(57)【要約】【課題】硬さが互いに異なる複数種類の蛍光体が用いられた場合であっても所望の色および輝度の光を発する発光装置および半導体発光システムを提供する。【解決手段】発光装置１は、ＬＥＤ部３と、蛍光体部２とを有する。蛍光体部２は、ＬＥＤ部３が発した光を受光する位置に並設された緑色蛍光体部２ｇと赤色蛍光体部２ｒとを備える。緑色蛍光体部２ｇは、緑色光を発する緑色蛍光体を含む。赤色蛍光体部２ｒは、緑色光の波長よりも長い波長の光の成分を含む赤色光を発する赤色蛍光体部２ｒを含む。緑色蛍光体のモース硬度の値ＭＨ１と、赤色蛍光体のモース硬度の値ＭＨ２とは互いに異なり、ＭＨ１＞ＭＨ２である場合にＭＨ１／ＭＨ２≧２であり、ＭＨ１＜ＭＨ２である場合にＭＨ２／ＭＨ１≧２である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子と、前記半導体発光素子が発した光によって励起されて発光する蛍光体によって形成された蛍光体部とを有する発光装置であって、
前記半導体発光素子は、ピーク波長が３５０ｎｍ以上であって５２０ｎｍ以下である光を発し、
前記蛍光体部は、前記半導体発光素子が発した光を受光する位置に並設された第１蛍光体部と第２蛍光体部とを備え、
前記第１蛍光体部は、前記半導体発光素子が発した光によって励起されて第１の光を発する第１蛍光体を含み、
前記第２蛍光体部は、前記半導体発光素子が発した光によって励起されて前記第１の光の波長よりも長い波長の光の成分を含む第２の光を発する第２蛍光体を含み、
前記第２蛍光体は、前記第１蛍光体が発した前記第１の光によって励起され得る蛍光体であり、
前記第１蛍光体のモース硬度の値ＭＨ１と、前記第２蛍光体のモース硬度の値ＭＨ２とは互いに異なり、
ＭＨ１＞ＭＨ２である場合にＭＨ１／ＭＨ２≧２であり、
ＭＨ１＜ＭＨ２である場合にＭＨ２／ＭＨ１≧２である
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第１蛍光体は、
ＭＨ１＞ＭＨ２の関係となる場合にＭＨ１＞５であり、
ＭＨ１＜ＭＨ２の関係である場合にＭＨ１≦５である蛍光体であり、
前記第２蛍光体は、
ＭＨ１＞ＭＨ２の関係である場合にＭＨ２≦５であり、
ＭＨ１＜ＭＨ２の関係である場合にＭＨ２＞５である蛍光体である
ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記第２蛍光体が、Ｍｎ付活Ｆ系錯体蛍光体である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第２蛍光体が、
下記式［１］で表される化学組成を有する結晶相を含有し、
Ｍ4とＭｎとの合計モル数に対するＭｎの割合が０．１モル％以上４０モル％以下である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の発光装置。
Ｍ12Ｍ4Ｆ6：Ｒ ・・・［１］
（前記式［１］中、Ｍ1は、Ｋ、及びＮａからなる群から選ばれる１種以上の元素を含有し、Ｍ4は、Ｓｉを含有する金属元素、Ｒは、少なくともＭｎを含有する付活元素を表す。）
【請求項５】
前記半導体発光素子は、ピーク波長が４２０ｎｍ以上であって４８０ｎｍ以下である光を発する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記蛍光体部は、青色蛍光体部を含み、
前記青色蛍光体部は、前記半導体発光素子が発した光によって励起されて青色光を発する前記青色蛍光体を含有する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記半導体発光素子は、ピーク波長が３８０ｎｍ以上であって４２０ｎｍ以下である光を発する
ことを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記蛍光体部は、前記第１蛍光体および前記第２蛍光体を保持する保持部材と、前記保持部材に層状をなして並設されて保持される前記前記第１蛍光体および前記第２蛍光体とを含む
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の発光装置。
【請求項９】
前記蛍光体部は、光を出射する面において、前記第１蛍光体部と前記第２蛍光体部とをそれぞれ含む第１領域と第２領域との２つの領域に区分され、
前記第１領域と前記第２領域とは、前記半導体発光素子が発した光に基づいて発する光の相関色温度が互いに異なり、
前記第１領域と前記第２領域との間で、前記半導体発光素子が発した光を受光する領域を変更可能である
ことを特徴とする請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記保持部材には、互いに隣接する前記第１蛍光体部と前記第２蛍光体部との間に、一方の蛍光体部が発した光を他方の蛍光体部が受光することを防ぐ仕切り部材が設けられている
ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記第１蛍光体部および前記第２蛍光体部に応じて、底面に前記半導体発光素子が設置された凹部がそれぞれ基板に設けられ、
前記第１蛍光体部および前記第２蛍光体部は、それぞれ前記凹部内に保持されてそれぞれ前記半導体発光素子を覆う
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の発光装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の発光装置を複数備え、
各発光装置が発する光の相関色温度が互いに異なる
ことを特徴とする半導体発光システム。
【請求項１３】
各発光装置における前記半導体発光素子に流れる電流をそれぞれ制御する電流制御手段を含む
ことを特徴とする請求項１２に記載の半導体発光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置および半導体発光システムに関し、特に、硬さが互いに異なる複数種類の蛍光体を用いて所望の色の光を発する発光装置および半導体発光システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤチップは、様々な照明装置や表示装置などの光源として広く用いられている。特許文献１には青色ＬＥＤチップが用いられた半導体発光装置が記載されている。特許文献１に記載されている半導体発光装置は、パッケージに設けられた凹部の底面に青色ＬＥＤチップが設置されている。そして、当該凹部を覆うように、緑色発光層と赤色発光層とが積層されている。
【０００３】
特許文献１に記載されている半導体発光装置において、緑色発光層は緑色蛍光体を含む。また、赤色発光層は赤色蛍光体を含む。そして、緑色蛍光体は、青色ＬＥＤチップが発した青色光の一部を吸収して緑色光を発し、青色光の残部が通過するように調整されている。赤色蛍光体は、青色ＬＥＤチップが発して緑色蛍光体層を通過した青色光の残部の一部を吸収して赤色光を発し、他の青色光の残部が通過して半導体発光装置の外部に放射されるように調整されている。また、赤色蛍光体は、緑色蛍光体が発した緑色光の一部を吸収して赤色光を発し、緑色光の残部が通過して半導体発光装置の外部に放射されるように調整されている。この結果、青色光、緑色光および赤色光が合成された合成光が半導体発光装置から放射される。
【０００４】
緑色蛍光体の量および赤色蛍光体の量は、半導体発光装置の外部に放射する合成光における緑色光と赤色光と青色光との強度が目的に応じた比率になるように調整されている。
【０００５】
特許文献１に記載されている半導体発光装置には、赤色蛍光体として、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+に代表されるＭｎ4+で付活されたフッ化物蛍光材料が用いられている。Ｍｎ4+で付活されたフッ化物蛍光材料が用いられた赤色蛍光体は、半値幅が狭く、自己吸収がなく、発光ピーク強度が強いので、白色光を発する発光装置に用いられた場合に、特殊演色評価数Ｒ９の値が大きくなることが期待される。
【０００６】
本発明の発明者は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて、粉末の状態のＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+のＳＥＭ撮影を行った。なお、用いられた走査電子顕微鏡は株式会社日立ハイテクノロジーズ製Ｓ−３４００Ｎであり、電圧２０ｋＶとして３２００倍の倍率で撮影されている（以下、ＳＥＭ撮影には、同社製の同型機が同様な条件で用いられている）。
【０００７】
図２０は、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+のＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。図２０には、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+の結晶が示されている。Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+は、発光ピーク波長が６３１ｎｍであり、発光ピークの半値幅が６ｎｍであり、モース硬度が２である。なお、モース硬度とは、主に鉱物に対する硬さの尺度の１つであり、柔らかい順に、１〜１０の間の値で表現される。
【０００８】
また、本発明の発明者らは、モース硬度の値が異なる赤色蛍光体の他の例としての（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：ＥｕをＳＥＭ撮影した。（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕは、発光ピーク波長が６２５ｎｍであり、発光ピークの半値幅が８９ｎｍであり、モース硬度値が８である。
【０００９】
図２１は、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：ＥｕのＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。図２１には、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕの結晶が示されている。
【００１０】
特許文献１に記載されている半導体発光装置には、緑色蛍光体として、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ等を用いることが例示されている。本発明の発明者らは、（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+をＳＥＭ撮影した。
【００１１】
図２２は、（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+のＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。図２２には、（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+の結晶が示されている。（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+は、発光ピーク波長が５２８ｎｍであり、発光ピークの半値幅が６８ｎｍであり、モース硬度が６である。
