JP4525650B2 - 白色光を発光する発光装置 - Google Patents

Description

本発明は白色光を発光する発光装置に関する。

青色発光ＬＥＤ（発光ダイオード）が実用化されたことによってＬＥＤの利用分野が急速に拡大した。また、高輝度化が達成されたことによって、高輝度の光が必要とされる用途（例えば車輌ヘッドランプや室内照明）へのＬＥＤの応用も図られるようになってきた。ＬＥＤの用途の一つとして特許文献１にはＬＥＤと蛍光体を利用した車両用ヘッドランプが提案されている。この文献には、青色発光ＬＥＤチップの光の一部を黄色系蛍光体によって黄色光に波長変換して得られる白色光を反射面で配光制御し、外部に放射させる構成が開示されている。
特開２００５−３２６６１号公報

青色発光ＬＥＤチップの光の一部を黄色系蛍光体によって黄色光に波長変換して白色光を得るＬＥＤランプでは、青色発光ＬＥＤチップの封止材に黄色系蛍光体を含有させたり、又は青色発光ＬＥＤチップの表面に黄色系蛍光体層を形成させたりする。このようなＬＥＤランプはその表面が黄色系蛍光体の色である黄色味を帯びる。従って当該構成のＬＥＤランプを用いた発光装置では、ＬＥＤランプの非点灯時において黄色系蛍光体に由来する黄色が装置表面（例えばカバー表面）に観察される。特に、車両用ヘッドランプに代表されるように、レンズを介して光を外部に取り出す場合には、レンズの作用によってＬＥＤランプ表面が拡大されることによって黄色が著しく目立つことになる。車両用ヘッドランプにおいてこのような黄色が観察されることは車体のデザイン性を著しく低下させることから、外観を損なわないようにする対策が必要となる。
そこで本発明は、白色光を発光する発光装置において、非点灯時に装置表面が黄色に観察されることを防止して意匠性を向上させることを課題とする。

本発明は以上の課題を解決するため、以下の発光装置を提供する。即ち、
白色光を発光する発光装置であって、
青色発光ＬＥＤチップと、
前記青色発光ＬＥＤチップからの青色光によって励起される黄色系蛍光体と、
近紫外発光ＬＥＤチップと、
前記青色発光ＬＥＤチップの光によって励起されず、前記近紫外発光ＬＥＤチップからの近紫外光によって励起される青色系蛍光体と、を備え、
前記青色発光ＬＥＤチップが非発光状態のときに前記近紫外発光ＬＥＤチップを発光させて前記青色系蛍光体に対して近紫外光を照射する、発光装置である。

以上の構成の発光装置では、点灯状態のときには青色発光ＬＥＤチップの青色光によって黄色系蛍光体が励起し、黄色光が生ずる。この黄色光と、蛍光体の励起に利用されなかった青色光とが混合することによって白色光が外部放射する。一方、非点灯状態のときは近紫外発光ＬＥＤチップから近紫外光が青色系蛍光体に照射する。これによって青色系蛍光体から青色光が生ずる。この青色光の色は黄色系蛍光体の色である黄色と補色の関係にあり、両者が混色することによって白色を呈する。これによって装置表面には白色系の色が観察される。このように、非点灯状態のときにおいて黄色蛍光体に由来する黄色が観察されることを防止できる。
以下、本発明の各部材（要素）を詳細に説明する。

（青色発光ＬＥＤチップ）
本発明では青色発光ＬＥＤチップが使用される。例えば、主発光ピーク波長が４５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲にあるＬＥＤチップを用いることができる。好ましくは主発光ピーク波長が４６０ｎｍ〜４９０ｎｍの範囲にあるＬＥＤチップを用いる。
ＬＥＤチップの形成材料は特に限定されるものではない。III族窒化物系化合物半導体層を備えるＬＥＤチップを好適に用いることができる。III族窒化物系化合物半導体は、一般式としてＡｌ_ＸＧａ_ＹＩｎ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表され、ＡｌＮ、ＧａＮ及びＩｎＮのいわゆる２元系、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ、Ａｌ_ｘＩｎ_１−ｘＮ及びＧａ_ｘＩｎ_１−ｘＮ（以上において０＜ｘ＜１）のいわゆる３元系を包含する。III族元素の一部をボロン（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）等で置換しても良く、また、窒素（Ｎ）の一部もリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置換できる。ＬＥＤチップの素子機能部分は上記２元系若しくは３元系のIII族窒化物系化合物半導体より構成することが好ましい。

