(57)【要約】【課題】  濃い黄色系等に発光する高輝度の発光装置を提供すること。【解決手段】  ４９０ｎｍよりも短波長側に発光ピーク波長を有する発光素子と、発光素子からの光を吸収して波長変換を行い発光素子よりも長波長の光を放出する蛍光物質と、発光素子からの光及び蛍光物質からの光の一部を遮断するフィルターと、を有し、ＣＩＥ１９３１における色度座標が第１の点（ｘ＝０．４５０、ｙ＝０．４５０）、第２の点（ｘ＝０．２５０、ｙ＝０．６５０）、第３の点（ｘ＝０．２５０、ｙ＝０．７５０）及び第４の点（ｘ＝０．５５０、ｙ＝０．４５０）の範囲内にある発光装置の提供。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４９０ｎｍよりも短波長側に発光ピーク波長を有する発光素子と、
前記発光素子からの光を吸収して波長変換を行い発光素子よりも長波長の光を放出する蛍光物質と、
前記発光素子からの光及び前記蛍光物質からの光の一部を遮断するフィルターと、
を有し、ＣＩＥ１９３１における色度座標が第１の点（ｘ＝０．４５０、ｙ＝０．４５０）、第２の点（ｘ＝０．２５０、ｙ＝０．６５０）、第３の点（ｘ＝０．２５０、ｙ＝０．７５０）及び第４の点（ｘ＝０．５５０、ｙ＝０．４５０）の範囲内にあることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記フィルターは４８０ｎｍよりも短波長側の光を１０％以下に遮断す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】
前記発光素子の発光ピーク波長に対して前記蛍光物質の発光ピーク波長の強度比は１．０以上２０以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光素子の発光ピーク波長と前記蛍光物質の発光ピーク波長からなる光について、ＣＩＥ１９３１における色度座標ｙが０．４００以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、黄色系等に光る発光装置に関する。例えば、液晶バックライト、ディスプレイのバックライト光源などに用いられる発光装置に関する
【背景技術】
【０００２】
信号器具や照明器具、看板など、黄色に発光する装置が望まれている。
【０００３】
現在、看板用光源として安価で発光効率の優れた蛍光ランプが使用されている。しかし、蛍光ランプは寿命が短いため、頻繁に蛍光ランプを交換しなければならず費用増加の原因になっている。また、蛍光ランプのサイズと形状に制限があるため、自由なデザインの看板を安価に製作することはできない。さらに環境対策として水銀レス光源への移行が強く要望されている。これらのことから、発光素子を用いた発光装置が注目されている。
【０００４】
発光素子を用いた発光装置は、小型で電力効率が良く鮮やかな色の発光をする。また、該発光素子は半導体素子であるため球切れなどの心配がない。また、蛍光ランプと比べ非常に小型であるため、看板用光源として使用する際の、設計の自由度が高い。さらに初期駆動特性が優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。このような優れた特性を有するため、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）、レーザーダイオード（以下、「ＬＤ」という。）などの発光素子を用いる発光装置は、各種の光源として利用されている。
【０００５】
従来、黄色に発光する発光装置として、黄色に発光する発光ダイオードを用いた発光装置が知られている（例えば、特許文献１）。これはＧａＰ基板と、この基板上に形成された、ＩｎＧａＡｌＰ系材料からなる活性層をＩｎＧａＡｌＰ系材料からなるクラッド層で挟んだダブルヘテロ構造部を持つ半導体発光ダイオードが用いられている。
【０００６】
上記のような黄色に発光する発光装置とは異なり、白色に発光する発光装置が知られている（例えば、特許文献２）。これは青色に発光する発光ダイオードと黄色若しくは黄緑色に発光する蛍光体とを組み合わせた発光装置である。蛍光体はＣｅで活性化されたガーネット構造Ａ３Ｂ５Ｏ１２を有し、第一成分ＡはＹ、Ｌｕ、Ｓｅ、Ｌａ、Ｇｄ及びＳｍからなる群からの少なくとも１つの元素を有し、かつ第二成分Ｂは元素Ａｌ、ＧａまたはＩｎの少なくとも１つを有し、第一成分Ａが少なくとも部分的にＴｂにより占められているガーネットを含有している。Ａ３Ｂ５Ｏ１２蛍光体は、発光ダイオードの青色光により励起されて黄色光を放出する。よって、この発光装置は、発光ダイオードの青色光と、Ａ３Ｂ５Ｏ１２蛍光体の黄色光との混色光により白色光を放出するものである。この発光装置は、消費電力が少なくてすみ、ＬＥＤの駆動制御を容易に行えることから、一般に使用されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２３７６１７号
【特許文献２】特表２００３−５０５５８３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、黄色に発光する発光ダイオードを使用した発光装置は、色調の異なる発光装置を製造することができない。製品毎に若干のばらつきはあるものの発光ダイオードの色調はほぼ一定である。そのため、黄色に発光する所定の色調を欲する場合は、活性層等に不純物をドープするなどするが、その変更は容易ではない。また、黄色に発光する発光ダイオードは看板に使用できる程の高輝度のものが実用化されていない。
【０００９】
