発光装置
【課題】 ＬＥＤの駆動制御が容易で、演色性の高い発光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 第１の発光ピーク波長を青色領域に持ち青色を放出する第１の発光素子１０８ａと、第１の発光素子１０８ａからの光により励起される赤色光を放出する蛍光物質１４０と、第１の発光ピーク波長よりも長波長側、かつ、蛍光物質１４０の発光ピーク波長よりも短波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子１０８ｂと、第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ緑色光を放出する第２の発光素子１０８ｂと、を有し、これらの青色光と赤色光と緑色光との混色光が外部に放出される発光装置に関する。
【解決手段】 第１の発光ピーク波長を青色領域に持ち青色を放出する第１の発光素子１０８ａと、第１の発光素子１０８ａからの光により励起される赤色光を放出する蛍光物質１４０と、第１の発光ピーク波長よりも長波長側、かつ、蛍光物質１４０の発光ピーク波長よりも短波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子１０８ｂと、第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ緑色光を放出する第２の発光素子１０８ｂと、を有し、これらの青色光と赤色光と緑色光との混色光が外部に放出される発光装置に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶バックライト光源、照明器具、ディスプレイのバックライト光源、カメラのフラッシュライト、動画照明補助光源などに用いられる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、モバイル系家電以外の液晶バックライト光源には冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）が使用されている。しかし、環境対策として水銀レス光源への移行が強く要望されており、発光素子（以下、「ＬＥＤ」ともいう。）を用いた発光装置が注目されている。
【０００３】
発光素子を用いた発光装置は、小型で電力効率が良く鮮やかな色の発光をする。また、該発光素子は半導体素子であるため球切れなどの心配がない。さらに初期駆動特性が優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード、レーザーダイオード（以下、「ＬＤ」という。）などの発光素子を用いる発光装置は、各種の光源として利用されている。
【０００４】
従来、ＬＥＤを用いた白色発光装置には、以下の３種類の組合せが知られている。
【０００５】
１つ目として青色ＬＥＤと黄色に発光するいわゆるＹＡＧ蛍光体とを組み合わせた発光装置がある。この発光装置は、青色ＬＥＤの光によりＹＡＧ蛍光体を励起して、青色光と黄色光との混色光により白色光を放出するものである。この発光装置は、消費電力を低減することができ、ＬＥＤの駆動制御を容易に行え、混色性も良好であることから、広く一般に使用されている。
【０００６】
２つ目として紫外ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせた発光装置がある。蛍光体は、青色、緑色、赤色に発光するものをそれぞれ用いる。この発光装置は、蛍光体からの青色光、緑色光、赤色光との混色光により白色光を放出するものである。紫外ＬＥＤからの光はほとんど視感できないため、蛍光体のみからの光により発光色が決定される。この発光装置は、ＬＥＤの制御を容易に行え、混色性も良好である。
【０００７】
３つ目として青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤを組み合わせた発光装置がある。この発光装置は、いわゆる三波長の発光装置であり、ＬＥＤからの光により白色光を放出するものである。この発光装置は、消費電力を低減することができ、液晶透過後の色表示範囲が広い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、１つ目の発光装置は、青色光と黄色光との組合せであるため、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）に比べて赤味成分が少ない。
【０００９】
２つ目の発光装置は、紫外ＬＥＤを用いるため、紫外線を外部に漏らさない対策を施さなければならない。また、紫外ＬＥＤはほとんど視感できないため、漏れた紫外光を可視光として有効に利用することはできず、発光効率が低くなる。
【００１０】
３つ目の発光装置は、混色し難く、演色性に乏しいものである。ＬＥＤから放出される光は蛍光体から放出される光と異なりシャープな光であるため、各ＬＥＤから放出される光は混合され難い。また、一つの光源において少なくとも３つのＬＥＤを要するため、駆動制御が複雑になり、また色調調整も複雑になる。
【００１１】
以上のことから、本発明は、ＬＥＤの駆動制御が容易で、液晶透過後の色表示範囲が広い高い発光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】
【００１２】
上記の問題点を解決すべく、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに到った。
【００１３】
本発明は、可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、該第１の発光ピーク波長よりも長波長側、かつ、前記蛍光物質の発光ピーク波長よりも短波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、を少なくとも有し、該第１の発光素子からの光と、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、が混合され外部に放出される発光装置に関する。
【００１４】
本発明は、紫外領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、該第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、を少なくとも有し、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、が混合され外部に放出される発光装置に関する。
【００１５】
本発明は、第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、該第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、を少なくとも有し、該第１の発光素子と該第２の発光素子とは、異なる発光色を有する窒化物系化合物半導体であり、該第１の発光素子からの光と、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、の少なくとも２種類が混合され外部に放出される発光装置に関する。「発光色が異なる」とあるのは、紫外線領域に発光するものも含むものとする。つまり紫外線領域に発光するものは、視感し難いだけであり発光しており、無色透明の発光色があるとする。例えば、第１の発光素子に紫外線領域に発光するもの、第２の発光素子に可視光領域の青色に発光するものを使用する場合、無色透明と青色とで発光色が異なっている。
【００１６】
前記蛍光物質は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素により賦活される、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素と、Ｎと、を含む窒化物蛍光体であることが好ましい。
【００１７】
前記蛍光物質は、第１の発光素子で励起させた際の発光スペクトルにおいて、第１の発光素子の第１の発光ピーク波長における光強度を１００としたとき、第２の発光ピーク波長における光強度が８０以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１９】
本発明は、可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、該第１の発光ピーク波長よりも長波長側、かつ、前記蛍光物質の発光ピーク波長よりも短波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、を少なくとも有し、該第１の発光素子からの光と、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、が混合され外部に放出される発光装置に関する。２つのＬＥＤにより色調を調節することができるため、駆動制御が容易となる。また、ＬＥＤよりもブロードな発光スペクトルを持つ蛍光物質を使用するため、混色されやすく、演色性の高い発光装置を提供することができる。また、第１の発光素子からの可視光を利用できるため、発光効率の高い発光装置を提供することができる。さらに液晶透過後の色表示範囲も広い。
【００２０】
本発明は、紫外領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、該第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、を少なくとも有し、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、が混合され外部に放出される発光装置に関する。２つのＬＥＤにより色調を調節することができるため、駆動制御が容易となる。また、紫外ＬＥＤを使用するため、投入電力量の変化に伴う紫外ＬＥＤの発光ピーク波長の短波長側へのずれが視感度にほとんど影響を与えず、色ずれの極めて少ない発光装置を提供することができる。また、蛍光物質からの光と、第２の発光素子からの光との２つの光により色調調整を行うため、所望の色調に調整し易い。
【００２１】
本発明は、第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、該第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、を少なくとも有し、該第１の発光素子と該第２の発光素子とは、異なる発光色を有する窒化物系化合物半導体であり、該第１の発光素子からの光と、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、の少なくとも２種類が混合され外部に放出される発光装置に関する。発光色の異なる発光素子を少なくとも２種類使用し、液晶透過後の色表示範囲を拡げることができる。また、窒化物系化合物半導体である発光素子への投入電力量の変化に伴う色ずれが、第１の発光素子と第２の発光素子とで近似するため、色調調整が行いやすい。
【００２２】
前記蛍光物質は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素により賦活される、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素と、Ｎと、を含む窒化物蛍光体であることが好ましい。この蛍光物質は、第１の発光素子からの光により極めて効率よく波長変換される。また、ブロードな発光スペクトルを持つため、演色性に優れた発光装置を提供することができる。
【００２３】
前記蛍光物質は、第１の発光素子で励起させた際の発光スペクトルにおいて、第１の発光素子の第１の発光ピーク波長における光強度を１００としたとき、第２の発光素子の第２の発光ピーク波長における光強度が８０以下であることが好ましい。これにより蛍光物質は、主として第１の発光素子からの光により励起され、補完的に第２の発光素子からの光により励起される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る発光装置及びその製造方法を、実施の形態及び実施例を用いて説明する。だたし、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
【００２５】
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略平面図である。図２は、第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略Ａ−Ａ断面図である。図３は、第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略Ｂ−Ｂ断面図である。図４は、第１の実施の形態に係る発光装置の背面側を示す概略斜視図である。
【００２６】
（発光装置）
第１の実施の形態に係る発光装置１０は、発光素子２と、発光素子２を載置する底面部１ａと、底面部１ａから延びる側面部１ｂと、を持つ凹部１ｃを２個有するパッケージ１と、を有している。パッケージ１の凹部１ｃの底面部１ａには、電極３を設けており、この電極３のマウント部３ａに発光素子２を搭載している。発光素子２は、第１の発光素子２ａと第２の発光素子２ｂとを持ち、２個の凹部１ｃのうち、一方の凹部１ｃに第１の発光素子２ａを備え、他方の凹部１ｃに第２の発光素子２ｂを備える。
【００２７】
発光素子２は、例えばＧａＮ系のものであって、絶縁性のサファイア基板の上に、ｎ型の化合物半導体を積層し、その上にｐ型の化合物半導体を積層する。この発光素子２は、サファイア基板を電極３の上面に搭載している。化合物半導体によるｎ型層の上面に形成されたｎ側電極はワイヤ５により電極３に電気的に接続されている。また、化合物半導体によるｐ型層の上面に形成されたｐ側電極はワイヤ５により電極３に電気的に接続されている。電極３は、一対の正負の電極である。発光素子２は、ＧａＮ系の他、ＩｎＧａＮ系のものやＧａＰ、ＧａＡｓ系のものなども使用することができる。発光素子２は、青色光や緑色光、黄色光、赤色光などの可視光に発光するものを使用することができる他、紫外線、赤外線などを発光するものも使用することができる。第１の発光素子２ａは、紫外領域から可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ。第２の発光素子２ｂは、第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ。
【００２８】
パッケージ１は、上向きに開口する凹部１ｃを形成している。凹部１ｃは、発光素子２を載置する底面部１ａと、底面部１ａから延びる側面部１ｂと、を持っている。パッケージ１は、凹部１ｃの開口部上方から切断した断面形状において、凹部１ｃの底面部１ａの中心点を通る垂線ａ−ａと、凹部１ｃの側面部１ｂの一辺から延びる第１の直線ｂ−ｂと凹部１ｃの側面部１ｂの他の一辺から延びる第２の直線ｃ−ｃとの交点を通る垂線ｄ−ｄと、が相違する。交点を通る垂線ｄ−ｄは、中心点を通る垂線ａ−ａよりも外側に配置する場合、発光素子２から放出された光が隣接する凹部１ｃの中央付近で混合され、所定の均一な混色光を得ることができる。これに対し、交点を通る垂線ｄ−ｄは、中心点を通る垂線ａ−ａよりも内側に配置する場合、発光素子２から放出された光が隣接する凹部１ｃの中央付近で混合され、かつ隣接する凹部１ｃの中央付近で高輝度に発光し、高輝度で均一な混色光を得ることができる。隣接する２個の凹部１ｃの開口部上方から切断した断面形状が該２個の凹部１ｃの開口部を挟む垂線ｅ−ｅに関して対称であることが好ましい。パッケージ１の裏面は、凹部１ｃの底面部１ａに設けるマウント部３ａから続く裏面側電極部３ｂを設けている。裏面側電極部３ｂの厚みと、パッケージ１の裏面側の凸部１ｄとは、発光装置１０を載置したときに同一の高さとなることが好ましい。同一の高さにすることにより、発光装置１０を載置する際の安定感を増加することができるからである。パッケージ１の裏面側には、樹脂注入跡１ｅが２つある。パッケージ１の成形において型枠に樹脂注入口を複数設けることによりパッケージ１の薄型化を図ることができるからである。パッケージ１の形状は、特に限定されるものではなく、パッケージ１の底部の投影形状が円、楕円、四角形、多角形又は略これらに対応する形状等、種々のものが挙げられる。パッケージ１の大きさは特に限定されず、例えば０．１ｍｍ２〜１００ｍｍ２のものなどが挙げられる。パッケージ１の厚さは、１００μｍ〜１０ｍｍ程度が挙げられる。パッケージ１の材質は特に限定されず、公知の材料、通常、耐熱性樹脂である熱可塑性エンジニアリングポリマー、熱硬化性樹脂等の１種又は２種以上を組み合わせて形成することができる。例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、芳香族ナイロン（ＰＰＡ）、エポキシ樹脂、硬質シリコーンレジンなどが挙げられる。なかでも、熱可塑性エンジニアリングポリマーがコスト面で適当である。また、これらの樹脂には、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、シリカ、チタン酸バリウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、タルク、炭酸マグネシウム、窒化ホウ素、グラスファイバー等の無機フィラー等の１種又は２種以上が組み合わされて添加されていてもよい。さらに酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤等の添加剤が適宜添加されていてもよい。例えば樹脂１００重量部に対して、無機フィラー等が１０〜８０重量部、好ましくは４０〜８０重量部添加されていることが適当である。パッケージ１の凹部１ｃの開口部は、楕円形状を形成している。楕円形状の一の直径が他の一の直径の二倍の長さであることが好ましい。楕円形状を２個並べることにより、略円形若しくは略正方形に近い形状を形成することができる。均一な混色光を得ることができる。また、楕円形状とすることにより透光性樹脂４の硬化に伴う体積収縮が生じた場合であっても、ワイヤ５が透光性樹脂４の上部に露出することがない。これは楕円形状の中央部の凹みが、円形状の中央部の凹みよりも小さいからである。
【００２９】
電極３は、発光素子２を載置するためのマウント部３ａ及びマウント部３ａから続く裏面側電極部３ｂとを有する。裏面側電極部３ｂは外部電極と接続するために設ける。電極３は無電解メッキを施したものや露光処理、エッチング処理、レジスト除去等の工程を経て、銅箔にニッケル及び金に電解メッキすることにより得られる。電極３は、銅、鉄等の合金による高熱伝導体により形成することができる。また、これら合金の表面に銀、アルミ、金等のメッキが施されていても良い。
【００３０】
発光素子２は、マウント部３ａ上にフェイスアップでダイボンディングして搭載することもできる他、半田バンプ、金バンプ等を介してフェイスダウンで搭載することもできる。そのほか、保護素子上に発光素子２を搭載し、該保護素子を電極３に搭載することもできる。保護素子としては、例えば、ツェナーダイオード、コンデンサ、ダイアック等が挙げられる。
【００３１】
ツェナーダイオードは、正電極を有するｐ型半導体領域と、負電極を有するｎ型半導体領域とを有し、保護素子の負電極および正電極が発光素子のｐ側電極とｎ側電極に対して逆並列となるように接続される。このように、保護素子をツェナーダイオードとすることにより、正負電極間に過大な電圧が印加されても、発光素子の正負両電極間はツェナー電圧に保持されることとなり、過大な電圧から発光素子を保護し、素子破壊や性能劣化の発生を防止することができる。
【００３２】
コンデンサは、表面実装用のチップ部品を用いることができる。このような構造のコンデンサは、両側に帯状の電極が設けられており、この電極が発光素子の正電極および負電極に並列接続される。正負電極間に過電圧が印加された場合、この過電圧によって充電電流がコンデンサに流れ、コンデンサの端子電圧を瞬時に下げ、発光素子に対する印加電圧が上がらないようにすることにより、発光素子を過電圧から保護することができる。また、高周波成分を含むノイズが印加された場合も、コンデンサがバイパスコンデンサとして機能するので、外来ノイズを排除することができる。
【００３３】
透光性樹脂４は、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂、非晶質ポリアミド樹脂、フッ素樹脂などを用いることができる。
【００３４】
