(57)【要約】【課題】演色性がよく、輝度が高く、かつホワイトバランスが安定した白色光を得ることができる発光装置を提供する。【解決手段】紫外光８，１６を発するＬＥＤ３と、紫外光８，１６，１７，１９によって励起され、青色光Ｂｏ，Ｂｒ，Ｂを発する青色蛍光体１０と、紫外光１６，１９および青色光Ｂｏ，Ｂｒ，Ｂによって励起され、赤色光Ｒを発する赤色蛍光体１３と、紫外光１６，１９および青色光Ｂｏ，Ｂｒ，Ｂによって励起され、緑色光Ｇを発する緑色蛍光体１４とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2008071806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外光を発するＬＥＤと、
前記紫外光によって励起され、第１の光を発する第１の蛍光体と、
前記紫外光および前記第１の光によって励起され、第２の光を発する第２の蛍光体と、
前記紫外光および前記第１の光によって励起され、第３の光を発する第３の蛍光体とを備えたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第２の蛍光体および前記第３の蛍光体を含む外側蛍光体層と、
前記第１の蛍光体を含み、前記外側蛍光体層と前記ＬＥＤとの間に配置された内側蛍光体層とを備えたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記外側蛍光体層は、前記第１の蛍光体を含み、
前記内側蛍光体層は、前記外側蛍光体層から間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１の光は青色光であり、前記第２の光は赤色光であり、前記第３の光は緑色光であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記紫外光は、ピーク波長が３５０ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記第１の光はピーク波長が４５５ｎｍ以上４８５ｎｍ以下の範囲で半値幅が少なくとも２５ｎｍ以上であり、前記第２の光はピーク波長が６１０ｎｍ以上６４５ｎｍ以下の範囲で半値幅が少なくとも５５ｎｍであり、前記第３の光はピーク波長が５２０ｎｍ以上５４５ｎｍ以下の範囲で半値幅が少なくとも４０ｎｍであることを特徴とする請求項４記載の発光装置。
【請求項７】
前記第１の蛍光体はＣａＳｉＯ３・ＳｉＯ２：Ｅｕ，Ｉを主成分とするものであり、前記第２の蛍光体はＳｒＣａＳ：Ｅｕ，Ｉを主成分とするものであり、前記第３の蛍光体はＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ，Ｐｒを主成分とするものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いた発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＥＤと蛍光体とを用いて白色光を発する発光装置が知られている。この発光装置は、光の混合比を確実且つ容易に所望のバランスにし、安定した発光特性を得るために青色と黄色の二色の光によって擬似白色光を得るものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３６４５４２２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の発光装置は、二色の光のみを合成して擬似白色光を得るものであるため、所定のバランスで混合することが容易となりホワイトバランスが安定する反面、演色性が好ましくないという課題がある。したがって、例えば室内用の照明光などにはあまり適さず、例えば電光掲示板などの限られた用途にしか用いることができないという課題がある。
【０００４】
そこで、この発明は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色の光を発生させ、演色性がよく、輝度が高く、かつホワイトバランスが安定した白色光を得ることができる発光装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明は、紫外光を発するＬＥＤと、前記紫外光によって励起され、第１の光を発する第１の蛍光体と、前記紫外光および前記第１の光によって励起され、第２の光を発する第２の蛍光体と、前記紫外光および前記第１の光によって励起され、第３の光を発する第３の蛍光体とを備えたことを特徴とする発光装置である。
このように構成することで、ＬＥＤにより発せられた紫外光によって、第１の蛍光体を励起して第１の光を発生させ、この第一の光と上記の紫外光の双方によって、第２、第３の蛍光体を励起して第２、第３の光を発生させることができる。
【０００６】