III族窒化物系化合物半導体は任意のドーパントを含むものであっても良い。ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を用いることができる。ｐ型不純物として、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等を用いることができる。なお、ｐ型不純物をドープした後にIII族窒化物系化合物半導体を電子線照射、プラズマ照射若しくは炉による加熱にさらすことができる。
III族窒化物系化合物半導体は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）のほか、周知の分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等によっても形成することができる。

III族窒化物系化合物半導体層を成長させる基板の材質はIII族窒化物系化合物半導体層を成長させられるものであれば特に限定されないが、例えば、サファイア、スピネル、シリコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガリウム、ヒ化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガン、III族窒化物系化合物半導体単結晶などを基板の材料として挙げることができる。

典型的には表面実装型（ＳＭＤタイプ）や砲弾型のＬＥＤランプとしてパッケージングされた状態のＬＥＤチップが用いられるが、これに限定されるものではない。例えば支持体に直接実装された状態（いわゆるチップ・オン・ボード）でＬＥＤチップを使用してもよい。

（黄色系蛍光体）
本発明では青色光によって励起される黄色系蛍光体が用いられる。この性質を有する限り、黄色系蛍光体の種類は特に限定されない。例えば一般式Ｙ_３−ｘＧｄ_ｘＡｌ_５−ｙＧａ_ｙＯ_１２：Ｃｅ（０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦５）で表されるイットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（いわゆるＹＡＧ系蛍光体）を好適に用いることができる。かかる蛍光体は、青色光を黄色ないし黄緑色系の光に効率よく変換する。また、この蛍光体は一般に近紫外光に対する励起効率が非常に低い。このような性質の蛍光体を採用することによって、本発明の発光装置が非点灯状態のときにおける意匠性の低下を回避することができる。即ち、本発明の発光装置が非点灯状態のときには後述の近紫外発光ＬＥＤチップから近紫外光が放射されるが、この近紫外光が黄色系蛍光体に照射したとしても、意匠性の低下を招くことになる不要な蛍光の発生量が少なくなる（又は実質的に蛍光が発生しない）。以上の説明から明らかなように、近紫外光に関する励起効率の低い黄色系蛍光体を用いることが好ましい。尚、本発明では青色発光ＬＥＤチップが発光状態（但し、微弱な通電電流によって青色発光ＬＥＤチップが発光した状態を除く）を「発光装置が点灯状態」といい、青色発光ＬＥＤチップが非発光状態を「発光装置が非点灯状態」という。
上記一般式において、イットリウム（Ｙ）の一部又は全部をＬｕ又はＬａに置換したものを用いることもでき、また、アルミニウム（Ａｌ）の一部又は全部をＩｎ又はＳｃに置換したものを用いることもできる。

黄色系蛍光体は青色発光ＬＥＤチップの光放射方向に配置されるが、その具体的配置態様は特に限定されない。例えば、青色発光ＬＥＤチップの封止材に黄色系蛍光体を混ぜ込むことにすれば、青色発光ＬＥＤチップの光を効率的に黄色系蛍光体に照射することができる。或いは青色発光ＬＥＤチップの表面又は封止材の表面に黄色系蛍光体含有の層（具体的には例えば蛍光体樹脂層）を形成することにしてもよい。

封止材に黄色系蛍光体を含有させる場合、蛍光体を封止材に一様に分散させることにしても、或いは一部の領域に局在させることにしてもよい。後者の例として黄色系蛍光体を青色発光ＬＥＤチップの近傍に局在させることが挙げられ、このような構成によれば青色発光ＬＥＤチップからの光を効率的に黄色系蛍光体に照射できる。
尚、封止材の材料は青色発光ＬＥＤチップの光に対して透明であり、且つ耐久性、耐光性などに優れたものを採用することが好ましい。例えばシリコーン（シリコーン樹脂、シリコーンゴム、及びシリコーンエラストマーを含む）、エポキシ樹脂、ユリア樹脂の中から選択される材料で封止材を形成することができる。

（レンズ）
本発明の一形態ではレンズが備えられ、当該レンズを介して白色光が放射することになる。従って、レンズの作用によって配光制御を受けた白色光が外部放射する。レンズを利用することによって所望の配光制御が可能となる。尚、内部構造（青色発光ＬＥＤチップや蛍光体など）を保護するカバーとしての機能をレンズに付与し、防水効果や防塵効果を得ることもできる。
本発明では一つ又は複数個のレンズが用いられて拡大光学系を形成する。全体として拡大光学系を形成する限り個々のレンズ形状は特に限定されない。採用可能なレンズの例として球面平凸レンズ、球面平凹レンズ、球面両凸レンズ、球面両凹レンズ、凸メニスカスレンズ、凹メニスカスレンズ、非球面レンズ、シリンドリカルレンズ等を挙げることができる。

