(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に搭載された半導体発光素子と、第１の蛍光体と、第２の蛍光体と、第３の蛍光体とを備える半導体発光装置を用いた光源と、
上記光源からの光を導く導光板と、
上記導光板からの光を透過させて分光する赤、緑、青のカラーフィルタと
を備え、
上記第１の蛍光体は、上記半導体発光素子からの出射光により励起されて、発光波長が６００ｎｍ乃至６７０ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する単色の赤色の出射光を有し、
上記第２の蛍光体は、上記半導体発光素子からの出射光により励起されて、発光波長が５００ｎｍ乃至５４０ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する単色の緑色の出射光を有し、
上記第３の蛍光体は、上記半導体発光素子からの出射光により励起されて、発光波長が４１０ｎｍ乃至４８０ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する単色の青色の出射光を有し、
上記第１、第２、第３の蛍光体からの出射光の色の和が、白色系であり、
上記半導体発光素子からの直接の出射光の色と、上記第１、第２、第３の蛍光体からの各々の出射光の色とが、互いに補色の関係にはならず、上記半導体発光素子からの直接の出射光と、上記第１、第２、第３の蛍光体からの各々の出射光とを加算混合しても、色調が変化しないように、上記半導体発光素子から、発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域の近紫外光が出射され、
上記半導体発光装置の出射光は、上記カラーフィルタの分光特性に適合した波長分布を有することを特徴とする発光表示装置。
【請求項２】
上記第１の蛍光体は、
Ｍ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ（但し、ＭはＬａ，Ｇｄ，Ｙから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
０．５ＭｇＦ２・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ２：Ｍｎ、
Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、
Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ、
ＹＶＯ４：Ｅｕ、
で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなり、
上記第２の蛍光体は、
ＲＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＲはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、
ＲＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＲはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、
ＺｎＳ：Ｃｕ、
ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ、
ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙ、
ＺｎＯ：Ｚｎ、
Ｚｎ２Ｇｅ２Ｏ４：Ｍｎ、
Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、
Ｑ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＱはＳｒ，Ｂａ，Ｃａから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなり、
上記第３の蛍光体は、
Ａ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ（但し、ＡはＳｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃｅから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
ＸＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ（但し、ＸはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、
ＸＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ（但し、ＸはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、
ＺｎＳ：Ａｇ、
Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、
Ｃａ１０（ＰＯ４）６Ｆ２：Ｓｂ、
Ｚ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ（但し、ＺはＳｒ，Ｂａ，Ｃａから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
ＳｒＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ、
Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ、
ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｎｄ、
で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
【請求項３】
上記半導体発光装置の出射光の波長分布が上記カラーフィルタの分光特性に適合するように、
上記半導体発光素子の発光波長と、
上記第１の蛍光体の発光波長と、
上記第２の蛍光体の発光波長と、
上記第３の蛍光体の発光波長と、
上記第１、第２、第３の蛍光体の混合比率と、
上記第１、第２、第３の蛍光体を含み、上記半導体発光素子を覆う封止樹脂の重量に対する上記第１、第２、第３の蛍光体の総重量の比率と
のうちの少なくとも一つを調節したことを特徴とする請求項１または２に記載の発光表示装置。
【請求項４】
上記発光表示装置は、液晶表示装置であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイや携帯電話・携帯情報端末等のバックライト用光源や、屋内外公告等に利用されるＬＥＤ（発光ダイオード）表示装置、各々種携帯機器のインジケータ、照光スイッチ、ＯＡ（オフィスオートメーション）機器用光源等に利用される半導体発光装置に関するものであり、特に半導体発光素子からの出射光を、蛍光体を利用して波長変換し、様々な発光色の光源として利用可能な半導体発光装置を用いた発光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光装置は、小型で消費電力が少なく高輝度発光を安定に行えるので、各種表示装置における光源として広く用いられている。また、半導体発光装置は、各種情報処理装置における情報記録読み取り用の光源としても利用されている。これまでに広く実用化されている長波長可視光半導体発光装置に用いられる半導体発光素子は、使用される発光層の半導体材料や形成条件等により、赤から緑色の高輝度発光が可能であった。これに対して、近年、青から紫色の短波長可視光を発光する半導体発光素子が開発され、一般に実用化され始めてきている。
【０００３】
これら様々な発光色の半導体発光装置を用いて、例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の三原色の発光色を有する半導体発光装置を利用したＬＥＤディスプレイが市場に出始めている。
【０００４】
さらに、青から紫色の短波長可視光を発光する半導体発光素子と蛍光体とを組み合わせて、半導体発光素子の出射光と蛍光体により波長変換された変換光との混色により白色を得る半導体発光装置が、例えば特許第２９２７２７９号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００５】
また、特開平１０−１６３５３５号公報（特許文献２）には、高輝度でコンパクトな白色の発光色を得るために、青色または青紫色の発光色を有する半導体発光素子と、この半導体発光素子からの光を吸収して可視領域の光を発光する１種または２種類以上の蛍光体とを組み合わせた半導体発光装置が開示されている。上記半導体発光素子の発光色と蛍光体の発光色とが互いに補色の関係になって、この半導体発光素子の発光色と蛍光体の発光色とが加色されて白色に発光するように、上記蛍光体を選択している。
【０００６】
また、特開平１０−１２９２５号公報（特許文献３）には、紫外光および近紫外光を出射する半導体発光素子と、この半導体発光素子からの光によって蛍光を発する蛍光体とを備える半導体発光装置が開示されている。上記半導体発光素子は、通常は青色の光を発する半導体発光素子であり、パルス状の大電流を流すことによって、紫外光および近紫外光を出射させている。上記蛍光体の種類を変えるのみによって、単一種類の半導体発光素子を用いて複数の発光色を得ることが開示されている。
【０００７】
また、特開平９−１５３６４４号公報（特許文献４）には、３族窒素化物半導体を用いて形成されてピーク波長が３８０ｎｍの紫外線を発光する発光層と、この発光層からの紫外線を受光して、赤、青、緑の３原色を各々発光する３種類の蛍光体層とを備えたドットマトリックスタイプの表示装置が開示されている。
【０００８】
しかしながら、上記従来の技術は、以下のような問題点がある。
【０００９】
長波長可視光半導体発光装置に用いられて赤から緑色の発光色を有する半導体発光素子や、青から紫色の短波長可視光を発光する半導体発光素子は、発光する波長に応じて使用される材料や素子形状が異なるので、互いに異なる波長の半導体素子を実装して半導体発光装置を得ようとすると、互いに異なる複数の実装材料や実装工程が必要となって、製造工程が煩雑となると共にコストアップの要因になるという問題がある。
【００１０】
さらに、上記発光色が互いに異なる複数の半導体発光素子を用いて色彩が良好な白色光を得るためには、上記複数の半導体発光素子への電流を各々調整する必要があるので半導体発光装置が複雑になるという問題がある。また、上記半導体発光装置を複数個用いて発光表示装置を形成すると、大量の半導体発光素子の色調の調整が必要になって製造工程が煩雑になるという問題点がある。
【００１１】
また、上記特許文献１や特許文献２に開示されている半導体発光装置は、半導体発光素子の出射光と、この出射光と補色の関係にある蛍光体の発光光とを混色して白色の発光色を得るので、光の利用効率が悪く、また、色調も良くないという問題点があった。例えば、半導体発光素子の青色の出射光と蛍光体の黄色の出射光との混色によって白色光を得る半導体発光装置を、液晶表示装置のバックライトとして利用すると、この白色光は純緑および純赤色の光量が少ないので、上記液晶表示装置が備える赤色カラーフィルタを透過する光の量が少ないから、上記液晶表示装置がフルカラー表示をすると、色抜けしたような印象を与えるという問題点がある。
【００１２】
また、上記特許文献３に開示されている半導体発光装置は、半導体発光素子にパルス状の大電流を印加するので、半導体発光素子が破壊したり発熱して劣化して、寿命が短くて信頼性が低いという問題点がある。また、上記半導体発光素子は、紫外及び近紫外の波長に発光波長のピークを有すると共に、青色の波長にも発光波長のピークを有するので、この青色光が蛍光の発光光と混色して色調が悪いという問題がある。さらに、半導体発光装置が劣化した場合には、複数の異なる発光色を有する半導体発光素子が、輝度が一律に劣化するのではなくて、青色の波長成分が特に急激に低下するので、半導体発光装置の色調が変化してしまうという問題点がある。さらに、上記半導体発光素子は、近紫外（３９０ｎｍ）付近から短波長側の紫外領域の波長の光を出射するので、人体への影響を防止する施策が必要である。また、上記半導体発光素子の固定用およびモールド用の樹脂も、上記紫外領域の波長の光によって悪影響を受けるので、上記固定用樹脂の変質による信頼性の低下や、上記モールド用樹脂の黒化による発光輝度の低下を招く虞があるという問題点がある。
【００１３】
上記特許文献４に開示された半導体発光装置もまた、３８０ｎｍという紫外領域の発光波長を利用しているため、人体への影響を防止するために紫外領域の光の漏洩防止を施策する必要があると共に、半導体発光素子の固定用およびモールド用の樹脂が悪影響を受けて、信頼性の低下や発光輝度の低下の原因になるという問題点がある。さらに、この半導体発光装置は、基板上に、赤、青、緑の３原色を発光する蛍光体層を半導体層と共に形成するので、半導体発光装置の製造工程が煩雑で歩留りや信頼性が低下するという問題点がある。
【特許文献１】特許第２９２７２７９号公報
【特許文献２】特開平１０−１６３５３５号公報
【特許文献３】特開平１０−１２９２５号公報
【特許文献４】特開平９−１５３６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、複数の発光波長の光を出射できるにも拘らず製造が容易で安価であり、色調が良好で、人体への影響が少なく、劣化が殆ど無い半導体発光装置を用いた発光表示装置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】
【００１５】
上記目的を達成するため、本発明の半導体発光装置は、基体上に半導体発光素子を搭載してなる半導体発光装置において、
上記半導体発光素子は、発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域の出射光を有し、
上記半導体発光素子からの出射光により励起されて、発光波長が６００ｎｍ乃至６７０ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する赤色の光を出射する蛍光体を備えることを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、上記半導体発光装置において、上記半導体発光素子は人間の視感度が非常に低い短波長領域の出射光を有する上に、上記蛍光体は、発光波長が赤色の波長領域に主発光ピークを有して単色の赤色の光を出射するので、もし、上記蛍光体が出射する光と上記半導体発光素子からの直接の出射光とが混じっても、人間の視感度を考慮すると、見かけ上、上記蛍光体の出射光の色調が殆ど変化することがない。つまり、上記蛍光体からの光が、上記半導体発光素子からの直接光の影響を受けることなく半導体発光装置から出射されるのである。したがって、色調が良好な単色赤色発光の半導体発光装置が得られる。
【００１７】
また、上記半導体発光装置において、上記半導体発光素子は発光波長が３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの出射光を有するので、例えば封止樹脂などの半導体発光装置の構成部品を損傷し難く、また、人体に有害な作用が殆ど無い。もし、半導体発光素子の発光波長が３９０ｎｍよりも短いと、例えば上記封止樹脂を損傷して不透明化や黒化などの不都合を生じさせる場合がある。一方、上記半導体発光素子の発光波長が４２０ｎｍよりも長いと、この半導体発光素子からの出射光は、可視領域の発光波長を有するようになるから、上記蛍光体からの出射光と混色して、半導体発光装置の発光色の色調が変化してしまう。したがって、上記半導体発光素子の発光波長を３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍにすることによって、半導体発光装置の構成部品の劣化を少なくでき、また、人体に悪影響が殆どなく、しかも、色調が良好な半導体発光装置が得られる。
【００１８】
１実施形態の半導体発光装置は、上記蛍光体は、
Ｍ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（但し、ＭはＬａ，Ｇｄ，Ｙから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
０.５ＭｇＦ2・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ2：Ｍｎ、
Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、
Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ、
ＹＶＯ4：Ｅｕ、
で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなる。
【００１９】
上記実施形態によれば、発光波長が３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍのいずれの出射光を有する半導体発光素子を用いても、上記半導体発光素子の出射光の波長に応じて上記蛍光体を選択できるので、発光波長が赤色の波長領域に良好な発光ピークを有する単色赤色発光の半導体発光装置が得られる。また、複数の蛍光体を組合わせることによって、半導体発光素子の出射光の波長領域の略全ての波長を赤色の波長に変換できるので、高効率な単色赤色発光の半導体発光装置が得られる。
【００２０】
本発明の半導体発光装置は、基体上に半導体発光素子を搭載してなる半導体発光装置において、
上記半導体発光素子は、発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域の出射光を有し、
上記半導体発光素子からの出射光により励起されて、発光波長が５００ｎｍ乃至５４０ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する緑色の光を出射する蛍光体を備えることを特徴としている。
【００２１】
本発明によれば、上記半導体発光装置において、上記半導体発光素子は人間の視感度が非常に低い短波長領域の出射光を有する上に、上記蛍光体は、発光波長が緑色の波長領域に主発光ピークを有して単色の緑色の光を出射するので、もし、上記蛍光体が出射する光と上記半導体発光素子からの直接の出射光とが混じっても、人間の視感度を考慮すると、見かけ上、上記蛍光体の出射光の色調が殆ど変化することがない。つまり、上記蛍光体からの光が、上記半導体発光素子からの直接光の影響を受けることなく半導体発光装置から出射されるのである。したがって、色調が良好な単色緑色発光の半導体発光装置が得られる。
【００２２】
また、上記半導体発光装置において、上記半導体発光素子は発光波長が３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの出射光を有するので、例えば封止樹脂などの半導体発光装置の構成部品を損傷し難く、また、人体に有害な作用が殆ど無い。もし、半導体発光素子の発光波長が３９０ｎｍよりも短いと、例えば上記封止樹脂を損傷して不透明化や黒化などの不都合を生じさせる場合がある。一方、上記半導体発光素子の発光波長が４２０ｎｍよりも長いと、この半導体発光素子からの出射光は、可視領域の発光波長を有するようになるから、上記蛍光体からの出射光と混色して、半導体発光装置の発光色の色調が変化してしまう。したがって、上記半導体発光素子の発光波長を３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍにすることによって、半導体発光装置の構成部品の劣化を少なくでき、また、人体に悪影響が殆どなく、しかも、色調が良好な半導体発光装置が得られる。
