(57)【要約】【課題】励起波長域が可視光領域に対して従来より短波長側にシフトした新規な赤色蛍光体を提供する。【解決手段】一般式がＭＩＸ・ＭＩＩ１−ｘＭＩＭＶＯ４：（Ｅｕ，Ｒｅ）ｘ（ＭＩはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群より選ばれる少なくともＫを含む１種以上の１価の金属イオン、ＭＩＩはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ、Ｍｎ、Ｚｎ、ＣｄおよびＳｎからなる群より選ばれる１種以上の２価の金属イオン、ＭＶはＰ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ＳｂおよびＢｉからなる群より選ばれる１種以上の５価の金属イオン、ＸはＦ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選ばれる少なくともＦを必須とする１種以上のハロゲンイオンを示す。）で表される。【選択図】図１
2017171706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式がａＭＩＸ・ＭＩＩ１−ｘＭＩＭＶＯ４：（Ｅｕ，Ｒｅ）ｘ（ＭＩはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群より選ばれる少なくともＫを含む１種以上の１価の金属イオン、ＭＩＩはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ、Ｍｎ、Ｚｎ、ＣｄおよびＳｎからなる群より選ばれる１種以上の２価の金属イオン、ＭＶはＰ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ＳｂおよびＢｉからなる群より選ばれる１種以上の５価の金属イオン、ＸはＦ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選ばれる少なくともＦを必須とする１種以上のハロゲンイオンを示す。また、ａは０．６≦ａ≦１．４、ｘは０．００７≦ｘ≦０．２を満たす範囲である。）で表される赤色蛍光体。
【請求項２】
紫外線又は短波長可視光を発する発光素子と、
請求項１に記載の赤色蛍光体と、を備え、
前記赤色蛍光体は、青色光および黄色光によって励起されず、前記紫外線又は短波長可視光により励起されて赤色光を発光することを特徴とする発光モジュール。
【請求項３】
前記紫外線又は短波長可視光により励起され、青色光を発光する青色蛍光体と、
前記紫外線又は短波長可視光により励起され、黄色光を発光する黄色蛍光体と、を更に備え、
前記赤色蛍光体は、前記発光素子の発光スペクトルのピーク波長における励起スペクトルの強度をＩａ、前記青色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長における励起スペクトルの強度をＩｂ、前記黄色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長における励起スペクトルの強度をＩｃとすると、Ｉｂ＜Ｉａ×０．５０、Ｉｃ＜Ｉａ×０．３０を満たすことを特徴とする請求項２に記載の発光モジュール。
【請求項４】
紫外線又は短波長可視光を発する発光素子と、
前記紫外線又は短波長可視光により励起され、青色光を発光する青色蛍光体と、
前記青色光で励起されず、前記紫外線又は短波長可視光により励起されて黄色光を発光する黄色蛍光体と、
前記青色光および前記黄色光によって励起されず、前記紫外線又は短波長可視光により励起されて赤色光を発光する赤色蛍光体と、
を備えることを特徴とする発光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な蛍光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、白色ＬＥＤが多く普及してきている。一般的には、青色光を発する半導体発光素子と、青色光を吸収し黄色光を発する蛍光体とを組み合わせることで、青色光と黄色光との補色関係を利用した疑似白色光を実現している。しかしながら、このような疑似白色光では、商品展示や撮影等の照明に求められる自然光に近い白色光の要求を満たせない。特に、赤色成分の光が不足していた。