透光性樹脂４中に蛍光物質６を混入する。ただし第１の発光素子２ａが配置されている凹部１ｃに投入される透光性樹脂４中には蛍光物質６の混入を必須とするが、第２の発光素子２ｂが配置されている凹部１ｃに投入される透光性樹脂４中には蛍光物質６の混入は任意である。蛍光物質６を用いることにより、発光素子２が励起光源として働き、発光素子２から放出された光により蛍光物質が励起され、発光素子２の放出する光と異なる波長の光を外部に放出する。これにより種々の色味の発光装置１０を提供することができる。第１の発光素子２ａが配置されている凹部１ｃに投入される透光性樹脂４中に混入される蛍光物質６は窒化物蛍光体が特に好ましい。第２の発光素子２ｂが配置されている凹部１ｃに投入される透光性樹脂４中に混入される蛍光物質６は特に限定されず、種々の蛍光物質を使用することができる。
【００３５】
この発光装置は、３波長ＬＥＤと異なり、２つの発光素子しか用いていないため駆動制御が容易となる。
【００３６】
例えば、１の凹部１ｃに青色に発光する第１の発光素子２ａと第１の発光素子２ａ上に赤色に発光する窒化物蛍光体６とを配置して、他の凹部１ｃに緑色に発光する第２の発光素子２ｂを配置して発光装置を作製する。これにより青色、緑色、赤色の三原色が揃うことになり所望の色調を持つ発光装置を提供することができる。また、第１の発光素子２ａにのみ電流を投入すると青色光と赤色光との混色光、第２の発光素子２ｂにのみ電流を投入すると緑色光、第１の発光素子２ａと第２の発光素子２ｂの両方に電流を投入すると白色光と、２つの発光素子に投入する電流により３色の発光装置を提供することができる。また投入する電流量によりそれらの中間色も発光可能である。
【００３７】
例えば、１の凹部１ｃに青色に発光する第１の発光素子２ａと第１の発光素子２ａ上に赤色に発光する窒化物蛍光体６とを配置して、他の凹部１ｃに緑色に発光する第２の発光素子２ｂと第２の発光素子２ｂ上に赤色に発光する蛍光体とを配置して発光装置を作製する。これにより青色、緑色、赤色の三原色が揃うことになり所定の色調を持つ発光装置を提供することができる。また、第１の発光素子２ａにのみ電流を投入すると青色光と赤色光との混色光、第２の発光素子２ｂにのみ電流を投入すると緑色光と赤色光との混色光、第１の発光素子２ａと第２の発光素子２ｂの両方に電流を投入すると白色光と、２つの発光素子に投入する電流により３色の発光装置を提供することができる。また投入する電流量によりそれらの中間色も発光可能である。
【００３８】
例えば、１の凹部１ｃに紫外光を発光する第１の発光素子２ａと第１の発光素子２ａ上に赤色に発光する窒化物蛍光体６とを配置して、他の凹部１ｃに緑色に発光する第２の発光素子２ｂを配置して発光装置を作製する。これにより緑色光と赤色光とにより所定の色調を持つ発光装置を提供することができる。紫外光は視感度に影響を及ぼさないため、第１の発光素子２ａの第１の発光ピーク波長がずれた場合でも、赤色光を放出する窒化物蛍光体によってのみ色調が決定されるため、色調ずれが極めて少ない発光装置を提供することができる。
【００３９】
＜第２の実施の形態＞
図５は、第２の実施の形態に係るパッケージ成型体を示す模式的な斜視図であり、図６は、第２の実施の形態に係るパッケージ成型体に発光素子を載置した状態を示す模式的な上面図である。図７は、図６の破線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける模式的な断面図であり、図８は、第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な背面図である。
【００４０】
パッケージ成型体１００は、互いに対向し成型部材１０５により絶縁分離された第一の金属基体１０１、第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３を有する。第一の金属基体１０１、第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３は、端部が成型部材１０５に挿入されており、他端部が成型部材１０５の外壁面から突出するように成型部材の一体成型により形成されてなる。第一の金属基体１０１は、第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３が突出している外壁面に対向する外壁面から突出している。パッケージ成型体１００は、内壁面１０６ａにより形成され発光素子１０８を収納するための凹部（第一の凹部１２０）をその主面側に有し、金属基体の主面の一部が凹部の底面にてそれぞれ露出している。第一の凹部１２０内には、内壁面１０６ｂにより第二の凹部１３０が設けられており、第二の凹部１３０の底面にて第一の金属基体の主面が露出している。ここで、本明細書中において「主面」とは、パッケージ成型体、金属基体、リード電極のような発光装置の各構成部材の表面について、発光素子１０８が載置される側の面、例えば、発光素子１０８の光が取り出される発光面側の面のことをいう。
【００４１】
発光素子１０８は、第１の発光素子１０８ａと第２の発光素子１０８ｂとを持つ。第１の発光素子は、紫外領域から可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ。第２の発光素子１０８ｂは、第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ。第一の凹部１２０及び第二の凹部１３０の少なくともいずれかには、蛍光物質１４０が配置されている。蛍光物質１４０は、第１の発光素子１０８ａからの光を波長変換する。よって、可視光の短波長領域に発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａからの光と、蛍光物質１４０からの光と、第２の発光素子１０８ｂからの光と、が混合され外部に放出される。または、紫外領域に発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａを用い、蛍光物質１４０からの光と、第２の発光素子１０８ｂからの光と、が混合され外部に放出される。ただし、紫外領域に発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａであっても、ブロードな発光スペクトルを持つ場合は可視光が放出されるため、第２の発光素子１０８ｂ及び蛍光物質１４０の光と混合し混色光として外部に放出される。本明細書中における「可視光の短波長領域」は、λｐ＝３８０ｎｍ以上４９５ｎｍ以下の波長領域をいう。また、「紫外領域」は、λｐ＝３００ｎｍ以上３８０ｎｍ未満までの波長領域をいう。
【００４２】
第一の凹部１２０は、開口部近傍に段差１０６ｃを有することが好ましい。このような段差１０６ｃを有することにより、柔軟性シリコーン樹脂のような粘着性の高い封止樹脂がパッケージ成型体上面へ這い上がることを防ぐことができる。従って、柔軟性シリコーン樹脂のような粘着性の高い封止樹脂を使用することができる。
【００４３】
第一の金属基体１０１は、主面側に凹部を有することもでき、この凹部の底面に発光素子１０８を載置することができる。第一の金属基体１０１の主面に対向する背面は、成型部材１０５から露出しており、パッケージ成型体１００の背面とほぼ同一平面となるように成型されている。このように構成することにより、発光装置の実装性が高まり、実装面との接触面積が増えるため、発光装置の放熱性が向上する。
【００４４】
第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３は、パッケージ成型体１００の主面に設けられた凹部内に収納される発光素子１０８及び保護素子１０７に電力を供給するためのリード電極となる。パッケージ成型体１００の外壁面より突出する第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３の主面に対向する背面の一部は、パッケージ成型体１００の背面（第一の金属基体１０１の背面）とほぼ同一平面となるように折り曲げられており、外部の実装基板に設けられた導電性パターンと接続する接続端子部とされている。第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３における主面は、その一部がパッケージ成型体１００の第一の凹部１２０底面にて露出されており、さらに、露出された主面は、第一の凹部１２０の内壁を形成する成型部材１０５の一部が壁部１０４として第二の凹部１３０の方向へ、壁部１０４の壁面の一部が内壁面１０６ｂとほぼ同一平面となるところまで延在することにより分割されている。この分割された主面は、複数のボンディング領域１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂを有する。即ち、発光素子１０８と接続する導電性ワイヤがワイヤボンディングされる領域、あるいは発光素子１０８を過電圧による破壊から守るための保護素子がダイボンドされる領域を有する。特に、発光装置は、第二の凹部１３０の底面に載置される発光素子１０８と、裏面電極を有する保護素子１０７とを有し、保護素子１０７は、裏面電極が導電性部材を介してボンディング領域の一つに対向するように載置されている。発光素子１０８及び保護素子１０７に接続する導電性ワイヤ１０９あるいは保護素子１０７は、壁部１０４によって隔てられ異なるボンディング領域１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂにそれぞれワイヤボンディングされる。例えば、第三の金属基体１０３のボンディング領域１０３ａに保護素子１０７がダイボンディングされ、第二の金属基体１０２のボンディング領域１０２ａに保護素子１０７に接続する導電性ワイヤ１０９がワイヤボンディングされる。この場合、発光素子１０８に接続する導電性ワイヤ１０９のうち保護素子１０７がダイボンディングされたボンディング領域１０３ａと同一極性に接続する導電性ワイヤ１０９は、保護素子１０７がダイボンドされたボンディング領域１０３ａに隣接し壁部１０４によって隔てられて設けられるボンディング領域１０３ｂにワイヤボンディングされる。一方、発光素子１０８に接続する導電性ワイヤ１０９のうち、保護素子１０７に接続する導電性ワイヤ１０９がワイヤボンディングされたボンディング領域１０２ａと同一極性に接続する導電性ワイヤ１０９は、ワイヤボンディング領域に隣接し壁部１０４によって隔てられて設けられるボンディング領域１０２ｂにワイヤボンディングされる。ここで、導電性ワイヤ１０９の本数は、同じボンディング領域にワイヤボンディングされるのであれば、複数本でも構わない。このように構成することにより、ワイヤの断線が生じても他のワイヤが断線していなければ、電気的導通が取れていることとなるため、信頼性の高い発光装置とすることができる。また、壁部１０４は、導電性ワイヤ１０９や保護素子１０７のボンディングに必要な面積だけ残して第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３の主面を被覆している。従って、凹部底面にて露出している第一の部材１０１及び第二の部材１０２、第三の部材１０３の領域を従来技術と比較して小さくすることができるため、第一の封止部材１１１及び第二の封止樹脂１１２はパッケージ成型体から剥離し難い。また、壁部１０４は、互いに比較的密着性の高い封止部材と成型部材との接触面積を増やすことができるため、封止部材はパッケージ成型体から剥離し難い。また、封止部材の応力は、壁部１０４の方向に集中する。従って、導電性ワイヤ１０９が封止部材の応力の影響を受けることが少ないため、導電性ワイヤ１０９がボンディング領域から剥離し難い。
【００４５】
以下、主に第２の実施の形態に用いられる部材について詳述していくが、第１の実施の形態に用いられる部材についても同様な構成を有する。
【００４６】
（発光素子）
発光素子は、特に限定されないが、一対のリード電極と金属基体とが成型樹脂にてインサート成型されている場合、同一面側に正負一対の電極を有する発光素子が用いられる。また、蛍光物質を励起可能な発光波長を発光できる発光層を有する発光素子が好ましい。このような半導体発光素子としてＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を挙げることができるが、蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。また所望に応じて、窒化物半導体にボロンやリンを含有させることも可能である。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。窒化物半導体を使用した場合、半導体用基板にはサファイヤ、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、およびＧａＮ等の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化物半導体を量産性よく形成させるためにはサファイヤ基板を用いることが好ましい。このサファイヤ基板上にＭＯＣＶＤ法などを用いて窒化物半導体を形成させることができる。サファイヤ基板上にＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡＩＮ等のバッファ層を形成しその上にｐｎ接合を有する窒化物半導体を形成させる。窒化物半導体を使用したｐｎ接合を有する発光素子として、バッファ層上に、ｎ型窒化ガリウムで形成した第１のコンタクト層、ｎ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成させた第１のクラッド層、窒化インジウム・ガリウムで形成した活性層、ｐ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成した第２のクラッド層、ｐ型窒化ガリウムで形成した第２のコンタクト層を順に積層させたダブルへテロ構成などが挙げられる。窒化物半導体は、不純物をドープしない状態でｎ型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望のｎ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。一方、ｐ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｐ型ドーパントであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化物半導体は、ｐ型ドーパントをドープしただけではｐ型化しにくいためｐ型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズマ照射等により低抵抗化させることが好ましい。また、ｐ型層上に金属層を積層した後、半導体用基板を除去してもよい。このように構成された発光素子を前記金属層が実装面側となるように実装すると、放熱性の高い発光装置が得られる。それぞれ露出されたｐ型層及びｎ型層上に各電極を形成後、半導体ウエハーからチップ状にカットさせることで窒化物半導体からなる発光素子を形成させることができる。
【００４７】
可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａは、３８０ｎｍ以上４９５ｎｍ以下に発光ピーク波長を持ち、特に、３８０ｎｍから４２０ｎｍ若しくは４４０ｎｍから４８５ｎｍに発光ピーク波長を持つものが好ましい。例えば、４００ｎｍ、４４０ｎｍから４４５ｎｍ、４５５ｎｍから４６５ｎｍに第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａを使用する。紫外領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａは、３００ｎｍ以上３８０ｎｍ未満に発光ピーク波長を持ち、特に、３５０ｎｍ以上３８０ｎｍ未満に発光ピーク波長を持つものが好ましい。
【００４８】
第２の発光素子１０８ｂは、第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つものであればよいが、蛍光物質１４０の発光ピーク波長よりも短波長側に第２の発光ピーク波長を持つものが好ましい。これにより種々の発光色を実現できるからである。特に、可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａを用いる場合は、第２の発光素子１０８ｂは、４９５ｎｍから５７３ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つものが好ましい。一方、紫外領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａを用いる場合は、第２の発光素子１０８ｂは、４００ｎｍから５７３ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つものが好ましい。
【００４９】
（保護素子）
保護素子とは、発光素子等の半導体素子と共にパッケージ成型体の第一の凹部１２０内に収納される素子であり、他の半導体素子を過電圧による破壊から保護するためのものである。保護素子は、半導体構造を有するものの他、半導体構造を有しないものも含む。
【００５０】
本実施の形態で用いることができる保護素子には、規定電圧以上の電圧が印加されると通電状態になるツェナーダイオード(zener diode)、パルス性の電圧を吸収するコンデンサ等を用いることができる。
【００５１】
ツェナーダイオードとして機能する保護素子は、正電極を有するｐ型半導体領域と、負電極を有するｎ型半導体領域とを有し、保護素子の負電極および正電極が発光素子のｐ側電極とｎ側電極に対して逆並列となるように接続される。このように、保護素子をツェナーダイオードとすることにより、正負リード電極間に過大な電圧が印加された場合、その電圧がツェナーダイオードのツェナー電圧を超えると、発光素子の正負両電極間はツェナー電圧に保持され、このツェナー電圧以上になることはない。従って、発光素子間に過大な電圧が印加されるのを防止でき、過大な電圧から発光素子を保護し、素子破壊や性能劣化の発生を防止することができる。
【００５２】
保護素子としてのコンデンサは、表面実装用のチップ部品を用いることができる。このような構造のコンデンサは、両側に帯状の電極が設けられており、この電極が発光素子の正電極および負電極に並列接続される。正負一対のリード電極間に過電圧が印加された場合、この過電圧によって充電電流がコンデンサに流れ、コンデンサの端子電圧を瞬時に下げ、発光素子に対する印加電圧が上がらないようにするため、発光素子を過電圧から保護することができる。また、高周波成分を含むノイズが印加された場合も、コンデンサがバイパスコンデンサとして機能するので、外来ノイズを排除することができる。
【００５３】
（封止部材）
本実施の形態における封止部材とは、パッケージ成型体に収納される発光素子を被覆する部材である。例えば、軟質シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性樹脂を単独で封止部材とすることができる。また、封止部材は、発光素子１０８を被覆する第一の封止部材１１１と、第一の封止部材１１１を被覆する第二の封止部材１１２を設けることができる。さらに、第一の封止部材１１１を柔軟性部材とし、第二の封止部材１１２を硬質性部材とすることにより、信頼性の高い半導体装置とすることができる。封止部材に蛍光物質１４０を含有させる他、拡散剤、フィラーなども含有させることもできる。
【００５４】
さらに、サブマウントを第二の凹部１３０底面から露出している第一の基体上にＡｇペーストを接着剤として固定し、導電性ワイヤ１０９にて凹部内に露出させたリード電極とサブマウントの正負両電極とを接続して半導体装置とする。
【００５５】
（柔軟性部材）
パッケージ成型体に載置された上述の半導体素子を覆うように、パッケージ成型体の第一の凹部１２０内から上方の硬質性部材下端部にかけて柔軟性部材が設けることができる。柔軟性部材は水分等から半導体素子を保護することができる他、透光性を有しており発光素子からの光を効率よく外部に取り出すことができる。また、熱に対して高い安定性を有しているため、発光装置の作動時に生じる熱応力を緩和させることができる。また、近紫外領域または紫外領域の発光素子を用いた場合、これらの光に対して耐光性に優れた柔軟性部材を用いることが好ましい。これら柔軟性を有する部材として、ゴム状弾性樹脂、ゲル状シリコーン樹脂のようなゲル状樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、架橋密度が低い又は架橋構造を有さないことから、良好な柔軟性を有することができる。また、発光素子チップからの光に対して特定のフィルター効果等を持たす為に着色染料や着色顔料を添加することもできる。
【００５６】
（硬質性部材）
発光装置において、発光素子１０８周囲に設けられた柔軟性部材は硬質性部材にて封止されている。硬質性部材は、機械的強度を有し且つ透光性であれば特に限定されない。
