(57)【要約】【課題】  より効率の良い使用が可能で、カラー画像を表示する表示装置に適した白色光を発生する発光装置を提供することにある。【解決手段】  発光装置２における基板４上には、青色発光素子６と緑色発光素子８が実装され、赤色封止樹脂１２で一括して封止されている。この赤色封止封止１２は、透明な樹脂に赤色蛍光体１０を混入したものである。この発光装置２は、青色発光素子６と緑色発光素子８がそれぞれ発光すると共に青色発光素子６からの光に励起されて赤色蛍光体１０が発光することで白色光を発生させる。また、散乱材１６を混入した散乱樹脂１８で赤色封止樹脂１２は覆われており、混色性が高められている。【選択図】  図２
2010034183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
該基板上に実装される青色発光素子と、
該青色発光素子に並んで前記基板上に実装される緑色発光素子と、
赤色蛍光体が混入され且つ前記青色発光素子及び緑色発光素子を一括して封止する赤色封止樹脂と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
散乱材が混入され且つ前記赤色封止樹脂上を覆う散乱樹脂を備えることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
基板と、
該基板上に実装される青色発光素子と、
該青色発光素子に並んで前記基板上に実装される緑色発光素子と、
赤色蛍光体が混入され且つ前記青色発光素子のみを封止する赤色封止樹脂と、
前記緑色発光素子及び赤色封止樹脂を一括して封止する封止樹脂と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
前記封止樹脂は散乱材が混入された散乱樹脂からなることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項５】
基板と、
該基板上に実装される青色発光素子と、
該青色発光素子に並んで前記基板上に実装される緑色発光素子と、
赤色蛍光体が混入され且つ前記青色発光素子のみを封止する赤色封止樹脂と、
前記緑色発光素子のみを封止する封止樹脂と、
を備えることを特徴とする発光装置。
【請求項６】
前記封止樹脂は散乱材が混入された散乱樹脂からなることを特徴とする請求項５記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子を用いた発光装置に関するものであり、特にカラー画像を表示する表示装置に適したものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光効率の高い青色発光ダイオード（以下「発光ダイオード」を「ＬＥＤ」と略称する）が開発されたことにより、この青色ＬＥＤと、赤色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤとを組み合わせてフルカラー表示を実現する表示装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。このような表示装置には、赤、緑、青の光を通すカラーフィルタが設けられており、このカラーフィルタに赤、緑、青の各ＬＥＤと白色ＬＥＤから光を照射する構造となっている。
【０００３】
このような表示装置に使用する白色ＬＥＤとしては、青色ＬＥＤと黄色蛍光体を一つのパッケージに収めたものが使用されていた。しかし、この白色ＬＥＤが発する白色光が前述したカラーフィルタを通過すると、ピークが無い波長部分の色（例えば、緑など）が不鮮明になることがある。そこで、カラーフィルタの透過波長域に合った波長（青、赤、緑）のピークを含む白色光を発生するＬＥＤが求められ、青色ＬＥＤと赤色蛍光体及び緑色蛍光体を一つのパッケージに収めた白色ＬＥＤ（例えば、特許文献２参照）が適していると考えられていた。
【特許文献１】特開２００４−４６２６号公報
【特許文献２】特開２００５−３１１１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記白色ＬＥＤにおいては、赤色蛍光体の励起に青色ＬＥＤの発光だけでなく緑色蛍光体からの緑色光も使用してしまうため、パッケージ全体としての発光効率を損失してしまうという問題があった。
【０００５】
