(57)【要約】【課題】発光時及び残光時の発光効率の低下を抑制する発光装置を提供する。【解決手段】発光装置（１０）は、発光素子（１）と、緑色光を発光し、かつ、残光性を有する緑色蓄光蛍光体（２）と緑色蓄光蛍光体を分散させる封止樹脂（６）とを備える蓄光蛍光体層を備える。また、発光装置は、赤色光を発光する赤色蛍光体（４）と、赤色蛍光体を分散させる封止樹脂とを備え、さらに蛍光体として赤色蛍光体のみを含有する赤色蛍光体層（５）を備える。そして、蓄光蛍光体層と赤色蛍光体層は互いに分離して配置されており、発光素子に電流を印加した時には白色光を発し、発光素子への電流の印加を終了した後は緑色光を発する。【選択図】図１
2017135134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
緑色光を発光し、残光性を有する緑色蓄光蛍光体と、前記緑色蓄光蛍光体を分散させる封止樹脂とを備える蓄光蛍光体層と、
赤色光を発光する赤色蛍光体と、前記赤色蛍光体を分散させる封止樹脂とを備え、さらに蛍光体として前記赤色蛍光体のみを含有する赤色蛍光体層と、
を備え、
前記蓄光蛍光体層と前記赤色蛍光体層は、互いに分離して配置されており、
前記発光素子に電流を印加した時には白色光を発し、前記発光素子への電流の印加を終了した後は緑色光を発する、発光装置。
【請求項２】
前記蓄光蛍光体層及び前記赤色蛍光体層は、前記発光素子の実装面に対して水平方向に分離されている、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記蓄光蛍光体層と前記赤色蛍光体層との間には空隙が存在する、請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記蓄光蛍光体層及び前記赤色蛍光体層の少なくとも一方の形状は線状である、請求項２又は３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記蓄光蛍光体層及び前記赤色蛍光体層の形状は線状であり、
複数の前記蓄光蛍光体層と複数の前記赤色蛍光体層とが交互に配置されている、請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記蓄光蛍光体層及び前記赤色蛍光体層の少なくとも一方の形状は点状である、請求項２又は３に記載の発光装置。
【請求項７】
前記蓄光蛍光体層及び前記赤色蛍光体層の形状は点状であり、
複数の前記蓄光蛍光体層と複数の前記赤色蛍光体層とが、平面視において、上下方向又は左右方向に交互に配置されている、請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記蓄光蛍光体層及び前記赤色蛍光体層は、前記発光素子の実装面に対して垂直方向に分離されており、
前記赤色蛍光体層は、前記蓄光蛍光体層よりも前記発光素子側に配置されている、請求項１に記載の発光装置。
【請求項９】
前記蓄光蛍光体層は前記赤色蛍光体層上に点在している、請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記蓄光蛍光体層の形状は線状又は点状である、請求項９に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記発光素子は、２４０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する光を出射する紫外・紫色発光ダイオードと、４３０ｎｍを超え５００ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する光を出射する青色発光ダイオードとを備える、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記発光素子は、２４０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する光を出射する紫外・紫色発光ダイオードと、４３０ｎｍを超え５００ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する光を出射する青色発光ダイオードとを備え、
前記赤色蛍光体層は前記青色発光ダイオードを封止し、前記蓄光蛍光体層は前記紫外・紫色発光ダイオードを封止する、請求項１、２、３、６及び７のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記発光素子は、２４０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する光を出射する紫外・紫色発光ダイオードと、４３０ｎｍを超え５００ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する光を出射する青色発光ダイオードとを備え、
前記赤色蛍光体層は前記青色発光ダイオードを封止し、前記蓄光蛍光体層は前記紫外・紫色発光ダイオードを封止する、請求項４又は５に記載の発光装置。
【請求項１４】
基板と、
前記基板上に配列される第１発光群及び第２発光群と、
をさらに備え、
前記第１発光群は、一列に並んだ複数の前記青色発光ダイオードと、複数の前記青色発光ダイオードを封止する線状の前記赤色蛍光体層とを備え、
前記第２発光群は、一列に並んだ複数の前記紫外・紫色発光ダイオードと、複数の前記紫外・紫色発光ダイオードを封止する線状の前記蓄光蛍光体層とを備え、
前記基板上に設けられた配線を用いて、前記複数の青色発光ダイオードの一部と前記複数の紫外・紫色発光ダイオードの一部は、一つの直列回路内に混載されており、
前記直列回路が複数存在し、複数の前記直列回路が電気的に並列接続されており、
全ての前記直列回路において、前記青色発光ダイオードの数と前記紫外・紫色発光ダイオードの数との比率が等しい、請求項１３に記載の発光装置。
【請求項１５】
