JP2005228996A

JP2005228996A - 発光装置

Info

Publication number: JP2005228996A
Application number: JP2004037444A
Authority: JP
Inventors: Keiji Shibata; 圭史柴田; Naoko Doi; 尚子土井; Takao Hayashi; 隆夫林
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【課題】所望の合成光を高輝度で得ることが可能な発光装置を提供する。
【解決手段】青色ＬＥＤチップからなる発光素子２と、発光素子２からの光を吸収し発光素子２の発光ピーク波長とは異なる発光ピーク波長の可視光を放射する第１の蛍光体および第２の蛍光体を有する波長変換部３とを備える。第１の蛍光体は、粒径が励起子ボーア半径の２倍以下であり且つ発光素子２からの光を吸収して赤色光を高効率に発光するナノクリスタルＩｎＰにより構成している。第２の蛍光体は、第１の蛍光体よりも発光ピーク波長が短く且つ粒径が励起子ボーア半径の２倍よりも大きなバルク蛍光体であって発光素子２からの光を吸収して緑色光を高効率に発光する緑色蛍光体により構成される。緑色蛍光体としては、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ，Ｍｎなどを採用する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオードのような発光素子を利用した発光装置に関するものである。

従来より、窒化ガリウム系化合物半導体（例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮなど）を用いた発光素子として、青色光を放射する青色ＬＥＤチップや紫色を放射する紫色ＬＥＤチップや紫外光を放射する紫外ＬＥＤチップなどが知られている。これらのＬＥＤチップから放射される光は反値幅の狭い単一波長の発光ピークを有するという特徴がある。一方、これらのＬＥＤチップは、表示用途や照明用途などへの応用が期待されており、青色光ないし紫外光を放射するＬＥＤチップと、このＬＥＤチップから放射された光を励起源として発光する蛍光体とを組み合わせることにより、ＬＥＤチップの発光色とは異なる色（例えば、白色など）の光を得ることが可能な発光装置の研究・開発が各所で行われている（例えば、特許文献１、２参照）。

上記特許文献１に開示された発光装置は、ＬＥＤチップからなる発光素子と、発光素子から放射された光によって励起されてそれぞれ所望の波長の光を放射する複数種類の蛍光体を有する波長変換部とを備えている。ここにおいて、波長変換部は、各蛍光体としてナノクリスタル蛍光体を用いており、可視光を透光する媒質（例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂など）からなる母体中にナノクリスタル蛍光体を分散させてある。

上記特許文献１に開示された発光装置では、例えば、発光素子として青色ＬＥＤチップを用い、波長変換部のナノクリスタル蛍光体として青色ＬＥＤチップからの光により励起されて赤色光を放射するナノクリスタル蛍光体からなる赤色蛍光体および緑色光を放射するナノクリスタル蛍光体からなる緑色蛍光体を用いることにより、発光装置全体として、青色光と赤色光と緑色光との合成光からなる白色光を得ることができる。ここにおいて、上記特許文献１に開示された発光装置では、ナノクリスタル蛍光体の材料として、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅなどの非ドープ型半導体を採用している。

また、上記特許文献２には、サファイア基板上に１次元ないし２次元のアレイ状に設けられ紫外光を放射する複数の紫外ＬＥＤと、紫外ＬＥＤから放射された紫外光によって励起されてそれぞれ赤色光、緑色光、青色光を放射する３種類の蛍光体を有し白色光を放射する複数の波長変換部とを備えた発光装置が開示されている。ここにおいて、赤色光を放射する赤色蛍光体としては、励起子ボーア半径の２倍以下の粒径のＺｎ_0.1Ｃｄ_0.9Ｓｅからなるナノクリスタル蛍光体が採用され、緑色光を放射する緑色蛍光体としては、励起子ボーア半径の２倍以下の粒径の６〜１０ｎｍのＺｎ_0.62Ｃｄ_0.38Ｓｅからなるナノクリスタル蛍光体が採用され、青色光を放射する青色蛍光体としては、励起子ボーア半径の２倍以下の粒径のＺｎＳｅからなるナノクリスタル蛍光体が採用されている。
特表２００２−５１０８６６号公報特開平１１−３４０５１６号公報

