JP2011249573A - 発光装置及び波長変換シート及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、高い発光効率を維持したまま、演色性の高い光を得る。
【解決手段】白色ＬＥＤパッケージ１０２（光源パッケージ）は、短波長ＬＥＤ１０４（単色光源）と、蛍光体含有樹脂層１０５（蛍光樹脂）とを有する。波長変換シート１０６は、第二の蛍光体が混合された合成樹脂により形成されている。波長変換シート１０６は、白色ＬＥＤパッケージ１０２が擬似白色光を放射する方向に位置する。第二の蛍光体は、短波長ＬＥＤ１０４が放射する単色光により励起されて蛍光を放射する。第二の蛍光体が放射する蛍光の主波長は、蛍光体含有樹脂層１０５に含まれる第一の蛍光体が放射する蛍光の主波長より長い。
【選択図】図２

Description

この発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源を用いた発光装置に関する。

ＬＥＤなどの光源が放射する単色光と、蛍光体が放射する蛍光とを混合することにより、擬似白色光を得る技術がある。

特開２００１−２６７６３２号公報 特開２００７−１１６１３３号公報

従来の技術により得られる擬似白色光は、演色性が低い場合がある。また、演色性を高めようとすると、発光効率が犠牲になる場合や、構成が複雑になり製造コストが高くなる場合がある。
この発明は、例えば上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構成で、高い発光効率を維持したまま、演色性の高い光を得ることを目的とする。

この発明にかかる発光装置は、光源パッケージと、波長変換シートとを有し、
上記光源パッケージは、単色光源と、蛍光樹脂とを有し、上記単色光源は、単色光を放射し、上記蛍光樹脂は、第一の蛍光体が混合された合成樹脂により形成され、上記第一の蛍光体は、上記単色光源が放射する単色光により励起されて蛍光を放射し、上記第一の蛍光体が放射する蛍光の主波長は、上記単色光源が放射する単色光の主波長より長く、上記光源パッケージは、上記単色光源が放射する単色光と上記第一の蛍光体が放射する蛍光との混合による擬似白色光を放射し、
上記波長変換シートは、第二の蛍光体が混合された合成樹脂により形成され、上記光源パッケージが上記擬似白色光を放射する方向に位置し、上記第二の蛍光体は、上記単色光源が放射する単色光により励起されて蛍光を放射し、上記第二の蛍光体が放射する蛍光の主波長は、上記第一の蛍光体が放射する蛍光の主波長より長いことを特徴とする。

この発明にかかる発光装置によれば、簡単な構成で、高い発光効率を維持したまま、演色性の高い光を得ることができる。

実施の形態１における発光装置１０１の構成の一例を示す斜視図。 実施の形態１における発光装置１０１の構成の一例を示すＡ−Ａ断面図。 実施の形態１における白色ＬＥＤパッケージ１０２が放射する光と、発光装置１０１が放射する光との分光放射分布の一例を示すグラフ図。 実施の形態１における波長変換シート１０６の構造の一例を示す側面視一部拡大断面図。 実施の形態１における波長変換シート１０６の形状の一例を示す側面視断面図。 実施の形態１における波長変換シート１０６の形状の別の例を示す側面視断面図。 実施の形態１における波長変換シート１０６の形状の更に別の例を示す側面視断面図。 実施の形態１における波長変換シート１０６の構成の別の例を示す側面視断面図。 実施の形態１における発光装置１０１の構成の別の例を示す側面視断面図。 実施の形態２における発光装置１０１の構成の一例を示す斜視図。 実施の形態２における発光装置１０１の構成の一例を示すＡ−Ａ断面図。 実施の形態２における波長変換シート１０６の形状の一例を示す側面視断面図。 実施の形態２における波長変換シート１０６の形状の別の例を示す側面視断面図。 実施の形態２における波長変換シート１０６の形状の更に別の例を示す側面視断面図。 実施の形態３における発光装置１０１の構成の一例を示す分解斜視図。 実施の形態３における発光装置１０１の構成の一例を示す全体斜視図。 実施の形態３における枠１１０の構成の一例を示す分解斜視図。 実施の形態４における枠１１０の構成の一例を示す斜視図。 実施の形態４における発光装置１０１の構成の一例を示す斜視図。 実施の形態４における発光装置１０１の構成の一例を示す側面視断面図。 実施の形態５における発光装置１０１の構成の一例を示す側面視斜視図。 実施の形態６における発光装置１０１の構成の一例を示す分解斜視図。 実施の形態６における発光装置１０１の構成の一例を示す側面視断面図。 実施の形態６における波長変換シート１０６の構成の別の例を示す平面図。 実施の形態７における発光装置１０１の構成の一例を示す斜視図。 実施の形態７における発光装置１０１の構成の一例を示すＡ−Ａ断面図。 実施の形態８における発光装置１０１の構成の一例を示す分解斜視図。 実施の形態８における波長変換シート１０６の構成の別の例を示す斜視図。 実施の形態８における波長変換シート１０６の構成の更に別の例を示す斜視図。 実施の形態９における照明装置１００の構成の一例を示す斜視図。 実施の形態９における波長変換シート１０６の構成のいくつかの例を示す斜視図。 実施の形態１０における発光装置１０１の構成の一例を示す分解平面図。 実施の形態１０における発光装置１０１の構成の一例を示す平面図。

