JP4431600B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、電界放出によって放出された電子によって発光する発光装置に関する。

発光装置として、電界放出を利用した発光装置が知られている。このような発光装置では、電界放出型電極（エミッタ電極）に電界を印加することで、真空中に電子を放出し、これにより蛍光体を発光させ所望の光を得ている。冷陰極素子については、例えば特許文献１がある。

また、発光装置としては電界放出効果を利用するものに限られず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いるものもある。さらに、光の３原色であるＲＧＢの光をそれぞれ発するＬＥＤを互いに組み合わせることによって白色光を得ている。
特開２００１−３５４２４号公報

ところで、例えば歯科技工士が義歯の色を調節する場合等、このような発光装置下において色を見る場合、標準光源と呼ばれる光源であっても光源下で対象物を見るのと、太陽光（自然光）の下で見るのとで色合いが異なって見えることがある。従って、太陽光に近い波長、強度分布を有する光を得ることが望まれている。これは農業、服飾等の分野でも同様に生じる問題である。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、所望の波長域強度の光を発する発光装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る発光装置は、
電界放出によって、電子を発生する第１の電極と、
前記第１の電極と対向するように設けられた第２の電極と、
前記第２の電極上に形成された第１の蛍光体層と、
前記第２の電極と前記第１の蛍光体層を覆うように形成された第２の蛍光体層と、を備え、
前記第１の蛍光体層には、第１の蛍光体と第２の蛍光体とが分散されており、
前記第２の蛍光体層には、第３の蛍光体が分散されており、
前記第２の蛍光体層は、前記第１の電極から発せられた電子によって前記第３の蛍光体が第１の波長の光を放出し、
前記第１の蛍光体層は、前記第２の蛍光体層から発せられた前記第１の波長の光を吸収し、前記第１の蛍光体と前記第２の蛍光体が、前記第１の波長より長波長の光である第２の波長の光と第３の波長の光をそれぞれ放出し、
前記第１の波長の光と前記第２の波長の光と前記第３の波長の光とが混じりあって発せられる光は、４００〜４５０ｎｍの波長域において太陽光に対する強度比が、＋１０〜−８０％であることを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る発光装置は、
電界放出によって、電子を発生する第１の電極と、
前記第１の電極と対向するように設けられた第２の電極と、
前記第２の電極上に形成された第１の蛍光体層と、
前記第２の電極と前記第１の蛍光体層を覆うように形成された第２の蛍光体層と、を備え、
前記第１の蛍光体層には、第１の蛍光体と第２の蛍光体とが分散されており、
前記第２の蛍光体層には、第３の蛍光体が分散されており、
前記第２の蛍光体層は、前記第１の電極から発せられた電子によって前記第３の蛍光体が第１の波長の光を放出し、
前記第１の蛍光体層は、前記第２の蛍光体層から発せられた前記第１の波長の光を吸収し、前記第１の蛍光体と前記第２の蛍光体が、前記第１の波長より長波長の光である第２の波長の光と第３の波長の光をそれぞれ放出し、
前記第１の波長の光と前記第２の波長の光と前記第３の波長の光とが混じりあって発せられる光は、４５０〜７００ｎｍの波長域において太陽光に対する強度比が、＋５０〜−４０％であることを特徴とする。

前記第１の波長は、５００ｎｍ以下に少なくとも１つのピークを有してもよい。

本発明によれば、電極上に第１の蛍光体層を形成し、さらに少なくとも第１の蛍光体層を覆うように第２の蛍光体層を形成することによって太陽光の波長と近い波長を発する発光装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る発光装置について図を用いて説明する。

（実施形態１）
本発明の実施形態１に係る発光装置１０の構成例を図１及び図２に示す。発光装置１０は、図示するように、カソード電極１１と、アノード電極１２と、ガラス管１４と、配線１５ａ，１５ｃと、高圧駆動電源１６と、第１の蛍光体層２１と、第２の蛍光体層２２と、を備える。また、本実施形態において発光装置１０は、電界放射型ランプ（Field Emission Lamp；ＦＥＬ)である。発光装置１０では、図示するようにアノード電極１２と電界放出型電極（カソード電極）１１との間に所定の電圧を印加することにより、カソード電極１１の表面に電界を発生させ、トンネル効果により電子を放出させる。この冷電子を第２の蛍光体層２２へと衝突させ、発光させる。