本発明の一形態では青色発光ＬＥＤチップの光照射方向にレンズが配置される。このような配置としたとき、青色発光ＬＥＤチップと黄色系蛍光体によって生成される白色光は直接レンズに照射する。従って、光の外部放射効率が高くなる。
一方、本発明の他の形態では青色発光ＬＥＤチップの光放射方向に反射面が備えられる。この反射面は、青色発光ＬＥＤチップと黄色系蛍光体によって生成される白色光をレンズ方向へと反射する。反射面を利用すればレンズのみでは実現できない様々な配光制御が可能となる。また、レンズとの組み合わせによって配光制御が容易となる。さらには、反射面を利用することによって青色発光ＬＥＤチップの配置自由度が高まる。また、レンズを通して青色発光ＬＥＤチップが直接視認されない構成が可能となる。
反射面の形状は特に限定されるものではなく、平面、曲面（球面、柱面、円錐面、回転放物面、回転楕円面、楕円放物面、３次曲面、４次曲面、自由曲面など）又はこれらの組合せによって反射面を構成することができる。反射面による光のロスを最小限に抑えるべく反射率の高い材料で反射面を形成することが好ましい。例えば所望の形状に成形した樹脂などの表面にＡｌ系又はＡｇ系材料を蒸着、メッキ、塗布等することによって反射性に優れた反射面を形成することができる。

（青色系蛍光体）
本発明では、近紫外光で励起されて青色光を生ずる蛍光体が使用される。このような青色系蛍光体として例えば、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_１０（ＰＯ_４）_６・Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋、Ｓｒ_１０（ＰＯ_４）_６・Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ^２＋、（Ｂａ，Ｍｇ）_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ^２＋、Ｂａ_３ＭｇＳｉ_２Ｏ_８：Ｅｕ^２＋、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ^２＋等を用いることができる。
シャープな分布の発光スペクトルを持つ青色系蛍光体を使用することが好ましい。かかる特性の蛍光体によれば本来の目的（即ち外観の白色化）に必要な青色光のみを効率的に得ることができる。これによって、青色系蛍光体から不要な光が生ずることによる着色化を防止できる。
別の観点からいえば、青色光によって励起されにくい（近紫外光に関する相対発光効率が高い）青色系蛍光体を使用することが好ましい。このような特性の青色系蛍光体を採用すれば、青色発光ＬＥＤチップが発光した際に青色系蛍光体から不要な蛍光が発生しにくい。これによって、青色発光ＬＥＤチップの光と黄色系蛍光体由来の光が混合することで生成される光（白色光）の色に影響することを低減ないし防止できる。
以上の二つの特性を併せ持つ蛍光体の例としては上記の（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_１０（ＰＯ_４）_６・Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋を挙げることができる。当該蛍光体は、近紫外光の照射によって効率的に発光し、シャープな発光分布を示す。尚、組成によって発光ピークは異なるが、当該蛍光体では４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの発光ピークが得られる。

青色系蛍光体は黄色系蛍光体の近傍に配置される。例えば、黄色系蛍光体を青色発光ＬＥＤチップの封止材に含有させた場合、当該封止材に青色系蛍光体も含有させることによって当該配置態様を実現できる。好ましい一態様としては黄色系蛍光体と青色系蛍光体を封止材に一様に分散させる。これによって黄色系蛍光体の各粒子の周囲に青色系蛍光体が存在する状態をつくることができ、青色系蛍光体からの光によって黄色系蛍光体の色が視認されにくくするという本発明の効果が発揮されやすい。尚、黄色系蛍光体の場合と同様に、青色系蛍光体を封止材に一様に分布させるのではなく一部の領域に局在させることにしてもよい。例えば青色系蛍光体を含有する層と黄色系蛍光体を含有する層からなる二層構造の封止部材にする。
青色系蛍光体を黄色系蛍光体とともに青色発光ＬＥＤチップの封止材に含有させるのではなく、黄色系蛍光体のみを封止材に含有させることにし、当該封止材の表面に青色系蛍光体含有の層を形成することにしてもよい。このような構成によっても青色系蛍光体が黄色系蛍光体に近接した状態をつくることができる。当該構成では青色系蛍光体が黄色系蛍光体よりもレンズに近い側に配置されることから、青色系蛍光体からの光によって黄色系蛍光体の色が視認されにくくするという本発明の効果を得やすい。

