(57)【要約】【課題】発光色の異なる２種類の蛍光体のうち発光ピーク波長が低波長側にある第１の蛍光体から放射された光が長波長側の第２の蛍光体に吸収されるのを抑制することが可能な発光装置を提供する。【解決手段】青色光を放射する２つのＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂと、両ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂが実装された実装基板２０と、両ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂを封止する透光性樹脂により形成された封止部３０とを備え、一方のＬＥＤチップ１０ａの光取り出し面１１ａに、ＬＥＤチップ１０ａの発光色とは異なる色の光を放射する第１の蛍光体である緑色蛍光体からなる第１の蛍光体層４１が積層され、他方のＬＥＤチップ１０ｂの光取り出し面１１ｂに、第１の蛍光体よりも長波長の光を放射する第２の蛍光体である赤色蛍光体からなる第２の蛍光体層４２が積層されている。【選択図】図１
2007243056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光色が同じであって並んで配置された２つのＬＥＤチップと、両ＬＥＤチップを封止する透光性樹脂により形成された封止部とを備え、一方のＬＥＤチップの光取り出し面に、当該光取り出し面から出射した光によって励起されて一方のＬＥＤチップの発光色とは異なる色の光を放射する第１の蛍光体からなる第１の蛍光体層が積層され、他方のＬＥＤチップの光取り出し面に、当該光取り出し面から出射した光によって励起されて第１の蛍光体よりも長波長の光を放射する第２の蛍光体からなる第２の蛍光体層が積層されてなることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記各ＬＥＤチップが青色光を放射する青色ＬＥＤチップであり、前記第１の蛍光体が緑色光を放射する緑色蛍光体、前記第２の蛍光体が赤色光を放射する赤色蛍光体であることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記封止部は、多数の粒子状の光拡散材を含有していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤチップ（発光ダイオードチップ）を利用した発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＥＤチップとＬＥＤチップから放射された光によって励起されてＬＥＤチップとは異なる発光色の光を放射する複数種の蛍光体とを組み合わせ所望の混色光（例えば、白色光）を得るようにした発光装置の研究開発が各所で行われている（例えば、特許文献１，２）。
【０００３】
ここにおいて、上記特許文献１には、図２に示すように、青色光を放射するＬＥＤチップ１０と、透光性樹脂に粒子状の緑色蛍光体５３’および粒子状の赤色蛍光体５４’を分散させて形成された色変換部５０’とを備えた発光装置１’が開示されている。
【０００４】
一方、上記特許文献２には、図３に示すように、ＬＥＤチップ１０と、ＬＥＤチップ１０が実装された実装基板２０と、透光性樹脂に粒子状の赤色蛍光体５４’を分散させて形成された第１の色変換層５０ａ”および透光性樹脂に粒子状の緑色蛍光体５３’を分散させて形成された第２の色変換層５０ｂ”を有する色変換部５０‘’とを備えた発光装置１”が開示されている。要するに、図３に示した構成の発光装置１”の色変換部５０”は、発光色の異なる２種類の蛍光体（緑色蛍光体５３’、赤色蛍光体５４’）のうち発光ピーク波長が長波長側にある蛍光体（つまり、赤色蛍光体５４’）を含有する第１の色変換層５０ａ”を、波長ピーク波長が低波長側にある蛍光体（つまり、緑色蛍光体５３’）を含有する第２の色変換層５０ｂ”よりもＬＥＤチップ１０の光取り出し面１１に近い側に設けてある。なお、図３に示した構成の発光装置１”は、実装基板２０の一表面にＬＥＤチップ１０を収納する収納凹所２０ａが形成されており、ＬＥＤチップ１０が収納凹所２０ａの内底面に対向する形でフリップチップ実装され、収納凹所２０ａ内に色変換部５０”が形成されている。
【特許文献２】特開２００３−１３３５９５号公報
【特許文献１】特開２００５−３１１１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の図２に示した構成の発光装置１’では、色変換部５０’の緑色蛍光体５３’から放射される緑色光および赤色蛍光体５４’から放射される赤色光が全方向に放射されるので、発光ピーク波長が低波長側の緑色蛍光体５３’で変換された緑色光の一部が長波長側の赤色蛍光体５４’に吸収（二次吸収）されて赤色光に変換されるので、ＬＥＤチップ１０からの青色光を赤色蛍光体５４’により直接赤色光に変換する場合に比べて赤色の発光効率が低くなるため、このような二次吸収を抑制することが望まれていた。
【０００６】
また、図３に示した構成の発光装置１”においても、第２の色変換層５０ｂ”の緑色蛍光体５３’から放射される光が全方向に放射され、緑色蛍光体５３’で変換された緑色光の一部が第１の色変換層５０ａ”の赤色蛍光体５４’に吸収（二次吸収）されてしまうので、二次吸収を抑制することが望まれていた。