CN103843163A - 半导体发光装置和照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题是提供不仅实现了发光效率的提高而且实现了演色性的提高的半导体发光装置。本发明的半导体发光装置具备吸收430nm以下的短波长光且透射波长比430nm长的光的截止滤光片，在半导体发光装置射出的光的光谱中，来自上述半导体发光元件的放出光的发光峰强度相对于该光谱的最大强度为50%以下，从而能够解决上述课题。

Description

半导体发光装置和照明装置
技术领域
本发明涉及半导体发光装置，特别是涉及发光效率高且提高了演色性的半导体发光装置。另外，涉及具备该半导体发光装置的照明装置。
背景技术
使用了半导体发光元件的发光装置作为节能发光装置而其存在感提高。另一方面，提出了用于使使用了半导体发光元件的发光装置的发光效率进一步提高的各种技术。
例如，提出了为了提高发光效率而在封装的开口部具备反射可见光以外的光的截止滤光片的照明装置（参照专利文献1）。该技术用于液晶显示器用背光灯，可实现发光效率高的装置。
另外，提出了在具备荧光体层的发光装置中，通过控制荧光体粒子的粒度分布、填充率而形成致密的荧光体层，提高发光效率的技术（参照专利文献2）。
另一方面，在荧光灯等照明光源中产生紫外线，因此进行了在荧光灯等中安装吸收紫外线的滤光片（专利文献3）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-88348号公报
专利文献2：日本特开2011-228673号公报
专利文献3：日本专利第3118226号公报
发明内容
使用了半导体发光元件的发光装置正在被研究应用于一般照明，并正在被实现。应用于一般照明时，不仅需要从节能的观点考虑的发光效率的提高，而且还需要发光装置的演色性优异。
本发明的课题是不仅提高发光效率，而且还提高这样的应用于一般照明时要求的演色性。
本发明的发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，发现通过具备吸收430nm以下的短波长光、并且透射比430nm长的波长的光的截止滤光片，将半导体发光装置射出的光的发光光谱调整为满足一定条件，从而能够兼顾发光效率的提高和演色性的提高，从而完成了本发明。
本发明的第一方式是具备放出在390nm～430nm具有发光峰的光的半导体发光元件、和包含将上述半导体发光元件放出的光作为激发源而发光的荧光体的波长转换层的半导体发光装置，
上述半导体发光装置是具备吸收430nm以下的短波长光并透射比430nm长的波长的光的截止滤光片、并且通过该截止滤光片射出光的半导体发光装置。
另外，在上述半导体发光装置射出的光的光谱中，来自上述半导体发光元件的放出光的发光峰强度相对于该光谱的最大强度为50%以下。
另外，本发明的第二方式是具备放出在390nm～430nm具有发光峰的光的半导体发光元件、和包含将上述半导体发光元件放出的光作为激发源而发光的荧光体的波长转换层的半导体发光装置，
上述半导体发光装置是具备吸收430nm以下的短波长光并透射比430nm长的波长的光的截止滤光片、并且通过该截止滤光片射出光的半导体发光装置，
上述波长转换层含有由窄带红色荧光体、窄带绿色荧光体和窄带蓝色荧光体的组构成的荧光体中的至少一个窄带荧光体，
在半导体发光装置射出的光的光谱中，来自上述半导体发光元件的放出光的发光峰强度相对于该光谱的最大强度为20%以下。
另外，优选上述波长转换层为光透射型波长转换层，上述截止滤光片配置在波长转换层的光的射出侧。
另一方面，优选上述半导体发光装置具有具有框体，上述框体具有能够射出光的开口部和反射光的反射部，
上述截止滤光片配置在该框体的开口部，
上述波长转换层是通过在框体的反射部配置波长转换层而反射从半导体发光元件放出的光的光反射型波长转换层。
另外，优选上述截止滤光片将430nm以下的光吸收50%以上。
另外，将相对于截止滤光片表面以入射角θ使光入射时的光的透射率设为tθ，使θ变化成0～180°的范围的任意角度时，上述截止滤光片的光的透射率的偏差Δtθ优选为50%以下。
另外，优选上述半导体发光装置具有透明基板，上述截止滤光片由该透明基板所支撑。
另外，优选上述透明基板的与截止滤光片对置的一侧的表面进行了无反射处理。
另外，优选从上述半导体发光元件放出且未由波长转换层进行波长转换而到达截止滤光片的光的发光峰波长为从上述半导体发光装置放出的可见光的最大发光峰中的光的发光强度的50%～250%。
另外，优选以上述半导体发光元件与上述波长转换层具有1mm～500mm的距离的方式配置，另一方面，优选以上述半导体发光元件与上述波长转换层相接的方式配置。
另外，优选射出相关色温为1800K～7500K的白色光，并优选平均演色评价指数Ra为70以上。
另外，优选为具备上述半导体发光装置的照明装置。
根据本发明的第一方式和第二方式，能够提供不仅实现了发光效率的提高而且实现了演色性的提高的半导体发光装置。根据本发明，能够提供射出演色性高的光的照明光源，不需要在光源的外侧，例如透镜配置截止滤光片等来调整光谱。因此，能够提供薄型的照明。
附图说明
图1是表示具备本发明的截止滤光片的半导体发光装置中波长转换层为光透射型波长转换层的半导体发光装置的一实施方式的概念图。
图2是表示具备本发明的截止滤光片的半导体发光装置中波长转换层为光透射型波长转换层的半导体发光装置的一实施方式的概念图。
图3是表示具备本发明的截止滤光片的半导体发光装置中波长转换层为光透射型波长转换层的半导体发光装置的一实施方式的概念图。
图4是表示具备本发明的截止滤光片的半导体发光装置中波长转换层为光透射型波长转换层的半导体发光装置的一实施方式的概念图。
图5是表示具备本发明的截止滤光片的半导体发光装置中波长转换层为光透射型波长转换层的半导体发光装置的一实施方式的概念图。
图6是表示具备本发明的截止滤光片的半导体发光装置中波长转换层为光透射型波长转换层的半导体发光装置的一实施方式的概念图。
图7是表示具备本发明的截止滤光片的半导体发光装置中波长转换层为光透射型波长转换层的半导体发光装置的一实施方式的概念图。
图8是表示具备本发明的截止滤光片的半导体发光装置中波长转换层为光透射型波长转换层的半导体发光装置的一实施方式的概念图。
图9是表示具备本发明的截止滤光片的半导体发光装置中波长转换层为光反射型波长转换层的半导体发光装置的一实施方式的概念图。
图10是表示从实验3的发光装置射出的光的光谱的曲线图。
图11是表示从比较例1和参考例4的发光装置射出的光的光谱的曲线图。
图12是表示从比较例2和参考例5的发光装置射出的光的光谱的曲线图。
具体实施方式
本发明的半导体发光装置是具备半导体发光元件、波长转换层和截止滤光片的半导体发光装置。本发明的半导体发光装置是发光效率高且演色性高的半导体发光装置，优选应用于一般照明。因此，本发明的半导体发光装置射出的光是白色光，优选色温为1800K～7500K，更优选为2000K～7000K。另外，作为白色光，优选光色的距黑体辐射轨迹的偏差duv为-0.0200～0.0200。
以下，示出实施方式、例示物来说明本发明，但本发明不限于以下的实施方式、例示物等，在不脱离本发明的主旨的范围，可以进行任意变形而实施。
另外，在本说明书中，使用“～”表示的数值范围意味着包含“～”前后记载的数值作为下限值和上限值的范围。而且，本说明书中的色调与色度坐标的关系全部基于JIS标准（JISZ8110）。
另外，在本说明书中的荧光体的组成式中，各组成式的划分用逗号（，）进行划分表示。另外，用顿号（、）划分而列出多个元素时，表示可以将列出的元素中的一种或二种以上以任意的组合和组成含有。
＜1.半导体发光元件＞
本发明的半导体发光装置所具备的半导体发光元件放出在430nm以下的波长区域具有发光峰的光。作为这样的半导体发光元件，可举出放出紫区域的光的紫半导体发光元件、放出近紫外的区域的光的近紫外半导体发光元件、放出紫外区域的光的紫外半导体发光元件等。