また、本発明は、前記第２の蛍光体および前記第３の蛍光体を含む外側蛍光体層と、前記第１の蛍光体を含み、前記外側蛍光体層と前記ＬＥＤとの間に配置された内側蛍光体層とを備えたことを特徴とする発光装置である。
このように構成することで、紫外光が第１の蛍光体に到達する前に第２、第３の蛍光体によって吸収あるいは散乱されることが防止される。
【０００７】
また、本発明は、前記紫外光は、ピーク波長が３５０ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする。このように構成することで、光源として使用可能なＬＥＤの選択の幅を広げることができる。
【０００８】
また、本発明は、前記外側蛍光体層は、前記第１の蛍光体を含み、前記内側蛍光体層は、前記外側蛍光体層から間隔をおいて配置されていることを特徴とする。
このように構成することで、内側蛍光体層を透過した紫外光を外側蛍光体層の第１の蛍光体に吸収させて、外側蛍光体層においても第１の光を発することができる。
また、内側蛍光体層を透過した紫外光を外側蛍光体層の表面によって反射させ、再び内側蛍光体層の第１の蛍光体に到達させて、第１の光を発することができる。
さらに、内側蛍光体層の第１の蛍光体から外側蛍光体層に向けて発せられ、外側蛍光体層の表面で反射した第一の光と、外側蛍光体層の第１の蛍光体から内側蛍光体層に向けて発せられた第一の光が、内側蛍光体層の表面で反射される。これらの第１の光は外側蛍光体層に達し、第２、第３の蛍光体を励起させて、第２、第３の光を発することができる。
また、内側蛍光体層を透過して外側蛍光体層の表面によって反射し、再び内側蛍光体層表面で反射した紫外光によって、外側蛍光体層の第１の蛍光体を励起して第１の光を発することができる。さらに、この紫外光と、この発生した第１の光との双方によって、第２、第３の蛍光体を励起させることができる。
【０００９】
また、本発明は、前記第１の光は青色光であり、前記第２の光は赤色光であり、前記第３の光は緑色光であることを特徴とする。
このように構成することで、ＬＥＤが発した紫外光によって第１の蛍光体が励起されて青色光を発し、その青色光と紫外光によって第２、第３の蛍光体が励起されて、それぞれ赤色光、緑色光を発する。
【００１０】
また、本発明は、前記第１の光はピーク波長が４５５ｎｍ以上４８５ｎｍ以下の範囲で半値幅が少なくとも２５ｎｍ以上であり、前記第２の光はピーク波長が６１０ｎｍ以上６４５ｎｍ以下の範囲で半値幅が少なくとも５５ｎｍであり、前記第３の光はピーク波長が５２０ｎｍ以上５４５ｎｍ以下の範囲で半値幅が少なくとも４０ｎｍであることを特徴とする。
このように構成することで、第１の光（青色光）と第３の光（緑色光）、および第３の光（緑色光）と第２の光（赤色光）のスペクトルが互いに重なり合う部分を大きくすることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記第１の蛍光体はＣａＳｉＯ３・ＳｉＯ２：Ｅｕ，Ｉを主成分とするものであり、前記第２の蛍光体はＳｒＣａＳ：Ｅｕ，Ｉを主成分とするものであり、前記第３の蛍光体はＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ，Ｐｒを主成分とするものであることを特徴とする。
このように構成することで、第２の蛍光体と第３の蛍光体の比重を双方とも等しい略３．６２ｇ／ｃｍ３とすることができる。また、各蛍光体を励起する光の波長の範囲を第１の蛍光体で略３２５ｎｍ〜４５０ｎｍ、第２の蛍光体で略４００ｎｍ〜５７５ｎｍ、第３の蛍光体で略３００ｎｍ〜５２５ｎｍとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、第１の光と、第１の蛍光体によって吸収されなかった紫外光との双方によって第２、第３の蛍光体を励起させることで、第１の光のみによって励起させる場合よりも強く励起させることができる。
したがって、第２、第３の光をより効率よく発生させ、それらの輝度を上昇させることができるので、輝度の高い合成光を外部に放出することができる。
【００１３】
また、ＬＥＤは発光により発する熱により、発する光の波長が変動するという特性がある。しかし、紫外光を発するＬＥＤを用いたことで、たとえＬＥＤの発する紫外光の波長が変動したとしても、紫外光は肉眼によってほとんど認識できないので、外部に放出される合成光の波長にはほとんど影響を与えることがない。加えて、蛍光体の発する光の波長は、蛍光体を励起させる入力波の波長が変動してもほとんど変化しないため、外部に放出される合成光の波長にはほとんど影響を与えることがない。
したがって、安定した合成光を得ることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、紫外光が第１の蛍光体に到達する前に第２、第３の蛍光体によって吸収あるいは散乱されて第１の蛍光体に到達し難くなることが防止されるので、第１の蛍光体の励起率を向上させることができる。なお、第１の蛍光体が発する第１の光により第２、第３の蛍光体が励起されるので、第２、第３の蛍光体の励起率を低下させることはない。
