(57)【要約】【課題】発光強度の低下を防止することができる発光モジュールと、これを用いた表示装置及び照明装置を提供する。【解決手段】基板(10)と、基板(10)上に設けられた複数の発光素子(14)と、発光素子(14)のそれぞれを覆う蛍光体層(15)とを含み、蛍光体層(15)は、基板(10)面に略平行な方向に分割された第１蛍光体領域(15a)及び第２蛍光体領域(15b)を含み、第１蛍光体領域(15a)及び第２蛍光体領域(15b)は、それぞれ発光素子(14)から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含み、第１蛍光体領域(15a)から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、第２蛍光体領域(15b)から発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも長い発光モジュール(1)とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられた複数の発光素子と、前記発光素子のそれぞれを覆う蛍光体層とを含む発光モジュールであって、
前記蛍光体層は、前記基板面に略平行な方向に分割された第１蛍光体領域及び第２蛍光体領域を含み、
前記第１蛍光体領域及び前記第２蛍光体領域は、それぞれ前記発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含み、
前記第１蛍光体領域から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、前記第２蛍光体領域から発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも長いことを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
前記第１蛍光体領域及び前記第２蛍光体領域は、前記基板面に対し縦横交互に配置されている請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
前記第１蛍光体領域から発せられる蛍光は、５９０〜６５０ｎｍの範囲内に最大ピーク波長を有する赤色光であり、
前記第２蛍光体領域から発せられる蛍光は、５００〜５５０ｎｍの範囲内に最大ピーク波長を有する緑色光である請求項１又は２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
基板と、前記基板上に設けられた複数の発光素子と、前記発光素子のそれぞれを覆う蛍光体層とを含む発光モジュールであって、
前記発光素子は、第１発光素子と、第２発光素子とを含み、
前記蛍光体層は、前記第１発光素子を覆う第１蛍光体層と、前記第２発光素子を覆う第２蛍光体層とを含み、
前記第１蛍光体層及び前記第２蛍光体層は、それぞれ前記第１発光素子及び前記第２発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含み、
前記第１蛍光体層から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、前記第２蛍光体層から発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも長いことを特徴とする発光モジュール。
【請求項５】
前記第１蛍光体層及び前記第２蛍光体層は、前記基板面に対し縦横交互に配置されている請求項４に記載の発光モジュール。
【請求項６】
前記第１蛍光体層から発せられる蛍光は、５９０〜６５０ｎｍの範囲内に最大ピーク波長を有する赤色光であり、
前記第２蛍光体層から発せられる蛍光は、５００〜５５０ｎｍの範囲内に最大ピーク波長を有する緑色光である請求項４又は５に記載の発光モジュール。
【請求項７】
前記基板上に実装された複数のサブマウント基板を更に含み、
前記サブマウント基板のそれぞれに、前記発光素子が１つずつ実装されている請求項１又は４に記載の発光モジュール。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光モジュールを光源とする表示装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光モジュールを光源とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子を含む発光モジュールと、これを用いた表示装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体多層膜を含む発光素子として、発光ダイオード（Light Emitting Diode、以下「ＬＥＤ」と称する。）が知られている。このうち、ＧａＮ系ＬＥＤ等の青色光を発するＬＥＤは、青色光により励起して緑色光や赤色光を発する蛍光体と組み合わせることによって、白色光を発する発光装置に適用することができる。
【０００３】
図１３は、従来の白色光を発する発光装置の断面図である。図１３に示すように、発光装置１００は、メイン基板１０１と、メイン基板１０１上に実装されたサブマウント基板１０２と、サブマウント基板１０２に設けられた導体パターン１０３上に実装された青色ＬＥＤ１０４と、青色ＬＥＤ１０４を覆ってサブマウント基板１０２上に形成された蛍光体層１０５とを含む。蛍光体層１０５には、青色ＬＥＤ１０４から発せられた青色光を吸収し蛍光を発する蛍光体として、例えば黄色光を発する黄色蛍光体や、緑色光を発する緑色蛍光体、あるいは赤色光を発する赤色蛍光体等が分散されている。特に、緑色蛍光体と赤色蛍光体とを併用すると、発光色の演色性が向上する。
【０００４】