放出紫区域的光的半导体发光元件是在390nm～430nm的波长区域具有发光峰的半导体发光元件。放出近紫外的光的半导体发光元件是在320nm以上且比390nm短的波长区域具有发光峰的半导体发光元件。放出紫外光的半导体发光元件是在10nm以上且比320nm短的波长区域具有发光峰的半导体发光元件。
在本发明中，由于半导体发光元件的发光效率良好、荧光体的量子损失少，所以优选半导体发光元件使用放出紫区域的光、即在390nm～430nm的波长区域具有发光峰的半导体发光元件。
半导体发光元件是能够放出上述范围内的光的发光二极管（LED）或激光二极管（LD），其中优选使用GaN、AlGaN、GaInN、AlGaInN等GaN系半导体构成发光结构的GaN系的LED、LD。除了GaN系半导体以外，优选由ZnO系半导体构成发光结构的LED、LD。在GaN系LED中，具有由含有In的GaN系半导体构成的发光部的GaN系LED、尤其是在发光部具有含有InGaN层的量子阱结构的GaN系LED由于发光强度非常强，所以特别优选。
＜2.波长转换层＞
本发明的半导体发光装置所具备的波长转换层包含将半导体发光元件放出的光作为激发源而发光的荧光体。
本发明的半导体发光装置所具备的波长转换层可以仅含有唯一种类的荧光体，另外也可以含有多个种类的荧光体。
作为仅含有一个种类的荧光体的情况，可以例示对放出紫区域的光的半导体发光元件组合包含橙色荧光体的波长转换层的方式。
含有多个种类的荧光体的情况下，可举出例如以下的方式。
（i）包含混合了红色荧光体、绿色荧光体和蓝色荧光体的混合物的波长转换层
（ii）包含混合了蓝色荧光体和黄色荧光体的混合物的波长转换层
应予说明，上述方式中，可以适当含有其他色的荧光体。
优选本发明的半导体发光装置所具备的波长转换层不仅提高发光效率，而且在来自半导体发光元件的激发光中不进行波长转换而直接通过的光的比例（以下，也称为激发光透射率）一定程度地高。另外，优选波长转换层薄。
本发明的半导体发光装置所具备的波长转换层优选激发光透射率为50%以上，更优选为70%以上。另外，优选为250%以下，更优选为200%以下。通过波长转换层在上述范围而提高发光效率。
波长转换层的激发光透射率可以用在从半导体发光装置放出光而通过波长转换层的光的光谱的波长中，来自半导体发光元件的峰波长强度（ILED）相对于来自荧光体的峰波长强度（Ip）的比例［（ILED）/（Ip）］×100表示。
为了形成满足上述激发光透射率的范围的波长转换层，例如，适当调整波长转换层的厚度和波长转换层中的荧光体的含量即可。具体而言，虽然与荧光体的种类也相关，但相对于包含粘合剂树脂和荧光体的波长转换层总量，荧光体粒子的含量优选为0.5重量%以上，更优选为1.0重量%以上。另外，优选为70重量%以下，更优选为50重量%以下，进一步优选为30重量%以下，更进一步优选为20重量%以下。通过在这些范围内根据荧光体的波长转换效率、荧光体层的厚度适当调整荧光体浓度，可以调整激发光透射率。
另外，通过使波长转换层为薄层，能够减少荧光体彼此的光的自吸收，能够减少荧光体导致的光散射。在本发明中，通过使波长转换层的厚度优选为波长转换层所含的荧光体的体积基准的中值粒径的2倍～10倍，能够减少荧光体彼此的光的自吸收，能够减少荧光体导致的光散射。更优选波长转换层的厚度为荧光体的中值粒径的3倍以上，特别优选为4倍以上。更优选波长转换层的厚度为荧光体的中值粒径的9倍以下，特别优选为8倍以下，进一步优选为7倍以下，另外进一步优选为6倍以下，最优选为5倍以下。波长转换层的厚度可以通过将波长转换层在厚度方向切割，将该截面用SEM等电子显微镜进行观察而测定。另外，可以用千分尺测定涂布有波长转换层的基板与波长转换层的合计厚度，从基板剥离波长转换层后，将基板的厚度再用千分尺测定而测定波长转换层的厚度。同样，可以剥离波长转换层的一部分，使用探针式膜厚计测定波长转换层的残留的部分与剥离的部分的高低差而直接测量厚度。
＜2-1.荧光体＞
波长转换层所含有的荧光体是将上述半导体发光元件放出的光作为激发源而发光的荧光体。
本发明中使用的荧光体的种类被适当选择，对于红色（橙色）、绿色、蓝色、黄色荧光体，作为代表性的荧光体，可举出下述荧光体。
＜2-2.红色荧光体＞
优选红色荧光体的发光峰波长在如下的波长范围，即，通常为565nm以上，优选为575nm以上，更优选为580nm以上，另外，通常为780nm以下，优选为700nm以下，更优选为680nm以下。
红色荧光体的发光峰的半值宽度通常在1nm～100nm的范围。另外，外部量子效率通常为60%以上，优选为70%以上，重量中值粒径通常为0.1μm以上，优选为1.0μm以上，进一步优选为5.0μm以上，通常为40μm以下，优选为30μm以下，进一步优选为20μm以下。
作为这样的红色荧光体，例如可以使用例如日本特开2006-008721号公报中记载的CaAlSiN3：Eu、日本特开2008-7751号公报中记载的（Sr、Ca）AlSiN3：Eu、日本特开2007-231245号公报中记载的Ca1-xAl1-xSi1+xN3-xOx：Eu等Eu活化氧化物、氮化物或氧氮化物荧光体等，日本特开2008-38081号公报中记载的（Sr、Ba、Ca）3SiO5：Eu（以下，有时简称为“SBS荧光体”）。
此外，作为红色荧光体，还可以使用（Mg、Ca、Sr、Ba）2Si5N8：Eu等Eu活化碱土氮化硅系荧光体；（La、Y）2O2S：Eu等Eu活化氧硫化物荧光体；（Y、La、Gd、Lu）2O2S：Eu等Eu活化稀土类氧硫属化物系荧光体；Y（V、P）O4：Eu，Y2O3：Eu等Eu活化氧化物荧光体；（Ba、Mg）2SiO4：Eu、Mn，（Ba、Sr、Ca、Mg）2SiO4：Eu、Mn等Eu、Mn活化硅酸盐荧光体；LiW2O8：Eu，LiW2O8：Eu、Sm，Eu2W2O9，Eu2W2O9：Nb，Eu2W2O9：Sm等Eu活化钨酸盐荧光体；（Ca、Sr）S：Eu等Eu活化硫化物荧光体；YAlO3：Eu等Eu活化铝酸盐荧光体；Ca2Y8（SiO4）6O2：Eu，LiY9（SiO4）6O2：Eu等Eu活化硅酸盐荧光体；（Y、Gd）3Al5O12：Ce，（Tb、Gd）3Al5O12：Ce等Ce活化铝酸盐荧光体；（Mg、Ca、Sr、Ba）2Si5（N、O）8：Eu，（Mg、Ca、Sr、Ba）Si（N、O）2：Eu，（Mg、Ca、Sr、Ba）AlSi（N、O）3：Eu等Eu活化氧化物、氮化物或氧氮化物荧光体；（Sr、Ca、Ba、Mg）10（PO4）6Cl2：Eu、Mn等Eu、Mn活化卤磷酸盐荧光体；Ba3MgSi2O8：Eu、Mn，（Ba、Sr、Ca、Mg）3（Zn、Mg）Si2O8：Eu、Mn等Eu、Mn活化硅酸盐荧光体；3.5MgO·0.5MgF2·GeO2：Mn等Mn活化锗酸盐荧光体；Eu活化α硅铝氧氮等Eu活化氧氮化物荧光体；（Gd、Y、Lu、La）2O3：Eu、Bi等Eu、Bi活化氧化物荧光体；（Gd、Y、Lu、La）2O2S：Eu、Bi等Eu、Bi活化氧硫化物荧光体；（Gd、Y、Lu、La）VO4：Eu、Bi等Eu、Bi活化钒酸盐荧光体；SrY2S4：Eu、Ce等Eu、Ce活化硫化物荧光体；CaLa2S4：Ce等Ce活化硫化物荧光体；（Ba、Sr、Ca）MgP2O7：Eu、Mn，（Sr、Ca、Ba、Mg、Zn）2P2O7：Eu、Mn等Eu、Mn活化磷酸盐荧光体；（Y、Lu）2WO6：Eu、Mo等Eu、Mo活化钨酸盐荧光体；（Ba、Sr、Ca）xSiyNz：Eu、Ce（其中，x、y、z表示1以上的整数）等Eu、Ce活化氮化物荧光体；（Ca、Sr、Ba、Mg）10（PO4）6（F、Cl、Br、OH）：Eu、Mn等Eu、Mn活化卤磷酸盐荧光体；（（Y、Lu、Gd、Tb）1-x-yScxCey）2（Ca、Mg）1-r（Mg、Zn）2+rSiz-qGeqO12+δ等Ce活化硅酸盐荧光体等。
