JPWO2008038691A1 - 半導体発光装置、この半導体発光装置からなるバックライトおよび表示装置 - Google Patents

半導体発光装置、この半導体発光装置からなるバックライトおよび表示装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、紫外線半導体発光素子と波長変換材料層との間に光強度差低減化層が形成されたことを特徴とする半導体発光装置、この半導体発光装置からなるバックライトおよび表示装置である。本発明は、発光均一性の改善された、輝度ムラや色度ムラの低減されたＬＥＤ発光装置を提供する。本発明による発光装置は、各種の表示装置、好ましくは携帯電話、携帯情報端末、電子辞書、デジタルカメラ、コンピュータ、液晶ＴＶおよびこれらの周辺機器等のように、小型化、軽量化、薄型化、省電力化および高輝度ならびに良好な演色性が特に求められる機器の表示装置等に特に適している。

Description

本発明は、半導体発光装置、およびこれを用いてなるバックライトおよび表示装置に関するものである。さらに詳細には、本発明は、輝度ムラや色ムラが少ない半導体発光装置、これを用いてなるバックライトおよび表示装置に関するものである。
発光ダイオード（Light Emitting Diode 以下ＬＥＤ）は電気エネルギーを紫外光や可視光等の光に変換して放射する半導体素子であり、このようなＬＥＤチップを例えば透明樹脂で封止したＬＥＤランプが各種分野で使用されている。ＬＥＤチップは半導体素子であるため、長寿命でかつ信頼性が高く、光源として用いた場合に交換作業等が軽減されることから、携帯通信機器、ＰＣ周辺機器、ＯＡ機器、家庭用電気機器、信号装置、各種スイッチ類、バックライト型表示板等の各種表示装置の構成部品として広く利用されるようになってきている。
これらのうち液晶バックライトには、現在冷陰極管が主として用いられているが、冷陰極管は水銀を含むなど環境に有害であり、またＬＥＤが前述通りの多くの利点を有することから、ＬＥＤへの切換が鋭意検討されている。しかしながら一方で、ＬＥＤは光均一性と明るさの面で冷陰極線管より劣り、これらの問題を解決する事が本格的な応用展開へ向けての課題となっている。
光均一性についてＬＥＤが問題となるのは、主として三つの理由がある。まず第一はＬＥＤは１個当りの大きさが代表的なもので０．３ｍｍ×０．３ｍｍ×０．２５ｍｍ程度の小さな点光源である事による。通常は複数個のＬＥＤを基板上に配列して使用されるが、どの様な並べ方をしても、完全な線光源や面光源とならず、ＬＥＤによる明るく発光する部分と、ＬＥＤとＬＥＤの隙間の非発光部分による、明るさのムラが生ずるとの問題がある。
第二の理由は、ＬＥＤ自体の発光ムラである。ＬＥＤは通常直方体もしくは直方体に近似した形状にて使用されるが、直方体状の各面から放出される光の強度に差異があり、ＬＥＤからの光を取り出す方向により輝度差が生ずる事である。
第三の不均一性は色ムラである。色ムラについては、ＬＥＤと蛍光体材料等の波長変換材料を組み合わせて、例えば白色光を合成する場合に生ずる問題である。たとえば現在までに実用化されている事例では、特開２００３−３１５７９６号公報がある。この発明は青色発光ＬＥＤと黄色発光蛍光体（ＹＡＧ等）とを組み合わせて白色発光を得るものであるが、見る方向によっては黄色っぽく見えたり、また白色面に投影したときに黄色や青色のムラが現れるというような難点を有している。このため、このタイプの白色ＬＥＤランプは擬似白色と呼ばれることもある。
冷陰極管に対するＬＥＤの欠点のうち、明るさについては多数個のＬＥＤを使用する事により、ある程度は解決されるが、光均一性については有効な対策が無く、大きな課題となっていた。
特開２００３−３１５７９６号公報
本発明は上記課題を解決するものであって、その目的とするところは、光均一性が向上した半導体発光装置を提供することである。本発明は、光均一性の問題を改善すると共に、演色性が良好な、より明るい自然な多色発光装置を得ることを目的になされたものである。
