KR100491314B1 - 발광장치 - Google Patents

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KR100491314B1
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니타고이치
오시오히로아키
시모무라겐지
기타지마도모카즈
다카하시노조무
다카하시유지
우에무라도시야
오타고이치
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가부시끼가이샤 도시바
도요다 고세이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 광의 혼합비를 확실하면서도 용이하게 소망하는 밸런스로 맞추어 안정된 발광특성을 가진 발광장치를 제공하기 위한 것으로,
파장 400nm 미만의 강도피크를 가진 1차 광을 방출하는 발광소자(106)와, 이 발광소자를 덮도록 설치된 실리콘 수지(111) 및, 이 실리콘 수지에 함유되어 상기 1차 광을 흡수하여 가시광을 방출하는 형광체(110)를 갖춤으로써, 발광소자의 파장이 시프트되어도 색조가 변하지 않도록 되어 있다.

Description

발광장치 {LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 발광장치에 관한 것으로, 특히 반도체 발광소자 등의 발광소자와 형광체 등의 파장변환수단을 조합시킨 발광장치에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode: 발광다이오드) 등의 반도체 발광소자와 형광체를 조합시킨 발광장치는 값이 싸고 수명이 긴 발광장치로서 주목받아 그 개발이 진행되고 있다. 또, 이 발광장치는 종래의 반도체 발광소자에서는 실현할 수 없었던 발광색을 제공할 수 있다는 이점도 가지고 있다.
통상, 반도체 발광소자는 활성층에 주입된 캐리어가 재결합할 때에 발광하는 것으로, 그 발광파장은 활성층의 밴드갭으로 결정된다. 예컨대, InGaAlP계 재료를 사용한 반도체 발광소자에서는 적색이나 황색, InGaN계 재료를 사용한 반도체 발광소자에서는 녹색이나 청색의 단색이 실현되고 있다.
그러나, 이러한 종래의 반도체 발광소자를 이용하여 소정의 혼색을 실현시키기 위해서는, 색이 다른 복수개의 발광소자를 조합시키고, 그들의 전류값을 조절함으로써 각 발광소자의 광출력을 제어할 필요가 있기 때문에, 구성이 복잡하게 되어 조절도 번거로웠다.
이에 대해, 반도체 발광소자로부터 방출되는 발광을 형광체 재료에 의해 파장변환시켜 발광하도록 하는 발광장치의 경우는, 형광체 재료의 종류나 조합을 변화시킴으로써 종래에 없던 발광색을 1개의 반도체 발광소자를 이용하여 실현할 수 있다는 점에서 유리하다.
반도체 발광소자와 형광체를 조합시킨 발광장치로서는 "Compound Semiconduc tor Vol.5 No.4 pp.28∼31"에 기재된 백색 발광장치를 들 수 있다. 이 발광장치는, 청색을 발광하는 반도체 발광소자와, 그 청색광에 의해 여기되어 황색을 발광하는 YAG:Ce 형광체의 2색 혼색에 의해 백색발광을 실현하고 있다.
도 16은 이러한 종래의 발광장치의 개략구성을 나타낸 단면도이다. 즉, 패키지(수지스템; 800)에는 개구부(801)가 형성되어 있고, 그 내부에 반도체 발광소자(802)가 탑재되도록 하고서, 이 반도체 발광소자(802)가 밀봉수지(804)에 의해 밀봉되도록 되어 있다. 그리고, 이 수지(804)는 형광체(810)를 함유하도록 되어 있다.
한편, 상기 수지스템(800)은 리드프레임에 의해 성형된 리드(805, 806)와, 이들 리드를 매립하도록 성형된 수지부(803)를 갖도록 되어 있는 바, 반도체 발광소자(802)는 리드(806)에 탑재되고서 와이어(808)에 의해 리드(805)에 접속되어 있다. 2개의 리드(805, 806)를 통해 반도체 발광소자(802)에 전력이 공급되어 발광을 하게 되어 그 발광을 흡수함으로써 형광체(810)가 발광하게 된다. 여기서, 반도체 발광소자(802)는 청색으로 발광하는 반도체이고, 형광체(810)는 발광소자(802)의 청색을 흡수하여 황색의 광을 방출하는 YAG:Ce 형광체이다.
그리고, 도 16에 예시된 발광장치는, 반도체 발광소자(802)로부터 방출된 청색발광과, 그 일부가 형광체(810)에 의해 파장변환된 황색 발광의 2색 혼합에 의한 백색 발광이 광취출면(光取出面; 812)으로부터 빠져나오게 된다.
그러나, 본 발명자의 검토의 결과, 도 16에 예시한 바와 같은 발광장치에는 이하에 열거하는 문제가 있음을 알게 되었다. 즉,
(1) 장치마다의 화이트 밸런스의 오차가 크다.
(2) 공급하는 전류값의 변화에 의한 화이트 밸런스의 변화가 크다.
(3) 주위온도의 변동에 의한 화이트 밸런스의 변화가 크다.
(4) 반도체 발광소자(802)의 시간경과에 따른 변화에 의한 화이트 밸런스의 변화가 크다.
이들 문제는 모두 반도체 발광소자로서 이용하고 있는 청색 발광소자(802)가 갖는 본질적인 특성에 기인하고 있다. 즉, 청색 발광소자(802)의 발광층으로서 이용되고 있는 질화인듐ㆍ갈륨(InGaN)은 그 조성의 엄밀한 제어가 어려워 성장 웨이퍼마다 발광파장이 변동하는 경향이 있다. 또, 발광소자(802)에 공급하는 전류나 온도에 의해 발광파장이 비교적 크게 변동하는 특성을 갖는다. 더욱이, 전류를 공급하여 발광동작을 계속하면, 발광파장이 변동하는 경향이 나타난다.
이들 원인에 의해 청색 발광소자(802)로부터 방출되는 청색광의 파장이 변동하면, 형광체(810)로부터 방출되는 황색광과의 강도 밸런스가 무너져 색도좌표가 어긋나 버린다. 그 결과로서, 출력되는 백색광의 화이트 밸런스가 크게 변화하는 문제가 생긴다는 것이 판명되었다. 이 때문에, 얻어지는 백색광의 밝기(휘도)와 색조에 오차가 발생하여, 제품마다의 재현성이 나빠지고 양산성도 낮아진다는 문제가 있었다.
또, 도 16에 예시한 발광장치의 경우, 반도체소자를 포함하는 수지 내의 형광체량을 발광소자의 휘도에 맞춰 조정하기 어렵다는 문제도 내재한다. 특히, 가시감도가 높은 YAG:Ce로부터의 발광은 형광체의 수㎍의 양의 오차가 색조 및 휘도에 영향을 끼치기 때문에, 제어가 곤란하다.
더욱이, 이 발광장치는 사용할 수 있는 온도가 좁은 범위에 한정되어 있고, 예컨대 50℃ 이상의 온도에서 동작시키면, 색조가 푸른 빛을 띤 백색으로 변화해 버린다. 이러한 온도에 의한 변색은, 반도체소자의 온도특성과 형광체의 온도특성이 다른 것에 기인한 것으로, 고온에서의 형광체의 발광효율의 저하가 반도체의 발광효율의 저하보다도 크기 때문에 발생하고 있다.
다시 말하면, 도 16에 예시한 발광장치의 경우, 황색을 발광하는 형광체(810)를 함유한 수지(804)는 비점등시에「황색」의 색조를 갖는다. 즉, 점등시에는「백색」으로 빛나는 것이 비점등시에는「황색」으로 보이기 때문에, 보기에 좋지 않다는 문제도 있었다.
본 발명은 이러한 과제의 인식에 기초하여 이루어진 것이다. 즉, 그 목적은 발광소자와 형광체를 조합시킨 발광장치에 있어서 휘도 및 색조의 오차를 억제함과 더불어, 발광특성의 온도변화가 작아 보기에도 좋고, 양산성 및 재현성이 높은 발광장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 발광장치는, 1차 광을 방출하는 발광소자와, 이 발광소자를 덮도록 설치되고서 국제규격 ISO7619에 의한 값[= JISA(Japanese Industrial Standards Shore A Scale hardness)값]으로 50 이상의 경도를 가진 실리콘 수지 및, 이 실리콘 수지에 함유되어 상기 1차 광을 흡수하여 가시광을 방출하는 형광체를 갖춘 것을 특징으로 한다.
이러한 독특한 실리콘 수지를 밀봉체로서 이용함으로써, 내광성(耐光性), 내후성(耐候性), 기계적 내구성이 우수한 파장변환형의 발광장치를 실현할 수 있다.
여기에서, 상기 발광소자가 방출하는 상기 1차 광으로서, 파장 400nm 미만의 강도피크를 가진 것을 이용하면, 형광체가 높은 효율로 1차 광을 흡수하여 파장변환함으로써 높은 광출력이 얻어진다.
또, 상기 형광체로서, 상기 1차 광을 흡수하여 제1가시광을 방출하는 제1형광체와, 상기 1차 광을 흡수하여 상기 제1가시광과는 다른 파장의 제2가시광을 방출하는 제2형광체를 이용함으로써, 임의의 혼합색을 실현할 수 있다.