しかし、発光装置１００において緑色蛍光体と赤色蛍光体とを併用すると、赤色蛍光体が、青色ＬＥＤ１０４から発せられた青色光だけでなく緑色蛍光体から発せられた緑色光によっても励起されるため、緑色蛍光体から発せられた緑色光の一部が消光されるおそれがある。そこで、この課題を解決するために、赤色蛍光体を含む赤色蛍光体層上に緑色蛍光体を含む緑色蛍光体層を積層させた発光装置が、特許文献１に提案されている。
【０００５】
図１４は、特許文献１に提案された発光装置の断面図である。図１４に示すように、発光装置２００では、リードフレーム２０１に設けられた凹部２０１ａ内に青色ＬＥＤ２０２が実装されている。また、凹部２０１ａ内には、青色ＬＥＤ２０２を覆う赤色蛍光体層２０３ａと、赤色蛍光体層２０３ａ上に積層された緑色蛍光体層２０３ｂとが形成されている。そして、リードフレーム２０１の端部以外の部材が、封止樹脂層２０４で封止されている。この構成によれば、緑色蛍光体層２０３ｂから封止樹脂層２０４へと発せられた緑色光（即ち、光の取り出し側へ向かう緑色光）については、赤色蛍光体層２０３ａに吸収されないため、取り出される光の緑色成分が減少する課題については解決することができる。
【特許文献１】特開２００４−１７９６４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に提案された発光装置２００では、青色ＬＥＤ２０２から発せられた青色光や赤色蛍光体層２０３ａから発せられた赤色光が、赤色蛍光体層２０３ａと緑色蛍光体層２０３ｂとの界面を通過する際に屈折や反射を起こす可能性がある。そのため、発光装置２００では、取り出される光の青色成分や赤色成分が減少し、発光強度が低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、発光強度の低下を防止することができる発光モジュールと、これを用いた表示装置及び照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の発光モジュールは、基板と、前記基板上に設けられた複数の発光素子と、前記発光素子のそれぞれを覆う蛍光体層とを含む発光モジュールであって、
前記蛍光体層は、前記基板面に略平行な方向に分割された第１蛍光体領域及び第２蛍光体領域を含み、
前記第１蛍光体領域及び前記第２蛍光体領域は、それぞれ前記発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含み、
前記第１蛍光体領域から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、前記第２蛍光体領域から発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも長いことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の発光モジュールは、基板と、前記基板上に設けられた複数の発光素子と、前記発光素子のそれぞれを覆う蛍光体層とを含む発光モジュールであって、
前記発光素子は、第１発光素子と、第２発光素子とを含み、
前記蛍光体層は、前記第１発光素子を覆う第１蛍光体層と、前記第２発光素子を覆う第２蛍光体層とを含み、
前記第１蛍光体層及び前記第２蛍光体層は、それぞれ前記第１発光素子及び前記第２発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含み、
前記第１蛍光体層から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、前記第２蛍光体層から発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも長いことを特徴とする。
【００１０】
本発明の表示装置及び照明装置は、いずれも上記本発明の発光モジュールを光源とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第１の発光モジュールは、基板と、この基板上に設けられた複数の発光素子と、上記発光素子のそれぞれを覆う蛍光体層とを含む。
【００１２】
上記基板は、例えば基材と、この基材上に設けられた導体パターンとを含む。上記基材は特に限定されないが、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ等からなるセラミック基材や、Ｓｉ等からなる半導体基材や、金属層上に電気絶縁材層を積層させた積層基材等が使用できる。上記電気絶縁材層としては、例えば無機フィラ５０〜９５質量％と、熱硬化樹脂組成物５〜５０質量％とを含むコンポジット材が使用できる。上記基板の厚みは、例えば０．１〜１ｍｍ程度である。
【００１３】
上記発光素子としては、例えば、波長が４１０ｎｍ以下の近紫外から紫外光を発する紫外ＬＥＤや、波長が４４０〜４９０ｎｍの青色光を発する青色ＬＥＤ等を使用することができる。上記紫外ＬＥＤや上記青色ＬＥＤの構成材料は特に限定されないが、例えば、ＩｎＧａＡｌＮ系材料を用いたＬＥＤが使用できる。なお、上記発光素子の個数は特に限定されず、要求される光量に応じて適宜設定すればよい。
【００１４】
また、上記発光素子は、上記基板上に直接実装されていてもよいし、サブマウント基板を介して実装されていてもよい。特に、本発明の第１の発光モジュールが、上記基板上に実装された複数のサブマウント基板を更に含む場合は、このサブマウント基板のそれぞれに、上記発光素子が１つずつ実装されていてもよい。この構成によれば、サブマウント基板に発光素子を実装した後、この発光素子が実装されたサブマウント基板を基板（メイン基板）上に実装することができる。そのため、メイン基板へ実装する前に、発光素子の電気的又は光学的な特性を検査することで、良品の発光素子のみを選別してメイン基板に実装することが可能となる。これにより、発光モジュールの製造工程上の無駄を省き、歩留まりを向上させることができる。なお、上記サブマウント基板を構成する基材は特に限定されず、例えば上記基板を構成する基材と同様のものを使用できる。また、上記サブマウント基板の厚みは、例えば５０〜３００μｍ程度である。
