JP6549165B2 - 光源装置および発光装置 - Google Patents
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Description
本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。
図1の(a)は、本実施形態に係る光源装置10の一構成例を示す平面図であり、図1の(b)は、図1の(a)のAA線矢視断面である。
(1)EuaSibAlcOdNeで実質的に表されるβ型SiAlONである2価のユーロピウム賦活酸窒化物蛍光体。
(2)MI3―xCexMII5O12で表され、MIはLu、Y、La、およびGdの中から選択される少なくとも1種の元素、MIIはAl、Gaの中から選択される少なくとも1種の元素であるガーネット型の3価のセリウム賦活酸化物蛍光体。
(3)MIII2―xEuxSiO4で表され、MIIIはMg、Ca、Sr、およびBaから選ばれる少なくとも1種の元素である2価のユーロピウム賦活珪酸塩蛍光体。
(4)MIII3−xCexMIV2Si3O12で実質的に表され、MIIIは、Mg、Ca、Sr、およびBaの中から選択される少なくとも1種の元素であり、MIVは、Li、Na、K、Cs、Rb、Mg、Ca、Ba、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd、およびLuから選択される少なくとも1種の元素である3価のセリウム賦活珪酸塩蛍光体。
(5)MI3−xCexSi6N11で表され、Lu、Y、La、およびGdの中から選択される少なくとも1種の元素ある3価のセリウム賦活窒化物蛍光体。
(1)MIII1−xEuxMVSiN3で表され、MIIIは、Mg、Ca、Sr、およびBaの中から選択される少なくとも1種の元素であり、MVは、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd及びLuから選択される少なくとも1種の元素である2価のユーロピウム賦活窒化物蛍光体。
(2)MIII2−xEuxSi5N8で表され、MIIIは、Mg、Ca、Sr、およびBaの中から選択される少なくとも1種の元素である2価のユーロピウム賦活窒化物蛍光体。(3)EufMVIgSihAliOjNkで実質的に表され、MVIはLi、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、およびGdから選択される少なくとも1種の元素であるα型SiAlONである2価のユーロピウム賦活酸窒化物蛍光体。
(4)MVII2(MVIII1−xMnx)F6で表され、MVIIはLi、Na、K、Rb、およびCsから選ばれる少なくとも1種の元素、MVIIIはGe、Si、Sn、Ti、およびZrから選ばれる少なくとも1種の元素である4価のマンガン賦活フッ化金属塩蛍光体。
第1LEDチップ102は、ピーク波長が460nm〜500nmの範囲の青色発光ダイオード(470nmチップ)である。本実施形態では、ピーク波長が415nm〜460nmの範囲の青色発光ダイオード(450nmチップ)は使用しない。
第1LEDチップ102は、図1の(a)に示すように、ダムリング105内で、等間隔で配置されている。これにより、各第1LEDチップ102の発光による色の混ざり具合が均一化されやすくなり、輝度ムラを低減することが可能となる。ただし、第1LEDチップ102の配置は、図1の(a)のような配置に限定されるものではない。
以上のように、本実施形態に係る光源装置10によれば、人の眼に対して傷害度の高い、ピーク波長が415nm〜460nmの範囲の青色発光ダイオードを使用せず、発光される白色光の青色成分が、傷害度の低い、人の眼に優しいピーク波長の範囲(460nm〜500nm)を有する第1LEDチップ102によって実現されるので、人の眼に優しい白色光を発光することができる。
本発明の他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、前記実施形態1と機能が同じ部材には、同一番号を付記し、その詳細な説明は省略する。
図2の(a)は、本実施形態に係る光源装置20の一構成例を示す平面図であり、図2の(b)は、図2の(a)のBB線矢視断面である。
