JPWO2019164014A1 - 発光装置および照明装置 - Google Patents
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Abstract
本発明の一実施形態に係る発光装置は、発光素子と、第１蛍光体と、第２蛍光体とを備えている。第１蛍光体は、発光素子から発光される光に対して４００〜４８０ｎｍの波長領域に第１ピーク波長を有する光を放射する。第２蛍光体は、発光素子から発光される光に対して４８０〜６００ｎｍの波長領域に第２ピーク波長を有する光を放射する。発光素子は、２８０〜３１５ｎｍの波長領域に第３ピーク波長を有しており、２８０〜３１５ｎｍの光を放射する。
Description
本発明は、ＬＥＤ等を使用した発光装置および照明装置に関する。
近年、蛍光灯や電球に代わってＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を光源とする照明装置が用いられていれる。また、例えば、家電製品や乗用自動車などの塗装面の外観検査用光源としても発光素子を光源とする照明装置が用いられている。
半導体発光素子は、放射光の波長帯域が狭く、単一色の光しか放射できない。照明光を白色光としたい場合は、放射光の波長帯域が異なる複数の半導体発光素子を準備し、複数の放射光の混色によって白色光を実現している。または、同一波長の励起光によって波長帯域の異なる蛍光を発光する複数の蛍光体を準備し、半導体発光素子からの放射光と、半導体発光素子からの放射光によって励起されて発光する複数の蛍光の混色によって白色光を実現している。このような混色の手法を用いれば、白色光以外にも目的に応じたスペクトルを有する光源を作製することができる（特開２０１５−１２６１６０号公報参照）。
しかしながら、特開２０１５−１２６１６０号公報に開示された技術は、白色光を照射したときの照射面における外観と、太陽光のもとで見たときの照射面における外観とでは、見え方が異なる場合があった。
本発明の一実施形態に係る発光装置は、発光素子と、第１蛍光体と、第２蛍光体とを備えている。第１蛍光体は、発光素子から発光される光に対して４００〜４８０ｎｍの波長領域に第１ピーク波長を有する光を放射する。第２蛍光体は、発光素子から発光される光に対して４８０〜６００ｎｍの波長領域に第２ピーク波長を有する光を放射する。発光素子は、２８０〜３１５ｎｍの波長領域に第３ピーク波長を有しており、２８０〜３１５ｎｍの光を放射する。
本発明の一実施形態に係る照明装置は、少なくとも１つの上記の発光装置と、発光装置が配置された筐体と、を備えることを特徴とする。
本発明の一実施形態に係る照明装置は、発光素子を有する複数の発光装置を備えている。複数の発光装置から放射された合成光は、４００〜４８０ｎｍの波長領域に第１ピーク波長を有し、４８０〜６００ｎｍの波長領域に第２ピーク波長に有し、２８０〜３１５ｎｍの波長領域に第３ピーク波長を有している。
以下に本発明の実施形態に係る発光装置および照明装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
＜発光装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置の外観斜視図である。図２は、図１に示す発光装置を仮想線で示す平面で切断したときの断面図である。図３は、図２に示す発光装置の拡大図である。図４は、本発明の実施形態の発光装置における外部放射光のスペクトルを示すグラフである。図５は、図４に太陽光のスペクトラムを加えて示すグラフである。これらの図において、発光装置１は、基板２と、発光素子３と、枠体４と、封止部材５と、波長変換部材６とを備えている。
図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置の外観斜視図である。図２は、図１に示す発光装置を仮想線で示す平面で切断したときの断面図である。図３は、図２に示す発光装置の拡大図である。図４は、本発明の実施形態の発光装置における外部放射光のスペクトルを示すグラフである。図５は、図４に太陽光のスペクトラムを加えて示すグラフである。これらの図において、発光装置１は、基板２と、発光素子３と、枠体４と、封止部材５と、波長変換部材６とを備えている。
発光装置１は、基板２と、基板２上に設けられた発光素子３と、基板２上に発光素子３を取り囲むように設けられた枠体４と、枠体４で囲まれた内側の空間内に、枠体４で囲まれる空間の上部の一部を残して充填された封止部材５と、枠体４で囲まれた内側の空間の上部の一部に、封止部材５の上面に沿って枠体４内に収まるように設けられた波長変換部材６と、を備えている。なお、発光素子３は、例えば、ＬＥＤであって、半導体を用いたｐｎ接合中の電子と正孔が再結合することによって、外部に向かって光を放出する。