【００５７】
本実施の形態において、光取り出し窓部である硬質性部材は、パッケージ成型体の第一の凹部１２０に配置された発光素子１０８の上方に位置しており、第一の凹部１２０の内壁面の延長と硬質性部材の上面との交線の内側が半導体装置の発光に関与する発光面となる。発光素子の端部から発光される光は、柔軟性部材中にて反射散乱されて、硬質性部材を透過し正面方向に取り出される。これらの反射散乱光の存在範囲は、ほぼ第一の凹部１２０の内壁面の延長線内であると考えられる。そこで、上記交線の内側の形状をあらゆる形状に調整することにより、所望とする輝度を発光することが可能な発光装置が得られる。また、硬質性部材の材料は、パッケージ本体を形成する成型樹脂、および下部に設けられる柔軟性部材と熱膨張係数が近似していることが好ましい。例えば、柔軟性部材をゲル状シリコーン樹脂とした場合、硬質性部材の材料は、硬質シリコーン樹脂とすることが好ましい。このように構成することにより、粘着性の高いゲル状シリコーン樹脂に塵が付着し半導体装置の光学特性に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【００５８】
硬質性部材の形状は、連続した一背面を有することが好ましい。これにより、柔軟性部材との界面に気泡が混入されることなく信頼性高く設置することが可能となる。一方、主面側は、凹部側面の延長線内部において中央部が突出した曲面を有することもできる。これにより背面側にて拡散された光を正面方向に効率良く収束することができ、正面方向の光度を高めることができる。硬質性部材は、第二の主面の外郭内に内接され、柔軟性部材と構造的に一体化されている。このような硬質性部材は、内部、主面側表面、背面側表面において、発光素子チップからの光に対して特定のフィルター効果等を持たす為に着色染料や着色顔料を添加することもできる。
【００５９】
（蛍光物質）
（窒化物蛍光体）
第１の発光素子により励起される蛍光物質１４０は窒化物蛍光体を用いる。窒化物蛍光体は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素により賦活される、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素と、Ｎと、を含む窒化物蛍光体である。この窒化物蛍光体は、Ｂが１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下含まれていることが好ましい。または窒化物蛍光体は、組成中にＯが含まれているものも使用できる。上記窒化物蛍光体の組合せのうち、Ｅｕにより賦活される、Ｃａ及びＳｒの少なくともいずれか１元素と、Ｓｉと、Ｎと、からなる窒化物蛍光体であって、Ｂが１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下含まれていることが好ましい。Ｅｕの一部は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素により置換可能である。Ｃａ及びＳｒの少なくともいずれか一方の元素の一部は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素により置換可能である。Ｓｉの一部は、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素により置換可能である。
【００６０】
窒化物蛍光体は、一般式、ＬＸＭＹＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ）：Ｒ若しくはＬＸＭＹＯＺＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ−（２／３）Ｚ）：Ｒ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素である。Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素である。Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素である。Ｘ、Ｙ、Ｚは、０．５≦Ｘ≦３、１．５≦Ｙ≦８、０＜Ｚ≦３である。）で表される。または、窒化物蛍光体は、一般式、ＬＸＭＹＴＵＯＺＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ＋Ｕ−（２／３）Ｚ）：Ｒ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素である。Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素である。Ｔは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃの少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素である。Ｘ、Ｙ、Ｚは、０．５≦Ｘ≦３、１．５≦Ｙ≦８、０＜Ｕ＜０．５、０＜Ｚ≦３である。）で表される。この窒化物蛍光体は、ＴとＲのモル比がＴ／Ｒ＝０．００１〜１．０であることが好ましいが、Ｔ／Ｒ＝０．０１〜５．０のものも使用することができる。一般式の具体例としては（ＳｒＴＣａ１−Ｔ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＴＣａ１−ＴＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＣａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｍｇ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｚｎ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＢａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＭｇＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＺｎＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｂａ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｍｇ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｚｎ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＭｇＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＺｎＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｓｒ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｂａ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｍｇ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｚｎ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｔｂ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｃｅ（０＜Ｔ＜１である。）等で表される窒化物蛍光体を使用することが好ましい。
【００６１】
この窒化物蛍光体は、一般式、ＬＸＭＹＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ）：Ｒ若しくはＬＸＭＹＯＺＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ−（２／３）Ｚ）：Ｒに対して、Ｂを１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下含めることができる。Ｂの混合方法は、湿式、乾式で、各種原料にホウ素化合物を添加するほか、Ｃａ３Ｎ２、Ｓｉ３Ｎ４などの原料組成に、予め含有させておくこともできる。ホウ素は、製造工程における焼成段階で、一部が飛散するため、焼成後のホウ素の含有量は、原料への添加時よりも少なくなる。
【００６２】
Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素である。そのため、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒなどを単独で使用することもできるが、ＣａとＳｒ、ＣａとＭｇ、ＣａとＢａ、ＣａとＳｒとＢａなどの組合せも可能である。特に、窒化物蛍光体の組成にＣａとＳｒの少なくともいずれか一方を用いることにより、発光輝度、量子効率等にすぐれた蛍光体を提供することができる。このＣａとＳｒの少なくともいずれか一方の元素を有しており、ＣａとＳｒの一部を、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｚｎで置換してもよい。２種以上の混合物を使用する場合、所望により配合比を変えることができる。ここで、Ｓｒのみ、若しくは、Ｃａのみのときより、ＳｒとＣａとを混合した方が、より長波長側にピーク波長がシフトする。ＳｒとＣａのモル比が、７：３若しくは３：７のとき、Ｃａ、Ｓｒのみを用いた場合と比べて、長波長側にピーク波長がシフトしている。さらに、ＳｒとＣａのモル比が、ほぼ５：５のとき、最も長波長側にピーク波長がシフトする。
【００６３】
Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素である。そのため、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅなどを単独で使用することもできるが、ＣとＳｉ、ＧｅとＳｉ、ＴｉとＳｉ、ＺｒとＳｉ、ＧｅとＴｉとＳｉなどの組合せも可能である。特に、窒化物蛍光体の組成にＳｉを用いることにより安価で結晶性の良好な窒化物蛍光体を提供することができる。Ｓｉの一部を、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆで置換してもよい。Ｓｉを必須とする混合物を使用する場合、所望により配合比を変えることができる。例えば、Ｓｉを９５重量％用いて、Ｇｅを５重量％用いることができる。
【００６４】
Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素である。Ｅｕ、Ｐｒ、Ｃｅなどを単独で使用することもできるが、ＣｅとＥｕ、ＰｒとＥｕ、ＬａとＥｕなどの組合せも可能である。特に、賦活剤として、Ｅｕを用いることにより、黄色から赤色領域にピーク波長を有する発光特性に優れた窒化物蛍光体を提供することができる。Ｅｕの一部を、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕで置換してもよい。Ｅｕの一部を他の元素で置換することにより、他の元素は、共賦活として作用する。共賦活とすることにより色調を変化することができ、発光特性の調整を行うことができる。Ｅｕを必須とする混合物を使用する場合、所望により配合比を変えることができる。以下の実施例は、発光中心に希土類元素であるユウロピウムＥｕを用いる。ユウロピウムは、主に２価と３価のエネルギー準位を持つ。本発明の蛍光体は、母体のアルカリ土類金属系窒化ケイ素に対して、Ｅｕ２＋を賦活剤として用いる。Ｅｕ２＋は、酸化されやすく、３価のＥｕ２Ｏ３の組成で市販されている。しかし、市販のＥｕ２Ｏ３では、Ｏの関与が大きく、良好な蛍光体が得られにくい。そのため、Ｅｕ２Ｏ３からＯを、系外へ除去したものを使用することが好ましい。たとえば、ユウロピウム単体、窒化ユウロピウムを用いることが好ましい。さらに、Ｅｕの量を変更することでより長波長の蛍光体とすることができる。
【００６５】
ホウ素を添加した場合の効果は、Ｅｕ２＋の拡散を促進し、発光輝度、エネルギー効率、量子効率等の発光特性の向上を図ることができる。また、粒径を大きくし、発光特性の向上を図ることができる。
【００６６】
窒化物蛍光体の組成中には、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃの一部を含むものも使用できる。これらは残光を調節したり、粒径を大きくしたりするなどの効果がある。
【００６７】
窒化物蛍光体の組成中に酸素が含有されている。酸素は、原料となる各種酸化物から導入されるか、焼成中に酸素が混入してくることが考えられる。この酸素は、Ｅｕ拡散、粒成長、結晶性向上の効果を促進すると考えられる。すなわち、原料に使用される一の化合物をメタル、窒化物、酸化物と変えても同様の効果が得られるが、むしろ酸化物を用いた場合の効果が大きい場合もある。窒化物蛍光体の結晶構造は、単斜晶又は斜方晶があるが、非単結晶、六方晶系などもある。
【００６８】
（窒化物蛍光体の製造方法）
次に、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕで表される窒化物蛍光体の製造方法を説明するが、本製造方法に限定されない。
【００６９】
原料のＣａを粉砕する（Ｐ１）。原料のＣａは、単体を使用することが好ましいが、イミド化合物、アミド化合物などの化合物を使用することもできる。
【００７０】
原料のＣａを、窒素雰囲気中で窒化する（Ｐ２）。この反応式を、［化１］に示す。
【００７１】
［化１］
３Ｃａ ＋ Ｎ２ → Ｃａ３Ｎ２
Ｃａを、窒素雰囲気中、６００〜９００℃、約５時間、窒化して、Ｃａの窒化物を得ることができる。
【００７２】
Ｃａの窒化物を粉砕する（Ｐ３）。
【００７３】
原料のＳｉを粉砕する（Ｐ４）。
【００７４】
原料のＳｉを、窒素雰囲気中で窒化する（Ｐ５）。この反応式を、［化２］に示す。
【００７５】
［化２］
３Ｓｉ ＋ ２Ｎ２ → Ｓｉ３Ｎ４
ケイ素Ｓｉも、窒素雰囲気中、８００〜１２００℃、約５時間、窒化して、窒化ケイ素を得る。
【００７６】
同様に、Ｓｉの窒化物を粉砕する（Ｐ６）。
【００７７】
次に、Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３を混合する（Ｐ７）。
【００７８】
Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３を焼成する（Ｐ８）。
【００７９】
Ｅｕを粉砕する（Ｐ９）。
【００８０】
上記粉砕を行った後、Ｃａの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｅｕを混合する（Ｐ１０）。
【００８１】
Ｃａの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｅｕを焼成する（Ｐ１１）。焼成は、１２００℃から２０００℃の範囲で焼成を行うことができるが、１４００から１８００℃の焼成温度が好ましい。焼成は、徐々に昇温を行い１２００℃から１５００℃で数時間焼成を行う一段階焼成を使用することが好ましいが、８００℃から１０００℃で一段階目の焼成を行い、徐々に加熱して１２００℃から１５００℃で二段階目の焼成を行う二段階焼成（多段階焼成）を使用することもできる。この焼成により、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕで表される窒化物蛍光体が得られる。この焼成による窒化物蛍光体の反応式を、［化３］に示す。
【００８２】
［化３］
（1.985/3）Ｃａ３Ｎ２＋（5/3）Ｓｉ３Ｎ４＋（0.015/2）Ｅｕ２Ｏ
→Ｃａ１．９８５Ｅｕ０．０１５Ｓｉ５Ｎ８７．９９０Ｏ０．０２２５
以上のようにして窒化物蛍光体は製造される。
【００８３】
（その他の蛍光体）
発光装置における蛍光物質１４０として、窒化物蛍光体の他に、補色として青色に発光する蛍光体、緑色に発光する蛍光体、黄色に発光する蛍光体の少なくともいずれか１以上の蛍光体を混合して使用することもできる。これにより微妙な色調調整ができる。蛍光体としては、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩、又は、Ｅｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。
【００８４】
Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体には、Ｍ５（ＰＯ４）３Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
【００８５】
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体には、Ｍ２Ｂ５Ｏ９Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
【００８６】
アルカリ土類硫化物蛍光体には、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕなどがある。
【００８７】
Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体には、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ０．８Ｇｄ０．２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体などがある。
【００８８】
アルカリ土類金属珪酸塩は、以下のような一般式で表されるアルカリ土類金属オルト珪酸塩が好ましい。
（２−ｘ−ｙ）ＳｒＯ・ｘ（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５ｂＡｌ２Ｏ３ｃＢ２Ｏ３ｄＧｅＯ２：ｙＥｕ２＋（式中、０＜ｘ＜１．６、０．００５＜ｙ＜０．５、０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である。）
（２−ｘ−ｙ）ＢａＯ・ｘ（Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５ｂＡｌ２Ｏ３ｃＢ２Ｏ３ｄＧｅＯ２：ｙＥｕ２＋（式中、０．０１＜ｘ＜１．６、０．００５＜ｙ＜０．５、０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である。）
ここで、好ましくは、ａ、ｂ、ｃおよびｄの値のうち、少なくとも一つが０．０１より大きい。
【００８９】
アルカリ土類金属塩からなる蛍光体として、上述したアルカリ土類金属珪酸塩の他、ユウロピウムおよび／またはマンガンで付活されたアルカリ土類金属アルミン酸塩やＹ（Ｖ，Ｐ，Ｓｉ）Ｏ４：Ｅｕ、または次式で示されるアルカリ土類金属−マグネシウム−二珪酸塩を有することもできる。
【００９０】
Ｍｅ（３−ｘ−ｙ）ＭｇＳｉ２Ｏ３：ｘＥｕ，ｙＭｎ（式中、０．００５＜ｘ＜０．５、０．００５＜ｙ＜０．５、Ｍｅは、Ｂａおよび／またはＳｒおよび／またはＣａを示す。）
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体には、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｒ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｒ、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｒ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｒ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ１２：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
【００９１】
その他の蛍光体には、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ、ＭＧａ２Ｓ４：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。また、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＭＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｍ１．８Ｓｉ５Ｏ０．２Ｎ８：Ｅｕ、Ｍ０．９Ｓｉ７Ｏ０．１Ｎ１０：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などもある。
【００９２】
