CN100539224C - 发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现了发光效率的提高、具有高显色性且能够调整Ra的发光装置。本发明的发光装置具有蓝色发光类型的LED芯片(2)以作为发光元件。此LED芯片(2)中，利用混合、分散在透明树脂中的含荧光体的树脂层(9)，来覆盖选自黄色系荧光体及橙色系荧光体中的两种或两种以上的荧光体，所述黄色系荧光体的发光主波长为540～585nm且半值宽度为70～110nm，所述橙色系荧光体的主波长超过585nm但小于等于630nm且半值宽度为70～110nm。

Description

发光装置

技术领域

本发明是关于发光二极管灯等发光装置。

背景技术

使用发光二极管(LED：Light Emitting Diode)的LED灯的技术正朝着多方向飞速发展，例如液晶显示器、移动电话、信息终端等的背光源以及室内外广告等。而且，LED灯的使用寿命较长、可靠性较高，而且具有功耗低、抗冲击性强、响应速度快、显示色纯度高、轻薄、短小等优势，不仅可以用于产业用途，而且用于普通照明时也倍受关注。将这样的LED灯用于各种用途时，关键在于能够获得白色发光。

作为LED灯以实现白色发光的代表方式，可列举以下三种：(1)使用发出蓝、绿以及红各色光的3种LED芯片的方式；(2)组合发出蓝色光的LED芯片以及发出黄色至橙色光的荧光体的方式；(3)组合发出紫外线光的LED芯片以及发出蓝色、绿色以及红色光的三色混合荧光体(以下称作RGB荧光体)的方式。其中，一般而言，方式(2)得到了广泛实用化。

作为应用所述方式(2)的LED灯的构造，提出了以下构造：使混有荧光体的透明树脂流入到装配有LED芯片的杯状框架(frame)内，使其固化，从而形成含有荧光体的树脂层(例如，参照日本专利特开2001-148516公报)。而且，为了提高亮度，还开发出了板上芯片(Chip On Board，COB)构造，即，在搭载于基板(board)上的大量LED芯片上，涂布混有荧光体的透明树脂，从而形成含荧光体的树脂层。此外，还提出了以下技术：将混有荧光体的透明树脂成形为片(sheet)状而形成含荧光体的树脂片，将此含荧光体的树脂片固定在配置着LED芯片的框架上，从而减少色彩不均以及杯间的色差。

近年来，就用于普通照明的LED灯而言，被称作显色性的色彩呈现受到重视。显色性是指，将接近自然光的照明作为标准光，对光源照射下的色彩呈现进行评估，显色性是以显色指数来表示的。显色指数，是以数值来表示用样品光源及标准光分别对JIS所规定的测试色进行照明时所产生的色偏移的大小，将在标准光下观察时的显色指数设为100，随着色偏移变大，数值会变小，越接近100则显色性越好。

显色指数有平均显色指数Ra以及特殊显色指数Ri，平均显色指数Ra表示测试No.1～No.8的显色指数值的平均值。而且，特殊显色指数Ri中，使用的是测试No.i的显色指数的各个数值。

成为目前主流的白色LED，是采用组合蓝色发光的LED芯片以及黄色至橙色发光的荧光体的方式，此方式的LED中，红色成分不足，所以显色性不足。因此，除了黄色至橙色发光的荧光体以外，还调配氮化物系或硫化物系等的红色发光荧光体，由此来提高显色性。

亦即，Ra较高的所谓高显色类型的LED灯中，是通过在由来自LED芯片的蓝色光来发光的黄色荧光体所发出的黄色光中，混合由红色荧光体发出的红色光(例如，主波长为620nm)，从而合成显色性优异的白色光。

但是，这样的高显色类型的LED灯中，红色荧光体不仅吸收来自LED芯片的波长为460nm的蓝色光以用于激发，而且还吸收由黄色荧光体发出的黄色光以用于激发，因此有光的取出效率大幅降低的问题。

因此，针对所述问题，提出了一种将绿色荧光体与红色荧光体(或者橙色荧光体)一并混合使用的LED灯(例如，参照日本专利特开2004-327518公报)。而且，也提出了选择红色荧光体的主波长的方法(例如，参照日本专利特开2005-322674公报)。红色区域通常大于等于600nm，一般而言是670nm，但可宽泛地选择主波长到780nm为止的区域。

然而，就日本专利特开2004-327518公报中所揭示的LED灯而言，由于多数情况下由绿色荧光体发出的绿色光也用作激发光，所以无法充分提高发光效率以及Ra。

而且，在日本专利特开2005-322674公报所揭示的LED灯中，若要考虑减少发光效率的降低且提高Ra，则必须严格地选择主波长。而且，Ca₂Sr₅N₈:Eu、CaAlSiN₃:Eu等氮化物系红色荧光体难以进行结晶成长，而且就其他氮化物系红色荧光体而言，由于粒径会对效率降低产生较大影响，因此除了必须从较宽的波长范围中选择最好的波长以外，还必须严格地设定荧光体粒径。若荧光体的粒径较小，则不仅无法提高发光效率，而且来自LED芯片的蓝色发光与由此蓝色激发而发光的黄色系发光的光路都会被堵塞，从而导致光取出效率降低。

