(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶ディスプレイ等において所望の色再現性や光出力を実現し得る発光装置を提供する。【解決手段】発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の範囲にある第１発光素子１０ａと、第１発光素子を被覆し、発光ピーク波長が４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲にある第１蛍光体７ａを含む第１封止部材４０ａと、を備え、第１蛍光体は、第１封止部材の全重量に対して５０重量％以上であり、第１発光素子から出射される光と第１蛍光体から出射される光との混色光は、１９３１ＣＩＥ色度図上において刺激純度が７０％以上である発光装置。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の範囲にある第１発光素子と、
前記第１発光素子を被覆し、発光ピーク波長が４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲にある第１蛍光体を含む第１封止部材と、を備え、
前記第１蛍光体は、前記第１封止部材の全重量に対して５０重量％以上であり、
前記第１発光素子から出射される光と前記第１蛍光体から出射される光との混色光は、１９３１ＣＩＥ色度図上において刺激純度が７０％以上である、発光装置。
【請求項２】
前記発光装置の発光スペクトルにおいて、前記第１発光素子の発光ピーク強度は、前記第１蛍光体の発光ピーク強度の０．１倍以下である、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記発光装置の発光スペクトルにおいて、前記第１発光素子の発光ピーク強度は、前記第１蛍光体の発光ピーク強度の０．０１倍以上０．０３倍以下である、請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光装置の色度は、１９３１ＣＩＥ色度図上において、第１の点、第２の点、第３の点および第４の点で囲まれる領域に位置し、
前記第１の点はｘ、ｙ座標が０.２３６、０.６２０であり、前記第２の点はｘ、ｙの座標が０.２７２、０.７００であり、前記第３の点はｘ、ｙの座標が０.２９２、０.７００であり、前記第４の点はｘ、ｙ座標が０.２５６、０.６２０である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記第１蛍光体は、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）８ＭｇＳｉ４Ｏ１６（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）２：Ｅｕで表される組成を有する蛍光体である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記発光装置は、凹部を有するパッケージを備え、
前記第１発光素子は、前記凹部の底面に位置し、
前記第１封止部材は、前記凹部内において前記第１発光素子を被覆し、
前記凹部の深さは、前記パッケージの高さに対して２／３以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の前記発光装置である第１発光装置と、
発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の範囲にある第２発光素子と、前記第２発光素子を被覆し、発光ピーク波長が５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の範囲にある第２蛍光体を含む第２封止部材と、を備える第２発光装置と、
発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の範囲にある第３発光素子と、前記第３発光素子を被覆し、蛍光体を含まない第３封止部材と、を備える第３発光装置と、を備える光源装置。
【請求項８】
前記第２蛍光体は、前記第２封止部材の全重量に対して５０重量％以上である、請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記第１発光装置の刺激純度は、前記第２発光装置および前記第３発光装置の刺激純度よりも低い、請求項７または８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記第２発光装置の発光スペクトルにおいて、前記第２発光素子の発光ピーク強度は、前記第２蛍光体の発光ピーク強度の０．０１倍以下である、請求項７〜９のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記第２蛍光体は、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表される組成を有する蛍光体である、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の光源装置と、
側面に入光部を有する透光性の導光板と、
前記導光板の上面上に配置される透光性基板と、を備え、
