(57)【要約】【課題】白色発光のＬＥＤ発光装置の効率をより高めること。【解決手段】図１に示すＬＥＤ発光装置は、ＬＥＤ１０と、赤色発光のＲ蛍光体層１１と、黄色発光のＹ蛍光体層１２と、青色発光のＢ蛍光体層１３と、を備えている。蛍光体層は、ＬＥＤ１０に近い側から、Ｙ蛍光体層１２、Ｂ蛍光体層１３、Ｒ蛍光体層１１の順に積層されている。この積層順は、まずＹ蛍光体層１２、Ｂ蛍光体層１３の順として相互作用しないようにし、さらにＲ蛍光体層１１とＹ蛍光体層１２の順、およびＲ蛍光体層１１とＢ蛍光体層１３の順については判別式Ｄによって決定した。このように積層順を決定することで、濃度消光による蛍光体の変換効率の低下を考慮することができ、ＬＥＤ発光装置の発光効率が向上する。【選択図】図１
2009245981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤと、複数の積層された蛍光体層とを有し、前記蛍光体層の発光色がそれぞれ異なるＬＥＤ発光装置において、
複数の前記蛍光体層の積層順は、前記蛍光体間に相互作用のない順番であり、
さらにその順番のうち、相互作用しない任意の２つの蛍光体層Ａ、Ｂの順が、
判別式Ｄ＝ｋB ＋（ｋA −ｋB ）／Ｂ＋（１−ｋA ）／ＡＢ、として、
前記蛍光体層Ａ、Ｂの積層順を入れ換えても前記蛍光体層Ａ、Ｂの発光強度が変わらないように前記蛍光体層Ａ、Ｂの蛍光体濃度を調整した状態での判別式Ｄの値が、
Ｄ＞１ならば前記蛍光体層Ａが前記蛍光体層Ｂよりも前記ＬＥＤから遠い側となる順に配置され、
Ｄ＜１ならば前記蛍光体層Ｂが前記蛍光体層Ａよりも前記ＬＥＤから遠い側となる順に配置されている順番である、
ことを特徴とするＬＥＤ発光装置。
ただし、上記判別式Ｄにおいて、ｋA は、順番を前記ＬＥＤに近い順に蛍光体層Ａ、Ｂの順から蛍光体層Ｂ、Ａの順に入れ換えた時の蛍光体層Ａの変換効率の低下割合、ｋB は、順番を前記ＬＥＤに近い順に蛍光体層Ａ、Ｂの順から蛍光体層Ｂ、Ａの順に入れ換えた時の蛍光体層Ｂの変換効率の低下割合、Ａは、蛍光体層Ａに入射する励起光の強度に対する蛍光体層Ａを透過する励起光の強度の割合、Ｂは、蛍光体層Ｂに入射する励起光の強度に対する蛍光体層Ｂを透過する励起光の強度の割合、である。
【請求項２】
前記ＬＥＤは、紫外光を発光するＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項３】
各前記蛍光体層の発光色は、混色することにより白色となる組み合わせ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ＬＥＤ発光装置。
【請求項４】
各前記蛍光体層は、赤色発光の赤色蛍光体層と、黄色発光の黄色蛍光体層と、青色発光の青色蛍光体層であることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ発光装置。
【請求項５】
ＬＥＤと、複数の積層された蛍光体層とを有し、前記蛍光体層の発光色がそれぞれ異なるＬＥＤ発光装置における前記蛍光体層の積層順は、
前記蛍光体間に相互作用のない順番であり、
さらにその順番のうち、相互作用しない任意の２つの蛍光体層Ａ、Ｂの順が、
判別式Ｄ＝ｋB ＋（ｋA −ｋB ）／Ｂ＋（１−ｋA ）／ＡＢ、として、
前記蛍光体層Ａ、Ｂの積層順を入れ換えても前記蛍光体層Ａ、Ｂの発光強度が変わらないように前記蛍光体層Ａ、Ｂの蛍光体濃度を調整した状態での判別式Ｄの値が、
