JP6165248B2 - 発光装置 - Google Patents
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Description
図1(a)は本発明の第1の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図であり、図1(b)は発光素子6およびワイヤー7を切断するXZ面に平行な要部断面図である。図1(a)においては、接続関係を明瞭にするために、内部を透明化して図示している。図1(a)および図1(b)に示すように、本実施形態に係る発光装置1は、セラミック基板2、配線パターン3(3a,3k)、電極ランド4(4a,4k)、封止樹脂層5、発光素子6、ワイヤー7、印刷抵抗素子8および樹脂ダム9を備える。
セラミック基板2は、たとえば、発光装置1を上側から見たときに(以下「平面視」という)長方形状に形成されている。配線パターン3a,3kは、相互に対向するようにセラミック基板2上に設けられており、スクリーン印刷方法などにより形成される。配線パターン3a,3kのそれぞれは、平面視において、円環からその一部が切り出された形状(円弧形状)を有している。電極ランド4a,4kは、外部接続用(たとえば電源供給用途)の電極であり、Ag−Ptなどからなり、スクリーン印刷方法などにより形成される。電極ランド4aは引き出し用配線を介して配線パターン3aの一端と接続され、電極ランド4kは別の引き出し用配線を介して配線パターン3kの一端と接続されている。
封止樹脂層5は、緑色蛍光体10および第1赤色蛍光体11が透明樹脂に一様に分散されたものであり、発光素子6の上であって円環状に形成された樹脂ダム9の内側に設けられている。このような封止樹脂層5は、次に示す方法にしたがって形成可能である。緑色蛍光体10および第1赤色蛍光体11を透明樹脂に一様に混合する。得られた混合樹脂を樹脂ダム9の内側に注入して熱処理を行なう。この熱処理により透明樹脂が硬化され、よって、発光素子6、緑色蛍光体10および第1赤色蛍光体11が封止される。
第1赤色蛍光体11は、発光素子6から放射された1次光によって励起され、赤色領域にピーク発光波長を有する光を放射する。第1赤色蛍光体11は、700nm以上の波長範囲内において発光せず、且つ、550nm以上600nm以下の波長範囲内において光吸収がない。「第1赤色蛍光体11が700nm以上の波長範囲内において発光せず」とは、300K以上の温度において、700nm以上の波長範囲内における第1赤色蛍光体11の発光強度がピーク発光波長における第1赤色蛍光体11の発光強度の1/100倍以下であることを意味する。「第1赤色蛍光体11が550nm以上600nm以下の波長範囲内において光吸収がない」とは、300K以上の温度において、550nm以上600nm以下の波長範囲内における第1赤色蛍光体11の励起スペクトルの積分値が、430nm以上480nm以下の波長範囲内における第1赤色蛍光体11の励起スペクトルの積分値の1/100倍以下であることを意味する。なお、励起スペクトルの測定波長は、第1赤色蛍光体11のピーク波長とする。「赤色領域」とは、本明細書では、波長が580nm以上700nm未満である領域を意味する。
緑色蛍光体10は、発光素子6から放射された1次光によって励起され、緑色領域にピーク発光波長を有する光を放射する。緑色蛍光体10は、一般式(B):(M3)3-xCex(M4)5O12(一般式(B)において、(M3)はY、Lu、GdおよびLaのうちの少なくとも1つを表わし、(M4)はAlおよびGaのうちの少なくとも1つを表わし、Ceの組成比(濃度)を示すxは0.005≦x≦0.20を満たす)で表わされる蛍光体、Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce系蛍光体、一般式EuaSibAlcOdNe(aは0.005≦a≦0.4を満たし、bおよびcはb+c=12を満たし、dおよびeはd+e=16を満たす)で表わされるβ型SiAlONである2価のユーロピウム賦活酸窒化物蛍光体、一般式(C):(M5)2-xEuxSiO4(一般式において、(M5)はMg、Ca、SrおよびBaのうちの少なくとも1つを表わし、Euの組成比(濃度)を示すxは0.03≦x≦0.10を満たす)で表される2価のユーロピウム賦活珪酸塩蛍光体、および、La3-xCexSi6N11(xは0.01<x≦0.2を満たす)で表わされる3価のセリウム賦活蛍光体のうちの少なくとも1つを含むことが好ましい。「緑色領域」は波長が500nm以上580nm以下の領域を意味する。
