JP2012216717A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】波長ごとの光強度の差が小さい光を射出でき、白色光の場合には演色性を向上できる発光装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子上に形成された蛍光層とを具備し、蛍光層が２つ以上の領域に分けて形成されたものであって、一方の蛍光層が、ＬＥＤ素子からの光によって励起される第１蛍光体及び第２蛍光体を有し、一方の蛍光層から射出される光のスペクトルにおいて、第１蛍光体のピーク波長及び第２蛍光体のピーク波長と略同一波長のそれぞれに局所ピークが形成されるものであり、他方の蛍光層が、第１蛍光体と、第１蛍光体からの光の一部の波長域によって励起される第３蛍光体とを有し、第１蛍光体からの光を第３蛍光体が吸収して励起されることによって、他方の蛍光層から射出される光のスペクトルにおいて、第１蛍光体のピーク波長とは異なった波長に局所ピークが形成されるようにした。
【選択図】図４

Description

本発明は、紫外光によって励起されて、光を導出するＬＥＤを用いた発光装置に関する。

この種のＬＥＤとしては、紫外光を射出するＬＥＤ素子と、その紫外光によって励起されて光（以下、蛍光ともいう）を発する赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体とを具備するものがある（特許文献１）。各蛍光体は、紫外光だけでなく、他の蛍光体からの蛍光によって励起されることがあり、このようないわば多段励起が起きると、励起に伴うエネルギーロスが増大して、発光効率が低下してしまう。従って、通常は多段励起を可及的に防止して、各蛍光体からの蛍光がそのまま外部に射出されるようにしてある。従って、これら蛍光を混合して白色光を導出すると、その白色光のスペクトルにおいて、各蛍光体が有するピーク波長に複数の局所的なピーク（以下、局所ピークともいう）が形成される。

この白色光を、例えば照明光として用いる場合、高演色性であることに加え、可視光領域における波長ごとの光強度の差が小さく、つまり白色光のスペクトルが可及的に平らであることが好ましい。しかしながら、前記白色光のスペクトルに着目すると、前記各局所ピークの間の波長域（以下、ピーク間波長域ともいう）は前記各局所ピークよりも光強度が低い波長域となってしまう。また、この問題は白色光に限られるものではなく、例えば青色蛍光体からの蛍光と緑色蛍光体からの蛍光とを混合して導出した青色から緑色波長域の光のような、複数の局所ピークを有する有色光においても、同様の問題がある。

この問題に対し、前記ピーク間波長域の光強度を補うべく、当該ピーク間波長域の蛍光を発する蛍光体をさらに追加することも考えられる。しかしながら、実際には、そのような波長域の蛍光を発し、しかも耐熱性、耐久性及びコスト面といった条件を満たして実用に耐える蛍光体は現在のところ見当たらない。

特開２００５−３４０７４８号公報

本発明は、上記の問題を解決すべく図ったものであり、特に、通常では避けるべき多段励起に着目してなされたものであり、波長ごとの光強度の差が小さく、可及的に平らなスペクトルの光を射出できるとともに、演色性を向上できる発光装置を提供することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち、本発明に係る発光装置は、ＬＥＤ素子と、当該ＬＥＤ素子上に形成された蛍光層とを具備し、当該蛍光層が少なくとも２つの領域に分けて形成された発光装置であって、一方の蛍光層は、前記ＬＥＤ素子からの光によって励起される第１蛍光体と、前記ＬＥＤ素子からの光によって励起される第２蛍光体とを有し、当該一方の蛍光層から射出される光のスペクトルには、前記第１蛍光体のピーク波長及び前記第２蛍光体のピーク波長と略同一波長のそれぞれに局所ピークが形成されており、他方の蛍光層は、前記第１蛍光体と、前記第１蛍光体からの光の一部の波長域によって励起される第３蛍光体とを有し、当該他方の蛍光層から射出される光のスペクトルには、前記第１蛍光体からの光を前記第３蛍光体が吸収して励起されることによって、前記第１蛍光体のピーク波長とは異なった波長に局所ピークが形成されていることを特徴とするものである。

このようなものであれば、前記第１蛍光体からの蛍光を前記第３蛍光体が吸収して励起されることによって、他方の蛍光層から射出される光のスペクトルにおいて、前記第１蛍光体のピーク波長とは異なった波長に局所ピークが形成されるので、他方の蛍光層から射出される光のスペクトルに形成された局所ピークによって、一方の蛍光層から射出される光のスペクトルのピーク間波長域の光強度を補って高めることができる。その結果、一方の蛍光層から射出される光及び他方ＬＥＤから射出される光を混合した混合光の波長ごとの光強度の差を小さくでき、混合光のスペクトルの起伏を小さくして平らにすることができる。従って、この発光装置は例えば基準光源や検査用照明装置として好適に用いることができる。また、前記ピーク間波長域の光強度を補うことによって、結果的に演色性を向上できる。