【００１５】
上記蛍光体層は、上記基板面に略平行な方向に分割された第１蛍光体領域及び第２蛍光体領域を含む。そして、上記第１蛍光体領域及び上記第２蛍光体領域は、それぞれ上記発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含み、上記第１蛍光体領域から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、上記第２蛍光体領域から発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも長い。本発明の第１の発光モジュールでは、第１蛍光体領域及び第２蛍光体領域が、いずれも基板面に略平行な方向に分割された領域であるため、光の取り出し側に向かう発光を遮る蛍光体層の界面が存在しない。これにより、発光強度の低下を防止することができる。なお、上記蛍光体層は、例えば蛍光体を分散材に分散させて蛍光体ペーストを作製し、この蛍光体ペーストを上記発光素子上に塗布することにより形成できる。上記分散材としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、オレフィン樹脂、ガラス等が使用できる。また、上記蛍光体ペーストに、シリカやアルミナ等の無機フィラを分散させて粘度の調整を行ってもよい。
【００１６】
上記発光素子として上記青色ＬＥＤを使用する場合、上記第１蛍光体領域は、例えば５８０〜６５０ｎｍの範囲内に最大ピーク波長を有する赤色光を発する蛍光体（赤色蛍光体）を含んでいればよい。この場合、上記第２蛍光体領域は、例えば５００〜５５０ｎｍの範囲内に最大ピーク波長を有する緑色光を発する蛍光体（緑色蛍光体）を含んでいればよい。青色光は紫外光に比べ波長が緑色光や赤色光に近いため、上記第１蛍光体領域及び上記第２蛍光体領域が、それぞれ赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含む場合に、上記発光素子として青色ＬＥＤを使用すると、ストークス損を低減できる。これにより、発光モジュールの発光効率を向上させることができる。
【００１７】
また、上記発光素子として上記紫外ＬＥＤを使用する場合、上記蛍光体層が第３蛍光体領域を更に含んでいてもよい。即ち、上記蛍光体層が、上記基板面に略平行な方向に分割された上記第１蛍光体領域、上記第２蛍光体領域及び上記第３蛍光体領域を含んでいてもよい。この場合、上記第３蛍光体領域から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、上記第２蛍光体領域から発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも短くなるように、上記第３蛍光体領域に含まれる蛍光体を選択すればよい。例えば上記第２蛍光体領域が緑色蛍光体を含む場合、上記第３蛍光体領域は、４５０〜４９０ｎｍの範囲内に最大ピーク波長を有する青色光を発する蛍光体（青色蛍光体）を含んでいればよい。
【００１８】
上記赤色蛍光体としては、例えばニトリドシリケート系Ｓｒ2Ｓｉ5Ｎ8:Ｅｕ2+、ニトリドアルミノシリケート系ＣａＡｌＳｉＮ3:Ｅｕ2+、オクソニトリドアルミノシリケート系Ｓｒ2Ｓｉ4ＡｌＯＮ7:Ｅｕ2+、ＬＯＳ系Ｌａ2Ｏ2Ｓ:Ｅｕ3+等を使用できる。上記緑色蛍光体としては、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ2+、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｍｎ2+、ＳｒＡｌ2Ｏ4:Ｅｕ2+、シリケート系（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+等を使用できる。上記青色蛍光体としては、（Ｓｒ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2:Ｅｕ2+、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17:Ｅｕ2+等を使用できる。
【００１９】
本発明の第１の発光モジュールでは、上記第１蛍光体領域及び上記第２蛍光体領域が、上記基板面に対し縦横交互に配置されていてもよい。発光色の色むらを低減できるからである。
【００２０】
次に、本発明の第２の発光モジュールについて説明する。なお、以下の説明において、上述した本発明の第１の発光モジュールと重複する内容については省略する場合がある。
【００２１】
本発明の第２の発光モジュールは、基板と、この基板上に設けられた複数の発光素子と、上記発光素子のそれぞれを覆う蛍光体層とを含み、上記発光素子は、第１発光素子と、第２発光素子とを含む。
【００２２】
上記第１発光素子及び上記第２発光素子には、例えば上記青色ＬＥＤが使用できる。また、上記第１発光素子については、波長が５００〜５５０ｎｍの緑色光を発する緑色ＬＥＤを使用することもできる。上記緑色ＬＥＤとしては、例えばＩｎＧａＡｌＮ系材料を用いたＬＥＤが使用できる。
【００２３】