基板２は、絶縁性の基板であって、例えば、アルミナまたはムライト等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料等からなる。または、これらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から成る。また、基板２は、基板２の熱膨張を調整することが可能な金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂を用いることができる。
少なくとも基板２の主面または基板２の内部には、基板２の内外を電気的に導通する配線導体が設けられている。配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。基板２がセラミック材料から成る場合は、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、基板２となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層して、焼成することにより得られる。なお、配線導体の表面には、酸化防止のために、例えば、ニッケルまたは金等のめっき層が形成されている。また、基板２の上面には、基板２上方に効率良く光を反射させるために、配線導体およびめっき層と間隔を空けて、例えば、アルミニウム、銀、金、銅またはプラチナ等の金属反射層を形成してもよい。
発光素子３は、基板２の主面上に実装される。発光素子３は、基板２主面上に形成される配線導体の表面に被着するめっき層上に、例えば、ろう材または半田を介して電気的に接続される。発光素子３は、透光性基体と、透光性基体上に形成される光半導体層とを有している。透光性基体は、有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、光半導体層を成長させることが可能なものであればよい。透光性基体に用いられる材料としては、例えば、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコーンまたは二ホウ化ジルコニウム等を用いることができる。なお、透光性基体の厚みは、例えば５０μｍ以上１０００μｍ以下である。
光半導体層は、透光性基体上に形成される第１半導体層と、第１半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第２半導体層とから構成されている。第１半導体層、発光層および第２半導体層は、例えば、ＩＩＩ族窒化物半導体、ガリウム燐またはガリウムヒ素等のＩＩＩ−Ｖ族半導体、あるいは、窒化ガリウム、窒化アルミニウムまたは窒化インジウム等のＩＩＩ族窒化物半導体等を用いることができる。なお、第１半導体層の厚みは、例えば１μｍ以上５μｍ以下であって、発光層の厚みは、例えば２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下であって、第２半導体層の厚みは、例えば５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。また、このように構成された発光素子３は、例えば２８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発することができる。
枠体４は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料、あるいは多孔質材料、あるいは酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等の金属酸化物からなる粉末を混合させた樹脂材料から成る。枠体４は、基板２の主面に、例えば樹脂、ろう材または半田等を介して接続されている。枠体４は、発光素子３と間隔を空けて、発光素子３を取り囲むように基板２の主面上に設けられている。また、枠体４は、傾斜する内壁面が、基板２の主面から遠ざかるに従い、外方に向かって広がるように形成されている。そして、枠体４の内壁面が、発光素子３から発せられる励起光の反射面として機能する。なお、平面視して、枠体４の内壁面の形状を円形とすると、発光素子３が放射する光を一様に反射面にて外方に向かって反射させることができる。
また、枠体４の傾斜する内壁面は、例えば、焼結材料からなる枠体４の内周面にタングステン、モリブデン、マンガン等から成る金属層と、金属層を被覆するニッケルまたは金等から成るめっき層を形成してもよい。このめっき層は、発光素子３の発する光を反射させる機能を有する。なお、枠体４の内壁面の傾斜角度は、基板２の主面に対して例えば５５度以上７０度以下の角度に設定されている。
