JP4379530B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、主として励起光源と、波長変換部材と、ライトガイドとを有する発光装置に関する。
従来から、生体内部を観察したり、観察しながら治療したりするための内視鏡装置や、非常に狭い又は暗い空間を観察したりするためのファイバースコープが広く使用されている。
内視鏡やファイバースコープは極めて細いライトガイドで構成されており、そのファイバに光源から照射された光を送り込むことで、胃などの体腔の中や隙間などの空間等を照明することができる。
細いファイバを用いて、効率よく照明を行うためには、その光源に高い輝度が要求される。また、内臓の患部や隙間などを観察し、時には診断するため、厳密に色情報が再現されることが重要である。このため、内視鏡やファイバースコープの光源として、自然光に近いものが必要である。
さらに、内視鏡については、特に、光源を点灯してからの患者の待ち時間を短縮するために、瞬時に点灯し、かつ安定するとともに、途中で消灯することがないというような、非常に信頼性の高い光源が必要である。
このような用途の光源として、例えば、キセノンランプ、メタルハライドランプ等が使用されている。
しかし、これらキセノンランプやメタルハライドランプは鮮やかな色味を実現することができず、発光色が安定するまでに時間がかかり、瞬時再点灯できないなどの問題を有している。
このため、これらの光源として、キセノンランプ等に代えて、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）、レーザダイオード素子（ＬＤ）などの半導体発光素子を用いることが提案されている（例えば、特許文献１）。
図１７に示すように、従来の内視鏡装置１００は、主として、画像処理信号部１０１と内視鏡挿入部１０２とにより構成され、画像処理信号部１０１における照明ユニット１１０に、赤色半導体レーザ１１１ａ、緑色半導体レーザ１１１ｂ及び青色半導体レーザ１１１ｃを備えた白色光源１１１が装備されている。なお、各半導体レーザ１１１ａ〜１１１ｃは、干渉の少ない複数の波長λのスペクトル分布を有するマルチ縦モードの光を射出し、光の三原色による光の混合を利用して白色光を実現している。この照明ユニット１１０から照射された光が、光ガイド１０３によって内視鏡挿入部１０２に導かれている。
半導体発光素子は、小型で電力効率が良く、鮮やかな色の発光をする。また、この素子は、半導体によって形成されているため、球切れなどの心配がない。さらに、初期駆動特性が優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強いという特徴を有する。特に、半導体レーザは、発光ダイオードよりも発光強度が極めて高いため、照度の高い光源を実現することができる。
特開２００２−９５６３４号公報
しかし、半導体レーザは発光ダイオードに比べて半値幅が狭いため、赤色半導体レーザ１１１ａ、緑色半導体レーザ１１１ｂ及び青色半導体レーザ１１１ｃを用いて白色光源１１１を実現する従来の内視鏡装置では各半導体レーザの強度が異なることにより色調バラツキが生じやすく、色再現性に乏しいという問題を生じる。
また、従来の内視鏡装置は少なくとも３種類の半導体レーザを要するため、所定の白色光を得るにはそれぞれの半導体レーザの出力を制御しなければならず、その調整が困難であるという問題を生じる。
さらに、半導体レーザは発光ダイオードに比べて視野角が狭く、正面方向の発光強度が極めて高いため、白色光であっても各半導体レーザのわずかな配置ズレによって異なる色調を有するという問題も生じる。
加えて、従来の内視鏡装置では、要求されているような、演色性の高いものを実現するに至っていない。
本発明の発光装置によれば、(1)照明効率が高く、(2)色調バラツキが少なく、(3)色再現性に富み及び／又は(4)演色性の高い発光装置を提供することができる。
つまり、本発明の発光装置は、主として、励起光を射出する励起光源と、励起光源から射出される励起光を伝送するライトガイドと、ライトガイドの出射端部側に配置され、ライトガイドからの光を吸収し、波長変換して所定の波長域の光を放出する波長変換部材と、を順に備えており、励起光源は、レーザダイオード素子であり、波長変換部材には拡散剤を含んでおり、波長変換された光が外部へ導出される部分を除く波長変換部材の表面に拡散防止部材が配置されてなることを特徴とする。
また、以下の（２）から（１５）の１以上を備えることを特徴とする；
（２）ライトガイドと波長変換部材との間に、励起光を拡散させる拡散部材を有する。
（３）波長変換部材は、異なる波長の光を波長変換する複数の層が積層されてなる。
(４）ライトガイドの波長変換部材側の先端部がライトガイド先端部材で支持されており、ライトガイド先端部材が、励起光及び／又は波長変換された光を反射する材料により形成されてなる。
（５）波長変換部材は、ライトガイドの端部とともに、ライトガイド先端部材の端部の一部又は全部を被覆する。
（６）ライトガイド先端部材及び／又はライトガイドが、鏡面反射又は乱反射する端面あるいは凹凸を有する端面を有する。
（７）ライトガイドは、波長変換部材側の端部でのみ、断面の中心部（コア）の直径が大きく形成されてなる。
（８）波長変換部材の励起光導入部分に波長変換光反射膜及び／又は波長変換部材の波長変換した光の導出部分に励起光反射膜を備えてなる。
（９）ライトガイドを複数本備えてなる。
（１０）さらに、励起光源とライトガイドとの間にレンズを備えており、レンズを介して励起光源から射出された励起光をライトガイドへ導入する。
（１１）さらに他の部材として、励起光源からの光を９０％以上遮断する遮断部材を有する。
（１２）波長変換部材は、励起光源に近い側から、第１の蛍光物質を有する第１の層と、第２の蛍光物質を有する第２の層とを少なくとも有し、第２の蛍光物質は、励起光源からの励起光により励起され、第１の蛍光物質は、第２の蛍光物質からの光により励起される。
（１３）波長変換部材は、励起光源に近い側から、第１の蛍光物質を有する第１の層と、第２の蛍光物質を有する第２の層とを少なくとも有し、第１の蛍光物質は、第２の蛍光物質よりも、励起光により生じる熱が低い。
（１４）波長変換部材は、少なくともＬＡＧを含む。
（１５）波長変換部材は、被覆部材として無機ガラスを含む。
本発明の発光装置によれば、少なくとも励起光源と、波長変換部材と、ライトガイドとから構成されるため、励起光源から射出された励起光は射出部へと導かれ、射出部から射出された励起光はライトガイドへ導出される。励起光はライトガイド内で全反射を繰り返しながら他端である出力部へと導出される。導出された励起光は、出力部に設けられた波長変換部材に照射されることにより、励起光の少なくとも一部は波長変換部材に吸収され、波長変換されて所定の波長域の光となって放出、拡散される。この光が外部に導出される。あるいは、蛍光物質で波長変換された光と、波長変換部材に吸収されることなく通過してきた励起光とが混合されて、外部に導出される。
これにより、少なくとも１個の励起光源で所望の光、例えば、白色光を得ることができる。また、１個の励起光源のみで所望の光を得ることができるため、色調バラツキが少なく、色再現性に富む発光装置を得ることができる。
さらに、励起光源と波長変換部材とを組み合わせて用いることにより、励起光源のみを用いる場合に比較して、指向角の広い発光装置を得ることができる。しかも、所定波長の光を混色し易く、演色性の高い光を得ることができる。
また、ライトガイドによって、励起光源と波長変換部材とを離間して配置することができるため、波長変換部材が、励起光源による熱、高強度の光等に直接さらされることがなく、波長変換部材の劣化を防止し、良質の光を変化することなく長期間にわたって得ることができる。しかも、ライトガイドにより、励起光源を移動させることなく、自由に照射場所を設定することが可能となる。加えて、ライトガイドには電気が流れていないため、漏電等の問題を生じることなく、安全に使用することができる。さらに、波長変換部材が、波長変換部材から射出される光をライトガイドを介して外部へ導出するような位置に配置されていることにより、光を放出する箇所と励起光源とが離れているために、光の設置場所にかかわらず、ライトガイドの先端が汚れる箇所においても使用することができ、励起光源及び／又は波長変換部材の取り替えを容易に行うことができる。さらに、ライトガイドにより、励起光源で発生した光を、減衰することなく、実質的に全て波長変換部材に伝送することができるため、所定の出力状態を維持したまま、励起光を効率よく波長変換して、発光効率の高い、所望の光を得ることが可能となる。
本発明の発光装置においては、特に、波長変換部材が異なる波長の光を波長変換する複数の層で形成されている場合には、入射される光の波長に対応して、適切な波長変換を順次行うことができ、結果的に変換すべき光の全てを波長変換して、より効率的な波長変換が可能となる。
また、ライトガイド先端部材が、励起光及び／又は波長変換された光を反射する材料により形成されている場合には、ライトガイドから照射された励起光や波長変換された光が反射によってライトガイド側に戻ってきたとしても、ライトガイド先端部材によって再度反射させることにより、励起光及び／又は波長変換された光を有効に外部に取り出すことができ、出力を向上させることができる。
ライトガイドが、波長変換部材側の端部でのみ断面の中心部（コア）の直径が大きく形成されている場合には、ライトガイド端におけるファイバ自体の劣化を防止することができる。さらに、ライトガイド端部で光密度を低減させることができるため、ライトガイド端部に配置される波長変換部材等の劣化を防止することができるとともに、波長変換部材に光を均一に、効率よく照射することができる。
波長変換部材の励起光導入部分に波長変換光反射膜及び／又は波長変換部材の波長変換した光の導出部分に励起光反射膜を備えている場合には、波長変換部材によって波長変換された光が、励起光入射側に戻ることを防止するとともに、励起光入射側に戻った光を反射させることにより光としてより効率よく外部に取り出すことができる。しかも、励起光が直接外部に照射されること及び励起光が意図しない部分から漏れること等を防止することができる。従って、発光効率をより向上することができる。
波長変換部材とライトガイドとの間に及び／又は波長変換された光が外部へ導出される部分を除く波長変換部材の表面に拡散防止部材が配置されている場合には、励起光及び／又は波長変換された光が意図しない方向に拡散することを防止することができる。
複数のライトガイドを備えて構成される場合には、発光装置の出力を容易に向上させることができる。
ライトガイドの一端を支持するライトガイド先端部材を備え、波長変換部材がライトガイドの端部とともに、ライトガイド先端部材の端部の一部又は全部を被覆する場合には、波長変換部材の劣化を軽減することができるとともに、出力を向上させることができる。
以下、本発明の発光装置を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す発光装置は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を以下のものに特定しない。特定的な記載がない限りは、構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置などは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係などは、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
本発明の発光装置は、図１に示すように、励起光源１０と、ライトガイド２０と、波長変換部材３０とから主として構成される。
励起光源
励起光源は、励起光を射出するための光源であり、後述する蛍光物質を励起することができる光であればどのような光であってもよい。励起光源には、半導体発光素子、ランプ等、さらに電子ビーム、プラズマ、ＥＬ等をエネルギー源とするデバイスを使用することができる。なかでも、発光素子を用いることが好ましい。発光素子は、発光強度が高いことから、小型で電力効率の良好な発光装置を得ることができる。また、初期駆動特性に優れ、振動やオン・オフ点灯の繰り返しに強い発光装置を得ることができる。発光素子は、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）、レーザダイオード素子（ＬＤ）等が挙げられ、なかでも、レーザダイオード素子であることが好ましい。これにより、極めて高い発光出力を有する発光装置を得ることができる。例えば、３５０ｎｍ〜５５０ｎｍ程度に主発光ピーク波長を有している光を出射するものが好ましい。これにより、後述するように、波長変換効率の良好な蛍光物質を使用することができる。その結果、発光出力の高い発光装置を得ることができるとともに、種々の色味の光を得ることができる。さらに、後述する波長変換部材の劣化を防止して、高寿命及び信頼性の高い発光装置を得ることができる。
