JP2013135082A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＬＥＤチップとその表面上の蛍光体層から構成される発光素子を備え、発光素子の歩留まりを向上させることができる構成を有する発光装置を提供する。
【解決手段】本発明の一態様に係る発光装置１は、基板２と、基板２に実装された、ＬＥＤチップ４ａ、４ｂとその表面上の蛍光体層５ａ、５ｂを有する発光素子３ａ、３ｂと、を有し、発光素子３ａ、３ｂが発する光の色度座標のｘ値の偏差の最大値が０．０１２５以上である。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の一態様に係る発光装置１は、基板２と、基板２に実装された、ＬＥＤチップ４ａ、４ｂとその表面上の蛍光体層５ａ、５ｂを有する発光素子３ａ、３ｂと、を有し、発光素子３ａ、３ｂが発する光の色度座標のｘ値の偏差の最大値が０．０１２５以上である。
【選択図】図１
Description
本発明は、発光装置に関する。
従来、ＬＥＤチップとその表面上の蛍光体層から構成される発光素子が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。このような発光素子においては、蛍光体がＬＥＤチップに隣接するため、光変換効率が高い。また、蛍光体層を均一な厚さに形成することにより、視野角による色むらを抑えることができる。
しかし、ＬＥＤチップ上の蛍光体層の厚さを制御することは難しく、発光素子から発せられる光の色度が個体ごとに異なってしまう場合が多い。通常、製品規格から外れた色度を有する発光素子は、不良品として処理されるため、発光素子の歩留まりが低下する。
したがって、本発明の目的は、ＬＥＤチップとその表面上の蛍光体層から構成される発光素子を備え、発光素子の歩留まりを向上させることができる構成を有する発光装置を提供することにある。
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、基板と、前記基板に実装された、ＬＥＤチップとその表面上の蛍光体層を有する複数の発光素子と、を有し、前記複数の発光素子が発する光の色度座標のｘ値の偏差の最大値が０．０１２５以上である発光装置を提供する。
上記発光装置において、前記色度座標のｘ値の偏差の最大値は０．１０００以下であってもよい。
上記発光装置において、前記色度座標のｘ値の偏差の最大値が０．０２５０以上であってもよい。
上記発光装置において、前記色度座標のｘ値の偏差の最大値が０．０３７５以上であってもよい。
本発明によれば、ＬＥＤチップとその表面上の蛍光体層から構成される発光素子を備え、発光素子の歩留まりを向上させることができる構成を有する発光装置を提供することができる。
〔実施の形態〕
図１は、本発明の実施の形態に係る発光装置１の垂直断面図である。発光装置１は、基板２と、基板２上に実装された発光素子３ａ、３ｂと、基板２上に発光素子３ａ、３ｂを囲む又は挟むように形成されたリフレクタ６と、基板２上のリフレクタ６の内側にＬＥＤチップ３ａ、３ｂを覆うように充填された透明封止樹脂７を有する。
図１は、本発明の実施の形態に係る発光装置１の垂直断面図である。発光装置１は、基板２と、基板２上に実装された発光素子３ａ、３ｂと、基板２上に発光素子３ａ、３ｂを囲む又は挟むように形成されたリフレクタ６と、基板２上のリフレクタ６の内側にＬＥＤチップ３ａ、３ｂを覆うように充填された透明封止樹脂７を有する。
発光素子３ａ、３ｂは、それぞれ、ＬＥＤチップ４ａ、４ｂとその表面上の蛍光体層５ａ、５ｂからなる。
ＬＥＤチップ４ａ、４ｂは、例えば、四角形の平面形状を有する。ＬＥＤチップ４ａ、４ｂは、例えば、青色の光を発する。
蛍光体層５ａ、５ｂは、粒子状の蛍光体を含む透明樹脂膜からなる。蛍光体含有層５の厚さは、例えば、０．５ｍｍである。蛍光体層５ａ、５ｂは、異なる波長の蛍光を発する複数種の蛍光体を含んでもよい。
