発光装置及びその製造方法
【課題】 簡単な方法で発光色の調整や設定が可能で、光散乱の影響を緩和し、明るく、色再現性のよい発光装置を提供する。
【解決手段】 一次光を発光する発光素子と、前記一次光の一部を吸収して二次光を発光する波長変換部を備えた発光装置において、前記波長変換部は少なくとも蛍光体を含む樹脂層からなる第１の波長変換部と第２の波長変換部とを含む複数の樹脂層からなり、前記複数の樹脂層は互いに異なる発光帯域を有し、前記第１の波長変換部は、前記第２の波長変換部より、前記発光素子に近い側に配置され、前記波長変換部は、前記一次光の光路方向の厚みが均一でないことを特徴とする。
【解決手段】 一次光を発光する発光素子と、前記一次光の一部を吸収して二次光を発光する波長変換部を備えた発光装置において、前記波長変換部は少なくとも蛍光体を含む樹脂層からなる第１の波長変換部と第２の波長変換部とを含む複数の樹脂層からなり、前記複数の樹脂層は互いに異なる発光帯域を有し、前記第１の波長変換部は、前記第２の波長変換部より、前記発光素子に近い側に配置され、前記波長変換部は、前記一次光の光路方向の厚みが均一でないことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に関し、特に、光源から発せられた光により励起される蛍光体を用いた発光装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）を用いた発光装置として、液晶ディスプレイのＬＥＤバックライトやＬＥＤ電球に注目が集まっている。ＬＥＤバックライトやＬＥＤ電球の発光部は、ＬＥＤの光の一部を蛍光体が波長変換した光と、前記ＬＥＤの前記蛍光体に波長変換されなかった光を混合して放出することにより、本来のＬＥＤの光とは異なる光を発光する構成となっている。
【０００３】
図８は、特許文献１に示された発光装置の概略図である。該特許文献に示された発光装置９０は、一次光を発する発光素子９１と、一次光の一部を吸収してその一次光の波長以上の波長を有する二次光を発する波長変換部９２とを含み、その波長変換部９２は互いに異なる光吸収帯域を有する複数種の蛍光体９３、９４、９５を含み、これら複数種の蛍光体の少なくとも１種は他の少なくとも１種で発せられた二次光を吸収しうる吸収帯域を有している。このような構造により、発光色の設定が容易となり、輝度の高い発光装置を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４９１１４（平成１９年２月２２日公開）
【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、上記特許文献１における発光装置９０を実際に発光させた場合、発光素子９１からの光が蛍光体の各層を通過する際に、上部の層において光が一部吸収されたり、あるいは光散乱が起こることにより、特に最下層９３からの赤色光の取り出し効率が低くなってしまう。このため、各色の発光強度のバランスが崩れ、理想的な色再現性及び明るさを得ることは困難である。また、発光素子から放射される熱が十分に発光装置内から放出されず、電気エネルギーが光エネルギーに変換できず、発光装置の発光効率の低下あるいは発光装置の劣化を進行させることがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な方法で発光色の調整、設定が可能で、光散乱の影響を緩和し、明るく、色再現性が良く、発光素子の放熱効果を上げて、発光装置の発光効率の低下あるいは発光装置の劣化の進行を防ぐ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】
【０００７】
本発明に係る発光装置は、一次光を発光する発光素子と、前記一次光の一部を吸収して二次光を発光する波長変換部を備えた発光装置において、前記波長変換部は少なくとも蛍光体を含む樹脂層からなる、第１の波長変換部と第２の波長変換部とを含む複数の樹脂層からなり、前記複数の樹脂層は互いに異なる発光帯域を有し、前記第１の波長変換部は、前記第２の波長変換部より、前記発光素子に近い側に配置され、前記波長変換部は、前記一次光の光路方向の厚みが均一でないことを特徴とする。
【０００８】
また、前記複数の樹脂層は、相対的に長い波長の二次光を発する順序で前記発光素子に近い側から配置されていることを特徴としてもよい。
【０００９】
また、前記第１の波長変換部は、ナノ結晶である蛍光体を含む樹脂層から構成され、前記第２の波長変換部は、希土類付活蛍光体もしくは遷移金属元素付活蛍光体を含む樹脂層から構成されていることを特徴としてもよい。
【００１０】
また、前記ナノ結晶蛍光体は、ＩＩＩ―Ｖ族化合物半導体または、ＩＩ―ＶＩ化合物半導体よりなることを特徴としてもよい。
【００１１】
また、前記ナノ結晶蛍光体は、ＩｎＰまたはＣｄＳｅのうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする。また、前記希土類付活蛍光体は、付活剤としてＣｅもしくはＥｕを含むことを特徴としてもよい。
【００１２】
また、前記希土類付活蛍光体は、窒化物系蛍光体であることを特徴としてもよい。
【００１３】
また、前記窒化物系蛍光体は、サイアロン蛍光体であることを特徴としてもよい。
【００１４】
また、前記第２の波長変換部は、前記一次光の波長の光路方向の厚みが均一でないことを特徴としてもよい。また、前記第１の波長変換部と、前記第２の波長変換部が接する面において、前記第２の波長変換部側の面積が、前記第１の波長変換部側の面積より小さいことを特徴としてもよい。
【００１５】
また、前記発光素子の近傍に放熱板を備えることを特徴としてもよい。
【００１６】
本発明に係る発光装置の製造方法は、パッケージの底面上に発光素子を搭載する工程と、前記発光素子を覆うように第１の蛍光体が混練された液状樹脂を注入して硬化させることにより、第１の波長変換部を形成する工程と、前記第１の波長変換部の上に、第２の蛍光体が混練された液状樹脂を注入して硬化させることにより、第２の波長変換部を形成する工程と、前記第２の波長変換部の一部を除去する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の発光装置によれば、簡単な方法で発光色の調整や設定が可能で、光散乱の影響を緩和し、明るく、色再現性が良く、また、発光装置の発光効率の低下あるいは発光装置の劣化の進行を防ぐ発光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１の発光装置の断面図である。
【図２】発光装置の製造工程を示す図である。