前記光源装置は前記導光板の側面と対向して配置される、ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光装置、光源装置およびディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、青色発光装置、緑色発光装置および赤色発光装置を備える光源装置が開示されている。このような光源装置を用いた液晶ディスプレイ等は、高い色再現性が得られるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１４０６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、液晶ディスプレイ等において、用途に応じて、所望の色再現性や光出力が求められることがある。また、それに伴い、光源装置として用いられる各種発光装置もその要求を実現し得る発光装置が求められている。
【０００５】
そこで、本発明の一実施形態では、液晶ディスプレイ等において所望の色再現性や光出力を実現し得る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】
【０００６】
本発明の一実施形態の発光装置は、発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の範囲にある第１発光素子と、第１発光素子を被覆し、発光ピーク波長が４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲にある第１蛍光体を含む第１封止部材と、を備え、第１蛍光体は、第１封止部材の全重量に対して５０重量％以上であり、第１発光素子から出射される光と第１蛍光体から出射される光との混色光は、１９３１ＣＩＥ色度図上において刺激純度が７０％以上である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一実施形態により、液晶ディスプレイ等において所望の色再現性や光出力を実現し得る発光装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】一実施形態に係る発光装置の模式的上面図である。
【図１Ｂ】図１Ａ中の１Ｂ−１Ｂ線における模式的端面図である。
【図２】発光装置の発光スペクトルを示す図である。
【図３】１９３１ＣＩＥ色度図上における発光装置の色度を示す図である。
【図４Ａ】一実施形態に係る発光装置の模式的上面図である。
【図４Ｂ】図４Ａ中の４Ｂ−４Ｂ線における模式的端面図である。
【図５Ａ】一実施形態に係る発光装置の模式的上面図である。
【図５Ｂ】図５Ａ中の５Ｂ−５Ｂ線における模式的端面図である。
【図６】発光装置の発光スペクトルを示す図である
【図７】一実施形態に係るディスプレイ装置の分解斜視図である。
【図８Ａ】リード部を示す模式的上面図である。
【図８Ｂ】パッケージの模式的上面図である。
【図８Ｃ】発光装置の模式的上面図である。
【図９Ａ】発光装置の一例を示す模式的上面図である。
【図９Ｂ】図９Ａ中の９Ｂ−９Ｂにおける模式的端面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて詳細に説明する。複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、以下の説明では、特定の方向または位置を示す用語（例えば、「上」、「下」およびそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。それらの用語は、参照した図面における相対的な方向または位置をわかり易さのために用いているに過ぎない。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、理解を容易にする等のために誇張している場合がある。なお、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、ＪＩＳ  Ｚ８１１０に従う。
【００１０】
図１Ａは一実施形態に係る発光装置１００の模式的上面図であり、図１Ｂは発光装置１００の模式的下面図である。図１Ａでは、第１蛍光体７ａおよび第１封止部材４０ａは省略して図示している。発光装置１００は、発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の範囲にある第１発光素子１０ａと、第１発光素子１０ａを被覆し、発光ピーク波長が４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲にある第１蛍光体７ａを含む第１封止部材４０ａと、を備える。図１Ａで示す発光装置１００は、凹部２を備えるパッケージ１をさらに備えている。
【００１１】
発光装置１００は、発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の範囲にある第１発光素子１０ａを備える。第１発光素子１０ａは、青色光を発する。第１発光素子１０ａが、近紫外領域よりも長波長の発光ピーク波長を有することで、近紫外領域の光の問題（例えば、人体や照射物に悪影響を及ぼしたり、発光装置の構成部材が劣化し発光装置の発光効率が大幅に低下するという問題）を抑制することができる。
【００１２】
図１Ａで示す発光装置１００は、凹部２の底面に１つの第１発光素子１０ａが位置している。第１発光素子１０ａは、上面視において矩形の外形形状を有している。なお、発光装置１００において、第１発光素子１０ａの個数や外形形状は目的や用途に応じて変更可能である。
【００１３】
