JP2021057415A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
発光装置は、380nm以上485nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、波長450nmの光に対する反射率が10%以下であり、610nm以上780nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する蛍光体を含み、前記発光素子の光の出射側に配置される蛍光体層と、前記蛍光体層の光の出射側に配置される誘電体多層膜と、を含む波長変換部材と、を備え、584nm以上780nm以下の範囲内に主波長を有する発光装置であり、前記誘電体多層膜は、入射角度0°の前記誘電体多層膜の反射スペクトルにおいて、380nm以上780nm以下の範囲内における最大の反射強度を100%としたとき、380nm以上485nm以下の範囲内の反射強度が80%以上であり、610nm以上780nm以下の範囲内の反射強度が10%以下であり、前記誘電体多層膜の反射スペクトルにおける50%の反射強度を示す波長Wrと、前記発光装置の発光スペクトルにおいて最大の発光ピークの発光強度を100%としたときの50%の発光強度を示す前記発光ピークの短波長側の波長Wfの波長差ΔWが20nm以上である。
基板10は、絶縁性を有し、光を透過しにくいことが好ましい。基板10の材料としては、例えば、アルミナや窒化アルミニウム等のセラミックス、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、BTレジン、ポリフタルアミド等の樹脂を挙げることができる。なかでも、セラミックスは放熱効果が高いため好ましい。なお、樹脂を用いる場合には、必要に応じて、ガラス繊維、酸化ケイ素、酸化チタン、アルミナ等の無機フィラーを樹脂に混合してもよい。これにより、機械的強度の向上や熱膨張率の低減、光反射率の向上を図ることができる。
発光素子2は、蛍光体層3に含まれる蛍光体を励起するためのものである。発光素子2としては、例えば、発光ダイオード(LED)チップ又はレーザダイオード(LD)チップを用いることができ、LEDチップを用いることが好ましい。発光素子2を発光ダイオードチップとすることにより、発光素子2からの光が広がりやすくなるため、蛍光体層3に含まれる蛍光体を効率良く励起できる。発光素子2は、380nm以上485nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、好ましくは390nm以上480nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、さらに好ましくは400nm以上475nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、特に好ましくは420nm以上470nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、青色成分の多い光を発光する。
蛍光体層3は、発光素子2から発せられた光を吸収して異なる範囲に波長変換した光を発する。蛍光体層3は、例えば、蛍光体粒子と透光性バインダーとを含む蛍光体層用組成物を、透光性部材4の表面に誘電体多層膜1を介して印刷することにより形成してもよい。
蛍光体層3に含まれる蛍光体は、波長450nmの光に対する反射率が10%以下であり、610nm以上780nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する。蛍光体層3に含まれる蛍光体の波長450nmの光に対する反射率が10%以下であれば、発光素子2から発せられる光と誘電体多層膜1で反射された発光素子2から発せられた光を蛍光体が効率よく波長変換し、蛍光体で波長変換した光を誘電体多層膜1から透過させて、指向角度が変化による色ムラを低減し、目的とする色調範囲内の発光色を得ることができる。蛍光体層3に含まれる蛍光体の波長450nmの光に対する反射率が10%を超えると、発光素子2から発せられる光が誘電体多層膜1から抜け出やすくなり、指向角度の変化による色ムラが発生する場合がある。蛍光体層3に含まれる蛍光体の波長450nmの光に対する反射率は、好ましくは9%以下であり、さらに好ましくは8%以下であり、特に好ましくは7%以下である。蛍光体層3に含まれる蛍光体の波長450nmの光に対する反射率は、発光素子2から発せられる光を効率よく波長変換することができるため、低い方が好ましい。蛍光体層3に含まれる蛍光体の波長450nmの光に対する反射率は、0%であってもよく、0.5%以上であってもよい。
