KR20090129933A - 반도체 발광장치 - Google Patents

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KR20090129933A
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다케시 사노
도요미 야마시타
노부유키 스즈키
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산켄덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 발광색이 서로 다른 발광소자로부터 발광되는 빛의 혼색성을 높이고, 휘도 및 채도가 높은 백색광을 발광할 수 있는 반도체 발광장치를 제공하기 위한 것이다.
이를 위하여, 반도체 발광장치(1)에 있어서, 광출사 방향(Ae)으로 개구된 오목부(21R, 22R)를 구비하는 패키지 기체(2)와, 오목부(21R)의 바닥에 설치되고 서로 발광색이 다른 복수의 발광소자(3)와, 오목부(21Ｒ) 내에 복수의 발광소자(3)를 덮도록 설치되고 형광체가 함유된 제1투과성 수지(61)와, 오목부(22Ｒ) 내에 있어서 제1투과성 수지(61) 상에 설치되고 제1투과성 수지(61)에 비하여 형광체의 함유량이 적고 또한 제1투과성 수지(61)의 막두께에 비하여 두꺼운 막두께를 구비하는 제2투과성 수지(62)를 구비한다.

Description

반도체 발광장치{SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 반도체 발광장치(半導體 發光裝置)에 관한 것으로서, 특히 액정표시장치(液晶表視裝置)의 백라이트(back light), 조명장치(照明裝置) 등의 발광원(發光源)으로서 사용되는 반도체 발광장치에 관한 것이다.
액정표시장치의 백라이트, 일반 실내조명 등의 발광원으로 반도체 발광장치, 구체적으로는 발광 다이오드(發光 diode)(LED : light emitting diodes)가 사용되는 경향이 있다. 발광 다이오드는, 소비전력(消費電力)이 적고 수명이 길며 또한 수은(水銀) 등의 유해물질(有害物質)을 포함하지 않아 환경 친화적인 발광원이다.
백라이트나 일반 실내 조명에는 백색광(白色光)이 적절하여 하기특허문헌1에는 백색광을 발광하는 광원(光源) 및 조명장치가 개시되어 있다. 이 광원 및 조명장치는, 청색 발광 다이오드(靑色發光 diode)와 적색 발광 다이오드(赤色發光 diode)를 교대로 배열하고, 이들의 발광 다이오드를 덮는 형광 필터(螢光 filter)를 구비하고 있다. 백색광은, 청색 발광 다이오드로부터 발광되는 청색광(靑色光)과, 그 청색광을 형광 필터에 의하여 파장변환(波長變換)한 녹색광(綠色光)과, 적색 발광 다이오드로부터 발광되는 적색광을 혼색(混色)시킴으로써 생성되고 있다.
특허문헌1 일본국 공개특허 특개2000-275636호 공보
그러나 상기의 특허문헌1에 개시된 광원 및 조명장치에 있어서는, 청색광, 녹색광 및 적색광의 3색의 혼색이 충분하게 이루어지지 않고, 특히 형광 필터에 흡수되지 않는 적색광이 그대로 방사(放射)되어버려, 백라이트, 일반 실내조명에 알맞은 백색광을 얻을 수 없는 점에 대해서는 대책이 강구되어 있지 않다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 것이다. 따라서 본 발명은, 발광색이 서로 다른 발광소자로부터 발광되는 빛의 혼색성(混色性)을 높이고, 휘도(輝度) 및 채도(彩度)가 높은 백색광을 발광할 수 있는 반도체 발광장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 관한 제1특징은, 반도체 발광장치에 있어서, 광출사 방향으로 개구된 오목부를 구비하는 패키지 기체와, 오목부의 바닥에 설치되고 서로 발광색이 다른 복수의 발광소자와, 오목부 내의 바닥에 복수의 발광소자를 덮도록 설치되고 형광체가 함유된 제1투과성 수지와, 오목부 내에 있어서 제1투과성 수지 상에 개구측을 향하여 설치되고 제1투과성 수지에 비하여 형광체의 함유량이 적고 또한 제1투과성 수지의 막두께에 비하여 두꺼운 막두께를 구비하는 제2투과성 수지를 구비한다.
본 발명의 실시예에 관한 제2특징은, 반도체 발광장치에 있어서, 광출사 방향으로 제1개구를 가지는 제1오목부와, 제1오목부의 제1개구에 연달아 접속되고 광출사 방향으로 제1개구에 비하여 개구 사이즈가 크고 또한 제1오목부의 깊이보다 깊은 제2오목부를 구비하는 패키지 기체와, 제1오목부의 바닥에 설치되고 서로 발광색이 다른 복수의 발광소자와, 복수의 발광소자를 덮도록 제1오목부 내에 충전되고 형광체가 함유된 제1투과성 수지와, 제2오목부 내에 충전되고 제1투과성 수지에 비하여 형광체의 함유량이 적은 제2투과성 수지를 구비한다.
