CN105324859B - 光源装置以及发光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的发光装置(10)的白色光的发光光谱中460nm～500nm的积分发光强度大于415nm～460nm的积分发光强度。由此，能够提供发出对人眼睛温和的白色光的发光装置。

Description

光源装置以及发光装置
技术领域
本发明涉及使用了LED(Light Emitting Diode：发光二极管)的光源装置以及发光装置。
背景技术
近几年，作为对地球温暖化的环境对策，一般照明用光源、显示器用背光光源的LED化正在被急速推进。在这样的光源中，使用构成为进行白色发光的LED照明模块。作为使用LED来生成白色光的方法，存在使用红色LED、蓝色LED以及绿色LED这3种LED而通过光的三原色的组合来生成的方法、将蓝色LED用于黄色荧光体的光源而通过蓝色光和黄色光的混色来生成的方法等。
例如在专利文献1中，公开了通过使用峰值波长不同的2种蓝色LED，激励黄色荧光体、绿色荧光体、红色荧光体来进行白色发光的照明光源。此外，在专利文献1中，排列多个不同的LED封装件来作为照明装置。
此外，在专利文献2中，公开了使用由含有荧光体的透光性的树脂所密封的蓝色发光LED元件和由不包含荧光体的透光性的树脂所密封的红色发光LED元件来进行白色发光的发光装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国公开特开2008-258356号公报(2008年10月23日公开)
专利文献2：日本国公开特开2011-192703号公报(2011年09月29日公开)
发明内容
发明要解决的课题
另外，以LED为光源的白色光所包含的蓝色分量中的波长为415～460nm的光对人眼睛的视网膜的影响(伤害度)较大。例如，在作为蓝色发光二极管所发出的蓝色光给人眼睛的视网膜带来不良影响的指标而使用的蓝色光伤害函数(JIS T7330)中，在将波长440nm设为1(伤害度最大)的情况下，在415nm时为0.80，在425nm时为0.95，在450nm时为0.94，在460nm时为0.80，在470nm时为0.62。可以说该数值越小，对眼睛越温和。
但是，在利用了LED的现有的光源、发光装置中，全都是以提高发光效率为目的，而关于对人眼的视网膜的影响并没有作特别的考虑，全都在白色光中包含有蓝色光伤害函数的值较大的450nm附近的蓝色分量。
本发明鉴于上述的问题点而作，其目的在于提供一种通过使用蓝色光伤害函数的值较小的蓝色光，从而发出对人眼睛温和的白色光的光源装置以及发光装置。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的一方式所涉及的光源装置是使用发光二极管来发出白色光的光源装置，其特征在于，所述白色光的发光光谱中460nm～500nm的积分发光强度大于415nm～460nm的积分发光强度。
发明效果
根据本发明的一方式，白色光的主要的蓝色分量是460nm～500nm的光，因而发挥能够提供一种发出对人眼睛温和的白色光的光源装置这样的显著的效果。
附图说明
图1(a)是表示本发明的实施方式1所涉及的光源装置的发光面的构成例的俯视图，(b)是(a)所示的AA线箭头视剖面图。
图2(a)是表示本发明的实施方式2所涉及的光源装置的发光面的构成例的俯视图，(b)是(a)所示的BB线箭头视剖面图。
图3(a)是表示本发明的实施方式3所涉及的光源装置的发光面的构成例的俯视图，(b)是(a)所示的CC线箭头视剖面图。
图4是表示本发明的实施方式4所涉及的光源装置的发光面的基板上的密封树脂的形成位置的俯视图。
图5表示在图4所示的基板上形成了密封树脂的光源装置，(a)是俯视图，(b)是(a)的DD线箭头视剖面图。
图6表示在图4所示的基板上形成了密封树脂的另一光源装置，(a)是俯视图，(b)是(a)的EE线箭头视剖面图。
图7是表示本发明的实施方式5所涉及的光源装置的发光面的构成例的俯视图。
图8是表示图7所示的光源装置和现有的光源装置中的波长与标准化强度的关系的曲线图。
图9是示出了基于芯片的波长的差别的、波长与标准化强度的关系的曲线图。
具体实施方式
〔实施方式1〕
对本发明的一实施方式说明如下。
(光源装置的基本构成)
图1(a)是表示本实施方式所涉及的光源装置10的一构成例的俯视图，图1(b)是图1(a)的AA线箭头视剖面图。
如图1(a)所示，光源装置10具备基板101、第1LED芯片102(第1发光二极管)、含荧光体树脂层(含荧光体密封树脂)104、堤坝环(dam ring)105(树脂性框)。
基板101是由陶瓷构成的基板。基板101具有俯视呈长方形的形状。在基板101的一方的面(以下定义为上表面)，除了设置有上述的第1LED芯片102(第1发光二极管)、含荧光体树脂层104、堤坝环105(树脂性框)以外，还形成有外部连接用的电极焊盘106、107。
电极焊盘106作为阳极电极而发挥作用，电极焊盘107作为阴极电极而发挥作用。电极焊盘106、107分别配置于基板101的上表面的由堤坝环105所包围的区域的外侧且上表面的2个角附近。电极焊盘106、107的表面露出，能够与外部端子连接。
第1LED芯片102分别由蓝色发光二极管构成，与未图示的布线电连接，该布线与电极焊盘106、107连接。由此，电极焊盘106、107经由第1LED芯片102而连接，使得该第1LED芯片102能够发光。关于第1LED芯片102的详细内容在后面叙述。