前記蓄光蛍光体層は蛍光体として前記緑色蓄光蛍光体のみを含有する、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発光装置に関する。詳細には本発明は、高い発光効率を得ることが可能な発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えるＬＥＤランプは、信号灯、携帯電話機、各種の電飾、車載用表示器、各種の表示装置など、多くの分野で利用されている。また、発光ダイオードから放射された光により励起してより長波長の光を放射する蛍光体を発光ダイオードと組み合わせることにより、発光ダイオードの発光色とは異なる色合いの光を実現する発光装置の研究開発が行われている。
【０００３】
この種の発光装置としては、例えば発光ダイオードと蛍光体とを組み合わせて、白色光の発光スペクトルを実現する白色発光装置（白色ＬＥＤ）の商品化がなされている。このような照明用の白色ＬＥＤは、長寿命・水銀フリーといった長所を生かすことにより、環境負荷の小さい蛍光灯代替光源となることが期待されている。
【０００４】
また、近年、災害時や停電時のように電気を供給できない状況においても、一定時間残光を残す蓄光材料を備えた照明装置の研究開発も行われている。例えば、特許文献１では、基板と、基板上に配置された１以上の発光素子と、発光素子から放射される光により励起されて発光する蛍光体層と、蛍光体層の一方の面に直接あるいは他の層を介して積層された蓄光体層とを具備する照明装置が開示されている。さらに特許文献１では、蓄光体層が、蛍光体層の基板に対応する面とは反対側の面に積層されていることも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１０８７４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の照明装置では、蛍光体から発せられた光が蓄光体を通じて外部に放射されるため、蛍光体から発せられた光が蓄光体により吸収される場合がある。そのため、色変換のロスが増大し、発光時及び残光時の発光効率が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、発光時及び残光時の発光効率の低下を抑制する発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の態様に係る発光装置は、発光素子と、蓄光蛍光体層と、赤色蛍光体層とを備える。蓄光蛍光体層は、緑色光を発光し、残光性を有する緑色蓄光蛍光体と、当該緑色蓄光蛍光体を分散させる封止樹脂とを備える。赤色蛍光体層は、赤色光を発光する赤色蛍光体と、当該赤色蛍光体を分散させる封止樹脂とを備え、さらに蛍光体として赤色蛍光体のみを含有する。そして、蓄光蛍光体層と赤色蛍光体層は互いに分離して配置されている。さらに、当該発光装置は、発光素子に電流を印加した時には白色光を発し、発光素子への電流の印加を終了した後は緑色光を発する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれは、緑色蓄光蛍光体を含む蓄光蛍光体層と赤色蛍光体を含む赤色蛍光体層とを互いに分離して配置しているため、発光時及び残光時の発光効率が向上した発光装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る発光装置の例を概略的に示す断面図である。
【図２】上記発光装置の変形例を示す平面図である。
【図３】上記発光装置の変形例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る発光装置の例を概略的に示す断面図である。
【図５】上記発光装置の変形例を示す平面図である。
【図６】上記発光装置の変形例を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る発光装置の例を概略的に示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る発光装置の例を示す斜視図である。
【図９】（ａ）は図８におけるＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図８におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】上記発光装置における封止樹脂の形成方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る発光装置の例を概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本実施形態に係る発光装置について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の実施形態で引用する図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００１２】
［第一実施形態］
本実施形態に係る発光装置１０は、図１及び図３に示すように、発光素子１と、緑色蓄光蛍光体２を含有する蓄光蛍光体層３と、赤色蛍光体４を含有する赤色蛍光体層５とを備えている。蓄光蛍光体層３は、緑色光を発光し、残光性を有する緑色蓄光蛍光体２と、緑色蓄光蛍光体を分散させる封止樹脂６とを備える。また、赤色蛍光体層５は、赤色光を発光する赤色蛍光体４と、赤色蛍光体４を分散させる封止樹脂６とを備え、さらに蛍光体として赤色蛍光体４のみを含有している。
【００１３】
発光装置１０における発光素子１は、緑色蓄光蛍光体２及び赤色蛍光体４を励起させる光を放つ固体発光素子である。具体的には、一次光を生成する光源である発光素子１は、直流、交流及びパルスの中から選ばれる少なくとも一つの電圧を印加する電力供給によって、電気エネルギーを近紫外線、紫色光又は青色光などの光エネルギーに変換する電光変換素子である。そして、発光装置１０では、基板７の実装面７ａに複数の発光素子１が実装されている。
【００１４】
