JP6644081B2 - 発光装置、照明装置、および発光装置が備える発光体の製造方法 - Google Patents

発光装置、照明装置、および発光装置が備える発光体の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、励起光を受けて蛍光を発する発光体等に関する。
近年、励起光源として発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）や半導体レーザ（ＬＤ；Laser Diode）等の半導体発光素子を用い、これらの励起光源から生じた励起光を、蛍光体を含む発光部に照射することによって発生する蛍光を照明光として用いる発光装置の研究が盛んになってきている。このような発光装置の一例として、特許文献１に記載の発光装置が挙げられる。
特許文献１には、発光素子上に、蛍光体を含む樹脂層が設けられた半導体発光装置が開示されている。この半導体発光装置では、発光素子から出射された光、および、当該蛍光体によって波長変換された光は、樹脂層を透過して外部に放出される。また、特許文献１には、相対的に粒径の大きい蛍光体を発光素子上に配置し、樹脂層の内部に相対的に粒径の小さい蛍光体を分散させた構成、及び樹脂層の内部に散乱材を含有させた構成が開示されている。
日本国公開特許公報「特開２００９−１３５１３６号公報（２００９年６月１８日公開）」
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、樹脂層に蛍光体を分散させる場合、発光素子から離れた樹脂層で発熱が生じ、効率良く放熱ができない。また、樹脂層に散乱材を含有させると、多重散乱による光束の低下、または蛍光体に吸収されないで反射される励起光の増加が起こる。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、出射される光において、輝度ムラまたは色ムラが発生することを効率良く抑制することが可能な発光体を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、蛍光体から発せられる熱を効率良く放散することが可能な発光体を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発光装置は、
励起光を出射する励起光源と、発光体と、を備える発光装置であって、
上記励起光源は、レーザ素子であり、
上記発光体は、
上記励起光を受けて第１の蛍光を発する第１蛍光体を含む第１蛍光体層と、
上記励起光を受けて第２の蛍光を発する第２蛍光体を含む第２蛍光体層と、が基板上に積層され、
上記第１蛍光体の粒径は、上記第２蛍光体の粒径よりも小さく、
上記基板から遠い側に上記第１蛍光体層が配置されており、当該第１蛍光体層から上記励起光が入射され、
上記第１蛍光体と上記第２蛍光体とは、互いに同じ材料であり、
（１）上記第１蛍光体および上記第２蛍光体で吸収されなかった上記励起光と、（２）上記第１蛍光体から発せられた上記第１の蛍光と、（３）上記第２蛍光体から発せられた上記第２の蛍光と、が混合されて、上記第１蛍光体層の表面から出射される。
さらに、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発光装置は、
励起光を出射する励起光源と、発光体と、を備える発光装置であって、
上記励起光源は、レーザ素子であり、
上記発光体は、
上記励起光を受けて第１の蛍光を発する第１蛍光体を含む第１蛍光体層と、
上記励起光を受けて第２の蛍光を発する第２蛍光体を含む第２蛍光体層と、が基板上に積層され、
上記第１蛍光体の粒径は、上記第２蛍光体の粒径よりも小さく、
上記基板に上記第１蛍光体層が配置されており、当該第１蛍光体層から上記励起光が入射され、
上記第１蛍光体と上記第２蛍光体とは、互いに同じ材料であり、
（１）上記第１蛍光体および上記第２蛍光体で吸収されなかった上記励起光と、（２）上記第１蛍光体から発せられた上記第１の蛍光と、（３）上記第２蛍光体から発せられた上記第２の蛍光と、が混合されて、上記第２蛍光体層の表面から出射される。
本発明の一態様によれば、出射される光において、輝度ムラまたは色ムラが発生することを効率良く抑制することができる。また、本発明の一態様によれば、蛍光体から発せられる熱を効率良く放散することができる。
実施形態１の発光部の概略的な構成を示す図である。 実施形態１の照明装置の概略的な構成を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施形態１の比較例としての発光部の概略的な構成を示す図であり、（ｃ）は、実施形態１の発光部の概略的な構成を示す図である。 基板に積層される蛍光体の粒径の大きさの違いによる、照明光の投光パターンの違いを説明するための図であり、（ａ）は、実施例の発光部における実験結果を示す図であり、（ｂ）は、比較例の発光部における実験結果を示す図である。 実施形態２の発光部の概略的な構成を示す図である。 実施形態３の発光部の概略的な構成を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施形態４の発光部の概略的な構成を示す図である。 実施形態５の照明装置の概略的な構成を示す図である。 実施形態５の発光部の概略的な構成を示す図である。
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施の形態において、図１〜図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
＜照明装置１００の概略構成＞
図２は、本実施形態の照明装置１００の概略的な構成を示す図である。図２に示すように、照明装置１００は、発光部１０（発光体）、レーザ素子１１、第１レンズ１２、光ファイバ１３、第２レンズ１４、ミラー１５、筐体１６、および投光レンズ１７（投光部）を備えている。発光部１０およびレーザ素子１１にて発光装置の基本構成が形成される。また、発光部１０、レーザ素子１１および投光レンズ１７にて照明装置の基本構成が形成される。
照明装置１００は、レーザ素子１１から出射された励起光Ｅ１によって励起されることにより発光部１０から発せられた蛍光を少なくとも含む照明光Ｅ２を、投光レンズ１７によって特定の方向に投光するように構成されている。本実施形態では、照明光Ｅ２が励起光Ｅ１と蛍光とを含むものとして説明するが、蛍光のみを照明光Ｅ２として投光する構成であってもよい。
また、本願の照明装置は、車両用前照灯（例えば自動車の前照灯）やダウンライト等の照明装置に適用可能である。ダウンライトは、家屋、乗物などの構造物の天井に設置される照明装置である。その他にも、本願の照明装置は、車両以外の移動物体（例えば、人間・船舶・航空機・潜水艇・ロケットなど）のヘッドランプとして実現されてもよいし、サーチライト、プロジェクタ、ダウンライト以外の室内照明器具（スタンドランプなど）として実現されてもよい。
レーザ素子１１は、発光部１０に含まれる第１蛍光体および第２蛍光体を励起する励起光Ｅ１（レーザ光）を出射する励起光源である。レーザ素子１１は、４４０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下（または４９０ｎｍ以下）の発振波長域にピーク波長を有する青色光の励起光である。本実施形態では、例えば４５０ｎｍのピーク波長を有する励起光Ｅ１を出射する。
なお、上記発振波長域は、発光部１０に含める第１蛍光体および第２蛍光体の種類（すなわち、第１蛍光体および第２蛍光体の励起波長）等に応じて適宜選択すれば良く、例えば可視光の波長範囲を選択できる。また、本実施形態では、レーザ素子１１を１個備えた構成を開示しているが、その個数は、その出力等に応じて決定すればよい。また、レーザ素子１１の出力は、照明装置１００の仕様に応じて適宜選択されてもよい。なお、複数のレーザ素子１１を用いた場合、励起強度を高めることができる。
また、本願の励起光源として、例えばＬＥＤを用いることも可能である。
また、図示しないが、レーザ素子１１は電極端子を備え、当該電極端子には配線が接続されている。そして、レーザ素子１１は、配線および電極端子を介して、駆動用の電源回路に接続されている。さらに、図示しないが、レーザ素子１１の動作時に生じる熱を放散するために、ヒートシンクまたは冷却治具等の放熱機構が、レーザ素子１１に設けられていてもよい。なお、放熱機構としては、熱伝導率の高いアルミニウム等の金属材料を用いることができる。
第１レンズ１２は、レーザ素子１１から出射される励起光Ｅ１を集光する。そして、第１レンズ１２によって集光された励起光Ｅ１は、光ファイバ１３の入射端１３ａに入射される。すなわち、第１レンズ１２は、励起光Ｅ１を光ファイバ１３へと導光する導光部材として機能する。さらに換言すれば、レーザ素子１１は、第１レンズ１２を介して、光ファイバ１３と光学的に結合されている。
光ファイバ１３は、レーザ素子１１から出射された励起光Ｅ１を、第２レンズ１４を介してミラー１５へと導く導光部材である。この光ファイバ１３は、レーザ素子１１から出射された励起光Ｅ１を受け取る入射端１３ａと、入射端１３ａから入射した励起光Ｅ１を出射する出射端１３ｂとを有する。第１レンズ１２によって集光された励起光Ｅ１は、光ファイバ１３の出射端１３ｂから、第２レンズ１４を透過して、ミラー１５へと出射される。
なお、レーザ素子１１が複数存在する場合には、複数の光ファイバ１３の入射端１３ａが各レーザ素子１１に対向するように設けられればよく、例えばバンドルファイバであってもよい。さらに、複数存在する場合であっても、光ファイバ１３は１本であってよい。この場合、レンズやミラー等の部材を用いて、複数のレーザ素子１１から出射された励起光Ｅ１を１本の光ファイバ１３にカップリングさせても良い。また、レーザ素子１１と発光部１０とを光学的に結合する導光部材として光ファイバ１３以外の部材を用いてもよく、導光部材の種類は限定されない。
