发光装置以及照明装置的制作方法

1.本公开涉及发光装置以及照明装置。
2.近年来，使用在基板等安装以led(light emitting diode，发光二极管)等半导体发光元件(以下仅称作发光元件)为光源的发光装置以及发光装置的照明装置。这样的发光装置等例如有作为太阳光等自然光的代替在各种制造工序中使用的情况。通过上述发光装置等的利用，即使在例如室内或夜间等难以利用太阳光的环境中，也能进行各种作业。
3.尝试将上述的发光装置等用在植物或动物等的栽培或饲养中。近年来，在包含珊瑚以及海葵等刺胞动物以及鱼类等水生动物的水生生物的室内的饲养中，有使用上述的发光装置的情况。作为该情况的发光装置，例如提出特开2001-269104号公报记载那样的发出白色光的发光装置(灯)等。
4.但在上述现有技术的发光装置等中，存在水生生物的颜色与在实际的海中能看到的颜色不同的情况。


技术实现要素：

5.本公开的一实施方式所涉及的发光装置发出第1光，该第1光在630～680nm的波长区域具有第1峰值波长，在430nm～480nm的波长区域具有第2峰值波长，在380nm～430nm的波长区域具有第3峰值波长。第1光在将第2峰值波长处的光强度设为1的情况下，第1峰值波长处的相对光强度为0.05～0.35，第3峰值波长处的相对光强度为0.25～0.45。第1光在从480nm到第1峰值波长的波长区域，具有光强度的第1极小值。
6.本公开的一实施方式所涉及的照明装置具备至少一个上述的发光装置。
附图说明
7.图1是表示一实施方式所涉及的发光装置的一例的图。
8.图2是在假想面a所示的平面切断图1所示的发光装置时的截面图。
9.图3是图2所示的发光装置的x的放大图。
10.图4是表示一实施方式所涉及的发光装置的发光光谱的一例的图。
11.图5是表示一实施方式所涉及的发光装置的发光光谱的一例的图。
12.图6是表示一实施方式所涉及的照明装置的立体图的一例的图。
13.图7是表示一实施方式所涉及的照明装置的分解立体图的一例的图。
14.图8是表示一实施方式所涉及的照明装置的立体图的一例的图。
15.图9是表示一实施方式所涉及的照明装置的一例的图。
具体实施方式
16.以下，参考附图来说明一实施方式所涉及的发光装置以及照明装置的实施方式。
17.《发光装置的结构》
18.参考图1～图3来详细说明本实施方式所涉及的发光装置1。在后述的照明装置10
中至少搭载一个发光装置1。
19.发光装置1具备元件基板2、发光元件3、框体4、密封构件5和波长变换构件6。
20.元件基板2例如可以由有绝缘性的材料形成。元件基板2例如可以由氧化铝或莫来石等陶瓷材料、玻璃陶瓷材料、或将这些材料当中多种材料混合而得到的复合系材料等形成。元件基板2可以由使能调整热膨胀的金属氧化物微粒子分散的高分子树脂材料等形成。
21.元件基板2可以在元件基板2的主面(图中的上表面)或元件基板2的内部具备将元件基板2和布线基板12电导通的布线导体。布线导体例如可以由钨、钼、锰或铜等导电材料形成。例如可以将钨的粉末中添加有机溶剂的金属膏在成为元件基板2的陶瓷生片上以给定图案进行印刷，层叠多个陶瓷生片并进行烧成，从而来形成布线导体。布线导体可以为了氧化防止而在其表面形成例如镍或金等的镀覆层。
22.元件基板2可以为了将发光元件3所发出的光效率良好地向外部放出而与布线导体以及镀覆层空出间隔地具备金属反射层。金属反射层例如可以由铝、银、金、铜或铂等金属材料形成。
23.在本实施方式中，发光元件3在元件基板2的主面上安装有多个。多个发光元件3例如经由钎料或焊料等与粘覆在设于元件基板2的布线导体的表面的镀覆层上电连接。安装于元件基板2的主面上的发光元件3的个数并没有特别限定。
24.发光元件3例如是led(light emitting diode，发光二极管)。led通过在将p型半导体和n型半导体接合的pn结中电子和空穴再耦合而向外部发出光。发光元件3并不限于led，也可以是其他发光器件。例如发光元件3可以是ld(laser diode，激光二极管)。
