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公開番号2025098646
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-02
出願番号2023214924
出願日2023-12-20
発明の名称半導体発光装置
出願人スタンレー電気株式会社
代理人弁理士法人山王坂特許事務所
主分類H10H 20/851 20250101AFI20250625BHJP()
要約【課題】出射光を蛍光体含有樹脂層で波長変換する発光装置において、出射光の色度の角度依存性を低減する。
【解決手段】基板の上面に載置された発光素子を囲むように、枠体を設け、発光素子の上面を覆い、発光素子の側面から枠体までの空間を蛍光体が入封止部材により封止する。蛍光体含有封止部材には、光拡散材が分散され、発光素子から出射された光および蛍光体粒子から発せられた蛍光は、混合されて、蛍光体含有封止部材の表面から出射される。蛍光体含有封止部材の表面から斜め方向に出射される光の色度Cx,Cyは、法線方向に出射される光の色度Cx,Cyに対する差ΔCx、ΔCyがそれぞれ、0.006以下である、ただし、Cx、Cyはそれぞれ、色度図(CIE1931)の横軸、縦軸の座標値である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板の上面に載置された発光素子と、
前記発光素子を囲むように設けられた枠体と、
蛍光体粒子を含み、前記発光素子の上面を覆い、前記発光素子の側面から前記枠体までの空間を充填する蛍光体含有封止部材と、
を備え、
前記蛍光体含有封止部材には、光拡散材が分散され、前記発光素子から出射された光および前記蛍光体粒子から発せられた蛍光は、混合されて、前記蛍光体含有封止部材の表面から出射され、
前記蛍光体含有封止部材の表面から斜め方向に出射される光の色度Ｃｘ，Ｃｙは、前記蛍光体含有封止部材の表面から垂線方向に出射される光の色度Ｃｘ，Ｃｙに対する差ΔＣｘ、ΔＣｙがそれぞれ、０．００６以下である、ただし、前記Ｃｘ、前記Ｃｙはそれぞれ、色度図（ＣＩＥ１９３１）の横軸、縦軸の座標値であることを特徴とする半導体発光装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体発光装置であって、前記光拡散材が希土類遷移金属とリン酸の塩である粒子であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体発光装置であって、前記光拡散材は、リン酸イットリウム粒子であり、前記リン酸イットリウム粒子の粒径は、前記蛍光体粒子の中心粒径より小さいことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体発光装置であって、前記リン酸イットリウム粒子の粒径は、１μｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項５】
請求項３に記載の半導体発光装置であって、前記蛍光体粒子の粒径は、５μｍ以上５０μｍ以下であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体発光装置であって、前記発光素子から出射された光と前記蛍光体粒子から発せられた蛍光の色相が異なり、当該色相が異なる光の混色光であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体発光装置であって、前記発光素子は、青色光を出射し、前記蛍光体粒子は、黄色の蛍光を発し、当該青色光と黄色光の混色光が白色光であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体発光装置であって、
前記基板は、板状かつ離間した一対のリード電極であり、前記発光素子は、前記一対のリード電極のうちの一方の上面に載置され、
前記枠体の内側面と前記発光素子との間の前記一対のリード電極の上面の一部は、光反射性封止部材により覆われ、
前記光反射性封止部材は、前記発光素子から出射される光および前記蛍光体粒子から発せられる蛍光に対して光反射性を有し、
前記光反射性封止部材の厚さは、前記発光素子から離れるほど大きく、前記光反射性封止部材の上面は傾斜しており、
前記蛍光体含有封止部材は、前記光反射性封止部材の上面を覆っている
ことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項９】
請求１に記載の半導体発光装置であって、
前記蛍光体含有封止部材の表面から斜め方向に出射される光の色度ＣｘとＣｙとの差の大きさは、０．００３以内であることを特徴とする半導体発光装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子の上面および側面を、蛍光体と拡散材を含有する樹脂により封止した構造の半導体発光装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
基板上に設けられた発光素子の上面を樹脂で封止した発光装置は、正面方向への出射光と、斜め方向への出射光とで色度にずれがあり、この色度のずれが照明ムラの原因となることが、特許文献１に開示されている。特許文献１の発明では、発光素子の上面に配置される樹脂に拡散材を混合することにより、測定角度－６０度以上６０度以下の範囲の色度ｙの最大値と最小値の差を所定値以下に抑制している。
【０００３】
また、特許文献２には、リードフレームに枠状の樹脂部を設け、リードフレームに発光素子を搭載し、枠状の樹脂部の内側に樹脂を流し込むことにより、発光素子の上面及び側面を樹脂で封止したパッケージが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２３－６７７４０号公報
特開２０１２－１８２２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術は、単色光を発光素子の上面のみから出射する発光装置においては、色度ｙの最大値と最小値の差を抑制するのに有効である。しかしながら、樹脂に蛍光体を分散させることにより、白色光を出射し、かつ、発光素子の上面と側面から出射した光を利用する発光装置の場合には、色度ムラを抑制することは困難である。
【０００６】
その理由は、発光素子の上面と側面から出射させる発光装置の場合、発光素子の上面から出射され、直上方向に向かう光が、蛍光体含有樹脂層を通過する光路長と、発光素子の側面から出射され、蛍光体含有樹脂層の上面に向かう光が樹脂層を通過する光路長とが異なるためである。蛍光体含有樹脂層を通過する光路長が長いほど、励起光に対する蛍光の割合が増加するため、発光素子の側面から出射された光の方が、励起光に対する蛍光の割合が増加し、色度ムラを生じさせる。
【０００７】
また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、発光素子の出射光の指向特性がランバーシアン放射であるのに対し蛍光は、蛍光体の粒子一つひとつから、全方位に向かって発せられる。このため、蛍光体含有樹脂に拡散材を添加したとしても、蛍光体含有樹脂層の上面から出射される加色混合された光の指向特性を、蛍光と励起光とで一致させることは困難であり、色度ムラの原因になる。
【０００８】
本発明の目的は、発光素子の上面と側面から出射された光を、蛍光体含有樹脂層で波長変換する構造の発光装置において、加色混合された出射光の色度の角度依存性を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の半導体発光装置は、基板と、基板の上面に載置された発光素子と、発光素子を囲むように設けられた枠体と、蛍光体含有封止部材とを備える。蛍光体含有封止部材は、蛍光体粒子を含み、発光素子の上面を覆い、発光素子の側面から枠体までの空間を充填する。蛍光体含有封止部材には、光拡散材が分散され、発光素子から出射された光および蛍光体粒子から発せられた蛍光は、混合されて、蛍光体含有封止部材の表面から斜め方向に出射される光の色度Ｃｘ，Ｃｙは、蛍光体含有封止部材の表面から垂線方向に出射される光の色度Ｃｘ，Ｃｙに対する差ΔＣｘ、ΔＣｙがそれぞれ、０．００６以下である。ただし、Ｃｘ、Ｃｙはそれぞれ、色度図（ＣＩＥ１９３１）の横軸、縦軸の座標値である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、発光素子の上面と側面から出射された光を、蛍光体含有樹脂層で波長変換する構造の発光装置において、出射光の色度の角度依存性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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