JPH10190065A - 発光装置及びそれを用いたｌｅｄ表示器 - Google Patents
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- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本願発明は、可視光を発光する蛍光物質及び発
光素子と、を有し発光装置に係わり、高輝度且つ均一に
発光可能な発光装置及びそれを用いたＬＥＤ表示器に関
する。 【解決手段】本願発明は、開口部底面においてＬＥＤチ
ップを配置すると共に該開口部内にコーティング部を有
する発光装置であって、前記コーティング部がＬＥＤチ
ップ上の第１のコーティング部と、第１のコーティング
部上にＬＥＤチップからの可視光によって励起され可視
光を発光する蛍光物質が含まれた第２のコーティング部
と、を有する発光装置及びこれを用いたＬＥＤ表示器で
ある。
光素子と、を有し発光装置に係わり、高輝度且つ均一に
発光可能な発光装置及びそれを用いたＬＥＤ表示器に関
する。 【解決手段】本願発明は、開口部底面においてＬＥＤチ
ップを配置すると共に該開口部内にコーティング部を有
する発光装置であって、前記コーティング部がＬＥＤチ
ップ上の第１のコーティング部と、第１のコーティング
部上にＬＥＤチップからの可視光によって励起され可視
光を発光する蛍光物質が含まれた第２のコーティング部
と、を有する発光装置及びこれを用いたＬＥＤ表示器で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、バックライト光
源、光センサ−や光プリンターなどの読みとり／書き込
み光源、各種デ−タなどが表示可能な表示装置に用いら
れる発光装置に係わり、特に蛍光物質と、発光素子と、
を有し高輝度且つ均一に発光可能な発光装置及びそれを
用いたＬＥＤ表示器に関するものである。
源、光センサ−や光プリンターなどの読みとり／書き込
み光源、各種デ−タなどが表示可能な表示装置に用いら
れる発光装置に係わり、特に蛍光物質と、発光素子と、
を有し高輝度且つ均一に発光可能な発光装置及びそれを
用いたＬＥＤ表示器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】今日、ＲＧＢ（赤色系、緑色系、青色
系）において、１０００ｍｃｄ以上にも及ぶ超高輝度に
発光可能な発光素子（以下ＬＥＤチップとも言う。）が
それぞれ開発された。これに伴い、赤色系（Ｒ）、緑色
系（Ｇ）、青色系（Ｂ）が発光可能な各ＬＥＤチップを
用い混色発光させることでフルカラーＬＥＤ表示器が設
置されつつある。このようなＬＥＤ表示器例としてフル
カラ−大型映像装置などの他に、単一色表示を用いた文
字表示板等がある。単一色表示として白色系は赤色系な
どの注意を引きつける色とは異なり、そのため長時間視
認しても疲れにくい。このことから特に白色系などの単
一色ＬＥＤ表示器が要望されている。
系）において、１０００ｍｃｄ以上にも及ぶ超高輝度に
発光可能な発光素子（以下ＬＥＤチップとも言う。）が
それぞれ開発された。これに伴い、赤色系（Ｒ）、緑色
系（Ｇ）、青色系（Ｂ）が発光可能な各ＬＥＤチップを
用い混色発光させることでフルカラーＬＥＤ表示器が設
置されつつある。このようなＬＥＤ表示器例としてフル
カラ−大型映像装置などの他に、単一色表示を用いた文
字表示板等がある。単一色表示として白色系は赤色系な
どの注意を引きつける色とは異なり、そのため長時間視
認しても疲れにくい。このことから特に白色系などの単
一色ＬＥＤ表示器が要望されている。
【０００３】一方、ＬＥＤチップは優れた単色性ピーク
波長を有する。そのため白色系などを表示させる場合に
は、ＲＧＢやＢ（青色系）Ｙ（黄色系）の混色など２種
類以上のＬＥＤチップからの発光を混色させる必要があ
る。しかし、行き先表示板等に用いられるＬＥＤ表示器
などにおいては必ずしも２種類以上のＬＥＤチップを用
いて白色系など表示させる必要性はない。
波長を有する。そのため白色系などを表示させる場合に
は、ＲＧＢやＢ（青色系）Ｙ（黄色系）の混色など２種
類以上のＬＥＤチップからの発光を混色させる必要があ
る。しかし、行き先表示板等に用いられるＬＥＤ表示器
などにおいては必ずしも２種類以上のＬＥＤチップを用
いて白色系など表示させる必要性はない。
【０００４】そこで本願出願人は、ＬＥＤチップと蛍光
物質により青色発光ダイオードからの発光を色変換させ
て他の色などが発光可能な発光ダイオードとして特開平
５−１５２６０９号公報、特開平７−９９３４５号公報
などに記載された発光ダイオードを開発した。これらの
発光ダイオードによって、１種類のＬＥＤチップを用い
て白色系など種々の発光色を発光させることができる。
物質により青色発光ダイオードからの発光を色変換させ
て他の色などが発光可能な発光ダイオードとして特開平
５−１５２６０９号公報、特開平７−９９３４５号公報
などに記載された発光ダイオードを開発した。これらの
発光ダイオードによって、１種類のＬＥＤチップを用い
て白色系など種々の発光色を発光させることができる。
【０００５】具体的には、発光層のエネルギー・バンド
ギャップが大きいＬＥＤチップをリードフレームの先端
に設けられたカップ上などに配置する。ＬＥＤチップ
は、ＬＥＤチップが設けられたメタルステムやメタルポ
ストとそれぞれ電気的に接続させる。そして、ＬＥＤチ
ップを被覆するモールド部材中などにＬＥＤチップから
の光を吸収し波長変換する蛍光体を含有させて形成させ
てある。
ギャップが大きいＬＥＤチップをリードフレームの先端
に設けられたカップ上などに配置する。ＬＥＤチップ
は、ＬＥＤチップが設けられたメタルステムやメタルポ
ストとそれぞれ電気的に接続させる。そして、ＬＥＤチ
ップを被覆するモールド部材中などにＬＥＤチップから
の光を吸収し波長変換する蛍光体を含有させて形成させ
てある。
【０００６】この場合、青色系の発光ダイオードと、そ
の発光を吸収し黄色系を発光する蛍光物質などを選択す
ることにより、これらの発光の混色を利用して白色系を
発光させることができる。このような発光ダイオード
は、白色系を発光する発光ダイオードとして利用した場
合においても十分な輝度を発光する発光ダイオードとし
て利用することができる。
の発光を吸収し黄色系を発光する蛍光物質などを選択す
ることにより、これらの発光の混色を利用して白色系を
発光させることができる。このような発光ダイオード
は、白色系を発光する発光ダイオードとして利用した場
合においても十分な輝度を発光する発光ダイオードとし
て利用することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発光ダ
イオードに用いられるマウント・リード上の反射カップ
内などに単にＬＥＤチップ及び蛍光物質を実装させる
と、発光観測面において色むらを生じる場合がある。よ
り詳しくは、発光観測面側から見てＬＥＤチップが配置
された中心部が青色ぽっく、その周辺にリング状に黄、
緑や赤色っぽい部分が見られる場合がある。人間の色調
感覚は、白色において特に敏感である。そのため、僅か
な色調差でも赤っぽい白、緑色っぽい白、黄色っぽい白
などと感じる。
イオードに用いられるマウント・リード上の反射カップ
内などに単にＬＥＤチップ及び蛍光物質を実装させる
と、発光観測面において色むらを生じる場合がある。よ
り詳しくは、発光観測面側から見てＬＥＤチップが配置
された中心部が青色ぽっく、その周辺にリング状に黄、
緑や赤色っぽい部分が見られる場合がある。人間の色調
感覚は、白色において特に敏感である。そのため、僅か
な色調差でも赤っぽい白、緑色っぽい白、黄色っぽい白
などと感じる。
【０００８】このような発光観測面を直視することによ
って生ずる色むらは、品質上好ましくないばかりでな
く、ＬＥＤ表示器に応用した場合における表示面の色調
むらや、光センサーなどの精密機器における誤差を生ず
ることにもなる。さらに、このような発光装置は、時間
と共に発光輝度が低下する傾向にあるという問題を有す
る。本願発明は、上記問題点を解決し発光観測面におけ
る色調むらが極めて少なく高輝度に白色系などが発光可
能な発光装置及びそれを用いた表示装置を提供すること
にある。
って生ずる色むらは、品質上好ましくないばかりでな
く、ＬＥＤ表示器に応用した場合における表示面の色調
むらや、光センサーなどの精密機器における誤差を生ず
ることにもなる。さらに、このような発光装置は、時間
と共に発光輝度が低下する傾向にあるという問題を有す
る。本願発明は、上記問題点を解決し発光観測面におけ
る色調むらが極めて少なく高輝度に白色系などが発光可
能な発光装置及びそれを用いた表示装置を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願発明は、開口部底面
においてＬＥＤチップを配置すると共に該開口部内にコ
ーティング部を有する発光装置であって、前記コーティ
ング部がＬＥＤチップ上の第１のコーティング部と、第
１のコーティング部上にＬＥＤチップからの可視光によ
って励起され可視光を発光する蛍光物質が含まれた第２
のコーティング部と、を有する発光装置とすることによ
って上記課題を解決できるものである。また、本願発明
は、ＬＥＤチップが窒化物系化合物半導体であると共
に、蛍光物質がセリウムで付活されたイットリウム・ア
ルミニウム・ガーネット系蛍光物質の発光装置である。
さらに、第１のコーティング部の表面が、発光観測面側
から見て窪んだ凹球面状である発光装置であり、開口部
の側壁形状を階段状に形成し、段ごとに第１のコ−ティ
ング部及び第２のコーティング部を有する発光装置でも
ある。開口部を有する基板が、セラミックス、金属基
板、熱伝導性フィラ−入り耐熱性有機樹脂基板から選択
される１つである発光装置である。さらに、本願発明
は、前記開口部が同一基板に２以上配置されると共に、
開口部内に配された導体配線と、前記ＬＥＤチップとが
電気的に接続されたＬＥＤ表示器でもある。
においてＬＥＤチップを配置すると共に該開口部内にコ
ーティング部を有する発光装置であって、前記コーティ
ング部がＬＥＤチップ上の第１のコーティング部と、第
１のコーティング部上にＬＥＤチップからの可視光によ
って励起され可視光を発光する蛍光物質が含まれた第２
のコーティング部と、を有する発光装置とすることによ
って上記課題を解決できるものである。また、本願発明
は、ＬＥＤチップが窒化物系化合物半導体であると共
に、蛍光物質がセリウムで付活されたイットリウム・ア
ルミニウム・ガーネット系蛍光物質の発光装置である。
さらに、第１のコーティング部の表面が、発光観測面側
から見て窪んだ凹球面状である発光装置であり、開口部
の側壁形状を階段状に形成し、段ごとに第１のコ−ティ
ング部及び第２のコーティング部を有する発光装置でも
ある。開口部を有する基板が、セラミックス、金属基
板、熱伝導性フィラ−入り耐熱性有機樹脂基板から選択
される１つである発光装置である。さらに、本願発明
は、前記開口部が同一基板に２以上配置されると共に、
開口部内に配された導体配線と、前記ＬＥＤチップとが
電気的に接続されたＬＥＤ表示器でもある。
【００１０】
【作用】本願発明は、ＬＥＤチップ近傍の第１のコーテ
ィング部と、第１のコーティング部上に蛍光物質を有す
る第２のコーティング部とすることによってＬＥＤチッ
