説明

発光デバイス、電子デバイス及び発光装置

【課題】高発光強度の発光デバイスを提供する。
【解決手段】460nm〜650nm間の波長を有する発光チップ、発光チップを封入する封止材料、及び封止材料に散布され、発光チップから放出された光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する光を放出し、銅ドープされた硫化カドミウム、銅ドープされたセレン化カドミウム、銅ドープされたテルル化カドミウム、またはその組み合わせからなるグループから選択された蛍光体を有する発光デバイス。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光デバイスに関し、特に、高発光強度の赤外線発光デバイスに関するものである。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオード(LED)は、各種領域で広く用いられている。例えば、青色、赤色、緑色LEDを含む可視光LEDは、照明と表示の領域に用いられることができる。不可視光領域の照明光の赤外線LEDは、無線リモートコントロールとセンサー領域に用いられることができる。
【0003】
一般的に、従来の赤外線LEDの製造方法は、砒化ガリウム(GaAs)を用いて基板とし、基板に類似した材料(例えば、GaAsまたはGaAlAs材料)を有する発光層を基板上に積層し、前記赤外線LEDのチップから発光波長範囲が850〜940nmの赤外線を放射する。しかし、従来の製造方法で作られた赤外線LEDでは、発光強度が低いだけではなく発光波長範囲も狭くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開昭63−033743号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
そのため、高発光強度の赤外線を放出する発光デバイスが必要とされる。
【0006】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、高発光強度の赤外線発光デバイス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】
【0007】
本発明に係る発光デバイスは、460nm〜650nm間の波長を有する光を発する発光チップと、発光チップを封入する封止材料と、封止材料に散布され、発光チップから放出された光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する光を放出し、銅ドープされた硫化カドミウム、銅ドープされたセレン化カドミウム、銅ドープされたテルル化カドミウム、またはその組み合わせからなるグループから選択された蛍光体とを有する。
【0008】
本発明に係る他の発光デバイスは、460nm〜650nm間の波長を有する光を発する発光チップと、発光チップを封入する封止材料と、封止材料に散布され、発光チップから放出された光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する光を放出し、ナトリウムドープされた硫酸バリウム、カリウムドープされた硫酸バリウム、ナトリウムドープされた硫酸ストロンチウム、カリウムドープされた硫酸ストロンチウム、またはその組み合わせからなるグループから選択された蛍光体とを有する。
【0009】
本発明に係る電子デバイスは、上述した一または他の発光デバイスと、光センサー入力装置、リモートコントローラ、またはローカルネットワークシグナルトランシーバとを備える。
【0010】
本発明に係る一の発光装置は、基板と、基板上にアレイ状に配列されて設置された複数の発光デバイスとを備えており、発光デバイスが、460nm〜650nm間の波長を有する光を発する発光チップと、発光チップを封入する封止材料と、封止材料に散布され、発光チップから放出された光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する光を放出し、銅ドープされた硫化カドミウム、銅ドープされた硫化セレン、銅ドープされたテルル化カドミウム、またはその組み合わせからなるグループから選択された蛍光体とを有する。
【0011】
本発明に係る他の発光装置は、基板と、基板上にアレイ状に配列されて設置された複数の発光デバイスとを備えており、発光デバイスが、460nm〜650nm間の波長を有する光を発する発光チップと、発光チップを封入する封止材料と、封止材料に散布され、発光チップから放出された光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する光を放出し、ナトリウムドープされた硫酸バリウム、カリウムドープされた硫酸バリウム、ナトリウムドープされた硫酸ストロンチウム、カリウムドープされた硫酸ストロンチウム、またはその組み合わせからなるグループから選択された蛍光体とを有する。