例えば、励起光源は、図１に示すように、発光素子１１等を備え、発光素子１１から射出される光を射出部１２からライトガイド２０へと導出するように構成されている。発光素子１１と射出部１２との間には、通常、レンズ１３が設けられている。
発光素子は、通常、基板上に半導体層が積層されて構成される。
基板としては、結晶性の良い窒化物半導体を量産性よく形成するためにはＣ面、Ｒ面又はＡ面を主面とするサファイア基板を利用することが好ましい。また、例えば、Ｃ面、Ｒ面及びＡ面のいずれかを主面とするスピネル（ＭｇＡ１2Ｏ4）のような絶縁性基板、ＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃを含む）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ、ＧａＮ及び窒化物半導体と格子整合する酸化物基板等、窒化物半導体を成長させることが可能で、従来から知られており、窒化物半導体と異なる材料を用いてもよい。また、基板は、オフアングルしていてもよく、この場合ステップ状にオフアングルしたものを用いると窒化ガリウムからなる下地層が結晶性よく成長するため好ましい。
なお、窒化物半導体とは異なる基板を用いる場合には、この異種基板上に素子構造形成前の下地層となる窒化物半導体（バッファ層、下地層など）を成長させた後、異種基板を研磨などの方法により除去して、窒化物半導体（例えば、ＧａＮ）の単体基板としてもよく、また、素子構造形成後に、異種基板を除去してもよい。
異種基板上に、バッファ層（低温成長層）及び／又は窒化物半導体（好ましくはＧａＮ）等からなる下地層を形成することにより、素子構造を構成する窒化物半導体の成長が良好になる。このような窒化物半導体からなるｐｎ接合によって、紫外領域の光を効率よく発光させることができる。
バッファ層としては、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＧａＡＩＮ等を低温で成長させた非単結晶となる層が挙げられる。
異種基板上に設ける下地層（成長基板）として、ＥＬＯＧ(Epitaxially Laterally Overgrowth)成長させてもよい。例えば、異種基板上に、任意に窒化物半導体層を成長させ、その表面に窒化物半導体の成長が困難な保護膜（例えば、ＳｉＯ2など）により、ストライプ状等のマスク領域を形成する（例えば、基板のオリフラ面と略垂直となるように）とともに、窒化物半導体を成長させための非マスク領域を形成する。この保護膜上に窒化物半導体層を成長させる。非マスク領域から窒化物半導体を、選択的に成長させることによって、膜厚方向への成長に加えて、横方向への成長がなされ、マスク領域にも窒化物半導体が成長して、ほぼ平坦な半導体層を形成することができる。あるいは、異種基板上に成長させた窒化物半導体層に開口部を形成し、その開口部を含む基板上に窒化物半導体層を形成してもよい。これによって、開口部側面から横方向へ窒化物半導体が成長し、結果的にほぼ平坦な半導体層を形成することができる。
このような基板上に形成される半導体層は、ＢＮ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＢＡｌＧａＮ、ＢＩｎＡｌＧａＮなど種々の半導体を挙げることができる。同様に、これらの元素に不純物元素としてＳｉ、Ｚｎなどを含有させて発光中心とすることもできる。
特に、蛍光物質を効率良く励起できる紫外領域から可視光の短波長（例えば、青色系）を、効率よく発光させることができる発光層の材料として、窒化物半導体、中でもIII族窒化物半導体（例えば、Ａｌ、Ｇａを含む窒化物半導体、Ｉｎ、Ｇａを含む窒化物半導体、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）がより好適に挙げられる。また、窒化ガリウム系化合物半導体の一部を、Ｂ、Ｐで置換したものを用いてもよい。半導体の種類やその混晶比を適宜設定することにより、得られる発光素子の発光波長を調整することができる。例えば、活性層の組成によって、３５０〜５５０ｎｍ程度、好ましくは３５０〜５００ｎｍ程度、３６０〜５００ｎｍ程度、特に、活性層のＩｎの含有量を変化させることにより、４２０〜４９０ｎｍ程度の範囲において主発光ピーク波長を有する光を得ることができる。
半導体層は、単層構造でもよいが、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合、ＰＮ接合などを有するホモ構造、ヘテロ構造又はダブルへテロ構成のものが好適に使用される。さらに、複数層の積層構造、超格子構造であってもよく、量子効果が生ずる薄膜に積層した単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造であってもよい。
これらの半導体層は、例えば、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ）、分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）等の公知の技術により形成することができる。半導体層の膜厚は特に限定されるものではなく、種々の膜厚のものを適用することができる。
例えば、ｎ型窒化ガリウムによる第１のコンタクト層、ｎ型窒化アルミニウム・ガリウムによる第１のクラッド層、窒化インジウム・アルミニウム・ガリウム又はＩｎＧａＮによる井戸層と窒化アルミニウム・ガリウム又はＧａＮによる障壁層とを複数層積層させた多重量子井戸構造の活性層、ｐ型窒化アルミニウム・ガリウムによる第２のクラッド層、ｐ型窒化ガリウムによる第２のコンタクト層をこの順に積層させたダブルへテロ構造等が挙げられる。
なお、窒化物半導体は、不純物をドープしない状態でｎ型導電性を示す。発光効率を向上させるなどの目的でｎ型窒化物半導体を形成する場合は、ｎ型ドーパントとしてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を適宜導入することが好ましい。一方、ｐ型窒化物半導体を形成させる場合は、ｐ型ドーパントであるＺｎ、Ｍｇ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等をドープさせることが好ましい。例えば、不純物濃度として、１０15〜１０21／ｃｍ3程度、特に、コンタクト層として１０17〜１０20／ｃｍ3程度が挙げられる。窒化物半導体は、ｐ型ドーパントをドープしただけではｐ型化しにくいため、ｐ型ドーパント導入後に、炉による加熱やプラズマ照射等により低抵抗化させることが好ましい。
基板として、絶縁性の基板を用いた場合には、第２のコンタクト層の表面側からエッチングし、第１のコンタクト層を露出させ、第１及び第２コンタクト層上にそれぞれ第１及び第２電極を形成し、チップ状にカットすることで窒化物半導体からなる発光素子を形成することができる。また、絶縁性の基板を除去するか、導電性基板を用いた場合には、第１のコンタクト層の露出のための第２のコンタクト層表面側からのエッチングは必要なく、第２のコンタクト層の表面に第２電極を、基板の裏面に第１電極を、それぞれ形成してもよい。
特に、第２のコンタクト層に形成する第２電極は、オーミック電極として、ほぼ全面に形成することが好ましい。また、第２電極は、そのシート抵抗Ｒｐが、第１のコンタクト層、例えばｎ型コンタクト層のシート抵抗Ｒｎと、Ｒｐ≧Ｒｎの関係となるように調節されていることが好ましい。通常、ｎ型コンタクト層は、例えば、膜厚３〜１０μｍ、さらに４〜６μｍで形成されていることから、そのシート抵抗Ｒｎは１０〜１５Ω／□と見積もられるため、Ｒｐはこれ以上のシート抵抗値を有するように薄膜に形成することが好ましい。具体的には、１５０μｍ程度以下が挙げられる。
このように、ｐ電極とｎ型コンタクト層とがＲｐ≧Ｒｎの関係であるとき、ｐ電極上に、ｐ層全体に電流を拡散させ、活性層全体を効率よく発光させるために、延長伝導部を有するｐ側パッド電極を設けることが好ましい。これにより、さらなる外部量子効率の向上を図ることができる。延長伝導部の形状は特に限定されず、例えば、直線状、曲線状、格子状、枝状、鉤状、メッシュ状等が挙げられる。これらの形状によれば、光を遮る面積を減少させることができるため、好ましい。ｐ側パッド電極は、その総面積に比例して、遮光作用が増大するため、遮光作用が発光増強効果を上回らないように線幅及び長さを設計することが好ましい。
さらに、第２電極は、透光性材料により形成することが好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＺｎＯ、Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2、金及び白金族元素の群から選択された１種を含む金属又は合金の単層膜又は多層膜が挙げられる。特に、金及び白金族元素の群から選択された１種を含む金属又は合金と少なくとも１種の他の元素とからなる多層膜又は合金で形成される場合には、含有されている金または白金族元素の含有量に応じてｐ電極のシート抵抗Ｒｐを調整することができ、電極の安定性及び再現性を向上させることができる。ただし、金または金属元素は、３００〜５５０ｎｍの波長領域における吸収係数が高いので、これらの含有量を少なくすることにより透過性がよくなる。ＲｐとＲｎとの関係は、発光素子の発光時の光強度分布の状態から判断することが可能である。
なお、発光素子として、活性層の上方にリッジストライプを形成し、活性層をガイド層で挟むとともに、共振器端面を設けた半導体レーザ素子を用いてもよい。
具体的には、以下に示すような構成が挙げられる。
上述した基板上に、任意にバッファ層を介して、ｎ型窒化物半導体層であるｎ型コンタクト層、クラック防止層、ｎ型クラッド層及びｎ型光ガイド層が形成される。ｎ型クラッド層を除く他の層は、素子によっては省略することもできる。ｎ型窒化物半導体層は、少なくとも活性層と接する部分において活性層よりも広いバンドギャップを有することが必要であり、そのためにＡｌを含む組成であることが好ましい。例えば、ｎ型ＡｌyＧａ1-yＮ（０≦ｙ＜１）層（各層毎にｙの値は異なっていてもよい）が挙げられる。各層は、ｎ型不純物をドープしながら成長させてｎ型としてもよいし、アンドープで成長させてｎ型
としてもよい。
ｎ型窒化物半導体層の上には、活性層が形成される。活性層は、Ｉｎx1Ａｌy1Ｇａ1-x1-y1Ｎ井戸層（０≦ｘ1≦１、０≦ｙ1≦１、０≦ｘ1＋ｙ1≦１）とＩｎx2Ａｌy2Ｇａ1-x2-y2Ｎ障壁層（０≦ｘ2≦１、０≦ｙ1≦１、０≦ｘ1＋ｙ1≦１、ｘ1＞ｘ2）が、障壁層／井戸層／障壁層の順に適当な回数だけ交互に繰り返し積層されたＭＱＷ構造を有していることが好ましく、通常、活性層の両端はいずれも障壁層となっている。
井戸層は、アンドープで形成されている。一方、ｐ型窒化物半導体層に隣接した最終障壁層を除いて、全ての障壁層にはＳｉ、Ｓｎ等のｎ型不純物がドープ（好ましくは１×１０17〜１×１０19ｃｍ-3）されており、最終障壁層はアンドープで成長されている。なお、最終障壁層には、隣接するｐ型窒化物半導体層からＭｇ等のｐ型不純物が拡散している（例えば、１×１０16〜１×１０19ｃｍ-3）。最終障壁層を除く障壁層にｎ型不純物がドープされていることにより、活性層中の初期電子濃度が大きくなって井戸層への電子注入効率が高くなり、レーザの発光効率が向上する。一方、最終障壁層は、最もｐ型窒化物半導体層側にあるため井戸層への電子注入には寄与しない。そこで、最終障壁層にｎ型不純物をドープせず、むしろｐ型不純物をｐ型窒化物半導体層からの拡散によって実質的にドープすることにより、井戸層へのホール注入効率を高めることができる。また、最終障壁層にｎ型不純物をドープしないことにより、障壁層中に異なる型の不純物が混在してキャリアの移動度が低下することを防止できる。ただし、最終障壁層を成長させるときに、Ｍｇ等のｐ型不純物を１×１０19ｃｍ-3以下の濃度でドープしながら成長させてもよい。最終障壁層は、ｐ型窒化物半導体層を成長させるときのガスエッチングによるＩｎを含有する活性層の分解の影響を抑制するために、他の障壁層よりも厚く形成されていることが好ましい。例えば、他の障壁層の好ましくは１．１〜１０倍、より好ましくは１．１〜５倍が挙げられる。