実施の形態１．
実施の形態１について、図１〜図９を用いて説明する。

図１は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す斜視図である。
図２は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示すＡ−Ａ断面図である。

発光装置１０１は、例えば、グリッド照明、ライン照明、スポットライト、ダウンライトなどの照明装置の光源部として利用される。
白色ＬＥＤパッケージ１０２（光源パッケージ）は、例えば市販の白色ＬＥＤパッケージである。白色ＬＥＤパッケージ１０２は、ＬＥＤ素子実装部１０３を有する。ＬＥＤ素子実装部１０３は、例えば円錐台状の窪みである。短波長ＬＥＤ１０４（単色光源）は、ＬＥＤ素子実装部１０３の底面中央付近に設けられている。蛍光体含有樹脂層１０５（蛍光樹脂）は、短波長ＬＥＤ１０４を覆い、ＬＥＤ素子実装部１０３を満たすよう設けられている。蛍光体含有樹脂層１０５は、透過性が高い。
波長変換シート１０６は、蛍光体含有樹脂層１０５の上部に、接着層１０７（接着剤）により、平面上に固定されて取り付けられている。接着層１０７は、透過性が高い。

短波長ＬＥＤ１０４は、ワイヤーで電極部（図示せず）へ実装されている。ＬＥＤ素子実装部１０３は、例えばセラミック、金属、樹脂などからなる。蛍光体含有樹脂層１０５は、短波長ＬＥＤ１０４を封止する。蛍光体含有樹脂層１０５は、透光性のエポキシやシリコーンなどと、黄色蛍光体とからなる。白色ＬＥＤパッケージ１０２は、目標光色よりも高い色温度を有する。白色ＬＥＤパッケージ１０２は、高い発光効率を有する。短波長ＬＥＤ１０４は、近紫外〜青色領域の発光波長（例えば３５０〜４７０ｎｍ［ナノメートル］程度）の光を放射する。
波長変換シート１０６は、その上部に位置する。波長変換シート１０６は、単一種類または複数種類の蛍光体を含む。波長変換シート１０６の蛍光体は、短波長ＬＥＤ１０４の光、つまり白色ＬＥＤパッケージ１０２の励起光により励起され、異なる分光波長の光を発光する。

以上のように、目標光色よりも高い色温度の高効率の白色ＬＥＤパッケージ１０２に対して、その励起光である短波長ＬＥＤ１０４の光によって励起する波長変換シート１０６を装着する。これにより、高発光効率をある程度維持したまま、演色性を高めた目標光色を得ることができる。
波長変換シート１０６は、薄膜厚シート状である。これにより、任意の市販の白色ＬＥＤパッケージ１０２に対して、色変換、高演色化、発光効率維持の効果がある。

波長変換シート１０６に含まれる蛍光体として、単一種類の蛍光体を用いる場合、蛍光体は、少なくとも白色ＬＥＤパッケージ１０２の短波長ＬＥＤ１０４の光によって励起し、異なる分光波長の光を発光する橙〜赤色の蛍光体を用いる。赤色蛍光体の成分は、例えば、ユーロピウム付活アルカリ土類窒化物蛍光体を用いる。
同励起光により橙〜赤色の光を呈する蛍光体には、ユーロピウム付活アルカリ土類硫化物蛍光体（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕがある。しかし、ユーロピウム付活アルカリ土類硫化物蛍光体は、耐水性が低く、温度消光が大きく、光劣化を受けやすい。これに対し、ユーロピウム付活アルカリ土類窒化物蛍光体は、ほぼ同等の励起スペクトルや発光スペクトルを持ちながら、耐水性が高く、温度消光が小さく、光劣化を受けにくいという特性がある。このため、ユーロピウム付活アルカリ土類窒化物蛍光体を用いるほうが好ましい。

また、波長変換シート１０６に含まれる蛍光体として、複数種類の蛍光体を用いる場合、上記の橙〜赤色の蛍光体に加えて、少なくとも白色ＬＥＤパッケージ１０２の短波長ＬＥＤ１０４の光によって励起し、異なる分光波長の光を発光する緑色〜黄色の蛍光体を用いる。

図３は、この実施の形態における白色ＬＥＤパッケージ１０２が放射する光と、発光装置１０１が放射する光との分光放射分布の一例を示すグラフ図である。
線４１１は、白色ＬＥＤパッケージ１０２が放射する光の分光放射分布を示す。線４１２は、発光装置１０１が放射する光の分光放射分布を示す。

このように赤味光成分が特に不足している白色ＬＥＤパッケージ１０２を用いた場合、橙〜赤色の蛍光体により、演色性が大きく改善される。

また、このように緑色の波長域が大きく不足している白色ＬＥＤパッケージ１０２を用いた場合、緑色〜黄色の蛍光体により、この不足成分を埋めることができ、演色性を更に高めることができる。また、５５５ｎｍにおいて６８３ｌｍ／Ｗ［ルーメン毎ワット］のピークを示す比視感度曲線には、緑色の波長域のスペクトルが多く含まれる。このため、この領域の蛍光体を用いることにより、発光効率を高めることができる。

