JP6337919B2 - 光学部品及び発光装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光学部品及び発光装置に関する。
発光素子と、発光素子の発光面に接着された蛍光体板と、発光素子の側面を被覆する白色樹脂と、を有する発光装置が知られている（例えば特許文献１）。
従来の発光装置では、発光素子が点灯していない状態（以下、「非点灯状態」という。）において発光装置を上面視する（視認側となる光取出面側から見る）と、蛍光部材が設けられた領域において蛍光部材の蛍光色が見えていた。
本発明は、発光素子の非点灯状態において、発光装置の上面視における蛍光部材が設けられた領域の色を、蛍光部材の蛍光色とは異なる色にすることができる光学部品及び発光装置を提供することを課題とする。
本発明の一実施形態に係る光学部品は、蛍光部材と、前記蛍光部材の光取出側となる上方に配置された光学フィルタと、前記光学フィルタの上方に配置された光散乱部材と、を備え、前記蛍光部材の励起スペクトルは、可視領域の第１極大波長と、紫外領域の第２極大波長と、を有し、前記光学フィルタは、前記第１極大波長の光の一部と、前記第２極大波長の光の一部又は全部と、を反射する。
本発明の一実施形態に係る発光装置は、発光素子と、前記発光素子からの光により蛍光を発する蛍光部材と、前記蛍光部材の光取出側となる上方に配置された光学フィルタと、前記光学フィルタの上方に配置された光散乱部材と、を備え、前記蛍光部材の励起スペクトルは、可視領域の第１極大波長と、紫外領域の第２極大波長と、を有し、前記光学フィルタは、前記第１極大波長の光の一部と、前記第２極大波長の光の一部又は全部と、を反射する。
本発明を実施するための形態を、以下に図面を参照しながら説明する。ただし、以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するための発光装置及びそれに用いられる光学部品を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる例示にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするために誇張していることがある。
色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、ＪＩＳＺ８１１０に従う。また、本明細書において「白色」とは、ＪＩＳＺ８１１０で規定された色度座標で、Ｘ＝０．２０〜０．５０、Ｙ＝０．２０〜０．４５の範囲の光である。
＜第１実施形態＞
図１に、本実施形態に係る発光装置１００の上面図（光取出側となる視認側からみた図）を示す。また、図２は、発光装置１００のＡ−Ａ’線における断面図である。
図１に、本実施形態に係る発光装置１００の上面図（光取出側となる視認側からみた図）を示す。また、図２は、発光装置１００のＡ−Ａ’線における断面図である。
各図に示すように、発光装置１００は、発光素子２０と、光学部品１０と、を備える。光学部品１０は、蛍光部材１１と、蛍光部材１１の光取出側となる上方に配置された光学フィルタ１２と、光学フィルタ１２の上方に配置された光散乱部材１３と、を備え、蛍光部材１１の励起スペクトルは、可視領域の第１極大波長と、紫外領域の第２極大波長と、を有し、光学フィルタ１２は、第１極大波長の光の一部と、第２極大波長の光の一部又は全部と、を反射する。
これにより、非点灯状態において、発光装置１００を視認側から見たときに、光学部品１０の外観色を蛍光部材１１が発する蛍光の色とは異なる所望の色とすることができる。
一般に、蛍光部材を有する発光装置においては、視認者と蛍光部材との間には何も配置されていないか光を散乱させるための部材が配置されている。したがって、非点灯状態において蛍光部材を視認側から見た場合、太陽光や照明光（例えば標準の光Ｄ６５）などの外光が蛍光部材に当たることで発せられる蛍光が視認される。言い換えると、非点灯状態において視認者が光学部品の外観色として認識する色は蛍光部材の蛍光の色であり、それ以外の色を認識することはできない。しかし、視認者によっては、非点灯状態において蛍光部材の蛍光色が好ましくないと感じる場合がある。また、光学部品の用途によっては、非点灯状態における光学部品の外観色を蛍光部材の蛍光色とは異なる色とすることが好ましい場合もある。