基板２および枠体４で囲まれる内側の空間には、光透過性の封止部材５が充填されている。封止部材５は、発光素子３を封止するとともに、発光素子３の内部から発せられる光を外部に光を取り出す。さらに、発光素子３の外部に取り出された光が透過する機能を備えている。封止部材５は、基板２および枠体４で囲まれる内側の空間内に、枠体４で囲まれる空間の一部を残して充填されている。封止部材５は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂や透光性のガラス材料が用いられる。封止部材５の屈折率は、例えば１．４以上１．６以下に設定されている。
波長変換部材６は、基板２および枠体４で囲まれた内側の空間の上部に、封止部材５の上面に沿って設けられている。波長変換部材６は、枠体４内に収まるように形成されている。波長変換部材６は、発光素子３の発する光の波長を変換する機能を有している。すなわち、波長変換部材６は、発光素子３から発せられる光が封止部材５を介して内部に入射して、内部に含有される蛍光体が発光素子３から発せられる光によって励起されて、蛍光体からの蛍光を発するとともに、発光素子３からの光の一部を透過させて放射するものである。波長変換部材６は、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、または透光性のガラス材料からなり、その絶縁樹脂、ガラス材料中に、蛍光体が含有されている。蛍光体は、波長変換部材６中に均一に分散するようにしている。発光素子３および波長変換部材６中に含有される蛍光体としては、発光装置１から発せられる光の発光スペクトルが、図４に示すような発光スペクトルとなるように選ばれる。
本発明の実施形態の発光装置１では、第３ピーク波長λ３が２８０〜３１５ｎｍである発光素子３（発光素子が複数種類の場合には、第１発光素子３１）を用い、蛍光体として、例えば、後述する第１ピーク波長λ１を有するとともに青色の蛍光を発する第１蛍光体６１と、第２ピーク波長λ２を有するとともに青緑色の蛍光を発する第２蛍光体６２と、を用いている。この他にも、緑色の蛍光を発する蛍光体と、赤色の蛍光を発する蛍光体と、近赤外領域の蛍光を発する蛍光体とをさらに用いてもよい。
各蛍光体は例えば、青色を示す第１蛍光体６１は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ，（Ｓｒ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕであり、青緑色を示す第２蛍光体６２は、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ，Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕである。緑色を示す蛍光体は、ＳｒＳｉ２（Ｏ，Ｃｌ）２Ｎ２：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎである。赤色を示す蛍光体としては、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、ＳｒＣａＣｌＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ、ＣａＡｌＳｉ（ＯＮ）３：Ｅｕである。近赤外領域を示す蛍光体は、３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｒである。
本発明の実施形態に係る発光装置１は、発光スペクトルの波長領域となる２８０〜９５０ｎｍの波長領域において、第１蛍光体６１、第２蛍光体６２等の蛍光体から放射される蛍光と、発光素子３から放射される光を合成する。このことにより、発光素子３から発光される光に対して４００〜４８０ｎｍの波長領域に第１ピーク波長の光が励起され、４８０〜６００ｎｍの波長領域に第２ピーク波長の光が励起される。
このことによって、本発明の実施形態に係る発光装置１は、第１蛍光体６１、第２蛍光体６２の温度が変動し、それぞれの蛍光体から放射される、ピーク波長における蛍光の出力が変動することによって生じる、発光装置１から放射される光の色のバラツキを小さくすることができる。すなわち、第１蛍光体６１または第２蛍光体６２の蛍光体から放射される、ピーク波長における蛍光の出力が変動する場合であっても、他の蛍光体から放射される蛍光によって発光装置１からの光の色を所定の光の色に保持できる可能性が高くなる。よって、本発明の実施形態に係る発光装置１は、蛍光体から放射される、ピーク波長における蛍光の強度が変動することによって生じる、発光装置１から放射される光の色のバラツキを低減することができる。