【００１２】
なお、特許文献２には、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）に用いられる蛍光体の製造方法について開示されている。特許文献３には、ＬＥＤ等に用いられる蛍光体の製造方法について開示されている。そして、特許文献２には、蛍光体が粉砕されて粒径が小さくなると、輝度が低下することが記載されている。また、特許文献３には、蛍光体結晶が粉砕によって破壊されると発光効率が低下することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１０−２５１６２１号公報
【特許文献２】特開平６−２３４９７０号公報
【特許文献３】特開２０１１−４６７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の発明者らは、白色光を発する発光装置を得るべく、モース硬度値が異なる複数種類の蛍光体を白色光を得る上で必要な比率にて混合して蛍光体混合組成物を作成し、当該蛍光体混合組成物を硬化させた蛍光部材と青色ＬＥＤチップとによる発光装置を構成した場合の発光特性を測定した。
【００１５】
（第１参考例）
そして、本発明の発明者らは、３５２８ＳＭＤ（ｓｕｒｆａｃｅ  ｍｏｕｎｔ  ｄｅｖｉｃｅ：表面実装）型ＰＰＡ（ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ：ポリフタルアミド）樹脂パッケージの凹部の底の端子に、シリコーン樹脂ベースの透明ダイボンドペーストで、発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤチップを接着した。その後、１５０℃で２時間加熱し、透明ダイボンドペーストを硬化させた後、当該青色ＬＥＤチップと当該パッケージの電極とを直径２５μｍの金線を用いてワイヤボンディングした。
【００１６】
次に、互いの重量割合が６６％：７％：２７％になる分量で、シリコーン樹脂と、モース硬度値が６で発光ピーク波長が５２８ｎｍで発光ピーク半値幅が６８ｎｍの緑色蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+と、モース硬度値が２で発光ピーク波長が６３１ｎｍで半値幅が６ｎｍの赤色蛍光体Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+とを、攪拌脱泡装置を用いた所定の方法で混合し、第１参考例の蛍光体含有組成物を得た。所定の方法とは、攪拌脱泡装置（シンキー社製ＡＲ−１００）を用いて２０００ｒｐｍで２分間攪拌し、２２００ｒｐｍで２分間脱泡した後に、２０００ｒｐｍで２分間攪拌するという混合方法である。
【００１７】
次に、得られた第１参考例の蛍光体含有組成物のうち、４μｌを青色ＬＥＤチップが設置されているＳＭＤ形樹脂パッケージの凹部にディスペンサを用いて注液した。そして、第１参考例の蛍光体含有組成物を７０℃で１時間加熱した後に、さらに１５０℃で５時間加熱して硬化させて第１参考例の蛍光部材を作成し、青色ＬＥＤチップと第１参考例の蛍光部材とによる第１参考例の発光装置を作成した。
【００１８】
図２３は、第１参考例の発光装置が発した光のスペクトルを示すグラフである。図２３には、第１参考例の発光装置の青色ＬＥＤチップに２０ｍＡの電流を流して発光させた場合の光のスペクトルが示されている。図２４は、第１参考例の発光装置が発した光の色度を示すＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図である。図２４に示す例では、ＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図における第１参考例による発光装置が発した光の座標Ｐ１は、（Ｃｘ，Ｃｙ）＝（０．３２，０．４４）である。ＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図において、白色の光は、黒体輻射軌跡曲線（図２４において破線で示す曲線）からの偏差ｄｕｖ（以下、単にｄｕｖという）の値が−０．０２以上であって０．０２以下である範囲内とされるところ、第１参考例の発光装置が発した光の座標Ｐ１は、黒体輻射軌跡曲線から明らかに大きく離れ、この範囲から逸脱している。つまり、第１参考例の発光装置が発する光は白色ではなくなっている。
【００１９】
図２５は、第１参考例の蛍光部材の割断面のＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。図２５には、第１参考例の蛍光部材の割断面が示されている。第１参考例の蛍光部材は、シリコーン樹脂と、図２０に示すＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+と、図２２に示す（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+とが混合されてなるのにもかかわらず、図２５には、図２０および図２２には示されていない粉状の物質がシリコーン樹脂中にあることが示されている。
【００２０】
本発明の発明者らは、第１参考例の蛍光部材のＥＤＸ分析（ｅｎｅｒｇｙ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を行った。図２６は、第１参考例の蛍光部材における１０個のＥＤＸ測定点を示す撮影図である。そして、表１は、図２６に示す各ＥＤＸ測定点におけるＥＤＸ分析結果を示す一覧表である。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
表１には、測定点１〜１０としてのスペクトル１〜１０におけるＯ、Ｆ、Ｓｉ、Ｋ、ＭｎおよびＢａ，Ｓｒ，Ｅｕの原子数が示されている。表１に示すように、第１の参考例の蛍光部材のＥＤＸ測定分析結果において、測定点１であるスペクトル１以外の９個の測定点であるスペクトル２〜１０では、各スペクトルにおける各成分の合計原子数に対するＦの原子数の割合が１０％以上であることが認められた。Ｆは、モース硬度の値が２である赤色蛍光体のＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+に含まれているが、モース硬度の値が６である緑色蛍光体の（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+には含まれていない成分である。
【００２３】
そうすると、図２６に示すスペクトル１以外の９個の測定点における粉状の物質は、モース硬度の値が２である赤色蛍光体のＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+が破壊されて粉状になったものであると判断できる。特許文献２および特許文献３に記載されているように、蛍光体は、破壊されて粉状になると発光効率や輝度（具体的には、発光ピーク強度）が低下する。従って、モース硬度の値が２である赤色蛍光体の発光効率や発光ピーク強度が低下するので、赤色蛍光体が破壊されていない状態における蛍光特性にもとづいて所望の相関色温度や輝度の光を発するように発光装置が設計されて製作された場合には、製作された発光装置は、所望の相関色温度や輝度の合成光を発しないことになるという問題が生じる。このため、所望の合成光を得るためには、使用する蛍光体の混合比率等を繰り返し調整しなければならないという問題が生じる。
【００２４】
また、特許文献１に記載されている半導体発光装置のように、複数の蛍光体が積層されて形成された場合に、一方の蛍光体が発した光を他方の蛍光体が吸収するカスケード励起という現象が生じ、発光効率が低下するおそれがある。具体的には、特許文献１に記載されている半導体発光装置では、緑色蛍光体が発した緑色光が赤色蛍光体によって吸収されてしまい、発光効率が低下してしまうおそれがある。
【００２５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、硬さが互いに異なる複数種類の蛍光体が用いられた場合であっても所望の色および輝度の光を確実に発し、かつ、発光効率の高い発光装置および半導体発光システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記目的を達成するため、本発明の発光装置は、半導体発光素子と、半導体発光素子が発した光によって励起されて発光する蛍光体によって形成された蛍光体部とを有する発光装置であって、半導体発光素子は、ピーク波長が３５０ｎｍ以上であって５２０ｎｍ以下である光を発し、蛍光体部は、半導体発光素子が発した光を受光する位置に並設された第１蛍光体部と第２蛍光体部とを備え、第１蛍光体部は、半導体発光素子が発した光によって励起されて第１の光を発する第１蛍光体を含み、第２蛍光体部は、半導体発光素子が発した光によって励起されて第１の光の波長よりも長い波長の光の成分を含む第２の光を発する第２蛍光体を含み、第２蛍光体は、第１蛍光体が発した第１の光によって励起され得る蛍光体であり、第１蛍光体のモース硬度の値ＭＨ１と、第２蛍光体のモース硬度の値ＭＨ２とは互いに異なり、ＭＨ１＞ＭＨ２である場合にＭＨ１／ＭＨ２≧２であり、ＭＨ１＜ＭＨ２である場合にＭＨ２／ＭＨ１≧２であることを特徴とする。
【００２７】
第１蛍光体は、ＭＨ１＞ＭＨ２の関係となる場合にＭＨ１＞５であり、ＭＨ１＜ＭＨ２の関係である場合にＭＨ１≦５である蛍光体であり、第２蛍光体は、ＭＨ１＞ＭＨ２の関係である場合にＭＨ２≦５であり、ＭＨ１＜ＭＨ２の関係である場合にＭＨ２＞５である蛍光体であってもよい。そのような構成によれば、第１蛍光体と第２蛍光体との組み合わせとして、モース硬度の値が５を超える蛍光体と５以下の蛍光体との組み合わせを採用しても、発光装置は、所望の色の光を発することができる。
【００２８】
第２蛍光体が、Ｍｎ付活Ｆ系錯体蛍光体であることが好ましい。そのような構成によって第２蛍光体にＭｎ4+で付活されたフッ化物蛍光材料が用いられた場合には、当該第２蛍光体は、半値幅が狭く、自己吸収がなく、発光強度が強いので、特殊演色評価数Ｒ９の値を大きくすることができる。
【００２９】
第２蛍光体が、Ｍ12Ｍ4Ｆ6：Ｒで表される化学組成を有する結晶相を含有し、Ｍ4とＭｎとの合計モル数に対するＭｎの割合が０．１モル％以上４０モル％以下であることが好ましい（Ｍ12Ｍ4Ｆ6：Ｒ中、Ｍ1は、Ｋ、及びＮａからなる群から選ばれる１種以上の元素を含有し、Ｍ4は、Ｓｉを含有する金属元素、Ｒは、少なくともＭｎを含有する付活元素を表す。）。Ｍ4とＭｎとの合計モル数に対するＭｎの割合（以下、Ｍｎ濃度という）が低すぎると、蛍光体による励起光の吸収効率が低くなるので輝度が低下する傾向になり、高すぎると、吸収効率は高くなるものの濃度消光により内部量子効率および輝度が低下する傾向になる。よって、Ｍｎ濃度を前述した好ましい範囲とすることで、輝度の低下を防ぐことができる。
【００３０】
半導体発光素子は、ピーク波長が４２０ｎｍ以上であって４８０ｎｍ以下である光を発するように構成されていてもよい。
【００３１】
蛍光体部は、青色蛍光体部を含み、青色蛍光体部は、半導体発光素子が発した光によって励起されて青色光を発する青色蛍光体を含有するように構成されていてよい。
【００３２】
さらに、半導体発光素子は、ピーク波長が３８０ｎｍ以上であって４２０ｎｍ以下である光を発するように構成されていてもよい。
【００３３】