そこで、本実施形態では、励起スペクトルが可視領域の第１極大波長と紫外領域の第２極大波長とを有する蛍光部材１１の上方に、第１極大波長の光の一部と第２極大波長の光の一部又は全部とを反射する光学フィルタ１２を配置している。これにより、第１極大波長の光の一部が光学フィルタ１２で視認側に反射される一方、光学フィルタ１２を通過した第１極大波長の光の一部が蛍光部材１１で波長変換されてから光学フィルタ１２を介して視認側に出ていく。つまり、非点灯状態において、光学フィルタ１２を介して視認側に出ていく光（蛍光）だけでなく、光学フィルタ１２で視認側に反射された光（第１極大波長の光の一部）も視認者に認識させることができる。このとき、蛍光部材１１が紫外領域にも励起スペクトルの極大波長（第２極大波長）を有する場合は、第１極大波長の光を反射させても第２極大波長の光が入射すると蛍光部材が発光してしまい、視認側において蛍光が強く認識されるおそれがある。これに対して、本実施形態では、第２極大波長の光の一部又は全部を光学フィルタ１２で反射させることで、蛍光部材１１の発光を低減することができる。ただし、蛍光部材１１の上方に光学フィルタ１２を設けただけでは、両方の光をうまく混ぜ合わせることが難しく、さらには視認角度によっては光学フィルタ１２で反射された光がぎらついて見える場合もある。そこで、本実施形態では、光学フィルタ１２の上方に光散乱部材１３を配置している。これにより、光学フィルタ１２を介して視認側に出ていく光（蛍光）と、光学フィルタ１２で視認側に反射された光（外光に含まれる第１極大波長の光）と、を光散乱部材１３で散乱させることができるので、両者を混色することができる。
以上の理由により、発光装置１００では、非点灯状態において、視認側から発光装置を視たときに、蛍光部材１１が設けられた領域の色を蛍光部材１１の蛍光色とは異なる所望の色にすることができる。
以下に、発光装置１００の主な構成要素を説明する。本明細書では、発光装置１００の視認側（図２の上方）を上側とし、その反対の側（図２の下方）を下側とする。
（発光素子２０）
発光素子２０は、蛍光部材１１を励起するためのものである。発光素子２０としては、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）チップ又はＬＤ（レーザダイオード）チップを用いることができ、なかでもＬＥＤチップを用いることが好ましい。発光素子２０をＬＥＤチップとすることにより、発光素子２０からの光が広がりやすくなるため、発光素子２０を視認側から見たときに発光ムラを生じにくくすることができる。本実施形態では、発光素子２０として窒化物半導体を含む青色発光のＬＥＤチップを用いている。ここでいう青色発光のＬＥＤチップとは、４３５ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有するものを指す。
発光素子２０は、蛍光部材１１を励起するためのものである。発光素子２０としては、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）チップ又はＬＤ（レーザダイオード）チップを用いることができ、なかでもＬＥＤチップを用いることが好ましい。発光素子２０をＬＥＤチップとすることにより、発光素子２０からの光が広がりやすくなるため、発光素子２０を視認側から見たときに発光ムラを生じにくくすることができる。本実施形態では、発光素子２０として窒化物半導体を含む青色発光のＬＥＤチップを用いている。ここでいう青色発光のＬＥＤチップとは、４３５ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有するものを指す。
発光素子２０は少なくとも半導体積層体２２を含み、半導体積層体２２にはｐ電極２３及びｎ電極２４が設けられている。このとき、図２に示すように、ｐ電極２３及びｎ電極２４は発光素子２０の同じ側の面に形成されており、発光素子２０が基体３０にフェイスダウン実装されていることが好ましい。これにより、発光素子２０の上面が平坦な面となり、発光素子２０の上方に蛍光部材１１を近接して配置することができるので、発光装置としての小型化が可能となる。なお、本実施形態では発光素子２０は成長基板２１を有するが、成長基板２１は除去されていてもよい。