したがって、合成光の輝度を向上させることができる。
また、紫外光が第１の光に変換される割合と、第１の光と紫外光が第２、第３の光に変換される割合が安定する。
よって、発光装置より放出される合成光の波長がより安定し、かつ制御が容易となる。
【００１５】
また、本発明によれば、内側蛍光体層を透過した紫外光を外側蛍光体層の第１の蛍光体に吸収させて、外側蛍光体層においても第１の光を発することができるので、第１の光の輝度を向上させることができる。さらに、その第一の光によって、同じ外側蛍光体層の第２、第３の蛍光体を励起させて第２、第３の光の輝度を向上させることができる。
また、内側蛍光体層は、外側蛍光体層から間隔をおいて配置されているので、内側蛍光体層を透過した紫外光を外側蛍光体層の表面によって反射させ、再び内側蛍光体層の第１の蛍光体に到達させて、第１の光を発することができる。したがって、紫外光をより効率よく第１の光に変換することができる。よって、第１の光の輝度が上昇する。
【００１６】
さらに、内側蛍光体層の第１の蛍光体から外側蛍光体層に向けて発せられ、外側蛍光体層の表面で反射した第一の光と、外側蛍光体層の第１の蛍光体から内側蛍光体層に向けて発せられた第一の光が、内側蛍光体層の表面で反射し、外側蛍光体層の第２、第３の蛍光体を励起させて、第２、第３の光を発することができる。したがって、第２、第３の光の輝度を向上させることができる。
また、内側蛍光体層を透過して外側蛍光体層の表面によって反射し、再び内側蛍光体層表面で反射した紫外光によって、外側蛍光体層の第１の蛍光体を励起して第１の光を発することができるので、第１の光の輝度を向上させることができる。
さらに、この紫外光と、この発生した第１の光との双方によって、第２、第３の蛍光体を励起させることができるので、第２、第３の光の輝度を上昇させることができる。
よって、発光装置より放出される合成光の輝度を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明によれば、光源として使用できるＬＥＤの選択の幅を広げることができるので、光源であるＬＥＤを容易に得ることができる。
【００１８】
また、本発明によれば、第１、第２、第３の蛍光体が青（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）の三色の光を発生させるので、演色性がよい白色光を得ることができる。また、第１の光が青色光であれば、第１の光の波長が紫外光の波長と近くなるので、紫外光および第１の光によって励起される第２、第３の蛍光体を容易に得ることができる。
【００１９】
また、本発明によれば、青色光と緑色光、および緑色光と赤色光のスペクトルが互いに重なり合う部分を大きくすることができるので、スペクトルの波形がよりフラットな白色光を得ることができる。
【００２０】
また、本発明によれば、第１、第２、第３の蛍光体として、上記の化学式で表される蛍光体を用いることによって、紫外光によって励起され、青色光を発する第１の蛍光体を得ることができる。また、紫外光および青色光によって効率よく励起され、緑色光を発する第２の蛍光体を得ることができる。さらに、紫外光および青色光によって励起され、赤色光を発する第３の蛍光体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、発光装置本体１の底部の基板２上には略４０５ｎｍの波長の紫外光を発する半導体素子であるＬＥＤ３が設置されている。ここで、この実施の形態においては、紫外光をピーク波長が３５０〜４１０ｎｍの光と定義する。このＬＥＤ３は基板２上の図示しない電極に接続され、さらに外部の電源等に接続されている。ＬＥＤ３からやや間隔をあけて、基板２上には堤防状のリフレクタ４が設けられ、基板２に略垂直な方向に開口された開口部５を除いてＬＥＤ３を囲繞している。リフレクタ４の外壁６は基板２に略垂直であり、内壁７は基板２側から開口部５側に向けて次第に拡径する漏斗形状となっている。リフレクタ４の表面は、光反射率の高い材料で構成されている。ＬＥＤから放射状に射出された光は、リフレクタ４の内壁７の表面で反射され、リフレクタ４の光軸に対して略平行な光に変換される。
【００２２】
リフレクタ４の内側のＬＥＤ３の周囲には、ＬＥＤ３が発する紫外光８を透過する透明の樹脂が充填され、第１の樹脂層９を形成している。第１の樹脂層９上には、フィルム状の内側蛍光体層１１が、基板２と略平行に、周囲をリフレクタ４の内壁７に接して配置されている。また、内側蛍光体層１１の図示下面はＬＥＤ３及び樹脂層９に接するように配置されている。この内側蛍光体層１１は、励起されることによって青色光Ｂｏを発する第１の蛍光体１０（以下、青色蛍光体１０という）を、樹脂中に分散させて形成されている。さらに、内側蛍光体層１１上には上記の樹脂を充填して第２の樹脂層１２が形成されている。さらにその第２の樹脂層１２上には、フィルム状の外側蛍光体層１５が内側蛍光体層１１とは分離された状態で同様に配置されている。この外側蛍光体層１５は、励起されることによって赤色光Ｒを発する第２の蛍光体１３（以下、赤色蛍光体１３という）と、緑色光Ｇを発する第３の蛍光体１４（以下、緑色蛍光体１４という）と、上記の青色蛍光体１０とを、樹脂中に分散させて形成されている。