【図３】発光装置の製造工程を示す図である。
【図４】実施形態１の発光装置の断面図である。
【図５】放熱板を配した発光装置の一例である。
【図６】実施形態２の発光装置の断面図である。
【図７】実施形態３の発光装置の断面図である。
【図８】従来の発光装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一つの実施形態について図１〜図７を用いて以下に説明する。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。本願において、「ナノ結晶」とは結晶サイズを励起子ボーア半径程度まで小さくし、量子サイズ効果による励起子の閉じ込めやバンドギャップの増大が観測される結晶を指すものとする。
【００２０】
＜実施形態１＞
図１は、第１の実施形態に係る発光装置１０の断面図である。発光装置１０は、電極１が形成された基板２と、電極１上に設けられたパッケージ３及び発光素子４と、発光素子４と電極１を接続するワイヤ５、発光素子４の光路順に半導体ナノ粒子を含有する第１の波長変換部６とＥｕ付活β型サイアロン蛍光体を含有する第２の波長変換部７が積層されたものとで構成される。
【００２１】
電極１を形成する導体は、発光素子４を電気的に接続するための電導路としての機能を有し、ワイヤ５にて発光素子４と電気的に接続されている。導体としては、たとえばＷ、Ｍｏ、Ｃｕ、またはＡｇ等の金属粉末を含むメタライズ層を用いることができる。基板２は、熱伝導性が高く、かつ全反射率の大きいことが求められるため、たとえばアルミナ、窒化アルミニウム等のセラミック材料のほかに、金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂が好適に用いられる。
【００２２】
パッケージ３は、高い反射率を持ちつつ、封止樹脂との密着性が良いポリフタルアミドなどにより構成される。発光素子４は、光源として用いられ、たとえば４５０ｎｍにピーク波長を有するＧａＮ系発光ダイオード、ＺｎＯ系発光ダイオード、ダイヤモンド系発光ダイオード等を用いることができる。
【００２３】
第１の波長変換部６は、蛍光体を含む樹脂層から構成され、例えば、ＩｎＰ系のナノ結晶を用いることができる。ＩｎＰは粒径を小さく（ナノ結晶化）していくと、量子効果によってバンドギャップを青色から赤色の範囲で制御することができる。例えば、赤色発光する粒径を有する、ＩｎＰ系ナノ結晶をシリコーン樹脂中に混合し硬化させたものが用いられる。
【００２４】
このほか、波長変換部６として、ＩｎＰ以外のＩＩＩ―Ｖ族化合物半導体やＩＩ―ＶＩ化合物半導体よりなるナノ結晶である赤色蛍光体を用いてもよい。たとえば、ＩＩ―ＶＩ族化合物半導体やＩＩＩ―Ｖ族化合物半導体よりなるナノ結晶の化合物半導体としては、二元系では、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体として、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ等が挙げられる。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としては、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ等が挙げられる。
【００２５】
また、三元系や四元系では、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＰＡｓ等が挙げられる。
【００２６】
そして、第１の波長変換部６としては、ＩｎおよびＰを含むナノ結晶、または、ＣｄおよびＳｅを含むナノ結晶を用いることが好ましい。その理由は、ＩｎおよびＰを含むナノ結晶、または、ＣｄおよびＳｅを含むナノ結晶は、可視光域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で発光する粒径のナノ結晶を作製し易いためである。
【００２７】
その中でも特に、ＩｎＰ、またはＣｄＳｅを用いることが好ましい。理由としては、ＩｎＰとＣｄＳｅは、構成する材料が少ないため作製がし易い上、高い量子収率を示す材料であり、ＬＥＤの光を照射した際、高い発光効率を示すからである。ここでの量子収率とは、吸収した光子数に対する蛍光として発光した光子数の割合のことである。さらに言えば、第１の波長変換部６として、強い毒性を示すＣｄを含まないＩｎＰを用いることが好ましい。
【００２８】
第２の波長変換部は、例えば、図１に示すように中央部にくぼみが設けられ、発光素子４の光路方向の厚みが一定ではない。また、第２の波長変換部７は、上記第１の波長変換部と異なる発光帯域を有する蛍光体を含む樹脂層から構成され、例えば、希土類付活蛍光体もしくは遷移金属元素付活蛍光体を用いることが出来る。これらの蛍光体は、酸素や水分の影響で蛍光体の発光効率が低下しにくい蛍光体であり、たとえば、蛍光体母体がイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）に付活剤としてセリウム（Ｃｅ）を導入したＹＡＧ：Ｃｅなどが挙げられる。
【００２９】
さらに、これらの蛍光体は希土類や遷移金属元素を付活された窒化物系蛍光体であることが望ましい。窒化物系蛍光体は、高温下でも発光効率の低下が起きにくい特徴を持つ。窒化物系蛍光体としては、たとえば、サイアロン蛍光体が考えられ、β型サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）に希土類元素や遷移金属元素を付活した蛍光体が知られている。Ｔｂ、Ｙｂ、Ａｇを付活したβ型サイアロンは５２５ｎｍから５４５ｎｍの緑色を発光する蛍光体となる。さらに、β型サイアロンにＥｕ２＋を付活した緑色の蛍光体が知られている。Ｅｕ付活β型サイアロン蛍光体は、従来の公知の方法にて製造することが出来る。具体的には、たとえばＥｕ２Ｏ３、ＥｕＮ等の光学活性元素Ｅｕを含有する金属化合物と窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末と窒化珪素粉末（Ｓｉ３Ｎ４）とを均一に混合し、１８００〜２０００℃程度の温度で焼成することで得られる。これら原料粉末の混合比は、焼成後の蛍光体の組成比を考慮して適宜選択される。
【００３０】
次に、発光装置１０の製造方法を以下に説明する。本実施形態では、樹脂層が２層の場合について説明するが、樹脂層は互いに異なる発光帯域を有しておればよく、層の数が増えても発光装置の製造は同様にして行うことが可能である。
【００３１】
図２及び図３は、発光装置１０の製造工程を説明する図である。まず、図２に示されるように電極１、基板２、パッケージ３、発光素子４、そしてワイヤ５が備わったＬＥＤパッケージを用意する。
