(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】凹部(11)の開口の少なくとも一部を覆い、かつ発光素子(12)と対向するように配置された蛍光体層(13)を含み、蛍光体層(13)は、発光素子(12)側に配置された第１蛍光体層(18)と、第１蛍光体層(18)上に積層された第２蛍光体層(19)とを含み、第１蛍光体層(18)及び第２蛍光体層(19)は、それぞれ発光素子(12)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(18)から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、第２蛍光体層(19)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】
複数の凹部を有する実装基板と、それぞれの前記凹部に収容され、かつ前記凹部の底面に実装された複数の発光素子とを含む発光モジュールであって、
前記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ前記発光素子と対向するように配置された蛍光体層を含み、
前記蛍光体層は、前記発光素子側に配置された第１蛍光体層と、前記第１蛍光体層上に積層された第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２】
複数の凹部を有する実装基板と、前記凹部に収容され、かつ前記凹部の底面に実装された複数の第１発光素子及び複数の第２発光素子とを含み、それぞれの前記凹部には、前記第１発光素子及び前記第２発光素子のいずれか一方が収容されている発光モジュールであって、
前記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ前記第１発光素子と対向するように配置された第１蛍光体層と、前記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ前記第２発光素子と対向するように配置された第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３】
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１又は２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
複数の凹部を有する実装基板と、前記凹部に収容され、かつ前記凹部の底面に実装された複数の第１発光素子及び複数の第２発光素子とを含み、それぞれの前記凹部には、前記第１発光素子及び前記第２発光素子の双方が収容されている発光モジュールであって、
前記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ前記第１発光素子及び前記第２発光素子と対向するように配置された蛍光体層を含み、
前記蛍光体層は、前記第１発光素子及び前記第２発光素子の少なくとも一方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発光素子から発せられる光の最大ピーク波長が、前記第２発光素子から発せられる光の最大ピーク波長よりも長く、前記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１発光素子から発せられる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る請求項４に記載の発光モジュール。
【請求項６】
複数の凹部を有する実装基板と、それぞれの前記凹部に収容され、かつ前記凹部の底面に実装された複数の発光素子とを含む発光モジュールであって、
前記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ前記発光素子と対向するように配置された蛍光体層を含み、
前記蛍光体層は、前記凹部の前記底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７】
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６に記載の発光モジュール。
【請求項８】
前記凹部内には、封止樹脂が充填されている請求項１，２，４，６のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項９】
前記凹部内には、不活性ガスが封入されている請求項１，２，４，６のいずれか１項に記載の発光モジュール。
【請求項１０】
請求項１〜９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１１】
請求項１〜９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青色ＬＥＤは、青色光により励起して蛍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と赤色蛍光体層２０３ａとが接触しているため、青色ＬＥＤ２０２から発せられた熱により赤色蛍光体層２０３ａの構成材料が劣化する可能性がある。そのため、赤色蛍光体層２０３ａの光透過性が低下することによって、発光装置２００の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、複数の凹部を有する実装基板と、それぞれの前記凹部に収容され、かつ前記凹部の底面に実装された複数の発光素子とを含む発光モジュールであって、
前記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ前記発光素子と対向するように配置された蛍光体層を含み、
前記蛍光体層は、前記発光素子側に配置された第１蛍光体層と、前記第１蛍光体層上に積層された第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。
【０００９】
