JP2014224247A - 蛍光体及びそれを含む発光素子パッケージ - Google Patents

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Abstract

【課題】色再現性に優れ、熱による輝度の低下が少ない蛍光体を提供すること。
【解決手段】実施形態は、黄色波長領域の光を放出するシリケート（ｓｉｌｉｃａｔｅ）系の第１蛍光体と；緑色波長領域の光を放出するナイトライド（ｎｉｔｒｉｄｅ）系の第２蛍光体と；赤色波長領域の光を放出するナイトライト系の第３蛍光体と；を含み、青色波長の光によって励起されて前記第１蛍光体乃至第３蛍光体が放出する光が合成されたスペクトルの半値幅は１１０ｎｍ以上である蛍光体を提供する。
【選択図】図３Ｂ

Description

実施形態は、蛍光体及びそれを含む発光素子パッケージに関する。
半導体の３−５族または２−６族化合物半導体物質を用いた発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）やレーザーダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）のような発光素子は、薄膜成長技術及び素子材料の開発によって赤色、緑色、青色及び紫外線などの様々な色を具現することができ、蛍光物質を用いたり、色を組み合わせたりすることによって効率の良い白色光線も具現可能であり、蛍光灯、白熱灯などの既存の光源に比べて低消費電力、半永久的な寿命、速い応答速度、安全性、環境親和性などの長所を有する。
したがって、発光ダイオードは、光通信手段の送信モジュール、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）表示装置のバックライトを構成する冷陰極管（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｌａｍｐ）を代替する発光ダイオードバックライト、蛍光灯や白熱電球を代替することができる白色発光ダイオード照明装置、自動車のヘッドライト及び信号灯にまでその応用が拡大されている。
発光素子は、サファイアなどからなる基板上に、第１導電型半導体層と活性層及び第２導電型半導体層を含む発光構造物が形成され、第１導電型半導体層と第２導電型半導体層上にそれぞれ第１電極と第２電極が配置される。
発光素子は、第１導電型半導体層を介して注入される電子と第２導電型半導体層を介して注入される正孔とが互いに会って活性層をなす物質固有のエネルギーバンドによって決定されるエネルギーを有する光を放出する。活性層から放出される光は、活性層をなす物質の組成によって異なり得、青色光や紫外線（ＵＶ）または深紫外線（Ｄｅｅｐ ＵＶ）などが挙げられる。
発光素子パッケージには、セリウムがドープされたイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体（Ｃｅ−ｄｅｏｐｅｄ ＹＡＧ ｐｈｏｓｐｈｏｒ）が配置されて、発光素子から放出された青色光によって蛍光体が励起されることで黄色光を生成する。そして、黄色光が青色光と混色されて白色光を形成することができる。
上述したイットリウムアルミニウムガーネット蛍光体の代わりに、シリケート（ケイ酸塩）蛍光体（ｓｉｌｉｃａｔｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒ）またはナイトライド蛍光体（ｎｉｔｒｉｄｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒ）を使用しようとする試みがある。
しかし、シリケート蛍光体のみを使用する場合、熱的安定性（ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）の問題が生じ得る。発光素子パッケージが長期間使用されると、発光ダイオードから放出される熱によってシリケート蛍光体が劣化して、輝度が次第に減少する傾向がある。
そして、ナイトライド蛍光体のみを使用する場合、光度がＹＡＧ蛍光体に比べて低いという問題点がある。
蛍光体の劣化及び輝度の減少は、発光素子パッケージが使用されるバックライトユニットなどの輝度の減少及び色感の不一致をもたらすことがある。
実施形態は、色再現性に優れ、熱による輝度の低下が少ない蛍光体を提供しようとする。
実施形態は、黄色波長領域の光を放出するシリケート（ｓｉｌｉｃａｔｅ）系の第１蛍光体と；緑色波長領域の光を放出するナイトライド（ｎｉｔｒｉｄｅ）系の第２蛍光体と；赤色波長領域の光を放出するナイトライト系の第３蛍光体と；を含み、前記第１蛍光体乃至第３蛍光体が放出する光が混合されたスペクトルの半値幅は１１０ｎｍ以上である蛍光体を提供する。
他の実施形態は、互いに電気的に分離された第１電極及び第２電極と；前記第１電極及び第２電極にそれぞれ電気的に接続され、第１波長領域の光を放出する少なくとも一つの発光素子と；前記発光素子から放出された青色波長領域の光によって励起されて第２波長領域の光を放出し、黄色波長領域の光を放出するシリケート系の第１蛍光体、緑色波長領域の光を放出するナイトライド系の第２蛍光体、及び赤色波長領域の光を放出するナイトライト系の第３蛍光体を含み、前記第１蛍光体乃至第３蛍光体が放出する光が混合されたスペクトルの半値幅は１１０ｎｍ以上である蛍光体と；を含む発光素子パッケージを提供する。
更に他の実施形態は、黄色波長領域の光を放出する第１蛍光体と；緑色波長領域の光を放出する第２蛍光体と；赤色波長領域の光を放出する第３蛍光体と；を含み、前記第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体は窒素を含み、青色波長領域の光によって励起されて前記第１蛍光体乃至第３蛍光体が放出する光が混合されたスペクトルの半値幅は１１９ｎｍ以上である蛍光体を提供する。
上述した発光素子パッケージは、シリケート系の黄色蛍光体とナイトライド系の緑色蛍光体／赤色蛍光体を使用して、青色領域の光を放出する発光素子から白色光を具現することができ、光度が低下せず、高い熱的安定性を有することができる。また、蛍光体から放出される光の半値幅が１１０ｎｍ以上で、可視光線の全領域の光を放出することで色感に優れる。
また、ナイトライド（ｎｉｔｒｉｄｅ）系の黄色、緑色及び赤色の蛍光体を使用して、青色領域の光を放出する発光素子から白色光を具現することができ、光度が低下せず、高い熱的安定性を有することができる。また、蛍光体から放出される光の半値幅が１１９ｎｍ以上で、可視光線の全領域の光を放出することで色感に優れる。
発光素子の一実施形態を示す図である。 発光素子の一実施形態を示す図である。 発光素子が配置された発光素子パッケージの第１実施形態を示す図である。 従来の発光素子パッケージの発光スペクトルを示す図である。 蛍光体の第１実施形態を含む発光素子パッケージの発光スペクトルを示す図である。 蛍光体の第２実施形態を含む発光素子パッケージの発光スペクトルを示す図である。 ＣＩＥ色座標系、ＮＴＳＣ座標及びｓＲＧＢ色座標系を比較した図である。 発光素子が配置された発光素子パッケージの第２実施形態を示す図である。 発光素子が配置された発光素子パッケージの第３実施形態を示す図である。 発光素子が配置された発光素子パッケージの第４実施形態を示す図である。 発光素子が配置された発光素子パッケージの第５実施形態を示す図である。 発光素子が配置された映像表示装置の一実施形態を示す図である。 発光素子が配置された照明装置の一実施形態を示す図である。
以下、上記の目的を具体的に実現できる本発明の好適な実施形態を、添付の図面を参照して説明する。
本発明に係る実施形態の説明において、各構成要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）の「上（上部）または下（下部）（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）」に形成されると記載される場合において、上（上部）または下（下部）は、二つの構成要素が互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触したり、一つ以上の他の構成要素が前記二つの構成要素の間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されることを全て含む。また、「上（上部）」または「下（下部）」と表現される場合、一つの構成要素を基準にして上側方向のみならず、下側方向の意味も含むことができる。