作为用于普通照明的LED灯，要求以3波长荧光灯的Ra(80～85)值作为指标，并且发光效率的降低较少且能实现Ra 80～85的发光装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现了发光效率的提高、具有高显色性且能够调整Ra的发光装置。

本发明权利要求第1项发明的发光装置的特征在于包括：发光元件；以及以覆盖所述发光元件的方式而配置的含荧光体的树脂层，此含荧光体的树脂层含有透明树脂以及两种或两种以上荧光体，所述两种或两种以上荧光体受到由所述发光元件放射出的光的激发而发出半值宽度为70～110nm的可见光。

而且，如本发明权利要求第1项发明所述的发光装置，本发明权利要求第2项发明的发光装置的特征在于：所述发光元件具有发出蓝色光的发光二极管芯片，且所述荧光体具有两种或两种以上的黄色系荧光体，且平均显色指数Ra为80～85，所述两种或两种以上的黄色系荧光体受到由所述发光二极管芯片放射出的蓝色光的激发而发出半值宽度为70～110nm的黄色光至橙色光。

而且，如本发明权利要求第1项发明所述的发光装置，本发明权利要求第3项发明的发光装置的特征在于：所述发光元件具有发出蓝色光的发光二极管芯片，所述荧光体具有两种黄色系荧光体，所述两种黄色系荧光体受到由所述发光二极管芯片放射出的蓝色光的激发而发出主波长为520～585nm且半值宽度为70～110nm的黄绿色光至橙色光，且所述两种黄色系荧光体的主波长之差为25～65nm。

而且，如本发明权利要求第1项发明所述的发光装置，本发明权利要求第4项发明的发光装置的特征在于：所述发光元件具有发出蓝色光的发光二极管芯片，且所述荧光体具有黄色系荧光体以及橙色系荧光体，且平均显色指数Ra为80～85，所述黄色系荧光体受到由所述发光二极管芯片放射出的蓝色光的激发而发出主波长为540～585nm且半值宽度为70～110nm的黄色光至橙色光，所述橙色系荧光体受到由所述发光二极管芯片放射出的蓝色光的激发而发出主波长超过585nm但小于等于630nm且半值宽度为70～110nm的橙色光至橙红色光。

而且，如本发明权利要求第1项发明所述的发光装置，本发明权利要求第5项发明的发光装置的特征在于：所述发光元件具有发出蓝色光的发光二极管芯片，且所述荧光体具有两种或两种以上的黄色系荧光体以及橙色系荧光体，所述两种或两种以上的黄色系荧光体受到由所述发光二极管芯片放射出的蓝色光的激发而发出主波长为540～585nm且半值宽度为70～110nm的黄色光至橙色光，所述橙色系荧光体受到由所述发光二极管芯片放射出的蓝色光的激发而发出主波长超过585nm但小于等于630nm且半值宽度为70～110nm的橙色光至橙红色光。

而且，如本发明权利要求第1项发明至第5项发明中任一发明所述的发光装置，本发明权利要求第6项发明的发光装置的特征在于：所述发光元件具有引线接合连接构造，所述荧光体相对于所述透明树脂的调配比例，以两种或两种以上荧光体的合计值来计算，为10～20wt％，且所述含荧光体的树脂层的厚度(光路长度)为0.3～1.2mm。

而且，如本发明权利要求第1项发明至第5项发明中任一发明所述的发光装置，本发明权利要求第7项发明的发光装置的特征在于：所述发光元件具有倒装芯片连接构造，所述荧光体相对于所述透明树脂的调配比例，以两种或两种以上荧光体的合计值来计算，为10～20wt％，且所述含荧光体的树脂层的厚度(光路长度)为0.15～1.2mm。

在所述权利要求第1项发明至第7项发明中，只要没有特别指定，则用语的定义以及技术含义如下。

发光元件是指利用放射出的光来激发荧光体，使荧光体发出可见光的元件。本发明中所使用的发光元件，例如可以列举蓝色发光类型的LED芯片或紫外发光类型的LED芯片等。但是，并不仅限于这些类型，只要是能够激发荧光体而使其发出可见光的发光元件，则可以根据发光装置的用途或目标的发光色等而使用各种发光元件。

荧光体是指，受到由所述发光元件放射出的光(例如，蓝色光)的激发而发出可见光，并能够通过此可见光与由发光元件放射出的光的混色而获得所需发光色的物质。

本发明中的荧光体，是将两种或两种以上具有主波长中的半值宽度为70～110nm的发光光谱的荧光体混合使用。半值宽度是指，高度为波峰的1/2时的光谱展宽(波长)。如果使用了具有主波长的半值宽度不足70nm的发光光谱的荧光体，则即便混合两种或两种以上的荧光体也无法获得高显色性的发光。而且，如果使用具有半值宽度超过110nm的发光光谱的荧光体，则难以实现高发光效率。

