半導体発光装置
【課題】半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を、切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供する。
【解決手段】チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された筐体５０と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、筐体５０で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、半導体発光素子３と、ボンディングワイヤ４を封止する透光性樹脂層６０とを備え、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上には、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８が着脱交換可能である半導体発光装置１０。
【解決手段】チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された筐体５０と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、筐体５０で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、半導体発光素子３と、ボンディングワイヤ４を封止する透光性樹脂層６０とを備え、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上には、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８が着脱交換可能である半導体発光装置１０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置に関し、特に、発光色を切り替え、発光色の色斑（むら）を改善した半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子を用いた発光装置として、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）をパッケージの凹状のカップ部の内部に収容し、ＬＥＤの発光出力を波長変換するための蛍光物質を含む透光性部材を、光透過性樹脂を介してＬＥＤ上方に配置した構成を有するものがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００３】
また、半導体発光素子を用いた発光装置として、ＬＥＤをパッケージの凹状のカップ部の内部に収容し、ＬＥＤの発光出力を波長変換するための蛍光物質を含む透光性部材を、空気層を介してＬＥＤ上方に配置した構成を有するものがある（例えば、特許文献３照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２００５３４号公報
【特許文献２】特開２００７−１１６１０７号公報
【特許文献３】特開２０１１−９６９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体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】
【０００６】
本発明の一態様によれば、チップ基板と、前記チップ基板上に配置された第１端子電極および第２端子電極と、前記チップ基板の上面外縁を囲むように配置された筐体と、前記第１端子電極上に配置された半導体発光素子と、前記半導体発光素子と第２端子電極を接続するボンディングワイヤと、前記筐体で囲まれた内部に配置され、前記第１端子電極および前記第２端子電極と、前記半導体発光素子と、前記ボンディングワイヤを封止する透光性樹脂層とを備え、前記筐体で囲まれた前記透光性樹脂層上には、前記半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板が着脱交換可能である半導体発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）比較例に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造図。
【図２】（ａ）第１の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図３】第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される透光性基板の模式的断面構造例であって、（ａ）第１発光蛍光体を塗布／添加した例、（ｂ）第２発光蛍光体を塗布／添加した例、（ｃ）第３発光蛍光体を塗布／添加した例。
【図４】第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される筐体の模式的鳥瞰構造図。
【図５】（ａ）第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される透光性基板の模式的断面構造例、（ｂ）図４に示される筐体に図５（ａ）の透光性基板を組み合わせた構成図。
【図６】第２の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図。
【図７】第３の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される筐体の模式的鳥瞰構造図。
【図８】第３の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される透光性基板の模式的鳥瞰構造図。
【図９】第４の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１０】
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１１】
（比較例）
比較例に係る半導体発光装置１０ａは、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａ・第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された反射ケース５と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３の上面電極（図示省略）と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１発光蛍光体６１と第２発光蛍光体６２とを透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層６とを備える。ここで、蛍光体層６は、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａ・第２端子電極２ｋ・半導体発光素子３・ボンディングワイヤ４などを封止している。
【００１２】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２は、蛍光体層６中では相対的に比重が重たいため沈殿する。また、第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２の沈殿の仕方に斑（むら）が生ずる場合がある。例えば、図１（ａ）に示すように、パイルアップ部分Ａの様に、発光蛍光体が集中する部分がある一方、フラット部分Ｂの様に、発光蛍光体がほとんど無い部分もある。第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２の位置がばらつくと色度ばらつきを生じ易い。また、発光装置毎にも色度ばらつきを生じ易い。
【００１３】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０の模式的平面パターン構成は、図２（ａ）に示すように表され、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図２（ｂ）に示すように表される。
【００１４】
