WO2016159141A1 - 発光装置 - Google Patents

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WO2016159141A1
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light emitting
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金子 和昭
宏彰 大沼
清人 後藤
松田 誠
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シャープ株式会社
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    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device.
  • Light-emitting devices that combine semiconductor light-emitting elements and phosphors are attracting attention as next-generation light-emitting devices that are expected to have low power consumption, miniaturization, high brightness, and a wide range of color reproducibility, and are actively researched and developed. ing.
  • the primary light emitted from the semiconductor light emitting element is usually in the range of near ultraviolet to blue, for example, light having a wavelength of 380 to 490 nm.
  • light emitting devices using various phosphors suitable for applications have been proposed.
  • Various light emitting devices used as lighting devices have been developed, and various means for improving the output performance of such light emitting devices have been studied.
  • a phosphor having high luminous sensitivity and having a main emission peak in a yellow region which is a complementary color of blue is generally used.
  • a light emitting device that can be used for general lighting equipment has high color rendering properties as a performance ("having high color rendering properties" basically means that the average color rendering index Ra is 80 or more. Is also important in conjunction with improved output performance.
  • the average color rendering index Ra is generally used as an index indicating color rendering properties, and is an index for evaluating whether or not the test colors (R1 to R8) look natural. In a light-emitting device that can be used for general lighting equipment, it is important to make the test color look natural, that is, to increase the average color rendering index Ra.
  • a light emitting device using an LED (light emitting diode) light source there is a light emitting device using a blue LED having a peak in a wavelength region of 440 to 460 nm, a green phosphor, and a red phosphor.
  • the emission spectrum of the light emitting device has a sharp peak in the wavelength region of 440 to 460 nm which is the blue region, the blue reflection component is too strong. In this case, the color of the irradiated object that reflects light in the wavelength region of 440 to 460 nm may not be reproduced.
  • the average color rendering index Ra is an index for evaluating whether the test colors (R1 to R8) look natural, and does not indicate reproducibility of white, red, dark blue, and black, which are not included in the test colors.
  • the color rendering index R9 is used as an index for red.
  • white, black and dark blue are not included in the test colors, and there is no general and quantitative evaluation index.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 4072632
  • a light emitting element having an emission wavelength in a range of 360 nm to 550 nm, and a formula (Ca x , Eu y ) (Si, Al)
  • the ⁇ -sialon having a structure in which the Ca position of the Ca- ⁇ -sialon represented by 12 (O, N) 16 is partially substituted with Eu is 40% by mass or more and 90% by mass or less, and ⁇ -sialon is 5% by mass or more.
  • a sialon-based phosphor composed of a powder of 40% by mass or less and unreacted silicon nitride in an amount of 5% by mass to 30% by mass, and a part of the light of the light emitting element is wavelength-converted by the phosphor and emitted.
  • a light-emitting device is described.
  • the range of the color temperature of the light emitting device is not limited, the average color rendering index Ra is not described, and the color rendering properties of the light emitting device are not fully examined.
  • a light-emitting device is a light-emitting device that includes at least one type of light-emitting element and includes a phosphor that is excited by output light of the light-emitting element.
  • the second wavelength of 440 nm or more and 490 nm or less has a peak wavelength of output light in the first wavelength region of 440 nm or more and less than 460 nm.
  • the light emitting device has a peak wavelength of output light in a wavelength region.
  • Second light-emitting element that emits second primary light having a peak emission wavelength within a wavelength range of 490 nm or less and at least two types of light-emitting elements as a constituent element
  • First fluorescence excited by either or both of the first primary light and the second primary light and having a peak emission wavelength in the green region A green phosphor that emits light, a red phosphor that is excited by one or both of the first primary light and the second primary light, and emits a second fluorescence having a peak emission wavelength in a red region, It is preferable that the correlated color temperature is 2000K or more and 6500K or less, and that the light having an average color rendering index Ra80 or more is emitted.
  • the light-emitting device emits first fluorescence having a peak emission wavelength in a green region, which is excited by one or both of the first primary light and the second primary light. And a red phosphor that is excited by one or both of the first primary light and the second primary light and emits a second fluorescence having a peak emission wavelength in a red region, and a correlated color
  • the light emitting device emits light having a temperature of 2000 K or more and 6500 K or less and an average color rendering index Ra80 or more.
  • the first emission intensity E1 that is the minimum emission intensity in the wavelength range of 450 nm to 500 nm is within the wavelength range of 430 nm to 460 nm.
  • the ratio (E2 / E1) of the second emission intensity E2, which is the maximum emission intensity, is preferably 3.0 or less.
  • one type of light emitting element having emission peaks in each of a plurality of wavelength regions may be used, or a plurality of types of light emitting elements having one emission peak in a single wavelength region may be combined.
  • a light emitting element having an emission peak in each of a plurality of wavelength regions and a light emitting element having one emission peak in a single wavelength region may be combined.
  • the light emitting device is constituted by one kind of light emitting element, the manufacturing process of the light emitting device can be simplified.
  • a light emitting device composed of a plurality of light emitting elements a plurality of light emitting points exist in the light emitting device.
  • Color unevenness on the irradiated surface is likely to occur due to (variation of the fixing position of the chip to the substrate). Although this influence varies depending on the optical system of the lighting fixture such as a reflector and a lens, the influence is likely to be remarkable particularly in a lighting fixture having a narrow irradiation angle.
  • the optical design of the luminaire becomes easier, and it becomes easier to suppress luminance unevenness and color unevenness on the irradiated surface.
  • emitting light with a uniform light amount and light color from each light emitting element in the light emitting device leads to high quality light with less luminance unevenness and color unevenness on the irradiated surface.
  • the manufacturing process is simplified and all the light-emitting elements in the light-emitting device have the same characteristics. Therefore, it is possible to obtain an effect that excellent optical characteristics can be obtained without luminance unevenness and color unevenness.
  • a light emitting element generally emits light in a single wavelength region, but there is also a light emitting element capable of emitting light in a plurality of wavelength regions with a single light emitting element.
  • an InGaN-based light emitting diode can emit light in a plurality of wavelength regions with a single light emitting element.
  • An InGaN-based light-emitting diode has a plurality of light-emitting layers in its structure, and the emission wavelength from each light-emitting layer can be designed by adjusting the concentration of In in each light-emitting layer.
  • the plurality of light emitting layers are stacked perpendicular to the light emitting surface of the light emitting element, uniform light with no difference in spectrum can be obtained within the light emitting surface of the light emitting element.
  • a light emitting element having emission peaks in each of a plurality of wavelength regions can be produced, and by using this, a light emitting device with a simpler manufacturing process and a light emitting device with less luminance unevenness and color unevenness can be realized. I can do it.
  • a light emitting device that has a high average color rendering index Ra and that has particularly good reproducibility of white, red, dark blue, and black among the colors of the irradiation object.
  • FIG. (A) is a schematic plan view of light-emitting device A11 concerning Embodiment 1 of this invention
  • (b) and (c) are the sectional drawings. It is sectional drawing of light-emitting device A12 which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is sectional drawing of light-emitting device B11 which concerns on Embodiment 3 of this invention.
  • (A) is sectional drawing of light-emitting device B12 which concerns on Embodiment 4 of this invention
  • FIG. (B) is sectional drawing of the modification of Embodiment 4.
  • FIG. (A) is a schematic top view of the light-emitting device concerning Embodiment 5 of this invention
  • (b) is the sectional drawing.
  • FIG. 1A is a plan view showing a configuration of a light emitting device A11 according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIGS. 1B and 1C are cross-sectional views taken along the line AA ′ shown in FIG. It is.
  • the light-emitting device A11 of the present embodiment includes a substrate A111, a first light-emitting element A101, a dam ring (resin frame) 151, and a resin layer containing a phosphor (hereinafter simply referred to as “first phosphor-containing resin layer”). 160).
  • the first light emitting element A101 emits light having a plurality of emission peaks having different peak wavelengths of output light.
  • the substrate A111 is preferably a ceramic substrate, and preferably has a rectangular shape in plan view.
  • a first light emitting element A101 On one surface of the substrate A111 (hereinafter referred to as “the upper surface of the substrate A111”), a first light emitting element A101, a dam ring (resin frame) 151, and a first phosphor-containing resin layer 160 are provided. Furthermore, a first electrode land 121 and a second electrode land 122 are provided.
  • the dam ring 151 is a member that defines the outer shape of the first phosphor-containing resin layer 160 (the first phosphor-containing resin layer 160 includes the resin 161, the green phosphor 181 and the red phosphor 191). It functions as a dam (damping member) for preventing the resin 161 from leaking outside the dam ring 151 when the phosphor-containing resin layer 160 is formed.
  • the first electrode land 121 and the second electrode land 122 are provided outside the dam ring 151 on the upper surface of the substrate A111, preferably at the corner of the upper surface of the substrate A111, more preferably the diagonal line of the substrate A111. It is provided above.
  • Each surface of the first electrode land 121 and the second electrode land 122 is exposed, and therefore the first electrode land 121 and the second electrode land 122 can be connected to an external terminal. That is, one of the first electrode land 121 and the second electrode land 122 functions as an external connection anode electrode, and the other functions as an external connection cathode electrode.
  • the first light emitting element A101 is preferably an LED, and more preferably an LED chip.
  • the first light emitting elements A101 are preferably electrically connected to each other by wiring (not shown), and the wiring is preferably connected to the first electrode land 121 and the second electrode land 122. Thereby, the external power applied from the external terminal to the first electrode land 121 or the second electrode land 122 is supplied to the first light emitting element A101 by the wiring. Therefore, the first light emitting element A101 emits light.
  • the arrangement form of the first light emitting element A101 is not particularly limited. However, it is preferable that the first light emitting elements A101 are arranged at equal intervals in a region surrounded by the dam ring 151 on the upper surface of the substrate A111. Thereby, the brightness nonuniformity of the irradiation surface by light emission from light-emitting device A11 can be reduced. Therefore, the optical characteristics of the light emitting device A11 can be maintained high.
  • the arrangement form of the first light emitting element A101 is not particularly limited.
  • the first light emitting element A101 needs to be arranged such that peaks appear in the wavelength range of 440 nm to less than 460 nm and in the wavelength range of 460 nm to 490 nm in the emission spectrum of the light emitting device A11.
  • connection form of the first light emitting element A101 is not particularly limited. However, when a plurality of element rows formed by connecting the first light-emitting elements A101 in series are formed, the first light emission is performed so that the number of the first light-emitting elements A101 connected in series is the same. It is preferable to electrically connect the element A101. Thereby, an equivalent current (the current value is the same) can be supplied to all the light emitting elements included in the light emitting device A11. Therefore, the optical characteristics of the light emitting device A11 can be maintained high.
  • the first light-emitting element A101 has a peak wavelength of output light in two wavelength regions, and has a peak of output light in a wavelength region of 440 nm to less than 460 nm and 460 nm to 490 nm (for example, the peak wavelength of the output light is 450 nm and 470 nm). That is, the first light emitting element A101 is a light emitting element, preferably a light emitting diode. Accordingly, at least a part of the output light of the first light emitting element A101 constitutes a part (for example, a blue component) of light (for example, white light) from the light emitting device A11.
  • part of the output light of the first light emitting element A101 excites the green phosphor 181 to generate green light (peak wavelength longer than 490 nm and 580 nm or less), and the output of the first light emitting element A101.
  • the remaining part of the light excites the red phosphor 191 to generate red light (with a peak wavelength longer than 580 nm and shorter than 780 nm). That is, a part of the output light of the first light emitting element A101 constitutes a green component of the light (for example, white light) from the light emitting device A11 by the green phosphor 181. Further, the remaining part of the output light of the first light emitting element A101 constitutes the red component of the light (for example, white light) from the light emitting device A11 by the red phosphor 191.
  • the first phosphor-containing resin layer 160 includes a resin 161, a green phosphor 181, and a red phosphor 191.
  • the resin 161, the green phosphor 181 and the red phosphor 191 are filled in the region surrounded by the dam ring 151 on the upper surface of the substrate A111, and then the resin 161 is cured. It is preferable that it is formed by this.
  • the first phosphor-containing resin layer 160 is preferably provided so as to embed the first light emitting element A101 disposed in the region surrounded by the dam ring 151 on the upper surface of the substrate A111. That is, in the present embodiment, the first light emitting element A101 is collectively sealed by the first phosphor-containing resin layer 160.
  • “sealing collectively” means sealing with the same resin.
  • the resin 161 contained in the first phosphor-containing resin layer 160 is preferably a resin having excellent translucency, and more preferably, the output light of the first light emitting element A101, the green light emitted from the green phosphor 181. It is a resin that can transmit light and red light emitted from the red phosphor 191.
  • the resin 161 is not particularly limited as long as it is a resin that can be used as a sealing resin included in a resin-sealed light emitting device.
  • the resin 161 may be a dimethyl silicone resin, a phenyl silicone resin, or an epoxy resin. preferable.
  • the green phosphor 181 is preferably ⁇ -type SiAlON activated bivalent europium, and the red phosphor 191 is preferably Sr x Ca 1-x AlSiN 3 : Eu 2+ .
  • the green phosphor 181 and the red phosphor 191 are not limited to these, and may be phosphors shown below. In addition, it is preferable to select a combination of a light emitting element and a phosphor so as to obtain an optimum condition in view of the excitation characteristics of the phosphor.
  • the first phosphor-containing resin layer 160 may include only one of the green phosphor 181 and the red phosphor 191. Two or more types of green phosphors 181 may be used as the green phosphor 181, and two or more types of red phosphors 191 may be used as the red phosphor 191. However, if the first phosphor-containing resin layer 160 includes one or more types of green phosphors 181 and one or more types of red phosphors 191, the light emitting device A11 can function as a white light emitting device.
  • the green phosphor 181 is a phosphor that is excited by the output light of the first light emitting element A101 and emits green light.
  • the following (1) to (7) are preferable.
  • the green phosphor 181 any one of the following (1) to (7) may be used, or two or more of the following (1) to (7) may be used in combination.
  • ⁇ -type SiAlON (oxynitride phosphor activated with divalent europium) represented by the general formula Eu a1 Si b1 Al c1 O d1 N e1 (0.001 ⁇ a1 ⁇ 0.2), (2) (MI) 3-x2 Ce x2 (MII) 5 O 12 (MI represents at least one of Lu, Y, La and Gd. MII represents at least one of Al and Ga. Phosphor having a garnet-type crystal structure represented by 0.005 ⁇ x2 ⁇ 0.3) (an oxide phosphor activated with trivalent cerium), (3) (MIII) 2-x3 Eu x3 SiO 4 (MIII represents at least one of Mg, Ca, Sr and Ba.
