(57)【要約】【課題】長手方向の端部周辺における赤みがかった色合いを防止し、製造が容易な略長方形状の半導体発光装置、それを並べた複合発光装置、及びそれを用いた面光源装置を提供する。【解決手段】  本考案の半導体発光装置は、対向する一対の第１の側壁部と、第１の側壁部よりも短く、対向するように第１の側壁部の間にわたって設けられた一対の第２の側壁部とによる凹部の底面に配置された、第２の色を発光する第２の発光素子と、第１の側壁部の方向に並べられた複数の発光素子の中で最も前記第２の側壁部の側に配置された第２の発光素子と、第１及び第２の発光素子を覆うように前記凹部に充填され、第２の色の光の一部を第２の色の光の補色に波長変換させて外部に出射させる蛍光体及び散乱材とを含む樹脂部と、を有する。【選択図】図１
0003138907.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の第１の側壁部と、上方から見て前記第１の側壁部の間にわたって設けられ、前記第１の側壁部よりも短く、且つ対向するように設けられた一対の第２の側壁部と、によって凹部が形成された基体部と、
前記凹部の底面上に配置された、第１の色の光を発する第１の発光素子と、
前記凹部の底面上であって、上方から見て、前記第１の側壁部の方向に並べられた複数の発光素子の中で最も前記第２の側壁部の側に配置され、第１の色と異なる第２の色の光を発する第２の発光素子と、
前記第１及び第２の発光素子を覆うように前記凹部に充填され、前記第２の色の光の一部を前記第２の色の光の補色系に波長変換させて外部に出射させる蛍光体と、前記第１の色の光を散乱させる散乱材とを含む樹脂部と、
を有する半導体発光装置。
【請求項２】
前記第１の側壁部の表面における前記第１の色の光に対する反射率が前記第２の側壁部の表面における前記第１の色の光に対する反射率よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記第１の側壁部の表面の材料が前記第２の側壁部の表面の材料と異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記第１の側壁部の表面の材料が銀であり、前記第２の側壁部の表面の材料が白色の樹脂であることを特徴とする請求項１〜３何れか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記第１の発光素子と前記基体部との間にシリコンからなる前記第１の発光素子の土台を有することを特徴とする請求項１〜４何れか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
対向する一対の第１の側壁部と、上方から見て前記第１の側壁部の間にわたって設けられ、前記第１の側壁部よりも短く、且つ対向するように設けられた一対の第２の側壁部とによって凹部が形成された基体部と、
前記凹部の底面上に配置された、第１の色の光を発する第１の発光素子と、
前記凹部の底面上であって、上方から見て、前記第１の側壁部の方向に並べられた複数の発光素子の中で最も前記第２の側壁部の側に配置され、第１の色と異なる第２の色の光を発する第２の発光素子と、
前記第１及び第２の発光素子を覆うように前記凹部に充填され、前記第２の色の光の一部を前記第２の色の光の補色系に波長変換させて外部に出射させる蛍光体と、前記第１の色の光を散乱させる散乱材とを含む樹脂部と、
を有する半導体発光装置を前記第１の側壁部の方向に複数並べたことを特徴とする複合発光装置。
【請求項７】
前記第１の側壁部の表面の材料が前記第２の側壁部の表面の材料と異なることを特徴とする請求項６に記載の複合発光装置。
【請求項８】
対向する一対の第１の側壁部と、上方から見て前記第１の側壁部の間にわたって前記第１の側壁部の表面の材料と異なる表面の材料で設けられ、前記第１の側壁部よりも短く、且つ対向するように設けられた一対の第２の側壁部とによって凹部が形成された基体部と、
前記凹部の底面上に配置された、第１の色の光を発する第１の発光素子と、
前記凹部の底面上であって、上方から見て、前記第１の側壁部の方向に並べられた複数の発光素子の中で最も前記第２の側壁部の側に配置され、前記第１の色と異なる第２の色の光を発する第２の発光素子と、
前記第１及び第２の発光素子を覆うように前記凹部に充填され、前記第２の色の光の一部を前記第２の色の光の補色系に波長変換させて外部に出射させる蛍光体と、前記第１の色の光を散乱させる散乱材とを含む樹脂部と、