青色に発光する発光ダイオードとＡ３Ｂ５Ｏ１２蛍光体とを用いた発光装置は、白色に発光するものであるが、Ａ３Ｂ５Ｏ１２蛍光体の量を増やすことにより黄色光を放出する発光装置とすることもできる。しかし、この発光装置からは青色光と黄色光との混色光が放出されるため、高輝度を維持した状態で黄色光を放出し難い。つまり、黄色光を放出する発光装置にする場合は、多量のＡ３Ｂ５Ｏ１２蛍光体を発光ダイオードの近傍に極めて密に配置する必要がある。Ａ３Ｂ５Ｏ１２蛍光体を密に配置するため、Ａ３Ｂ５Ｏ１２蛍光体から放出された光が他のＡ３Ｂ５Ｏ１２蛍光体の粒子に遮られて、出射方向に放出されてこなくなる。よって、発光装置は黄色に発光するが、発光輝度は低下する。それに対し、高輝度を維持しようとする場合は、Ａ３Ｂ５Ｏ１２蛍光体の配合量を減らさなければならず、白色に近い色調しか発光することができない。
【００１０】
以上のことから、本発明は、濃い黄色系等に発光する高輝度の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】
【００１１】
上記の問題点を解決すべく、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに到った。
【００１２】
本発明は、４９０ｎｍよりも短波長側に発光ピーク波長を有する発光素子と、前記発光素子からの光を吸収して波長変換を行い発光素子よりも長波長の光を放出する蛍光物質と、前記発光素子からの光及び前記蛍光物質からの光の一部を遮断するフィルターと、を有し、ＣＩＥ１９３１における色度座標が第１の点（ｘ＝０．４５０、ｙ＝０．４５０）、第２の点（ｘ＝０．２５０、ｙ＝０．６５０）、第３の点（ｘ＝０．２５０、ｙ＝０．７５０）及び第４の点（ｘ＝０．５５０、ｙ＝０．４５０）の範囲内にある発光装置に関する。これにより濃い緑色から黄赤色系に発光する高輝度の発光装置を提供することができる。
【００１３】
前記フィルターは４８０ｎｍよりも短波長側の光を１０％以下に遮断するものであることが好ましい。これにより主に発光素子からの光を遮断して、色調ｘ値、色調ｙ値の高い発光装置にすることができる。
【００１４】
前記発光素子の発光ピーク波長に対して前記蛍光物質の発光ピーク波長の強度比は１．０以上２０以下であること発光装置に関する。これにより高輝度の発光装置を提供することができる。
【００１５】
前記発光素子の発光ピーク波長と前記蛍光物質の発光ピーク波長からなる光について、ＣＩＥ１９３１における色度座標ｙが０．４００以上であることが好ましい。これにより高輝度の発光装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、以上説明したように構成することにより、蛍光ランプと比較して寿命が長く、高輝度の濃い緑色系から黄赤色系に発光する発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る発光装置及びその製造方法を、実施の形態及び実施例を用いて説明する。だたし、本発明は、この実施の形態及び実施例に限定されない。
【００１８】
＜実施の形態＞
図１は、実施の形態に係る発光装置を示す概略斜視図である。図２は、実施の形態に係る発光装置の色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す図である。
【００１９】
（発光装置）
実施の形態に係る発光装置１００は、励起光源としての発光素子１０と、発光素子１０を載置する底面部２０ａと底面部２０ａから延びる側面部２０ｂとを持つ凹部を有するパッケージ２０と、蛍光物質５０と、フィルター（図示しない）と、を有している。パッケージ２０の凹部の底面部２０ａの一部には、第１の電極３０ａと第２の電極３０ｂとを設けている。第１の電極３０ａは、パッケージ２０の外側の隅部及び背面部に繋がっており、その外側の隅部及び背面部が外部電極と電気的に接続するように配置されている。同様に、第２の電極３０ｂは、パッケージ２０の外側の隅部及び背面部に繋がっており、その外側の隅部及び背面部が外部電極と電気的に接続するように配置されている。発光素子１０はパッケージ２０の凹部の底面部２０ａに設ける第１の電極３０ａ上に載置している。発光素子１０を過電流から保護するための保護素子１１も使用する。保護素子１１も、第１の電極３０ａに配置されている。発光素子１０及び保護素子１１は第１の電極３０ａ及び第２の電極３０ｂとワイヤ４０を介して電気的に接続している。パッケージ２０の凹部内には蛍光物質５０が含有された封止部材６０を充填している。フィルターは、発光素子１０からの光及び蛍光物質５０からの光の一部を遮断する。フィルターは、パッケージ２０の平面に固定してもよいし、発光装置１００から離して配置していてもよい。
【００２０】
発光素子１０の発光ピーク波長に対して蛍光物質５０の発光ピーク波長の強度比は１．０以上２０以下である。これにより高い発光輝度を得ることができる。この強度比は１．１以上１０以下が好ましいが、蛍光物質の発光効率や、蛍光物質の粒径などにより異なる。これは、励起光源となる発光素子１０の光を蛍光物質５０の粒子間から漏らすことなく１００％蛍光物質５０に照射することが好ましく、そのために蛍光物質５０を発光素子１０の周辺に高密度に配置する必要がある。一方、蛍光物質５０を高密度の配置した場合、蛍光物質５０から出射された光が他の蛍光物質５０の粒子に遮られ、発光装置１００から放出され難くなる。これとは別に、フィルターによって発光素子１０からの光及び蛍光物質５０からの光の一部を遮断するが、遮断される光量が大きければフィルター内に蓄積される熱量が大きくなり、放熱対策を施さなければならなくなる。よって、遮断される光量を低く抑えつつ、発光輝度を高くするため、発光素子１０と蛍光物質５０との強度比を限定したものである。
【００２１】