また、第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０に適用される透光性基板８の模式的断面構造例であって、第１発光蛍光体６１を塗布／添加した例は、図３（ａ）に示すように表され、第２発光蛍光体６２を塗布／添加した例は、図３（ｂ）に示すように表され、第３発光蛍光体６３を塗布／添加した例は、図３（ｃ）に示すように表される。
【００１５】
図２および図３において、半導体発光装置１０から発光される光が出射される方向がＺ軸方向であり、Ｚ軸に垂直な平面方向はＸ−Ｙ軸方向で表される。図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う方向は、Ｘ軸方向である。
【００１６】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０は、図２に示すように、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された筐体５０と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、筐体５０で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、半導体発光素子３と、ボンディングワイヤ４を封止する透光性樹脂層６０とを備える。ここで、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上には、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８が着脱交換可能である。
【００１７】
透光性基板８には、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、それぞれ、第１発光蛍光体６１、第２発光蛍光体６２、第３発光蛍光体６３が塗布／添加されていても良い。ここで、第１発光蛍光体６１、第２発光蛍光体６２、第３発光蛍光体６３が透光性基板８上に単に積層されて塗布されていてもよく、或いは積層されて塗布される等の結果、透光性基板８の材質中に添加されていても良い。
【００１８】
また、第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、透光性基板８は、例えば、ガラス若しくはプラスチックで形成可能である。
【００１９】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、透光性基板８に第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２・第３発光蛍光体６３を塗布し、ユーザがこのような発光蛍光体が塗布された透光性基板８をワンタッチで交換することで、容易に発光色を変更することができる。
【００２０】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２・第３発光蛍光体６３の均一性、交換性を目的とし、透光性基板８はユーザによって、交換可能である。このため、コスト低減も可能である。
【００２１】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、例えば、青色を中心に透光性基板８をパーツとして入れ替えて、色を変化させることができる。
【００２２】
また、第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、色度を保つことも可能である。
【００２３】
また、第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、例えば、青色を中心に透光性基板８をパーツとして入れ替えて、色合わせを安定化することも可能である。
【００２４】
また、第１の実施の形態においては、透光性基板８に塗布／添加される発光蛍光体は、複数種類存在していても良い。
【００２５】
半導体発光素子３は、窒化物系半導体により形成された青色ＬＥＤで形成されていても良い。この場合、第１発光蛍光体６１、第２発光蛍光体６２および第３発光蛍光体６３は、共に黄色蛍光体で形成されていても良い。或いは、演色性を確保するために、第１発光蛍光体６１は赤色蛍光体、第２発光蛍光体６２および第３発光蛍光体６３は、緑色蛍光体で形成されていても良い。
【００２６】
ここで、青色ＬＥＤを励起光源とする黄色蛍光体としては、例えば、Ｃｅ添加ＹＡＧ（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12:Ｃｅ）蛍光体、Ｅｕ添加α−サイアロン（ＣａＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ）、シリケート蛍光体（（Ｓｒ,Ｂａ,Ｃａ,Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ）などを用いることができる。すなわち、青色発光ＬＥＤの青色光の一部を黄色蛍光体により黄色の発光に変換し、青＋黄の発光により白色発光を得ることができる。
【００２７】
また、青色ＬＥＤを励起光源とする緑色蛍光体としては、例えば、Ｅｕ添加β−サイアロン（Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-z：Ｅｕ）蛍光体、Ｃｅ添加ＣＳＳＯ（Ｃａ3Ｓｃ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ）蛍光体などを用いることができる。
【００２８】
また、青色ＬＥＤを励起光源とする赤色蛍光体としては、例えば、Ｅｕ添加ＣａＡｌＳｉＮ3（ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ）蛍光体などを用いることができる。
【００２９】
また、半導体発光素子３は、窒化物系半導体により形成された紫外光ＬＥＤで形成されていても良い。この場合、第１発光蛍光体６１、第２発光蛍光体６２および第３発光蛍光体６３は、共に紫外光を受けて黄色光を発光する黄色蛍光体で形成されていても良い。或いは、演色性を確保するために、第１発光蛍光体６１は青色蛍光体、第２発光蛍光体６２および第３発光蛍光体６３は、黄色蛍光体で形成されていても良い。
【００３０】
紫外光ＬＥＤを励起光源とする青色蛍光体としては、紫外光を受けて青色に発光するものであれば良く、例えば、ハロゲン酸塩蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ケイ酸塩蛍光体などが挙げられる。また、付活剤としては、例えば、セリウム、ユウロピウム、マンガン、ガドリニウム、サマリウム、テルビウム、スズ、クロム、アンチモン等の元素を挙げることができる。この中でもユウロピウムが好ましい。付活剤の添加量は、蛍光体に対して０．１〜１０ｍｏｌ％の範囲が好ましい。
【００３１】
紫外光ＬＥＤを励起光源とする黄色蛍光体としては、青色発光を吸収して黄色に発光する蛍光体および紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体のいずれであっても良い。ここで、演色性を確保するために、第１発光蛍光体６１を青色蛍光体、第２発光蛍光体６２および第３発光蛍光体６３を黄色蛍光体で形成する場合には、発光効率を一層高めるためには、紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体が望ましい。青色発光を吸収して黄色に発光する蛍光体としては、例えば、有機蛍光体では、アリルスルホアミド・メラミンホルムアルデヒド共縮合染色物やペリレン系蛍光体等を挙げることができ、無機蛍光体では、アルミン酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等を挙げることができる。このなかでも長時間使用可能な点から、ペリレン系蛍光体、ＹＡＧ系蛍光体が特に好ましい。また、付活剤としては、例えば、セリウム、ユウロピウム、マンガン、ガドリニウム、サマリウム、テルビウム、スズ、クロム、アンチモン等の元素を挙げることができる。この中でもセリウムが好ましい。付活剤の添加量は、蛍光体に対して０．１〜１０ｍｏｌ％の範囲が好ましい。蛍光体と付活剤との組み合わせとしては、ＹＡＧとセリウムとの組み合わせが好ましい。
【００３２】