【００２３】
１実施形態の半導体発光装置は、上記蛍光体は、
ＲＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＲはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、
ＲＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＲはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、
ＺｎＳ：Ｃｕ、
ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ、
ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ，Ｄｙ、
ＺｎＯ：Ｚｎ、
Ｚｎ2Ｇｅ2Ｏ4：Ｍｎ、
Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、
Ｑ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＱはＳｒ，Ｂａ，Ｃａから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなる。
【００２４】
上記実施形態によれば、上記半導体発光素子の発光波長に応じて最適な蛍光体を選択できるので、発光波長が緑色の波長領域に良好な発光ピークを有する単色緑色発光の半導体発光装置が得られる。また、複数の蛍光体を組合わせることによって、半導体発光素子の出射光の波長領域の略全ての波長を緑色の波長に変換できるので、高効率の単色緑色発光の半導体発光装置が得られる。
【００２５】
本発明の半導体発光装置は、基体上に半導体発光素子を搭載してなる半導体発光装置において、
上記半導体発光素子は、発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域の出射光を有し、
上記半導体発光素子からの出射光により励起されて、発光波長が４１０ｎｍ乃至４８０ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する青色の光を出射する蛍光体を備えることを特徴としている。
【００２６】
本発明によれば、上記半導体発光装置において、上記半導体発光素子は人間の視感度が非常に低い短波長領域の出射光を有する上に、上記蛍光体は、発光波長が青色の波長領域に主発光ピークを有して単色の青色の光を出射するので、もし、上記蛍光体が出射する光と上記半導体発光素子からの直接の出射光とが混じっても、人間の視感度を考慮すると、見かけ上、上記蛍光体の出射光の色調が殆ど変化することがない。つまり、上記蛍光体からの光が、上記半導体発光素子からの直接光の影響を受けることなく半導体発光装置から出射されるのである。したがって、色調が良好な単色青色発光の半導体発光装置が得られる。
【００２７】
また、上記半導体発光装置において、上記半導体発光素子は発光波長が３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの出射光を有するので、例えば封止樹脂などの半導体発光装置の構成部品を損傷し難く、また、人体に有害な作用が殆ど無い。もし、半導体発光素子の発光波長が３９０ｎｍよりも短いと、例えば上記封止樹脂を損傷して不透明化や黒化などの不都合を生じさせる場合がある。一方、上記半導体発光素子の発光波長が４２０ｎｍよりも長いと、この半導体発光素子からの出射光は、可視領域の発光波長を有するようになるから、上記蛍光体からの出射光と混色して、半導体発光装置の発光色の色調が変化してしまう。したがって、上記半導体発光素子の発光波長を３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍにすることによって、半導体発光装置の構成部品の劣化を少なくでき、また、人体に悪影響が殆どなく、しかも、色調が良好な半導体発光装置が得られる。
【００２８】
１実施形態の半導体発光装置は、上記蛍光体は、
Ａ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ（但し、ＡはＳｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃｅから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
ＸＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ（但し、ＸはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、
ＸＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ（但し、ＸはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、
ＺｎＳ：Ａｇ、
Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、
Ｃａ10（ＰＯ4）6Ｆ2：Ｓｂ、
Ｚ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ（但し、ＺはＳｒ，Ｂａ，Ｃａから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
ＳｒＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ、
Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ、
ＣａＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ，Ｎｄ、
で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなる。
【００２９】
上記実施形態によれば、半導体発光素子の発光波長に応じて最適な蛍光体を選択できるので、発光波長が青色の波長領域に良好な発光ピークを有する単色青色発光の半導体発光装置が得られる。また、複数の蛍光体を組合わせることによって、上記半導体発光素子の出射光の波長領域の略全ての波長を青色の波長に変換できるので、高効率な単色青色発光の半導体発光装置が得られる。
【００３０】
本発明の半導体発光装置は、基体上に半導体発光素子を搭載してなる半導体発光装置において、
上記半導体発光素子は、発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域の出射光を有し、
上記半導体発光素子からの出射光により励起されて、発光波長が４８０ｎｍ乃至５００ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する青緑色の光を出射する蛍光体を備えることを特徴としている。
【００３１】
本発明によれば、上記半導体発光装置において、上記半導体発光素子は人間の視感度が非常に低い短波長領域の出射光を有する上に、上記蛍光体は、発光波長が青緑色の波長領域に主発光ピークを有して単色の青緑色の光を出射するので、もし、上記蛍光体が出射する光と上記半導体発光素子からの直接の出射光とが混じっても、人間の視感度を考慮すると、見かけ上、上記蛍光体の出射光の色調が殆ど変化することがない。つまり、上記蛍光体からの光が、上記半導体発光素子からの直接光の影響を受けることなく半導体発光装置から出射されるのである。したがって、色調が良好な単色青緑色発光の半導体発光装置が得られる。
【００３２】
また、上記半導体発光装置において、上記半導体発光素子は発光波長が３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの出射光を有するので、例えば封止樹脂などの半導体発光装置の構成部品を損傷し難く、また、人体に有害な作用が殆ど無い。もし、半導体発光素子の発光波長が３９０ｎｍよりも短いと、例えば上記封止樹脂を損傷して不透明化や黒化などの不都合を生じさせる場合がある。一方、上記半導体発光素子の発光波長が４２０ｎｍよりも長いと、この半導体発光素子からの出射光は、可視領域の発光波長を有するようになるから、上記蛍光体からの出射光と混色して、半導体発光装置の発光色の色調が変化してしまう。したがって、上記半導体発光素子の発光波長を３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍにすることによって、半導体発光装置の構成部品の劣化を少なくでき、また、人体に悪影響が殆どなく、しかも、色調が良好な半導体発光装置が得られる。
【００３３】
１実施形態の半導体発光装置は、上記蛍光体は、
Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ、
Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ，Ｄｙ、
Ｌ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ（但し、ＬはＢａ，Ｃａ，Ｍｇから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ8・２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ、
で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなる。
【００３４】
上記実施形態によれば、上記半導体発光素子の発光波長に応じて最適な蛍光体を選択できるので、発光波長が青緑色の波長領域に良好な発光ピークを有する単色青緑色発光の半導体発光装置が得られる。また、複数の蛍光体を組合わせることによって、上記半導体発光素子が出射する光の波長領域の略全ての波長を青緑色の波長に変換できるので、高効率な単色青緑色発光の半導体発光装置が得られる。
【００３５】
本発明の半導体発光装置は、基体上に半導体発光素子を搭載してなる半導体発光装置において、
上記半導体発光素子は、発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域の出射光を有し、
上記半導体発光素子からの出射光により励起されて、発光波長が５７０ｎｍ乃至６００ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する橙色の光を出射する蛍光体を備えることを特徴としている。
【００３６】
本発明によれば、上記半導体発光装置において、上記半導体発光素子は人間の視感度が非常に低い短波長領域の出射光を有する上に、上記蛍光体は、発光波長が橙色の波長領域に主発光ピークを有して単色の橙色の光を出射するので、もし、上記蛍光体が出射する光と上記半導体発光素子からの直接の出射光とが混じっても、人間の視感度を考慮すると、見かけ上、上記蛍光体の出射光の色調が殆ど変化することがない。つまり、上記蛍光体からの光が、上記半導体発光素子からの直接光の影響を受けることなく半導体発光装置から出射されるのである。したがって、色調が良好な単色橙色発光の半導体発光装置が得られる。
【００３７】
また、上記半導体発光装置において、上記半導体発光素子は発光波長が３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの出射光を有するので、例えば封止樹脂などの半導体発光装置の構成部品を損傷し難く、また、人体に有害な作用が殆ど無い。もし、半導体発光素子の発光波長が３９０ｎｍよりも短いと、例えば上記封止樹脂を損傷して不透明化や黒化などの不都合を生じさせる場合がある。一方、上記半導体発光素子の発光波長が４２０ｎｍよりも長いと、この半導体発光素子からの出射光は、可視領域の発光波長を有するようになるから、上記蛍光体からの出射光と混色して、半導体発光装置の発光色の色調が変化してしまう。したがって、上記半導体発光素子の発光波長を３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍにすることによって、半導体発光装置の構成部品の劣化を少なくでき、また、人体に悪影響が殆どなく、しかも、色調が良好な半導体発光装置が得られる。
【００３８】
１実施形態の半導体発光装置は、上記蛍光体は、
ＺｎＳ：Ｍｎ、
ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｏ、
で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなる。
【００３９】
上記実施形態によれば、半導体発光素子の波長領域に応じて最適な蛍光体を選択できるので、発光波長が橙色の発光波長領域に主発光ピークを有する単色橙色発光の半導体発光装置を得ることができる。
【００４０】
１実施形態の半導体発光装置は、上記基体の少なくとも一部と、上記半導体発光素子とを封止する封止樹脂を備え、
上記封止樹脂が上記蛍光体を含んでいる。
【００４１】
上記実施形態によれば、上記半導体発光素子を封止する封止樹脂が蛍光体を含んでいるので、半導体発光素子からの出射光は必ず波長変換されるから、半導体発光素子の光の利用効率がよい。また、封止樹脂を形成すると共に蛍光体を配置できるので、蛍光体を別個に配置する工程が不要であるから、半導体発光装置の製造が容易になる。
【００４２】
また、この半導体発光装置は、発光波長が一定の波長領域を有する半導体発光素子と、所定の蛍光体とを組み合わせることによって、半導体発光素子および半導体発光装置の構造を変えることなく、所望の発光波長を有する半導体装置が得られる。すなわち、同一の製造工程で、蛍光体を変えることのみで、所望の発光波長を有する半導体発光装置が得られるので、半導体発光装置の製造コストを大幅に削減できる。
【００４３】
１実施形態の半導体発光装置は、上記基体は、カップ形状のマウント部を有するリードフレームであり、
上記半導体発光素子は、上記リードフレームのカップ形状のマウント部の底に配置されており、かつ、もう一つのリードフレームにワイヤーボンディングによって電気的に接続されていて、
上記２つのリードフレームの少なくとも一部と上記半導体発光素子とが上記封止樹脂で封止されている。
【００４４】
上記実施形態によれば、上記蛍光体を含む封止樹脂によって、上記カップ形状のマウント部によって集められた上記半導体発光素子からの出射光が、確実に波長変換されるので、指向性が良く、かつ、発光効率が良くて色調の良い半導体発光装置が得られる。
【００４５】
１実施形態の半導体発光装置は、上記基体は、一対のリードフレームの先端に連結された絶縁体であり、
上記半導体発光素子は上記絶縁体に形成された金属配線に接続されていて、
上記一対のリードフレームの少なくとも一部と、上記絶縁体と、上記半導体発光素子とが上記封止樹脂で封止されている。
【００４６】
上記実施形態によれば、上記半導体発光素子を、例えば金属バンプ等によって上記基板の金属配線に直接接続するので、半導体発光素子とリードフレームとを金属ワイヤー等で接続する手間が省かれる。また、上記封止樹脂に含まれる蛍光体によって、半導体発光素子からの出射光が確実に波長変換される。したがって、製造効率が良好で、しかも発光効率が良くて色調のよい半導体発光装置が得られる。
【００４７】
１実施形態の半導体発光装置は、上記基体は、カップ形状のマウント部を有するリードフレームであり、
上記半導体発光素子は、上記リードフレームのカップ形状のマウント部の底に配置されており、かつ、もう一つのリードフレームにワイヤーボンディングによって電気的に接続されていて、
上記カップ形状のマウント部に上記蛍光体が充填されていると共に、
上記２つのリードフレームの少なくとも一部と、上記半導体発光素子と、上記蛍光体とが封止樹脂で封止されている。
【００４８】
上記実施形態によれば、上記半導体発光素子からの光が集まるカップ形状のマウント部に蛍光体を充填するので、半導体発光素子からの光は確実に波長変換されて、光の利用効率が向上する。また、半導体発光素子からの光を集めない半導体発光装置と比較して、蛍光体を配置する領域が小さいので、上記蛍光体の使用量を少なくできる。
【００４９】
１実施形態の半導体発光装置は、上記基体は、カップ形状のマウント部を有するリードフレームであり、
上記半導体発光素子は、上記リードフレームのカップ形状のマウント部の底に配置されており、かつ、もう一つのリードフレームにワイヤーボンディングによって電気的に接続されていて、
上記カップ形状のマウント部にコーティング部材を充填して、上記コーティング部材の上に上記蛍光体が配置されていると共に、
上記２つのリードフレームの少なくとも一部と、上記半導体発光素子と、上記コーティング部材と、上記蛍光体とが封止樹脂で封止されている。
【００５０】
上記実施形態によれば、上記蛍光体を、上記マウント部に充填されたコーティング部材の上に配置するので、上記マウント部内の全てに蛍光体を充填する場合に比べて、上記蛍光体の使用量が削減される。また、上記コーティング部材によって、上記半導体発光素子の発光部と蛍光体との間の距離が略均一になるので、色むらの無い均一発光の半導体発光装置が得られる。さらに、上記コーティング部材によって、上記半導体発光素子と蛍光体とが離間されるので、半導体発光素子による蛍光体の電気的および熱的劣化が殆どない。
【００５１】
１実施形態の半導体発光装置は、上記基体は、金属配線が施された基板であり、
上記半導体発光素子は、上記基板の金属配線に電気的に接続されていて、
上記半導体発光素子を封止する封止樹脂を備え、
上記封止樹脂は上記蛍光体を含んでいる。
【００５２】
上記実施形態によれば、上記半導体発光素子は上記基板に、同一形状または単一種類の半導体発光素子を、例えばＡｕやＡｌ，Ｃｕ等の金属ワイヤーを用いて金属配線上に接続したり、あるいは、金属ワイヤー等を用いることなく金属バンプ等によって直接接続される。したがって、従来におけるように、発光色に対応して異なる形状の半導体発光素子を用いて異なる形状の半導体発光装置を製造するよりも、半導体発光装置の製造過程が容易である。この半導体発光装置において、所望の波長に対応する所定の蛍光体を配置するのみによって、所望の発光波長を有する半導体発光装置が得られるので、従来に比べて半導体発光装置の製造が簡単、かつ、低コストになる。
【００５３】
１実施形態の半導体発光装置は、上記基体は、金属配線が施された基板であり、
上記半導体発光素子は、上記基板の金属配線に電気的に接続されると共に凹部内に配置されており、
上記蛍光体は上記凹部内に充填されている。
【００５４】
上記実施形態によれば、上記基板の凹部に上記蛍光体を充填するので、この蛍光体の使用量が少量になって、製造コストが安価で発光効率が良く、しかも、単色発光で色調が良い半導体発光装置が得られる。
【００５５】
１実施形態の半導体発光装置は、上記凹部は、上記基板に配置された枠によって形成されている。
【００５６】