另外，在本发明中，记载了发出主波长为540～585nm的黄色光至橙色光的荧光体作为黄色系荧光体，记载了发出主波长超过585nm但小于等于630nm的橙色光至橙红色光的荧光体作为橙色系荧光体，但是，如果特别记载了发光的主波长来指定荧光体，则发出主波长为520～540nm的绿色光至黄绿色光的荧光体有时也包含在黄色系荧光体中。

含荧光体的树脂层是用来保持荧光体的层，是通过将在透明树脂中混合有所述两种或两种以上荧光体的混合物以覆盖发光元件的方式而进行涂布并予以固化而形成的。作为透明树脂，例如可以使用环氧树脂或硅树脂等液状透明树脂。为了提高发光效率，较好的是，荧光体相对于透明树脂的调配比例，以两种或两种以上荧光体的合计值来计算，为10～20wt％，且相当于光路长度的含荧光体的树脂层的厚度，在发光元件的电极连接采用引线接合时，为0.3～1.2mm。而且，当发光元件具有倒装芯片电极连接构造时，较好的是，含荧光体的树脂层的厚度(光路长度)为0.15～1.2mm。

平均显色指数Ra是指，以数值来表示用样品光源及标准光来对测试色进行照明时的色偏移的大小。Ra大于等于80且相当于3波长荧光灯的普通照明装置具有非常高的显色性。

[发明的效果]

根据本发明权利要求第1项发明所述的发光装置，由于具有发出半值宽度为70～110nm的可见光的两种或两种以上的荧光体，因此可以减少发光效率的降低且能够获得高显色性的发光。而且，通过改变荧光体的发光色(主波长)也能够容易地进行Ra值的调整。

根据本发明权利要求第2项发明所述的发光装置，由于具有LED芯片以及利用来自此LED芯片的蓝色光而发出半值宽度为70～110nm的黄色光至橙色光的两种或两种以上黄色系荧光体，因此能够维持高发光效率，并且能够实现Ra为80～85的高显色性。

根据本发明权利要求第3项发明所述的发光装置，由于具有LED芯片以及利用来自此LED芯片的蓝色光而发出主波长为520～585nm且半值宽度为70～110nm的黄绿色光至橙色光的两种黄色系荧光体，并且所述两种黄色系荧光体的主波长之差为25～65nm，因此能够维持高显色性，且能够提高发光效率。

根据本发明权利要求第4项发明所述的发光装置，由于具有LED芯片、利用来自此LED芯片的蓝色光而发出主波长为540～585nm且半值宽度为70～110nm的黄色光至橙色光的黄色系荧光体、以及发出主波长超过585nm但小于等于630nm且半值宽度为70～110nm的橙色光至橙红色光的橙色系荧光体，因此能够维持高发光效率，并且能够实现Ra为80～85的高显色性。

根据本发明权利要求第5项发明所述的发光装置，由于具有LED芯片、利用来自此LED芯片的蓝色光而发出主波长为540～585nm且半值宽度为70～110nm的黄色光至橙色光的两种或两种以上的黄色系荧光体、以及发出主波长超过585nm但小于等于630nm且半值宽度为70～110nm的橙色光至橙红色光的橙色系荧光体，因此能够维持高发光效率，并且能够实现高显色性。

根据本发明权利要求第6项发明所述的发光装置，通过将荧光体相对于透明树脂的调配比例设为10～20wt％，并且将含荧光体的树脂层的厚度(光路长度)调整为0.3～1.2mm，从而可以进一步提高以引线接合的方式连接着发光元件的发光装置的发光效率。

根据本发明权利要求第7项发明所述的发光装置，通过将荧光体相对于透明树脂的调配比例设为10～20wt％，并且将含荧光体的树脂层的厚度(光路长度)调整为0.15～1.2mm，从而可以进一步提高以倒装芯片的方式连接着发光元件的发光装置的发光效率。

附图说明

图1是表示将本发明的发光装置应用于LED灯的第1实施形态的结构的截面图。

图2是表示配置着多个图1所示的LED灯的LED组件的一例的平面图。

图3是图2的A-A线的截面图。

图4是本发明的发光装置的第2实施形态中的LED灯的截面图。

图5是本发明的发光装置的第3实施形态中的发光装置的平面图。

图6是图5的F-F线的截面图。

图7是表示参考例1～5中的LED灯的发光效率的测定结果的图表。

1：LED灯           2：LED芯片

3：电路图案        4：基板

6：接线            7：凹部

8：框架            9：含荧光体的树脂层

10：焊料凸点       21：LED组件

具体实施方式

以下，参照图示，对本发明的实施形态进行说明。

(第1实施形态)