더욱이, 상기 제1가시광과 상기 제2가시광을 보색관계에 있는 것으로 하면, 예컨대 청색과 황색 혹은 적색과 청녹색 등을 혼합함으로써 백색의 발광을 얻을 수 있다.
또는, 상기 형광체로서, 상기 1차 광을 흡수하여 적색광을 방출하는 제1형광체와, 상기 1차 광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 제2형광체 및, 상기 1차 광을 흡수하여 청색광을 방출하는 제3형광체를 이용하면, 상기 적색광과 녹색광 및 청색광의 혼색에 의해 거의 백색의 광이 얻어진다.
또, 상기 발광소자에 접속된 와이어를 더 갖추고, 상기 실리콘 수지가 상기 와이어도 덮도록 설치된 것으로 하면, 와이어도 포함하여 밀봉체로 보호하고, 와이어의 단선이나 변형 등을 억제할 수 있다.
또, 개구를 갖춘 수지부를 더 갖추고, 상기 발광소자를 상기 개구의 저부에 배치하며, 상기 실리콘 수지를 상기 개구내에 설치하는 것으로 하면, 소위 표면실장타입 등의 각종의 발광장치를 실현할 수 있다.
또, 본 발명에서「실리콘 수지」라 함은, 알킬기나 아릴기와 같은 유기기를 가진 규소원자가 산소원자와 상호결합된 구조를 골격으로 하는 수지를 말한다. 물론, 이 골격에 다른 첨가원소가 부여된 것도「실리콘 수지」에 포함되는 것으로 한다.
또, 본 발명에서 「형광체」로는, 파장변환작용을 가진 것을 포함하는 바, 예컨대 무기 형광체뿐만 아니라 유기 형광체 또는 파장변환작용을 가진 유기색소도 포함하는 것으로 한다.
더욱이, 본원에 있어서「질화물 반도체」로는, BxInyAlzGa(1-x-y-z) N(0 ≤x ≤1, 0 ≤y ≤1, 0 ≤z ≤1, 0 ≤x+y+z ≤1)의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 포함하고, 더욱이 Ⅴ족 원소로서는 N(질소)에 더하여 인(P)이나 비소(As) 등을 함유한 혼정(混晶)도 포함하는 것으로 한다.
<발명의 실시형태>
본 발명은, 반도체 발광소자로부터 발광된 단파장의 1차 광을 형광체에 의해 파장변환하여 방출시키는 발광장치로, 파장의 안정성이나 발광특성의 재현성이 우수한 발광장치를 제공하는 것이다.
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.
제1실시형태
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
즉, 본 실시형태의 발광장치(1A)는 수지스템(100)과, 그 위에 탑재된 반도체 발광소자(106) 및, 이 소자(106)를 덮도록 설치된 밀봉체(111)를 갖추고 있다.
밀봉수지스템(100)은 리드프레임으로부터 형성한 리드(101, 102)와, 이들과 일체적으로 성형되어 이루어진 수지부(103)를 갖도록 되어 있다. 리드(101, 102)는 각각의 일단이 근접대향하도록 배치되어 있고, 리드(101, 102)의 타단(他端)은 서로 반대방향으로 뻗어 수지부(103)로부터 외부로 도출되도록 되어 있다.
수지부(103)에는 개구부(105)가 형성되고, 반도체 발광소자(106)는 그 저면에 탑재되어 있다. 개구부(105)의 평면형상은, 예컨대 대체로 타원형 혹은 원형으로 할 수가 있다. 그리고, 소자(106)를 에워싸는 수지부(103)의 내벽면은 광취출 방향으로 향해 경사져 광을 반사하는 반사면(104)으로서 작용하게 된다.
발광소자(106)는 은(Ag) 페이스트 등의 접착제(107)에 의해 개구부(105)의 저면의 리드(101) 상에 탑재되어 있다. 발광소자(106)는 제1 및 제2전극(도시하지 않음)을 갖추고, 금(Au)선 등의 본딩와이어(108, 109)에 의해 리드(101, 102)와 각각 접속되어 있다.
개구부(105)내에 충전된 밀봉체(111)는 형광체(110)를 함유하고 있다. 본 발명에 있어서는, 발광소자(106)의 발광 피크 파장을, 예컨대 400nm 미만으로 하고, 형광체(110)도 400nm 미만의 1차 광에 의해 여기되는 것을 이용할 수 있다. 또, 형광체(110)는 1종류의 것만을 이용해도 좋지만, 예컨대 적색으로 발광하는 형광체(110A)와 녹색으로 발광하는 형광체(110B) 및 청색으로 발광하는 형광체(110C)를 조합시켜도 좋다. 단, 후에 상세히 설명하는 바와 같이, 이 이외에도 다양한 조합이 가능하다.
본 발명에 있어서는, 발광소자(106)로부터 방출되는 1차 광을 그대로 외부로 취출하지 않고, 형광체(110)에 의해 파장변환하고 나서 취출한다. 즉, 발광소자 (106)로부터 방출된 자외광 등의 광은 형광체(110; 예컨대, 적색형광체(110A), 녹색형광체(110B), 청색형광체(110C))에 의해 파장변환되어 그들 2차 광의 혼합색으로서 취출된다.
이와 같이 하면, 발광소자(106)와 형광체(110)의 발광특성의「차이」나「오차」에 의한 변색 등의 문제를 해소할 수 있다. 예컨대, 발광소자(106)의 파장이 소자마다 흩어지거나, 온도조건이나 경년(經年)변화 등의 요인에 의해 발광소자 (106)의 파장이 시프트해도 그것이 각 형광체에 끼치는 영향은 미소하고, 형광체로부터 얻어지는 혼합색의 밸런스는 거의 변화하지 않는다. 그 결과, 폭넓은 온도범위, 폭넓은 동작시간 범위에 걸쳐 발광특성이 매우 안정하게 된 발광장치를 실현할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서는, 예컨대 적색형광체(110A)와 녹색형광체(110B) 및 청색형광체(110C)를 조합시킨 3색 혼합형의 형광체를 투명한 수지에 함유시킨 경우, 밀봉체(111)는「백색」의 색조를 갖는다. 즉, 비점등시에 「백색」이고, 점등하면 백색광을 방출하는 점에서 보기에 좋아 각종 용도에 응용할 때에 시각적으로도 매우 유리하다.
본 발명은 밀봉체(111)의 재료에도 특징을 갖는다. 즉, 그 재료로서, 종래의 에폭시수지 대신에 실리콘 수지를 사용하면, 발광피크파장이 400nm 미만인 단파장광에 대해서도 충분한 내구성을 갖는다.
더욱이, 밀봉체(111)로서 경화전의 점도가 높은 것을 이용하면, 형광체(110)를 혼합하여 교반한 후에 장시간 방치해도 형광체(110)의 분산상황의 변화가 적고, 침강이나 편석(偏析) 등이 억제된다. 특히, 복수 종류의 형광체를 혼합한 경우에 형광체의 침강이나 편석이 발생하면,「얼룩」이나 휘도의 오차 등의 문제가 생기지만, 경화전의 점도를 조절함으로써, 형광체(110)가 밀봉체(111)내에서 국소적으로 치우치지 않고 균일하게 분산되어 발광특성을 안정시킬 수 있다.
구체적으로는, 발광소자(106)의 한변의 사이즈가 50㎛∼1000㎛, 두께가 10㎛∼1000㎛, 형광체(110) 혼합비가 1중량%∼50중량%, 수지 경화시의 점도가 100cp∼10000cp일 때에, 형광체(110)로서 비중 및 입경(粒徑: 입자직경)이 다른 복수의 형광체 재료를 혼합한 경우에도, 편석 등이 발생되지 않고, 밀봉체(111) 내에 균일하게 분산되어 균일하게 발광시킬 수 있어, 색조얼룩이 없고 휘도가 높은 발광소자를 실현할 수 있었다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 수지스템 등의 실장부재(100)의 저면에 발광소자(106)를 배치하고, 독특한 특징을 갖는 밀봉체(111)에 형광체(110)를 분산형성함으로써 형광체 입자의 비중 및 입경의 차이에 생기는 편석이 발생해도 형광체 입자 전체를 발광시킬 수 있기 때문에, 색조의 변동이나 휘도의 저하를 억제하여 수율높게 생산할 수 있다.
이하, 본 발명의 발광장치를 구성하는 각 요소에 대해 더 상세히 설명한다.
(발광소자(106)에 대해)
발광소자(106)는 유기금속 기상성장법(Metal-Organic Chemical Vapor Deposi tion: MOCVD)이나 분자선 에피택셜 성장법(Molecular Beam Exitaxy: MBE) 등의 결정성장법에 의해 소정의 기판상에 질화물 반도체로 이루어진 발광층을 갖춘 적층구조를 형성한 것이다.
더욱이, 질화물 반도체로 이루어진 발광층이, 그 발광층보다 밴드갭이 큰 층으로 상하로부터 끼워진, 소위「더블헤테로 구조」로 하는 것이 바람직하다. 더블헤테로 구조에 의해, 발광파장의 온도변화는 -40℃∼100℃ 범위에서 50nm 이하, 전류변화는 1㎃∼100㎃ 범위에서 50nm 이하의 안정된 특성을 얻을 수 있다.
