(57)【要約】  【課題】  発光効率を向上できる発光装置および照明装置を提供する。  【解決手段】  紫色の光を発する発光素子１７と、該発光素子１７が載置された基体１５と、発光素子１７と所定間隔をおいて形成され、発光素子１７が発する光を波長変換する波長変換層１９とを具備してなるとともに、波長変換層１９が、透明マトリクス１９ａ中に蛍光体１９ｂ、１９ｃ、１９ｄを有する発光装置であって、波長変換層１８の発光素子側に透明マトリクス層２０が積層されており、透明マトリクス層２０は、発光素子１７から光がほぼ垂直に入射する中央部Ａと、その周囲の外周部Ｂとを有しており、透明マトリクス層２０の中央部Ａには、外周部Ｂよりも光散乱粒子２０ｂが多く分散している。【選択図】図１
2011155125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫色の光を発する発光素子と、該発光素子が載置された基体と、前記発光素子と所定間隔をおいて形成され、前記発光素子が発する光を波長変換する波長変換層とを具備してなるとともに、該波長変換層が、透明マトリクス中に緑色に発光する蛍光体、青色に発光する蛍光体および赤色に発光する蛍光体を有する発光装置であって、前記波長変換層の前記発光素子側に透明マトリクス層が積層されており、該透明マトリクス層は、前記発光素子から光がほぼ垂直に入射する中央部と、その周囲の外周部とを有しており、前記透明マトリクス層の前記中央部には、前記外周部よりも光散乱粒子が多く分散していることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記透明マトリクス層の前記外周部には前記光散乱粒子が存在しないことを特徴とする請求項１に記載の発光装置
【請求項３】
請求項１または２に記載の発光装置を複数具備してなることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などの発光素子から発せられる光の波長を変換して、波長が変換された光を含む出力光を出力する波長変換器を搭載した発光装置、および該発光装置を複数具備した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体材料からなる発光素子（以下「ＬＥＤチップ」とも言う）は、小型で電力効率が良く鮮やかに発色する。発光素子は、製品寿命が長い、オン・オフ点灯の繰り返しに強い、消費電力が低い、という優れた特徴を有するため、液晶等のバックライト光源および蛍光ランプ等の照明用光源への応用が期待されている。
【０００３】
発光素子は、その光の一部を蛍光体で波長変換し、当該波長変換された光と波長変換されない発光素子の光とを混合して放出することにより、発光素子の光とは異なる色を発光する発光装置に応用されている。
【０００４】
このような発光装置としては、例えば、青色発光素子上に（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光体等の黄色に発光する蛍光体を配置したものが知られている。
【０００５】
この発光装置では、発光素子から発する光が黄色成分の蛍光体に照射されると、黄色に発光する蛍光体は励起されて可視光を発し、この可視光が出力として利用される。ところが、発光素子の明るさを変えると、青色と黄色との光量比が変化するため、白色の色調が変化し、演色性に劣るといった課題があった。
【０００６】
そこで、このような課題を解決するために、発光素子として４００ｎｍ以下のピークを有する紫色発光素子を用いるとともに、波長変換層には３種類の蛍光体を高分子樹脂中に混ぜ込んだ構造を採用し、紫色光を赤色、緑色、青色の各波長に変換して白色として発光させることが提案されている（特許文献１参照）。これにより、演色性を向上することができる。
【０００７】
また、発光素子の光を効率的に蛍光体に照射するため、波長変換層に発光素子の光を散乱させる光散乱粒子を分散せしめる開発も行われている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３１４１４２号公報
【特許文献２】特開２００５−３３２９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