本発明による半導体発光装置は、紫外線半導体発光素子と波長変換材料層の間に、光強度差低減化層が形成され、前記波長変換材料層が、前記紫外線半導体発光素子からの紫外線を吸収して、赤、青または緑に発光する三種類の蛍光体の少なくとも一種からなる波長変換材料を含有することを特徴とするもの、である。
このような本発明による半導体発光装置は、好ましくは、前記光強度差低減化層が、透明樹脂材料から形成されたもの、を包含する。
このような本発明による半導体発光装置は、好ましくは、前記波長変換材料層が、透明樹脂材料中に、前記紫外線半導体発光素子からの紫外線を吸収して、赤、青または緑に発光する三種類の蛍光体の少なくとも一種からなる波長変換材料を分散させたもの、を包含する。
このような本発明による半導体発光装置は、好ましくは、基板上に設置された複数個の紫外線半導体発光素子、前記の複数個の紫外線半導体発光素子のうちの任意の２個以上の紫外線半導体発光素子を覆う光強度差低減化層の連続層、およびこの光強度差低減化層の連続層を覆う波長変換材料層の連続層からなるもの、を包含する。
このような本発明による半導体発光装置は、好ましくは、基板上に設置された複数個の紫外線半導体発光素子、前記の複数個の紫外線半導体発光素子のうちの任意の１個または２個以上の紫外線半導体発光素子を覆う光強度差低減化層の非連続層、およびこの光強度差低減化層の非連続層を覆う波長変換材料層の連続層からなるもの、を包含する。
このような本発明による半導体発光装置は、好ましくは、前記光強度差低減化層が、前記紫外線半導体発光素子ならびにこの紫外線半導体発光素子に接続された配線の両者を被覆するように形成されたもの、を包含する。
また、本発明によるバックライトは、上記いずれかの半導体発光装置からなることを特徴とするもの、である。
そして、本発明による表示装置は、上記のバックライトを具備することを特徴とするもの、である。
本発明による半導体発光装置は、紫外線半導体発光素子と波長変換材料層との間に光強度差低減化層が形成されたものであることから、紫外線半導体発光素子で発生した光（紫外線等を含む）が光強度差低減化層を透過する際に均一化され、波長変換材料層に均一に光が到達することから、波長変換材料における発光の均一性が改善される。
波長変換材料層に到達する光の均一化は、波長変換材料層中に存在する蛍光体の発色を均一化し、特に波長変換材料層に存在する複数種の蛍光体の発色バランスを良好にする。よって、演色性が良好な、より自然な色表現が可能な多色発光装置を得ることができる。
したがって、本発明による発光装置は、その優れた特性をいかして各用途に利用することができる。本発明の効果が特に顕著に認められるものとしては、各種の表示装置、好ましくは、例えば携帯電話、携帯情報端末、電子辞書、デジタルカメラ、コンピュータ、液晶ＴＶ、およびこれらの周辺機器等のように、小型化、軽量化、薄型化、省電力化、及び太陽光の中でも良好な視認性が得られるような高輝度ならびに良好な演色性が特に求められる機器の表示装置における発光装置等を挙げることができる。
本発明による半導体発光装置の特に好ましい一具体例の断面図 本発明による半導体発光装置の特に好ましい一具体例の断面図 本発明による半導体発光装置の特に好ましい一具体例の断面図 半導体発光装置の輝度むらを評価する際の測定点の位置を示す図 実施例の半導体発光装置の色むらの評価結果を示す図 比較例の半導体発光装置の色むらの評価結果を示す図
本発明による半導体発光装置は、紫外線半導体発光素子と波長変換材料層の間に、光強度差低減化層が形成されたことを特徴とするものである。
このような本発明による半導体発光装置の特に好ましい一具体例としては、図１に示す装置を挙げることができる。この図１に示される本発明による半導体発光装置１は、基板２上に設置された１個の紫外線半導体発光素子３の表面に、光強度差低減化層４が形成され、さらにこの光強度差低減化層４の表面に波長変換材料層５が形成されたものである。
