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審決分類 審判 査定不服 2項進歩性 特許、登録しない。 H01L
管理番号 1289185
審判番号 不服2013-14163  
総通号数 176 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許審決公報 
発行日 2014-08-29 
種別 拒絶査定不服の審決 
審判請求日 2013-07-23 
確定日 2014-06-23 
事件の表示 特願2008-536407「半導体発光装置、この半導体発光装置からなるバックライトおよび表示装置」拒絶査定不服審判事件〔平成20年 4月 3日国際公開、WO2008/038691〕について、次のとおり審決する。 
結論 本件審判の請求は、成り立たない。 
理由 1 手続の経緯

平成19年 9月27日 国際出願(優先権主張2006年9月27日、日本国)
平成24年 9月 5日 拒絶理由通知(同年9月7日発送)
平成24年11月 6日 意見書・手続補正書
平成25年 4月18日 拒絶査定(同年4月23日送達)
平成25年 7月23日 本件審判請求書・手続補正書
平成25年12月 6日 審尋(同年12月10日発送)
平成26年 2月10日 回答書

2 本願発明

本願の請求項1ないし7に係る発明は、平成25年7月23日付け手続補正により補正された特許請求の範囲の請求項1ないし7に記載されている事項により特定されるものと認められるところ、本願の請求項1に係る発明(以下「本願発明」という。)は、

「紫外線半導体発光素子と波長変換材料層の間に光強度差低減化層が形成され、前記波長変換材料層が、前記紫外線半導体発光素子からの紫外線を吸収して、赤、青または緑に発光する三種類の蛍光体の少なくとも一種からなる波長変換材料を含有し、
前記光強度差低減化層がシリコーン樹脂からなり、
前記光強度差低減化層の厚みが、0.3mm以上、3.0mm以下である、ことを特徴とする、半導体発光装置。」

にあるものと認める。

3 引用発明

(1)引用する刊行物の記載

原査定の拒絶の理由に引用された、本願の優先日前に頒布された刊行物である特開2004-048040号公報(以下「刊行物」という。)には、図面とともに以下の記載がある(当審注:下線は当審が付した。以下同じ。)。

ア 「【0017】
図1は、本発明の第1の実施の形態にかかる半導体発光装置の要部構成を表す概略断面図である。同図において、11はLEDチップであり、12はそのLEDをマウントするリードフレームである。13は赤色(R)蛍光体、14は緑色(G)蛍光体、15は青色(B)蛍光体であり、LED11からの光を吸収してそれぞれの波長帯の2次光を放出するものである。16,17はLEDに駆動電流を供給するためのワイアであり、それぞれLEDの電極とリードフレームのリード部にボンディングされている。
【0018】
本発明の半導体発光装置が従来例と異なる点は、リードフレーム12に凹部12Aが設けられ、LEDチップ11がこの凹部12Aの内部に埋め込む形でマウントされている点にある。本発明によれば、LED11による段差が発生しないため、LEDの周囲の蛍光体の塗布厚を一定にすることができる。その結果として、蛍光体の偏析の状態を均一にすることができ、図9に関して前述したような発光の「むら」を解消することができる。
【0019】
また、本実施形態においては、RGB蛍光体のそれぞれを層状に形成している。すなわち、第1層としてR蛍光体13からなる層が設けられ、第2層としてG蛍光体14からなる層が設けられ、第3層としてB蛍光体15からなる層が設けられている。本発明によれば、LED11の周囲において、蛍光体の塗布厚を均一にすることができるので、このような3層構造も確実且つ容易に実現することができる。
【0020】
図1の半導体発光装置の製造方法は以下の如くである。すなわち、LEDチップ11をフレーム12にマウントした後に、R蛍光体13を含んだ樹脂を塗布して硬化させ、次にG蛍光体14を含んだ樹脂を塗布して硬化させ、次にB蛍光体15を含んだ樹脂を塗布して硬化させて作成する。ここで、塗布する蛍光体の量や順序については、それぞれの蛍光体の変換効率や塗布領域内部での散乱を考慮して適宜決定することができる。
【0021】
ここで、LED11の平面形状は通常、一辺が400?500μmの正方形状であるが、リードフレームの加工精度や、LED11をマウントする際の誤差などを考慮すると、リードフレーム12の凹部12Aの開口寸法は、LED11の寸法の一割増し、40?50μm程度大きめに形成することが望ましい。この場合には、LEDの両側に隙間が生ずるが、この程度の寸法であれば、塗布むらによる悪影響が生ずる心配はない。
【0022】
かくして得られた半導体発光装置に、ワイア16、17を介してバイアス電流を供給したところ、LEDの上方からみて色斑の無い均一な白色発光が得られた。また本半導体発光装置では指向角に対する色純度も良く、この点でも従来構造の装置よりも優れていることが分かった。
【0023】
図2は、図1の半導体発光装置に搭載されるLEDの構成を例示する概略断面図である。図中301はサファイア基板、302はn型GaNコンタクト層、303はn型AlGaNクラッド層、304はInGaN活性層、305はp型AlGaNクラッド層、306はp型GaNコンタクト層、307はp側電極、308はn側電極である。図2のLEDは、青色から紫外線領域の波長帯において極めて高い強度の発光を得ることができるので、蛍光体と組み合わせて用いるのに好適である。」