最終障壁層の上には、ｐ型窒化物半導体層として、ｐ型電子閉じ込め層、ｐ型光ガイド層、ｐ型クラッド層、ｐ型コンタクト層が形成される。ｐ型クラッド層を除く他の層は、素子によっては省略することもできる。ｐ型窒化物半導体層は、少なくとも活性層と接する部分において活性層よりも広いバンドギャップを有することが必要であり、そのためにＡｌを含む組成であることが好ましい。例えば、ｐ型ＡｌzＧａ1-zＮ（０≦ｚ＜１）層（各層毎にｚの値は異なっていてもよい）が挙げられる。これにより、いわゆるダブルへテロ構造が形成されている。また、各層は、ｐ型不純物をドープしながら成長させてｐ型としてもよいし、隣接する他の層からｐ型不純物を拡散させてｐ型としてもよい。
ｐ型電子閉じ込め層は、ｐ型クラッド層よりも高いＡｌ混晶比のｐ型窒化物半導体からなり、好ましくはＡｌxＧａ1-xＮ（０．１＜ｘ＜０．５）なる組成を有する。また、Ｍｇ等のｐ型不純物が高濃度で、好ましくは５×１０17〜１×１０19ｃｍ-3の濃度でドープされている。これにより、ｐ型電子閉じ込め層は、電子を活性層中に有効に閉じ込めることができ、レーザの閾値を低下させる。また、ｐ型電子閉じ込め層は、３０〜２００Å程度の薄膜で成長させればよく、薄膜であればｐ型光ガイド層やｐ型光クラッド層よりも低温で成長させることができる。したがって、ｐ型電子閉じ込め層を形成することにより、ｐ型光ガイド層等を活性層の上に直接形成する場合に比べて、Ｉｎを含む活性層の分解を抑制することができる。
なお、ｐ型窒化物半導体層のうち、ｐ型光ガイド層の途中までリッジストライプが形成され、さらに、保護膜、ｐ電極、ｎ電極、ｐパット電極及びｎパット電極等が形成されて半導体レーザが構成される。
レンズは、発光素子から射出された光が、射出部に集光される限り、どのような形状でもよく、発光素子と射出部との間に、複数枚並べて配置してもよい。レンズは、無機ガラス、樹脂等により形成することができ、なかでも、無機ガラスが好ましい。励起光源とライトガイドとの間にレンズを備え、レンズを介して励起光源から射出された励起光をライトガイドへ導出することができることにより、励起光源からの射出する励起光を集光させ、効率よくライトガイドに導出することができる。
ライトガイド
ライトガイドは、励起光源から射出された光を伝送するものであり、例えば、励起光源から射出された光を波長変換部材へ導出するものが挙げられる。ライトガイドは、その形状を自由に変形させることができるよう屈曲可能に構成されている。例えば、直角に曲げ又は湾曲させることができるため、所望の位置に光を導出することができる。したがって、このようなことができるものであれば、どのような材料及び構成のものを用いてもよい。特に、励起光源から射出された光を、減衰させることなく波長変換部材へ導出するものであることが、エネルギー効率の観点から好ましい。
ライトガイドとしては、例えば、光を伝送する際に光の伝送路として用いる極めて細いグラスファイバが挙げられ、高屈折率を有するものと低屈折率を有するものとを組み合わせたものや、反射率の高い部材を用いたものを使用することができる。なかでも、ライトガイドの全長又は一部長において、断面の中心部（コア）を周辺部（クラッド）で取り囲む二重構造のものが好ましく、コアの屈折率がクラッドの屈折率よりも高いものが、光信号を減衰させることなく送ることができる観点から、より好ましい。ライトガイドは、ライトガイド端面での光密度を低減させる観点から、コアの占有率がクラッドの占有率よりも高い方が好ましい。また、ライトガイドへの戻り光を防止する観点から、クラッド径は小さい方が好ましい。例えば、コア径が１０００μｍ程度以下、クラッド径（コア径を含む）１２００μｍ程度以下が挙げられ、コア径が４００μｍ程度以下、クラッド径（コア径を含む）４５０μｍ程度以下が好ましい。具体的には、コア／クラッド＝１１４／１２５（μｍ）、７２／８０（μｍ）等のものが挙げられる。
なお、ライトガイドは、単線ファイバ、多線ファイバのいずれでもよいが、単線ファイバであることが好ましい。また、単一モードファイバ、多モードファイバのいずれでもよいが、多モードファイバであることが好ましい。
ライトガイドの材料は特に限定されるものではなく、例えば、石英ガラス、プラスチック等が挙げられる。なかでも、コアの材料がピュアシリカ（純粋石英）によって構成されているものが好ましい。これにより、伝達損失を抑えることができる。
また、ライトガイドは、ライトガイド端での光密度を低減させる観点から、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ライトガイド２０、１２０の端部においてのみ、コア２０ａ、１２０ａの中心部よりもコア径の広いもの、例えば、ＴＥＣファイバ（クラッド２０ｂ径が一定）、テーパーファイバ（クラッド１２０ｂ径がテーパー形状）を使用することができる。また、インデックスガイディング、フォトニックバンドギャップ、ホールアシシテッド等と呼ばれ、そのコアやクラッドに空気の孔、つまりエアーホールを１以上有するフォトニクス結晶ファイバ（遠山 修、「フォトニクス結晶ファイバ」第31光波センシング技術研究会 (Proc. of 31st Meeting on Lightwave Sensing echnology)、LST 31-14、pp.89-96, 2003年6月6日；フォトニック結晶ファイバ DIAGUIDE○RPCF、三菱電線株式会社製品カタログ、No.6-184 (2003.01)等参照）を用いてもよい。
フォトニクス結晶ファイバは、水分などがエアーホールに浸入するのを防止するために、端部が所定の部材で被覆されている。このため、ライトガイドに伝送された光が、その端部においてコア２２０ａよりも広がって放出される。これらのように、ライトガイド端部において、中心部のコア径の１．０５〜２．０倍程度のコア径を有するもの、ライトガイド端で見かけ上光が広がって放出されるもの等が挙げられる。これにより、ライトガイド端におけるファイバ自体の劣化を防止することができる。さらに、ライトガイド端部で光密度を低減させることができるため、ライトガイド端部に配置される波長変換部材等の劣化を防止することができるとともに、波長変換部材に光を均一に、効率よく照射することができる。
なお、コア及び／又はクラッドが一定の径を有する通常のライトガイドにおいても、端部が被覆部材により被覆されることにより、フォトニクス結晶ファイバと同様に、ライトガイド端部において、コアよりも広がって光が放出されることとなり、光密度を低減させることができる。ここで被覆部材の膜厚及び材料は、光の放出を阻害しないものであれば、特に限定されることない。
波長変換部材
波長変換部材は、励起光源から射出される励起光の一部又は全部を吸収し、波長変換して所定の波長域の光、例えば、赤色、緑色、青色、さらにこれらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有する光を放出し得るものである。したがって、波長変換部材は、このような機能を実現することができる材料によって構成されるものであれば、その種類は限定されない。つまり、波長変換部材は、励起光源から発せられた光の発光スペクトルとは異なる発光スペクトル、通常、長波長側に発光ピーク波長を有する光を導出する。特に、発光素子にレーザダイオード素子を用いる場合でも、この波長変換部材によって、光は半値幅の広いブロードな発光スペクトルとなるため、被写体の視認性を向上させることができる。
波長変換部材は、波長変換部材を通して得られた光が、励起光の波長にかかわらず、白色光として得られる材料によって構成されることが好ましい。また、良好な演色性を得るために、照射光の平均演色評価数（Ｒａ）が８０以上となるような材料によって構成されることが好ましい。
ここで演色性とは、ある光源によって照明された物体の色の見え方を左右するその光源の性質を意味し、演色性が良好であるとは、一般に、太陽光によって照射された物体の色の見え方に限りなく近い性質を意味する（（株）オーム社、「蛍光体ハンドブック」、ｐ４２９参照）。演色性は、発光素子に、後述する蛍光体層を組み合わせて用いることにより、良好にすることができる。また、平均演色評価数（Ｒａ）とは、８種類の色票が試料光源及び基準光源それぞれによって照明された場合の色ズレの平均的な値を基礎として求められる。
得られる光の色調は、例えば、三原色（青色、緑色、赤色）の光を組み合わせることにより調整することができる。また、補色の関係にある青色と黄色、青緑色と赤色、緑色と赤色又は青紫色と黄緑色等の２色の光を組み合わせることによっても調整することができる。ここで補色とは、色度図で白色点をはさんで互いに反対側にある２つの色を意味する。なお、色調を調整するための各色の光は、必ずしも波長変換部材によって波長変換された光でなくてもよく、励起光源から得られた励起光を利用してもよい。また、本発明では、光の色と波長との関係は、ＪＩＳ Ｚ８１１０に準じる。
ここで、波長変換部材は励起光源等からの光を波長変換させるものであるが、一部の光は波長変換されずに熱となる。一方、ライトガイドは、光を導出するとともに屈曲可能な程度に細いので、出射端部側に配置された波長変換部材への光の集中、それにともなう発熱は著しい。したがって、波長変換部材の熱による劣化等の問題を軽減させるための本明細書に記載される構成は、特にクラッド径が４５０μｍ以下である屈曲可能な程度に細いライトガイドを用いる構成において非常に効果的である。
波長変換部材は、例えば、蛍光物質、顔料等により構成される。特に、蛍光物質を用いることにより、発光輝度、演色性の高い発光装置を得ることができる。
蛍光物質としては、励起光源で励起されるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、
(i)アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト、
(ii)アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン、
(iii)アルカリ土類金属アルミン酸塩、
(iv)酸窒化物又は窒化物、
(v)アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類窒化ケイ素、
(vi)硫化物、
(vii)アルカリ土類チオガレート、
(viii)ゲルマン酸塩、
(ix)希土類アルミン酸塩、
(x)希土類ケイ酸塩、
(xi)Ｅｕ等のランタノイド系元素で主に賦活された有機及び有機錯体等の種々の蛍光物質が挙げられる。これらは、１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
(i)アルカリ土類金属ハロゲンアパタイト蛍光物質としては、好ましくは、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に賦活されたものであり、例えば、
Ｍ5（ＰＯ4）3Ｘ：ＲE
（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上が挙げられる。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。ＲEは、ランタノイド系及び遷移金属系の元素からなる群から選択される１種以上である。）
等が挙げられる。
例えば、カルシウムクロルアパタイト（ＣＣＡ）、バリウムクロルアパタイト（ＢＣＡ）等が例示され、具体的には、Ｃａ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ等が挙げられる。
(ii)アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光物質としては、
Ｍ2Ｂ5Ｏ9Ｘ：ＲE
（Ｍ、Ｘ及びＲEは、上記と同義である）
等が挙げられる。
例えば、カルシウムクロルボレート（ＣＣＢ）等が例示され、具体的には、Ｃａ2Ｂ5Ｏ9Ｃｌ：Ｅｕ等が挙げられる。
(iii)アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光物質としては、ユーロピウム賦活ストロンチウムアルミネート（ＳＡＥ）、バリウムマグネシウムアルミネート（ＢＡＭ）、あるいは、
ＳｒＡｌ2Ｏ4：ＲE、
Ｓｒ4Ａｌ14Ｏ25：ＲE、
ＣａＡｌ2Ｏ4：ＲE、
ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：ＲE、
ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：ＲE
（ＲEは、上記と同義である。）
等が挙げられる。