Ｄ＞１ならば前記蛍光体層Ａが前記蛍光体層Ｂよりも前記ＬＥＤから遠い側となる順に、
Ｄ＜１ならば前記蛍光体層Ｂが前記蛍光体層Ａよりも前記ＬＥＤから遠い側となる順に積層順を決定する、
ことを特徴とするＬＥＤ発光装置の蛍光体層の積層順決定方法。
ただし、上記判別式Ｄにおいて、ｋA は、順番を前記ＬＥＤに近い順に蛍光体層Ａ、Ｂの順から蛍光体層Ｂ、Ａの順に入れ換えた時の蛍光体層Ａの変換効率の低下割合、ｋB は、順番を前記ＬＥＤに近い順に蛍光体層Ａ、Ｂの順から蛍光体層Ｂ、Ａの順に入れ換えた時の蛍光体層Ｂの変換効率の低下割合、Ａは、蛍光体層Ａに入射する励起光の強度に対する蛍光体層Ａを透過する励起光の強度の割合、Ｂは、蛍光体層Ｂに入射する励起光の強度に対する蛍光体層Ｂを透過する励起光の強度の割合、である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤと複数の積層された蛍光体層を用いて、ＬＥＤの発光色とは異なる発光色を発光させるＬＥＤ発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、白色発光のＬＥＤ発光装置は一般照明用途として期待され、盛んに研究開発がなされている。
【０００３】
このような白色発光のＬＥＤ発光装置として、紫外発光のＬＥＤと、紫外光によって励起されて赤、緑、青などのそれぞれ異なる色を発光する複数の蛍光体を用い、これらの蛍光体からの発光色を混色させることで白色発光を得る方式が知られている。
【０００４】
複数の種類の蛍光体を用いる際に問題となるのが、蛍光体間の相互作用である。これは、ある種の蛍光体の発した光を他の種の蛍光体が吸収する現象である。たとえば、青色蛍光体と黄色蛍光体が混合されている場合、青色蛍光体による青色発光が黄色蛍光体により吸収されてしまい、効率が低下してしまう。
【０００５】
蛍光体間の相互作用を回避するために、特許文献１ではＬＥＤ発光装置の構造を蛍光体の種類ごとに積層した構造とし、その積層順を、長波長の発光をする蛍光体を短波長の発光をする蛍光体よりもＬＥＤ側としている。たとえば、赤、緑、青の各色を発光する蛍光体を用いる場合は、その順番はＬＥＤに近い側から赤色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体の順となる。
【０００６】
さらに特許文献２には、赤、緑、青の各色を発光する蛍光体を上記の順に積層させたＬＥＤ発光装置において、赤色蛍光体の濃度を最も低く、青色蛍光体の濃度を最も高くすることが示されている。ＬＥＤから遠いほど紫外光の光強度が減少するため、蛍光体の濃度をこのようにすることで、紫外光を効率的に吸収することができ、赤、緑、青の発光が均一となる。
【特許文献１】特開２００５−２７７１２７
【特許文献２】特開２００７−２０１３０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
蛍光体は、ある濃度以上になると変換効率が低下する濃度消光と呼ばれる現象を生ずる。しかしながら、特許文献１、２では、濃度消光について考察せずに蛍光体の順を決定しているので、ＬＥＤ発光装置全体としての発光効率は低下している場合があった。
【０００８】