カソード電極１１は、電界放出によって冷電子を放出させることができる材料、ニッケル、モリブデン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン等の炭素材料等から形成される。また、カソード電極１１はガラス管１４内に封入される。また、カソード電極１１から放出された電子は、アノード電極１２へと導かれる。また、カソード電極１１には例えばニッケル、コバール等からなる配線１５ｃが接続されており、配線１５ｃによって電圧が印加される。

アノード電極１２は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透光性を有する導電材料からなり、ガラス管１４の内面上に形成される。また、アノード電極１２は、カソード電極１１と対向するようにガラス管１４内に設置される。また、アノード電極１２の上面には図２及び３に示すように第１の蛍光体層２１と第２の蛍光体層２２とが形成される。また、アノード電極１２には、例えばニッケル、コバール等からなる配線１５ａが接続されており、配線を介して電圧が印加される。

ガラス管１４は、無アルカリガラス等から形成される。ガラス管１４内には、カソード電極１１等が封入される。ガラス管１４の内面にはカソード電極１１と対向するようにアノード電極１２が形成される。また、ガラス管１４内は例えば１０^-5〜１０^-6Ｔｏｒｒ程度の高真空に保たれている。なお、ガラス管１４内にはゲッター材が封入されていても良い。

また電界放出型電極（カソード電極）１１とアノード電極１２とはそれぞれ配線１５ｃ、配線１５ａを介して高圧駆動電源１６に接続されている。高圧駆動電源１６によって印加される直流電圧は、例えば５ｋＶである。

第１の蛍光体層２１と第２の蛍光体層２２とは、それぞれ蛍光体が分散された層である。第１の蛍光体層２１はアノード電極１２の上に形成されており、第２の蛍光体層２２は、アノード電極１２と第１の蛍光体層２１とを覆うように形成されている。第２の蛍光体層２２はカソード電極１１から放出される電子が入射されると、青色の波長域の光を発する蛍光体が分散されている。第１の蛍光体層２１は、アノード電極１２と第２の蛍光体層２２との間に配置しているため、必然的に第２の蛍光体層２２からの青色の波長域の光が入射される構造となっており、この青色の波長域の光をエネルギーとして吸収した結果として、より長い波長である緑色、赤色の波長域の光を発する蛍光体が所定割合で分散されている。なお、アノード電極１２と、第１の蛍光体層２１及び第２の蛍光体層２２との間に極薄い透明保護膜を介在させてもよく、また第１の蛍光体層２１と第２の蛍光体層２２との間に極薄い透明保護膜を設けていてもよい。

第１の蛍光体層２１に分散させる緑色の蛍光体としては、ＣａＳｃ_２Ｏ_４、Ｃｅ等を用いることができ、赤色の蛍光体としては、ＣａＡｌＳｉＮ_３、Ｅｕ等を用いることができる。また、第２の蛍光体層２２に分散させる青色の蛍光体としては、例えばＺｎＳ、Ａｇ等を用いることができる。

また、第１の蛍光体層２１内に分散させる緑色の蛍光体及び赤色の蛍光体の量の比と、第２の蛍光体層２２の量の比と、を調節し、且つ第１の蛍光体層２１の面積とアノード電極１２上に形成されている第２の蛍光体層２２の面積との比を調整することによって、各蛍光体から発せられる可視光の波長強度分布を調節している。

なお、本実施形態では、緑色と赤色を発する蛍光体を所定の割合で混合した第１の蛍光体層２１を形成している。このように緑色と赤色とを発する層を１層とすることにより形成プロセスが１回で済むため、製造コストを削減することができ、好ましい。

