(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ピーク波長が４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下である発光素子と、
６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲に発光ピーク波長を有する蛍光を発し、下記組成式（Ｉ）で表される第一の蛍光体と、
５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲に発光ピーク波長を有する蛍光を発する第二の蛍光体と、を備える発光装置。
（ｘ−ａ）ＭｇＯ・ａ（Ｍａ）Ｏ・ｂ／２（Ｍｂ）２Ｏ３・ｙＭｇＦ２・ｃ（Ｍｃ）Ｘ２・（１−ｄ−ｅ）ＧｅＯ２・ｄ（Ｍｄ）Ｏ２・ｅ／２（Ｍｅ）２Ｏ３：Ｍｎ    （Ｉ）
（式中、Ｍａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｂは、Ｓｃ、Ｌａ及びＬｕからなる群から選択された少なくとも１種の元素であり、Ｍｃは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｘは、Ｆ及びＣｌからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｄは、Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｅは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素である。また、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれ、２≦ｘ≦４、０＜ｙ≦２、０≦ａ≦１．５、０＜ｂ＜１、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦０．５、０＜ｅ＜１及び０＜ｄ＋ｅ＜１を満たす。）
【請求項２】
５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲における最大発光強度を１００％とした場合に、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲における平均発光強度が３０％以下である発光スペクトルを有する請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の範囲における最大発光強度を１００％とした場合に、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲における平均発光強度が６％以下である発光スペクトルを有する、請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第二の蛍光体が、下記組成式（ＩＩａ）で表されるβサイアロン蛍光体、下記組成式（ＩＩｂ）で表されるシリケート蛍光体、下記組成式（ＩＩｃ）で表されるハロシリケート蛍光体及び下記組成式（ＩＩｄ）で表される硫化物蛍光体からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ    （ＩＩａ）
（式中、ｚは、０＜ｚ≦４．２を満たす。）
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ    （ＩＩｂ）
（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）８ＭｇＳｉ４Ｏ１６（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）２：Ｅｕ    （ＩＩｃ）
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ    （ＩＩｄ）
【請求項５】
前記第二の蛍光体は、発光スペクトルの半値幅が７０ｎｍ以下である、請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第二の蛍光体の最大発光強度を１００％とした場合に、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲における平均発光強度が２０％以下である、請求項５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光素子が、発光ピーク波長が４００ｎｍ以上４３０ｎｍ以下である第一の発光素子と、発光ピーク波長が４３０ｎｍより大きく４５５ｎｍ以下である第二の発光素子とを含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記組成式（Ｉ）中、ａ＝０であり、ＭｂはＳｃであり、ＭｃはＣａであり、ＸはＦまたはＣｌであり、ＭｄはＴｉであり、ＭｅはＧａである請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記組成式（Ｉ）中、ｙ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれ、０＜ｙ≦１．５、０＜ｂ＜０．５、０≦ｃ≦１．５、０≦ｄ≦０．２５及び０＜ｅ≦０．５を満たす請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第一の蛍光体と樹脂を含む蛍光部材を備え、前記第一の蛍光体の含有量は、前記蛍光部材に含まれる樹脂１００重量部に対して１０重量部以上１００重量部以下である請求項１から９のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第二の蛍光体と樹脂を含む蛍光部材を備え、前記第二の蛍光体の含有量は、前記蛍光部材に含まれる樹脂１００重量部対して１重量部以上５０重量部以下である請求項１から１０のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記第二の蛍光体に対する前記第一の蛍光体の含有重量比は、０．２以上５０以下である請求項１から１１のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記発光素子に近い方から順に、前記第一の蛍光体及び前記第二の蛍光体がこの順に配置される請求項１から１２のいずれか１項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