图1是表示将本发明的发光装置应用于LED灯的第1实施形态的结构的截面图。而且，图2是表示例如在一平面上将图1所示的多个LED灯配置成3行3列的矩阵状的LED组件(module)的一例的平面图，图3是图2的A-A线截面图。

图1所示的LED灯1中，具有蓝色发光类型的LED芯片2作为发光元件。此LED芯片2搭载在具有电路图案3的基板4上。作为基板4，使用的是具有散热性及刚性的由铝(Al)或镍(Ni)、玻璃环氧树脂等形成的平板，在此基板4上隔着电绝缘层5而形成有阴极侧与阳极侧的电路图案3。电路图案3是由Cu与Ni的合金或Au等构成的。

并且，LED芯片2的底面电极电性连接至其中一个电极侧的电路图案3之上，而上面电极则经由金线等接合线6来与另一个电极侧的电路图案3电性连接。

在基板4上设置着具有凹部7的由树脂等制成的框架8。框架8例如是由聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate，PBT)、聚邻苯二甲酰胺(polyphthalamide，PPA)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)等的合成树脂构成，且在凹部7内配置着LED芯片2。

并且，在收纳有LED芯片2的凹部7内，填充着含荧光体的树脂，此含荧光体的树脂是将发出主波长的半值宽度为70～110nm的可见光的两种或两种以上荧光体混合分散到透明树脂中而成的，且LED芯片2由这样的含荧光体的树脂层9所覆盖。作为透明树脂，例如可以使用硅树脂或环氧树脂等。含荧光体的树脂层9是通过以下方式形成的，即：向透明树脂中添加.混合荧光体之后，使用分配器等将此含荧光体的树脂填充到配置着LED芯片2的凹部7内，并进行加热使所述含荧光体的树脂硬化。

为了提高发光效率，较好的是，荧光体相对于透明树脂的调配比例，以两种或两种以上荧光体的合计值来计算，为10～20wt％。更好的是13～15wt％。而且，就像此实施形态所示，在LED芯片2经由接合线6而与电路图案3连接的构造(引线接合连接构造)中，相当于光路长度的含荧光体的树脂层9的厚度为0.3～1.2mm，更好的是0.5～0.9mm。如果含荧光体的树脂层9的厚度不足0.3mm，则用于发光的荧光体的量变少，因此会导致发光效率降低。而且，含荧光体的树脂层9难以充分覆盖到接合线6的上端部为止，从而容易使接合线6露出，因此不佳。另一方面，如果含荧光体的树脂层9的厚度超过1.2mm，则由LED芯片2放射出的光难以到达含荧光体的树脂层9的上部为止，且难以充分激发含荧光体的树脂层9中所有的荧光体，从而难以获得所需的光量。另外，为了确保必要且充分量的荧光体而抑制发光效率的降低，多数情况下，凹部7的深度(从凹部7的开口端到底面为止的距离)通常是1.0mm左右，此时，含荧光体的树脂层9的厚度被限制为小于等于凹部7的深度。

作为荧光体，使用的是受到从LED芯片2放射出的蓝色光的激发而发出主波长的半值宽度为70～110nm的可见光的两种或两种以上荧光体。当使用具有半值宽度超出所述范围的宽发光波峰、或者具有过于陡峭的发光波峰的荧光体时，无法获得高效率且高显色性的发光。亦即，当使用具有主波长的半值宽度不足70nm的发光光谱的荧光体时，即便混合两种或两种以上荧光体，也无法获得高显色性的发光。而且，当使用具有半值宽度超过110nm的发光光谱的荧光体时，难以实现高发光效率。此外，当仅使用一种发出半值宽度为70～110nm的可见光的荧光体时，由于显色性降低，因此也难以获得高效率且高显色性的发光。

在第1实施形态的LED灯1中，通过使用两种或两种以上的黄色系荧光体，其受到来自LED芯片2的蓝色光的激发而发出主波长的半值宽度为70～110nm的黄色光至橙色光之间的光，可以实现平均显色指数Ra为80～85的高显色性。

而且，通过使用两种黄色系荧光体，其发出主波长为520～585nm且主波长之差为25～65nm，并且主波长的半值宽度为70～110nm的黄绿色光至橙色光之间的光，可以维持高发光效率，并且能够实现高显色性。

另外，通过组合且使用发出主波长为540～585nm且半值宽度为70～110nm的黄色光至橙色光之间的光的黄色系荧光体、以及发出主波长超过585nm但小于等于630nm且半值宽度为70～110nm的橙色光至橙红色光之间的光的橙色系荧光体，则可以实现Ra为80～85的高显色性。主波长为540～585nm的黄色系荧光体与主波长超过585nm但小于等于630nm的橙色系荧光体的调配比率，可在3.5∶1～2.0∶1的范围内变动，通过调整此调配比率，可以调整Ra以及色温。