図面において、各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張されたり、省略されたり、又は概略的に図示されている。また、各構成要素の大きさは実際の大きさを全的に反映するものではない。
図１Ａは、発光素子の一実施形態を示す図である。
発光構造物１２０は、第１導電型半導体層１２２、活性層１２４及び第２導電型半導体層１２６を含んでなる。
第１導電型半導体層１２２は、III−V族、II−VI族などの化合物半導体で具現することができ、第１導電型ドーパントがドープされていてもよい。第１導電型半導体層１２２は、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１-ｘ-ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ+ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのいずれか一つ以上で形成することができる。
第１導電型半導体層１２２がｎ型半導体層である場合、第１導電型ドーパントは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのようなｎ型ドーパントを含むことができる。第１導電型半導体層１２２は単層または多層に形成することができ、これに限定されない。
活性層１２４は、第１導電型半導体層１２２と第２導電型半導体層１２６との間に配置され、単一井戸構造、多重井戸構造、単一量子井戸構造、多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）構造、量子点構造または量子線構造のいずれか一つを含むことができる。
活性層１２４は、III−V族元素の化合物半導体材料を用いて、井戸層と障壁層、例えば、ＡｌＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ（ＩｎＧａＡｓ）／ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ（ＩｎＧａＰ）／ＡｌＧａＰのいずれか一つ以上のペア構造で形成することができるが、これに限定されない。井戸層は、障壁層のエネルギーバンドギャップよりも小さいエネルギーバンドギャップを有する物質で形成することができる。
第２導電型半導体層１２６は半導体化合物で形成することができる。第２導電型半導体層１２６は、III−V族、II−VI族などの化合物半導体で具現することができ、第２導電型ドーパントがドープされていてもよい。第２導電型半導体層１２６は、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１-ｘ-ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ+ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのいずれか一つ以上で形成することができ、例えば、第２導電型半導体層１２６がＡｌｘＧａ（１−ｘ）Ｎからなることができる。
第２導電型半導体層１２６がｐ型半導体層である場合、第２導電型ドーパントは、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのようなｐ型ドーパントであってもよい。第２導電型半導体層１２６は単層または多層に形成することができ、これに限定されない。
第１導電型半導体層１２２の表面がパターンをなすことで光抽出効率を向上させることができる。第１導電型半導体層１２２の表面には第１電極１８０が配置され、図示していないが、第１電極１８０が配置される第１導電型半導体層１２２の表面にはパターンを形成しなくてもよい。第１電極１８０は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）のうち少なくとも一つを含み、単層または多層構造で形成することができる。
発光構造物１２０の周りにはパッシベーション層１９０を形成することができ、パッシベーション層１９０は絶縁物質からなることができ、絶縁物質は非導電性の酸化物や窒化物からなることができる。一例として、前記パッシベーション層１９０は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）層、酸化窒化物層、酸化アルミニウム層からなることができる。
発光構造物１２０の下部には第２電極を配置しなければならないが、オーミック層１４０及び反射層１５０が第２電極として作用することができる。第２導電型半導体層１２６の下部にはＧａＮが配置されて、第２導電型半導体層１２６への電流ないし正孔の供給を円滑にすることができる。
オーミック層１４０は、約２００オングストロームの厚さを有することができる。オーミック層１４０は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ａｎｔｉｍｏｎｙ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ｇａｌｌｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯＮ（ＩＺＯ Ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ−Ｇａ ＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ ＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆのうち少なくとも一つを含んで形成されてもよく、これらの材料に限定されない。
反射層１５０は、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、あるいは、Ａｌ、Ａｇ、ＰｔまたはＲｈを含む合金を含む金属層からなることができる。アルミニウムや銀などは、活性層１２４で発生した光を効果的に反射して、半導体素子の光抽出効率を大きく改善することができ、モリブデンは、後述する突出部のメッキ成長に有利であり得る。
支持基板（ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１７０は、金属または半導体物質などの導電性物質で形成することができる。電気伝導度ないし熱伝導度に優れた金属を使用することができ、半導体素子の作動時に発生する熱を十分に発散させる必要があるので、熱伝導度の高い物質（例えば、金属など）で形成することができる。例えば、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）で構成される群から選択される物質、またはこれらの合金からなることができ、また、金（Ａｕ）、銅合金（Ｃｕ Ａｌｌｏｙ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅−タングステン（Ｃｕ−Ｗ）、キャリアウエハ（例：ＧａＮ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、Ｇａ２Ｏ３など）等を選択的に含むことができる。
前記支持基板１７０は、全体窒化物半導体に反りをもたらすことなく、スクライビング（ｓｃｒｉｂｉｎｇ）工程及びブレーキング（ｂｒｅａｋｉｎｇ）工程を通じて別個のチップに容易に分離できる程度の機械的強度を有するために、５０〜２００μｍの厚さを有することができる。
接合層１６０は、反射層１５０と支持基板１７０とを結合し、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）及び銅（Ｃｕ）で構成される群から選択される物質、またはこれらの合金で形成することができる。
図１Ｂは、発光素子の他の実施形態を示す図である。
本実施形態に係る発光素子２００は、基板２１０にバッファ層２１５及び発光構造物２２０が配置される。