蛍光体で波長変換された光を実用的な照明に用いるためには、発光装置をより高出力にする必要がある。そのためには、発光素子への投入電流を増加させる方法がある。しかし、発光素子は指向性が高いため、発光素子の最も近い位置に存在する蛍光体は、発光素子から離れた位置に存在する蛍光体に比べ、発光素子からの強い光にさらされるため、蛍光体が発熱し、発光素子への投入電流を増加させた場合でも、発光効率が期待する程向上しないという問題があった。
【００１０】
本発明は、発光素子への投入電流を増加させた場合に、発光効率を十分に向上できる発光装置および照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の発光装置は、紫色の光を発する発光素子と、該発光素子が載置された基体と、前記発光素子と所定間隔をおいて形成され、前記発光素子が発する光を波長変換する波長変換層とを具備してなるとともに、該波長変換層が、透明マトリクス中に緑色に発光する蛍光体、青色に発光する蛍光体および赤色に発光する蛍光体を有する発光装置であって、前記波長変換層の前記発光素子側に透明マトリクス層が積層されており、該透明マトリクス層は、前記発光素子から光がほぼ垂直に入射する中央部と、その周囲の外周部とを有しており、前記透明マトリクス層の前記中央部には、前記外周部よりも光散乱粒子が多く分散していることを特徴とする。
【００１２】
このような発光装置では、波長変換層の発光素子側に透明マトリクス層が積層されており、透明マトリクス層は、発光素子から光がほぼ垂直に入射する中央部と、その周囲の外周部とを有しており、透明マトリクス層の中央部に、外周部よりも光散乱粒子が多く分散しているため、発光素子への投入電流を増加させた場合、透明マトリクス層の中央部には発光素子からの強い光が入射するが、光散乱粒子により散乱され、光散乱層の中央部に積層された波長変換層の中央部における蛍光体への発光素子からの直接的な入射が抑制され、波長変換層の中央部における蛍光体自体の発熱を抑制でき、発光素子からの光（以下、励起光ということがある）が強くなっても蛍光体の効率低下を抑制することができ、白色光の発光効率を向上することができる。
【００１３】
また、本発明の発光装置は、前記透明マトリクス層の前記外周部には前記光散乱粒子が存在しないことを特徴とする。このような発光装置は、透明マトリクス層の外周部に積層された波長変換層の外周部における蛍光体に発光素子から直接的に光が入射し、また、透明マトリクス層の中央部の光散乱粒子により散乱された光が、波長変換層の外周部に入射し、発光装置全体としての発光効率を向上することができる。
【００１４】
本発明の照明装置は、上記の発光装置を複数具備してなることを特徴とする。このような照明装置では、発光素子への投入電流を増加させた場合に、発光効率を向上することができる発光装置を複数具備するため、演色性を向上できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の発光装置では、波長変換層の中央部における蛍光体の発熱を抑制でき、発光素子からの光が強くなっても蛍光体の効率低下を抑制することができ、白色光の発光効率を向上することができる。本発明の照明装置は、白色光の発光効率が高い発光装置を複数具備するため、演色性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は発光装置の構造を示す概略断面図であり、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図２】波長変換器を示すもので、（ａ）は透明マトリクス層の中央部に光散乱粒子が存在する波長変換器を示す説明図であり、（ｂ）は透明マトリクス層を有しない比較例の波長変換器を示す説明図である。
【図３】発光素子の出力（放射束）と、波長変換器からの発光強度との関係を示すグラフであり、（ａ）は透明マトリクス層の光散乱粒子を含有する中央部の面積を変化させた場合であり、（ｂ）は透明マトリクス層の中央部の光散乱粒子の種類を変えた場合である。