また、多段励起を利用した他方の蛍光層だけでなく、一方の蛍光層を有しており、その一方の蛍光層は、ＬＥＤ素子からの光によって直接励起される第１蛍光体及び第２蛍光体を具備し、それら各蛍光体からの蛍光を混合して光を導出しているので、励起回数を抑えて励起に伴うエネルギーロスを抑制し、発光効率の低下を抑えることができる。

また、一方の蛍光層及び他方の蛍光層に分けて構成するのではなく、単一蛍光層に全ての蛍光体を具備させるようにすることも考えられる。しかしながら、単一蛍光層とした場合、実際には、第３蛍光体が、第１蛍光体からの蛍光を吸収してしまうので、単一蛍光層から射出される光のスペクトルにおいて、第１蛍光体からの蛍光の波長域の光強度が不足してしまう。これに対し、本発明では、一方の蛍光層と他方の蛍光層とに分けて形成してあるので、光強度が不足することを防止することができる。

さらに、一方の蛍光層及び他方の蛍光層がいずれも、第１蛍光体を用いているので、異なる種類のＬＥＤ素子や蛍光体を用いた場合よりも、各蛍光層から射出される光の相関色温度の差を低減することができ、一方の蛍光層からの光及び他方の蛍光層からの光を重ね合わせたときに、自然に混ざり合って違和感のない混合光を導出することができる。

発光装置を製造しやすくするためには、前記蛍光層の各領域に対応して、前記ＬＥＤ素子がそれぞれ１以上設けられているものが望ましい。

演色性をより向上させるためには、前記ＬＥＤ素子が紫外光を射出するものであり、前記一方の蛍光層において、前記第１蛍光体及び前記第２蛍光体が前記紫外光によって励起されて射出する光が混合されて、白色光が導出されるとともに、前記他方の蛍光層において、前記第１蛍光体が前記紫外光によって励起されて射出する光と、前記第３蛍光体が前記第１蛍光体からの光の一部の波長域によって励起されて射出する光とが混合されて、白色光が導出されるものが望ましい。

前記各蛍光体が、短波長側の光を吸収して励起されることによって長波長側の光を射出するものが望ましい。このようなものであれば、各蛍光体が長波長側の光を吸収して励起されることによって、短波長側の光を射出するものである場合と比較して、励起に伴うエネルギーロスを抑制して、発光効率を向上できる。

第２蛍光体及び第３蛍光体を励起する光の内訳に着目すると、前記第３蛍光体を励起する光のうち前記第１蛍光体からの蛍光が占める割合が、前記第２蛍光体を励起する光のうち前記第１蛍光体からの蛍光が占める割合よりも大きいものが望ましい。

前記ピーク間波長域の光強度をより効果的に高めるためには、前記第３蛍光体が、実質的に前記第１蛍光体からの蛍光の一部の波長域のみによって励起されるものが望ましい。

前記一方の蛍光層が、青色光を射出する前記第１蛍光体、及び緑色光を射出する前記第２蛍光体に加えて、前記紫外光によって励起されて赤色光を射出する第４蛍光体をさらに具備し、前記他方の蛍光層が、前記第１蛍光体、及び緑色光を射出する前記第３蛍光体に加えて、前記第４蛍光体をさらに具備するものであれば、一方の蛍光層に従来の紫外励起タイプの白色ＬＥＤに用いられる蛍光体を用いることができるとともに、他方の蛍光層の第３蛍光体に、従来の青色光により励起される蛍光体を用いることができる。これにより、従来の製造ラインを活用したり、コスト面で優れた普及品を用いたりして、製造コストを抑えることも可能である。

前記ピーク間波長域の光強度をより効果的に高めるためには、前記一方の蛍光層が、青色光を射出する前記第１蛍光体、及び緑色光を射出する前記第２蛍光体に加えて、前記紫外光によって励起されて赤色光を射出する第４蛍光体をさらに具備し、前記他方の蛍光層が、前記第１蛍光体、及び緑色光を射出する前記第３蛍光体に加えて、紫外から緑色波長域の光によって励起されて黄色から橙色波長域の光を射出する第５蛍光体を具備するものが望ましい。