【０００３】
そこで、不足する赤色成分を補うために、窒化物系のＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、および、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋等の赤色蛍光体が考案されている（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−００４９８１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４７５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の赤色蛍光体は、励起波長域が可視光領域まで広がっているため、半導体発光素子が発する青色光だけでなく、黄色蛍光体が発する黄色光も吸収し、赤色光に波長変換してしまう。そのため、このような赤色蛍光体を用いた白色光源においては、いわゆるレッドシフトを考慮した設計が必要であり、発光面の全体にわたって色度を一定にすることが難しかった。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、励起波長域が可視光領域に対して従来より短波長側にシフトした新規な赤色蛍光体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の赤色蛍光体は、一般式がａＭＩＸ・ＭＩＩ１−ｘＭＩＭＶＯ４：（Ｅｕ，Ｒｅ）ｘ（ＭＩはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群より選ばれる少なくともＫを含む１種以上の１価の金属イオン、ＭＩＩはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ、Ｍｎ、Ｚｎ、ＣｄおよびＳｎからなる群より選ばれる１種以上の２価の金属イオン、ＭＶはＰ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ＳｂおよびＢｉからなる群より選ばれる１種以上の５価の金属イオン、ＸはＦ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選ばれる少なくともＦを必須とする１種以上のハロゲンイオンを示す。また、ａは０．６≦ａ≦１．４、ｘは０．００７≦ｘ≦０．２を満たす範囲である。）で表される。
【０００８】
この態様によると、可視光の波長領域に励起帯が少ない赤色蛍光体を実現できる。
【０００９】
本発明の他の態様は発光モジュールである。発光モジュールは、紫外線又は短波長可視光を発する発光素子と、赤色蛍光体と、を備えてもよい。赤色蛍光体は、青色光および黄色光によって励起されず、紫外線又は短波長可視光により励起されて赤色光を発光してもよい。これにより、効率の高い発光モジュールを実現できる。
【００１０】
紫外線又は短波長可視光により励起され、青色光を発光する青色蛍光体と、紫外線又は短波長可視光により励起され、黄色光を発光する黄色蛍光体と、を更に備えてもよい。赤色蛍光体は、発光素子の発光スペクトルのピーク波長における励起スペクトルの強度をＩａ、青色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長における励起スペクトルの強度をＩｂ、黄色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長における励起スペクトルの強度をＩｃとすると、Ｉｂ＜Ｉａ×０．５０、Ｉｃ＜Ｉａ×０．３０を満たしていてもよい。より好ましくは、Ｉｂ＜Ｉａ×０．３０、Ｉｃ＜Ｉａ×０．１０を満たしているとよい。これにより、レッドシフトが抑制された白色光を実現できる。
【００１１】
本発明の別の態様もまた、発光モジュールである。この発光モジュールは、紫外線又は短波長可視光を発する発光素子と、紫外線又は短波長可視光により励起され、青色光を発光する青色蛍光体と、青色光で励起されず、紫外線又は短波長可視光により励起されて黄色光を発光する黄色蛍光体と、青色光および黄色光によって励起されず、紫外線又は短波長可視光により励起されて赤色光を発光する赤色蛍光体と、を備える。
【００１２】
この態様によると、レッドシフトが抑制された白色光を実現できる。