如图1(b)所示，含荧光体树脂层104是由含有绿色荧光体104a(2价的铕激活的β型SiAlON)以及红色荧光体104b(SrxCa1-xAlSiN3：Eu2+)的树脂构成的密封树脂层。含荧光体树脂层104被填充到由堤坝环105所包围的区域，形成为对配置于该区域的第1LED芯片102进行填埋。即，含荧光体树脂层104将第1LED芯片102一并进行密封。
另外，作为绿色荧光体104a、红色荧光体104b，并不限定于上述的荧光体，也可以是以下所示的荧光体，优选鉴于荧光体的激励特性来选择在光源装置中使用的LED芯片和荧光体的组合使得成为最佳的条件。另外，也可以不利用绿色荧光体或者红色荧光体中的一方，或者也可以将各荧光体同时利用多个。
(绿色荧光体104a)
(1)由EuaSibAlcOdNe实质性地表示的作为β型SiAlON的2价的铕激活氧氮化物荧光体。
(2)由MI3-xCexMII5O12表示、MI是从Lu、Y、La以及Gd中选择的至少1种元素、MII是从Al、Ga中选择的至少1种元素的、石榴石型的3价的铈激活氧化物荧光体。
(3)由MIII2-xEuxSiO4表示、MIII是从Mg、Ca、Sr以及Ba中选择的至少1种元素的、2价的铕激活硅酸盐荧光体。
(4)由MIII3-xCexMIV2Si3O12实质性地表示、MIII是从Mg、Ca、Sr以及Ba中选择的至少1种元素、MIV是从Li、Na、K、Cs、Rb、Mg、Ca、Ba、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd以及Lu中选择的至少1种元素的、3价的铈激活硅酸盐荧光体。
(5)由MI3-xCexSi6N11表示、是从Lu、Y、La以及Gd中选择的至少1种元素的、3价的铈激活氮化物荧光体。
(红色荧光体104b)
(1)由MIII1-xEuxMVSiN3表示、MIII是从Mg、Ca、Sr以及Ba中选择的至少1种元素、MV是从Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd以及Lu中选择的至少1种元素的、2价的铕激活氮化物荧光体。
(2)由MIII2-xEuxSi5N8表示、MIII是从Mg、Ca、Sr以及Ba中选择的至少1种元素的、2价的铕激活氮化物荧光体。
(3)由EufMVIgSihAliOjNk实质性地表示、MVI是从Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La以及Gd中选择的至少1种元素的、作为α型SiAlON的2价的铕激活氧氮化物荧光体。
(4)由MVII2(MVIII1-xMnx)F6表示、MVII是从Li、Na、K、Rb以及Cs中选择的至少1种元素、MVIII是从Ge、Si、Sn、Ti以及Zr中选择的至少1种元素的、4价的锰激活氟化金属盐荧光体。
堤坝环105是对上述的含荧光体树脂层104进行规定的构件。即，堤坝环105作为用于防止含荧光体树脂层104的形成时的树脂泄漏的堤坝(拦截构件)而发挥作用。
(LED芯片的构成)
第1LED芯片102是峰值波长为460nm～500nm的范围的蓝色发光二极管(470nm芯片)。在本实施方式中，不使用峰值波长为415nm～460nm的范围的蓝色发光二极管(450nm芯片)。
即，第1LED芯片102的峰值波长在460nm～500nm的范围内。而且，该第1LED芯片102发光而得到的蓝色光用于白色光的形成。即，第1LED芯片102发光而得到的蓝色光成为从光源装置10射出的白色光的蓝色分量。
另一方面，第1LED芯片102发光而得到的蓝色光分别激励上述的含荧光体树脂层104所包含的绿色荧光体104a、红色荧光体104b，而成为绿色光、红色光。即，第1LED芯片102发光而得到的蓝色光通过荧光体的激励以及发光，从而也成为从光源装置10射出的白色光的红色分量、绿色分量。
在此，第1LED芯片102的峰值波长的范围的下限值(临界值)即460nm相对于伤害度最大的波长440nm而言，伤害度为80％。由于若该伤害度大于80％，则给人眼睛的视网膜造成不良影响的可能性较高，因此优选将第1LED芯片102的峰值波长的范围的下限值设为460nm。
另一方面，第1LED芯片102的峰值波长的范围的上限值即500nm是作为白色光的蓝色分量的上限。
(LED芯片的配置)
如图1(a)所示，第1LED芯片102在堤坝环105内等间隔地配置。由此，容易使各第1LED芯片102的发光所产生的颜色的混合状况均匀化，能够降低亮度不均。但是，第1LED芯片102的配置并不限定于图1(a)那样的配置。
(实施方式1的效果)
如上所述，根据本实施方式所涉及的光源装置10，不使用对人眼睛伤害度较高的峰值波长为415nm～460nm的范围的蓝色发光二极管，而通过所发出的白色光的蓝色分量具有伤害度较低、对人眼睛温和的峰值波长的范围(460nm～500nm)的第1LED芯片102来实现，因此能够发出对人眼睛温和的白色光。
在下述的实施方式2中，说明不通过荧光体的激励而通过各色(3色)的LED芯片的发光来得到各色分量的示例。
〔实施方式2〕
对本发明的另一实施方式说明如下。另外，在本实施方式中，针对与所述实施方式1功能相同的构件，标注同一编号，省略其详细说明。
(光源装置的基本构成)
图2(a)是表示本实施方式所涉及的光源装置20的一构成例的俯视图，图2(b)是图2(a)的BB线箭头视剖面图。
如图2(a)所示，光源装置20在基板101上形成了堤坝环105、电极焊盘106、电极焊盘107，取代所述实施方式1的第1LED芯片102和第2LED芯片103而具备蓝色芯片131、红色芯片(红色发光二极管)132、绿色芯片(绿色发光二极管)133，并取代所述实施方式1的含荧光体树脂层104而形成了透光性密封树脂层134。即，绿色芯片133是射出在白色光的发光时所使用的绿色光的绿色发光二极管，红色芯片132是射出在白色光的发光时所使用的红色光的红色发光二极管。