上述した構成の本発明によれば、多段励起を活用して他方の蛍光層の光の局所ピークをずらし、そのずれた局所ピークによって、一方の蛍光層からの光のピーク間波長域の光強度を補うようにしてあるので、発光効率の低下を抑えながらも、波長ごとの光強度の差を低減して、光のスペクトルを可及的に平らにすることができ、その結果演色性を向上できる。

本発明の第１実施形態における発光装置の全体斜視図。 同実施形態における発光装置のＡ−Ａ線断面図。 同実施形態における、第２緑色蛍光体の励起スペクトルと、青色蛍光体の発光スペクトルとを比較するグラフ、及び第２緑色蛍光体によって吸収される光のスペクトルを示すグラフ。 同実施形態における発光スペクトルを示すグラフ。 第２実施形態における発光装置の平面図。 同実施形態における発光スペクトルを示すグラフ。 他の実施形態における発光スペクトルを示すグラフ。 さらに他の実施形態における発光装置の断面図。

本発明の第１実施形態に係る発光装置１００について、図面を参照して説明する。この発光装置１００は、例えば顕微鏡用照明、検査用照明、室内照明又は基準光源として用いられるものであり、図１に示すように、基体１０と、その基体１０に設けられた一方のＬＥＤ２０及び他方のＬＥＤ３０を具備している。各部について詳述する。

基体１０は、概略直方体形状をなすものであり、上面に設けられた概略円筒形状をなす収容凹部１１と、その収容凹部１１を第１凹部１２及び第２凹部１３に分割する隔壁１４とを有している。

図２に示すように、一方のＬＥＤ２０は、紫外光を波長変換して白色光（以下、一方の白色光ともいう）を導出するものであり、前記第１凹部１２の底面に設けられたＬＥＤ素子２１と、該ＬＥＤ素子２１上に形成された蛍光層２７とを具備する。この蛍光層２７は、前記第１凹部１２の底部に充填された封止部材２６と、前記第１凹部１２の前記封止部材２６の上部に充填された一方の波長変換部材２２とを具備している。

ＬＥＤ素子２１は、４２０ｎｍ以下の波長域にピークを有する紫外光を射出するものであり、より詳しくは、３２０〜４２０ｎｍ（ここでは４００ｎｍ）の波長域にピークを有する近紫外光を射出するものである。ＬＥＤ素子２１には配線（図示しない）が電気的に接続されており、その配線を介して発光に必要な電力が供給される。

封止部材２６は、前記ＬＥＤ素子２１を封止するものであり、ここではシリコーン樹脂からなるものである。

一方の波長変換部材２２は、等厚平板状をなすものであり、前記紫外光を波長変換して前記一方の白色光を導出するものである。具体的にこの一方の波長変換部材２２は、透光性部材（ここではシリコーン樹脂）に、前記紫外光によって直接的に励起されて蛍光する複数種類（ここでは３種類）の蛍光体（ここでは青色蛍光体、第１緑色蛍光体、赤色蛍光体）を含有させたものである。

青色蛍光体（請求項での第１蛍光体に相当する）は、前記紫外光によって励起されて、第１波長にピークを有する蛍光（ここでは４６５ｎｍにピークを有する青色光）を発するものであり、例えばＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕのような青色蛍光体である。
第１緑色蛍光体（請求項での第２蛍光体に相当する）は、前記紫外から青色波長域の光によって励起されて、第１波長よりも長波長側の第２波長にピークを有する蛍光（ここでは５２５ｎｍにピークを有する緑色光）を発するものであり、例えばＢａ_３Ｓｉ_６Ｏ_１２Ｎ_２：Ｅｕのような緑色蛍光体である。
赤色蛍光体（請求項での第４蛍光体に相当する）は、前記紫外から緑色波長域の光によって励起されて、第２波長よりも長波長側の第３波長にピークを有する蛍光（ここでは６２５ｎｍにピークを有する赤色光）を発するものであり、例えばＣａＡｌＳｉＮ_３−Ｓｉ_２Ｎ_２Ｏ：Ｅｕのような赤色蛍光体である。なお、青色蛍光体は、他の蛍光体からの蛍光によっては実質的に励起されないものである。一方、第１緑色蛍光体や赤色蛍光体は、他の蛍光体からの蛍光によっても励起されるものであるが、これに限られるものではなく、実質的に他の蛍光体からの蛍光によっては励起されず、紫外光のみによって励起されるものとしてもよい。

一方の波長変換部材２２内の各蛍光体の配置について言えば、一方の波長変換部材２２における入射側から射出側に向かって、蛍光のピークが長波長側にある蛍光体から順に積層されている。具体的には、ＬＥＤ素子２１に近い側から、赤色蛍光体を含有する透光性部材２３の層と、第１緑色蛍光体を含有する透光性部材２４の層と、青色蛍光体を含有する透光性部材２５の層とがこの順で積層されて一方の波長変換部材２２を構成している。各蛍光体の配置は、これに限られるものではなく、各蛍光体を、前記透光性部材に均一に分散させるようにしてもよい。