【００３２】
次に、重量比で樹脂：ナノ結晶である赤色蛍光体＝１０００：４．６２の比になるよう樹脂とナノ結晶である赤色蛍光体を含有するトルエン溶液を混合する。ナノ結晶である赤色蛍光体には、ＩｎＰ結晶からなるものを使用した。また、シリコーン樹脂は、信越化学工業株式会社製ＳＣＲ１０１１を使用した。ＳＣＲ１０１１以外でも、ナノ結晶である赤色蛍光体が均一に分散される樹脂であって、透明であり、熱や光に強い樹脂であれば使用することが出来る。
【００３３】
次に、図３に示すように、上記ＬＥＤパッケージにナノ結晶である赤色蛍光体を含有した液状樹脂を滴下し、所定の時間で硬化させることで第１の波長変換部６を作製した。次に、重量比で樹脂：Ｅｕ付活β型サイアロン蛍光体＝１０００：２００の比で混合する。シリコーン樹脂は、信越化学工業株式会社製ＳＣＲ１０１１（硬化前粘度３５０ｍＰａ・ｓ）を使用した。ＳＣＲ１０１１以外でも、Ｅｕ付活β型サイアロン蛍光体が均一に分散される樹脂であって、透明であり、熱や光に強い樹脂であれば使用することが出来る。
【００３４】
その後、第１の波長変換部６が形成されているＬＥＤパッケージにＥｕ付活β型サイアロン蛍光体を含有する液状樹脂を滴下し、所定の時間で硬化させることで第２の波長変換部７を作製した。今回は、第１の波長変換部６と第２の波長変換部７の一次光の光路方向の厚みは、同じになるよう調整したが、求められる発光装置の仕様にしたがって、厚みを設定すればよい。その後、イオンビームで第２の波長変換部７を削り取る。上記のようにして、図１に示すような発光装置１０が作製される。
【００３５】
図４（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態における発光装置１０ａ〜１０ｄの断面図である。図４（ａ）に示す発光装置１０ａにおいては、第２の波長変換部７２には、その表面に波型のくぼみが複数設けられている。図４（ｂ）に示す発光装置１０ｂにおいては、第２の波長変換部７３は、中央付近において断面略Ｕ字状のくぼみが設けられている。図４（ｃ）に示す発光装置１０ｃにおいては、第２の波長変換部７４は、中央付近において断面略Ｖ字状のくぼみが設けられている。図４（ｄ）に示す発光装置１０ｄにおいては、第２の波長変換部７５は、断面が凹凸状となっている。これらの作製方法については、上記で説明した作製方法と同様である。
【００３６】
本実施形態によれば、第２の波長変換部において、一次光波長の光路方向に対する厚みが厚い部分と、一次光波長の光路方向に対する厚みが薄い部分が存在する。発光素子４及び第１の波長変換部６からの発光は、厚みが厚い部分より、厚みが薄い部分において、よく通過する。理由は、第２の波長変換部を構成する樹脂層の厚みの薄い部分では、樹脂層の厚みが厚い部分に比べ、樹脂層を構成する樹脂及び蛍光体の絶対量が少ないため、当然、発光素子４及び第１の波長変換部６からの発光を吸収する量も減り、前記発光が取り出しやすくなるためである。さらに、樹脂層の厚みが薄い部分に含まれる蛍光体の総数は、樹脂層の厚みが厚い部分に比べ少ないので、発光素子４及び第１の波長変換部６からの発光が、第２の波長変換部に含まれる蛍光体によって散乱を起こす可能性が低くなるからである。このように第２の波長変換部の厚みを部分的に異ならせることで、第１の波長変換部からの光を効率よく取り出すことができる。
【００３７】
また、第２の波長変換部７は、厚みが薄い部分が存在すること、または、第２の波長変換部７が部分的に削り取られていることで、空気と接する表面積が大きくなっている。そのため、発光素子４から放射される熱が発光装置１０内から上部に放出されやすく、熱による発光効率の低下を抑えることができる。また、熱による発光装置１０の劣化を防ぐことができる。なお、本実施形態のように、第１の波長変換部６に熱に弱いという特性を持つナノ結晶である蛍光体を用いた場合には、前記放熱効果により、ナノ結晶である蛍光体の劣化を抑えることもできるので、特に有効である。さらに、図５に示すように、発光素子４の下部に放熱板１１を配しても良い。放熱板１１の材料としてはアルミニウムや銅などが用いられる。放熱板１１を配することにより、発光装置１０の下部からも放熱が可能となり、発光装置１０の上下から放熱されるので、さらに温度上昇を抑える効果が期待できる。なお、本実施形態では、第２の波長変換部の形状として４つの例を挙げて説明したが、これに限られるものではなく、発光装置１０に求められる光の色味や光量に応じて、形状や厚みを適宜調整すればよい。
【００３８】
＜実施形態２＞
次に、図６を参照して第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の波長変換部６と第２の波長変換部７が接する面において、第２の波長変換部７側の面積が、第１の波長変換部６側の面積より小さいという点で、前記実施形態１の構成とは異なっている。
【００３９】
図６は、本実施形態における発光装置２０の断面図である。第１の波長変換部６と、前記第２の波長変換部７６が接する面において、第２の波長変換部７６側の面積：第１の波長変換部６側の面積＝１：２になるように作製している。作製方法としては、実施形態１で説明した製造方法で発光装置１０を作製した後、イオンビームで第２の波長変換部７６側の面積：第１の波長変換部６側の面積＝１：２になるように第２の波長変換部７６を削り取り、第１の波長変換部６を露出させる。
【００４０】
本実施形態によれば、第１の波長変換部６からの光は、第２の波長変換部７６を通過して発光する部分と、第２の波長変換部７６を通過せず、直接発光する部分が存在し、第１の波長変換部６からの光を効率よく取り出すことができる。本実施形態では、例として、第１の波長変換部６と、前記第２の波長変換部７６が接する面において、第２の波長変換部７６側の面積：第１の波長変換部６側の面積＝１：２になるように作製したが、この比率は、発光装置２０に求められる光の色味や光量に応じて適宜調整すればよい。
【００４１】
このような構成をとることで、第１の波長変換部６からの発光の一部については、第２の波長変換部７を通過しないでそのまま取り出されるため、第２の波長変換部７に光が一部吸収されたり、光散乱の影響を受けることがなく、上述のようにそれぞれの波長変換部の接する面における面積比を調整することで、第１の波長変換部６から所望の赤色発光量を得ることができる。また、第１の波長変換部６の上部の第２の波長変換部７が無い部分においては、発光素子４から放射される熱が発光装置１０内から上部に放出されやすく、熱による発光効率の低下を抑えることができる。さらに、熱による発光装置１０の劣化を防ぐことができる。なお、本実施形態のように、第１の波長変換部６に熱に弱いという特性を持つナノ結晶である蛍光体を用いた場合には、前記放熱効果により、ナノ結晶である蛍光体の劣化を抑えることもできるので、特に有効である。
