本发明专利技术提供一种半导体发光装置以及包括该半导体发光装置的背光源和显示装置，该半导体发光装置的特征在于在紫外线半导体发光元件和波长变换材料层之间形成有光强度差降低层。本发明专利技术提供改善了发光均匀性、降低了亮度不均匀和色度不均匀的ＬＥＤ发光装置。根据本发明专利技术的发光装置特别适合用于各种显示装置，该显示装置优选为例如便携电话、便携信息终端、电子辞典、数码相机、计算机、液晶电视和它们的周边设备等特别要求小型化、轻量化、薄型化、省电化、以及高亮度和良好演色性的设备的显示装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体发光装置以及使用了该半导体发光装置的背 光源和显示装置。更详细地，本专利技术涉及亮度不均勻和颜色不均匀少 的半导体发光装置以及使用了该半导体发光装置的背光源和显示装 置。
技术介绍
发光二极管(以下称LED )是把电能转换成紫外光和可见光等的 光而放射的半导体元件，用例如透明树脂把这样的LED芯片密封而得 到的LED灯在各种领域中被使用。由于LED芯片是半导体元件，所 以寿命长且可靠性高，作为光源使用时更换操作等减轻，因此作为便 携通信设备、PC周边设备、OA设备、家庭用电气设备、信号装置、 各种开关类、背光源型显示板等各种显示装置的构成部件被越来越广 泛地利用。其中的液晶背光源现在主要使用冷阴极管，但由于冷阴极管含有 汞等对环境有害，而且LED具有上述的许多优点，所以对把冷阴极管 换成LED进行了认真研究。但是，另一方面，LED在光均匀性和亮 度方面比冷阴极管差。为了实现真正意义上的应用和发展，必须解决 这些问题。LED的光均匀性是一个问题，主要有三个原因。第一个原因是， LED是小的点光源，其中每个LED的代表性尺寸为0.3mmx0.3mm x0.25mm左右。通常在村底上排列多个LED而使用，但不管怎样排 列也不能成为完整的线光源或面光源，而存在由于LED的明亮发光部 分和LED与LED的间隙的非发光部分造成的亮度不均勻的问题。第二个原因是，LED自身的发光不均匀。LED通常以长方体或 近似于长方体的形状使用，但从长方体的各面发出的光的强度有差别， 造成由于从LED取出光的方向不同而产生亮度差。第三个原因是，所发的光的颜色不均匀。颜色不均匀是把LED 与荧光体材料等波长变换材料组合而合成例如白色光时产生的问题。 例如，迄今已被实用化的例子有日本特开2003-315796号公报。该发 明把发出蓝色光的LED与发黄色光的荧光体(YAG等)组合而得到 白色光，但存在由于观察方向而呈现黄色或者向白色面投影时出现黄 色或蓝色的不均匀的难点。因此，有时也把这类白色LED灯叫做疑似 白色(pseudo - white )。在相对于冷阴极管的LED的缺点中，对于亮度问题，可以通过 使用多个LED在某种程度上得以解决，但对于光均匀性，还没有有效 的对策，这是一个大的问题。<专利文献1>日本特开2003-315796号公报
技术实现思路
(专利技术要解决的问题)本专利技术正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供光均匀 性提高的半导体发光装置。更具体地，本专利技术的目的在于获得改善了 光均匀性的问题且演色性(color rendering)良好的、更明亮的自然 的多色发光装置。(用来解决问题的手段)根据本专利技术的半导体发光装置，其特征在于在紫外线半导体发 光元件和波长变换材料层之间形成有光强度差降低层；上述波长变换 材料层含有波长变换材料，该波长变换材料包括吸收从上述紫外线半 导体发光元件发出的紫外线而发出红、蓝或绿光的三种荧光体中的至 少一种。在这样的根据本专利技术的半导体发光装置中，优选地，上述光强度 差降低层是由透明树脂材料形成的。在这样的根据本专利技术的半导体发光装置中，优选地，上述波长变 换材料层是在透明树脂材料中分散了波长变换材料而得到的，该波长红、蓝或绿光的三种荧光体中的至少一种。在这样的根据本专利技术的半导体发光装置中，优选地，包括在衬 底上设置的多个紫外线半导体发光元件、覆盖上述多个紫外线半导体 发光元件中的任意两个以上紫外线半导体发光元件的光强度差降低层 的连续层、以及覆盖该光强度差降低层的连续层的波长变换材料层的 连续层。