他方のＬＥＤ３０は、前記一方のＬＥＤ２０と同様に、紫外光を波長変換して白色光（以下、他方の白色光ともいう）を導出するものであり、第２凹部１３の底面に設けられたＬＥＤ素子３１と、該ＬＥＤ素子３１上に形成された蛍光層３７とを具備する。この蛍光層３７は、前記第２凹部１３の底部に充填された封止部材３６（ここではシリコーン樹脂）と、前記第２凹部１３の前記封止部材３６の上部に充填された他方の波長変換部材３２とを具備している。

他方のＬＥＤ３０のＬＥＤ素子３１は、一方のＬＥＤ２０のＬＥＤ素子２１と同様であるので説明を省略する。また、他方のＬＥＤ３０の封止部材３６は、一方のＬＥＤ２０の封止部材２６と同様であるので説明を省略する。

他方の波長変換部材３２は、等厚平板状をなすものであり、紫外光を波長変換して前記他方の白色光を導出するものである。具体的にこの他方の波長変換部材３２は、透光性部材（ここではシリコーン樹脂）に、前記紫外光によって直接的又は間接的に励起されて蛍光する複数種類（ここでは３種類）の蛍光体（ここでは青色蛍光体、第２緑色蛍光体、赤色蛍光体）を含有させたものである。

青色蛍光体及び赤色蛍光体は、上述したものと同様であるので説明を省略する。第２緑色蛍光体（請求項の第３蛍光体に相当する）は、実質的に青色光のみによって励起されて、長波長側の蛍光を発するものである。例えば、第２緑色蛍光体は、４５０ｎｍにピークを有する青色光を、緑色波長域である５１５ｎｍ及び５４０ｎｍにピークを有する緑色光に波長変換するＣａ_３Ｓｃ_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅのような緑色蛍光体である。

なお、この実施形態では、第１緑色蛍光体は紫外光及び青色光によって励起され、第２緑色蛍光体は青色光のみによって励起されるものとしたが、これに限られるものではなく、各緑色蛍光体がいずれも紫外光及び青色光によって励起されるものとしてもよい。その場合、第１緑色蛍光体に比べて第２緑色蛍光体が青色光によって励起される割合が高くなるようにして、一方のＬＥＤ２０に比べて他方のＬＥＤ３０において多段励起がより起こるようにすることが望ましい。言い換えれば、前記第２緑色蛍光体を励起する光のうち前記青色蛍光体からの蛍光が占める割合が、前記第１緑色蛍光体を励起する光のうち前記青色蛍光体からの蛍光が占める割合よりも大きくなるように、各蛍光体を選択すればよい。

第２緑色蛍光体が、青色蛍光体からの蛍光を吸収して励起されることによって、他方の白色光のスペクトルにおいて、前記青色蛍光体の蛍光のピーク波長及び第２緑色蛍光体の蛍光のピーク波長とは異なった波長（ここでは第１波長及び第２波長の間に位置する波長）にも、局所ピークが形成される。これは、以下のような理由であると推定される。

前記第２緑色蛍光体は、他の蛍光体（ここでは青色蛍光体）からの蛍光の一部の波長域のみによって励起されるものであり、図３（ａ）に示すように、第２緑色蛍光体が吸収する光（以下吸収光ともいう）の波長域は、青色蛍光体の蛍光の波長域に重なるように位置している。青色蛍光体の蛍光と、吸収光との関係についてより詳しく言えば、吸収光のピークは、蛍光のピーク（第１波長）よりも短波長側かつ蛍光の半値幅内に位置する。これにより、図３（ｂ）に示すように、第２緑色蛍光体は、蛍光のうち、蛍光のピーク（第１波長）近傍の中央波長域の光と、中央波長域よりも短波長側の波長域の光とを波長変換して吸収し、中央波長域及び短波長側の波長域の光強度を減少させる。その結果、蛍光において、減少した中央波長域及び短波長側の波長域の光強度よりも、長波長側の波長域の光強度が高くなり、蛍光のピークが第１波長よりも長波長側にずれ、より詳しくは第１波長及び第２波長の間にずれる。他方の白色光は、第１波長及び第２波長の間にピークがずれた蛍光と、他の蛍光体からの蛍光とを混合して導出されるので、他方の白色光のスペクトルにおける第１波長及び第２波長の間（ここでは４９５ｎｍ）に局所ピークが形成される。