第２レンズ１４は、光ファイバ１３の出射端１３ｂから出射された励起光Ｅ１を、略平行光となるように制御して、ミラー１５へと導光する導光部材である。すなわち、光ファイバ１３は、第２レンズ１４を介して、ミラー１５と光学的に結合されている。
ミラー１５は、第２レンズ１４を透過した励起光Ｅ１を反射し、発光部１０に入射させる。ミラー１５は、反射した励起光Ｅ１が、発光部１０に入射するように配置される。
発光部１０は、ミラー１５で反射された励起光Ｅ１を受けて蛍光を発するものである。具体的には、発光部１０に含まれる第１蛍光体および第２蛍光体が励起光Ｅ１によって励起されることにより、発光部１０から蛍光が発せられる。発光部１０の詳細な構成については後述する。
なお、レーザ素子１１から出射された励起光Ｅ１は、第１レンズ１２、光ファイバ１３および第２レンズ１４を介することなく、発光部１０に直接入射されてもよい。
筐体１６は、主として、発光部１０、第２レンズ１４およびミラー１５を支持するものである。筐体１６の材料としては、例えばアルミニウムを用いることができる。この場合、発光部１０で発生した熱を筐体１６の外部へと効率良く放散することができる。なお、銅（Ｃｕ）、ステンレス、またはマグネシウム（Ｍｇ）等の任意の部材から成る部材に、銀（Ａｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）をコーティングさせることによって、筐体１６を形成してもよい。
投光レンズ１７は、発光部１０から発せられた蛍光を少なくとも含む照明光Ｅ２を外部へ投光する投光部材（投光光学系）である。投光レンズ１７は、発光部１０と対向するように配置されており、発光部１０から出射された照明光Ｅ２を屈折させることで、所定の角度範囲に投光する。本実施形態では、上記蛍光と、発光部１０によって散乱した励起光Ｅ１とを含む照明光Ｅ２が、投光レンズ１７によって投光される。
本実施形態では、投光レンズ１７として凸レンズが用いられている。投光レンズ１７は、球面レンズまたは非球面レンズのどちらでもよい。投光レンズ１７の材質は、アクリル樹脂、ポリカーボネイト、シリコーン樹脂、ホウケイ酸ガラス、ＢＫ７、または石英などから適宜選択すればよい。投光レンズ１７は、図２に記載されているように単独であってもよいし、複数であってもよい。
なお、投光レンズ１７に代えて、ミラーと凸レンズとを併用したプロジェクタ型、または、リフレクタ（凹面鏡）を用いた構成等の他の構成によって、投光光学系を構成することも可能である。このリフレクタは、例えば、放物線の対称軸を回転軸として、当該放物線を回転させることによって形成される反射曲面を、上記の回転軸に平行な平面で切断することによって得られる部分曲面の少なくとも一部をその反射曲面に含んでいるパラボラミラー（パラボラリフレクタ）である。投光光学系としてリフレクタを用いる場合、リフレクタのほぼ焦点位置に発光部１０が配置される。
＜発光部１０の具体的構成＞
次に、図１に基づいて、発光部１０の具体的構成について説明する。図１は、反射型の発光部１０の概略的な構成を示す図である。図１に示すように、発光部１０は、基板１と、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２を含む蛍光体膜とにより構成されている。
第１蛍光体層Ｌａ１は、励起光Ｅ１を受けて第１の蛍光を発する粒子状の第１蛍光体を含む層である。また、第２蛍光体層Ｌａ２は、励起光Ｅ１を受けて第２の蛍光を発する粒子状の第２蛍光体を含む層である。そして、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２は、基板１上に積層されている。すなわち、発光部１０は、２重構造となっている。
本実施形態では、図１に示すように、励起光Ｅ１の入射側から順に、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２が基板１上に積層されている。すなわち、基板１から遠い側に第１蛍光体層Ｌａ１が配置されており、第１蛍光体層Ｌａ１の、第２蛍光体層Ｌａ２に対向する表面とは反対側の表面（第１蛍光体層Ｌａ１の上面）に励起光Ｅ１が入射される。そして、第１蛍光体層Ｌａ１の上面から第１の蛍光および第２の蛍光を含む照明光Ｅ２が出射される。すなわち、発光部１０では、励起光Ｅ１が主に入射する面と、蛍光が外部に主に出射される面とが同一の面となっている。本願では、このような発光部を、「反射型」の発光部と称する。
第１蛍光体および第２蛍光体としては、例えば、酸窒化物系蛍光体（例えば、サイアロン蛍光体）を用いることができる。酸窒化物系蛍光体は、レーザ素子１１から発せられた高い出力（および／または光密度）のレーザ光に対しての熱耐性が高く、レーザ照明光源に最適である。また、第１蛍光体および第２蛍光体としては、ＹＡＧ（イットリウム−アルミニウム−ガーネット）系の蛍光体を用いることができる。その他、窒化物蛍光体等を、第１蛍光体および第２蛍光体として用いることができる。
本実施形態では、第１蛍光体および第２蛍光体はともに、黄色に発光する黄色発光蛍光体であり、ＹＡＧ系の蛍光体（例えば、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体）である。ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体は、ピーク波長が約５５０ｎｍである黄色の蛍光を発する。本実施形態では、第１蛍光体を第１ＹＡＧ蛍光体３と称する。また、第２蛍光体を第２ＹＡＧ蛍光体２と称する。その他、黄色発光蛍光体である第１蛍光体および第２蛍光体として、Ｃａ−α−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ蛍光体を用いることができる。
本実施形態では、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２を発光部１０に含め、４５０ｎｍ（青色）の励起光Ｅ１（または、４４０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲にピーク波長を有する、いわゆる青色近傍の励起光Ｅ１）を照射することで、照明光Ｅ２としての白色光（いわゆる、擬似白色光）が得られる。例えば、ヘッドランプの照明光は、所定の範囲の色度を有する白色にしなければならないことが、法律により規定されている。照明装置１００は、白色光を照明光Ｅ２として投光することができるので、照明装置１００をヘッドランプ（車両用前照灯）として適用することができる。
なお、第１蛍光体および第２蛍光体は同一種類でなくてもよく、２種類以上の蛍光体であってもよい。例えば、実施形態２で後述するように、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体を発光部１０に含め、青色または青色近傍の励起光Ｅ１を照射することで上記白色光を得てもよい。また、青色、緑色および赤色の蛍光体を発光部１０に含め、４０５ｎｍの励起光Ｅ１（すなわち、青紫色の励起光）を照射することにより、照明光Ｅ２として白色光を発生させてもよい。この場合、レーザ素子１１は、青紫色の励起光を出射する。また、この場合には、４０５ｎｍの励起光Ｅ１をカットするフィルターを設けることで、発光部１０から出射される照明光Ｅ２は、発光部１０が励起した蛍光のみを含むようにしてもよい。
また、照明光Ｅ２として白色光が発光部１０から出射される必要は必ずしもない。すなわち、レーザ素子１１の発振波長域、第１蛍光体および第２蛍光体の種類は、発光装置として要求される色の照明光Ｅ２を出射可能なように適宜選択される。
また、第１ＹＡＧ蛍光体３どうし、第２ＹＡＧ蛍光体２どうし、および第２ＹＡＧ蛍光体２と基板１とは、結着材（バインダー）によって固着されていることが好ましい。すなわち、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２は、上記結着材によってコーティングされていることが好ましい。これにより、第１ＹＡＧ蛍光体３どうし、第２ＹＡＧ蛍光体２どうし、および第２ＹＡＧ蛍光体２と基板１との密着性が高まる。
結着材としては、耐熱性の高い無機系の透明な材料から構成されていることが好ましく、例えばＳｉＯ２（二酸化ケイ素）またはＴｉＯ２（二酸化チタン）が挙げられる。結着材に無機系の材料を用いた場合、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２を、その内部に有機物が含まれないように製作することができるので、励起光Ｅ１の照射による発光部１０の特性劣化を防ぐことができる。
なお、本実施形態では、結着材によるコーティングにより、第１ＹＡＧ蛍光体３どうし、第２ＹＡＧ蛍光体２どうし、および第２ＹＡＧ蛍光体２と基板１とは、直接接触しない構成となっている。しかしこの構成に限らず、例えば、基板１に第２ＹＡＧ蛍光体２が直接接触していてもよいし、第１ＹＡＧ蛍光体３と第２ＹＡＧ蛍光体２とが直接接触していてもよい。
さらに、本実施形態では、結着材によるコーティング後において、第１ＹＡＧ蛍光体３どうし、第２ＹＡＧ蛍光体２どうし、および第２ＹＡＧ蛍光体２と基板１との間に隙間が形成されている。この構成の場合、蛍光体と上記隙間の空気との屈折率差により、励起光Ｅ１および蛍光が散乱しやすい。しかしこの点を考慮しなければ、結着材によって当該隙間が完全に埋められていてもよい。
また、本実施形態では、図１に示すように、励起光Ｅ１の入射側に配置された第１ＹＡＧ蛍光体３の粒径は、基板１側に配置された第２ＹＡＧ蛍光体２の粒径よりも小さい。相対的に粒径が小さい第１ＹＡＧ蛍光体３の粒径は、例えば１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。第１ＹＡＧ蛍光体３の粒径が１μｍ未満である場合には発光効率が低下する傾向にある。また、第１ＹＡＧ蛍光体３の粒径が１０μｍ以下である場合には特に、入射した励起光Ｅ１および出射する照明光Ｅ２を効率良く散乱させることができる。
