JP2018166197A

JP2018166197A - Ｌｅｄ装置、ｌｅｄ発光色変換用蛍光体含有シート及びｌｅｄ装置の製造方法

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Publication number: JP2018166197A
Application number: JP2017063969A
Authority: JP
Inventors: 英治石黒; Eiji Ishiguro; 川口　武; Takeshi Kawaguchi; 武川口
Original assignee: Asahi Rubber Inc
Current assignee: Asahi Rubber Inc
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2018-10-25

Abstract

【課題】工業的生産における製品の色度ばらつきを抑制したＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子の出射光側に配置されたＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートとを備え、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートは、蛍光体を含有し、ｘｙ系色度座標のｘ座標の色度分散度σ（ｘ）及びｙ座標の色度分散度σ（ｙ）の少なくとも一方がそれぞれ互いに異なる２層以上の蛍光体層を備える積層体であって、最外層を除く層に光拡散材を含有する光拡散層をさらに備えるＬＥＤ装置。【選択図】図１

Description

本発明は、工業的生産における製品間の色度ばらつきを抑制することができるＬＥＤ装置に関する。

青色発光ダイオード（青色ＬＥＤ素子）の青色光をＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体等のＹＡＧ系蛍光体で黄色に変換し、青色光と黄色光を混色することにより調色された疑似白色光を発する白色ＬＥＤ装置が知られている。このような白色ＬＥＤ装置においては、青色ＬＥＤを封止する透光性封止材中にＹＡＧ系蛍光体を分散させたり、青色ＬＥＤ素子の発光面を覆うようにＹＡＧ系蛍光体を分散させた蛍光体含有シートを配置したりすることによって、青色光の一部を黄色光に変換する構成が採用されている。

下記特許文献１には、白色ＬＥＤ装置の演色性を向上させるために、波長３８０ｎｍ〜４７０ｎｍの光を発するＬＥＤ素子と、このＬＥＤ素子上に、ＬＥＤ素子から近い順に、樹脂中に分散されたＣＡＳＮ系の第１の赤色系蛍光体層、その上に、樹脂中に分散されたサイアロン系の第２の赤色系蛍光体層、更にその上に樹脂中に分散されたサイアロン系の緑色系蛍光体層が配置され、第２の赤色系蛍光体層と緑色系蛍光体層との間に透明樹脂層が設けられたＬＥＤ発光装置を開示する。また、赤色系蛍光体層と緑色系蛍光体層とを設けその間に介在する透明樹脂層は、赤色系蛍光体層による緑色光の再吸収を抑制するために設けられることが記載されている。

また、下記特許文献２には、半導体発光装置の発光効率を低下させることなく、蛍光体の含有量を減少させてコスト低減を図ることができる波長変換部材として、蛍光体及び光拡散要素が、互いに分離して蛍光体層及び光拡散層を形成する波長変換部材を開示している。

特開２０１２−７７２８９号公報ＷＯ２０１３／１２９４７７号パンフレット

ＬＥＤ素子の発光波長を複数の蛍光体を用いて波長変換するＬＥＤ装置において、ＹＡＧ系蛍光体に代表される黄色蛍光体、赤色蛍光体、緑色系蛍光体等を組み合わせて用いたＬＥＤ装置においては、工業的な生産において、製品間の色度ばらつきが生じやすいという問題があった。

例えば、ＬＥＤ素子からの光の発光面を覆うようにしてＬＥＤの出射光を所望の波長に変換するために、大きな蛍光体シートを作製し、これを適切な大きさに裁断して発光面に装着する場合、裁断前の蛍光体シートの色度のばらつき(面内色度ばらつきとも称する)が大きい場合には裁断後の蛍光体シートの色度のばらつきも大きくなり、製品間の色度ばらつきが生じやすくなる。とくに、２種以上の蛍光体を組み合わせて用いる場合、波長領域がシフトして、規格値で許容する色度座標に入らないＬＥＤ装置が多くなるという問題があった。本発明者らは、２種以上の蛍光体や光拡散材を分散させた単層のシートによって生じる上述のような問題を改善することを検討してきたが改善が難しかった。

本発明は、上述のような２種以上の蛍光体を組み合わせて用いる場合において、製品間の色度ばらつきを抑制したＬＥＤ装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面は、ＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子の出射光側に配置されたＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートとを備え、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートは、蛍光体を含有し、ｘｙ系色度座標のｘ座標の色度分散度σ（ｘ）及びｙ座標の色度分散度σ（ｙ）の少なくとも一方が互いに異なる２層以上の蛍光体層を備える積層体であって、最外層を除く層に光拡散材を含有する光拡散層をさらに備えるＬＥＤ装置である。このように最外層を除く層に光拡散材を含有する光拡散層を配置することにより、光拡散層を通過して均質化された後の光が最外層の蛍光体層を通過するために、出射光が均質化される。それにより、２種以上の蛍光体を組み合わせて用いる場合において、個々のＬＥＤ装置に裁断して装着するための一枚の蛍光体シートの中の面内色度ばらつきを小さくし、製品間の色度ばらつきを抑制したＬＥＤ装置が得られる。

また、２層以上の蛍光体層においては、色度分散度σ（ｘ）及び色度分散度σ（ｙ）の何れもが最も大きい蛍光体層を最外層に配置し、色度分散度の小さい蛍光体層をＬＥＤ素子に近い側に配置することにより、各蛍光体層により発生する色度ばらつきが、最終的な発光の色度ばらつきへ与える影響が小さくなる点から好ましい。

また、光拡散層が、色度分散度σ（ｘ）及び色度分散度σ（ｙ）の何れもが最も大きい蛍光体層と色度分散度σ（ｘ）及び色度分散度σ（ｙ）の何れもが最も小さい蛍光体層との間に配置される場合には、高い輝度が得られる点から好ましい。

また、白色系ＬＥＤ装置において、演色性を向上させるために長波長側の光が望まれる場合、赤色蛍光体を加えることがあるが、この場合、ＬＥＤ素子は、４２０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する青色ＬＥＤ素子であり、２層以上の蛍光体層は、５３０ｎｍ〜５９５ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有するＹＡＧ系蛍光体を含有する黄色系蛍光体層と、５９５ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する赤色系蛍光体を含有する赤色系蛍光体層を含む場合には、ＹＡＧ系蛍光体を含有する黄色系蛍光体層はσ（ｘ）、σ（ｙ）が赤色系蛍光体層より大きくなりやすいので、このような構成で各蛍光体を層別に分けることにより、層全体として色度ばらつきがより小さくなる。