蛍光体部は、第１蛍光体および第２蛍光体を保持する保持部材と、保持部材に層状をなして並設されて保持される第１蛍光体および第２蛍光体とを含むように構成されていてもよい。そのような構成によれば、第１蛍光体と第２蛍光体との間のカスケード励起の発生を良好に抑制し、発光効率を向上させることができる。
【００３４】
蛍光体部は、光を出射する面において、第１蛍光体部と第２蛍光体部とをそれぞれ含む第１領域と第２領域との２つの領域に区分され、第１領域と第２領域とは、半導体発光素子が発した光に基づいて発する光の相関色温度が互いに異なり、第１領域と第２領域との間で、半導体発光素子が発した光を受光する領域を変更可能であるように構成されていてもよい。この場合、第１領域に応じた相関色温度の光と第２領域に応じた相関色温度の光との間で、発光装置が発する光の相関色温度を調整することができる。
【００３５】
保持部材には、互いに隣接する第１蛍光体部と第２蛍光体部との間に、一方の蛍光体部が発した光を他方の蛍光体部が受光することを防ぐ仕切り部材が設けられていることが好ましい。そのような構成によれば、一の色の蛍光体部によって発せられた光を他の色の蛍光体部が吸収して励起光を発するカスケード励起が生じることを良好に抑制することができる。
【００３６】
第１蛍光体部および第２蛍光体部に応じて、底面に半導体発光素子が設置された凹部がそれぞれ基板に設けられ、第１蛍光体部および第２蛍光体部は、それぞれ凹部内に保持されてそれぞれ半導体発光素子を覆うように構成されていてもよい。そのような構成によれば、一の色の蛍光体部によって発せられた光を他の色の蛍光体部が吸収して励起光を発するカスケード励起が生じることを良好に抑制することができる。
【００３７】
また、上記目的を達成するための本発明による半導体発光システムは、以上に述べたような発光装置を複数備え、各発光装置が発する光の相関色温度が互いに異なることを特徴とする。
【００３８】
そして、各発光装置における半導体発光素子に流れる電流をそれぞれ制御する電流制御手段を含むように構成された場合には、一の発光装置が発した光と、他の発光装置が発した光との間で、当該半導体発光システムが発する光の特性を調整することができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、第１蛍光体部と第２蛍光体部とが並設されるので、硬さが互いに異なる複数種類の蛍光体が用いられた場合であっても、確実かつ容易に、所望の色および輝度の光を発し、かつ、発光効率の高い発光装置および半導体発光システムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態の発光装置の構成を示す概略斜視図である。
【図２】第１実施形態の発光装置の他の例を示す概略斜視図である。
【図３】第１実施形態の発光装置のさらに他の例を示す概略斜視図である。
【図４】第２参考例の発光装置が発した光のスペクトルを示すグラフである。
【図５】第２参考例の発光装置が発した光の色度を示すＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図である。
【図６】第３参考例の発光装置が発した光のスペクトルを示すグラフである。
【図７】第３参考例の発光装置が発した光の色度を示すＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図である。
【図８】第２参考例の蛍光部材の割断面のＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。
【図９】第３参考例の蛍光部材の割断面のＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。
【図１０】第４参考例の蛍光部材の割断面のＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。
【図１１】シミュレーションにて作成した合成スペクトルを示すグラフである。
【図１２】シミュレーションにて作成した合成スペクトルを有した光の色度を示すＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図である。
【図１３】ＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図における要部拡大図である。
【図１４】第２実施形態の発光装置を示す概略断面図である。
【図１５】第３実施形態の発光装置を示す概略断面図である。
【図１６】第４実施形態の発光装置を示す概略斜視図である。
【図１７】支持部材と保持部材とを示す概略斜視図である。
【図１８】ＬＥＤ部の基板の上面に沿う方向に移動する保持部材を示す説明図である。
【図１９】複数の発光装置を含む発光システム（半導体発光システム）の例を示す概略説明図である。
【図２０】Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+のＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。
【図２１】（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：ＥｕのＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。
【図２２】（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+のＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。
【図２３】第１参考例の発光装置が発した光のスペクトルを示すグラフである。
【図２４】第１参考例の発光装置が発した光の色度を示すＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図である。
【図２５】第１参考例の蛍光部材の割断面のＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。
【図２６】第１参考例の蛍光部材における１０個のＥＤＸ測定点を示す撮影図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨から逸脱しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、本実施形態の説明に用いる図面は、いずれも本発明による発光装置１などの特性を模式的に示すものであって、理解を深めるべく、必要に応じて部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っている場合がある。更に、用いられている様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。
【００４２】
また、本明細書中の蛍光体の組成式において、各組成式の区切りは読点（、）で区切って表わす。また、カンマ（，）で区切って複数の元素を列記する場合には、列記された元素のうち一種又は二種以上を任意の組み合わせ及び組成で含有していてもよいことを示している。例えば、「（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ａｌ2Ｏ4：Ｅｕ」という組成式は、「ＣａＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ」と、「ＳｒＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ」と、「ＢａＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ」と、「Ｃａ1-xＳｒxＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ」と、「Ｓｒ1-xＢａxＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ」と、「Ｃａ1-xＢａxＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ」と、「Ｃａ1-x-yＳｒxＢａyＡｌ2Ｏ4：Ｅｕ」とを全て包括的に示しているものとする（但し、前記式中、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｘ＋ｙ＜１）。
【００４３】
［第１実施形態］
（全体構成）
図１は、本発明の第１実施形態の発光装置１の構成を示す概略斜視図である。図１に示すように、本発明の第１実施形態の発光装置１は、蛍光体部２とＬＥＤ部３とを含む。そして、ＬＥＤ部３は、複数の青色ＬＥＤ（半導体発光素子）３ｂを含む。図１に示す例では、青色ＬＥＤ３ｂは、基板５の上面５１に、縦方向および横方向に等間隔で設置されている。
【００４４】
（ＬＥＤ部）
ＬＥＤ部３の構成について説明する。ＬＥＤ部３において、青色ＬＥＤ３ｂは、最大ピーク波長３５０ｎｍ以上であって５２０ｎｍ以下の光、より好ましくは最大ピーク波長４２０ｎｍ以上であって４８０ｎｍ以下の光を発する。そして、青色ＬＥＤ３ｂが設置されている基板５は、上面５１に配線パターンが形成された絶縁基板である。基板５の上面５１には、青色ＬＥＤ３ｂに電力を供給するための配線パターンとして、青色ＬＥＤ３ｂの陽極側に接続される回路パターンと陰極側に接続される回路パターンとが形成されている。そして、各回路パターンと青色ＬＥＤ３ｂの各極側の端子とは、例えば、半田付けでそれぞれ接続されている。基板５には、様々な材料が適用可能である。例えば、セラミックス、樹脂、ガラスエポキシ、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂等から選択された材料を用いてもよい。例えば、光の反射率を良くして蛍光体部２の光取り出し効率を向上させる上では、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタン等の白色顔料を含むシリコーン樹脂を用いるのが好ましい。また例えば、銅製基板やアルミ製基板等の金属製基板を用いて放熱性を向上させることも可能であるが、この場合は、電気的絶縁を間に介して基板５に配線パターンを形成する必要がある。
【００４５】
基板５は、アルミナ系セラミックス基板、ジルコニア−アルミナ系セラミックス基板及びガラス−セラミックス基板からなる群から選ばれる１つを絶縁基板として用いるのが好ましく、特に反射率８５％以上、さらには９０〜９５％の反射率を有するものを用いるのがより好ましい。それによって蛍光体部２からの光取り出し効率をより向上させることができる。また上記の基板はいずれも熱伝導率が高く、これらの基板５を採用することによって、青色ＬＥＤ３ｂが発する熱を効率良く放熱することが可能になる。したがって発光装置１の信頼性をより向上させることができる。さらに、これらの基板はいずれも成形性に優れていることから、これらの基板を用いることによって製造がより容易になる。それによって発光装置１の製造コストをより低減させることができる。
【００４６】
また基板５に、表面にのみ配線パターンが形成された単層基板を採用する場合には、裏面全体に銅箔等を設けてもよい。それによってヒートシンク等に対する基板５の裏面からの放熱効率を向上させることができるので、発光装置１の放熱性能をより向上させることができる。さらに基板５には、例えばねじ止め固定用の貫通孔や切り欠き部等が適宜設けられていてもよい。