【００４２】
＜実施形態３＞
次に、図７を用いて、第３の実施形態について説明する。本実施形態では、波長変換部が３層の樹脂層にて形成されている。それぞれの樹脂層には蛍光体が含まれており、互いに異なる発光帯域を持つ。樹脂層の積層順としては、相対的に長い波長の二次光を発する順序で前記発光素子に近い側から配置されていることが所望の色バランスを得やすくなるという点からも望ましい。その理由としては、例えば青色蛍光体のように、短い波長の（励起エネルギーの大きい）蛍光体で発光した二次光は、例えば赤色蛍光体のように、長い波長の（励起エネルギーの小さい）蛍光体に吸収されてしまい、所望の色バランスを得るのが難しくなるからである。上記実施形態１、２においても同様のことが言える。
【００４３】
図７（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態における発光装置３０ａ〜３０ｄの断面図である。図７（ａ）に示す発光装置３０ａにおいては、樹脂層８１には、中央付近において断面略四角形の形状のくぼみが設けられている。図７（ｂ）に示す発光装置３０ｂにおいては、樹脂層８１および樹脂層８２にまたがり、中央付近において断面略Ｕ字状のくぼみが設けられている。図７（ｃ）に示す発光装置３０ｃにおいては、樹脂層８１には、中央付近において断面略Ｖ字状のくぼみが設けられている。図７（ｄ）に示す発光装置３０ｄにおいては、樹脂層８１、樹脂層８２、樹脂層８３にまたがり、断面略Ｖ字状のくぼみが設けられている。このように波長変換部の厚みを異ならせることで、発光素子４に近い側の樹脂層に含まれた蛍光体からの光を取り出しやすくすることができる。また、樹脂層の薄い部分においては、発光素子４から放射される熱が発光装置１０内から上部に放出されやすく、熱による発光効率の低下を抑えることができる。さらに、熱による発光装置１０の劣化を防ぐことができる。なお、本実施形態のように、第１の波長変換部６に熱に弱いという特性を持つナノ結晶である蛍光体を用いた場合には、前記放熱効果により、ナノ結晶である蛍光体の劣化を抑えることもできるので、特に有効である。樹脂層の数、くぼみの形状、及び大きさ、深さについては、本実施形態で示した例に限られるものではなく、求められる発光装置の仕様により適宜決定すればよい。
【００４４】
以上のように、波長変換部の厚みを異ならせることにより、発光色の調整や設定が可能となり、光散乱の影響を緩和し、明るく、色再現性のよい発光装置を実現することが可能となった。
【符号の説明】
【００４５】
１ 電極
２ 基板
３ パッケージ
４ 発光素子
５ ワイヤ
６ 第１の波長変換部
７、７２、７３、７４，７５ 第２の波長変換部
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、２０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 発光装置
１１ 放熱板
８１、８２、８３ 樹脂層
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に関し、特に、光源から発せられた光により励起される蛍光体を用いた発光装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）を用いた発光装置として、液晶ディスプレイのＬＥＤバックライトやＬＥＤ電球に注目が集まっている。ＬＥＤバックライトやＬＥＤ電球の発光部は、ＬＥＤの光の一部を蛍光体が波長変換した光と、前記ＬＥＤの前記蛍光体に波長変換されなかった光を混合して放出することにより、本来のＬＥＤの光とは異なる光を発光する構成となっている。
【０００３】
図８は、特許文献１に示された発光装置の概略図である。該特許文献に示された発光装置９０は、一次光を発する発光素子９１と、一次光の一部を吸収してその一次光の波長以上の波長を有する二次光を発する波長変換部９２とを含み、その波長変換部９２は互いに異なる光吸収帯域を有する複数種の蛍光体９３、９４、９５を含み、これら複数種の蛍光体の少なくとも１種は他の少なくとも１種で発せられた二次光を吸収しうる吸収帯域を有している。このような構造により、発光色の設定が容易となり、輝度の高い発光装置を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−４９１１４（平成１９年２月２２日公開）
【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、上記特許文献１における発光装置９０を実際に発光させた場合、発光素子９１からの光が蛍光体の各層を通過する際に、上部の層において光が一部吸収されたり、あるいは光散乱が起こることにより、特に最下層９３からの赤色光の取り出し効率が低くなってしまう。このため、各色の発光強度のバランスが崩れ、理想的な色再現性及び明るさを得ることは困難である。また、発光素子から放射される熱が十分に発光装置内から放出されず、電気エネルギーが光エネルギーに変換できず、発光装置の発光効率の低下あるいは発光装置の劣化を進行させることがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な方法で発光色の調整、設定が可能で、光散乱の影響を緩和し、明るく、色再現性が良く、発光素子の放熱効果を上げて、発光装置の発光効率の低下あるいは発光装置の劣化の進行を防ぐ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】
【０００７】
本発明に係る発光装置は、一次光を発光する発光素子と、前記一次光の一部を吸収して二次光を発光する波長変換部を備えた発光装置において、前記波長変換部は少なくとも蛍光体を含む樹脂層からなる、第１の波長変換部と第２の波長変換部とを含む複数の樹脂層からなり、前記複数の樹脂層は互いに異なる発光帯域を有し、前記第１の波長変換部は、前記第２の波長変換部より、前記発光素子に近い側に配置され、前記波長変換部は、前記一次光の光路方向の厚みが均一でないことを特徴とする。
【０００８】
また、前記複数の樹脂層は、相対的に長い波長の二次光を発する順序で前記発光素子に近い側から配置されていることを特徴としてもよい。
【０００９】
また、前記第１の波長変換部は、ナノ結晶である蛍光体を含む樹脂層から構成され、前記第２の波長変換部は、希土類付活蛍光体もしくは遷移金属元素付活蛍光体を含む樹脂層から構成されていることを特徴としてもよい。