また、例えば、ＬＥＤ素子が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する近紫外ＬＥＤ素子であり、２層以上の蛍光体層は、４９５ｎｍ〜５３０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する緑色系蛍光体を含有する緑色系蛍光体層と、５９５ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する赤色系蛍光体を含有する赤色系蛍光体層と、を含むようなＬＥＤ装置であってもよい。このような場合には、積層体の最外層に、紫外光吸収層がさらに積層されていることが、紫外光や近紫外光の外部への漏出を抑制することができる点から好ましい。

また、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートは、その端面からの出射光が遮光されていることが好ましい。ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートにおいては、各蛍光体層の端面からＬＥＤ素子からの発光や波長変換された光が各層内で拡散し屈折し、端面にまで導光されて光出射する。この場合、端面から漏れる光が、ＬＥＤ装置の光の色度に影響を与え設計通りの色度が得られにくくなる。ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートの端面からの出射光を遮光することにより端面から漏れる光がＬＥＤ装置の光の色度に影響を与えることを抑制できる。

上記端面の遮光としては、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートの端面に遮光膜を付与したり、ＬＥＤ装置のパッケージを形成する遮光性のケーシングの一部分にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートの端面が当接して遮光したりするような構成が挙げられる。

ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートとしては、シリコーン系樹脂に蛍光体が分散された２層以上の蛍光体層と光拡散層が積層され、互いに異なる蛍光ピーク波長を有する蛍光体がそれぞれ異なる２層以上の蛍光体層に分けられており、２層以上の蛍光体層と光拡散材が分散している光拡散層とを組み合わせた積層体であり、光拡散層が何れかの蛍光体層の間または蛍光体層とＬＥＤ素子との間に設けられるものであることが好ましい。

また、本発明の他の一局面は、凹部を有するケーシングの凹部の底面にＬＥＤ素子を配置して透光性封止材で封止してなるＬＥＤ装置を準備する工程と、透光性封止材の表面にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを配する工程とを備え、ｘｙ系色度座標のｘ座標の色度分散度σ（ｘ）及びｙ座標の色度分散度σ（ｙ）の少なくとも一方が互いに異なる２層以上の蛍光体層と、光拡散材を含有する光拡散層と、を備える積層体であって、出射面側になる最外層を除く層に光拡散層を配置するＬＥＤ装置の製造方法の発明である。このような製造方法によれば製品間の色度ばらつきを抑制したＬＥＤ装置を製造することができる。

本発明によれば、製品間の色度ばらつきを抑制したＬＥＤ装置を提供することができる。

図１は、本発明に係る一実施形態の白色ＬＥＤ装置１０の模式断面図である。図２は、本発明に係る一実施形態の白色ＬＥＤ装置２０の模式断面図である。図３は、本発明に係る一実施形態の白色ＬＥＤ装置３０の模式断面図である。図４は、本発明に係る一実施形態の白色ＬＥＤ装置４０の模式断面図である。図５は、本発明に係る一実施形態の白色ＬＥＤ装置５０の模式断面図である。

以下、本発明に係るＬＥＤ装置の一実施形態を図面を用いて説明する。

図１は、本実施形態のＬＥＤ装置１０の模式断面図である。第一実施形態のＬＥＤ装置１０は、ＬＥＤ素子２を含むＬＥＤ装置本体５と、ＬＥＤ装置本体５の発光面Ｌに配置されたＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シート６とを備える。

ＬＥＤ装置本体５は、外部へ延出されている一対のリード１ａ,１ｂが配置された上面が開口した凹部を有するケーシング１と、凹部に収容されたＬＥＤ素子２とを備える。ＬＥＤ素子２の一方の電極はリード１ａに接続され、ＬＥＤ素子２の他方の電極が金線３によりワイヤーボンディングされてリード１ｂに接続されている。そして、凹部に収容されたＬＥＤ素子２は透光性封止材４により封止されている。ＬＥＤ素子２は、リード１ａ,１ｂを介して外部から駆動電流が供給されることにより４２０ｎｍ〜４７０ｎｍに発光ピーク波長を有する青色光や３６０ｎｍ〜４２０ｎｍに発光ピーク波長を有する近紫外光を発する。

ＬＥＤ素子の具体例としては、例えば、ＧａＮ系ＬＥＤ、ＳｉＣ系ＬＥＤ、ＺｎＳｅ系ＬＥＤ、ＩｎＧａＮ系ＬＥＤ等が挙げられる。また、透光性封止材を形成する樹脂成分としては、例えば、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂等が挙げられる。それらの中ではエポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂が好ましく用いられる。

図１に例示するように、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シート６は、ＬＥＤ装置本体５において、ケーシング１の一部として縁部の内壁に設けられた、切欠き部を有する当接部７によって、その端面が当接部７の内壁に当接するように設置され、端面が遮光される。また、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シート６は、ＬＥＤ素子２に対面する側から順に、蛍光体ＦＲを含む蛍光体層６ｂ、光拡散材Ｓを含む光拡散層６ｃ、蛍光体ＦＹを含む蛍光体層６ａとが順に積層されたシートである。蛍光体層６ａと蛍光体層６ｂとはｘｙ系色度座標のｘ座標の色度分散度σ（ｘ）及びｙ座標の色度分散度σ（ｙ）の少なくとも一方が互いに異なる層である。ここで、ｘｙ系色度座標のｘ座標の色度分散度σ（ｘ）及びｙ座標の色度分散度σ（ｙ）とは、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを形成するための蛍光体が分散されたシートの９０×９０ｍｍの面内の１００点でｘｙ系色度座標を測定し、１００点のｘｙ系色度座標について、ｘ座標，ｙ座標毎に、標準偏差として算出された値を意味する。