此外，为了提高来自半导体发光装置的放射光的演色性、或者提高发光装置的发光效率，作为红色荧光体，可以将红色发光光谱的半值宽度为20nm以下的红色荧光体（以下，有时称为“窄带红色荧光体”）单独使用，或者可以与其他红色荧光体、尤其是与红色发光光谱的半值宽度为50nm以上的红色荧光体混合使用。作为这样的红色荧光体，可举出由A2＋xMyMnzFn（A为Na和/或K；M为Si和Al；-1≤x≤1且0.9≤y＋z≤1.1且0.001≤z≤0.4且5≤n≤7）表示的KSF、KSNAF、以及KSF与KSNAF的固溶体，由（k-x）MgO·xAF2·GeO2：yMn4＋（其中，式中，k为2.8～5的实数，x为0.1～0.7的实数，y为0.005～0.015的实数，A为钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）、锌（Zn）、或它们的混合物）的化学式表示的3.5MgO·0.5MgF2·GeO2：Mn等锰活性的深红色（600nm～670nm）锗酸盐荧光体，由（La1-x-y、Eux、Lny）2O2S（x和y各自表示满足0.02≤x≤0.50和0≤y≤0.50的数，Ln表示Y、Gd、Lu、Sc、Sm和Er中的至少1种3价希土类元素）的化学式表示的LOS荧光体等。
另外，还可以使用国际公开WO2008-096300号公报中记载的SrAlSi4N7、美国专利7524437号公报中记载的Sr2Al2Si9O2N14：Eu。
其中，作为红色荧光体，优选CASN荧光体、SCASN荧光体、CASON荧光体、SBS荧光体。
以上例示的红色荧光体可以仅使用任意一种，也可以将二种以上以任意的组合和比例并用。
＜2-3.绿色荧光体＞
绿色荧光体的发光峰波长通常大于500nm，其中优选为510nm以上，进一步优选为515nm以上，另外，通常为550nm以下，其中优选为540nm以下，进一步优选为535nm以下的范围。如果该发光峰波长过短，则具有带有蓝色趋势，另一方面，如果过长，则具有带有黄色的趋势，均有作为绿色光的特性下降的可能性。
绿色荧光体的发光峰的半值宽度通常为1nm～80nm的范围。另外，外部量子效率通常为60%以上，优选为70%以上，重量中值粒径通常为0.1μm以上，优选为1.0μm以上，进一步优选为5.0mμ以上，通常为40μm以下，优选为30μm以下，进一步优选为20μm以下。
作为这样的绿色荧光体，例如可举出国际公开WO2007-091687号公报中记载的由（Ba、Ca、Sr、Mg）2SiO4：Eu（以下，有时称为“BSS荧光体”）表示的Eu活化碱土硅酸盐系荧光体等。
另外，此外，作为绿色荧光体，例如可以使用专利第3921545号公报中记载的Si6-zAlzN8-zOz：Eu（其中，0＜z≤4.2。以下，有时简称为“β-SiAlON荧光体”）等Eu活化氧氮化物荧光体，国际公开WO2007-088966号公报中记载的M3Si6O12N2：Eu（其中，M表示碱土金属元素。以下，有时简称为“BSON荧光体”）等Eu活化氧氮化物荧光体，日本特开2008-274254号公报中记载的BaMgAl10O17：Eu、Mn活化铝酸盐荧光体（以下，有时简称为“GBAM荧光体”）。
作为其他绿色荧光体，还可以使用（Mg、Ca、Sr、Ba）Si2O2N2：Eu等Eu活化碱土硅氧氮化物系荧光体；Sr4Al14O25：Eu、（Ba、Sr、Ca）Al2O4：Eu等Eu活化铝酸盐荧光体；（Sr、Ba）Al2Si2O8：Eu，（Ba、Mg）2SiO4：Eu，（Ba、Sr、Ca）2（Mg、Zn）Si2O7：Eu，（Ba、Ca、Sr、Mg）9（Sc、Y、Lu、Gd）2（Si、Ge）6O24：Eu等Eu活化硅酸盐荧光体；Y2SiO5：Ce、Tb等Ce、Tb活化硅酸盐荧光体；Sr2P2O7-Sr2B2O5：Eu等Eu活化硼酸磷酸盐荧光体；Sr2Si3O8-2SrCl2：Eu等Eu活化卤硅酸盐荧光体；Zn2SiO4：Mn等Mn活化硅酸盐荧光体；CeMgAl11O19：Tb，Y3Al5O12：Tb等Tb活化铝酸盐荧光体；Ca2Y8（SiO4）6O2：Tb，La3Ga5SiO14：Tb等Tb活化硅酸盐荧光体；（Sr、Ba、Ca）Ga2S4：Eu、Tb、Sm等Eu、Tb、Sm活化硫代镓酸盐荧光体；Y3（Al、Ga）5O12：Ce，（Y、Ga、Tb、La、Sm、Pr、Lu）3（Al、Ga）5O12：Ce等Ce活化铝酸盐荧光体；Ca3Sc2Si3O12：Ce，Ca3（Sc、Mg、Na、Li）2Si3O12：Ce等Ce活化硅酸盐荧光体；CaSc2O4：Ce等Ce活化氧化物荧光体；Eu活化β硅铝氧氮等Eu活化氧氮化物荧光体；SrAl2O4：Eu等Eu活化铝酸盐荧光体；（La、Gd、Y）2O2S：Tb等Tb活化氧硫化物荧光体；LaPO4：Ce、Tb等Ce、Tb活化磷酸盐荧光体；ZnS：Cu、Al，ZnS：Cu、Au、Al等硫化物荧光体；（Y、Ga、Lu、Sc、La）BO3：Ce、Tb，Na2Gd2B2O7：Ce、Tb，（Ba、Sr）2（Ca、Mg、Zn）B2O6：K、Ce、Tb等Ce、Tb活化硼酸盐荧光体；Ca8Mg（SiO4）4Cl2：Eu、Mn等Eu、Mn活化卤硅酸盐荧光体；（Sr、Ca、Ba）（Al、Ga、In）2S4：Eu等Eu活化硫代铝酸盐荧光体、硫代镓酸盐荧光体；（Ca、Sr）8（Mg、Zn）（SiO4）4Cl2：Eu、Mn等Eu、Mn活化卤硅酸盐荧光体；M3Si6O9N4：Eu等Eu活化氧氮化物荧光体等。
另外，还可以使用国际公开WO2009-072043号公报中记载的Sr5Al5Si21O2N35：Eu、国际公开WO2007-105631号公报中记载的Sr3Si13Al3N21O2：Eu。
其中，作为绿色荧光体，优选BSS荧光体、β-SiAlON荧光体、BSON荧光体。
以上例示的绿色荧光体可以仅使用任意一种，也可以将二种以上以任意的组合和比例并用。
此外，为了提高来自半导体发光装置的放射光的演色性、或者提高发光装置的发光效率，作为绿色荧光体，可以单独使用绿色发光光谱的半值宽度为20nm以下的绿色荧光体（以下，有时称为“窄带绿色荧光体”）。
＜2-4.蓝色荧光体＞
蓝色荧光体的发光峰波长通常为420nm以上，优选为430nm以上，更优选为440nm以上，通常小于500nm，优选为490nm以下，更优选为480nm以下，进一步优选为470nm以下，特别优选为460以下的波长范围。
蓝色荧光体的发光峰的半值宽度通常为10nm～100nm的范围。另外，外部量子效率通常为60%以上，优选为70%以上，重量中值粒径通常为0.1μm以上，优选为1.0μm以上，进一步优选为5.0μm以上，通常为40μm以下，优选为30μm以下，进一步优选为20μm以下。
作为这样的蓝色荧光体，例如可举出由（Ca、Sr、Ba）5（PO4）3Cl：Eu表示的铕活化卤磷酸钙系荧光体，由（Ca、Sr、Ba）2B5O9Cl：Eu表示的铕活化碱土氯硼酸盐系荧光体，由（Sr、Ca、Ba）Al2O4：Eu或（Sr、Ca、Ba）4Al14O25：Eu表示的铕活化碱土铝酸盐系荧光体等。
另外，此外，作为蓝色荧光体，还可以使用Sr2P2O7：Sn等Sn活化磷酸盐荧光体；Sr4Al14O25：Eu，BaMgAl10O17：Eu，BaAl8O13：Eu等Eu活化铝酸盐荧光体；SrGa2S4：Ce，CaGa2S4：Ce等Ce活化硫代镓酸盐荧光体；（Ba、Sr、Ca）MgAl10O17：Eu，BaMgAl10O17：Eu、Tb、Sm等Eu、Tb、Sm活化铝酸盐荧光体；（Ba、Sr、Ca）MgAl10O17：Eu、Mn等Eu、Mn活化铝酸盐荧光体；（Sr、Ca、Ba、Mg）10（PO4）6Cl2：Eu，（Ba、Sr、Ca）5（PO4）3（Cl、F、Br、OH）：Eu、Mn、Sb等Eu、Tb、Sm活化卤磷酸盐荧光体；BaAl2Si2O8：Eu，（Sr、Ba）3MgSi2O8：Eu等Eu活化硅酸盐荧光体；Sr2P2O7：Eu等Eu活化磷酸盐荧光体；ZnS：Ag，ZnS：Ag、Al等硫化物荧光体；Y2SiO5：Ce等Ce活化硅酸盐荧光体；CaWO4等钨酸盐荧光体；（Ba、Sr、Ca）BPO5：Eu、Mn，（Sr、Ca）10（PO4）6·nB2O3：Eu，2SrO·0.84P2O5·0.16B2O3：Eu等Eu、Mn活化硼酸磷酸盐荧光体；Sr2Si3O8·2SrCl2：Eu等Eu活化卤硅酸盐荧光体等。
