【発明の名称】発光装置の形成方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】ＬＥＤチップからの可視光と、該発光素子からの可視光を吸収して異なる可視光を発する蛍光物質から光との混色光を発光する発光装置の形成方法であって、
前記ＬＥＤチップ上に第１のコーティング部を形成する工程と、
前記第１のコーティング部に前記蛍光物質が含有された第２のコーティング部を形成する工程とを有する発光装置の形成方法。
【請求項２】前記ＬＥＤチップは、リードフレーム上にＡｇ含有エポキシ樹脂にてダイボンディングされていることを特徴とする請求項１記載の発光装置の形成方法。
【請求項３】前記ＬＥＤチップは、カップ内にダイボンディングされていることを特徴とする請求項１または２記載の発光装置の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、バックライト光源、光センサ−や光プリンターなどの読みとり／書き込み光源、各種デ−タなどが表示可能な表示装置に用いられる発光装置に係わり、特に蛍光物質と、発光素子と、を有し高輝度且つ均一に発光可能な発光装置及びそれを用いたＬＥＤ表示器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、ＲＧＢ（赤色系、緑色系、青色系）において、１０００ｍｃｄ以上にも及ぶ超高輝度に発光可能な発光素子（以下ＬＥＤチップとも言う。）がそれぞれ開発された。これに伴い、赤色系（Ｒ）、緑色系（Ｇ）、青色系（Ｂ）が発光可能な各ＬＥＤチップを用い混色発光させることでフルカラーＬＥＤ表示器が設置されつつある。このようなＬＥＤ表示器例としてフルカラ−大型映像装置などの他に、単一色表示を用いた文字表示板等がある。単一色表示として白色系は赤色系などの注意を引きつける色とは異なり、そのため長時間視認しても疲れにくい。このことから特に白色系などの単一色ＬＥＤ表示器が要望されている。
【０００３】
一方、ＬＥＤチップは優れた単色性ピーク波長を有する。そのため白色系などを表示させる場合には、ＲＧＢやＢ（青色系）Ｙ（黄色系）の混色など２種類以上のＬＥＤチップからの発光を混色させる必要がある。しかし、行き先表示板等に用いられるＬＥＤ表示器などにおいては必ずしも２種類以上のＬＥＤチップを用いて白色系など表示させる必要性はない。
そこで本願出願人は、ＬＥＤチップと蛍光物質により青色発光ダイオードからの発光を色変換させて他の色などが発光可能な発光ダイオードとして特開平５−１５２６０９号公報、特開平７−９９３４５号公報などに記載された発光ダイオードを開発した。これらの発光ダイオードによって、１種類のＬＥＤチップを用いて白色系など種々の発光色を発光させることができる。
【０００４】
具体的には、発光層のエネルギー・バンドギャップが大きいＬＥＤチップをリードフレームの先端に設けられたカップ上などに配置する。ＬＥＤチップは、ＬＥＤチップが設けられたメタルステムやメタルポストとそれぞれ電気的に接続させる。そして、ＬＥＤチップを被覆するモールド部材中などにＬＥＤチップからの光を吸収し波長変換する蛍光体を含有させて形成させてある。
【０００５】
この場合、青色系の発光ダイオードと、その発光を吸収し黄色系を発光する蛍光物質などを選択することにより、これらの発光の混色を利用して白色系を発光させることができる。このような発光ダイオードは、白色系を発光する発光ダイオードとして利用した場合においても十分な輝度を発光する発光ダイオードとして利用することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発光ダイオードに用いられるマウント・リード上の反射カップ内などに単にＬＥＤチップ及び蛍光物質を実装させると、発光観測面において色むらを生じる場合がある。より詳しくは、発光観測面側から見てＬＥＤチップが配置された中心部が青色ぽっく、その周辺にリング状に黄、緑や赤色っぽい部分が見られる場合がある。人間の色調感覚は、白色において特に敏感である。そのため、僅かな色調差でも赤っぽい白、緑色っぽい白、黄色っぽい白などと感じる。
【０００７】
このような発光観測面を直視することによって生ずる色むらは、品質上好ましくないばかりでなく、ＬＥＤ表示器に応用した場合における表示面の色調むらや、光センサーなどの精密機器における誤差を生ずることにもなる。さらに、このような発光装置は、時間と共に発光輝度が低下する傾向にあるという問題を有する。本願発明は、上記問題点を解決し発光観測面における色調むらが極めて少なく高輝度に白色系などが発光可能な発光装置及びそれを用いた表示装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＬＥＤチップからの可視光と、該発光素子からの可視光を吸収して異なる可視光を発する蛍光物質から光との混色光を発光する発光装置の形成方法であって、前記ＬＥＤチップ上に第１のコーティング部を形成する工程と、前記第１のコーティング部に前記蛍光物質が含有された第２のコーティング部を形成する工程とを有する発光装置の形成方法である。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発光装置の形成方法は、さらに前記ＬＥＤチップがリードフレーム上にＡｇ含有エポキシ樹脂にてダイボンディングされていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発光装置の形成方法は、前記ＬＥＤチップは、カップ内にダイボンディングされていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本願発明者らは、種々の実験の結果、発光素子と蛍光物質とを特定の配置関係とすることによって、発光観測面における色調むらや輝度低下を改善できることを見出し本願発明を成すに至った。
【００１２】
本願発明の構成によって、色調むらや輝度低下の改善が図れることは定かではないが以下の如く考えられる。即ち、発光素子から放出された光は、図５（Ａ）に示すように（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）の如く様々な角度に放出される。このような光は、蛍光物質が含有されたコーティング部を通過する光路長がそれぞれ異なる。特に、ＬＥＤチップから放出される光の角度が浅い光ほど光路長が長くなる傾向にある。このため、光路長差によって蛍光物質に変換される光量が異なり、色調むらが生ずることとなる。特に（ｄ）、（ｅ）の領域では光路長が長いためＬＥＤチップからの光が蛍光物質によって波長変換される光が多くなり、発光観測面側から見て色調むらが生じやすいと考えられる。また、ＬＥＤチップから放出される光は、半導体内を導波管の如く伝搬し放出される光（ｆ）ある。このような光もＬＥＤチップ周辺の色調むら原因になると考えられる。
【００１３】
また、ＬＥＤチップ上に蛍光物質を有するコ−ティング部を直接配置させると、蛍光物質によってＬＥＤチップからの光が反射・散乱される割合が増える。特に、ＬＥＤチップ近傍では、ＬＥＤチップからの可視光が蛍光体物質によって反射散乱などされる回数が極端に増加し光の密度が高くなる。この結果、コ−ティング部の母材である有機樹脂などが劣化しやすく、最終的には輝度が低下する傾向にあると考えられる。
【００１４】
本願発明は、図５（Ｂ）の如く、ＬＥＤチップ上に第１のコーティング部、第２のコーティング部の積層構造とすることにより光路長差を少なくすると共にＬＥＤチップ近傍の光の散乱を少なく輝度の低下を抑制しうるものである。
【００１５】
具体的な発光装置の一例として、チップタイプＬＥＤを図２に示す。チップタイプＬＥＤとして外部電極を有し凹部が形成されたパッケージを用いた。凹部内に窒化ガリウム系化合物半導体を発光層としたＬＥＤチップがエポキシ樹脂によってダイボンディングされている。ＬＥＤチップの各電極と外部電極とは、それぞれ金線を用いてワイヤーボンディングされている。凹部のＬＥＤチップ上に第１のコーティング部としてエポキシ樹脂を塗布し乾燥させた。次に第２のコーティング部として、シリコーン樹脂の基材中に（ＲＥ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ蛍光物質を含有させたものを第１のコーティング部上に形成させた。
【００１６】
第１のコーティングと第２のコーティング部は、積層構成となっている。また、図２の如く第１のコーティング部の断面端部が上がっている。そのため第１のコーティング部の表面が、発光観測面側から見て窪んだ凹球面状をとる。第１のコーティング部が凹球面状をとることにより第２のコーティング部中の蛍光物質をより中心付近に集めることが可能となる。このような形状は、第１のコーティング部であるエポキシ樹脂の粘度及び硬化温度・時間を制御して作成することができる。これにより実質的な光路長差を少なくし、より色調むらや輝度低下の少ない発光装置とすることができる。以下、本願発明の構成部材について詳述する。
（コーティング部１０１、１０２、２０１、２０２、４０１、４０２）
本願発明のコーティング部とは、ＬＥＤチップを外部環境などから保護するものである。コーティング部は、ＬＥＤチップ上に設けられるものであり少なくとも一部にＬＥＤチップからの可視光によって励起され可視光を発光する蛍光物質を含む樹脂や硝子などである。いずれにしてもコーティング部は、ＬＥＤチップからの可視光の行路長差を低減させることによりＬＥＤチップと蛍光物質からの可視光を十分混色などさせられるものである。特に、本願発明のコーティング部は、蛍光物質が含有された単なる層形状としたものよりもＬＥＤチップから放出された光の光路長差がより少なくなるように設けられてある。また、効率よく外部に放出されるよう多層構成とさせてある。したがって、コーティング部の形状は、凸レンズ形状、種々の多層形状などが挙げられる。また、薄膜に形成されたコーティング部を接着させることによって形成させても良い。
【００１７】
第１のコーティング部１０１と、第２のコーティング部１０２の基材は、同じ材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。異なる材料を用いる場合は、より外部に近い側に耐候性のある材料を用いることが好ましい。また、より内部にある材料ほど膨張の少ない材料を用いることが好ましい。このようなコーティング部を構成する具体的基材としては、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などの透光性樹脂や硝子などが好適に用いられる。また、第１のコーティング部及び第２のコーティング部の厚みは、それぞれ同じでも良いし、異なっていても良い。蛍光物質としては、ＬＥＤチップからの光などを考慮して有機、無機の染料や顔料等種々のものが挙げられる。
【００１８】
第１及び／又は第２のコーティング部には、拡散剤、着色剤や光安定剤を含有させても良い。着色剤を含有させることによってＬＥＤチップ及び／又は蛍光物質からの光を所望にカットするフィルター効果を持たせることができる。拡散剤を含有させることによって指向特性を所望に調節させることができる。光安定剤である紫外線吸収剤を含有させることによってコーティング部を構成する樹脂などの劣化を抑制することができる。具体的な拡散剤としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いられる。光安定剤としては、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリレート系、ヒンダードアミン系などが挙げられる。
