(57)【要約】【課題】  発光素子が発する光の光変換効率を高めることが可能な発光装置を提供する。【解決手段】  本発明の一形態における発光装置１は、セラミック基板２と、セラミック基板２上に配置された発光素子３と、発光素子３の周囲に配置されたリフレクタ４と、発光素子３からの光によって励起されて可視光を発光する蛍光体６を含有する発光部５とを備え、リフレクタ４が、発光素子３からの光によって励起されて可視光を発光するセラミック発光体からなる。その結果、発光部５に含有される蛍光体６の含有量を低減することができるため、蛍光体６自身の励起、光放出に伴う発熱を抑え、発熱による光の損失を低減し、発光素子３が発する光の光変換効率を向上させることが可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された発光素子と、
前記発光素子の周囲に配置されたリフレクタと、
前記発光素子からの光によって励起されて可視光を発光する蛍光体を含有する発光部とを備え、
前記リフレクタが、前記発光素子からの光によって励起されて可視光を発光するセラミック発光体からなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記基板が、前記発光素子からの光によって励起されて可視光を発光するセラミック発光体からなることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記基板上に配置された、前記発光素子からの光によって励起されて可視光を発光するセラミック発光膜をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記基板が、内部に冷却用の流路が形成された積層体からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子およびリフレクタを含む発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プロジェクタなどのＯＡ機器、携帯電話端末または家庭用電気機器などに用いられる表示装置や照明装置の光源として、発光素子を含む発光装置が用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、発光素子と、この発光素子からの光の少なくとも一部を吸収し異なる波長を有する光を発する蛍光物質を含有する光変換部材とを備える発光装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９４１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の発光装置では、光変換部材における蛍光物質の含有量を多くすることがある。例えば、光変換部材に含有させる蛍光物質の種類を２種類以上にすると、１種類である場合と比較して含有させる蛍光物質の量を増加させる必要がある。その結果、蛍光物質は励起、光放出に伴って発熱するため、蛍光物質の量を増加させた分だけ、光変換部材の温度が高くなる。そして、蛍光物質は温度が高くなると光変換効率が低下する特性を有するため、光変換部材の温度が高くなると、蛍光物質が発する光の損失が増加する。このため、光変換部材の光変換効率が低下し、発光装置の発光性能が低下しやすい。
【０００６】
本発明は、発光素子が発する光の光変換効率を高めることが可能な発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態における発光装置は、基板と、前記基板上に配置された発光素子と、前記発光素子の周囲に配置されたリフレクタと、前記発光素子からの光によって励起されて可視光を発光する蛍光体を含有する発光部とを備え、前記リフレクタが、前記発光素子からの光によって励起されて可視光を発光するセラミック発光体からなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の発光装置によれば、前記発光部に含有される蛍光体の含有量を低減することができるため、蛍光体自身の励起、光放出に伴う発熱を抑え、発熱による光の損失を低減し、発光素子が発する光の光変換効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態の発光装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）は、本実施形態の発光装置の他の一例を示す、セラミック基板がセラミック発光体からなる発光装置の概略断面図であり、（ｂ）は、本実施形態の発光装置の他の一例を示す、セラミック基板上にセラミック発光膜が形成された発光装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。図１は本発明の実施形態による発光装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【００１１】
図１に示す実施形態の発光装置１は、例えば表示装置や照明装置の光源として各種の用途に使用することができる。発光装置１の代表的な使用例としては、液晶プロジェクタの光源や液晶表示装置に代表される各種表示装置のバックライトの光源が挙げられる。