発光装置１が、２８０〜３１５ｎｍ（ＵＶＢ領域）における第３ピーク波長λ３を有することによって、紫外領域においてより太陽光に近い光が照射される。このことによって、植物育成や耐候性試験用に適した光源を供給することが可能となる。また、屋内飼育用の生物の育成において、爬虫類および両生類等の陸上生物に、２８０〜３１５ｎｍ（ＵＶＢ領域）の光を照射することで、体内でビタミンＤなどの栄養素を生成することができ、健康状態の維持に有用となる。また植物栽培においては、近紫外線を含む光が育成対象物に対して程よいストレスを与え、例えば緑黄色野菜などではビタミンＣ含有量が増加することなどが期待できる。すなわち、植物に対して、食物としての特性を向上させることができる。
さらに、本発明の実施形態に係る発光装置１は、太陽光のスペクトルに近似する、演色性の高い光を放射することができる。即ち、太陽光のスペクトルにおける相対光強度と、本発明の実施形態に係る発光装置１の発光スペクトルにおける相対光強度との差を小さくすることができ、太陽光に近似した発光装置１を作製することができる。
本発明の他の実施形態に係る発光装置１は、２８０〜３１５ｎｍの波長領域（ＵＶＢ領域）のピーク波長λ３の発光スペクトルの光強度は、全波長領域２８０〜９５０ｎｍの最大ピーク波長の光強度（最大ピーク光強度）の３％以上３０％以下である。最大ピーク光強度とは、２８０〜９５０ｎｍの間で最も強い光強度のことである。また、最大ピーク波長とは、２８０〜９５０ｎｍの間のスペクトルのうち、最も光強度の相対強度が高い波長のことをいう。この結果、発光装置１は、紫外および紫領域において、太陽光のスペクトルに近似する光を放射することができるとともに、色のバラツキが小さい光を放射できる。すなわち、発光装置１は、近紫外および可視光の波長領域にわたる発光スペクトルを有する光を放射できるとともに、発光素子３や蛍光体における一部の光強度、すなわち、図４の縦軸に示す相対光強度が変動することによって生じる、発光装置１から放射される紫外域の色のバラツキを低減させることができる。
また、本発明の実施形態に係る発光装置１は、４３０〜７００ｎｍの波長領域における発光スペクトルの最大値と最小値の光強度差が２０％以下であってもよい。このことによって、発光装置１は、青色から黄色にかけて放射する光の色のバラツキが大きくなる可能性を低減できる。
また、可視光域の４００〜６００ｎｍに最大ピーク波長がある。この最大ピーク波長を有する波長が第１ピーク波長λ１または第２ピーク波長λ２である。最大ピーク波長が４００〜６００ｎｍに位置していることにより、太陽光スペクトルに近似する光を放射することができ、生物の飼育や植物の育成に適した光を供給することが可能となる。
さらに、発光装置１が、第１発光素子３１の他に、第２発光素子３２をさらに有していてもよい。第２発光素子３２は、３１５〜４００ｎｍの波長領域に第４ピーク波長λ４を有しており、３１５〜４００ｎｍの光を放射する。発光装置１が、３１５〜４００ｎｍにおける第４ピーク波長λ４を有することによって、さらに紫外領域においてより太陽光に近い光が照射される。このことによって、植物育成や耐候性試験用に適した光源を供給することが可能となる。また、屋内飼育用の生物の育成において、爬虫類および両生類等の陸上生物に、３１５〜４００ｎｍ（ＵＶＡ領域）の光を照射することで、生命維持機能（体温調節、成長促進）を向上させることができる。また植物栽培においては、近紫外線を含む光が育成対象物に対して程よいストレスを与え、例えば緑黄色野菜などではビタミンＣ含有量が増加することなどが期待できる。すなわち、植物に対して、食物としての特性を向上させることができる。
図４および図５は、本実施形態の発光装置１で用いられる蛍光体の第１蛍光体６１および第２蛍光体６２を含む蛍光スペクトルの一例を示している。それぞれのスペクトルにおいて、最も高い光強度を１とする相対光強度で示したスペクトルである。なお、図４〜５に示す発光スペクトルおよび各蛍光スペクトルは、測定された実測値に基づき、相対光強度を示している。
また、ＵＶＢ領域以下、つまり３１５ｎｍ以下の光強度はＵＶＡ領域（３１５〜４００ｎｍ）のピーク波長λ４の光強度の５０％以下であってもよい。このことによって、紫外域の光が強くなりすぎることを低減させることができる。
さらに、第４ピーク波長λ４の光強度は、全波長領域２８０〜９５０ｎｍの最大ピーク光強度の２０％以上６０％以下であってもよい。このことによって、紫外域の光が強くなりすぎることを低減させることができ、紫外線の浴びすぎによる皮膚の劣化等（いわゆる日焼け）を低減させることができる。また、第４ピーク波長λ４の光強度が最大ピーク光強度の２０％以上であることによって、太陽光に近いスペクトルを照射することが可能となる。