【００２３】
ここで、この実施の形態では蛍光体として米国・サーノフ社（Ｓａｒｎｏｆｆ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）製の以下の製品を用いている。青色蛍光体１０としてＢｅｒｍｕｄａ−４６５（化学式  ＣａＳｉＯ３・ＳｉＯ２：Ｅｕ，Ｉ）を用い、赤色蛍光体１３としてＨａｗａｉｉ−６３０（化学式  ＳｒＣａＳ：Ｅｕ，Ｉ）を用い、緑色蛍光体１４としてＭａｕｉ−５３５（化学式  ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ，Ｐｒ）を用いている。表１及び図２にこれらの蛍光体の詳細を示す。
【００２４】
【表１】
2008071806.tif 000003
【００２５】
図２は蛍光体の励起光および出力光のスペクトル図を示したものであり、ピーク値を基準として正規化したものである。図２（Ｂ１）、（Ｇ１）、（Ｒ１）に示すように、励起の強度に差はあるものの、各蛍光体１０，１４，１３を励起させる光（以下、励起光という）の波長は青色蛍光体１０で略３２５ｎｍ〜４５０ｎｍ、緑色蛍光体１４で略３００ｎｍ〜５２５ｎｍ、赤色蛍光体１３で略４００ｎｍ〜５７５ｎｍとなっており、比較的広い幅を持っている。
また、青色蛍光体１０を最も強く励起させる励起光の波長は図２（Ｂ１）に示すように略３７０〜３８０ｎｍであり、緑色蛍光体１４、赤色蛍光体１３を最も強く励起させる波長は図２（Ｇ１）、（Ｒ１）に示すように、略４７０〜４８０ｎｍである。
【００２６】
また、図２（Ｂ２）、（Ｇ２）、（Ｒ２）に示すように、各蛍光体１０，１４，１３が励起されて発する光（以下、出力光という）のスペクトルの半値幅Ｗｂ，Ｗｇ，Ｗｒは、それぞれ、約２５ｎｍ、約４０ｎｍ、約５５ｎｍである。また、図２（Ｂ２）に示すように青色蛍光体１０の出力光のピーク波長は約４５５ｎｍ〜４８５ｎｍの範囲（例えば約４６５ｎｍ）となっている。同様に、図２（Ｇ１）、（Ｒ１）に示すように緑色蛍光体１４の出力光のピーク波長は約５２０〜５４５ｎｍの範囲（例えば約５３５ｎｍ）であり、赤色蛍光体１３の出力光のピーク波長は約６１０ｎｍ〜６４５ｎｍの範囲（例えば６３０ｎｍ）となっている。    
【００２７】
次に、この実施の形態の作用・効果について説明する。
図１に示すように、基板２上の電極に設置されたＬＥＤ３によって波長が略４０５ｎｍの紫外光８，１６を発生させて、紫外光８，１６を内側蛍光体層１１に照射する。
照射された紫外光８は、内側蛍光体層１１中の青色蛍光体１０に吸収され、青色蛍光体１０を励起して、スペクトルのピークが約４５５ｎｍ〜４８５ｎｍの範囲の青色光Ｂｏを出力光として発する。青色蛍光体１０に吸収されなかったその他の紫外光１６は、内側蛍光体層１１を透過して外側蛍光体層１５に到達する。
【００２８】
外側蛍光体層１５中の青色蛍光体１０に到達した紫外光１６は青色蛍光体１０を励起して青色光Ｂを発生させる。
また、外側蛍光体層１５に到達した紫外光１６の一部は、赤色蛍光体１３および緑色蛍光体１４に到達し吸収される。吸収された紫外光１６は略４０５ｎｍの波長であるので、図２（Ｇ１）に示すように緑色蛍光体１４を励起させて緑色光Ｇを発生させる。同様に、図２（Ｒ１）に示すように、赤色蛍光体１３を励起させて赤色光Ｒを発生させる。
各蛍光体１０，１３，１４に吸収されなかった紫外光１６は外部に放出される。
【００２９】
また、内側蛍光体層１１中の青色蛍光体１０により発せられた青色光Ｂｏは、第２の樹脂層１２を透過して、外側蛍光体層１５中に分散した各蛍光体１０，１３，１４に到達して吸収または散乱される。
外側蛍光体層１５中の赤色蛍光体１３および緑色蛍光体１４に吸収された青色光Ｂｏは、これらの蛍光体１３，１４を励起して赤色光Ｒおよび緑色光Ｇを発生させて外部に放出させる。
外側蛍光体層１５中の各蛍光体１０，１３，１４に吸収されなかった青色光Ｂｏは外側蛍光体層１５を透過して、外部に青色光Ｂとして放出される。
【００３０】
外側蛍光体層１５中の青色蛍光体１０によって発せられた青色光Ｂの一部は、同じ外側蛍光体層１５中に存在する赤色蛍光体１３および緑色蛍光体１４に吸収され各蛍光体１３，１４を励起させ、それぞれ赤色光Ｒおよび緑色光Ｇを外部に放出させる。
赤色蛍光体１３および緑色蛍光体１４に吸収されなかった青色光Ｂは外部に放出される。青色光Ｂのうち、第２の樹脂層１２側に放出された青色光Ｂｒは、内側蛍光体層１１と第２の樹脂層１２との界面で反射して再び外側蛍光体層１５に到達する。
