JP3985486B2 - 半導体発光素子とこれを用いた発光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、近紫外発光ダイオード（以後、近紫外ＬＥＤという）と複数の蛍光体とを組み合わせて白色系光を放つ半導体発光素子と、この半導体発光素子を用いて構成した半導体発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、３５０ｎｍを超え４１０ｎｍ以下の近紫外の波長領域に発光ピークを有する近紫外ＬＥＤ（厳密には近紫外ＬＥＤチップ）と、この近紫外ＬＥＤが放つ近紫外光を吸収して、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の可視波長範囲内に発光ピークを有する蛍光を放つ無機蛍光体を含む蛍光体層とを組み合わせてなる、白色系光を放つ半導体発光素子が知られている。無機蛍光体を用いる上記半導体発光素子は、有機蛍光体を用いる半導体発光素子よりも耐久性の面で優れるため、広く用いられている。
【０００３】
なお、本明細書では、ＣＩＥ色度図における発光色度点（ｘ，ｙ）が、０．２１≦ｘ≦０．４８、０．１９≦ｙ≦０．４５の範囲内にある光を白色系光と定義している。
【０００４】
このような半導体発光素子としては、例えば、特開平１１−２４６８５７号公報、特開２０００−１８３４０８号公報、特表２０００−５０９９１２号公報、特開２００１−１４３８６９号公報などに開示される半導体発光素子がある。
【０００５】
特開平１１−２４６８５７号公報には、一般式（Ｌａ_1-x-yＥｕ_xＳｍ_y）₂Ｏ₂Ｓ（ただし、０．０１≦ｘ≦０．１５、０．０００１≦ｙ≦０．０３）で表される酸硫化ランタン蛍光体を赤色蛍光体とし、窒化ガリウム系化合物半導体で構成した発光層を有し、波長３７０ｎｍ前後の光を放つ近紫外ＬＥＤと組み合わせてなる半導体発光素子が記載されている。また、特開平１１−２４６８５７号公報には、前記赤色蛍光体と、他の青色、緑色蛍光体とを適正に組み合わせることにより、任意の色温度を有する白色光を放つ半導体発光素子に関する発明が開示されている。
【０００６】
特開２０００−１８３４０８号公報には、窒化ガリウム系化合物半導体で構成した発光層を有し、３７０ｎｍ付近に発光ピークを有する紫外光を放つ紫外ＬＥＤチップと、前記紫外光を吸収して青色光を発光する青色蛍光体を含む第１の蛍光体層と、前記青色光を吸収して黄橙色光を発光する黄橙色蛍光体を含む第２の蛍光体層とを具備する半導体発光素子が記載されている。ここで青色蛍光体としては、下記の（１）〜（３）から選ばれる少なくとも１種からなる青色蛍光体が用いられている。
（１）一般式（Ｍ１，Ｅｕ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂（式中、Ｍ１はＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも一つの元素を表す）で実質的に表される２価のユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光体。
（２）一般式ａ（Ｍ２，Ｅｕ）Ｏ・ｂＡｌ₂Ｏ₃（式中、Ｍ２はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｌｉ、ＲｂおよびＣｓから選ばれる少なくとも一つの元素を示し、ａおよびｂはａ＞０、ｂ＞０、０．２≦ａ／ｂ≦１．５を満足する数値である）で実質的に表される２価のユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体。
（３）一般式ａ（Ｍ２，Ｅｕ_v，Ｍｎ_w）Ｏ・ｂＡｌ₂Ｏ₃（式中、Ｍ２はＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｌｉ、ＲｂおよびＣｓから選ばれる少なくとも一つの元素を示し、ａ、ｂ、ｖおよびｗはａ＞０、ｂ＞０、０．２≦ａ／ｂ≦１．５、０．００１≦ｗ／ｖ≦０．６を満足する数値である）で実質的に表される２価のユーロピウムおよびマンガン付活アルミン酸塩蛍光体。
【０００７】
また、黄橙色蛍光体としては、一般式（Ｙ_1-x-yＧｄ_xＣｅ_y）₃Ａｌ₅Ｏ₁₂（式中、ｘおよびｙは０．１≦ｘ≦０．５５、０．０１≦ｙ≦０．４を満足する数。）で実質的に表される３価のセリウム付活アルミン酸塩蛍光体（以後、ＹＡＧ系蛍光体という）が用いられている。
【０００８】
また、特表２０００−５０９９１２号公報には、３００ｎｍ以上３７０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する紫外ＬＥＤと、４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する青色蛍光体と、５２０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する緑色蛍光体と、５９０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する赤色蛍光体とを組み合わせてなる半導体発光素子が開示されている。この半導体発光素子では、青色蛍光体として、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、Ｓｒ₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ａｇ（いずれも発光ピーク波長は４５０ｎｍ）が、緑色蛍光体として、ＺｎＳ：Ｃｕ（発光ピーク波長５５０ｎｍ）やＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ，Ｍｎ（発光ピーク波長５１５ｎｍ）が、赤色蛍光体としては、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺（発光ピーク波長６２８ｎｍ）、ＹＶＯ₄：Ｅｕ³⁺（発光ピーク波長６２０ｎｍ）、Ｙ（Ｖ，Ｐ，Ｂ）Ｏ₄：Ｅｕ³⁺（発光ピーク波長６１５ｎｍ）、ＹＮｂＯ₄：Ｅｕ³⁺（発光ピーク波長６１５ｎｍ）、ＹＴａＯ₄：Ｅｕ³⁺（発光ピーク波長６１５ｎｍ）、[Ｅｕ（ａｃａｃ）₃（ｐｈｅｎ）] （発光ピーク波長６１１ｎｍ）が用いられている。
