WO2023276774A1 - 灯具 - Google Patents

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正宏 小西
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to lamps.
  • Patent Document 1 discloses an LED lighting fixture including a substrate on which a light-emitting element (LED element) is mounted.
  • LED element light-emitting element
  • An object of the present invention is to provide a lighting technique for efficiently emitting light in a desired emission color in a lamp (light emitting device) having a light emitting substrate having a plurality of light emitting portions.
  • a phosphor substrate having a phosphor layer provided on the surface of the substrate; at least one first light emitting unit provided on the phosphor substrate and outputting light having a peak wavelength of a first wavelength; at least one second light emitting unit provided on the phosphor substrate and outputting light having a second wavelength different in peak wavelength from the first wavelength; has The phosphor layer is provided around at least the first light emitting portion and the second light emitting portion and separately from the first light emitting portion and the second light emitting portion. and a phosphor having an emission peak wavelength in the visible light region when emitting light with a wavelength of and light with a second wavelength as excitation light, lamp.
  • the circuit pattern has a positive potential portion provided on the center side of the substrate and a ground potential portion provided on the outer peripheral side of the substrate as a path for supplying power to the first light emitting portion and the second light emitting portion. have The lamp according to any one of [1] to [12].
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of a light emitting device according to an embodiment
  • FIG. 1 is a plan view of a light emitting substrate according to an embodiment
  • FIG. 1 is a plan view of a light emitting substrate showing an exposed circuit pattern layer of an embodiment
  • FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the figure which showed typically the partial cross section view of the light emitting substrate of embodiment.
  • 4 is a circuit diagram of a light emitting section of the embodiment;
  • FIG. It is a circuit diagram showing a variation of the connection mode of the series body of the light emitting unit of the embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the light emitting operation of the light emitting substrate on which the first light emitting section and the second light emitting section are mounted together according to the embodiment;
  • FIG. 1 is a perspective view of a light emitting device 100 (lamp) of this embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the light emitting device 100.
  • the light emitting device 100 is an LED light bulb and includes a cover member 110 , a light emitting substrate 10 , a body portion 130 and a drive circuit 140 .
  • the light emitting device 100 may be configured in a substantially conical shape, a cylindrical shape, or a rectangular parallelepiped (box shape) other than the light bulb shape.
  • the light emitting device 100 may be configured as a light bulb used indoors and outdoors, or as an outdoor street light, and furthermore, a high output light used for stadium lighting and exterior lighting of large-scale buildings (so-called tower lighting). It may be configured as a lighting device.
  • the light-emitting substrate 10 has a substantially circular shape when viewed from above, and has a plurality of light-emitting portions 20 mounted thereon.
  • the light emitting unit 20 is, for example, a CSP (Chip Scale Package) in which an LED (flip chip LED) is incorporated as the light emitting element 22 as described later with reference to FIG.
  • an SMD (Surface Mount Device) type LED or a flip chip LED can be used without being limited to the CSP.
  • a substantially circular shape is shown when viewed from above, but a rectangular shape or another shape is appropriately selected according to the shape of the light emitting device 100 and the number and arrangement of the light emitting units 20 mounted.
  • the light emitting substrate 10 has a configuration in which a plurality of light emitting units 20 are mounted on a phosphor substrate 30 having a phosphor layer 36 provided on one surface of an insulating substrate 32 .
  • the body part 130 is made of die-cast aluminum, for example.
  • An internal space is formed in the trunk portion 130 , and a mouthpiece 132 is attached to the lower portion of the trunk portion 130 .
  • the trunk portion 130 is provided with a heat radiation opening 131 for discharging internal heat.
  • the surface of the trunk portion 130 is coated with heat-dissipating paint for electrical insulation.
  • a driving circuit 140 is arranged in the internal space of the body 130, and the light emitting substrate 10 described above is attached thereon so as to cover the internal space.
  • a temperature sensor is provided in the light emitting device 100, and the driving circuit 140 controls driving of the cooling fan, thereby controlling the inside of the light emitting device 100 within a desired temperature range.
  • a radiation fin may be provided on the lower surface of the light emitting substrate 10, that is, on the drive circuit 140 side.
  • the cover member 110 is made of, for example, thermoplastic resin or glass and has a spherical shape, and is open on the lower side in the drawing (that is, on the side of the trunk section 130).
  • the cover member 110 is attached at the open portion so as to cover the upper portion of the body portion 130 to which the light emitting substrate 10 is attached.
  • the cover member 110 may contain a diffusion material.
  • the drive circuit 140 includes an LED driver IC, a capacitor, and the like, and drives the light emitting section 20 to emit light by PWM (Pulse Width Modulation) controlling the on/off duty of the light emitting section 20 .
  • PWM Pulse Width Modulation
  • a part of the configuration of the drive circuit 140 may be mounted on the light emitting substrate 10 .
  • the light-emitting device 100 includes a phosphor substrate 30 having a phosphor layer 36 and a plurality of types of light-emitting portions 20 provided thereon.
  • the light emitting unit 20 includes a first light emitting unit 20A that outputs light having a first peak wavelength and a second light emitting unit 20B that outputs light having a second wavelength different from the first wavelength. have The first light emitting unit 20A outputs light in the wavelength region of visible light, for example, light having a spectrum of white light.
  • the second light emitting unit 20B emits blue light having a second peak wavelength in the range of 415 nm or more and 460 nm or less, or violet light (near ultraviolet light) having a second peak wavelength in the range of 315 nm or more and 415 nm or less. light).
  • violet light near ultraviolet light
  • a mode in which the second light emitting unit 20B outputs blue light with a wavelength of 450 nm will be described below.
  • the phosphor layer 36 is provided around at least the first light emitting section 20A and the second light emitting section 20B.
  • the phosphor layer 36 contains a phosphor whose emission peak wavelength is in the visible light range when blue light is used as excitation light.
  • the phosphor layer 36 is set so that light excited by blue light with a wavelength of 450 nm becomes complementary color light (here, yellow light) to the blue light. As a result, the combined light of the light from the second light emitting section 20B and the light from the phosphor layer 36 becomes white.
  • FIG. 3 is a plan view of the light emitting substrate 10 viewed from the surface 31 side.
  • 4 is a plan view of the light emitting substrate 10 in which the light emitting portion 20 and the phosphor layer 36 are removed from the light emitting substrate 10 of FIG. 3 to expose the circuit pattern layer 34.
  • FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the light-emitting substrate 10, and is a schematic cross-sectional view focusing on one light-emitting portion 20. As shown in FIG.
  • the light emitting substrate 10 is, for example, circular when viewed from above.
  • the light-emitting substrate 10 has a phosphor substrate 30, a plurality of light-emitting portions 20, a connector 70, and electronic components (not shown).
  • a plurality of light emitting units 20 , connectors 70 and electronic components are mounted on phosphor substrate 30 .
  • a central opening 37 penetrating vertically is provided in the center of the light emitting substrate 10 .
  • the plurality of light emitting units 20 are connected to the connector 70 and connected to the driving circuit 140 via lead wires (not shown) from the central opening 37 .
  • the connector 70 has an anode side connector (+) 70A and a ground (GND) side connector (GND) 70B.
  • each of the light-emitting portions 20 has a flip-chip LED (light-emitting diode element) that is a light-emitting element 22 sealed therein. It is sealed with a resin 23 (sealing material).
  • the basic structures of the first light emitting section 20A and the second light emitting section 20B are the same, and the difference lies in the spectral distribution (that is, color temperature) of the output light. The difference is mainly due to the type of phosphor contained in the sealing resin 23 or the presence or absence of the phosphor.
  • the light emitting element 22 is an LED configured using, for example, indium gallium nitride (InGaN), and outputs blue light with a peak wavelength of 450 nm.
  • InGaN indium gallium nitride
  • the light-emitting element 22 is sealed with a sealing resin 23 to which a yellow light-emitting phosphor is added.
  • a sealing resin 23 to which a yellow light-emitting phosphor is added.