上述の蛍光体は、所望に応じてＥｕに代えて、又は、Ｅｕに加えてＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種以上を含有させることもできる。
【００９３】
また、上記蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、効果を有する蛍光体も使用することができる。
【００９４】
発光装置ＩＩにおける蛍光体１０８の配置場所は発光素子１０１との位置関係において種々の場所に配置することができる。例えば、発光素子１０１を被覆するモールド材料中に、蛍光体１０８を含有させることができる。また、発光素子１０１と蛍光体１０８とを、間隙をおいて配置しても良いし、発光素子１０１の上部に蛍光体１０８を、直接載置しても良い。
【実施例】
【００９５】
＜実施例１及び２＞
実施例１及び２の発光装置は、第２の実施の形態に係る発光装置を用いる。図５は、第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な斜視図である。図６は、第２の実施の形態に係る半導体装置の模式的な上面図である。図７は、第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な断面図である。図８は、第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な背面図である。図９は、窒化物蛍光体の励起スペクトルを示す図である。図１０は、実施例１に係る発光装置の青紫色ＬＥＤで窒化物蛍光体を励起させたときの発光スペクトルを示す図である。図１１は、実施例２に係る発光装置の青紫色ＬＥＤで窒化物蛍光体を励起させたときの発光スペクトルを示す図である。図１２は、緑色ＬＥＤを発光させたときの発光スペクトルを示す図である。
【００９６】
第１の発光素子１０８ａは、□６００μｍのＩＴＯダイスであり、約４４４ｎｍに第１の発光ピーク波長を持つものを使用する。この第１の発光素子１０８ａは青紫色に発光する。
【００９７】
第２の発光素子１０８ｂは、約５３３ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つものを使用する。この第２の発光素子１０８ｂは緑色に発光する。
【００９８】
実施例１に用いる蛍光物質１４０は、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの組成の窒化物蛍光体を使用する。この窒化物蛍光体は、約６０９ｎｍに発光ピーク波長を持つ。実施例２に用いる蛍光物質１４０は、（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの組成の窒化物蛍光体を使用する。この窒化物蛍光体は、約６５０ｎｍに発光ピーク波長を持つ。図より、第１の発光素子１０８ａの第１の発光ピーク波長約４４４ｎｍにおける実施例１及び実施例２で使用する窒化物蛍光体の光強度を１００とする。第２の発光素子１０８ｂの第２の発光ピーク波長約５３３ｎｍにおける実施例１で使用する窒化物蛍光体の光強度は約６５、実施例２の光強度は約７４である。これより窒化物蛍光体は、第１の発光素子１０８ａと比べて、第２の発光素子１０８ｂによる励起効率は低い。
【００９９】
実施例１及び実施例２における青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたものは、青紫色の約４４４ｎｍと赤色の約６０９ｎｍに発光ピーク波長を持つが、４８０ｎｍから５６０ｎｍの領域ではほとんど発光していない。このようにほとんど発光していない部分を三原色と異なる中間色に持たせることにより、以下に説明するように液晶透過後の色表示範囲を拡げることができる。
【０１００】
表１に実施例１及び実施例２における青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたときを所定の積分球で測定した結果を示す。これは実施例１及び実施例２の発光装置（青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたもの）を各１０個作製してその平均値をとったものである。併せて同一条件の下、第２の発光素子を測定した結果を示す。これは第２の発光素子（緑色発光の発光素子）のみを用い上記と同様の発光装置に実装したものである。これも１０個作製してその平均値をとったものである。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
これにより所定の色調を有する発光装置を提供することができる。この色調は投入電流量により適宜変更することができるほか、蛍光物質１４０の使用量によっても変更することができる。
【０１０３】
次に、実施例１及び実施例２の発光装置（青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたもの）に所定の電流量を投入する。表２は、実施例１の発光装置（青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたもの）を上記と同様、所定の積分球で測定した結果を示す。表３は、実施例２の発光装置（青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたもの）を上記と同様、所定の積分球で測定した結果を示す。表４は、第２の発光素子を上記と同様、所定の積分球で測定した結果を示す。
【０１０４】
【表２】
【０１０５】
【表３】
【０１０６】
【表４】
【０１０７】
これにより所定の色調を有する液晶透過後の色表示範囲が広い発光装置を提供することができる。特に実施例１及び実施例２の発光装置（青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたもの）は、投入する電流量を変化させた場合でも色ずれがなく、所定の発光色を保持することができる。この点、３波長の発光素子を用いた場合、投入する電流量及び周囲温度等によって色ずれが発生するため、本発明は極めて有用である。
【０１０８】
ただし、この色調は第１の発光素子及び第２の発光素子に投入する電流量を変えることにより異なる発光色とすることができる。また、蛍光物質の使用量によっても異なる発光色とすることができる。
【０１０９】
液晶バックライト光源は、所定のフィルターを使用して、必要な波長の光のみ取り出すものである。図１４は、一般的な液晶透過率を示す図である。これは青色、緑色、赤色、白色の各フィルターの液晶透過率を示す。所定の光を青色フィルターに透過させたとき、赤色領域の光等（約５８０ｎｍより長波長側の光）はほとんど透過されず、４６０ｎｍ近傍の青色光が主として放出される。また、所定の光を緑色フィルターに透過させたとき、青紫色や赤色の光等（約４６０ｎｍより短波長側及び約６００ｎｍより長波長側の光）はほとんど透過されず、５３０ｎｍ近傍の緑色光が主として放出される。青色フィルターの液晶透過率と緑色フィルターの液晶透過率とにおいて重なり合う部分（約４７０ｎｍから約５６０ｎｍ）がある。例えば、青色ＬＥＤ（λｐ＝４６０ｎｍ）とＹＡＧ蛍光体とを使用した場合、ＹＡＧ蛍光体がブロードな発光スペクトルを有しており約５００ｎｍにも色を有する光を出す。この青色ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体とに各色のフィルターを設けた液晶バックライト光源においては、青色、緑色、赤色の三原色の発光ピークは出力されないので、液晶透過後の色表示範囲が狭くなる。つまり、青色ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体は、液晶透過率における各色のフィルターの重なり合い部分（「中間色」と呼ぶ、例えば、５００ｎｍ付近）に発光色を持っているため、その重なり合い部分の光がフィルターを透過してしまい色表示範囲が狭くなる。これに対し、例えば本願発明の青色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと赤色蛍光体は、液晶透過率における各色のフィルターの重なり合い部分（例えば、５００ｎｍ付近）に発光色をほとんど持っていないため、青色ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体を用いたときよりも、液晶透過後の色表示範囲を広くすることができる。液晶バックライト光源には、三原色の３つの発光素子を用いたものが液晶透過後の色表示範囲を拡げられるので使用されるが、赤色に発光する発光素子の温度特性は良好なものとは言えないため、色ずれが生じることがある。また、三原色の３つの発光素子を使用する場合は、発光素子の駆動制御が複雑となる。さらに演色性も悪い。これに対し、本発明は色ずれの極めて少ない、発光素子の駆動制御が容易な発光装置を提供することができる。
【０１１０】
＜実施例３＞
実施例３の発光装置は、第２の実施の形態に係る発光装置を用いる。
【０１１１】
第１の発光素子１０８ａは、約４６０ｎｍに第１の発光ピーク波長を持つＧａＮ系の半導体発光素子を使用する。この第１の発光素子１０８ａは青色に発光する。
【０１１２】
第２の発光素子１０８ｂは、約５３３ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つものを使用する。この第２の発光素子１０８ｂは緑色に発光する。
【０１１３】
蛍光物質１４０は、約６５０ｎｍに発光ピーク波長を持つ（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの組成の窒化物蛍光体を使用する。さらに、黄色に発光する（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅの組成の希土類アルミン酸塩蛍光体を使用する。この希土類アルミン酸塩蛍光体は、第１の発光素子２ａからの光により励起される。この窒化物蛍光体と希土類アルミン酸塩蛍光体とは、透光性樹脂４中にほぼ均一に混合して配置される。蛍光物質の分散度合いや比重により沈降する場合もある。
【０１１４】
実施例３の発光装置は、第１の発光素子１０８ａからの青色光、第２の発光素子１０８ｂからの緑色光、窒化物蛍光体からの赤色光、希土類アルミン酸塩蛍光体からの黄色光のこれらの混合により所望の発光色を有する。この発光装置は赤味成分を有しているため高い演色性を有する。また、色ずれのほとんどない発光装置を提供することができる。
【０１１５】
＜実施例４＞
実施例４の発光装置は、第２の実施の形態に係る発光装置を用いる。
【０１１６】
第１の発光素子１０８ａは、約３８０ｎｍに第１の発光ピーク波長を持つＧａＮ系の半導体発光素子を使用する。この第１の発光素子１０８ａは紫外領域で発光するためほとんど視感できない。
【０１１７】
第２の発光素子１０８ｂは、約６３０ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つものを使用する。この第２の発光素子１０８ｂは赤色に発光する。
【０１１８】
蛍光物質１４０は、青色に発光する（Ｓｒ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕの組成のアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、及び黄緑色に発光する（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅの組成の希土類アルミン酸塩蛍光体を使用する。このアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体は、第１の発光素子１０８ａにより励起され青色に発光する。このアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体から放出される青色光は、希土類アルミン酸塩蛍光体を励起して黄緑色光が放出される。
【０１１９】
これによりアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体の青色光、アルミン酸塩蛍光物質の黄緑色光、第２の発光素子１０８ｂからの赤色光により白色に発光する発光装置を提供することができる。この発光装置は、第１の発光素子１０８ａのピーク波長がずれた場合でも発光装置から放出される発光色はほとんど変化しないため、色ずれの少ない発光装置を提供することができる。
【０１２０】
＜実施例５＞
実施例５の発光装置は、第２の実施の形態に係る発光装置を用いる。
【０１２１】
第１の発光素子１０８ａは、約３８０ｎｍに第１の発光ピーク波長を持つＧａＮ系の半導体発光素子を使用する。この第１の発光素子１０８ａは紫外領域で発光するためほとんど視感できない。
【０１２２】
第２の発光素子１０８ｂは、約５３３ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つＧａＮ系の半導体発光素子を使用する。この第２の発光素子１０８ｂは緑色に発光する。
【０１２３】
蛍光物質１４０は、青色に発光する（Ｓｒ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕの組成のアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、及び赤色に発光するＣａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの組成の窒化物蛍光体を使用する。窒化物蛍光体は、第１の発光素子１０８ａからの光及びアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体からの光により励起され赤色光が放出される。
【０１２４】
これにより色ずれの少ない、演色性に優れた所定の発光装置を提供することができる。
【０１２５】
＜実施例６＞
実施例６の発光装置は、第１の実施の形態に係る発光装置を用いる。
【０１２６】
一方の凹部内に、第１の発光素子２ａと、第１の蛍光物質６ａを配置する。他方の凹部内に、第２の発光素子２ｂと、第２の蛍光物質６ｂを配置する。
【０１２７】
第１の発光素子２ａは、約４００ｎｍに第１の発光ピーク波長を持つＧａＮ系の半導体発光素子を使用する。この第１の発光素子２ａは可視光の短波長領域で発光するためほとんど視感できない。第１の蛍光物質６ａは、赤色に発光するＣａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの組成の窒化物蛍光体を使用する。この窒化物蛍光体は、第１の発光素子２ａからの光により励起され、効率よく赤色に発光する。
【０１２８】
第２の発光素子２ｂは、約４６０ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つＧａＮ系の半導体発光素子を使用する。この第２の発光素子２ｂは青色に発光する。第２の蛍光物質６ｂは、黄緑色に発光する（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅの組成の希土類アルミン酸塩蛍光体を使用する。この希土類アルミン酸塩蛍光体は、第２の発光素子２ｂからの光により励起され、効率よく黄緑色に発光する。
【０１２９】
これにより色ずれの少ない、演色性に優れた所定の発光装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明の発光装置は、液晶のバックライト光源、照明器具、ディスプレイのバックライト光源、カメラのフラッシュライト、動画照明補助光源などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略平面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略Ａ−Ａ断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略Ｂ−Ｂ断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る発光装置の背面側を示す概略斜視図である。
【図５】第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な斜視図である。
【図６】第２の実施の形態に係る半導体装置の模式的な上面図である。
【図７】第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な背面図である。
【図９】窒化物蛍光体の励起スペクトルを示す図である。
【図１０】実施例１に係る発光装置の青色ＬＥＤで窒化物蛍光体を励起させたときの発光スペクトルを示す図である。
【図１１】実施例２に係る発光装置の青色ＬＥＤで窒化物蛍光体を励起させたときの発光スペクトルを示す図である。
【図１２】緑色ＬＥＤを発光させたときの発光スペクトルを示す図である。
【図１３】実施例１及び実施例２に係る発光装置の色調座標を示す図である。
【図１４】一般的な液晶透過率を示す図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１ パッケージ
１ａ 底面部
１ｂ 側面部
１ｃ 凹部
１ｄ 凸部
１ｅ 樹脂注入跡
２ 発光素子
２ａ 第１の発光素子
２ｂ 第２の発光素子
３ 電極
３ａ マウント部
３ｂ 裏面側電極部
４ 透光性樹脂
５ ワイヤ
６ 蛍光物質
１０ 発光装置
１００ パッケージ成型体
１０１ 第一の金属基体
１０２ 第二の金属基体
１０３ 第三の金属基体
１０４ 壁部
１０５ 成型部材
１０６ａ、１０６ｂ 凹部を形成する内壁面
１０７ 保護素子
１０８ 発光素子
１０９ 導電性ワイヤ
１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０２ｃ ボンディング領域
１１１ 第一の封止部材
１１２ 第二の封止部材
１１３ 成型樹脂の注入痕
１２０ 第一の凹部
１３０ 第二の凹部
１４０ 蛍光物質
１１４、１１５ 孔
２００ 半導体装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶バックライト光源、照明器具、ディスプレイのバックライト光源、カメラのフラッシュライト、動画照明補助光源などに用いられる発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、モバイル系家電以外の液晶バックライト光源には冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）が使用されている。しかし、環境対策として水銀レス光源への移行が強く要望されており、発光素子（以下、「ＬＥＤ」ともいう。）を用いた発光装置が注目されている。
【０００３】
発光素子を用いた発光装置は、小型で電力効率が良く鮮やかな色の発光をする。また、該発光素子は半導体素子であるため球切れなどの心配がない。さらに初期駆動特性が優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード、レーザーダイオード（以下、「ＬＤ」という。）などの発光素子を用いる発光装置は、各種の光源として利用されている。
【０００４】
従来、ＬＥＤを用いた白色発光装置には、以下の３種類の組合せが知られている。
【０００５】
１つ目として青色ＬＥＤと黄色に発光するいわゆるＹＡＧ蛍光体とを組み合わせた発光装置がある。この発光装置は、青色ＬＥＤの光によりＹＡＧ蛍光体を励起して、青色光と黄色光との混色光により白色光を放出するものである。この発光装置は、消費電力を低減することができ、ＬＥＤの駆動制御を容易に行え、混色性も良好であることから、広く一般に使用されている。
【０００６】
２つ目として紫外ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせた発光装置がある。蛍光体は、青色、緑色、赤色に発光するものをそれぞれ用いる。この発光装置は、蛍光体からの青色光、緑色光、赤色光との混色光により白色光を放出するものである。紫外ＬＥＤからの光はほとんど視感できないため、蛍光体のみからの光により発光色が決定される。この発光装置は、ＬＥＤの制御を容易に行え、混色性も良好である。
【０００７】
３つ目として青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤを組み合わせた発光装置がある。この発光装置は、いわゆる三波長の発光装置であり、ＬＥＤからの光により白色光を放出するものである。この発光装置は、消費電力を低減することができ、液晶透過後の色表示範囲が広い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、１つ目の発光装置は、青色光と黄色光との組合せであるため、冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）に比べて赤味成分が少ない。