【００１０】
また、前記ナノ結晶蛍光体は、ＩＩＩ―Ｖ族化合物半導体または、ＩＩ―ＶＩ化合物半導体よりなることを特徴としてもよい。
【００１１】
また、前記ナノ結晶蛍光体は、ＩｎＰまたはＣｄＳｅのうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする。また、前記希土類付活蛍光体は、付活剤としてＣｅもしくはＥｕを含むことを特徴としてもよい。
【００１２】
また、前記希土類付活蛍光体は、窒化物系蛍光体であることを特徴としてもよい。
【００１３】
また、前記窒化物系蛍光体は、サイアロン蛍光体であることを特徴としてもよい。
【００１４】
また、前記第２の波長変換部は、前記一次光の波長の光路方向の厚みが均一でないことを特徴としてもよい。また、前記第１の波長変換部と、前記第２の波長変換部が接する面において、前記第２の波長変換部側の面積が、前記第１の波長変換部側の面積より小さいことを特徴としてもよい。
【００１５】
また、前記発光素子の近傍に放熱板を備えることを特徴としてもよい。
【００１６】
本発明に係る発光装置の製造方法は、パッケージの底面上に発光素子を搭載する工程と、前記発光素子を覆うように第１の蛍光体が混練された液状樹脂を注入して硬化させることにより、第１の波長変換部を形成する工程と、前記第１の波長変換部の上に、第２の蛍光体が混練された液状樹脂を注入して硬化させることにより、第２の波長変換部を形成する工程と、前記第２の波長変換部の一部を除去する工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の発光装置によれば、簡単な方法で発光色の調整や設定が可能で、光散乱の影響を緩和し、明るく、色再現性が良く、また、発光装置の発光効率の低下あるいは発光装置の劣化の進行を防ぐ発光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１の発光装置の断面図である。
【図２】発光装置の製造工程を示す図である。
【図３】発光装置の製造工程を示す図である。
【図４】実施形態１の発光装置の断面図である。
【図５】放熱板を配した発光装置の一例である。
【図６】実施形態２の発光装置の断面図である。
【図７】実施形態３の発光装置の断面図である。
【図８】従来の発光装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一つの実施形態について図１〜図７を用いて以下に説明する。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。本願において、「ナノ結晶」とは結晶サイズを励起子ボーア半径程度まで小さくし、量子サイズ効果による励起子の閉じ込めやバンドギャップの増大が観測される結晶を指すものとする。
【００２０】
＜実施形態１＞
図１は、第１の実施形態に係る発光装置１０の断面図である。発光装置１０は、電極１が形成された基板２と、電極１上に設けられたパッケージ３及び発光素子４と、発光素子４と電極１を接続するワイヤ５、発光素子４の光路順に半導体ナノ粒子を含有する第１の波長変換部６とＥｕ付活β型サイアロン蛍光体を含有する第２の波長変換部７が積層されたものとで構成される。
【００２１】
電極１を形成する導体は、発光素子４を電気的に接続するための電導路としての機能を有し、ワイヤ５にて発光素子４と電気的に接続されている。導体としては、たとえばＷ、Ｍｏ、Ｃｕ、またはＡｇ等の金属粉末を含むメタライズ層を用いることができる。基板２は、熱伝導性が高く、かつ全反射率の大きいことが求められるため、たとえばアルミナ、窒化アルミニウム等のセラミック材料のほかに、金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂が好適に用いられる。
【００２２】
パッケージ３は、高い反射率を持ちつつ、封止樹脂との密着性が良いポリフタルアミドなどにより構成される。発光素子４は、光源として用いられ、たとえば４５０ｎｍにピーク波長を有するＧａＮ系発光ダイオード、ＺｎＯ系発光ダイオード、ダイヤモンド系発光ダイオード等を用いることができる。
【００２３】
第１の波長変換部６は、蛍光体を含む樹脂層から構成され、例えば、ＩｎＰ系のナノ結晶を用いることができる。ＩｎＰは粒径を小さく（ナノ結晶化）していくと、量子効果によってバンドギャップを青色から赤色の範囲で制御することができる。例えば、赤色発光する粒径を有する、ＩｎＰ系ナノ結晶をシリコーン樹脂中に混合し硬化させたものが用いられる。
【００２４】
このほか、波長変換部６として、ＩｎＰ以外のＩＩＩ―Ｖ族化合物半導体やＩＩ―ＶＩ化合物半導体よりなるナノ結晶である赤色蛍光体を用いてもよい。たとえば、ＩＩ―ＶＩ族化合物半導体やＩＩＩ―Ｖ族化合物半導体よりなるナノ結晶の化合物半導体としては、二元系では、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体として、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＨｇＳ、ＨｇＳｅ、ＨｇＴｅ、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ等が挙げられる。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としては、ＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＡｌＰ、ＡｌＡｓ、ＩｎＮ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ等が挙げられる。
【００２５】
また、三元系や四元系では、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳｅＴｅ、ＣｄＳＴｅ、ＺｎＳｅＳ、ＺｎＳｅＴｅ、ＺｎＳＴｅ、ＨｇＳｅＳ、ＨｇＳｅＴｅ、ＨｇＳＴｅ、ＣｄＺｎＳ、ＣｄＺｎＳｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＣｄＨｇＳ、ＣｄＨｇＳｅ、ＣｄＨｇＴｅ、ＨｇＺｎＳ、ＨｇＺｎＳｅ、ＨｇＺｎＴｅ、ＣｄＺｎＳｅＳ、ＣｄＺｎＳｅＴｅ、ＣｄＺｎＳＴｅ、ＣｄＨｇＳｅＳ、ＣｄＨｇＳｅＴｅ、ＣｄＨｇＳＴｅ、ＨｇＺｎＳｅＳ、ＨｇＺｎＳｅＴｅ、ＨｇＺｎＳＴｅ、ＧａＮＰ、ＧａＮＡｓ、ＧａＰＡｓ、ＡｌＮＰ、ＡｌＮＡｓ、ＡｌＰＡｓ、ＩｎＮＰ、ＩｎＮＡｓ、ＩｎＰＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＧａＡｌＮＰ、ＧａＡｌＮＡｓ、ＧａＡｌＰＡｓ、ＧａＩｎＮＰ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＰＡｓ、ＩｎＡｌＮＰ、ＩｎＡｌＮＡｓ、ＩｎＡｌＰＡｓ等が挙げられる。