基板２１０は、半導体物質の成長に適した物質やキャリアウエハで形成することができ、熱伝導性に優れた物質で形成することができ、伝導性基板または絶縁性基板を含むことができる。例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅ、Ｇａ２Ｏ３のうち少なくとも一つを使用することができる。
サファイアなどで基板２１０を形成し、基板２１０上にＧａＮやＡｌＧａＮなどを含む発光構造物２２０が配置されるとき、ＧａＮやＡｌＧａＮとサファイアとの間の格子不整合（ｌａｔｔｉｃｅ ｍｉｓｍａｔｃｈ）が非常に大きく、これらの間に熱膨張係数の差も非常に大きいため、結晶性を悪化させる転位（ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）、メルトバック（ｍｅｌｔ−ｂａｃｋ）、クラック（ｃｒａｃｋ）、ピット（ｐｉｔ）、表面モルホロジー（ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）の不良などが生じ得るため、ＡｌＮなどでバッファ層２１５を形成することができる。
図示していないが、バッファ層２１５と発光構造物２２０との間にはアンドープＧａＮ層やＡｌＧａＮ層が配置されて、発光構造物２２０内に上述した転位などが伝達されることを防止することができる。
発光構造物２２０は、第１導電型半導体層２２２、活性層２２４及び第２導電型半導体層２２６を含んでなり、具体的な構成ないし組成は、図１Ａに示した実施形態と同一である。
発光構造物２２０がＧａＮなどからなり、青色領域の可視光線を放出する場合、発光構造物２２０上には透明導電層２３０が配置されて、第２電極２８５から第２導電型半導体層２２６に広い面積に均一に電流が供給されるようにすることができる。
基板２１０が絶縁性基板である場合、第１導電型半導体層２２２に電流を供給するために、透明導電層２３０から第１導電型半導体層２２２の一部までメサエッチングして、第１導電型半導体層２２２の一部を露出させることができる。
露出した第１導電型半導体層２２２上に第１電極２８０を配置し、透明導電層２３０上に第２電極２８５を配置することができる。
図２は、発光素子を含む発光素子パッケージの第１実施形態を示す図である。
実施形態に係る発光素子パッケージ３００は、キャビティが形成されたボディー３１０と、ボディー３１０に設置された第１リードフレーム３２１及び第２リードフレーム３２２と、ボディー３１０に設置されて、前記第１リードフレーム３２１及び第２リードフレーム３２２と電気的に接続される上述した実施形態に係る発光素子１００と、キャビティに形成されたモールディング部３４０とを含む。
ボディー３１０は、シリコン材質、合成樹脂材質、または金属材質を含んで形成されてもよい。前記ボディー３１０が金属材質などの導電性物質からなる場合、図示していないが、前記ボディー３１０の表面に絶縁層がコーティングされて、前記第１、２リードフレーム３２１，３２２間の電気的短絡を防止することができる。
前記第１リードフレーム３２１及び第２リードフレーム３２２は互いに電気的に分離され、前記発光素子１００に電流を供給する。また、前記第１リードフレーム３２１及び第２リードフレーム３２２は、前記発光素子１００で発生した光を反射させて光効率を増加させることができ、前記発光素子１００で発生した熱を外部に排出させることもできる。
発光素子１００は、前記ボディー３１０上に設置されるか、または前記第１リードフレーム３２１又は第２リードフレーム３２２上に設置されてもよく、図１Ａに示した垂直型発光素子の他に、図１Ｂに示した水平型発光素子などが配置されてもよい。
本実施形態では、第１リードフレーム３２１と発光素子１００が直接通電され、第２リードフレーム３２２と前記発光素子１００とはワイヤ３３０を介して接続されている。発光素子１００は、ワイヤボンディング方式の他にフリップチップ方式またはダイボンディング方式などによりリードフレーム３２１，３２２と接続されていてもよい。
モールディング部３４０は、前記発光素子１００を包囲して保護することができる。また、前記モールディング部３４０内には蛍光体３５０が含まれて、発光素子１００から放出される光の波長を変化させることができる。
発光素子１００から放出された第１波長領域の光が、前記蛍光体３５０によって励起されて第２波長領域の光に変換され、前記第２波長領域の光は、レンズ（図示せず）を通過しながら光経路が変更され得る。
蛍光体３５０の第１実施形態は、黄色波長領域の光を放出する第１蛍光体、緑色波長領域の光を放出する第２蛍光体、及び赤色波長領域の光を放出する第３蛍光体を含むことができる。詳細には、第１蛍光体は、シリケート系の蛍光体であり、第２蛍光体及び第３蛍光体はナイトライド系の蛍光体であってもよく、より詳細には、第１蛍光体は（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕを含んでなり、第２蛍光体はＬａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅを含むことができ、第３蛍光体は（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを含むことができる。
青色波長領域の光によって励起されるとき、第１蛍光体から放出される光は５５３ｎｍ〜５５８ｎｍにピーク波長を示し、ピーク波長の最低値５５３ｎｍ及び最高値５５８ｎｍはそれぞれ±１ｎｍの誤差を有することができ、第１蛍光体から放出される光の半値幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ）が８６〜８８ｎｍを示し、半値幅は±１ｎｍの誤差を有することができる。
第２蛍光体から放出される光は５３５ｎｍにピーク波長を有し、半値幅は１０７ｎｍであり、第３蛍光体から放出される光は６２５ｎｍにピーク波長を有し、半値幅は８１ｎｍである。ここで、第２蛍光体及び第３蛍光体から放出された光は、青色波長領域の光によって前記第２蛍光体及び第３蛍光体が励起されて放出された光であり得る。
放出される光の波長を、横軸を波長の長さとし、縦軸を強度として示すとき、半値幅は、該当波長領域の光において波長のピーク値の半分（５０％）に該当する部分で水平線を表示する場合に放物線と水平線とが会う２地点の長さを意味する。
図３Ａは、従来の発光素子パッケージの発光スペクトルを示す図であり、図３Ｂは、蛍光体の第２実施形態を含む発光素子パッケージの発光スペクトルを示す図である。
図３Ａ及び図３Ｂにおいて、発光素子から放出された青色光のスペクトルが４５０ｎｍ付近の領域で一つのピークを示しており、蛍光体が励起されて放出された光が、青色光よりも長波長領域でピークを示している。図３Ａに示した発光素子パッケージは、シリケート蛍光体のみを使用しており、蛍光体から放出された光の半値幅Ｗ１は９６ｎｍ程度である。
図３Ｂに示した発光素子パッケージは、上述した第１実施形態に係る蛍光体を含んでおり、第１蛍光体ないし第３蛍光体から放出された光が混合されたスペクトルの半値幅Ｗ２は１１０ｎｍ以上であり得、詳細には１１５ｎｍ程度であり、第１蛍光体ないし第３蛍光体からそれぞれ放出される光の半値幅よりも広い。図３Ａに示したシリケート系の単一の蛍光体から放出される光の半値幅Ｗ１よりも、図３Ｂに示した蛍光体から放出される光の半値幅Ｗ２が広い。
下記表１は、従来のイットリウムアルミニウムガーネット系蛍光体及び本実施形態に係る蛍光体の色度座標を示したものである。
Figure 2014224247
表１のシリケート蛍光体は、１５３ｎｍの波長領域の光を放出する発光素子によって励起され、ＹＡＧ蛍光体は、１４９ｎｍの波長領域の光を放出する発光素子によって励起され得る。表１のＹＡＧ蛍光体は５４８ｎｍにピーク波長を有し、半値幅が１２３ｎｍであり、シリケート蛍光体は５６１ｎｍにピーク波長を有し、９６ｎｍの波長を有する。
本実施形態では、シリケート系の黄色蛍光体とナイトライド系の緑色蛍光体及び赤色蛍光体とを混合することで、従来のＹＡＧ蛍光体と最も類似の色度座標を得ることができる。