以上のように、本実施形態では、前記実施形態1と同様に、人の眼の網膜に悪影響を及ぼすピーク波長415nm〜460nmの青色発光ダイオードが用いられていないため、発光する白色光には、傷害度の高い波長成分が存在しないことになる。
本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、前記実施形態1と機能が同じ部材には、同一番号を付記し、その詳細な説明は省略する。
図3の(a)は、本実施形態に係る光源装置30の一構成例を示す平面図であり、図3の(b)は、図3の(a)のCC線矢視断面である。
(1)EuaSibAlcOdNeで実質的に表されるβ型SiAlONである2価のユーロピウム賦活酸窒化物蛍光体。
(2)MI3―xCexMII5O12で表され、MIはLu、Y、La、およびGdの中から選択される少なくとも1種の元素、MIIはAl、Gaの中から選択される少なくとも1種の元素であるガーネット型の3価のセリウム賦活酸化物蛍光体。
(3)MIII2―xEuxSiO4で表され、MIIIはMg、Ca、Sr、およびBaから選ばれる少なくとも1種の元素である2価のユーロピウム賦活珪酸塩蛍光体。
(4)MIII3−xCexMIV2Si3O12で実質的に表され、MIIIは、Mg、Ca、Sr、およびBaの中から選択される少なくとも1種の元素であり、MIVは、Li、Na、K、Cs、Rb、Mg、Ca、Ba、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd、およびLuから選択される少なくとも1種の元素である3価のセリウム賦活珪酸塩蛍光体。
(5)MI3−xCexSi6N11で表され、Lu、Y、La、およびGdの中から選択される少なくとも1種の元素ある3価のセリウム賦活窒化物蛍光体。
(1)MIII1−xEuxMVSiN3で実質的に表され、MIIIは、Mg、Ca、Sr、およびBaの中から選択される少なくとも1種の元素であり、MVは、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd及びLuから選択される少なくとも1種の元素である2価のユーロピウム賦活窒化物蛍光体。
(2)MIII2−xEuxSi5N8で実質的に表され、MIIIは、Mg、Ca、Sr、およびBaの中から選択される少なくとも1種の元素である2価のユーロピウム賦活窒化物蛍光体。
(3)EufMVIgSihAliOjNkで実質的に表され、MVIはLi、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、およびGdから選択される少なくとも1種の元素であるα型SiAlONである2価のユーロピウム賦活酸窒化物蛍光体。
(4)MVII2(MVIII1−xMnx)F6で実質的に表され、MVIIはLi、Na、K、Rb、およびCsから選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属元素、MVIIIはGe、Si、Sn、Ti、およびZrから選ばれる少なくとも1種の元素である4価のマンガン賦活フッ化金属塩蛍光体。
第1LEDチップ102及び第2LEDチップ103は、何れも青色発光ダイオードであるが、それぞれのピーク波長は異なり、出射される青色光の用いられ方も異なる。
第1LEDチップ102及び第2LEDチップ103は、図3の(a)に示すように、列で交互に配置されている。しかしながら、第1LEDチップ102及び第2LEDチップ103は、基板101上に形成されたダムリング105の内側であれば、配置位置について特に限定しない。しかしながら、色の混ざり具合から、第1LEDチップ102及び第2LEDチップ103は、なるべく交互かつ均等な間隔で配置されることが望ましく、また、第1LEDチップ102および103の配置(数および配列)は、図3の(a)で示したものに限定されるものではない。
以上のように、本実施形態に係る光源装置30によれば、発光される白色光の青色成分が、傷害度の低い、人の眼に優しいピーク波長の範囲を有する第1LEDチップ102によって実現されるので、人の眼に優しい白色光を発光することができる。しかも、蛍光体の励起効率がよいピーク波長の範囲を有する第2LEDチップ103が用いられているので、白色光を形成する青色成分以外の赤色成分、緑色成分を効率よく得ることができるため、白色光を高効率で発光させることができる。
