(57)【要約】【課題】光源からの光による励起により少なくとも７００ｎｍを超える領域にピーク波長を有する発光装置を提供する。【解決手段】  ４８０ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発光する固体光源と、該固体光源を覆い少なくとも一種の蛍光体を含有する蛍光膜とを備え、蛍光膜が、前記固体光源からの光に励起されて７００ｎｍを超える範囲にピーク波長を有しかつ該ピーク波長を含む範囲における発光スペクトルの半値全幅が１００ｎｍ以上である少なくとも一種の近赤外蛍光体を含有する、発光装置とする。【選択図】図１
2019240150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４８０ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発光する固体光源と、該固体光源を覆い少なくとも一種の蛍光体を含有する蛍光膜とを少なくとも備え、
前記蛍光膜が、前記固体光源からの光に励起されて７００ｎｍを超える範囲にピーク波長を有しかつ該ピーク波長を含む範囲における発光スペクトルの半値全幅が１００ｎｍ以上である光を発する少なくとも一種の近赤外蛍光体を含有する、発光装置。
【請求項２】
少なくとも、４００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲に連続的な発光スペクトルを有する、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記蛍光膜が、前記固体光源からの光に励起されて３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発する少なくとも一種の可視蛍光体をさらに含有する、請求項１又は２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記蛍光膜が、前記可視蛍光体として、前記固体光源からの光に励起されて３５０ｎｍ以上４３０ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する光を発する可視蛍光体Ａ、前記固体光源からの光に励起されて４３０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する光を発する可視蛍光体Ｂ、前記固体光源からの光に励起されて５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発する可視蛍光体Ｃを、それぞれ一種以上含む、請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
前記蛍光膜が２以上の層で形成されており、前記可視蛍光体Ａ及びＢが異なる層に含まれている、請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記蛍光膜が、含まれる前記蛍光体の種類が異なる２以上の層で形成されており、
該２以上の層が、ピーク波長がより長い蛍光体を含有する層からピーク波長がより短い蛍光体を含有する層へと順に、前記固体光源からの光の進行方向に積層されている、請求項４又は５に記載の発光装置。
【請求項７】
前記蛍光膜の各層に含まれる前記蛍光体の種類が１以上３以下である、請求項５又は６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記蛍光膜が、含まれる前記蛍光体の種類が異なる２以上の領域を同一面上に有する、請求項４に記載の発光装置。
【請求項９】
前記蛍光体の種類が異なる２以上の領域が、少なくとも、前記近赤外蛍光体を含有する領域及び前記可視蛍光体を含有する領域を有する、請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
前記固体光源を２以上備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１１】
前記固体光源が、発光ダイオード、レーザーダイオード、及び有機エレクトロルミネッセンス発光素子から選択される少なくとも１種である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記近赤外蛍光体が２価のユーロピウムを含有する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記近赤外蛍光体が、以下の式（Ｉ）で示される組成を有する、請求項１から１２のいずれか一項に記載の発光装置。
ＬｉａＳｒｂＬａｃＳｉｄＮｅＥｕｆ・・・（Ｉ）
（ただし、ａ〜ｆは、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００、０≦ａ≦８．２２、０．２２≦ｂ≦１７．３３、１．１２≦ｃ≦１１．３６、２２．４１≦ｄ≦３８．０９、４９．４７≦ｅ≦５６．０９、０．８８≦ｆ≦１．０１、を満たす数である。）
【請求項１４】
４８０ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光により７００ｎｍを超える範囲にピーク波長を有しかつ該ピーク波長を含む範囲における発光スペクトルの半値全幅が１００ｎｍ以上である光を発する少なくとも一種の近赤外蛍光体と、前記光により３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発する少なくとも一種の可視蛍光体とを含有する、蛍光膜。
【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。
【背景技術】
【０００２】
近年、家庭用照明をはじめとする各種照明は、ハロゲンランプから発光ダイオード（ＬＥＤ）への置き換えが急速に進んでおり長寿命化及び小型化が実現可能となっている。しかし、分光分析装置等の産業機器用の光源は、未だハロゲンランプが支配的に用いられており、ＬＥＤへの置き換えが進んでいない。その大きな原因として、従来のＬＥＤでは、産業機器用の光源に求められる、広帯域での安定した発光スペクトル分布を呈することや温度変化による波長シフトが生じ難いこと等の特性を充足することが困難であることが考えられる。特許文献１には、赤色蛍光体と緑色蛍光体を含む２種以上の蛍光体を含有する発光装置用の多層膜シートにおいて、各々の蛍光体層に含有される蛍光体が一種類であり、発光波長が長い蛍光体を含有する蛍光体層から発光波長が短い蛍光体を含有する蛍光体層へと順に配置することによって発光装置の全光束を高めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１３０４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の発光装置は、照明用途への適用を目的としたものであったため高波長側のピーク波長が７００ｎｍ以下のものであり、７００ｎｍを超える近赤外線領域にもピーク波長を有する発光が求められる産業機器用の光源としては十分ではない。
本発明は、光源からの光による励起により、少なくとも、７００ｎｍを超える領域にピーク波長を有する発光装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下に関するものである。
［１］４８０ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発光する固体光源と、該固体光源を覆い少なくとも一種の蛍光体を含有する蛍光膜とを少なくとも備え、前記蛍光膜が前記固体光源からの光に励起されて７００ｎｍを超える範囲にピーク波長を有しかつ該ピーク波長を含む範囲における発光スペクトルの半値全幅が１００ｎｍ以上である光を発する少なくとも一種の近赤外蛍光体を含有する、発光装置。