イ 「【0042】
図6は、本発明の第5の実施の形態にかかる半導体発光装置を表す概略断面図である。同図においても、前述した第1実施形態及び第2実施形態と同様の構造部分については同一の符号を付した。図中30は、LED11から放出される1次光に対して透明な樹脂により形成されたレンズである。
【0043】
本実施形態においては、LED11をリードフレーム12上に埋め込みマウントした後に透明樹脂のレンズ30を形成し、その表面にRGB蛍光体を塗布した点に特徴を有する。レンズ30の表面は段差を有しないので、蛍光体を塗布した場合に、図9に関して前述したような偏析状態のむらが生ずることはない。その結果として、均一な発光を得ることができる。
【0044】
さらに、本実施形態によれば、レンズ30を設けたことによりさらに指向角が広くなり、表示用や照明等の用途に広く適用することが可能となる。また、図6にはリードフレームを用いた場合の構造を例示したが、平面基板上へのマウントによって集積化すればその用途は格段に広がり本発明の利点をさらに引き出すことができる。
【0045】
なお、図6においては、LED11をリードフレーム12に埋込みマウントした例を示したが、本実施形態はこれに限定されず、リードフレーム12に凹部を形成せずに、平坦なマウント面にLED11をマウントしても良い。
【0046】
また、蛍光体13?15も、図6に示したように層状に塗布せずに、溶媒中にRGB蛍光体13?15を一緒に混合してランダムになるように塗布しても良い。」

(2) 引用発明

以下、上記(1)イの第5の実施の形態に係る半導体発光装置に基づいて引用発明を検討するが、上記(1)イには、第1実施形態及び第2実施形態と同様の構造部分については同一の符号を付した旨の記載があるので、同一の符号が付された構造部分については、第1の実施形態、第2の実施形態の記載を参酌する。

ア 上記(1)イによれば、刊行物には、第5の実施の形態として、「LED11をリードフレーム12上に埋め込みマウントした後に透明樹脂のレンズ30を形成し、その表面にRGB蛍光体13ないし15を塗布」した「半導体発光装置」が記載されている。

イ RGB蛍光体13ないし15について、第1の実施の形態の記載を参酌する。上記(1)アによれば、赤色(R)蛍光体13、緑色(G)蛍光体14、青色(B)蛍光体15は、LED11からの光を吸収してそれぞれの波長帯の2次光を放出するものである。また、その表面に塗布されたRGB蛍光体13ないし15は、上記(1)アによれば、蛍光体を含んだ樹脂を塗布して硬化させて作成したものである。

