(57)【要約】【課題】発光素子の出射した光を、視野角にかかわらず均一で色むらのない光として効率よく取り出すことができる蛍光体フィルタおよびその製造方法を提供する。【解決手段】第１可視光を透過させるとともに、第１可視光より波長の長い第２可視光を反射させる第１ダイクロイックフィルタ１と、第１ダイクロイックフィルタ１上に積層され、第１可視光を前記第２可視光に波長変換する蛍光体を含む蛍光体層２と、蛍光体層２の第１ダイクロイックフィルタ１と反対側に積層され、厚み方向に進む第１可視光を反射させるとともに、第２可視光を透過させる第２ダイクロイックフィルタ３と、第２ダイクロイックフィルタ３の蛍光体層２と反対側に積層され、第２ダイクロイックフィルタ３を出射した出射光を透過させつつ散乱させる光散乱層４とが一体化されている半導体発光素子用の蛍光体フィルタ１０とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１可視光を透過させるとともに、前記第１可視光より波長の長い第２可視光を反射させる第１ダイクロイックフィルタと、
前記第１ダイクロイックフィルタ上に積層され、前記第１可視光を前記第２可視光に波長変換する蛍光体を含む蛍光体層と、
前記蛍光体層の前記第１ダイクロイックフィルタと反対側に積層され、厚み方向に進む前記第１可視光を反射させるとともに、前記第２可視光を透過させる第２ダイクロイックフィルタと、
前記第２ダイクロイックフィルタの前記蛍光体層と反対側に積層され、前記第２ダイクロイックフィルタを出射した出射光を透過させつつ散乱させる光散乱層とが一体化されていることを特徴とする半導体発光素子用の蛍光体フィルタ。
【請求項２】
前記第２ダイクロイックフィルタと前記第１ダイクロイックフィルタのいずれか一方または両方が、低屈折率膜と、前記低屈折率膜よりも屈折率の高い高屈折率膜とを交互に複数積層してなる誘電体多層膜からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の蛍光体フィルタ。
【請求項３】
前記蛍光体が、前記蛍光体層の一方の面側に偏在していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蛍光体フィルタ。
【請求項４】
前記第１可視光は、４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものであり、前記第２可視光は、５００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の蛍光体フィルタ。
【請求項５】
前記光散乱層が、複数の凹凸を有する樹脂フィルムからなることを特徴とすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蛍光体フィルタ。
【請求項６】
前記複数の凹凸が、前記光散乱層の前記第２ダイクロイックフィルタと反対側の面にのみ形成されていることを特徴とする請求項５に記載の蛍光体フィルタ。
【請求項７】
前記光散乱層が、樹脂基材と、前記樹脂基材と一体化された前記樹脂基材と屈折率の異なる複数の粒子とを含む樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蛍光体フィルタ。
【請求項８】
前記光散乱層が、複数の気泡を含む樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の蛍光体フィルタ。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の蛍光体フィルタの製造方法であって、
樹脂フィルムからなる光散乱層上に、前記第２ダイクロイックフィルタを設ける工程と、
前記第２ダイクロイックフィルタ上に、蛍光体層を設ける工程と、
前記蛍光体層上に、前記第１ダイクロイックフィルタを設ける工程とを備えることを特徴とする蛍光体フィルタの製造方法。
【請求項１０】
前記第２ダイクロイックフィルタと前記第１ダイクロイックフィルタのいずれか一方または両方を、２００℃以下の温度で成膜することにより設けることを特徴とする請求項９に記載の蛍光体フィルタの製造方法。
【請求項１１】
前記蛍光体層を設ける工程が、前記第２ダイクロイックフィルタ上に、蛍光体を含有する樹脂からなる塗布液を塗布して硬化させる工程を含むことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の蛍光体フィルタの製造方法。
【請求項１２】
基体と、前記基体上に配置された波長５００ｎｍ以下の光を出射する半導体発光素子と、前記半導体発光素子の出射光を波長変換する蛍光体フィルタとを備え、
前記蛍光体フィルタが、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の蛍光体フィルタであって、前記第１ダイクロイックフィルタを前記半導体発光素子側に向けて配置されていることを特徴とするランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体フィルタ、蛍光体フィルタの製造方法およびランプに関し、発光素子の光出射側に配置され、発光素子の出射した光を、視野角にかかわらず均一で色むらのない光として効率よく取り出すことができる蛍光体フィルタおよびその製造方法、並びにその蛍光体フィルタを備えたランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）素子などの発光素子を備えたランプとして、発光素子から出射される光を波長変換して、発光素子から出射される光と異なる波長の光を放射するものがある。
具体的には、青色光を出射する発光ダイオードなどの発光素子を備え、発光素子から出射された青色光の一部を蛍光体により波長変換し、蛍光体からの発光と波長変換されなかった青色光との混色により、白色光が出射されるようにしたランプなどがある。しかしながら、このようなランプにおいては、以下に示すように、発光素子の出射した光を、色みのない白色光として効率よく取り出すことは、困難であった。
【０００３】
すなわち、蛍光体は、青色光の波長を変換させるものであるので、蛍光体の量が少ないと、波長変換されずに出射される青色光の割合が多くなり、ランプから出射される光が青色光となってしまう。しかし、蛍光体の量を増やすと、蛍光体で変換された光が他の蛍光体で繰り返し屈折・反射してランプの外に取り出せなくなる光の量が多くなり、発光素子の出射した光を効率よく取り出すことができなくなってしまう。
また、蛍光体で波長変換された光は蛍光体から全方位に出射されるため、直接光を取り出すことのできない方向にも出射されてしまう。このような光は、リードフレームやパッケージのケース樹脂、ＬＥＤ素子等、ＬＥＤランプ内部に向かって進み、そこでランプ外に向かって反射された光のみしか出射されないので、出射光が減衰してしまう。
【０００４】