【0012】
本発明に係る更に他の発光デバイスは、基板と、基板上にアレイ状に配列されて設置された、460nm〜650nm間の波長を有する光を発する複数の発光チップと、基板に形成された封止材料と、封止材料に散布され、発光チップから放出された光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する光を放出し、銅ドープされた硫化カドミウム、銅ドープされた硫化セレン、銅ドープされたテルル化カドミウム、またはその組み合わせからなるグループから選択された蛍光体とを有する。
【0013】
本発明に係る更に他の発光デバイスは、基板と、基板上にアレイ状に配列されて設置された、460nm〜650nm間の波長を有する光を発する複数の発光チップと、基板に形成された封止材料と、封止材料に散布され、発光チップから放出された光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する光を放出し、ナトリウムドープされた硫酸バリウム、カリウムドープされた硫酸バリウム、ナトリウムドープされた硫酸ストロンチウム、カリウムドープされた硫酸ストロンチウムまたはその組み合わせからなるグループから選択された蛍光体とを有する。
【発明の効果】
【0014】
本発明の発光デバイスは、発光チップと蛍光体を用いることで高発光強度を有する赤外線を効果的に放出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の発光デバイスの一実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の発光デバイスの一実施例の発光強度シミュレーションを示す図である。
【図3】本発明の発光装置の実施例を示す図である。
【図4】本発明の発光デバイスの他の実施例を示す図である。
【図5】本発明の発光デバイスの一実施例を用いた電子デバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【0017】
本発明は、例えば、発光ダイオードパッケージの発光デバイスを製造する方法の実施例に関して説明される。着目すべきことは、本発明の実施例の発光デバイスは、例えばイメージリモートコントローラまたはドアエントリコントローラなどのリモートコントローラ、例えば煙センサーまたはローカルネットワークシグナルトランシーバなどの光学センサー、または光学マウスなどの光センサー入力装置が各種電子デバイスに用いられ得ることである。
【0018】
図1は、本発明の発光デバイス10の一実施例を示している。図1に示されるように、発光デバイス10は発光チップ12(例えば、発光ダイオード)を有する。発光チップ12は、460nm〜650nmの短波長帯で光を放出することができる。好ましくは、発光チップ12は、窒化ガリウムまたは窒化インジウムガリウムを含む積層構造である。積層構造は、例えばサファイア基板にマグネシウムをドープした窒化ガリウム(p−GaN)層、窒化ガリウム層、及びシリコンをドープした窒化ガリウム(n−GaN)層の順に積層される構造である。駆動電流を印加することで前記積層構造になっているチップから青色光を放出することができる。
【0019】
図1では、導線14は、発光チップ12に電気的に接続される。発光チップ12と導線14は、蛍光体16が散布された封止材料18を用いて封入される。図1に示されるように、リードフレーム20は、導線14に電気的に接続される。リードフレーム20は、外部電流を提供し、導線14によって発光チップ12を駆動して光を放出させる。
【0020】
蛍光体16は、光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する赤外線を放出する。蛍光体16は、例えば銅ドープされた硫化カドミウム(CdS:Cuと呼ばれる)、銅ドープされたセレン化カドミウム(CdSe:Cuと呼ばれる)、銅ドープされたテルル化カドミウム(CdTe:Cuと呼ばれる)、またはその組み合わせからなるグループから選択されることができる。例えば、蛍光体16は、Cd1-x S:Cux 、Cd1-x Se:Cux またはCd1-x Te:Cux を含むことができ、0.01<x<0.1である。また、蛍光体16は、ナトリウムドープされた硫酸バリウム(BaSO4 :Naと呼ばれる)、カリウムドープされた硫酸バリウム(BaSO4 :Kと呼ばれる)、ナトリウムドープされた硫酸ストロンチウム(SrSO4 :Naと呼ばれる)、カリウムドープされた硫酸ストロンチウム(SrSO4 :Kと呼ばれる)、またはその組み合わせを含むことができる。なお、ナトリウムドープされた硫酸ストロンチウムまたはカリウムドープされた硫酸ストロンチウムの蛍光体16に、選択的に、例えばスズ、鉄またはニッケルなどのアルカリ性金属イオンを入れることもできる。例えば、蛍光体16は、(Ba1-x Srx SO4 :(Na,K)y ,(Sn,Fe,Ni)z を含むことができ、0≦x≦1、0.0001≦y≦0.1と、0≦z≦0.01である。