発光素子１としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）、無機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、有機ＥＬ素子などを用いることができる。特に、高出力な一次光を得るためには、発光素子１はＬＥＤが好ましい。また、発光素子１は、２４０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する光を出射する紫外・紫色発光ダイオード、又は４３０ｎｍを超え５００ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する光を出射する青色発光ダイオードであることがより好ましい。具体的には、発光素子１は、出力ピーク波長が４０５ｎｍであり、窒化インジウムガリウムを用いた紫色ＬＥＤや、出力ピーク波長が４５０ｎｍであり、窒化インジウムガリウムを用いた青色ＬＥＤを用いることができる。
【００１５】
蓄光蛍光体層３は、図１及び図３に示すように、発光素子１を被覆し、封止している。そして、蓄光蛍光体層３は、発光素子１が放つ短波長の光を吸収し、吸収した短波長の光をそれよりも長波長の光に波長変換しつつも、発光素子１の消灯後も残光として一定時間緑色光を放出するものである。蓄光蛍光体層３に含有される緑色蓄光蛍光体２は、２４０ｎｍ〜５００ｎｍの領域に吸収ピークを有し、４９０ｎｍ〜５５０ｎｍの領域に発光ピークを有する蛍光体を使用することができる。また、緑色蓄光蛍光体２は、発光素子１から励起エネルギーを吸収し、消灯後も残光として一定時間緑色光を放出する。このような緑色蓄光蛍光体２は特に限定されないが、例えばセリウム付活硫化亜鉛系蛍光体や、ユウロピウム付活アルカリ土類アルミン酸塩系蛍光体を用いることができる。具体的には、緑色蓄光蛍光体２としては、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｄｙ、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｄｙ、ＺｎＳ：Ｃｅなどを挙げることができる。
【００１６】
蓄光蛍光体層３における封止樹脂６は、緑色蓄光蛍光体２を安定的に分散させ、さらに少なくとも３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光領域において高い光線透過率を有する材料を用いることができる。封止樹脂としては、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、低融点ガラス及びゾルゲルガラスからなる群より選ばれる少なくとも一種を用いることができる。
【００１７】
赤色蛍光体層５も、図１及び図３に示すように、蓄光蛍光体層３と同様に発光素子１を被覆し、封止している。そして、赤色蛍光体層５は、発光素子１が放つ短波長の光を吸収し、吸収した短波長の光をそれよりも長波長の赤色光に波長変換するものである。赤色蛍光体層５に含有される赤色蛍光体４は、２４０ｎｍ〜６００ｎｍの領域に吸収ピークを有し、６００ｎｍ〜７７０ｎｍの領域に発光ピークを有する蛍光体を使用することができる。このような赤色蛍光体４は特に限定されないが、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕなどを挙げることができる。また、赤色蛍光体４としては、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、ＳｒＡｌＳｉ４Ｎ７：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｙ３Ｍｇ２（ＡｌＯ４）（ＳｉＯ４）２：Ｃｅ３＋、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ４：Ｅｕ３＋なども挙げることができる。
【００１８】
赤色蛍光体層５における封止樹脂６は赤色蛍光体４を安定的に分散させ、さらに少なくとも３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの可視光領域において高い光線透過率を有する材料を用いることができる。封止樹脂としては蓄光蛍光体層３と同様のものを用いることができる。
【００１９】
蓄光蛍光体層３は、蛍光体として少なくとも緑色蓄光蛍光体２を含有する必要がある。ただ、蓄光蛍光体層３は緑色蓄光蛍光体２以外の蓄光蛍光体を含有してもよい。このような蓄光蛍光体としては、発光素子１から励起エネルギーを吸収し、消灯後も残光として一定時間青色光を放出する青色蓄光蛍光体や、残光として橙色光を放出する橙色蓄光蛍光体、残光として赤色光を放出する赤色蓄光蛍光体を挙げることができる。青色蓄光蛍光体としては、例えば（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｂｉ、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ，Ｎｄを挙げることができる。橙色蓄光蛍光体としては、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｍｎ，Ｃｏを挙げることができる。赤色蓄光蛍光体としては、ＣａＳ：Ｅｕ，Ｔｍ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉを挙げることができる。
【００２０】
蓄光蛍光体層３は上述の緑色蓄光蛍光体２、青色蓄光蛍光体、橙色蓄光蛍光体、赤色蓄光蛍光体などの蓄光性を有する蛍光体以外にも、蓄光性を有さない蛍光体も含有することができる。つまり、蓄光蛍光体層３は、青色蛍光体、緑青又は青緑色蛍光体、緑色蛍光体、黄又は橙色蛍光体からなる群より選ばれる少なくとも一つを含有することができる。青色蛍光体として、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋、ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６：Ｅｕ２＋、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋、Ｓｒ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ２＋などが挙げられる。