【００１２】
この発光装置１は、セラミック基板２と、セラミック基板２上に配置された発光素子３と、発光素子３の周囲に配置された、発光方向に向けた傾斜面を内壁面に有する円筒状のリフレクタ４と、リフレクタ４内に発光素子３を封止するように充填された、発光素子３からの光によって励起されて可視光を発光する蛍光体６を含有する発光部５とを備え、リフレクタ４が、発光素子３からの光によって励起されて可視光を発光するセラミック発光体からなる。
【００１３】
このような構成であれば、２種類以上の蛍光体を用いた発光装置とした場合にも、リフレクタ４がセラミック発光体からなり、リフレクタ４自体が発光素子３からの光によって励起されて可視光を発光するため、発光装置１が発する可視光の強さを維持しつつ、発光部５における蛍光体６の含有量を低減できる。その結果、蛍光体６自身の励起および光放出に伴う発熱による光の損失を抑制し、発光素子３が発する光の光変換効率が高い発光装置１とすることができる。具体的には、リフレクタがセラミック発光体でない発光装置に用いられる蛍光体の量を100％とすると、30％以上低減できる。
【００１４】
本実施形態の発光装置１としては、例えば、発光素子３に青色発光ダイオード（青色ＬＥＤ）を、発光部５に赤色蛍光体６ａおよび緑色蛍光体６ｂから構成される蛍光体６を含有させた透明樹脂を、リフレクタ４に赤色光を発光するセラミック発光体を用いたものを使用することができる。この発光装置１においては、セラミック基板２上またはセラミック基板２内部に設けられた配線に給電して発光素子３に青色の光を発光させると、発光部５の赤色蛍光体６ａおよび緑色蛍光体６ｂ、ならびにリフレクタ４のセラミック発光体が、発光素子３からの光によって励起されて赤色および緑色の光を発する。その結果、青色、赤色および緑色それぞれの光が混ざることによって、発光装置１が発する光が白色となる。この白色の光を発する発光装置１は、液晶プロジェクタや照明などの光源に使用することができる。
【００１５】
この発光装置１によれば、リフレクタ４に用いられるセラミック発光体が赤色に発光するため、発光部５における赤色蛍光体６ａの含有量を低減することができる。さらに、リフレクタ４に用いられるセラミック発光体の発光量を調整することによって、発光部５に赤色蛍光体６ａを含有させずに、白色の光を発する発光装置１とすることも可能である。
【００１６】
ここで、リフレクタ４に用いられるセラミック発光体とは、紫外線や可視光によって励起されて発光するセラミック焼結体のことであり、本実施形態においては、発光部５に含まれる蛍光体６の少なくとも一種と同じ色の光を発光する。具体的には、ヒボナイト（ＣａＡｌ１２Ｏ１９）やチタン酸マグネシウム（Ｍｇ２ＴｉＯ４）などの各種酸化物セラミックスからなる焼結体を用いることができる。この酸化物セラミックスとしてＣａＡｌ１２Ｏ１９やＭｇ２ＴｉＯ４を用いた場合には、セラミック発光体は、例えば青色の光によって励起されて赤色の光を発光する。
【００１７】
このリフレクタ４は、前述した酸化物セラミックスからなる粉末を各種バインダと混合し、各種成形方法によって成形した後、所定温度で熱処理して焼結させ、研削加工を施して所定のリフレクタ４の形状とすることによって作製したものを用いることができる。そ
の他に、前述した酸化物セラミックスにＣｕ成分やＭｎ成分などを適量添加して焼結させたものや、前述した酸化物セラミックスからなる粉末およびガラス成分からなる粉末をバインダ成分と混合して成形した後、熱処理して研削加工を施し、リフレクタ４の形状としたものなど、様々な方法を用いて作製したものを用いることができる。
【００１８】
一方、セラミック基板２としては、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やジルコニア（ＺｒＯ２）などの酸化物セラミックスや窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、炭化珪素（ＳｉＣ）および窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの非酸化物セラミックスからなるものを用いることができる。セラミック基板２およびリフレクタ４は、発光素子収納用パッケージを構成しており、この発光素子収納用パッケージに発光素子３を搭載し、発光部５をリフレクタ４内に充填することによって、発光装置１が作製される。
【００１９】
ここで、本実施形態の発光装置１は、セラミック基板２が内部に冷却用の流路が形成された積層体からなることが好ましい。発光部５に含有される蛍光体６は、発熱によって温度上昇すると発光効率が低下する。このため、セラミック基板２の内部に冷却用の流路を形成し、冷却用の各種流体を流路に流して発光素子３および発光部５を冷却することによって、発光効率の低下の抑制を図ることができる。
【００２０】
セラミック基板２の内部に流路を形成する方法としては、例えば以下の方法を用いることができる。まず、セラミック基板２となる１次原料粉末を水およびバインダと混合してスラリーとし、各種テープ成形法によって複数枚のテープ状成形体を得る。しかる後、レーザー加工法や切削加工法などによってテープ状成形体の一部を得たい流路形状にくり抜き、このテープ状成形体の両面に流路を形成していないテープ状成形体を貼り合わせ、プレス成形機を用いて貼り合わせたテープ状成形体の両面に圧力を付与して積層する積層プレス成形法によって、内部に流路が形成されたセラミック基板の成形体を得て、これを所定の焼成温度で焼成する。以上の方法によって、セラミック基板２を得ることが可能である。