図１のＬＥＤ装置１０においては、例えば、ＬＥＤ素子２が４２０ｎｍ〜４７０ｎｍに発光ピーク波長を有する青色ＬＥＤ素子であり、蛍光体ＦＹが５３０ｎｍ〜５９５ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有するＹＡＧ系黄色蛍光体であり、蛍光体ＦＲが５９５ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有するＣＡＳＮ系赤色蛍光体である場合、青色ＬＥＤ素子から発せられた青色光の一部が、赤色系蛍光体である蛍光体ＦＲを含む蛍光体層６ｂに入射して、赤色系蛍光体を励起させることにより５９５ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色光に変換される。そして、さらに、ＬＥＤ素子２の発した未変換の青色光及び蛍光体ＦＲから発せられた赤色光は、光拡散材Ｓを含む光拡散層６ｃに入射して、拡散されてその外側にある、黄色系蛍光体である蛍光体ＦＹを含む蛍光体層６ａに入射して、青色光の一部は黄色系蛍光体を励起させることにより５３０ｎｍ〜５９５ｎｍの黄色光に変換される。

このように、青色ＬＥＤ素子であるＬＥＤ素子２が発した青色光は、一部は赤色系蛍光体の励起のために、一部は黄色系蛍光体の励起に消費され、外部に出射される。光拡散層６ｃは、赤色系蛍光体である蛍光体ＦＲを含む蛍光体層６ｂと黄色系蛍光体である蛍光体ＦＹを含む蛍光体層６ａの間に配置されることにより、ＬＥＤ素子２が発した青色光と赤色光を拡散する。この場合において、蛍光体ＦＹを含む蛍光体層６ａの色度分散度が大きい場合、均質に拡散した青色光は均質な黄色光に変換されるために、最終的な発光を均質化できる。すなわち、色度分散度の大きい蛍光体層６ａを最外層に配置した場合には、蛍光体層６ａの大きな色度分散度の影響が小さくなるために、製品間の色度ばらつきがさらに小さくなる。

また、図２において、例えば、ＬＥＤ素子２'が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍに発光ピーク波長を有する近紫外ＬＥＤ素子であり、蛍光体ＦＧが４９５ｎｍ〜５３０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する緑色系蛍光体であり、蛍光体ＦＲが５９５ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有するＣＡＳＮ系赤色蛍光体であるＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シート６’を用いた場合、近紫外ＬＥＤ素子であるＬＥＤ素子２’から発せられた近紫外光の一部が、赤色系蛍光体である蛍光体ＦＲを含む蛍光体層６ｂに入射して、赤色系蛍光体を励起させることにより５９５ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色光に変換される。そして、さらに、ＬＥＤ素子２’の発した未変換の近紫外光及び蛍光体ＦＲから発せられた赤色光は、光拡散材Ｓを含む光拡散層６ｃに入射して、拡散されてその外側にある、緑色系蛍光体である蛍光体ＦＧを含む蛍光体層６'ａに入射して、未変換の近紫外光が緑色系蛍光体を励起することにより４９５ｎｍ〜５３０ｎｍの緑色光に変換される。

このように、近紫外ＬＥＤ素子であるＬＥＤ素子２’が発した近紫外光は、一部は赤色系蛍光体ＦＲの励起のために、一部は緑色系蛍光体ＦＧの励起に消費され、外部に出射される。光拡散層６ｃは、赤色系蛍光体である蛍光体ＦＲを含む蛍光体層６ｂと緑色系蛍光体である蛍光体ＦＧを含む蛍光体層６ａの間に配置されることにより、ＬＥＤ素子２’が発した近紫外光と赤色光とを拡散する。この場合において、蛍光体ＦＲを含む蛍光体層６ｂのσ（ｘ）及びσ（ｙ）が蛍光体ＦＧを含む蛍光体層６ａのσ（ｘ）及びσ（ｙ）より小さい場合には、均質に拡散した近紫外光は均質な緑色光に変換されるために、最終的な発光の色度に与える影響が小さくなる。すなわち、σ（ｘ）及びσ（ｙ）の大きい蛍光体層６ａを最外層に配置した場合には、蛍光体層６ａの色度分散度の影響が小さくなるために、製品間の色度ばらつきがさらに小さくなる。

一方、赤色系蛍光体及び緑色系蛍光体の励起のために消費されなかった近紫外光も一部は外部に出射する。この場合においては、紫外光や近紫外光は人体に悪影響があるために、ＬＥＤ素子２が近紫外ＬＥＤ素子である場合には、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シート６の表層に近紫外光を吸収させるための紫外光吸収層６ｄをさらに設けたＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シート６’を用いたＬＥＤ装置２０のような構成であることが好ましい。ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シート６’に形成する紫外光吸収層６ｄは、紫外光や近紫外光を吸収する、例えば、ベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤を含有する層である。なお、紫外光吸収層６ｄは青色ＬＥＤ素子を用いる場合においても同様に適用してもよい。

ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートは、このような構成に限らず、光拡散層が、複数の蛍光体層の間に介在したり、発光面に対面する最内層の蛍光体層との間に設けられたりしてもよい。この場合において、色度分散度の大きい蛍光体層と、色度分散度の小さい蛍光体層とが、直接または間接的に積層され、蛍光体層の順番を変えてもよい。具体的には、例えば、図３に示すように、ＬＥＤ素子２に対面する側から順に、色度分散度の大きい蛍光体層６ａと、光拡散層６ｃと、色度分散度の小さい蛍光体層６ｂとが積層されてなるＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シート１６を用いたような構成であってもよい。また、図４に示すように、発光面Ｌに対面する側から順に、光拡散層６ｃと、色度分散度の大きい蛍光体層６aと、色度分散度の小さい蛍光体層６ｂとが積層されてなるようなＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シート２６を用いたような構成であってもよい。また、発光面Ｌに対面する側から順に、光拡散層６ｃと、色度分散度の小さい蛍光体層６ｂと、色度分散度の大きい蛍光体層６aとが積層されてなるようなＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを用いたような構成であってもよい。一方、発光面Ｌに対面する側に対して、光拡散層６ｃが最外層に積層されている場合には、得られるＬＥＤ装置の色度分散度が大きくなり、製品間の色度ばらつきが大きくなる。