波長変換シート１０６に含まれる蛍光体は、元の白色ＬＥＤパッケージ１０２の不足光成分を補うような発光スペクトルを持つ単一種類または複数種類の蛍光体である。

白色ＬＥＤパッケージ１０２の不足光成分を補うような発光スペクトルを持つ蛍光体を用いることにより、少量の蛍光体でも高い演色性を得ることができる。また、複数種類の蛍光体を用いる場合、上述したように例えば赤色蛍光体と、不足している緑色光成分を埋めるような緑色蛍光体を含有することにより、演色性を高める効果に加えて、赤色蛍光体のみの場合に比べて発光効率を高める効果がある。

図４は、この実施の形態における波長変換シート１０６の構造の一例を示す側面視一部拡大断面図である。

波長変換シート１０６のバインド樹脂１０９（バインド材料）には、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂など、無色で光透過性に優れる合成樹脂を用いる。例えば、粘度３００〜８００Ｐ［ポイズまたはポアズ］（１Ｐは、０．１Ｐａ・ｓ［パスカル秒］。）のシリコーン樹脂を用いる。シリコーン樹脂は、耐熱性、耐薬品性、自己潤滑性、耐摩擦性に優れる。また、シリコーン樹脂は、エポキシ樹脂と比較しても非常に安定している物質である。
バインド樹脂１０９は、例えば、波長変換シート１０６を取り付ける白色ＬＥＤパッケージ１０２の蛍光体封止樹脂と同一の材料を用いる。これにより、光特性の変化があまりなく、発光効率を高めることができる。

波長変換シート１０６に含まれる蛍光体１０８の平均粒径（Ｄ５０）は、例えば５〜２０μｍ［マイクロメートル］である。波長変換シート１０６の膜厚は、例えば１００〜３００μｍである。
粒径が大きい方が一般的には発光効率が高い。しかし、透過型シートの場合、平均粒径が大きすぎると発光効率が低下する。また、平均粒径が小さすぎると蛍光体が劣化しやすくなる。このため、蛍光体１０８の平均粒径は、５〜２０μｍであることが望ましい。

波長変換シート１０６に含まれる蛍光体１０８の含有量は、例えば平均粒径５〜２０μｍである場合、バインド樹脂１０９に対して、例えば５ｗｔ％［重量パーセント］以下である。
波長変換シート１０６に含まれる蛍光体１０８の含有量を増やしていくと、励起光を吸収する量が増え、蛍光体による発光量が多くなる。しかし、含有量が多すぎると発光効率の低下を招く。このため、蛍光体含有量は、平均粒径５〜２０μｍの場合、５ｗｔ％以下であることが望ましい。

波長変換シート１０６は、表面実装型の白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部全域を覆うように、固定される。波長変換シート１０６は、例えば、接着剤により白色ＬＥＤパッケージ１０２に貼り付ける。
このように、波長変換シート１０６を白色ＬＥＤパッケージ１０２に固定することにより、波長変換シート１０６と白色ＬＥＤパッケージ１０２との密着性を高める。これにより、発光装置１０１の発光効率を向上させることができる。

接着層１０７は、白色ＬＥＤパッケージ１０２と波長変換シート１０６との間にある。接着層１０７は、接着剤である。波長変換シート１０６は、白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部と波長変換シート１０６との間に空気層が入らないように、接着剤により固定されている。接着層１０７の厚みは、例えば１μｍ以下であることが好ましい。
波長変換シート１０６を固定する接着剤は、例えば、無色で光透過性の良いエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂を用いる。接着剤は、波長変換シート１０６や白色ＬＥＤパッケージ１０２の封止樹脂の材料と同等のものを用いる。
このように、白色ＬＥＤパッケージ１０２の封止樹脂と、波長変換シート１０６と、波長変換シート１０６を固定する接着剤との材料を、同等のものとする。これにより、発光装置１０１の光取り出し率を高め、発光効率を向上させることができる。

図５は、この実施の形態における波長変換シート１０６の形状の一例を示す側面視断面図である。
波長変換シート１０６の外側の面の形状は、平面状ではなく、例えば、複数の小さな半球面状の凸部によりほぼ隙間なく埋め尽くした形状であってもよい。

図６は、この実施の形態における波長変換シート１０６の形状の別の例を示す側面視断面図である。
波長変換シート１０６の外側の面の凸部の形状は、半球面状ではなく、例えば、ピラミッド状であってもよい。

図７は、この実施の形態における波長変換シート１０６の形状の更に別の例を示す側面視断面図である。
波長変換シート１０６の外側の面の形状は、複数の小さな凸部によりほぼ隙間なくおめ尽くされた形状ではなく、一つの大きな凸部を設けた形状であってもよい。

ＬＥＤ開口部の上部に位置する波長変換シート１０６は、このように、凸部または凹凸を設ける構成としてもよい。

図８は、この実施の形態における波長変換シート１０６の構成の別の例を示す側面視断面図である。
波長変換シート１０６は、蛍光体の他に二酸化チタンやガラスビーズなどの透過性のある粒体を含有する構成であってもよい。