또한 제2특징에 관한 반도체 발광장치에 있어서, 제1오목부의 제1내측면은, 제1오목부의 제1저면에 대한 제1내각을 둔각의 범위 내로 설정하여 복수의 발광소자로부터 발광되는 빛을 광출사 방향으로 반사하는 광반사면으로서 사용되고, 제2오목부의 제2내측면은, 제2오목부의 제2저면에 대한 제2내각을 제1내각에 비하여 작게 설정하여 복수의 발광소자로부터 발광되는 빛을 광출사 방향과 교차하는 방향으로 반사하는 광확산면으로서 사용되는 것이 바람직하다.
제1특징 또는 제2특징에 관한 반도체 발광장치에 있어서, 제2투과성 수지에는 확산재가 함유되어 있는 것이 바람직하다.
또한 제1특징 또는 제2특징에 관한 반도체 발광장치에 있어서, 복수의 발광소자는 청색광을 발광하는 청색 발광소자와 적색광을 발광하는 적색 발광소자를 구비하고, 형광체는, 청색 발광소자로부터 발광되는 빛을 흡수하여 그 흡수전의 빛의 파장과 다른 파장의 빛을 발광하고, 청색 발광소자로부터 발광되는 빛의 흡수율보다 적색 발광소자로부터 발광되는 빛의 흡수율이 작은 것이 바람직하다.
또한 제2특징에 관한 반도체 발광장치에 있어서, 패키지 기체는, 제1오목부를 구비하고 열전도성을 구비하는 방열체와, 방열체에 장착되고 제2오목부를 구비하며 광반사성을 구비하는 수지체를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 발광색이 서로 다른 발광소자로부터 발광되는 빛의 혼색성을 높이고, 휘도 및 채도가 높은 백색광을 발광할 수 있는 반도체 발광장치를 제공할 수 있다.
다음에 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 설명한다. 이하의 도면에 관한 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호를 붙이고 있다. 다만 도면은 모식적(模式的)인 것으로서, 현실의 것과는 다르다. 또한 도면 상호간에 있어서도 상호 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있는 경우가 있다.
또한 이하에 나타나 있는 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것으로서, 본 발명의 기술적 사상은 각 구성부품의 배치 등을 다음의 설명 등으로 특정하는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상은, 특허청구범위에 있어서 다양한 변경을 가할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 액정표시장치의 백라이트, 일반 조명장치 등의 발광원으로서 사용되는 반도체 발광장치에 본 발명을 적용한 예를 설명하는 것이다.
[반도체 발광장치의 구조]
도1 내지 도3에 나타나 있는 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 관한 반도체 발광장치(1)는, 광출사 방향(Ae)으로 개구된 오목부(recess)(21R 및 22R)를 구비하는 패키지 기체(2)와, 오목부의 바닥(제1오목부(21R))에 설치되고 서로 발광색이 다른 복수의 발광소자(3)와, 오목부 내의 바닥에 복수의 발광소자(3)를 덮도록 설치되고 형광체가 함유된 제1투과성 수지(61)와, 오목부(제2오목부(22Ｒ)) 내에 있어서 제1투과성 수지(61) 상에 설치되고 제1투과성 수지(61)에 비하여 형광체의 함유량이 적고 또한 제1투과성 수지(61)의 막두께에 비하여 두꺼운 막두께를 구비하는 제2투과성 수지(62)를 구비한다.
패키지 기체(2)는, 제1오목부(21R)를 구비하고 열전도성을 구비하는 방열체(放熱體)(21)와, 이 방열체(21)에 장착되고 제2오목부(22R)를 구비하며 광반사성(光反射性)을 구비하는 수지체(樹脂體)(22)를 구비하고 있다.
방열체(21)의 제1오목부(21R)는, 광출사 방향(Ae)으로 제1개구(21A)를 구비하고, 광출사 방향(Ae)과는 반대측에 제1저면(21B)을 구비하고, 제1개구(21A) 및 제1저면(21B)의 가장자리를 따라 형성된 제1내측면(21S)을 구비하는 단면이 오목한 형상을 하는 수납부이다. 여기에서 광출사 방향(Ae)이라 함은, 제1저면(21B)에 대하여 수직방향이며 또한 제1저면(21B)으로부터 제1개구(21R)를 향하는 방향이다.