第１発光素子１０ａの高さは、凹部２の深さに比べて十分小さいことが好ましい。例えば、第１発光素子１０ａの高さは、凹部２の深さに対して、０．５倍以下であり、０．４倍以下であることがより好ましく、０．３７倍以下であることがさらに好ましい。第１発光素子１０ａの高さは、例えば、２５０μｍ以下であり、１５０μｍであることが好ましい。また、凹部２の深さは、パッケージ１の高さに対して２／３以上であることが好ましい。これにより、凹部２内において、第１蛍光体７ａ（後述する緑色蛍光体）を含む第１封止部材４０ａを配置する体積を大きくすることができ、第１蛍光体７ａの含有量を大きくすることができる。その結果、発光装置１００の発する出射光は、後述する緑色光に対する刺激純度を向上させることができる。
【００１４】
発光装置１００は、発光ピーク波長が４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲にある第１蛍光体７ａを含む第１封止部材４０ａを備える。第１封止部材４０ａは、第１発光素子１０ａを被覆する。図１Ｂで示す発光装置１００では、第１封止部材４０ａは、シリコーン樹脂等の樹脂材料に第１蛍光体７ａが含有されたものである。第１封止部材４０ａは、例えば、ポッティング法等により凹部２内に配置され、固化することにより形成される。
【００１５】
第１蛍光体７ａは、第１発光素子１０ａが出射する青色光を吸収し、緑色光を発する緑色蛍光体である。第１蛍光体７ａとして、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）８ＭｇＳｉ４Ｏ１６（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）２：Ｅｕの蛍光体を用いることが好ましく、特に、Ｃａ８ＭｇＳｉ４Ｏ１６Ｃｌ２：Ｅｕの蛍光体を用いることが好ましい。Ｃａ８ＭｇＳｉ４Ｏ１６Ｃｌ２：Ｅｕの蛍光体は第１発光素子１０ａの出射光に対する吸収効率が高いので、発光装置１００の出射光において、青色成分を容易に低減し、かつ、緑色成分を大きくすることができる。また、Ｃａ８ＭｇＳｉ４Ｏ１６Ｃｌ２：Ｅｕの蛍光体は、発光スペクトルにおける半値幅が６５ｎｍ以下であるので、発光装置１００を光源として組み込んだディスプレイ装置の色再現性を向上させることができる。
【００１６】
第１封止部材４０ａ内の第１蛍光体７ａの含有量は、第１封止部材４０ａの全重量に対して５０重量％以上である。第１封止部材４０ａ内に第１蛍光体７ａを５０重量％以上含有させることで、発光装置１００の発光スペクトルにおいて、青色成分に対する緑色成分の割合を大きくすることができる。図２は、発光装置１００の発光スペクトルを示す図である。図２で示す発光装置１００の発光スペクトルにおいて、第１発光素子１０ａの発光ピーク強度は、第１蛍光体７ａの発光ピーク強度の０．１倍以下になっている。これにより、発光装置１００は、第１発光素子１０ａの青色光を光源として、緑色光を発する発光装置とすることができる。
一般的に、発光層にインジウムを含む窒化物系の発光素子の場合、緑色発光素子は、青色発光素子に比べてインジウムの添加量が多く、それに起因して青色発光素子に比べて光出力が低くなる。しかし、本開示の発光装置１００では、青色発光素子である第１発光素子１０ａと、第１発光素子１０ａの出射光に対して励起効率の高い第１蛍光体７ａを用いることで、窒化物系の緑色発光素子に比べて高い光出力を実現することができる。
【００１７】
また、第１封止部材４０ａ内に第１蛍光体７ａを５０重量％以上含有させることで、１９３１ＣＩＥ色度図上において、第１発光素子１０ａから出射される光と第１蛍光体７ａから出射される光との混色光の刺激純度を７０％以上とすることができる。この場合の刺激純度とは、発光色の彩度を示す。刺激純度Ｐは、１９３１ＣＩＥ色度図上において、白色点（無彩色)の座標をN（ｘｎ、ｙｎ）とし、発光装置１００の発光（混色光）の色度座標をＣ（ｘｃ、ｙｃ）とし、座標Ｎから座標Ｃに向かって延びる直線とスペクトル軌跡との交点の座標をＤ（ｘｄ、ｙｄ）とした場合に、以下の式（Ｉ）または式（ＩＩ）で示される。
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【００１８】
緑色光に対する刺激純度Ｐが７０％以上となることで、発光装置１００を光源として組み込んだディスプレイ装置は、緑色領域における色再現性が向上する。刺激純度Ｐは、例えば、７５％以上であることが好ましく、７８％以上であることがより好ましい。
【００１９】
第１封止部材４０ａ内の第１蛍光体７ａの含有量は、例えば、第１封止部材４０ａの全重量に対して７５重量％以下であることが好ましく、６０重量％以下であることがより好ましい。これにより、図２で示す発光装置１００の発光スペクトルにおいて、発光装置１００は、青色領域にピークを備えることができる。これにより、光強度の高い第１発光素子１０ａの青色光の一部が外部に出射されるので、発光装置１００の発光強度を向上させることができる。その結果、発光装置１００の緑色光に対する刺激純度を高めつつ、さらに発光強度の高い発光装置とすることができる。
【００２０】
第１封止部材４０ａは、第１蛍光体７ａに加えてＳｉＯ２等の粒形の小さい拡散部材を含有することが好ましい。これにより、複数の発光装置を製造した場合に、各発光装置における色度の製造ばらつきを低減することができる。例えば、複数の発光装置において、第１封止部材４０ａをポッティングにより配置する場合に、１回目にポッティングを行った発光装置では、最後にポッティングを行った発光装置と比べて、第１封止部材４０ａ内に含有される第１蛍光体７ａがより下方に沈降している場合がある。これにより、１回目にポッティングを行った発光装置の色度と、最後にポッティングを行った発光装置の色度とが異なる可能性がある。一方、粒形の小さいＳｉＯ２等の拡散部材は、封止部材内における蛍光体粒子の沈降を抑える役割を有するため、複数の発光装置における色度のばらつきを効果的に抑制することができる。拡散部材の粒形は、例えば、１００ｎｍ以下であり、５５ｎｍ以下であることが好ましい。なお、特に断らない限り、本明細書において、拡散部材や光散乱粒子などの粒径の値は、空気透過法又はＦｉｓｈｅｒ−ＳｕｂＳｉｅｖｅ−Ｓｉｚｅｒｓ−Ｎｏ．（Ｆ．Ｓ．Ｓ．Ｓ．法）によるものとする。