［２］少なくとも、４００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲に連続的な発光スペクトルを有する、［１］に記載の発光装置。
［３］前記蛍光膜が、前記固体光源からの光に励起され３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発する少なくとも一種の可視蛍光体をさらに含有する、［１］又は［２］に記載の発光装置。
［４］前記蛍光膜が、前記可視蛍光体として、前記固体光源からの光に励起されて３５０ｎｍ以上４３０ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する光を発する可視蛍光体Ａ、前記固体光源からの光に励起されて４３０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する光を発する可視蛍光体Ｂ、前記固体光源からの光に励起されて５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発する可視蛍光体Ｃを、それぞれ一種以上含む、［３］に記載の発光装置。
［５］前記蛍光膜が２以上の層で形成されており、前記可視蛍光体Ａ及びＢが異なる層に含まれている、［４］に記載の発光装置。
［６］前記蛍光膜が、含まれる前記蛍光体の種類が異なる２以上の層で形成されており、該２以上の層が、ピーク波長がより長い蛍光体を含有する層からピーク波長がより短い蛍光体を含有する層へと順に、前記固体光源からの光の進行方向に積層されている、［４］又は［５］に記載の発光装置。
［７］前記蛍光膜の各層に含まれる前記蛍光体の種類が１以上３以下である、［５］又は［６］に記載の発光装置。
［８］前記蛍光膜が、含まれる前記蛍光体の種類が異なる２以上の領域を同一面上に有する、［４］に記載の発光装置。
［９］前記蛍光体の種類が異なる２以上の領域が、少なくとも、前記近赤外蛍光体を含有する領域及び前記可視蛍光体を含有する領域を有する、［８］に記載の発光装置。
［１０］前記固体光源を２以上備える、［１］から［９］のいずれかに記載の発光装置。
［１１］前記固体光源が、発光ダイオード、レーザーダイオード、及び有機エレクトロルミネッセンス発光素子から選択される少なくとも１種である、［１］〜［１０］のいずれかに記載の発光装置。
［１２］前記近赤外蛍光体が２価のユーロピウムイオンを含有する、［１］〜［１１］のいずれかに記載の発光装置。
［１３］前記近赤外蛍光体が、以下の式（Ｉ）で示される組成を有する、［１］〜［１２］のいずれかに記載の発光装置。
ＬｉａＳｒｂＬａｃＳｉｄＮｅＥｕｆ・・・（Ｉ）
（ただし、ａ〜ｆは、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００、０≦ａ≦８．２２、０．２２≦ｂ≦１７．３３、１．１２≦ｃ≦１１．３６、２２．４１≦ｄ≦３８．０９、４９．４７≦ｅ≦５６．０９、０．８８≦ｆ≦１．０１、を満たす数である。）
［１４］４８０ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光により７００ｎｍを超える範囲にピーク波長を有しかつ該ピーク波長を含む範囲における発光スペクトルの半値全幅が１００ｎｍ以上である光を発する少なくとも一種の近赤外蛍光体と、前記光により３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発する少なくとも一種の可視蛍光体とを含有する、蛍光膜。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光源からの光による励起により、少なくとも、７００ｎｍを超える領域にピーク波長を有する発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施形態に係る発光装置の構成を示す概略図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図２】固体光源及び蛍光膜の積層例を示す説明図である。
【図３】実施例で用いた近赤外蛍光体Ｐ１〜Ｐ７の発光スペクトルである。Ａに近赤外蛍光体Ｐ１，Ｐ２の発光スペクトルを示す。Ｂに近赤外蛍光体Ｐ３，Ｐ４の発光スペクトルを示す。Ｃに近赤外蛍光体Ｐ５〜Ｐ７の発光スペクトルを示す。
【図４】実施例で用いた近赤外蛍光体Ｐ８〜Ｐ１４の発光スペクトルである。Ｄに近赤外蛍光体Ｐ８，Ｐ９の発光スペクトルを示す。Ｅに近赤外蛍光体Ｐ１０，Ｐ１１の発光スペクトルを示す。Ｆに近赤外蛍光体Ｐ１２〜１４の発光スペクトルを示す。
【図５】実施例で用いた近赤外蛍光体Ｐ８の発光スペクトルである。
【図６】実施例１，３の発光装置の発光スペクトルである。
【図７】実施例２の発光装置の発光スペクトルである。
【図８】実施例１及び比較例１，２の発光装置の発光スペクトルである。
【図９】第１変形例の発光装置の構成例を示す概略平面図である。
【図１０】第１変形例の発光装置の構成例を示す概略側面図である。
【図１１】第２変形例の発光装置の構成例を示す概略平面図である。
【図１２】第２変形例の発光装置の構成例を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の効果を阻害しない範囲で適宜変更を加えて実施することができる。
【０００９】
＜第１実施形態＞
［発光装置］
図１に、一実施形態に係る発光装置の構成を示す概略平面図及び側面図を示す。図２に、固体光源及び蛍光膜の積層例を示す。図１，２に示す発光装置１０は、パッケージ１に載置された固体光源２と、該固体光源２を覆う蛍光膜３とを備える。パッケージ１は、凹部を有するカップ状の基体で構成され、凹部の底面に固体光源２が設けられているとともに、凹部の開口部分が蛍光膜３で覆われている。なお、図１（Ａ）では蛍光膜３は省略している。パッケージ１を構成する基体としては、樹脂板、セラミックス板等を用いた、表面実装用パッケージ（ＳＭＤパッケージ）又はチップオンボード用基板（ＣＯＢ基板）等を用いることができる。固体光源２は、図示しない銀ペースト等のダイアタッチ材を用いてパッケージ１に接合されているとともに、固体光源２の正極及び負極がパッケージ１の正極及び負極のそれぞれの電極パッド５に繋がるように、金等を含むワイヤ４によってパッケージ１と電気的に接続されている。なお、フリップチップ実装の場合は、ワイヤ４に替えて導電部材を用いた突起状の端子を用いて電気的に接続されていてもよい。固体光源２の上側には、固体光源２の上面から所定の空間をあけて、パッケージ１の凹部の開口部を覆いかつ固体光源２の上面と平行になるように、蛍光膜３が設けられている。これにより、蛍光膜３は、固体光源２の全体を覆うように、かつ主面が固体光源２からの光と垂直に交わるように設けられている。
図２では、蛍光膜３は三層で構成されているが、単層でもよく、二層以上の任意の層数とすることができる。層構成の詳細は後述する。蛍光膜３が複数の層（２以上の層）で形成されている場合、各層は固体光源２からの光の進行方向に積層されている。図１では、蛍光膜３は、固体光源の上面から所定の空間をあけて設けられているが、該空間は不活性ガスや樹脂やガラスなどの透明部材等により充填されていてもよい。また、蛍光膜３は、固体光源２に接するように設けられていてもよい。