また、紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体としては、例えば、（Ｌａ，Ｃｅ）（Ｐ，Ｓｉ）Ｏ4や、（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏなどの蛍光体を挙げることができる。また、付活剤としては、例えば、テルビウム、亜鉛などを挙げることができる。
【００３３】
第１の実施の形態によれば、半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供することができる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０に適用される筐体５０の模式的鳥瞰構造は、図４に示すように表される。また、第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０に適用される透光性基板８０の模式的断面構造は、図５（ａ）に示すように表され、図４に示される筐体５０に図５（ａ）の透光性基板８０を組み合わせた構成は、図５（ｂ）に示すように表される。また、第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０の模式的平面パターン構成は、図６に示すように表される。
【００３５】
図４〜図６において、半導体発光装置１０から発光される光が出射される方向がＺ軸方向であり、Ｚ軸に垂直な平面方向はＸ−Ｙ軸で表される。
【００３６】
第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０は、図２に示される第１の実施の形態と同様に、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された筐体５０と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、筐体５０で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、半導体発光素子３と、ボンディングワイヤ４を封止する透光性樹脂層６０とを備える。ここで、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上には、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８０が着脱交換可能である。
【００３７】
第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、着脱交換可能な透光性基板８０は、図５（ａ）に示すように、発光蛍光体６４を含む蛍光体層７０を備える。
【００３８】
ここで、蛍光体層７０は、発光蛍光体６４を透光性樹脂中に混合分散して形成される。透光性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂を適用可能である。
【００３９】
蛍光体層７０に含まれる発光蛍光体６４の含有量は、半導体発光素子３や発光蛍光体の種類などから適宜決定すればよいが、一般にその含有量は、溶融剤である透光性樹脂に対して１〜２５ｗｔ％の範囲が望ましい。
【００４０】
また、第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、筐体５０は、図４に示すように、半導体発光素子３からの出射光の出射方向（Ｚ軸方向）の一側面に、Ｙ軸方向に長いガイド部１００を備え、ガイド部１００に対して透光性基板８０の嵌合部２００が嵌合して、透光性基板８０が着脱交換可能になされている。ここで、透光性基板８０と、筐体５０および透光性樹脂層６０との結合状態においては、ガイド部１００と嵌合部２００が嵌合すると共に、透光性樹脂層６０の上面６０ｂと、透光性基板８０の底面８０ｂが接触する。
【００４１】
第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、図６に示すように、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上に、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８０1、８０2、８０3を、着脱可能な部品として、交換可能であるため、様々な色見本のバリエーションを選択可能である。例えば、図６に示す例において、透光性基板８０1上に配置された蛍光体層７０1と、透光性基板８０2上に配置された蛍光体層７０2と、透光性基板８０3上に配置された蛍光体層７０3によって、それぞれＢＧＲの３色の光を出射可能である。すなわち、例えば、ユーザの指で選択して、３色の透光性基板８０1・８０2・８０3が筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上をＹ軸方向に、動くようになされていても良い。
【００４２】
また、第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、複数の透光性基板８０上にそれぞれ配置される蛍光体層７０をある一定の周期で配置しても良い。
【００４３】
また、第２の実施の形態においては、透光性基板８０上に配置される蛍光体層７０に含まれる発光蛍光体としては、第１の実施の形態と同様に、複数存在していても良い。また、適用される発光蛍光体の種類は、第１の実施の形態と同様の発光蛍光体が適用可能である。
【００４４】
第２の実施の形態によれば、半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供することができる。
【００４５】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０に適用される筐体５０の模式的鳥瞰構造は、図７に示すように表される。また、第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０に適用される透光性基板８０の模式的鳥瞰構造は、図８に示すように表される。
【００４６】
図７〜図８において、半導体発光装置１０から発光される光が出射される方向がＺ軸方向であり、Ｚ軸に垂直な平面方向はＸ−Ｙ軸で表される。
【００４７】
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０は、図２に示される第１の実施の形態と同様に、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された筐体５０と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、筐体５０で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、半導体発光素子３と、ボンディングワイヤ４を封止する透光性樹脂層６０とを備える。ここで、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上には、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８０が着脱交換可能である。
【００４８】
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、着脱交換可能な透光性基板８０は、図８に示すように、発光蛍光体６４を含む蛍光体層７０を備える。
【００４９】
また、第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、筐体５０は、図７に示すように、半導体発光素子３からの出射光の出射方向（Ｚ軸方向）の一側面に、Ｙ軸方向に長いガイド部１００を備え、ガイド部１００に対して透光性基板８０の嵌合部２００が嵌合して、透光性基板８０が着脱交換可能になされている。ここで、透光性基板８０と、筐体５０および透光性樹脂層６０との結合状態においては、ガイド部１００と嵌合部２００が嵌合すると共に、透光性樹脂層６０の上面６０ｂと、透光性基板８０の底面８０ｂが接触する。
【００５０】
また、第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、筐体５０は、図７に示すように、透光性基板８０が筐体５０の一側面に接合する接合面にガイド部１００によって接合案内される被接合部５０ａを備える。ここで、被接合部５０ａは、筐体５０のテーパ状内壁面で表される。
【００５１】