【００４７】
青色ＬＥＤ３ｂに電力を供給するための配線パターンを基板５に形成するために、例えば、スクリーン印刷による方法やフォトリソエッチングによる方法等、公知の方法を用いることができる。またインクジェットヘッドから導電性インクや金属粒子等を噴射して配線パターンを形成する方法を用いることもできる。
【００４８】
（蛍光体部）
蛍光体部２について説明する。蛍光体部２は、基板５の上面５１に向かいあう第１の面２１を有するように膜状または板状に成形されている保持部材２ｋを含む。なお、保持部材２ｋとしては、例えば、透明樹脂材やガラス材等が用いられる。なお、透明樹脂材として、例えば、熱可塑性樹脂や、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等が用いられるが、ＬＥＤから発せられる光に対して十分な透明性と耐久性とを有した材料が用いられることが好ましい。
【００４９】
そのような材料に、ポリ（メタ）アクリル酸メチル等の（メタ）アクリル樹脂、ポリスチレンやスチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアルコール、エチルセルロースやセルロースアセテートやセルロースアセテートブチレート等のセルロース系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等がある。また、無機系材料に、例えば、金属アルコキシド、セラミックス前駆体ポリマー、もしくは金属アルコキシドを含有する溶液をゾル−ゲル法により加水分解重合してなる溶液、またはこれらの組み合わせを固化した無機系材料、例えば、シロキサン結合を有する無機系材料やガラスがある。
【００５０】
そして、蛍光体部２において、当該保持部材２ｋに、複数の緑色蛍光体部（第１蛍光体部）２ｇ（図１において網掛けで示されている部分）と、複数の赤色蛍光体部（第２蛍光体部）２ｒ（図１において右下がり斜線で示されている部分）と、隣接する各色の蛍光体部２ｒ，２ｇの境界に設けられた仕切り部２ｗとが形成されている。つまり、図１に示すように、複数の赤色蛍光体部２ｒと複数の緑色蛍光体部２ｇとが仕切り部２ｗを挟んで並設されている。
【００５１】
本実施形態において、保持部材２ｋにおける厚さ方向の一方の面（例えば、基板５の上面５１に対向する第１の面２１の反対側の第２の面２２）に、仕切り部２ｗによって仕切られた各領域に各色の蛍光体部２ｒ，２ｇがスクリーン印刷等で塗布されることにより複数の複数の赤色蛍光体部２ｒと複数の緑色蛍光体部２ｇとが仕切り部２ｗを挟んで並設されている。つまり、複数の複数の赤色蛍光体部２ｒと複数の緑色蛍光体部２ｇとは、膜状または板状の蛍光体部２の厚さ方向の面に並べられている。なお、保持部材２ｋにおける第１の面２１に、仕切り部２ｗによって仕切られた各領域に各色の蛍光体部２ｒ，２ｇがスクリーン印刷等で塗布されていてもよい。また、保持部材２ｋ内に仕切り部材、赤色蛍光体、および緑色蛍光体を設け、仕切り部材によって仕切られた各領域に、赤色蛍光体による赤色蛍光体部２ｒと緑色蛍光体による緑色蛍光体部２ｇとが形成されてもよい。
【００５２】
なお、仕切り部２ｗには、例えば、アルミナ系セラミックや、セラミック、樹脂、ガラスエポキシ、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料が用いられてもよい。なお、各色の蛍光体部内に光を反射させて戻すために、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの白色顔料を含むシリコーン樹脂が用いられてもよい。
【００５３】
保持部材２ｋの第１の面２１における各領域の各色の蛍光体部２ｒ，２ｇに含まれるそれぞれの蛍光体の決定方法について、モース硬度を用いて説明する。
【００５４】
一方の蛍光体部の蛍光体のモース硬度値が他方の蛍光体部の蛍光体のモース硬度値よりも大きい場合に、一方の蛍光体部の蛍光体のモース硬度値を他方の蛍光体部の蛍光体のモース硬度値で割った商は２以上であるように、各蛍光体部に含まれる蛍光体がそれぞれ決定される。つまり、片方の蛍光体部の蛍光体は、モース硬度値がもう片方の蛍光体部の蛍光体のモース硬度値の２倍以上になる蛍光体に、または、モース硬度値がもう片方の蛍光体部の蛍光体のモース硬度値の１／２以下になる蛍光体に、決定される。このような組み合わせの蛍光体を用いて前記第１参考例のように１つの蛍光体部を形成して発光装置を得た場合には、一方の蛍光体が他方の蛍光体を破壊してしまい、所望の色および輝度の光を発する発光装置とならない傾向がある。
【００５５】
そして、片方の蛍光体部の蛍光体のモース硬度値がもう片方の蛍光体部の蛍光体のモース硬度値よりも大きい場合に、片方の蛍光体部の蛍光体は、モース硬度値が５よりも大きい蛍光体に決定される。また、片方の蛍光体部の蛍光体のモース硬度値がもう片方の蛍光体部の蛍光体のモース硬度値よりも小さい場合に、片方の蛍光体部の蛍光体は、モース硬度値が５以下の蛍光体に決定される。このような組み合わせの蛍光体を用いて前記第１参考例のように１つの蛍光体部を形成して発光装置を得た場合には、一方の蛍光体が他方の蛍光体を破壊してしまい、所望の色および輝度の光を発する発光装置とならない傾向がある。
【００５６】
図１に示す例では、蛍光体部２は、ＬＥＤ部３の上方に設置されている。従って、蛍光体部２には、ＬＥＤ部３が発した光が下方から入射する。そして、蛍光体部２は、入射した光によって励起された蛍光、および入射した光の透過光を上方に発する。従って、蛍光体部２の第１の面２１からＬＥＤ部３が発した光である一次光が入射し、第２の面２２から発光装置１から放射される蛍光および透過光からなる合成光が出射する。なお、蛍光体部２は、ＬＥＤ部３が設置されている位置に応じて、ＬＥＤ部３によって発せられた光が入射する位置に設置される。図１に示す例では、蛍光体部２が９つの領域に分けられているが、より多くの数の領域に分けられていてもよいし、より少ない数の領域に分けられていてもよい。そして、各蛍光体部２ｒ，２ｇの数が互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。各蛍光体部２ｒ，２ｇの数および領域の広さは、発光装置１に放射させる合成光の所望の相関色温度等にもとづいて決定される。
【００５７】
なお、図１に示す例では、各蛍光体部２ｒ，２ｇに応じて青色ＬＥＤ３ｂがそれぞれ設置されている。つまり、図１に示す例では、各蛍光体部２ｒ，２ｇと青色ＬＥＤ３ｂとがそれぞれ１対１に対応するように構成されている。しかし、一の青色ＬＥＤ３ｂが発した光が複数の蛍光体部に入射するように構成されていてもよいし、複数の青色ＬＥＤ３ｂが発した光が一の蛍光体部に入射するように構成されていてもよいし、複数の青色ＬＥＤ３ｂが発した光が複数の蛍光体部に入射するように構成されていてもよい。
【００５８】
蛍光体部２とＬＥＤ部３との間の距離は、０．０１ｍｍ以上であることが好ましく、０．３ｍｍ以上であることがより好ましく、０．５ｍｍ以上であることがさらに好ましく、１ｍｍ以上であることが特に好ましく、５００ｍｍ以下であることが好ましく、３００ｍｍ以下であることがより好ましく、１００ｍｍ以下であることがさらに好ましく、１０ｍｍ以下であることが特に好ましい。
【００５９】
なお、蛍光体部２の厚さは、１ｍｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましく、３００μｍ以下であることが更に好ましい。また、１μｍ以上であることが好ましく、５μｍ以上であることがより好ましい。また、後述する蛍光体部２の励起光透過率は、９０％以下であることが好ましく、７０％以下であることがより好ましく、６０％以下であることがさらに好ましい。また、０．０１％以上であることが好ましく、０．０５％以上であることがより好ましい。
【００６０】
蛍光体部２とＬＥＤ部３との間の距離が短いことが好ましい理由は、ＬＥＤ部３が発した光によって一の蛍光体部で励起された蛍光がＬＥＤ部３等に反射して他の蛍光体部に入射し、後述するカスケード励起が生じることを抑制するためである。なお、蛍光体部２に対するＬＥＤ部３によって発せられた熱の影響を防ぐために、例えば、蛍光体部２とＬＥＤ部３とは接しないように構成されている。
【００６１】
（蛍光体部の変形例１）
図２は、発光装置１の他の例を示す概略斜視図である。図１に示す例では、説明の簡単のため、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇのそれぞれの面積が同じであるように示されているが、所望の色度や色温度の光を発する発光装置１を実現するために、図２に示されているように、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇのそれぞれの面積が異なるように構成されていてもよい。各色の蛍光体部２ｒ，２ｇのそれぞれ合計面積を異ならせることによって、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇの面積比を異ならせることができる。従って、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇの面積比を異ならせるために、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇの数を異ならせる方法と、それぞれ複数設けられている各色の蛍光体部２ｒ，２ｇの各々の面積を異ならせる方法とがある。
【００６２】
（蛍光体部の変形例２）
図３は、発光装置１のさらに他の例を示す概略斜視図である。図１および図２に示す例では、ＬＥＤ部３に青色ＬＥＤ３ｂが設置されているが、ＬＥＤ部３に、青色ＬＥＤ３ｂに代えて、最大ピーク波長が３８０ｎｍ以上であって４２０ｎｍ以下である光を発する紫色ＬＥＤ３ｐが設置されてもよい。紫色ＬＥＤ３ｐが設置された場合、蛍光体部２に、当該紫色ＬＥＤ３ｐが発した光によって励起されて青色光を発する青色蛍光体部２ｂが設けられる。
【００６３】
この青色蛍光体部２ｂは、膜状または板状の保持部材２ｋａにおける保持部材２ｋの第１の面２１に向かい合う面２２ａに、スクリーン印刷等で塗布されて形成される。なお、青色蛍光体部２ｂは、保持部材２ｋａにおけるＬＥＤ部３に向かい合う面２１ａに、スクリーン印刷等で塗布されて形成されてもよい。また、保持部材２ｋａに青色蛍光体が含有されて青色蛍光体部２ｂが構成されてもよい。保持部材２ｋａは、保持部材２ｋとＬＥＤ部３との間に介装され、当該青色蛍光体部２ｂが発した青色光が蛍光体部２ｒ，２ｇに入射するように構成される。この場合には、青色蛍光体部２ｂは、保持部材２ｋの第１の面２１と接して設けられていてもよく、ＬＥＤ部３と接して設けられていてもよい。なお、保持部材２ｋａとして、前述した保持部材２ｋと同様な、例えば、透明樹脂材やガラス材等が用いられる。
【００６４】
図１〜３に示す例では、蛍光体部２には、黄色蛍光体が含まれる黄色蛍光体部が設けられていないが、赤色蛍光体部２ｒおよび緑色蛍光体部２ｇに並設されて黄色蛍光体を含む黄色蛍光体部が設けられていてもよい。そのような構成によれば、発光装置１が発する光の相関色温度をより自由に設定することができる。また、平均演色評価数や特殊演色評価数を容易に高めることができる。
【００６５】