其中，可以优选使用（Sr、Ca、Ba）10（PO4）6Cl2：Eu2+，BaMgAl10O17：Eu。另外，在由（Sr、Ca、Ba）10（PO4）6Cl2：Eu2+表示的荧光体中，可以优选使用由SraBabEux（PO4）cCld（c、d和x是满足2.7≤c≤3.3、0.9≤d≤1.1、0.3≤x≤1.2的数，x优选为0.3≤x≤1.0。另外，a和b满足a＋b＝5-x且0.05≤b/（a＋b）≤0.6的条件，b/（a＋b）优选为0.1≤b/（a＋b）≤0.6）表示的荧光体。
此外，为了提高来自半导体发光装置的放射光的演色性、或者提高发光装置的发光效率，作为蓝色荧光体，可以单独使用蓝色发光光谱的半值宽度为20nm以下的蓝色荧光体（以下，有时称为“窄带蓝色荧光体”）。
＜2-5.黄色荧光体＞
黄色荧光体的发光峰波长通常为530nm以上，优选为540nm以上，更优选为550nm以上，通常为620nm以下，优选为600nm以下，更优选为580nm以下的波长范围。
黄色荧光体的发光峰的半值宽度通常为80nm～130nm的范围。另外，外部量子效率通常为60%以上，优选为70%以上，重量中值粒径通常为0.1μm以上，优选为1.0μm以上，进一步优选为5.0μm以上，通常为40μm以下，优选为30μm以下，进一步优选为20μm以下。
作为这样的黄色荧光体，例如可举出各种氧化物系、氮化物系、氧氮化物系、硫化物系、氧硫化物系等荧光体。特别是可举出由RE3M5O12：Ce（在这里，RE表示选自Y、Tb、Gd、Lu和Sm中的至少1种元素，M表示选自Al、Ga和Sc中的至少1种元素）、Ma3Mb2Mc3O12：Ce（在这里，Ma表示2价金属元素，Mb表示3价金属元素，Mc表示4价金属元素）等表示的具有石榴石结构的石榴石系荧光体，由AE2MdO4：Eu（在这里，AE表示选自Ba、Sr、Ca、Mg和Zn中的至少1种元素，Md表示Si和/或Ge）等表示的原硅酸盐系荧光体，将这些体系的荧光体的构成元素的氧的一部分用氮取代的氧氮化物系荧光体，AEAlSiN3：Ce（在这里，AE表示选自Ba、Sr、Ca、Mg和Zn中的至少1种元素）等将具有CaAlSiN3结构的氮化物系荧光体用Ce活化的荧光体。
另外，此外，作为黄色荧光体，还可以使用CaGa2S4：Eu，（Ca、Sr）Ga2S4：Eu，（Ca、Sr）（Ga、Al）2S4：Eu等硫化物系荧光体；Cax（Si、Al）12（O、N）16：Eu等具有SiAlON结构的氧氮化物系荧光体等由Eu活化的荧光体；（M1-A-BEuAMnB）2（BO3）1-P（PO4）PX（其中，M表示选自Ca、Sr和Ba中的1种以上的元素，X表示选自F、Cl和Br中的1种以上的元素。A、B和P表示各自满足0.001≤A≤0.3、0≤B≤0.3、0≤P≤0.2的数）等Eu活化或Eu、Mn共活化卤化硼酸盐荧光体；可以含有碱土金属元素的具有La3Si6N11结构的Ce活化氮化物系荧光体等。应予说明，上述Ce活化氮化物系荧光体其一部分可以由Ca、O部分取代。
作为波长转换层的制造方法，可以将荧光体粉末、粘合剂树脂和有机溶剂进行混炼而糊剂化，将糊剂涂布于透射性的基板上，或者，使其流入封装的凹部，进行干燥·煅烧而除去有机溶剂来制造；也可以不使用粘合剂而用荧光体与有机溶剂进行糊剂化，将干燥·烧结物利用压力成型而制造。使用粘合剂的情况下，可以没有其种类的限制地使用，优选使用环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等。另外，后述的光反射型波长转换层的情况下，可以在将光进行反射的框体的反射部涂布上述糊剂，进行干燥·煅烧，除去有机溶剂而制造。
使用透射可见光的透射性的基板时，其材质只要对可见光为透明就没有特别限制，可以使用玻璃、塑料（例如，环氧树脂、有机硅树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等）等。本发明的半导体发光装置由于具备后述的截止滤光片，通常利用紫外、近紫外、紫区域的波长的激发的情况下，可以使用耐久性上差的材质。
＜2-6.透射型波长转换层＞
用于本发明的半导体发光装置的波长转换层有光透射型波长转换层和光反射型波长转换层这2种形态。任意波长转换层均可以适当使用上述例示的荧光体、粘合剂树脂和有机溶剂来制造。
透射型波长转换层将半导体发光元件放出的光作为激发光而发出荧光，在波长转换层发出的荧光和半导体发光元件放出的光中，没有波长转换的光主要直接从半导体发光装置射出。作为具备这样的方式的波长转换层的半导体发光装置，例如可举出图1～8所示的半导体发光装置。
＜2-7.反射型波长转换层＞
反射型波长转换层是使半导体发光元件放出的光暂时反射，从另外具备的开口部射出光的波长转换层。此时，半导体发光装置具有以下构造，即，具有框体，该框体具有能够射出光的开口部和反射光的反射部，在该框体的反射部具备波长转换层。如果半导体发光元件放出的光入射波长转换层，则在波长转换层将该入射光作为激发光发出荧光，该荧光由于框体的反射部的存在而被反射，从另外设置的框体的开口部射出。
通过这样的方式，利用波长转换层而光被混色，成为没有色分离的看起来自然的白色发光装置。作为具备这样的方式的波长转换层的半导体发光装置，例如可举出图9所示的半导体发光装置。
＜3.截止滤光片＞
本发明的半导体发光装置具备吸收430nm以下的短波长光并透射比430nm长的波长的光的截止滤光片。并且，半导体发光装置通过该截止滤光片射出光。
以往，在半导体发光装置中使用截止滤光片时，使用反射型的截止滤光片。需要由滤光片截止的光为短波长的光，即使从半导体发光装置射出也不是对白色光的构成做出贡献的光、或者不是可见光区域的光，因此即使直接从半导体发光装置射出，也不对半导体发光装置的发光效率做出贡献。因此，出于提高发光效率的目的，考虑使半导体发光元件放出的光中未进行波长转换的光利用反射型截止滤光片反射，再度作为荧光体的激发光而利用（参照专利文献1）。
但是，经过本发明的发明人等研究，结果判明了用反射型的截止滤光片不能充分将光进行反射，漏掉的光非常多。这是因为，半导体发光装置的情况下，入射截止滤光片的光的行进方向并不是一个方向。即，由于截止滤光片具有角度依赖性，因此虽然特定方向的入射光能够良好地进行反射，但其他方向的入射光不能反射而透射。一般，如果向含有荧光体的层从半导体发光元件入射光，则光作为散射光而射出。因此，本发明的发明人等想到了在半导体发光装置中具备反射型截止滤光片的方式中，不能充分将光反射，不能充分发挥截止滤光片的功能。
另外，本发明的发明人等通过后述的模拟，发现了一定程度的量的激发光不经过波长转换而从发光装置射出时，作为整体，发光效率提高。虽然该理由不确定，但本发明的发明人等认为其原因可能是荧光体彼此的光的吸收、级联激发等。
因此，在本发明中，通过大胆采用与将半导体发光元件放出的激发光中未经波长转换的光再利用而提高发光效率的以往的思想相反的方法，即，使未经波长转换的激发光的一部分被截止滤光片吸收而舍弃的方法，从而得到了能够提高发光效率这样的预想之外的结果。
本发明的半导体发光装置所具备的截止滤光片吸收430nm以下的短波长光并透射比430nm长的波长的光。但430nm以下的短波长的光的吸收以及比430nm长的波长的光的透射不需要为100%。如后述的那样，在半导体发光装置射出的光的光谱中，虽然没有特别限定，但优选使用来自半导体发光元件的放出光的发光峰强度相对于该光谱的最大强度为50%以下的截止滤光片。
为了使上述半导体发光装置射出的光的光谱在本发明的范围，截止滤光片优选为将430nm以下的光吸收50%以上的截止滤光片。通过使用这样的截止滤光片，能够降低来自半导体发光元件的放出光的发光峰。