本発明の第２の発光モジュールは、複数の凹部を有する実装基板と、前記凹部に収容され、かつ前記凹部の底面に実装された複数の第１発光素子及び複数の第２発光素子とを含み、それぞれの前記凹部には、前記第１発光素子及び前記第２発光素子のいずれか一方が収容されている発光モジュールであって、
前記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ前記第１発光素子と対向するように配置された第１蛍光体層と、前記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ前記第２発光素子と対向するように配置された第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】
本発明の第３の発光モジュールは、複数の凹部を有する実装基板と、前記凹部に収容され、かつ前記凹部の底面に実装された複数の第１発光素子及び複数の第２発光素子とを含み、それぞれの前記凹部には、前記第１発光素子及び前記第２発光素子の双方が収容されている発光モジュールであって、
前記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ前記第１発光素子及び前記第２発光素子と対向するように配置された蛍光体層を含み、
前記蛍光体層は、前記第１発光素子及び前記第２発光素子の少なくとも一方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発光素子から発せられる光の最大ピーク波長が、前記第２発光素子から発せられる光の最大ピーク波長よりも長く、前記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１発光素子から発せられる光の最大ピーク波長よりも長いことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の発光モジュールは、複数の凹部を有する実装基板と、それぞれの前記凹部に収容され、かつ前記凹部の底面に実装された複数の発光素子とを含む発光モジュールであって、
前記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ前記発光素子と対向するように配置された蛍光体層を含み、
前記蛍光体層は、前記凹部の前記底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。
【００１２】
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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の発光モジュールによれば、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構成材料の劣化を低減できる。これにより、発光強度の低下を防止することができる。また、本発明の表示装置及び照明装置によれば、上記本発明の発光モジュールを光源とするため、発光強度の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の発光モジュールは、複数の凹部を有する実装基板と、それぞれの上記凹部に収容され、かつ上記凹部の底面に実装された複数の発光素子とを含む。
【００１５】
上記実装基板を構成する基材は特に限定されず、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＢＮ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＣ等からなるセラミック基材や、無機フィラ５〜５０質量％と熱硬化性樹脂５０〜９５質量％とを含むコンポジット基材等を使用できる。あるいは、実装基板の放熱性を高めるために、アルミニウム等からなる金属層上に上記コンポジット基材を貼り合せた積層基材を使用することもできる。また、本発明に使用される実装基板は、上述した基材と、この基材上に貼り合わされた反射板とを含む実装基板であってもよい。この場合、基材と反射板とを貼り合わす前に、予め反射板に発光素子を収容することができる孔部を設けておくのが好ましい。基材と反射板とを貼り合わすことにより、上記凹部を形成することができるからである。上記反射板の構成材料としては、例えば、アルミニウム等の金属材料や、ポリフタルアミド樹脂等の樹脂材料が使用できる。上記基材と上記反射板とを含む実装基板を使用する場合、上記基材の厚みは、例えば０．５〜３ｍｍ程度であり、上記反射板の厚みは、例えば０．５〜５ｍｍ程度である。
【００１６】
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４５０〜４９０ｎｍ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。
【００１７】
また、上記発光素子は、上記凹部の底面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。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、例えば上記実装基板を構成する基材と同様のものやシリコン基材等を使用できる。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。
【００１８】
そして、本発明の第１の発光モジュールは、上記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ上記発光素子と対向するように配置された蛍光体層を含む。上記構成によれば、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構成材料の劣化を低減できる。よって、発光強度の低下を防止することができる。
【００１９】