プから放出される光の光路長差を実質的に低減させるこ
とによって発光装置の色調むらを低減させると共に蛍光
物質が設けられたことによる光の閉じこめを緩和させる
ことができる。そのため、長時間の使用においても発光
輝度の低下が少ない均一光が発光可能な発光装置やＬＥ
Ｄ表示器とすることができる。
ィング部と、第１のコーティング部上に蛍光物質を有す
る第２のコーティング部とすることによってＬＥＤチッ
プから放出される光の光路長差を実質的に低減させるこ
とによって発光装置の色調むらを低減させると共に蛍光
物質が設けられたことによる光の閉じこめを緩和させる
ことができる。そのため、長時間の使用においても発光
輝度の低下が少ない均一光が発光可能な発光装置やＬＥ
Ｄ表示器とすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本願発明者らは、種々の実験の結
果、発光素子と蛍光物質とを特定の配置関係とすること
によって、発光観測面における色調むらや輝度低下を改
善できることを見出し本願発明を成すに至った。
果、発光素子と蛍光物質とを特定の配置関係とすること
によって、発光観測面における色調むらや輝度低下を改
善できることを見出し本願発明を成すに至った。
【００１２】本願発明の構成によって、色調むらや輝度
低下の改善が図れることは定かではないが以下の如く考
えられる。即ち、発光素子から放出された光は、図５
（Ａ）に示すように（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、
（ｅ）、（ｆ）の如く様々な角度に放出される。このよ
うな光は、蛍光物質が含有されたコーティング部を通過
する光路長がそれぞれ異なる。特に、ＬＥＤチップから
放出される光の角度が浅い光ほど光路長が長くなる傾向
にある。このため、光路長差によって蛍光物質に変換さ
れる光量が異なり、色調むらが生ずることとなる。特に
（ｄ）、（ｅ）の領域では光路長が長いためＬＥＤチッ
プからの光が蛍光物質によって波長変換される光が多く
なり、発光観測面側から見て色調むらが生じやすいと考
えられる。また、ＬＥＤチップから放出される光は、半
導体内を導波管の如く伝搬し放出される光（ｆ）ある。
このような光もＬＥＤチップ周辺の色調むら原因になる
と考えられる。
低下の改善が図れることは定かではないが以下の如く考
えられる。即ち、発光素子から放出された光は、図５
（Ａ）に示すように（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、
（ｅ）、（ｆ）の如く様々な角度に放出される。このよ
うな光は、蛍光物質が含有されたコーティング部を通過
する光路長がそれぞれ異なる。特に、ＬＥＤチップから
放出される光の角度が浅い光ほど光路長が長くなる傾向
にある。このため、光路長差によって蛍光物質に変換さ
れる光量が異なり、色調むらが生ずることとなる。特に
（ｄ）、（ｅ）の領域では光路長が長いためＬＥＤチッ
プからの光が蛍光物質によって波長変換される光が多く
なり、発光観測面側から見て色調むらが生じやすいと考
えられる。また、ＬＥＤチップから放出される光は、半
導体内を導波管の如く伝搬し放出される光（ｆ）ある。
このような光もＬＥＤチップ周辺の色調むら原因になる
と考えられる。
【００１３】また、ＬＥＤチップ上に蛍光物質を有する
コ−ティング部を直接配置させると、蛍光物質によって
ＬＥＤチップからの光が反射・散乱される割合が増え
る。特に、ＬＥＤチップ近傍では、ＬＥＤチップからの
可視光が蛍光体物質によって反射散乱などされる回数が
極端に増加し光の密度が高くなる。この結果、コ−ティ
ング部の母材である有機樹脂などが劣化しやすく、最終
的には輝度が低下する傾向にあると考えられる。
コ−ティング部を直接配置させると、蛍光物質によって
ＬＥＤチップからの光が反射・散乱される割合が増え
る。特に、ＬＥＤチップ近傍では、ＬＥＤチップからの
可視光が蛍光体物質によって反射散乱などされる回数が
極端に増加し光の密度が高くなる。この結果、コ−ティ
ング部の母材である有機樹脂などが劣化しやすく、最終
的には輝度が低下する傾向にあると考えられる。
【００１４】本願発明は、図５（Ｂ）の如く、ＬＥＤチ
ップ上に第１のコーティング部、第２のコーティング部
の積層構造とすることにより光路長差を少なくすると共
にＬＥＤチップ近傍の光の散乱を少なく輝度の低下を抑
制しうるものである。
ップ上に第１のコーティング部、第２のコーティング部
の積層構造とすることにより光路長差を少なくすると共
にＬＥＤチップ近傍の光の散乱を少なく輝度の低下を抑
制しうるものである。
【００１５】具体的な発光装置の一例として、チップタ
イプＬＥＤを図２に示す。チップタイプＬＥＤとして外
部電極を有し凹部が形成されたパッケージを用いた。凹
部内に窒化ガリウム系化合物半導体を発光層としたＬＥ
Ｄチップがエポキシ樹脂によってダイボンディングされ
ている。ＬＥＤチップの各電極と外部電極とは、それぞ
れ金線を用いてワイヤーボンディングされている。凹部
のＬＥＤチップ上に第１のコーティング部としてエポキ
シ樹脂を塗布し乾燥させた。次に第２のコーティング部
として、シリコーン樹脂の基材中に（ＲＥ1-xＳｍx）3
（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ蛍光物質を含有させたも
のを第１のコーティング部上に形成させた。
イプＬＥＤを図２に示す。チップタイプＬＥＤとして外
部電極を有し凹部が形成されたパッケージを用いた。凹
部内に窒化ガリウム系化合物半導体を発光層としたＬＥ
Ｄチップがエポキシ樹脂によってダイボンディングされ
ている。ＬＥＤチップの各電極と外部電極とは、それぞ
れ金線を用いてワイヤーボンディングされている。凹部
のＬＥＤチップ上に第１のコーティング部としてエポキ
シ樹脂を塗布し乾燥させた。次に第２のコーティング部
として、シリコーン樹脂の基材中に（ＲＥ1-xＳｍx）3
（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ蛍光物質を含有させたも
のを第１のコーティング部上に形成させた。
【００１６】第１のコーティングと第２のコーティング
部は、積層構成となっている。また、図２の如く第１の
コーティング部の断面端部が上がっている。そのため第
１のコーティング部の表面が、発光観測面側から見て窪
んだ凹球面状をとる。第１のコーティング部が凹球面状
をとることにより第２のコーティング部中の蛍光物質を
より中心付近に集めることが可能となる。このような形
状は、第１のコーティング部であるエポキシ樹脂の粘度
及び硬化温度・時間を制御して作成することができる。
これにより実質的な光路長差を少なくし、より色調むら
や輝度低下の少ない発光装置とすることができる。以
下、本願発明の構成部材について詳述する。
部は、積層構成となっている。また、図２の如く第１の
コーティング部の断面端部が上がっている。そのため第
１のコーティング部の表面が、発光観測面側から見て窪
んだ凹球面状をとる。第１のコーティング部が凹球面状
をとることにより第２のコーティング部中の蛍光物質を
より中心付近に集めることが可能となる。このような形
状は、第１のコーティング部であるエポキシ樹脂の粘度
及び硬化温度・時間を制御して作成することができる。
これにより実質的な光路長差を少なくし、より色調むら
や輝度低下の少ない発光装置とすることができる。以
下、本願発明の構成部材について詳述する。
【００１７】（コーティング部１０１、１０２、２０
１、２０２、４０１、４０２）本願発明のコーティング
部とは、ＬＥＤチップを外部環境などから保護するもの
である。コーティング部は、ＬＥＤチップ上に設けられ
るものであり少なくとも一部にＬＥＤチップからの可視
光によって励起され可視光を発光する蛍光物質を含む樹
脂や硝子などである。いずれにしてもコーティング部
は、ＬＥＤチップからの可視光の行路長差を低減させる
ことによりＬＥＤチップと蛍光物質からの可視光を十分
混色などさせられるものである。特に、本願発明のコー
ティング部は、蛍光物質が含有された単なる層形状とし
たものよりもＬＥＤチップから放出された光の光路長差
がより少なくなるように設けられてある。また、効率よ
く外部に放出されるよう多層構成とさせてある。したが
って、コーティング部の形状は、凸レンズ形状、種々の
多層形状などが挙げられる。また、薄膜に形成されたコ
ーティング部を接着させることによって形成させても良
い。
１、２０２、４０１、４０２）本願発明のコーティング
部とは、ＬＥＤチップを外部環境などから保護するもの
である。コーティング部は、ＬＥＤチップ上に設けられ
るものであり少なくとも一部にＬＥＤチップからの可視
光によって励起され可視光を発光する蛍光物質を含む樹
脂や硝子などである。いずれにしてもコーティング部
は、ＬＥＤチップからの可視光の行路長差を低減させる
ことによりＬＥＤチップと蛍光物質からの可視光を十分
混色などさせられるものである。特に、本願発明のコー
ティング部は、蛍光物質が含有された単なる層形状とし
たものよりもＬＥＤチップから放出された光の光路長差
がより少なくなるように設けられてある。また、効率よ
く外部に放出されるよう多層構成とさせてある。したが
って、コーティング部の形状は、凸レンズ形状、種々の
多層形状などが挙げられる。また、薄膜に形成されたコ
ーティング部を接着させることによって形成させても良
い。
【００１８】第１のコーティング部１０１と、第２のコ
ーティング部１０２の基材は、同じ材料を用いてもよい
し、異なる材料を用いてもよい。異なる材料を用いる場
合は、より外部に近い側に耐候性のある材料を用いるこ
とが好ましい。また、より内部にある材料ほど膨張の少
ない材料を用いることが好ましい。このようなコーティ
ング部を構成する具体的基材としては、エポキシ樹脂、
ユリア樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などの透光
性樹脂や硝子などが好適に用いられる。また、第１のコ
ーティング部及び第２のコーティング部の厚みは、それ
ぞれ同じでも良いし、異なっていても良い。蛍光物質と
しては、ＬＥＤチップからの光などを考慮して有機、無
機の染料や顔料等種々のものが挙げられる。
ーティング部１０２の基材は、同じ材料を用いてもよい
し、異なる材料を用いてもよい。異なる材料を用いる場
合は、より外部に近い側に耐候性のある材料を用いるこ
とが好ましい。また、より内部にある材料ほど膨張の少
ない材料を用いることが好ましい。このようなコーティ
ング部を構成する具体的基材としては、エポキシ樹脂、
ユリア樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などの透光
性樹脂や硝子などが好適に用いられる。また、第１のコ
ーティング部及び第２のコーティング部の厚みは、それ
ぞれ同じでも良いし、異なっていても良い。蛍光物質と
しては、ＬＥＤチップからの光などを考慮して有機、無
機の染料や顔料等種々のものが挙げられる。
【００１９】第１及び／又は第２のコーティング部に
は、拡散剤、着色剤や光安定剤を含有させても良い。着
色剤を含有させることによってＬＥＤチップ及び／又は
蛍光物質からの光を所望にカットするフィルター効果を