【００３１】
また、内側蛍光体層１１の青色蛍光体１０によって発せられ、外側蛍光体層１５と第２の樹脂層１２との界面で反射した青色光Ｂｏの一部は、外側蛍光体層１５から発せられた青色光Ｂｒと同様に、内側蛍光体層１１と第２の樹脂層１２との界面で反射して再び外側蛍光体層１５に到達する。
内側蛍光体層１１と第２の樹脂層１２との界面で反射して外側蛍光体層１５に到達した青色光Ｂｒと青色光Ｂｏの一部は、赤色蛍光体１３および緑色蛍光体１４に吸収され、各蛍光体１３，１４を励起させて赤色光Ｒおよび緑色光Ｇを外部に放出させる。
各蛍光体１０，１３，１４に吸収されなかったその他の青色光ＢｒおよびＢｏの一部は、青色光Ｂとして外部に放出される。
【００３２】
また、内側蛍光体層１１を透過して外側蛍光体層１５に到達した紫外光１６の一部である紫外光１７は、外側蛍光体層１５と第２の樹脂層１２との界面によって反射して、内側蛍光体層１１に到達し、青色蛍光体１０を励起して青色光Ｂｏを発生させる。
さらに、紫外光１７のうち、内側蛍光体層１１と第２の樹脂層１２との界面で反射された紫外光１９は、外側蛍光体層１５の各蛍光体１０，１３，１４を励起させる。これにより、各蛍光体１０，１３，１４に青色光Ｂ、赤色光Ｒ，緑色光Ｇを発生させる。
このようにして発生したすべての赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂは、合成されて白色光として発光装置の外部に放出される。
【００３３】
したがって、上述の実施の形態によれば、発光素子として紫外光８，１６を発するＬＥＤ３を用いたことにより、ＬＥＤ３の発熱によってＬＥＤ３の発する紫外光８，１６の波長が変動したとしても、紫外光は肉眼によってほとんど認識できないので、外部に放出される紫外光１６が発光装置の発する白色光のホワイトバランスに影響を与えることがない。
【００３４】
加えて、励起光の波長のスペクトルの幅が比較的広い青色蛍光体１０を用いたことにより、ＬＥＤ３の発熱によってＬＥＤ３の発する紫外光の波長が上記の範囲内で変動したとしても、紫外光８，１６の波長の変動を青色蛍光体１０によって許容し、安定した青色光Ｂｏ，Ｂｒ，Ｂに変換することができる。
【００３５】
また、図２（Ｇ１），（Ｒ１）に示すように緑色蛍光体１４および赤色蛍光体１３の励起光のスペクトルのピークＰｇ，Ｐｒの波長が、青色蛍光体１０が発する青色光Ｂｏ、Ｂｒ、およびＢの波長に近いため、各蛍光体１３，１４が青色光Ｂｏ、ＢｒおよびＢによって強く励起される。同時に、内側蛍光体層１１を透過した波長４０５ｎｍの紫外光１６によっても励起される。したがって、より高い効率で輝度の高い赤色光Ｒおよび緑色光Ｇを発生させることができる。
したがって、白色光を構成する赤色光Ｒおよび緑色光Ｇの輝度を向上させ、発光装置の発する白色光の輝度を向上させることができる。
【００３６】
また、比重が双方とも等しい赤色蛍光体１３と緑色蛍光体１４を用いたことにより、これらを混合して樹脂中に分散させて蛍光体層を形成するときに、各蛍光体１３，１４を樹脂中に偏りなく、均一に分散させることができる。
したがって、出力光である赤色光Ｒおよび緑色光Ｇのバランスが製品毎に異なることが防止され、ホワイトバランスを安定させることができる。
【００３７】
また、青色蛍光体１０を樹脂中に分散させた内側蛍光体層１１を形成し、赤・緑・青の三色の蛍光体１４，１３，１０を混合させて樹脂中に分散させた外側蛍光体層１５から、内側蛍光体層１１を分離させてＬＥＤ３側に配置したことによって、ＬＥＤ３によって発せられた紫外光８が、青色蛍光体１０に到達する前に赤色蛍光体１３および緑色蛍光体１４によって吸収あるいは散乱されることが防止される。
したがって、青色蛍光体１０の励起率を向上させることができる。さらに、青色蛍光体１０が発する青色光Ｂｏによって赤色蛍光体１３、緑色蛍光体１４が励起されるので、赤色蛍光体１３、緑色蛍光体１４の励起率を低下させることがない。
よって、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの輝度を上昇させ、白色光の輝度を向上させることができる。
【００３８】
また、紫外光８が青色蛍光体１０に到達する前に赤色蛍光体１３および緑色蛍光体１４によって吸収あるいは散乱されることが防止されるので、紫外光８が青色光Ｂｏに変換される割合が安定し、青色光Ｂｏと紫外光１６が赤色蛍光体１３および緑色蛍光体１４に変換されて発生する赤色光Ｒおよび緑色光Ｇが安定する。
よって、白色光を構成する赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの割合が安定するので、発光装置より放出される白色光のホワイトバランスの制御が容易となり、かつホワイトバランスを安定させることができる。  
【００３９】