【００２１】
図３で示すように、発光装置１００の色度は、例えば、１９３１ＣＩＥ色度図上において、第１の点４１、第２の点４２、第３の点４３および第４の点４４で囲まれる領域に位置する。第１の点４１はｘ、ｙ座標が０.２３６、０.６２０であり、第２の点４２はｘ、ｙの座標が０.２７２、０.７００であり、第３の点４３はｘ、ｙの座標が０.２９２、０.７００であり、第４の点４４はｘ、ｙ座標が０.２５６、０.６２０である。
【００２２】
次に、赤色光を発する発光装置２００と、青色光を発する発光装置３００について説明する。図４Ａは一実施形態に係る発光装置２００の模式的上面図であり、図４Ｂは図４Ａ中の４Ｂ−４Ｂ線における模式的端面図である。図５Ａは一実施形態に係る発光装置３００の模式的上面図であり、図５Ｂは図５Ａ中の５Ｂ−５Ｂ線における模式的端面図である。図４Ａおよび図５Ａでは、蛍光体や封止部材等は省略して図示している。発光装置２００は、発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の範囲にある第２発光素子１０ｂと、第２発光素子１０ｂを被覆し、発光ピーク波長が５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の範囲にある第２蛍光体７ｂを含む第２封止部材４０ｂと、を備える。また、発光装置３００は、発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の範囲にある第３発光素子１０ｃと、第３発光素子１０ｃを被覆し、蛍光体を含まない第３封止部材４０ｃと、を備える。
【００２３】
図４Ａおよび図５Ａで示す発光装置２００および発光装置３００は、発光装置１００と同様に、凹部２を有するパッケージ１を備えている。また、第２発光素子１０ｂおよび第３発光素子１０ｃは、第１発光素子１０ａと同様に、発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の範囲にあり青色光を発する発光素子である。第２発光素子１０ｂおよび第３発光素子１０ｃが、近紫外領域よりも長波長の発光ピーク波長を有することで、近紫外領域の光の問題（例えば、人体や照射物に悪影響を及ぼしたり、発光装置の構成部材が劣化し発光装置の発光効率が大幅に低下するという問題）を抑制することができる。
【００２４】
発光装置２００および発光装置３００で用いられるパッケージ１は、発光装置１００のパッケージ１と同等のものを用いることができる。つまり、例えば、パッケージ１の凹部２の深さや、凹部２の深さと発光素子の高さとの比率等も発光装置１００の場合と同等とすることができる。
【００２５】
発光装置２００は、発光ピーク波長が５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の範囲にある第２蛍光体７ｂを含む第２封止部材４０ｂを備える。第２封止部材４０ｂは、第２発光素子１０ｂを被覆する。図４Ｂで示す発光装置２００では、第２封止部材４０ｂは、シリコーン樹脂等の樹脂材料に第２蛍光体７ｂが含有されたものである。第２封止部材４０ｂは、例えば、ポッティング法等により凹部２内に配置され、固化することにより形成される。
【００２６】
第２蛍光体７ｂは、第２発光素子１０ｂが出射する青色光を吸収し、赤色光を発する赤色蛍光体である。第２蛍光体７ｂとして、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕの蛍光体を用いることが好ましい。（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕの蛍光体は、発光スペクトルにおける半値幅が１２５ｎｍ以下であるので、発光装置２００を光源として組み込んだディスプレイ装置の色再現性を向上させることができる。また、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕの蛍光体は、例えば、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋等の蛍光体と比べて残光が少ない蛍光体であるため、ディスプレイ装置における残像等が起こる可能性を低減することができる。
【００２７】
第２封止部材４０ｂ内の第２蛍光体７ｂの含有量は、第２封止部材４０ｂの全重量に対して５０重量％以上である。第２封止部材４０ｂ内に第２蛍光体７ｂを５０重量％以上含有させることで、発光装置２００の発光スペクトルにおいて、青色成分に対する赤色成分の割合を大きくすることができる。図６は、発光装置２００の発光スペクトルを示す図である。図６で示す発光装置２００の発光スペクトルにおいて、第２発光素子１０ｂの発光ピーク強度は、第２蛍光体７ｂの発光ピーク強度の０．０１倍以下になっている。これにより、発光装置２００は、第２発光素子１０ｂの青色光を光源として、赤色光を発する発光装置とすることができる。
【００２８】