すなわち、キャビティ全体の体積において蛍光体が占める体積比が１１％であり、黄色蛍光体として（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＬａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅを、赤色蛍光体として（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕをそれぞれ６８：３０：２の重量比で混合して使用するとき、ＹＡＧ蛍光体と類似の色度座標を示している。
蛍光体３５０の第２実施形態は、黄色波長領域の光を放出する第１蛍光体、緑色波長領域の光を放出する第２蛍光体、及び赤色波長領域の光を放出する第３蛍光体を含むことができる。より詳細には、第１蛍光体と第２蛍光体と第３蛍光体はナイトライド（ｎｉｔｒｉｄｅ）系化合物であってもよく、第１蛍光体は（Ｂａ、Ｓｒ）Ｓｉ２（Ｏ、Ｃｌ）２Ｎ２：Ｅｕを含んでなり、第２蛍光体はＬａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅを含んでなり、第３蛍光体は（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを含んでなることができる。
青色波長領域の光によって励起されるとき、第１蛍光体から放出される光は５５８ｎｍにピーク波長を有し、半値幅（ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ）が８７ｎｍであり、第２蛍光体から放出される光は５３５ｎｍにピーク波長を有し、半値幅は１０７ｎｍであり、第３蛍光体から放出される光は６２５ｎｍにピーク波長を有し、半値幅は８１ｎｍであり得る。
放出される光の波長を、横軸を波長の長さとし、縦軸を強度として示すとき、半値幅は、該当波長領域の光において波長のピーク値の半分（５０％）に該当する部分で水平線を表示する場合に放物線と水平線とが会う２地点の長さを意味する。
図３Ｃは、蛍光体の第２実施形態を含む発光素子パッケージの発光スペクトルを示す図である。
図３Ｃに示した発光素子パッケージは、上述した３つの蛍光体を含んでおり、第１蛍光体ないし第３蛍光体から放出された光が混合されたスペクトルの半値幅Ｗ２は１１９ｎｍ以上であり、最大１３０ｎｍ以下であり得、詳細には１２５ｎｍ程度であり、第１蛍光体ないし第３蛍光体からそれぞれ放出される光の半値幅よりも広い。図３Ａに示したシリケート系の単一の蛍光体から放出される光の半値幅Ｗ１よりも、図３Ｃに示した蛍光体から放出される光の半値幅Ｗ２が広い。
蛍光体の第２実施形態において、ナイトライド系の黄色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を混合することで、従来のＹＡＧ蛍光体と最も類似の色度座標を得ることができる。
すなわち、キャビティ全体の体積において蛍光体が占める体積比が１１％であり、黄色蛍光体として（Ｂａ、Ｓｒ）Ｓｉ２（Ｏ、Ｃｌ）２Ｎ２：Ｅｕを、緑色蛍光体としてＬａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅを、赤色蛍光体として（ＳｒＣａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕをそれぞれ２７：７０：３の重量比で混合して使用するとき、ＹＡＧ蛍光体と類似の色度座標を示している。
図４は、ＣＩＥ色座標系、ＮＴＳＣ座標、及びｓＲＧＢ色座標系を比較した図である。
ＣＩＥ １９３１色座標系は、ＮＴＳＣ座標で形成される三角形の面積に対するＲＧＢの３点で構成された三角形の面積の比を示し、数値が高いほど、色が鮮明に再現されることを意味する。ｓＲＧＢは、様々なディスプレイ装置のカラー（ｃｏｌｏｒ）に対する表記方法の統一化の目的で提案された規格である。
ｓＲＧＢ色座標系において、赤色、緑色及び青色の色度座標（ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ）はそれぞれ、（０．６４，０．３３）と（０．３０，０．６０）と（０．１５，０．０６）であり、本実施形態の場合、赤色、緑色及び青色の色度座標がそれぞれ、（０．６３４，０．３３２）と（０．３０６，０．６１６）と（０．１５２，０．０５４）で、ＹＡＧ蛍光体の色度座標である（０．６３７，０．３３１）と（０．３０８，０．６１９）と（０．１５３，０．０５４）と色再現率が類似していることがわかる。
また、ｓＲＧＢ色座標系において、上述した赤色、緑色及び青色の色度座標系に対して許容される誤差範囲（ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）は±３／１００であるが、上述した蛍光体の第１実施形態と第２実施形態では、赤色、緑色及び青色の色度座標はいずれも上述した誤差範囲を満たす。
黄色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色蛍光体の重量比が上述した範囲を外れると、白色光内でそれぞれの光の色度座標が低下することがある。
特に、上述した蛍光体は、発光素子パッケージのキャビティの体積の１０．５％〜１１．５％のボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）に充填することができる。キャビティの体積に比べて蛍光体のボリュームが小さすぎると、発光素子から放出された光による蛍光体の励起が十分でないことがあり、蛍光体のボリューム比が大きすぎると、青色光の吸収が多すぎて、白色光の具現が難しくなることがある。
第１実施形態に係る蛍光体において、第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体の重量比などは、下記の通りである。
第２蛍光体の重量比は、第１蛍光体の重量比の０．３倍〜０．６倍であってもよく、第１蛍光体と第２蛍光体の重量の和は、蛍光体全体の重量の９５％以上であってもよく、第３蛍光体の重量は、蛍光体全体の重量の５％未満であってもよく、第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体の重量の和は、蛍光体全体の重量と同一であってもよい。
第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体は、蛍光体全体において、それぞれ６０％〜７５％、２０％〜３５％、及び２％〜３％の重量比で混合されてもよく、より詳細には、第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体が、６５：３３：２の重量比または７０：２７：３の重量比で混合されてもよい。このとき、蛍光体から放出される光の半値幅は１１０ｎｍ以上である。
第１蛍光体が多すぎると、発光素子から放出される光のスペクトルが黄色方向に偏ることがあり、第２蛍光体が多すぎると、発光素子から放出される光のスペクトルが緑色方向に偏ることがあり、第３蛍光体が多すぎると、発光素子から放出される光のスペクトルが赤色方向に偏ることがあり、それぞれの蛍光体が過度に少なく含まれると、他の蛍光体がより多く含まれて、光のスペクトルが変わり得る。
このとき、緑色光の色度座標は、ＣＩＥｘ：０．２９６〜０．３１６であり、ＣＩＥｙ：０．６０６〜０．６２６を示すことができ、赤色光の色度座標は、ＣＩＥｘ：０．６２４〜０．６４４であり、ＣＩＥｙ：０．３２２〜０．３４２を示すことができ、青色光の色度座標は、ＣＩＥｘ：０．１４２〜０．１６２であり、ＣＩＥｙ：０．０４４〜０．０６４９を示すことができる。
上述した第１実施形態に係る蛍光体を含む発光素子パッケージは、シリケート系の黄色蛍光体と、ナイトライド系の緑色蛍光体及び赤色蛍光体を使用して、青色領域の光を放出する発光素子から白色光を具現することができ、光度が低下せず、高い熱的安定性を有することができる。
第２実施形態に係る蛍光体において、第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体の重量比などは、下記の通りである。
第２蛍光体の重量比は、第１蛍光体の重量比の０．７倍〜２．５倍であってもよく、第１蛍光体と第２蛍光体の重量の和は、蛍光体全体の重量の９０％以上であってもよく、第３蛍光体の重量は、蛍光体全体の重量の１０％未満であってもよく、第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体の重量の和は、蛍光体全体の重量と同一であってもよい。
