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WO2011145238A1 - 照明装置 - Google Patents

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WO2011145238A1
WO2011145238A1 PCT/JP2011/000682 JP2011000682W WO2011145238A1 WO 2011145238 A1 WO2011145238 A1 WO 2011145238A1 JP 2011000682 W JP2011000682 W JP 2011000682W WO 2011145238 A1 WO2011145238 A1 WO 2011145238A1
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WO
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light
phosphor
light emitting
emitting device
wavelength
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Application number
PCT/JP2011/000682
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English (en)
French (fr)
Inventor
大長　久芳
Original Assignee
株式会社小糸製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社小糸製作所 filed Critical 株式会社小糸製作所
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Priority to CN201180024346.XA priority patent/CN102893078B/zh
Publication of WO2011145238A1 publication Critical patent/WO2011145238A1/ja
Priority to US13/671,804 priority patent/US9627362B2/en

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    • H01L33/60—Reflective elements

Definitions

  • the present invention relates to a lighting device.
  • the light emitted from the light emitting diode has a strong directivity and a small light emitting area. Therefore, it is difficult to illuminate a wide area with uniform brightness by a single light emitting diode.
  • a lamp in which a plurality of light emitting diodes are arranged is conceivable.
  • a diffusion plate is provided above the emission surface of the light emitting diode.
  • an indicator lamp including a plurality of white light emitting diodes and a translucent plate having a turbulent reflection layer that reflects the light of the light emitting diodes so that a part of the light is scattered is known (see Patent Document 2).
  • a backlight including a plurality of light emitting diodes arranged and a diffuser that is disposed above the light emitting diodes and diffuses light from the light emitting diodes to supply the light to the LCD panel (Patent Document). 3).
  • a so-called diffusion plate such as a light-transmitting plate or a diffuser as described above causes a reduction in the luminous flux emitted from the illumination device.
  • a light-emitting device that combines a light-emitting diode that emits blue light and a phosphor that emits yellow light when excited by blue light, color unevenness is likely to occur in addition to the uneven brightness described above. Therefore, in order to suppress the illuminance unevenness due to the irradiated surface, it is necessary to use a diffuser plate having a lower transmittance, which causes a further decrease in luminous flux.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a lighting device with high appliance efficiency.
  • an illumination device includes a plurality of light-emitting elements that emit ultraviolet light or short-wavelength visible light having a peak wavelength in a wavelength range of 380 to 420 nm, and ultraviolet light or short-wavelength visible light.
  • a first phosphor that emits visible light having a peak wavelength in a wavelength range of 560 nm to 600 nm, and a relationship between a complementary color and visible light that is excited by ultraviolet light or short wavelength visible light and emits the first phosphor.
  • a second phosphor that emits visible light, and a light transmissive member that covers the plurality of light emitting elements and in which the first phosphor and the second phosphor are dispersed.
  • a light emitting device configured to obtain white color by mixing light from each phosphor, and disposed at a position facing the light transmitting member, and diffuses at least a part of the light emitted from the light emitting device.
  • a diffusion member That.
  • the volume concentration of the entire phosphor contained in the light transmitting member is 0.01 vol% or more and 10 vol% or less, and the light transmitting member has a thickness in the direction perpendicular to the light emitting surface of the light emitting element of 0.4 mm. It is configured in a shape that is 20 mm or less.
  • the white light is obtained by mixing the visible light emitted from the first phosphor and the visible light having a complementary color relationship with the visible light emitted from the first phosphor.
  • the volume concentration and the optical path length of the phosphor in the light transmitting member the light emitted from the light emitting element is efficiently absorbed by the phosphor, and the light emitted from the phosphor is absorbed by the other phosphor. Or being scattered is suppressed.
  • color unevenness in the light emitting surface can be suppressed as compared with an illumination device using a light emitting device in which a blue light emitting element and a yellow phosphor are combined.
  • uneven color that contributes to uneven illuminance is suppressed, so that an illuminating device with less uneven illuminance can be realized even if a diffusion plate having a relatively high light transmittance is used.
  • the first phosphor may have an average particle size of 0.5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less
  • the second phosphor may have an average particle size of 0.5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the light emitting elements may be arranged so that the distance between adjacent light emitting elements is in the range of 0.4 mm to 20 mm, preferably 0.5 mm to 15 mm. Thereby, the luminance unevenness on the light emitting surface is suppressed, and uniform illumination over a wider range is possible.
  • the diffusion member may be arranged so that the distance from the light transmission member is in the range of 3 mm to 30 mm. Thereby, it is possible to reduce the thickness while suppressing unevenness in illuminance.
  • the diffusion member may have a transmittance of 80% to 95%. Thereby, the fall of the light beam at the time of the light radiate
  • the diffusion member may have a diffusion rate of 10% or more. Thereby, the light emitted from the light emitting device is appropriately scattered, and uneven illuminance is suppressed.
  • the transmittance and the diffusivity of the diffusing member may be set so that the variation in luminance on the surface on which light is emitted is 45% or less. Thereby, high-quality illumination with little illuminance unevenness is possible.
  • FIG. 3A is a top view of the lighting device
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3A. It is the figure which showed typically the light emission model of the light-emitting device which concerns on an Example. It is the figure which showed the emission spectrum and excitation spectrum of the fluorescent substance used with the light-emitting device in an Example.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to an embodiment.
  • the illumination device 100 illustrated in FIG. 1 includes a light emitting device 10 and a diffusion member 26 that diffuses at least part of the light emitted from the light emitting device 10.
  • a plurality of pairs of electrodes 14 (anode) and electrodes 16 (cathode) are formed on a substrate 12.
  • a semiconductor light emitting element 18 is fixed on each electrode 14 by a mount member 20.
  • the semiconductor light emitting element 18 and the electrode 14 are electrically connected by a mount member 20, and the semiconductor light emitting element 18 and the electrode 16 are electrically connected by a wire 22.
  • a fluorescent layer 24 that integrally covers the plurality of semiconductor light emitting elements 18 is provided on the plurality of semiconductor light emitting elements 18.
  • a plate-like diffusion member 26 is provided in a region opposite to the substrate 12 across the fluorescent layer 24 so as to face the fluorescent layer 24.
  • a reflective surface 17 is formed on the substrate 12 in a region where the electrodes 14 and 16 and the semiconductor light emitting element 18 are not provided.
  • a method for forming the reflecting surface 17 there are the following methods. First, an electrode portion is formed on the substrate 12, and with the electrode portion masked, a white acrylic, urethane, silicone, fluorine, or acrylic / silicone reflective coating is applied thereon. Thereafter, the mask is removed and the semiconductor light emitting element 18 is mounted. Thereby, even if the light emitted from the phosphor excited by the light emitted upward from the semiconductor light emitting element 18 is directed to the substrate 12, it is reflected upward again by the reflecting surface 17. Thereby, since the light which goes to the board
  • the substrate 12 is preferably formed of a material having no electrical conductivity but high thermal conductivity.
  • a ceramic substrate aluminum nitride substrate, alumina substrate, mullite substrate, glass ceramic substrate, a glass epoxy substrate, or the like is used. be able to.
  • a metal substrate preferably a material having high thermal conductivity such as aluminum, copper or brass
  • SiC substrate a carbon substrate
  • composite substrate of metal and carbon etc.
  • the electrode 14 and the electrode 16 are conductive layers formed of a metal material such as gold or copper.
  • the semiconductor light-emitting element 18 is an example of a light-emitting element used in the light-emitting device of the present invention.
  • an LED or LD that emits ultraviolet light or short-wavelength visible light can be used.
  • Specific examples include InGaN-based compound semiconductors.
  • the emission wavelength range of the InGaN-based compound semiconductor varies depending on the In content. When the In content is large, the emission wavelength becomes long, and when it is small, the wavelength tends to be short. However, the InGaN-based compound semiconductor containing In at such an extent that the peak wavelength is around 400 nm is a quantum efficiency in light emission. Has been confirmed to be the highest.
  • the semiconductor light emitting device 18 according to the present embodiment preferably emits ultraviolet light or short wavelength visible light having a peak wavelength in the wavelength range of 380 to 420 nm.
  • the mount member 20 is, for example, a conductive adhesive such as silver paste or gold-tin eutectic solder, and the lower surface of the semiconductor light emitting element 18 is fixed to the electrode 14.
