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公開番号2025062021
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-11
出願番号2025015767,2021112813
出願日2025-02-03,2021-07-07
発明の名称発光装置
出願人日亜化学工業株式会社
代理人弁理士法人市澤・川田国際特許事務所
主分類H10H 20/851 20250101AFI20250403BHJP()
要約【課題】高い光束の光を発する発光装置を提供する。
【解決手段】380nm以上500nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子20と、発光素子20の光の出射側に配置される、発光面を有する波長変換部材30と、を備えた発光装置100であり、波長変換部材30が、510nm以上570nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する無機蛍光体と、無機酸化物と、を含むセラミックス複合体31と、セラミックス複合体31の光の出射側に配置され、セラミックス複合体31の屈折率よりも小さい屈折率を有する、透光性薄膜32と、を含み、透光性薄膜32の物理膜厚が、82nm以上140nm以下の範囲内の単一層であり、透光性薄膜32が、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第13族の金属元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含むフッ化物からなる、発光装置100である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
前記発光素子の光の出射側に配置される、発光面を有する波長変換部材と、を備えた発光装置であり、
前記波長変換部材が、無機蛍光体と、無機酸化物と、を含むセラミックス複合体と、
前記セラミックス複合体の光の出射側に配置され、前記セラミックス複合体の屈折率よりも小さい屈折率を有する、透光性薄膜と、を含み、
前記透光性薄膜の物理膜厚が、８２ｎｍ以上１４０ｎｍ以下の範囲内の単一層であり、前記透光性薄膜が、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族の金属元素からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むフッ化物からなる、発光装置。
続きを表示（約 2,800 文字）【請求項２】
前記透光性薄膜の下記式（１）から導き出される光学膜厚Ｌ
０
に対する前記透光性薄膜の物理膜厚Ｌ
１
の比である、下記式（２）から導き出されるＬ値が０．８２以上１．４１以下の範囲内である、発光装置。
Ｌ
０
＝無機蛍光体の発光ピーク波長（λ）（ｎｍ）÷（４×透光性薄膜の屈折率）（１）
Ｌ＝透光性薄膜の物理膜厚Ｌ
１
（ｎｍ）÷Ｌ
０
（２）
【請求項３】
３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
前記発光素子の光の出射側に配置される、発光面を有する波長変換部材と、を備えた発光装置であり、
前記波長変換部材が、無機蛍光体と、無機酸化物と、を含むセラミックス複合体と、
前記セラミックス複合体の光の出射側に配置され、前記セラミックス複合体の屈折率よりも小さい屈折率を有する、透光性薄膜と、を含み、
前記透光性薄膜の物理膜厚が、２５０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の範囲内の単一層であり、
前記透光性薄膜が、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族の金属元素からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むフッ化物又は二酸化ケイ素からなる、発光装置。
【請求項４】
３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
前記発光素子の光の出射側に配置される、発光面を有する波長変換部材と、を備えた発光装置であり、
前記波長変換部材が、無機蛍光体と、無機酸化物と、を含むセラミックス複合体と、
前記セラミックス複合体の光の出射側に配置され、前記セラミックス複合体の屈折率よりも小さい屈折率を有する、透光性薄膜と、を含み、
前記透光性薄膜が、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族の金属元素からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むフッ化物又は二酸化ケイ素からなり、
下記式（３）に基づき算出される第１透過率差Ｔ１が０％以上２５％以下の範囲内であること、下記式（４）に基づき算出される第２透過率差Ｔ２がマイナス３％以上１０％以下の範囲内であること、のうち少なくとも１つを満たす光を発する、発光装置。
Ｔ１＝Ｔ
Ｃ－６０
－Ｔ
Ｐ－６０
－（Ｔ
Ｃ－０
－Ｔ
Ｐ－０
）（３）
Ｔ２＝Ｔ
Ｃ－３０
－Ｔ
Ｐ－３０
－（Ｔ
Ｃ－０
－Ｔ
Ｐ－０
）（４）
（前記式（３）中、Ｔ
Ｃ－６０
は、指向角度プラス６０度及び指向角度マイナス６０度の前記発光素子の発光ピーク波長における波長変換部材の発光面からの透過光の透過率の平均値であり、Ｔ
Ｐ－６０
は、指向角度プラス６０度及び指向角度マイナス６０度の前記無機蛍光体の発光ピーク波長における波長変換部材の発光面からの透過光の透過率の平均値である。前記式（４）中、Ｔ
Ｃ－３０
は、指向角度プラス３０度及び指向角度マイナス３０度の前記発光素子の発光ピーク波長における波長変換部材の発光面の透過光の透過率の平均値であり、Ｔ