他方の波長変換部材３２内の各蛍光体の配置について言えば、他方の波長変換部材３２における入射側から射出側に向かって、各蛍光体のうち、第２緑色蛍光体以外の各蛍光体については、蛍光のピークが長波長側にあるものから順に積層されるとともに、第２緑色蛍光体については、第２緑色蛍光体が吸収する蛍光を射出するもの（青色蛍光体）よりも射出側に積層されるようにしてある。具体的には、ＬＥＤ素子３１に近い側から、赤色蛍光体を含有する透光性部材３３の層と、青色蛍光体を含有する透光性部材３４の層と、第２緑色蛍光体を含有する透光性部材３５の層とがこの順で積層されて他方の波長変換部材３２を構成している。各蛍光体の配置は、これに限られるものではなく、前記各蛍光体を、前記透光性部材に均一に分散させるようにしてもよい。

図４は、一方の白色光、他方の白色光、及び各白色光を混合した混合光のスペクトルを示すグラフである。一方の白色光のスペクトルには、第１波長、第２波長及び第３波長に局所ピークが形成されているとともに、各局所ピークの間の領域であるピーク間波長域の光強度は、各局所ピークの光強度よりも低くなっている。これに対し、他方の白色光のスペクトルには、第１波長及び第２波長の間に局所ピークが形成されており、各局所ピークの光強度よりも、第１波長及び第２波長の光強度が低くなっている。この一方の白色光と他方の白色光を重ね合わせた混合光のスペクトルは、一方の白色光及び他方の白色光のスペクトルと比較して、起伏が小さく平らであることが分かる。

演色性についていえば、一方の白色光の平均演色評価数（Ｒａ）は９６．６、他方の白色光の平均演色評価数は９４．７であり、いずれも９０以上と高い値であるが、混合光の平均演色評価数は９７以上でありさらに向上している。また、相関色温度についていえば、一方の白色光の相関色温度は５０１０Ｋ、他方の白色光の相関色温度は４８１２Ｋであり、比較的近い値であるとともに、色度図における各光を示す座標それぞれが黒体軌跡近傍にある。これにより、一方の白色光と他方の白色光を重ね合わせたときに、自然に混ざり合って違和感のない混合光を導出することができる。

本実施形態の発光装置１００によれば、前記青色蛍光体からの蛍光を前記第２緑色蛍光体が吸収して励起されることによって、他方の白色光のスペクトルにおいて、前記青色蛍光体のピーク波長とは異なった波長に局所ピークが形成されるので、他方の白色光のスペクトルに形成された局所ピークによって、一方の白色光のスペクトルのピーク間波長域の光強度を補って高めることができる。その結果、一方の白色光及び他方の白色光を混合した混合光の波長ごとの光強度の差を小さくでき、混合光のスペクトルの起伏を小さくして平らにすることができる。このフラットなスペクトルを有するという特性から、この発光装置１００は特に基準光源や検査用照明装置として好適に用いることができる。また、前記ピーク間波長域の光強度を補うことによって、結果的に演色性を向上できる。

また、第２緑色蛍光体を、青色蛍光体よりも射出側に配置してあるので、青色蛍光体からの蛍光を、第２緑色蛍光体に入射しやすくでき、第２緑色蛍光体が青色蛍光体からの蛍光を吸収しやすくできる。

また、混合光のスペクトルを平らにするためには、比較的光強度の低い部分の光強度を高めるだけでなく、比較的光強度の高い部分の光強度をあまり高めないようにすることが好ましい。そこで、図４において、第１波長に着目してみると、一方の白色光のスペクトルにおいては、局所ピークが位置するため、第１波長の光強度が比較的高い一方で、他方の白色光のスペクトルにおいては、第２緑色蛍光体が青色蛍光体の蛍光を吸収することによって、第１波長の光強度が減少するようにしてある。その結果、混合光における第１波長の光強度の増加を抑えることができ、混合光における第１波長の光強度とピーク間波長域の光強度との差を縮めることができる。

さらに、第１緑色蛍光体と第２緑色蛍光体とは、緑色波長域に互いに異なるピークを有する緑色光を射出するので、一方の白色光と他方の白色光における緑色波長域の局所ピークをずらすことができ、各白色光を混合した混合光の波長ごとの光強度の差をさらに小さくできる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る発光装置１００について図５を参照しつつ説明する。なお、以下の説明においては、第１実施形態と異なる部分を中心に説明し、前述の第１実施形態と同様の部分については同じ符号を付して説明を省略する。

