JP6583247B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本開示は、発光装置に関する。
例えば特許文献１には、１つのパッケージと、パッケージ内に配された赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤと、これら三色のＬＥＤを覆うようにパッケージの内に配された透光性の封止樹脂部と、を含み、パッケージが、青色ＬＥＤより発される光により励起されて光を発する蛍光体を含んでなる、発光装置が記載されている。
また、特許文献１において先行技術文献として挙げられている特許文献２には、画像表示パネルに表示する画像の３原色の色情報に同期して、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青白色ＬＥＤへの供給電力をそれぞれ動的に制御することが記載されている。
国際公開第２０１２／０４６６６１号 特開２００９−０９９３３４号公報
上記従来の発光装置では、優れた色再現性を得られるとしても、三色のＬＥＤへの供給電力をそれぞれ動的に制御するために、少なくとも４つの外部接続端子が必要であり、駆動回路の構成も複雑になる。
そこで、本発明の一実施の形態は、給電用の外部接続端子が最少２つでよい、色再現性に優れる発光装置を提供することを目的とする。
本発明の一実施の形態の発光装置は、赤色発光する第１発光素子と、緑色発光する第２発光素子と、青色発光する第３発光素子と、前記第３発光素子の光を吸収して発光する波長変換物質を含み、前記第１乃至第３発光素子を覆う透光性部材と、を備え、前記第１発光素子、前記第２発光素子、及び第３発光素子が直列接続されており、同一順電流値における前記第３発光素子の放射束が前記第１発光素子の放射束及び前記第２発光素子の放射束より大きく、前記波長変換物質が緑色乃至赤色発光する蛍光体であることを特徴とする。
本発明の一実施の形態によれば、給電用の外部接続端子が最少２つでよく、色再現性に優れる発光装置が得られる。
本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略上面図である。 図１ＡにおけるＡ−Ａ断面における概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置における波長変換物質の構成の別の例を示す概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略下面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略上面図である。 図２ＡにおけるＢ−Ｂ断面における概略断面図である。 本発明の一実施の形態に係る発光装置の概略下面図である。
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。但し、以下に説明する発光装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
なお、可視波長域は波長が３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲とし、青色域は波長が４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲、緑色域は波長が５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の範囲、黄色域は波長が５６０ｎｍより長く５９０ｎｍ以下の範囲、橙色域は波長が５９０ｎｍより長く６１０ｎｍより短い範囲、赤色域は波長が６１０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲とする。
＜実施の形態１＞
図１Ａは、実施の形態１に係る発光装置１００の概略上面図である。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ断面における概略断面図である。図１Ｃは、発光装置１００における波長変換物質の構成の別の例を示す概略断面図である。図１Ｄは、発光装置１００の概略下面図である。
図１Ａ〜１Ｄに示すように、実施の形態１の発光装置１００は、赤色発光する第１発光素子２０Ｒと、緑色発光する第２発光素子２０Ｇと、青色発光する第３発光素子２０Ｂと、透光性部材４０と、を備えている。第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂは、直列接続されている。透光性部材４０は、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂを覆っている。透光性部材４０は、第３発光素子２０Ｂの光を吸収して発光する波長変換物質３０を含んでいる。そして、波長変換物質３０は、緑色乃至赤色発光する蛍光体である。
より詳細には、発光装置１００は、基体１０を更に備えている。基体１０は、表面実装型発光ダイオード用のパッケージである。基体１０は、第１リード電極１１ａと、第２リード電極１１ｃと、樹脂成形体１５と、を備えている。樹脂成形体１５は、第１リード電極１１ａ及び第２リード電極１１ｃを保持している。基体１０は、底面が素子載置面となる凹部を有している。基体１０の凹部底面の一部は、第１リード電極１１ａの表面、及び第２リード電極１１ｃの表面により構成されている。第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂは、基体１０の素子載置面上に載置されている。第２発光素子２０Ｇ及び第３発光素子２０Ｂは電気的絶縁性の接着部材６０で、第１発光素子２０Ｒは導電性の接着部材６５で、其々素子載置面に接着されている。また、第１発光素子２０Ｒと第３発光素子２０Ｂ、並びに第２発光素子２０Ｇと第３発光素子２０Ｂは、ワイヤ５０によって互いに直列に接続されている。第１発光素子２０Ｒは、正極端子となる第１リード電極１１ａと接着部材６５で接続されている。第２発光素子２０Ｇは、負極端子となる第２リード電極１１ｃとワイヤ５０で接続されている。透光性部材４０は、基体１０の凹部内に充填されている。