  • Silicate phosphor activated with valence europium (4) (MIII) 3-x4 Ce x4 (MIV) 2 Si 3 O 12 (MIII represents at least one of Mg, Ca, Sr and Ba. MIV represents Li, Na, K, Cs, Rb, It represents at least one of Mg, Ca, Ba, Al, Ga, In, Sc, Y, La, Gd, and Lu.
  • a phosphor represented by (MI) 3-x5 Ce x5 Si 6 N 11 MI represents at least one of Lu, Y, La and Gd.
  • the red phosphor 191 is a phosphor that is excited by the output light of the first light emitting element A101 and emits red light.
  • the following (11) to (15) are preferable.
  • the red phosphor 191 any one of the following (11) to (15) may be used, or two or more of the following (11) to (15) may be used in combination.
  • MIII 1-x11 Eu x11 (MVI) SiN 3 (MIII represents at least one of Mg, Ca, Sr and Ba. MVI represents Al, Ga, In, Sc, Y, La, Gd) And a phosphor represented by 0.005 ⁇ x11 ⁇ 0.2) (a nitride phosphor activated with divalent europium), (12) (MIII) 2-x12 Eu x12 Si 5 N 8 (MIII represents at least one of Mg, Ca, Sr and Ba.
  • MIX represents Ge, Si, Sn, Ti and A phosphor represented by at least one of Zr (0.005 ⁇ x14 ⁇ 0.3) (a metal fluoride phosphor activated with tetravalent manganese), (15) (MX) 2-x15 Eu x15 O 3-y15 S y15 (MX represents at least one of Y, La and Gd. 0.005 ⁇ x15 ⁇ 0.4, 0.0 ⁇ y15 ⁇ 2.0) (sulfur oxide phosphor activated with trivalent europium).
  • the light emitting device A11 may further include the following configuration.
  • a second light-emitting element A102 having an emission peak in a wavelength region of 380 nm or more and less than 440 nm may be used. Since the second light-emitting element A102 has a light emission peak in a wavelength region of 380 nm or more and less than 440 nm, the range of combinations of light-emitting elements is widened, and the range of selection of phosphors is widened. More specifically, even when a resin containing a phosphor that is difficult to be excited by the output light of the first light emitting element A101 is used, the luminous efficiency of the phosphor is maintained high by the output light of the second light emitting element A102. Yes.
  • the light emission efficiency of the light emitting device A11 can be further increased. Thereby, various emission spectra can be realized. Therefore, since the degree of freedom in designing the emission spectrum can be increased, it becomes easier to obtain a desired emission spectrum in the light emitting device A11.
  • a second phosphor-containing resin layer 260 further including a blue phosphor 201 in addition to the resin 161, the green phosphor 181 and the red phosphor 191 may be used (FIG. 1). (C)).
  • the spectrum of light emitted from the light emitting device A11 has a broad band.
  • the spectrum of the output light of the light emitting element has a broad band compared to the emission spectrum of the phosphor. Therefore, the color rendering properties of the light emitting device A11 can be easily improved by using the blue phosphor 201.
  • FIG.1 (c) is sectional drawing which shows the modification of the light-emitting device in this embodiment. It can be said that the second phosphor-containing resin layer 260 may be used instead of the first phosphor-containing resin layer 160 in the second to fifth embodiments described later.
  • the blue phosphor 201 is a phosphor that emits blue light when excited by either or both of the output light from the first light emitting element A101 and the second light emitting element A102, and is a divalent europium as shown in (21) below. May be a halophosphorus oxide activated with divalent, an aluminum oxide activated with divalent europium as shown in (22) below, or nitriding with activated trivalent cerium as shown in (23) below It may be a thing. As the blue phosphor 201, any one of the following (21) to (23) may be used, or two or more of the following (21) to (23) may be used in combination.
  • MXI 5-x21 Eu x21 (PO 4 ) 3
  • MXII represents at least one of Ca, Sr and Ba.
  • MXII represents at least one of F, Cl and Br.
  • a phosphor represented by 0.1 ⁇ x21 ⁇ 1.5) (a phosphor oxide phosphor activated with divalent europium)
  • (22) (MXIII) 1-a22 Eu a22 MgAl 10 O 17 (MXIII represents at least one of Sr and Ba. 0.005 ⁇ a22 ⁇ 0.2) Europium activated aluminum oxide phosphor)
  • (MI) 1-x23 Ce x23 Si 3 N 5 (MI represents at least one of Lu, Y, La and Gd. 0.005 ⁇ x23 ⁇ 0.2) (Nitride phosphor activated with trivalent cerium).
  • the light-emitting device A11 can be used as a light source of a light-emitting device (an example of the light-emitting device includes a lighting device or a backlight device). That is, the light emitting device of this embodiment includes the light emitting device A11. As a result, a light emitting device such as an illumination device or a backlight device having the above optical characteristics can be provided.
  • the structure which a conventionally well-known illuminating device or backlight apparatus has can be used without limitation.
  • the light emitting device A12 is a lead frame type surface mount (SMD) type light emitting device including the first light emitting element A101.
  • SMD surface mount
  • the light emitting device A12 includes at least one first light emitting element A101 having light emission peaks in two types of wavelength regions.
  • one first light emitting element A101 is mounted on a frame A112.
  • a first phosphor-containing resin layer 160 in which the green phosphor 181 and the red phosphor 191 are dispersed or settled in the resin 161 is provided around the first light emitting device A101 so as to cover the light emitting device A101. It has been.
  • the frame A112 is made of, for example, a white resin base material. Thereby, it is possible to provide the frame A112 having high visible light reflection characteristics, that is, high light extraction efficiency.
  • the first light emitting element A101 mounted on the frame A112 is connected to the electrodes A129 and A130 through a through electrode (not shown) in order to supply electric power.
  • a through electrode not shown
  • the electrodes A129 and A130 may be formed on the side surface of the frame A112.
  • the first phosphor-containing resin layer 160 in which the green phosphor 181 and the red phosphor 191 are dispersed or settled is provided so as to cover the first light emitting element A101. ing.
  • the resin 161 in which the green phosphor 181 and the red phosphor 191 are dispersed or settled in the first phosphor-containing resin layer 160 is made of a transparent silicone resin.
  • the first light emitting element A101 and the first phosphor-containing resin layer 160 are provided on one surface of the frame A112 (hereinafter referred to as “the upper surface of the frame A112”).
  • the first phosphor-containing resin layer 160 seals the first light emitting element A101 and is provided in a region surrounded by the frame wall surface on the upper surface of the frame A112.
  • the inner peripheral surface of the wall surface of the frame A112 may be perpendicular to the upper surface of the frame A112.
  • the inner peripheral surface of the frame wall surface is preferably inclined with respect to the upper surface of the frame A112 so that the opening diameter increases from the upper surface of the frame A112 toward the upper surface of the first phosphor-containing resin layer 160. . Thereby, light can be extracted efficiently.
  • the frame wall surface may not be provided.
  • the resin 161 if a resin having high thixotropy is used as the resin 161, the resin 161 can be prevented from flowing to the peripheral edge of the upper surface of the frame A112 even if the frame wall surface is not provided.
  • the surface-mounted light source unit may be configured by using a substrate having a rectangular shape in plan view as the frame A112 (a flat substrate made of ceramic instead of FIG. 2).
  • the light emitting device A12 may further include the following configuration.
  • a second light-emitting element A102 having an emission peak in a wavelength region of 380 nm or more and less than 440 nm may be used. Since the second light-emitting element A102 has a light emission peak in a wavelength region of 380 nm or more and less than 440 nm, the range of combinations of light-emitting elements is widened, and the range of selection of phosphors is widened. More specifically, even when a resin containing a phosphor that is difficult to be excited by the output light of the first light emitting element A101 is used, the luminous efficiency of the phosphor is maintained high by the output light of the second light emitting element A102. Yes.
  • the light emission efficiency of the light emitting device A12 can be further increased. Thereby, various emission spectra can be realized. Therefore, since the freedom degree of design of an emission spectrum can be raised, it becomes easier to obtain a desired emission spectrum in the light-emitting device A12.
  • a second phosphor-containing resin layer 260 further including a blue phosphor 201 in addition to the resin 161, the green phosphor 181 and the red phosphor 191 may be used (FIG. 1). (See (c)).
  • the spectrum of light emitted from the light emitting device A12 has a broad band.
  • the spectrum of the output light of the light emitting element has a broad band compared to the emission spectrum of the phosphor. Therefore, the color rendering property of the light emitting device A12 can be easily improved by using the blue phosphor 201.
  • the blue phosphor 201 is a phosphor that emits blue light when excited by either or both of the output light from the first light emitting element A101 and the second light emitting element A102, and is a divalent europium as shown in (21) below. May be a halophosphorus oxide activated with divalent, an aluminum oxide activated with divalent europium as shown in (22) below, or nitriding with activated trivalent cerium as shown in (23) below It may be a thing. As the blue phosphor 201, any one of the following (21) to (23) may be used, or two or more of the following (21) to (23) may be used in combination.
  • MXI 5-x21 Eu x21 (PO 4 ) 3
  • MXII represents at least one of Ca, Sr and Ba.
  • MXII represents at least one of F, Cl and Br.
  • a phosphor represented by 0.1 ⁇ x21 ⁇ 1.5) (a phosphor oxide phosphor activated with divalent europium)
  • (22) (MXIII) 1-a22 Eu a22 MgAl 10 O 17 (MXIII represents at least one of Sr and Ba. 0.005 ⁇ a22 ⁇ 0.2) Europium activated aluminum oxide phosphor)
  • (MI) 1-x23 Ce x23 Si 3 N 5 (MI represents at least one of Lu, Y, La and Gd. 0.005 ⁇ x23 ⁇ 0.2) (Nitride phosphor activated with trivalent cerium).
  • the light emitting device A12 Since the light emitting device A12 has the above optical characteristics, the light emitting device A12 can be used as a light source of the light emitting device. That is, the light emitting device of this embodiment includes the light emitting device A12. As a result, a light emitting device such as an illumination device or a backlight device having the above optical characteristics can be provided.
  • a light emitting device such as an illumination device or a backlight device having the above optical characteristics can be provided.
  • the structure which a conventionally well-known illuminating device or backlight apparatus has can be used without limitation.
  • the light emitting device B11 is a lead frame type SMD light emitting device including a first light emitting element B101 and a second light emitting element B102.
  • the light emitting device B11 includes at least one of the first light emitting element B101 and the second light emitting element B102 having emission peaks in two types of wavelength regions.
  • the first light-emitting element B101 and the second light-emitting element B102 are mounted will be described as an example.
  • one first light emitting element B101 and one second light emitting element B102 are mounted on a frame B111.
  • a green phosphor 181 and a red phosphor 191 are dispersed or settled in a resin 161 so as to cover the light emitting elements B101 and B102.
  • One phosphor-containing resin layer 160 is provided.
  • the frame B111 is made of, for example, a white resin base material. Thereby, it is possible to provide the frame B111 having high visible light reflection characteristics, that is, high light extraction efficiency.
  • electrodes B129 and B130 are provided in the frame B111. Therefore, the first light emitting element B101 and the second light emitting element B102 mounted on the frame B111 are connected to the electrodes B129 and B130 through a through electrode (not shown) in order to supply electric power.
  • a through electrode not shown
  • the electrodes B129 and B130 may be formed on the side surface of the frame B111.
  • a contained resin layer 160 is provided.
  • the resin 161 in which the green phosphor 181 and the red phosphor 191 are dispersed or settled in the first phosphor-containing resin layer 160 is made of a transparent silicone resin.
  • a first light emitting element B101, a second light emitting element B102, and a first phosphor-containing resin layer 160 are provided on one surface of the frame B111 (hereinafter referred to as “the upper surface of the frame B111”).
  • the first phosphor-containing resin layer 160 seals the first light emitting element B101 and is provided in a region surrounded by the frame wall surface on the upper surface of the frame B111.
  • the inner peripheral surface of the wall surface of the frame B111 may be perpendicular to the upper surface of the frame B111.
  • the inner peripheral surface of the frame wall surface is preferably inclined with respect to the upper surface of the frame B111 so that the opening diameter increases from the upper surface of the frame B111 toward the upper surface of the first phosphor-containing resin layer 160. . Thereby, light can be extracted efficiently.
  • the frame wall surface may not be provided.
  • a resin having high thixotropy is used as the resin 161
  • the surface-mounted light source unit may be configured by using a substrate having a rectangular shape in plan view (a substrate having a flat surface made of ceramic instead of FIG. 3) as the frame B111.
  • the light emitting device B11 may further include the following configuration.
  • a third light-emitting element B103 having an emission peak in a wavelength region of 380 nm to less than 440 nm may be used. Since the third light-emitting element B103 has a light emission peak in a wavelength region of 380 nm or more and less than 440 nm, the range of combinations of light-emitting elements is widened, and the range of selection of phosphors is widened.
  • a second phosphor-containing resin layer 260 further including a blue phosphor 201 in addition to the resin 161, the green phosphor 181 and the red phosphor 191 may be used.
  • the spectrum of light emitted from the light emitting device B11 has a broad band.
  • the spectrum of the output light of the light emitting element has a broad band compared to the emission spectrum of the phosphor. Therefore, the color rendering properties of the light emitting device B11 can be easily improved by using the blue phosphor 201.
  • the blue phosphor 201 is a phosphor that emits blue light when excited by any or all of the output light from the first light emitting element B101, the second light emitting element B102, and the third light emitting element B103.
  • the divalent europium activated halophosphorus oxide shown in 21) may be used, the divalent europium activated aluminum oxide shown in the following (22) may be used, and the following (23) shown: A nitride obtained by activating trivalent cerium may be used.
  • any one of the following (21) to (23) may be used, or two or more of the following (21) to (23) may be used in combination.
  • MXI 5-x21 Eu x21 (PO 4 ) 3
  • MXII represents at least one of Ca, Sr and Ba.
  • MXII represents at least one of F, Cl and Br.
  • a phosphor represented by 0.1 ⁇ x21 ⁇ 1.5) (a phosphor oxide phosphor activated with divalent europium)
  • (22) (MXIII) 1-a22 Eu a22 MgAl 10 O 17 (MXIII represents at least one of Sr and Ba. 0.005 ⁇ a22 ⁇ 0.2) Europium activated aluminum oxide phosphor)
  • (MI) 1-x23 Ce x23 Si 3 N 5 (MI represents at least one of Lu, Y, La and Gd. 0.005 ⁇ x23 ⁇ 0.2) (Nitride phosphor activated with trivalent cerium).
  • the light emitting device B11 can be used as a light source of the light emitting device. That is, the light emitting device of this embodiment includes the light emitting device B11. As a result, a light emitting device such as an illumination device or a backlight device having the above optical characteristics can be provided.
  • a light emitting device such as an illumination device or a backlight device having the above optical characteristics can be provided.
  • the structure which a conventionally well-known illuminating device or backlight apparatus has can be used without limitation.