図１に示される本発明による半導体発光装置１において、紫外線半導体発光素子３としては、紫外線半導体発光素子が特に好ましく、また、前記波長変換材料層４が、前記紫外線半導体発光素子３からの紫外線を吸収して、赤、青または緑に発光する三種類の蛍光体の少なくとも一種からなる波長変換材料を含有するものが好ましい。この紫外線半導体発光素子３の表面部に配線６が接続されている場合、前記光強度差低減化層４は、前記紫外線半導体発光素子３および配線６の両者を被覆するように形成されていることが好ましい。
＜紫外線半導体発光素子＞
紫外線半導体発光素子としては様々なものを利用することができる。本発明では、特に、その発光スペクトルにおいて３６０ｎｍ以上４４０ｎｍの波長領域内にピーク波長を有する紫外線半導体発光素子が好ましい。そのよう紫外線半導体発光素子の具体例としては、例えばＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系のダイオードなどを挙げることができる。
このように、３６０ｎｍ以上４４０ｎｍの波長領域内にピーク波長を有する紫外線半導体発光素子を用いることにより、後述の波長変換材料との組み合わせにより、演色性のより優れた白色発光装置を得ることができる。
（注：一般的に紫外線とは４００ｎｍ以下の波長域を指す。ただし多くの紫外発光半導体素子は、４４０ｎｍの範囲までにピーク波長があり、発光スペクトルの短波長側に４００ｎｍ以下の紫外線波長域に発光スペクトルが現れており、ここでは紫外線半導体発光素子とする）
＜波長変換材料層＞
本発明での波長変換材料層は、好ましくは、透明樹脂材料中に、紫外線半導体発光素子からの紫外線を吸収して、赤、青または緑に発光する三種類の蛍光体の少なくとも一種からなる波長変換材料を分散させたものである。以下、赤に発光する蛍光体を赤色蛍光体と、青に発光する蛍光体を青色蛍光体と、緑に発光する蛍光体を緑色蛍光体という。
上記の青色発色蛍光体および緑色発色蛍光体、赤色発色蛍光体の混合により白色光を得る場合、各蛍光体の平均粒径は特に限定されるものではないが、平均粒径３μｍ以上が好ましい。平均粒径が３μｍ以上、つまり粒径が大きい方が高輝度を得やすい。平均粒径の上限については特に限定は無く、本発明による白色発光装置の構造にあわせて適宜決めることができるが、あまり大きすぎると均一に混ざりにくいことから上限は平均粒径１００μｍ以下が好ましい。また、青色発色蛍光体と緑色発色蛍光体、赤色蛍光体の混合比率については、発光素子として適当な色度となるような比率であれば任意であるが、青色発色蛍光体１０〜２５重量％、緑色発色蛍光体１０〜２５重量％、赤色発色蛍光体５０〜８０重量％の範囲内が好ましい。
青色発色蛍光体および緑色発色蛍光体、赤色発色蛍光体を各単色の発光材料として使用する場合は、平均粒径等の制限はない。
この様な本発明の半導体発光装置に使用される紫外線半導体発光素子と蛍光体の組み合わせは、好ましい態様として、前記の紫外線半導体発光素子が、その発光スペクトルにおいて３６０ｎｍ以上４４０ｎｍの波長領域内にピーク波長を有するもの、が好適であり、波長変換材料としての蛍光体は、具体的には、その発光スペクトルにおいて４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の青色部の波長領域内にピーク波長を有しかつ５１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の緑色部の波長領域内にピーク波長を有しかつ５８５ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の赤色部の波長領域内にピーク波長を有するものの１種または組み合わせが好適である。
この様な組み合わせでは、ＬＥＤからの紫外線エネルギーを受けて均一な発光を示す事から、不均一なムラを生じることが無く、また擬似白色と呼ばれる様な不自然な白色ではなく、より自然光に近い演色性に優れた白色光等を得ることが出来ることから特に好ましい。
青色発色蛍光体