このような発光装置１００は、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂが其々、蛍光体の発光に比べてスペクトル線幅の狭い半導体発光素子であるため、色再現性に極めて優れている。また、発光装置１００は、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂが直列接続されているので、給電用の外部接続端子が最少２つ、すなわち１つの正極端子と１つの負極端子でよい。よって、発光装置１００の駆動回路を簡素に構成することができる。
なお、同一順電流値において、第３発光素子２０Ｂの放射束は、第１発光素子２０Ｒの放射束より大きく、且つ第２発光素子２０Ｇの放射束より大きい。このような第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂを直列接続した場合、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂには同一値の順電流が流れて、第３発光素子２０Ｂが最も大きい放射束で発光する。そこで、第３発光素子２０Ｂが発する青色光の一部を波長変換物質３０に吸収させることによって、発光装置１００の赤色、緑色、青色の各色の放射束の均衡を図ることができる。また、波長変換物質３０が発する緑色域及び赤色域の光の放射束は、第１発光素子２０Ｒ及び第２発光素子２０Ｇの放射束として加味することができる。これにより、発光装置１００の好ましい色度範囲の白色発光が得られる。なお、ここでいう順電流値は、所定の順電流値であってよいが、１ｍＡ以上１０００ｍＡ以下であることが好ましく、２０ｍＡ以上２００ｍＡ以下であることがより好ましい。
なお、本明細書における、「赤色発光する」、「緑色発光する」、「青色発光する」とは、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、第３発光素子２０Ｂ、又は波長変換物質３０の発光が、ヒトの視覚によってその光色に認識されることを意味する。それは、例えば、発光ピーク波長がその光色域にあることであるが、その光色域以外の波長成分を含んでいてもよい。特に、蛍光体の発光は、半導体発光素子に比べてスペクトル線幅が広く、多くの波長成分を含んでいる。このため、波長変換物質３０の緑色乃至赤色発光は、第１発光素子２０Ｒ及び／若しくは第２発光素子２０Ｇの発光ピーク波長と同じ波長成分を含んでおり、それにより第１発光素子２０Ｒ及び第２発光素子２０Ｇの放射束を補うことができるのである。
また、透光性部材４０の波長変換物質３０の含有量は、発光装置１００の発光色度が好ましい白色領域となる範囲の量であることが好ましく、さらに色再現性の観点からはその範囲内において少ないほど好ましい。発光装置１００の発光色度（ｘ値，ｙ値）は、ｘ値が０．２以上０．４以下でありｙ値が０．２以上０．４以下であることが好ましく、ｘ値が０．２２以上０．３５下でありｙ値が０．２２以上０．３５以下であることがより好ましく、ｘ値が０．２５以上０．３２以下でありｙ値が０．２３以上０．３３以下であることがよりいっそう好ましい。なお、この色度（ｘ値，ｙ値）は、国際照明委員会（ＣＩＥ）のｘｙｚ表色系に準拠するものとする。
以下、発光装置１００の好ましい形態について詳述する。
同一順電流値における、第３発光素子２０Ｂの放射束が第２発光素子２０Ｇの放射束より大きく、且つ第２発光素子２０Ｇの放射束が第１発光素子２０Ｒの放射束より大きい場合、波長変換物質３０は、図１Ｂに示すように赤色発光する蛍光体３０Ｒと緑色発光する蛍光体３０Ｇの組み合わせであるか、又は、図１Ｃに示すように赤色発光する蛍光体３０Ｒであるか、若しくは黄色発光する蛍光体３０Ｙであることが好ましい。これにより、第１発光素子２０Ｒ、又は第１発光素子２０Ｒ及び第２発光素子２０Ｇの放射束を補って、発光装置１００の赤色、緑色、青色の各色の放射束の均衡を図りやすい。
同一順電流値における、第３発光素子２０Ｂの放射束が第１発光素子２０Ｒの放射束より大きく、且つ第１発光素子２０Ｒの放射束が第２発光素子２０Ｇの放射束より大きい場合、波長変換物質３０は、図１Ｂに示すように赤色発光する蛍光体３０Ｒと緑色発光する蛍光体３０Ｇの組み合わせであるか、又は、図１Ｃに示すように緑色発光する蛍光体３０Ｇであるか、若しくは黄色発光する蛍光体３０Ｙであることが好ましい。これにより、第２発光素子２０Ｇ、又は第１発光素子２０Ｒ及び第２発光素子２０Ｇの放射束を補って、発光装置１００の赤色、緑色、青色の各色の放射束の均衡を図りやすい。
図１Ａ〜１Ｃに示すように、第１発光素子２０Ｒ、第３発光素子２０Ｂ、及び第２発光素子２０Ｇは、この記載順に並置されていることが好ましい。このように、波長変換物質３０の励起光を発する第３発光素子２０Ｂが第１発光素子２０Ｒと第２発光素子２０Ｇの間に配置されることによって、赤色、緑色、青色の各色の配光の偏りを抑え、色斑の少ない発光が得られやすい。なお、ここでいう「並置」とは、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂが、上面視の第１方向（本実施の形態では基体１０の上面視長手方向）において、順に配置されていることを意味する。なお、このとき、上面視の第１方向に垂直な第２方向（本実施の形態では基体１０の上面視短手方向）における、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂの位置（各発光素子の中心で定義する）は、異なっていてもよいが、同一直線上にあることが最も好ましい。