上記蛍光体層は、上記第１発光素子を覆う第１蛍光体層と、上記第２発光素子を覆う第２蛍光体層とを含む。そして、上記第１蛍光体層及び上記第２蛍光体層は、それぞれ上記第１発光素子及び上記第２発光素子から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含み、上記第１蛍光体層から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、上記第２蛍光体層から発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも長い。本発明の第２の発光モジュールでは、第１蛍光体層と第２蛍光体層とが積層されておらず、それぞれ個別に第１発光素子又は第２発光素子を覆って形成されている。よって、本発明の第２の発光モジュールによれば、光の取り出し側に向かう発光を遮る蛍光体層の界面が存在しないため、発光強度の低下を防止することができる。
【００２４】
上記発光素子として上述した青色ＬＥＤを使用する場合、上記第１蛍光体層は、例えば上述した赤色蛍光体を含んでいればよい。この場合、上記第２蛍光体層は、例えば上述した緑色蛍光体を含んでいればよい。青色光は紫外光に比べ波長が緑色光や赤色光に近いため、上記第１蛍光体層及び上記第２蛍光体層が、それぞれ赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含む場合に、上記発光素子として青色ＬＥＤを使用すると、ストークス損を低減できる。これにより、発光モジュールの発光効率を向上させることができる。
【００２５】
また、本発明の第２の発光モジュールは、第３発光素子と、この第３発光素子を覆う第３蛍光体層とを更に含んでいてもよい。上記第３発光素子としては、例えば上述した紫外ＬＥＤを使用することができる。この場合、上記第３蛍光体層から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、上記第２蛍光体層から発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも短くなるように、上記第３蛍光体層に含まれる蛍光体を選択すればよい。例えば上記第２蛍光体層が緑色蛍光体を含む場合、上記第３蛍光体層は、上述した青色蛍光体を含んでいればよい。
【００２６】
本発明の第２の発光モジュールでは、上記第１蛍光体層及び上記第２蛍光体層が、上記基板面に対し縦横交互に配置されていてもよい。発光色の色むらを低減できるからである。
【００２７】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、参照する図面においては、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の符号で示し、重複する説明を省略する場合がある。
【００２８】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係る発光モジュールについて図面を参照して説明する。参照する図１Ａは、第１実施形態に係る発光モジュールの斜視図であり、参照する図１Ｂは、図１ＡのI-I矢視方向から見た蛍光体層及びサブマウント基板の断面図である。
【００２９】
図１Ａに示すように、発光モジュール１は、メイン基板１０と、メイン基板１０上に実装された複数のサブマウント基板１１とを含む。サブマウント基板１１には導体パターン１１ａが設けられており、この導体パターン１１ａは、ワイヤー１２を介してメイン基板１０に設けられた内部端子１０ａと電気的に接続されている。また、メイン基板１０の端部には、外部接続用端子１０ｂが設けられている。
【００３０】
図１Ｂに示すように、それぞれのサブマウント基板１１上には、導体パターン１１ａ及びバンプ１３を介して発光素子１４が実装されている。そして、この発光素子１４を覆ってサブマウント基板１１上に蛍光体層１５が形成されている。なお、発光素子１４としては、例えば青色ＬＥＤが使用できる。
【００３１】
蛍光体層１５は、メイン基板１０の主面１０ｃ（図１Ａ参照）に略平行な方向に分割された第１蛍光体領域１５ａ及び第２蛍光体領域１５ｂを含む。そして、第１蛍光体領域１５ａ及び第２蛍光体領域１５ｂは、それぞれ発光素子１４から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含み、第１蛍光体領域１５ａから発せられる蛍光の最大ピーク波長が、第２蛍光体領域１５ｂから発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも長い。発光モジュール１では、第１蛍光体領域１５ａ及び第２蛍光体領域１５ｂが、いずれもメイン基板１０の主面１０ｃに略平行な方向に分割された領域である。即ち、第１蛍光体領域１５ａと第２蛍光体領域１５ｂとの界面が、メイン基板１０の主面１０ｃに対して略垂直となるように配置されているため、光の取り出し側に向かう発光を遮る蛍光体層の界面が存在しない。これにより、発光強度の低下を防止することができる。なお、第１蛍光体領域１５ａに含まれる蛍光体としては、例えば赤色蛍光体が使用できる。また、第２蛍光体領域１５ｂに含まれる蛍光体としては、例えば緑色蛍光体が使用できる。
【００３２】
以上、本発明の第１実施形態に係る発光モジュール１について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、上記実施形態では、第１蛍光体領域１５ａ及び第２蛍光体領域１５ｂが均等に分割された例について説明したが、第１蛍光体領域１５ａ及び第２蛍光体領域１５ｂが均等に分割されている必要はなく、要求される発光色に応じて分割比率を設定すればよい。また、上記実施形態では、全てのサブマウント基板１１が同じ方向に配置された例について説明したが、例えば一列毎にサブマウント基板１１の向きを反転させてもよい。効率良く光を分散させることができるため、発光色の色むらを低減できるからである。また、図１Ｃに示すように、第１蛍光体領域１５ａ及び第２蛍光体領域１５ｂのそれぞれの縁部が削られた構造としてもよい。発光素子１４から第１蛍光体領域１５ａの外周表面までの距離、及び発光素子１４から第２蛍光体領域１５ｂの外周表面までの距離を均一化できるため、発光色の色むらを低減できるからである。また、図２に示す斜視図のように、第１蛍光体領域１５ａ及び第２蛍光体領域１５ｂが縦横交互に配置された蛍光体層１５を使用してもよい。この構成によれば、発光モジュール１から取り出される光の色むらを低減できる。