上記実施形態によれば、上記基板に枠を配置して上記凹部を形成するので、基板を例えば切削して凹部を形成する加工の手間が削減される。また、上記枠を、例えば上記半導体発光素子側の側面の形状を、上記半導体発光素子からの出射光を集光する形状に加工することによって、上記出射光の波長の変換効率がさらに向上すると共に半導体発光装置の指向性が向上する。その結果、発光効率が良く、しかも単色発光で色調が良い半導体発光装置が得られる。
【００５７】
１実施形態の半導体発光装置は、上記基体は、金属配線が施された基板であり、
上記半導体発光素子は、上記基板の金属配線に電気的に接続されていると共に凹部内に配置されており、
上記凹部に封止樹脂を充填すると共に、
上記封止樹脂の上に上記蛍光体が配置されている。
【００５８】
上記実施形態によれば、上記蛍光体を上記封止樹脂の上に配置するので、上記基板の凹部の内側に蛍光体を充填するよりも、さらに少量の蛍光体の使用量で、所望の発光波長を有する半導体発光装置が得られる。また、上記封止樹脂によって、半導体発光素子の発光部と蛍光体との間の距離が略均一になるので、色むらが殆ど無い均一発光の半導体発光装置が得られる。また、上記封止樹脂は、上位半導体発光素子と蛍光体とを離間させるので、上記蛍光体に対する半導体発光素子の電気的および熱的影響を低減できて、半導体発光装置の性能が安定する。
【００５９】
１実施形態の半導体発光装置は、上記基体は、金属配線が施された基板であり、
上記半導体発光素子は、上記基板の金属配線と電気的に接続されており、
上記半導体発光素子からの出射光の少なくとも一部を反射する反射体を備え、
上記半導体発光素子を封止すると共に上記反射体からの反射光が透過する封止樹脂を備え、
上記蛍光体が上記封止樹脂に含まれている。
【００６０】
上記実施形態によれば、上記半導体発光素子は上記基板に、同一形状または単一種類の半導体発光素子を、例えばＡｕやＡｌ，Ｃｕ等の金属ワイヤーを用いて金属配線上に接続したり、あるいは、金属ワイヤー等を用いることなく金属バンプ等によって直接接続される。したがって、従来におけるように、発光色に対応して異なる形状の半導体発光素子を用いて異なる形状の半導体発光装置を製造するよりも、半導体発光装置の製造過程が容易である。この半導体発光装置において、所望の波長に対応する所定の蛍光体を配置するのみによって、所望の発光波長を有する半導体発光装置が得られるので、従来に比べて半導体発光装置の製造が簡単、かつ、低コストになる。
【００６１】
１実施形態の半導体発光装置は、
上記基体は、金属配線が施された基板であり、
上記半導体発光素子は、上記基板の上記金属配線と電気的に接続されており、
上記半導体発光素子からの出射光の少なくとも一部を反射する反射体を備え、
上記半導体発光素子から半導体発光装置の外部に直接出射する光を遮る遮蔽体を備え、
上記半導体発光素子を封止すると共に上記反射体からの反射光が透過する封止樹脂を備え、
上記蛍光体の層が、上記反射体において光が反射する面に設けられている。
【００６２】
上記実施形態によれば、上記蛍光体の層は上記反射体において光が反射する面に設けられているので、この反射体で反射される光は確実に波長変換される。そして、上記半導体発光素子からの出射光は、上記遮蔽体によって半導体発光装置の外部に漏れることなく上記反射面で反射されて半導体発光装置外部に出射するので、殆ど全てが波長変換された光である。したがって、この半導体発光装置は、反射面のみに設けられて少ない蛍光体の使用量で、効率良く所望の発光色が得られる。さらに、上記蛍光体の層は、半導体発光素子から所定の距離をなす反射体の反射面に形成されるので、半導体発光素子の発光部と蛍光体との間の距離が略均一になって、色むらの無い均一発光の半導体発光装置が得られる。さらに、半導体発光素子と蛍光体とが離間されるので、蛍光体に対する半導体発光素子の電気的および熱的影響が緩和されて、半導体発光装置の性能が安定する。
【００６３】
１実施形態の半導体発光装置は、上記基体は、金属配線が施された基板であり、
上記半導体発光素子は、上記基板の上記金属配線と電気的に接続されており、
少なくとも上記半導体発光素子の発光部分が上記基板の凹部内に配置されており、
上記半導体発光素子からの出射光の少なくとも一部を反射する反射体を備え、
上記半導体発光素子を封止すると共に上記反射体からの反射光が透過する封止樹脂を備え、
上記蛍光体の層が、上記反射体において光が反射する面に設けられている。
【００６４】
上記実施形態によれば、半導体発光素子は上記凹部内に配置されているので、半導体発光素子からの光は半導体発光装置の外部へ直接出射されずに、必ず上記反射体で反射されて波長変換されてから半導体発光装置の外部に出射される。したがって、この半導体発光装置は、出射光の色調が良好になる。
【００６５】
１実施形態の半導体発光装置は、
上記基体は、金属配線が施された基板であり、
上記半導体発光素子は、上記基板の上記金属配線と電気的に接続されており、
上記半導体発光素子からの出射光の少なくとも一部を反射する反射体を備え、
上記半導体発光素子を封止すると共に上記反射体からの反射光が透過する封止樹脂を備え、
上記蛍光体の層が、上記封止樹脂の光が出射する面に設けられている。
【００６６】
上記実施形態によれば、上記封止樹脂の光が出射する面に設けられた蛍光体の層によって、半導体発光素子からの出射光が、半導体発光装置から出射される直前に波長変換される。すなわち、この半導体発光装置からの光は全て波長変換されているので、良好な光の利用効率の半導体発光装置になる。また、上記蛍光体の層は、半導体発光素子から所定の距離をおいた位置にあるので、半導体発光素子の発光部と蛍光体との間の距離が略均一になって、色むらの無い均一発光の半導体発光装置が得られる。さらに、半導体発光素子と蛍光体とが離間されるので、蛍光体に対する半導体発光素子の電気的および熱的影響が緩和されて、半導体発光装置の性能が安定する。
【００６７】
【００６８】
【００６９】
【００７０】
【００７１】
【００７２】
【００７３】
【００７４】
【００７５】
【００７６】
【００７７】
上記目的を達成するため、本発明の発光表示装置は、
基体上に搭載された半導体発光素子と、第１の蛍光体と、第２の蛍光体と、第３の蛍光体とを備える半導体発光装置を用いた光源と、
上記光源からの光を導く導光板と、
上記導光板からの光を透過させて分光する赤、緑、青のカラーフィルタと
を備え、
上記第１の蛍光体は、上記半導体発光素子からの出射光により励起されて、発光波長が６００ｎｍ乃至６７０ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する単色の赤色の出射光を有し、
上記第２の蛍光体は、上記半導体発光素子からの出射光により励起されて、発光波長が５００ｎｍ乃至５４０ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する単色の緑色の出射光を有し、
上記第３の蛍光体は、上記半導体発光素子からの出射光により励起されて、発光波長が４１０ｎｍ乃至４８０ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する単色の青色の出射光を有し、
上記第１、第２、第３の蛍光体からの出射光の色の和が、白色系であり、
上記半導体発光素子からの直接の出射光の色と、上記第１、第２、第３の蛍光体からの各々の出射光の色とが、互いに補色の関係にはならず、上記半導体発光素子からの直接の出射光と、上記第１、第２、第３の蛍光体からの各々の出射光とを加算混合しても、色調が変化しないように、上記半導体発光素子から、発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域の近紫外光が出射され、
上記半導体発光装置の出射光は、上記カラーフィルタの分光特性に適合した波長分布を有する。
【００７８】
上記構成によれば、上記半導体発光素子は人間の視感度が非常に低い短波長領域を有する上に、上記第１乃至第３の蛍光体が出射する光は、赤色，緑色，青色波長領域に各々発光波長の主ピークを有する単色の光であるので、もし、上記第１乃至第３の蛍光体からの出射光と上記半導体発光素子からの直接の出射光とが混じっても、人間の視感度を考慮すると、見かけ上、半導体発光装置の出射光の色調は殆ど変化しない。つまり、上記第１乃至第３のいずれの蛍光体からの光も、上記半導体発光素子からの直接光の影響を受けることが無い。したがって、色調が良好な白色系の発光色を有する半導体発光装置が得られる。また、半導体発光装置の出射光に関して、半導体発光素子から半導体発光装置外部に直接出射される光は、人間の可視領域において、蛍光体からの光と混色されていないから、半導体発光装置の長時間の使用の後に、経年変化によって半導体発光素子の発光性能が低下しても、半導体発光装置の輝度が低下するのみであって、色調が変化することがない。したがって、上記半導体発光装置は、色調が良好な白色系の光が安定して得られる。
また、上記半導体発光装置において、上記半導体発光素子は発光波長が３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの出射光を有するので、例えば封止樹脂などの半導体発光装置の構成部品を損傷し難く、また、人体に有害な作用が殆ど無い。もし、半導体発光素子の発光波長が３９０ｎｍよりも短いと、例えば上記封止樹脂を損傷して不透明化や黒化などの不都合を生じさせる場合がある。したがって、上記半導体発光素子の発光波長を３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍにすることによって、半導体発光装置の構成部品の劣化を少なくでき、また、人体に悪影響が殆どなく、しかも、色調が良好な半導体発光装置が得られる。
また、上記半導体発光装置からの出射光は、上記赤、緑、青のカラーフィルタの分光特性に適合した波長分布を有するので、このカラーフィルタによって、発光波長が赤色の波長領域にピークを有する光と、発光波長が緑色の波長領域にピークを有する光と、発光波長が青色の波長領域にピークを有する光とに、各々適切な強度を有して分光されるから、半導体発光装置の光の利用効率が良好で、しかも、高輝度な発光表示装置になる。
１実施形態の発光表示装置は、
上記第１の蛍光体は、
Ｍ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（但し、ＭはＬａ，Ｇｄ，Ｙから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
０．５ＭｇＦ2・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ2：Ｍｎ、
Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、
Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ、
ＹＶＯ4：Ｅｕ、
で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなり、
上記第２の蛍光体は、
ＲＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＲはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、
ＲＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＲはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、
ＺｎＳ：Ｃｕ、
ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ、
ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ，Ｄｙ、
ＺｎＯ：Ｚｎ、
Ｚｎ2Ｇｅ2Ｏ4：Ｍｎ、
Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、
Ｑ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＱはＳｒ，Ｂａ，Ｃａから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなり、
上記第３の蛍光体は、
Ａ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ（但し、ＡはＳｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃｅから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
ＸＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ（但し、ＸはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、
ＸＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ（但し、ＸはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、
ＺｎＳ：Ａｇ、
Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、
Ｃａ10（ＰＯ4）6Ｆ2：Ｓｂ、
Ｚ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ（但し、ＺはＳｒ，Ｂａ，Ｃａから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、
ＳｒＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ、
Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ、
ＣａＡｌ2Ｏ４：Ｅｕ，Ｎｄ、
で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなる。
上記実施形態によれば、発光波長が３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍのうちのいずれの発光波長を有する半導体発光素子を用いても、この半導体発光素子の発光波長に対応して上記複数の蛍光体から適切な蛍光体を選択することによって、単色の赤色、および、緑色、および、青色の発光光が各々得られる。これによって、赤色、緑色、青色の波長の光が各々適切に混色されて、良好な色調の白色系の発光色が得られる。また、複数の蛍光体を組合わせることによって、半導体発光素子が有する波長領域の略全ての波長の光を、赤色、緑色、青色の波長に各々変換することができるので、半導体発光素子の出射光の利用効率が向上して、高効率な白色系発光の半導体発光装置が得られる。
１実施形態の発光表示装置は、
上記第１、第２、第３の蛍光体は、総量が１００重量％であるとして、
上記第１の蛍光体が５０重量％以上７０重量％以下、
上記第２の蛍光体が７重量％以上２０重量％以下、
上記第３の蛍光体が２０重量％以上３０重量％以下である。
上記実施形態によれば、上記第１の蛍光体が５０重量％以上７０重量％以下、上記第２の蛍光体が７重量％以上２０重量％以下、上記第３の蛍光体が２０重量％以上３０重量％以下であるので、上記第２の蛍光体が出射する緑色の光に比べて視感度が低い第１の蛍光体が出射する赤色、および第３の蛍光体が出射する青色の光の強度が強められる。したがって、人間の視感度が考慮されて、良好な色調の白色系発光の半導体発光装置が得られる。
ここにおいて、半導体発光装置の発光色は、第１の蛍光体の混合比率が５０重量％より少ないと、緑色がかった色調の白色になる一方、上記第１の蛍光体の混合比率が７０重量％より多いと、赤色がかった色調の白色になる。また、上記半導体発光装置の発光色は、第２の蛍光体の混合比率が７重量％より少ないと、赤色がかった色調の白色になり、上記第２の蛍光体の混合比率が２０重量％より多いと、緑色がかった色調の白色になる。また、上記半導体発光装置の発光色は、第３の蛍光体の混合比率が２０重量％より少ないと、赤色がかった色調の白色になり、上記第３の蛍光体の混合比率が３０重量％より多いと、緑色がかった色調の白色になる。
１実施形態の発光表示装置は、
上記封止樹脂は、上記第１、第２、第３の蛍光体を含んでおり、
上記封止樹脂の重量に対する上記第１、第２、第３の蛍光体の総重量の比率が、０．５以上１以下である。
上記実施形態によれば、上記封止樹脂の重量に対する上記蛍光体の総重量の比率を、０．５以上１以下にすることによって、自然光に近い白色系の光を出射する半導体発光装置が得られる。なお、上記比率が１より大きくなると、半導体発光装置の出射光の輝度は明るくなると共に色調が青白くなる一方、上記比率が０．５より小さくなると、半導体発光装置の出射光の輝度が暗くなると共に色調が赤味を帯びてしまう。
【００７９】
１実施形態の発光表示装置は、
上記半導体発光装置の出射光の波長分布が上記カラーフィルタの分光特性に適合するように、
上記半導体発光素子の発光波長と、
上記第１の蛍光体の発光波長と、
上記第２の蛍光体の発光波長と、
上記第３の蛍光体の発光波長と、
上記第１、第２、第３の蛍光体の混合比率と、
上記第１、第２、第３の蛍光体を含み、上記半導体発光素子を覆う封止樹脂の重量に対する上記第１、第２、第３の蛍光体の総重量の比率と
のうちの少なくとも一つを調節している。
【００８０】
上記実施形態によれば、上記半導体発光装置からの出射光が上記カラーフィルタの分光特性に適合するように確実かつ効果的に調節されるので、上記発光表示装置からの出射光は、上記カラーフィルタによって、強度が比較的大きくて略単色の赤色と、緑色と、青色とに分光されるから、上記発光表示装置は、色抜けなどが無くて高輝度かつ高コントラストのフルカラー表示になる。
【００８１】
１実施形態の発光表示装置は、上記発光表示装置は、液晶表示装置である。
【００８２】
上記実施形態によれば、色抜けが殆ど無く、高輝度かつ高コントラストの液晶表示装置が得られる。
【発明の効果】
【００８３】
本発明の半導体発光装置は、上記半導体発光素子は発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍで人間の視感度が非常に低い短波長領域の出射光を有すると共に、この半導体発光素子からの出射光を６００ｎｍ乃至６７０ｎｍの赤色の発光波長に変換する蛍光体を備えるので、この蛍光体からの光は、人間の視感度を考慮すると、見かけ上、上記半導体発光素子からの直接光によって色調が殆ど変わらないから、この半導体発光装置は色調が良好で単色赤色の光を発光できる。また、上記半導体発光素子の発光波長は３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍであるので、上記半導体発光装置を構成する部品の損傷や、人体への悪影響を効果的に防止できる。
【００８４】
１実施形態の半導体発光装置は、上記蛍光体は、Ｍ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（但し、ＭはＬａ，Ｇｄ，Ｙから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、０.５ＭｇＦ2・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ2：Ｍｎ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ、ＹＶＯ4：Ｅｕ、で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなるので、上記半導体発光素子の発光波長に応じて最適な蛍光体を選択できて、良好な色調の単色赤色発光の半導体発光装置を得ることができ、複数の蛍光体を組合わせて、半導体発光素子の光の利用効率が高い半導体発光装置にできる。