(iv)酸窒化物蛍光物質としては、希土類元素で主に賦活されたものが好ましく、少なくとも１種の第II族元素と、少なくとも１種の第IV族元素とを含有する。これらの元素の組合せは特に限定されず、例えば、以下の組成、
ＬxＪyＯzＮ((2/3)x+(4/3)y-(2/3)z)：Ｒ又は
ＬxＪyＱtＯzＮ((2/3)x+(4/3)y+t-(2/3)z)：Ｒ
（Ｌは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の第II族元素である。Ｊは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆからなる群から選ばれる少なくとも１種の第IV族元素である。Ｑは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の第III族元素である。Ｒは、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｙｂ、Ｔｍからなる群から選ばれる少なくとも１種の希土類元素である。０．５＜ｘ＜１．５、１．５＜ｙ＜２．５、０＜ｔ＜０．５、１．５＜ｚ＜２．５である。）
で表されるものが挙げられる。式中、ｘ、ｙ、ｚが上述した範囲の場合には、高い輝度を示し、特に、ｘ＝１、ｙ＝２及びｚ＝２で表される酸窒化物蛍光物質はより高い輝度を示すため、より好ましい。但し、上記範囲に限定されず、任意のものを使用することができる。
具体的には、アルファサイアロンを母体材料とする酸窒化物蛍光物質、ベータサイアロンを母体材料とする酸窒化物蛍光物質、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕの組成式で表されるＥｕ賦活カルシウムアルミニウムシリコンナイトライド等が挙げられる。
窒化物蛍光物質は、上述した少なくとも１種の希土類元素により賦活されたものが好ましい。この蛍光物質は、上述した少なくとも１種の第II族元素と、上述した少なくとも１種の第IV族元素と、Ｎとを含む窒化物蛍光物質であって、Ｂが１〜１００００ｐｐｍの範囲で含まれているものが挙げられる。あるいは、窒化物蛍光物質の組成中に、酸素が含まれていてもよい。
なかでも、Ｃａ及び／又はＳｒと、Ｓｉと、Ｎとからなる窒化物蛍光物質、例えば、カルシウムシリコンナイトライド（ＣＥＳＮ）、ストロンチウムシリコンナイトライド（ＳＥＳＮ）、カルシウムストロンチウムシリコンナイトライド（ＳＣＥＳＮ）、特に、Ｅｕにより賦活されたもの、Ｂが１〜１００００ｐｐｍの範囲で含まれているものが好ましい。Ｅｕの一部は、上述した少なくとも１種の希土類元素により置換されていてもよい。Ｃａ及び／又はＳｒの一部は、上述した少なくとも１種の第II族元素により置換されていてもよい。Ｓｉの一部は、上述した少なくとも１種の第IV族元素により置換されていてもよい。
具体的には、
ＬxＪyＮ((2/3)x+(4/3)y)：Ｒ又は
ＬxＪyＯzＮ((2/3)x+(4/3)y-(2/3)z)：Ｒ
（Ｌ、Ｊ及びＲは、上記と同義である。ｘ、ｙ、ｚは、０．５≦ｘ≦３、１．５≦ｙ≦８、０＜ｚ≦３である。）
で表される窒化物蛍光物質であって、Ｂが１〜１００００ｐｐｍの範囲で含まれているものが好ましい。
(v)アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類窒化ケイ素としては、
Ｍ2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ、
ＭＳｉ7Ｎ10：Ｅｕ、
Ｍ1.8Ｓｉ5Ｏ0.2Ｎ8：Ｅｕ、
Ｍ0.9Ｓｉ7Ｏ0.1Ｎ10：Ｅｕ
（Ｍは、上記と同義である。）
等が挙げられる。
(vi)硫化物としては、ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ等のアルカリ土類硫化物の他、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｙ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ、ＺｎＣｄＳ：Ａｇ，Ａｌ、ＺｎＣｄＳ：Ｃｕ，Ａｌ等が挙げられる。
(vii)アルカリ土類チオガレートとしては、
ＭＧａ2Ｓ4：Ｅｕ
（Ｍは、上記と同義である。）
等が挙げられる。
(viii)ゲルマン酸塩としては、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ、Ｚｎ2ＧｅＯ4：Ｍｎ等が挙げられる。
(ix)希土類アルミン酸塩としては、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活されたものが好ましく、例えば、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）、ルテチウムアルミニウムガーネット（ＬＡＧ）、具体的には、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ0.8Ｇｄ0.2）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｙ3（Ａｌ0.8Ｇａ0.2）5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、Ｙ3（Ａｌ，Ｓｃ）5Ｏ12：Ｃｅ、Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（ＹをＬｕで一部又は全部置換したもの、ＣｅをＴｂで一部又は全部置換したものも含む。）の他、Ｔｂ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｇｄ3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ等が挙げられる。
(x)希土類ケイ酸塩としては、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｔｂ等が挙げられる。
(xi)有機及び有機錯体としては、特に限定されず、いずれの公知のものを用いてもよい。好ましくはＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活されたものであるが、任意に、Ｅｕに代えて又は加えて、上述した希土類元素ならびにＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ及びＭｎからなる群から選択される少なくとも１種を用いてもよい。
なかでも、(ix)のＣｅ等のランタノイド系元素で主に賦活された希土類アルミン酸塩蛍光物質、特に、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ,Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ等の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光物質（ＹをＬｕで一部又は全部置換したもの、ＣｅをＴｂで一部又は全部置換したものも含む。）、(iv)希土類元素で主に賦活された酸窒化物又は窒化物蛍光物質、特に、一般式
ＬxＪyＮ((2/3)x+(4/3)y)：Ｒ又は
ＬxＪyＯZＮ((2/3)x+(4/3)y-(2/3)z)：Ｒ
（Ｌ、Ｊ、Ｒ、ｘ、ｙ、ｚは上記と同義である。）
が好ましい。
また、例えば、
(i）ＣＣＡ、(ii）ＣＣＢ及び（iii）ＢＡＭの少なくとも１種と（ix）ＹＡＧとの組み合わせ、
(iii）ＳＡＥと(i）ＣＣＡ：Ｍｎとの組み合わせ、
(iii）ＳＡＥと(iv）ＳＥＳＮとの組み合わせ、
(iii）ＳＡＥと(iv）ＳＣＥＳＮとの組み合わせ、
(iii）ＳＡＥと(iv）ＣＥＳＮとの組み合わせ、
(i）ＣＣＡと(ix）ＬＡＧと（iv）ＳＥＳＮとの組み合わせ、
(i）ＣＣＡと(ix）ＬＡＧと（iv）ＳＣＥＳＮとの組み合わせ、
(i）ＣＣＡと(ix）ＬＡＧと（iv）ＣＥＳＮとの組み合わせ、
(i）ＣＣＡと(ix）ＬＡＧと（iv）ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕとの組み合わせ、
(ix）ＬＡＧと(iv）ＳＥＳＮとの組み合わせ、
(ix）ＬＡＧと(iv）ＳＣＥＳＮとの組み合わせ、
(ix）ＬＡＧと(iv）ＣＥＳＮとの組み合わせ、
(ix）ＬＡＧと(iv）ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕとの組み合わせ等が好ましい。
窒化物蛍光物質は、紫外から可視光の短波長側の光により励起され、可視光の長波長側の光を放出することができるため、演色性の向上を図ることができる。また、希土類アルミン酸塩蛍光物質は、高い耐熱性を有するため、安定した光を放出することができ、波長変換効率が高いため、高効率で光を取り出すことができる。さらに、これら蛍光物質を組み合わせて用いたものがより好ましい。これにより、例えば、平均演色評価数（Ｒａ）が８０以上と、演色性の高い光を得ることができる。
顔料としては、例えば、染料、ペリレン等の蛍光染料が挙げられる。
このような蛍光物質、顔料等は、凝集体を形成せず、光の吸収率及び変換効率を最大限に発揮させるために、通常、１μｍ〜２０μｍ程度の範囲の粒径のものが用いられ、２μｍ〜８μｍ程度が好ましく、５μｍ〜８μｍ程度がより好ましい。また、このように、比較的粒径の大きな蛍光物質等を用いることにより、発光装置の量産性を向上させることができる。ここで粒径は、空気透過法で得られる平均粒径を指す。具体的には、気温２５℃、湿度７０％の環境下において、１ｃｍ3分の試料を計り取り、専用の管状容器にパッキングした後、一定圧力の乾燥空気を流し、差圧から比表面積を読みとり、平均粒径に換算した値である。
なお、本発明における波長変換部材は、上述したような蛍光物質等のみで構成されていてもよいが、任意に、フィラーとともに、被覆部材に混合して形成することができる。これにより、ライトガイドへの波長変換部材の固着を容易にすることができる。また、波長変換部材を均一に配置することができるため色むらの少ない発光装置を得ることができる。
被覆部材としては、例えば、無機ガラス、イットリアゾル、アルミナゾル、シリカゾル等の無機物質；ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アクリレート樹脂、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ等）、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリノルボルネン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、変性エポキシ樹脂等の１種又は２種以上等の樹脂、液晶ポリマー等の有機物質が挙げられる。これらの被覆部材は、耐熱性、耐光性、耐候性、透光性等に優れたものが好ましい。なかでも、フッ素樹脂、シリコーン樹脂（特にジメチルシロキサン系、メチルポリシロキサン系の樹脂等）等が好ましい。
波長変換部材を、蛍光物質等と被覆部材である樹脂とで構成する場合には、蛍光物質等と樹脂とは、０．５〜１０：１程度の重量比の範囲で、さらに、１〜３：１程度、１．５〜２．５：１程度の重量比の範囲で混合することが好ましい。ただし、後述するように、波長変換部材が積層構造で形成される場合、各層における蛍光物質等と樹脂との割合は必ずしも同じでなくてもよい。例えば、耐熱性、耐光性、屈折率などの蛍光物質、樹脂等それ自体の性質を考慮して、用いる材料及びその割合を適宜調整することができる。
フィラーは、外部から照射された光を反射、散乱及び／又は拡散等させることができる材料であることが好ましい。これにより、蛍光物質等に均一に励起光を当てることができ、色むらを低減する作用を有する。フィラーとしては、シリカ（ヒュームシリカ、沈降性シリカ、溶融シリカ、結晶シリカ、超微粉無定形シリカ、無水珪酸等）、石英、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、一酸化錫、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化アルミニウム、窒化硼素、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の金属窒化物、ＳｉＣ等の金属炭化物、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等の金属炭酸塩、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、ほう酸アルミニウム、チタン酸バリウム、リン酸カルシウム、珪酸カルシウム、クレー、石膏、硫酸バリウム、マイカ、ケイソウ土、白土、無機バルーン、タルク、リトポン、ゼオライト、ハロイサイト、蛍光物質、金属片（銀粉等）等が挙げられる。また、強度をだすために、チタン酸カリウム、ケイ酸バリウム、ガラスファイバー等の針状のフィラーを用いてもよい。なかでも、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等が好ましい。