また、発光面と発光面に対面する最内層の蛍光体層との間に光拡散層が設けられる場合、４９５ｎｍ〜５３０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する緑色系蛍光体、５３０ｎｍ〜５９５ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する黄色系蛍光体、５９５ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する赤色系蛍光体を用いるように、異なる蛍光体を含有する３層以上の蛍光体層を組み合わせることによって演色性を向上させることもできる。このような場合において、発光面に対面する側から間接的な順も含めて色度分散度の小さい蛍光体層、色度分散度の大きい蛍光体層の順に配置することにより得られるＬＥＤ装置の色度分散度がより小さいＬＥＤ装置を得ることができる。また、色度分散度の大きい蛍光体層と、色度分散度の小さい蛍光体層を入れ替えてもよいし、色度分散度を小さくする蛍光体同士を混合し一層とし、色度分散度を大きくする蛍光体同士を混合して一層として、蛍光体層の多層化を軽減することもできる。

次に、ＬＥＤ装置の製造方法の一例について説明する。はじめに、ＬＥＤ素子を含むＬＥＤ装置を準備する。ＬＥＤ素子を含むＬＥＤ装置としては、ＬＥＤ素子が４２０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する青色ＬＥＤ装置、または３６０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する近紫外ＬＥＤ装置等が挙げられる。

ＬＥＤ装置の形態としては、凹部を備えたケーシングの底部にＬＥＤ素子が置かれ結線されて封止されている、いわゆるパッケージタイプのＬＥＤ装置であっても、回路基板の所定の回路上にＬＥＤ素子が載置され封止体で封止されている、いわゆるチップオンボードタイプのＬＥＤ装置であってもよい。

ＬＥＤ装置としてパッケージタイプを用いる場合、ＬＥＤ素子が凹部を有するケーシングの底面に設けられ、凹部内でＬＥＤ素子を透光性封止材で封止し、発光面である透光性封止材で封止されたケーシングの開口面にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを配置する。ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートは、シート上面がケーシングの縁の天面と面一か、または縁の天面より低い状態でケーシングに嵌着させ、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートの端面がケーシングの縁の内壁によって遮光されていることが好ましい。

また、ＬＥＤ装置としてチップオンボードタイプを用いる場合、ＬＥＤ素子が基板回路に結線されて設置され、その上を透光性封止材で封止され、ＬＥＤ素子からの光出射面はＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートで覆われており、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートは、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートの端面から出射光が漏えいしないよう、端面が遮光材により遮光されていることが好ましい。遮光材としては、酸化チタン等の白色反射材がシリコーン系樹脂等に充填されたレジスト材が用いられる。また、端面から漏出する光を吸収する遮光材としてはカーボンブラック粒子等の遮光材がシリコーン系樹脂等に充填された遮光材が用いられる。

このような構成によれば、ＬＥＤ素子からの光やＬＥＤ素子からの光出射により波長変換された蛍光体層の光が、光拡散層及び各蛍光体層による導光の作用により、各層の端面から、個別の色の光が放射されて色度のばらつきを大きくすることになるので、シートの端面は、光が漏出しないよう、遮光されることが好ましい。

ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを準備する工程としては、異なる色度ばらつきを与え、異なる蛍光ピーク波長を有する蛍光体をそれぞれ含む蛍光体層を準備する工程、光拡散材を分散した光拡散層を準備する工程を有し、光拡散層が蛍光体層の間または蛍光体層とＬＥＤ素子との間になるよう多層に組み合わせる工程を含む。この場合、各蛍光体層及び光拡散層の組み合わせは、ＬＥＤ素子との順番配置が定まることが重要で、各層が必ずしも密着状態に積層している必要はない。ただし、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを構成する各層はサイズが小さいので、重ねることがハンドリングの点でむずかしいので、例えば、一辺(８０〜２００ｍｍ)の方形の大きさの各層のシートを製造し、これを積層一体化してから、所望の大きさにカッティングして用いることが好ましい。

ＬＥＤ素子の発光面にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを配する工程としては、ＬＥＤ素子の発光面を十分に覆う広さが必要であるが、できるだけコンパクトに配することが材料のコスト低減に資する改良が求められる。また、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートの端面は、ＬＥＤ素子からの発光やそれにより波長変換された蛍光が各蛍光体層や光拡散層により導光されて漏出してＬＥＤ装置の所期の設計色度をずらしてしまうので、各層の端面を遮光する手段が好ましい。

ＬＥＤ素子が凹部を有するケーシングの底面に設けられ、その上を透光性封止材で封止されている、パッケージタイプのＬＥＤ装置においては、図１に示すように、ケーシングの縁の内周面に切欠き部が設けられ、この切欠き部にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートが嵌着している。その際、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートの上面はケーシングの縁部の天面と面一か、または縁部の天面より低い状態でケーシングに嵌着しているので端面からの光の出射は遮光される。それとともにケーシングの開口面は、完全にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートで覆われる。

また、図５に示すように、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートの厚さが収容できるようケーシングの上部に空間を設け透光性封止材にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを嵌着または接着してもよい。図に示されてはいないが、ＬＥＤ素子に接して、または透光性封止材内において空間を隔てたＬＥＤ素子の上にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを嵌着または接着してもよい。

別の実施態様として、ＬＥＤ素子が回路基板の回路に結線されて設置され、透光性封止材で封止されている、チップオンボードタイプのＬＥＤ装置においては、ＬＥＤ素子からの光出射面は目的とする出射角度を覆うことのできるＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートで覆われるが、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートは、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートの端面から出射光が漏出しないよう、端面の周囲にレジスト材で土手部を作り端面部をレジスト材で埋設したり土手部に嵌着して遮光することができる。なお、パッケージの上部にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを接着し端面部をレジスト材で埋設してもよい。

本発明におけるＬＥＤ装置は、ＬＥＤ装置が複数個並置されたもので、その上に本発明におけるＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートが連続一枚のシートの形で設けられた場合においても色度のばらつきが小さい効果を奏する限りにおいて、発明の範囲である。

蛍光体層及び光拡散層は、蛍光体及び光拡散材をそれぞれ、樹脂に分散して、蛍光体含有樹脂組成物または光拡散材含有樹脂組成物に調製することが好ましい。樹脂としては、例えば、シリコーン系ゴム，シリコーン系エラストマー，シリコーン系樹脂等のシリコーン、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、アクリルゴム、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系エラストマー等が挙げられる。これらの中では、シリコーン系ゴムやシリコーン系エラストマーが、耐熱性、耐光性及び光透過性に優れているために長時間使用による変色等の劣化が少なく、また、蛍光体を均一に分散させやすい点から好ましい。