【００１３】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、励起波長域が可視光領域に対して従来より短波長側にシフトした新規な赤色蛍光体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１（ａ）は、実施例１に係る発光モジュールの概略構成を示す側面図、図１（ｂ）は、実施例１に係る発光モジュールの概略構成を示す上面図である。
【図２】実施例１に係る赤色蛍光体の発光（ＰＬ）スペクトルおよび発光励起（ＰＬＥ）スペクトルを示す図である。
【図３】実施例１に係る黄色蛍光体の発光（ＰＬ）スペクトルおよび発光励起（ＰＬＥ）スペクトルを示す図である。
【図４】実施例１に係る青色蛍光体の発光（ＰＬ）スペクトルおよび発光励起（ＰＬＥ）スペクトルを示す図である。
【図５】実施例１に係る発光モジュールの発光スペクトルを示す図である。
【図６】実施例１に係る発光モジュールの発光スペクトルを示す図である。
【図７】図７（ａ）は、実施例３に係る発光モジュールの概略構成を示す上面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す発光モジュールＡ−Ａ断面図、図７（ｃ）は、図７（ａ）に示す発光モジュールのＢ−Ｂ断面図である。
【図８】実施例４に係る発光モジュールの概略構成を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）は、実施例１および比較例２に係る発光モジュールのそれぞれの発光面内の色度ｃｘの変化を示す図、図９（ｂ）は、実施例１および比較例２に係る発光モジュールのそれぞれの発光面内の色度ｃｙの変化を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）は、実施例３および比較例３に係る発光モジュールのそれぞれの発光面内の色度ｃｘの変化を示す図、図１０（ｂ）は、実施例３および比較例３に係る発光モジュールのそれぞれの発光面内の色度ｃｙの変化を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は、実施例４および比較例４に係る発光モジュールの蛍光体シートの膜厚と色度ｃｘとの関係を示す図、図１１（ｂ）は、実施例４および比較例４に係る発光モジュールの蛍光体シートの膜厚と色度ｃｙとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
はじめに、本実施の形態に係る蛍光体および蛍光体を用いた発光モジュールの好ましい態様の概略構成について説明する。本実施の形態に係る発光モジュールは、主として紫外線又は短波長可視光を発する半導体発光素子を備えている。半導体発光素子は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子やＬＤ（Laser Diode）素子、ＥＬ（Electro-Luminescence）素子等である。
【００１７】
また、発光モジュールに用いられる蛍光体は、単色を実現する赤色蛍光体が一種類であってもよい。あるいは、赤色、黄色および青色の蛍光体の組み合わせや、赤色、緑色および青色の蛍光体の組み合わせによって白色発光モジュールを構成してもよい。なお、蛍光体の組み合わせは３種以上であってもよい。また、各蛍光体は、紫外線又は短波長可視光に対して励起されるが、青色、緑色、黄色、橙色、赤色等の４５０ｎｍ以上の可視光領域には励起帯を持たない（励起帯が少ない）ものが好ましい。これにより、ある蛍光体で波長変換された可視光が他の蛍光体で再度吸収され波長変換される、といった現象が抑制されるため、発光モジュールの発光面内の色度ばらつきを低減できる。
【００１８】
本実施の形態に係る蛍光体のうち新規な赤色蛍光体は、一般式がａＭＩＸ・ＭＩＩ１−ｘＭＩＭＶＯ４：（Ｅｕ，Ｒｅ）ｘ（ＭＩはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、ＲｂおよびＣｓからなる群より選ばれる少なくともＫを含む１種以上の１価の金属イオン、ＭＩＩはＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ、Ｍｎ、Ｚｎ、ＣｄおよびＳｎからなる群より選ばれる１種以上の２価の金属イオン、ＭＶはＰ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、ＳｂおよびＢｉからなる群より選ばれる１種以上の５価の金属イオン、ＸはＦ、Ｃｌ、ＢｒおよびＩからなる群より選ばれる少なくともＦを必須とする１種以上のハロゲンイオンを示す。また、ａは０．６≦ａ≦１．４、ｘは０．００７≦ｘ≦０．２を満たす範囲である。）で表される蛍光体である。
