JP2004119634A

JP2004119634A - 発光装置

Info

Publication number: JP2004119634A
Application number: JP2002279975A
Authority: JP
Inventors: Iwatomo Moriyama; 森山　厳與
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2002-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】所望の色温度と良好な演色性を有して一般照明に好適であるとともに、可視光の色度のむらが生じにくくて優れた耐久性を備えた発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置は、無機材料からなる基板１と基板１に分散して実装された複数の主として紫外光ないし青色光を放射する発光ダイオードチップ３と、ガラスまたはセラミックスからなり後記蛍光体層４から発生する可視光を外部へ導出する可視光透過性の窓部２ｂを有する気密容器形成材２ａと基板１とで形成され、内部に発光ダイオードチップ３を収納し、かつ、内部が真空雰囲気または不活性ガス雰囲気になっている気密容器２と、発光ダイオードチップ３の放射が照射されたときに励起して可視光を発生するように気密容器２内の少なくとも窓部２ｂの内面のほぼ全体にわたって塗布された蛍光体層４とを具備している。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の発光ダイオードチップを分散して備えた発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】発光色が紫外ないし青色の発光ダイオードチップと蛍光体とを組み合わせて可視光に波長変換することによって、白色系の発光または他の発光色を有する発光ダイオードは既知である。たとえば、青色発光のＧａＮ系発光ダイオードチップに発光主波長が５７０ｎｍの黄色発光を行うＹＡＧ蛍光体を組み合わせた発光ダイオードは、青色とその補色である黄色で白色を作るものである。（従来技術）
一方、特許文献１には、塩化ビニル、樹脂、フッ素樹脂およびポリプロピレンを含む弾性または延性を持つ材料から構成された板状またはフィルム状の蛍光体を発光ダイオードチップのパッケージの前面に配置して、白色発光を行うようにした蛍光表示装置が記載されている。そして、特許文献１においても、従来技術と同様に青色ＬＥＤチップと黄色発光のＹＡＧ蛍光体とを組み合わせる２色混光によって白色発光を得る手法が記載され、さらに所望の発光色を得るためにＲＧＢなどの蛍光体を用いることが示唆されている。
【０００３】
また、特許文献１に記載された技術は、ＳＭＤパッケージのキャビティに不活性ガスを充填したり、真空または真空に近い状態にしたりすることが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３４５４８２号公報（第１面ないし２面、第１図）
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術は、演色性の優れた白色を作れる色温度が極めて狭い。したがって、所望の色温度および良好な演色性を有していて、一般照明用として好適な発光装置を従来技術によって得ることは極めて困難である。
【０００４】
また、特許文献１に記載された技術は、プラスチックスなどの有機材料に蛍光体を分散して含有させるので、蛍光体粒子の粒径および形状により、均一に分散させることが頗る困難であり、その結果、色温度や演色性のばらつきが大きく、安定した色温度および演色性を備えた発光装置を量産することができないという問題がある。なお、この点に関し、特許文献１には、ＵＶ−ＬＥＤチップから出力されてからＹＡＧ蛍光体を含むフィルムを通過するまでの光路長がほぼ一定に保たれているので、フィルム内の蛍光体密度の不均一から生じるフィルム面内での色調のばらつきがなくなり、観察面の角度によらず、一定の色調を設計とおりに得ることができる旨記載されている。
【０００５】