本発明において好ましい青色発色蛍光体としては、その発光スペクトルにおいて４４０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の青色部の波長領域内にピーク波長を有するものが好ましい。そのような好ましい青色発色蛍光体の具体例としては、下記一般式（Ｉ）で表されるユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光体を挙げることができる。
（Ｓｒ１−ｘ−ｙＢａｘＣａｙＥｕｚ）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２ （Ｉ）
［式中、ｘ、ｙ、ｚは、ｘ＜０．２、ｙ＜０．１、０．００５＜ｚ＜０．１である。この式（Ｉ）において、ｘおよびｙは、０（ゼロ）を含む］
本発明において特に好ましい青色発色蛍光体には、下記のものが含まれる。
（１）（Ｓｒ０．９９Ｅｕ０．０１）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２
（２）（Ｓｒ０．９７Ｃａ０．０２Ｅｕ０．０１）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２
（３）（Ｓｒ０．９７Ｅｕ０．０１）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２
（４）（Ｓｒ０．７５Ｂａ０．２３Ｃａ０．０１Ｅｕ０．０１）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２
（５）（Ｓｒ０．９８Ｅｕ０．０２）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２
（６）（Ｓｒ０．９９Ｅｕ０．０３）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２
本発明では、特に（１）（Ｓｒ０．９９Ｅｕ０．０１）１０（ＰＯ４）６・Ｃｌ２が好ましい。
緑色発色蛍光体
本発明において好ましい緑色発色蛍光体としては、その発光スペクトルにおいて５１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の緑色部の波長領域内にピーク波長を有するものが好ましい。そのような好ましい緑色発色蛍光体の具体例としては、下記一般式（II）で表されるユーロピウム、マンガン付活アルミン酸塩蛍光体を挙げることができる。
（Ｂａ１−ｘ−ｙ−ｚＳｒｘＣａｙＥｕｚ）（Ｍｇ１−ｕＭｎｕ）Ａｌ１０Ｏ１７ （II）
［式中、ｘ、ｙ、ｚ、ｕは、ｘ＜０．５、ｙ＜０．１、０．１５＜ｚ＜０．４、０．３＜ｕ＜０．６、この式（II）において、ｘおよびｙは、０（ゼロ）を含む］
本発明において特に好ましい緑色発色蛍光体には、下記のものが含まれる。
（１）（Ｂａ０．７２６Ｅｕ０．２７４）（Ｍｇ０．６５Ｍｎ０．３５）Ａｌ１０Ｏ１７
（２）（Ｂａ０．７２６Ｅｕ０．２７４）（Ｍｇ０．５０Ｍｎ０．５０）Ａｌ１０Ｏ１７
（３）（Ｂａ０．２５Ｓｒ０．４７５Ｅｕ０．２７５）（Ｍｇ０．５５Ｍｎ０．４５）Ａｌ１０Ｏ１７
（４）（Ｂａ０．７５６Ｅｕ０．２７４）（Ｍｇ０．５５Ｍｎ０．４５）Ａｌ１０Ｏ１７
（５）（Ｂａ０．７５６Ｅｕ０．２７４）（Ｍｇ０．６５Ｍｎ０．３５）Ａｌ１０Ｏ１７
（６）（Ｂａ０．３５Ｓｒ０．３７５Ｅｕ０．２７５）（Ｍｇ０．５５Ｍｎ０．４５）Ａｌ１０Ｏ１７
（７）（Ｂａ０．７５Ｅｕ０．２５）（Ｍｇ０．５５Ｍｎ０．４５）Ａｌ１０Ｏ１７
（８）（Ｂａ０．７２６Ｅｕ０．２７４）（Ｍｇ０．５５Ｍｎ０．４５）Ａｌ１０Ｏ１７
本発明では、特に（１）（Ｂａ０．７２６Ｅｕ０．２７４）（Ｍｇ０．６５Ｍｎ０．３５）Ａｌ１０Ｏ１７が好ましい。
赤色発色蛍光体
本発明において好ましい赤色発色蛍光体としては、その発光スペクトルにおいて５８５ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の赤色部の波長領域内にピーク波長を有するものが好ましい。そのような好ましい赤色発色蛍光体の具体例としては、下記一般式（III）で表されるユーロピウム、サマリウム付活希土類オキシサルファイド蛍光体を挙げることができる。