ところで、上記特許文献１や上記特許文献２に開示された発光装置では、波長変換部における各蛍光体としてナノクリスタル蛍光体を用いているが、ナノクリスタル蛍光体は特定の化合物しか蛍光を示さないので、量産性を有する範囲の粒径のナノクリスタル蛍光体を用いた場合には、可視光の中で得られる発光色が偏っており、複数種のナノクリスタル蛍光体を用いても、発光装置全体として得られる合成光を所望の色に合わせることが難しかった。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、所望の合成光を高輝度で得ることが可能な発光装置を提供することにある。

請求項１の発明は、窒化ガリウム系化合物半導体での発光現象を利用する発光素子と、発光素子からの光によって励起されてそれぞれ発光素子の発光ピーク波長とは異なる発光ピーク波長の可視光を放射する複数種類の蛍光体を有する波長変換部とを備え、所望の合成光を出射する発光装置であって、波長変換部は、蛍光体として、粒径が励起子ボーア半径の２倍以下のIII−V族化合物からなる第１の蛍光体と、第１の蛍光体よりも発光ピーク波長が短く且つ粒径が励起子ボーア半径の２倍よりも大きな第２の蛍光体とを有することを特徴とする。

この発明によれば、粒径が励起子ボーア半径の２倍以下のIII−V族化合物からなる第１の蛍光体の粒径を制御することによって第１の蛍光体の発光波長を調整することができる一方で、粒径が励起子ボーア半径の２倍よりも大きな第２の蛍光体としては多種の材料があるので、第１の蛍光体の粒径を第１の蛍光体の所望の発光色に応じて調整するとともに、第２の蛍光体として変換効率が比較的高く且つ第１の蛍光体との組み合わせにより所望の発光色が得られる材料を選定することによって、所望の合成光を高輝度で得ることが可能となる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記発光素子が青色ＬＥＤであり、前記第１の蛍光体の発光色が赤色であり、前記第２の蛍光体の発光色が緑色であることを特徴とする。

この発明によれば、赤色光と緑色光と青色光との合成光からなる白色光を高輝度で得ることが可能となる。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記発光素子が紫外ＬＥＤであり、前記第１の蛍光体の発光色が赤色であり、前記第２の蛍光体として、発光色が緑色の緑色蛍光体および発光色が青色の青色蛍光体を有することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記発光素子が紫外ＬＥＤであり、前記第１の蛍光体として発光色が赤色の蛍光体および発光色が緑色の蛍光体を有し、前記第２の蛍光体の発光色が青色であることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記波長変換部は、前記第１の蛍光体を紫外線および可視光を透光する第１の媒質中に分散させた第１の波長変換層と、前記第２の蛍光体を紫外線および可視光を透光する第２の媒質中に分散させた第２の波長変換層とが前記発光素子の光取り出し面の法線方向に積層されてなることを特徴とする。

この発明によれば、前記波長変換部において前記第１の蛍光体と前記第２の蛍光体とが同じ媒質層内に混在するように分散されている場合に比べて前記波長変換部内での光散乱を抑制することができ、発光装置全体としての光取り出し効率を向上させることができる。

請求項６の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記波長変換部は、前記発光素子の光取り出し面に平行な面内において前記第１の蛍光体を分散させた第１の波長変換領域と前記第２の蛍光体を分散させた第２の波長変換領域とが並設され、前記発光素子とは反対側に所望の色の光を得るための光拡散部が設けられてなることを特徴とする。

この発明によれば、前記波長変換部において前記第１の蛍光体と前記第２の蛍光体とが同一領域内に混在するように分散されている場合に比べて前記波長変換部内での光散乱を抑制することができ、発光装置全体としての光取り出し効率を向上させることができる。

請求項１の発明では、所望の合成光を高輝度で得ることが可能となるという効果がある。

（実施形態１）
本実施形態の発光装置１は、図１に示すように、窒化ガリウム系化合物半導体材料での発光現象を利用するＬＥＤチップからなる発光素子２と、発光素子２からの光の吸収によって励起されてそれぞれ発光素子２の発光ピーク波長とは異なる発光ピーク波長の可視光を放射する複数種類（本実施形態では、２種類）の蛍光体を有する波長変換部３とを備えており、発光素子２から放射された光と各蛍光体それぞれから放射された光との合成光が得られる。ここに、本実施形態の発光装置１は、波長変換部３が、発光素子２から放射された光の一部を励起光として励起光とは異なる所望の波長の光を放射する波長変換機能を有しているので、発光装置１からは、発光素子２で発光して波長変換部３を透過した光と波長変換部３の各蛍光体で発光した光との合成光が放射されることになり、発光素子２の発光色と各蛍光体それぞれの発光色とで発光装置１全体としての発光色が決まることになる。