（近紫外発光ＬＥＤチップ）
本発明では近紫外発光ＬＥＤチップが使用される。例えば、主発光ピーク波長が３８０ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲にあるＬＥＤチップを用いることができる。近紫外発光ＬＥＤチップが照射する近紫外光は、短波長になればなるほど人間の視覚では認識されにくく、その照射によって発光装置の外観を損なわない。この点を考慮して、好ましくは主発光ピーク波長が３８０ｎｍ〜４００ｎｍ、更に好ましくは３８０ｎｍ〜３９０ｎｍの範囲にあるＬＥＤチップを用いることが好ましい。
ＬＥＤチップの形成材料は特に限定されるものではない。III族窒化物系化合物半導体層を備えるＬＥＤチップを好適に用いることができる。近紫外発光ＬＥＤチップは青色系蛍光体に対して近紫外光を照射する。従って、近紫外発光ＬＥＤチップはその光を青色系蛍光体に照射可能な位置に備えられる。
本発明の一形態では、青色発光ＬＥＤチップが非発光状態のとき（即ち発光装置の非点灯時）に近紫外発光ＬＥＤチップを発光させて青色系蛍光体に対して近紫外光を照射する。但し、青色発光ＬＥＤチップが発光状態のときにおいても近紫外発光ＬＥＤチップを点灯状態にすることを妨げるものではない。青色発光ＬＥＤチップの発光状態の如何に拘わらず近紫外発光ＬＥＤチップを点灯させる構成を採用する場合には、黄色系蛍光体として近紫外光によって励起されにくいか又は実質的に励起されないものを用いることが好ましい。近紫外光によって黄色系蛍光体が励起されて生ずる黄色光によって発光装置の発光色（白色）が変化することを防止するためである。尚、近紫外光によっても励起される黄色系蛍光体を使用する場合には、黄色系蛍光体からの青色光の発生を予め考慮し、使用する青色発光ＬＥＤチップの輝度や黄色系蛍光体の使用量などを調整することが好ましい。
本発明の他の一形態では、微弱な通電電流によって青色発光ＬＥＤチップを発光状態とし、このときに近紫外発光ＬＥＤチップを発光させて青色系蛍光体に対して近紫外光を照射する。換言すれば、近紫外発光ＬＥＤチップの作用によって外観を白色化する際、青色発光ＬＥＤチップもほのかに点灯させて色調を整える。

近紫外発光ＬＥＤチップとして、典型的には表面実装型（ＳＭＤタイプ）や砲弾型のＬＥＤランプとしてパッケージングされた状態のＬＥＤチップが用いられるが、これに限定されるものではない。例えば支持体に直接実装された状態（いわゆるチップ・オン・ボード）でＬＥＤチップを使用してもよい。

実施例の車両用ヘッドランプ装置１の斜視図を図１に示す。また、図１のＡ−Ａ線位置での断面図を図２に示す。
ヘッドランプ装置１は第１の表面実装型ＬＥＤ装置（以下、「第１ＬＥＤ装置」という）１０、第２の表面実装型ＬＥＤ装置（以下、「第２ＬＥＤ装置」という）２０、レンズ３０、及びカバー４０を備える。第１ＬＥＤ装置１０はＬＥＤチップ１１、基板５０、リフレクタ５１、及び封止材５２から概略構成される（図３）。尚、静電耐圧のために第１ＬＥＤ装置１０は図示しないツェナーダイオードを内蔵する。
図４に示すようにＬＥＤチップ１１はサファイア基板１２上に複数の半導体層が積層された構成からなる青色発光ＬＥＤチップであり、主発光ピーク波長を４７０ｎｍ付近に有する。ＬＥＤチップ１１の各層のスペックは次の通りである。
層 ： 組成
ｐ型層１６ ： ｐ−ＧａＮ：Ｍｇ
発光する層を含む層１５ ： ＩｎＧａＮ層を含む
ｎ型層１４ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ
バッファ層１３ ： ＡｌＮ
基板１２ ： サファイア