【図４】発光素子の出力（放射束）と、波長変換器からの発光強度との関係を示すグラフであり、（ａ）は透明マトリクス層の中央部の光散乱粒子の粒径を変えた場合であり、（ｂ）は透明マトリクス層の中央部の光散乱粒子の含有量を変えた場合である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、発光装置１１の一実施形態を示す概略断面図である。図１によれば、発光装置１１は、下面に電極１３が形成された基板（基体）１５と、基板１５上に設けられている発光素子１７と、発光素子１７の上方に所定間隔を置いて配置された波長変換層１９と、波長変換層１９の発光素子１７側に積層された透明マトリクス層２０と、光を反射する反射部材２１とを備えている。尚、符号２２はワイヤ、符号１６は接着剤、符号２５は樹脂層である。
【００１８】
波長変換層１９は、透明マトリクス中に緑色に発光する蛍光体、青色に発光する蛍光体および赤色に発光する蛍光体を有している。青色に発光する蛍光体（以下、青色発光蛍光体ということがある）は、波長が４３０ｎｍから４９０ｎｍの蛍光（青色）を発する蛍光体であり、緑色に発光する蛍光体（以下、緑色発光蛍光体ということがある）は波長が５２０ｎｍから５７０ｎｍの蛍光（緑色）を発する蛍光体であり、赤色に発光する蛍光体（以下、赤色発光蛍光体ということがある）は、波長が６００ｎｍから６５０ｎｍの蛍光（赤色）を発する蛍光体である。
【００１９】
波長変換層１９は、蛍光体を均一に分散および担持し、かつ蛍光体の光劣化を抑制することができるため、高分子樹脂やガラス材料などの透明マトリクス中に蛍光体を分散して形成されている。高分子樹脂膜、ゾルゲルガラス薄膜などのガラス材料としては、透明性が高く、かつ加熱や光によって容易に変色しない耐久性を有するものが望ましい。
【００２０】
波長変換層１９は、図２（ａ）に示すように、透明マトリクス中１９ａに、赤色発光蛍光体１９ｂ、青色発光蛍光体１９ｃおよび緑色発光蛍光体１９ｄを分散してなるものであり、これらの蛍光体１９ｂ、１９ｃ、１９ｄについては後述する。
【００２１】
高分子樹脂膜としては、材料は特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル系、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、酢酸セルロース、ポリアリレート、さらにこれら材料の誘導体が用いられる。特に、３５０ｎｍ以上の波長域において高い光透過性を有していることが好ましい。このような透明性に加え、耐熱性の観点から、シリコーン樹脂がより好適に用いられる。
【００２２】
ガラス材料としては、シリカ、チタニア、ジルコニア、さらにそれらのコンポジット系を例示できる。高分子樹脂膜と比較して、光、特に紫外線に対する耐久性が高く、さらに熱に対する耐久性が高いことから、製品の長寿命化を実現できる。また、ガラス材料は、安定性を向上させることができることから、信頼性の高い発光装置を実現できる。
【００２３】
波長変換層１９は、ゾルゲルガラス膜などのガラス材料または高分子樹脂膜を用いて、塗布法により形成することができる。一般的な塗布法であれば限定されないが、ディスペンサーによる塗布が好ましい。例えば、液状で未硬化の樹脂、ガラス材料、または溶剤で可塑性を持たせた樹脂およびガラス材料に、蛍光体を混合することにより製造することができる。未硬化の樹脂としては、例えばシリコーン樹脂が使用できる。これらの樹脂は２液を混合して硬化させるタイプのものであっても１液で硬化するタイプのものであっても良く、２液を混合して硬化させるタイプの場合、両液にそれぞれ蛍光体を混練してもよく、あるいはどちらか一方の液に蛍光体を混練しても構わない。また、溶剤で可塑性を持たせた樹脂としては例えばアクリル樹脂を使用することができる。
【００２４】
波長変換層１９は、未硬化状態でディスペンサー等の塗布法を使用するなどして、フィルム状に成形したり、所定の型に流し込んで固めたりすることで得られる。樹脂およびガラス材料を硬化させる方法としては、熱エネルギーや光エネルギーを使う方法がある他、溶剤を揮発させる方法がある。
【００２５】
波長変換層１９の発光素子側には、透明マトリクス層２０が積層されて、波長変換器が構成されており、透明マトリクス層２０は透明マトリクス２０ａを主成分とするもので、発光素子１７から光がほぼ垂直に入射する中央部Ａと、その周囲の外周部Ｂとを有しており、透明マトリクス層２０の中央部Ａには、外周部Ｂよりも光散乱粒子２０ｂが多く分散している。