（蛍光部材１１）
蛍光部材１１は、発光素子２０からの光により励起され蛍光を発することができるものである。蛍光部材１１の励起スペクトルは、可視領域の第１極大波長と、紫外領域の第２極大波長と、を有する。ここで、可視領域において極大波長が複数ある場合は最大の極大波長を第１極大波長とし、紫外領域において極大波長が複数ある場合は最大の極大波長を第２極大波長とする。さらに、ここでいう紫外領域とは、地表において太陽光に含まれるものを言い、典型的には紫外領域のうち３００ｎｍ以上の波長帯のものをいう。
蛍光部材１１は、発光素子２０からの光により励起され蛍光を発することができるものである。蛍光部材１１の励起スペクトルは、可視領域の第１極大波長と、紫外領域の第２極大波長と、を有する。ここで、可視領域において極大波長が複数ある場合は最大の極大波長を第１極大波長とし、紫外領域において極大波長が複数ある場合は最大の極大波長を第２極大波長とする。さらに、ここでいう紫外領域とは、地表において太陽光に含まれるものを言い、典型的には紫外領域のうち３００ｎｍ以上の波長帯のものをいう。
ＹＡＧ系（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系）蛍光体を例に、第１極大波長及び第２極大波長について説明する。図１０に示すように、ＹＡＧ系蛍光体は、３４０ｎｍ及び４５０ｎｍでスペクトルが極大となっている。つまり、ＹＡＧ系蛍光体において、第１極大波長は４５０ｎｍであり、第２極大波長は３４０ｎｍである。
蛍光部材１１としては、蛍光体を焼結させたものを用いてもよいし、樹脂等の母材に蛍光体を含有させたものを用いてもよい。
蛍光体を焼結させたものは、蛍光体だけを焼結して形成することもできるし、蛍光体と焼結助剤との混合物を焼結して形成することもできる。蛍光体と焼結助剤からなる蛍光部材１１を用いる場合、焼結助剤としては酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又は酸化チタン等の無機材料を用いることが好ましい。これにより、発光素子２０が高出力であったとしても、光や熱による焼結助剤の変色や変形を抑制することができる。
母材に蛍光体を含有させたものは、流動性のある母材に蛍光体を含有してから硬化することで形成することができる。例えば、図９に示すような蛍光部材１１は、蛍光体を含有させた硬化前の樹脂を基体の凹部に充填し、硬化することで形成することができる。また、蛍光部材１１は、蛍光体を含有させた硬化前の樹脂を光学フィルタ１２の下面にスクリーン印刷法等により直接塗布し、硬化して形成してもよい。これにより、光学フィルタ１２と蛍光部材１１とを接続する工程が不要となるため、光学部品１０の生産性を向上させることができる。
蛍光体は、求められる蛍光色等に応じて種々選択することができる。黄色発光の蛍光体としては、ＹＡＧ系（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系）やＬＡＧ系（ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系）などのガーネット系蛍光体等が挙げられる。緑色発光の蛍光体としては、βサイアロン系蛍光体、チオガレート系蛍光体等が挙げられる。赤色発光の蛍光体としては、αサイアロン系などの窒化物系蛍光体、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ系などのフッ化物系蛍光体等が挙げられる。
本実施形態では、酸化アルミニウムを含む焼結助剤とＹＡＧ系蛍光体との混合物を焼結したものを板状にして蛍光部材１１としている。焼結したものを用いることで、蛍光体を比較的均等に分布させることができるので、蛍光部材１１の厚さ（図２における蛍光部材１１の上下方向の長さ）を調整することにより、蛍光部材１１に含まれる蛍光体の量を容易に制御することができる。これにより、発光装置の外観色の調整をしやすくなる。