蛍光体含有樹脂組成物または光拡散材含有樹脂組成物を調製する方法は、特に限定されないが、例えば、樹脂成分と所定の蛍光体または光拡散材を配合し、真空攪拌機を用いて混練するような方法により混合分散する方法が挙げられる。

そして、各蛍光体含有樹脂組成物及び光拡散材含有樹脂組成物を金型成形、ロールコーター、スピンコーター、スクリーン印刷等により均質に成形した後、硬化又は固化させることにより蛍光体含有シートが得られる。

このようにして製造された各蛍光体含有シート及び光拡散材含有シートは、各層を積層して接着面をコロナ放電処理して圧着したり、透明接着剤を介して接着することにより積層一体化されて、ＬＥＤ装置のＬＥＤ素子の出射開口に応じて裁断される前の大判のＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートになる。これを所望の大きさに裁断してＬＥＤ装置に付されるＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートに仕上げられる。また、圧着や透明接着剤による接着に限らず、順次塗膜を形成し、硬化する工程を繰り返して積層していくことにより形成してもよい。

各蛍光体層及び光拡散層の厚さは特に限定されないが、用いる粒径と濃度を考慮しながらＬＥＤ装置の設計の中で決められる。具体的には、例えば、１０〜５００μｍ、さらには３０〜２００μｍ程度であることが好ましい。

ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートの厚さは特に限定されないが、例えば、蛍光体層を２層用いる場合は、３０〜１５００μｍ、好ましくは９０〜６００μｍ程度であることが好ましい。蛍光体層を３層以上用いる場合は、５０〜２０００μｍ、６０〜１０００μｍが好ましい。そして、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートは、ＬＥＤ素子の発光領域に配置するのに適した大きさに加工され、ＬＥＤ素子の光出射面を覆う形で配置される。

蛍光体含有シート中に含有される蛍光体の含有割合は、特に限定されないが、各蛍光体層中に２．０〜９５質量％、好ましくは、５〜９０質量％、更に好ましくは１０〜７０質量％含有されることが好ましい。蛍光体含有樹脂組成物を調製する場合、各蛍光体と光拡散材とを混合して分散させた場合、各蛍光体の比重差や粒径の違いにより、互いの沈降速度が異なるために経時的に分散性が不均一になる。具体的には、沈降速度が相対的に速い蛍光体や光拡散材はより早く沈降し、沈降速度が遅い蛍光体や光拡散材はより遅く沈降する。そのために、工業的な生産においては、調整直後には、蛍光体含有樹脂組成物中で各蛍光体及び光拡散材が均質に混合されていても、生産開始後時間が経てば経つほど、沈降速度の速い蛍光体や光拡散材の濃度が高く、または低くなることにより、初期に製造された製品と後半に製造された製品の発光色の色度がばらつくという問題を引き起こす。本実施形態のＬＥＤ発光色変換用含有シートにおいては、複数の蛍光体及び光拡散材を用いる場合に、色度分散度が大きくなりやすい蛍光体と色度分散度が小さくなりやすい蛍光体と必要に応じて配合される他の蛍光体や光拡散材とをそれぞれ別の層に配合することにより、沈降速度の違いによる組成物としての不均一になるおそれがなく、また、各蛍光体の沈降速度に応じた樹脂成分を選択することも可能であるために、上述したような問題を抑制することができる。

蛍光体の粒径としては０．５μｍ〜５０μｍの間で任意に選択して用いることができる。粒径が大きくなると分散する樹脂層も厚くなるので、１．７μｍ〜３０μｍ程度が好ましい。例えば赤色ＣＡＳＮ蛍光体の場合１０μｍ以下の粒径であることが好ましい。

色度分散度が大きくなりやすい蛍光体としては、４９５ｎｍ〜５９５ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する黄色系蛍光体や緑色系蛍光体、とくには、３８０ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲に励起ピーク波長を有し、４９５ｎｍ〜５９５ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する蛍光を発する黄色系蛍光体や緑色系蛍光体が好ましく用いられる。また、ＬＥＤ素子が４２０ｎｍ〜４９０ｎｍに発光ピーク波長を有する青色ＬＥＤ素子である場合には、色度分散度が大きくなりやすい蛍光体として、３８０ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲に励起ピーク波長を有し、５３０ｎｍ〜５９５ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有するような黄色系蛍光体を用いることが好ましい。また、ＬＥＤ素子が３８０ｎｍ〜４２０ｎｍに発光ピーク波長を有する近紫外ＬＥＤ素子である場合には、色度分散度が大きくなりやすい蛍光体として、３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲に励起ピーク波長を有し、４９５ｎｍ〜５３０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する緑色系蛍光体を用いることが好ましい。

黄色系蛍光体の具体例としては、例えば、Ｙ_3−XＧｄ_XＡｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ（０≦ｘ≦３）（ＹＡＧ：Ｃａ）で表されるようなアルミン酸イットリウム系蛍光物質（ＹＡＧ系蛍光体）等の黄色系蛍光体が挙げられる。また、緑色系蛍光体の具体例としては、例えば、シリケート系緑色蛍光体、アルミネート系緑色蛍光体、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ等のサイアロン系緑色蛍光体等が挙げられる。

また、色度分散度が小さくなりやすい蛍光体としては、５９５ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する赤色系蛍光体、とくには、３８０ｎｍ〜５９５ｎｍの範囲に励起ピーク波長を有し、５９５ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する赤色系蛍光体であり、色度分散度が大きくなりやすい蛍光体の蛍光が色度分散度が小さくなりやすい蛍光体を励起させて蛍光を発するために輝度がより効率的に向上する点から好ましい。具体的には、ＬＥＤ素子の発光及び色度分散度が大きくなりやすい蛍光体の蛍光により励起されて色度分散度が大きくなりやすい蛍光体の蛍光ピーク波長よりも長い蛍光ピーク波長を有し、例えば３８０ｎｍ〜５９５ｎｍの範囲に励起ピーク波長を有し、５９５ｎｍ〜６８０ｎｍ、好ましくは６００ｎｍ〜６６０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する赤色光を発する赤色系蛍光体が挙げられる。赤色系蛍光体の具体例としては、例えば、窒化物系赤色蛍光体、シリケート系赤色蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ等のカズン系赤色蛍光体、サイアロン系赤色蛍光体、等が挙げられる。