また、外側蛍光体層１５に青色蛍光体１０を設けたので、内側蛍光体層１１を透過して外側蛍光体層１５中の青色蛍光体１０に到達した一部の紫外光１６は青色蛍光体１０を励起して青色光Ｂを発生させる。したがって、内側蛍光体層１１で青色光Ｂｏに変換されなかった紫外光１６を有効利用して青色光Ｂの輝度を向上させることができる。
また、外側蛍光体層１５中の青色蛍光体１０によって発せられた青色光Ｂの一部は、同じ外側蛍光体層１５中に存在する赤色蛍光体１３および緑色蛍光体１４に吸収され各蛍光体１３，１４を励起させて、それぞれ赤色光Ｒおよび緑色光Ｇを発生させる。したがって、外側蛍光体層１５に青色蛍光体１０を設けない場合と比較して、赤色光Ｒおよび緑色光Ｇの輝度を向上させることができる。
よって、白色光を構成する赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの輝度を向上させ、発光装置の発する白色光の輝度を向上させることができる。
【００４０】
また、内側蛍光体層１１を外側蛍光体層１５から間隔を置いて配置したので、外側蛍光体層１５中の青色蛍光体１０によって発せられた青色光Ｂｒおよび外側蛍光体層１５と第２の樹脂層１２との界面で反射した青色光Ｂｏの一部が、内側蛍光体層１１と第２の樹脂層１２との界面で反射して再び外側蛍光体層１５に到達する。したがって、この青色光Ｂｒおよび青色光Ｂｏの一部によって、各蛍光体１３，１４を励起させて赤色光Ｒおよび緑色光Ｇを発生させる。よって、内側蛍光体層１１を外側蛍光体層１５から間隔を置いて配置しない場合と比較して赤色光Ｒおよび緑色光Ｇの輝度を向上させることができる。
また、各蛍光体１３，１４に吸収されなかった上記の青色光Ｂｒおよび外側蛍光体層１５と第２の樹脂層１２との界面で反射した青色光Ｂｏの一部は外部に放出される。したがって外部に放出される青色光Ｂの輝度を向上させることができる。
よって、白色光を構成する赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの輝度を向上させ、発光装置の発する白色光の輝度を向上させることができる。
【００４１】
さらに、内側蛍光体層１１を透過した紫外光１６の一部である紫外光１７は、外側蛍光体層１５と第２の樹脂層１２との界面によって反射して、内側蛍光体層１１に到達し、青色蛍光体１０を励起して青色光Ｂｏを発生させるので、紫外光１６をより効率よく青色光Ｂに変換させることができる。そして、青色光Ｂｏは上述したように赤色光Ｒ、緑色光Ｇを発生させ、一部は外部に青色光Ｂとして放出される。したがって、白色光を構成する赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの輝度を向上させ、発光装置の発する白色光の輝度を向上させることができる。
【００４２】
また、紫外光１７の一部である紫外光１９は内側蛍光体層１１と第２の樹脂層１２との界面によって反射して、外側蛍光体層１５に到達し、青色蛍光体１０を励起させて青色光Ｂを発生させる。同時に、紫外光１７と、それによって発生した青色光Ｂは赤色蛍光体１３，緑色蛍光体１４を励起させて赤色光Ｒ、緑色光Ｇを発生させる。したがって、紫外光１６をより効率よく赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂに変換させることができる。
よって、発光装置の発する白色光の輝度を、内側蛍光体層１１が外側蛍光体層１５から間隔を置いて配置されていない場合と比較して、より向上させることができる。
【００４３】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、同様の特性を持つ蛍光体であれば、蛍光体はサーノフ社製に限らない。例えば、赤色蛍光体として、（Ｓｒ，Ｃａ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ、またはＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕを用いてもよい。同様に、緑色蛍光体として、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ、またはＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕを用いてもよい。同様に、青色蛍光体として、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ、または、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕを用いてもよい。
また、青色蛍光体の比重も他の蛍光体と等しくしてもよい。また、上記実施の形態ではＬＥＤの周囲に第１の樹脂層を設けてある場合について説明したが、図８に示すように、第１の樹脂層の代わりに直接蛍光体層を設ける構成としてもよい。この場合、紫外光によって劣化しやすい樹脂層を削減することで、発光装置の寿命を延長することができる。また、第１、第２の樹脂層は、紫外光、青色光、緑色光、赤色光を透過するものであれば、樹脂でなくてもよい。また、ＬＥＤは基板上に複数設けてもよい。