なお、本実施形態では、発光装置１００の発光素子２０と蛍光部材１１を近接させているが、例えば光ファイバを介することにより発光素子２０と蛍光部材１１とを離間させることもできる。
（光学フィルタ１２）
光学フィルタ１２は、第１極大波長の光の一部と、第２極大波長の光の一部又は全部と、を反射し、蛍光部材１１からの光を透過するフィルタである。
光学フィルタ１２は、第１極大波長の光の一部と、第２極大波長の光の一部又は全部と、を反射し、蛍光部材１１からの光を透過するフィルタである。
光学フィルタ１２により視認側に反射される第１極大波長の光は、蛍光部材１１を励起可能な波長帯の光である。言い換えると、外光に含まれる可視光線のうち、光学フィルタ１２で視認側に反射される光の波長帯と、蛍光部材１１を励起可能な波長帯と、は、少なくとも部分的に一致している。これにより、光学フィルタ１２で第１極大波長の光を視認側に反射させるとともに、蛍光部材１１に届く励起光が減少することにより視認側に出ていく蛍光を減少させることができる。さらに、光学フィルタ１２により紫外領域の第２極大波長の光の一部又は全部を反射させている。これにより蛍光部材１１に届く励起光を減少させることができ、視認側に出ていく蛍光を減少させることができる。したがって、より容易に所望の色を得ることができる。
光学フィルタ１２は、可視領域にある蛍光部材１１の蛍光のピーク波長（極大波長が複数ある場合は最大の波長）における透過率は、第１極大波長（励起光）における透過率よりも高いものであることが好ましい。つまり、光学フィルタ１２は、主として励起スペクトルに対応する波長の光を反射させ、主として蛍光を透過させるようなものであることが好ましい。これにより、発光装置としての光出力の低下を抑制することができる。
さらにこの場合、励起スペクトルの半値幅が比較的狭い蛍光部材１１を用いることが好ましい。例えば、励起スペクトルの半値幅が広く、可視領域の全域にわたって励起スペクトルが存在する蛍光部材１１を用いる場合は、非点灯状態における色の制御を容易にするために、光学フィルタ１２で可視光線の全域の波長の光を反射させてもよい。しかしこの場合は、発光素子２０が点灯している状態（以下、「点灯状態」という。）において、発光素子２０から発せられる光と蛍光部材１１から発せられる蛍光との両方が光学フィルタ１２で視認側と反対となる方向に反射されてしまうため、発光装置１００としての光出力が低下してしまう。そこで、励起スペクトルの半値幅が比較的狭い蛍光部材１１を用い、かつ、主として励起スペクトルに対応する波長の光を反射させる一方で主として蛍光を透過させるような光学フィルタ１２を用いることで、発光装置としての光出力の低下を抑制することができる。蛍光部材１１の励起スペクトルの半値幅としては、２００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍ以下とすることができる。可視光における励起スペクトルの半値幅が狭い蛍光部材１１としては、例えば、ＹＡＧ系やＬＡＧ系などのガーネット系蛍光体、βサイアロン系蛍光体、αサイアロン系などの窒化物系蛍光体、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ系などのフッ化物系蛍光体、量子ドット蛍光体が挙げられる。
本実施形態では光学フィルタ１２は、蛍光部材１１の主面（互いに平行であってそれぞれが平坦な上面及び下面）に垂直をなす方向において、蛍光部材１１の蛍光色である黄色光を主に透過し、当該蛍光色に対して補色となる青色光（外光に含まれる可視光線の一部）を主に反射するように設計されている。具体的には、光学フィルタ１２の主面に垂直をなす方向において、第１極大波長の光（４５０ｎｍの光）と第２極大波長の光（３４０ｎｍの光）とを略１００％反射し、黄色光を含む波長帯（５３０ｎｍ以上の波長帯）の光を略１００％透過するように誘電体多層膜を形成している。