【００１９】
以下、図面等を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００２０】
（実施例１）
［発光モジュール］
図１（ａ）は、実施例１に係る発光モジュールの概略構成を示す側面図、図１（ｂ）は、実施例１に係る発光モジュールの概略構成を示す上面図である。
【００２１】
はじめに、図１（ａ）に示す発光モジュール１０の作製方法について説明する。１対のワイヤボンドパッド１２が表面に設けられたアルミナセラミックス基板１４を準備し、透明シリコーン樹脂のダイボンド材１６を用いて半導体発光素子の一種であるＬＥＤチップ１８をアルミナセラミックス基板１４上に固定（載置）する。
【００２２】
次に、φ４５μｍの金ワイヤ２０を用い、アルミナセラミックス基板１４のワイヤボンドパッド１２とＬＥＤチップ１８とをワイヤボンディングにより電気的に接続した。なお、ＬＥＤチップ１８は、ピーク波長が４０５ｎｍの光を発するＩｎＧａＮ系のフェースアップチップである。また、チップの大きさは１ｍｍ□である。
【００２３】
［蛍光体］
実施例１で用いられる各種蛍光体は、下記の組成式で表される赤色蛍光体、黄色蛍光体および青色蛍光体である。
赤色蛍光体：ＫＦ・Ｃａ０．９９ＫＰＯ４：Ｅｕ２＋０．０１
黄色蛍光体：（Ｃａ０．４，Ｓｒ０．５，Ｅｕ０．１)７（ＳｉＯ３）６Ｃｌ２
青色蛍光体：Ｃａ４．９２（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋０．０８
【００２４】
図２は、実施例１に係る赤色蛍光体の発光（ＰＬ）スペクトルおよび発光励起（ＰＬＥ）スペクトルを示す図である。図３は、実施例１に係る黄色蛍光体の発光（ＰＬ）スペクトルおよび発光励起（ＰＬＥ）スペクトルを示す図である。図４は、実施例１に係る青色蛍光体の発光（ＰＬ）スペクトルおよび発光励起（ＰＬＥ）スペクトルを示す図である。
【００２５】
図２に示すように、実施例１に係る赤色蛍光体は、４００ｎｍ前後の紫光の励起によってピーク波長λｐ＝６５７ｎｍの赤色発光を示す。また、発光励起スペクトル（ＰＬＥ）の励起端は４２５ｎｍにあり、紫光励起では発光するが、青色光以上の波長では発光をほとんど示さない。このように、実施例１に係る新規な赤色蛍光体のストークスシフトは、ΔＳ＝８．３×１０３ｃｍ−１と非常に大きい。また、発光ピーク波長が４０７ｎｍのＬＤ素子を励起源に用いたときの内部量子効率は７５％、吸収率は８５％である。
【００２６】
また、実施例１に係る赤色蛍光体は、青色光および黄色光によって励起されず、紫外線又は短波長可視光（紫光）により励起されて赤色光を発光する。より詳述すると、赤色蛍光体は、発光素子の発光スペクトルのピーク波長における励起スペクトルの強度をＩａ、青色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長における励起スペクトルの強度をＩｂ、黄色蛍光体の発光スペクトルのピーク波長における励起スペクトルの強度をＩｃとすると、Ｉｂ＜Ｉａ×０．５０、Ｉｃ＜Ｉａ×０．３０を満たしている。より好ましくは、Ｉｂ＜Ｉａ×０．３０、Ｉｃ＜Ｉａ×０．１０を満たしているとよい。
【００２７】
実施例１に係る青色蛍光体は、紫外線又は短波長可視光により励起されて青色光（ピーク波長λｐ＝４６０±１０ｎｍ）を発光する。また、実施例１に係る黄色蛍光体は、青色光で励起されず、紫外線又は短波長可視光により励起されて黄色光（ピーク波長λｐ＝５７０±１５ｎｍ）を発光する。
【００２８】
次に、上述の赤色蛍光体、黄色蛍光体および青色蛍光体を、重量比で赤色蛍光体：黄色蛍光体：青色蛍光体＝５５：２３：２２となるように混合し、所望の色度となるように調整した。混合された蛍光体を透明シリコーン樹脂に配合し、真空撹拌脱泡で混合することで蛍光体ペーストを作製した。本実施例では、蛍光体の総重量は、蛍光体ペースト全体に対して６．５ｗｔ％である。