【０００９】
２つ目の発光装置は、紫外ＬＥＤを用いるため、紫外線を外部に漏らさない対策を施さなければならない。また、紫外ＬＥＤはほとんど視感できないため、漏れた紫外光を可視光として有効に利用することはできず、発光効率が低くなる。
【００１０】
３つ目の発光装置は、混色し難く、演色性に乏しいものである。ＬＥＤから放出される光は蛍光体から放出される光と異なりシャープな光であるため、各ＬＥＤから放出される光は混合され難い。また、一つの光源において少なくとも３つのＬＥＤを要するため、駆動制御が複雑になり、また色調調整も複雑になる。
【００１１】
以上のことから、本発明は、ＬＥＤの駆動制御が容易で、液晶透過後の色表示範囲が広い高い発光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】
【００１２】
上記の問題点を解決すべく、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに到った。
【００１３】
本発明は、可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、該第１の発光ピーク波長よりも長波長側、かつ、前記蛍光物質の発光ピーク波長よりも短波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、を少なくとも有し、該第１の発光素子からの光と、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、が混合され外部に放出される発光装置に関する。
【００１４】
本発明は、紫外領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、該第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、を少なくとも有し、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、が混合され外部に放出される発光装置に関する。
【００１５】
本発明は、第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、該第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、を少なくとも有し、該第１の発光素子と該第２の発光素子とは、異なる発光色を有する窒化物系化合物半導体であり、該第１の発光素子からの光と、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、の少なくとも２種類が混合され外部に放出される発光装置に関する。「発光色が異なる」とあるのは、紫外線領域に発光するものも含むものとする。つまり紫外線領域に発光するものは、視感し難いだけであり発光しており、無色透明の発光色があるとする。例えば、第１の発光素子に紫外線領域に発光するもの、第２の発光素子に可視光領域の青色に発光するものを使用する場合、無色透明と青色とで発光色が異なっている。
【００１６】
前記蛍光物質は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素により賦活される、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素と、Ｎと、を含む窒化物蛍光体であることが好ましい。
【００１７】
前記蛍光物質は、第１の発光素子で励起させた際の発光スペクトルにおいて、第１の発光素子の第１の発光ピーク波長における光強度を１００としたとき、第２の発光ピーク波長における光強度が８０以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１９】
本発明は、可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、該第１の発光ピーク波長よりも長波長側、かつ、前記蛍光物質の発光ピーク波長よりも短波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、を少なくとも有し、該第１の発光素子からの光と、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、が混合され外部に放出される発光装置に関する。２つのＬＥＤにより色調を調節することができるため、駆動制御が容易となる。また、ＬＥＤよりもブロードな発光スペクトルを持つ蛍光物質を使用するため、混色されやすく、演色性の高い発光装置を提供することができる。また、第１の発光素子からの可視光を利用できるため、発光効率の高い発光装置を提供することができる。さらに液晶透過後の色表示範囲も広い。
【００２０】
本発明は、紫外領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、該第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、を少なくとも有し、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、が混合され外部に放出される発光装置に関する。２つのＬＥＤにより色調を調節することができるため、駆動制御が容易となる。また、紫外ＬＥＤを使用するため、投入電力量の変化に伴う紫外ＬＥＤの発光ピーク波長の短波長側へのずれが視感度にほとんど影響を与えず、色ずれの極めて少ない発光装置を提供することができる。また、蛍光物質からの光と、第２の発光素子からの光との２つの光により色調調整を行うため、所望の色調に調整し易い。
【００２１】
本発明は、第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、該第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、を少なくとも有し、該第１の発光素子と該第２の発光素子とは、異なる発光色を有する窒化物系化合物半導体であり、該第１の発光素子からの光と、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、の少なくとも２種類が混合され外部に放出される発光装置に関する。発光色の異なる発光素子を少なくとも２種類使用し、液晶透過後の色表示範囲を拡げることができる。また、窒化物系化合物半導体である発光素子への投入電力量の変化に伴う色ずれが、第１の発光素子と第２の発光素子とで近似するため、色調調整が行いやすい。
【００２２】
前記蛍光物質は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素により賦活される、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素と、Ｎと、を含む窒化物蛍光体であることが好ましい。この蛍光物質は、第１の発光素子からの光により極めて効率よく波長変換される。また、ブロードな発光スペクトルを持つため、演色性に優れた発光装置を提供することができる。
【００２３】
前記蛍光物質は、第１の発光素子で励起させた際の発光スペクトルにおいて、第１の発光素子の第１の発光ピーク波長における光強度を１００としたとき、第２の発光素子の第２の発光ピーク波長における光強度が８０以下であることが好ましい。これにより蛍光物質は、主として第１の発光素子からの光により励起され、補完的に第２の発光素子からの光により励起される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係る発光装置及びその製造方法を、実施の形態及び実施例を用いて説明する。だたし、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
【００２５】
＜第１の実施の形態＞
図１は、第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略平面図である。図２は、第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略Ａ−Ａ断面図である。図３は、第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略Ｂ−Ｂ断面図である。図４は、第１の実施の形態に係る発光装置の背面側を示す概略斜視図である。
【００２６】
（発光装置）
第１の実施の形態に係る発光装置１０は、発光素子２と、発光素子２を載置する底面部１ａと、底面部１ａから延びる側面部１ｂと、を持つ凹部１ｃを２個有するパッケージ１と、を有している。パッケージ１の凹部１ｃの底面部１ａには、電極３を設けており、この電極３のマウント部３ａに発光素子２を搭載している。発光素子２は、第１の発光素子２ａと第２の発光素子２ｂとを持ち、２個の凹部１ｃのうち、一方の凹部１ｃに第１の発光素子２ａを備え、他方の凹部１ｃに第２の発光素子２ｂを備える。
【００２７】
発光素子２は、例えばＧａＮ系のものであって、絶縁性のサファイア基板の上に、ｎ型の化合物半導体を積層し、その上にｐ型の化合物半導体を積層する。この発光素子２は、サファイア基板を電極３の上面に搭載している。化合物半導体によるｎ型層の上面に形成されたｎ側電極はワイヤ５により電極３に電気的に接続されている。また、化合物半導体によるｐ型層の上面に形成されたｐ側電極はワイヤ５により電極３に電気的に接続されている。電極３は、一対の正負の電極である。発光素子２は、ＧａＮ系の他、ＩｎＧａＮ系のものやＧａＰ、ＧａＡｓ系のものなども使用することができる。発光素子２は、青色光や緑色光、黄色光、赤色光などの可視光に発光するものを使用することができる他、紫外線、赤外線などを発光するものも使用することができる。第１の発光素子２ａは、紫外領域から可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ。第２の発光素子２ｂは、第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ。
【００２８】
パッケージ１は、上向きに開口する凹部１ｃを形成している。凹部１ｃは、発光素子２を載置する底面部１ａと、底面部１ａから延びる側面部１ｂと、を持っている。パッケージ１は、凹部１ｃの開口部上方から切断した断面形状において、凹部１ｃの底面部１ａの中心点を通る垂線ａ−ａと、凹部１ｃの側面部１ｂの一辺から延びる第１の直線ｂ−ｂと凹部１ｃの側面部１ｂの他の一辺から延びる第２の直線ｃ−ｃとの交点を通る垂線ｄ−ｄと、が相違する。交点を通る垂線ｄ−ｄは、中心点を通る垂線ａ−ａよりも外側に配置する場合、発光素子２から放出された光が隣接する凹部１ｃの中央付近で混合され、所定の均一な混色光を得ることができる。これに対し、交点を通る垂線ｄ−ｄは、中心点を通る垂線ａ−ａよりも内側に配置する場合、発光素子２から放出された光が隣接する凹部１ｃの中央付近で混合され、かつ隣接する凹部１ｃの中央付近で高輝度に発光し、高輝度で均一な混色光を得ることができる。隣接する２個の凹部１ｃの開口部上方から切断した断面形状が該２個の凹部１ｃの開口部を挟む垂線ｅ−ｅに関して対称であることが好ましい。パッケージ１の裏面は、凹部１ｃの底面部１ａに設けるマウント部３ａから続く裏面側電極部３ｂを設けている。裏面側電極部３ｂの厚みと、パッケージ１の裏面側の凸部１ｄとは、発光装置１０を載置したときに同一の高さとなることが好ましい。同一の高さにすることにより、発光装置１０を載置する際の安定感を増加することができるからである。パッケージ１の裏面側には、樹脂注入跡１ｅが２つある。パッケージ１の成形において型枠に樹脂注入口を複数設けることによりパッケージ１の薄型化を図ることができるからである。パッケージ１の形状は、特に限定されるものではなく、パッケージ１の底部の投影形状が円、楕円、四角形、多角形又は略これらに対応する形状等、種々のものが挙げられる。パッケージ１の大きさは特に限定されず、例えば０．１ｍｍ２〜１００ｍｍ２のものなどが挙げられる。パッケージ１の厚さは、１００μｍ〜１０ｍｍ程度が挙げられる。パッケージ１の材質は特に限定されず、公知の材料、通常、耐熱性樹脂である熱可塑性エンジニアリングポリマー、熱硬化性樹脂等の１種又は２種以上を組み合わせて形成することができる。例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、芳香族ナイロン（ＰＰＡ）、エポキシ樹脂、硬質シリコーンレジンなどが挙げられる。なかでも、熱可塑性エンジニアリングポリマーがコスト面で適当である。また、これらの樹脂には、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、シリカ、チタン酸バリウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、タルク、炭酸マグネシウム、窒化ホウ素、グラスファイバー等の無機フィラー等の１種又は２種以上が組み合わされて添加されていてもよい。さらに酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤等の添加剤が適宜添加されていてもよい。例えば樹脂１００重量部に対して、無機フィラー等が１０〜８０重量部、好ましくは４０〜８０重量部添加されていることが適当である。パッケージ１の凹部１ｃの開口部は、楕円形状を形成している。楕円形状の一の直径が他の一の直径の二倍の長さであることが好ましい。楕円形状を２個並べることにより、略円形若しくは略正方形に近い形状を形成することができる。均一な混色光を得ることができる。また、楕円形状とすることにより透光性樹脂４の硬化に伴う体積収縮が生じた場合であっても、ワイヤ５が透光性樹脂４の上部に露出することがない。これは楕円形状の中央部の凹みが、円形状の中央部の凹みよりも小さいからである。
【００２９】
電極３は、発光素子２を載置するためのマウント部３ａ及びマウント部３ａから続く裏面側電極部３ｂとを有する。裏面側電極部３ｂは外部電極と接続するために設ける。電極３は無電解メッキを施したものや露光処理、エッチング処理、レジスト除去等の工程を経て、銅箔にニッケル及び金に電解メッキすることにより得られる。電極３は、銅、鉄等の合金による高熱伝導体により形成することができる。また、これら合金の表面に銀、アルミ、金等のメッキが施されていても良い。
【００３０】
発光素子２は、マウント部３ａ上にフェイスアップでダイボンディングして搭載することもできる他、半田バンプ、金バンプ等を介してフェイスダウンで搭載することもできる。そのほか、保護素子上に発光素子２を搭載し、該保護素子を電極３に搭載することもできる。保護素子としては、例えば、ツェナーダイオード、コンデンサ、ダイアック等が挙げられる。
【００３１】
ツェナーダイオードは、正電極を有するｐ型半導体領域と、負電極を有するｎ型半導体領域とを有し、保護素子の負電極および正電極が発光素子のｐ側電極とｎ側電極に対して逆並列となるように接続される。このように、保護素子をツェナーダイオードとすることにより、正負電極間に過大な電圧が印加されても、発光素子の正負両電極間はツェナー電圧に保持されることとなり、過大な電圧から発光素子を保護し、素子破壊や性能劣化の発生を防止することができる。
【００３２】
コンデンサは、表面実装用のチップ部品を用いることができる。このような構造のコンデンサは、両側に帯状の電極が設けられており、この電極が発光素子の正電極および負電極に並列接続される。正負電極間に過電圧が印加された場合、この過電圧によって充電電流がコンデンサに流れ、コンデンサの端子電圧を瞬時に下げ、発光素子に対する印加電圧が上がらないようにすることにより、発光素子を過電圧から保護することができる。また、高周波成分を含むノイズが印加された場合も、コンデンサがバイパスコンデンサとして機能するので、外来ノイズを排除することができる。
【００３３】
透光性樹脂４は、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂、非晶質ポリアミド樹脂、フッ素樹脂などを用いることができる。
【００３４】
透光性樹脂４中に蛍光物質６を混入する。ただし第１の発光素子２ａが配置されている凹部１ｃに投入される透光性樹脂４中には蛍光物質６の混入を必須とするが、第２の発光素子２ｂが配置されている凹部１ｃに投入される透光性樹脂４中には蛍光物質６の混入は任意である。蛍光物質６を用いることにより、発光素子２が励起光源として働き、発光素子２から放出された光により蛍光物質が励起され、発光素子２の放出する光と異なる波長の光を外部に放出する。これにより種々の色味の発光装置１０を提供することができる。第１の発光素子２ａが配置されている凹部１ｃに投入される透光性樹脂４中に混入される蛍光物質６は窒化物蛍光体が特に好ましい。第２の発光素子２ｂが配置されている凹部１ｃに投入される透光性樹脂４中に混入される蛍光物質６は特に限定されず、種々の蛍光物質を使用することができる。
【００３５】
この発光装置は、３波長ＬＥＤと異なり、２つの発光素子しか用いていないため駆動制御が容易となる。
【００３６】
例えば、１の凹部１ｃに青色に発光する第１の発光素子２ａと第１の発光素子２ａ上に赤色に発光する窒化物蛍光体６とを配置して、他の凹部１ｃに緑色に発光する第２の発光素子２ｂを配置して発光装置を作製する。これにより青色、緑色、赤色の三原色が揃うことになり所望の色調を持つ発光装置を提供することができる。また、第１の発光素子２ａにのみ電流を投入すると青色光と赤色光との混色光、第２の発光素子２ｂにのみ電流を投入すると緑色光、第１の発光素子２ａと第２の発光素子２ｂの両方に電流を投入すると白色光と、２つの発光素子に投入する電流により３色の発光装置を提供することができる。また投入する電流量によりそれらの中間色も発光可能である。
【００３７】
例えば、１の凹部１ｃに青色に発光する第１の発光素子２ａと第１の発光素子２ａ上に赤色に発光する窒化物蛍光体６とを配置して、他の凹部１ｃに緑色に発光する第２の発光素子２ｂと第２の発光素子２ｂ上に赤色に発光する蛍光体とを配置して発光装置を作製する。これにより青色、緑色、赤色の三原色が揃うことになり所定の色調を持つ発光装置を提供することができる。また、第１の発光素子２ａにのみ電流を投入すると青色光と赤色光との混色光、第２の発光素子２ｂにのみ電流を投入すると緑色光と赤色光との混色光、第１の発光素子２ａと第２の発光素子２ｂの両方に電流を投入すると白色光と、２つの発光素子に投入する電流により３色の発光装置を提供することができる。また投入する電流量によりそれらの中間色も発光可能である。
【００３８】
例えば、１の凹部１ｃに紫外光を発光する第１の発光素子２ａと第１の発光素子２ａ上に赤色に発光する窒化物蛍光体６とを配置して、他の凹部１ｃに緑色に発光する第２の発光素子２ｂを配置して発光装置を作製する。これにより緑色光と赤色光とにより所定の色調を持つ発光装置を提供することができる。紫外光は視感度に影響を及ぼさないため、第１の発光素子２ａの第１の発光ピーク波長がずれた場合でも、赤色光を放出する窒化物蛍光体によってのみ色調が決定されるため、色調ずれが極めて少ない発光装置を提供することができる。
【００３９】
＜第２の実施の形態＞
図５は、第２の実施の形態に係るパッケージ成型体を示す模式的な斜視図であり、図６は、第２の実施の形態に係るパッケージ成型体に発光素子を載置した状態を示す模式的な上面図である。図７は、図６の破線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける模式的な断面図であり、図８は、第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な背面図である。
【００４０】
パッケージ成型体１００は、互いに対向し成型部材１０５により絶縁分離された第一の金属基体１０１、第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３を有する。第一の金属基体１０１、第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３は、端部が成型部材１０５に挿入されており、他端部が成型部材１０５の外壁面から突出するように成型部材の一体成型により形成されてなる。第一の金属基体１０１は、第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３が突出している外壁面に対向する外壁面から突出している。パッケージ成型体１００は、内壁面１０６ａにより形成され発光素子１０８を収納するための凹部（第一の凹部１２０）をその主面側に有し、金属基体の主面の一部が凹部の底面にてそれぞれ露出している。第一の凹部１２０内には、内壁面１０６ｂにより第二の凹部１３０が設けられており、第二の凹部１３０の底面にて第一の金属基体の主面が露出している。ここで、本明細書中において「主面」とは、パッケージ成型体、金属基体、リード電極のような発光装置の各構成部材の表面について、発光素子１０８が載置される側の面、例えば、発光素子１０８の光が取り出される発光面側の面のことをいう。