【0021】
図2を参照すると、本発明の発光デバイスの一実施例の発光スペクトルの発光強度シミュレーションを示している。図2に示されるように、点線は、発光チップ12の発光波長範囲を示している。発光チップ12の発光波長範囲は、500nm〜600nmの間であり、青色光範囲にある。実線は、蛍光体16の発光波長範囲を示している。蛍光体16の発光波長範囲は、700nm〜950nmの間であり、赤外線範囲である。発光チップは、より高い発光強度を有するため、発光チップが発する光によって励起された蛍光体もより高い発光強度を有する。よって、高発光強度を有する赤外線を放出する発光デバイスが得られる。
【0022】
着目すべきことは、蛍光体の発光波長範囲が、蛍光体に含まれた元素間の比、例えば、テルル化カドミウムと銅ドープされた金属間の含有量の割合を調節することで調整され得ることである。また、発光デバイスから放出された、例えば青色光範囲にある迷光を排除するのに用いられる光フィルターが発光デバイスの発光面に選択的に設置され、発光デバイスの光の純度を改善することができる。
【0023】
図3は、本発明の発光装置の実施例を示している。図3に示されるように、図1に示されたような複数の発光デバイス10が提供される。発光デバイス10は、基板22上にアレイ状に配列されて設置される。一実施例では、その上に形成されたソケットと駆動回路を有する基板22が提供される。続いて発光デバイス10は、基板22のソケットに接続され、図3に示す発光装置を形成する。
【0024】
図4(a),(b)は、本発明の発光デバイスの他の実施例を示している。図4(a)に示されるように、基板22が提供され、複数の発光チップ12が基板22上にアレイに配列されて設置される。一実施例ではまず、接着剤層(図示せず)が例えば滴下法のような方法によって基板22上に形成される。続いて、発光チップ12が提供され、基板22上に取り付けられる。着目すべきことは、接着剤層は、スピンコーティングによっても基板22上に全面的に形成され得ることである。
【0025】
続いて、図4(b)に示されるように、その表面に塗布された封止材料18を有するパッケージングプレート24が提供され、封止材料18は、そこに散布された蛍光体16を有する。パッケージングプレート24は、基板22上に設置され、発光チップ12と基板22を覆う。この実施例では、封止材料18は、エポキシ樹脂を含むことができる。パッケージングプレート24は、光をそこに通過させる透明基板を含むことが好ましい。また、基板22は、金膜付着のセラミックプレート、印刷回路板などを含むことができる。基板22は、ベース基板として発光チップ12を支える。
【0026】
蛍光体16の材料は、上述の実施例と同じであることができる。蛍光体16は、発光チップ12から放出された460nm〜650nm間の波長を有する光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する光を放出する。
【0027】
図5は、本発明の発光デバイスの一実施例を用いた電子デバイスを示している。図5に示されるように、例えばイメージコントローラなどのリモートコントローラ26が提供される。リモートコントローラ26は、発光デバイス10と入力キー28を有する。ユーザは入力キー28によって信号を入力することができる。信号は、発光デバイス10によって、例えばテレビなど画像表示装置の信号受信機に伝送されることができ、よって、例えば、画像表示装置のチャネルをオンにする、オフにする、または切り替える操作を制御する。本発明の発光デバイスの実施例は、ここに示された実施例を限定するものではなく、例えば、発光デバイスは、ドアエントリコントローラ、携帯用計器、赤外線光学マウス、煙センサー、または赤外線ローカルネットワークシグナルトランシーバも含むことができ、赤外線を感知することで制御、または操作されることができる点に着目すべきである。
【0028】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することが可能である。従って、本発明が請求する保護範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【符号の説明】