なお、光学フィルタ１２の反射率及び透過率を任意に設定した場合、その反射率及び透過率は光学フィルタ１２の上方からくる光だけでなく下方からくる光にも当てはまる。一方で、光学フィルタ１２は光入射角度の依存性が高いため、光学フィルタ１２に対して垂直入射の青色光を反射するようにしたとしても、斜めに入射する青色光は比較的透過しやすい。したがって、視認側に反射させるべき可視光線の一部であって発光素子２０の発光でもある青色を反射させるように光学フィルタ１２を設計したとしても、点灯状態において、光学フィルタ１２の下面に対して斜めから入射する青色は依然として光学フィルタ１２を透過して視認側に取り出されることになる。つまり、光学フィルタ１２の主面に垂直をなす方向において青色の光を略１００％反射するように設計したとしても、点灯状態においては、光は様々な方向から光学フィルタ１２の下面に入射するので、発光素子２０からの光を視認側に取り出すことができる。したがって、このような場合であっても、点灯状態において、発光素子２０からの光と蛍光との混色光を得ることができる。
また、光学フィルタの他の形態として、第１極大波長の光が光学フィルタの上面に対して所定の角度をなす方向から入射したときの反射率が、第２極大波長の光が光学フィルタの上面に対して所定の角度をなす方向から入射したときの反射率よりも低いものを用いることができる。この場合は、発光素子として第１極大波長と同じかその近傍に発光ピーク波長を有するものを用いる。つまり、光学フィルタは、発光素子の発光ピーク波長近傍の光の反射率が、紫外領域にある第２極大波長の光の反射率よりも低くなるようにすることができる。これにより、非点灯状態において視認側に出ていく蛍光をある程度低減しながら、点灯状態において蛍光部材で波長変換されなかった発光素子からの光を透過しやすくすることができる。この形態では、例えば、光学フィルタは、第１極大波長である４５０ｎｍの光が光学フィルタの上面に対して垂直をなす方向から入射したときの反射率が約３０％となるように設計し、第２極大波長である３４０ｎｍの光が光学フィルタ１２の上面に対して垂直をなす方向から入射したときの反射率が約８５％となるように設計することができる。
本実施形態では、光学フィルタ１２は、図３に示すように、屈折率の低い材質１２ａとそれよりも屈折率の高い材質１２ｂとを交互に積層した誘電体多層膜からなる。誘電体多層膜を構成する材料としては、例えば、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化ジルコニウムが挙げられる。本実施形態では、酸化ケイ素及び酸化ニオブを複数積層した誘電体多層膜を光学フィルタ１２として用いている。誘電体多層膜の各層を構成する部材は、反射させたい波長に対する屈折率を考慮して、膜厚、及びペア数を適宜構成することができる。
光学フィルタ１２は蛍光部材１１の上面全面を覆うように形成されており、かつ光散乱部材１３は光学フィルタ１２の上面全面を覆うように形成されているのが好ましい。これにより、光学部品１０の色ムラを抑制することができる。
本実施形態では、光散乱部材１３の平坦な下面に光学フィルタ１２を直接形成している。これにより、光学フィルタ１２を構成する各層の膜厚の制御が容易となる。また、両者間に接着材等の部材を介することないため、光取り出し効率の低下を抑制することができる。なお、図４に示すように、光学フィルタ１２と光散乱部材１３とを接着材１４により接続することもできる。
（光散乱部材１３）
光散乱部材１３は、可視領域において透光性を有しており、上方及び下方からの光を散乱させるものである。本実施形態では、光散乱部材１３は、上面が粗面で下面が平坦の透光性材料である。この他にも、例えば、図４に示すように上面及び下面が粗面の透光性材料（第１変形例）を用いてもよい。こうすることで、光学部品１０を上面視した際の蛍光部材１１が設けられた領域の色を汎用性の高い白色にしやすくなる。また、図５に示すように光散乱粒子１３ａが含有された透光性材料（第２変形例）を用いることもできる。
光散乱部材１３は、可視領域において透光性を有しており、上方及び下方からの光を散乱させるものである。本実施形態では、光散乱部材１３は、上面が粗面で下面が平坦の透光性材料である。この他にも、例えば、図４に示すように上面及び下面が粗面の透光性材料（第１変形例）を用いてもよい。こうすることで、光学部品１０を上面視した際の蛍光部材１１が設けられた領域の色を汎用性の高い白色にしやすくなる。また、図５に示すように光散乱粒子１３ａが含有された透光性材料（第２変形例）を用いることもできる。