フィラーの粒径は特に限定されず、例えば、中心粒径が１μｍ以上５μｍ未満のフィラーは、蛍光物質等からの光を良好に乱反射させ、大きな粒径の蛍光物質等を用いることにより生じやすい色むらを抑制することができる。中心粒径が１ｎｍ以上１μｍ未満のフィラーは、発光素子からの光波長に対する干渉効果が低い反面、光度を低下させることなく被覆部材、例えば、樹脂の粘度を高めることができる。これにより、樹脂中に蛍光物質等をほぼ均一に分散させ、その状態を維持することが可能となり、取り扱いが困難である比較的粒径の大きい蛍光物質等を用いた場合でも歩留まり良く量産することができる。中心粒径が５μｍ以上１００μｍ以下のフィラーは、被覆部材、例えば、樹脂中に含有させると、光散乱作用により発光素子の色度バラツキを改善するとともに、樹脂の耐熱衝撃性を高めることができる。なお、フィラーは、分散性や反射性等を考慮して球状、針状、フレーク状等種々の形状とすることができる。
フィラーは、蛍光物質等と同程度の粒径及び／又は形状を有することが好ましい。ここで同程度の粒径とは、各粒子のそれぞれの中心粒径の差が２０％未満の場合をいい、同程度の形状とは、各粒径の真円との近似程度を示す円形度（円形度＝粒子の投影面積に等しい真円の周囲長さ／粒子の投影の周囲長さ）の値の差が２０％未満の場合をいう。このようなフィラーを用いることにより、蛍光物質等とフィラーとが互いに作用しあい、被覆部材、例えば、樹脂中にて蛍光物質等を良好に分散させることができ、色むらをより抑制することができる。
フィラーは、例えば、波長変換部材全体量の０．１〜８０重量％、より好ましくは７０重量％以下、さらに好ましくは５０重量％以下、特に好ましくは４０重量％以下、より特に好ましくは３０重量％以下で含有させることができる。
波長変換部材は、例えば、上述した蛍光物質等を、任意にフィラーとともに、被覆部材である樹脂中に混合し、必要があれば適当な溶媒を用いて、ポッティング法、スプレー法、スクリーン印刷法、ステンシル印刷法等、さらに、注型法、圧縮法、トランスファー法、射出法、押し出し法、積層法、カレンダー法、インジェクションモールド法等のプラスチップの成型法等、真空被覆法、粉末噴霧被覆法、静電堆積法、電気泳動的に堆積させる方法等により所望の形状に形成することができる。また、被覆部材を用いずに、例えば、蛍光物質等と、任意にフィラー及び適当な溶媒とともに混合し、任意に加熱しながら、加圧により成型する方法、電着等を利用してもよい。
波長変換部材は、１種の蛍光物質等を単層で形成してもよいし、２種以上の蛍光物質等が混合された単層を形成してもよいし、１種の蛍光物質等を含有する単層を２層以上積層させてもよいし、２種以上の蛍光物質等がそれぞれ混合された単層を２層以上積層させてもよい。なお、単層を２層以上積層させる場合には、各層に含有される蛍光物質等は、同程度の波長の入射光を同程度の波長の出射光に波長変換するものであってもよいし、同程度の波長の入射光を異なる波長の出射光に変換するものであってもよいが、異なる波長の入射光を同程度又は異なる波長の出射光に波長変換するものであることが好ましい。これにより、波長変換部材に入射し、変換すべき光の全てを波長変換することが可能となり、より効率的に変換波長を行うことができる。２層以上積層する場合、各層を別工程で設けることもできるし、蛍光物質の比重差を利用して、２層以上とすることもできる。
波長変換部材３０は、図２（ａ)に示したように、互いに異なる種類の蛍光物質３１ａ、３１ｂを含有するシート状のものを積み重ねて構成してもよいし、図２（ｂ）に示したように、蛍光物質３１ｂを含有する上層が、蛍光物質３１ａとは異なる蛍光物質３１ａを含有する下層を、完全に被覆するように積層して構成してもよい。波長変換部材の膜厚は特に限定されるものではなく、用いる材料によって適宜調整することができる。例えば、蛍光物質や樹脂等を厚膜で形成する場合には、変換効率が向上し、結果的に発光効率を上昇させることができるが、その一方、光の吸収等により発光効率を損なうこともあるため、これらを考慮して適切な膜厚を選択することが好ましい。
波長変換部材３０は、図１に示すように、励起光１を導出するためのライトガイド２０の先端部、つまり出力部２１に取り付けてもよいし、励起光源１０とライトガイド２０との接続部分である励起光１の射出部１２に取り付けてもよい。後者の場合には、ライトガイドの先端が汚れる箇所においても使用することができる。また、波長変換部材の取り替えが容易にできる。さらに、波長変換部材を種々の位置に設けることにより生産性の向上を図ることができる。
なお、波長変換部材３０は、図４（ｊ）に示したように、出射側において突出した碗状であることが好ましい。このような形状によって輝度をより向上させることができる。
また、励起光源に備えられるレンズに蛍光物質等を含有させることにより、レンズ自体を波長変換部材として機能させてもよい。レンズ機能により、波長変換された励起光が、確実に射出部に集光されるため、色バラツキを解消することができ、レンズの製造によって波長変換部材をも製造することができるために、波長変換部材の製造コストを抑えることができる。
さらに、ライトガイド内の一部に、例えば、コア材料に蛍光物質等を含有させるなどして、波長変換部材を設けてもよい。
また、波長変換部材は、ライトガイドの端部（端面）のみを被覆するように形成されていてもよいが、発光装置が、後述するライトガイド先端部材を備えている場合には、図３（ａ)に示すように、波長変換部材は、ライトガイド端部のみならず、ライトガイド先端部材の端面にまでわたって、その端面の一部、さらに、全部を被覆していることが好ましい。これにより、波長変換部材が広い領域に形成されることとなり、放熱性が向上するとともに、密着性が向上し、波長変換部材の剥離等を防止することができる。また、波長変換部材に照射される光の密度を低減させることができ、樹脂の劣化を防止することが可能となる。さらに、光の取り出し効率が向上し、高輝度の発光装置を得ることができる。特に、この効果は、波長変換部材でのライトガイド先端部材の端部の被覆面積が増加するほど、向上する。
本発明における波長変換部材の具体的な態様としては、
例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ（青色発光）と、ＬＡＧ又はＢａＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ（緑色から黄色発光）と、ＳＣＥＳＮ（赤色発光）とを組み合わせるか；ＣＣＡ、ＣＣＢ、ＢＡＭ（青色発光）と、ＹＡＧ（黄色発光）とを組み合わせるか；ＣＣＡ、ＣＣＢ又はＢＡＭ等（青色発光）と、ＬＡＧ（緑色発光）と、ＳＣＥＳＮ（赤色発光）とを、入射光側からこの順に配置して使用することが好ましい。これにより、可視光の短波長領域の３６０〜４7０ｎｍの範囲の発光ピーク波長を有する発光素子と組み合わせると、演色性の良好な白色に発光する光を得ることができる。
また、ＬＡＧ（緑色発光）と、ＳＥＳＮ、ＳＣＥＳＮ又はＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ（赤色発光）とを組み合わせて用いることが好ましい。これにより、４５０ｎｍ付近（例えば、４００〜４６０ｎｍ）に発光ピーク波長を有する発光素子と組み合わせることにより、発光効率をさらに向上させることができる。
なお、各色の光は、用いる蛍光物質の配合比を変えることによって、所望の白色光を実現することができる。特に、ＣＣＡ等（青色発光）とＹＡＧ（黄色発光）との組み合わせの場合には、例えば、１〜２０：１程度の重量比で用いることが好ましく、５〜１０：１程度がより好ましく、これにより、発光効率を増大させることができる。
さらに、黄色に発光する蛍光物質及び赤色に発光する蛍光物質を組み合わせて用いる場合、可視光の短波長領域における４５０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する発光素子と組み合わせることにより、発光素子から射出される励起光と蛍光物質から放出される光との混色光が、波長変換部材から光として外部に導出される。この光は赤みを帯びた白色光となる。
また、緑色から黄色光に発光する蛍光物質を用いる場合、可視光の短波長領域における４５０ｎｍ付近（４４０〜４７０ｎｍ）、例えば、４４５ｎｍに発光ピーク波長を有する発光素子と組み合わせて用いることが好ましい。これにより、発光素子からの励起光と、励起光から変換された黄色光とが組み合わせられることとなり、光は白色光となる。このように、励起光の一部を利用することにより、波長変換時における光の吸収を回避することができ、発光効率を高めることができる。
青色光に発光する蛍光物質及び黄色光に発光する蛍光物質を組み合わせて用いる場合、紫外線領域における３７５ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する発光素子と組み合わせることにより、波長変換部材から放出される白色光が光となる。紫外線は人間の目で見えないため可視光に波長変換される蛍光物質から放出される光のみが光となる。
また、1)可視光の短波長領域における４００ｎｍ付近（例えば、３７０〜４２０ｎｍ）に発光ピーク波長を有する発光素子と、2)この発光素子からの光により青色光に発光（例えば、４４０〜４６０ｎｍ）する蛍光物質、3)青色光により励起されて緑色光に発光（例えば、５２０〜５４０ｎｍ）する蛍光物質、4)青色光により励起されて黄色光に発光（例えば、５５０〜５８０ｎｍ）する蛍光物質、5)青色光により励起されて赤色光に発光（例えば、６４０〜６６０ｎｍ）する蛍光物質を組み合わせて用いる場合、波長変換部材から放出される光は主として白色光となる。特に、これらの蛍光物質を入射光側からこの順に配置することが好ましい。この組み合わせにより、発光効率を増大させることができる。なかでも、1)、2)及び4)を組み合わせて用いる場合には、より発光効率を増大させることができる。1)〜3)及び5)を組み合わせて用いる場合、演色性を増大させることができる。なお、これらの場合、発光素子の励起光を光の色成分として利用せず、蛍光物質で変換された光のみで白色を得ることができるため、発光素子の光出力によって色温度、色度座標は変化せず、白色強度の調整が可能となる。
さらに、別の観点から、波長変換部材を積層構造で形成する場合、入射光に近い側の層（第１の層）に蛍光物質を含まず、被覆部材のみを配置し、２層目（第２の層）以降において上述した蛍光物質等を含有させてもよい。これにより、波長変換部材の端部で光密度を低下させることができるので、第２の層以降の劣化を軽減することができ、発光効率や発光出力を向上させることができる。
また、入射光に近い側の層（第１の層）に、励起光によって励起せず、励起光を反射しやすい蛍光物質及び／又はフィラーを含有させ、２層目（第２の層）以降において上述した蛍光物質等を含有させてもよい。これにより、励起光を波長変換部材の入射側において散乱させ、出射側に反射させて、波長変換した励起光のすべてを効率的に取り出すことができる。さらに、第１の層において励起光の光密度をより低下させることができるので、第２の層の劣化を軽減することができる。よって発光効率や発光出力を向上させることができる。
なかでも、第２の層に含まれる第２の蛍光物質を励起光源からの光により励起させ、第１の層に含まれる第１の蛍光物質を第２の蛍光物質からの光により励起させることが好ましい。これにより、波長変換部材の劣化をより効果的に軽減することができる。
さらに、入射光に近い側の層（第１の層）に、熱及び光に耐性の高い蛍光物質を含有させ、２層目（第２の層）以降において熱や光に対する耐性にかかわらず、上述した蛍光物質を含有させてもよい。つまり、励起光源に近い側から、第１の蛍光物質を有する第１の層と、第２の蛍光物質を有する第２の層とを配置させることができる。ここで、第１の蛍光物質は、第２の蛍光物質よりも、励起光により生じる熱が低いものが好ましい。これにより、波長変換部材全体としての劣化を軽減することができる。第１の層と第２の層の間に、他の層を介することもできる。なお、第１の蛍光物質及び第２の蛍光物質にそれぞれ生じる熱は、たとえば、略同体積の第１の蛍光物質と第２の蛍光物質それぞれに励起光源を照射し、それぞれの発熱温度を比較すればよい。