必要に応じて、図１に示すように、ツェナーダイオードやＥＳＤ素子等の静電保護素子６を、固体光源２と並列に、ワイヤ４で電極パット５に接続してもよい。
【００１０】
（固体光源）
固体光源は、４８０ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発光する固体光源である。固体光源は、４５０ｎｍ以下、又は４１０ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発光する固体光源とすることもできる。固体光源が発する光のピーク波長の範囲の下限値は、特に限定されず、２６０ｎｍ以上、３３０ｎｍ以上、又は３５０ｎｍ以上とすることができる。なお、本明細書において、特に指定のない限り、「ピーク波長」との用語は、分光発光スペクトルがピークを示す波長のことであり、そのうち最大強度の波長を「最大ピーク波長」という。上記範囲にピーク波長を有する光を発光する固体光源を用いることで、後述する各種の蛍光体を励起させることができる。また、固体光源の発光スペクトルは、通常は半値全幅が１０ｎｍ以上、かつ、該発光スペクトルはガウス関数に従う強度分布を取ると考えて良いため、カットオフ波長（例えば、蛍光強度が最大ピーク波長における強度の１.５％を下回る波長）の幅（短波長側カットオフ波長と長波長側カットオフ波長の間隔）は２０ｎｍ以上となるので、例えば、４００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発光する固体光源を用いることで、３８０ｎｍ以下の紫外線領域の発光スペクトルを有する発光装置とすることができる。
【００１１】
固体光源としては、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード（ＬＤ）、及び有機エレクトロルミネッセンス発光素子（有機ＥＬ素子）から選択される少なくとも１種を用いることができる。ＬＥＤ又はＬＤとしては、例えば、ＩｎＧａｎ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系等の紫外から紫色発光のＬＥＤ又はＬＤを挙げることができる。有機ＥＬ素子としては、例えば、発光層に、ナフタレン、ジスチリルアリーレン、オキサゾール、イソオキサゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、カルバゾール、ピラゾール、ピロール、フラン、フラザン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、フルオレン、ピリジン、ピラン、ベンゾピラン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、ビピリジン、キノキサリン、キサンテン、フェナジン、フェノキサジン、ジベンゾジオキシン、ジベンゾフラン、及びそれらの誘導体等芳香族基を骨格に有する化合物から選択される１以上の青色系の発光材料を含む有機ＥＬ素子等を挙げることができる。
【００１２】
（蛍光膜）
蛍光膜は、固体光源を覆うように設けられており、少なくとも一種の蛍光体を含有する。蛍光膜は、単層で構成されていてもよく２以上の層で構成されていてもよい。蛍光膜は、固体光源からの光に励起されて７００ｎｍを超える範囲、好ましくは７５０ｎｍ以上の範囲にピーク波長（好ましくは、最大ピーク波長）を有しかつ該発光スペクトルの半値全幅（ｆｕｌｌ  ｗｉｄｔｈ  ａｔ  ｈａｌｆ  ｍａｘｉｍｕｍ，ＦＷＨＭ）が１００ｎｍ以上、好ましくは１２０ｎｍ以上、より好ましくは１５０ｎｍ以上、特に好ましくは２００ｎｍ以上である光を発する少なくとも一種の近赤外蛍光体（以下、単に「近赤外蛍光体」ともいう。）を含有する。
【００１３】
なお、本明細書において、「近赤外蛍光体」との用語は、上記のとおり、「固体光源からの光に励起されて７００ｎｍを超える範囲にピーク波長（好ましくは、最大ピーク波長）を有しかつ該ピーク波長を含む範囲における発光スペクトルの半値全幅が１００ｎｍ以上である光を発する蛍光体」のことを意味している。一般的には、「近赤外」との用語は、７８０ｎｍ〜３０００ｎｍ程度の波長範囲を指す用語として用いられている。本実施形態で用いる近赤外蛍光体は、７００ｎｍを超える範囲にピーク波長を有しかつ該ピーク波長を含む範囲における発光スペクトルの半値全幅が１００ｎｍ以上、かつ、該発光スペクトルはガウス関数に従う強度分布を取ると考えて良いため、カットオフ波長（例えば、蛍光強度が最大ピーク波長における強度の１.５％を下回る波長）の幅（短波長側カットオフ波長と長波長側カットオフ波長の間隔）は２００ｎｍ以上であるので、少なくとも７８０ｎｍを超える波長範囲にスペクトルを呈することができ、一般的な意味合いからも矛盾しない。
【００１４】
固体光源からの光に励起されて７００ｎｍを超える範囲にピーク波長を有しかつ該発光スペクトルの半値全幅が５０ｎｍ以上、特に１００ｎｍ以上のブロードなピークを形成する近赤外蛍光体を含有するので、上記した光源からの光による励起により近赤外線領域に一定の強度でかつブロードなピーク波長を有する発光装置とすることができる。加えて、上記固体光源や後述する必要に応じて含有してもよい可視蛍光体と組み合わせて、紫外線領域から近赤外線領域までの広帯域の発光スペクトルを有する発光装置とすることができる。なお、近赤外蛍光体は、７００ｎｍを超える範囲、好ましくは７５０ｎｍ以上の範囲にピーク波長を有していればよく、それ以外の範囲にもピーク波長を有していてよい。例えば、近赤外蛍光体は、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲と、７００ｎｍを超える範囲とにピーク波長を有しているように構成することもできる。
【００１５】
図５に基づいて、近赤外蛍光体の発光スペクトルの一例を説明する。図５は、後述する実施例で用いた近赤外蛍光体Ｐ８の発光スペクトル（光源：３７０ｎｍに分光したキセノンランプ）である。図５に示すように、この近赤外蛍光体は、６８０±３ｎｍ、及び７７６±３ｎｍにピーク波長を有している。つまり、この近赤外蛍光体は、７００ｎｍを超える範囲に一つのピーク波長を有している。各発光スペクトルの半値全幅は、それぞれ１１３ｎｍ、及び２０９ｎｍである。これら二つのピークは重なり合っており、両者を含む発光スペクトルのカットオフ波長（例えば、蛍光強度が８００ｎｍにおける強度の１.５％を下回る波長）は、短波長側が５４０±３ｎｍであり、長波長側が１２００ｎｍ±３ｎｍである。なお、近赤外蛍光体の発光スペクトルは、７００ｎｍを超える範囲にピーク波長を有していればよく、図５に示す発光スペクトルと同じ波形に限定されない。
【００１６】
この近赤外蛍光体を用いた蛍光膜（後述する可視蛍光体を含まない蛍光膜）と上記固体光源とで構成される発光装置は、強度バランスは任意となるものの、図５と概ね同じ波長にピーク波長を有する。
【００１７】
近赤外蛍光体としては、上記範囲にピーク波長を有する蛍光体であれば特に限定されず、例えば、ユーロピウム又はセリウム賦活化窒化物又は酸窒化物蛍光体を挙げることができる。これらは、５ｄと４ｆ間の遷移による発光であり、半値幅が広いため好ましい。特に、２価のユーロピウム（２価のユーロピウムイオン）を添加した蛍光体は、半値幅が広く発光強度が高いためより好ましい。
【００１８】
ユーロピウム又はセリウム賦活化窒化物又は酸窒化物蛍光体としては、例えば、Ｌｉ，Ｓｒ，Ｌａ，及びＳｉからなる群から選択された１以上の金属の窒化物を母体結晶として、該母体結晶に賦活剤としてユーロピウムを含有する窒化物蛍光体を挙げることができる。
【００１９】