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、発光色の異なる２種類の蛍光体のうち発光ピーク波長が低波長側にある第１の蛍光体から放射された光が長波長側の第２の蛍光体に吸収されるのを抑制することが可能な発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、発光色が同じであって並んで配置された２つのＬＥＤチップと、両ＬＥＤチップを封止する透光性樹脂により形成された封止部とを備え、一方のＬＥＤチップの光取り出し面に、当該光取り出し面から出射した光によって励起されて一方のＬＥＤチップの発光色とは異なる色の光を放射する第１の蛍光体からなる第１の蛍光体層が積層され、他方のＬＥＤチップの光取り出し面に、当該光取り出し面から出射した光によって励起されて第１の蛍光体よりも長波長の光を放射する第２の蛍光体からなる第２の蛍光体層が積層されてなることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、発光色の異なる第１の蛍光体および第２の蛍光体それぞれからなる第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とが各別に２つのＬＥＤチップの光取り出し面に積層されているので、発光色の異なる２種類の蛍光体のうち発光ピーク波長が低波長側にある第１の蛍光体から放射された光が長波長側の第２の蛍光体に吸収されるのを抑制することが可能になる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明は、前記各ＬＥＤチップが青色光を放射する青色ＬＥＤチップであり、前記第１の蛍光体が緑色光を放射する緑色蛍光体、前記第２の蛍光体が赤色光を放射する赤色蛍光体であることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、一方の青色ＬＥＤチップからの光が緑色蛍光体により直接緑色光に変換されるとともに、他方の青色ＬＥＤチップからの光が赤色蛍光体により直接赤色光に変換されることとなり、緑色蛍光体から放射された緑色光が赤色蛍光体に吸収されるのを抑制することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記封止部は、多数の粒子状の光拡散材を含有していることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、前記封止部から出射される混色光の色むらを低減することができる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明では、発光色の異なる２種類の蛍光体のうち発光ピーク波長が低波長側にある第１の蛍光体から放射された光が長波長側の第２の蛍光体に吸収されるのを抑制することが可能になるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施形態１）
本実施形態の発光装置１は、図１に示すように、発光色が同じ２つのＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂと、両ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂが実装された矩形板状の実装基板２０と、実装基板２０における両ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂの実装面側で両ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂを封止する透光性樹脂により形成された封止部３０とを備え、一方のＬＥＤチップ１０ａの光取り出し面１１ａに、当該光取り出し面１１ａから出射した光によって励起されてＬＥＤチップ１０ａの発光色とは異なる色の光を放射する第１の蛍光体からなる第１の蛍光体層４１が積層され、他方のＬＥＤチップ１０ｂの光取り出し面１１ｂに、当該光取り出し面１１ｂから出射した光によって励起されて第１の蛍光体よりも長波長の光を放射する第２の蛍光体からなる第２の蛍光体層４２が積層されている。なお、実装基板２０には、各ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂへの給電用の導体パターン（図示せず）が形成されている。ここにおいて、各ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂは、実装基板２０の一表面側において互いに近接する形で並んで配置されている。
【００１６】
各ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂは、青色光を放射するＧａＮ系青色ＬＥＤチップであり、結晶成長用基板の主表面側にＧａＮ系化合物半導体材料により形成されて例えばダブルへテロ構造を有する積層構造部からなる発光部がエピタキシャル成長法（例えば、ＭＯＶＰＥ法など）により成長されたものであり、アノード電極およびカソード電極を有している。なお、上述の結晶成長用基板としては、例えば、サファイア基板や、サファイア基板に比べて格子定数や結晶構造がＧａＮに近く且つ導電性を有するｎ形のＳｉＣ基板などを採用すればよい。なお、実装基板２０へのＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂの実装形態は特に限定するものではなく、フェースダウンで実装してもよいし、フェースアップで実装してもよい。また、各ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂと実装基板２０との線膨張率差が比較的大きい場合には、両ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂを、各ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂと実装基板２０との線膨張率の差に起因して各ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂに働く応力を緩和するサブマウント部材を介して実装基板２０に実装するようにしてもよい。ここで、サブマウント部材は、各ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂごとに１つずつ設けてもよいが、両ＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂに対して１つだけ設けるようにした方が部品点数の削減および発光装置１全体の小型化の点で有利である。