このような第１の蛍光体層２１及び第２の蛍光体層２２では、まず、カソード電極１１から放出された電子は第２の蛍光体層２２に衝突し、第２の蛍光体層２２から、青色の光波長域、例えば４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長域に少なくとも１つのピークを有する光が発せられる。この光の一部は第１の蛍光体層２１を介することなくアノード電極１２を介してガラス管１４外に放出される。また、第１の蛍光体層２１に吸収された青色の光は、第１の蛍光体層２１内に分散された緑色の蛍光体によって波長が長波長側へシフトされる。そして青色と比較しより波長の長い緑色の光波長域、例えば５００ｎｍ〜５６０ｎｍの波長域に少なくとも１つのピークを有するの光として、第１の蛍光体層２１外に発せられる。同様に青色の光の一部は赤色の蛍光体によって波長がシフトされ、赤色の光波長域、例えば６００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域に少なくとも１つのピークを有する光として第１の蛍光体層２１外に発せられる。このように第１の蛍光体層２１及び第２の蛍光体層２２によって、ガラス管１４外に、青、緑、赤の光が発せられ、これらの３色の光が混ざることにより白色光が得られる。第１の蛍光体層２１は、青色の光のみならず、緑色の蛍光体によって放出された光の一部を吸収して赤色の光を放出してもよい。ただしこの場合、緑の光が全て吸収されないように緑色と赤色を発する蛍光体のそれぞれ量の比を適宜調整しなければならない。

本実施形態では、以下に示すように白色光、特に太陽光スペクトルに近い白色光を得ることができる。なお、本明細書において、太陽光スペクトルとはフランフォーファー線、大気吸収等の特異な狭いスペクトルの減少を除去した包洛的なスペクトル曲線とする。また、以下に強度比という表現を用いるが、これは５００ｎｍ以下の波長の各スペクトルのピークを１００として規格化した相対的スペクトル曲線から、以下の式１によって算出したものである。
（式１）
（対象となる蛍光体層の波長強度−太陽光の波長強度）×１００／太陽光の波長強度

図４〜図６に太陽光スペクトルと、第１の蛍光体層２１及び第２の蛍光体層２２から発せられる光の波長ごとの強度を示す。太陽光スペクトルは４７０ｎｍの波長の強度を基準値１００とし、その他の波長をこれに対する比（％）として相対的な強度を表したものである。また、線Ａと線Ｂとは太陽光の強度に対して、それぞれ後述する蛍光体を適用した発光装置１０の波長強度分布比（％）である。図５及び図６に示すグラフでは、第１の蛍光体層２１に分布させる緑の蛍光体としてＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅとを含み、赤の蛍光体としてＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕとを用いる。また、第２の蛍光体層２２に分布させる青の蛍光体としてＺｎＳ：Ａｇを用いる。更に、図に示す線Ａは、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ（Ｇ）とＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ（Ｒ）との比を１：０．３の重量比で混合し、この混合物とＺｎＳ：Ａｇ（Ｂ）との面積比を１．３：２．３としている。ＺｎＳ：Ａｇ（Ｂ）は一部が混合物と重なっているため、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ（Ｇ）及びＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ（Ｒ）の混合物のガラス管１４外への出射面積とＺｎＳ及びＡｇ（Ｂ）のガラス管１４外への出射面積の比は、１．３：１となる。また、図６に示す線Ｂは、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ（Ｇ）とＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ（Ｒ）とを１：０．４の重量比で混合し、この混合物とＺｎＳ及びＡｇ（Ｂ）との面積比を１．４：２．４としているので、ＣａＳｃ_２Ｏ_４及びＣｅ（Ｇ）及びＣａＡｌＳｉＮ_３及びＥｕ（Ｒ）の混合物のガラス管１４外への出射面積とＺｎＳ及びＡｇ（Ｂ）のガラス管１４外への出射面積の比は、１．４：１となる。