近赤外蛍光体は、以下の式（Ｉ）で示される組成を有する近赤外蛍光体とすることが、半値幅が広いため好ましく、以下の式（Ｉ）において、０．８８≦ｆ≦１．０１の組成を有する近赤外蛍光体とすることが、発光強度が高いためより好ましい。
ＬｉａＳｒｂＬａｃＳｉｄＮｅＥｕｆ・・・（Ｉ）
（ただし、ａ〜ｆは、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００、０≦ａ≦８．２２、０．２２≦ｂ≦１７．３３、１．１２≦ｃ≦１１．３６、２２．４１≦ｄ≦３８．０９、４９．４７≦ｅ≦５６．０９、０．０５≦ｆ≦１０、となる数である。）
【００２０】
近赤外蛍光体の含有量は、蛍光膜に含まれる全蛍光体中、５質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以上３０質量％以下であることがより好ましく、１５質量％以上２５質量％以下であることがさらに好ましい。上記範囲内とすることで、他の蛍光体層の発光を妨げることなく近赤外蛍光体の発光を得ることができる。
【００２１】
蛍光膜は、上記近赤外蛍光体の他に、固体光源からの光に励起されて３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にピーク波長（好ましくは、最大ピーク波長）を有する光を発する少なくとも一種の可視蛍光体（以下、単に「可視蛍光体」ともいう。）を含有していてもよい。可視蛍光体を含有することで、紫外線領域、可視光領域及び近赤外線領域までの広帯域な発光スペクトルを有する発光装置とすることができる。
なお、本明細書において、「可視蛍光体」との用語は、上記のとおり、「固体光源からの光に励起されて３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にピーク波長（好ましくは、最大ピーク波長）を有する光を発する蛍光体」のことを意味している。一般的には、「可視」との用語は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度の波長範囲を指す用語として用いられている。本実施形態で用いる可視蛍光体は、３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有しており、通常は該発光スペクトルの半値全幅は５０ｎｍ以上であり、かつ、該発光スペクトルはガウス関数に従う強度分布を取ると考えて良いため、カットオフ波長（例えば、蛍光強度が最大ピーク波長における強度の１.５％を下回る波長）の幅（短波長側カットオフ波長と長波長側カットオフ波長の範囲）は１００ｎｍ以上であるので、少なくとも３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ程度の波長範囲全域にわたってスペクトルを呈することになるため、一般的な意味合いからも矛盾しない。
【００２２】
可視蛍光体としては、上記範囲にピーク波長を有する蛍光体であれば特に限定されず、例えば、固体光源からの光に励起されて３５０ｎｍ以上４３０ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体Ａ（以下、単に「可視蛍光体Ａ」ともいう。）、固体光源からの光に励起されて４３０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体Ｂ（以下、単に「可視蛍光体Ｂ」ともいう。）、固体光源からの光に励起されて５００ｎｍ以上７００ｎｍ未満の範囲にピーク波長を有する光を発する蛍光体Ｃ（以下、単に「可視蛍光体Ｃ」ともいう。）、を挙げることができる。蛍光体Ａ〜Ｃは、それぞれ、上記範囲に最大ピーク波長を有することが好ましい。広帯域の発光スペクトルをより確実に呈する点で、可視蛍光体は、蛍光体Ａ〜Ｃをそれぞれ一種以上含むことが好ましい。なお、可視蛍光体のピーク波長は、可視蛍光体の活化剤の含有量を調整したり、混合物の混合比を調整したりすることで各領域内の任意の波長に調整することができる。
【００２３】
可視蛍光体Ａとしては、例えば、π電子共役系有機蛍光体Ａ１（以下、「可視蛍光体Ａ１」ともいう。）、ユーロピウム賦活化酸硫化物蛍光体及び銀賦活化硫化亜鉛蛍光体の混合物蛍光体Ａ２（以下、「可視蛍光体Ａ２」ともいう。）を挙げることができ、これらから選択される一種以上を用いることができる。
【００２４】
可視蛍光体Ａ１としては、例えば、以下の式（Ａ１）で表される、１，３，４−オキサジアゾリル環の２，５位にπ電子共役系置換基を有する蛍光体を挙げることができる。
【化１】
2019240150.tif 000003
Ｒ１（π），Ｒ２（π）は、水素、または、π電子共役系置換基であり、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、カルバゾリル基、ピリジル基、ビピリジル基を挙げることができる。また、それらのπ共役系置換基は、炭素数が１以上１０以下のアルキル基、ハロゲン原子等の置換基を有していても良い。炭素数が１以上１０以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ジメチルプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ペンチル基等を挙げることができる。
【００２５】
可視蛍光体Ａ１は、例えば、１，３，４−オキサジアゾリル環（−Ｃ２Ｎ２Ｏ−）、１，４−フェニル環（−Ｃ６Ｈ４−）、及び１−フェニル環（−Ｃ６Ｈ５）をそれぞれ１〜３個含むπ電子共役系有機蛍光体とすることもできる。可視蛍光体Ａ１は、その純度が９０％以上であることが好ましい。可視蛍光体Ａ１は、これらから選択される一種以上を用いることができる。
【００２６】
可視蛍光体Ａ２としては、例えば、ユーロピウム賦活化酸硫化物蛍光体（Ａ２−１）及び銀賦活化硫化亜鉛蛍光体（Ａ２−２）の混合物等を挙げることができる。
ユーロピウム賦活化酸硫化物蛍光体（Ａ２−１）としては、例えば、ガドリニウム、イットリウム、及びランタンからなる群から選択された１以上の希土類金属と、酸硫化物を母体結晶として、該母体結晶に賦活剤としてユーロピウムを含有する、酸硫化物蛍光体等を挙げることができる。
【００２７】
ユーロピウム賦活化酸硫化物蛍光体は、以下の式（Ａ２−１）で表される蛍光体とすることもできる。
（Ａ２−ｘ，Ｅｕx）２Ｏ２Ｓ  ・・・（Ａ２−１）
（但し、Ａは、Ｇａ，Ｙ，Ｌａのいずれかであり、ｘは、０＜ｘ＜０．１を満たす数である。）
【００２８】
銀賦活化硫化亜鉛蛍光体（Ａ２−２）は、以下の式（Ａ２−２）で表される蛍光体とすることもできる。
（Ｚｎ１−ｘ，Ａｇ２ｘ）Ｓ  ・・・（Ａ２−２）
（但し、ｘは、０＜ｘ＜０．１を満たす数である。）
【００２９】
可視蛍光体Ａ２において、ユーロピウム賦活化酸硫化物蛍光体（Ａ２−１）と銀賦活化硫化亜鉛蛍光体（Ａ２−２）との混合比は、質量比［（Ａ２−１）／（Ａ２−２）］として、０．１以上９以下とすることができる。
【００３０】
可視蛍光体Ｂとしては、例えば、ユーロピウム賦活化アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体を挙げることができる。ユーロピウム賦活化アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体としては、例えば、カルシウム、ストロンチウム、マグネシウム及びバリウムからなる群から選択される１以上の第２族元素のアルミン酸塩を母体結晶とし、該母体結晶に賦活剤としてユーロピウムを含有する蛍光体を挙げることができる。可視蛍光体Ｂとしては、これらから選択される一種以上を用いることができる。