青色光を発する発光素子であるＬＥＤ（Light Emitting Diode）と、この青色光に励起されて緑色発光する蛍光体と、赤色を発光する蛍光体とを組み合わせることにより、白色光を放出可能な発光装置が開発されている。例えば、特許文献１には、β型Ｓｉ３Ｎ４結晶構造を持つ窒化物または酸窒化物（βサイアロン蛍光体）であって緑色に発光する蛍光体が開示されている。この蛍光体と、赤色蛍光体であるＣａＳｉＡｌＮ３：Ｅｕとを、青色ＬＥＤで励起させることにより、ＬＥＤ及び蛍光体からの発光が混合されて白色光を発する発光装置が開示されている。
【０００３】
また特許文献２には、青色を発光する発光素子と、これに励起される緑色発光の蛍光体（（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ）と、赤色発光の蛍光体（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）とを組み合わせてなる発光装置が開示されている。（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ蛍光体は、ピーク波長を５２０ｎｍから６００ｎｍまで変化させることができ、この結果、色再現の範囲を調整する事が可能となるため広範囲な色再現域を得られるとされている。
【０００４】
さらに、液晶表示装置（ＬＣＤ）における色再現性（ＮＴＳＣ比）に着目した従来技術として、例えば特許文献３には、５０５ｎｍから５３５ｎｍの範囲にスペクトルピークを有するバックライト光源を用いる液晶表示装置が開示されている。当該バックライト光源は、ＭｇＧａ２Ｏ４：Ｍｎ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ等の付活剤としてユーロピウム、タングステン、スズ、アンチモン及びマンガンのいずれかを含む緑色蛍光体を含んで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０３３３１号公報
【特許文献２】特開２００７−０２７７９６号公報
【特許文献３】特開２００３−１２１８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の発光装置では、緑色蛍光体であるβサイアロン蛍光体と、赤色蛍光体であるＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体又は（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ蛍光体を用いるが、これらの蛍光体はその半値幅が大きいために緑色と赤色成分の中間成分が多くなる。そのため、ＮＴＳＣ比における色再現範囲を正確にカバーすることが難しく、より高精度な画像表示を実現することは困難な場合があった。
また、特許文献２に記載の発光装置では、緑色蛍光体の半値幅が広いために、色再現範囲を正確にカバーすることが難しいという懸念がある。
更に特許文献３に記載のバックライト光源に含まれる緑色蛍光体を、ピーク波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下である発光素子とともに用いる場合、該蛍光体の励起波長が発光素子のピーク波長と一致せず、その発光効率が著しく低いという懸念がある。
【０００７】
本開示に係る一実施形態は上述の課題を解決するためになされたものである。本開示に係る一実施形態は、画像表示装置を構成した場合に広範囲な色再現域を実現可能で、発光効率に優れ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】
【０００８】
前記課題を解決するための具体的手段は以下の通りであり、本開示は以下の態様を包含する。
本開示の第一の態様は、発光ピーク波長が４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下である発光素子と、
６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲に発光ピーク波長を有する蛍光を発し、下記組成式（Ｉ）で表される第一の蛍光体と、
５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲に発光ピーク波長を有する蛍光を発する第二の蛍光体と、を備え、
４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の範囲における最大発光強度を１００％とした場合に、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲における平均発光強度が６％以下である発光スペクトルを有する発光装置である。
（ｘ−ａ）ＭｇＯ・ａ（Ｍａ）Ｏ・ｂ／２（Ｍｂ）２Ｏ３・ｙＭｇＦ２・ｃ（Ｍｃ）Ｘ２・（１−ｄ−ｅ）ＧｅＯ２・ｄ（Ｍｄ）Ｏ２・ｅ／２（Ｍｅ）２Ｏ３：Ｍｎ    （Ｉ）
【０００９】
式中、Ｍａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｂは、Ｓｃ、Ｌａ及びＬｕからなる群から選択された少なくとも１種の元素であり、Ｍｃは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｘは、Ｆ及びＣｌからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｄは、Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｅは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素である。また、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれ、２≦ｘ≦４、０＜ｙ≦２、０≦ａ≦１．５、０≦ｂ＜１、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦０．５、０≦ｅ＜１及び０＜ｄ＋ｅ＜１を満たす。
