JP4280038B2 - Light emitting device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device wherein chromaticity deviation due to a change in the ambient temperature is well controlled. <P>SOLUTION: The light emitting device comprises light sources and a plurality of phosphors which absorb at least part of the light emitted from the light sources while emitting the light having a wavelength different from those of the lights emitted from the light sources. The phosphors include a first phosphor located on at least one of the light sources, and a second phosphor of at least one kind which has at least part of the light emitted therefrom being absorbed by the first phosphor. The first phosphor is located on the light sources side rather than on the second phosphor side. Furthermore, the second phosphor is located on at least one of the light sources and/or on at least another one of the light sources. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光表示管、ディスプレイ、ＰＤＰ、ＣＲＴ、ＦＬ、ＦＥＤ及び投写管等、特に、青色発光ダイオード又は紫外発光ダイオード、および青色発光ダイオード又は紫外発光ダイオードと所定の蛍光体とを組み合わせて形成される光源を励起光源とする発光特性に極めて優れた白色の発光装置等に使用される蛍光体に関する。また、本願発明に係る蛍光体を有する発光装置は、店頭のディスプレイ用の照明、医療現場用の照明などの蛍光ランプに使用することができる他、液晶ディスプレイのバックライト光源、プロジェクタの光源および発光ダイオード（ＬＥＤ）の分野などにも応用することができる。
【０００２】
【従来技術】
ＬＥＤを使用した発光装置として、発光素子（ＬＥＤチップ）によって発光された光（以下「ＬＥＤ光」という）と、ＬＥＤ光の一部を蛍光体により波長変換して得られる光とを混色することにより所望の発光色を得る発光装置がある。例えば、白色を発光するＬＥＤ（以下「白色ＬＥＤ」と呼ぶ）は、発光スペクトルのピーク波長４６０ｎｍ程度の青色を発光するＬＥＤと、同じく励起吸収スペクトルのピーク波長が４６０ｎｍ近辺のイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（以下「ＹＡＧ系蛍光体」と呼ぶ）により青色の光が波長変換されて生じる黄色とを混色し、白色系の光を得る発光ダイオードである。このような白色ＬＥＤにおいては、青色と黄色の加法混色で得られる混色光の演色性を向上させることを目的として、赤色領域に発光スペクトルのピーク波長を有する光を発光する蛍光体（以下「赤色系蛍光体」と呼ぶ）をＹＡＧ系蛍光体と混合させて用いることがある。例えば、特開２０００−２４４０２１号公報に開示される発光装置において、赤色系蛍光体とＹＡＧ系蛍光体とを混合させた蛍光層がＬＥＤ上に設けられている。このような発光装置においては、ＬＥＤ光を吸収して発光するＹＡＧ系蛍光体からの光、同じくＬＥＤ光を吸収して発光する赤色系蛍光体からの光、およびＬＥＤ光を混色させることにより、従来の白色ＬＥＤに赤色光成分が付加され演色性の改善が図られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発光スペクトルの波長が５００ｎｍから７５０ｎｍの範囲に存在するＹＡＧ系蛍光体と、励起吸収スペクトルのピーク波長が３５０ｎｍから６００ｎｍの範囲に存在する赤色系蛍光体、即ち、波長５００ｎｍ以上の光に対する反射率が低いため５００ｎｍ以上の光を吸収してしまう赤色系蛍光体とを混合し蛍光体層として形成すると、ＹＡＧ系蛍光体の発光の一部を赤色系蛍光体が吸収してしまう。従って、図７に示されるようにＹＡＧ系蛍光体による発光スペクトルのピーク波長が、波長５００ｎｍから５５０ｎｍの領域にほとんど観測されず、発光装置から出力される混色光の演色性を十分に向上させることができなかった。また、上記発光装置が例えば継続的に強い光を発光する照明用光源として用いられると、発光素子の発熱により各種蛍光体の励起効率が低下するため、発光装置全体の光束［ｌｍ］が低下する問題が生じる。さらに、発熱により励起効率がそれぞれ異なった割合で低下する複数の蛍光体を組み合わせて発光装置を形成すると、各蛍光体の発光出力の差が周囲温度の上昇とともに変化するため、発光装置から出光する光の色度が所望の色度からずれた位置に観測される色ズレが生じていた。このような色ズレが僅かなものであっても、上記発光装置が例えば液晶プロジェクタの光源として使用された場合には、スクリーンに拡大投射されて映し出されるカラー映像の色調に大きな影響を与えるという問題が生じる。
【０００４】
そこで本発明は、従来技術と比較して演色性を向上させ、周囲温度が変化しても、光束［ｌｍ］の低下や色度ズレの発生を抑えることが可能な発光装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために本発明に係る発光装置は、４２０ｎｍから４７０ｎｍに発光ピーク波長を持つ光源と、該光源からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発光する２層以上の蛍光体層と、を備える発光装置において、前記蛍光体層は、少なくとも第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とを有し、前記第１の蛍光体層は、前記光源からの光の少なくとも一部を吸収し長波長の第１の光を放出し、前記第２の蛍光体層は、前記光源からの光の少なくとも一部を吸収し長波長の第２の光を放出し、前記第１の光のピーク波長は、前記第２の光のピーク波長よりも長波長であり、前記第１の蛍光体層が、前記第２の蛍光体層よりも前記光源の側にある。
また、本発明に係る発光装置は、青色領域の光を発光可能な光源と、該光源からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発光する２層以上の蛍光体層と、を備える発光装置において、前記蛍光体層は、少なくとも第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とを有し、前記第１の蛍光体層は、赤色領域に発光スペクトルのピーク波長を有する光を発光し、前記第２の蛍光体層は、黄色から緑色領域に発光スペクトルのピーク波長を有する光を発光し、前記第１の蛍光体層が、前記第２の蛍光体層よりも前記光源の側にある。
【０００６】
このような構成とすることによって、従来技術と比較して演色性を向上させた発光装置とすることが可能である。
【００１１】
また、前記第１の蛍光体層は、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された窒化物系蛍光体を含むことが好ましい。
【００１２】
このような構成とすることによって、さらに演色性を向上させた発光装置とすることが可能である。
【００１３】
また、前記第２の蛍光体層は、ＹとＡｌを含み、かつＬｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素と、Ｇａ及びＩｎから選択された一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を含むことが好ましい。
【００１４】
このような構成とすることによって、さらに演色性を向上させた発光装置とすることが可能である。
【００１７】
また、前記光源は、半導体発光素子であることが好ましい。
【００１８】
このような構成とすることによって、従来技術と比較して演色性を向上させ、低消費電力かつ小型の発光装置とすることが可能である。
【００１９】
前記光源は、紫外線を発光する発光素子と、前記紫外線を吸収し前記発光素子と異なる波長を有する光を発光する蛍光体と、を組み合わせて形成することもできる。
また、前記第１の蛍光体層は、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された窒化物系蛍光体を含み、前記第２の蛍光体層は、ＹとＡｌを含み、かつＬｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素と、Ｇａ及びＩｎから選択された一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を含み、前記窒化物系蛍光体の発光出力低下率と前記イットリウム・アルミニウム・ガーネットの発光出力低下率との差が２．０×１０ −３ ［ａ．ｕ．／℃］以下であることが好ましい。
【００２０】
このような構成とすることによって、従来技術と比較して演色性を向上させ、周囲温度が変化しても、光束［ｌｍ］の低下や色度ズレの発生を抑えた発光装置とすることが可能である。
【００２１】
前記光源は、前記第１の蛍光体層により覆われており、前記第１の蛍光体層は、前記第２の蛍光体層により覆われていることもできる。
【００２２】
本発明に係る発光装置は、青色領域の光を発光可能な光源と、該光源からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発光する２層以上の蛍光体層と、を備える発光装置において、前記蛍光体層は、前記光源から近い層になるほど長波長の光を放出し、前記光源から遠い層になるほど短波長の光を放出するように形成され、前記光源からの遠い層は、前記光源から近い層の光を吸収せず拡散される。
【００２３】
また、前記発光装置は、液晶ディスプレイのバックライト光源、または照明用光源に使用することができる。
【００２４】
このような構成とすることによって、演色性を向上させ周囲温度の変化によっても色ズレが従来技術と比較して発生しにくい液晶ディスプレイや照明用光源を形成することが可能である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明は発光装置を以下に限定するものではない。また、各図面に示す部材の大きさや位置関係などは説明を明確にするために誇張しているところがある。
【００２８】
本発明に使用される蛍光体は、少なくとも一つの発光素子上にある第１の蛍光体と、発光する光の一部が第１の蛍光体に吸収される少なくとも一種類以上の第２の蛍光体とを含み、第１の蛍光体が、第２の蛍光体よりも少なくとも一つの発光素子側にあることを特徴とする。特に、本実施の形態における蛍光体層は、赤色領域に発光スペクトルのピーク波長を有する光を発光する第１の蛍光体層１０３と、黄色から緑色領域に発光スペクトルのピーク波長を有する光を発光する第２の蛍光体層１０６である。第１の蛍光体層１０３は、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された窒化物系蛍光体を含ませることができる。また、第２の蛍光体層１０６は、ＹとＡｌを含み、かつＬｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素と、Ｇａ及びＩｎから選択された一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活されたＹＡＧ系蛍光体を含ませることができる。
【００２９】
本発明に係る発光装置は、第１の蛍光体および少なくとも一つの発光素子を載置する第１の凹部と、該第１の凹部を含み、第２の蛍光体および少なくとも一つの発光素子を載置する第２の凹部とを有する。図１は、本実施の形態における表面実装型の発光ダイオードの模式的な断面図である。パッケージ１０８には発光観測面側に第１の凹部１０１と第２の凹部が設けられる。ここで、第１の凹部１０１は、第２の凹部１０５内に設けられる。
【００３０】
第２の蛍光体は、少なくとも一つの発光素子上、および／または該少なくとも一つの発光素子と異なる少なくとも一つの発光素子上にある。即ち図１に示されるように、青色領域の光を発光可能なＬＥＤチップ１０２が第１の凹部１０１内に載置され、該ＬＥＤチップ１０２を覆うように第１の蛍光体層１０３が形成される。さらに、同じく青色領域の光を発光可能なＬＥＤチップ１０４が第２の凹部１０５内に載置され、該ＬＥＤチップ１０４および第１の蛍光体層１０３を覆うように第２の蛍光体層１０６が形成される。拡散剤を有するモールド部材を使用する場合は、第１の蛍光体層１０３、および第２の蛍光体層１０６を被覆し、外部環境から導電性ワイヤー１１０、ＬＥＤチップ、および蛍光体層を保護し、蛍光体層から出光してくる光を発光観測面方向に拡散および混色させることもできる。ここで、ＬＥＤチップ１０２およびＬＥＤチップ１０４のｎ側電極及びｐ側電極はそれぞれ、パッケージ１０８に一体成型されたリード電極１０９の負極及び正極にそれぞれ導電性ワイヤー１１０を用いて接続されている。
【００３１】
以上のように構成された発光ダイオードにおいては、ＬＥＤ光の一部が、第１の蛍光体層１０３に含まれる蛍光体を励起し、ＬＥＤ光と異なる波長の赤色領域の光を発生させる。また、ＬＥＤチップ１０４と、ＬＥＤチップ１０２によるＬＥＤ光の一部とが、第２の蛍光体層１０６に含まれる蛍光体を励起し、ＬＥＤ光と異なる波長の黄色領域から緑色領域の光を発生させる。第１の蛍光体層１０３および第２の蛍光体層１０６から発生する蛍光と、蛍光体の励起に寄与することなく出力されるＬＥＤ光とが混色されて発光装置の発光観測面方向から出力される。このように複数のＬＥＤチップを使用し、それぞれのＬＥＤチップにより複数の蛍光体を直接励起させることができるため、一つのＬＥＤチップで数種類の蛍光体を一度に励起させる従来の発光装置と比較して、本発明は、各蛍光体の本来の発光スペクトルで高輝度に発光することが可能な発光装置とすることができる。
【００３２】
このように第１の蛍光体層と第２の蛍光体層、あるいは更に第３の蛍光体層とに分けて順に積層させると、各蛍光体層には異なる波長領域の光を出光する蛍光体がそれぞれ含有されていることにより、演色性を向上させた発光装置とすることが可能である。即ち、第１の蛍光体層に含まれる赤色系蛍光体から出光する赤色領域の発光スペクトルのピーク波長が、６００ｎｍから７００ｎｍの範囲に存在し、第２の蛍光体層に含まれるＹＡＧ系蛍光体の励起吸収スペクトルのピーク波長が、４２０ｎｍから４７０ｎｍの範囲であるため、赤色系蛍光体から出光する光はＹＡＧ系蛍光体に吸収されることがほとんどなく他の波長の光と効率よく混色される。
【００３３】
また、第１の凹部１０１が第２の凹部１０５から奥まった部分に形成されている。このように形成することにより、第２の蛍光体層１０６から出光して発光観測面方向に向かう波長５００ｎｍから７００ｎｍの光が、波長３５０ｎｍから６００ｎｍの範囲に励起吸収スペクトルを有する赤色系蛍光体によって吸収されないため、演色性を向上させた発光装置とすることが可能である。
【００３４】
また、このように２層に分けて蛍光体層を形成させることにより、第１の蛍光体層１０３から出光した光およびＬＥＤ光は、第２の蛍光体層１０６を透過する間に蛍光体粒子により吸収されることなく拡散され、青色領域の光、黄色から緑色領域の光、および赤色領域の光が効率よく混色される。従って、発光装置から出光する光の演色性を向上させることが可能である。さらに、好ましくは第２の蛍光体層１０６内に拡散剤またはフィラーを含有させたり、あるいは第２の蛍光体層１０６上に拡散剤またはフィラーを含有させたモールド部材を形成してもよい。このような構成にすることにより、さらに効率よく混色を行うことが可能である。
【００３５】
一般に、蛍光体は周囲温度の上昇と共に励起効率が低下するため、蛍光体から出光する光の出力も低下する。本実施の形態においては、ピーク波長λｐが４６０ｎｍ程度の青色領域の光を発光する発光素子に蛍光体を塗布した状態で、周囲温度を１℃変化させたときの相対発光出力の低下割合を発光出力低下率というものとする。赤色系蛍光体およびＹＡＧ系蛍光体の温度上昇に対する発光出力低下率は共に４．０×１０−３［ａ．ｕ．／℃］以下、より好ましくは２．０×１０−３［ａ．ｕ．／℃］以下とし、従来技術と比較して発熱を伴う発光装置全体の光束［ｌｍ］の低下を更に抑えることが可能な構成とすることもできる。また、赤色系蛍光体とＹＡＧ系蛍光体の温度上昇に対する発光出力低下率がほぼ等しい構成とすることができる。即ち、赤色系蛍光体とＹＡＧ系蛍光体との発光出力低下率の差を２．０×１０−３［ａ．ｕ．／℃］以下、より好ましくは２．０×１０−４［ａ．ｕ．／℃］以下として、発光出力低下率をほぼ等しくすることができる。このようにすることにより発熱によって励起効率が低下する蛍光体の温度特性がほぼ同じとなり、周囲温度が変化しても色ズレの発生を抑えることが可能な発光装置を形成することができる。
【００３６】
以下、本発明の実施の形態の各構成について詳述する。
［蛍光体］
本発明で使用される蛍光体として、紫外から可視光領域の光で励起され異なる波長領域の光をそれぞれ発光する種々の蛍光体を組み合わせて使用することが可能である。その際、第１の蛍光体から出光する光の一部が、第２の蛍光体に吸収されることのない蛍光体がそれぞれ選択される。本実施の形態において、蛍光体として紫外光により励起されて所定の色の光を発生する蛍光体も用いることができ、具体例として、例えば、
（１）Ｃａ１０（ＰＯ４）６ＦＣｌ：Ｓｂ，Ｍｎ
（２）Ｍ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ（但し、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇから選択される少なくとも一種）
（３）ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ
（４）ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、Ｍｎ
（５）３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ
（６）Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ
（７）Ｍｇ６Ａｓ２Ｏ１１：Ｍｎ
（８）Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ
（９）（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ｃｕ
（１０）ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ
（１１）Ｃａ１０（ＰＯ４）６ＣｌＢｒ：Ｍｎ、Ｅｕ
（１２）Ｚｎ２ＧｅＯ４：Ｍｎ
（１３）Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、及び
（１４）Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ等が挙げられる。
【００３７】
特に、本実施の形態において使用される蛍光体は、イットリウム・アルミニウム・ガーネット（ざくろ石型）系蛍光体と、赤色系の光を発光可能な赤色系蛍光体、特に窒化物系蛍光体とを組み合わせたものを使用することができる。これらのＹＡＧ系蛍光体および窒化物系蛍光体は、複数の層から構成される蛍光体層中に別々に含有させる。以下、それぞれの蛍光体について詳細に説明していく。ここで本発明において、蛍光体の粒径とは、体積基準粒度分布曲線により得られる値であり、前記体積基準粒度分布曲線は、レーザ回折・散乱法により蛍光体の粒度分布を測定し得られるものである。具体的には、気温２５℃、湿度７０％の環境下において、濃度が０．０５％であるヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液に蛍光体を分散させ、レーザ回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬＤ−２０００Ａ）により、粒径範囲０．０３μｍ〜７００μｍにて測定し得られたものである。
（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体）