如图2(b)所示，透过性密封树脂层134被填充到由基板101上的堤坝环105所包围的区域，并形成为对配置于该区域的蓝色芯片131、红色芯片132、绿色芯片133进行填埋。
作为上述蓝色芯片131，使用与第1LED芯片102相同的峰值波长为460nm～500nm的发光二极管。
作为上述红色芯片132，使用峰值波长为580nm～680nm的发光二极管。
作为上述绿色芯片133，使用峰值波长为500nm～580nm的发光二极管。
(实施方式2的效果)
如上所述，在本实施方式中，由于与所述实施方式1同样地，并未使用给人眼睛的视网膜造成不良影响的峰值波长为415nm～460nm的蓝色发光二极管，因此在所发出的白色光中，不存在伤害度高的波长分量。
而且，由于不需要使用荧光体，因此节省使荧光体混炼到树脂中的劳力和时间，发挥使光源装置的制造变得容易的效果。
所述实施方式1、2都针对不使用给人眼睛的视网膜造成不良影响的峰值波长为415nm～460nm的蓝色发光二极管的示例进行了说明，但在下述的实施方式3～5中，说明除了通过简单的构成来减小对人眼睛的视网膜的不良影响以外，还对提高白色光的发光效率加以考虑，在峰值波长为460nm～500nm的范围的蓝色发光二极管(470nm芯片)的基础上，追加了峰值波长为415nm～460nm的范围的蓝色发光二极管(450nm芯片)的光源装置的示例。
但是，在下述实施方式3～5中，虽然使用了470nm芯片和450nm芯片，但全都按照光源装置所发出的白色光的发光光谱中与415～460nm的积分发光强度相比460nm～500nm的积分发光强度较大的方式来使用470nm芯片和450nm芯片。如此一来，能够使450nm芯片对人眼睛所造成的不良影响减到最小限度。当然，即使在不使用450nm芯片的实施方式1、2中，也是光源装置所发出的白色光的发光光谱中与415～460nm的积分发光强度相比460nm～500nm的积分发光强度较大。此外，作为实施例，示出了在450nm以及470nm具有发光波长的蓝色LED芯片，但芯片的波长并不限定于此。另外，作为实施例，示出了Lu3Al5O12：Ce3+作为绿色荧光体，示出了SrxCa1-xAlSiN3：Eu2+作为红色荧光体，但荧光体也并不限定于这些示例。
〔实施方式3〕
对本发明的又一实施方式说明如下。另外，在本实施方式中，针对与所述实施方式1功能相同的构件，标注同一编号，省略其详细说明。
(光源装置的基本构成)
图3(a)是表示本实施方式所涉及的光源装置30的一构成例的俯视图，图3(b)是图3(a)的CC线箭头视剖面图。
如图3(a)所示，光源装置30具备基板101、第1LED芯片102(第1发光二极管)、第2LED芯片103(第2发光二极管)、含荧光体树脂层104、堤坝环105(树脂性框)。
基板101是由陶瓷构成的基板。基板101具有俯视呈长方形的形状。在基板101的一方的面(以下定义为上表面)，除了设置有上述的第1LED芯片102(第1发光二极管)、第2LED芯片103(第2发光二极管)、含荧光体树脂层104、堤坝环105(树脂性框)以外，还形成有外部连接用的电极焊盘106、107。
电极焊盘106作为阳极电极而发挥作用，电极焊盘107作为阴极电极而发挥作用。电极焊盘106、107分别配置于基板101的上表面的由堤坝环105所包围的区域的外侧且上表面的2个角附近。电极焊盘106、107的表面露出，能够与外部端子连接。
第1LED芯片102以及第2LED芯片103分别由蓝色发光二极管构成，与未图示的布线电连接，该布线与电极焊盘106、107连接。由此，电极焊盘106、107经由第1LED芯片102以及第2LED芯片103而连接，使得该第1LED芯片102以及第2LED芯片103能够发光。关于第1LED芯片102以及第2LED芯片103的详细内容在后面叙述。
如图3(b)所示，含荧光体树脂层104是由含有绿色荧光体104a(Lu3Al5O12：Ce3+)以及红色荧光体104b(SrxCa1-xAlSiN3：Eu2+)的树脂构成的密封树脂层。含荧光体树脂层104被填充到由堤坝环105所包围的区域，形成为对配置于该区域的第1LED芯片102以及第2LED芯片103进行填满。即，含荧光体树脂层104将第1LED芯片102以及第2LED芯片103一并进行密封。
另外，作为绿色荧光体104a、红色荧光体104b，并不限定于上述的荧光体，也可以是以下所示的荧光体，优选鉴于荧光体的激励特性来选择在光源装置中使用的LED芯片和荧光体的组合使得成为最佳的条件。另外，也可以不利用绿色荧光体或者红色荧光体中的一方，或者也可以将各荧光体同时利用多个。
(绿色荧光体104a)
(1)由EUaSibAlcOdNe实质性地表示的作为β型SiAlON的2价的铕激活氧氮化物荧光体。
(2)由MI3-xCexMII5O12表示、MI是从Lu、Y、La以及Gd中选择的至少1种元素、MII是从Al、Ga中选择的至少1种元素的、石榴石型的3价的铈激活氧化物荧光体。
(3)由MIII2-xEuxSiO4表示、MIII是从Mg、Ca、Sr以及Ba中选择的至少1种元素的、2价的铕激活硅酸盐荧光体。
(4)由MIII3-xCexMIV2Si3O12实质性地表示、MIII是从Mg、Ca、Sr以及Ba中选择的至少1种元素，MIV是从Li、Na、K、Cs、Rb、Mg、Ca、Ba、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd以及Lu中选择的至少1种元素的、3价的铈激活硅酸盐荧光体。