持たせることができる。拡散剤を含有させることによっ
て指向特性を所望に調節させることができる。光安定剤
である紫外線吸収剤を含有させることによってコーティ
ング部を構成する樹脂などの劣化を抑制することができ
る。具体的な拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化
チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いら
れる。光安定剤としては、ベンゾトリアゾール系、ベン
ゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリレート
系、ヒンダードアミン系などが挙げられる。
は、拡散剤、着色剤や光安定剤を含有させても良い。着
色剤を含有させることによってＬＥＤチップ及び／又は
蛍光物質からの光を所望にカットするフィルター効果を
持たせることができる。拡散剤を含有させることによっ
て指向特性を所望に調節させることができる。光安定剤
である紫外線吸収剤を含有させることによってコーティ
ング部を構成する樹脂などの劣化を抑制することができ
る。具体的な拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化
チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いら
れる。光安定剤としては、ベンゾトリアゾール系、ベン
ゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリレート
系、ヒンダードアミン系などが挙げられる。
【００２０】また、コーティング部の主材料は、モール
ド部材と同じ材料を用いてもよいし、異なる部材として
も良い。コーティング部を異なる部材で形成させた場合
においては、ＬＥＤチップや導電性ワイヤーなどにかか
る外部応力や熱応力をより緩和させることもできる。
ド部材と同じ材料を用いてもよいし、異なる部材として
も良い。コーティング部を異なる部材で形成させた場合
においては、ＬＥＤチップや導電性ワイヤーなどにかか
る外部応力や熱応力をより緩和させることもできる。
【００２１】（蛍光物質）本願発明に用いられる蛍光物
質としては、少なくとも半導体発光層から発光された可
視光で励起されて可視光を発光する蛍光物質をいう。Ｌ
ＥＤチップから発光した可視光と、蛍光物質から発光す
る可視光が補色関係などにある場合やＬＥＤチップから
の可視光とそれによって励起され発光する蛍光物質の可
視光がそれぞれ光の３原色（赤色系、緑色系、青色系）
に相当する場合、ＬＥＤチップからの発光と、蛍光物質
からの発光と、を混色表示させると白色系の発光色表示
を行うことができる。そのため発光装置の外部には、Ｌ
ＥＤチップからの発光と蛍光物質からの発光とがコーテ
ィング部などを透過する必要がある。このような調整
は、蛍光物質と樹脂などとの比率や塗布、充填量などを
種々調整する。或いは、発光素子の発光波長を種々選択
することにより白色を含め電球色など任意の色調を提供
させることができる。
質としては、少なくとも半導体発光層から発光された可
視光で励起されて可視光を発光する蛍光物質をいう。Ｌ
ＥＤチップから発光した可視光と、蛍光物質から発光す
る可視光が補色関係などにある場合やＬＥＤチップから
の可視光とそれによって励起され発光する蛍光物質の可
視光がそれぞれ光の３原色（赤色系、緑色系、青色系）
に相当する場合、ＬＥＤチップからの発光と、蛍光物質
からの発光と、を混色表示させると白色系の発光色表示
を行うことができる。そのため発光装置の外部には、Ｌ
ＥＤチップからの発光と蛍光物質からの発光とがコーテ
ィング部などを透過する必要がある。このような調整
は、蛍光物質と樹脂などとの比率や塗布、充填量などを
種々調整する。或いは、発光素子の発光波長を種々選択
することにより白色を含め電球色など任意の色調を提供
させることができる。
【００２２】さらに、第２のコーティング部内における
蛍光物質の含有分布は、混色性や耐久性にも影響する。
すなわち、第２のコーティング部の外部表面側からＬＥ
Ｄチップに向かって蛍光物質の分布濃度が高い場合は、
外部環境からの水分などの影響をより受けにくく水分な
どによる劣化を抑制しやすい。
蛍光物質の含有分布は、混色性や耐久性にも影響する。
すなわち、第２のコーティング部の外部表面側からＬＥ
Ｄチップに向かって蛍光物質の分布濃度が高い場合は、
外部環境からの水分などの影響をより受けにくく水分な
どによる劣化を抑制しやすい。
【００２３】他方、蛍光物質の含有分布をＬＥＤチップ
からモールド部材表面側に向かって分布濃度が高くなる
と外部環境からの水分の影響を受けやすいがＬＥＤチッ
プからの発熱、照射強度などの影響がより少なく蛍光物
質の劣化を抑制することもできる。したがって、使用環
境によって種々選択することができる。このような、蛍
光物質の分布は、蛍光物質を含有する基材、形成温度、
粘度や蛍光物質の形状、粒度分布などを調整させること
によって種々形成させることができる。
からモールド部材表面側に向かって分布濃度が高くなる
と外部環境からの水分の影響を受けやすいがＬＥＤチッ
プからの発熱、照射強度などの影響がより少なく蛍光物
質の劣化を抑制することもできる。したがって、使用環
境によって種々選択することができる。このような、蛍
光物質の分布は、蛍光物質を含有する基材、形成温度、
粘度や蛍光物質の形状、粒度分布などを調整させること
によって種々形成させることができる。
【００２４】半導体発光層によって励起される蛍光物質
は、無機蛍光体、有機蛍光体、蛍光染料、蛍光顔料など
種々のものが挙げられる。具体的な蛍光物質としては、
ペリレン系誘導体やセリウム付活されたイットリウム・
アルミニウム・ガーネット蛍光体である（ＲＥ1-xＳ
ｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ（０≦ｘ＜１、０
≦ｙ≦１、但し、ＲＥは、Ｙ，Ｇｄ,Ｌａ，Ｌｕ，Ｓｃ
からなる群より選択される少なくとも一種の元素であ
る。）などが挙げられる。特に、蛍光物質として（ＲＥ
1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅを用いた場合
には、エネルギーバンドギャップの大きい窒化物系化合
物半導体を発光層に用いたＬＥＤチップと接する或いは
近接して配置され放射照度として（Ｅｅ）＝３Ｗ・ｃｍ
-2以上１０Ｗ・ｃｍ-2以下においても高効率に十分な耐
光性有する発光装置とすることができる。
は、無機蛍光体、有機蛍光体、蛍光染料、蛍光顔料など
種々のものが挙げられる。具体的な蛍光物質としては、
ペリレン系誘導体やセリウム付活されたイットリウム・
アルミニウム・ガーネット蛍光体である（ＲＥ1-xＳ
ｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ（０≦ｘ＜１、０
≦ｙ≦１、但し、ＲＥは、Ｙ，Ｇｄ,Ｌａ，Ｌｕ，Ｓｃ
からなる群より選択される少なくとも一種の元素であ
る。）などが挙げられる。特に、蛍光物質として（ＲＥ
1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅを用いた場合
には、エネルギーバンドギャップの大きい窒化物系化合
物半導体を発光層に用いたＬＥＤチップと接する或いは
近接して配置され放射照度として（Ｅｅ）＝３Ｗ・ｃｍ
-2以上１０Ｗ・ｃｍ-2以下においても高効率に十分な耐
光性有する発光装置とすることができる。
【００２５】（ＲＥ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）
5Ｏ12：Ｃｅ蛍光体は、ガーネット構造のため、熱、光
及び水分に強く、励起スペクトルのピークが４７０ｎｍ
付近などにさせることができる。また、発光ピークも５
３０ｎｍ付近にあり７２０ｎｍまで裾を引くブロードな
発光スペクトルを持たせることができる。しかも、組成
のＡｌの一部をＧａで置換することで発光波長が短波長
にシフトし、また組成のＹの一部をＧｄで置換すること
で、発光波長が長波長へシフトする。このように組成を
変化することで発光色を連続的に調節することが可能で
ある。したがって、長波長側の強度がＧｄの組成比で連
続的に変えられるなど窒化物半導体の青色系発光を利用
して白色系発光に変換するための理想条件を備えてい
る。
5Ｏ12：Ｃｅ蛍光体は、ガーネット構造のため、熱、光
及び水分に強く、励起スペクトルのピークが４７０ｎｍ
付近などにさせることができる。また、発光ピークも５
３０ｎｍ付近にあり７２０ｎｍまで裾を引くブロードな
発光スペクトルを持たせることができる。しかも、組成
のＡｌの一部をＧａで置換することで発光波長が短波長
にシフトし、また組成のＹの一部をＧｄで置換すること
で、発光波長が長波長へシフトする。このように組成を
変化することで発光色を連続的に調節することが可能で
ある。したがって、長波長側の強度がＧｄの組成比で連
続的に変えられるなど窒化物半導体の青色系発光を利用
して白色系発光に変換するための理想条件を備えてい
る。
【００２６】このような蛍光体は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓ
ｍ、Ａｌ、Ｌａ及びＧａの原料として酸化物、又は高温
で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量
論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃ
ｅ、Ｓｍの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解
液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物
と、酸化アルミニウム、酸化ガリウムなどとを混合して
混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化アンモ
ニウム等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中
１３５０〜１４５０°Ｃの温度範囲で２〜５時間焼成し
て焼成品を得、次に焼成品を水中でボールミルして、洗
浄、分離、乾燥、最後に篩を通すことで得ることができ
る。
ｍ、Ａｌ、Ｌａ及びＧａの原料として酸化物、又は高温
で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量
論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃ
ｅ、Ｓｍの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解
液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物
と、酸化アルミニウム、酸化ガリウムなどとを混合して
混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化アンモ
ニウム等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中
１３５０〜１４５０°Ｃの温度範囲で２〜５時間焼成し