【００３１】
可視蛍光体Ｂは、以下の式（Ｂ１）〜（Ｂ４）で表される蛍光体とすることもできる。
（Ａ１−ｘ，Ｅｕｘ）Ａｌ１１Ｏ１７  ・・・（Ｂ１）
（但し、Ａは、Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｂａ又はその組み合わせであり、ｘは、０＜ｘ＜０．１を満たす数である。）
【００３２】
（Ｓｒ０〜０．８Ｓｉ６Ｎ８：Ｅｕ０．０１〜０．２      ・・・（Ｂ２）
（Ｃａ０．２５〜２Ｓｉ０．０１〜１１．４９Ａｌ０．５１〜１１．９９Ｏ０．０１〜１１．４９Ｎ４．５１〜１５．９９）：Ｃｅ０．００１〜０．５      ・・・（Ｂ３）
Ａｌ４．６Ｓｉ０．３〜０．３９Ｎ５：Ｅｕ０．０１〜０．１  ・・・（Ｂ４）
【００３３】
可視蛍光体Ｃとしては、例えば、ユーロピウム賦活化ストロンチウムシリケート蛍光体を挙げることができる。ユーロピウム賦活化ストロンチウムシリケート蛍光体としては、例えば、ストロンチウムシリケートを母体結晶とし、該母体結晶に賦活剤としてユーロピウムを含有する蛍光体であって、以下の式（Ｃ１）〜（Ｃ５）で表される可視蛍光体Ｃ１〜Ｃ５を挙げることができる。
【００３４】
（Ｓｒ１−ｘ，Ｅｕｘ）３ＳｉＯ５      ・・・（Ｃ１）
（但し、ｘは、０＜ｘ＜０．１を満たす数である。）
【００３５】
（Ｓｒ１−ｘ―ｙ，Ｂａｘ，Ｅｕｙ）３ＳｉＯ５  ・・・（Ｃ２）
（但し、ｘ，ｙは、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜０．１を満たす数である。）
【００３６】
（Ｓｒ１−ｘ―ｙ，Ｂａｘ，Ｅｕｙ）２ＳｉＯ４  ・・・（Ｃ３）
（但し、ｘ，ｙは、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜０．１を満たす数である。）
【００３７】
Ｍｅ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ      ・・・（Ｃ４）
ＭｅＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ      ・・・（Ｃ５）
但し、式（Ｃ４），（Ｃ５）において、Ｍｅは、Ｃａ，Ｓｒ，又はＢａを表す。
【００３８】
可視蛍光体Ｃとしては、上記可視蛍光体Ｃ１〜Ｃ５から選択される１以上を用いることができる。
【００３９】
各層における蛍光体の総含有量は、３質量％以上７５質量％以下であることが好ましく、５質量％以上６０質量％以下であることがより好ましい。上記範囲内とすることで、分散性良く均質な層を形成でき、かつ、蛍光体からの発光を効果的に得るとともに、層内での散乱による光の散逸を押さえた条件を達成し、十分な発光強度と狭い放射角特性を具備することが可能となる。
【００４０】
可視蛍光体の含有量は、所望される各々の波長の光量バランスに応じて選択することができる。例えば、蛍光体Ａの含有量は、蛍光膜に含まれる全蛍光体中、２質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上３５質量％以下であることがより好ましい。蛍光体Ｂの含有量は、蛍光膜に含まれる全蛍光体中、２質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上３５質量％以下であることがより好ましい。蛍光体Ｃの含有量は、蛍光膜に含まれる全蛍光体中、１質量％以上３０質量％以下であることが好ましく、５質量％以上１５質量％以下であることがより好ましい。
【００４１】
蛍光膜中に含まれる蛍光体の数は、少なくとも４００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲に連続的な発光スペクトルを有する発光装置とする場合、上記近赤外蛍光体に可視蛍光体を組み合わせて、合計２種以上とすることができ、３種以上とすることが好ましく、５種以上とすることがより好ましい。上限値は特に限定されず、１０種以下、又は８種以下とすることができる。
蛍光膜が複数の層で構成されている場合、各層に含まれる蛍光体の種類は、１以上４以下であることが好ましく、１以上３以下であることがより好ましい。蛍光体の種類を１以上４以下とすることで、比重や粒径の違う多種の蛍光体を含むことにより蛍光体の分散性が低下することを防ぐことができる。
【００４２】
蛍光膜は、一層以上で構成されており、好ましくは、含まれる蛍光体の種類が異なる複数の層で構成されている。含まれる蛍光体の種類が異なる複数の層で構成することで、一層に含まれる蛍光体の種類が過度に多くならないので、蛍光体の分散性を高めて均一な蛍光膜とすることができる。蛍光膜を構成する層の数は、１以上、２以上又は３以上とすることができ、８以下、７以下又は５以下とすることができる。
【００４３】
なお、「蛍光体の種類」とは、蛍光体のピーク波長によって区別される種類のことである。同じ母体結晶や混合物の構成要素が同一の場合でも、賦活化物の添加量や混合物の構成要素の混合比が異なる等によりピーク波長が異なる蛍光体は種類が異なる。「蛍光体の種類が異なる複数の層（２以上の層）」とは、ある一層に含まれる少なくとも一種の蛍光体が、他の層に含まれる蛍光体の種類と一致していないことを意味している。広帯域の発光スペクトルを呈することができる蛍光膜を効率よく作製する点で、含まれる蛍光体の種類が層間ですべて異なることが好ましい。「蛍光体の種類が異なる複数の層」とするには、例えば、近赤外蛍光体を含む層、可視蛍光体Ａ〜Ｃを含む層の２層で構成することができる。或いは、近赤外蛍光体を含む層、可視蛍光体Ａを含む層、可視蛍光体Ｂを含む層、可視蛍光体Ｃを含む層の４層で構成することで蛍光体の種類が異なる複数の層とすることもできる。蛍光体の種類ごとに別の層として積層させることもできる。
【００４４】
但し、紫外領域および紫外領域寄りの可視領域にピーク波長を有する蛍光体の光は、特に、他の蛍光体による再吸収によって消失してしまう傾向にある。よって、蛍光膜が可視蛍光体Ａ及び可視蛍光体Ｂを含む場合は、光の失活を防ぎながら、十分な強度の短波長側の発光を得る目的から、可視蛍光体Ａと可視蛍光体Ｂとは異なる層に含むことが好ましい。一方、近赤外蛍光体、可視蛍光体Ｃは、他の蛍光体と混合しても発光スペクトルの強度に大きな影響は及ぼさない。
【００４５】
蛍光膜は、蛍光体の種類が異なる複数の層で形成されている場合、該複数の層が、ピーク波長がより長い蛍光体を含有する層からピーク波長がより短い蛍光体を含有する層へと順に、固体光源からの光の進行方向に積層されていることが好ましい。このような構成にすることで、蛍光発光した光が次の層に含まれる蛍光体の励起に利用されて短い波長の光が消失してしまうことを防ぐことができる。
【００４６】
蛍光膜の各層の厚みは、含まれる蛍光体の割合により調整され、例えば、蛍光体の含有量が５質量％以上６０質量％以下の場合、１μｍ以上５００μｍ以下とすることができ、蛍光体の含有量が６０質量％より多い場合、１０μｍ以上１００μｍ以下とすることができる。
【００４７】