この問題を解決するために、青色光を透過して蛍光体で変換された変換光を反射するダイクロイックフィルタと、ダイクロイックフィルタの発光素子と反対側に設けられ、蛍光体によって青色光を変換光に波長変換する蛍光体層とを介して、発光素子から出射された青色光を白色光として出射させる技術がある。
例えば、特許文献１には、発光中心波長が４７０ｎｍであるＬＥＤ素子と、蛍光体に光が照射されることによって変換光を放射するガラス封止部の蛍光体層と、青色光を透過して変換光を反射することにより蛍光体から放射された光のガラス封止部への再入射を防ぐダイクロイックフィルタとを備える半導体発光素子が記載されている。
また、特許文献２〜特許文献５にも、蛍光体と、青色光を透過して変換光を反射するダイクロイックフィルタとを用いる技術が提案されている。
【０００５】
青色光を透過して変換光を反射するダイクロイックフィルタと、ダイクロイックフィルタの発光素子と反対側に設けられ、蛍光体によって青色光を変換光に波長変換する蛍光体層とを介して、発光素子から出射された青色光を白色光として出射させる場合、蛍光体に全反射されて得られた変換光のうち、蛍光体層から発光素子側に進む変換光をダイクロイックフィルタによって反射させて、蛍光体層に戻すことができる。したがって、蛍光体に全反射されて得られた変換光のうち蛍光体層から発光素子側に進む変換光をなくすことができ、発光素子の出射した光を効率よく取り出すことができる。また、蛍光体層から発光素子側に進む変換光を蛍光体層に戻すことにより、ランプの外に取り出せる変換光の量を多くできるので、蛍光体層に含まれる蛍光体の量を少なくすることができる。よって、蛍光体で変換された変換光が他の蛍光体で繰り返し屈折・反射してランプの外に取り出せなくなる光の量を少なくすることができ、発光素子の出射した光を効率よく取り出すことができる。
【０００６】
また、特許文献６には、クロスダイクロイックプリズムを構成する青色光反射膜として、青色光のみを反射し、他の波長の光を透過する誘電体多層膜が記載されている。
また、特許文献７には、クロスダイクロイックプリズムを構成するダイクロイックフィルタ膜として、青色、例えば、波長が５２５ｎｍの光を反射する誘電体多層膜が記載されている。
【０００７】
また、特許文献１の図６には、ケースに実装される発光部と、ケースの開口部を覆うとともにＲＧＢ蛍光体を含有した蛍光体層が積層された、可視光を透過し、紫外光を反射するダイクロイックフィルタとを有し、発光部が、光源としての紫外光ＬＥＤ素子と、紫外光を透過し、可視光を反射するダイクロイックフィルタとを有するＬＥＤランプが記載されている。
さらに、特許文献１には、紫外光ＬＥＤ素子を青色光ＬＥＤ素子とし、ＲＧＢ蛍光体を黄色蛍光体として白色光を外部放射させる構成が記載されている。
【０００８】
特許文献１の図６に記載の技術では、光源光である紫外光を透過し、可視光を反射するダイクロイックフィルタを、ＲＧＢ蛍光体を含有した蛍光体層よりも光源側に配し、蛍光体層の光出射側に、紫外光を反射し、可視光を透過させるダイクロイックフィルタを配置しているので、蛍光体層から光源側に進む可視光を蛍光体層に戻してＬＥＤランプの外に取り出せる可視光の量を多くできるとともに、ＲＧＢ蛍光体に変換されなかった紫外光を蛍光体層に戻して再び蛍光体層内を通過させることで、効率よく波長変換させることができ、蛍光体層に含まれるＲＧＢ蛍光体の量を少なくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２０２９６２号公報
【特許文献２】特開２００７−１０９９４７号公報
【特許文献３】特開２００７−８１２３４号公報
【特許文献４】特開２００６−２１６７５３号公報
【特許文献５】特開２００７−５９８６４号公報
【特許文献６】特開２００７−７８７７９号公報
【特許文献７】特開２００８−９６７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、青色光を透過し、蛍光体で変換された変換光を反射するダイクロイックフィルタと、ダイクロイックフィルタの発光素子と反対側に設けられ、蛍光体によって青色光を変換光に波長変換する蛍光体層とを介して、発光素子から出射された青色光を白色光として出射させる場合、発光素子から出射されて蛍光体に波長変換されなかった青色光はそのまま出射される。このため、蛍光体の量が少ないと、波長変換されずに出射される青色光の割合が多くなり、ランプから出射される光が青みがかった色になってしまう。このため、ダイクロイックフィルタを備える場合、ダイクロイックフィルタを備えていない場合よりも蛍光体の量を少なくすることはできるが、削減可能な蛍光体の量はわずかであった。よって、蛍光体の量をより一層少なくして、発光素子の出射した光をより一層効率よく取り出すことが要求されていた。
【００１１】
また、光源光である紫外光を透過し、可視光を反射するダイクロイックフィルタを、ＲＧＢ蛍光体を含有した蛍光体層よりも光源側に配し、蛍光体層の光出射側に、紫外光を反射し、可視光を透過させるダイクロイックフィルタを配置する特許文献１に記載の技術においては、紫外光ＬＥＤ素子を用いて高出力の光源光を得ることは困難であるため、高出力のＬＥＤランプが得られなかった。また、特許文献１に記載の技術においては、光源光として発光波長が短く高エネルギーである紫外光を用いているため、封止樹脂などのＬＥＤランプを形成している材料を劣化させやすく、光源光として紫外光を用いないＬＥＤランプと比較して寿命が短いという問題があった。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、発光素子の出射した光を、視野角にかかわらず均一で色むらのない光として効率よく取り出すことができる蛍光体フィルタおよびその製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、本発明の蛍光体フィルタを備え、発光素子の出射した光を、視野角にかかわらず均一で色むらのない光として効率よく取り出すことができるランプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた。その結果、第１可視光を透過させるとともに、前記第１可視光より波長の長い第２可視光を反射させる第１ダイクロイックフィルタと、第１ダイクロイックフィルタ上に積層され、前記第１可視光を前記第２可視光に波長変換する蛍光体を含む蛍光体層と、蛍光体層の前記第１ダイクロイックフィルタと反対側に積層され、厚み方向に進む前記第１可視光を反射させるとともに、前記第２可視光を透過させる第２ダイクロイックフィルタとを介して、発光素子から出射された光を出射させることにより、発光素子の出射した光を効率よく取り出すことができることを見出した。
【００１４】
本発明者は、上記課題を解決するために、さらに鋭意検討を重ねた。その結果、第２ダイクロイックフィルタの蛍光体層と反対側に光散乱層を設け、発光素子から出射された光を、第１ダイクロイックフィルタと蛍光体層と第２ダイクロイックフィルタと光散乱層とを介して出射させるものとし、第２ダイクロイックフィルタを透過した厚み方向に進む垂直光と、垂直光に対して傾斜する方向に進む第２ダイクロイックフィルタを透過した斜め光とを、光散乱層によって透過させつつ散乱させて混合させることで、発光素子の出射した光をより一層効率よく取り出すことができるとともに、色むらを効果的に防止できることを見出し、本発明を完成した。即ち、本発明は以下に関する。