本実施の形態に用いられるイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（ＹＡＧ系蛍光体）とは、ＹとＡｌを含み、かつＬｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素と、Ｇａ及びＩｎから選択された一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された蛍光体であり、ＬＥＤチップ１０４から発光された可視光や紫外線で励起されて発光する蛍光体である。特に本実施の形態において、ＣｅあるいはＰｒで付活され組成の異なる２種類以上のイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体も利用される。発光層に窒化物系化合物半導体を用いた発光素子から発光した青色系の光と、青色光を吸収させるためボディーカラーが黄色である蛍光体から発光する緑色系及び赤色系の光と、或いは、黄色系の光であってより緑色系及びより赤色系の光を混色表示させると所望の白色系発光色表示を行うことができる。発光装置はこの混色を起こさせるために蛍光体の粉体やバルクをエポキシ樹脂、アクリル樹脂或いはシリコーン樹脂などの各種樹脂や酸化珪素、酸化アルミニウム、シリカゾルなどの透光性無機物中に含有させることが好ましい。このように蛍光体が含有されたものは、ＬＥＤチップからの光が透過する程度に薄く形成させたドット状のものや層状ものなど用途に応じて種々用いることができる。蛍光体と樹脂などとの比率や塗布、充填量を種々調整すること及び発光素子の発光波長を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。
【００３８】
また、２種類以上の蛍光体をそれぞれ発光素子からの入射光に対して順に配置させることによって効率よく発光可能な発光装置とすることができる。即ち、反射部材を有する発光素子上には、長波長側に吸収波長があり長波長に発光可能な蛍光体が含有された色変換部材と、それよりも長波長側に吸収波長があり、より長波長に発光可能な色変換部材とを積層などさせることで反射光を有効利用することができる。
【００３９】
ＹＡＧ系蛍光体を使用すると、放射照度として（Ｅｅ）＝０．１Ｗ・ｃｍ−２以上１０００Ｗ・ｃｍ−２以下のＬＥＤチップと接する或いは近接して配置された場合においても高効率に十分な耐光性を有する発光装置とすることができる。
【００４０】
本実施の形態に用いられるセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体である緑色系が発光可能なＹＡＧ系蛍光体では、ガーネット構造のため、熱、光及び水分に強く、励起吸収スペクトルのピーク波長が４２０ｎｍから４７０ｎｍ付近にさせることができる。また、発光ピーク波長λｐも５１０ｎｍ付近にあり７００ｎｍ付近まで裾を引くブロードな発光スペクトルを持つ。一方、セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体である赤色系が発光可能なＹＡＧ系蛍光体でも、ガーネット構造であり熱、光及び水分に強く、励起吸収スペクトルのピーク波長が４２０ｎｍから４７０ｎｍ付近にさせることができる。また、発光ピーク波長λｐが６００ｎｍ付近にあり７５０ｎｍ付近まで裾を引くブロードな発光スペクトルを持つ。
【００４１】
ガーネット構造を持ったＹＡＧ系蛍光体の組成の内、Ａｌの一部をＧａで置換することで発光スペクトルが短波長側にシフトし、また組成のＹの一部をＧｄ及び／又はＬａで置換することで、発光スペクトルが長波長側へシフトする。Ｙの置換が２割未満では、緑色成分が大きく赤色成分が少なくなる。また、８割以上では、赤み成分が増えるものの輝度が急激に低下する。また、励起吸収スペクトルについても同様に、ガーネット構造を持ったＹＡＧ系蛍光体の組成の内、Ａｌの一部をＧａで置換することで励起吸収スペクトルが短波長側にシフトし、また組成のＹの一部をＧｄ及び／又はＬａで置換することで、励起吸収スペクトルが長波長側へシフトする。ＹＡＧ系蛍光体の励起吸収スペクトルのピーク波長は、発光素子の発光スペクトルのピーク波長より短波長側にあることが好ましい。このように構成すると、発光素子に投入する電流を増加させた場合、励起吸収スペクトルのピーク波長は、発光素子の発光スペクトルのピーク波長にほぼ一致するため、蛍光体の励起効率を低下させることなく、色度ズレの発生を抑えた発光装置を形成することができる。
【００４２】
このような蛍光体は、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｅ、Ｌａ、Ａｌ、Ｓｍ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、Ｌａ、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。また、別の実施の形態の蛍光体の製造方法では、蛍光体の原料を混合した混合原料とフラックスからなる混合物を、大気中又は弱還元雰囲気中にて行う第一焼成工程と、還元雰囲気中にて行う第二焼成工程とからなる、二段階で焼成することが好ましい。ここで、弱還元雰囲気とは、混合原料から所望の蛍光体を形成する反応過程において必要な酸素量は少なくとも含むように設定された弱い還元雰囲気のことをいい、この弱還元雰囲気中において所望とする蛍光体の構造形成が完了するまで第一焼成工程を行うことにより、蛍光体の黒変を防止し、かつ光の吸収効率の低下を防止できる。また、第二焼成工程における還元雰囲気とは、弱還元雰囲気より強い還元雰囲気をいう。このように二段階で焼成すると、励起波長の吸収効率の高い蛍光体が得られる。従って、このように形成された蛍光体にて発光装置を形成した場合に、所望とする色調を得るために必要な蛍光体量を減らすことができ、光取り出し効率の高い発光装置を形成することができる。
【００４３】
組成の異なる２種類以上のセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物系蛍光体は、混合させて用いても良いし、それぞれ独立して配置させても良い。蛍光体をそれぞれ独立して配置させる場合、発光素子から光をより短波波長側で吸収発光しやすい蛍光体、それよりも長波長側で吸収発光しやすい蛍光体の順に配置させることが好ましい。これによって効率よく吸収及び発光させることができる。
（窒化物系蛍光体）
本発明で使用される第１の蛍光体は、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された窒化物系蛍光体である。また、本実施の形態に用いられる窒化物系蛍光体としては、ＬＥＤチップから発光された可視光、紫外線を吸収することによって励起され発光する蛍光体をいう。特に本発明に係る蛍光体は、Ｍｎが添加されたＳｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ系シリコーンナイトライドである。この蛍光体の基本構成元素は、一般式ＬＸＳｉＹＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ）：Ｅｕ若しくはＬＸＳｉＹＯＺＮ（２／３Ｘ＋４／３Ｙ−２／３Ｚ）：Ｅｕ（Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれか。）で表される。一般式中、Ｘ及びＹは、Ｘ＝２、Ｙ＝５又は、Ｘ＝１、Ｙ＝７であることが好ましいが、任意のものも使用できる。具体的には、基本構成元素は、Ｍｎが添加された（ＳｒＸＣａ１−Ｘ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、ＳｒＸＣａ１−ＸＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＳｒＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕ、ＣａＳｉ７Ｎ１０：Ｅｕで表される蛍光体を使用することが好ましいが、この蛍光体の組成中には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が含有されていてもよい。但し、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれかである。ＳｒとＣａは、所望により配合比を変えることができる。
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蛍光体を提供することができる。
【００４４】
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＋を付活剤として用いる。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。但し、Ｍｎを添加した場合は、その限りではない。
【００４５】
添加物であるＭｎは、Ｅｕ２＋の拡散を促進し、発光輝度、エネルギー効率、量子効率等の発光効率の向上を図る。Ｍｎは、原料中に含有させるか、又は、製造工程中にＭｎ単体若しくはＭｎ化合物を含有させ、原料と共に焼成する。但し、Ｍｎは、焼成後の基本構成元素中に含有されていないか、含有されていても当初含有量と比べて少量しか残存していない。これは、焼成工程において、Ｍｎが飛散したためであると思われる。
蛍光体には、基本構成元素中に、若しくは、基本構成元素とともに、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上を含有する。これらの元素は、粒径を大きくしたり、発光輝度を高めたりする等の作用を有している。また、Ｂ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃｒ及びＮｉは、残光を抑えることができるという作用を有している。
【００４６】
このような窒化物系蛍光体は、ＬＥＤチップ１０２によって発光された青色光の一部を吸収して黄から赤色領域の光を発光する。窒化物系蛍光体をＹＡＧ系蛍光体と共に上記の構成を有する発光装置に使用して、ＬＥＤチップ１０２、１０４により発光された青色光と、ＹＡＧ系蛍光体による光と、窒化物系蛍光体による黄色から赤色の光とを混色することにより、暖色系の混色光を出光する発光装置とすることができる。セリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質は、ＬＥＤチップ１０４により発光された青色光の一部を吸収して黄色領域の光を発光する。ここで、ＬＥＤチップ１０４により発光された青色光と、イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質の黄色光とが混色により青白い白色に発光する。従って、この赤色発光する蛍光体とイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質とを、第１の蛍光体層および第２の蛍光体層にそれぞれ含有させ、ＬＥＤチップ１０２あるいはＬＥＤチップ１０４により発光された青色光とを組み合わせることにより白色系の混色光を発光する発光装置を提供することができる。特に好ましいのは、色度が色度図における黒体放射の軌跡上に位置する白色の発光装置である。但し、所望の色温度の発光装置を提供するため、イットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質の蛍光体量と、赤色発光の蛍光体量を適宜変更することもできる。この白色系の混色光を発光する発光装置は、特殊演色評価数Ｒ９の改善を図っている。従来の青色発光素子とセリウムで付活されたイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質との組合せのみの白色に発光する発光装置は、色温度Ｔｃｐ＝４６００Ｋ付近において特殊演色評価数Ｒ９がほぼ０に近く、赤み成分が不足していた。そのため特殊演色評価数Ｒ９を高めることが解決課題となっていたが、本発明において赤色発光の蛍光体をイットリウム・アルミニウム酸化物蛍光物質と共に用いることにより、特殊演色評価数Ｒ９を高めることができる。
【００４７】
次に、本発明に係る蛍光体（（ＳｒＸＣａ１−Ｘ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ）の製造方法を説明するが、本製造方法に限定されない。上記蛍光体には、Ｍｎ、Ｏが含有されている。
【００４８】
原料のＳｒ、Ｃａを粉砕する。原料のＳｒ、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。また原料Ｓｒ、Ｃａには、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ａｌ２Ｏ３などを含有するものでもよい。原料のＳｒ、Ｃａは、アルゴン雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。粉砕により得られたＳｒ、Ｃａは、平均粒径が約０．１μｍから１５μｍであることが好ましいが、この範囲に限定されない。Ｓｒ、Ｃａの純度は、２Ｎ以上であることが好ましいが、これに限定されない。より混合状態を良くするため、金属Ｃａ、金属Ｓｒ、金属Ｅｕのうち少なくとも１以上を合金状態としたのち、窒化し、粉砕後、原料として用いることもできる。
【００４９】
原料のＳｉを粉砕する。原料のＳｉは、単体を使用することが好ましいが、窒化物化合物、イミド化合物、アミド化合物などを使用することもできる。例えば、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ（ＮＨ２）２、Ｍｇ２Ｓｉなどである。原料のＳｉの純度は、３Ｎ以上のものが好ましいが、Ａｌ２Ｏ３、Ｍｇ、金属ホウ化物（Ｃｏ３Ｂ、Ｎｉ３Ｂ、ＣｒＢ）、酸化マンガン、Ｈ３ＢＯ３、Ｂ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯなどの化合物が含有されていてもよい。Ｓｉも、原料のＳｒ、Ｃａと同様に、アルゴン雰囲気中、若しくは、窒素雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。Ｓｉ化合物の平均粒径は、約０．１μｍから１５μｍであることが好ましい。
【００５０】
次に、原料のＳｒ、Ｃａを、窒素雰囲気中で窒化する。この反応式を、以下の式１および式２にそれぞれ示す。
【００５１】
３Ｓｒ ＋ Ｎ２ → Ｓｒ３Ｎ２ ・・・（式１）
３Ｃａ ＋ Ｎ２ → Ｃａ３Ｎ２ ・・・（式２）
Ｓｒ、Ｃａを、窒素雰囲気中、６００〜９００℃、約５時間、窒化する。Ｓｒ、Ｃａは、混合して窒化しても良いし、それぞれ個々に窒化しても良い。これにより、Ｓｒ、Ｃａの窒化物を得ることができる。Ｓｒ、Ｃａの窒化物は、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。
【００５２】
原料のＳｉを、窒素雰囲気中で窒化する。この反応式を、以下の式３に示す。
【００５３】
３Ｓｉ ＋ ２Ｎ２ → Ｓｉ３Ｎ４ ・・・（式３）
ケイ素Ｓｉも、窒素雰囲気中、８００〜１２００℃、約５時間、窒化する。これにより、窒化ケイ素を得る。本発明で使用する窒化ケイ素は、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。
【００５４】
Ｓｒ、Ｃａ若しくはＳｒ−Ｃａの窒化物を粉砕する。Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｒ−Ｃａの窒化物を、アルゴン雰囲気中、若しくは、窒素雰囲気中、グローブボックス内で粉砕を行う。
同様に、Ｓｉの窒化物を粉砕する。また、同様に、Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３を粉砕する。Ｅｕの化合物として、酸化ユウロピウムを使用するが、金属ユウロピウム、窒化ユウロピウムなども使用可能である。このほか、原料のＺは、イミド化合物、アミド化合物を用いることもできる。酸化ユウロピウムは、高純度のものが好ましいが、市販のものも使用することができる。粉砕後のアルカリ土類金属の窒化物、窒化ケイ素及び酸化ユウロピウムの平均粒径は、約０．１μｍから１５μｍであることが好ましい。
【００５５】
上記原料中には、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｏ及びＮｉからなる群より選ばれる少なくとも１種以上が含有されていてもよい。また、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂ等の上記元素を以下の混合工程において、配合量を調節して混合することもできる。これらの化合物は、単独で原料中に添加することもできるが、通常、化合物の形態で添加される。この種の化合物には、Ｈ３ＢＯ３、Ｃｕ２Ｏ３、ＭｇＣｌ２、ＭｇＯ・ＣａＯ、Ａｌ２Ｏ３、金属ホウ化物（ＣｒＢ、Ｍｇ３Ｂ２、ＡｌＢ２、ＭｎＢ）、Ｂ２Ｏ３、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯなどがある。
【００５６】
上記粉砕を行った後、Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｒ−Ｃａの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３を混合し、Ｍｎを添加する。これらの混合物は、酸化されやすいため、Ａｒ雰囲気中、又は、窒素雰囲気中、グローブボックス内で、混合を行う。
【００５７】
最後に、Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｒ−Ｃａの窒化物、Ｓｉの窒化物、Ｅｕの化合物Ｅｕ２Ｏ３の混合物をアンモニア雰囲気中で、焼成する。焼成により、Ｍｎが添加された（ＳｒＸＣａ１−Ｘ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕで表される蛍光体を得ることができる。この焼成による基本構成元素の反応式を、以下に示す。
【００５８】
【化１】

Figure 0004280038
【００５９】
ただし、各原料の配合比率を変更することにより、目的とする蛍光体の組成を変更することができる。
【００６０】
焼成は、管状炉、小型炉、高周波炉、メタル炉などを使用することができる。焼成温度は、１２００から１７００℃の範囲で焼成を行うことができるが、１４００から１７００℃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。蛍光体の原料は、窒化ホウ素（ＢＮ）材質のるつぼ、ボートを用いて焼成を行うことが好ましい。窒化ホウ素材質のるつぼの他に、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）材質のるつぼを使用することもできる。
【００６１】
以上の製造方法を使用することにより、目的とする蛍光体を得ることが可能である。
【００６２】
本発明の実施例において、赤味を帯びた光を発光する蛍光体として、特に窒化物系蛍光体を使用するが、本発明においては、窒化物系蛍光体以外の赤色系蛍光体を含む蛍光体層１０３とすることも可能である。このような赤色系の光を発光可能な蛍光体は、波長が４００〜６００ｎｍの光によって励起されて発光する蛍光体であり、例えば、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＣｄＳ：Ａｇ，Ａｌ、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ，Ａｌ等が挙げられる。このようにＹＡＧ系蛍光体を含む蛍光体層と、赤色系の光を発光可能な蛍光体を含む蛍光体層を組み合わせることにより発光装置の演色性を向上させることが可能である。
［ＬＥＤチップ１０２、１０４］
本発明における蛍光体の励起光源として、第１の蛍光体および第２の蛍光体を励起させることが可能な様々な光源を利用することができる。例えば、ＬＥＤチップに代表される半導体発光素子、半導体レーザ素子等が挙げられる。特に本実施の形態においては、第１の蛍光体および第２の蛍光体を励起させる光源である発光素子は、ＬＥＤチップ１０２およびＬＥＤチップ１０４である。あるいは本発明の別の実施の形態として、紫外線を発光することが可能な発光素子と、該紫外線を吸収し異なる波長を有する光を発光する蛍光体とが組み合わされて形成された光源を、第１の蛍光体と第２の蛍光体を励起させる光源としても構わない。例えば、紫外線を発光するＬＥＤチップと、該紫外線を吸収し青色領域の光の発光する蛍光体とを組み合わせて励起光源とし、該励起光源が励起し赤色領域の光を発光する第１の蛍光体と、該励起光源が励起し緑から黄色領域の光を発光する第２の蛍光体とを励起光源の側から順に配置させた発光装置を形成しても構わない。このように構成することによって、第２の蛍光体から出光する光は第１の蛍光体に吸収されることがないため、紫外線を発光するＬＥＤチップを利用して演色性を向上させた発光装置を形成することができる。
【００６３】
本実施の形態のように、第１の蛍光体と、第２の蛍光体と、発光素子とを組み合わせ、それらの蛍光体を励起させることによって波長変換した光を混色させ出光させる発光装置とする場合、該蛍光体を励起可能な波長の光を出光するＬＥＤチップが使用される。ＬＥＤチップは、ＭＯＣＶＤ法等により基板上にＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｌＰ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の半導体を発光層として形成させる。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。好ましくは、蛍光体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（一般式ＩｎiＧａjＡｌkＮ、ただし、０≦ｉ、０≦ｊ、０≦ｋ、ｉ＋ｊ＋ｋ＝１）である。
