatively, in order to improve the light reflectivity on the chip mounting surface 2a of the wiring board 2 and improve the light emission efficiency of the semiconductor light emitting device 1, silicone containing white pigment such as alumina powder, silica powder, magnesium oxide, titanium oxide or the like is used. It is preferable to use a resin. On the other hand, in order to obtain better heat dissipation, the main body of the wiring board 2 may be made of metal. In this case, it is necessary to electrically insulate the wiring pattern of the wiring board 2 from the metal body.

図1に示すように、LEDチップ3が実装された配線基板2のチップ実装面2aに対向するように、ガラス製で板状の透明基板4が配設されている。なお、便宜上、図1では配線基板2と透明基板4とを離間して示しているが、後述するように、実際には配線基板2と透明基板4とは近接して配置される。なお、透明基板4の材質はガラスに限定されるものではなく、LEDチップ3が発した光に対して透光性を有した樹脂などを用いて透明基板4を形成するようにしてもよい。   As shown in FIG. 1, a plate-like transparent substrate 4 made of glass is disposed so as to face the chip mounting surface 2a of the wiring substrate 2 on which the LED chip 3 is mounted. For convenience, the wiring board 2 and the transparent substrate 4 are shown separated from each other in FIG. 1, but as will be described later, the wiring board 2 and the transparent substrate 4 are actually arranged close to each other. The material of the transparent substrate 4 is not limited to glass, and the transparent substrate 4 may be formed using a resin having translucency with respect to the light emitted from the LED chip 3.

また、図1及び図2に示すように、LEDチップ3が発した光の少なくとも一部の波長を変換する波長変換部5は、第1波長変換領域P1(第1波長変換部材)及び第2波長変換領域P2(第2波長変換部材)の2つの波長変換領域に区分されている。このような波長変換部5の区分に対応して、配線基板2に実装されている各LEDチップ3も、図1及び図2に示すように、第1波長変換領域P1及び第2波長変換領域P2の各位置に対応して2つのLED群に区分されている。すなわち、図2に示すように、半導体発光装置1を平面視した場合には(すなわち、半導体発光装置1のXY平面図においては)、これら第1波長変換領域P1及び第2波長変換領域P2の2つの波長変換領域に対応して、それぞれ10個ずつのLEDチップ3が配置されている。ここで、対応するとは、第1LED群D1に対向(すなわち、重複又はオーバーラップ)するように第1波長変換領域P1が設けられ、第2LED群D2に対向するように第2波長変換領域P2が設けられた状態をいう。以下において、これら波長変換領域毎に区別してLEDチップ3を呼称する際には、第1波長変換領域P1及び第2波長変換領域P2に対応して、符号の末尾にそれぞれa又はbを付するものとする。以上のことから、第1波長変換領域P1に対応する位置にある10個のLEDチップ3aが第1LED群D1を構成し、第2波長変換領域P2に対応する位置にある10個のLEDチップ3bが第2LED群D2を構成する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the wavelength conversion unit 5 that converts at least a part of the wavelengths of the light emitted from the LED chip 3 includes a first wavelength conversion region P1 (first wavelength conversion member) and a second wavelength conversion unit. The wavelength conversion region P2 (second wavelength conversion member) is divided into two wavelength conversion regions. Corresponding to the division of the wavelength conversion unit 5, each LED chip 3 mounted on the wiring board 2 also has a first wavelength conversion region P1 and a second wavelength conversion region as shown in FIGS. 1 and 2. It is divided into two LED groups corresponding to each position of P2. That is, as shown in FIG. 2, when the semiconductor light emitting device 1 is viewed in plan (that is, in the XY plan view of the semiconductor light emitting device 1), the first wavelength conversion region P1 and the second wavelength conversion region P2 Ten LED chips 3 are arranged for each of the two wavelength conversion regions. Here, “corresponding” means that the first wavelength conversion region P1 is provided so as to face (that is, overlap or overlap) the first LED group D1, and the second wavelength conversion region P2 faces the second LED group D2. The state that was provided. In the following description, when the LED chip 3 is referred to separately for each wavelength conversion region, a or b is added to the end of the code corresponding to the first wavelength conversion region P1 and the second wavelength conversion region P2. Shall. From the above, the ten LED chips 3a located at the position corresponding to the first wavelength conversion region P1 constitute the first LED group D1, and the ten LED chips 3b located at the position corresponding to the second wavelength conversion region P2. Constitutes the second LED group D2.

従って、本実施形態においては、第1波長変換領域P1及び第2波長変換領域P2のそれぞれと、これに対応する第1LED群D1及び第2LED群D2との組み合わせにより、第1発光ユニットU1及び第2発光ユニットU2が構成されている。すなわち、第1LED群D1及び第1波長変換領域P1が第1発光ユニットU1を構成し、第2LED群D2及び第2波長変換領域P2が第2発光ユニットU2を構成する。本実施形態においては、第1発光ユニットU1及び第2発光ユニットU2は、一体的に設けられるとともに発光ユニット群である半導体発光装置1を構成している。なお、以下において、第1発光ユニットU1及び第2発光ユニットU2のそれぞれが放射する光を一次光と称し、第1発光ユニットU1及び第2発光ユニットU2のそれぞれが放射する一次光を合成してなるとともに半導体発光装置1から放射される光を合成光と称する。   Therefore, in the present embodiment, the first light emitting unit U1 and the second light emitting unit U1 and the second wavelength converting region P2 are combined with the first LED group D1 and the second LED group D2 corresponding to the first wavelength converting region P1 and the second wavelength converting region P2, respectively. A two-light-emitting unit U2 is configured. That is, the first LED group D1 and the first wavelength conversion region P1 constitute the first light emitting unit U1, and the second LED group D2 and the second wavelength conversion region P2 constitute the second light emitting unit U2. In the present embodiment, the first light emitting unit U1 and the second light emitting unit U2 are integrally provided and constitute the semiconductor light emitting device 1 that is a light emitting unit group. In the following, the light emitted from each of the first light emitting unit U1 and the second light emitting unit U2 is referred to as primary light, and the primary light emitted from each of the first light emitting unit U1 and the second light emitting unit U2 is synthesized. In addition, the light emitted from the semiconductor light emitting device 1 is referred to as synthesized light.

図3は、図2中のIII−III線に沿う半導体発光装置1の断面図であり、図4は図3に示された断面図の第1発光ユニットU1側の要部拡大図であり、図5は図3に示された断面図の第1発光ユニットU2側の要部拡大図である。図3に示すように、透明基板4は複数のスペーサ6を介して配線基板2に接合されており、これらスペーサ6を介在させることにより、図4及び図5に示すように、透明基板4と各LEDチップ3との間に空隙を設けている。   3 is a cross-sectional view of the semiconductor light-emitting device 1 taken along the line III-III in FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged view of a main part on the first light-emitting unit U1 side of the cross-sectional view shown in FIG. FIG. 5 is an enlarged view of a main part on the first light emitting unit U2 side of the cross-sectional view shown in FIG. As shown in FIG. 3, the transparent substrate 4 is joined to the wiring substrate 2 via a plurality of spacers 6, and by interposing these spacers 6, as shown in FIGS. 4 and 5, A gap is provided between each LED chip 3.

ここで設ける空隙は、LEDチップ3から発せられた光が、このLEDチップ3に対応する位置にある波長変換部5に確実に達するように予め算出された距離L1をもって設けられている。LEDチップ3を波長変換部5にできるだけ近接させるようにすれば、LEDチップ3が発した光が波長変換部5に確実に到達することになるが、LEDチップ3が波長変換部5に近接しすぎると、LEDチップ3が発する熱により波長変換部5が加熱されて波長変換機能や発光効率の低下を招いてしまうおそれがある。このため、このような過剰な温度上昇を防止する上で、LEDチップ3と波長変換部5との間隔は0.01mm以上であるのが好ましい。   The gap provided here is provided with a distance L1 calculated in advance so that the light emitted from the LED chip 3 reaches the wavelength conversion unit 5 at a position corresponding to the LED chip 3 with certainty. If the LED chip 3 is made as close as possible to the wavelength conversion unit 5, the light emitted from the LED chip 3 will surely reach the wavelength conversion unit 5, but the LED chip 3 is close to the wavelength conversion unit 5. If it is too high, the wavelength conversion section 5 may be heated by the heat generated by the LED chip 3, and the wavelength conversion function and the light emission efficiency may be reduced. For this reason, in order to prevent such an excessive temperature rise, it is preferable that the space | interval of LED chip 3 and the wavelength conversion part 5 is 0.01 mm or more.

また、半導体発光装置1に熱的な余裕があれば、このような空隙を設けず、透明基板4の第1の面4aをLEDチップ3に密着させてもよい。また、LEDチップ3と透明基板4とを離間する場合であっても、透光性を有したシリコーン樹脂、エポキシ樹脂或いはガラスなどで空隙を封止するようにしてもよい。こうすることにより、LEDチップ3からの光を効率よく波長変換部5に導くことができる。   If the semiconductor light emitting device 1 has a thermal margin, the first surface 4a of the transparent substrate 4 may be brought into close contact with the LED chip 3 without providing such a gap. Even when the LED chip 3 and the transparent substrate 4 are separated from each other, the gap may be sealed with a translucent silicone resin, epoxy resin, glass, or the like. By doing so, the light from the LED chip 3 can be efficiently guided to the wavelength converter 5.

なお、本実施形態では、透明基板4の第2の面4bに波長変換部5を設けたが、透光基板5の第1の面4a、即ち配線基板2側の面に波長変換部5を設けるようにしてもよい。この場合にも、本実施形態と同様に波長変換部5とLEDチップ3との間に適切な空隙を設けることが可能であるが、熱的に余裕がある場合などには、波長変換部5をLEDチップ3に密着又はその直前まで近接させることも可能となる。   In the present embodiment, the wavelength converter 5 is provided on the second surface 4b of the transparent substrate 4. However, the wavelength converter 5 is provided on the first surface 4a of the transparent substrate 5, that is, the surface on the wiring substrate 2 side. You may make it provide. In this case as well, it is possible to provide an appropriate gap between the wavelength conversion unit 5 and the LED chip 3 as in the present embodiment, but when there is a thermal margin, the wavelength conversion unit 5 Can be brought into close contact with or close to the LED chip 3.

(LEDチップ)
本実施形態においてLEDチップ3には、460nmのピーク波長を有した青色光を発するLEDチップを用いる。具体的には、このようなLEDチップとして、例えばInGaN半導体が発光層に用いられるGaN系LEDチップがある。なお、LEDチップ3の種類や発光波長特性はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない限りにおいて、様々なLEDチップなどの半導体発光素子を用いることができる。本実施形態においてLEDチップ3が発する光のピーク波長は、360nm〜480nmの波長範囲内にあるのが好ましく、440nm〜470nmの波長範囲内にあることがより好ましい。
(LED chip)
In the present embodiment, an LED chip that emits blue light having a peak wavelength of 460 nm is used as the LED chip 3. Specifically, as such an LED chip, for example, there is a GaN-based LED chip in which an InGaN semiconductor is used for a light emitting layer. Note that the type and emission wavelength characteristics of the LED chip 3 are not limited thereto, and various semiconductor light emitting elements such as LED chips can be used without departing from the gist of the present invention. In the present embodiment, the peak wavelength of light emitted from the LED chip 3 is preferably in the wavelength range of 360 nm to 480 nm, and more preferably in the wavelength range of 440 nm to 470 nm.

図4及び図5に示すように、LEDチップ3a、3bの配線基板2側に向く面には、p電極7とn電極8とが設けられている。図4に示すLEDチップ3の場合、配線基板2のチップ実装面2aに形成されている配線パターン9にp電極7が接合されると共に、同じくチップ実装面2aに形成された配線パターン10にn電極8が接合されている。これらp電極7及びn電極8の配線パターン9及び配線パターン10への接続は、図示しない金属バンプを介し、ハンダ付けによって行っている。図示されていない他のLEDチップ3も、それぞれのLEDチップ3に対応して配線基板2のチップ実装面2aに形成された配線パターンに、それぞれのp電極7及びn電極8が同様にして接合されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, a p-electrode 7 and an n-electrode 8 are provided on the surface of the LED chips 3a and 3b facing the wiring board 2 side. In the case of the LED chip 3 shown in FIG. 4, the p electrode 7 is bonded to the wiring pattern 9 formed on the chip mounting surface 2a of the wiring substrate 2, and the wiring pattern 10 also formed on the chip mounting surface 2a is connected to the n. The electrode 8 is joined. The p electrode 7 and the n electrode 8 are connected to the wiring pattern 9 and the wiring pattern 10 by soldering via metal bumps (not shown). Other LED chips 3 (not shown) are also bonded to the wiring pattern formed on the chip mounting surface 2a of the wiring board 2 corresponding to each LED chip 3 in the same manner. Has been.

なお、LEDチップ3の配線基板2への実装方法は、これに限定されるものではなく、LEDチップ3の種類や構造などに応じて適切な方法を選択可能である。例えば、LEDチップ3を配線基板2の所定位置に接着固定した後、各LEDチップ3の2つの電極をワイヤボンディングで対応する配線パターンに接続してもよいし、一方の電極を上述のように対応する配線パターンに接合すると共に、他方の電極をワイヤボンディングで対応する配線パターンに接続するようにしてもよい。   The method of mounting the LED chip 3 on the wiring board 2 is not limited to this, and an appropriate method can be selected according to the type and structure of the LED chip 3. For example, after the LED chip 3 is bonded and fixed to a predetermined position of the wiring board 2, two electrodes of each LED chip 3 may be connected to a corresponding wiring pattern by wire bonding, or one electrode may be connected as described above. While joining to a corresponding wiring pattern, you may make it connect the other electrode to a corresponding wiring pattern by wire bonding.