そこで本発明の目的は、蛍光体の濃度消光を考慮して蛍光体層の積層順を決定することにより、さらに高い発光効率を有したＬＥＤ発光装置を実現することである。また、そのような蛍光体層の積層順の決定方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、ＬＥＤと、複数の積層された蛍光体層とを有し、蛍光体層の発光色がそれぞれ異なるＬＥＤ発光装置において、複数の蛍光体層の積層順は、蛍光体間に相互作用のない順番であり、さらにその順番のうち、相互作用しない任意の２つの蛍光体層Ａ、Ｂの順が、判別式Ｄ＝ｋB ＋（ｋA −ｋB ）／Ｂ＋（１−ｋA ）／ＡＢ、として、蛍光体層Ａ、Ｂの積層順を入れ換えても蛍光体層Ａ、Ｂの発光強度が変わらないように蛍光体層Ａ、Ｂの蛍光体濃度を調整した状態での判別式Ｄの値が、Ｄ＞１ならば蛍光体層Ａが蛍光体層ＢよりもＬＥＤから遠い側となる順に配置され、Ｄ＜１ならば蛍光体層Ｂが蛍光体層ＡよりもＬＥＤから遠い側となる順に配置されている順番である、ことを特徴とするＬＥＤ発光装置である。
【００１０】
ただし、上記判別式Ｄにおいて、ｋA は、順番をＬＥＤに近い順に蛍光体層Ａ、Ｂの順から蛍光体層Ｂ、Ａの順に入れ換えた時の蛍光体層Ａの変換効率の低下割合、ｋB は、順番を前記ＬＥＤに近い順に蛍光体層Ａ、Ｂの順から蛍光体層Ｂ、Ａの順に入れ換えた時の蛍光体層Ｂの変換効率の低下割合、Ａは、蛍光体層Ａに入射する励起光の強度に対する蛍光体層Ａを透過する励起光の強度の割合、Ｂは、蛍光体層Ｂに入射する励起光の強度に対する蛍光体層Ｂを透過する励起光の強度の割合、である。ｋA 、ｋB 、Ａ、Ｂはいずれも蛍光体濃度に依存する。変換効率の低下は、濃度消光に起因するものである。
【００１１】
ここでいう相互作用とは、ある種の蛍光体の発光が他の種の蛍光体に吸収されることをいう。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、ＬＥＤは、紫外光を発光するＬＥＤであることを特徴とするＬＥＤ発光装置である。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、各蛍光体層の発光色は、混色することにより白色となる組み合わせであることを特徴とするＬＥＤ発光装置である。
【００１４】
第４の発明は、第３の発明において、各蛍光体層は、赤色発光の赤色蛍光体層と、黄色発光の黄色蛍光体層と、青色発光の青色蛍光体層であることを特徴とするＬＥＤ発光装置である。
【００１５】
第５の発明は、ＬＥＤと、複数の積層された蛍光体層とを有し、蛍光体層の発光色がそれぞれ異なるＬＥＤ発光装置における蛍光体層の積層順は、蛍光体間に相互作用のない順番であり、さらにその順番のうち、相互作用しない任意の２つの蛍光体層Ａ、Ｂの順が、判別式Ｄ＝ｋB ＋（ｋA −ｋB ）／Ｂ＋（１−ｋA ）／ＡＢ、として、蛍光体層Ａ、Ｂの積層順を入れ換えても蛍光体層Ａ、Ｂの発光強度が変わらないように蛍光体層Ａ、Ｂの蛍光体濃度を調整した状態での判別式Ｄの値が、Ｄ＞１ならば蛍光体層Ａが蛍光体層ＢよりもＬＥＤから遠い側となる順に、Ｄ＜１ならば蛍光体層Ｂが蛍光体層ＡよりもＬＥＤから遠い側となる順に積層順を決定する、ことを特徴とするＬＥＤ発光装置の蛍光体層の積層順決定方法である。
【００１６】