  • the electrode 14 is electrically connected.
  • the wire 22 is a conductive member such as a gold wire, and is joined to the upper surface side electrode and the electrode 16 of the semiconductor light emitting element 18 by, for example, ultrasonic thermocompression bonding, and electrically connects both.
  • the fluorescent layer 24 integrally seals the upper surface of the substrate 12 including the plurality of semiconductor light emitting elements 18 with a binder member in which each phosphor described later is dispersed.
  • the phosphor layer 24 is prepared, for example, by preparing a phosphor paste in which a phosphor is mixed in a liquid or gel binder member, and then applying the phosphor paste to the upper surface of the semiconductor light emitting element 18 in a plate shape or a cylindrical shape. It is formed by curing the binder member of the phosphor paste.
  • the binder member for example, a silicone resin or a fluorine resin can be used.
  • the light-emitting device according to this embodiment uses ultraviolet light or short-wavelength visible light as an excitation light source, a binder member having excellent ultraviolet resistance is preferable.
  • the fluorescent layer 24 may be mixed with substances having various physical properties other than the phosphor.
  • a substance having a higher refractive index than the binder member such as a metal oxide, a fluorine compound, or a sulfide, is mixed in the fluorescent layer 24, whereby the refractive index of the fluorescent layer 24 can be increased.
  • the refractive index can be increased without reducing the transparency of the fluorescent layer 24 by making the particle size of the substance to be mixed nanosize.
  • white powder having an average particle size of about 0.3 to 3 ⁇ m, such as alumina, zirconia, or titanium oxide, can be mixed in the fluorescent layer 24 as a light scattering agent. Thereby, uneven brightness and chromaticity in the light emitting surface can be prevented.
  • the fluorescent layer 24 is a light transmitting layer that covers the semiconductor light emitting element 18 and functions as a light transmitting member in which a first fluorescent material and a second fluorescent material to be described later are dispersed. Further, SiO 2 having a size of several nm to several hundred nm may be mixed. By mixing such transparent fine particles, the thixotropy of the phosphor paste is increased, and the shape of the applied phosphor paste can be maintained and the phosphor can be prevented from settling in the cured layer.
  • the fluorescent layer 24 has a semicylindrical shape.
  • the shape of the fluorescent layer 24 is not limited to this, and may be a rectangular parallelepiped, for example. In any case, it is preferable that the distance L from the light emitting surface 18a of each semiconductor light emitting element 18 to the surface 24a of the fluorescent layer 24 immediately above does not differ greatly.
  • the fluorescent layer 24 is configured in such a shape that the thickness in the direction perpendicular to the light emitting surface 18a of the semiconductor light emitting element 18 is 0.4 mm or more and 20 mm or less. With the fluorescent layer having such a shape, illumination with less uneven illuminance is possible over a wide range by light emitted from the plurality of semiconductor light emitting elements 18.
  • the diffusing member 26 is disposed at a position facing the fluorescent layer 24 and is configured to diffuse at least a part of the light emitted from the light emitting device 10.
  • a highly transparent resin such as acrylic, polycarbonate, polystyrene, or polyester in which pigments or nanoparticles are dispersed is preferable.
  • glass that has been appropriately blasted can be used.
  • the first phosphor is a phosphor that emits visible light when excited by ultraviolet or short wavelength visible light.
  • the general formula is (M 2 x , M 3 y , M 4 z ) m M 1 O 3 X (2 / N) (where M 1 is at least one element containing Si selected from the group consisting of Si, Ge, Ti, Zr and Sn, and M 2 is selected from the group consisting of Ca, Mg, Ba and Zn) At least one element containing Ca, M 3 is at least one element containing at least Sr selected from the group consisting of Sr, Mg, Ba and Zn, X is at least one halogen element, and M 4 is a rare earth element 1 or more elements including at least Eu 2+ selected from the group consisting of element and Mn, m may be in the range of 1 ⁇ m ⁇ 4/3, and n may be in the range of 5 ⁇ n ⁇ 7.
  • the first phosphor is a phosphor that emits visible light having a peak wavelength in the wavelength range of 560 to 600 nm.
  • the first phosphor can be obtained, for example, as follows.
  • compounds represented by the following composition formulas (1) to (4) can be used as raw materials.
  • M ′ 1 O 2 (M ′ 1 represents a tetravalent element such as Si, Ge, Ti, Zr, Sn, etc.)
  • M ′ 2 O (M ′ 2 represents a divalent element such as Mg, Ca, Ba, Zn, etc.)
  • M ′ 3 X 2 (M ′ 3 represents a divalent element such as Mg, Sr, Ba, Zn, etc., and X represents a halogen element.)
  • M ′ 4 (M ′ 4 represents a rare earth element such as Eu 2+ and / or Mn.)
  • composition formula (1) for example, SiO 2 , GeO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , SnO 2 and the like can be used.
  • a raw material of the composition formula (2) for example, a carbonate, oxide, hydroxide, or the like of a divalent metal ion can be used.
  • Examples of the raw material of the composition formula (3) include SrCl 2 , SrCl 2 .6H 2 O, MgCl 2 , MgCl 2 .6H 2 O, BaCl 2 , BaCl 2 .2H 2 O, ZnCl 2 , MgF 2 , SrF 2 , BaF 2, ZnF 2, MgBr 2 , SrBr 2, BaBr 2, ZnBr 2, it is possible to use MgI 2, SrI 2, BaI 2 , ZnI 2 or the like.
  • Eu 2 O 3 , Eu 2 (CO 3 ) 3 , Eu (OH) 3 , EuCl 3 , MnO, Mn (OH) 2 , MnCO 3 , MnCl 2 .4H 2 O , Mn (NO 3 ) 2 .6H 2 O, or the like can be used.
  • M ′ 1 preferably contains at least Si. Further, Si may be partially replaced with at least one element selected from the group consisting of Ge, Ti, Zr, and Sn. In this case, a compound in which the proportion of Si in M ′ 1 is 80 mol% or more is preferable.
  • M ′ 2 contains at least Ca.
  • Ca may be partially replaced with at least one element selected from the group consisting of Mg, Ba, Zn and the like. In this case, a compound in which the proportion of Ca in M ′ 2 is 60 mol% or more is preferable.
  • M ′ 3 contains at least Sr.
  • Sr may be partially replaced with at least one element selected from the group consisting of Mg, Ba, Zn and the like.
  • the compound whose Sr is 30 mol% or more is preferable.
  • X preferably contains at least Cl.
  • Cl may be partially replaced with another halogen element.
  • a compound having a Cl ratio of 50 mol% or more is preferable.
  • M ′ 4 is preferably a rare earth element in which divalent Eu is essential, and may contain a rare earth element other than Mn or Eu.
  • the first phosphor can be obtained by carefully washing the fired product with warm pure water and washing away excess chloride.
  • the first phosphor is excited by ultraviolet light or short wavelength visible light and emits visible light.
  • the raw material (divalent metal halide) of the composition formula (3) it is preferable to weigh an excess amount equal to or higher than the stoichiometric ratio. This is because a part of the halogen element is vaporized and evaporated during firing, and is to prevent the occurrence of crystal defects in the phosphor due to the lack of the halogen element. Moreover, the raw material of the composition formula (3) added in excess is liquefied at the firing temperature and acts as a flux for the solid phase reaction, thereby promoting the solid phase reaction and improving the crystallinity.
  • the above-described excessively added raw material of the composition formula (3) exists as an impurity in the manufactured phosphor. Therefore, in order to obtain a phosphor having high purity and high emission intensity, these impurities may be washed away with warm pure water.
  • the composition ratio shown in the general formula of the first phosphor of the present embodiment is the composition ratio after the impurities are washed away, and the raw material of the composition formula (3) that is added excessively and becomes impurities as described above. Is not taken into account in this composition ratio.
  • the second phosphor is a phosphor whose emission color has a peak wavelength at 430 to 480 nm, which is complementary to the emission color of the first phosphor. Such a second phosphor efficiently absorbs near ultraviolet or short wavelength visible light and emits light having a dominant wavelength of 440 to 470 nm.
  • the phosphor that can be used as the second phosphor is not particularly limited in composition, but can be selected, for example, from phosphors (1) to (4) represented by the following general formula.