도 2는 본 발명에 있어서 이용할 수 있는 발광소자의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 동 도면에 예시한 발광소자(106A)는 사파이어 기판(121) 상에 AlN으로 이루어진 버퍼층(122), n형 GaN 콘택트층(123), 발광층을 포함하는 질화물 반도체 다층막(124), p형 GaAlN 클래드층(125), p형 GaN 콘택트층(126)이 순차형성된 구성으로 되어 있다.
이 적층구조체를 표면에서부터 에칭제거하여 노출한 n형 GaN 콘택트층(123)상에 Ti/Al로 이루어진 n측 전극(127)이 형성되어 있다. 한편, p형 GaN 콘택트층 (126)상에는 두께 수십nm의 Ni/Au 박막으로 이루어진 투광성(透光性)의 p측 전극 (128) 및 이것에 접속된 금(Au)으로 이루어진 본딩패드(129)가 설치되어 있다. 더욱이, 소자의 표면은 SiO2로 이루어진 보호막(130)에 의해 덮여져 있다.
이러한 발광소자(106A)의 n측 전극(127)과 p측 전극(128)에 전압을 인가하면, 발광층(124)에 있어서 발생한 광이 표면(131)으로부터 방출된다. 발광 스펙트럼에 복수의 리플을 형성함으로써 발광 피크파장의 강도를 강하게 할 수 있기 때문에, 여기되는 형광체의 흡수가 높아져 고휘도의 발광장치를 실현할 수 있다.
발광층(124)의 반도체 재료의 조성(예컨대, QW의 웰층의 조성)을 변화시킴으로써 발광파장을 여러개 선택할 수 있어 파장 200nm 이상 400nm 미만의 자외광이 얻어진다. 파장 250nm 이상 400nm 미만의 자외광은 형광체의 흡수가 크다는 점에서 바람직하다. 또, 파장 370nm 이상 400nm 미만의 자외광은 발광소자(106)의 발광효율이 높다는 점에서 더욱 바람직하다. 더욱이, 파장 380nm 이상 400nm 미만의 자외광은 발광소자(106)를 포위하는 밀봉체(111)의 열화를 억제할 수도 있다는 점에서 더욱 바람직하다.
발광층(124)을, 양자효과가 생기는 막두께 1nm∼20nm의 박막 1층으로 이루어진 단일 양자 우물구조나 2층 이상의 다중 양자 우물구조로 함으로써 스펙트럼폭이 좁아져 형광체(110)의 여기효율이 상승한다. 더욱이, 발광층(124)을 평면적으로 봐서 수nm∼수㎛ 사이즈의 도트모양으로 형성함으로써, 발광효율 및 형광체의 여기효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또, 발광층(124)에 실리콘(Si), 아연(Zn), 게르마늄(Ge) 등의 불순물을 첨가시킴으로써, 격자 부정합에 따른 왜곡에 의해 발생한 피에조전계를 저감시킬 수 있어, 주입 캐리어의 발광 재결합을 촉진하여 발광소자의 발광효율을 상승시킬 수 있다.
한편, 기판(121)으로서는 사파이어 이외에 n형 GaN, n형 SiC, n형 ZnO, 절연성의 석영 등을 채용할 수 있다. 사파이어는 400nm 미만의 파장의 투과율이 높아 발광층(124)으로부터의 발광을 흡수하지 않고 소자 외부로 유효하게 취출할 수 있다.
또, n형 GaN 등의 도전성 기판을 이용한 경우는, 400nm 미만의 파장에 있어서 반사율이 낮은 금(Au) 와이어를 1개로 할 수 있기 때문에, 발광층(124)으로부터의 발광의 취출효율을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 도전성 기판의 이면에 형성된 전극에 의해 발광층(124)으로부터 발광을 반사하여 광취출효율을 향상시킬 수 있다. 또, 이 때에 발광소자(106)를 탑재하기 위한 접착제(107)의 광에 의한 열화도 저감시킬 수 있어 발광장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
사파이어 기판을 이용한 경우, 기판(121)상에 버퍼층(122)과 n형 GaN층(123)을 형성한 후, 성장온도를 낮추어 AlN으로 이루어진 제2버퍼층을 형성함으로써 발광층(124)의 결정성이 개선되고, 발광소자 내의 결정결함이 감소되어 발광소자의 발광효율이 향상된다. 동시에, 형광체(110)로부터 방출된 2차 광의 결정결함에서의 흡수도 저감되어 신뢰성이 향상됨과 더불어 발광장치의 휘도가 높아진다.
버퍼층(122)은 AlN에 한정되지 않고, GaN, AlGaN, InGaN, InGaAlN의 단층 및 그것들을 조합시킨 다층막이어도 좋다. 두께가 수nm∼수백nm이면, 형광체로부터의 발광의 흡수를 억제할 수 있어 휘도가 저하되는 일도 없다.
n형 층(123)은 GaN에 한정되지 않고, AlGaN, InGaN, InGaAl로 이루어진 단층 및 그것들의 다층막이어도 좋다. 그 두께를 1㎛∼10㎛의 범위로 함으로써 주입된전류가 n형 층(123)의 내부에서 균일하게 흐르고, 발광소자가 한결같이 발광하여 분산되어 있는 형광체를 효율좋게 여기시킬 수 있다. 또, n형 층(123)에 첨가하는불순물로서 실리콘(Si), 게르마늄(Ge) 혹은 셀레늄(Se)을 이용하면, 반도체 결정의 점결함을 치환하여 통전에 의한 형광체의 반도체중으로의 마이그레이션(migration)을 억제할 수 있어 신뢰성이 향상된다.
p형 층(125)은 AlGaN에 한정되지 않고, InAlGaN, InGaN의 단층 및 그것들의 다층막이어도 좋다. 그 두께는 수nm∼수㎛ 범위이면 발광층(124)으로의 주입 캐리어의 오버플로우를 저감시킬 수 있어 발광소자의 발광효율이 향상된다. p형 층(125)에 첨가하는 불순물로서 마그네슘(Mg), 아연(Zn)을 이용함으로써, 반도체 결정의 점결함을 치환하여 고온 통전동작시의 형광체의 반도체중으로의 마이그레이션을 방지할 수 있다.
p형 콘택트층(126)도 GaN에 한정되지 않고, AlGaN, InGaN, InGaAlN의 단층 및 그것들의 다층막이어도 좋다. 다층막으로서 막두께 수nm인 복수의 박막으로 이루어진 초격자구조를 이용하면, p형 불순물의 활성화율이 증가하여 투명전극(128)과의 쇼트키 장벽이 저하하여 접촉저항을 낮출 수 있다. 이 때문에, 발광소자 주변의 형광체로의 발열의 영향을 작게 할 수 있어 고온까지 고휘도를 유지할 수 있다.
n측 전극(127)은 Ti/Al에 한정되지 않고, 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 란탄(La), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 니오브(Nb), 탄탈(Ta), 크롬(Cr), 몰리브덴 (Mo), 알루미늄(Al), 금(Au), 텅스텐(W) 및 이들의 적층구조 혹은 합금층이어도 좋다.
p측 전극(128)도 Ni/Au에 한정되지 않고, 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 코발트 (Co), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 산화니켈(NiO), 동(Cu), 알루미늄(Al), 마그네슘 (Mg), 산화마그네슘(MgO), 은(Ag) 및 이들 적층구조 혹은 합금층이어도 좋다.
보호막(130)은 박막형상의 투광성 전극(128)을 보호함과 더불어 통전에 의한 형광체(110)의 투명전극(128)으로의 마이그레이션을 억제하는 역할도 갖는다. 그 재료는 SiO2에 한정되지 않고, 질화실리콘(SiNx), 산화알루미늄(Al2O3) 등의 유전체 재료도 이용할 수 있다.
도 3은 본 발명에 있어서 이용할 수 있는 발광소자의 제2구체예를 나타낸 단면도이다. 즉, 동 도면에 나타낸 발광소자(106B)는 도 2의 발광소자(106A)에 있어서 사파이어 기판(121)의 이면측에 반사막(141)을 설치한 것이다. 반사막(141)의 재료로서는, 예컨대 알루미늄(Al) 등의 광반사율이 높은 재료를 사용할 수 있다.
사파이어 기판(121)의 이면측에 형성된 금속막(141)은 발광층(124)으로부터의 발광을 출사면(出射面; 131)측으로 반사시키고, 발광소자내의 발광을 효율좋게 소자 외부로 취출하는 기능을 갖는다. 또, 발광층(124)으로부터의 단파장의 1차 광에 의한 접착제(107)의 변질이나 열화, 리드(101)의 변색, 수지스템(100)의 변색 등을 방지할 수 있다. 접착제(107)의 접착 강도의 저하를 방지하는 효과는 크다. 더욱이, 금속막(141)은 열전도성이 높기 때문에 방열효과가 향상되고, 고전류나 고온 동작에서의 발광층(124)의 발열을 발광소자 밖으로 방열할 수 있어 발열에 의한 휘도의 저하를 저감시킬 수 있다.
반사막(141)의 재료로서는 알루미늄 이외에도 니켈(Ni), 은(Ag), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 동(Cu), 금(Au) 및 이것들의 적층구조 또는 합금으로서도 좋다.