ここで、本願の粒径とはメディアン径（ｄ５０）を指す。メディアン径とは、粒径（粒子径）を基準に蛍光体のグループを２つに分けたとき、大きい粒径を有するグループと小さい粒子径を有するグループとが等量になるときの粒径のことである。第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２の粒径の大きさは、例えば、基板１に垂直な断面を電子顕微鏡等で観察することにより判別できる。特に、基板１から遠い側に配置された第１ＹＡＧ蛍光体３の粒径の大きさは、基板１に垂直な方向から電子顕微鏡等で観察することにより判別できる。
基板１は、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２が支持するものである。基板１は、例えば金属またはセラミックで構成されることが好ましい。この場合、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２が発した熱を効率良く放散させることができる。また、基板１は、金属の中でも、光の反射率の高いアルミニウムまたは銀等で構成されることが好ましい。この場合には、放熱効果に加え、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２に吸収されなかった励起光Ｅ１を、再び第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２側へと効率良く出射することができる。そのため、発光部１０の、励起光Ｅ１の利用効率を高めることができる。
なお、基板１に第２ＹＡＧ蛍光体３が直接接触している場合には、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２で発生した熱をより効率良く基板１へと放散させることができる。第１ＹＡＧ蛍光体２と第２ＹＡＧ蛍光体３とが直接接触している場合には、第１蛍光体層Ｌａ１で発生した熱をさらに効率良く基板１へと放散させることができる。
また、基板１の、励起光Ｅ１が入射する側から見た場合におけるサイズは、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２のサイズと同じか、または第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２のサイズより大きい。
本実施形態の発光部１０では、励起光Ｅ１としての青色光が、相対的に粒径の小さい第１ＹＡＧ蛍光体３を含む第１蛍光体層Ｌａ１に照射される。第１蛍光体層Ｌａ１では、第１ＹＡＧ蛍光体３が励起光Ｅ１を吸収し、第１の蛍光としての黄色の蛍光を発する。その後、相対的に粒径の大きい第２ＹＡＧ蛍光体２を含む第２蛍光体層Ｌａ２は、第２ＹＡＧ蛍光体２が第１ＹＡＧ蛍光体３に吸収されなかった励起光Ｅ１、および基板１で反射した励起光Ｅ１を吸収し、第２の蛍光としての黄色の蛍光を発する。そして、（１）第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２に吸収されなかった励起光Ｅ１と、（２）第１および第２の蛍光としての黄色の蛍光とが混色され、擬似白色光としての照明光Ｅ２が第１蛍光体層Ｌａ１から出射される。
そして、励起光Ｅ１が発光部１０に入射するとき、および照明光Ｅ２が発光部１０から出射するときに、励起光Ｅ１および照明光Ｅ２は、第１蛍光体層Ｌａ１に含まれる、相対的に粒径の小さい第１ＹＡＧ蛍光体３に照射される。また、第１ＹＡＧ蛍光体３の粒径は第２ＹＡＧ蛍光体２の粒径よりも小さいので、第１蛍光体層Ｌａ１における第１ＹＡＧ蛍光体３間の隙間は、第２蛍光体層Ｌａ２における第２ＹＡＧ蛍光体２間の隙間よりも小さい。そのため、上記励起光Ｅ１および照明光Ｅ２を効率的に散乱させることができる。それゆえ、発光部１０から出射される照明光Ｅ２において、色ムラが発生することを効率良く抑制することができる。
また、発光部１０を構成する第１蛍光体および第２蛍光体が同一種類であり、励起光Ｅ１で励起された蛍光のみが発光部１０から出射される構成である場合には、発光部１０から出射される、蛍光のみからなる照明光Ｅ２において、輝度ムラが発生することを効率良く抑制することができる。
＜発光部１０の製造方法＞
次に、発光部１０の製造方法について説明する。発光部１０は、例えば沈降法によって製造される。
沈降法では、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２を溶媒（たとえば、エタノール）中に投入し、攪拌を行い、スラリーを作製する。このとき、分散剤及び結着剤を混入させてもよい。その後、第１ＹＡＧ蛍光体２および第２ＹＡＧ蛍光体３を分散させたスラリー中に基板１を投入することにより、第１ＹＡＧ蛍光体２および第２ＹＡＧ蛍光体３が基板１に堆積する。分散剤を混入することで、第１ＹＡＧ蛍光体２および第２ＹＡＧ蛍光体３の沈降速度を低下させることができ、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２の厚さの調整が容易になる。また、結着剤を混入することで、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２の密着性が高まる。その後、第１ＹＡＧ蛍光体２および第２ＹＡＧ蛍光体３が堆積した基板１をスラリー中から取り出し、乾燥させる。次に、第１ＹＡＧ蛍光体２どうし、第２ＹＡＧ蛍光体３どうし、および第２ＹＡＧ蛍光体２と基板１との密着性を高めるために、第１ＹＡＧ蛍光体２および第２ＹＡＧ蛍光体３を上述の結着材によってコーティングする。
ここで一般に、沈降速度は、発光部に含められた蛍光体の密度と粒径とに依存する。同一種類の蛍光体の場合、発光部における蛍光体の密度は略均一となるため、粒径が大きいものほど基板側に堆積することになる。
本実施形態では、第１ＹＡＧ蛍光体２および第２ＹＡＧ蛍光体３という同一種類の蛍光体を用いている。そのため、相対的に粒径の大きな第２ＹＡＧ蛍光体２が基板１に積層した後、相対的に粒径の小さな第１ＹＡＧ蛍光体３が、第２ＹＡＧ蛍光体２の上に積層する。これにより、図１に示すように、基板１側に第２ＹＡＧ蛍光体２を含む第２蛍光体層Ｌａ２が、基板１から遠い側（すなわち、励起光Ｅ１の入射側）に第１ＹＡＧ蛍光体３を含む第１蛍光体層Ｌａ１が形成される。
なお、上記の沈降法では、粒径分布の異なる第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２を初めからスラリー中に混ぜているが、これに限られない。
例えば、まず相対的に粒径の大きな第２ＹＡＧ蛍光体２をスラリー中に分散させる。その後、第２ＹＡＧ蛍光体２を分散させたスラリー中に基板１を投入することにより、第２ＹＡＧ蛍光体２が基板１に堆積する。その後、第２ＹＡＧ蛍光体２が堆積した基板１をスラリー中から取り出し、乾燥させる。
次に、相対的に粒径の小さな第１ＹＡＧ蛍光体３をスラリー中に分散させる。その後、第１ＹＡＧ蛍光体３を分散させたスラリー中に、第２ＹＡＧ蛍光体２が堆積した基板１を投入することにより、第２ＹＡＧ蛍光体２の上に第１ＹＡＧ蛍光体３を堆積させる。その後、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２が堆積した基板１をスラリー中から取り出し乾燥させる。
そして、上記と同様、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２を結着材によってコーティングする。なお、結着材を用いたコーティングは、次のように行ってもよい。例えば、第２ＹＡＧ蛍光体２を堆積させ、第２蛍光体層Ｌａ２（１層目の蛍光体層）を形成した後、第２ＹＡＧ蛍光体２を結着材によってコーティングする。その後、第２蛍光体層Ｌａ２の上に第１ＹＡＧ蛍光体３を堆積させ、第１蛍光体層Ｌａ１（２層目の蛍光体層）を形成した後、第１ＹＡＧ蛍光体３を結着材によってコーティングする。
電気泳動法では、第１ＹＡＧ蛍光体３、第２ＹＡＧ蛍光体２および分散剤を溶媒中に投入し、スラリーを作製する。このとき、結着剤を混入させてもよい。結着剤を混入することで第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２の密着性が高まる。そしてまず、スラリーに２つの電極を上下に配置し、下の電極として基板１を配置する。次に、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２が基板１に堆積するように電圧を印加する。このとき、基板１は導電性を持つ必要があるので金属が好ましい。第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２は電界による移動と同時に沈降するので、基板１側に第２ＹＡＧ蛍光体２を含む第２蛍光体層Ｌａ２が、基板１から遠い側（すなわち、励起光Ｅ１の入射側）に第１ＹＡＧ蛍光体３を含む第１蛍光体層Ｌａ１が形成される。
なお、上記の電気泳動法では、粒径分布の異なる第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２を初めからスラリー中に混ぜているが、これに限らず、沈降法と同様に第１ＹＡＧ蛍光体３と第２ＹＡＧ蛍光体２とを別のスラリーで作製し、別々に堆積させてもよい。また、発光部１０の製造方法としては、上記沈降法及び電気泳動法に限らず、スクリーン印刷法、ディスペンサーによる塗布法等で実現されてもよい。
スクリーン印刷法では、まず、合成繊維または金属繊維からなるメッシュが形成されたスクリーンマスクを基板１上に配置し、スキージにより当該メッシュから第２ＹＡＧ蛍光体２を含んだインクを吐出することで、基板１上に第２蛍光体層Ｌａ２を形成する。次に、スクリーンマスクを第２蛍光体層Ｌａ２上に配置し、当該メッシュから第１ＹＡＧ蛍光体３を含んだインクを吐出することで、第２蛍光体層Ｌａ２上に第１蛍光体層Ｌａ１を形成する。また、メッシュのないメタルマスクをスクリーンマスクとして用いることもできる。この場合、メッシュの跡が第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２に残らないのでより好ましい。インクは、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２を含む蛍光体粒子、分散媒となる有機溶剤、粘度を上げるための樹脂、並びに分散材から構成される。上記蛍光体粒子以外の有機成分は印刷した後に、高温で焼成することで除去される。焼成した後に、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２を結着材でコーティングすることで、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２の密着性が高まる。インクにあらかじめ結着材を入れて印刷してもよい。