  • M 1 is selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba, Mg, Zn, Cd, K, Ag, and Tl
  • M 2 includes at least P selected from the group consisting of P, V, Si, As, Mn, Co, Cr, Mo, W, and B
  • X represents at least one halogen element
  • Re represents one or more elements including at least Eu 2+ selected from the group consisting of rare earth elements and Mn
  • a represents 4.2 ⁇ a ⁇ . 5.8, b is 2.5 ⁇ b ⁇ 3.5, c is 0.8 ⁇ c ⁇ 1.4, and d is 0.01 ⁇ d ⁇ 0.1. body.
  • M 1 1-a MgAl 10 O 17 : Eu 2+ a (where M 1 represents at least one element selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba and Zn. (a is a range of 0.001 ⁇ a ⁇ 0.5).
  • M 1 1-a MgSi 2 O 8 Eu 2+ a
  • M 1 represents at least one element selected from the group consisting of Ca, Sr, Ba and Zn.
  • a is a range of 0.001 ⁇ a ⁇ 0.8).
  • (Ca, Mg) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu 2+ which is an example of the second phosphor
  • the second phosphor uses CaCO 3 , MgCO 3 , CaCl 2 , CaHPO 4 , and Eu 2 O 3 as raw materials, and the molar ratio of these raw materials is CaCO 3 : MgCO 3 : CaCl 2 : CaHPO 4 : Eu 2.
  • O 3 0.05 to 0.35: 0.01 to 0.50: 0.17 to 2.50: 1.00: 0.005 to 0.050, and weighed
  • Each raw material is put in an alumina mortar and pulverized and mixed for about 30 minutes to obtain a raw material mixture.
  • This raw material mixture is put in an alumina crucible and fired at a temperature of 800 ° C. or higher and lower than 1200 ° C. for 3 hours in an N 2 atmosphere containing 2 to 5% of H 2 to obtain a fired product.
  • the second phosphor can be obtained by carefully washing the fired product with warm pure water and washing away excess chloride.
  • the second phosphor emits visible light having a complementary color relationship with the visible light emitted from the first phosphor.
  • the phosphors and light-emitting devices described above will be described more specifically with reference to the following examples. However, the description of the following materials and manufacturing methods of phosphors and light-emitting devices, the chemical composition of the phosphors, etc.
  • the embodiment of the body and the light emitting device is not limited at all.
  • the phosphor 1 is a kind of first phosphor, and is a phosphor represented by (Ca 0.47 , Sr 0.48 , Eu 0.05 ) 7/6 SiO 3 Cl 2/6 .
  • cristobalite is generated in the phosphor by adding excessive SiO 2 at the mixing ratio of the raw materials.
  • the phosphor 1 is manufactured by first using SiO 2 , Ca (OH) 2 , SrCl 2 .6H 2 O, and Eu 2 O 3 with a molar ratio of SiO 2 : Ca (OH) 2 : SrCl 2.
  • ⁇ 6H 2 O: Eu 2 O 3 1.1: 0.45: 1.0: 0.13
  • the obtained fired product was carefully washed with warm pure water to obtain phosphor 1.
  • the phosphor 2 is a phosphor represented by (Ca 4.67 Mg 0.5 ) (PO 4 ) 3 Cl: Eu 0.08 .
  • the phosphor 2 is an example of the second phosphor described above.
  • the light emitting device according to the example uses the following specific configuration in the light emitting device having the shape shown in FIG.
  • five semiconductor light emitting elements 18 are mounted in a line.
  • the gap between the semiconductor light emitting elements 18 is set to 5 mm.
  • an aluminum nitride substrate (5 mm ⁇ 40 mm ⁇ 1 mm (thickness)) was used as the substrate 12, and a plurality of pairs of electrodes 14 (anodes) and electrodes 16 (cathodes) were formed on the surface using gold.
  • the semiconductor light emitting element 18 a 1 mm square LED (SemiLEDs: MvpLED TM SL-V-U40AC) having an emission peak at 405 nm is used. Then, the lower surface of the semiconductor light emitting element 18 is adhered onto the silver paste (Able Stick: 84-1LMISS4) dripped onto each electrode 14 (anode) using a dispenser, and the silver paste is placed at 175 ° C. For 1 hour.
  • a ⁇ 45 ⁇ m gold wire was used as the wire 22, and this gold wire was bonded to the upper surface side electrode of the semiconductor light emitting element 18 and the electrode 16 (cathode) by ultrasonic thermocompression bonding. Further, a silicone resin as a binder member was used, and various phosphors were mixed therein so as to have a predetermined concentration, thereby producing a phosphor paste.
  • the phosphor 1 and the phosphor 2 described above were mixed at a weight ratio of 2: 1 and adjusted so as to enter white chromaticity. Thereafter, dimethyl silicone resin (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd .: JCR6126) was used as a matrix material for producing the phosphor paste, and weighed so that the phosphor concentration was 3 vol%.
  • the phosphor paste is filled with approximately 3 to 5 g of the above-mentioned binder material and the phosphor described above in a 10 cc ointment container, and is rotated at 1200 revolutions and 400 revolutions for 90 seconds using a revolution mixer (Kurabo Mazerustar). It was prepared by mixing / defoaming.
  • the phosphor paste is adjusted to a viscosity according to translucency / dispersibility and molding / filling processability. Thereafter, the plurality of semiconductor light emitting elements 18 mounted on the substrate are integrally covered with the phosphor paste using a processing method such as potting, compression molding, transfer molding, injection molding, or the like.
  • the binder material a material that is transparent to near-UV or short-wavelength visible light (transmittance is 90% or more) and has good light resistance is used.
  • silicone resin, fluororesin, sol-gel glass, acrylic resin, inorganic binder, glass material, or the like can be used.
  • a diffusing agent / thixotropic agent may be added to the binder paste. Specific examples include fine particles of silicon dioxide, titanium oxide, aluminum oxide, barium titanate and the like.
  • a predetermined amount of a phosphor was mixed / dispersed / defoamed in a silicone resin in which silica fine particles were dispersed as a thixotropic agent to prepare a phosphor paste.
  • the phosphor paste was dispensed onto the semiconductor light emitting device, and then cured and fixed in a 150 ° C. environment for 1.5 hours.
  • the cured phosphor paste was cured to have a width of about 4 to 8 mm, a height of about 2 to 5 mm, and a length of about 25 mm, and the semiconductor light emitting device 18 was sealed.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a lighting device according to a comparative example.
  • the illuminating device 200 shown in FIG. 2 includes a light emitting device 110 and a diffusion member 26 that diffuses at least a part of the light emitted from the light emitting device 110.
  • a plurality of pairs of anodes 114 and cathodes 116 are formed on a substrate 112.
  • a semiconductor light emitting element 118 is fixed on each anode 114 by a mount member (not shown).
  • the semiconductor light emitting device 118 and the anode 114 are electrically connected by a mount member, and the semiconductor light emitting device 118 and the cathode 116 are electrically connected by a wire 122.
  • a fluorescent layer 124 is individually mounted on the upper surface of each semiconductor light emitting element 118.
  • a plate-like diffusion member 26 is provided in a region opposite to the substrate 112 across the fluorescent layer 124 so as to face the fluorescent layer 124.
  • the configuration of the light emitting device according to the comparative example is substantially the same as that of the light emitting device according to the example, the configuration and manufacturing method different from the light emitting device of the example will be described below.
  • the light emitting device according to the comparative example five semiconductor light emitting elements 118 are mounted in a row as in the example.
  • the gap between the semiconductor light emitting elements 118 is set to 5 mm.
  • a 1 mm square LED having a light emission peak at 450 nm (SemiLEDs: MvpLED TM SL-V-B45AC) was used.
  • the phosphor cerium activated yttrium aluminum garnet (YAG phosphor: P46-Y3 manufactured by Kasei Optonics Co., Ltd.) was used.
  • the adjustment of the fluorescent layer 124 is performed as follows. First, dimethyl silicone resin (manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd .: JCR6126) was used and weighed so that the phosphor concentration was 20 vol%. Mixing of the phosphor and the dimethyl silicone resin was performed in the same manner as in the examples. The obtained phosphor paste was formed into a 180 ⁇ m-thick sheet using a bar coater, and then cured at 150 ° C. for 1 hour to obtain a phosphor sheet.