【００６４】
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、ＧａＮ等の材料が好適に用いられる。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より好ましい。サファイヤ基板上に半導体膜を成長させる場合、ＧａＮ、ＡｌＮ等のバッファー層を形成しその上にＰＮ接合を有する窒化ガリウム半導体を形成させることが好ましい。また、サファイア基板上にＳｉＯ2をマスクとして選択成長させたＧａＮ単結晶自体を基板として利用することもできる。この場合、各半導体層の形成後ＳｉＯ2をエッチング除去させることによって発光素子とサファイア基板とを分離させることもできる。窒化ガリウム系化合物半導体は、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。
【００６５】
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。具体的な発光素子の層構成としては、窒化ガリウム、窒化アルミニウムなどを低温で形成させたバッファ層を有するサファイア基板や炭化珪素上に、窒化ガリウム半導体であるＮ型コンタクト層、窒化アルミニウム・ガリウム半導体であるＮ型クラッド層、Ｚｎ及びＳｉをドープさせた窒化インジュウムガリウム半導体である活性層、窒化アルミニウム・ガリウム半導体であるＰ型クラッド層、窒化ガリウム半導体であるＰ型コンタクト層が積層されたものが好適に挙げられる。ＬＥＤチップ１０２を形成させるためにはサファイア基板を有するＬＥＤチップ１０２の場合、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。ＳｉＣ基板の場合、基板自体の導電性を利用して一対の電極を形成させることもできる。
【００６６】
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物系化合物半導体であるＬＥＤチップ１０２を形成させることができる。
【００６７】
蛍光体を励起させて発光させる本発明の発光装置においては、蛍光体の励起吸収波長を考慮してＬＥＤチップの発光ピーク波長は３５０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下とすることができる。
【００６８】
また、ＬＥＤチップ１０２、およびＬＥＤチップ１０４のそれぞれの発光出力を個別に制御可能とし、第１の蛍光体、および第２の蛍光体により波長変換されて出光する光の混色の度合いを制御することにより、混色光の色温度を自由に調節できる発光装置とすることもできる。
［導電性ワイヤー１１０］
導電性ワイヤー１１０としては、ＬＥＤチップ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／（ｓ）（ｃｍ２）（℃／ｃｍ）以上が好ましく、より好ましくは０．５ｃａｌ／（ｓ）（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直径は、好ましくは、Φ１０μｍ以上、Φ４５μｍ以下である。特に、蛍光体が含有されたコーティング部と蛍光体が含有されていないモールド部材との界面で導電性ワイヤーが断線しやすい。それぞれ同一材料を用いたとしても蛍光体が入ることにより実質的な熱膨張量が異なるため断線しやすいと考えられる。そのため、導電性ワイヤーの直径は、２５μｍ以上がより好ましく、発光面積や扱い易さの観点から３５μｍ以下がより好ましい。
【００６９】
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。
［パッケージ１０８］
本実施の形態におけるパッケージ１０８は、ＬＥＤチップ１０２および第１の蛍光体層１０３を載置する第１の凹部１０１、および該第１凹部を含み、ＬＥＤ１０４および第２の蛍光体層１０６を載置する第２の凹部を有する。また、ＬＥＤチップに電力を供給する正負一対のリード電極１０９がパッケージの一部に一体成型されている。図１に示されるように、第１の凹部１０１は、ＬＥＤチップ１０４が載置される第２の凹部１０５の底面より発光観測面とは逆の方向に奥まって形成されていることが好ましい。あるいは、第２の凹部１０５内でＬＥＤチップ１０４が載置される同一底面上にカップ状の第１の凹部を設けても構わない。また、別の実施の形態では、ＬＥＤチップ１０２が載置される同一面上に、ＬＥＤチップ１０４をスペーサを介して載置し、ＬＥＤチップ１０２がＬＥＤチップ１０４よりスペーサの厚さ分だけ凹部底面に近い位置に載置されるようにしても構わない。さらに別の実施の形態では、ＬＥＤチップ１０２の発光観測面側表面に対してスクリーン印刷、あるいはスプレーを使用した塗布方法により第１の蛍光体層１０３を形成した後、凹部底面に載置しても構わない。以上のようにすることにより、赤色系蛍光体を含む蛍光体層の形成材料にて所望のＬＥＤチップ１０２のみを確実に覆うことが可能である。また、第２の蛍光体層１０６に含まれる蛍光体から出光して発光観測面方向に向かう光が、第１の蛍光体層中に含まれる赤色系蛍光体によって吸収されないので、演色性を向上させた発光装置とすることが可能である。
【００７０】
このようなパッケージ１０８は、トランスファーモールド成型、インサート成形などにより比較的簡単に形成することができる。パッケージの熱可塑性材料として芳香族ナイロン系樹脂、ポリフタルアミド樹脂（ＰＰＡ）、サルホン系樹脂、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ポリケトン樹脂（ＰＫ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、ＰＢＴ樹脂等の熱可塑性樹脂などを用いることができる。なお、これらの熱可塑性樹脂にガラス繊維を含有させたものを熱可塑性材料として使用しても構わない。このようにガラス繊維を含有させることにより、高剛性を有し、高強度なパッケージを形成することが可能である。ここで、第１の凹部および第２の凹部は、成型金型を使用したパッケージ成型時に一体成型により形成することが可能である。
【００７１】
また、パッケージは金属材料を使用して形成することも可能である。この場合、凹部は、押し圧加工を施すことにより容易に形成することができ、リード電極は、パッケージの一部に絶縁性部材を介して形成される。このように金属材料をパッケージ材料として使用することにより、放熱性を向上させた発光装置とすることができる。
【００７２】
ＬＥＤチップのパッケージ凹部内への接着は熱硬化性樹脂などの絶縁性接着剤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、ＬＥＤチップの電極面をリード電極に対向させて接続する実装方法であるフェースダウンよりリード電極と電気的導通を図るためには、Ａｇペースト、カーボンペースト、金属バンプ、共晶ハンダ等を用いることができる。さらに、発光ダイオードの光利用効率を向上させるためにＬＥＤチップが配置されるマウント・リードの表面を鏡面状とし、表面に反射機能を持たせても良い。この場合の表面粗さは、０．１Ｓ以上０．８Ｓ以下が好ましい。
［リード電極１０９］
本実施の形態で使用される正負一対のリード電極としては、ＬＥＤチップに電力を供給するものであり、パッケージ１０８の一部に必要に応じて絶縁性部材を介して形成される。別の実施の形態としては、正負何れか一方のリード電極に対して第１の凹部および第２の凹部を直接設け、ＬＥＤチップを絶縁性接着剤を介して載置しても構わない。リード電極の具体的な電気抵抗としては３００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは、３μΩ−ｃｍ以下である。また、リード電極上に複数の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／（ｓ）（ｃｍ２）（℃／ｃｍ）以上が好ましくより好ましくは ０．５ｃａｌ／（ｓ）（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。
［マウント・リード２０２］
本実施の形態におけるマウント・リード２０２としては、図３に示されるようにＬＥＤチップ１０２およびＬＥＤチップを配置させる第１の凹部１０１と第２の凹部１０５を有するものであり、ダイボンド機器などで積載するのに十分な大きさがあれば良い。図３に示されるように、第１の凹部１０１は、ＬＥＤチップ１０４が載置される第２の凹部１０５の底面より発光観測面とは逆の方向に奥まって形成されていることが好ましい。あるいは、第２の凹部１０５内でＬＥＤチップ１０４が載置される同一底面上にカップ状の第１の凹部を設けても構わない。また、別の実施の形態では、ＬＥＤチップ１０２が載置された同一面上に、ＬＥＤチップ１０４をスペーサを介して載置し、ＬＥＤチップ１０２がＬＥＤチップ１０４よりスペーサの厚さ分だけ凹部底面に近い位置に載置されるようにしても構わない。さらに別の実施の形態では、ＬＥＤチップ１０２の発光観測面側表面に対してスクリーン印刷、あるいはスプレーを使用した塗布方法により第１の蛍光体層１０３を形成した後、凹部底面上に載置しても構わない。以上のようにすることにより、赤色系蛍光体を含む蛍光体層の形成材料にて所望のＬＥＤチップ１０２のみを確実に覆うことが可能である。また、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が求められる。
【００７３】
ＬＥＤチップ１０２、１０４とマウント・リード２０２のカップ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チップなどによりマウント・リード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、カーボンペースト、金属バンプ等を用いることができる。さらに、発光ダイオードの光利用効率を向上させるためにＬＥＤチップが配置されるマウント・リードの表面を鏡面状とし、表面に反射機能を持たせても良い。この場合の表面粗さは、０．１Ｓ以上０．８Ｓ以下が好ましい。また、マウント・リードの具体的な電気抵抗としては３００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは、３μΩ−ｃｍ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／（ｓ）（ｃｍ２）（℃／ｃｍ）以上が好ましくより好ましくは ０．５ｃａｌ／（ｓ）（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。このような金属を使用した場合、第１の凹部および第２の凹部は、成型用金型による加工、押し圧加工等によって形成することが可能である。
［インナー・リード２０１］
インナー・リード２０１としては、マウント・リード２０２上に配置されたＬＥＤチップ１０２と接続された導電性ワイヤー１１０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。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、ある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。
【００７４】
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、３００μΩ−ｃｍ以下が好ましく、より好ましくは３μΩ−ｃｍ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。
［蛍光体層１０３、１０６］
本実施の形態における第１の蛍光体層１０３および第２の蛍光体層１０６とは、パッケージに設けられた凹部内にてＬＥＤチップを被覆するものでありＬＥＤチップの発光を変換する赤色系蛍光体およびＹＡＧ系蛍光体がそれぞれ含有されるものである。蛍光体層を形成する具体的材料としては、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂や、耐光性に優れたシリカゾル、硝子などの透光性無機材料が好適に用いられる。また、蛍光体と共に拡散剤を含有させても良い。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、炭酸カルシウム、二酸化珪素等が好適に用いられる。
［モールド部材１０７］
モールド部材１０７は、発光ダイオードの使用用途に応じてＬＥＤチップ１０２、１０４、導電性ワイヤー１１０、蛍光体が含有された蛍光体層などを外部環境から保護するために設けることができる。モールド部材１０７は、一般には樹脂を用いて形成させることができる。また、蛍光体を含有させることによって視野角を増やすことができるが、樹脂モールド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さらに増やすことができる。更に、モールド部材１０７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１０７は複数積層した構造でもよい。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それらを複数組み合わせた物である。モールド部材１０７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、シリコーン樹脂などの耐候性に優れた透明樹脂や、耐光性に優れたシリカゾル、硝子などの透光性無機材料が好適に用いられる。また、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、炭酸カルシウム、二酸化珪素等が好適に用いられる。また、屈折率を考慮してモールド部材と蛍光体層とを同じ部材、例えばシリコーン樹脂を用いて形成させても良い。本願発明においてモールド部材に拡散剤や着色剤を含有させることは、発光観測面側から見た蛍光体の着色を隠すことができる。なお、蛍光体の着色とは、本願発明の蛍光体が強い外光からの光のうち、青色成分を吸収し発光する。そのため黄色に着色しているように見えることである。特に、凸レンズ形状などモールド部材の形状によっては、着色部が拡大されて見えることがある。このような着色は、意匠上など好ましくない場合がある。モールド部材に含有された拡散剤は、モールド部材を乳白色に着色剤は所望の色に着色することで着色を見えなくさせることができる。したがって、このような発光観測面側から蛍光体の色が観測されることはない。
【００７５】
また、ＬＥＤチップから放出される光の主発光波長が４３０ｎｍ以上では、光安定化剤である紫外線吸収剤をモールド部材中に含有させた方が耐候性上より好ましい。
【００７６】
【実施例】
以下、本発明に係る実施例について詳述する。なお、本発明は以下に示す実施例のみに限定されないことは言うまでもない。
（実施例１）
図１に本実施例において形成される発光ダイオード１００の模式図を示す。本実施例において、第１の蛍光体層１０３に含有される窒化物系蛍光体は、（Ｓｒ０．７Ｃａ０．３）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（以下、「蛍光体１」と呼ぶ）である。図１１は、該蛍光体の励起吸収スペクトルを示し、図１２は発光スペクトルを示す。また、第２の蛍光体層１０６に含有されるＹＡＧ系蛍光体は、Ｙ３（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）５Ｏ１２：Ｃｅ（以下「蛍光体２」と呼ぶ）である。図９は、該蛍光体の励起吸収スペクトルを示し、図１０は発光スペクトルを示す。
【００７７】
図１に示されるように、第１の凹部１０１、第２の凹部１０５、および正負一対のリード電極１０９を有するパッケージ１０８を熱可塑性樹脂を材料として射出成型により形成する。青色領域の光が発光可能なＬＥＤチップ１０２、１０４を絶縁性接着剤により第１の凹部、第２の凹部内にそれぞれ接着し固定する。本実施例においては、それぞれの凹部内に載置されるＬＥＤチップをそれぞれ１チップとしたが、複数のチップをそれぞれの凹部内に載置しても構わない。このようにＬＥＤチップを複数個載置することにより、それぞれの凹部内の蛍光体を直接励起させることができるため、高輝度に発光することが可能な発光装置を形成することができる。導電性ワイヤー１１０を使用してＬＥＤチップ１０２、１０４の正電極および負電極を、リード電極の正電極および負電極にそれぞれワイヤーボンディングする。
【００７８】
シリコーン樹脂に蛍光体１を含有させた第１の蛍光体層１０３の形成材料を調整し、第１の凹部内に載置されているＬＥＤチップ１０２が覆われるように、調製した材料を配置し硬化させる。ここで、シリコーン樹脂と蛍光体１との調合比は、（シリコーン樹脂）：（蛍光体１）＝１０：３（重量比）である。
【００７９】
続いて、シリコーン樹脂に蛍光体２を含有させた第２の蛍光体層１０６の形成材料を調製し、第２の凹部内に載置されているＬＥＤチップ１０４、および第１の蛍光体層１０３が覆われるように、調製した材料を配置し硬化させる。ここで、シリコーン樹脂と蛍光体２との調合比は、（シリコーン樹脂）：（蛍光体２）＝１０：１（重量比）である。
【００８０】
シリコーン樹脂に拡散剤を含有させたモールド部材１０７により、導電性ワイヤー１０９、蛍光体層、およびＬＥＤチップを封止する。
【００８１】
以上により形成された発光装置に電流を流すと、図６に示されるような発光スペクトルを有する混色光が得られ、従来技術と比較して演色性を向上させ高出力発光することができる。ここで、ＬＥＤチップ１０２の出力は、ＬＥＤチップ１０４の出力より大きいことが好ましい。このようにすることによりさらに演色性を向上させ高出力発光することができる。本実施例において発光ダイオードを形成した場合の光学特性の測定結果を以下の表１に示す。
【００８２】
【表１】
Figure 0004280038
【００８３】
本発明に係る発光装置と、該発光装置から出光した光を発光観測面側に導く導光板とを組み合わせ、液晶ディスプレイの構成部材として使用可能なバックライト光源を形成した場合、周囲温度の変化によらず演色性を向上させ、かつ色度ズレが殆ど生じないバックライト光源とすることが可能である。
（実施例２）
図２に本実施例において形成される発光ダイオード２００の模式図を示す。本実施例においては、上記実施例のように第１の凹部および第２の凹部とすることなく設けられた凹部１０１に少なくとも一つのＬＥＤチップ１０２を載置し、実施例１と同様の方法により、ＬＥＤチップ１０２の上に第１の蛍光体層および第２の蛍光体層を順に積層させる。このように構成することにより従来技術と比較して演色性を向上させた発光装置とすることができる。
（実施例３）
本実施例において、第１の蛍光体層１０３および第２の蛍光体層１０６に含有される蛍光体は、上記実施例と同様に、それぞれ蛍光体１および蛍光体２である。ただし、蛍光体１および蛍光体２の含有量は、それぞれ上記実施例における含有量より多い。第１の蛍光体層および第２の蛍光体層は上記実施例と同様の方法により形成される。
【００８４】
図３に本実施例において形成される発光ダイオード３００の模式図を示す。発光ダイオード３００は、マウント・リード２０２とインナーリード２０１とを備えたリードタイプの発光ダイオードであって、マウント・リード２０２のカップ部内に第１の凹部１０１および第２の凹部１０５が設けられる。該第１の凹部の底面上にＬＥＤチップ１０２が設けられ、該ＬＥＤチップ１０２を覆うように第１の蛍光体層１０３が形成される。また、第２の凹部の底面上にＬＥＤチップ１０４が設けられ、該ＬＥＤチップ１０４および第１の蛍光体層１０３を覆うように第２の蛍光体層１０６が形成される。さらに、蛍光体層、リード電極、及び導電性ワイヤーがモールド部材１０７により樹脂モールドされて構成される。ここで、ＬＥＤチップ１０２、１０４のｎ側電極及びｐ側電極はそれぞれ、マウント・リード２０２とインナー・リード２０１とにワイヤー１１０を用いて接続される。
【００８５】
形成された発光装置に電流を流すことにより、図６に示されるような発光スペクトルを有する赤味をおびた混色光が得られ、従来技術と比較して演色性を向上させることができた。本実施例において発光ダイオードを形成した場合の光学特性の測定結果を以下の表２に示す。
【００８６】
【表２】
Figure 0004280038
【００８７】
（実施例４）
図４に本実施例において形成される発光ダイオード４００の模式図を示す。本実施例においては、実施例３と同様にマウント・リード電極に対して形成された凹部１０１に少なくとも一つのＬＥＤチップ１０２を載置する。上述した他の実施例と同様の方法により、ＬＥＤチップ１０２の上に第１の蛍光体層および第２の蛍光体層を順に積層させる。このように構成することにより従来技術と比較して演色性を向上させた発光装置とすることができる。