【００８５】
本発明の半導体発光装置は、上記半導体発光素子は発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域の出射光を有すると共に、この半導体発光素子からの出射光を５００ｎｍ乃至５４０ｎｍの緑色の発光波長に変換する蛍光体を備えるので、この蛍光体からの光は、人間の視感度を考慮すると、見かけ上、上記半導体発光素子からの直接光によって色調が殆ど変わらないから、この半導体発光装置は色調が良好で単色緑色の光を発光できる。また、上記半導体発光素子の発光波長のピークは３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍであるので、上記半導体発光装置を構成する部品の損傷や、人体への悪影響を効果的に防止できる。
【００８６】
１実施形態の半導体発光装置は、上記蛍光体は、ＲＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＲはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、ＲＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＲはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ，Ｄｙ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｚｎ2Ｇｅ2Ｏ4：Ｍｎ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、Ｑ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＱはＳｒ，Ｂａ，Ｃａから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなるので、上記半導体発光素子の発光波長に応じて最適な蛍光体を選択できて、緑色の単色発光の半導体発光装置を得ることができ、複数の蛍光体を組合わせて、半導体発光素子の光の利用効率が高い半導体発光装置にできる。
【００８７】
本発明の半導体発光装置は、上記半導体発光素子は、発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域の出射光を有すると共に、この半導体発光素子からの出射光を４１０ｎｍ乃至４８０ｎｍの青色の発光波長に変換する蛍光体を備えるので、この蛍光体からの光は、人間の視感度を考慮すると、見かけ上、上記半導体発光素子からの直接光によって色調が殆ど変わらないから、この半導体発光装置は色調が良好で単色青色の光を発光できる。また、上記半導体発光素子の発光波長のピークは３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍであるので、上記半導体発光装置を構成する部品の損傷や、人体への悪影響を効果的に防止できる。
【００８８】
１実施形態の半導体発光装置は、上記蛍光体は、Ａ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ（但し、ＡはＳｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃｅから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、ＸＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ（但し、ＸはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、ＸＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ（但し、ＸはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、ＺｎＳ：Ａｇ、Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、Ｃａ10（ＰＯ4）6Ｆ2：Ｓｂ、Ｚ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ（但し、ＺはＳｒ，Ｂａ，Ｃａから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、ＳｒＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ、ＣａＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ，Ｎｄ、で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなるので、上記半導体発光素子の発光波長に応じて最適な蛍光体を選択できて、青色の単色発光の半導体発光装置を得ることができ、複数の蛍光体を組合わせて、半導体発光素子の光の利用効率が高い半導体発光装置にできる。
【００８９】
本発明の半導体発光装置は、上記半導体発光素子は、発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域の出射光を有すると共に、この半導体発光素子からの出射光を４８０ｎｍ乃至５００ｎｍの青緑色の発光波長に変換する蛍光体を備えるので、この蛍光体からの光は、人間の視感度を考慮すると、見かけ上、上記半導体発光素子からの直接光によって色調が殆ど変わらないから、この半導体発光装置は色調が良好で単色青緑色の光を発光できる。また、上記半導体発光素子の発光波長のピークは３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍであるので、上記半導体発光装置を構成する部品の損傷や、人体への悪影響を効果的に防止できる。
【００９０】
１実施形態の半導体発光装置は、上記蛍光体は、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｌ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ（但し、ＬはＢａ，Ｃａ，Ｍｇから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ8・２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ、で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなるので、上記半導体発光素子の発光波長に応じて最適な蛍光体を選択できて、良好な色調の青緑色単色発光の半導体発光装置を得ることができ、複数の蛍光体を組合わせて、半導体発光素子の光の利用効率が高い半導体発光装置を得ることができる。
【００９１】
本発明の半導体発光装置は、上記半導体発光素子は、発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域の出射光を有すると共に、この半導体発光素子からの出射光を５７０ｎｍ乃至６００ｎｍの橙色の発光波長に変換する蛍光体を備えるので、この蛍光体からの光は、人間の視感度を考慮すると、見かけ上、上記半導体発光素子からの直接光によって色調が殆ど変わらないから、この半導体発光装置は色調が良好で単色橙色の光を発光できる。また、上記半導体発光素子の発光波長のピークは３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍであるので、上記半導体発光装置を構成する部品の損傷や、人体への悪影響を効果的に防止できる。
【００９２】
１実施形態の半導体発光装置は、上記蛍光体は、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｏ、で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなるので、上記半導体発光素子の発光波長に応じて最適な蛍光体を選択することができて、橙色の単色発光の半導体発光装置を得ることができる。
【００９３】
１実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子を搭載する基体の少なくとも一部と、上記半導体発光素子とを封止する封止樹脂が蛍光体を含んでいるので、半導体発光素子からの出射光を確実に波長変換できて、高効率の半導体発光装置にできる。また、封止樹脂を形成すれば蛍光体を配置できるから、蛍光体を別個に配置する必要がなくて、半導体発光装置の製造を容易にできる。
【００９４】
また、上記半導体発光装置は、発光波長が一定の波長領域を有する半導体発光素子と、所定の発光波長を有する蛍光体とを組み合わせることによって所望の発光波長を得るので、同一の製造工程で蛍光体を変えることのみによって、所望の発光波長の半導体発光装置を得ることができるから、半導体発光装置の製造コストを大幅に削減できる。
【００９５】
１実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子を、リードフレームの先端に形成されたカップ形状のマウント部の底に配置すると共に、もう一つのリードフレームに電気的に接続して、上記２つのリードフレームの少なくとも一部と上記半導体発光素子とを上記封止樹脂で封止しているので、上記カップ形状のマウント部で集められた半導体発光素子からの出射光が、上記封止樹脂が含む蛍光体によって確実に波長変換されるから、指向性が良く、かつ、発光効率が良くて色調の良い半導体発光装置を得ることができる。
【００９６】
１実施形態の半導体発光装置は、上記半導体発光素子を、一対のリードフレームの先端に連結された絶縁体の金属配線に直接接続して、上記一対のリードフレームの少なくとも一部と、上記絶縁体と、上記半導体発光素子とを上記封止樹脂で封止しているので、半導体発光素子をワイヤーボンディング等で金属配線に接続するよりも容易に半導体発光装置を製造できる。
【００９７】
１実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子を、リードフレームの先端に形成されたカップ形状のマウント部の底に配置すると共に、もう一つのリードフレームに電気的に接続して、上記カップ形状のマウント部に蛍光体を充填して、上記リードフレームの少なくとも一部と、上記半導体発光素子と、上記蛍光体とを封止樹脂で封止するので、半導体発光素子からの光を確実に波長変換できて高効率の半導体発光装置にすることができると共に、上記蛍光体の使用量を、上記実施形態におけるように封止樹脂に蛍光体を含有させるよりも少なくできる。
【００９８】
１実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子を、リードフレームの先端に形成されたカップ形状のマウント部の底に配置すると共に、もう一つのリードフレームに電気的に接続して、上記カップ形状のマウント部にコーティング部材を充填し、さらに上記コーティング部材の上に蛍光体を配置して、上記２つのリードフレームの少なくとも一部と、上記半導体発光素子と、上記コーティング部材と、上記蛍光体とを封止樹脂で封止するので、上記マウント部内の全てに蛍光体を充填する場合よりも蛍光体の使用量を少なくできる。また、上記コーティング部材によって上記半導体発光素子の発光部と蛍光体との間の距離を略均一にできるので、半導体発光装置の光を色むらが無く均一にできる。さらに、上記コーティング部材は上記半導体発光素子と蛍光体とを離間するので、半導体発光素子による蛍光体の電気的および熱的劣化を防止できる。
【００９９】
１実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子を基板の金属配線に接続して搭載し、上記半導体発光素子を、蛍光体を含んだ封止樹脂によって封止するので、上記半導体発光素子の種類を変えないで、上記封止樹脂に含まれる蛍光体の種類を変えるのみで所望の発光波長の半導体発光装置が得られるから、複数の所望の半導体発光装置が従来よりも容易に製造できて、その結果、半導体発光装置が低コストに製造できる。
【０１００】
１実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子が基板の金属配線に電気的に接続されていると共に基板の凹部内に配置されており、蛍光体が上記凹部に充填されているので、上記蛍光体の使用量を少量にできて製造コストを安価にでき、しかも、半導体発光素子からの光は確実に上記蛍光体で波長変換されるから、発光効率が良い半導体発光装置が得られる。
【０１０１】
１実施形態の半導体発光装置は、上記凹部は、上記基板に配置された枠によって形成されているので、基板を例えば切削して凹部を形成する加工の手間が削減できる。また、上記枠の半導体発光素子側の面を、上記半導体発光素子からの出射光を集光する形状に加工すると、上記出射光の波長の変換効率をさらに向上できる。
【０１０２】
１実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子が基板の金属配線に電気的に接続されていると共に基板の凹部内に配置されており、この凹部に封止樹脂を充填していると共に、上記封止樹脂の上に蛍光体を配置しているので、上記実施形態のように基板の凹部の内側に蛍光体を充填するよりも、上記蛍光体の使用量を削減できる。また、上記封止樹脂は、半導体発光素子の発光部と蛍光体との間の距離を略均一にするので、色むらが殆ど無い均一の発光を得ることができる。また、上記封止樹脂は、上位半導体発光素子と蛍光体とを離間させるので、上記蛍光体に対する半導体発光素子の電気的および熱的影響を低減して、半導体発光装置の性能を安定にできる。
【０１０３】
１実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子が基板の金属配線に接続されて、上記半導体発光素子からの出射光の少なくとも一部を反射する反射体を備え、上記半導体発光素子を封止すると共に上記反射体からの反射光が透過する封止樹脂を備え、蛍光体が上記封止樹脂に含まれているので、上記半導体発光素子の種類を変えないで、上記蛍光体の種類を変えることのみによって所望の発光波長の半導体発光装置が得られるから、従来よりも容易に、しかも安価に半導体発光装置が製造できる。また、上記半導体発光素子からの出射光と、上記反射体によって反射された反射光とが確実に波長変換されるから、光の利用効率が良い半導体発光装置を得ることができる。
【０１０４】
１実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子は基板の金属配線と電気的に接続されており、上記半導体発光素子からの出射光の少なくとも一部を反射する反射体を備えると共に、上記半導体発光素子から半導体発光装置の外部に直接出射する光を遮る遮蔽体を備え、上記半導体発光素子を封止すると共に上記反射体からの反射光が透過する封止樹脂を備え、蛍光体の層が、上記反射体において光が反射する面に設けられているので、半導体発光素子からの光は必ず上記反射体で反射されると共に波長変換されて、半導体発光装置の外部に出射するから、蛍光体を反射面のみに設ければよいので蛍光体の使用量が削減できて、安価に効率が良い半導体発光装置が得られる。さらに、上記蛍光体の層は、半導体発光素子から所定の距離をなす反射体の反射面に形成されて、半導体発光素子から略均一の距離をおいて配置されるので、色むらの無い均一発光の半導体発光装置にできる。さらに、半導体発光素子と蛍光体とが離間されるので、この蛍光体に対する半導体発光素子の電気的および熱的影響が緩和されて、安定した性能を有する半導体発光装置にできる。
【０１０５】
１実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子は基板の金属配線と電気的に接続されており、上記半導体発光素子からの出射光の少なくとも一部を反射する反射体を備えると共に、上記半導体発光素子の発光部分が上記基板の凹部内に配置されていて、上記半導体発光素子を封止すると共に上記反射体からの反射光が透過する封止樹脂を備え、蛍光体の層が、上記反射体において光が反射する面に設けられているので、上記半導体発光素子からの光は半導体発光装置の外部へ直接出射されずに、必ず上記反射体で反射されると共に波長変換されてから半導体発光装置の外部に出射されるから、色調が良好な出射光を有する半導体発光装置にできる。
【０１０６】
１実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子は基板の金属配線と電気的に接続されており、上記半導体発光素子からの出射光の少なくとも一部を反射する反射体を備え、上記半導体発光素子を封止すると共に上記反射体からの反射光が透過する封止樹脂を備え、蛍光体の層が、上記封止樹脂の光が出射する面に設けられているので、半導体発光装置から出射される光は必ず波長変換されて、光の利用効率の良い半導体発光装置にできる。また、上記蛍光体の層は、半導体発光素子から略均一の距離をおいて配置されるので、色むらの無い均一発光の半導体発光装置にできると共に、上記蛍光体に対する半導体発光素子の電気的および熱的影響を緩和できて、安定した性能を有する半導体発光装置にできる。
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【０１１１】
本発明の発光表示装置は、半導体発光装置は、基体上に、発光波長のピークが３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域の出射光を有する半導体発光素子を搭載し、発光波長が６００ｎｍ乃至６７０ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する単色の赤色の出射光を有する第１の蛍光体と、発光波長が５００ｎｍ乃至５４０ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する単色の緑色の出射光を有する第２の蛍光体と、発光波長が４１０ｎｍ乃至４８０ｎｍの波長領域に主発光ピークを有する単色の青色の出射光を有する第３の蛍光体とを備え、上記第１、第２、第３の蛍光体からの出射光の色の和が白色系であるので、上記半導体発光素子は人間の視感度が非常に低い短波長領域の発光波長を有する上に、上記各々の蛍光体が出射する光は、各々、赤色，緑色，青色の単色の光であるから、上記各々の蛍光体からの出射光が上記半導体発光素子からの直接の出射光によって色調が変化することなく、良好な色調の白色系の発光色を得ることができる。また、上記半導体発光素子から半導体発光装置外部に直接出射される光は、人間の可視領域において、蛍光体からの光と混色されていないから、経年変化によって半導体発光素子の発光性能が低下しても、半導体発光装置の輝度が低下するのみで、色調が変化することが防止できる。また、上記半導体発光素子の発光波長のピークは３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍであるので、上記半導体発光装置を構成する部品の損傷や、人体への悪影響を効果的に防止できる。