【００１５】
（１）  第１可視光を透過させるとともに、前記第１可視光より波長の長い第２可視光を反射させる第１ダイクロイックフィルタと、前記第１ダイクロイックフィルタ上に積層され、前記第１可視光を前記第２可視光に波長変換する蛍光体を含む蛍光体層と、前記蛍光体層の前記第１ダイクロイックフィルタと反対側に積層され、厚み方向に進む前記第１可視光を反射させるとともに、前記第２可視光を透過させる第２ダイクロイックフィルタと、前記第２ダイクロイックフィルタの前記蛍光体層と反対側に積層され、前記第２ダイクロイックフィルタを出射した出射光を透過させつつ散乱させる光散乱層とが一体化されていることを特徴とする半導体発光素子用の蛍光体フィルタ。
【００１６】
（２）  前記第２ダイクロイックフィルタと前記第１ダイクロイックフィルタのいずれか一方または両方が、低屈折率膜と、前記低屈折率膜よりも屈折率の高い高屈折率膜とを交互に複数積層してなる誘電体多層膜からなるものであることを特徴とする（１）に記載の蛍光体フィルタ。
（３）  前記蛍光体が、前記蛍光体層の一方の面側に偏在していることを特徴とする（１）または（２）に記載の蛍光体フィルタ。
（４）  前記第１可視光は、４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものであり、前記第２可視光は、５００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものであることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の蛍光体フィルタ。
【００１７】
（５）  前記光散乱層が、複数の凹凸を有する樹脂フィルムからなることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の蛍光体フィルタ。
（６）  前記複数の凹凸が、前記光散乱層の前記第２ダイクロイックフィルタと反対側の面にのみ形成されていることを特徴とする（５）に記載の蛍光体フィルタ。
（７）  前記光散乱層が、樹脂基材と、前記樹脂基材と一体化された前記樹脂基材と屈折率の異なる複数の粒子とを含む樹脂フィルムからなることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の蛍光体フィルタ。
（８）  前記光散乱層が、複数の気泡を含む樹脂フィルムからなることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の蛍光体フィルタ。
【００１８】
（９）  （１）〜（８）のいずれかに記載の蛍光体フィルタの製造方法であって、樹脂フィルムからなる光散乱層上に、前記第２ダイクロイックフィルタを設ける工程と、前記第２ダイクロイックフィルタ上に、蛍光体層を設ける工程と、前記蛍光体層上に、前記第１ダイクロイックフィルタを設ける工程とを備えることを特徴とする蛍光体フィルタの製造方法。
（１０）  前記第２ダイクロイックフィルタと前記第１ダイクロイックフィルタのいずれか一方または両方を、２００℃以下の温度で成膜することにより設けることを特徴とする（９）に記載の蛍光体フィルタの製造方法。
（１１）  前記蛍光体層を設ける工程が、前記第２ダイクロイックフィルタ上に、蛍光体を含有する樹脂からなる塗布液を塗布して硬化させる工程を含むことを特徴とする（９）または（１０）に記載の蛍光体フィルタの製造方法。
【００１９】
（１２）  基体と、前記基体上に配置された波長５００ｎｍ以下の光を出射する半導体発光素子と、前記半導体発光素子の出射光を波長変換する蛍光体フィルタとを備え、前記蛍光体フィルタが、（１）〜（８）のいずれかに記載の蛍光体フィルタであり、前記第１ダイクロイックフィルタを前記半導体発光素子側に向けて配置されていることを特徴とするランプ。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の蛍光体フィルタは、第１可視光を透過させるとともに、前記第１可視光より波長の長い第２可視光を反射させる第１ダイクロイックフィルタと、前記第１ダイクロイックフィルタ上に積層され、前記第１可視光を前記第２可視光に波長変換する蛍光体を含む蛍光体層と、前記蛍光体層の前記第１ダイクロイックフィルタと反対側に積層され、厚み方向に進む前記第１可視光を反射させるとともに、前記第２可視光を透過させる第２ダイクロイックフィルタと、前記第２ダイクロイックフィルタの前記蛍光体層と反対側に積層され、前記第２ダイクロイックフィルタを出射した出射光を透過させつつ散乱させる光散乱層とが一体化されているものであるので、本発明の蛍光体フィルタを、第１ダイクロイックフィルタを半導体発光素子側に向けて配置し、半導体発光素子の出射する第１可視光を波長変換させた場合、以下に示すように、半導体発光素子の出射した第１可視光を視野角にかかわらず色むらのない出射光として出射できる。
【００２１】
すなわち、本発明の蛍光体フィルタを構成する第１ダイクロイックフィルタおよび第２ダイクロイックフィルタは、厚み方向に進む光に対して選択的に特定の波長の光を透過または反射するものである。
また、本発明の蛍光体フィルタを介して出射される出射光は、蛍光体フィルタ内で波長変換されずに出射された第１可視光と蛍光体フィルタ内で波長変換されて生じる第２可視光とが混色されたものである。
【００２２】
蛍光体フィルタに入射した第１可視光は、蛍光体層の蛍光体によって第２可視光に波長変換されると全方位に出射される。蛍光体層で得られた第２可視光のうち、第２ダイクロイックフィルタに臨界角度範囲内の角度で入射した第２可視光は、第２ダイクロイックフィルタから出射される。
また、蛍光体フィルタに入射して、第1ダイクロイックフィルタを透過した後、蛍光体によって波長変換されずに蛍光体フィルタの厚み方向に進み、第２ダイクロイックフィルタに入射した第１可視光は、第２ダイクロイックフィルタで反射されるため、蛍光体フィルタの厚み方向には出射されない。このため、第２ダイクロイックフィルタから蛍光体フィルタの厚み方向に出射される光は、第２可視光と混色される第１可視光の量が不足して、第２可視光の波長に対応する色味を帯びた光になってしまう。
【００２３】
一方、厚み方向に対して傾斜する方向に進む光が第１ダイクロイックフィルタまたは第２ダイクロイックフィルタに入射された場合、第１ダイクロイックフィルタまたは第２ダイクロイックフィルタ内を光が通過する距離が、厚み方向に進む光が入射された場合と異なるため、第１ダイクロイックフィルタまたは第２ダイクロイックフィルタによる分光特性が異なる。すなわち、第２ダイクロイックフィルタは、厚み方向に進む第１可視光を反射させるが、厚み方向に対して傾斜する方向に進む光については、入射角が大きいほど短い波長の光も透過させる。