【０００９】
一方、特開２００１−１４３８６９号公報には、有機材料を発光層とし、４３０ｎｍ以下の青紫〜近紫外の波長範囲に発光ピークを有する有機ＬＥＤ、または、無機材料を発光層とし、上記青紫〜近紫外の波長範囲に発光ピークを有する無機ＬＥＤと、青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体を組み合わせてなる半導体発光素子が記載されている。この半導体発光素子では、青色蛍光体としては、Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｓｎ⁴⁺、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺、ＳｒＧａ₂Ｓ₄：Ｃｅ³⁺、ＣａＧａ₂Ｓ₄：Ｃｅ³⁺、（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺、ＢａＡｌ₂ＳｉＯ₈：Ｅｕ²⁺、Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｅｕ²⁺、Ｓｒ₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺、ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺、（Ｂａ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺、Ｂａ₃ＭｇＳｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ²⁺、Ｓｒ₃ＭｇＳｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ²⁺が用いられ、緑色蛍光体としては、（ＢａＭｇ）Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ₂₅：Ｅｕ²⁺、（ＳｒＢａ）Ａｌ₂Ｓｉ₂Ｏ₈：Ｅｕ²⁺、（ＢａＭｇ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇−Ｓｒ₂Ｂ₂Ｏ₇：Ｅｕ²⁺、（ＢａＣａＭｇ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺、Ｓｒ₂Ｓｉ₃Ｏ₈−２ＳｒＣｌ₂：Ｅｕ²⁺、Ｚｒ₂ＳｉＯ₄−ＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、Ｂａ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、Ｓｒ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、（ＢａＳｒ）ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺が用いられ、赤色蛍光体としては、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺、ＹＡｌＯ₃：Ｅｕ³⁺、Ｃａ₂Ｙ₂（ＳｉＯ₄）₆：Ｅｕ³⁺、ＬｉＹ₉（ＳｉＯ₄）₆Ｏ₂：Ｅｕ³⁺、ＹＶＯ₄：Ｅｕ³⁺、ＣａＳ：Ｅｕ²⁺、Ｇｄ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺、Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ₄：Ｅｕ³⁺が用いられている。
【００１０】
このように、従来の白色系光を放つ半導体発光素子では、青色系蛍光体と緑色系蛍光体と赤色系蛍光体が放つ発光の混色、または、青色系蛍光体と黄色系蛍光体が放つ発光の混色によって白色系光が得られている。
【００１１】
なお、青色系蛍光体と黄色系蛍光体が放つ発光の混色によって白色系光を得る方式の従来の半導体発光素子では、黄色系蛍光体として、上記ＹＡＧ系蛍光体が用いられている。また、上記ＹＡＧ系蛍光体が、３５０ｎｍを超え４１０ｎｍ以下の波長領域、特に窒化ガリウム系化合物半導体で構成した発光層を有する近紫外ＬＥＤが放つ３６０ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の近紫外光の励起によってほとんど発光せず、４１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の青色系光の励起下で黄色光を高効率で放つ蛍光体であるために、ＹＡＧ系蛍光体を用いた従来の半導体発光素子では、青色系蛍光体を必須とし、この青色系蛍光体が放つ青色光によって黄色系蛍光体を励起して白色系光を得ている。
【００１２】
このような白色系光を放つ半導体発光素子は、照明装置や表示装置などの発光装置用として需要の多い半導体発光素子として知られるものである。
【００１３】
一方、ＹＡＧ系蛍光体以外の無機化合物蛍光体をＬＥＤと組み合わせた半導体発光素子も従来公知である。前述した特開２００１−１４３８６９号公報には、Ｂａ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、Ｓｒ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、Ｍｇ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、（ＢａＳｒ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺、（ＢａＭｇ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺珪酸塩蛍光体を用いた半導体発光素子が記載されている。
【００１４】
しかしながら、この特開２００１−１４３８６９号公報に記載の半導体発光素子では、いずれの珪酸塩蛍光体も緑色系蛍光体としての応用であり、黄色系蛍光体としての応用ではない。また、無機化合物からなる無機ＬＥＤよりも有機ＬＥＤを用いることが発光効率の点から好ましいともされている。すなわち、この公開公報に記載の発明は、近紫外ＬＥＤ、好ましくは有機ＬＥＤと、青色系、緑色系、赤色系蛍光体の３種類の無機化合物の蛍光体とを組み合わせてなる半導体発光素子に関するものである。
【００１５】