また、本発明の発光表示装置は、上記半導体発光装置を用いた光源と、上記光源からの光を導く導光板と、上記導光板からの光を透過させて分光する赤、緑、青のカラーフィルタとを備え、上記半導体発光装置の出射光は、上記カラーフィルタの分光特性に適合した波長分布を有するので、上記半導体発光装置の出射光は、赤、緑、青の単色で、かつ、比較的大きい強度の光に分光できるから、光の利用効率が良好で高輝度の発光表示装置にできる。
１実施形態の発光表示装置は、上記第１の蛍光体は、Ｍ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ（但し、ＭはＬａ，Ｇｄ，Ｙから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、０．５ＭｇＦ2・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ2：Ｍｎ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ、ＹＶＯ4：Ｅｕ、で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなり、上記第２の蛍光体は、ＲＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＲはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、ＲＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＲはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ，Ｄｙ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｚｎ2Ｇｅ2Ｏ4：Ｍｎ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、Ｑ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎ（但し、ＱはＳｒ，Ｂａ，Ｃａから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなり、上記第３の蛍光体は、Ａ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ（但し、ＡはＳｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｃｅから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、ＸＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ（但し、ＸはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、ＸＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ（但し、ＸはＳｒ，Ｂａから選ばれるいずれか一つまたは両方の元素）、ＺｎＳ：Ａｇ、Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、Ｃａ10（ＰＯ4）6Ｆ2：Ｓｂ、Ｚ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ（但し、ＺはＳｒ，Ｂａ，Ｃａから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、ＳｒＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ、ＣａＡｌ2Ｏ４：Ｅｕ，Ｎｄ、で表される蛍光体の群のうち、いずれか一つまたは２以上からなるので、発光波長が３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍのうちのいずれの発光波長を有する半導体発光素子を用いても、この半導体発光素子の発光波長に対応して上記複数の蛍光体から適切な蛍光体を選択することによって、単色の赤色、および、緑色、および、青色の発光光が各々得ることができるから、これらの単色の赤色、緑色、青色の光の混色によって、良好な色調の白色系の光を得ることができる。また、上記蛍光体を複数の蛍光体を組合わせて形成することによって、半導体発光素子の発光波長の略全ての波長の光を、赤色、緑色、青色の波長に各々変換することができるので、半導体発光素子の出射光の利用効率を向上できて、高効率な白色系の発光色を有する半導体発光装置にできる。
１実施形態の発光表示装置は、上記第１、第２、第３の蛍光体は、総量が１００重量％であるとして、上記第１の蛍光体が５０重量％以上７０重量％以下、上記第２の蛍光体が７重量％以上２０重量％以下、上記第３の蛍光体が２０重量％以上３０重量％以下であるので、上記第２の蛍光体が出射する緑色の光に比べて人間の視感度が低い第１および第３の蛍光体の出射光、すなわち、青色および赤色の光の強度を強めるから、人間の視感度を考慮して、良好な色調の白色系の発光色を有する半導体発光装置にできる。
１実施形態の半導体発光装置は、上記封止樹脂は、上記第１、第２、第３の蛍光体を含んでおり、上記封止樹脂の重量に対する上記第１、第２、第３の蛍光体の総重量の比率が、０．５以上１以下であるので、自然光に近い白色系の発光色を有する半導体発光装置にできる。
【０１１２】
１実施形態の発光表示装置は、半導体発光装置の出射光の波長分布が上記カラーフィルタの分光特性に適合するように、上記半導体発光素子の発光波長と、上記第１の蛍光体の発光波長と、上記第２の蛍光体の発光波長と、上記第３の蛍光体の発光波長と、上記第１、第２、第３の蛍光体の混合比率と、上記封止樹脂の重量に対する上記第１、第２、第３の蛍光体の総重量の比率とのうちの少なくとも一つを調節したので、上記半導体発光装置からの光を、上記カラーフィルタによって、確実に赤、緑、青の単色かつ比較的高い強度の光に分光できるから、上記発光表示装置は、色抜けなどが無くて高輝度かつ高コントラストのフルカラー表示ができる。
【０１１３】
１実施形態の発光表示装置は、上記発光表示装置は、液晶表示装置であるので、色抜けが殆ど無く、高輝度かつ高コントラストの液晶表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１１４】
以下、本発明を図示の実施形態により詳細に説明する。
【０１１５】
図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の実施形態において用いられる半導体発光素子を示す断面図である。
【０１１６】
図１（ａ）は、絶縁性の半導体材料からなる基板を有する半導体発光素子を示す断面図である。この半導体発光素子７ａは、絶縁性のサファイア基板１ａ上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３と、金属薄膜または透明導電膜からなるＰ型層用電極４とを順に積層している。上記Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２の図１（ａ）において右側に形成された露出面上にＮ型用パッド電極５が形成されていると共に、上記Ｐ型層用電極４表面上にＰ型用パッド電極６が形成されている。上記Ｎ型用パッド電極５およびＰ型用パッド電極６の間に電流を流すと、発光領域８ａから発光する。
【０１１７】
図１（ｂ）は、導電性の半導体材料からなる基板を有する半導体発光素子を示す断面図である。この半導体発光素子７ｂは、導電性の窒化ガリウム半導体基板１ｂ上に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３、金属薄膜または透明導電膜からなるＰ型層用電極４を順次積層して形成されている。上記半導体基板１ｂの下面にＮ型用パッド電極５が形成されていると共に、上記Ｐ型層用電極４の上面にＰ型用パッド電極６が形成されている。上記Ｎ型用パッド電極５とＰ型用パッド電極６との間に電流を流すと、発光領域８ｂから発光する。
【０１１８】
図１（ｃ）は、基板を透過させて光を取り出すタイプの半導体発光素子を示す断面図である。この半導体発光素子７ｃは、絶縁性のサファイア基板１ａ上（図１（ｃ）においてはサファイア基板１ａの下方）に、Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２、Ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３、金属薄膜または透明導電膜からなるＰ型層用電極４を順次積層して、上記Ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２の露出面にＮ型用パッド電極５を形成すると共に、Ｐ型層用電極４の表面にＰ型用パッド電極６を形成している。そして、図１（ｃ）に示すように、上記Ｎ型用パッド電極５およびＰ型用パッド電極６を、例えばＡｕ等からなる金属バンプ１６ａ，１６ｂによって、半導体発光素子７ｃの下方に配置した図示しないサブマウントの金属配線等に直接ボールボンディングする。上記Ｎ型用パッド電極５とＰ型用パッド電極６との間に電流を流すと、発光領域８から発光し、この発光光は上記サファイア基板１ａを透過して図１（ｃ）において上方に放射される。
【０１１９】
なお、上記半導体発光素子７ａ，７ｃの絶縁性サファイア基板１ａは、ＺｎＯ，ＧａＮ，ＳｉＣ，ＺｎＳｅ等の他の材料を用いてもよい。また、上記半導体発光素子７ｂにおける導電性の窒化ガリウム半導体基板１ｂは、ＳｉＣ，ＺｎＳｅ，Ｓｉ等の他の材料を用いてもよい。この導電性の半導体基板１ｂを備えた半導体発光素子７ｂは、上記半導体基板１ｂの下面にも電極を形成して、半導体発光素子７ｂの上下両面に電極を形成できるので、絶縁体基板１ａを有して片面に２つの電極を配置する半導体発光素子７ａ，７ｂに較べて、同一のサイズで半導体層の発光領域を広く形成できると共にリードフレームや実装基板への実装が容易であるという利点がある。
【０１２０】
上記半導体発光素子７ａ，７ｂ，７ｃにおける半導体層の材料としては、窒化物系化合物半導体（IｎｘＧａｙＡｌｚＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１，０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１））が好適に利用できるが、それ以外にＳｉＣやＺｎＳｅ等の半導体材料を用いてもよい。
【０１２１】
上記半導体発光素子７ａ，７ｂ，７ｃは、波長領域が３９０ｎｍから４２０ｎｍまでの光を発光する。この波長領域の光に対する人間の視感度は非常に低いため、この波長領域の光を他の波長の光に変換する蛍光体を用いると、この蛍光体によって変換された光の色のみが発光色として認識されて、良好な色調を有する半導体発光装置が得られる。半導体発光素子の波長が４２０ｎｍよりも長いと、人間の目には可視光として認識され易くなり、蛍光体によって波長変換された光が半導体発光素子からの直接の出射光と混ざって、発光色の色調が悪くなってしまう。また、半導体発光素子の波長が３９０ｎｍよりも短いと、この光は人体に有害な紫外線になると共に、半導体発光装置に使用されている樹脂部分に対して例えばモールド樹脂を黒化して輝度を低下させたり、樹脂を変質させて信頼性を低下させるといった悪影響を及ぼす。
【０１２２】
次に、本発明の半導体発光装置に用いられる蛍光体に関して詳細に述べる。
【０１２３】
下記の表１および表２は、発光波長のピークが４１０ｎｍの窒化ガリウム系化合物半導体を発光素子として作成した半導体発光素子を用いて、各種蛍光体を励起して発光輝度を評価した結果を示した表である。また、上記蛍光体を励起して得られた発光のピーク波長（ｎｍ）も同時に示している。発光の輝度の評価は、赤色，緑色，青色，青緑色，橙色の各発光色において、蛍光体毎の発光輝度を比較して優劣を評価し、発光輝度が優秀なものには◎を、普通のものには○を、やや劣るものには△を、劣るものには×を付した。表１は、発光色が赤色および緑色の蛍光体についてのピーク波長および輝度の評価結果を示し、表２は、発光色が青色および青緑色、橙色の蛍光体についてのピーク波長および輝度の評価結果を示している。
【０１２４】
【表１】
0004796548.tif 000002
【０１２５】
【表２】
0004796548.tif 000003
【０１２６】
表１から分かるように、高い輝度の赤色の発光色を得るためには、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、０．５ＭｇＦ2・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ2：Ｍｎ、ＣａＳ：Ｅｕ，Ｔｍの蛍光体が好適であり、高い輝度の緑色の発光色を得るためには、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕの蛍光体が好適である。また、表２から分かるように、高い輝度の青色の発光色を得るためには、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｃｅ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕの蛍光体が好適であり、高い輝度の青緑色の発光色を得るためには、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ，Ｄｙの蛍光体が好適である。
【０１２７】
図２乃至７は、本発明の実施形態に用いられる主な蛍光体の発光スペクトル及び励起スペクトルを示した図である。いずれの図も、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は相対強度（％）である。
【０１２８】
本発明に用いられる半導体発光素子の発光波長は、３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍである。より最適な発光波長範囲は、半導体発光素子の発光波長により励起される蛍光体の種類や、蛍光体の発光色により変わってくる。
【０１２９】
例えば、図２（ａ）に示す蛍光体０．５ＭｇＦ2・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ2：Ｍｎによって、６５８ｎｍに発光波長ピークを有する赤色の発光色を得ようとする場合、図２（ｂ）から明らかなように、４１０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長範囲に発光波長のピークを有する半導体発光素子によって上記蛍光体を励起するのが効果的である。
【０１３０】
一方、図３（ａ）に示す蛍光体Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕで、６２３ｎｍに発光波長ピークを有する赤色の発光色を得ようとする場合、図３（ｂ）から明らかなように、３９０ｎｍの発光波長を有する半導体発光素子によって上記蛍光体を励起するのが効果的である。
【０１３１】
本来、蛍光体０．５ＭｇＦ２・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ２：ＭｎおよびＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの励起波長のピークは３９０ｎｍより短波長側にあるが、蛍光体を励起する半導体発光素子の発光波長が３９０ｎｍより短いと、人体に有害な紫外線を放出することとなるので実用的ではなく、また、半導体発光装置に使用されている樹脂部分にも悪影警を与え、封止樹脂の黒化による輝度の低下や樹脂の変質による信頼性の低下の原因となる。
【０１３２】
上記蛍光体以外にも、本発明の実施形態では、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ3：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ4：Ｅｕ、ＹＶＯ4：Ｅｕ等が利用可能である。また、これらの蛍光体を複数用いることで、より効果的に半導体発光素子の出射光を用いて、発光波長のピークが６００ｎｍ乃至６７０ｎｍの赤色の光に変換することができる。
【０１３３】
また、図４（ａ）に示す蛍光体ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎで、５１５ｎｍに発光波長ピークを有する緑色の発光色を得ようとする場合、図４（ｂ）から明らかなように、３９０ｎｍの発光波長を有する半導体発光素子によって上記蛍光体を励起するのが効果的である。
【０１３４】
一方、図５（ａ）に示す蛍光体ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕで、５２２ｎｍに発光波長ピークを有する緑色の発光色を得ようとする場合、図５（ｂ）から明らかなように、３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長範囲に発光波長のピークを有する半導体発光素子によって上記蛍光体を励起するのが効果的である。
【０１３５】
本来、蛍光体ＢａＭｇ2Ａｌ１6Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎ及びＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕの励起波長のピークは３９０ｎｍより短波長側にあるが、蛍光体を励起する半導体発光素子の発光波長が３９０ｎｍより短いと、人体に有害な紫外線を放出することとなるので実用的ではなく、また、半導体発光装置に使用されている樹脂部分にも悪影響を与え、封止樹脂の黒化による輝度の低下や樹脂の変質による信頼性の低下の原因となる。
【０１３６】
上記蛍光体以外にも、本発明の実施形態では、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ，Ｄｙ、ＺｎＯ：Ｚｎ、Ｚｎ2Ｇｅ2Ｏ4：Ｍｎ、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎ、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｓｒ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ，Ｍｎ等が利用可能である。また、これらの蛍光体を複数用いることで、より効果的に半導体発光素子の出射光を用いて、発光波長のピークが５００ｎｍ乃至５４０ｎｍの緑色の光に変換することができる。
【０１３７】