도 4는 본 발명에 있어서 이용할 수 있는 발광소자의 제3구체예를 나타낸 단면도이다. 즉, 동 도면에 나타낸 발광소자(106C)는 도 2에 예시한 발광소자(106A)에 있어서 투광성의 p측 전극(128)을 발광층(124)으로부터의 광을 반사하는 금속층으로 이루어진 p측 전극(161)으로 바꾼 것이다. 이 p측 전극(161)은, 예컨대 막두께가 수백nm 이상인 금속층으로 구성할 수 있다.
발광층(124)으로부터의 발광은 p측 전극(161)에 의해 반사되고, 사파이어 기판(121)에 흡수되지 않고 출사면(171)으로부터 취출할 수 있다. 본 구체예의 발광소자(106C)는 투명전극(128)을 이용한 발광소자(106A, 106B)에 비해 광출력을 1.5∼2배로 증가시킬 수 있어, 이 발광소자(106C)를 이용한 형광체를 포함하는 발광장치의 휘도도 1.5∼2배의 고휘도화를 실현할 수 있다.
더욱이, p측 전극(161)에 의해 발광층(124)으로부터의 발광의 접착제(107)로의 입사를 막아 접착제(107)의 열화를 억제하고, 더욱이 발광소자 주변의 리드 (101) 및 수지스템(100)의 광에 의한 열화와 변색을 방지할 수 있다.
또, 발광소자의 발열원중 하나인, p형 층(125, 126)에서의 전압강하에 의한 발열을 p측 전극(161)을 통해 리드(101)로 발산시킬 수 있다.
동시에, 발광소자(106C)에 있어서는, 이들 p형 층이나 발광층(124) 등의 발열원을 형광체(110)로부터 멀리 떨어지게 함으로써, 발광소자의 발열의 영향을 저감시킬 수 있어 형광체의 승온에 의한 열화를 방지할 수 있다. 그 결과로서, 발광장치의 고온동작이 가능해져 신뢰성도 향상된다.
더욱이, 발광소자(106C)를 이용한 경우에는, 금(Au)와이어를 사용하지 않고 2개의 리드(101, 102)에 직접 접속할 수 있다. 그 결과로서, 수지 스트레스에 동반되는 금(Au)와이어 절단 등의 문제를 해소할 수 있어 신뢰성이 향상됨과 더불어, 금와이어에 의한 발광소자로부터의 발광의 흡수를 해소할 수 있어 고휘도를 실현할 수 있다.
또, 사파이어 기판(121)상에 성장한 결정성장층(122∼126)을 형광체(110)로부터 떼어놓을 수 있고, 형광체에서의 비발광에 동반되는 형광체의 온도상승의 영향을 받지 않고 동작할 수 있어 신뢰성이 향상된다.
p측 전극(161)의 재료로서는, p형 GaN층(126)과의 쇼트키 장벽이 작은 재료인 니켈(Ni), 코발트(Co), 안티몬(Sb), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 백금(Pt), 팔라듐 (Pd)을 이용하는 것이 바람직하다. 또는, 발광층(124)으로부터의 광을 반사하는 고반사율 재료인 알루미늄(Al), 은(Ag)을 이용하는 것이 바람직하다. 또는, 접착제(107)와의 반응이 적은 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 금(Au)을 이용하는 것이 바람직하다.
이들 재료를 다층구조로 하는 경우에는, 쇼트키 장벽이 작은 금속막은 막두께 수nm∼수십nm 정도의 박막으로서 광의 흡수를 적게 하고, 그 아래에 형성하는 고반사 금속층으로의 광의 입사량을 늘리도록 하면 좋다.
(접착제(107)에 대해)
발광소자(106)를 리드(101)에 탑재하기 위해 은(Ag) 등을 함유한 페이스트를 접착제(107)로 이용하고 있지만, Ag 페이스트 이외의 것도 이용할 수 있다.
Ag 페이스트는, 발광소자(106)와 리드(101)의 접착성이 높아 온도의 급격한 변화에 대해서도 강도가 유지되고, 더욱이 페이스트내에 포함되어 있는 Ag를 통해 효과적으로 방열되기 때문에 발광층(124)의 온도상승을 억제할 수 있다. 또, Ag는 발광소자(106)로부터의 1차 광을 반사할 수 있어, 사파이어 기판(121)측으로 출사된 광을 광취출면(112)에 반사할 수 있다.
Ag 페이스트(107)를 사파이어 기판(121)의 측면에 불거져 나오도록 제공하면, 접착강도가 더욱 증가됨과 더불어 사파이어 기판(121)의 측면으로 출사된 광을 반사하여 발광소자 표면(131)으로부터 낼 수 있어 고휘도를 실현할 수 있다.
접착제(107)로서는, Ag 페이스트 이외에도 금속을 포함하지 않은 실리콘계의 접착제나 파장 400nm 이하의 광에 대해 투광성을 갖는 에폭시계 접착제 혹은 금주석(AuSn)이나 금게르마늄(AuGe) 등의 공정(共晶)합금 땜납 등을 이용할 수도 있다.
실리콘계 접착제는 발광에 의한 변색과 접착강도의 저하 등이 작아 신뢰성이 높다.
에폭시계 접착제는 발광에 의한 변색이 생기기 때문에, 광을 반사하는 금속이나 산란제를 넣음으로써 변색을 억제하는 것이 바람직하고, 접착면측에 반사막을 형성한 발광소자(106B, 106C)와 조합시킴으로써 신뢰성이 높은 발광장치를 실현할 수 있다. 또, 에폭시계 접착제는 소자를 탑재하는 리드에 대한 밀착성이 강하여 발광소자의 박리가 적고, 페이스트량의 제어성이 높다는 점에서 양산성이 우수하다.
금속의 공정합금 땜납을 이용한 접착방법은, 발광소자(106B, 106C)나 n형 GaN기판 등의 도전성 기판을 이용한 발광소자에 대해 효과가 크다. 금속공정 때문에 접착강도가 높고, 발광층(124)의 발광에 의한 변색 등의 열화가 없으며, 방열성이 우수하다는 이점이 있다. 그러나, 접착강도가 높기 때문에, 고온동작시에 발광소자로의 열 스트레스에 의한 영향이 있다. 이에 대해서는, 발광소자의 접착표면에 금(Au)을 함유한 막두께 수㎛ 이상의 금속막을 형성함으로써 스트레스를 저감시킬 수 있다.
(수지부(103)에 대해)
수지부(103)는 개구부(105)를 갖추고, 이 개구부(105)내에 발광소자(106), 제1 및 제2리드(101, 102)의 단부 및, 제너다이오드(도시하지 않음) 등이 설치된다.
개구부(105)는 저면이 좁고, 상단에서의 개구가 넓으며, 발광소자(106)로부터의 1차 광 및 형광체(110)로부터의 발광을 반사시키는 경사진 반사면(104)이 저면에서부터 상단 개구에 걸쳐 형성되어 있다.
수지부(103)는 발광소자(106)로부터의 1차 광 및 형광체(110)에서 변환된 광을 반사하는 특성을 갖고, 예컨대 65중량% 이상의 열가소성 수지와 충전량 35중량% 이하의 충전제로 이루어진다. 그리고, 충전제가 산화티타늄(TiO2), 산화실리콘, 산화알루미늄, 이산화규소, 알루미나 등의 고반사성의 재료를 함유하고, 예컨대 산화티타늄의 함유량을 10∼15중량%로 한다. 이와 같이 광을 반사시키는 확산재를 첨가한 수지부에 의해 반사면(104)을 구성함으로써, 소자(106) 및 형광체(110)로부터의 광을 위쪽으로 반사시키고, 발광장치의 고휘도를 실현할 수 있다. 또, 반사면 (104)의 형상을 회전포물선 형상 등으로 하면, 더욱 고출력과 고품질인 발광장치를 제공할 수 있다.
열가소성 수지로서는, 액정폴리머(LCP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS: 열가소성 플라스틱), 신디오택틱 폴리스티렌(SPS: 결정성 폴리스티렌) 등의 고내열성 수지를 사용할 수 있다. 수지부(103)의 외형의 평면형상은 2.0㎜×;2.0㎜∼6.0㎜×;6.0㎜ 정도의 거의 정방형 또는 2.0㎜×;3.0㎜∼5.0㎜×;7.0㎜ 정도의 거의 장방형이고, 발광소자(106)는 凹부(105)의 저면의 중심에서 벗어나게 배치되어 있다. 이와 같이 발광소자를 중심에서 벗어나게 한 것은 본딩와이어의 영역을 보호하기 위해, 또 발광소자(106)의 측면 근처에 반사면(104)을 형성하여 반사효율을 높이고 고휘도를 실현하기 위함이다.
수지부(103)에 형성되는 개구부(105)의 상면 및 저면은 거의 원형 혹은 거의 타원형(장경이 1㎜∼2.8㎜이고, 단경이 0.5㎜∼2.7㎜)으로 할 수 있다. 저면이 좁기 때문에, 형광체(110)가 균일하게 분산된 밀봉체(111)를 충전한 경우, 발광소자 (106) 근방의 형광체 양은 적고, 상면만큼 많은 형광체가 존재한다. 이 때문에, 발광소자(106)로부터 방출되는 1차 광은 소자 근방으로부터 멀어짐에 따라 점차 형광체에 흡수되어 2차 광으로 변환되는 비율이 높아지고, 최종적으로는 실질적으로 모든 1차 광을 2차 광으로 변환할 수 있음과 더불어, 변환된 2차 광이 다른 형광체에 흡수될 확률도 저감될 수 있다.