ただし、上記判別式Ｄにおいて、ｋA は、順番をＬＥＤに近い順に蛍光体層Ａ、Ｂの順から蛍光体層Ｂ、Ａの順に入れ換えた時の蛍光体層Ａの変換効率の低下割合、ｋB は、順番をＬＥＤに近い順に蛍光体層Ａ、Ｂの順から蛍光体層Ｂ、Ａの順に入れ換えた時の蛍光体層Ｂの変換効率の低下割合、Ａは、蛍光体層Ａに入射する励起光の強度に対する蛍光体層Ａを透過する励起光の強度の割合、Ｂは、蛍光体層Ｂに入射する励起光の強度に対する蛍光体層Ｂを透過する励起光の強度の割合、である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、複数の蛍光体層の積層順を濃度消光を考慮して最適化することができ、より発光効率の高いＬＥＤ発光装置を実現することができる。特に第４の発明によると、赤、黄、青の混色により白色光を得るため演色性が高く、かつ発光効率の高いＬＥＤ発光装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１９】
図１は、実施例１のＬＥＤ発光装置の構造について示した図である。ＬＥＤ発光装置は、紫外発光のＬＥＤ１０と、Ｒ蛍光体層１１と、Ｙ蛍光体層１２と、Ｂ蛍光体層１３と、メタルステム１４と、リード部１５ａ、ｂと、サブマウント１６と、を有している。
【００２０】
ＬＥＤ１０は、III 族窒化物半導体からなるフリップチップ型の素子で、波長３９５ｎｍの紫外光を放射する。ＬＥＤ１０とサブマウント１６にフリップチップ実装されていて、ＬＥＤ１０側の電極とサブマウント１６上に形成された電極パターン１７とがはんだを介して接合している。サブマウント１６はメタルステム１４に実装されている。サブマウント１６上の電極パターンとリード部１５ａ、ｂはワイヤ１８を介して接続している。
【００２１】
ＬＥＤ１０上部には、Ｒ蛍光体層１１、Ｙ蛍光体層１２、Ｂ蛍光体層１３がドーム形状に積層されている。その積層順は、ＬＥＤ１０に近い側から、Ｙ蛍光体層１２、Ｂ蛍光体層１３、Ｒ蛍光体層１１、の順である。積層順をこのようにすることで、ＬＥＤ発光装置の効率を高めている。
【００２２】
Ｒ蛍光体層１１は、紫外光によって励起されて赤色発光する蛍光体Ｒをエポキシ樹脂に混合した樹脂層である。蛍光体Ｒには、Ｂａ3 ＭｇＳｉ2 Ｏ8 ：Ｅｕ2+，Ｍｎ2+を用いた。発光スペクトルのピーク波長は約６３０ｎｍである。Ｒ蛍光体層１１のエポキシ樹脂に対する蛍光体Ｒの重量比は、０．１６である。
【００２３】
Ｙ蛍光体層１２は、紫外光によって励起されて黄色発光する蛍光体Ｙをエポキシ樹脂に混合した樹脂層である。蛍光体Ｙには、（Ｂｒ，Ｓｒ）2 ＳｉＯ4 ：Ｅｕ2+を用いた。発光スペクトルのピーク波長は約５６０ｎｍである。Ｙ蛍光体層１２のエポキシ樹脂に対する蛍光体Ｙの重量比は、０．０１である。
【００２４】
Ｂ蛍光体層１３は、紫外光によって励起されて青色発光する蛍光体Ｂをエポキシ樹脂に混合した樹脂層である。蛍光体Ｂには、ＢａＭｇ1+X Ａｌ10+YＯ17：Ｅｕ2+を用いた。発光スペクトルのピーク波長は約４５０ｎｍである。Ｂ蛍光体層１３のエポキシ樹脂に対する蛍光体Ｂの重量比は、０．０１８である。
【００２５】
なお、Ｒ蛍光体層１１、Ｙ蛍光体層１２、Ｂ蛍光体層１３は、いずれもエポキシ樹脂に蛍光体を混合して形成しているが、シリコーン樹脂などに蛍光体を混合して蛍光体層を形成してもよい。
【００２６】
蛍光体層の積層構造は、以下のようにして作製した。まず、蛍光体Ｒ、Ｙ、Ｂをそれぞれ混合したエポキシ樹脂と、大きさがそれぞれ異なるドーム形状の型を用意する。そして、一番小さい型に蛍光体Ｙを混合した樹脂、２番目に小さい型に蛍光体Ｂを混合した樹脂、一番大きい型に蛍光体Ｒを混合した樹脂を流し込む。次に、小さい方の型から順次挿入して熱処理を行い、硬化させることによって、ＬＥＤ１０に近い側から、Ｙ蛍光体層１２、Ｂ蛍光体層１３、Ｒ蛍光体層１１、の順に積層した構造を形成した。