発光素子２は、ＧａＮ系化合物半導体材料からなる発光部が当該発光部にて発光する光に対して透明なベース基板であるサファイア基板の一表面側に形成されたものであり、発光部が実装基板４に対向する形で実装基板４に対してフリップチップ実装されており、発光部にて発光した光がサファイア基板を通して図１の上面側へ取り出されることになる。要するに、発光素子２は、サファイア基板の他表面が光取り出し面となるように実装されている。

実装基板４は、絶縁基板４１の一表面に２つの導体パターン４２が形成されるとともに、発光素子２を収納する凹所４１ａが設けられ、導体パターン４２が凹所４１ａの内底面まで延長されており、凹所４１ａ内で発光素子２がフリップチップ実装されている。これに対して、上述の波長変換部３は、実装基板４の上記一表面側に凹所４１ａを閉塞する形で配設されている。ここにおいて、波長変換部３は、粒径が励起子ボーア半径の２倍以下である第１の蛍光体と、第１の蛍光体よりも発光ピーク波長が短く且つ粒径が励起子ボーア半径の２倍よりも大きな第２の蛍光体とを有しており、各蛍光体それぞれが凝集せずに分散していることが好ましい。そこで、本実施形態における波長変換部３は、紫外線および可視光を透光する第１の媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ゾルゲル法で作製したガラスなど）中に第１の蛍光体を分散させた第１の波長変換層３ａと、紫外線および可視光を透光する第２の媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ゾルゲル法で作製したガラスなど）中に第２の蛍光体を分散させた第２の波長変換層３ｂとを発光素子２の光取り出し面に直交する方向に積層してある。このように第１の蛍光体および第２の蛍光体をそれぞれ別の波長変換層３ａ，３ｂに分散させてあることにより、第１の蛍光体と第２の蛍光体とが同じ媒質層内に混在するように分散されている場合に比べて、波長変換部３内での光散乱を抑制することができ、特に、第１の波長変換層３ａでは、第１の蛍光体の粒径が発光素子２の発光波長よりも十分に小さく光散乱が抑制されて光透過性が高くなるので、発光装置１全体としての光取り出し効率を向上させることができる。なお、第１の媒質と第２の媒質とは同じ材料でもよいし異なる材料でもよく、上記各媒質としてゾルゲル法によって固化されたガラスを採用すれば、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの樹脂に比べて耐候性の優れたガラスを用いることにより、上記媒質の変色による着色がなく、長寿命化を図ることができる。

実装基板４における凹所４１ａの深さ寸法は発光素子２と波長変換部３との間に所定間隔の隙間が形成されるように設定してあり、上記所定間隔を適宜設定することにより、発光素子２の温度上昇による波長変換部３の各蛍光体の劣化を抑制することができるという利点や、発光素子２と波長変換部３との間の空間において発光素子２に接する形でレンズなどの光学部品を配置することが可能となるという利点がある。

なお、実装基板４における凹所４１ａ内における発光素子２の周囲は、発光素子２の特性劣化を防止するために、発光素子２から放射される光に対して透明な樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）からなる封止樹脂により封止するか、真空状態とするか、あるいは不活性ガスを封入しておくことが望ましい。ここに、封止樹脂としては、紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性に優れた材料を用いることが好ましいことは勿論である。また、本実施形態では、発光素子２をフリップチップ実装しているが、発光素子２の図示しない２つの電極（パッド）を実装基板４の各導体パターン４２それぞれとボンディングワイヤを介して電気的に接続する実装形態を採用してもい。ただし、ボンディングワイヤを用いた実装形態では、ボンディングワイヤや電極が影になって光損失が発生するので、上述のようにフリップチップ実装を行う方が望ましい。また、実装形態としてフリップチップ実装を採用した場合には、発光素子２と波長変換部３との間の空間において発光素子２に接する形でレンズなどの光学部品を容易に配置することが可能となるという利点や、機械的強度および信頼性を向上させることができるという利点もある。

