(57)【要約】  【課題】  ３原色の蛍光体粒子によって波長変換した光を発光する発光装置の発光色ばらつきを低減すること。  【解決手段】  発光装置は、発光波長が300〜400ｎｍである発光素子５と、発光素子５の光軸上に配置された、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの蛍光体粒子、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌの蛍光体粒子および（ＢａＭｇＡｌ）１０Ｏ１２：Ｅｕの蛍光体粒子を透明部材中に混入させて成る蛍光体層４とを具備しており、各蛍光体粒子の平均粒径が１〜50μｍである。【選択図】  図１
2005183900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光波長が３００〜４００ｎｍである発光素子と、該発光素子の光軸上に配置された、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの蛍光体粒子、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌの蛍光体粒子および（ＢａＭｇＡｌ）１０Ｏ１２：Ｅｕの蛍光体粒子を透明部材中に混入させて成る蛍光体層とを具備しており、前記各蛍光体粒子の平均粒径が１〜５０μｍであることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記透明部材は、前記発光素子が発する光と、前記発光素子からの光によって励起されたそれぞれの前記蛍光体粒子が発する蛍光に対して透明な樹脂またはガラスから成ることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記透明部材は、前記発光素子が発する光に対する透過率よりも前記蛍光体粒子が発する蛍光に対する透過率の方が高いことを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発光装置を所定の配置となるように設置した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、発光ダイオード装置、特に発光素子から発せられる光を波長変換して外部に放出する発光装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子105を収容するための発光装置を図２に示す。図２に示すように、発光装置は、上面の中央部に発光素子105を搭載し、発光素子105と発光素子収納用パッケージ（以下、単にパッケージともいう）の内外を電気的に導通接続するリード端子やメタライズ配線層等から成る配線導体（図示せず）が形成された絶縁体から成る基体101と、基体101の上面に接着固定され、中央部に発光素子105を収納するための貫通孔が形成された、金属、樹脂またはセラミックス等から成る枠体102とから主に構成される。
【０００３】
基体101は酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）や窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラス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から成る。基体101がセラミックスから成る場合、その上面にメタライズ配線層がタングステン（Ｗ）、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焼成して形成される。また、基体101が樹脂から成る場合、基体101をモールド成型する際に、銅（Ｃｕ）や鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金等から成るリード端子が基体101の内部に一端部が突出するように固定される。
【０００４】
また、枠体102は、アルミニウム（Ａｌ）やＦｅ−Ｎｉ−コバルト（Ｃｏ）合金等の金属、アルミナ質焼結体等のセラミックスまたはエポキシ樹脂等の樹脂から成り、切削加工や金型成型または押し出し成型等の成型技術により形成される。さらに、枠体102の中央部には上方に向かうに伴って外側に広がる貫通孔が形成されており、貫通孔の内周面の光の反射率を向上させる場合、この内周面にＡｌ等の金属が蒸着法やメッキ法により被着される。そして、枠体102は、半田、銀ロウ等のロウ材または樹脂接着剤により、基体101の上面に接合される。
【０００５】