  • the light-emitting device B12 is a double-encapsulated SMD light-emitting device including a first light-emitting element B101 and a second light-emitting element B102.
  • the light emitting device B12 includes at least one of the first light emitting element B101 and the second light emitting element B102 having emission peaks in different wavelength regions.
  • the first light-emitting element B101 and the second light-emitting element B102 are mounted.
  • one first light emitting element B101 and one second light emitting element B102 are mounted on a substrate B112.
  • a green phosphor 181 and a red phosphor 191 are dispersed or settled in a resin 161 so as to cover the light emitting elements B101 and B102.
  • One phosphor-containing resin layer 160 is provided.
  • a transparent silicone resin 162 is provided so as to cover the first phosphor-containing resin layer 160. Therefore, in the light emitting device B12 of this embodiment, the first light emitting element B101 and the second light emitting element B102 are doubly sealed on the substrate B112 with the first phosphor-containing resin layer 160 and the silicone resin 162. Have a package.
  • the substrate B112 is made of, for example, a ceramic base material. Thereby, the board
  • electrodes B129 and B130 are provided on the back surface. Therefore, the first light emitting element B101 and the second light emitting element B102 mounted on the substrate B112 are connected to the electrodes B129 and B130 through a through electrode (not shown) in order to supply electric power.
  • a through electrode not shown
  • the electrodes B129 and B130 may be formed on the side surface of the substrate B112.
  • a contained resin layer 160 is provided.
  • the resin 161 in which the green phosphor 181 and the red phosphor 191 are dispersed or settled in the first phosphor-containing resin layer 160 is made of a transparent silicone resin.
  • a first light emitting element B101, a second light emitting element B102, a dam ring 151, and a first phosphor-containing resin layer 160 are provided on one surface of the substrate B112 (hereinafter referred to as “the upper surface of the substrate B112”). It has been.
  • the first phosphor-containing resin layer 160 seals the first light emitting element B101 and is provided in a region surrounded by the dam ring 151 on the upper surface of the substrate B112.
  • the inner peripheral surface of the dam ring 151 may be perpendicular to the upper surface of the substrate B112. However, the inner peripheral surface of the dam ring 151 is inclined with respect to the upper surface of the substrate B112 so that the opening diameter of the dam ring 151 increases from the upper surface of the substrate B112 toward the upper surface of the first phosphor-containing resin layer 160. Preferably it is. Thereby, light can be extracted efficiently.
  • the dam ring 151 may not be provided.
  • the resin 161 can be prevented from flowing to the periphery of the upper surface of the substrate B112 even if the dam ring 151 is not provided.
  • the surface-mounted light source unit may be configured by using a bathtub-shaped substrate (for example, a lead frame substrate) instead of a substrate having a rectangular shape in plan view (FIG. 4A) as the substrate B112.
  • the light emitting device B12 may further include the following configuration.
  • a third light-emitting element B103 having an emission peak in a wavelength region of 380 nm to less than 440 nm may be used. Since the third light-emitting element B103 has a light emission peak in a wavelength region of 380 nm or more and less than 440 nm, the range of combinations of light-emitting elements is widened, and the range of selection of phosphors is widened.
  • a second phosphor-containing resin layer 260 further including a blue phosphor 201 in addition to the resin 161, the green phosphor 181 and the red phosphor 191 may be used.
  • the spectrum of light emitted from the light emitting device B12 has a broad band.
  • the spectrum of the output light of the light emitting element has a broad band compared to the emission spectrum of the phosphor. Therefore, the color rendering properties of the light emitting device B12 can be easily improved by using the blue phosphor 201.
  • the blue phosphor 201 is a phosphor that emits blue light when excited by any or all of the output light from the first light emitting element B101, the second light emitting element B102, and the third light emitting element B103.
  • the divalent europium activated halophosphorus oxide shown in 21) may be used, the divalent europium activated aluminum oxide shown in the following (22) may be used, and the following (23) shown: A nitride obtained by activating trivalent cerium may be used.
  • any one of the following (21) to (23) may be used, or two or more of the following (21) to (23) may be used in combination.
  • MXI 5-x21 Eu x21 (PO 4 ) 3
  • MXII represents at least one of Ca, Sr and Ba.
  • MXII represents at least one of F, Cl and Br.
  • a phosphor represented by 0.1 ⁇ x21 ⁇ 1.5) (a phosphor oxide phosphor activated with divalent europium)
  • (22) (MXIII) 1-a22 Eu a22 MgAl 10 O 17 (MXIII represents at least one of Sr and Ba. 0.005 ⁇ a22 ⁇ 0.2) Europium activated aluminum oxide phosphor)
  • (MI) 1-x23 Ce x23 Si 3 N 5 (MI represents at least one of Lu, Y, La and Gd. 0.005 ⁇ x23 ⁇ 0.2) (Nitride phosphor activated with trivalent cerium).
  • the transparent silicone resin 162 may not be disposed (see FIG. 4B).
  • the presence of the transparent silicone resin 162 can be expected to improve the light extraction efficiency and narrow the orientation characteristics of light emission due to the lens effect.
  • the degree of design freedom of the light emitting device B12 can be increased by the presence or absence of the transparent silicone resin 162, it becomes easier to obtain desired light emitting characteristics in the light emitting device B12.
  • the light emitting device B12 Since the light emitting device B12 has the above optical characteristics, the light emitting device B12 can be used as a light source of the light emitting device. That is, the light emitting device of this embodiment includes the light emitting device B12. As a result, a light emitting device such as an illumination device or a backlight device having the above optical characteristics can be provided.
  • a light emitting device such as an illumination device or a backlight device having the above optical characteristics can be provided.
  • the structure which a conventionally well-known illuminating device or backlight apparatus has can be used without limitation.
  • FIG. 5A is a schematic plan view of an example of a light emitting device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5B shows the light emitting device of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along a plane passing through a second light emitting element 6b (hereinafter, the first light emitting element and the second light emitting element are collectively referred to as a light emitting element) and a wire 7;
  • a second light emitting element 6b hereinafter, the first light emitting element and the second light emitting element are collectively referred to as a light emitting element
  • the inside of the light emitting device 1 is made transparent. It is shown.
  • a chip-on-board (COB) type light emitting device using a ceramic substrate and a face up type light emitting element is described, but the form of the light emitting device is not limited to this. Absent.
  • COB chip-on-board
  • aluminum or copper may be used as a substrate material, and upper and lower electrode type light emitting elements or flip type light emitting elements may be used as light emitting elements.
  • the light emitting device may be of a surface mount (SMD) type using a resin package formed of a metal frame as a substrate instead of the COB type.
  • SMD surface mount
  • the light emitting device 1 includes a substrate 2, a wiring pattern 3 (3a, 3k) disposed on the substrate 2, an electrode land 4 (4a, 4k), a sealing resin layer 5, a first light emitting element 6a, A second light emitting element 6b, a wire 7, a printed resistance element 8, a resin dam 9, a green phosphor 10, and a red phosphor 12 are provided.
  • the resin dam 9 is provided on the upper surface of the substrate 2 and is formed in a ring shape (a ring shape in plan view) when the substrate 2 is viewed from above the main surface.
  • a sealing resin layer including a first light emitting element 6 a and a second light emitting element 6 b is provided on a portion of the upper surface of the substrate 2 located inside the resin dam 9.
  • the wiring pattern 3 (3a, 3k) is provided on the upper surface of the substrate 2 and is covered with the resin dam 9.
  • the electrode land 4 (4a, 4k) is provided in a portion of the upper surface of the substrate 2 that is located outside the resin dam 9.
  • the wire 7 electrically connects the two types of light emitting elements 6a and 6b and the wiring pattern 3 (3a and 3k). When two or more light emitting elements 6 are provided, the light emitting elements 6 are preferably connected to each other through a wire 7.
  • the substrate 2 the wiring pattern 3 (3a, 3k), the electrode land 4 (4a, 4k), the transparent resin contained in the sealing resin layer 5, the light emitting element 6, the wire 7, the printed resistance element 8, and the resin dam 9
  • the configuration (material, size, shape, etc.) is not limited to the following description.
  • the substrate 2 is formed, for example, in a rectangular shape in plan view, and is, for example, a ceramic substrate or a metal substrate having an insulating film formed on the surface thereof.
  • the wiring patterns 3 (3a, 3k) are provided on the upper surface of the substrate 2 so as to face each other, and each of them has a shape (arc shape) in which a part thereof is cut out from the ring in plan view. Have.
  • Such a wiring pattern 3 (3a, 3k) is formed by, for example, a screen printing method.
  • the electrode land 4 (4a, 4k) is an electrode for external connection (for example, for power supply), and is made of, for example, Ag-Pt.
  • the electrode land 4a is connected to one end of the wiring pattern 3a via a lead wiring, and the electrode land 4k is connected to one end of the wiring pattern 3k via another lead wiring.
  • Such electrode lands 4 (4a, 4k) are formed by, for example, a screen printing method or the like.
  • the green phosphor 10 and the red phosphor 12 are uniformly dispersed in the transparent resin.
  • a sealing resin layer 5 is formed according to the following method. First, the green phosphor 10 and the red phosphor 12 are uniformly mixed in a transparent resin. The obtained mixed resin is injected into a portion of the upper surface of the substrate 2 located inside the resin dam 9. At this time, at least one of the two types of light emitting elements 6a and 6b has already been provided on the portion of the upper surface of the substrate 2 located inside the resin dam 9. When two or more types of light emitting elements 6a and 6b are provided, respectively, the two or more light emitting elements 6a and 6b are connected to each other via a wire 7. Thereafter, heat treatment is performed. By this heat treatment, the transparent resin is cured, and as a result, the two types of light emitting elements 6, the green phosphor 10, and the red phosphor 12 are sealed, and the sealing resin layer 5 is formed.
  • any transparent resin can be used as the transparent resin contained in the sealing resin layer 5 as long as the resin has translucency.
  • an epoxy resin, a silicone resin, or a urea resin is preferable.
  • the sealing resin layer 5, for example SiO 2, TiO 2, ZrO 2 , Al 2 O 3 or Y 2 O 3 may contain additives such as. If the sealing resin layer 5 contains such an additive, sedimentation of the green phosphor 10, the red phosphor 12, and the like can be prevented. Moreover, the light from each of the light emitting elements 6a and 6b, the green phosphor 10, and the red phosphor 12 can be efficiently diffused.
  • Green phosphor 10 The green phosphor 10 is excited by the primary light emitted from the light emitting element, and emits light having a peak emission wavelength in the green region.
  • the “green region” means a region having a wavelength of 485 nm or more and less than 580 nm.
  • Green phosphor 10 Specific examples of the green phosphor 10 are shown below.
  • the green phosphor 10 one of these may be used alone, or two or more of these may be mixed and used.
  • the green phosphor 10 may be manufactured according to any manufacturing method selected from known manufacturing methods, or may be obtained as a product.
  • the half width of the fluorescence spectrum of the green phosphor 10 is preferably wider, for example, 95 nm or more.
  • a phosphor using Ce as an activator for example, a Lu 3-x Ce x Al 5 O 12- based green phosphor (a phosphor in which (M1) is Lu and (M2) is Al in the general formula (A)) , Having a garnet crystal structure. Since this phosphor uses Ce as an activator, a fluorescence spectrum having a wide half-value width (half-value width of 95 nm or more) can be obtained. Therefore, the phosphor using Ce as an activator is a green phosphor suitable for increasing the average color rendering index Ra of the light emitting device 1.
  • the red phosphor 12 is excited by the primary light emitted from the light emitting element, and emits light having a peak emission wavelength in the red region.
  • the “red region” means a region having a wavelength of 580 nm or more and less than 700 nm.
  • red phosphor 12 Specific examples of the red phosphor 12 are shown below.
  • X represents 0.01 ⁇ x ⁇ 0.30
  • red phosphor 12 one of these may be used alone, or two or more of these may be mixed and used.
  • the red phosphor 12 may be manufactured according to any manufacturing method selected from known manufacturing methods, or may be obtained as a product.
  • the half width of the fluorescence spectrum of the red phosphor 12 is preferably as wide as that of the green phosphor 10.
  • (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu phosphor or CaAlSiN 3 : Eu phosphor can be exemplified.
  • the mixing ratio of the green phosphor 10 and the red phosphor 12 is not particularly limited, and it is preferable to set the mixing ratio so that the light emitted from the light emitting device 1 has desired characteristics.
  • the light-emitting device 1 includes, as a light-emitting element, a first light-emitting element 6a that emits a first primary light having a peak emission wavelength within a wavelength range of 440 nm or more and less than 460 nm, and a peak emission within a wavelength range of 460 nm or more and 490 nm or less.
  • a second light emitting element 6b that emits second primary light having a wavelength is used.
  • many phosphors used in light emitting devices using LED light sources are efficiently excited within a wavelength range of 440 nm or more and less than 460 nm.
  • the first light emitting element 6a that emits the first primary light having the peak emission wavelength within the wavelength range of 440 nm or more and less than 460 nm in order to increase the light emission efficiency of the light emitting device.
  • the use of the second light emitting element 6b that emits the second primary light having the peak emission wavelength within the wavelength range of 460 nm or more and 490 nm or less means that the light emitting device is in a wavelength region of 450 to 500 nm, as will be described later. Since it has a light emitting component, it is advantageous for enhancing the color rendering properties of the light emitting device.
  • the practicality of the light emitting device 1 can be enhanced.
  • a light-emitting element having a peak emission wavelength of less than 440 nm the visibility is poor and the phosphor may not be suitable for excitation.
  • the phosphor represented by the general formula (A) has poor absorption efficiency of light from a light emitting element having a peak emission wavelength of less than 440 nm and poor excitation efficiency.
  • the phosphor represented by the general formula (A) has poor absorption efficiency of light from a light-emitting element having a peak emission wavelength exceeding 490 nm.
  • the LED chip used as the first light emitting element 6a is preferably a bare chip of a semiconductor light emitting element that emits light including a first primary light having a peak emission wavelength in a wavelength range of 440 nm or more and less than 460 nm. More preferably, it is a system LED chip.
  • the LED chip whose peak light emission wavelength is 450 nm vicinity can be mentioned.
  • the “InGaN-based LED chip” means an LED chip whose light emitting layer is an InGaN layer.
  • the LED chip used as the second light emitting element 6b is preferably a bare chip of a semiconductor light emitting element that emits light including second primary light having a peak emission wavelength in a wavelength range of 460 nm or more and 490 nm or less. More preferably, it is a system LED chip. As an example of the second light emitting element 6b, an LED chip having a peak emission wavelength of around 470 nm can be cited.
  • the following arrangement form can be considered as an example of the arrangement form of the light-emitting elements.
  • the light emitting elements 6a and 6b are die-bonded to the upper surface of the substrate 2, and are arranged substantially parallel to one side of the substrate 2 (side of the substrate 2 extending in the X direction) and on a straight line.