(형광체(110)에 대해)
본 발명에 있어서 이용하는 형광체(110)는 발광소자(106)의 발광층(124)으로부터 방출된 400nm 미만의 자외광을 흡수하여 발광하는 형광체 혹은 다른 형광체로부터 방출된 발광을 흡수하여 발광하는 재료이다. 형광체의 변환효율은 1루멘/와트 이상인 것이 바람직하다.
백색발광은 적색ㆍ녹색ㆍ청색의 3원색의 혼합이나 혹은 보색관계에 있는 2색의 혼합에 의해 실현할 수 있다. 3원색에 의한 백색발광은 발광소자(106)가 방출한 광을 흡수하여 청색을 방출하는 제1형광체와, 적색을 발광하는 제2형광체 및, 녹색을 발광하는 제3형광체를 이용함으로써 실현할 수 있다.
보색에 의한 백색발광은, 예컨대 발광소자(106)로부터의 발광을 흡수하여 청색을 발광하는 제1형광체와 그 청색발광을 흡수하여 황색을 발광하는 제2형광체를 이용하든지, 발광소자(106)로부터의 발광을 흡수하여 녹색을 발광하는 제1형광체와 그 녹색광을 흡수하여 적색으로 발광하는 제2형광체를 이용함으로써 실현할 수 있다.
또, 발광파장의 변화가 -40℃∼100℃의 온도범위에서 파장변화가 50nm 이하의 형광체를 이용함으로써 발광소자의 온도특성에 의존하지 않는 발광장치를 실현할 수 있다. 또, 발광소자(106)의 구동전류를 1㎃∼100㎃에서 동작시킬 때에 50nm 이하의 파장변화를 갖는 형광체를 이용함으로써 소자 구동전류에 따른 발광 스펙트럼의 변화에 의존하지 않는 발광장치를 실현할 수 있다.
청색광을 발광하는 형광체로서는, 예컨대 이하의 것을 들 수 있다.
ZnS : Ag
ZnS : Ag + Pigment
ZnS : Ag, Al
ZnS : Ag, Cu, Ga, Cl
ZnS : Ag + In2O3
ZnS : Zn + In2O3
(Ba, Eu)MgAl10O17
(Sr, Ca, Ba, Mg)10(PO4)6Cl2 : Eu
Sr10(PO4)6Cl2 : Eu
(Ba, Sr, Eu)(Mg, Mn)Al10O17
10(Sr, Ca, Ba, Eu)ㆍ6PO4ㆍCl2
BaMg2Al16O25 : Eu
녹색광을 발광하는 형광체로서는, 예컨대 이하의 것을 들 수 있다.
ZnS : Cu, Al
ZnS : Cu, Al + Pigment
(Zn, Cd)S : Cu, Al
ZnS : Cu, Au, Al + Pigment
Y3Al5O12 : Tb
Y3(Al, Ga)5O12 : Tb
Y2SiO5 : Tb
Zn2SiO4 : Mn
(Zn, Cd)S : Cu
ZnS : Cu
Zn2SiO4 : Mn
ZnS : Cu + Zn2SiO4 : Mn
Gd2O2S : Tb
(Zn, Cd)S : Ag
ZnS : Cu, Al
Y2O2S : Tb
ZnS : Cu, Al + In2O3
(Zn, Cd)S : Ag + In2O3
(Zn, Mn)2SiO4
BaAl12O19 : Mn
(Ba, Sr, Mg)OㆍaAl2O3 : Mn
LaPO4 : Ce, Tb
Zn2SiO4 : Mn
ZnS : Cu
3(Ba, Mg, Eu, Mn)Oㆍ8Al2O3
La2O3ㆍ0.2SiO2ㆍ0.9P2O5 : Ce, Tb
CeMgAl11O19 : Tb
적색광을 발광하는 형광체로서는, 예컨대 다음의 것을 이용할 수 있다.
Y2O2S : Eu
Y2O2S : Eu + Pigment
Y2O3 : Eu
Zn3(PO4)2 : Mn
(Zn, Cd)S : Ag + In2O3
(Y, Gd, Eu)BO3
(Y, Gd, Eu)2O3
YVO4 : Eu
La2O2S : Eu, Sm
황색광을 발광하는 형광체로서는, 예컨대 다음의 것을 이용할 수 있다.
YAG : Ce
상기한 바와 같은 적색형광체, 녹색형광체 및 청색형광체에 대해, 그들 중량비 R:G:B를 조절함으로써 임의의 색조를 실현할 수 있다. 예컨대, 백색 전구색부터 백색 형광등색까지의 백색발광은 R:G:B 중량비가 1:1:1∼7:1:1 및 1:1:1∼1:3:1 및 1:1:1∼1:1:3중 어느 하나로 함으로써 실현할 수 있다.
또, 혼합한 형광체의 총중량비를 형광체를 함유하는 밀봉체의 중량에 대해 1중량%∼50중량%로 함으로써 실질적인 파장변환을 실현할 수 있어, 10중량%∼30중량 %로 함으로써 고휘도의 발광장치를 실현할 수 있다.
더욱이, 이들 RGB 형광체를 적당히 선택하여 배합한 경우, 밀봉체(111)의 색조를 백색으로 할 수 있다. 즉, 백색으로 빛나는 발광장치가 비점등시에 있어서도 백색으로 보이는 점에서 보기에 좋고, 시각적 및 디자인적으로도 우수한 발광장치를 제공할 수 있다.
여기에서, 본 발명에 있어서 이용하는 형광체는 상기한 무기 형광체에 한정되지 않고, 이하에 예시하는 유기 색소체도 마찬가지로 이용하여 고휘도의 발광장치를 실현할 수 있다.
키사니센계 색소
옥사딘계 색소
시아닌계 색소
로다민B(630nm)
쿠마린153(535nm)
폴리파라페니렌비니렌(510nm)
쿠마린1(430nm)
쿠마린120(450nm)
트리스(8-히드록시노린) 알루미늄(Alq3 또는 AlQ) (녹색발광)
4-디시아노메틸렌-2-메틸-6(p-디메틸아미노스티렌)-4H-피란(DCM) (오렌지색/적색발광)
복수 종류의 색소체를 이용하는 경우에도, 밀봉체인 실리콘 수지에 각각의 색소체를 첨가하여 교반함으로써 각각의 색소를 수지내에 거의 균일하게 분산시킬 수 있어, 색소의 여기효율을 높일 수 있다.
본 발명에 의하면, 발광장치의 발광색은 밀봉체(111)에 함유시킨 형광체(색소체도 포함; 110)의 조합에 의해 다종다양의 것을 실현할 수 있다. 즉, 적색, 녹색, 청색 및 황색계 등의 형광체(색소체도 포함)를 배합함으로써 임의의 색조를 실현할 수 있다.
한편, 본 발명에 의하면, 단일의 형광체를 이용한 경우에도 종래의 반도체 발광소자에서는 실현할 수 없었던 발광파장의 안정성을 실현할 수 있다. 즉, 통상의 반도체 발광소자는 구동전류나 주위 온도나 변조조건 등에 따라 발광파장이 시프트하는 경향을 갖는다. 이에 대해, 본 발명의 발광장치에 의하면, 발광파장이 구동전류나 온도 등의 변화에 의존하지 않고, 매우 안정하다는 효과가 얻어진다.
또, 본 발명의 발광장치에 있어서는, 발광특성이 발광소자(106)의 특성에 의존하지 않고 첨가하는 형광체(110)의 특성으로 결정되기 때문에, 발광장치마다의 특성이 안정하여 수율높게 생산할 수 있다.
(밀봉체(111)의 표면형상에 대해)
밀봉체(111)는, 개구부(105)내에 설치되고, 발광소자(106)로부터의 1차 광을 변환하는 형광체(110)를 포함하는 부재이다. 이 때문에, 밀봉체(111)는 발광소자 (106)로부터의 1차 광의 에너지보다도 큰 결합에너지를 갖는 재료로 이루어진 것이 바람직하고, 더욱이 발광소자(106)로부터의 1차 광을 투과하며, 형광체(110)에 의해 파장변환된 발광도 투과시키는 특성을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명자는 밀봉체(111)에 관해 독자적인 시작(試作)검토를 행한 결과, 그 표면형상에 대해 새로운 지견을 얻었다.
도 5는 밀봉체 표면의 형상에 따른 방출광의 강도분포를 나타낸 개념도이다. 즉, 동 도면의 (a)는 밀봉체(111)의 표면이 거의 평탄한 경우, 동 도면의 (b)는 밀봉체(111)의 표면이 凹모양으로 움푹 들어가서 형성된 경우, 동 도면의 (c)는 밀봉체(111)의 표면이 凸모양으로 불룩해져서 형성된 경우의 발광장치로부터의 방출광의 강도분포(P)를 각각 나타낸다.