【００３３】
次に、発光モジュール１に含まれる蛍光体層１５の好適な形成方法について説明する。参照する図３Ａ〜Ｅは、蛍光体層１５の形成方法を説明するための工程別断面図である。なお、図３Ａ〜Ｅに示す方法では、蛍光体層１５をインクジェット印刷法により形成している。
【００３４】
まず、図３Ａに示すように、発光素子１４が実装されたサブマウント基板１１を用意する。そして、図３Ｂに示すように、発光素子１４の側面及び上面に沿って、第１ヘッド１６から赤色蛍光体を含む赤色蛍光体ペースト１７を吐出する。これにより、図３Ｃに示すように、発光素子１４の一部を覆う第１蛍光体領域１５ａが形成される。
【００３５】
次に、図３Ｄに示すように、発光素子１４の露出された側面及び上面に沿って、第２ヘッド１８から緑色蛍光体を含む緑色蛍光体ペースト１９を吐出する。これにより、図３Ｅに示すように、発光素子１４の一部を覆う第２蛍光体領域１５ｂが形成され、第１蛍光体領域１５ａ及び第２蛍光体領域１５ｂからなる蛍光体層１５が得られる。
【００３６】
このように、蛍光体層１５を形成する方法としてインクジェット工法を採用するのが好ましい。その理由としては、形成される蛍光体層１５の形状の精度が挙げられる。例えば、発光素子１４のサイズとして０．３ｍｍ角、０．６ｍｍ角、１ｍｍ角等が知られているが、このような大きさの発光素子１４の外周及び近傍に蛍光体層１５を形成する場合、蛍光体層１５の厚みは、例えば２０〜２０００μｍ（好ましくは２０〜２００μｍ）程度である。このような大きさの蛍光体層１５を精度良く形成するには、微量の蛍光体ペーストを、１ショットずつブロックを積み上げるように形成するインクジェット工法が適していると考える。インクジェット工法を採用すると、直径１μｍ以下の蛍光体ペーストからなるドットを発光素子１４の外周及び近傍に正確に配列することができるため、厚みの薄い蛍光体層１５（例えば、厚みが２０μｍ程度の蛍光体層１５）を精度良く形成できる。また、本実施形態の蛍光体層１５のように、第１蛍光体領域１５ａと第２蛍光体領域１５ｂとが隣接し、その界面がサブマウント基板１１に対し精度良く垂直となる形状に形成する場合も、上述と同様の理由でインクジェット工法が適していると考える。また、インクジェット工法は、微量の蛍光体ペーストを、１ショットずつブロックを積み上げるように形成するため、蛍光体層１５に様々な形状を持たせることができる。例えば、蛍光体層１５の外周表面に、三角錐状や直方体状の凸部を有する凹凸を形成したり、ライン状の凸部を有する凹凸を形成したりできる。これにより、蛍光体層１５を通って出力される光の取り出し効率を向上させることができる。また、蛍光体層１５の厚みを薄くできる上、厚みむらも低減できるので、発光色の色むらを低減できる。
【００３７】
以上、発光モジュール１に含まれる蛍光体層１５の好適な形成方法について説明したが、蛍光体層１５の形成方法は上記方法に限定されない。例えばスクリーン印刷法やポッティング法により形成してもよい。
【００３８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る発光モジュールについて図面を参照して説明する。参照する図４Ａは、第２実施形態に係る発光モジュールの斜視図であり、参照する図４Ｂは、図４ＡのII-II矢視方向から見た蛍光体層及びサブマウント基板の断面図である。
【００３９】
図４Ａ，Ｂに示すように、発光モジュール２では、蛍光体層１５が、メイン基板１０の主面１０ｃに略平行な方向に分割された第１蛍光体領域１５ａ、第２蛍光体領域１５ｂ及び第３蛍光体領域１５ｃを含む。第１蛍光体領域１５ａ及び第２蛍光体領域１５ｂは、上述した発光モジュール１（図１Ａ，Ｂ参照）の場合と同様である。第３蛍光体領域１５ｃに含まれる蛍光体としては、第２蛍光体領域１５ｂに含まれる蛍光体よりも短波長側の蛍光を発する蛍光体であればよく、例えば青色蛍光体が使用できる。また、発光モジュール２に含まれる発光素子１４としては、例えば紫外ＬＥＤが使用できる。その他の構成は、上述した発光モジュール１と同様である。
【００４０】
発光モジュール２では、第１蛍光体領域１５ａ、第２蛍光体領域１５ｂ及び第３蛍光体領域１５ｃが、いずれもメイン基板１０の主面１０ｃに略平行な方向に分割された領域であるため、光の取り出し側に向かう発光を遮る蛍光体層の界面が存在しない。これにより、発光強度の低下を防止することができる。なお、発光モジュール２に含まれる蛍光体層１５は、上述した図３Ａ〜Ｅに示す方法と同様の方法で形成することができる。
【００４１】
以上、本発明の第２実施形態に係る発光モジュール２について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、図５に示す斜視図のように、第１蛍光体領域１５ａ、第２蛍光体領域１５ｂ及び第３蛍光体領域１５ｃが縦横交互に配置された蛍光体層１５を使用してもよい。この構成によれば、発光モジュール２から取り出される光の色むらを低減できる。
【００４２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る発光モジュールについて図面を参照して説明する。参照する図６Ａは、第３実施形態に係る発光モジュールの斜視図である。また、参照する図６Ｂは、図６ＡのIII-III矢視方向から見た蛍光体層及びサブマウント基板の断面図であり、参照する図６Ｃは、図６ＡのIV-IV矢視方向から見た蛍光体層及びサブマウント基板の断面図である。
【００４３】