しかしながら、フィルム内に蛍光体密度の不均一がある場合、たとえＬＥＤからフィルムまでの光路長を一定にしたとしても、フィルムを透過した光の色調のばらつきを軽減することはできない。仮に、光路長を一定にすることで蛍光体密度の不均一による色調のばらつきが軽減したとしても、複数の発光ダイオードチップ間には色調のばらつきが生じるので、多数の発光ダイオードを隣接して配置するような場合には、各発光ダイオード間に色調のばらつきが生じるので、問題である。
【０００６】
しかも、特許文献１のようにプラスチックス材料に蛍光体を混合すると、プラスチックスの成形性が悪くなるので、所望量の蛍光体を混合することができないばかりか、蛍光体粒子が硬いので、蛍光体粒子による金型の損耗が激しいという問題もある。
【０００７】
さらに、一般にプラスチックスは、気密性に劣るので、長期間にわたり気密性を保持することが困難である。したがって、特許文献１に記載されているように、ＬＥＤパッケージと蛍光体を含むフィルムとの間に形成されるキャビティ内に不活性ガスを充填したり、内部を真空にしたりしたとしても、発光ダイオードの寿命中その気密を所要の程度に保持することは極めて困難である。
【０００８】
本発明は、所望の色温度と良好な演色性を有して一般照明に好適であるとともに、可視光の色度のむらが生じにくくて優れた耐久性を備えた発光装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、加えて配光特性が平坦化した発光装置を提供することを他の目的とする。
【００１０】
【課題を達成するための手段】請求項１の発明の発光装置は、無機材料からなる基板と；基板に分散して実装された複数の主として紫外光ないし青色光を放射する発光ダイオードチップと；ガラスまたはセラミックスからなり後記蛍光体層から発生する可視光を外部へ導出する可視光透過性の窓部を有する気密容器形成材と基板とで形成され、内部に発光ダイオードチップを収納し、かつ、内部が真空雰囲気または不活性ガス雰囲気になっている気密容器と；発光ダイオードチップの放射が照射されたときに励起して可視光を発生するように気密容器内の少なくとも窓部の内面のほぼ全体にわたって塗布された蛍光体層と；を具備していることを特徴としている。
【００１１】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１２】
＜基板について＞　　基板は、無機材料製であれば金属および絶縁物のいずれであってもよい。しかし、基板は、気密容器の一部を構成するので、気密性に優れた材料でなければならない。しかし、無機材料の場合、金属、ガラスおよびセラミックスなどは、一般に気密性に優れていて問題はない。金属は、単一金属および合金のいずれであってもよい。たとえば、チタン、タンタル、ニッケル、銅、アルミニウムおよびコバールなどのグループから選択して用いることができる。また、絶縁物としては、ガラスまたはセラミックスなどを用いることができる。
【００１３】
また、基板は、平板状および非平板状のいずれであってもよい。非平板状としては、たとえば平板状の底面の周囲に側板が一体に形成されて皿状をなしているような態様、凹状または凸状に彎曲した板状体からなる態様、リボン状など多様な態様などであることを許容する。
【００１４】
＜発光ダイオードチップについて＞　　発光ダイオードチップは、主として紫外線ないし青色発光の放射を行う発光特性を有しているものを用いる。これらの発光ダイオードチップは、たとえばＧａＮ系、ＳｉＣ系およびＺｎＳｅ系の発光ダイオードによって得られる。紫外光ないし青色光の放射は、蛍光体層を励起させて可視光を発生させるのに効果的である。
【００１５】
また、発光ダイオードチップは、基板に直接絶縁的に実装してもよいし、発光ダイオードチップの周側を包囲するとともに、内側面が反射面となるキャビティを備えたパッケージに実装し、パッケージを表面実装技術などにより基板に実装してもよい。
【００１６】
さらに、発光ダイオードチップは、基板に対してその複数を分散して実装される。分散の態様としては、主として基板の形状に合わせて面状およびアレイ状など多様に実装されていることを許容する。また、分散は、規則的な整列であってもよいし、不規則な配列であってもよい。分散のピッチは、特段限定されないが、発光ダイオードピッチのｃｏｓθ曲線状をなす配光特性を考慮して窓部の位置において輝度分布がなるべく均一になるようなピッチに分散させることが好ましい。