緑青又は青緑色蛍光体として、Ｓｒ４Ｓｉ３Ｏ８Ｃｌ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２４：Ｅｕ２＋、ＢａＡｌ８Ｏ１３：Ｅｕ２＋、Ｂａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋が挙げられる。さらに緑青又は青緑色蛍光体として、ＢａＺｒＳｉ３Ｏ９：Ｅｕ２＋、Ｃａ２ＹＺｒ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｅ３＋、Ｃａ２ＹＨｆ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｅ３＋、Ｃａ２ＹＺｒ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋が挙げられる。緑色蛍光体として、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋、Ｃａ８Ｍｇ（ＳｉＯ４）４Ｃｌ２：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋が挙げられる。また、緑色蛍光体として、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、ＣｅＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｍｎ２＋、Ｙ３Ａｌ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｅ３＋、Ｌｕ３Ａｌ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｅ３＋が挙げられる。さらに緑色蛍光体として、Ｙ３Ｇａ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｅ３＋、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅ３＋、β−Ｓｉ３Ｎ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ２＋が挙げられる。緑色蛍光体として、Ｂａ３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ２＋、Ｓｒ３Ｓｉ１３Ａｌ３Ｏ２Ｎ２１：Ｅｕ２＋、ＹＴｂＳｉ４Ｎ６Ｃ：Ｃｅ３＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋が挙げられる。緑色蛍光体として、Ｃａ２ＬａＺｒ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｅ３＋、Ｃａ２ＴｂＺｒ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｅ３＋、Ｃａ２ＴｂＺｒ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｅ３＋，Ｐｒ３＋が挙げられる。黄又は橙色蛍光体として、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、α−Ｃａ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋が挙げられる。黄又は橙色蛍光体として、Ｙ２Ｓｉ４Ｎ６Ｃ：Ｃｅ３＋、Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅ３＋、Ｙ３ＭｇＡｌ（ＡｌＯ４）２（ＳｉＯ４）：Ｃｅ３＋が挙げられる。
【００２１】
蓄光蛍光体層３は、蛍光体として緑色蓄光蛍光体２のみを含有してもよい。つまり、蓄光蛍光体層３は、上述の青色蓄光蛍光体、橙色蓄光蛍光体、赤色蓄光蛍光体、青色蛍光体、緑青又は青緑色蛍光体、緑色蛍光体、黄又は橙色蛍光体を含有せず、蛍光体として緑色蓄光蛍光体２のみを含有する態様であってもよい。この場合には、他の蛍光体が共存せず、発光素子１からの励起エネルギーを緑色蓄光蛍光体２のみが集中的に吸収するため、消灯後の残光性をより高めることが可能となる。さらに、他の蛍光体による色変換が減少するため、色変換によるエネルギー損失を抑え、通常点灯時の発光効率を向上させることが可能となる。
【００２２】
また、緑色蓄光蛍光体２のスペクトルは、暗所視における比視感度の高い領域にピークを有するため、緑色蓄光蛍光体２の残光性を高めることにより、残光時に暗闇での照度を高めることが可能となる。つまり、光の波長による眼の感受性は、色の感覚だけでなく明るさの感覚もあり、波長によって異なってくる。同じエネルギーの光であっても、黄色や緑色の光は明るく感じられるが、赤色や青色の光は暗く感じられる。そして、暗所視における標準比視感度の最大波長は５０７ｎｍであり、緑色蓄光蛍光体２における残光時の発光波長と重複する。そのため、緑色蓄光蛍光体２の残光性を高めることにより、蓄光蛍光体層３の照度を高め、視認性を向上させることが可能となる。
【００２３】
赤色蛍光体層５は、蛍光体として、残光性を有さない赤色蛍光体４のみを含有している。つまり、赤色蛍光体層５は、他の蛍光体及び蓄光蛍光体を含有せず、蛍光体として赤色蛍光体４のみを含有する。この場合には、他の蛍光体が共存せず、発光素子１からの励起エネルギーを赤色蛍光体４のみが集中的に吸収する。そのため、他の蛍光体による色変換が減少するため、色変換によるエネルギー損失を抑え、通常点灯時の発光効率を向上させることが可能となる。
【００２４】
また、赤色蛍光体層５が蛍光体として赤色蛍光体４のみを含有している場合、演色性を低下させる黄色光、つまり５７０ｎｍ〜６００ｎｍの波長領域の光を減少させることができる。さらに、演色性を向上させる緑色光、つまり５００ｎｍ〜５４０ｎｍの波長領域の光を緑色蓄光蛍光体２により放射し、赤色光、つまり６００ｎｍ〜６３０ｎｍの波長領域の光を赤色蛍光体４により放射することができる。そのため、得られる光の演色性を効率的に向上させることが可能となる。
【００２５】