【００２４】
したがって、厚み方向に対して傾斜する方向から第１ダイクロイックフィルタに入射して第１ダイクロイックフィルタを透過し、第２可視光に波長変換されずに蛍光体層を透過して、厚み方向に対して傾斜する方向に第２ダイクロイックフィルタに入射した光は、第２ダイクロイックフィルタを透過して第１可視光のまま出射される。よって、厚み方向に対して傾斜する方向に第２ダイクロイックフィルタから出射される光には、蛍光体層で波長変換された第２可視光だけでなく、多くの第１可視光も含まれていることになる。
その結果、第２ダイクロイックフィルタから出射される光は、視野角によって色が異なるという問題が生じる。すなわち、厚み方向に出射される光は、厚み方向に対して傾斜する方向に出射される光と比較して第２可視光の波長に対応する色味を帯びた光となる。一方、厚み方向に対して傾斜する方向に出射される光は、厚み方向に出射される光と比較して第１可視光の波長に対応する色味を帯びた光となる。このため、半導体発光素子の出射光を、第１ダイクロイックフィルタと蛍光体層と第２ダイクロイックフィルタとを介して出射させると、視野角によって色が異なってしまう。
【００２５】
しかし、本発明の蛍光体フィルタでは、第２ダイクロイックフィルタの蛍光体層と反対側に、第２ダイクロイックフィルタを出射した出射光を透過させつつ散乱させる光散乱層が設けられているので、第２ダイクロイックフィルタから厚み方向に出射される第２可視光の波長に対応する色味を帯びた光と、第２ダイクロイックフィルタから厚み方向に対して傾斜する方向に出射される第１可視光の波長に対応する色味を帯びた光とが、光散乱層において混合されるため、半導体発光素子の出射光を視野角にかかわらず均一で色むらのない光として出射できる。
したがって、例えば、第１可視光が、４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものであり、第２可視光が、５００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものである場合、本発明の蛍光体フィルタを、第１ダイクロイックフィルタを半導体発光素子側に向けて配置し、半導体発光素子の出射する第１可視光を波長変換させた場合、半導体発光素子の出射した第１可視光を視野角にかかわらず色みのない白色光として出射できる。
【００２６】
また、本発明の蛍光体フィルタは、第２ダイクロイックフィルタを出射した出射光を透過させつつ散乱させる光散乱層が備えられているものであるので、第２ダイクロイックフィルタから厚み方向に対して傾斜する方向に出射される斜め光のうち、光散乱層が設けられていない場合には取り出すことのできない厚み方向との角度差の非常に大きい光のうちの一部を、光散乱層によって反射させて蛍光体フィルタから取り出すことができる。よって、本発明の蛍光体フィルタによれば、光散乱層の設けられていない蛍光体フィルタと比較して、半導体発光素子の出射した光をより効率よく取り出すことができる。
さらに、本発明の蛍光体フィルタでは、光散乱層を透過して第２ダイクロイックフィルタに向かって厚み方向に進む第１可視光を、第２ダイクロイックフィルタによって反射させて光散乱層に戻すことができるので、半導体発光素子の出射した光を効率よく取り出すことができる。
【００２７】
しかも、本発明の蛍光体フィルタは、第１ダイクロイックフィルタ、蛍光体層、第２ダイクロイックフィルタ、光散乱層が積層されて一体化されているものであるので、第１ダイクロイックフィルタを半導体発光素子側に向けて本発明の蛍光体フィルタを配置し、半導体発光素子の出射する第１可視光を波長変換させた場合、蛍光体層から第１ダイクロイックフィルタに進む第２可視光を第１ダイクロイックフィルタによって反射させて蛍光体層に戻すことができ、しかも、変換されずに蛍光体層を通過した厚み方向に進む第１可視光を、第２ダイクロイックフィルタによって反射させて蛍光体層に戻すことができる。したがって、蛍光体層に含まれる蛍光体の量が少なくても効率よく厚み方向に進む第１可視光の波長を変換させることができ、蛍光体層に含まれる蛍光体の量を少なくすることができる。よって、蛍光体層内で蛍光体に繰り返し全反射されることにより、蛍光体層から取り出せなくなる光の量を少なくすることができ、半導体発光素子の出射した光をより効率よく取り出すことができる。
【００２８】
また、本発明の蛍光体フィルタは、第１ダイクロイックフィルタ、蛍光体層、第２ダイクロイックフィルタ、光散乱層が積層されて一体化されているものであるので、例えば、蛍光体フィルタを構成する各層間の少なくとも１つに、空気層などの低屈折率の介在層が介在されている場合と比較して、半導体発光素子の出射した光を効率よく取り出すことができる。
これに対し、例えば、介在層として空気層が含まれている場合、空気層に入射した光が全反射されることにより、空気層から取り出せなくなる光の量が多くなってしまうので、半導体発光素子の出射した光を効率よく取り出すことができなくなる。
【００２９】
また、本発明の蛍光体フィルタの製造方法は、樹脂フィルムからなる光散乱層上に、第２ダイクロイックフィルタを設ける工程と、第２ダイクロイックフィルタ上に、蛍光体層を設ける工程と、蛍光体層上に、第１ダイクロイックフィルタを設ける工程とを備えているので、第１ダイクロイックフィルタ、蛍光体層、第２ダイクロイックフィルタ、光散乱層が積層されて一体化されている本発明の蛍光体フィルタを容易に製造できる。
【００３０】
本発明のランプは、基体と、前記基体上に配置された波長５００ｎｍ以下の光を出射する半導体発光素子と、前記半導体発光素子の出射光を波長変換する蛍光体フィルタとを備え、前記蛍光体フィルタが、本発明の蛍光体フィルタであり、第１ダイクロイックフィルタを半導体発光素子側に向けて配置されているものであるので、半導体発光素子の出射した波長５００ｎｍ以下の出射光を視野角にかかわらず均一で色むらのない光として効率よく取り出すことができる。
また、本発明のランプは、半導体発光素子として波長５００ｎｍ以下の光を出射するものを用いているので、半導体発光素子として紫外光を出射するものを用いたランプと比較して寿命が長く、長期に渡って使用できるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の蛍光体フィルタの一例を模式的に示した概略断面図である。
【図２】図２は、第１ダイクロイックフィルタとして用いられる誘電体多層膜の一例について、波長と透過率との関係を示したグラフであり、誘電体多層膜の分光特性を分光光度計で測定した結果を示したスペクトルである。
【図３】図３は、第２ダイクロイックフィルタとして用いられる誘電体多層膜の一例について、波長と透過率および反射率との関係を示したグラフであり、誘電体多層膜の分光特性を分光光度計で測定した結果を示したスペクトルである。