【００１７】
＜気密容器について＞　　気密容器は、ガラスまたはセラミックスからなる気密容器形成材と基板とで形成されている。このため、基板は、気密容器の一部たとえば底面や底面および側面などを構成する。また、気密容器形成材は、可視光透過性の窓部を有している。そして、窓部は、後記蛍光体層から発生する可視光を外部へ導出するのに貢献する。また、窓部は、気密容器形成材の発光ダイオードチップに正対する位置に形成するのが、蛍光体層を効率よく励起するうえで効果的である。
【００１８】
また、気密容器形成材は、構成材料がガラスおよびセラミックスのいずれであっても、窓部を含めて気密容器材の全体を透光性に形成することができる。しかし、要すれば、窓部のみを透光性材質とし、その他の部分を非透光性材質にすることもできる。また、基板が皿状の場合、気密容器形成材を板状のガラスまたは透光性セラミックスにより形成し、皿状の基板の開口端に封着して気密容器を形成することができる。
【００１９】
さらに、気密容器材は、基板に覆合状態で封止されることによって、基板と協働して気密容器を形成する。気密容器形成材と基板とを封止するには、既知の各種封止技術を適宜選択して用いることができる。たとえば、フリットガラスを基板と気密容器材との接合部に流し込んで封止することができる。また、金属蝋を用いて封止してもよい。さらに、要すれば、上記両者間の熱膨張率差を吸収するために、その接合部間に傾斜材料域を形成することができる。
【００２０】
さらにまた、気密容器の内部は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気になっている。なお、「真空」とは、気密容器の内部の圧力が１０^−４Ｐａ以下であることをいう。不活性ガスとしては、たとえば窒素、アルゴンＡｒおよびクリプトンＫｒなどの希ガスを用いることができる。気密容器内部の雰囲気は、所定雰囲気中で気密容器を冷却しながら封止したり、気密容器からその内部に連通した細管を延在させ、細管を排気ポンプに接続して排気したりすることにより、行うことができる。なお、所要により、気密容器内にゲッターを配設して不純ガスを吸着させることができる。
【００２１】
さらにまた、気密容器は、その内部に発光ダイオードチップを収納している。発光ダイオードチップは、窓部に正対する位置において、基板に絶縁的に実装される。しかし、要すれば、正対しない位置であってもよい。また、発光ダイオードチップを金属製の基板に実装するために、基板表面に絶縁膜を形成することができる。
【００２２】
＜蛍光体層について＞　　蛍光体層は、発光ダイオードチップからの放射が照射されたときに励起して可視光を発生するように気密容器の窓部の内面のほぼ全体にわたって塗布されている。なお、蛍光体層は、塗布によりほぼ均一に形成することができる。なお、「塗布」とは、蛍光体スラリーを流し込み、吹き付け、静電塗装、蒸着などにより蛍光体層を形成することを含む。また、要すれば、蛍光体層を窓部の内面に加えて気密容器の内側面などにも塗布することができる。
【００２３】
また、蛍光体層は、発光装置の発光強度を高めるうえで、その可視光透過率および蛍光体粒子の粒径が強く影響することが分かった。したがって、これらの値を発光装置の発光強度が高くなるよう最適範囲に設定することが望ましい。
【００２４】
さらに、発光ダイオードチップから放射される紫外光ないし青色光を励起光とする場合に発光効率が高くて、所望の色温度で、かつ、演色性が優れた可視光特に白色光を発光させるには、請求項５に規定する希土類系の蛍光体のうち赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および青色発光蛍光体をそれぞれ用いるのがよい。
【００２５】
＜本発明のその他の構成について＞　　本発明の必須構成要件ではないが、以下の構成を付加することにより、発光装置の性能が向上したり、機能が追加されたりする。
１．冷却手段　　発光ダイオードチップが点灯すると、熱損失が生じ発光ダイオードチップの温度が上昇して、発光効率が低下するので、排熱を促進するための冷却手段を配設することができる。冷却手段としては、たとえば基板に熱伝導性材質のものを用いたり、液体冷却装置や半導体冷却装置、ヒートパイプなどの既知の冷却装置を付加したりすることができる。