発光素子１０は、例えばＧａＮ系のものであって、絶縁性のサファイア基板の上に、ｎ型の化合物半導体を積層し、その上にｐ型の化合物半導体を積層する。発光素子１０のサファイア基板側を第１の電極３０ａ上に載置しているが、化合物半導体側を第１の電極３０ａ上に載置することもできる。化合物半導体によるｎ型層の上面に形成されたｎ側電極はワイヤ４０により第１の電極３０ａに電気的に接続されている。また、化合物半導体によるｐ型層の上面に形成されたｐ側電極はワイヤ４０により第２の電極３０ｂに電気的に接続されている。第１の電極３０ａと第２の電極３０ｂは一対の正負の電極である。発光素子１０は、４９０ｎｍよりも短波長側に発光ピーク波長を有するものを使用する。この発光素子１０は高いエネルギーを有することから、高い発光輝度を有する黄色の発光装置を提供することができるからである。発光素子１０は、３６０ｎｍから４９０ｎｍに発光ピーク波長を有するものが好ましいが、４３０ｎｍから４８０ｎｍに発光ピーク波長を有するものが特に好ましい。紫外線領域の光を放出せず、かつ、紫外線領域のエネルギーよりも低いエネルギーを有するため、フィルターへの蓄熱が抑制されるからである。発光素子１０は、４９０ｎｍよりも短波長側に発光ピーク波長を有するものであれば特に限定されず、ＧａＮ系の他、ＩｎＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＡｌＧａＮ系のものなども使用することができる。
【００２２】
パッケージ２０は、上向きに開口する凹部を形成している。凹部は、発光素子１０を載置する底面部２０ａと、底面部２０ａから延びる側面部２０ｂと、を持っている。パッケージ２０の形状は、特に限定されるものではなく、パッケージ２０の底部の投影形状が円、楕円、四角形、多角形又は略これらに対応する形状等、種々のものが挙げられる。パッケージ２０の大きさは特に限定されず、例えば０．１ｍｍ２〜１００ｍｍ２のものなどが挙げられる。パッケージ２０の厚さは、１００μｍ〜２０ｍｍ程度が挙げられる。パッケージ２０の材質はセラミックスを使用しているが、特に限定されず、公知の材料、通常、耐熱性樹脂である熱可塑性エンジニアリングポリマー、熱硬化性樹脂等の１種又は２種以上を組み合わせて形成することができる。例えば、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、芳香族ナイロン（ＰＰＡ）、エポキシ樹脂、硬質シリコーンレジンなどが挙げられる。なかでも、熱可塑性エンジニアリングポリマーが費用面で適当である。また、パッケージ２０には、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、シリカ、チタン酸バリウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、ホワイトカーボン、タルク、炭酸マグネシウム、窒化ホウ素、グラスファイバー等の無機フィラー等の１種又は２種以上が組み合わされて添加されていてもよい。さらに酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤等の添加剤が適宜添加されていてもよい。パッケージ２０の凹部の開口部分は円形状であるが、楕円形状や四角形状、多角形並びに略これらに対応する形状等を形成している。
【００２３】
第１の電極３０ａ及び第２の電極３０ｂは、セラミックスのパッケージ２０と一体成形されている。第１の電極３０ａ及び第２の電極３０ｂは無電解メッキを施したものや露光処理、エッチング処理、レジスト除去等の工程を経て、銅箔にニッケル及び金に電解メッキすることにより得られる。第１の電極３０ａ及び第２の電極３０ｂは、銅、鉄等の合金による高熱伝導体により形成することができる。また、これら合金の表面に銀、アルミ、金等のメッキが施されていても良い。
【００２４】
発光素子１０は、第１の電極３０ａ上に接合部材を介して直接載置している。保護素子１１も第１の電極３０ａ上に載置している。そのほか、保護素子１１上に発光素子１０を載置し、保護素子を第１の電極３０ａ上に接合部材を介して載置することもできる。保護素子１１とは、発光素子１０等の半導体素子と共にパッケージ２０の凹部内に収納される素子であり、他の半導体素子を過電圧による破壊から保護するためのものである。保護素子１１は、半導体構造を有するものの他、半導体構造を有しないものも含む。保護素子１１としては、例えば、ツェナーダイオード、コンデンサ、ダイアック等が挙げられる。
【００２５】
ツェナーダイオードは、正電極を有するｐ型半導体領域と、負電極を有するｎ型半導体領域とを有し、保護素子の負電極および正電極が発光素子のｐ側電極とｎ側電極に対して逆並列となるように接続される。このように、保護素子をツェナーダイオードとすることにより、正負電極間に過大な電圧が印加されても、発光素子の正負両電極間はツェナー電圧に保持されることとなり、過大な電圧から発光素子を保護し、素子破壊や性能劣化の発生を防止することができる。
【００２６】
コンデンサは、表面実装用のチップ部品を用いることができる。このような構造のコンデンサは、両側に帯状の電極が設けられており、この電極が発光素子の正電極および負電極に並列接続される。正負電極間に過電圧が印加された場合、この過電圧によって充電電流がコンデンサに流れ、コンデンサの端子電圧を瞬時に下げ、発光素子に対する印加電圧が上がらないようにすることにより、発光素子を過電圧から保護することができる。また、高周波成分を含むノイズが印加された場合も、コンデンサがバイパスコンデンサとして機能するので、外来ノイズを排除することができる。
【００２７】
封止部材６０は、発光素子１０を塵や埃、水分などから保護する。封止部材６０には、蛍光物質５０を混合している。封止部材６０中には更にフィラー、拡散剤、顔料、光吸収部材なども混合することができる。蛍光物質５０は無機蛍光体が好ましいが、蛍光染料も使用することができる。蛍光物質５０は、発光素子１０からの光を吸収して波長変換され、発光素子１０からの光よりも長波長領域の光を発する。エネルギー変換効率の観点から効率的である。封止部材６０は、耐熱性の良いシリコーン樹脂やエポキシ樹脂、非晶質ポリアミド樹脂、フッ素樹脂などを用いることができる。蛍光物質５０はＣｅ等の希土類系元素で賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体、シリケート系蛍光体、チオガレート系蛍光体を用いる発光装置が好ましいが、これに限定されることなく４９５ｎｍから５８５ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する種々の蛍光体を使用することができる。