Ｍ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋ １−ｘ、Ｓｍ３＋ ｘ （III）
［式中、ｘは、ｘ＜０．５、Ｍは、Ｙ、Ｌａ、Ｇａ、Ｇｄの中から選ばれる少なくとも１種以上、この式（III）において、ｘは、０（ゼロ）を含む］
本発明において特に好ましい赤色発色蛍光体には、下記のものが含まれる。
（１）Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋ ０．９５、Ｓｍ３＋ ０．０５
（２）Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋
（３）Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋
（４）Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋ ０．９５、Ｓｍ３＋ ０．０５
本発明では、特に（１）Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋ ０．９５、Ｓｍ３＋ ０．０５が好ましい。
透明樹脂材料
透明樹脂材料としては、上記蛍光体の粒子を分散させることができる合目的的な任意の透明樹脂材料を用いることができる。そのような透明樹脂材料の好ましい具体例としては、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂、変性シリコーン樹脂を挙げることができる。この中で特に好ましいものはシリコーン樹脂である。
波長変換材料層
本発明における波長変換材料層は、前記透明樹脂材料中に、前記紫外線半導体発光素子からの紫外線を吸収して、赤、青または緑に発光する三種類の蛍光体の少なくとも一種からなる波長変換材料を分散させたものである。
この波長変換材料層は、同一の波長変換材料層中に赤、青または緑に発光する三種類の蛍光体のいずれか一種類のみが分散していても、二種類以上の蛍光体が分散していてもよい。
波長変換材料層の形成方法は特に限定されないが、本発明では、例えば、各色の蛍光体粉末をそれぞれ透明樹脂材料と混合した後、各色の樹脂との混合体を混ぜ合わせ混合蛍光体を作製する方法や、予め各色の蛍光体粉末同士を混合した後、透明樹脂材料とを混ぜ合わせ混合蛍光体を作製する方法等が好ましい。
波長変換材料層の厚さは、波長変換材料の具体的種類や粒径、充填密度、その他の条件等に応じて適宜定めることができるが、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、が好ましい。
＜光強度差低減化層＞
本発明における半導体発光装置における光強度差低減化層は、主として、紫外線半導体発光素子で発生した光を、この光強度差低減化層を透過する際に均一化して、波長変換材料層に光が均一に到達させる機能を有するものである。
このような光強度差低減化層が形成されていない従来の半導体発光装置では、紫外線半導体発光素子自体の発光ムラや、紫外線半導体発光素子の有無による励起エネルギーの強度差がそのまま反映されて、波長変換材料層にも発光強度ムラが生じるが、所定の光強度差低減化層が形成された本発明における半導体発光装置では、光強度差低減化層を通過した励起エネルギーはこの層内でその強度の均一化が図られる為、波長変換材料層中における蛍光体の発光均一性が改善される。
本発明の光強度差低減化層は、任意の透明樹脂材料を用いて形成することができる。そのような透明樹脂材料の好ましい具体例としては、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂、変性シリコーン樹脂を挙げることができる。この中で特に好ましいものはシリコーン樹脂である。
光強度差低減化層を形成する透明樹脂材料は、前記の波長変換材料層において波長変換材料を分散させるために用いられた透明樹脂材料と、同一種類のものであっても、異なる種類のものであってもよいが、本発明では同一種類のものが好ましい。このことにより、光強度差低減化層と波長変換材料層との化学的、機械的特性が一致ないし近似し、両層間の接合強度の向上や、熱的、化学的影響による経時変化を最小限に抑制し、かつ両層の形成作業をより確実かつ効率的に行うことが更に容易になる。