ここでは、蛍光物質等を含有させた被覆部材（波長変換部材）からなる透光性部材について説明したが、次の場合には、蛍光物質を特に必須とせず被覆部材等からなる透光性部材とすることもできる。つまり、ライトガイド先端部材が光源からの光を反射する材料により形成されている場合、ライトガイドが透光性部材側の端部でのみ断面の中心部（コア）の直径が大きく形成されている場合、透光性部材の光導入部分に光反射膜を備えている場合、透光性部材とライトガイドとの間に及び／又は光源からの光が外部へ導出される部分を除く透光性部材の表面に拡散防止部材が配置されている場合、複数のライトガイドを備えて構成される場合、透光性部材がライトガイドの端部とともにライトガイド先端部材の端部の一部又は全部を被覆する場合のそれぞれにおいては、基本的に、発明の効果に記載された波長変換部材を用いる場合と同様の効果を得ることができる。本明細書では説明を容易にするために、透光性部材として蛍光物質等を被覆部材に含有させた波長変換部材を用いる場合について説明するが、これらの場合においては、蛍光物質等を含有しない透光性部材にも置き換え可能である。なお、蛍光物質を含まない透光性部材を用いる場合、蛍光物質を励起する光源、つまり励起光源ではなく単なる光源であればよい。したがって、上記の各場合においては、励起光源を励起しない光源に置き換え可能である。
透光性部材とは、光源からの光を透過し得る材料であれば、特に限定されるものではなく、上述した被覆部材のみ、被覆部材に上述したフィラー等を含有したもの等が挙げられる。これにより、光源から得られた光を、そのまま波長変換せずに用いることができ、光の指向性を制御することができる。また、フィラーを含有させることにより、光を散乱させて取り出すことができる。
ライトガイド先端部材
ライトガイドの先端、つまり励起光源に接続されていない端部は、ライトガイド先端部材によって支持されていることが好ましい。このようなライトガイド先端部材により、ライトガイドからの出射光を固定することが容易となる。また、その材料や形状に応じて発光効率を向上させることができるとともに、発光装置としての組み立てが容易となる。したがって、ライトガイド先端部材は、ライトガイドを支持し得るものであれば、どのような材料及び形状で構成されていてもよい。例えば、ライトガイド先端部材のライトガイド側に、図４（ｊ）のＱに示すように、段差が形成されている場合にはこの段差を当接面とすることにより、照明装置の固定が容易となる。
ライトガイド先端部材は、励起光及び／又は波長変換された光を反射する材料、つまり、これらの光に対する反射率が高い、光の屈折率が高い、熱伝導性が高い、いずれかの材料又はこれらの性質を２種以上備える材料で形成されていることが好ましい。例えば、励起光及び／又は波長変換された光に対して８０％以上の反射率、３５０〜５００ｎｍ程度の光に対してｎ：１．４以上の屈折率及び／又は０．１Ｗ／ｍ・℃以上の熱伝導性を有するものが好ましい。具体的にはＡｇ、Ａｌ、ＺｒＯ2、ホウケイ酸ガラス、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、カーボン、銅、硫酸バリウム等が挙げられる。なかでも、ＺｒＯ2を用いた場合には、反射率が高く、ライトガイドが通るように加工することが容易であり、ステンレス鋼を用いた場合には、引っ張り強度を維持することが容易であるため、ＺｒＯ2、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０３等）で形成されていることが好ましい。
また、反射率を上げるために、ライトガイド先端部材の端面（ライトガイドの端面とほぼ合致する面、例えば、図３（ａ）中、Ｍ参照）のみに、ミラーをつけて鏡面反射をさせる又は乱反射をさせる、あるいは凹凸等の加工をしてもよい。これにより、一旦、ライトガイドから照射された励起光や波長変換された光が反射によってライトガイド側に戻ってきた場合に、ライトガイド先端部材によって再度反射させることにより、励起光及び波長変換された光を有効に外部に取り出すことができ、出力を向上させることができる。また、凹凸が形成されている場合には、波長変換部材のライトガイド先端部材への密着性が向上し、波長変換部材の放熱性を増大させるとともに、波長変換部材の剥がれや劣化を防止することができる。なお、鏡面反射及び／又は凹凸を有する面は、ライトガイド先端部材のみならず、ライトガイドの端面にも形成されていることが好ましい。
ライトガイド先端部材は、例えば、ライトガイドの外周を取り囲むような円筒形状であってもよいし、ライトガイドの端面に種々の機能を付与するために各種の機能膜／部材等が一体的に又は別個に取り付けられたものでもよいし、ライトガイドの端面や各種機能膜／部材等を被覆するためのカバー又はキャップ等が一体的に又は別個に取り付けられたものでもよい。なお、ライトガイド先端部材が円筒形状である場合には、例えば、直径３ｍｍ以下であることが好ましい。
具体的には、図３（ａ）に示すように、ライトガイド先端部材７０が円筒形であり、その端部に波長変換部材３０が取り付けられたもの、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、ライトガイド先端部材７０に各種機能膜（例えば、後述する波長変換光反射膜７１、励起光反射膜７２等）が取り付けられたもの、図３（ｅ）、図４（ｆ）〜図５（ｏ）に示すように、ライトガイド先端部材７０が、１つ又は複数の支持部材７６、７６ａと、１つ又は複数の部材とで構成されており、その部材の一部が機能膜／機能部材（例えば、後述する拡散防止部材７３、拡散部材７４等）、キャップ７５、レンズ７５ｂ等として取り付けられているもの等が挙げられる。これにより、波長変換部材の剥離を防止することができ、光の取り出し効率及び指向性を向上させることができる。
なお、これらのライトガイド先端部材７０は、例えば、図４（ｋ）に示したように、所望の部材の間で取り外し可能とすることができる。
また、波長変換部材３０は、図５（ｏ）に示すように、ＩＴＯなどの導電膜を成膜後、蛍光体を、例えば、電気沈着塗装法によって選択的に堆積させることにより形成することができる。これにより、樹脂の劣化に伴うライフ特性の悪化を防止し、信頼性をより向上させることができる。
機能膜／部材
上述したライトガイド先端部材に取り付ける場合に限らず、本発明の発光装置には、適切な位置に各種機能膜／部材を取り付けることが好ましい。ここでの機能膜／部材としては、例えば、波長変換光反射膜、励起光反射膜、拡散防止部材、拡散部材等が挙げられる。
波長変換光反射膜は、波長変換部材によって波長変換された光が、励起光入射側に戻ることを防止するとともに、励起光入射側に戻った光を反射させることにより光として外部に取り出すために利用することができる。したがって、波長変換反射膜は、特定波長の光のみを通過させ、特定波長、つまり波長変換された光を反射し得る材料により形成することが好ましい。これにより、励起光入射側に戻った光を反射することができ、発光効率の向上を図ることができる。また、例えば、図３（ｂ）、（ｄ）に示すように、波長変換光反射膜７１は、波長変換部材３０の少なくとも励起光導入部分に配置することが好ましい。
励起光反射膜は、励起光が直接外部に照射されること、励起光が意図しない部分から漏れること等を防止するために利用することができる。これにより、例えば、波長変換部材内を通過するが、蛍光物質等で波長変換されなかった励起光を再度波長変換部材内に戻すことにより、発光効率を向上させることができる。したがって、励起光反射膜は、波長変換された特定波長の光のみを通過させ、励起光を反射し得る材料により形成することが好ましい。また、例えば、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、励起光反射膜７２は、波長変換部材３０の少なくとも波長変換した光の導出部分に配置することが好ましい。これにより、励起光の外部への照射を低減することができ、発光効率を向上することができる。
拡散防止部材は、励起光及び／又は波長変換された光が意図しない方向に拡散することを防止するために利用することができる。したがって、拡散防止部材は、励起光又は波長変換された光を９０％以上遮断する材料及び形状で構成されることが好ましい。例えば、ライトガイドと波長変換部材との間、つなぎ目などに、ライトガイドと波長変換部材との間で挟持するように配置してもよいし、ライトガイドと波長変換部材との境界部分を取り囲むように配置してもよいし（図４（ｆ）〜（ｊ）中の７３参照）、波長変換部材の波長変換光照射部分以外の外表面を被覆するように配置してもよい。
拡散部材は、主として励起光を拡散させることにより、特に、波長変換部材の蛍光物質等により多くの励起光を照射させ、発光効率を向上させるために利用することができる。したがって、拡散部材は、ライトガイドの光の出射口と波長変換部材との間に配置させることが好ましい（図４（ｈ）中の７４参照）。拡散部材は、例えば、上述した樹脂のうち、屈折率の比較的高いもの、上述した樹脂に上述したフィラーを含有するもの等を利用することが好ましい。なかでも、シリコーン樹脂にフィラーを含むものが好ましい。これにより、波長変換部材に照射される光の密度を低減でき、単位面積あたりの波長得変換材の負担を軽減することができるため、波長変換部材を構成する被覆部材の劣化、変色を軽減できる。したがって、発光効率及びリニアリティや発光出力の最大値を向上させることができる。
例えば、拡散部材の膜厚は、ライトガイドのコア径、任意に用いる拡散部材の屈折率及び厚み、波長変換部材の径などによって適宜調整することができる。具体的には、図１４に示すように、ライトガイドのコア径をＡ、ライトガイドのＮＡをＢ（＝ｎ・sinθ）、拡散部材の屈折率ｎ（＝Ｃ）、波長変換部材の径をＤ、拡散部材の厚みをＥとすると、拡散部材の厚みＥは、最適値として、
Figure 0004379530
 で算出される。したがって、拡散部材の膜厚は、上記式で表された膜厚の±２０％程度とすることが好ましい。
遮断部材
本発明の発光装置には、遮断部材が取り付けられていてもよい。遮断部材は、励起光源からの光を９０％以上遮断するものであることが好ましい。これにより、所定の波長の光のみを取り出すことができる。例えば、人体に有害な紫外線を放出する発光素子を用いる場合、その紫外線を遮断するために紫外線吸収剤又は反射剤等を遮断部材として、光導出部において、波長変換部材に含有させて用いることができる。これにより、紫外線等の照射を抑制することができる。なかでも、より発光効率を向上させることができる観点から、反射剤を用いることが好ましい。
なお、遮断部材は、上述した励起光反射膜、拡散防止膜等としての機能をも有しているため、これらと厳密に区別して利用されていなくてもよい。
発光装置の態様
本発明の発光装置は、図１に示したように、１つの励起光源１０と、一本のライトガイド２０と、１つの波長変換部材３０とから構成されていてもよいし、このような一単位の発光装置を複数個搭載した発光装置としてもよい。
また、１つの励起光源に複数本のライトガイドと、それに対応した波長変換部材とを備えるように構成してもよい。また、１つの励起光源に複数本のライトガイドと、これらライトガイドからの光を１つの波長変換部材で波長変換する構成を有していてもよい。さらに、複数の励起光源と、それに対応する複数本のライトガイドと、これらライトガイドからの光を１つの波長変換部材で波長変換する構成を有していてもよい。また、これらの発光装置を組み合わせて１つの発光装置として利用してもよい。
なお、本発明の発光装置は、例えば、１２０ルーメン／ｍｍ2程度であることが好ましい。
発光装置の用途
本発明の発光装置は、種々の用途に利用することができる。例えば、通常の照明器具、車両搭載用の照明（具体的には、ヘッドライト用、テールランプ用光源等）として利用してもよいし、内視鏡装置のように、生体内部を観察したり、観察しながら治療したりするための装置に利用してもよい。また、非常に狭い又は暗い空間、例えば、原子炉内部、遺跡の閉鎖空間等を観察したりするためのファイバースコープに利用してもよい。さらに、各種真空装置のチャンバ内など、電流の漏洩や発熱等を回避したい部材における光源として利用することもできる。加えて、点光源を要求する場所や光源の取り替えが困難な場所などで使用する発光装置として利用することができる。
したがって、この発光装置は、撮像部材（つまり、光学像を電気信号に変換する電子部品（受光素子））、具体的には、ＣＣＤ（charge-coupled device）、ＣＭＯＳ（ＣＭＯＳ image sensor）等を利用した撮像素子、電気信号を画像信号に変換する画像信号処理装置、電気信号又は測定値等を表示するインジケータ、画像信号を出力して画像を映し出すディスプレイ、各種の処理及び計算を行うコンピュータ等とともに使用することができる。特に、撮像部材として撮像素子を用いる場合には、被写体の光学像を、扱いやすいものとすることができる。