図１Ａ〜１Ｄに示すように、第１発光素子２０Ｒは第１リード電極１１ａに載置され、第２発光素子２０Ｇ及び第３発光素子２０Ｂは第２リード電極１１ｃに載置されていることが好ましい。第１発光素子２０Ｒは、正負一対の電極が互いに反対の面に各々設けられる対向電極構造を有する素子が多い。対向電極構造を有する素子は、正負一対の電極の一方が導電性の接着部材６５を介してリード電極と接続される。このため、第１発光素子２０Ｒを載置するリード電極と、第２発光素子２０Ｇ及び第３発光素子２０Ｂを載置するリード電極と、を異ならせることによって、各発光素子の放熱性において有利となる。また、発光装置１００を小型に形成しやすい。なお、リード電極を２つとする場合でも、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂの全てを１つのリード電極に載置し且つ直列接続することは可能である。また、リード電極を３つとして、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂを其々、別々のリード電極に載置すれば、各発光素子の放熱性においてよりいっそう有利となる。
図１Ａ〜１Ｃに示すように、発光装置１００は、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂを其々１つのみ備えている。これにより、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂの電気的接続を簡素に構成することができ、ひいては発光装置１００を小型に形成しやすい。また、図１Ｄに示すように、発光装置１００の外部接続端子は２つであって、その両方が第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂへの給電用である。これにより、発光装置１００を簡素、小型に構成することができる。なお、発光装置の給電用の外部接続端子の数は、２つに限られず、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂの配置及び／若しくは電気的接続を考慮して適宜選択でき、例えば３つであってもよい。
＜実施の形態２＞
図２Ａは、実施の形態２に係る発光装置２００の概略上面図である。図２Ｂは、図２ＡのＢ−Ｂ断面における概略断面図である。図２Ｃは、発光装置２００の概略下面図である。
図２Ａ〜２Ｃに示すように、実施の形態２の発光装置２００もまた、赤色発光する第１発光素子２０Ｒ、緑色発光する第２発光素子２０Ｇ、青色発光する第３発光素子２０Ｂと、透光性部材４２と、を備えている。第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂは、直列接続されている。透光性部材４２は、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂを覆っている。透光性部材４２は、第３発光素子２０Ｂの光を吸収して発光する波長変換物質３０を含んでいる。そして、波長変換物質３０は、緑色乃至赤色発光する蛍光体である。なお、同一順電流値において、第３発光素子２０Ｂの放射束は、第１発光素子２０Ｒの放射束より大きく、且つ第２発光素子２０Ｇの放射束より大きい。
より詳細には、発光装置２００は、実施の形態１のような基体１０を備えていない。発光装置２００は、「チップ・サイズ・パッケージ（ＣＳＰ）型」とも呼ばれる表面実装型の発光ダイオードである。第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂは其々、フリップチップ実装型の素子である。第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂの下面に設けられた正負一対の電極には、それぞれ一対の突起電極８０が接続されている。第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂの上面には、１つの平板状（シート状）の透光性部材４２が接合されている。波長変換物質３０は、赤色発光する蛍光体３０Ｒと緑色発光する蛍光体３０Ｇの組み合わせからなっている。樹脂成形体１７は、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、第３発光素子２０Ｂの側面及び下面、透光性部材４２の側面、並びに突起電極８０の側面を被覆している。樹脂成形体１７の下面には、各突起電極８０に接続した、１つの第１配線膜１３ａ、１つの第２配線膜１３ｃ、及び複数の第３配線膜１３ｅが成膜されている。そして、第１発光素子２０Ｒと第３発光素子２０Ｂ、並びに第２発光素子２０Ｇと第３発光素子２０Ｂは、第３配線膜１３ｅによって互いに直列に接続されている。第１発光素子２０Ｒは、正極端子となる第１配線膜１３ａと突起電極８０を介して接続されている。第２発光素子２０Ｇは、負極端子となる第２配線膜１３ｃと突起電極８０を介して接続されている。
このような構成を有する発光装置２００もまた、給電用の外部接続端子が最少２つでよく、色再現性に極めて優れている。
図２Ａ，２Ｃに示すように、発光装置２００において、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂは其々、２つの素子で構成されている。このように、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂは其々、１つの素子のみに限定されず、複数の素子で構成されてもよい。すなわち、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂのうちの少なくとも１つが複数の素子で構成されていても、第１発光素子２０Ｒ（群）、第２発光素子２０Ｇ（群）、及び第３発光素子２０Ｂ（群）が全体として直列接続されていればよい。また、その場合、一群を構成する複数の素子間の接続は、直列接続でもよいし、並列接続でもよい。放射束については、一群を構成する全素子の放射束の総和で考えるものとする。このように、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂのうちの少なくとも１つを複数の素子で構成し、その配置を工夫することによって、赤色、緑色、青色の各色の配光の偏りをよりいっそう抑え、色斑の少ない発光がよりいっそう得られやすくなる。本実施の形態２では、上面視の行列配置として、１行目に第２発光素子２０Ｇ、第３発光素子２０Ｂ、第１発光素子２０Ｒが左側からこの記載順に並置されており、２行目に第１発光素子２０Ｒ、第３発光素子２０Ｂ、第２発光素子２０Ｇが左側からこの記載順に並置されている。