【実施例１】
【００４４】
上述の実施の形態において説明した図１の発光装置本体１において、青色蛍光体１０をシリコーン樹脂（信越化学工業株式会社製、ＬＥＤ封止用）に濃度２０％で分散させ、厚さ１００μｍの内側蛍光体層１１を形成した。
また、青色蛍光体１０を同様のシリコーン樹脂に濃度４０％で分散させて形成した厚さ１００μｍの層を内側層とし、同様のシリコーン樹脂に赤色蛍光体１３を濃度２６％、緑色蛍光体１４を濃度４０％で分散させて形成した厚さ１８０μｍの層を外側層とし、それらを積層させて複層タイプの外側蛍光体層１５を形成した。
この状態で、三菱電線工業株式会社製（フリップチップタイプ、寸法：縦３５０μｍ×横３５０μｍ、出力光のピーク波長：４０５ｎｍ）のＬＥＤ３に２チップを直列にして４０ｍＡの電流を印加し、発光装置本体１に白色光を発生させた。
【００４５】
その結果、図３に示す色度座標において完全な白色を示す点Ｗ（ｘ，ｙ）＝（０．３３，０．３３）に近い点Ｅ１（ｘ，ｙ）＝（０．２９，０．３１）の青みよりの白色光が得られた。このときの白色光の輝度は２．０ルーメンであった。
また、図４に示すように白色光のスペクトルは、紫外光を除いて赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂがバランスよく分布したものであった。すなわち、図２に示すように、半値幅Ｗｂ，Ｗｇ，Ｗｒの比較的広い各蛍光体１０，１４，１３を用いたことで、各色の光Ｒ，Ｇ，Ｂが互いに重なり合い、波長の分布がよりフラットな演色性のよい白色光を得ることができた。
【実施例２】
【００４６】
図５に示す実施例２は、図１の発光装置本体１において内側蛍光体層１１を取り除いたものである。その他の構成は図１の発光装置本体１と同様であるので、説明は省略する。
図５の発光装置本体２０１において、実施例１と同様に、青色蛍光体２１０をシリコーン樹脂に濃度４０％で分散させて厚さ１００μｍの内側層を形成した。そして同様のシリコーン樹脂に赤色蛍光体２１３を濃度２６％、緑色蛍光体２１４を濃度４０％で分散させ、厚さ１８０μｍの外側層を形成した。さらに、それらを積層して複層タイプの外側蛍光体層２１５を形成した。
この状態で、実施例１と同様のＬＥＤ２０３に４０ｍＡの電流を印加して、発光装置本体２０１に白色光を発生させた。
【００４７】
その結果、図３に示す色度座標において完全な白色を示す点Ｗからやや離れた点Ｅ２（ｘ，ｙ）＝（０．２９，０．２５）を示す白色光が得られた。このときの白色光の輝度は１．６ルーメンであった。
【実施例３】
【００４８】
図６に示す実施例３は、図１の発光装置本体１において内側蛍光体層１１を外側蛍光体層１５に密着させ、さらに外側蛍光体層１５から青色蛍光体１０を取り除いて赤色蛍光体１３および緑色蛍光体１４のみを樹脂中に分散させたものである。その他の構成は図１の発光装置本体１と同様であるので、説明は省略する。
図６の発光装置本体３０１において、実施例１と同様に、青色蛍光体３１０をシリコーン樹脂に濃度４０％で分散させ、厚さ１００μｍの内側蛍光体層３１１を形成した。また、同様のシリコーン樹脂に赤色蛍光体３１３を濃度２５％、緑色蛍光体３１４を濃度２０％で分散させ、厚さ１８０μｍの外側蛍光体層３１５を形成した。
この状態で実施例１と同様のＬＥＤ３０３に４０ｍＡの電流を印加して、発光装置本体３０１に白色光を発生させた。
【００４９】
その結果、図３に示す色度座標において完全な白色を示す点Ｗからやや離れた点Ｅ３（ｘ，ｙ）＝（０．２８，０．２９）を示す白色光が得られた。このときの白色光の輝度は１．８ルーメンであった。
【実施例４】
【００５０】
図７に示す実施例４は、図１の発光装置本体１において、外側蛍光体層１５と第２の樹脂層１２との間に内側蛍光体層１１と同じ構成の中間蛍光体層４１８を形成し、外側蛍光体層１５から青色蛍光体１０を取り除いて赤色蛍光体１３および緑色蛍光体１４のみを樹脂中に分散させたものである。その他の構成は図１の発光装置本体１と同様であるので、説明は省略する。
図７の発光装置本体４０１において、実施例１と同様に、青色蛍光体４１０をシリコーン樹脂に濃度２０％で分散させ、厚さ１００μｍの内側蛍光体層４１１を形成した。また、同様のシリコーン樹脂に赤色蛍光体４１３の濃度を２０％、緑色蛍光体４１４の濃度を２０％で分散させ、厚さ１８０μｍの外側蛍光体層４１５を形成した。そして、青色蛍光体３１０を同様のシリコーン樹脂に濃度４０％で分散させ、厚さ１００μｍの中間蛍光体層４１８を形成した。
この状態で、実施例１と同様のＬＥＤ４０３に４０ｍＡの電流を印加して、発光装置本体４０１に白色光を発生させた。
【００５１】