【００４１】
発光素子１０８は、第１の発光素子１０８ａと第２の発光素子１０８ｂとを持つ。第１の発光素子は、紫外領域から可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ。第２の発光素子１０８ｂは、第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ。第一の凹部１２０及び第二の凹部１３０の少なくともいずれかには、蛍光物質１４０が配置されている。蛍光物質１４０は、第１の発光素子１０８ａからの光を波長変換する。よって、可視光の短波長領域に発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａからの光と、蛍光物質１４０からの光と、第２の発光素子１０８ｂからの光と、が混合され外部に放出される。または、紫外領域に発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａを用い、蛍光物質１４０からの光と、第２の発光素子１０８ｂからの光と、が混合され外部に放出される。ただし、紫外領域に発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａであっても、ブロードな発光スペクトルを持つ場合は可視光が放出されるため、第２の発光素子１０８ｂ及び蛍光物質１４０の光と混合し混色光として外部に放出される。本明細書中における「可視光の短波長領域」は、λｐ＝３８０ｎｍ以上４９５ｎｍ以下の波長領域をいう。また、「紫外領域」は、λｐ＝３００ｎｍ以上３８０ｎｍ未満までの波長領域をいう。
【００４２】
第一の凹部１２０は、開口部近傍に段差１０６ｃを有することが好ましい。このような段差１０６ｃを有することにより、柔軟性シリコーン樹脂のような粘着性の高い封止樹脂がパッケージ成型体上面へ這い上がることを防ぐことができる。従って、柔軟性シリコーン樹脂のような粘着性の高い封止樹脂を使用することができる。
【００４３】
第一の金属基体１０１は、主面側に凹部を有することもでき、この凹部の底面に発光素子１０８を載置することができる。第一の金属基体１０１の主面に対向する背面は、成型部材１０５から露出しており、パッケージ成型体１００の背面とほぼ同一平面となるように成型されている。このように構成することにより、発光装置の実装性が高まり、実装面との接触面積が増えるため、発光装置の放熱性が向上する。
【００４４】
第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３は、パッケージ成型体１００の主面に設けられた凹部内に収納される発光素子１０８及び保護素子１０７に電力を供給するためのリード電極となる。パッケージ成型体１００の外壁面より突出する第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３の主面に対向する背面の一部は、パッケージ成型体１００の背面（第一の金属基体１０１の背面）とほぼ同一平面となるように折り曲げられており、外部の実装基板に設けられた導電性パターンと接続する接続端子部とされている。第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３における主面は、その一部がパッケージ成型体１００の第一の凹部１２０底面にて露出されており、さらに、露出された主面は、第一の凹部１２０の内壁を形成する成型部材１０５の一部が壁部１０４として第二の凹部１３０の方向へ、壁部１０４の壁面の一部が内壁面１０６ｂとほぼ同一平面となるところまで延在することにより分割されている。この分割された主面は、複数のボンディング領域１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂを有する。即ち、発光素子１０８と接続する導電性ワイヤがワイヤボンディングされる領域、あるいは発光素子１０８を過電圧による破壊から守るための保護素子がダイボンドされる領域を有する。特に、発光装置は、第二の凹部１３０の底面に載置される発光素子１０８と、裏面電極を有する保護素子１０７とを有し、保護素子１０７は、裏面電極が導電性部材を介してボンディング領域の一つに対向するように載置されている。発光素子１０８及び保護素子１０７に接続する導電性ワイヤ１０９あるいは保護素子１０７は、壁部１０４によって隔てられ異なるボンディング領域１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂにそれぞれワイヤボンディングされる。例えば、第三の金属基体１０３のボンディング領域１０３ａに保護素子１０７がダイボンディングされ、第二の金属基体１０２のボンディング領域１０２ａに保護素子１０７に接続する導電性ワイヤ１０９がワイヤボンディングされる。この場合、発光素子１０８に接続する導電性ワイヤ１０９のうち保護素子１０７がダイボンディングされたボンディング領域１０３ａと同一極性に接続する導電性ワイヤ１０９は、保護素子１０７がダイボンドされたボンディング領域１０３ａに隣接し壁部１０４によって隔てられて設けられるボンディング領域１０３ｂにワイヤボンディングされる。一方、発光素子１０８に接続する導電性ワイヤ１０９のうち、保護素子１０７に接続する導電性ワイヤ１０９がワイヤボンディングされたボンディング領域１０２ａと同一極性に接続する導電性ワイヤ１０９は、ワイヤボンディング領域に隣接し壁部１０４によって隔てられて設けられるボンディング領域１０２ｂにワイヤボンディングされる。ここで、導電性ワイヤ１０９の本数は、同じボンディング領域にワイヤボンディングされるのであれば、複数本でも構わない。このように構成することにより、ワイヤの断線が生じても他のワイヤが断線していなければ、電気的導通が取れていることとなるため、信頼性の高い発光装置とすることができる。また、壁部１０４は、導電性ワイヤ１０９や保護素子１０７のボンディングに必要な面積だけ残して第二の金属基体１０２および第三の金属基体１０３の主面を被覆している。従って、凹部底面にて露出している第一の部材１０１及び第二の部材１０２、第三の部材１０３の領域を従来技術と比較して小さくすることができるため、第一の封止部材１１１及び第二の封止樹脂１１２はパッケージ成型体から剥離し難い。また、壁部１０４は、互いに比較的密着性の高い封止部材と成型部材との接触面積を増やすことができるため、封止部材はパッケージ成型体から剥離し難い。また、封止部材の応力は、壁部１０４の方向に集中する。従って、導電性ワイヤ１０９が封止部材の応力の影響を受けることが少ないため、導電性ワイヤ１０９がボンディング領域から剥離し難い。
【００４５】
以下、主に第２の実施の形態に用いられる部材について詳述していくが、第１の実施の形態に用いられる部材についても同様な構成を有する。
【００４６】
（発光素子）
発光素子は、特に限定されないが、一対のリード電極と金属基体とが成型樹脂にてインサート成型されている場合、同一面側に正負一対の電極を有する発光素子が用いられる。また、蛍光物質を励起可能な発光波長を発光できる発光層を有する発光素子が好ましい。このような半導体発光素子としてＺｎＳｅやＧａＮなど種々の半導体を挙げることができるが、蛍光物質を効率良く励起できる短波長が発光可能な窒化物半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）が好適に挙げられる。また所望に応じて、窒化物半導体にボロンやリンを含有させることも可能である。半導体の構造としては、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造あるいはダブルへテロ構成のものが挙げられる。半導体層の材料やその混晶度によって発光波長を種々選択することができる。また、半導体活性層を量子効果が生ずる薄膜に形成させた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることもできる。窒化物半導体を使用した場合、半導体用基板にはサファイヤ、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、およびＧａＮ等の材料が好適に用いられる。結晶性の良い窒化物半導体を量産性よく形成させるためにはサファイヤ基板を用いることが好ましい。このサファイヤ基板上にＭＯＣＶＤ法などを用いて窒化物半導体を形成させることができる。サファイヤ基板上にＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡＩＮ等のバッファ層を形成しその上にｐｎ接合を有する窒化物半導体を形成させる。窒化物半導体を使用したｐｎ接合を有する発光素子として、バッファ層上に、ｎ型窒化ガリウムで形成した第１のコンタクト層、ｎ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成させた第１のクラッド層、窒化インジウム・ガリウムで形成した活性層、ｐ型窒化アルミニウム・ガリウムで形成した第２のクラッド層、ｐ型窒化ガリウムで形成した第２のコンタクト層を順に積層させたダブルへテロ構成などが挙げられる。窒化物半導体は、不純物をドープしない状態でｎ型導電性を示す。発光効率を向上させるなど所望のｎ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。一方、ｐ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｐ型ドーパントであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。窒化物半導体は、ｐ型ドーパントをドープしただけではｐ型化しにくいためｐ型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズマ照射等により低抵抗化させることが好ましい。また、ｐ型層上に金属層を積層した後、半導体用基板を除去してもよい。このように構成された発光素子を前記金属層が実装面側となるように実装すると、放熱性の高い発光装置が得られる。それぞれ露出されたｐ型層及びｎ型層上に各電極を形成後、半導体ウエハーからチップ状にカットさせることで窒化物半導体からなる発光素子を形成させることができる。
【００４７】
可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａは、３８０ｎｍ以上４９５ｎｍ以下に発光ピーク波長を持ち、特に、３８０ｎｍから４２０ｎｍ若しくは４４０ｎｍから４８５ｎｍに発光ピーク波長を持つものが好ましい。例えば、４００ｎｍ、４４０ｎｍから４４５ｎｍ、４５５ｎｍから４６５ｎｍに第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａを使用する。紫外領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａは、３００ｎｍ以上３８０ｎｍ未満に発光ピーク波長を持ち、特に、３５０ｎｍ以上３８０ｎｍ未満に発光ピーク波長を持つものが好ましい。
【００４８】
第２の発光素子１０８ｂは、第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つものであればよいが、蛍光物質１４０の発光ピーク波長よりも短波長側に第２の発光ピーク波長を持つものが好ましい。これにより種々の発光色を実現できるからである。特に、可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａを用いる場合は、第２の発光素子１０８ｂは、４９５ｎｍから５７３ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つものが好ましい。一方、紫外領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子１０８ａを用いる場合は、第２の発光素子１０８ｂは、４００ｎｍから５７３ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つものが好ましい。
【００４９】
（保護素子）
保護素子とは、発光素子等の半導体素子と共にパッケージ成型体の第一の凹部１２０内に収納される素子であり、他の半導体素子を過電圧による破壊から保護するためのものである。保護素子は、半導体構造を有するものの他、半導体構造を有しないものも含む。
【００５０】
本実施の形態で用いることができる保護素子には、規定電圧以上の電圧が印加されると通電状態になるツェナーダイオード(zener diode)、パルス性の電圧を吸収するコンデンサ等を用いることができる。
【００５１】
ツェナーダイオードとして機能する保護素子は、正電極を有するｐ型半導体領域と、負電極を有するｎ型半導体領域とを有し、保護素子の負電極および正電極が発光素子のｐ側電極とｎ側電極に対して逆並列となるように接続される。このように、保護素子をツェナーダイオードとすることにより、正負リード電極間に過大な電圧が印加された場合、その電圧がツェナーダイオードのツェナー電圧を超えると、発光素子の正負両電極間はツェナー電圧に保持され、このツェナー電圧以上になることはない。従って、発光素子間に過大な電圧が印加されるのを防止でき、過大な電圧から発光素子を保護し、素子破壊や性能劣化の発生を防止することができる。
【００５２】
保護素子としてのコンデンサは、表面実装用のチップ部品を用いることができる。このような構造のコンデンサは、両側に帯状の電極が設けられており、この電極が発光素子の正電極および負電極に並列接続される。正負一対のリード電極間に過電圧が印加された場合、この過電圧によって充電電流がコンデンサに流れ、コンデンサの端子電圧を瞬時に下げ、発光素子に対する印加電圧が上がらないようにするため、発光素子を過電圧から保護することができる。また、高周波成分を含むノイズが印加された場合も、コンデンサがバイパスコンデンサとして機能するので、外来ノイズを排除することができる。
【００５３】
（封止部材）
本実施の形態における封止部材とは、パッケージ成型体に収納される発光素子を被覆する部材である。例えば、軟質シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性樹脂を単独で封止部材とすることができる。また、封止部材は、発光素子１０８を被覆する第一の封止部材１１１と、第一の封止部材１１１を被覆する第二の封止部材１１２を設けることができる。さらに、第一の封止部材１１１を柔軟性部材とし、第二の封止部材１１２を硬質性部材とすることにより、信頼性の高い半導体装置とすることができる。封止部材に蛍光物質１４０を含有させる他、拡散剤、フィラーなども含有させることもできる。
【００５４】
さらに、サブマウントを第二の凹部１３０底面から露出している第一の基体上にＡｇペーストを接着剤として固定し、導電性ワイヤ１０９にて凹部内に露出させたリード電極とサブマウントの正負両電極とを接続して半導体装置とする。
【００５５】
（柔軟性部材）
パッケージ成型体に載置された上述の半導体素子を覆うように、パッケージ成型体の第一の凹部１２０内から上方の硬質性部材下端部にかけて柔軟性部材が設けることができる。柔軟性部材は水分等から半導体素子を保護することができる他、透光性を有しており発光素子からの光を効率よく外部に取り出すことができる。また、熱に対して高い安定性を有しているため、発光装置の作動時に生じる熱応力を緩和させることができる。また、近紫外領域または紫外領域の発光素子を用いた場合、これらの光に対して耐光性に優れた柔軟性部材を用いることが好ましい。これら柔軟性を有する部材として、ゴム状弾性樹脂、ゲル状シリコーン樹脂のようなゲル状樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、架橋密度が低い又は架橋構造を有さないことから、良好な柔軟性を有することができる。また、発光素子チップからの光に対して特定のフィルター効果等を持たす為に着色染料や着色顔料を添加することもできる。
【００５６】
（硬質性部材）
発光装置において、発光素子１０８周囲に設けられた柔軟性部材は硬質性部材にて封止されている。硬質性部材は、機械的強度を有し且つ透光性であれば特に限定されない。
【００５７】
本実施の形態において、光取り出し窓部である硬質性部材は、パッケージ成型体の第一の凹部１２０に配置された発光素子１０８の上方に位置しており、第一の凹部１２０の内壁面の延長と硬質性部材の上面との交線の内側が半導体装置の発光に関与する発光面となる。発光素子の端部から発光される光は、柔軟性部材中にて反射散乱されて、硬質性部材を透過し正面方向に取り出される。これらの反射散乱光の存在範囲は、ほぼ第一の凹部１２０の内壁面の延長線内であると考えられる。そこで、上記交線の内側の形状をあらゆる形状に調整することにより、所望とする輝度を発光することが可能な発光装置が得られる。また、硬質性部材の材料は、パッケージ本体を形成する成型樹脂、および下部に設けられる柔軟性部材と熱膨張係数が近似していることが好ましい。例えば、柔軟性部材をゲル状シリコーン樹脂とした場合、硬質性部材の材料は、硬質シリコーン樹脂とすることが好ましい。このように構成することにより、粘着性の高いゲル状シリコーン樹脂に塵が付着し半導体装置の光学特性に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【００５８】
硬質性部材の形状は、連続した一背面を有することが好ましい。これにより、柔軟性部材との界面に気泡が混入されることなく信頼性高く設置することが可能となる。一方、主面側は、凹部側面の延長線内部において中央部が突出した曲面を有することもできる。これにより背面側にて拡散された光を正面方向に効率良く収束することができ、正面方向の光度を高めることができる。硬質性部材は、第二の主面の外郭内に内接され、柔軟性部材と構造的に一体化されている。このような硬質性部材は、内部、主面側表面、背面側表面において、発光素子チップからの光に対して特定のフィルター効果等を持たす為に着色染料や着色顔料を添加することもできる。
【００５９】
（蛍光物質）
（窒化物蛍光体）
第１の発光素子により励起される蛍光物質１４０は窒化物蛍光体を用いる。窒化物蛍光体は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素により賦活される、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素と、Ｎと、を含む窒化物蛍光体である。この窒化物蛍光体は、Ｂが１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下含まれていることが好ましい。または窒化物蛍光体は、組成中にＯが含まれているものも使用できる。上記窒化物蛍光体の組合せのうち、Ｅｕにより賦活される、Ｃａ及びＳｒの少なくともいずれか１元素と、Ｓｉと、Ｎと、からなる窒化物蛍光体であって、Ｂが１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下含まれていることが好ましい。Ｅｕの一部は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素により置換可能である。Ｃａ及びＳｒの少なくともいずれか一方の元素の一部は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素により置換可能である。Ｓｉの一部は、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素により置換可能である。
【００６０】