本発明の実施形態の発光装置１は、建物内、家屋内などの屋内で用いられる照明装置において、例えば、複数個配列して構成される形態などで利用される。例えば、居住空間の照明装置であれば、屋内であっても太陽光が照射されたような照明環境を構築することができる。また、塗装された物品、例えば乗用自動車などの外観検査用の照明装置として用いれば、屋内であっても太陽光が照射されたような検査環境を構築することができる。屋内にいても太陽光に近い光が照射されることによって、太陽光の下で見える色に近い見え方にすること（演色性の向上）ができ、色の検査を行なう場合に、より正確に検査することができる。また、屋内飼育用の生物の育成において、爬虫類および両生類等の陸上生物に、２８０〜３１５ｎｍ（ＵＶＢ領域）の光を照射することで、体内でビタミンＤなどの栄養素を生成することができ、健康状態の維持に有用となる。
なお、これまで発光装置１の実施形態について説明してきたが、複数の発光装置を備えた照明装置１０の実施形態として、同様の発光スペクトルを有していてもよい。すなわち、発光素子３を有する複数の発光装置を組み合わせることにより、上述した発光装置１と同様に、照明装置１０として、４００〜４８０ｎｍの波長領域に第１ピーク波長を有し、４８０〜６００ｎｍの波長領域に第２ピーク波長を有している。
照明装置１０が、２８０〜３１５ｎｍにおける第３ピーク波長λ３を有することによって、紫外領域においてより太陽光に近い光が照射される。このことによって、植物育成や耐候性試験用に適した光源を供給することが可能となる。また、屋内飼育用の生物の育成において、爬虫類および両生類等の陸上生物に、２８０〜３１５ｎｍ（ＵＶＢ領域）の光を照射することで、体内でビタミンＤなどの栄養素を生成することができ、健康状態の維持に有用となる。また植物栽培においては、近紫外線を含む光が育成対象物に対して程よいストレスを与え、例えば緑黄色野菜などではビタミンＣ含有量が増加することなどが期待できる。すなわち、植物に対して、食物としての特性を向上させることができる。
本発明の他の実施形態に係る照明装置１０は、２８０〜３１５ｎｍの波長領域（ＵＶＢ領域）のピーク波長λ３の発光スペクトルの光強度は、全波長領域２８０〜９５０ｎｍの最大ピーク波長の光強度（最大ピーク光強度）の３％以上３０％以下である。この結果、照明装置１０は、紫外域において、太陽光のスペクトルに近似する光を放射することができるとともに、色のバラツキが小さい光を放射できる。
また、可視光域の４００〜６００ｎｍに最大ピーク波長がある。この最大ピーク波長を有する波長が第１ピーク波長λ１または第２ピーク波長λ２である。最大ピーク波長が４００〜６００ｎｍに位置していることにより、太陽光スペクトルに近似する光を放射することができ、生物の飼育や植物の育成に適した光を供給することが可能となる。また、４３０〜７００ｎｍの波長領域における発光スペクトルの最大値と最小値の光強度差が２０％以下であってもよい。このことによって、照明装置１０は、青色から黄色にかけて放射する光の色のバラツキが大きくなる可能性を低減できる。
また、ＵＶＢ領域以下、つまり３１５ｎｍ以下の光強度はＵＶＡ領域（３１５〜４００ｎｍ）のピーク波長λ４の光強度の５０％以下であってもよい。このことによって、紫外域の光が強くなりすぎることを低減させることができる。
さらに、第４ピーク波長λ４の光強度は、全波長領域２８０〜９５０ｎｍの最大ピーク光強度の２０％以上６０％以下であってもよい。このことによって、紫外域の光が強くなりすぎることを低減させることができ、紫外線の浴びすぎによる皮膚の劣化等（いわゆる日焼け）を低減させることができる。また、第４ピーク波長λ４の光強度が最大ピーク光強度の２０％以上であることによって、太陽光に近いスペクトルを照射することが可能となる。
以下に添付図面を参照して、本実施形態に係る発光装置１を備える照明装置の一例を説明する。
＜照明装置の構成＞
図６は、本実施形態に係る発光装置を備える照明装置の外観斜視図であり、図７は、図６に示す照明装置の分解斜視図である。図８は、図６に示す照明装置の筐体から透光性基板を取り外した状態を示す斜視図である。照明装置１０は、発光素子を有する複数の発光装置を備えている。そして、複数の発光装置から放射された光は、合成されて４００〜４８０ｎｍの波長領域に第１ピーク波長を有し、４８０〜６００ｎｍの波長領域に第２ピーク波長に有し、２８０〜３１５ｎｍの波長領域に第３ピーク波長を有している。