도 5의 (a)는 예시한 평면형상의 경우에 비해, 동 도면의 (b)에 나타낸 凹모양의 경우에는 방출광의 강도분포, 즉 배광(配光)특성은 수직축 Z방향으로 집속하고 있는 것을 알 수 있다. 이에 대해, 동 도면의 (c)에 나타낸 凸모양의 경우에는 방출광은 xy 평면방향으로 넓어진 배광특성을 갖는다. 이것은 밀봉체(111)를 凸모양으로 형성한 경우에는, 그 凸부 부근에 함유되는 형광체로부터 방출된 광이 xy 평면방향으로 넓어지는 것에 대해 凹모양으로 형성한 경우에는 밀봉체의 표면 부근에 함유되는 형광체로부터 방출된 광도 측벽의 반사면(104)에 의해 반사되어 z축 방향으로 나아가는 비율이 증가하기 때문이라고 생각된다.
여기에서, 밀봉체(111)의 표면형상을 凸모양으로 할 것인지 또는 凹모양으로 할 것인지는 그 충전량에 따라 조절할 수 있다. 즉, 밀봉체(111)의 충전량을 조절함으로써, 소망하는 방출광의 배광특성을 얻는 것이 가능하다.
단, 통상은 집속성이 높아, z축상에 있어서 휘도가 높은 발광장치가 요구되는 경우가 많다. 밀봉체(111)의 표면을 凹모양으로 형성하면, 이러한 요구에 확실하면서도 용이하게 따를 수 있다.
또, 평면형 화상표시장치와 같이 복수의 발광장치를 병렬배치하는 경우에, 밀봉체(111)의 표면이 凸모양으로 형성되어 있으면, 凸부의 형광체가 인접하는 발광장치로부터의 발광을 받아 불필요한 여기발광을 일으킬 우려가 있다. 따라서, 이러한 용도에 있어서도 밀봉체(111)의 표면은 凹모양으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 이들 요구에 대해서도 밀봉체(111)의 충전량을 조절함으로써, 확실하면서도 용이하게 따를 수 있다.
(밀봉체(111)의 재질에 대해)
밀봉체(111)는 발광소자(106)로부터의 1차 광을 변환하는 형광체(110)를 포함하는 부재이다. 이 때문에, 밀봉체(111)는 발광소자(106)로부터의 1차 광의 에너지보다도 큰 결합에너지를 가진 재료로 이루어진 것이 바람직하고, 더욱이 발광소자(106)로부터의 1차 광을 투과하여 형광체(110)에 의해 파장변환된 발광도 투과하는 특성을 갖는 것이 바람직하다.
그러나, 발광소자(106)의 발광 피크파장을 400nm 미만으로 한 경우에, 밀봉체(111)의 재료로서 종래의 에폭시수지를 이용하면 급속히 열화가 발생한다. 구체적으로는, 발광소자로부터의 1차 광을 받으면, 당초는 투명한 에폭시수지가 변색하여 황색으로부터 다갈색 나아가서는 흑색으로 된다. 그 결과로서, 광의 취출효율이 대폭적으로 저하된다는 문제가 생긴 것이 판명되었다.
이에 대해, 본 발명자는 독자적인 시작검토의 결과, 실리콘 수지를 이용하면 매우 양호한 결과가 얻어지는 것을 지득했다. 즉, 실리콘 수지를 이용한 경우, 피크파장이 400nm 미만의 단파장 광을 장기간 조사해도, 변색 등의 열화는 거의 발생하지 않는다. 그 결과로서, 단파장 광을 1차 광으로 한 발광장치에 이용하여 높은 신뢰성을 실현할 수 있었다.
즉, 실리콘 수지는 발광소자(106)로부터의 1차 광 및 형광체(110)로부터의 발광을 투과하는 특성을 가지고, 1000 시간 동작후의 발광장치의 광도가 초기 광도에 비해 60% 이상 유지되는 특성을 가지고 있다.
여기에서, 형광체(110)를 함유한 실리콘 수지는 소정의(복수의) 형광체(110)를 혼합, 교반하면서 개구가 좁은 노즐을 통과하여 개구부(105)에 탑재된 발광소자(106)상에 도포된다. 그런 후에, 경화시켜 형성한다.
이 때, 특히 경화전의 점도가 100cp∼10000cp의 실리콘 수지를 이용하면, 형광체가 수지내에 균일하게 분산된 후에, 침강이나 편석을 발생시키지 않는다. 이 때문에, 여기된 형광체로부터 방출된 발광이 다른 형광체에서 과도하게 산란, 흡수되지 않고, 굴절률이 큰 형광체에서 적당히 균일하게 산란되며, 광의 혼합도 균일하게 생기기 때문에 색조의「얼룩」도 억제할 수 있다.
더욱이, 본 발명에 있어서 이용하는 실리콘 수지는 수지부(103)와의 부착강도도 강하고, 내습성이 높아 온도 스트레스에 의한 크랙 등도 적다. 또, 실리콘 수지를 충전함으로써 주위의 온도변화에 의한 발광소자(106) 및 Au와이어에 대한 수지 스트레스를 현저하게 경감시킬 수 있다.
본 발명자는 이 관점에서 검토를 더 진행한 결과, 실리콘 수지 중에서도 경도가 높은 「고무상태」의 실리콘 수지를 이용하면 우수한 결과가 얻어질 수 있음을 발견하였다. 즉, 실리콘 수지로는 통상적으로 국제규격의 경도인 ISO7619에 의한 경도값이 약 30∼40인 것이 널리 알려져 있다. 이는 「겔상태」에 가까운 물성을 갖고, 물리적으로 유연한 것이다. 이하, 이 실리콘 수지를「겔상태 실리콘 수지」라 부르기로 한다.
이에 대해,「고무상태 실리콘 수지」는 ISO7619에 의한 경도가 약 50∼90 범위에 있다. 덧붙여서, 종래의 발광장치의 밀봉체 재료로 널리 쓰이고 있는 에폭시수지는 ISO7619에 의한 경도가 약 95 전후이다.
본 발명자는「고무상태 실리콘 수지」와「겔상태 실리콘 수지」를 독자적으로 비교검토한 결과, 이하의 지견을 얻었다.
(1) 겔상태 실리콘을 이용한 경우, 통전동작중에 형광체(110)가 수지내를 확산하고, 색조가 변화하는 현상이 관찰되었다. RGB 3색 혼합형의 경우, 적색(R) 형광체의 비중이 크기 때문에, 이 형광체가 연직 아래쪽으로 마이그레이트(migrate)하고, 색도좌표의 x값이 커지는 현상이 관찰되었다.
도 6은 통전시간에 대해 색도 x의 변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 밀봉체(111)의 재료로서 겔상태 실리콘 수지를 이용한 경우, 통전시간이 100시간 부근에서부터 색도 x가 상승하기 시작하여, 1000시간을 넘으면 가속도적으로 상승한다. 이에 대해, 고무상태의 실리콘 수지를 이용한 경우는 통전동작에 의해 발광장치의 온도가 상승한 상태에서 10000시간 가까이 동작시켜도 색조의 변화는 관찰되지 않았다. 이것은 고무상태의 실리콘 수지의 경우는 경도가 높고 치밀하여, 형광체의 확산이 일어나기 어렵기 때문이라고 생각된다.
(2) 겔상태의 실리콘 수지는 유연하기 때문에, 발광소자(106)나 와이어(108, 109)에 가해지는 스트레스는 작은 반면, 외력에 대해 약하다는 결점을 갖는다. 즉, 도 1에 예시한 바와 같은 발광장치는, 예컨대「표면실장형」의 램프로서 이용되고, 어셈블리 장치에 의해 실장기판 등에 탑재된다. 이 때, 어셈블리 장치의 흡착 콜레트(collet)가 밀봉체(111)의 표면에 압접(壓接)되는 경우가 많다. ISO7619에 의한 경도가 30∼40인 겔상태 실리콘 수지를 이용한 경우에는, 흡착 콜레트를 꽉 누름으로써 밀봉체(111)가 변형되고, 이에 따라 와이어(108, 109)가 변형되거나 발광소자(106)에 스트레스가 가해지는 경우가 있다.
이에 대해, ISO7619에 의한 경도가 50 이상인 고무상태 실리콘 수지를 이용한 경우에는 발광장치의 선별이나 어셈블리시에서의 선별장치나 어셈블리 장치에 의한 실리콘 수지의 변형을 방지할 수 있다.
이상 (1) 및 (2)에 설명한 바와 같이, 겔상태 실리콘 수지 대신에 고무상태 실리콘 수지를 이용함으로써, 발광특성, 신뢰성, 기계적 강도 등을 대폭적으로 개선할 수 있는 것이 판명되었다.
실리콘 수지의 경도를 높이는 방법의 하나로서는, 틱소(thixo)성 부여제를 첨가하는 방법이 있다.
한편, 밀봉체(111)로서의 실리콘 수지에 형광체(110)와 더불어 산란제를 첨가하면 발광소자(106)로부터의 1차 광을 산란시켜 형광체에 균등하게 맞힐 수 있는 동시에, 형광체(110)로부터의 발광을 산란시킴으로써 균일한 혼색상태를 실현할 수 있다. 그 결과로서, 보다 적은 양의 형광체(110)를 이용해도 소망하는 발광특성을 실현할 수 있다.