25.发光元件3可以包含透光性基体和形成于透光性基体上的光半导体层。透光性基体例如包含能使用有机金属气相生长法或分子束外延生长法等化学气相生长法来使得在其上生长光半导体层的材料。透光性基体例如可以由蓝宝石、氮化镓、氮化铝、氧化锌、硒化锌、碳化硅、硅酮或二硼化锆等形成。透光性基体的厚度例如可以是50μm以上且1000μm以下。
26.光半导体层可以包含形成于透光性基体上的第1半导体层、形成于第1半导体层上的发光层和形成于发光层上的第2半导体层。第1半导体层、发光层以及第2半导体层例如可以由iii族氮化物半导体、镓磷或砷化镓等iii-v族半导体、或者氮化镓、氮化铝或氮化铟等iii族氮化物半导体等形成。
27.第1半导体层的厚度例如可以是1μm以上且5μm以下。发光层的厚度例如可以是25nm以上且150nm以下。第2半导体层的厚度例如可以是50nm以上且600nm以下。
28.图4～图5是表示发光装置1的发光光谱的一例的图。在图4～图5的图表中，横轴以及纵轴分别表征发光装置1所发出的光的波长以及相对光强度。将相对光强度表征为将任意的峰值波长处的光强度设为1的情况下相对于该任意的峰值波长处的光强度的光强度的比。根据图4～图5的图表，纵轴表征将位于后述的430nm～480nm的波长范围的第2峰值波长λ2处的光强度设为1的情况下的发光装置1所发出的光的相对光强度。
29.发光元件3发出在380nm～430nm的波长区域具有第3峰值波长λ3的光。380nm～430nm的波长区域包含在可见光区域中。380nm～430nm的波长区域也称作紫色光区域。
30.框体4例如可以由氧化铝、氧化钛、氧化锆或氧化铟等陶瓷材料形成。框体4可以由多孔质材料形成。框体4可以由将包含氧化铝、氧化钛、氧化锆或氧化铟等金属氧化物的粉
末混合的树脂材料形成。框体4并不限于这些材料，可以由各种材料形成。
31.框体4例如经由树脂、钎料或焊料等而与元件基板2的主面连接。框体4设于元件基板2的主面上，以使得与多个发光元件3空出间隔地包围多个发光元件3。框体4的内壁面被倾斜设置，以使得越远离元件基板2的主面，越向外方扩展。内壁面作为使多个发光元件3所发出的光反射的反射面发挥功能。内壁面例如可以包含由钨、钼、或锰等金属材料形成的金属层、和被覆金属层且由镍或金等金属材料形成的镀覆层。镀覆层反射多个发光元件3所发出的光。
32.框体4的内壁面的形状可以在俯视观察下是圆形。通过内壁面的形状是圆形，框体4能使多个发光元件3所发出的光大致一样地向外方反射。框体4的内壁面的倾斜角度相对于元件基板2的主面例如可以设定为55度以上且70度以下的角度。
33.将密封构件5在被元件基板2以及框体4包围的内侧的空间中留出被框体4包围的内侧的空间的上部的一部分而被填充。密封构件5将多个发光元件3密封，并且使多个发光元件3所发出的光透过。密封构件5例如可以由具有光透过性的材料形成。密封构件5例如可以由硅酮树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂等具有光透过性的绝缘树脂材料、或具有光透过性的玻璃材料等形成。密封构件5的折射率例如可以设定为1.4以上且1.6以下。
34.波长变换构件6可以具备多个荧光体60。荧光体60将在380nm～430nm的波长区域具有峰值波长(第3峰值波长λ3)的光变换成在630nm～680nm的波长区域具有峰值波长(第1峰值波长λ1)且在430nm～480nm的波长区域具有峰值波长(第2峰值波长λ2)的光。波长变换构件6设置在能将发光元件3所发出的光变换成在630～680nm以及430nm～480nm的波长区域具有峰值波长的光的位置。另外，430～680nm的波长区域包含在可见光区域中。在图1到图3所示的示例中，波长变换构件6位于密封构件5上，该密封构件5位于被元件基板2以及框体4包围的区域。此外，波长变换构件6的上表面示出与框体4的上表面没有高度差的示例。波长变换构件6的配置并不限定于该示例，例如，波长变换构件6也可以位于框体4的上表面，设为覆盖被元件基板2以及框体4包围的区域。