【００１９】
また、コーティング部の主材料は、モールド部材と同じ材料を用いてもよいし、異なる部材としても良い。コーティング部を異なる部材で形成させた場合においては、ＬＥＤチップや導電性ワイヤーなどにかかる外部応力や熱応力をより緩和させることもできる。
（蛍光物質）
本願発明に用いられる蛍光物質としては、少なくとも半導体発光層から発光された可視光で励起されて可視光を発光する蛍光物質をいう。ＬＥＤチップから発光した可視光と、蛍光物質から発光する可視光が補色関係などにある場合やＬＥＤチップからの可視光とそれによって励起され発光する蛍光物質の可視光がそれぞれ光の３原色（赤色系、緑色系、青色系）に相当する場合、ＬＥＤチップからの発光と、蛍光物質からの発光と、を混色表示させると白色系の発光色表示を行うことができる。そのため発光装置の外部には、ＬＥＤチップからの発光と蛍光物質からの発光とがコーティング部などを透過する必要がある。このような調整は、蛍光物質と樹脂などとの比率や塗布、充填量などを種々調整する。或いは、発光素子の発光波長を種々選択することにより白色を含め電球色など任意の色調を提供させることができる。
【００２０】
さらに、第２のコーティング部内における蛍光物質の含有分布は、混色性や耐久性にも影響する。すなわち、第２のコーティング部の外部表面側からＬＥＤチップに向かって蛍光物質の分布濃度が高い場合は、外部環境からの水分などの影響をより受けにくく水分などによる劣化を抑制しやすい。
【００２１】
他方、蛍光物質の含有分布をＬＥＤチップからモールド部材表面側に向かって分布濃度が高くなると外部環境からの水分の影響を受けやすいがＬＥＤチップからの発熱、照射強度などの影響がより少なく蛍光物質の劣化を抑制することもできる。したがって、使用環境によって種々選択することができる。このような、蛍光物質の分布は、蛍光物質を含有する基材、形成温度、粘度や蛍光物質の形状、粒度分布などを調整させることによって種々形成させることができる。
【００２２】
半導体発光層によって励起される蛍光物質は、無機蛍光体、有機蛍光体、蛍光染料、蛍光顔料など種々のものが挙げられる。具体的な蛍光物質としては、ペリレン系誘導体やセリウム付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体である（ＲＥ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、但し、ＲＥは、Ｙ，Ｇｄ,Ｌａ，Ｌｕ，Ｓｃからなる群より選択される少なくとも一種の元素である。）などが挙げられる。特に、蛍光物質として（ＲＥ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅを用いた場合には、エネルギーバンドギャップの大きい窒化物系化合物半導体を発光層に用いたＬＥＤチップと接する或いは近接して配置され放射照度として（Ｅｅ）＝３Ｗ・ｃｍ-2以上１０Ｗ・ｃｍ-2以下においても高効率に十分な耐光性有する発光装置とすることができる。
【００２３】
（ＲＥ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ蛍光体は、ガーネット構造のため、熱、光及び水分に強く、励起スペクトルのピークが４７０ｎｍ付近などにさせることができる。また、発光ピークも５３０ｎｍ付近にあり７２０ｎｍまで裾を引くブロードな発光スペクトルを持たせることができる。しかも、組成のＡｌの一部をＧａで置換することで発光波長が短波長にシフトし、また組成のＹの一部をＧｄで置換することで、発光波長が長波長へシフトする。このように組成を変化することで発光色を連続的に調節することが可能である。したがって、長波長側の強度がＧｄの組成比で連続的に変えられるなど窒化物半導体の青色系発光を利用して白色系発光に変換するための理想条件を備えている。
【００２４】
このような蛍光体は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ａｌ、Ｌａ及びＧａの原料として酸化物、又は高温で容易に酸化物になる化合物を使用し、それらを化学量論比で十分に混合して原料を得る。又は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｓｍの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈したものを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウム、酸化ガリウムなどとを混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化アンモニウム等のフッ化物を適量混合して坩堝に詰め、空気中１３５０〜１４５０°Ｃの温度範囲で２〜５時間焼成して焼成品を得、次に焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通すことで得ることができる。
【００２５】
本願発明の発光装置において、蛍光物質は、２種類以上の蛍光物質を混合させてもよい。即ち、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｌａ及びＧｄやＳｍの含有量が異なる２種類以上の（ＲＥ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ蛍光体を混合させてＲＧＢの波長成分を増やすことができる。
（ＬＥＤチップ１０３、２０３、４０３）
本願発明に用いられるＬＥＤチップとは、蛍光物質を効率良く励起できる比較的短波長を効率よく発光可能な窒化物系化合物半導体などが好適に挙げられる。このようなＬＥＤチップは、ＭＯＣＶＤ法等により基板上にＩｎＧａＮ等の半導体を発光層として形成させることができる。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。
【００２６】
窒化ガリウム系化合物半導体を使用した場合、半導体基板にはサファイヤ、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ等の材料が用いられる。結晶性の良い窒化ガリウムを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ＧａＮ、ＡｌＮ等のバッファー層を低温で形成しその上にＰＮ接合を有する窒化ガリウム半導体を形成させる。窒化ガリウム系半導体は、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型窒化ガリウム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型窒化ガリウム半導体を形成させる場合は、Ｐ型ドーパンドであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせる。
【００２７】
窒化ガリウム系化合物半導体は、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、低速電子線照射やプラズマ照射等によりアニールすることでＰ型化させることが好ましい。エッチングなどによりＰ型半導体及びＮ型半導体の露出面を形成させた後、半導体層上にスパッタリング法や真空蒸着法などを用いて所望の形状の各電極を形成させる。
【００２８】
次に、形成された半導体ウエハー等をダイヤモンド製の刃先を有するブレードが回転するダイシングソーにより直接フルカットするか、又は刃先幅よりも広い幅の溝を切り込んだ後（ハーフカット）、外力によって半導体ウエハーを割る。あるいは、先端のダイヤモンド針が往復直線運動するスクライバーにより半導体ウエハーに極めて細いスクライブライン（経線）を例えば碁盤目状に引いた後、外力によってウエハーを割り半導体ウエハーからチップ状にカットする。このようにして窒化ガリウム系化合物半導体であるＬＥＤチップを形成させることができる。
【００２９】
本願発明の発光装置において白色系を発光させる場合、蛍光物質との補色等を考慮して発光素子の主発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下が好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下がより好ましい。ＬＥＤチップと蛍光物質との効率をそれぞれより向上させるためには、４５０ｎｍ以上４７５ｎｍ以下がさらに好ましい。なお、本願発明に主として用いられるＬＥＤチップの他、蛍光物質を励起させない或いは、励起されても蛍光物質から可視光などが実質的に発光されない光のみを発光するＬＥＤチップを一緒に配置させることもできる。この場合、白色系と、赤色や黄色などが発光可能な発光装置とすることもできる。
（マウント・リード１０４）
マウント・リード１０４は、ＬＥＤチップ１０３を配置させると共に蛍光物質を収容させるカップとを有することが好ましい。このようなカップを本願発明における開口部として機能させることもできる。ＬＥＤチップを複数設置しマウント・リードをＬＥＤチップの共通電極として利用する場合においては、十分な電気伝導性とボンディングワイヤー等との接続性を有することが好ましい。
【００３０】
マウント・リードの具体的な電気抵抗としては３００μΩｃｍ以下が好ましく、より好ましくは、３μΩｃｍ以下である。また、マウント・リード上に複数のＬＥＤチップを積置する場合は、ＬＥＤチップからの発熱量が多くなるため熱伝導度がよいことが求められる。具体的には、０．０１ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以上が好ましくより好ましくは ０．５ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以上である。これらの条件を満たす材料としては、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅、メタライズパターン付きセラミック等が挙げられる。
（インナー・リード１０５）
インナー・リード１０５としては、マウント・リード１０４上に配置されたＬＥＤチップ１０３と接続された導電性ワイヤーとの接続を図るものである。マウント・リード上に複数のＬＥＤチップを設けた場合は、各導電性ワイヤー同士が接触しないよう配置できる構成とする必要がある。具体的には、マウント・リードから離れるに従って、インナー・リードのワイヤーボンディングさせる端面の面積を大きくすることなどによってマウント・リードからより離れたインナー・リードと接続させる導電性ワイヤーの接触を防ぐことができる。導電性ワイヤーとの接続端面の粗さは、密着性を考慮して１．６Ｓ以上１０Ｓ以下が好ましい。
【００３１】
インナー・リードの先端部を種々の形状に形成させるためには、あらかじめリード・フレームの形状を型枠で決めて打ち抜き形成させてもよく、或いは全てのインナー・リードを形成させた後にインナー・リード上部の一部を削ることによって形成させても良い。さらには、インナー・リードを打ち抜き形成後、端面方向から加圧することにより所望の端面の面積と端面高さを同時に形成させることもできる。