本実施形態では、このように、アノード電極１２上に緑色及び赤色の蛍光体を分散させた第１の蛍光体層２１を形成し、更にアノード電極１２及び第１の蛍光体層２１を覆うように、青色の蛍光体を分散させた第２の蛍光体層２２を形成する。これにより、カソード電極１１から放出された電子によって第２の蛍光体層２２を発光させ、この光を第１の蛍光体層２１によってより長波長の緑色と赤色の光とにシフトさせ、太陽光に近い波長強度分布の白色光を得ることが出来る。具体的に、図５に示すように可視光域である４００ｎｍ〜７００ｎｍにわたって連続的なスペクトルを有する光を発することが出来る。また、図５に示すように、赤色の蛍光体の割合を増加させた線Ｂの方が、より赤色の光域において太陽光へ近づいている。

次に、上述した式１によって求めた強度比を図６に示す。図６に示すように、本実施形態ではＡ、Ｂともに太陽光に対する強度比は、特に青色の光域である４００〜４５０ｎｍの範囲では、強度比が＋１０〜−８０である。また、４５０ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲では強度比は＋１０〜−１０と、太陽光に近い強度が得られていることがわかる。また５８０ｎｍ〜７００ｎｍの範囲では強度比は＋５０〜−４０である。このように４５１〜７００ｎｍでは、＋５０〜−４０の範囲内である。

例えば、白色光を得る方法としては市販のＬＥＤによってＲＧＢのそれぞれの光を発し混色させる方法が考えられる。しかし、ＬＥＤでは放出される光の波長はバンドギャップに依存するため、狭い範囲の波長域を有する光が放出される。従って、ＲＧＢの３色をＬＥＤで発し混色させた場合、各色の間の領域（波長域）は谷間のようになり連続的なスペクトルは得られない。従って、ＲＧＢの３色の光を発するＬＥＤでは、他の領域と比較し光強度が弱い領域が存在し、本実施形態のように太陽光スペクトルに近い白色光、特に可視光域である４００〜７００ｎｍの範囲において白色光に近いスペクトルを得ることはできない。例えば、青色ＬＥＤのスペクトルで同様に強度比を計算すると、特に紫外線〜青色の光域においては、ほとんど光が得られないため強度比は１００に限りなく近くなる。

また、青色ＬＥＤから発せられる光を蛍光体によって緑、赤色にシフトさせる方法も考えられるが、少なくとも青色の光については狭い範囲の鋭いピークであるため、少なくとも青色〜紫外光域については、太陽光に近い光は得られず、この領域については太陽光からは離れたスペクトルとなる。従って、ＲＧＢを全てＬＥＤで発光させる場合と同様に、特に紫外線〜青色の光域においては、ほとんど光が得られないため強度比は１００に限りなく近くなる点は変わりない。

これに対し、本実施形態では、アノード電極１２上に第１の蛍光体層２１を形成し、さらに第１の蛍光体層２１を覆うように第２の蛍光体層２２を形成する。これにより、第２の蛍光体層２２から発せられる青色の波長域の光の一部を緑色の波長、赤色の波長へとシフトさせることにより、太陽光のスペクトルに近い白色光を発する発光装置を得ることができる。

（実施形態２）
本発明の実施形態２に係る発光装置４０を図７〜９に示す。本実施形態に係る発光装置が上述した実施形態１の発光装置と異なる点は、実施形態１では緑の蛍光体層と赤の蛍光体層とが混合され、形成されていたが、実施形態２では、それぞれが別々に形成されている点にある。実施形態１と共通する部分については同一の引用番号を付し、詳細な説明を省略する。

発光装置４０は、図７〜９に示すように、カソード電極１１と、アノード電極１２と、ガラス管１４と、配線１５ａ，１５ｃと、高圧駆動電源１６と、第１の蛍光体層４１Ｒ、４１Ｇと、第２の蛍光体層４２と、を備える。