(波長変換部)
上述したように、波長変換部5は、第1LED群D1及び第2LED群D2に対応して2つの第1波長変換領域P1及び第2波長変換領域P2に区分されている。また、図3及び図4に示すように、波長変換部5を構成する2つの波長変換領域のうち、第1波長変換領域P1は、更に2つの層から構成されている。具体的には、第1波長変換領域P1は、透明基板4上に形成された光拡散層11、及び光拡散層11上に形成された有機蛍光体層12から構成されている。また、光拡散層11は、LEDチップ3から放射される光を拡散する光拡散粒子11a及び当該光拡散粒子を分散して保持する充填材11bから構成され、LEDチップ3から放射される光を拡散して当該光を波長変換領域P1の全面に広げる効果を有している。更に、有機蛍光体層12は、LEDチップ3が発した青色光を波長変換して赤色光を放射する赤色有機蛍光体12a、及び当該赤色有機蛍光体を分散して保持する充填材12bから構成されている。なお、波長変換領域12の膜厚は、10μm以上が好ましい。当該理由については、後述する評価結果において説明する。
(Wavelength converter)
As described above, the wavelength conversion unit 5 is divided into two first wavelength conversion regions P1 and second wavelength conversion regions P2 corresponding to the first LED group D1 and the second LED group D2. As shown in FIGS. 3 and 4, the first wavelength conversion region P <b> 1 among the two wavelength conversion regions constituting the wavelength conversion unit 5 is further configured by two layers. Specifically, the first wavelength conversion region P <b> 1 includes a light diffusion layer 11 formed on the transparent substrate 4 and an organic phosphor layer 12 formed on the light diffusion layer 11. The light diffusing layer 11 includes light diffusing particles 11 a that diffuse light emitted from the LED chip 3 and a filler 11 b that disperses and holds the light diffusing particles. The light diffusing layer 11 emits light emitted from the LED chip 3. It has the effect of diffusing and spreading the light over the entire surface of the wavelength conversion region P1. Further, the organic phosphor layer 12 includes a red organic phosphor 12a that converts the wavelength of blue light emitted from the LED chip 3 to emit red light, and a filler 12b that disperses and holds the red organic phosphor. Has been. The film thickness of the wavelength conversion region 12 is preferably 10 μm or more. The reason will be described in the evaluation results described later.

一方、図5に示すように、第2波長変換領域P2は1つの層から構成されている。具体的には、第2波長変換領域P2は、LEDチップ3が発した青色光を波長変換して緑色光を放射する緑色無機蛍光体13a、及び当該無機蛍光体を分散して保持する充填材13bから構成されている。なお、第2波長変換領域P2は、緑色無機蛍光体13aに代えて、LEDチップ3が発した青色光を波長変換して黄色光を放射する黄色無機蛍光体を含んでもよく、緑色無機蛍光体13aに加えて当該黄色無機蛍光体を更に含んでいてもよい。   On the other hand, as shown in FIG. 5, the second wavelength conversion region P2 is composed of one layer. Specifically, the second wavelength conversion region P2 includes a green inorganic phosphor 13a that converts the wavelength of blue light emitted from the LED chip 3 and emits green light, and a filler that holds the inorganic phosphor dispersedly. 13b. The second wavelength conversion region P2 may include a yellow inorganic phosphor that emits yellow light by converting the wavelength of the blue light emitted from the LED chip 3, instead of the green inorganic phosphor 13a. The yellow inorganic phosphor may be further included in addition to 13a.

なお、有機蛍光体は赤色有機蛍光体に限られることはなく、LEDチップからの光を他の色の光に変換する他の色の有機蛍光体であってもよい。同様に、無機蛍光体は、緑色無機蛍光体及び黄色無機蛍光体に限られることはなく、LEDチップからの光を他の色の光に変換する他の色の無機蛍光体であってもよい。   The organic phosphor is not limited to the red organic phosphor, and may be an organic phosphor of another color that converts light from the LED chip into light of another color. Similarly, the inorganic phosphor is not limited to the green inorganic phosphor and the yellow inorganic phosphor, and may be an inorganic phosphor of another color that converts light from the LED chip into light of another color. .

以下において、光拡散層11を構成する光拡散粒子11a及び充填材11b、有機蛍光体層12を構成する赤色有機蛍光体12a及び充填材12b、波長変換領域P2を形成する無機蛍光体である緑色無機蛍光体13a及び充填材13b、並びに上述した黄色蛍光体の具体例について説明する。   In the following, light diffusing particles 11a and filler 11b constituting the light diffusing layer 11, red organic phosphor 12a and filler 12b constituting the organic phosphor layer 12, and green which is an inorganic phosphor forming the wavelength conversion region P2. Specific examples of the inorganic phosphor 13a and the filler 13b and the above-described yellow phosphor will be described.

(光拡散粒子)
本実施形態において、光拡散粒子11aとしては、無機化合物からなる無機光拡散材、又は有機化合物からなる有機光拡散材等の光拡散材を用いることができる。
(Light diffusion particles)
In the present embodiment, as the light diffusing particles 11a, a light diffusing material such as an inorganic light diffusing material made of an inorganic compound or an organic light diffusing material made of an organic compound can be used.

無機光拡散材としては、酸化ケイ素(シリカ)、ホワイトカーボン、タルク、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ホウ素、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、珪酸アルミ化ナトリウム、珪酸亜鉛、ガラス、マイカ等の材料が挙げられる。   Inorganic light diffusing materials include silicon oxide (silica), white carbon, talc, magnesium oxide, zinc oxide, titanium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, boron oxide, calcium carbonate, aluminum hydroxide, barium sulfate, calcium silicate, silicic acid Materials such as magnesium, aluminum silicate, sodium aluminosilicate, zinc silicate, glass, mica and the like can be mentioned.

有機光拡散材としては、スチレン系(共)重合体、アクリル系(共)重合体、シロキサン系(共)重合体、ポリアミド系(共)重合体等の材料が挙げられる。ここで、「(共)重合体」とは「重合体」及び「共重合体」の双方を意味する。   Examples of the organic light diffusing material include materials such as styrene (co) polymers, acrylic (co) polymers, siloxane (co) polymers, and polyamide (co) polymers. Here, “(co) polymer” means both “polymer” and “copolymer”.

上述した材料のうち、少量で光拡散効果が大きい材料である、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、及び酸化ホウ素が好ましい。   Of the above-described materials, zinc oxide, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, calcium carbonate, and boron oxide, which are small amounts and have a large light diffusion effect, are preferable.

光拡散粒子11aの平均粒径は、通常10μm以下で、好ましくは0.1〜10μmでありm、より好ましくは0.1〜5μm、更に好ましくは1〜5μmである。光拡散粒子11aの粒径が大きすぎると励起光の漏れ光が多くなる。また、光拡散粒子11aの粒径が小さすぎると励起光を遮蔽する効果が低下する。ここで、光拡散粒子11aの平均粒径とは、体積基準による50%平均粒子径であり、レーザー又は回折散乱法によって測定される体積基準粒度分布のメジアン径(D50)の値である。   The average particle diameter of the light diffusion particles 11a is usually 10 μm or less, preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 0.1 to 5 μm, and further preferably 1 to 5 μm. If the particle size of the light diffusion particle 11a is too large, the leakage light of the excitation light increases. On the other hand, if the particle size of the light diffusing particles 11a is too small, the effect of shielding excitation light is reduced. Here, the average particle diameter of the light diffusing particles 11a is a 50% average particle diameter based on volume, and is a value of a median diameter (D50) of a volume reference particle size distribution measured by a laser or diffraction scattering method.

上述した光拡散粒子11aとして用いられる無機光拡散材及び有機拡散材は、1種類を単独で用いてもよく、材質や平均粒径の異なるものを2種類以上組み合わせて用いてもよい。   One kind of the inorganic light diffusing material and the organic diffusing material used as the light diffusing particles 11a described above may be used alone, or two or more kinds having different materials and average particle diameters may be used in combination.

第1波長変換領域P1における光拡散材(光拡散粒子11a)の含有率は、1.0重量%以上70重量%以上であることが好ましい。当該理由については、後述する評価結果において説明する。   The content of the light diffusing material (light diffusing particles 11a) in the first wavelength conversion region P1 is preferably 1.0% by weight or more and 70% by weight or more. The reason will be described in the evaluation results described later.

(赤色有機蛍光体)
赤色蛍光体12aとしては、β−ジケトネート、β−ジケトン、芳香族カルボン酸、又は、ブレンステッド酸等のアニオンを配位子とする希土類元素イオン錯体からなる赤色有機蛍光体、ペリレン系顔料(例えば、ジベンゾ{[f,f']−4,4',7,7'−テトラフェニル}ジインデノ[1,2,3−cd:1',2',3'−lm]ペリレン)、ポルフィリン系顔料、アントラキノン系顔料、レーキ系顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料、フタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、インダンスロン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。これらの中で特にペリレン系顔料、及びポルフィリン系顔料が好ましい。なお、赤色有機蛍光体はこれらに限定されることはない。また、上記の材料の内から1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
(Red organic phosphor)
Examples of the red phosphor 12a include β-diketonates, β-diketones, aromatic carboxylic acids, red organic phosphors composed of rare earth element ion complexes having an anion such as Bronsted acid as a ligand, and perylene pigments (for example, Dibenzo {[f, f ′]-4,4 ′, 7,7′-tetraphenyl} diindeno [1,2,3-cd: 1 ′, 2 ′, 3′-lm] perylene), porphyrin pigment , Anthraquinone pigment, lake pigment, azo pigment, quinacridone pigment, anthracene pigment, isoindoline pigment, isoindolinone pigment, phthalocyanine pigment, triphenylmethane basic dye, indanthrone pigment, Indophenol pigments, cyanine pigments, dioxazine pigments and the like can be mentioned. Of these, perylene pigments and porphyrin pigments are particularly preferred. The red organic phosphor is not limited to these. One of the above materials may be used alone, or two or more may be used in combination.

第1波長変換領域P1における赤色蛍光体(有機蛍光体)の濃度は、10重量%以下であることが好ましくは、0.1重量%以上5.0重量%以下がより好ましい。当該理由については、後述する評価結果において説明する。   The concentration of the red phosphor (organic phosphor) in the first wavelength conversion region P1 is preferably 10% by weight or less, and more preferably 0.1% by weight or more and 5.0% by weight or less. The reason will be described in the evaluation results described later.

(緑色無機蛍光体)
緑色蛍光体13aの発光ピーク波長は、通常は500nm以上、好ましくは510nm以上、より好ましくは515nm以上で、通常は550nm未満、好ましくは542nm以下、より好ましくは535nm以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、緑色蛍光体として例えば、Y3(Al,Ga)512:Ce、CaSc24:Ce、Ca3(Sc,Mg)2Si312:Ce、(Sr,Ba)2SiO4:Eu、(Si,Al)6(O,N)8:Eu(β−サイアロン)、(Ba,Sr)3Si612:N2:Eu、SrGa24:Eu、BaMgAl1017:Eu,Mnが好ましい。
(Green inorganic phosphor)
The emission peak wavelength of the green phosphor 13a is usually 500 nm or more, preferably 510 nm or more, more preferably 515 nm or more, and usually less than 550 nm, preferably 542 nm or less, more preferably 535 nm or less. It is. Among them, as the green phosphor, for example, Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, CaSc 2 O 4 : Ce, Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 O 12 : Ce, (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu, (Si, Al) 6 (O, N) 8 : Eu (β-sialon), (Ba, Sr) 3 Si 6 O 12 : N 2 : Eu, SrGa 2 S 4 : Eu, BaMgAl 10 O 17 : Eu and Mn are preferable.

(黄色無機蛍光体)
黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は530nm以上、好ましくは540nm以上、より好ましくは550nm以上で、通常は620nm以下、好ましくは600nm以下、より好ましくは580nm以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、黄色蛍光体として例えば、Y3Al512:Ce、(Y,Gd)3Al512:Ce、(Sr,Ca,Ba,Mg)2SiO4:Eu、(Ca,Sr)Si222:Eu、α−サイアロン、La3Si611:Ce(但し、その一部がCaやOで置換されていてもよい)が好ましい。
(Yellow inorganic phosphor)
The emission peak wavelength of the yellow phosphor is usually 530 nm or more, preferably 540 nm or more, more preferably 550 nm or more, and usually 620 nm or less, preferably 600 nm or less, more preferably 580 nm or less. is there. Among them, as the yellow phosphor, for example, Y 3 Al 5 O 12 : Ce, (Y, Gd) 3 Al 5 O 12 : Ce, (Sr, Ca, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu, (Ca, Sr) Si 2 N 2 O 2 : Eu, α-sialon, La 3 Si 6 N 11 : Ce (however, a part thereof may be substituted with Ca or O) are preferable.

(充填材)
光拡散粒子11aを分散して保持する充填材11bには、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などが用いられるが、LEDチップ3から発せられる青色光に対して十分な透明性と耐久性とを有した材料を用いるのが好ましい。具体的には、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸メチルなどの(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレンやスチレン−アクリロニトリル共重合体などのスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、エチルセルロースやセルロースアセテートやセルロースアセテートブチレートなどのセルロース系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂などがあげられる。また、無機系材料、例えば、金属アルコキシド、セラミック前駆体ポリマーもしくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合してなる溶液またはこれらの組み合わせを固化した無機系材料、例えばシロキサン結合を有する無機系材料やガラスを用いることができる。
(Filler)
A thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or the like is used for the filler 11b that disperses and holds the light diffusing particles 11a. However, the filler 11b is sufficiently transparent to the blue light emitted from the LED chip 3. It is preferable to use a material having high durability. Specifically, for example, (meth) acrylic resins such as methyl poly (meth) acrylate, styrene resins such as polystyrene and styrene-acrylonitrile copolymer, polycarbonate resins, polyester resins, phenoxy resins, butyral resins, polyvinyl alcohol, Examples thereof include cellulose resins such as ethyl cellulose, cellulose acetate, and cellulose acetate butyrate, epoxy resins, phenol resins, and silicone resins. Also, inorganic materials such as metal alkoxides, ceramic precursor polymers or solutions containing metal alkoxides by hydrolytic polymerization by a sol-gel method or a combination of these, solidified inorganic materials such as siloxane bonds. The inorganic material and glass which it has can be used.