【００１０】
本開示の第二の態様は、発光ピーク波長が４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下である発光素子と、
６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲に発光ピーク波長を有する蛍光を発し、上記組成式（Ｉ）で表される第一の蛍光体と、
５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲に発光ピーク波長を有する蛍光を発する第二の蛍光体と、を備え、
５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲における最大発光強度を１００％とした場合に、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲における平均発光強度が３０％以下である発光スペクトルを有する発光装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本開示に係る一実施形態によれば、画像表示装置を構成した場合に広範囲な色再現域を実現可能で、発光効率に優れる発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る発光装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】本実施形態に係る発光装置の別例を示す概略断面図である。
【図３】本実施形態に係る赤色蛍光体の発光スペクトルを示す図である。
【図４】本実施形態に係る緑色蛍光体の発光スペクトルを示す図である。
【図５】実施例１から４、比較例１、４の発光装置の発光スペクトルを４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の範囲における最大発光強度で規格化して示す図である。
【図６】実施例１から４、比較例１、４の発光装置の発光スペクトルを５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲における最大発光強度で規格化して示す図である。
【図７】実施例１、５、６、比較例２、３の発光装置の発光スペクトルを４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の範囲における最大発光強度で規格化して示す図である。
【図８】実施例１、５、６、比較例２、３の発光装置の発光スペクトルを５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲における最大発光強度で規格化して示す図である。
【図９】実施例１、７から１１の発光装置の発光スペクトルを４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の範囲における最大発光強度で規格化して示す図である。
【図１０】実施例１、７から１１の発光装置の発光スペクトルを５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲における最大発光強度で規格化して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示に係る発光装置を、実施の形態及び実施例に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、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、本発明は、発光装置を以下のものに特定しない。
【００１４】
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。
【００１５】
本明細書において組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
【００１６】
［発光装置］
本実施形態の発光装置は、発光ピーク波長が４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下である発光素子と、６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲に発光ピーク波長を有する蛍光を発し、下記組成式（Ｉ）で表される第一の蛍光体と、５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲に発光ピーク波長を有する蛍光を発する第二の蛍光体と、を備え、４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の範囲における最大発光強度を１００％とした場合に、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲における平均発光強度が６％以下である発光スペクトルを有する発光装置である。
また、本実施形態の発光装置は、５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲における最大発光強度を１００％とした場合に、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲における平均発光強度が３０％以下である発光スペクトルを有する発光装置である。
（ｘ−ａ）ＭｇＯ・ａ（Ｍａ）Ｏ・ｂ／２（Ｍｂ）２Ｏ３・ｙＭｇＦ２・ｃ（Ｍｃ）Ｘ２・（１−ｄ−ｅ）ＧｅＯ２・ｄ（Ｍｄ）Ｏ２・ｅ／２（Ｍｅ）２Ｏ３：Ｍｎ    （Ｉ）
【００１７】