図２Ｂ，２Ｃに示すように、発光装置２００における給電用の外部接続端子は、第１配線膜１３ａと第２配線膜１３ｃの２つである。第３配線膜１３ｅは、外部接続端子として利用しなくともよいし、放熱用及び／若しくは半田付け補強用の外部接続端子として利用してもよい。このように、発光装置は、給電用以外の外部接続端子を備えていてもよい。このような給電用以外の外部接続端子の配置により、発光装置の実装姿勢を調整することもできる。
以下、本発明の一実施の形態に係る発光装置における各構成要素について説明する。
（発光装置１００，２００）
発光装置１００，２００は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。発光装置１００，２００は、外部接続端子の配置によって、上面発光型（「トップビュー型」とも呼ばれる）にすることも、側面発光型（「サイドビュー型」とも呼ばれる）にすることもできる。上面発光型の発光装置は、実装方向と主発光方向が互いに平行である。側面発光型の発光装置は、実装方向と主発光方向が互いに垂直である。上記実施の形態１，２の発光装置１００，２００は、上面発光型であって、下方が実装方向となっている。発光装置１００，２００の上面視形状は、適宜選択できるが、矩形状が量産性において好ましい。また、正方形状でもよいが、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂの配置を考慮すれば、長手方向と短手方向を有する長方形状が好ましい。その場合、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂの並置方向を長手方向とするのが良い。
（基体１０）
基体１０は、主として、パッケージ又は配線基板である。基体１０は、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂを収容する凹部を有してもよいし、平板状でもよい。凹部の上面視形状は、矩形、角が丸みを帯びた矩形、円形、楕円形などが挙げられる。なかでも、凹部の上面視形状は、凹部開口が大きく設けられやすく、発光素子及び波長変換物質の光を効率良く取り出しやすい、矩形状又は角が丸みを帯びた矩形状であることが好ましい。凹部の側壁面は、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂ及び波長変換物質３０の光を効率良く取り出すために、底面から開口側に向かって口径が大きくなるように傾斜（湾曲を含む）していることが好ましい。凹部の側壁面の傾斜角は、適宜選択できるが、凹部底面から９５°以上１３５°以下が好ましく、１００°以上１２０°以下がより好ましい。凹部の深さは、適宜選択できるが、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましく、０．２５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下がより好ましい。
（第１リード電極１１ａ，第２リード電極１１ｃ）
第１リード電極１１ａ及び第２リード電極１１ｃは、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂに導電可能な金属部材（ここでいう「金属」は合金を含む）を用いることができる。具体的には、銅、アルミニウム、金、銀、パラジウム、クロム、チタン、タングステン、鉄、ニッケル、コバルト、モリブデン、若しくはこれらの合金、又は燐青銅、鉄入り銅などが挙げられる。第１リード電極１１ａ及び第２リード電極１１ｃの諸形状は、上記金属の板材（母体）に、プレス、圧延、エッチングなどの加工を施すことで形成することができる。また、その表面に、銀、アルミニウム、ロジウム又はこれらの合金などの光反射膜が設けられていてもよく、なかでも光反射性に優れる銀又は銀合金が好ましい。なお、第１リード電極１１ａ及び第２リード電極１１ｃは、配線基板の配線であってもよい。この場合の第１リード電極１１ａ及び第２リード電極１１ｃは、めっき、スパッタ、蒸着、印刷、コファイア法、ポストファイア法などにより形成することができる。
（第１配線膜１３ａ，第２配線膜１３ｃ，第３配線膜１３ｅ）
第１配線膜１３ａ，第２配線膜１３ｃ，第３配線膜１３ｅは、上記第１リード電極１１ａ及び第２リード電極１１ｃと同じ金属部材を用いることができる。第１配線膜１３ａ，第２配線膜１３ｃ，第３配線膜１３ｅは、単層膜でもよいが、多層膜であることが好ましい。多層膜の例としては、ニッケル／金、ニッケル／パラジウム／金、ニッケル／パラジウム／金／銀などが挙げられる。第１配線膜１３ａ，第２配線膜１３ｃ，第３配線膜１３ｅは、めっき、スパッタ、蒸着、印刷などにより形成することができる。
（樹脂成形体１５，１７）