Ｐ－３０
は、指向角度プラス３０度及び指向角度マイナス３０度の前記無機蛍光体の発光ピーク波長における波長変換部材の発光面の透過光の透過率の平均値である。前記式（３）及び前記式（４）中、Ｔ
Ｃ－０
は、指向角度０度の前記発光素子の発光ピーク波長における波長変換部材の発光面からの透過光の透過率であり、Ｔ
Ｐ－０
は、指向角度０度の前記無機蛍光体の発光ピーク波長における波長変換部材の発光面からの透過光の透過率である。ここで、指向角度０度とは、発光面に垂直な角度であり、指向角度プラス６０度及び指向角度マイナス６０度とは、発光面に垂直な角度から発光面に向けて指向角度０度を中心としたプラス６０度及びマイナス６０度の角度であり、指向角度プラス３０度及び指向角度マイナス３０度とは、発光面に垂直な角度から発光面に向けて指向角度０度を中心としたプラス３０度及びマイナス３０度の角度である。）
【請求項５】
３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
前記発光素子の光の出射側に配置される、発光面を有する波長変換部材と、を備えた発光装置であり、
前記波長変換部材が、無機蛍光体と、無機酸化物と、を含むセラミックス複合体と、
前記セラミックス複合体の光の出射側に配置され、前記セラミックス複合体の屈折率よりも小さい屈折率を有する、透光性薄膜と、を含み、
前記透光性薄膜が、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族の金属元素からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むフッ化物又は二酸化ケイ素からなる単一層であり、
ＣＩＥ１９３１色度図における色度座標において、指向角度０度における前記発光装置の発光色のｘ座標ｘ
０
と、発光面に垂直な角度から発光面に向けて指向角度０度を中心としたプラス６０度及びマイナス６０度の角度である、指向角度プラス６０度及び指向角度マイナス６０度における前記発光装置の発光色のｘ座標の平均値であるｘ座標ｘ
６０
との差分Δｘの絶対値が０．０１２以下である、発光装置。
【請求項６】
前記透光性薄膜が単一層である、請求項４に記載の発光装置。
【請求項７】
前記フッ化物が、ＭｇＦ
２
、ＣａＦ
２
、ＳｒＦ
２
、ＡｌＦ
３
、Ｎａ
３
ＡｌＦ
６
、Ｎａ
５
Ａｌ
３
Ｆ１
４
、ＮａＦ及びＬｉＦからなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記無機蛍光体が希土類アルミン酸塩蛍光体である、請求項１から７のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項９】
前記セラミックス複合体の屈折率ｒ１が１．７６以上１．８５以下の範囲内である、請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記透光性薄膜の屈折率ｒ２が１．３２以上１．４８以下の範囲内である、請求項１から９のいずれか１項に記載の発光装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）と、ＬＥＤやＬＤの発光素子から発せられた光の波長を変換する蛍光体を含む波長変換部材を備えた発光装置が知られている。このような発光装置は、例えば車載用、一般照明用、液晶表示装置のバックライト、プロジェクターなどの光源に用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、バルク状の結晶から成る蛍光体を有し、ヒートシンクを介して蛍光体の熱を排熱する発光デバイスが開示されている。特許文献１には、バルク状の結晶の蛍光体の励起光の入射面に、励起光の反射を防止する反射防止層が形成されていることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－１８６８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無機蛍光体と無機酸化物を含むセラミックス複合体を用いた発光装置は、さらに高い光束の光を発する発光装置が求められている。
そこで、本発明の一態様は、高い光束の光を発する発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１態様は、３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、前記発光素子の光の出射側に配置される、発光面を有する波長変換部材と、を備えた発光装置であり、前記波長変換部材が、５１０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する無機蛍光体と、無機酸化物と、を含むセラミックス複合体と、前記セラミックス複合体の光の出射側に配置され、前記セラミックス複合体の屈折率よりも小さい屈折率を有する、透光性薄膜と、を含み、前記透光性薄膜の物理膜厚が、８２ｎｍ以上１４０ｎｍ以下の範囲内の単一層であり、前記透光性薄膜が、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族の金属元素からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むフッ化物からなる、発光装置である。
【０００７】
第２態様は、３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、前記発光素子の光の出射側に配置される、発光面を有する波長変換部材と、を備えた発光装置であり、前記波長変換部材が、無機蛍光体と、無機酸化物と、を含むセラミックス複合体と、前記セラミックス複合体の光の出射側に配置され、前記セラミックス複合体の屈折率よりも小さい屈折率を有する、透光性薄膜と、を含み、前記透光性薄膜が、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族の金属元素からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むフッ化物からなる単一層であり、前記透光性薄膜の下記式（１）から導き出される光学膜厚Ｌ