を有する半導体発光装置を前記第１の側壁部の方向に複数並べた複合発光装置における長手方向を導光板の光導入面における長手方向とし、前記導光板の前記光導入面は前記凹部の底面と対向するように配置された導光板方式の面状発光源。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は液晶表示装置のバックライトや照明用の発光源として用いられる半導体発光装置、それを並べた複合発光装置、及びそれを用いた面状発光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の面実装型の半導体発光装置は、青色の光を発する半導体発光素子と赤色の光を発する半導体発光素子とを組合わせて白色系の光を出射させる。このような半導体発光装置は、下記特許文献１の図４等に開示されている。特許文献１の図４で開示された半導体発光装置は、上方から見て、赤色の光を発する発光ダイオードチップを長方形の基板の中心に配置し、長方形の基板の各頂点側に夫々青色の光を発する発光ダイオードチップが赤色の光を発する発光ダイオードチップを囲むように配置されている。さらに、赤色の光を発する発光ダイオードチップの周囲を一旦拡散材入りの半透明樹脂で封止し、半透明樹脂の上及び青色の光を発する発光ダイオードチップの上を覆うようにＹＡＧ蛍光体を含む樹脂によって封止する。これによって、赤色の光を発する発光ダイオードチップから出射した光は半透明樹脂内にて様々な方向に拡散し、青色の光を発する発光ダイオードチップから出射した光の一部はＹＡＧ蛍光体を含む樹脂によって黄色の光に励起される。その結果、赤色の光、青色の光、黄色の光が適切に混じり合って白色の演色性が良く、且つ赤色の光を発する発光ダイオードチップ直上で赤みがかった点状の色合いとなることを防止する事ができる。
【特許文献１】特開２００５−１２３４８４号公報（図４）
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１の半導体発光装置及びそれを用いた面光源装置においては、次のような問題が生じる。
特許文献１の半導体発光装置では、赤色の光を発する発光ダイオードチップの周囲だけ一旦拡散材入りの半透明樹脂で封止した後、ＹＡＧ蛍光体を封止するため、製造工程が複雑化してしまう。
また、特許文献１の半導体発光装置では、平面的に見て半導体発光装置の短手方向に２チップ又は３チップの発光ダイオードチップが配置されている。このような半導体発光装置を導光板方式の発光源として用いた場合、半導体発光装置の短手方向（導光板の厚み方向）が長くなってしまい、面状発光源が厚く、面状発光源のコストが高くなる。
そこで本考案は、このような技術的課題を解決するできる半導体発光装置、それを並べた複合発光装置、及びそれを用いた面状発光源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決する請求項１にかかる半導体発光装置は、対向する一対の第１の側壁部と、上方から見て前記第１の側壁部の間にわたって設けられ、第１の側壁部よりも短く、且つ対向するように設けられた一対の第２の側壁部と、によって凹部が形成された基体部と、凹部の底面上に配置された、第１の色の光を発する第１の発光素子と、凹部の底面上であって、上方から見て、第１の側壁部の方向に並べられた複数の発光素子の中で最も第２の側壁部の側に配置され、第１の色と異なる第２の色の光を発する第２の発光素子と、第１及び第２の発光素子を覆うように凹部に充填され、第２の色の光の一部を第２の色の光の補色に波長変換させて外部に出射させる蛍光体と、第１の色の光を散乱させる散乱材とを含む樹脂部と、を有することを特徴とする。
また、上記課題を解決する請求項６にかかる複合発光装置は、対向する一対の第１の側壁部と、上方から見て第１の側壁部の間にわたって設けられ、第１の側壁部よりも短く、且つ対向するように設けられた一対の第２の側壁部とによって凹部が形成された基体部と、凹部の底面上に配置された、第１の色の光を発する第１の発光素子と、凹部の底面上であって、上方から見て、第１の側壁部の方向に並べられた複数の発光素子の中で最も第２の側壁部の側に配置され、第１の色と異なる第２の色の光を発する第２の発光素子と、第１及び第２の発光素子を覆うように凹部に充填され、第２の色の光の一部を第２の色の光の補色に波長変換させて外部に出射させる蛍光体と、第１の色の光を散乱させる散乱材とを含む樹脂部と、を有する半導体発光装置を第１の側壁部の方向に複数並べたことを特徴とする。