樹脂成形体１５，１７の母材は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、以下に示す樹脂は、その変性樹脂（ハイブリッド樹脂を含む）も含むものとする。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビスマレイミドトリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などが挙げられる。なかでも、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステルのうちのいずれか１つが好ましい。熱可塑性樹脂としては、脂肪族ポリアミド樹脂、半芳香族ポリアミド樹脂、芳香族ポリフタルアミド樹脂、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。なかでも、芳香族ポリフタルアミド樹脂、脂肪族ポリアミド樹脂、ポリシクロヘキサンテレフタレート、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレートのうちのいずれか１つが好ましい。また、これらの母材中に、充填剤（強化繊維を含む）又は着色顔料として、ガラス、酸化珪素、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、ワラストナイト、マイカ、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、ホウ酸アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、炭化珪素、酸化アンチモン、スズ酸亜鉛、ホウ酸亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、酸化マンガン、カーボンブラックなどの粒子又は繊維を混入させることができる。なかでも、充填剤として酸化珪素を、着色顔料（反射材）として酸化チタン又は酸化亜鉛を用いることが好ましい。樹脂成形体１５，１７中の着色顔料の含有量は、適宜選択でき、樹脂成形体１５，１７の光学的機能の観点では多いほうが良いが、流動性への影響を考慮して、２０ｗｔ％以上７０ｗｔ％以下が好ましく、３０ｗｔ％以上６０ｗｔ％以下がより好ましい。なお、「ｗｔ％」は、重量パーセントであり、全構成材料の総重量に対する当該材料の重量の比率を表す。樹脂成形体１５，１７は、前方への光取り出し効率の観点から、第３発光素子２０Ｂの発光ピーク波長における光反射率が、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましく、９０％以上であることがよりいっそう好ましい。さらに、樹脂成形体１５，１７は、白色であることが好ましい。樹脂成形体１５，１７は、硬化若しくは固化前には流動性を有する状態つまり液状（ゾル状又はスラリー状を含む）を経る。樹脂成形体１５，１７は、トランスファ成形又は射出成形により成形することができる。なお、基体１０が配線基板である場合の母体の材料としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム若しくはこれらの混合物を含むセラミックス、又はエポキシ樹脂、ＢＴレジン、ポリイミド樹脂などの樹脂若しくはこれらの繊維強化樹脂（強化繊維はガラスなど）が挙げられる。
（第１発光素子２０Ｒ，第２発光素子２０Ｇ，第３発光素子２０Ｂ）
第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂは、発光ダイオード素子などの半導体発光素子を用いることができる。第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂは、種々の半導体で構成される素子構造と、正負一対の電極と、を有するものであればよい。第１発光素子２０Ｒは、砒化ガリウム乃至燐化ガリウム系半導体の発光素子が好ましい。砒化ガリウム乃至燐化ガリウム系半導体は、可視域における長波長の高効率発光が可能である。第１発光素子２０Ｒの発光ピーク波長は、適宜選択できるが、６２０ｎｍ以上６６０ｎｍ以下が好ましく、６２０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下がより好ましい。第１発光素子２０Ｒの上面視における大きさは、第２発光素子２０Ｇ及び第３発光素子２０Ｂより小さいことが多い。また、同一順電流値における第１発光素子２０Ｒの順電圧は、第２発光素子２０Ｇの順電圧及び第３発光素子２０Ｂの順電圧より小さいことが多い。第２発光素子２０Ｇ及び第３発光素子２０Ｂは、窒化ガリウム系半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０＜ｘ、０＜ｙ、ｘ＋ｙ＜１）の発光素子が好ましい。窒化ガリウム系半導体は、可視域における短波長の高効率発光が可能である。第２発光素子２０Ｇの発光ピーク波長は、適宜選択できるが、５２０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下が好ましく、５４０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下がより好ましい。第３発光素子２０Ｂの発光ピーク波長は、適宜選択できるが、４３５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下が好ましく、４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下がより好ましい。第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂは、多くの場合、基板を有する。基板は、透光性であることが好ましいが、これに限定されない。基板の母材としては、サファイア、スピネル、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコン、炭化珪素、砒化ガリウム、燐化ガリウム、燐化インジウム、硫化亜鉛、酸化亜鉛、セレン化亜鉛などが挙げられる。第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂは、正負一対の電極が同一面側に設けられている場合、各電極をワイヤでリード電極と接続する「フェイスアップ実装」を採用することができる。また、各電極を導電性の接着部材でリード電極と接着する「フェイスダウン（フリップチップ）実装」を採用することもできる。正負一対の電極が互いに反対の面に各々設けられている対向電極構造の場合、下面電極が導電性の接着部材でリード電極に接着され、上面電極がワイヤでリード電極と接続される。
（波長変換物質３０）