例えば、受光素子（例えば、フォトダイオード等）は、発光装置と別体として設けてもよいが、励起光源における発光素子の近傍に、光ガイドの周辺にあるいは光ガイド先端部材内のいずれに設けてもよい。これにより、受光素子によって発光素子から発せられた光量を観測し、一定の光量以下の場合に、発光素子に投入される電流を調整するなどして一定の光量を維持することができる。
本発明の発光装置は、色調バラつきが少なく、色再現性に非常に富み及び／又は演色性が非常に高いため、内視鏡装置のように、鮮明な撮像等が要求される装置との併用に極めて優れた効果を発揮する。
さらに、本発明の発光装置は、可視光通信にも使用することができる。つまり、上述した発光装置により得られる可視光を利用し、例えば、発光装置に通信機能を付加することによりワイヤレス環境を構築することができる。これにより、励起光源としてレーザ素子を用いているために、数百ＭＨｚという変調速度を実現することができる。
以下に、本発明の発光装置の具体例を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例１
この発光装置は、図１に示したように、励起光源１０と、ライトガイド２０と、波長変換部材３０とを備えて構成される。
励起光源１０としては、４０５ｎｍ近傍に発光ピーク波長を有するＧａＮ系の半導体からなる発光素子１１であるレーザダイオードを用いた。このレーザダイオードの前面には、レーザダイオードからの励起光１を集光するためのレンズ１３を配置した。
ライトガイド２０は、その一端が、励起光源１０の光の出射部１２に接続されており、他端が出力部２１に接続されている。ライトガイド２０として、石英製の、例えば、ＳＩ型１１４（μｍ：コア径）／１２５（μｍ：クラッド径）を用いた。
波長変換部材３０は、樹脂中に蛍光物質が均一に分散するように成型されて、出力部２１に取り付けられている。
蛍光物質は、青色に発光するＣａ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ（ＣＣＡ）と、緑色に発光するＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（ＬＡＧ）と、赤色に発光する（Ｃａ，Ｓｒ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ（ＳＣＥＳＮ）とを、重量比０．７：０．２８：０．０２で使用した。これらの蛍光物質をシリコーン樹脂中に均一になるまで混練した。この際の樹脂と蛍光物質との重量比は１：１であった。また、この波長変換部材３０には、レーザダイオードから射出される４０５ｎｍ近傍の光を拡散するための拡散剤（例えば、ＳｉＯ2フィラー）を樹脂中に混ぜ合わせた（樹脂：フィラー（重量比）＝１０：１）。なお、この場合の波長変換部材３０の膜厚は、例えば、５００μｍ程度とした。
この発光装置では、レーザダイオードから射出された励起光１は、レンズ１３を透過して射出部１２に集光され、集光された励起光１は、ライトガイド２０を伝って出力部２１に伝達される。出力部２１から導出された励起光１は、波長変換部材３０の蛍光物質に照射されて波長が変換されることにより、図６に示すような発光スペクトルを有する光２を照射した。
このような光２は、白色に発光しており、赤色の色票を示す特殊演色評価数（Ｒ９）が高いが、平均演色評価数（Ｒａ）が８０以上である。
このように演色性が高く、色調バラツキの極めて少ない、色再現性に富む光を照射する発光装置を得ることができた。
実施例２
この発光装置は、蛍光物質として、ＣＣＡとＹＡＧとの２種類を用い、各蛍光物質をそれぞれ樹脂と均一に混合し、励起光に近いほうから、ＹＡＧ、ＣＣＡ、ＹＡＧを順次積層した３層構造の波長変換部材を用い、ライトガイドの先端をライトガイド先端部材で支持し、さらに波長変換部材を、ライトガイド及びライトガイド先端部材の双方を一体的に被覆するように配置した以外、実施例１の発光装置と同様の構造である。
各蛍光物質と樹脂とは、２：１になるように混合し、各層の膜厚をそれぞれ１００μｍ程度とする。
このような構成により、所望の白色光を実現することができるとともに、４００ｎｍに発光ピーク波長を有する発光素子と組み合わせることにより、発光効率が高い発光装置を得ることができる。
ここで、ＣＣＡは励起光源からの光により励起され、ＹＡＧはＣＣＡからの光により励起されるが、ＹＡＧは実施的に励起光源からの光では励起されない。本実施例では、励起光源に近い側から少なくとも、第１の蛍光物質であるＹＡＧを有する第１の層と、第２の蛍光物質であるＣＣＡを有する第２の層とを順に配置させることにより、波長変換部材の劣化、変色を軽減させることができる。
つまり、第１に、第１の蛍光物質は、励起光源からの励起光により実質的に励起されないので、励起光により発熱しにくく、さらに励起光源からの励起光を散乱させ光密度を低下させることができる。第２に、第２の蛍光物質は、第１の蛍光物質により密度が低下した励起光を受けて励起するので発熱しにくく、効果的に波長変換することができる。第３に、第２の蛍光物質からの低密度の光により第１の蛍光物質が励起されるので発熱しにくく、効果的に波長変換させることができる。そのため、波長変換部材全体として効果的に波長変換させることができるとともに、劣化、変色を軽減させることができる。
本実施例では、励起光源に近い側から、第１の蛍光物質、第２の蛍光物質が配置されるだけでなく、その外側に第１の蛍光物質が配置されている。これにより、第２の蛍光物質からの光をより効果的に波長変換できるのでより好ましい。
実施例３
この発光装置は、図１に示したように、励起光源１０と、ライトガイド２０と、波長変換部材３０とを備えて構成される。
励起光源１０及びライトガイド２０は、実施例１と同様のものを用いた。
波長変換部材３０は、蛍光物質３１が、ＢａＭｇ2Ａｌ16Ｏ27：Ｅｕ，Ｍｎをシリコーン樹脂中に、１：１の重量比で均一になるまで混練し、成型した。
このような構成の発光装置では、レーザダイオードから射出された励起光１は、レンズ１３を透過して射出部１２に集光され、集光された励起光１は、ライトガイド２０を伝って出力部２１に伝達される。出力部２１から導出された励起光１は、波長変換部材３０の蛍光物質に照射されて波長が変換されることにより、図７に示すような発光スペクトルを有する光２を照射する。
このような光は、緑色に発光しており、所定の色調を有する光を照射する発光装置を得ることができた。
実施例４
本発明の発光装置は、例えば、図８に示すような内視鏡装置として利用することができる。
この内視鏡装置は、実施例１又は２で得られた発光装置と、発光装置から放出される光を被写体である生体内部等に照射し、この被写体から反射される光による通常像を撮像する撮像部４０とから主として構成される。撮像部４０は、画像信号処理部４１と、この画像信号処理部４１に信号を伝達するために、一端が画像信号処理部４１に接続されたケーブル４３と、このケーブルの他端に装着されたカメラ４２とから構成される。カメラ４２内には、光学像を電気信号に変換する撮像素子が備えられている。
この内視鏡装置では、レーザダイオードから射出された励起光１が、レンズ１３を透過して射出部１２に集光され、集光された励起光１は、ライトガイド２０を伝って出力部２１に伝達される。出力部２１から導出された励起光１は、波長変換部材３０の蛍光物質に照射されて波長が変換された光２として外部に放出される。
放出された光２は、被写体５０である患者の患部に照射される。被写体５０に照射された光のうちの一部は吸収され、一部は反射される。反射された反射光３は、カメラ４２内の撮像素子により、光学像として撮像され、光学像に対応する画像信号が電気信号に変換される。電気信号は、ケーブル４３を通って、画像信号処理部４１に伝達され、画像信号処理部４１の信号処理回路での信号処理により、電気信号から映像信号を生成し、テレビモニタに出力して、患部の内視鏡画像を表示する。
撮像素子を備えたカメラ４２は、発光装置の出力部２１から放出された光２が直接、撮像素子に入光しないように、出力部２１とほぼ一体的に可動するように装備されている。これにより、演色性が高く、色調バラツキの極めて少ない、色再現性に富む光を利用して、適切な患部の観察、診断をすることができる内視鏡装置を得ることができる。
実施例５
本発明の発光装置は、例えば、図９に示すように、励起光源１０と、ライトガイド２０と、波長変換部材３０とからなる単位発光装置ユニットが複数個搭載されて構成される。また、各励起光源１０には、電子回路（図示しない）が接続されており、電子回路にて各励起光源１０の電力投入のオン・オフを制御したり、投入電力量を制御したりする。
なお、各波長変換部材３０は、それぞれ、例えば、青色、緑色、赤色の三原色、さらに種々の色味に発光するように形成されており、これらの色の光を組み合わせることにより、所望の白色光を得ることができる。
また、複数個のユニットが搭載されることにより、その搭載の数に応じた輝度を確保することができる。
実施例６
本発明の発光装置は、例えば、図１０に示すように、１つの励起光源１０と、一端が１つの励起光源１０に接続された複数本のライトガイド２０と、各ライトガイドの他端に取り付けられた波長変換部材３０とから構成される。励起光源１０には発光素子の前方にレンズが配置されている。
このような構成により、発光素子から射出された励起光が、レンズにより集光されて射出部１２に送られる。そのため、レンズ１３を可動させることにより、所定の位置に設けられた複数の射出部１２のうちのいずれか１つに励起光が送られる。送られてきた励起光１は、ライトガイド２０を通り蛍光物質３１に照射して外部に光２を放出する。これより１つの励起光源１０により複数のライトガイドに励起光１を送ることができる。
実施例７
本発明の発光装置は、例えば、図１１示すように、１つの励起光源１０と、複数本のライトガイド２０と、波長変換部材３０とから構成される。複数本のライトガイド２０は、いずれも一端が１つの励起光源１０に接続され、他端がライトガイド先端部材７０で一体的に支持されている。また、ライトガイド先端部材７０の端面には、各ライトガイド２０の光の出射口を被覆し、さらに出射口間を埋め込んだ１つの波長変換部材３０が取り付けられている。
このように、波長変換部材に対して、励起光が複数個所から照射されることによって、１つのライトガイドの出射口から出射される励起光密度を低減させることができる。また、ライトガイドを、ある程度の距離を離して複数本配置することにより、励起光を無駄なく波長変換部材に導出することができ、効率よく発光させることができる。
実施例８
本発明の発光装置は、例えば、図１２に示すように、３つの励起光源１０と、複数本のライトガイド２０と、波長変換部材３０とから構成される。複数本のライトガイド２０は、いずれも一端が各励起光源１０に接続され、他端がライトガイド先端部材７０で一体的に支持されている。また、ライトガイド先端部材７０の端面には、各ライトガイド２０の光の出射口を被覆し、さらに出射口間を埋め込んだ１つの波長変換部材３０が取り付けられている。
このように、波長変換部材３０に対して、励起光が複数個所から照射されることによって、高出力でありながら、１つのライトガイドの出射口から出射される励起光密度を低減させることができる。これによって、波長変換部材の劣化を低減させることができる。また、ライトガイドを、ある程度の距離を離して複数本配置することにより、励起光を無駄なく波長変換部材に導出することができ、効率よく発光させることができる。
実施例９
この発光装置は、励起光源として、４４５ｎｍ近傍に発光ピーク波長を有するＧａＮ系の半導体からなる発光素子（レーザダイオード）を用い、かつ波長変換部材として、緑色に発光するＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（ＬＡＧ）０．５４ｇと、赤色に発光する（Ｃａ，Ｓｒ）2Ｓｉ5Ｎ8：Ｅｕ（ＳＣＥＳＮ）０．０２ｇと、シリコーン樹脂１．１ｇとを用い、波長変換部材とライトガイド及びライトガイド先端部材との接触面積を異ならせたものを複数作製した以外は、実質的に実施例１と同様に発光装置を作製した。また、比較のために、波長変換部材を配置しない発光装置を作製した。なお、この発光装置においては、図３(ａ）に示したような、波長変換部材３０とライトガイド２０及びライトガイド先端部材７０（ジルコニア製）との関係を、以下に示す図１５Ａとして採用した。