【００２６】
そして、第１の波長変換部６としては、ＩｎおよびＰを含むナノ結晶、または、ＣｄおよびＳｅを含むナノ結晶を用いることが好ましい。その理由は、ＩｎおよびＰを含むナノ結晶、または、ＣｄおよびＳｅを含むナノ結晶は、可視光域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で発光する粒径のナノ結晶を作製し易いためである。
【００２７】
その中でも特に、ＩｎＰ、またはＣｄＳｅを用いることが好ましい。理由としては、ＩｎＰとＣｄＳｅは、構成する材料が少ないため作製がし易い上、高い量子収率を示す材料であり、ＬＥＤの光を照射した際、高い発光効率を示すからである。ここでの量子収率とは、吸収した光子数に対する蛍光として発光した光子数の割合のことである。さらに言えば、第１の波長変換部６として、強い毒性を示すＣｄを含まないＩｎＰを用いることが好ましい。
【００２８】
第２の波長変換部は、例えば、図１に示すように中央部にくぼみが設けられ、発光素子４の光路方向の厚みが一定ではない。また、第２の波長変換部７は、上記第１の波長変換部と異なる発光帯域を有する蛍光体を含む樹脂層から構成され、例えば、希土類付活蛍光体もしくは遷移金属元素付活蛍光体を用いることが出来る。これらの蛍光体は、酸素や水分の影響で蛍光体の発光効率が低下しにくい蛍光体であり、たとえば、蛍光体母体がイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）に付活剤としてセリウム（Ｃｅ）を導入したＹＡＧ：Ｃｅなどが挙げられる。
【００２９】
さらに、これらの蛍光体は希土類や遷移金属元素を付活された窒化物系蛍光体であることが望ましい。窒化物系蛍光体は、高温下でも発光効率の低下が起きにくい特徴を持つ。窒化物系蛍光体としては、たとえば、サイアロン蛍光体が考えられ、β型サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）に希土類元素や遷移金属元素を付活した蛍光体が知られている。Ｔｂ、Ｙｂ、Ａｇを付活したβ型サイアロンは５２５ｎｍから５４５ｎｍの緑色を発光する蛍光体となる。さらに、β型サイアロンにＥｕ２＋を付活した緑色の蛍光体が知られている。Ｅｕ付活β型サイアロン蛍光体は、従来の公知の方法にて製造することが出来る。具体的には、たとえばＥｕ２Ｏ３、ＥｕＮ等の光学活性元素Ｅｕを含有する金属化合物と窒化アルミニウム（ＡｌＮ）粉末と窒化珪素粉末（Ｓｉ３Ｎ４）とを均一に混合し、１８００〜２０００℃程度の温度で焼成することで得られる。これら原料粉末の混合比は、焼成後の蛍光体の組成比を考慮して適宜選択される。
【００３０】
次に、発光装置１０の製造方法を以下に説明する。本実施形態では、樹脂層が２層の場合について説明するが、樹脂層は互いに異なる発光帯域を有しておればよく、層の数が増えても発光装置の製造は同様にして行うことが可能である。
【００３１】
図２及び図３は、発光装置１０の製造工程を説明する図である。まず、図２に示されるように電極１、基板２、パッケージ３、発光素子４、そしてワイヤ５が備わったＬＥＤパッケージを用意する。
【００３２】
次に、重量比で樹脂：ナノ結晶である赤色蛍光体＝１０００：４．６２の比になるよう樹脂とナノ結晶である赤色蛍光体を含有するトルエン溶液を混合する。ナノ結晶である赤色蛍光体には、ＩｎＰ結晶からなるものを使用した。また、シリコーン樹脂は、信越化学工業株式会社製ＳＣＲ１０１１を使用した。ＳＣＲ１０１１以外でも、ナノ結晶である赤色蛍光体が均一に分散される樹脂であって、透明であり、熱や光に強い樹脂であれば使用することが出来る。
【００３３】
次に、図３に示すように、上記ＬＥＤパッケージにナノ結晶である赤色蛍光体を含有した液状樹脂を滴下し、所定の時間で硬化させることで第１の波長変換部６を作製した。次に、重量比で樹脂：Ｅｕ付活β型サイアロン蛍光体＝１０００：２００の比で混合する。シリコーン樹脂は、信越化学工業株式会社製ＳＣＲ１０１１（硬化前粘度３５０ｍＰａ・ｓ）を使用した。ＳＣＲ１０１１以外でも、Ｅｕ付活β型サイアロン蛍光体が均一に分散される樹脂であって、透明であり、熱や光に強い樹脂であれば使用することが出来る。
【００３４】
その後、第１の波長変換部６が形成されているＬＥＤパッケージにＥｕ付活β型サイアロン蛍光体を含有する液状樹脂を滴下し、所定の時間で硬化させることで第２の波長変換部７を作製した。今回は、第１の波長変換部６と第２の波長変換部７の一次光の光路方向の厚みは、同じになるよう調整したが、求められる発光装置の仕様にしたがって、厚みを設定すればよい。その後、イオンビームで第２の波長変換部７を削り取る。上記のようにして、図１に示すような発光装置１０が作製される。
【００３５】
図４（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態における発光装置１０ａ〜１０ｄの断面図である。図４（ａ）に示す発光装置１０ａにおいては、第２の波長変換部７２には、その表面に波型のくぼみが複数設けられている。図４（ｂ）に示す発光装置１０ｂにおいては、第２の波長変換部７３は、中央付近において断面略Ｕ字状のくぼみが設けられている。図４（ｃ）に示す発光装置１０ｃにおいては、第２の波長変換部７４は、中央付近において断面略Ｖ字状のくぼみが設けられている。図４（ｄ）に示す発光装置１０ｄにおいては、第２の波長変換部７５は、断面が凹凸状となっている。これらの作製方法については、上記で説明した作製方法と同様である。
【００３６】
本実施形態によれば、第２の波長変換部において、一次光波長の光路方向に対する厚みが厚い部分と、一次光波長の光路方向に対する厚みが薄い部分が存在する。発光素子４及び第１の波長変換部６からの発光は、厚みが厚い部分より、厚みが薄い部分において、よく通過する。理由は、第２の波長変換部を構成する樹脂層の厚みの薄い部分では、樹脂層の厚みが厚い部分に比べ、樹脂層を構成する樹脂及び蛍光体の絶対量が少ないため、当然、発光素子４及び第１の波長変換部６からの発光を吸収する量も減り、前記発光が取り出しやすくなるためである。さらに、樹脂層の厚みが薄い部分に含まれる蛍光体の総数は、樹脂層の厚みが厚い部分に比べ少ないので、発光素子４及び第１の波長変換部６からの発光が、第２の波長変換部に含まれる蛍光体によって散乱を起こす可能性が低くなるからである。このように第２の波長変換部の厚みを部分的に異ならせることで、第１の波長変換部からの光を効率よく取り出すことができる。