【0029】
10 発光デバイス
12 発光チップ
14 導線
16 蛍光体
18 封止材料
20 リードフレーム
22 基板
24 パッケージングプレート
26 リモートコントローラ
28 入力キー

【特許請求の範囲】
【請求項1】
460nm〜650nm間の波長を有する光を発する発光チップ、
前記発光チップを封入する封止材料、及び
前記封止材料に散布され、前記発光チップから放出された光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する光を放出し、銅ドープされた硫化カドミウム、銅ドープされたセレン化カドミウム、銅ドープされたテルル化カドミウム、またはその組み合わせからなるグループから選択された蛍光体を有することを特徴とする発光デバイス。
【請求項2】
前記蛍光体は、Cd1-x S:Cux 、Cd1-x Se:Cux またはCd1-x Te:Cux を含み、0.01<x<0.1であることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項3】
前記発光チップは、窒化ガリウムまたは窒化インジウムガリウムを含む積層構造であることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項4】
前記積層構造は、サファイア基板と、前記サファイア基板上に順次に積層されるマグネシウムをドープした窒化ガリウム層、窒化ガリウム層、及びシリコンをドープした窒化ガリウム層とを含むことを特徴とする請求項3に記載の発光デバイス。
【請求項5】
前記発光チップは、青色波長帯の光を放出することを特徴とする請求項4に記載の発光デバイス。
【請求項6】
導線とリードフレームを更に有し、前記導線が前記リードフレームに電気的に接続されることを特徴とする請求項1に記載の発光デバイス。
【請求項7】
前記リードフレームは、外部電流を提供し、前記導線によって前記発光チップを駆動して光を放出させることを特徴とする請求項6に記載の発光デバイス。
【請求項8】
請求項1に記載の発光デバイスを装着している電子デバイスにおいて、光センサー入力装置、リモートコントローラ、またはローカルネットワークシグナルトランシーバを含むことを特徴とする電子デバイス。
【請求項9】
460nm〜650nm間の波長を有する光を発する発光チップ、
前記発光チップを封入する封止材料、及び
前記封止材料に散布され、前記発光チップから放出された光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する光を放出し、ナトリウムドープされた硫酸バリウム、カリウムドープされた硫酸バリウム、ナトリウムドープされた硫酸ストロンチウム、カリウムドープされた硫酸ストロンチウム、またはその組み合わせからなるグループから選択された蛍光体を有することを特徴とする発光デバイス。
【請求項10】
前記蛍光体は、ナトリウムドープされた硫酸ストロンチウム、またはカリウムドープされた硫酸ストロンチウムを含み、アルカリ性の金属がナトリウムドープされた硫酸ストロンチウム、またはカリウムドープされた硫酸ストロンチウムに添加されることを特徴とする請求項9に記載の発光デバイス。
【請求項11】
前記蛍光体は、スズドープされた、鉄ドープされた、またはニッケルドープされた蛍光体を更に含むことを特徴とする請求項10に記載の発光デバイス。
【請求項12】
前記蛍光体は、(Ba1-x Srx SO4 :(Na,K)y ,(Sn,Fe,Ni)z であり、0≦x≦1、0.0001≦y≦0.1、0≦z≦0.01であることを特徴とする請求項11に記載の発光デバイス。
【請求項13】
前記発光チップは、窒化ガリウムまたは窒化インジウムガリウムを含む積層構造であることを特徴とする請求項9に記載の発光デバイス。
【請求項14】
前記積層構造は、サファイア基板と、前記サファイア基板上に順次に積層されるマグネシウムをドープした窒化ガリウム層、窒化ガリウム層、及びシリコンをドープした窒化ガリウム層とを含むことを特徴とする請求項13に記載の発光デバイス。
【請求項15】
前記発光チップは、青色波長帯の光を放出することを特徴とする請求項14に記載の発光デバイス。
【請求項16】
導線とリードフレームを更に有し、前記導線が前記リードフレームに電気的に接続されることを特徴とする請求項9に記載の発光デバイス。
【請求項17】
前記リードフレームは、外部電流を提供し、前記導線によって前記発光チップを駆動して光を放出させることを特徴とする請求項16に記載の発光デバイス。
【請求項18】