本発明のさらに他の実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施形態に係る光源装置は、前記実施形態3の光源装置30と基本的な構成は同じで、各LEDチップを封止する樹脂の種類が異なる点で異なる。
図4は、本実施形態に係る光源装置における樹脂封止前の状態を示す平面図である。
図5の(a)に示す光源装置40では、第1LEDチップ102を封止する樹脂として、透明な高チクソ性の樹脂を用いて、第1封止樹脂層111が形成され、第2LEDチップ103を封止する樹脂として、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を混錬した樹脂を用いて、第2封止樹脂装置112が形成されている。
(1)EuaSibAlcOdNeで実質的に表されるβ型SiAlONである2価のユーロピウム賦活酸窒化物蛍光体。
(2)MI3―xCexMII5O12で表され、MIはLu、Y、La、およびGdの中から選択される少なくとも1種の元素、MIIはAl、Gaの中から選択される少なくとも1種の元素であるガーネット型の3価のセリウム賦活酸化物蛍光体。
(3)MIII2―xEuxSiO4で表され、MIIIはMg、Ca、Sr、およびBaから選ばれる少なくとも1種の元素である2価のユーロピウム賦活珪酸塩蛍光体。
(4)MIII3−xCexMIV2Si3O12で実質的に表され、MIIIは、Mg、Ca、Sr、およびBaの中から選択される少なくとも1種の元素であり、MIVは、Li、Na、K、Cs、Rb、Mg、Ca、Ba、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd、およびLuから選択される少なくとも1種の元素である3価のセリウム賦活珪酸塩蛍光体。
(5)MI3−xCexSi6N11で表され、Lu、Y、La、およびGdの中から選択される少なくとも1種の元素ある3価のセリウム賦活窒化物蛍光体。
(1)MIII1−xEuxMVSiN3で実質的に表され、MIIIは、Mg、Ca、Sr、およびBaの中から選択される少なくとも1種の元素であり、MVは、Al、Ga、In、Sc、Y、La、Gd及びLuから選択される少なくとも1種の元素である2価のユーロピウム賦活窒化物蛍光体。
(2)MIII2−xEuxSi5N8で実質的に表され、MIIIは、Mg、Ca、Sr、およびBaの中から選択される少なくとも1種の元素である2価のユーロピウム賦活窒化物蛍光体。
(3)EufMVIgSihAliOjNkで実質的に表され、MVIはLi、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、およびGdから選択される少なくとも1種の元素であるα型SiAlONである2価のユーロピウム賦活酸窒化物蛍光体。
(4)MVII2(MVIII1−xMnx)F6で実質的に表され、MVIIはLi、Na、K、Rb、およびCsから選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属元素、MVIIIはGe、Si、Sn、Ti、およびZrから選ばれる少なくとも1種の元素である4価のマンガン賦活フッ化金属塩蛍光体。
本実施形態に係る光源装置40,50は、前記実施形態1〜3と同様に、いずれも第1LEDチップ102(ピーク波長の範囲が460nm〜500nm)を備えているため、人の眼に優しい白色光を発光することができる。
本発明のさらに他の実施形態について説明すれば、以下の通りである。
本実施形態では、二系統入力の一系統(電極ランド106,107)を第1LEDチップ102に割り当て、もう一系統(電極ランド108,109)を第2LEDチップ103に割り当てる。このように、信号の入力系統(信号入力系統)を分けることで、チップ特性が異なる場合に柔軟に対応することができる。
上記の各実施形態の光源装置10〜60による効果の一つである、人の眼に優しい点について、図8のグラフを参照しながら以下に説明する。
前記実施形態1〜5の光源装置の製造方法について以下に説明する。
発光素子(第1LEDチップ102、第2LEDチップ103、青色チップ131、緑色チップ133、赤色チップ132等)を基板(基板101)に実装する。具体的には、まず、発光素子を、例えばシリコーン樹脂などの接着樹脂を用いてダイボンディングする。本説明では、発光素子は、導電体配線で囲まれる領域に20個配置される。