第１実施形態では、他方のＬＥＤ３０に一方のＬＥＤ２０とは異なる種類の蛍光体を用いたが、この第２実施形態では各ＬＥＤ２０、３０に同じ種類の蛍光体を用いてある。そして、蛍光体の配置を変えることにより、各ＬＥＤ２０、３０で多段励起する度合いを異ならせるようにしてある。ここでは、他方のＬＥＤ３０に比べて、一方のＬＥＤ２０において多段励起を抑制するように構成したものについて説明する。

一方のＬＥＤ２０の説明に先立って、他方のＬＥＤ３０について説明する。図５に示すように、他方のＬＥＤ３０は、円筒形状をなす第２凹部１３を具備しており、この第２凹部１３の底面には、紫外光を射出するＬＥＤ素子３１（ここでは３つ）が設けられている。また、第２凹部１３には他方の波長変換部材３２が充填されている。この他方の波長変換部材３２は、透光性部材に複数種類の蛍光体（ここでは、青色蛍光体、第１緑色蛍光体、赤色蛍光体である）を含有させたものである。この各蛍光体は、第１実施形態の一方のＬＥＤ２０に用いられた各蛍光体と同様のものであるので、説明を省略する。

他方のＬＥＤ３０の前記各蛍光体は透光性部材に均一に分散しており、青色蛍光体からの蛍光を第１緑色蛍光体及び赤色蛍光体が吸収して励起されるとともに、第１緑色蛍光体からの蛍光を赤色蛍光体が吸収して励起されるようにしてある。蛍光体の配置としてはこれに限られるものではなく、各蛍光体の層を積み重ねるようにしてもよい。

次に、一方のＬＥＤ２０について説明する。一方のＬＥＤ２０には、他方のＬＥＤ３０と同種の蛍光体及びＬＥＤ素子２１が用いられている。一方のＬＥＤ２０は、他方のＬＥＤ３０と同様に円筒形状をなす第１凹部１２を具備している。この第１凹部１２は遮光壁２７により概略同一扇形状をなす複数の領域（ここでは３つ）に分割されている。第１凹部１２の各領域の底面には、ＬＥＤ素子２１（ここでは１つずつ）が設けられている。

第１凹部１２の各領域には、他方のＬＥＤ３０に用いられた各蛍光体のいずれかを含有する透光性部材２３、２４、２５が充填されている。具体的には、第１凹部１２の各領域に、赤色蛍光体を含有する透光性部材２３と、第１緑色蛍光体を含有する透光性部材２４と、青色蛍光体を含有する透光性部材２５とがそれぞれ充填されて、一方の波長変換部材２２を構成している。このように、各蛍光体が互いに独立に配置され、各蛍光体からの蛍光が他の蛍光体に入射して吸収されないように構成することにより、多段励起が可及的に起こらないようにしてある。

図６は、一方の白色光のスペクトルと、他方の白色光のスペクトルを示すグラフである。一方の白色光のスペクトルにおける各ピーク間波長域に、他方の白色光の局所ピークがそれぞれ形成されている。これにより、一方の白色光のスペクトルの各ピーク間波長域の光強度を、他方の白色光の局所ピークの光強度が補うことができる。

本実施形態の発光装置１００によれば、各ＬＥＤ２０、３０が同種のＬＥＤ素子２１、３１及び蛍光体を用いているので、一方の白色光と他方の白色光を重ね合わせたときに、自然に混ざり合って違和感のない混合光を導出することができる。また、蛍光体の種類を減らすことができ、製造コストを抑えることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。例えば、各ＬＥＤに用いられる蛍光体は、青色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体に限られるものではない。具体的には、他方のＬＥＤに、赤色光を射出する赤色蛍光体に代えて、黄色から橙色領域にピークを有する光を射出する黄色・橙色蛍光体（請求項での第５蛍光体に相当する）を用いてもよい。黄色・橙色蛍光体としては、例えば紫外から緑色波長域の光を、黄色から橙色波長域である５００〜６００ｎｍにピークを有する光（ここでは５８５ｎｍにピークを有する光）に波長変換するα-ＳｉＡｌＯＮ酸窒化物材料のような黄色・橙色蛍光体を挙げることができる。

この他方のＬＥＤを用いた発光装置からの白色光のスペクトルを図７に示す。一方の白色光のスペクトルは、前述したものと同様である。これに対し、他方の白色光のスペクトルには、第１波長及び第２波長の間と、第２波長及び第３波長の間に局所ピークが形成されているとともに、他方の白色光における第１波長、第２波長及び第３波長の光強度が、他方の白色光の各局所ピークにおける光強度よりも低くなっていることが分かる。これにより、一方の白色光に他方の白色光を重ね合わせて混合光を導出するときに、一方の白色光のピーク間波長域の光強度を高めることができるとともに、一方の白色光の局所ピークの光強度をあまり高めないようにして、混合光の波長ごとの光強度の差を小さくできる。