第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体は、蛍光体全体において、それぞれ２７％〜５７％、４０％〜７０％及び２％〜５％の重量比で混合されてもよく、より詳細には、第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体が、２７：７０：３の重量比または４７：５０：３の重量比で混合されてもよい。このとき、蛍光体から放出される光の半値幅は１１９ｎｍ以上である。
第１蛍光体が多すぎると、発光素子から放出される光のスペクトルが黄色方向に偏ることがあり、第２蛍光体が多すぎると、発光素子から放出される光のスペクトルが緑色方向に偏ることがあり、第３蛍光体が多すぎると、発光素子から放出される光のスペクトルが赤色方向に偏ることがあり、それぞれの蛍光体が過度に少なく含まれると、他の蛍光体がより多く含まれて、光のスペクトルが変わり得る。
このとき、緑色光の色度座標は、ＣＩＥｘ：０．３０２〜０．３２２であり、ＣＩＥｙ：０．５８３〜０．６０３を示すことができ、赤色光の色度座標は、ＣＩＥｘ：０．６３３〜０．６５３であり、ＣＩＥｙ：０．３２４〜０．３４４を示すことができ、青色光の色度座標は、ＣＩＥｘ：０．１４３〜０．１６３であり、ＣＩＥｙ：０．０３９〜０．０５９を示すことができる。
上述した第２実施形態に係る蛍光体を含む発光素子パッケージは、ナイトライド（ｎｉｔｒｉｄｅ）系の黄色、緑色及び赤色蛍光体を使用して、青色領域の光を放出する発光素子から白色光を具現することができ、光度が低下せず、高い熱的安定性を有することができる。
図５は、発光素子が配置された発光素子パッケージの第２実施形態を示す図である。
実施形態に係る発光素子パッケージ４００は、基板４１０と、基板上に配置された第１リードフレーム（Ｌｅａｄ Ｆｒａｍｅ）４２１及び第２リードフレーム４２２と、前記第１リードフレーム４２１に導電性接着層４４０を介して固定される発光素子１００とを含んでなる。
基板４１０は、熱伝導性に優れたセラミック物質からなることができ、一例として、正方形状のサファイア（Ａｌ２Ｏ３）であってもよく、第１リードフレーム４２１及び第２リードフレーム４２２は銅などの導電性物質からなることができ、一例として、金（Ａｕ）をメッキして配置することができる。第１リードフレーム４２１及び第２リードフレーム４２２は、発光素子１００から放出された光を反射させることもできる。
発光素子１００は、発光ダイオードなどが配置可能であり、ワイヤ４６０を介して第２リードフレーム４２２と電気的に接続されてもよい。ワイヤ４６０は、導電性物質からなることができ、直径０．８〜１．６ｍｍ程度の金（Ａｕ）からなることができる。ワイヤ４６０が薄すぎると、外力によって切断されることがあり、厚すぎると、材料費が増加し、発光素子１００から放出される光の進行に障害物となり得る。本実施形態では、垂直型発光素子が配置されているが、水平型発光素子やフリップチップタイプの発光素子が配置されてもよい。
発光素子１００上には蛍光体層４７０がコンフォーマルコーティング（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ ｃｏａｔｉｎｇ）方式で配置されて、一定の厚さで配置されており、発光素子１００などを取り囲んでモールディング部４８０が配置されている。モールディング部４８０は、ドーム（ｄｏｍｅ）タイプからなることができ、発光素子パッケージ４００の光出射角を調節するために他の形状に配置されてもよい。
モールディング部４８０は、発光素子１００を包囲して保護し、発光素子１００から放出される光の進路を変更することでレンズとして作用することができ、蛍光体層４７０は、発光素子１００から放出された第１波長領域の光を第２波長領域の光に変換させる。
基板４１０の背面には３個のパッド４３１，４３２，４３５が配置されており、熱伝導性に優れた物質からなり、基板４１０の下部に配置されて、発光素子パッケージ４００をハウジングなどに固定し、熱を放出させる経路として作用することができる。
上述した第１、２リードフレーム４２１，４２２及び３個のパッド４３１，４３２，４３５は電極として作用することができる。第１リードフレーム４２１及び第２リードフレーム４２２は、基板４１０の上部に配置されて、上部電極として作用することができる。第１パッド４３１及び第２パッド４３２は、基板４１０の下部に配置されて、下部電極として作用することができる。後述するビアホール４２１ａ，４２２ａを介して上部電極と下部電極とが接続されてもよい。
すなわち、第１リードフレーム４２１，４２２が上部電極をなし、第１パッド４３１及び第２パッド４３２は下部電極をなし、ビアホール４２１ａ，４２２ａの内部に導電性物質が充填されて貫通電極をなすことができ、上述した上部電極と下部電極及び貫通電極を第１、２電極部と呼ぶことができる。
本実施形態に係る発光素子パッケージにおいて、蛍光体４７０は、上述した実施形態のように黄色波長領域の光を放出する第１蛍光体と、緑色波長領域の光を放出する第２蛍光体と、赤色波長領域の光を放出する第３蛍光体とを含むことができる。
詳細には、第１蛍光体はシリケート系の蛍光体であり、第２蛍光体及び第３蛍光体はナイトライド系の蛍光体であってもよく、より詳細には、第１蛍光体は（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕを含んでなり、第２蛍光体はＬａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅを含むことができ、第３蛍光体は（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを含むことができる。
したがって、本実施形態に係る発光素子パッケージは、シリケート系の黄色蛍光体とナイトライド系の緑色蛍光体及び赤色蛍光体を使用して、青色領域の光を放出する発光素子から白色光を具現することができ、光度が低下せず、高い熱的安定性を有することができる。
図６は、発光素子が配置された発光素子パッケージの第３実施形態を示す図である。
実施形態に係る発光素子パッケージ５００は、フリップチップタイプの発光素子パッケージであって、キャビティを含むボディー５１０と、前記ボディー５１０に設置された第１リードフレーム（Ｌｅａｄ Ｆｒａｍｅ）５２１及び第２リードフレーム５２２と、前記ボディー５１０に設置されて、前記第１リードフレーム５２１及び第２リードフレーム５２２と電気的に接続される上述した実施形態に係る発光素子２００と、前記キャビティに形成されたモールディング部５５０とを含む。
ボディー５１０は、シリコン材質、合成樹脂材質、または金属材質を含んで形成されてもよい。前記ボディー５１０が金属材質などの導電性物質からなると、図示していないが、前記ボディー５１０の表面に絶縁層がコーティングされて、前記第１、２リードフレーム５２１、５２２間の電気的短絡を防止することができる。
第１リードフレーム５２１及び第２リードフレーム５２２は互いに電気的に分離され、前記発光素子２００に電流を供給する。また、第１リードフレーム５２１及び第２リードフレーム５２２は、発光素子２００で発生した光を反射させて光効率を増加させることができ、発光素子２００で発生した熱を外部に排出させることもできる。
発光素子２００は、ボール状のソルダ５４０により第１リードフレーム５２１及び第２リードフレーム５２２に電気的に接続されてもよい。
前記モールディング部５５０は、前記発光素子２００を包囲して保護することができる。また、前記モールディング部５５０には蛍光体５６０が分布している。このような構造は、蛍光体５６０が分布されることで、発光素子２００から放出される光の波長を、発光素子パッケージ５００の光が出射される全領域で変換させることができる。
発光素子２００から放出された第１波長領域の光が前記蛍光体５６０によって励起されて第２波長領域の光に変換され、前記第２波長領域の光は、レンズ（図示せず）を通過しながら光経路が変更され得る。
上述した発光素子パッケージ５００は、シリケート系の黄色蛍光体とナイトライド系の緑色蛍光体及び赤色蛍光体を使用して、青色領域の光を放出する発光素子から白色光を具現することができ、光度が低下せず、高い熱的安定性を有することができる。