另外，也可组合且使用所述的两种或两种以上黄色系荧光体(主波长为540～585nm，半值宽度为70～110nm)、以及所述的1种橙色系荧光体(主波长超过585nm但小于等于630nm，半值宽度为70～110nm)。

当使用主波长超过585nm但小于等于630nm的橙色系荧光体时，可以进一步组合且使用发出主波长为600～630nm的橙红色光的荧光体。另外，也可将发出主波长为510～540nm且半值宽度为70～110nm的绿色光至黄绿色光之间的光的绿色荧光体，与所述黄色系荧光体或橙色系荧光体或者这两者相组合且使用。

作为发出主波长为540～585nm且半值宽度为70～110nm的黄色光至橙色光的黄色系荧光体、以及发出主波长大于585nm但小于等于630nm且半值宽度为70～110nm的橙色光至橙红色光的橙色系荧光体，可以列举AE₂SiO₄:Eu荧光体(AE表示Sr、Ba、Ca等碱土类元素)或Mg₂SiO₄:Eu荧光体、Zn₂SiO₄:Eu荧光体等的硅酸盐系荧光体，可以从这些荧光体中选择。而且，也可以从硅铝氧氮系荧光体(例如、AE_x(Si，Al)₁₂(N，O)₁₆:Eu)或氧化物系荧光体中，选择具有所述主波长以及半值宽度的荧光体来使用。而且，作为发出主波长为520～585nm且半值宽度为70～110nm的黄绿色光至橙色光的黄色系荧光体，也可以从所述AE₂SiO₄:Eu荧光体、Mg₂SiO₄:Eu荧光体、硅酸盐系荧光体、硅铝氧氮系荧光体、氧化物系荧光体中，选择具有所述主波长以及半值宽度的荧光体来使用。

作为发出主波长超过630nm且半值宽度为70～110nm的红色光的红色荧光体，可以列举CaAlSiN₃:Eu荧光体、Sr₂Si₅N₈:Eu荧光体之类的氮化物荧光体，可以从这些荧光体中选择且使用。

第1实施形态的LED灯1中，所施加的电能量由LED芯片2转换成主波长例如为460nm的蓝色光且放射，所放射出的蓝色光由含荧光体的树脂层9中所含的具有半值宽度为70～110nm的发光波峰的两种或两种以上荧光体转换成波长更长的光。继而，从LED灯1放出基于由LED芯片2放射出的蓝色光与所述荧光体的发光色的颜色的白色光。

而且，在第1实施形态的LED灯1中，由于具有受到由LED芯片2放射出的蓝色光的激发而发出半值宽度为70～110nm的可见光的两种或两种以上荧光体，因此可获得效率降低较少且高显色性的发光。而且，通过组合且使用主波长不同的荧光体作为两种或两种以上荧光体，可以容易地调整Ra的值，且可以实现Ra为80～85的高显色性。

另外，LED灯1并不仅限于白色发光灯，也可以构成具有白色以外的发光色的LED灯1。当利用LED灯1获得白色以外的发光，例如获得中间色的发光时，可以根据目标的发光色而适当地使用各种荧光体。而且，在该实施形态中，是举扁平类型的SMD型LED灯1为例进行了说明，但特别是并不仅限于此，例如也可以适用于炮弹型(或者圆型)LED灯。而且，对将多个LED灯1配置成矩阵状的发光二极管组件21进行了说明，但本发明并不仅限于此，例如可以将多个LED灯1分别形成为1列状，此外也可以各别地设置1个LED灯。

(第2实施形态)

图4是表示本发明的发光装置的第2实施形态的LED灯结构的截面图。另外，图4中，对于与表示第1实施形态的图1相同的构成要素，使用了相同的参考数字，且省略重复说明。

第2实施形态中，与LED芯片2的电极的连接是通过倒装芯片连接来进行的。亦即，LED芯片2，以电极形成面朝下(face down)的方式搭载在基板4上，电极垫通过焊料凸块(bump)10而与电路图案3电性连接。

并且，在收纳有LED芯片2的凹部7内，填充着含荧光体的树脂，此含荧光体的树脂是将发出光谱的半值宽度为70～110nm的可见光的两种或两种以上荧光体混合分散到透明树脂中而成的，且LED芯片2由这样的含荧光体的树脂层9所覆盖。作为荧光体，可以适当地组合且使用与第1实施形态中相同的黄色系荧光体以及橙色系荧光体。

为了提高发光效率，较好的是，荧光体相对于透明树脂的调配比例，以两种或两种以上荧光体的合计值来计算，为10～20wt％，更好的是13～15wt％。而且，含荧光体的树脂层9的厚度(光路长度)为0.15～1.2mm，更好的是0.5～0.9mm。如果含荧光体的树脂层9的厚度不足0.15mm，则用于发光的荧光体的量变少，因此会导致发光效率降低。另一方面，如果含荧光体的树脂层9的厚度超过1.2mm，则LED芯片2放射出的光会难以到达含荧光体的树脂层9的上部为止，且难以充分激发含荧光体的树脂层9中所有的荧光体，从而难以获得所需的光量。