上記蛍光体層は、上記発光素子側に配置された第１蛍光体層と、この第１蛍光体層上に積層された第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。これにより、上記第２蛍光体層から光の取り出し側へ向かう蛍光が、上記第１蛍光体層に吸収されることを防止できる。なお、上記第１蛍光体層の厚みは、例えば２０〜１０００μｍ程度であればよく、上記第２蛍光体層の厚みは、例えば２０〜１０００μｍ程度であればよい。
【００２０】
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５９０〜６５０ｎｍ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蛍光体層は、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。
【００２１】
また、上記発光素子として上述した紫外ＬＥＤを使用する場合、上記蛍光体層は、上記第２蛍光体層上に積層された第３蛍光体層を更に含んでいてもよい。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、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。なお、上記第３蛍光体層の厚みは、例えば２０〜１０００μｍ程度であればよい。
【００２２】
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、例えば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、例えば（Ｓｒ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2:Ｅｕ2+、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17:Ｅｕ2+等を使用できる。
【００２３】
本発明の第１の発光モジュールでは、上記凹部内に封止樹脂が充填されていてもよい。上記発光素子と上記実装基板との間の電気接続信頼性の劣化を防ぐことができるからである。なお、上記封止樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ユリア樹脂、イミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルファイド樹脂、液晶ポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）やこれらの混合物、あるいは低融点ガラス等の可視光を透過する材料が使用できる。
【００２４】
本発明の第１の発光モジュールでは、上記凹部内に不活性ガスが封入されていてもよい。上記凹部内における結露の発生を防ぐことができるため、上記発光素子と上記実装基板との間の電気接続信頼性の劣化を防ぐことができるからである。なお、上記不活性ガスとしては、ヘリウム、窒素、アルゴン等が使用できる。
【００２５】
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。
【００２６】
本発明の第２の発光モジュールは、複数の凹部を有する実装基板と、上記凹部に収容され、かつ上記凹部の底面に実装された複数の第１発光素子及び複数の第２発光素子とを含み、それぞれの上記凹部には、上記第１発光素子及び上記第２発光素子のいずれか一方が収容されている。
【００２７】
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。
【００２８】
そして、本発明の第２の発光モジュールは、上記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ上記第１発光素子と対向するように配置された第１蛍光体層と、上記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ上記第２発光素子と対向するように配置された第２蛍光体層とを含む。また、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。上記構成によれば、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構成材料の劣化を低減できる。よって、発光強度の低下を防止することができる。なお、上記第１蛍光体層及び上記第２蛍光体層は、上述した本発明の第１の発光モジュールと同様のものが使用できる。
【００２９】
また、本発明の第２の発光モジュールは、上記凹部に収容され、かつ上記凹部の底面に実装された第３発光素子と、上記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ上記第３発光素子と対向するように配置された第３蛍光体層とを含んでいてもよい。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。
【００３０】
次に、本発明の第３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。
【００３１】
本発明の第３の発光モジュールは、複数の凹部を有する実装基板と、上記凹部に収容され、かつ上記凹部の底面に実装された複数の第１発光素子及び複数の第２発光素子とを含み、それぞれの上記凹部には、上記第１発光素子及び上記第２発光素子の双方が収容されている。
【００３２】
そして、本発明の第３の発光モジュールは、上記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ上記第１発光素子及び上記第２発光素子と対向するように配置された蛍光体層を含む。また、上記蛍光体層は、上記第１発光素子及び上記第２発光素子の少なくとも一方から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含む。そして、上記第１発光素子から発せられる光の最大ピーク波長が、上記第２発光素子から発せられる光の最大ピーク波長よりも長く、上記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１発光素子から発せられる光の最大ピーク波長よりも長い。上記構成によれば、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構成材料の劣化を低減できる。よって、発光強度の低下を防止することができる。