赤色蛍光体12aを分散して保持する充填材12bとしては、熱可塑性高分子樹脂、熱硬化性高分子樹脂、反応性高分子樹脂、及び紫外線硬化型樹脂の少なくとも1つを用いることができる。また、これらの樹脂の中から2種類以上の樹脂を選択して併用してもよい。   As the filler 12b for dispersing and holding the red phosphor 12a, at least one of a thermoplastic polymer resin, a thermosetting polymer resin, a reactive polymer resin, and an ultraviolet curable resin can be used. Two or more kinds of resins may be selected from these resins and used in combination.

熱可塑性高分子樹脂としては、例えば、PVC、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ビニルアセタール樹脂、ビニルカルバゾール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチロール樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、アセタール樹脂、塩化エーテル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂等の単体又は共重合体を用いることができる。   Examples of the thermoplastic polymer resin include PVC, vinyl acetate resin, polyvinyl alcohol resin, vinyl acetal resin, vinyl carbazole resin, vinylidene chloride resin, polyethylene resin, polypropylene resin, styrene resin, methacrylic resin, polyamide resin, polycarbonate resin, A simple substance or a copolymer such as an acetal resin, an ether chloride resin, a fluororesin, or a polyurethane resin can be used.

熱硬化性高分子樹脂、及び反応性高分子樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、反応性ポリウレタン樹脂などの単体又は共重合体を用いることができる。   Examples of the thermosetting polymer resin and the reactive polymer resin include a simple substance or a copolymer such as a phenol resin, a urea resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, an epoxy resin, a silicone resin, and a reactive polyurethane resin. Can be used.

紫外線硬化型樹脂としては、例えば、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ウレタンアクリレート等を用いることができる。   As the ultraviolet curable resin, for example, epoxy acrylate, polyester acrylate, polyether acrylate, urethane acrylate, or the like can be used.

緑色無機蛍光体13a及び黄色無機蛍光体等の無機蛍光体を分散して保持する充填材13bには、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などが用いられるが、LEDチップ3から発せられる青色光に対して十分な透明性と耐久性とを有した材料を用いるのが好ましい。具体的には、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸メチルなどの(メタ)アクリル樹脂、ポリスチレンやスチレン−アクリロニトリル共重合体などのスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、エチルセルロースやセルロースアセテートやセルロースアセテートブチレートなどのセルロース系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂などがあげられる。また、無機系材料、例えば、金属アルコキシド、セラミック前駆体ポリマーもしくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合してなる溶液またはこれらの組み合わせを固化した無機系材料、例えばシロキサン結合を有する無機系材料やガラスを用いることができる。   For the filler 13b for dispersing and holding the inorganic phosphor such as the green inorganic phosphor 13a and the yellow inorganic phosphor, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a photocurable resin, or the like is used. It is preferable to use a material having sufficient transparency and durability against the emitted blue light. Specifically, for example, (meth) acrylic resins such as methyl poly (meth) acrylate, styrene resins such as polystyrene and styrene-acrylonitrile copolymer, polycarbonate resins, polyester resins, phenoxy resins, butyral resins, polyvinyl alcohol, Examples thereof include cellulose resins such as ethyl cellulose, cellulose acetate, and cellulose acetate butyrate, epoxy resins, phenol resins, and silicone resins. Also, inorganic materials such as metal alkoxides, ceramic precursor polymers or solutions containing metal alkoxides by hydrolytic polymerization by a sol-gel method or a combination of these, solidified inorganic materials such as siloxane bonds. The inorganic material and glass which it has can be used.

(第1波長変換領域における平均透過率)
実施形態に係る第1波長変換領域P1において、LEDチップ3aから放射された一次光を透過する確率である平均透過率は、20%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは3%以下、更に好ましくは2%以下、特に好ましくは1%以下0.01%以上である。当該平均透過率が当該20%以上の場合には、第1波長変換領域P1における波長変換効率(すなわち、赤色光の放射率)が低くなり、半導体発光装置1から良好な合成光を放射することができなくなる。
(Average transmittance in the first wavelength conversion region)
In the first wavelength conversion region P1 according to the embodiment, the average transmittance that is the probability of transmitting the primary light emitted from the LED chip 3a is 20% or less, preferably 5% or less, more preferably 3% or less, and further Preferably it is 2% or less, particularly preferably 1% or less and 0.01% or more. When the average transmittance is 20% or more, the wavelength conversion efficiency (that is, the emissivity of red light) in the first wavelength conversion region P1 is low, and good synthesized light is emitted from the semiconductor light emitting device 1. Can not be.

ここで透過率とは、第1波長変換領域P1を設けていない場合において、所定領域を通過する光量に対し、当該所定領域に第1波長変換領域P1を設けた場合において、第1波長変換領域P1を透過した光量の割合のことである。すなわち、波長λにおける透過率f(λ)=(波長λの透過光強度)/(波長λの入射光強度)として算出される。 Here, the transmittance refers to the first wavelength conversion region when the first wavelength conversion region P1 is provided in the predetermined region with respect to the amount of light passing through the predetermined region when the first wavelength conversion region P1 is not provided. It is the ratio of the amount of light transmitted through P1. That is, transmittance f (λ) at wavelength λ = (transmitted light intensity at wavelength λ) / (incident light intensity at wavelength λ).

本実施形態における第1波長変換領域P1の平均透過率は、例えば、顕微分光光度計(大塚電子株式会社 MCPD2000)を用いて測定結果と、以下の数式(1)を用いて算出することができる。   The average transmittance of the first wavelength conversion region P1 in the present embodiment can be calculated using, for example, a measurement result using a microspectrophotometer (MCPD2000, Otsuka Electronics Co., Ltd.) and the following mathematical formula (1). .

Figure 2013098458
Figure 2013098458

上述したような波長変換部5の構成から、第1LED群D1を構成するLEDチップ3aから放射される青色光は、光拡散層11にて拡散されつつ有機蛍光体層12に到達する。そして、有機蛍光体層12は、到達した青色光の一部の波長を変換して赤色光を放射する。また、有機蛍光体層12で波長変換されなかった青色光は、有機蛍光体層12からそのまま放射される(すなわち、有機蛍光体層12を透過することになる)。一方、第2LED群D2を構成するLEDチップ3bから放射される青色光は、第2波長変換領域P2に到達する。そして、第2波長変換領域P2においては、到達した青色光の一部の波長を変換して緑色光を放射する。また、第2波長変換領域P2で波長変換されなかった青色光は、第2波長変換領域P2からそのまま放射される(すなわち、第2波長変換領域P2を透過することになる)。なお、第2波長変換領域P2が黄色無機蛍光体を含む場合には、第2波長変換領域P2から黄色光も放射されることになる。   Blue light emitted from the LED chip 3a constituting the first LED group D1 reaches the organic phosphor layer 12 while being diffused by the light diffusion layer 11 due to the configuration of the wavelength conversion unit 5 as described above. And the organic fluorescent substance layer 12 converts the wavelength of a part of blue light which reached | attained, and radiates | emits red light. Further, the blue light that has not been wavelength-converted by the organic phosphor layer 12 is emitted as it is from the organic phosphor layer 12 (that is, passes through the organic phosphor layer 12). On the other hand, the blue light emitted from the LED chip 3b constituting the second LED group D2 reaches the second wavelength conversion region P2. And in the 2nd wavelength conversion area | region P2, the wavelength of a part of blue light which reached | attained is converted, and green light is radiated | emitted. Further, the blue light that has not been wavelength-converted in the second wavelength conversion region P2 is radiated as it is from the second wavelength conversion region P2 (that is, passes through the second wavelength conversion region P2). When the second wavelength conversion region P2 includes a yellow inorganic phosphor, yellow light is also emitted from the second wavelength conversion region P2.

このように、波長変換部5からは、青色光、赤色光、及び緑色光又は黄色光が放射されることになり、本実施形態の半導体発光装置1を目視する観測者にとっては、半導体発光装置1から青色光、赤色光、及び緑色光又は黄色光の合成光が放射されていることになる。また、無機蛍光体として緑色無機蛍光体及び黄色無機蛍光体を用いる場合には、波長変換部5からは、青色光、赤色光、緑色光、及び黄色光が放射されることになり、本実施形態の半導体発光装置1を目視する観測者にとっては、半導体発光装置1から青色光、赤色光、緑色光、及び黄色光の合成光が放射されていることになる。例えば、青色光、赤色光及び緑色光をバランス良く放射することにより、当該合成光は白色光となる。   As described above, blue light, red light, green light, or yellow light is emitted from the wavelength conversion unit 5, and for an observer who views the semiconductor light emitting device 1 of the present embodiment, the semiconductor light emitting device. The combined light of blue light, red light, and green light or yellow light is emitted from 1. Further, when a green inorganic phosphor and a yellow inorganic phosphor are used as the inorganic phosphor, blue light, red light, green light, and yellow light are radiated from the wavelength conversion unit 5, and this embodiment For an observer who views the semiconductor light emitting device 1 of the embodiment, the combined light of blue light, red light, green light, and yellow light is emitted from the semiconductor light emitting device 1. For example, by emitting blue light, red light, and green light in a balanced manner, the combined light becomes white light.

(半導体発光装置を用いた照明装置)
図6は、上述した半導体発光装置1を用いた照明装置20の電気回路構成の概略を示す電気回路図である。図6に示すように、半導体発光装置1には、上述した第1LED群D1のLEDチップ3a、第2LED群D2のLEDチップ3bに加え、電流制限用の抵抗R1及び抵抗R2、並びにLED群毎に各LEDチップ3のための駆動電流を供給するためのトランジスタQ1及びトランジスタQ2が設けられている。なお、抵抗R1、R2は、それぞれ対応するLEDチップ3に流れる電流を適正な大きさ(例えば、LEDチップ3の1個あたり60mA)に制限するために設けられている。
(Lighting device using semiconductor light emitting device)
FIG. 6 is an electric circuit diagram showing an outline of the electric circuit configuration of the illumination device 20 using the semiconductor light emitting device 1 described above. As shown in FIG. 6, in the semiconductor light emitting device 1, in addition to the LED chip 3a of the first LED group D1 and the LED chip 3b of the second LED group D2, the current limiting resistor R1 and resistor R2, and each LED group are provided. Are provided with a transistor Q1 and a transistor Q2 for supplying a driving current for each LED chip 3. The resistors R1 and R2 are provided to limit the current flowing through the corresponding LED chip 3 to an appropriate magnitude (for example, 60 mA per LED chip 3).

具体的には、第1LED群D1を構成する10個のLEDチップ3aが極性を同じくして互いに並列に接続されており、各LEDチップ3aのアノードが抵抗R1を介して電源21の正極に接続されている。また、各LEDチップ3aのカソードはトランジスタQ1のコレクタに接続され、トランジスタQ1のエミッタが電源21の負極に接続されている。第2LED群D2を構成する10個のLEDチップ3bも極性を同じくして互いに並列に接続されており、LEDチップ3aと同様に、アノードが抵抗R2を介して電源21の正極に接続されると共に、カソードがトランジスタQ2を介して電源21の負極に接続されている。   Specifically, ten LED chips 3a constituting the first LED group D1 are connected in parallel with the same polarity, and the anode of each LED chip 3a is connected to the positive electrode of the power source 21 via the resistor R1. Has been. The cathode of each LED chip 3 a is connected to the collector of the transistor Q 1, and the emitter of the transistor Q 1 is connected to the negative electrode of the power source 21. The ten LED chips 3b constituting the second LED group D2 are also connected in parallel with the same polarity. Like the LED chip 3a, the anode is connected to the positive electrode of the power supply 21 via the resistor R2. The cathode is connected to the negative electrode of the power source 21 via the transistor Q2.

このような電気回路構成において、トランジスタQ1がオン状態となることにより、第1LED群D1の各LEDチップ3aに電源21から供給される順方向の電流が流れ、LEDチップ3aがそれぞれ発光する。従って、トランジスタQ1をオン状態とすることにより、第1LED群D1及びこれに対応する第1波長変換領域P1からなる第1発光ユニットU1から、青色光及び赤色光が放射される。   In such an electric circuit configuration, when the transistor Q1 is turned on, a forward current supplied from the power source 21 flows to each LED chip 3a of the first LED group D1, and each LED chip 3a emits light. Therefore, by turning on the transistor Q1, blue light and red light are emitted from the first light emitting unit U1 including the first LED group D1 and the first wavelength conversion region P1 corresponding to the first LED group D1.

同様に、トランジスタQ2がオン状態となることにより、第2LED群D2の各LEDチップ3bに電源21から供給される順方向の電流が流れ、LEDチップ3bがそれぞれ発光する。従って、トランジスタQ2をオン状態とすることにより、第2LED群D2及びこれに対応する第2波長変換領域P2からなる第2発光ユニットU2から、青色光及び緑色光が放射される。   Similarly, when the transistor Q2 is turned on, a forward current supplied from the power source 21 flows to each LED chip 3b of the second LED group D2, and the LED chip 3b emits light. Therefore, by turning on the transistor Q2, blue light and green light are emitted from the second LED group D2 and the second light emitting unit U2 including the second wavelength conversion region P2 corresponding to the second LED group D2.