在这样的根据本专利技术的半导体发光装置中，优选地，包括在衬 底上设置的多个紫外线半导体发光元件、覆盖上述多个紫外线半导体 发光元件中的任意一个或两个以上紫外线半导体发光元件的光强度差 降低层的非连续层、以及覆盖该光强度差降低层的非连续层的波长变 换材料层的连续层。在这样的根据本专利技术的半导体发光装置中，优选地，上述光强度 差降低层形成为覆盖上述紫外线半导体发光元件以及与该紫外线半导 体发光元件连接的布线这两者。另外，根据本专利技术的背光源的特征在于包括上述任一种半导体发 光装置。还有，根据本专利技术的显示装置的特征在于具有上述的背光源。 (专利技术的效果)根据本专利技术的半导体发光装置，由于在紫外线半导体发光元件和 波长变换材料层之间形成有光强度差降低层，所以由紫外线半导体发 光元件产生的光(包含紫外线等)透过光强度差降低层时被均匀化， 光均勻地到达波长变换材料层，因此波长变换材料中的发光均勻性得 到改善。到达波长变换材料层的光的均匀化使波长变换材料层中存在的 荧光体的发光颜色均勻化，尤其是使波长变换材料层中存在的多种荧 光体的发光颜色平衡良好。因此，能够获得演色性良好、可以更自然地表现颜色的多色发光装置。因此，根据本专利技术的发光装置能够利用其优良特性而用于各种用 途。作为特别显著地确认了本专利技术的效果的装置，可以举出各种显示 装置中的发光装置等，该显示装置优选为例如便携电话、便携信息终 端、电子辞典、数码相机、计算机、液晶电视和它们的周边设备等特 别要求小型化、轻量化、薄型化、省电化、以及在太阳光中也能得到 良好辨认性那样的高亮度和良好演色性的设备的显示装置。附图说明图l是根据本专利技术的半导体发光装置的特别优选的一具体例的剖面图。图2是根据本专利技术的半导体发光装置的特别优选的一具体例的剖面图。图3是根据本专利技术的半导体发光装置的特别优选的一具体例的剖面图。图4是示出评价半导体发光装置的亮度不均匀时的测定点位置的图。图5是示出实施例的半导体发光装置的颜色不均匀的评价结果的 图6是示出比较例的半导体发光装置的颜色不均匀的评价结果的图。具体实施例方式根据本专利技术的半导体发光装置的特征在于在紫外线半导体发光 元件和波长变换材料层之间形成有光强度差降低层。作为这样的根据本专利技术的半导体发光装置的特别优选的一具体 例，可以举出图l所示的装置。在该图1所示的根据本专利技术的半导体 发光装置1中，在衬底2上设置的一个紫外线半导体发光元件3的表 面上形成光强度差降低层4，进而在该光强度差降低层4的表面上形成波长变换材料层5。在图l所示的根据本专利技术的半导体发光装置1中，作为紫外线半 导体发光元件3，紫外线半导体发光元件是特别优选的；而作为上述 波长变换材料层5,含有波长变换材料是优选的，该波长变换材料包 含吸收从上述紫外线半导体发光元件3发出的紫外线而发出红、蓝或 绿光的三种荧光体中的至少一种。在该紫外线半导体发光元件3的表 面部分与布线6连接时，上述光强度差降低层4形成为覆盖上述紫外 线半导体发光元件3和布线6这两者是优选的。<紫外线半导体发光元件>发光元件。在本专利技术中，在其发光光镨中在360nm以上、440nm以下作为这样的紫外线半导体发光元件的具体例，可以举出例如InGaN 系、GaN系、AlGaN系的二极管等。这样，通过使用在360nm以上、440nm以下的波长区域内具有 峰值波长的紫外线半导体发光元件，可以通过与后述的波长变换材料 的组合，获得演色性更优良的白色发光装置。(注 一般地，紫外线指400nm以下的波长范围。但是，多数 发紫外线的半导体元件在直到440nm的范围内有峰值波长，在发光光 镨的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体发光装置，其特征在于： 在紫外线半导体发光元件和波长变换材料层之间形成有光强度差降低层； 上述波长变换材料层含有波长变换材料，该波长变换材料包含吸收从上述紫外线半导体发光元件发出的紫外线而发出红、蓝或绿光的三种荧光体中 的至少一种。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：大屋恭正，酒井亮，竹内肇，石井努，白川康博，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝高新材料公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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