【００２７】
ＬＥＤ発光装置の各蛍光体層の積層順は、以下のようにして決定した。
【００２８】
ＬＥＤ発光装置の発光効率を低下させないために、蛍光体間に相互作用のない順とする必要がある。ここでいう相互作用とは、ある蛍光体の発光が他の蛍光体によって再吸収されてしまうことをいう。
【００２９】
蛍光体Ｙは、蛍光体Ｂと相互作用する。すなわち、蛍光体Ｂの発する青色光は蛍光体Ｙに吸収される。一方、蛍光体Ｙの発する黄色光または蛍光体Ｂの発する青色光は、蛍光体Ｒに吸収されない。
【００３０】
したがって、Ｙ蛍光体層１２は、Ｂ蛍光体層１３よりもＬＥＤ１０に近い側となる順にする必要がある。
【００３１】
次に、相互作用のないＲ蛍光体層１１とＹ蛍光体層１２、およびＲ蛍光体層１１とＢ蛍光体層１３の積層順について決定する。
【００３２】
蛍光体は、その濃度がある値以上になると変換効率が低下する濃度消光と呼ばれる現象を生ずる。この濃度消光による変換効率の低下割合は、蛍光体の種類によって異なる。そこで、相互作用のない層間の順番は濃度消光を考慮して判別式Ｄによって決定する。判別式Ｄは、以下のようにして導出したものである。
【００３３】
ある２種類の蛍光体Ａと蛍光体Ｂに相互作用がない場合において、蛍光体Ａを混合したＡ層と、蛍光体Ｂを混合したＢ層の積層順について考察する。なお、ここで判別式Ｄの導出の説明で用いる「蛍光体Ｂ」の表記は、蛍光体Ａとは種類の異なる、ある任意の蛍光体をを意味するものであり、上述のＢ蛍光体層１３に混合されている青色発光の蛍光体Ｂに限定して意味するものではない。
【００３４】
まず、Ａ層、Ｂ層を励起光源に近い順にＡ層、Ｂ層の順に積層した場合を考える。この場合、Ａ層の発光強度ＰA は、Ａ層の変換効率ηA に、Ａ層によって吸収された励起光の強度をかけたものである。Ａ層を透過する励起光の強度は、励起光の強度Ｐ0 とすると、Ｐ0 ｅｘｐ（−αA ｄA ）、ここでαA はＡ層の吸収係数、ｄA はＡ層の厚さ、である。Ａ層を透過する励起光の割合であるｅｘｐ（−αA ｄA ）をＡとおくと、Ａ層によって吸収された励起光の強度は、Ｐ0 （１−Ａ）である。よって発光強度ＰA は、
ＰA ＝ηA Ｐ0 （１−Ａ）    ・・・ （１）
である。ηA やαA はＡ層の蛍光体Ａの濃度に依存する。
【００３５】
一方、Ｂ層の発光強度ＰB は、Ｂ層の変換効率ηB に、Ｂ層によって吸収された励起光の強度をかけたものである。Ｂ層を透過する励起光の強度は、Ａ層を透過する励起光の強度に、Ｂ層を透過する励起光の割合であるｅｘｐ（−αB ｄB ）、ここでαB はＢ層の吸収係数、ｄB はＢ層の厚さ、をかけたものである。ｅｘｐ（−αB ｄB ）をＢと置くと、Ｂ層を透過する励起光の強度はＰ0 ＡＢであり、Ｂ層によって吸収された励起光の強度は、Ｐ0 Ａ（１−Ｂ）である。よって、発光強度ＰB は、
ＰB ＝ηB Ｐ0 Ａ（１−Ｂ）    ・・・ （２）
である。ηB やαB はＢ層の蛍光体Ｂの濃度に依存する。
【００３６】
Ａ層、Ｂ層を励起光源に近い順にＢ層、Ａ層の順に入れ換えた場合についても同様にして考えると、Ｂ層の発光強度ＰB ’Ａ層の発光強度ＰA ’は、
ＰB ’＝ηB ’Ｐ0 （１−Ｂ’）    ・・・ （３）
ＰA ’＝ηA ’Ｐ0 Ｂ’（１−Ａ’）    ・・・ （４）
である。ここで、ηA ’、ηB ’はＡ層、Ｂ層の変換効率、Ａ’、Ｂ’はＡ層、Ｂ層を透過する励起光の割合である。また、Ａ’＝ｅｘｐ（−αA ’ｄA ）、Ｂ’＝ｅｘｐ（−αB ’ｄB ）で、αA ’、αB ’はＡ層、Ｂ層の吸収係数である。
