JP2012195420A - 白色発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化した場合においても発光効率を高めることを可能にした白色発光装置を提供する。
【解決手段】実施形態の白色発光装置１は、基板２と、基板２上に実装され、紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ３と、ＬＥＤチップ３を覆うように設けられた透明樹脂層４と、透明樹脂層４上に形成され、ＬＥＤチップ３から出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光体層５とを具備する。透明樹脂層４は、ＬＥＤチップ３の発光ピーク波長の１／４以下の最大粒子径を有する無機化合物粉末を含有している。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、白色発光装置に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた発光装置は、液晶表示装置のバックライト、信号装置、スイッチ類、車載用ランプ、一般照明等の照明装置に幅広く利用されている。特に、ＬＥＤと蛍光体とを組合せた白色発光型のＬＥＤランプ（白色ＬＥＤランプ）は、液晶表示装置のバックライトや車載用ランプ等に加えて、白熱電球や蛍光ランプ等を用いた照明器具の代替品として注目されており、白色照明器具として実用化が進められている。

白色ＬＥＤランプとしては、青色発光のＬＥＤチップと黄色蛍光体等とを組合せたＬＥＤランプと、発光波長が３６０〜４４０ｎｍ程度の近紫外発光のＬＥＤチップと青色、緑色乃至黄色、赤色の各蛍光体の混合物（ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体）とを組合せたＬＥＤランプとが知られている。後者の白色ＬＥＤランプにおいては、ＬＥＤチップを封止する透明樹脂中に蛍光体を分散させて蛍光体層を形成し、ＬＥＤチップから出射される近紫外光等を蛍光体で長波長の光に変換して白色光等の所望の色の可視光を得ている。

白色ＬＥＤランプは、医療用等の特殊照明への適用も検討されている。医療用の白色照明では、血管等を鮮明に照らすために、演色性等に優れることが求められる。このような点に対して、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体等とを組合せたＬＥＤランプは、演色性等に劣るという欠点を有している。一方、近紫外発光のＬＥＤチップとＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体とを組合せたＬＥＤランプは、色再現性や演色性等に優れるものの、発光効率に劣るという難点を有している。特に、医療用の照明では小型のＬＥＤランプが用いられることが多く、照度が低下しやすいため、白色ＬＥＤランプの発光効率の向上が求められている。

国際公開第２００９／０３７８４８号

本発明が解決しようとする課題は、小型化した場合においても発光効率を高めることを可能にした白色発光装置を提供することを目的としている。

実施形態の白色発光装置は、基板と、基板上に実装され、紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを覆うように設けられた透明樹脂層と、透明樹脂層上に形成され、ＬＥＤチップから出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光体層とを具備する。透明樹脂層は、ＬＥＤチップの発光ピーク波長の１／４以下の最大粒子径を有する無機化合物粉末を含有している。

第１の実施形態の白色発光装置を示す断面図である。 第２の実施形態の白色発光装置を示す断面図である。

以下、実施形態の発光装置について、図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態による白色発光装置の構成を示す断面図、図２は第２の実施形態による白色発光装置の構成を示す断面図である。これらの図に示す白色発光装置１は、基板２と、基板２上に実装され、紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ３と、ＬＥＤチップ３を覆うように設けられた透明樹脂層４と、透明樹脂層４上に形成され、ＬＥＤチップ３から出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光体層５とを具備する白色ＬＥＤランプである。

基板２としては、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、窒化ケイ素基板等のセラミックス基板の表面、さらに必要に応じて内部に配線網（図示せず）を設けた配線基板が用いられる。ＬＥＤチップ３は、このような基板（配線基板）２上に実装されている。ＬＥＤチップ３の電極（図示せず）は、基板２の図示しない配線網に設けられた電極と直接もしくはボンディングワイヤ等を介して電気的に接続されている。このような電気的接続構造によって、ＬＥＤチップ３には基板２の配線網を介して直流電圧が印加される。