て焼成品を得、次に焼成品を水中でボールミルして、洗
浄、分離、乾燥、最後に篩を通すことで得ることができ
る。
【００２７】本願発明の発光装置において、蛍光物質
は、２種類以上の蛍光物質を混合させてもよい。即ち、
Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｌａ及びＧｄやＳｍの含有量が異なる
２種類以上の（ＲＥ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）
5Ｏ12：Ｃｅ蛍光体を混合させてＲＧＢの波長成分を増
やすことができる。
は、２種類以上の蛍光物質を混合させてもよい。即ち、
Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｌａ及びＧｄやＳｍの含有量が異なる
２種類以上の（ＲＥ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）
5Ｏ12：Ｃｅ蛍光体を混合させてＲＧＢの波長成分を増
やすことができる。
【００２８】（ＬＥＤチップ１０３、２０３、４０３）
本願発明に用いられるＬＥＤチップとは、蛍光物質を効
率良く励起できる比較的短波長を効率よく発光可能な窒
化物系化合物半導体などが好適に挙げられる。このよう
なＬＥＤチップは、ＭＯＣＶＤ法等により基板上にＩｎ
ＧａＮ等の半導体を発光層として形成させることができ
る。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合や
ＰＮ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダ
ブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料や
その混晶度によって発光波長を種々選択することができ
る。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成
させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすること
もできる。
本願発明に用いられるＬＥＤチップとは、蛍光物質を効
率良く励起できる比較的短波長を効率よく発光可能な窒
化物系化合物半導体などが好適に挙げられる。このよう
なＬＥＤチップは、ＭＯＣＶＤ法等により基板上にＩｎ
ＧａＮ等の半導体を発光層として形成させることができ
る。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合や
ＰＮ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダ
ブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料や
その混晶度によって発光波長を種々選択することができ
る。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成
させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすること
もできる。
【００２９】窒化ガリウム系化合物半導体を使用した場
合、半導体基板にはサファイヤ、スピネル、ＳｉＣ、Ｓ
ｉ、ＺｎＯ等の材料が用いられる。結晶性の良い窒化ガ
リウムを形成させるためにはサファイヤ基板を用いるこ
とが好ましい。このサファイヤ基板上にＧａＮ、ＡｌＮ
等のバッファー層を低温で形成しその上にＰＮ接合を有
する窒化ガリウム半導体を形成させる。窒化ガリウム系
半導体は、不純物をドープしない状態でＮ型導電性を示
す。発光効率を向上させるなど所望のＮ型窒化ガリウム
半導体を形成させる場合は、Ｎ型ドーパントとしてＳ
ｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ま
しい。一方、Ｐ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合
は、Ｐ型ドーパンドであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ等をドープさせる。
合、半導体基板にはサファイヤ、スピネル、ＳｉＣ、Ｓ
ｉ、ＺｎＯ等の材料が用いられる。結晶性の良い窒化ガ
リウムを形成させるためにはサファイヤ基板を用いるこ
とが好ましい。このサファイヤ基板上にＧａＮ、ＡｌＮ
等のバッファー層を低温で形成しその上にＰＮ接合を有
する窒化ガリウム半導体を形成させる。窒化ガリウム系
半導体は、不純物をドープしない状態でＮ型導電性を示
す。発光効率を向上させるなど所望のＮ型窒化ガリウム
半導体を形成させる場合は、Ｎ型ドーパントとしてＳ
ｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ま
しい。一方、Ｐ型窒化ガリウム半導体を形成させる場合
は、Ｐ型ドーパンドであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓ
ｒ、Ｂａ等をドープさせる。
【００３０】窒化ガリウム系化合物半導体は、Ｐ型ドー
パントをドープしただけではＰ型化しにくいためＰ型ド
ーパント導入後に、炉による加熱、低速電子線照射やプ
ラズマ照射等によりアニールすることでＰ型化させるこ
とが好ましい。エッチングなどによりＰ型半導体及びＮ
型半導体の露出面を形成させた後、半導体層上にスパッ
タリング法や真空蒸着法などを用いて所望の形状の各電
極を形成させる。次に、形成された半導体ウエハー等を
ダイヤモンド製の刃先を有するブレードが回転するダイ
シングソーにより直接フルカットするか、又は刃先幅よ
りも広い幅の溝を切り込んだ後（ハーフカット）、外力
によって半導体ウエハーを割る。あるいは、先端のダイ
ヤモンド針が往復直線運動するスクライバーにより半導
体ウエハーに極めて細いスクライブライン（経線）を例
えば碁盤目状に引いた後、外力によってウエハーを割り
半導体ウエハーからチップ状にカットする。このように
して窒化ガリウム系化合物半導体であるＬＥＤチップを
形成させることができる。
パントをドープしただけではＰ型化しにくいためＰ型ド
ーパント導入後に、炉による加熱、低速電子線照射やプ
ラズマ照射等によりアニールすることでＰ型化させるこ
とが好ましい。エッチングなどによりＰ型半導体及びＮ
型半導体の露出面を形成させた後、半導体層上にスパッ
タリング法や真空蒸着法などを用いて所望の形状の各電
極を形成させる。次に、形成された半導体ウエハー等を
ダイヤモンド製の刃先を有するブレードが回転するダイ
シングソーにより直接フルカットするか、又は刃先幅よ
りも広い幅の溝を切り込んだ後（ハーフカット）、外力
によって半導体ウエハーを割る。あるいは、先端のダイ
ヤモンド針が往復直線運動するスクライバーにより半導
体ウエハーに極めて細いスクライブライン（経線）を例
えば碁盤目状に引いた後、外力によってウエハーを割り
半導体ウエハーからチップ状にカットする。このように
して窒化ガリウム系化合物半導体であるＬＥＤチップを
形成させることができる。
【００３１】本願発明の発光装置において白色系を発光
させる場合、蛍光物質との補色等を考慮して発光素子の
主発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好まし
く、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。Ｌ
ＥＤチップと蛍光物質との効率をそれぞれより向上させ
るためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好
ましい。なお、本願発明に主として用いられるＬＥＤチ
ップの他、蛍光物質を励起させない或いは、励起されて
も蛍光物質から可視光などが実質的に発光されない光の
みを発光するＬＥＤチップを一緒に配置させることもで
きる。この場合、白色系と、赤色や黄色などが発光可能
な発光装置とすることもできる。
させる場合、蛍光物質との補色等を考慮して発光素子の
主発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好まし
く、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。Ｌ
ＥＤチップと蛍光物質との効率をそれぞれより向上させ
るためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好
ましい。なお、本願発明に主として用いられるＬＥＤチ
ップの他、蛍光物質を励起させない或いは、励起されて
も蛍光物質から可視光などが実質的に発光されない光の
みを発光するＬＥＤチップを一緒に配置させることもで
きる。この場合、白色系と、赤色や黄色などが発光可能
な発光装置とすることもできる。
【００３２】（マウント・リード１０４）マウント・リ
ード１０４は、ＬＥＤチップ１０３を配置させると共に
蛍光物質を収容させるカップとを有することが好まし
い。このようなカップを本願発明における開口部として
機能させることもできる。ＬＥＤチップを複数設置しマ
ウント・リードをＬＥＤチップの共通電極として利用す
る場合においては、十分な電気伝導性とボンディングワ
イヤー等との接続性を有することが好ましい。
ード１０４は、ＬＥＤチップ１０３を配置させると共に
蛍光物質を収容させるカップとを有することが好まし
い。このようなカップを本願発明における開口部として
機能させることもできる。ＬＥＤチップを複数設置しマ
ウント・リードをＬＥＤチップの共通電極として利用す
る場合においては、十分な電気伝導性とボンディングワ
イヤー等との接続性を有することが好ましい。
【００３３】マウント・リードの具体的な電気抵抗とし
ては３００μΩｃｍ以下が好ましく、より好ましくは、
３μΩｃｍ以下である。また、マウント・リード上に複
数のＬＥＤチップを積置する場合は、ＬＥＤチップから
の発熱量が多くなるため熱伝導度がよいことが求められ
る。具体的には、０．０１ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以
上が好ましくより好ましくは ０．５ｃａｌ／ｃｍ2／ｃ
ｍ／℃以上である。これらの条件を満たす材料として
は、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅、メタライズパターン
付きセラミック等が挙げられる。
ては３００μΩｃｍ以下が好ましく、より好ましくは、
３μΩｃｍ以下である。また、マウント・リード上に複
数のＬＥＤチップを積置する場合は、ＬＥＤチップから
の発熱量が多くなるため熱伝導度がよいことが求められ
る。具体的には、０．０１ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以
上が好ましくより好ましくは ０．５ｃａｌ／ｃｍ2／ｃ
ｍ／℃以上である。これらの条件を満たす材料として
は、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅、メタライズパターン
付きセラミック等が挙げられる。
【００３４】（インナー・リード１０５）インナー・リ
ード１０５としては、マウント・リード１０４上に配置
されたＬＥＤチップ１０３と接続された導電性ワイヤー