そして、基体101表面に形成した配線導体（図示せず）と発光素子105の電極とをボンディングワイヤ（図示せず）を介して電気的に接続し、しかる後、発光素子105の表面に蛍光体層104を形成した後に、枠体102の内側に透明樹脂106を充填し熱硬化させることで、発光素子105からの光を蛍光体層104により波長変換し所望の波長スペクトルを有する光を取り出せる発光装置と成すことができる。そして、枠体102の上面に透光性の蓋体103を半田や樹脂接着剤等で接合して発光装置となる。また、発光素子105として発光波長が300〜400ｎｍの紫外領域を含むものを選び、蛍光体層104に含まれる赤、青、緑の３原色の蛍光体粒子の混合比率を調整することで色調を自由に設計することができる。
【０００６】
そのような蛍光体粒子としては様々な材料が用いられており、例えば赤はＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ（ＥｕドープＬａ２Ｏ２Ｓ）の蛍光体粒子、緑はＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌの蛍光体粒子、青は（ＢａＭｇＡｌ）１０Ｏ１２：Ｅｕの蛍光体粒子が用られている。
【０００７】
また一般的に蛍光体粒子は紛体であり、蛍光体粒子単独では蛍光体層104の形成が困難なため、樹脂もしくはガラスなどの透明部材中に蛍光体粒子を混入して発光素子105の表面に塗布し蛍光体層104とするのが一般的である。
【特許文献１】特開2003-37298号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら前記発光装置において、発光装置の発光色ばらつきが大きいことが問題となっている。一般的に電球や蛍光灯などの発光装置の発光色ばらつきは色温度に対し上下１０％の範囲内で制御する必要があり、発光ダイオードを発光素子に用いる発光装置を普及させるためには発光装置の発光色ばらつきを低減させることが重要である。
【０００９】
発光装置の発光色のばらつきは、発光装置の発光効率のばらつきに依存する傾向があり、発光効率を向上させることによって発光強度のばらつきの少ない安定な発光をさせることができ、それによって、発光色のばらつきも抑制できる。
【００１０】
そして、発光効率を向上させる手段としては、蛍光体層104の蛍光体粒子含有量や厚みを適度な範囲にすることが提案されている。これによって、発光素子105からの光を効率よく蛍光体粒子で波長変換できるとともに、この波長変換された蛍光を蛍光体層104から効率よく放出することができ、発光効率を向上させることができる。
【００１１】
しかしながら、このように蛍光体層104の蛍光体粒子含有量や厚みを適度な範囲にして発光効率を向上させることにより、発光装置の発光色のばらつきを抑制できるものの、近時の照明装置等の用途に対しては、さらなる発光色ばらつきの低減が要求されている。
【００１２】
従って本発明は上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、発光装置の発光色ばらつきを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の発光装置は、発光波長が300〜400ｎｍである発光素子と、該発光素子の光軸上に配置された、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの蛍光体粒子、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌの蛍光体粒子および（ＢａＭｇＡｌ）１０Ｏ１２：Ｅｕの蛍光体粒子を透明部材中に混入させて成る蛍光体層とを具備しており、前記各蛍光体粒子の平均粒径が１〜50μｍであることを特徴とする。
【００１４】
本発明の発光装置において、好ましくは、前記透明部材は、前記発光素子が発する光と、前記発光素子からの光によって励起されたそれぞれの前記蛍光体粒子が発する蛍光に対して透明な樹脂またはガラスから成ることを特徴とする。
【００１５】
本発明の発光装置において、好ましくは、前記透明部材は、前記発光素子が発する光に対する透過率よりも前記蛍光体粒子が発する蛍光に対する透過率の方が高いことを特徴とする。
【００１６】
本発明の照明装置は、上記本発明の発光装置を所定の配置となるように設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の発光装置は、発光波長が300〜400ｎｍである発光素子と、発光素子の光軸上に配置された、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの蛍光体粒子、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌの蛍光体粒子および（ＢａＭｇＡｌ）１０Ｏ１２：Ｅｕの蛍光体粒子を透明部材中に混入させて成る蛍光体層とを具備しており、各蛍光体粒子の平均粒径が１〜50μｍであることから、蛍光体粒子の表面積を大きくすることができ、１つの蛍光体粒子あたりに照射される光の量を多くするとともに蛍光の放射面を大きくして放射量を多くすることができる。その結果、発光効率を向上させることができ、それによって発光色のばらつきもより低減することができる。