另外，通过降低来自半导体发光元件的放出光的发光峰，半导体发光元件为放出紫色的光的半导体发光元件时，能够抑制射出紫色的光而导致的从半导体发光装置射出的光的色调的变化。
另一方面，半导体发光元件为放出近紫外或紫外光的半导体发光元件时，能够抑制这些光具有的强能量导致的对皮肤等的损伤的可能性。
截止滤光片优选为将360nm～400nm的光吸收70%以上的截止滤光片，更优选为吸收80%以上的截止滤光片。进一步优选将波长360nm～430nm的光吸收70%以上的截止滤光片，进一步更优选吸收80%以上的截止滤光片。由此，通过充分截止来自半导体发光元件的光，能够提高演色性。
在本发明中，截止滤光片的光吸收率可以利用分光光度计测定照射光、反射光、透射光，使用这些值来计算。
另外，本发明中使用的截止滤光片是吸收型的截止滤光片，因此与反射型的截止滤光片不同，光的入射角度带来的光的透射率的偏差少。即，就用于本发明的截止滤光片而言，将相对于截止滤光片表面以入射角θ使光入射时的光的透射率设为tθ，使θ变化成0～180°的范围的任意角度时的光的透射率的偏差Δtθ优选为50%以下。偏差Δtθ更优选为40%以下，进一步优选为30%以下。
上述光的透射率的偏差Δtθ是将相对于入射光最能够透射入射光的入射光的角度中的入射光tθmax相对于入射光S的比例（tθmax/S）定义为透射率的偏差Δtθ。光的透射率的偏差可以按照每个入射光的角度测定透射光，比较入射光的强度与透射光的强度而计算。
另外，本发明的截止滤光片优选在430nm附近透射率的变化大，即，优选在横轴表示波长（nm）、纵轴表示透射率的曲线图中，在430nm附近显示陡的斜度。具体而言，在430nm附近，斜度优选为50%/10nm以上。应予说明，430nm附近是指400nm～450nm，优选是指410nm～440nm。
而且，本发明的半导体发光装置具备放出在430nm以下具有发光峰的光的半导体发光元件。虽然激发光透射率越大，发光效率变得越大，但短波长的光由于能量高，所以同时变退色损伤系数（以下，有时简称为“损伤系数”）也变大。因此，本发明的截止滤光片优选以损伤系数变小的方式吸收波长。具备截止滤光片时的损伤系数通常为0.020以下，优选为0.012以下，更优选为0.010以下。损伤系数越小越好，其下限没有特别限定，通常为0.0001以上。通过在该范围，能够保护照射物不变色、退色（掉色）等，能防止损伤。
在这里，变退色损伤系数是指美国商务部标准局（N.B.S.,现National Institute of Standard Technology）将使用色纸规定的变退色的程度进行数值化的系数。一般，越是该值小的光源，对照射物的影响越少。损伤系数可以用以下示出的式求出。
( D 1 x ) = Σ 300 580 P ( λ ) · D ( λ ) · Δλ Σ 380 780 P ( λ ) · V ( λ ) · Δλ
（其中，(D/lx)表示每单位照度的损伤系数，P（λ）表示分光能量分布，D（λ）表示相对损伤度N.B.S，V（λ）表示标准相对可见度CIE。）
具有上述功能的截止滤光片可以使用市售的滤光片，另外，也可以制造成具有上述功能。作为市售品，例如，可以使用日东树脂工业株式会社制CLAREX UV、Fujifilm株式会社制SC滤光片、OMG株式会社制UV截止滤光片等。制造时，可以准备透光性的树脂，使该树脂中含有吸收光的物质而制造。作为树脂，优选透射光的透明的树脂，可以适当使用例如丙烯酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂等。
作为吸收光的物质，可举出无机物质、有机物质。作为无机物质，可举出ZnO、TiO2、CeO2、SiO2等。这些无机物质也可以使用市售的物质，例如，作为ZnO，可以使用堺化学工业株式会社制NANOFINE系列，作为TiO2，可以使用Titan Kogyo株式会社制ST-400系列、ST-700系列，作为CeO2，可以使用株式会社ACROS制CeO2、森山商事株式会社的氧化铈等。
另一方面，作为有机物质，可举出染料，可举出偶氮系的染料、蒽醌系的染料等。从耐久性的观点考虑，优选使用无机物质。
用于本发明的截止滤光片优选为单层。反射型的截止滤光片如上所述具有角度依存性，因此如果需要反射宽角度的光，则必须为具有多个层的层叠体。本发明的截止滤光片由于是吸收型的截止滤光片，能够以单层构成。
另外，用于本发明的截止滤光片由于是光吸收型的截止滤光片，有时吸收的光转换成热而发热。因此，优选具备散热机构。
＜4.其他可以包含在本发明的发光装置的部件＞
本发明的发光装置可以具备用于保持半导体发光元件的封装，其形状和材质为任意的形状和材质。作为具体的形状，可以是板状、杯状等，根据其用途制成适当的形状。其中，杯状的封装能够在光的射出方向上具有指向性，能够有效地利用发光装置放出的光，因此优选。采用杯状的封装时，射出光的开口部的面积优选为底面积的120%～600%。另外，作为封装的材料，可以使用金属、合金玻璃、碳等无机材料，合成树脂等有机材料等，可以根据用途使用适当的材料。
在本发明中使用封装时，优选使用近紫外区域和可见光区域整体的光的反射率高的材质。作为这样的高反射封装，可举出由有机硅树脂形成的包含光扩散粒子的封装。作为光扩散粒子，可举出二氧化钛、氧化铝。
另外，上述波长转换层为反射型波长转换层时，能够具备框体，框体具有能够射出光的开口部和反射半导体发光元件放射的光的反射部。
就框体而言，对于开口部以外的部分，从发光效率的观点考虑，优选由能够反射半导体发光元件放射的光的材质构成。作为这样的材质，可举出各种陶瓷、树脂、玻璃、铝等金属等。另外，可以将这些材质组合、或者进行复合而使用。
作为树脂，例如，优选有机硅树脂、聚碳酸酯树脂、ABS脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚邻苯二甲酰胺树脂（PPA）、聚苯硫醚（PPS）、液晶聚合物（LCP）、丙烯酸树脂、PBT树脂、双马来酰亚胺三嗪树脂（BT树脂）等。
作为陶瓷，例如优选氧化铝、氮化铝、氮化硅、氮化硼、氧化铍、莫来石、镁橄榄石、块滑石、堇青石、氧化锆、低温煅烧陶瓷、将这些作为成分而含有的陶瓷。
此外，可以适当配置用于向半导体发光元件供给来自外部的电力的金属配线、用于保护荧光体层的光的射出方向侧的盖等。
＜5.本发明的发光装置＞
本发明的第一方式的半导体发光装置的特征在于，在半导体发光装置射出的光的光谱中，将相对于该光谱的最大强度的来自半导体发光元件的发光峰强度抑制的较低。通过使用截止滤光片，显示非常高的发光效率。而且，能够射出具有高演色性的光。
来自上述半导体发光元件的发光峰强度优选为50%以下，更优选为30%以下，进一步优选为20%以下。
另一方面，本发明的第二方式的半导体发光装置的特征在于，含有选自窄带红色荧光体、窄带绿色荧光体和窄带蓝色荧光体中的至少一个窄带荧光体，来自半导体发光元件的发光峰强度相对于该光谱的最大强度为20%以下。来自上述半导体发光元件的发光峰强度优选为15%以下，更优选为10%以下。
含有窄带红色荧光体和/或窄带绿色荧光体时，来自半导体发光元件的发光峰强度相对于该光谱的最大强度超过20%时，具有半导体发光装置射出的光的演色性变得不充分的趋势。
另外，本发明的半导体发光装置优选从半导体发光元件放出强光而进行发光。具体而言，从半导体发光元件放出且不经波长转换层进行波长转换而到达截止滤光片的光的发光峰强度优选为从半导体发光装置射出的光的光谱中的最大强度的50%以上，更优选为70%以上，进一步优选为100%以上。另一方面，优选为250%以下，更优选为200%以下。
另外，本发明的半导体发光装置通过具备截止滤光片，能够射出演色性高的光。半导体发光装置射出的光的平均演色评价指数Ra优选为70以上，更优选为80以上，进一步优选为90以上。
另外，特殊演色评价指数R9优选为0以上，更优选为80以上。