ウ LED11について、第1の実施の形態の記載を参酌する。上記(1)アによれば、LED11は、青色から紫外線領域の波長帯の光を発光する。

エ してみると、刊行物には、以下の発明が記載されているものと認められる。

「LED11をリードフレーム12上に埋め込みマウントした後に透明樹脂のレンズ30を形成し、その表面にRGB蛍光体13ないし15を塗布した半導体発光装置であって、
前記LED11は、青色から紫外線領域の波長帯の光を発光し、
前記RGB蛍光体13ないし15は、LED11からの光を吸収してそれぞれの波長帯の2次光を放出し、
前記塗布されているRGB蛍光体13ないし15は、蛍光体を含んだ樹脂を塗布して硬化させて作成したものである、
半導体発光装置。」(以下「引用発明」という。)

4 対比

本願発明と、引用発明を対比する。

(1)引用発明の「半導体発光装置」は、本願発明の「半導体発光装置」に相当する。

(2)本願発明の「紫外線半導体発光素子と波長変換材料層の間に光強度差低減化層が形成され」ることと、引用発明の「LED11をリードフレーム12上に埋め込みマウントした後に透明樹脂のレンズ30を形成し、その表面にRGB蛍光体13ないし15を塗布」することを対比する。

引用発明の「LED11」は青色から紫外線領域の波長帯の光を発光する素子であるから、本願発明の「紫外線半導体発光素子」に相当する。また、引用発明の「透明樹脂のレンズ30」の「表面」に塗布された「蛍光体を含んだ樹脂」は、本願発明の「波長変換材料を含有」する「波長変換材料層」に相当する。そして、本願発明の「光強度差低減化層」と、引用発明の「透明樹脂のレンズ30」は、何れも「光学材料層」である点で一致する。

してみると、両者は「紫外線半導体発光素子と波長変換材料層の間に」光学材料層「が形成され」ている点で一致する。

(3)本願発明の「前記波長変換材料層が、前記紫外線半導体発光素子からの紫外線を吸収して、赤、青または緑に発光する三種類の蛍光体の少なくとも一種からなる波長変換材料を含有」することと、引用発明の「LED11をリードフレーム12上に埋め込みマウントした後に透明樹脂のレンズ30を形成し、その表面にRGB蛍光体13ないし15を塗布した半導体発光装置であって、
前記LED11は、青色から紫外線領域の波長帯の光を発光し、
前記RGB蛍光体13ないし15は、LED11からの光を吸収してそれぞれの波長帯の2次光を放出し、
前記塗布されているRGB蛍光体13ないし15は、蛍光体を含んだ樹脂を塗布して硬化させて作成したものである」ことを対比する。

引用発明の「青色から紫外線領域の波長帯の光を発光」する「LED11からの光を吸収してそれぞれの波長帯の2次光を放出」する「RGB蛍光体13ないし15」は、本願発明の「紫外線半導体発光素子からの紫外線を吸収して、赤、青または緑に発光する三種類の蛍光体の少なくとも一種からなる波長変換材料」に相当する。また、引用発明の「透明樹脂のレンズ30」の「表面」に塗布された「蛍光体を含んだ樹脂」は本願発明の「波長変換材料を含有」する「波長変換材料層」に相当する。

してみると、両者は相当関係にある。

(4)以上のことから、本願発明と引用発明は、

「紫外線半導体発光素子と波長変換材料層の間に光学材料層が形成され、前記波長変換材料層が、前記紫外線半導体発光素子からの紫外線を吸収して、赤、青または緑に発光する三種類の蛍光体の少なくとも一種からなる波長変換材料を含有する
半導体発光装置。」

である点で一致し、以下の点で相違するものと認められる。

相違点:光学材料層が、本願発明では「シリコーン樹脂」からなり「厚みが、0.3mm以上、3.0mm以下である」「光強度差低減化層」であるのに対し、引用発明では「透明樹脂のレンズ30」である点。