光強度差低減化層の厚さは、紫外線半導体発光素子の大きさや、半導体発光装置の具体的用途、紫外線半導体発光素子の発光むらの程度、必要な光強度差低減化作用等を考慮して、適宜定めることができる。本発明では、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、が好ましい。
この光強度差低減化層が、紫外線半導体発光素子ならびにこの紫外線半導体発光素子に接続された配線の両者を被覆するように形成されたものである場合、この光強度差低減化層は、同時に、紫外線半導体発光素子および配線に双方を被覆し固定化する機能をも発揮する。
＜半導体発光装置＞
本発明による半導体発光装置は、紫外線半導体発光素子と波長変換材料層の間に、光強度差低減化層が形成されたものである。
本発明による半導体発光装置において、光強度差低減化層は、紫外線半導体発光素子と波長変換材料層との両者に直接接触していることが好ましいが、これらに直接接触しなくてもよい。即ち、光強度差低減化層と紫外線半導体発光素子との間あるいは光強度差低減化層と波長変換材料層との間には、必要に応じて他の層が介在することができる。
このような本発明による半導体発光装置は、図１に示される装置を好ましい一具体例とするが、それ以外の装置も他の好ましい具体例として包含する。図２および図３は、そのような他の好ましい具体例を示すものである。
図２は、基板上に設置された複数個の紫外線半導体発光素子、複数個の紫外線半導体発光素子のうちの任意の２個以上の紫外線半導体発光素子を覆う光強度差低減化層の連続層、およびこの光強度差低減化層の連続層を覆う前記波長変換材料層の連続層からなる、本発明による半導体発光装置の一つの好ましい具体例を示すものである。このような半導体発光装置によれば、光束の配光性を狭めることが可能となり、例えば導光板を用いるバックライト等においてその入光面に効率よく光束を入力できるという効果を得ることができる。
また、図３は、基板上に設置された複数個の紫外線半導体発光素子、前記の複数個の紫外線半導体発光素子のうちの任意の１個または２個以上の紫外線半導体発光素子を覆う光強度差低減化層の非連続層、およびこの光強度差低減化層の非連続層を覆う前記波長変換材料層の連続層からなる本発明による半導体発光装置の一つの好ましい具体例を示すものである。このような半導体発光装置によれば、光束の配光性を広げることが可能となり、例えば直下型バックライト、照明等において広範囲に光束を照射できるという効果を得ることができる。
図２および図３に示される本発明による半導体発光装置１０は、基板２０上に設置された複数個（具体的には３個）の紫外線半導体発光素子３０の表面に、光強度差低減化層４０が形成され、さらにこの光強度差低減化層４０の表面に波長変換材料層５０が形成されたものである。光強度差低減化層４０は、複数個の紫外線半導体発光素子３０が共通の連続した光強度差低減化層４０中に含まれるように形成することができ（図２）、また、複数個の紫外線半導体発光素子３０が別々の独立した光強度差低減化層４０中に含まれるように形成することができる（図３）。
図２および図３には、具体的には３個の紫外線半導体発光素子が一つの波長変換材料層５０の連続層に覆われた半導体発光装置が示されているが、本発明による半導体発光装置において一つの波長変換材料層の連続層に覆われる紫外線半導体発光素子の個数は任意である。一つの波長変換材料層の連続層中に覆われる紫外線半導体発光素子の個数は、好ましくは２〜１６個、特に好ましくは３〜８個、である。
＜バックライトおよび表示装置＞
本発明によるバックライトは、上記いずれかの半導体発光装置からなることを特徴とするものである。