また、図６（ａ）に示す蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｃｅ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕで、４５７ｎｍに発光波長ピークを有する青色の発光色を得ようとする場合、図６（ｂ）から明らかなように、３９０ｎｍ乃至４００ｎｍの波長範囲に発光波長のピークを有する半導体発光素子によって上記蛍光体を励起するのが効果的である。本来、蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｃｅ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕの励起波長のピークは３９０ｎｍより短波長側にあるが、蛍光体を励起する半導体発光素子の発光波長が３９０ｎｍより短いと、人体に有害な紫外線を放出することとなるので実用的ではなく、また、半導体発光装置に使用されている樹脂部分にも悪影響を与え、封止樹脂の黒化による輝度の低下や樹脂の変質による信頼性の低下の原因となる。
【０１３８】
一方、図７（ａ）に示す蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕで、４５２ｎｍに発光波長ピークを有する青色の発光色を得ようとする場合、図７（ｂ）から明らかなように、３９０ｎｍの発光波長を有する半導体発光素子によって上記蛍光体を励起するのが効果的である。本来、蛍光体ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕの励起波長のピークは３９０ｎｍにあるが、蛍光体を励起する半導体発光素子の発光波長が３９０ｎｍより短いと、人体に有害な紫外線を放出することとなるので実用的ではなく、また、半導体発光装置に使用されている樹脂部分にも悪影響を与え、封止樹脂の黒化による輝度の低下や樹脂の変質による信頼性の低下の原因となる。
【０１３９】
上記蛍光体以外にも、本発明の実施形態では、ＢａＭｇ２Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ａｇ、Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、Ｃａ10（ＰＯ4）6Ｆ2：Ｓｂ、Ｓｒ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ、ＳｒＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ、Ｓｒ2Ｐ2Ｏ7：Ｅｕ、ＣａＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ，Ｎｄ等が利用可能である。また、これらの蛍光体を複数用いることで、より効果的に半導体発光素子の出射光を、発光波長のピークが４１０ｎｍ乃至４８０ｎｍの青色の光に変換することができる。
【０１４０】
さらに、使用用途に応じて、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ、Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：Ｅｕ，Ｄｙ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、Ｓｒ2Ｓｉ3Ｏ8・２ＳｒＣｌ2：Ｅｕ等の蛍光体のうちのいずれか一つ、または、複数を用いることによって、効果的に半導体発光素子の出射光を、発光波長のピークが４８０ｎｍ乃至５００ｎｍの青緑色の光に変換することができる。
【０１４１】
また、蛍光体に、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｏを用いることにより、半導体発光素子の出射光を、発光波長のピークが５７０ｎｍ乃至６００ｎｍの橙色の光に変換することができる。
【０１４２】
以下、本発明の実施形態の半導体発光装置について図面を参照して詳しく説明する。
【０１４３】
（第１の実施形態）
図８（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の第１の実施形態の半導体発光装置を示す断面図である。
【０１４４】
図８（ａ）は、絶縁性基板を有する半導体発光素子７ａを備え、蛍光体を分散させたランプ形状の封止樹脂としてのモールド樹脂によって、上記半導体発光素子７ａを封止したランプ型半導体発光装置の断面図である。
【０１４５】
この半導体発光装置は、基体としてのリードフレーム１０１の先端に、カップ形状の凹みであるマウント部１０ａを有する。このカップ形状のマウント部１０ａに、上記半導体発光素子７ａが例えばエポキシ樹脂等からなる接着剤１１で固定されている。上記半導体発光素子７ａの上面に設けられたＰ側電極６ａが、例えばＡｕ，Ａｌ，Ｃｕ等からなる金属ワイヤー６ｐによってリードフレーム１０１の電極部１０ｂに接続されている。また、上記半導体発光素子７ａの上面に設けられたＮ側電極５ａが、金属ワイヤー５ｎによって右側のリードフレーム１０２の電極部１０ｃに接続されている。そして、上記半導体発光素子７ａおよびリードフレーム１０１，１０２の上部を、蛍光体を分散させた例えば透光性のエポキシ樹脂等のモールド樹脂１３０によって封止して、ランプ形状の半導体発光装置を形成している。なお、上記半導体発光素子７ａとリードフレーム１０１のマウント部１０ａとを接合する接着剤１１は、半導体発光素子７ａからの光を吸収しない材料であれば特に限定されない。例えば、上記半導体発光素子７ａの熱特性改善のために熱伝導性の良い金属材料を混合した樹脂材料や、上記半導体発光素子７ａからリードフレーム１０１のマウント部１０ａに向う光を効率よく反射・散乱させる材料を含有した樹脂材料等を用いてもよい。
【０１４６】
図８（ｂ）は、導電性基板を有する半導体発光素子７ｂを備え、蛍光体を分散させたランプ形状の封止樹脂としてのモールド樹脂１３０によって上記半導体発光素子７ｂを封止したランプ型半導体発光装置の断面図である。図中、図８（ａ）に示した半導体発光装置と同一の機能を有する部分は、同一の参照番号を付して、詳細な説明を省く。
【０１４７】
この半導体発光装置は、上記半導体発光素子７ｂのＮ側電極部５ｂが、リードフレーム１０１のマウント部１０ａに、例えばインジウム等の金属系からなる導電性のろう材またはＡｕ‐エポキシ樹脂，Ａｇ‐エポキシ樹脂等からなる接着剤１５によって直接接続されている。一方、上記半導体発光素子７ｂの上面に設けられたＰ側電極６ｂは、金属ワイヤー６ｐによって図８（ｂ）において右側のリードフレーム１０２の電極部１０ｃに接続されている。そして、上記半導体発光素子７ｂおよびリードフレーム１０１，１０２の上部が、蛍光体を分散させたモールド樹脂１３０によって封止されて、ランプ形状の半導体発光装置を形成している。半導体発光素子７ｂの上下に設けられた電極６ｂ，５ｂは、従来のＧａＡｓ系やＧａＰ系の半導体発光素子と同様であるので、従来の半導体発光装置に用いられたリードフレームをそのまま利用できる。
【０１４８】
図８（ｃ）は、絶縁性基板を有する半導体発光素子７ｃを備え、この半導体発光素子７ｃとリードフレーム１０３，１０３とを金属ワイヤーを用いずに接続して、蛍光体を分散させたランプ形状の封止樹脂としてのモールド樹脂１３０によって上記半導体発光素子７ｃを封止したランプ型半導体発光装置の断面図である。
【０１４９】
この半導体発光装置は、互いに対向して配置されたリードフレーム１０３，１０３の先端に、基体としてのサブマウント１７を連結している。このサブマウント１７はＳｉからなって絶縁性であり、サブマウント１７の上面には電極配線１７ａ，１７ｂが形成されている。このサブマウント１７の上面に、上記半導体発光素子７ｃが半導体層側面（図１（ｃ）における半導体発光素子７ｃの下側面）を対向させて搭載されている。上記半導体発光素子７ｃの下側面に設けられたＰ側電極６ｃとＮ側電極５ｃは、例えばＡｕバンプ等を用いて上記サブマウント１７の上面に形成された電極配線１７ａ，１７ｂに接続されている。上記サブマウント１７の上面に形成された電極配線１７ａ，１７ｂは、リードフレームの先端部１０ｄ，１０ｅに接続して、外部と電気的に接続している。そして、上記半導体発光素子７ｃおよびサブマウント１７と、リードフレーム１０３，１０３の上部を、蛍光体を分散させたエポキシ樹脂からなるモールド樹脂１３０によって封止して、ランプ形状の半導体発光装置を形成している。この半導体発光装置は、上記半導体発光素子７ｃをサブマウント１７に直接接続しているので、上記半導体発光素子７ｃの発光領域からの熱をサブマウント１７とリードフレーム１０３，１０３を介して半導体発光装置の外部に素早く逃がすことができるという利点がある。
【０１５０】
図８（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したランプ形状の半導体発光装置は、放射される光が図８（ａ），（ｂ），（ｃ）の上方に向う指向性を有しており、特に図８（ａ），（ｂ）の半導体発光装置は、半導体発光素子７ａ，７ｂから出射された光を効率良く集光するために、リードフレーム１０１のマウント部１０ａがカップ形状に形成されている。上記モールド樹脂１３０は、エポキシ樹脂以外に例えばシリコン樹脂，ウレタン樹脂，ポリカーボネート樹脂等の透光性を有する熱硬化性，熱可塑性の樹脂を用いてもよい。また、上記蛍光体はモールド樹脂１３０全体に均一に分散させてもよいが、モールド樹脂１３０の表面から半導体発光素子７ａ，７ｂ，７ｃに向って漸次蛍光体の含有比率を高くすると、モールド樹脂１３０の外側からの水分等の影響による蛍光体の劣化を低減できる。また、半導体発光素子７ａ，７ｂ，７ｃからモールド樹脂１３０の表面に向って漸次蛍光体の含有比率を高くすると、半導体発光素子７ａ，７ｂ，７ｃによる蛍光体への電気的および熱的影響を緩和することもできる。このように、モールド樹脂１３０中の蛍光体の分布は、モールド樹脂の種類，蛍光体の種類，使用環境，条件または用途等に応じて、様々な形態をなすことができる。
【０１５１】
（第２の実施形態）
図９（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施形態における半導体発光装置を示した断面図である。図９（ａ）の半導体発光装置は、リードフレーム１０１のマウント部１０ａ内に蛍光体を充填すると共に、モールド樹脂１３１が蛍光体を含まないこと以外は、図８（ａ）に示した半導体発光装置と同一である。図９（ｂ）の半導体発光装置についても、リードフレーム１０１のマウント部１０ａ内に蛍光体を充填すると共に、モールド樹脂１３１が蛍光体を含まないこと以外は、図８（ｂ）に示した半導体発光装置と同一である。したがって、図８（ａ），（ｂ）に示した半導体発光装置と同一の機能を有する部分には同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。以下の他の実施形態においても同様である。
【０１５２】
図９（ａ），（ｂ）に示した半導体発光装置は、半導体発光素子７ａ，７ｂを、カップ形状のマウント部１０ａの底に配置すると共に、このマウント部１０ａに蛍光体１２を充填して、この蛍光体１２によって半導体発光素子７ａ，７ｂからの光の波長を変換するようにしている。すなわち、半導体発光素子７ａ，７ｂからの光を集めるマウント部１０ａに上記蛍光体１２を配置することによって、半導体発光素子７ａ，７ｂからの光をもれなく変換させて、光の変換効率を高めているのである。したがって、上記第１の実施形態におけるようなモールド樹脂全体に蛍光体を分散させる場合に比べて、半導体発光装置の色調が良く、しかも蛍光体はマウント部１０ａ内のみに配置すればよいので、蛍光体の使用量が低減される。
【０１５３】
上記実施形態において、蛍光体１２はリードフレーム１０１のマウント部１０ａ内全体に充填したが、半導体発光素子７ａ，７ｂからの放出光を充分に所定の波長に変換できるのであれば、必ずしもマウント部１０ａ内全体に蛍光体１２を充填させる必要はなく、マウント部１０ａにおいて蛍光体１２を凹状に充填してもよい。あるいは、蛍光体１２を上記マウント部１０ａ上端よりも凸状に盛り上がるように充填してもよく、要は、半導体発光素子７ａ，７ｂからの光の波長を所望の波長に変換可能な量の蛍光体１２をマウント部１０ａに充填していればよい。
【０１５４】
（第３の実施形態）
図１０（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施形態の半導体発光装置を示す断面図である。図１０（ａ）の半導体発光装置は、リードフレーム１０１のマウント部１０ａにおいて、半導体発光素子７ａ全体を覆うようにプレコーティング１３ａを配置して、その上に蛍光体１２を配置した以外は、図９（ａ）に示した半導体発光装置と同一である。図１０（ｂ）の半導体発光装置についても、リードフレーム１０１のマウント部１０ａにおいて、半導体発光素子７ａ全体を覆うようにプレコーティング１３ａを配置して、その上に蛍光体１２を配置した以外は、図９（ｂ）に示した半導体発光装置と同一である。したがって、図９（ａ），（ｂ）に示した半導体発光装置と同一の機能を有する部分には同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１５５】
図１０（ａ），（ｂ）において、左側リードフレーム１０１先端に形成されたカップ形状のマウント部１０ａの底に、半導体発光素子７ａ，７ｂを配置して、この半導体発光素子７ａ，７ｂ全体を覆うように例えばエポキシ樹脂，シリコン樹脂，ウレタン樹脂等からなるプレコーティング１３ａを形成している。このプレコーティング１３の上に、上記マウント部１０ａ内側を満たすように蛍光体１２を層状に配置している。上記蛍光体１２は、プレコーティング１３ａが形成されたマウント部１０ａをディッピングして、または、マウント部１０ａ内のプレコーティング１３ａ上にポッティング、あるいは噴霧，蒸着することによって、プレコーティング１３上に形成する。図１０（ａ），（ｂ）において、蛍光体１２はリードフレーム１０１のマウント部１０ａ内側にのみ形成したが、リードフレーム１０１の上面全てを覆うように形成してもよい。
【０１５６】
図１０（ａ），（ｂ）に示す半導体発光装置は、上記蛍光体１２は、プレコーティング１３ａによって、半導体発光素子７ａ，７ｂの発光領域から略等距離をおいて均一厚さに形成されている。したがって、蛍光体１２の全ての領域において通過する光量が略等しいので、この半導体発光装置はムラの無い均一な発光光が得られる。また、半導体発光素子７ａ，７ｂから離間した位置に蛍光体１２を配置するので、蛍光体１２に対する半導体発光素子の電気的および熱的影響を緩和できる。その結果、発光特性が良好で、しかも耐久性の良い半導体発光装置が得られる。
【０１５７】
（第４の実施形態）
図１１（ａ），（ｂ）は、本発明の第４の実施形態による半導体発光装置を示す断面図である。
【０１５８】
図１１（ａ）は、絶縁性基板を有する半導体発光素子７ａを、基体としてのプリント配線基板１８上に搭載して、上記半導体発光素子７ａを、蛍光体を分散させた封止樹脂としてのモールド樹脂１３２によって封止している。
【０１５９】
この半導体発光装置は、耐熱性を有するガラスエポキシからなる直方体形状のプリント配線基板１８上に、エポキシ樹脂からなる接着剤１１によって半導体発光素子７ａを接着している。この半導体発光素子７ａの上面に設けられたＰ側電極６ａとＮ側電極５ａは、金属ワイヤー６ｐ，５ｎによって、プリント配線基板１８上面の電極部１８ａ，１８ｂに各々接続されている。これらの電極部１８ａ，１８ｂは、プリント配線基板１８の上面と下面とを接続する図示しない断面円弧状のスルーホールを介して、実装面としてのプリント配線基板１８の下面に引き回されて、この実装面の両端部にまで延びている。なお、上記プリント配線基板１８は、絶縁性フィルムを用いてもよい。
【０１６０】
そして、上記プリント配線基板１８上に、上記半導体発光素子７ａ全体を覆うように、蛍光体を分散させた封止樹脂としての例えば透光性のエポキシ樹脂等のモールド樹脂１３２を図１１（ａ）に示すような台形断面をなすように形成して、チップ部品形状の半導体発光装置を形成している。
【０１６１】
上記半導体発光素子７ａとプリント配線基板１８とを接着する接着剤１１は、半導体発光素子７ａからの光が吸収されない材料であれば特に限定されない。例えば、半導体発光素子７ａの熱特性改善のために熱伝導性の良い金属材料を混合した樹脂材料や、半導体発光素子７ａからプリント配線基板１８に向って放出された光を効率よく反射・散乱させる材料を含有した樹脂材料等を用いてもよい。しかし、金属材料を含む樹脂材料を使用する場合は、Ｐ側電極６ａとＮ側電極５ａとが短絡しないように注意する必要がある。
【０１６２】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）における半導体発光素子７ａに換えて、絶縁性基板を有する半導体発光素子７ｃを備える以外は、図１１（ａ）の半導体発光装置と同一である。したがって、図１１（ａ）と同様の機能を有する部分には同一の参照番号を付して、詳細な説明を省略する。
【０１６３】
図１１（ｂ）の半導体発光装置において、半導体発光素子７ｃは、半導体発光素子７ｃの図１１（ｂ）において上側に位置する絶縁性基板を通して光を出射する。上記半導体発光素子７ｃは、図１１（ｂ）において下側である半導体積層側に形成されたＰ側電極６ｃとＮ側電極５ｃを、Ａｕバンプを介してプリント配線基板１８上の電極部１８ａと１８ｂに各々直接接続している。なお、半導体発光素子７ｃを、予め金属配線が施されたＳｉからなるサブマウント等に搭載し、このサブマウントをプリント配線基板１８にダイボンドやワイヤーボンド等によって電気的に接続してもよい。この半導体発光装置は、半導体発光素子７ｃを、半導体積層側の面をプリント配線基板１８に向けて実装するので、上記半導体発光素子７ｃの発光領域からの熱を外部へ素早く逃がすことができる。
【０１６４】
図１１（ａ），（ｂ）の半導体発光装置におけるモールド樹脂１３２は、エポキシ樹脂以外に例えばシリコン樹脂，ウレタン樹脂，ポリカーボネート樹脂等の透光性を有する熱硬化性，熱可塑性の樹脂を用いてもよい。また、蛍光体はモールド樹脂１３２全体に均一に分散させてもよいが、モールド樹脂１３２の表面から半導体発光素子に向って漸次蛍光体の含有比率を高くすると、水分等の影響による蛍光体の劣化を低減できる。また、半導体発光素子７ａ，７ｃからモールド樹脂１３２の表面に向って漸次蛍光体の含有比率を高くすると、蛍光体に対する半導体発光素子７ａ，７ｃの電気的および熱的影響を緩和することができる。このように、モールド樹脂１３２中の蛍光体の分布は、モールド樹脂の種類，蛍光体の種類，使用環境，条件，用途等に応じて様々な形態をなし得る。
【０１６５】
なお、上記半導体発光素子７ａ，７ｃに換えて、導電性基板を有する半導体発光素子７ｂを使用してもよい。この場合は、プリント配線基板上の一方の電極に、半導体発光素子７ｂの下面に形成されたＮ型電極を、導電性を有する接着剤によって直接接続する。上記半導体発光素子７ｂの上面に設けられたＰ側電極は、金属ワイヤーによってプリント配線基板上の他方の電極部に接続する。上記半導体発光素子７ｂは、従来のＧａＡｓ系やＧａＰ系の半導体発光装置と同様に、半導体発光素子７ｂの上下両面に電極を有するので、従来のリードフレームをそのまま利用できるという利点がある。
【０１６６】
（第５の実施形態）
図１２（ａ），（ｂ）は、本発明の第５の実施形態の半導体発光装置を示す断面図である。図１２（ａ）の半導体発光装置は、基体としてのプリント配線基板１８上に、樹脂からなる枠１９を備える。このプリント配線基板１８上であって上記樹脂枠１９の内側に、導電性基板を有する半導体発光素子７ｂが配置されている。そして、上記樹脂枠１９の内側に、蛍光体を含む封止樹脂としてのモールド樹脂１３４を充填して半導体発光素子７ｂを封止している。
【０１６７】