【００２８】
フィルターは所定の波長域の光を遮断する機能を有する。特に４８０ｎｍよりも短波長領域の波長の光を１０％以下に遮断するものであることが好ましい。この１０％以下に遮断とは３８０ｎｍから７３０ｎｍの領域における透過率のピークを１００としたときの相対値で１０％以下の透過率であることを示す。フィルターの材質は問わず、アクリル板、ポリカーボネート、ガラス、透光性セラミックスなどを用いることができる。
【００２９】
発光装置１００からは、発光素子１０の光と、蛍光物質５０からの光と、が混合したものが放出され、その波長の一部はフィルターにより遮断される。発光装置１００から放出される光は、ＣＩＥ１９３１における色度座標が第１の点（ｘ＝０．４５０、ｙ＝０．４５０）、第２の点（ｘ＝０．２５０、ｙ＝０．６５０）、第３の点（ｘ＝０．２５０、ｙ＝０．７５０）及び第４の点（ｘ＝０．５５０、ｙ＝０．４５０）の範囲内にある。上記範囲となるように発光素子１０の波長の選定、蛍光物質５０の波長の選定、フィルターの遮断する波長の選定を行う。
【００３０】
（蛍光物質）
蛍光物質５０は封止部材６０中に含有している。
【００３１】
蛍光物質５０は、例えば、窒化物系半導体を発光層とする半導体発光素子からの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類チオガレート、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。具体例として、下記の蛍光体を使用することができるが、これに限定されない。
【００３２】
アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体には、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｒ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｒ、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｒ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｒ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ１２：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１種以上である。）などがある。
【００３３】
アルカリ土類硫化物蛍光体には、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕなどがある。
【００３４】
Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光体には、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ０．８Ｇｄ０．２）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｙ３（Ａｌ０．８Ｇａ０．２）５Ｏ１２：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体などがある。また、Ｙの一部若しくは全部をＴｂ、Ｌｕ等で置換したＴｂ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅなどもある。
【００３５】
上述の蛍光体は、所望に応じてＥｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種以上を含有させることもできる。
【００３６】
Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光体は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＩ族元素と、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＶ族元素と、を少なくとも含有する。具体的には、一般式ＬＸＭＹＯＺＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ−（２／３）Ｚ）：Ｒ、又はＬＸＭＹＱＴＯＺＮ（（２／３）Ｘ＋（４／３）Ｙ＋Ｔ−（２／３）Ｚ）：Ｒ（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＩ族元素である。Ｍは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＶ族元素である。Ｑは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎからなる群から選ばれる少なくとも１種以上である第ＩＩＩ族元素である。Ｏは、酸素元素である。Ｎは、窒素元素である。Ｒは、希土類元素である。０．５＜Ｘ＜１．５、１．５＜Ｙ＜２．５、０＜Ｔ＜０．５、１．５＜Ｚ＜２．５である。）で表される。例えば、ＢａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、ＣａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ、ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕを使用することができる。
【００３７】
また、上記蛍光体以外の蛍光体であって、同様の性能、作用、効果を有する蛍光体も使用することができる。
【００３８】