式中、Ｍａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｂは、Ｓｃ、Ｌａ及びＬｕからなる群から選択された少なくとも１種の元素であり、Ｍｃは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｘは、Ｆ及びＣｌからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｄは、Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｅは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素である。また、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれ、２≦ｘ≦４、０＜ｙ≦２、０≦ａ≦１．５、０≦ｂ＜１、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦０．５、０≦ｅ＜１及び０＜ｄ＋ｅ＜１を満たす。
【００１８】
特定の発光ピーク波長を有する発光素子を励起光源とし、特定の組成を有する赤色蛍光体と、緑色蛍光体とを組合せることで、発光スペクトルの黄赤色領域の成分量が一定量以下となる。このような発光装置は、これが発する混色光のスペクトルを従来の発光装置よりも色分離に優れたものにすることができ、色再現域を拡大することが可能で、さらに発光効率に優れる。
【００１９】
本実施形態の発光装置を画像表示装置に適用することで、画像表示装置の色再現域を拡大することができる。色再現域は、例えばＮＴＳＣ比を指標として評価される。ＮＴＳＣ比とは、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）が定めた赤、緑、青、各色のＸＹＺ表色式色度図における色度座標（ｘ，ｙ）として、赤（０．６７０，０．３３０）、緑（０．２１０，０．７１０）、青（０．１４０，０．０８０）の３点を結んで得られる三角形の面積に対する比率を指す。本実施形態の発光装置を用いることで、色再現域を従来の発光装置を用いる場合よりも広くすることができる。
【００２０】
発光装置の発光スペクトルは、４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の範囲における最大発光強度を１００％とした場合に、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲における平均発光強度が６％以下であるが、色再現域拡大の観点から、５％以下であることが好ましい。
また発光装置の発光スペクトルは、５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲における最大発光強度を１００％とした場合に、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲における平均発光強度が３０％以下であるが、色再現域拡大の観点から、２５％以下であることが好ましく、２０％以下であることがより好ましい。
６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲における平均発光強度は、例えば、第一の蛍光体及び第二の蛍光体の構成を適宜選択することで調整することができる。
なお、特定の波長範囲の平均発光強度は、発光スペクトルにおける、その波長範囲の発光強度の算術平均値である。すなわち、発光スペクトルにおいて、その波長範囲について１ｎｍ毎に発光強度を測定し、測定された発光強度の総和を測定数で除して算出される。
【００２１】
発光装置の形式は特に制限されず、通常用いられる形式から適宜選択することができる。発光装置の形式としては、ピン貫通型、表面実装型等を挙げることができる。一般にピン貫通型とは、実装基板に設けられたスルーホールに発光装置のリード（ピン）を貫通させて発光装置を固定するものを指す。また表面実装型とは、実装基板の表面において発光装置のリードを固定するものを指す。
【００２２】
本実施形態に係る発光装置１００の一例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る発光装置１００の一例を示す概略断面図である。発光装置１００は、表面実装型発光装置の一例である。
発光装置１００は、可視光の短波長側（例えば３８０ｎｍ以上４８５ｎｍ以下）の光を発し、発光ピーク波長が４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下である窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子１０と、発光素子１０を載置する成形体４０と、を有する。成形体４０は第１のリード２０及び第２のリード３０と、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂とが一体的に成形されてなるものである。成形体４０は底面と側面を持つ凹部を形成しており、凹部の底面に発光素子１０が載置されている。発光素子１０は一対の正負の電極を有しており、その一対の正負の電極は第１のリード２０及び第２のリード３０とワイヤ６０を介して電気的に接続されている。発光素子１０は蛍光部材５０により被覆されている。蛍光部材５０はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂を含むことが好ましい。蛍光部材５０は発光素子１０からの光を波長変換する蛍光体７０として赤色蛍光体（第一の蛍光体７１）及び緑色蛍光体（第二の蛍光体７２）と樹脂とを含有してなる。
【００２３】
蛍光部材５０は、発光装置１００の凹部内に載置された発光素子１０を覆うように透光性の樹脂やガラスで充填されて形成される。製造の容易性を考慮すると、蛍光部材の材料は、透光性樹脂が好ましい。透光性樹脂は、シリコーン樹脂組成物を使用することが好ましいが、エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等の絶縁樹脂組成物を用いることもできる。また、蛍光部材５０には第一の蛍光体７１及び第二の蛍光体７２が含有されているが、さらに適宜、その他の材料を添加することもできる。例えば、光拡散材を含むことで、発光素子からの指向性を緩和させ、視野角を増大させることができる。
【００２４】