  • the light excited and emitted by the light emitting element 22 is color-converted by the phosphor of the sealing resin 23, and is output with a spectral distribution recognized as white light, for example.
  • the light emitting element 22 is sealed with a colorless and transparent sealing resin 23 to which no phosphor is added.
  • the light excited and emitted by the light emitting element 22 is output with a spectrum distribution recognized as blue light with a peak wavelength of 450 nm without being color-converted by the sealing resin 23 .
  • the phosphor substrate 30 has an insulating substrate 32 , a circuit pattern layer 34 provided on the surface 31 of the insulating substrate 32 , a phosphor layer 36 , and a core metal 38 provided on the back surface 33 of the insulating substrate 32 .
  • the insulating substrate 32 has the following characteristics as an example. As described above, the shape is, for example, circular when viewed from the front surface 31 side and the rear surface 33 side.
  • the material is, for example, an insulating material including bismaleimide resin and glass cloth.
  • the thickness is 100 ⁇ m as an example.
  • the longitudinal and transverse coefficients of thermal expansion (CTE) are each, for example, 10 ppm/°C or less in the range of 50°C to 100°C. From another point of view, the longitudinal and lateral coefficients of thermal expansion (CTE) are each 6 ppm/°C, for example. This value is substantially the same as the case of the light emitting section 20 of this embodiment (90% to 110%, ie within ⁇ 10%).
  • a glass transition temperature is higher than 300 degreeC as an example.
  • the storage modulus is greater than 1.0 ⁇ 10 10 Pa and less than 1.0 ⁇ 10 11 Pa in the range of 100° C. to 300° C.
  • the flexural moduli in the longitudinal and transverse directions are 35 GPa and 34 GPa, respectively, in the normal state.
  • the hot bending elastic modulus in the longitudinal and transverse directions is, for example, 19 GPa at 250°C.
  • the water absorption rate is 0.13% when left in a temperature environment of 23° C. for 24 hours.
  • the dielectric constant is 4.6 at 1 MHz normal state.
  • the dielectric loss tangent is 0.010 at 1 MHz normal state.
  • the circuit pattern layer 34 is a metal layer (eg, a copper foil layer) provided on the surface 31 of the insulating substrate 32, and is electrically connected to the connector 70 (connector (+) 70A, connector (GND) 70B).
  • the circuit pattern layer 34 supplies power supplied from the power source (drive circuit 140) through lead wires connected to the connector 70 to the light emitting units 20 (the first light emitting unit 20A and the second light emitting unit 20B). do.
  • a part of the circuit pattern layer 34 serves as an electrode pair 34A to which the first light emitting section 20A is joined and an electrode pair 34B to which the second light emitting section 20B is joined.
  • a portion of the circuit pattern layer 34 other than the electrode pairs 34A and 34B is called a wiring portion 34C.
  • the circuit pattern of the circuit pattern layer 34 is appropriately set according to the arrangement of the first light emitting portion 20A and the second light emitting portion 20B. It is possible to have a configuration having a ground potential part that is connected to the ground potential part.
  • the positive potential part is connected to connector (+) 70A.
  • a ground potential portion is connected to a connector (GND) 70B.
  • the phosphor layer 36 of the present embodiment covers portions of the circuit pattern layer 34 other than the electrode pairs 34A and 34B, the connector 70, and the electronic components mounted on the phosphor substrate 30. 32 on the surface 31 .
  • the phosphor layer 36 is provided separately from the first light emitting section 20A and the second light emitting section 20B. That is, the first light-emitting portion 20A and the second light-emitting portion 20B may have a phosphor layer as a sealing material, but the phosphor layer 36 provided on the surface 31 of the insulating substrate 32 is the first light-emitting portion. It has a configuration different from that of the phosphor layer of the sealing material of the portion 20A and the second light emitting portion 20B.
  • the phosphor layer 36 is an insulating layer containing, for example, a phosphor (aggregate of a plurality of phosphor particles) described later and a binder, and a plurality of phosphor particles dispersed in the binder.
  • the phosphor contained in the phosphor layer 36 has a property of exciting the light emitted from the light emitting section 20 as excitation light.
  • the phosphor of this embodiment has a characteristic that the emission peak wavelength is in the visible light region when the emission of the light emitting section 20 is used as the excitation light.
  • the binder may be, for example, an epoxy-based, acrylate-based, or silicone-based binder, as long as it has an insulating property equivalent to that of the binder contained in the solder resist.
  • the phosphor contained in the phosphor layer 36 is appropriately selected depending on the emission color (that is, the second peak wavelength) of the second light emitting section 20B and the color of the phosphor layer 36 to emit light.
  • the phosphor layer 36 is selected, for example, from the group consisting of an Eu-containing ⁇ -sialon phosphor, an Eu-containing ⁇ -sialon phosphor, an Eu-containing CASN phosphor, and an Eu-containing SCASN phosphor. There are more than one kind of phosphor.
  • the phosphors described above are only examples in this embodiment, and phosphors other than the above phosphors, such as YAG, LuAG, BOS, and other visible light-excited phosphors, may be used.
  • the Eu-containing ⁇ -sialon phosphor is represented by the general formula: M x Eu y Si 12-(m+n) Al (m+n) O n N 16-n .
  • nitride phosphors examples include Eu-containing CASN phosphors, Eu-containing SCASN phosphors, and the like.
  • a CASN phosphor containing Eu (an example of a nitride phosphor) is represented, for example, by the formula CaAlSiN 3 :Eu 2+ , with Eu 2+ as an activator and a crystal made of an alkaline earth silicon nitride as a base.
  • a red phosphor The definition of CASN phosphors containing Eu in this specification excludes SCASN phosphors containing Eu.
  • a SCASN phosphor containing Eu (an example of a nitride phosphor) is represented by, for example, the formula (Sr, Ca)AlSiN 3 :Eu 2+ , and is composed of an alkaline earth silicon nitride with Eu 2+ as an activator. It refers to a red phosphor whose matrix is a crystal.
  • the core metal 38 is a metal plate of copper, aluminum, or the like arranged on the back surface 33 of the insulating substrate 32, and improves heat dissipation. Heat radiation means such as heat radiation fins are attached to the core metal 38 as required.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the circuit of the light emitting unit 20. As shown in FIG.
  • the plurality of light emitting units 20 are arranged over the entire surface 31 side of the insulating substrate 32 .
  • three sets of serial bodies each having seven first light emitting units 20A and one second light emitting unit 20B connected in series are provided in parallel.
  • the area of the light emitting substrate 10 is divided into three equal parts in the circumferential direction into first to third areas 2A to 2C when viewed from above.
  • Each of the first to third regions 2A to 2C has seven first light emitting portions 20A (first light emitting portions 20A1 to 20A7) and one second light emitting portion 20B. A total of eight light emitting units 20 are provided. These eight light emitting units 20 are configured as series bodies connected in series, and three series bodies are connected in parallel between connector (+) 70A and connector (GND) 70B. As described above, the first light emitting section 20A outputs white light, and the second light emitting section 20B outputs blue light.
  • the series body of the first region 2A is from the connector (+) 70A to the connector (GND) 70B, the second light emitting portion 20B, the first light emitting portion 20A1, the first light emitting portion 20A2, . . and the first light emitting unit 20A7 are connected in series in this order.
  • a series body of the second region 2B and the third region 2C also has a similar connection mode.
  • a lead wire is connected to the connector (+) 70A, passes through the central opening 37, and is connected to the drive circuit 140 described above.
  • a lead wire is connected to the connector (GND) 70B and connected to a predetermined ground (GND).
  • FIG. 7(a) shows a basic connection mode of the series body described above. That is, from the connector (+) 70A to the connector (GND) 70B, the second light emitting portion 20B, the first light emitting portion 20A1, the first light emitting portion 20A2, . connected in series.
  • FIG. 7(b) is a modification of the connection mode of FIG. 7(a), in which two second light emitting units 20B are connected in series. That is, between the connector (+) 70A and the first light emitting portion 20A1, the second light emitting portion 20B1 and the second light emitting portion 20B2 are connected in series in this order.