【００１８】
また、このような粒径にすることで、蛍光体粒子の結晶内の欠陥や不純物の存在確率を低くすることができ、結晶内の欠陥や不純物によって蛍光の波長がばらつくのを有効に防止して、発光色のばらつきをきわめて有効に抑制できる。
【００１９】
本発明の発光装置は、透明部材が、発光素子が発する光と、発光素子からの光によって励起されたそれぞれの蛍光体粒子が発するそれぞれの蛍光に対して透明な樹脂またはガラスから成ることから、発光素子が発する光を良好に蛍光体粒子に照射することができ発光効率を向上して発光色ばらつきを有効に抑制できる。また、蛍光体粒子が発する蛍光を透明部材が吸収する場合は、蛍光が透明部材に吸収される割合が蛍光体粒子から蛍光体層の外表面までの距離によって異なることとなり、発光色ばらつきが生じやすくなるが、蛍光体粒子が発するそれぞれの蛍光に対して透明とすることで、蛍光が透明部材に吸収されず発光色ばらつきをきわめて低減することができる。
【００２０】
本発明の発光装置は、透明部材が、発光素子が発する光に対する透過率よりも蛍光体粒子が発する蛍光に対する透過率の方が高いことから、発光素子から発光された光が蛍光体粒子により波長変換されずに直接蛍光体層から放射されるのを有効に抑制できるとともに蛍光体粒子からの蛍光を蛍光体層から効率よく放射することにより、さらに、発光色ばらつきを抑制することができる。
【００２１】
本発明の照明装置は、上記本発明の発光装置を所定の配置となるように設置したことから、半導体から成る発光素子の電子の再結合による発光を利用しているため、従来の放電を用いた照明装置よりも低消費電力かつ長寿命とすることが可能な小型の照明装置とすることができる。その結果、発光素子から発生する光の中心波長の変動を抑制することができ、長期間にわたり安定した放射光強度かつ放射光角度（配光分布）で光を照射することができるとともに、照射面における色むらや照度分布の偏りが抑制された照明装置とすることができる。
【００２２】
また、本発明の発光装置を光源として所定の配置に設置するとともに、これらの発光装置の周囲に任意の形状に光学設計した反射治具や光学レンズ、光拡散板等を設置することにより、任意の配光分布の光を放射する照明装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の発光装置について以下に詳細に説明する。図１は、本発明の発光装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、１は基体、２は枠体、３は蓋体、４は蛍光体層、５は発光素子、６は樹脂やガラスなどの透明部材であり、主としてこれらで発光装置が構成されている。
【００２４】
本発明の発光装置は、発光波長が300〜400ｎｍである発光素子５と、発光素子５の光軸上に配置された、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの蛍光体粒子、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌの蛍光体粒子および（ＢａＭｇＡｌ）１０Ｏ１２：Ｅｕの蛍光体粒子を透明部材中に混入させて成る蛍光体層４とを具備しており、各蛍光体粒子の平均粒径が１〜50μｍである。
【００２５】
これにより、蛍光体粒子の表面積を大きくすることができ、１つの蛍光体粒子あたりに照射される光の量を多くするとともに蛍光の放射面を大きくして放射量を多くすることができる。その結果、発光効率を向上させることができ、それによって発光色のばらつきもより低減することができる。
【００２６】
また、このような粒径にすることで、蛍光体粒子の結晶内の欠陥や不純物の存在確率を低くすることができ、結晶内の欠陥や不純物によって蛍光の波長がばらつくのを有効に防止して、発光色のばらつきをきわめて有効に抑制できる。
【００２７】
本発明における基体１は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラス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から成る絶縁体であり、発光波長が300〜400ｎｍである発光素子５を支持する支持部材である。
【００２８】