방열체(21)는, 패키지 기체(2)의 베이스 기판(base 基板)의 기능을 구비함과 아울러 제1저면(21B)에 실장(實裝)된 복수의 발광소자(3)의 발광동작에 의하여 발생하는 열을 외부로 방열(放熱)시키는 기능을 구비한다. 제1오목부(21R)의 제1내측면(21S)은, 복수의 발광소자(3)로부터 발광된 빛, 주로 제1저면(21B)을 따라 발광된 빛을 광출사 방향(Ae)을 향하여 반사시키는 반사면(反射面)(리플렉터(reflector))으로서의 기능을 구비한다. 본 실시예에 있어서, 방열체(21)에는 예를 들면 열전도성(熱傳導性)이 우수한 구리(Ｃｕ) 합금재료로 이루어지는 판재(板材)가 모체(母體)로서 사용되고, 그 표면에는 Ａｇ도금, Ｐｄ도금 또는 Ｒｈ도금이 형성되어 있다. 또한 반드시 이 수치에 한정되는 것은 아니지만, 본　실시예에　관한 반도체 발광장치(1)의 패키지 기체(2)의 장변방향의 치수(L1)는 예를 들면 13.2mm~13.4mm, 단변방향의 치수(L2)는 예를 들면 5.2mm~5.4mm, 두께방향의 치수(L3)는 예를 들면 2.4mm~2.6ｍｍ로 설정되어 있다. 이러한 패키지 기체(2)의 크기에 대하여, 방열체(21)의 장변방향의 치수(L4)는 예를 들면 11.3mm~11.5mm, 단변방향의 치수(L5)는 예를 들면 4.2mm~4.4mm, 두께방향의 치수(L6)는 예를 들면 1.4mm~1.6mm로 설정되어 있다. 또한 제1오목부(21R)의 제1저면(21B)의 단변방향(폭방향)의 치수(L7)는 예를 들면 0.6mm~1.0mm, 제1개구(21A)의 단변방향(폭방향)의 치수(L8)는 예를 들면 1.4mm~1.8mm, 제1오목부(21R)의 깊이방향의 치수(L9)는 예를 들면 0.3mm~1.0mm로 설정되어 있다.
수지체(22)는, 본 실시예에 있어서 방열체(21)를 삽입 성형한 것으로서, 방열체(21)의 제1오목부(21S)가 설치된 측과는 반대인 이면(裏面)(21ＢＳ)을 노출시켜 방열체(21)의 측면 주위에 일체적으로 성형되고, 그대로 광사출 방향(Ae)을 향한 두께를 구비하고 있다. 수지체(22)의 제2오목부(22R)는, 광출사 방향(Ae)으로 제2개구(22A)를 구비하고, 광출사 방향(Ae)과는 반대측에 제2저면(22B)을 구비하고, 제2개구(22A) 및 제2저면(22B)의 가장자리를 따라 형성된 제2내측면(22S)을 구비하고 단면이 오목한 형상인 수납부이다. 제2오목부(22R)의 제2저면(22B)과 제1오목부(21R)의 제1개구(21A)는 연달아 접속되어 있다. 제2오목부(22R)의 제2저면(22B) 및 제2개구(22A)의 평면 사이즈는, 제1오목부(21R)의 제1저면(21B) 및 제1개구(21A)의 평면 사이즈보다 크게 설정되어 있다.
수지체(22)는, 패키지 기체(2)의 외형 형상을 구성함과 아울러 제2투과성 수지(62)를 충전하기 위한 댐(dam)으로서도 기능한다. 제2오목부(22R)의 제2내측면(22S)은, 복수의 발광소자(3)로부터 발광된 빛을 광출사 방향(Ae)과 교차하는 방향으로 반사하고, 대향하는 제2내측면(22Ｓ) 간에 있어서 빛을 확산하여 다른 발광색의 빛을 혼색시키는 광확산면(리플렉터)으로서의 기능을 구비한다. 본 실시예에 있어서, 수지체(22)로는 예를 들면 광반사성이 우수한 백색수지(白色樹脂: white resin)라고 불리는 나일론계 수지, 특히 폴리아미드 수지를 실용적으로 사용할 수 있다.
수지체(22)에 형성된 제2오목부(22R)의 제2저면(22B)의 단변방향(폭방향)의 치수(L10)는 예를 들면 3.9mm~4.3mm, 제2개구(22A)의 단변방향(폭방향)의 치수(L11)는 예를 들면 4.2mm~4.4mm, 제2오목부(22R)의 깊이방향의 치수(L12)는 예를 들면 0.9mm~1.1mm로 설정되어 있다. 이 제2오목부(22R)의 깊이방향의 치수(L12)는, 제1오목부(21R)의 깊이방향의 치수(L9)보다 깊게 설정되어 있다. 즉 제2오목부(22R)에 충전되는 제2투과성 수지(62)의 막두께를, 제1오목부(21R)에 충전되는 제1투과성 수지(61)의 막두께에 비하여 두껍게 설정할 수 있다. 바꾸어 말하면, 제2투과성 수지(62)의 막두께 방향(광조사 방향(Ae))의 광로장(光路長)을, 제1투과성 수지(61)의 막두께 방향의 광로장에 비하여 길게 설정할 수 있다.