【００３２】
インナー・リードは、導電性ワイヤーであるボンディングワイヤー等との接続性及び電気伝導性が良いことが求められる。具体的な電気抵抗としては、３００μΩｃｍ以下が好ましく、より好ましくは３μΩｃｍ以下である。これらの条件を満たす材料としては、鉄、銅、鉄入り銅、錫入り銅及び銅、金、銀をメッキしたアルミニウム、鉄、銅等が挙げられる。
（電気的接続部材１０６）
電気的接続部材である導電性ワイヤー１０６などとしては、ＬＥＤチップ１０３の電極とのオーミック性、機械的接続性、電気伝導性及び熱伝導性がよいものが求められる。熱伝導度としては０．０１ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以上が好ましく、より好ましくは０．５ｃａｌ／ｃｍ2／ｃｍ／℃以上である。また、作業性などを考慮して導電性ワイヤーの場合、好ましくは、直径Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以下である。このような導電性ワイヤーとして具体的には、金、銅、白金、アルミニウム等の金属及びそれらの合金を用いた導電性ワイヤーが挙げられる。このような導電性ワイヤーは、各ＬＥＤチップの電極と、インナー・リード及びマウント・リードなどと、をワイヤーボンディング機器によって容易に接続させることができる。
（モールド部材１０７）
モールド部材１０７は、発光装置の使用用途に応じてＬＥＤチップ１０３、導電性ワイヤー１０６、蛍光物質が含有されたコーティング部１０２などを外部から保護するために好適に設けることができる。モールド部材１０７は、各種樹脂や硝子などを用いて形成させることができる。モールド部材を所望の形状にすることによってＬＥＤチップからの発光を集束させたり拡散させたりするレンズ効果を持たせることができる。従って、モールド部材は複数積層した構造としてもよい。具体的には、凸レンズ形状、凹レンズ形状さらには、発光観測面から見て楕円形状や円形などそれらを複数組み合わせた物などが挙げられる。また、ＬＥＤチップからの光を集光させレンズ形状を採る場合においては、発光観測面側から見て発光面が拡大されるため光源の色調むらが特に顕著に現れる。従って、本願発明の色むら抑制の効果が特に大きくなるものである。
【００３３】
モールド部材の具体的材料としては、主としてエポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーンなどの耐候性に優れた透光性樹脂や硝子などが好適に用いられる。また、モールド部材に拡散剤を含有させることによってＬＥＤチップからの指向性を緩和させ視野角を増やすこともできる。拡散剤の具体的材料としては、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化珪素等が好適に用いられる。さらに、モールド部材とコーティング部とを異なる部材で形成させても良い。また、屈折率を考慮してモールド部材とコーティング部とを同じ部材を用いて形成させることもできる。
（基板４０４）
ＬＥＤチップ４０３が多数配置される高精細、高視野角及び小型薄型ＬＥＤ表示器用の基板４０３としては、ＬＥＤチップ４０３及び電気的接続部材などと蛍光物質を含有させる複数の凹状開口部を設けた導体配線層を有するものが好適に挙げられる。このような基板においては、複数のＬＥＤチップを直接同一基板上に高密度実装させるとＬＥＤチップからの放熱量が多くなる。ＬＥＤチップからの熱を十分放熱できず、また蛍光物質を樹脂中に均一に分散させなければコーティング部の部分的な亀裂や着色などの劣化を生じさせる場合もある。
【００３４】
したがって、凹状開口部を設けた導体配線層を有する基板としては、放熱性の優れ蛍光物質を含有させたコーティング部などとの密着性が良いことが望まれる。このような凹状開口部を有する配線基板材料としては、セラミックス基板、金属をベースにし絶縁層を介して導体配線層を有する金属基板、熱伝導性フィラー入り耐熱性有機樹脂基板が好適に挙げられる。これらの基板は、凹状開口部と配線部層とを一体的に形成することが可能である。セラミックス基板では孔開き基板の積層、金属基板ではプレス加工、有機樹脂基板では樹脂成型により凹状開口部と配線部が一体化したＬＥＤ表示器を簡易に形成させることができる。
【００３５】
特に、放熱性や耐候性の点においてアルミナを主としたセラミックス基板がより好ましい。具体的には、原料粉末の９０〜９６重量％がアルミナであり、焼結助剤として粘度、タルク、マグネシア、カルシア及びシリカ等が４〜１０重量％添加され１５００から１７００℃の温度範囲で焼結させたセラミックス基板、や原料粉末の４０〜６０重量％がアルミナで焼結助剤として６０〜４０重量％の硼珪酸硝子、コージュライト、フォルステライト、ムライトなどが添加され８００〜１２００℃の温度範囲で焼結させたセラミックス基板等である。
【００３６】
このような基板は、焼成前のグリーンシート段階で種々の形状をとることができる。配線は、タングステンやモリブデンなど高融点金属を樹脂バインダーに含有させたものを配線パターンとして、グリーンシート上などで所望の形状にスクリーン印刷などさせることによって構成させることができる。また、開口したグリーンシートを多層に張り合わせることなどによりＬＥＤチップや蛍光物質を含有させる開口部をも自由に形成させることができる。したがって、円筒状や孔径の異なるグリ−ンシ−トを積層することで階段状の開口部側壁などを形成することも可能である。このようなグリーンシートを焼結させることによってセラミックス基板が得られる。また、それぞれを焼結させた後、接着させて用いてもよい。
【００３７】
また、最表面のグリーンシートには、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｎＯ2、ＴｉＯ2、Ｆｅ2Ｏ3などをグリーンシート自体に含有させることによって形成された基板表面だけを暗色系にさせることができる。このような最表面を持った基板は、コントラストが向上しＬＥＤチップや蛍光物質の発光をより目立たせることにもなる。
【００３８】
開口部に向かって広がった側壁は、更なる反射率を向上させることができる。凹状開口部の側壁形状は、ＬＥＤチップからの発光の損失を避けるために光学的に反射に適した直線上のテ−パ−角ないしは曲面、又は階段状が挙げられる。また、凹状開口部の深さは第１のコーティング部となるスリラーや第２のコーティング部となる蛍光物質を分散したスラリーが流れ出るのを防止すると共に、ＬＥＤチップからの直射光を遮蔽しない範囲での角度により決められる。したがって、凹状開口部の深さは、０．３ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以内がより好ましい。
【００３９】
基板の凹状開口部は、ＬＥＤチップ、電気的接続部材や第１及び第２のコーティング部などを内部に配置させるものである。したがって、ＬＥＤチップをダイボンド機器などで直接積載などすると共にＬＥＤチップとの電気的接続をワイヤーボンディングなどで採れるだけの十分な大きさがあれば良い。凹状開口部は、所望に応じて複数設けることができ、１６ｘ１６や２４ｘ２４のドットマトリックスや直線状など種々選択させることができる。凹状開口部のドットピッチが４ｍｍ以下の高細密の場合には、砲弾型発光ダイオードランプを搭載する場合と比較して大幅にドットピッチが縮小したものとすることができる。また、このような基板を用いたＬＥＤ表示器は、ＬＥＤチップからの放熱性に関連する種々の問題を解決できる高密度ＬＥＤディスプレイ装置とすることができる。ＬＥＤチップと基板底部との接着は熱硬化性樹脂などによって行うことができる。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂やイミド樹脂などが挙げられる。また、フェースダウンＬＥＤチップなどにより基板に設けられた配線と接着させると共に電気的に接続させるためにはＡｇペースト、ＩＴＯペースト、カーボンペースト、金属バンプ等を用いることができる。
【００４０】
また、基板上に形成された配線には、導電率、ＬＥＤチップや蛍光物質が配される基板底部の反射率などを向上させるために銀、金、銅、白金、パラジウムやこれらの合金を蒸着やメッキ処理などを施して形成させることもできる。
（ＬＥＤ表示装置）
本願発明の発光装置を用いたＬＥＤ表示器の一例を示す。本願発明においては、白色系発光装置のみを用い白黒用のＬＥＤ表示装置とすることもできる。白黒用のＬＥＤ表示器は、本願発明の発光装置である発光ダイオードをマトリックス状などに配置したものや所望に応じて配置された複数の凹部を有する基板上にＬＥＤチップ及びコーティング部を有する構成することができる。各ＬＥＤチップを駆動させる駆動回路とＬＥＤ表示器とは、電気的に接続される。駆動回路からの出力パルスによって種々の画像が表示可能なデイスプレイ等とすることができる。駆動回路としては、入力される表示データを一時的に記憶させるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ、Ａｃｃｅｓｓ、Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭに記憶されるデータからＬＥＤ表示器を所定の明るさに点灯させるための階調信号を演算する階調制御回路と、階調制御回路の出力信号でスイッチングされて、発光装置を点灯させるドライバーとを備える。階調制御回路は、ＲＡＭに記憶されるデータから発光装置の点灯時間を演算してパルス信号を出力する。
【００４１】
このような、白黒用のＬＥＤ表示器はＲＧＢのフルカラー表示器と異なり当然回路構成を簡略化できると共に高精細化できる。そのため、ＲＧＢの発光装置の特性に伴う色むらなどのないディスプレイとすることができる。また、消費電力を３分の１程度に低減させることができるため電池電源との接続の場合は、使用時間を延ばすことができる。さらに、従来の赤色、緑色のみを用いたＬＥＤ表示器に比べ人間に対する刺激が少なく長時間の使用に適している。以下、本願発明の実施例について説明するが、本願発明は具体的実施例のみに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００４２】
【実施例】
（実施例１）
主発光ピークが４６０ｎｍのＩｎ0.4Ｇａ0.6Ｎ半導体を発光層としたＬＥＤチップを用いた。ＬＥＤチップは、洗浄させたサファイヤ基板上にＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭＩ（トリメチルインジュウム）ガス、窒素ガス及びドーパントガスをキャリアガスと共に流し、ＭＯＣＶＤ法で窒化ガリウム系化合物半導体を成膜させることにより形成させた。ドーパントガスとしてＳｉＨ4とＣｐ2Ｍｇと、を切り替えることによってＮ型導電性を有する窒化ガリウム系半導体とＰ型導電性を有する窒化ガリウム系半導体とした。サファイア基板上には、バッファー層であるＧａＮを介して第１のコンタクト層であるＮ型導電性を有するＧａＮ、発光層であるＩｎＧａＮ、第１のクラッド層であるＰ型導電性を有するＡｌＧａＮ、第２のコンタクト層であるＰ型導電性を有するＧａＮをそれぞれ形成させてある。（なお、Ｐ型半導体は、成膜後４００℃以上でアニールさせてある。また、発光層の厚みは、量子効果が生ずる程度の３ｎｍとしてある。）