この基体１の表面や内部には、発光装置の内外を電気的に導通接続するためのＷ、Ｍｏ、Ｍｎ等の金属粉末から成るメタライズ配線層が形成されており、また、基体１の下面等の外部に露出した表面のメタライズ配線層にＣｕ、Ｆｅ−Ｎｉ合金等の金属から成るリード端子が接合される。そして、基体１にはＬＥＤ等の発光波長が300〜400ｎｍである発光素子５が半田、樹脂接着剤、または銀等の金属粉末を樹脂に混入した銀（Ａｇ）−エポキシ樹脂（Ａｇペースト）等の接合材で接合される。そして、基体１のメタライズ配線層に上記発光素子５の電極がボンディングワイヤ（図示せず）を介して電気的に接続される。
【００２９】
なお、メタライズ配線層の露出する表面にＮｉや金（Ａｕ）等の耐食性に優れる金属を１〜20μｍ程度の厚みで被着させておくのがよく、メタライズ配線層が酸化腐食するのを有効に防止できるとともに、メタライズ配線層と発光素子５との接続およびメタライズ配線層とボンディングワイヤとの接続を強固にすることができる。従って、メタライズ配線層の露出表面には、厚さ１〜10μｍ程度のＮｉメッキ層と厚さ0.1〜３μｍ程度のＡｕメッキ層とが電解メッキ法や無電解メッキ法により順次被着されていることがより好ましい。
【００３０】
また、基体１の上面には、基体１の下面側への光の透過を有効に抑制するとともに、基体１の上側に光を効率的に反射させるために、メタライズ配線層に電気的に短絡しないようにして、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、白金（Ｐｔ）、Ｃｕ等の金属を蒸着法やメッキ法により反射層として形成することが好ましい。
【００３１】
次に、発光波長が300〜400ｎｍである発光素子５の光を所望の波長の光（例えば、420〜780ｎｍの可視光）に変換するために、発光素子５の表面に蛍光体粒子を混入させた透明部材から成る蛍光体層４を塗布し形成する。その蛍光体粒子は、赤色（約580〜780ｎｍ）の蛍光を発生するＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、緑色（約450〜650ｎｍ）の蛍光を発生するＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、青色（420〜550ｎｍ）の蛍光を発生する（ＢａＭｇＡｌ）１０Ｏ１２：Ｅｕである。
【００３２】
これらの蛍光体粒子は紛体であり、蛍光体粒子のみを発光素子５の表面に形成することは困難なため、透明部材中に蛍光体粒子を混入して発光素子５の表面に塗布し蛍光体層４とする。また、透明部材はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、もしくはガラス等から成る。
【００３３】
発光波長が300〜400ｎｍである発光素子５は、紫外線領域を主に含む波長帯域の光を発生するものであり、上記の蛍光体粒子はこの波長帯域の光を効率的に蛍光に変換することができる。
【００３４】
そして、本発明においては、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの蛍光体粒子、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌの蛍光体粒子および（ＢａＭｇＡｌ）１０Ｏ１２：Ｅｕの蛍光体粒子の粒子径は１〜50μｍであるが、粒子径が１μｍ未満の場合、発光に寄与する蛍光体粒子表面に対し蛍光体粒子の結晶内に含有する欠陥及び不純物の存在確率が高くなりやすく、紫外光のエネルギーが欠陥や不純物で消費される可能性が高くなる。その結果、紫外光のエネルギーが所望の波長に変換される効率が低くなり、蛍光体粒子によって発生した蛍光の強度が低下しやすくなる。すなわち蛍光体粒子の粒子径が小さすぎるものが存在すると、強く蛍光を発する蛍光体粒子と弱く蛍光を発する蛍光体粒子が同時に存在することになり、発光色ばらつきの原因となる。
【００３５】
また蛍光体粒子の粒径が50μｍを超えると、蛍光体粒子の体積に対し発光に寄与する蛍光体粒子表面が狭くなり、その結果、発光強度が低下しやすくなる。すなわち蛍光体粒子の粒子径が大きすぎるものが存在すると、強く蛍光を発する蛍光体粒子と弱く蛍光を発する蛍光体粒子が同時に存在することになり、発光色ばらつきの原因となる。
【００３６】
また、本発明の発光装置において、蛍光体層４の透明部材が、発光素子５が発する光と、発光素子５からの光によって励起されたそれぞれの蛍光体粒子が発するそれぞれの蛍光に対して透明な樹脂またはガラスから成ることが好ましい。
【００３７】
これにより、発光素子５が発する光を良好に蛍光体粒子に照射することができ発光効率を向上して発光色ばらつきを有効に抑制できる。また、蛍光体粒子が発する蛍光を透明部材が吸収する場合は、蛍光が透明部材に吸収される割合が蛍光体粒子から蛍光体層の外表面までの距離によって異なることとなり、発光色ばらつきが生じやすくなるが、蛍光体粒子が発するそれぞれの蛍光に対して透明とすることで、蛍光が透明部材に吸収されず発光色ばらつきをきわめて低減することができる。