発光モジュール３は、第１発光素子１４ａ（図６Ｂ参照）及び第２発光素子１４ｂ（図６Ｃ参照）を含む。第１発光素子１４ａは、図６Ｂに示すように、第１蛍光体層３０ａで覆われている。また、第２発光素子１４ｂは、図６Ｃに示すように、第２蛍光体層３０ｂで覆われている。第１蛍光体層３０ａ及び第２蛍光体層３０ｂは、それぞれ第１発光素子１４ａ及び第２発光素子１４ｂから発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含み、第１蛍光体層３０ａから発せられる蛍光の最大ピーク波長が、第２蛍光体層３０ｂから発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも長い。その他の構成は、上述した発光モジュール１（図１Ａ，Ｂ参照）と同様である。発光モジュール３では、第１蛍光体層３０ａと第２蛍光体層３０ｂとが積層されておらず、それぞれ個別に第１発光素子１４ａ又は第２発光素子１４ｂを覆って形成されている。よって、発光モジュール３によれば、光の取り出し側に向かう発光を遮る蛍光体層の界面が存在しないため、発光強度の低下を防止することができる。なお、第１発光素子１４ａ及び第２発光素子１４ｂとしては、例えば青色ＬＥＤが使用できる。また、第１蛍光体層３０ａに含まれる蛍光体としては、例えば赤色蛍光体が使用でき、第２蛍光体層３０ｂに含まれる蛍光体としては、例えば緑色蛍光体が使用できる。
【００４４】
また、図６Ａに示すように、第１蛍光体層３０ａ及び第２蛍光体層３０ｂは、メイン基板１０の主面１０ｃに対し縦横交互に配置されている。この構成によれば、発光モジュール３から取り出される光の色むらを低減できる。
【００４５】
以上、本発明の第３実施形態に係る発光モジュール３について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されない。例えば、上記実施形態では第１蛍光体層３０ａの個数と第２蛍光体層３０ｂの個数が同数の場合を例に説明したが、第１蛍光体層３０ａの個数と第２蛍光体層３０ｂの個数が同数である必要はなく、要求される発光色に応じてそれぞれの個数を設定すればよい。また、第１蛍光体層３０ａの周囲及び第２蛍光体層３０ｂの周囲に光反射部材を設けてもよい。発光モジュール３の光の取り出し効率を向上させることができるからである。
【００４６】
次に、発光モジュール３に含まれる蛍光体層の好適な形成方法について、第１蛍光体層３０ａの場合を例に説明する。参照する図７Ａ〜Ｃは、第１蛍光体層３０ａの形成方法を説明するための工程別断面図である。
【００４７】
まず、図７Ａに示すように、第１発光素子１４ａが実装されたサブマウント基板１１と、赤色蛍光体ペースト１７が充填された金型３５とを用意する。赤色蛍光体ペースト１７の充填方法としては、金型３５に設けられた穴部３５ａ内に、スクリーン印刷法やポッティング法等によって充填する方法が例示できる。なお、金型３５としては、例えば鉄等の金属からなるものが使用できる。
【００４８】
次に、図７Ｂに示すように、第１発光素子１４ａが実装されたサブマウント基板１１と、赤色蛍光体ペースト１７が充填された金型３５とを積層し、赤色蛍光体ペースト１７に第１発光素子１４ａを埋設させる。この状態で、金型３５を１００〜１５０℃程度に加熱して赤色蛍光体ペースト１７を硬化させる。その後、金型３５を外すことにより、図７Ｃに示すように、第１発光素子１４ａを覆う第１蛍光体層３０ａが得られる。
【００４９】
以上、発光モジュール３に含まれる蛍光体層の好適な形成方法について説明したが、蛍光体層の形成方法は上記方法に限定されない。例えば、スクリーン印刷法やポッティング法等の手段により、蛍光体層を発光素子上に直接設けてもよい。
【００５０】
次に、上記発光モジュール３の実施例について説明する。第１蛍光体層３０ａ及び第２蛍光体層３０ｂに含まれる蛍光体に、それぞれニトリドアルミノシリケート系赤色蛍光体及びシリケート系緑色蛍光体を用いて、図７Ａ〜Ｃに示す方法により第１蛍光体層３０ａ及び第２蛍光体層３０ｂを形成して発光モジュールを作製した。なお、第１発光素子１４ａ及び第２発光素子１４ｂには、いずれも最大ピーク波長が４６０ｎｍのＧａＮ系ＬＥＤを用いた。一方、比較例として、ニトリドアルミノシリケート系赤色蛍光体及びシリケート系緑色蛍光体の双方を分散材に分散させた蛍光体ペーストを用いて蛍光体層を形成したこと以外は、上記実施例の発光モジュールと同様の方法で発光モジュールを作製した。そして、実施例及び比較例の発光モジュールのそれぞれについて、積分球を用いて全光束測定を行った結果、実施例の発光モジュールは、比較例の発光モジュールに比べ、１．２倍の発光強度を示した。
【００５１】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る表示装置（画像表示装置）について図面を参照して説明する。参照する図８は、第４実施形態に係る画像表示装置の斜視図である。
【００５２】
図８に示すように、画像表示装置４は、パネル４０を有しており、このパネル４０の一主面４０ａには、光源として、上述した第１〜第３実施形態のいずれか１つに係る発光モジュール４１がマトリクス状に複数配置されている。このように構成された画像表示装置４は、上述した第１〜第３実施形態のいずれか１つに係る発光モジュール４１を光源とするため、発光強度の低下を防止することができる。
【００５３】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る照明装置（スタンド型照明装置）について図面を参照して説明する。参照する図９は、第５実施形態に係るスタンド型照明装置の斜視図である。
【００５４】