図９は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の別の例を示す側面視断面図である。
波長変換シート１０６を固定する接着剤（接着層１０７）は、二酸化チタンやガラスビーズなどの透過性のある粒体を含有する構成であってもよい。

波長変換シート１０６や接着層１０７が透過性のある粒体を含有することにより、光取り出し率や、光拡散性を向上させることができる。これにより、発光装置１０１の発光効率が向上する。

なお、白色ＬＥＤパッケージ１０２は、例えば、日本工業規格Ｚ９１１２：２００４「蛍光ランプの光源色及び演色性の区分」に規定された５つの光源色（昼白色、昼光色、白色、温白色、電球色）の色度範囲に属する色度座標を有する光を放射する。白色ＬＥＤパッケージ１０２が放射する光の色度座標は、この色度範囲のうち、黒体軌跡の上側（ｙ価の高い領域）であることが望ましい。

また、波長変換シート１０６を装着する白色ＬＥＤパッケージ１０２は、高発光効率のものを用いることが望ましい。これにより、高発光効率で高演色の光を得ることができる。

発光装置１０１は、長波長成分の不足を補うことにより、赤色の色再現をよくし、演色性を高めることができる。単純で安価な構成により、赤色蛍光体層による発光効率の低下を抑え、製造面や装着面での作業が容易になる。また、高発光効率と高演色性とを両立させることができる。
波長変換シート１０６は、透過性の被覆材である。波長変換シート１０６は、市販品のＬＥＤパッケージの色温度を調整し、効率低下を抑制し、高効率かつ高演色な光源にすることができる。
波長変換シート１０６は、高発光効率を維持したまま、演色性の高い目標光色を得ることが可能となる。蛍光体をシート状にすることにより、後工程での色変換を可能とし、バラエティに富み、演色性の良い光源を得ることが可能となる。

発光装置１０１は、光源パッケージ（白色ＬＥＤパッケージ１０２）と、波長変換シート１０６とを有する。
上記光源パッケージ（１０２）は、単色光源（短波長ＬＥＤ１０４）と、蛍光樹脂（蛍光体含有樹脂層１０５）とを有する。上記単色光源（１０４）は、単色光を放射する。上記蛍光樹脂（１０５）は、第一の蛍光体が混合された合成樹脂により形成されている。上記第一の蛍光体は、上記単色光源（１０４）が放射する単色光により励起されて蛍光を放射する。上記第一の蛍光体が放射する蛍光の主波長は、上記単色光源（１０４）が放射する単色光の主波長より長い。上記光源パッケージ（１０２）は、上記単色光源（１０４）が放射する単色光と上記第一の蛍光体が放射する蛍光との混合による擬似白色光を放射する。
上記波長変換シート１０６は、第二の蛍光体１０８が混合された合成樹脂（バインド樹脂１０９）により形成されている。波長変換シート１０６は、上記光源パッケージ（１０２）が上記擬似白色光を放射する方向に位置する。上記第二の蛍光体１０８は、上記単色光源（１０４）が放射する単色光により励起されて蛍光を放射する。上記第二の蛍光体１０８が放射する蛍光の主波長は、上記第一の蛍光体が放射する蛍光の主波長より長い。

上記波長変換シート１０６の合成樹脂（１０９）は、上記蛍光樹脂（１０５）の合成樹脂と同一の材料である。

上記発光装置１０１は、更に、接着剤（接着層１０７）を有する。
上記接着剤（１０７）は、上記光源パッケージ（１０２）の蛍光樹脂（１０５）の合成樹脂または上記波長変換シート１０６の合成樹脂（１０９）と同一の材料により形成されている。接着剤（１０７）は、上記波長変換シート１０６を上記光源パッケージ（１０２）の蛍光樹脂に密着させて固定する。

上記波長変換シート１０６は、更に、第三の蛍光体を含む。上記第三の蛍光体は、上記単色光源（１０４）が放射する単色光により励起されて蛍光を放射する。上記第三の蛍光体が放射する蛍光の主波長は、上記単色光源（１０４）が放射する単色光の主波長よりも長く、上記第一の蛍光体が放射する蛍光の主波長よりも短い。

上記第二の蛍光体１０８は、ユーロピウム付活アルカリ土類窒化物を含む。

実施の形態２．
実施の形態２について、図１０〜図１４を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図１０は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す斜視図である。
図１１は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示すＡ−Ａ断面図である。

波長変換シート１０６の形状は、白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部を平面的に覆う形状ではなく、キャップ状である。波長変換シート１０６は、接着層１０７において固定するのではなく、白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部に被せて取り付ける。

このように、波長変換シート１０６の形状をキャップ状にすることにより白色ＬＥＤパッケージ１０２に固定する構成の場合、波長変換シート１０６の高さは、白色ＬＥＤパッケージ１０２の基板から開口部方向の高さにおいて、キャップの方が白色ＬＥＤパッケージ１０２より１ｍｍ程度小さい寸法とする。これにより、波長変換シート１０６が白色ＬＥＤパッケージ１０２の電極部に触れるのを防ぐ。
シリコーンは、シロキサン結合を主とした樹脂であるため、電極部の熱によりトラッキングが起こることがある。電極部に波長変換シートが触れないようにすることにより、トラッキングを防ぐことができる。