(5)由MI3-xCexSi6N11表示、是从Lu、Y、La以及Gd中选择的至少1种元素的、3价的铈激活氮化物荧光体。
(红色荧光体104b)
(1)由MIII1-xEuxMVSiN3实质性地表示、MIII是从Mg、Ca、Sr以及Ba中选择的至少1种元素、MV是从Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd以及Lu中选择的至少1种元素的、2价的铕激活氮化物荧光体。
(2)由MIII2-xEuxSi5N8实质性地表示、MIII是从Mg、Ca、Sr以及Ba中选择的至少1种元素的、2价的铕激活氮化物荧光体。
(3)由EufMVIgSihAliOjNk实质性地表示、MVI是从Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La以及Gd中选择的至少1种元素的、作为α型SiAlON的2价的铕激活氧氮化物荧光体。
(4)由MVII2(MVIII1-xMnx)F6实质性地表示、MVII是从Li、Na、K、Rb以及Cs中选择的至少1种碱金属元素、MVIII是从Ge、Si、Sn、Ti以及Zr中选择的至少1种元素的、4价的锰激活氟化金属盐荧光体。
堤坝环105是对含荧光体树脂层104进行规定的构件。即，堤坝环105作为用于防止含荧光体树脂层104的形成时的树脂泄漏的堤坝(拦截构件)而发挥作用。
(LED芯片的构成)
第1LED芯片102以及第2LED芯片103都是蓝色发光二极管，但各自的峰值波长不同，所射出的蓝色光的使用方式也不同。
即，第1LED芯片102是峰值波长为460nm～500nm的范围的蓝色发光二极管(470nm芯片)。而且，该第1LED芯片102发光而得到的蓝色光用于白色光的形成。即，第1LED芯片102发光而得到的蓝色光成为从光源装置30射出的白色光的蓝色分量。
另一方面，第2LED芯片103是峰值波长为415nm～460nm的范围的蓝色发光二极管(450nm芯片)。而且，该第2LED芯片103发光而得到的蓝色光分别激励后述的含荧光体树脂层104所包含的绿色荧光体104a、红色荧光体104b，而成为绿色光、红色光。即，第2LED芯片103发光而得到的蓝色光成为从光源装置10射出的白色光的红色分量、绿色分量。
另外，上述第1LED芯片102发光而得到的一部分蓝色光作为激励上述绿色荧光体104a、红色荧光体104b的激励光来使用。
在此，第1LED芯片102的峰值波长的范围的下限值(临界值)即460nm相对于伤害度最大的波长440nm而言，伤害度为80％。由于若该伤害度大于80％，则给人眼睛的视网膜造成不良影响的可能性较高，因此优选将第1LED芯片102的峰值波长的范围的下限值设为460nm。
另一方面，第1LED芯片102的峰值波长的范围的上限值即500nm是作为白色光的蓝色分量的上限。
此外，第2LED芯片103的峰值波长的范围根据所激励的荧光体的种类来设定。
(LED芯片的配置)
如图3(a)所示，第1LED芯片102以及第2LED芯片103按列交替地配置。但是，第1LED芯片102以及第2LED芯片103只要位于在基板101上形成的堤坝环105的内侧，则关于配置位置并无特别限定。但是，从颜色的混合状况出发，第1LED芯片102以及第2LED芯片103期望尽可能交替并且以均等的间隔来配置，此外，第1LED芯片102以及103的配置(数量以及排列)并不限定于图3(a)所示的配置。
但是，上述第1LED芯片102和第2LED芯片103虽然如上所述并无特别限定，但至少需要配置为光源装置30的发光光谱中与415nm～460nm的积分发光强度相比460nm～500nm的积分发光强度较大。
(实施方式3的效果)
如上所述，根据本实施方式所涉及的光源装置30，由于通过所发出的白色光的蓝色分量具有伤害度较低、对人眼睛温和的峰值波长的范围的第1LED芯片102来实现，因此能够发出对人眼睛温和的白色光。而且，由于使用了具有荧光体的激励效率较高的峰值波长的范围的第2LED芯片103，所以能够高效率地得到形成白色光的蓝色分量以外的红色分量、绿色分量，因此能够以高效率对白色光进行发光。
另外，在本实施方式中，第1LED芯片102以及第2LED芯片103由对红色荧光体以及绿色荧光体进行了混炼的含荧光体树脂来一并进行了密封。即，第1LED芯片102以及第2LED芯片103由相同的树脂来密封。
另外，第1LED芯片102以及第2LED芯片103也可以由分别不同种类的树脂来密封。在以下的实施方式4中，示出了由不同种类的树脂对第1LED芯片102以及第2LED芯片103进行了密封的示例。
〔实施方式4〕
对本发明的又一实施方式说明如下。另外，本实施方式所涉及的光源装置与所述实施方式3的光源装置30基本构成相同，在对各LED芯片进行密封的树脂的种类不同这一点上不同。
(树脂密封前的光源装置的基本构成)
图4是表示本实施方式所涉及的光源装置的树脂密封前的状态的俯视图。
如图4所示，在树脂密封前的基板101上，设置了第1LED芯片102、第2LED芯片103、电极焊盘106、电极焊盘107。在该基板101上，设定了用于形成堤坝环105的圆环形状的堤坝环形成位置101a，在第1LED芯片102的周围设定了第1密封树脂形成位置101b，在堤坝环形成位置101a内的设定了第1密封树脂形成位置101b的区域以外的区域，在第2LED芯片103的周围设定了第2密封树脂形成位置101c。
在上述各树脂形成位置分别形成了树脂的结果，如图5(a)(b)所示的光源装置40、图6(a)(b)所示的光源装置50那样，第1LED芯片102和第2LED芯片103由不同种类的树脂来进行了密封。