図９に示すように、スタンド型照明装置５は、胴部５０と、胴部５０の一端に固定され、胴部５０を支える基部５１と、胴部５０の他端に固定された照明部５２とを含む。そして、照明部５２の一主面５２ａには、光源として、上述した第１〜第３実施形態のいずれか１つに係る発光モジュール５３がマトリクス状に複数配置されている。このように構成されたスタンド型照明装置５は、上述した第１〜第３実施形態のいずれか１つに係る発光モジュール５３を光源とするため、発光強度の低下を防止することができる。
【００５５】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態に係る発光モジュールについて図面を参照して説明する。参照する図１０Ａは、第６実施形態に係る発光モジュールの斜視図であり、参照する図１０Ｂは、図１０ＡのV-V矢視方向から見た蛍光体層及びサブマウント基板の断面図である。
【００５６】
図１０Ａ，Ｂに示すように、発光モジュール６は、上述した第１実施形態に係る発光モジュール１（図１Ａ，Ｂ参照）に対し、第１蛍光体領域１５ａ及び第２蛍光体領域１５ｂの配置形態が異なる。発光モジュール６においても、蛍光体層１５は、メイン基板１０の主面１０ｃに略平行な方向に分割された第１蛍光体領域１５ａ及び第２蛍光体領域１５ｂを有しており、発光モジュール６では、第２蛍光体領域１５ｂが第１蛍光体領域１５ａの側面を囲うように配置されている。その他は、発光モジュール１と同様である。発光モジュール６においても、第１蛍光体領域１５ａと第２蛍光体領域１５ｂとの界面が、メイン基板１０の主面１０ｃに対して略垂直となるように配置されているため、発光モジュール１と同様の効果を有する。なお、本実施形態はこれに限定されず、図１１に示すように、１つの発光素子１４に対し第１蛍光体領域１５ａが複数配置されていてもよい。この構成によれば、第１蛍光体領域１５ａの配置形態が細分化されるため、取り出される光の色むらを低減できる。この場合、第１蛍光体領域１５ａの露出面１５１ａが突出していてもよい。蛍光体層１５の光取り出し面が凹凸形状となるため、蛍光体層１５を通って出力される光の取り出し効率を向上させることができるからである。また、第１蛍光体領域１５ａの形状についても限定されず、四角柱以外の多角柱であってもよく、円柱であってもよい。
【００５７】
［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態に係る発光モジュールについて図面を参照して説明する。参照する図１２Ａは本発明の第７実施形態に係る発光モジュールの上面図であり、図１２Ｂは図１２ＡのVI-VI矢視方向から見た断面図である。
【００５８】
図１２Ａ，Ｂに示すように、発光モジュール７は、上述した第３実施形態に係る発光モジュール３（図６Ａ〜Ｃ参照）の構成に加え、メイン基板１０上に設けられた反射板７０を更に含む。反射板７０は、例えば金属やセラミック等の高反射材料からなる。発光モジュール７では、反射板７０に設けられた凹部７０ａのそれぞれに、第１発光素子１４ａ又は第２発光素子１４ｂが収容されている。また、図１２Ｂに示すように、第１発光素子１４ａが収容された凹部７０ａの開口は第１蛍光体層３０ａで覆われており、第２発光素子１４ｂが収容された凹部７０ａの開口は第２蛍光体層３０ｂで覆われている。第１発光素子１４ａと第１蛍光体層３０ａとの間、及び第２発光素子１４ｂと第２蛍光体層３０ｂとの間は、例えばアルゴン等の不活性ガスや、シリコーン樹脂等の透明性樹脂が充填されている。その他は、発光モジュール３と同様である。発光モジュール７は、発光モジュール３と同様の効果を有する上、反射板７０を有するため、光の取り出し効率を向上させることができる。また、発光素子と蛍光体層とが接触していないため、発光素子から発せられた熱による蛍光体層の劣化を抑制できる。なお、第１蛍光体層３０ａの光取り出し面３０１ａ、及び第２蛍光体層３０ｂの光取り出し面３０１ｂは、凹凸形状であってもよい。第１蛍光体層３０ａ及び第２蛍光体層３０ｂを通って出力される光の取り出し効率を向上させることができるからである。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の発光モジュールは、例えば、一般照明、演出照明（サイン灯等）、自動車用照明（特に前照灯）等に使用される照明装置や、街頭用大型ディスプレイ、プロジェクタ等に使用される表示装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１実施形態に係る発光モジュールの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのI-I矢視方向から見た蛍光体層及びサブマウント基板の断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ｂの構造の変形例を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の発光モジュールに使用される蛍光体層の一例を示す斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第１実施形態に係る発光モジュールに含まれる蛍光体層の形成方法を説明するための工程別断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の第１実施形態に係る発光モジュールに含まれる蛍光体層の形成方法を説明するための工程別断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の第１実施形態に係る発光モジュールに含まれる蛍光体層の形成方法を説明するための工程別断面図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明の第１実施形態に係る発光モジュールに含まれる蛍光体層の形成方法を説明するための工程別断面図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、本発明の第１実施形態に係る発光モジュールに含まれる蛍光体層の形成方法を説明するための工程別断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の第２実施形態に係る発光モジュールの斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４ＡのII-II矢視方向から見た蛍光体層及びサブマウント基板の断面図である。