基板１２の上にはバッファ層１３を介してｎ型不純物としてＳｉをドープしたＧａＮからなるｎ型層１４が形成される。ここで、基板１２にはサファイアを用いたがこれに限定されることはなく、サファイア、スピネル、炭化シリコン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化マンガン、ジルコニウムボライド、III族窒化物系化合物半導体単結晶等を用いることができる。さらにバッファ層１３はＡｌＮを用いてＭＯＣＶＤ法で形成されるがこれに限定されることはなく、材料としてはＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ及びＡｌＩｎＧａＮ等を用いることができ、製法としては分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等を用いることができる。III族窒化物系化合物半導体を基板として用いた場合は、当該バッファ層を省略することができる。
さらに基板とバッファ層は半導体素子形成後に、必要に応じて、除去することもできる。
ここでｎ型層１４をＧａＮで形成したが、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ若しくはＡｌＩｎＧａＮを用いることができる。
また、ｎ型層１４にはｎ型不純物してＳｉをドープしたが、このほかにｎ型不純物として、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等を用いることもできる。
発光する層を含む層１５は量子井戸構造（多重量子井戸構造、若しくは単一量子井戸構造）を含んでいてもよく、また発光素子の構造としてはシングルへテロ型、ダブルへテロ型及びホモ接合型のものなどでもよい。

発光する層を含む層１５はｐ型層１６の側にＭｇ等をドープしたバンドギャップの広いIII族窒化物系化合物半導体層を含むこともできる。これは発光する層を含む層１５中に注入された電子がｐ型層１６に拡散するのを効果的に防止するためである。
発光する層を含む層１５の上にｐ型不純物としてＭｇをドープしたＧａＮからなるｐ型層１６を形成する。このｐ型層１６はＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ又はＩｎＡｌＧａＮとすることもできる、また、ｐ型不純物としてはＺｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａを用いることもできる。ｐ型不純物の導入後に、電子線照射、炉による加熱、プラズマ照射等の周知の方法により低抵抗化することも可能である。
上記構成の発光素子において、各III族窒化物系化合物半導体層は一般的な条件でＭＯＣＶＤを実行して形成するか、分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド系気相成長法（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャワー法等の方法で形成することもできる。

ｎ電極１９はＡｌとＶの２層で構成され、ｐ型層１６を形成した後にｐ型層１６、発光する層を含む層１５、及びｎ型層１４の一部をエッチングにより除去することにより表出したｎ型層１４上に蒸着で形成される。
透光性電極１７は金を含む薄膜であって、ｐ型層１６の上に積層される。ｐ電極１８も金を含む材料で構成されており、蒸着により透光性電極１７の上に形成される。以上の工程により各層及び各電極を形成した後、各チップの分離工程を行う。
尚、基板１２の裏面（半導体層が形成されない側の表面）にＡｌ、Ａｇ、窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化ジルコニウム、窒化タンタルなどからなる反射層を形成してもよい。反射層を設けることにより、基板１２側に向かった光を取り出し方向へと効率的に反射、変換することができ、光の取り出し効率の向上が図られる。このような反射層は形成材料の蒸着などの公知の方法で形成することができる。

リフレクタ５１は白色系の樹脂からなり、カップ状部を形成する内周面が光軸に対して所望の角度となるように成形されている。
封止材５２はＬＥＤチップ１１を被覆するようにカップ状部に充填される。封止材５２は黄色系蛍光体６２と青色系蛍光体６３とを含有するシリコーン樹脂である。この実施例では黄色系蛍光体６２にＹＡＧ（Ｙ_３−ｘＧｄ_ｘＡｌ_５−ｙＧａ_ｙＯ_１２：Ｃｅ（０≦ｘ≦３、０≦ｙ≦５））を使用し、青色系蛍光体６３に（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_１０（ＰＯ_４）_６・Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋を使用した。黄色系蛍光体６２と青色系蛍光体６３の含有比は重量換算（重量％）で７：４である。この実施例で使用した黄色系蛍光体６２は図５に示す励起スペクトルを有し、後述の紫外発光ＬＥＤチップの光では実質的に励起されない。一方、黄色系蛍光体６２の発光ピークは図６に示すように約５６０ｎｍである。
一方、青色系蛍光体６３は近紫外光領域に励起スペクトルのピークを有し（図７）、発光ピーク波長は約４５０ｎｍである（図８）。

第２ＬＥＤ装置２０は、近紫外発光ＬＥＤチップ（発光ピーク波長約３９０ｎｍ）を内蔵する点、及び蛍光体を含有しないシリコーン樹脂からなる封止材が使用される点を除いて、第１ＬＥＤ装置１０と同様の構成からなる。