  • the light emitting elements 6a and 6b are arranged at a high density in a portion located on the inner side of the resin dam 9 on the upper surface of the substrate 2.
  • the number of light emitting elements 6a and 6b arranged on a straight line increases, and the periphery of the substrate 2 from the center of the ring.
  • the light emitting elements 6a and 6b are arranged so that the number of the light emitting elements 6a and 6b arranged on a straight line decreases toward the outer side in the radial direction of the ring.
  • the wiring formed by connecting the eight first light-emitting elements 6a and the four second light-emitting elements to each other through the wires 7 is the electrode land 4 (4a, 4b). ) Are connected in parallel in 10 rows.
  • the 1st light emitting element 6a and the 2nd light emitting element 6b are arrange
  • the ratio between the number of first light emitting elements 6a and the number of second light emitting elements 6b is not particularly limited.
  • the light emitting elements 6a and 6b preferably have a structure in which light is emitted from the upper surface. Further, the light emitting elements 6a and 6b have electrode pads for connecting adjacent light emitting elements to each other through the wire 7, and the light emitting elements 6a and 6b and the wiring pattern 3 (3a and 3k) on the surface. It is preferable to have an electrode pad (for example, an anode electrode pad and a cathode electrode pad) for connection.
  • an electrode pad for example, an anode electrode pad and a cathode electrode pad
  • the light emitting elements 6a and 6b may have a structure in which light is emitted from the lower surface.
  • wiring corresponding to the wire 7 and the electrode land 4 are formed on the upper surface of the substrate 2.
  • the electrode pads provided on the surfaces of the light emitting elements 6a and 6b are opposed to the upper surface of the substrate 2, and the light emitting elements 6a and 6b and the substrate 2 are connected by flip chip connection via bumps. In this manner, the light emitting elements 6a and 6b having a structure in which light is emitted from the lower surface can be mounted on the upper surface of the substrate 2.
  • the resistance element 8 is provided for the purpose of increasing the electrostatic withstand voltage, and is provided so as to connect one end of the wiring pattern 3a and one end of the wiring pattern 3k as shown in FIG. 5, and a part thereof is cut out from the ring. It has a shape (arc shape). Such a resistance element 8 is preferably a printing resistor or a Zener diode, for example.
  • the light emitting device 1 may not include the resistance element 8.
  • the resin dam 9 is a resin for damming the sealing resin layer 5 and is preferably composed of a colored material (preferably a white material or a milky white material).
  • a colored material preferably a white material or a milky white material.
  • the light emitting device 1 includes at least one first light emitting element 6a, at least one second light emitting element 6b, a green phosphor 10, and a red phosphor 12.
  • the first light emitting element 6a emits first primary light having a peak emission wavelength within a wavelength range of 440 nm or more and less than 460 nm.
  • the second light emitting element 6b emits second primary light having a peak emission wavelength within a wavelength range of 460 nm or more and 490 nm or less.
  • the green phosphor 10 is excited by the primary light emitted from the light emitting elements 6a and 6b, and emits light having a peak emission wavelength in the green region.
  • the red phosphor 12 is excited by the primary light emitted from the light emitting elements 6a and 6b, and emits light having a peak emission wavelength in the red region.
  • the light emitted from the light emitting device 1 has a correlated color temperature of 2000K to 6500K, and an average color rendering index Ra80 or higher. That is, the light emitted from the light emitting device 1 has a high average color rendering index Ra, and is excellent in color rendering.
  • the “correlated color temperature” is a value obtained in accordance with JIS Z 8725 (a light source distribution temperature and a color temperature / correlated color temperature measurement method).
  • the “average color rendering index” is a value obtained in accordance with JIS Z 8726: 1990 (light-color rendering evaluation method for light sources).
  • Example 1 is a light emitting device having the same configuration as the light emitting device according to the present embodiment, and emits first primary light having a peak emission wavelength within a wavelength range of 440 nm or more and less than 460 nm.
  • Comparative Example 1 is a light emitting device having the same configuration as that of Example 1 except that only the first light emitting element is used as the light emitting element and the second light emitting element is not used.
  • the light emitting device includes only one type of light emitting element (Comparative Example 1)
  • the spectrum of light emitted from the light emitting device has one steep peak within the wavelength range of 430 nm to 480 nm.
  • the blue reflection component becomes large, white is excessively bluish, black is bluish, red is near purple, and haze is bluish. The color reproducibility is not good.
  • the spectrum of light emitted from the light emitting device has two small peaks in the wavelength range of 430 nm to 500 nm, and the maximum light emission intensity is The difference between the maximum emission intensity of the larger peak and the minimum emission intensity of the valley between the two peaks is the maximum emission intensity of the peak in the vicinity of 450 nm of Comparative Example 1 and the valley of the valley on the long wavelength side from the peak. It is smaller than the difference from the minimum emission intensity.
  • the light-emitting device according to the present embodiment can be suitably used for article sales and the like, and can be particularly suitably used in the clothing industry. Furthermore, since the light emitting device of the present invention has a relatively small amount of light emitting components in the wavelength region of 440 nm or more and less than 460 nm as compared with a conventional light emitting device using LEDs, The degree of injury to the retina of the eye is low.
  • the spectrum of the light emitted from the light emitting device 1 (the emission spectrum of the light emitting device 1) is within the wavelength range of 430 nm or more and less than 460 nm with respect to the first emission intensity E1 which is the minimum emission intensity within the wavelength range of 450 nm or more and 500 nm or less.
  • the ratio (E2 / E1) of the second emission intensity E2, which is the maximum emission intensity, is preferably 3.0 or less. According to this, the reproducibility of white, black, red, and blue is very good in the light emitting device.
  • the ratio (E2 / E1) between the first emission intensity E1 and the second emission intensity E2 is more preferably 2.5 or less, and further preferably 2.0 or less.
  • Specific methods for obtaining such an emission spectrum include a method of optimizing the materials and contents of the light emitting elements 6a and 6b, the green phosphor 10, and the red phosphor 12.
  • the light emitting device of Example 1 has the same configuration as the light emitting device shown in FIG.
  • the light-emitting device of Example 1 has 80 first light-emitting elements that emit first primary light having a peak emission wavelength within a wavelength range of 440 nm or more and less than 460 nm, and peaks within a wavelength range of 460 nm or more and 490 nm or less.
  • 40 second light-emitting elements that emit second primary light having an emission wavelength are provided.
  • the blending ratio of the green phosphor and the red phosphor was adjusted so that the correlated color temperature of the light emitted from the light emitting device was around 3000K.
  • Examples 2 to 4 The light emitting devices of Examples 2 to 4 were implemented except that the number of the first light emitting elements, the number of the second light emitting elements, and the correlated color temperature of the light emitted from the light emitting device were set to the values shown in Table 1. A configuration similar to that of Example 1 is provided.