【図４】図４は、図１に示す蛍光体フィルタに入射した第１可視光の光路を説明するための断面模式図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、本発明のランプの一例を模式的に示した概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の蛍光体フィルタ、蛍光体フィルタの製造方法およびランプについて、図面を参照して詳細に説明する。
「蛍光体フィルタ」
図１は、本発明の蛍光体フィルタの一例を模式的に示した概略断面図である。図１において符号１０は蛍光体フィルタを示している。図１においては、蛍光体フィルタ１０の下側が半導体発光素子側となっており、蛍光体フィルタ１０の上側が光出射側となっている。
蛍光体フィルタ１０は、図１に示すように、第１ダイクロイックフィルタ１と蛍光体層２と第２ダイクロイックフィルタ３と光散乱層４とが積層されて一体化されているものである。
【００３３】
図１に示す蛍光体フィルタ１０は、第１ダイクロイックフィルタを半導体発光素子側に向けて配置されるものである。
半導体発光素子としては、例えば、波長５００ｎｍ以下の光を出射するものを用いることができる。半導体発光素子の出射する波長５００ｎｍ以下の光のピーク波長やドミナント波長は、特に制限されるものではないが、半導体発光素子として、例えばピーク波長４５５ｎｍの青色光を出射するＬＥＤ素子などを用いることができる。
【００３４】
第１ダイクロイックフィルタ１は、蛍光体フィルタ１０の厚み方向（図１においては上下方向）に進む垂直光のうち、第１可視光を透過させるとともに、第１可視光より波長の長い第２可視光を反射させるものである。第１ダイクロイックフィルタ１としては、半導体発光素子側から入射する第１可視光の７０％以上、より好ましくは８０％以上を透過させるとともに、蛍光体層２から入射する第１可視光が波長変換されてなる第２可視光を９０％以上、より好ましくは９５％以上を反射させるものであることが好ましい。
【００３５】
図１に示す蛍光体フィルタ１０において、第１可視光の波長は、半導体発光素子から出射される光の波長範囲を含む波長である。第１可視光は、４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものであることが好ましく、４３５ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものであることがより好ましい。
また、第２可視光は、５００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものであることが好ましく、５３０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものであることがより好ましい。また、第２可視光は、５００ｎｍ〜５８０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する光と、６００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する光とを含むものであってもよい。
【００３６】
蛍光体層２は、第１ダイクロイックフィルタ１の半導体発光素子と反対側（図１においては第１ダイクロイックフィルタ１上）に積層されている。蛍光体層２は、第１可視光を第２可視光に波長変換する蛍光体（図１においては図示略）を含むものであり、第１ダイクロイックフィルタ１を透過した第１可視光の一部を第１可視光より長波長の第２可視光に波長変換するものである。蛍光体層２としては、蛍光体を含む光透過性樹脂などが用いられる。
【００３７】
蛍光体としては、蛍光体層２は、第１可視光を第１可視光より波長の長い第２可視光に波長変換するものであればよく、特に限定されないが、例えば、蛍光体層２に入射したピーク波長４６０ｎｍの青色光を受けて励起されることにより、青色光を波長変換されたピーク波長５６０ｎｍの黄色光として放射するＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）などを用いることができる。
また、蛍光体として、蛍光体層２に入射したピーク波長４６０ｎｍの青色光を受けて励起されることにより、青色光を波長変換されたピーク波長５２０ｎｍの緑色光と、ピーク波長６５０ｎの赤色光とを含む光として放射するシリケート系蛍光体などを用いてもよい。
【００３８】
また、光透過性樹脂としては、特に限定されないが、光透過性樹脂に蛍光体を分散させて含有してなる塗布液を形成することができ、塗布液を塗布して硬化させる方法により蛍光体層２を形成することが可能であるものを用いることが好ましい。具体的には、例えば、光透過性樹脂として、シリコーン樹脂や透明エポキシ樹脂などを用いることが好ましい。
【００３９】
蛍光体層２の厚みや、蛍光体層２に含まれる蛍光体の粒径は、特に制限されない。また、蛍光体層２は、蛍光体が、蛍光体層２全体に均一に分散しているものであるよりも、蛍光体層２の一方の面側に偏在しているものであることが好ましい。蛍光体が、蛍光体層２の一方の面側に偏在している場合、蛍光体層２に入射した光のうち、蛍光体に繰り返し屈折・反射されて蛍光体フィルタ１０の光散乱層４側に取り出せなくなる光の量を少なくすることができ、半導体発光素子の出射した青色光を、蛍光体フィルタ１０を介して効率よく取り出すことができる。
【００４０】
第２ダイクロイックフィルタ３は、蛍光体層２の第１ダイクロイックフィルタ１と反対側（図１においては蛍光体層２上）に積層されている。第２ダイクロイックフィルタ３は、蛍光体層２を透過して厚み方向に進む第１可視光を反射させるとともに、第２可視光を透過させるものである。第２ダイクロイックフィルタ３としては、蛍光体層２を透過して入射する第１可視光の９０％以上、より好ましくは９５％以上を反射させるとともに、蛍光体層２から入射する第１可視光が波長変換されてなる第２可視光を７０％以上、より好ましくは８５％以上を透過させるものであることが好ましい。
【００４１】
さらに、本実施形態においては、第２ダイクロイックフィルタ１と第１ダイクロイックフィルタ３のいずれか一方または両方が、低屈折率膜（図示略）と、低屈折率膜よりも屈折率の高い高屈折率膜（図示略）とを交互に複数積層してなる誘電体多層膜からなるものであることが好ましい。第２ダイクロイックフィルタ１および／または第１ダイクロイックフィルタ３を誘電体多層膜からなるものとすることで、所定の波長の光に対して選択的に高い反射率および高い透過率を有する優れた第２ダイクロイックフィルタ１および／または第１ダイクロイックフィルタ３が実現できる。
【００４２】
誘電体多層膜を構成する低屈折率膜としては、例えば、ＳｉＯ２膜やＭｇＦ２膜などが挙げられる。また、高屈折率膜としては、例えば、ＴｉＯ２膜やＴａ２Ｏ５膜、Ｎｂ２Ｏ５膜などが挙げられる。ここで用いられる誘電体多層膜としては、低屈折率膜であるＳｉＯ２膜と高屈折率膜であるＴａ２Ｏ５膜とを交互に数十回積層してなるものを用いることが好ましい。なお、誘電体多層膜の第２ダイクロイックフィルタ１または第１ダイクロイックフィルタ３としての波長特性は、誘電体多層膜を構成する各低屈折率膜および各高屈折率膜の屈折率と膜厚とを選択することによって決定される。例えば、光学薄膜では光学膜厚ｎｄ＝λ／４が基本なので、数十ｎｍ程度の膜厚があれば、反射率スペクトルから膜厚ｄ，屈折率ｎを決めることができる。