（実施例５）
図５に本実施例において形成される発光ダイオード５００の模式図を示す。他の実施例と同様に、第１の蛍光体層１０３により被覆されたＬＥＤチップ１０２が載置される第１の凹部１０１、および第２の蛍光体層１０６により被覆されたＬＥＤチップ１０４が載置される第２の凹部１０５を設ける。ただし、本実施例において形成される発光ダイオード５００は、正負一対のリード電極１０９をＬＥＤチップ１０２、１０４に対してそれぞれ一対設け、ＬＥＤチップ１０２、１０４のそれぞれについて電流を投入し、独立して発光出力の制御を可能としてある。
【００８８】
このように第１の蛍光体、および第２の蛍光体により波長変換されて出光する光の混色の度合いを制御することにより、混色光の色温度を自由に調節できる発光装置とすることができる。
（実施例６）
図１に本実施例において形成される発光ダイオード１００の模式図を示す。本実施例において、第１の蛍光体層１０３に含有される窒化物系蛍光体は、（Ｓｒ０．７Ｃａ０．３）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（以下、「蛍光体１」と呼ぶ）である。また、第２の蛍光体層１０６に含有されるＹＡＧ系蛍光体は、Ｙ３（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）５Ｏ１２：Ｃｅ（以下「蛍光体２」と呼ぶ）である。
【００８９】
図１に示されるように、第１の凹部１０１、第２の凹部１０５、および正負一対のリード電極１０９を有するパッケージ１０８を熱可塑性樹脂を材料として射出成型により形成する。青色領域の光が発光可能なＬＥＤチップ１０２、１０４を絶縁性接着剤により第１の凹部、第２の凹部内にそれぞれ接着し固定する。本実施例においては、それぞれの凹部内に載置されるＬＥＤチップをそれぞれ１チップとしたが、複数のチップをそれぞれの凹部内に載置しても構わない。このようにＬＥＤチップを複数個載置することにより、それぞれの凹部内の蛍光体を直接励起させることができるため、高輝度に発光することが可能な発光装置を形成することができる。導電性ワイヤー１１０を使用してＬＥＤチップ１０２、１０４の正電極および負電極を、リード電極の正電極および負電極にそれぞれワイヤーボンディングする。
【００９０】
図９は、本実施例で使用されるＹＡＧ系蛍光体の励起吸収スペクトルを示す。また、図１０は、本実施例で使用されるＹＡＧ系蛍光体の発光スペクトルを示す。本実施例では、それぞれ組成の異なるＹＡＧ系蛍光体として、Ｙ３（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）５Ｏ１２：Ｃｅ（蛍光体２）、（Ｙ０．８Ｇｄ０．２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（以下「蛍光体３」と呼ぶ）、およびＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ（以下「蛍光体４」と呼ぶ）を使用した。これらの蛍光体は、ＬＥＤチップからの青色光を吸収して励起され、黄色系から緑色系の光を発光する蛍光体であり、第２の蛍光体層に含有される。
【００９１】
図１１は本実施例で使用される窒化物蛍光体の励起吸収スペクトルを示す。また、図１２は本実施例で使用される窒化物蛍光体の発光スペクトルを示す。本実施例では、それぞれ組成の異なる窒化物系蛍光体として、（Ｓｒ０．７Ｃａ０．３）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（蛍光体１）、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ（以下「蛍光体５」と呼ぶ）を使用した。これらの蛍光体は、ＬＥＤチップからの青色光を吸収して励起され、赤色系の光を発光する蛍光体であり、第１の蛍光体層に含有される。以下に、本実施例において使用される蛍光体の組成と発光スペクトルのピーク波長および色調を示す。
【００９２】
【表３】
Figure 0004280038
【００９３】
まず、蛍光体１から蛍光体５を１種類ずつ使用して発光ダイオードを形成した後、２０ｍＡのパルス電流を加えることによりＬＥＤチップ自体の発熱が無視できる条件下にて周囲温度を上昇させ、周囲温度に対する発光ダイオードの発光出力を測定した。次に、蛍光体１から蛍光体５のそれぞれについて、２５℃を基準とするＬＥＤ発光の相対出力を求め、周囲温度−相対光出力特性として図１４から図１８に示した。また、発光ダイオードの周囲温度を１℃変化させたときＬＥＤ発光相対出力の低下率を各蛍光体について求め、周囲温度の上昇に対する発光出力低下率として以下の表４に示す。
【００９４】
【表４】
Figure 0004280038
【００９５】
本実施例において使用される蛍光体は、温度上昇に対する発光出力低下率がほぼ等しい蛍光体１と蛍光体２である。即ち、組み合わせる蛍光体の周囲温度に対する発光出力低下率が共に２．０×１０−３［ａ．ｕ．／℃］以下と他の蛍光体の組み合わせと比較して小さく、かつ発光出力低下率の差が２．０×１０−４［ａ．ｕ．／℃］と、他の蛍光体の組み合わせと比較して小さい組み合わせとしたものである。
【００９６】
本実施例にて蛍光体を励起するために使用するＬＥＤチップ１０２、あるいは１０４は、ＩｎＧａＡｌＮ系化合物半導体を発光層として形成させた発光素子であり、発光スペクトルのピーク波長は４６０ｎｍ付近である。また、電流密度を３〜３００Ａ／ｃｍ２の間で高くすることにより色度座標が黒体放射軌跡に沿って低色温度側へシフトする。図８は、ＬＥＤチップ１０２、１０４に流す電流を変化させたときの発光スペクトルの電流特性を示す図である。図８に示されるように、発光スペクトルの電流特性は、投入電流を増加させていくに従って、ピーク波長が短波長側にシフトする。
【００９７】
そこで、図９に示されるように、ＬＥＤチップに投入される電流の増加によりＬＥＤチップの発光スペクトルのピーク波長がシフトした位置に、上記３つの蛍光体２、３、４の励起吸収スペクトルのピーク波長の位置をほぼ一致させる。ここで、蛍光体２、３、４の励起吸収スペクトルのピーク波長と、ＬＥＤチップの発光スペクトルのピーク波長との差が、４０ｎｍ以下であることが好ましい。このような蛍光体を使用することにより、該蛍光体の励起効率が向上し、波長変換されることなくＬＥＤから出光してくる光の量が減少するため、発光装置の色度ズレを防ぐことができる。
【００９８】
ここで、蛍光体２を使用した場合、蛍光体２の発光スペクトルは、図９に示されるように他の蛍光体の発光スペクトルよりも短波長側に移動する。従って、ＹＡＧ系蛍光体の励起吸収スペクトルのピーク位置をずらすことによって発光装置の色度ズレが防止できたものの発光装置の発光は黒体輻射軌跡から外れているため、蛍光体１あるいは蛍光体５を加えることにより混色光に赤味成分を付加し、黒体輻射軌跡付近に色度座標を調整する。
【００９９】
表１に示されるように本実施例の場合の演色性は、Ｒａ＝９１．９となり従来技術と比較して演色性を向上させることができる。
【０１００】
図１３は、本実施例において形成された発光装置について、ＤＣ駆動させたときの色度の変化を示す図である。電流密度を１５［Ａ／ｃｍ２］から１８０［Ａ／ｃｍ２］まで増加させていくと、混色による光の色度の変動が、色度図上において、Ｘ座標が０．３３９から０．３５１、Ｙ座標が０．３２１から０．３２２の範囲内にある。即ち、混色による光の色度は、電流を増加させても黒体輻射軌跡にほぼ沿う位置で移動し、色度の変化がほとんど生じない。
【０１０１】
本実施例の構成は、組み合わせる蛍光体の周囲温度に対する発光出力低下率が共に２．０×１０−３［ａ．ｕ．／℃］以下と他の実施例の蛍光体と比較して小さく、かつ発光出力低下率の差が２．０×１０−４［ａ．ｕ．／℃］と他の実施例と比較して小さい組み合わせとしたものである。即ち、蛍光体１と蛍光体２の温度上昇に対する発光出力低下率がほぼ等しい。このように構成することにより、発光素子の発熱等による周囲温度の上昇によって蛍光体１および蛍光体２それぞれの発光出力が低下した場合であっても、蛍光体１と蛍光体２の発光出力差は、周囲温度の影響を受けることなく殆ど同じ値に保たれる。即ち、本実施例の構成とすることにより、発光装置の周囲温度の変化によらず演色性を向上させ、かつ色度ズレが殆ど生じない発光装置とすることが可能である。
【０１０２】
また、本発明に係る発光装置と、該発光装置から出光した光を発光観測面側に導く導光板とを組み合わせ、液晶ディスプレイの構成部材として使用可能なバックライト光源を形成した場合、周囲温度の変化によらず演色性を向上させ、かつ色度ズレが殆ど生じないバックライト光源とすることが可能である。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明により、従来技術と比較して演色性を向上させた発光装置を形成することが可能である。
【０１０４】
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明に係る発光ダイオードの模式的な断面図である。
【図２】 図２は、本発明に係る発光ダイオードの模式的な断面図である。
【図３】 図３は、本発明に係る発光ダイオードの模式的な断面図である。
【図４】 図４は、本発明に係る発光ダイオードの模式的な断面図である。
【図５】 図５は、本発明に係る発光ダイオードの模式的な正面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図６】 図６は、本発明における発光装置の発光スペクトル特性を示す図である。
【図７】 図７は、本発明と比較のために示す従来技術の発光装置の発光スペクトル特性を示す図である。
【図８】 図８は、本発明におけるＬＥＤチップの発光スペクトル特性を示す図である。
【図９】 図９は、本発明におけるＹＡＧ系蛍光体の励起吸収スペクトルを示す図である。
【図１０】 図１０は、本発明におけるＹＡＧ系蛍光体の発光スペクトルを示す図である。
【図１１】 図１１は、本発明における窒化物系蛍光体の励起吸収スペクトルを示す図である。
【図１２】 図１２は、本発明における窒化物系蛍光体の発光スペクトルを示す図である。
【図１３】 図１３は、本発明における電流−色度特性（ＤＣ駆動による測定）を示す図である。
【図１４】 図１４は、本発明における蛍光体１を使用した発光ダイオードの周囲温度−相対光出力特性を示す図である。
【図１５】 図１５は、本発明における蛍光体２を使用した発光ダイオードの周囲温度−相対光出力特性を示す図である。
【図１６】 図１６は、本発明における蛍光体３を使用した発光ダイオードの周囲温度−相対光出力特性を示す図である。
【図１７】 図１７は、本発明における蛍光体４を使用した発光ダイオードの周囲温度−相対光出力特性を示す図である。
【図１８】 図１８は、本発明における蛍光体５を使用した発光ダイオードの周囲温度−相対光出力特性を示す図である。
【符号の説明】
１００、２００・・・表面実装型発光ダイオード
３００、４００・・・発光ダイオード
１０１・・・第１の凹部
１０２、１０４・・・ＬＥＤチップ
１０３・・・第１の蛍光体層
１０５・・・第２の凹部
１０６・・・第２の蛍光体層
１０７・・・モールド部材
１０８・・・パッケージ
１０９・・・リード電極
１１０・・・導電性ワイヤー
２０１・・・インナー・リード
２０２・・・マウント・リード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a fluorescent display tube, display, PDP, CRT, FL, FED, projection tube, etc., in particular, a blue light emitting diode or an ultraviolet light emitting diode, and a combination of a blue light emitting diode or an ultraviolet light emitting diode and a predetermined phosphor. The present invention relates to a phosphor used in a white light emitting device and the like that is extremely excellent in light emission characteristics using a light source as an excitation light source. In addition, the light emitting device having the phosphor according to the present invention can be used for fluorescent lamps for store front lighting, medical spot lighting, etc., as well as backlight light sources for liquid crystal displays, light sources for projectors, and light emission. It can also be applied to the field of diodes (LEDs).
[0002]
[Prior art]
As a light-emitting device using LEDs, color mixing light emitted from a light-emitting element (LED chip) (hereinafter referred to as “LED light”) and light obtained by wavelength-converting part of the LED light with a phosphor Thus, there is a light emitting device that obtains a desired emission color. For example, an LED that emits white light (hereinafter referred to as “white LED”) is an LED that emits blue light having an emission spectrum peak wavelength of about 460 nm, and an yttrium / aluminum / garnet system having an excitation absorption spectrum peak wavelength of around 460 nm. A light emitting diode that obtains white light by mixing yellow light generated by wavelength conversion of blue light by a phosphor (hereinafter referred to as “YAG phosphor”). In such a white LED, a phosphor that emits light having a peak wavelength of an emission spectrum in a red region (hereinafter referred to as “red”) for the purpose of improving the color rendering property of mixed color light obtained by additive color mixture of blue and yellow. May be used by mixing with YAG phosphor. For example, in the light emitting device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-244021, a fluorescent layer in which a red phosphor and a YAG phosphor are mixed is provided on the LED. In such a light emitting device, the light from the YAG phosphor that absorbs the LED light and emits light, the light from the red phosphor that emits the light by absorbing the LED light, and the LED light are mixed, A red light component is added to the conventional white LED to improve the color rendering.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, YAG phosphors whose emission spectrum wavelength is in the range of 500 nm to 750 nm and red phosphors whose excitation absorption spectrum peak wavelength is in the range of 350 nm to 600 nm, that is, reflection with respect to light having a wavelength of 500 nm or more. When the red phosphor that absorbs light of 500 nm or more is mixed and formed as a phosphor layer because the rate is low, the red phosphor absorbs part of the light emission of the YAG phosphor. Therefore, as shown in FIG. 7, the peak wavelength of the emission spectrum by the YAG phosphor is hardly observed in the wavelength range of 500 nm to 550 nm, and the color rendering property of the mixed color light output from the light emitting device is sufficiently improved. I could not. Further, when the light-emitting device is used as an illumination light source that continuously emits strong light, for example, the excitation efficiency of various phosphors is reduced due to heat generation of the light-emitting elements, and thus the luminous flux [lm] of the entire light-emitting device is reduced. Problems arise. Furthermore, when a light emitting device is formed by combining a plurality of phosphors whose excitation efficiencies are reduced at different rates due to heat generation, the difference in the light emission output of each phosphor changes as the ambient temperature rises, so that light is emitted from the light emitting device. There was a color shift observed at a position where the chromaticity of light deviated from the desired chromaticity. Even if such color misregistration is slight, when the light emitting device is used as a light source of a liquid crystal projector, for example, it has a problem of greatly affecting the color tone of a color image projected and projected on a screen. Occurs.