本実施形態の発光装置１０において、蓄光蛍光体層３と赤色蛍光体層５は、互いに分離して配置されている。具体的には、図１に示すように、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５は、発光素子１の実装面７ａに対して水平方向に分離されている。または、図４に示すように、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５は、発光素子１の実装面７ａに対して垂直方向に分離されている。蓄光蛍光体層３と赤色蛍光体層５を分離して配置することにより、赤色蛍光体４は発光素子１からの励起エネルギーを吸収しやすくなり、発光効率を向上させることが可能となる。つまり、上述のように、赤色蛍光体層５は蛍光体として赤色蛍光体４のみを含有し、他の蛍光体及び蓄光蛍光体は含有していない。そのため、他の蛍光体及び蓄光蛍光体による、発光素子１からの励起エネルギーの吸収が抑制されるため、色変換に起因するエネルギー損失を減少させることができ、発光装置１０の通常点灯時の光効率を高めることが可能となる。
【００２６】
ここで、緑色蓄光蛍光体２の発光スペクトルと赤色蛍光体４の吸収スペクトルとは、一部が重複する場合がある。そのため、緑色蓄光蛍光体と赤色蛍光体を単層で共存させた場合には、緑色蓄光蛍光体と赤色蛍光体が近接していることから、緑色蓄光蛍光体２から放射された光が赤色蛍光体４により吸収され、緑色光が減少してしまう場合があった。さらに、緑色蓄光蛍光体２からの緑色光が赤色蛍光体４により吸収された場合には、赤色蛍光体４により緑色光が赤色光に色変換されてしまう。しかし、赤色光は暗所視における比視感度が低いため、残光時における暗闇での照度が低下してしまう場合があった。
【００２７】
しかし、蓄光蛍光体層３と赤色蛍光体層５とを分離して配置することにより、緑色蓄光蛍光体２が発する緑色光が赤色蛍光体４により吸収され難くなる。そのため、色変換に起因するエネルギー損失を減少し、通常点灯時における発光効率を高めることが可能となる。また、暗所視における比視感度が高い緑色光を効率的に発光することができるため、残光時における暗闇での照度の低下を抑制し、視認性を高めることが可能となる。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態の発光装置１０Ａにおいて、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５は、発光素子１の実装面７ａに対して水平方向に分離されていることが好ましい。この場合、蓄光蛍光体層３により、一個又は複数の発光素子１を封止している。同様に、赤色蛍光体層５により、一個又は複数の発光素子１を封止している。さらに図１に示すように、蓄光蛍光体層３と赤色蛍光体層５との間には空隙８が存在することが好ましい。これにより、緑色蓄光蛍光体２が発する緑色光が赤色蛍光体４によって吸収され難くなり、発光効率及び暗闇での視認性を向上させることが可能となる。なお、隣接する蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５の空隙８の距離Ｄ１は特に限定されないが、例えば０．２ｍｍ〜３．０ｍｍとすることができる。
【００２９】
発光装置１０Ａにおいて、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５の少なくとも一方の形状は線状であることが好ましい。つまり、図２に示すように、発光装置１０Ａを平面視した場合、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５の少なくとも一方の形状は線状であることが好ましく、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５の両方の形状が線状であることがより好ましい。この際、複数の発光素子１が一列に並んで素子列を形成し、さらに素子列を線状の蓄光蛍光体層３又は赤色蛍光体層５で封止する構成とすることができる
【００３０】
図４のように、全ての発光素子１を単層の蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５で封止しても、本実施形態の効果を得ることができる。しかし、全ての発光素子１を単層の蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５で封止した場合、発光素子１が発熱した際には、封止部材である蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５の中央部分が外縁部分よりも高温になりやすい。つまり、封止部材の中央部分はその外側が外縁部分で囲まれているため熱が逃げ難いのに対して、外縁部分はその外側が外気と接しているため熱が逃げ易い。ＬＥＤの特性として過剰な高温化では輝度が低下するため、封止部材の中央部分ではＬＥＤの輝度低下が起こり易く、このことが発光装置の輝度むらや色むらの原因となる。
【００３１】
しかしながら、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５の少なくとも一方の形状が線状であることにより、発光素子１の熱が蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５を通じて外部に放出されやすくなる。そのため、発光素子１の過熱を防ぎ、発光装置１０Ａの輝度むらや色むらを抑制することが可能となる。
【００３２】
蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５の形状が線状である場合、複数の蓄光蛍光体層３と複数の赤色蛍光体層５とが交互に配置されていることが好ましい。図２に示すように、蓄光蛍光体層３と赤色蛍光体層５とが交互に配置されていることにより、蓄光蛍光体層３からの緑色光と赤色蛍光体層５からの赤色光による混色が効率的に行われ、発光装置の色むらをより抑制することが可能となる。
【００３３】