第１の蛍光体層４１Ｒ，４１Ｇは、図９に示すようにアノード電極１２上に形成される。また、第１の蛍光体層４１Ｒ，４１Ｇ上には第２の蛍光体層４２が形成される。
第２の蛍光体層４２も実施形態１と同様に、電子が入射されることによって、青色の光波長域、例えば４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長域に少なくとも１つのピークを有する光を発する蛍光体、例えばＺｎＳ：Ａｇが分散されている。第１の蛍光体層４１Ｇには実施形態１と同様に、第２の蛍光体層４２から放射される青色光の一部を吸収して緑色の光波長域、例えば５００ｎｍ〜５６０ｎｍの波長域に少なくとも１つのピークを有する光を発する蛍光体、例えばＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ等が分散されている。また、第１の蛍光体層４１Ｒには、実施形態１と同様に、２の蛍光体層４２から放射される青色光の一部を吸収して赤色の光波長域、例えば６００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域に少なくとも１つのピークを有する光を発する蛍光体、例えばＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ等が分散される。本実施形態では図８に示すように第１の蛍光体層４１Ｒ，４１Ｇは、ストライプパターンに形成されており別々の層に分散し形成される。なお、第１の蛍光体層４１Ｒ、第１の蛍光体層４１Ｇとから発せられる光の強度の比は、例えば、蛍光体を分散させる濃度、それぞれの面積比を変化させることにより調節する。

アノード電極１２と、第１の蛍光体層４１Ｒ，４１Ｇとの間にそれぞれ極薄い透明保護膜を介在させてもよく、また第１の蛍光体層４１Ｒ，４１Ｇと第２の蛍光体層４２との間に極薄い透明保護膜を設けていてもよい。

発光装置４０では、まずカソード電極１１から電界放出された電子は第２の蛍光体層４２に衝突し、第２の蛍光体層２２から、青色の光域の光が発せられる。この光の一部は、第１の蛍光体層４１Ｇ，４１Ｒの間、換言すればアノード電極１２上に形成された第２の蛍光体層４２から発せられる光は、アノード電極１２を介してガラス管１４外に発せられる。また、青色の光のその他の一部は第１の蛍光体層４１Ｇに吸収され、第１の蛍光体層４１Ｇ内に分散された緑色の蛍光体によって波長がシフトされ、緑色の光としてアノード電極１２を介してガラス管１４外に放出される。同様に、青色の光の一部は第１の蛍光体層４１Ｒに吸収され、第１の蛍光体層４１Ｒ内に分散された赤色の蛍光体によって波長がシフトされ、赤色の光としてアノード電極１２を介してガラス管１４外に放出される。このように発せられた青、緑、赤の光が混ざることにより白色光が得られる。本実施形態でも実施形態１と同様の比率で蛍光体を分散させてあるため、図５及び６に示すような太陽光スペクトルに近い光が得られる。

このように本実施形態にかかる発光装置においても、アノード電極１２上に第１の蛍光体層４１Ｇ，４１Ｒを形成し、さらに第１の蛍光体層４１Ｇ，４１Ｒを覆うように第２の蛍光体層４２を形成する。これにより、第２の蛍光体層４２から発せられる青色の波長域の光を緑色の波長、赤色の波長へとシフトさせることにより、太陽光のスペクトルに近い白色光を発する発光装置を得ることができる。

（実施形態３）
本発明の実施形態３に係る発光装置５０を図１０〜１２に示す。本実施形態に係る発光装置が上述した実施形態１及び２の発光装置と異なる点は、実施形態１及び２では青色の蛍光体を含む第２の蛍光体層から発せられた光を緑の蛍光体と赤の蛍光体とを含む第１の蛍光体層によって緑、赤の波長域の光へとシフトさせた。これに対し実施形態３では、第２の蛍光体層からは紫外線（３６０ｎｍ以下の波長の電磁波）を発し、この光を青、緑、赤の波長域へとシフトさせる点にある。実施形態１及び２と共通する部分については同一の引用番号を付し、詳細な説明を省略する。

発光装置５０は、図１０に示すようにカソード電極１１と、アノード電極１２と、ガラス管１４と、配線１５ａ，１５ｃと、高圧駆動電源１６と、第１の蛍光体層５１Ｂ，５１Ｇ，５１Ｒと、第２の蛍光体層５２と、を備える。