ＬＥＤチップ３には、紫外発光、近紫外発光、紫色発光、青紫色発光等のＬＥＤ（発光ダイオード）用いられる。ＬＥＤチップ３は、例えばＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系等の発光層３ａを有している。ＬＥＤチップ３の発光ピーク波長は３６０〜４４０ｎｍの範囲であることが好ましい。このような発光ピーク波長を有するＬＥＤチップ３と後述するＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体とを組合せることによって、演色性等に優れる白色光を得ることができる。ＬＥＤチップ３の発光ピーク波長は３６０〜４１０ｎｍの範囲であることがより好ましく、これにより演色性に加えて発光効率等も高めることができる。

基板２上に実装されたＬＥＤチップ３は、透明樹脂層４で覆われている。透明樹脂層４は、ＬＥＤチップ３の発光層３ａを有する上面及び側面全体を覆うように設けられている。透明樹脂層４には、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等が用いられる。特に、シリコーン樹脂は紫外光や熱に対する耐劣化性に優れることから、透明樹脂層４の形成材料として好適である。透明樹脂層４上には、その表面全体を覆うように蛍光体層５が形成されている。蛍光体層５は、透明樹脂層４を覆うように設けられた透明樹脂層６と、透明樹脂層６中に分散された蛍光体７とを備えている。

透明樹脂層４と蛍光体層５との積層体は、その全表面から白色光を取り出すことが可能な形状を有することが好ましく、具体的な形状は特に限定されるものではない。例えば、図１は半球形状の透明樹脂層４と、その表面全体を略相似的に覆う蛍光体層５とを有する白色ＬＥＤランプ１を示している。また、図２は円柱形状の先端側を半球形状とした透明樹脂層４（円柱形状と半球形状との組合せ形状を有する透明樹脂層４）と、その表面全体を略相似的に覆う蛍光体層５とを有する白色ＬＥＤランプ１を示している。

透明樹脂層４と蛍光体層５との積層体の形状としては、図１や図２に示した形状以外に、オーバル柱形状、オーバル柱形状と半球形状との組合せ形状等が挙げられる。また、半球形状は真球に対応するものに限られるものではなく、全体的に潰れた断面楕円形状等を含むドーム型形状であればよい。さらに、透明樹脂層４と蛍光体層５との積層体の平面形状（基板２の表面に平行な部分の形状）は、四角形や多角形であってもよいが、白色ＬＥＤランプ１から発光される白色光を均一に分散させる上で、球状や楕円状（全体形状としては半球状、円柱状、オーバル柱状、これらの組合せ形状等）であることが好ましい。

蛍光体層５は、ＬＥＤチップ３から出射される紫外乃至紫色光により励起されて所望の可視光を発光する蛍光体７を有している。白色ＬＥＤランプ１に印加された電気エネルギーは、ＬＥＤチップ３で紫外乃至紫色光に変換され、さらに蛍光体７でより長波長の光に変換されて、白色ＬＥＤランプ１から白色光が放出される。ＬＥＤチップ３と蛍光体層５との間に透明樹脂層４を介在させることで、ＬＥＤチップ３の発光効率が向上する。すなわち、透明樹脂層４を介在させた場合、ＬＥＤチップ３から出射された光が蛍光体層５で反射したとしても、ＬＥＤチップ３に吸収されて損失する確率が小さくなるため、光の利用効率、言い換えると白色ＬＥＤランプ１の発光効率を高めることができる。

ところで、医療用の照明用途等においては、小型の白色ＬＥＤランプ１が求められている。小型の白色ＬＥＤランプ１を実現する場合には、透明樹脂層４と蛍光体層５との積層体の形状自体を小型化する必要がある。例えば、平面形状を円形とした場合、透明樹脂層４と蛍光体層５との積層体の直径Ｄを５ｍｍもしくはそれ以下とした白色ＬＥＤランプ１が求められる。小型の白色ＬＥＤランプ１では、ＬＥＤチップ３から蛍光体層５までの距離が短いため、ＬＥＤチップ３から出射された光の強度に分布が生じやすい。