(개구부(105) 내부의 소자 배치에 대해)
본 발명의 발광장치는 파장이 400nm 미만이라는 단파장의 질화물 반도체로 이루어진 반도체 발광소자를 이용한다. 그리고, 이 발광소자를 이용하여 충분한 신뢰성을 얻기 위해서는, 보호를 위한 제너다이오드를 병렬로 접속하는 것이 필요하다. 따라서, 본 발명의 발광장치에 있어서는, 개구부(105) 내부의 한정된 공간에 발광소자(106)와 보호용 제너다이오드를 어떻게 효율적으로 배치할지가 중요한 포인트이다.
도 7은 본 발명의 발광장치의 개구부 내부의 평면구성례를 모식적으로 나타낸 개념도이다.
도 7에 나타낸 구체예에 있어서는, 수지스템(100)에 거의 타원형의 개구부가 형성되어 있다. 개구부의 저면(105)에는 한쌍의 리드(101, 102)의 선단이 형성되어 있다. 그리고, 리드(101, 102)의 대향면에는 절결부(101G, 102G)가 형성되어 있다. 발광소자(106)는 리드(102)의 선단(102B)에 탑재되는 한편, 제너다이오드 (150)는 리드(101)의 선단(101A)에 탑재되어 있다. 즉, 발광소자(106)와 제너다이오드(150)는 대각의 위치에 각각 탑재되어 있다.
그리고, 발광소자(106)로부터 와이어(109B)가 리드(101B)에 접속되고, 와이어(109C)가 리드(102A)에 접속되어 있다. 또, 제너다이오드(150)로부터는 와이어 (109A)가 리드(102A)에 접속되어 있다. 또한, 제너다이오드의 다른 한쪽 전극은 다이오드의 이면측에 형성되고, 리드(101A)에 직접 접속되어 있다.
도 7에 예시한 배치패턴에 있어서는, 먼저 개구부를 거의 타원형으로 함으로써, 개구 면적이 증가하여 2개의 소자(106, 150)를 수용할 수 있는 스페이스가 넓어지고, 발광소자(106)를 가능한 한 개구부(105)의 중앙 근처에 배치하는 것이 가능해진다.
또, 와이어를 본딩하는 스페이스를 확보할 수 있다. 즉, 와이어(109A∼109 C)를 리드(101, 102)에 접속하기 위해서는, 본딩장치의 콜레트를 삽입하는 스페이스가 필요하다. 이에 대해, 도 7과 같이 배치하면, 대각 배치된 발광소자(106)와 제너다이오드(150)의 편측에 각각 본딩ㆍ콜레트를 삽입하는 스페이스가 얻어진다. 게다가, 3개의 와이어가 교차하는 일도 없다.
또, 도 7에 예시한 배치패턴에 있어서는 3개의 와이어(109A∼109C)가 거의 타원형의 개구부(105)의 형상에 맞추어 외주를 따르도록 배선되어 있다. 이렇게 배선하면, 밀봉체(111)에 의한 스트레스를 더욱 완화시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 도 1 내지 도 7을 참조하면서, 본 발명의 제1실시형태에 대해 설명했다.
이하, 본 발명의 변형례에 대해 설명한다.
제2실시형태
도 8은 본 발명의 제2실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 동 도면에 대해서는, 도 1 내지 도 7에 관해 상술한 것과 마찬가지의 요소에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태의 발광장치(1B)도 수지스템(100)과, 그 위에 탑재된 반도체 발광소자(106) 및, 소자(106)를 덮도록 설치된 밀봉체(111)를 갖추고 있다.
단, 본 실시형태에 있어서는, 형광체(110)를 함유한 밀봉체(111)는 발광소자 (106)의 주위만을 덮고, 그 외측에는 광투과성 수지로 이루어진 제2밀봉체(213)가 설치되어 있다.
개구부(105)의 저면에 탑재된 발광소자(106)의 근방만을 형광체(110)를 함유한 밀봉체(111)로 포위함으로써 2차 광의 휘도가 향상된다. 즉, 2차 광이 방출되는 발광부분의 사이즈를 작게 함으로써 휘도가 상승하고, 반사면(104)에 의한 집광작용도 더욱 높아진다.
또, 형광체를 함유한 밀봉체(111)가 수지부(103)의 측벽에 둘러싸여 아래쪽으로 작게 형성되어 있기 때문에 외광이 침입하기 어렵다. 즉, 외광에 의한 형광체(110)의 불필요한 여기를 억제할 수 있다는 효과도 얻어진다.
더욱이, 본 실시형태에 있어서는 밀봉체(111)가 Au와이어(108, 109)의 전체를 포위하고 있기 때문에, 수지 스트레스에 의한 단선이 없어 신뢰성이 높은 발광장치를 실현할 수 있다. 즉, 와이어의 일부가 제2밀봉체(213)까지 돌출하고 있으면, 밀봉체(111)와 밀봉체(213)의 계면에서 생기는 스트레스에 의해 단선 등이 생기기 쉬워진다. 이에 대해, 본 실시형태에 있어서는 와이어(108, 109) 전체가 밀봉체(111)에 포함되어 있기 때문에, 단선의 염려가 없다.
제2밀봉체(213)의 재료로서, 에폭시계 수지 또는 실리콘계 수지를 이용하면, 수지부(103)나 밀봉체(111)의 밀착성이 증가하여 내습성이 향상된다. 발광소자 (106)로부터 방출되는 1차 광의 거의 전부가 밀봉체(111)에 있어서 가시광으로 변환되도록 하면 제2밀봉체의 재료로서 에폭시수지를 이용해도 변색이나 열화 등의 문제는 생기지 않는다.
제3실시형태
다음으로, 본 발명의 제3실시형태에 대해 설명한다.
도 9는 본 발명의 제3실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 동 도면에 대해서도, 도 1 내지 도 8에 관해 상술한 것과 마찬가지의 요소에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태의 발광장치(1C)도 수지스템(100)과, 그 위에 탑재된 반도체 발광소자(106) 및, 소자(106)를 덮도록 형성된 밀봉체(111)를 갖추고 있다.
그리고, 제2실시형태와 마찬가지로, 형광체(110)를 함유한 밀봉체(111)는 발광소자(106)의 주위만을 덮고 있다. 단, 본 실시형태에 있어서는, 밀봉체(111)의 외측은 개방공간으로 되고, 더욱이 밀봉체는 형성되어 있지 않다.
본 실시형태에 있어서도, 개구부(105)의 저면에 탑재된 발광소자(106)의 근방만을 형광체(110)를 함유한 밀봉체(111)로 포위함으로써, 2차 광의 휘도가 향상된다. 즉, 2차 광이 방출되는 발광부분의 사이즈를 작게 함으로써 휘도가 상승하고, 반사면(104)에 의한 집광작용도 더욱 높아진다.
특히, 본 실시형태에 있어서는, 거의 반구형상의 밀봉체(111)가 발광점으로 되고, 그 주위를 반사면(104)이 둘러싸는 구성으로 되어 있기 때문에, 종래의 램프와 마찬가지의 광학적인 집광효과가 얻어진다.
더욱이, 제2실시형태와 마찬가지로 형광체(110)를 함유한 밀봉체(111)에 외광이 침입하기 어려워, 외광에 의한 형광체(110)의 불필요한 여기를 억제할 수 있다는 효과도 얻어진다.
또, 밀봉체(111)가 Au와이어(108, 109) 전체를 포위하고 있기 때문에, 수지 스트레스에 의한 단선이 없어 높은 신뢰성도 확보할 수 있다.
제4실시형태
다음으로, 본 발명의 제4실시형태에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 제4실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 동 도면에 대해서도, 도 1 내지 도 9에 관해 상술한 것과 마찬가지의 요소에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태의 발광장치(1D)는 제1실시형태의 것과 마찬가지로, 수지스템 (100)과, 그 위에 탑재된 반도체 발광소자(106) 및, 소자(106)를 덮도록 형성된 밀봉체(111)를 갖추고 있다.
그리고, 본 실시형태에 있어서는 밀봉체(111)위에 凸모양의 투광체(413)가 설치되어 있다. 이러한 凸모양 투광체(413)에 의해 집광작용이 얻어진다. 투광체 (413)의 재료로서는, 예컨대 수지를 이용할 수 있다. 특히, 에폭시수지 또는 실리콘 수지를 이용하면, 밀봉체(111)와의 굴절률의 차를 작게 할 수 있어, 밀봉체(111)와의 계면에서의 반사에 의한 손실을 저감시킬 수 있다.
또, 투광체(413)의 凸모양은 구면모양에 한정되지 않고, 필요로 되는 집광률 혹은 광도분포에 따라 적당히 결정할 수 있다.
제5실시형태
다음으로, 본 발명의 제5실시형태에 대해 설명한다.
도 11은 본 발명의 제5실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 동 도면에 대해서도, 도 1 내지 도 10에 관해 상술한 것과 마찬가지의 요소에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태의 발광장치(1E)도 제1실시형태의 것과 마찬가지로 수지스템 (100)과, 그 위에 탑재된 반도체 발광소자(106) 및, 소자(106)를 덮도록 설치된 밀봉체(111)를 갖추고 있다.