上述したような半導体発光装置1の構成より、第1LED群D1に供給する電力量よりも第2LED群D2に供給する電力量が大きい場合には、第2発光ユニットU2から放射される光の量が多くなり、半導体発光装置1から放射される合成光は第2発光ユニットU2から放射される放射光の影響が大きくなる。従って、第2LED群D2に供給する電力量が第1LED群D1に供給する電力量よりも大きくなるにつれて、半導体発光装置1から放射される合成光は、白色からシアン(第1波長変換群P1のみからの一次光の色)に変化していく。一方、第1LED群D1に供給する電力量よりも第2LED群D2に供給する電力量が小さい場合には、第1発光ユニットU1から放射される光の量が多くなり、半導体発光装置1から放射される合成光は第1発光ユニットU1から放射される放射光の影響が大きくなる。従って、第1LED群D1に供給する電力量が第2LED群D2に供給する電力量よりも大きくなるにつれて、半導体発光装置1から放射される合成光は、白色からマゼンダ(第2波長変換群P2のみからの一次光の色)に変化していく。すなわち、当該制御によって、合成光の色温度を変化させることができる。   When the amount of power supplied to the second LED group D2 is larger than the amount of power supplied to the first LED group D1 due to the configuration of the semiconductor light emitting device 1 as described above, the amount of light emitted from the second light emitting unit U2. Therefore, the combined light emitted from the semiconductor light emitting device 1 is greatly affected by the emitted light emitted from the second light emitting unit U2. Therefore, as the amount of power supplied to the second LED group D2 becomes larger than the amount of power supplied to the first LED group D1, the combined light emitted from the semiconductor light emitting device 1 changes from white to cyan (only the first wavelength conversion group P1). To the primary light color). On the other hand, when the amount of power supplied to the second LED group D2 is smaller than the amount of power supplied to the first LED group D1, the amount of light emitted from the first light emitting unit U1 increases, and the semiconductor light emitting device 1 emits light. The effect of the radiated light radiated | emitted from the 1st light emission unit U1 becomes large for the synthesized light to be performed. Therefore, as the amount of power supplied to the first LED group D1 becomes larger than the amount of power supplied to the second LED group D2, the combined light emitted from the semiconductor light emitting device 1 changes from white to magenta (only the second wavelength conversion group P2). To the primary light color). That is, the color temperature of the synthesized light can be changed by the control.

以上のように、第1LED群D1及び第2LED群D2に供給する電力量を変化させることにより、半導体発光装置1から放射される合成光を様々な色の光に調整することが可能になる。すなわち、当該制御によって、合成光の色温度を変化させることができる。
本実施形態においては、電力量を具体的に変化させる方法として、各発光ユニットに対応するトランジスタを、所定の周期で断続的にオンオフ駆動させ、このときの電流供給パルスのデューティ比を調整することにより、その発光ユニットのLED群に供給される電力を調整する方法が用いられている。
As described above, by changing the amount of power supplied to the first LED group D1 and the second LED group D2, it is possible to adjust the combined light emitted from the semiconductor light emitting device 1 to light of various colors. That is, the color temperature of the synthesized light can be changed by the control.
In the present embodiment, as a method of specifically changing the amount of electric power, the transistor corresponding to each light emitting unit is intermittently turned on and off at a predetermined cycle, and the duty ratio of the current supply pulse at this time is adjusted. Thus, a method of adjusting the power supplied to the LED group of the light emitting unit is used.

このようなトランジスタQ1、Q2のオン・オフ状態を制御するため、本実施形態の照明装置20には発光制御部22が設けられている。トランジスタQ1、Q2は、いずれもそれぞれのベース信号に応じてオン・オフ状態を切り換え可能であり、発光制御部22からそれぞれのベースに対して個別にベース信号が送出されるようになっている。   In order to control such on / off states of the transistors Q1 and Q2, the light emitting control unit 22 is provided in the illumination device 20 of the present embodiment. Both the transistors Q1 and Q2 can be switched on / off according to the respective base signals, and the base signals are individually sent from the light emission control unit 22 to the respective bases.

このように、トランジスタQ1、Q2のオン・オフ状態を制御することにより、半導体発光装置1の合成光の色温度を変更せることができるので、合成光の色温度の調整を外部から行うため、本実施形態の照明装置20には操作部23が設けられている。操作部23は、発光制御部22に接続され、合成光の色温度を設定するための外部からの操作に応じ、設定された色温度に対応した電気信号を発光制御部22に伝達して、設定色温度に対応する指示を行うようになっている。   As described above, by controlling the on / off states of the transistors Q1 and Q2, the color temperature of the combined light of the semiconductor light emitting device 1 can be changed. Therefore, the color temperature of the combined light is adjusted from the outside. The lighting device 20 of the present embodiment is provided with an operation unit 23. The operation unit 23 is connected to the light emission control unit 22 and transmits an electrical signal corresponding to the set color temperature to the light emission control unit 22 in response to an external operation for setting the color temperature of the combined light. An instruction corresponding to the set color temperature is given.

(第1変形例)
上述した実施形態においては、波長変換部5を1つの第1波長変換領域P1及び1つの第2波長変換領域P2に区分し、第1波長変換領域P1及び第2波長変換領域P2を並置していた。しかしながら、このような波長変換部5のパターンに代え、図7に示すようなパターンに代えてもよく、このようなパターンに形成された波長変換部5'を第1変形例として、以下に説明する。なお、図7は、本実施形態に係る半導体発光装置1の平面図であって、波長変換部の異なるパターン図である。
(First modification)
In the embodiment described above, the wavelength conversion unit 5 is divided into one first wavelength conversion region P1 and one second wavelength conversion region P2, and the first wavelength conversion region P1 and the second wavelength conversion region P2 are juxtaposed. It was. However, instead of such a pattern of the wavelength conversion unit 5, a pattern as shown in FIG. 7 may be used, and the wavelength conversion unit 5 ′ formed in such a pattern will be described below as a first modification. To do. FIG. 7 is a plan view of the semiconductor light emitting device 1 according to this embodiment, and is a different pattern diagram of the wavelength conversion unit.

図7に示すように、本変形例の波長変換部5'においては、2つの第1波長変換領域P1'及び2つの第2波長変換領域P2'に分割されるとともに、第1波長変換領域P1'及び第2波長変換領域P2'が交互に配置されている。すなわち、波長変換部5'は、ストライプ状に形成された第1波長変換領域P1'及び第2波長変換領域P2'が交互に並置された構造を有している。なお、第1波長変換領域P1'の構造は上述した第1実施形態の第1波長変換領域P1と同一であり、第2波長変換領域P2'の構造は上述した第2波長変換領域P2と同一であるため、その層構造及び材料等の説明は省略する。   As shown in FIG. 7, in the wavelength conversion unit 5 ′ of the present modification, the wavelength conversion unit 5 ′ is divided into two first wavelength conversion regions P1 ′ and two second wavelength conversion regions P2 ′, and the first wavelength conversion region P1. 'And the second wavelength conversion region P2' are alternately arranged. That is, the wavelength conversion unit 5 ′ has a structure in which first wavelength conversion regions P1 ′ and second wavelength conversion regions P2 ′ formed in a stripe shape are alternately arranged. The structure of the first wavelength conversion region P1 ′ is the same as the first wavelength conversion region P1 of the first embodiment described above, and the structure of the second wavelength conversion region P2 ′ is the same as the second wavelength conversion region P2 described above. Therefore, the description of the layer structure and materials is omitted.

このような場合には、複数のLEDチップ3も、第1波長変換領域P1'に対応する第1ELD群D1’、及び第2波長変換領域P2'に対応する第2ELD群D2’に区分され、第1ELD群D1’及び第2ELD群D2’が交互に配置されることになる。   In such a case, the plurality of LED chips 3 are also divided into a first ELD group D1 ′ corresponding to the first wavelength conversion region P1 ′ and a second ELD group D2 ′ corresponding to the second wavelength conversion region P2 ′. The first ELD group D1 ′ and the second ELD group D2 ′ are alternately arranged.

このように、波長変換部5'のパターンを形成することにより、各波長変換領域が他の波長変換領域と隣り合うため、波長変換部5’から放射される一次光を良好に合成することが可能になる。   In this way, by forming the pattern of the wavelength conversion unit 5 ′, each wavelength conversion region is adjacent to other wavelength conversion regions, so that the primary light emitted from the wavelength conversion unit 5 ′ can be combined well. It becomes possible.

(第2変形例)
上述した実施形態においては、波長変換部5を1つの第1波長変換領域P1及び1つの第2波長変換領域P2に区分し、第1波長変換領域P1及び第2波長変換領域P2を並置していた。しかしながら、このような波長変換部5のパターンに代え、図8に示すようなパターンに代えてもよく、このようなパターンに形成された波長変換部5”を第2変形例として、以下に説明する。なお、図8は、本実施形態に係る半導体発光装置1の平面図であって、波長変換部の異なるパターン図である。
(Second modification)
In the embodiment described above, the wavelength conversion unit 5 is divided into one first wavelength conversion region P1 and one second wavelength conversion region P2, and the first wavelength conversion region P1 and the second wavelength conversion region P2 are juxtaposed. It was. However, instead of such a pattern of the wavelength conversion unit 5, a pattern as shown in FIG. 8 may be used, and the wavelength conversion unit 5 ″ formed in such a pattern will be described below as a second modification. 8 is a plan view of the semiconductor light emitting device 1 according to the present embodiment, and is a pattern diagram with different wavelength conversion units.

図8に示すように、本変形例の波長変換部5”においては、波長変換部5”を1つずつのLEDチップ3に対応する複数のセル領域に分割し、第1波長変換領域P1”及び第2波長変換領域P2”が格子状に配置されている。なお、第1波長変換領域P1”の構造は上述した第1実施形態の第1波長変換領域P1と同一であり、第2波長変換領域P2”の構造は上述した第2波長変換領域P2と同一であるため、その層構造及び材料等の説明は省略する。   As shown in FIG. 8, in the wavelength conversion unit 5 ″ of this modification, the wavelength conversion unit 5 ″ is divided into a plurality of cell regions corresponding to each LED chip 3, and the first wavelength conversion region P1 ″. And the second wavelength conversion region P2 ″ are arranged in a lattice pattern. The structure of the first wavelength conversion region P1 ″ is the same as the first wavelength conversion region P1 of the first embodiment described above, and the structure of the second wavelength conversion region P2 ″ is the same as the second wavelength conversion region P2 described above. Therefore, the description of the layer structure and materials is omitted.

このような場合には、複数のLEDチップ3も、各第1波長変換領域P1”に対応するようにLEDチップ3a、及び各第1波長変換領域P1”に対応するようにLEDチップ3bが格子状に配置されることになる。   In such a case, the LED chips 3a and the LED chips 3b are latticed so as to correspond to the first wavelength conversion regions P1 ″ and the LED chips 3a, respectively. Will be arranged.

このように、波長変換部5”のパターンを形成することにより、各波長変換領域が複数の他の波長変換領域と隣り合うため、波長変換部5”から放射される一次光をより良好に合成することが可能になる。   In this way, by forming the pattern of the wavelength conversion unit 5 ″, each wavelength conversion region is adjacent to a plurality of other wavelength conversion regions, so that the primary light emitted from the wavelength conversion unit 5 ″ can be combined better. It becomes possible to do.

(第3変形例)
上述した実施形態においては、透明基板4及び波長変換部5が配線基板2に対して平行に配置されていた。しかしながら、このような透明基板4及び波長変換部5の形状に代え、図9に示すような形状にしてもよく、このように形成された透明基板及び波長変換部を備える発光装置31を第3変形例として、以下に説明する。なお、図9は、本変形例に係る半導体発光装置31を図3と同様の断面で示す断面図である。また、第1実施形態と異なる部分は、透明基板及び波長変換部のみであり、第1実施形態と同一構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
(Third Modification)
In the embodiment described above, the transparent substrate 4 and the wavelength conversion unit 5 are arranged in parallel to the wiring substrate 2. However, instead of such a shape of the transparent substrate 4 and the wavelength conversion unit 5, the shape as shown in FIG. 9 may be used, and the light emitting device 31 including the transparent substrate and the wavelength conversion unit formed in this way is the third one. A modification will be described below. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the semiconductor light emitting device 31 according to this modification in the same cross section as FIG. Further, the parts different from the first embodiment are only the transparent substrate and the wavelength conversion unit, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図9に示すように、透明基板34は中央部分において折れ曲がった形状を有している。例えば、当該中央部分における折れ曲がりの角度は鈍角である。また、透明基板34は、両端においてスペーサ6を介して配線基板2に接合さている。従って、透明基板34は、配線基板2に対して平行ではなく、配線基板2に対して傾斜している。具体的には、配線基板2の中央部に向かうにつれて、配線基板2と透明基板34との距離が大きくなるように、透明基板34は、配線基板2に対して傾斜している。すなわち、透明基板34は、そのXY断面が略V状となるように、折れ曲がった形状を有している。   As shown in FIG. 9, the transparent substrate 34 has a bent shape at the center. For example, the angle of bending at the central portion is an obtuse angle. The transparent substrate 34 is bonded to the wiring substrate 2 via the spacer 6 at both ends. Therefore, the transparent substrate 34 is not parallel to the wiring substrate 2 but is inclined with respect to the wiring substrate 2. Specifically, the transparent substrate 34 is inclined with respect to the wiring substrate 2 so that the distance between the wiring substrate 2 and the transparent substrate 34 increases toward the center of the wiring substrate 2. That is, the transparent substrate 34 has a bent shape so that its XY cross section is substantially V-shaped.

波長変換部35は、透明基板34上に形成されている。具体的には、透明基板34の中央部から−X側に第1波長変換領域P31が配置され、透明基板34の中央部から+X側に第2波長変換領域P32が配置されている。従って、第1波長変換領域P31及び第2波長変換領域P32も配線基板2に対して平行ではなく、傾斜するように配置されている。すなわち、波長変換部35も、そのXY断面が略V状となるように、折れ曲がった形状を有している。なお、第1波長変換領域P31の構造は上述した第1実施形態の第1波長変換領域P1と同一であり、第2波長変換領域P32の構造は上述した第2波長変換領域P2と同一であるため、その層構造及び材料等の説明は省略する。   The wavelength conversion unit 35 is formed on the transparent substrate 34. Specifically, the first wavelength conversion region P31 is disposed on the −X side from the central portion of the transparent substrate 34, and the second wavelength conversion region P32 is disposed on the + X side from the central portion of the transparent substrate 34. Therefore, the first wavelength conversion region P31 and the second wavelength conversion region P32 are not parallel to the wiring board 2 but are arranged to be inclined. That is, the wavelength conversion unit 35 also has a bent shape so that its XY cross section is substantially V-shaped. The structure of the first wavelength conversion region P31 is the same as the first wavelength conversion region P1 of the first embodiment described above, and the structure of the second wavelength conversion region P32 is the same as the second wavelength conversion region P2 described above. Therefore, description of the layer structure and materials is omitted.