蛍光膜の作製方法は、特に限定されず、例えば、上記した蛍光体を、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、エチルセルロース、ガラス等の薄膜材料中に、必要に応じてシリコーンナノパウダー等の分散剤とともに、公知の攪拌・混練装置を用いて分散させてペースト状にした後、ポッティング、スプレー、スピンコート、スクリーン印刷、グラビア印刷、等により、固体光源上、又はガラス板等の透明基材上に塗布又は印刷して作製することができる。複数の蛍光体を混合して用いる場合の混合方法は、特に限定されず、従来の混合装置を用いて行えばよい。蛍光膜を複数の層で構成する場合、各層はシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等で接着してもよいし、固定部品で押さえつけるように固定してもよい。蛍光膜をパッケージに装着する場合の接着方法についても、同様に、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等で接着してもよいし、固定部品で押さえつけるように固定してもよい。
【００４８】
（発光装置）
本実施形態に係る発光装置は、少なくとも、４００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲に連続的な発光スペクトル（以下、「連続スペクトル」ともいう。）を有していることが好ましい。この範囲に連続的なスペクトルを有することで、広帯域な発光が求められる産業用機器用の光源として好ましく用いることができる。「連続的な発光スペクトル」とは、発光スペクトルの発光強度（以下、「蛍光強度」ともいう。）がこの範囲内の全域で、８００ｎｍ基準の相対値として０．０１以上（１％以上）であることを意味している。上記範囲の全域で８００ｎｍ基準の相対値として１％以上であるので、産業機器用の光源としてより好ましく用いることができる。標準光源として用いる場合は、発光スペクトルの発光強度（蛍光強度）が、上記範囲の全域で、８００ｎｍ基準の相対値として０.０１５以上（１．５％以上）であることが好ましく、使いやすさの観点からは、０．０５以上（５％以上）であることがより好ましい。
【００４９】
例えば、図６に示す実施例１のスペクトルにおいて、連続スペクトルの両端（３５０ｎｍ、１２００ｎｍ）における蛍光強度は、８００ｎｍ付近の最大強度に対してそれぞれ１．７％、１．９％であり、かつ、３９０ｎｍ付近の極小点における蛍光強度も８．２％であり、いずれも１．５％を上回っており、３５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下の範囲に連続的な発光スペクトルを有しているといえる。よって、この発光装置は、少なくとも、４００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲に連続的な発光スペクトルを有しており、産業用機器の標準光源として十分に使用可能である。
【００５０】
発光装置は、用いる固体光源及び近赤外蛍光体の発光スペクトルによって、より広帯域の連続スペクトルを有するように構成することができる。例えば、固体光源として、４１０ｎｍ以下の範囲にピーク波長を有する光を発光する固体光源を用いる場合、該発光スペクトルの半値全幅が５０ｎｍ以上とすると、少なくとも、３６０ｎｍ以上の範囲に連続スペクトルを有する発光装置とすることができる。
【００５１】
また、本実施形態に係る近赤外蛍光体を用いることで、１２００ｎｍを超える領域を含む広帯域の連続スペクトルを実現することができる。後述する実施例では、少なくとも、３５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下の範囲に連続的な発光スペクトルを有する発光装置の例を示している。
【００５２】
発光装置は、７００ｎｍを超える近赤外線領域にピーク波長を有する。近赤外線領域に強い光量が求められる場合は、７００ｎｍを超える近赤外線領域に、発光装置が呈する連続的な発光スペクトルにおいて最大の発光強度を得る波長を有する。より高波長側の発光が求められる場合は、近赤外蛍光体の組成や混合比を調整することにより、７５０ｎｍ以上、又は８００ｎｍ以上の範囲にピーク波長を有するように構成することもできる。近赤外線領域にピーク波長を有することで、従来のＬＥＤより広い波長範囲の光を得ることができるので、分光分析装置等の産業機器用の発光装置としてより好適に用いることができる。
【００５３】
産業機器としては、白色干渉膜厚計、ハンディタイプの色度計等の分光分析機器や、ハロゲンランプが用いられている産業機器等を挙げることができる。
白色干渉膜厚計は、光源の波長帯域の範囲に複数のフリンジ（干渉縞）が含まれていることが望ましいため、特に極薄膜の膜厚等を計測するためには、より広帯域の光源を用いることが求められている。従来のＬＥＤ光源では十分な広帯域を達成することができないが、本実施形態に係る発光装置によれば白色干渉膜厚計の光源として十分な波長帯域を達成することができる。
ハンディタイプの色度計は、従来、光源の帯域に合せて測光範囲が４００ｎｍ〜７００ｎｍに設定されている。しかし、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めるＸＹＺ表色系は、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍに規定されているため、従来のハンディタイプの色度計では厳密な計測が難しい。本実施形態に係る発光装置によれば、少なくとも、４００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲の広帯域の発光スペクトルを有するので、ＣＩＥの規定に則った正確な計測が可能となる。その結果、照明分野、色彩分野、印刷分野、塗装分野等、広範囲の産業に貢献することができる。
ハロゲンランプは、多くの産業機器用光源として用いられている。しかし、例えばクリーンルーム等の外部と遮断された空間で用いられるものは、発熱及び排熱の問題が生じる場合がある。本実施形態に係る発光装置によれば、ハロゲンランプに類似した発光スペクトルに調整することが可能であるため、ハロゲンランプの代替品として好適に用いることができる。ハロゲンランプの代替品として用いる場合は、上記の蛍光体を複数組み合わせることにより、ハロゲンランプの発光スペクトルに類似した発光スペクトルを有する発光装置とすることができる。
【００５４】
＜変形例＞
次に本実施形態に係る発光装置の変形例について述べる。以下の各変形例では、第１実施形態及び他の変形例と異なる点のみを述べる。以下に述べられていない構成については既述の構成と同様にすることができる。
【００５５】
（第１変形例）
第１変形例は、第１実施形態において蛍光膜を複数の層で構成する例（図２参照）の変形例であり、含まれる蛍光体の種類が異なる複数の領域を同一面上に有するように構成する。
【００５６】
図９，１０を用いて第１変形例を説明する。図９は第１変形例の発光装置の構成例を示す概略平面図であり、図１０は概略側面図である。図９，１０に示す発光装置１００は、パッケージ１１上に設けられた固体光源２１と、固体光源２１を覆うように設けられた蛍光膜３０，３１とを備える。蛍光膜３０は、含まれる蛍光体の種類が異なる２以上の領域（領域３０ａ〜３０ｆ）を有している。「蛍光体の種類」とは、上記したように、蛍光体のピーク波長によって区別される種類のことである。なお、この例では、蛍光膜３０，３１は、基材７上に設けられているが、基材７は必須の構成ではない。基材としては、ガラス等の透明の部材を用いることができる。このような基材７を用いることで、製膜が容易であるとともに取り扱いが容易で、かつ強度を保つことができる。
【００５７】