ディスペンサーによる塗布法では、まず、ディスペンサーから第２ＹＡＧ蛍光体２を分散させた有機溶剤を吐出することで、基板１上に第２蛍光体層Ｌａ２を形成する。次に、ディスペンサーから第１ＹＡＧ蛍光体３を分散させた溶剤を吐出することで、第２蛍光体層Ｌａ２上に第１蛍光体層Ｌａ１を形成する。その後、高温で焼成することにより、有機成分を除去する。焼成した後に、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２を結着材でコーティングすることで、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２の密着性が高まる。
特に、沈降法または電気泳動法を用いて発光部１０を製造する場合、第１蛍光体層Ｌａ１と第２蛍光体層Ｌａ２とを同時に堆積させることができるので望ましい。
＜発光部１０の効果＞
本実施形態の発光部１０では、第２ＹＡＧ蛍光体２の粒径よりも小さい粒径を有する第１ＹＡＧ蛍光体３を含む第１蛍光体層Ｌａ１が、基板１から遠い側に配置されている。そして、第１蛍光体層Ｌａ１に励起光Ｅ１が入射される。それゆえ、上述のとおり、発光部１０から出射される照明光Ｅ２において、輝度ムラまたは色ムラが発生することを効率良く抑制することができる。
また、本実施形態の発光部１０によれば、従来の発光装置において生じる問題を解決することができる。この点について、図３の（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。図３の（ａ）は、基板１に第２蛍光体層Ｌａ２のみが配置された、本実施形態の比較例としての発光部１０ａの概略的な構成を示す図である。すなわち、発光部１０ａでは、基板１に、相対的に粒径の大きい第２ＹＡＧ蛍光体２のみが積層されている。図３の（ｂ）は、基板１に第１蛍光体層Ｌａ１のみが配置された、本実施形態の比較例としての発光部１０ｂの概略的な構成を示す図である。すなわち、相対的に粒径の小さい第１ＹＡＧ蛍光体３のみが積層されている。図３の（ｃ）は、本実施形態の発光部１０の概略構成を示す図である。
図３の（ａ）に示すように、発光部１０ａでは、相対的に粒径の大きな第２ＹＡＧ蛍光体２のみを用いているため、第２ＹＡＧ蛍光体２に入射した励起光Ｅ１の吸収率は、発光部１０ｂに比べて高い。そのため、励起光Ｅ１に対する発光効率は、発光部１０ｂに比べて高い。しかしながら、発光部１０に励起光Ｅ１が入射されるとき、および発光部１０から照明光Ｅ２が出射されるときに、励起光Ｅ１および照明光Ｅ２の散乱が起こりにくい。
また、一般に、励起光の吸収率が高い場合、照明光として所望の色を得るためには、発光部に含まれる蛍光の密度を低くする必要がある。発光部１０ａでは、励起光Ｅ１の吸収率が高いため、第２蛍光体層Ｌａ２に含まれる第２ＹＡＧ蛍光体２の密度を低くする必要がある。そのため、第２蛍光体層Ｌａ２どうしの隙間が大きくなってしまい、励起光Ｅ１と黄色の蛍光とが混ざりにくくなり、照明光Ｅ２において色ムラが目立ってしまう。
さらに、隙間が大きくなることにより、基板１の表面が剥き出しとなり、励起光Ｅ１の入射側（すなわち、照明光Ｅ２の出射側）から当該表面が見えてしまう可能性がある。この場合、直接基板１に照射され、かつ反射した励起光Ｅ１が第２ＹＡＧ蛍光体２に照射されず、そのまま照明光Ｅ２に含まれて出射されやすくなる。
一方、図３の（ｂ）に示すように、発光部１０ｂでは、相対的に粒径の小さな第１ＹＡＧ蛍光体３を用いているため、励起光Ｅ１の吸収率（すなわち、発光効率）は発光部１０ａに比べて低くなる。そのため、吸収率の低下を補うために、第１ＹＡＧ蛍光体３の量を増やす必要がある。その結果、図３の（ｂ）に示すように、第１蛍光体層Ｌａ１の膜厚が厚くなってしまう。また、膜厚が厚くなることにより、放熱性が低下する。
一方で、発光部１０ｂでは、相対的に粒径が小さい第１ＹＡＧ蛍光体３を用いているので、発光部１０ａに比べ、励起光Ｅ１の入射時および照明光Ｅ２の出射時に、第１ＹＡＧ蛍光体３の表面において、励起光Ｅ１および照明光Ｅ２を効率良く散乱することができる。それゆえ、照明光Ｅ２において色ムラが発生することを抑制することができる。また、照明光Ｅ２として所望の色を得るために、第１蛍光体層Ｌａ１に含まれる第１ＹＡＧ蛍光体３の密度を低くする必要がない。
図３の（ｃ）に示す本実施形態の発光部１０では、上述のように、相対的に粒径が小さい第１ＹＡＧ蛍光体３を含む第１蛍光体層Ｌａ１が、基板１から遠い側に配置されている。そして、第１蛍光体層Ｌａ１に励起光Ｅ１が入射される。
励起光Ｅ１が最初に照射される側に、相対的に粒径が小さい第１ＹＡＧ蛍光体３が配置されているので、発光部１０ｂと同様、励起光Ｅ１を効率良く散乱させることができる。また、発光部１０ｂと同様、照明光Ｅ２の出射時に、励起光Ｅ１を効率良く散乱させることができる。さらに、励起光Ｅ１を効率良く散乱させることができるので、励起光Ｅ１と黄色の蛍光とが混ざりやすくなる。それゆえ、照明光Ｅ２において、色ムラの発生を効率良く抑制することができる。
また、相対的に粒径が小さい第１ＹＡＧ蛍光体３を用いた場合には、上述のように励起光Ｅ１に対する発光効率は低下するが、発光部１０では、相対的に粒径が大きい第２ＹＡＧ蛍光体２を含む第２蛍光体層Ｌａ２が基板１側に配置されている。それゆえ、相対的に粒径が小さい第１ＹＡＧ蛍光体３を用いた場合であっても、上記発光効率の低下を防ぐことができる。また、第２蛍光体層Ｌａ２を配置することにより、発光部１０の膜厚を薄くすることができる。それゆえ、発光部１０の最上面（照明光Ｅ２の出射面であり、第１蛍光体層Ｌａ１の上面）までの距離が短くなるため、放熱性を向上させることができる。
また、相対的に粒径が大きい第２ＹＡＧ蛍光体２を用いた場合であっても、相対的に粒径が小さい第１ＹＡＧ蛍光体３を積層させているため、基板１の表面が剥き出しとなる箇所がなくなる。そのため、基板１にて反射した励起光Ｅ１が直接外部に出射されることを抑制することができ、安全性を向上させることができる。
（特許文献１との相違）
また、特許文献１の半導体発光装置は、所謂透過型の発光部（樹脂層）を有する構成である（「透過型」の発光部については、実施形態５にて説明）。この発光部を所謂反射型の発光部に用いた場合、励起光が蛍光体に入射される前に、樹脂層内に含まれる散乱材（光散乱層）を通過することになる。そのため、多重散乱による照明光の光束の低下、蛍光体に吸収されずに反射される励起光の増加が生じる可能性がある。また、相対的に粒径の小さい蛍光体を樹脂層の内部に分散させた構成の場合、当該蛍光体が発光素子（すなわち、素子基板）から離れているので、樹脂層の温度が上がり、樹脂層の劣化や発光効率の低下が生じる可能性がある。
一方、本実施形態の発光部１０では、相対的に粒径の小さい第１ＹＡＧ蛍光体３に励起光Ｅ１を入射させ、かつ、当該第１ＹＡＧ蛍光体３から照明光Ｅ２を出射させる。そのため、散乱材を設けることなく、色ムラの発生を効率良く抑制することができる。また、散乱材を設けないため、上記のような光束の低下、および反射される励起光の発生を抑制することができる。また、散乱材を設けないため、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２は、効率良く励起光Ｅ１を吸収することができる。
さらに、基板に第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２を積層させている（樹脂層に分散させた構成ではない）ので、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２で発生した熱を効率良く放散することができる。そのため、上記のような発光部１０の劣化や発光効率の低下の発生を抑制することができる。
＜実施例＞
図４は、基板１に積層される蛍光体の粒径の大きさの違いによる、照明光Ｅ２の投光パターンの違いを説明するための図である。図４の（ａ）は、本実施例の発光部１０における実験結果を示す図であり、図４の（ｂ）は、比較例の発光部１０ａにおける実験結果を示す図である。
図４では、励起光源として、ピーク波長４４５ｎｍを有する励起光Ｅ１を出射するレーザ素子１１を用いた。また、第１ＹＡＧ蛍光体３としては、粒径（ｄ５０）が９μｍのものを用いた。また、第２ＹＡＧ蛍光体２としては、粒径（ｄ５０）が１３μｍのものを用いた。そして、発光部１０および発光部１０ａから出射された照明光Ｅ２を、投光レンズ１７から白色の壁面に投光した。その壁面に投光された照明光Ｅ２が形成した投光パターンを撮像した。発光部１０から出射された照明光Ｅ２が形成した投光パターンを撮像した結果が図４の（ａ）に示され、発光部１０ａから出射された照明光Ｅ２が形成した投光パターンを撮像した結果が図４の（ｂ）に示される。
図４の（ａ）および（ｂ）を比べると、（ｂ）では発光部１０ｂの蛍光体層のニアフィールドパターンがほぼそのまま現れていて、蛍光体粒子が黄色、蛍光体粒子間の隙間が青く、黄色と青色とが分離して見える。これに対し、（ａ）では蛍光体粒子の隙間はほぼ見られず、黄色と青色とが混色され、白く見えていて、実務上問題にならない程度にまで色ムラが低減されている。すなわち、本実施例の発光部１０から得られた投光パターン（図４の（ａ））の方が、比較例の発光部１０ａから得られた投光パターン（図４の（ｂ））よりも色ムラが低減されていることが分かる。