蛍光体層3に含まれる蛍光体を以下に示す。蛍光体層3は、Caと、Euと、Siと、Alと、Nと、必要に応じてSrと、を組成に含み、前記組成1モルにおけるEuのモル比が0.01以上0.04以下であり、Siのモル比が0.8以上1.2以下であり、Nのモル比が2.5以上3.5以下である、第一窒化物蛍光体を含むことが好ましい。第一窒化物蛍光体は、610nm以上780nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する。蛍光体層3が、第一窒化物蛍光体を含むことにより、発光装置は584nm以上780nm以下の範囲内に主波長を有する光を発することができる。蛍光体層3が、第一窒化物蛍光体を含むことにより、目的する発光強度を有し、CIE1931色度図における目的とする色調範囲内の発光色を有する発光装置を得ることができる。
SrtCavEuwAlxSiyNz (I)
(式(I)中、0≦t<1、0<v<1、0.01<w≦0.04、t+v+w<1、0.80≦x≦1.2、0.80≦y≦1.2、2.5≦z≦3.5を満たす数である。)
蛍光体層3は、Caと、Siと、Euと、Nと、必要に応じてSrまたはBaの少なくとも一方と、を組成に含み、前記組成1モルにおけるEuのモル比が0を超えて1.0未満であり、Siのモル比が5であり、Nのモル比が5である、第二窒化物蛍光体を含んでいてもよい。第二窒化物蛍光体は、610nm以上780nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する。蛍光体層3が、第二窒化物蛍光体を含むことにより、発光装置は584nm以上780nm以下の範囲内に主波長を有する光を発することができる。蛍光体層3が、第二窒化物蛍光体を含む場合においても、目的する発光強度を有し、CIE1931色度図における目的とする色調範囲内の発光色を有する発光装置を得ることができる。
(Ca1−p−q−rSrpBaqEur)2Si5N8 (II)
(式(II)中、p、q及びrは、0≦p≦1.0、0≦q≦1.0、0<r<1.0及びp+q+r≦1.0を満たす数である。)
(Ln1−yCey)3Al5O12 (III)
(式(I)中、Lnは、Y、Gd、Lu及びTbからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素であり、yは、0<y≦0.022を満たす数である。)
A2[M1 1−gMn4+ gF6] (IV)
(式(IV)中、Aは、K、Li、Na、Rb、Cs及びNH4 +からなる群から選択される少なくとも一種であり、M1は、第4族元素及び第14族元素からなる群から選ばれる少なくとも一種の元素であり、gは0<g<0.2を満たす数である。)
(i-j)MgO・(j/2)Sc2O3・kMgF2・mCaF2・(1-n)GeO2・(n/2)M2 2O3:zMn4+ (V)
(式(V)中、M2はAl、Ga及Inからなる群から選択される少なくとも一種であり、i、j、k、m、n及びzはそれぞれ、2≦i≦4、0≦j<0.5、0<k<1.5、0≦m<1.5、0<n<0.5、及び0<z<0.05を満たす数である。)
(CaaSr1-a-c-dBadEuc)fLibAl3Ne (VI)
(式(III)中、a、b、c、d、e及びfは、それぞれ0≦a<1.0、0.8≦b≦1.05、0.001<c≦0.1、0≦d≦0.2、3.0≦e≦5.0、0.8≦f≦1.05を満たす数である。)
誘電体多層膜1は、屈折率の異なる2つの第1誘電体層1aと第2誘電体層1bとを、それぞれλ/4の膜厚で交互に周期的に形成してなる。λは、反射させたい波長領域のピーク波長であり、各誘電体材料における媒質内波長である。この誘電体多層膜1は、理論的には、2つの第1誘電体層1aと第2誘電体層1bの屈折率差が大きいほど、また、交互に形成する周期数が多いほど高い反射率が得られることが知られている。一方、2つの第1誘電体層1aと第2誘電体層1bの屈折率差が大き過ぎたり、周期数が大き過ぎると、反射ピーク波長λの両側で反射率が急激に減少したり(波長依存性が急峻になる)、反射率の波長依存性が大きくなったりして、所望の波長範囲で所望の反射率を安定して得ることが難しくなる。そこで、誘電体多層膜1では、屈折率の高い誘電体材料からなる第1誘電体層1aと屈折率の低い誘電体材料からなる第2誘電体層1bの各屈折率及び屈折率差、交互に形成する周期数は、所望の波長範囲で所望の反射率が安定して得られるように、適宜設定される。