(第4変形例)
上述した実施形態においては、透明基板4及び波長変換部5が配線基板2に対して平行に配置されていた。しかしながら、このような透明基板4及び波長変換部5の形状に代え、図10に示すような形状にしてもよく、このように形成された透明基板及び波長変換部を備える発光装置41を第4変形例として、以下に説明する。なお、図10は、本変形例に係る半導体発光装置41を図3と同様の断面で示す断面図である。また、第1実施形態と異なる部分は、透明基板及び波長変換部のみであり、第1実施形態と同一構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
(Fourth modification)
In the embodiment described above, the transparent substrate 4 and the wavelength conversion unit 5 are arranged in parallel to the wiring substrate 2. However, in place of such a shape of the transparent substrate 4 and the wavelength conversion unit 5, the shape as shown in FIG. 10 may be used, and the light emitting device 41 including the transparent substrate and the wavelength conversion unit formed in this way is the fourth. A modification will be described below. FIG. 10 is a cross-sectional view showing the semiconductor light emitting device 41 according to this modification in the same cross section as FIG. Further, the parts different from the first embodiment are only the transparent substrate and the wavelength conversion unit, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図10に示すように、透明基板44は湾曲しており、両端においてスペーサ6を介して配線基板2に接合さている。具体的には、透明基板44は中央部分が配線基板2から最も離間するように湾曲している。従って、透明基板44と配線基板2と距離は、中央部分に向うつれて大きくなっている。すなわち、透明基板44は、略樋状に形成され、そのXY断面が略U状となるように湾曲した形状を有している。   As shown in FIG. 10, the transparent substrate 44 is curved and is bonded to the wiring substrate 2 via the spacers 6 at both ends. Specifically, the transparent substrate 44 is curved so that the central portion is the farthest from the wiring substrate 2. Therefore, the distance between the transparent substrate 44 and the wiring substrate 2 increases toward the central portion. That is, the transparent substrate 44 is formed in a substantially bowl shape, and has a curved shape so that its XY cross section becomes a substantially U shape.

また、図8に示すように、透明基板44上には、全体的に湾曲した波長変換部45が形成されている。具体的には、透明基板44の中央部から−X側に第1波長変換領域P41が配置され、透明基板44の中央部から+X側に第2波長変換領域P42が配置されている。従って、第1波長変換領域P41及び第2波長変換領域P42は、配線基板2に対して平行ではなく、概ね傾斜して配置されている。すなわち、波長変換部35も、そのXY断面が略U状となるように、湾曲した形状を有している。なお、第1波長変換領域P41の構造は上述した第1実施形態の第1波長変換領域P1と同一であり、第2波長変換領域P42の構造は上述した第2波長変換領域P2と同一であるため、その層構造及び材料等の説明は省略する。   Further, as shown in FIG. 8, an entirely curved wavelength conversion unit 45 is formed on the transparent substrate 44. Specifically, the first wavelength conversion region P41 is disposed on the −X side from the central portion of the transparent substrate 44, and the second wavelength conversion region P42 is disposed on the + X side from the central portion of the transparent substrate 44. Accordingly, the first wavelength conversion region P41 and the second wavelength conversion region P42 are not parallel to the wiring board 2, but are substantially inclined. That is, the wavelength converter 35 also has a curved shape so that its XY cross section is substantially U-shaped. The structure of the first wavelength conversion region P41 is the same as the first wavelength conversion region P1 of the first embodiment described above, and the structure of the second wavelength conversion region P42 is the same as the second wavelength conversion region P2 described above. Therefore, description of the layer structure and materials is omitted.

上述したような第3変形例及び第4変形例のように、透明基板及び波長変換部の形状をすることができれば、半導体発光装置が用いられる環境に応じて、半導体発光装置の放射面側(すなわち、波長変換部が設けられている面側)の形状を最適化することができる。また、照明器具に用いられる場合には、当該照明器具のデザイン性も向上させることが可能になる。   If the transparent substrate and the wavelength conversion unit can be shaped as in the third and fourth modifications as described above, the emission surface side of the semiconductor light emitting device (in accordance with the environment in which the semiconductor light emitting device is used) That is, it is possible to optimize the shape of the surface side on which the wavelength conversion unit is provided. Moreover, when used for a lighting fixture, the designability of the lighting fixture can be improved.

(本実施形態による効果) (Effects of this embodiment)

本実施形態の半導体発光装置1においては、波長変換部5が赤色有機蛍光体12a及び光拡散粒子11aを含む第1波長変換領域P1と、緑色無機蛍光体13aを含む第2波長変換領域P2から構成されているため、LEDチップ3から放射される光は、各波長変換領域において、各蛍光体に応じた光に波長変換される。   In the semiconductor light emitting device 1 of the present embodiment, the wavelength conversion unit 5 includes a first wavelength conversion region P1 including the red organic phosphor 12a and the light diffusion particles 11a, and a second wavelength conversion region P2 including the green inorganic phosphor 13a. Since it is comprised, the light radiated | emitted from LED chip 3 is wavelength-converted into the light according to each fluorescent substance in each wavelength conversion area | region.

また、本実施形態の半導体発光装置1においては、第1波長変換領域P1の平均透過率が20%以下であるため、LEDチップからの光を有機蛍光体に応じた他の光に良好に波長変換することができる。   Further, in the semiconductor light emitting device 1 of the present embodiment, since the average transmittance of the first wavelength conversion region P1 is 20% or less, the light from the LED chip is favorably wavelength-converted to other light according to the organic phosphor. Can be converted.

従って、このような半導体発光装置1の構成により、所望の合成光を供給することができるとともに、低コスト化を容易に図ることが可能になる。   Therefore, with such a configuration of the semiconductor light emitting device 1, desired synthesized light can be supplied and cost reduction can be easily achieved.

また、上述した半導体発光装置1を用いて照明装置20を形成することにより、様々な色温度の光の供給を可能にするとともに、低コストでその製造を行うことが可能になる。   In addition, by forming the lighting device 20 using the semiconductor light emitting device 1 described above, it is possible to supply light with various color temperatures and to manufacture the lighting device 20 at low cost.

なお、上述した実施形態においては、波長変換領域とLED群とを対応させることで発光ユニットを形成していたが、このような形態に限定されることはない。例えば、半導体発光装置から常に同じ色温度の合成光(例えば、白色光)を放射させる場合には、LED群を構成することはなく、LEDチップの配置を波長変換領域のパターン形状に無関係にし、所望の白色光が常に放射されるようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the light emitting unit is formed by associating the wavelength conversion region with the LED group, but the present invention is not limited to such a form. For example, in the case where combined light (for example, white light) having the same color temperature is always emitted from the semiconductor light emitting device, the LED group is not configured, and the arrangement of the LED chips is irrelevant to the pattern shape of the wavelength conversion region. Desired white light may always be emitted.

<第2実施形態>
第1実施形態においては、波長変換部5を構成する第1波長変換領域P1が、光拡散層11及び有機蛍光体層12からなる2層構造を有していたが、第1波長変換領域が1層から構成されてもよい。このような波長変換部材を有する半導体発光装置を第2実施形態として、図11及び図12を参照しつつ、詳細に説明する。なお、第1波長変換領域以外の構成については、第1の実施形態と同一であるため、第1波長変換領域以外の部材及び構造については、第1の実施形態と同一符号を付し、その説明は省略する。
Second Embodiment
In the first embodiment, the first wavelength conversion region P1 constituting the wavelength conversion unit 5 has a two-layer structure including the light diffusion layer 11 and the organic phosphor layer 12, but the first wavelength conversion region is It may be composed of one layer. A semiconductor light-emitting device having such a wavelength conversion member will be described in detail as a second embodiment with reference to FIGS. 11 and 12. In addition, since it is the same as that of 1st Embodiment about structures other than a 1st wavelength conversion area | region, about the members and structures other than a 1st wavelength conversion area | region, the same code | symbol as 1st Embodiment is attached | subjected, The Description is omitted.

(半導体発光装置の構成)
図11は、本実施形態に係る半導体発光装置51の第1波長変換領域P51側における要部を図4と同様にして示す拡大断面図である。図12は、本実施形態に係る半導体発光装置51の第1波長変換領域P51の概略構成図である。図11に示すように、第1波長変換領域P51は、透明基板4上に形成され、1層構造を有している。なお、図示されていないが、第2波長変換領域は、第1の実施形態と同一の構造であり、1層構造を有している。
(Configuration of semiconductor light emitting device)
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing the main part on the first wavelength conversion region P51 side of the semiconductor light emitting device 51 according to the present embodiment in the same manner as FIG. FIG. 12 is a schematic configuration diagram of the first wavelength conversion region P51 of the semiconductor light emitting device 51 according to this embodiment. As shown in FIG. 11, the first wavelength conversion region P51 is formed on the transparent substrate 4 and has a single-layer structure. Although not shown, the second wavelength conversion region has the same structure as that of the first embodiment and has a one-layer structure.

図12に示すように、第1波長変換領域P51は、LEDチップ3から放射される光を拡散する光拡散粒子52、LEDチップ3aが発した青色光を波長変換して赤色光を放射する赤色有機蛍光体53、並びに光拡散粒子52及び赤色有機蛍光体53を分散して保持する充填材54から構成されている。従って、第1波長変換領域P51内には、LEDチップ3から放射されて青色光を拡散する光拡散粒子52、及び青色光を赤色光に変換する赤色有機蛍光体53が存在している。すなわち、本実施形態における第1波長変換領域51は、光拡散粒子を含む光拡散層及び赤色有機蛍光体を含む有機蛍光体層の2層構造を有さず、1つの層内に光拡散粒子52及び赤色有機蛍光体53が混在する層構造を有している。   As shown in FIG. 12, the first wavelength conversion region P51 has a light diffusion particle 52 that diffuses light emitted from the LED chip 3, and a red light that emits red light by converting the wavelength of blue light emitted from the LED chip 3a. The organic phosphor 53 is composed of a filler 54 for dispersing and holding the light diffusion particles 52 and the red organic phosphor 53. Therefore, in the first wavelength conversion region P51, there are the light diffusion particles 52 that are radiated from the LED chip 3 and diffuse blue light, and the red organic phosphor 53 that converts blue light into red light. That is, the first wavelength conversion region 51 in the present embodiment does not have a two-layer structure of a light diffusion layer including light diffusion particles and an organic phosphor layer including red organic phosphors, and the light diffusion particles are included in one layer. 52 and a red organic phosphor 53 are mixed.

なお、光拡散粒子52は上述した第1実施形態の光拡散粒子11aと同一であり、赤色有機蛍光体53は上述した第1実施形態の赤色有機蛍光体12aと同一であり、充填材54は上述した第1実施形態の充填材12bと同一であるため、その層構造及び材料等の説明は省略する。   The light diffusing particles 52 are the same as the light diffusing particles 11a of the first embodiment, the red organic phosphor 53 is the same as the red organic phosphor 12a of the first embodiment, and the filler 54 is Since it is the same as the filler 12b of 1st Embodiment mentioned above, description of the layer structure, material, etc. is abbreviate | omitted.

本実施形態に係る第1波長変換領域P51を半導体発光装置51に用いる場合にも、第1実施形態に係る半導体発光装置1と同様の効果を得ることできる。すなわち、半導体発光装置51においても、所望の合成光を供給することができるとともに、低コスト化を容易に図ることが可能になる。   Even when the first wavelength conversion region P51 according to the present embodiment is used in the semiconductor light emitting device 51, the same effect as the semiconductor light emitting device 1 according to the first embodiment can be obtained. That is, the semiconductor light emitting device 51 can supply desired synthesized light and can easily reduce the cost.

また、光拡散粒子52及び赤色蛍光体粒子53が混在し、近接して存在しているため、光拡散粒子52が拡散した青色光を、赤色蛍光体粒子53によって赤色光に良好に波長変換することができる。すなわち、第1波長変換領域51における波長変換効率を向上させることができ、第1波長変換領域51から放射される赤色光の光量を増加させることができる。   In addition, since the light diffusing particles 52 and the red phosphor particles 53 are mixed and close to each other, the blue light diffused by the light diffusing particles 52 is favorably converted into red light by the red phosphor particles 53. be able to. That is, the wavelength conversion efficiency in the first wavelength conversion region 51 can be improved, and the amount of red light emitted from the first wavelength conversion region 51 can be increased.

<第3実施形態>
上述した第1実施例では、配線基板2に実装した複数のLEDチップ3と、透光基板4に設けた波長変換部5から半導体発光装置1を構成した。しかしながら、本発明の半導体発光層は、このような形態に限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない限りにおいて、様々に変更や置き換えが可能である。そこで、第1実施形態の構造とは異なる構造を有する半導体発光装置の一例を、本発明の第3実施形態として以下に説明する。
<Third Embodiment>
In the first embodiment described above, the semiconductor light emitting device 1 is configured by the plurality of LED chips 3 mounted on the wiring substrate 2 and the wavelength conversion unit 5 provided on the light transmitting substrate 4. However, the semiconductor light emitting layer of the present invention is not limited to such a form, and can be variously changed or replaced without departing from the gist of the present invention. Accordingly, an example of a semiconductor light emitting device having a structure different from the structure of the first embodiment will be described below as a third embodiment of the present invention.

(半導体発光装置の構成)
図13は、本実施形態に係る半導体発光装置101の基本構成を示す斜視図であり、図14は半導体発光装置101の平面図である。半導体発光装置101は、電気絶縁性に優れて良好な放熱性を有したアルミナ系セラミックからなる配線基板102のチップ実装面102aに4個ずつ2列に実装されたLEDチップ103を備えている。更に、配線基板102のチップ実装面102aには、これらLEDチップ103を取り囲むように、環状且つ円錐台形状のリフレクタ(壁部材)104が設けられている。
(Configuration of semiconductor light emitting device)
FIG. 13 is a perspective view showing a basic configuration of the semiconductor light emitting device 101 according to the present embodiment, and FIG. 14 is a plan view of the semiconductor light emitting device 101. The semiconductor light emitting device 101 includes LED chips 103 that are mounted in four rows on a chip mounting surface 102a of a wiring board 102 made of an alumina-based ceramic having excellent electrical insulation and good heat dissipation. Further, on the chip mounting surface 102 a of the wiring substrate 102, an annular and truncated cone-shaped reflector (wall member) 104 is provided so as to surround the LED chips 103.