また、光拡散材としては、シリカ、酸化チタン、酸化亜鉛、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、タルク、ガラスパウダー等が挙げられる。また、光拡散材としては、着色した無機粒子、具体的には、コバルトブルー、群青、酸化鉄等の顔料であってもよい。この中でも屈折率が大きく光吸収が少ない酸化チタンが特に好ましい。光拡散材の分散する割合は、０.１質量％〜２．０質量％が好ましい。酸化チタンの場合、他の光拡散材に対して相対的に少ない量を用いることができる。

本実施形態のＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートによれば、上述のように、色度分散度が大きくなりやすい蛍光体を含む蛍光体層、色度分散度が小さくなりやすい蛍光体を含む蛍光体層、さらに必要に応じて設けられる他の蛍光体を含む蛍光体層を有し、最外層を除く層に光拡散材を含有する光拡散層を配置することにより、工業的生産における製品間の色度ばらつきを抑制した、発光色を所定の色に調色されたＬＥＤ装置の製造を実現できる。

なお、本実施形態における色度分散度が大きい蛍光体層及び色度分散度が小さい蛍光体層は、それぞれ蛍光体主成分として色度分散度が大きくなりやすい蛍光体、または色度分散度が小さくなりやすい蛍光体を含有するものであるが、本発明の効果を損なわない限り、各蛍光体層はそれぞれ複数種の蛍光体を含むことを制限するものではない。

本実施形態のＬＥＤ装置は、上述したようなＬＥＤ素子を含むＬＥＤ装置の発光面にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを配置することにより得られる。ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートはＬＥＤ装置のタイプに合わせて適宜その形状を設計することが好ましい。具体的には、市販のＬＥＤ装置を用いる場合には、ＬＥＤ装置の発光面を覆うようなキャップ状の形状を採用したり、ＬＥＤ装置の発光面を覆うようなシートに加工して接着してもよい。詳しくは、表面実装型ＬＥＤの場合にはそのパッケージにフィットするようなキャップ状や、発光面を覆うように接着するための平面状であってもよい。また、砲弾型ＬＥＤ装置を用いる場合には、砲弾型のレンズ部分に合わせたキャップ状に加工してもよい。また、ＬＥＤ発光装置の製造時に透光性封止材中に収容されるような形状にカットされたＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートをＬＥＤ素子とともに封止してもよい。

本実施形態のＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートが配されたＬＥＤ装置は製品間の色度ばらつきが小さい。ｘｙ系色度座標の色度分散度は得られる製品間の色バラつきの指標となり、色度分散度を小さくした場合には、製品間の色度ばらつきが抑制されていると言える。

色度分散度σ（ｘ）及びσ（ｙ）の値は、用いられる蛍光体の種類や量、また、平均色度により異なるが、色度分散度σ（ｘ）が０．００２以下、さらには、０．００１５以下であることが、また、色度分散度σ（ｙ）が０．００５以下、さらには、０．００４以下であることが製品間の色度ばらつきが抑制される点から好ましい。

［製造例１］
黄色蛍光体１００質量部と熱硬化性液状シリコーンゴム１００質量部とを混合し、真空攪拌機を用いて混練することにより液状の蛍光体含有樹脂組成物を得た。なお、黄色蛍光体は５５０ｎｍに蛍光ピーク波長を有するＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体であった。そして得られた液状の蛍光体含有樹脂組成物を離型シート上にコーター成形により塗膜を形成し、１００℃で加熱処理して熱硬化させることにより、９０×９０ｍｍで厚み５０μｍの蛍光体含有シートＹを得た。

［製造例２］
赤色蛍光体２０質量部と熱硬化性液状シリコーンゴム１００質量部とを混合し、真空攪拌機を用いて混練することにより液状の蛍光体含有樹脂組成物を得た。なお、赤色蛍光体は６２０ｎｍに蛍光ピーク波長を有するカズン系赤色蛍光体であった。そして得られた液状の蛍光体含有樹脂組成物を離型シート上にコーター成形により塗膜を形成し、１００℃で加熱処理して熱硬化させることにより、９０×９０ｍｍで厚み５０μｍの蛍光体含有シートＲを得た。

［製造例３］
光拡散材である平均粒子径０．２８μｍの酸化チタン０．５質量部と熱硬化性液状シリコーンゴム１００質量部とを混合し、真空攪拌機を用いて混練することにより液状の光拡散材含有樹脂組成物を得た。そして得られた液状の光拡散材含有樹脂組成物を離型シート上にコーター成形により塗膜を形成し、１００℃で加熱処理して熱硬化させることにより、９０×９０ｍｍで厚み５０μｍの光拡散材含有シートＳを得た。

（輝度平均Ｌｖ、色度平均、色度分散度の測定）
ｘｙ系色度座標（０．１４８，０．２２６）に位置する、ＩｎＧａＮ系であって発光ピーク波長（λｐ）４６０ｎｍの青色ＬＥＤ素子を含む、輝度７１．５７ｃｄ/ｍ²の青色ＬＥＤ装置（日亜化学工業(株)製,商品名:NSSC063A）を準備した。そして、青色ＬＥＤ装置の発光面に各シートを載置してＬＥＤ装置を製造した。

そしてＬＥＤ装置に１Ａに設定した電流を流して発光させ、二次元色彩輝度計（コニカミノルタ社製，商品名：CA-2500）を用いて、測定距離１６０ｍｍの条件で、各シートの９０×９０ｍｍの面内１００ポイント(個所)の輝度及びｘｙ系色度座標を測定した。そして、１００ポイントの輝度平均Ｌｖ、１００ポイントのｘｙ系色度座標の色度平均を求めた。また、１００ポイントのｘｙ系色度座標の測定値に基づいて標準偏差を求めることにより、色度分散度σ（ｘ）、σ（ｙ）を算出した。

結果を下記表１に示す。

［実施例１］
蛍光体含有シートＲと光拡散材含有シートＳと蛍光体含有シートＹとを順に、シート表面を改質することにより接着して積層し、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＡを製造した。そして、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＡを蛍光体含有シートＲが発光面に対面する方向に青色ＬＥＤ装置に載置した。そして、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＡの輝度平均Ｌｖ、色度平均（ｘ、ｙ）を求めた。また、１００ポイントのｘｙ系色度座標の測定値に基づいて色度分散度を算出した。結果を下記表２に示す。