(密封树脂)
在图5(a)所示的光源装置40中，作为密封第1LED芯片102的树脂，使用透明的高触变性的树脂，来形成了第1密封树脂层111，作为密封第2LED芯片103的树脂，使用对红色荧光体以及绿色荧光体进行了混炼的树脂，来形成了第2密封树脂装置112。
在此，最初，形成以高触变性的树脂为材料的第1密封树脂层111使得覆盖第1LED芯片，然后，形成第2密封树脂层112使得覆盖第2LED芯片103。由此，如图5(b)所示，在第1LED芯片102的正上方，由透明的第1密封树脂层111覆盖，在第2LED芯片103的正上方，由包含绿色荧光体112a、红色荧光体112b的第2密封树脂层112覆盖。
在图5的示例中，作为密封第1LED芯片102的树脂而使用了不包含荧光体的树脂，但并不限定于此，也可以使用包含荧光体的树脂作为密封第1LED芯片102的树脂。
在图6(a)所示的光源装置50中，作为密封第1LED芯片102的树脂，使用混炼了红色荧光体的高触变性的树脂，来形成了第1密封树脂层121，作为密封第2LED芯片103的树脂，使用混炼了绿色荧光体的树脂，来形成了第2密封树脂装置122。
如图6(b)所示，在第1LED芯片102的正上方，由包含红色荧光体121a的第1密封树脂层121覆盖，在第2LED芯片103的正上方，由包含绿色荧光体122a的第2密封树脂层122覆盖。
此外，在本实施例中，红色荧光体112b、121a都是SrxCa1-xAlSiN3：Eu2+，绿色荧光体112a、122a使用了Lu3Al5O12：Ce3+，但这些荧光体的材料并没有特别限定，根据第1LED芯片102、第2LED芯片103的峰值波长的范围，来决定荧光体的材料使得激励效率变得更高即可。在本实施例中，对于绿色荧光体Lu3Al5O12：Ce3+而言，与450nm相比在470nm的激励效率较差，对于红色荧光体SrxCa1-xAlSiN3：Eu2+而言，无论是在450nm还是在470nm激励效率都没有较大变化，考虑这一点，来决定密封第1LED芯片102的荧光体以及树脂、和密封第2LED芯片103的荧光体以及树脂。即，绿色荧光体以及红色荧光体被111、112或者121、122的密封树脂层的哪一者密封，优选鉴于在光源装置中使用的LED芯片的波长和荧光体的激励特性来决定荧光体材料的选择以及荧光体的密封位置，在如本实施例这样作为LED芯片波长而使用450nm以及470nm的情况下，在使用MI3-xCexMII5O12作为绿色荧光体、使用MIII1-xEuxMIVSiN3作为红色荧光体时，优选如本实施例所示那样进行密封。
另外，作为绿色荧光体112a、122a、红色荧光体112b、121a，并不限定于上述的荧光体，也可以是以下所示的荧光体，优选鉴于荧光体的激励特性来选择在光源装置中使用的LED芯片和荧光体的组合使得成为最佳的条件。另外，也可以不利用绿色荧光体或者红色荧光体中的一方，或者也可以将各荧光体同时利用多个。
(绿色荧光体112a、122a)
(1)由EuaSibAlcOdNe实质性地表示的作为β型SiAlON的2价的铕激活氧氮化物荧光体。
(2)由MI3-xCexMII5O12表示、MI是从Lu、Y、La以及Gd中选择的至少1种元素、MII是从Al、Ga中选择的至少1种元素的、石榴石型的3价的铈激活氧化物荧光体。
(3)由MIII2-xEuxSiO4表示、MIII是从Mg、Ca、Sr以及Ba中选择的至少1种元素的、2价的铕激活硅酸盐荧光体。
(4)由MIII3-xCexMIV2Si3O12实质性地表示、MIII是从Mg、Ca、Sr以及Ba中选择的至少1种元素、MIV是从Li、Na、K、Cs、Rb、Mg、Ca、Ba、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd以及Lu从选择的至少1种元素的、3价的铈激活硅酸盐荧光体。
(5)由MI3-xCexSi6N11表示、是从Lu、Y、La以及Gd中选择的至少1种元素的、3价的铈激活氮化物荧光体。
(红色荧光体112b、121a)
(1)由MIII1-xEuxMVSiN3实质性地表示、MIII是从Mg、Ca、Sr以及Ba中选择的至少1种元素、MV是从Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd以及Lu中选择的至少1种元素的、2价的铕激活氮化物荧光体。
(2)由MIII2-xEuxSi5N8实质性地表示、MIII是从Mg、Ca、Sr以及Ba中选择的至少1种元素的、2价的铕激活氮化物荧光体。
(3)由EufMVIgSihAliOjNk实质性地表示、MVI是从Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La以及Gd中选择的至少1种元素的、作为α型SiAlON的2价的铕激活氧氮化物荧光体。
(4)由MVII2(MVIII1-xMnx)F6实质性地表示、MVII是从Li、Na、K、Rb以及Cs中选择的至少1种碱金属元素、MVIII是从Ge、Si、Sn、Ti以及Zr中选择的至少1种元素的、4价的锰激活氟化金属盐荧光体。
(实施方式4的效果)
本实施方式所涉及的光源装置40、50由于与所述实施方式1～3同样全都具备第1LED芯片102(峰值波长的范围为460nm～500nm)，因此能够发出对人眼睛温和的白色光。