リフレクタ104の内側は、仕切り部材105によって第1領域106と第2領域107とに分割されている。そして、第1領域106には、2列に配列されたLEDチップ103のうちの一方の列のLEDチップ103が配置され、第2領域107には、他方の列のLEDチップ103が配置されている。なお、リフレクタ104及び仕切り部材105は、樹脂、金属、セラミックなどで形成することができ、接着剤などを用いて配線基板102に固定される。また、リフレクタ104及び仕切り部材105に導電性を有する材料を用いる場合は、後述する配線パターンに対して電気的な絶縁性を持たせるための処理が必要となる。なお、以下においては説明上の便宜のために、第1領域106に配列されたLEDチップ103をLEDチップ103aとも称し、第2領域107に配列されたLEDチップ103をLEDチップ103bとも称する。   The inner side of the reflector 104 is divided into a first area 106 and a second area 107 by a partition member 105. In the first area 106, one of the LED chips 103 arranged in two rows is arranged, and in the second area 107, the other LED chip 103 is arranged. Yes. The reflector 104 and the partition member 105 can be formed of resin, metal, ceramic, or the like, and are fixed to the wiring board 102 using an adhesive or the like. Moreover, when using the material which has electroconductivity for the reflector 104 and the partition member 105, the process for giving electrical insulation with respect to the wiring pattern mentioned later is needed. Hereinafter, for convenience of explanation, the LED chip 103 arranged in the first region 106 is also referred to as an LED chip 103a, and the LED chip 103 arranged in the second region 107 is also referred to as an LED chip 103b.

なお、本実施形態におけるLEDチップ103の数は一例であって、必要に応じて増減可能であり、第1領域106と第2領域107とに1個ずつとすることも可能であり、またそれぞれの領域で数を異ならせることも可能である。また、配線基板102の材質についても、アルミナ系セラミックに限定されるものではなく、様々な材質を適用可能であり、例えば、セラミック、樹脂、ガラスエポキシ、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料を用いても良い。更に、配線基板102のチップ実装面102aにおける光の反射性を良くして半導体発光装置101の発光効率を向上させる上では、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの白色顔料を含むシリコーン樹脂を用いるのが好ましい。一方、銅製基板やアルミ製基板などのような金属製基板を用いて放熱性を向上させることも可能である。但し、この場合には、電気的絶縁を間に介して配線基板に配線パターンを形成する必要がある。   Note that the number of LED chips 103 in the present embodiment is an example, and can be increased or decreased as necessary. One LED chip 103 can be provided for each of the first region 106 and the second region 107, respectively. It is also possible to vary the number in the area. Also, the material of the wiring board 102 is not limited to alumina ceramics, and various materials can be applied, for example, ceramic, resin, glass epoxy, composite resin containing filler in the resin, etc. A selected material may be used. Furthermore, in order to improve the light reflectivity on the chip mounting surface 102a of the wiring substrate 102 and improve the light emission efficiency of the semiconductor light emitting device 101, silicone containing white pigment such as alumina powder, silica powder, magnesium oxide, titanium oxide or the like is used. It is preferable to use a resin. On the other hand, it is also possible to improve heat dissipation using a metal substrate such as a copper substrate or an aluminum substrate. However, in this case, it is necessary to form a wiring pattern on the wiring board with electrical insulation therebetween.

また、上述したリフレクタ104及び仕切り部材105の形状も一例を示すものであって、必要に応じて様々に変更可能である。例えば、予め成形したリフレクタ104及び仕切り部材105に代えて、ディスペンサなどを用い、配線基板102のチップ実装面102aにリフレクタ104に相当する環状壁部(壁部材)を形成し、その後に仕切り部材105に相当する仕切り壁(仕切り部材)を形成するようにしても良い。この場合、環状壁部及び仕切り壁部に用いる材料には、例えばペースト状の熱硬化性樹脂材料またはUV硬化性樹脂材料などがあり、無機フィラーを含有させたシリコーン樹脂が好適である。   Further, the shapes of the reflector 104 and the partition member 105 described above are examples, and can be variously changed as necessary. For example, instead of the reflector 104 and the partition member 105 formed in advance, a dispenser or the like is used to form an annular wall portion (wall member) corresponding to the reflector 104 on the chip mounting surface 102a of the wiring board 102, and then the partition member 105. A partition wall (partition member) corresponding to may be formed. In this case, examples of the material used for the annular wall portion and the partition wall portion include a paste-like thermosetting resin material or a UV curable resin material, and a silicone resin containing an inorganic filler is preferable.

図13及び図14に示すように、リフレクタ104内の第1領域106には、4個のLEDチップ103が仕切り部材105の延設方向と平行に一列に配置され、リフレクタ104内の第2領域107にも、4個のLEDチップ103が仕切り部材105の延設方向と平行に一列に配置されている。なお、図14では、便宜上リフレクタ104及び仕切り部材105を破線で示している。   As shown in FIGS. 13 and 14, in the first region 106 in the reflector 104, four LED chips 103 are arranged in a row in parallel with the extending direction of the partition member 105, and the second region in the reflector 104. 107 also includes four LED chips 103 arranged in a row in parallel with the extending direction of the partition member 105. In FIG. 14, the reflector 104 and the partition member 105 are indicated by broken lines for convenience.

配線基板102のチップ実装面102aには、LEDチップ103のそれぞれに駆動電流を供給するための配線パターン108、109、110及び111が、図14に示すように形成されている。配線パターン108は、リフレクタ104の外側にある一方の端部に外部接続用の接続端子108aが形成されており、第1領域106内にある他方の端部側は、図14に示すように仕切り部材105と平行に延設されている。また、配線パターン109は、リフレクタ104の外側にある一方の端部に外部接続用の接続端子109aが形成されており、第1領域106内にある他方の端部側は、図14に示すように仕切り部材105と平行に延設されている。   On the chip mounting surface 102a of the wiring substrate 102, wiring patterns 108, 109, 110 and 111 for supplying a driving current to each of the LED chips 103 are formed as shown in FIG. In the wiring pattern 108, a connection terminal 108a for external connection is formed at one end portion outside the reflector 104, and the other end portion side in the first region 106 is partitioned as shown in FIG. It extends in parallel with the member 105. Further, the wiring pattern 109 has a connection terminal 109a for external connection formed at one end portion outside the reflector 104, and the other end portion side in the first region 106 is as shown in FIG. The partition member 105 extends in parallel.

第1領域106内にある4個のLEDチップ103は、このようにして形成された配線パターン108と配線パターン109との間に、互いに極性方向を同じにして並列に接続されている。より具体的には、LEDチップ103は、駆動電流供給用の2つの電極(図示省略)を配線基板102側の面に有している。そして、これらLEDチップ103は、その一方の電極(p電極)が配線パターン108に接続されると共に、その他方の電極(n電極)が配線パターン109に接続されている。   The four LED chips 103 in the first region 106 are connected in parallel between the wiring pattern 108 and the wiring pattern 109 formed in this manner with the same polarity direction. More specifically, the LED chip 103 has two electrodes (not shown) for supplying driving current on the surface of the wiring board 102 side. These LED chips 103 have one electrode (p electrode) connected to the wiring pattern 108 and the other electrode (n electrode) connected to the wiring pattern 109.

一方、配線パターン110は、リフレクタ104の外側にある一方の端部に外部接続用の接続端子110aが形成されており、第2領域107内にある他方の端部側は、図14に示すように仕切り部材105と平行に延設されている。また、配線パターン111は、リフレクタ104の外側にある一方の端部に外部接続用の接続端子111aが形成されており、第2領域107内にある他方の端部側は、図14に示すように仕切り部材105と平行に延設されている。   On the other hand, in the wiring pattern 110, a connection terminal 110a for external connection is formed at one end portion outside the reflector 104, and the other end portion side in the second region 107 is as shown in FIG. The partition member 105 extends in parallel. Further, the wiring pattern 111 has a connection terminal 111a for external connection formed at one end portion outside the reflector 104, and the other end portion side in the second region 107 is as shown in FIG. The partition member 105 extends in parallel.

第2領域107内にある4個のLEDチップ103は、このようにして形成された配線パターン110と配線パターン111との間に、互いに極性方向を同じにして並列に接続されている。より具体的には、これらLEDチップ103は、その一方の電極(p電極)が配線パターン110に接続されると共に、その他方の電極(n電極)が配線パターン111に接続されている。   The four LED chips 103 in the second region 107 are connected in parallel between the wiring pattern 110 and the wiring pattern 111 thus formed with the same polarity direction. More specifically, these LED chips 103 have one electrode (p electrode) connected to the wiring pattern 110 and the other electrode (n electrode) connected to the wiring pattern 111.

このようなLEDチップ103の実装、並びに各配線パターンへの両電極の接続は、フリップチップ実装を採用し、図示しない金属バンプを介し、共晶ハンダを介して行っている。なお、LEDチップ103の配線基板102への実装方法は、これに限定されるものではなく、LEDチップ103の種類や構造などに応じて適切な方法を選択可能である。例えば、LEDチップ103を上述したような配線基板102の所定位置に接着固定した後、LEDチップ103の電極をワイヤボンディングで対応する配線パターンに接続するダブルワイヤボンディングを採用しても良いし、一方の電極を上述のように配線パターンに接合すると共に、他方の電極をワイヤボンディングで配線パターンに接続するシングルワイヤボンディングを採用しても良い。   The mounting of the LED chip 103 and the connection of both electrodes to each wiring pattern employ flip chip mounting and are performed via eutectic solder via metal bumps (not shown). The method for mounting the LED chip 103 on the wiring substrate 102 is not limited to this, and an appropriate method can be selected according to the type and structure of the LED chip 103. For example, double wire bonding in which the LED chip 103 is bonded and fixed to a predetermined position of the wiring substrate 102 as described above and then the electrodes of the LED chip 103 are connected to the corresponding wiring pattern by wire bonding may be employed. This electrode may be bonded to the wiring pattern as described above, and single wire bonding may be employed in which the other electrode is connected to the wiring pattern by wire bonding.

リフレクタ104内の第1領域106及び第2領域107には、それぞれ異なる波長変換特性を有した波長変換部材が、LEDチップ103を覆うようにして収容される。具体的な波長変換部材について、図15を参照しつつ以下に説明する。   In the first region 106 and the second region 107 in the reflector 104, wavelength conversion members having different wavelength conversion characteristics are accommodated so as to cover the LED chip 103. A specific wavelength conversion member will be described below with reference to FIG.

図15は、図14中のXV−XV線に沿う半導体発光装置101の断面図である。図15に示すように、半導体発光装置101において、リフレクタ104内の第1領域106には、第1波長変換部材121が4個のLEDチップ103aをそれぞれ覆うようにして収容され、リフレクタ104内の第2領域107には、第2波長変換部材122が4個のLEDチップ103bをそれぞれ覆うようにして収容されている。   15 is a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device 101 taken along line XV-XV in FIG. As shown in FIG. 15, in the semiconductor light emitting device 101, the first wavelength conversion member 121 is accommodated in the first region 106 in the reflector 104 so as to cover the four LED chips 103 a. In the second region 107, the second wavelength conversion member 122 is accommodated so as to cover the four LED chips 103b.

第1波長変換部材121は、LEDチップ103aから放射される光を拡散する光拡散粒子131、LEDチップ103aが発した青色光を波長変換して赤色光を放射する赤色有機蛍光体132、並びに拡散粒子113及び赤色有機蛍光体132を分散させて保持する第1透光性材料133から構成されている。一方、第2波長変換部材122は、LEDチップ103bが発した青色光を波長変換して緑色光を放射する緑色無機蛍光体134、及び緑無機蛍光体134を分散させて保持する第2透光性材料135から構成されている。なお、第2波長変換部材122は、緑色無機蛍光体134に代えて、LEDチップ103bが発した青色光を波長変換して黄色光を放射する黄色無機蛍光体を含んでもよく、緑色無機蛍光体134に加えて当該黄色無機蛍光体を更に含んでいてもよい。   The first wavelength conversion member 121 includes a light diffusion particle 131 that diffuses light emitted from the LED chip 103a, a red organic phosphor 132 that emits red light by converting the wavelength of blue light emitted from the LED chip 103a, and diffusion. It is comprised from the 1st translucent material 133 which disperse | distributes and hold | maintains particle | grains 113 and red organic fluorescent substance 132. FIG. Meanwhile, the second wavelength conversion member 122 disperses and holds the green inorganic phosphor 134 that converts the wavelength of the blue light emitted from the LED chip 103 b and emits green light, and the green inorganic phosphor 134. It is comprised from the property material 135. The second wavelength conversion member 122 may include a yellow inorganic phosphor that converts yellow light emitted from the LED chip 103b and emits yellow light instead of the green inorganic phosphor 134. The green inorganic phosphor In addition to 134, the yellow inorganic phosphor may further be included.

従って、本実施形態においては、第1領域106に収容された波長変換部材121と、第2領域107に収容された波長変換部材122とから波長変換部123が構成されている。すなわち、当該波長変換部123は、第1領域106に形成された第1波長変換領域と、第2領域107に形成された第1波長変換領域とに領域分割されている。   Therefore, in this embodiment, the wavelength conversion unit 123 is configured by the wavelength conversion member 121 accommodated in the first region 106 and the wavelength conversion member 122 accommodated in the second region 107. That is, the wavelength conversion unit 123 is divided into a first wavelength conversion region formed in the first region 106 and a first wavelength conversion region formed in the second region 107.