【００３３】
上記第１発光素子には、例えば上記緑色ＬＥＤを使用することができる。また、上記第２発光素子には、例えば上記青色ＬＥＤを使用することができる。この場合、上記蛍光体層は、例えば上記赤色蛍光体を含んでいればよい。
【００３４】
次に、本発明の第４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。
【００３５】
本発明の第４の発光モジュールは、複数の凹部を有する実装基板と、それぞれの上記凹部に収容され、かつ上記凹部の底面に実装された複数の発光素子と、上記凹部の開口の少なくとも一部を覆い、かつ上記発光素子と対向するように配置された蛍光体層を含む。
【００３６】
上記蛍光体層は、上記凹部の底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４の発光モジュールは、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構成材料の劣化を低減できる。よって、発光強度の低下を防止することができる。
【００３７】
なお、前述した本発明の第１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た構造を有する蛍光体層を用いるため、発光素子から発せられた光や第１蛍光体層から発せられた蛍光が、第１蛍光体層と第２蛍光体層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。一方、本発明の第４の発光モジュールでは、蛍光体層が、上記凹部の底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蛍光体領域を含む構成を有しており、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。よって、本発明の第４の発光モジュールによれば、発光強度の低下をより確実に防止することができる。
【００３８】
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蛍光体領域は、例えば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。
【００３９】
また、上記発光素子として上述した紫外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、上記凹部の底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、青色蛍光体を含んでいればよい。
【００４０】
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。
【００４１】
［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、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。また、参照する図１Ｂは、図１ＡのI-I線断面図である。
【００４２】
図１Ａ，Ｂに示すように、第１実施形態に係る発光モジュール１は、複数の凹部１１を有する実装基板１０と、それぞれの凹部１１に収容され、かつ凹部１１の底面に実装された複数の発光素子１２と、凹部１１の開口を覆い、かつ発光素子１２と対向するように配置された蛍光体層１３とを含む。この構成によれば、発光素子１２と蛍光体層１３とが接触していないため、発光素子１２から発せられた熱による蛍光体層１３の構成材料の劣化を低減できる。よって、発光強度の低下を防止することができる。なお、発光素子１２としては、例えば青色ＬＥＤが使用できる。
【００４３】
実装基板１０は、基材１４と、この基材１４上に貼り合わされた反射板１５とを含む。基材１４の主面（即ち、凹部１１の底面）には導体パターン１６が設けられており、発光素子１２は、この導体パターン１６とバンプ１７を介して電気的に接続されている。なお、導体パターン１６の端部には、端子１６ａ，１６ａ（図１Ａ参照）が設けられている。
【００４４】
凹部１１の内壁面１１ａは、基材１４に対して、例えば傾斜角度θ（図１Ｂ参照）が３０〜６０度の範囲となる傾斜面である。これにより、発光素子１２から発せられた光の一部が内壁面１１ａによって蛍光体層１３側に反射されるため、発光モジュール１の光の取り出し効率を向上させることができる。
【００４５】
蛍光体層１３は、発光素子１２側に配置された第１蛍光体層１８と、第１蛍光体層１８上に積層された第２蛍光体層１９とからなる。そして、第１蛍光体層１８及び第２蛍光体層１９は、それぞれ発光素子１２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１８から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、第２蛍光体層１９から発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも長い。これにより、第２蛍光体層１９から光の取り出し側へ向かう蛍光が、第１蛍光体層１８に吸収されることを防止できる。なお、第１蛍光体層１８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蛍光体層１９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。
【００４６】
また、蛍光体層１３は、凹部１１の開口に設けられた段差部１１ｂに載置されている。蛍光体層１３を凹部１１の開口に固定する方法は特に限定されず、例えば接着剤で固定してもよいし、螺合や嵌合等によって固定してもよい。