図７は、発光素子が配置された発光素子パッケージの第４実施形態を示す図である。本実施形態では、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプの発光素子パッケージが図示されている。
本実施形態に係る発光素子パッケージ６００は、ベースメタル６１０、絶縁層６１５、第１、２リードフレーム６２１，６２２、及びダム６４５からなる。ベースメタル６１０上にソルダ６４０を介して発光素子２００が固定され、発光素子２００は、ワイヤ６３０を介して第１、２リードフレーム６２１，６２２と電気的に接続されてもよい。
第１、２リードフレーム６２１，６２２は、絶縁層６１５を介してベースメタル６１０と絶縁され、発光素子２００を取り囲むモールディング部６８０は蛍光体を含むことができる。第１、２リードフレーム６２１，６２２上で、ダム６４５がモールディング部６８０の縁部を固定することができる。蛍光体は、モールディング部６８０内に含まれるか、または発光素子２００上にコンフォーマルコーティング方式で配置されてもよい。
上述した発光素子パッケージ６００は、シリケート系の黄色蛍光体と、ナイトライド系の緑色蛍光体及び赤色蛍光体を使用して、青色領域の光を放出する発光素子から白色光を具現することができ、光度が低下せず、高い熱的安定性を有することができる。
図８は、発光素子が配置された発光素子パッケージの第５実施形態を示す図である。本実施形態に係る発光素子パッケージは、２個の反射カップにそれぞれ発光素子が示されている。
発光素子パッケージ７００は、ボディー７１０、第１反射カップ７２２、第２反射カップ７２４、連結部７２６、発光素子２００ａ，２００ｂ、ツェナーダイオード（Ｚｅｎｅｒ ｄｉｏｄｅ）７５０、及びワイヤ７５１乃至７５９を含む。
ボディー７１０は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ：Ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）のような樹脂材質、シリコン（Ｓｉ）、金属材質、ＰＳＧ（ｐｈｏｔｏ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｇｌａｓｓ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、印刷回路基板（ＰＣＢ）のうち少なくとも一つで形成することができる。好ましくは、ボディー７１０は、ポリフタルアミド（ＰＰＡ：Ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）のような樹脂材質からなることができる。
ボディー７１０は、伝導性を有する導体で形成することができる。ボディー７１０が電気伝導性を有する材質である場合、ボディー７１０の表面には絶縁膜（図示せず）が形成されて、ボディー７１０が、第１反射カップ７２２、第２反射カップ７２４、連結部７２６と電気的にショート（ｓｈｏｒｔ）されることを防止するように構成されてもよい。
上から見たボディー７１０の上部面７０６の形状は、発光素子パッケージ７００の用途及び設計によって、三角形、四角形、多角形、及び円形などの様々な形状を有することができる。
本実施形態に係る発光素子パッケージ７００が、エッジ（ｅｄｇｅ）タイプのバックライトユニット（ＢＬＵ：Ｂａｃｋ ｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ）に使用されてもよく、携帯用懐中電灯や家庭用照明に適用される場合、ボディー７１０は、携帯用懐中電灯や家庭用照明に内蔵しやすい大きさ及び形態に変更可能である。
ボディー７１０は、上部が開放され、側面７０２と底部（ｂｏｔｔｏｍ）７０３からなるキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）７０５（以下、“ボディーキャビティ”という）を有する。
ボディーキャビティ７０５は、カップ形状、凹んだ容器形状などで形成することができ、ボディーキャビティ７０５の側面７０２は、底部７０３に対して垂直または傾斜してもよい。
ボディーキャビティ７０５を上から見た形状は、円形、楕円形、多角形（例えば、四角形）であってもよい。ボディーキャビティ７０５の角部は曲線であってもよい。図示されたボディーキャビティ７０５を上から見た形状は全体的に八角形の形状を有することができ、ボディーキャビティ７０５の側面７０２は８個の面に区分することができ、第１面の面積は、第２面の面積よりも小さくすることができる。ここで、第１面は、ボディー７１０の各角部と対向するボディーキャビティ７０５の側面であり、第２面は、第１面同士の間の面であり得る。
第１反射カップ７２２及び第２反射カップ７２４は、ボディーキャビティ７０５の底部７０３の下のボディー７１０の内部に互いに離隔配置することができる。第１反射カップ７２２は、ボディーキャビティ７０５の底面から陥没した、上部が開放された構造であってもよい。
例えば、ボディーキャビティ７０５の底部７０３は、上部が開放され、側面と底部からなる第１キャビティ７６２を有することができ、第１反射カップ７２２は、第１キャビティ７６２内に配置することができる。
第２反射カップ７２４は、第１キャビティ７６２と離隔してボディーキャビティ７０５の底面から陥没した、上部が開放された構造であってもよい。例えば、ボディーキャビティ７０５の底部７０３は、上部が開放され、側面と底部からなる第２キャビティ７６４を有することができ、第２反射カップ７２４は第２キャビティ７６４内に配置することができる。このとき、第２キャビティ７６４は第１キャビティ７６２と離隔することができる。
第１反射カップ７２２と第２反射カップ７２４との間にはボディーキャビティ７０５の底部７０３の一部分が位置し、底部７０３の一部分によって、第１反射カップ７２２と第２反射カップ７２４とは離隔し、隔離され得る。
上から見た第１キャビティ７６２及び第２キャビティ７６４の形状は、カップ（ｃｕｐ）形状、凹んだ容器形状などで形成することができ、各々の側面は、各々の底部に対して垂直または傾斜することができる。
第１反射カップ７２２及び第２反射カップ７２４のそれぞれの少なくとも一部分は、ボディー７１０を貫通してボディー７１０の外部に露出することができる。第１反射カップ７２２及び第２反射カップ７２４の少なくとも一部がボディー７１０の外部に露出されるので、第１発光素子２００ａ及び第２発光素子２００ｂから発生する熱をボディー７１０の外部に放出させる効率を向上させることができる。
例えば、第１反射カップ７２２の一端７４２は、ボディー７１０の第１側面を貫通して露出されてもよい。また、第２反射カップ７２４の一端７４４は、ボディー７１０の第２側面を貫通して露出されてもよい。ここで、第２側面は、第１側面と対向する側面であり得る。
第１反射カップ７２２及び第２反射カップ７２４は、金属材質、例えば、銀、金、または銅などの材質であってもよく、これらをメッキした金属材質であってもよい。第１反射カップ７２２及び第２反射カップ７２４は、ボディー７１０と同一の材質からなり、ボディー７１０と一体型であってもよい。または、第１反射カップ７２２及び第２反射カップ７２４は、ボディー７１０と異なる材質からなり、ボディー７１０と一体型でなくてもよい。第１反射カップ７２２及び第２反射カップ７２４は、連結部７２６を基準として形状及び大きさが互いに対称であってもよい。連結部７２６は、ボディーキャビティ７０５の底面の下のボディー７１０の内部に、第１反射カップ７２２及び第２反射カップ７２４とそれぞれ離隔して形成される。連結部７２６は、電気を通すことができる伝導性物質からなることができる。
図示のように、連結部７２６は、第１反射カップ７２２と第２反射カップ７２４との間に配置することができる。例えば、連結部７２６は、第１反射カップ７２２と第２反射カップ７２４との間のボディーキャビティ７０５の第３側面に隣接するボディーキャビティ７０５の底部の内部に配置することができる。
連結部７２６の少なくとも一部分は、ボディー７１０を貫通して露出されてもよい。例えば、連結部７２６の一端は、ボディーキャビティ７０５の第３側面を貫通して露出されてもよい。ここで、ボディー７１０の第３側面は、ボディー７１０の第１側面及び第２側面と垂直なある一側面である。