【００２９】
作製した蛍光体ペーストをφ１０ｍｍの半球ドーム状をした金型に真空充填し、蛍光体ペーストでＬＥＤチップ１８全体が封止されるように、前述のＬＥＤチップ１８が実装されたアルミナセラミックス基板１４を金型の開口面に設置、固定した。そして、１５０℃で１時間加熱し、蛍光体ペーストを硬化させることで、図１に示す半球状の光波長変換層２２を備えた白色発光の発光モジュール１０が作製される。
【００３０】
図５は、実施例１に係る発光モジュールの発光スペクトルを示す図である。図５に示すように、実施例１に係る発光モジュール１０は、青色から赤色までの広い波長領域に発光強度を有する。このように実施例１に係る発光モジュールは、レッドシフトが抑制された白色光を実現できる。また、変換効率の高い発光モジュールを実現できる。
【００３１】
（実施例２）
上述の赤色蛍光体、黄色蛍光体および青色蛍光体を、重量比で赤色蛍光体：黄色蛍光体：青色蛍光体＝６５：２２：１３となるように混合し、所望の色度となるように調整した。それ以外の発光モジュールの構成、製造方法は、実施例１と同じである。図６は、実施例１に係る発光モジュールの発光スペクトルを示す図である。図６に示すように、実施例２に係る発光モジュールは、青色から赤色までの広い波長領域に発光強度を有し、特に赤色の波長域における発光強度が相対的に大きくなっている。
【００３２】
（実施例３）
図７（ａ）は、実施例３に係る発光モジュールの概略構成を示す上面図、図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す発光モジュールＡ−Ａ断面図、図７（ｃ）は、図７（ａ）に示す発光モジュールのＢ−Ｂ断面図である。
【００３３】
実施例３に係る発光モジュールにおけるＬＥＤチップ、黄色蛍光体および青色蛍光体は、実施例１に係る発光モジュール１０と同じである。実施例３に係る赤色蛍光体の組成は、実施例１に係る赤色蛍光体と異なり、ＫＦ・Ｃａ０．９８Ｋ（Ｐ０．９９９，Ｎｂ０．００１）Ｏ４：Ｅｕ２＋０．０２である。
【００３４】
はじめに、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す発光モジュール２４の作製方法について説明する。等間隔（間隔ｐ＝８ｍｍ）で４対のワイヤボンドパッド１２が表面に設けられた、長さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍのアルミナセラミックス基板２６を準備し、ダイボンド材１６を用いて４個のＬＥＤチップ１８を８ｍｍ間隔でアルミナセラミックス基板２６上に固定（載置）する。次に、φ４５μｍの金ワイヤ２０を用い、ワイヤボンドパッド１２とＬＥＤチップ１８とをワイヤボンディングにより電気的に接続した。
【００３５】
次に、上述の赤色蛍光体、黄色蛍光体および青色蛍光体を、重量比で赤色蛍光体：黄色蛍光体：青色蛍光体＝６０：２２：１８となるように混合し、所望の色度となるように調整した。混合された蛍光体を透明シリコーン樹脂に配合し、真空撹拌脱泡で混合することで蛍光体ペーストを作製した。本実施例では、蛍光体の総重量は、蛍光体ペースト全体に対して７．０ｗｔ％である。
【００３６】
作製した蛍光体ペーストを、断面がφ８ｍｍの半円で長さ３８ｍｍのシリンドリカル状（半円筒状）の金型に真空充填し、ライン状に配置された複数のＬＥＤチップ１８が蛍光体ペーストで封止されるように、ＬＥＤチップ１８が実装されたアルミナセラミックス基板２６を金型の開口面に設置、固定した。そして、１５０℃で１時間加熱し、蛍光体ペーストを硬化させることで、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す半円筒状の光波長変換層２８を備えた白色発光の発光モジュール２４が作製される。
【００３７】
（実施例４）
図８は、実施例４に係る発光モジュールの概略構成を示す断面図である。実施例４に係る発光モジュールにおけるＬＥＤチップ、黄色蛍光体および青色蛍光体は、実施例１に係る発光モジュール１０と同じである。実施例４に係る赤色蛍光体の組成は、実施例１に係る赤色蛍光体と異なり、ＫＦ・（Ｃａ０．９８２Ｓｒ０．０１）ＫＰＯ４：Ｅｕ２＋０．０２である。
【００３８】