[0004]
Therefore, the present invention provides a light-emitting device that improves color rendering properties as compared to the prior art and can suppress the decrease in luminous flux [lm] and the occurrence of chromaticity deviation even when the ambient temperature changes. Objective.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a light emitting device according to the present invention includes:In the light emitting device, comprising: a light source having an emission peak wavelength from 420 nm to 470 nm; and two or more phosphor layers that absorb at least a part of light from the light source and emit light having different wavelengths. The layer has at least a first phosphor layer and a second phosphor layer, and the first phosphor layer absorbs at least a part of light from the light source and has a long wavelength first light. The second phosphor layer absorbs at least part of the light from the light source and emits a long-wavelength second light, and the peak wavelength of the first light is the second wavelength The wavelength is longer than the peak wavelength of light, and the first phosphor layer is closer to the light source than the second phosphor layer.
A light emitting device according to the present invention includes a light source capable of emitting light in a blue region, two or more phosphor layers that absorb at least part of light from the light source and emit light having different wavelengths, The phosphor layer includes at least a first phosphor layer and a second phosphor layer, and the first phosphor layer has a peak wavelength of an emission spectrum in a red region. The second phosphor layer emits light having a peak wavelength of an emission spectrum in a yellow to green region, and the first phosphor layer is more than the second phosphor layer than the second phosphor layer. On the side of the light source.
[0006]
With such a structure, a light-emitting device with improved color rendering can be obtained as compared with the related art.
[0011]
  Also, the aboveFirst phosphorlayerIncludes at least one element selected from Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn, and at least one selected from C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf A nitride-based phosphor activated with at least one element selected from rare earth elementsIt is preferable to include.
[0012]
With such a structure, a light-emitting device with further improved color rendering can be obtained.
[0013]
  Also, the aboveSecond phosphorlayerIncludes Y and Al, and includes at least one element selected from Lu, Sc, La, Gd, Tb, Eu, and Sm, and one element selected from Ga and In, and is selected from rare earth elements. Yttrium, aluminum, and garnet phosphors activated with at least one selected elementIt is preferable to include.
[0014]
With such a structure, a light-emitting device with further improved color rendering can be obtained.
[0017]
  Also, the aboveThe light source is a semiconductor light emitting device.Preferably there is.
[0018]
With such a structure, color rendering can be improved as compared with the conventional technology, and a light-emitting device with low power consumption and a small size can be obtained.
[0019]
  The light source may be formed by combining a light emitting element that emits ultraviolet light and a phosphor that absorbs the ultraviolet light and emits light having a wavelength different from that of the light emitting element.
  The first phosphor layer includes N and at least one element selected from Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn, and C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr, And a nitride-based phosphor activated with at least one element selected from rare earth elements, and the second phosphor layer includes Y and Al. And at least one element selected from rare earth elements, including at least one element selected from Lu, Sc, La, Gd, Tb, Eu and Sm, and one element selected from Ga and In The difference between the light emission output reduction rate of the nitride fluorescent material and the light emission output reduction rate of the yttrium aluminum garnet is 2. × 10 -3 [A. u. / ° C] or less.
[0020]
By adopting such a configuration, the color rendering property is improved as compared with the conventional technology, and a light emitting device that suppresses the decrease in luminous flux [lm] and the occurrence of chromaticity deviation even when the ambient temperature changes can be obtained. Is possible.
[0021]
  The light source may be covered with the first phosphor layer, and the first phosphor layer may be covered with the second phosphor layer.
[0022]
  A light-emitting device according to the present invention includes a light source capable of emitting light in a blue region, and two or more phosphor layers that absorb at least part of light from the light source and emit light having different wavelengths. In the light emitting device, the phosphor layer is formed so as to emit light having a longer wavelength as the layer is closer to the light source, and to emit light having a shorter wavelength as the layer is farther from the light source. Of the layers close to the light sourceDoes not absorb lightDiffused.
[0023]
  Also, the aboveThe light emitting device is a backlight light source of a liquid crystal display or a light source for illumination.Can be used for
[0024]
By adopting such a configuration, it is possible to improve the color rendering and to form a liquid crystal display or an illumination light source in which color misregistration is less likely to occur due to changes in ambient temperature as compared with the prior art.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a light emitting device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not limit the light emitting device to the following. Further, the size and positional relationship of the members shown in the drawings are exaggerated for clarity of explanation.
[0028]
The phosphor used in the present invention includes a first phosphor on at least one light emitting element, and at least one kind of second fluorescence in which a part of the emitted light is absorbed by the first phosphor. And the first phosphor is on the side of at least one light emitting element with respect to the second phosphor. In particular, the phosphor layer in this embodiment emits the first phosphor layer 103 that emits light having a peak wavelength of the emission spectrum in the red region and the light having the peak wavelength of the emission spectrum in the yellow to green region. The second phosphor layer 106. The first phosphor layer 103 includes N and at least one element selected from Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn, and C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf. And a nitride-based phosphor activated with at least one element selected from rare earth elements. The second phosphor layer 106 includes Y and Al, and includes at least one element selected from Lu, Sc, La, Gd, Tb, Eu, and Sm, and one selected from Ga and In. And a YAG phosphor activated by at least one element selected from rare earth elements.
[0029]
A light-emitting device according to the present invention includes a first recess for mounting a first phosphor and at least one light-emitting element, and the first recess and includes the second phosphor and at least one light-emitting element. And a second recess to be placed. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a surface-mounted light emitting diode according to the present embodiment. The package 108 is provided with a first recess 101 and a second recess on the light emission observation surface side. Here, the first recess 101 is provided in the second recess 105.
[0030]
The second phosphor is on at least one light emitting element and / or on at least one light emitting element different from the at least one light emitting element. That is, as shown in FIG. 1, an LED chip 102 capable of emitting light in the blue region is placed in the first recess 101, and a first phosphor layer 103 is formed so as to cover the LED chip 102. The Further, an LED chip 104 that can emit light in the blue region is placed in the second recess 105, and the second phosphor layer 106 is formed to cover the LED chip 104 and the first phosphor layer 103. It is formed. When a mold member having a diffusing agent is used, the first phosphor layer 103 and the second phosphor layer 106 are covered to protect the conductive wire 110, the LED chip, and the phosphor layer from the external environment. In addition, the light emitted from the phosphor layer can be diffused and mixed in the direction of the emission observation surface. Here, the n-side electrode and the p-side electrode of the LED chip 102 and the LED chip 104 are respectively connected to the negative electrode and the positive electrode of the lead electrode 109 integrally formed in the package 108 using the conductive wire 110.
[0031]
In the light emitting diode configured as described above, part of the LED light excites the phosphor contained in the first phosphor layer 103 to generate light in the red region having a wavelength different from that of the LED light. In addition, the LED chip 104 and a part of the LED light from the LED chip 102 excite the phosphor contained in the second phosphor layer 106 to generate light in a green region from a yellow region having a wavelength different from that of the LED light. Let The fluorescence generated from the first phosphor layer 103 and the second phosphor layer 106 and the LED light output without contributing to the excitation of the phosphor are mixed and output from the light emission observation plane direction of the light emitting device. The In this way, a plurality of LED chips can be used, and a plurality of phosphors can be directly excited by each LED chip. Therefore, compared with a conventional light emitting device that excites several kinds of phosphors at a time with one LED chip. Thus, the present invention can provide a light emitting device capable of emitting light with high luminance in the original emission spectrum of each phosphor.
[0032]
Thus, when the first phosphor layer and the second phosphor layer are further divided into the third phosphor layer and sequentially laminated, each phosphor layer emits light in a different wavelength region. Can be provided as a light-emitting device with improved color rendering. That is, the peak wavelength of the emission spectrum of the red region emitted from the red phosphor contained in the first phosphor layer is in the range of 600 nm to 700 nm, and the YAG phosphor contained in the second phosphor layer. Since the excitation absorption spectrum has a peak wavelength in the range of 420 nm to 470 nm, light emitted from the red phosphor is hardly absorbed by the YAG phosphor and is efficiently mixed with light of other wavelengths. .
[0033]
In addition, the first recess 101 is formed in a portion recessed from the second recess 105. By forming in this way, light having a wavelength of 500 nm to 700 nm that is emitted from the second phosphor layer 106 and travels in the direction of the emission observation surface is reflected by the red phosphor having an excitation absorption spectrum in the wavelength range of 350 nm to 600 nm. Since it is not absorbed, a light emitting device with improved color rendering can be obtained.
[0034]
In addition, by forming the phosphor layer in two layers in this way, the light emitted from the first phosphor layer 103 and the LED light pass through the second phosphor layer 106 while phosphor particles Therefore, the light in the blue region, the light in the yellow to green region, and the light in the red region are efficiently mixed. Accordingly, it is possible to improve the color rendering properties of the light emitted from the light emitting device. Further, preferably, the second phosphor layer 106 may contain a diffusing agent or filler, or a mold member containing the diffusing agent or filler may be formed on the second phosphor layer 106. With such a configuration, it is possible to perform color mixing more efficiently.
[0035]
In general, since the excitation efficiency of a phosphor decreases with increasing ambient temperature, the output of light emitted from the phosphor also decreases. In the present embodiment, when the ambient temperature is changed by 1 ° C. with a phosphor applied to a light emitting element that emits light in the blue region having a peak wavelength λp of about 460 nm, the ratio of decrease in relative light output is emitted. The output reduction rate is assumed. Both the red phosphor and the YAG phosphor have a luminous output decrease rate of 4.0 × 10 with respect to a temperature increase.-3[A. u. / ° C.] or less, more preferably 2.0 × 10-3[A. u. / ° C.] or less, and a configuration capable of further suppressing the decrease in the luminous flux [lm] of the entire light emitting device that generates heat as compared with the related art. In addition, the red light phosphor and the YAG phosphor can have substantially the same emission output reduction rate with respect to temperature rise. That is, the difference in emission output reduction rate between the red phosphor and the YAG phosphor is 2.0 × 10.-3[A. u. / ° C.] or less, more preferably 2.0 × 10-4[A. u. / ° C] or less, the light emission output reduction rate can be made substantially equal. By doing so, the temperature characteristics of the phosphors whose excitation efficiency decreases due to heat generation are substantially the same, and a light emitting device capable of suppressing the occurrence of color misregistration even when the ambient temperature changes can be formed.
[0036]
Hereafter, each structure of embodiment of this invention is explained in full detail.
[Phosphor]
As the phosphor used in the present invention, various phosphors that are excited by light in the ultraviolet to visible light region and emit light in different wavelength regions can be used in combination. At that time, each of the phosphors in which part of the light emitted from the first phosphor is not absorbed by the second phosphor is selected. In this embodiment, a phosphor that is excited by ultraviolet light and generates light of a predetermined color can be used as a phosphor. As a specific example, for example,
(1) Ca10(PO4)6FCl: Sb, Mn
(2) M5(PO4)3Cl: Eu (where M is at least one selected from Sr, Ca, Ba, Mg)
(3) BaMg2Al16O27: Eu
(4) BaMg2Al16O27: Eu, Mn
(5) 3.5MgO / 0.5MgF2・ GeO2: Mn
(6) Y2O2S: Eu
(7) Mg6As2O11: Mn
(8) Sr4Al14O25: Eu
(9) (Zn, Cd) S: Cu
(10) SrAl2O4: Eu
(11) Ca10(PO4)6ClBr: Mn, Eu
(12) Zn2GeO4: Mn
(13) Gd2O2S: Eu, and
(14) La2O2S: Eu etc. are mentioned.
[0037]
In particular, the phosphor used in the present embodiment includes an yttrium, aluminum, garnet (garnet type) phosphor, and a red phosphor capable of emitting red light, particularly a nitride phosphor. Combinations can be used. These YAG phosphor and nitride phosphor are separately contained in a phosphor layer composed of a plurality of layers. Hereinafter, each phosphor will be described in detail. Here, in the present invention, the particle size of the phosphor is a value obtained by a volume-based particle size distribution curve, and the volume-based particle size distribution curve can be obtained by measuring the particle size distribution of the phosphor by a laser diffraction / scattering method. Is. Specifically, in an environment where the temperature is 25 ° C. and the humidity is 70%, the phosphor is dispersed in a sodium hexametaphosphate aqueous solution having a concentration of 0.05%, and a laser diffraction particle size distribution analyzer (SALD-2000A) It was obtained by measuring in a particle size range of 0.03 μm to 700 μm.
(Yttrium / Aluminum / Garnet phosphor)
The yttrium / aluminum / garnet-based phosphor (YAG-based phosphor) used in the present embodiment contains Y and Al and is at least one selected from Lu, Sc, La, Gd, Tb, Eu, and Sm. A phosphor that includes one element and one element selected from Ga and In, and is activated by at least one element selected from rare earth elements. It is a phosphor that emits light when excited. In particular, in the present embodiment, two or more kinds of yttrium / aluminum oxide phosphors activated by Ce or Pr and having different compositions are also used. Blue light emitted from a light emitting element using a nitride compound semiconductor in the light emitting layer and green light and red light emitted from a phosphor whose body color is yellow to absorb blue light, or When yellow light and green light and red light are mixedly displayed, a desired white light emission color display can be performed. In order to cause this color mixture, the light-emitting device may contain phosphor powder or bulk in various resins such as epoxy resin, acrylic resin or silicone resin, and translucent inorganic materials such as silicon oxide, aluminum oxide, and silica sol. preferable. Thus, the thing containing the fluorescent substance can be variously used according to uses, such as a dot-like thing and a layer-like thing formed so thinly that the light from the LED chip is transmitted. Arbitrary color tones such as a light bulb color including white can be provided by variously adjusting the ratio, coating, and filling amount of the phosphor and the resin, and selecting the emission wavelength of the light emitting element.
[0038]
Further, by arranging two or more kinds of phosphors in order with respect to the incident light from the light emitting element, a light emitting device capable of emitting light efficiently can be obtained. That is, on the light emitting element having a reflective member, there is a color conversion member containing a phosphor having an absorption wavelength on the long wavelength side and capable of emitting light at the long wavelength side, and an absorption wavelength on the longer wavelength side than that. The reflected light can be effectively used by laminating a color conversion member capable of emitting light at a long wavelength.
[0039]
When a YAG phosphor is used, the irradiance is (Ee) = 0.1 W · cm-21000W ・ cm-2Even in the case where the following LED chips are in contact with or in close proximity to each other, a light-emitting device having sufficient light resistance can be obtained with high efficiency.
[0040]
The cerium-activated yttrium / aluminum oxide phosphor used in the present embodiment, which is a green-based YAG phosphor capable of emitting light, has a garnet structure and is resistant to heat, light and moisture, and is excited and absorbed. The peak wavelength of the spectrum can be in the vicinity of 420 nm to 470 nm. Also, the emission peak wavelength λp is near 510 nm, and has a broad emission spectrum that extends to the vicinity of 700 nm. On the other hand, the YAG phosphor that emits red light, which is an yttrium-aluminum oxide phosphor activated by cerium, has a garnet structure, is resistant to heat, light and moisture, and has a peak wavelength of 420 nm in the excitation absorption spectrum. To about 470 nm. Further, the emission peak wavelength λp is in the vicinity of 600 nm, and has a broad emission spectrum that extends to the vicinity of 750 nm.
[0041]
Of the composition of YAG phosphors with a garnet structure, the emission spectrum is shifted to the short wavelength side by substituting part of Al with Ga, and part of Y of the composition is replaced with Gd and / or La. By doing so, the emission spectrum shifts to the long wavelength side. If the substitution of Y is less than 20%, the green component is large and the red component is small. On the other hand, at 80% or more, although the reddish component increases, the luminance rapidly decreases. Similarly, the excitation absorption spectrum is shifted to the short wavelength side by substituting part of Al with Ga in the composition of the YAG phosphor having a garnet structure. By substituting a part of Gd and / or La, the excitation absorption spectrum is shifted to the longer wavelength side. The peak wavelength of the excitation absorption spectrum of the YAG phosphor is preferably on the shorter wavelength side than the peak wavelength of the emission spectrum of the light emitting element. With this configuration, when the current input to the light emitting element is increased, the peak wavelength of the excitation absorption spectrum substantially matches the peak wavelength of the emission spectrum of the light emitting element, so that the excitation efficiency of the phosphor is not reduced. Thus, a light emitting device in which the occurrence of chromaticity deviation is suppressed can be formed.