ところで、本実施形態の発光装置１では、発光素子２が青色ＬＥＤであり、第１の蛍光体の発光色を赤色に設定し、第２の蛍光体の発光色を緑色に設定してあるので、赤色光と緑色光と青色光との合成光からなる白色光を得ることが可能となる。なお、発光素子２を構成する青色ＬＥＤの室温における発光ピーク波長は、４６０ｎｍ〜４８０ｎｍ程度である。

ここにおいて、第１の蛍光体は、粒径が励起子ボーア半径の２倍以下であり且つ発光素子２からの光を吸収して赤色光を高効率に発光するナノクリスタル蛍光体により構成するが、本実施形態では、第１の蛍光体を構成するナノクリスタル蛍光体の材料として、III−V族化合物を用いるようにし、III−V族化合物の中で人体への有毒性や環境への負荷が低いＩｎＰを採用している。つまり、ナノクリスタル蛍光体は、ナノクリスタルＩｎＰにより構成されている。第１の蛍光体のように粒径が励起子ボーア半径の２倍以下になると、量子閉じ込め効果によってバンドギャップの増大が起こるので、粒径を制御することによって発光波長を変えることが可能であり、赤色光を発光するためには、粒径を２ｎｍ〜３ｎｍ程度、粒径分布を２５％程度に設定することが望ましい。

ナノクリスタルＩｎＰの合成にあたっては、例えば、トリオクチルホスフィンオキサイド（ＴＯＰＯ）、トリオクチルホスフィン（ＴＯＰ）の存在下で、塩化インジウムとトリメチルシリル化リンを２５０℃前後の温度で反応させることによって、次の化学反応式のようにしてナノクリスタルＩｎＰが合成される。

ＩｎＣｌ₃＋[(ＣＨ₃)₃Ｓｉ]₃Ｐ→ＩｎＰ＋３(ＣＨ₃)₃ＳｉＣｌ
上述の方法で合成されたナノクリスタルＩｎＰの表面にはＴＯＰＯあるいはＴＯＰからなる修飾膜により被覆されているので、ナノクリスタルＩｎＰ中の電子とホールとを閉じ込めることができ量子サイズ効果の発現を促進することができ、しかも、ナノクリスタルＩｎＰの表面の欠陥に基づくサイトをキャップすることができてエネルギ損失が低下し、ナノクリスタルＩｎＰでの発光効率を増大させることができ、結果として発光装置１の輝度を高めることができる。なお、ＩｎＰのような非ドープ型のナノクリスタル蛍光体は、バンドギャップに対応した波長よりも短波長の光で励起され、バンド端付近に対応した波長の光を発光する。

また、第２の蛍光体は、第１の蛍光体よりも発光ピーク波長が短く且つ粒径が励起子ボーア半径の２倍よりも大きなバルク蛍光体であって発光素子２からの光を吸収して緑色光を高効率に発光する緑色蛍光体により構成されている。なお、バルク蛍光体の平均粒子径は数μｍオーダであって、概ね５μｍ程度で発光効率が最大となり、１μｍを下回ると発光効率が低下する。

ここにおいて、本実施形態の発光装置１で用いる緑色蛍光体は、Ｃｄ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｐｂなどの環境保全上好ましくない材料を含まないことが前提であり、例えば、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ，Ｍｎなどを採用すればよい。

以上説明した本実施形態の発光装置１では、発光装置１全体として高輝度の白色光を得ることができるが、粒径が励起子ボーア半径の２倍以下のIII−V族化合物からなる第１の蛍光体の粒径を制御することによって第１の蛍光体の発光波長を調整することができる一方で、粒径が励起子ボーア半径の２倍よりも大きな第２の蛍光体としては多種の材料があるので、第１の蛍光体の粒径を第１の蛍光体の所望の発光色に応じて調整するとともに、第２の蛍光体として変換効率が比較的高く且つ第１の蛍光体との組み合わせにより所望の発光色が得られる材料を選定することによって、所望の合成光を高輝度で得ることが可能となる。また、発光素子２として窒化ガリウム系化合物半導体での発光現象を利用する発光素子を採用し、第１の蛍光体としてナノクリスタルＩｎＰを採用し、第２の蛍光体として上述のようにＣｄ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｐｂなどの環境保全上好ましくない材料（つまり、環境負荷が大きな材料）を含まない材料を採用することにより、低環境負荷の発光装置１を提供することができる。