  • dimethyl silicone resin manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd .: JCR6126
  • the obtained phosphor sheet was trimmed to 1 mm ⁇ , then dimethyl silicone resin (Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd .: JCR6140) was applied as a bonding material, mounted on the semiconductor light emitting device 118, and cured at 150 ° C. for 1 hour. And immobilized.
  • dimethyl silicone resin Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd .: JCR6140
  • FIG. 3A is a top view of the lighting device
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3A.
  • the illumination device 300 has a size of 50 mm ⁇ 18 mm, and the interval between adjacent semiconductor light emitting elements is set to 5 mm.
  • an aluminum vapor deposition reflecting surface 30 having a curved surface so that the light emitted from the fluorescent layer 24 is directed toward the diffusing member 26.
  • the distance between the upper surface of the substrate 12 (112) and the diffusion member 26 is set to 11 mm.
  • the light emitting device of the example in which the phosphor 24 is integrated is described, but the light emitting device according to the comparative example is an individual fluorescent instead of the fluorescent layer 24.
  • the main difference is that the layer 124 is provided (see FIG. 2).
  • the in-plane chromaticity distribution of the light emitting surface of the light emitting device according to the example and the comparative example was measured.
  • a two-dimensional luminance meter manufactured by Minolta Co., Ltd.
  • light emission by the light emitting device according to the example has a very narrow chromaticity distribution, and there is little variation in chromaticity in the light emitting surface. Therefore, the light emitting device according to the example can obtain uniform white light over the entire light emitting surface.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a light emission model of the light emitting device according to the example.
  • the light emitting device according to the example includes nU. V. -UV light or short-wavelength visible light emitted from the LED is almost absorbed by the phosphor and emits Lambertian light in the first phosphor (Y) and the second phosphor (B).
  • the first phosphor hardly absorbs blue light, the emission color hardly changes even if the thickness of the resin layer containing the phosphor varies. As a result, it is considered that variation in the chromaticity distribution of the emission color can be suppressed.
  • FIG. 5 is a diagram showing an emission spectrum and an excitation spectrum of the phosphor used in the light emitting device in the example.
  • the line L1 indicates the excitation spectrum of the first phosphor used in the example
  • the line L2 indicates the emission spectrum of the first phosphor used in the example
  • a line L3 indicates the emission spectrum of the second phosphor used in the example.
  • the first phosphor in the light emitting device according to Example 2 has a small region where the excitation spectrum (line L1) overlaps with the emission spectrum (line L3) of the second phosphor. More specifically, when the maximum intensity of the excitation spectrum of the first phosphor is Imax and the intensity of the excitation spectrum of the first phosphor at the peak wavelength ⁇ p of the emission spectrum of the second phosphor is Ia, Ia ⁇ 0. .5 ⁇ Imax is satisfied. Thereby, in the light-emitting device according to Example 2, light emitted from the second phosphor is suppressed by the first phosphor and re-emitted.
  • concentration of the whole fluorescent substance contained in the fluorescent layer of each Example is 0.01 vol% or more and 10 vol% or less. If the volume concentration of the entire phosphor is 0.01 vol% or more, light that is bright to some extent can be obtained. Further, if the volume concentration of the entire phosphor is 10 vol% or less, scattering and attenuation occurring between the phosphor particles can be reduced.
  • the fluorescent layer preferably has an optical path length of 0.4 mm or more and 20 mm or less from the incident light of the semiconductor light emitting element to the outgoing light.
  • the fluorescent layer may be configured to have a thickness in a direction perpendicular to the light emitting surface of the light emitting element of 0.4 mm or more and 20 mm or less.
  • the phosphor contained in the fluorescent layer can sufficiently absorb the primary light emitted from the semiconductor light emitting element.
  • the optical path length is 20 mm or less, the amount of silicone resin used can be suppressed, and it can be provided at a low price.
  • the first phosphor preferably has an average particle size of 0.5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less
  • the second phosphor preferably has an average particle size of 0.5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. If the particle size is 0.5 ⁇ m or more, the ratio of the particle surface layer having a low phosphor activity can be reduced, so that the luminous efficiency can be improved. Further, when the particle diameter is 100 ⁇ m or less, it becomes easy to disperse the phosphor inside the phosphor layer.
  • the light-emitting device includes visible light having a peak wavelength in the wavelength range of 560 to 600 nm emitted from the first phosphor excited by ultraviolet light or short-wavelength visible light, and ultraviolet light or short-wavelength visible light.
  • White light is obtained by mixing the visible light emitted from the second phosphor excited by light and the visible light having a complementary color relationship with the visible light emitted from the first phosphor. Therefore, variation in chromaticity in the light emitting surface can be suppressed as compared with the light emitting device according to the comparative example in which the blue light emitting element and the yellow phosphor are combined.
  • the volume concentration of the phosphor in the phosphor layer and the optical path length (the shape and thickness of the phosphor layer)
  • the light emitted from the light emitting element is efficiently absorbed by the phosphor and the phosphor is emitted.
  • Light is prevented from being absorbed or scattered by other phosphors.
  • uneven color that contributes to uneven illuminance is suppressed, so that an illuminating device with less uneven illuminance can be realized even if a diffusion plate having a relatively high light transmittance is used.
  • Table 1 shows the total light transmittance of each diffusion plate used for the measurement.
  • Two types of diffusion plates (1.5 mm, 2.5 mm) were installed as diffusion members 26 at positions 11 mm away from the substrate 12 (112), and the luminance distribution was measured with a luminance meter.
  • the light emitting devices of the above-described examples and comparative examples were attached to a simple lighting device, and the light was emitted by adjusting the drive current so that the light beams emitted from the light emitting devices of the examples and comparative examples were the same.
  • the results are shown in Table 2.
  • the illumination device emits light uniformly with a small difference between the maximum (Max) luminance and the peripheral luminance even though the luminous flux is high.
  • the illumination device according to the embodiment can increase the efficiency of the appliance while suppressing the uneven illuminance. This is because in the illumination device according to the example, uneven luminance and uneven color on the light emitting surface (phosphor layer surface) of the light emitting device provided are suppressed. In terms of suppression of color unevenness, the light emitting device according to the embodiment realizes white using light emission of plural kinds of phosphors having complementary colors, unlike the combination of the conventional blue LED and the YAG phosphor. .
  • the light emitting device has a plurality of semiconductor light emitting elements integrally sealed with a fluorescent layer, and has a large light emitting area.
  • the brightness on the surface of the layer can be lowered.
  • the luminance unevenness on the surface of the fluorescent layer is small.
  • the semiconductor light-emitting elements are individually covered with the fluorescent layer, and there is no fluorescent layer between the semiconductor light-emitting elements. Therefore, the luminance area tends to be small and the luminance unevenness tends to be large. As a result, it is difficult for the lighting device according to the comparative example to suppress illuminance unevenness unless a diffusing member having a low transmittance and a high diffusivity is selected.
  • a plurality of semiconductor light emitting elements included in the light emitting device are arranged at intervals of 20 mm or less from the viewpoint of suppressing unevenness in illuminance. Note that, if the interval between the semiconductor light emitting elements is too narrow, the irradiation range becomes narrow. Therefore, in order to realize uniform illumination over a wider range, a plurality of semiconductor light emitting elements have an interval of 0.4 mm or more, more preferably 0. It is preferable to arrange in 5 mm or more and 15 mm or less.
  • the distance between the fluorescent layer and the diffusing member is 3 mm or more from the viewpoint of suppressing unevenness in illuminance.
  • the distance between the fluorescent layer and the diffusing member is preferably 30 mm or less.
  • the diffusion member according to the embodiment preferably has a transmittance of 80% to 95%. Thereby, the fall of the light beam at the time of the light radiate
  • the lighting device in which a plurality of semiconductor light-emitting elements are arranged in series has been described.
  • the semiconductor light-emitting elements have a predetermined arrangement pattern such as concentric, radial, and rectangular shapes depending on the required lighting performance. May be a lighting device in which is arranged.
  • the light emitting device of the present invention can be used for various lamps, for example, lighting lamps, display backlights, vehicle lamps, and the like.
  • 10 light emitting device 12 substrate, 14, 16 electrode, 17 reflective surface, 18 semiconductor light emitting element, 18a light emitting surface, 20 mounting member, 22 wire, 24 fluorescent layer, 24a surface, 26 diffusion member, 100 lighting device.