蛍光部材５０は、蛍光体７０を含む波長変換部材としてだけではなく、発光素子１０、第一の蛍光体７１及び第二の蛍光体７２を外部環境から保護するための部材としても機能する。図１では、第一の蛍光体７１及び第二の蛍光体７２は蛍光部材５０中で偏在している。このように発光素子１０に接近して第一の蛍光体７１及び第二の蛍光体７２を配置することにより、発光素子１０からの光を効率よく波長変換することができ、発光効率の優れた発光装置とできる。なお、第一の蛍光体７１及び第二の蛍光体７２を含む蛍光部材５０と、発光素子１０との配置は、それらを接近して配置させる形態に限定されることなく、第一の蛍光体７１及び第二の蛍光体７２への熱の影響を考慮して、蛍光部材５０中で発光素子１０と、第一の蛍光体７１及び第二の蛍光体７２との間隔を空けて配置することもできる。また、第一の蛍光体７１及び第二の蛍光体７２を蛍光部材５０の全体にほぼ均一の割合で混合することによって、色ムラがより抑制された光を得るようにすることもできる。
【００２５】
図１では、蛍光体７０である第一の蛍光体７１及び第二の蛍光体７２が混合された状態で図示されているが、図２に示すようにそれぞれの蛍光体を配置してもよい。
図２は、本実施形態に係る発光装置の別の一例を示す概略断面図である。図２では、発光素子１０に近い方から順に、第一の蛍光体７１及び第二の蛍光体７２がこの順に配置されている。第二の蛍光体７２を上に配置することにより、第一の蛍光体の反射に起因する発光ロスが抑制され、第二の蛍光体７２の発光を発光装置の外へ取り出し易くすることができる。また第一の蛍光体７１は青色光の吸収が少ないため蛍光体量が多くなる傾向があるが、第一の蛍光体７１を下に配置することで第二の蛍光体７２の発光がより取り出しやすくなる傾向がある。以上により、発光装置の発光効率がより向上すると考えられる。
【００２６】
（発光素子）
発光素子の発光ピーク波長は、４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の範囲にある。この範囲に発光ピーク波長を有する発光素子を励起光源として用いることにより、発光素子からの光と蛍光体からの蛍光との混色光を発する発光装置を構成することが可能となる。さらに、発光素子から外部に放射される光を有効に利用することができるため、発光装置から出射される光の損失を少なくすることができ、高効率な発光装置を得ることができる。
【００２７】
発光素子の発光スペクトルの半値幅は特に制限されない。半値幅は例えば、３０ｎｍ以下とすることができる。
発光素子には半導体発光素子を用いることが好ましい。光源として半導体発光素子を用いることによって、高効率で入力に対する出力のリニアリティが高く、機械的衝撃にも強い安定した発光装置を得ることができる。
半導体発光素子としては、例えば、窒化物系半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を用いた青色、緑色等に発光する半導体発光素子を用いることができる。
【００２８】
発光装置は、複数の発光素子を有していてもよい。複数の発光素子を有する場合、それぞれの発光素子は発光ピーク波長が同一であっても、異なっていてもよい。発光装置は、発光ピーク波長が異なる複数の発光素子を有することができ、発光ピーク波長が４００ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の第一の発光素子と発光ピーク波長が４３０ｎｍより大きく４５５ｎｍ以下である第二の発光素子とを少なくとも有することができる。
【００２９】
（蛍光体）
第一の蛍光体
発光装置は、６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲に発光ピーク波長を有する蛍光を発し、下記組成式（Ｉ）で表される第一の蛍光体の少なくとも１種を備える。
（ｘ−ａ）ＭｇＯ・ａ（Ｍａ）Ｏ・ｂ／２（Ｍｂ）２Ｏ３・ｙＭｇＦ２・ｃ（Ｍｃ）Ｘ２・（１−ｄ−ｅ）ＧｅＯ２・ｄ（Ｍｄ）Ｏ２・ｅ／２（Ｍｅ）２Ｏ３：Ｍｎ    （Ｉ）
式中、Ｍａは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｂは、Ｓｃ、Ｌａ及びＬｕからなる群から選択された少なくとも１種の元素であり、Ｍｃは、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｘは、Ｆ及びＣｌからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｄは、Ｔｉ、Ｓｎ及びＺｒからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍｅは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素である。また、ｘ、ｙ、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはそれぞれ、２≦ｘ≦４、０＜ｙ≦２、０≦ａ≦１．５、０≦ｂ＜１、０≦ｃ≦２、０≦ｄ≦０．５、０≦ｅ＜１及び０＜ｄ＋ｅ＜１を満たす。
【００３０】
第一の蛍光体は赤色光を発する。第一の蛍光体の発光スペクトルにおける半値幅は、特に制限されず、例えば、４５ｎｍ以下であることが好ましく、４０ｎｍ以下であることがより好ましい。また第一の蛍光体の発光スペクトルは、最大発光強度を１００％とした場合に、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲における平均発光強度が２０％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。
発光装置は第一の蛍光体を１種単独でも、２種以上を組合せて含んでいてもよい。
【００３１】
第一の蛍光体は、組成式３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎで表され、組成調整されていない赤色蛍光体と比べて、発光効率が高くなるように組成調整されていることが好ましい。
【００３２】
発光装置に含まれる第一の蛍光体の平均粒径は、特に制限されず、目的等に応じて適宜選択することができる。第一の蛍光体の平均粒径は、発光効率の観点から、２μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。