(LEDチップ)
本実施形態においてLEDチップ3には、460nmのピーク波長を有した青色光を発するLEDチップを用いる。具体的には、このようなLEDチップとして、例えばInGaN半導体が発光層に用いられるGaN系LEDチップがある。なお、LEDチップ3の種類や発光波長特性はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない限りにおいて、様々なLEDチップなどの半導体発光素子を用いることができる。本実施形態においてLEDチップ3が発する光のピーク波長は、360nm〜480nmの波長範囲内にあるのが好ましく、440nm〜470nmの波長範囲内にあることがより好ましい。
(LED chip)
In the present embodiment, an LED chip that emits blue light having a peak wavelength of 460 nm is used as the LED chip 3. Specifically, as such an LED chip, for example, there is a GaN-based LED chip in which an InGaN semiconductor is used for a light emitting layer. Note that the type and emission wavelength characteristics of the LED chip 3 are not limited thereto, and various semiconductor light emitting elements such as LED chips can be used without departing from the gist of the present invention. In the present embodiment, the peak wavelength of light emitted from the LED chip 3 is preferably in the wavelength range of 360 nm to 480 nm, and more preferably in the wavelength range of 440 nm to 470 nm.

(波長変換部材)
拡散粒子113、赤色有機蛍光体132、緑色無機蛍光体134、及び黄色無機蛍光体は、第1実施形態の拡散粒子11a、赤色有機蛍光体12a、緑色無機蛍光体13a、及び黄色無機蛍光体と同一の材料から構成されている。一方、第1透光性材料133として、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の透光性を備える材料を用いることができる。また、第2透光性材料135として、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の透光性を備える材料を用いることができる。
(Wavelength conversion member)
The diffusion particles 113, the red organic phosphor 132, the green inorganic phosphor 134, and the yellow inorganic phosphor are the same as the diffusion particles 11a, the red organic phosphor 12a, the green inorganic phosphor 13a, and the yellow inorganic phosphor of the first embodiment. Consists of the same material. On the other hand, as the 1st translucent material 133, the material provided with translucency, such as an epoxy resin, a silicone resin, an acrylic resin, can be used, for example. Moreover, as the 2nd translucent material 135, the material provided with translucency, such as an epoxy resin, a silicone resin, an acrylic resin, can be used, for example.

本実施形態の半導体発光装置101は、第1実施形態の半導体発光装置1と同様に、照明装置へ適用することができる。ここで、本実施形態の半導体発光装置101は、第1実施形態の半導体発光装置1と電気回路構成は同一であり、第1実施形態の半導体発光装置1を本実施形態の半導体発光装置101に置き換えれば、第1実施形態の照明装置20と機能的には同一の照明装置を構成することができる。従って、半導体発光装置101を照明装置の電気回路構成は、第1実施形態の照明装置20の電気回路構成と同一であるため、その説明は省略する。   The semiconductor light emitting device 101 according to the present embodiment can be applied to a lighting device in the same manner as the semiconductor light emitting device 1 according to the first embodiment. Here, the semiconductor light emitting device 101 of the present embodiment has the same electric circuit configuration as the semiconductor light emitting device 1 of the first embodiment, and the semiconductor light emitting device 1 of the first embodiment is changed to the semiconductor light emitting device 101 of the present embodiment. If replaced, the lighting device functionally identical to the lighting device 20 of the first embodiment can be configured. Therefore, since the electrical circuit configuration of the illumination device of the semiconductor light emitting device 101 is the same as the electrical circuit configuration of the illumination device 20 of the first embodiment, the description thereof is omitted.

本実施形態に係る第1波長変換部材121を半導体発光装置101に用いる場合にも、第1実施形態に係る半導体発光装置1と同様の効果を得ることできる。すなわち、半導体発光装置101においても、所望の合成光を供給することができるとともに、低コスト化を容易に図ることが可能になる。   Even when the first wavelength conversion member 121 according to the present embodiment is used in the semiconductor light emitting device 101, the same effects as those of the semiconductor light emitting device 1 according to the first embodiment can be obtained. That is, the semiconductor light emitting device 101 can supply desired synthesized light and can easily reduce the cost.

また、光拡散粒子131及び赤色蛍光体粒子132が混在し、近接して存在しているため、光拡散粒子131が拡散した青色光を、赤色蛍光体粒子132によって赤色光に良好に波長変換することができる。すなわち、第1波長変換部材121における波長変換効率を向上させることができ、第1波長変換部材121から放射される赤色光の光量を増加させることができる。   Further, since the light diffusing particles 131 and the red phosphor particles 132 are mixed and exist in the vicinity, the blue light diffused by the light diffusing particles 131 is favorably converted into red light by the red phosphor particles 132. be able to. That is, the wavelength conversion efficiency in the first wavelength conversion member 121 can be improved, and the amount of red light emitted from the first wavelength conversion member 121 can be increased.

<第1波長変換部材の評価>
先ず、上述した第3実施形態における第1波長変換部材(第1波長変換領域)における赤色有機蛍光体の濃度を変化させ、赤色有機蛍光体の濃度に対する赤色光のピーク波長(nm)及び蛍光強度を測定した。
<Evaluation of the first wavelength conversion member>
First, the concentration of the red organic phosphor in the first wavelength conversion member (first wavelength conversion region) in the third embodiment described above is changed, and the peak wavelength (nm) of red light and the fluorescence intensity with respect to the concentration of the red organic phosphor. Was measured.

具体的には、バインダー樹脂(帝国インキ社製MRX−HF)1gとBASF社製赤色蛍光色素「Lumogen F Red 305」(0.0085g、0.017g、0.02125g、0.0255g、0.0425g、0.085g)、及びバウコウスキージャパン社製「CR−1」0.1gを同一容器に入れ、あわとり練太郎(シンキー社製)によって混合攪拌したものを、スクリーン印刷機(奥原電気社製ST−310F1G)を用いて厚さ100μmのPET樹脂上に塗布し、それを80℃、30分の加熱によって乾燥させて樹脂を固化させることで6種類の波長変換部材(実施例1乃至6)を作製した。   Specifically, 1 g of binder resin (MRX-HF manufactured by Teikoku Inc.) and red fluorescent dye “Lumogen F Red 305” manufactured by BASF (0.0085 g, 0.017 g, 0.02125 g, 0.0255 g, 0.0425 g) 0.085 g) and 0.1 g of “CR-1” manufactured by Baukousky Japan Co., Ltd. were placed in the same container and mixed and stirred by Nawataro Awatori (Sinky Co., Ltd.). 6 types of wavelength conversion members (Examples 1 to 6) by applying onto a PET resin having a thickness of 100 μm using ST-310F1G) and solidifying the resin by drying it by heating at 80 ° C. for 30 minutes. ) Was produced.

具体的な測定としては、実施例1乃至6に360nmから480nmの光を入射させ、実施例1乃至6から放射される赤色光のピーク波長を、日立蛍光分光光度計「F4500」を用いて測定した。また、実施例1乃至6から放射される赤色光の蛍光強度をJETI社製輝度計「SpecBos1200」を用いて測定した。評価結果を以下の表1に示す。   Specifically, light of 360 to 480 nm is incident on Examples 1 to 6, and the peak wavelength of red light emitted from Examples 1 to 6 is measured using a Hitachi fluorescence spectrophotometer “F4500”. did. Further, the fluorescence intensity of the red light emitted from Examples 1 to 6 was measured using a luminance meter “SpecBos1200” manufactured by JETI. The evaluation results are shown in Table 1 below.

Figure 2013098458
Figure 2013098458

表1から判るように、良好の赤色光を第1波長変換部材から放射させるためには、赤色蛍光体の濃度を10重量%以下にすることが好ましい。より好ましくは、赤色蛍光体の濃度を0.1重量%以上5.0重量%以下に調整することである。特に好ましくは、赤色蛍光体の濃度を約4重量%に調整することである。   As can be seen from Table 1, in order to emit good red light from the first wavelength conversion member, the concentration of the red phosphor is preferably 10 wt% or less. More preferably, the concentration of the red phosphor is adjusted to 0.1 wt% or more and 5.0 wt% or less. Particularly preferably, the concentration of the red phosphor is adjusted to about 4% by weight.

次に、上述した第3実施形態における第1波長変換部材(第1波長変換領域)の膜厚及びそれに含まれる光拡散材の量を変化させ、平均透過率(%)、青色発光スペクトルのピーク強度、及び赤色発光スペクトルのピーク強度を測定した。   Next, by changing the film thickness of the first wavelength conversion member (first wavelength conversion region) and the amount of the light diffusing material included in the third embodiment described above, the average transmittance (%) and the peak of the blue emission spectrum are changed. The intensity and the peak intensity of the red emission spectrum were measured.

具体的には、バインダー樹脂(帝国インキ社製MRX−HF)1gとBASF社製赤色蛍光色素「Lumogen F Red 305」0.017gを同一容器に入れ、あわとり練太郎(シンキー社製)によって混合攪拌したものを、スクリーン印刷機(奥原電気社製ST−310F1G)を用いて厚さ100μmのPET樹脂上に塗布し、それを80℃、30分の加熱によって乾燥させて樹脂を固化させることで波長変換部材(実施例7乃至10)を作製した。   Specifically, 1 g of binder resin (MRX-HF manufactured by Teikoku Ink Co., Ltd.) and 0.017 g of red fluorescent dye “Lumogen F Red 305” manufactured by BASF Co. are placed in the same container, and mixed by Awatori Nertaro (Sinky Co., Ltd.). By applying the agitated material on a PET resin having a thickness of 100 μm using a screen printing machine (ST-310F1G manufactured by Okuhara Electric Co., Ltd.) and drying it by heating at 80 ° C. for 30 minutes to solidify the resin. Wavelength conversion members (Examples 7 to 10) were produced.

また、バインダー樹脂(帝国インキ社製MRX−HF)1gとBASF社製赤色蛍光色素「Lumogen F Red 305」0.017g、バウコウスキージャパン社製「CR−1」(0.1g:実施例11、0.5g:実施例12乃至16)を同一容器に入れ、あわとり練太郎(シンキー社製)によって混合攪拌したものを、スクリーン印刷機(奥原電気社製ST−310F1G)を用いて厚さ100μmのPET樹脂上に塗布し、それを80℃、30分の加熱によって乾燥させて樹脂を固化させることで波長変換部材(実施例11乃至16)を作製した。なお、波長変換部材の膜厚の調整は、スクリーン印刷機を用いて波長変換部材を重ね塗りすることによって行った。   In addition, 1 g of binder resin (MRX-HF manufactured by Teikoku Ink Co., Ltd.), 0.017 g of red fluorescent dye “Lumogen F Red 305” manufactured by BASF, “CR-1” manufactured by Baukosky Japan Co., Ltd. (0.1 g: Example 11) , 0.5 g: Examples 12 to 16) were put in the same container and mixed and stirred by Nawataro Awatori (manufactured by Shinky Corporation), and the thickness was measured using a screen printing machine (ST-310F1G manufactured by Okuhara Electric Co., Ltd.). A wavelength conversion member (Examples 11 to 16) was produced by applying the resin onto a 100 μm PET resin and drying it by heating at 80 ° C. for 30 minutes to solidify the resin. In addition, adjustment of the film thickness of the wavelength conversion member was performed by repeatedly coating the wavelength conversion member using a screen printer.

具体的な測定としては、実施例7乃至16に360nmから480nmの光を入射させ、実施例7乃至16から放射される青色発光スペクトルのピーク強度、及び赤色発光スペクトルのピーク強度を、オーシャンオプティクス社製ファイバマルチチャンネル分光器「USB2000」を用いて測定した。評価結果を以下の表1、及び図16に示す。図16は、各実施例から放射される光の波長とピーク強度の関係を示すグラフである。   As a specific measurement, light of 360 to 480 nm is incident on Examples 7 to 16, and the peak intensity of the blue emission spectrum and the peak intensity of the red emission spectrum emitted from Examples 7 to 16 are measured by Ocean Optics. The measurement was performed using a fiber multichannel spectrometer “USB2000”. The evaluation results are shown in Table 1 below and FIG. FIG. 16 is a graph showing the relationship between the wavelength of light emitted from each example and the peak intensity.

Figure 2013098458
Figure 2013098458

表2から判るように、光拡散材を含まない波長変換部材(実施例7乃至10)は、波長変換部材の膜厚を変化させても赤色発光スペクトルのピーク強度が大きくなることはなかった。従って、青色光を波長変換して赤色光を良好に放射させるためには、赤色蛍光体を含む波長変換部材内に、光拡散材を混合する必要がある。ここで、上記の結果から、第1波長変換部材における光拡散材の含有率を1.0重量%以上70重量%以下にすることが好ましい。なお、表2における光拡散材の量は、樹脂に対する割合で記載されているため、第1波長変換部材における光拡散材の含有率とは異なっている。   As can be seen from Table 2, the wavelength conversion member (Examples 7 to 10) not including the light diffusing material did not increase the peak intensity of the red emission spectrum even when the film thickness of the wavelength conversion member was changed. Therefore, in order to radiate red light satisfactorily by converting the wavelength of blue light, it is necessary to mix a light diffusing material in the wavelength conversion member containing the red phosphor. Here, from the above results, it is preferable that the content of the light diffusing material in the first wavelength conversion member is 1.0 wt% or more and 70 wt% or less. In addition, since the quantity of the light-diffusion material in Table 2 is described in the ratio with respect to resin, it differs from the content rate of the light-diffusion material in a 1st wavelength conversion member.

また、実施例12乃至15の結果から、波長変換部材の膜厚を増加させると、赤色発光スペクトルのピーク強度が大きくなることが判った。しかしながら、実施例16の結果から、一定の膜厚を超えると、赤色発光スペクトルのピーク強度が増加しないことも判った。このような結果から、第1波長変換部材の膜厚は、10μm以上が好ましい。   Further, from the results of Examples 12 to 15, it was found that when the film thickness of the wavelength conversion member was increased, the peak intensity of the red emission spectrum was increased. However, from the results of Example 16, it was also found that the peak intensity of the red emission spectrum does not increase when a certain film thickness is exceeded. From such results, the film thickness of the first wavelength conversion member is preferably 10 μm or more.