２．発光ダイオードチップへの給電　　発光ダイオードチップへの給電は、既知の配線技術を適宜用いて行うことができる。基板が金属である場合、基板内面に絶縁被膜を形成して、絶縁皮膜を介して配線を形成することができる。
【００２６】
また、複数の発光ダイオードチップの一部または全部を給電線路間に直列接続することができる。
【００２７】
さらに、給電線路の電源側を気密容器の外部に露出させて電源への接続を容易にするとともに、さらに送り端子を気密容器の外面に露出させるように構成することができる。
３．保護膜　　保護膜は、蛍光体層と窓部の内面との間に介在して窓部の構成材料の紫外線による劣化または紫外線の漏洩を抑制する。保護膜の構成材料としては、たとえばＡｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ_２、ＣｅＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３などを用いることができる。
【００２８】
＜本発明の作用について＞　　本発明においては、無機材料からなる基板とガラスまたはセラミックスからなる気密容器形成材とで気密容器を形成しているので、気密性に優れていて、内部の雰囲気を発光ダイオードの寿命中良好に維持することができる。そのため、蛍光体層および発光ダイオードチップを長期間にわたり良好に維持できるので、発光装置の特性が劣化により不所望に低下したり、発光ダイオードチップのボンディングワイヤが断線したりするのを効果的に防止することができる。したがって、本発明によれば、優れた耐久性を備えた発光装置を得ることができる。
【００２９】
また、複数の発光ダイオードチップに対して蛍光体層が基本的に単一であるから、色度を均一に形成することが容易であり、また各発光ダイオードチップに対して蛍光体層が共通に作用する関係になっているから、色度のばらつきが発生しにくい。
【００３０】
さらに、蛍光体層が窓部の内面に塗布されていることにより、蛍光体層が各発光ダイオードチップに対して共通に作用することと相まって配光分布を平坦にする作用があり、平坦でむらのない良好な配光特性が得られる。
【００３１】
加えて、熱導電性材質の基板を用いることにより、基板を経由して発光ダイオードチップに発生した熱を特別な冷却手段を付加することなく、熱の分散効率を上げることで外部に熱排出することができので、発光装置を小形化しても発光特性を阻害することがない。
【００３２】
また、蛍光体層の可視光透過率を最適化することにより、蛍光体層の可視光発光効率が高くなり、可視光の光出力が大きくなる。
【００３３】
さらに、蛍光体層として希土類系の蛍光体を用いるとともに、蛍光体の粒径および蛍光体層の可視光透過率を最適化することにより、発光効率に優れるとともに、色温度４０００〜１００００Ｋ、平均演色評価数Ｒａが８０以上の発光を生じる発光装置を得ることができる。したがって、本発明の発光装置は、一般照明用として好適である。しかし、特殊照明にも用いることができるのはいうまでもない。
【００３４】
請求項２の発明の発光装置は、請求項１記載の発光装置において、蛍光体層は、平均粒径３〜１０μｍの蛍光体粒子を主体として形成されていることを特徴としている。
【００３５】
本発明は、蛍光体層の蛍光体粒子サイズを最適化した構成を規定している。すなわち、発光ダイオードチップの紫外光ないし青色光の放射による励起で高い可視光の発光効率が得られる粒子サイズを調査した結果、平均粒径が３〜１０μｍの範囲であると、発光効率が高くなることが分かった。平均粒径が３μｍ未満および１０μｍ超のいずれであっても、発光効率が低下するので、好ましくない。
【００３６】
請求項３の発明の発光装置は、請求項１または２記載の発光装置において、蛍光体層は、可視光透過率が２０〜２５％であることを特徴としている。
【００３７】