一方のＬＥＤのＬＥＤ素子及び他方のＬＥＤのＬＥＤ素子はそれぞれ１つ設けてもよいし、複数設けても良い。また、各ＬＥＤ素子の数の関係について言えば、同数であってもよいし、異なる数であってもよい。

各ＬＥＤ素子の数の比率の決定方法の一例について説明する。混合光のスペクトルを平らにするためには、例えば他方のＬＥＤからの光の各局所ピークにおける光強度の平均値が、一方のＬＥＤからの光の各局所ピークにおける光強度の平均値よりも低い場合、他方のＬＥＤのＬＥＤ素子の数を、一方のＬＥＤのＬＥＤ素子の数よりも多くすればよい。逆の場合には、一方のＬＥＤのＬＥＤ素子の数を多くすればよい。または、一方のＬＥＤからの光の各局所ピークにおける光強度の平均値と、他方のＬＥＤからの光における各局所ピークの光強度の平均値との比率が、一方のＬＥＤのＬＥＤ素子の数と、他方のＬＥＤのＬＥＤ素子の数との比率の逆数に略一致するようにすればよい。また、各ＬＥＤ素子の数ではなく、各ＬＥＤの数を調整してもよい。

また、実施形態では、発光装置が複数のＬＥＤを具備するようにしたが、１つのＬＥＤとしてもよい。図８を参照して具体的な一例を説明する。発光装置１００は、収容凹部１１が設けられた基体１０と、前記収容凹部１１の底部に配置されたＬＥＤ素子２１と、前記収容凹部１１に収容され前記ＬＥＤ素子２１上に形成された蛍光層２７，３７とを具備する。さらに、前記ＬＥＤ素子２１上に前記ＬＥＤ素子２１の発光面及び前記収容凹部１１を分割する隔壁１４が設けられており、この隔壁１４が前記蛍光層２７，３７を少なくとも２つの領域（ここでは２つの領域）に分割する。これにより、同一のＬＥＤ素子２１からの光が分割されて、分割された一方の光が一方の蛍光層２７に入射するとともに、分割された他方の光が他方の蛍光層３７に入射するようにしてある。

加えて言えば、実施形態では、多段励起を利用して、蛍光のピークを長波長側にずらしたものについて説明したが、蛍光のピークを短波長側にずらすようにしてもよい。その場合、第２蛍光体の吸収光のピーク波長が、第１蛍光体の蛍光のピーク波長よりも長波長側に位置するようにしたものが望ましい。さらに、吸収光のピークが、第１蛍光体からの蛍光のピーク（第１波長）よりも長波長側かつ蛍光の半値幅内に位置するものがより望ましい。これにより、蛍光のうち、蛍光のピーク近傍の中央波長域の光と、中央波長域よりも長波長側の波長域の光とを波長変換して吸収することができ、蛍光のピークを第１波長から、第１波長よりも短波長側にずらすことができる。その結果、他方のＬＥＤからの光のスペクトルにおいて、第１蛍光体のピーク波長（第１波長）よりも短波長側に局所ピークが形成される。

また、実施形態では、青色光を緑色光を発する緑色蛍光体に吸収させて、他方のＬＥＤからの光のスペクトルにおける青色光のピークをずらすようにしたが、これに限られるものではない。例えば、青色光を赤色光を発する赤色蛍光体に吸収させて、青色光のピークをずらすようにしてもよい。また、緑色光を第１蛍光体からの蛍光とみなして、緑色光を赤色光を発する赤色蛍光体に吸収させて、緑色光のピークをずらすようにしてもよい。さらに、赤緑色光を第１蛍光体からの蛍光とみなして、赤緑光を赤色光を発する赤色蛍光体に吸収させて、赤緑色光のピークをずらすようにしてもよい。要は、短波長側の蛍光を、長波長側の光を発する蛍光体が吸収して励起されることによって、短波長側の蛍光のピークをずらすようにしたものであればよい。

実施形態においては各ＬＥＤからの光を白色光としたが、有色光としてもよい。この有色光は、異なる種類の蛍光体からの蛍光を混合して導出した、複数の局所ピークを有する有色光である。より具体的には、青色蛍光体からの蛍光と緑色蛍光体からの蛍光とを混合して導出した青色から緑色波長域の光や、黄色蛍光体からの蛍光と赤色蛍光体からの蛍光とを混合して導出した黄色から赤色波長域の光を挙げることができる。さらに、各ＬＥＤからの光を混合した混合光についても同様に、有色光としてもよいし、白色光としてもよい。