また、ＬＥＤ部３に、青色ＬＥＤ３ｂとともに紫色ＬＥＤ３ｐが設置されてもよい。青色ＬＥＤ３ｂとともに紫色ＬＥＤ３ｐが設置される場合、保持部材２ｋａは、青色蛍光体部２ｂが形成される領域と、青色蛍光体部２ｂが形成されていない領域、つまり、ＬＥＤ部３が発した光が波長変換されずに通過する領域とに分けられて構成される。そして、青色蛍光体部２ｂは、紫色ＬＥＤ３ｐが設置された位置に応じた領域に形成されている。そのような構成によって、紫色ＬＥＤ３ｐが発した光は、保持部材２ｋａに形成された青色蛍光体部２ｂに入射して青色光に波長変換されて、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇに入射し、青色ＬＥＤ３ｂが発した光は、波長変換されずに保持部材２ｋａを通過して各色の蛍光体部２ｒ，２ｇに入射する。そして、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇによって波長変換されて放射される。なお、紫色ＬＥＤ３ｐは、発した光が波長変換されずに各色の蛍光体部２ｒ，２ｇに入射する位置にも設けられていてもよい。
【００６６】
（蛍光体）
【表２】
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【００６７】
表２は、本実施形態の発光装置１に使用可能な蛍光体のモース硬度を示す一覧表である。モース硬度とは、１から１０までの値を用いて、主に鉱物の硬さを示す尺度の１つである。モース硬度値は、小さい方がより柔らかいことを示し、大きい方がより硬いことを示す。表２に示す蛍光体の例では、Ｋ2（Ｓｉ，Ｔｉ）Ｆ6：Ｍｎが最も柔らかく、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ2Ｎ2Ｏ2：Ｅｕが最も硬いことになる。
【００６８】
ここで、前述した各蛍光体の具体例について以下に説明する。なお、これら蛍光体は本実施形態において好適な蛍光体を例示するものであるが、適用可能な蛍光体は以下に限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない限りにおいて、様々な種類の蛍光体や、それら蛍光体の組み合わせを適用することが可能である。
【００６９】
（赤色蛍光体）
本実施形態の発光装置１で用いられる赤色蛍光体は、下記式［１］で表される化学組成を有する結晶相を含有し、Ｍ4とＭｎとの合計モル数に対するＭｎの割合が０．１モル％以上４０モル％以下の蛍光体であることが好ましい。
Ｍ12Ｍ4Ｆ6：Ｒ ・・・［１］
（式［１］中、Ｍ1は、Ｋ、及びＮａからなる群から選ばれる１種以上の元素を含有し、Ｍ4は、Ｓｉを含有する金属元素、Ｒは、少なくともＭｎを含有する付活元素を表す。）
【００７０】
上記式［１］において、Ｍ1はカリウム（Ｋ）及びナトリウム（Ｎａ）からなる群より選ばれる元素を含有する。これらの元素のうち何れか一方を単独で含有していてもよく、二種を任意の比率で併有していてもよい。また、上記のほかにその性能に影響を与えない限りにおいて、Ｌｉ、Ｒｂ、Ｃｓ等のアルカリ金属元素や、（ＮＨ4）を一部含有していても良い。Ｌｉ、Ｒｂ、Ｃｓ、（ＮＨ4）の含有量としては通常全Ｍ1量に対して１０モル％以下である。
【００７１】
このうちＭ1としては、少なくともＫを含有していることが好ましい。通常、全Ｍ1量に対してＫが９０モル％以上を占め、好ましくは９７モル％以上を占める場合であり、より好ましくは９８モル％以上を占める場合であり、さらに好ましくは９９モル％以上を占める場合であり、Ｋのみを用いることが特に好ましい。
【００７２】
上記式［１］において、Ｍ4は、少なくともＳｉを含有する。通常、全Ｍ4量に対してＳｉが９０モル％以上を占め、好ましくは９７モル％以上を占める場合であり、より好ましくは９８モル％以上を占める場合であり、さらに好ましくは９９モル％以上を占める場合であり、Ｓｉのみを用いることが特に好ましい。即ち、式［１］で表される化学組成を有する結晶相を含有する蛍光体は、下記式［２］で表される化学組成を有する結晶相を含有することが特に好ましい。
Ｍ12ＳｉＦ6：Ｒ …［２］
（式［２］中、Ｍ1は、Ｋ、及びＮａからなる群から選ばれる１種以上の元素を含有し、Ｒは、少なくともＭｎを含有する付活元素を表す。）
【００７３】
なお、上記式［１］において、Ｍ4としてＳｉ以外に含まれていてもよい元素としては、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｂ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、及びＭｇよりなる群から選ばれる１種又は２種以上が挙げられる。
【００７４】
上記式［１］及び［２］において、Ｒは、少なくともＭｎを含有する付活元素であり、ＲとしてＭｎ以外に含まれていてもよい付活元素としては、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、及びＡｇよりなる群から選ばれる１種又は２種以上が挙げられる。
【００７５】
Ｒは、Ｍｎを通常全Ｒ量に対して９０モル％以上含むことが好ましく、より好ましくは９５モル％以上、特に９８モル％以上含むことが好ましく、Ｍｎのみを含むことが特に好ましい。
【００７６】
本実施形態の発光装置１に用いられる赤色蛍光体は、Ｍ4とＭｎとの合計モル数に対するＭｎの割合（本発明において、この割合を以下「Ｍｎ濃度」と称す。）が０．１モル％以上４０モル％以下であることが好ましい。このＭｎ濃度が低すぎると、蛍光体による励起光の吸収効率が低くなるので、輝度が低下する傾向にあり、高すぎると、吸収効率は高くなるものの、濃度消光により内部量子効率及び輝度が低下する傾向にある。より好ましいＭｎ濃度の下限は、０．４モル％以上、さらに好ましくは１モル％以上、特に好ましくは２モル％以上である。また、より好ましいＭｎ濃度の上限は２０モル％以下、さらに好ましくは８モル％以下、特に好ましくは６モル％以下である。
【００７７】
そして、赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５７０ｎｍ以上、好ましくは５８０ｎｍ以上、より好ましくは５８５ｎｍ以上であって、通常は７８０ｎｍ以下、好ましくは７００ｎｍ以下、より好ましくは６８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。なかでも、赤色蛍光体として、例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ、３．５ＭＯ・０．５ＭＦ2・ＧｅＯ2：Ｍｎ（ただし、Ｍは２価の金属元素を表す）、Ｍ14Ｇｅ5Ｏ24：Ｍｎ（ただし、Ｍは２価の金属元素を表す）が好ましく、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・ＧｅＯ2: Ｍｎ、Ｍｇ14Ｇｅ5Ｏ24：Ｍｎがより好ましく、上記式［１］，［２］を満たすＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎが特に好ましい。なお、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕのモース硬度値は８である。（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕのモース硬度値は６である。ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕのモース硬度値は８である。（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕのモース硬度値は５である。Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎのモース硬度値は２である。
【００７８】
（緑色蛍光体）
緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５００ｎｍ以上、好ましくは５１０ｎｍ以上、より好ましくは５１５ｎｍ以上であって、通常は５５０ｎｍ以下、好ましくは５４２ｎｍ以下、より好ましくは５３５ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。なかでも、緑色蛍光体として、例えば、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ、Ｃａ3（Ｓｃ，Ｍｇ）2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕ（β−サイアロン）、（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12Ｎ2：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕが好ましい。なお、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅのモース硬度値は６である。Ｃａ3（Ｓｃ，Ｍｇ）2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅのモース硬度値は７である。（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕ（β−サイアロン）のモース硬度値は８である。（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12Ｎ2：Ｅｕのモース硬度値は８である。ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎのモース硬度値は８である。
【００７９】
（黄色蛍光体）
黄色蛍光体部が用いられる場合の黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５３０ｎｍ以上、好ましくは５４０ｎｍ以上、より好ましくは５５０ｎｍ以上であって、通常は６２０ｎｍ以下、好ましくは６００ｎｍ以下、より好ましくは５８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。なかでも、黄色蛍光体として、例えば、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ2Ｎ2Ｏ2：Ｅｕ（α−サイアロン）、Ｌａ3Ｓｉ6Ｎ11：Ｃｅ（ただし、その一部がＣａやＯで置換されていてもよい）が好ましい。なお、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕのモース硬度値は６である。Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅのモース硬度値は７である。（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅのモース硬度値は７である。Ｌａ3Ｓｉ6Ｎ11：Ｃｅのモース硬度値は８である。（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ2Ｎ2Ｏ2：Ｅｕのモース硬度値は９である。
【００８０】
（青色蛍光体）