エッチングによりＰＮ各半導体表面を露出させた後、スパッタリング法により各電極をそれぞれ形成させた。こうして出来上がった半導体ウエハーをスクライブラインを引いた後、外力により分割させ発光素子として３５０μｍ角のＬＥＤチップを形成させた。
【００４３】
一方、銀メッキした銅製リードフレームを打ち抜きにより形成させた。形成されたリードフレームは、マウント・リードの先端にカップを有する。カップには、ＬＥＤチップをＡｇが含有されたエポキシ樹脂でダイボンディングした。ＬＥＤチップの各電極とマウント・リード及びインナー・リードと、をそれぞれ金線でワイヤーボンディングし電気的導通を取った。ＬＥＤチップ上にシリコーンゴムをＬＥＤチップが積置されたカップ上に注入した。注入後、１２５℃約１時間で硬化させ第１のコーティング部を形成させた。
【００４４】
蛍光物質は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈させた。これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウムと混合して混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化アンモニウムを混合して坩堝に詰め、空気中１４００°Ｃの温度で３時間焼成して焼成品を得た。焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通して形成させた。
【００４５】
形成された（Ｙ0.4Ｇｄ0.6）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ蛍光体４０重量部、エポキシ樹脂１００重量部をよく混合してスラリーとさせた。このスラリーをマウント・リードのカップ内である第１のコーティング部上に注入させた。注入後、蛍光物質が含有された樹脂を１３０℃約１時間で硬化させた。こうして図５（Ｂ）の如く、第１のコーティング部上に厚さ約０．４ｍの蛍光物質が含有された第２のコーティング部が形成させた。さらに、ＬＥＤチップや蛍光物質を外部応力、水分及び塵芥などから保護する目的でモールド部材として透光性エポキシ樹脂を形成させた。モールド部材は、砲弾型の型枠の中に蛍光物質のコーティング部が形成されたリードフレームを挿入し透光性エポシキ樹脂を混入後、１５０℃５時間にて硬化させた。こうして図１の如き発光装置である発光ダイオードを形成させた。
【００４６】
こうして得られた白色系が発光可能な発光ダイオードの正面から色温度、演色性をそれぞれ測定した。色温度８０８０Ｋ、Ｒａ（演色性指数）＝８７．４を示した。さらに、測定点を０度から１８０度まで４５度づつ発光装置の中心上を通るように移動させ各地点における色度点を測定した。また、Ｉｆ＝６０ｍＡ、Ｔａ＝２５℃での寿命試験を行った。
（比較例１）
第１のコーティング部を形成させず、第２のコーティング部のみを用いてコーティング部を形成した以外は、実施例１と同様にして窒化ガリウム系化合物半導体であるＬＥＤチップが配置されたカップ内のみに蛍光物質として（Ｙ0.4Ｇｄ0.6）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ蛍光体含有樹脂を注入し硬化させた。こうして形成された発光ダイオードの色度点及び寿命試験結果を実施例１と同様に測定した。測定結果を実施例１と共に図６及び図７に示す。図７においては、実施例１を基準にして表してある。
（実施例２）
ドットマトリクス状に凹状開口部を有する配線基板としてセラミックス基板を使用した。凹状開口部はセラミックス基板製造時に配線層のない孔開きグリ−ンシ−トを積層することで形成させた。１６×１６ドットマトリクスの凹状開口部のドットピッチを３．０ｍｍ、開口部径を２．０ｍｍφ、開口部深さを０．８ｍｍとした。全長は４８ｍｍ角の基板とした。配線層は、タングステン含有バインダーを所望の形状にスクリーン印刷させることにより形成させた。各グリーンシートは、重ね合わせて形成させてある。なお、表面層にあたるグリーンシートには、基板のコントラスト向上のために酸化クロムを含有させてある。これを焼結させることによってセラミックス基板を構成させた。配線層はドットマトリクスに対応したコモン、信号線を敷設し表面はＮｉ／Ａｇメッキを施している。セラミックス基板からの信号線の取り出しは、金属コバ−ルによる接続ピンを銀ロウ接続により形成した。なお、階段状の開口部径は、下層は１．７ｍｍφ、上層部開口部径は２．３ｍｍφである。
【００４７】
一方、半導体発光素子であるＬＥＤチップとして、主発光ピークが４５０ｎｍのＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ半導体を用いた。ＬＥＤチップは、洗浄させたサファイヤ基板上にＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガス、ＴＭＩ（トリメチルインジュウム）ガス、窒素ガス及びドーパントガスをキャリアガスと共に流し、ＭＯＣＶＤ法で窒化ガリウム系化合物半導体を成膜させることにより形成させた。ドーパントガスとしてＳｉＨ4とＣｐ2Ｍｇと、を切り替えることによってＮ型導電性を有する窒化ガリウム半導体とＰ型導電性を有する窒化ガリウム半導体を形成しＰＮ接合を形成させた。（なお、Ｐ型半導体は、成膜後４００℃以上でアニールさせてある。）
エッチングによりＰＮ各半導体表面を露出させた後、スパッタリング法により各電極をそれぞれ形成させた。こうして出来上がった半導体ウエハーをスクライブラインを引いた後、外力により分割させ発光素子としてＬＥＤチップを形成させた。この青色系が発光可能なＬＥＤチップをエポキシ樹脂で基板開口部内の所定の場所にダイボンディング後、熱硬化により固定させた。その後２５μｍの金線をＬＥＤチップの各電極と、基板上の配線とにワイヤ−ボンディングさせることにより電気的接続をとった。凹部内の下段には、第１のコーティング部としてシリコーン樹脂を注入させ１３０℃１時間で硬化させた。第１のコーティング部の厚みは略０．４ｍｍであった。
【００４８】
また、蛍光物質は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅの希土類元素を化学量論比で酸に溶解した溶解液を蓚酸で共沈させた。これを焼成して得られる共沈酸化物と、酸化アルミニウムと、を混合させ混合原料を得る。これにフラックスとしてフッ化アンモニウムを混合して坩堝に詰め、空気中１４００°Ｃの温度で３時間焼成して焼成品を得た。焼成品を水中でボールミルして、洗浄、分離、乾燥、最後に篩を通して形成させた。形成された（Ｙ0.5Ｇｄ0.5）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ蛍光物質１０重量部、シリコーン樹脂９０重量部をよく混合してスラリーとさせた。このスラリーを第１のコーティング部上の上段である凹状開口部内にそれぞれ注入させた。注入後、蛍光物質が含有された樹脂を１３０℃１時間で硬化させＬＥＤ表示器を形成させた。第２のコーティング部の厚みは０．４ｍｍであった。また、この時のＬＥＤ表示器の厚みはセラミックス基板の厚み２．０ｍｍしかなく、砲弾型ＬＥＤランプ使用のディスプレイ装置と比較して大幅な薄型化が可能であった。
【００４９】
このＬＥＤ表示器と、入力される表示データを一時的に記憶させるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ、Ａｃｃｅｓｓ、Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭに記憶されるデータから発光ダイオードを所定の明るさに点灯させるための階調信号を演算する階調制御回路と階調制御回路の出力信号でスイッチングされて発光ダイオードを点灯させるドライバーとを備えたＣＰＵの駆動手段と、を電気的に接続させてＬＥＤ表示装置を構成した。ＬＥＤ表示器近傍においても各開口部における色調むらは確認されなかった。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、発光素子近傍の第一の透光性樹脂と、第一の透光性樹脂上に蛍光物質を有する第二の透光性樹脂とすることによって発光素子から放出される光の光路長差を実質的に低減させることによって発光装置の色調むらを低減させると共に蛍光物質が設けられたことによる光の閉じこめを緩和させることができる。そのため、長時間の使用においても発光輝度の低下が少ない均一光が発光可能な発光装置などとすることができる。
本願発明の請求項１に記載の構成とすることにより、発光装置とすることによって、高視野角においても混色に伴う色調むらが少なく、信頼性が高い発光装置とすることができる。また、より安定した色調を有する発光装置とすることができる。より高細密且つ薄膜に形成可能であると共に安定して発光可能な発光装置とすることができる。
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本願発明の発光装置を示した概略断面図である。
【図２】図２は、本願発明の別の発光装置を示した概略断面図である。
【図３】図３は、本願発明の発光装置を応用したＬＥＤ表示器の概略模式図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ断面における部分的な模式的断面図である。
【図５】図５は、本願発明の作用を説明するための模式的断面図であり、図５（Ａ）は、比較のために示した発光装置の断面図であり、図５（Ｂ）は、本願発明の模式的断面図である。
【００５２】
【図６】図６は、実施例１と比較例１の色調むらを表す図面であって、実線が実施例１であり、破線が比較例１を示す。
【００５３】
【図７】図７は、実施例１と比較例１の寿命試験結果を表すグラフであって、実線が実施例１であり、破線が比較例１を示す。
【符合の説明】
１０１、２０１、４０１・・・第１のコーティング部
１０２、２０２、４０２・・・第２のコーティング部
１０３、２０３、４０３・・・ＬＥＤチップ
１０４・・・マウント・リード
１０５・・・インナー・リード
１０６、２０６・・・電気的接続部材
１０７・・・モールド部材
２０４・・・外部電極
２０７・・・パッケージ
４０４・・・基板
４０５・・・導体配線Patent application title: METHOD FOR FORMING LIGHT- EMITTING DEVICE
1. A method of forming a light emitting device which emits mixed light of visible light from an LED chip and light from a fluorescent material which absorbs visible light from the light emitting element and emits different visible light,
Forming a first coating on the LED chip;
Forming a second coating portion containing the fluorescent material in the first coating portion.