このような本発明によるバックライトの好ましい具体例としては、例えば、図１〜図３に示された半導体発光装置１、１０を、最小の構成単位（モジュール）とし、この半導体発光装置１、１０の１単位（１モジュール）あるいは２単位（２モジュール）以上からなるものを挙げることができる。この構成単位（モジュール）を平面的に、あるいは場合により三次元的に、規則的あるいは不規則的に、繰り返し配置することによって、所望の大きさ、面積の本発明によるバックライトを得ることができる。
本発明による半導体発光装置では、モジュールの大きさが小さいことから、単位面積中に設置可能なモジュールの数を増やすことができる。よって、モジュールの設置個数ないし設置密度が高いことにより、更なる輝度の向上を図ることが可能である。
よって、本発明による半導体発光装置およびバックライトは、その優れた特性をいかして各用途に利用することができる。本発明の効果が特に顕著に認められるものとしては、各種の表示装置、好ましくは、例えば携帯電話、携帯情報端末、電子辞書、デジタルカメラ、コンピュータ、液晶ＴＶ、およびこれらの周辺機器等のように、小型化、軽量化、薄型化、省電力化、及び太陽光の中でも良好な視認性が得られるような高輝度ならびに良好な演色性が特に求められる機器の表示装置、における発光装置等を挙げることができる。
＜実施例１＞
図１に示される本発明による半導体発光装置を下記方法によって作製した。
配線パターン電極を備えた基板（縦２．０ｍｍ×横２．０ｍｍ）に、紫外線発光ＬＥＤをハンダペースト等によってダイボンドした。接合されたＬＥＤチップを金ワイヤーを用いて配線パターンにワイヤーボンドして接合した。ＬＥＤの点灯を確認後、紫外線発光ＬＥＤおよび金ワイヤーを熱硬化性透明シリコーン樹脂にて被覆した。被覆方法は、前記樹脂をディスペンサ、マスク等を用いて必要量を紫外線発光ＬＥＤが中心部になるように塗布し、１００〜１５０℃の温度で加熱硬化させ、必要に応じて、塗布、加熱硬化を繰り返して、光強度差低減化層を形成した。光強度差低減化層の大きさは縦１．５ｍｍ×横１．５ｍｍであり、厚さは０．５ｍｍであった。
次に、光強度差低減化層の表面に、蛍光体を含む熱硬化性透明シリコーン樹脂を塗布し、加熱硬化させることによって波長変換材料層（縦２．０ｍｍ×横２．０ｍｍ×厚さ１．５ｍｍ）を形成して、本発明による半導体発光装置を製造した。
＜比較例１＞
実施例１において光強度差低減化層を形成しない以外は、実施例１と同様にして半導体発光装置を製造した。
＜実施例２＞
図２に示される本発明による半導体発光装置を下記方法によって作製した。
配線パターン電極を備えた基板（縦８．０ｍｍ×横３．０ｍｍ）に、３つの紫外線発光ＬＥＤをそれぞれ２．０ｍｍの間隔でハンダペースト等によってダイボンドした。接合されたＬＥＤチップを金ワイヤーを用いて配線パターンにワイヤーボンドして接合した。ＬＥＤの点灯を確認後、紫外線発光ＬＥＤおよび金ワイヤーを熱硬化性透明シリコーン樹脂にて被覆した。被覆方法は、前記樹脂をディスペンサ、マスク等を用いて必要量を、中央の紫外線発光ＬＥＤが中心部になり、上記３つの紫外線発光ＬＥＤが共通の連続した光強度差低減化層で被覆されるように塗布し、１００〜１５０℃の温度で加熱硬化させ、必要に応じて、塗布、加熱硬化を繰り返して、光強度差低減化層を形成した。光強度差低減化層の大きさは縦５．５ｍｍ×横２．５ｍｍであり、厚さは１．３ｍｍであった。
次に、光強度差低減化層の表面に、蛍光体を含む熱硬化性透明シリコーン樹脂を塗布し、加熱硬化させることによって波長変換材料層（縦７．５ｍｍ×横３．０ｍｍ×厚さ１．５ｍｍ）を形成して、本発明による半導体発光装置を製造した。
＜比較例２＞
実施例２において光強度差低減化層を形成しない以外は、実施例２と同様にして半導体発光装置を製造した。
＜実施例３＞
図３に示される本発明による半導体発光装置を下記方法によって作製した。