ツェナーダイオード７５０は、発光素子パッケージ７００の耐電圧を向上させるために、第１反射カップ７２２及び第２反射カップ７２４のいずれか一方の上に配置される。第２反射カップ７２４の上部面７２２−１上にツェナーダイオード７５０がマウントされてもよい。
第１反射カップ７２２及び第２反射カップ７２４にはそれぞれ蛍光体を充填することができる。第１発光素子２００ａと第２発光素子２００ｂから同一の波長領域の光が放出されるとき、第１反射カップ７２２及び第２反射カップ７２４には同一の組成の蛍光体が充填されてもよく、それぞれの発光素子２００ａ，２００ｂにコンフォーマルコーティング方式で蛍光体が配置されてもよい。
上述した発光素子パッケージ７００は、シリケート系の黄色蛍光体とナイトライド系の緑色蛍光体及び赤色蛍光体を使用して、青色領域の光を放出する発光素子から白色光を具現することができ、光度が低下せず、高い熱的安定性を有することができる。
実施形態に係る発光素子パッケージは、複数個が基板上にアレイされ、前記発光素子パッケージの光経路上に光学部材である導光板、プリズムシート、拡散シートなどを配置することができる。このような発光素子パッケージ、基板、光学部材はライトユニットとして機能することができる。更に他の実施形態は、上述した実施形態に記載された半導体発光素子または発光素子パッケージを含む表示装置、指示装置、照明システムで具現することができ、例えば、照明システムはランプ、街灯を含むことができる。
以下では、上述した発光素子または発光素子パッケージが配置された照明システムの一実施形態として、バックライトユニット及び照明装置を説明する。
図９は、発光素子パッケージを含む映像表示装置の一実施形態を示す図である。
図示のように、本実施形態に係る映像表示装置９００は、光源モジュールと、ボトムカバー９１０上の反射板９２０と、前記反射板９２０の前方に配置され、前記光源モジュールから放出される光を映像表示装置の前方にガイドする導光板９４０と、前記導光板９４０の前方に配置される第１プリズムシート９５０及び第２プリズムシート９６０と、前記第２プリズムシート９６０の前方に配置されるパネル９７０と、前記パネル９７０の前方に配置されるカラーフィルター９８０とを含んでなる。
光源モジュールは、回路基板９３０上の発光素子パッケージ９３５を含んでなる。ここで、回路基板９３０としてはＰＣＢなどを使用してもよく、発光素子パッケージ９３５は、上述した通りである。
映像表示装置は、図９に示したエッジ（ｅｄｇｅ）タイプのバックライトユニットだけでなく、直下タイプのバックライトユニットが使用されてもよい。
上述した映像表示装置に使用される発光素子パッケージは、シリケート系の黄色蛍光体とナイトライド系の緑色蛍光体及び赤色蛍光体を使用して、青色領域の光を放出する発光素子から白色光を具現することができ、光度が低下せず、高い熱的安定性を有することができる。
図１０は、発光素子パッケージを含む照明装置の一実施形態を示す図である。
本実施形態に係る照明装置は、カバー１１００、光源モジュール１２００、放熱体１４００、電源提供部１６００、内部ケース１７００、及びソケット１８００を含むことができる。また、実施形態に係る照明装置は、部材１３００及びホルダー１５００のいずれか一つ以上をさらに含むことができ、光源モジュール１２００は、上述した実施形態に係る発光素子パッケージを含むことができる。
カバー１１００は、バルブ（ｂｕｌｂ）または半球の形状を有し、中空の内部を有し、一部分が開口した形状に提供することができる。前記カバー１１００は、前記光源モジュール１２００と光学的に結合可能である。例えば、前記カバー１１００は、前記光源モジュール１２００から提供される光を拡散、散乱または励起させることができる。前記カバー１１００は、一種の光学部材であってもよい。前記カバー１１００は、前記放熱体１４００と結合可能である。前記カバー１１００は、前記放熱体１４００と結合する結合部を有することができる。
カバー１１００の内面には乳白色の塗料をコーティングすることができる。乳白色の塗料は、光を拡散させる拡散材を含むことができる。前記カバー１１００の内面の表面粗さは、前記カバー１１００の外面の表面粗さよりも大きく形成することができる。これは、前記光源モジュール１２００からの光を十分に散乱及び拡散させて外部に放出させるためである。
カバー１１００の材質は、ガラス（ｇｌａｓｓ）、プラスチック、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などであってもよい。ここで、ポリカーボネートは、耐光性、耐熱性及び強度に優れる。前記カバー１１００は、外部から前記光源モジュール１２００が見えるように透明であってもよく、または不透明であってもよい。前記カバー１１００は、ブロー（ｂｌｏｗ）成形を通じて形成することができる。
光源モジュール１２００は、前記放熱体１４００の一面に配置することができる。したがって、光源モジュール１２００からの熱は前記放熱体１４００に伝導される。前記光源モジュール１２００は、発光素子パッケージ１２１０、連結プレート１２３０、コネクタ１２５０を含むことができる。
蛍光体は、カバー１１００の少なくとも一側面にコーティングなどの方法で配置するか、または光源モジュール１２００内の発光素子パッケージ１２１０内に配置してもよい。
部材１３００は、前記放熱体１４００の上面の上に配置され、複数の発光素子パッケージ１２１０及びコネクタ１２５０が挿入されるガイド溝１３１０を有する。ガイド溝１３１０は、前記発光素子パッケージ１２１０の基板及びコネクタ１２５０と対応する。
部材１３００の表面は、光反射物質で塗布またはコーティングされたものであってもよい。例えば、部材１３００の表面は、白色の塗料で塗布またはコーティングされたものであってもよい。このような前記部材１３００は、前記カバー１１００の内面で反射されて前記光源モジュール１２００側方向に戻ってくる光を再び前記カバー１１００方向に反射する。したがって、実施形態に係る照明装置の光効率を向上させることができる。
部材１３００は、一例として、絶縁物質からなることができる。前記光源モジュール１２００の連結プレート１２３０は電気伝導性の物質を含むことができる。したがって、前記放熱体１４００と前記連結プレート１２３０との間に電気的な接触がなされ得る。前記部材１３００は、絶縁物質で構成されて、前記連結プレート１２３０と前記放熱体１４００との電気的短絡を遮断することができる。前記放熱体１４００は、前記光源モジュール１２００からの熱及び前記電源提供部１６００からの熱の伝達を受けて放熱する。
ホルダー１５００は、内部ケース１７００の絶縁部１７１０の収納溝１７１９を塞ぐ。したがって、前記内部ケース１７００の前記絶縁部１７１０に収納される前記電源提供部１６００は密閉される。ホルダー１５００はガイド突出部１５１０を有する。ガイド突出部１５１０は、前記電源提供部１６００の突出部１６１０が貫通するホールを有する。
電源提供部１６００は、外部から提供された電気的信号を処理または変換して、前記光源モジュール１２００に提供する。電源提供部１６００は、前記内部ケース１７００の収納溝１７１９に収納され、前記ホルダー１５００によって前記内部ケース１７００の内部に密閉される。前記電源提供部１６００は、突出部１６１０、ガイド部１６３０、ベース１６５０、及び延長部１６７０を含むことができる。
前記ガイド部１６３０は、前記ベース１６５０の一側から外部に突出した形状を有する。前記ガイド部１６３０は、前記ホルダー１５００に挿入することができる。前記ベース１６５０の一面上に多数の部品を配置することができる。多数の部品は、例えば、外部電源から提供される交流電源を直流電源に変換する直流変換装置、前記光源モジュール１２００の駆動を制御する駆動チップ、前記光源モジュール１２００を保護するためのＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）保護素子などを含むことができるが、これに限定されない。
前記延長部１６７０は、前記ベース１６５０の他側から外部に突出した形状を有する。前記延長部１６７０は、前記内部ケース１７００の連結部１７５０の内部に挿入され、外部からの電気的信号を受ける。例えば、前記延長部１６７０は、前記内部ケース１７００の連結部１７５０の幅と同一または小さくして提供することができる。前記延長部１６７０には、“＋電線”と“−電線”の各一端が電気的に接続され、“＋電線”と“−電線”の他端はソケット１８００に電気的に接続されてもよい。