  • FIG. 7(c) is a modification of the connection mode of FIG. 7(b), in which two second light emitting units 20B are connected in parallel. That is, the second light emitting section 20B1 and the second light emitting section 20B2 are connected in parallel between the connector (+) 70 and the first light emitting section 20A.
  • FIG. 7(d) is a modification of the connection mode of FIG. 7(a), in which a current adjusting resistor for adjusting the current flowing in the series body is provided between the second light emitting section 20B and the connector (+) 70A. 25 are connected.
  • a current adjusting resistor 25 By providing a current adjusting resistor 25 in each series body, it is possible to adjust the variation of the light emitting element 22 and adjust the emission intensity of each series body to a desired (generally the same) value.
  • FIG. 7(e) is a modification of the connection mode of FIG. 7(b).
  • a current adjusting resistor for adjusting the current flowing in the series body is provided between the second light emitting section 0B1 and the connector (+) 70A. 25 are connected.
  • FIG. 7(f) is a modification of the connection mode of FIG. 7(c), in which a current adjusting resistor for adjusting the current flowing in the series body is provided between the second light emitting section 20B1 and the connector (+) 70A. 25 are connected.
  • the light emitting section 20 When the driving circuit 140 is turned on, as shown in FIG. 8, the light emitting section 20 radially diverges and emits the light L, and part of the light L reaches the surface 31 side of the phosphor substrate 30 .
  • the behavior of the emitted light L will be described below in terms of the traveling direction of the emitted light L.
  • FIG. it is assumed that the light L includes a wavelength that excites the phosphor of the phosphor layer 36 and outputs excitation light.
  • the phosphor dispersed in the phosphor layer 36 uses a phosphor having an excitation peak in blue light (visible light excited phosphor).
  • a part of the light L emitted from the light emitting part 20 is emitted outside the light bulb, that is, outside the cover member 110 without entering the phosphor layer 36 .
  • the wavelength of the light L remains the same as the wavelength of the light L emitted from the light emitting section 20 .
  • the phosphor is excited to emit excitation light.
  • Some of the excitation light in the phosphor layer 36 is emitted from the phosphor layer 36 as it is, but part of the excitation light is directed toward the lower circuit pattern layer 34 .
  • the excitation light directed toward the circuit pattern layer 34 is reflected by the circuit pattern layer 34 and emitted to the outside.
  • the wavelength of the light L differs depending on the type of phosphor of the phosphor layer 36, the wavelength of the light L is converted in any case.
  • FIG. 9 is a plan view schematically showing the light emitting substrate 10 on which the first light emitting section 20A and the second light emitting section 20B are mixed.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing the light emitting substrate 10 on which the first light emitting section 20A and the second light emitting section 20B are mounted together.
  • the first light emitting section 20A outputs white light
  • the second light emitting section 20B outputs light with a peak wavelength of 450 nm.
  • the phosphor layer 36 contains a phosphor that is fluorescently excited by the light (peak wavelength of 450 nm) of the second light emitting section 20B and emits light.
  • the light incident on the phosphor layer 36 is converted by the phosphor into light different from the light from the second light emitting section 20B, for example, complementary color light.
  • the light emitted from the second light-emitting portion 20B is a combination of the light emitted directly and the light emitted after being excited by the phosphor layer 36, and is recognized as white light as a whole.
  • the light emitting device 100 includes the first light emitting portion 20A that outputs white light, the second light emitting portion 20B that outputs blue light, and the phosphor layer 36 having phosphor that is fluorescently excited by blue light. , it is possible to reduce glare and output light closer to natural white light.
  • the arrangement and light intensity (output and number) of the second light emitting units 20B, and the material, thickness, position, area, etc. of the phosphor layer 36 it is possible to adjust the hue output from the light emitting device 100. can.
  • the light emitting device 100 may be provided with a photocatalyst section having a photocatalyst.
  • the photocatalyst part exhibits a photocatalytic function by the light of the second wavelength output by the second light emitting part 20B. That is, the second light emitting portion 20B is used as a light source for photocatalyst excitation.
  • As the light of the second wavelength output by the second light emitting section 20B light of a wavelength in the range of 315 nm to 415 nm, ie, near-ultraviolet light (ultraviolet light) can be used, depending on the photocatalyst used. Further, blue light having a peak wavelength of the second wavelength in the range of 415 nm or more and 460 nm or less can be used.
  • the photocatalyst if the light of the second wavelength is near-ultraviolet light (ultraviolet light), for example, titanium oxide can be used. ions, iron-supported titanium oxide, or the like can be used.
  • the photocatalyst portion can be obtained, for example, by coating the inner surface of the cover member 110 and the phosphor substrate 30 with a coating material containing the photocatalysts (titanium oxide, tungsten oxide, etc.) exemplified above as a main component.
  • the photocatalyst (titanium oxide, tungsten oxide, etc.) of the photocatalyst portion is irradiated with the light of the second wavelength output by the second light emitting portion 20B, an oxidation-reduction reaction occurs on the photocatalyst surface, and active oxygen having decomposition power is generated. , odor removal, antibacterial and antiviral functions.
  • the inside of the cover member 110 communicates with the outside of the light emitting device 100 via the central opening 37 and the heat radiation opening 131 . As a result, it is possible to remove odors from the surrounding environment of the light-emitting device 100, and perform antibacterial/antiviral effects.
  • the cover member 110 When the second light emitting unit 20B outputs near-ultraviolet light (ultraviolet light), the cover member 110 is subjected to a treatment such as kneading an ultraviolet absorber, and the near-ultraviolet light (ultraviolet light) is output to the outside of the cover member 110. It is preferable to prevent In other words, when the second light emitting unit 20B outputs blue light to exhibit a photocatalytic function, there is no need to consider the effects of ultraviolet rays on the human body, etc., so there is no restriction on the installation position from such a viewpoint. For example, a photocatalyst may be provided on the outer surface of the cover member 110 .
  • the second light emitting section 20B when used as a light source for photocatalyst excitation, short wavelength light such as blue light or near-ultraviolet light (ultraviolet light) is preferably used as the second wavelength light.
  • short wavelength light such as blue light or near-ultraviolet light (ultraviolet light) is preferably used as the second wavelength light.
  • the output of the light emitting device 100 tends to shift to the blue side.
  • the phosphor layer 36 outputting excitation light of the second wavelength (light with a wavelength closer to the red side than the second wavelength).
  • the light-emitting device 100 outputs light bulb color
  • the shift toward the blue side appears conspicuously, so the suppression of the shift toward the blue side by the phosphor layer 36 is very effective.
  • the phosphor layer 36 can suppress the shift of the light output from the light emitting device 100 to the blue side.
  • the wavelength band in which the excitation efficiency of fluorescence emission in the phosphor layer 36 is good and the wavelength band in which the catalytic reaction efficiency (excitation efficiency) of the photocatalyst portion is good may deviate.
  • the fluorescence emission in the phosphor layer 36 may exhibit a very high efficiency around 450 nm, while the catalytic reaction in the photocatalytic part may exhibit a very high efficiency around 405 nm.
  • an element that outputs light of 450 nm is used as the light emitting element 22 of the second light emitting portion 20B, and the catalytic reaction in the photocatalyst portion is emphasized.
  • an element that outputs light of 405 nm is used as the light emitting element 22 of the second light emitting section 20B, and if both are important, an element that outputs light of 450 nm and an element that outputs light of 405 nm are used together
  • a configuration such as the following can be adopted.
  • the light-emitting device 100 includes a phosphor substrate 30 having a phosphor layer 36 provided on the substrate surface (surface 31), a first light emitting unit 20A provided on the phosphor substrate 30 and outputting light having a peak wavelength of a first wavelength; a second light emitting unit 20B provided on the phosphor substrate 30 and outputting light having a second wavelength whose peak wavelength is different from the first wavelength; has The phosphor layer 36 is provided around at least the first light emitting portion 20A and the second light emitting portion 20B separately from the first light emitting portion 20A and the second light emitting portion 20B.