第１の蛍光体層５１Ｂ，５１Ｇ，５１Ｒは、図１０及び図１２それぞれアノード電極１２上に形成される。また、第１の蛍光体層５１Ｂ，５１Ｇ，５１Ｒ上には紫外光を発する第２の蛍光体層５２が形成されている。第２の蛍光体層５２から発せられる紫外光は、第１の蛍光体層５１Ｂ，５１Ｇ，５１Ｒによってそれぞれ青、緑、赤色の波長域の光へとシフトされ、アノード電極１２を介してガラス管１４外に放出される。そして、これらの３色の光が混ざることにより太陽光スペクトルに近い白色光が得られる。

第１の蛍光体層５１Ｂには、紫外線により励起されて、青色の光波長域、例えば４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長域に少なくとも１つのピークを有する光を発する蛍光体、例えばＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕが分散されている。

第１の蛍光体層５１Ｇには、紫外線により励起されて、緑色の光波長域、例えば５００ｎｍ〜５６０ｎｍの波長域に少なくとも１つのピークを有する光を発する蛍光体、例えばＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅが分散されている。

第１の蛍光体層５１Ｒには、紫外線により励起されて、赤色の光波長域、例えば６００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域に少なくとも１つのピークを有する光を発する蛍光体、例えばＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕが分散されている。

第２の蛍光体層５２には、電界放射された電子が入射されることによって紫外線を発する蛍光体、例えばＹ_２Ｏ_３、Ｚｎ、ＺｎＯ、Ｈが分散されている。

本実施の形態でも、上述した各実施形態と同様に、アノード電極１２上にＲＧＢそれぞれの蛍光体を分散させた第１の蛍光体層５１を形成し、さらに第１の蛍光体層５１を覆うように第２の蛍光体層５２を形成する。これにより、第２の蛍光体層５２から発せられる紫外域の光を青色、緑色、赤色の各波長域へとシフトさせることにより、太陽光のスペクトルに近い白色光を発する発光装置を得ることができる。

アノード電極１２と、第１の蛍光体層５１Ｂ，５１Ｇ，５１Ｒとの間にそれぞれ極薄い透明保護膜を介在させてもよく、また第１の蛍光体層５１Ｂ，５１Ｇ，５１Ｒ同士の間に極薄い透明保護膜を設けていてもよく、また第１の蛍光体層５１Ｂ，５１Ｇ，５１Ｒと第２の蛍光体層５２との間に極薄い透明保護膜を設けていてもよい。

（実施形態４）
本発明の実施形態４に係る発光装置６０を図１３〜１５に示す。本実施形態に係る発光装置が上述した各実施形態の発光装置と異なる点は、実施形態１及び２では蛍光体が可視光によって励起され、実施形態３では紫外線によって励起され、これらの波長をシフトさせていたが、実施形態４ではＸ線によって励起される点にある。上述した実施形態と共通する部分については同一の引用番号を付し、詳細な説明を省略する。

発光装置６０は、図１３に示すように、カソード電極と、ガラス管１４と、配線１５ａ，１５ｃと、蛍光体層６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒ１，６１Ｒ２とＸ線励起層（アノード電極）６２と、を備える。

蛍光体層６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒ１は、図１３及び図１５に示すようにガラス管１４上に形成される。蛍光体層６１Ｂ，６１Ｇは、それぞれＸ線が入射されると青色、緑色の光を発する層であり、これらの蛍光体が所定割合で分散されている。具体的に、本実施形態では青色の蛍光体としてＣａＷＯ_４を、緑色の蛍光体としてＧａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂを用いる。なお、本実施形態では、Ｘ線励起層６２において、電子によってＸ線（０．０１ｎｍ〜１０ｎｍの波長の電磁波）が励起されるため、Ｘ線を比較的波長の長い赤色の光まで１つの蛍光体によって波長をシフトさせることは難しい。従って、赤色の光を発する蛍光体層を、蛍光体層６１Ｒ１と６１Ｒ２との２層構造に形成する。蛍光体層６１Ｒ２には、橙色の光を発する蛍光体を分散させ、この層においてＸ線を橙色の光（６００ｎｍ〜６２０ｎｍ）にシフトさせる。そして蛍光体層６１Ｒ２から発せられた光を蛍光体層６１Ｒ１によって赤色の波長域にシフトさせる。具体的に、橙色の蛍光体としては（Ｙ，Ｓｒ）Ｔａ_４：Ｎｂを、赤色の蛍光体としてＣａＳｉＮ_３：Ｅｕを用いる。