なお、本発明者らの実験の限りでは、この特開２００１−１４３８６９号公報に記載されるＳｒ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺珪酸塩蛍光体は、二つの結晶相（斜方晶と単斜晶）を持ち得る蛍光体であり、少なくとも実用的に用いられるＥｕ²⁺発光中心添加量（＝Ｅｕ原子の数／（Ｓｒ原子の数＋Ｅｕ原子の数）：ｘ）が、０．０１≦ｘ≦０．０５の範囲内では、斜方晶Ｓｒ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺（α’−Ｓｒ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺）は、波長５６０〜５７５ｎｍ付近に発光ピークを有する黄色光を放つ黄色系蛍光体であり、単斜晶Ｓｒ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺（β−Ｓｒ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺）は、波長５４５ｎｍ付近に発光ピークを有する緑色光を放つ緑色系蛍光体である。したがって、特開２００１−１４３８６９号公報に記載のＳｒ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺緑色蛍光体は、単斜晶Ｓｒ₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺蛍光体と見なすことができる。
【００１６】
ここで、前記珪酸塩蛍光体について説明すると、従来から、（Ｓｒ_1-a3-b3-xＢａ_a3Ｃａ_b3Ｅｕ_x）₂ＳｉＯ₄の化学式で表される珪酸塩蛍光体（ただし、ａ３、ｂ３、ｘは、各々、０≦ａ３≦１、０≦ｂ３≦１、０＜ｘ＜１を満足する数値）が知られている。上記珪酸塩蛍光体は、蛍光ランプ用の蛍光体として検討がなされた蛍光体であり、Ｂａ−Ｓｒ−Ｃａの組成を変えることによって、発光のピーク波長が５０５ｎｍ以上５９８ｎｍ以下程度の範囲内で変化する蛍光体であることが知られている。さらに、１７０〜３５０ｎｍの範囲内の光照射の下で比較的高効率の発光を示す蛍光体であることも知られている（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃ．Ｖｏｌ．１１５、Ｎｏ．１１（１９６８）ｐｐ．１１８１−１１８４参照）。
【００１７】
しかしながら、上記文献には、上記珪酸塩蛍光体が、３５０ｎｍを超える長い波長領域の、近紫外光励起条件下において高効率の発光を示すことに関する記載は無い。このため、上記珪酸塩蛍光体が、上記３５０ｎｍを超え４１０ｎｍ以下の近紫外の波長領域、とりわけ窒化ガリウム系化合物半導体で構成した発光層を有する近紫外ＬＥＤが放つ３７０〜３９０ｎｍ付近の近紫外光励起によって、高効率の、５５０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の黄色系発光を放つ蛍光体であることは、これまで知られていなかった。
【００１８】
近紫外ＬＥＤと複数の蛍光体を含む蛍光体層とを組み合わせてなる半導体発光素子を用いた従来の発光装置にあっては、青色系蛍光体と緑色系蛍光体と赤色系蛍光体が放つ発光の混色、または、青色系蛍光体が放つ青色系光とこの青色系光を吸収してＹＡＧ系蛍光体が放つ黄色系光の混色によって白色系光を得る方式の半導体発光素子を用いて発光装置を構成していた。
【００１９】
なお、本明細書では、半導体発光素子を用いた各種表示装置（例えばＬＥＤ情報表示端末、ＬＥＤ交通信号灯、自動車のＬＥＤストップランプやＬＥＤ方向指示灯など）や各種照明装置（ＬＥＤ屋内外照明灯、車内ＬＥＤ灯、ＬＥＤ非常灯、ＬＥＤ面発光源など）を広く発光装置と定義している。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近紫外ＬＥＤと複数の蛍光体を含む蛍光体層とを組み合わせた、従来の白色系半導体発光素子にあっては、半導体発光素子が放つ白色系光の光束が低かった。これは、３５０ｎｍを超え４１０ｎｍ未満の近紫外光励起の下で、高い発光効率を示す蛍光体の開発がこれまで十分なされていないために、青色系蛍光体、緑色系蛍光体、赤色系蛍光体のすべてにおいて、白色系半導体発光素子用として使用し得る蛍光体の種類が少なく、比較的高い発光効率を示す青色系、緑色系、赤色系の各蛍光体が少数に限定されるだけでなく、白色系光の発光スペクトルの形状が限定されることに起因する。また、青色系、緑色系、赤色系の三種類の蛍光体が放つ光の混色、または、青色系蛍光体が放つ青色系光とこの青色系光を吸収して波長変換された黄色系光の混色によって白色系光を得ていることにも起因する。
【００２１】
本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、近紫外ＬＥＤと蛍光体層とを組み合わせてなる、高光束の白色系光を放つ半導体発光素子および半導体発光装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の半導体発光素子は、
３５０ｎｍを超え４１０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する発光を放つ近紫外発光ダイオードと、前記近紫外発光ダイオードが放つ近紫外光を吸収して、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の可視波長領域に発光ピークを有する蛍光を放つ複数の蛍光体を含む蛍光体層とを組合せ、ＣＩＥ色度図における発光色度点（ｘ，ｙ）が、０．２１≦ｘ≦０．４８、０．１９≦ｙ≦０．４５の範囲にある白色系光を放つ半導体発光素子であって、
前記蛍光体層が、波長３８０ｎｍおよびその付近の波長領域の近紫外光照射の下で、５５０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する黄色系の蛍光を放つ黄色系蛍光体と４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する青色系の蛍光を放つ青色系蛍光体の二種類の蛍光体粒子を混合して含み、前記蛍光体層の実質厚みは１００μｍ以上１ｍｍ以下であり、