【００３７】
次に、Ａ層とＢ層を入れ換えてもＡ層、Ｂ層の発光強度が変わらないように、Ａ層、Ｂ層の蛍光体濃度が調整されているものと仮定する。つまり、Ａ層、Ｂ層の蛍光体濃度が、    ＰA ＝ＰA ’、ＰB ＝ＰB ’    ・・・ （５）
を満たす値であるとする。（１）〜（５）式を用いるとＡ’、Ｂ’は、
Ａ’＝１−｛ｋA （１−Ａ）｝／｛１−ｋB Ａ（１−Ｂ）｝    ・・・ （６）
Ｂ’＝１−ｋB Ａ（１−Ｂ）    ・・・ （７）
と表わされる。なお、Ａ層、Ｂ層の濃度消光による変換効率の低下割合をｋA 、ｋB と置いた。ｋA ＝ηA ／ηA ’、ｋB ＝ηB ／ηB ’、である。
【００３８】
ここでＡＢおよびＢ’Ａ’について考えると、ＡＢは、励起光源に近い順にＡ層、Ｂ層の順に積層した場合の励起光の透過割合を意味し、Ｂ’Ａ’は、励起光源に近い順にＢ層、Ａ層の順に積層した場合の励起光の透過割合を意味している。したがって、ＡＢとＢ’Ａ’を比較して大きい方が、同じスペクトルを得るのに必要な励起光が少ないということであり、つまりは効率が高い積層順であるということである。
【００３９】
以上より、判別式Ｄを、Ｂ’Ａ’／ＡＢとすれば、
Ｄ＝ｋB ＋（ｋA −ｋB ）／Ｂ＋（１−ｋA ）／（ＡＢ）    ・・・ （８）
であり、判別式Ｄが１より大きい場合は、励起光源に近い順にＢ層、Ａ層の順、判別式Ｄが１より小さい場合は、励起光源に近い順にＡ層、Ｂ層の順に積層することによって、より高い効率を得ることができることがわかる。
【００４０】
このようにして求めた判別式Ｄを用いて、Ｒ蛍光体層１１とＹ蛍光体層１２の積層順について決定する。
【００４１】
まず、各蛍光体層を単独で用いた場合の紫外光の透過割合を測定した。Ｒ蛍光体層１１のエポキシ樹脂に対する蛍光体Ｒの重量比を０．０６とすると、Ｒ蛍光体層１１の紫外光の透過割合Ｒは０．４５であった。同様に、Ｙ蛍光体層１２の蛍光体Ｙの重量比を０．０３とすると、Ｙ蛍光体層１２の紫外光の透過割合Ｙは０．４８、Ｂ蛍光体層１３の蛍光体Ｂの重量比を０．１とすると、Ｂ蛍光体層１３の紫外光の透過割合Ｂは０．２８であった。
【００４２】
ここで、積層順をＬＥＤ１０に近い側からＲ蛍光体層１１、Ｙ蛍光体層１２の順からＹ蛍光体層１２、Ｒ蛍光体層１１の順に入れ換えても同じスペクトルを得るためには、Ｒ蛍光体層１１のエポキシ樹脂に対する蛍光体Ｒの重量比を０．０６から０．０９に、Ｙ蛍光体層１２のエポキシ樹脂に対する蛍光体Ｙの重量比を０．０３から０．０１とする必要があった。このとき、Ｒ蛍光体層１１の変換効率は積層順を入れ換えても変化せず、Ｙ蛍光体層１２の変換効率は１．０７倍となった。つまり、Ｒ蛍光体層１１の変換効率の比ｋR ＝１、Ｙ蛍光体層１２の変換効率の比ｋY ＝０．９３である。また、積層順をＲ蛍光体層１１、Ｙ蛍光体層１２の順とした場合のＲ蛍光体層１１の紫外光の透過割合Ｒは０．４５、Ｙ蛍光体層１２の紫外光の透過割合Ｙは０．４８であった。これらの値を判別式Ｄに代入すると、Ｄ＝１．０８＞１となる。したがって、ＬＥＤ１０に近い順にＹ蛍光体層１２、Ｒ蛍光体層１１の順とする方が、より高効率である。
【００４３】
次に、Ｒ蛍光体層１１とＢ蛍光体層１３の積層順について判別式Ｄより決定する。
【００４４】