  • Comparative Examples 1 to 4 use 120 first light-emitting elements as light-emitting elements, do not use the second light-emitting elements, and the correlated color temperatures of light emitted from the light-emitting devices are the values shown in Table 1. Except for this, the same configuration as that of the first embodiment is provided.
  • the first emission intensity E1 that is the minimum emission intensity within the wavelength range of 450 nm to 500 nm and the maximum within the wavelength range of 430 nm to 460 nm.
  • the second emission intensity E2 which is the emission intensity was obtained, and the ratio (E2 / E1) of the second emission intensity E2 to the first emission intensity E1 was calculated.
  • the correlated color temperature of light emitted from the light emitting device, the average color rendering index Ra, and the special color rendering index R9 were obtained.
  • the “correlated color temperature” was determined in accordance with JIS Z 8725 (light source distribution temperature and color temperature / correlated color temperature measurement method).
  • the “average color rendering index” was determined in accordance with JIS Z 8726: 1990 (color rendering property evaluation method of light source). The results are shown in Table 1.
  • the emission spectrum of Example 1 has two small peaks in the wavelength range of 430 nm to 500 nm.
  • the emission spectrum of Comparative Example 1 has one steep peak in the wavelength range of 430 nm to 500 nm.
  • the light emitting device of Example 1 had a higher average color rendering index Ra and special color rendering index R9 than the light emitting device of Comparative Example 1, and also had good reproducibility of white, red, dark blue, and black.
  • the emission spectra of Examples 2 to 4 have two small peaks in the wavelength range of 430 nm to 500 nm.
  • the emission spectra of Comparative Examples 2 to 4 have one steep peak in the wavelength range of 430 nm to 500 nm.
  • the light emitting devices of Examples 2 to 4 have higher average color rendering index Ra and special color rendering index R9 than the light emitting devices of Comparative Examples 2 to 4, respectively, and good reproducibility of white, red, dark blue, and black. there were.

Abstract

 少なくとも1種類の発光素子を1個以上搭載し、かつ前記発光素子の出力光により励起される蛍光体を備えた発光装置であって、蛍光体を搭載する前の前記発光装置において、搭載されたすべての発光素子を発光させた場合に、440nm以上460nm未満の第1波長領域に出力光のピーク波長を有し、かつ、460nm以上490nm以下の第2波長領域に出力光のピーク波長を有する発光装置が供給される。

Description

発光装置
 本発明は、発光装置に関する。
 半導体発光素子と蛍光体とを組み合わせた発光装置は、低消費電力、小型化、高輝度、更には広範囲な色再現性が期待される次世代の発光装置として注目され、活発に研究および開発されている。半導体発光素子から発せられる一次光は、通常、近紫外から青色の範囲であり、たとえば波長が380~490nmである光である。また、用途に適合した様々な蛍光体を用いた発光装置も提案されている。
 照明装置等として使用される発光装置も種々開発されており、このような発光装置の出力性能を向上させるための手段が種々検討されている。発光装置の出力性能を高めるために、視感度が高く、且つ、青の補色である黄色領域に主たる発光ピークを持つ蛍光体が一般的に用いられる。また、一般照明器具用途に使用可能な発光装置では、性能として、高演色性を有すること(「高演色性を有する」とは、基本的に平均演色評価数Raが80以上であることを意味する。)も、出力性能の向上と併せて重要となっている。
 上記平均演色評価数Raは、演色性を示す指数として一般的に用いられ、試験色(R1~R8)が自然に見えるか否かを評価する指標である。一般照明器具用途に使用可能な発光装置では、試験色を自然に見せることが重要であり、即ち平均演色評価数Raを高めることが重要とされている。
 LED(light emitting diode)光源を用いた発光装置として、440~460nmの波長領域にピークを持つ青色LEDと、緑色蛍光体と赤色蛍光体とを利用した発光装置がある。しかし、該発光装置の発光スペクトルは、青色領域である440~460nmの波長領域に鋭いピークがあるため、青色の反射成分が強すぎる。この場合、440~460nmの波長領域で光を反射するような被照射物の色を再現できないことがある。
 物品販売等で使用される発光装置では、明るさの確保に加えて、照射対象物の色の再現性も要求されている。特に服飾業界をはじめとして各種商品においては白、黒、紺、赤は最も多く用いられる色であるため、これらの色を忠実に再現することが重要である。したがって、このような発光装置の場合、平均演色評価数Raとともに、白、黒、紺、赤の再現性を向上させることが重要である。平均演色評価数Raは、試験色(R1~R8)が自然に見えるかを評価する指標であり、試験色に含まれない、白、赤、紺、黒の再現性については示していない。赤色については特殊演色評価数R9を指標とするのが一般的である。一方で、白、黒、紺については試験色に含まれておらず、一般的かつ定量性を持った評価指数が無い。
 特許文献1(特許第4072632号公報)には、赤色を鮮やかに発色する発光装置として、発光波長が360nm~550nmの範囲にある発光素子と、式(Ca、Eu)(Si,Al)12(O,N)16で示されるCa-α-サイアロンのCa位置を部分的にEuで置換した構造をもつα-サイアロンが40質量%以上90質量%以下、β-サイアロンが5質量%以上40質量%以下、未反応の窒化ケイ素が5質量%以上30質量%以下の粉末から成るサイアロン系蛍光体と、を備え、前記発光素子の光の一部は前記蛍光体により波長変換されて放出されることを特徴とする発光装置が記載されている。
特許第4072632号公報
 特許文献1では、発光装置の色温度の範囲は限定されておらず、また、平均演色評価数Raの記述もなく、発光装置の演色性について十分に検討されていない。
 本発明は、平均演色評価数Raが高く、かつ、照射対象物の色のうち、特に白、赤、紺、黒の再現性の良い発光装置を提供することを目的とする。
 [1] 本発明に係る発光装置は、少なくとも1種類の発光素子を1個以上搭載し、かつ前記発光素子の出力光により励起される蛍光体を備えた発光装置であって、蛍光体を搭載する前の前記発光装置において、搭載されたすべての発光素子を発光させた場合に、440nm以上460nm未満の第1波長領域に出力光のピーク波長を有し、かつ、460nm以上490nm以下の第2波長領域に出力光のピーク波長を有する発光装置である。
[2] 本発明に係る発光装置において、440nm以上460nm未満の波長範囲内にピーク発光波長を有する第1の一次光と460nm以上490nm以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する第2の一次光との両者を放射する少なくとも1個の発光素子、もしくは、440nm以上460nm未満の波長範囲内にピーク発光波長を有する第1の一次光を放射する少なくとも1個の第1の発光素子と、460nm以上490nm以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する第2の一次光を放射する少なくとも1個の第2の発光素子と、の少なくとも2種類の発光素子、のいずれかを構成要素として有し、前記第1の一次光および前記第2の一次光のいずれかもしくは両方によって励起され、緑色領域にピーク発光波長を有する第1の蛍光を放射する緑色蛍光体と、前記第1の一次光および前記第2の一次光のいずれかもしくは両方によって励起され、赤色領域にピーク発光波長を有する第2の蛍光を放射する赤色蛍光体と、を備え、相関色温度が2000K以上6500K以下であり、平均演色評価数Ra80以上の光を放射することが好ましい。
[3] 本発明に係る発光装置は、前記第1の一次光および前記第2の一次光のいずれかもしくは両方によって励起され、緑色領域にピーク発光波長を有する第1の蛍光を放射する緑色蛍光体と、前記第1の一次光および前記第2の一次光のいずれかもしくは両方によって励起され、赤色領域にピーク発光波長を有する第2の蛍光を放射する赤色蛍光体と、を備え、相関色温度が2000K以上6500K以下であり、平均演色評価数Ra80以上の光を放射する、発光装置である。
 [4] 本発明に係る発光装置において、前記発光装置の発光スペクトルにおいて、450nm以上500nm以下の波長範囲内の最小発光強度である第1の発光強度E1に対する、430nm以上460nm以下の波長範囲内の最大発光強度である第2の発光強度E2の比(E2/E1)は、3.0以下であることが好ましい。
 前述の発光特性の達成する方法としては、複数の波長領域それぞれに発光ピークをもつ発光素子1種類を用いても良いし、単一の波長領域に一つの発光ピークを持つ発光素子を複数種類組み合わせても良いし、複数の波長領域それぞれに発光ピークをもつ発光素子と単一の波長領域に一つの発光ピークを持つ発光素子とを組み合わせても良い。
 単一の波長領域に一つの発光ピークを持つ発光素子を複数種類組み合わせた場合には、発光素子の組合せの調整によって、発光装置の発光スペクトルをより緻密に制御することが可能となり、目的に近い発光スペクトルを得ることが容易になる。
 一方で、複数の波長領域それぞれに発光ピークをもつ発光素子1種類を用いた場合には、以下のような利点がある。一種類の発光素子から発光装置を構成することとなるため、発光装置の製造工程をより簡単なものと出来る。複数個の発光素子からなる発光装置では、発光装置中には複数の発光点が存在することとなる。異なる波長の発光素子を複数用いた場合、各々の発光点から異なる強度や色の光が発せられる可能性が高くなりそれぞれの発光点での発光色や発光強度の違い、あるいは発光点間隔の差(チップの基板への固定位置のばらつき)などで照射面での色ムラが出やすい。この影響はリフレクタやレンズなど照明器具の光学系によっては異なるが、特に照射角度の狭い照明器具ではその影響が顕著となる可能性が高い。一方で、複数の波長領域それぞれに発光ピークをもつ発光素子1種類を用いた発光装置の場合には、すべての発光点が同じ発光特性を示すため、異なる波長の発光素子を同時に搭載した発光装置の場合よりも、照明器具の光学設計は容易になり、且つ、照射面での輝度ムラや色ムラを抑制しやすくなる。すなわち、発光装置中の各発光素子から均一な光量・光色で発光することが照射面で輝度ムラや色ムラの少ない、質の高い光につながる。以上のように、複数の波長領域それぞれに発光ピークをもつ発光素子1種類を用いて発光装置を構成することで、製造工程が簡単になることや発光装置中のすべての発光素子が同じ特性をもつために輝度ムラや色ムラが生じず優れた光学特性が得られるといった効果を得ることが出来る。
 発光素子は単一の波長領域での発光を示すものが一般的であるが、単一の発光素子で複数の波長領域で発光を示すことが可能な発光素子もある。例えば、InGaN系の発光ダイオードは単一の発光素子で複数の波長領域で発光を示すことが可能である。InGaN系の発光ダイオードはその構造中に複数の発光層を持っており、それぞれの発光層でInの濃度を調整することなどにより、各々の発光層からの発光波長を設計することが出来る。また、複数の発光層は、発光素子の発光面に対して垂直に積層されるため、発光素子の発光面内ではスペクトルに差が無い均一な光を得ることが出来る。このようにして、複数の波長領域それぞれに発光ピークをもつ発光素子をつくることができ、これを利用することで製造工程がより簡単な発光装置や輝度ムラや色ムラの小さい発光装置を実現することが出来る。
 本発明によれば、平均演色評価数Raが高く、かつ、照射対象物の色のうち、特に白、赤、紺、黒の再現性の良い発光装置を提供することが可能となる。
(a)は本発明の実施形態1に係る発光装置A11の模式平面図であり、(b)および(c)はその断面図である。 本発明の実施形態2に係る発光装置A12の断面図である。 本発明の実施形態3に係る発光装置B11の断面図である。 (a)は本発明の実施形態4に係る発光装置B12の断面図であり、図(b)は実施形態4の変形例の断面図である。 (a)は本発明の実施形態5に係る発光装置の模式平面図であり、(b)はその断面図である。 実施例1および比較例1の発光装置の発光スペクトルを示す図である。 実施例2および比較例2の発光装置の発光スペクトルを示す図である。 実施例3および比較例3の発光装置の発光スペクトルを示す図である。 実施例4および比較例4の発光装置の発光スペクトルを示す図である。
 以下、本発明の発光装置について図面を用いて説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。
 [実施形態1]
 (発光装置の構成)
 図1(a)は本発明の実施形態1の発光装置A11の構成を示す平面図であり、図1(b)および(c)は図1(a)に示すA-A’線における断面図である。
 本実施形態の発光装置A11は、基板A111と、第1の発光素子A101と、ダムリング(樹脂製枠体)151と、蛍光体を含む樹脂層(以下では単に「第1蛍光体含有樹脂層」と記す)160とを備える。第1の発光素子A101は出力光のピーク波長が互いに異なる複数の発光ピークを持つ発光を示す。
 基板A111は、セラミックからなる基板であることが好ましく、平面視長方形の形状を有することが好ましい。基板A111の一方の面(以下では「基板A111の上面」と記す)には、第1の発光素子A101とダムリング(樹脂製枠体)151と第1蛍光体含有樹脂層160とが設けられており、さらには、第1電極ランド121と第2電極ランド122とが設けられている。
 ダムリング151は、第1蛍光体含有樹脂層160(第1蛍光体含有樹脂層160は樹脂161と緑色蛍光体181と赤色蛍光体191とを含む)の外形を規定する部材であり、第1蛍光体含有樹脂層160の形成時において樹脂161がダムリング151の外側へ漏れることを防止するためのダム(せき止め部材)として機能する。
 第1電極ランド121および第2電極ランド122は、基板A111の上面のうちダムリング151の外側に設けられており、好ましくは基板A111の上面の角部に設けられ、より好ましくは基板A111の対角線上に設けられている。第1電極ランド121および第2電極ランド122の各表面は露出しており、よって、第1電極ランド121および第2電極ランド122は外部端子と接続可能である。つまり、第1電極ランド121および第2電極ランド122のうち、一方は外部接続用アノード電極として機能し、他方は外部接続用カソード電極として機能する。
 (発光素子)
 (配置形態、接続形態)
 第1の発光素子A101は、好ましくはLEDであり、より好ましくはLEDチップである。第1の発光素子A101は、配線(不図示)によって互いに電気的に接続されていることが好ましく、その配線は、第1電極ランド121および第2電極ランド122に接続されていることが好ましい。これにより、外部端子から第1電極ランド121または第2電極ランド122へ印加された外部電力は、配線によって第1の発光素子A101に供給される。よって、第1の発光素子A101が発光することとなる。
 第1の発光素子A101の配置形態は特に限定されない。しかし、第1の発光素子A101は、基板A111の上面のうちダムリング151により囲まれた領域において等間隔に配置されていることが好ましい。これにより、発光装置A11からの発光による照射面の輝度ムラを低減させることができる。よって、発光装置A11の光学特性を高く維持できる。
 上述したように、第1の発光素子A101の配置形態は特に限定されない。しかし、第1の発光素子A101は、発光装置A11の発光スペクトルにおいて440nm以上460nm未満の波長範囲内および460nm以上490nm以下の波長範囲内のそれぞれにピークが現れるように、配置される必要がある。
 第1の発光素子A101の接続形態は特に限定されない。しかし、第1の発光素子A101が直列接続されて構成された素子列を複数形成する場合には、各々の列における第1の発光素子A101の直列接続数が同じとなるように第1の発光素子A101を電気的に接続することが好ましい。これにより、発光装置A11に含まれる全ての発光素子に同等の電流(電流値が同一である)を流すことができる。よって、発光装置A11の光学特性を高く維持できる。
 (発光素子の光学特性)
 第1の発光素子A101は、2つの波長領域に出力光のピーク波長をもち、440nm以上460nm未満、および、460nm以上490nm以下の波長領域に出力光のピークを有する(例えば出力光のピーク波長が450nmおよび470nmである)。つまり、第1の発光素子A101は、発光素子であり、好ましくは発光ダイオードである。また、これにより、第1の発光素子A101の出力光の少なくとも一部は、発光装置A11からの光(例えば白色光)の一部(例えば青色成分)を構成することとなる。