前記黄色系蛍光体が、下記の化学式で表される化合物を主体にしてなる、斜方晶の結晶構造を有する珪酸塩蛍光体であることを特徴とする半導体発光素子。
（Ｓｒ _{１−ａ１−ｂ２−ｘ} Ｂａ _ａ１ Ｃａ _ｂ２ Ｅｕ _ｘ ） _２ ＳｉＯ _４
ただし、ａ１、ｂ２、ｘは、各々、０＜ａ１≦０．１５、０≦ｂ２≦０．３、０．０１≦ｘ≦０．０５を満足する数値である。
【００２３】
ここで、前記近紫外ＬＥＤは、紫外ＬＥＤを含む２５０ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する発光を放つＬＥＤであれば特に限定されないが、入手の容易さ、製造の容易さ、コスト、発光強度などの観点から、好ましいＬＥＤは３００ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する発光を放つ近紫外ＬＥＤ、より好ましくは、３５０ｎｍを超え４１０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する発光を放つ近紫外ＬＥＤ、さらに好ましくは３５０ｎｍを超え４００ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する発光を放つ近紫外ＬＥＤである。
【００２４】
また、前記青色蛍光体は、好ましくは４１０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下、さらに好ましくは４２０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する青色系蛍光体であることが望ましく、また、前記黄色系蛍光体は、好ましくは５７０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下、さらに好ましくは５７０ｎｍを超え５９０ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する黄色系蛍光体であることが望ましい。
【００２５】
このような蛍光体層にすると、上記の黄色系蛍光体と青色系蛍光体の両方が、近紫外ＬＥＤが放つ前記波長領域に発光ピークを有する近紫外光を吸収し、効率良く、各々黄色系光と青色系光に波長変換するので、半導体発光素子が、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の青色系発光と、５５０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の黄色系発光の、２種類の光色を有する発光を高効率に放つようになり、この２種類の光色の混色によって、白色系光を放つようになる。
【００２６】
また、上記白色系光の演色性を高めるために、下記の化学式で表される化合物を主体にしてなる酸硫化物蛍光体などの赤色系蛍光体を配合してもよい。
【００２７】
（Ｌｎ_1-xＥｕ_x）Ｏ₂Ｓ
ただし、Ｌｎは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄから選ばれる少なくとも一つの希土類元素、ｘは０＜ｘ＜１を満足する数値である。
【００３１】
なお、上記珪酸塩蛍光体は、図４に励起スペクトルと発光スペクトルの一例を示すように、２５０〜３００ｎｍ付近に励起ピークを有し、１００〜５００ｎｍの広い波長範囲内の光を吸収して、５５０〜６００ｎｍの黄緑〜黄〜橙の波長領域に発光ピークを有する黄色系の蛍光を放つ黄色系蛍光体である。したがって、上記珪酸塩蛍光体は、ＹＡＧ系蛍光体のように、近紫外光を青色光に変換する青色系蛍光体が無くとも、近紫外ＬＥＤが放つ近紫外光を照射すると比較的高効率の黄色系発光を放つことになるので、近紫外光の黄色系光への変換効率がＹＡＧ系蛍光体よりも実質的に高く、発光効率の面で好ましいものとなる。
【００３５】
本発明の半導体発光素子は、上記のいずれかの半導体発光素子にあって、青色系蛍光体を下記の（１）または（２）のいずれかの青色系蛍光体としたものである。
（１）下記の化学式で表される化合物を主体にしてなるハロ燐酸塩蛍光体
（Ｍ１_1-xＥｕ_x）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂
ただし、Ｍ１は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素、ｘは、０＜ｘ＜１を満足する数値である。
（２）下記の化学式で表される化合物を主体にしてなるアルミン酸塩蛍光体
（Ｍ２_1-xＥｕ_x）（Ｍ３_1-y1Ｍｎ_y1）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇
ただし、Ｍ２は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素、Ｍ３は、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも一つの元素、ｘ、ｙ１は、各々、０＜ｘ＜１、０≦ｙ１＜０．０５を満足する数値である。
【００３６】
上記の青色系蛍光体は、近紫外光の励起によって強い光を放つ高効率蛍光体であるので、このような蛍光体の組み合わせにすると、前記蛍光体層が発光強度の大きな白色系光を放つようになる。
【００３７】
本発明の半導体発光素子は、上記いずれかの半導体発光素子において、近紫外ＬＥＤを、窒化ガリウム系化合物半導体で構成した発光層を有する近紫外ＬＥＤとしたものである。
【００３８】
窒化ガリウム系化合物半導体で構成した発光層を有する近紫外ＬＥＤは、高い発光効率を示し、長期連続動作も可能であるので、このような近紫外ＬＥＤを用いることにより、長期連続動作が可能で、しかも、高光束の白色系光を放つ半導体発光素子が得られる。
【００３９】
本発明の半導体発光装置は、上記いずれかに記載の半導体発光素子を用いて構成した半導体発光装置である。
【００４０】
本発明の半導体発光素子は、高光束白色系光を放つので、本発明に係る半導体発光素子を用いて発光装置を構成すると、高光束の白色系光を放つ半導体発光装置が得られる。ここで、半導体発光装置の具体例としては、ＬＥＤ情報表示端末、ＬＥＤ交通信号灯、自動車のＬＥＤストップランプ、ＬＥＤ方向指示灯などの各種表示装置や、ＬＥＤ屋内外照明灯、車内ＬＥＤ灯、ＬＥＤ非常灯、ＬＥＤ面発光源などの各種照明装置を挙げることができる。