방열체(21)에 있어서, 제1오목부(21R)의 제1저면(21B)에 대한 제1내측면(반사면)(21S)의 제1내각(a1)은, 상기한 바와 같이 반사면으로서 기능시키기 위하여 90도를 넘고 180도 미만인 둔각의 범위 내로 설정된다. 본 실시예에 있어서, 제1내각(a1)은 예를 들면 130도~150도로 설정되어 있다. 수지체(22)에 있어서, 제2오목부(22R)의 제2저면(22B)에 대한 제2내측면(광확 산면)(22S)의 제2내각(a2)은, 상기한 바와 같이 광확산면으로서 기능시키기 때문에, 제1내각(a1)에 비하여 작은 각도, 상세하게는 둔각의 범위 내로 설정된다. 본 실시예에 있어서, 제2내각(a2)은 예를 들면 90도~110도로 설정되어 있다.
복수의 발광소자(3)는, 본 실시예에 있어서 청색광을 발광하는 청색 발광소자(청색 발광 다이오드)(3B)와, 이 청색 발광소자(3B)가 발광하는 청색광과 다른 발광색인 적색광을 발광하는 적색 발광소자(적색 발광 다이오드)(3R)를 구비한다. 청색 발광소자(3B)는 약450ｎｍ~490ｎｍ의 파장을 구비하는 청색광을 발광한다. 이 청색 발광소자(3B)는, 예를 들면 사파이어 기판(sapphire 基板) 상에 또는 실리콘 기판(silicone 基板) 상에 ＩｎＧａＮ계 반도체를 형성한 반도체 칩(半導體chip)이다. 적색 발광소자(3R)는 약620ｎｍ~780ｎｍ의 파장을 구비하는 적색광을 발광한다. 이 적색 발광소자(3R)는, 예를 들면 ＡlＮ기판 상에 또는 사파이어 기판 상에 ＡlＧａＩｎＰ계 반도체를 형성한 반도체 칩이다.
이들 반도체 칩은, 예를 들면 0.3mm~0.4mm의 한 변의 길이를 구비하는 정사각형 또는 직사각형의 평면형상을 구비한다. 그리고 청색 발광소자(3B), 적색 발광소자(3R)는, 도2에 나타나 있는 바와 같이 예를 들면 1.2mm~1.3mm의 배열 피치(配列pitch)로 방열체(21)의 제1오목부(21R)의 제1저면(21B) 상에 실장되며, 길이방향에 있어서 횡측 일렬로 배열되어 있다. 본 실시예에 있어서는, 도2에서 좌측으로부터 우측을 향하여, 2개의 청색 발광소자(3B), 1개의 적색 발광소자(3R), 2개의 청색 발광소자(3B), 1개의 적색 발광소자(3R), 2개의 청색 발광소자(3B)가 설치되어, 6개의 청색 발광소자(3B) 및 2개의 적색 발광소자(3R) 등 합계 8개의 발광소자가 배열되어 있다. 배열 패턴은 반드시 이에 한정되는 것은 아니지만, 본 실시예에 있어서는, 복수 개(2개)의 청색 발광소자(3B) 마다 1개의 적색 발광소자(3R)가 반복하여 설치되어 있다. 또, 본　실시예에　관한 반도체 발광장치(1)는, 8개의 발광소자(3)를 구비하고 있지만, 이 개수에 한정되는 것은 아니다.
투과성 수지(6) 중에서, 제1오목부(21R)에 충전된 제1투과성 수지(61)는, 복수의 발광소자(3)를 덮어 외부환경으로부터 복수의 발광소자(3)를 보호함과 아울러, 주로 청색 발광소자(3B)로부터 발광되는 청색광의 일부를 흡수하여 다른 파장의 빛으로 변환하는 형광체(도면에 나타나 있지 않다)가 함유되어 있다. 제1투과성 수지(61)는, 포팅(potting)법을 이용하여 수지재(樹脂材)를 적하도포(滴下塗布)하여 경화시켜서 형성하고 있으므로, 본 실시예에 있어서는 제1오목부(21R)의 제1개구(21A)의 테두리까지 경화 전의 표면장력을 이용하여 충전되어 있다.