発光装置２００において、赤色光に対する刺激純度は、例えば、８５％以上であり、９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。これにより、発光装置２００を光源として組み込んだディスプレイ装置は、赤色領域における色再現性が向上する。
【００２９】
発光装置３００は、蛍光体を含まない第３封止部材４０ｃを備える。第３封止部材４０ｃは、第３発光素子１０ｃを被覆する。図５Ｂで示す発光装置３００では、第３封止部材４０ｃは、シリコーン樹脂等の樹脂材料を固化したものである。発光装置３００は、蛍光体を備えていないので、第３発光素子１０ｃの青色光を光源として、青色光を発する発光装置とすることができる。発光装置３００において、青色光に対する刺激純度は、例えば、８５％以上であり、９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。これにより、発光装置３００を光源として組み込んだディスプレイ装置は、青色領域における色再現性が向上する。
【００３０】
発光装置１００の緑色光に対する刺激純度は、例えば、発光装置２００の赤色光に対する刺激純度および発光装置３００の青色光に対する刺激純度よりも低くすることができる。
【００３１】
次に、発光装置１００、発光装置２００および発光装置３００を用いたディスプレイ装置１０００について説明する。図７は一実施形態に係るディスプレイ装置１０００の分解斜視図である。ディスプレイ装置１０００は、導光板１２と、発光装置１００（第１発光装置）、発光装置２００（第２発光装置）および発光装置３００（第３発光装置）を含む光源装置と、導光板１２の上面上に配置される透光性基板１３とを備える。
【００３２】
導光板１２は、側面１４に入光部を有し、少なくとも１つの発光装置１００、少なくとも１つの発光装置２００および少なくとも１つの発光装置３００は導光板１２の側面１４に対向して配置される。図７で示すディスプレイ装置１０００では、発光装置１００、発光装置２００および発光装置３００はそれぞれ２個ずつ直線状に配置されている。なお、本開示のディスプレイ装置はこれに限られない。発光装置の個数や配置等は目的や用途に応じて変更可能である。
【００３３】
ディスプレイ装置１０００は、例えば、表示画像以外に背景も見せることができる、いわゆるシースルータイプのディスプレイ装置である。シースルータイプのディスプレイ装置は、従来のディスプレイ装置では実現できなかったような斬新な表示を実現することもできるので、アイキャッチ効果に優れるディスプレイ装置とすることができる。
【００３４】
ディスプレイ装置１０００において、最大の光束値は、全ての発光装置の光束の合計値に対して、例えば、５０％以上であり、６０％以上であることが好ましく、６５％以上であることがより好ましい。これにより、明るいディスプレイ装置とすることができる。また、ディスプレイ装置１０００は、第１発光素子１０ａと、第１発光素子１０ａの出射光に対して励起効率の高い第１蛍光体７ａを含む発光装置１００を用いることで、緑色発光素子を光源とするディスプレイ装置に比べて、特に緑色領域において明るいディスプレイ装置とすることができる。なお、明るいディスプレイ装置として、発光装置１００の代わりに複数の緑色発光素子を備える光源を使用することもできるが、発光装置１００は、そのような光源と比べて、第１蛍光体７ａの濃度を調整することで発光装置の色度、光束または刺激純度を容易に調整することができる効果を有する。また、緑色発光素子の個数が増えるほど、基板側の配線等が複雑になる可能性があり、ディスプレイ装置における設計が困難になる可能性もある。
また、ディスプレイ装置１０００は、同等の青色発光素子を備える第１発光装置１００、第２発光装置２００および第３発光装置３００を備えることで、ディスプレイ装置における設計が容易になる。さらに、本開示のディスプレイ装置１０００は、各色の発光装置を別々に駆動することで容易に所望の光を再現することができる。そのため、例えば、１つの発光装置内にＲＧＢの要素を備える発光装置を光源とするディスプレイ装置に比べて、発光装置内の電極や基板側の配線等を簡易にすることができる。
なお、本発明のディスプレイ装置は、シースルータイプのディスプレイ装置以外のディスプレイ装置にも好適に適用できる。
【００３５】
以下、本発明の発光装置１００等およびディスプレイ装置１０００に用いられる各部材について詳細に説明する。
【００３６】
（発光素子）
第１発光素子１０a、第２発光素子１０ｂおよび第３発光素子１０ｃは、発光装置の光源として機能する。発光素子には、発光ダイオード素子などを用いることができ、可視域の発光が可能な窒化物半導体（ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）を好適に用いることができる。
【００３７】
第１発光素子１０a、第２発光素子１０ｂおよび第３発光素子１０ｃは、発光ピーク波長が４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲にある青色光を発する発光素子である。各発光素子は、半値幅が４０ｎｍ以下の発光素子を用いることが好ましく、半値幅が３０ｎｍ以下の発光素子を用いることがより好ましい。これにより、例えば、発光装置１００または発光装置２００において、発光スペクトルに青色成分が残った場合でも、その青色成分の積分値を小さくすることができ、緑色または赤色の純度を高くすることができる。また、発光装置３００において、青色光が容易に鋭いピークを持つことができる。その結果、例えば、発光装置３００をディスプレイ装置の光源として用いる場合、青色領域における色再現性が優れたディスプレイ装置とすることができる。