光反射樹脂枠を、導電体配線を覆うように形成する。具体的には、例えば樹脂吐出装置を用いて、液状のアルミナフィラー含有シリコーン樹脂を、丸形状の開口部を持つノズルから吐出しながら、所定の位置に描画する。そして、硬化温度:120℃、硬化時間:1時間の条件で加熱硬化処理を施すことにより、光反射樹脂枠(ダムリング105)を形成する。なお、硬化温度および硬化時間は一例であり、これに限定されない。
続いて、封止樹脂(蛍光体含有樹脂または蛍光体を含有しない透光性樹脂)を基板上に形成する。具体的には、液状の透光性樹脂に蛍光体を分散させたものである蛍光体含有樹脂を、光反射樹脂枠により囲まれた領域を満たすよう注入する。蛍光体含有樹脂を注入した後は、所定の温度および時間で硬化させる。これによって、発光素子およびワイヤが封止樹脂によって覆われて保護される。蛍光体を含有しない透光性樹脂の場合も蛍光体含有樹脂と同じ工程にて形成され、樹脂中の蛍光体の有無のみが異なる。
本発明の態様1に係る光源装置は、基板上に、円環状のダムリングと、上記ダムリングに囲まれた複数の第1発光ダイオードおよび複数の第2発光ダイオードとが備えられた光源装置であって、上記第1発光ダイオードは、460nm〜500nmの範囲にピーク波長を持つ光を出射する発光ダイオードであり、上記第2発光ダイオードは、415nm〜460nmの範囲にピーク波長を持つ光を出射する発光ダイオードであり、上記第1発光ダイオードおよび上記第2発光ダイオードは、当該第1発光ダイオードおよび第2発光ダイオードの発光により励起発光する蛍光体が混練された蛍光体含有樹脂にて上記ダムリング内に一括して封止され、上記光源装置が発光する光の発光スペクトルのうち415nm〜460nmの積分発光強度よりも460nm〜500nmの積分発光強度が大であり、可視光領域での発光スペクトルが連続的であり、さらに上記発光スペクトルは550nmから650nmの範囲で少なくとも一つのピーク波長を持ち、上記蛍光体は、上記第2発光ダイオードの発光により励起発光する緑色蛍光体と赤色蛍光体を少なくとも含んでいることを特徴としている。
101 基板
102 第1LEDチップ(第1発光ダイオード)
103 第2LEDチップ(第2発光ダイオード)
104 蛍光体含有樹脂層
105 ダムリング
106〜109 電極ランド
111,121 第1封止樹脂層
112,122 第2封止樹脂層
112a、122a 緑色蛍光体
112b、121a 赤色蛍光体
131 青色チップ(第1発光ダイオード)
132 赤色チップ(赤色発光ダイオード)
133 緑色チップ(緑色発光ダイオード)
134 透光性封止樹脂層
Claims (4)
- 基板上に、円環状のダムリングと、上記ダムリングに囲まれた複数の第1発光ダイオードおよび複数の第2発光ダイオードとが備えられた光源装置であって、
上記第1発光ダイオードは、460nm〜500nmの範囲にピーク波長を持つ光を出射する発光ダイオードであり、
上記第2発光ダイオードは、415nm〜460nmの範囲にピーク波長を持つ光を出射する発光ダイオードであり、
上記第1発光ダイオードおよび上記第2発光ダイオードは、当該第1発光ダイオードおよび第2発光ダイオードの発光により励起発光する蛍光体が混練された蛍光体含有樹脂にて上記ダムリング内に一括して封止され、
上記光源装置が発光する光の発光スペクトルのうち415nm〜460nmの積分発光強度よりも460nm〜500nmの積分発光強度が大であり、可視光領域での発光スペクトルが連続的であり、
さらに上記発光スペクトルは550nmから650nmの範囲で少なくとも一つのピーク波長を持ち、
上記蛍光体は、上記第2発光ダイオードの発光により励起発光する緑色蛍光体と赤色蛍光体を少なくとも含んでいることを特徴とする光源装置。 - 上記蛍光体は、SrxCa1−xAlSiN3:Eu2+である赤色蛍光体、Lu3Al5O12:Ce3+である緑色蛍光体からなることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 請求項1または2に記載の光源装置は、照明用の光源であることを特徴とする光源装置。
- 請求項1〜3の何れか1項に記載の光源装置を備えていることを特徴とする発光装置。
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