[发明专利]发光装置

说明书

                          技术领域

本发明涉及发光装置，特别涉及将半导体发光元件等发光元件与荧光体等波长变换手段组合的发光装置。

                          背景技术

将LED(发光二极管)等半导体发光元件与荧光体组合的发光装置，作为廉价、长寿命的发光装置受到人们的关注，正积极开展对它的开发工作。另外，该发光装置的优点还有，能够提供用以往的半导体发光元件不能够实现的发光颜色。

通常，半导体发光元件在注入活性层的载体再结合时发光，其发光波长取决于活性层的能带隙。例如，采用InGaAlP系材料的半导体发光元件能够实现红色或黄色的单色光，采用InGaN系材料的半导体发光元件能够实现绿色或蓝色的单色光。

但是，为了用这样的现有的半导体发光元件实现规定的混色，需要将不同颜色的多个发光元件组合，通过调节它们的电流值来控制各发光元件的光输出，因此结构复杂，调节也麻烦。

而用荧光材料将半导体发光元件发出的光进行波长变换而发光的发光装置，可通过改变荧光材料的种类或组合而能够实现用一个半导体发光元件实现以往没有的发光颜色，在这一点上是很有利的。

作为将半导体发光元件与荧光体组合的发光装置，可以举出有CompoundSemiconductor，Vol.5，No.4 pp.28-31所述的白色发光装置的例子。该发光装置是将发蓝光的半导体发光元件与被该蓝光激发而发黄光的YAG：Ce荧光体发出的两种颜色混合而发出白光。

图16为表示该现有的发光装置的简要结构的剖面图。即，在外封闭(树脂芯柱)800上形成有开口部801，其中装有半导体发光元件802，封闭树脂804包住该半导体发光元件。树脂804含有荧光体810。

树脂芯柱800具有由引线框成形的引线805及806和包埋这些引线的树脂部803。半导体发光元件802固定在引线806上，用导线808与引线805连接。电力通过两条引线805及806而供给至半导体发光元件802，发出光，荧光体810吸收该光而发光。这里，半导体发光元件802是发蓝光的半导体，荧光体810是吸收发光元件802的蓝色光而发出黄色光的YAG：Ce荧光体。

图16所示的发光装置将从半导体发光元件802发出的蓝色光与用荧光体810将该蓝色光的一部分通过波长变换而发出的黄色光混合，从出光面812发出白色光。

但是，本发明者经研究发现，图16所示发光装置例如存在以下问题。即

(1)各装置的白色平衡的差异大。

(2)随着供给的电流值变化，白色平衡的变化大。

(3)随着周围温度变动，白色平衡的变化大。

(4)随着半导体发光元件802的老化，白色平衡的变化大。

这些问题都是由作为半导体发光元件而采用的蓝色发光元件802所具有的本质特性而引起的。即，作为蓝色发光元件802的发光层的氮化铟镓(InGaN)，其组成难以严格控制，发光波长往往视各生长晶片而异。另外，具有发光波长会由于供给至发光元件802的电流及温度而产生较大变化的特性。再有，若持续供给电流进行发光，发现有发光波长变化的倾向。

若由于这些原因而导致蓝色发光元件802发出的蓝色光波长变化，则与荧光体810发出的黄色光的强度失去平衡，色度坐标偏移。其结果，输出的白色光的白色平衡产生很大变化。因此，存在的问题是，得到的白色光的亮度(辉度)及色调产生差异，各产品的重复性差，批量性也差。

另外，图16所示的发光装置还内含的问题有，很难对包含半导体元件的树脂中的荧光体量根据发光元件的辉度进行调整。特别是从视感度高的YAG：Ce的发光，由于荧光体数μg的量的误差会对色调及辉度产生影响，因此很难控制。

再有，该发光装置能够使用的温度限定在很窄的范围内，例如若在50℃以上的温度工作，则色调将变成泛蓝的白色。这种因温度而产生的变色是由于半导体元件的温度特性与荧光体的温度特性不同所致，因为高温下的荧光体发光效率下降比半导体发光效率下降更大。

再有，图16所示的发光装置，其含有发黄光的荧光体810的树脂804在不发亮时具有“黄色”色调。即，发亮时发“白”光的东西在不发亮时呈“黄色”，因此还存在“不美观”的问题。

本发明是基于以上发现而进行的。即，本发明的目的在于，提供一种发光装置，它将发光元件与荧光体组合而成，能够抑制辉度及色调差异，同时发光特性的温度变化小，美观，批量性及重复性高。