各ＬＥＤに用いられる蛍光体は３種に限られるものではなく、２種以上であればよい。さらに、各ＬＥＤは表面実装型であってもよいし、砲弾型であってもよい。その他、本発明は上記の各実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前述した種々の構成の一部又は全部を適宜組み合わせて構成してもよい。

１００・・・発光装置
１０・・・基体
２０・・・一方のＬＥＤ
２１・・・一方のＬＥＤのＬＥＤ素子
２３・・・一方のＬＥＤの赤色蛍光体（第４蛍光体）の層
２４・・・一方のＬＥＤの第１緑色蛍光体（第２蛍光体）の層
２５・・・一方のＬＥＤの青色蛍光体（第１蛍光体）の層
２７・・・一方のＬＥＤの蛍光層
３０・・・他方のＬＥＤ
３１・・・他方のＬＥＤのＬＥＤ素子
３３・・・他方のＬＥＤの赤色蛍光体（第４蛍光体）の層
３４・・・他方のＬＥＤの青色蛍光体（第１蛍光体）の層
３５・・・他方のＬＥＤの第２緑色蛍光体（第３蛍光体）の層
３７・・・他方のＬＥＤの蛍光層

Claims (8)

1. ＬＥＤ素子と、当該ＬＥＤ素子上に形成された蛍光層とを具備し、当該蛍光層が少なくとも２つの領域に分けて形成された発光装置であって、
   一方の蛍光層は、前記ＬＥＤ素子からの光によって励起される第１蛍光体と、前記ＬＥＤ素子からの光によって励起される第２蛍光体とを有し、当該一方の蛍光層から射出される光のスペクトルには、前記第１蛍光体のピーク波長及び前記第２蛍光体のピーク波長と略同一波長のそれぞれに局所ピークが形成されており、
   他方の蛍光層は、前記第１蛍光体と、前記第１蛍光体からの光の一部の波長域によって励起される第３蛍光体とを有し、当該他方の蛍光層から射出される光のスペクトルには、前記第１蛍光体からの光を前記第３蛍光体が吸収して励起されることによって、前記第１蛍光体のピーク波長とは異なった波長に局所ピークが形成されていることを特徴とする発光装置。
2. 前記蛍光層の各領域に対応して、前記ＬＥＤ素子がそれぞれ１以上設けられている請求項１記載の発光装置。
3. 前記ＬＥＤ素子が紫外光を射出するものであり、
   前記一方の蛍光層において、前記第１蛍光体及び前記第２蛍光体が前記紫外光によって励起されて射出する光が混合されて、白色光が導出されるとともに、
   前記他方の蛍光層において、前記第１蛍光体が前記紫外光によって励起されて射出する光と、前記第３蛍光体が前記第１蛍光体からの光の一部の波長域によって励起されて射出する光とが混合されて、白色光が導出される請求項１又は２記載の発光装置。
4. 前記各蛍光体が、短波長側の光を吸収して励起されることによって長波長側の光を射出するものである請求項１乃至３いずれかに記載の発光装置。
5. 前記第３蛍光体を励起する光のうち前記第１蛍光体からの光が占める割合が、前記第２蛍光体を励起する光のうち前記第１蛍光体からの光が占める割合よりも大きいものである請求項１乃至４いずれかに記載の発光装置。
6. 前記第３蛍光体が、実質的に前記第１蛍光体からの光の一部の波長域のみによって励起されるものである請求項１乃至５いずれかに記載の発光装置。
7. 前記一方の蛍光層が、青色光を射出する前記第１蛍光体、及び緑色光を射出する前記第２蛍光体に加えて、前記紫外光によって励起されて赤色光を射出する第４蛍光体をさらに具備し、
   前記他方の蛍光層が、前記第１蛍光体、及び緑色光を射出する前記第３蛍光体に加えて、前記第４蛍光体をさらに具備するものである請求項１乃至６いずれかに記載の発光装置。
8. 前記一方の蛍光層が、青色光を射出する前記第１蛍光体、及び緑色光を射出する前記第２蛍光体に加えて、前記紫外光によって励起されて赤色光を射出する第４蛍光体をさらに具備し、
   前記他方の蛍光層が、前記第１蛍光体、及び緑色光を射出する前記第３蛍光体に加えて、紫外から緑色波長域の光によって励起されて黄色から橙色波長域の光を射出する第５蛍光体を具備するものである請求項１乃至６いずれかに記載の発光装置。