また、第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、透光性基板８０は、図８に示すように、透光性基板８０が筐体５０の一側面に接合する接合面にガイド部１００によって案内される被案内部８０ａを備える。ここで、被案内部８０ａは、透光性基板８０のテーパ状側面で表される。
【００５２】
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、図６に示される第２の実施の形態と同様に、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上に、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８０1、８０2、８０3を、着脱可能な部品として、交換可能であるため、様々な色見本のバリエーションを選択可能である。例えば、透光性基板８０1上に配置された蛍光体層７０1と、透光性基板８０2上に配置された蛍光体層７０2と、透光性基板８０3上に配置された蛍光体層７０3によって、それぞれＢＧＲの３色の光を出射可能である。すなわち、例えば、ユーザの指で選択して、３色の透光性基板８０1・８０2・８０3が筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上をＹ軸方向に、動くようになされていても良い。
【００５３】
また、第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、透光性基板８０を複数配置し、複数の透光性基板８０上にそれぞれ配置された蛍光体層７０をある一定の周期で配置しても良い。
【００５４】
また、第３の実施の形態においては、透光性基板８０上に配置される蛍光体層７０に含まれる発光蛍光体としては、第１の実施の形態と同様に、複数存在していても良い。また、適用される発光蛍光体の種類は、第１の実施の形態と同様の発光蛍光体が適用可能である。
【００５５】
第３の実施の形態によれば、半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供することができる。
【００５６】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態に係る半導体発光装置１０の模式的平面パターン構成は、図９に示すように表される。
【００５７】
第４の実施の形態に係る半導体発光装置１０は、図２に示される第１の実施の形態と同様に、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された筐体５０と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、筐体５０で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、半導体発光素子３と、ボンディングワイヤ４を封止する透光性樹脂層６０とを備える。ここで、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上には、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８0〜８9が、ダイヤル式電話のダイヤルのように着脱交換可能である。その他の構成は、第２〜第３の実施の形態と同様に構成可能であるため、重複説明は省略する。
【００５８】
第４の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、図９に示すように、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上に、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８0〜８9を、着脱可能な部品として、交換可能であるため、様々な色見本のバリエーションを選択可能である。例えば、図９に示す例において、透光性基板８0〜８9上に配置された蛍光体層によって、それぞれＢＧＲの３色の光のみならず、様々なグラデーションの光を出射可能である。すなわち、例えば、ユーザの指で選択して、透光性基板８0〜８9が筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上を矢印Ｃで示される回転方向に、動くようになされていても良い。
【００５９】
また、第４の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、透光性基板８0〜８9上にそれぞれ配置された蛍光体層７０の発光蛍光体をある一定の周期で配置しても良い。
【００６０】
また、第４の実施の形態においては、透光性基板８0〜８9上に配置される蛍光体層７０に含まれる発光蛍光体としては、第１の実施の形態と同様に、複数存在していても良い。また、適用される発光蛍光体の種類は、第１の実施の形態と同様の発光蛍光体が適用可能である。
【００６１】
第４の実施の形態によれば、半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供することができる。
【００６２】
本発明によれば、半導体発光素子からの光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供することができる。
【００６３】
（その他の実施の形態）
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００６４】
また、半導体発光素子３のＬＥＤの構成として、例えば、１パッケージ中に「青色ＬＥＤ＋緑色ＬＥＤ＋赤色ＬＥＤ」を収容して白色ＬＥＤを構成することもできる。このようなマルチチップの例として、「赤外ＬＥＤ＋青色ＬＥＤ」のマルチチップで、青色光励起によって黄色光を発光する蛍光体を組み合わせることもできる。黄色蛍光体は、赤外光による影響を受けないため、小型化可能であり、占有スペースを小さくすることができ、小さなスペースに実装可能である。
【００６５】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の半導体発光装置は、一般照明、道路照明、タスク照明、アクセント照明、階段灯、フラッシュライト、誘導灯、交通信号灯、自動車電装用、自動車前照灯、大型液晶バックライト、ゲーム機、色見本、玩具などＬＥＤ照明装置全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１…チップ基板
２ａ、２ｋ…端子電極
３…半導体発光素子
４…ボンディングワイヤ
５…反射ケース
６、７０…蛍光体層
８、８0〜８9、８０、８０1、８０2、８０3…透光性基板
１０、１０ａ…半導体発光装置
５０…筐体
５０ａ…被接合部（ＬＥＤ筐体のテーパ状内壁面）
６０、７０1、７０2、７０3…透光性樹脂層
６０ｂ…透光性樹脂層６０の上面
６１、６２、６３、６４…発光蛍光体
８０ａ…被案内部（透光性基板８０のテーパ状側面）
８０ｂ…透光性基板８０の底面
１００…ガイド部
２００…嵌合部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光装置に関し、特に、発光色を切り替え、発光色の色斑（むら）を改善した半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子を用いた発光装置として、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）をパッケージの凹状のカップ部の内部に収容し、ＬＥＤの発光出力を波長変換するための蛍光物質を含む透光性部材を、光透過性樹脂を介してＬＥＤ上方に配置した構成を有するものがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００３】
また、半導体発光素子を用いた発光装置として、ＬＥＤをパッケージの凹状のカップ部の内部に収容し、ＬＥＤの発光出力を波長変換するための蛍光物質を含む透光性部材を、空気層を介してＬＥＤ上方に配置した構成を有するものがある（例えば、特許文献３照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２００５３４号公報
【特許文献２】特開２００７−１１６１０７号公報