との接続を図るものである。マウント・リード上に複数
のＬＥＤチップを設けた場合は、各導電性ワイヤー同士
が接触しないよう配置できる構成とする必要がある。具
体的には、マウント・リードから離れるに従って、イン
ナー・リードのワイヤーボンディングさせる端面の面積
を大きくすることなどによってマウント・リードからよ
り離れたインナー・リードと接続させる導電性ワイヤー
の接触を防ぐことができる。導電性ワイヤーとの接続端
面の粗さは、密着性を考慮して１．６Ｓ以上１０Ｓ以下
が好ましい。
ード１０５としては、マウント・リード１０４上に配置
されたＬＥＤチップ１０３と接続された導電性ワイヤー
との接続を図るものである。マウント・リード上に複数
のＬＥＤチップを設けた場合は、各導電性ワイヤー同士
が接触しないよう配置できる構成とする必要がある。具
体的には、マウント・リードから離れるに従って、イン
ナー・リードのワイヤーボンディングさせる端面の面積
を大きくすることなどによってマウント・リードからよ
り離れたインナー・リードと接続させる導電性ワイヤー
の接触を防ぐことができる。導電性ワイヤーとの接続端
面の粗さは、密着性を考慮して１．６Ｓ以上１０Ｓ以下
が好ましい。
【００３５】インナー・リードの先端部を種々の形状に
形成させるためには、あらかじめリード・フレームの形
状を型枠で決めて打ち抜き形成させてもよく、或いは全
てのインナー・リードを形成させた後にインナー・リー
ド上部の一部を削ることによって形成させても良い。さ
らには、インナー・リードを打ち抜き形成後、端面方向
から加圧することにより所望の端面の面積と端面高さを
同時に形成させることもできる。
形成させるためには、あらかじめリード・フレームの形
状を型枠で決めて打ち抜き形成させてもよく、或いは全
てのインナー・リードを形成させた後にインナー・リー
ド上部の一部を削ることによって形成させても良い。さ
らには、インナー・リードを打ち抜き形成後、端面方向
から加圧することにより所望の端面の面積と端面高さを
同時に形成させることもできる。
【００３６】インナー・リードは、導電性ワイヤーであ
るボンディングワイヤー等との接続性及び電気伝導性が
良いことが求められる。具体的な電気抵抗としては、３
００μΩｃｍ以下が好ましく、より好ましくは３μΩｃ
ｍ以下である。これらの条件を満たす材料としては、
鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッキし
たアルミニウム、鉄、銅等が挙げられる。
るボンディングワイヤー等との接続性及び電気伝導性が
良いことが求められる。具体的な電気抵抗としては、３
００μΩｃｍ以下が好ましく、より好ましくは３μΩｃ
ｍ以下である。これらの条件を満たす材料としては、
鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッキし
たアルミニウム、鉄、銅等が挙げられる。
【００３７】（電気的接続部材１０６）電気的接続部材
である導電性ワイヤー１０６などとしては、ＬＥＤチッ
プ１０３の電極とのオーミック性、機械的接続性、電気
伝導性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度
としては０．０１ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以上が好ま
しく、より好ましくは０．５ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃
以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤ
ーの場合、好ましくは、直径Φ１０μｍ以上、Φ４５μ
ｍ以下である。このような導電性ワイヤーとして具体的
には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれら
の合金を用いた導電性ワイヤーが挙げられる。このよう
な導電性ワイヤーは、各ＬＥＤチップの電極と、インナ
ー・リード及びマウント・リードなどと、をワイヤーボ
ンディング機器によって容易に接続させることができ
る。
である導電性ワイヤー１０６などとしては、ＬＥＤチッ
プ１０３の電極とのオーミック性、機械的接続性、電気
伝導性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度
としては０．０１ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以上が好ま
しく、より好ましくは０．５ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃
以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤ
ーの場合、好ましくは、直径Φ１０μｍ以上、Φ４５μ
ｍ以下である。このような導電性ワイヤーとして具体的
には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれら
の合金を用いた導電性ワイヤーが挙げられる。このよう
な導電性ワイヤーは、各ＬＥＤチップの電極と、インナ
ー・リード及びマウント・リードなどと、をワイヤーボ
ンディング機器によって容易に接続させることができ
る。
【００３８】（モールド部材１０７）モールド部材１０
７は、発光装置の使用用途に応じてＬＥＤチップ１０
３、導電性ワイヤー１０６、蛍光物質が含有されたコー
ティング部１０２などを外部から保護するために好適に
設けることができる。モールド部材１０７は、各種樹脂
や硝子などを用いて形成させることができる。モールド
部材を所望の形状にすることによってＬＥＤチップから
の発光を集束させたり拡散させたりするレンズ効果を持
たせることができる。従って、モールド部材は複数積層
した構造としてもよい。具体的には、凸レンズ形状、凹
レンズ形状さらには、発光観測面から見て楕円形状や円
形などそれらを複数組み合わせた物などが挙げられる。
また、ＬＥＤチップからの光を集光させレンズ形状を採
る場合においては、発光観測面側から見て発光面が拡大
されるため光源の色調むらが特に顕著に現れる。従っ
て、本願発明の色むら抑制の効果が特に大きくなるもの
である。
７は、発光装置の使用用途に応じてＬＥＤチップ１０
３、導電性ワイヤー１０６、蛍光物質が含有されたコー
ティング部１０２などを外部から保護するために好適に
設けることができる。モールド部材１０７は、各種樹脂
や硝子などを用いて形成させることができる。モールド
部材を所望の形状にすることによってＬＥＤチップから
の発光を集束させたり拡散させたりするレンズ効果を持
たせることができる。従って、モールド部材は複数積層
した構造としてもよい。具体的には、凸レンズ形状、凹
レンズ形状さらには、発光観測面から見て楕円形状や円
形などそれらを複数組み合わせた物などが挙げられる。
また、ＬＥＤチップからの光を集光させレンズ形状を採
る場合においては、発光観測面側から見て発光面が拡大
されるため光源の色調むらが特に顕著に現れる。従っ
て、本願発明の色むら抑制の効果が特に大きくなるもの
である。
【００３９】モールド部材の具体的材料としては、主と
してエポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーンなどの耐候
性に優れた透光性樹脂や硝子などが好適に用いられる。
また、モールド部材に拡散剤を含有させることによって
ＬＥＤチップからの指向性を緩和させ視野角を増やすこ
ともできる。拡散剤の具体的材料としては、チタン酸バ
リウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が
好適に用いられる。さらに、モールド部材とコーティン
グ部とを異なる部材で形成させても良い。また、屈折率
を考慮してモールド部材とコーティング部とを同じ部材
を用いて形成させることもできる。
してエポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーンなどの耐候
性に優れた透光性樹脂や硝子などが好適に用いられる。
また、モールド部材に拡散剤を含有させることによって
ＬＥＤチップからの指向性を緩和させ視野角を増やすこ
ともできる。拡散剤の具体的材料としては、チタン酸バ
リウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が
好適に用いられる。さらに、モールド部材とコーティン
グ部とを異なる部材で形成させても良い。また、屈折率
を考慮してモールド部材とコーティング部とを同じ部材
を用いて形成させることもできる。
【００４０】（基板４０４）ＬＥＤチップ４０３が多数
配置される高精細、高視野角及び小型薄型ＬＥＤ表示器
用の基板４０３としては、ＬＥＤチップ４０３及び電気
的接続部材などと蛍光物質を含有させる複数の凹状開口
部を設けた導体配線層を有するものが好適に挙げられ
る。このような基板においては、複数のＬＥＤチップを
直接同一基板上に高密度実装させるとＬＥＤチップから
の放熱量が多くなる。ＬＥＤチップからの熱を十分放熱
できず、また蛍光物質を樹脂中に均一に分散させなけれ
ばコーティング部の部分的な亀裂や着色などの劣化を生
じさせる場合もある。
配置される高精細、高視野角及び小型薄型ＬＥＤ表示器
用の基板４０３としては、ＬＥＤチップ４０３及び電気
的接続部材などと蛍光物質を含有させる複数の凹状開口
部を設けた導体配線層を有するものが好適に挙げられ
る。このような基板においては、複数のＬＥＤチップを
直接同一基板上に高密度実装させるとＬＥＤチップから
の放熱量が多くなる。ＬＥＤチップからの熱を十分放熱
できず、また蛍光物質を樹脂中に均一に分散させなけれ
ばコーティング部の部分的な亀裂や着色などの劣化を生
じさせる場合もある。
【００４１】したがって、凹状開口部を設けた導体配線
層を有する基板としては、放熱性の優れ蛍光物質を含有
させたコーティング部などとの密着性が良いことが望ま
れる。このような凹状開口部を有する配線基板材料とし
ては、セラミックス基板、金属をベースにし絶縁層を介
して導体配線層を有する金属基板、熱伝導性フィラー入
り耐熱性有機樹脂基板が好適に挙げられる。これらの基
板は、凹状開口部と配線部層とを一体的に形成すること
が可能である。セラミックス基板では孔開き基板の積
層、金属基板ではプレス加工、有機樹脂基板では樹脂成
型により凹状開口部と配線部が一体化したＬＥＤ表示器
を簡易に形成させることができる。
層を有する基板としては、放熱性の優れ蛍光物質を含有
させたコーティング部などとの密着性が良いことが望ま
れる。このような凹状開口部を有する配線基板材料とし
ては、セラミックス基板、金属をベースにし絶縁層を介
して導体配線層を有する金属基板、熱伝導性フィラー入
り耐熱性有機樹脂基板が好適に挙げられる。これらの基
板は、凹状開口部と配線部層とを一体的に形成すること
が可能である。セラミックス基板では孔開き基板の積
層、金属基板ではプレス加工、有機樹脂基板では樹脂成
型により凹状開口部と配線部が一体化したＬＥＤ表示器
を簡易に形成させることができる。
【００４２】特に、放熱性や耐候性の点においてアルミ
ナを主としたセラミックス基板がより好ましい。具体的