また、上記課題を解決する請求項８にかかる面状発光源は、対向する一対の第１の側壁部と、上方から見て第１の側壁部の間にわたって第１の側壁部の表面の材料と異なる表面の材料で設けられ、第１の側壁部よりも短く、且つ対向するように設けられた一対の第２の側壁部とによって凹部が形成された基体部と、凹部の底面上に配置された、第１の色の光を発する第１の発光素子と、凹部の底面上であって、上方から見て、第１の側壁部の方向に並べられた複数の発光素子の中で最も第２の側壁部の側に配置され、第１の色と異なる第２の色の光を発する第２の発光素子と、第１及び第２の発光素子を覆うように凹部に充填され、第２の色の光の一部を第２の色の光の補色に波長変換させて外部に出射させる蛍光体と、第１の色の光を散乱させる散乱材とを含む樹脂部と、を有する半導体発光装置を第１の側壁部の方向に複数並べた複合発光装置における長手方向を導光板の光導入面における長手方向とし、導光板の光導入面は凹部の底面と対向するように配置されたことを特徴とする。
【考案の効果】
【０００５】
本考案の請求項１にかかる半導体発光装置によれば、第１の側壁部の方向における白色系の演色性が良く、且つ製造が容易な半導体発光装置を提供する事ができる。また、本考案の請求項１にかかる半導体発光装置を第１の側壁部の方向に複数並べた複合発光装置として用いれば、導光板方式の面状発光源においても、導光板の光導入面の長手方向（半導体発光装置１の第２の側壁部１０側）における色ムラを比較的抑制し、且つ厚みが薄く製造にかかるコストを低減することができる面状光源を提供する事ができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下に本考案による半導体発光装置１、複合発光装置１００、面状光源の実施の形態をについて説明する。
図１に示すように、本実施の形態の半導体発光装置１はその長手方向に複数並べて使用する。本実施の形態の半導体発光装置１は、金属材料からなる支持板２と、支持板２の上面に固着された発光素子としての発光ダイオードチップ３と、支持板２の側面に隣接して配置され且つ支持板側から外側に延伸するリード端子４と、発光ダイオードチップ３の上面電極とリード端子とを電気的に接続するワイヤ５と、支持板２の側面及びリード端子の一部を被覆する外囲体６と樹脂部１１とを備えている。
【０００７】
本考案の半導体発光装置は、支持板２の上面に赤色（約620 nmから約780 nmまでの波長）の光を出射させる第1の発光ダイオードチップ３Ａが２個と、第1の発光ダイオードチップ３Ａよりも外側（第２の側壁部１０の側）から第1の発光ダイオードチップ３Ａを挟むように設けられ、青色（約450 nmから約490 nmまでの波長）の光を出射させる第２の発光ダイオードチップ３Ｂが３個ずつとが１列に並べて固着されている。さらに、各発光ダイオードチップ３のアノード電極及びカソード電極に電気的に接続された１６本のリード端子４を有している。なお、支持板２と外囲体６は、本考案に基づく基体部７を構成する。
【０００８】
支持板２及びリード端子４は、熱伝導率の高い金属、例えば銅、アルミニウム、銅合金又はアルミニウム合金等により形成される事が望ましい。図１に示すように、支持板２は、対向する一対の第一の側面と、この一対の第一の側面の間にわたって形成され、第一の側面よりも短い一対の第二の側面とを有し、平面的に見て略長方体の形状となっている。
支持板２は、その上面に溝状の凹部８を有する。凹部８は支持板２の上面の中央側を通り、支持板２の対向する第二の側面に到達するように支持板２の長手方向に形成されている。支持板２の一対の第一の側面は凹部の底面よりも上方に突出して第１の側壁部９を構成している。第１の側壁部９は、凹部の底面から離間する方向に向かって拡大するように傾斜している。また、支持板２の下面は外囲体６の下面から外部に露出しており、これにより第1及び第2の発光ダイオードチップ３の発する熱を外部に良好に放出することができる。リード端子４の一端は、第1及び第2の発光ダイオードチップ３のアノード電極又はカソード電極とワイヤ５等を介して電気的に接続されており、他端は外囲体６から外部に導出されている。なお、半導体発光装置の内部で予め複数の発光ダイオードチップ３が直列に接続するように配線しても良く、この場合、リード端子４を夫々の発光ダイオードチップ３のアノード電極及びカソード電極に対応して設けていなくてもよい。