透光性部材4は、一方の面に誘電体多層膜1及び蛍光体層3が設けられ、誘電体多層膜1及び蛍光体層3を支持する。透光性部材4には、ガラスや樹脂のような透光性材料からなる板状体を用いることができる。ガラスとして、例えば、ホウ珪酸ガラスや石英ガラスから選択することができる。また、樹脂として、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂から選択することができる。透光性部材4の厚さは、製造工程における機械的強度が低下せず、蛍光体層3に十分な機械強度を付与することができる厚さであればよい。
接着層5は、発光素子2と蛍光体層3とを接着する。接着層5は、発光素子2からの出射光を極力減衰させることなく蛍光体層3へと導光できる材料が好ましい。具体例としてはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、及びポリイミド樹脂等の有機樹脂を挙げることができる。
半導体素子8は、発光素子2を過大な電圧印加による素子破壊や性能劣化から保護するための保護素子である。半導体素子8は、具体的には、規定電圧以上の電圧が印加されると通電状態になるツェナーダイオード(Zrner Diode)で構成される。
被覆部材6の材料としては、絶縁材料を用いることが好ましい。また、強度を確保するために、例えば熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等を用いることができる。より具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂(BTレジン)、ポリフタルアミド(PPA)樹脂、シリコーン樹脂が挙げられる。また、これらの母体となる樹脂に、発光素子2からの光を吸収しにくく、かつ母体となる樹脂に対する屈折率差の大きいフィラーを分散することで、効率よく光を反射させることができる。例えば、被覆部材6に含まれる反射部材は、被覆部材6の全体量100質量%に対して、30質量%以上とすることができる。反射部材は、反射率を考慮して、例えばレーザー回折散乱法で測定される体積基準の粒度分布における累積頻度50%のメジアン径が20μm以上であることが好ましく、100μm以上であってもよい。反射部材が長軸と短軸を有する形状、例えば楕円状、針状、棒状、鱗片状である場合には、反射率を考慮して、長軸が20μm以上であることが好ましく、100μm以上であってもよい。
被覆部材6には、母体となる樹脂に、発光素子2から発せられる光を吸収しにくく、かつ母体となる樹脂に対する屈折率の大きいフィラーを分散することで、効率よく光を反射させることができる。フィラーとしては、イットリウム、ジルコニウム、アルミニウム、チタン、マグネシウム及びケイ素からなる群から選択される少なくとも一種の元素を含む酸化物であることが好ましい。フィラーとしては、例えばSiO2、Y2O3、TiO2、Al2O3、ZrO2、MgOが挙げられる。被覆部材6に含まれるフィラーの量は、樹脂100質量部に対して、反射性及び取り扱い性を考慮して、10質量部以上100質量部以下の範囲内であることが好ましい。
導電部材7としては、バンプを用いることができ、バンプの材料としては、Auあるいはその合金、他の導電接合部材として、共晶ハンダ(Au−Sn)、Pb−Sn、鉛フリーハンダ等を用いることができる。なお、図1Bでは、導電部材7にバンプを用いた例を示しているが、導電部材7はバンプに限定されず、例えば導電ペーストであってもよい。
アンダーフィルは、基板上に配置された発光素子2、半導体素子8、導電部材7を、塵芥、水分、外力から保護するための部材である。必要に応じて、発光素子2及び半導体素子8と、導電部材7の間にアンダーフィルを設けてもよい。アンダーフィルの材料としては、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂が挙げられる。アンダーフィルは、これらの樹脂に、必要に応じて着色剤、光拡散剤、フィラーを含有させることができる。
A.基板の上に発光素子を実装する第一の工程。
B.透光性部材の上に、誘電体多層膜及び蛍光体層を形成する第二の工程。