［実施例２］
光拡散材含有シートＳと蛍光体含有シートＲと蛍光体含有シートＹとを順に、シート表面を改質することにより接着して積層し、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＢを製造した。そして、光拡散材含有シートＳが発光面に対面する方向にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＢを青色ＬＥＤ装置に載置した。そして、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

［実施例３］
蛍光体含有シートＹと光拡散材含有シートＳと蛍光体含有シートＲとを順に、シート表面を改質することにより接着して積層し、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＣを製造した。そして、蛍光体含有シートＹが発光面に対面する方向にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＣを青色ＬＥＤ装置に載置した。そして、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

［実施例４］
光拡散材含有シートＳと蛍光体含有シートＹと蛍光体含有シートＲとを順に、シート表面を改質することにより接着して積層し、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＤを製造した。そして、光拡散材含有シートＳが発光面に対面する方向にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＤを青色ＬＥＤ装置に載置した。そして、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

［比較例１］
蛍光体含有シートＲと蛍光体含有シートＹと光拡散材含有シートＳとを順に、シート表面を改質することにより接着して積層し、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＥを製造した。そして、光拡散材含有シートＲが発光面に対面する方向にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＥを青色ＬＥＤ装置に載置した。そして、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

［比較例２］
蛍光体含有シートＹと蛍光体含有シートＲと光拡散材含有シートＳとを順に、シート表面を改質することにより接着して積層し、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＦを製造した。そして、蛍光体含有シートＹが発光面に対面する方向にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＦを青色ＬＥＤ装置に載置した。そして、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

［比較例３］
実施例１において、光拡散材含有シートＳを光拡散材を含有しない透明樹脂シートに変更して、蛍光体含有シートＲと透明樹脂シートと蛍光体含有シートＹとを順に、シート表面を改質することにより接着して積層し、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＧを製造した。そして、蛍光体含有シートＲが発光面に対面する方向にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＧを青色ＬＥＤ装置に載置した。そして、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

［比較例４］
実施例２において、光拡散材含有シートＳを透明樹脂シートに変更して、透明樹脂シートと蛍光体含有シートＲと蛍光体含有シートＹとを順に、シート表面を改質することにより接着して積層し、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＨを製造した。そして、透明樹脂シートが発光面に対面する方向にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＨを青色ＬＥＤ装置に載置した。そして、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

［比較例５］
実施例３において、光拡散材含有シートＳを透明樹脂シートに変更して、蛍光体含有シートＹと透明樹脂シートと蛍光体含有シートＲとを順に、シート表面を改質することにより接着して積層し、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＩを製造した。そして、蛍光体含有シートＹが発光面に対面する方向にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＩを青色ＬＥＤ装置に載置した。そして、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

［比較例６］
実施例４において、光拡散材含有シートＳを透明樹脂シートに変更して、透明樹脂シートと蛍光体含有シートＹと蛍光体含有シートＲとを順に、シート表面を改質することにより接着して積層し、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＪを製造した。そして、透明樹脂シートが発光面に対面する方向にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＪを青色ＬＥＤ装置に載置した。そして、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

［比較例７］
実施例１のＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＡと同じシート厚みで同程度の色度になるように、光拡散材の配合する質量部は０．５質量部で黄色蛍光体と赤色蛍光体を配合し、全ての材料を混合したＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＫを製造した。そして、青色ＬＥＤ発光装置の発光面にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＫを載置した。そして、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

［比較例８］
実施例２のＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＢと同じシート厚みで同程度の色度になるよう、光拡散材の配合する質量部は０．５質量部で黄色蛍光体と赤色蛍光体を配合し、全ての材料を混合したＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＬを製造した。そして、青色ＬＥＤ装置の発光面にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＬを載置した。そして、実施例１と同様に評価した。結果を表２に示す。

表１を参照すれば、ＹＡＧ黄色蛍光体を含む蛍光体含有シートＹは、カズン系赤色蛍光体を含む蛍光体含有シートＲに比べて、色度分散度が大きく、色度ばらつきが大きいことがわかる。

また、表２を参照すれば、実施例１のような順に、蛍光体含有シートＲ、光拡散材含有シートＳ、蛍光体含有シートＹを積層して形成されたＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＡと、それとほぼ同じ厚さの１５０μｍで、同じ色度座標になるように蛍光体及び光拡散材の配合を調制して混合した比較例７のＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＫを比較すると、同様の色度座標になるＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートであっても、蛍光体含有シートＲ、光拡散材含有シートＳ、蛍光体含有シートＹのそれぞれに別々に各色の蛍光体及び光拡散材を含有させたＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＡの方が、色度分散度が小さくなっていた。

また、同様に、実施例２のような順に、光拡散材含有シートＳ、蛍光体含有シートＲ、蛍光体含有シートＹを積層して形成されたＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＢと、それとほぼ同じ厚さの１５０μｍで、同じ色度座標になるように蛍光体及び光拡散材の配合を調制して混合した比較例８のＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＬとを比較しても、光拡散材含有シートＳ、蛍光体含有シートＲ、蛍光体含有シートＹのそれぞれに別々に各色の蛍光体及び光拡散材を含有させたＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートＢの方が、色度分散度が小さくなっていた。

また、蛍光体含有シートＲ、光拡散材含有シートＳ、蛍光体含有シートＲ、蛍光体含有シートＹの積層順においては、光拡散材含有シートＳが各蛍光体含有シート間または蛍光体含有シートとＬＥＤ素子との間に配置されている実施例１〜４の各ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートは、そのような積層順を採用していない比較例１及び比較例２のＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートに比べて、色度分散度が小さくなっていた。また、光拡散材含有シートＳを最外層に設けた場合は色度分散度が大きくなることがわかる。