在第2实施形态的LED灯1中，由于具有受到由LED芯片2放射出的蓝色光的激发而发出半值宽度为70～110nm的可见光的两种或两种以上荧光体，因此能够获得效率的降低较少且高显色性的发光。而且，通过组合且使用主波长不同的荧光体来作为两种或两种以上荧光体，能够容易地调整Ra的值，且可以实现Ra为80～85的高显色性。此外，由于是使用倒装芯片连接构造来作为LED芯片2的电极连接构造，所以可以提高向LED芯片2的上面发出的光的取出效率。

(第3实施形态)

图5及图6表示本发明第3实施形态的形成LED封装的发光装置。图5是此发光装置的平面图，图6是将图5所示的发光装置沿F-F线截断的截面图。另外，在图5以及图6中，对于与第1实施形态相关的图式相同的构成要素，使用了相同的参考数字来表示。

图5以及图6所示的发光装置(LED灯)1具备：封装基板，例如，装置基板4；反射层31；电路图案3；多个较好的是大量的LED芯片，例如，半导体发光元件2；粘结层32；反射器34；含荧光体的树脂层9；以及光拡散部材33。含荧光体的树脂层9也作为密封构件而发挥功能。

装置基板4是由金属或者绝缘材，例如合成树脂制的平板所构成，为了获得发光装置1所需的发光面积，装置基板4形成为规定形状例如长方形状。当由合成树脂制作装置基板4时，例如可以利用加入了玻璃粉末的环氧树脂等来形成。当由金属来制作装置基板4时，可以提高从该装置基板4的内面散热的散热性，可以使装置基板4的各部分的温度均匀，以抑制发出相同波长域的光的半导体发光元件2的发光色的不均匀。另外，作为具有所述作用效果的金属材料，可以例示10W/m·K以上的导热性优异的材料，具体而言，可以例示铝或铝合金。

反射层31的大小为，可配设规定数量的半导体发光元件2，例如，反射层31覆盖在装置基板4的整个表面。反射层31可以由在400～740nm的波长区域内具有85％以上的反射率的白色绝缘材料构成。这样的白色绝缘材料，可以使用由粘结片构成的预浸料(pre-preg)。这样的预浸料，例如可以通过使混有氧化铝等白色粉末的热固性树脂含浸于片状基材内而形成。反射层31利用自身的粘结性而粘结在成为装置基板4表面的一面上。

电路图案3粘结在反射层31的粘结有装置基板4的面的相反侧的面上，以作为对各半导体发光元件2通电的要素。此电路图案3，例如是为了使各半导体发光元件2串联连接，而在装置基板4以及反射层31的长度方向上，每隔规定的间隔而散布形成为两列。位于一个电路图案3的列的一端侧的端侧电路图案3a，与供电图案部3c一体连接而形成，同样，位于另一个电路图案3的列的一端侧的端侧电路图案3a，与供电图案部3d一体连接而形成。

供电图案部3c、3d并列地设置在反射层31的长度方向的一端部，且相互隔开而由反射层31来绝缘。在所述各供电图案部3c、3d上，分别通过焊接等而连接着到达电源的电线(未图示)。

电路图案3是按照以下所述的顺序形成。首先，将由含浸有未硬化的所述热固性树脂的预浸料构成的反射层31贴附在装置基板4上，之后在反射层31上贴附着与反射层31同样大小的铜箔。接着，对由以上步骤获得的层叠体进行加热并且加压，使热固性树脂硬化，由此将装置基板4及铜箔紧压在反射层31上，从而完成粘结。然后，在铜箔上设置光阻剂层，对铜箔进行蚀刻处理，之后去除残留的光阻剂层，以形成电路图案3。由铜箔构成的电路图案3的厚度例如为35μm。

各半导体发光元件2，例如是由使用氮化物半导体而形成的双线(double wire)型LED芯片构成，且是在具有透光性的元件基板2b的一面上层叠半导体发光层2a而形成的。元件基板2b例如是由蓝宝石基板制作的。此元件基板2b的厚度大于电路图案3的厚度，例如为90μm。

半导体发光层2a，是在元件基板2b的主面上依次层叠缓冲层、n型半导体层、发光层、p型包覆层、p型半导体层而形成的。发光层是设为障壁层与阱(well)层交替层叠而成的量子阱构造。在n型半导体层上设有n侧电极，在p型半导体层上设有p侧电极。该半导体发光层2a不具有反射膜，可以向厚度方向的两个方向放射光。