2. A method of forming a light emitting device according to claim 1, wherein the LED chip is die-bonded on the lead frame by an Ag-containing epoxy resin.
3. A method of forming a light emitting device according to claim 1, wherein said LED chip is die-bonded in a cup.
Detailed Description of the Invention
[0001]
Field of the Invention
The present invention relates to a light emitting device used for a display device capable of displaying a backlight light source, a read / write light source such as an optical sensor or an optical printer, and various data, and in particular, a fluorescent material and a light emitting element. The present invention relates to a light emitting device having high brightness and uniform light emission, and an LED display using the same.
[0002]
[Prior Art]
Today, in RGB (red, green and blue), light emitting elements (hereinafter also referred to as LED chips) capable of emitting super high luminance of 1000 mcd or more have been developed. Along with this, a full color LED display is being installed by emitting mixed color light using LED chips capable of emitting red color (R), green color (G) and blue color (B). As an example of such an LED display, in addition to a full color large image device etc., there is a character display board etc. using a single color display. Unlike the color that draws attention such as the red color as white color display as a single color display, it is not easily fatigued even when viewed for a long time. From this, in particular, single-color LED displays such as white-based are required.
[0003]
LED chips, on the other hand, have excellent monochromatic peak wavelengths. Therefore, when displaying a white-based or the like, it is necessary to mix the light emissions from two or more types of LED chips, such as a mixed color of RGB or B (blue-based) and Y (yellow-based). However, in an LED display or the like used for a destination display board or the like, it is not always necessary to display white or the like using two or more types of LED chips.
Therefore, the applicant of the present application has disclosed as Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-152609, 7-99345, and the like as light-emitting diodes capable of emitting light of other colors by color-converting light emitted from a blue light-emitting diode with an LED chip and a fluorescent material. The light emitting diode described in With these light emitting diodes, it is possible to emit various light emitting colors such as white based using one kind of LED chip.
[0004]
Specifically, an LED chip having a large energy band gap of the light emitting layer is disposed on a cup provided at the tip of the lead frame. The LED chip is electrically connected to the metal stem or the metal post provided with the LED chip. And in the mold member which coat | covers a LED chip, etc., it is made to contain the fluorescent substance which absorbs the light from LED chip and carries out wavelength conversion.
[0005]
In this case, by selecting a blue light emitting diode and a fluorescent material that absorbs the light emission and emits a yellow light, it is possible to cause the white light system to emit light using a mixed color of these light emissions. Such a light emitting diode can be used as a light emitting diode that emits sufficient brightness even when used as a light emitting diode that emits white light.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the LED chip and the fluorescent material are simply mounted in the reflective cup on the mount lead used for the light emitting diode, color unevenness may occur in the light emission observation surface. More specifically, the central portion where the LED chip is disposed may be blue-popped when viewed from the light emission observation surface side, and yellow, green or reddish portions may be seen like a ring around it. Human tone perception is particularly sensitive in white. Therefore, even slight differences in color can be perceived as reddish white, greenish white, yellowish white, etc.
[0007]
Such color unevenness caused by looking directly at the light emission observation surface is not only undesirable in terms of quality but also causes color tone unevenness on the display surface when applied to an LED display and errors in precision instruments such as light sensors. It also becomes. Furthermore, such a light emitting device has a problem that the light emission luminance tends to decrease with time. It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a light emitting device capable of emitting a white-based or the like with high brightness with little unevenness in color tone on a light emission observation surface and a display device using the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a method of forming a light emitting device that emits mixed light of visible light from an LED chip and light from a fluorescent material that absorbs visible light from the light emitting element and emits different visible light, A method of forming a light emitting device, comprising: forming a first coating portion on a chip; and forming a second coating portion containing the fluorescent material in the first coating portion.
[0009]
The method for forming a light emitting device according to claim 2 of the present invention is further characterized in that the LED chip is die-bonded on a lead frame with an Ag-containing epoxy resin.
[0010]
A method of forming a light emitting device according to a third aspect of the present invention is characterized in that the LED chip is die-bonded in a cup.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As a result of various experiments, the inventors of the present invention have found that it is possible to improve the color tone unevenness and the luminance reduction on the light emission observation surface by making the light emitting element and the fluorescent substance in a specific arrangement relationship, and to achieve the present invention.
[0012]
Although it is not clear that color tone unevenness and luminance reduction can be improved by the constitution of the present invention, it is considered as follows. That is, the light emitted from the light emitting element is emitted at various angles as shown in (a), (b), (c), (d), (e) and (f) as shown in FIG. Be done. Such light differs in the optical path length which passes through the coating part containing fluorescent substance, respectively. In particular, the smaller the angle of light emitted from the LED chip, the longer the optical path length tends to be. For this reason, the amount of light converted to the fluorescent material differs depending on the optical path length difference, and color tone unevenness occurs. In particular, in the regions (d) and (e), since the light path length is long, the light from the LED chip is subjected to wavelength conversion by the fluorescent material, and it is considered that color tone unevenness easily occurs when viewed from the light emission observation surface side. Further, the light emitted from the LED chip is light (f) which is propagated and emitted like a waveguide in the semiconductor. Such light is also considered to cause uneven color tone around the LED chip.
[0013]
In addition, when a coating portion having a fluorescent material is directly disposed on the LED chip, the ratio of reflection and scattering of light from the LED chip by the fluorescent material increases. In particular, in the vicinity of the LED chip, the number of times the visible light from the LED chip is reflected and scattered by the phosphor material extremely increases, and the light density becomes high. As a result, it is considered that the organic resin as the base material of the coating portion is easily deteriorated, and finally, the luminance tends to decrease.
[0014]
The present invention reduces the light path length difference and reduces the scattering of light in the vicinity of the LED chip by forming a laminated structure of the first coating portion and the second coating portion on the LED chip as shown in FIG. 5B. It is possible to suppress the decrease in luminance.
[0015]
A chip type LED is shown in FIG. 2 as an example of a specific light emitting device. As a chip type LED, a package having an external electrode and in which a recess was formed was used. An LED chip having a gallium nitride-based compound semiconductor as a light emitting layer is die-bonded by epoxy resin in the recess. Each electrode of the LED chip and the external electrode are wire-bonded using gold wires, respectively. An epoxy resin was applied as a first coating on the recessed LED chip and dried. Next, as a second coating part, a base of silicone resin containing (RE1-xSmx) 3 (Al1-yGay) 5O12: Ce fluorescent material was formed on the first coating part.
[0016]
The first coating and the second coating are in a laminated configuration. Further, as shown in FIG. 2, the cross-sectional end of the first coating portion is raised. Therefore, the surface of the first coating portion has a concave spherical shape which is recessed as viewed from the light emission observation surface side. When the first coating portion has a concave spherical shape, it is possible to concentrate the fluorescent substance in the second coating portion closer to the center. Such a shape can be created by controlling the viscosity and curing temperature and time of the epoxy resin which is the first coating portion. As a result, a substantial difference in optical path length can be reduced, and a light emitting device with less color tone unevenness and reduced luminance can be obtained. Hereinafter, the constituent members of the present invention will be described in detail.
(Coating part 101, 102, 201, 202, 401, 402)
The coating part of the present invention protects the LED chip from the external environment and the like. The coating portion is provided on the LED chip, and at least a part thereof is a resin, glass, or the like containing a fluorescent material that is excited by visible light from the LED chip and emits visible light. In any case, the coating portion is capable of sufficiently mixing the visible light from the LED chip and the fluorescent material by reducing the difference in path length of the visible light from the LED chip. In particular, the coating portion of the present invention is provided so that the difference in optical path length of the light emitted from the LED chip is smaller than that in the simple layer shape containing the fluorescent material. Moreover, it is made to be a multi-layered structure so that it may be discharged | emitted outside efficiently. Therefore, the shape of the coating portion may be a convex lens shape, various multilayer shapes, and the like. Alternatively, it may be formed by adhering a coating formed on a thin film.
[0017]
The substrates of the first coating portion 101 and the second coating portion 102 may use the same material or may use different materials. In the case of using different materials, it is preferable to use a material having weather resistance on the side closer to the outside. In addition, it is preferable to use a material having a smaller expansion as the material is further inside. As a specific base material which comprises such a coating part, translucent resin, such as an epoxy resin, a urea resin, an acrylic resin, a silicone resin, glass, etc. are used suitably. Further, the thicknesses of the first coating portion and the second coating portion may be the same or different. As a fluorescent substance, various things, such as organic and inorganic dye and a pigment, are considered in consideration of the light etc. from a LED chip.