【００４１】
なお、本発明における近紫外ＬＥＤに代えて、同じ波長領域に発光ピークを有する発光を主発光成分として放つ発光素子（半導体発光素子に限定されない）を用いても、同様の作用効果が得られ、同様の白色系発光素子が得られることはいうまでもない。
【００４２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、本発明の半導体発光素子の実施の形態を、図面を用いて説明する。図１〜図３はそれぞれ形式の異なる半導体発光素子の縦断面図である。
【００４３】
半導体発光素子の代表的な例として、図１に、サブマウント素子５の上にフリップチップ型の近紫外ＬＥＤ１を導通搭載するとともに、青色系蛍光体粒子３と珪酸塩蛍光体の粒子を含む黄色系蛍光体粒子４を内在し蛍光体層２を兼ねる樹脂のパッケージによって、近紫外ＬＥＤ１を封止した構造の半導体発光素子を示し、図２に、リードフレーム６のマウント・リードに設けたカップ７に近紫外ＬＥＤ１を導通搭載するとともに、カップ７内に青色系蛍光体粒子３と珪酸塩蛍光体の粒子を含む黄色系蛍光体粒子４を内在した蛍光体層２を設け、全体を封止樹脂８で封止した構造の半導体発光素子を示し、図３に、筐体９内に近紫外ＬＥＤ１を配置するとともに、筐体９内に青色系蛍光体粒子３と珪酸塩蛍光体の粒子を含む黄色系蛍光体粒子４を内在する樹脂で形成した蛍光体層２を設けた構造のチップタイプの半導体発光素子を示している。
【００４４】
図１〜図３において、近紫外ＬＥＤ１は、３５０ｎｍを超え４１０ｎｍ以下、好ましくは３５０ｎｍを超え４００ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する近紫外光を得るためのものであり、窒化ガリウム系化合物半導体、炭化シリコン系化合物半導体、セレン化亜鉛系化合物半導体、硫化亜鉛系化合物半導体などの無機化合物や、有機化合物で構成した発光層を有する光電変換素子（いわゆる、ＬＥＤ、無機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、有機ＥＬ素子）である。
【００４５】
ここで、大きな近紫外光出力を長期間安定して得るためには、近紫外ＬＥＤ１は無機化合物で構成した無機ＬＥＤが好ましく、その中でも、窒化ガリウム系化合物半導体で構成した発光層を有する近紫外ＬＥＤが、発光強度が大きいのでより好ましい。
【００４６】
蛍光体層２は、近紫外ＬＥＤ１が放つ近紫外光を吸収して、ＣＩＥ色度図における発光色度点（ｘ，ｙ）が、０．２１≦ｘ≦０．４８、０．１９≦ｙ≦０．４５の範囲にある白色系光に変換するためのものであり、近紫外ＬＥＤ１が放つ近紫外光を吸収して４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する青色系の蛍光を放つ青色系蛍光体粒子３と、近紫外ＬＥＤ１が放つ近紫外光、とりわけ波長３８０ｎｍ付近の近紫外光を吸収して５５０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する黄色系の蛍光を放つ黄色系蛍光体粒子４を含む。
【００４７】
本発明の半導体発光素子にあっては、蛍光体層２は、青色系蛍光体粒子３と黄色系蛍光体粒子４を含む蛍光体を母材中に分散させて形成する。母材としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ユリア樹脂、シリコン樹脂などの樹脂を用いることができ、入手と取り扱いが容易でしかも安価な点でエポキシ樹脂またはシリコン樹脂が好ましい。蛍光体層２の実質厚みは、１０μｍ以上１ｍｍ以下、好ましくは１００μｍ以上７００μｍ以下である。
【００４８】
蛍光体層２中の青色系蛍光体粒子３は、近紫外ＬＥＤ１が放つ近紫外光を吸収して、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する青色系の蛍光を放つ蛍光体であれば、無機材料であっても有機材料（例えば蛍光色素）であっても使用することができるが、望ましくは、下記の（１）または（２）のいずれかの蛍光体とするのがよい。
（１）以下の化学式で表される化合物を主体にしてなるハロ燐酸塩蛍光体
（Ｍ１_1-xＥｕ_x）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂
ただし、Ｍ１は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素、ｘは、０＜ｘ＜１を満足する数値である。
（２）以下の化学式で表される化合物を主体にしてなるアルミン酸塩蛍光体
（Ｍ２_1-xＥｕ_x）（Ｍ３_1-y1Ｍｎ_y1）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇
ただし、Ｍ２は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素、Ｍ３は、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも一つの元素、ｘ、ｙ１は、各々、０＜ｘ＜１、０≦ｙ１＜０．０５を満足する数値である。
【００４９】
なお、上記望ましい青色系蛍光体の具体例としては、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺、（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）₁₀（ＰＯ₄）₆Ｃｌ₂：Ｅｕ²⁺、Ｓｒ₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺、ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺、（Ｂａ，Ｃａ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ²⁺などを挙げることができる。
【００５０】
蛍光体層２中の黄色系蛍光体粒子４としては、製造の容易さや発光性能の良好さ（高輝度、高黄色純度）の点から、下記の化学式で表される化合物を主体にしてなる珪酸塩蛍光体が望ましい。