【００３８】
発光装置１００等では、平面形状が矩形である発光素子を１つ備えている。なお、本開示の発光装置はこれに限られない。発光装置１００等において、発光素子の平面形状、発光素子の個数、および発光素子の配置等は目的や用途に応じて変更可能である。
【００３９】
（第１封止部材、第１蛍光体）
発光装置１００は、第１発光素子１０aからの光の波長を変換する第１蛍光体７a含む第１封止部材４０ａを備える。第１蛍光体７aは、発光ピーク波長が４９０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲にある蛍光体である。第１封止部材４０ａは、例えば、シリコーン樹脂等に第１蛍光体７ａが含有された樹脂材料であり、樹脂材料を印刷、電気泳動堆積法、ポッティング又はスプレー法等で形成される。また、第１封止部材４０ａは、例えば、シート状またはブロック状の樹脂部材、ガラス、またはセラミック等であり、樹脂部材等を接着剤等により貼り付けて形成される。
【００４０】
第１封止部材４０ａの母材となる樹脂材料として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができ、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはこれらを１つ以上含む樹脂を用いることができる。また、第１封止部材４０ａには、第１蛍光体７ａに加えて、酸化チタン、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの光散乱粒子を分散させることができる。光散乱粒子の形状は、破砕状、球状、中空及び多孔質等のいずれでもよい。
【００４１】
第１蛍光体７ａとして、例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）８ＭｇＳｉ４Ｏ１６（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）２：Ｅｕ、Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２）、Ｂａ３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ等の蛍光体を用いることができる。特に、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）８ＭｇＳｉ４Ｏ１６（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）２：Ｅｕの蛍光体を好適に用いることができる。
【００４２】
第１封止部材４０ａは、第１蛍光体７ａ以外に他の蛍光体を備えることができる。他の蛍光体として、例えば、（Ｃａ,Ｓｒ,Ｂａ）５（ＰＯ４）３（Ｃｌ，Ｂｒ）：Ｅｕ、Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２）、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）８ＭｇＳｉ４Ｏ１６（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）２：Ｅｕ、（Ｙ，Ｌｕ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ等の蛍光体を用いることができる。
【００４３】
（第２封止部材、第２蛍光体）
第２封止部材４０ｂは、第１封止部材４０ａと同様の樹脂材料および光散乱粒子等を適宜用いることができる。第２封止部材４０ｂは、第２発光素子１０ｂからの光の波長を変換する第２蛍光体７ｂを含む。
【００４４】
第２蛍光体７ｂとして、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ４＋等の蛍光体を用いることができる。特に、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕの蛍光体を好適に用いることができる。
【００４５】
（第３封止部材）
第３封止部材４０ｃは、第１封止部材４０ａと同様の樹脂材料および光散乱粒子等を適宜用いることができる。第３封止部材４０ｃは、蛍光体を含まない。
【００４６】
（パッケージ）
発光装置は、パッケージ１を備えることができる。パッケージ１は、発光素子を配置するための基台である。パッケージ１は、母体と複数のリード（複数の電極部）を少なくとも有する。パッケージ１は、凹部２を有することができる。パッケージ１の母体となる材料は、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等のセラミックス、樹脂（例えば、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、エポキシ変性樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、トリメチルペンテン樹脂、ポリノルボルネン樹脂又はこれらの樹脂を１種以上含むハイブリッド樹脂等）、パルプ、ガラス、又はこれらの複合材料等である。
【００４７】
パッケージ１の上面視における外形形状は、例えば、３．０ｍｍ×１．４ｍｍ、２．５ｍｍ×２．５ｍｍ、３．０ｍｍ×３．０ｍｍ、４．０ｍｍ×４．０ｍｍ、４．５ｍｍ×４．５ｍｍの四角形である。なお、パッケージ１の外形形状は、上面視において、四角形に限られず、他の多角形や楕円形等の形状であってもよい。
【００４８】