[0018]
The first and / or second coating portion may contain a diffusing agent, a coloring agent and a light stabilizer. By including a coloring agent, it is possible to have a filter effect to cut the light from the LED chip and / or the fluorescent substance as desired. Directing properties can be adjusted as desired by including a diffusing agent. Deterioration of resin etc. which comprise a coating part can be suppressed by containing the ultraviolet absorber which is a light stabilizer. As a specific diffusing agent, barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide or the like is suitably used. Examples of light stabilizers include benzotriazoles, benzophenones, salicylates, cyanoacrylates and hindered amines.
[0019]
Further, the main material of the coating portion may be the same material as the mold member, or may be a different member. When the coating portion is formed of different members, external stress or thermal stress applied to the LED chip, the conductive wire, and the like can be further alleviated.
(Fluorescent substance)
The fluorescent substance used in the present invention refers to a fluorescent substance which is excited by visible light emitted from at least a semiconductor light emitting layer to emit visible light. When the visible light emitted from the LED chip and the visible light emitted from the fluorescent material are in a complementary color relationship, or the visible light from the LED chip and the visible light of the fluorescent material excited thereby to emit light, the three primary colors of light (red In the case where the light emission from the LED chip and the light emission from the fluorescent material are mixed and displayed in the case of corresponding to a system, a green system or a blue system), it is possible to perform a white system emission color display. Therefore, outside the light emitting device, it is necessary for light emission from the LED chip and light emission from the fluorescent material to be transmitted through the coating portion or the like. Such adjustment is made by variously adjusting the ratio between the fluorescent substance and the resin, the coating, the filling amount, and the like. Alternatively, it is possible to provide an arbitrary color tone such as a light bulb color including white by selecting various emission wavelengths of the light emitting element.
[0020]
Furthermore, the content distribution of the fluorescent material in the second coating portion affects the color mixing property and the durability. That is, when the distribution concentration of the fluorescent material is high from the outer surface side of the second coating portion toward the LED chip, it is less susceptible to the influence of moisture and the like from the external environment and the deterioration due to moisture and the like is easily suppressed.
[0021]
On the other hand, when the distribution concentration of the fluorescent substance increases from the LED chip toward the surface of the mold member, it is likely to be affected by moisture from the external environment, but the heat generation from the LED chip, the influence of irradiation intensity, etc. Can also be controlled. Therefore, various selections can be made depending on the use environment. Such distribution of the fluorescent material can be variously formed by adjusting the substrate containing the fluorescent material, the formation temperature, the viscosity, the shape of the fluorescent material, the particle size distribution, and the like.
[0022]
The fluorescent substance excited by the semiconductor light emitting layer includes various substances such as an inorganic fluorescent substance, an organic fluorescent substance, a fluorescent dye, and a fluorescent pigment. As specific fluorescent substances, (RE1-xSmx) 3 (Al1-yGay) 5O12: Ce (0 ≦ x <1, 0 ≦ y) which is a perylene derivative or cerium-activated yttrium aluminum garnet phosphor ≦ 1, provided that RE is at least one element selected from the group consisting of Y, Gd, La, Lu and Sc. In particular, when (RE1-xSmx) 3 (Al1-yGay) 5O12: Ce is used as the fluorescent material, a nitride compound semiconductor with a large energy band gap is used in contact with or in close proximity to the LED chip using the light emitting layer. A light emitting device having sufficient light resistance can be obtained with high efficiency even when (Ee) = 3 W · cm −2 or more and 10 W · cm −2 or less as the irradiance.
[0023]
Because of the garnet structure, the (RE1-xSmx) 3 (Al1-yGay) 5O12: Ce phosphor is resistant to heat, light and moisture, and the peak of the excitation spectrum can be made to be around 470 nm or the like. In addition, it can have a broad emission spectrum with a light emission peak at around 530 nm and a tail down to 720 nm. Furthermore, the emission wavelength is shifted to a short wavelength by substituting a part of Al of the composition with Ga, and the emission wavelength is shifted to a long wavelength by substituting a part of Y of the composition by Gd. It is possible to adjust emission color continuously by changing the composition in this manner. Therefore, it has ideal conditions for converting to white-based emission using blue-based emission of a nitride semiconductor, such as the intensity on the long wavelength side can be continuously changed by the composition ratio of Gd.
[0024]
Such phosphors use oxides as raw materials of Y, Gd, Ce, Sm, Al, La and Ga, or compounds which readily become oxides at high temperature, and they are sufficiently mixed in the stoichiometric ratio To get the raw material. Alternatively, a coprecipitated oxide obtained by firing a solution obtained by coprecipitation with oxalic acid of a solution obtained by dissolving a rare earth element of Y, Gd, Ce, and Sm in an acid at a stoichiometric ratio, aluminum oxide, gallium oxide, etc. To obtain a mixed material. An appropriate amount of a fluoride such as ammonium fluoride is mixed as a flux into it, and the mixture is packed in a crucible and fired in air at a temperature range of 1350-1450 ° C. for 2 to 5 hours to obtain a fired product. It can be obtained by ball milling, washing, separation, drying, and finally sieving.
[0025]
In the light emitting device of the present invention, the fluorescent substance may be a mixture of two or more types of fluorescent substances. That is, increasing the wavelength components of RGB by mixing two or more (RE1-xSmx) 3 (Al1-yGay) 5O12: Ce phosphors having different contents of Al, Ga, Y, La, Gd, and Sm. it can.
(LED chip 103, 203, 403)
The LED chip used in the present invention is preferably a nitride compound semiconductor capable of efficiently emitting a relatively short wavelength capable of efficiently exciting a fluorescent substance. Such an LED chip can form a semiconductor such as InGaN as a light emitting layer on a substrate by MOCVD or the like. The structure of the semiconductor may be a homostructure, a heterostructure or a double heterostructure having a MIS junction, a PIN junction, a PN junction or the like. Various emission wavelengths can be selected depending on the material of the semiconductor layer and the mixed crystal ratio thereof. In addition, the semiconductor active layer can be a single quantum well structure or a multiple quantum well structure formed in a thin film in which a quantum effect occurs.
[0026]
When a gallium nitride-based compound semiconductor is used, materials such as sapphire, spinel, SiC, Si, and ZnO are used for the semiconductor substrate. In order to form gallium nitride with good crystallinity, it is preferable to use a sapphire substrate. A buffer layer of GaN, AlN or the like is formed at a low temperature on this sapphire substrate, and a gallium nitride semiconductor having a PN junction is formed thereon. A gallium nitride based semiconductor exhibits N-type conductivity without doping with impurities. In the case of forming a desired N-type gallium nitride semiconductor to improve the luminous efficiency, it is preferable to appropriately introduce Si, Ge, Se, Te, C or the like as the N-type dopant. On the other hand, in the case of forming a P-type gallium nitride semiconductor, Zn, Mg, Be, Ca, Sr, Ba or the like which is a P-type dopant is doped.
[0027]
A gallium nitride-based compound semiconductor is hard to be converted to P-type only by doping with P-type dopant, and therefore it is preferable to make it P-type by annealing by furnace heating, low-speed electron beam irradiation or plasma irradiation after P-type dopant introduction. . After forming exposed surfaces of a P-type semiconductor and an N-type semiconductor by etching or the like, electrodes of a desired shape are formed on the semiconductor layer by sputtering, vacuum evaporation, or the like.
[0028]
Next, the formed semiconductor wafer etc. is full cut directly by a dicing saw which is rotated by a blade having a diamond cutting edge, or after cutting a groove wider than the cutting edge width (half cutting), the semiconductor by external force Break the wafer. Alternatively, after an extremely thin scribe line (longitudinal line) is drawn on the semiconductor wafer, for example, in a grid shape by a scriber in which a tip of a diamond needle reciprocates linearly, the wafer is divided by external force and cut into chips from the semiconductor wafer. Thus, an LED chip which is a gallium nitride based compound semiconductor can be formed.
[0029]
When a white light is emitted in the light emitting device of the present invention, the main light emission wavelength of the light emitting element is preferably 400 nm or more and 530 nm or less, more preferably 420 nm or more and 490 nm or less. In order to further improve the efficiency of the LED chip and the phosphor, respectively, 450 nm or more and 475 nm or less is more preferable. In addition to the LED chips mainly used in the present invention, it is also possible to arrange together the LED chips which do not excite the fluorescent substance or emit only light which substantially does not emit visible light from the fluorescent substance even if excited. it can. In this case, a white light emitting device and a light emitting device capable of emitting red light, yellow light, or the like can be used.
(Mount lead 104)
The mount lead 104 preferably has a cup for placing the LED chip 103 and for containing the fluorescent material. Such a cup can also function as an opening in the present invention. In the case where a plurality of LED chips are provided and the mount / lead is used as a common electrode of the LED chips, it is preferable to have sufficient electrical conductivity and connectivity with bonding wires and the like.
[0030]
The specific electrical resistance of the mount lead is preferably 300 μΩcm or less, more preferably 3 μΩcm or less. In addition, when a plurality of LED chips are stacked on the mount lead, the amount of heat generation from the LED chips is large, and therefore it is required that the thermal conductivity be good. Specifically, 0.01 cal / cm 2 / cm / ° C. or more is preferable, and 0.5 cal / cm 2 / cm / ° C. or more is more preferable. Examples of materials that satisfy these conditions include iron, copper, iron-containing copper, tin-containing copper, and ceramics with a metallized pattern.