また、この例では、蛍光膜３０を他の蛍光膜３１と積層させる場合の例を示しているが、蛍光膜３０のみを単層で用いることもできる。蛍光膜３０を単層で用いる場合は、少なくとも一つの領域に近赤外蛍光体を含有するように構成する。この場合、蛍光膜３０は、少なくとも一種の近赤外蛍光体を含有する領域（例えば領域３０ａ）、及び少なくとも一種の可視蛍光体を含有する領域（例えば領域３０ｂ〜３０ｆ）を有していることが好ましい。蛍光膜３０が近赤外蛍光体を含有しない場合は、蛍光膜３０を少なくとも一種の近赤外蛍光体を含有する蛍光膜３１と積層させて用いればよい。他の蛍光膜３１の構成は、特に限定されず、含まれる蛍光体の種類が異なる２以上の領域を同一面上に有する蛍光膜（蛍光膜３０と同様の構成）であってもよく、１以上の蛍光体を含む一つの領域で構成された蛍光膜であってもよい。
【００５８】
蛍光膜３０を他の蛍光膜３１と積層させる場合は、第１実施形態で複数の層構成とする場合と同様に、ピーク波長がより長い蛍光体を含有する蛍光膜からピーク波長がより短い蛍光体を含有する蛍光膜へと順に、固体光源からの光の進行方向に積層されていることが好ましい。このような構成にすることで、蛍光発光した光が次の蛍光膜に含まれる蛍光体の励起に利用されて短い波長の光が消失してしまうことを防ぐことができる。
【００５９】
図９では、蛍光膜３０は、６つの領域３０ａ〜３０ｆで構成されているが、領域の数はこれに限定されず、２以上の任意の数で構成することができる。中でも、蛍光発光した光の消失を防ぐ点で、含まれる蛍光体の種類が異なる４以上の領域で構成されていることが好ましい。
【００６０】
蛍光膜３０の作製方法は、特に限定されず、蛍光体を含んだインクによる印刷や、あらかじめ蛍光体と樹脂を混合して作製された別々の蛍光膜を同一面上に配置することにより作製することができる。
【００６１】
（第２変形例）
第２変形例は、固体光源を２以上用いる場合の例である。図１１，１２を用いて第２変形例を説明する。図１１，１２は、第２変形例の発光装置の構成例を示す概略平面図である。図１１に示す発光装置１０１は、パッケージ１２の同一面上に設けられた２以上の固体光源２２ａ〜２２ｆと、該固体光源２２ａ〜２２ｆのいずれか一つ又は複数を覆う蛍光膜３２ａ〜３２ｅを備える。図１２に示す発光装置１０２は、固体光源２３ａ〜２３ｆと、該固体光源２３ａ〜２３ｆの全てを覆う蛍光膜３３ｇと、蛍光膜３３ｇの上に設けられかつ固体光源２３ａ〜２３ｆのうちの一つを覆う位置に設けられた蛍光膜３３ａ〜３３ｆと、を備える。
固体光源２２ａ〜２２ｆ、２３ａ〜２３ｆは、ピーク波長が同じ光を発光する固体光源であってもよく、ピーク波長が異なる光をそれぞれ発光する固体光源であってもよい。図１１，１２では、固体光源は６つの固体光源２２ａ〜２２ｆ又は２３ａ〜２３ｆで構成されているが、固体光源の数は、これに限定されず２以上、３以上、５以上、１０以上等、求められる明るさに対応できるよう任意の数にすることができる。
【００６２】
各固体光源を覆う蛍光膜の構成は、図１１，１２に示すものに限定されず、各固体光源がそれぞれ別個の蛍光膜（好ましくは、含まれる蛍光体の種類がそれぞれ異なる蛍光膜）で覆われていてもよく、一部又は全ての固体光源が単一の蛍光膜で覆われていてもよい。いずれの場合も、少なくとも一つの蛍光膜は、少なくとも近赤外蛍光体を含有するように構成する。各固体光源が別個の蛍光膜で覆われている場合、少なくとも近赤外蛍光体を含有する蛍光膜以外の蛍光膜のうち少なくとも一つの蛍光膜は、上記可視蛍光体から選択される少なくとも一種を含有する蛍光膜であることが好ましい。各固体光源が単一の蛍光膜で覆われている場合、蛍光膜は、近赤外蛍光体及び可視蛍光体を含有することが好ましい。また、蛍光膜は、第１変形例に記載した同一面上に２以上の領域を有する蛍光膜を用いることもでき、複数の層を有する蛍光膜を用いることもできる。その場合の構成は上記のとおりである。
【００６３】
蛍光膜の作製方法は、特に限定されず、前記の作製方法と同じ方法により作製することができる。
蛍光膜を同一平面状に複数個有する構成（例えば各固体光源がそれぞれ別個の蛍光膜で覆われている構成）にする場合は、樹脂硬化のための加熱時に樹脂が流れ出すことを防止する点で、例えばシリコーン樹脂等が固体光源の周囲を取り囲むように設けられている、いわゆるダムを有していてもよい。
【００６４】
（その他の構成）
発光装置は、発光した光の指向性をコントロールするため、固体光源及び蛍光膜を覆うようにレンズが設けられていてもよい。レンズとしては、片面凸レンズ、両面凸レンズ、凸メニスカスレンズ、ロッドレンズ、光ファイバー、等を挙げることができる。
【００６５】
発光装置は、さらに、異なる波長の光を混合する目的のため、レンズの光入射面や出射面にブラスト加工が施されていてもよい。ブラスト加工の方法は特に限定されず、公知のサンドブラスト加工の方法等を用いて行うことができる。
【実施例】
【００６６】
以下に実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例により本発明の解釈が限定されるものではない。【００６７】
［製造例１〜１４］（近赤外蛍光体の製造）
実施例では、組成にＬｉａＳｒｂＬａｃＳｉｄＮｅＥｕｆ（ただし、ａ〜ｆは、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００となる数）で表される赤外蛍光体材料を用いた。
以下のようにして、実施例で用いることのできる近赤外蛍光体Ｐ１〜Ｐ１４を製造した。表１にこれらの蛍光体の設計組成示す。
【表１】
2019240150.tif 000004
【００６８】
上記設計組成の蛍光体を得るために原料粉末Ｓｉ３Ｎ４、Ｌｉ３Ｎ、Ｓｒ３Ｎ２、ＬａＮ、ＥｕＮを、表２に示す重量比率で秤量し、メノウ乳棒と乳鉢で１０分間混合した。その後、得られた混合物を窒化ホウ素製のるつぼに充填した。尚、粉末の秤量、混合の各工程は全て、水分１ｐｐｍ以下、酸素１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気を保持することができるグローブボックス中で行った。【００６９】
【表２】
2019240150.tif 000005
【００７０】
その後、この混合粉末を入れた窒化ホウ素製のるつぼを、黒鉛抵抗加熱方式の電気炉にセットした。焼成の操作は、まず、拡散ポンプにより焼成雰囲気を真空とし、室温から８００℃まで毎時１２００℃の速度で昇温し、８００℃において、純度が９９．９９９体積％の窒素を導入して圧力を０．９２ＭＰａとし、１７００℃の焼成温度まで、毎時６００℃で昇温し、１７００℃の焼成温度で２時間保持して行った。焼成後、乳鉢を用いて手で粉砕して赤外蛍光体粉末Ｐ１〜Ｐ１４を得た。
この蛍光体を３７０ｎｍに分光したＸｅ光源で励起した場合の発光特性を表３に示す。なお、表３において、「発光ピーク波長」は、「最大ピーク波長」を示しており、発光半値全幅の単位は「ｎｍ」である。【００７１】
【表３】
2019240150.tif 000006
【００７２】
図３，４に、上記蛍光体Ｐ１〜Ｐ１４の発光スペクトルを示す。図３，４において、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は蛍光強度（任意単位）を示す。なお、スペクトル測定には大塚電子製ＭＣＰＤ９８００（３１１Ｃ型）を用いた。ここでは、３７０ｎｍに分光したキセノンランプで励起した場合を示したが、これらの蛍光体は３００〜５００ｎｍの広い波長範囲で励起することが可能であり、励起波長を変えても同様の発光スペクトルが得られた。これらの蛍光体は７００〜８５０ｎｍの範囲に発光ピーク（ピーク波長）を有し、近赤外領域の広範囲に亘る発光スペクトルを有する。これらの蛍光体は、発光イオンとして２価Ｅｕを用いており、５ｄ−４ｆ遷移による半値全幅１００ｎｍ以上の幅広い発光スペクトルを有する。さらに製造した蛍光体の発光イオンは複数の配位環境にあるため、いくつかの発光ピークが重畳したスペクトルを表している。このため、発光スペクトル線幅は通常の５ｄ−４ｆ遷移型蛍光体に比べても広く、本製造例に示すように１００〜３００ｎｍに及ぶ半値全幅を得ることができた。複数の発光ピークの強度のバランスは製造組成により異なり、組成によっては７００ｎｍ以下に最大ピークを有するものもあるが、７００ｎｍ以上の波長領域においてサブピークが重畳しているのが特徴である。【００７３】