另外，在本实施方式中，由于使用了高触变性树脂作为密封第1LED芯片102的树脂，因此发挥如下的效果。即，若使用高触变性树脂来密封一方的LED芯片(第1LED芯片102、第2LED芯片103的任意一方)，则通过使用空气分配器等来进行描绘，也能够密封另一方的LED芯片。如此，利用高触变性树脂仅对特定部位进行密封、假固化之后(高触变性树脂作为第2LED芯片103的密封时的新的堤坝环而发挥作用)，利用混炼了荧光体的触变性较低的树脂对堤坝环的圆环内进行密封即可。
另外，在本实施方式中，仅在密封第1LED芯片102的树脂中使用了高触变性树脂，但并不限定于此，也可以在密封第2LED芯片103的树脂中使用高触变性树脂。或者也可以仅在密封第2LED芯片103的树脂中使用高触变性树脂，而使用与密封第2LED芯片103的树脂相比触变性较低的树脂来作为密封第1LED芯片102的树脂。
在上述的各实施方式中，形成在基板101上的所有LED芯片使用1个系统的输入即作为阳极电极而发挥作用的电极焊盘106、和作为阴极电极而发挥作用的电极焊盘107来进行了驱动，但并不限定于此，也可以通过2个系统的输入来进行驱动。以下的实施方式5中示出2个系统输入的示例。
〔实施方式5〕
对本发明的又一实施方式说明如下。
图7是表示本实施方式所涉及的光源装置60的一构成例的俯视图。
光源装置60与所述实施方式3的图5(a)所示的光源装置40为大致相同的构成，还设置有作为阳极电极而发挥作用的电极焊盘108和作为阴极电极而发挥作用的电极焊盘109。由此，光源装置50成为实现2个系统的输入的构成。
上述光源装置60的电极焊盘108、109以外的构成与所述实施方式2的图5(a)所示的光源装置40的构成相同，故省略详细说明。
(输入系统)
在本实施方式中，将二个系统输入的一个系统(电极焊盘106、107)分配给第1LED芯片102，将另一系统(电极焊盘108、109)分配给第2LED芯片103。通过如此划分信号的输入系统(信号输入系统)，从而能够灵活地应对芯片特性不同的情况。
根据上述构成，通过第1发光二极管和其他发光二极管的输入系统不同，从而能够根据二极管的特性来调整输入信号，因此能够通过最大限度发挥各二极管的性能来提高寿命、效率。
〔效果〕
关于作为上述的各实施方式的光源装置10～60所带来的效果之一的对人眼睛温和这一点，以下参照图8的曲线图来进行说明。
在图8的曲线图中，示出了在色温度5000K下，(1)仅使用峰值波长为450nm的发光二极管的情况、和(2)将峰值波长为450nm的发光二极管(第2LED芯片103)和峰值波长为470nm的发光二极管(第1LED芯片102)进行了组合的情况(所述实施方式3～5)。
从图8的曲线图可知，即使在相同色温度下，与(1)的情况相比，在(2)的情况下415～460nm分量较少。即，由于在(2)的情况下给眼睛造成不良影响的415～460nm分量较少，因此可以说对人眼睛温和。
据此，尤其是在所述实施方式1、2的光源装置10、20中，由于不使用峰值波长为415nm～460nm的第2LED芯片103，因此可以说对人眼睛温和。
此外，关于作为本发明效果之一的高效率发光，以下参照图9的曲线图来进行说明。
在图9的曲线图中，示出了按照每个色温度，大致同量地密封了按相同配合比率混炼了荧光体的树脂的峰值波长不同的LED(450nm或者470nm的LED芯片)的发光光谱。此时，在使用了450nm的LED芯片的LED中按照成为3000K或者5000K的白色的荧光体密封量制成了两个器件。在此，作为混炼到树脂中的红色荧光体而使用SrxCa1-xAlSiN3：Eu2+，作为绿色荧光体而使用Lu3Al5O12：Ce3+。在图9所示的曲线图中，将这样作成的4种器件记为470nm芯片(1)、450nm芯片(1)、470nm芯片(2)、450nm芯片(2)。
在此，470nm芯片(1)在使用了450nm的LED芯片的LED中以成为5000K的白色的荧光体密封量对470nm芯片进行了密封。450nm芯片(1)在使用了450nm的LED芯片的LED中以成为5000K的白色的荧光体密封量对450nm芯片进行了密封。470nm芯片(2)在使用了450nm的LED芯片的LED中以成为3000K的白色的荧光体密封量对470nm芯片进行了密封。450nm芯片(2)在使用了450nm的LED芯片的LED中以成为3000K的白色的荧光体密封量对450nm芯片进行了密封。
从图9的曲线图可知，若是相同的色温度，则对于470nn的LED芯片(470nm芯片(1)(2))而言，绿色分量(500～580nm，尤其是530～560nm附近)比450nmLED芯片(450nm芯片(1)(2))少，Lu3Al5O12：Ce3+的激励效率较差。因此，在所述实施方式3～5中，为了弥补Lu3Al5O12：Ce3+的激励效率，在Lu3Al5O12：Ce3+的激励效率较差的峰值波长即460nm～500nm的第1LED芯片102的基础上，追加了Lu3Al5O12：Ce3+的激励效率较好的峰值波长即415nm～460nm的第2LED芯片103。优选像这样鉴于在光源装置中使用的LED芯片波长和荧光体的激励特性来选择LED芯片波长以及荧光体的组合使得成为最佳的条件，LED芯片和荧光体的组合并不限于在此示出的组合。此外，也可以不利用绿色荧光体或者红色荧光体中的一方，或者也可以将各荧光体同时利用多个。
由此，在所述实施方式3～5所涉及的发明中，能够实现对人眼睛温和、并且能够高效率发光的光源装置。
〔光源装置的制造〕
以下对所述实施方式1～5的光源装置的制造方法进行说明。
光源装置的制造工序大致划分而包含有3个工序即发光元件搭载工序、第2光反射树脂层(堤坝环)形成工序、密封树脂形成工序。
在以下的制造工序的说明中，对通过4串联5并联将20个发光元件(LED芯片)进行了连接的情况进行说明。
<发光元件搭载工序>