35.波长变换构件6还具备具有透光性的构件。通过在具有透光性的构件中含有荧光体60来形成波长变换构件6。具有透光性的构件中所含有的荧光体60的含有量可适当设定。荧光体60大致均匀分散于具有透光性的构件。发光元件3所发出的光经由密封构件5而向波长变换构件6的内部入射。
36.具有透光性的构件例如可以由氟树脂、硅酮树脂、丙烯酸树脂或环氧树脂等具有透光性的绝缘树脂、或具有透光性的玻璃材料等形成。
37.荧光体60可以包含在600nm～680nm的波长区域具有峰值波长的荧光体。作为荧光体，例如是示出红色的荧光体。示出红色的荧光体例如能使用y2o2s：eu、y2o3：eu、srcaclalsin3：eu
2
、caaisin3：eu、或caalsi(on)3：eu等。示出红色的荧光体将向波长变换构件6的内部入射的光变换成在630nm～680nm的波长区域具有峰值波长的光，并放出变换的光。此外，波长变换构件6除了上述的示出红色的荧光体以外，例如也可以包含示出近红外区域的颜色且在680nm～800nm的波长区域具有峰值波长的荧光体。作为示出近红外区域的颜色的荧光体，例如能举出3ga5o
12
：cr等。
38.此外，荧光体60可以包含变换成以在430nm～480nm的波长区域内具有峰值波长的光谱确定的光即蓝色的光的第2荧光体62。第2荧光体62例如能使用bamgal
10o17
：eu、或(sr，
ca，ba)
10
(po4)6cl2：eu，(sr，ba)
10
(po4)6cl2：eu等。此外，第2荧光体62可以包含变换成以在450nm～550nm的波长区域内具有峰值波长的光谱确定的光即深绿色的光的荧光体。第2荧光体62例如能使用(sr，ba，ca)5(po4)3cl：eu，sr4al
14o25
：eu等。
39.进而，波长变换构件6可以包含变换成以在500nm～600nm的波长区域内具有峰值波长的光谱确定的光即绿色的光的波长变换构件，例如可以使用srsi2(o，cl)2n2：eu、(sr，ba，mg)2sio4：eu
2
或zns：cu，al、zn2sio4：mn等。
40.通过将这些荧光体当中几者组合，能做出在630nm～680nm具有第1峰值波长λ1并且在430nm～480nm具有第2峰值波长λ2的荧光体60。
41.另外，上述的峰值波长以及后述的峰值波长是指光谱示出极大值的波长，即，是指光谱的从谷成为峰、再成为谷中的、成为峰的部位的波长。其中，在使用荧光体出射各种颜色时，光谱有时具有微小的峰以及谷。在确定峰值波长时不使用这样的微小的峰以及谷。即，例如，可以不将从谷到谷的宽度10nm以下处的极大值视作峰值。
42.《发光装置的发光光谱》
43.本公开的发光装置1如上述那样发出在380nm～430nm的波长区域具有第3峰值波长λ3、在430nm～480nm的波长区域具有第2峰值波长λ2且在630nm～680nm的波长区域具有第1峰值波长λ1的光(第1光)。这时，在海中的太阳光的再现上，在350～800nm的波长范围内，第2峰值波长λ2处的光强度最大为好。此外，在第1光中，在将第2峰值波长λ2处的光强度设为1的情况下，第3峰值波长λ3处的相对光强度为0.25～0.45，第1峰值波长λ1处的相对光强度为0.05～0.35为好。在海中，水深越深，630nm～680nm的波长区域的太阳光的光强度越降低。例如，海中的一定深度以下的基于太阳光的630nm～680nm的波长区域的相对光强度大致为0。为此，在进行海中的太阳光的再现时，630nm～680nm的波长区域的相对光强度大致为0为好。但通过使第1峰值波长λ1处的630nm～680nm的波长区域的相对光强度为0.05以上、即加进红色的光，能在观赏水生生物时看起来鲜艳。此外，若包含第1峰值波长λ1的630nm～680nm的波长区域的相对光强度为0.35以下，就能减少损耗海中的太阳光的光谱的再现性的情形。630～680nm的波长区域的相对光强度能通过红色的荧光体的种类的选择以及变更其混合量来进行调整。这时，也可以在630nm～680nm的波长区域的全部，相对光强度都是0.05～0.35。