【００２６】
すなわち、図１（ａ）を平面視した時に、図１（ｂ）に示すように、波長変換層１９の表面は円形状をしており、その中央部に発光素子１７が位置している。発光素子１７は、図１（ａ）を平面視した時には、上面が矩形状をなしており、その上面から所定間隔をおいて透明マトリクス層２０が形成されている。発光素子１７の上面と透明マトリクス層２０の下面との間隔は０．１〜５ｍｍとされ、発光素子１７の上面と透明マトリクス層２０の下面はほぼ平行であり、透明マトリクス層２０の中央部Ａには発光素子１７から光がほぼ垂直に入射することになる。
【００２７】
図２（ａ）では、透明マトリクス層２０の外周部Ｂには、光散乱粒子２０ｂを含有していない。透明マトリクス層２０の透明マトリクス２０ａは、波長変換層１９の透明マトリクス１９ａと同様の材料を使用できる。
【００２８】
透明マトリクス層２０の外周部Ｂに積層された波長変換層１９の外周部における蛍光体１９に発光素子１７から直接的に光が入射し、また、透明マトリクス層２０の中央部Ａの光散乱粒子２０ｂにより散乱された光が、波長変換層１９の外周部における蛍光体１９に入射し、発光装置全体としての発光効率を向上することができる。
【００２９】
なお、透明マトリクス層２０の外周部Ｂにも光散乱粒子２０ｂを含有しても良いが、中央部Ａよりも光散乱粒子２０ｂの含有率が少なくする必要がある。
【００３０】
光散乱粒子２０ｂは発光素子１７の真上付近（透明マトリクス層２０の中央部Ａ）に存在しており、中央部Ａの直径は、発光素子１７の上面の面積よりも少し広い範囲、すなわち、図１（ａ）を平面視した時に、円形状の中央部Ａ内に発光素子１７が入るような大きさとされている。中央部Ａの直径は１〜４ｍｍが好ましい。透明マトリクス層２０を平面視した時に中央部Ａを円形状としたが、多角形状としても良い。この場合、中央部Ａの直径とは最大径をいう。発光素子１７の上面の形状は四角形であり、一辺の長さが１ｍｍ以下とされている。
【００３１】
光散乱粒子２０ｂは、励起光を吸収することなく、より反射もしくは透過する材料組成が好ましく、シリカ、アルミナ、アクリル系樹脂およびメタクリル酸系樹脂のいずれかからなることが望ましい。特に、理由は明確ではないがシリカがよい。
【００３２】
光散乱粒子２０ｂの平均粒径は０．１〜１０μｍの範囲であればよく、０．３〜1μｍ
が最もよい。光散乱粒子２０ｂの平均粒径が０．１μｍよりも小さいと、励起光の散乱効果が小さくなる傾向があり、白色光強度の上昇度合いが小さくなる。また、光散乱粒子２０ｂの平均粒径が１０μｍより大きいと、光散乱粒子２０ｂによる励起光の阻害効果の影響が大きくなり、白色光強度の上昇度合いが小さくなる。
【００３３】
光散乱粒子２０ｂの含有量は、全量中０．１〜８０質量％の範囲であればよく、特に５
〜５０質量％が最もよい。０．１質量％よりも小さいと、励起光の散乱効果が小さく、白色光強度の上昇度合いが小さくなる。また、８０質量％よりも大きくなると励起光の阻害効果の影響が大きくなり、白色光強度の上昇度合いが小さくなる。
【００３４】
本形態の発光装置では、波長変換層１９の発光素子側に透明マトリクス層２０が積層されており、透明マトリクス層２０は、発光素子１７から光がほぼ垂直に入射する中央部Ａと、その周囲の外周部Ｂとを有しており、透明マトリクス層２０の中央部Ａに、外周部Ｂよりも光散乱粒子２０ｂが多く分散しているため、発光素子１７への投入電流を増加させた場合、透明マトリクス層２０の中央部Ａでは発光素子１７からの強い光が入射するが、光散乱粒子２０ｂにより散乱され、透明マトリクス層２０の中央部Ａに積層された波長変換層１９の中央部における蛍光体１９に対する、発光素子１７からの直接的な入射が抑制され、波長変換層１９の中央部における蛍光体１９自体の発熱を抑制でき、発光素子１７からの光が強くなっても蛍光体１９の効率低下を抑制することができ、白色光の発光効率を向上することができる。
【００３５】