レンズ３０は透光性樹脂製又はガラス製であって放物面形状のレンズ面を有する。尚、レンズ面の形状は放物面に限られるものではなく、球面形状や楕円面形状などを採用することもできる。

図２に示すようにヘッドランプ装置１では第１ＬＥＤ装置１０が配線基板６０上に実装され、第１ＬＥＤ装置１０の光出射方向にレンズ３０が配置される。一方、第２ＬＥＤ装置２０は配線基板６１に実装された後、第１ＬＥＤ装置１０から見て斜め前方の位置においてカバー４０内に設置される。尚、その光出射方向に第１ＬＥＤ装置１０が位置するように第２ＬＥＤ装置の角度が調整される。

車両搭載時にはハーネスを介してヘッドランプ装置１への給電が行われ、以下に説明する発光態様が得られる。まずヘッドランプ装置１が点灯状態のときは第１ＬＥＤ装置１０が発光状態となる（第２ＬＥＤ装置２０は非発光状態）。即ち、第１ＬＥＤ装置１０内のＬＥＤチップ１１が発光し、青色光を出射する。この青色光の一部は封止材５２内の黄色系蛍光体６２の励起に利用され、黄色光を生じさせる。その結果、第１ＬＥＤ装置１０は、黄色光と蛍光体の励起に利用されなかった青色光が混色して得られる白色光を発光する。この白色光は前方へと進行し、レンズ３０を介して外部に放射する（図２）。レンズ３０ではその形状に応じたレンズ効果が発揮される。その結果、配光制御された白色光がレンズ３０の表面から外部放射することになる。

ヘッドランプ装置１が非点灯状態のときは第２ＬＥＤ装置２０が発光状態となる（第１ＬＥＤ装置１０は非発光状態）。即ち、第２ＬＥＤ装置２０が近紫外光を放射する。放射された近紫外光は斜め前方より第１ＬＥＤ装置１０に照射する。その結果、第１ＬＥＤ装置１０の封止材５２内の青色系蛍光体６３が励起され青色光を発光する。このようにして封止材５２内の黄色系蛍光体６２の色である黄色と補色の関係にある青色光が生ずることによって封止部５２は白色を呈する。その結果、レンズ３０を通して第１ＬＥＤ装置１０の表面が白色に観察される。つまり、ヘッドランプ装置１が非点灯状態のときにおいて、黄色系蛍光体６２に起因する黄色がレンズ３０を通して観察されなくなる。これによって車両の意匠性の低下を防止できる。また、ヘッドランプ装置１自体の意匠性も向上する。

以上の実施例ではヘッドランプ装置１が点灯状態のときに第２ＬＥＤ装置２０を非発光状態としたが、ヘッドランプ装置１が点灯状態のときにおいても第２ＬＥＤ装置２０を発光させるようにしてもよい。即ち、ヘッドランプ装置１の点灯状態の如何に拘わらず第２ＬＥＤ装置２０が発光するように構成してもよい。例えばイグニッションのＯＮと同期させて第２ＬＥＤ装置２０を発光させることによってこのような発光制御を行うことができる。当該構成ではヘッドランプ装置１が点灯状態のときにおいても第１ＬＥＤ装置１０に近紫外光が照射し、第１ＬＥＤ装置１０内の青色系蛍光体６３を励起する。これによって生ずる青色光が、ヘッドランプ装置１から最終的に放射される白色光の色に対して影響する場合には、第１ＬＥＤ装置１０の封止部材５２内の黄色系蛍光体６２の量を増加させること等によって色バランスを調整すればよい。

また、例えばフォトセンサーを利用することによって、車両の駐車時において周囲が明るいときにも第２ＬＥＤ装置２０が発光するように構成してもよい。かかる構成によれば第２ＬＥＤ装置２０の作用によって、駐車時においてもヘッドランプ装置１の意匠性が向上する。

第２ＬＥＤ装置２０の光照射方式の異なる構成を図９及び１０に示す。これらの図面は断面図であり図２に対応する。図９の構成では第１ＬＥＤ装置１０が実装される配線基板６０上に第２ＬＥＤ装置２０も実装される。これによって第１ＬＥＤ装置１０と第２ＬＥＤ装置２０の光放射方向が同一となる。第２ＬＥＤ装置２０の前方には反射面７０が備えられる。当該構成では第２ＬＥＤ装置２０が放射する近紫外光は反射面７０によって反射された後、第１ＬＥＤ装置１０に照射することになる。一方、図１０の構成ではカバー４０の内周面に沿うリング状の反射面７１が備えられるとともに、これに対応させて複数の第２ＬＥＤ装置２０が使用される。この構成においても反射面７１による反射を利用して第１ＬＥＤ装置１０に対する近紫外光の照射が行われる。この構成では第１ＬＥＤ装置１０に対して複数の方向から近紫外光が照射することになり、第１ＬＥＤ装置１０内の青色系蛍光体６３への照射ムラを軽減できる。
以上の例に示されるように、反射面の利用によって第２ＬＥＤ装置２０の設置自由度が高まる。