44.此外，第3峰值波长λ3是发光元件3的激发光(第2光)的峰值波长。若该激发光(第2光)的相对光强度为0.25～0.45，则即使作为泄漏光向外部辐射直接的紫色的光，对希望发光的光的颜色的影响也少。此外，能充分保持希望发光的颜色的发光强度。
45.此外，这时，第1光的发光光谱在从480nm到第1峰值波长λ1的波长区域中具有光强度的极小值为好。通过在从480nm到第1峰值波长λ1的波长区域具有光强度的第1极小值v1，能适合地再现第2峰值波长λ2以及第1峰值波长λ1附近的颜色。由此能使海中的发光光谱的再现性提升。此外，通过380nm～430nm的波长范围处的相对光强度为0.1以下，对发光的光的颜色带来的影响较少，因此作为目的的光的再现率提升。
46.此外，430～480nm的波长区域中的发光光谱的第2光谱分布相对于第1光的350～800nm的波长区域中的发光光谱的发光光谱分布的比例可以是40～50％。另外，将发光光谱的光谱分布当中350～800nm的波长区域中的发光光谱的光谱分布设为发光光谱分布，将630～680nm的波长区域中的发光光谱的光谱分布设为第1光谱分布，将430～480nm的波长
区域中的发光光谱的光谱分布设为第2光谱分布，将380～430nm的波长区域中的发光光谱的光谱分布设为第3光谱分布，将430～550nm的波长区域中的发光光谱的光谱分布设为第4光谱分布。另外，这里说的光谱分布，相当于光谱的面积。换言之，这里说的光谱分布，是指特定的波长区域的积分值(面积比)。
47.海中的太阳光的光谱是水深越深则430～480nm的波长区域的第2光谱分布的比例越增加。例如对珊瑚等在海中10～50m附近生息的水生生物而言，若430～480nm的波长区域的光强度过小，就会阻碍生长，此外，若430～480nm的波长区域的光强度过大，就存在海中10m～50m的太阳光的光谱的再现性降低的可能性。因而，若430～480nm的波长区域中的发光光谱的第2光谱分布的比例为40～50％，则能提升在海中10m～50m生息的水生生物的培育促进。此外，能使海中的太阳光的光谱的再现性提升，作为水生生物观赏用，将对象物看起来鲜艳。此外，相对于350～800nm的波长区域中的发光光谱的发光光谱分布的、630～680nm的波长区域中的发光光谱的第1光谱分布的比例可以是3～10％。若为3％以上，则通过少量加进红色的光，作为水生生物观赏用，能使对象物看起来鲜艳。此外，若为10％以下，能设为海中的太阳光的光谱的再现性高的发光光谱。
48.此外，从发光装置1发出的光可以在680nm～710nm的波长区域进一步具有第4峰值波长λ4，第4峰值波长λ4处的相对光强度可以是0.05～0.35。第4峰值波长λ4可以位于与第1峰值波长λ1连续的位置，是从第1峰值波长λ1的一部分进一步伸出峰的具有极大值的波长。若相对光强度为0.05～0.35，则通过少量加进红色的光，能使水生生物看起来鲜艳，进而能维持海中的太阳光的光谱的再现性，并设为适于水生生物观赏用的发光光谱。这时，第4峰值波长λ4处的半值宽度可以是第1峰值波长λ1的半值宽度的1/3以下。通过将半值宽度设为第1峰值波长λ1的半值宽度的1/3以下，能减少损害海中的太阳光的光谱的再现性的情形。这时，第4峰值波长λ4处的相对光强度可以相对于第1峰值波长λ1的相对光强度为0.7以上且1以下。此外，比第3峰值波长λ3的相对光强度小为好。