【０００９】
支持板２の凹部８の底面には、第１の側壁部９の方向（支持基板２の長手方向）に複数の第1及び第２の発光ダイオードチップ３が固着されている。第１の発光ダイオードチップ３Ａは赤色の光を発するＩｎＡｌＧａＰの発光ダイオードチップであり、第２の発光ダイオードチップ３Ｂが青色の光を発する窒化物系半導体の発光ダイオードである。なお、本考案の実施形態の半導体発光装置１において、上面から見て、第2の発光ダイオードチップ３Ｂは、第１の発光ダイオードチップ３Ａを含めて第１の側壁部９の方向に並ぶように設けられた発光ダイオード３の中で最も外側（最も第２の側壁部１０の側）に配置されている。例えば、図１の場合、発光ダイオードチップ３が８個一列に並べているが、図中において右側から４番目と５番目を第１の発光ダイオードチップ３Ａとし、残りの発光ダイオードチップが第２の発光ダイオードチップ３Ｂとなっている。しかし、図１に限らず、図中の右側から２番目と７番目を第１の発光ダイオードチップ３Ａとし、残りの発光ダイオードチップが第２の発光ダイオードチップ３Ｂとしても良いし、５番目の中央だけを第１の発光ダイオードチップ３Ａとし、残りの発光ダイオードチップが第２の発光ダイオードチップ３Ｂとしても良い。また、第２の発光ダイオードチップ３Ｂは樹脂部１１から出射する光が白色系となる波長の光を発するものであって、青色の光を出射する発光ダイオードチップに限らない。また、第１の発光ダイオードチップ３Ａは、白色系の光の演色性を高めるための光を発するものであって、赤色の光を出射する発光ダイオードチップに限らない。
【００１０】
外囲体６は、例えば、光反射性のフィラを含むシリカ等のコンパウンド（充填材）の含有率が相対的に大きい樹脂から構成されており、例えば白色系の樹脂よりなる。外囲体６は、その４つの側面が支持板２の上面よりも上方に延伸し、支持板２の第二の側面側に設けられた外囲体６の側面は支持板２の第二の側面よりも上方に突出しており、第２の側壁部１０を構成している。従って、第１の側壁部９は第２の側壁部１０よりも長く、第1の側壁部９と第２の側壁部１０とで第1及び第2の発光ダイオードチップ３を包囲し、第1の側壁部９と第２の側壁部１０により形成される支持板２の凹部８の底面（支持板２の上面）に第1及び第２の発光ダイオードチップ３が配置されている。なお、発光ダイオードチップ３から第１の側壁部９で反射して外部に取り出すことができる光をより多くするため、第１の側壁部９の表面の反射率は高くなるように形成される。一方、第２の側壁部１０においては、半導体発光装置１を第１の側壁部９の方向に一列に複数並べて使用することを考慮し、第２の側壁部１０よりも外側にも光が取り出せると同時に、第１の発光ダイオードチップ３Ａから出射した光の内、第２の側壁部１０で反射する割合を弱めて半導体発光装置１の第２の側壁部１０周辺で赤味がかった色合い（色ムラ）となることを抑制する必要がある。従って、第２の側壁部１０の反射率を第１の側壁部９の反射率よりも小さくなるように、第１の側壁部９の表面を銀、第２の側壁部１０の表面を第１の側壁部９よりも反射率の小さい白色の樹脂というように、第１の側壁部９及び第２の側壁部１０の表面材料（特に表面の材料）を異なるように形成して、第２の側壁部１０周辺で赤味がかった色合い（色ムラ）となることを抑制も良い。
第１の側壁部９及び第２の側壁部１０によって形成される凹部８内には、光透過性を有する樹脂部１１が充填されている。樹脂部１１は、支持板２の上面、第1及び第2の発光ダイオードチップ３、ワイヤ５及びリード端子４の上面を被覆する。樹脂部１１は、屈折率及び光透過性の高い樹脂によって成り、発光ダイオードチップ３及びワイヤ５を被覆している。本実施の形態の半導体発光装置１では、樹脂部１１を第２の発光ダイオードチップ３Ｂから出射する青色の光の一部を波長変換して補色系となる黄色（約580 nmから約600 nmの波長）の光を出射させる蛍光体と、且つ第２の発光ダイオードチップ３Ａから出射する赤色の光を散乱しながら透過する散乱材とを含み、蛍光体は例えばＹＡＧ系、ＴＡＧ系、又はシリケート系の蛍光体を使用しても良い。従って、樹脂部１１からは、第1及び第2の発光ダイオードチップ３から出射された光と樹脂部１１によって波長変換された光とが混合した光（例えば白色光）を半導体発光装置１から出射させることができる。なお、本明細書において、補色系となる光とは、ある単数又は複数の色の光と混合して白色系の色にすることができる色の光である。