将发光元件(第1LED芯片102、第2LED芯片103、蓝色芯片131、绿色芯片133、红色芯片132等)安装于基板(基板101)。具体来说，首先，例如使用硅酮树脂等的粘接树脂来对发光元件进行芯片接合。在本说明中，发光元件在导电体布线所包含的区域中配置20个。
发光元件是具有俯视呈长方形的外形形状的LED芯片，例如厚度为100～180μm。在发光元件的长方形的上表面，在长边方向上对置地设置有阳极用以及阴极用的2个芯片电极(电极焊盘106、107)。发光元件大致呈列状地排列，每1列4个发光元件被配置有5列。
接下来，使用引线来进行引线接合。此时，对于与导电体布线相邻地配置的发光元件，在该导电体布线与芯片电极之间进行引线接合。未夹有导电体布线的相邻的发光元件通过引线接合在两者的芯片电极间直接进行连接。由此，在阳极电极与阴极电极之间，并联连接5个串联电路部，该串联电路部串联连接有4个发光元件。
<第2光反射树脂层形成工序：堤坝环形成工序>
覆盖导电体布线地形成光反射树脂框。具体来说，例如使用树脂喷出装置，一边从具有圆形的开口部的喷嘴喷出液状的含氧化铝填料硅酮树脂，一边在给定位置进行描绘。然后，通过以固化温度：120℃、固化时间：1小时的条件来实施加热固化处理，从而形成光反射树脂框(堤坝环105)。另外，固化温度以及固化时间仅为一例，并不限定于此。
光反射树脂框例如宽度为0.9mm。光反射树脂框的最上部的高度设定为比发光元件的上表面的高度高，并且比对发光元件间进行连接的引线(引线环(wire loop))高。由此，能够使发光元件和引线不露出地形成密封树脂，能够对它们进行保护。
此外，与导电体布线连接的引线由光反射树脂框来覆盖至少一部分。由此，能够减少引线剥离、防止引线剥离。
在树脂喷出装置中，使用了具有圆形的开口部的喷嘴，但并不限于此，例如，也可以使用具有与光反射树脂框的描绘形状(在此为圆环状)一致的开口部的喷嘴。在使用这样的喷嘴的情况下，由于从开口部一次性喷出树脂，因此能够短时间制作无接缝的环状的光反射树脂框。即，能够形成接缝部的鼓起得到抑制并能够降低密封树脂的泄漏的光反射树脂框。
<密封树脂形成工序>
接下来，在基板上形成密封树脂(含荧光体树脂或不含有荧光体的透光性树脂)。具体来说，注入使荧光体分散在液状的透光性树脂中的含荧光体树脂以填满由光反射树脂框所包围的区域。在注入了含荧光体树脂之后，以给定温度以及时间使其固化。由此，发光元件以及引线由密封树脂覆盖并保护。在不含有荧光体的透光性树脂的情况下也与含荧光体树脂通过相同的工序来形成，仅树脂中的荧光体的有无不同。
基本上通过上述工序，来制造所述实施方式1～5的光源装置10～60，但由于在各光源装置中构成略有不同，因此以下针对制造工序上的不同点来进行说明。
(1)在实施方式1的光源装置10中，如图1所示，将第1LED芯片102呈列状地搭载在基板101上。在上述密封树脂形成工序中，利用含荧光体树脂对第1LED芯片102进行密封。
(2)在实施方式2的光源装置20中，如图2所示，搭载与第1LED芯片102相同的蓝色芯片131、红色芯片132、绿色芯片133。在上述密封树脂形成工序中，利用未混炼荧光体的树脂来进行密封。
(3)在实施方式3的光源装置30中，如图3所示，将第1LED芯片102和第2LED芯片103呈列状地搭载在基板101上。在上述密封树脂形成工序中，利用相同种类的含荧光体树脂来对第1LED芯片102和第2LED芯片103进行密封。
(4)在实施方式4的光源装置40、50中，如图5、图6所示，将第1LED芯片102和第2LED芯片103呈列状地搭载在基板101上。在此，在上述密封树脂形成工序中，通过与堤坝环105同样的描绘来以未混炼荧光体的高触变性的树脂对第1LED芯片102进行密封，并以100℃10分钟进行假固化。此外，第2LED芯片103由混炼了绿色荧光体以及红色荧光体的树脂来进行密封(向由第2LED芯片103截断的各区域中浇注)。然后，以原来的条件使密封树脂固化。
(5)在实施方式5的光源装置60中，如图7所示，将第1LED芯片102和第2LED芯片103呈列状地搭载在基板101上，并连接为在第1LED芯片102和第2LED芯片103成为不同的输入系统。在上述密封树脂形成工序中，通过与堤坝环105同样的描绘来以未混炼荧光体的高触变性的树脂对第1LED芯片102进行密封，并以100℃10分钟进行假固化。此外，第2LED芯片103由混炼了绿色荧光体以及红色荧光体的树脂来进行密封(向由470nm芯片截断的各区域中浇注)。然后，以原来的条件使密封树脂固化。另外，假固化温度以及假固化时间仅为一例，并不限定于此。
如上所述，所述实施方式1～5的光源装置10～60都能够合适地作为发光装置例如照明装置的光源来使用。
此外，本发明所涉及的各实施方式的光源装置由于成为在1个基板上搭载了不同波长的LED的构成的LED封装件，因此在混色这一点上，与将多个LED封装件排列而发出白色光的装置相比有优越性。
〔概括〕
本发明的方式1所涉及的光源装置(10、20、30、40、50、60)的特征在于，在使用发光二极管来发出白色光的光源装置中，上述白色光的发光光谱中460nm～500nm的积分发光强度大于415～460nm的积分发光强度。
根据上述构成，通过光源装置的发光光谱中460nm～500nm的积分发光强度大于415～460nm的积分发光强度，从而白色光的主要蓝色分量成为460nm～500nm的光。由此，光源装置所发出的白色光的主要蓝色分量中，不包含对人眼睛的视网膜的影响(伤害度)较大的波长(415nm～460nm)的分量，从上述构成的光源装置发出的白色光成为对人眼睛温和的白色光。