すなわち、小型の白色ＬＥＤランプ１においては、ＬＥＤチップ３からの配光が不均一になりやすく、部分的に光強度が高い領域と低い領域とが生じやすい。蛍光体層５に照射される光の強度が部分的に低いということは、蛍光体層５全体を均一に発光させることができないことを意味する。また、部分的に蛍光体層５に高強度の光が照射されると、外部量子効率が低下して光の発光強度が低下する。このように、ＬＥＤチップ３からの配光が不均一になることで、蛍光体層５の発光効率が低下する。

そこで、この実施形態の白色ＬＥＤランプ１においては、透明樹脂層４に透明な無機化合物粉末を含有させている。透明樹脂層４中に含有させる無機化合物粉末は、最大粒子径がＬＥＤチップ３の発光ピーク波長（例えば３６０〜４４０ｎｍの範囲）の１／４以下の粒子径を有している。ここで、無機化合物粉末の最大粒子径は、一次粒子の最大径を示すものである。ＬＥＤチップ３の発光ピーク波長の１／４以下の最大粒子径を有する無機化合物粉末によれば、ＬＥＤチップ３から出射された光を適度に散乱させるため、ＬＥＤチップ３の配光を均一化することができる。最大粒子径が発光ピーク波長の１／４を超えると、光がＬＥＤチップ３側に反射する確率が高くなる。

このように、ＬＥＤチップ３の発光ピーク波長の１／４以下の最大粒子径を有する無機化合物粉末を透明樹脂層４中に分散させることによって、ＬＥＤチップ３の配光が均一化される。従って、蛍光体層５全体を均一に発光させることができ、かつ外部量子効率の低下等を抑制することができる。これらによって、蛍光体層５の発光効率を向上させることが可能となるため、小型の白色ＬＥＤランプ１で十分な照度を得ることができる。透明樹脂層４中に分散させた無機化合物粉末による蛍光体層５の発光効率の向上効果は、特に小型の白色ＬＥＤランプ１に対して有効である。

すなわち、図１や図２に示すように、ＬＥＤチップ３の発光層３ａの中心から蛍光体層５までの最短距離（最近接距離）Ｌが４ｍｍ以下である白色ＬＥＤランプ１の透明樹脂層４に対して、ＬＥＤチップ３の発光ピーク波長の１／４以下の最大粒子径を有する無機化合物粉末を分散させることによって、そのような小型の白色ＬＥＤランプ１の発光効率を効果的に向上させることが可能となる。無機化合物粉末を含有する透明樹脂層４は、最短距離Ｌが４ｍｍを超える白色ＬＥＤランプ１に適用してもよいが、そのような場合には無機化合物粉末の光の散乱効果に基づく発光効率の向上率が小さくなる。ここで、蛍光体層５の発光効率とは、単位電力（単位：Ｗ）当たりの光束（単位：ｌｍ）を示す。

透明樹脂層４中に含有させる無機化合物粉末としては、フュームドシリカ（乾式シリカ）、沈降性シリカ（湿式シリカ）等のシリカ粉末、フュームドアルミナ、粉砕アルミナ等のアルミナ粉末、酸化セリウム粉末、酸化ジルコニウム粉末、酸化チタン粉末、チタン酸バリウム粉末等の金属酸化物粉末が挙げられる。これらのうちでも、シリカ粉末やアルミナ粉末は安価でかつ微粒子化が容易であるため、透明樹脂層４中に含有させる無機化合物粉末として好ましく、特にフュームドシリカやフュームドアルミナは球状の超微粒子を得やすいことから好適である。