また、蛍光体層６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒ１から発せられる光の強度の比は、例えば、蛍光体を分散させる濃度、それぞれの面積比を変化させることにより調節する。

Ｘ線励起層６２は、電子線によってＸ線を励起することが可能な材料、具体的には金属から形成される。金属は一般に導電性を有するため、Ｘ線を励起するための層をアノード電極としても機能させることが出来る。このようにＸ線励起層６１は、アノード電極としても機能する。また、Ｘ線励起層６２として高反射性の金属を用いると、発光装置６０から発せられる光を反射させることができ、取り出し効率を高めることができるため、好ましい。

本実施形態では、ガラス管１４上に第１の蛍光体層６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒ１を形成し、さらに第１の蛍光体層６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒ１を覆うようにＸ線励起層６２を形成する。これにより、Ｘ線励起層６２から発せられるＸ線を青色、緑色、赤色の波長へとシフトさせることにより、太陽光のスペクトルに近い白色光を発する発光装置を得ることができる。

本実施形態では特に、電子によりＸ線を発する材料が導電性を備えるため、これをアノード電極として機能させることができ、アノード電極を省略することが可能である。従って、太陽光に近い白色光を得られるばかりでなく、構造がより簡略化され、製造工程が簡略化された発光装置を提供することが出来る。

本発明は上述した実施形態に限られず、様々な変形及び応用が可能である。
例えば、上述した実施形態では、蛍光体層の配置としてストライプパターンを例に挙げて説明したが、各色の面積比を保つことができれば、パターン形状、配置は上述した例に限られない。

また、上述した実施形態１ではＺｎＳ：Ａｇ（Ｂ）と、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ（Ｇ）と、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ（Ｒ）の発光面積比を２．３：１：０．３の割合となるので、それぞれのガラス管１４外への出射面積の比が、１：１：０．３となるものと、ＺｎＳ：Ａｇ（Ｂ）と、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ（Ｇ）と、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ（Ｒ）の発光面積比を２．４：１：０．４の割合となるので、それぞれのガラス管１４外への出射面積の比が、１：１：０．４となるものとを例に挙げて説明したが、蛍光体としている用いる物質及び割合は上述した実施形態に限られない。

また、上述した実施形態３ではＲＧＢの各蛍光体層をストライプパターンで形成し、面積比によって蛍光体の割合を調節する構成を例に挙げて説明したが、これに限られず例えば所定割合でＲＧＢの各蛍光体を混合させ、第１の蛍光体層５１を形成することも可能である。

また、上述した各実施形態において、カソード電極１１とアノード電極１２、６２との間にグリッド電極を配置させてもよい。グリッド電極は冷電子の通り道に貫通孔のある金属板であり、所定の電圧を印加することによって、カソード電極１１から冷電子を誘引させる。

また、上述した各実施形態では、アノード電極１２がガラス管１４内壁面に形成されているが、これに限られずガラス管１４内であれば、ガラス管１４に直接接しなくてもよく、また、アノード電極１２の透光性を有する導電材料をガラス基板等の透明基板上に被膜して、ガラス基板及び透光性導電材料膜をガラス管１４内に配置させてもよい。

また、上述した各実施形態では発光装置としてＦＥＬを例に挙げて説明したが、このような発光領域を画素として複数備えたフラットなパネル構造のＦＥＤ（Field Emission Display）として利用することもできる。
また、上述した各実施形態では、ＤＣ駆動であっても、パルス駆動であっても発光又は表示が可能となる。