第一の蛍光体の平均粒径は、フィッシャー・サブ・シーブ・サイザーズ・ナンバー（Fisher Sub Sieve Sizer's No.）と呼ばれる数値であり、空気透過法を用いて測定される。
【００３３】
発光装置における第一の蛍光体の含有量は、目的等に応じて適宜選択することができる。例えば第一の蛍光体の含有量は、蛍光部材に含まれる樹脂１００重量部に対して１０重量部以上１００重量部以下とすることができ、２０重量部以上８０重量部以下であることが好ましい。
【００３４】
第一の蛍光体は、以下の構成（１）から（１２）の１つ以上を満たすことが好ましい。
（１）２．５＜ｘ＜３．６
（２）０＜ｙ＜１
（３）ａ＝０
（４）０≦ｂ＜０．５、又は０≦ｂ＜０．２
（５）０≦ｃ≦１．５、又は０≦ｃ≦０．５
（６）０≦ｄ≦０．２５、又は０≦ｄ≦０．１
（７）０≦ｅ≦０．５、又は０≦ｅ≦０．３
（８）０＜ｄ＋ｅ＜０．２
（９）ＭｂがＳｃを含む。
（１０）ＭｃがＣａを含み、ＸがＦ又はＣｌである。
（１１）ＭｄがＴｉを含む。
（１２）ＭｅがＧａを含む。
【００３５】
第二の蛍光体
発光装置は、５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲に発光ピーク波長を有する蛍光を発する第二の蛍光体の少なくとも１種を含む。
第二の蛍光体は、発光スペクトルの半値幅が７０ｎｍ以下であることが好ましく、６５ｎｍ以下であることがより好ましい。また第二の蛍光体は、発光スペクトルにおける最大発光強度を１００％とした場合に、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の範囲における平均発光強度が２０％以下であることが好ましく、１７％以下であることがより好ましい。
【００３６】
第二の蛍光体は、下記組成式（ＩＩａ）で表されるβサイアロン蛍光体、下記組成式（ＩＩｂ）で表されるシリケート蛍光体、下記組成式（ＩＩｃ）で表されるハロシリケート蛍光体及び下記組成式（ＩＩｄ）で表される硫化物蛍光体からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ    （ＩＩａ）
（式中、ｚは、０＜ｚ≦４．２を満たす。）
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ    （ＩＩｂ）
（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）８ＭｇＳｉ４Ｏ１６（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ）２：Ｅｕ    （ＩＩｃ）
（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）Ｇａ２Ｓ４：Ｅｕ    （ＩＩｄ）
組成式（ＩＩａ）中、ｚは、０．０１＜ｚ＜２を満たすことが好ましい。
発光装置は第二の蛍光体を１種単独でも、２種以上を組合せて含んでいてもよい。
【００３７】
発光装置に含まれる第二の蛍光体の平均粒径は、特に制限されず、目的等に応じて適宜選択することができる。第二の蛍光体の平均粒径は、発光効率の観点から、２μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。
第二の蛍光体の平均粒径は、フィッシャー・サブ・シーブ・サイザーズ・ナンバー（Fisher Sub Sieve Sizer's No.）と呼ばれる数値であり、空気透過法を用いて測定される。
【００３８】
発光装置における第二の蛍光体の含有量は、目的等に応じて適宜選択することができる。例えば第二の蛍光体の含有量は、蛍光部材に含まれる樹脂１００重量部対して１重量部以上５０重量部以下とすることができ、２重量部以上４０重量部以下であることが好ましい。
【００３９】
発光装置における第一の蛍光体と第二の蛍光体の含有比は、所望の発光特性が得られる限り特に制限されず、目的等に応じて適宜選択することができる。例えば第一の蛍光体の第二の蛍光体に対する含有比（第一の蛍光体／第二の蛍光体）は、重量基準で０．２以上５０以下とすることができ、０．５以上４０以下が好ましい。
【００４０】
その他の蛍光体
発光装置は、第一の蛍光体及び第二の蛍光体以外のその他の蛍光体を必要に応じて含んでいてもよい。その他の蛍光体としては、（Ｙ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｌｕ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ、（Ｌａ，Ｙ）３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）３Ｓｉ６Ｏ９Ｎ４：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）ＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ等を挙げることができる。発光装置がその他の蛍光体を含む場合、その含有量は、目的等に応じて適宜選択することができ、例えば第一の蛍光体及び第二の蛍光体の総量に対して１０重量％以下であり、１重量％以下である。
【００４１】
蛍光体の製造方法は特に限定されず、公知の手段から適宜選択して採用することができる。例えば、以下のようにして製造することができる。蛍光体の組成に含有される元素の単体や酸化物、炭酸塩、窒化物、塩化物、フッ化物、硫化物などを原料とし、これらの各原料を所定の組成比となるように秤量する。また、原料にさらにフラックスなどの添加材料を適宜加え、混合機を用いて湿式又は乾式で混合する。これにより、固相反応を促進させて均一な大きさの粒子を形成することが可能となる。また、混合機は工業的に通常用いられているボールミルの他、振動ミル、ロールミル、ジェットミルなどの粉砕機を用いてもよい。粉砕機を用いて粉砕することで比表面積を大きくすることもできる。また、粉末の比表面積を一定範囲とするために、工業的に通常用いられている沈降槽、ハイドロサイクロン、遠心分離器などの湿式分離機、サイクロン、エアセパレータなどの乾式分級機を用いて分級することもできる。上記の混合した原料をＳｉＣ、石英、アルミナ、ＢＮ等の坩堝に詰め、アルゴン、窒素などの不活性雰囲気、水素を含む還元雰囲気、または大気中での酸化雰囲気にて焼成を行う。焼成は所定の温度及び時間で行う。焼成されたものを粉砕、分散、濾過等して目的の蛍光体粉末を得る。固液分離は濾過、吸引濾過、加圧濾過、遠心分離、デカンテーションなどの工業的に通常用いられる方法により行うことができる。乾燥は、真空乾燥機、熱風加熱乾燥機、コニカルドライヤー、ロータリーエバポレーターなどの工業的に通常用いられる装置により行うことができる。