第２ＬＥＤ装置２０として、表面実装型ではなく砲弾型（レンズ型）のＬＥＤ装置を用いることにしてもよい。砲弾型ＬＥＤ装置は照射範囲を絞った光の照射に好適である。即ち、砲弾型ＬＥＤ装置を採用すれば必要な範囲に限定して又は集中して近紫外光を照射することが容易となる。従って、砲弾型ＬＥＤ装置を利用することは、周囲の部材の紫外線劣化の低減ないし防止に有効であるといえる。

第１ＬＥＤ装置１０と第２ＬＥＤ装置２０の代わりに、青色発光ＬＥＤチップと紫外発光ＬＥＤチップとを内蔵するＬＥＤ装置を用いることも可能である。このようなＬＥＤ装置の一例は、青色発光ＬＥＤチップと紫外発光ＬＥＤチップを、黄色系蛍光体及び青色系蛍光体含有の樹脂で一括封止して構成したＬＥＤ装置である。当該ＬＥＤ装置では青色発光ＬＥＤチップが発光状態のときにはその光が封止材内の黄色系蛍光体を励起して黄色光を生じさせ、これによって青色光と黄色光の混色による白色光が放射する。一方、紫外発光ＬＥＤチップを発光させることによって封止材内の青色蛍光体から青色光が生じ、当該青色光の作用によって黄色系蛍光体の色が視認されないようになる。

他の実施例を図１１に示す。図１１はこの実施例のヘッドランプ装置２の断面図である。以下、図１１を参照しながらヘッドランプ装置２の構成及び作用・効果を説明するが、上記実施例と同一（又は実質的に同一）の部材・要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
ヘッドランプ装置２では、第１ＬＥＤ装置１０が配線基板６０を介してカバー４０に固定されているとともに、第１ＬＥＤ装置１０の光放射方向を覆う反射部材８０が使用される。反射部材８０は所望の形状に成形した樹脂の表面にＡｌ蒸着を施したものであり、その内周面（即ち第１ＬＥＤ装置１０に対向する面）８１は放物面形状を有する。
反射部材８０の第１ＬＥＤ装置１０側には開口部８２が設けられている。開口部８２は第１ＬＥＤ装置１０の直上に位置する。当該開口部８２を通して第１ＬＥＤ装置１０へ光を照射可能な状態で第２ＬＥＤ装置２０が反射部材８０内に設置される。
以上の構成のヘッドランプ装置２では、第１ＬＥＤ装置１０から放射された白色光が反射部材８０によって反射された後、レンズ３０を通って外部放射する。このように反射部材８０を利用することで配光制御し易くなる。特に、この実施例のように放物面形状の反射面を利用すれば平行光がレンズ３０に入射することから、配光制御し易いことに加えて光のロスも抑えられる。また、反射部材８０を用いることによって第１ＬＥＤ装置１０の配置に関する制約が少なくなる。これによって装置の小型化が達成される。また、意匠性性の向上が図られる。例えば、レンズを通して第１ＬＥＤ装置１０が直接視認されることによる意匠性の低下を防ぐことができる。
一方、第２ＬＥＤ装置２０が発光状態のときには近紫外光が直上から第１ＬＥＤ装置１０に照射することになり、上記実施例（ヘッドランプ装置１）と同様の作用・効果、即ちレンズを介して観察される第１ＬＥＤ装置１０の像の白色化、及びそれに伴う車両デザインの向上などが奏される。

尚、上記実施例（ヘッドランプ装置１）と同様に、ヘッドランプ装置２が点灯状態のときにおいても第２ＬＥＤ装置２０を発光させるようにしてもよい。また、第２ＬＥＤ装置２０のタイプも表面実装型に限られるものではない。

ここで、第１ＬＥＤ装置１０に対して効率的に近紫外光を照射できる限り、第２ＬＥＤ装置２０の位置は特に限定されるものではなく、例えば図１２に示すように斜め前方から近紫外光を第１ＬＥＤ装置１０に照射するように第２ＬＥＤ装置２０を配置してもよい。