本発明は、蛍光体層の可視光透過率を最適化した構成を規定している。すなわち、発光ダイオードチップの紫外光ないし青色光の放射による励起で高い可視光の発光効率が得られる蛍光体層の可視光透過率を調査した結果、可視光透過率が２０〜２５％の範囲であると、発光効率が高くなることが分かった。可視光透過率が２０％未満および２５％超のいずれであっても、発光効率が低下するので、好ましくない。なお、「可視光透過率」とは、直線透過率である。
【００３８】
請求項４の発明の発光装置は、無機材料からなる基板と；基板に分散して実装された複数の主として紫外線ないし青色発光を放射する発光ダイオードチップと；ガラスまたはセラミックスからなり後記蛍光体層から発生する可視光を外部へ導出する可視光透過性の窓部を有する気密容器形成材と基板とで形成され、内部に発光ダイオードチップを収納し、かつ、内部が真空雰囲気または不活性ガス雰囲気になっている気密容器と；発光ダイオードチップの放射が照射されたときに励起して可視光を発生するように気密容器内に形成された平均粒径３〜１０μｍの蛍光体粒子を主体とするとともに可視光透過率が２０〜２５％の蛍光体層と；を具備していることを特徴としている。
【００３９】
本発明において、蛍光体層は、気密容器内において発光ダイオードチップの放射で蛍光体層が照射されるとともに、蛍光体層から発生した可視光が気密容器の窓部から外部へ導出されるのであれば、どのような位置であってもよい。たとえば、発光ダイオードチップに直接塗布するのであってもよい。この場合、多価イオンを蛍光体粒子表面に付着させることによって帯電した蛍光体を発光ダイオードチップに吸着させることによって蛍光体層を形成することができる。なお、窓部の内面には別に蛍光体層を塗布してもよいし、蛍光体層を塗布してなくてもよい。
【００４０】
そうして、本発明においては、所望の色温度と良好な演色性を有して一般照明に好適であるとともに、優れた耐久性を備えた発光装置を得ることができる。
【００４１】
請求項５の発明の発光装置は、請求項１ないし４のいずれか一記載の発光装置において、蛍光体層は、Ｓｍ、Ｅｕ付活硫酸化ランタン、Ｃｅ付活アルミン酸塩、Ｅｕ付活リン酸およびＥｕ付活リン酸塩のグループから選択された少なくとも３種の蛍光体を含んでいて、主として紫外線ないし青色発光を放射する発光ダイオードチップの放射によって照射されたときに白色発光を生じることを特徴としている。
【００４２】
本発明は、蛍光体の種類を最適化した構成を規定している。すなわち、発光ダイオードチップの紫外光ないし青色光の放射による励起で高い可視光の発光効率が得られる蛍光体層を得るために最適な蛍光体を調査した結果、上記の種類であれば、それら適宜組み合わせて用いることにより、所望の色温度すなわち４０００〜１００００Ｋの色温度と８０以上の平均演色評価数を有する発光装置を得ることができる。そのため、本発明の発光装置は、一般照明用として好適である。
【００４３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４４】
図１ないし図５は、本発明の第１の実施の形態を示し、図１は断面図、図２は蛍光体層の構成および可視光変換を説明する概念図、図３は発光装置の３種類の色温度における分光分布特性を示すグラグ、図４は蛍光体層の透過率と光強度の関係を示すグラフ、図５は異なる測定点における相対光出力をプロットして示すグラフである
本実施の形態における発光装置は、基板１、気密容器２、複数の発光ダイオードチップ３、蛍光体層４、保護膜５、給電線路６および送り線路７を備えている。
【００４５】
基板１は、ニッケル板からなる。
【００４６】
気密容器２は、伏せ皿状のガラス成形体からなる気密容器形成材２ａの下端開口縁を低融点ガラスにより基板１の周縁に封着することによって形成されている。そして、図の上面部が窓部２ｂを構成している。
【００４７】
発光ダイオードチップ３は、ＧａＮ系発光ダイオードからなり、図２に示すように、パッケージ３ａ内の所定の位置において図示を省略している基板１に形成した後述する一方のリードに一極が接続して固定され、他極が同様に図示を省略しているボンディングワイヤを介して他方のリードに接続している。パッケージ３ａのキャビティの側面は反射板として作用するように構成されている。
【００４８】