【００４２】
（蛍光部材）
発光装置は、例えば、蛍光体及び樹脂を含み、発光素子を被覆する蛍光部材を備えることができる。蛍光部材を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂として、具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂等の変性シリコーン樹脂などを挙げることができる。
蛍光部材は、蛍光体及び樹脂に加えてその他の成分を必要に応じて含んでいてもよい。その他の成分としては、シリカ、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム等のフィラー、光安定化剤、着色剤等を挙げることができる。蛍光部材がその他の成分を含む場合、その含有量は特に制限されず、目的等に応じて適宜選択することができる。例えば、その他の成分として、フィラーを含む場合、その含有量は樹脂１００重量部に対して、０．０１重量部以上２０重量部以下とすることができる。
【実施例】
【００４３】
以下、本開示の実施例を具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４４】
（蛍光体）
発光装置の製造に先立ち、実施例及び比較例用の蛍光体として下表に示す赤色蛍光体及び緑色蛍光体をそれぞれ準備した。
赤色蛍光体として、蛍光体１から４及び蛍光体Ｃ１からＣ３を準備した。蛍光体１は、３．０ＭｇＯ・（０．１／２）Ｓｃ２Ｏ３・０．６５ＭｇＦ２・０．２５ＣａＦ２・０．９ＧｅＯ２・（０．１／２）Ｇａ２Ｏ３：Ｍｎで表され、蛍光体２は、２．７５ＭｇＯ・１．０ＭｇＦ２・０．２５ＣａＦ２・０．９５ＧｅＯ２・０．０５ＴｉＯ２:Ｍｎで表され、蛍光体３は、３．４ＭｇＯ・（０．１／２）Ｓｃ２Ｏ３・０．５ＭｇＦ２・０．９ＧｅＯ２・（０．１／２）Ｇａ２Ｏ３:Ｍｎで表され、蛍光体４は、３．１ＭｇＯ・０．６５ＭｇＦ２・０．２５ＣａＦ２・０．９ＧｅＯ２・（０．１／２）Ｇａ２Ｏ３：Ｍｎで表されるゲルマネート系蛍光体である。蛍光体Ｃ１は、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎで表されるＭＧＦ蛍光体、蛍光体Ｃ２は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表されるＣＡＳＮ蛍光体、蛍光体Ｃ３はＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎで示されるＫＳＦ蛍光体である。
緑色蛍光体として、蛍光体５から１０を準備した。蛍光体５から７は、Ｓｉ６−ｚＡｌｚＯｚＮ８−ｚ：Ｅｕ（０＜ｚ≦４．２、ｚ値変更による波長違い）で表されるβサイアロン蛍光体であり、蛍光体８は、Ｃａ８ＭｇＳｉ４Ｏ１６Ｃｌ２-δ：Ｅｕ（０≦δ≦１、δは、Ｃｌの組成ズレを示す）で表されるクロロシリケート蛍光体であり、蛍光体９は、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕで表されるシリケート蛍光体であり、蛍光体１０は、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕで表されるチオガレート蛍光体である。
各蛍光体の発光ピーク波長、５０％強度波長幅（最高発光強度の５０％となる波長幅）、最大発光強度を１００％とした場合の６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の波長範囲の平均発光強度を示す。図３、４には、各蛍光体の最大発光強度を１００％とした場合の、波長に対する発光強度を示す発光スペクトルを示す。
【００４５】
【表１】
0006520553.tif 000002
【００４６】
赤色蛍光体である蛍光体１から４の発光ピーク波長は６５８ｎｍから６５９ｎｍ、５０％強度波長幅は４５ｎｍ以下であり、６００ｎｍから６２０ｎｍの平均発光強度は２０％以下であった。
蛍光体Ｃ２の発光ピーク波長は６６１ｎｍだが、５０％強度波長幅は９０ｎｍと広く、さらに６００ｎｍから６２０ｎｍの平均発光強度も２０％以上あり、黄赤色成分が多かった。また蛍光体Ｃ３の発光ピーク波長は６３２ｎｍと短波であり、５０％強度波長幅は８ｎｍと非常に狭く、平均発光強度２０％以下であった。
緑色蛍光体である蛍光体５から１０の発光ピーク波長は５２３ｎｍから５４４ｎｍであり、５０％強度波長幅は７０ｎｍ以下と狭く、また６００ｎｍから６２０ｎｍの平均発光強度は２０％以下であった。
【００４７】
（実施例１から４、比較例１、４）
発光装置の作製
発光波長４４５ｎｍの青色発光ＬＥＤ（発光素子）に、表２に示す赤色蛍光体と緑色発光蛍光体とを組み合わせて、発光装置を調製した。
発光装置が発する混色光の色度座標がｘ＝０．２５０、ｙ＝０．２２０付近となるように、赤色蛍光体及び緑色発光蛍光体をシリコーン樹脂（信越化学工業社製）に添加し、混合分散した後、更に脱泡することにより蛍光体含有樹脂組成物を得た。次にこの蛍光体含有樹脂組成物を発光素子の上に注入、充填し、さらに１５０℃で４時間加熱することで樹脂組成物を硬化させた。このような工程により発光装置をそれぞれ作製した。
【００４８】
得られた発光装置について、発光の初期特性とＮＴＳＣ比を測定した。
ＮＴＳＣ比は、カラーフィルターとしてＹＡＧ：Ｃｅを用いた発光装置のＮＴＳＣ比が７０％程度になる一般的なものを用い、発光装置からの光をカラーフィルターを通過させて、青色光、緑色光及び赤色光を取り出し、その時の各色より色再現域を示すＮＴＳＣ比をそれぞれ求め、実施例１の発光装置で得られたＮＴＳＣ比を１００．０％とした相対色再現域として評価した。