青色蛍光体部２ｂが用いられる場合の青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は４２０ｎｍ以上、好ましくは４３０ｎｍ以上、より好ましくは４４０ｎｍ以上であって、通常は５００ｎｍ未満、好ましくは４９０ｎｍ以下、より好ましくは４８０ｎｍ以下、更に好ましくは４７０ｎｍ以下、特に好ましくは４６０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。なかでも、青色蛍光体として、例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕが好ましい。なお、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕのモース硬度値は５である。（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕのモース硬度値は８である。
【００８１】
（比較用発光装置）
本実施形態の発光装置１は、蛍光体部２に、赤色蛍光体部２ｒと緑色蛍光体部２ｇとが並設されている。そこで、本発明の発明者らは、本実施形態の発光装置１における赤色蛍光体部２ｒとＬＥＤ部３との組み合わせに相当する第２参考例の発光装置１−２、および緑色蛍光体部２ｇとＬＥＤ部３との組み合わせに相当する第３参考例の発光装置１−３を作成した。また、本発明の発明者らは、モース硬度値の差が小さい赤色蛍光体と緑色蛍光体との組み合わせ（具体的には、モース硬度値が８の赤色蛍光体とモース硬度値が６の緑色蛍光体との組み合わせ）で混合した蛍光部材を用いて第４参考例の発光装置１−４を作成した。
【００８２】
第２参考例
本発明の発明者らは、発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤ３ｂを、３５２８ＳＭＤ型ＰＰＡ樹脂パッケージの凹部の底の端子に、シリコーン樹脂ベースの透明ダイボンドペーストで接着した。その後、１５０℃で２時間加熱し、透明ダイボンドペーストを硬化させた後、当該青色ＬＥＤ３ｂと当該パッケージの電極とを直径２５μｍの金線を用いてワイヤボンディングした。以下、各例において、青色ＬＥＤ３ｂは同様な方法で３５２８ＳＭＤ型ＰＰＡ樹脂パッケージ（以下、単にパッケージという）の凹部の底の端子に配置される。
【００８３】
次に、互いの重量割合が６７％：３３％になる分量で、シリコーン樹脂と、モース硬度値が２で発光ピーク波長が６３１ｎｍで発光ピーク半値幅が６ｎｍの赤色蛍光体（Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+）とを、攪拌脱泡装置を用いた所定の方法で混合し、第２参考例の蛍光体含有組成物を得た。所定の方法とは、攪拌脱泡装置（シンキー社製ＡＲ−１００）を用いて２０００ｒｐｍで２分間攪拌し、２２００ｒｐｍで２分間脱泡した後に、２０００ｒｐｍで２分間攪拌するという混合方法である。
【００８４】
次に、得られた第２参考例の蛍光体含有組成物のうち、４μｌを青色ＬＥＤ３ｂが設置されているパッケージの凹部にディスペンサを用いて注液した。そして、第２参考例の蛍光体含有組成物を１００℃で１時間加熱した後に、さらに１５０℃で５時間加熱して硬化させて第２参考例の蛍光部材を作成し、青色ＬＥＤ３ｂと第２参考例の蛍光部材とによる第２参考例の発光装置１−２を作成した。
【００８５】
図４は、第２参考例の発光装置１−２が発した光のスペクトルを示すグラフである。図５は、第２参考例の発光装置１−２が発した光の色度を示すＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図である。図４に示すスペクトルおよび図５に示す色度は、第２参考例の発光装置１−２に２ｍＡの電流を流して発せられた光のスペクトルおよび色度である。図４に示すように、第２参考例の発光装置１は、青色ＬＥＤ３ｂが発した波長４６０ｎｍの光に励起されて、ピーク波長が６３１ｎｍ程度である蛍光を発する。そして、図５に示すように、第２参考例の発光装置１−２が発する光は、ＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図において右側下方の座標Ｐ２で示される。
【００８６】
第３参考例
また、本発明の発明者らは、互いの重量割合が９１％：９％になる分量で、シリコーン樹脂と、モース硬度値が６で発光ピーク波長が５２８ｎｍで発光ピーク半値幅が６８ｎｍの緑色蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+とを、前述した所定の方法で混合し、第３参考例の蛍光体含有組成物を得た。
【００８７】
次に、第２参考例の発光装置１−２を作成した場合と同様に、得られた第３参考例の蛍光体含有組成物のうち、４μｌを青色ＬＥＤ３ｂが設置されているパッケージの凹部にディスペンサを用いて注液した。そして、第３参考例の蛍光体含有組成物を１００℃で１時間加熱した後に、さらに１５０℃で５時間加熱して硬化させて第３参考例の蛍光部材を作成し、青色ＬＥＤ３ｂと第３参考例の蛍光部材とによる第３参考例の発光装置１−３を作成した。
【００８８】
図６は、第３参考例の発光装置１−３が発した光のスペクトルを示すグラフである。図７は、第３参考例の発光装置１−３が発した光の色度を示すＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図である。図６に示すスペクトルおよび図７に示す色度は、第３参考例の発光装置１−３に２ｍＡの電流を流して発せられた光のスペクトルおよび色度である。図６に示すように、第２参考例の発光装置１−３は、青色ＬＥＤ３ｂが発した波長４６０ｎｍの励起光と、当該励起光に励起されてピーク波長が５２８ｎｍ程度である蛍光との合成光を発する。そして、図７に示すように、第３参考例の発光装置１−３が発する光は、ＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図において、左側中程の座標Ｐ３で示される。
【００８９】
第４参考例
本発明の発明者らは、互いの重量割合が８９％：９％：２％になる分量で、シリコーン樹脂と、モース硬度値が６で発光ピーク波長が５２８ｎｍで発光ピーク半値幅が６８ｎｍの緑色蛍光体（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+と、モース硬度値が８で発光ピーク波長が６２５ｎｍで発光ピークの半値幅が８９ｎｍの赤色蛍光体（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕとを所定の方法で混合し、第４参考例の蛍光体含有組成物を得た。
【００９０】
次に、第２参考例の発光装置１−２を作成した場合および第３参考例の発光装置１−３を作成した場合と同様に、得られた第４参考例の蛍光体含有組成物のうち、４μｌを青色ＬＥＤ３ｂが設置されているパッケージの凹部にディスペンサを用いて注液した。そして、第４参考例の蛍光体含有組成物を１００℃で１時間加熱した後に、さらに１５０℃で５時間加熱して硬化させて第４参考例の蛍光部材を作成し、青色ＬＥＤ３ｂと第３参考例の蛍光部材とによる第４参考例の発光装置１−４を作成した。
【００９１】
ＳＥＭ撮影結果
本発明の発明者らは、第２参考例の蛍光部材の割断面、第３参考例の蛍光部材の割断面および第４参考例の蛍光部材の割断面のＳＥＭ撮影を行った。なお、ＳＥＭ撮影は、前述したように、走査電子顕微鏡は株式会社日立ハイテクノロジーズ製Ｓ−３４００Ｎが用いられて、電圧２０ｋＶとして３２００倍の倍率で行われている。
【００９２】
図８は、第２参考例の蛍光部材の割断面のＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。図８に示すように、第２参考例の蛍光部材の割断面には、図２０に示されているＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+の結晶と同様な形状および大きさの結晶があることが示されている。
【００９３】
図９は、第３参考例の蛍光部材の割断面のＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。図９に示すように、第３参考例の蛍光部材の割断面には、図２２に示されている（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+の結晶と同様な形状および大きさの結晶があり、シリコーン樹脂に埋没していることが示されている。
【００９４】
図１０は、第４参考例の蛍光部材の割断面のＳＥＭ撮影画像を示す説明図である。図１０に示すように、第４参考例の蛍光部材の割断面には、図２１に示されている（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕの結晶と同様な形状および大きさの結晶と、図２２に示されている（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+の結晶と同様な形状および大きさの結晶とがあり、シリコーン樹脂に埋没していることが示されている。
【００９５】
従って、第４参考例の蛍光部材には、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕと（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+とが、破壊されずに含まれていることがわかる。
【００９６】
シミュレーション実験
発明者らは、図４に示す第２参考例の発光装置１−２（モース硬度値が２の赤色蛍光体であるＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+が用いられた発光装置１−２）が発した光のスペクトルと、図６に示す第３参考例の発光装置１−３（モース硬度値が６の緑色蛍光体である（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+が用いられた発光装置１−３）が発した光のスペクトルとの合成スペクトルをシミュレーションにて作成した。なお、合成スペクトルは、白色の光のスペクトルとするべく、発光ピーク波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤ３ｂが発した励起光のピーク強度を１としたときに、第２参考例の発光装置１−２が発した光のピーク強度が４７となり、第３参考例の発光装置１−３が発した光のピーク強度が３となるように、第２参考例の発光装置１−２が発した光のスペクトルと第３参考例の発光装置１−３が発した光のスペクトルとが合成されている。
【００９７】
図１１は、シミュレーションにて作成した合成スペクトルを示すグラフである。図１１に示すように、第２参考例の発光装置１−２が発した光のスペクトルと、第３参考例の発光装置１−３が発した光のスペクトルとの合成スペクトルは、青色ＬＥＤ３ｂが発した励起光と各発光装置が発した各光とのピーク強度の調整によって、最大ピーク波長が６３１ｎｍ程度になっている。
【００９８】
図１２は、シミュレーションにて作成した合成スペクトルを有した光の色度を示すＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図である。このような合成スペクトルを得られるのは、第２参考例の発光装置１−２が発した光のピーク強度と、第３参考例の発光装置１−３が発した光のピーク強度とが保たれる状態、すなわち、第２参考例の発光装置１−２と第３参考例の発光装置１−３とを併用し、第２参考例の発光装置１−２および第３参考例の発光装置１−３がそれぞれ単体の発光装置と同様な特性を維持する状態であり、第２参考例の発光装置１−２に用いられたモース硬度値が２の赤色蛍光体であるＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+の結晶と、第３参考例の発光装置１−３に用いられたモース硬度値が６の緑色蛍光体である（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+の結晶とが破壊されない状態に相当する場合である。このときの合成光は、図１２の座標Ｐ４に示すように、色度値（Ｃｘ，Ｃｙ）＝（０．５０，０．３９）である。