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図５に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図５は、本実施形態の発光部２０（発光体）の概略的な構成を示す図である。反射型の発光部２０では、第１蛍光体層Ｌａ１に含まれる第１蛍光体として緑色発光蛍光体５が用いられ、第２蛍光体層Ｌａ２に含まれる第２蛍光体として赤色発光蛍光体４が用いられている。この点で、実施形態１の発光部１０とは異なる。すなわち、本実施形態の発光部２０は、互いに異なる発光波長を有する二種類の（すなわち、互いに種類の異なる）第１蛍光体および第２蛍光体を積層した構造となっている。
図５に示すように、励起光Ｅ１の入射側（すなわち、照明光Ｅ２の出射側で、かつ基板１から遠い側）に配置された第１蛍光体層Ｌａ１に含まれる、相対的に粒径の小さい緑色発光蛍光体５は、例えばピーク波長（発光ピーク波長）が約５３０ｎｍである緑色の蛍光（第１の蛍光）を発する。緑色発光蛍光体５としては、例えばβ−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体を用いることができる。
また、基板１側に配置された第２蛍光体層Ｌａ２に含まれる、相対的に粒径の大きい赤色発光蛍光体４は、例えばピーク波長が約６３０ｎｍである赤色の蛍光（第２の蛍光）を発する。赤色発光蛍光体４としては、例えばＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体（ＣＡＳＮ蛍光体）や（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ蛍光体（ＳＣＡＳＮ蛍光体）を用いることができる。
本実施形態では、発光部２０は、励起光Ｅ１としての青色光と、緑色発光蛍光体５から発せられる緑色の蛍光と、赤色発光蛍光体４から発せられる赤色の蛍光とを混合した白色光としての照明光Ｅ２を出射する。
また、本実施形態では、基板１側に配置された第２蛍光体層Ｌａ２に含まれる赤色発光蛍光体４のピーク波長の方が、励起光Ｅ１の入射側に配置された第１蛍光体層Ｌａ１に含まれる緑色発光蛍光体５のピーク波長よりも長い。第２蛍光体層Ｌａ２からの蛍光は、第１蛍光体層Ｌａ１に入射するが、仮に、第２蛍光体層Ｌａ２に含まれる蛍光体よりもピーク波長の長い蛍光体が第１蛍光体層Ｌａ１に含まれる場合、第２蛍光体層Ｌａ２からの蛍光が第１蛍光体層Ｌａ１に含まれる蛍光体を再励起する現象が起こる可能性がある。そのため、第１蛍光体層Ｌａ１に波長の短い緑色発光蛍光体５、第２蛍光体層Ｌａ２に波長の長い赤色発光蛍光体４を配置することにより、第２蛍光体層Ｌａ２からの蛍光が第１蛍光体層Ｌａ１に再吸収されることを防止することができる。
なお、この点を考慮しなければ、第１蛍光体層Ｌａ１に、相対的に粒径の小さい赤色発光蛍光体４を含め、第２蛍光体層Ｌａ２に、相対的に粒径の大きい緑色発光蛍光体５を含めてもよい。また、互いに異なるピーク波長を有する第１蛍光体および第２蛍光体としては、赤色発光蛍光体４および緑色発光蛍光体５に限らず、励起光Ｅ１の発振波長域に応じて、その他の光を発する蛍光体を適宜選択可能である。
＜発光部２０の効果＞
発光部２０は、相対的に粒径の小さい緑色発光蛍光体５を励起光Ｅ１の入射側（照明光Ｅ２の出射側）に配置しているので、実施形態１と同様、色ムラおよび輝度ムラの発生を効率良く抑制することができる。
また、緑色発光蛍光体５と赤色発光蛍光体４とは互いに種類の異なる蛍光体のため、照明光Ｅ２の色のバリエーションを増やすことができる。例えば、照明光Ｅ２としての白色光に赤味成分を追加することができる。この場合、照明光Ｅ２の演色性を向上させることができる。
また、上記蛍光体の種類が互いに異なるため、照明光Ｅ２に励起光Ｅ１を含めない場合であっても、発光部２０は、照明光Ｅ２に励起光Ｅ１を含めた場合と同様の色の照明光Ｅ２を出射することが可能となる。例えば、青色発光蛍光体、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体を第１蛍光体および第２蛍光体のいずれかに含め、これらの蛍光体に４０５ｎｍの励起光Ｅ１を照射することにより、蛍光のみで白色光（照明光Ｅ２）を発生させることができる。
〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図６は、本実施形態の発光部３０（発光体）の概略的な構成を示す図である。反射型の発光部３０では、第１蛍光体層Ｌａ１に含まれる第１蛍光体として緑色発光蛍光体７が用いられ、第２蛍光体層Ｌａ２に含まれる第２蛍光体として赤色発光蛍光体６が用いられている。この点で、実施形態１の発光部１０とは異なる。すなわち、本実施形態の発光部３０は、互いに異なる発光波長を有する二種類の（すなわち、互いに種類の異なる）第１蛍光体および第２蛍光体を積層した構造となっている。
図６に示すように、励起光Ｅ１の入射側（すなわち、照明光Ｅ２の出射側で、かつ基板１から遠い側）に配置された第１蛍光体層Ｌａ１に含まれる、相対的に粒径の小さい緑色発光蛍光体７は、例えばピーク波長（発光ピーク波長）が約５３０ｎｍである緑色の蛍光（第１の蛍光）を発する。緑色発光蛍光体７としては、実施形態２と同様、例えばβ−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体を用いることができる。また、この緑色発光蛍光体７は、赤色発光蛍光体６に比べて温度消光が小さい。
また、第１蛍光体層Ｌａ１よりも基板１側に配置された第２蛍光体層Ｌａ２に含まれる、相対的に粒径の大きい赤色発光蛍光体６は、例えばピーク波長が約６３０ｎｍである赤色の蛍光（第２の蛍光）を発する。赤色発光蛍光体６としては、実施形態２と同様、例えばＣＡＳＮ蛍光体またはＳＣＡＳＮ蛍光体を用いることができる。また、この赤色発光蛍光体６は、緑色発光蛍光体７に比べて温度消光が大きい。
すなわち、発光部３０では、相対的に粒径が小さく、かつ相対的に温度消光が小さい緑色発光蛍光体７が励起光Ｅ１の入射側に、相対的に粒径が大きく、かつ相対的に温度消光が大きい赤色発光蛍光体６が基板１側に配置されている。
ここで、温度消光とは、温度が上昇すると蛍光体の発光効率が低下することを意味する。温度消光が大きい（または小さい）とは、温度の上昇率に対する蛍光体の発光効率の低下の度合いが大きい（または小さい）ことを意味する。
発光部３０は、励起光Ｅ１としての青色光と、緑色発光蛍光体７から発せられる緑色の蛍光と、赤色発光蛍光体６から発せられる赤色の蛍光とを混合した白色光としての照明光Ｅ２を出射する。
なお、互いに異なるピーク波長を有する第１蛍光体および第２蛍光体としては、赤色発光蛍光体６および緑色発光蛍光体７に限られない。すなわち、第１蛍光体として相対的に温度消光が小さい蛍光体が選択され、第２蛍光体として相対的に温度消光が大きい蛍光体が選択されていればよい。また、第１蛍光体および第２蛍光体は、励起光Ｅ１の発振波長域に応じて、その他の光を発する蛍光体を適宜選択可能である。
＜発光部３０の効果＞
互いに異なる種類の第１蛍光体および第２蛍光体を積層させる構成は実施形態２と同じであるが、本実施形態では、蛍光体は、その種類によって温度消光の大きさが異なることに着目している。
例えば、シリケート系の蛍光体は、温度の上昇率に対する発光効率の低下が大きいのに対し、ＳｉＡｌＯＮ蛍光体またはＹＡＧ蛍光体は、温度の上昇率に対する発光効率の低下が小さいことが知られている。
ここで、赤色発光蛍光体６および緑色発光蛍光体７において発生した熱は、基板１を通して放熱される。そのため、発光部３０において、基板１に近いほどその温度は低く、基板１から離間するほどその温度は高くなる。そこで、本実施形態では、温度の上がりにくい基板１側に、温度消光の大きな赤色発光蛍光体６を堆積し、その上に温度消光の小さな緑色発光蛍光体７を積層している。換言すれば、相対的に温度消光が大きいＣＡＳＮ蛍光体またはＳＣＡＳＮ蛍光体からなる赤色発光蛍光体６を、相対的に温度消光が小さいβ−ＳｉＡｌＯＮ蛍光体からなる緑色発光蛍光体７よりも基板１に近い位置に配置している。これにより、温度上昇に伴う発光効率の低下の度合いが大きい赤色発光蛍光体６の温度上昇を優先的に抑制することができる。それゆえ、励起光Ｅ１による励起時（特に、強励起時）における発光部３０の発光効率の低下を抑えることができる。
さらに、発光部３０は、相対的に粒径の小さい緑色発光蛍光体７を励起光Ｅ１の入射側（照明光Ｅ２の出射側）に配置しているので、実施形態１と同様、色ムラおよび輝度ムラの発生を効率良く抑制することができる。
〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
図７の（ａ）は、本実施形態の発光部４０（発光体）の概略的な構成を示す図であり、図７の（ｂ）は、本実施形態の発光部５０（発光体）の概略的な構成を示す図である。
図７の（ａ）および（ｂ）に示すように、反射型の発光部４０および５０は、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２の全部またはその一部を、封止材８で覆った構成となっている。
具体的には、図７の（ａ）に示すように、発光部４０は、第１蛍光体としての第１ＹＡＧ蛍光体３、および第２蛍光体としての第２ＹＡＧ蛍光体２を封止材８で完全に覆った構成となっている。一方、図７の（ｂ）に示すように、発光部５０は、第１ＹＡＧ蛍光体３の表面の一部が露出するように、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２を封止材８で覆った構成となっている。より具体的には、発光部５０では、第１蛍光体層Ｌａ１の上面（励起光Ｅ１が入射される表面）が封止材８にて封止されず露出し、当該表面に、結着材に覆われた第１ＹＡＧ蛍光体３による凹凸が形成されている状態となっている。
換言すれば、封止材８は、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２の全部またはその一部を封止することで、第１蛍光体としての第１ＹＡＧ蛍光体３どうし、第２蛍光体としての第２ＹＡＧ蛍光体２どうし、並びに、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２の間の隙間を埋めている。封止材８としては、耐熱性および熱伝導性の高い無機化合物が好ましく、例えばＳｉＯ２等のシリカまたはＴｉＯ２が挙げられる。なお、封止材８として樹脂等を採用してもよい。