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Abstract

　照明装置は、発光装置と拡散部材とを備えている。発光装置は、３８０～４２０ｎｍの波長域にピーク波長を有する光を発する複数の発光素子と、５６０ｎｍ～６００ｎｍの波長域にピーク波長を有する可視光を発光する第１の蛍光体と、紫外線又は短波長可視光により励起され、第１の蛍光体が発光する可視光と補色の関係にある可視光を発光する第２の蛍光体と、複数の発光素子を覆う光透過部材であって、第１の蛍光体および第２の蛍光体が分散されている光透過部材と、を有している。拡散部材は、発光装置から出射された光の少なくとも一部を拡散する。光透過部材に含まれている蛍光体全体の体積濃度は、０．０１ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下であり、光透過部材は、発光素子の光出射面に対して垂直な方向の厚みが０．４ｍｍ以上２０ｍｍ以下となるような形状で構成されている。

Description

照明装置
　本発明は、照明装置に関する。
　従来、照明用の灯具としては蛍光灯や電球が多く用いられてきた。近年、このような灯具の代替として、消費電力や寿命の観点から発光ダイオードを用いた白色発光装置が種々開発されている。発光ダイオードを用いて白色光を実現する技術は幾つかあるが、例えば、青色光を発する発光ダイオードと、青色光で励起されて黄色光を発する蛍光体とを組み合わせることで実現される（特許文献１）。
　一方、発光ダイオードが発する光は指向性が強く発光面積も小さい。そのため、単独の発光ダイオードによって広範囲を均一な明るさで照らすことは困難である。そこで、複数の発光ダイオードを並べた灯具が考えられるが、発光ダイオードの直上と周辺部で大きな輝度むらが生じていると、そのことが照度むらを引き起こしてしまう。そこで、照度むらを低減するために、発光ダイオードの出射面の上方に拡散板を設けた灯具やライトが考案されている。
　例えば、複数の白色発光ダイオードと、発光ダイオードの光の一部が散乱するように反射させる透過乱反射層を有する透光プレートと、を備えた表示灯が知られている（特許文献２参照）。また、配列された複数の発光ダイオードと、発光ダイオードの上方に配置され、発光ダイオードの光を拡散させてＬＣＤパネルに供給するための拡散体と、を備えるバックライトが知られている（特許文献３）。
特開２００６－２６１５４０号公報 特開２００４－２２１５２８号公報 特開２００５－１１５３７２号公報
　しかしながら、前述のような透光プレートや拡散体などのいわゆる拡散板の設置は、照明装置から出射する光束の低下の要因となる。特に、青色光を発する発光ダイオードと、青色光で励起されて黄色光を発する蛍光体とを組み合わた発光装置では、前述の輝度むらだけではなく、色むらが生じやすい。そのため、照射面による照度むらを抑制するために、より透過率の低い拡散板を用いる必要があり、更なる光束低下の要因となる。
　本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、器具効率の高い照明装置を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明のある態様の照明装置は、３８０～４２０ｎｍの波長域にピーク波長を有する紫外線又は短波長可視光を発する複数の発光素子と、紫外線又は短波長可視光により励起され、５６０ｎｍ～６００ｎｍの波長域にピーク波長を有する可視光を発光する第１の蛍光体と、紫外線又は短波長可視光により励起され、第１の蛍光体が発光する可視光と補色の関係にある可視光を発光する第２の蛍光体と、複数の発光素子を覆う光透過部材であって、第１の蛍光体および第２の蛍光体が分散されている光透過部材と、を有し、各蛍光体からの光を混合して白色を得るように構成された発光装置と、光透過部材と対向する位置に配置され、前記発光装置から出射された光の少なくとも一部を拡散する拡散部材と、を備える。光透過部材に含まれている蛍光体全体の体積濃度は、０．０１ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下であり、光透過部材は、発光素子の光出射面に対して垂直な方向の厚みが０．４ｍｍ以上２０ｍｍ以下となるような形状で構成されている。
　この態様によると、紫外線又は短波長可視光により励起された第１の蛍光体から発した５６０ｎｍ～６００ｎｍの波長域にピーク波長を有する可視光と、紫外線又は短波長可視光により励起された第２の蛍光体が発した、第１の蛍光体が発光する可視光と補色の関係にある可視光と、を混合することで白色光が得られる。また、光透過部材における蛍光体の体積濃度や光路長を適宜設定することで、発光素子が発する光が蛍光体で効率よく吸収されるとともに、蛍光体が発した光が他の蛍光体で吸収されたり散乱されたりすることが抑制される。そのため、青色発光素子と黄色蛍光体を組み合わせた発光装置を用いた照明装置と比較して、発光面内の色むらが抑えられる。このように、照度むらの一因となる色むらが抑制されるため、比較的光透過率の高い拡散板を用いても照度むらの少ない照明装置を実現することができる。
　第１の蛍光体は、その平均粒径が０．５μｍ以上１００μｍ以下であり、第２の蛍光体は、その平均粒径が０．５μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。これにより、蛍光体を光透過部材の内部で分散させることが容易になるとともに、効率の良い発光が可能となる。
　第１の蛍光体の励起スペクトルの最大強度をＩｍａｘ、第２の蛍光体の発光スペクトルのピーク波長における第１の蛍光体の励起スペクトルの強度をＩａとすると、Ｉａ＜０．５×Ｉｍａｘを満たしていてもよい。これにより、第２の蛍光体から発した光が第１の蛍光体で吸収されて再発光することが抑制される。
　発光素子は、隣接する発光素子との間隔が０．４ｍｍ～２０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ～１５ｍｍの範囲となるように配置されていてもよい。これにより、発光面における輝度むらが抑えられ、より広範囲にわたり均一な照明が可能となる。
　拡散部材は、光透過部材との距離が３ｍｍ～３０ｍｍの範囲となるように配置されていてもよい。これにより、照度むらを抑えつつ薄型化が可能となる。
　拡散部材は、透過率が８０％～９５％の範囲であってもよい。これにより、発光装置から出射した光が拡散部材を透過する際の光束の低下が抑えられる。
　拡散部材は、拡散率が１０％以上であってもよい。これにより、発光装置から出射した光が適度に散乱され、照度むらが抑えられる。
　拡散部材は、光が出射する側の面の輝度のばらつきが４５％以下となるように透過率と拡散率が設定されていてもよい。これにより、照度むらの少ない高品質な照明が可能となる。
　なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
　本発明によれば、器具効率の高い照明装置を提供することができる。
実施の形態に係る照明装置の概略断面図である。 比較例に係る照明装置の概略断面図である。 図３（ａ）は、照明装置の上面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。 実施例に係る発光装置の発光モデルを模式的に示した図である。 実施例における発光装置で用いられた蛍光体の発光スペクトル及び励起スペクトルを示した図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
　図１は、実施の形態に係る照明装置の概略断面図である。図１に示す照明装置１００は、発光装置１０と、発光装置１０から出射された光の少なくとも一部を拡散する拡散部材２６とを備える。発光装置１０は、基板１２上に複数対の電極１４（陽極）及び電極１６（陰極）が形成されている。各電極１４上にはそれぞれ半導体発光素子１８がマウント部材２０により固定されている。半導体発光素子１８と電極１４はマウント部材２０により導通されており、半導体発光素子１８と電極１６はワイヤー２２により導通されている。複数の半導体発光素子１８の上には、複数の半導体発光素子１８を一体的に覆う蛍光層２４が設けられている。蛍光層２４を挟んで基板１２と反対側の領域には、蛍光層２４と対向するように板状の拡散部材２６が設けられている。