如图6所示，各半导体发光元件2分别配置在邻接于装置基板4的长度方向的电路图案3之间，且通过粘结层32而粘结在白色反射层31的同一面上。具体而言，与层叠着半导体发光层2a的元件基板2b的一面平行的另一面，通过粘结层32而粘结在反射层31上。通过该粘结，电路图案3以及半导体发光元件2呈直线状排列在反射层31的同一面上，因此位于该排列方向的半导体发光元件2的侧面与电路图案3设置成彼此靠近且相对向。

粘结层32的厚度例如可以设为5μm或5μm以下。粘结层32例如可以使用在5μm或5μm以下的厚度下具有透光率大于等于70％的透光性的粘结剂，例如可以较好地使用硅树脂系粘结剂。

如图5以及图6所示，各半导体发光元件2的电极与近接配置在半导体发光元件2两侧的电路图案3是利用接合线6来连接的。此外，位于所述两列电路图案3的另一端侧的端侧电路图案3b彼此也是利用接合线6来连接的。因此，在此实施形态的情况下，各半导体发光元件2串联连接着。

由以上的装置基板4、反射层31、电路图案3、各半导体发光元件2、粘结层32以及接合线6，形成了发光装置1的面发光源。

反射器34，并非分别对应单个或者多个半导体发光元件2而设置，而是包围反射层31上的所有半导体发光元件2的单一构件，如图5所示，反射器34是由长方形的框形成，半导体发光元件2配置在由所述枠形成的凹部7内。反射器34粘结固定在反射层31上，其内部收纳有多个半导体发光元件2以及电路图案3，并且所述一对供电图案部3c、3d位于反射器34的外部。

反射器34例如可以利用合成树脂来成形，其内周面成为反射面。反射器34的反射面，除了可以通过电镀或蒸镀Al或Ni等的高反射率的金属材料而形成以外，也可以通过涂布可见光的反射率高的白色涂料而形成。或者，也可以将白色粉末混入到反射器34的成形材料中，从而使反射器34自身成为可见光的反射率高的白色物件。作为所述白色粉末，可以使用氧化铝、氧化钛、氧化镁、硫酸钡等白色填充料。另外，较理想的是，反射器34的反射面以朝向发光装置1的照射方向逐渐敞开的方式而形成。

含荧光体的树脂层9，与所述第1实施形态相同，是由含荧光体的树脂构成的，此含荧光体的树脂是将发出一发光波峰波长的半值宽度为70～110nm的可见光的两种或两种以上荧光体混合分散到透明树脂中而成的，填充液状的含荧光体的树脂，以使此树脂遍布且填埋反射层31表面、呈一直线排列的各半导体发光元件2以及接合线6等，使此树脂在反射器34内固化，由此形成所述含荧光体的树脂层。流入到反射层31表面与接合线6之间的液状透明树脂，由于毛细管现象等而流到各半导体发光元件2以及接合线6上，其膜厚等大致均匀，荧光体也大致均匀地分散在透明树脂中。另外，用于形成含荧光体的树脂层9的液状透明树脂的粘度大于等于1Pa·S且小于等于3Pa·S即可，并且所述液状透明树脂也可以是由两种或两种以上的液状透明树脂构成的。

而且，在含荧光体的树脂层9中，荧光体相对于透明树脂的调配比例，以两种或两种以上荧光体的合计值来计算，为10～20wt％。而且，相当于光路长度的含荧光体的树脂层9的厚度为0.3～1.2mm。

在以上述方式构成的第3实施形态中，能够维持高发光效率，并且能够实现Ra为80～85的高显色性，并且可以通过选择荧光体的主波长来调整Ra。此外，也有来自反射层31的反射，所以发光效率得到提高。

[实施例]

以下，对本发明的实施例以及比较例进行说明。

实施例1～6、比较例1～4

分别准备以下各种荧光体，即，由蓝色LED芯片发光的主波长及半值宽度具有表1所示值的3种黄色系荧光体(硅酸盐系荧光体Y1、Y3及YAG系荧光体Y2)、3种橙色荧光体(硅酸盐系荧光体01、02、03)以及1种红色荧光体(氮化物系荧光体R)。另外，这些荧光体的粒径未分级，上限至45μm为止。

[表1]

接着，在实施例1～6中，将这些荧光体中的两种或两种以上，以表2所示的方式组合且使用，而且在比较例1～4中，使用1种所述的荧光体，分别制成具有图1所示结构的LED灯1。

亦即，将各荧光体按照表2所示的调配比例(荧光体相对于硅树脂的调配比例，wt％)混合分散到硅树脂中。接着，使用分离器，将所获得的含荧光体的硅树脂填充到配置有发出波长为460nm的蓝色光的LED芯片2的深度为1.0mm、开口径为3mm的杯(凹部7)内，之后使硅树脂硬化，以制成含荧光体的树脂9的厚度(光路长度)为1.0mm的LED灯1。