【００９９】
図１３は、ＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図における黒体輻射軌跡曲線の近傍の要部拡大図である。図１３に示すように、シミュレーションにて作成した合成スペクトルを有した合成光は、ＣＩＥ１９３１ｘｙ色度図において、黒体輻射軌跡曲線（図１２において破線で示し、図１３において太線で示す曲線）の近傍の座標Ｐ４に位置し、ｄｕｖが−０．０２〜−０．０１の範囲内の色度の光、つまり白色の光である。従って、モース硬度値が２倍以上異なる蛍光体が用いられた場合であっても、前述した第１参考例の発光装置とは異なり、赤色蛍光体と緑色蛍光体との比率を発光装置が所望の色の光を発するために理論上必要な比率にすることで、各所望の色の光を発する発光装置を実現することができる。
【０１００】
前述したように、本実施形態の発光装置１は、蛍光体部２に、赤色蛍光体部２ｒと緑色蛍光体部２ｇとが並設されているのであるから、本実施形態の発光装置１は、赤色蛍光体部２ｒとＬＥＤ部３との組み合わせに相当する第２参考例の発光装置１−２、および緑色蛍光体部２ｇとＬＥＤ部３との組み合わせに相当する第３参考例の発光装置１−３を複合したものに相当する。従って、蛍光体部２に、赤色蛍光体部２ｒと緑色蛍光体部２ｇとが並設されている本実施形態の発光装置１は、第２参考例の発光装置１−２が発する光と第３参考例の発光装置１−３が発する光との合成光と同様な特性の光を発する。つまり、本実施形態の発光装置１は、図１２に示すスペクトルを有し、図１３に示す色度の光を発する。
【０１０１】
よって、図１に示す発光装置１および図２に示す発光装置１において、緑色蛍光体部２ｇに緑色蛍光体である（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+が用いられ、赤色蛍光体部２ｒに赤色蛍光体であるＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+が用いられた場合であっても、つまり、モース硬度の値が２倍以上異なる複数の蛍光体が用いられた場合であっても、所望の色を発させることができる。また、蛍光体結晶が粉砕されて破壊されたことによる輝度の低下を良好に抑制することができる。
【０１０２】
本実施形態では、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇに含まれる蛍光体として、互いのモース硬度値が２倍以上異なる他の組み合わせの蛍光体を用いることも可能である。具体的には、例えば、赤色蛍光体としてモース硬度値が２であるＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎが用いられた場合に、緑色蛍光体に、モース硬度値が８であるＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎを用いることが可能である。その理由は、本実施形態では、各色の蛍光体は、他の色の蛍光体に混合されずに独立して各色の蛍光体部２ｒ，２ｇに含まれるからである。従って、モース硬度値によって表される硬さが異なる場合であっても、各蛍光体が破壊されることはなく、前述した第１参考例の発光装置１のように所望の色の光を発するために理論上必要な比率で赤色蛍光体と緑色蛍光体とを用いたとしても所望の色と異なる色の光を発するという事態は生じず、理論上必要な比率で赤色蛍光体と緑色蛍光体とを用いて所望の色の光を発する発光装置１を実現することができる。
【０１０３】
なお、一の蛍光体部に、複数種類の蛍光体が併用されてもよい。ただし、複数種類の蛍光体のモース硬度値を互いに比較した場合に、２倍以上異なる組み合わせになる蛍光体は併用されない。一方の蛍光体のモース硬度値が他方の蛍光体のモース硬度値の２倍以上となる組み合わせであれば、蛍光体部を構成する過程で、一方の蛍光体が他方の蛍光体を破壊しうるが、第４参考例で述べたように、一方の蛍光体のモース硬度値が他方の蛍光体のモース硬度値の２倍未満であれば、併用されても各蛍光体は破壊されないからである。なお、一の蛍光体部に同色の複数種類の蛍光体が併用されてもよい。
【０１０４】
以上に述べたシミュレーション実験では、赤色蛍光体部２ｒに用いられている赤色蛍光体と緑色蛍光体部２ｇに用いられている緑色蛍光体とのうち、最大ピーク波長が長い赤色蛍光体にモース硬度値が２であるＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+が用いられ、最大ピーク波長が短い緑色蛍光体にモース硬度値が６である（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+が用いられている。つまり、最大ピーク波長が長い赤色蛍光体のモース硬度値の２倍以上の値のモース硬度値の緑色蛍光体が用いられている。しかし、緑色蛍光体のモース硬度値の２倍以上の値のモース硬度値の赤色蛍光体が用いられてもよい。
【０１０５】
また、以上に述べたシミュレーション実験では、赤色蛍光体部２ｒに用いられている赤色蛍光体と緑色蛍光体部２ｇに用いられている緑色蛍光体とのうち、モース硬度値が大きい最大ピーク波長が短い緑色蛍光体である（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ2+のモース硬度値は、５を超える６であり、モース硬度値が小さい最大ピーク波長が長い赤色蛍光体であるＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+のモース硬度値は、５以下の２である。しかし、赤色蛍光体部２ｒに用いられている赤色蛍光体と緑色蛍光体部２ｇに用いられている緑色蛍光体とのうち、最大ピーク波長が長い赤色蛍光体にモース硬度値が５を超える値の蛍光体が用いられ、最大ピーク波長が短い緑色蛍光体にモース硬度値が５以下の蛍光体が用いられてもよい。
【０１０６】
また、本実施形態によれば、緑色蛍光体部２ｇと赤色蛍光体部２ｒとが並設されているので、カスケード励起が生じることを良好に抑制することができる。また、各蛍光体部の間に仕切り部２ｗが設けられているので、カスケード励起が生じることをさらに防ぐことができる。従って、輝度の低下を良好に抑制することができる。よって、特許文献１に記載されている半導体発光装置のように各蛍光体層が積層されている場合に比べて、発光効率を向上させることができる。
【０１０７】
赤色蛍光体にＫ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+が用いられた場合には、Ｍｎ4+で付活されたフッ化物蛍光材料が用いられた赤色蛍光体は、半値幅が狭く、自己吸収がなく、発光強度が強いので、発光装置１の特殊演色評価数Ｒ９の値が大きくなることが期待される。
【０１０８】
［第２実施形態］
図１４は、第２実施形態の発光装置１ａを示す概略断面図である。第１実施形態の発光装置１は、図１、図２および図３に示されているように、ＬＥＤ部３においてＬＥＤが基板５の上面５１に設置されている。また、保持部材２ｋにおける第２の面２２に、仕切り部２ｗによって仕切られた各領域に各色の蛍光体部２ｒ，２ｇがスクリーン印刷等で塗布されて蛍光体部２が形成されている。それに対して第２実施形態の発光装置１ａは、基板５に凹部５ａが複数設けられている。そして、各凹部５ａの底部に青色ＬＥＤ３ｂがそれぞれ設置されている。さらに、各凹部５ａには、赤色蛍光体部２ｒまたは緑色蛍光体部２ｇが保持されている。
【０１０９】
なお、本実施形態では、図１４に示すように、凹部５ａに保持されている赤色蛍光体部２ｒは充填剤と赤色蛍光体とからなり、凹部５ａに保持されている緑色蛍光体部２ｇは充填剤と緑色蛍光体とからなる。赤色蛍光体と緑色蛍光体とには、第１実施形態の発光装置１において用いられる蛍光体と同様な蛍光体がそれぞれ用いられる。また、充填剤には、例えば、シリコーン樹脂が用いられる。そして、赤色蛍光体部２ｒは、凹部５ａの底部に設置された青色ＬＥＤ３ｂが発した光に励起されて赤色光を発する。緑色蛍光体部２ｇは、凹部５ａの底部に設置された青色ＬＥＤ３ｂが発した光に励起されて緑色光を発する。なお、本実施形態では一の基板５に複数の凹部５ａを設けたが、複数の凹部５ａをそれぞれ別々の基板に設けてもよいし、一の凹部５ａを有する複数の基板５によって構成されてもよい。基板５に代えて、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇを保持するための容器が並べられて設置されていてもよい。また、黄色蛍光体を含む黄色蛍光体部を保持する凹部５ａが基板５に設けられ、黄色蛍光体部は、凹部５ａの底部に設置された青色ＬＥＤ３ｂが発した光に励起されて黄色光を発するように構成されていてもよい。
【０１１０】
本実施形態の発光装置１ａは、各凹部５ａの底部に設置された各青色ＬＥＤ３ｂが発した光によって各凹部５ａに保持されている各蛍光体部に含まれる各蛍光体が励起されて蛍光を発し、各蛍光体による各蛍光と、各青色ＬＥＤ３ｂが発した励起光との合成光を発する。
【０１１１】
本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、各蛍光体は、モース硬度の値が２倍以上異なる他の蛍光体と混合されることがないので、所望の色の光を発する発光装置を実現することができる。また、蛍光体結晶が粉砕されて破壊されたことによる輝度の低下を良好に抑制することができる。
【０１１２】
また、本実施形態によれば、各蛍光体部が凹部５ａ内に保持されているので、各蛍光体部が発した光が隣接する凹部５ａ内に保持されている他の蛍光体部に入射することを良好に抑制し、隣接する凹部５ａ内に保持されている蛍光体部に含まれる蛍光体間のカスケード励起の発生を良好に抑制することができる。従って、輝度の低下を良好に抑制することができる。よって、特許文献１に記載されている半導体発光装置のように各蛍光体層が積層されている場合に比べて、発光効率を向上させることができる。
【０１１３】
［第３実施形態］
図１５は、第３実施形態の発光装置１ｂを示す概略断面図である。図１５（ａ）に示す本実施形態の発光装置１ｂは、第１実施形態の発光装置１の構成に加えて、保持部材２ｋにおける第２の面２２側に凸部が設けられている。図１５（ａ）に示す例では、保持部材２ｋにおける各色の蛍光体部２ｒ，２ｇの領域に対応し、凸部として半球レンズ４がそれぞれ設置されている。そのような構成によれば、各色の蛍光体部から発せられた各色がより一層良好に混合される。
【０１１４】