본 실시예에 있어서, 제1투과성 수지(61)로는 예를 들면 실리콘 수지가 사용된다. 또한 실리콘 수지에 첨가되는 형광체로는, 예를 들면 청색광의 일부를 흡수하여 보색계(補色系)가 되는 약 580ｎｍ~600ｎｍ의 파장을 구비하는 황색광(黃色光)을 발광할 수 있는 실리케이트(silicate)계 형광체가 사용된다. 형광체는, 예를 들면 5중량％~40중량％의 비율로 제1투과성 수 지(61)에 함유되는 것이 바람직하다. 또한 형광체로는 ＹＡＧ계 형광체, ＴＡＧ계 형광체 등을 사용할 수 있다. 여기에서 보색계가 되는 빛이라 함은, 단수 또는 복수의 색의 빛과 혼합되어 백색계의 빛으로 변환할 수 있는 색의 빛이다.
투과성 수지(6) 중에서, 제2오목부(22R)에 충전된 제2투과성 수지(62)는, 주로 청색 발광소자(3B)로부터 발광된 청색광, 적색 발광소자(3R)로부터 발광된 적색광, 청색광의 일부를 제1투과성 수지(61)에 의하여 변환한 황색광의 각각을 서로 확산시켜 혼색한다. 제2투과성 수지(62)에는 제1투과성 수지(61)의 형광체의 함유량에 비하여 적은 함유량으로 형광체를 함유시켜도 좋지만, 본 실시예에 있어서는 제2투과성 수지(62)에 형광체는 함유시키지 않고 있다. 제2투과성 수지(62)에는, 빛의 확산성, 혼색성 등을 촉진하는 확산재(擴散材)(도면에 나타나 있지 않다)가 함유되어 있다. 확산재로는 예를 들면 이산화 실리콘의 필러(filler)를 실용적으로 사용할 수 있다. 확산재는 예를 들면 3중량％~10중량％의 비율로 제2투과성 수지(62)에 함유되는 것이 바람직하다.
제1투과성 수지(61)와 마찬가지로, 제2투과성 수지(62)는, 포팅법을 이용하여 수지재를 적하도포 하여 경화시켜서 형성하고 있으므로, 본 실시예에 있어서는 제2오목부(22R)의 제2개구(22A)의 테두리까지 경 화전의 표면장력을 이용하여 충전되어 있다.
패키지 기체(2)의 수지체(22)에는, 일단측(인너리드(inner lead))이 제2 오목부(22)의 제2저면(22B) 상에 형성되고, 타단측(아우터리드(outer leader))이 수지체(22)의 외부로 돌출하여 성형된 리드(4)가 설치되어 있다. 리드(4)의 일단측은 복수의 발광소자(3)의 애노드 전극(anode 電極)(도면에 나타나 있지 않다) 또는 캐소드 전극(cathode 電極)(도면에 나타나 있지 않다)에 와이어(wire)(5)를 통하여 전기적으로 접속된다. 리드(4)의 타단측은 본 실시예에 있어서 갈매기 날개 형상으로 성형되어 있다.
리드(4)는, 예를 들면 Ｃｕ합금 재료의 판재를 사용하여 구성되어 있다. 적어도 리드(4)의 일단측 및 타단측의 접속장소에는 Ａｇ 도금막이 형성되어 있다. 와이어(5)로는 예를 들면 　Ａｕ 와이어, Ｐｄ 와이어 또는 Ｒｈ 와이어가 사용되고 있다. 와이어(5)는 복수의 발광소자(3)의 애노드 전극 또는 캐소드 전극에 초음파 본딩법(超音波 bonding法)을 사용하여 전기적으로 그리고 기계적으로 접속된다.
[반도체 발광장치의 발광동작]
다음에 상기의 반도체 발광장치(1)의 발광동작은 아래와 같다. 반도체 발광장치(1)에 있어서, 리드(4) 및 와이어(5)를 통하여 복수의 발광소자(3)의 애노드 전극-캐소드 전극간의 통전(通電)이 시작된다. 이에 따라 청색 발광소자(3B)의 발광동작이 시작되어 청색 발광소자(3B)로부터 청색광이 발광됨과 아울러 적색 발광소자(3R)의 발광동작이 시작되어 적색 발광소자(3R)로부터 적색광이 발광된다.