【００３８】
赤色（約580〜780ｎｍ）の蛍光を発生するＬａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕに対し不透明なバインダーを用いた場合、発光装置が発する光は赤成分が減衰し、その結果、色ばらつきが生じやすくなる。
【００３９】
青色（420〜550ｎｍ）の蛍光を発生する（ＢａＭｇＡｌ）１０Ｏ１２：Ｅｕに対し不透明なバインダーを用いた場合、発光装置が発する光は青成分が減衰し、その結果、色ばらつきが生じやすくなる。
【００４０】
緑色（約450〜650ｎｍ）の蛍光を発生するＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌに対し不透明なバインダーを用いた場合、発光装置が発する光は緑成分が減衰し、その結果、色ばらつきが生じやすくなる。
【００４１】
よって、それぞれの蛍光がばらつくと、各波長の蛍光の混合光として放射される発光装置の発光色のばらつきが生じることとなる。
【００４２】
このような、発光素子５の光および蛍光体粒子の蛍光に対して透明な透明部材としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、もしくは金属アルコキシドの加水分解によって得られるゾル−ゲルガラス等が挙げられる。
【００４３】
さらに、本発明の発光装置において、蛍光体層４の透明部材が、発光素子５が発する光に対する透過率よりも蛍光体粒子が発する蛍光に対する透過率の方が高いことが好ましい。これにより、発光素子５から発光された光が蛍光体粒子により波長変換されずに直接蛍光体層４から放射されるのを有効に抑制できるとともに蛍光体粒子からの蛍光を蛍光体層４から効率よく放射することにより、さらに、発光色ばらつきを抑制することができる。
【００４４】
このような、発光素子５の光に対する透過率よりも蛍光体粒子の蛍光に対する透過率の方が高い透明部材としては、エポキシ樹脂が挙げられる。
【００４５】
蛍光体層４は、厚みが0.1〜0.3ｍｍがよい。これにより、発光効率が向上し、それにともなって発光色ばらつきも低減される。
【００４６】
また、蛍光体層４は、透明部材の含有率が、各蛍光体粒子の合計量を100重量部としたとき、透明部材が80〜150重量部であるのがよい。これにより、発光効率が向上し、それにともなって発光色ばらつきも低減される。
【００４７】
本発明の発光装置は、基体１の発光素子５の搭載部に発光素子５を搭載するとともに発光素子５をボンディングワイヤおよびメタライズ配線層を介して外部の外部電気回路に電気的に導通し、基体１の上面の発光素子５の搭載部の周囲に、枠体２を、樹脂接着剤、はんだ等により接合し、枠体２の内側にガラスや透明樹脂などの透明部材６を充填し、枠体２の上面に透光性の蓋体３を樹脂接着剤、半田等により接合することによって作製される。
【００４８】
枠体２は、酸化アルミニウム質焼結体（アルミナセラミックス）、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体、ガラス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から成る絶縁体、さらにはＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、ステンレススチール、真鍮等の金属から成る。
【００４９】
この蓋体３はガラス、サファイア、石英、またはエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等の樹脂（プラスチック）などの透明部材から成り、枠体２内側に設置された、発光素子５、メタライズ配線層、ボンディングワイヤ、透明部材６を保護するとともに、発光素子収納用パッケージ内部を気密に封止する。また、蓋体３をレンズ状に形成して光学レンズの機能を付加することによって、蛍光を集光または分散させて所望の放射角度、強度分布で蛍光を外部に取りだすことができる。
【００５０】
また、本発明の発光装置は、１個のものを所定の配置となるように設置したことにより、または複数個を、例えば、格子状や千鳥状，放射状，複数の発光装置から成る、円状や多角形状の発光装置群を同心状に複数群形成したもの等の所定の配置となるように設置したことにより、照明装置とすることができる。これにより、半導体から成る発光素子５の電子の再結合による発光を利用しているため、従来の放電を用いた照明装置よりも低消費電力かつ長寿命とすることが可能であり、発熱の小さな小型の照明装置とすることができる。その結果、発光素子５から発生する光の中心波長の変動を抑制することができ、長期間にわたり安定した放射光強度かつ放射光角度（配光分布）で光を照射することができるとともに、照射面における色むらや照度分布の偏りが抑制された照明装置とすることができる。