透光性材料としては例えば、ガラス、サファイア、樹脂を用いることができる。光散乱部材１３として粗面の透光性材料を用いる場合は、加工が容易であるガラスを用いるのが好ましい。また、光散乱粒子１３ａとしては例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタンを用いることができる。
光散乱部材１３として上面等が粗面になっている透光性材料を用いる場合は、透光性材料の表面粗さ（Ｒａ）は、好ましくは５０ｎｍ以上、より好ましくは１００ｎｍ以上とすることができる。これにより、光学フィルタ１２からの光を散乱させやすくなるため、非点灯状態における光学部品１０の色ムラを抑制することができる。また、透光性材料の表面粗さは、好ましくは１μｍ以下とすることができる。これにより、透光性材料の厚みが比較的薄い場合でも、透光性材料に欠陥が入りにくくなるため、透光性材料の機械的強度の低下を抑制することができる。
光散乱部材１３として光散乱粒子１３ａが含有された透光性材料を用いる場合は、光散乱部材１３における光散乱粒子１３ａの割合は、好ましくは１重量％以上、より好ましくは３重量％以上とすることができる。これにより、光学フィルタ１２からの光を散乱させやすくなるため、色ムラを抑制することができる。また、光散乱部材１３における光散乱粒子１３ａの割合は、好ましくは３０重量％以下とすることができる。これにより、光取出効率の低下を抑制することができる。
（基体３０）
基体３０は、発光素子２０を載置するためのものである。基体３０は、支持部と、少なくとも支持部の上面に発光素子２０のｐ電極２３及びｎ電極２４に対応する一対の配線部と、を有する。発光素子２０は、基体３０の配線部と電気的に接続された状態で配置されている。図２では、上面と下面が互いに平行でそれぞれが平坦な板状の基体３０を用いているが、図７等のように上面に凹部が設けられた基体を用いてもよい。基体３０としては、可視領域にある光に対して遮光性を有するものが好ましい。これにより、発光素子２０の下方も遮光することができるため、意図せずに蛍光部材１１に外光が入るのを抑制することができる。
基体３０は、発光素子２０を載置するためのものである。基体３０は、支持部と、少なくとも支持部の上面に発光素子２０のｐ電極２３及びｎ電極２４に対応する一対の配線部と、を有する。発光素子２０は、基体３０の配線部と電気的に接続された状態で配置されている。図２では、上面と下面が互いに平行でそれぞれが平坦な板状の基体３０を用いているが、図７等のように上面に凹部が設けられた基体を用いてもよい。基体３０としては、可視領域にある光に対して遮光性を有するものが好ましい。これにより、発光素子２０の下方も遮光することができるため、意図せずに蛍光部材１１に外光が入るのを抑制することができる。
支持部としては、耐光性、耐熱性に優れた電気絶縁性のものが好ましく、例えばポリフタルアミドなどの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂に光散乱粒子を含有したものを用いることができる。光散乱粒子としては前述の材料と同様の材料を用いることができ、光散乱粒子の含有量をより多くすることで光の透過を抑制した遮光性の基体３０とすることができる。配線部は、金属材料により構成することができる。
（遮光部材４０）
遮光部材４０は、光学フィルタ１２が設けられた領域以外から蛍光部材１１に外光が入るのを抑制するための部材である。本実施形態では、遮光部材４０は蛍光部材１１の上面及び下面を除く領域が遮光部材４０で覆われている。具体的には、遮光部材４０が蛍光部材１１の側方及び発光素子２０の側方を覆うように設けられている。こうすることで、蛍光部材１１が外光により意図せずに励起されるのを抑制することができる。
遮光部材４０は、光学フィルタ１２が設けられた領域以外から蛍光部材１１に外光が入るのを抑制するための部材である。本実施形態では、遮光部材４０は蛍光部材１１の上面及び下面を除く領域が遮光部材４０で覆われている。具体的には、遮光部材４０が蛍光部材１１の側方及び発光素子２０の側方を覆うように設けられている。こうすることで、蛍光部材１１が外光により意図せずに励起されるのを抑制することができる。