[0042]
Such phosphors use oxides or compounds that easily become oxides at high temperatures as raw materials for Y, Gd, Ce, La, Al, Sm and Ga, and mix them well in a stoichiometric ratio. And get the raw materials. Alternatively, a coprecipitated oxide obtained by co-precipitation of a solution obtained by coprecipitation of a solution obtained by dissolving a rare earth element of Y, Gd, Ce, La, and Sm in an acid at a stoichiometric ratio with oxalic acid, and aluminum oxide or gallium oxide. To obtain a mixed raw material. An appropriate amount of fluoride such as ammonium fluoride is mixed with this as a flux and packed in a crucible, fired in air at a temperature range of 1350 to 1450 ° C. for 2 to 5 hours to obtain a fired product, and then the fired product in water. It can be obtained by ball milling, washing, separating, drying and finally passing through a sieve. Further, in the method for manufacturing a phosphor according to another embodiment, a first firing step in which a mixture composed of a mixture of phosphor materials and a flux is mixed in the atmosphere or in a weak reducing atmosphere, and in a reducing atmosphere. It is preferable to perform the baking in two stages, which includes the second baking step performed in step (b). Here, the weak reducing atmosphere refers to a weak reducing atmosphere set to include at least the amount of oxygen necessary in the reaction process of forming a desired phosphor from the mixed raw material. By performing the first firing step until the formation of the phosphor structure is completed, blackening of the phosphor can be prevented and a decrease in light absorption efficiency can be prevented. In addition, the reducing atmosphere in the second firing step refers to a reducing atmosphere stronger than the weak reducing atmosphere. By firing in two stages in this way, a phosphor with high absorption efficiency at the excitation wavelength can be obtained. Therefore, when a light emitting device is formed with the phosphor thus formed, the amount of the phosphor necessary for obtaining a desired color tone can be reduced, and a light emitting device with high light extraction efficiency can be formed. Can do.
[0043]
Yttrium / aluminum oxide phosphors activated with two or more types of cerium having different compositions may be used in combination, or may be arranged independently. When the phosphors are arranged independently, it is preferable to arrange the phosphors in the order of the phosphor that easily absorbs and emits light from the light emitting element on the shorter wavelength side and the phosphor that easily absorbs and emits light on the longer wavelength side. This makes it possible to efficiently absorb and emit light.
(Nitride phosphor)
The first phosphor used in the present invention contains N and at least one element selected from Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn, and C, Si, Ge, Sn, Ti, A nitride-based phosphor including at least one element selected from Zr and Hf and activated by at least one element selected from rare earth elements. The nitride-based phosphor used in this embodiment refers to a phosphor that emits light when excited by absorbing visible light and ultraviolet light emitted from an LED chip. In particular, the phosphor according to the present invention includes Mn-added Sr—Ca—Si—N: Eu, Ca—Si—N: Eu, Sr—Si—N: Eu, Sr—Ca—Si—O—N: Eu, Ca—Si—O—N: Eu, Sr—Si—O—N: Eu-based silicone nitride. The basic constituent element of this phosphor is represented by the general formula LXSiYN(2 / 3X + 4 / 3Y): Eu or LXSiYOZN(2 / 3X + 4 / 3Y-2 / 3Z): Eu (L is Sr, Ca, or any one of Sr and Ca). In the general formula, X and Y are preferably X = 2, Y = 5, or X = 1, Y = 7, but any can be used. Specifically, Mn is added as a basic constituent element (SrXCa1-X)2Si5N8: Eu, Sr2Si5N8: Eu, Ca2Si5N8: Eu, SrXCa1-XSi7N10: Eu, SrSi7N10: Eu, CaSi7N10: It is preferable to use a phosphor represented by Eu, but in the composition of this phosphor, from the group consisting of Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, Cr and Ni At least one or more selected may be contained. However, the present invention is not limited to this embodiment and examples.
L is any one of Sr, Ca, Sr and Ca. The mixing ratio of Sr and Ca can be changed as desired.
By using Si for the composition of the phosphor, it is possible to provide an inexpensive phosphor with good crystallinity.
[0044]
Europium Eu, which is a rare earth element, is used for the emission center. Europium mainly has bivalent and trivalent energy levels. The phosphor of the present invention has Eu as a base material for alkaline earth metal silicon nitride.2+Is used as an activator. Eu2+Is easily oxidized and trivalent Eu2O3It is marketed with the composition. However, commercially available Eu2O3Then, the involvement of O is large, and it is difficult to obtain a good phosphor. Therefore, Eu2O3It is preferable to use a product obtained by removing O from the system. For example, it is preferable to use europium alone or europium nitride. However, this is not the case when Mn is added.
[0045]
The additive Mn is Eu.2+Is promoted to improve luminous efficiency such as luminous brightness, energy efficiency, and quantum efficiency. Mn is contained in the raw material, or Mn alone or a Mn compound is contained in the manufacturing process and fired together with the raw material. However, Mn is not contained in the basic constituent elements after firing, or even if contained, only a small amount remains compared to the initial content. This is probably because Mn was scattered in the firing step.
The phosphor has at least one selected from the group consisting of Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, Cr, O and Ni in the basic constituent element or together with the basic constituent element. Contains the above. These elements have actions such as increasing the particle diameter and increasing the luminance of light emission. Further, B, Al, Mg, Cr and Ni have an effect that afterglow can be suppressed.
[0046]
Such a nitride-based phosphor absorbs part of the blue light emitted by the LED chip 102 and emits light in the yellow to red region. Using a nitride-based phosphor together with a YAG-based phosphor in the light-emitting device having the above configuration, the blue light emitted by the LED chips 102, 104, the light from the YAG-based phosphor, and the nitride-based phosphor By mixing yellow to red light, a light emitting device that emits warm color mixed light can be obtained. The yttrium / aluminum oxide phosphor activated with cerium absorbs part of the blue light emitted by the LED chip 104 and emits light in the yellow region. Here, the blue light emitted by the LED chip 104 and the yellow light of the yttrium / aluminum oxide fluorescent material emit light blue-white by mixing colors. Therefore, the blue light emitted from the LED chip 102 or the LED chip 104 by containing the phosphor emitting red light and the yttrium aluminum oxide phosphor in the first phosphor layer and the second phosphor layer, respectively. Can be combined to provide a light-emitting device that emits white mixed-color light. Particularly preferred is a white light emitting device whose chromaticity is located on the locus of black body radiation in the chromaticity diagram. However, in order to provide a light emitting device having a desired color temperature, the amount of phosphor of the yttrium / aluminum oxide phosphor and the amount of phosphor of red light emission can be appropriately changed. This light-emitting device that emits white-based mixed color light improves the special color rendering index R9. A conventional light emitting device that emits white light only with a combination of a blue light emitting element and a yttrium aluminum oxide phosphor activated with cerium has a special color rendering index R9 of nearly 0 at a color temperature of Tcp = 4600K, The red component was insufficient. Therefore, increasing the special color rendering index R9 has been a problem to be solved. However, in the present invention, the special color rendering index R9 can be increased by using a phosphor emitting red light together with the yttrium aluminum oxide phosphor.
[0047]
Next, the phosphor according to the present invention ((SrXCa1-X)2Si5N8: Eu) manufacturing method will be described, but is not limited to this manufacturing method. The phosphor contains Mn and O.
[0048]
Raw materials Sr and Ca are pulverized. The raw materials Sr and Ca are preferably used alone, but compounds such as imide compounds and amide compounds can also be used. The raw materials Sr and Ca include B, Al, Cu, Mg, Mn, and Al.2O3Etc. may be contained. The raw materials Sr and Ca are pulverized in a glove box in an argon atmosphere. Sr and Ca obtained by pulverization preferably have an average particle diameter of about 0.1 μm to 15 μm, but are not limited to this range. The purity of Sr and Ca is preferably 2N or higher, but is not limited thereto. In order to improve the mixed state, at least one of the metal Ca, the metal Sr, and the metal Eu can be alloyed, nitrided, pulverized, and used as a raw material.
[0049]
The raw material Si is pulverized. The raw material Si is preferably a simple substance, but a nitride compound, an imide compound, an amide compound, or the like can also be used. For example, Si3N4, Si (NH2)2, Mg2Si and the like. The purity of the raw material Si is preferably 3N or higher, but Al2O3, Mg, metal boride (Co3B, Ni3B, CrB), manganese oxide, H3BO3, B2O3, Cu2Compounds such as O and CuO may be contained. Si is also pulverized in a glove box in an argon atmosphere or a nitrogen atmosphere in the same manner as the raw materials Sr and Ca. The average particle size of the Si compound is preferably about 0.1 μm to 15 μm.
[0050]
Next, the raw materials Sr and Ca are nitrided in a nitrogen atmosphere. This reaction formula is shown in the following formula 1 and formula 2, respectively.
[0051]
3Sr + N2  → Sr3N2  ... (Formula 1)
3Ca + N2  → Ca3N2  ... (Formula 2)
Sr and Ca are nitrided in a nitrogen atmosphere at 600 to 900 ° C. for about 5 hours. Sr and Ca may be mixed and nitrided, or may be individually nitrided. Thereby, a nitride of Sr and Ca can be obtained. Sr and Ca nitrides are preferably of high purity, but commercially available ones can also be used.
[0052]
The raw material Si is nitrided in a nitrogen atmosphere. This reaction formula is shown in the following formula 3.
[0053]
3Si + 2N2  → Si3N4  ... (Formula 3)
Silicon Si is also nitrided in a nitrogen atmosphere at 800 to 1200 ° C. for about 5 hours. Thereby, silicon nitride is obtained. The silicon nitride used in the present invention is preferably highly pure, but commercially available ones can also be used.
[0054]
Sr, Ca or Sr—Ca nitride is pulverized. Sr, Ca, and Sr—Ca nitrides are pulverized in a glove box in an argon atmosphere or a nitrogen atmosphere.
Similarly, Si nitride is pulverized. Similarly, Eu compound Eu2O3Crush. Europium oxide is used as the Eu compound, but metal europium, europium nitride, and the like can also be used. In addition, as the raw material Z, an imide compound or an amide compound can also be used. Europium oxide preferably has a high purity, but commercially available products can also be used. The average particle size of the alkaline earth metal nitride, silicon nitride and europium oxide after pulverization is preferably about 0.1 μm to 15 μm.
[0055]
The raw material may contain at least one selected from the group consisting of Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, Cr, O, and Ni. In addition, the above elements such as Mg, Zn, and B can be mixed by adjusting the blending amount in the following mixing step. These compounds can be added alone to the raw material, but are usually added in the form of compounds. This type of compound includes H3BO3, Cu2O3MgCl2, MgO / CaO, Al2O3, Metal borides (CrB, Mg3B2, AlB2, MnB), B2O3, Cu2O, CuO, and the like.
[0056]
After the pulverization, Sr, Ca, Sr—Ca nitride, Si nitride, Eu compound Eu2O3And add Mn. Since these mixtures are easily oxidized, they are mixed in a glove box in an Ar atmosphere or a nitrogen atmosphere.
[0057]
Finally, Sr, Ca, Sr—Ca nitride, Si nitride, Eu compound Eu2O3The mixture is calcined in an ammonia atmosphere. Mn was added by firing (SrXCa1-X)2Si5N8: A phosphor represented by Eu can be obtained. The reaction formula of basic constituent elements by this firing is shown below.
[0058]
[Chemical 1]
Figure 0004280038
[0059]
However, the composition of the target phosphor can be changed by changing the blending ratio of each raw material.
[0060]
For firing, a tubular furnace, a small furnace, a high-frequency furnace, a metal furnace, or the like can be used. The firing temperature can be in the range of 1200 to 1700 ° C, but the firing temperature is preferably 1400 to 1700 ° C. It is preferable to use a one-step baking in which the temperature is gradually raised and the baking is performed at 1200 to 1500 ° C. for several hours, but the first baking is performed at 800 to 1000 ° C. and the heating is gradually started from 1200. Two-stage firing (multi-stage firing) in which the second stage firing is performed at 1500 ° C. can also be used. The phosphor material is preferably fired using a boron nitride (BN) crucible or boat. In addition to the crucible made of boron nitride, alumina (Al2O3) Material crucible can also be used.
[0061]
By using the above manufacturing method, it is possible to obtain a target phosphor.
[0062]
In the embodiment of the present invention, a nitride-based phosphor is used in particular as a phosphor that emits reddish light. In the present invention, a phosphor containing a red-based phosphor other than the nitride-based phosphor is used. The body layer 103 can also be used. Such a phosphor capable of emitting red light is a phosphor that emits light when excited by light having a wavelength of 400 to 600 nm.2O2S: Eu, La2O2S: Eu, CaS: Eu, SrS: Eu, ZnS: Mn, ZnCdS: Ag, Al, ZnCdS: Cu, Al, and the like. As described above, the color rendering property of the light emitting device can be improved by combining the phosphor layer containing the YAG phosphor and the phosphor layer containing the phosphor capable of emitting red light.
[LED chips 102 and 104]
Various light sources capable of exciting the first phosphor and the second phosphor can be used as the phosphor excitation light source in the present invention. For example, a semiconductor light emitting device represented by an LED chip, a semiconductor laser device, and the like can be given. Particularly in the present embodiment, the light-emitting elements that are light sources for exciting the first phosphor and the second phosphor are the LED chip 102 and the LED chip 104. Alternatively, as another embodiment of the present invention, there is provided a light source formed by combining a light emitting element capable of emitting ultraviolet light and a phosphor that absorbs the ultraviolet light and emits light having a different wavelength. It does not matter as a light source for exciting the first phosphor and the second phosphor. For example, an LED chip that emits ultraviolet light and a phosphor that absorbs the ultraviolet light and emits light in the blue region are used as an excitation light source, and the first phosphor that emits light in the red region when the excitation light source is excited. In addition, a light emitting device in which the second phosphor that emits light in the green to yellow region when excited by the excitation light source is sequentially arranged from the excitation light source side may be formed. With this configuration, the light emitted from the second phosphor is not absorbed by the first phosphor, so that the light emitting device has improved color rendering using an LED chip that emits ultraviolet light. Can be formed.
[0063]
As in this embodiment, the first phosphor, the second phosphor, and the light emitting element are combined, and a light emitting device that emits light by mixing the wavelengths of the light converted by exciting the phosphors is used. In this case, an LED chip that emits light having a wavelength capable of exciting the phosphor is used. In the LED chip, a semiconductor such as GaAs, InP, GaAlAs, InGaAlP, InN, AlN, GaN, InGaN, AlGaN, or InGaAlN is formed as a light emitting layer on a substrate by MOCVD or the like. Examples of the semiconductor structure include a homostructure having a MIS junction, a PIN junction, a PN junction, etc., a heterostructure, or a double heterostructure. Various emission wavelengths can be selected depending on the material of the semiconductor layer and the degree of mixed crystal. In addition, a single quantum well structure or a multiple quantum well structure in which the semiconductor active layer is formed in a thin film in which a quantum effect is generated can be used. Preferably, a nitride compound semiconductor (general formula In) capable of efficiently emitting a relatively short wavelength capable of efficiently exciting the phosphor.iGajAlkN, where 0 ≦ i, 0 ≦ j, 0 ≦ k, i + j + k = 1).
[0064]
When a gallium nitride compound semiconductor is used, a material such as sapphire, spinel, SiC, Si, ZnO, or GaN is preferably used for the semiconductor substrate. In order to form gallium nitride with good crystallinity, it is more preferable to use a sapphire substrate. When a semiconductor film is grown on a sapphire substrate, it is preferable to form a gallium nitride semiconductor having a PN junction on a buffer layer made of GaN, AlN or the like. In addition, SiO on the sapphire substrate2A GaN single crystal itself selectively grown using as a mask can also be used as a substrate. In this case, after forming each semiconductor layer, SiO2It is also possible to separate the light emitting element and the sapphire substrate by etching away. Gallium nitride-based compound semiconductors exhibit N-type conductivity without being doped with impurities. When forming a desired N-type gallium nitride semiconductor such as improving luminous efficiency, Si, Ge, Se, Te, C, etc. are preferably introduced as appropriate as N-type dopants. On the other hand, when a P-type gallium nitride semiconductor is formed, a P-type dopant such as Zn, Mg, Be, Ca, Sr, or Ba is doped.
[0065]
Since a gallium nitride compound semiconductor is difficult to be converted into a P-type simply by doping with a P-type dopant, it is preferable to make it P-type by annealing with heating in a furnace, low-energy electron beam irradiation, plasma irradiation, etc. after introduction of the P-type dopant. . Specific examples of the layer structure of the light-emitting element include an N-type contact layer, which is a gallium nitride semiconductor, and an aluminum nitride / gallium semiconductor on a sapphire substrate or silicon carbide having a buffer layer in which gallium nitride, aluminum nitride, or the like is formed at a low temperature. An N-type cladding layer, an active layer that is an indium gallium nitride semiconductor doped with Zn and Si, a P-type cladding layer that is an aluminum nitride-gallium semiconductor, and a P-type contact layer that is a gallium nitride semiconductor Are preferable. In order to form the LED chip 102, in the case of the LED chip 102 having a sapphire substrate, an exposed surface of a P-type semiconductor and an N-type semiconductor is formed by etching or the like, and then a sputtering method or a vacuum evaporation method is performed on the semiconductor layer. Each electrode is formed in a desired shape. In the case of a SiC substrate, a pair of electrodes can be formed using the conductivity of the substrate itself.