はじめに、図８に示す発光モジュール３０の作製方法について説明する。実施例４に係る発光モジュール３０では、セラミックスケーシング３２が用いられている。セラミックスケーシング３２は、開口部３２ａがφ２ｍｍ、外形が３ｍｍ□  深さ０．８ｍｍのキャビティ構造を有し、キャビティ３２ｂの底部にＬＥＤチップ１８が実装できる電極構造が施されており、キャビティ３２ｂの外部から通電可能なアルミナケーシングである。
【００３９】
セラミックスケーシング３２を準備し、キャビティ３２ｂの底部にダイボンド材１６を用いてＬＥＤチップ１８を固定（載置）する。次に、φ４５μｍの金ワイヤ２０を用い、セラミックスケーシング３２のワイヤボンドパッド１２とＬＥＤチップ１８とをワイヤボンディングにより電気的に接続した。また、キャビティ３２ｂに透明シリコーン樹脂３４を充填し、ＬＥＤチップ１８を封止した。
【００４０】
次に、上述の赤色蛍光体、黄色蛍光体および青色蛍光体を、重量比で赤色蛍光体：黄色蛍光体：青色蛍光体＝５８：２２：２０となるように混合し、所望の色度となるように調整した。混合された蛍光体を透明シリコーン樹脂に配合し、真空撹拌脱泡で混合することで蛍光体ペーストを作製した。本実施例では、蛍光体の総重量は、蛍光体ペースト全体に対して２５ｗｔ％である。
【００４１】
作製した蛍光体ペーストを使い、膜厚が１００〜３５０μｍの範囲で均一であるシート状に成形し、１５０℃で１ｈ加熱し、蛍光体ペーストを硬化させることで蛍光体シートを作製した。この蛍光体シートを２ｍｍ□の大きさで打ち抜き、透明シリコーン樹脂３４の出射面３４ａにシリコーン樹脂（不図示）を用い貼り合わせ、１５０℃で１ｈ加熱した。これにより、図８に示す光波長変換層３６を備えた白色発光の発光モジュール３０が作製される。
【００４２】
（実施例５）
実施例５に係る発光モジュールは、実施例１に係る発光モジュール１０とほぼ同じ構成であるが、光波長変換層に含まれる蛍光体の種類や量が異なる。実施例５では、光波長変換層に含まれる蛍光体が赤色蛍光体のみである。また、実施例５に係る赤色蛍光体の組成は、実施例１に係る赤色蛍光体と異なり、（Ｋ０．９９８Ｎａ０．００２）Ｆ・Ｃａ０．９９ＫＰＯ４：Ｅｕ２＋０．０１である。また、赤色蛍光体の重量は、蛍光体ペースト全体に対して７ｗｔ％である。実施例５に係る発光モジュールは、色度（ｃｘ、ｃｙ）＝（０．６１，０．３８）となり、赤色発光を示す。
【００４３】
（比較例１）
比較例１に係る発光モジュールは、実施例１に係る発光モジュール１０とほぼ同じ構成であり、作製方法もほぼ同じであるため、説明を適宜省略する。ただし、比較例１においては、光波長変換層に含まれる蛍光体の組み合わせや量は実施例１の場合と異なる。比較例１では、光波長変換層に含まれる蛍光体が青色蛍光体および黄色蛍光体のみである。また、比較例１に係る青色蛍光体および黄色蛍光体は、実施例１に係る青色蛍光体および黄色蛍光体と組成は同じである。
【００４４】
次に、上述の黄色蛍光体および青色蛍光体を、重量比で黄色蛍光体：青色蛍光体＝５０：５０となるように混合し、所望の色度となるように調整した。混合された蛍光体を透明シリコーン樹脂に配合し、真空撹拌脱泡で混合することで蛍光体ペーストを作製した。本比較例では、蛍光体の総重量は、蛍光体ペースト全体に対して４．５ｗｔ％である。
【００４５】
（比較例２）
比較例２に係る発光モジュールは、実施例１に係る発光モジュール１０とほぼ同じ構成であり、作製方法もほぼ同じであるため、説明を適宜省略する。ただし、比較例２においては、光波長変換層に含まれる蛍光体の種類や量が実施例１の場合と異なる。比較例２で用いられる各種蛍光体は、下記の組成式で表される赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体である。なお、下記青色蛍光体は実施例１で用いられる青色蛍光体と組成は同じである。
赤色蛍光体：ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋
緑色蛍光体：（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋
青色蛍光体：Ｃａ４．９２（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋０．０８
【００４６】