　基板１２上のうち、前述の電極１４，１６及び半導体発光素子１８が設けられていない領域には、反射面１７が形成されている。反射面１７の形成方法としては以下の方法がある。はじめに、基板１２上に電極部分を形成し、その電極部分にマスクをした状態でその上に白色のアクリル系、ウレタン系、シリコーン系、フッ素系又はアクリル・シリコーン系の反射塗装を施す。その後、マスクを外して半導体発光素子１８をマウントする。これにより、半導体発光素子１８から上方に発せられた光によって励起された蛍光体が発する光が基板１２に向かったとしても、反射面１７により再度上方に反射される。これにより、蛍光体から生ずる光のうち、基板１２側へと向かう光についても照明に活用できるため、光取り出し効率の向上が図られる。
　基板１２は、導電性を有しないが熱伝導性は高い材料によって形成されることが好ましく、例えば、セラミック基板（窒化アルミニウム基板、アルミナ基板、ムライト基板、ガラスセラミック基板）やガラスエポキシ基板等を用いることができる。なお、電極１４，１６の下に絶縁層を形成すれば、金属基板（好ましくは、アルミニウム、銅、真鍮等の熱伝導率の高い材質）、ＳｉＣ基板、カーボン基板、金属とカーボンの複合基板等を用いることができる。
　電極１４及び電極１６は、金や銅等の金属材料によって形成された導電層である。
　半導体発光素子１８は、本発明の発光装置に用いられる発光素子の一例であり、例えば、紫外線又は短波長可視光を発光するＬＥＤやＬＤ等を用いることができる。具体例として、ＩｎＧａＮ系の化合物半導体を挙げることができる。ＩｎＧａＮ系の化合物半導体は、Ｉｎの含有量によって発光波長域が変化する。Ｉｎの含有量が多いと発光波長が長波長となり、少ない場合は短波長となる傾向を示すが、ピーク波長が４００ｎｍ付近となる程度にＩｎが含有されたＩｎＧａＮ系の化合物半導体が発光における量子効率が最も高いことが確認されている。本実施の形態に係る半導体発光素子１８は、３８０～４２０ｎｍの波長域にピーク波長を有する紫外線又は短波長可視光を発するものが好適である。
　マウント部材２０は、例えば銀ペースト等の導電性接着剤又は金錫共晶はんだ等であり、半導体発光素子１８の下面を電極１４に固定し、半導体発光素子１８の下面側電極と基板１２上の電極１４を電気的に接続する。
　ワイヤー２２は、金ワイヤー等の導電部材であり、例えば超音波熱圧着等により半導体発光素子１８の上面側電極及び電極１６に接合され、両者を電気的に接続する。
　蛍光層２４は、後述する各蛍光体が分散されたバインダー部材によって複数の半導体発光素子１８を含む基板１２の上面を一体的に封止している。蛍光層２４は、例えば、液状又はゲル状のバインダー部材に蛍光体を混入した蛍光体ペーストを作製した後、その蛍光体ペーストを半導体発光素子１８の上面に板状あるいは円筒状に塗布し、その後に蛍光体ペーストのバインダー部材を硬化することにより形成される。バインダー部材としては、例えば、シリコーン樹脂やフッ素樹脂等を用いることができる。また、本実施の形態に係る発光装置は、励起光源として紫外線又は短波長可視光を用いることから、耐紫外線性能に優れたバインダー部材が好ましい。
　また、蛍光層２４は、蛍光体以外の種々の物性を有する物質が混入されていてもよい。バインダー部材よりも屈折率の高い物質、例えば、金属酸化物、フッ素化合物、硫化物等が蛍光層２４に混入されることにより、蛍光層２４の屈折率を高めることができる。これにより、半導体発光素子１８から発生する光が蛍光層２４へ入射する際に生ずる全反射が低減され、蛍光層２４への励起光の取り込み効率を向上させるという効果が得られる。更に、混入する物質の粒子径をナノサイズにすることで、蛍光層２４の透明度を低下させることなく屈折率を高めることができる。また、アルミナ、ジルコニア、酸化チタン等の平均粒径０．３～３μｍ程度の白色粉末を光散乱剤として蛍光層２４に混入することができる。これにより、発光面内の輝度、色度むらを防止することができる。蛍光層２４は、半導体発光素子１８を覆う光透過層であって、後述する第１の蛍光体や第２の蛍光体が分散されている光透過部材として機能する。また、数ｎｍ～数百ｎｍのサイズのＳｉＯ２を混合してもよい。このような透明微粒子を混合することで蛍光体ペーストのチクソ性が高くなり、塗布した蛍光体ペーストの形状維持や硬化層における蛍光体の沈降を防止することができる。
　本実施の形態に係る蛍光層２４は、半円筒形状である。なお、蛍光層２４の形状は、これに限られず、例えば、直方体であってもよい。いずれにしても、各半導体発光素子１８の光出射面１８ａから直上の蛍光層２４の表面２４ａまでの距離Ｌが大きく異ならないことが好ましい。また、蛍光層２４は、半導体発光素子１８の光出射面１８ａに対して垂直な方向の厚みが０．４ｍｍ以上２０ｍｍ以下となるような形状で構成されている。このような形状の蛍光層であれば、複数の半導体発光素子１８から出射される光によって、広範囲にわたって照度むらの少ない照明が可能となる。
　拡散部材２６は、蛍光層２４と対向する位置に配置され、発光装置１０から出射された光の少なくとも一部を拡散するように構成されている。拡散部材２６としては、例えば、顔料やナノ粒子が分散されたアクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステル等の透明性の高い樹脂が好ましい。また、適度にブラスト処理されたガラスを用いることができる。
　次に、本実施の形態に係る発光装置に用いられる各蛍光体について詳述する。
　（第１の蛍光体）
　第１の蛍光体は、紫外又は短波長可視光により励起され可視光を発光する蛍光体であり、一般式が（Ｍ２ ｘ,Ｍ３ ｙ,Ｍ４ ｚ）ｍＭ１Ｏ３Ｘ（２／ｎ）（ここで、Ｍ１はＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＳｎからなる群より選ばれる少なくともＳｉを含む１種以上の元素、Ｍ２はＣａ、Ｍｇ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくともＣａを含む１種以上の元素、Ｍ３はＳｒ、Ｍｇ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくともＳｒを含む１種以上の元素、Ｘは少なくとも１種のハロゲン元素、Ｍ４は希土類元素及びＭｎからなる群より選ばれる少なくともＥｕ２＋を含む１種以上の元素を示す。また、ｍは１≦ｍ≦４／３、ｎは５≦ｎ≦７の範囲であってもよい。また、ｘ、ｙ、ｚは、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０＜ｘ＜０．９９、０＜ｙ＜０．９９、０．０１≦ｚ≦０．３を満たす範囲であってもよい。）で表される蛍光体である。また、第１の蛍光体は、５６０～６００ｎｍの波長域にピーク波長を有する可視光を発光する蛍光体である。
　第１の蛍光体は、例えば、次のようにして得ることができる。第１の蛍光体は、原料として下記組成式（１）～（４）で表される化合物を用いることができる。
（１）Ｍ’１Ｏ２（Ｍ’１はＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ等の４価の元素を示す。）
（２）Ｍ’２Ｏ（Ｍ’２はＭｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚｎ等の２価の元素を示す。）
（３）Ｍ’３Ｘ２（Ｍ’３はＭｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ等の２価の元素、Ｘはハロゲン元素を示す。）
（４）Ｍ’４（Ｍ’４はＥｕ２＋等の希土類元素及び／又はＭｎを示す。）
　組成式（１）の原料として、例えば、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＳｎＯ２等を用いることができる。組成式（２）の原料として、例えば、２価の金属イオンの炭酸塩、酸化物、水酸化物等を用いることができる。組成式（３）の原料として、例えば、ＳｒＣｌ２、ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、ＭｇＣｌ２、ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、ＢａＣｌ２、ＢａＣｌ２・２Ｈ２Ｏ、ＺｎＣｌ２、ＭｇＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＺｎＦ２、ＭｇＢｒ２、ＳｒＢｒ２、ＢａＢｒ２、ＺｎＢｒ２、ＭｇＩ２、ＳｒＩ２、ＢａＩ２、ＺｎＩ２等を用いることができる。組成式（４）の原料として、例えば、Ｅｕ２Ｏ３、Ｅｕ２（ＣＯ３）３、Ｅｕ（ＯＨ）３、ＥｕＣｌ３、ＭｎＯ、Ｍｎ（ＯＨ）２、ＭｎＣＯ３、ＭｎＣｌ２・４Ｈ２Ｏ、Ｍｎ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ等を用いることができる。