パッケージ１の例としては、図１Ａの発光装置１００等で用いられた樹脂部３０と第１リード５１および第２リード５２を備えるパッケージを好適に用いることができる。これにより、放熱性が高く安価な発光装置とすることができる。なお、図１Ａで示す発光装置１００等では、パッケージ１の外側面において、第１リード５１および第２リード５２は樹脂部３０から外側に延出していないが、本実施形態の発光装置はこれに限られない。つまり、パッケージ１の外側面において、第１リード５１および第２リード５２は樹脂部３０から外側に延出していてもよい。これにより、発光素子が発する熱を効率的に外側に放熱することができる。
【００４９】
（樹脂部）
樹脂部３０は、母材となる樹脂材料として、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。具体的には、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、変成シリコーン樹脂組成物、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物等の硬化体、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ＰＢＴ樹脂等の樹脂を用いることができる。特に、樹脂部３０の樹脂材料として、耐熱性および耐光性に優れたエポキシ樹脂組成物やシリコーン樹脂組成物の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
【００５０】
樹脂部３０は、上記の母材となる樹脂材料に、光反射性物質を含有することが好ましい。光反射性物質としては、発光素子からの光を吸収しにくく、且つ、母材となる樹脂材料に対して屈折率差の大きい部材を用いることが好ましい。このような光反射性物質は、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等である。
【００５１】
（第１リード、第２リード）
第１リード５１および第２リード５２は、導電性を有し、発光素子に給電するための電極として機能する。第１リード５１および第２リード５２は、母材として、例えば、銅、アルミニウム、金、銀、鉄、ニッケル、又はこれらの合金、燐青銅、鉄入り銅などの金属を用いることができる。これらは単層であってもよいし、積層構造（例えば、クラッド材）であってもよい。特に、母材には安価で放熱性が高い銅を用いることが好ましい。
【００５２】
第１リード５１および第２リード５２は、母材の表面に金属層を有していてもよい。金属層は、例えば、銀、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、ロジウム、金、銅、又はこれらの合金などを含む。なお、金属層は、第１リード５１および第２リード５２の全面に設けられていてもよいし、部分的に設けられていてもよい。また、金属層は、リードの上面に形成される領域と、リードの下面に形成される領域とで異なる層にすることができる。例えば、リードの上面に形成される金属層は、ニッケルおよび銀の金属層を含む複数層からなる金属層であり、リードの下面に形成される金属層は、ニッケルの金属層を含まない金属層である。
【００５３】
第１リード５１および第２リード５２の最表面に銀を含む金属層が形成される場合は、銀を含む金属層の表面に酸化ケイ素等の保護層を設けることが好ましい。これにより、銀を含む金属層が大気中の硫黄成分等によって変色することを抑制することができる。保護層の成膜方法は、例えばスパッタ等の真空プロセスによって成膜することができるが、その他の既知の方法を用いてもよい。
【００５４】
パッケージ１は、少なくとも２つの電極（例えば、第１リード５１および第２リード５２）を備えていればよい。なお、パッケージ１は、３つ以上の電極を備えていてもよく、例えば、第１リード５１および第２リード５２に加えて第３リードを備えることができる。第３リードは、放熱部材として機能してもよいし、第１リード５１等と同様に電極として機能してもよい。
【００５５】
第１リード５１、第２リード５２および第３リード等（以下、単にリード部５という）は、上面または下面に溝部を有することができる。リード部５が溝部を有することで、リード部５と樹脂部３０との密着性を向上させることができる。
【００５６】
図８Ａはリード部５の上面に溝部を有する場合の、リード部５の模式的上面図であり、図８Ｂはそのリード部５を用いたパッケージ１の一例を示す模式的上面図であり、図８Ｃは発光装置４００の一例を示す模式的上面図である。図８Ａおよび図８Ｂにおいて、ハッチングを施した部分は、リード部５の上面のうち厚みが厚い部分であり、凹部２の底面に露出するリード部５を示す。リード部５は、第１リード５１の上面に位置する第１溝部８１と、第２リード５２の上面に位置する第２溝部８２とを有する。また、第１リード５１は、上面において、第１素子載置領域１０１および第２素子載置領域１０２と、第１ワイヤ接続領域２０１および第２ワイヤ接続領域２０２とを備える。第２リード５２は、上面において、第３素子載置領域１０３と第３ワイヤ接続領域２０３を備える。素子載置領域は発光素子や保護素子等が載置される領域であり、ワイヤ接続領域は、発光素子や保護素子等から延びるワイヤの一端が接続する領域である。
【００５７】