蛍光物質５０は発光素子１０の発光ピーク波長よりも長波長側に発光ピーク波長を有するものであればよく、４９５ｎｍ以上５８５ｎｍ以下に発光ピーク波長を有することが好ましい。特に、５００ｎｍ以上５６５ｎｍ以下に発光ピーク波長を有することが好ましい。この範囲にすることにより所定の色度座標とし、かつ発光効率を高めることができる。
【００３９】
蛍光物質５０は球状のものが好ましい。蛍光物質５０を高密度に配置することができるからである。ただし、楕円状、針状なども使用することができる。
【００４０】
蛍光物質５０は１種類のみに限定されることなく、２種以上混合して使用することもできる。また、蛍光物質５０は１種類のみであっても大粒子径のものと小粒子径のものとを混合して使用することもできる。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例に係る発光装置について説明する。実施例で使用する発光装置は実施の形態で説明したものである。図１は、実施例１乃至２９に係る発光装置を示す概略斜視図である。
【００４２】
図３は、実施例１乃至２９で使用するフィルターの透過率を示す。このフィルターの透過率は７３０ｎｍにおける透過率を１００％として各波長の透過率の相対比を示している。このフィルターは４８０ｎｍよりも短波長側の光を１０％以下に遮断している。
【００４３】
＜実施例１乃至７＞
実施例１乃至７に係る発光装置について説明する。図４は、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体を４５０ｎｍで励起させたときの発光スペクトルを示す。図５は、実施例１乃至７に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの発光スペクトルを示す（フィルター透過前）。図６は、実施例１乃至７に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す（フィルター透過前）。図７は、実施例１乃至７に係る発光装置の色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す。
【００４４】
実施例１乃至７に係る発光装置１００は、発光素子１０と、発光素子１０を載置する底面部２０ａと底面部２０ａから延びる側面部２０ｂとを持つ凹部を有するパッケージ２０と、蛍光物質５０と、フィルター（図示しない）と、を有している。発光素子１０は４５０ｎｍ近傍に発光ピーク波長を有する青色に発光するものを使用する。蛍光物質５０は（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体を使用する。実施例１の発光装置１００は、１００ｇの封止部材６０に対して蛍光物質５０を１０ｇ添加している。実施例２乃至７の発光装置１００も同様に、１００ｇの封止部材６０に対して蛍光物質５０を２０ｇ〜７０ｇ添加したものである。封止部材６０はシリコーン樹脂である。この蛍光物質５０が含有された封止部材６０を一定量、発光装置１００の底面部２０ａと側面部２０ｂとを持つ凹部内に滴下する。
【００４５】
実施例１乃至７に係る発光素子１０により蛍光物質５０を励起したときの発光特性を測定する。表１は実施例１乃至７に係る発光素子１０により蛍光物質５０を励起したときの発光特性を示す。なお、この発光特性はフィルターを透過させる前のものである。
【００４６】
【表１】
2007234877.tif 000003
【００４７】
これより、フィルターを透過させる前の実施例１乃至７の発光装置の色度座標は、ｘ＝０．２９８、ｙ＝０．２７８からｘ＝０．４５５、ｙ＝０．５１７に延びる略直線状にある。やや青みの白色からうすい黄色に発光している。発光素子１０のピーク波長に対して蛍光物質５０のピーク波長の強度比は実施例１から実施例７にかけて０．３から１４．８と徐々に高くなっている。つまり蛍光物質５０の粒子間を透過して発光装置１００から放出される発光素子１０からの光量が少なくなっていることを示している。
【００４８】
次に実施例１乃至７に係る発光装置１００の発光特性を測定する。表２は実施例１乃至７に係る発光装置１００の発光特性を示す。なお、この発光特性はフィルターを透過させた後のものである。実施例２乃至７の発光装置１００の照明輝度は、実施例１の発光装置１００の照明輝度を１００％としたときの相対値で示す。
【００４９】
【表２】
2007234877.tif 000004
【００５０】
この結果から、封止部材６０に含まれる蛍光物質５０の含有量が変化しても色度座標はほぼ一定である。これに対して、照明輝度は実施例１から４にかけて徐々に高くなり、実施例５から７にかけて徐々に低くなる。実施例４のときに照明輝度は最も高くなる。
【００５１】
このことから、４５０ｎｍに発光ピーク波長を有する発光素子を用いて、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体を励起させ、４８０ｎｍよりも短波長側の光を遮断するフィルターを透過させると、色度座標がｘ＝０．４９３〜０．５０１、ｙ＝０．４９６〜０．５０２と、発光色はほぼ一定となる。発光素子の発光ピーク波長に対する蛍光物質の発光ピーク波長の強度比が３．２のとき、照明輝度が最も高くなる。つまり単に励起光源となる発光素子の光量を低くすれば照明輝度が高くなるというものではない。
【００５２】
また、発光色を一定にして、発光輝度を下げるときは、蛍光物質５０を微量にするか、蛍光物質５０の多量にすることにより調整することができる。蛍光物質５０を微量にすることにより発光装置１００を安価に製造することができる。一方、蛍光物質５０を多量にすることによりフィルターへの蓄熱量を低減することができる。
【００５３】
＜実施例８乃至１２＞