上述したような無機化合物粉末は、透明樹脂層４に対して０．１〜５質量％の範囲で含有させることが好ましい。無機化合物粉末の含有量が０．１質量％未満であると、無機化合物粉末による光の散乱効果を十分に得ることができないおそれがある。一方、無機化合物粉末の含有量が５質量％を超えると、光の多重散乱等が生じやすくなり、蛍光体層５に到達する光が減少するおそれがある。これらによって、蛍光体層５の発光効率を十分に高めることができなかったり、また発光効率の低下を招くおそれがある。無機化合物粉末の含有量は１質量％以上とすることがより好ましい。無機化合物粉末の含有量の上限値は３質量％とすることがより好ましい。また、無機化合物粉末の最大粒子径は、ＬＥＤチップ３の発光ピーク波長の１／８以下であることがより好ましい。

白色ＬＥＤランプ１の発光色は、ＬＥＤチップ３の発光ピーク波長と蛍光体７との組合せにより決定される。紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ３と組合せて白色光を得るための蛍光体としては、青色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体を含む混合蛍光体（ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体）が挙げられる。ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体は、ＬＥＤチップ３から出射される紫外乃至紫色光を吸収して、青色光、緑色乃至黄色光、及び赤色光を発光し、これらが混色されて所望の色温度を有する白色光が取出される。ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体は、同じ色の蛍光体を２種類以上含んでいてもよいし、また他の発光色を有する蛍光体（例えば青緑色蛍光体、深赤色蛍光体等）を補助的に含んでいてもよい。

ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体を構成する各蛍光体の一例を以下に示すが、蛍光体層５を構成する蛍光体７は下記の蛍光体に限定されるものではない。青色蛍光体としては、発光のピーク波長が４３０〜４６０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（１）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活アルカリ土類クロロ燐酸塩蛍光体が挙げられる。
一般式：（Ｓｒ_1-x-y-zＢａ_xＣａ_yＥｕ_z）₅（ＰＯ₄）₃・Ｃｌ …（１）
（式中、ｘ、ｙ、及びｚは０≦ｘ＜０．５、０≦ｙ＜０．１、０．００５≦ｚ＜０．１を満足する数である）

緑色乃至黄色蛍光体としては、発光のピーク波長が４９０〜５８０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（２）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びマンガン（Ｍｎ）付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、式（３）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びマンガン（Ｍｎ）付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体、式（４）で表される組成を有するセリウム（Ｃｅ）付活希土類アルミン酸塩蛍光体、式（５）や式（６）
で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活サイアロン蛍光体等が挙げられる。

一般式：（Ｂａ_1-x-y-zＳｒ_xＣａ_yＥｕ_z）（Ｍｇ_1-uＭｎ_u）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇ …（２）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０≦ｘ＜０．２、０≦ｙ＜０．１、０．００５＜ｚ＜０．５、０．１＜ｕ＜０．５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ_1-x-y-z-uＢａ_xＭｇ_yＥｕ_zＭｎ_u）₂ＳｉＯ₄ …（３）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）
一般式：ＲＥ₃Ａ_xＡｌ_5-x-yＢ_yＯ₁₂：Ｃｅ_z …（４）
（式中、ＲＥはＹ、Ｌｕ、及びＧｄから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、Ａ及びＢは対をなす元素であって、（Ａ，Ｂ）が（Ｍｇ，Ｓｉ）、（Ｂ，Ｓｃ）、（Ｂ．Ｉｎ）のいずれかであり、ｘ、ｙ、及びｚはｘ＜２、ｙ＜２、０．９≦ｘ／ｙ≦１．１、０．０５≦ｚ≦０．５ を満足する数である）
一般式：（Ｓｉ，Ａｌ）₆（Ｏ，Ｎ）₈：Ｅｕ_x …（５）
（式中、ｘは０＜ｘ＜０．３を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ_1-xＥｕ_x）_αＳｉ_βＡｌ_γＯ_δＮ_ω …（６）
（式中、ｘ、α、β、γ、δ、及びωは０＜ｘ＜１、０＜α≦３、１２≦β≦１４、２≦γ≦３．５、１≦δ≦３、２０≦ω≦２２を満足する数である）