発光素子6は、430nm以上480nm以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する光を放射する。ピーク発光波長が430nm未満の発光素子6を用いた場合には、発光装置からの光に対する青色光の成分の寄与率が低くなるので、演色性の悪化を招き、よって、発光装置の実用性の低下を招くことがある。ピーク発光波長が480nmを超える発光素子6を用いた場合には、発光装置の実用性の低下を招くことがある。特に、InGaN系の発光素子では量子効率が低下するので、発光装置の実用性の低下は顕著である。
印刷抵抗素子8は、静電耐圧を高める目的で設けられている。図1に示すように、印刷抵抗素子8は、配線パターン3aの一端と配線パターン3kの一端とを接続するように配置され、円環からその一部が切り出された形状(円弧形状)を有している。
樹脂ダム9は、封止樹脂層5を堰き止めるための樹脂であり、有着色材料(白色や乳白色が好ましい)で構成されている。樹脂ダム9は、図1(a)および図1(b)に示すように、配線パターン3と印刷抵抗素子8とで形成される円環部分を覆うように形成されることが好ましい。
図2(a)は本発明の第2の実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図であり、図2(b)は発光素子6およびワイヤー7を切断するXZ面に平行な要部断面図である。図2(a)においては、接続関係を明瞭にするために、内部を透明化して図示している。
第2赤色蛍光体12は、発光素子6から放射された1次光によって励起され、赤色領域にピーク発光波長を有する光を放射する。第2赤色蛍光体12は、たとえば、上述した(Sr,Ca)AlSiN3:Eu系蛍光体またはCaAlSiN3:Eu系蛍光体などであっても良いが、一般式(D):(M6)2-xEuxSi5N8(一般式(D)において、(M6)は、Mg、Ca、SrおよびBaのうちの少なくとも1つを表わし、Euの組成比(濃度)を示すxは0.01≦x≦0.30を満たす)で表される2価のユーロピウム賦活窒化物蛍光体であっても良いし、一般式(E):(Eua(M7)1-a)xSibAlcOdNe(一般式(E)において、xは0.15≦x≦1.5を満たし、aは0≦a≦1を満たし、bおよびcはb+c=12を満たし、dおよびeはd+e=16を満たし、(M7)はLi、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、LaおよびGdのうちの少なくとも1つを表わす)で表されるα型SiAlONである2価のユーロピウム賦活酸窒化物蛍光体であっても良い。
実施例1の発光装置は、赤色蛍光体として4価のマンガン賦活フッ化4価金属塩蛍光体(K2SiF6:Mn)と(Sr,Ca)AlSiN3:Eu系蛍光体とCaAlSiN3:Eu系蛍光体とを含み、緑色蛍光体としてLu3-xCexAl5O12系蛍光体を含んでいた。実施例1の発光装置の特性の評価結果は、図4および表1に示すとおりである。図4は、実施例1の発光装置の発光スペクトル分布を示すグラフである。図4の縦軸は規格化強度(単位は任意)を表わし、その横軸は波長(nm)を表わす。
比較例1の発光装置は、赤色蛍光体としてCaAlSiN3:Eu系蛍光体のみを含み、緑色蛍光体としてLu3-xCexAl5O12系蛍光体を含んでいた。比較例1の発光装置の特性の評価結果は、図5および表1に示すとおりである。図5は、比較例1の発光装置の発光スペクトル分布を示すグラフである。図5の縦軸は規格化強度(単位は任意)を表わし、その横軸は波長(nm)を表わす。
比較例2の発光装置は、赤色蛍光体として(Sr,Ca)AlSiN3:Eu系蛍光体とCaAlSiN3:Eu系蛍光体とを含み、緑色蛍光体としてLu3-xCexAl5O12系蛍光体を含んでいた。比較例2の発光装置の特性の評価結果は、図6および表1に示すとおりである。図6は、比較例2の発光装置の発光スペクトル分布を示すグラフである。図6の縦軸は規格化強度(単位は任意)を表わし、その横軸は波長(nm)を表わす。