また、緑色蛍光体が発する光の発光スペクトルの半値幅は、カラーフィルタの透過波長域よりも広いため、カラーフィルタの他の色の透過部分と重なってしまい、カラーフィルタの透過効率が低下して効率をロスすることになっていた。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術等の問題点を解決し、より効率の良い使用が可能で、カラー画像を表示する表示装置に適した白色光を発生する発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発光装置は、基板と、該基板上に実装される青色発光素子と、該青色発光素子に並んで前記基板上に実装される緑色発光素子と、赤色蛍光体が混入され且つ前記青色発光素子及び緑色発光素子を一括して封止する赤色封止樹脂と、を備えている。この発光装置は、散乱材が混入され且つ前記赤色封止樹脂上を覆う散乱樹脂を備えている。
【０００８】
また、本発明の発光装置は、基板と、該基板上に実装される青色発光素子と、該青色発光素子に並んで前記基板上に実装される緑色発光素子と、赤色蛍光体が混入され且つ前記青色発光素子のみを封止する赤色封止樹脂と、前記緑色発光素子及び赤色封止樹脂を一括して封止する封止樹脂と、を備えている。また、この発光装置における前記封止樹脂は、散乱材が混入された散乱樹脂からなる。
【０００９】
また、本発明の発光装置は、基板と、該基板上に実装される青色発光素子と、該青色発光素子に並んで前記基板上に実装される緑色発光素子と、赤色蛍光体が混入され且つ前記青色発光素子のみを封止する赤色封止樹脂と、前記緑色発光素子のみを封止する封止樹脂と、を備えている。この発光装置における前記封止樹脂は、散乱材が混入された散乱樹脂からなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の発光装置では、表示装置に使用するため広色域であることを重視して、青色発光素子と、緑色発光素子と、青色発光素子からの光により励起される赤色蛍光体とを用いている。また、この赤色蛍光体は、青色発光素子のみ又は青色発光素子及び緑色発光素子を一括して封止する封止樹脂に混入させたものとなっている。これにより、青色光、緑色光及び赤色光のピークを持った白色光を発生させることができる。特に、青色発光素子と緑色発光素子の発光をそれぞれ調整することで、青、緑、赤の発光スペクトルの半値幅を、カラーフィルタに適する幅に設定することが可能となり、各色光がカラーフィルタを均等に通過すると共に他色とクロスオーバーして効率を損失することがなくなる。
【００１１】
また、本発明によれば、緑色発光素子を用いているので、赤色蛍光体の励起に緑色光が消費されてしまうことがなく、パッケージ全体としての発光効率を損失することがない。
【００１２】
また、赤色蛍光体を混入した赤色封止樹脂で青色発光素子のみを封止することにより、赤色蛍光体の励起光を発光する青色発光素子の周辺に赤色蛍光体を集めて、緑色発光素子からの光を効率良く照射することができる。
【００１３】
また、赤色封止樹脂や緑色発光素子を封止する封止樹脂に散乱材を混入しているので、青色発光素子、緑色発光素子及び赤色蛍光体の発光の混色性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の発光装置においては、基板上に青色発光素子と緑色発光素子を実装し、樹脂で封止している。この樹脂による封止は、赤色蛍光体が混入された赤色封止樹脂で青色発光素子と緑色発光素子を一括して封止するか、又は青色発光素子のみを赤色封止樹脂で封止して緑色発光素子及び赤色封止樹脂を一括して封止樹脂で封止するか、又は青色発光素子のみを赤色封止樹脂で封止して緑色発光素子のみを封止樹脂で封止するものとなっている。この発光装置では、青色発光素子と緑色発光素子がそれぞれ発光すると共に青色発光素子からの光に励起されて赤色蛍光体が発光することで白色光を発生させることができる。また、封止樹脂に散乱材を混入することで、混色性を高めている。
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の実施例１に係る発光装置を示す断面図である。本実施例における発光装置２は、表面に導電パターン（図示せず）が形成された基板４と、この基板４の表面に並んで導電性ペースト、ワイヤー等により実装された青色発光素子６及び緑色発光素子８と、赤色蛍光体１０が混入され且つ青色発光素子６及び緑色発光素子８を一括して封止する赤色封止樹脂１２と、この赤色封止樹脂１２の側面を囲う枠体１４と、を備えている。