遮光部材４０は、外光を遮光することができる材料であれば材料は特に限定されない。例えば、セラミック又は樹脂に光散乱粒子を含有したものを用いることができる。特に、任意の形状に容易に成形することができるため、光散乱粒子を含有した樹脂を遮光部材４０として用いることが好ましい。なお、光散乱粒子及び樹脂の材料については、基体３０で説明したものと同様の材料を用いることができる。
断面視において、遮光部材４０の上面は光学フィルタ１２の上面と同じ高さ又は光学フィルタ１２の上面よりも高い位置にあるのが好ましい。こうすることで、光学フィルタ１２において反射させたい外光が蛍光部材１１に直接入射するのを確実に抑制することができる。
非点灯状態で発光装置１００を視認側（少なくとも蛍光部材１１の上面に対して垂直をなす方向）からみたときに、蛍光部材１１が設けられている領域は白色であることが好ましい。つまり、視認者が光学フィルタ１２及び光散乱部材１３を介して蛍光部材１１を視たときに、視認者が蛍光部材１１がある領域の外観色を白色と認識するよう設計することが好ましい。こうすることで、発光装置１００の外観色をより汎用性の高いものとすることができる。
＜第２実施形態＞
図６に、本実施形態に係る発光装置２００の上面図を示す。また、図７は、図６のＢ−Ｂ’線における断面図である。発光装置２００は、次に説明する事項以外は、第１実施形態において記載した事項と実質的に同一である。
図６に、本実施形態に係る発光装置２００の上面図を示す。また、図７は、図６のＢ−Ｂ’線における断面図である。発光装置２００は、次に説明する事項以外は、第１実施形態において記載した事項と実質的に同一である。
発光装置２００は、基体３０に凹部が設けられており、凹部の内部に発光素子２０及び光学部品１０が設けられている。また、凹部の内部において、発光素子２０及び光学部品１０と、基体３０と、の間を充填するように遮光部材４０が配置されている。
本実施形態においても実施形態１と同様の効果を得ることができる。また、光学部品１０の上面を除く領域を容易に遮光することができる。
＜第３実施形態＞
図８に、本実施形態に係る発光装置３００の上面図を示す。また、図９は、図８のＣ−Ｃ’線における断面図である。発光装置３００は、次に説明する事項以外は、第１実施形態において記載した事項と実質的に同一である。
図８に、本実施形態に係る発光装置３００の上面図を示す。また、図９は、図８のＣ−Ｃ’線における断面図である。発光装置３００は、次に説明する事項以外は、第１実施形態において記載した事項と実質的に同一である。
発光装置３００では、基体３０に凹部が設けられ、凹部内に発光素子２０が設けられている。蛍光部材１１は発光素子２０を覆うように基体３０の凹部内に設けられ、光学フィルタ１２が凹部の開口を塞ぐように設けられている。そして、光学フィルタ１２の上方に光散乱部材１３が設けられている。なお、発光素子２０はワイヤ５０により基体３０と電気的に接続されている。
本実施形態においても実施形態１と同様の効果を得ることができる。また、発光素子２０に対して蛍光部材１１が設けられている領域を大きくとることができるため、発光装置としての光取り出し効率を向上させることができる。
（ワイヤ５０）
ワイヤ５０は、発光素子２０と基体３０とを電気的に接続するためのものである。本実施形態では、発光素子２０のｐ電極２３及びｎ電極２４が半導体積層体２２の上方に設けられており、１対のワイヤ５０がｎ電極２４及びｐ電極２３のそれぞれと接続されている。ワイヤ５０の材料としては、金、銀、銅、白金、アルミニウム等を含む金属を用いたものが挙げられる。なお、ワイヤ５０の径は特に限定されず、目的及び用途に応じて適宜選択することができる。
ワイヤ５０は、発光素子２０と基体３０とを電気的に接続するためのものである。本実施形態では、発光素子２０のｐ電極２３及びｎ電極２４が半導体積層体２２の上方に設けられており、１対のワイヤ５０がｎ電極２４及びｐ電極２３のそれぞれと接続されている。ワイヤ５０の材料としては、金、銀、銅、白金、アルミニウム等を含む金属を用いたものが挙げられる。なお、ワイヤ５０の径は特に限定されず、目的及び用途に応じて適宜選択することができる。