청색 발광소자(3B)로부터 발광된 청색광은, 제1오목부(21R)의 제1투과성 수지(61) 내에 있어서 광출사 방향(Ae)을 향하여 직접 출사됨과 아울러 제1오목부(21R)의 제1내측면(21S)에서 반사된 후에 광출사 방향(Ae)을 향하여 출사된다. 마찬가지로, 적색 발광소자(3B)로부터 발광된 적색광은, 제1오목부(21R)의 제1투과성 수지(61) 내에 있어서 광출사 방향(Ae)을 향하여 직접 출사됨과 아울러 제1오목부(21R)의 제1내측면(21S)에서 반사된 후에 광출사 방향(Ae)을 향하여 출사된다. 청색 발광소자(3B)로부터 발광된 청색광의 일부는 형광체에 흡수되어, 이 형광체로부터 보색계의 황색광이 발광된다. 이 청색광, 적색광 및 황색광은, 제1투과성 수지(61) 내에 있어서 혼색되어 백색광을 생성하고, 이 백색광은 제2오목부(22R)의 제2투과성 수지(62)로 출사된다.
제2투과성 수지(62)에는 확산재가 함유되어 있고 또한 제2오목부(22)의 제2저면(22B)에 대한 제2내측면(22S)의 제2내각(a2)이 제1오목부(21R)의 제1내측면(21S)의 제1내각(a1)보다 작게 설정되어 있기 때문에, 광출사 방향(Ae)과 교차하는 방향으로의 백색광의 확산성 및 혼색성이 증폭된다. 또한 제2투과성 수지(62)의 막두께가 제1투과성 수지(61)의 막두께보다 크게 설정되어 있기 때문에, 백색광의 확산성 및 혼색성을 증폭하는 기간이 길어진다. 즉 청색광, 적색광 및 황색광은, 제2투과성 수지(62) 내에 있어서 실용상 문제가 없는 범위까지 혼색된 후에 제2투과성 수지(62)로부터 광출사 방향(Ae)으로 출사되어, 본　실시예에　관한 반도체 발광장치(1)에 있어서는 청색광이나 적색광이 실질적으로 보이지 않는 완전한 백색광을 출사할 수 있다.
여기에서 형광체의 흡수율에 있어서는, 청색 발광소자로부터 발광되는 빛의 흡수율보다 적색 발광소자로부터 발광되는 빛의 흡수율이 작은 것이 바람직하다. 본 발명의 기술분야, 즉 청색 발광소자와 적색 발광소자로 백색광을 출사하는 발광장치에 있어서는 RGB 3색의 발광소자를 사용하는 발광장치에 비하여 단파장측의 빛이 강하게 되고 만다. 이에 따라, 희고 푸르다는 차가운 인상의 빛이라는 인상을 인간에게 주어서, 특히 조명용도에는 바람직하지 않다. 따라서 청색광을 많이 흡수하고 적색광을 적게 흡수하는 형광체를 사용하는 것이 바람직하다.
[실험예]
상기의 본　실시예에　관한 반도체 발광장치(1)의 혼색성에 관한 특징은, 이하에 실시한 실험 결과로부터도 분명하게 나타난다.
도4 내지 도7은 실험에 사용한 샘플이다. 도4는 본　실시예에　관한 반도체 발광장치(1)의 단면도로서, 상기한 바와 같이 반도체 발광장치(1)는, 제1오목부(21Ｒ) 내에 충전된 제1투과성 수지(61)와 제2오목부(22Ｒ) 내에 충전된 제2투과성 수지(62)를 구비하고 있다.
도5 내지 도7은 본　실시예에　관한 반도체 발광장치(1)의 비교예로서 제작한 반도체 발광장치(11~13)이다. 도5에 나타내는 반도체 발광장치(11)(비교예1)는 기본적으로는 본　실시예에　관한 반도체 발광장치(1)와 유사하지만, 반도체 발광장치(11)의 제2오목부(22R)의 깊이방향의 치수(L13)는 반도체 발광 장치(1)의 제2오목부(22R)의 깊이방향의 치수(L12)의 2분의 1의 깊이로 설정되고, 따라서 제2오목부(22R)에 충전되는 제2투과성 수지(62H)의 막두께는 2분의 1로 설정되어 있다.
도6에 나타내는 반도체 발광장치(12)(비교예2)는, 반도체 발광장치(1)의 제2오목부(22R) 및 제2투과성 수지(62)를 제거하여, 제1오목부(21R) 및 거기에 충전된 제1투과성 수지(61) 만을 구비하고 있다. 도7에 나타내는 반도체 발광장치(13)(비교예3)는, 반도체 발광장치(1)의 제1오목부(21R) 및 제2오목부(22R)를 구비하고 있지만, 이 제1오목부(21R) 및 제2오목부(22R)에 제2투과성 수지(62)에 상당하는 한 종류의 투과성 수지(62A) 만을 충전한 것이다.