上述の赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体を、重量比で赤色蛍光体：緑色蛍光体：青色蛍光体＝４０：４０：２０となるように混合し、所望の色度となるように調整した。混合された蛍光体を透明シリコーン樹脂に配合し、真空撹拌脱泡で混合することで蛍光体ペーストを作製した。本比較例では、蛍光体の総重量は、蛍光体ペースト全体に対して６．０ｗｔ％である。
【００４７】
（比較例３）
比較例３に係る発光モジュールは、実施例３に係る発光モジュール２４とほぼ同じ構成であり、作製方法もほぼ同じであるため、説明を適宜省略する。ただし、比較例３においては、光波長変換層に含まれる蛍光体の種類や量が実施例３の場合と異なる。比較例３で用いられる各種蛍光体は、比較例２で用いられる各種蛍光体の組み合わせと同じである。
【００４８】
上述の赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体を、重量比で赤色蛍光体：緑色蛍光体：青色蛍光体＝４０：４０：２０となるように混合し、所望の色度となるように調整した。混合された蛍光体を透明シリコーン樹脂に配合し、真空撹拌脱泡で混合することで蛍光体ペーストを作製した。本比較例では、蛍光体の総重量は、蛍光体ペースト全体に対して７．０ｗｔ％である。
【００４９】
（比較例４）
比較例４に係る発光モジュールは、実施例４に係る発光モジュール３０とほぼ同じ構成であり、作製方法もほぼ同じであるため、説明を適宜省略する。ただし、比較例４においては、光波長変換層に含まれる蛍光体の種類や量が実施例４の場合と異なる。比較例４で用いられる各種蛍光体は、実施例１で用いられている黄色蛍光体（（Ｃａ０．４，Ｓｒ０．５，Ｅｕ０．１)７（ＳｉＯ３）６Ｃｌ２）および青色蛍光体（Ｃａ４．９２（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋０．０８）、比較例２で用いられている赤色蛍光体（ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋）である。
【００５０】
次に、上述の赤色蛍光体、黄色蛍光体および青色蛍光体を、重量比で赤色蛍光体：黄色蛍光体：青色蛍光体＝１５：５５：３０となるように混合し、所望の色度となるように調整した。混合された蛍光体を透明シリコーン樹脂に配合し、真空撹拌脱泡で混合することで蛍光体ペーストを作製した。本実施例では、蛍光体の総重量は、蛍光体ペースト全体に対して２５ｗｔ％である。
【００５１】
以上の実施例１〜５、比較例１〜４に係る発光モジュールについて、以下の各種評価を行った。
【００５２】
［演色性］
実施例１〜４（新規赤色蛍光体使用）、比較例１（赤色蛍光体未使用）に係る白色発光モジュールについて、平均演色評価数（Ｒａ）および色温度を測定し、比較した結果を表１に示す。実施例１〜４に係る発光モジュールは、いずれもＲａが９０以上の値を示し、良好な演色性を実現できる。
【００５３】
【表１】
2017171706.tif 000003
【００５４】
［色むら］
同じドーム形状の発光モジュールである、実施例１および比較例２に係る発光モジュールのそれぞれの発光面内の色度を測定した。測定場所は、図１（ｂ）に示すように、直径１０ｍｍのドーム状の光波長変換層２２を上方から見て、原点Ｏを中心として外周に向かうラインＬ１に沿った領域である。図９（ａ）は、実施例１および比較例２に係る発光モジュールのそれぞれの発光面内の色度ｃｘの変化を示す図、図９（ｂ）は、実施例１および比較例２に係る発光モジュールのそれぞれの発光面内の色度ｃｙの変化を示す図である。
【００５５】
図９（ａ）、図９（ｂ）に示す結果から、比較例２に係る発光モジュールにおいては、外周に近づくほど色度ｃｘ、ｃｙ（特にｃｘ）が大きくなりレッドシフトしていることがわかる。これは、比較例２で用いられている赤色蛍光体が他の蛍光体の発光を再吸収しているためである。一方、実施例１に係る発光モジュールは、色度変動が少なく、ドーム全体が均一色で発光していることがわかる。これは、実施例１で用いられている赤色蛍光体が他の蛍光体の発光をほとんど再吸収していないためである。
【００５６】