Ｒ蛍光体層１１のエポキシ樹脂に対する蛍光体Ｒの重量比を０．０９、Ｂ蛍光体層１３のエポキシ樹脂に対する蛍光体Ｂの重量比を０．１とし、積層順をＬＥＤ１０に近い側からＲ蛍光体層１１、Ｂ蛍光体層１３の順とした場合において、積層順をＢ蛍光体層１３、Ｒ蛍光体層１１の順に入れ換えても同じスペクトルを得るためには、Ｒ蛍光体層１１のエポキシ樹脂に対する蛍光体Ｒの重量比を０．０９から０．１６に、Ｂ蛍光体層１３のエポキシ樹脂に対する蛍光体Ｂの重量比を０．１から０．０１８とする必要があった。このとき、Ｒ蛍光体層１１の変換効率の比ｋR ＝１．０２、Ｂ蛍光体層１３の変換効率の比ｋB ＝０．８８、積層順をＲ蛍光体層１１、Ｂ蛍光体層１３の順とした場合のＲ蛍光体層１１の紫外光の透過割合Ｒは０．３０、Ｂ蛍光体層１３の紫外光の透過割合Ｂは０．２８であった。これらの値を判別式Ｄに代入すると、Ｄ＝１．１４＞１となる。したがって、ＬＥＤ１０に近い順にＢ蛍光体層１３、Ｒ蛍光体層１１の順とする方がより高効率である。
【００４５】
以上をまとめると、最も発光効率の高くなる積層順は、ＬＥＤ１０に近い順にＹ蛍光体層１２、Ｂ蛍光体層１３、Ｒ蛍光体層１１の順であることがわかる。
【００４６】
図２は、実施例１のＬＥＤ発光装置と、比較例１のＬＥＤ発光装置とについて発光スペクトルを測定した結果を示すグラフである。比較例１のＬＥＤ発光装置は、実施例１のＬＥＤ発光装置における蛍光体層の積層順を、ＬＥＤ１０に近い側からＲ蛍光体層、Ｙ蛍光体層、Ｂ蛍光体層の順に入れ換えたものである。図２のグラフにおいて、横軸は波長、縦軸は相対強度を示している。また、蛍光体Ｒ、Ｙ、Ｂそれぞれの発光スペクトルのピーク波長の位置をグラフ中に矢印で示している。実施例１の発光装置は、励起紫外光の強度および蛍光体Ｂの発光強度が比較例１のＬＥＤ発光装置よりも大きく、蛍光体Ｒと蛍光体Ｙの発光強度は実施例１の発光装置と比較例１のＬＥＤ発光装置でほぼ等しいことがわかる。したがって、Ｙ蛍光体層１２、Ｂ蛍光体層１３、Ｒ蛍光体層１１の順に積層した実施例１のＬＥＤ発光装置の方が効率が高いことがわかる。
【００４７】
以上のように、実施例１のＬＥＤ発光装置は、濃度消光を考慮して蛍光体層の積層順を最適化しているため、高い発光効率を有している。
【００４８】
なお、実施例は赤、黄、青の発光をする３種の蛍光体を用いているが、本発明は発光色の異なる複数の蛍光体を用いる場合であれば適用することができる。たとえば、赤、緑、青の３種の蛍光体や、赤、黄、緑、青の４種の蛍光体を用いて白色発光させる場合にも、本発明を適用して高効率なＬＥＤ発光装置を実現することができる。また、実施例のＬＥＤ発光装置は白色発光であるが、本発明は複数の蛍光体の発光を混色して白色以外の発光色を得るＬＥＤ発光装置であってもよい。
【００４９】
また、実施例では紫外発光ＬＥＤを用いているが、本発明は紫外発光に限るものではなく、紫色や青色発光のＬＥＤなどを用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明のＬＥＤ発光装置は、一般照明用の光源などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施例１のＬＥＤ発光装置の構造を示す図。
【図２】実施例１と比較例１のＬＥＤ発光装置の発光スペクトルを示したグラフ。
【符号の説明】
【００５２】
１０：ＬＥＤ
１１：Ｒ蛍光体層
１２：Ｙ蛍光体層
１３：Ｂ蛍光体層
１４：メタルステム
１５ａ、ｂ：リード部
１６：サブマウント
【図１】
2009245981.tif 000003
【図２】
2009245981.tif 000004