以上の製造例からＬｉａＳｒｂＬａｃＳｉｄＮｅＥｕｆの組成（ただし、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＝１００、０≦ａ≦８．２２、０．２２≦ｂ≦１７．３３、１．１２≦ｃ≦１１．３６、２２．４１≦ｄ≦３８．０９、４９．４７≦ｅ≦５６．０９、０．８８≦ｆ≦１．０１）の蛍光体を本発明の実施例に用いることができる。ただし、発光イオンＥｕの濃度は約１ａｔｍ％としたが、一般的に蛍光体で使われる範囲である０．０１〜１０ａｔｍ％とすることができる。上記の設計範囲とすることで、発光強度が低下することを抑制することができ、産業機器用の発光素子としてより好ましく使用することができる。【００７４】
以下の実施例では、上述の製造例の内の蛍光体Ｐ８を用いて発光素子を作製した。この蛍光体は、発光線幅が広く、発光強度も高いため、発光素子に特に適しているといえるが、この他の組成の蛍光体を用いても本発明の目的を達成することが可能である。
この近赤外蛍光体Ｐ８の発光スペクトルを、分光器（光源：３７０ｎｍに分光したキセノンランプ）を用いて測定したところ、６８０±３ｎｍ、７７６±３ｎｍにピーク波長が測定された。この結果を図５に示した。【００７５】
可視蛍光体として、以下の蛍光体を用いた。
［可視蛍光体Ａ１］式（Ａ１−１）で表される蛍光体（分子式：Ｃ２４Ｈ２２Ｎ２Ｏ）、ピーク波長４０５ｎｍ±３ｎｍ
【化２】
2019240150.tif 000007
［可視蛍光体Ａ２］Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ及びＺｎＳ：Ａｇの混合物、ピーク波長４２４±３ｎｍ
［可視蛍光体Ｂ］ＢａＭｇＡｌ１１Ｏ１７：Ｅｕ、ピーク波長４５２±３ｎｍ、４５９±３ｎｍ
［可視蛍光体Ｃ１−１］Ｓｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ、ピーク波長５２０±３ｎｍ
［可視蛍光体Ｃ１−２］Ｓｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ、ピーク波長５９３±３ｎｍ
［バインダー］シリコーン樹脂、信越化学工業株式会社製「ＫＥＲ−１９３０」
［分散剤］シリコーンナノパウダー、株式会社トクヤマ製、「レシオロール」【００７６】
［実施例１］
表４に示す蛍光体粉末とシリコーン樹脂とを、攪拌装置を用いて表１に記載の割合で混合し、蛍光体樹脂組成物ａ〜ｅを作製した。樹脂組成物ａを、ＳＣＨＯＴＴ社製の透明基材上で基材との間に隙間を設けたスキージをスライドさせて成膜し、熱硬化させた後に透明基材から剥がして、表１に記載の厚さの第１層を形成した。次いで、樹脂組成物ｂを、第１層と同様の方法で第２層を形成した。さらに同様の方法で樹脂組成物ｃ、ｄ、ｅを用いて第３層、第４層、第５層を形成し、それぞれの層の間にシリコーン樹脂を薄く塗布し、重ねあわせることで５種類の蛍光体がそれぞれ別の層に含まれる５層の蛍光膜を製作した。
凹部を有するセラミック製パッケージの凹部の底面に、銀ペースト製のダイアタッチ材を塗布し、その上に３６５ｎｍにピーク波長を有する紫外線ＬＥＤチップ（１．１ｍｍ×１．１ｍｍ×高さ０．２ｍｍ、電流値５００ｍＡ、放射束６００ｍＷ以上）をマウントした。ＬＥＤチップの正極と負極がパッケージの正極と負極のそれぞれの電極パッドに繋がるように金ワイヤで接続した。ＬＥＤチップと並列に、静電保護素子を配置した。パッケージの凹部の開口部に上記の蛍光膜をシリコーン樹脂で取り付け、図１，２に示す構造を有する発光装置を作製した。
【表４】
2019240150.tif 000008
【００７７】
［実施例２］
表５に示す組成及び割合で蛍光膜を作製した以外は、実施例１と同様にして、発光装置を作製した。この発光装置における蛍光膜は、７種類の蛍光体がそれぞれ別の層に含まれる７層構造を有している。
【表５】
2019240150.tif 000009
【００７８】
［実施例３］
表６に示す組成及び割合で蛍光膜を作製した以外は、実施例１と同様にして、発光装置を作製した。この発光装置における蛍光膜は、可視蛍光体Ａ，Ｂがそれぞれ別の層に含まれており、近赤外蛍光体、可視蛍光体Ｃ１−１、Ｃ１−２が同じ層に含まれている３層構造を有している。
【表６】
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【００７９】
［比較例１］
近赤外蛍光体を含まないこと以外は、実施例１と同様にして、発光装置を作製した。【００８０】
［比較例２］
近赤外蛍光体に替えて三菱ケミカル株式会社製の蛍光体「ＢＲ−１０１／Ｎ」（ピーク波長６４８ｎｍ、半値全幅８８ｎｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、発光装置を作製した。【００８１】
［発光スペクトル］
実施例及び比較例の発光装置の発光スペクトルを、分光器を用いて、Ｔａ＝２５℃、ＩＦ＝５００ｍＡの条件により測定した。実施例１，３の結果を図６に示した。実施例２の結果を図７に示した。比較例１，２と実施例１との比較を図８に示した。
図６，７に示すように、実施例１〜３の発光装置は、７８０ｎｍを超える領域にピーク波長を有している。中でも、実施例１，３の発光装置は、７８０ｎｍを超える領域に、連続的な発光スペクトルにおいて最大の発光強度を得る波長を有している。
また、図６に示す実施例１のスペクトルにおいて、連続スペクトルの両端（３５０ｎｍ、１２００ｎｍ）における蛍光強度は、８００ｎｍ付近の最大強度に対してそれぞれ１．７％、１．９％であり、かつ、３９０ｎｍ付近の極小点における蛍光強度も８．２％であり、いずれも１．５％を上回っている。よって、この発光装置は、少なくとも、３５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下の範囲に連続的な発光スペクトルを有している。同様に、実施例２，３の発光装置についても、少なくとも、３５０ｎｍ以上１２００ｎｍの広帯域に連続的な発光スペクトルを有していることが確認された。
さらに、実施例に示す発光装置は、１０ｍＷを超える放射束を達成することが確認された。よって、この発光装置は、紫外線領域から近赤外線領域まで広帯域の発光スペクトル分布を有するとともに、高輝度性、高集光性に優れており、通電時の発光応答性、発光強度の時間的変動、温度による波長シフト等も小さいので、それらの特性に関して問題点を有していた従来光源（ハロゲンランプ等）の代替素子として、産業機器用の発光装置に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０，１００，１０１，１０２    発光装置
１，１１，１２，１３      パッケージ
２，２１，２２ａ〜２２ｅ，２３ａ〜２３ｆ      固体光源
３，３０，３１，３２ａ〜３２ｅ，３３ａ〜３３ｇ      蛍光膜
４      ワイヤ
５      電極パッド
６      静電保護素子
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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