更に、上述した結果から、波長変換部材の平均透過率を20%以下にすることにより、良好な赤色発光スペクトルのピーク強度を得ることができる。また、平均透過率を小さくすると、青色発光スペクトルのピーク強度が小さくなるため、平均透過率を小さくしすぎるとLEDチップからの青色光が無駄に吸収されるおそれがある。しかしながら、本発明においては、第2波長変換部材(第2波長変換領域)からも青色光を放射することができるため、半導体発光装置として青色光が不足することはない。従って、上述した半導体発光装置を構成する場合には、第1波長変換部材の平均透過は、通常0.01%以上であればよい。   Furthermore, from the results described above, it is possible to obtain a favorable peak intensity of the red emission spectrum by setting the average transmittance of the wavelength conversion member to 20% or less. Further, if the average transmittance is reduced, the peak intensity of the blue emission spectrum is reduced. Therefore, if the average transmittance is too small, blue light from the LED chip may be absorbed unnecessarily. However, in the present invention, since the blue light can be emitted also from the second wavelength conversion member (second wavelength conversion region), the blue light is not insufficient as the semiconductor light emitting device. Therefore, when the above-described semiconductor light emitting device is configured, the average transmission of the first wavelength conversion member is usually 0.01% or more.

<半導体発光装置の評価>
第2実施形態に係る波長変換部を有する半導体発光装置を実施例17として製造し、発光スペクトル及び発光特性を評価した。以下に、具体的な半導体発光装置の製造方法、及び評価結果を説明する。
<Evaluation of semiconductor light emitting device>
A semiconductor light emitting device having a wavelength conversion unit according to the second embodiment was manufactured as Example 17, and an emission spectrum and emission characteristics were evaluated. Hereinafter, a specific method for manufacturing a semiconductor light emitting device and evaluation results will be described.

先ず、発光ピーク波長が460nmの青色LEDチップを、3528SMD型PPA(ポリフタル酸アミド)樹脂パッケージの端子に透明ダイボンドペーストで接着した。その後、150℃で2時間加熱しダイボンドペーストを硬化させた後、青色LEDチップとパッケージの電極とを直径25μmの金線でワイヤボンディングした。   First, a blue LED chip having an emission peak wavelength of 460 nm was bonded to a terminal of a 3528 SMD type PPA (polyphthalamide) resin package with a transparent die bond paste. Thereafter, the die bond paste was cured by heating at 150 ° C. for 2 hours, and then the blue LED chip and the package electrode were wire-bonded with a gold wire having a diameter of 25 μm.

次に、2液型シリコーン樹脂をEME社製真空脱法装置「V−mini300」にて真空脱泡混合し、ディスペンサを用いてこれを前記青色LEDを設置したSMD型樹脂パッケージの凹部に4μL注液した。その後、100℃の環境下で1時間、更に150℃の環境下で5時間加熱して樹脂を硬化させ半導体発光装置の発光部を得た。   Next, the two-part silicone resin was vacuum defoamed and mixed with a vacuum degassing apparatus “V-mini300” manufactured by EME, and 4 μL of this was injected into the recess of the SMD type resin package in which the blue LED was installed using a dispenser. did. Thereafter, the resin was cured by heating in an environment of 100 ° C. for 1 hour and further in an environment of 150 ° C. for 5 hours to obtain a light emitting part of the semiconductor light emitting device.

次に、バインダー樹脂(帝国インキ社製MRX−HF)1gとBASF社製赤色蛍光色素「Lumogen F Red 305」0.017g、及びバウコウスキージャパン社製光拡散材「CR−1」(酸化アルミニウム)0.5gを同一容器に入れ、あわとり練太郎(シンキー社製)によって混合攪拌したものを、スクリーン印刷機(奥原電気社製ST−310F1G)を用いて厚さ100μmのPET樹脂上に塗布し、それを80℃、30分の加熱によって乾燥させて樹脂を固化させることで膜厚13μmの第1蛍光体塗布膜(第1波長変換領域、第1波長変換部)を得た。なお、当該第1蛍光体塗布膜は、上記実施例1に相当し、その平均透過率は13.2%である。   Next, 1 g of binder resin (MRX-HF manufactured by Teikoku Ink Co., Ltd.), 0.017 g of red fluorescent dye “Lumogen F Red 305” manufactured by BASF, and light diffusion material “CR-1” manufactured by Baukousky Japan Co., Ltd. (aluminum oxide) ) 0.5 g was put in the same container and mixed and stirred by Nawataro Awatori (Sinky Corp.) and applied onto a PET resin with a thickness of 100 μm using a screen printing machine (ST-310F1G manufactured by Okuhara Denki Co., Ltd.). Then, it was dried by heating at 80 ° C. for 30 minutes to solidify the resin, thereby obtaining a first phosphor coating film (first wavelength conversion region, first wavelength conversion portion) having a film thickness of 13 μm. In addition, the said 1st fluorescent substance coating film is corresponded to the said Example 1, and the average transmittance | permeability is 13.2%.

次に、バインダー樹脂(帝国インキ社製MRX−HF)1gとYAG蛍光体(Y3(Al,Ga)512:Ce、CaSc24:Ce、Ca3(Sc,Mg)2Si312:Ce)1gを同一容器に入れ、あわとり練太郎(シンキー社製)によって混合攪拌したものを、スクリーン印刷機(奥原電気社製ST−310F1G)を用いて厚さ100μmのPET樹脂上に塗布し、それを80℃、30分の加熱によって乾燥させて樹脂を固化させる操作を6回繰り返し、膜厚104μmの第2蛍光体塗布膜(第2波長変換領域、第2波長変換部)を得た。 Next, 1 g of binder resin (MRX-HF manufactured by Teikoku Ink Co., Ltd.) and YAG phosphor (Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce, CaSc 2 O 4 : Ce, Ca 3 (Sc, Mg) 2 Si 3 1 g of O 12 : Ce) was put in the same container and mixed and stirred by Awatori Nertaro (Shinky Corp.) on a PET resin having a thickness of 100 μm using a screen printer (ST-310F1G manufactured by Okuhara Electric Co., Ltd.). The second phosphor coating film having a film thickness of 104 μm (second wavelength conversion region, second wavelength conversion section) was repeated six times by applying the resin to the resin and drying it by heating at 80 ° C. for 30 minutes to solidify the resin. Got.

次に、第1蛍光体塗布膜と第2蛍光体塗布膜をそれぞれ17mm×28mmに切り取り、水平方向に隣り合わせる様に外枠36mm×28mm(開口部内径の直径2mm)のパーキンエルマー社の蛍光アッセイシートに接着した。接着された2つの蛍光体塗布膜を上記工程を経て得られた発光部の上面に設置し、白色光を放射する半導体発光装置(実施例17)を得た。   Next, each of the first phosphor coating film and the second phosphor coating film is cut into 17 mm × 28 mm, and the outer frame 36 mm × 28 mm (diameter 2 mm of the inner diameter of the opening) so as to be adjacent to each other in the horizontal direction. Adhered to the assay sheet. Two bonded phosphor coating films were placed on the upper surface of the light-emitting part obtained through the above-described steps to obtain a semiconductor light-emitting device (Example 17) that emits white light.

そして、得られた半導体発光装置に20mAの電流を通電し、ファイバマルチチャンネル分光器USB2000(オーシャンオプティクス社製)を用いて、発光スペクトルを測定した。得られた発光スペクトルを図17に示す。また、得られた半導体発光装置の発光特性の値を表3に示す。   Then, a current of 20 mA was passed through the obtained semiconductor light emitting device, and an emission spectrum was measured using a fiber multichannel spectroscope USB2000 (manufactured by Ocean Optics). The obtained emission spectrum is shown in FIG. In addition, Table 3 shows values of light emission characteristics of the obtained semiconductor light emitting device.

Figure 2013098458
Figure 2013098458

更に、得られた半導体発光装置の発光効率は約30.3lm/Wであり、発光効率が優れていることも判った。   Furthermore, the luminous efficiency of the obtained semiconductor light emitting device was about 30.3 lm / W, and it was also found that the luminous efficiency was excellent.

1,31,41,51,101 半導体発光装置
2,102 配線基板
3,3a,3b,103a,103b LEDチップ(半導体発光素子)
5,35,45,123 波長変換部
11a 光拡散粒子(光拡散材)
12a 赤色有機蛍光体(有機蛍光体)
13a 緑色無機蛍光体(無機蛍光体)
P1 第1波長変換領域(第1波長変換部材)
P2 第2波長変換領域(第1波長変換部材)
111 第1波長変換部材
112 第2波長変換部材
1, 31, 41, 51, 101 Semiconductor light emitting device 2,102 Wiring substrate 3, 3a, 3b, 103a, 103b LED chip (semiconductor light emitting element)
5, 35, 45, 123 Wavelength converter 11a Light diffusing particles (light diffusing material)
12a Red organic phosphor (organic phosphor)
13a Green inorganic phosphor (inorganic phosphor)
P1 first wavelength conversion region (first wavelength conversion member)
P2 Second wavelength conversion region (first wavelength conversion member)
111 1st wavelength conversion member 112 2nd wavelength conversion member

Claims (16)

配線基板と、
前記配線基板の実装面に配置され、発光ピークの波長が360nm〜480nmである半導体発光素子と、
前記半導体発光素子が発する放射光に対して交差するように延設され、前記放射光のすくなくとも一部を波長変換する波長変換部と、を有し、
前記波長変換部は、有機蛍光体及び光拡散材を含むとともに前記半導体発光素子が発する放射光の平均透過率が20%以下である第1波長変換領域と、無機蛍光体を含む第2波長変換領域とに、前記波長変換部の延設方向において領域分割されていることを特徴とする半導体発光装置。
A wiring board;
A semiconductor light emitting device disposed on the mounting surface of the wiring board and having an emission peak wavelength of 360 nm to 480 nm;
A wavelength conversion unit extending so as to intersect with the emitted light emitted from the semiconductor light emitting element, and converting the wavelength of at least a part of the emitted light,
The wavelength conversion unit includes an organic phosphor and a light diffusing material, a first wavelength conversion region in which an average transmittance of emitted light emitted from the semiconductor light emitting element is 20% or less, and a second wavelength conversion including an inorganic phosphor. The semiconductor light-emitting device is divided into regions in the extending direction of the wavelength converter.
前記第1波長変換領域における前記有機蛍光体の濃度は、10重量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光装置。   2. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the concentration of the organic phosphor in the first wavelength conversion region is 10 wt% or less. 前記第1波長変換領域における前記有機蛍光体の濃度は、0.1重量%以上5.0重量%以下であることを特徴とする請求項2に記載の半導体発光装置。   3. The semiconductor light emitting device according to claim 2, wherein a concentration of the organic phosphor in the first wavelength conversion region is 0.1 wt% or more and 5.0 wt% or less. 前記波長変換部は、透明基板の表面に形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the wavelength conversion unit is formed on a surface of a transparent substrate. 前記波長変換部は、透光性材料と混合されて形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1に記載の半導体発光装置。   4. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the wavelength conversion unit is formed by being mixed with a translucent material. 5. 前記第1波長変換領域は、前記有機蛍光体からなる有機蛍光体層と、前記光拡散材かなる光拡散層とから構成されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1に記載の半導体発光装置。   The said 1st wavelength conversion area | region is comprised from the organic fluorescent substance layer which consists of the said organic fluorescent substance, and the light-diffusion layer which becomes the said light-diffusion material, The any one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. The semiconductor light-emitting device as described. 前記第1波長変換領域は、前記光拡散層上に前記有機蛍光体層が積層された積層構造を有し、前記有機蛍光体層よりも前記光拡散層が前記半導体発光素子に対して近接していることを特徴とする請求項6に記載の半導体発光装置。   The first wavelength conversion region has a laminated structure in which the organic phosphor layer is laminated on the light diffusion layer, and the light diffusion layer is closer to the semiconductor light emitting element than the organic phosphor layer. The semiconductor light-emitting device according to claim 6. 前記有機蛍光体は、赤色有機蛍光体からなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the organic phosphor is a red organic phosphor. 前記赤色有機蛍光体は、ペリレン構造又はポルフィリン構造を有することを特徴とする請求項8に記載の半導体発光装置。   9. The semiconductor light emitting device according to claim 8, wherein the red organic phosphor has a perylene structure or a porphyrin structure. 前記無機蛍光体は、緑色無機蛍光体及び黄色無機蛍光体の少なくともいずれか一方からなることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein the inorganic phosphor includes at least one of a green inorganic phosphor and a yellow inorganic phosphor. 前記半導体発光素子の発光ピークの波長は、440nm〜470nmであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1に記載の半導体発光装置。   The semiconductor light-emitting device according to claim 1, wherein a wavelength of an emission peak of the semiconductor light-emitting element is 440 nm to 470 nm. 前記第1波長変換領域における前記光拡散材の含有率は、1.0重量%以上70重量%以下であることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1に記載の半導体発光装置。   12. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a content of the light diffusing material in the first wavelength conversion region is 1.0 wt% or more and 70 wt% or less. 前記光拡散材は、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、及び酸化ホウ素よりなる群から選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1に記載の半導体発光装置。   2. The light diffusing material is one or more selected from the group consisting of zinc oxide, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, zirconium oxide, calcium carbonate, and boron oxide. 12. The semiconductor light emitting device according to any one of 12 above. 前記第1波長変換領域の膜厚は、10μm以上であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1に記載の半導体発光装置。   14. The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a film thickness of the first wavelength conversion region is 10 μm or more. 前記波長変換部によって波長変換されずに前記波長変換部を透過した前記放射光と、前記有機蛍光体によって波長変換された第1変換光と、前記無機蛍光体によって波長変換された第2変換光と、を混合して白色光を生成することを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1に記載の半導体発光装置。   The emitted light that has passed through the wavelength converter without being wavelength-converted by the wavelength converter, the first converted light that has been wavelength-converted by the organic phosphor, and the second converted light that has been wavelength-converted by the inorganic phosphor The semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein white light is generated. 請求項1乃至15のいずれかに記載の半導体発光装置を備えることを特徴とする照明器具。   A lighting apparatus comprising the semiconductor light emitting device according to claim 1.
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