蛍光体層５ａ、５ｂを構成する透明樹脂膜は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、アクリル、ＥＴＦＥ（エチレン・四フッ化エチレン共重合体）等の熱可塑性樹脂や、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。
ＬＥＤチップ４ａ、４ｂから発せられた光は、一部が蛍光体含有層５を透過して外部へ射出され、他の一部が蛍光体層５ａ、５ｂ内の蛍光体中の電子を励起させる。電子が励起された蛍光体からは、バンドギャップの大きさに応じた波長の蛍光が発せられる。
ＬＥＤチップ４ａ、４ｂから発せられて蛍光体層５ａ、５ｂを透過して外部へ射出された光の色と、蛍光体層５ａ、５ｂから発せられた蛍光の色との混色が発光素子３ａ、３ｂの発光色となる。
図１においては、蛍光体層５ａ、５ｂはＬＥＤチップ４ａ、４ｂの全表面を覆うように形成されているが、蛍光体層５ａ、５ｂの配置はこれに限られず、例えば、ＬＥＤチップ４ａ、４ｂの上面（図１の上側の面）にのみ形成されてもよい。
基板２は、例えば、アルミナや窒化アルミからなるセラミック基板である。基板２は、表面や内部に図示しない配線を有する。発光素子３ａ、３ｂは、この配線により直列に接続され、配線を介して電圧が印加される。なお、基板２の代わりに、所望のパターンに形成したリードフレームのパターン間を樹脂で埋めた樹脂複合リードフレームを用いてもよい。
リフレクタ６は、例えば、白色の樹脂からなり、発光素子３ａ、３ｂから発せられる光を反射し、発光装置１から発せられる光に指向性を与える。
透明封止樹脂７は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂からなる。
以下に、発光装置１の発光色が白色である場合の、ＬＥＤチップ４ａ、４ｂの発光色と蛍光体層５ａ、５ｂの発光色の組み合わせを挙げる。ＬＥＤチップ４ａ、４ｂの発光色が青色、蛍光体層５ａ、５ｂの発光色が黄色の場合は、青みがかった白色光が得られる。ＬＥＤチップ４ａ、４ｂの発光色が青色、蛍光体層５ａ、５ｂの発光色が緑色及び赤色の場合は、太陽光に近い色の白色光が得られる。ＬＥＤチップ４ａ、４ｂの発光色が青色、蛍光体層５ａ、５ｂの発光色が黄色及び赤色の場合は、白熱電球の色に近い赤みがかった白色光が得られる。
また、ＬＥＤチップ４ａ、４ｂが紫外光を発し、蛍光体層５ａ、５ｂの発光色が青色及び黄色の場合は、青みがかった白色光が得られる。ＬＥＤチップ４ａ、４ｂが紫外光を発し、蛍光体層５ａ、５ｂの発光色が青色、緑色及び赤色の場合は、太陽光に近い色の白色光が得られる。ＬＥＤチップ４ａ、４ｂが紫外光を発し、蛍光体層５ａ、５ｂの発光色が青色、基色及び赤色の場合は、白熱電球の色に近い赤みがかった白色光が得られる。
蛍光体層５ａ、５ｂが複数の異なる色の光を発する場合は、蛍光体層５ａ、５ｂが多層の透明樹脂膜を含み、それぞれの透明樹脂膜に異なる蛍光体が含まれてもよい。例えば、蛍光体層５ａ、５ｂの発光色が赤色及び黄色である場合は、１枚の透明樹脂膜中に赤色の光を発する蛍光体と黄色の光を発する蛍光体が含まれてもよいし、赤色の光を発する蛍光体を含む透明樹脂膜と黄色の光を発する蛍光体を含む透明樹脂膜が積層されてもよい。
なお、蛍光体層５ａ、５ｂが多層の透明樹脂膜を含む場合は、下層の透明樹脂膜中の蛍光体から発せられる光が上層の透明樹脂膜中の蛍光体に吸収されないように、波長の長い光を発する蛍光体を含む透明樹脂膜を下層にすることが好ましい。
また、透明封止樹脂７に蛍光体が含まれてもよい。この場合、蛍光体層５ａ、５ｂ中の蛍光体の発光色と透明封止樹脂７の蛍光体の発光色は同じであってもよく、異なっていてもよい。
また、発光素子３ａ、３ｂの発する光の色度座標のｘ値の偏差の最大値は、０．０１２５以上である。ここで、偏差とは、個々の値の平均値との差をいう。このような条件を満たす発光素子は、従来の発光装置の製造工程においては、通常、製品規格から外れた色度を有する不良品として廃棄される。
発光素子３ａ、３ｂの発する光の色度座標のｘ値の偏差の最大値が、０．０１２５以上である場合、発光素子３ａと発光素子３ｂを各々単独でパッケージに搭載したときには、２つのパッケージに色目の違いが生じるおそれがあるが、本実施の形態のように、発光素子３ａと発光素子３ｂを１つのパッケージで組み合わせて用いることにより、所望の色度の光を発する発光装置１を得ることができる。