【特許文献３】特開２０１１−９６９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体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】
【０００６】
本発明の一態様によれば、チップ基板と、前記チップ基板上に配置された第１端子電極および第２端子電極と、前記チップ基板の上面外縁を囲むように配置された筐体と、前記第１端子電極上に配置された半導体発光素子と、前記半導体発光素子と第２端子電極を接続するボンディングワイヤと、前記筐体で囲まれた内部に配置され、前記第１端子電極および前記第２端子電極と、前記半導体発光素子と、前記ボンディングワイヤを封止する透光性樹脂層とを備え、前記筐体で囲まれた前記透光性樹脂層上には、前記半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板が着脱交換可能である半導体発光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）比較例に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う模式的断面構造図。
【図２】（ａ）第１の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図、（ｂ）図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造図。
【図３】第１の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される透光性基板の模式的断面構造例であって、（ａ）第１発光蛍光体を塗布／添加した例、（ｂ）第２発光蛍光体を塗布／添加した例、（ｃ）第３発光蛍光体を塗布／添加した例。
【図４】第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される筐体の模式的鳥瞰構造図。
【図５】（ａ）第２の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される透光性基板の模式的断面構造例、（ｂ）図４に示される筐体に図５（ａ）の透光性基板を組み合わせた構成図。
【図６】第２の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図。
【図７】第３の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される筐体の模式的鳥瞰構造図。
【図８】第３の実施の形態に係る半導体発光装置に適用される透光性基板の模式的鳥瞰構造図。
【図９】第４の実施の形態に係る半導体発光装置の模式的平面パターン構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１０】
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１１】
（比較例）
比較例に係る半導体発光装置１０ａは、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａ・第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された反射ケース５と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３の上面電極（図示省略）と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１発光蛍光体６１と第２発光蛍光体６２とを透光性樹脂中に混合分散した蛍光体層６とを備える。ここで、蛍光体層６は、反射ケース５で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａ・第２端子電極２ｋ・半導体発光素子３・ボンディングワイヤ４などを封止している。
【００１２】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２は、蛍光体層６中では相対的に比重が重たいため沈殿する。また、第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２の沈殿の仕方に斑（むら）が生ずる場合がある。例えば、図１（ａ）に示すように、パイルアップ部分Ａの様に、発光蛍光体が集中する部分がある一方、フラット部分Ｂの様に、発光蛍光体がほとんど無い部分もある。第１発光蛍光体６１および第２発光蛍光体６２の位置がばらつくと色度ばらつきを生じ易い。また、発光装置毎にも色度ばらつきを生じ易い。
【００１３】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０の模式的平面パターン構成は、図２（ａ）に示すように表され、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う模式的断面構造は、図２（ｂ）に示すように表される。
【００１４】
また、第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０に適用される透光性基板８の模式的断面構造例であって、第１発光蛍光体６１を塗布／添加した例は、図３（ａ）に示すように表され、第２発光蛍光体６２を塗布／添加した例は、図３（ｂ）に示すように表され、第３発光蛍光体６３を塗布／添加した例は、図３（ｃ）に示すように表される。
【００１５】
図２および図３において、半導体発光装置１０から発光される光が出射される方向がＺ軸方向であり、Ｚ軸に垂直な平面方向はＸ−Ｙ軸方向で表される。図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う方向は、Ｘ軸方向である。
【００１６】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０は、図２に示すように、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された筐体５０と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、筐体５０で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、半導体発光素子３と、ボンディングワイヤ４を封止する透光性樹脂層６０とを備える。ここで、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上には、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８が着脱交換可能である。
【００１７】
透光性基板８には、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、それぞれ、第１発光蛍光体６１、第２発光蛍光体６２、第３発光蛍光体６３が塗布／添加されていても良い。ここで、第１発光蛍光体６１、第２発光蛍光体６２、第３発光蛍光体６３が透光性基板８上に単に積層されて塗布されていてもよく、或いは積層されて塗布される等の結果、透光性基板８の材質中に添加されていても良い。
【００１８】
また、第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、透光性基板８は、例えば、ガラス若しくはプラスチックで形成可能である。
【００１９】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、透光性基板８に第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２・第３発光蛍光体６３を塗布し、ユーザがこのような発光蛍光体が塗布された透光性基板８をワンタッチで交換することで、容易に発光色を変更することができる。
【００２０】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、第１発光蛍光体６１・第２発光蛍光体６２・第３発光蛍光体６３の均一性、交換性を目的とし、透光性基板８はユーザによって、交換可能である。このため、コスト低減も可能である。
【００２１】