なお、発光部４０および５０の封止材８以外の主な構成は、図２に示す、実施形態１の発光部１０と同じ構成である。また、実施形態２の発光部２０、実施形態３の発光部３０に対して封止材８を用いてもよい。
＜発光部４０および５０の効果＞
発光部４０および５０は、相対的に粒径の小さい第１ＹＡＧ蛍光体３を励起光Ｅ１の入射側（照明光Ｅ２の出射側）に配置しているので、実施形態１と同様、色ムラおよび輝度ムラの発生を効率良く抑制することができる。
また、発光部４０および５０では、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２の全部またはその一部を、上記隙間を埋めるように封止材８で封止しているため、発光部４０および５０全体として熱伝導率を高めることができる。それゆえ、より効率良く発光部４０および５０で発生した熱を放散させることができる。
また、図７の（ｂ）に示すように、発光部５０では、第１蛍光体層Ｌａ１の上面が露出し、当該表面に凹凸が形成されているので、当該表面において、空気との屈折率の差を大きくすることができ、なおかつ当該表面の凹凸により励起光Ｅ１を拡散反射しやすくすることができる。それゆえ、図７の（ａ）に示す、第１蛍光体層Ｌａ１の上面が完全に封止材８で封止された発光部４０に比べて、励起光Ｅ１および照明光Ｅ２をより効率良く散乱させることができる。結果、励起光Ｅ１と蛍光とが混合しやすくなるため、照明光Ｅ２において色ムラが発生することを抑制することができる。なお、実施形態１〜３の発光部１０〜３０においても同様の効果を奏する。
〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について、図８および図９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態では、実施形態１〜４とは異なり、透過型の発光部６０（発光体）を備える照明装置２００について説明する。
＜照明装置２００の概略構成＞
図８は、本実施形態に係る照明装置２００の概略的な構成を示す図である。図８に示すように、照明装置２００は、レーザ素子１１と、第１レンズ１２と、光ファイバ１３と、発光部６０と、固定冶具６２と、フェルール１０３と、フェルール固定部１０４と、投光レンズ１０５（投光部）と、レンズ固定部１０６と、放熱フィン１０７とを備える。発光部６０およびレーザ素子１１にて発光装置の基本構成が形成される。また、発光部６０、レーザ素子１１および投光レンズ１０５にて照明装置の基本構成が形成される。
照明装置２００は、レーザ素子１１から出射された励起光Ｅ１によって励起され、発光部６０から発せられた蛍光を少なくとも含む照明光Ｅ２を、投光レンズ１０５によって特定の方向に投光するように構成されている。本実施形態では、照明光Ｅ２が励起光Ｅ１と蛍光とを含むものとして説明するが、蛍光のみを照明光Ｅ２として投光する構成であってもよい。
また、本実施形態では、照明装置２００は、レーザ素子１１を複数備えているが、その個数は必要な出力に応じて適宜変更可能である。また、第１レンズ１２は、各レーザ素子１１に対向するように配置されている。また、光ファイバ１３は、レーザ素子１１の数に対応する数の、励起光Ｅ１が入射する入射端１３ａと、発光部６０に向けて励起光Ｅ１を出射する単一の出射端１３ｂとを備える。また、光ファイバ１３は、レーザ素子１１の数に対応する本数の光ファイバが束ねられた、バンドルファイバであってもよい。
固定冶具６２は、発光部６０が固定される部材である。固定冶具６２は、筒状の形状を有している。発光部６０は、筒状の固定冶具６２の一端に、シリコーングリスなどを用いて熱的に接着されている。
固定冶具６２を構成する材料の具体的な例としては、アルミニウム、銅、鉄、または銀といった金属が挙げられる。また、アルミニウムについては、表面に黒アルマイト処理が施されていてもよい。本実施形態においては、固定冶具６２の材料として、黒アルマイト処理が施されたアルミニウムを用いている。
フェルール１０３は、光ファイバ１３を保持するものである。具体的には、フェルール１０３は、光ファイバ１３の周囲を、出射端１３ｂの近傍において囲むように保持している。
フェルール固定部１０４は、フェルール１０３を照明装置２００に固定するための部材である。フェルール固定部１０４は、筒状の部材である固定冶具６２の、発光部６０が固定されている一端とは逆側の端部に設けられている。フェルール１０３がフェルール固定部１０４に固定されることで、フェルール１０３に保持されている光ファイバ１３の出射端１３ｂが、発光部６０と対向する位置に固定される。
投光レンズ１０５は、投光レンズ１７と同様、発光部６０から発せられた蛍光を少なくとも含む照明光Ｅ２を外部へ投光する投光部材（投光光学系）である。
レンズ固定部１０６は、発光部６０と投光レンズ１０５との相対位置を固定する部材である。レンズ固定部１０６は、固定冶具６２および投光レンズ１０５の周囲を囲む、円筒形の部材である。レンズ固定部１０６の材質としては、放熱性の高いものが好ましい。例えば、レンズ固定部１０６の材料として、アルマイト処理されたアルミニウムなどを好適に用いることができる。
放熱フィン１０７は、固定冶具６２の放熱効率を向上させる部材である。放熱フィン１０７は、固定冶具６２の、フェルール固定部１０４が設けられている側に設けられている。放熱フィン１０７の形状、大きさ、数などは、レーザ素子１１の出力、および発光部６０の仕様などにより定まる。これにより、固定冶具６２の放熱性能を向上させることができる。したがって、発光部６０の、温度上昇に伴う発光効率の低下を抑制することができる。
＜発光部６０の具体的構成＞
次に、図９に基づいて、発光部６０の具体的構成について説明する。図９は、透過型の発光部６０の概略的な構成を示す図である。図９に示すように、発光部６０は、光透過性基板６１（基板）と、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２を含む蛍光体膜とにより構成されている。
第１蛍光体層Ｌａ１は、励起光Ｅ１を受けて第１の蛍光を発する粒子状の第１蛍光体を含む層である。また、第２蛍光体層Ｌａ２は、励起光Ｅ１を受けて第２の蛍光を発する粒子状の第２蛍光体を含む層である。そして、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２は、基板１上に積層されている。すなわち、発光部６０は、２重構造となっている。
発光部６０は、図９に示すように、励起光Ｅ１の入射側から順に、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２が光透過性基板６１上に積層されている。すなわち、発光部６０では、光透過性基板６１側に第１蛍光体層Ｌａ１が配置され、光透過性基板６１を介して、第１蛍光体層Ｌａ１の、光透過性基板６１と対向する表面（すなわち、第１蛍光体層Ｌａ１の、第２蛍光体層Ｌａ２と対向する表面とは反対側の表面）に励起光Ｅ１が入射される。そして、基板１から遠い側に配置された第２蛍光体層Ｌａ２の、第１蛍光体層Ｌａ１と対向する表面とは反対側の表面（第２蛍光体層Ｌａ２の上面）から第１の蛍光および第２の蛍光を含む照明光Ｅ２が出射される。すなわち、発光部６０では、励起光Ｅ１が主に入射する面と、蛍光が外部に主に出射される面とが対向している。本願では、このような発光部を、「透過型」の発光部と称する。
本実施形態では、第１蛍光体は第１ＹＡＧ蛍光体３であり、第２蛍光体は第２ＹＡＧ蛍光体２である。そのため、４５０ｎｍ（青色）の励起光Ｅ１（または青色近傍の励起光Ｅ１）を発光部６０に照射することで、照明光Ｅ２としての白色光（いわゆる、擬似白色光）が得られる。
なお、実施形態１で述べたように、第１蛍光体および第２蛍光体は互いに異なる種類であってもよいし、照明光Ｅ２として蛍光のみが出射されてもよいし、白色光以外の光が照明光Ｅ２として出射されてもよい。すなわち、レーザ素子１１の発振波長域、第１蛍光体および第２蛍光体の種類は、発光装置として要求される色の照明光Ｅ２を出射可能なように適宜選択される。
また、実施形態１と同様、第１ＹＡＧ蛍光体３どうし、第２ＹＡＧ蛍光体２どうし、および第２ＹＡＧ蛍光体２と光透過性基板６１とは、結着材（バインダー）によって固着されていることが好ましい。
また、本実施形態では、図９に示すように、励起光Ｅ１の入射側に配置された第１ＹＡＧ蛍光体３の粒径は、光透過性基板６１から遠い側に配置された第２ＹＡＧ蛍光体２の粒径よりも小さい。すなわち、実施形態１とは異なり、光透過性基板６１側に、相対的に粒径の小さい第１ＹＡＧ蛍光体３が配置されている。
光透過性基板６１は、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２を支持するものである。第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２は、光透過性基板６１の、励起光Ｅ１が入射する面とは反対側の面に形成される。光透過性基板６１の材質としては、ガラスまたはサファイアなどを用いることができる。光透過性基板６１の、励起光Ｅ１が入射する側から見た場合におけるサイズは、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２のサイズと同じか、または第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２のサイズより大きい。