【００５１】
（Ｓｒ_1-a1-b1-xＢａ_a1Ｃａ_b1Ｅｕ_x）₂ＳｉＯ₄
ただし、ａ１、ｂ１、ｘは、各々、０≦ａ１≦０．３、０≦ｂ１≦０．８、０＜ｘ＜１を満足する数値、好ましくは、０＜ａ１≦０．２、０≦ｂ１≦０．７、０．００５≦ｘ≦０．１、さらに好ましくは、０＜ａ１≦０．１５、０≦ｂ１≦０．６、０．０１≦ｘ≦０．０５である。
【００５２】
このような黄色系蛍光体としては、下記の（１）または（２）に記載のいずれかの珪酸塩蛍光体がある。
（１）斜方晶の結晶構造を有する、下記の組成の珪酸塩蛍光体
（Ｓｒ_1-a1-b2-xＢａ_a1Ｃａ_b2Ｅｕ_x）₂ＳｉＯ₄
ただし、ａ１、ｂ２、ｘは、各々、０≦ａ１≦０．３、０≦ｂ２≦０．６、０＜ｘ＜１、好ましくは、各々、０＜ａ１≦０．２、０≦ｂ２≦０．４、０．００５≦ｘ≦０．１、さらに好ましくは、各々、０＜ａ１≦０．１５、０≦ｂ２≦０．３、０．０１≦ｘ≦０．０５を満足する数値である。
（２）単斜晶の結晶構造を有する、下記の組成の珪酸塩蛍光体
（Ｓｒ_1-a2-b1-xＢａ_a2Ｃａ_b1Ｅｕ_x）₂ＳｉＯ₄
ただし、ａ２、ｂ１、ｘは、各々、０≦ａ２≦０．２、０≦ｂ１≦０．８、０＜ｘ＜１、好ましくは、各々、０≦ａ２≦０．１５、０＜ｂ１≦０．７、０．００５≦ｘ≦０．１、さらに好ましくは、各々、０≦ａ２≦０．１、０＜ｂ１≦０．６、０．０１≦ｘ≦０．０５を満足する数値である。
【００５３】
ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２の数値が上記範囲内よりも小さい数値の組成では、珪酸塩蛍光体の結晶構造が不安定になりやすく、動作温度によって発光特性が変化する問題が生じる。一方、上記範囲内よりも大きい数値の組成では、発光が緑味を帯びたものとなり、良好な黄色系蛍光体にはならず、緑色系蛍光体となるために、青系の蛍光体と組み合わせても、高光束、白色系光を放つ半導体発光素子にはならない。また、Ｅｕ添加量ｘが上記範囲内よりも小さい数値の組成では発光強度が弱く、大きい数値の組成では、周囲温度の上昇とともに発光強度が低下する温度消光の問題が顕著に生じる。
【００５４】
本発明の半導体発光素子において用いる黄色系蛍光体としては、珪酸塩蛍光体が放つ黄色系光の色純度が優れる理由で、上記斜方晶の結晶構造を有する珪酸塩蛍光体を用いるのが好ましい。また、珪酸塩蛍光体の結晶構造を安定化したり、発光強度を高める目的で、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａの一部をＭｇやＺｎで置き換えることもできる。
【００５５】
さらに、珪酸塩蛍光体の発光色を制御する目的で、Ｓｉの一部をＧｅで置き換えることもできる。すなわち、黄色系蛍光体として下記の化学式で表される化合物を主体にしてなる珪酸塩蛍光体を用いることができる。
【００５６】
（Ｓｒ_1-a1-b1-xＢａ_a1Ｃａ_b1Ｅｕ_x）₂（Ｓｉ_1-zＧｅ_z）Ｏ₄
ただし、ａ１、ｂ１、ｘ、ｚは、各々、０≦ａ１≦０．３、０≦ｂ１≦０．８、０＜ｘ＜１、０≦ｚ＜１を満足する数値である。
【００５７】
上記珪酸塩蛍光体は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定器（例えばＬＭＳ−３０：株式会社セイシン企業製）による粒度分布評価で、中心粒径が０．１μｍ以上１００μｍ以下のものであれば足りるが、蛍光体の合成の容易さ、入手の容易さ、蛍光体層の形成の容易さなどの理由で、中心粒径が１μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、２μｍ以上１０μｍ以下がさらに好ましい。粒度分布については、０．０１μｍ未満および１０００μｍを超える粒子を含まなければよいが、中心粒径と同じ理由で、１μｍ以上５０μｍ以下の範囲内で正規分布に近似した分布を有する珪酸塩蛍光体が好ましい。
【００５８】
なお、上記の珪酸塩蛍光体は、例えば、前記文献（Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃ．Ｖｏｌ．１１５、Ｎｏ．１１（１９６８）ｐｐ．１１８１−１１８４）に記載の合成方法によって製造することができる。
【００５９】
以下、上記珪酸塩蛍光体の特性をさらに具体的に説明する。
【００６０】
図４は、上記珪酸塩蛍光体の励起スペクトルおよび発光スペクトルの例を示す図である。同図には比較のために、従来のＹＡＧ系蛍光体の励起スペクトルおよび発光スペクトルの例もまとめて示している。
【００６１】
図４からわかるように、ＹＡＧ系蛍光体が１００ｎｍ〜３００ｎｍ付近、３００ｎｍ〜３６０ｎｍ付近、４００ｎｍ〜５５０ｎｍ付近の三カ所に励起帯を有し、これら各々の狭い波長範囲内の光を吸収して、５５０〜５８０ｎｍの黄緑〜黄の波長領域に発光ピークを有する黄色系の蛍光を放つ蛍光体であるのに対して、本発明において使用する珪酸塩蛍光体は、２５０〜３００ｎｍ付近に励起ピークを有し、１００〜５００ｎｍの広い波長範囲内の光を吸収して、５５０〜６００ｎｍの黄緑〜黄〜橙の波長領域に発光ピークを有する黄色系の蛍光を放つ黄色系蛍光体である。また、３５０ｎｍを超え４００ｎｍ未満の近紫外光の励起下では、ＹＡＧ系蛍光体をはるかに凌ぐ高効率の蛍光体であることもわかる。特に、波長領域が３７０〜３９０ｎｍの近紫外光の励起下では、従来のＹＡＧ系蛍光体が実質的に発光しないのに対して、珪酸塩蛍光体は高効率の黄色系光を放つことがわかる。
【００６２】
したがって、上記珪酸塩蛍光体を黄色系蛍光体粒子４として蛍光体層２に含めることによって、蛍光体層２が近紫外光の励起下で強い黄色系光を発光成分として放つようになる。
【００６３】
なお、上記したａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｘ、ｚの数値範囲内の組成の珪酸塩蛍光体であれば、励起および発光スペクトルは、図４に例示した珪酸塩蛍光体のスペクトルに類似したものとなる。
【００６４】
また、上記の青色系蛍光体粒子３と黄色系蛍光体粒子４のほかに、白色系光の演色性を高めるために、下記の化学式で表される化合物を主体にしてなる酸硫化物蛍光体などの赤色系蛍光体粒子を配合してもよい。
【００６５】
（Ｌｎ_1-xＥｕ_x）Ｏ₂Ｓ