【００２１】
また、発光素子３としては、前述した青色発光ダイオードの他に、例えば紫外光や紫色光、その他の色彩の波長の光を発する発光ダイオードなどを用いることが可能である。
【００２２】
また、発光部５は、蛍光体６の粉末を透明樹脂に添加した混合体を、セラミック基板２とリフレクタ４とで構成された凹部内に発光素子３を封止するように隙間なく充填し、自然乾燥または加熱乾燥して、透明樹脂を硬化させることによって、形成したものを用いることができる。この際、セラミック基板２とリフレクタ４とで構成された凹部内に充填された透明樹脂を硬化させることによって、セラミック基板２とリフレクタ４とは透明樹脂を介して接続される。
【００２３】
発光部５において蛍光体６を含有する透明樹脂としては、例えばアクリル樹脂、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂を用いることが可能である。なお、発光部５の透明樹脂の代わりに、発光装置１が発する光の演色性を調節するために着色された半透明樹脂や、凹部内の構造を外部から隠すための白色樹脂を用いても構わない。
【００２４】
発光部５に含有される赤色蛍光体６ａとしては、Ｅｕ賦活酸硫化イットリウム蛍光体、ＥｕおよびＳｍ賦活酸硫化ランタン蛍光体、ＣｕおよびＭｎ賦活硫化亜鉛蛍光体等を用いることができる。また、緑色から赤色の領域の光を発光するＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体や黄色から赤色の領域の光を発光する窒化物系蛍光体などを使用することも可能である。
【００２５】
また、緑色発光蛍光体６ｂとしては、例えばＣｕおよびＡｌ賦活硫化亜鉛蛍光体、Ｅｕ
およびＭｎ賦活アルミン酸塩蛍光体等を用いることができる。
【００２６】
また、例えば発光素子３に紫外光や紫色光を発するものを用いた場合には、発光部５に含有される蛍光体６として、紫外線や紫色光の吸収効率に優れるＥｕ賦活ハロ燐酸塩蛍光体、Ｅｕ賦活アルミン酸塩蛍光体等を用いることができる。
【００２７】
次に、図２に本発明の他の実施形態の例を示す。図２（ａ）は、本発明の他の実施形態の一例を示す、セラミック基板２がセラミック発光体からなる発光装置１の概略断面図である。また、図２（ｂ）は、本発明の他の実施形態の一例を示す、セラミック基板２上にセラミック発光膜が形成された発光装置１の概略断面図である。
【００２８】
図２（ａ）に示す本実施形態の一例である発光装置１では、リフレクタ４がセラミック発光体であるとともに、セラミック基板２もセラミック発光体からなり、発光素子３からの光を受けるとセラミック基板２自体が発光素子３からの光によって励起されて可視光を発光するため、発光装置１が発する可視光の強さを維持しつつ、発光部５における蛍光体６の含有量をさらに低減でき、発光部５における発熱による光の損失をより低減させることができるために好ましい。
【００２９】
このセラミック基板２のセラミック発光体としては、リフレクタ４のセラミック発光体と同じセラミックスからなるものを用いることができ、リフレクタ４のセラミック発光体と同様の方法で作製することができる。また、セラミック基板２のセラミック発光体としては、リフレクタ４のセラミック発光体と異なる色の光を発光するものを用いても構わない。この場合には、セラミック基板２およびリフレクタ４によって、発光装置１が発する光の演色性を調節することができる。
【００３０】
また、図２（ｂ）に示すように、セラミック基板２にセラミック発光膜７が形成された構成とすることで、図２（ａ）の場合と同様に、発光素子３の光を受けるとセラミック発光膜７自体が発光素子３からの光によって励起されて可視光を発光するため、発光装置１が発する可視光の強さを維持しつつ、発光部５における蛍光体６の含有量を低減でき、発光部５における発熱による光の損失をより低減させることができるために好ましい。
【００３１】
このセラミック発光膜７は、リフレクタ４に用いたものと同様の酸化物セラミックスからなる粉末などを使用して、ゾル−ゲル法，溶射法，ＣＶＤ法またはＰＶＤ法などの各種成膜方法を用いてセラミック基板２上にコーティングすることによって、作製することができる。
【００３２】
以上、本発明の各実施形態の発光装置１の構成や用途について述べたが、本発明はこれらに限定されるものではない。例えば、セラミック基板２の代わりに金属基板や樹脂基板などを用いても構わない。また、リフレクタ４内に充填された発光部５の代わりにリフレクタ４を覆う板状の発光部を用いても構わない。
【符号の説明】
【００３３】
１：発光装置
２：セラミック基板
３：発光素子
４：リフレクタ
５：発光部
６：蛍光体
【図１】
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【図２】
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