第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、例えば、青色を中心に透光性基板８をパーツとして入れ替えて、色を変化させることができる。
【００２２】
また、第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、色度を保つことも可能である。
【００２３】
また、第１の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、例えば、青色を中心に透光性基板８をパーツとして入れ替えて、色合わせを安定化することも可能である。
【００２４】
また、第１の実施の形態においては、透光性基板８に塗布／添加される発光蛍光体は、複数種類存在していても良い。
【００２５】
半導体発光素子３は、窒化物系半導体により形成された青色ＬＥＤで形成されていても良い。この場合、第１発光蛍光体６１、第２発光蛍光体６２および第３発光蛍光体６３は、共に黄色蛍光体で形成されていても良い。或いは、演色性を確保するために、第１発光蛍光体６１は赤色蛍光体、第２発光蛍光体６２および第３発光蛍光体６３は、緑色蛍光体で形成されていても良い。
【００２６】
ここで、青色ＬＥＤを励起光源とする黄色蛍光体としては、例えば、Ｃｅ添加ＹＡＧ（Ｙ3Ａｌ5Ｏ12:Ｃｅ）蛍光体、Ｅｕ添加α−サイアロン（ＣａＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ）、シリケート蛍光体（（Ｓｒ,Ｂａ,Ｃａ,Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ）などを用いることができる。すなわち、青色発光ＬＥＤの青色光の一部を黄色蛍光体により黄色の発光に変換し、青＋黄の発光により白色発光を得ることができる。
【００２７】
また、青色ＬＥＤを励起光源とする緑色蛍光体としては、例えば、Ｅｕ添加β−サイアロン（Ｓｉ6-zＡｌzＯzＮ8-z：Ｅｕ）蛍光体、Ｃｅ添加ＣＳＳＯ（Ｃａ3Ｓｃ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ）蛍光体などを用いることができる。
【００２８】
また、青色ＬＥＤを励起光源とする赤色蛍光体としては、例えば、Ｅｕ添加ＣａＡｌＳｉＮ3（ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ）蛍光体などを用いることができる。
【００２９】
また、半導体発光素子３は、窒化物系半導体により形成された紫外光ＬＥＤで形成されていても良い。この場合、第１発光蛍光体６１、第２発光蛍光体６２および第３発光蛍光体６３は、共に紫外光を受けて黄色光を発光する黄色蛍光体で形成されていても良い。或いは、演色性を確保するために、第１発光蛍光体６１は青色蛍光体、第２発光蛍光体６２および第３発光蛍光体６３は、黄色蛍光体で形成されていても良い。
【００３０】
紫外光ＬＥＤを励起光源とする青色蛍光体としては、紫外光を受けて青色に発光するものであれば良く、例えば、ハロゲン酸塩蛍光体、アルミン酸塩蛍光体、ケイ酸塩蛍光体などが挙げられる。また、付活剤としては、例えば、セリウム、ユウロピウム、マンガン、ガドリニウム、サマリウム、テルビウム、スズ、クロム、アンチモン等の元素を挙げることができる。この中でもユウロピウムが好ましい。付活剤の添加量は、蛍光体に対して０．１〜１０ｍｏｌ％の範囲が好ましい。
【００３１】
紫外光ＬＥＤを励起光源とする黄色蛍光体としては、青色発光を吸収して黄色に発光する蛍光体および紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体のいずれであっても良い。ここで、演色性を確保するために、第１発光蛍光体６１を青色蛍光体、第２発光蛍光体６２および第３発光蛍光体６３を黄色蛍光体で形成する場合には、発光効率を一層高めるためには、紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体が望ましい。青色発光を吸収して黄色に発光する蛍光体としては、例えば、有機蛍光体では、アリルスルホアミド・メラミンホルムアルデヒド共縮合染色物やペリレン系蛍光体等を挙げることができ、無機蛍光体では、アルミン酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等を挙げることができる。このなかでも長時間使用可能な点から、ペリレン系蛍光体、ＹＡＧ系蛍光体が特に好ましい。また、付活剤としては、例えば、セリウム、ユウロピウム、マンガン、ガドリニウム、サマリウム、テルビウム、スズ、クロム、アンチモン等の元素を挙げることができる。この中でもセリウムが好ましい。付活剤の添加量は、蛍光体に対して０．１〜１０ｍｏｌ％の範囲が好ましい。蛍光体と付活剤との組み合わせとしては、ＹＡＧとセリウムとの組み合わせが好ましい。
【００３２】
また、紫外線を吸収して黄色に発光する蛍光体としては、例えば、（Ｌａ，Ｃｅ）（Ｐ，Ｓｉ）Ｏ4や、（Ｚｎ，Ｍｇ）Ｏなどの蛍光体を挙げることができる。また、付活剤としては、例えば、テルビウム、亜鉛などを挙げることができる。
【００３３】
第１の実施の形態によれば、半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供することができる。
【００３４】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０に適用される筐体５０の模式的鳥瞰構造は、図４に示すように表される。また、第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０に適用される透光性基板８０の模式的断面構造は、図５（ａ）に示すように表され、図４に示される筐体５０に図５（ａ）の透光性基板８０を組み合わせた構成は、図５（ｂ）に示すように表される。また、第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０の模式的平面パターン構成は、図６に示すように表される。
【００３５】
図４〜図６において、半導体発光装置１０から発光される光が出射される方向がＺ軸方向であり、Ｚ軸に垂直な平面方向はＸ−Ｙ軸で表される。
【００３６】
第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０は、図２に示される第１の実施の形態と同様に、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された筐体５０と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、筐体５０で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、半導体発光素子３と、ボンディングワイヤ４を封止する透光性樹脂層６０とを備える。ここで、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上には、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８０が着脱交換可能である。
【００３７】
第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、着脱交換可能な透光性基板８０は、図５（ａ）に示すように、発光蛍光体６４を含む蛍光体層７０を備える。
【００３８】
ここで、蛍光体層７０は、発光蛍光体６４を透光性樹脂中に混合分散して形成される。透光性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂を適用可能である。
【００３９】
蛍光体層７０に含まれる発光蛍光体６４の含有量は、半導体発光素子３や発光蛍光体の種類などから適宜決定すればよいが、一般にその含有量は、溶融剤である透光性樹脂に対して１〜２５ｗｔ％の範囲が望ましい。
【００４０】
また、第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、筐体５０は、図４に示すように、半導体発光素子３からの出射光の出射方向（Ｚ軸方向）の一側面に、Ｙ軸方向に長いガイド部１００を備え、ガイド部１００に対して透光性基板８０の嵌合部２００が嵌合して、透光性基板８０が着脱交換可能になされている。ここで、透光性基板８０と、筐体５０および透光性樹脂層６０との結合状態においては、ガイド部１００と嵌合部２００が嵌合すると共に、透光性樹脂層６０の上面６０ｂと、透光性基板８０の底面８０ｂが接触する。