本発明の実施形態１に係る発光装置の構成例を模式的に示す図である。 第１の蛍光体層及び第２の蛍光体層を示す平面図である。 図２に示すＡ−Ａ線断面図である。 太陽光スペクトルの相対強度を示すグラフである。 本実施形態の発光装置から発せられる光のスペクトルを示すグラフである。 本実施形態の発光装置から発せられる光の太陽光に対する強度比を示すグラフである。 本発明の実施形態２に係る発光装置の構成例を模式的に示す図である。 第１の蛍光体層及び第２の蛍光体層を示す平面図である。 図８に示すＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の実施形態３に係る発光装置の構成例を模式的に示す図である。 第１の蛍光体層及び第２の蛍光体層を示す平面図である。 図１１に示すＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の実施形態４に係る発光装置の構成例を模式的に示す図である。 第１の蛍光体層及びＸ線励起層を示す平面図である。 図１４に示すＤ−Ｄ線断面図である。

符号の説明

１０，４０，５０，６０・・・発光装置、１１・・・カソード電極、１２・・・アノード電極、１４・・・ガラス管、１５ａ，１５ｃ・・・配線、１６・・・高圧駆動電源、２１，４１Ｇ，４１Ｒ，５１・・・第１の蛍光体層、２２，４２，５２・・・第２の蛍光体層、６１Ｂ，６１Ｇ，６１Ｒ１，６１Ｒ２・・・蛍光体層、６２・・・Ｘ線励起層

Claims (3)

1. 電界放出によって、電子を発生する第１の電極と、
   前記第１の電極と対向するように設けられた第２の電極と、
   前記第２の電極上に形成された第１の蛍光体層と、
   前記第２の電極と前記第１の蛍光体層を覆うように形成された第２の蛍光体層と、を備え、
   前記第１の蛍光体層には、第１の蛍光体と第２の蛍光体とが分散されており、
   前記第２の蛍光体層には、第３の蛍光体が分散されており、
   前記第２の蛍光体層は、前記第１の電極から発せられた電子によって前記第３の蛍光体が第１の波長の光を放出し、
   前記第１の蛍光体層は、前記第２の蛍光体層から発せられた前記第１の波長の光を吸収し、前記第１の蛍光体と前記第２の蛍光体が、前記第１の波長より長波長の光である第２の波長の光と第３の波長の光をそれぞれ放出し、
   前記第１の波長の光と前記第２の波長の光と前記第３の波長の光とが混じりあって発せられる光は、４００〜４５０ｎｍの波長域において太陽光に対する強度比が、＋１０〜−８０％であることを特徴とする発光装置。
2. 電界放出によって、電子を発生する第１の電極と、
   前記第１の電極と対向するように設けられた第２の電極と、
   前記第２の電極上に形成された第１の蛍光体層と、
   前記第２の電極と前記第１の蛍光体層を覆うように形成された第２の蛍光体層と、を備え、
   前記第１の蛍光体層には、第１の蛍光体と第２の蛍光体とが分散されており、
   前記第２の蛍光体層には、第３の蛍光体が分散されており、
   前記第２の蛍光体層は、前記第１の電極から発せられた電子によって前記第３の蛍光体が第１の波長の光を放出し、
   前記第１の蛍光体層は、前記第２の蛍光体層から発せられた前記第１の波長の光を吸収し、前記第１の蛍光体と前記第２の蛍光体が、前記第１の波長より長波長の光である第２の波長の光と第３の波長の光をそれぞれ放出し、
   前記第１の波長の光と前記第２の波長の光と前記第３の波長の光とが混じりあって発せられる光は、４５０〜７００ｎｍの波長域において太陽光に対する強度比が、＋５０〜−４０％であることを特徴とする発光装置。
3. 前記第１の波長は、５００ｎｍ以下に少なくとも１つのピークを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の発光装置。

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