本発明の発光装置は白色光による発光ないし照明が行われる様々な用途、例えば灯具（例えばヘッドランプ等の車両用灯具）、照明具（例えばルームランプやマップランプなどの車室内照明装置、室内照明装置）などに適用可能である。

この発明は、上記発明の実施の形態及び実施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
本明細書の中で明示した論文、公開特許公報、及び特許公報などの内容は、その全ての内容を援用によって引用することとする。

実施例のヘッドランプ装置１の斜視図。 ヘッドランプ装置１の断面図。 ヘッドランプ装置１に使用される第１ＬＥＤ装置１０の構成を示す模式図。 第１ＬＥＤ装置１０が内蔵するＬＥＤチップの構成を示す模式図。 第１ＬＥＤ装置１０の封止部材に含有される黄色系蛍光体６２の励起スペクトル。 第１ＬＥＤ装置１０の封止部材に含有される黄色系蛍光体６２の発光スペクトル。 第１ＬＥＤ装置１０の封止部材に含有される青色系蛍光体６３の励起スペクトル。 第１ＬＥＤ装置１０の封止部材に含有される青色系蛍光体６３の発光スペクトル。 第２ＬＥＤ装置２０の光照射方式の一例を示す断面図。 第２ＬＥＤ装置２０の光照射方式の他の一例を示す断面図。 他の実施例のヘッドランプ装置２の断面図。 第２ＬＥＤ装置２０の配置態様の一例を示す断面図。

符号の説明

１、２ ヘッドランプ装置
１０ 第１ＬＥＤ装置（白色発光）
１１ 青色発光ＬＥＤチップ
２０ 第２ＬＥＤ装置（紫外発光）
３０ レンズ
４０ カバー
５０ 基板
５１ リフレクタ
５２ 封止部材
６０、６１ 配線基板
６２ 黄色系蛍光体
６３ 青色系蛍光体
７０、７１ 反射面
８０ 反射部材
８１ 反射部材の内周面
８２ 反射部材の開口部

Claims (9)

1. 白色光を発光する発光装置であって、
   青色発光ＬＥＤチップと、
   前記青色発光ＬＥＤチップからの青色光によって励起される黄色系蛍光体と、
   近紫外発光ＬＥＤチップと、
   前記青色発光ＬＥＤチップの光によって励起されず、前記近紫外発光ＬＥＤチップからの近紫外光によって励起される青色系蛍光体と、を備え、
   前記青色発光ＬＥＤチップが非発光状態のときに前記近紫外発光ＬＥＤチップを発光させて前記青色系蛍光体に対して近紫外光を照射する、発光装置。
2. 白色光を発光する発光装置であって、
   青色発光ＬＥＤチップと、
   前記青色発光ＬＥＤチップからの青色光によって励起される黄色系蛍光体と、
   近紫外発光ＬＥＤチップと、
   前記青色発光ＬＥＤチップの光によって励起されず、前記近紫外発光ＬＥＤチップからの近紫外光によって励起される青色系蛍光体と、を備え、
   微弱な通電電流によって前記青色発光ＬＥＤチップを発光状態とし、このときに前記近紫外発光ＬＥＤチップを発光させて前記青色系蛍光体に対して近紫外光を照射する、発光装置。
3. 前記黄色系蛍光体がＹＡＧ系蛍光体からなり、前記青色発光ＬＥＤチップの封止材に含有されている、請求項１又は２に記載の発光装置。
4. 前記封止材の表面に、前記青色系蛍光体を含有する蛍光体層が形成されている、請求項３に記載の発光装置。
5. 前記青色系蛍光体が、前記青色発光ＬＥＤチップの封止材に前記黄色系蛍光体と混在した状態で含有されている、請求項１〜３のいずれかに記載の発光装置。
6. 更にレンズを備え、該レンズを介して白色光を発光する、請求項１〜５のいずれかに記載の発光装置。
7. 前記青色発光ＬＥＤチップの光照射方向に前記レンズが配置される、請求項６に記載の発光装置。
8. 前記白色光を前記レンズ方向へと反射する反射面が前記青色発光ＬＥＤチップの光照射方向に備えられる、請求項６に記載の発光装置。
9. 前記青色系蛍光体が、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）_１０（ＰＯ_４）_６・Ｃｌ_２：Ｅｕ^２＋からなる、請求項１〜８のいずれかに記載の発光装置。

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