C.誘電体多層膜及び蛍光体層を備えた透光性部材を、発光素子上に配置して接合し発光積層部を作製する第三の工程。
D.発光面を除く発光積層部の側面を被覆部材用組成物で覆い、被覆部材を形成する第四の工程。
第一の工程では、基板上に発光素子を配置し、実装する。集合基板を用いる場合には、集合基板上に複数の発光素子を配置する。また、配置された発光素子の行又は列方向のいずれか一方向で、発光素子とその隣の発光素子の間に半導体素子を配置してもよい。発光素子と半導体素子とは、例えば、基板上にフリップチップ実装される。
第二の工程では、透光性部材の上に誘電体多層膜及び蛍光体層を形成する。
まず、板状の透光性部材を準備する。次に、透光性部材上に、誘電体多層膜を形成する、
例えば、互いに屈折率が異なる第1誘電体層と第2誘電体層とを交互に積層して誘電体多層膜を形成する。
第三の工程では、蛍光体層を発光素子の発光面に対向させて、発光素子上に透光性積層部材を接着層により接合する。これにより、発光素子と透光性積層部を含む発光積層部が作製される。好ましい形態では、透光性積層部材の発光素子との接合面、すなわち、蛍光体層の発光素子との接合面は、発光素子の発光面より大きいので、発光素子の発光面からはみ出した接着剤は、発光素子の側面に付着して、縦断面形状が略三角形の接着層のはみ出し部分が形成される。発光素子の側面に付着した接着層のはみ出し部分は、層の厚さが発光素子の下方に向かって小さくなる三角形状を有している。
第四の工程では、発光面を除く発光積層部の側面を被覆部材用組成物で覆い、発光面を除く発光積層部の側面に被覆部材を形成する。集合基板上に複数の発光素子及び半導体素子が配置され、各発光素子上に透光性積層部材が接合されて発光積層部が形成されている場合には、発光積層部間に被覆部材用組成物を充填する。この被覆部材は、発光素子から出射された光を反射させるためのものであり、発光積層部の上面を覆うことなく側面を覆いかつ半導体素子を埋設するように形成する。発光素子の側面に付着したはみ出し部は、厚さが発光素子の下方に向かって小さくなる断面三角形状を有しているので、発光素子の側面を覆う被覆部材は、上方ほど拡がる傾斜を有している。これにより、発光素子の側面から出射した光は蛍光体層方向に反射されて、蛍光体を励起することが可能になり、輝度の向上が図られる。
実施例及び比較例の各発光装置は、表1に示す蛍光体−1、蛍光体−2及び蛍光体−3を使用した。蛍光体−1、蛍光体−2及び蛍光体−3は、いずれも第一窒化物蛍光体を使用した。表1に示す蛍光体の評価の方法を以下に記載した。
組成分析
蛍光体−1、蛍光体−2及び蛍光体−3について、ICP−AES装置(Perkin Elmer製)、イオンクロマトグラフィーシステム(DIONEX日本製)、及び酸素・窒素分析装置(HORIBA製)を用いて組成を分析し、Alを0.9又は1として組成中の各構成元素のモル比を算出した。各蛍光体の組成を表1に示す。
各蛍光体について、Fisher Sub−Sieve Sizer Model 95(Fisher Scientific社製)を用いて、FSSS法により平均粒径を測定した。具体的には、1cm3分の体積の試料を計り取り、専用の管状容器にパッキングした後、一定圧力の乾燥空気を流し、差圧から比表面積を読み取り、平均粒径(Fisher Sub−Sieve Sizer’s No)に換算した値である。
各蛍光体について、発光特性を測定した。蛍光体の発光特性は、量子効率測定装置(製品名:QE−2000、大塚電子株式会社製)を用いて、励起光の波長を450nmの光を各蛍光体に照射し、室温(25℃±5℃)における発光スペクトルを測定した。得られた各蛍光体の発光スペクトルから、発光ピーク波長(nm)を求めた。また、蛍光体の発光スペクトルにおける最大の発光ピークの発光強度を100%としたときの50%の発光強度を示す発光ピークの短波長側の波長Wfpを測定した。図2Aに、各蛍光体の発光スペクトルを示した。
各蛍光体について、分光光度計(製品名:F−4500、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製)を用いて、室温(25℃±5℃)で、励起光源(キセノンランプ)からの光を、試料となる蛍光体1から3に照射し、380nm以上780nm以下の波長範囲内の反射スペクトルを測定した。基準試料としてリン酸水素カルシウム(CaHPO4)を用いた。励起波長450nmの励起光に対するリン酸水素カルシウムの反射率を基準として、蛍光体1から3の450nmの反射率を相対反射率として求めた。図2Bに、各蛍光体の反射スペクトルを示した。