然后，使实施例1～6以及比较例1～4中所获得的LED灯1分别发光，使用瞬间分光仪MCPD-7000(大冢电子(股)公司制)来测量发光光谱。接着，根据发光光谱，分别计算出色温以及显色指数(平均显色指数Ra以及特殊显色指数R9、R15)。而且，使用测向(Gonio)法来测量发光效率。将这些测量结果示于表2。另外，发光效率是指将比较例3的LED灯的效率设为100％时的相对值。

[表2]

根据表2可知，实施例1～6中所获得的LED灯1中，使用的是包括发出半值宽度为70～110nm的黄色光至橙色光的黄色系荧光体、以及发出半值宽度为70～110nm的橙色光至红橙色光的橙色系荧光体这两种或两种以上的荧光体，因此，能够维持高发光效率，并且能够提高显色性。特别是，实施例2～4以及实施例6的LED灯1中，能够获得Ra为80或80以上的高显色性。

将参考例1～5中的发光的主波长为565nm且半值宽度为95nm的黄色系荧光体(硅酸盐系荧光体)，以10重量％的比例混合、分散到硅树脂中。接着，使用分离器，将所获得的含荧光体的硅树脂填充到配置着发出波长为460nm的蓝色光的LED芯片2的深度为1.0mm、开口径为3mm的杯(凹部7)内，之后使硅树脂硬化，以各别地制成具有表3所示的含荧光体的树脂的厚度(光路长度)的LED灯1。

然后，使参考例1～5中所获得的LED灯1分别发光，运用测向法来测量发光效率。测量结果如表3及图7所示。另外，发光效率是指将含荧光体的树脂的厚度(光路长度)为0.7mm的参考例4中的LED灯的效率设为100％时的相对值。

[表3]

 

	含荧光体的树脂层厚度(mm)	发光效率比(％)
			参考例1	0.2	60.0
参考例2	0.35	99.8
			参考例3	0.5	99.9
参考例4	0.7	100.0
			参考例5	0.9	99.9

根据表3以及图7中的图表可知，在LED芯片2的电极连接是采用引线接合的LED灯1中，在含荧光体的树脂层9的厚度大于等于0.3mm的参考例2～5中可获得高发光效率，在含荧光体的树脂层9的厚度不足0.3mm的参考例1中，发光效率大幅下降。

此参考例，是针对使用半值宽度处于70～110nm范围内的1种黄色系荧光体的LED灯1的测量结果，但当使用半值宽度为70～110nm的两种或两种以上的荧光体时也能够获得同样的结果。

Claims (6)

1.一种发光装置，其特征在于包括：

发光元件；以及

以覆盖所述发光元件的方式而配置的含荧光体的树脂层，此含荧光体的树脂层含有透明树脂以及两种或两种以上荧光体，所述两种或两种以上荧光体受到由所述发光元件放射出的光的激发而发出半值宽度为70～110nm的可见光，

其中所述发光元件具有发出蓝色光的发光二极管芯片，且所述荧光体具有两种或两种以上黄色系荧光体，且平均显色指数Ra为80～85，所述两种或两种以上黄色系荧光体受到由所述发光二极管芯片放射出的蓝色光的激发而发出半值宽度为70～110nm的黄色光至橙色光。

2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于：

所述发光元件具有引线接合连接构造，所述荧光体相对于所述透明树脂的调配比例，以两种或两种以上荧光体的合计值来计算，为10～20wt％，且所述含荧光体的树脂层的厚度为0.3～1.2mm。

3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于：

所述发光元件具有倒装芯片连接构造，所述荧光体相对于所述透明树脂的调配比例，以两种或两种以上荧光体的合计值来计算，为10～20wt％，且所述含荧光体的树脂层的厚度为0.15～1.2mm。

4.一种发光装置，其特征在于包括：

发光元件；以及

以覆盖所述发光元件的方式而配置的含荧光体的树脂层，此含荧光体的树脂层含有透明树脂以及两种或两种以上荧光体，所述两种或两种以上荧光体受到由所述发光元件放射出的光的激发而发出半值宽度为70～110nm的可见光，

其中所述发光元件具有发出蓝色光的发光二极管芯片，所述荧光体具有两种黄色系荧光体，所述两种黄色系荧光体受到由所述发光二极管芯片放射出的蓝色光的激发而发出主波长为520～585nm且半值宽度为70～110nm的黄绿色光至橙色光，且所述两种黄色系荧光体的主波长之差为25～65nm。

5.如权利要求4所述的发光装置，其特征在于：

所述发光元件具有引线接合连接构造，所述荧光体相对于所述透明树脂的调配比例，以两种或两种以上荧光体的合计值来计算，为10～20wt％，且所述含荧光体的树脂层的厚度为0.3～1.2mm。

6.如权利要求4所述的发光装置，其特征在于：

所述发光元件具有倒装芯片连接构造，所述荧光体相对于所述透明树脂的调配比例，以两种或两种以上荧光体的合计值来计算，为10～20wt％，且所述含荧光体的树脂层的厚度为0.15～1.2mm。

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