波長変換シート１０６がこのような形状であることにより、波長変換シート１０６と白色ＬＥＤパッケージ１０２との間の密着性を高め、発光効率を向上させることができる。また、波長変換シート１０６を白色ＬＥＤパッケージ１０２に取り付け易い。

図１２は、この実施の形態における波長変換シート１０６の形状の一例を示す側面視断面図である。
波長変換シート１０６は、白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部の正面に当たる位置の外側に、半球状の凸部がある構成であってもよい。

図１３は、この実施の形態における波長変換シート１０６の形状の別の例を示す側面視断面図である。
波長変換シート１０６は、全体として半球状で、白色ＬＥＤパッケージ１０２と嵌合する形状の窪みを有する構成であってもよい。

図１４は、この実施の形態における波長変換シート１０６の形状の更に別の例を示す側面視断面図である。
波長変換シート１０６は、半球状の部分を有し、その下から直接、白色ＬＥＤパッケージ１０２と嵌合する部分を設ける構成であってもよい。

波長変換シート１０６は、実施の形態１と同様、ＬＥＤ開口部の上部に、凸部または凹凸を設ける構成としてもよい。これにより、発光装置１０１の光取り出し率を高め、発光効率を向上させることができる。

また、実施の形態１と同様、波長変換シート１０６は、拡散フィラーや、ガラスビーズ、二酸化チタンのような透過性がある粒体を内部に含有する構成であってもよい。あるいは、波長変換シートを固定する接着剤（接着層１０７）の中に、拡散フィラーや透過性がある粒体を含有させる構成であってもよい。これにより、発光効率を高めることができる。

上記波長変換シート１０６は、上記光源パッケージ（１０２）と嵌合することにより固定される形状である。
波長変換シート１０６の形状は、キャップ状に限らず、白色ＬＥＤパッケージ１０２と嵌合することにより白色ＬＥＤパッケージ１０２に固定される形状であれば、他の形状であってもよい。

実施の形態３．
実施の形態３について、図１５〜図１７を用いて説明する。
なお、実施の形態１及び実施の形態２と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図１５は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す分解斜視図である。
図１６は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す全体斜視図である。

白色ＬＥＤパッケージ１０２は、短波長ＬＥＤ１０４の中心が１本の直線を通るよう、ライン状に並んでいる。枠１１０は、セラミックやエポキシ樹脂、アクリル樹脂などで形成される。枠１１０は、白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部を波長変換シート１０６が覆う形状である。枠１１０は、ライン状の基板に接着剤などで固定される。

図１７は、この実施の形態における枠１１０の構成の一例を示す分解斜視図である。

波長変換シート１０６は、一枚の長方形である。波長変換シート１０６は、ライン光源の全白色ＬＥＤパッケージ１０２を覆う。枠１１０は、白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部程度の寸法の穴を有する。２枚の枠１１０が、波長変換シート１０６を挟み込む。
このように、１つの白色ＬＥＤパッケージ１０２に対応して、波長変換シート１０６が１つずつあるのではなく、複数の白色ＬＥＤパッケージ１０２に対応して、１つの波長変換シート１０６がある構成であってもよい。

これにより、波長変換シート１０６が劣化した場合や、発光装置１０１の光色を変更する場合など、波長変換シート１０６を交換する際のメンテナンスが容易になる。また、波長変換シート１０６は、例えば、１ｍ×５０ｍのロール状や３０ｃｍ×３０ｃｍの平面上に樹脂を成型して、裁断することにより、製造できる。このため、一つ一つの白色ＬＥＤパッケージ１０２に対して裁断、加工するよりも、加工費の面で安価になる。

上記発光装置１０１は、上記光源パッケージ（１０２）を複数有する。
上記波長変換シート１０６は、１つの波長変換シート１０６が、複数の上記光源パッケージ（１０２）それぞれが上記擬似白色光を放射する方向全体を覆う。

実施の形態４．
実施の形態４について、図１８〜図２０を用いて説明する。
なお、実施の形態１と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図１８は、この実施の形態における枠１１０の構成の一例を示す斜視図である。
図１９は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す斜視図である。
図２０は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す側面視断面図である。

波長変換シート１０６は、ライン状に並べた白色ＬＥＤパッケージの複数の開口部全てを覆う。枠１１０は、波長変換シート１０６を支える。
これにより、波長変換シート１０６は、白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部のサイズに左右されない。

実施の形態５．
実施の形態５について、図２１を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態４と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図２１は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す側面視斜視図である。

波長変換シート１０６の膜厚は、例えば２００μｍである。波長変換シート１０６に含まれる蛍光体は、例えば、ユーロピウム付活アルカリ土類窒化物蛍光体である。
白色ＬＥＤパッケージ１０２は、ＬＥＤ素子実装部１０３を有する。短波長ＬＥＤ１０４は、ＬＥＤ素子実装部１０３内に設けられる。蛍光体含有樹脂層１０５は、短波長ＬＥＤ１０４を覆う。蛍光体含有樹脂層１０５は、透過性が高い。波長変換シート１０６は、蛍光体含有樹脂層１０５の上部に密着して取り付けられる。波長変換シート１０６は、シリコーン樹脂で形成されている。波長変換シート１０６は、シリコーンの粘着力により、蛍光体含有樹脂層１０５に固定されている。