なお、図１５（ａ）に示す例では、半球レンズ４からなる凸部が設けられているが、凸部に代えて凹部が設けられていてもよい。図１５（ｂ）に示す本実施形態の発光装置１ｂは、保持部材２ｋにおける各色の蛍光体部２ｒ，２ｇの領域に対応する第２の面２２にそれぞれ凹部４ｂが形成されている。また、図１５（ａ）に示す例では、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇの領域毎に半球レンズ４がそれぞれ１つずつ設置されているが、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇの領域毎に複数の半球レンズ４がそれぞれ設置されていてもよい。図１５（ｂ）に示す例では、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇの領域毎に凹部４ｂがそれぞれ１つずつ形成されているが、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇの領域毎に複数の凹部４ｂがそれぞれ形成されていてもよい。つまり、各色の蛍光体部２ｒ，２ｇ毎にそれぞれ複数の凸部または複数の凹部４ｂが設けられていてもよい。前述した面に凹凸が設けられる方法は、半球レンズ４が設置される方法に限定されず、保持部材２ｋの第２の面２２に凹凸を有するシートが貼付されたり、保持部材２ｋの第２の面２２がプレス加工などにより凹凸があるように成型されたり、保持部材２ｋの第２の面２２に円錐状の突起や三角錐状、四角錐状などの角錐状の突起などが設けられていてもよい。
【０１１５】
また、第１実施形態で述べたように、黄色蛍光体を含む黄色蛍光体部が保持部材２ｋの蛍光体部２に設けられ、黄色蛍光体部は、青色ＬＥＤ３ｂが発した光に励起されて黄色光を発するように構成されていてもよい。そして、黄色蛍光体部の領域にも同様に半球レンズ４などが設置されていてもよい。
【０１１６】
［第４実施形態］
図１６は、第４実施形態の発光装置１ｃを示す概略斜視図である。第４実施形態の発光装置１ｃの蛍光体部２は、複数の領域（例えば、第１領域２−１および第２領域２−２）に分割されている。そして、各領域で赤色蛍光体部２ｒと緑色蛍光体部２ｇとの面積の比率が互いに異なるように構成されている。具体的には、例えば、第１領域２−１は、第１の相関色温度の光を発するように決定された面積の比率で赤色蛍光体部２ｒと緑色蛍光体部２ｇとがそれぞれ構成され、第２領域２−２は、第１の相関色温度とは異なる第２の相関色温度の光を発するように決定された面積の比率で赤色蛍光体部２ｒと緑色蛍光体部２ｇとがそれぞれ構成されている。図１６に示す例では、保持部材２ｋの第２の面２２に、第１領域２−１と第２領域２−２とを有する蛍光体部２が形成されている。
【０１１７】
当該蛍光体部２が形成された保持部材２ｋは、１組の支持部材２ｍによって支持されている。図１７は、要部を拡大して支持部材２ｍと保持部材２ｋとを示す概略斜視図である。図１７に示すように、一方の支持部材２ｍは、例えば、一方の側面に凹部２ｎが設けられてレール状に形成され、保持部材２ｋの長手方向の一方の端部２ｆを摺動可能に支持する。また、他方の支持部材２ｍは、一方の支持部材２ｍと同様に、凹部２ｎが保持部材２ｋの長手方向の他方の端部２ｆを摺動可能に支持する。そして、蛍光体部２が形成された保持部材２ｋは、操作者の手動で、または操作者のスイッチ操作等に応じたモータやアクチュエータ等によって、ＬＥＤ部３における青色ＬＥＤ３ｂが設置されている基板５の上面５１に沿って摺動して移動する。
【０１１８】
基板５は、図１６，図１７には図示しない筐体２ｈにおける中央架設部２ｈａに設置される。２つの支持部材２ｍは、凹部２ｎがＬＥＤ部３の基板５の上面５１の上方に基板５に沿ってそれぞれ延設され、筐体２ｈにねじ止め等でそれぞれ固定されている。そのような構成により、保持部材２ｋは、第２の面２２がＬＥＤ部３の基板５の上面５１に対向した状態で、基板５に沿って移動することになる。
【０１１９】
図１８は、ＬＥＤ部３の基板５の上面５１に沿う方向に移動する保持部材２ｋを示す説明図である。図１８に示すように、筐体２ｈには、保持部材２ｋの長手方向に沿って、第１の架設部２ｈｂ、中央架設部２ｈａおよび第２の架設部２ｈｃが設けられている。第１の架設部２ｈｂは、中央架設部２ｈａに隣接して、保持部材２ｋの一方の長手方向に設けられている。第２の架設部２ｈｃは、中央架設部２ｈａに隣接して、保持部材２ｋの他方の長手方向に設けられている。また、第１の架設部２ｈｂ、中央架設部２ｈａおよび第２の架設部２ｈｃのそれぞれの長手方向の長さは、保持部材２ｋの長手方向の長さのうち、第１領域２−１の長さおよび第２領域２−２の長さに対応する長さである。
【０１２０】
本実施形態では、中央架設部２ｈａの上方に第１領域２−１が位置しているときに、第１の架設部２ｈｂの上方に第２領域２−２が位置する。換言すれば、本実施形態では、中央架設部２ｈａの上方に第１領域２−１が位置しているときに、筐体２ｈのうち、中央架設部２ｈａと第１の架設部２ｈｂとが、支持部材２ｍを介して保持部材２ｋを支持する。また、本実施形態では、中央架設部２ｈａの上方に第２領域２−２が位置しているときに、第２の架設部２ｈｃの上方に第１領域２−１が位置する。換言すれば、本実施形態では、中央架設部２ｈａの上方に第２領域２−２が位置しているときに、筐体２ｈのうち、中央架設部２ｈａと第１の架設部２ｈｂとが、支持部材２ｍを介して保持部材２ｋを支持する。そして、保持部材２ｋの第１の面２１のうち、中央架設部２ｈａの上方の領域に、ＬＥＤ部３によって発せられた光が入射する。そして、保持部材２ｋは、このように支持部材２ｍを介して筐体２ｈに支持されて、ＬＥＤ部３の基板５の上面５１に沿う方向に移動する。
【０１２１】
保持部材２ｋに形成されている蛍光体部２が図１８に示すように移動することにより、ＬＥＤ部３が発した光が入射する領域が第１領域２−１から第２領域２−２に亘って離散的にまたは連続的に変化する。そして、ＬＥＤ部３が発した光が入射する領域が第１領域２−１であるときには第１の相関色温度の光が発せられ、ＬＥＤ部３が発した光が入射する領域が第２領域２−２であるときには第２の相関色温度の光が発せられる。また、ＬＥＤ部３が発した光が入射する領域が第１領域２−１と第２領域２−２とに亘る領域である場合には、第１の相関色温度と第２の相関色温度との間の相関色温度の光が発せられる。つまり、発光装置１ｃから発せられる光の相関色温度が、第１領域２−１に応じた第１の相関色温度と第２領域２−２に応じた第２の相関色温度との間で変化する。なお、ＬＥＤ部３が発した光が、保持部材２ｋの第１の面２１において、基板５に正対する領域の範囲外に入射しないように、図１６に示すように、筐体２ｈに、基板５が設置されている領域と他の領域とを区切る壁２ｊが設けられている。
【０１２２】
そのような構成によれば、さらに、操作者の操作に応じて、ＬＥＤ部３に流れる電流量を変化させることなく、当該ＬＥＤ部３が発した光が入射する領域を変化させることができる。従って、操作者の操作に応じて、一方の領域に応じた相関色温度と、他方の領域に応じた相関色温度との間で、離散的にまたは連続的に発する光の相関色温度を変化させることができる。
【０１２３】
図１６に示す例では、蛍光体部２には、黄色蛍光体が含まれる黄色蛍光体部が設けられていないが、赤色蛍光体部２ｒおよび緑色蛍光体部２ｇに並設されて黄色蛍光体を含む黄色蛍光体部が設けられていてもよい。そのような構成によれば、第１領域２−１および第２領域２−２が発する光の相関色温度をより自由に設定し、発光装置１ｃが発する光を調整することができる。
【０１２４】
［第５実施形態］
図１９は、複数の発光装置１を含む発光システム（半導体発光システム）の例を示す概略説明図である。本実施形態の発光システムは、発する光の相関色温度が互いに異なる蛍光体部２ｄ，２ｅを含む発光装置１ｄ，１ｅが並んで設置される構成である。発光装置１ｄ，１ｅは、それぞれ第１実施形態の発光装置１と同様な構成である。
【０１２５】
図１９に示す発光装置１ｄ，１ｅは、蛍光体部２における赤色蛍光体部２ｒと緑色蛍光体部２ｇとの比率を互いに異ならせることで、例えば、発する光の相関色温度が互いに異なるように構成されている。具体的には、例えば、発光装置１ｄが、相関色温度が１９００Ｋ（例えば、ろうそく色）の光を発し、発光装置１ｅが、相関色温度が１９００Ｋ以外の相関色温度（例えば、ろうそく色以外の色）である２０００Ｋ〜６７００Ｋのいずれかの相関色温度の光を発する。
【０１２６】
なお、発光装置１ｄが発する光の相関色温度と、発光装置１ｅが発する光の相関色温度との差である相関色温度差は、２０００Ｋ以上であることが好ましく、３０００Ｋ以上であることがより好ましく、３５００Ｋ以上であることが特に好ましい。具体的には、例えば、発光装置１ｄが発する光の相関色温度が１９００Ｋであり、発光装置１ｅが発する光の相関色温度が２７００Ｋ（例えば、電球色）、５０００Ｋ（例えば、昼白色）、または６７００Ｋ（例えば、昼光色）のいずれかである。
【０１２７】
発する光の相関色温度が異なる発光装置１ｄ，１ｅによって構成された発光システムによれば、例えば、電流制御手段がそれぞれの発光装置における青色ＬＥＤ３ｂに流れる電流量を制御することにより、発光装置１ｄが発する光の強度と発光装置１ｅが発する光の強度とを調整して、それぞれの光の合成により得られる合成光の相関色温度を、発光装置１ｄが発する光の相関色温度（例えば、１９００Ｋ）と発光装置１ｅが発する光の相関色温度（例えば、２７００Ｋ、５０００Ｋまたは６７００Ｋのいずれか）との間で調整可能な発光システムを実現することができる。
【０１２８】
電流制御手段は、例えば、一方の発光装置における青色ＬＥＤ３ｂに電流が流れる時間を他方の発光装置における青色ＬＥＤ３ｂに電流が流れる時間よりも長くしたり、一方の発光装置における青色ＬＥＤ３ｂに流れる電流量を他方の発光装置における青色ＬＥＤ３ｂに流れる電流量よりも多くしたりして、それぞれの発光装置における青色ＬＥＤ３ｂに流れる単位時間あたりの電流量を制御することにより、発光システムから発せられる光の相関色温度を制御する。
【符号の説明】
【０１２９】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ    発光装置
２，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ    蛍光体部
２ｒ  赤色蛍光体部
２ｇ  緑色蛍光体部
２ｂ  青色蛍光体部
２ｗ  仕切り部
２ｋ，２ｋａ  保持部材
２ｍ  支持部材
２ｈ  筐体
２ｈａ  中央架設部
２ｈｂ  第１の架設部
２ｈｃ  第２の架設部
２ｆ  端部
２ｎ，４ｂ，５ａ  凹部
２−１  第１領域
２−２  第２領域
３，３ｄ，３ｅ    ＬＥＤ部
３ａ  ＬＥＤ
３ｂ  青色ＬＥＤ
３ｐ  紫色ＬＥＤ
４  半球レンズ
５  基板
５１  上面
２１，２１ａ  第１の面
２２，２２ａ  第２の面
【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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【図７】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２３】
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【図２４】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２５】
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【図２６】
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