【００４１】
第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、図６に示すように、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上に、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８０1、８０2、８０3を、着脱可能な部品として、交換可能であるため、様々な色見本のバリエーションを選択可能である。例えば、図６に示す例において、透光性基板８０1上に配置された蛍光体層７０1と、透光性基板８０2上に配置された蛍光体層７０2と、透光性基板８０3上に配置された蛍光体層７０3によって、それぞれＢＧＲの３色の光を出射可能である。すなわち、例えば、ユーザの指で選択して、３色の透光性基板８０1・８０2・８０3が筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上をＹ軸方向に、動くようになされていても良い。
【００４２】
また、第２の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、複数の透光性基板８０上にそれぞれ配置される蛍光体層７０をある一定の周期で配置しても良い。
【００４３】
また、第２の実施の形態においては、透光性基板８０上に配置される蛍光体層７０に含まれる発光蛍光体としては、第１の実施の形態と同様に、複数存在していても良い。また、適用される発光蛍光体の種類は、第１の実施の形態と同様の発光蛍光体が適用可能である。
【００４４】
第２の実施の形態によれば、半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供することができる。
【００４５】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０に適用される筐体５０の模式的鳥瞰構造は、図７に示すように表される。また、第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０に適用される透光性基板８０の模式的鳥瞰構造は、図８に示すように表される。
【００４６】
図７〜図８において、半導体発光装置１０から発光される光が出射される方向がＺ軸方向であり、Ｚ軸に垂直な平面方向はＸ−Ｙ軸で表される。
【００４７】
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０は、図２に示される第１の実施の形態と同様に、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された筐体５０と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、筐体５０で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、半導体発光素子３と、ボンディングワイヤ４を封止する透光性樹脂層６０とを備える。ここで、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上には、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８０が着脱交換可能である。
【００４８】
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、着脱交換可能な透光性基板８０は、図８に示すように、発光蛍光体６４を含む蛍光体層７０を備える。
【００４９】
また、第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、筐体５０は、図７に示すように、半導体発光素子３からの出射光の出射方向（Ｚ軸方向）の一側面に、Ｙ軸方向に長いガイド部１００を備え、ガイド部１００に対して透光性基板８０の嵌合部２００が嵌合して、透光性基板８０が着脱交換可能になされている。ここで、透光性基板８０と、筐体５０および透光性樹脂層６０との結合状態においては、ガイド部１００と嵌合部２００が嵌合すると共に、透光性樹脂層６０の上面６０ｂと、透光性基板８０の底面８０ｂが接触する。
【００５０】
また、第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、筐体５０は、図７に示すように、透光性基板８０が筐体５０の一側面に接合する接合面にガイド部１００によって接合案内される被接合部５０ａを備える。ここで、被接合部５０ａは、筐体５０のテーパ状内壁面で表される。
【００５１】
また、第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０において、透光性基板８０は、図８に示すように、透光性基板８０が筐体５０の一側面に接合する接合面にガイド部１００によって案内される被案内部８０ａを備える。ここで、被案内部８０ａは、透光性基板８０のテーパ状側面で表される。
【００５２】
第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、図６に示される第２の実施の形態と同様に、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上に、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８０1、８０2、８０3を、着脱可能な部品として、交換可能であるため、様々な色見本のバリエーションを選択可能である。例えば、透光性基板８０1上に配置された蛍光体層７０1と、透光性基板８０2上に配置された蛍光体層７０2と、透光性基板８０3上に配置された蛍光体層７０3によって、それぞれＢＧＲの３色の光を出射可能である。すなわち、例えば、ユーザの指で選択して、３色の透光性基板８０1・８０2・８０3が筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上をＹ軸方向に、動くようになされていても良い。
【００５３】
また、第３の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、透光性基板８０を複数配置し、複数の透光性基板８０上にそれぞれ配置された蛍光体層７０をある一定の周期で配置しても良い。
【００５４】
また、第３の実施の形態においては、透光性基板８０上に配置される蛍光体層７０に含まれる発光蛍光体としては、第１の実施の形態と同様に、複数存在していても良い。また、適用される発光蛍光体の種類は、第１の実施の形態と同様の発光蛍光体が適用可能である。
【００５５】
第３の実施の形態によれば、半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供することができる。
【００５６】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態に係る半導体発光装置１０の模式的平面パターン構成は、図９に示すように表される。
【００５７】
第４の実施の形態に係る半導体発光装置１０は、図２に示される第１の実施の形態と同様に、チップ基板１と、チップ基板１上に配置された第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、チップ基板１の上面外縁を囲むように配置された筐体５０と、第１端子電極２ａ上に配置された半導体発光素子３と、半導体発光素子３と第２端子電極２ｋを接続するボンディングワイヤ４と、筐体５０で囲まれた内部に配置され、第１端子電極２ａおよび第２端子電極２ｋと、半導体発光素子３と、ボンディングワイヤ４を封止する透光性樹脂層６０とを備える。ここで、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上には、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８0〜８9が、ダイヤル式電話のダイヤルのように着脱交換可能である。その他の構成は、第２〜第３の実施の形態と同様に構成可能であるため、重複説明は省略する。
【００５８】