 また、第1の発光素子A101の出力光のうちの一部が緑色蛍光体181を励起して緑色光(ピーク波長が490nmよりも長く580nm以下)を発生させ、第1の発光素子A101の出力光のうちの残りの一部が赤色蛍光体191を励起して赤色光(ピーク波長が580nmよりも長く780nm以下)を発生させる。つまり、第1の発光素子A101の出力光のうちの一部は、緑色蛍光体181によって、発光装置A11からの光(例えば白色光)のうちの緑色成分を構成することとなる。また、第1の発光素子A101の出力光のうちの残りの一部は、赤色蛍光体191によって、発光装置A11からの光(例えば白色光)のうちの赤色成分を構成することとなる。
 (第1蛍光体含有樹脂層)
 第1蛍光体含有樹脂層160は、樹脂161と緑色蛍光体181と赤色蛍光体191とを含む。第1蛍光体含有樹脂層160は、樹脂161と緑色蛍光体181と赤色蛍光体191とが基板A111の上面のうちダムリング151により囲まれた領域に充填された後、樹脂161が硬化されることによって形成されたものであることが好ましい。また、第1蛍光体含有樹脂層160は、基板A111の上面のうちダムリング151により囲まれた領域に配置された第1の発光素子A101を埋め込むように設けられていることが好ましい。つまり、本実施形態では、第1の発光素子A101は、第1蛍光体含有樹脂層160によって、一括して封止されている。本明細書では、「一括して封止」とは、同じ樹脂で封止することを意味する。
 第1蛍光体含有樹脂層160に含まれる樹脂161は、透光性に優れた樹脂であることが好ましく、より好ましくは、第1の発光素子A101の出力光、緑色蛍光体181が発した緑色光、及び、赤色蛍光体191が発した赤色光を透過可能な樹脂である。樹脂161は、樹脂封止型発光装置に含まれる封止樹脂として使用可能な樹脂であれば特に限定されず、例えば、ジメチル系シリコン樹脂、フェニル系シリコン樹脂、または、エポキシ樹脂などであることが好ましい。
 緑色蛍光体181は2価のユーロピウムを賦活したβ型SiAlONであることが好ましく、赤色蛍光体191はSrCa1-xAlSiN:Eu2+であることが好ましい。緑色蛍光体181および赤色蛍光体191としては、これらに限定されず、以下に示す蛍光体であっても良い。また、蛍光体の励起特性を鑑みて最適な条件となるように発光素子と蛍光体との組み合わせを選択することが好ましい。
 また、第1蛍光体含有樹脂層160は、緑色蛍光体181および赤色蛍光体191のうちの1つのみを含んでいても良い。緑色蛍光体181として2種類以上の緑色蛍光体181を用いても良いし、赤色蛍光体191として2種類以上の赤色蛍光体191を用いても良い。しかし、第1蛍光体含有樹脂層160が1種以上の緑色蛍光体181と1種以上の赤色蛍光体191とを含んでいれば、発光装置A11を白色発光装置として機能させることができる。
 (緑色蛍光体)
 緑色蛍光体181は、第1の発光素子A101の出力光によって励起され緑色に発光する蛍光体であり、例えば、下記(1)~(7)であることが好ましい。緑色蛍光体181としては、下記(1)~(7)のうちのいずれか1つを用いても良いし、下記(1)~(7)のうちの2つ以上を併用しても良い。
 (1) 一般式Eua1Sib1Alc1d1e1(0.001≦a1≦0.2)で表されるβ型SiAlON(2価のユーロピウムを賦活した酸窒化物蛍光体)、
 (2) (MI)3-x2Cex2(MII)12(MIはLu、Y、LaおよびGdのうちの少なくとも1つを示す。MIIはAlおよびGaのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦x2≦0.3)で表されるガーネット型結晶構造を有する蛍光体(3価のセリウムを賦活した酸化物蛍光体)、
 (3) (MIII)2-x3Eux3SiO(MIIIはMg、Ca、SrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦x3≦0.4)で表される蛍光体(2価のユーロピウムを賦活した珪酸塩蛍光体)、
 (4) (MIII)3-x4Cex4(MIV)Si12(MIIIはMg、Ca、SrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。MIVはLi、Na、K、Cs、Rb、Mg、Ca、Ba、Al、Ga、In、Sc、Y、La、GdおよびLuのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦x4≦0.3)で表される蛍光体(3価のセリウムを賦活した珪酸塩蛍光体)、
 (5) (MI)3-x5Cex5Si11(MIはLu、Y、LaおよびGdのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦x5≦0.2)で表される蛍光体(3価のセリウムを賦活した窒化物蛍光体)、
 (6) (MV)1-a6Eua6Mg1-x6Al10-y6Mnx6+y617(MVはSrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦a6≦0.2、0.005≦x6+y6≦0.2)で表される蛍光体(2価のユーロピウムと2価のマンガンとを賦活したアルミン酸塩蛍光体)、
 (7) (MV)3-a7Eua7Si12(MVはSrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦a7≦0.2)で表される蛍光体(2価のユーロピウムと2価のマンガンとを賦活した珪酸塩蛍光体)。
 (赤色蛍光体)
 赤色蛍光体191は、第1の発光素子A101の出力光によって励起され赤色に発光する蛍光体であり、例えば、下記(11)~(15)であることが好ましい。赤色蛍光体191としては、下記(11)~(15)のうちのいずれか1つを用いても良いし、下記(11)~(15)のうちの2つ以上を併用しても良い。
 (11) (MIII)1-x11Eux11(MVI)SiN(MIIIはMg、Ca、SrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。MVIはAl、Ga、In、Sc、Y、La、GdおよびLuのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦x11≦0.2)で表される蛍光体(2価のユーロピウムを賦活した窒化物蛍光体)、
 (12) (MIII)2-x12Eux12Si(MIIIはMg、Ca、SrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦x12≦0.2)で表される蛍光体(2価のユーロピウムを賦活した窒化物蛍光体)、
 (13) Eu(MVII)SiAl(MVII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つを示す。0.001≦f≦0.2)で表されるα型SiAlON(2価のユーロピウムを賦活した酸窒化物蛍光体)、
 (14) (MVIII)((MIX)1-x14Mnx14)F(MVIIIはLi、Na、K、RbおよびCsのうちの少なくとも1つを示す。MIXはGe、Si、Sn、TiおよびZrのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦x14≦0.3)で表される蛍光体(4価のマンガンを賦活したフッ化金属塩蛍光体)、
 (15) (MX)2-x15Eux153-y15y15(MXはY、LaおよびGdのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦x15≦0.4、0.0≦y15≦2.0)で表される蛍光体(3価のユーロピウムを賦活した硫酸化物蛍光体)。
 [発光装置の異なる形態]
 なお、発光装置A11は、次に示す構成をさらに有していても良い。
 第1の発光素子A101に加えて、380nm以上440nm未満の波長領域に発光ピークを有する第2の発光素子A102を用いても良い。第2の発光素子A102は380nm以上440nm未満の波長領域に発光ピークを有するため、発光素子の組み合わせの幅が広がり、また、蛍光体の選択の幅が広がる。より具体的には第1の発光素子A101の出力光によって励起され難い蛍光体を含む樹脂を用いた場合であっても、第2の発光素子A102の出力光により蛍光体の発光効率を高く維持しうる。よって、発光装置A11の発光効率をさらに高めることができる。これにより、多様な発光スペクトルを実現できる。よって、発光スペクトルの設計の自由度を高めることができるので、発光装置A11において所望の発光スペクトルを得ることがより容易になる。
 (青色蛍光体)
 第1蛍光体含有樹脂層160の代わりに、樹脂161、緑色蛍光体181および赤色蛍光体191に加えて青色蛍光体201をさらに含む第2蛍光体含有樹脂層260を用いても良い(図1(c))。発光装置A11の演色性を高めるためには、発光装置A11が発する光のスペクトルがブロードなバンドを有することが有利である。ここで、発光素子の出力光のスペクトルは、蛍光体の発光スペクトルに比べてブロードなバンドを有する。そのため、青色蛍光体201を用いることにより発光装置A11の演色性を高め易くなる。図1(c)は、本実施形態における発光装置の変形例を示す断面図である。第1蛍光体含有樹脂層160の代わりに第2蛍光体含有樹脂層260を用いても良いことは後述の実施形態2~5においても言える。
 青色蛍光体201は、第1の発光素子A101と第2の発光素子A102からの出力光のいずれかもしくは両者によって励起され青色に発光する蛍光体であり、下記(21)に示す2価のユーロピウムを賦活したハロリン酸化物であっても良いし、下記(22)に示す2価のユーロピウムを賦活したアルミ酸化物であっても良いし、下記(23)に示す3価のセリウムを賦活した窒化物であっても良い。青色蛍光体201としては、下記(21)~(23)のうちのいずれか1つを用いても良いし、下記(21)~(23)のうちの2つ以上を併用しても良い。
 (21) (MXI)5-x21Eux21(PO(MXII)(MXIはCa、SrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。MXIIはF、ClおよびBrのうちの少なくとも1つを示す。0.1≦x21≦1.5)で表される蛍光体(2価のユーロピウムを賦活したリン酸化物蛍光体)、
 (22) (MXIII)1-a22Eua22MgAl1017(MXIIIはSrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦a22≦0.2)で表される蛍光体(2価のユーロピウムを賦活したアルミ酸化物蛍光体)、
 (23) (MI)1-x23Cex23Si(MIはLu、Y、LaおよびGdのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦x23≦0.2)で表される蛍光体(3価のセリウムを賦活した窒化物蛍光体)。
 [照明装置またはバックライト装置などの発光装置への応用]
 発光装置A11が上記光学特性を有しているので、発光装置A11を発光装置(発光装置の一例としては照明装置またはバックライト装置などが挙げられる)の光源として用いることができる。つまり、本実施形態の発光装置は、発光装置A11を含む。これにより、上記光学特性を有する照明装置またはバックライト装置などの発光装置を提供できる。なお、本実施形態の照明装置またはバックライト装置では、発光装置以外の構成については、従来公知の照明装置またはバックライト装置が有する構成を限定されることなく用いることができる。
 [実施形態2]
 本発明の実施形態2では、図2に示すように発光装置A12は第1の発光素子A101を備えた、リードフレームタイプの表面実装(SMD)型発光装置である。
 本発明の実施形態2では、発光装置A12は2種類の波長領域に発光ピークを有する第1の発光素子A101を少なくとも1つ以上備えている。
 本実施形態の光源A12は、図2に示すように、フレームA112上に1個の第1の発光素子A101が搭載されている。第1の発光素子A101の周囲には、該発光素子A101を覆うようにして、樹脂161中に緑色蛍光体181および赤色蛍光体191を分散又は沈降させた第1蛍光体含有樹脂層160が設けられている。
 上記フレームA112は、例えば白色樹脂の基材からなっている。これにより、可視光反射特性、すなわち光取出し効率の高いフレームA112を提供することができる。
 上記フレームA112においては、電極A129およびA130が設けられている。したがって、フレームA112に搭載された第1の発光素子A101は、電力を供給するために、図示しない貫通電極を通して上記電極A129およびA130に接続されている。ただし、必ずしも貫通電極に限らず、例えば、フレームA112の側面に電極A129およびA130が形成されていてもよい。
 本実施形態の発光装置A12では、上述したように、第1の発光素子A101を覆うように緑色蛍光体181および赤色蛍光体191を分散又は沈降させた第1蛍光体含有樹脂層160が設けられている。この第1蛍光体含有樹脂層160における、上記緑色蛍光体181および赤色蛍光体191を分散又は沈降させている樹脂161は、透明のシリコーン樹脂からなっている。
 フレームA112の一方の面(以下では「フレームA112の上面」と記す)には、第1の発光素子A101と第1蛍光体含有樹脂層160とが設けられている。第1蛍光体含有樹脂層160は、第1の発光素子A101を封止しており、フレームA112の上面のうちフレーム壁面で囲まれた領域に設けられている。
 また、フレームA112の壁面の内周面は、フレームA112の上面に対して垂直であっても良い。しかし、フレームA112の上面から第1蛍光体含有樹脂層160の上面へ向かうにつれての開口径が大きくなるように、フレームA112の上面に対してフレーム壁面の内周面が傾斜していることが好ましい。これにより、光を効率良く取り出すことができる。
 また、フレーム壁面は設けられていなくても良い。例えば、樹脂161としてチクソ性の高い樹脂を用いれば、フレーム壁面が設けられていなくても樹脂161がフレームA112の上面の周縁へ流動することを防止できる。また、フレームA112として平面視長方形の形状を有する基板(図2ではなくセラミックから成る平面の基板)を用いて、表面実装型光源部を構成しても良い。
 [発光装置の異なる形態]
 なお、発光装置A12は、次に示す構成をさらに有していても良い。
 第1の発光素子A101に加えて、380nm以上440nm未満の波長領域に発光ピークを有する第2の発光素子A102を用いても良い。第2の発光素子A102は380nm以上440nm未満の波長領域に発光ピークを有するため、発光素子の組み合わせの幅が広がり、また、蛍光体の選択の幅が広がる。より具体的には第1の発光素子A101の出力光によって励起され難い蛍光体を含む樹脂を用いた場合であっても、第2の発光素子A102の出力光により蛍光体の発光効率を高く維持しうる。よって、発光装置A12の発光効率をさらに高めることができる。これにより、多様な発光スペクトルを実現できる。よって、発光スペクトルの設計の自由度を高めることができるので、発光装置A12において所望の発光スペクトルを得ることがより容易になる。
 (青色蛍光体)
 第1蛍光体含有樹脂層160の代わりに、樹脂161、緑色蛍光体181および赤色蛍光体191に加えて青色蛍光体201をさらに含む第2蛍光体含有樹脂層260を用いても良い(図1(c)参照)。発光装置A12の演色性を高めるためには、発光装置A12が発する光のスペクトルがブロードなバンドを有することが有利である。ここで、発光素子の出力光のスペクトルは、蛍光体の発光スペクトルに比べてブロードなバンドを有する。そのため、青色蛍光体201を用いることにより発光装置A12の演色性を高め易くなる。
 青色蛍光体201は、第1の発光素子A101と第2の発光素子A102からの出力光のいずれかもしくは両者によって励起され青色に発光する蛍光体であり、下記(21)に示す2価のユーロピウムを賦活したハロリン酸化物であっても良いし、下記(22)に示す2価のユーロピウムを賦活したアルミ酸化物であっても良いし、下記(23)に示す3価のセリウムを賦活した窒化物であっても良い。青色蛍光体201としては、下記(21)~(23)のうちのいずれか1つを用いても良いし、下記(21)~(23)のうちの2つ以上を併用しても良い。
 (21) (MXI)5-x21Eux21(PO(MXII)(MXIはCa、SrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。MXIIはF、ClおよびBrのうちの少なくとも1つを示す。0.1≦x21≦1.5)で表される蛍光体(2価のユーロピウムを賦活したリン酸化物蛍光体)、
 (22) (MXIII)1-a22Eua22MgAl1017(MXIIIはSrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦a22≦0.2)で表される蛍光体(2価のユーロピウムを賦活したアルミ酸化物蛍光体)、
 (23) (MI)1-x23Cex23Si(MIはLu、Y、LaおよびGdのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦x23≦0.2)で表される蛍光体(3価のセリウムを賦活した窒化物蛍光体)。
 [照明装置またはバックライト装置などの発光装置への応用]
 発光装置A12が上記光学特性を有しているので、発光装置A12を発光装置の光源として用いることができる。つまり、本実施形態の発光装置は、発光装置A12を含む。これにより、上記光学特性を有する照明装置またはバックライト装置などの発光装置を提供できる。なお、本実施形態の照明装置またはバックライト装置では、発光装置以外の構成については、従来公知の照明装置またはバックライト装置が有する構成を限定されることなく用いることができる。
 [実施形態3]
 本発明の実施形態3では、図3に示すように発光装置B11は、第1の発光素子B101および第2の発光素子B102を備えた、リードフレームタイプのSMD型発光装置である。
 本発明の実施形態3では、発光装置B11は2種類の波長領域に発光ピークを有する第1の発光素子B101と第2の発光素子B102のそれぞれを少なくとも1つ以上備えている。以下では、第1の発光素子B101および第2の発光素子B102それぞれ1つずつが搭載されている場合を例に示す。
 本実施形態の発光装置B11は、図3に示すように、フレームB111上に1個の第1の発光素子B101および1個の第2の発光素子B102が搭載されている。第1の発光素子B101および第2の発光素子B102の周囲には、該発光素子B101およびB102を覆うようにして、樹脂161中に緑色蛍光体181および赤色蛍光体191を分散又は沈降させた第1蛍光体含有樹脂層160が設けられている。
 上記フレームB111は、例えば白色樹脂の基材からなっている。これにより、可視光反射特性、すなわち光取出し効率の高いフレームB111を提供することができる。
 上記フレームB111においては、電極B129およびB130が設けられている。したがって、フレームB111に搭載された第1の発光素子B101および第2の発光素子B102は、電力を供給するために、図示しない貫通電極を通して上記電極B129およびB130に接続されている。ただし、必ずしも貫通電極に限らず、例えば、フレームB111の側面に電極B129およびB130が形成されていてもよい。