実施例８乃至１２に係る発光装置について説明する。図８は、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体を４５０ｎｍで励起させたときの発光スペクトルを示す。図９は、実施例８乃至１２に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの発光スペクトルを示す（フィルター透過前）。図１０は、実施例８乃至１２に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す（フィルター透過前）。図１１は、実施例８乃至１２に係る発光装置の色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す。
【００５４】
実施例８乃至１２に係る発光装置１００は、発光素子１０と、発光素子１０を載置する底面部２０ａと底面部２０ａから延びる側面部２０ｂとを持つ凹部を有するパッケージ２０と、蛍光物質５０と、フィルター（図示しない）と、を有している。発光素子１０は４５０ｎｍ近傍に発光ピーク波長を有する青色に発光するものを使用する。蛍光物質５０はＹ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体を使用する。実施例８の発光装置１００は、１００ｇの封止部材６０に対して蛍光物質５０を１０ｇ添加している。実施例９乃至１２の発光装置１００も同様に、１００ｇの封止部材６０に対して蛍光物質５０を２０ｇ〜５０ｇ添加したものである。封止部材６０はシリコーン樹脂である。この蛍光物質５０が含有された封止部材６０を一定量、発光装置１００の底面部２０ａと側面部２０ｂとを持つ凹部内に滴下する。
【００５５】
実施例８乃至１２に係る発光素子１０により蛍光物質５０を励起したときの発光特性を測定する。表３は実施例８乃至１２に係る発光素子１０により蛍光物質５０を励起したときの発光特性を示す。なお、この発光特性はフィルターを透過させる前のものである。
【００５６】
【表３】
2007234877.tif 000005
【００５７】
これより、フィルターを透過させる前の実施例８乃至１２の発光装置の色度座標は、ｘ＝０．２６６、ｙ＝０．２９８からｘ＝０．３８３、ｙ＝０．５４０に延びる略直線状にある。やや青みの白色から黄緑に発光している。発光素子１０のピーク波長に対して蛍光物質５０のピーク波長の強度比は実施例８から実施例１２にかけて０．３から８．６と徐々に高くなっている。つまり蛍光物質５０の粒子間を透過して発光装置１００から放出される発光素子１０からの光量が少なくなっていることを示している。
【００５８】
次に実施例８乃至１２に係る発光装置１００の発光特性を測定する。表４は実施例８乃至１２に係る発光装置１００の発光特性を示す。なお、この発光特性はフィルターを透過させた後のものである。実施例９乃至１２の発光装置１００の照明輝度は、実施例８の発光装置１００の照明輝度を１００％としたときの相対値で示す。
【００５９】
【表４】
2007234877.tif 000006
【００６０】
この結果から、封止部材６０に含まれる蛍光物質５０の含有量が変化しても色度座標はほぼ一定である。これに対して、照明輝度は実施例８から１１にかけて徐々に高くなり、実施例１１から１２にかけて徐々に低くなる。実施例１１のときに照明輝度は最も高くなる。
【００６１】
このことから、４５０ｎｍに発光ピーク波長を有する発光素子を用いて、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体を励起させ、４８０ｎｍよりも短波長側の光を遮断するフィルターを透過させると、色度座標がｘ＝０．４５４〜０．４６３、ｙ＝０．５２９〜０．５３４と、発光色はほぼ一定となる。発光素子の発光ピーク波長に対する蛍光物質の発光ピーク波長の強度比が４．３のとき、照明輝度が最も高くなる。つまり単に励起光源となる発光素子の光量を低くすれば照明輝度が高くなるというものではない。
【００６２】
また、発光色を一定にして、発光輝度を下げるときは、蛍光物質５０を微量にするか、蛍光物質５０の量を過剰にすることにより調整することができる。蛍光物質５０を微量にすることにより発光装置１００を安価に製造することができる。一方、蛍光物質５０を多量にすることによりフィルターへの蓄熱量を低減することができる。
【００６３】
＜実施例１３乃至２２＞
実施例１３乃至２２に係る発光装置について説明する。図１２は、Ｓｒ５Ｓｉ３Ｏ１１：Ｅｕ蛍光体を４５０ｎｍで励起させたときの発光スペクトルを示す。図１３は、実施例１３乃至２２に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの発光スペクトルを示す（フィルター透過前）。図１４は、実施例１３乃至２２に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す（フィルター透過前）。図１５は、実施例１３乃至２２に係る発光装置の色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す。
【００６４】
実施例１３乃至２２に係る発光装置１００は、発光素子１０と、発光素子１０を載置する底面部２０ａと底面部２０ａから延びる側面部２０ｂとを持つ凹部を有するパッケージ２０と、蛍光物質５０と、フィルター（図示しない）と、を有している。発光素子１０は４５５ｎｍ近傍に発光ピーク波長を有する青色に発光するものを使用する。蛍光物質５０はＳｒ５Ｓｉ３Ｏ１１：Ｅｕ蛍光体を使用する。実施例１３の発光装置１００は、１００ｇの封止部材６０に対して蛍光物質５０を１０ｇ添加している。実施例１４乃至２２の発光装置１００も同様に、１００ｇの封止部材６０に対して蛍光物質５０を２０ｇ〜１００ｇ添加したものである。封止部材６０はシリコーン樹脂である。この蛍光物質５０が含有された封止部材６０を一定量、発光装置１００の底面部２０ａと側面部２０ｂとを持つ凹部内に滴下する。
【００６５】
実施例１３乃至２２に係る発光素子１０により蛍光物質５０を励起したときの発光特性を測定する。表５は実施例１３乃至２２に係る発光素子１０により蛍光物質５０を励起したときの発光特性を示す。なお、この発光特性はフィルターを透過させる前のものである。