波長変換物質３０は、第３発光素子２０Ｂが発する一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光とは異なる波長の二次光を発する。これにより、可視波長の一次光及び二次光の混色光（例えば白色光）を発する発光装置とすることができる。波長変換物質３０は、以下に示す具体例のうちの１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
（第１蛍光体３０Ｒ）
第１蛍光体３０Ｒは、赤色発光する。第１蛍光体３０Ｒの発光ピーク波長は、適宜選択できるが、６２０ｎｍ以上６６０ｎｍ以下が好ましく、６２０ｎｍ以上６４０ｎｍ以下がより好ましい。具体的には、窒素含有アルミノ珪酸カルシウム（ＣＡＳＮ又はＳＣＡＳＮ）系蛍光体（例えば（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）などが挙げられる。また、マンガン賦活フッ化物蛍光体（一般式Ａ２［Ｍ１−ａＭｎａＦ６］で表される蛍光体（但し、上記一般式中、Ａは、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＮＨ４からなる群から選ばれる少なくとも１種であり、Ｍは、第４族元素及び第１４族元素からなる群から選ばれる少なくとも１種の元素であり、ａは０＜ａ＜０．２を満たす））は、スペクトル線幅の比較的狭い発光が可能であり、色再現性の観点において好ましい。このマンガン賦活フッ化物蛍光体の代表例としては、マンガン賦活フッ化珪酸カリウムの蛍光体（例えばＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）がある。
（第２蛍光体３０Ｇ）
第２蛍光体３０Ｇは、緑色発光する。第２蛍光体３０Ｇの発光ピーク波長は、適宜選択できるが、５２０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下が好ましく、５４０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下がより好ましい。具体的には、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＹ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＬｕ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えばＴｂ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）系蛍光体、シリケート系蛍光体（例えば（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ）、クロロシリケート系蛍光体（例えばＣａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ）、βサイアロン系蛍光体（例えばＳｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２））、ＳＧＳ系蛍光体（例えばＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ）などが挙げられる。
（第３蛍光体３０Ｙ）
第３蛍光体３０Ｙは、黄色発光する。具体的には、αサイアロン系蛍光体（例えばＭｚ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６（但し、０＜ｚ≦２であり、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ、及びＬａとＣｅを除くランタニド元素）などが挙げられる。このほか、上記第２蛍光体３０Ｇの中には黄色発光する蛍光体もある。また例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体は、Ｙの一部をＧｄで置換することで発光ピーク波長を長波長側にシフトさせることができ、黄色発光が可能である。また、これらの中には、橙色発光が可能な蛍光体もある。
（透光性部材４０，４２）
透光性部材４０，４２は、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂを覆い、これらが発する光を装置外部へ透過させる部材である。透光性部材４０，４２は、電気的絶縁性を有し、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、第３発光素子２０Ｂ、及び波長変換物質３０が発する光に対して透光性（第３発光素子２０Ｂの発光ピーク波長における光透過率が６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることがよりいっそう好ましい）を有する部材であればよい。実施の形態１の透光性部材４０は、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂを、封止して、埃や水分、外力などから保護する封止部材でもある。
透光性部材４０，４２の母材は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ＴＰＸ樹脂、ポリノルボルネン樹脂、又はこれらの変性樹脂（ハイブリッド樹脂を含む）が挙げられる。なかでも、シリコーン系樹脂（シリコーン樹脂及びその変性樹脂）は、低弾性率で、耐熱性及び耐光性に特に優れるため、好ましい。また、フェニル基を含むシリコーン系樹脂（メチル・フェニルシリコーン系樹脂〜ジフェニルシリコーン系樹脂）は、シリコーン系樹脂のなかでも耐熱性及びガスバリア性が比較的高く、より好ましい。