【００４７】
発光モジュール１において、蛍光体層１３と発光素子１２との間の最短距離は、０．２〜２ｍｍの範囲内であることが好ましい。この範囲内であれば、蛍光体層１３の構成材料の劣化を低減できる上、発光モジュール１の小型化を容易に行うことができる。
【００４８】
発光モジュール１では、凹部１１内に封止樹脂が充填されていてもよい。発光素子１２と実装基板１０との間の電気接続信頼性の劣化を防ぐことができるからである。また、封止樹脂の代わりに凹部１１内に不活性ガスが封入されていてもよい。凹部１１内における結露の発生を防ぐことができるため、発光素子１２と実装基板１０との間の電気接続信頼性の劣化を防ぐことができるからである。
【００４９】
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、基材と反射板とが貼り合わされた実装基板を使用したが、基材と反射板とを同一の材料から一体的に成型した実装基板を使用することもできる。
【００５０】
次に、上述した発光モジュール１の好適な製造方法について説明する。参照する図２Ａ〜Ｃは、発光モジュール１の好適な製造方法を示す工程別断面図である。
【００５１】
まず、図２Ａに示すように、導体パターン１６上にバンプ１７を介して発光素子１２を実装する。次いで、図２Ｂに示すように、第１蛍光体層１８を段差部１１ｂに載置する。そして、図２Ｃに示すように、第２蛍光体層１９を第１蛍光体層１８上に載置して発光モジュール１が得られる。なお、第１蛍光体層１８及び第２蛍光体層１９は、例えばシリコーン樹脂等からなる分散材と蛍光体とからなる蛍光体プレートを使用することができる。また、可視光を透過する透明樹脂等からなる平板上に蛍光体層が形成された蛍光体プレートを使用することもできる。
【００５２】
［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３は、本発明の第２実施形態に係る発光モジュールの部分断面図であり、第１実施形態に係る発光モジュール１の図１Ｂに相当する図である。
【００５３】
第２実施形態に係る発光モジュール２は、第１実施形態に係る発光モジュール１に対し蛍光体層１３の構成が異なる。図３に示すように、発光モジュール２の蛍光体層１３は、発光素子１２側に配置された第１蛍光体層１８と、第１蛍光体層１８上に積層された第２蛍光体層１９と、第２蛍光体層１９上に積層された第３蛍光体層２０とからなる。第１蛍光体層１８及び第２蛍光体層１９には、上述した発光モジュール１と同様のものが使用できる。第３蛍光体層２０としては、例えば青色蛍光体を含むものが使用できる。また、発光モジュール２の発光素子１２としては、例えば紫外ＬＥＤを使用できる。上記構成を有することにより、第２実施形態に係る発光モジュール２は、第１実施形態に係る発光モジュール１と同様の効果を発揮することができる。
【００５４】
［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４Ａ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。また、参照する図４Ｂは、図４ＡのII-II線断面図であり、参照する図４Ｃは、図４ＡのIII-III線断面図である。
【００５５】
図４Ａに示すように、第３実施形態に係る発光モジュール３は、凹部１１の開口を覆う蛍光体層として、複数の第１蛍光体層３１及び複数の第２蛍光体層３２を含む。
【００５６】
図４Ｂに示すように、第１蛍光体層３１で覆われた凹部１１には第１発光素子１２ａが収容されている。そして、第１蛍光体層３１は、第１発光素子１２ａと対向するように配置されている。また、図４Ｃに示すように、第２蛍光体層３２で覆われた凹部１１には第２発光素子１２ｂが収容されている。そして、第２蛍光体層３２は、第２発光素子１２ｂと対向するように配置されている。
【００５７】
第１蛍光体層３１及び第２蛍光体層３２は、それぞれ第１発光素子１２ａ及び第２発光素子１２ｂから発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含む。そして、第１蛍光体層３１から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、第２蛍光体層３２から発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも長い。第１及び第２発光素子１２ａ，１２ｂには、例えば青色ＬＥＤが使用できる。第１蛍光体層３１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。第２蛍光体層３２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。上記構成によれば、第１発光素子１２ａと第１蛍光体層３１、及び第２発光素子１２ｂと第２蛍光体層３２が接触していないため、第１及び第２発光素子１２ａ，１２ｂから発せられた熱による第１及び第２蛍光体層３１，３２の構成材料の劣化を低減できる。よって、発光強度の低下を防止することができる。その他の構成は、上述した第１実施形態と同様である。
【００５８】
また、図４Ａに示すように、発光モジュール３では、第１及び第２蛍光体層３１，３２が、基材１４の主面に対し縦横交互に配置されていている。これにより、発光色の偏りを低減できる。
【００５９】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４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５は、本発明の第４実施形態に係る発光モジュールの部分断面図であり、第１実施形態に係る発光モジュール１の図１Ｂに相当する図である。
【００６０】