実施例及び比較例の各発光装置は、誘電体多層膜−1(DBR−1)又は誘電体多層膜−2(DBR−2)を用いた。
各誘電体多層膜について、誘電体多層膜の法線方向(入射角度0°)から励起光源からの光を照射し、分光光度計(製品名:V−670、日本分光株式会社製)を用いて、室温(25℃±5℃)で、380nm以上780nm以下の波長範囲内の反射スペクトルを測定した。誘電体多層膜−1(DBR−1)及び誘電体多層膜−2(DBR−2)の反射スペクトルを図3に示す。また、入射角度0°の各誘電体多層膜の反射スペクトルにおいて波長が380nm以上780nm以下の範囲内における最大の反射強度を100%としたとき50%の反射強度を示す波長Wrを測定した。結果を表2に示す。
図1A及び図1Bに示す発光装置100を製造した。
基板10は、窒化アルミニウム基板を用いた。発光素子2は、発光ピーク波長が450nmである光を発する窒化物系半導体を用いた。基板10の上に発光素子2を配置し、フリップチップ実装した。
透光性部材4は、厚さが150μmのガラス板を用いた。
透光性部材4の上に、表2に示した誘電体多層膜−1(DBR−1)を作製した。具体的には、Nb2O5からなる第1誘電体層1aと、SiO2からなる第2誘電体層1bを、透光性部材4上に、第2誘電体層1b、第1誘電体層1aの順に交互にスパッタ法により、15.5周期(合計31層)積層することにより製造した。第1誘電体層1aと第2誘電体層1bの積層順序は、図1Bに示す第1誘電体層1a、第2誘電体層1bの順序とは異なる。誘電体多層膜−1(DBR−1)は、入射角度0°における反射スペクトルにおいて、380nm以上780nm以下の範囲内における最大の反射強度を100%としたときの50%の発光強度を示す波長Wrが、蛍光体層3に含まれる蛍光体−2及び蛍光体−3の発光スペクトルにおける最大の発光ピークの発光強度を100%としたときの50%の発光強度を示す発光ピークの短波長側の波長Wfpとの波長差ΔWpが20nm以上となるように製造した。
蛍光体層3は、シリコーン樹脂と、蛍光体−2と、蛍光体−3とを含む蛍光体層用組成物を誘電体多層膜−1上に印刷法で製造した。蛍光体層組成物は、シリコーン樹脂100質量部に対して、蛍光体−2及び蛍光体−3の合計量が186質量部となるように配合した。蛍光体−2と蛍光体−3は、質量比で1:1となるように配合した。蛍光体層3の厚さ71μmであった。
透光性部材4上に誘電体多層膜−1及び蛍光体層3が積層された透光性積層部材を得た。透光性積層部材を、発光素子2上に実装可能となるように個片化した。
個片化した透光性積層部材の蛍光体層3を、発光素子2の発光面に対向させて、発光素子2上に透光性積層部材を、シリコーン樹脂を含む接着層により接合し、発光積層部20を製造した。
発光積層部20の発光面を除いて、発光積層部20の周囲を被覆部材用組成物で覆い、被覆部材用組成物を硬化させて、被覆部材6を形成し、発光装置100を製造した。被覆部材用組成物は、シリコーン樹脂と酸化チタン(TiO2)フィラーを含む。被覆部材用組成物中のフィラーの配合量は、シリコーン樹脂100質量部に対して、フィラーを60質量部配合した。
蛍光体−2及び蛍光体−3の代わりに、蛍光体−3を使用し、蛍光体層3の厚さを129μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、発光装置100を製造した。
蛍光体−2及び蛍光体−3の代わりに、蛍光体−3を使用し、蛍光体層3の厚さを73μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、発光装置100を製造した。
透光性部材4の上に、表2に示した誘電体多層膜−2(DBR−2)を作製し、蛍光体−2及び蛍光体−3の代わりに、蛍光体−3を使用し、蛍光体層3の厚さを128μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、発光装置100を製造した。誘電体多層膜−2(DBR−2)は、具体的には、Nb2O5からなる第1誘電体層1aと、SiO2からなる第2誘電体層1bを、透光性部材4上に、第2誘電体層1b、第1誘電体層1aの順に交互にスパッタ法により、14.5周期(合計29層)積層することにより製造した。