本发明的方式2所涉及的光源装置(10、20、30、40、50、60)的特征在于，在上述方式1中，包含射出白色光的形成所需要的蓝色光的第1发光二极管(第1LED芯片102、蓝色芯片131)，上述第1发光二极管的峰值波长在460nm～500nm的范围内。
根据上述构成，通过射出白色光的形成所需要的蓝色光的第1发光二极管的峰值波长为460nm～500nm的范围，从而能够使蓝色光伤害函数(JIS T7330)减小至约0.62程度。由此，由于白色光的蓝色分量中，不包含对人眼睛的视网膜的影响(伤害度)较大的波长(415nm～460nm)的分量，因此从上述构成的光源装置发出的白色光成为对人眼睛温和的白色光。
本发明的方式3所涉及的光源装置(30、40、50、60)的特征在于，在上述方式2中，还包含比上述第1发光二极管的峰值波长低、对荧光体(绿色荧光体112a(122a)、红色荧光体112b(121a))进行激励的第2发光二极管(第2LED芯片103)。
根据上述构成，通过还包含比第1发光二极管的峰值波长更短波长的、激励荧光体的第2发光二极管，从而能够提高在峰值波长为460nm～500nm的范围的情况下激励效率较差的荧光体的激励效率。
本发明的方式4所涉及的光源装置(30、40、50、60)的特征在于，在上述方式3中，上述第2发光二极管(第2LED芯片103)的峰值波长在415nm～460nm的范围内。
根据上述构成，由于第2发光二极管的峰值波长在415nm～460nm的范围内，因此通过该第2LED芯片，从而能够提高在峰值波长为460nm～500nm的范围的情况下激励效率较差的绿色荧光体的激励效率。由此，能够提高作为光源装置整体的发光效率。
本发明的方式5所涉及的光源装置(30、40、50、60)的特征在于，在上述方式3或4中，上述第1发光二极管(第1LED芯片102)以及第2发光二极管(第2LED芯片103)通过含有由上述第2发光二极管发出的光来激励的荧光体的含荧光体密封树脂(荧光体密封树脂层104)进行了密封。
根据上述构成，由于能够将第1发光二极管和第2发光二极管一并进行密封，因此能够实现制造工序的简略化。
本发明的方式6所涉及的光源装置(40、50、60)的特征在于，在上述方式3或4中，上述第1发光二极管(第1LED芯片102)以及第2发光二极管(第2LED芯片103)分别通过不同种类的密封树脂(第1密封树脂层111、121、第2密封树脂层112、122)进行了密封。
根据上述构成，由于能够配合荧光体的激励效率较高的发光二极管来改变密封树脂，因此能够实现荧光体的激励效率更高的光源装置。
本发明的方式7所涉及的光源装置(20)的特征在于，在上述方式2中，还包含射出在白色光发光时所使用的绿色光的绿色发光二极管(绿色芯片133)、和射出在白色光发光时所使用的红色光的红色发光二极管(红色芯片132)。
根据上述构成，由于使白色光的发光时所使用的颜色(蓝、红、绿)全部由发光二极管来进行，因此也可以使密封树脂不包含荧光体。由此，尤其是无需使用用于激励绿色荧光体的峰值波长为415nm～460nm的蓝色发光二极管，因此能够发出对人眼睛温和的白色光。
本发明的方式8所涉及的光源装置(60)的特征在于，在上述方式2～7的任意一个方式中，针对上述第1发光二极管(第1LED芯片102)的信号的输入系统与针对其他发光二极管(第2LED芯片103)的信号输入系统不同。
根据上述构成，通过第1发光二极管和其他的发光二极管的输入系统不同，从而能够根据二极管的特性来调整输入信号，因此能够通过最大限度发挥各二极管的性能来提高寿命、效率。
本发明的方式9所涉及的发光装置的特征在于，具备上述方式1～8的任意一个方式所记载的光源装置作为光源。
根据上述构成，能够实现发出对人眼睛温和的白色光的发光装置。
本发明并不限定于上述的各实施方式，在权利要求所示的范围内能够进行各种变更，将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。进而，通过将各实施方式中分别公开的技术手段进行组合，能够形成新的技术特征。
工业实用性
本发明能够合适地作为各种光源尤其是需要对人眼睛温和的光的照明光源以及显示器用的背光光源来使用。
符号说明
10～60 光源装置
101 基板
102 第1LED芯片(第1发光二极管)
103 第2LED芯片(第2发光二极管)
104 含荧光体树脂层
105 堤坝环
106～109 电极焊盘
111、121 第1密封树脂层
112、122 第2密封树脂层
112a、122a 绿色荧光体
112b、121a 红色荧光体
131 蓝色芯片(第1发光二极管)
132 红色芯片(红色发光二极管)
133 绿色芯片(绿色发光二极管)
134 透光性密封树脂层

Claims (2)

1.一种光源装置，其具备射出在460nm～500nm的范围内具有峰值波长的光的第1发光二极管、和对该第1发光二极管进行密封的第1密封树脂层，所述光源装置的特征在于，
所述光源装置还包含射出在415nm～460nm的范围内具有峰值波长的光的第2发光二极管、和包含荧光体并对该第2发光二极管进行密封的第2密封树脂层，
所述第1发光二极管以及所述第2发光二极管由含有红色荧光体和绿色荧光体的相同的密封树脂进行密封，
所述第1发光二极管以及所述第2发光二极管交替且以均等的间隔来配置，
所述光源装置所发出的光的发光光谱中460nm～500nm的积分发光强度大于415nm～460nm的积分发光强度，可见光区域中的发光光谱是连续的。
2.一种发光装置，其特征在于，
具备权利要求1所述的光源装置。
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