この半導体発光装置は、耐熱性を有するガラスエポキシ等からなる直方体形状のプリント基板１８上に、樹脂からなる枠１９を設けている。この樹脂枠１９は、内側にモールド樹脂１３４を充填した際に半導体発光素子７ｂを樹脂１３４が十分に覆う程度の高さを有する。この枠１９の内側において、プリント配線基板１８上の一方の電極部１８ａと半導体発光素子７ｂ下面のＮ側電極５ｂとを、導電性を有する接着剤によって接着して接続している。一方、半導体発光素子７ｂの上面に設けられたＰ側電極６ｂは、金属ワイヤー６ｐによってプリント配線基板１８上の他方の電極部１８ｂに接続している。これら電極部１８ａ，１８ｂは、プリント配線基板１８を貫通する図示しない断面円弧状のスルーホールを介して、プリント配線基板１８の上面から実装面である下面まで立体的に引き回されて、プリント配線基板１８下面の両端にまで夫々延びている。上記プリント配線基板１８上かつ樹脂枠１９の内側に、半導体発光素子７ｂ全体を覆うように、蛍光体を分散させた透光性のエポキシ樹脂からなるモールド樹脂１３４が充填されている。上記半導体発光素子７ｂは、従来のＧａＡｓ系やＧａＰ系の半導体発光素子と同様に上下両面に電極６ｂ，５ｂを有するので、従来のリードフレームを共通で利用できるという利点がある。なお、基体としては上記プリント配線基板の他に絶縁性フィルムを用いてもよい。
【０１６８】
図１２（ｂ）の半導体発光装置は、基体としてのプリント基板１８上に樹脂枠１９ａを備え、この樹脂枠１９ａの内側に、絶縁性基板を有する半導体発光素子７ｃを備えると共に蛍光体を分散させた封止樹脂としてのモールド樹脂１３４を充填している。上記樹脂枠１９ａは、半導体発光素子７ｃに面する側面が、半導体発光素子７ｃの側面から横方向に出射された光をプリント基板１８の直角方向に反射するように傾斜している。
【０１６９】
この半導体発光装置は、ガラスエポキシからなる直方体形状のプリント基板１８上に、半導体発光素子７ｃに面する側面が傾斜した樹脂枠１９ａを備える。上記半導体発光素子７ｃは半導体積層側面を下に向けてプリント配線基板１８に搭載されている。半導体発光素子７ｃが備えるＰ側電極６ｃとＮ側電極５ｃは、プリント配線基板１８上の電極部１８ａと１８ｂに、Ａｕバンプを介して各々接続されている。上記電極部１８ａ，１８ｂは、図１２（ａ）に示した半導体発光装置と同様に、プリント配線基板１８の上面から図示しないスルーホールを介して下面まで立体的に引き回されて、プリント配線基板１８の下面両端にまで延長されている。なお、基体としては上記プリント配線基板１８の他に絶縁性フィルムを用いてもよい。また、上記半導体発光素子７ｃはプリント配線基板１８に直接接続したが、半導体発光素子７ｃを予め金属配線を施してＳｉからなるサブマウント等に搭載し、このサブマウントをプリント配線基板１８にダイボンドやワイヤーボンド等によって電気的に接続してもよい。
【０１７０】
この半導体発光装置は、半導体発光素子７ｃの半導体積層側面を直接プリント配線基板１８に実装しているので、半導体発光素子７ｃの発光領域からの熱をサブマウントおよびリードフレームを通して外部へ素早く逃がすことができるという利点がある。
【０１７１】
図１２（ａ），（ｂ）の半導体発光装置におけるモールド樹脂１３４は、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）のモールド樹脂１３と同様の材料であり、上記モールド樹脂中の蛍光体の分布は、モールド樹脂の種類，蛍光体の種類，使用環境，条件，用途等に応じて様々な形態を取り得る。
【０１７２】
図１２（ａ），（ｂ）において、上記樹脂枠１９，１９ａはプリント配線基板１８と別に形成した後、プリント配線基板１８に張付けたが、厚めのプリント配線基板の一部を除去して凹部を形成して、この凹部の周りを枠にしてもよい。さらに、プリント配線基板に貫通穴を形成して、このプリント配線基板の底面に金属箔による電極兼配線を配置して、この電極兼配線の上に半導体発光素子を配置すると共に上記貫通穴部分を封止樹脂で封止してもよい。
【０１７３】
また、図１２（ａ），（ｂ）の半導体発光装置において、半導体発光素子７ｂ，７ｃは、図１（ａ）に示した半導体発光素子７ａでもよく、この半導体発光素子７ａを用いた場合には、金属ワイヤーによって半導体発光素子７ａの電極とプリント配線基板の電極部とを接続する。
【０１７４】
（第６の実施形態）
図１３は、本発明の第６の実施形態における半導体発光装置を示す断面図である。
【０１７５】
この半導体発光装置は、図１２（ｂ）に示した半導体発光装置が備える枠と同様の枠１９ａを有する。この枠１９ａは、ガラスエポキシからなる直方体状の基体としてのプリント基板１８上に設置されて、この枠１９ａの半導体発光素子７ｃに面した側面が、半導体発光素子７ｃの側面からの光をプリント基板１８の直角方向に反射するように傾斜している。上記半導体発光素子７ｃは半導体積層側を図１３において下側に向けて、図１３において上側の基板側から光を出射するようにプリント配線基板１８上に搭載されている。この半導体発光素子７ｃの電極６ｃ，５ｃは、図１２（ｂ）に示した半導体発光装置と同様に、バンプによってプリント配線基板１８の電極部１８ａ，１８ｂに接続されている。上記プリント配線基板１８上に配置された枠１９ａの内側には、エポキシ樹脂からなる透光性の封止樹脂としてのモールド樹脂１３５を充填して上記半導体発光素子７ｃを封止している。そして、上記枠１９ａおよびモールド樹脂１３の上に、蛍光体１２が所定の層厚を有して層状に形成されている。
【０１７６】
この実施形態における半導体発光装置は、蛍光体１２は半導体発光素子７ｃの発光領域から略等距離の位置に均一の厚さで形成されているので、全ての蛍光体１２の位置において、蛍光体１２を通過する光量が略一定になって、ムラの無い均一な発光が可能である。また、上記蛍光体１２は、半導体発光素子７ｃから所定の距離をおいて形成されているので、蛍光体１２に対する半導体発光素子の電気的および熱的影響を緩和することができる。
【０１７７】
上記実施形態では、蛍光体１２は樹脂枠１９ａの上面にも形成したが、樹脂枠１９ａが遮光性の材料で形成されていれば、蛍光体１２はモールド樹脂１３５の上のみに形成してもよい。また、樹脂枠１９ａの高さを高くして、モールド樹脂１３を半導体発光素子７ｃの上端を僅かに越える程度に充填した後、上記樹脂枠１９ａ内であって上記モールド樹脂１３５の上に、ポッティング等で蛍光体を配置してもよい。
【０１７８】
上記樹脂枠１９ａは、図１２（ｂ）の半導体発光装置に関して述べた際と同様に、厚めのプリント配線基板１８の一部を除去して残った凸部を枠として使用してもよい。さらに、貫通穴を有するプリント配線基板の底部に、金属箔による電極兼配線を設けて凹部を形成しても良い。
【０１７９】
また、外部への光取出し効率は落ちるが、半導体発光素子７ｃに面した側面が垂直に形成された樹脂枠を利用してもよい。
【０１８０】
なお、上記半導体発光素子７ｃは、図１に示した半導体発光素子７ａ，７ｂを用いてもよい。特に、導電性基板を有する半導体発光素子７ｂは、上側および下側に電極を備え、従来のＧａＡｓ系やＧａＰ系の半導体発光素子と同様の電極構造であるので、従来のリードフレームをそのまま利用できるという利点がある。
【０１８１】
（第７の実施形態）
図１４（ａ），（ｂ）は、本発明の第７の実施形態における半導体発光装置を示す断面図である。
【０１８２】
図１４（ａ）は、この半導体発光装置を発光方向から見た断面図であり、図１４（ｂ）は発光方向に対して直角方向から見た断面図である。
【０１８３】
この半導体発光装置は、ガラスエポキシからなる直方体状の基体としてのプリント配線基板１８上に、エポキシ樹脂等の接着剤１１によって半導体発光素子７ａが接着されて、この半導体発光素子７ａの上面に設けられたＰ側電極６ａとＮ側電極５ａが、金属ワイヤー６ｐ，５ｎによってプリント配線基板１８の電極部１８ａ，１８ｂに各々接続されている。これらの電極部１８ａ，１８ｂは、プリント配線基板１８を貫通して形成された断面円弧状のスルーホール１９，１９を介してプリント配線基板１８の下面に立体的に引き回されて、このプリント配線基板１８の下面である実装面の両端まで延びている。なお、上記プリント配線基板１８に換えて絶縁性フィルムを用いてもよい。
【０１８４】
さらに、上記半導体発光素子７ａ全体を、蛍光体を分散させた透光性のエポキシ樹脂からなる封止樹脂としてのモールド樹脂１３６によって封止している。このモールド樹脂１３６は、図１４（ｂ）において左側縁と下側縁が直線をなす略４分の１楕円形状の断面を有する一方、図１４（ａ）において幅方向が高さ方向よりも長い矩形断面を有する。そして、上記モールド樹脂１３６の上に、上記半導体発光素子７ａからの光を反射するための反射体２０を形成している。
【０１８５】
上記モールド樹脂１３６は、透光性を有し、かつ実装工程での半田リフローの際の高温にも耐え得る熱硬化性樹脂を用いるのが好ましく、プリント配線基板１８上に、樹脂ポッティング法やトランスファモールド法、インジェクションモールド法等によって形成する。上記モールド樹脂１３６の上面は、図１４（ｂ）に示すように放物線をなして湾曲するとともに、この放物線の中心線Ｉ−Ｉよりも上方に半導体発光素子７ａを配置している。また、上記モールド樹脂１３６の光の出射側面Ａは平坦に形成して、プリント配線基板１８の側面と略同一面にしている。なお、上記モールド樹脂１３６の曲面は、上記半導体発光素子７ａが曲面の放物線の中心線Ｉ−Ｉよりも下方に位置するように形成してもよい。
【０１８６】
上記反射体２０は、半導体発光素子７ａの光及び蛍光体１２により波長変換された光を反射する材料を少なくとも含み、上記モールド樹脂１３６と同様に、半田リフローの際の高温にも耐え得る熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いて、上記モールド樹脂１３６の上側面を覆うように樹脂ポッティング法やトランスファモールド法、インジェクションモールド法等によって形成する。この反射体２０は、図１４（ｂ）の断面に示すように、下側縁端がモールド樹脂１３６の上側縁端と接して湾曲する一方、左側縁端がモールド樹脂１３６の光出射面Ａと同一の平面をなすように、また、反射体２０の右側縁端が直線をなして上記プリント配線基板１８の右側端面に連続するように形成されている。そして、上記反射体の上端縁は上記プリント配線基板１８に平行に形成されている。この半導体発光装置は、モールド樹脂１３６の上面と反射体２０の下面との境界面が反射面となっている。この反射面で反射されて出射する光は、図１４（ａ）において水平方向左側に拡散される一方、上下方向には反射体２０およびプリント配線基板１８によって遮られる。したがって、半導体発光素子７ａからの直接光及び反射光は、水平方向に絞られた指向特性となる。具体的には、照射光における水平方向の半値角が±６５゜、垂直方向の半値角が±３０゜の指向特性を有する。したがって、半導体発光素子７ａからの光は、モールド樹脂１３６中の蛍光体１２により波長変換されて、直接出射すると共に反射体２０で反射されて、モールド樹脂１３６の側面部から外部へ出射するので、水平方向に有効照射領域が広く、かつ高輝度なサイド発光型半導体発光装置を提供できる。
【０１８７】
なお、反射体２０は、モールド樹脂１３６と接する部分にのみ反射作用を有していればよいので、モールド樹脂１３６の湾曲した上側面、あるいは反射体２０の湾曲部した下側面のいずれかに、例えば金属や白色塗料等からなる反射層を設けるだけでもよい。
【０１８８】
上記半導体発光素子７ａをプリント配線基板１８に接着する樹脂は、半導体発光素子７ａからの光が吸収されないものであれば特に限定無く利用可能である。例えば、半導体発光素子７ａの熱特性改善のために熱伝導性のよい金属を混合した樹脂や、リードフレームマウント部方向に放出された光を効率よく反射・散乱させる材料を含有した樹脂等を用いてもよい。しかし、金属を含む樹脂を使用する場合は、Ｐ側電極とＮ側電極とが短絡しないように注意する必要がある。
【０１８９】
なお、この実施形態における半導体発光装置において、上記半導体発光素子７ａに換えて、図１（ｂ）に示した上面および下面に夫々電極を備える半導体発光素子７ｂや、図１（ｃ）に示した基板側から光を出射するタイプの半導体発光素子７ｃを用いてもよい。上記半導体発光素子７ｂは、従来のＧａＡｓ系やＧａＰ系の半導体発光装置と同一の電極構造を有するので、従来のリードフレームをそのまま利用できるという利点がある。上記半導体発光素子７ｃは、半導体積層側面を直接電気配線に実装するので、発光領域からの熱をサブマウント・リードフレームを通して外部へ速やかに逃がしてやる事ができるという利点がある。
【０１９０】
（第８の実施形態）
図１５（ａ），（ｂ）は、本発明の第８の実施形態としてのサイド発光型半導体発光装置を示す断面図である。
【０１９１】
図１５（ａ）は、この半導体発光装置を発光方向から見た断面図を示し、図１５（ｂ）は発光方向に対して直角方向から見た断面図である。図１５（ａ），（ｂ）の半導体発光装置は、上面と下面に電極を有する半導体発光素子７ｂを使用したことと、蛍光体を封止樹脂中に分散させずに、封止樹脂としてのモールド樹脂１３７の光の出射面Ａ側に蛍光体１２を層状に設けたこと以外は、図１４（ａ），（ｂ）の半導体発光装置と同一であり、同一の機能を有する部分には同一の参照番号を付して詳細な説明を省略する。
【０１９２】
このサイド発光型半導体発光装置は、蛍光体１２を半導体発光素子７ｂの発光領域から略等距離の位置に均一の層厚に形成したので、蛍光体１２の略全域において通過する光の量が常に一定となり、ムラの無い均一な発光が可能になる。また、半導体発光素子７ｂから離間した位置に蛍光体１２を配置したので、蛍光体１２に対する半導体発光素子７ｂの電流や熱による影響を緩和できる。また、上記半導体発光素子７ｂにおいて上面と下面に電極６ｂ，５ｂを配置したタイプは、従来のＧａＡｓ系やＧａＰ系の半導体発光素子と電極構造が同一であるので、従来のリードフレームをそのまま利用できるという利点がある。
【０１９３】
本発明の実施形態において、上記半導体発光素子７ｂは、図１（ａ）の半導体発光素子７ａおよび図１（ｃ）の半導体発光素子７ｃを使用してもよい。
【０１９４】
（第９の実施形態）
図１６（ａ），（ｂ）は、本発明の第９の実施形態であるサイド発光型半導体発光装置を示す図である。
【０１９５】
図１６（ａ）はこの半導体発光装置を発光方向から見た断面図であり、（ｂ）は発光方向に対して直角方向から見た断面図である。この半導体発光装置は、基体としてのプリント配線基板１８上に、半導体発光素子７ｃを封止する封止樹脂としてのモールド樹脂１３９を備える。このモールド樹脂１３９は、図１６（ａ）において楕円の下半分が除去されたような形状である略半楕円形状の断面を有すると共に、図１６（ｂ）において楕円の左側と下方が除去されたような形状である略４分の１楕円形状の断面を有する。すなわち、上記モールド樹脂１３９は、プリント配線基板１８上において、光出射面Ａを除く面が所定の曲率半径を有するドーム形状をなす。そして、このモールド樹脂１３９の外側面の曲面部分を覆って蛍光体としての蛍光体層１２ａが形成されていて、さらにその外側面に半導体発光素子７ｃからの光を反射するための反射体２０が形成されている。
【０１９６】
さらに、プリント配線基板１８上の半導体発光素子７ｃの光出射面Ａ側に、半導体発光素子７ｃからの光を直接外部へ出さないように遮断する遮蔽体としての障壁体２１が設けられている。この障壁体２１は、半導体発光装置９４の発光面Ａ側から見て（図１６（ａ）参照）、半導体発光素子７ｃの発光領域を遮る高さおよび幅を有し、半導体発光素子７ｃの光に対して不透明な樹脂や金属等が用いられる。また、障壁体２１の材料として光を吸収する材料を利用してもよいが、その場合、光の利用効率が悪くなる。また，図１６（ｂ）に破線で示すように、半導体発光素子７ｃの周りを囲む樹脂枠からなる障壁体２１ａを用いてもよい。また、上記半導体発光素子７ｃから直接出射される光を遮るために、厚めのプリント配線基板の一部に凹部を形成して、この凹部に発光領域が隠れるように半導体発光素子を配置してもよい。半導体発光素子７ｃは、半導体積層側を直接プリント配線基板１８に接続して搭載するので、発光領域からの熱をサブマウント・リードフレームを通して外部へ素早く逃がしてやる事ができると共に、半導体発光素子の発光領域が下方に位置するので障壁体の高さを低くすることができて、光の利用効率が大きい。なお、上述の遮蔽体２１，２１ａおよび凹部を、図１４（ａ），（ｂ）に示した第７の実施形態の半導体発光装置に用いることも可能である。
【０１９７】
上記半導体発光素子７ｃからの出射光は上記蛍光体層１２ａで波長変換された後、この蛍光体層１２ａに接する反射体２０で反射されて、再び蛍光体層１２ａで波長変換された後に、半導体発光装置外部に出射される。したがって、単に半導体発光素子からの光が透過するように光の出射方向に配置された蛍光体を備える半導体発光装置に較べて、この半導体発光装置は略二倍の波長変換効率を有する。したがって、蛍光体層１２ａを薄くしても充分な波長変換効果が期待できるので、蛍光体の使用量を削減できて、半導体発光装置のコストを低減できる。
【０１９８】
上記実施形態における蛍光体層１２ａは光を透過させて波長変換を行ったが、非透過であって、光を波長変換すると共に反射させる蛍光体を反射体として形成してもよい。例えば、光を反射・散乱させる性質をもった微細粒子の表面に蛍光材料を塗布した蛍光体等が考えられる。
【０１９９】
なお、本実施形態において、半導体発光素子７ｃに換えて図１（ａ），（ｂ）に示す半導体発光素子７ａ，７ｂを用いてもよい。特に、導電性基板を有する半導体発光素子７ｂは、上下両側面に電極を有する従来のＧａＡｓ系やＧａＰ系の半導体発光素子と同様の電極構造を有するので、従来のリードフレームをそのまま利用できる。
【０２００】
（第１０の実施形態）
図１７（ａ），（ｂ）は、本発明の第１０の実施形態としてのサイド発光型半導体発光装置を示す断面図である。
【０２０１】
図１７（ａ）は上記半導体発光装置を発光方向から見た断面図を示し、図１７（ｂ）は発光方向に対して直角方向から見た断面図である。本実施形態が、図１６（ａ），（ｂ）に示した第９の実施形態と異なる点は、半導体発光素子７ｃに換えて導電性基板を有する半導体発光素子７ｂを用いた点と、プリント配線基板１８に換えて、貫通穴Ｂを有するガラスエポキシ基板の底面に、金属箔からなり電極兼配線を備えた極薄型プリント配線基板２３を装着してなる基体としてのプリント配線基板１８ａを用いた点である。
【０２０２】
図１７（ａ），（ｂ）に示すように、このサイド発光型半導体発光装置は、半導体発光素子７ｂを、プリント配線基板１８ａの貫通孔Ｂ内に没するように、上記極薄プリント配線基板２３の上に設置している。したがって、半導体発光素子７ｂの高さをプリント配線基板１８ａの厚さで吸収できるので、半導体発光装置の薄型化が可能になると共に、半導体発光素子７ｂの発光領域が外部から完全に隠れるので、半導体発光素子７ｂから出射される光が直接外部に出ない。すなわち、蛍光体としての蛍光体層１２ａによって波長が変換された光のみが半導体発光装置の外部に出射されるので、半導体発光装置の色調が、さらに良くなる。なお、上記貫通孔Ｂの深さは、少なくとも半導体発光素子７ｂの発光領域が、光の出射面Ａ（図１７（ｂ）参照）側から見て隠れる程度であればよい。
【０２０３】
なお、上記実施形態において、半導体発光素子７ｂは、図１（ａ），（ｃ）に示した半導体発光素子７ａ，７ｃを用いてもよい。特に、上記半導体発光素子７ｃは、貫通孔Ｂ内に配置した場合、貫通穴Ｂの底部近くに発光領域が位置するので、半導体発光装置を更に薄型にできる。