（実施形態２）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じなので、図示および説明を省略し、以下、実施形態１と相違する点についてのみ説明する。

本実施形態の発光装置１では、実施形態１にて説明した図１における発光素子２として紫外ＬＥＤチップを採用し、波長変換部３における第２の波長変換層３ｂに分散させた第２の蛍光体（バルク蛍光体）として、発光素子２からの光（紫外線）を吸収して青色光を高効率に発光する青色蛍光体と、発光素子２からの光を吸収して緑色光を高効率に発光する緑色蛍光体とを有している点が相違する。なお、第１の波長変換層３ａに分散させた第１の蛍光体は、実施形態１と同じであり、発光素子２からの紫外線を吸収して赤色光を高効率に発光する。

本実施形態の発光装置１で用いる緑色蛍光体は実施形態１と同じであり、青色蛍光体についても、Ｃｄ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｐｂなどの環境保全上好ましくない材料を含まないことが前提であり、例えば、(Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ)₁₀(ＰＯ₄)₆Ｃｌ：Ｅｕ、(Ｂａ，Ｓｒ)ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ，Ｍｎ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕなどを採用すればよい。

ところで、本実施形態では、発光素子２として紫外ＬＥＤチップを採用しているが、紫色ＬＥＤチップを採用してもよい。なお、発光素子２として紫外ＬＥＤチップないし紫色ＬＥＤチップを用いる場合、発光ピーク波長が３５０ｎｍ〜３８０ｎｍ程度であれば、ＡｌＧａＮを活性層としたＬＥＤチップを使用し、発光ピーク波長が３７０ｎｍ〜４２０ｎｍ程度であれば、ＩｎＧａＮを活性層としたＬＥＤチップを使用すればよい。また、第２の蛍光体として青色蛍光体と緑色蛍光体とを有しているので、所望の合成光を白色光に限らなければ第１の蛍光体の発光ピーク波長は可視光波長帯内で５７０ｎｍよりも高く設定し、設定した発光ピーク波長に応じてナノクリスタルＩｎＰの粒径を設定すればよい。

（実施形態３）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じなので、図示および説明を省略し、以下、実施形態１と相違する点についてのみ説明する。

本実施形態の発光装置１では、実施形態１にて説明した図１における発光素子２として紫外ＬＥＤチップを採用し、波長変換部３における第１の波長変換層３ａに分散させた第１の蛍光体を構成するナノクリスタルＩｎＰとして発光素子２からの光を吸収して高効率に赤色光を放射するように粒径を設定したナノクリスタルＩｎＰの他に、発光素子２からの光を吸収して高効率に緑色光を放射するように粒径を設定したナノクリスタルＩｎＰを混在させ、波長変換部３における第２の波長変換層３ｂに分散させた第２の蛍光体（バルク蛍光体）として、発光素子２からの光（紫外線）を吸収して青色光を高効率に発光する青色蛍光体を採用している点が相違する。

ここに、本実施形態における第１の波長変換層３ａには粒径が１．５ｎｍ〜４ｎｍ程度のナノクリスタルＩｎＰが分散されており（つまり、意図的に粒径を異ならせたナノクリスタルＩｎＰが分散されており）、粒径が小さなナノクリスタルＩｎＰにより緑色光を放射させることができ、粒径が大きなナノクリスタルＩｎＰにより赤色光を放射させることができる。なお、原理的には粒径をさらに小さくすることで青色光を放射させることが可能であるが、粒径を１ｎｍ程度まで小さくする必要があり、ナノクリスタルＩｎＰの合成が難しくなる。

また、本実施形態の発光装置１で用いる青色蛍光体としては、実施形態２と同様に、Ｃｄ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｐｂなどの環境保全上好ましくない材料を含まないことが前提であり、例えば、(Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ)₁₀(ＰＯ₄)₆Ｃｌ：Ｅｕ、(Ｂａ，Ｓｒ)ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ，Ｍｎ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕなどを採用すればよい。