次に、同じ半円筒状の発光モジュールである、実施例３および比較例３に係る発光モジュールのそれぞれの発光面内の色度を測定した。測定場所は、図７（ａ）に示すように、直径１０ｍｍの半円筒状の光波長変換層２８を上方から見て、モジュールの長手方向の左端から右端に向かうラインＬ２に沿った領域である。図１０（ａ）は、実施例３および比較例３に係る発光モジュールのそれぞれの発光面内の色度ｃｘの変化を示す図、図１０（ｂ）は、実施例３および比較例３に係る発光モジュールのそれぞれの発光面内の色度ｃｙの変化を示す図である。
【００５７】
図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示す結果から、比較例３に係る発光モジュールにおいては、チップ直上の領域の色度ｃｘ、ｃｙに対して、チップ間の領域の色度ｃｘ、ｃｙの方が大きくなり（特にｃｘ）、チップ間の領域ではレッドシフトしていることがわかる。これは、比較例３で用いられている赤色蛍光体が他の蛍光体の発光を再吸収しているためである。一方、実施例３に係る発光モジュールは、色度変動が少なく、モジュール全体で比較的均一な色で発光していることがわかる。これは、実施例３で用いられている赤色蛍光体が他の蛍光体の発光をほとんど再吸収していないためである。
【００５８】
［光波長変換層の膜厚に対する色度変化］
同じパッケージ形状である実施例４および比較例４に係る発光モジュールにおいて、光波長変換層３６として用いる蛍光体シートの厚みによって色度がどのように変化するか評価した。
【００５９】
図８に示す光波長変換層３６として用いる、厚みが異なる６種類（１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０μｍ）の蛍光体シートを、実施例４および比較例４における蛍光体の組み合わせのそれぞれにおいて作製した。そして、各蛍光体シートをセラミックスケーシング３２の開口部３２ａに貼り付け、発光色度を測定した。
【００６０】
図１１（ａ）は、実施例４および比較例４に係る発光モジュールの蛍光体シートの膜厚と色度ｃｘとの関係を示す図、図１１（ｂ）は、実施例４および比較例４に係る発光モジュールの蛍光体シートの膜厚と色度ｃｙとの関係を示す図である。
【００６１】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示す結果から、比較例４に係る発光モジュールにおいては、蛍光体シートの膜厚が厚くなるにしたがって色度ｃｘ、ｃｙも大きくなり（特にｃｘ）、レッドシフトしていることがわかる。これは、比較例４で用いられている赤色蛍光体が他の蛍光体の発光を再吸収しているため、再吸収が多くなるためである。一方、実施例４に係る発光モジュールは、蛍光体シートの膜厚が厚くなっても、比較的色度変動が少ない。つまり、蛍光体シートの厚みにばらつきがあっても、色度変動を抑制できるため、設計上の製品公差を大きくできる。換言すると、製造時の製品歩留りが向上するとともに、製品の色度ばらつきを低減できる。
【００６２】
上述のように、同一モジュールの発光面内の色むらや、発光モジュールごとの色ばらつきが低減できるのは、本実施の形態に係る新規な赤色蛍光体の励起帯が、青色光の波長以上の波長域にないためである。これにより、多色の蛍光体を混合した光波長変換層を用いた場合であっても、多色の蛍光体がそれぞれ発する光が他の蛍光体で再吸収されにくくなり、発光モジュールとしての混色性能が向上したためである。
【００６３】
以上、本発明を実施の形態や各実施例をもとに説明した。この実施の形態や各実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００６４】
１０  発光モジュール、  １２  ワイヤボンドパッド、  １４  アルミナセラミックス基板、  １６  ダイボンド材、  １８  ＬＥＤチップ、  ２０  金ワイヤ、  ２２  光波長変換層、  ２４  発光モジュール、  ２６  アルミナセラミックス基板、  ２８  光波長変換層、  ３０  発光モジュール、  ３２  セラミックスケーシング、  ３２ａ  開口部、  ３２ｂ  キャビティ、  ３４  透明シリコーン樹脂、  ３４ａ  出射面、  ３６  光波長変換層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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