【００５１】
また、複数の本発明の発光装置を光源として所定の配置に設置するとともに、これらの発光装置の周囲に任意の形状に光学設計した反射治具や光学レンズ、光拡散板等を設置することにより、任意の配光分布の光を放射できる照明装置とすることができる。
【００５２】
例えば、図３，図４に示す平面図，断面図のように複数個の発光装置７が発光装置駆動回路基板９に複数列に配置され、発光装置７の周囲に任意の形状に光学設計した反射治具８が設置されて成る照明装置の場合、隣接する一列上に配置された複数個の発光装置７において、隣り合う発光装置７との間隔が最短に成らないような配置、いわゆる千鳥状とすることが好ましい。即ち、発光装置７が格子状に配置される際には、光源となる発光装置７が直線上に配列されることによりグレアが強くなり、このような照明装置が人の視覚に入ってくることにより、不快感や目の障害を起こしやすくなるのに対し、千鳥状とすることにより、グレアが抑制され人間の目に対する不快感や目に及ぼす障害を低減することができる。さらに、隣り合う発光装置７間の距離が長くなることにより、隣接する発光装置７間の熱的な干渉が有効に抑制され、発光装置７が実装された発光装置駆動回路基板９内における熱のこもりが抑制され、発光装置７の外部に効率よく熱が放散される。その結果、人の目に対しても障害の小さい長期間にわたり光学特性の安定した長寿命の照明装置を作製することができる。
【００５３】
また、照明装置が、図５，図６に示す平面図，断面図のような発光装置駆動回路基板９上に複数の発光装置７から成る円状や多角形状の発光装置７群を、同心状に複数群形成した照明装置の場合、１つの円状や多角形状の発光装置７群における発光装置７の配置数を照明装置の中央側より外周側ほど多くすることが好ましい。これにより、発光装置７同士の間隔を適度に保ちながら発光装置７をより多く配置することができ、照明装置の照度をより向上させることができる。また、照明装置の中央部の発光装置７の密度を低くして発光装置駆動回路基板９の中央部における熱のこもりを抑制することができる。よって、発光装置駆動回路基板９内における温度分布が一様となり、照明装置を設置した外部電気回路基板やヒートシンクに効率よく熱が伝達され、発光装置７の温度上昇を抑制することができる。その結果、発光装置７は長期間にわたり安定して動作することができるとともに長寿命の照明装置を作製することができる。
【００５４】
このような照明装置としては、例えば、室内や室外で用いられる、一般照明用器具、シャンデリア用照明器具、住宅用照明器具、オフィス用照明器具、店装，展示用照明器具、街路用照明器具、誘導灯器具及び信号装置、舞台及びスタジオ用の照明器具、広告灯、照明用ポール、水中照明用ライト、ストロボ用ライト、スポットライト、電柱等に埋め込む防犯用照明、非常用照明器具、懐中電灯、電光掲示板等や、調光器、自動点滅器、ディスプレイ等のバックライト、動画装置、装飾品、照光式スイッチ、光センサ、医療用ライト、車載ライト等が挙げられる。
【実施例】
【００５５】
本発明の発光装置の実施例を以下に説明する。
【００５６】
発光素子５として主発光ピークが382ｎｍである窒化ガリウム半導体発光素子を用いて、以下のようにして本発明の発光装置を製作した。
【００５７】
アルミナセラミックスから成る基体１と、アルミニウムから成る枠体２と、エポキシ樹脂から成る蓋体３と、シリコーン樹脂から成る透明部材６とを用い、また、蛍光体層４に含まれる蛍光体粒子としては、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕの粒子、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌの粒子および（ＢａＭｇＡｌ）１０Ｏ１２：Ｅｕの粒子を用いた。なお各蛍光体粒子の配合比率は発光装置の発光色が相対色温度で6000Kになるように調整した。
【００５８】
蛍光体粒子を混合する透明部材６としてはシリコーン樹脂を用いた。シリコーン樹脂は蛍光体粒子が発する蛍光および発光素子５が発する光双方に対し透明であり、表１に示すように、シリコーン樹脂は透明部材６に対する発光素子５が発する光に対する透過率より、透明部材６に対する蛍光体粒子が発する蛍光の透過率のほうが高いものであった。
【表１】
2005183900.tif 000003
【００５９】