(Inner lead 105)
The inner lead 105 is to be connected to the conductive wire connected to the LED chip 103 disposed on the mount lead 104. When a plurality of LED chips are provided on the mount lead, it is necessary to be able to arrange so that the conductive wires do not contact with each other. Specifically, the contact of the conductive wire to be connected with the inner lead further from the mount lead is prevented by increasing the area of the end face of the inner lead to be wire-bonded as the distance from the mount lead is increased. it can. The roughness of the connection end face with the conductive wire is preferably 1.6 S or more and 10 S or less in consideration of adhesion.
[0031]
In order to form the tip portion of the inner lead in various shapes, the shape of the lead frame may be determined beforehand by a mold and punched out, or the inner lead may be formed after all the inner leads are formed. You may form by shaving a part of upper part. Furthermore, after punching and forming the inner lead, by pressing from the end face direction, it is possible to simultaneously form a desired end face area and end face height.
[0032]
The inner lead is required to have good connectivity and electrical conductivity with a bonding wire or the like which is a conductive wire. The specific electric resistance is preferably 300 μΩcm or less, more preferably 3 μΩcm or less. Materials satisfying these conditions include iron, copper, iron-containing copper, tin-containing copper and copper, gold, aluminum plated with silver, iron, copper and the like.
(Electrical connection member 106)
As the conductive wire 106 or the like which is an electrical connection member, one having good ohmic property, mechanical connectivity, electrical conductivity and thermal conductivity with the electrode of the LED chip 103 is required. The thermal conductivity is preferably 0.01 cal / cm 2 / cm / ° C. or more, more preferably 0.5 cal / cm 2 / cm / ° C. or more. Further, in the case of a conductive wire in consideration of workability and the like, the diameter is preferably 10 μm or more and 45 μm or less. Specific examples of such conductive wires include conductive wires using metals such as gold, copper, platinum, aluminum and alloys thereof. Such conductive wires can easily connect the electrodes of each LED chip to inner leads, mount leads, etc. by a wire bonding apparatus.
(Mold member 107)
The mold member 107 can be suitably provided to protect the LED chip 103, the conductive wire 106, the coating portion 102 containing a fluorescent material, and the like from the outside according to the usage of the light emitting device. The mold member 107 can be formed using various resins, glass, or the like. By making the mold member into a desired shape, it is possible to have a lens effect of focusing and diffusing the light emitted from the LED chip. Therefore, a plurality of mold members may be stacked. Specifically, a convex lens shape, a concave lens shape, and a combination of a plurality of them such as an elliptical shape or a circular shape as viewed from the light emission observation surface may be mentioned. When the light from the LED chip is condensed to take a lens shape, the light emitting surface is enlarged as viewed from the light emitting observation surface side, and the color tone unevenness of the light source appears particularly remarkable. Therefore, the effect of suppressing color unevenness of the present invention is particularly enhanced.
[0033]
As a specific material of a mold member, translucent resin, glass, etc. which were mainly excellent in weather resistance, such as an epoxy resin, urea resin, and silicone, are used suitably. Moreover, the directivity from an LED chip can be eased and a viewing angle can be increased by making a mold member contain a spreading | diffusion agent. As a specific material of the diffusing agent, barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide or the like is suitably used. Furthermore, the mold member and the coating portion may be formed of different members. Moreover, the mold member and the coating part can be formed using the same member in consideration of the refractive index.
(Substrate 404)
As a substrate 403 for a high definition, high view angle and small thin LED display on which a large number of LED chips 403 are disposed, a conductor provided with a plurality of recessed openings for containing the LED chip 403 and electrical connection members and the like and a fluorescent material Preferred are those having a wiring layer. In such a substrate, if a plurality of LED chips are directly mounted on the same substrate at a high density, the amount of heat dissipation from the LED chips increases. The heat from the LED chip can not be sufficiently dissipated, and if the fluorescent material is not uniformly dispersed in the resin, it may cause deterioration such as partial cracking or coloring of the coating.
[0034]
Therefore, as a substrate having a conductor wiring layer provided with a concave opening, it is desirable that the substrate be excellent in heat dissipation and good in adhesion to a coating portion containing a fluorescent material or the like. Preferred examples of the wiring substrate material having such a concave opening include a ceramic substrate, a metal based metal and a metal substrate having a conductor wiring layer via an insulating layer, and a thermally conductive filler-containing heat resistant organic resin substrate. These substrates can integrally form the concave opening and the wiring portion layer. An LED display in which a concave opening and a wiring portion are integrated can be easily formed by laminating a perforated substrate for a ceramic substrate, pressing for a metal substrate, and resin molding for an organic resin substrate.
[0035]
In particular, a ceramic substrate mainly made of alumina is more preferable in terms of heat dissipation and weather resistance. Specifically, 90 to 96% by weight of the raw material powder is alumina, and viscosity, talc, magnesia, calcia, silica and the like are added as a sintering aid at 4 to 10% by weight and fired in a temperature range of 1500 to 1700 ° C. 40 to 60% by weight of the sintered ceramic substrate or raw material powder is alumina and 60 to 40% by weight of borosilicate glass, cordierite, forsterite, mullite etc. is added as a sintering aid, and the temperature is 800 to 1200 ° C It is a ceramic substrate etc. which were sintered in the range.
[0036]
Such substrates can take various shapes at the green sheet stage before firing. The wiring can be configured by screen printing or the like in a desired shape on a green sheet or the like as a wiring pattern in which a high melting point metal such as tungsten or molybdenum is contained in a resin binder. In addition, by bonding the opened green sheets in multiple layers or the like, an opening for containing an LED chip or a fluorescent material can be freely formed. Therefore, it is also possible to form a step-like opening side wall or the like by laminating cylindrical sheets or green sheets having different hole diameters. A ceramic substrate is obtained by sintering such a green sheet. Moreover, after sintering each, you may make it adhere and use.
[0037]
In addition, it is possible to make only the substrate surface formed by incorporating Cr2O3, MnO2, TiO2, Fe2O3 or the like into the outermost green sheet into a dark color system. The substrate having such an outermost surface improves the contrast and also makes the light emission of the LED chip and the fluorescent material more noticeable.
[0038]
Sidewalls that extend towards the opening can further improve the reflectivity. The sidewall shape of the concave opening may be a straight taper angle or curved surface or step shape suitable for optical reflection in order to avoid loss of light emission from the LED chip. In addition, the depth of the concave opening is such that it prevents the slurry in which the fluorescent material which becomes the first coating part and the fluorescent material which becomes the second coating part is dispersed from flowing out and does not shield the direct light from the LED chip. Determined by the angle of Therefore, 0.3 mm or more is preferable and, as for the depth of a concave opening, 0.5 mm or more and 2.0 mm or less are more preferable.
[0039]
The concave opening portion of the substrate is for arranging the LED chip, the electrical connection member, the first and second coating portions, and the like inside. Therefore, it is sufficient if the LED chip is directly loaded by a die bonding apparatus or the like, and the electrical connection with the LED chip can be taken by wire bonding or the like. A plurality of concave openings can be provided as desired, and various selections such as a 16 × 16 or 24 × 24 dot matrix or a linear shape can be made. When the dot pitch of the concave opening is 4 mm or less, the dot pitch can be greatly reduced as compared with the case where the shell type light emitting diode lamp is mounted. In addition, an LED display using such a substrate can be a high density LED display device capable of solving various problems related to the heat dissipation from the LED chip. The bonding between the LED chip and the bottom of the substrate can be performed using a thermosetting resin or the like. Specifically, epoxy resin, acrylic resin, imide resin, etc. may be mentioned. In order to bond and electrically connect the wiring provided on the substrate by a face down LED chip or the like, Ag paste, ITO paste, carbon paste, metal bumps or the like can be used.
[0040]
In addition, silver, gold, copper, platinum, palladium, and their alloys are deposited on the wiring formed on the substrate in order to improve the conductivity, the reflectance of the bottom of the substrate where the LED chip and the fluorescent material are disposed, and the like. It can also be formed by plating or the like.
(LED display device)
An example of the LED display which used the light-emitting device of this invention is shown. In the present invention, it is possible to use only the white-based light emitting device as an LED display device for black and white. An LED display for black and white comprises an LED chip and a coating portion on a substrate having the light emitting diodes of the present invention arranged in a matrix or the like and a plurality of concave portions arranged as desired. be able to. The drive circuit for driving each LED chip and the LED display are electrically connected. A display or the like capable of displaying various images can be made by output pulses from the drive circuit. The drive circuit includes a RAM (Random, Access, Memory) for temporarily storing input display data, and a gradation signal for lighting the LED display to a predetermined brightness from the data stored in the RAM. A gradation control circuit to calculate and a driver which is switched by an output signal of the gradation control circuit to light the light emitting device are provided. The gradation control circuit calculates the lighting time of the light emitting device from the data stored in the RAM and outputs a pulse signal.
[0041]
Unlike the RGB full-color display, such a black-and-white LED display can naturally simplify the circuit configuration and achieve high definition. Therefore, a display without color unevenness and the like due to the characteristics of the RGB light emitting device can be obtained. Further, since the power consumption can be reduced to about one third, the use time can be extended in the case of connection with a battery power supply. Furthermore, compared with the conventional LED display using only red and green, it is less irritating to humans and is suitable for long-term use. Examples of the present invention will be described below, but it goes without saying that the present invention is not limited to only the specific examples.