電極１３を形成する導体は、発光素子１７を電気的に接続するための導電路としての機能を有し、基体１５の下面から上面に引き出され、ワイヤ２２にて発光素子１７と電気的に接続されている。導体としては、例えば、Ｗ、Ｍｏ、ＣｕまたはＡｇ等の金属粉末を含むメタライズ層を用いることができる。導体は、基板１５がセラミックスからなる場合、その上面に配線導体がタングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）−マンガン（Ｍｎ）等から成る金属ペーストを高温で熱処理して形成され、基板１５が樹脂から成る場合、銅（Ｃｕ）または鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金等から成るリード端子がモールド成型されて基板１５の内部に設置固定される。
【００３６】
基板１５は熱伝導性が高く、かつ全反射率の大きいことが求められるため、例えばアルミナ、窒化アルミニウム等のセラミック材料の他に、金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂が好適に用いられる。
【００３７】
発光素子１７は、蛍光体の励起を効率的に行なうことができるため、中心波長が３７０〜４２０ｎｍの光を発する半導体材料を備えた発光素子を用いている。これにより、出力光の強度を高め、より発光効率の高い発光装置を得ることが可能となる。
【００３８】
発光素子１７は、上記中心波長を発するものが好ましいが、発光素子基板表面に、半導体材料からなる発光層を備える構造（図示せず）を有していることが、高い量子効率を有する点で好ましい。このような半導体材料として、ＺｎＳｅまたは窒化物半導体（ＧａＮ等）等種々の半導体を挙げることができるが、発光波長が上記波長範囲であれば、特に半導体材料の種類は限定されない。これらの半導体材料を有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタシャル成長法等の結晶成長法により、発光素子基板上に半導体材料からなる発光層を有する積層構造を形成すれば良い。発光素子基板は、結晶性の良い窒化物半導体を量産性よく形成させるために、例えば窒化物半導体からなる発光層を表面に形成する場合、サファイア、スピネル、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＺｒＢ２、ＧａＮまたは石英等の材料が好適に用いられる。
【００３９】
発光素子から放出される光は、５０ｍＷ以上、特に、２００〜１０００ｍＷであることが望ましい。
【００４０】
発光素子１７と波長変換層１９の側面には、必要に応じて、光を反射する反射部材２１を設け、側面に逃げる光を前方に反射し、出力光の強度を高めることができる。反射部材２１の材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、鉄（Ｆｅ）またはこれらの積
層構造物や合金、さらにアルミナセラミックス等のセラミックス、またはエポキシ樹脂等の樹脂を用いることができる。
【００４１】
本実施形態の発光装置は、図１に示すように、波長変換器を発光素子１７上に設置することにより得られる。波長変換器を発光素子１７上に設置する方法としては硬化したシート状の波長変換器を発光素子１７上に設置することが可能である。
【００４２】
本発明の照明装置は、図１に示すような発光装置を、例えば、基板に複数配置し、これらの発光装置を電気的に接続して構成される。また、基板１５の表面に複数の発光素子１７、波長変換層１９、反射部材２１を形成し、複数の発光装置を形成し、これらの発光装置を電気的に接続して照明装置を形成しても良い。
【００４３】
（赤色発光蛍光体１９ｂの説明）
赤色発光蛍光体１９ｂは、平均粒径Ｄ５０が１５〜４５μｍの蛍光体からなるもので、平均粒径は、レーザー回折散乱法により測定することができる。また、赤色発光蛍光体１９ｂの量子効率は３５〜４５％とされている。
【００４４】
赤色発光蛍光体１９ｂは、アルカリ土類金属珪酸塩からなるもので、例えば、Ｍ１（Ｍ１はＢａ、またはＢａとＳｒ、あるいはＢａとＣａ）、Ｅｕ、Ｍｇ、ＭｎおよびＳｉを必須成分として含有する蛍光体である。そして、Ｓｉ  １モルに対するＥｕのモル比が０．１４以下であり、Ｓｉ  １モルに対するＭｎのモル比が０．０７以下のものである。
【００４５】