本実施形態では、蛍光部材１１として蛍光体が含有された樹脂を用いており、凹部内に蛍光部材１１を充填している。こうすることで、蛍光部材１１を容易に形成することができる。本実施形態では光学フィルタ１２は、基体３０の上面にも設けられているが、光学フィルタ１２は、上面視において、少なくとも凹部の開口を塞ぐように設けられていればよい。
各実施形態に記載の発光装置は、照明用光源、ディスプレイ用光源、フラッシュ用光源等、種々の発光装置に使用することができる。
１００、２００、３００・・・発光装置
１０・・・光学部品
１１・・・蛍光部材
１２・・・光学フィルタ
１２ａ・・・屈折率の低い材質
１２ｂ・・・屈折率の高い材質
１３・・・光散乱部材
１３ａ・・・光散乱粒子
１４・・・接着材
２０・・・発光素子
２１・・・成長基板
２２・・・半導体積層体
２３・・・ｐ電極
２４・・・ｎ電極
３０・・・基体
４０・・・遮光部材
５０・・・ワイヤ
１０・・・光学部品
１１・・・蛍光部材
１２・・・光学フィルタ
１２ａ・・・屈折率の低い材質
１２ｂ・・・屈折率の高い材質
１３・・・光散乱部材
１３ａ・・・光散乱粒子
１４・・・接着材
２０・・・発光素子
２１・・・成長基板
２２・・・半導体積層体
２３・・・ｐ電極
２４・・・ｎ電極
３０・・・基体
４０・・・遮光部材
５０・・・ワイヤ
Claims (10)
- 蛍光部材と、前記蛍光部材の光取出側となる上方に配置された光学フィルタと、前記光学フィルタの上方に配置された光散乱部材と、を備え、
前記蛍光部材の励起スペクトルは、可視領域の第１極大波長と、紫外領域の第２極大波長と、を有し、
前記光学フィルタは、前記第１極大波長の光の一部と、前記第２極大波長の光の一部又は全部と、を反射することを特徴とする光学部品。 - 前記光散乱部材は、上面が粗面の透光性材料であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
- 前記第１極大波長の光が前記光学フィルタの上面に対して所定の角度をなす方向から入射したときの反射率は、前記第２極大波長の光が前記光学フィルタの上面に対して前記所定の角度をなす方向から入射したときの反射率よりも低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学部品。
- 発光素子と、前記発光素子からの光により蛍光を発する蛍光部材と、前記蛍光部材の光取出側となる上方に配置された光学フィルタと、前記光学フィルタの上方に配置された光散乱部材と、を備え、
前記蛍光部材の励起スペクトルは、可視領域の第１極大波長と、紫外領域の第２極大波長と、を有し、
前記光学フィルタは、前記第１極大波長の光の一部と、前記第２極大波長の光の一部又は全部と、を反射することを特徴とする発光装置。 - 前記発光素子は、可視領域に発光ピーク波長を有し、
前記発光ピーク波長の光が前記光学フィルタの上面に対して所定の角度をなす方向から入射したときの反射率は、前記第２極大波長の光が前記光学フィルタの上面に対して前記所定の角度をなす方向から入射したときの反射率よりも低いことを特徴とする請求項４に記載の発光装置。 - 前記蛍光部材は、前記発光素子の上方に配置され、
前記蛍光部材の上面及び下面を除く領域が遮光部材で覆われていることを特徴とする請求項４又は５に記載の発光装置。 - 前記発光装置は、凹部が設けられた基体を有し、
前記発光素子は、前記基体の凹部内に設けられ、
前記蛍光部材は、前記発光素子を覆うように前記凹部内に設けられ、
前記光学フィルタは、前記凹部の開口を塞ぐように設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の発光装置。 - 前記光散乱部材は、上面が粗面の透光性材料であることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光素子が点灯していない状態において、前記発光装置を上方からみたときに、前記蛍光部材が設けられている領域が白色であることを特徴とする請求項４〜８のいずれか一項に記載の発光装置。
- 前記発光素子は、青色発光の発光素子であり、
前記蛍光部材は、蛍光色が黄色の蛍光体を含むことを特徴とする請求項４〜９のいずれか一項に記載の発光装置。
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