另外，特殊演色评价指数R12优选为0以上，更优选为80以上。
以下，举出本发明的发光装置的实施方式，对本发明进行说明，但本发明不限于以下的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围，可以任意进行变形而实施。
在图1至图8示出具备本发明的截止滤光片的半导体发光装置中波长转换层为光透射型波长转换层的半导体发光装置的整体图。
在图1（a）中，本发明的半导体发光装置将半导体发光元件1配置在封装3的凹部的底面，利用接合线2进行固定，另外与外部电源连接。并且在封装3的开口部配置有波长转换层4。在波长转换层4的光的射出侧具备截止滤光片5，吸收从波长转换层4射出的光中未由波长转换层4进行波长转换的激发光，即半导体发光元件1放出的光。另外，截止滤光片5的光的射出侧配置有透明基板6，起到使半导体发光装置免受来自外部的冲击等的作用。一方面，在图1（b）中，用波长转换层密封封装的凹部。
半导体发光元件1放出在430nm以下具有发光峰的光，具体而言，使用放出紫色区域的光的紫半导体发光元件、放出近紫外区域的光的近紫外半导体发光元件、放出紫外区域的光的紫外半导体发光元件。半导体发光元件1可以仅配置1个，也可将多个配置成平面状。另外，半导体发光元件的大小也没有特别限定。
封装3保持半导体发光元件1和波长转换层4，在本实施方式中是具有开口部和凹部的杯型的形状，在凹部的底面配置有半导体发光元件1。封装3为杯型的形状时，可以使从半导体发光装置放出的光具有指向性，能够有利地利用射出的光。应予说明，封装3的凹部的尺寸被设定成半导体发光装置能够将光向规定方向放出的尺寸。另外，封装3的凹部的底部设有用于从半导体发光装置的外部向半导体发光元件1供给电力的电极（未图示）。封装3优选使用高反射封装，照射封装3的壁面（锥部）的光能够向规定的方向射出，能够防止光的损失。
在封装3的开口部配置有波长转换层4（图1（a））。或者，封装3的凹部由波长转换层4所密封（图1（b））。封装3的凹部的开口部由波长转换层4所覆盖，来自半导体发光元件1的光不会不通过波长转换层4而从半导体发光装置发光。在图1（a）中，半导体发光元件1与波长转换层4的距离相离开，其距离优选为0.1mm以上，更优选为0.3mm以上，进一步优选为0.5mm以上，特别优选为1mm以上，优选为500mm以下，更优选为300mm以下，进一步优选为100mm以下，特别优选为10mm以下。通过这样的形态，能够使每荧光体单位面积的激发光变弱，能够防止荧光体的光劣化，另外，即使是半导体发光元件的温度上升的情况下，也能够防止波长转换层的温度上升。另外，通过这样的形态，即使是用接合线连接半导体发光元件与电极的情况下，也能够抑制从波长转换层发出的热导热至接合线附近，另外，即使荧光体层发生裂缝，也能够抑制其拉力传达至接合线，其结果，能够防止接合线的断线。
截止滤光片5是吸收430nm以下的短波长光，即吸收半导体发光元件1放出的光的滤光片，由于截止滤光片5的存在，本发明的半导体发光装置能够兼具高的发光效率和演色性。而且，能够吸收短波长的光，提高演色性。并且，由于截止滤光片5的存在，所以截止能量高的短波长光，从而即使作为透明基板6而使用聚碳酸酯等对光弱的树脂，也能够不产生耐久性问题。通过将聚碳酸酯等树脂用作透明基板6，容易实施表面加工，能够提高光射出效率。
另外，通过在半导体发光装置具备截止滤光片5，作为照明器具时，不需要进一步具备截止滤光片。例如，可以节省对配置在半导体发光装置的外侧的透镜安装截止滤光片这样的工夫。
另外，截止滤光片5优选被透明基板6支撑的形态。在图1中，配置在透明基板6的芯片侧，优选由透明基板6支撑。支撑的方式没有特别限定，采用粘接等方法即可。另外，也可以将未图示的其他透明基板与截止滤光片5层叠，在使截止滤光片5被透明基板支撑的基础上，配置在半导体发光装置。通过由其他透明基板支撑，从而半导体发光装置的制造变得容易。
像这样，截止滤光片5被透明基板支撑时，优选透明基板的与截止滤光片对置的一侧的表面进行了无反射处理。通过进行这样的无反射处理，430nm以下的光的吸收变得良好，是优选的。无反射处理采用公知的方法即可，例如可举出对透明基板的表面赋予极细凸凹的方法、对透明基板表面形成反射防止膜的方法等。
图2是在半导体发光装置的光的射出侧最表面具备截止滤光片5的半导体发光装置。如图2（a）所示，可以层叠透明基板与截止滤光片5，接着，在与截止滤光片层叠面相反的一侧的面的透明基板上层叠波长转换层4，或者，在透明基板上的截止滤光片层叠面上重复层叠，从而在使截止滤光片5和波长转换层4被透明基板支撑的基础上，配置在半导体发光装置。通过由其他透明基板支撑，从而半导体发光装置的制造变得容易。只要截止滤光片5比波长转换层4更靠近光的射出侧而配置，其位置没有限定。
另外，如图2（b）所示，也可采用在透明基板6中配置波长转换层4的方式。透明基板6为玻璃材料时，可以准备2片玻璃板，在一方玻璃板上用涂布、丝网印刷等形成波长转换层4，然后用另一方的玻璃夹持并密封而制造。另外，透明基板6为树脂时，可以与玻璃的情况同样夹持波长转换层4，另外通过将形成波长转换层4的荧光体捏合于树脂，可以形成与波长转换层成为一体的透明基板。
透明基板6可以根据需要在透明基板6内加入促进光的散射的添加物，也可以对透明基板6的光的射出面实施促进光的散射的表面处理。作为对透明基板的表面处理的例子，可举出形成有微细凹凸的粗糙面，赋予了V沟·三角棱镜形状的面，通过形成相互平行的多个V沟而三角形截面的棱镜状的垄与V沟交替并列设置的形成有V沟·三角棱镜形状的面，形成有圆筒棱镜形状的面，四角锥的角锥状凸部规则地排列的面等。
进而可以在透明基板6的光射出面侧具备光射出层。将包含荧光体的波长转换层4捏合在透射基板6时，在透射基板6的光射出面侧具备光射出层。另外，在透明基板6的半导体发光元件侧具备包含荧光体的波长转换层4时，可以将透射基板6作为射出层，也可以在透射基板6的光射出面侧具备光射出层。
从包含荧光体的波长转换层4发出的光通过光射出层而至少一部分散射，从而光被良好地合成，能够得到没有不均的优质的射出光。
为了促进光的散射，如上所述，在透明基板6内加入添加物，或者在透明基板6的光的射出面实施表面处理即可。
此时，V沟、垄的延伸设置方向、大小和数量可以根据半导体发光装置所要求的发光特性、透射基板6的光学的特性、或者来自包含荧光体的波长转换层4的发光特性等适当设定。另外，垄、V沟的大小可以各自不相同而各异，可以将大小不同的垄、V沟的分布根据半导体发光装置所要求的发光特性、透射基板6的光学的特性、或者来自包含荧光体的波长转换层4的发光特性等适当设定。
另外，角锥不限于四角锥，可以是三角锥、六角锥等，也可以是圆锥。另外，角锥的数量、位置或者大小等可以根据半导体发光装置所要求的发光特性、透射基板6的光学的特性、或者来自包含荧光体的波长转换层4的发光特性等适当设定。进而，各个角锥可以不相同而各异，可以将不同的角锥的分布根据半导体发光装置所要求的发光特性、透射基板6的光学特性、或者来自包含荧光体的波长转换层4的发光特性等适当设定。
图3是在支撑体7上具备半导体发光元件1的方式的半导体发光装置。支撑体7只要是平面状的板就没有特别限定，可以使用任意支撑体。
另外，波长转换层4承担密封半导体发光元件1的作用，例如，可在环氧树脂、有机硅树脂等中混合荧光体而制备料浆，并涂布于支撑体7和半导体发光元件1上，形成波长转换层4而制造。并且，通过在波长转换层4的光的射出方向层叠截止滤光片5，能够容易地制造半导体发光装置。对于波长转换层的侧面，可以如图3（a）所示不配置任何部件，如图3（b）所示，优选用截止滤光片5覆盖波长转换层4的方式。
图4是带有透镜的半导体发光装置。具有凸状的形状的透镜8配置在截止滤光片5的光的射出侧。通过形成凸透镜8，能够将射出的光集中。
应予说明，凸透镜8的数量、位置、大小或光学特性等可以根据半导体发光装置所要求的发光特性、透射基板6的光学的特性、或者来自包含荧光体的波长转换层4的发光特性等适当设定。
