JP2007243056A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LEDチップ(発光ダイオードチップ)を利用した発光装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device using an LED chip (light emitting diode chip).
従来から、LEDチップとLEDチップから放射された光によって励起されてLEDチップとは異なる発光色の光を放射する複数種の蛍光体とを組み合わせ所望の混色光(例えば、白色光)を得るようにした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)。 Conventionally, a desired color mixture light (for example, white light) is obtained by combining an LED chip and a plurality of types of phosphors that are excited by light emitted from the LED chip and emit light having a light emission color different from that of the LED chip. Research and development of the light emitting device is performed in various places (for example, Patent Documents 1 and 2).
ここにおいて、上記特許文献1には、図2に示すように、青色光を放射するLEDチップ10と、透光性樹脂に粒子状の緑色蛍光体53’および粒子状の赤色蛍光体54’を分散させて形成された色変換部50’とを備えた発光装置1’が開示されている。
Here, in Patent Document 1, as shown in FIG. 2, an
一方、上記特許文献2には、図3に示すように、LEDチップ10と、LEDチップ10が実装された実装基板20と、透光性樹脂に粒子状の赤色蛍光体54’を分散させて形成された第1の色変換層50a”および透光性樹脂に粒子状の緑色蛍光体53’を分散させて形成された第2の色変換層50b”を有する色変換部50‘’とを備えた発光装置1”が開示されている。要するに、図3に示した構成の発光装置1”の色変換部50”は、発光色の異なる2種類の蛍光体(緑色蛍光体53’、赤色蛍光体54’)のうち発光ピーク波長が長波長側にある蛍光体(つまり、赤色蛍光体54’)を含有する第1の色変換層50a”を、波長ピーク波長が低波長側にある蛍光体(つまり、緑色蛍光体53’)を含有する第2の色変換層50b”よりもLEDチップ10の光取り出し面11に近い側に設けてある。なお、図3に示した構成の発光装置1”は、実装基板20の一表面にLEDチップ10を収納する収納凹所20aが形成されており、LEDチップ10が収納凹所20aの内底面に対向する形でフリップチップ実装され、収納凹所20a内に色変換部50”が形成されている。
上述の図2に示した構成の発光装置1’では、色変換部50’の緑色蛍光体53’から放射される緑色光および赤色蛍光体54’から放射される赤色光が全方向に放射されるので、発光ピーク波長が低波長側の緑色蛍光体53’で変換された緑色光の一部が長波長側の赤色蛍光体54’に吸収(二次吸収)されて赤色光に変換されるので、LEDチップ10からの青色光を赤色蛍光体54’により直接赤色光に変換する場合に比べて赤色の発光効率が低くなるため、このような二次吸収を抑制することが望まれていた。
In the light emitting device 1 ′ having the configuration shown in FIG. 2 described above, the green light emitted from the
また、図3に示した構成の発光装置1”においても、第2の色変換層50b”の緑色蛍光体53’から放射される光が全方向に放射され、緑色蛍光体53’で変換された緑色光の一部が第1の色変換層50a”の赤色蛍光体54’に吸収(二次吸収)されてしまうので、二次吸収を抑制することが望まれていた。
Also in the light emitting device 1 ″ having the configuration shown in FIG. 3, light emitted from the
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、発光色の異なる2種類の蛍光体のうち発光ピーク波長が低波長側にある第1の蛍光体から放射された光が長波長側の第2の蛍光体に吸収されるのを抑制することが可能な発光装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned reasons, and the object thereof is that light emitted from a first phosphor having an emission peak wavelength on the lower wavelength side among two types of phosphors having different emission colors. An object of the present invention is to provide a light emitting device capable of suppressing absorption by the second phosphor on the long wavelength side.
請求項1の発明は、発光色が同じであって並んで配置された2つのLEDチップと、両LEDチップを封止する透光性樹脂により形成された封止部とを備え、一方のLEDチップの光取り出し面に、当該光取り出し面から出射した光によって励起されて一方のLEDチップの発光色とは異なる色の光を放射する第1の蛍光体からなる第1の蛍光体層が積層され、他方のLEDチップの光取り出し面に、当該光取り出し面から出射した光によって励起されて第1の蛍光体よりも長波長の光を放射する第2の蛍光体からなる第2の蛍光体層が積層されてなることを特徴とする。 The invention of claim 1 includes two LED chips having the same emission color and arranged side by side, and a sealing portion formed of a translucent resin that seals both LED chips, and one LED A first phosphor layer made of a first phosphor that is excited by light emitted from the light extraction surface and emits light of a color different from the emission color of one LED chip is stacked on the light extraction surface of the chip. And a second phosphor comprising a second phosphor that emits light having a longer wavelength than the first phosphor upon being excited by light emitted from the light extraction surface of the other LED chip. It is characterized in that layers are laminated.