　組成式（１）の原料としては、Ｍ’１が少なくともＳｉを含んでいることが好ましい。また、Ｓｉを、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＳｎからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素で一部置き換えたものでもよい。この場合、Ｍ’１に占めるＳｉの割合が８０ｍｏｌ％以上である化合物が好ましい。組成式（２）の原料としては、Ｍ’２が少なくともＣａを含んでいることが好ましい。また、Ｃａを、Ｍｇ、Ｂａ及びＺｎ等からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素で一部置き換えたものでもよい。この場合、Ｍ’２に占めるＣａの割合が６０ｍｏｌ％以上である化合物が好ましい。組成式（３）の原料としては、Ｍ’３が少なくともＳｒを含んでいることが好ましい。また、Ｓｒを、Ｍｇ、Ｂａ及びＺｎ等からなる群より選ばれる少なくとも１種の元素で一部置き換えたものでもよい。この場合、Ｓｒが３０ｍｏｌ％以上である化合物が好ましい。また、組成式（３）の原料としては、Ｘが少なくともＣｌを含んでいることが好ましい。また、Ｃｌを、他のハロゲン元素で一部置き換えたものでもよい。この場合、Ｃｌの割合が５０ｍｏｌ％以上である化合物が好ましい。組成式（４）の原料としては、Ｍ’４が２価のＥｕを必須とする希土類元素であることが好ましく、Ｍｎ又はＥｕ以外の希土類元素等を含んでもよい。
　組成式（１）～（４）の原料のモル比を、（１）：（２）＝１：０．１～１．０、（２）：（３）＝１：０．２～１２．０、（２）：（４）＝１：０．０５～４．０、好ましくは、（１）：（２）＝１：０．２５～１．０、（２）：（３）＝１：０．３～６．０、（２）：（４）＝１：０．０５～３．０、より好ましくは（１）：（２）＝１：０．２５～１．０、（２）：（３）＝１：０．３～４．０、（２）：（４）＝１：０．０５～３．０の割合で秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ約３０分粉砕混合し、原料混合物を得る。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で、所定の雰囲気（Ｈ２：Ｎ２＝５：９５）、温度７００℃以上１１００℃未満で３～４０時間焼成し、焼成物を得る。この焼成物を温純水で丹念に洗浄し、余剰の塩化物を洗い流すことにより第１の蛍光体を得ることができる。第１の蛍光体は、紫外線又は短波長可視光により励起され可視光を発光する。
　なお、組成式（３）の原料（２価の金属ハロゲン化物）については、化学量論比以上の過剰量を秤量することが好ましい。これは、焼成中にハロゲン元素の一部が気化蒸発してしまうことを考慮したものであり、ハロゲン元素の不足に起因する蛍光体の結晶欠陥の発生を防止するためである。また、過剰に加えられた組成式（３）の原料は、焼成温度では液化し、固相反応の融剤として働き、固相反応の促進及び結晶性を向上させる。
　なお、前述した原料混合物の焼成後においては、前述の過剰添加された組成式（３）の原料は、製造された蛍光体の中で不純物として存在する。そこで、純度及び発光強度が高い蛍光体を得るためには、これらの不純物を温純水で洗い流すとよい。本実施の形態の第１の蛍光体の一般式に示された組成比は、不純物を洗い流した後の組成比であり、上記のように過剰添加され不純物となった組成式（３）の原料はこの組成比において加味されていない。
　（第２の蛍光体）
　第２の蛍光体は、その発光色が第１の蛍光体の発光色と補色関係である４３０～４８０ｎｍにピーク波長を有する蛍光体である。このような第２の蛍光体は、近紫外または短波長可視光を効率的に吸収し、ドミナント波長が４４０～４７０ｎｍの光を放射する。第２の蛍光体として用いることができる蛍光体として、特に組成の限定はないが、例えば下記の一般式で表される蛍光体（１）～（４）の中から選択できる。
　（１）一般式がＭ１ ａ（Ｍ２Ｏ４）ｂＸｃ：Ｒｅｄ（ここで、Ｍ１はＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｋ、Ａｇ及びＴｌからなる群より選ばれる少なくともＣａ、Ｓｒ、Ｂａのいずれかを含む１種以上の元素、Ｍ２はＰ、Ｖ、Ｓｉ、Ａｓ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ及びＢからなる群より選ばれる少なくともＰを含む１種以上の元素、Ｘは少なくとも１種のハロゲン元素、Ｒｅは希土類元素及びＭｎからなる群より選ばれる少なくともＥｕ２＋を含む１種以上の元素を示す。また、ａは４．２≦ａ≦５．８、ｂは２．５≦ｂ≦３．５、ｃは０．８＜ｃ＜１．４、ｄは０．０１＜ｄ＜０．１の範囲である）で表されている蛍光体。
　（２）一般式がＭ１ １－ａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋ ａ（ここで、Ｍ１はＣａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素を示す。また、ａは０．００１≦ａ≦０．５の範囲である）で表されている蛍光体。
　（３）一般式がＭ１ １－ａＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋ ａ（ここで、Ｍ１はＣａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素を示す。また、ａは０．００１≦ａ≦０．８の範囲である）で表されている蛍光体。
　（４）一般式がＭ１ ２－ａ（Ｂ５Ｏ９）Ｘ：Ｒｅａ（ここで、Ｍ１はＣａ、Ｓｒ、Ｂａ及びＺｎからなる群より選ばれる少なくとも１種以上の元素、Ｘは少なくとも１種のハロゲン元素を示す。また、ａは０．００１≦ａ≦０．５の範囲である）で表されている蛍光体。
　第２の蛍光体の一例である（Ｃａ，Ｍｇ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋は、例えば、次のようにして得ることができる。第２の蛍光体は、原料としてＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣｌ２、ＣａＨＰＯ４、及びＥｕ２Ｏ３を用い、これらの原料をモル比がＣａＣＯ３：ＭｇＣＯ３：ＣａＣｌ２：ＣａＨＰＯ４：Ｅｕ２Ｏ３＝０．０５～０．３５：０．０１～０．５０：０．１７～２．５０：１．００：０．００５～０．０５０となるよう所定の割合で秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ約３０分粉砕混合し、原料混合物を得る。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、２～５％のＨ２を含むＮ２雰囲気中で、温度８００℃以上１２００℃未満で３時間焼成し、焼成物を得る。この焼成物を温純水で丹念に洗浄し、余剰の塩化物を洗い流すことにより第２の蛍光体を得ることができる。第２の蛍光体は、第１の蛍光体が発光する可視光と補色の関係にある可視光を発光する。
　なお、前述の原料混合物を得る際のＣａＣｌ２の秤量（モル比）については、製造される第２の蛍光体の組成比に対して、その化学量論比よりも０．５ｍｏｌ以上の過剰量を秤量することが好ましい。これにより、Ｃｌの不足に起因する第２の蛍光体の結晶欠陥の発生を防止することができる。
　上述した蛍光体や発光装置について、以下、実施例を用いて更に具体的に説明するが、下記の蛍光体や発光装置の原料、製造方法、蛍光体の化学組成等の記載は本発明の蛍光体や発光装置の実施の形態を何ら制限するものではない。
　はじめに、本実施例の発光装置において用いた蛍光体について詳述する。
　＜蛍光体１＞
