JP4699047B2 - 発光モジュール - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、青色系の発光の一部を吸収して発光するCe付活希土類アルミン酸塩蛍光体からの黄色系の発光との加色混合によって全体として白色系の発光を呈する発光ダイオードが開示されている。しかしながら、この組み合わせのタイプは、最終的に得られる白色光の発光色が限定され、また本光源の照明下での色の再現性が好ましい色に再現されず、演色性に問題があった。
近年、このような問題を解決するため、2色加色での白色合成の欠点を補う方法として、紫外又は短波長可視光を半導体発光素子からの一次光(励起光)とし、緑・青・赤3成分の蛍光体を混合することによる発光モジュールが紹介されている(例えば、特許文献2参照。)。ここでは、青色発光蛍光体としてBaMgAl10O17:Eu2+、(Sr、Ca、Ba)5(PO4)3Cl:Eu2+等、緑色発光蛍光体としてCa8Mg(SiO4)4Cl:Eu2+,Mn2+、BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+等、赤色発光蛍光体としてはY2O2S:Eu2+(YOS:Eu)、Y2O3:Eu,Bi等が挙げられている。
EuP 3 O 9 で表され、励起ピーク波長が385〜405nmである赤色発光蛍光体と、
他の色を発光する蛍光体として少なくとも緑色発光蛍光体および青色発光蛍光体とを備え、白色発光する発光モジュールであって、
前記赤色発光蛍光体(R)と前記緑色発光蛍光体(G)と前記青色発光蛍光体(B)の配合比率は質量比で(R):(G):(B)=45〜74:20〜45:5〜15であることを特徴とする発光モジュール。
この場合、白色発光モジュールは、本発明の赤色発光蛍光体以外に、基本的には、さらに緑色発光蛍光体および青色発光蛍光体をも用いるものであるが、所望の色度の白色を得るためには、さらに赤、緑、青以外の他の色を発光する蛍光体を用いることも可能である。この赤、緑、青以外の他の色を発光する蛍光体を用いる場合には、本発明の赤色発光蛍光体の配合比率は、全蛍光体に対して、75質量%以下であることが好ましい。
本発明の赤色発光蛍光体以外の蛍光体としては、特に限定されないが、従来より公知公用の蛍光体も適宜使用できる。
従来より公知公用の蛍光体としては、本明細書の背景技術の欄に記載のものが挙げられる。
そして、発光モジュールに必須に使用される本発明の、併用し得る赤色発光蛍光体以外の蛍光体、従来より公知公用の赤色発光蛍光体は、紫外線耐性のものが好ましい。
InGaN/GaN系の半導体発光素子は、In量が多くなるほど発光ピーク波長が長くなり、In量が減るほど発光ピーク波長が短くなる。よって、InGaN/GaN系の半導体発光素子を発光モジュールに適用するためには、その発光ピーク波長が350〜420nmになるように、Inの量を適宜調整する。
その場合、半導体発光素子上に設ける該蛍光体層は、少なくても1種以上の蛍光体を単層又は複数層を層状に積層配置しても良いし、複数の蛍光体を単一の層内に混合して配置しても良い。上記半導体発光素子上に蛍光体層を設ける形態としては、半導体発光素子の表面を被覆するコーティング部材に蛍光体を混合する形態、モールド部材に蛍光体を混合する形態、或いはモールド部材に被せる被覆体に蛍光体を混合する形態、更には半導体発光素子ランプの投光側前方に蛍光体を混合した透光可能なプレートを配置する形態等が挙げられる。
なお、発光モジュール用の形態はこの発光モジュール構造に限定されるものではなく、例えば短波長可視光LEDチップ1の発光面に蛍光体層としてコーティングする等など、種々の形態がある。
青方向 x≧0.31
緑方向 y≦0.44 及び y≦0.15+0.64x
紫方向 y≧0.05+0.75x 及び y≧0.382
〔実施例1〕
EuP3O9の調整
蛍光体構成原料として、 (NH4)H2PO4粉末を7.926g及び、Eu2O3粉末3.519gを精秤し、これをアルミナ乳鉢で丹念に均一混合する。この原料混合物をアルミナ坩堝に収容し、大気中にて600℃で6時間焼成した。得られた焼成物を微粉砕し、温純水でよく洗浄し、更にろ過・乾燥することによって、目的蛍光体を調整した。
次に、395nmを一次光としたときの発光スペクトル分布を図5に示す。図5に示すように、比較例に対し視感度の高い赤色、つまり比較例の発光ピーク628nmに比べ短波長側(590〜620nm)の赤色で発光する。その結果、395nmを1次光としたときの発光輝度を比較例と比較した結果を表1に示す。実施例1の蛍光体は比較例に対し、約5倍の輝度を有している。このことから実施例1の蛍光体は、短波長可視光LEDチップの発光を効率よく赤色光に変換し得ることが分かる。
半導体発光素子として、発光波長が395nm、外部量子効率が18%のInGaN/GaN系LEDチップを、赤色発光蛍光体として前記の調整をした実施例1及び比較例を、青色・緑色の各色発光蛍光体としてそれぞれBaMgAl10O17:Eu2+(以下BAM:Eu),BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+(BAM:Eu,Mn)を用いた。
上記のLEDチップおよび各色発光蛍光体を用いて、車両用照明として所望の色度範囲である図4中のAGDCに囲まれた領域の発光特性を検討するために、図4のF座標(x,y=0.36,0.365)によって示される色度で発光する発光モジュールを作製した。
作製した発光モジュールを、駆動電流20mA、駆動電圧3.5VでLEDチップに通電し、発光させた。各発光モジュールの平均演色性(Ra)を下記表2に示す。
2 リードフレーム
3 金属ワイヤー
4 蛍光体ペースト
5 封止材
Claims (1)
- 発光ピーク波長が350〜420nmの半導体発光素子と、
EuP 3 O 9 で表され、励起ピーク波長が385〜405nmである赤色発光蛍光体と、
他の色を発光する蛍光体として少なくとも緑色発光蛍光体および青色発光蛍光体とを備え、白色発光する発光モジュールであって、
前記赤色発光蛍光体(R)と前記緑色発光蛍光体(G)と前記青色発光蛍光体(B)の配合比率は質量比で(R):(G):(B)=45〜74:20〜45:5〜15であることを特徴とする発光モジュール。
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JPS5275673A (en) * | 1975-12-19 | 1977-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fluorescent substance |
JPH02276884A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-11-13 | Kasei Optonix Co Ltd | 蛍光体 |
JPH09169973A (ja) * | 1995-06-28 | 1997-06-30 | Rhone Poulenc Chim | 希土類ホスフェートを基剤とした化合物のプラズマシステムにおける発光体としての用法 |
JP2004088011A (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-18 | Okaya Electric Ind Co Ltd | 発光ダイオード |
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