この発明によれば、発光色の異なる第1の蛍光体および第2の蛍光体それぞれからなる第1の蛍光体層と第2の蛍光体層とが各別に2つのLEDチップの光取り出し面に積層されているので、発光色の異なる2種類の蛍光体のうち発光ピーク波長が低波長側にある第1の蛍光体から放射された光が長波長側の第2の蛍光体に吸収されるのを抑制することが可能になる。 According to the present invention, the first phosphor layer and the second phosphor layer each made of the first phosphor and the second phosphor having different emission colors are separately provided on the light extraction surfaces of the two LED chips. Since they are stacked, light emitted from the first phosphor having the emission peak wavelength on the lower wavelength side among the two types of phosphors having different emission colors is absorbed by the second phosphor on the longer wavelength side. Can be suppressed.
請求項2の発明は、請求項1の発明は、前記各LEDチップが青色光を放射する青色LEDチップであり、前記第1の蛍光体が緑色光を放射する緑色蛍光体、前記第2の蛍光体が赤色光を放射する赤色蛍光体であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, each of the LED chips is a blue LED chip that emits blue light, and the first phosphor emits green light, the second phosphor. The phosphor is a red phosphor that emits red light.
この発明によれば、一方の青色LEDチップからの光が緑色蛍光体により直接緑色光に変換されるとともに、他方の青色LEDチップからの光が赤色蛍光体により直接赤色光に変換されることとなり、緑色蛍光体から放射された緑色光が赤色蛍光体に吸収されるのを抑制することができる。 According to this invention, light from one blue LED chip is directly converted to green light by the green phosphor, and light from the other blue LED chip is directly converted to red light by the red phosphor. The green light emitted from the green phosphor can be suppressed from being absorbed by the red phosphor.
請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明において、前記封止部は、多数の粒子状の光拡散材を含有していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the sealing portion contains a number of particulate light diffusing materials.
この発明によれば、前記封止部から出射される混色光の色むらを低減することができる。 According to this invention, the color unevenness of the mixed color light emitted from the sealing portion can be reduced.
請求項1の発明では、発光色の異なる2種類の蛍光体のうち発光ピーク波長が低波長側にある第1の蛍光体から放射された光が長波長側の第2の蛍光体に吸収されるのを抑制することが可能になるという効果がある。 In the invention of claim 1, light emitted from the first phosphor having the emission peak wavelength on the low wavelength side among the two types of phosphors having different emission colors is absorbed by the second phosphor on the long wavelength side. There is an effect that it is possible to suppress the occurrence.
(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、発光色が同じ2つのLEDチップ10a,10bと、両LEDチップ10a,10bが実装された矩形板状の実装基板20と、実装基板20における両LEDチップ10a,10bの実装面側で両LEDチップ10a,10bを封止する透光性樹脂により形成された封止部30とを備え、一方のLEDチップ10aの光取り出し面11aに、当該光取り出し面11aから出射した光によって励起されてLEDチップ10aの発光色とは異なる色の光を放射する第1の蛍光体からなる第1の蛍光体層41が積層され、他方のLEDチップ10bの光取り出し面11bに、当該光取り出し面11bから出射した光によって励起されて第1の蛍光体よりも長波長の光を放射する第2の蛍光体からなる第2の蛍光体層42が積層されている。なお、実装基板20には、各LEDチップ10a,10bへの給電用の導体パターン(図示せず)が形成されている。ここにおいて、各LEDチップ10a,10bは、実装基板20の一表面側において互いに近接する形で並んで配置されている。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the light emitting device 1 of the present embodiment includes two