  • the light emitting device 100 contains a phosphor whose emission peak wavelength is in the visible light region when the light of the wavelength and the light of the second wavelength are emitted as excitation light.
  • the light emitting device 100 (lamp) that emits light efficiently and in a desired emission color can be realized.
  • the peak wavelength of the first wavelength may be in the visible light wavelength range.
  • the first light emitting unit 20A is an LED that outputs white light, glare may be perceived strongly, but such glare can be reduced.
  • the color tone differs from that of natural light only with the first light emitting section 20A, a more natural color tone can be realized.
  • the peak wavelength of the second wavelength may be in the range of 415 nm or more and 460 nm or less.
  • the peak wavelength of the second wavelength may be in the range of 315 nm or more and 415 nm or less.
  • the sealing material that seals the light emitting element of the second light emitting section 20B is colorless and transparent.
  • the first light emitting section 20A and the second light emitting section 20B may be connected in series. By connecting the first light emitting section 20A and the second light emitting section 20B in series, it is possible to equalize the current values flowing through them, and it becomes easy to adjust the output (intensity) of each light.
  • the current is supplied to the first light emitting unit 20A and the second light emitting unit 20B as designed. Stable supply.
  • a series body in which a plurality of first light emitting units 20A and at least one second light emitting unit 20B are connected in series may be provided. By connecting the plurality of first light emitting units 20A in series, variations in the intensity of light emitted from the first light emitting units 20A can be suppressed.
  • the series body may have a plurality of second light emitting units 20B connected in series.
  • the series body may have a plurality of second light emitting units connected in parallel.
  • the degree of freedom in circuit configuration is improved. Even if the intensity of the light from the second light emitting section 20B varies, the phosphor layer 36 can absorb such variations.
  • a plurality of series bodies may be connected in parallel.
  • the light emitting element 22 of the first light emitting section 20A and the light emitting element 22 of the second light emitting section 20B are light emitting diode elements (LED).
  • a current adjusting resistor 25 for adjusting the current flowing through the first light emitting section 20A may be provided.
  • the current value of each series body can be made constant to reduce variations in output light.
  • the circuit pattern layer 34 includes a positive potential portion provided on the center side of the substrate and a ground potential portion provided on the outer peripheral side of the substrate as a path for supplying power to the first light emitting portion 20A and the second light emitting portion 20B.
  • the present invention has been described with the above-described embodiments as examples, but the present invention is not limited to the above-described embodiments.
  • the color of the light emitted from the light emitting section 20 may differ for each serial body or for each parallel body.
  • the drive circuit 140 drives the light emitting unit 20 to emit light, various dimming and color toning are possible by adjusting the output for each series body and each parallel body and adjusting the light emission timing.

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Abstract

発光装置（１００）（灯具）は、基板表面に蛍光体層（３６）が設けられた蛍光体基板（３０）と、蛍光体基板（３０）に設けられ、ピーク波長が第１の波長の光を出力する第１の発光部（２０Ａ）と、蛍光体基板（３０）に設けられ、ピーク波長が第１の波長と異なる第２の波長の光を出力する第２の発光部（２０Ｂ）と、を有し、蛍光体層（３６）は、少なくとも第１の発光部（２０Ａ）と第２の発光部（２０Ｂ）の周囲に、第１の発光部（２０Ａ）および第２の発光部（２０Ｂ）とは別体に設けられており、第１の波長の光と第２の波長の光を励起光として発光するときの発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体を含む。