０
に対する前記透光性薄膜の物理膜厚Ｌ
１
の比である、下記式（２）から導き出されるＬ値が０．８２以上１．４１以下の範囲内である、発光装置である。
Ｌ
０
＝無機蛍光体の発光ピーク波長（λ）（ｎｍ）÷（４×透光性薄膜の屈折率）（１）
Ｌ＝透光性薄膜の物理膜厚Ｌ
１
（ｎｍ）÷Ｌ
０
（２）
【０００８】
第３態様は、３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、前記発光素子の光の出射側に配置される、発光面を有する波長変換部材と、を備えた発光装置であり、前記波長変換部材が、５１０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する無機蛍光体と、無機酸化物と、を含むセラミックス複合体と、前記セラミックス複合体の光の出射側に配置され、前記セラミックス複合体の屈折率よりも小さい屈折率を有する、透光性薄膜と、を含み、前記透光性薄膜の物理膜厚が、２５０ｎｍ以上３３０ｎｍ以下の範囲内の単一層であり、前記透光性薄膜が、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族の金属元素からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むフッ化物又は二酸化ケイ素からなる、発光装置である。
【０００９】
第４態様は、３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、前記発光素子の光の出射側に配置される、発光面を有する波長変換部材と、を備えた発光装置であり、前記波長変換部材が、無機蛍光体と、無機酸化物と、を含むセラミックス複合体と、前記セラミックス複合体の光の出射側に配置され、前記セラミックス複合体の屈折率よりも小さい屈折率を有する、透光性薄膜と、を含み、前記透光性薄膜が、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族の金属元素からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むフッ化物又は二酸化ケイ素からなる単一層であり、前記透光性薄膜の前記式（１）から導き出される光学膜厚Ｌ
０
に対する前記透光性薄膜の物理膜厚Ｌ
１
の比である、前記式（２）から導き出されるＬ値が２．５以上３．５以下の範囲である、発光装置である。
【００１０】
第５態様は、３８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、前記発光素子の光の出射側に配置される、発光面を有する波長変換部材と、を備えた発光装置であり、前記波長変換部材が、５１０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の範囲内に発光ピーク波長を有する無機蛍光体と、無機酸化物と、を含むセラミックス複合体と、前記セラミックス複合体の光の出射側に配置され、前記セラミックス複合体の屈折率よりも小さい屈折率を有する、透光性薄膜と、を含み、前記透光性薄膜が、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素及び第１３族の金属元素からなる群から選択される少なくとも１種の元素を含むフッ化物又は二酸化ケイ素からなり、下記式（３）に基づき算出される第１透過率差Ｔ１が０％以上２５％以下の範囲内であること、下記式（４）に基づき算出される第２透過率差Ｔ２がマイナス３％以上１０％以下の範囲内であること、のうち少なくとも１つを満たす光を発する、発光装置である。
Ｔ１＝Ｔ
Ｃ－６０
－Ｔ
Ｐ－６０
－（Ｔ
Ｃ－０
－Ｔ
Ｐ－０
）（３）
Ｔ２＝Ｔ
Ｃ－３０
－Ｔ
Ｐ－３０
－（Ｔ
Ｃ－０
－Ｔ
Ｐ－０
）（４）
（前記式（３）中、Ｔ
Ｃ－６０
は、指向角度プラス６０度及び指向角度マイナス６０度の前記発光素子の発光ピーク波長における波長変換部材の発光面からの透過光の透過率の平均値であり、Ｔ
Ｐ－６０
は、指向角度プラス６０度及び指向角度マイナス６０度の前記無機蛍光体の発光ピーク波長における波長変換部材の発光面からの透過光の透過率の平均値である。前記式（４）中、Ｔ
Ｃ－３０
は、指向角度プラス３０度及び指向角度マイナス３０度の前記発光素子の発光ピーク波長における波長変換部材の発光面からの透過光の透過率の平均値であり、Ｔ
Ｐ－３０
は、指向角度プラス３０度及び指向角度マイナス３０度の前記無機蛍光体の発光ピーク波長における波長変換部材の発光面からの透過光の透過率の平均値である。前記式（３）及び前記式（４）中、Ｔ
Ｃ－０
は、指向角度０度の前記発光素子の発光ピーク波長における波長変換部材の発光面から透過光の透過率であり、Ｔ
Ｐ－０
は、指向角度０度の前記無機蛍光体の発光ピーク波長における波長変換部材の発光面からの透過光の透過率である。ここで、指向角度０度とは、発光面に垂直な角度であり、指向角度プラス６０度及び指向角度マイナス６０度とは、発光面に垂直な角度から発光面に向けて指向角度０度を中心としたプラス６０度及びマイナス６０度の角度であり、指向角度プラス３０度及び指向角度マイナス３０度とは、発光面に垂直な角度から発光面に向けて指向角度０度を中心としたプラス３０度及びマイナス３０度の角度である。）
（【００１１】以降は省略されています）

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