49.此外，如图4以及图5所示那样，380～430nm的波长范围中的发光光谱的第3光谱分布相对于350～800nm的波长区域中的发光光谱的发光光谱分布的比例为8～10％。通过激发光附近的比例是该数值范围，从而即使作为泄漏光而向外部辐射直接的紫色的光，对希望发光的光的颜色带来的影响也少。此外，能充分保持希望发光的光的颜色的发光强度。
50.此外，在将第2峰值波长λ2处的光强度设为1的情况下，第1极小值v1处的相对光强度可以为0.05～0.1。通过第1极小值v1的相对光强度是该数值范围，能接近海中的太阳光的蓝色与红色的平衡，且能使对象看起来颜色鲜艳。
51.此外，在第2峰值波长λ2与第3峰值波长λ3之间具有第2极小值v2。在将第2峰值波长λ2处的光强度设为1的情况下，第2极小值v2处的相对光强度可以为0.1～0.2。通过第2极小值v2的相对光强度是该数值范围，能接近海中的太阳光的紫色与蓝色的平衡，且即使对外部辐射直接的紫色的光，也能减少对希望发光的光的颜色带来的影响。
52.这时，第2极小值v2处的相对光强度可以比第1极小值v1处的相对光强度大。由此，能使发光装置1所发出的光中的激发光、蓝色光以及红色光的平衡接近于海中的太阳光。
53.430～550nm的波长范围中的发光光谱的形状可以以第2峰值波长λ2为中心，是非对称的。所谓发光光谱的形状，是指光谱的波形。这时，可以比第2峰值波长λ2更长的波长侧扩展。例如，从第2峰值波长λ2向短波长侧以及长波长侧分别离开30nm的波长处的相对光强
度是长波长侧的更大。换言之，在430nm～490nm的波长范围内，以第2峰值波长λ2为中心，与短波长侧的光谱分布相比，长波长侧的光谱分布更大。这是因为，在荧光体60中激发的光与激发光相比，更向长波长侧扩展。由此，激发光的分量不会变得过多，能确保希望再现的光的发光强度。另外，通过调整分散在波长变换构件6中的荧光体60的种类以及量(体积比率等)，能调整发光光谱向长波长侧的扩展以及相对光强度。
54.此外，430～550nm的波长区域中的发光光谱的第4光谱分布相对于350～800nm的波长区域中的发光光谱的发光光谱分布的比例可以为65～80％。由于蓝色以及绿色的波长区域的范围的比例大，因此能接近于红色的比例少的海中的太阳光。
55.《照明装置的结构》
56.图6是具备本实施方式所涉及的发光装置1的照明装置10的立体图，图7是具备本实施方式所涉及的发光装置1的照明装置10的分解立体图。图7是表示从图6所示的照明装置10的外壳拆下透光性基板的状态的立体图。照明装置10具备具有发光元件3的多个发光装置1。并且，照明装置10将从多个发光装置1辐射的光合成。为此，照明装置10在380～430nm的波长区域具有第3峰值波长λ3，在430～480nm的波长区域具有第2峰值波长λ2，在630～680nm的波长区域具有第1峰值波长λ1。
57.照明装置10具备长条的外壳11、发光装置1、长条的布线基板12和长条的透光性基板13。外壳11在上方开口。发光装置1在外壳11内沿着长边方向线条状地排列多个。布线基板12安装有多个发光装置1。透光性基板13被外壳11支承，将外壳11的开口闭塞。
58.另外，在发光装置1的实施方式中，对1个发光装置1中的第1光的光谱进行了说明，但多个发光装置1的合成光、即从照明装置10辐射的光中的光谱也可以成为上述那样。在该情况下，发光元件3同样地发出在380～430nm具有第3峰值波长λ3的光，能适当变更荧光体的种类来进行再现。
59.外壳11具有保持透光性基板13的功能、和使发光装置1所发出的热发散到外部的功能。外壳11例如由铝、铜或不锈钢等金属、塑料或树脂等构成。外壳11由长条的主体部21和2个盖部22构成，其中，该长条的主体部21具有：在长边方向上延伸的底部21a、以及从底部21a的宽度方向的两端部立设且在长边方向上延伸的一对支承部21b，在上方以及长边方向的两侧开口，该2个盖部22将主体部21中的长边方向一侧以及另一侧的开口分别闭塞。在各支承部21b的外壳11的内侧的上部，沿着长边方向设有保持部，其形成为使得用于保持透光性基板13的凹处相互对置。外壳11将长边方向的长度设定为例如100mm以上且2000mm以下。