蛍光体層４は、Ｓｍ、Ｅｕ付活硫酸化ランタン（赤色発光）、Ｅｕ付活アルミン酸塩（緑色発光）およびＥｕ付活リン酸塩（青色発光）の混合蛍光体を主体として構成され、保護膜５を介して窓部２ｂの内面に塗布されている。また、蛍光体層４は、蛍光体、結着剤、バインダーおよび溶剤からなる蛍光体スラリーを塗布乾燥、焼成して形成する。
【００４９】
保護膜５は、Ａｌ_２Ｏ_３の微粉末の塗布膜からなる。そして、保護膜５は、蛍光体層４と一緒に焼成して形成されている。
給電線路６は、一対が基板１の一端から基板１の内面上に導入され、離間し、かつ、絶縁されて延在し、他端から送り線路７として導出されている。そして、基板１の内面において給電線路６からリードがそれぞれ絶縁され、向かい合って延在している。
【００５０】
そうして、給電線路６から給電されて発光ダイオードチップ３が発光すると、紫外光ないし青色光が放射し、パッケージ３ａの側面で反射して蛍光体層４に入射する。蛍光体層４の蛍光体は、上記放射の照射を受けると、励起して白色の可視光を発生する。可視光は、保護膜５および気密容器２の窓部２ｂを透過して外部へ導出される。
【００５１】
本実施の形態において、蛍光体の配合を変えて色温度の異なる可視光発光をさせた場合、それぞれの分光分布は図３に示すようになった。すなわち、図において、曲線Ａは３０００Ｋ、曲線Ｂは４０００Ｋ、曲線Ｃは１６０００Ｋである。また、上記の場合の光強度比は、表１に示すとおりである。
【００５２】
【表１】
色温度（Ｋ）　　　　３０００　　　　　４０００　　　　　１６０００
赤色発光（％）　　　　７５　　　　　　　６５　　　　　　　　３５
緑色発光（％）　　　　２０　　　　　　　２０　　　　　　　　２５
青色発光（％）　　　　　５　　　　　　　１５　　　　　　　　４０
さらに、本実施の形態において蛍光体層の膜厚を変えることによって透過率を変化させたときに窓部の前面に得られる光強度を測定した結果をプロットして作成したグラフを図４に示す。
【００５３】
図から理解できるように、透過率が低すぎると光強度が低いが、高すぎても光強度が低下する。透過率２０〜２５％の範囲で高い光強度が得られた。
【００５４】
さらにまた、本実施の形態における配光分布を測定した結果を比較例のそれとともに測定点上にプロットしたのが図５である。図において、上側の点Ｄは本実施の形態、下側の点Ｅは比較例である。なお、比較例は、従来技術２と同様の構造である。
【００５５】
図から理解できるように、本実施の形態においては、比較例より光出力が大きく、配光分布は平坦になる。
【００５６】
図６は、本発明の発光装置の第２の実施の形態における蛍光体層を塗布する際の概要を説明する概念図である。図において、図２と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本実施の形態は、発光ダイオードチップ３に直接蛍光体層４を塗布するように構成している。
【００５７】
すなわち、正電荷付与電源８を用いてアルミニウムＡｌ、ランタンＬａなどの金属の多価イオンを蛍光体粒子に付与することによって、電気営同技術を用いて蛍光体粒子を静電的に吸着させて発光ダイオードチップ３の表面に直接蛍光体層４を形成している。
【００５８】
本実施の形態においては、基板１を接地している。
【００５９】
この場合、気密容器２の窓部２ｂの内面に透明導電膜を形成することができる。
【００６０】
【発明の効果】請求項１ないし４の各発明によれば、無機材料からなる基板に分散して複数の主として紫外光ないし青色光を放射する発光ダイオードチップを実装し、ガラスまたはセラミックスからなり蛍光体層から発生する可視光を外部へ導出する可視光透過性の窓部を有して気密容器形成材と基板とで気密容器を形成し、内部に発光ダイオードチップを収納し、かつ、内部が真空雰囲気または不活性ガス雰囲気になっていて、さらに窓部の内面に蛍光体層を塗布していることにより、内部の雰囲気を発光ダイオードの寿命中良好に維持して、蛍光体層および発光ダイオードチップの劣化を防止して優れた耐久性を備えるとともに、複数の発光ダイオードチップに対して蛍光体層が基本的に単一であるから、色度を均一に形成することができて、色度のばらつきがなく、しかも、配光分布が平坦でむらのない発光装置を提供することができる。
【００６１】
請求項２の発明によれば、加えて蛍光体層の蛍光体の粒子サイズを最適化したことで、蛍光体層の可視光発光効率が高くなり、可視光の光出力が大きな発光装置を提供することができる。