赤色発光蛍光体１９ｂは、例えば、Ｍ１３−ａＥｕａＭｇ１−ｂＭｎｂＳｉｃＯ８の化学組成（但し、ａは０＜ａ≦０．２６４、ｂは０＜ｂ≦０．１３２、ｃは１．９０５≦ｃ≦２．０２５を満足する値である）を有する。この化学組成で表される蛍光体は、化学量論組成に近く、励起光を赤色に変換することのできる結晶が再現よく形成されるとともに、結晶相の制御を容易に行うことができ、さらに赤色以外の変換光の発生を抑制することができる。
【００４６】
Ｅｕのモル比ａは、Ｍ１３−ａＥｕａＭｇ１−ｂＭｎｂＳｉｃＯ８中で０＜ａ≦０．２６４を満たせばよい。しかし、発光中心イオンＥｕ２＋のモル比ａが小さすぎると、量子効率が小さくなる傾向がある。一方、多すぎても、濃度消光と呼ばれる現象によりやはり量子効率が小さくなる傾向がある。下限としては０．０６≦ａが好ましい。特には、ａは、０．１≦ａ≦０．２の範囲にあることが望ましい。
【００４７】
Ｍｎのモル比は０＜ｂ≦０．１３２を満たせばよい。しかし蛍光体は励起光源の照射を受けて励起したＥｕ２＋のエネルギーがＭｎ２＋に移動し、Ｍｎ２＋が赤発光しているものと考えられているため、Ｍｎの組成によりエネルギー移動の程度が異なる。それゆえ高い赤色の量子効率を得るには、０．０１≦ｂ≦０．１であることが好ましい。さらに、ｂは、０．０７５≦ｂ≦０．１を満足することが望ましい。また、ｃは、１．９０５≦ｃ≦２．０２５を満足すればよい。
【００４８】
尚、赤色発光蛍光体１９ｂは、Ｍ１３−ｘ−ｙＥｕｘＭｇＭｎｙＳｉｚＯ８の化学組成（但し、ｘは０＜ｘ≦０．２、ｙは０＜ｙ≦０．１、ｚは１．９０５≦ｚ≦２．０２５を満足する値である）で表される場合もある。
【００４９】
（緑色発光蛍光体１９ｄの説明）
緑色発光蛍光体１９ｄは、平均粒径Ｄ５０が１５〜４５μｍの蛍光体からなるもので、平均粒径は、レーザー回折散乱法により測定することができる。また、緑色発光蛍光体１９ｄの量子効率は４０〜５０％とされている。
【００５０】
本発明の緑色発光蛍光体１９ｄは、アルカリ土類金属珪酸塩からなるもので、例えば、Ｍ２（Ｍ２はＳｒ、ＢａおよびＣａから選ばれる少なくとも１種）、ＥｕおよびＳｉを含有する蛍光体である。この緑色発光蛍光体１９ｄは（Ｍ２，Ｅｕ）２ＳｉＯ4で表される
結晶を主結晶とし、緑色発光蛍光体１９ｄのＸ線吸収端近傍構造スペクトル（X-ray Absorption Near Edge Structure：ＸＡＮＥＳ）による２価のＥｕイオンおよび３価のＥｕイオンの合量に対する２価のＥｕイオンの濃度が９０％以上である。
【００５１】
さらに、蛍光体は、Ｓｉ  １モルに対するＭ２のモル比と、Ｓｉ  １モルに対するＥｕのモル比の合計（（Ｍ２＋Ｅｕ）／Ｓｉ）が２未満である。
【００５２】
ここで言うモル比の合計（Ｍ２＋Ｅｕ）／Ｓｉの値は蛍光体中のＳｒ２−ｘ−ｙＢａｘＥｕｙＳｉＯ４結晶の構成元素組成から求められる値ではなく、緑色発光蛍光体１９ｄ全体の構成元素組成から求められる値を指す。
【００５３】
蛍光を発する理想的な（Ｍ２，Ｅｕ）２ＳｉＯ4結晶、例えば、Ｓｒ２−ｘ−ｙＢａｘ
ＥｕｙＳｉＯ４結晶では、化学量論比がモル比の合計（Ｓｒ＋Ｂａ＋Ｅｕ）／Ｓｉ＝２となるため、蛍光体の組成もモル比の合計（Ｓｒ＋Ｂａ＋Ｅｕ）／Ｓｉ＝２とすることが望ましいように思われるが、理由については現在のところ不明であるが、むしろモル比の合計（Ｓｒ＋Ｂａ＋Ｅｕ）／Ｓｉ＝２ではなく、蛍光体のモル比の合計（Ｓｒ＋Ｂａ＋Ｅｕ）／Ｓｉの値を化学量論比からはずれたモル比の合計（Ｓｒ＋Ｂａ＋Ｅｕ）／Ｓｉ＜２、特には１．９４以下、さらには１．７８〜１．９４の範囲とすることで量子効率の高い蛍光体が得られることが明らかとなった。特には、１．８９〜１．９１であることが望ましい。
【００５４】
また、ｘの値は０〜１の範囲で任意に選ぶことが可能であり、ｘ＝０の場合黄色、ｘ＝１の場合緑色の蛍光体とすることができ、黄色乃至緑色（以下、黄緑色ということもある）を発することができる。ここで、ｘ≦１とすることにより、耐水性を向上できる。
【００５５】
（青色発光蛍光体１９ｃの説明）
青色発光蛍光体１９ｃは、平均粒径Ｄ５０が２〜１０μｍの蛍光体からなるもので、平均粒径は、レーザー回折散乱法により測定することができる。また、青色発光蛍光体１９ｃの量子効率は３５〜４５％とされている。
【００５６】
青色発光蛍光体１９ｃは、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、（
Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ17：Ｅｕ、Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ12：Ｅｕ、１０（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｅｕ）・６ＰＯ4・Ｃｌ2、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）5（Ｐ
Ｏ4）3（Ｃｌ，Ｂｒ）：Ｅｕ、等が用いられる。なお、青色発光蛍光体１９ｃは、〔（Ｍ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、〕（ＭはＣａ，ＳｒおよびＢａから選択される少な
くとも１種）で表されるハロりん酸塩からなるものが好適に用いられる。
【実施例】
【００５７】
（実施例１〜３、比較例１）
先ず、図１の発光装置１１を作製した。基板（基体）１５としてアルミナ基板を用い、基板１５上に設けられている発光素子１７として、サファイア基板に窒化物半導体をエピ形成したものを用い、反射部材２１としてアルミナを用いた。
【００５８】
先ず、波長変換層１９を作製した。この波長変換層１９は、透明マトリクス１９ａ中に、赤色発光蛍光体１９ｂ、緑色発光蛍光体１９ｄおよび青色発光蛍光体１９ｃを分散して構成されている。
【００５９】
波長変換層１９は、透明マトリクス１９ａを構成する材料（東レ・ダウコーニング：ＣＹ５２−５０２）１ｇ中に、平均粒径が１０μｍの赤色発光蛍光体１９ｂを０．３３９ｇ、平均粒径が１０μｍの緑色発光蛍光体１９ｄを０．３０１ｇ、平均粒径が１μｍの青色発光蛍光体１９ｃを０．２７８ｇ添加し、攪拌脱泡器で混合して蛍光体ペーストを作製した。作製した蛍光体ペーストをガラス板に塗布し、１５０℃で２分間加熱し、シリコーン樹脂を固化させ、発光素子側の直径が５ｍｍ、厚み０．６ｍｍの波長変換層１９を形成した。
【００６０】
赤色発光蛍光体としては、Ｍ１３−ａＥｕａＭｇ１−ｂＭｎｂＳｉｃＯ８の化学組成において、ａ＝０．２、ｂ＝０．０７５、ｃ＝１．９０５で表されるものを用いた。
【００６１】
緑色発光蛍光体としては、Ｓｒ２−ｘ−ｙＢａｘＥｕｙＳｉＯ４の化学組成を有し、ｘ＝０．５３６、ｙ＝０．０５、（Ｓｒ＋Ｂａ＋Ｅｕ）／Ｓｉ＝１．９０で表されるものを用いた。
【００６２】
青色発光蛍光体としては、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕで表
されるものを用いた。
【００６３】
透明マトリクス層２０は、透明マトリクス２０ａを構成する材料（東レ・ダウコーニング：ＣＹ５２−５０２）中に、光散乱粒子２０ｂとして平均粒径０．３μｍのシリカ（ＳｉＯ２：（扶桑化学：ＳＰ−０３Ｆ））を添加し、作製したシリカペーストをガラス板に塗布し、１５０℃で２分間加熱し、厚み０．１ｍｍにしてシリコーン樹脂を固化させ、直径３ｍｍで打ち抜き、シリカ含有層（中央部Ａ：シリカ含有濃度２０質量％）とした。この打ち抜いたシリカ含有層（中央部Ａ）に、さらにシリコーン樹脂を塗布し、厚み０．１ｍｍで固化し、直径３ｍｍのシリカ含有層（中央部Ａ）が中央にくるように直径５ｍｍで打ち抜き、光散乱粒子２０ｂを含有する中央部Ａと、光散乱粒子２０ｂを含有しない外周部Ｂとからなる、直径５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの透明マトリクス層２０を形成した。
【００６４】
波長変換層１９の上に透明マトリクス層２０を積層し、透明マトリクス層２０が、図１のように、発光素子１７を被覆する樹脂層２５上となるように配置し、発光装置を作製した。発光素子１７の上面と透明マトリクス層２０の下面とはほぼ平行であり、発光素子１７は、図１（ｂ）に示すように、透明マトリクス層２０の中央部Ａ内に位置していた。発光素子１７の上面と透明マトリクス層２０の下面との距離は２ｍｍであった。
【００６５】
得られた発光装置からの光を蛍光分光光度計（日本分光社製）で測定し、発光素子出力と発光強度（青＋緑＋赤色蛍光体の発光強度の積分値）を図３（ａ）に実施例１として記載した。発光強度は、比較例１の４７．３ｍＷのときの発光強度を１としたときの相対強度として記載した。