5 判断

(1)以下、上記相違点について検討する。

ア はじめに、本願発明の「紫外線半導体発光素子と波長変換材料層の間に光強度差低減化層」を形成することの技術上の意義について、発明の詳細な説明の記載を参酌して検討する。

本願の発明の詳細な説明には、

(ア)「【0017】本発明による半導体発光装置は、紫外線半導体発光素子と波長変換材料層との間に光強度差低減化層が形成されたものであることから、紫外線半導体発光素子で発生した光(紫外線等を含む)が光強度差低減化層を透過する際に均一化され、波長変換材料層に均一に光が到達することから、波長変換材料における発光の均一性が改善される。」

(イ)「【0047】本発明の光強度差低減化層は、任意の透明樹脂材料を用いて形成することができる。そのような透明樹脂材料の好ましい具体例としては、例えばエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂、変性シリコーン樹脂を挙げることができる。この中で特に好ましいものはシリコーン樹脂である。」

(ウ)「【0049】光強度差低減化層の厚さは、紫外線半導体発光素子の大きさや、半導体発光装置の具体的用途、紫外線半導体発光素子の発光むらの程度、必要な光強度差低減化作用等を考慮して、適宜定めることができる。本発明では、0.3mm以上3.0mm以下、特に0.5mm以上2.0mm以下、が好ましい。」

との記載がある。また、

(エ)本願の発明の詳細な説明の【0058】ないし【0072】には、厚さ0.5mm、又は厚さ1.3mmの光強度差低減化層を設けた実施例1ないし3と、光強度差低減化層を形成しない比較例1ないし3との比較から、光強度差低減化層を設けた実施例1ないし3の発光装置の方が、均一な輝度特性を有しているとする結果が示されている。

これらの記載によれば、発光素子に、直接、波長変換材料層を被覆するよりも、ある程度の厚みの透明樹脂材料を介してから波長変換材料層を被覆する方が、発光素子からの光が透明樹脂材料を通過する際に拡がることで均一化されることを示しているものと考えられる。それゆえ、「紫外線半導体発光素子と波長変換材料層の間に光強度差低減化層」を形成することの技術上の意義は、発光素子と波長変換材料層との間に「透明樹脂材料」を介在させない場合と比較して、発光素子と波長変換材料層との間に、ある程度の厚みの「透明樹脂材料」を介在させることにより波長変換材料層に到達する光を均一化させることにあるものと認められる。

また、上記(ウ)によれば、本願発明の「光強度差低減化層」の「厚み」である「0.3mm以上、3.0mm以下」は、「紫外線半導体発光素子の大きさや、半導体発光装置の具体的用途、紫外線半導体発光素子の発光むらの程度、必要な光強度差低減化作用等を考慮」して適宜定められたものと考えられる。

イ 上記アの検討を踏まえ、相違点について検討する。

(ア)引用発明の「透明樹脂のレンズ30」は、発光素子と波長変換材料層との間に介在する、ある程度の厚みの「透明樹脂材料」であるから、上記アの検討を踏まえると、本願発明の「光強度差低減化層」と同様に、光強度差を低減する機能を有するものといえる。そうすると、引用発明の「透明樹脂のレンズ30」と本願発明の「光強度差低減化層」は、光強度差を低減する機能の点において実質的な相違はない。

(イ)半導体発光装置においてレンズを構成する透明樹脂として「シリコーン樹脂」を用いることは、周知の技術手段である(例えば、特開2003-336050号公報の「【0053】(モールド部材)モールド部材15は、発光素子10、蛍光体11、コーティング部材12、リードフレーム13及び導電性ワイヤ14などを外部から保護するために設けられている。モールド部材15は、外部からの保護目的の他に、視野角を広げたり、発光素子10からの指向性を緩和したり、発光を収束、拡散させたりする目的も併せ持っている。これらの目的を達成するためモールド部材は、所望の形状にすることができる。また、モールド部材15は、凸レンズ形状、凹レンズ形状の他、複数積層する構造であっても良い。モールド部材15の具体的材料としては、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂、シリカゾル、ガラスなどの透光性、耐候性、温度特性に優れた材料を使用することができる。」との記載にみられるとおりである。)から、引用発明において、「透明樹脂のレンズ30」を構成する透明樹脂として「シリコーン樹脂」を採用することに困難性は無い。