【００１６】
青色発光素子６は、例えば発光波長帯域が４７０〜４９０ｎｍであるＩｎＧａＮ系化合物半導体を用いた青色ＬＥＤ等からなる。また、緑色発光素子８は、例えば発光波長帯域が４９０〜５２０ｎｍであるＩｎＧａＮ系又はＧａＰ系化合物半導体を用いた緑色ＬＥＤ等からなる。
【００１７】
基板４は、例えば略直方体をなすガラスエポキシ、ＢＴレジン、セラミックス、メタルコア等の絶縁性基板からなる。前述したように、この基板４の表面には導電性パターンが設けられており、そこに青色発光素子６と緑色発光素子８がダイボンド、ワイヤボンド等により実装されている。
【００１８】
赤色蛍光体１０は、青色発光素子６からの青色光により励起されて赤色系の蛍光を発する粒子状の蛍光材料からなる。本実施例における赤色蛍光体１０は、例えば、Ｅｕ２＋（ユーロピウム）固溶のＣａＡｌＳｉＮ３（カルシウム、アルミニウム、シリコン三窒化物）蛍光体等が用いられている。
【００１９】
赤色封止樹脂１２は、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の透明な樹脂に、上記赤色蛍光体１０を混入したものである。本実施例においては、青色発光素子６と緑色発光素子８を囲むように基板４の表面に取り付けた枠体１４内に赤色封止樹脂１２を充填することにより青色発光素子６と緑色発光素子８を一括して封止するものとなっている。
【００２０】
また、枠体１４は、赤色封止樹脂１２に面する内面が鏡面等の反射面となっている。これにより、青色発光素子６、緑色発光素子８及び赤色蛍光体１０からの光を反射して発光効率を高めるものとなっている。
【００２１】
上記構成からなる本実施例の発光装置２では、青色発光素子６と緑色発光素子８を発光させることで、青色光と緑色光を図中上方等へ放射する。また、このときに赤色蛍光体１０は、青色発光素子６からの光に励起されて赤色光を放射することになる。これにより、この発光装置２は、青色光、緑色光及び赤色光の明確なピークを持った白色光を放射することになる。
【００２２】
尚、赤色蛍光体１０が青色発光素子６からの光だけでなく、緑色発光素子８からの光によっても励起されたとしても、緑色発光素子８は発光体であるため、緑色光が赤色蛍光体１０によって消費されてしまうことがない。従って、複数の蛍光体を使用した従来のもののように、蛍光体間で光を消費することがなく、発光効率を高めることができる。
【００２３】
図２は図１に示す発光装置２の一部変更例を示す断面図である。この発光装置２においては、赤色封止樹脂１２の上面を覆う散乱樹脂１８を設けている。この散乱樹脂１８は、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の透明な樹脂に、散乱材１６を混入したものである。また、この散乱材１６は、光を散乱させるものであり、例えば、ガラスあるいはＡｕ、Ａｇ等の金属等の光を屈折あるいは反射する粒子で構成されている。
【００２４】
上記のような散乱樹脂１８を設けると、青色発光素子６、緑色発光素子８及び赤色蛍光体１０からの光が、散乱樹脂１８内にて屈折あるいは反射することにより散乱されて放射される。これにより、それらの光が混色し、全面が均等に白色となるように発光する。
【００２５】
尚、この散乱樹脂１８は、枠体１４内に充填することにより、赤色封止樹脂１２の上面を覆うように形成されている。
【実施例２】
【００２６】
図３は本発明の実施例２に係る発光装置を示す断面図である。尚、図１及び図２に示す実施例１と同一部分に関しては同一の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例における発光装置２２は、前述した発光装置２と同様に、基板４と、この基板４に実装された青色発光素子６及び緑色発光素子８と、それらを囲う枠体１４と、を備えている。
【００２７】
また、この発光装置２２は、青色発光素子６のみを封止する赤色封止樹脂２４と、この赤色封止樹脂２４及び緑色発光素子８を一括して封止する封止樹脂２６とを備えている。赤色封止樹脂２４は、前述した赤色封止樹脂１２と同様に、透明な樹脂に赤色蛍光体１０を混入したものである。また、封止樹脂２６は、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等の透明な樹脂からなるものであり、枠体１４内に充填されることで赤色封止樹脂２４と緑色発光素子８を一括して封止するものとなっている。
【００２８】