단, 본 실시형태에 있어서는 밀봉체(111)의 주위에는 수지부(103)의 측벽이 형성되어 있지 않다. 이렇게 하면, 형광체(110)로부터의 2차 광은 위쪽만이 아니라 횡방향으로도 방출되어 넓은 광도 분포를 실현할 수 있다. 따라서, 폭넓은 시야각도나 폭넓은 방사각도가 요구되는 용도에 응용하기에 적당하다.
또, 본 실시형태에서의 밀봉체(111)나 수지스템(100)의 형상은 도시한 구체예에는 한정되지 않는다. 예컨대, 도 12에 예시한 바와 같이, 밀봉체(111)를 거의 반구형상으로 하고, 또 수지스템(100)에 있어서 수지부(103)가 리드(101, 102)를 매립하여 소자 주위에 낮은 측벽을 갖는 것도 좋다.
제6실시형태
다음으로, 본 발명의 제6실시형태에 대해 설명한다.
도 13은 본 발명의 제6실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 동 도면에 대해서도, 도 1 내지 도 12에 관해 상술한 것과 마찬가지의 요소에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태의 발광장치(1F)도 리드프레임으로부터 형성한 한쌍의 리드(101, 102)를 갖추고 있다. 단, 제1리드(101)의 선단에는 컵부(601)가 형성되고, 발광소자 (106)는 컵부(601)의 저부에 탑재되어 있다. 그리고, 발광소자(106)로부터 각각의 리드에 와이어(108, 109)가 접속되어 있다. 더욱이, 이것들을 포위하도록 형광체(110)를 함유한 밀봉체(111)가 형성되어 있다.
컵부(601)의 내벽 측면은 반사면으로서 작용하고, 발광소자(106)로부터 방출되는 1차 광을 위쪽으로 반사시킨다. 그리고, 이 1차 광을 받은 형광체(110)가 소정 파장의 2차 광을 방출한다.
본 실시형태의 발광장치는 종래의 램프형 반도체 발광장치를 대신하는 것으로, 비교적 넓은 방사각도를 가져 범용성이 높은 발광장치로 된다.
제7실시형태
다음으로, 본 발명의 제7실시형태에 대해 설명한다.
도 14는 본 발명의 제7실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도이다. 동 도면에 대해서도, 도 1 내지 도 13에 관해 상술한 것과 마찬가지의 요소에는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태의 발광장치(1G)는 제6실시형태의 발광장치(1F)와 유사한 구성을 갖추고 있다. 즉, 발광장치(1G)도 제1리드(101)의 선단에 컵부(601)를 갖추고, 이 저부에 발광소자(106)가 탑재되어 있다. 그리고, 발광소자(106)로부터 각각의 리드에 와이어(108, 109)가 접속되어 있다. 더욱이, 이것들을 포위하도록 형광체(110)를 함유한 밀봉체(111)가 형성되어 있다.
단, 본 실시형태에 있어서는, 밀봉체(111)는 작게 형성되고, 그것을 포위하도록 투광체(713)가 형성되어 있다.
형광체(110)를 함유한 밀봉체(111)를 작게 형성함으로써, 발광부분을 작게 하여 휘도를 높게 할 수 있다. 그리고, 투광체(713)의 상면이 렌즈모양의 집광작용을 가져 집속광을 취출하는 것도 가능해진다.
또, 투광체(713)에 의해 밀봉체(111)를 둘러쌈으로써 형광체(110)를 외기 분위기로부터 차단하여, 습기나 부식성 분위기에 대한 내구성이 향상된다. 투광체 (713)의 재료로서는 수지를 사용할 수 있다. 특히, 에폭시수지나 실리콘 수지를 사용하면, 밀봉체(111)와의 밀착성도 양호하게 되어 우수한 내후성, 기계적 강도가 얻어진다.
또, 본 실시형태도 도시한 구체예에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 15에 예시한 바와 같이 형광체(110)를 함유한 밀봉체(111)를 컵부(601) 위에 한정해도 좋다. 이렇게 하면, 발광부분이 더욱 작게 되어 휘도가 상승한다. 이 경우에, 와이어(109)가 밀봉체(111)와 투광체(713)의 계면을 관통하게 되지만, 밀봉체(111)와 투광체(713)의 재료를 유사한 것으로 하면, 계면에서의 스트레스를 억제하여 단선을 방지하는 것도 가능하다.
이상, 구체예를 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해 설명했다. 그러나, 본 발명의 이들 구체예에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 형광체의 재질, 발광소자의 구체적인 구조나 재질, 리드나 밀봉체(111)의 형상, 각 요소의 치수 관계 등에 관해서는 당업자가 적당히 설계변경한 것도 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 이상 설명한 형태로 실시되고, 이하에 설명하는 효과를 발휘한다.
즉, 본 발명에 의하면, 파장 400nm 미만의 강도피크를 가진 1차 광을 방출하는 발광소자와, 이 발광소자를 덮도록 설치된 실리콘 수지 및, 이 실리콘 수지에 함유되어 상기 1차 광을 흡수하여 가시광을 방출하는 형광체를 갖춤으로써, 탑재하는 발광소자의 오차, 구동전류의 변화, 온도의 변화, 발광소자의 열화 등에 의한 화이트 밸런스의 변화를 해소하는 것이 가능해진다.
또, 형광체를 적절히 선택하면, 비점등시에 있어서 발광면이 백색의 색조를 가져 보기에 좋은 이점도 얻어진다. 이것은 실용상으로는 큰 진보이고, 디자인적으로 매우 귀중한 개량점으로 된다.
즉, 본 발명에 의하면, 백색 등의 각종 색의 안정된 발광이 얻어지고, 또 보기에도 우수한 발광장치를 제공하는 것이 가능해져, 산업상의 장점은 매우 많다.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도이고,
도 2는 본 발명에 있어서 이용할 수 있는 발광소자의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명에 있어서 이용할 수 있는 발광소자의 제2구체예를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명에 있어서 이용할 수 있는 발광소자의 제3구체예를 나타낸 단면도,
도 5는 밀봉체 표면의 형상에 따른 방출광의 강도분포를 나타낸 개념도,
도 6은 통전시간에 대해 색도 x의 변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프,
도 7은 본 발명의 발광장치의 개구부 내부의 평면구성례를 모식적으로 나타낸 개념도,
도 8은 본 발명의 제2실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도,
도 9는 본 발명의 제3실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도,
도 10은 본 발명의 제4실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도,
도 11은 본 발명의 제5실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도,
도 12는 본 발명의 제5실시형태의 변형례를 나타낸 단면도,
도 13은 본 발명의 제6실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도,
도 14는 본 발명의 제7실시형태에 따른 발광장치의 요부구성을 모식적으로 나타낸 단면도,
도 15는 본 발명의 제7실시형태의 변형례를 나타낸 단면도,
도 16은 종래의 발광장치의 개략구성을 나타낸 단면도이다.
<도면부호의 설명>
1A∼1G -- 발광장치, 100 -- 수지스템,
101, 102 -- 리드, 103 -- 수지부,
104 -- 반사면, 105 -- 개구부,
106, 106A∼106C -- 반도체 발광소자, 107 -- 접착제,
108, 109 -- 본딩와이어, 110, 110A∼110C -- 형광체,
111 -- 밀봉체(실리콘 수지), 121 -- 광취출면,
120 -- 발광소자, 121 -- 기판,
122 -- 버퍼층, 123 -- 콘택트층,
124 -- 발광층, 125 -- 클래드층,
126 -- 콘택트층, 127 -- n측 전극,
128 -- p측 전극, 129 -- 본딩패드,
130 -- 보호막, 131 -- 광취출면,
141 -- 반사막, 213 -- 제2밀봉체.

Claims (7)

1차 광을 방출하는 발광소자와,
이 발광소자를 덮도록 설치되고서 ISO7619에 의한 값으로 50 이상의 경도를 가진 실리콘 수지 및,
상기 실리콘 수지에 함유되어 상기 1차 광을 흡수하여 가시광을 방출하는 형광체를 갖춘 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항에 있어서, 상기 발광소자가 방출하는 상기 1차 광이, 파장 400nm 미만의 강도피크를 갖도록 된 것임을 특징으로 하는 발광장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 형광체가, 상기 1차 광을 흡수하여 제1가시광을 방출하는 제1형광체와, 상기 1차 광을 흡수하여 상기 제1가시광과는 다른 파장의 제2가시광을 방출하는 제2형광체를 갖추도록 된 것임을 특징으로 하는 발광장치.
제3항에 있어서, 상기 제1가시광과 상기 제2가시광이, 보색관계에 있는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 형광체가, 상기 1차 광을 흡수하여 적색광을 방출하는 제1형광체와, 상기 1차 광을 흡수하여 녹색광을 방출하는 제2형광체 및, 상기 1차 광을 흡수하여 청색광을 방출하는 제3형광체를 갖추고서,
상기 적색광과 녹색광 및 청색광의 혼색에 의해 거의 백색의 광이 얻어지도록 된 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항, 제2항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광소자에 접속된 와이어를 더 갖추고,
이 와이어도 상기 실리콘 수지가 덮도록 된 것을 특징으로 하는 발광장치.
제1항, 제2항, 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 개구를 갖춘 수지부를 더 갖추고,
상기 발광소자가 상기 개구의 저부에 배치되며,
상기 실리콘 수지가 상기 개구 내에 충전된 것을 특징으로 하는 발광장치.
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