Description

灯具
　本発明は、灯具に関する。
　特許文献１には、発光素子（ＬＥＤ素子）が搭載された基板を備えるＬＥＤ照明器具が開示されている。
中国特許公開１０６１６３１１３号公報
　例えば、特許文献１のＬＥＤ照明器具の場合、複数の発光部（発光素子）を効率的に発光させるとともに所望の発光色で発光させる照明技術については開示がなく、新たな技術が求められていた。
　本発明は、複数の発光部を有する発光基板を備える灯具（発光装置）において、効率的に発光させかつ所望の発光色で発光させる照明技術を提供することを目的とする。
　本発明によれば、以下の発明が提供される。
［１］
　基板表面に蛍光体層が設けられた蛍光体基板と、
　前記蛍光体基板に設けられ、ピーク波長が第１の波長の光を出力する少なくとも１つの第１の発光部と、
　前記蛍光体基板に設けられ、ピーク波長が前記第１の波長と異なる第２の波長の光を出力する少なくとも１つの第２の発光部と、
を有し、
　前記蛍光体層は、少なくとも前記第１の発光部と前記第２の発光部の周囲に、前記第１の発光部および前記第２の発光部とは別体に設けられており、前記第１の波長の光と前記第２の波長の光を励起光として発光するときの発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体を含む、
灯具。
［２］
　前記第１の波長のピーク波長は可視光の波長領域である、［１］に記載の灯具。
［３］
　前記第２の波長のピーク波長は４１５ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲にある、［１］または［２］に記載の灯具。
［４］
　前記第２の波長のピーク波長は３１５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の範囲にある、［１］または［２］に記載の灯具。
［５］
　前記第２の発光部の発光素子を封止する封止材が無色透明である、［１］から［４］までのいずれか１に記載の灯具。
［６］
　前記少なくとも１つの第１の発光部と前記少なくとも１つの第２の発光部が直列に接続された直列体を有する、［１］から［５］までのいずれか１に記載の灯具。
［７］
　前記直列体は、直列に接続された複数の前記第１の発光部を有する、［６］に記載の灯具。
［８］
　前記直列体は、直列に接続された複数の前記第２の発光部を有する、［６］または［７］に記載の灯具。
［９］
　前記直列体は、並列に接続された複数の前記第２の発光部を有する、［６］または［７］に記載の灯具。
［１０］
　前記直列体が複数並列に接続されている、［６］から［９］までのいずれか１に記載の灯具。
［１１］
　前記第１の発光部の発光素子と前記第２の発光部の発光素子は発光ダイオード素子である、［１］から［１０］までのいずれか１に記載の灯具。
［１２］
　前記第１の発光部に流れる電流を調整する調整用抵抗を備える、［１］から［１１］までのいずれか１に記載の灯具。
［１３］
　前記第１の発光部と前記第２の発光部を実装する回路パターンを有し、
　前記回路パターンは、前記第１の発光部と前記第２の発光部に電力を供給する経路として、基板中心側に設けられたプラス電位部と、基板外周側に設けられたグランド電位部とを有する、
　［１］から［１２］までのいずれか１に記載の灯具。
［１４］
　前記第２の発光部が出力する前記第２の波長の光により光触媒機能を発揮する光触媒部を有する、［１］から［１３］までのいずれか１に記載の灯具。
　複数の発光部を有する発光基板を備える灯具（発光装置）において、効率的に発光させかつ所望の発光色で発光させる照明技術を提供することができる。
実施形態の発光装置の概略構成を示す斜視図である。 実施形態の発光装置の概略構成を示す分解斜視図である。 実施形態の発光基板の平面図である。 実施形態の回路パターン層を露出して示した発光基板の平面図である。 実施形態の発光基板の一部断面図を模式的に示した図である。 実施形態の発光部の回路図である。 実施形態の発光部の直列体の接続態様のバリエーションを示した回路図である。 実施形態の発光基板の基本的な発光動作を説明するための図である。 実施形態の第１の発光部と第２の発光部とが混載された発光基板の発光動作を説明するための平面図である。 実施形態の第１の発光部と第２の発光部とが混載された発光基板の発光動作を説明するための断面図である。
＜発光装置１００の概要＞
　図１は、本実施形態の発光装置１００（灯具）の斜視図である。図２は発光装置１００の分解斜視図である。発光装置１００は、ＬＥＤ電球であって、カバー部材１１０と、発光基板１０と、胴部１３０と、駆動回路１４０とを備える。発光装置１００は、電球形状の他に略円錐状または円筒状、直方体（箱形）に構成されてもよい。発光装置１００は、室内外で使用される電球や、屋外の街路灯として構成されてもよいし、さらに、競技場の照明や大規模建造物の外照明（いわゆるタワー照明）に用いられる高出力照明装置として構成されてもよい。
　発光基板１０は、上面視で略円形を呈しており、複数の発光部２０が搭載されている。発光部２０は、例えば、図５で後述するように発光素子２２としてＬＥＤ（フリップチップＬＥＤ）が組み込まれたＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｃａｌｅ　Ｐａｃｋａｇｅ）である。なお、発光部２０として、ＣＳＰに限らず例えばＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｏｕｎｔ　Ｄｅｖｉｃｅ）型ＬＥＤやフリップチップＬＥＤを用いることができる。発光基板１０の形状の一例として上面視で略円形を示しているが、発光装置１００の形状や発光部２０の搭載数や配置等に応じて、矩形やその他の形状が適宜選択される。発光基板１０は、絶縁基板３２の一方の面に蛍光体層３６を設けた蛍光体基板３０に複数の発光部２０を搭載した構成である。
　胴部１３０は、例えばアルミダイキャスト等で形成されている。胴部１３０には内部空間が形成されており、胴部１３０の下部に口金１３２が取り付けられている。胴部１３０には、内部の熱を排出するための放熱用開口１３１が設けられている。胴部１３０の表面には放熱用塗料が塗装され電気的に絶縁されている。
　胴部１３０の内部空間には駆動回路１４０が配置され、その上に内部空間を蓋するように上述の発光基板１０が取り付けられる。冷却ファンを設ける場合には、発光装置１００内に温度センサを設け、駆動回路１４０が冷却ファンの駆動制御を行うことで、発光装置１００の内部を所望の温度範囲に制御できる。また、発光基板１０の下面、すなわち駆動回路１４０側には、放熱フィンが設けられてもよい。
　カバー部材１１０は、例えば熱可塑性樹脂やガラスで球形状に設けられており、図示下側（すなわち胴部１３０側）が開放している。カバー部材１１０は、発光基板１０が取り付けられた胴部１３０の上部を覆うように、開放部分で取り付けられる。なお、カバー部材１１０には、拡散材が含まれてもよい。
　駆動回路１４０は、ＬＥＤドライバＩＣやコンデンサ等を備え、発光部２０のオン／オフデューティをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御することで、発光部２０を発光駆動させる。駆動回路１４０の一部構成は発光基板１０に搭載されてもよい。
　発光装置１００は、蛍光体層３６を有する蛍光体基板３０に、複数種類の発光部２０を設けている。発光部２０は、ピーク波長が第１の波長の光を出力する第１の発光部２０Ａと、ピーク波長が第１の波長と異なる第２の波長の光を出力する第２の発光部２０Ｂとを有する。
　第１の発光部２０Ａは、可視光の波長領域の光、例えば、白色光のスペクトルを有する光を出力する。
　第２の発光部２０Ｂは、第２の波長のピーク波長が４１５ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲にある青色光、または、第２の波長のピーク波長は３１５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の範囲にある紫色光（近紫外光）を出力する。以下では、第２の発光部２０Ｂは、波長４５０ｎｍの青色光を出力する形態について説明する。
　蛍光体層３６は、少なくとも第１の発光部２０Ａと第２の発光部２０Ｂの周囲に設けられている。蛍光体層３６は、青色光を励起光として発光するときの発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体を含む。本実施形態では、蛍光体層３６は、波長４５０ｎｍの青色光によって励起された光が青色光に対する補色光（ここでは黄色光）となるように設定される。その結果、第２の発光部２０Ｂの光と蛍光体層３６による光との合成光が白色となる。
〔発光基板１０〕