【００３７】
また、第２の波長変換部７は、厚みが薄い部分が存在すること、または、第２の波長変換部７が部分的に削り取られていることで、空気と接する表面積が大きくなっている。そのため、発光素子４から放射される熱が発光装置１０内から上部に放出されやすく、熱による発光効率の低下を抑えることができる。また、熱による発光装置１０の劣化を防ぐことができる。なお、本実施形態のように、第１の波長変換部６に熱に弱いという特性を持つナノ結晶である蛍光体を用いた場合には、前記放熱効果により、ナノ結晶である蛍光体の劣化を抑えることもできるので、特に有効である。さらに、図５に示すように、発光素子４の下部に放熱板１１を配しても良い。放熱板１１の材料としてはアルミニウムや銅などが用いられる。放熱板１１を配することにより、発光装置１０の下部からも放熱が可能となり、発光装置１０の上下から放熱されるので、さらに温度上昇を抑える効果が期待できる。なお、本実施形態では、第２の波長変換部の形状として４つの例を挙げて説明したが、これに限られるものではなく、発光装置１０に求められる光の色味や光量に応じて、形状や厚みを適宜調整すればよい。
【００３８】
＜実施形態２＞
次に、図６を参照して第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の波長変換部６と第２の波長変換部７が接する面において、第２の波長変換部７側の面積が、第１の波長変換部６側の面積より小さいという点で、前記実施形態１の構成とは異なっている。
【００３９】
図６は、本実施形態における発光装置２０の断面図である。第１の波長変換部６と、前記第２の波長変換部７６が接する面において、第２の波長変換部７６側の面積：第１の波長変換部６側の面積＝１：２になるように作製している。作製方法としては、実施形態１で説明した製造方法で発光装置１０を作製した後、イオンビームで第２の波長変換部７６側の面積：第１の波長変換部６側の面積＝１：２になるように第２の波長変換部７６を削り取り、第１の波長変換部６を露出させる。
【００４０】
本実施形態によれば、第１の波長変換部６からの光は、第２の波長変換部７６を通過して発光する部分と、第２の波長変換部７６を通過せず、直接発光する部分が存在し、第１の波長変換部６からの光を効率よく取り出すことができる。本実施形態では、例として、第１の波長変換部６と、前記第２の波長変換部７６が接する面において、第２の波長変換部７６側の面積：第１の波長変換部６側の面積＝１：２になるように作製したが、この比率は、発光装置２０に求められる光の色味や光量に応じて適宜調整すればよい。
【００４１】
このような構成をとることで、第１の波長変換部６からの発光の一部については、第２の波長変換部７を通過しないでそのまま取り出されるため、第２の波長変換部７に光が一部吸収されたり、光散乱の影響を受けることがなく、上述のようにそれぞれの波長変換部の接する面における面積比を調整することで、第１の波長変換部６から所望の赤色発光量を得ることができる。また、第１の波長変換部６の上部の第２の波長変換部７が無い部分においては、発光素子４から放射される熱が発光装置１０内から上部に放出されやすく、熱による発光効率の低下を抑えることができる。さらに、熱による発光装置１０の劣化を防ぐことができる。なお、本実施形態のように、第１の波長変換部６に熱に弱いという特性を持つナノ結晶である蛍光体を用いた場合には、前記放熱効果により、ナノ結晶である蛍光体の劣化を抑えることもできるので、特に有効である。
【００４２】
＜実施形態３＞
次に、図７を用いて、第３の実施形態について説明する。本実施形態では、波長変換部が３層の樹脂層にて形成されている。それぞれの樹脂層には蛍光体が含まれており、互いに異なる発光帯域を持つ。樹脂層の積層順としては、相対的に長い波長の二次光を発する順序で前記発光素子に近い側から配置されていることが所望の色バランスを得やすくなるという点からも望ましい。その理由としては、例えば青色蛍光体のように、短い波長の（励起エネルギーの大きい）蛍光体で発光した二次光は、例えば赤色蛍光体のように、長い波長の（励起エネルギーの小さい）蛍光体に吸収されてしまい、所望の色バランスを得るのが難しくなるからである。上記実施形態１、２においても同様のことが言える。
【００４３】
図７（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態における発光装置３０ａ〜３０ｄの断面図である。図７（ａ）に示す発光装置３０ａにおいては、樹脂層８１には、中央付近において断面略四角形の形状のくぼみが設けられている。図７（ｂ）に示す発光装置３０ｂにおいては、樹脂層８１および樹脂層８２にまたがり、中央付近において断面略Ｕ字状のくぼみが設けられている。図７（ｃ）に示す発光装置３０ｃにおいては、樹脂層８１には、中央付近において断面略Ｖ字状のくぼみが設けられている。図７（ｄ）に示す発光装置３０ｄにおいては、樹脂層８１、樹脂層８２、樹脂層８３にまたがり、断面略Ｖ字状のくぼみが設けられている。このように波長変換部の厚みを異ならせることで、発光素子４に近い側の樹脂層に含まれた蛍光体からの光を取り出しやすくすることができる。また、樹脂層の薄い部分においては、発光素子４から放射される熱が発光装置１０内から上部に放出されやすく、熱による発光効率の低下を抑えることができる。さらに、熱による発光装置１０の劣化を防ぐことができる。なお、本実施形態のように、第１の波長変換部６に熱に弱いという特性を持つナノ結晶である蛍光体を用いた場合には、前記放熱効果により、ナノ結晶である蛍光体の劣化を抑えることもできるので、特に有効である。樹脂層の数、くぼみの形状、及び大きさ、深さについては、本実施形態で示した例に限られるものではなく、求められる発光装置の仕様により適宜決定すればよい。
【００４４】
以上のように、波長変換部の厚みを異ならせることにより、発光色の調整や設定が可能となり、光散乱の影響を緩和し、明るく、色再現性のよい発光装置を実現することが可能となった。
【符号の説明】
【００４５】
１ 電極
２ 基板
３ パッケージ
４ 発光素子
５ ワイヤ
６ 第１の波長変換部
７、７２、７３、７４，７５ 第２の波長変換部
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、２０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 発光装置
１１ 放熱板
８１、８２、８３ 樹脂層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次光を発光する発光素子と、