赤色蛍光体としては、発光のピーク波長が５８０〜６３０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（７）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活酸硫化ランタン蛍光体、式（８）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びビスマス（Ｂｉ）付活酸化イットリウム蛍光体、式（９）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活カズン蛍光体（窒化物蛍光体）、式（１０）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活サイアロン蛍光体等が挙げられる。

一般式：（Ｌａ_1-x-yＥｕ_xＭ_y）₂Ｏ₂Ｓ …（７）
（式中、ＭはＳｍ、Ｇａ、Ｓｂ、及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、ｘ及びｙは０．０８≦ｘ＜０．１６、０．０００００１≦ｙ＜０．００３を満足する数である）
一般式：（Ｙ_1-x-yＥｕ_xＢｉ_y）₂Ｏ₃ …（８）
（式中、ｘ及びｙは０．０１≦ｘ＜０．１５、０．００１≦ｙ＜０．０５を満足する数である）
一般式：（Ｃａ_1-x-yＳｒ_xＥｕ_y）ＳｉＡｌＮ₃ …（９）
（式中、ｘ及びｙは０≦ｘ＜０．４、０＜ｘ＜０．５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ_1-xＥｕ_x）_αＳｉ_βＡｌ_γＯ_δＮ_ω …（１０）
（式中、ｘ、α、β、γ、δ、及びωは０＜ｘ＜１、０＜α≦３、５≦β≦９、１≦γ≦５、０．５≦δ≦２、５≦ω≦１５を満足する数である）

青緑色蛍光体としては、発光のピーク波長が４６０〜４９０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（１１）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びマンガン（Ｍｎ）付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体が挙げられる。
一般式：（Ｂａ_1-x-y-z-uＳｒ_xＭｇ_yＥｕ_zＭｎ_u）₂ＳｉＯ₄ …（１１）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）

深赤色蛍光体としては、発光のピーク波長が６３０〜７８０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（１２）で表される組成を有するマンガン（Ｍｎ）付活マグネシウムフロロジャーマネート蛍光体を使用することが好ましい。
一般式：αＭｇＯ・βＭｇＦ₂・（Ｇｅ_1-xＭｎ_x）Ｏ₂ …（１２）
（式中、α、β、及びｘは３．０≦α≦４．０、０．４≦β≦０．６、０．００１≦ｘ≦０．５を満足する数である）

混合蛍光体を構成する各蛍光体の比率は、白色ＬＥＤランプ１の発光色等に応じて適宜に設定されるものであるが、例えば混合蛍光体は１０〜６０質量％の範囲の青色蛍光体、０〜１０質量％の範囲の青緑色蛍光体、１〜３０質量％の範囲の緑色乃至黄色蛍光体、３０〜９０質量％の範囲の赤色蛍光体、及び０〜３５質量％の範囲の深赤色蛍光体を含有することが好ましい。このような混合蛍光体によれば、相関色温度が６５００Ｋ〜２５００Ｋというような広範囲の白色光を同一の蛍光種で得ることができ、さらに白色光の平均演色評価数Ｒａ等で評価される演色性を高めることが可能となる。

この実施形態の白色ＬＥＤランプ１は、例えば以下のようにして作製される。まず、透明樹脂層４の形成材料となる液状の透明樹脂（シリコーン樹脂等）に、ＬＥＤチップ３の発光ピーク波長の１／４以下の最大粒子径を有する無機化合物粉末を添加して混合する。このような液状の透明樹脂を、基板２上に実装されたＬＥＤチップ３に塗布し、これを固化させることによって、無機化合物粉末を含有する透明樹脂層４を形成する。