【００６６】
【表５】
2007234877.tif 000007
【００６７】
これより、フィルターを透過させる前の実施例１３乃至２２の発光装置の色度座標は、ｘ＝０．１８７、ｙ＝０．１２８からｘ＝０．３２０、ｙ＝０．４６９に延びる略直線状にある。青色から黄みの白色に発光している。発光素子１０のピーク波長に対して蛍光物質５０のピーク波長の強度比は実施例１３から実施例２２にかけて０．１から１．６と徐々に高くなっている。つまり蛍光物質５０の粒子間を透過して発光装置１００から放出される発光素子１０からの光量が少なくなっていることを示している。
【００６８】
次に実施例１３乃至２２に係る発光装置１００の発光特性を測定する。表６は実施例１３乃至２２に係る発光装置１００の発光特性を示す。なお、この発光特性はフィルターを透過させた後のものである。実施例９乃至１２の発光装置１００の照明輝度は、実施例１３の発光装置１００の照明輝度を１００％としたときの相対値で示す。
【００６９】
【表６】
2007234877.tif 000008
【００７０】
この結果から、封止部材６０に含まれる蛍光物質５０の含有量が変化しても色度座標はほぼ一定である。これに対して、実施例１３から照明輝度は徐々に高くなり、実施例２１のときに照明輝度は最も高くなる。
【００７１】
このことから、４５５ｎｍに発光ピーク波長を有する発光素子を用いて、Ｓｒ５Ｓｉ３Ｏ１１：Ｅｕ蛍光体を励起させ、４８０ｎｍよりも短波長側の光を遮断するフィルターを透過させると、色度座標がｘ＝０．４２９〜０．４３２、ｙ＝０．５５８〜０．５５９と、発光色はほぼ一定となる。発光素子の発光ピーク波長に対する蛍光物質の発光ピーク波長の強度比が１．２のとき、照明輝度が最も高くなる。つまり単に励起光源となる発光素子の光量を低くすれば照明輝度が高くなるというものではない。
【００７２】
また、発光色を一定にして、発光輝度を下げるときは、蛍光物質５０を微量にするか、蛍光物質５０の量を過剰にすることにより調整することができる。蛍光物質５０を微量にすることにより発光装置１００を安価に製造することができる。一方、蛍光物質５０を多量にすることによりフィルターへの蓄熱量を低減することができる。
【００７３】
＜実施例２３乃至２９＞
実施例２３乃至２９に係る発光装置について説明する。図１６は、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ蛍光体を４５０ｎｍで励起させたときの発光スペクトルを示す。図１７は、実施例２３乃至２９に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの発光スペクトルを示す（フィルター透過前）。図１８は、実施例２３乃至２９に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す（フィルター透過前）。図１９は、実施例２３乃至２９に係る発光装置の色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す。
【００７４】
実施例２３乃至２９に係る発光装置１００は、発光素子１０と、発光素子１０を載置する底面部２０ａと底面部２０ａから延びる側面部２０ｂとを持つ凹部を有するパッケージ２０と、蛍光物質５０と、フィルター（図示しない）と、を有している。発光素子１０は４５３ｎｍ近傍に発光ピーク波長を有する青色に発光するものを使用する。蛍光物質５０はＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ蛍光体を使用する。実施例２３の発光装置１００は、１００ｇの封止部材６０に対して蛍光物質５０を２．５ｇ添加している。実施例２４乃至２９の発光装置１００も同様に、１００ｇの封止部材６０に対して蛍光物質５０を５ｇ〜３０ｇ添加したものである。封止部材６０はシリコーン樹脂である。この蛍光物質５０が含有された封止部材６０を一定量、発光装置１００の底面部２０ａと側面部２０ｂとを持つ凹部内に滴下する。
【００７５】
実施例２３乃至２９に係る発光素子１０により蛍光物質５０を励起したときの発光特性を測定する。表７は実施例２３乃至２９に係る発光素子１０により蛍光物質５０を励起したときの発光特性を示す。なお、この発光特性はフィルターを透過させる前のものである。
【００７６】
【表７】
2007234877.tif 000009
【００７７】
これより、フィルターを透過させる前の実施例２３乃至２９の発光装置の色度座標は、ｘ＝０．１７４、ｙ＝０．１５８からｘ＝０．２７９、ｙ＝０．６５４に延びる略直線状にある。青色から緑色に発光している。発光素子１０のピーク波長に対して蛍光物質５０のピーク波長の強度比は実施例２３から実施例２９にかけて０．２から１４．８と徐々に高くなっている。つまり蛍光物質５０の粒子間を透過して発光装置１００から放出される発光素子１０からの光量が少なくなっていることを示している。
【００７８】
次に実施例２３乃至２９に係る発光装置１００の発光特性を測定する。表８は実施例２３乃至２９に係る発光装置１００の発光特性を示す。なお、この発光特性はフィルターを透過させた後のものである。実施例２４乃至２９の発光装置１００の照明輝度は、実施例２３の発光装置１００の照明輝度を１００％としたときの相対値で示す。
【００７９】
【表８】
2007234877.tif 000010
【００８０】
この結果から、封止部材６０に含まれる蛍光物質５０の含有量が変化しても色度座標はほぼ一定である。これに対して、照明輝度は実施例２３から２６にかけて徐々に高くなり、実施例２６から２９にかけて徐々に低くなる。実施例２６のときに照明輝度は最も高くなる。
【００８１】