集光透镜不限于上述的凸透镜8，可以通过透射基板6的表面处理而形成，也可以另外具备部件。作为为了聚集向外部射出的光而实施的表面处理的例子，可举出菲涅尔透镜、复眼透镜。
对于菲涅尔透镜，没有图示，例如，可以形成于对抗在透射基板6的面形成的空腔的位置。应予说明，菲涅尔透镜的数量、位置、大小或者光学特性等可以根据半导体发光装置所要求的发光特性、透射基板6的光学的特性、或者来自包含荧光体的波长转换层4的发光特性等适当设定。
对于复眼透镜，构成复眼透镜的半球状凸部的数量、位置或者大小等可以根据半导体发光装置所要求的发光特性、透射基板6的光学的特性、或者来自包含荧光体的波长转换层4的发光特性等适当设定。而且，可以不使各个半球状凸部相同而使它们不同，可以将不同的半球状凸部的分布根据半导体发光装置所要求的发光特性、透射基板6的光学的特性、或者来自荧光体层的发光特性等适当设定。
图5至图8为图4的变形例，图5是半导体发光元件1使用了发光面积大的半导体发光元件的半导体发光装置。另外，图6至图8是透镜8使用了采用截止滤光片功能的透镜的方式，通过使用这样的透镜，能够使半导体发光装置的构成单纯化。
接着，在图9中示出具备本发明的截止滤光片的半导体发光装置中波长转换层为光反射型波长转换层的半导体发光装置的整体图。
在图9中，半导体发光装置向图面上方射出光。半导体发光元件1由柱状的支撑体7所支撑，向波长转换层4射出光。向波长转换层4放出的半导体发光元件1的光通过波长转换层4后，由框体9的反射部反射而光的行进方向发生变化，通过截止滤光片5，从半导体发光装置射出。框体9只要具有开口部和反射部就没有特别限定，但对于开口部以外的部分，优选用能够反射光的材质制造。通过柱状的支撑体由散热部件形成，能够将半导体发光元件中产生的热通过支撑体传递到框体，从而更高效地放出。另外，优选反射部为旋转抛物面形状。由此，波长转换的光能够良好地被混合而以均一的状态从发光装置射出光。
另外，通过框体9具有多个散热片10，能够带走波长转换时产生的热，能够防止波长转换层4的劣化。
＜实验例＞
以下，示出本发明的发明人等进行的显示激发光的透射与发光强度的关系的实验例。
［实验1］
作为激发源，使用紫LED（发光峰波长407nm～410nm），作为波长转换层，使用将荧光体均匀地分散保持在粘合剂树脂（有机硅树脂三菱化学社制U113D）中的波长转换层，使它们以0.5mm的距离的配置而制作了半导体发光装置。作为波长转换层所含的荧光体，将作为蓝色荧光体的由组成式（Ba、Sr）MgAl10O17：Eu表示的BAM荧光体、作为绿色荧光体的由组成式（Ba、Sr）2SiO4：Eu表示的BSS荧光体、作为红色荧光体的由CaAlSiOxN3-x：Eu表示的CASON荧光体以激发光透射率变化的比例进行混合，在任何情况下，均使从半导体发光装置发出的光的相关色温为2700K。对于荧光体与树脂的混合比例和激发光透射率，示于表1。
[表1]
表1
Figure BDA0000483062920000261
应予说明，激发光透射率是指在半导体发光装置射出的光的光谱中，将来自荧光体的最大发光峰强度设为100%时的来自半导体发光元件的发光峰强度。
将表1所示的各个激发光透射率的情况下的发光效率、转换效率和相关色温示于表2。另外，对于演色评价指数Ra、特殊演色评价指数R9、R12，示于表3。
[表2]
表2
激发光透射率 发光效率(lm/W) 转换效率(lm/W) 相在色温(K)
226% 50.3 124 2704
146% 48.3121 2709
98% 46.8 115 2689
75% 45.0 112 2705
52% 43.4 108 2700
20% 38.0 93 2707
8% 33.2 80 2704
[表3]
表3
激发光透射率 Ra R9 R12
226% 89 67 55
146% 92 72 71
98% 94 77 82
75% 96 80 87
52% 97 83 93
20% 97 90 96
8% 96 94 91
由表2可以理解，通过提高激发光的透射率，提高发光效率·转换效率。以往认为，来自紫色LED、近紫外LED、紫外LED的激发光并不是白色光的构成要素，优选不从半导体发光装置射出而作为激发光再利用，但上述结果是否定这种以往的认知的结果。
对于上述情况，本发明的发明人等研究如下。
为了降低激发光透射率，需要使荧光体的填充紧密。但是，认为通过使荧光体的填充紧密，来自荧光体的荧光进一步撞上荧光体，将此重复期间，发生光的吸收损失。
另一方面，从表3可知，通过激发光的透射率升高，演色性下降。对此，本发明的发明人等考察原因如下：通过作为激发光的紫色的光大量透射，紫色的激发光的强度变大，对色度带来影响；以及为了使射出光为白色光而进行调整，必须减少蓝色荧光体的含量，蓝色荧光体的发光强度下降。因此，如果能够截止透射波长转换层的光，则能够提高蓝色荧光体的发光强度，能够防止演色性的下降。即，本发明的具备截止滤光片的半导体发光装置能够兼顾高发光效率和高演色性。
［实验2］
接着，改变使用的荧光体的种类，进行了实验2。
作为激发源，使用紫LED（发光峰波长407nm～410nm），作为波长转换层，使用将荧光体均匀地分散保持在粘合剂树脂（有机硅树脂三菱化学社制U113D）中的波长转换层，使它们以0.5mm的距离的配置而制作了半导体发光装置。作为波长转换层所含的荧光体，将作为蓝色荧光体的由组成式（Sr、Ba）10（PO4）6Cl2：Eu表示的SBCA荧光体、作为绿色荧光体的由组成式（Si、Al）6（N、O）8：Eu表示的βSiAlON荧光体、作为红色荧光体的由CaAlSiOxN3-x：Eu表示的CASON荧光体以激发光透射率变化的比例进行混合，在任何情况下，均使从半导体发光装置发出的光的相关色温为2700K。对于荧光体与树脂的混合比例和激发光透射率，示于表4。
[表4]
表4
Figure BDA0000483062920000281
应予说明，激发光透射率是指在半导体发光装置射出的光的光谱中，将来自荧光体的发光峰强度设为100%时的来自半导体发光元件的发光峰强度。
将表4所示的各个激发光透射率的情况下的发光效率、转换效率和相关色温示于表5。另外，对于演色评价指数Ra、特殊演色评价指数R9、R12，示于表6。
[表5]
表5
激发光透射率 发光效率(lm/W) 转换效率(lm/W) 相关色温(K)
175% 52.1 141 2702
79% 50.7 138 2712
23% 46.1 124 2685
[表6]
表6
激发光透射率 Ra R9 R12
175% 83 58 48
79% 93 76 81
23% 97 91 95
由表5、6可以理解，在改变了荧光体的种类的实验2中，也得到了与实验1相同的结果。
［实验3］
接着，对通过改变半导体发光装置所具备的截止滤光片的种类（截止波长）给半导体发光装置的演色性带来何种影响，进行了实验3。作为激发源，使用波长410nm的半导体发光元件，以相关色温为2700K的方式调整荧光体，制造了不具备截止滤光片的半导体发光装置。接着，对分别具备截止400nm以下、410nm以下、420nm以下、430nm以下、440nm以下的波长的光吸收型截止滤光片的半导体发光装置，以相关色温为2700K的方式调整荧光体，将其射出的光的演色评价指数Ra、特殊演色评价指数R9、R12示于表7。
[表7]
麦7
Figure BDA0000483062920000291
另外，将分别具备截止400nm以下、410nm以下、420nm以下、430nm以下、440nm以下的波长的截止滤光片的半导体发光装置所射出的光的光谱示于图10。由表7和图10可知，从半导体发光装置射出的光的激发光透射率高达100%，由实验1的结果可以推测能够实现发光效率高的半导体发光装置。
由这些结果可知，通过在半导体发光装置中调整激发光透射率，能够提高发光效率，并且通过截止透射的激发光，能够提高演色性。
实施例
＜实施例1、参考例1～3＞