これらの発光装置について光束−光出力の関係を測定した。その結果を図１５に示す。なお、図１５においては、所定の電流を流した場合における、波長変換部材が形成されていない発光装置の光出力を横軸に、波長変換部材が形成された発光装置の光束を縦軸にとり、双方でどの程度の差が生じるかを示した。なお、図１５のＡ〜Ｃはいずれもライトガイドを被覆しており、Ａ〜Ｃになるにつれてライトガイド先端部材を被覆する領域が大きくなっている。具体的には、Ａはライトガイドを主に被覆する程度であり、Ｃはライトガイド先端部材を略全て被覆しており、Ｂはその間である。
図１５によれば、ライトガイド及びライトガイド先端部材と波長変換部材との接触面積が大きくなるほど、顕著に光束が向上した。また、接触面積が大きくなるほど、波長変換部材を構成する樹脂の劣化つまり変色も抑制することができた。具体的には、Ｃにおける樹脂が変色する光束値が最も大きく、続いてＢ、Ａの順になった。これは、波長変換部材とライトガイド先端部材との接触面積が大きくなることにより、主に波長変換後の光がライトガイド先端部材で反射され、かつ波長変換部材からライトガイド先端部材への放熱性が向上することによるものと考えられる。
なお、本実施例では、被覆部材と蛍光物質とからなる波長変換部材を設けた場合について説明したが、波長変換部材から蛍光物質を除いた以外は、本実施例と同様の発光装置を得ることもできる。つまり、蛍光物質を含む透光性部材ではなく、蛍光物質を含まない透光性部材とすることができる。本実施例の構成により、このような場合であっても、発光装置としての光束を向上させることができる。
すなわち、透光性部材は光源からの光を透過させるものであるが、蛍光物質に吸収された一部の光が波長変換されずに熱になるのと同様に、透光性部材のみを設けた場合であっても、光源からの一部の光は透光性部材を透過せずに吸収され熱となる。しかし、上述した構成により、透光性部材からライトガイド先端部材へ、効率的に熱を逃がすことができ、熱による透光性部材の劣化、変色を軽減することができる。
実施例１０
この発光装置では、励起光源として、４４５ｎｍ近傍に発光ピーク波長を有するＧａＮ系の半導体からなる発光素子（レーザダイオード）を用いた。
波長変換部材としては、被覆部材であるシリコーン樹脂に、第１の蛍光物質として緑色に発光するＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ（ＬＡＧ）を含ませた第１の層と、第２の蛍光物質として赤色に発光するＣａＡｌＳｉＢ0.1Ｎ2.9（ＣＡＳＢＮ）を含ませた第２の層からなるものを用いた。励起光源に近い側から、第１の層、第２の層が順に配置されている。第１の層は、シリコーン樹脂１．１ｇにＬＡＧ、０．５３ｇを含ませたものをポッティングすることで形成した。第２の層は、シリコーン樹脂（第１の層と同種）１．１ｇにＣＡＳＢＮ、０．０４５ｇを含ませたものをポッティングすることで形成した。なお、第１の蛍光物質は励起光源からの光により励起され、第２の蛍光物質は第１の蛍光体からの光により励起される。
このような構成のレーザダイオードについて、８０〜６４０ｍＡで駆動させて、その特性を評価した。その結果を図１６の実線で示す。
なお、比較例として、被覆部材であるシリコーン樹脂１．１ｇに、第１の蛍光物質であるＬＡＧを０．５３ｇと第２の蛍光物質であるＣＡＳＢＮを０．０４５ｇとを混在させたものをポッティングすることにより、波長変換部材を単一の層として形成した以外は、本実施例と同様の発光装置を作製した。この比較例のレーザーダイオードについても上記と同様に特性を評価した。その結果を図１６の破線で示す。
図１６に示したように、本実施例の発光装置は、比較例の発光装置に比較して光束の最高値が４０％程度向上することが確認された。一方、比較例の発光装置は、駆動電流が約４４０ｍＡを境に、急激に光束が低下した。この主な理由は、波長変換部材を構成する被覆部材（シリコーン樹脂）が熱により劣化し変色してしまったためである。それに対して実施例においては、駆動電流が約６００ｍＡまで飽和することなく光束が向上することが確認された。以上の結果から、本実施例の発光装置では、比較例に比較して、被覆部材がより劣化しにくいことがわかった。
本実施例の発光装置の光束最高値が向上するのは、励起光源から近い側に熱を生じにくい第１の蛍光物質を、励起光源から遠い側に熱を生じやすい第２の蛍光物質を、それぞれ配置させることによる。つまり、熱の生じやすい第２の蛍光体を励起光源からより離間させることにより、被覆部材が熱により劣化が生じるのを効果的に軽減することができる。また、第１の層に含まれる第１の蛍光物質により、光が散乱され、光密度が低下するので、第２の層における第２の蛍光物質の発熱をより軽減させることができる。
実施例１１
励起光源とライトガイドとの間の射出部に波長変換部材を配置する以外は、それぞれ実施例１及び実施例２と同様の構成の発光装置を作製した。
実施例１２
ライトガイドが図３（ａ）に示した、ＺｒＯ2からなるライトガイド先端部材７０によって支持されている以外は、実施例１及び２と同様の構成の発光装置を作製した。
得られた発光装置はいずれも実施例１及び２と同様に、演色性が高く、色調バラツキの極めて少ない、色再現性に富む光を照射する。また、波長変換部材の劣化を有効に防止することができる。
実施例１３
ライトガイドが図１３（ａ）に示した構成であること以外は、実施例１及び２と同様の構成の発光装置を作製した。
得られた発光装置はいずれも実施例１及び２と同様に、演色性が高く、色調バラツキの極めて少ない、色再現性に富む光を照射する。また、波長変換部材の劣化を有効に防止することができる。
実施例１４
ライトガイドが図３（ｄ）に示した、ＺｒＯ2からなるライトガイド先端部材７０によって支持され、かつ波長変換部材の前後に波長変換光反射膜７１及び励起光反射膜７２を備えている以外は、実施例１及び２と同様の構成の発光装置を作製した。
得られた発光装置はいずれも実施例１及び２と同様に、演色性が高く、色調バラツキの極めて少ない、色再現性に富む光を照射する。また、波長変換部材の劣化を有効に防止することができる。
実施例１５
ライトガイドが図４（ｇ）に示した、ＺｒＯ2からなるライトガイド先端部材７０によって支持され、かつ波長変換部材の側面側の表面にのみ拡散防止部材７３を配置した以外は、実施例１及び２と同様の構成の発光装置を作製した。
実施例１６
ライトガイドの波長変換部材側の端面が、鏡面又は凹凸形状を有している以外、実施例１及び２と同様の構成の発光装置を作製した。
実施例１１〜１６で得られた発光装置はいずれも実施例１及び２と同様に、演色性が高く、色調バラツキの極めて少ない、色再現性に富む光を照射する。また、特に、実施例１２〜１５の発光装置では、波長変換部材の劣化を有効に防止することができる。
本発明の発光装置は、照明器具、車両搭載用照明、ディスプレイ、インジケータ等に利用することができる。また、生体内部を撮像する内視鏡装置、狭い隙間及び暗い空間等を照明することができるファイバースコープ、電流の漏洩や発熱のない照明を必要とする各種工業用の装置等に利用することができる。
本発明の発光装置の実施の形態を示す概略構成図である。 本発明の発光装置における波長変換部材の構造を説明するための概略構成図である。 本発明の発光装置におけるライトガイド先端部材の構造を説明するための概略構成図である。 本発明の発光装置における別のライトガイド先端部材の構造を説明するための概略構成図である。 本発明の発光装置におけるさらに別のライトガイド先端部材の構造を説明するための概略構成図である。 実施例１の発光装置の発光スペクトルを示す図である。 実施例３の発光装置の発光スペクトルを示す図である。 本発明の発光装置を用いた内視鏡装置を示す概略構成図である。 本発明の実施例５の発光装置示す概略構成図である。 本発明の実施例６の発光装置示す概略構成図である。 本発明の実施例７の発光装置示す概略構成図である。 本発明の実施例８の発光装置示す概略構成図である。 本発明の発光装置におけるライトガイド先端部の断面図である。 本発明の発光装置における拡散部材の膜厚を説明するためのライトガイド先端部の断面図である。 本発明の発光装置の光束−光出力の関係を示すグラフである。 本発明の発光装置の光束−電流の関係を示すグラフである。 従来の内視鏡装置を示す概略構成図である。
符号の説明
１ 励起光
２ 光
３ 反射光
１０ 励起光源
１１ 発光素子
１２ 射出部
１３ レンズ
２０、１２０ ライトガイド
２０ａ、１２０ａ コア
２０ｂ、１２０ｂ クラッド
２１ 出力部
３０ 波長変換部材
４０ 撮像部
４１ 画像信号処理部
４２ カメラ
４３ ケーブル
５０ 被写体
６０ 励起光源ユニット
７０ ライトガイド先端部材
７１ 波長変換光反射膜
７２ 励起光反射膜
７３ 拡散防止部材
７４ 拡散部材
７５ キャップ
７５ｂ レンズ
７６、７６ａ 支持部材

Claims (15)

  1. 励起光を射出する励起光源と、
    前記励起光源から射出される励起光を伝送するライトガイドと、
    前記ライトガイドの出射端部側に配置され、前記ライトガイドからの光を吸収し、波長変換して所定の波長域の光を放出する波長変換部材と、を順に備えており、
    前記励起光源は、レーザダイオード素子であり、
    前記波長変換部材には拡散剤を含んでおり、
    波長変換された光が外部へ導出される部分を除く波長変換部材の表面に拡散防止部材が配置されてなることを特徴とする発光装置。
  2. 前記ライトガイドと前記波長変換部材との間に、励起光を拡散させる拡散部材を有する請求項１に記載の発光装置。
  3. 波長変換部材は、異なる波長の光を波長変換する複数の層が積層されてなる請求項１又は２に記載の発光装置。
  4. ライトガイドの波長変換部材側の先端部がライトガイド先端部材で支持されており、ライトガイド先端部材が、励起光及び／又は波長変換された光を反射する材料により形成されてなる請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
  5. 波長変換部材は、ライトガイドの端部とともに、ライトガイド先端部材の端部の一部又は全部を被覆する請求項４に記載の発光装置。
  6. ライトガイド先端部材及び／又はライトガイドが、鏡面反射又は乱反射する端面あるいは凹凸を有する端面を有する請求項４又は５に記載の発光装置。
  7. ライトガイドは、波長変換部材側の端部でのみ、断面の中心部（コア）の直径が大きく形成されてなる請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
  8. 波長変換部材の励起光導入部分に波長変換光反射膜及び／又は波長変換部材の波長変換した光の導出部分に励起光反射膜を備えてなる請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光装置。
  9. ライトガイドを複数本備えてなる請求項１〜８のいずれか１つに記載の発光装置。
  10. さらに、励起光源とライトガイドとの間にレンズを備えており、レンズを介して励起光源から射出された励起光をライトガイドへ導入する請求項１〜９のいずれか１つに記載の発光装置。
  11. さらに他の部材として、励起光源からの光を９０％以上遮断する遮断部材を有する請求項１〜１０のいずれか１つに記載の発光装置。
  12. 波長変換部材は、励起光源に近い側から、第１の蛍光物質を有する第１の層と、第２の蛍光物質を有する第２の層とを少なくとも有し、
    第２の蛍光物質は、励起光源からの励起光により励起され、
    第１の蛍光物質は、第２の蛍光物質からの光により励起されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の発光装置。
  13. 波長変換部材は、励起光源に近い側から、第１の蛍光物質を有する第１の層と、第２の蛍光物質を有する第２の層とを少なくとも有し、
    第１の蛍光物質は、第２の蛍光物質よりも、励起光により生じる熱が低いことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の発光装置。
  14. 前記波長変換部材は、少なくともＬＡＧを含むことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の発光装置。
  15. 前記波長変換部材は、被覆部材として無機ガラスを含むことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載の発光装置。
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