ただし、Ｌｎは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｇｄから選ばれる少なくとも一つの希土類元素、ｘは０＜ｘ＜１を満足する数値である。
【００６６】
（実施の形態２）
以下、本発明の半導体発光装置の実施の形態を図面を用いて説明する。図５〜図７は本発明に係る半導体発光装置の例を示す図である。
【００６７】
図５は本発明の半導体発光素子を用いたスタンド型の照明装置を示し、図６は本発明の半導体発光素子を用いた画像表示用の表示装置を示し、図７は本発明の半導体発光素子を用いた数字表示用の表示装置を示している。
【００６８】
図５ないし図７において、半導体発光素子１０は実施の形態１で説明した本発明の半導体発光素子である。
【００６９】
図５において、１１は半導体発光素子１０を点灯させるためのスイッチであり、スイッチ１１をＯＮすると、半導体発光素子１０が通電して発光を放つようになる。
【００７０】
なお、図５の照明装置は好ましい一例として示したもので、本発明に係る半導体発光装置はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の半導体発光素子１０のほかに例えば、青、緑、黄、赤などの光を放つＬＥＤと組み合わせたものであってもよい。また、半導体発光素子１０の発光色、大きさ、数、発光部分の形状なども特に限定されるものではない。
【００７１】
また、この例の照明装置において、好ましい色温度は２０００Ｋ以上１２０００Ｋ以下、好ましくは３０００Ｋ以上１００００Ｋ以下、さらに好ましくは３５００Ｋ以上８０００Ｋ以下であるが、本発明に係る半導体発光装置としての照明装置は前記色温度に限定されるものではない。
【００７２】
図６と図７には、本発明に係る半導体発光装置としての表示装置の例として画像表示装置と数字表示装置を示したが、本発明に係る半導体発光装置はこれらに限定されるものではない。
【００７３】
半導体発光装置の一例としての表示装置は、上記照明装置の場合と同様に、実施の形態１で説明した半導体発光素子１０を用いて構成しておればよく、また、半導体発光素子１０以外の半導体発光素子、例えば、青、緑、黄、赤などの光を放つＬＥＤと組み合わせていてもよい。また、半導体発光素子１０の発光色、大きさ、数、発光部分の形状や半導体発光素子の配置の仕方なども特に限定されるものではないし、外観形状も特に限定されるものではない。
【００７４】
画像表示装置としての寸法は幅１ｃｍ以上１０ｍ以下、高さ１ｃｍ以上１０ｍ以下、奥行き５ｍｍ以上５ｍ以下の範囲で任意に製作することができ、この寸法に応じて半導体発光素子の個数を設定することができる。
【００７５】
図６に示す数字表示装置において、１０が実施の形態１で説明した半導体発光素子である。この数字表示装置においても、画像表示装置の場合と同様に、半導体発光素子１０の発光色、大きさ、数、画素の形状などは限定されるものではない。また、表示文字は数字に限定されるものではなく、漢字、カタカナ、アルファベット、ギリシア文字などであっても構わない。
【００７６】
なお、図５〜図７に示したような半導体発光装置にあっては、一種類のＬＥＤチップだけを用いた複数個の半導体発光素子１０を用いて構成した発光装置にすると、全く同じ駆動電圧や注入電流での各半導体発光素子の動作が可能になるとともに、周囲温度などの外部要因による発光素子の特性変動もほぼ同一にできるようになり、電圧変化や温度変化に対する発光素子の発光強度や色調の変化率を少なくできるとともに、発光装置の回路構成をシンプルにできる。
【００７７】
また、画素面が平坦な半導体発光素子を用いて半導体発光装置を構成すると、表示面が平坦な表示装置や面発光する照明装置など、発光面の平坦な発光装置を提供でき、良好な画質を有する画像表示装置や、デザイン性に優れる照明装置を提供できる。
【００７８】
本発明に係る半導体発光装置は、実施の形態１に記載した、高光束の白色系光が得られる半導体発光素子を用いて発光装置を構成することによって、高光束の発光装置となる。
【００７９】
【実施例】
（実施例１）
青色系蛍光体を（Ｍ２_1-xＥｕ_x）（Ｍ３_1-y1Ｍｎ_y1）Ａｌ₁₀Ｏ₁₇（ただし、Ｍ２は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素、Ｍ３は、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも一つの元素、ｘ、ｙ１は、各々、０＜ｘ＜１、０≦ｙ１＜０．０５を満足する数値である。）の化学式で表される、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺アルミン酸塩青色蛍光体（Ｍ２＝０．９Ｂａ＋０．１Ｓｒ、ｘ＝０．１、ｙ＝０．０１５）とし、黄色系蛍光体を（Ｓｒ_1-a1-b1-xＢａ_a1Ｃａ_b1Ｅｕ_x）₂ＳｉＯ₄（ただし、ａ１、ｂ１、ｘは、各々、０≦ａ１≦０．３、０≦ｂ１≦０．８、０＜ｘ＜１を満足する数値である。）の化学式で表され、斜方晶の結晶構造を有する、（Ｓｒ，Ｂａ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ²⁺珪酸塩黄色蛍光体（ａ１＝０．１、ｂ１＝０、ｘ＝０．０２）とし、この青色蛍光体と黄色蛍光体の混合重量割合を３５：１５、エポキシ樹脂と混合蛍光体との重量割合を１２０：５０、蛍光体層の実質厚みを約６００μｍとして半導体発光素子（実施例１）を製作した。
【００８０】
半導体発光素子の構造は、図２に示したような、マウント・リードに設けたカップに近紫外ＬＥＤを導通搭載するとともに、カップ内に蛍光体粒子が内在するエポキシ樹脂で形成した蛍光体層を設けた構造の半導体発光素子とした。また、近紫外ＬＥＤは、窒化ガリウム系化合物半導体で構成した発光層を有し、波長３８０ｎｍに発光ピークを有する、ＩｎＧａＮ系の近紫外ＬＥＤとした。
【００８１】
この近紫外ＬＥＤからの波長３８０ｎｍの近紫外光励起下での、青色系蛍光体の発光スペクトルを図８の（ａ）に、黄色蛍光体の発光スペクトルを同図の（ｂ）に示した。
【００８２】