図６は、本実施形態に係る発光装置を備える照明装置の外観斜視図であり、図７は、図６に示す照明装置の分解斜視図である。図８は、図６に示す照明装置の筐体から透光性基板を取り外した状態を示す斜視図である。照明装置１０は、発光素子を有する複数の発光装置を備えている。そして、複数の発光装置から放射された光は、合成されて４００〜４８０ｎｍの波長領域に第１ピーク波長を有し、４８０〜６００ｎｍの波長領域に第２ピーク波長に有し、２８０〜３１５ｎｍの波長領域に第３ピーク波長を有している。
照明装置１０は、上方に開口している長尺の筐体１１と、筐体１１内に長手方向に沿ってライン状に複数個配列された発光装置１と、複数の発光装置１が実装される長尺の配線基板１２と、筐体１１によって支持され、筐体１１の開口を閉塞する長尺の透光性基板１３とを備えている。
なお、発光装置１におけるスペクトルについて説明したが、照明装置１０におけるスペクトルが上述のようになっていてもよい。この場合には、発光素子３は同じく２８０〜３１５ｎｍに第３ピーク波長λ３を有するものであり、蛍光体の種類を適宜変更して、再現することができる。
筐体１１は、透光性基板１３を保持する機能と、発光装置１の発する熱を外部に放散させる機能とを有している。筐体１１は、例えば、アルミニウム、銅またはステンレス等の金属、プラスチックまたは樹脂等から構成される。筐体１１は、長手方向に延びる底部２１ａ、および底部２１ａの幅方向の両端部から立設し、長手方向に延びる一対の支持部２１ｂを有し、上方および長手方向の両側で開口している長尺の本体部２１と、本体部２１における長手方向一方側および他方側の開口をそれぞれ閉塞する２つの蓋部２２とから成っている。各支持部２１ｂの筐体１１の内側における上部には、長手方向に沿って透光性基板１３を保持するための凹所が互いに対向するように形成された保持部が設けられている。筐体１１は、長手方向の長さが、例えば、１００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下に設定されている。
配線基板１２は、筐体１１内の底面に固定される。配線基板１２は、例えば、リジッド基板、フレキシブル基板またはリジッドフレキシブル基板等のプリント基板が用いられる。配線基板１２の配線パターンと発光装置１における基板２の配線パターンとが、半田または導電性接着剤を介して電気的に接続される。そして、配線基板１２からの信号が基板２を介して発光素子３に伝わり、発光素子３が発光する。なお、配線基板１２には、外部に設けられた電源から配線を介して電力が供給される。
透光性基板１３は、発光装置１から発せられる光が透過する材料からなり、例えば、アクリル樹脂またはガラス等の光透過性材料から構成される。透光性基板１３は、矩形状の板体であって、長手方向の長さが、例えば、９８ｍｍ以上１９９８ｍｍ以下に設定されている。透光性基板１３は、本体部２１における長手方向一方側または他方側の開口から、上述の各支持部２１ｂに形成されている凹所内に挿し込み、長手方向に沿ってスライドさせることにより、複数の発光装置１から離れた位置で、一対の支持部２１ｂによって支持される。そして、本体部２１における長手方向一方側および他方側の開口を蓋部２２で閉塞することにより、照明装置１０は構成される。
なお、上記の照明装置１０は、複数の発光装置１を直線状に配列した線発光の照明装置であるが、これに限らず複数の発光装置１をマトリクス状や千鳥格子状に配列した面発光の照明装置であってもよい。
本発明の実施形態における発光装置１は、１つの波長変換部材６中に含まれる蛍光体として、上記のように、青色の蛍光を放射する第１蛍光体６１、青緑色の蛍光を放射する第２蛍光体６２、緑色の蛍光を放射する蛍光体、赤色の蛍光を放射する蛍光体および近赤外領域の蛍光を放射する蛍光体からなる５種類の蛍光体を含む構成としたが、これに限らず、２種類の波長変換部材を備えるようにしてもよい。２種類の波長変換部材を備える場合には、第１の波長変換部材とし、第２の波長変換部材とに異なる蛍光体を分散あるいは、異なる組合せで蛍光体を分散させて、１つの発光装置にこれら２つの波長変換部材を設け、それぞれの波長変換部材を通過して出射される光を混合するようにしてもよい。このようにすることで、放射される光の演色性をコントロールしやすくできる。
図１、図２に示す発光装置１を実際に作製し、演色性について評価した。励起光を放射する複数の発光素子３は、ピーク波長が２８０〜３１５ｎｍの波長帯域に複数あり、窒化ガリウムから成る発光素子である。
第１蛍光体６１は、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕであり、青緑色を示す第２蛍光体６２は、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕである。緑色を示す蛍光体は、ＳｒＳｉ２（Ｏ，Ｃｌ）２Ｎ２：Ｅｕである。赤色を示す蛍光体は、ＣａＡｌＳｉ（ＯＮ）３：Ｅｕである。近赤外領域を示す蛍光体は、３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｒである。