には、原料粉末の９０〜９６重量％がアルミナであり、
焼結助剤として粘度、タルク、マグネシア、カルシア及
びシリカ等が４〜１０重量％添加され１５００から１７
００℃の温度範囲で焼結させたセラミックス基板、や原
料粉末の４０〜６０重量％がアルミナで焼結助剤として
６０〜４０重量％の硼珪酸硝子、コージュライト、フォ
ルステライト、ムライトなどが添加され８００〜１２０
０℃の温度範囲で焼結させたセラミックス基板等であ
る。
ナを主としたセラミックス基板がより好ましい。具体的
には、原料粉末の９０〜９６重量％がアルミナであり、
焼結助剤として粘度、タルク、マグネシア、カルシア及
びシリカ等が４〜１０重量％添加され１５００から１７
００℃の温度範囲で焼結させたセラミックス基板、や原
料粉末の４０〜６０重量％がアルミナで焼結助剤として
６０〜４０重量％の硼珪酸硝子、コージュライト、フォ
ルステライト、ムライトなどが添加され８００〜１２０
０℃の温度範囲で焼結させたセラミックス基板等であ
る。
【００４３】このような基板は、焼成前のグリーンシー
ト段階で種々の形状をとることができる。配線は、タン
グステンやモリブデンなど高融点金属を樹脂バインダー
に含有させたものを配線パターンとして、グリーンシー
ト上などで所望の形状にスクリーン印刷などさせること
によって構成させることができる。また、開口したグリ
ーンシートを多層に張り合わせることなどによりＬＥＤ
チップや蛍光物質を含有させる開口部をも自由に形成さ
せることができる。したがって、円筒状や孔径の異なる
グリ−ンシ−トを積層することで階段状の開口部側壁な
どを形成することも可能である。このようなグリーンシ
ートを焼結させることによってセラミックス基板が得ら
れる。また、それぞれを焼結させた後、接着させて用い
てもよい。
ト段階で種々の形状をとることができる。配線は、タン
グステンやモリブデンなど高融点金属を樹脂バインダー
に含有させたものを配線パターンとして、グリーンシー
ト上などで所望の形状にスクリーン印刷などさせること
によって構成させることができる。また、開口したグリ
ーンシートを多層に張り合わせることなどによりＬＥＤ
チップや蛍光物質を含有させる開口部をも自由に形成さ
せることができる。したがって、円筒状や孔径の異なる
グリ−ンシ−トを積層することで階段状の開口部側壁な
どを形成することも可能である。このようなグリーンシ
ートを焼結させることによってセラミックス基板が得ら
れる。また、それぞれを焼結させた後、接着させて用い
てもよい。
【００４４】また、最表面のグリーンシートには、Ｃｒ
2Ｏ3、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3などをグリーンシー
ト自体に含有させることによって形成された基板表面だ
けを暗色系にさせることができる。このような最表面を
持った基板は、コントラストが向上しＬＥＤチップや蛍
光物質の発光をより目立たせることにもなる。開口部に
向かって広がった側壁は、更なる反射率を向上させるこ
とができる。凹状開口部の側壁形状は、ＬＥＤチップか
らの発光の損失を避けるために光学的に反射に適した直
線上のテ−パ−角ないしは曲面、又は階段状が挙げられ
る。また、凹状開口部の深さは第１のコーティング部と
なるスリラーや第２のコーティング部となる蛍光物質を
分散したスラリーが流れ出るのを防止すると共に、ＬＥ
Ｄチップからの直射光を遮蔽しない範囲での角度により
決められる。したがって、凹状開口部の深さは、０．３
ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以内が
より好ましい。
2Ｏ3、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3などをグリーンシー
ト自体に含有させることによって形成された基板表面だ
けを暗色系にさせることができる。このような最表面を
持った基板は、コントラストが向上しＬＥＤチップや蛍
光物質の発光をより目立たせることにもなる。開口部に
向かって広がった側壁は、更なる反射率を向上させるこ
とができる。凹状開口部の側壁形状は、ＬＥＤチップか
らの発光の損失を避けるために光学的に反射に適した直
線上のテ−パ−角ないしは曲面、又は階段状が挙げられ
る。また、凹状開口部の深さは第１のコーティング部と
なるスリラーや第２のコーティング部となる蛍光物質を
分散したスラリーが流れ出るのを防止すると共に、ＬＥ
Ｄチップからの直射光を遮蔽しない範囲での角度により
決められる。したがって、凹状開口部の深さは、０．３
ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以内が
より好ましい。
【００４５】基板の凹状開口部は、ＬＥＤチップ、電気
的接続部材や第１及び第２のコーティング部などを内部
に配置させるものである。したがって、ＬＥＤチップを
ダイボンド機器などで直接積載などすると共にＬＥＤチ
ップとの電気的接続をワイヤーボンディングなどで採れ
るだけの十分な大きさがあれば良い。凹状開口部は、所
望に応じて複数設けることができ、１６ｘ１６や２４ｘ
２４のドットマトリックスや直線状など種々選択させる
ことができる。凹状開口部のドットピッチが４ｍｍ以下
の高細密の場合には、砲弾型発光ダイオードランプを搭
載する場合と比較して大幅にドットピッチが縮小したも
のとすることができる。また、このような基板を用いた
ＬＥＤ表示器は、ＬＥＤチップからの放熱性に関連する
種々の問題を解決できる高密度ＬＥＤディスプレイ装置
とすることができる。ＬＥＤチップと基板底部との接着
は熱硬化性樹脂などによって行うことができる。具体的
には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂やイミド樹脂などが
挙げられる。また、フェースダウンＬＥＤチップなどに
より基板に設けられた配線と接着させると共に電気的に
接続させるためにはＡｇペースト、ＩＴＯペースト、カ
ーボンペースト、金属バンプ等を用いることができる。
的接続部材や第１及び第２のコーティング部などを内部
に配置させるものである。したがって、ＬＥＤチップを
ダイボンド機器などで直接積載などすると共にＬＥＤチ
ップとの電気的接続をワイヤーボンディングなどで採れ
るだけの十分な大きさがあれば良い。凹状開口部は、所
望に応じて複数設けることができ、１６ｘ１６や２４ｘ
２４のドットマトリックスや直線状など種々選択させる
ことができる。凹状開口部のドットピッチが４ｍｍ以下
の高細密の場合には、砲弾型発光ダイオードランプを搭
載する場合と比較して大幅にドットピッチが縮小したも
のとすることができる。また、このような基板を用いた
ＬＥＤ表示器は、ＬＥＤチップからの放熱性に関連する
種々の問題を解決できる高密度ＬＥＤディスプレイ装置
とすることができる。ＬＥＤチップと基板底部との接着
は熱硬化性樹脂などによって行うことができる。具体的
には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂やイミド樹脂などが
挙げられる。また、フェースダウンＬＥＤチップなどに
より基板に設けられた配線と接着させると共に電気的に
接続させるためにはＡｇペースト、ＩＴＯペースト、カ
ーボンペースト、金属バンプ等を用いることができる。
【００４６】また、基板上に形成された配線には、導電
率、ＬＥＤチップや蛍光物質が配される基板底部の反射
率などを向上させるために銀、金、銅、白金、パラジウ
ムやこれらの合金を蒸着やメッキ処理などを施して形成
させることもできる。
率、ＬＥＤチップや蛍光物質が配される基板底部の反射
率などを向上させるために銀、金、銅、白金、パラジウ
ムやこれらの合金を蒸着やメッキ処理などを施して形成
させることもできる。
【００４７】（ＬＥＤ表示装置）本願発明の発光装置を
用いたＬＥＤ表示器の一例を示す。本願発明において
は、白色系発光装置のみを用い白黒用のＬＥＤ表示装置
とすることもできる。白黒用のＬＥＤ表示器は、本願発
明の発光装置である発光ダイオードをマトリックス状な
どに配置したものや所望に応じて配置された複数の凹部
を有する基板上にＬＥＤチップ及びコーティング部を有
する構成することができる。各ＬＥＤチップを駆動させ
る駆動回路とＬＥＤ表示器とは、電気的に接続される。
駆動回路からの出力パルスによって種々の画像が表示可
能なデイスプレイ等とすることができる。駆動回路とし
ては、入力される表示データを一時的に記憶させるＲＡ
Ｍ（Ｒａｎｄｏｍ、Ａｃｃｅｓｓ、Ｍｅｍｏｒｙ）と、
ＲＡＭに記憶されるデータからＬＥＤ表示器を所定の明
るさに点灯させるための階調信号を演算する階調制御回
路と、階調制御回路の出力信号でスイッチングされて、
発光装置を点灯させるドライバーとを備える。階調制御
回路は、ＲＡＭに記憶されるデータから発光装置の点灯
時間を演算してパルス信号を出力する。
用いたＬＥＤ表示器の一例を示す。本願発明において
は、白色系発光装置のみを用い白黒用のＬＥＤ表示装置
とすることもできる。白黒用のＬＥＤ表示器は、本願発
明の発光装置である発光ダイオードをマトリックス状な
どに配置したものや所望に応じて配置された複数の凹部
を有する基板上にＬＥＤチップ及びコーティング部を有
する構成することができる。各ＬＥＤチップを駆動させ
る駆動回路とＬＥＤ表示器とは、電気的に接続される。
駆動回路からの出力パルスによって種々の画像が表示可
能なデイスプレイ等とすることができる。駆動回路とし
ては、入力される表示データを一時的に記憶させるＲＡ
Ｍ（Ｒａｎｄｏｍ、Ａｃｃｅｓｓ、Ｍｅｍｏｒｙ）と、
ＲＡＭに記憶されるデータからＬＥＤ表示器を所定の明
るさに点灯させるための階調信号を演算する階調制御回
路と、階調制御回路の出力信号でスイッチングされて、
発光装置を点灯させるドライバーとを備える。階調制御
回路は、ＲＡＭに記憶されるデータから発光装置の点灯
時間を演算してパルス信号を出力する。
【００４８】このような、白黒用のＬＥＤ表示器はＲＧ
Ｂのフルカラー表示器と異なり当然回路構成を簡略化で
きると共に高精細化できる。そのため、ＲＧＢの発光装
置の特性に伴う色むらなどのないディスプレイとするこ
とができる。また、消費電力を３分の１程度に低減させ
ることができるため電池電源との接続の場合は、使用時
間を延ばすことができる。さらに、従来の赤色、緑色の
みを用いたＬＥＤ表示器に比べ人間に対する刺激が少な
く長時間の使用に適している。以下、本願発明の実施例
について説明するが、本願発明は具体的実施例のみに限
定されるものではないことは言うまでもない。
Ｂのフルカラー表示器と異なり当然回路構成を簡略化で
きると共に高精細化できる。そのため、ＲＧＢの発光装
置の特性に伴う色むらなどのないディスプレイとするこ
とができる。また、消費電力を３分の１程度に低減させ
ることができるため電池電源との接続の場合は、使用時
間を延ばすことができる。さらに、従来の赤色、緑色の
みを用いたＬＥＤ表示器に比べ人間に対する刺激が少な
く長時間の使用に適している。以下、本願発明の実施例
について説明するが、本願発明は具体的実施例のみに限
定されるものではないことは言うまでもない。
【００４９】
（実施例１）主発光ピークが４６０ｎｍのＩｎ0.4Ｇａ
0.6Ｎ半導体を発光層としたＬＥＤチップを用いた。Ｌ
ＥＤチップは、洗浄させたサファイヤ基板上にＴＭＧ