請求項9に記載の発光デバイスを装着している電子デバイスにおいて、光センサー入力装置、リモートコントローラ、またはローカルネットワークシグナルトランシーバを含むことを特徴とする電子デバイス。
【請求項19】
基板、及び
前記基板上にアレイ状に配列されて設置された請求項1に記載の複数の発光デバイスを備えることを特徴とする発光装置。
【請求項20】
基板、及び
前記基板上にアレイ状に配列されて設置された請求項9に記載の複数の発光デバイスを備えることを特徴とする発光装置。
【請求項21】
基板、
前記基板上にアレイ状に配列されて設置された、460nm〜650nm間の波長を有する光を発する複数の発光チップ、
前記基板に形成された封止材料、及び
前記封止材料に散布され、前記発光チップから放出された光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する光を放出し、銅ドープされた硫化カドミウム、銅ドープされたセレン化カドミウム、銅ドープされたテルル化カドミウム、またはその組み合わせからなるグループから選択された蛍光体を有することを特徴とする発光デバイス。
【請求項22】
前記蛍光体は、Cd1-x S:Cux 、Cd1-x Se:Cux またはCd1-x Te:Cux を含み、0.01<x<0.1であることを特徴とする請求項21に記載の発光デバイス。
【請求項23】
前記発光チップを覆うパッケージングプレートを更に有することを特徴とする請求項21に記載の発光デバイス。
【請求項24】
前記発光チップは、窒化ガリウムまたは窒化インジウムガリウムを含む積層構造であることを特徴とする請求項21に記載の発光デバイス。
【請求項25】
前記積層構造は、サファイア基板と、前記サファイア基板上に順次に積層されるマグネシウムをドープした窒化ガリウム層、窒化ガリウム層、及びシリコンをドープした窒化ガリウム層とを含むことを特徴とする請求項24に記載の発光デバイス。
【請求項26】
基板、
前記基板上にアレイ状に配列されて設置された、460nm〜650nm間の波長を有する光を発する複数の発光チップ、
前記基板に形成された封止材料、及び
前記封止材料に散布され、前記発光チップから放出された光によって励起されて、700nm〜1200nm間の波長を有する光を放出し、ナトリウムドープされた硫酸バリウム、カリウムドープされた硫酸バリウム、ナトリウムドープされた硫酸ストロンチウム、カリウムドープされた硫酸ストロンチウム、またはその組み合わせからなるグループの1つから選択された蛍光体を有することを特徴とする発光デバイス。
【請求項27】
前記発光チップを覆うパッケージングプレートを更に有することを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス。
【請求項28】
前記発光チップは、窒化ガリウムまたは窒化インジウムガリウムを含む積層構造であることを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス。
【請求項29】
前記積層構造は、サファイア基板と、前記サファイア基板上に順次に積層されるマグネシウムをドープした窒化ガリウム層、窒化ガリウム層、及びシリコンをドープした窒化ガリウム層とを含むことを特徴とする請求項28に記載の発光デバイス。
【請求項30】
前記蛍光体は、ナトリウムドープされた硫酸ストロンチウム、またはカリウムドープされた硫酸ストロンチウムを含み、アルカリ性の金属がナトリウムドープされた硫酸ストロンチウム、またはカリウムドープされた硫酸ストロンチウムに添加されることを特徴とする請求項26に記載の発光デバイス。
【請求項31】
前記蛍光体は、スズドープされた、鉄ドープされた、またはニッケルドープされた蛍光体を更に含むことを特徴とする請求項30に記載の発光デバイス。
【請求項32】
前記蛍光体は、(Ba1-x Srx SO4 :(Na,K)y ,(Sn,Fe,Ni)z であり、0≦x≦1、0.0001≦y≦0.1、0≦z≦0.01であることを特徴とする請求項31に記載の発光デバイス。

【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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【公開番号】特開2010−251763(P2010−251763A)
【公開日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−94295(P2010−94295)
【出願日】平成22年4月15日(2010.4.15)
【出願人】(599037300)億光電子工業股▲ふん▼有限公司 (69)
【Fターム(参考)】