【００４３】
図２は、第１ダイクロイックフィルタとして用いられる誘電体多層膜の一例について、波長と透過率との関係を示したグラフであり、誘電体多層膜の分光特性を分光光度計で測定した結果を示したスペクトルである。なお、図２に示すグラフは、石英基板上に、低屈折率膜であるＳｉＯ２膜と高屈折率膜であるＴａ２Ｏ５膜とを交互に３０回積層してなる誘電体多層膜についてのスペクトルである。この誘電体多層膜は、図２に示すように、光の波長５００ｎｍ以下の光（第１可視光）を透過（８０％以上を透過）させるとともに、波長５００ｎｍを超える光（第２可視光）を反射（９５％以上を反射）させる（透過させない）ものであり、第１ダイクロイックフィルタ１として好ましく用いることができる。なお、ＳｉＯ２膜の膜厚は１１７ｎｍであり、Ｔａ２Ｏ５膜の膜厚は８０ｎｍである。
【００４４】
図３は、第２ダイクロイックフィルタとして用いられる誘電体多層膜の一例について、波長と透過率および反射率との関係を示したグラフであり、誘電体多層膜の分光特性を分光光度計で測定した結果を示したスペクトルである。なお、図３に示すグラフは、石英基板上に、低屈折率膜であるＳｉＯ２膜と高屈折率膜であるＴａ２Ｏ５膜とを交互に３０回積層してなる誘電体多層膜についてのスペクトルである。この誘電体多層膜は、図３に示すように、光の波長５００ｎｍ以下の光（第１可視光）を反射（９５％以上を反射）させるとともに、波長５００ｎｍを超える光（第２可視光）を透過（７０％以上を透過）させるものであり、第２ダイクロイックフィルタ３として好ましく用いることができる。
【００４５】
光散乱層４は、第２ダイクロイックフィルタ３の蛍光体層２と反対側（図１においては第２ダイクロイックフィルタ３上）に積層され、第２ダイクロイックフィルタ３を出射した出射光を透過させつつ散乱させるものである。したがって、本実施形態の蛍光体フィルタ１０では、第２ダイクロイックフィルタ３を透過した垂直光と、第２ダイクロイックフィルタ３を透過した斜め光とが、光散乱層４によって散乱されて混合されるものとなっている。
【００４６】
光散乱層４は、第２ダイクロイックフィルタ３を出射した出射光を透過させつつ散乱させることができれば、如何なるものであってもよいが、容易に製造できる蛍光体フィルタ１０とするために、樹脂フィルムからなるものであることが好ましい。樹脂フィルムからなる光散乱層４は、複数の凹凸を有する樹脂フィルムからなるものであることが好ましい。この場合、光散乱層４を構成する複数の凹凸が、光散乱層４の第２ダイクロイックフィルタ３と反対側の面にのみ形成されていることがより好ましい。光散乱層４の第２ダイクロイックフィルタ３と反対側の面にのみ複数の凹凸が形成されている場合、光散乱層４の第２ダイクロイックフィルタ３側の面にのみ複数の凹凸が形成されている場合と比較して、光散乱層４による散乱効果が効果的に得られ、蛍光体フィルタ１０に入射した光を効率よく取り出すことができる。
【００４７】
また、光散乱層４は、樹脂基材と、樹脂基材と一体化された樹脂基材と屈折率の異なる複数の粒子とを含む樹脂フィルムからなるものであってもよいし、複数の気泡を含む樹脂フィルムからなるものであってもよい。
光散乱層４に用いられる樹脂フィルムの材料としては、特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）や、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、透明エポキシ樹脂、非晶質シクロオレフィン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの光透過性樹脂を用いることが好ましい。
【００４８】
光散乱層４として用いられる複数の凹凸を有する樹脂フィルムとしては、例えば、樹脂フィルムの表面を粗面化することにより表面に複数の凹凸を形成したものなどが挙げられる。
また、複数の気泡を含む樹脂フィルムとしては、樹脂フィルムの内部に中空のガラス粒子などからなる散乱粒子を含有させて形成された気泡を含む樹脂フィルムが挙げられる。この場合、中空の散乱粒子は、樹脂フィルムの内部に互いに重ならないように１層のみ敷き詰められていることが好ましい。このことにより、光散乱層４によって光が散乱されることにより、蛍光体フィルタ１０の厚み方向に垂直な方向に近い方向に進む光が生成されて、蛍光体フィルタ１０から取り出せなくなる光が生じることを防止できる。
また、複数の気泡を含む樹脂フィルムとしては、樹脂フィルムの内部に発泡技術を用いて形成された気泡を含むものを用いてもよい。
【００４９】
光散乱層４の透過率は、高い程好ましく、特に限定されないが、例えば、６００ｎｍでの分光透過率が５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましい。また、光散乱層４のヘイズ値は、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。
また、光散乱層４としては、具体的には、例えば平均厚みが５１μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなり、１５０℃で０．５時間加熱した前後の熱収縮率が１％以下、６００ｎｍでの分光透過率６４．５％、ヘイズ値８１．４％のものなどを好ましく用いることができる。このような光散乱層４としては、Ｄ１１４ＳIII（商品名：ツジデン株式会社製）などが挙げられる。
【００５０】
「光の光路」
次に、図１に示す蛍光体フィルタ１０の第１ダイクロイックフィルタ１側（図１においては下側）から半導体発光素子の出射する第１可視光が入射されて、光散乱層４側（図１においては上側）から出射されるまでの光の光路について図面を用いて説明する。
図４は、図１に示す蛍光体フィルタ１０に入射した第１可視光の光路を説明するための断面模式図である。図４に示すように、半導体発光素子から出射された第１可視光ａ〜ｃが、第１ダイクロイックフィルタ１側から蛍光体フィルタ１０に入射されると、第１ダイクロイックフィルタ１を透過して蛍光体層２に到達する。蛍光体層２に到達した第１可視光ａ〜ｃのうち第１可視光ａと第１可視光ｂは、蛍光体層２に含まれる蛍光体２ａによって吸収されて第２可視光Ｙに波長変換される。
【００５１】
より詳細には、第１可視光ａは、図４に示すように、蛍光体２ａによって吸収されて第２可視光Ｙであるａ１〜ａ４に波長変換されている。
波長変換された第２可視光Ｙであるａ１とａ３は、図４に示すように、第２ダイクロイックフィルタ３を透過して、光散乱層４に到達している。なお、第２可視光ａ１は、蛍光体層２において、蛍光体フィルタ１０の厚み方向に進む垂直光ではなく、垂直光に対して傾斜する方向に進む斜め光とされて、光散乱層４に到達している。また、第２可視光ａ３は、蛍光体層２において垂直光とされて、光散乱層４に到達している。