（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭＩ（トリメチルイン
ジュウム）ガス、窒素ガス及びドーパントガスをキャリ
アガスと共に流し、ＭＯＣＶＤ法で窒化ガリウム系化合
物半導体を成膜させることにより形成させた。ドーパン
トガスとしてＳｉＨ4とＣｐ2Ｍｇと、を切り替えること
によってＮ型導電性を有する窒化ガリウム系半導体とＰ
型導電性を有する窒化ガリウム系半導体とした。サファ
イア基板上には、バッファー層であるＧａＮを介して第
１のコンタクト層であるＮ型導電性を有するＧａＮ、発
光層であるＩｎＧａＮ、第１のクラッド層であるＰ型導
電性を有するＡｌＧａＮ、第２のコンタクト層であるＰ
型導電性を有するＧａＮをそれぞれ形成させてある。
（なお、Ｐ型半導体は、成膜後４００℃以上でアニール
させてある。また、発光層の厚みは、量子効果が生ずる
程度の３ｎｍとしてある。）
0.6Ｎ半導体を発光層としたＬＥＤチップを用いた。Ｌ
ＥＤチップは、洗浄させたサファイヤ基板上にＴＭＧ
（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭＩ（トリメチルイン
ジュウム）ガス、窒素ガス及びドーパントガスをキャリ
アガスと共に流し、ＭＯＣＶＤ法で窒化ガリウム系化合
物半導体を成膜させることにより形成させた。ドーパン
トガスとしてＳｉＨ4とＣｐ2Ｍｇと、を切り替えること
によってＮ型導電性を有する窒化ガリウム系半導体とＰ
型導電性を有する窒化ガリウム系半導体とした。サファ
イア基板上には、バッファー層であるＧａＮを介して第
１のコンタクト層であるＮ型導電性を有するＧａＮ、発
光層であるＩｎＧａＮ、第１のクラッド層であるＰ型導
電性を有するＡｌＧａＮ、第２のコンタクト層であるＰ
型導電性を有するＧａＮをそれぞれ形成させてある。
（なお、Ｐ型半導体は、成膜後４００℃以上でアニール
させてある。また、発光層の厚みは、量子効果が生ずる
程度の３ｎｍとしてある。）
【００５０】エッチングによりＰＮ各半導体表面を露出
させた後、スパッタリング法により各電極をそれぞれ形
成させた。こうして出来上がった半導体ウエハーをスク
ライブラインを引いた後、外力により分割させ発光素子
として３５０μｍ角のＬＥＤチップを形成させた。
させた後、スパッタリング法により各電極をそれぞれ形
成させた。こうして出来上がった半導体ウエハーをスク
ライブラインを引いた後、外力により分割させ発光素子
として３５０μｍ角のＬＥＤチップを形成させた。
【００５１】一方、銀メッキした銅製リードフレームを
打ち抜きにより形成させた。形成されたリードフレーム
は、マウント・リードの先端にカップを有する。カップ
には、ＬＥＤチップをＡｇが含有されたエポキシ樹脂で
ダイボンディングした。ＬＥＤチップの各電極とマウン
ト・リード及びインナー・リードと、をそれぞれ金線で
ワイヤーボンディングし電気的導通を取った。ＬＥＤチ
ップ上にシリコーンゴムをＬＥＤチップが積置されたカ
ップ上に注入した。注入後、１２５℃約１時間で硬化さ
せ第１のコーティング部を形成させた。
打ち抜きにより形成させた。形成されたリードフレーム
は、マウント・リードの先端にカップを有する。カップ
には、ＬＥＤチップをＡｇが含有されたエポキシ樹脂で
ダイボンディングした。ＬＥＤチップの各電極とマウン
ト・リード及びインナー・リードと、をそれぞれ金線で
ワイヤーボンディングし電気的導通を取った。ＬＥＤチ
ップ上にシリコーンゴムをＬＥＤチップが積置されたカ
ップ上に注入した。注入後、１２５℃約１時間で硬化さ
せ第１のコーティング部を形成させた。
【００５２】蛍光物質は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素
を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈させ
た。これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミ
ニウムと混合して混合原料を得る。これにフラックスと
してフッ化アンモニウムを混合して坩堝に詰め、空気中
１４００°Ｃの温度で３時間焼成して焼成品を得た。焼
成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後
に篩を通して形成させた。
を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈させ
た。これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミ
ニウムと混合して混合原料を得る。これにフラックスと
してフッ化アンモニウムを混合して坩堝に詰め、空気中
１４００°Ｃの温度で３時間焼成して焼成品を得た。焼
成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後
に篩を通して形成させた。
【００５３】形成された（Ｙ0.4Ｇｄ0.6）3Ａｌ5Ｏ12：
Ｃｅ蛍光体４０重量部、エポキシ樹脂１００重量部をよ
く混合してスラリーとさせた。このスラリーをマウント
・リードのカップ内である第１のコーティング部上に注
入させた。注入後、蛍光物質が含有された樹脂を１３０
℃約１時間で硬化させた。こうして図５（Ｂ）の如く、
第１のコーティング部上に厚さ約０．４ｍの蛍光物質が
含有された第２のコーティング部が形成させた。さら
に、ＬＥＤチップや蛍光物質を外部応力、水分及び塵芥
などから保護する目的でモールド部材として透光性エポ
キシ樹脂を形成させた。モールド部材は、砲弾型の型枠
の中に蛍光物質のコーティング部が形成されたリードフ
レームを挿入し透光性エポシキ樹脂を混入後、１５０℃
５時間にて硬化させた。こうして図１の如き発光装置で
ある発光ダイオードを形成させた。
Ｃｅ蛍光体４０重量部、エポキシ樹脂１００重量部をよ
く混合してスラリーとさせた。このスラリーをマウント
・リードのカップ内である第１のコーティング部上に注
入させた。注入後、蛍光物質が含有された樹脂を１３０
℃約１時間で硬化させた。こうして図５（Ｂ）の如く、
第１のコーティング部上に厚さ約０．４ｍの蛍光物質が
含有された第２のコーティング部が形成させた。さら
に、ＬＥＤチップや蛍光物質を外部応力、水分及び塵芥
などから保護する目的でモールド部材として透光性エポ
キシ樹脂を形成させた。モールド部材は、砲弾型の型枠
の中に蛍光物質のコーティング部が形成されたリードフ
レームを挿入し透光性エポシキ樹脂を混入後、１５０℃
５時間にて硬化させた。こうして図１の如き発光装置で
ある発光ダイオードを形成させた。
【００５４】こうして得られた白色系が発光可能な発光
ダイオードの正面から色温度、演色性をそれぞれ測定し
た。色温度８０８０Ｋ、Ｒａ（演色性指数）＝８７．４
を示した。さらに、測定点を０度から１８０度まで４５
度づつ発光装置の中心上を通るように移動させ各地点に
おける色度点を測定した。また、Ｉｆ＝６０ｍＡ、Ｔａ
＝２５℃での寿命試験を行った。
ダイオードの正面から色温度、演色性をそれぞれ測定し
た。色温度８０８０Ｋ、Ｒａ（演色性指数）＝８７．４
を示した。さらに、測定点を０度から１８０度まで４５
度づつ発光装置の中心上を通るように移動させ各地点に
おける色度点を測定した。また、Ｉｆ＝６０ｍＡ、Ｔａ
＝２５℃での寿命試験を行った。
【００５５】（比較例１）第１のコーティング部を形成
させず、第２のコーティング部のみを用いてコーティン
グ部を形成した以外は、実施例１と同様にして窒化ガリ
ウム系化合物半導体であるＬＥＤチップが配置されたカ
ップ内のみに蛍光物質として（Ｙ0.4Ｇｄ0.6）3Ａｌ5Ｏ
12：Ｃｅ蛍光体含有樹脂を注入し硬化させた。こうして
形成された発光ダイオードの色度点及び寿命試験結果を
実施例１と同様に測定した。測定結果を実施例１と共に
図６及び図７に示す。図７においては、実施例１を基準
にして表してある。
させず、第２のコーティング部のみを用いてコーティン
グ部を形成した以外は、実施例１と同様にして窒化ガリ
ウム系化合物半導体であるＬＥＤチップが配置されたカ
ップ内のみに蛍光物質として（Ｙ0.4Ｇｄ0.6）3Ａｌ5Ｏ
12：Ｃｅ蛍光体含有樹脂を注入し硬化させた。こうして
形成された発光ダイオードの色度点及び寿命試験結果を
実施例１と同様に測定した。測定結果を実施例１と共に
図６及び図７に示す。図７においては、実施例１を基準
にして表してある。
【００５６】（実施例２）ドットマトリクス状に凹状開
口部を有する配線基板としてセラミックス基板を使用し
た。凹状開口部はセラミックス基板製造時に配線層のな
い孔開きグリ−ンシ−トを積層することで形成させた。
１６×１６ドットマトリクスの凹状開口部のドットピッ
チを３．０ｍｍ、開口部径を２．０ｍｍφ、開口部深さ
を０．８ｍｍとした。全長は４８ｍｍ角の基板とした。
配線層は、タングステン含有バインダーを所望の形状に
スクリーン印刷させることにより形成させた。各グリー
ンシートは、重ね合わせて形成させてある。なお、表面
層にあたるグリーンシートには、基板のコントラスト向
上のために酸化クロムを含有させてある。これを焼結さ
せることによってセラミックス基板を構成させた。配線
層はドットマトリクスに対応したコモン、信号線を敷設
し表面はＮｉ／Ａｇメッキを施している。セラミックス
基板からの信号線の取り出しは、金属コバ−ルによる接
続ピンを銀ロウ接続により形成した。なお、階段状の開
口部径は、下層は１．７ｍｍφ、上層部開口部径は２．
３ｍｍφである。
口部を有する配線基板としてセラミックス基板を使用し
た。凹状開口部はセラミックス基板製造時に配線層のな
い孔開きグリ−ンシ−トを積層することで形成させた。
１６×１６ドットマトリクスの凹状開口部のドットピッ
チを３．０ｍｍ、開口部径を２．０ｍｍφ、開口部深さ
を０．８ｍｍとした。全長は４８ｍｍ角の基板とした。
配線層は、タングステン含有バインダーを所望の形状に
スクリーン印刷させることにより形成させた。各グリー
ンシートは、重ね合わせて形成させてある。なお、表面
層にあたるグリーンシートには、基板のコントラスト向
上のために酸化クロムを含有させてある。これを焼結さ
せることによってセラミックス基板を構成させた。配線
層はドットマトリクスに対応したコモン、信号線を敷設
し表面はＮｉ／Ａｇメッキを施している。セラミックス
基板からの信号線の取り出しは、金属コバ−ルによる接
続ピンを銀ロウ接続により形成した。なお、階段状の開
口部径は、下層は１．７ｍｍφ、上層部開口部径は２．
３ｍｍφである。
【００５７】一方、半導体発光素子であるＬＥＤチップ
として、主発光ピークが４５０ｎｍのＩｎ0.05Ｇａ0.95
Ｎ半導体を用いた。ＬＥＤチップは、洗浄させたサファ
イヤ基板上にＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭ
Ｉ（トリメチルインジュウム）ガス、窒素ガス及びドー
パントガスをキャリアガスと共に流し、ＭＯＣＶＤ法で
窒化ガリウム系化合物半導体を成膜させることにより形
成させた。ドーパントガスとしてＳｉＨ4とＣｐ2Ｍｇ
と、を切り替えることによってＮ型導電性を有する窒化
ガリウム半導体とＰ型導電性を有する窒化ガリウム半導
体を形成しＰＮ接合を形成させた。（なお、Ｐ型半導体
は、成膜後４００℃以上でアニールさせてある。）