本実施形態の発光部６０では、励起光Ｅ１としての青色光が、光透過性基板６１を透過した後、相対的に粒径の小さい第１ＹＡＧ蛍光体３を含む第１蛍光体層Ｌａ１に照射される。第１蛍光体層Ｌａ１では、第１ＹＡＧ蛍光体３が励起光Ｅ１を吸収し、第１の蛍光としての黄色の蛍光を発する。その後、相対的に粒径の大きい第２ＹＡＧ蛍光体２を含む第２蛍光体層Ｌａ２では、第１ＹＡＧ蛍光体３に吸収されなかった励起光Ｅ１を第２ＹＡＧ蛍光体２が吸収し、第２の蛍光としての黄色の蛍光を発する。そして、（１）第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２に吸収されなかった励起光Ｅ１と、（２）第１および第２の蛍光としての黄色の蛍光とが混色され、擬似白色光としての照明光Ｅ２が第２蛍光体層Ｌａ２から出射される。
また、発光部６０において、第１蛍光体層Ｌａ１および第２蛍光体層Ｌａ２からなる蛍光体膜と光透過性基板６１との間に、励起光Ｅ１を透過し、かつ蛍光を反射する誘電体多層膜が形成されていてもよい。光透過性基板６１としては、上記蛍光体膜で発生した熱を逃がすために、熱伝導性の高い、サファイアが適している。また、光透過性基板６１は、ヒートシンクに接触させるのが望ましい。
上記蛍光体膜で発生した蛍光は、第２蛍光体層Ｌａ２から全方位に向けて出射される。しかし、上記誘電体多層膜が形成されていれば、フェルール１０３の方向に出射される蛍光が投光レンズ１０５の方向に反射される。これにより、発光部６０からの光の取り出し効率が向上するため、より高輝度の照明装置２００を実現することができる。
また、発光部６０において、光透過性基板６１のフェルール１０３側の面に、ＡＲ（Anti-Reflection）コートが施されていてもよい。この場合、光透過性基板６１の表面における励起光Ｅ１の反射率が低下するため、上記蛍光体膜に入射する励起光Ｅ１の比率が増加する。これにより、発光部６０からの光の取り出し効率が向上するため、より高輝度の照明装置２００を実現することができる。
＜発光部６０の製造方法＞
次に、発光部６０の製造方法について説明する。発光部６０は、例えば沈降法によって製造される。
沈降法では、例えば、まず相対的に粒径の小さな第１ＹＡＧ蛍光体３をスラリー中に分散させる。その後、第１ＹＡＧ蛍光体３を分散させたスラリー中に光透過性基板６１を投入することにより、第１ＹＡＧ蛍光体３が光透過性基板６１に堆積する。その後、第１ＹＡＧ蛍光体３が堆積した光透過性基板６１をスラリー中から取り出し、乾燥させる。
次に、相対的に粒径の大きな第２ＹＡＧ蛍光体２をスラリー中に分散させる。その後、第２ＹＡＧ蛍光体２を分散させたスラリー中に、第１ＹＡＧ蛍光体３が堆積した光透過性基板６１を投入することにより、第１ＹＡＧ蛍光体３の上に第２ＹＡＧ蛍光体２を堆積させる。その後、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２が堆積した光透過性基板６１をスラリー中から取り出し乾燥させる。
そして、第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２を結着材によってコーティングする。上記乾燥後に第１ＹＡＧ蛍光体３および第２ＹＡＧ蛍光体２をまとめてコーティングしてもよいし、次のようにコーティングしてもよい。すなわち、第１蛍光体層Ｌａ１（１層目の蛍光体層）を形成した後、第１ＹＡＧ蛍光体３を結着材によってコーティングする。その後、第２蛍光体層Ｌａ２（２層目の蛍光体層）を形成した後、第２ＹＡＧ蛍光体２を結着材によってコーティングする。
また、発光部６０の製造方法としては、上記沈降法に限らず、スクリーン印刷法、ディスペンサーによる塗布法、電気泳動法等で実現されてもよい。これらの方法を用いた発光部６０の製造方法は、以下の点以外は、実施形態１で説明した内容と実質的に同じである。すなわち、本実施形態では、第１ＹＡＧ蛍光体３を含む第１蛍光体層Ｌａ１を光透過性基板６１に形成した後に、第２ＹＡＧ蛍光体２を含む第２蛍光体層Ｌａ２を、第１蛍光体層Ｌａ１の上に形成する。
＜発光部６０の効果＞
本実施形態の発光部６０では、励起光Ｅ１は、第１蛍光体層Ｌａ１に含まれる、相対的に粒径の小さい第１ＹＡＧ蛍光体３に照射される。そのため、励起光Ｅ１を効率的に散乱させることができるので、励起光Ｅ１と黄色の蛍光とが混合しやすくなる。それゆえ、発光部６０から出射される照明光Ｅ２において、色ムラが発生することを効率良く抑制することができる。また、発光部６０を構成する第１蛍光体および第２蛍光体が同一種類であり、励起光Ｅ１で励起された蛍光のみが発光部６０から出射される構成である場合には、発光部６０から出射される、蛍光のみからなる照明光Ｅ２において、輝度ムラが発生することを効率良く抑制することができる。
また、実施形態１と同様、発光部６０では、相対的に粒径が大きい第２ＹＡＧ蛍光体２を含む第２蛍光体層Ｌａ２を備えている。それゆえ、相対的に粒径が小さい第１ＹＡＧ蛍光体３を用いた場合に生じ得る発光効率の低下を防ぐことができる。また、第２蛍光体層Ｌａ２を配置することにより、第１蛍光体層Ｌａ１のみを光透過性基板６１に積層させた場合に比べ、発光部６０の膜厚を薄くすることができる。それゆえ、発光部６０の最上面（照明光Ｅ２の出射面であり、第２蛍光体層Ｌａ２の上面）までの距離が短くなるため、放熱性を向上させることができる。
また、相対的に粒径が大きい第２ＹＡＧ蛍光体２のみを発光部に用いた場合、実施形態１で述べたように、第２ＹＡＧ蛍光体２間の隙間が大きくなってしまうために、光透過性基板６１の表面が剥き出しとなり、照明光Ｅ２の出射側から当該表面が見えてしまう可能性がある。この場合、当該剥き出しとなった箇所から出射された励起光Ｅ１は、第２ＹＡＧ蛍光体２に照射されずに、発光部の外部へと直接出射されてしまう可能性がある。本実施形態では、第２ＹＡＧ蛍光体２とともに、相対的に粒径が小さい第１ＹＡＧ蛍光体３を光透過性基板６１に積層させている。そのため、上記剥き出しとなった箇所から出射された励起光Ｅ１は、上記隙間を透過する前に第１ＹＡＧ蛍光体３に照射される。それゆえ、そのため、励起光Ｅ１が直接外部に出射されることを抑制することができ、安全性を向上させることができる。
また、一般に、相対的に粒径の小さい蛍光体は、相対的に粒径の大きい蛍光体に比べ、内部量子効率が低いため発熱しやすい。そのため、励起光の入射側に相対的に粒径の小さい蛍光体を配置した場合には、発光部全体として発熱しやすい構成となる。
本実施形態では、励起光Ｅ１の入射側に、相対的に粒径の小さい第１ＹＡＧ蛍光体３を含む第１蛍光体層Ｌａ１が設けられているが、光透過性基板６１に第１蛍光体層Ｌａ１が配置されている。それゆえ、第１蛍光体層Ｌａ１で発生した熱を、光透過性基板６１側に効率よく放散させることができる。それゆえ、第１蛍光体層Ｌａ１に励起光Ｅ１が入射される構成においても、発光部６０から発せられた熱を効率よく放散することができる。
＜変形例１＞
透過型の発光部６０において、第１蛍光体および第２蛍光体の種類が互いに異なっていてもよい。すなわち、第１蛍光体および第２蛍光体のピーク波長（発光ピーク波長）が互いに異なっていてもよい。例えば、相対的に粒径の小さい第１蛍光体として、赤色（第１の蛍光）を発光する赤色発光蛍光体、相対的に粒径の大きい第２蛍光体として、緑色（第２の蛍光）を発光する緑色発光蛍光体を用いることができる。
この場合、基板１側（すなわち、励起光Ｅ１の入射側）に配置された第１蛍光体層Ｌａ１に含まれる赤色発光蛍光体のピーク波長の方が、第１蛍光体層Ｌａ１の上に配置された、第２蛍光体層Ｌａ２に含まれる緑色発光蛍光体のピーク波長よりも長い。この場合、第１蛍光体層Ｌａ１からの蛍光が第２蛍光体層Ｌａ２の蛍光体を再励起し、発光効率が低下することを防止することができる。
また、実施形態２で述べたように、第１蛍光体と第２蛍光体の種類が互いに異なるので、照明光Ｅ２の色のバリエーションを増やすことができる。また、照明光Ｅ２に励起光Ｅ１を含めない場合であっても、発光部６０は、照明光Ｅ２に励起光Ｅ１を含めた場合と同様の色の照明光Ｅ２を出射することが可能となる。
なお、この点を考慮しなければ、第１蛍光体層Ｌａ１に、相対的に粒径の小さい緑色発光蛍光体を含め、第２蛍光体層Ｌａ２に、相対的に粒径の大きい赤色発光蛍光体を含めてもよい。また、互いに異なるピーク波長を有する第１蛍光体および第２蛍光体としては、赤色発光蛍光体および緑色発光蛍光体に限らず、励起光Ｅ１の発振波長域に応じて、その他の光を発する蛍光体を適宜選択可能である。
＜変形例２＞
透過型の発光部６０において、相対的に粒径が小さく、かつ相対的に温度消光が大きい第１蛍光体が励起光Ｅ１の入射側（すなわち、光透過性基板６１側）に、相対的に粒径が大きく、かつ相対的に温度消光が小さい第２蛍光体が照明光Ｅ２の出射側に配置されてもよい。すなわち、光透過性基板６１側に配置された第１蛍光体の温度消光が、第２蛍光体の温度消光よりも大きい。この場合、変形例１と同様、第１蛍光体として赤色発光蛍光体を、第２蛍光体として緑色発光蛍光体を用いることができる。
相対的に温度消光が大きい第１蛍光体を光透過性基板６１側に配置しているので、実施形態３と同様、励起光Ｅ１による励起時（特に、強励起時）における発光部６０の発光効率の低下を抑えることができる。
なお、互いに異なるピーク波長を有する第１蛍光体および第２蛍光体としては、赤色発光蛍光体および緑色発光蛍光体に限られない。すなわち、第１蛍光体として相対的に温度消光が大きい蛍光体が選択され、第２蛍光体として相対的に温度消光が小さい蛍光体が選択されていればよい。また、第１蛍光体および第２蛍光体は、励起光Ｅ１の発振波長域に応じて、その他の光を発する蛍光体を適宜選択可能である。
＜変形例３＞
実施形態４と同様、透過型の発光部６０を封止材８で封止してもよい。この場合、発光部６０全体として熱伝導率を高めることができる。
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る発光体（発光部１０、２０、３０、４０、５０）は、
励起光（Ｅ１）を受けて第１の蛍光を発する第１蛍光体（第１ＹＡＧ蛍光体３、緑色発光蛍光体５、７）を含む第１蛍光体層（Ｌａ１）と、
上記励起光を受けて第２の蛍光を発する第２蛍光体（第２ＹＡＧ蛍光体２、赤色発光蛍光体４、６）を含む第２蛍光体層（Ｌａ２）と、が基板（１）上に積層され、
上記第１蛍光体の粒径は、上記第２蛍光体の粒径よりも小さく、