【００５２】
また、波長変換された第２可視光Ｙであるａ２は、図４に示すように、蛍光体２ａによって全反射されて第１ダイクロイックフィルタ１に向かって進み、第１ダイクロイックフィルタ１によって反射されて蛍光体層２に戻され、第２ダイクロイックフィルタ３を透過して、光散乱層４に到達している。
また、波長変換された第２可視光Ｙであるａ４は、図４に示すように、蛍光体２ａによって複数回全反射されて第２可視光Ｙに波長変換された後、第２ダイクロイックフィルタ３を透過して、光散乱層４に到達している。
【００５３】
また、第１可視光ｂは、図４に示すように、蛍光体２ａによって第２可視光Ｙに波長変換されずに蛍光体層２を通過して、第２ダイクロイックフィルタ３に到達している。そして、第２ダイクロイックフィルタ３に到達した第１可視光ｂは、第２ダイクロイックフィルタ３によって反射されて、蛍光体層２に戻され、蛍光体２ａによって変換光Ｙに波長変換されている。その後、変換光Ｙに波長変換された第１可視光ｂは、図４に示すように、第２ダイクロイックフィルタ３を透過して、光散乱層４に到達している。
【００５４】
また、第１可視光ｃは、図４に示すように、蛍光体２ａによって第２可視光Ｙに波長変換されずに蛍光体層２を通過して、第１可視光ｃのまま第２ダイクロイックフィルタ３に到達している。第２ダイクロイックフィルタ３は、蛍光体層２を透過した垂直光のうち、第１可視光を反射させるとともに、第２可視光を透過させるものである。第２ダイクロイックフィルタ３に到達した第１可視光ｃは、斜め光であるので、図４に示すように、第２ダイクロイックフィルタ３に反射されずに第２ダイクロイックフィルタ３を透過して、第１可視光Ｂのまま光散乱層４に到達している。
【００５５】
このように、半導体発光素子から出射された第１可視光ａ〜ｃが、第２ダイクロイックフィルタ３を透過して光散乱層４に到達した時点では、斜め光には第２可視光Ｙだけでなく多くの第１可視光Ｂも含まれているので、斜め光は垂直光と比較して第１可視光の波長に対応する色味を帯びた光となる。このため、第２ダイクロイックフィルタ３を透過した光を、光散乱層４を透過させずに蛍光体フィルタ１０から出射させた場合には、視野角によって色が異なり、色むらが生じる。
【００５６】
図４に示す蛍光体フィルタ１０では、光散乱層４に到達した垂直光と斜め光とが、光散乱層４によって透過されつつ散乱されて混合される。したがって、蛍光体フィルタ１０から出射される光は、図４に示すように、視野角にかかわらず均一で色むらのない光Ｗとなる。
例えば、第１可視光が、４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものであり、第２可視光が、５００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内にピーク波長を有するものであり、図４に示す蛍光体フィルタ１０を、第１ダイクロイックフィルタ１を半導体発光素子側に向けて配置し、半導体発光素子の出射する第１可視光を波長変換させた場合、半導体発光素子の出射した第１可視光は、視野角にかかわらず色みのない白色光として出射される。より詳細には、半導体発光素子の出射した第１可視光が、光散乱層４に到達すると、第２可視光の波長に対応する色味を帯びた垂直光と第１可視光の波長に対応する色味を帯びた斜め光とが、光散乱層４によって透過されつつ散乱されて混合され、視野角にかかわらず色みのない白色光として出射される。
【００５７】
また、光散乱層４に到達した第１可視光Ｂのうち一部は、光散乱層４に散乱されることによって第２ダイクロイックフィルタ３に向かって進む垂直光となるが、第２ダイクロイックフィルタ３に反射されて光散乱層４に戻されて、再度、光散乱層４によって透過されつつ散乱されて利用される。
【００５８】
「蛍光体フィルタの製造方法」
次に、図１に示す蛍光体フィルタ１０の製造方法について説明する。
まず、樹脂フィルムからなる光散乱層４を形成する。次いで、樹脂フィルムからなる光散乱層４上に、第２ダイクロイックフィルタ３を設ける。
なお、光散乱層４が片面にのみ複数の凹凸を有する樹脂フィルムである場合には、光散乱層４の凹凸を有しない面側に第２ダイクロイックフィルタ３を設けることが好ましい。このようにすることで、光散乱層４を構成する複数の凹凸が、光散乱層４の第２ダイクロイックフィルタ３と反対側の面にのみ形成されている構成になり、所定の分光特性を有する第２ダイクロイックフィルタ３と、散乱効果が効果的に得られる光散乱層４とを備え、蛍光体フィルタ１０に入射した光を効率よく取り出すことができる蛍光体フィルタ１０を形成できる。
【００５９】
片面にのみ複数の凹凸を有する樹脂フィルムからなる光散乱層４の凹凸を有しない面側に第２ダイクロイックフィルタ３を形成する場合、凹凸を有する面側に第２ダイクロイックフィルタを形成する場合と比較して、第２ダイクロイックフィルタ３の膜厚が均一なものとなり、容易に所定の分光特性を有する第２ダイクロイックフィルタ３が得られる。これに対し、片面にのみ複数の凹凸を有する樹脂フィルムからなる光散乱層４の凹凸を有する面側に第２ダイクロイックフィルタ３を形成する場合、膜厚のばらつきが大きくなるとともに、蛍光体フィルタ１０の厚み方向と垂直でない部分が多く存在する第２ダイクロイックフィルタ３となり、設計通りの分光特性を有する第２ダイクロイックフィルタ３が得られない場合がある。
【００６０】
次に、第２ダイクロイックフィルタ３上に、蛍光体を含有する樹脂からなる塗布液を塗布して硬化させる方法などにより、蛍光体層２を設ける。なお、蛍光体層２として、蛍光体が、蛍光体層２の一方の面側に偏在しているものを形成する場合、例えば、比較的大きな粒径の蛍光体が分散されてなる低粘度の塗布液を、塗布して硬化させる方法を用いて蛍光体層２を形成することが好ましい。この場合、比較的大きな粒径の蛍光体として、平均粒径５μｍ以上の蛍光体を用いることが好ましく、低粘度の塗布液として、１０Ｐａ・ｓ以下の粘度のものを用いることが好ましい。
次いで、蛍光体層２上に、第２ダイクロイックフィルタ３を形成する方法と同様にして、第１ダイクロイックフィルタ１を設ける。以上の工程により、図１に示す蛍光体フィルタ１０が得られる。
【００６１】
本実施形態の蛍光体フィルタ１０の製造方法においては、第１ダイクロイックフィルタ１および第２ダイクロイックフィルタ３は、低屈折率膜と高屈折率膜とを交互に複数回成膜して誘電体多層膜を形成することにより形成することが好ましい。
なお、第１ダイクロイックフィルタ１および第２ダイクロイックフィルタ３を形成するための成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの物理蒸着法（ＰＶＤ法）や、化学蒸着法（ＣＶＤ法）などを用いることができるが、光散乱層４を構成する樹脂フィルムに変形などの悪影響を及ぼすことのない低い温度で成膜できる方法を用いることが好ましく、具体的には２００℃以下の低い温度で成膜できる方法を用いることが好ましい。上記の成膜方法のうち、スパッタリング法は、低温での成膜に適しているため好ましい。また、スパッタリング法としては、特に、デジタルスパッタリング装置アルディス（ＵＬＤｉＳ）（商品名：アルバック株式会社製）を用いて２００℃以下の低い温度で成膜する方法を用いることが好ましい。