【００６６】
比較例１として、透明マトリクス層の無い場合（図２（ｂ））を作製した。透明マトリクス層の中央部Ａの直径を変化させ、光散乱粒子２０ｂの組成、光散乱粒子２０ｂの平均粒径、透明マトリクス層中における光散乱粒子の含有量（濃度）を、表１に示すように設定し、発光装置を作製し、評価し、実施例２、３とした。
【００６７】
波長変換器の厚み（波長変換層１９と透明マトリクス層２０の合計）は０．７ｍｍで同じであり、波長変換層１９内に存在する各蛍光体量も同一になるように調整した。
【００６８】
【表１】
2011155125.tif 000003
【００６９】
図３（ａ）から、比較例１（図２（ｂ））は、放射束（発光素子の出力）の低い領域で発光強度がある程高いものの、放射束の増加に対する発光強度の伸びは小さいことが判る。これに対して、発光素子の上付近に光散乱粒子２０ｂが存在する透明マトリクス層２０を形成した実施例１〜３（図２（ａ））では、放射束の増加に対する発光強度の伸びが、比較例１よりも大きいことがわかる。
（実施例４〜６）
光散乱粒子２０ｂとして、シリカ（ＳｉＯ２）に代えて、表２に示すように、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、メタクリル酸メチル（メタクリル酸系樹脂）、ポリスチレン系（アクリル系樹脂）を用いる以外は、上記実施例１と同様にして、発光装置を作製し、評価し、結果を図３（ｂ）に記載した。
【００７０】
【表２】
2011155125.tif 000004
【００７１】
図３（ｂ）から、透明マトリクス層２０の光散乱粒子２０ｂにシリカ、アルミナ、メタクリル酸系樹脂、アクリル系樹脂を用いた本発明の実施例４〜６は、比較例１に比べ、発光強度は全て高くなることが確認できた。このことから、実施例１、４〜６は比較例１よりも放射束の増加に対する発光強度の伸びが大きいことがわかる。
（実施例７〜９）
光散乱粒子２０ｂとして、シリカを用い、平均粒径を表３に示すように変化させる以外は、上記実施例１と同様にして、実施例７〜９の発光装置を作製し、評価し、結果を図４（ａ）に記載した。
【００７２】
【表３】
2011155125.tif 000005
【００７３】
図４（ａ）から、光散乱粒子２０ｂに、平均粒径０．１〜１０μｍのシリカを用いた本発明の実施例１、７〜９は、比較例１と比較して発光強度が上昇していることがわかる。このことから、実施例１、７〜９は比較例１よりも放射束の増加に対する発光強度の伸びが大きいことがわかる。シリカの粒径は０．３μｍ（実施例1）が最も良いことがわかる
。
（実施例１０、１１）
光散乱粒子２０ｂとして、平均粒径０．３μｍのシリカを用い、透明マトリクス層２０の厚みを０．１ｍｍとし、透明マトリクス層２０の中央部Ａにおける光散乱粒子２０ｂの濃度（含有量）を、表４に示すように変化させる以外は、上記実施例１と同様にして、実施例１０、１１の発光装置を作製し、評価し、結果を図４（ｂ）に記載した。
【００７４】
【表４】
2011155125.tif 000006
【００７５】
図４（ｂ）から、透明マトリクス層２０における光散乱粒子２０ｂの濃度が５〜５０質量％の本発明の実施例１、１０、１１は、全て比較例１（光散乱層のない場合）と比較して発光強度が上昇していることがわかる。このことから、実施例１、１０、１１は比較例１よりも放射束の増加に対する発光強度の伸びが大きいことがわかる。光散乱粒子の濃度は２０質量％が最も良いことがわかる。
【符号の説明】
【００７６】
１１・・・発光装置
１３・・・電極
１５・・・基板
１７・・・発光素子
１９・・・波長変換層
１９ａ・・・透明マトリクス
１９ｂ・・・赤色発光蛍光体
１９ｃ・・・青色発光蛍光体
１９ａ・・・緑色発光蛍光体
２０・・・透明マトリクス層
２０ａ・・・透明マトリクス
２０ｂ・・・光散乱粒子
２１・・・反射部材
Ａ・・・中央部
Ｂ・・・外周部
【図１】
2011155125.tif 000007
【図２】
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【図３】
2011155125.tif 000009
【図４】
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