実施例1、比較例1および比較例2では、視感効率および演色性を比較するという目的で、色度座標(x,y)が揃うように各々の蛍光体の含有量を調整した。表1からわかるように、ほぼ同等の色度座標(x,y)において、実施例1では、比較例1に対しては平均演色評価数Raを維持しながら発光効率が約13%程度向上していることがわかり、比較例2に対しては発光効率を維持しながら平均演色評価数Ra及び特殊演色評価数R9(赤色)が飛躍的に向上していることがわかる。
図1または図2に示す発光装置1は、基板2と、基板2上に配置された配線パターン3、電極ランド4、封止樹脂層5、ワイヤー7および樹脂ダム9と、430nm以上480nm以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する光を放射する少なくとも1つの発光素子6と、発光素子6から放射された1次光によって励起され、緑色領域にピーク発光波長を有する光を放射する緑色蛍光体10と、1次光によって励起され、赤色領域にピーク発光波長を有する光を放射する第1赤色蛍光体11とを備える。第1赤色蛍光体11は、700nm以上の波長範囲内において発光せず、且つ、550nm以上600nm以下の波長範囲内において光吸収がない。これにより、視感度の悪い領域での発光成分が少なくなる。また、第1赤色蛍光体11が緑色蛍光体10からの二次光を吸収することを防止することができる。
Claims (3)
- 少なくとも1つの発光素子を有し、前記発光素子が緑色蛍光体および赤色蛍光体を含有する封止樹脂層に覆われている発光装置であって、430nm以上480nm以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する光を放射する前記発光素子と、
前記発光素子から放射された1次光によって励起され、500nm以上580nm以下の波長範囲である緑色領域にピーク発光波長を有する光を放射する緑色蛍光体と、
前記1次光によって励起され、赤色領域にピーク発光波長を有する光を放射する第1赤色蛍光体とを備え、
前記第1赤色蛍光体は、700nm以上の波長範囲内において発光せず、且つ、550nm以上600nm以下の波長範囲内において光吸収がなく、
前記第1赤色蛍光体は、一般式(A):(M1)2((M2)1-hMnh)F6(前記一般式(A)において、(M1)はLi、Na、K、RbおよびCsのうちの少なくとも1つのアルカリ金属元素を表わし、(M2)はGe、Si、Sn、TiおよびZrのうちの少なくとも1つの4価の金属元素を表わし、hは0.001≦h≦0.1を満たす)で表される4価のマンガン賦活フッ化4価金属塩蛍光体の少なくとも1つを含み、
前記1次光によって励起され、赤色領域にピーク発光波長を有する光を放射する第2赤色蛍光体をさらに含有し、
前記第2赤色蛍光体は、(Sr,Ca)AlSiN 3 :Eu系蛍光体、CaAlSiN 3 :Eu系蛍光体、および、一般式(E):(Eu a (M7) 1-a ) x Si b Al c O d N e (前記一般式(E)において、xは0.15≦x≦1.5を満たし、aは0≦a≦1を満たし、bおよびcはb+c=12を満たし、dおよびeはd+e=16を満たし、(M7)はLi、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、LaおよびGdのうちの少なくとも1つを表わす)で表される2価のユーロピウム賦活酸窒化物蛍光体のうち1種類または複数種類を含み、
前記緑色蛍光体は、一般式(B):(M3) 3-x Ce x (M4) 5 O 12 (前記一般式(B)において、(M3)はY、Lu、GdおよびLaのうちの少なくとも1つを表わし、(M4)はAlおよびGaの少なくとも1つを表わし、xは0.005≦x≦0.20を満たす)で表わされる蛍光体である、発光装置。」 - 前記一般式(A)において、(M1)はKを表わし、(M2)はSiを表わす、請求項1に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、InGaN系LEDチップであり、
前記発光装置は、白色系の光を発する、請求項1または2に記載の発光装置。
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