次に、蛍光体粉末を液状の透明樹脂（シリコーン樹脂等）に添加して混合することによって、所望の発光色を有する蛍光体スラリーを調製する。蛍光体と透明樹脂との混合比は、蛍光体の種類や粒径により適宜に選択されるが、例えば蛍光体を１００質量部としたとき、透明樹脂量は５〜１００質量部の範囲とすることが好ましい。蛍光体の種類や混合比等は目的とする発光色に応じて任意に設定される。

次いで、無機化合物粉末を含有する透明樹脂層４上に蛍光体スラリーを塗布し、蛍光体スラリー中の透明樹脂を固化させて蛍光体層５を形成する。紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ３を使用した白色ＬＥＤランプ１においては、紫外光が外部に漏れ出すことを抑制するために、蛍光体層５の厚さは例えば０．１〜２ｍｍというように厚くすることが好ましい。このようにして、透明樹脂層４と蛍光体層５との積層体を有する白色ＬＥＤランプ１を作製する。液状の透明樹脂や蛍光体スラリーの塗布方法としては、ディスペンサを用いた塗布法、あるいは印刷法や射出成型法等を使用することができる。

次に、本発明の具体的な実施例及びその評価結果について述べる。

（実施例１〜４）
まず、外形が４×４ｍｍのアルミナ基板の表面に、Ａｇペーストを使用してダイパッドと配線パターンを形成した後、外形が１×１ｍｍのＬＥＤチップを中央に１個実装した。ＬＥＤチップの発光ピーク波長は表１に示す通りである。このＬＥＤチップ上に、表１に示す無機化合物粉末を表１に示す配合量で添加して混合したシリコーン樹脂を、図１に示したように半球状に塗布し、これを１４０℃の温度で熱処理してシリコーン樹脂を硬化させることによって、直径が２．７ｍｍの透明樹脂層（シリコーン樹脂層）を形成した。なお、無機化合物粉末の平均一次粒子径と最大粒子径は、日機装社製のナノトラック・ＵＰＡ−ＥＸ１５０（商品名）を用いて測定した。

次に、青色蛍光体としてＥｕ付活アルカリ土類クロロ燐酸塩（（Ｓｒ_0.59Ｂａ_0.39Ｃａ_0.01Ｅｕ_0.01）₅（ＰＯ₄）₃・Ｃｌ）蛍光体、黄色蛍光体としてＥｕ及びＭｎ付活アルカリ土類珪酸塩（（Ｓｒ_0.7Ｂａ_0.15Ｍｇ_0.0975Ｅｕ_0.05Ｍｎ_0.0025）₂ＳｉＯ₄）蛍光体、赤色蛍光体としてＥｕ付活酸硫化ランタン（（Ｌａ_0.938Ｅｕ_0.06Ｓｍ_0.002）₂Ｏ₂Ｓ）蛍光体を用意した。これらの蛍光体は５０μｍメッシュを通過したものである。

次いで、１７．６質量％の青色蛍光体と２．６質量％の緑色蛍光体と４４．８質量％の赤色蛍光体とを、３５．０質量％のシリコーン樹脂と混合して蛍光体スラリーを調製した。この蛍光体スラリーを透明樹脂層上に半球状に塗布し、これを１４０℃の温度で熱処理してシリコーン樹脂を硬化させることによって、直径が３．５ｍｍの蛍光体層を形成した。このようにして得た白色ＬＥＤランプを発光効率と相関色温度を、ラブズフェア社製の積分球及び分光測定器を用いて測定した。それらの測定結果を表１に示す。

（比較例１〜２）
表１に示す無機化合物粉末（最大粒子径がＬＥＤチップの発光ピーク波長の１／４を超える粉末）を使用する以外は、実施例１と同様にして白色ＬＥＤランプを作製し、実施例１と同様にして発光効率と相関色温度を測定した。それらの測定結果を表１に示す。