[0066]
Next, the formed semiconductor wafer or the like is directly fully cut by a dicing saw with a blade having a diamond cutting edge, or a groove having a width wider than the cutting edge width is cut (half cut), and then the semiconductor is applied by an external force. Break the wafer. Alternatively, after a very thin scribe line (meridian) is drawn on the semiconductor wafer by, for example, a grid shape by a scriber in which the diamond needle at the tip moves reciprocally linearly, the wafer is divided by an external force and cut into chips. In this way, the LED chip 102 which is a nitride compound semiconductor can be formed.
[0067]
In the light emitting device of the present invention that excites the phosphor to emit light, the emission peak wavelength of the LED chip can be 350 nm or more and 530 nm or less in consideration of the excitation absorption wavelength of the phosphor.
[0068]
Further, it is possible to individually control the light emission outputs of the LED chip 102 and the LED chip 104, and to control the degree of color mixture of light emitted after wavelength conversion by the first phosphor and the second phosphor. Thus, a light emitting device capable of freely adjusting the color temperature of the mixed color light can be obtained.
[Conductive wire 110]
The conductive wire 110 is required to have good ohmic properties with the electrodes of the LED chip, mechanical connectivity, electrical conductivity, and thermal conductivity. The thermal conductivity is 0.01 cal / (s) (cm2) (° C./cm) or more, more preferably 0.5 cal / (s) (cm2) (° C./cm) or more. In consideration of workability and the like, the diameter of the conductive wire is preferably Φ10 μm or more and Φ45 μm or less. In particular, the conductive wire is likely to break at the interface between the coating portion containing the phosphor and the mold member not containing the phosphor. Even if the same material is used, it is considered that wire breakage easily occurs because the substantial amount of thermal expansion differs depending on the phosphor. Therefore, the diameter of the conductive wire is more preferably 25 μm or more, and more preferably 35 μm or less from the viewpoint of light emission area and ease of handling.
[0069]
Specific examples of such conductive wires include conductive wires using metals such as gold, copper, platinum, and aluminum, and alloys thereof. Such a conductive wire can easily connect the electrode of each LED chip to the inner lead, the mount lead, and the like by a wire bonding device.
[Package 108]
The package 108 in the present embodiment includes a first recess 101 on which the LED chip 102 and the first phosphor layer 103 are placed, and the first recess, and the LED 104 and the second phosphor layer 106 are placed on the package 108. A second recess. In addition, a pair of positive and negative lead electrodes 109 for supplying power to the LED chip are integrally formed in a part of the package. As shown in FIG. 1, the first recess 101 is preferably formed so as to be recessed in the direction opposite to the emission observation surface from the bottom surface of the second recess 105 on which the LED chip 104 is placed. Alternatively, a cup-shaped first recess may be provided on the same bottom surface on which the LED chip 104 is placed in the second recess 105. In another embodiment, the LED chip 104 is mounted on the same surface on which the LED chip 102 is mounted via a spacer, and the LED chip 102 is recessed from the LED chip 104 by the thickness of the spacer. You may make it mount in the position near. In still another embodiment, the first phosphor layer 103 is formed on the light emission observation surface side surface of the LED chip 102 by a screen printing or coating method using spraying, and then placed on the bottom surface of the recess. It doesn't matter. By doing so, it is possible to reliably cover only the desired LED chip 102 with the phosphor layer forming material containing the red phosphor. In addition, light emitted from the phosphor included in the second phosphor layer 106 and traveling in the direction of the emission observation surface is not absorbed by the red phosphor included in the first phosphor layer, thereby improving color rendering. It is possible to obtain a light emitting device.
[0070]
Such a package 108 can be formed relatively easily by transfer molding, insert molding, or the like. As thermoplastic materials for packages, aromatic nylon resins, polyphthalamide resins (PPA), sulfone resins, polyamideimide resins (PAI), polyketone resins (PK), polycarbonate resins, polyphenylene sulfide (PPS), liquid crystal polymers (LCP) ), Thermoplastic resins such as ABS resin and PBT resin can be used. In addition, you may use what made these thermoplastic resins contain glass fiber as a thermoplastic material. By containing glass fibers in this way, it is possible to form a package having high rigidity and high strength. Here, the first concave portion and the second concave portion can be formed by integral molding at the time of package molding using a molding die.
[0071]
The package can also be formed using a metal material. In this case, the concave portion can be easily formed by applying a pressing process, and the lead electrode is formed on a part of the package via an insulating member. By using a metal material as a package material in this manner, a light emitting device with improved heat dissipation can be obtained.
[0072]
Adhesion of the LED chip into the package recess can be performed by an insulating adhesive such as a thermosetting resin. Specifically, an epoxy resin, an acrylic resin, an imide resin, etc. are mentioned. Further, Ag paste, carbon paste, metal bumps, eutectic solder, etc. are used in order to achieve electrical continuity with the lead electrode from the face down which is a mounting method in which the electrode surface of the LED chip is connected to face the lead electrode. be able to. Further, in order to improve the light utilization efficiency of the light emitting diode, the surface of the mount lead on which the LED chip is arranged may be a mirror surface, and the surface may have a reflection function. In this case, the surface roughness is preferably 0.1 S or more and 0.8 S or less.
[Lead electrode 109]
The pair of positive and negative lead electrodes used in the present embodiment supplies power to the LED chip, and is formed on a part of the package 108 through an insulating member as necessary. As another embodiment, the first concave portion and the second concave portion may be provided directly on one of the positive and negative lead electrodes, and the LED chip may be placed via an insulating adhesive. The specific electric resistance of the lead electrode is preferably 300 μΩ-cm or less, more preferably 3 μΩ-cm or less. Further, when a plurality of LED chips are stacked on the lead electrode, it is required that the heat conductivity is good because the amount of heat generated from the LED chips increases. Specifically, 0.01 cal / (s) (cm2) (° C./cm) or more, preferably 0.5 cal / (s) (cm2) (° C./cm) or more. Examples of materials that satisfy these conditions include iron, copper, iron-containing copper, tin-containing copper, and ceramic with a metallized pattern.
[Mount lead 202]
As shown in FIG. 3, the mount lead 202 in the present embodiment includes the LED chip 102 and the first recess 101 and the second recess 105 in which the LED chip is disposed, and is mounted by a die bond device or the like. It should be large enough to do. As shown in FIG. 3, the first recess 101 is preferably formed so as to be recessed in the direction opposite to the emission observation surface from the bottom surface of the second recess 105 on which the LED chip 104 is placed. Alternatively, a cup-shaped first recess may be provided on the same bottom surface on which the LED chip 104 is placed in the second recess 105. In another embodiment, the LED chip 104 is placed on the same surface on which the LED chip 102 is placed via a spacer, and the LED chip 102 is recessed from the LED chip 104 by the thickness of the spacer. You may make it mount in the position near. In still another embodiment, the first phosphor layer 103 is formed on the light emission observation surface side surface of the LED chip 102 by a screen printing or coating method using spraying, and then placed on the bottom surface of the recess. It doesn't matter. By doing so, it is possible to reliably cover only the desired LED chip 102 with the phosphor layer forming material containing the red phosphor. In addition, when a plurality of LED chips are installed and the mount lead is used as a common electrode of the LED chip, sufficient electrical conductivity and connectivity with a bonding wire or the like are required.
[0073]
The adhesion between the LED chips 102 and 104 and the cup of the mount lead 202 can be performed by a thermosetting resin or the like. Specifically, an epoxy resin, an acrylic resin, an imide resin, etc. are mentioned. In addition, Ag paste, carbon paste, metal bumps, or the like can be used for bonding and electrical connection with the mount lead using a face-down LED chip or the like. Further, in order to improve the light utilization efficiency of the light emitting diode, the surface of the mount lead on which the LED chip is arranged may be a mirror surface, and the surface may have a reflection function. In this case, the surface roughness is preferably 0.1 S or more and 0.8 S or less. The specific electric resistance of the mount lead is preferably 300 μΩ-cm or less, more preferably 3 μΩ-cm or less. In addition, when a plurality of LED chips are stacked on the mount lead, the heat generation from the LED chip increases, so that the thermal conductivity is required to be good. Specifically, 0.01 cal / (s) (cm2) (° C./cm) or more, preferably 0.5 cal / (s) (cm2) (° C./cm) or more. Examples of materials that satisfy these conditions include iron, copper, iron-containing copper, tin-containing copper, and ceramic with a metallized pattern. When such a metal is used, the first recess and the second recess can be formed by processing using a molding die, pressing processing, or the like.
[Inner lead 201]
The inner lead 201 is intended to be connected to the conductive wire 110 connected to the LED chip 102 disposed on the mount lead 202. When a plurality of LED chips are provided on the mount lead, it is necessary to be able to arrange the conductive wires so that they are not in contact with each other. Specifically, as the distance from the mount lead increases, the area of the end surface of the inner lead that is wire-bonded increases to prevent contact of the conductive wire that is connected to the inner lead that is further away from the mount lead. it can. The roughness of the connecting end surface with the conductive wire is preferably 1.6 S or more and 10 S or less in consideration of adhesion. In order to form the tip of the inner lead in various shapes, the shape of the lead frame may be determined in advance by the mold, and it may be punched or formed, or after all the inner leads are formed, the upper part of the inner lead You may form by shaving a part of. Furthermore, after punching and forming the inner lead, it is possible to simultaneously form the desired end face area and end face height by applying pressure from the end face direction.
[0074]
The inner lead is required to have good connectivity and electrical conductivity with a bonding wire or the like that is a conductive wire. The specific electric resistance is preferably 300 μΩ-cm or less, more preferably 3 μΩ-cm or less. Examples of materials that satisfy these conditions include iron, copper, iron-containing copper, tin-containing copper and copper, gold, silver plated aluminum, iron, copper, and the like.
[Phosphor layers 103 and 106]
The first phosphor layer 103 and the second phosphor layer 106 in the present embodiment cover the LED chip in a recess provided in the package and convert red light emission of the LED chip. And a YAG phosphor. As a specific material for forming the phosphor layer, a transparent resin having excellent weather resistance such as epoxy resin, urea resin, and silicone resin, and a light-transmitting inorganic material such as silica sol and glass having excellent light resistance are preferably used. It is done. Moreover, you may contain a diffusing agent with fluorescent substance. As specific diffusing agents, barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, calcium carbonate, silicon dioxide and the like are preferably used.
[Mold member 107]
The mold member 107 can be provided to protect the LED chips 102 and 104, the conductive wire 110, the phosphor layer containing the phosphor, and the like from the external environment according to the use application of the light emitting diode. In general, the mold member 107 can be formed using a resin. Moreover, although a viewing angle can be increased by containing fluorescent substance, the directivity from an LED chip can be eased and the viewing angle can be further increased by adding a diffusing agent to the resin mold. Furthermore, by forming the mold member 107 in a desired shape, it is possible to provide a lens effect that focuses or diffuses light emitted from the LED chip. Accordingly, a plurality of mold members 107 may be stacked. Specifically, a convex lens shape, a concave lens shape, an elliptical shape as viewed from the light emission observation surface, or a combination of them. As a specific material of the mold member 107, a transparent resin having excellent weather resistance such as epoxy resin, urea resin, and silicone resin, and a light-transmitting inorganic material such as silica sol and glass having excellent light resistance are preferably used. . As the diffusing agent, barium titanate, titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide, calcium carbonate, silicon dioxide, or the like is preferably used. In consideration of the refractive index, the mold member and the phosphor layer may be formed using the same member, for example, a silicone resin. In the present invention, adding a diffusing agent or a coloring agent to the mold member can hide the coloring of the phosphor viewed from the light emission observation surface side. In addition, the coloring of the phosphor means that the phosphor of the present invention emits light by absorbing the blue component of the strong external light. Therefore, it seems to be colored yellow. In particular, depending on the shape of the mold member such as a convex lens shape, the colored portion may appear enlarged. Such coloring may be undesirable in terms of design. The diffusing agent contained in the mold member can make the mold member invisible white by coloring the mold member milky white and the colorant in a desired color. Therefore, the color of the phosphor is not observed from such a light emission observation surface side.
[0075]
Moreover, when the main light emission wavelength of the light emitted from the LED chip is 430 nm or more, it is more preferable in terms of weather resistance to contain an ultraviolet absorber as a light stabilizer in the mold member.
[0076]
【Example】
Examples according to the present invention will be described in detail below. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples.
Example 1
FIG. 1 shows a schematic diagram of a light emitting diode 100 formed in this embodiment. In this embodiment, the nitride-based phosphor contained in the first phosphor layer 103 is (Sr0.7Ca0.3)2Si5N8: Eu (hereinafter referred to as “phosphor 1”). FIG. 11 shows an excitation absorption spectrum of the phosphor, and FIG. 12 shows an emission spectrum. The YAG phosphor contained in the second phosphor layer 106 is Y3(Al0.8Ga0.2)5O12: Ce (hereinafter referred to as “phosphor 2”). FIG. 9 shows an excitation absorption spectrum of the phosphor, and FIG. 10 shows an emission spectrum.
[0077]
As shown in FIG. 1, a package 108 having a first recess 101, a second recess 105, and a pair of positive and negative lead electrodes 109 is formed by injection molding using a thermoplastic resin as a material. The LED chips 102 and 104 capable of emitting light in the blue region are bonded and fixed in the first recess and the second recess, respectively, with an insulating adhesive. In this embodiment, one LED chip is placed in each recess, but a plurality of chips may be placed in each recess. By mounting a plurality of LED chips in this way, the phosphors in the respective recesses can be directly excited, so that a light emitting device capable of emitting light with high luminance can be formed. The positive and negative electrodes of the LED chips 102 and 104 are wire-bonded to the positive and negative electrodes of the lead electrode using the conductive wire 110, respectively.
[0078]
The material for forming the first phosphor layer 103 containing the phosphor 1 in the silicone resin is adjusted, and the prepared material is arranged so that the LED chip 102 placed in the first recess is covered. Harden. Here, the blending ratio of the silicone resin and the phosphor 1 is (silicone resin) :( phosphor 1) = 10: 3 (weight ratio).
[0079]
Subsequently, a material for forming the second phosphor layer 106 in which the phosphor 2 is contained in the silicone resin is prepared, and the LED chip 104 and the first phosphor layer 103 placed in the second recess. Place and cure the prepared material so that it is covered. Here, the compounding ratio of the silicone resin and the phosphor 2 is (silicone resin) :( phosphor 2) = 10: 1 (weight ratio).
[0080]
The conductive wire 109, the phosphor layer, and the LED chip are sealed with a mold member 107 containing a diffusing agent in a silicone resin.
[0081]
When a current is passed through the light emitting device formed as described above, mixed color light having an emission spectrum as shown in FIG. 6 can be obtained, and color rendering can be improved and high output light emission can be achieved as compared with the prior art. Here, the output of the LED chip 102 is preferably larger than the output of the LED chip 104. By doing so, color rendering properties can be further improved and high-output light emission can be achieved. Table 1 below shows the measurement results of the optical characteristics when the light emitting diode is formed in this example.
[0082]
[Table 1]
Figure 0004280038
[0083]
When a light source according to the present invention and a light guide plate that guides light emitted from the light emitting device to the light emission observation surface are combined to form a backlight light source that can be used as a component of a liquid crystal display, the ambient temperature changes. Therefore, it is possible to provide a backlight light source that improves color rendering and hardly causes chromaticity deviation.
(Example 2)
FIG. 2 shows a schematic diagram of a light emitting diode 200 formed in this embodiment. In this embodiment, at least one LED chip 102 is placed in the recess 101 provided without the first recess and the second recess as in the above embodiment, and the same method as in the first embodiment is used. The first phosphor layer and the second phosphor layer are sequentially stacked on the LED chip 102. With this configuration, it is possible to obtain a light emitting device with improved color rendering as compared with the prior art.
(Example 3)
In the present embodiment, the phosphors contained in the first phosphor layer 103 and the second phosphor layer 106 are the phosphor 1 and the phosphor 2, respectively, as in the above embodiment. However, the contents of the phosphor 1 and the phosphor 2 are respectively greater than the contents in the above examples. The first phosphor layer and the second phosphor layer are formed by the same method as in the above embodiment.