より好ましくは、発光素子３ａ、３ｂの発する光の色度座標のｘ値の偏差の最大値は、０．０２５０以上である。この場合、発光素子３ａと発光素子３ｂを各々単独でパッケージに搭載したときには、２つのパッケージに色目の違いが生じ易いが、本実施の形態のように、発光素子３ａと発光素子３ｂを１つのパッケージで組み合わせて用いることにより、所望の色度の光を発する発光装置１を得ることができる。
また、さらに好ましくは、発光素子３ａ、３ｂの発する光の色度座標のｘ値の偏差の最大値は、０．０３７５以上である。この場合、発光素子３ａと発光素子３ｂを各々単独でパッケージに搭載したときには、２つのパッケージに色目の違いが顕著に生じるが、本実施の形態のように、発光素子３ａと発光素子３ｂを１つのパッケージで組み合わせて用いることにより、所望の色度の光を発する発光装置１を得ることができる。
なお、発光素子３ａ、３ｂの発する色度座標のｘ値の偏差の最大値が大きすぎると、発光装置１の発光スペクトル幅が広がり、出射光に色むらが生じてしまうため、０．１０００以下であることが好ましい。
以下に、一例として、色度座標のｘ値が０．２８００の光（白色光）を発する発光装置１を製造する場合について述べる。
発光素子３ａ、３ｂの発する光の色度座標のｘ値が、例えば、それぞれ０．２３００及び０．３３００であり、これらの平均値である０．２８００が発光装置１の発する光の色度座標のｘ値となる。この場合、発光素子３ａ、３ｂの発する光の色度座標のｘ値の平均値は０．２８００であり、偏差の最大値は０．０５０である。
なお、発光装置１には、３つ以上の発光素子が含まれてもよく、その場合、それらの発光素子の発する光の色度座標のｘ値の偏差の最大値が、上記の条件を満たす。この場合、少なくとも１つの発光素子が、従来、不良品として廃棄されていた規格外品である。
（実施の形態の効果）
上記実施の形態によれば、従来は廃棄されていたような製品規格から外れた色度を有するＬＥＤチップを適切な条件で組み合わせて用いることにより、所望の色度の光を発する発光装置を得ることができる。このため、蛍光体層の膜厚の制御が難しいために色度に個体差が生じやすい、ＬＥＤチップ及びその表面上の蛍光体層を有する発光素子の歩留まりを向上させることができる。
上記実施の形態によれば、従来は廃棄されていたような製品規格から外れた色度を有するＬＥＤチップを適切な条件で組み合わせて用いることにより、所望の色度の光を発する発光装置を得ることができる。このため、蛍光体層の膜厚の制御が難しいために色度に個体差が生じやすい、ＬＥＤチップ及びその表面上の蛍光体層を有する発光素子の歩留まりを向上させることができる。
また、ＬＥＤチップを基板に実装する前に蛍光体層をＬＥＤチップの表面に形成することができるため、ＬＥＤチップを基板に実装する前に発光素子の発する光の色度を検査することができる。そのため、発光素子の適切な組み合わせを決定した後に、基板に実装し、発光装置を形成することができる。
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
１ 発光装置
２ 基板
３ａ、３ｂ 発行素子
４ａ、４ｂ ＬＥＤチップ
５ａ、５ｂ 蛍光体層
２ 基板
３ａ、３ｂ 発行素子
４ａ、４ｂ ＬＥＤチップ
５ａ、５ｂ 蛍光体層
Claims (4)
- 基板と、
前記基板に実装された、ＬＥＤチップとその表面上の蛍光体層を有する複数の発光素子と、
を有し、
前記複数の発光素子が発する光の色度座標のｘ値の偏差の最大値が０．０１２５以上である発光装置。 - 前記色度座標のｘ値の偏差の最大値は０．１０００以下である、
請求項１に記載の発光装置。 - 前記色度座標のｘ値の偏差の最大値が０．０２５０以上である、
請求項１又は２に記載の発光装置。 - 前記色度座標のｘ値の偏差の最大値が０．０３７５以上である、
請求項３に記載の発光装置。
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