作製した発光装置１の発光スペクトルは、図４に示した発光スペクトルである。
なお、本発明は上述の実施形態の例に限定されるものではなく、数値などの種々の変形は可能である。本実施形態における特徴部の種々の組み合わせは上述の実施形態の例に限定されるものではない。
１ 発光装置
１０ 照明装置
１１ 筐体
１２ 配線基板
１３ 透光性基板
２ 基板
２１ 本体部
２１ａ 底部
２１ｂ 支持部
２２ 蓋部
３ 発光素子
３１ 第１発光素子
３２ 第２発光素子
４ 枠体
５ 封止部材
６ 波長変換部材
６１ 第１蛍光体
６２ 第２蛍光体
λ１ 第１ピーク波長
λ２ 第２ピーク波長
λ３ 第３ピーク波長
λ４ 第４ピーク波長
１０ 照明装置
１１ 筐体
１２ 配線基板
１３ 透光性基板
２ 基板
２１ 本体部
２１ａ 底部
２１ｂ 支持部
２２ 蓋部
３ 発光素子
３１ 第１発光素子
３２ 第２発光素子
４ 枠体
５ 封止部材
６ 波長変換部材
６１ 第１蛍光体
６２ 第２蛍光体
λ１ 第１ピーク波長
λ２ 第２ピーク波長
λ３ 第３ピーク波長
λ４ 第４ピーク波長
Claims (13)
- 発光素子と、
前記発光素子から発光される光に対して４００〜４８０ｎｍの波長領域に第１ピーク波長を有する光を放射する第１蛍光体と、
前記発光素子から発光される光に対して４８０〜６００ｎｍの波長領域に第２ピーク波長を有する光を放射する第２蛍光体と、を備えており、
前記発光素子は、２８０〜３１５ｎｍの波長領域に第３ピーク波長を有しており、２８０〜３１５ｎｍの光を放射することを特徴とする発光装置。 - 前記第１ピーク波長または前記第２ピーク波長が、放射された光の全波長領域のうち最大光強度を有する最大ピーク波長 であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
- 第３ピーク波長の光強度は、放射された光の全波長領域のうち最大光強度を有する最大ピーク波長の光強度の３％以上３０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
- ３１５〜４００ｎｍの波長領域に第４ピーク波長を有する第２発光素子をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光装置。
- ３１５ｎｍ以下の波長領域における光強度は前記第４ピーク波長の光強度の５０％以下であることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
- 前記第４ピーク波長の光強度は、放射された光の全波長領域のうち最大光強度を有する最大ピーク波長の光強度の２０％以上６０％以下であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の発光装置。
- 前記発光素子を複数備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光装置。
- 少なくとも１つの請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光装置と、
前記発光装置が配置された筐体と、を備えたことを特徴とする照明装置。 - 発光素子を有する複数の発光装置を備えており、
前記複数の発光装置から放射された合成光は、４００〜４８０ｎｍの波長領域に第１ピーク波長を有し、４８０〜６００ｎｍの波長領域に第２ピーク波長に有し、２８０〜３１５ｎｍの波長領域に第３ピーク波長を有していることを特徴とする照明装置。 - 前記第１ピーク波長または第２ピーク波長が、放射された光の全波長領域のうち最大光強度を有する最大ピーク波長であることを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
- 第３ピーク波長の光強度は、放射された光の全波長領域のうち最大光強度を有する最大ピーク波長の光強度の３％以上３０％以下であることを特徴とする請求項９または１０に記載の照明装置。
- ３１５〜４００ｎｍの波長領域に第４ピーク波長を有しており、３１５ｎｍ以下の波長領域における光強度は前記第４ピーク波長の光強度の５０％以下であることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１つに記載の照明装置。
- 前記第４ピーク波長の光強度は、放射された光の全波長領域の最大ピーク光強度の２０％以上６０％以下であることを特徴とする請求項１２に記載の照明装置。
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