(ウ)「透明樹脂のレンズ30」の厚み等の寸法が「紫外線半導体発光素子の大きさ」や「半導体発光装置の具体的用途」から要求される半導体発光装置の大きさ等によって制約されること、また「透明樹脂のレンズ30」の厚みや透過率等の影響により発光むらの程度や輝度の大きさ等が変化することは当業者にとって明らかである。そして、半導体発光装置にとって発光むらの程度や輝度の大きさ等は特に考慮されるべき条件であり、また、半導体発光装置におけるレンズの厚みとして「0.3mm以上、3.0mm以下」という厚みが格別特殊であるとも考えられないから、「透明樹脂のレンズ30」の「厚み」を設定するにあたって、「紫外線半導体発光素子の大きさ」や「半導体発光装置の具体的用途」から要求される半導体発光装置の大きさ、発光むらの程度や輝度の大きさ等の各種の条件を考慮して、その数値範囲内のものとすることは、当業者が設計上適宜なしうるものである。

(エ)上記(ア)ないし(ウ)によれば、引用発明に周知の技術手段を適用し、上記相違点に係る本願発明の発明特定事項と為すことに困難性は無い。

(2)作用効果について

そして、本願発明が奏する作用効果は、引用発明と周知の技術手段に基いて当業者が容易に予測しうる程度のものであり、格別顕著なものとは認められない。

(3)請求人の主張について

請求人は、審判請求書において、「透明樹脂としては、シリコーン樹脂以外にも、エポキシ樹脂等が知られており、これらは強度や透明性は同程度の樹脂である。しかしながら、エポキシ樹脂は、紫外線によって劣化するため、紫外線に長時間曝されると、樹脂が黄変して透明性が悪化し、また、樹脂の強度も低下します。本願発明では、蛍光体を励起する光として紫外線を使用するため、透明樹脂層が劣化しないようにシリコーン樹脂を使用しています。」と主張する。

しかしながら、半導体発光装置に用いる透明樹脂において、「シリコーン樹脂」が紫外線によって劣化しないものであることは、周知の技術事項である(例えば、拒絶査定時に周知文献として提示された特開2006-186297号公報の「【0015】封止樹脂204としては、エポキシ系樹脂でもよいが、紫外光?青色光に対して安定性の優れるシリコーン樹脂(屈折率約1.4)が、より望ましい。」との記載にみられるとおりである。)から、「シリコーン樹脂」を採用することによる作用効果は、当業者が容易に予測し得る程度のものであり、格別顕著なものとは認められない。

(4)小括

以上によれば、本願発明は、引用発明と周知の技術手段に基いて当業者が容易に発明をすることができたものである。

6 むすび

以上のとおり、本願発明は、引用発明と周知の技術手段に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができない。

よって、結論のとおり審決する。
 
審理終結日 2014-04-22 
結審通知日 2014-04-25 
審決日 2014-05-12 
出願番号 特願2008-536407(P2008-536407)
審決分類 P 1 8・ 121- Z (H01L)
最終処分 不成立  
前審関与審査官 瀬川 勝久  
特許庁審判長 小松 徹三
特許庁審判官 鈴木 肇
服部 秀男
発明の名称 半導体発光装置、この半導体発光装置からなるバックライトおよび表示装置  
代理人 浅野 真理  
代理人 横田 修孝  
代理人 中村 行孝  
代理人 勝沼 宏仁  
代理人 中村 行孝  
代理人 横田 修孝  
代理人 勝沼 宏仁  
代理人 浅野 真理  

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