更に、実施例１と実施例３との比較、及び実施例２と実施例４との対比によれば、発光ピーク波長の長い赤色光を発する蛍光体含有シートＲを、発光ピーク波長の短い黄色光を発する蛍光体含有シートＹよりもＬＥＤ素子に近い側に配置した実施例１や実施例３は、それらをその逆に配置するよりも色度分散度が小さくなっていることがわかる。特にσ(ｙ)が顕著に小さくなっていることがわかる。一方、蛍光体含有シートＹをＬＥＤ素子に近い側に、蛍光体含有シートＲをＬＥＤ素子から遠い側に配置した場合には、輝度平均Ｌｖが高くなることがわかる。

１ケーシング
１ａ一対のリード
１ｂ一対のリード
２ＬＥＤ素子
３金線
４透光性封止材
５発光装置
６ａ第１の蛍光体層
６ｂ第２の蛍光体層
６ｃ光拡散層
６ｄ紫外光吸収層
６，６’，１６，２６ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シート
７当接部１０，２０，３０，４０ＬＥＤ装置
ＦＹ黄色蛍光体
ＦＧ緑色蛍光体
ＦＲ赤色蛍光体
ＦＳ光拡散材
Ｌ発光面

本発明の一局面は、ＬＥＤ素子を透光性封止材で封止してなるＬＥＤ装置本体と、透光性封止材に接着されたＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートとを備え、ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートは、蛍光体を含有し、ｘｙ系色度座標のｘ座標の色度分散度σ（ｘ）及びｙ座標の色度分散度σ（ｙ）の少なくとも一方が互いに異なる２層以上の蛍光体層を備える積層体であって、最外層を除く層に光拡散材を含有する光拡散層をさらに備えるＬＥＤ装置である。このように最外層を除く層に光拡散材を含有する光拡散層を配置することにより、光拡散層を通過して均質化された後の光が最外層の蛍光体層を通過するために、出射光が均質化される。それにより、２種以上の蛍光体を組み合わせて用いる場合において、個々のＬＥＤ装置に裁断して装着するための一枚の蛍光体シートの中の面内色度ばらつきを小さくし、製品間の色度ばらつきを抑制したＬＥＤ装置が得られる。

また、本発明の他の一局面は、ＬＥＤ素子を透光性封止材で封止してなるＬＥＤ装置本体を準備する工程と、透光性封止材の表面にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを配する工程とを備え、ｘｙ系色度座標のｘ座標の色度分散度σ（ｘ）及びｙ座標の色度分散度σ（ｙ）の少なくとも一方が互いに異なる２層以上の蛍光体層と、光拡散材を含有する光拡散層と、を備える積層体であって、出射面側になる最外層を除く層に光拡散層を配置するＬＥＤ装置の製造方法の発明である。このような製造方法によれば製品間の色度ばらつきを抑制したＬＥＤ装置を製造することができる。

Claims

ＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子の出射光側に配置されたＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートとを備え、
前記ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートは、蛍光体を含有し、ｘｙ系色度座標のｘ座標の色度分散度σ（ｘ）及びｙ座標の色度分散度σ（ｙ）の少なくとも一方がそれぞれ互いに異なる２層以上の蛍光体層を備える積層体であって、
最外層を除く層に光拡散材を含有する光拡散層をさらに備えることを特徴とするＬＥＤ装置。
前記２層以上の蛍光体層において、前記色度分散度σ（ｘ）及び前記色度分散度σ（ｙ）の何れもが最も大きい蛍光体層を前記最外層に配置した請求項１に記載のＬＥＤ装置。
前記光拡散層が、前記色度分散度σ（ｘ）及び前記色度分散度σ（ｙ）の何れもが最も大きい蛍光体層と前記色度分散度σ（ｘ）及び前記色度分散度σ（ｙ）の何れかが最も小さい蛍光体層との間に配置される請求項１または２に記載のＬＥＤ装置。
前記ＬＥＤ素子が４２０ｎｍ〜４７０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する青色ＬＥＤ素子であり、
前記２層以上の蛍光体層は、５３０ｎｍ〜５９５ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有するＹＡＧ系蛍光体を含有する黄色系蛍光体層と、５９５ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する赤色系蛍光体を含有する赤色系蛍光体層と、を含む請求項１〜３の何れか１項に記載のＬＥＤ装置。
前記ＬＥＤ素子が３６０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する近紫外ＬＥＤ素子であり、
前記２層以上の蛍光体層は、４９５ｎｍ〜５３０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する緑色系蛍光体を含有する緑色系蛍光体層と、５９５ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲に蛍光ピーク波長を有する赤色系蛍光体を含有する赤色系蛍光体層と、を含む請求項１〜３の何れか１項に記載のＬＥＤ装置。
前記積層体の最外層に、紫外光吸収層がさらに積層されている請求項５に記載のＬＥＤ装置。
前記ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートの端面からの出射光が遮光されている請求項１〜６の何れか１項に記載のＬＥＤ装置。
前記端面に遮光材が付与されている請求項７の何れか１項に記載のＬＥＤ装置。
凹部を有する遮光性のケーシングの前記凹部の底面に前記ＬＥＤ発光素子を配置して透光性封止材で封止してなるＬＥＤ装置と、前記ケーシングの開口面に配置された前記ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートとを備え、
前記ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートの端面は前記ケーシングの一部分に当接されて遮光されている請求項７に記載のＬＥＤ装置。
蛍光体を含有し、前記色度分散度σ（ｘ）及び前記色度分散度σ（ｙ）がそれぞれ互いに異なる２層以上の蛍光体層と、光拡散材を含有する光拡散層と、を備える積層体である請求項１〜９の何れか１項に記載のＬＥＤ装置を製造するためのＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シート。
凹部を有するケーシングの前記凹部の底面に前記ＬＥＤ発光素子を配置して透光性封止材で封止してなるＬＥＤ装置を準備する工程と、
前記透光性封止材の表面にＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートを配する工程とを備え、
前記ＬＥＤ発光色変換用蛍光体含有シートは、蛍光体を含有し、ｘｙ系色度座標のｘ座標の色度分散度σ（ｘ）及びｙ座標の色度分散度σ（ｙ）の少なくとも一方が異なる２層以上の蛍光体層と、光拡散材を含有する光拡散層と、を備える積層体であって、出射面側になる最外層を除く層に前記光拡散層を配置することを特徴とするＬＥＤ装置の製造方法。