各LEDチップ10a,10bは、青色光を放射するGaN系青色LEDチップであり、結晶成長用基板の主表面側にGaN系化合物半導体材料により形成されて例えばダブルへテロ構造を有する積層構造部からなる発光部がエピタキシャル成長法(例えば、MOVPE法など)により成長されたものであり、アノード電極およびカソード電極を有している。なお、上述の結晶成長用基板としては、例えば、サファイア基板や、サファイア基板に比べて格子定数や結晶構造がGaNに近く且つ導電性を有するn形のSiC基板などを採用すればよい。なお、実装基板20へのLEDチップ10a,10bの実装形態は特に限定するものではなく、フェースダウンで実装してもよいし、フェースアップで実装してもよい。また、各LEDチップ10a,10bと実装基板20との線膨張率差が比較的大きい場合には、両LEDチップ10a,10bを、各LEDチップ10a,10bと実装基板20との線膨張率の差に起因して各LEDチップ10a,10bに働く応力を緩和するサブマウント部材を介して実装基板20に実装するようにしてもよい。ここで、サブマウント部材は、各LEDチップ10a,10bごとに1つずつ設けてもよいが、両LEDチップ10a,10bに対して1つだけ設けるようにした方が部品点数の削減および発光装置1全体の小型化の点で有利である。
Each of the
上述の封止部30は、透光性樹脂としてシリコーン樹脂を採用しており、凸レンズ状の形状に形成されている。ここにおいて、封止部30には、多数の粒子状の光拡散材32が分散されている(要するに、封止部30は、多数の粒子状の光拡散材32を含有している)。なお、封止部30の材料である透光性樹脂は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などを採用してもよい。また、光拡散材32の材料としては、例えば、上記透光性樹脂とは屈折率の異なる透明なガラスや、Au,Agなどの金属を採用すればよい。
The above-described
第1の蛍光体層41の材料である第1の蛍光体としては、LEDチップ10aから放射された光によって励起されて緑色光を放射する粒子状の緑色蛍光体を採用し、第2の蛍光体層42の材料である第2の蛍光体としては、LEDチップ10bから放射された光によって励起されて赤色光を放射する赤色蛍光体を採用している。したがって、本実施形態の発光装置1は、一方のLEDチップ10aから放射され第1の蛍光体層41を透過した青色光と、第1の蛍光体層41の緑色蛍光体から放射された緑色光と、他方のLEDチップ10bから放射され第2の蛍光体層42を透過した青色光と、第2の蛍光体層42の赤色蛍光体から放射された赤色光とが封止部30の表面である光出射面31から出射されることとなり、白色光を得ることができる。
As the first phosphor that is the material of the
以上説明した本実施形態の発光装置1では、第1の蛍光体である緑色蛍光体からなる第1の蛍光体層41と第2の蛍光体である赤色蛍光体からなる第2の蛍光体層42とが各別に2つのLEDチップ10a,10bの光取り出し面11a,11bに積層されているので、一方の青色LEDチップ10aからの光が緑色蛍光体により直接緑色光に変換されるとともに、他方の青色LEDチップからの光が赤色蛍光体により直接赤色光に変換されることとなり、緑色蛍光体から放射された緑色光が赤色蛍光体に吸収されるのを抑制することができるから、従来の青色LEDチップと緑色蛍光体と赤色蛍光体とを組み合わせた発光装置に比べて演色性の高い白色光を得ることが可能となる。また、本実施形態の発光装置1では、封止部30が多数の粒子状の光拡散材32を含有しているので、封止部30の光出射面31から出射される混色光の色むらを低減することができる。
In the light emitting device 1 of the present embodiment described above, the
なお、本実施形態の発光装置1を照明器具の光源として利用する場合には、例えば、複数の発光装置1を回路基板や放熱板や器具本体などに適宜並べて実装すればよい。また、上述の実装基板20の平面サイズを大きくして、1枚の実装基板20に2つのLEDチップ10a,10bの組を複数組実装し、各組ごとに両蛍光体層41,42および封止部30を設けるようにしてもよい。
In addition, when using the light-emitting device 1 of this embodiment as a light source of a lighting fixture, what is necessary is just to arrange | position the some light-emitting devices 1 side by side on a circuit board, a heat sink, an instrument main body, etc. suitably. Further, by increasing the planar size of the mounting
1 発光装置
10a,10b LEDチップ
11a,11b 光取り出し面
20 実装基板
30 封止部
31 光出射面
32 光拡散材
41 第1の蛍光体層
42 第2の蛍光体層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light-emitting
Claims (3)
The light emitting device according to claim 1, wherein the sealing portion contains a number of particulate light diffusing materials.
Priority Applications (1)
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JP2006066411A JP2007243056A (en) | 2006-03-10 | 2006-03-10 | Light emitting device |
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