図８Ｂで示すパッケージ１では、第１溝部８１および第２溝部８２には樹脂部３０が入り込んでいる。その結果、凹部２の底面において、素子載置領域およびワイヤ接続領域を含む一部の領域のみが樹脂部３０から露出している。これにより、たとえ凹部２内に酸素や硫黄等が侵入したとしても、第１リード５１および第２リード５２が酸素や硫黄等に曝露される領域を低減することができ、パッケージ１の光反射率の急激な低下を招く可能性を抑制することができる。その結果、パッケージ１は、長期間において発光素子からの光を効率良く外部に取り出すことができる。
【００５８】
第１リード５１または第２リード５２に位置するワイヤ接続領域は、上面視において、同じリードに位置する素子載置領域と連続させることができる。例えば、図８Ｂで示すパッケージ１では、上面視において、第１リード５１の上面に位置する第２素子載置領域１０２と第２ワイヤ接続領域２０２とは連続している。また、上面視において、第２リード５２の上面に位置する第３素子載置領域１０３と第３ワイヤ接続領域２０３とが連続している。これにより、例えば、凹部２内に酸素や硫黄等が侵入したとしても、酸素や硫黄等がワイヤ接続領域に主に集中し、ワイヤ接続領域に接続されるワイヤが断線する可能性を低減することができる。
【００５９】
発光装置４００は、例えば、発光ピーク波長が４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の範囲にある２つの発光素子１０と１つの保護素子１５とを備える。発光装置４００は、例えば、蛍光体を含む白色発光装置である。蛍光体としては、例えば、Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ＜４．２）とＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋の蛍光体を組み合わせて用いることができる。これらの蛍光体は発光スペクトルにおける半値幅が狭いので、発光装置４００を光源として用いたディスプレイ装置は色再現性が向上する。なお、発光装置４００は、蛍光体を含まない青色発光装置とすることもできる。
【００６０】
なお、発光装置は、パッケージ１を備えていなくてもよい。図９Ａは、パッケージ１を備えていない場合の発光装置５００の一例を示す模式的上面図であり、図９Ｂは図９Ａ中の９Ｂ−９Ｂにおける模式的端面図である。発光装置５００は、発光素子１０と、発光素子１０の上面上に配置された封止部材４０と、発光素子１０の側面に配置された透光層１１と、透光層１１の外面を覆う樹脂部３０とを備える。封止部材４０内には、例えば、第１蛍光体７ａを含有させることができる。
【００６１】
透光層１１は、発光素子１０の側面を少なくとも被覆し、発光素子１０の側面から出射される光を発光装置５００の上面方向に導光する。発光素子１０の側面に透光層１１を配置することで、発光素子１０の側面に到達した光の一部が該側面で反射され発光素子１０内で減衰する割合を抑制することができる。図９Ｂで示す発光装置５００では、透光層１１は、発光素子１０の側面に加えて上面も被覆している。透光層１１の母材となる樹脂材料は、樹脂部３０で例示した樹脂材料を適宜用いることができ、特に、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの透光性の樹脂を好適に用いることができる。なお、透光層１１は、光の透過率が高いことが好ましい。そのため、透光層１１は、光を反射、吸収又は散乱する物質は有していないことが好ましい。
【００６２】
樹脂部３０は、発光素子１０の側面に設けられた透光層１１の外面と、発光素子１０の側面の一部とを覆っている。樹脂部３０は、例えば、透光層１１と発光素子１０との熱膨張率差（これを「第１の熱膨張率差ΔＴ３０」と称する）と、樹脂部３０と発光素子１０との熱膨張率差（これを「第２の熱膨張率差ΔＴ４０」と称する）とを比較したときに、ΔＴ４０＜ΔＴ３０となるように、樹脂部３０となる樹脂材料を選択することが好ましい。これにより、各発光素子から透光層１１が剥離することを抑制することができる。
【００６３】
各発光装置の特徴部は、他の発光装置にも好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１００、２００、３００、４００、５００  発光装置
１  パッケージ
２  凹部
１０  発光素子
１０ａ  第１発光素子
１０ｂ  第２発光素子
１０ｃ  第３発光素子
１１  透光層
１２  導光板
１３  透光性基板
１４  側面
１５  保護素子
３０  樹脂部
４０ａ  第１封止部材
４０ｂ  第２封止部材
４０ｃ  第３封止部材
４１  第１の点
４２  第２の点
４３  第３の点
４４  第４の点
５  リード部
５１  第１リード
５２  第２リード
７ａ  第１蛍光体
７ｂ  第２蛍光体
８１  第１溝部
８２  第２溝部
１０１  第１素子載置領域
１０２  第２素子載置領域
１０３  第３素子載置領域
２０１  第１ワイヤ接続領域
２０２  第２ワイヤ接続領域
２０３  第３ワイヤ接続領域
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
2019114596.tif 000010
【図５Ｂ】
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【図６】
2019114596.tif 000012
【図７】
2019114596.tif 000013
【図８Ａ】
2019114596.tif 000014
【図８Ｂ】
2019114596.tif 000015
【図８Ｃ】
2019114596.tif 000016
【図９Ａ】
2019114596.tif 000017
【図９Ｂ】
2019114596.tif 000018