として、主発光ピークが４５０ｎｍのＩｎ0.05Ｇａ0.95
Ｎ半導体を用いた。ＬＥＤチップは、洗浄させたサファ
イヤ基板上にＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭ
Ｉ（トリメチルインジュウム）ガス、窒素ガス及びドー
パントガスをキャリアガスと共に流し、ＭＯＣＶＤ法で
窒化ガリウム系化合物半導体を成膜させることにより形
成させた。ドーパントガスとしてＳｉＨ4とＣｐ2Ｍｇ
と、を切り替えることによってＮ型導電性を有する窒化
ガリウム半導体とＰ型導電性を有する窒化ガリウム半導
体を形成しＰＮ接合を形成させた。（なお、Ｐ型半導体
は、成膜後４００℃以上でアニールさせてある。）
【００５８】エッチングによりＰＮ各半導体表面を露出
させた後、スパッタリング法により各電極をそれぞれ形
成させた。こうして出来上がった半導体ウエハーをスク
ライブラインを引いた後、外力により分割させ発光素子
としてＬＥＤチップを形成させた。この青色系が発光可
能なＬＥＤチップをエポキシ樹脂で基板開口部内の所定
の場所にダイボンディング後、熱硬化により固定させ
た。その後２５μｍの金線をＬＥＤチップの各電極と、
基板上の配線とにワイヤ−ボンディングさせることによ
り電気的接続をとった。凹部内の下段には、第１のコー
ティング部としてシリコーン樹脂を注入させ１３０℃１
時間で硬化させた。第１のコーティング部の厚みは略
０．４ｍｍであった。
させた後、スパッタリング法により各電極をそれぞれ形
成させた。こうして出来上がった半導体ウエハーをスク
ライブラインを引いた後、外力により分割させ発光素子
としてＬＥＤチップを形成させた。この青色系が発光可
能なＬＥＤチップをエポキシ樹脂で基板開口部内の所定
の場所にダイボンディング後、熱硬化により固定させ
た。その後２５μｍの金線をＬＥＤチップの各電極と、
基板上の配線とにワイヤ−ボンディングさせることによ
り電気的接続をとった。凹部内の下段には、第１のコー
ティング部としてシリコーン樹脂を注入させ１３０℃１
時間で硬化させた。第１のコーティング部の厚みは略
０．４ｍｍであった。
【００５９】また、蛍光物質は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土
類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈
させた。これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化ア
ルミニウムと、を混合させ混合原料を得る。これにフラ
ックスとしてフッ化アンモニウムを混合して坩堝に詰
め、空気中１４００°Ｃの温度で３時間焼成して焼成品
を得た。焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、
乾燥、最後に篩を通して形成させた。形成された（Ｙ
0.5Ｇｄ0.5）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ蛍光物質１０重量部、シ
リコーン樹脂９０重量部をよく混合してスラリーとさせ
た。このスラリーを第１のコーティング部上の上段であ
る凹状開口部内にそれぞれ注入させた。注入後、蛍光物
質が含有された樹脂を１３０℃１時間で硬化させＬＥＤ
表示器を形成させた。第２のコーティング部の厚みは
０．４ｍｍであった。また、この時のＬＥＤ表示器の厚
みはセラミックス基板の厚み２．０ｍｍしかなく、砲弾
型ＬＥＤランプ使用のディスプレイ装置と比較して大幅
な薄型化が可能であった。
類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈
させた。これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化ア
ルミニウムと、を混合させ混合原料を得る。これにフラ
ックスとしてフッ化アンモニウムを混合して坩堝に詰
め、空気中１４００°Ｃの温度で３時間焼成して焼成品
を得た。焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、
乾燥、最後に篩を通して形成させた。形成された（Ｙ
0.5Ｇｄ0.5）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ蛍光物質１０重量部、シ
リコーン樹脂９０重量部をよく混合してスラリーとさせ
た。このスラリーを第１のコーティング部上の上段であ
る凹状開口部内にそれぞれ注入させた。注入後、蛍光物
質が含有された樹脂を１３０℃１時間で硬化させＬＥＤ
表示器を形成させた。第２のコーティング部の厚みは
０．４ｍｍであった。また、この時のＬＥＤ表示器の厚
みはセラミックス基板の厚み２．０ｍｍしかなく、砲弾
型ＬＥＤランプ使用のディスプレイ装置と比較して大幅
な薄型化が可能であった。
【００６０】このＬＥＤ表示器と、入力される表示デー
タを一時的に記憶させるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ、Ａｃｃ
ｅｓｓ、Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭに記憶されるデータ
から発光ダイオードを所定の明るさに点灯させるための
階調信号を演算する階調制御回路と階調制御回路の出力
信号でスイッチングされて発光ダイオードを点灯させる
ドライバーとを備えたＣＰＵの駆動手段と、を電気的に
接続させてＬＥＤ表示装置を構成した。ＬＥＤ表示器近
傍においても各開口部における色調むらは確認されなか
った。
タを一時的に記憶させるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ、Ａｃｃ
ｅｓｓ、Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭに記憶されるデータ
から発光ダイオードを所定の明るさに点灯させるための
階調信号を演算する階調制御回路と階調制御回路の出力
信号でスイッチングされて発光ダイオードを点灯させる
ドライバーとを備えたＣＰＵの駆動手段と、を電気的に
接続させてＬＥＤ表示装置を構成した。ＬＥＤ表示器近
傍においても各開口部における色調むらは確認されなか
った。
【００６１】
【発明の効果】本願発明の請求項１に記載の構成とする
ことにより、発光装置とすることによって、高視野角に
おいても混色に伴う色調むらが少なく、信頼性が高い発
光装置とすることができる。
ことにより、発光装置とすることによって、高視野角に
おいても混色に伴う色調むらが少なく、信頼性が高い発
光装置とすることができる。
【００６２】本願発明の請求項２記載の構成とすること
によって、より高輝度に信頼性の高い発光装置とするこ
とができる。
によって、より高輝度に信頼性の高い発光装置とするこ
とができる。
【００６３】本願発明の請求項３記載の構成とすること
によって、より混色に伴う色調むらが少ない発光装置と
することができる。
によって、より混色に伴う色調むらが少ない発光装置と
することができる。
【００６４】本願発明の請求項４記載の構成とすること
によって、より安定した色調を有する発光装置とするこ
とができる。
によって、より安定した色調を有する発光装置とするこ
とができる。
【００６５】本願発明の請求項５記載の構成とすること
によって、より高細密且つ薄膜に形成可能であると共に
安定して発光可能な発光装置とすることができる。
によって、より高細密且つ薄膜に形成可能であると共に
安定して発光可能な発光装置とすることができる。
【００６６】本願発明の請求項６記載の構成とすること
によって、高細密且つ薄膜に形成可能なＬＥＤ表示器と
することができる。
によって、高細密且つ薄膜に形成可能なＬＥＤ表示器と
することができる。
【図１】図１は、本願発明の発光装置を示した概略断面
図である。
図である。
【図２】図２は、本願発明の別の発光装置を示した概略
断面図である。
断面図である。
【図３】図３は、本願発明の発光装置を応用したＬＥＤ
表示器の概略模式図である。
表示器の概略模式図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ断面における部分的な模
式的断面図である。
式的断面図である。
【図５】図５は、本願発明の作用を説明するための模式
的断面図であり、図５（Ａ）は、比較のために示した発
光装置の断面図であり、図５（Ｂ）は、本願発明の模式
的断面図である。
的断面図であり、図５（Ａ）は、比較のために示した発
光装置の断面図であり、図５（Ｂ）は、本願発明の模式
的断面図である。
【図６】図６は、実施例１と比較例１の色調むらを表す
図面であって、図６（Ａ）が実施例１の色度座標を示
し、図６（Ｂ）が比較例１の色度座標を示す。
図面であって、図６（Ａ）が実施例１の色度座標を示
し、図６（Ｂ）が比較例１の色度座標を示す。
【図７】図７は、実施例１と比較例１の寿命試験結果を
表すグラフであって、実線が実施例１であり、破線が比
較例１を示す。
表すグラフであって、実線が実施例１であり、破線が比
較例１を示す。
１０１、２０１、４０１・・・第１のコーティング部 １０２、２０２、４０２・・・第２のコーティング部 １０３、２０３、４０３・・・ＬＥＤチップ １０４・・・マウント・リード １０５・・・インナー・リード １０６、２０６・・・電気的接続部材 １０７・・・モールド部材 ２０４・・・外部電極 ２０７・・・パッケージ ４０４・・・基板 ４０５・・・導体配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 勇人 徳島県阿南市上中町岡491番地100 日亜化 学工業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】開口部底面においてＬＥＤチップを配置す
ると共に該開口部内にコーティング部を有する発光装置
であって、 前記コーティング部がＬＥＤチップ上の第１のコーティ
ング部と、第１のコーティング部上にＬＥＤチップから
の可視光によって励起され可視光を発光する蛍光物質が
含まれた第２のコーティング部と、を有することを特徴
とする発光装置。 - 【請求項２】前記ＬＥＤチップが窒化物系化合物半導体
であると共に、前記蛍光物質がセリウムで付活されたイ
ットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光物質であ
る請求項１記載の発光装置。 - 【請求項３】前記第１のコーティング部の表面が、発光
観測面側から見て窪んだ凹球面状である請求項１に記載
の発光装置。 - 【請求項４】前記開口部の側壁形状を階段状に形成し、
段ごとに第１のコ−ティング部及び第２のコーティング
部を有する請求項１に記載の発光装置。 - 【請求項５】前記開口部を有する基板が、セラミック
ス、金属基板、熱伝導性フィラ−入り耐熱性有機樹脂基
板から選択される１つである請求項１に記載の発光装
置。 - 【請求項６】請求項５記載の開口部が同一基板に２以上
配置されると共に、該開口部内に配された導体配線と、
前記ＬＥＤチップとが電気的に接続されたことを特徴と
するＬＥＤ表示器。
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