对根据半导体发光装置所具备的的截止滤光片的种类（截止方法），半导体发光装置的发光效率和演色性产生何种影响进行了实验。作为激发源，使用了波长410nm的半导体发光元件，作为参考例1～3，制造了不具备截止滤光片的半导体发光装置。接着，使用截止420nm以下的波长的光吸收型截止滤光片（日东树脂工业制CLAREX N-113），作为实施例1而制造了半导体发光装置。应予说明，实施例1涉及的半导体发光装置不具备截止滤光片时的激发光透射率为100%。
将实施例1和参考例1～3中的激发光透射率、发光效率、转换效率、相关色温和损伤系数示于表8。另外，将演色评价指数Ra、特殊演色评价指数R9、R12示于表9。
[表8]
表8
激发光透射率 发光效率(lm/W) 转换效率(lm/W) 相关色温(K) 损伤系数
参孝例1 23% 44.6 130 2685 0.011
参考例2 79% 47.1 145 2712 0.026
参考例3 175% 50.0 148 2702 0.047
实施例1 1% 46.9 141 2585 0.009
[表9]
表9
激发光透射率 Ra R9 R12
参考例1 23% 97 91 95
参考例2 79% 93 76 81
参考例3 175% 83 58 48
实施例1 1% 95 77 90
由表8、9可以理解，使用了截止420nm以下的波长的光吸收型截止滤光片的情况下，通过激发光透射率被抑制得较小，发光效率有些许下降，但显示更高的发光效率，并且维持高演色性。而且能够使损伤系数充分小。
＜比较例1、参考例4＞
与参考例1～3同样进行，作为参考例4，制造了不具备截止滤光片的半导体发光装置。接着，将0°-45°入射用电解质多层膜平面镜（西格玛光机株式会社制TFVM-15C03-405）用作光反射型截止滤光片，作为比较例1而制造了半导体发光装置。
将比较例1和参考例4中的激发光透射率、发光效率、相关色温和损伤系数示于表10。另外，将演色评价指数Ra、特殊演色评价指数R9、R12示于表11。
[表10]
表10
激发光透射率 发光效率(lm/W) 相关色温(K) 损伤系数
参考例4 91% 49.9 2676 0.031
比较例1 6% 47.6 2472 0.004
[表11]
表11
激发光透射率 Ra R9 R12
参考例4 91% 95 82 82
比较例1 76% 93 70 81
另外，将各个半导体发光装置射出的光的光谱示于图11。由表10、11和图11可以理解，使用光反射型截止滤光片来降低激发光透射率时，发光效率和演色性大幅下降。
＜比较例2、参考例5＞
与参考例1～3同样进行，作为参考例5，制造了不具备截止滤光片的半导体发光装置。接着，使用光干涉型截止滤光片（西格玛光机株式会社制YIF-BA420IFS），作为比较例2，制造了半导体发光装置。
将比较例2和参考例5中的激发光透射率、发光效率、相关色温、和损伤系数示于表12。另外，将演色评价指数Ra、特殊演色评价指数R9、R12示于表13。
[表12]
表12
激发光透射率 发光效率(lm/W) 相关色温(K) 损伤系数
参考例5 0.91 49.7 2684 0.030
比较例2 0.76 47.7 2651 0.025
[表13]
表13
激发光透射率 Ra R9 R12
参考例5 0.91 95 81 82
比较例2 0.76 95 81 83
另外，将各个半导体发光装置射出的光的光谱示于图12。由表12、13和图12可以理解，使用光干涉型截止滤光片来降低激发光透射率时，演色性不发生大的变化，但发光效率大幅下降。另外，可知不能使损伤系数充分变小。
产业上的利用可能性
根据本发明，能够提供兼具高发光效率和高演色性的半导体发光装置。本发明的半导体发光装置作为一般照明的光源而有效。另外，由于是发光效率高的光源，因此不仅能够应用于一般照明，而且能够应用于各种照明。
符号说明
1  半导体发光元件
2  接合线
3  封装
4  波长转换层
5  截止滤光片
6  透明基板
7  支撑体
8  透镜
9  框体
10 散热片

Claims (14)

1.一种半导体发光装置，是具备半导体发光元件和波长转换层的半导体发光装置，所述半导体发光元件放出在390nm～430nm具有发光峰的光，所述波长转换层包含将所述半导体发光元件放出的光作为激发源而发光的荧光体，
所述半导体发光装置是具备截止滤光片并且通过该截止滤光片射出光的半导体发光装置，所述截止滤光片吸收430nm以下的短波长光并透射比430nm长的波长的光，
在半导体发光装置射出的光的光谱中，来自所述半导体发光元件的放出光的发光峰强度相对于该光谱的最大强度为50%以下。
2.一种半导体发光装置，是具备半导体发光元件和波长转换层的半导体发光装置，所述半导体发光元件放出在390nm～430nm具有发光峰的光，所述波长转换层包含将所述半导体发光元件放出的光作为激发源而发光的荧光体，
所述半导体发光装置是具备截止滤光片并且通过该截止滤光片射出光的半导体发光装置，所述截止滤光片吸收430nm以下的短波长光并透射比430nm长的波长的光，
所述波长转换层含有由窄带红色荧光体、窄带绿色荧光体和窄带蓝色荧光体的组构成的荧光体中的至少一个窄带荧光体，
在半导体发光装置射出的光的光谱中，来自所述半导体发光元件的放出光的发光峰强度相对于该光谱的最大强度为20%以下。
3.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置，其中，所述波长转换层为光透射型波长转换层，所述截止滤光片配置在波长转换层的光的射出侧。
4.根据权利要求1或2所述的半导体发光装置，其中，所述半导体发光装置具有框体，所述框体具有能够射出光的开口部和反射光的反射部，
所述截止滤光片配置在该框体的开口部，
所述波长转换层是通过在框体的反射部配置波长转换层来反射从半导体发光元件放出的光的光反射型波长转换层。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体发光装置，其中，所述截止滤光片将430nm以下的光吸收50%以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的半导体发光装置，其中，将相对于截止滤光片表面以入射角θ使光入射时的光的透射率设为tθ，使θ变化成0～180°的范围的任意角度时，所述截止滤光片的光的透射率的偏差Δtθ为50%以下。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的半导体发光装置，其中，所述半导体发光装置具有透明基板，所述截止滤光片由该透明基板所支撑。
8.根据权利要求7所述的半导体发光装置，其中，所述透明基板的与截止滤光片对置的一侧的表面进行了无反射处理。
9.根据权利要求1～5中任一项所述的半导体发光装置，其中，从所述半导体发光元件放出且未由波长转换层进行波长转换而到达截止滤光片的光的发光峰波长为从所述半导体发光装置放出的可见光的最大发光峰中的光的发光强度的50%～250%。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的半导体发光装置，其中，以所述半导体发光元件与所述波长转换层具有1mm～500mm的距离的方式配置。
11.根据权利要求1～9中任一项所述的半导体发光装置，其中，以所述半导体发光元件与所述波长转换层相接的方式配置。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的半导体发光装置，其中，射出相关色温为1800K～7500K的白色光。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的半导体发光装置，其中，平均演色评价指数Ra为70以上。
14.一种照明装置，具备权利要求1～13中任一项所述的半导体发光装置。
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