蛍光体粒子およびシリコーン樹脂を、蛍光体粒子にエタノールを加えミキサーで24時間攪拌した後、エタノールを大気雰囲気中100℃で乾燥させ除去することにより行ない、粒子径の分布が３種類（表１参照）の蛍光体粒子を含有した透明樹脂で発光素子３を覆うように厚さ0.2ｍｍの蛍光体層４を形成し、図１の構成の発光装置のサンプルを作製した。
【００６０】
そして、これらのサンプルの各10個に対しての発光色ばらつきを評価した。なお、発光色ばらつきの評価は相対色温度ばらつきを評価することで行った。なお相対色温度とは、被評価物の色と完全黒体の温度を上昇させた際の色が一致した際の完全黒体の温度のことであり、相対色温度の測定は、積分球式全光束測定システム（Ｌａｂｓｐｈａｒｅ社製 ＳＬＭＳ1021）を用いて行なった。その結果を表２に示す。
【表２】
2005183900.tif 000004
【００６１】
表１より蛍光体層４中の蛍光体粒子径の分布が0.1μｍ以上50μｍ以下の粒子であるサンプルＮｏ．１は、蛍光体層４中の蛍光体粒子径の分布が１μｍ以上50μｍ以下の粒子であるサンプルＮｏ．２と比較して、相対色温度ばらつきが増加した。
【００６２】
蛍光体粒子径が１μｍ未満の場合、発光に寄与する蛍光体粒子表面に対し蛍光体粒子の結晶内に含有する欠陥及び不純物の存在確率が高くなりやすく、発光素子５のエネルギーが欠陥や不純物で消費される可能性が高くなる。その結果、発光素子５のエネルギーが所望の波長に変換される効率が低くなり、蛍光体粒子によって発生した蛍光の強度が低下しやすくなる。
【００６３】
つまり、サンプルＮｏ．１の蛍光体層４中には蛍光体粒子径が１μｍ未満の蛍光体粒子が含まれているため、上記考察より蛍光体層４に含まれる蛍光体粒子ごとの発光強度バラツキが大きくなった結果、サンプルＮｏ．１の相対色温度ばらつきが大きくなったと思われる。
【００６４】
また、蛍光体層４中の蛍光体粒子径の分布が１μｍ以上500μｍ以下の粒子であるサンプルＮｏ．３は、蛍光体層４中の蛍光体粒子径の分布が１μｍ以上50μｍ以下の粒子であるサンプルＮｏ．２と比較して、急激に相対色温度ばらつきが増加した。
【００６５】
蛍光体粒子の粒径が50μｍを超えると、蛍光体粒子の体積に対し発光に寄与する蛍光体粒子表面が狭くなる。すなわち、蛍光体層４の体積に対する、発光に寄与する蛍光体粒子表面が狭くなり発光強度が低下しやすくなる。
【００６６】
つまり、サンプルＮｏ．３の蛍光体層４中には蛍光体粒子径が50μｍを超える蛍光体粒子が含まれているため、上記考察より蛍光体層４に含まれる蛍光体粒子ごとの発光強度バラツキが大きくなった結果、サンプルＮｏ．３の相対色温度ばらつきが大きくなったと思われる。
【００６７】
上記結果より蛍光体層４中の蛍光体粒子径の分布が１μｍ以上50μｍ以下の粒子であるサンプルＮｏ．２が最も相対色温度ばらつきが小さい結果が得られた。これは、蛍光体層４中のそれぞれの蛍光体粒子において、発光素子５が発する光が蛍光体粒子中の欠陥で消費されることが少なく、効率よく蛍光体層４中の蛍光体粒子を励起させることができ、また蛍光体層４の体積に対する蛍光体粒子表面積も適度な量が得られる結果、相対色温度ばらつきが小さくなったものと思われる。
【００６８】
以上の結果より、蛍光体層４中の蛍光体粒子径の分布が１μｍ以上50μｍ以下の粒子である発光装置を形成することで発光色ばらつきの少ない発光装置をえることができた。
【００６９】
なお、本発明は上記の実施の形態および実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を行うことは何等支障ない。
【００７０】
また、本発明の照明装置は、複数個の発光装置７を所定の配置となるように設置したものだけでなく、１個の発光装置７を所定の配置となるように設置したものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の発光装置の実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】従来の発光装置を示す断面図である。
【図３】本発明の照明装置の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図４】図３の照明装置の断面図である。
【図５】本発明の照明装置の実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図６】図５の照明装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１：基体
２：枠体
３：蓋体
４：蛍光体層
５：発光素子
６：透明部材
７：発光装置
８：反射治具
９：発光装置駆動回路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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