図５及び６に実施例１から４、比較例１及び４の発光装置の発光スペクトルを示す。図５は波長に対する規格化された発光強度を示す発光スペクトルであり、４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の範囲における最大発光強度で規格化した図である。図６は発光スペクトルを５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲における最大発光強度で規格化して示す図である。
【００４９】
【表２】
0006520553.tif 000003
【００５０】
比較例１は一般的なＭＧＦ蛍光体である蛍光体Ｃ１を用いたものである。比較例１の相対色再現域は実施例１と同等だが、光束が低い。なお、この時の実施例１から４、比較例１の６００ｎｍから６２０ｎｍの平均発光強度は、４００ｎｍから４５５ｎｍの最大発光強度を基準とした場合には６％以下であり、５２０ｎｍから５５０ｎｍの最大発光強度を基準とした場合には３０％であった。各種元素置換を行ったゲルマネート系蛍光体が高い光束を有していることが分かる。
比較例４は、フッ化物蛍光体である蛍光体Ｃ３を用いたものである。比較例４は光束が高いものの、６００ｎｍから６２０ｎｍの平均発光強度が、４００ｎｍから４５５ｎｍの最大発光強度を基準とした場合には８．５％、５２０ｎｍから５５０ｎｍの最大発光強度を基準とした場合には３６．８％と高く、実施例と比較して色再現域にやや劣る。
【００５１】
（実施例５、６、比較例２、３）
実施例１において、発光素子の発光波長及び赤色蛍光体を表３に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にして発光装置を作製し、同様にして評価した。
また図７及び８に実施例５、６と比較例２、３の発光装置の発光スペクトルを示す。図７は波長に対する規格化された発光強度を示す発光スペクトルであり、４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の範囲における最大発光強度で規格化した図である。図８は発光スペクトルを５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲における最大発光強度で規格化して示す図である。
【００５２】
【表３】
0006520553.tif 000004
【００５３】
比較例２は光束が高いが、ＮＳＴＣ比が低く、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の平均発光強度は、４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の最大発光強度を基準とした場合には７．６％、５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の最大発光強度を基準とした場合には３３．８％と高い。つまりこの黄赤色成分の影響で、赤色と緑色の色純度が悪くなり、ＮＴＳＣ比が大きく低下していると考えられる。
実施例５、６、比較例３は青色発光ＬＥＤの発光波長による影響を示すものであるが、発光波長が短いほど光束が高くなっていることが分かる。発光波長が４６０ｎｍとなると光束が大きく低下しており、またＮＴＳＣ比も低下しており、４５５ｎｍ以下が好ましい。これは赤色蛍光体が長波長ほど励起されにくいためである。６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の平均発光強度は、４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の最大発光強度を基準とした場合には６％以下であり、５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の最大発光強度を基準とした場合には３０％以下と低い。
【００５４】
（実施例７から１１）
実施例１において、緑色蛍光体を表４に示すように変更したこと以外は、実施例１と同様にして発光装置を作製し、同様にして評価した。
また図９及び１０に実施例７から１１の発光装置の発光スペクトルを示す。図９は波長に対する規格化された発光強度を示す発光スペクトルであり、４００ｎｍ以上４５５ｎｍ以下の範囲における最大発光強度で規格化した図である。図１０は発光スペクトルを５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の範囲における最大発光強度で規格化して示す図である。
【００５５】
【表４】
0006520553.tif 000005
【００５６】
実施例７から１１の発光装置では、６００ｎｍ以上６２０ｎｍ以下の平均発光強度は、４００ｎｍ以上４５５ｎｍの最大発光強度を基準とした場合には６％以下であり、５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の最大発光強度を基準とした場合には３０％以下と低く、緑色蛍光体を変更することにより、更に色再現域を広くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明に係る一実施形態の発光装置は、青色発光ダイオードを光源とする発光特性に極めて優れた白色のＬＥＤディスプレイ、バックライト光源、照明用光源等に好適に利用できる。また、ＲＧＢの各色を深く鮮やかに再現することが望まれるモニター、スマートフォン等のバックライト用の発光装置として用いることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１０：発光素子、５０：蛍光部材、７１：第一の蛍光体、７２：第二の蛍光体、１００：発光装置
【図１】
0006520553.tif 000006
【図２】
0006520553.tif 000007
【図３】
0006520553.tif 000008
【図４】
0006520553.tif 000009
【図５】
0006520553.tif 000010
【図６】
0006520553.tif 000011
【図７】
0006520553.tif 000012
【図８】
0006520553.tif 000013
【図９】
0006520553.tif 000014
【図１０】
0006520553.tif 000015