透光性部材４０，４２の充填剤は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛などが挙げられる。透光性部材４０，４２の充填剤は、これらのうちの１種を単独で、又はこれらのうちの２種以上を組み合わせて用いることができる。特に、透光性部材４０，４２の熱膨張係数の低減剤としては、酸化珪素が好ましい。透光性部材４０，４２の充填剤の形状は、適宜選択でき、不定形（破砕状）でもよいが、流動性の観点では球状が好ましい。透光性部材４０，４２中の充填剤の含有量は、適宜選択でき、透光性部材４０，４２の熱膨張係数、流動性等を考慮して適宜決めればよいが、０．１ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下が好ましく、１ｗｔ％以上３０ｗｔ％以下がより好ましい。また、透光性部材４０，４２の充填剤として、ナノ粒子（粒径が１ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒子）を用いることで、第３発光素子２０Ｂの青色光の散乱（レイリー散乱を含む）を増大させ、波長変換物質３０の使用量を低減することもできる。このナノ粒子の充填剤としては、例えば酸化珪素又は酸化ジルコニウムが好ましい。
（ワイヤ５０）
ワイヤ５０は、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂの電極どうし、又はこれら発光素子の電極とリード電極と、を接続する導線である。また、ワイヤ５０は、保護素子７０の電極と、リード電極と、の接続にも用いることができる。具体的には、金、銅、銀、白金、アルミニウム、パラジウム又はこれらの合金の金属線（ここでいう「金属」は合金を含む）を用いることができる。特に、透光性部材４０からの応力による破断が生じにくく、熱抵抗などに優れる金線又は金合金線が好ましい。また、光反射性を高めるために、少なくとも表面が銀又は銀合金で構成されていてもよい。ワイヤ５０の線径は、適宜選択できるが、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上４０μｍ以下がより好ましく、１５μｍ以上３０μｍ以下がよりいっそう好ましい。
（接着部材６０，６５）
接着部材６０，６５は、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂをリード電極に接着する部材である。接着部材６５は、保護素子７０のリード電極への接着にも用いることができる。電気的絶縁性の接着部材６０は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、又はこれらの変性樹脂（ハイブリッド樹脂を含む）などを用いることができる。導電性の接着部材６５は、銀、金、パラジウムなどの導電性ペーストのほか、錫−ビスマス系、錫−銅系、錫−銀系、金−錫系の半田などを用いることができる。
（保護素子７０）
保護素子７０は、静電気、高電圧サージなどから第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂを保護するための素子である。具体的な保護素子７０としては、例えばツェナーダイオードが挙げられる。保護素子７０は、必ずしも要るとは限らず、発光装置に要求される信頼性に応じて備えられればよい。
（突起電極８０）
突起電極８０は、バンプ又はピラーなどとも呼ばれる。突起電極８０は、金属又は合金の小片で構成することができる。具体的には、例えば、金、銀、銅、鉄、錫、白金、亜鉛、ニッケル、アルミニウム、タングステン、又はこれらの合金が挙げられる。なかでも、銅は、熱伝導性に優れ、比較的安価であるため、銅又は銅合金が特に好適である。また、金は、また化学的に安定であり表面酸化が少なく接合しやすい性質を有するため、金又は金合金も好ましい。突起電極８０は、接合性の観点から、表面に金又は銀などの被膜を有してもよい。
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
＜実施例１＞
実施例１の発光装置は、図１Ａ，１Ｂ，１Ｄに示す例の発光装置１００の構造を有する、略直方体状の上面発光型且つ表面実装型の発光ダイオードである。
基体１０は、大きさが縦１．４ｍｍ、横４．０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍであり、正負一対の第１及び第２リード電極１１ａ，１１ｃに、樹脂成形体１５が一体に成形されて構成されたパッケージである。この基体１０は、複数対の第１及び第２リード電極１１ａ，１１ｃが吊りリードを介して縦横に連なって成る加工金属板（リードフレーム）を、金型内に設置して、液状の樹脂成形体１５の構成材料を注入して硬化、離型させた後、切断（個片化）することで作製される。
第１及び第２リード電極１１ａ，１１ｃは其々、表面に銀の鍍金が施された最大厚０．２ｍｍの銅合金の板状小片である。それぞれ外部接続端子となる第１及び第２リード電極１１ａ，１１ｃの下面の露出領域は、樹脂成形体１５の下面と実質的に同一面であって、基体１０の下面を構成している。第１及び第２リード電極１１ａ，１１ｃは其々、基体１０（樹脂成形体１５）の４つの端面において、切断された吊りリードが露出している。
樹脂成形体１５は、上面視の外形が縦１．４ｍｍ、横４．０ｍｍの矩形状であり、最大厚０．６ｍｍであって、酸化珪素と酸化チタンを含有するエポキシ樹脂製である。樹脂成形体１５の上面すなわち基体１０の上面の略中央には、上面視で角が丸みを帯びた縦１．０ｍｍ、横３．７ｍｍの矩形状の開口で、深さ０．４ｍｍの凹部が形成されている。凹部の側壁面は、凹部の底面と１１１．３°の角度をなす傾斜面である。