60.布线基板12固定于外壳11内的底面。布线基板12例如使用刚性基板、柔性基板或刚性柔性基板等印刷基板。将布线基板12的布线图案和发光装置1中的基板2的布线图案经由焊料或导电性粘合剂电连接。并且，来自布线基板12的信号经由基板2传递到发光元件3，发光元件3发光。另外，从设于外部的电源经由布线来向布线基板12供给电力。
61.透光性基板13由从发光装置1发出的光透过的材料构成，例如，由丙烯酸树脂或玻璃等光透过性材料构成。透光性基板13是矩形的板体，长边方向的长度例如设定为98mm以上且1998mm以下。透光性基板13从主体部21中的长边方向一侧或另一侧的开口插入到形成于上述的各支承部21b的凹处内，并沿着长边方向滑动，从而在离开多个发光装置1的位置，通过一对支承部21b来支承。然后，通过将主体部21中的长边方向一侧以及另一侧的开口用
盖部22进行闭塞，来构成照明装置10。
62.另外，上述的照明装置10是将多个发光装置1直线状地排列的线发光的照明装置，但并不限于此，也可以是将多个发光装置1矩阵状、交错格子状排列的面发光的照明装置。
63.可以如图9所示那样，照明装置10具备调节发光装置1的光的强度(调光率)的控制部30。在使鱼看起来鲜艳且清晰时，控制部30加大光的强度，在再现夜晚的海中的海中的太阳光的光谱是水深越深则越位于430～480nm的波长区域的情况下，控制部30减小光的强度即可。此外，控制部30可以考虑对鱼的身体带来的影响来进行控制，在该控制中，进行调整，使得光的强度不是一次较大地变化，而是随着时间平缓地变化。控制部30能通过控制流过发光装置1的电流值来调整从发光装置1发出的光的强度。此外，控制部30能通过使调光率在时间上变化，或使调光率随机变化，来进行调整，以使得从发光装置1发出的光摇曳。另外，控制部30可以一起安装在布线基板12，也可以在照明装置10具备接收部，从外部通过无线通信对控制布线基板12等的电流的部分发出指令。
64.如此地，通过照明装置10具有能控制调光的控制部30，即使是相同色温的光，也能再现带有强弱(明暗)的光。
65.《照明装置的使用例》
66.本公开的照明装置10具备上述的实施方式所涉及的发光装置1。为此，能再现水中的太阳光的光。例如，通过将照明装置10放入水槽中，能像是在水中那样来体验鱼等水中生物的观赏。此外，这时，能使水中生物的颜色看起来鲜艳。此外，若是较小的水槽，则还能安装在水槽的上方，从上方照光。此外，可以配合鱼所在的位置来调整安装的高度位置。
67.另外，照明装置10不仅可以在建筑物内、房室内等室内使用，也可以在室外使用。
68.说明本实施方式所涉及的结构的图是示意性的图。附图上的尺寸比率等不一定与现实一致。
69.上述的实施方式作为代表性的示例进行了说明，但能在本公开的主旨以及范围内进行许多变更以及置换，这点对本领域技术人员而言是显而易见的。本公开所涉及的结构不应解释为被上述的实施方式限制，而是能不脱离权利要求书地进行种种变形或变更。本公开并不限定于上述的实施方式的示例，能进行数值等的各种变形。本实施方式中的特征部的各种组合也并不限定于上述的实施方式的示例。
70.符号说明
71.1 发光装置
72.2 元件基板
73.3 发光元件
74.4 框体
75.5 密封构件
76.6 波长变换构件
77.60 荧光体
78.λ1 第1峰值波长
79.λ2 第2峰值波长
80.λ3 第3峰值波长
81.λ4 第4峰值波长
82.v1 第1极小值
83.v2 第2极小值
84.10 照明装置
85.11 外壳
86.12 布线基板
87.13 透光性基板
88.21 主体部
89.21a 底部
90.21b 支承部
91.22 盖部
92.30 控制部。