ところで、本実施形態では、発光素子２として紫外ＬＥＤチップを採用しているが、紫色ＬＥＤチップを採用してもよい。なお、発光素子２として紫外ＬＥＤチップないし紫色ＬＥＤチップを用いる場合、発光ピーク波長が３５０ｎｍ〜３８０ｎｍ程度であれば、ＡｌＧａＮを活性層としたＬＥＤチップを使用し、発光ピーク波長が３７０ｎｍ〜４２０ｎｍ程度であれば、ＩｎＧａＮを活性層としたＬＥＤチップを使用すればよい。また、第２の蛍光体として青色蛍光体を有しているので、所望の合成光を白色光に限らなければ第１の蛍光体の発光ピーク波長は、可視光波長帯内で５００ｎｍよりも高く設定し、設定した発光ピーク波長に応じてナノクリスタルＩｎＰの粒径を設定すればよい。また、本実施形態の第１の波長変換層３ａでは、赤色〜緑色で連続的な発光スペクトルが得られるので、実施形態２に比べて演色性を向上させることができる。

ところで、上記各実施形態では、波長変換部３を発光素子２の光取り出し面から離間して設けてあるが、波長変換部３として、実装基板４の凹所４１ａを埋める封止樹脂（例えば、エポキシ樹脂など）からなる封止部に第１の蛍光体を分散させ、上記第２の媒質中に第２の蛍光体を分散させた波長変換層を封止部上に設けた構成を採用してもよいし、発光素子２の光取り出し面に平行な面内において第１の蛍光体を上記第１の媒質中に分散させた第１の波長変換領域と第２の蛍光体を上記第２の媒質中に分散させた第２の波長変換領域とを並設し（例えば、交互に配列し）、発光素子２とは反対側に所望の色の光（例えば、白色光）を得るための光拡散部（例えば、光拡散板）が設けた構成を採用してもよい。ここに、後者の構成を採用した場合には、波長変換部３において第１の蛍光体と第２の蛍光体とが同一領域内に混在するように分散されている場合に比べて波長変換部３内での光散乱を抑制することができ、発光装置１全体としての光取り出し効率を向上させることができる。

なお、上記各実施形態の発光装置１は発光素子２および波長変換部３を１つずつしか備えていないが、発光素子２および波長変換部３それぞれの数は特に限定するものではなく、複数の発光素子２を設けて各発光素子２ごとに波長変換部３を設けてもよいし、複数の発光素子２に対して１つの波長変換部３を設けるようにしてもよい。また、上記各実施形態では、発光素子２としてＬＥＤチップを用いているが、発光素子２は、ＬＥＤチップに限らず、１ないし複数のＬＥＤの構成を有していればよい。

実施形態１を示す概略断面図である。

符号の説明

１発光装置
２発光素子
３波長変換部
３ａ第１の波長変換層
３ｂ第２の波長変換層

Claims

窒化ガリウム系化合物半導体での発光現象を利用する発光素子と、発光素子からの光によって励起されてそれぞれ発光素子の発光ピーク波長とは異なる発光ピーク波長の可視光を放射する複数種類の蛍光体を有する波長変換部とを備え、所望の合成光を出射する発光装置であって、波長変換部は、蛍光体として、粒径が励起子ボーア半径の２倍以下のIII−V族化合物からなる第１の蛍光体と、第１の蛍光体よりも発光ピーク波長が短く且つ粒径が励起子ボーア半径の２倍よりも大きな第２の蛍光体とを有することを特徴とする発光装置。
前記発光素子が青色ＬＥＤであり、前記第１の蛍光体の発光色が赤色であり、前記第２の蛍光体の発光色が緑色であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
前記発光素子が紫外ＬＥＤであり、前記第１の蛍光体の発光色が赤色であり、前記第２の蛍光体として、発光色が緑色の緑色蛍光体および発光色が青色の青色蛍光体を有することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
前記発光素子が紫外ＬＥＤであり、前記第１の蛍光体として発光色が赤色の蛍光体および発光色が緑色の蛍光体を有し、前記第２の蛍光体の発光色が青色であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
前記波長変換部は、前記第１の蛍光体を紫外線および可視光を透光する第１の媒質中に分散させた第１の波長変換層と、前記第２の蛍光体を紫外線および可視光を透光する第２の媒質中に分散させた第２の波長変換層とが前記発光素子の光取り出し面の法線方向に積層されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の発光装置。
前記波長変換部は、前記発光素子の光取り出し面に平行な面内において前記第１の蛍光体を分散させた第１の波長変換領域と前記第２の蛍光体を分散させた第２の波長変換領域とが並設され、前記発光素子とは反対側に所望の色の光を得るための光拡散部が設けられてなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の発光装置。