蛍光体−2及び蛍光体−3の代わりに、波長450nmの光に対する反射率が21.8%である蛍光体−1を使用し、蛍光体層3の厚さを67μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、発光装置100を製造した。
透光性部材4の上に、表2に示した誘電体多層膜−2(DBR−2)を作製した。具体的には、蛍光体−2及び蛍光体−3の代わりに、蛍光体−3を使用し、誘電体多層膜−2(DBR−2)の入射角度0°における反射スペクトルにおいて、380nm以上780nm以下の範囲内における最大の反射強度を100%としたときの50%の発光強度を示す波長Wrと、蛍光体層3に含まれる蛍光体−3の発光スペクトルにおける最大の発光ピークの発光強度を100%としたときの50%の発光強度を示す発光ピークの短波長側の波長Wfpとの波長差ΔWpが16nmとなるように、誘電体多層膜−2(DBR−2)を製造し、蛍光体層3の厚さを75μmとしたこと以外は、実施例1と同様にして、発光装置100を製造した。
実施例及び比較例の各発光装置について、以下の評価を行った。以下の評価は、発光装置に350mAの電流を流して測定した。結果を表4に示した。
実施例及び比較例の各発光装置について、マルチチャンネル分光器と積分球を組み合わせた光計測システムを用いて、CIE1931色度図の色度座標系における色度座標(x、y)、主波長、色純度を求めた。各発光装置の発光色の色度座標(x、y)は、後述する指向色度座標(x、y)において、指向角度0°における色度座標(x、y)を意味する。
主波長は、CIE1931色度図における色度座標系における白色光の色度(x=0.3333、y=0.3333)と、発光装置が発光色の色度座標(x、y)を直線で結び、その延長線とスペクトル軌跡が交わる点の波長である。
色純度は、CIE1931色度図の色度座標系における白色光の色度座標(x=0.3333、y=0.3333)と、発光装置の発光色の色度座標(x、y)を結んだ直線距離を、白色光の色度から発光装置が発する光の色度を通ってスペクトル軌跡と交わる色度まで結んだ直線距離で除した値をいう。色純度の数値が高いほど、単色光に近い光が発光装置から出射されていることを意味する。
実施例及び比較例の各発光装置について、積分球を使用した全光束測定装置(日亜化学工業株式会社製)を用いて、全光束を測定した。比較例1の発光装置から出射される光の全光束を100%として、各発光装置の全光束を相対値で表した。
実施例及び比較例の各発光装置について、積分球を使用した分光測光装置(PMA−11、浜松ホトニクス株式会社製)を用いて、発光スペクトルを測定した。各発光装置の発光スペクトルにおいて、最大の発光ピークの発光ピーク波長と、最大の発光ピークの発光強度を100%としたときに、50%の発光強度を示す発光ピークの短波長側の波長Wfを求めた。また、各発光装置に使用した誘電体多層膜の入射角度0°の各誘電体多層膜の反射スペクトルにおいて波長が380nm以上780nm以下の範囲内における最大の反射強度を100%としたとき50%の反射強度を示す波長Wrと波長Wfの波長差ΔWを求めた。
各発光装置の発光スペクトルにおいて、発光素子の発光ピーク強度である波長450nmにおける発光強度Ieと、発光装置の発光スペクトルにおける最大の発光ピークの発光強度Imとの強度比Ie/Imを求めた。
発光装置の発光色の指向色度座標を測定した。具体的には、実施例及び比較例の各発光装置について、350mAの電流を通電して発光させ、ゴニオメータを使用して、発光装置を回転させて指向角度を変更させながら、CIEが推奨している平均LED光度測定であるCondition Bの条件で、分光測光装置(品番:PMA−11、浜松ホトニクス株式会社製)を用いて、各発光装置の発光色の指向色度座標(x、y)を測定した。図4は、発光装置の発光色の指向色度座標(x、y)を測定する方向を示す模式図である。発光装置の光軸Cから発光装置の発光面と水平方向に傾斜する角度を指向角度θとして測定した。発光装置の光軸Cは、発光装置の発光面に対する法線方向のz軸と平行であり、発光装置の中央の点を通る軸をいい、指向角度0°である。指向色度は、具体的には、図4に示すx−z平面内において、x−y平面に対するz軸を指向角度0°とし、z軸からx−z平面上でx−y平面方向に傾斜する角度θを指向角度θとした。CIE色度図の色度座標において指向角度0°の指向色度座標(x0、y0)と、指向角度θの指向色度座標(xθ、yθ)を測定した。また、指向角度0°のx座標x0と指向角度60°のx座標x60のx座標の差分Δxと、指向角度0°のy座標y0と指向角度60°のy座標y60のy座標の差分Δyを表4に記載した。実施例及び比較例の発光装置は、xz面の角度θ=0°から角度θ=+90°には、半導体素子が存在するため、xz面の角度θ=0°から角度θ=−90°の範囲のx座標の差分を検討した。角度θ=−80°から角度θ=−90°は、発光装置の発光面とほぼ水平方向であり、実際の用途において視認されることは殆どないと考えられる。