発光装置１０Ａにおいて、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５の少なくとも一方の形状は点状であることが好ましい。つまり、図３に示すように、発光装置１０Ａを平面視した場合、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５の少なくとも一方の形状は点状であることが好ましく、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５の両方の形状が点状であることがより好ましい。この際、複数の発光素子１の各々を、蓄光蛍光体層３又は赤色蛍光体層５で封止する構成とすることができる。蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５の少なくとも一方の形状が点状であることにより、線状の場合と同様に、発光素子１の熱が蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５を通じて外部に放出されやすくなる。そのため、発光素子１の過熱を防ぎ、発光装置１０Ａの輝度むらや色むらを抑制することが可能となる。
【００３４】
蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５の形状が点状である場合、複数の蓄光蛍光体層３と複数の赤色蛍光体層５とが、平面視において、上下方向又は左右方向に交互に配置されていることが好ましい。図３に示すように、蓄光蛍光体層３と赤色蛍光体層５とが平面視において交互に配置されていることにより、蓄光蛍光体層３からの緑色光と赤色蛍光体層５からの赤色光による混色が効率的に行われ、発光装置１０Ａの色むらをより抑制することが可能となる。
【００３５】
図４に示すように、本実施形態の発光装置１０Ｂにおいて、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５は、発光素子１の実装面７ａに対して垂直方向に分離されており、さらに赤色蛍光体層５は、蓄光蛍光体層３よりも発光素子１側に配置されていることが好ましい。つまり、図４に示すように、赤色蛍光体層５は複数の発光素子１を封止し、さらに赤色蛍光体層５の上部に蓄光蛍光体層３が配置されていることが好ましい。
【００３６】
上述のように、緑色蓄光蛍光体２の発光スペクトルと赤色蛍光体４の吸収スペクトルとは、一部が重複する場合がある。そのため、蓄光蛍光体層３が赤色蛍光体層５よりも発光素子１側に配置されている場合には、緑色蓄光蛍光体２から放射された光が赤色蛍光体４により吸収され、緑色光が減少してしまう可能性がある。しかし、赤色蛍光体層５が蓄光蛍光体層３よりも発光素子１側に配置されている場合には、赤色蛍光体４から放射された光が緑色蓄光蛍光体２により吸収され難い。そのため、色変換に起因するエネルギー損失を減少し、通常点灯時における発光効率を高めることが可能となる。また、暗所視における比視感度が高い緑色光を効率的に発光することができるため、残光時における暗闇での照度の低下を抑制し、視認性を高めることが可能となる。
【００３７】
本実施形態の発光装置１０Ｂにおいて、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５は、発光素子１の実装面７ａに対して垂直方向に分離されており、さらに蓄光蛍光体層３は赤色蛍光体層５上に点在していることが好ましい。図５及び図６に示すように、蓄光蛍光体層３が赤色蛍光体層５上に点在していることにより、赤色蛍光体層５の上面の一部のみを蓄光蛍光体層３で覆っている。そのため、赤色蛍光体層５からの光を蓄光蛍光体層３により吸収され難くなり、発光効率を向上させることが可能となる。
【００３８】
本実施形態の発光装置１０Ｂにおいて、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５は、発光素子１の実装面７ａに対して垂直方向に分離されており、さらに蓄光蛍光体層３の形状は線状又は点状であることが好ましい。図５に示すように、複数の発光素子１が一列に並んで素子列を形成している場合には、まず発光素子１の全体を赤色蛍光体層５により封止し、さらに当該素子列に対向する位置に、線状の蓄光蛍光体層３を配置することができる。また、図６に示すように、まず複数の発光素子１の全体を赤色蛍光体層５により封止し、さらに個々の発光素子１に対向する位置に、点状の蓄光蛍光体層３を配置することができる。これにより、赤色蛍光体層５からの光を蓄光蛍光体層３により吸収され難くなるため、発光効率をより向上させることが可能となる。
【００３９】
発光素子１は、２４０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する光を出射する紫外・紫色発光ダイオードと、４３０ｎｍを超え５００ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する光を出射する青色発光ダイオードとを備えることが好ましい。さらに、図７に示すように、赤色蛍光体層５は青色発光ダイオード１Ａを封止し、蓄光蛍光体層３は紫外・紫色発光ダイオード１Ｂを封止することが好ましい。蓄光蛍光体層３中の緑色蓄光蛍光体２は２５０ｎｍ〜４００ｎｍの領域に特に強い吸収ピークを有し、赤色蛍光体層５中の赤色蛍光体４は２５０ｎｍ〜６００ｎｍの領域でブロードな吸収スペクトルを有する。そのため、図７のような構成とすることにより、緑色蓄光蛍光体２及び赤色蛍光体４を効率よく励起し、発光効率を高めることが可能となる。
【００４０】
このように、本実施形態に係る発光装置１０，１０Ａ，１０Ｂは、発光素子１と、緑色光を発光し、残光性を有する緑色蓄光蛍光体２と緑色蓄光蛍光体２を分散させる封止樹脂６とを備える蓄光蛍光体層３を備える。また、発光装置は、赤色光を発光する赤色蛍光体４と、赤色蛍光体４を分散させる封止樹脂６とを備え、さらに蛍光体として赤色蛍光体４のみを含有する赤色蛍光体層５を備える。蓄光蛍光体層３と赤色蛍光体層５は互いに分離して配置されている。そして、発光装置は、発光素子１に電流を印加した時には白色光を発し、発光素子１への電流の印加を終了した後は緑色光を発する。これにより、緑色蓄光蛍光体２が発する緑色光が赤色蛍光体４により吸収され難くなる。そのため、色変換に起因するエネルギー損失を減少し、通常点灯時における発光効率を高めることが可能となる。また、暗所視における比視感度が高い緑色光を効率的に発光することができるため、残光時における暗闇での照度の低下を抑制し、視認性を高めることが可能となる。