　発光基板１０について、主に図３～図５を参照しながら説明する。図３は、発光基板１０の表面３１側から見た平面図である。図４は、図３の発光基板１０から発光部２０及び蛍光体層３６を省いて回路パターン層３４を露出させた状態の発光基板１０の平面図である。図５は発光基板１０の断面図であって、一つの発光部２０に着目して模式的に示した断面図である。
　図３や図４に示すように、発光基板１０は、例えば上面視において円形である。発光基板１０は、蛍光体基板３０と、複数の発光部２０と、コネクタ７０及び電子部品（図示せず）とを有する。複数の発光部２０、コネクタ７０及び電子部品は蛍光体基板３０に搭載される。
　発光基板１０の中心には上下に貫通する中央開口３７が設けられている。複数の発光部２０は、コネクタ７０に接続され、中央開口３７からリード線（図示せず）により駆動回路１４０に接続される。コネクタ７０は、アノード側のコネクタ（＋）７０Ａと接地（ＧＮＤ）側のコネクタ（ＧＮＤ）７０Ｂとを有する。
〔発光部２０〕
　主に図５に示すように、発光部２０（第１の発光部２０Ａ、第２の発光部２０Ｂ）は、それぞれ、一例として、発光素子２２であるフリップチップＬＥＤ（発光ダイオード素子）が封止樹脂２３（封止材）に封止されている。第１の発光部２０Ａと第２の発光部２０Ｂの基本的な構造は同じであり、違いは出力する光のスペクトル分布（すなわち色温度）が異なる点にある。その違いは主に封止樹脂２３に含まれる蛍光体の種類または蛍光体の有無による。
　発光素子２２は、例えば窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）を用いて構成されたＬＥＤであって、ピーク波長４５０ｎｍの青色光を出力する。
　第１の発光部２０Ａでは、発光素子２２が黄色発光蛍光体を添加した封止樹脂２３に封止されている。その結果、発光素子２２により励起して発光した光は、封止樹脂２３の蛍光体によって色変換され、例えば白色光として認識されるスペクトル分布で出力される。
　第２の発光部２０Ｂでは、発光素子２２が蛍光体を添加しない無色透明な封止樹脂２３に封止されている。その結果、発光素子２２により励起して発光した光は、封止樹脂２３で色変換されることなく、ピーク波長が４５０ｎｍの青色光として認識されるスペクトル分布で出力される。
〔蛍光体基板３０〕
　蛍光体基板３０は、絶縁基板３２と、絶縁基板３２の表面３１に設けられた回路パターン層３４と、蛍光体層３６と、絶縁基板３２の裏面３３に設けられたコアメタル３８とを有する。
〔絶縁基板３２〕
　絶縁基板３２は、一例として、以下のような特徴を有する。形状は、前述のとおり、一例として表面３１側及び裏面３３側から見て円形である。材質は、一例としてビスマレイミド樹脂及びガラスクロスを含む絶縁材である。厚みは、一例として１００μｍである。
　縦方向及び横方向の熱膨張係数（ＣＴＥ）は、それぞれ、一例として、５０℃～１００℃の範囲において１０ｐｐｍ／℃以下である。また、別の見方をすると、縦方向及び横方向の熱膨張係数（ＣＴＥ）は、それぞれ、一例として、６ｐｐｍ／℃である。この値は、本実施形態の発光部２０の場合とほぼ同等（９０％～１１０％、すなわち±１０％以内）である。
　ガラス転移温度は、一例として、３００℃よりも高い。
　貯蔵弾性率は、一例として、１００℃～３００℃の範囲において、１．０×１０１０Ｐａよりも大きく１．０×１０１１Ｐａよりも小さい。
　縦方向及び横方向の曲げ弾性率は、一例として、それぞれ、常態において３５ＧＰａ及び３４ＧＰａである。
　縦方向及び横方向の熱間曲げ弾性率は、一例として、２５０℃において１９ＧＰａである。吸水率は、一例として、２３℃の温度環境で２４時間放置した場合に０．１３％である。比誘電率は、一例として、１ＭＨｚ常態において４．６である。誘電正接は、一例として、１ＭＨｚ常態において、０．０１０である。
〔回路パターン層３４〕
　回路パターン層３４は、絶縁基板３２の表面３１に設けられた金属層（一例として銅箔層）であり、コネクタ７０（コネクタ（＋）７０Ａ、コネクタ（ＧＮＤ）７０Ｂ）と導通している。回路パターン層３４は、コネクタ７０に接続されたリード線を介して電源（駆動回路１４０）から給電された電力を、発光部２０（第１の発光部２０Ａ、第２の発光部２０Ｂ）に供給する。
　回路パターン層３４の一部は、第１の発光部２０Ａが接合される電極対３４Ａ及び第２の発光部２０Ｂが接合させる電極対３４Ｂとなっている。回路パターン層３４における電極対３４Ａ、３４Ｂ以外の部分を配線部分３４Ｃという。回路パターン層３４の回路パターンは、第１の発光部２０Ａや第２の発光部２０Ｂの配置により適宜設定されるが、例えば、基板中心側に設けられたプラス電位部と、基板外周側に設けられたグランド電位部とを有する構成とすることができる。プラス電位部はコネクタ（＋）７０Ａに接続される。グランド電位部はコネクタ（ＧＮＤ）７０Ｂに接続される。
〔蛍光体層３６〕
　本実施形態の蛍光体層３６は、一例として、回路パターン層３４における、電極対３４Ａ、３４Ｂ、コネクタ７０及び蛍光体基板３０上に実装される電子部品以外の部分を覆うようにして、絶縁基板３２の表面３１に設けられている。換言すると、蛍光体層３６は、第１の発光部２０Ａおよび第２の発光部２０Ｂとは別体に設けられている。すなわち、第１の発光部２０Ａおよび第２の発光部２０Ｂは、封止材として蛍光体層を有することがあるが、絶縁基板３２の表面３１に設けられる蛍光体層３６は、第１の発光部２０Ａおよび第２の発光部２０Ｂの封止材の蛍光体層とは異なる構成である。
　蛍光体層３６は、例えば、後述する蛍光体（複数の蛍光体粒子の集合体）とバインダーとを含み、複数の蛍光体粒子が当該バインダーに分散された絶縁層である。蛍光体層３６に含まれる蛍光体は、発光部２０の発光を励起光として励起する性質を有する。具体的には、本実施形態の蛍光体は、発光部２０の発光を励起光としたときの発光ピーク波長が可視光領域にある性質を有する。なお、当該バインダーは、例えば、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系等のバインダーであって、ソルダーレジストに含まれるバインダーと同等の絶縁性を有するものであればよい。
　蛍光体層３６に含まれる蛍光体は、第２の発光部２０Ｂの発光色（すなわち第２のピーク波長）及び蛍光体層３６をどのような色で発光させるかによって適宜選択される。蛍光体層３６は、例えば、Ｅｕを含有するα型サイアロン蛍光体、Ｅｕを含有するβ型サイアロン蛍光体、Ｅｕを含有するＣＡＳＮ蛍光体及びＥｕを含有するＳＣＡＳＮ蛍光体からなる群から選ばれる１種以上の蛍光体である。なお、前述の蛍光体は、本実施形態での一例であり、ＹＡＧ、ＬｕＡＧ、ＢＯＳその他の可視光励起の蛍光体のように、前述の蛍光体以外の蛍光体であってもよい。
　Ｅｕを含有するα型サイアロン蛍光体は、一般式：ＭｘＥｕｙＳｉ１２－（ｍ＋ｎ）Ａｌ（ｍ＋ｎ）ＯｎＮ１６－ｎで表される。上記一般式中、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｙ及びランタニド元素（ただし、ＬａとＣｅを除く）からなる群から選ばれる、少なくともＣａを含む１種以上の元素であり、Ｍの価数をａとしたとき、ａｘ＋２ｙ＝ｍであり、ｘが０＜ｘ≦１．５であり、０．３≦ｍ＜４．５、０＜ｎ＜２．２５である。
　Ｅｕを含有するβ型サイアロン蛍光体は、一般式：Ｓｉ６－ｚＡｌｚＯｚＮ８－ｚ（ｚ＝０．００５～１）で表されるβ型サイアロンに発光中心として二価のユーロピウム（Ｅｕ２＋）を固溶した蛍光体である。
　また、窒化物蛍光体として、Ｅｕを含有するＣＡＳＮ蛍光体、Ｅｕを含有するＳＣＡＳＮ蛍光体等が挙げられる。
　Ｅｕを含有するＣＡＳＮ蛍光体（窒化物蛍光体の一例）は、例えば、式ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋で表され、Ｅｕ２＋を付活剤とし、アルカリ土類ケイ素窒化物からなる結晶を母体とする赤色蛍光体をいう。なお、本明細書におけるＥｕを含有するＣＡＳＮ蛍光体の定義では、Ｅｕを含有するＳＣＡＳＮ蛍光体が除かれる。
　Ｅｕを含有するＳＣＡＳＮ蛍光体（窒化物蛍光体の一例）は、例えば、式（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋で表され、Ｅｕ２＋を付活剤とし、アルカリ土類ケイ素窒化物からなる結晶を母体とする赤色蛍光体をいう。
〔コアメタル３８〕
　コアメタル３８は、絶縁基板３２の裏面３３に配置される銅やアルミニウム等の金属板であり、熱放散性を向上させる。コアメタル３８には必要に応じて放熱フィン等の放熱手段が取り付けられる。
〔複数の発光部２０の配置及び接続態様〕
　図３、４及び図６を参照して発光部２０の配置及び接続態様について説明する。図６は、発光部２０の回路の例を示す図である。
　複数の発光部２０は絶縁基板３２の表面３１側に全体に亘って配置されている。本実施形態では、７個の第１の発光部２０Ａと１個の第２の発光部２０Ｂを直列に接続して１セットとした直列体が３セット並列に設けられている。図３に示すように、便宜的に、発光基板１０の領域を上面視で周方向に第１～第３領域２Ａ～２Ｃに３等分して説明する。