 本実施形態の発光装置B11では、上述したように、第1の発光素子B101および第2の発光素子B102を覆うように緑色蛍光体181および赤色蛍光体191を分散又は沈降させた第1蛍光体含有樹脂層160が設けられている。この第1蛍光体含有樹脂層160における、上記緑色蛍光体181および赤色蛍光体191を分散又は沈降させている樹脂161は、透明のシリコーン樹脂からなっている。
 フレームB111の一方の面(以下では「フレームB111の上面」と記す)には、第1の発光素子B101と第2の発光素子B102と第1蛍光体含有樹脂層160とが設けられている。第1蛍光体含有樹脂層160は、第1の発光素子B101を封止しており、フレームB111の上面のうちフレーム壁面で囲まれた領域に設けられている。
 また、フレームB111の壁面の内周面は、フレームB111の上面に対して垂直であっても良い。しかし、フレームB111の上面から第1蛍光体含有樹脂層160の上面へ向かうにつれての開口径が大きくなるように、フレームB111の上面に対してフレーム壁面の内周面が傾斜していることが好ましい。これにより、光を効率良く取り出すことができる。
 また、フレーム壁面は設けられていなくても良い。例えば、樹脂161としてチクソ性の高い樹脂を用いれば、フレーム壁面が設けられていなくても樹脂161がフレームB111の上面の周縁へ流動することを防止できる。また、フレームB111として平面視長方形の形状を有する基板(図3ではなくセラミックから成る平面の基板)を用いて、表面実装型光源部を構成しても良い。
 [発光装置の異なる形態]
 なお、発光装置B11は、次に示す構成をさらに有していても良い。
 第1の発光素子B101および第2の発光素子B102に加えて、380nm以上440nm未満の波長領域に発光ピークを持つ第3の発光素子B103を用いても良い。第3の発光素子B103は380nm以上440nm未満の波長領域に発光ピークを有するため、発光素子の組み合わせの幅が広がり、また、蛍光体の選択の幅が広がる。より具体的には第1の発光素子B101や第2の発光素子B102の出力光によって励起され難い蛍光体を含む樹脂を用いた場合であっても、第3の発光素子B103の出力光により蛍光体の発光効率を高く維持しうる。よって、発光装置B11の発光効率をさらに高めることができる。これにより、多様な発光スペクトルを実現できる。よって、発光スペクトルの設計の自由度を高めることができるので、発光装置B11において所望の発光スペクトルを得ることがより容易になる。
 (青色蛍光体)
 第1蛍光体含有樹脂層160の代わりに、樹脂161、緑色蛍光体181および赤色蛍光体191に加えて青色蛍光体201をさらに含む第2蛍光体含有樹脂層260を用いても良い。発光装置B11の演色性を高めるためには、発光装置B11が発する光のスペクトルがブロードなバンドを有することが有利である。ここで、発光素子の出力光のスペクトルは、蛍光体の発光スペクトルに比べてブロードなバンドを有する。そのため、青色蛍光体201を用いることにより発光装置B11の演色性を高め易くなる。
 青色蛍光体201は、第1の発光素子B101と第2の発光素子B102、そして第3の発光素子B103からの出力光のいずれかもしくは全てによって励起され青色に発光する蛍光体であり、下記(21)に示す2価のユーロピウムを賦活したハロリン酸化物であっても良いし、下記(22)に示す2価のユーロピウムを賦活したアルミ酸化物であっても良いし、下記(23)に示す3価のセリウムを賦活した窒化物であっても良い。青色蛍光体201としては、下記(21)~(23)のうちのいずれか1つを用いても良いし、下記(21)~(23)のうちの2つ以上を併用しても良い。
 (21) (MXI)5-x21Eux21(PO(MXII)(MXIはCa、SrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。MXIIはF、ClおよびBrのうちの少なくとも1つを示す。0.1≦x21≦1.5)で表される蛍光体(2価のユーロピウムを賦活したリン酸化物蛍光体)、
 (22) (MXIII)1-a22Eua22MgAl1017(MXIIIはSrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦a22≦0.2)で表される蛍光体(2価のユーロピウムを賦活したアルミ酸化物蛍光体)、
 (23) (MI)1-x23Cex23Si(MIはLu、Y、LaおよびGdのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦x23≦0.2)で表される蛍光体(3価のセリウムを賦活した窒化物蛍光体)。
 [照明装置またはバックライト装置などの発光装置への応用]
 発光装置B11が上記光学特性を有しているので、発光装置B11を発光装置の光源として用いることができる。つまり、本実施形態の発光装置は、発光装置B11を含む。これにより、上記光学特性を有する照明装置またはバックライト装置などの発光装置を提供できる。なお、本実施形態の照明装置またはバックライト装置では、発光装置以外の構成については、従来公知の照明装置またはバックライト装置が有する構成を限定されることなく用いることができる。
 [実施形態4]
 本発明の実施形態4では、図4に示すように発光装置B12は、第1の発光素子B101および第2の発光素子B102を備えた、二重封止タイプのSMD型発光装置である。
 本発明の実施形態4では、発光装置B12は異なる波長領域に発光ピークを有する第1の発光素子B101と第2の発光素子B102のそれぞれを少なくとも1つ以上備えている。以下では、第1の発光素子B101および第2の発光素子B102それぞれ一つずつが搭載されている場合を例に示す。
 本実施形態の発光装置B12は、図4(a)に示すように、基板B112上に1個の第1の発光素子B101および1個の第2の発光素子B102が搭載されている。第1の発光素子B101および第2の発光素子B102の周囲には、該発光素子B101およびB102を覆うようにして、樹脂161中に緑色蛍光体181および赤色蛍光体191を分散又は沈降させた第1蛍光体含有樹脂層160が設けられている。さらにその第1蛍光体含有樹脂層160を覆うようにして透明のシリコーン樹脂162が設けられている。したがって、本実施形態の発光装置B12は、基板B112の上に、第1の発光素子B101および第2の発光素子B102を第1蛍光体含有樹脂層160及びシリコーン樹脂162にて2重に封止したパッケージを有している。
 上記基板B112は、例えばセラミックの基材からなっている。これにより、放熱性能の高い基板B112を提供することができる。
 上記基板B112においては、裏面に電極B129およびB130が設けられている。したがって、基板B112に搭載された第1の発光素子B101および第2の発光素子B102は、電力を供給するために、図示しない貫通電極を通して上記電極B129およびB130に接続されている。ただし、必ずしも貫通電極に限らず、例えば、基板B112の側面に電極B129およびB130が形成されていてもよい。
 本実施形態の発光装置B12では、上述したように、第1の発光素子B101および第2の発光素子B102を覆うように緑色蛍光体181および赤色蛍光体191を分散又は沈降させた第1蛍光体含有樹脂層160が設けられている。この第1蛍光体含有樹脂層160における、上記緑色蛍光体181および赤色蛍光体191を分散又は沈降させている樹脂161は、透明のシリコーン樹脂からなっている。
 基板B112の一方の面(以下では「基板B112の上面」と記す)には、第1の発光素子B101と第2の発光素子B102とダムリング151と第1蛍光体含有樹脂層160とが設けられている。第1蛍光体含有樹脂層160は、第1の発光素子B101を封止しており、基板B112の上面のうちダムリング151で囲まれた領域に設けられている。
 また、ダムリング151の内周面は、基板B112の上面に対して垂直であっても良い。しかし、基板B112の上面から第1蛍光体含有樹脂層160の上面へ向かうにつれてダムリング151の開口径が大きくなるように、基板B112の上面に対してダムリング151の内周面が傾斜していることが好ましい。これにより、光を効率良く取り出すことができる。
 また、ダムリング151は設けられていなくても良い。例えば、樹脂161としてチクソ性の高い樹脂を用いれば、ダムリング151が設けられていなくても樹脂161が基板B112の上面の周縁へ流動することを防止できる。また、基板B112として平面視長方形の形状を有する基板(図4(a))ではなくバスタブ形状の基板(例えばリードフレーム基板)を用いて、表面実装型光源部を構成しても良い。
 [発光装置の異なる形態]
 なお、発光装置B12は、次に示す構成をさらに有していても良い。
 第1の発光素子B101および第2の発光素子B102に加えて、380nm以上440nm未満の波長領域に発光ピークを持つ第3の発光素子B103を用いても良い。第3の発光素子B103は380nm以上440nm未満の波長領域に発光ピークを有するため、発光素子の組み合わせの幅が広がり、また、蛍光体の選択の幅が広がる。より具体的には第1の発光素子B101や第2の発光素子B102の出力光によって励起され難い蛍光体を含む樹脂を用いた場合であっても、第3の発光素子B103の出力光により蛍光体の発光効率を高く維持しうる。よって、発光装置B12の発光効率をさらに高めることができる。これにより、多様な発光スペクトルを実現できる。よって、発光スペクトルの設計の自由度を高めることができるので、発光装置B12において所望の発光スペクトルを得ることがより容易になる。
 (青色蛍光体)
 第1蛍光体含有樹脂層160の代わりに、樹脂161、緑色蛍光体181および赤色蛍光体191に加えて青色蛍光体201をさらに含む第2蛍光体含有樹脂層260を用いても良い。発光装置B12の演色性を高めるためには、発光装置B12が発する光のスペクトルがブロードなバンドを有することが有利である。ここで、発光素子の出力光のスペクトルは、蛍光体の発光スペクトルに比べてブロードなバンドを有する。そのため、青色蛍光体201を用いることにより発光装置B12の演色性を高め易くなる。
 青色蛍光体201は、第1の発光素子B101と第2の発光素子B102、そして第3の発光素子B103からの出力光のいずれかもしくは全てによって励起され青色に発光する蛍光体であり、下記(21)に示す2価のユーロピウムを賦活したハロリン酸化物であっても良いし、下記(22)に示す2価のユーロピウムを賦活したアルミ酸化物であっても良いし、下記(23)に示す3価のセリウムを賦活した窒化物であっても良い。青色蛍光体201としては、下記(21)~(23)のうちのいずれか1つを用いても良いし、下記(21)~(23)のうちの2つ以上を併用しても良い。
 (21) (MXI)5-x21Eux21(PO(MXII)(MXIはCa、SrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。MXIIはF、ClおよびBrのうちの少なくとも1つを示す。0.1≦x21≦1.5)で表される蛍光体(2価のユーロピウムを賦活したリン酸化物蛍光体)、
 (22) (MXIII)1-a22Eua22MgAl1017(MXIIIはSrおよびBaのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦a22≦0.2)で表される蛍光体(2価のユーロピウムを賦活したアルミ酸化物蛍光体)、
 (23) (MI)1-x23Cex23Si(MIはLu、Y、LaおよびGdのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦x23≦0.2)で表される蛍光体(3価のセリウムを賦活した窒化物蛍光体)。
 透明のシリコーン樹脂162は配置されていなくても良い(図4(b)参照)。透明のシリコーン樹脂162があることで、レンズ効果により、光取出し効率の向上や発光の配向特性の狭角化が期待できる。一方、製造工程をより簡単にしたい場合や発光の配向特性を広角化したい場合には、透明シリコーン樹脂162を配置しないことが適している。このように透明のシリコーン樹脂162の配置の有無により発光装置B12の設計自由度を高めることができるので、発光装置B12において所望の発光特性を得ることがより容易になる。
 [照明装置またはバックライト装置などの発光装置への応用]
 発光装置B12が上記光学特性を有しているので、発光装置B12を発光装置の光源として用いることができる。つまり、本実施形態の発光装置は、発光装置B12を含む。これにより、上記光学特性を有する照明装置またはバックライト装置などの発光装置を提供できる。なお、本実施形態の照明装置またはバックライト装置では、発光装置以外の構成については、従来公知の照明装置またはバックライト装置が有する構成を限定されることなく用いることができる。
 [実施形態5]
 本発明の一実施形態における発光装置1について、図5(a),(b)を用いて説明する。図5(a)は、本発明の一実施形態に係る発光装置の一例の模式平面図であり、図5(b)は、図5(a)の発光装置を、第1の発光素子6a、第2の発光素子6b(以下、第1の発光素子と第2の発光素子とをまとめて発光素子とも記す)及びワイヤー7を通過する面で切断した断面図である。図5(a)においては、配線パターン3(3a,3k)と発光素子6aとの接続関係、及び、発光素子同士の接続関係等を明瞭にするために、発光装置1の内部を透明化して図示している。なお、本実施形態では、セラミクス基板とFace up型の発光素子を用いたChip-on-Board(COB)型の発光装置を記載しているが、発光装置の形態はこれに限定されるものではない。例えば、基板材料としてアルミニウムや銅を用いても良いし、発光素子として上下電極型の発光素子やFlip型の発光素子を用いても良い。加えて、発光装置の形態として、COB型ではなく、金属フレームで形成される樹脂パッケージを基板とした表面実装(SMD)型であっても良い。
 (発光装置の構成)
 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(3a,3k)と、電極ランド4(4a,4k)と、封止樹脂層5と、第1の発光素子6aおよび第2の発光素子6bと、ワイヤー7と、印刷抵抗素子8と、樹脂ダム9と、緑色蛍光体10と、赤色蛍光体12とを備える。
 樹脂ダム9は、基板2の上面に設けられており、基板2を主面の上方から見たときにはリング状(平面視リング状)に形成されている。基板2の上面のうち樹脂ダム9よりも内側に位置する部分には、第1の発光素子6aと、第2の発光素子6bとを含む封止樹脂層が設けられている。
 配線パターン3(3a,3k)は、基板2の上面に設けられ、樹脂ダム9に覆われている。電極ランド4(4a,4k)は、基板2の上面のうち樹脂ダム9よりも外側に位置する部分に設けられている。ワイヤー7は、2種類の発光素子6a,6bと配線パターン3(3a,3k)とを電気的に接続している。2個以上の発光素子6が設けられている場合には、発光素子6同士はワイヤー7を介して接続されていることが好ましい。
 発光装置1の各構成要素の具体例について、以下に説明する。なお、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に含まれる透明樹脂、発光素子6、ワイヤー7、印刷抵抗素子8及び樹脂ダム9の構成(材料、大きさ又は形状等)は、以下の記載に限定されない。
 (基板、配線パターン、電極ランド)
 基板2は、例えば平面視長方形状に形成されており、例えばセラミックス基板又は絶縁膜が表面に形成された金属基板等である。
 配線パターン3(3a,3k)は、相互に対向するように基板2の上面に設けられており、そのそれぞれは、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)を有する。このような配線パターン3(3a,3k)は、例えばスクリーン印刷方法等により形成される。
 電極ランド4(4a,4k)は、外部接続用(例えば電源供給用途)の電極であり、例えばAg-Pt等からなる。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の一端に接続され、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の一端に接続されている。このような電極ランド4(4a,4k)は、例えばスクリーン印刷方法等により形成される。
 (封止樹脂層)
 封止樹脂層5では、緑色蛍光体10と赤色蛍光体12とが透明樹脂に一様に分散されている。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される。まず、緑色蛍光体10と赤色蛍光体12とを透明樹脂に一様に混合する。得られた混合樹脂を、基板2の上面のうち樹脂ダム9よりも内側に位置する部分に注入する。このとき、基板2の上面のうち樹脂ダム9よりも内側に位置する部分には、すでに、2種類の発光素子6a,6bがそれぞれ1個以上設けられている。2種類の発光素子6a,6bがそれぞれ2個以上設けられている場合には、2個以上の発光素子6a,6bはワイヤー7を介して互いに接続されている。その後、熱処理を行う。この熱処理によって透明樹脂が硬化され、その結果、2種類の発光素子6と緑色蛍光体10と赤色蛍光体12とが封止され、封止樹脂層5が形成される。
 封止樹脂層5に含まれる透明樹脂は、透光性を有する樹脂であればいずれも用いることができる。例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂又は尿素樹脂等であることが好ましい。また、封止樹脂層5は、例えばSiO、TiO、ZrO、Al又はY等の添加剤を含んでいても良い。封止樹脂層5がこのような添加剤を含んでいれば、緑色蛍光体10、赤色蛍光体12等の沈降を防止することができる。また、発光素子6a,6b、緑色蛍光体10、赤色蛍光体12のそれぞれからの光を効率良く拡散させることができる。
 (緑色蛍光体)
 緑色蛍光体10は、発光素子から放射された一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。ここで、「緑色領域」とは、波長が485nm以上580nm未満の領域を意味する。
 緑色蛍光体10の具体例を以下に示す。
 一般式(A):(M1)3-xCe(M2)12(式中、(M1)はY、Lu、Gd及びLaのうちの少なくとも1つを表わし、(M2)はAl及び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、
 Ca(Sc,Mg)Si12:Ce系蛍光体、
 一般式(B):EuSiAl(式中、aは0.005≦a≦0.4を満たし、b及びcはb+c=12を満たし、d及び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):(M3)2-yEuSiO(式中、(M3)はMg、Ca、Sr及び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yは0.03≦y≦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、
 一般式(D):La3-zCeSi11(式中、zは0.01<z≦0.2を満たす)で表わされる3価のセリウム賦活蛍光体、
 (Ca,Sr,Ba)SiAl:Ce系蛍光体、
 BaSi12:Eu系蛍光体、