도8은 반도체 발광장치의 광출사면(光出射面)에 있어서의 상대색도(相對色度)를 나타내는 그래프이다. 가로축은 상기의 도2에 나타내는 패키지 기체(2)의 우측의 Ａ지점으로부터 좌측의 Ｂ지점까지의 측정위치, 세로축은 청색 발광소자(3Ｂ) 상의 색도(色度)를 0으로 하였을 때의 상대색도(y)이다. 도9는 반도체 발광장치의 광출사면에 있어서의 청색 발광소자(3B)의 위치와 적색 발광소자(3R)의 위치와의 색도차(色度差)를 나타내는 그래프이다. 가로축은 본　실시예에　관한 반도체 발광장치(1), 비교예1~3의 반도체 발광장치(11-13)이며, 세로축은 색도차이다.
도8에 나타나 있는 바와 같이 A지점 측의 청색 발광소자(3B)가 배치된 위치에 있어서 색도가 0이 되도록 그래프를 조절하면, B지점 측의 적 색 발광소자(3R)가 배치된 위치에 있어서 반도체 발광장치(1) 및 비교예1-3의 반도체 발광장치(11~13)에 색도차가 발생한다. 도9에 나타나 있는 바와 같이 청색 발광소자(3B)가 배치된 위치와 적색 발광소자(3R)가 배치된 위치와의 색도차는, 본　실시예에　관한 반도체 발광장치(1)에 있어서 약 0.062~0.063으로서, 색도차가 가장 작다.
이에 대하여 비교예1인 반도체 발광장치(11)의 색도차는, 제2오목부(22R)의 깊이가 얕고 따라서 제2투과성 수지(62)의 막두께가 얇게 된 영향에 의하여 약간 높아져서 약 0.073~0.074이다. 비교예2인 반도체 발광장치(12)의 색도차는, 제2오목부(22R) 및 제2투과성 수지(62)를 제외하고 있으므로, 확산성 및 혼색성이 높아지지 않아, 더욱 높아져서 약 0.077~0.078이다. 그리고 비교예3인 반도체 발광장치(13)의 색도차는, 제1오목부(21R)에 충전된 제1투과성 수지(61)에 의한 보색계의 황색광을 생성하지 않고 있으므로, 혼색성이 결핍되어 가장 높은 약 0.094~0.095이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본　실시예에　관한 반도체 발광장치(1)에 있어서는, 형광체를 함유한 제1투과성 수지(61)를 구비하여 발광색이 서로 다른 복수의 발광소자(3)로부터 발광되는 빛의 혼색성을 높이고, 또한 확산재를 함유한 제2투과성 수지(62)를 구비하여 더 한층 빛의 혼색성을 높일 수 있으므로, 휘도 및 채도가 높은 백색광을 발광할 수 있다.
또한 반도체 발광장치(1)에 있어서는, 제2오목부(22R)의 제2내측면(22S)을 제1오목부(21R)의 제1내측면(21S)보다 급격한 각도로 설정하여, 빛의 확 산성 및 혼색성을 더한층 높일 수 있다.
또한 반도체 발광장치(1)에 있어서는, 제2오목부(22R)의 깊이를 제1오목부(21R)　의 깊이보다 깊게 설정하고, 제2투과성 수지(62)의 막두께를 제1투과성 수지(61)의 막두께에 비하여 두껍게 설정하고 있으므로, 제2투과성 수지(61) 내의 빛의 확산성 및 혼색성을 더 한층 높일 수 있다.
(기타의 실시예)
상기한 바와 같이 본 발명을 하나의 실시예에 의하여 설명하였지만, 이 개시의 일부를 이루는 설명 및 도면은 본 발명을 한정하는 것은 결코 아니다. 본 발명은 다양한 대체 실시 형태, 실시예 및 운용기술에 적용할 수 있다. 예를 들면 상기한 실시예에 있어서는, 합계 8개의 발광소자를 횡측 일렬로 배열한 반도체 발광장치(1)에 본 발명을 적용한 예를 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 결코 아니고, 8개 이외의 복수 개의 발광소자를 복수 열로 배열한 반도체 발광장치(1)에 적용하더라도 좋다.
또한 본 발명은, 청색 발광소자(3B) 및 적색 발광소자(3R)의 2종류의 발광소자에 한정되는 것이 아니라, 청색 발광소자(3B), 적색 발광소자(3R) 및 녹색 발광소자의 3종류의 발광소자를 구비한 반도체 발광장치에 적용할 수 있다.
또한 본 발명은, 제2오목부(22R)에 연달아 접속하는 제3오목부를 구비하고, 이 제3오목부 내에 빛의 확산성 및 혼색성이 우수한 투과성 수지 를 충전한 반도체 발광장치에 적용할 수 있다.