内部ケース１７００は、内部に前記電源提供部１６００と共にモールディング部を含むことができる。モールディング部は、モールディング液体が固まった部分であって、前記電源提供部１６００を前記内部ケース１７００の内部に固定できるようにする。
本照明装置に使用される発光素子パッケージは、シリケート系の黄色蛍光体とナイトライド系の緑色蛍光体及び赤色蛍光体を使用して、青色領域の光を放出する発光素子から白色光を具現することができ、光度が低下せず、高い熱的安定性を有することができ、第１蛍光体乃至第３蛍光体が励起されて放出される光が混合されたスペクトルの半値幅は１１０ｎｍ以上である。
以上、実施形態を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施形態の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上で例示していない様々な変形及び応用が可能であるということが理解されるであろう。例えば、実施形態に具体的に示した各構成要素は変形実施が可能である。そして、このような変形及び応用に係る差異点は、添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈しなければならない。
１００、２００ 発光素子
１２０、２２０ 発光構造物
３００、４００、５００、６００、７００ 発光素子パッケージ
９００ 映像表示装置

Claims (23)

  1. 黄色波長領域の光を放出するシリケート（ｓｉｌｉｃａｔｅ）系の第１蛍光体と、
    緑色波長領域の光を放出するナイトライド（ｎｉｔｒｉｄｅ）系の第２蛍光体と、
    赤色波長領域の光を放出するナイトライト系の第３蛍光体とを含み、
    前記第１蛍光体乃至第３蛍光体が放出する光が合成されたスペクトルの半値幅は１１０ｎｍ以上である、蛍光体。
  2. 前記第１蛍光体の重量比は６０％〜７５％であり、前記第２蛍光体の重量比は２０％〜３５％であり、前記第３蛍光体の重量比は２％〜３％である、請求項１に記載の蛍光体。
  3. 前記第１蛍光体は、（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕを含む、請求項１又は２に記載の蛍光体。
  4. 前記第２蛍光体は、Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅを含む、請求項１又は２に記載の蛍光体。
  5. 前記第３蛍光体は、（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを含む、請求項１又は２に記載の蛍光体。
  6. 前記第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体から放出された光が白色光をなし、前記白色光をなす緑色光の色度座標（ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ）は、ＣＩＥｘ：０．２９６〜０．３１６であり、ＣＩＥｙ：０．６０６〜０．６２６である、請求項１又は２に記載の蛍光体。
  7. 前記第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体から放出された光が白色光をなし、前記白色光をなす赤色光の色度座標は、ＣＩＥｘ：０．６２４〜０．６４４であり、ＣＩＥｙ：０．３２２〜０．３４２である、請求項１又は２に記載の蛍光体。
  8. 前記第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体から放出された光が白色光をなし、前記白色光をなす青色光の色度座標は、ＣＩＥｘ：０．１４２〜０．１６２であり、ＣＩＥｙ：０．０４４〜０．０６４である、請求項１又は２に記載の蛍光体。
  9. 前記第１蛍光体は、青色波長領域の光によって励起されて、５５３ｎｍ乃至５５８ｎｍにピーク波長を有し、８６ｎｍ乃至８８ｎｍの半値幅を有する光を放出する、請求項１又は２に記載の蛍光体。
  10. 前記第２蛍光体は、青色波長領域の光によって励起されて、５３５ｎｍにピーク波長を有し、半値幅が１０７ｎｍである光を放出する、請求項１又は２に記載の蛍光体。
  11. 前記第３蛍光体は、青色波長領域の光によって励起されて、６２５ｎｍにピーク波長を有し、半値幅が８１ｎｍである光を放出する、請求項１又は２に記載の蛍光体。
  12. 互いに電気的に分離された第１電極及び第２電極と、
    前記第１電極及び第２電極にそれぞれ電気的に接続され、第１波長領域の光を放出する少なくとも一つの発光素子と、
    前記発光素子から放出された青色波長領域の光によって励起されて第２波長領域の光を放出し、黄色波長領域の光を放出するシリケート系の第１蛍光体、緑色波長領域の光を放出するナイトライド系の第２蛍光体、及び赤色波長領域の光を放出するナイトライト系の第３蛍光体を含み、前記第１蛍光体乃至第３蛍光体が放出する光が混合されたスペクトルの半値幅は１１０ｎｍ以上である蛍光体と、を含む、発光素子パッケージ。
  13. 前記第１蛍光体の重量比は６０％〜７５％であり、前記第２蛍光体の重量比は２０％〜３５％であり、前記第３蛍光体の重量比は２％〜３％である、請求項１２に記載の発光素子パッケージ。
  14. 前記第１蛍光体は、（Ｂａ、Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕを含む、請求項１２又は１３に記載の発光素子パッケージ。
  15. 前記第２蛍光体は、Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅを含む、請求項１２又は１３に記載の発光素子パッケージ。
  16. 前記第３蛍光体は、（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを含む、請求項１２又は１３に記載の発光素子パッケージ。
  17. 黄色波長領域の光を放出する第１蛍光体と、
    緑色波長領域の光を放出する第２蛍光体と、
    赤色波長領域の光を放出する第３蛍光体とを含み、
    前記第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体は窒素を含み、青色波長領域の光によって励起されて前記第１蛍光体乃至第３蛍光体が放出する光が合成されたスペクトルの半値幅は１１９ｎｍ以上である、蛍光体。
  18. 前記第１蛍光体は、（Ｂａ、Ｓｒ）Ｓｉ２（Ｏ、Ｃｌ）２Ｎ２：Ｅｕを含む、請求項１７に記載の蛍光体。
  19. 前記第２蛍光体は、Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅを含む、請求項１７に記載の蛍光体。
  20. 前記第３蛍光体は、（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを含む、請求項１７に記載の蛍光体。
  21. 前記第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体から放出された光が白色光をなし、前記白色光をなす緑色光の色度座標（ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ）は、ＣＩＥｘ：０．３０２〜０．３２２であり、ＣＩＥｙ：０．５８３〜０．６０３である、請求項１７に記載の蛍光体。
  22. 前記第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体から放出された光が白色光をなし、前記白色光をなす赤色光の色度座標は、ＣＩＥｘ：０．６３３〜０．６５３であり、ＣＩＥｙ：０．３２４〜０．３４４である、請求項１７に記載の蛍光体。
  23. 前記第１蛍光体、第２蛍光体及び第３蛍光体から放出された光が白色光をなし、前記白色光をなす青色光の色度座標は、ＣＩＥｘ：０．１４３〜０．１６３であり、ＣＩＥｙ：０．０３９〜０．０５９である、請求項１７に記載の蛍光体。
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