窒化物蛍光体は、一般式、ＬＸＭＹＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ）：Ｒ若しくはＬＸＭＹＯＺＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ−（２／３）Ｚ）：Ｒ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素である。Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素である。Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素である。Ｘ、Ｙ、Ｚは、０．５≦Ｘ≦３、１．５≦Ｙ≦８、０＜Ｚ≦３である。）で表される。または、窒化物蛍光体は、一般式、ＬＸＭＹＴＵＯＺＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ＋Ｕ−（２／３）Ｚ）：Ｒ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素である。Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素である。Ｔは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃの少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素である。Ｘ、Ｙ、Ｚは、０．５≦Ｘ≦３、１．５≦Ｙ≦８、０＜Ｕ＜０．５、０＜Ｚ≦３である。）で表される。この窒化物蛍光体は、ＴとＲのモル比がＴ／Ｒ＝０．００１〜１．０であることが好ましいが、Ｔ／Ｒ＝０．０１〜５．０のものも使用することができる。一般式の具体例としては（ＳｒＴＣａ１−Ｔ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＴＣａ１−ＴＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＣａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｍｇ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｚｎ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＢａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＭｇＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＺｎＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｂａ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｍｇ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｚｎ２Ｇｅ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＭｇＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＺｎＧｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｓｒ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｂａ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｍｇ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｚｎ１．８Ｃａ０．２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｇｅ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｓｒ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ、Ｂａ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ、Ｍｇ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ、Ｚｎ０．８Ｃａ０．２Ｓｉ６ＧｅＮ１０：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｂａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｐｒ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｔｂ、ＢａＧｅ７Ｎ１０：Ｃｅ（０＜Ｔ＜１である。）等で表される窒化物蛍光体を使用することが好ましい。
【００６１】
この窒化物蛍光体は、一般式、ＬＸＭＹＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ）：Ｒ若しくはＬＸＭＹＯＺＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ−（２／３）Ｚ）：Ｒに対して、Ｂを１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下含めることができる。Ｂの混合方法は、湿式、乾式で、各種原料にホウ素化合物を添加するほか、Ｃａ３Ｎ２、Ｓｉ３Ｎ４などの原料組成に、予め含有させておくこともできる。ホウ素は、製造工程における焼成段階で、一部が飛散するため、焼成後のホウ素の含有量は、原料への添加時よりも少なくなる。
【００６２】
Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素である。そのため、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒなどを単独で使用することもできるが、ＣａとＳｒ、ＣａとＭｇ、ＣａとＢａ、ＣａとＳｒとＢａなどの組合せも可能である。特に、窒化物蛍光体の組成にＣａとＳｒの少なくともいずれか一方を用いることにより、発光輝度、量子効率等にすぐれた蛍光体を提供することができる。このＣａとＳｒの少なくともいずれか一方の元素を有しており、ＣａとＳｒの一部を、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｚｎで置換してもよい。２種以上の混合物を使用する場合、所望により配合比を変えることができる。ここで、Ｓｒのみ、若しくは、Ｃａのみのときより、ＳｒとＣａとを混合した方が、より長波長側にピーク波長がシフトする。ＳｒとＣａのモル比が、７：３若しくは３：７のとき、Ｃａ、Ｓｒのみを用いた場合と比べて、長波長側にピーク波長がシフトしている。さらに、ＳｒとＣａのモル比が、ほぼ５：５のとき、最も長波長側にピーク波長がシフトする。
【００６３】
Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素である。そのため、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅなどを単独で使用することもできるが、ＣとＳｉ、ＧｅとＳｉ、ＴｉとＳｉ、ＺｒとＳｉ、ＧｅとＴｉとＳｉなどの組合せも可能である。特に、窒化物蛍光体の組成にＳｉを用いることにより安価で結晶性の良好な窒化物蛍光体を提供することができる。Ｓｉの一部を、Ｃ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆで置換してもよい。Ｓｉを必須とする混合物を使用する場合、所望により配合比を変えることができる。例えば、Ｓｉを９５重量％用いて、Ｇｅを５重量％用いることができる。
【００６４】
Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素である。Ｅｕ、Ｐｒ、Ｃｅなどを単独で使用することもできるが、ＣｅとＥｕ、ＰｒとＥｕ、ＬａとＥｕなどの組合せも可能である。特に、賦活剤として、Ｅｕを用いることにより、黄色から赤色領域にピーク波長を有する発光特性に優れた窒化物蛍光体を提供することができる。Ｅｕの一部を、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕで置換してもよい。Ｅｕの一部を他の元素で置換することにより、他の元素は、共賦活として作用する。共賦活とすることにより色調を変化することができ、発光特性の調整を行うことができる。Ｅｕを必須とする混合物を使用する場合、所望により配合比を変えることができる。以下の実施例は、発光中心に希土類元素であるユウロピウムＥｕを用いる。ユウロピウムは、主に２価と３価のエネルギー準位を持つ。本発明の蛍光体は、母体のアルカリ土類金属系窒化ケイ素に対して、Ｅｕ２＋を賦活剤として用いる。Ｅｕ２＋は、酸化されやすく、３価のＥｕ２Ｏ３の組成で市販されている。しかし、市販のＥｕ２Ｏ３では、Ｏの関与が大きく、良好な蛍光体が得られにくい。そのため、Ｅｕ２Ｏ３からＯを、系外へ除去したものを使用することが好ましい。たとえば、ユウロピウム単体、窒化ユウロピウムを用いることが好ましい。さらに、Ｅｕの量を変更することでより長波長の蛍光体とすることができる。
【００６５】
ホウ素を添加した場合の効果は、Ｅｕ２＋の拡散を促進し、発光輝度、エネルギー効率、量子効率等の発光特性の向上を図ることができる。また、粒径を大きくし、発光特性の向上を図ることができる。
【００６６】
窒化物蛍光体の組成中には、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｃの一部を含むものも使用できる。これらは残光を調節したり、粒径を大きくしたりするなどの効果がある。
【００６７】
窒化物蛍光体の組成中に酸素が含有されている。酸素は、原料となる各種酸化物から導入されるか、焼成中に酸素が混入してくることが考えられる。この酸素は、Ｅｕ拡散、粒成長、結晶性向上の効果を促進すると考えられる。すなわち、原料に使用される一の化合物をメタル、窒化物、酸化物と変えても同様の効果が得られるが、むしろ酸化物を用いた場合の効果が大きい場合もある。窒化物蛍光体の結晶構造は、単斜晶又は斜方晶があるが、非単結晶、六方晶系などもある。
【００６８】
（窒化物蛍光体の製造方法）
次に、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕで表される窒化物蛍光体の製造方法を説明するが、本製造方法に限定されない。
【００６９】
原料のＣａを粉砕する（Ｐ１）。原料のＣａは、単体を使用することが好ましいが、イミド化合物、アミド化合物などの化合物を使用することもできる。
【００７０】
原料のＣａを、窒素雰囲気中で窒化する（Ｐ２）。この反応式を、［化１］に示す。
【００７１】
［化１］
３Ｃａ ＋ Ｎ２ → Ｃａ３Ｎ２
Ｃａを、窒素雰囲気中、６００〜９００℃、約５時間、窒化して、Ｃａの窒化物を得ることができる。
【００７２】
Ｃａの窒化物を粉砕する（Ｐ３）。
【００７３】
原料のＳｉを粉砕する（Ｐ４）。
【００７４】
原料のＳｉを、窒素雰囲気中で窒化する（Ｐ５）。この反応式を、［化２］に示す。
【００７５】
［化２］
３Ｓｉ ＋ ２Ｎ２ → Ｓｉ３Ｎ４
ケイ素Ｓｉも、窒素雰囲気中、８００〜１２００℃、約５時間、窒化して、窒化ケイ素を得る。
【００７６】
同様に、Ｓｉの窒化物を粉砕する（Ｐ６）。
【００７７】
次に、Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３を混合する（Ｐ７）。
【００７８】
Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３を焼成する（Ｐ８）。
【００７９】
Ｅｕを粉砕する（Ｐ９）。
【００８０】
上記粉砕を行った後、Ｃａの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｅｕを混合する（Ｐ１０）。
【００８１】
Ｃａの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｅｕを焼成する（Ｐ１１）。焼成は、１２００℃から２０００℃の範囲で焼成を行うことができるが、１４００から１８００℃の焼成温度が好ましい。焼成は、徐々に昇温を行い１２００℃から１５００℃で数時間焼成を行う一段階焼成を使用することが好ましいが、８００℃から１０００℃で一段階目の焼成を行い、徐々に加熱して１２００℃から１５００℃で二段階目の焼成を行う二段階焼成（多段階焼成）を使用することもできる。この焼成により、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕで表される窒化物蛍光体が得られる。この焼成による窒化物蛍光体の反応式を、［化３］に示す。
【００８２】
［化３］
（1.985/3）Ｃａ３Ｎ２＋（5/3）Ｓｉ３Ｎ４＋（0.015/2）Ｅｕ２Ｏ
→Ｃａ１．９８５Ｅｕ０．０１５Ｓｉ５Ｎ８７．９９０Ｏ０．０２２５
以上のようにして窒化物蛍光体は製造される。
【００８３】
（その他の蛍光体）
発光装置における蛍光物質１４０として、窒化物蛍光体の他に、補色として青色に発光する蛍光体、緑色に発光する蛍光体、黄色に発光する蛍光体の少なくともいずれか１以上の蛍光体を混合して使用することもできる。これにより微妙な色調調整ができる。蛍光体としては、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩、又は、Ｅｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。
【００８４】
Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体には、Ｍ５（ＰＯ４）３Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
【００８５】
アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光体には、Ｍ２Ｂ５Ｏ９Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
【００８６】
アルカリ土類硫化物蛍光体には、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕなどがある。
【００８７】
Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体には、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ０．８Ｇｄ０．２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体などがある。
【００８８】
アルカリ土類金属珪酸塩は、以下のような一般式で表されるアルカリ土類金属オルト珪酸塩が好ましい。
（２−ｘ−ｙ）ＳｒＯ・ｘ（Ｂａ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５ｂＡｌ２Ｏ３ｃＢ２Ｏ３ｄＧｅＯ２：ｙＥｕ２＋（式中、０＜ｘ＜１．６、０．００５＜ｙ＜０．５、０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である。）
（２−ｘ−ｙ）ＢａＯ・ｘ（Ｓｒ，Ｃａ）Ｏ・（１−ａ−ｂ−ｃ−ｄ）ＳｉＯ２・ａＰ２Ｏ５ｂＡｌ２Ｏ３ｃＢ２Ｏ３ｄＧｅＯ２：ｙＥｕ２＋（式中、０．０１＜ｘ＜１．６、０．００５＜ｙ＜０．５、０＜ａ、ｂ、ｃ、ｄ＜０．５である。）
ここで、好ましくは、ａ、ｂ、ｃおよびｄの値のうち、少なくとも一つが０．０１より大きい。
【００８９】
アルカリ土類金属塩からなる蛍光体として、上述したアルカリ土類金属珪酸塩の他、ユウロピウムおよび／またはマンガンで付活されたアルカリ土類金属アルミン酸塩やＹ（Ｖ，Ｐ，Ｓｉ）Ｏ４：Ｅｕ、または次式で示されるアルカリ土類金属−マグネシウム−二珪酸塩を有することもできる。
【００９０】
Ｍｅ（３−ｘ−ｙ）ＭｇＳｉ２Ｏ３：ｘＥｕ，ｙＭｎ（式中、０．００５＜ｘ＜０．５、０．００５＜ｙ＜０．５、Ｍｅは、Ｂａおよび／またはＳｒおよび／またはＣａを示す。）
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体には、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｒ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｒ、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｒ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｒ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ１２：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。
【００９１】
その他の蛍光体には、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ、ＭＧａ２Ｓ４：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。また、Ｍ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＭＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、Ｍ１．８Ｓｉ５Ｏ０．２Ｎ８：Ｅｕ、Ｍ０．９Ｓｉ７Ｏ０．１Ｎ１０：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などもある。
【００９２】
上述の蛍光体は、所望に応じてＥｕに代えて、又は、Ｅｕに加えてＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種以上を含有させることもできる。
【００９３】
また、上記蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、効果を有する蛍光体も使用することができる。
【００９４】
発光装置ＩＩにおける蛍光体１０８の配置場所は発光素子１０１との位置関係において種々の場所に配置することができる。例えば、発光素子１０１を被覆するモールド材料中に、蛍光体１０８を含有させることができる。また、発光素子１０１と蛍光体１０８とを、間隙をおいて配置しても良いし、発光素子１０１の上部に蛍光体１０８を、直接載置しても良い。
【実施例】
【００９５】
＜実施例１及び２＞
実施例１及び２の発光装置は、第２の実施の形態に係る発光装置を用いる。図５は、第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な斜視図である。図６は、第２の実施の形態に係る半導体装置の模式的な上面図である。図７は、第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な断面図である。図８は、第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な背面図である。図９は、窒化物蛍光体の励起スペクトルを示す図である。図１０は、実施例１に係る発光装置の青紫色ＬＥＤで窒化物蛍光体を励起させたときの発光スペクトルを示す図である。図１１は、実施例２に係る発光装置の青紫色ＬＥＤで窒化物蛍光体を励起させたときの発光スペクトルを示す図である。図１２は、緑色ＬＥＤを発光させたときの発光スペクトルを示す図である。
【００９６】
第１の発光素子１０８ａは、□６００μｍのＩＴＯダイスであり、約４４４ｎｍに第１の発光ピーク波長を持つものを使用する。この第１の発光素子１０８ａは青紫色に発光する。
【００９７】
第２の発光素子１０８ｂは、約５３３ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つものを使用する。この第２の発光素子１０８ｂは緑色に発光する。
【００９８】
実施例１に用いる蛍光物質１４０は、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの組成の窒化物蛍光体を使用する。この窒化物蛍光体は、約６０９ｎｍに発光ピーク波長を持つ。実施例２に用いる蛍光物質１４０は、（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの組成の窒化物蛍光体を使用する。この窒化物蛍光体は、約６５０ｎｍに発光ピーク波長を持つ。図より、第１の発光素子１０８ａの第１の発光ピーク波長約４４４ｎｍにおける実施例１及び実施例２で使用する窒化物蛍光体の光強度を１００とする。第２の発光素子１０８ｂの第２の発光ピーク波長約５３３ｎｍにおける実施例１で使用する窒化物蛍光体の光強度は約６５、実施例２の光強度は約７４である。これより窒化物蛍光体は、第１の発光素子１０８ａと比べて、第２の発光素子１０８ｂによる励起効率は低い。
【００９９】
実施例１及び実施例２における青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたものは、青紫色の約４４４ｎｍと赤色の約６０９ｎｍに発光ピーク波長を持つが、４８０ｎｍから５６０ｎｍの領域ではほとんど発光していない。このようにほとんど発光していない部分を三原色と異なる中間色に持たせることにより、以下に説明するように液晶透過後の色表示範囲を拡げることができる。