【００１７】
上述の封止部３０は、透光性樹脂としてシリコーン樹脂を採用しており、凸レンズ状の形状に形成されている。ここにおいて、封止部３０には、多数の粒子状の光拡散材３２が分散されている（要するに、封止部３０は、多数の粒子状の光拡散材３２を含有している）。なお、封止部３０の材料である透光性樹脂は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などを採用してもよい。また、光拡散材３２の材料としては、例えば、上記透光性樹脂とは屈折率の異なる透明なガラスや、Ａｕ，Ａｇなどの金属を採用すればよい。
【００１８】
第１の蛍光体層４１の材料である第１の蛍光体としては、ＬＥＤチップ１０ａから放射された光によって励起されて緑色光を放射する粒子状の緑色蛍光体を採用し、第２の蛍光体層４２の材料である第２の蛍光体としては、ＬＥＤチップ１０ｂから放射された光によって励起されて赤色光を放射する赤色蛍光体を採用している。したがって、本実施形態の発光装置１は、一方のＬＥＤチップ１０ａから放射され第１の蛍光体層４１を透過した青色光と、第１の蛍光体層４１の緑色蛍光体から放射された緑色光と、他方のＬＥＤチップ１０ｂから放射され第２の蛍光体層４２を透過した青色光と、第２の蛍光体層４２の赤色蛍光体から放射された赤色光とが封止部３０の表面である光出射面３１から出射されることとなり、白色光を得ることができる。
【００１９】
以上説明した本実施形態の発光装置１では、第１の蛍光体である緑色蛍光体からなる第１の蛍光体層４１と第２の蛍光体である赤色蛍光体からなる第２の蛍光体層４２とが各別に２つのＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂの光取り出し面１１ａ，１１ｂに積層されているので、一方の青色ＬＥＤチップ１０ａからの光が緑色蛍光体により直接緑色光に変換されるとともに、他方の青色ＬＥＤチップからの光が赤色蛍光体により直接赤色光に変換されることとなり、緑色蛍光体から放射された緑色光が赤色蛍光体に吸収されるのを抑制することができるから、従来の青色ＬＥＤチップと緑色蛍光体と赤色蛍光体とを組み合わせた発光装置に比べて演色性の高い白色光を得ることが可能となる。また、本実施形態の発光装置１では、封止部３０が多数の粒子状の光拡散材３２を含有しているので、封止部３０の光出射面３１から出射される混色光の色むらを低減することができる。
【００２０】
なお、本実施形態の発光装置１を照明器具の光源として利用する場合には、例えば、複数の発光装置１を回路基板や放熱板や器具本体などに適宜並べて実装すればよい。また、上述の実装基板２０の平面サイズを大きくして、１枚の実装基板２０に２つのＬＥＤチップ１０ａ，１０ｂの組を複数組実装し、各組ごとに両蛍光体層４１，４２および封止部３０を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態の発光装置を示す概略断面図である。
【図２】従来例を示す発光装置の概略断面図である。
【図３】他の従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  発光装置
１０ａ，１０ｂ  ＬＥＤチップ
１１ａ，１１ｂ  光取り出し面
２０  実装基板
３０  封止部
３１  光出射面
３２  光拡散材
４１  第１の蛍光体層
４２  第２の蛍光体層
【図１】
2007243056.tif 000003
【図２】
2007243056.tif 000004
【図３】
2007243056.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月1日(2007.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光色が同じであって並んで配置された２つのＬＥＤチップと、両ＬＥＤチップを封止する透光性樹脂により形成された封止部とを備え、一方のＬＥＤチップの光取り出し面に、当該光取り出し面から出射した光によって励起されて一方のＬＥＤチップの発光色とは異なる色の光を放射する第１の蛍光体からなる第１の蛍光体層が積層され、他方のＬＥＤチップの光取り出し面に、当該光取り出し面から出射した光によって励起されて第１の蛍光体よりも長波長の光を放射する第２の蛍光体からなる第２の蛍光体層が積層されてなり、各ＬＥＤチップが青色光を放射する青色ＬＥＤチップであり、第１の蛍光体が緑色光を放射する緑色蛍光体、第２の蛍光体が赤色光を放射する赤色蛍光体であることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記封止部は、多数の粒子状の光拡散材を含有していることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、請求項１の発明は、各ＬＥＤチップが青色光を放射する青色ＬＥＤチップであり、第１の蛍光体が緑色光を放射する緑色蛍光体、第２の蛍光体が赤色光を放射する赤色蛍光体であることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明によれば、一方の青色ＬＥＤチップからの光が緑色蛍光体により直接緑色光に変換されるとともに、他方の青色ＬＥＤチップからの光が赤色蛍光体により直接赤色光に変換されることとなり、一方の青色ＬＥＤチップから放射され第１の蛍光体層を透過した青色光と、第１の蛍光体層の緑色蛍光体から放射された緑色光と、他方の青色ＬＥＤチップから放射され第２の蛍光体層を透過した青色光と、第２の蛍光体層の赤色蛍光体から放射された赤色光とが封止部の表面である光出射面から出射されることとなり、緑色蛍光体から放射された緑色光が赤色蛍光体に吸収されるのを抑制することができるから、演色性の高い白色光を得ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記封止部は、多数の粒子状の光拡散材を含有していることを特徴とする。