【００４１】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態に係る発光装置について、図面に基づき詳細に説明する。なお、第一実施形態と同一構成には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４２】
図８に示すように、本実施形態に係る発光装置１００は、基板１１０、複数の発光素子１２０、及び複数の封止部材１３０を備える。基板１１０は、例えば、セラミック基板や熱伝導性樹脂などからなる絶縁層と、アルミニウム板などからなる金属層との二層構造を有する。基板１１０は略方形の板状であって、基板１１０の短手方向（Ｘ軸方向）の幅Ｗ１が１２ｍｍ〜３０ｍｍであり、長手方向（Ｙ軸方向）の幅Ｗ２が１２ｍｍ〜３０ｍｍである。
【００４３】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、発光素子１２０は、平面視形状が略長方形である。そして発光素子１２０は、短手方向（Ｘ軸方向）の幅Ｗ３が０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ、長手方向（Ｙ軸方向）の幅Ｗ４が０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ、厚み（Ｚ軸方向の幅）が０．０８ｍｍ〜０．３０ｍｍである。
【００４４】
そして発光素子１２０は、基板１１０の長手方向（Ｙ軸方向）と発光素子１２０の素子列の配列方向とが一致するように配置されている。発光素子１２０は、一列に並んだ複数の発光素子１２０ごとに素子列を構成しており、それら素子列が基板１１０の短手方向（Ｘ軸方向）に沿って複数列並べて実装されている。具体的には、例えば、２５個の発光素子１２０が５列５行でマトリックス状に実装されている。すなわち、１つの素子列は５個の発光素子１２０で構成され、そのような素子列が５行並べて実装されている。
【００４５】
各素子列では、発光素子１２０が長手方向（Ｙ軸方向）に直線状に配列されている。このように発光素子１２０を直線状に配列することによって、それら発光素子１２０を封止する封止部材１３０も直線状に形成することができる。
【００４６】
図９（ｂ）に示すように、素子列に沿って隣り合う発光素子１２０同士の間隔Ｄ２は、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲であることが好ましい。この範囲であることにより、発光素子１２０からの熱が十分に放熱され、さらに発光素子１２０間の間隔が空き過ぎることによる輝度むらを抑制することが可能となる。
【００４７】
図９（ｂ）に示すように、各素子列は、それぞれ線状の封止部材１３０によって個別に封止されている。そして、１つの素子列とその素子列を封止する１つの封止部材１３０とによって、１つの発光群１０１を構成している。したがって、発光装置１００は、５つの発光群１０１を備えていることになる。
【００４８】
図８に示すように、封止部材１３０間の空隙の距離Ｄ１は、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍであることが好ましい。この範囲であることにより、封止部材１３０間に空隙を設けることによる放熱効果が十分に得られ、さらに発光素子１２０間の空隙が空き過ぎることによる輝度むらを抑制することが可能となる。
【００４９】
図９（ａ）に示すように、封止部材１３０は、短手方向（Ｘ軸方向）の幅Ｗ５が０．８ｍｍ〜３．０ｍｍ、長手方向（Ｙ軸方向）の幅Ｗ６が３．０ｍｍ〜４０．０ｍｍであることが好ましい。また、発光素子１２０を含めた最大厚み（Ｚ軸方向の幅）Ｔ１が０．４ｍｍ〜１．５ｍｍ、発光素子１２０を含めない最大厚みＴ２が０．２ｍｍ〜１．３ｍｍであることが好ましい。封止信頼性を確保するためには、封止部材１３０の幅Ｗ５は発光素子１２０の幅Ｗ３に対して２〜７倍であることが好ましい。
【００５０】
封止部材１３０の短手方向に沿った断面の形状は、図９（ａ）に示すように略半楕円形である。また、封止部材１３０の長手方向の両端部１３１，１３２は、Ｒ形状になっている。具体的には、両端部１３１，１３２の形状は、図８に示すように、平面視における形状が略半円形であり、図９（ｂ）に示すように、長手方向に沿った断面の形状が約９０°の中心角を有する略扇形である。封止部材１３０の両端部１３１，１３２がこのようにＲ形状になっている場合は、それら両端部１３１，１３２において応力集中が生じ難いと共に、発光素子１２０の出射光を封止部材１３０の外部に取り出し易い。
【００５１】
各発光素子１２０は、基板１１０にフェイスアップ実装される。そして、各発光素子１２０は、基板１１０に形成された配線パターン１４０によって、発光素子１２０に電力を供給する図示しない点灯回路ユニットと電気的に接続されている。配線パターン１４０は、一対の給電用のランド１４１，１４２と、各発光素子１２０に対応する位置に配置された複数のボンディング用のランド１４３とを有する。
【００５２】
図９（ｂ）に示すように、発光素子１２０は、例えば、ワイヤボンディングにより配線１５０を介してランド１４３と電気的に接続されている。配線１５０の一方の端部１５１は発光素子１２０と接合され、他方の端部１５２はランド１４３と接合されている。各配線１５０は、それぞれ接続対象である発光素子１２０の属する素子列に沿って配置されている。さらに各配線１５０の両端部１５１，１５２も素子列に沿って配置されている。各配線１５０は、発光素子１２０やランド１４３と共に封止部材１３０により封止されているため劣化し難く、また絶縁されていて安全性も高い。なお、発光素子１２０の基板１１０への実装方法は、上記のようなフェイスアップ実装に限定されず、フリップチップ実装であってもよい。
【００５３】