　第１～第３の領域２Ａ～２Ｃのそれぞれには、７個の第１の発光部２０Ａ（第１の発光部２０Ａ１～第１の発光部２０Ａ７）と１個の第２の発光部２０Ｂの合計８個の発光部２０が設けられている。それら８個の発光部２０は、直列に接続した直列体として構成され、コネクタ（＋）７０Ａとコネクタ（ＧＮＤ）７０Ｂの間に、３つの直列体が並列に接続されている。上述のように、第１の発光部２０Ａは白色光を出力し、第２の発光部２０Ｂが青色光は出力する。
　より具体的には、第１の領域２Ａの直列体は、コネクタ（＋）７０Ａからコネクタ（ＧＮＤ）７０Ｂへ、第２の発光部２０Ｂ、第１の発光部２０Ａ１、第１の発光部２０Ａ２、・・・及び第１の発光部２０Ａ７がこの順で直列に接続されている。
　第２の領域２Ｂ及び第３の領域２Ｃの直列体についても、同様の接続態様となっている。
　コネクタ（＋）７０Ａにはリード線が接続され、中央開口３７を通り上述した駆動回路１４０に接続される。また、コネクタ（ＧＮＤ）７０Ｂにはリード線が接続され、所定の接地（ＧＮＤ）に接続される。
　図７を参照して、第２の発光部２０Ｂ、第１の発光部２０Ａ１、第１の発光部２０Ａ２、・・・及び第１の発光部２０Ａ７が構成する直列体の接続態様を６例を説明する。
　図７（ａ）は、上述した直列体の基本的な接続態様を示している。すなわち、コネクタ（＋）７０Ａからコネクタ（ＧＮＤ）７０Ｂへ、第２の発光部２０Ｂ、第１の発光部２０Ａ１、第１の発光部２０Ａ２、・・・及び第１の発光部２０Ａ７がこの順で直列に接続されている。
　図７（ｂ）は、図７（ａ）の接続態様の変形例であり、第２の発光部２０Ｂが２個直列に接続されている。すなわち、コネクタ（＋）７０Ａと第１の発光部２０Ａ１との間に、第２の発光部２０Ｂ１と第２の発光部２０Ｂ２がこの順で直列に接続されている。
　図７（ｃ）は、図７（ｂ）の接続態様の変形例であり、第２の発光部２０Ｂが２個並列に接続されている。すなわち、コネクタ（＋）７０と第１の発光部２０Ａの間に、第２の発光部２０Ｂ１と第２の発光部２０Ｂ２が並列に接続されている。
　図７（ｄ）は、図７（ａ）の接続態様の変形例であり、第２の発光部２０Ｂとコネクタ（＋）７０Ａとの間に、直列体に流れる電流を調整する電流調整用抵抗２５が接続されている。それぞれの直列体に、電流調整用抵抗２５を設けることで、発光素子２２のバラツキを調整し、各直列体の発光強度を所望（一般には同一）に調整することができる。
　図７（ｅ）は、図７（ｂ）の接続態様の変形例であり、第２の発光部０Ｂ１とコネクタ（＋）７０Ａとの間に、直列体に流れる電流を調整する電流調整用抵抗２５が接続されている。
　図７（ｆ）は、図７（ｃ）の接続態様の変形例であり、第２の発光部２０Ｂ１とコネクタ（＋）７０Ａとの間に、直列体に流れる電流を調整する電流調整用抵抗２５が接続されている。
〔発光基板１０による発光動作〕
　図８を参照して、表面３１に蛍光体層３６が設けられた発光基板１０の基本的な発光動作を説明する。つづいて、図９及び図１０を参照して、発光部２０として第１の発光部２０Ａと第２の発光部２０Ｂとを混載したときの発光動作について説明する。
　駆動回路１４０がオンとなると、図８に示すように、発光部２０は光Ｌを放射状に発散出射し、その光Ｌの一部は蛍光体基板３０の表面３１側に到達する。以下、出射された光Ｌの進行方向に分けて光Ｌの挙動について説明する。ここでは、光Ｌに蛍光体層３６の蛍光体を励起させ励起光を出力させる波長が含まれるものとする。具体的には、蛍光体層３６に分散されている蛍光体が青色光に励起ピークを持つ蛍光体（可視光励起蛍光体）を使用している。
　発光部２０から出射された光Ｌの一部は、蛍光体層３６に入射することなく電球外部、すなわちカバー部材１１０の外部に出射される。この場合、光Ｌの波長は、発光部２０から出射された際の光Ｌの波長と同じままである。
　発光部２０から出射された光Ｌの一部は、蛍光体層３６に入射する。蛍光体層３６に入射した光Ｌが蛍光体層３６に分散されている蛍光体に衝突すると、蛍光体が励起して励起光を発する。蛍光体層３６における励起光はそのまま蛍光体層３６から出射するものもあるが、一部の励起光は下側の回路パターン層３４に向かう。回路パターン層３４に向かった励起光は、回路パターン層３４での反射により外部に出射する。なお、蛍光体層３６の蛍光体の種類によっては光Ｌの波長が異なるが、いずれの場合であっても光Ｌの波長変換がなされる。このように蛍光体層３６を設けることで、蛍光体層３６がない場合と異なり、蛍光体層３６からも光が照射されるため、照射される光のグレアが低減される。
　図９及び図１０を参照して、発光部２０として第１の発光部２０Ａと第２の発光部２０Ｂとが混載構成の場合の発光動作について説明する。図９は、第１の発光部２０Ａと第２の発光部２０Ｂとが混載した発光基板１０を模式的に示した平面図である。図１０は第１の発光部２０Ａと第２の発光部２０Ｂとが混載した発光基板１０を模式的に示した断面図である。上述のように、第１の発光部２０Ａは白色光を出力し、第２の発光部２０Ｂは４５０ｎｍをピーク波長とする光を出力する。
　蛍光体層３６には、第２の発光部２０Ｂの光（ピーク波長４５０ｎｍ）によって蛍光励起して発光する蛍光体が含まれている。第２の発光部２０Ｂが出力した光のうち、蛍光体層３６に入射した光は、蛍光体によって、第２の発光部２０Ｂの光とは異なる光、例えば補色光に変換される。その結果、第２の発光部２０Ｂの光は、直接出力される光と蛍光体層３６により励起されて出力される光とが合わさって出力され、全体として白色光として認識される。
　このように、発光装置１００が、白色光を出力する第１の発光部２０Ａと、青色光を出力する第２の発光部２０Ｂと、青色光で蛍光励起する蛍光体を有する蛍光体層３６とを有することで、グレアを低減させ、より自然の白色光に近い光を出力することができる。また、第２の発光部２０Ｂの配置や光強度（出力や数）、蛍光体層３６の材料、厚み、位置、領域等を調整することで、発光装置１００として出力する色合いを調整することができる。
〔その他機能（光触媒機能）〕
　発光装置１００には、光触媒を有する光触媒部が設けられてもよい。光触媒部は、第２の発光部２０Ｂが出力する第２の波長の光により、光触媒機能を発揮する。すなわち、第２の発光部２０Ｂが光触媒励起用光源とされる。第２の発光部２０Ｂが出力する第２の波長の光としては、用いられる光触媒によるが、例えば、３１５ｎｍ～４１５ｎｍの範囲の波長の光、すなわち近紫外光（紫外線）を用いることができる。また、第２の波長のピーク波長が４１５ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲にある青色光を用いることができる。
　光触媒として、第２の波長の光が近紫外光（紫外線）であれば例えば酸化チタンを用いることができ、青色光であれば、酸化タングステン（白金等の触媒併用）、窒素や硫黄、炭素などのイオンをドープした酸化チタン、鉄担持酸化チタン等を用いることができる。光触媒部は、例えば、カバー部材１１０の内面や、蛍光体基板３０に上記に例示した光触媒（酸化チタンや酸化タングステン等）を主成分としたコーティング材を塗布することで得られる。
　光触媒部の光触媒（酸化チタンや酸化タングステン等）に第２の発光部２０Ｂが出力する第２の波長の光が当たると、光触媒表面で酸化還元反応がおこり、分解力を有する活性酸素が発生し、臭い除去、抗菌・抗ウィルスといった機能を発揮する。カバー部材１１０の内部は、中央開口３７や放熱用開口１３１を経由して発光装置１００の外部と連通している。これによって、発光装置１００の周囲環境の臭い除去、抗菌・抗ウィルス等を行うことができる。なお、第２の発光部２０Ｂが近紫外光（紫外線）を出力する場合、カバー部材１１０に紫外線吸収剤を練り込む等の処理を施し、カバー部材１１０の外部に近紫外光（紫外線）が出力されることを防止することが好ましい。言い換えると、第２の発光部２０Ｂが青色光を出力して光触媒機能を発現させる場合は、紫外線による人体等への影響を考慮する必要が無いため、そのような観点による設置位置の制限は無く、例えば、光触媒をカバー部材１１０の外側表面に設けてもよい。
　また、第２の発光部２０Ｂを光触媒励起用光源として用いる場合、第２の波長の光として、青色光や近紫外光（紫外線）などのような短い波長の光が好んで用いられる。このとき発光装置１００の出力は青色側にシフトしてしまう傾向がある。しかし、蛍光体層３６が第２の波長の光による励起光（第２の波長より赤色側の波長の光）を出力することで、そのような青色側にシフトを抑制することができる。特に、発光装置１００が電球色を出力するような場合に、青色側へのシフトが見た目として顕著に現れてしまうため、蛍光体層３６による青色側へのシフトの抑制は非常に効果的である。すなわち、発光装置１００に光触媒機能を付加しつつ、蛍光体層３６によって、発光装置１００が出力する光の青色側へのシフトを抑制することができる。