白色ＬＥＤパッケージ１０２が放射する光の相関色温度は、例えば６５００Ｋ［ケルビン］である。白色ＬＥＤパッケージ１０２の上部の開口面に、波長変換シート１０６を装着することにより、相関色温度が例えば５０００Ｋの白色光を得る。

波長変換シート１０６は、単一種類または二種類の蛍光体を含む。蛍光体の含有量は、５ｗｔ％以下である。蛍光体は、例えば、ピーク波長が６２０〜６４０ｎｍ程度の橙〜赤色の蛍光を放射するユーロピウム付活アルカリ土類窒化物蛍光体である。
波長変換シート１０６の材料は、例えばシリコーンである。シリコーンは、無色で光透過性に優れ、耐熱性、耐薬品性、自己潤滑性、対摩擦性に優れている。シリコーンの粘度は、例えば４５０〜７００Ｐである。
光源に用いる白色ＬＥＤパッケージ１０２の封止樹脂は、例えばシリコーンなど、波長変換シート１０６の材料と同じである。
波長変換シート１０６に含まれる蛍光体の平均粒径（Ｄ５０）は、例えば６〜１０μｍである。

波長変換シート１０６（波長変換部材）は、例えば、次のようにして製造する。
まず、上記シリコーン樹脂とシリケート系の蛍光体とを、上記所定量混合してシート型に流し込む。次に、シート型を水平に保ち十分に時間が経過するまで待つ。その後、シート型を加熱してシリコーン樹脂を硬化させる。

次に、動作について説明する。
発光装置１０１において、短波長ＬＥＤ１０４は、光を発する。蛍光体含有樹脂層１０５は、短波長ＬＥＤ１０４が発した光によって励起し、異なる分光波長の光を放出する。白色ＬＥＤパッケージ１０２は、短波長ＬＥＤ１０４が発する光と、蛍光体含有樹脂層５が発する光との合成光を放射する。波長変換シート１０６は、合成光の短波長成分光によって励起し、ピーク波長６２０〜６４０ｎｍ程度の長波長光を発する。発光装置１０１は、この３つの発光要素が発した光の合成光を放射する。これにより、白色ＬＥＤパッケージ１０２と比べて、低色温度で、演色性が高く、発光効率の高い白色光を得ることができる。

このように、２００μｍの膜厚のシリコーンシートに蛍光体を含有させた波長変換シート１０６を、白色ＬＥＤパッケージ１０２に装着することにより、例えば、平均演色評価数８０以上、発光効率８０ｌｍ／Ｗの光を得ることができる。

実施の形態６．
実施の形態６について、図２２〜図２４を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態５と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図２２は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す分解斜視図である。
図２３は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す側面視断面図である。

波長変換シート１０６は、白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部に対応した部分に、開口部よりも面積の小さい穴１１３を有する。
波長変換シート１０６は、シリコーンの粘着力などにより、白色ＬＥＤパッケージ１０２の上部にほぼ密着して取り付けられる。波長変換シート１０６には、白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部に対応する部分（例えば中央部）に、穴１１３が設けられている。ＬＥＤ光１１１は、白色ＬＥＤパッケージ１０２が放射した光のうち、穴１１３を通った光である。ＬＥＤ光１１１は、波長変換されず、白色ＬＥＤパッケージ１０２が放射したそのままの光である。波長変換光１１２は、白色ＬＥＤパッケージ１０２が放射した光のうち、波長変換シート１０６を通った光である。波長変換光１１２は、波長変換されている。白色ＬＥＤパッケージ１０２は、ＬＥＤ光１１１と波長変換光１１２との混色により、所定の色の光を放射する。

図２４は、この実施の形態における波長変換シート１０６の構成の別の例を示す平面図である。
この例に示したように、穴１１３の大きさは、大きくてもよいし、小さくてもよい。また、穴の数は、１つでもよいし、複数でもよい。
このように、波長変換シート１０６の穴１１３の大きさや数を変えることにより、波長変換シート１０６に対する穴１１３の面積割合を変えると、ＬＥＤ光１１１と波長変換光１１２との混合割合が変化する。これにより、様々な光色を容易に得ることができる。
このように、穴１１３そのものの大きさを変えることにより、波長変換シート１０６に対する穴１１３の面積を変化させて、所定の光色を得る。
あるいは、穴１１３そのものの大きさは変えずに、穴１１３の数を変えることにより、波長変換シート１０６に対する穴１１３の面積を変化させて、所定の光色を得る。

なお、波長変換シート１０６に穴１１３を設ける代わりに、蛍光体の含有量が他の部分と比較して少ない（もしくは蛍光体を含有しない無色透明の）部分（低変換部）を設ける構成としてもよい。以下説明する実施の形態も、同様である。