比較のために、前記（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺，Ｍｎ²⁺アルミン酸塩青色蛍光体を青色系蛍光体、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺、Ｍｎ²⁺（Ｂａ_0.9Ｅｕ_0.1Ｍｇ_0.7Ｍｎ_0.3Ａｌ₁₀Ｏ₁₇）アルミン酸塩緑色蛍光体を緑色系蛍光体、ＬａＯ₂Ｓ：Ｅｕ³⁺（Ｌａ_0.9Ｅｕ_0.1Ｏ₂Ｓ）酸硫化物赤色蛍光体を赤色系蛍光体とし、蛍光体層中に黄色系蛍光体を含まない、上記と同様の半導体発光素子（比較例１）を製作した。比較例１の半導体発光素子でのアルミン酸塩青色蛍光体、アルミン酸塩緑色蛍光体、酸硫化物赤色蛍光体の混合重量割合は７：１３：４０であり、エポキシ樹脂と混合蛍光体との重量割合と蛍光体層の実質厚みは実施例１の半導体発光素子と同じである。
【００８３】
上記半導体発光素子の近紫外ＬＥＤに１０ｍＡを通電して、近紫外ＬＥＤを動作させ、半導体発光素子からの白色系光のＣＩＥ色度図における（ｘ，ｙ）値、光束の相対値を、瞬間マルチ測光システム（ＭＣＰＤ−７０００：大塚電子株式会社製）を用いて評価した。この結果を表１に示す。表１からわかるように、ほぼ同じ色度の白色系光のもとでは、本発明にかかる半導体発光素子（実施例１）の方が、高い光束（約３．７倍）が得られた。
【００８４】
【表１】

【００８５】
【発明の効果】
本発明の半導体発光素子は、近紫外ＬＥＤと、この近紫外ＬＥＤが放つ３５０〜４１０ｎｍ付近の近紫外光を吸収して４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する青色系蛍光体と、前記近紫外光を吸収して５５０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する黄色系蛍光体を含む蛍光体層とを組み合わせたことにより、高光束の白色系光を放つ半導体発光素子を得ることができる。特に黄色系蛍光体として珪酸塩蛍光体を用いることにより、ＹＡＧ系蛍光体を用いた従来の半導体発光素子をはるかに凌ぐ高効率の半導体発光素子となる。
【００８６】
また、本発明の発光装置は、近紫外光励起の下で効率良く発光する青色系蛍光体と黄色系蛍光体の２種類の蛍光体を含む蛍光体層を有し、高光束の前記半導体発光素子を用いて発光装置を構成することにより、高光束の白色系光を放つ発光装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である半導体発光素子の縦断面図
【図２】本発明の実施形態である半導体発光素子の縦断面図
【図３】本発明の実施形態である半導体発光素子の縦断面図
【図４】珪酸塩蛍光体とＹＡＧ系蛍光体の発光および励起スペクトルの例を示す図
【図５】本発明の実施形態である発光装置の斜視図
【図６】本発明の実施形態である発光装置の斜視図
【図７】本発明の実施形態である発光装置の斜視図
【図８】（ａ）は、青色系蛍光体の発光スペクトルを示す図
（ｂ）は、黄色系蛍光体の発光スペクトルを示す図
【符号の説明】
１ 近紫外ＬＥＤ
２ 蛍光体層
３ 青色系蛍光体粒子
４ 黄色系蛍光体粒子
５ サブマウント素子
６ リードフレーム
７ カップ
８ 封止樹脂
９ 筐体
１０ 半導体発光素子
１１ スイッチ

Claims (4)

1. ３５０ｎｍを超え４１０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する発光を放つ近紫外発光ダイオードと、前記近紫外発光ダイオードが放つ近紫外光を吸収して、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の可視波長領域に発光ピークを有する蛍光を放つ複数の蛍光体を含む蛍光体層とを組合せ、ＣＩＥ色度図における発光色度点（ｘ，ｙ）が、０．２１≦ｘ≦０．４８、０．１９≦ｙ≦０．４５の範囲にある白色系光を放つ半導体発光素子であって、
   前記蛍光体層が、波長３８０ｎｍおよびその付近の波長領域の近紫外光照射の下で、５５０ｎｍ以上６００ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する黄色系の蛍光を放つ黄色系蛍光体と４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域に発光ピークを有する青色系の蛍光を放つ青色系蛍光体の二種類の蛍光体粒子を混合して含み、前記蛍光体層の実質厚みは１００μｍ以上１ｍｍ以下であり、
   前記黄色系蛍光体が、下記の化学式で表される化合物を主体にしてなる、斜方晶の結晶構造を有する珪酸塩蛍光体であることを特徴とする半導体発光素子。
   （Ｓｒ _{１−ａ１−ｂ２−ｘ} Ｂａ _ａ１ Ｃａ _ｂ２ Ｅｕ _ｘ ） _２ ＳｉＯ _４
   ただし、ａ１、ｂ２、ｘは、各々、０＜ａ１≦０．１５、０≦ｂ２≦０．３、０．０１≦ｘ≦０．０５を満足する数値である。
2. 前記青色系蛍光体が、下記の（１）または（２）のいずれかの青色系蛍光体である請求項１に記載の半導体発光素子。
   （１）下記の化学式で表される化合物を主体にしてなるハロ燐酸塩蛍光体
   （Ｍ１ _１−ｘ Ｅｕ _ｘ ） _１０ （ＰＯ _４ ） _６ Ｃｌ _２
   ただし、Ｍ１は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素、ｘは、０＜ｘ＜１を満足する数値である。
   （２）下記の化学式で表される化合物を主体にしてなるアルミン酸塩蛍光体
   （Ｍ２ _１−ｘ Ｅｕ _ｘ ）（Ｍ３ _１−ｙ１ Ｍｎ _ｙ１ ）Ａｌ _１０ Ｏ _１７
   ただし、Ｍ２は、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａから選ばれる少なくとも一つのアルカリ土類金属元素、ｘ、ｙ１は、各々、０＜ｘ＜１、０≦ｙ１＜０．０５を満足する数値である。
3. 前記近紫外発光ダイオードが、窒化ガリウム系化合物半導体で構成した発光層を有する近紫外発光ダイオードである請求項１または２のいずれかに記載の半導体発光素子。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の半導体発光素子を用いて構成したことを特徴とする半導体発光装置。

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