도1은, 본 발명의 제1실시예에 관한 반도체 발광장치의 단면도(도2에 나타내는 Ｆ1-F1 절단선으로 자른 단면도)이다.
도2는, 도1에 나타내는 반도체 발광장치의 평면도이다.
도3은, 도1에 나타내는 반도체 발광장치에 있어서 부분적으로 단면을 나타내는 사시도이다.
도4는, 제1실시예에 관한 반도체 발광장치의 단면도이다.
도5는, 비교예1에 관한 반도체 발광장치의 단면도이다.
도6은, 비교예2에 관한 반도체 발광장치의 단면도이다.
도7은, 비교예3에 관한 반도체 발광장치의 단면도이다.
도8은, 제1실시예에 관한 반도체 발광장치 및 비교예1 내지 비교예3에 관한 반도체 발광장치의 상대색도를 나타내는 그래프이다.
도9는, 도8에 나타내는 그래프에 의거한 색도차를 나타내는 그래프이다.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
1…반도체 발광장치 2…패키지 기체
21…방열체 21R…제1오목부
21A…제1개구 21B…제1저면
21S…제1내측면 22…수지체
22R…제2오목부 22A…제2개구
22B…제2저면 22S…제2내측면
3…발광소자 3B…청색 발광소자
3R…청색 발광소자 4…리드
5…와이어 6…투과성 수지
61…제1투과성 수지 62…제2투과성 수지

Claims (6)

  1. 광출사 방향(光出射方向)으로 개구(開口)된 오목부(recess)를 구비하는 패키지 기체(package 基體)와,
    상기 오목부의 바닥에 설치되어 서로 발광색(發光色)이 다른 복수의 발광소자(發光素子)와,
    상기 오목부 내의 상기 바닥에 상기 복수의 발광소자를 덮도록 설치되고 형광체(螢光體)가 함유된 제1투과성 수지(第1透過性樹脂)와,
    상기 오목부 내에 있어서 상기 제1투과성 수지 상에 상기 개구측을 향하여 설치되고, 상기 제1투과성 수지에 비하여 형광체의 함유량(含有量)이 적고 또한 상기 제1투과성 수지의 막두께에 비하여 두꺼운 막두께를 구비하는 제2투과성 수지를
    구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치(半導體 發光裝置).
  2. 광출사 방향으로 제1개구를 가지는 제1오목부와, 상기 제1오목부의 제1개구에 연달아 접속되고 상기 광출사 방향으로 상기 제1개구에 비하여 개구 사이즈가 크고 또한 상기 제1오목부의 깊이보다 깊은 제2오목부를 구비하는 패키지 기체와,
    상기 제1오목부의 바닥에 설치되고 서로 발광색이 다른 복수의 발광 소자와,
    상기 복수의 발광소자를 덮도록 상기 제1오목부 내에 충전되고 형광체가 함유된 제1투과성 수지와,
    상기 제2오목부 내에 충전되고 상기 제1투과성 수지에 비하여 형광체의 함유량이 적은 제2투과성 수지를
    구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1오목부의 제1내측면(內側面)은, 상기 제1오목부의 제1저면(底面)에 대한 제1내각(內角)을 둔각(鈍角)의 범위 내로 설정하여, 상기 복수의 발광소자로부터 발광되는 빛을 상기 광출사 방향으로 반사하는 광반사면(光反射面)으로서 사용되고,
    상기 제2오목부의 제2내측면은, 상기 제2오목부의 제2저면에 대한 제2내각을 상기 제1내각에 비하여 작게 설정하여, 상기 복수의 발광소자로부터 발광되는 빛을 상기 광출사 방향과 교차(交差)하는 방향으로 반사하는 광확산면(光擴散面)으로서 사용되는 것을
    특징으로 하는 반도체 발광장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2투과성 수지에는 확산재(擴散材)가 함유되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 발광소자는, 청색광(靑色光)을 발광하는 청색 발광소자(靑色發光素子)와 적색광(赤色光)을 발광하는 적색 발광소자(赤色發光素子)를 구비하고,
    상기 형광체는, 상기 청색 발광소자로부터 발광되는 빛을 흡수하여 그 흡수전의 빛의 파장과 다른 파장의 빛을 발광하고,
    상기 청색 발광소자로부터 발광되는 빛의 흡수율보다 상기 적색 발광소자로부터 발광되는 빛의 흡수율이 작은 것을
    특징으로 하는 반도체 발광장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 패키지 기체는,
    상기 제1오목부를 구비하고 열전도성(熱傳導性)을 구비하는 방열체(方熱體)와,
    상기 방열체에 장착되고 상기 제2오목부를 구비하며 광반사성(光反射性)을 구비하는 수지체(樹脂體)를
    구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광장치.
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