[0084]
FIG. 3 shows a schematic diagram of a light emitting diode 300 formed in this embodiment. The light emitting diode 300 is a lead type light emitting diode including a mount lead 202 and an inner lead 201, and a first recess 101 and a second recess 105 are provided in a cup portion of the mount lead 202. An LED chip 102 is provided on the bottom surface of the first recess, and a first phosphor layer 103 is formed so as to cover the LED chip 102. Further, the LED chip 104 is provided on the bottom surface of the second recess, and the second phosphor layer 106 is formed so as to cover the LED chip 104 and the first phosphor layer 103. Further, the phosphor layer, the lead electrode, and the conductive wire are resin molded by the mold member 107 and configured. Here, the n-side electrode and the p-side electrode of the LED chips 102 and 104 are connected to the mount lead 202 and the inner lead 201 using the wire 110, respectively.
[0085]
By passing an electric current through the formed light emitting device, a reddish mixed color light having an emission spectrum as shown in FIG. 6 was obtained, and the color rendering was improved as compared with the prior art. The measurement results of the optical characteristics when the light emitting diode is formed in this example are shown in Table 2 below.
[0086]
[Table 2]
Figure 0004280038
[0087]
(Example 4)
FIG. 4 shows a schematic diagram of a light emitting diode 400 formed in this embodiment. In this embodiment, as in the third embodiment, at least one LED chip 102 is placed in the recess 101 formed on the mount / lead electrode. A first phosphor layer and a second phosphor layer are sequentially laminated on the LED chip 102 by the same method as in the other embodiments described above. With this configuration, it is possible to obtain a light emitting device with improved color rendering as compared with the prior art.
(Example 5)
FIG. 5 shows a schematic diagram of a light emitting diode 500 formed in this embodiment. Similar to the other embodiments, the first recess 101 on which the LED chip 102 covered with the first phosphor layer 103 is placed and the LED chip 104 covered with the second phosphor layer 106 are placed. A second recess 105 is provided. However, the light-emitting diode 500 formed in this embodiment is provided with a pair of positive and negative lead electrodes 109 for the LED chips 102 and 104, and a current is supplied to each of the LED chips 102 and 104 to independently emit light. The output can be controlled.
[0088]
In this way, by controlling the degree of color mixing of light emitted after being wavelength-converted by the first phosphor and the second phosphor, a light emitting device capable of freely adjusting the color temperature of the mixed color light can be obtained. .
(Example 6)
FIG. 1 shows a schematic diagram of a light emitting diode 100 formed in this embodiment. In this embodiment, the nitride-based phosphor contained in the first phosphor layer 103 is (Sr0.7Ca0.3)2Si5N8: Eu (hereinafter referred to as “phosphor 1”). The YAG phosphor contained in the second phosphor layer 106 is Y3(Al0.8Ga0.2)5O12: Ce (hereinafter referred to as “phosphor 2”).
[0089]
As shown in FIG. 1, a package 108 having a first recess 101, a second recess 105, and a pair of positive and negative lead electrodes 109 is formed by injection molding using a thermoplastic resin as a material. The LED chips 102 and 104 capable of emitting light in the blue region are bonded and fixed in the first recess and the second recess, respectively, with an insulating adhesive. In this embodiment, one LED chip is placed in each recess, but a plurality of chips may be placed in each recess. By mounting a plurality of LED chips in this way, the phosphors in the respective recesses can be directly excited, so that a light emitting device capable of emitting light with high luminance can be formed. The positive and negative electrodes of the LED chips 102 and 104 are wire-bonded to the positive and negative electrodes of the lead electrode using the conductive wire 110, respectively.
[0090]
FIG. 9 shows the excitation absorption spectrum of the YAG phosphor used in this example. FIG. 10 shows an emission spectrum of the YAG phosphor used in this example. In this example, YAG phosphors having different compositions are used as YAG phosphors.3(Al0.8Ga0.2)5O12: Ce (phosphor 2), (Y0.8Gd0.2)3Al5O12: Ce (hereinafter referred to as “phosphor 3”), and Y3Al5O12: Ce (hereinafter referred to as “phosphor 4”) was used. These phosphors are phosphors that are excited by absorbing blue light from the LED chip and emit yellow to green light, and are contained in the second phosphor layer.
[0091]
FIG. 11 shows the excitation absorption spectrum of the nitride phosphor used in this example. FIG. 12 shows the emission spectrum of the nitride phosphor used in this example. In this example, as nitride-based phosphors having different compositions, (Sr0.7Ca0.3)2Si5N8: Eu (phosphor 1), Ca2Si5N8: Eu (hereinafter referred to as “phosphor 5”) was used. These phosphors are phosphors that are excited by absorbing blue light from the LED chip and emit red light, and are contained in the first phosphor layer. The composition of the phosphor used in this example, the peak wavelength of the emission spectrum, and the color tone are shown below.
[0092]
[Table 3]
Figure 0004280038
[0093]
First, after forming a light emitting diode by using phosphors 1 to 5 one by one, a 20 mA pulse current is applied to raise the ambient temperature under conditions where the heat generation of the LED chip itself can be ignored, The light emission output of the light emitting diode with respect to temperature was measured. Next, with respect to each of the phosphors 1 to 5, the relative output of the LED light emission based on 25 ° C. was obtained, and the ambient temperature-relative light output characteristics are shown in FIG. 14 to FIG. Further, when the ambient temperature of the light emitting diode is changed by 1 ° C., the LED light emission relative output reduction rate is obtained for each phosphor, and the light emission output reduction rate with respect to the increase in ambient temperature is shown in Table 4 below.
[0094]
[Table 4]
Figure 0004280038
[0095]
The phosphors used in this example are phosphor 1 and phosphor 2 that have substantially the same emission output reduction rate with respect to temperature rise. That is, the emission output decrease rate with respect to the ambient temperature of the phosphors to be combined is 2.0 × 10.-3[A. u. / ° C] and smaller than the combination of other phosphors, and the difference in the light emission output reduction rate is 2.0 × 10-4[A. u. / ° C.] and a smaller combination than other phosphor combinations.
[0096]
The LED chip 102 or 104 used for exciting the phosphor in this embodiment is a light emitting element in which an InGaAlN compound semiconductor is formed as a light emitting layer, and the peak wavelength of the emission spectrum is around 460 nm. The current density is 3 to 300 A / cm.2The chromaticity coordinates are shifted to the low color temperature side along the black body radiation locus. FIG. 8 is a diagram showing the current characteristics of the emission spectrum when the current flowing through the LED chips 102 and 104 is changed. As shown in FIG. 8, in the current characteristics of the emission spectrum, the peak wavelength shifts to the short wavelength side as the input current is increased.
[0097]
Therefore, as shown in FIG. 9, the peak of the excitation absorption spectrum of the three phosphors 2, 3, 4 is located at a position where the peak wavelength of the emission spectrum of the LED chip is shifted due to an increase in current supplied to the LED chip. The positions of the wavelengths are almost matched. Here, the difference between the peak wavelength of the excitation absorption spectrum of the phosphors 2, 3, and 4 and the peak wavelength of the emission spectrum of the LED chip is preferably 40 nm or less. By using such a phosphor, the excitation efficiency of the phosphor is improved, and the amount of light emitted from the LED without being wavelength-converted is reduced, thereby preventing the chromaticity deviation of the light emitting device. Can do.
[0098]
Here, when the phosphor 2 is used, the emission spectrum of the phosphor 2 moves to a shorter wavelength side than the emission spectra of the other phosphors as shown in FIG. Therefore, although the chromaticity shift of the light emitting device can be prevented by shifting the peak position of the excitation absorption spectrum of the YAG phosphor, the light emission of the light emitting device deviates from the black body radiation locus. Is added to the mixed color light to adjust the chromaticity coordinates near the black body radiation locus.
[0099]
As shown in Table 1, the color rendering property in this example is Ra = 91.9, which can improve the color rendering property as compared with the prior art.
[0100]
FIG. 13 is a diagram illustrating changes in chromaticity when the light emitting device formed in this example is DC driven. Current density is 15 [A / cm2] To 180 [A / cm2], The variation in the chromaticity of the light due to color mixture is in the range of 0.339 to 0.351 for the X coordinate and 0.321 to 0.322 for the Y coordinate on the chromaticity diagram. . That is, the chromaticity of the light due to the color mixture moves at a position substantially along the black body radiation locus even when the current is increased, and the chromaticity hardly changes.
[0101]
In the configuration of this example, the emission output decrease rate with respect to the ambient temperature of the phosphors to be combined is 2.0 × 10.-3[A. u. / ° C.] and smaller than the phosphors of the other examples, and the difference in the light output reduction rate is 2.0 × 10-4[A. u. / ° C.] and a smaller combination than the other examples. That is, the light emission output reduction rate with respect to the temperature rise of the phosphor 1 and the phosphor 2 is substantially equal. With this configuration, even if the light emission outputs of the phosphor 1 and the phosphor 2 are decreased due to an increase in the ambient temperature due to heat generation of the light emitting element, the light emission output difference between the phosphor 1 and the phosphor 2. Are kept almost the same without being affected by the ambient temperature. That is, by adopting the configuration of this embodiment, it is possible to improve the color rendering property regardless of the change in the ambient temperature of the light emitting device and to obtain a light emitting device that hardly causes chromaticity deviation.
[0102]
In addition, when the light emitting device according to the present invention and a light guide plate that guides the light emitted from the light emitting device to the light emission observation surface side are combined to form a backlight light source that can be used as a constituent member of a liquid crystal display, It is possible to improve a color rendering property regardless of a change and to provide a backlight light source that hardly causes chromaticity deviation.
[0103]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to form a light-emitting device with improved color rendering as compared with the prior art.
[0104]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a light-emitting diode according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a light emitting diode according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a light emitting diode according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a light emitting diode according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic front view (a) and a cross-sectional view (b) of a light emitting diode according to the present invention.
FIG. 6 is a graph showing an emission spectrum characteristic of the light emitting device according to the present invention.
FIG. 7 is a graph showing an emission spectrum characteristic of a conventional light emitting device shown for comparison with the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an emission spectrum characteristic of the LED chip in the present invention.
FIG. 9 is a diagram showing an excitation absorption spectrum of a YAG phosphor in the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an emission spectrum of a YAG phosphor in the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing an excitation absorption spectrum of a nitride-based phosphor according to the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing an emission spectrum of the nitride-based phosphor according to the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing current-chromaticity characteristics (measurement by DC driving) in the present invention.
FIG. 14 is a graph showing ambient temperature-relative light output characteristics of a light emitting diode using the phosphor 1 according to the present invention.
FIG. 15 is a graph showing ambient temperature-relative light output characteristics of a light emitting diode using the phosphor 2 according to the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing ambient temperature-relative light output characteristics of a light emitting diode using the phosphor 3 according to the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing ambient temperature-relative light output characteristics of a light emitting diode using the phosphor 4 according to the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing ambient temperature-relative light output characteristics of a light emitting diode using the phosphor 5 according to the present invention.
[Explanation of symbols]
100, 200... Surface mount type light emitting diode
300, 400 ... Light emitting diode
101 ... 1st recessed part
102, 104 ... LED chip
103... First phosphor layer
105 ... second recess
106: Second phosphor layer
107 ... Mold member
108 ... Package
109 ... Lead electrode
110: Conductive wire
201 ... Inner lead
202 ... Mount lead

Claims (7)

３５０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下に発光ピーク波長を持つ光源と、
前記光源からの光の一部を吸収し前記光源とは異なる波長を有する光を発光する第１の蛍光体層と第２の蛍光体層の２層からなる蛍光体層と、
を備える発光装置において、
前記第１の蛍光体層は、前記光源からの光の一部を吸収し６００ｎｍ〜７００ｎｍにピーク波長を持つ第１の光を放出し、
前記第２の蛍光体層は、前記光源からの光の一部を吸収し前記光源よりも長波長の第２の光を放出し、
前記第１の光のピーク波長は、前記第２の光のピーク波長よりも長波長であり、
前記第１の蛍光体層が、前記第２の蛍光体層よりも前記光源の側にあり、
前記第１の蛍光体層は、第１の蛍光体を含み、
前記第２の蛍光体層は、発光する光の一部が前記第１の蛍光体に吸収される第２の蛍光体を含み、
前記第２の蛍光体は、ＹとＡｌを含み、かつＬｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素と、Ｇａ及びＩｎから選択された一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。A light source having an emission peak wavelength at 350 nm or more and 530 nm or less ;
A phosphor layer consisting of two layers of the first phosphor layer and second phosphor layer which emits light having a wavelength different from that of the light source to absorb some of the light from the light source,
Te emitting device odor comprising,
The first phosphor layer emits a first light having a peak wavelength in the absorption and 600nm~700nm a portion of the light from the light source,
The second phosphor layer absorbs part of the light from the light source and emits second light having a longer wavelength than the light source ,
The peak wavelength of the first light is longer than the peak wavelength of the second light,
The first phosphor layer is closer to the light source than the second phosphor layer ;
The first phosphor layer includes a first phosphor,
The second phosphor layer includes a second phosphor in which a part of the emitted light is absorbed by the first phosphor,
The second phosphor includes Y and Al, and includes at least one element selected from Lu, Sc, La, Gd, Tb, Eu, and Sm, and one element selected from Ga and In. A light emitting device comprising: an yttrium / aluminum / garnet phosphor activated by at least one element selected from rare earth elements . 青色領域の光を発光可能な光源と、
前記光源からの光の一部を吸収し前記光源とは異なる波長を有する光を発光する第１の蛍光体層と第２の蛍光体層の２層からなる蛍光体層と、
を備える発光装置において、
前記第１の蛍光体層は、赤色領域に発光スペクトルのピーク波長を有する光を発光し、
前記第２の蛍光体層は、黄色から緑色領域に発光スペクトルのピーク波長を有する光を発光し、
前記第１の蛍光体層が、前記第２の蛍光体層よりも前記光源の側にあり、
前記第１の蛍光体層は、赤色系の光を発光可能な第１の蛍光体を含み、
前記第２の蛍光体層は、発光する光の一部が前記第１の蛍光体に吸収される第２の蛍光体を含み、
前記第２の蛍光体は、ＹとＡｌを含み、かつＬｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｅｕ及びＳｍから選択された少なくとも一つの元素と、Ｇａ及びＩｎから選択された一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活されたイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体を含むことを特徴とする発光装置。A light source capable of emitting light in the blue region;
A phosphor layer consisting of two layers of the first phosphor layer and second phosphor layer which emits light having a wavelength different from that of the light source to absorb some of the light from the light source,
Te emitting device odor comprising,
The first phosphor layer emits light having a peak wavelength of the emission spectrum in the red region,
The second phosphor layer emits light having a peak wavelength of an emission spectrum in a yellow to green region,
The first phosphor layer is closer to the light source than the second phosphor layer ;
The first phosphor layer includes a first phosphor capable of emitting red light,
The second phosphor layer includes a second phosphor in which a part of the emitted light is absorbed by the first phosphor,
The second phosphor includes Y and Al, and includes at least one element selected from Lu, Sc, La, Gd, Tb, Eu, and Sm, and one element selected from Ga and In. A light emitting device comprising: an yttrium / aluminum / garnet phosphor activated by at least one element selected from rare earth elements . 前記第１の蛍光体は、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された窒化物系蛍光体を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。The first phosphor includes N and includes at least one element selected from Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn, and C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf. The light-emitting device according to claim 1, further comprising a nitride-based phosphor that includes at least one selected element and is activated by at least one element selected from rare earth elements. 前記光源は、半導体発光素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。  The light emitting device according to claim 1, wherein the light source is a semiconductor light emitting element. 前記光源は、紫外線を発光する発光素子と、前記紫外線を吸収し前記発光素子と異なる波長を有する光を発光する蛍光体と、が組み合わされて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。  The light source is formed by combining a light emitting element that emits ultraviolet light and a phosphor that absorbs the ultraviolet light and emits light having a wavelength different from that of the light emitting element. 2. The light emitting device according to 2. 前記第１の蛍光体は、Ｎを含み、かつＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、及びＺｎから選択された少なくとも一つの元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、及びＨｆから選択された少なくとも一つの元素とを含み、希土類元素から選択された少なくとも一つの元素で付活された窒化物系蛍光体を含み、
前記第１の蛍光体層の発光出力低下率と前記第２の蛍光体層の発光出力低下率との差が２．０×１０−３［ａ．ｕ．／℃］以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。The first phosphor contains N, and includes at least one element selected from Be, Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn, and C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr, and Hf. And a nitride-based phosphor activated with at least one element selected from rare earth elements, including at least one selected element;
The difference between the light emission output reduction rate of the first phosphor layer and the light emission output reduction rate of the second phosphor layer is 2.0 × 10 −3 [a. u. The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting device is equal to or lower than / ° C.]. 前記光源は、前記第１の蛍光体層により覆われており、
前記第１の蛍光体層は、前記第２の蛍光体層により覆われていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。The light source is covered by the first phosphor layer;
The light emitting device according to claim 1 or 2, wherein the first phosphor layer is covered with the second phosphor layer.
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