第４実施形態に係る発光モジュール４は、蛍光体層１３の構成と、凹部１１内に２つの発光素子が収容されていること以外は、第１実施形態に係る発光モジュール１と同様である。図５に示すように、発光モジュール４の蛍光体層１３は、単層の蛍光体層からなる。また、凹部１１内には、第１発光素子１２ａ及び第２発光素子１２ｂが収容されている。そして、蛍光体層１３は、第１及び第２発光素子１２ａ，１２ｂと対向するように配置されている。
【００６１】
蛍光体層１３は、第１及び第２発光素子１２ａ，１２ｂの少なくとも一方から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含む。そして、第１発光素子１２ａから発せられる光の最大ピーク波長が、第２発光素子１２ｂから発せられる光の最大ピーク波長よりも長く、蛍光体層１３から発せられる蛍光の最大ピーク波長が、第１発光素子１２ａから発せられる光の最大ピーク波長よりも長い。第１発光素子１２ａには、例えば緑色ＬＥＤが使用できる。第２発光素子１２ｂには、例えば青色ＬＥＤが使用できる。蛍光体層１３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。上記構成によれば、第１及び第２発光素子１２ａ，１２ｂと蛍光体層１３とが接触していないため、第１及び第２発光素子１２ａ，１２ｂから発せられた熱による蛍光体層１３の構成材料の劣化を低減できる。よって、発光強度の低下を防止することができる。その他の構成は、上述した第１実施形態と同様である。
【００６２】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５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６は、本発明の第５実施形態に係る発光モジュールの部分断面図であり、第１実施形態に係る発光モジュール１の図１Ｂに相当する図である。
【００６３】
第５実施形態に係る発光モジュール５は、蛍光体層１３の構成以外は、第１実施形態に係る発光モジュール１と同様である。図６に示すように、発光モジュール５の蛍光体層１３は、凹部１１の底面に略平行な方向に分割された第１蛍光体領域１３ａ及び第２蛍光体領域１３ｂからなる。
【００６４】
第１蛍光体領域１３ａ及び第２蛍光体領域１３ｂは、それぞれ発光素子１２から発せられた光を吸収して蛍光を発する蛍光体を含む。そして、第１蛍光体領域１３ａ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１３ｂから発せられる蛍光の最大ピーク波長よりも長い。上記構成によれば、発光素子１２と蛍光体層１３とが接触していないため、発光素子１２から発せられた熱による蛍光体層１３の構成材料の劣化を低減できる。よって、発光強度の低下を防止することができる。また、蛍光体層１３が、凹部１１の底面に略平行な方向に分割された第１及び第２蛍光体領域１３ａ，１３ｂからなるため、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。よって、発光強度の低下をより確実に防止することができる。なお、発光素子１２としては、例えば青色ＬＥＤが使用できる。また、第１蛍光体領域１３ａ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蛍光体領域１３ｂ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。
【００６５】
［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７は、本発明の第６実施形態に係る発光モジュールの部分断面図であり、第１実施形態に係る発光モジュール１の図１Ｂに相当する図である。
【００６６】
第６実施形態に係る発光モジュール６は、上述した第５実施形態に係る発光モジュール５に対し蛍光体層１３の構成が異なる。図７に示すように、発光モジュール６の蛍光体層１３は、凹部１１の底面に略平行な方向に分割された第１蛍光体領域１３ａ、第２蛍光体領域１３ｂ及び第３蛍光体領域１３ｃからなる。第１及び第２蛍光体領域１３ａ，１３ｂには、上述した発光モジュール５と同様のものが使用できる。第３蛍光体領域１３ｃとしては、例えば青色蛍光体を含むものが使用できる。また、発光モジュール６の発光素子１２としては、例えば紫外ＬＥＤを使用できる。上記構成を有することにより、第６実施形態に係る発光モジュール６は、第５実施形態に係る発光モジュール５と同様の効果を発揮することができる。
【００６７】
［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８Ａは、本発明の第７実施形態に係る発光モジュールの部分断面図であり、第１実施形態に係る発光モジュール１の図１Ｂに相当する図である。また、参照する図８Ｂは、図８Ａの蛍光体層側からみた上面図である。
【００６８】
第７実施形態に係る発光モジュール７は、蛍光体層１３が凹部１１の開口の一部を覆っていること以外は、上述した第５実施形態に係る発光モジュール５と同様である。図８Ａ，Ｂに示すように、発光モジュール５では、凹部１１の開口の一部が蛍光体層１３で覆われておらず、隙間１１ｃが形成されている。よって、発光素子１２から発せられた光の一部は、この隙間１１ｃを通過して照明光等の一部となる。上記構成を有することにより、第７実施形態に係る発光モジュール７は、第５実施形態に係る発光モジュール５と同様の効果を発揮することができる。
【００６９】
なお、発光モジュール７では隙間１１ｃを設けたが、隙間１１ｃが透明な樹脂等で塞がれていてもよい。また、図９Ａに示す断面図のように、第１蛍光体領域１３ａと第２蛍光体領域１３ｂとの間に、隙間１１ｃを設けてもよい。また、図９Ｂに示す部分上面図のように、個片化された第１及び第２蛍光体領域１３ａ，１３ｂを縦横交互に配置した構成としてもよい。第１及び第２蛍光体領域１３ａ，１３ｂの配置方法としては、例えば凹部１１の開口の一部を覆う透明プレート（図示せず）上に、第１及び第２蛍光体領域１３ａ，１３ｂとなる蛍光体プレート片を貼り合せる方法等が例示できる。
【００７０】