【０１００】
表１に実施例１及び実施例２における青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたときを所定の積分球で測定した結果を示す。これは実施例１及び実施例２の発光装置（青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたもの）を各１０個作製してその平均値をとったものである。併せて同一条件の下、第２の発光素子を測定した結果を示す。これは第２の発光素子（緑色発光の発光素子）のみを用い上記と同様の発光装置に実装したものである。これも１０個作製してその平均値をとったものである。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
これにより所定の色調を有する発光装置を提供することができる。この色調は投入電流量により適宜変更することができるほか、蛍光物質１４０の使用量によっても変更することができる。
【０１０３】
次に、実施例１及び実施例２の発光装置（青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたもの）に所定の電流量を投入する。表２は、実施例１の発光装置（青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたもの）を上記と同様、所定の積分球で測定した結果を示す。表３は、実施例２の発光装置（青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたもの）を上記と同様、所定の積分球で測定した結果を示す。表４は、第２の発光素子を上記と同様、所定の積分球で測定した結果を示す。
【０１０４】
【表２】
【０１０５】
【表３】
【０１０６】
【表４】
【０１０７】
これにより所定の色調を有する液晶透過後の色表示範囲が広い発光装置を提供することができる。特に実施例１及び実施例２の発光装置（青紫色ＬＥＤと窒化物蛍光体とを発光させたもの）は、投入する電流量を変化させた場合でも色ずれがなく、所定の発光色を保持することができる。この点、３波長の発光素子を用いた場合、投入する電流量及び周囲温度等によって色ずれが発生するため、本発明は極めて有用である。
【０１０８】
ただし、この色調は第１の発光素子及び第２の発光素子に投入する電流量を変えることにより異なる発光色とすることができる。また、蛍光物質の使用量によっても異なる発光色とすることができる。
【０１０９】
液晶バックライト光源は、所定のフィルターを使用して、必要な波長の光のみ取り出すものである。図１４は、一般的な液晶透過率を示す図である。これは青色、緑色、赤色、白色の各フィルターの液晶透過率を示す。所定の光を青色フィルターに透過させたとき、赤色領域の光等（約５８０ｎｍより長波長側の光）はほとんど透過されず、４６０ｎｍ近傍の青色光が主として放出される。また、所定の光を緑色フィルターに透過させたとき、青紫色や赤色の光等（約４６０ｎｍより短波長側及び約６００ｎｍより長波長側の光）はほとんど透過されず、５３０ｎｍ近傍の緑色光が主として放出される。青色フィルターの液晶透過率と緑色フィルターの液晶透過率とにおいて重なり合う部分（約４７０ｎｍから約５６０ｎｍ）がある。例えば、青色ＬＥＤ（λｐ＝４６０ｎｍ）とＹＡＧ蛍光体とを使用した場合、ＹＡＧ蛍光体がブロードな発光スペクトルを有しており約５００ｎｍにも色を有する光を出す。この青色ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体とに各色のフィルターを設けた液晶バックライト光源においては、青色、緑色、赤色の三原色の発光ピークは出力されないので、液晶透過後の色表示範囲が狭くなる。つまり、青色ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体は、液晶透過率における各色のフィルターの重なり合い部分（「中間色」と呼ぶ、例えば、５００ｎｍ付近）に発光色を持っているため、その重なり合い部分の光がフィルターを透過してしまい色表示範囲が狭くなる。これに対し、例えば本願発明の青色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと赤色蛍光体は、液晶透過率における各色のフィルターの重なり合い部分（例えば、５００ｎｍ付近）に発光色をほとんど持っていないため、青色ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体を用いたときよりも、液晶透過後の色表示範囲を広くすることができる。液晶バックライト光源には、三原色の３つの発光素子を用いたものが液晶透過後の色表示範囲を拡げられるので使用されるが、赤色に発光する発光素子の温度特性は良好なものとは言えないため、色ずれが生じることがある。また、三原色の３つの発光素子を使用する場合は、発光素子の駆動制御が複雑となる。さらに演色性も悪い。これに対し、本発明は色ずれの極めて少ない、発光素子の駆動制御が容易な発光装置を提供することができる。
【０１１０】
＜実施例３＞
実施例３の発光装置は、第２の実施の形態に係る発光装置を用いる。
【０１１１】
第１の発光素子１０８ａは、約４６０ｎｍに第１の発光ピーク波長を持つＧａＮ系の半導体発光素子を使用する。この第１の発光素子１０８ａは青色に発光する。
【０１１２】
第２の発光素子１０８ｂは、約５３３ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つものを使用する。この第２の発光素子１０８ｂは緑色に発光する。
【０１１３】
蛍光物質１４０は、約６５０ｎｍに発光ピーク波長を持つ（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの組成の窒化物蛍光体を使用する。さらに、黄色に発光する（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅの組成の希土類アルミン酸塩蛍光体を使用する。この希土類アルミン酸塩蛍光体は、第１の発光素子２ａからの光により励起される。この窒化物蛍光体と希土類アルミン酸塩蛍光体とは、透光性樹脂４中にほぼ均一に混合して配置される。蛍光物質の分散度合いや比重により沈降する場合もある。
【０１１４】
実施例３の発光装置は、第１の発光素子１０８ａからの青色光、第２の発光素子１０８ｂからの緑色光、窒化物蛍光体からの赤色光、希土類アルミン酸塩蛍光体からの黄色光のこれらの混合により所望の発光色を有する。この発光装置は赤味成分を有しているため高い演色性を有する。また、色ずれのほとんどない発光装置を提供することができる。
【０１１５】
＜実施例４＞
実施例４の発光装置は、第２の実施の形態に係る発光装置を用いる。
【０１１６】
第１の発光素子１０８ａは、約３８０ｎｍに第１の発光ピーク波長を持つＧａＮ系の半導体発光素子を使用する。この第１の発光素子１０８ａは紫外領域で発光するためほとんど視感できない。
【０１１７】
第２の発光素子１０８ｂは、約６３０ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つものを使用する。この第２の発光素子１０８ｂは赤色に発光する。
【０１１８】
蛍光物質１４０は、青色に発光する（Ｓｒ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕの組成のアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、及び黄緑色に発光する（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅの組成の希土類アルミン酸塩蛍光体を使用する。このアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体は、第１の発光素子１０８ａにより励起され青色に発光する。このアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体から放出される青色光は、希土類アルミン酸塩蛍光体を励起して黄緑色光が放出される。
【０１１９】
これによりアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体の青色光、アルミン酸塩蛍光物質の黄緑色光、第２の発光素子１０８ｂからの赤色光により白色に発光する発光装置を提供することができる。この発光装置は、第１の発光素子１０８ａのピーク波長がずれた場合でも発光装置から放出される発光色はほとんど変化しないため、色ずれの少ない発光装置を提供することができる。
【０１２０】
＜実施例５＞
実施例５の発光装置は、第２の実施の形態に係る発光装置を用いる。
【０１２１】
第１の発光素子１０８ａは、約３８０ｎｍに第１の発光ピーク波長を持つＧａＮ系の半導体発光素子を使用する。この第１の発光素子１０８ａは紫外領域で発光するためほとんど視感できない。
【０１２２】
第２の発光素子１０８ｂは、約５３３ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つＧａＮ系の半導体発光素子を使用する。この第２の発光素子１０８ｂは緑色に発光する。
【０１２３】
蛍光物質１４０は、青色に発光する（Ｓｒ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕの組成のアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体、及び赤色に発光するＣａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの組成の窒化物蛍光体を使用する。窒化物蛍光体は、第１の発光素子１０８ａからの光及びアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光体からの光により励起され赤色光が放出される。
【０１２４】
これにより色ずれの少ない、演色性に優れた所定の発光装置を提供することができる。
【０１２５】
＜実施例６＞
実施例６の発光装置は、第１の実施の形態に係る発光装置を用いる。
【０１２６】
一方の凹部内に、第１の発光素子２ａと、第１の蛍光物質６ａを配置する。他方の凹部内に、第２の発光素子２ｂと、第２の蛍光物質６ｂを配置する。
【０１２７】
第１の発光素子２ａは、約４００ｎｍに第１の発光ピーク波長を持つＧａＮ系の半導体発光素子を使用する。この第１の発光素子２ａは可視光の短波長領域で発光するためほとんど視感できない。第１の蛍光物質６ａは、赤色に発光するＣａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕの組成の窒化物蛍光体を使用する。この窒化物蛍光体は、第１の発光素子２ａからの光により励起され、効率よく赤色に発光する。
【０１２８】
第２の発光素子２ｂは、約４６０ｎｍに第２の発光ピーク波長を持つＧａＮ系の半導体発光素子を使用する。この第２の発光素子２ｂは青色に発光する。第２の蛍光物質６ｂは、黄緑色に発光する（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅの組成の希土類アルミン酸塩蛍光体を使用する。この希土類アルミン酸塩蛍光体は、第２の発光素子２ｂからの光により励起され、効率よく黄緑色に発光する。
【０１２９】
これにより色ずれの少ない、演色性に優れた所定の発光装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明の発光装置は、液晶のバックライト光源、照明器具、ディスプレイのバックライト光源、カメラのフラッシュライト、動画照明補助光源などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略平面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略Ａ−Ａ断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る発光装置を示す概略Ｂ−Ｂ断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る発光装置の背面側を示す概略斜視図である。
【図５】第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な斜視図である。
【図６】第２の実施の形態に係る半導体装置の模式的な上面図である。
【図７】第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な断面図である。
【図８】第２の実施の形態に係るパッケージ成型体の模式的な背面図である。
【図９】窒化物蛍光体の励起スペクトルを示す図である。
【図１０】実施例１に係る発光装置の青色ＬＥＤで窒化物蛍光体を励起させたときの発光スペクトルを示す図である。
【図１１】実施例２に係る発光装置の青色ＬＥＤで窒化物蛍光体を励起させたときの発光スペクトルを示す図である。
【図１２】緑色ＬＥＤを発光させたときの発光スペクトルを示す図である。
【図１３】実施例１及び実施例２に係る発光装置の色調座標を示す図である。
【図１４】一般的な液晶透過率を示す図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１ パッケージ
１ａ 底面部
１ｂ 側面部
１ｃ 凹部
１ｄ 凸部
１ｅ 樹脂注入跡
２ 発光素子
２ａ 第１の発光素子
２ｂ 第２の発光素子
３ 電極
３ａ マウント部
３ｂ 裏面側電極部
４ 透光性樹脂
５ ワイヤ
６ 蛍光物質
１０ 発光装置
１００ パッケージ成型体
１０１ 第一の金属基体
１０２ 第二の金属基体
１０３ 第三の金属基体
１０４ 壁部
１０５ 成型部材
１０６ａ、１０６ｂ 凹部を形成する内壁面
１０７ 保護素子
１０８ 発光素子
１０９ 導電性ワイヤ
１０２ａ、１０２ｂ、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０２ｃ ボンディング領域
１１１ 第一の封止部材
１１２ 第二の封止部材
１１３ 成型樹脂の注入痕
１２０ 第一の凹部
１３０ 第二の凹部
１４０ 蛍光物質
１１４、１１５ 孔
２００ 半導体装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、
該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、
該第１の発光ピーク波長よりも長波長側、かつ、前記蛍光物質の発光ピーク波長よりも短波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、
を少なくとも有し、
該第１の発光素子からの光と、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、が混合され外部に放出されることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
紫外領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、
該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、
該第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、
を少なくとも有し、
該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、が混合され外部に放出されることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、
該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、
該第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、
を少なくとも有し、
該第１の発光素子と該第２の発光素子とは、異なる発光色を有する窒化物系化合物半導体であり、
該第１の発光素子からの光と、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、の少なくとも２種類が混合され外部に放出されることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
前記蛍光物質は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素により賦活される、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素と、Ｎと、を含む窒化物蛍光体であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記蛍光物質は、第１の発光ピーク波長における光強度を１００としたとき、第２の発光ピーク波長における光強度が８０以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１】
可視光の短波長領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、
該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、
該第１の発光ピーク波長よりも長波長側、かつ、前記蛍光物質の発光ピーク波長よりも短波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、
を少なくとも有し、
該第１の発光素子からの光と、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、が混合され外部に放出されることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
紫外領域に第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、
該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、
該第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、
を少なくとも有し、
該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、が混合され外部に放出されることを特徴とする発光装置。
【請求項３】
第１の発光ピーク波長を持つ第１の発光素子と、
該第１の発光素子からの光を波長変換する蛍光物質と、
該第１の発光ピーク波長よりも長波長側に第２の発光ピーク波長を持つ第２の発光素子と、
を少なくとも有し、
該第１の発光素子と該第２の発光素子とは、異なる発光色を有する窒化物系化合物半導体であり、
該第１の発光素子からの光と、該蛍光物質からの光と、該第２の発光素子からの光と、の少なくとも２種類が混合され外部に放出されることを特徴とする発光装置。
【請求項４】
前記蛍光物質は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の希土類元素により賦活される、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＩ族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上の第ＩＶ族元素と、Ｎと、を含む窒化物蛍光体であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記蛍光物質は、第１の発光ピーク波長における光強度を１００としたとき、第２の発光ピーク波長における光強度が８０以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−７３６５６（Ｐ２００６−７３６５６Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５３１４２（Ｐ２００４−２５３１４２）
【出願日】平成１６年８月３１日（２００４．８．３１）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月３１日（２００４．８．３１）
【出願人】（０００２２６０５７）日亜化学工業株式会社 (993)
【Ｆターム（参考）】
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