Claims (9)
- 380nm以上485nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
波長450nmの光に対する反射率が10%以下であり、610nm以上780nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する蛍光体を含み、前記発光素子の光の出射側に配置される蛍光体層と、前記蛍光体層の光の出射側に配置される誘電体多層膜と、を含む波長変換部材と、を備え、
584nm以上780nm以下の範囲内に主波長を有する発光装置であり、
前記誘電体多層膜は、入射角度0°の反射スペクトルにおいて380nm以上780nm以下の範囲内における最大の反射強度を100%としたとき、380nm以上485nm以下の範囲内の反射強度が80%以上であり、610nm以上780nm以下の範囲内の反射強度が10%以下であり、
前記誘電体多層膜の反射スペクトルにおける50%の反射強度を示す波長Wrと、前記発光装置の発光スペクトルにおいて最大の発光ピークの発光強度を100%としたときの50%の発光強度を示す前記発光ピークの短波長側の波長Wfの波長差ΔWが20nm以上である、発光装置。 - CIE1931色度図のxy色度座標系において、色度座標(x、y)が、(x=0.522、y=0.449)を第一点とし、(x=0.538、y=0.461)を第二点とし、(x=0.735、y=0.265)を第三点とし、(x=0.721、y=0.259)を第四点とし、前記第一点と前記第二点を結ぶ第一直線と、前記第二点と前記第三を結ぶ第二直線と、前記第三点と前記第四点を結ぶ第三直線と、前記第四点と前記第一点を結ぶ第四直線とで画定された領域内の光を発する、請求項1に記載の発光装置。
- 前記発光装置の発光スペクトルにおいて、前記発光素子の発光ピーク強度Ieと前記最大発光ピーク強度Imの強度比Ie/Imが1/35以下である、請求項1又は2に記載の発光装置。
- 前記誘電体多層膜の光の出射側に接して配置される透光性部材を、さらに備えた、請求項1から3のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記波長Wrと前記波長Wfの波長差ΔWが30nm以上である、請求項1から4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記波長Wrと前記波長Wfの波長差ΔWが40nm以上150nm以下である、請求項1から5のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記蛍光体が、Caと、Euと、Siと、Alと、Nと、必要に応じてSrと、を組成に含み、前記組成1モルにおけるEuのモル比が0.01以上0.04以下であり、Siのモル比が0.8以上1.2以下であり、Nのモル比が2.5以上3.5以下である、第一窒化物蛍光体を含む、請求項1から6のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第一窒化物蛍光体が、下記式(I)で表される組成を有する、請求項7に記載の発光装置。
SrtCavEuwAlxSiyNz (I)
(式(I)中、0≦t<1、0<v<1、0.01<w≦0.04、t+v+w<1、0.80≦x≦1.2、0.80≦y≦1.2、2.5≦z≦3.5を満たす数である。) - CIE1931色度図におけるxy色度座標系において、指向角度0°における前記発光装置の発光色のx座標x0と、指向角度60°における前記発光装置の発光色のx座標x60のx座標の差分Δxの絶対値が0.010以下である、請求項1から8のいずれか1項に記載の発光装置。
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