上記波長変換シート１０６は、上記光源パッケージ（１０２）が擬似白色光を放射する方向の一部に、開口穴１１３を有する。

上記波長変換シート１０６は、上記光源パッケージ（１０２）が擬似白色光を放射する方向の一部に、低変換部を有する。上記低変換部は、上記第二の蛍光体１０８の含有量が、０または上記低変換部以外の部分より少ない。

実施の形態７．
実施の形態７について、図２５〜図２６を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態６と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図２５は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す斜視図である。
図２６は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示すＡ−Ａ断面図である。
穴１１３は、白色ＬＥＤパッケージ１０２内の短波長ＬＥＤ１０４の直上ではなく、白色ＬＥＤパッケージ１０２内の蛍光体を含む樹脂部分（蛍光体含有樹脂層１０５のうち下に短波長ＬＥＤ１０４がない部分）の真上に設ける。

これにより、短波長ＬＥＤ１０４からの青色光を効率よく波長変換することができ、蛍光体含有樹脂層１０５からの黄色味の強い光をそのまま放出させることができる。このため、色変換の効率が高くなる。

これに対し、白色ＬＥＤパッケージ１０２内の短波長ＬＥＤ１０４の真上に穴１１３部分が来るように波長変換シート１０６を配置すると、青みが強く黄色味を抑えた光色になる。すなわち、波長変換シート１０６の面積に対する穴１１３の面積が同等であっても、異なる光色を得ることができる。

実施の形態８．
実施の形態８について、図２７〜図２９を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態７と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図２７は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す分解斜視図である。

発光装置１０１は、複数の白色ＬＥＤパッケージ１０２を有するラインモジュールと、複数の穴１１３を設けた波長変換シート１０６とを有する。
波長変換シート１０６は、白色ＬＥＤパッケージ１０２の直上に被せられる。波長変換シート１０６は、白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部に対応した部分に、開口部よりも面積が小さい穴１１３を有する。
これにより、発光装置１０１は、波長変換シート１０６を通ったＬＥＤ光と、穴１１３部分を通ったＬＥＤ光とが混色した光を出射するので、元のＬＥＤ光とは異なる光色を得ることができる。

図２８は、この実施の形態における波長変換シート１０６の構成の別の例を示す斜視図である。
波長変換シート１０６は、１つの開口部に対して１つの穴ではなく、１つの開口部に対して複数の小さな穴１１３を有する構成であってもよい。

図２９は、この実施の形態における波長変換シート１０６の構成の更に別の例を示す斜視図である。
波長変換シート１０６（及び穴１１３）は、ＬＥＤ光が出る白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部の直上に対応する位置のみを覆う構成であってもよい。枠１１４は、それぞれの白色ＬＥＤパッケージ１０２に対応する波長変換シート１０６を固定する。
必要な部分のみに波長変換シート１０６を適用することにより、波長変換のための蛍光体の使用量を減らすことができ、コストを低減させることができる。

上記発光装置１０１は、上記光源パッケージ（１０２）を複数有する。発光装置１０１は、上記波長変換シート１０６を複数有する。発光装置１０１は、更に、枠体（枠１１４）を有する。
上記枠体（１１４）は、複数の上記光源パッケージ（１０２）それぞれが上記擬似白色光を放射する方向に、複数の上記波長変換シート１０６それぞれが配置されるよう、複数の上記波長変換シート１０６を支持する。

実施の形態９．
実施の形態９について、図３０〜図３１を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態８と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図３０は、この実施の形態における照明装置１００の構成の一例を示す斜視図である。
照明装置１００は、例えば、ダウンライト型照明である。照明装置１００は、ダウンライト筺体１１５と、ダウンライト光源部（発光装置）と、点灯装置（図示せず）とを有する。ダウンライト光源部は、１以上の白色ＬＥＤパッケージと波長変換シート１０６とを有する。波長変換シート１０６は、白色ＬＥＤパッケージ１０２の直上を覆うように設けられている。点灯装置は、白色ＬＥＤパッケージ１０２を点灯する。

図３１は、この実施の形態における波長変換シート１０６の構成のいくつかの例を示す斜視図である。
波長変換シート１０６は、１以上の穴１１３を有する。穴１１３は、白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部よりも小さい面積である。白色ＬＥＤパッケージ１０２が放射した光には、波長変換シート１０６を通って波長変換される光と、穴１１３をそのまま通る光とがある。照明装置１００は、２つの光の混色により、異なる色の光を得る。また、穴１１３の面積や位置を調節することにより、波長変換光とＬＥＤ光との割合を代えて、所定の色の光を得ることができる。

波長変換シート１０６は、１枚の波長変換シート１０６に複数の穴１１３を設ける構成であってもよい。
あるいは、白色ＬＥＤパッケージ１０２ごとに波長変換シート１０６（及び穴１１３）を設ける構成であってもよい。その場合、例えば、枠１１４を用いて、波長変換シート１０６が白色ＬＥＤパッケージ１０２の開口部の直上を覆う位置に固定する。これにより、波長変換材料（蛍光体）の量を少なくできるので、安価で所定の色を得ることができる。