基体１０の凹部底面（素子載置面）における、正極側の第１リード電極１１ａの上面には、第１発光素子２０Ｒが、銀ペーストの接着部材６５により、基板側を接着されている。負極側の第２リード電極１１ｃの上面には、第２発光素子２０Ｇ及び第３発光素子２０Ｂが、ジメチルシリコーン樹脂の接着部材６０により、基板側を接着されている。第１発光素子２０Ｒは、燐化ガリウム基板上に燐化ガリウム系半導体の素子構造が積層された、赤色（順電流１２０ｍＡにて、順電圧２．１Ｖ、放射束８５ｍＷ、発光ピーク波長約６３０ｎｍ）発光可能な、縦３２０μｍ、横３２０μｍの上面視矩形状のＬＥＤ素子である。第２発光素子２０Ｇは、サファイア基板上に窒化ガリウム系半導体の素子構造が積層された、緑色（順電流１２０ｍＡにて、順電圧３．１Ｖ、放射束１０５ｍＷ、発光ピーク波長約５２３ｎｍ）発光可能な、縦６５０μｍ、横６５０μｍの上面視矩形状のＬＥＤ素子である。第３発光素子２０Ｂは、サファイア基板上に窒化ガリウム系半導体の素子構造が積層された、青色（順電流１２０ｍＡにて、順電圧３．０Ｖ、放射束１９０ｍＷ、発光ピーク波長約４５３ｎｍ）発光可能な、縦６５０μｍ、横６５０μｍの上面視矩形状のＬＥＤ素子である。第１発光素子２０Ｒは、ｐ電極が接着部材６５により第１リード電極１１ａに接着され、ｎ電極が第３発光素子２０Ｂのｐ電極にワイヤ５０で接続されている。第３発光素子２０Ｂは、ｎ電極が第２発光素子２０Ｇのｐ電極にワイヤ５０で接続されている。第２発光素子２０Ｇは、ｎ電極が負極側の第２リード電極１１ｃの上面にワイヤ５０で接続されている。ワイヤ５０は、線径２５μｍの金線である。
基体１０の凹部には、透光性部材４０が充填され、第１発光素子２０Ｒ、第２発光素子２０Ｇ、及び第３発光素子２０Ｂを被覆している。透光性部材４０は、メチル・フェニルシリコーン樹脂を母材とし、その中に、マンガン賦活フッ化珪酸カリウムの第１蛍光体３０Ｒ（発光ピーク波長約６３０ｎｍ）と、βサイアロンの第２蛍光体３０Ｇ（発光ピーク波長約５４０ｎｍ）からなる波長変換物質３０と、酸化珪素の充填剤と、を含有している。波長変換物質３０は、沈降により、透光性部材４０中における下方（凹部底面）側に偏在している。透光性部材４０の上面は、基体１０（樹脂成形体１５）の上面と略同一面であり、略平坦面（厳密には硬化収縮により若干の凹面）になっている。この透光性部材４０は、液状の構成材料がディスペンサなどにより基体１０の凹部内に滴下され、加熱により硬化することで形成される。
以上のように構成された実施例１の発光装置は、順電流１２０ｍＡにおいて、色度（ｘ，ｙ）＝（０．２８，０．２８）、８８ｌｍで発光可能である。そして、この実施例１の発光装置は、実施の形態１の発光装置１００と同様の効果を奏することができる。
本発明の一実施の形態に係る発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト装置、各種照明器具、大型ディスプレイ、広告や行き先案内等の各種表示装置、プロジェクタ装置、さらには、デジタルビデオカメラ、ファクシミリ、コピー機、スキャナ等における画像読取装置などに利用することができる。
１０…基体
１１ａ…第１リード電極、１１ｃ…第２リード電極
１３ａ…第１配線膜、１３ｃ…第２配線膜、１３ｅ…第３配線膜
１５，１７…樹脂成形体
２０Ｒ…第１発光素子（赤色発光の発光素子）
２０Ｇ…第２発光素子（緑色発光の発光素子）
２０Ｂ…第３発光素子（青色発光の発光素子）
３０…波長変換物質
３０Ｒ…赤色発光の蛍光体（第１蛍光体）
３０Ｇ…緑色発光の蛍光体（第２蛍光体）
３０Ｙ…黄色発光の蛍光体（第３蛍光体）
４０，４２…透光性部材
５０…ワイヤ
６０，６５…接着部材
７０…保護素子
８０…突起電極
１００，２００…発光装置

Claims (6)

  1. 赤色発光する第１発光素子と、
    緑色発光する第２発光素子と、
    青色発光する第３発光素子と、
    前記第３発光素子の光を吸収して発光する波長変換物質を含み、前記第１乃至第３発光素子の上面に位置する１つの平板状の透光性部材と、
    前記第１発光素子の側面と前記第３発光素子の側面の間に位置し、前記第３発光素子の発光ピーク波長における光反射率が７０％以上である樹脂成型体と、
    前記第１乃至第３発光素子は下面に正負一対の電極を有し、前記正負一対の電極とそれぞれ接続される一対の突起電極と、
    前記樹脂成型体の下面に位置し、前記突起電極と接続される複数の配線膜と、
    を備え、
    前記第１発光素子、前記第２発光素子、及び第３発光素子が直列接続されており、
    同一順電流値における前記第３発光素子の放射束が前記第１発光素子の放射束及び前記第２発光素子の放射束より大きく、
    前記波長変換物質が赤色発光する蛍光体であるか、又は緑色発光する蛍光体であるか、又は赤色発光する蛍光体と緑色発光する蛍光体の組み合わせであるか、又は黄色発光する蛍光体であり、
    前記樹脂成型体は、前記第１乃至第３発光素子の側面及び前記第１乃至第３発光素子の下面、前記透光性部材の側面、および前記突起電極の側面を被覆する発光装置。
  2. 同一順電流値における、前記第３発光素子の放射束が前記第２発光素子の放射束より大きく、且つ前記第２発光素子の放射束が前記第１発光素子の放射束より大きく、
    前記波長変換物質が、赤色発光する蛍光体であるか、又は赤色発光する蛍光体と緑色発光する蛍光体の組み合わせであるか、又は黄色発光する蛍光体である、請求項１に記載の発光装置。
  3. 同一順電流値における、前記第３発光素子の放射束が前記第１発光素子の放射束より大きく、且つ前記第１発光素子の放射束が前記第２発光素子の放射束より大きく、
    前記波長変換物質が、緑色発光する蛍光体であるか、又は赤色発光する蛍光体と緑色発光する蛍光体の組み合わせであるか、又は黄色発光する蛍光体である、請求項１に記載の発光装置。
  4. 前記赤色発光する蛍光体が、マンガン賦活フッ化物蛍光体である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置。
  5. 前記第１発光素子、前記第３発光素子、前記第２発光素子が、この記載順に並置されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の発光装置。
  6. 前記樹脂成型体が前記第２発光素子の側面と前記第３発光素子の側面の間に位置する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光装置。
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