上記基板から遠い側に上記第１蛍光体層が配置されており、当該第１蛍光体層に上記励起光が入射される。
上記の構成によれば基板から遠い側に第１蛍光体層が配置されており、当該第１蛍光体層に励起光が入射される。この場合、第１の蛍光および第２の蛍光が発光体から出射されるときに、第１の蛍光および第２の蛍光は、第１蛍光体層に含まれる、相対的に粒径の小さい第１蛍光体に照射されるので、当該第１の蛍光および第２の蛍光を効率的に散乱させることができる。それゆえ、発光体から出射される光において、輝度ムラまたは色ムラが発生することを効率良く抑制することができる。
さらに、本発明の態様２に係る発光体（発光部６０）は、
励起光（Ｅ１）を受けて第１の蛍光を発する第１蛍光体（第１ＹＡＧ蛍光体３、赤色発光蛍光体）を含む第１蛍光体層（Ｌａ１）と、
上記励起光を受けて第２の蛍光を発する第２蛍光体（第２ＹＡＧ蛍光体２、緑色発光蛍光体）を含む第２蛍光体層（Ｌａ２）と、が基板（光透過性基板６１）上に積層され、
上記第１蛍光体の粒径は、上記第２蛍光体の粒径よりも小さく、
上記基板に上記第１蛍光体層が配置されており、当該第１蛍光体層に上記励起光が入射される。
一般に、相対的に粒径の小さい蛍光体は、相対的に粒径の大きい蛍光体に比べ、内部量子効率が低いため発熱しやすい。そのため、励起光の入射側に相対的に粒径の小さい蛍光体を配置した場合には、発光体全体として発熱しやすい構成となる。
上記の構成によれば、基板に第１蛍光体層が配置されており、当該第１蛍光体層に励起光が入射される。したがって、励起光の入射側に、相対的に粒径の小さい第１蛍光体を含む第１蛍光体層が設けられているとしても、基板に第１蛍光体層が配置されているので、第１蛍光体層で発生した熱を効率よく放散させることができる。それゆえ、第１蛍光体層から励起光が入射される構成においても、発光体から発せられた熱を効率よく放散することができる。
さらに、本発明の態様３に係る発光体は、態様１または２において、
上記第１蛍光体と上記第２蛍光体とは、互いに種類が異なることが好ましい。
上記構成によれば、発光体が出射する光の色のバリエーションを増やすことができる。また、発光体が出射する光に励起光を含めない場合であっても、発光体は、当該光に励起光を含めた場合と同様の色の光を出射することが可能となる。
さらに、本発明の態様４に係る発光体は、態様１において、
上記第２蛍光体の発光ピーク波長は、上記第１蛍光体の発光ピーク波長よりも長いことが好ましい。
上記構成によれば、第２蛍光体からの蛍光が第１蛍光体を再励起してしまうことを防止することができる。
さらに、本発明の態様５に係る発光体は、態様２において、
上記第１蛍光体の発光ピーク波長は、上記第２蛍光体の発光ピーク波長よりも長いことが好ましい。
上記構成によれば、第１蛍光体からの蛍光が第２蛍光体を再励起してしまうことを防止することができる。
さらに、本発明の態様６に係る発光体は、態様１において、
上記第２蛍光体層が、上記第１蛍光体層よりも上記基板側に配置されており、
上記第２蛍光体の温度消光は、上記第１蛍光体の温度消光よりも大きいことが好ましい。
一般に、発光体に励起光が入射された場合、発光体において、励起光の入射側の方が基板側よりも温度が高くなる。
上記構成によれば、温度消光が第１蛍光体よりも大きい第２蛍光体が、基板側に配置されているため、第１蛍光体よりも第２蛍光体の温度消光を生じにくくすることができる。そのため、発光体の発光効率が低下することを抑制することができる。
さらに、本発明の態様７に係る発光体は、態様２において、
上記第１蛍光体の温度消光は、上記第２蛍光体の温度消光よりも大きいことが好ましい。
上記構成によれば、温度消光が第２蛍光体よりも大きい第１蛍光体が、基板側に配置されているため、第１蛍光体の温度消光を生じにくくすることができる。そのため、発光体の発光効率が低下することを抑制することができる。
さらに、本発明の態様８に係る発光装置は、
上記励起光を出射する励起光源（レーザ素子１１）と、
態様１から７のいずれかに記載の発光体と、を備える。
上記構成によれば、態様１と同様、出射される光において、輝度ムラまたは色ムラが発生することを効率良く抑制することが可能な発光装置を実現することができる。または、態様２と同様、蛍光体から発せられる熱を効率良く放散することが可能な発光装置を実現することができる。
さらに、本発明の態様９に係る発光装置は、態様８において、
上記励起光源は、レーザ素子（１１）であることが好ましい。
上記構成によれば、発光体の発光効率を向上させることができる。
さらに、本発明の態様１０に係る照明装置（１００、２００）は、
態様８または９に記載の発光装置と、
上記発光装置から出射された上記第１の蛍光および上記第２の蛍光を投光する投光部（投光レンズ１７、１０５）と、を備える。
上記構成によれば、態様１と同様、出射される光において、輝度ムラまたは色ムラが発生することを効率良く抑制することが可能な照明装置を実現することができる。または、態様２と同様、蛍光体から発せられる熱を効率良く放散することが可能な照明装置を実現することができる。
さらに、本発明の態様１１に係る製造方法は、
態様１から７のいずれかに記載の発光体を製造する当該発光体の製造方法であって、
電気泳動法または沈降法により、上記基板に上記第１蛍光体および上記第２蛍光体を積層させる。
上記構成によれば、上記態様１または２の発光体を製造することができる。また、第１蛍光体層の内部の第１蛍光体、および、第２蛍光体層の内部の第２蛍光体の密度（濃度）を高くすることができる。それゆえ、第１蛍光体間および第２蛍光体間の隙間を小さくすることができるので、各層の層厚を薄くすることができる。それゆえ、発光体の、基板に各層が積層される方向の厚さを薄くすることができる。
〔本発明の一態様に係る別の表現〕
なお、本発明の一態様は、以下のようにも表現できる。
すなわち、本発明の一態様に係る発光装置は、光を出射する半導体発光素子と、上記半導体発光素子からの光を異なる色に変換する蛍光体を含む、反射率の高い基板上に設置された蛍光部材とを備え、上記半導体発光素子からの光と上記蛍光部材からの蛍光とを混色して光を出す発光装置において、基板側の蛍光体とその反対側の蛍光体の粒径分布が異なり、上記基板側の蛍光体の方が粒径が大きい。
また、本発明の一態様に係る発光装置は、上記反対側の蛍光体の粒径が１０μｍ以下である。
また、本発明の一態様に係る発光装置は、上記基板側の蛍光体と上記反対側の蛍光体との種類が異なる。
また、本発明の一態様に係る発光装置は、上記基板側の蛍光体が上記反対側の蛍光体よりも発光波長が長い。
また、本発明の一態様に係る発光装置は、上記基板側の蛍光体が上記反対側の蛍光体よりも温度消光が大きい。
また、本発明の一態様に係る発光装置は、上記基板に上記蛍光体（蛍光体粒子）が堆積している。
また、本発明の一態様に係る発光装置は、上記半導体発光素子が半導体レーザである。
また、本発明の一態様に係る発光装置の製造方法は、電気泳動法又は沈降法により基板側に粒径大の蛍光体、その上に粒径小の蛍光体を堆積させる。
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
１ 基板
２ 第２ＹＡＧ蛍光体（第２蛍光体）
３ 第１ＹＡＧ蛍光体（第１蛍光体）
４ 赤色発光蛍光体（第２蛍光体）
５ 緑色発光蛍光体（第１蛍光体）
６ 赤色発光蛍光体（第２蛍光体）
７ 緑色発光蛍光体（第１蛍光体）
１７ 投光レンズ（投光部）
６１ 光透過性基板（基板）
１０、２０、３０、４０、５０、６０ 発光部（発光体）
１００、２００ 照明装置
１０５ 投光レンズ（投光部）
Ｅ１ 励起光
Ｌａ１ 第１蛍光体層
Ｌａ２ 第２蛍光体層

Claims (4)

  1. 励起光を出射する励起光源と、発光体と、を備える発光装置であって、
    上記励起光源は、レーザ素子であり、
    上記発光体は、
    上記励起光を受けて第１の蛍光を発する第１蛍光体を含む第１蛍光体層と、
    上記励起光を受けて第２の蛍光を発する第２蛍光体を含む第２蛍光体層と、が基板上に積層され、
    上記第１蛍光体の粒径は、上記第２蛍光体の粒径よりも小さく、
    上記基板から遠い側に上記第１蛍光体層が配置されており、当該第１蛍光体層に上記励起光が入射され、
    上記第１蛍光体と上記第２蛍光体とは、互いに同じ材料であり、
    （１）上記第１蛍光体および上記第２蛍光体で吸収されなかった上記励起光と、（２）上記第１蛍光体から発せられた上記第１の蛍光と、（３）上記第２蛍光体から発せられた上記第２の蛍光と、が混合されて、上記第１蛍光体層の表面から出射されることを特徴とする、発光装置。
  2. 励起光を出射する励起光源と、発光体と、を備える発光装置であって、
    上記励起光源は、レーザ素子であり、
    上記発光体は、
    上記励起光を受けて第１の蛍光を発する第１蛍光体を含む第１蛍光体層と、
    上記励起光を受けて第２の蛍光を発する第２蛍光体を含む第２蛍光体層と、が基板上に積層され、
    上記第１蛍光体の粒径は、上記第２蛍光体の粒径よりも小さく、
    上記基板に上記第１蛍光体層が配置されており、当該第１蛍光体層に上記励起光が入射され、
    上記第１蛍光体と上記第２蛍光体とは、互いに同じ材料であり、
    （１）上記第１蛍光体および上記第２蛍光体で吸収されなかった上記励起光と、（２）上記第１蛍光体から発せられた上記第１の蛍光と、（３）上記第２蛍光体から発せられた上記第２の蛍光と、が混合されて、上記第２蛍光体層の表面から出射されることを特徴とする、発光装置。
  3. 請求項１または２に記載の発光装置と、
    上記発光装置から出射された上記励起光、上記第１の蛍光および上記第２の蛍光を投光する投光部と、を備えることを特徴とする照明装置。
  4. 請求項１または２に記載の発光装置が備える上記発光体を製造する当該発光体の製造方法であって、
    電気泳動法または沈降法により、上記基板に上記第１蛍光体および上記第２蛍光体を積層させることを特徴とする発光体の製造方法。
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