[0042]
【Example】
Example 1
An LED chip having an In0.4Ga0.6N semiconductor with a main emission peak of 460 nm as a light emitting layer was used. In the LED chip, TMG (trimethylgallium) gas, TMI (trimethylindium) gas, nitrogen gas and dopant gas are flowed together with a carrier gas on a sapphire substrate which has been cleaned, and a gallium nitride compound semiconductor is deposited by MOCVD. It was formed by A gallium nitride-based semiconductor having N-type conductivity and a gallium nitride-based semiconductor having P-type conductivity are provided by switching SiH 4 and Cp 2 Mg as a dopant gas. On the sapphire substrate, GaN having N-type conductivity as a first contact layer via GaN as a buffer layer, InGaN as a light emitting layer, AlGaN having P-type conductivity as a first cladding layer, Each of the second contact layers is formed of GaN having P-type conductivity. (Note that the P-type semiconductor is annealed at 400 ° C. or higher after film formation. The thickness of the light emitting layer is 3 nm to such an extent that the quantum effect occurs.)
After exposing the PN semiconductor surfaces by etching, electrodes were formed by sputtering. After drawing a scribe line, the semiconductor wafer thus produced was divided by an external force to form a 350 μm square LED chip as a light emitting element.
[0043]
On the other hand, a silver-plated copper lead frame was formed by punching. The lead frame formed has a cup at the tip of the mount lead. The LED chip was die-bonded to the cup with an epoxy resin containing Ag. Each electrode of the LED chip was wire-bonded to the mount lead and the inner lead with gold wires to establish electrical continuity. Silicone rubber was injected onto the LED chip-mounted cup on the LED chip. After injection, it was cured at 125 ° C. for about 1 hour to form a first coating.
[0044]
The fluorescent substance was coprecipitated with boric acid in a solution in which rare earth elements of Y, Gd and Ce were dissolved in an acid at a stoichiometric ratio. A coprecipitated oxide obtained by firing this is mixed with aluminum oxide to obtain a mixed material. Ammonium fluoride was mixed with this as a flux, it packed in a crucible, and it baked at the temperature of 1400 degreeC in air for 3 hours, and obtained the baked product. The calcined product was ball-milled in water, washed, separated, dried and finally sieved to form.
[0045]
40 parts by weight of the formed (Y0.4Gd0.6) 3Al5O12: Ce phosphor and 100 parts by weight of an epoxy resin were mixed well to form a slurry. The slurry was poured onto the first coating in the cup of the mount lead. After injection, the phosphor-containing resin was cured at 130 ° C. for about 1 hour. Thus, as shown in FIG. 5 (B), a second coating portion containing a fluorescent substance having a thickness of about 0.4 m was formed on the first coating portion. Furthermore, a translucent epoxy resin was formed as a mold member for the purpose of protecting the LED chip and the fluorescent material from external stress, moisture, dust and the like. The mold member was inserted into a lead frame having a coating of a fluorescent material formed in a shell-shaped mold, mixed with a translucent epoxy resin, and then cured at 150 ° C. for 5 hours. Thus, a light emitting diode as a light emitting device as shown in FIG. 1 was formed.
[0046]
The color temperature and the color rendering property were respectively measured from the front of the light emitting diode capable of emitting the white system thus obtained. The color temperature is 8080 K, and Ra (color rendering index) = 87.4. Furthermore, the measurement point was moved from 0 ° to 180 ° at 45 ° increments over the center of the light emitting device to measure the chromaticity point at each point. In addition, a life test at If = 60 mA and Ta = 25 ° C. was performed.
(Comparative example 1)
In the same manner as in Example 1 except that the first coating portion is not formed and the coating portion is formed using only the second coating portion, only in the cup in which the LED chip which is a gallium nitride based compound semiconductor is disposed Then, (Y0.4Gd0.6) 3Al5O12: Ce phosphor-containing resin was injected and cured as a fluorescent substance. The chromaticity points and the life test results of the light emitting diode thus formed were measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in FIGS. 6 and 7 together with Example 1. In FIG. 7, it is represented on the basis of the first embodiment.
(Example 2)
A ceramic substrate was used as a wiring substrate having a concave opening in a dot matrix. The concave opening was formed by laminating a perforated green sheet without a wiring layer at the time of manufacturing the ceramic substrate. The dot pitch of the concave opening of the 16 × 16 dot matrix was 3.0 mm, the opening diameter was 2.0 mmφ, and the opening depth was 0.8 mm. The total length was a 48 mm square substrate. The wiring layer was formed by screen printing a tungsten-containing binder into a desired shape. Each green sheet is formed to overlap. The green sheet corresponding to the surface layer contains chromium oxide to improve the contrast of the substrate. The ceramic substrate was constructed by sintering this. The wiring layer is a common corresponding to a dot matrix, and a signal line is laid, and the surface is plated with Ni / Ag. In order to take out the signal line from the ceramic substrate, a connection pin with a metal cover was formed by silver solder connection. The diameter of the stepped opening is 1.7 mmφ for the lower layer, and 2.3 mmφ for the upper opening.
[0047]
On the other hand, an In0.05Ga0.95N semiconductor with a main emission peak of 450 nm was used as an LED chip which is a semiconductor light emitting element. In the LED chip, TMG (trimethylgallium) gas, TMI (trimethylindium) gas, nitrogen gas and dopant gas are flowed together with a carrier gas on a sapphire substrate which has been cleaned, and a gallium nitride compound semiconductor is deposited by MOCVD. It was formed by A gallium nitride semiconductor having N-type conductivity and a gallium nitride semiconductor having P-type conductivity were formed by switching SiH 4 and Cp 2 Mg as a dopant gas to form a PN junction. (Note that the P-type semiconductor is annealed at 400 ° C or higher after film formation.)
After exposing the PN semiconductor surfaces by etching, electrodes were formed by sputtering. After drawing a scribe line, the semiconductor wafer completed in this way was divided by an external force to form an LED chip as a light emitting element. The LED chip capable of emitting blue light was fixed to a predetermined position in the substrate opening with epoxy resin by heat curing. Thereafter, a gold wire of 25 μm was wire-bonded to each electrode of the LED chip and the wiring on the substrate to establish an electrical connection. In the lower part of the concave portion, a silicone resin was injected as a first coating portion and cured at 130 ° C. for 1 hour. The thickness of the first coating was about 0.4 mm.
[0048]
Moreover, the fluorescent substance coprecipitated the solution which melt | dissolved the rare earth element of Y, Gd, and Ce in the acid by the stoichiometric ratio with oxalic acid. A coprecipitated oxide obtained by firing this is mixed with aluminum oxide to obtain a mixed raw material. Ammonium fluoride was mixed with this as a flux, it packed in a crucible, and it baked at the temperature of 1400 degreeC in air for 3 hours, and obtained the baked product. The calcined product was ball-milled in water, washed, separated, dried and finally sieved to form. 10 parts by weight of the (Y0.5Gd0.5) 3Al5O12: Ce fluorescent material and 90 parts by weight of the silicone resin were thoroughly mixed to form a slurry. The slurry was poured into the upper concave opening in the first coating, respectively. After injection, the phosphor-containing resin was cured at 130 ° C. for 1 hour to form an LED indicator. The thickness of the second coating was 0.4 mm. In addition, the thickness of the LED display at this time was only 2.0 mm of the thickness of the ceramic substrate, and a significant reduction in thickness was possible as compared to a display device using a shell type LED lamp.
[0049]
Calculate the gradation signal for lighting the light emitting diode to a predetermined brightness from this LED display and RAM (Random, Access, Memory) for temporarily storing the input display data and data stored in the RAM An LED display device is configured by electrically connecting a CPU that includes a gradation control circuit and a driver that is switched by an output signal of the gradation control circuit to turn on a light emitting diode. Even in the vicinity of the LED display, no color tone unevenness was observed at each opening.
[0050]
【Effect of the invention】
The present invention is an optical path of light emitted from a light emitting element by using a first light transmitting resin in the vicinity of the light emitting element and a second light transmitting resin having a fluorescent material on the first light transmitting resin. By substantially reducing the length difference, it is possible to reduce the color tone unevenness of the light emitting device and to alleviate the confinement of light due to the provision of the fluorescent material. Therefore, a light-emitting device or the like which can emit uniform light with less reduction in emission luminance even in long-term use can be obtained.
By adopting the configuration according to claim 1 of the present invention, by using the light emitting device, it is possible to obtain a highly reliable light emitting device with little color tone unevenness associated with color mixing even at a high viewing angle. Further, the light emitting device can have a more stable color tone. A light emitting device which can be formed into a thin film with higher precision and thin film and can stably emit light can be obtained.
[0051]
Brief Description of the Drawings
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting device of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another light emitting device of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of an LED display to which the light emitting device of the present invention is applied.
4 is a partial schematic cross-sectional view of the AA cross section of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the operation of the present invention, and FIG. 5 (A) is a cross-sectional view of a light emitting device shown for comparison, and FIG. 5 (B) FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the present invention.
[0052]
FIG. 6 is a drawing showing color tone unevenness in Example 1 and Comparative Example 1, where the solid line shows Example 1 and the broken line shows Comparative Example 1.
[0053]
7 is a graph showing the life test results of Example 1 and Comparative Example 1. The solid line shows Example 1 and the broken line shows Comparative Example 1. FIG.
[Explanation of agreement]
101, 201, 401 ... first coating section 102, 202, 402 ... second coating section 103, 203, 403 ... LED chip 104 ... mount lead 105 ... inner lead 106, 206 ... electrical connection member 107 ... mold member 204 ... external electrode 207 ... package 404 ... substrate 405 ... conductor wiring