上記構成からなる本実施例の発光装置２２においては、青色発光素子６のみを赤色封止樹脂２４で封止することで、青色発光素子６の周囲に赤色蛍光体１０を集合させている。これにより、赤色蛍光体１０は青色発光素子６から充分な励起光を得ることができる。また、緑色発光素子８からの光は、赤色蛍光体１０に邪魔されることなく透明な封止樹脂２６を通過することになり、発光効率を高めることができる。
【００２９】
図４は図３に示す発光装置２２の一部変更例を示す断面図である。この発光装置２２においては、封止樹脂２６に散乱材１６を混入した散乱樹脂２８で、赤色封止樹脂２４と緑色発光素子８を一括して封止している。
【００３０】
この発光装置２２においては、青色発光素子６、緑色発光素子８及び赤色蛍光体１０からの光が、散乱材１６により屈折、反射されることで散乱される。これにより混色性が高まり、発光装置２２の上面全面が均等に白色発光することになる。
【実施例３】
【００３１】
図５は本発明の実施例３に係る発光装置を示す断面図である。尚、前述した実施例１及び２と同一部分に関しては同一の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例における発光装置３２は、前述した発光装置２，２２と同様に、基板４と、この基板４に実装された青色発光素子６及び緑色発光素子８と、それらを囲う枠体１４と、を備えている。
【００３２】
また、この発光装置３２は、青色発光素子６のみを封止する赤色封止樹脂３４と、緑色発光素子８のみを封止する封止樹脂３６とを備えている。赤色封止樹脂３４は、実施例１及び２における赤色封止樹脂１２，２４と同様に、透明な樹脂に赤色蛍光体１０を混入したものである。また、封止樹脂３６は、実施例２における封止樹脂２６と同様に、透明な樹脂からなるものである。この赤色封止樹脂３４と封止樹脂３６は、共に枠体１４内に充填されて、青色発光素子６と緑色発光素子８をそれぞれ封止するものとなっている。尚、赤色封止樹脂３４と封止樹脂３６は、密着した状態となっている。
【００３３】
上記構成からなる発光装置３２では、実施例２と同様に、青色発光素子６のみを赤色封止樹脂３４で封止しているので、赤色蛍光体１０を青色発光素子６の周囲に集合させることができると共に、緑色発光素子８からの光が赤色蛍光体１０に邪魔されることがなく、発光効率を高めることができる。
【００３４】
図６は図５に示す発光装置３２の一部変更例を示す断面図である。この発光装置３２においては、封止樹脂３６に散乱材１６を混入した散乱樹脂３８により緑色発光素子８のみを封止している。
【００３５】
この発光装置３２では、散乱材１６が緑色発光素子８からの光を屈折、反射すること等により散乱すると共に、赤色封止樹脂３４を通って散乱樹脂３８内に達する青色発光素子６及び赤色蛍光体１０からの光も散乱させる。これにより混色性を高めている。
【００３６】
上記各実施例における発光装置２，２２，３２は、共に青色、緑色、赤色の明確なピークを持った白色光を効率良く放射するものであり、カラー画像を表示する表示装置に適したものとなる。
【００３７】
また、赤色封止樹脂１２，２４，３４により青色発光素子６全体を覆って封止しているので青色発光素子６が発する光を余すことなく効率的に赤色蛍光体の発光に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１に係る発光装置の断面図である。
【図２】図１に示す発光装置の一部変更例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２に係る発光装置の断面図である。
【図４】図３に示す発光装置の一部変更例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例３に係る発光装置の断面図である。
【図６】図５に示す発光装置の一部変更例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
２，２２，３２  発光装置
４    基板
６    青色発光素子
８    緑色発光素子
１０  赤色蛍光体
１２，２４，３４  赤色封止樹脂
１４  枠体
１６  散乱材
１８，２８，３８  散乱樹脂
２６，３６  封止樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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