第４の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、図９に示すように、筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上に、半導体発光素子３から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板８0〜８9を、着脱可能な部品として、交換可能であるため、様々な色見本のバリエーションを選択可能である。例えば、図９に示す例において、透光性基板８0〜８9上に配置された蛍光体層によって、それぞれＢＧＲの３色の光のみならず、様々なグラデーションの光を出射可能である。すなわち、例えば、ユーザの指で選択して、透光性基板８0〜８9が筐体５０で囲まれた透光性樹脂層６０上を矢印Ｃで示される回転方向に、動くようになされていても良い。
【００５９】
また、第４の実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、透光性基板８0〜８9上にそれぞれ配置された蛍光体層７０の発光蛍光体をある一定の周期で配置しても良い。
【００６０】
また、第４の実施の形態においては、透光性基板８0〜８9上に配置される蛍光体層７０に含まれる発光蛍光体としては、第１の実施の形態と同様に、複数存在していても良い。また、適用される発光蛍光体の種類は、第１の実施の形態と同様の発光蛍光体が適用可能である。
【００６１】
第４の実施の形態によれば、半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供することができる。
【００６２】
本発明によれば、半導体発光素子からの光の波長変換機能を有し、着脱交換可能な透光性基板を切り替えて発光色を切り替え、発光色の色斑を改善可能な半導体発光装置を提供することができる。
【００６３】
（その他の実施の形態）
上記のように、実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００６４】
また、半導体発光素子３のＬＥＤの構成として、例えば、１パッケージ中に「青色ＬＥＤ＋緑色ＬＥＤ＋赤色ＬＥＤ」を収容して白色ＬＥＤを構成することもできる。このようなマルチチップの例として、「赤外ＬＥＤ＋青色ＬＥＤ」のマルチチップで、青色光励起によって黄色光を発光する蛍光体を組み合わせることもできる。黄色蛍光体は、赤外光による影響を受けないため、小型化可能であり、占有スペースを小さくすることができ、小さなスペースに実装可能である。
【００６５】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の半導体発光装置は、一般照明、道路照明、タスク照明、アクセント照明、階段灯、フラッシュライト、誘導灯、交通信号灯、自動車電装用、自動車前照灯、大型液晶バックライト、ゲーム機、色見本、玩具などＬＥＤ照明装置全般に適用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１…チップ基板
２ａ、２ｋ…端子電極
３…半導体発光素子
４…ボンディングワイヤ
５…反射ケース
６、７０…蛍光体層
８、８0〜８9、８０、８０1、８０2、８０3…透光性基板
１０、１０ａ…半導体発光装置
５０…筐体
５０ａ…被接合部（ＬＥＤ筐体のテーパ状内壁面）
６０、７０1、７０2、７０3…透光性樹脂層
６０ｂ…透光性樹脂層６０の上面
６１、６２、６３、６４…発光蛍光体
８０ａ…被案内部（透光性基板８０のテーパ状側面）
８０ｂ…透光性基板８０の底面
１００…ガイド部
２００…嵌合部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ基板と、
前記チップ基板上に配置された第１端子電極および第２端子電極と、
前記チップ基板の上面外縁を囲むように配置された筐体と、
前記第１端子電極上に配置された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子と第２端子電極を接続するボンディングワイヤと、
前記筐体で囲まれた内部に配置され、前記第１端子電極および前記第２端子電極と、前記半導体発光素子と、前記ボンディングワイヤを封止する透光性樹脂層と
を備え、
前記筐体で囲まれた前記透光性樹脂層上には、前記半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板が着脱交換可能であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記透光性基板は、発光蛍光体を塗布した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】
前記透光性基板は、発光蛍光体を含む蛍光体層を備える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４】
前記筐体は、前記半導体発光素子からの出射光の出射方向の一側面に、一方向に長いガイド部を備え、前記ガイド部に対して前記透光性基板が着脱交換可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記筐体は、前記透光性基板が前記筐体の一側面に接合する接合面に前記ガイド部によって接合案内される被接合部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記透光性基板は、前記透光性基板が前記筐体の一側面に接合する接合面に前記ガイド部によって案内される被案内部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記半導体発光素子は、窒化物系半導体により形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１】
チップ基板と、
前記チップ基板上に配置された第１端子電極および第２端子電極と、
前記チップ基板の上面外縁を囲むように配置された筐体と、
前記第１端子電極上に配置された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子と第２端子電極を接続するボンディングワイヤと、
前記筐体で囲まれた内部に配置され、前記第１端子電極および前記第２端子電極と、前記半導体発光素子と、前記ボンディングワイヤを封止する透光性樹脂層と
を備え、
前記筐体で囲まれた前記透光性樹脂層上には、前記半導体発光素子から発光される光の波長変換機能を有する透光性基板が着脱交換可能であることを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記透光性基板は、発光蛍光体を塗布した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】
前記透光性基板は、発光蛍光体を含む蛍光体層を備える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４】
前記筐体は、前記半導体発光素子からの出射光の出射方向の一側面に、一方向に長いガイド部を備え、前記ガイド部に対して前記透光性基板が着脱交換可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記筐体は、前記透光性基板が前記筐体の一側面に接合する接合面に前記ガイド部によって接合案内される被接合部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記透光性基板は、前記透光性基板が前記筐体の一側面に接合する接合面に前記ガイド部によって案内される被案内部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記半導体発光素子は、窒化物系半導体により形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−３８３６３（Ｐ２０１３−３８３６３Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５７１６（Ｐ２０１１−１７５７１６）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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