その結果、図３に示す色度座標において完全な白色を示す点Ｗからやや離れた点Ｅ４（ｘ，ｙ）＝（０．２５，０．２７）を示す白色光が得られた。このときの白色光の輝度は１．６ルーメンであった。
【実施例５】
【００５２】
図１の発光装置本体１において、実施例１と同様に、青色蛍光体１０を濃度２０％でシリコーン樹脂に分散させ、厚さ１００μｍの内側蛍光体層１１を形成した。また、青色蛍光体１０を同様のシリコーン樹脂に濃度４０％で分散させて形成した厚さ１００μｍの層を内側層とし、同様のシリコーン樹脂に赤色蛍光体１３を濃度３５％、緑色蛍光体１４を濃度２０％で分散させて形成した厚さ１８０μｍの層を外側層とし、それらを積層して複層タイプの外側蛍光体層１５を形成した。
この状態で、実施例１と同様のＬＥＤ３を３チップ直列、２系列の合計６チップにして１００ｍＡの電流を印加して、発光装置本体１に白色光を発生させた。
【００５３】
その結果、図３に示す色度座標において完全な白色を示す点Ｗ（ｘ，ｙ）＝（０．３３，０．３３）に最も近い点Ｅ５（ｘ，ｙ）＝（０．３５，０．３３）の白色光が得られた。このときの白色光の輝度は１３．０ルーメンであった。
また、ＬＥＤ３に印加する電流値を２０ｍＡから１００ｍＡまで変化させても、完全な白色を示す点Ｗ（０．３３，０．３３）に近接した点を示し、極めて安定した白色光の発光特性を示した。すなわち、印加電流を２０ｍＡに変化させても色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．３５，０．３３）で１００ｍＡ印加時と変化がなかった。また、電圧を上昇させて行き、印加電流を２００ｍＡにしても、色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．３４，０．３３）であり、１００ｍＡ印加時とほとんど変化がなかった。
また、図９に示すのは印加する電流を変化させた時の白色光のスペクトルである。図中実線で示すｉが５０ｍＡ、一点鎖線で示すｉｉが１００ｍＡ、破線で示すｉｉｉが１５０ｍＡ、そして二点鎖線でしめすｉｖが２００ｍＡの電流を印加した時の白色光のスペクトルである。
図９に示すように、すべての印加電流において、紫外光が効率よく変換され、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂがバランスよく分布した演色性のよい白色光を得ることができた。
【００５４】
以上、実施例１〜５において、十分なホワイトバランスの白色光が得られた。また、輝度の高さ、ホワイトバランスにおいて、上述の実施の形態で詳細に説明した実施例５が最も良好な結果となった。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態における発光装置の概念構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における蛍光体の励起光および出力光のスペクトル図であり、（Ｂ１），（Ｂ２）は青色蛍光体、（Ｇ１），（Ｇ２）は緑色蛍光体、（Ｒ１），（Ｒ２）は赤色蛍光体の励起光および出力光のスペクトル図である。
【図３】本発明の実施例１〜４における白色光の色度座標図である。
【図４】本発明の実施例１における白色光のスペクトル図である。
【図５】本発明の実施例２における発光装置の概念構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例３における発光装置の概念構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例４における発光装置の概念構成を示す断面図である。
【図８】図１の発光装置の変形例の概念構成を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例５における白色光のスペクトル図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    発光装置本体
３    ＬＥＤ
８    紫外光
１０  青色蛍光体（第１の蛍光体）
１１  内側蛍光体層
１３  赤色蛍光体（第２の蛍光体）
１４  緑色蛍光体（第３の蛍光体）
１５  外側蛍光体層
１６  紫外光
１７  紫外光
１９  紫外光
Ｂ    青色光(第１の光)
Ｂｏ  青色光(第１の光)
Ｂｒ  青色光(第１の光)
Ｒ    赤色光(第２の光)
Ｇ    緑色光(第３の光)
【図１】
2008071806.tif 000004
【図２】
2008071806.tif 000005
【図３】
2008071806.tif 000006
【図４】
2008071806.tif 000007
【図５】
2008071806.tif 000008
【図６】
2008071806.tif 000009
【図７】
2008071806.tif 000010
【図８】
2008071806.tif 000011
【図９】
2008071806.tif 000012