配線パターン電極を備えた基板（縦８．０ｍｍ×横３．０ｍｍ）に、３つの紫外線発光ＬＥＤをそれぞれ２．０ｍｍの間隔でハンダペースト等によってダイボンドした。接合されたＬＥＤチップを金ワイヤーを用いて配線パターンにワイヤーボンドして接合した。ＬＥＤの点灯を確認後、紫外線発光ＬＥＤおよび金ワイヤーを熱硬化性透明シリコーン樹脂にて被覆した。被覆方法は、前記樹脂をディスペンサ、マスク等を用いて必要量を、中央の紫外線発光ＬＥＤが中心部になり、上記３つの紫外線発光ＬＥＤのそれぞれが別々の独立した光強度差低減化層中に含まれるように、前記熱硬化性透明樹脂を塗布し、１００〜１５０℃の温度で加熱硬化させ、必要に応じて、塗布、加熱硬化を繰り返して、光強度差低減化層を形成した。光強度差低減化層の大きさは縦２．５ｍｍ×横２．５ｍｍであり、厚さは１．３ｍｍであった。
次に、光強度差低減化層の表面に、蛍光体を含む熱硬化性透明シリコーン樹脂を塗布し、加熱硬化させることによって波長変換材料層（縦７．５ｍｍ×横３．０ｍｍ×厚さ１．３ｍｍ）を形成して、本発明による半導体発光装置を製造した。
＜比較例３＞
実施例３において光強度差低減化層を形成しない以外は、実施例３と同様にして半導体発光装置を製造した
＜評 価＞
実施例１および比較例１で得られた各半導体発光装置の波長変換材料層上の９つの測定点（図４Ａ）、実施例２および比較例２で得られた各半導体発光装置の波長変換材料層上の９つの測定点（図４Ｂ）、実施例３および比較例３で得られた各半導体発光装置の波長変換材料層上の９つの測定点（図４Ｂ）の、輝度をコニカミノルタ社製二次元色彩輝度計ＣＡ−２０００によって測定し、各測定点の輝度の測定値から各半導体発光装置の輝度むらを評価した。
結果は表１に示される通りである。表中の数値は輝度（Ｃｄ／ｍ２）であり、（ ）内の数値はｅ点における輝度を１００とした場合の相対値を表す。
中心点ｅとその周囲の各点との輝度比較を行うと、各実施例における中心部と周囲部の輝度差は、各比較例の輝度差より少なく、実施例の発光装置が、均一な輝度特性を有していることがわかる。
Figure 2008038691
また、実施例２および比較例２で得られた各半導体発光装置の色むらを、コニカミノルタ社製二次元色彩輝度計ＣＡ−２０００によって評価した。結果は図５および図６に示される通りである。図中にプロットされた黒点の集合は、発光装置より出力される光の色度バラツキを表す。ｘｙ色度図上の中心部の白色領域にデータは集中しているが、実施例の方が比較例よりもデータ分布の面積が小さく、色むらの少ないことがわかる。

Claims (8)

  1. 紫外線半導体発光素子と波長変換材料層の間に光強度差低減化層が形成され、前記波長変換材料層が、前記紫外線半導体発光素子からの紫外線を吸収して、赤、青または緑に発光する三種類の蛍光体の少なくとも一種からなる波長変換材料を含有することを特徴とする、半導体発光装置。
  2. 前記光強度差低減化層が、透明樹脂材料から形成された、請求項１に記載の半導体発光装置。
  3. 前記波長変換材料層が、透明樹脂材料中に、前記紫外線半導体発光素子からの紫外線を吸収して、赤、青または緑に発光する三種類の蛍光体の少なくとも一種からなる波長変換材料を分散させたものである、請求項１に記載の半導体発光装置。
  4. 基板上に設置された複数個の紫外線半導体発光素子、前記の複数個の紫外線半導体発光素子のうちの任意の２個以上の紫外線半導体発光素子を覆う光強度差低減化層の連続層、およびこの光強度差低減化層の連続層を覆う波長変換材料層の連続層からなる、請求項１に記載の半導体発光装置。
  5. 基板上に設置された複数個の紫外線半導体発光素子、前記の複数個の紫外線半導体発光素子のうちの任意の１個または２個以上の紫外線半導体発光素子を覆う光強度差低減化層の非連続層、およびこの光強度差低減化層の非連続層を覆う波長変換材料層の連続層からなる、請求項１に記載の半導体発光装置。
  6. 前記光強度差低減化層が、前記紫外線半導体発光素子ならびにこの紫外線半導体発光素子に接続された配線の両者を被覆するように形成された、請求項１に記載の半導体発光装置。
  7. 請求項１に記載の半導体発光装置からなることを特徴とする、バックライト。
  8. 請求項７に記載のバックライトを具備することを特徴とする、表示装置。
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