 (Sr,Ba)SiO:Eu系蛍光体。
 緑色蛍光体10としては、これらの1種を単独で用いても良いし、これらの2種以上を混合して用いても良い。緑色蛍光体10は、公知の製造方法の中から選択されたいずれかの製造方法にしたがって製造されたものであっても良いし、製品として入手されたものであっても良い。
 緑色蛍光体10の蛍光スペクトルの半値幅は、広い方が好ましく、例えば95nm以上であることが好ましい。Ceを賦活剤とする蛍光体、例えばLu3-xCeAl12系緑色蛍光体(上記一般式(A)において(M1)がLuであり(M2)がAlである蛍光体)は、ガーネット結晶構造を有する。この蛍光体ではCeを賦活剤として使用しているので、半値幅の広い(半値幅が95nm以上)蛍光スペクトルが得られる。よって、Ceを賦活剤とする蛍光体は、発光装置1の平均演色評価数Raを高めるために好適な緑色蛍光体である。
 (赤色蛍光体)
 赤色蛍光体12は、発光素子から放射された一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。ここで、「赤色領域」とは、波長が580nm以上700nm未満である領域を意味する。
 赤色蛍光体12の具体例を以下に示す。
 (Sr,Ca)AlSiN:Eu系蛍光体、
 CaAlSiN:Eu系蛍光体、
 一般式(E):(M6)2-xEuSi(式中、(M6)はMg、Ca、Sr及び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、
 一般式(F):[Eu(M7)1-aSiAlNe(式中、xは0.15≦x≦1.5を満たし、aは0≦a≦1を満たし、b及びcはb+c=12を満たし、d及びeはd+e=16を満たし、(M7)はLi、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La及び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、
 一般式(G):(M8)((M9)1-zMn)F(M8はLi、Na、K、RbおよびCsのうちの少なくとも1つを示す。M9はGe、Si、Sn、TiおよびZrのうちの少なくとも1つを示す。0.005≦z≦0.3)で表される4価のマンガン賦活フッ化金属塩蛍光体)。
 赤色蛍光体12としては、これらの1種を単独で用いても良いし、これらの2種以上を混合して用いても良い。赤色蛍光体12は、公知の製造方法の中から選択されたいずれかの製造方法にしたがって製造されたものであっても良いし、製品として入手されたものであっても良い。
 赤色蛍光体12の蛍光スペクトルの半値幅は、緑色蛍光体10と同様に広い方が好ましい。赤色蛍光体12の好適な一例としては、(Sr,Ca)AlSiN:Eu系蛍光体又はCaAlSiN:Eu系蛍光体等を挙げることができる。
 緑色蛍光体10と赤色蛍光体12との混合比率は特に制限されず、発光装置1から放射される光が所望の特性になるように混合比率を設定することが好ましい。
 (発光素子)
 発光装置1は、発光素子として、440nm以上460nm未満の波長範囲内にピーク発光波長を有する第1の一次光を放射する第1の発光素子6aと、460nm以上490nm以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する第2の一次光を放射する第2の発光素子6bとを用いる。特にLED光源を用いた発光装置に用いられる蛍光体としては440nm以上460nm未満の波長範囲内で効率よく励起されるものが多い。このため440nm以上460nm未満の波長範囲内にピーク発光波長を有する第1の一次光を放射する第1の発光素子6aを用いることは発光装置の発光効率を高くするために有利である。また、460nm以上490nm以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する第2の一次光を放射する第2の発光素子6bを用いることは、後述するように、発光装置が450~500nmの波長領域における発光成分を持つことになるため、発光装置の演色性を高くするために有利である。これにより、発光装置1の発光効率と演色性とを同時に高く維持できるので、発光装置1の実用性を高めることができる。ピーク発光波長が440nm未満である発光素子を用いた場合には、視感度が悪く、また、蛍光体の励起に適さない場合がある。例えば一般式(A)で示される蛍光体は、ピーク発光波長が440nm未満の発光素子からの光の吸収効率が悪く、励起効率が悪い。一方、ピーク発光波長が490nmを超える発光素子を用いた場合にも蛍光体の励起に適さない場合がある。例えば一般式(A)で示される蛍光体は、ピーク発光波長が490nmを超える発光素子からの光の吸収効率が悪い。
 第1の発光素子6aとして使用されるLEDチップは、440nm以上460nm未満の波長範囲にピーク発光波長を有する第1の一次光を含む光を放射する半導体発光素子のベアチップであることが好ましく、InGaN系LEDチップであることがより好ましい。第1の発光素子6aの一例としては、ピーク発光波長が450nm近傍のLEDチップを挙げることができる。ここで、「InGaN系LEDチップ」とは、発光層がInGaN層であるLEDチップを意味する。
 第2の発光素子6bとして使用されるLEDチップは、460nm以上490nm以下の波長範囲にピーク発光波長を有する第2の一次光を含む光を放射する半導体発光素子のベアチップであることが好ましく、InGaN系LEDチップであることがより好ましい。第2の発光素子6bの一例としては、ピーク発光波長が470nm近傍のLEDチップを挙げることができる。
 発光装置が発光素子6a,6bをそれぞれ2個以上含む場合、発光素子の配列形態の一例として、次に示す配列形態が考えられる。発光素子6a,6bは、基板2の上面にダイボンドされており、基板2の一辺(X方向に延びる基板2の辺)に対してほぼ平行に、且つ、直線上に、配置されている。発光素子6a,6bは、基板2の上面のうち樹脂ダム9よりも内側に位置する部分に高密度に配置されている。具体的には、樹脂ダム9で規定される円環の中心付近においては直線上に配置される発光素子6a,6bの個数が多くなるように、且つ、上記円環の中心から基板2の周縁(上記円環の径方向外側)に向かうにつれては直線上に配置される発光素子6a,6bの個数が少なくなるように、発光素子6a,6bが配置されている。
 図5に示す発光装置1では、8個の第1の発光素子6aと4個の第2の発光素子とが、ワイヤー7で互いに接続されて形成される配線が、電極ランド4(4a,4b)間に10列並列に接続されている。第1の発光素子6aと第2の発光素子6bとは、発光装置から発せられる光が均一となるように、偏りなく配置されている。第1の発光素子6aの数と第2の発光素子6bの数との比は特に限定されない。
 発光素子6a,6bは、その上面から光が放射される構造を有することが好ましい。また、発光素子6a,6bは、その表面に、ワイヤー7を介して、隣り合う発光素子同士を接続するための電極パッド、及び、発光素子6a,6bと配線パターン3(3a,3k)とを接続するための電極パッド(例えばアノード用電極パッドとカソード用電極パッド)を有することが好ましい。
 発光素子6a,6bは、その下面から光が放射される構造を有しても良い。その場合には、まず、ワイヤー7に相当する配線と電極ランド4とを基板2の上面に形成する。次に、発光素子6a,6bの表面に設けられた電極パッドを基板2の上面に対向させ、バンプを介してフリップチップ接続により発光素子6a,6bと基板2とを接続する。このようにして、下面から光が放射される構造を有する発光素子6a,6bを、基板2の上面に搭載させることができる。
 (抵抗素子)
 抵抗素子8は、静電耐圧を高める目的で設けられ、図5に示すように配線パターン3aの一端と配線パターン3kの一端とを接続するように設けられ、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。このような抵抗素子8は、例えば、印刷抵抗やツェナーダイオードであることが好ましい。なお、発光装置1は抵抗素子8を備えていなくても良い。
 (樹脂ダム)
 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(白色材料又は乳白色材料であることが好ましい)で構成されていることが好ましい。樹脂ダム9は、図5(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と、配線パターン3と印刷抵抗素子8による、発光素子から放射された光または蛍光体で変換された光の吸収を低減できるため好ましい。
 (発光装置の発光特性、発光装置の発光スペクトル)
 発光装置1は、少なくとも1個の第1の発光素子6a、少なくとも1個の第2の発光素子6bと、緑色蛍光体10と、赤色蛍光体12とを備える。第1の発光素子6aは、440nm以上460nm未満の波長範囲内にピーク発光波長を有する第1の一次光を放射する。第2の発光素子6bは、460nm以上490nm以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する第2の一次光を放射する。緑色蛍光体10は、発光素子6a,6bから放射された一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。赤色蛍光体12は、発光素子6a,6bから放射された一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。発光装置1から放射される光は、相関色温度が2000K以上6500K以下であり、平均演色評価数Ra80以上となる。すなわち、発光装置1から放射される光は、平均演色評価数Raが高く、演色性が優れている。ここで、「相関色温度」は、JIS Z 8725(光源の分布温度及び色温度・相関色温度の測定方法)に準拠して求められた値である。「平均演色評価数」は、JIS Z 8726:1990(光源の演色性評価方法)に準拠して求められた値である。
 発光装置1は、2種の異なる発光素子6a,6bを備えるため、発光装置1からの光を白色の照射対象物に照射した場合に、青色の反射成分を小さくでき、白、黒、赤、紺、の再現性がよくなる。この理由について、図6を用いて説明する。図6は、異なる2種類の発光装置の発光スペクトルを示す。図6において、実施例1は、本実施形態に係る発光装置と同様の構成を備える発光装置であり、440nm以上460nm未満の波長範囲内にピーク発光波長を有する第1の一次光を放射する第1の発光素子と、460nm以上490nm以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する第2の一次光を放射する第2の発光素子とを備える。比較例1は、発光素子として第1の発光素子のみを用い、第2の発光素子を用いないこと以外は、実施例1と同様の構成を備える発光装置である。
 図6に示されるように、発光装置が1種の発光素子のみを備える場合(比較例1)、該発光装置の放射する光のスペクトルは、430nm~480nmの波長範囲内に1つの急峻なピークを有する。このため、発光装置からの光を白色の照射対象物に照射した場合に、青色の反射成分が大きくなり、白は過剰に青白く、黒は青みがかり、赤は紫寄りに見え、紺は青みがかり、色の再現性はよくない。
 一方、発光装置が2種の発光素子を備える場合(実施例1)、該発光装置の放射する光のスペクトルは、430nm~500nmの波長範囲内に2つの小さなピークを有し、最大発光強度が大きい方のピークの最大発光強度と、2つのピークの間の谷部の最小発光強度との差が、比較例1の450nm付近のピークの最大発光強度と、ピークから長波長側の谷部の最小発光強度との差よりも小さい。このため、発光装置からの光を白色の照射対象物に照射した場合に、青色の反射成分を小さくでき、白、黒、赤、紺、の再現性がよくなる。よって、本実施形態に係る発光装置は、物品販売等で好適に使用でき、とりわけ服飾業界で好適に使用できる。さらには、本発明の発光装置は、LEDを用いた従来の発光装置に比べて、440nm以上460nm未満の波長領域における発光成分が相対的に少ないため、被照射の退色を抑えることができる、人の目の網膜に対する傷害度が低い、といった特徴を有している。
 発光装置1から放射された光のスペクトル(発光装置1の発光スペクトル)は、450nm以上500nm以下の波長範囲内の最小発光強度である第1の発光強度E1に対する、430nm以上460nm未満の波長範囲内の最大発光強度である第2の発光強度E2の比(E2/E1)は、3.0以下であることが好ましい。これによると、発光装置は白、黒、赤、紺、の再現性が非常によくなる。第1の発光強度E1と第2の発光強度E2との比(E2/E1)は、2.5以下であることがより好ましく、2.0以下であることがさらに好ましい。
 このような発光スペクトルを得るための具体的な方法としては、発光素子6a,6b、緑色蛍光体10、赤色蛍光体12の材料や含有量を最適化するという方法が挙げられる。
 以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
 <実施例1>
 実施例1の発光装置は、図5に示す発光装置と同様の構成を備える。実施例1の発光装置は、440nm以上460nm未満の波長範囲内にピーク発光波長を有する第1の一次光を放射する第1の発光素子を80個と、460nm以上490nm以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する第2の一次光を放射する第2の発光素子を40個備える。発光装置から放射される光の相関色温度が3000K付近となるように、緑色蛍光体と赤色蛍光体との配合比率を調整した。
 <実施例2~4>
 実施例2~4の発光装置は、第1の発光素子の数、第2の発光素子の数および発光装置から放射される光の相関色温度を表1に示す値とすること以外は、実施例1と同様の構成を備える。
 <比較例1~4>
 比較例1~4の発光装置は、発光素子として第1の発光素子120個を用い、第2の発光素子を用いず、発光装置から放射される光の相関色温度を表1に示す値とすること以外は、実施例1と同様の構成を備える。
 <性能評価>
 実施例1~4、比較例1~4のそれぞれの発光装置の発光スペクトルを図6~図9に示す。
 実施例1~4、比較例1~4のそれぞれの発光装置について、450nm以上500nm以下の波長範囲内の最小発光強度である第1の発光強度E1と、430nm以上460nm以下の波長範囲内の最大発光強度である第2の発光強度E2とを求め、第1の発光強度E1に対する第2の発光強度E2の比(E2/E1)を算出した。また、発光装置から放射される光の相関色温度および平均演色評価数Raおよび特殊演色評価数R9を求めた。「相関色温度」は、JIS Z 8725(光源の分布温度及び色温度・相関色温度の測定方法)に準拠して求めた。「平均演色評価数」は、JIS Z 8726:1990(光源の演色性評価方法)に準拠して求めた。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 図6に示されるように、実施例1の発光スペクトルは、430nm~500nmの波長範囲内に2つの小さなピークを有する。一方、比較例1の発光スペクトルは、430nm~500nmの波長範囲内に1つの急峻なピークを有する。実施例1の発光装置は、比較例1の発光装置に比べて、平均演色評価数Raおよび特殊演色評価数R9が高く、白、赤、紺、黒の再現性も良好であった。
 図7~図9に示されるように、実施例2~4の発光スペクトルは、430nm~500nmの波長範囲内に2つの小さなピークを有する。一方、比較例2~4の発光スペクトルは、430nm~500nmの波長範囲内に1つの急峻なピークを有する。実施例2~4の発光装置は、それぞれ比較例2~4の発光装置に比べて、平均演色評価数Raおよび特殊演色評価数R9が高く、白、赤、紺、黒の再現性も良好であった。
 今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 1,A11,A12,B11,B12 発光装置、2,A111,B112 基板、A112,B111 フレーム、3(3a,3k) 配線パターン、4(4a,4b) 電極ランド、5 封止樹脂層、6a,A101,B101 第1の発光素子、6b,B102 第2の発光素子、7 ワイヤー、8 印刷抵抗素子、9 樹脂ダム、10,181 緑色蛍光体、12,191 赤色蛍光体、121 第1電極ランド、122 第2電極ランド、A129,A130,B129,B130 電極、151 ダムリング、160 第1蛍光体含有樹脂層、161 樹脂、162 シリコーン樹脂、201 青色蛍光体、260 第2蛍光体含有樹脂層

Claims (4)

  1.  少なくとも1種類の発光素子を1個以上搭載し、かつ前記発光素子の出力光により励起される蛍光体を備えた発光装置であって、
     蛍光体を搭載する前の前記発光装置において、搭載されたすべての発光素子を発光させた場合に、440nm以上460nm未満の第1波長領域に出力光のピーク波長を有し、かつ、460nm以上490nm以下の第2波長領域に出力光のピーク波長を有する発光装置。
  2.  440nm以上460nm未満の波長範囲内にピーク発光波長を有する第1の一次光と460nm以上490nm以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する第2の一次光との両者を放射する少なくとも1個の発光素子と、
     前記第1の一次光および前記第2の一次光のいずれかもしくは両方によって励起され、緑色領域にピーク発光波長を有する第1の蛍光を放射する緑色蛍光体と、
     前記第1の一次光および前記第2の一次光のいずれかもしくは両方によって励起され、赤色領域にピーク発光波長を有する第2の蛍光を放射する赤色蛍光体と、を備え、
     相関色温度が2000K以上6500K以下であり、平均演色評価数Ra80以上の光を放射する、
     請求項1に記載の発光装置。
  3.  440nm以上460nm未満の波長範囲内にピーク発光波長を有する第1の一次光を放射する少なくとも1個の第1の発光素子と、
     460nm以上490nm以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する第2の一次光を放射する少なくとも1個の第2の発光素子と、
     前記第1の一次光および前記第2の一次光のいずれかもしくは両方によって励起され、緑色領域にピーク発光波長を有する第1の蛍光を放射する緑色蛍光体と、
     前記第1の一次光および前記第2の一次光のいずれかもしくは両方によって励起され、赤色領域にピーク発光波長を有する第2の蛍光を放射する赤色蛍光体と、を備え、
     相関色温度が2000K以上6500K以下であり、平均演色評価数Ra80以上の光を放射する、
     発光装置。
  4.  前記発光装置の発光スペクトルにおいて、450nm以上500nm以下の波長範囲内の最小発光強度である第1の発光強度E1に対する、430nm以上460nm以下の波長範囲内の最大発光強度である第2の発光強度E2の比(E2/E1)は、3.0以下である、
     請求項1から3いずれかに記載の発光装置。
PCT/JP2016/060494 2015-04-03 2016-03-30 発光装置 WO2016159141A1 (ja)

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