発光素子１２０は、図８に示すように、同じ素子列に属する５個の発光素子１２０が直列接続され、５つの素子列が並列接続されている。なお、発光素子１２０の接続形態はこれに限定されず、素子列に関係なくどのように接続されていてもよい。ランド１４１，１４２には、図示しない点灯回路ユニットの一対のリード線が接続され、それらリード線及びランド１４１，１４２を介して点灯回路ユニットから各発光素子１２０に電力が供給され、これにより各発光素子１２０が発光する。
【００５４】
封止部材１３０は、以下のような手順で形成することができる。まず、図８に示すように、一列に並んだ複数の発光素子１２０からなる素子列がＸ軸方向に複数列並べて実装された基板１１０を用意する。次に図１０に示すように、基板１１０に、例えばディスペンサ１６０を用いて、素子列に沿って樹脂ペースト１３５をライン状に塗布する。その後、塗布後の樹脂ペースト１３５を固化させることによって、素子列ごとに個別に封止部材１３０を形成することができる。
【００５５】
本実施形態における発光素子１２０は、第一実施形態で詳述した発光素子１と同じものを使用することができる。例えば、発光素子１２０は、２４０ｎｍ以上４３０ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する紫外・紫色発光ダイオードと、４３０ｎｍを超え５００ｎｍ以下の波長領域に発光ピークを有する青色発光ダイオードの少なくとも一方を備えることができる。
【００５６】
図８に示すように、本実施形態の発光装置１００は、３つの第１発光群１０１Ａと、２つの第２発光群１０１Ｂとを備える。さらに、第１発光群１０１Ａと第２発光群１０１Ｂは、基板１１０の実装面において、Ｘ軸方向に交互に配置されている。第１発光群１０１Ａは、一列に並んだ複数の発光素子１２０と、発光素子１２０を封止する封止部材１３０Ａとしての赤色蛍光体層５とを備えている。第２発光群１０１Ｂは、一列に並んだ複数の発光素子１２０と、発光素子１２０を封止する封止部材１３０Ｂとしての蓄光蛍光体層３とを備えている。このように、蓄光蛍光体層３及び赤色蛍光体層５が発光素子１２０の実装面に対して水平方向に分離されていることにより、赤色蛍光体４は発光素子１からの励起エネルギーを吸収しやすくなり、発光効率を向上させることが可能となる。さらに、緑色蓄光蛍光体２が発する緑色光が赤色蛍光体４によって吸収され難くなり、発光効率及び暗闇での視認性を向上させることが可能となる。
【００５７】
ここで、図１１では、発光装置１００における第１発光群１０１Ａと第２発光群１０１Ｂの接続方法の変形例を示している。なお、図１１では、発光素子１２０の間に配置されているランド１４３を省略している。
【００５８】
本実施形態に係る発光装置１００Ａは、基板１１０と、基板１１０上に配列される第１発光群１０１Ａ及び第２発光群１０１Ｂとを備える。第１発光群１０１Ａは、一列に並んだ複数の青色発光ダイオード１２０Ａと、複数の青色発光ダイオード１２０Ａを封止する線状の赤色蛍光体層５とを備える。また、第２発光群１０１Ｂは、一列に並んだ複数の紫外・紫色発光ダイオード１２０Ｂと、複数の紫外・紫色発光ダイオード１２０Ｂを封止する線状の蓄光蛍光体層３とを備える。さらに、基板１１０上に設けられた配線１５０を用いて、複数の青色発光ダイオード１２０Ａの一部と複数の紫外・紫色発光ダイオード１２０Ｂの一部は、一つの直列回路内に混載されている。発光装置１００Ａは、上記直列回路が複数存在し、複数の直列回路が電気的に並列接続されている。そして、全ての直列回路において、青色発光ダイオード１２０Ａの数と紫外・紫色発光ダイオード１２０Ｂの数との比率が等しい。
【００５９】
具体的には、発光装置１００Ａでは、一つの直列回路では、３つの青色発光ダイオード１２０Ａと３つの紫外・紫色発光ダイオード１２０Ｂが配線１５０によって直接接続されている。図１１では、このような直列回路が２つ存在し、さらにそれらの直列回路は、端部を配線１５０で接続することで、並列接続されている。そして、これらの青色発光ダイオード１２０Ａ及び紫外・紫色発光ダイオード１２０Ｂは、給電用のランド１４１，１４２を介して電力が供給され、これにより青色発光ダイオード１２０Ａ及び紫外・紫色発光ダイオード１２０Ｂが発光する。
【００６０】
このように、一つの直列回路内に青色発光ダイオード１２０Ａと紫外・紫色発光ダイオード１２０Ｂとを混載し、さらに青色発光ダイオード１２０Ａと紫外・紫色発光ダイオード１２０Ｂの数を等しくすることにより、輝度むらや色むらを抑制することができる。つまり、一つの直列回路における電気抵抗が略同じとなり、さらに青色発光ダイオード１２０Ａ及び紫外・紫色発光ダイオード１２０Ｂによる発光量も同じとなる。そのため、発光装置全体の輝度むらや色むらを抑制することが可能となる。
【００６１】
以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１，１２０  発光素子
１Ａ，１２０Ａ  青色発光ダイオード
１Ｂ，１２０Ｂ  紫外・紫色発光ダイオード
２  緑色蓄光蛍光体
３  蓄光蛍光体層
４  赤色蛍光体
５  赤色蛍光体層
６  封止樹脂
７，１１０  基板
７ａ  実装面
８  空隙
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１００，１００Ａ  発光装置
１０１Ａ  第１発光群
１０１Ｂ  第２発光群
１５０  配線
【図１】
2017135134.tif 000003
【図２】
2017135134.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017135134.tif 000006
【図５】
2017135134.tif 000007
【図６】
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【図７】
2017135134.tif 000009
【図８】
2017135134.tif 000010
【図９】
2017135134.tif 000011
【図１０】
2017135134.tif 000012
【図１１】
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