照明装置１００は、発光装置１０１と、上記発光装置１０１の単色光源（１０４）を点灯する点灯装置とを有する。

実施の形態１０．
実施の形態１０について、図３２〜図３３を用いて説明する。
なお、実施の形態１〜実施の形態９と共通する部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図３２は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す分解平面図である。
図３３は、この実施の形態における発光装置１０１の構成の一例を示す平面図である。

発光装置１０１は、複数の白色ＬＥＤパッケージ１０２（ＬＥＤ光源）を有する。波長変換シート１０６は、１以上の穴１１３を有する。穴１１３は、すべての白色ＬＥＤパッケージ１０２に対応する位置にある必要はなく、対応する穴１１３がない白色ＬＥＤパッケージ１０２があってもよい。
また、穴１１３の大きさや数は、対応する白色ＬＥＤパッケージ１０２ごとに異なっていてもよい。

例えば、一列に並んだ複数の白色ＬＥＤパッケージ１０２に対して、対応する穴１１３の面積が段階的に変化するよう構成する。これにより、２つの光の混合による光の色が位置により変化するので、グラデーション状の効果を得ることができる。
発光装置１０１は、例えば、サイン光源などに利用する照明装置に用いることができる。

１００ 照明装置、１０１ 発光装置、１０２ 白色ＬＥＤパッケージ、１０３ ＬＥＤ素子実装部、１０４ 短波長ＬＥＤ、１０５ 蛍光体含有樹脂層、１０６ 波長変換シート、１０７ 接着層、１０８ 蛍光体、１０９ バインド樹脂、１１０，１１４ 枠、１１１ ＬＥＤ光、１１２ 波長変換光、１１３ 穴、１１５ ダウンライト筺体。

Claims (12)

1. 光源パッケージと、波長変換シートとを有し、
   上記光源パッケージは、単色光源と、蛍光樹脂とを有し、上記単色光源は、単色光を放射し、上記蛍光樹脂は、第一の蛍光体が混合された合成樹脂により形成され、上記第一の蛍光体は、上記単色光源が放射する単色光により励起されて蛍光を放射し、上記第一の蛍光体が放射する蛍光の主波長は、上記単色光源が放射する単色光の主波長より長く、上記光源パッケージは、上記単色光源が放射する単色光と上記第一の蛍光体が放射する蛍光との混合による擬似白色光を放射し、
   上記波長変換シートは、第二の蛍光体が混合された合成樹脂により形成され、上記光源パッケージが上記擬似白色光を放射する方向に位置し、上記第二の蛍光体は、上記単色光源が放射する単色光により励起されて蛍光を放射し、上記第二の蛍光体が放射する蛍光の主波長は、上記第一の蛍光体が放射する蛍光の主波長より長いことを特徴とする発光装置。
2. 上記波長変換シートは、上記光源パッケージが擬似白色光を放射する方向の一部に、開口穴を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 上記波長変換シートは、上記光源パッケージが擬似白色光を放射する方向の一部に、低変換部を有し、上記低変換部は、上記第二の蛍光体の含有量が、０または上記低変換部以外の部分より少ないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
4. 上記波長変換シートの合成樹脂は、上記蛍光樹脂の合成樹脂と同一の材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光装置。
5. 上記発光装置は、更に、接着剤を有し、
   上記接着剤は、上記光源パッケージの蛍光樹脂の合成樹脂または上記波長変換シートの合成樹脂と同一の材料により形成され、上記波長変換シートを上記光源パッケージの蛍光樹脂に密着させて固定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発光装置。
6. 上記波長変換シートは、上記光源パッケージと嵌合することにより固定される形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発光装置。
7. 上記発光装置は、上記光源パッケージを複数有し、
   上記波長変換シートは、１つの波長変換シートが、複数の上記光源パッケージそれぞれが上記擬似白色光を放射する方向全体を覆うことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発光装置。
8. 上記発光装置は、上記光源パッケージを複数有し、上記波長変換シートを複数有し、更に、枠体を有し、
   上記枠体は、複数の上記光源パッケージそれぞれが上記擬似白色光を放射する方向に、複数の上記波長変換シートそれぞれが配置されるよう、複数の上記波長変換シートを支持することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の発光装置。
9. 上記波長変換シートは、更に、第三の蛍光体を含み、上記第三の蛍光体は、上記単色光源が放射する単色光により励起されて蛍光を放射し、上記第三の蛍光体が放射する蛍光の主波長は、上記単色光源が放射する単色光の主波長よりも長く、上記第一の蛍光体が放射する蛍光の主波長よりも短いことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の発光装置。
10. 上記第二の蛍光体は、ユーロピウム付活アルカリ土類窒化物を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の発光装置。
11. 単色光源と蛍光樹脂とを有する光源パッケージに装着する波長変換シートにおいて、
    第二の蛍光体が混合された合成樹脂により形成され、
    上記第二の蛍光体は、上記単色光源が放射する単色光により励起されて蛍光を放射し、上記第二の蛍光体が放射する蛍光の主波長は、上記蛍光樹脂に混合された第一の蛍光体が放射する蛍光の主波長より長いことを特徴とする波長変換シート。
12. 請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の発光装置と、上記発光装置の単色光源を点灯する点灯装置とを有することを特徴とする照明装置。

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