【０２０４】
（第１１の実施形態）
図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）および図１９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の第１１の実施形態の半導体発光装置が出射する光の波長分布を示した図である。この半導体発光装置は、基体上に半導体発光素子を備え、この半導体発光素子の出射光は、３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域のうちの４１０ｎｍに発光波長のピークを有する。さらに、この半導体発光装置は、上記半導体発光素子の出射光を変換する第１、第２、第３の蛍光体を備える。上記半導体発光素子は、この半導体発光素子によって損傷しない樹脂からなる封止樹脂で封止されていて、この封止樹脂に、上記第１、第２、第３の蛍光体が、略均一に混合された状態で含まれている。上記第１の蛍光体は、０．５ＭｇＦ2・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ2：Ｍｎの蛍光体からなり、上記半導体発光素子の出射光によって励起されて、発光波長が６５８ｎｍに主ピークを有する赤色の光を出射する。上記第２の蛍光体は、ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕの蛍光体からなり、発光波長が５２２ｎｍに主ピークを有する緑色の光を出射する。上記第３の蛍光体は、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕの蛍光体からなり、発光波長が４５２ｎｍに主ピークを有する青色の光を出射する。この半導体発光装置は、上記第１、第２、第３の蛍光体からの出射光を混色することによって白色の光を出射し、携帯電話や携帯情報端末，パーソナルコンピュータ等の表示装置のバックライト用光源として用いられる。なお、上記半導体発光素子の発光波長のピークは、３９０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域にあるが、４００ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長領域にあれば、より好ましい。
【０２０５】
図１８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記半導体発光装置において、上記第１、第２、第３の蛍光体の混合比率を変えた場合、出射光の波長分布に生じる変化を示した図である。いずれも、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は相対強度（％）である。また、いずれにおいても、上記封止樹脂の重量に対する上記第１、第２、第３の蛍光体の総重量の比率は、０．５である。
【０２０６】
図１８（ａ）は、第１、第２、第３の蛍光体の総量が１００重量％であるとして、第１の蛍光体が４７重量％、第２の蛍光体が１３重量％、第３の蛍光体が４０重量％である場合の半導体発光装置による出射光の波長分布を示した図である。この場合の半導体発光装置の出射光は、やや緑色がかった色調の白色になる。
【０２０７】
図１８（ｂ）は、第１、第２、第３の蛍光体の総量が１００重量％であるとして、第１の蛍光体が５６重量％、第２の蛍光体が１１重量％、第３の蛍光体が３３重量％である場合の半導体発光装置による出射光の波長分布を示した図である。この場合の半導体発光装置の出射光は、良好な色調の白色になる。
【０２０８】
図１８（ｃ）は、第１、第２、第３の蛍光体の総量が１００重量％であるとして、第１の蛍光体が６５重量％、第２の蛍光体が２６重量％、第３の蛍光体が９重量％である場合の半導体発光装置による出射光の波長分布を示した図である。この場合の半導体発光装置の出射光は、やや赤色がかった色調の白色、いわゆる、昼白色になる。
【０２０９】
また、第１の蛍光体としてのＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕと、第２の蛍光体としてのＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ，Ｍｎと、第３の蛍光体としての（Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｃｅ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕとを、順に７２重量％、７重量％、２１重量％の割合で備える半導体発光装置を形成した。この半導体発光装置の出射光は、良好な白色光であった。さらに、上記第１、第２、第３の蛍光体を、順に、５８重量％、２２重量％、２０重量％の割合で備える半導体発光装置もまた、良好な白色の出射光が得られた。以上の実験結果を考慮すると、上記半導体発光装置の発光色は、第１の蛍光体、すなわち、赤色発光の蛍光体の混合比率が５０重量％より少ないと、緑色がかった色調の白色になる一方、上記第１の蛍光体の混合比率が７０重量％より多いと、赤色がかった色調の白色になることが分かった。また、上記半導体発光装置の発光色は、第２の蛍光体、すなわち、緑色発光の蛍光体の混合比率が７重量％より少ないと、赤色がかった色調の白色になり、上記第２の蛍光体の混合比率が２０重量％より多いと、緑色がかった色調の白色になることが分かった。また、上記半導体発光装置の発光色は、第３の蛍光体、すなわち、青色発光の蛍光体の混合比率が２０重量％より少ないと、赤色がかった色調の白色になり、上記第３の蛍光体の混合比率が３０重量％より多いと、緑色がかった色調の白色になることが分かった。したがって、第１１の実施形態の半導体発光装置は、封止樹脂の重量に対する第１乃至第３の蛍光体の総重量の比率が０．５である場合、第１、第２、第３の蛍光体が、各々５６重量％、１１重量％、３３重量％の混合比率であると良好な白色の出射光が得られる。
【０２１０】
図１９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、上記半導体発光装置において、封止樹脂の重量に対する第１、第２、第３の蛍光体の総重量の比率を変えた場合、出射光の波長分布に生じる変化を示した図である。いずれも、横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は相対強度（％）である。また、いずれにおいても、第１、第２、第３の蛍光体の総量が１００重量％であるとして、第１の蛍光体が６５重量％、第２の蛍光体が２６重量％、第３の蛍光体が９重量％の混合比率である。
【０２１１】
図１９（ａ）は、封止樹脂の重量に対する第１、第２、第３の蛍光体の総重量の比率が、０．５である場合の半導体発光装置による出射光の波長分布を示した図である。この半導体発光装置の出射光は、やや赤色がかった色調の白色、いわゆる、昼白色になる。
【０２１２】
図１９（ｂ）は、封止樹脂の重量に対する第１、第２、第３の蛍光体の総重量の比率が、０．６６である場合の半導体発光装置による出射光の波長分布を示した図である。この半導体発光装置の出射光は、良好な色調の白色になる。
【０２１３】
図１９（ｃ）は、封止樹脂の重量に対する第１、第２、第３の蛍光体の総重量の比率が、１．０である場合の半導体発光装置による出射光の波長分布を示した図である。この半導体発光装置の出射光は、やや緑色がかった色調の白色になる。
【０２１４】
図１９（ａ），（ｂ），（ｃ）より、上記半導体発光装置は、上記第１、第２、第３の蛍光体が、各々６５重量％、２６重量％、９重量％であって、封止樹脂の重量に対する第１、第２、第３の蛍光体の総重量の比率が０．５以上１．０以下の場合に、良好な色調の白色の出射光が得られることが分かる。
【０２１５】
図２０は、図１９（ａ）に示した半導体発光装置の発光スペクトル１５０と、人間の比視感度１５１を考慮した半導体発光装置の実効発光スペクトル１５２とを示す図である。横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は相対強度（％）である。
【０２１６】
図２０から分かるように、上記半導体発光装置の発光スペクトル１５０は、人間の比視感度１５１が有する波長領域より大きい発光波長領域を有するので、上記比視感度１５１の波長領域を網羅する波長領域の実効発光スペクトル１５２が得られるから、人間の視覚において、色調が良好な白色の発光色にできる。
【０２１７】
さらに、上記半導体発光装置は、上記封止樹脂が半導体発光素子からの出射光によって損傷しない樹脂であるから、この封止樹脂は、例えば黒化などの不都合が生じない。したがって、半導体発光装置の輝度の低下などの不都合を防止でき、半導体発光装置の性能を長期に亘って安定にできる。
【０２１８】
上記半導体発光装置において、上記第１、第２、第３の蛍光体に、各々複数種類の蛍光体を用いることによって、上記実効発光スペクトル１５２の波長領域を人間の比視感度１５１の波長領域範囲と略等しくしてもよい。これによって、半導体発光装置の発光色の色調を良好にできるとともに、半導体発光装置の発光波長領域を人間の可視領域のみにできるので、半導体発光装置の発光効率を向上できる。
【０２１９】
本実施形態の半導体発光装置は、半導体発光素子を封止する封止樹脂に、上記第１、第２、第３の蛍光体を略均一に混合したが、上記第１、第２、第３の蛍光体のみを混合し、この混合した蛍光体を、封止樹脂の表面に層状に配置してもよく、また、上記第１、第２、第３の蛍光体を、上記封止樹脂の表面に各々別個に層状に設けてもよい。この場合、光の発光・吸収波長などを考慮して、半導体発光素子に近い側から遠い側に向って、各々の層を、その層が含む蛍光体の発光波長が短い順に配置するのが好ましい。また、本実施形態の半導体装置は、上記第１乃至１０の実施形態の半導体発光装置と同様の構造に形成してもよい。これによって、ランプ型、チップ部品型、サイド発光型の半導体発光装置において、良好な色調の白色発光を得ることができる。
【０２２０】
（第１２の実施形態）
図２１は、本発明の第１２の実施形態の発光表示装置を示す模式図である。この発光表示装置２００は、上記第１１の実施形態の半導体発光装置からなる光源２０１と、光源２０１からの光２０５を導く導光板２０２と、この導光板２０２からの光を分光するカラーフィルタを備えた液晶パネル２０３とを有する液晶表示装置である。
【０２２１】
上記光源２０１は、上記第１乃至１１の実施形態の半導体発光装置のいずれを用いて形成してもよい。特に、上記発光表示装置２００が、携帯電話や携帯情報端末，パーソナルコンピュータなどの表示装置として用いられる場合は、光源２０１として、上記第１１の実施形態の白色発光の半導体発光装置が好適である。また、上記第１１の実施形態の半導体発光装置が備える第１、第２、第３の蛍光体を、上記第４乃至６の実施形態の半導体発光装置の蛍光体として用いると、チップ部品形状を有して白色発光可能な半導体発光装置が得られる。この半導体発光装置は、チップ部品形状を有するので、発光表示装置２００に実装する際の取り扱いが容易になる。また、上記チップ部品形状を有する半導体発光装置は、上記導光板２０２の側面２０２ａに直接取り付けることができるので、発光光を効率良く導光板２０２に導くことができる。また、上記第７乃至１０の実施形態の半導体発光装置に、第１１の実施形態の蛍光体を搭載した半導体発光装置を用いて光源２０１を構成すると、この半導体発光装置はサイド発光型であるから、基体としてのプリント配線基板１８が導光板２０２に略平行になるように、導光板の側面２０２ａに半導体発光装置を取り付けることによって、この導光板２０２の光出射方向の発光表示装置２００の厚みを効果的に小さくできる。なお、上記光源２０１は、複数の半導体発光装置を用いたが、光の強度が十分であれば１個の半導体発光装置によって構成してもよい。
【０２２２】
上記導光板２０２は、例えばポリカーボネートやアクリル系樹脂などから形成する。また、光源２０１からの光が導入される側面２０２ａと、導入した光を放出する光放出面２０２ｂ以外の面に光反射部を設けると、光源２０１からの光を効率良く光放出面２０２ｂから放出できる。また、導光板２０２への光は、１つの側面２０２ａのみからではなく、例えば対向する２つの側面から導入してもよく、あるいは、３つおよび４つの側面から導入してもよい。さらに、光放出面２０２ｂにおける放出光の強度を均一にするために、導光板２０２中に光散乱剤を混入したり、上記光放出面２０２ｂと対向する図２１における底側の面を傾斜させて、導光板の側面２０２ａから導入された光を上記傾斜させた底側面で反射させて光放出面２０２ｂから放出してもよい。上記底側面に光散乱パターンを設けると、光放出面２０２ｂからの光２０６の強度が、さらに均一にできる。
【０２２３】
上記液晶パネル２０３は、透明電極を設けた２つの透明な基板と、この２つの基板間に封入された液晶と、偏光板と、上記基板に貼り付けられたカラーフィルタを備える。上記カラーフィルタには、上記透明電極に印加する信号によって上記液晶を透過する光量が調節される複数の画素に対応して、赤色、緑色、青色のカラーフィルタが形成されている。このカラーフィルタは、シート状に形成したポリカーボネートやポリエチレンテレフタレートなどに、微小なハニカム形状あるいはデルタ配列形状の画素をなすように、光透過性の染料または顔料などで、赤色，緑色，青色に着色して、赤色、緑色、青色のカラーフィルタが形成されている。
【０２２４】
図２２は、上記カラーフィルタの分光特性を示した図であり、２１０が赤色のカラーフィルタの分光特性であり、２１１が緑色のカラーフィルタの分光特性であり、２１２は青色のカラーフィルタの分光特性である。このカラーフィルタの分光特性２１０，２１１，２１２に適合するように、上記光源２０１からの光の波長分布が調節されている。より詳しくは、光源２０１を構成する半導体発光装置において、半導体発光素子の発光波長や、第１、第２、第２の蛍光体の発光波長および混合比率や、第１乃至３の蛍光体の総重量と封止用樹脂の重量との配合比率などを調節して、光源２０１からの光２０５の波長分布を、上記カラーフィルタの分光特性２１０，２１１，２１２に適合させている。例えば、良好な色調を有して図１９（ｂ）の波長分布をなす半導体発光装置は、図２２の分光特性に適合している。この半導体発光装置は、上記分光特性に適合するように、上記第１乃至３の蛍光体の総重量と封止用樹脂の重量との配合比率が調節されているからである。このように、上記光源２０１は上記カラーフィルタの分光特性に適合する波長分布を有するから、この光源２０１からの光２０５は、上記導光板２０２を介して液晶パネル２０３に導かれると、この液晶パネル２０３のカラーフィルタによって、輝度が高くて略単一の赤色、緑色、青色の光２０７に分光される。その結果、この発光表示装置２００は、色調が良好な、しかも、高輝度かつ高コントラストの画像や映像が表示できる。
【図面の簡単な説明】
【０２２５】
【図１】図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明において用いられる半導体発光素子の断面図である。
【図２】図２（ａ）は、赤色の発光色について、蛍光体の発光スペクトルを示す図であり、図２（ｂ）は蛍光体の励起スペクトルを示す図である。
【図３】図３（ａ）は、赤色の発光色について、図２と異なる蛍光体の発光スペクトルを示す図であり、図３（ｂ）は蛍光体の励起スペクトルを示す図である。
【図４】図４（ａ）は、緑色の発光色について、蛍光体の発光スペクトルを示す図であり、図４（ｂ）は蛍光体の励起スペクトルを示す図である。
【図５】図５（ａ）は、緑色の発光色について、図４と異なる蛍光体の発光スペクトルを示す図であり、図５（ｂ）は蛍光体の励起スペクトルを示す図である。
【図６】図６（ａ）は、青色の発光色について、蛍光体の発光スペクトルを示す図であり、図６（ｂ）は蛍光体の励起スペクトルを示す図である。
【図７】図７（ａ）は、青色の発光色について、図６と異なる蛍光体の発光スペクトルを示す図であり、図７（ｂ）は蛍光体の励起スペクトルを示す図である。
【図８】図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の第１の実施形態における半導体発光装置を示す断面図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、本発明の第２の実施形態における半導体発光装置を示す断面図である。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、本発明の第３の実施形態における半導体発光装置を示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ），（ｂ）は、本発明の第４の実施形態における半導体発光装置を示す断面図である。
【図１２】図１２（ａ），（ｂ）は、本発明の第５の実施形態における半導体発光装置を示す断面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態における半導体発光装置を示す断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、本発明の第７の実施形態における半導体発光装置の正面から見た断面図であり、図１４（ｂ）は側面から見た断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、本発明の第８の実施形態における半導体発光装置の正面から見た断面図であり、図１５（ｂ）は側面から見た断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は、本発明の第９の実施形態における半導体発光装置の正面から見た断面図であり、図１６（ｂ）は側面から見た断面図である。
【図１７】図１７（ａ）は、本発明の第１０の実施形態における半導体発光装置の正面から見た断面図であり、図１７（ｂ）は側面から見た断面図である。
【図１８】図１８（ａ）は第１の蛍光体が４７重量％、第２の蛍光体が１３重量％、第３の蛍光体が４０重量％である場合、図１８（ｂ）は、第１の蛍光体が５６重量％、第２の蛍光体が１１重量％、第３の蛍光体が３３重量％である場合、図１８（ｃ）は、第１の蛍光体が６５重量％、第２の蛍光体が２６重量％、第３の蛍光体が９重量％である場合の半導体発光装置の出射光の波長分布を示した図である。
【図１９】図１９（ａ）は、封止樹脂の重量に対する第１、第２、第３の蛍光体の総重量の比率が０．５である場合、図１９（ｂ）は０．６６である場合、図１９（ｃ）は１．０である場合の半導体発光装置の出射光の波長分布を示した図である。
【図２０】図１９（ａ）に示した半導体発光装置の発光スペクトル１５０と、人間の比視感度１５１を考慮した半導体発光装置の実効発光スペクトル１５２とを示す図である。
【図２１】本発明の第１２の実施形態の発光表示装置を示す模式図である。
【図２２】本発明の発光表示装置が備えるカラーフィルタの分光特性を示した図である。
【符号の説明】
【０２２６】
７ａ  半導体発光素子
７ｂ  半導体発光素子
７ｃ  半導体発光素子
１０  リードフレーム
１２  蛍光体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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