【図５】図５は、本発明の発光モジュールに使用される蛍光体層の一例を示す斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第３実施形態に係る発光モジュールの斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６ＡのIII-III矢視方向から見た蛍光体層及びサブマウント基板の断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６ＡのIV-IV矢視方向から見た蛍光体層及びサブマウント基板の断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第３実施形態に係る発光モジュールに含まれる蛍光体層の形成方法を説明するための工程別断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の第３実施形態に係る発光モジュールに含まれる蛍光体層の形成方法を説明するための工程別断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の第３実施形態に係る発光モジュールに含まれる蛍光体層の形成方法を説明するための工程別断面図である。
【図８】図８は、本発明の第４実施形態に係る表示装置（画像表示装置）の斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第５実施形態に係る照明装置（スタンド型照明装置）の斜視図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の第６実施形態に係る発光モジュールの斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０ＡのV-V矢視方向から見た蛍光体層及びサブマウント基板の断面図である。
【図１１】図１１は、図１０Ｂに示す構成の変形例を示す断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の第７実施形態に係る発光モジュールの上面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図１２ＡのVI-VI矢視方向から見た断面図である。
【図１３】図１３は、従来の発光装置の断面図である。
【図１４】図１４は、従来の発光装置の断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１，２，３，６，７，４１，５３  発光モジュール
４  画像表示装置（表示装置）
５  スタンド型照明装置（照明装置）
１０  メイン基板（基板）
１０ａ  内部端子
１０ｂ  外部接続用端子
１０ｃ  主面
１１  サブマウント基板
１１ａ  導体パターン
１２  ワイヤー
１３  バンプ
１４  発光素子
１４ａ  第１発光素子
１４ｂ  第２発光素子
１５  蛍光体層
１５ａ  第１蛍光体領域
１５ｂ  第２蛍光体領域
１５ｃ  第３蛍光体領域
１６  第１ヘッド
１７  赤色蛍光体ペースト
１８  第２ヘッド
１９  緑色蛍光体ペースト
３０ａ  第１蛍光体層
３０ｂ  第２蛍光体層
３５  金型
３５ａ  穴部
４０  パネル
４０ａ  一主面
５０  胴部
５１  基部
５２  照明部
５２ａ  一主面
７０  反射板
７０ａ  凹部
【図１Ａ】
2009512178.tif 000003
【図１Ｂ】
2009512178.tif 000004
【図１Ｃ】
2009512178.tif 000005
【図２】
2009512178.tif 000006
【図３Ａ】
2009512178.tif 000007
【図３Ｂ】
2009512178.tif 000008
【図３Ｃ】
2009512178.tif 000009
【図３Ｄ】
2009512178.tif 000010
【図３Ｅ】
2009512178.tif 000011
【図４Ａ】
2009512178.tif 000012
【図４Ｂ】
2009512178.tif 000013
【図５】
2009512178.tif 000014
【図６Ａ】
2009512178.tif 000015
【図６Ｂ】
2009512178.tif 000016
【図６Ｃ】
2009512178.tif 000017
【図７Ａ】
2009512178.tif 000018
【図７Ｂ】
2009512178.tif 000019
【図７Ｃ】
2009512178.tif 000020
【図８】
2009512178.tif 000021
【図９】
2009512178.tif 000022
【図１０Ａ】
2009512178.tif 000023
【図１０Ｂ】
2009512178.tif 000024
【図１１】
2009512178.tif 000025
【図１２Ａ】
2009512178.tif 000026
【図１２Ｂ】
2009512178.tif 000027
【図１３】
2009512178.tif 000028
【図１４】
2009512178.tif 000029
【国際調査報告】
2009512178.tif 000030
2009512178.tif 000031
2009512178.tif 000032