【００６２】
請求項３の発明によれば、加えて蛍光体層の可視光透過率を最適化したことにより、可視光発光効率が高くなり、可視光の光出力が大きな発光装置を提供することができる。
【００６３】
請求項４の発明によれば、無機材料からなる基板に分散して複数の主として紫外光ないし青色光を放射する発光ダイオードチップを実装し、ガラスまたはセラミックスからなり蛍光体層から発生する可視光を外部へ導出する可視光透過性の窓部を有する気密容器形成材と基板とで気密容器を形成し、内部に発光ダイオードチップを収納し、かつ、内部が真空雰囲気または不活性ガス雰囲気になっていて、発光ダイオードチップの放射が照射されたときに励起して可視光を発生するように気密容器内に形成された平均粒径３〜１０μｍの蛍光体粒子を主体とするとともに可視光透過率が２０〜２５％の蛍光体層が気密容器の内部に配設されていることにより、優れた耐久性を備えるとともに、可視光の発光効率が高い発光装置を提供することができる。
【００６４】
請求項５の発明によれば、加えてＳｍ、Ｅｕ付活硫酸化ランタン、Ｃｅ付活アルミン酸塩、Ｅｕ付活リン酸およびＥｕ付活リン酸塩のグループから選択された少なくとも３種の蛍光体を含んでいて、主として紫外線ないし青色発光を放射する発光ダイオードチップの放射によって照射されたときに白色発光を生じる蛍光体層を具備していることにより、色温度が４０００〜１００００Ｋ、平均演色評価数８０以上の発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す断面図
【図２】同じく蛍光体層の構成および可視光変換を説明する概念図
【図３】同じく発光装置の３種類の色温度における分光分布特性を示すグラグ
【図４】同じく蛍光体層の透過率と光強度の関係を示すグラフ
【図５】同じく異なる測定点における相対光出力をプロットして示すグラフ
【図６】本発明の第２の実施の形態における蛍光体層を塗布する際の概要を説明する概念図
【符号の説明】
１…基板、２…気密容器、２ａ…気密容器形成材、２ｂ…窓部、３…発光ダイオードチップ、５…保護膜、６…給電線路、７…送り線路

Claims

無機材料からなる基板と；
基板に分散して実装された複数の主として紫外光ないし青色光を放射する発光ダイオードチップと；
ガラスまたはセラミックスからなり後記蛍光体層から発生する可視光を外部へ導出する可視光透過性の窓部を有する気密容器形成材と基板とで形成され、内部に発光ダイオードチップを収納し、かつ、内部が真空雰囲気または不活性ガス雰囲気になっている気密容器と；
発光ダイオードチップの放射が照射されたときに励起して可視光を発生するように気密容器内の少なくとも窓部の内面のほぼ全体にわたって塗布された蛍光体層と；
を具備していることを特徴とする発光装置。
蛍光体層は、平均粒径３〜１０μｍの蛍光体粒子を主体として形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
蛍光体層は、可視光透過率が２０〜２５％であることを特徴とする請求項１または２記載の発光装置。
無機材料からなる基板と；
基板に分散して実装された複数の主として紫外線ないし青色発光を放射する発光ダイオードチップと；
ガラスまたはセラミックスからなり後記蛍光体層から発生する可視光を外部へ導出する可視光透過性の窓部を有する気密容器形成材と基板とで形成され、内部に発光ダイオードチップを収納し、かつ、内部が真空雰囲気または不活性ガス雰囲気になっている気密容器と；
発光ダイオードチップの放射が照射されたときに励起して可視光を発生するように気密容器内に形成された平均粒径３〜１０μｍの蛍光体粒子を主体とするとともに可視光透過率が２０〜２５％の蛍光体層と；
を具備していることを特徴とする発光装置。
蛍光体層は、Ｓｍ、Ｅｕ付活硫酸化ランタン、Ｃｅ付活アルミン酸塩、Ｅｕ付活リン酸およびＥｕ付活リン酸塩のグループから選択された少なくとも３種の蛍光体を含んでいて、主として紫外線ないし青色発光を放射する発光ダイオードチップの放射によって照射されたときに白色発光を生じることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の発光装置。