表１から明らかなように、最大粒子径がＬＥＤチップの発光ピーク波長の１／４以下の無機化合物粉末を用いた実施例１〜４による白色ＬＥＤランプは、最大粒子径がＬＥＤチップの発光ピーク波長の１／４を超える無機化合物粉末を用いた比較例１〜４による白色ＬＥＤランプに比べて、発光効率に優れることが分かる。

（実施例５〜１０、比較例３）
表２に示すように、シリコーン樹脂に対する無機化合物粉末（平均一次粒子径が７ｎｍ、最大粒子径が２０ｎｍのフュームドシリカ）の配合量を変更する以外は、実施例１と同様にして白色ＬＥＤランプを作製し、実施例１と同様にして発光効率と相関色温度を測定した。それらの測定結果を表２に示す。

表２から明らかなように、最大粒子径がＬＥＤチップの発光ピーク波長の１／４以下の無機化合物粉末を、透明樹脂層中に１〜５質量％の範囲で含有させることによって、特に白色ＬＥＤランプの発光効率を高めることができる。従って、透明樹脂層における無機化合物粉末の含有量は０．１〜５質量％の範囲とすることが好ましい。

（実施例１１〜１６）
表３に示すように、基板外形、透明樹脂層と蛍光体層の直径（それらに基づくＬＥＤチップの発光層の中心から蛍光体層までの最短距離Ｌ）を変更する以外は、実施例１と同様にして白色ＬＥＤランプを作製し、実施例１と同様にして発光効率と相関色温度を測定した。それらの測定結果を表３に示す。

（比較例４〜９）
表３に示すように、透明樹脂層に無機化合物粉末を含有させない以外は、実施例１１〜１６と同様にして白色ＬＥＤランプを作製し、実施例１と同様にして発光効率と相関色温度を測定した。それらの測定結果を表３に示す。

表３から明らかなように、ＬＥＤチップの発光層の中心から蛍光体層までの最短距離Ｌが４ｍｍ以下の場合において、透明樹脂層に含有させた無機化合物粉末による発光効率の向上効果が顕著になることが分かる。従って、無機化合物粉末を含有させた透明樹脂層は、ＬＥＤチップの発光層の中心から蛍光体層までの最短距離Ｌが４ｍｍ以下の白色ＬＥＤランプに適用することがより有効である。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…白色発光装置（白色ＬＥＤランプ）、２…基板、３…ＬＥＤチップ、３ａ…発光層、４…透明樹脂層、５…蛍光体層、６…蛍光体、７…透明樹脂層。

Claims (7)

1. 基板と、
   前記基板上に実装され、紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップと、
   前記ＬＥＤチップを覆うように設けられた透明樹脂層と、
   前記透明樹脂層上に形成され、前記ＬＥＤチップから出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光体層とを具備し、
   前記透明樹脂層は、前記ＬＥＤチップの発光ピーク波長の１／４以下の最大粒子径を有する無機化合物粉末を含有することを特徴とする白色発光装置。
2. 請求項１記載の白色発光装置において、
   前記無機化合物粉末は、シリカ粉末及びアルミナ粉末から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする白色発光装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の白色発光装置において、
   前記透明樹脂層は、前記無機化合物粉末を０．１質量％以上５質量％以下の範囲で含有することを特徴とする白色発光装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の白色発光装置において、
   前記ＬＥＤチップの前記発光ピーク波長は３６０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下であることを特徴とする白色発光装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の白色発光装置において、
   前記ＬＥＤチップの発光層の中心から前記蛍光体層までの最短距離が４ｍｍ以下であることを特徴とする白色発光装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の白色発光装置において、
   前記透明樹脂層はシリコーン樹脂からなり、半球形状、円柱形状、オーバル柱形状、又はこれらの組合せ形状を有することを特徴とする白色発光装置。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の白色発光装置において、
   前記蛍光体層は、透明樹脂層中に分散された青色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体を備えることを特徴とする白色発光装置。

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