【００１１】
本実施形態の半導体発光装置１では、長手方向に配置された第1及び第２の発光ダイオードチップ３において、第2の発光ダイオードチップ３Ｂが第1の発光ダイオードチップ３Ａよりも第２の側壁部１０側に配置されており、第１の発光ダイオードチップ３Ａから出射する赤色の光が第2の側壁部１０側に到達するまでの経路を長くし、第1の発光ダイオードチップ３Ａで出射した赤色の光が第２の側壁部１０側に達するまでに樹脂部１１でより散乱されやすい配置となっている。
また、例えば、第1の発光ダイオードチップ３Ａが第２の発光ダイオードチップ３Ｂよりも第２の側壁部１０側に配置されている場合、第２の側壁部１０側では第1の発光ダイオードチップ３Ａと干渉し合う第２の発光ダイオードチップ３Ｂが更に長手方向の外側に無いため、第２の側壁部１０周辺で赤みがかった色合いとなるが、本考案の実施形態によれば、第２の発光ダイオードチップ３Ｂが半導体発光装置の長手方向において第１の発光ダイオードチップ３Ａよりも外側（第２の側壁部１０側）にあり、第１の発光ダイオードチップ３Ａと第２の発光ダイオードチップ３Ｂが第２の側壁部１０周辺でも干渉し合い、赤みがかった色合いとなることを抑制する事ができる。
さらに、一般的に、第２の発光ダイオードチップ３ＢはサファイアやＳｉＣなどの透明な基板を使うが、第１の発光ダイオードチップ３Ａはガリウム砒素やシリコンなどの黒い不透明な土台（基板）上に形成する。このため、第1の発光ダイオードチップ３Ａが第２の発光ダイオードチップ３Ｂよりも第２の側壁部１０側に配置されている場合、第２の側壁部１０に到達するまでに樹脂部１１で幾らか強度が減衰するだけでなく、第２の発光ダイオードチップ３Ｂから出射した光が第１の発光ダイオードチップ３Ａの土台によっても遮られるため、青色の光が第２の側壁部１０側に達しにくい。しかし、本考案の実施形態によれば、第２の発光ダイオードチップ３Ｂが半導体発光装置の長手方向において第１の発光ダイオードチップ３Ａの外側（第２の側壁部１０側）にあり、このような問題は生じない。
また、第２の発光ダイオードチップ３Ｂから出射した青色の光の一部は励起させて黄色の光に変換され、白色系の光となるため、第２の発光ダイオードチップ３Ｂが第１の発光ダイオードチップ３Ａよりも第２の側壁部１０側に形成されていても色合いに対する影響は小さい。
なお、第１の発光ダイオードチップ３Ａが直上及び第１の側壁部９側に向かう光は隣り合う第２の発光ダイオードチップ３Ｂと干渉し合い、色合いに対する影響は小さい。
また、第１の側壁部９の表面の反射率が第２の側壁部１０の表面の反射率よりも大きくすることで、長手方向における色合いを抑制するだけでなく、第１の側壁部９で反射した光をより多く半導体発光装置１の直上（凹部８の開口部）方向に取り出し、面発光源としての光取り出し効率を高める事ができる。
以上の事柄のように、本考案の実施の形態によれば、白色の演色性が良く、赤色の光を発する発光ダイオードチップによる赤みがかった色合いが半導体発光装置の第２の側壁部１０周辺で生じることを防止することができる。特に、長手方向に半導体発光装置が複数並べられた場合において、半導体発光装置の第２の側壁部１０の周囲における赤味がかった色合いを抑制することができる。
【００１２】
また、本考案の実施形態の半導体発光装置１をその長手方向に複数並べた複合発光装置１００を、図２及び図３で示すように、導光板５１の光導入面５１Ａの長手方向と対向するように配置した面状発光源においても、導光板５１に入射される光導入面５１Ａの長手方向の光の色合いが改善され、導光板５１から出射する光の色合いを改善する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の半導体発光装置を示す斜視図
【図２】本考案の面状発光源を示す断面図
【図３】本考案の面状発光源を示す断面図
【符号の説明】
【００１４】
１    半導体発光装置
２    支持板
３    発光ダイオードチップ
４    リード端子
５    ワイヤ
６    外囲体
７    基体部
８    凹部
９    第１の側壁部
１０  第２の側壁部
１１  樹脂部
【図１】
0003138907.tif 000003
【図２】
0003138907.tif 000004
【図３】
0003138907.tif 000005