　なお、蛍光体層３６における蛍光発光の励起効率が良い波長帯と光触媒部における触媒反応効率（励起効率）が良い波長帯がずれる場合がある。例えば、蛍光体層３６における蛍光発光は４５０ｎｍ近傍が非常に高い効率を示し、一方、光触媒部における触媒反応は４０５ｎｍが非常に高い効率を示す場合がある。そのような場合には、蛍光体層３６における蛍光発光を重視する場合には、第２の発光部２０Ｂの発光素子２２として４５０ｎｍの光を出力する素子を用い、光触媒部における触媒反応を重視する場合には、第２の発光部２０Ｂの発光素子２２として４０５ｎｍの光を出力する素子を用い、両方を重視する場合は、４５０ｎｍの光を出力する素子と４０５ｎｍの光を出力する素子を併用するといった構成を採用することができる。
＜実施形態の効果＞
　本実施形態の特徴を纏めると次の通りである。
（１）発光装置１００（灯具）は、基板表面（表面３１）に蛍光体層３６が設けられた蛍光体基板３０と、
　蛍光体基板３０に設けられ、ピーク波長が第１の波長の光を出力する第１の発光部２０Ａと、
　蛍光体基板３０に設けられ、ピーク波長が第１の波長と異なる第２の波長の光を出力する第２の発光部２０Ｂと、
を有し、
　蛍光体層３６は、少なくとも第１の発光部２０Ａと第２の発光部２０Ｂの周囲に、第１の発光部２０Ａおよび第２の発光部２０Ｂとは別体に設けられており、第１の波長の光と第２の波長の光を励起光として発光するときの発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体を含む。
　これによって、効率的に発光させかつ所望の発光色で発光させる発光装置１００（灯具）を実現できる。換言すると、発光装置１００としてのグレアを低減し、また、出力する色合いを調整することができる。
（２）第１の波長のピーク波長は可視光の波長領域であってもよい。
　例えば、第１の発光部２０Ａが白色光を出力するＬＥＤである場合、グレアが強く認識されることがあるが、そのようなグレアを低減できる。また、第１の発光部２０Ａだけでは自然光との色合いが異なるような場合であっても、より自然な色合いを実現できる。
（３）第２の波長のピーク波長は４１５ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲にあってもよい。
（４）第２の波長のピーク波長は３１５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の範囲にあってもよい。
（５）第２の発光部２０Ｂの発光素子を封止する封止材が無色透明である。
（６）第１の発光部２０Ａと第２の発光部２０Ｂは直列に接続されてもよい。
　第１の発光部２０Ａと第２の発光部２０Ｂを直列に接続することで、それらに流れる電流値を同一にすることができ、それぞれの光の出力（強度）の調整が容易となる。特に、第１の発光部２０Ａと第２の発光部２０Ｂとして、順方向電圧ＶＦ特性が異なるＬＥＤ素子を使用する場合に、第１の発光部２０Ａや第２の発光部２０Ｂへ設計通り電流を安定供給できる。
（７）複数の第１の発光部２０Ａと少なくとも１つの第２の発光部２０Ｂとが直列に接続された直列体を有してもよい。
　複数の第１の発光部２０Ａを直列に接続することで、第１の発光部２０Ａの光の強度のバラツキを抑制できる。
（８）直列体は、直列に接続された複数の第２の発光部２０Ｂを有してもよい。
　複数の第２の発光部２０Ｂを直列に接続することで、第２の発光部２０Ｂの光の強度のバラツキを抑制できる。
（９）直列体は、並列に接続された複数の第２の発光部を有してもよい。
　複数の第２の発光部２０Ｂを並列に接続することで、回路構成の自由度が向上する。第２の発光部２０Ｂの光の強度のバラツキが発生する場合でも、蛍光体層３６があることでそのようなバラツキを吸収することができる。
（１０）直列体が複数並列に接続されてもよい。
（１１）第１の発光部２０Ａの発光素子２２と第２の発光部２０Ｂの発光素子２２は発光ダイオード素子（ＬＥＤ）である。
（１２）第１の発光部２０Ａに流れる電流を調整する電流調整用抵抗２５を備えてもよい。
　複数の直列体が並列に接続される回路において、各直列体の電流値を一定にし、出力される光のバラツキを低減できる。
（１３）第１の発光部２０Ａと第２の発光部２０Ｂを実装する回路パターン層３４（回路パターン）を有し、
　回路パターン層３４は、第１の発光部２０Ａと第２の発光部２０Ｂに電力を供給する経路として、基板中心側に設けられたプラス電位部と、基板外周側に設けられたグランド電位部とを有する。このような構成により回路構成をシンプルにすることができる。
（１４）第２の発光部２０Ｂが出力する第２の波長の光により光触媒機能を発揮する光触媒部を有する。
　これによって、発光装置１００が配置された環境の浄化が可能となる。また、光触媒励起用光として青色光や近紫外光（紫外線）などのような短い波長の光を利用することで、出力光が青色側へシフトしてしまうような場合でも、蛍光体層３６により青色側へのシフトを抑制できる。
　以上のとおり、本発明について前述の各実施形態を例として説明したが、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではない。例えば、発光部２０の発光色は、直列体ごとや、並列体ごとに異なってもよい。駆動回路１４０が発光部２０を発光駆動させる際に、直列体ごとや並列体ごとに出力調整をしたり、発光タイミングを調整することで、多彩な調光・調色が可能となる。
　この出願は、２０２１年６月２８日に出願された日本出願特願２０２１－１０６３７４号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
２Ａ　第１の領域
２Ｂ　第２の領域
２Ｃ　第３の領域
１０　発光基板
２０　発光部
２０Ａ、２０Ａ１～２０Ａ７　第１の発光部
２０Ｂ、２０Ｂ１、２０Ｂ２　第２の発光部
２２　発光素子
２３　封止樹脂
３０　蛍光体基板
３１　表面
３２　絶縁基板
３３　裏面
３４　回路パターン層
３８　コアメタル
３４Ａ、３４Ｂ　電極対
３４Ｃ　配線部分
３６　蛍光体層
３７　中央開口
７０　コネクタ
７０Ａ　コネクタ（＋）
７０Ｂ　コネクタ（ＧＮＤ）
１００　発光装置
１１０　カバー部材
１３０　胴部
１３１　放熱用開口
１４０　駆動回路

Claims (14)

  1. 　基板表面に蛍光体層が設けられた蛍光体基板と、
    　前記蛍光体基板に設けられ、ピーク波長が第１の波長の光を出力する少なくとも１つの第１の発光部と、
    　前記蛍光体基板に設けられ、ピーク波長が前記第１の波長と異なる第２の波長の光を出力する少なくとも１つの第２の発光部と、
    を有し、
    　前記蛍光体層は、少なくとも前記第１の発光部と前記第２の発光部の周囲に、前記第１の発光部および前記第２の発光部とは別体に設けられており、前記第１の波長の光と前記第２の波長の光を励起光として発光するときの発光ピーク波長が可視光領域にある蛍光体を含む、灯具。
  2. 　前記第１の波長のピーク波長は可視光の波長領域である、請求項１に記載の灯具。
  3. 　前記第２の波長のピーク波長は４１５ｎｍ以上４６０ｎｍ以下の範囲にある、請求項１または２に記載の灯具。
  4. 　前記第２の波長のピーク波長は３１５ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の範囲にある、請求項１または２に記載の灯具。
  5. 　前記第２の発光部の発光素子を封止する封止材が無色透明である、請求項１または２に記載の灯具。
  6. 　前記少なくとも１つの第１の発光部と前記少なくとも１つの第２の発光部が直列に接続された直列体を有する、請求項１または２に記載の灯具。
  7. 　前記直列体は、直列に接続された複数の前記第１の発光部を有する、請求項６に記載の灯具。
  8. 　前記直列体は、直列に接続された複数の前記第２の発光部を有する、請求項６に記載の灯具。
  9. 　前記直列体は、並列に接続された複数の前記第２の発光部を有する、請求項６に記載の灯具。
  10. 　前記直列体が複数並列に接続されている、請求項６に記載の灯具。
  11. 　前記第１の発光部の発光素子と前記第２の発光部の発光素子は発光ダイオード素子である、請求項１または２に記載の灯具。
  12. 　前記第１の発光部に流れる電流を調整する調整用抵抗を備える、請求項１または２に記載の灯具。
  13. 　前記第１の発光部と前記第２の発光部を実装する回路パターンを有し、
    　前記回路パターンは、前記第１の発光部と前記第２の発光部に電力を供給する経路として、基板中心側に設けられたプラス電位部と、基板外周側に設けられたグランド電位部とを有する、
    　請求項１または２に記載の灯具。
  14. 　前記第２の発光部が出力する前記第２の波長の光により光触媒機能を発揮する光触媒部を有する、請求項１または２に記載の灯具。
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