前記一次光の一部を吸収して二次光を発光する波長変換部を備えた発光装置において、
前記波長変換部は少なくとも蛍光体を含む樹脂層からなる、第１の波長変換部と第２の波長変換部とを含む複数の樹脂層からなり、
前記複数の樹脂層は互いに異なる発光帯域を有し、
前記第１の波長変換部は、前記第２の波長変換部より、前記発光素子に近い側に配置され、
前記波長変換部は、前記一次光の光路方向の厚みが均一でないことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記複数の樹脂層は、相対的に長い波長の二次光を発する順序で前記発光素子に近い側から配置されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１の波長変換部は、ナノ結晶である蛍光体を含む樹脂層から構成され、前記第２の波長変換部は、希土類付活蛍光体もしくは遷移金属元素付活蛍光体を含む樹脂層から構成されていることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記ナノ結晶蛍光体は、ＩＩＩ―Ｖ族化合物半導体または、ＩＩ―ＶＩ化合物半導体よりなることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項５】
前記ナノ結晶蛍光体は、ＩｎＰまたはＣｄＳｅのうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４記載の発光装置。
【請求項６】
前記希土類付活蛍光体は、付活剤としてＣｅもしくはＥｕを含むことを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項７】
前記希土類付活蛍光体は、窒化物系蛍光体であることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項８】
前記窒化物系蛍光体は、サイアロン蛍光体であることを特徴とする請求項７記載の発光装置。
【請求項９】
前記第２の波長変換部は、前記一次光の波長の光路方向の厚みが均一でないことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第１の波長変換部と、前記第２の波長変換部が接する面において、
前記第２の波長変換部側の面積が、前記第１の波長変換部側の面積より小さいことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記発光装置は、前記発光素子の近傍に放熱板を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１２】
パッケージの底面上に発光素子を搭載する工程と、
前記発光素子を覆うように第１の蛍光体が混練された液状樹脂を注入して硬化させることにより、第１の波長変換部を形成する工程と、
前記第１の波長変換部の上に、第２の蛍光体が混練された液状樹脂を注入して硬化させることにより、第２の波長変換部を形成する工程と、
前記第２の波長変換部の一部を除去する工程を含む発光装置の製造方法。
【請求項１】
一次光を発光する発光素子と、
前記一次光の一部を吸収して二次光を発光する波長変換部を備えた発光装置において、
前記波長変換部は少なくとも蛍光体を含む樹脂層からなる、第１の波長変換部と第２の波長変換部とを含む複数の樹脂層からなり、
前記複数の樹脂層は互いに異なる発光帯域を有し、
前記第１の波長変換部は、前記第２の波長変換部より、前記発光素子に近い側に配置され、
前記波長変換部は、前記一次光の光路方向の厚みが均一でないことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記複数の樹脂層は、相対的に長い波長の二次光を発する順序で前記発光素子に近い側から配置されていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記第１の波長変換部は、ナノ結晶である蛍光体を含む樹脂層から構成され、前記第２の波長変換部は、希土類付活蛍光体もしくは遷移金属元素付活蛍光体を含む樹脂層から構成されていることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記ナノ結晶蛍光体は、ＩＩＩ―Ｖ族化合物半導体または、ＩＩ―ＶＩ化合物半導体よりなることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項５】
前記ナノ結晶蛍光体は、ＩｎＰまたはＣｄＳｅのうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４記載の発光装置。
【請求項６】
前記希土類付活蛍光体は、付活剤としてＣｅもしくはＥｕを含むことを特徴とする請求項３記載の発光装置。
【請求項７】
前記希土類付活蛍光体は、窒化物系蛍光体であることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項８】
前記窒化物系蛍光体は、サイアロン蛍光体であることを特徴とする請求項７記載の発光装置。
【請求項９】
前記第２の波長変換部は、前記一次光の波長の光路方向の厚みが均一でないことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記第１の波長変換部と、前記第２の波長変換部が接する面において、
前記第２の波長変換部側の面積が、前記第１の波長変換部側の面積より小さいことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記発光装置は、前記発光素子の近傍に放熱板を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項１２】
パッケージの底面上に発光素子を搭載する工程と、
前記発光素子を覆うように第１の蛍光体が混練された液状樹脂を注入して硬化させることにより、第１の波長変換部を形成する工程と、
前記第１の波長変換部の上に、第２の蛍光体が混練された液状樹脂を注入して硬化させることにより、第２の波長変換部を形成する工程と、
前記第２の波長変換部の一部を除去する工程を含む発光装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１９５５５２（Ｐ２０１２−１９５５５２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４２４１３（Ｐ２０１１−１４２４１３）
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]