【００６２】
「ランプ」
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、本発明のランプの一例を模式的に示した概略断面図である。図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すランプ２１、２２、２３は、いずれも、基体上に配置されたＬＥＤ素子５（半導体発光素子）と、ＬＥＤ素子５の出射光を波長変換する図１に示す蛍光体フィルタ１０とを備えており、蛍光体フィルタ１０が第１ダイクロイックフィルタ１をＬＥＤ素子５側に向けて配置されているものである。
【００６３】
ＬＥＤ素子５としては、波長５００ｎｍ以下の光を出射するものであればよく、特に限定されないが、例えば、サファイヤなどからなる基板上に窒化ガリウム系半導体層が形成されてなるものなどが好ましく用いられる。図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すランプ２１、２２、２３においては、ＬＥＤ素子５として波長４００〜５００ｎｍの光を出射するものを用いているので、ＬＥＤ素子として紫外光を出射するものを用いたランプと比較して寿命が長く、長期に渡って使用できるものとなる。
【００６４】
図５（ａ）に示すランプ２１は、リフレクタ６を備えている。リフレクタ６は、基体（図示略）上に配置されたＬＥＤ素子５を収容するための封止部７を有している。リフレクタ６上には、封止部７を覆うように、蛍光体フィルタ１０が設置されている。封止部７は、例えば、平面視円形の凹部状の形状とされており、底部にＬＥＤ素子５が設置されている。封止部７内は、封止樹脂が充填されることにより封止されていてもよいし、封止されていてもよいが、封止されていることが望ましい。封止樹脂が充填されることにより封止部７内が封止されている場合、ＬＥＤ素子５と蛍光体フィルタ１０との間に空気層が存在しないものとなり、ＬＥＤ素子５と蛍光体フィルタ１０との間に空気層が存在する場合と比較して、優れた光取り出し効率を有するランプ２１となる。
【００６５】
図５（ａ）に示すランプ２１は、青色光を出射するＬＥＤ素子５と、第１ダイクロイックフィルタ１をＬＥＤ素子５側に向けて配置されている蛍光体フィルタ１０とを備えているので、ＬＥＤ素子５の出射した光を、視野角にかかわらず均一で色むらのない光として効率よく取り出すことができる。
また、図５（ａ）に示すランプ２１においては、リフレクタ６の材質や封止部７の形状を高度に制御することなどによって光の取り出し効率を向上させなくても、十分に高い光の取り出し効率が得られるので、リフレクタ６の設計条件を緩和することが可能となる。
【００６６】
また、図５（ａ）に示すランプ２１においては、リフレクタ６上に、封止部７を覆うように、第１ダイクロイックフィルタ１をＬＥＤ素子５側に向けて蛍光体フィルタ１０が設置されているので、蛍光体フィルタ１０によってランプ２１から出射される光の色を制御することができ、封止部７内に蛍光体を含有する封止樹脂などを充填することによりランプ２１から出射される光の色を調節する必要がなく、封止樹脂を充填する工程を省略することができ、容易に製造できる。
【００６７】
図５（ｂ）に示すランプ２２は、基板８（基体）上に、ＬＥＤ素子５を収容するための凹部８ａを有している。凹部８ａの底部にはＬＥＤ素子５が設置されている。凹部８ａ内には、封止樹脂が充填されていなくてもよいし、充填されていてもよい。また、凹部８ａの縁部上には、凹部８ａを覆うように、第１ダイクロイックフィルタ１をＬＥＤ素子５側に向けて蛍光体フィルタ１０が設置されている。なお、蛍光体フィルタ１０は、図５（ｂ）に示すように、各凹部８ａを覆うように個別に設けられていてもよいが、隣接する凹部８ａを連続して覆うように一体化して設けられていてもよい。
【００６８】
図５（ｂ）に示すランプ２２も、図５（ａ）に示すランプ２１と同様に、青色光を出射するＬＥＤ素子５と、第１ダイクロイックフィルタ１をＬＥＤ素子５側に向けて配置されている蛍光体フィルタ１０とを備えているので、ＬＥＤ素子５の出射した光を、視野角にかかわらず均一で色むらのない光として効率よく取り出すことができる。
【００６９】
また、図５（ｂ）に示すランプ２２においては、凹部８ａを覆うように、第１ダイクロイックフィルタ１をＬＥＤ素子５側に向けて蛍光体フィルタ１０が設置されているので、蛍光体フィルタ１０によってランプ２１から出射される光の色を制御することができ、凹部８ａ内に蛍光体を含有する封止樹脂などを充填することによりランプ２２から出射される光の色を調節する必要がなく、封止樹脂を充填する工程を省略することができ、容易に製造できる。
また、図５（ｂ）に示すランプ２２においては、基板８上に、ＬＥＤ素子５を収容するための凹部８ａが設けられているので、リフレクタなどを形成する場合と比較して、容易に形成できる。
【００７０】
図５（ｃ）に示すランプ２３は、基板９（基体）上に形成されており、基板９上に配置されたＬＥＤ素子５を覆うように、第１ダイクロイックフィルタ１をＬＥＤ素子５側に向けて蛍光体フィルタ１０が設置されている。なお、蛍光体フィルタ１０は、図５（ｃ）に示すように、各ＬＥＤ素子５を覆うように個別に設けられていてもよいが、隣接するＬＥＤ素子５を連続して覆うように一体化して設けられていてもよい。
【００７１】
図５（ｃ）に示すランプ２３も、図５（ａ）に示すランプ２１と同様に、青色光を出射するＬＥＤ素子５と、第１ダイクロイックフィルタ１をＬＥＤ素子５側に向けて配置されている蛍光体フィルタ１０とを備えているので、ＬＥＤ素子５の出射した光を、視野角にかかわらず均一で色むらのない光として効率よく取り出すことができる。
また、図５（ｃ）に示すランプ２３においては、基板９上に形成されたＬＥＤ素子５をを覆うように、蛍光体フィルタ１０が設置されているので、蛍光体フィルタ１０によってランプ２１から出射される光の色を制御することができ、リフレクタを形成しなくても済み、リフレクタなどを形成する場合と比較して、容易に形成できる。
【符号の説明】
【００７２】
１…第１ダイクロイックフィルタ、２…蛍光体層、２ａ…蛍光体、３…第２ダイクロイックフィルタ、４…光散乱層、５…ＬＥＤ素子、６…リフレクタ、７…封止部、８、９…基板（基体）、８ａ・・・凹部、１０…蛍光体フィルタ、ａ、ｂ、ｃ、Ｂ…第１可視光、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４、Ｙ…第２可視光、２１、２２、２３…ランプ。
【図１】
2011107508.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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