次に、上述した発光モジュール７の好適な製造方法について説明する。参照する図１０Ａ〜Ｃは、発光モジュール７の好適な製造方法を示す工程別断面図である。
【００７１】
まず、図１０Ａに示すように、導体パターン１６上にバンプ１７を介して発光素子１２を実装する。次いで、図１０Ｂに示すように、第１蛍光体領域１３ａとなる蛍光体プレートを段差部１１ｂ（図８Ｂ参照）に載置する。そして、図１０Ｃに示すように、第２蛍光体領域１３ｂとなる蛍光体プレートを段差部１１ｂに載置して発光モジュール７が得られる。
【００７２】
［第８実施形態］
次に、本発明の第８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１１は、第８実施形態に係る画像表示装置の斜視図である。
【００７３】
図１１に示すように、画像表示装置８は、パネル８０を有しており、このパネル８０の一主面８０ａには、光源として、上述した第１〜第７実施形態のいずれか１つに係る発光モジュール８１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８は、上述した第１〜第７実施形態のいずれか１つに係る発光モジュール８１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。
【００７４】
［第９実施形態］
次に、本発明の第９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１２は、第９実施形態に係るスタンド型照明装置の斜視図である。
【００７５】
図１２に示すように、スタンド型照明装置９は、胴部９０と、胴部９０の一端に固定され、胴部９０を支える基部９１と、胴部９０の他端に固定された照明部９２とを含む。そして、照明部９２の一主面９２ａには、光源として、上述した第１〜第７実施形態のいずれか１つに係る発光モジュール９３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９は、上述した第１〜第７実施形態のいずれか１つに係る発光モジュール９３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。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
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】
【００７７】
【図１】Ａ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り、ＢはＡのI-I線断面図である。
【図２】Ａ〜Ｃは、本発明の第１実施形態に係る発光モジュールの好適な製造方法を示す工程別断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る発光モジュールの部分断面図である。
【図４】Ａ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り、ＢはＡのII-II線断面図であり、ＣはＡのIII-III線断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る発光モジュールの部分断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る発光モジュールの部分断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態に係る発光モジュールの部分断面図である。
【図８】Ａは本発明の第７実施形態に係る発光モジュールの部分断面図であり、Ｂは、Ａの蛍光体層側からみた上面図である。
【図９】Ａは本発明の第７実施形態に係る発光モジュールの変形例を示す部分断面図であり、Ｂは本発明の第７実施形態に係る発光モジュールの別の変形例を示す部分上面図である。
【図１０】Ａ〜Ｃは、本発明の第７実施形態に係る発光モジュールの好適な製造方法を示す工程別断面図である。
【図１１】本発明の第８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１２】本発明の第９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１３】従来の発光装置の断面図である。
【図１４】従来の発光装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１，２，３，４，５，６，７，８１，９３  発光モジュール
８  画像表示装置（表示装置）
９  スタンド型照明装置（照明装置）
１０  実装基板
１１  凹部
１１ａ  内壁面
１１ｂ  段差部
１１ｃ  隙間
１２  発光素子
１２ａ  第１発光素子
１２ｂ  第２発光素子
１３  蛍光体層
１３ａ  第１蛍光体領域
１３ｂ  第２蛍光体領域
１３ｃ  第３蛍光体領域
１４  基材
１５  反射板
１６  導体パターン
１６ａ  端子
１７  バンプ
１８，３１  第１蛍光体層
１９，３２  第２蛍光体層
２０  第３蛍光体層
８０  パネル
８０ａ  一主面
９０  胴部
９１  基部
９２  照明部
９２ａ  一主面
【図１】
2007173397.tif 000003
【図２】
2007173397.tif 000004
【図３】
2007173397.tif 000005
【図４】
2007173397.tif 000006
【図５】
2007173397.tif 000007
【図６】
2007173397.tif 000008
【図７】
2007173397.tif 000009
【図８】
2007173397.tif 000010
【図９】
2007173397.tif 000011
【図１０】
2007173397.tif 000012
【図１１】
2007173397.tif 000013
【図１２】
2007173397.tif 000014
【図１３】
2007173397.tif 000015
【図１４】
2007173397.tif 000016