このことから、４５３ｎｍに発光ピーク波長を有する発光素子を用いて、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ蛍光体を励起させ、４８０ｎｍよりも短波長側の光を遮断するフィルターを透過させると、色度座標がｘ＝０．３２９〜０．３４２、ｙ＝０．６４６〜０．６５４と、発光色はほぼ一定となる。発光素子の発光ピーク波長に対する蛍光物質の発光ピーク波長の強度比が１．０のとき、照明輝度が最も高くなる。つまり単に励起光源となる発光素子の光量を低くすれば照明輝度が高くなるというものではない。
【００８２】
また、発光色を一定にして、発光輝度を下げるときは、蛍光物質５０を微量にするか、蛍光物質５０の量を過剰にすることにより調整することができる。蛍光物質５０を微量にすることにより発光装置１００を安価に製造することができる。一方、蛍光物質５０を多量にすることによりフィルターへの蓄熱量を低減することができる。
【００８３】
実施例１乃至２９の結果から、フィルターを同じくして、発光素子１０と蛍光物質５０との組合せを変えると、色調の異なる発光装置１００を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の発光装置は、信号、看板、車載や照明などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】実施の形態に係る発光装置を示す概略斜視図である。
【図２】実施の形態に係る発光装置の色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す図である。
【図３】実施例１乃至２９で使用するフィルターの透過率を示す。
【図４】（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体を４５０ｎｍで励起させたときの発光スペクトルを示す。
【図５】実施例１乃至７に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの発光スペクトルを示す（フィルター透過前）。
【図６】実施例１乃至７に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す（フィルター透過前）。
【図７】実施例１乃至７に係る発光装置の色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す。
【図８】Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体を４５０ｎｍで励起させたときの発光スペクトルを示す。
【図９】実施例８乃至１２に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの発光スペクトルを示す（フィルター透過前）。
【図１０】実施例８乃至１２に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す（フィルター透過前）。
【図１１】実施例８乃至１２に係る発光装置の色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す。
【図１２】Ｓｒ５Ｓｉ３Ｏ１１：Ｅｕ蛍光体を４５０ｎｍで励起させたときの発光スペクトルを示す。
【図１３】実施例１３乃至２２に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの発光スペクトルを示す（フィルター透過前）。
【図１４】実施例１３乃至２２に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す（フィルター透過前）。
【図１５】実施例１３乃至２２に係る発光装置の色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す。
【図１６】ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ蛍光体を４５０ｎｍで励起させたときの発光スペクトルを示す。
【図１７】実施例２３乃至２９に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの発光スペクトルを示す（フィルター透過前）。
【図１８】実施例２３乃至２９に係る発光素子により蛍光物質を励起させたときの色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す（フィルター透過前）。
【図１９】実施例２３乃至２９に係る発光装置の色度座標（ＣＩＥ１９３１）を示す。
【符号の説明】
【００８６】
１０    発光素子
１１    保護素子
２０    パッケージ
２０ａ  底面部
２０ｂ  側面部
３０ａ  第１の電極
３０ｂ  第２の電極
４０    ワイヤ
５０    蛍光物質
６０    封止部材
１００  発光装置
【図１】
2007234877.tif 000011
【図２】
2007234877.tif 000012
【図３】
2007234877.tif 000013
【図４】
2007234877.tif 000014
【図５】
2007234877.tif 000015
【図６】
2007234877.tif 000016
【図７】
2007234877.tif 000017
【図８】
2007234877.tif 000018
【図９】
2007234877.tif 000019
【図１０】
2007234877.tif 000020
【図１１】
2007234877.tif 000021
【図１２】
2007234877.tif 000022
【図１３】
2007234877.tif 000023
【図１４】
2007234877.tif 000024
【図１５】
2007234877.tif 000025
【図１６】
2007234877.tif 000026
【図１７】
2007234877.tif 000027
【図１８】
2007234877.tif 000028
【図１９】
2007234877.tif 000029