　蛍光体１は、第１の蛍光体の一種であり、（Ｃａ０．４７，Ｓｒ０．４８，Ｅｕ０．０５）７／６ＳｉＯ３Ｃｌ２／６で表される蛍光体である。蛍光体１は、一般式（Ｍ２ｘ，Ｍ３ｙ，Ｍ４ｚ）ｍＭ１Ｏ３Ｘ２／ｎにおいて、Ｍ１＝Ｓｉ、Ｍ２＝Ｃａ、Ｍ３＝Ｓｒ、Ｘ＝Ｃｌ、Ｍ４＝Ｅｕ２＋、ｍ＝７／６、ｎ＝６、Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４の各含有量ｘ，ｙ、ｚは、それぞれ０．４７，０．４８，０．０５となるように合成されている。また、蛍光体１は、原料の混合比においてＳｉＯ２を過剰に添加することで、蛍光体内にクリストバライトが生成されている。蛍光体１の製造は、まず、ＳｉＯ２、Ｃａ（ＯＨ）２、ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ、及びＥｕ２Ｏ３の各原料をこれらのモル比がＳｉＯ２：Ｃａ（ＯＨ）２：ＳｒＣｌ２・６Ｈ２Ｏ：Ｅｕ２Ｏ３＝１．１：０．４５：１．０：０．１３となるように秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、還元雰囲気の電気炉で所定の雰囲気（Ｈ２：Ｎ２＝５：９５）、温度１０００℃で５～４０時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、蛍光体１を得た。
　＜蛍光体２＞
　蛍光体２は、（Ｃａ４．６７Ｍｇ０．５）（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ０．０８で表される蛍光体である。蛍光体２は、前述の第２の蛍光体の一例である。蛍光体２は、一般式　Ｍ１ ａ（Ｍ２Ｏ４）ｂＸｃ：Ｒｅｄにおいて、Ｍ１＝Ｃａ／Ｍｇ（モル比９０．３／９．７）、Ｍ２＝Ｐ、Ｘ＝Ｃｌ、Ｒｅ＝Ｅｕ２＋、ａ＝５．１７、ｂ＝３、ｃ＝１，ｄ＝０．０８となるように合成した蛍光体である。蛍光体２の製造は、まず、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＣａＣｌ２、ＣａＨＰＯ４、及びＥｕ２Ｏ３の各原料を、これらのモル比がＣａＣＯ３：ＭｇＣＯ３：ＣａＣｌ２：ＣａＨＰＯ４：Ｅｕ２Ｏ３＝０．４２：０．５：３．０：１．２５：０．０４となるよう秤量し、秤量した各原料をアルミナ乳鉢に入れ約３０分粉砕混合し、原料混合物を得た。この原料混合物をアルミナ坩堝に入れ、２～５％のＨ２を含むＮ２雰囲気中で、温度８００℃以上１２００℃未満で３時間焼成し、焼成物を得た。得られた焼成物を温純水で丹念に洗浄し、本蛍光体２を得た。
　次に、実施例及び比較例に係る発光装置の構成について詳述する。
　＜発光装置の構成＞
　（実施例）
　実施例に係る発光装置は、図１に示した形状の発光装置において下記の具体的な構成を用いたものである。なお、実施例に係る発光装置では、５個の半導体発光素子１８が一列に実装されている。半導体発光素子１８同士の隙間は、５ｍｍに設定されている。
　はじめに、基板１２として窒化アルミニウム基板（５ｍｍ×４０ｍｍ×１ｍｍ（厚み））を用い、その表面に金を用いて電極１４（陽極）及び電極１６（陰極）を複数対形成した。半導体発光素子１８としては、４０５ｎｍに発光ピークを持つ１ｍｍ四方のＬＥＤ（ＳｅｍｉＬＥＤｓ社製：ＭｖｐＬＥＤＴＭＳＬ－Ｖ－Ｕ４０ＡＣ）を用いる。そして、各電極１４（陽極）上にディスペンサーを用いて滴下した銀ペースト（エイブルスティック社製：８４－１ＬＭＩＳＲ４）の上に前述の半導体発光素子１８の下面を接着させ、銀ペーストを１７５℃環境下で１時間硬化させた。また、ワイヤー２２としてΦ４５μｍの金ワイヤーを用い、この金ワイヤーを超音波熱圧着にて半導体発光素子１８の上面側電極及び電極１６（陰極）に接合した。また、バインダー部材としてのシリコーン樹脂を用い、これに各種の蛍光体を所定濃度となるように混入し、蛍光体ペーストを作製した。
　蛍光体ペーストの調整方法としては、はじめに、前述の蛍光体１と蛍光体２を重量比２：１で混合し、白色色度に入るように調整した。その後、蛍光体ペーストを作製するマトリックス材料として、ジメチルシリコーン樹脂（東レダウコーニングシリコーン社製：ＪＣＲ６１２６）を用い、蛍光体濃度が３ｖｏｌ％になるように計量した。蛍光体ペーストは、計量した前述のバインダー材料及び前述の蛍光体を１０ｃｃの軟こう容器に略３～５ｇ充填し、自公転ミキサー（クラボウ製マゼルスター）を用い、公転１２００回転、自転４００回転で９０秒間混合／脱泡することで作製した。
　なお、蛍光体ペーストは、透光性・分散性及び、成形／充填加工性に応じた粘性に調整されている。その後、基板にマウントされた複数の半導体発光素子１８を、ポッティング、コンプレッション成形、トランスファー成形、インジェクション成形等の加工方法を用いて、蛍光体ペーストにより一体的に被覆する。
　バインダー材料は、近紫外または短波長可視光に対し透明（透過率が９０％以上）であり、光耐性が良好な材料を用いる。具体的には、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ゾルゲルガラス、アクリル樹脂、無機バインダー、ガラス材料等を用いることができる。また、バインダーペーストの中には、拡散剤・チクソ剤を添加してもよい。具体的には、二酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム等の微粒子が挙げられる。
　実施例に係る発光装置においては、シリカ微粒子をチクソ剤として分散させたシリコーン樹脂に所定量の蛍光体を混合／分散／脱泡し、蛍光体ペーストを作製した。その後、ディスペンサーを用い、蛍光体ペーストを半導体発光素子にディスペンス塗布した後、１５０℃環境下で１．５時間硬化させて固定化した。これにより、ディスペンス塗布した蛍光体ペーストの硬化後の寸法は、幅約４～８ｍｍ，高さ約２～５ｍｍ，長さ約２５ｍｍの形状となり、半導体発光素子１８が封止された。
　（比較例）
　図２は、比較例に係る照明装置の概略断面図である。図２に示す照明装置２００は、発光装置１１０と、発光装置１１０から出射された光の少なくとも一部を拡散する拡散部材２６とを備える。発光装置１１０は、基板１１２上に複数対の陽極１１４及び陰極１１６が形成されている。各陽極１１４上にはそれぞれ半導体発光素子１１８がマウント部材（不図示）により固定されている。半導体発光素子１１８と陽極１１４はマウント部材により導通されており、半導体発光素子１１８と陰極１１６はワイヤー１２２により導通されている。各半導体発光素子１１８の上面に、個別に蛍光層１２４が搭載されている。蛍光層１２４を挟んで基板１１２と反対側の領域には、蛍光層１２４と対向するように板状の拡散部材２６が設けられている。
　比較例に係る発光装置は、構成がほぼ実施例に係る発光装置と同様であるため、以下では、実施例の発光装置と異なる構成や製法について説明する。なお、比較例に係る発光装置では、実施例と同様に５個の半導体発光素子１１８が一列に実装されている。半導体発光素子１１８同士の隙間は５ｍｍに設定されている。
　半導体発光素子１１８としては、４５０ｎｍに発光ピークを持つ１ｍｍ四方のＬＥＤ（ＳｅｍｉＬＥＤｓ社製：ＭｖｐＬＥＤＴＭＳＬ－Ｖ－Ｂ４５ＡＣ）用いた。蛍光体としては、セリウム付活のイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ蛍光体：化成オプトニクス株式会社製Ｐ４６－Ｙ３）を用いた。
　蛍光層１２４の調整は以下のように行われる。はじめに、ジメチルシリコーン樹脂（東レダウコーニングシリコーン社製：ＪＣＲ６１２６）を用い、蛍光体濃度が２０ｖｏｌ％になるように計量した。蛍光体とジメチルシリコーン樹脂の混合は、実施例と同様な方法で行った。得られた蛍光体ペーストを、バーコーターを用い１８０μｍ厚のシート状にし、その後１５０℃で１時間硬化し、蛍光体シートを得た。得られた蛍光体シートを１ｍｍ□にトリミングし、その後ジメチルシリコーン樹脂（東レダウコーニングシリコーン社製：ＪＣＲ６１４０）を接合材として塗布し、半導体発光素子１１８の上に実装し、１５０℃で１時間硬化させ、固定化した。
　前述の実施例及び比較例の発光装置を、簡易的に試作した照明装置に設置した。図３（ａ）は、照明装置の上面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ断面図である。図に示すように、照明装置３００は、５０ｍｍ×１８ｍｍの大きさであり、隣接する半導体発光素子の間隔は５ｍｍに設定されている。照明装置３００の内部には、蛍光層２４から出射した光を拡散部材２６に向かうように曲面が構成されたアルミ蒸着反射面３０が設けられている。また、基板１２（１１２）の上面と拡散部材２６との間隔は１１ｍｍに設定されている。なお、図３（ａ）、図３（ｂ）では、蛍光体２４が一体である実施例の発光装置が記載されているが、比較例に係る発光装置は蛍光層２４の代わりに個別の蛍光層１２４が設けられている点（図２参照）が主な相違点である。
　＜実施例の評価＞
　実施例及び比較例に係る発光装置の発光面の面内色度分布を測定した。測定装置は、２次元輝度計（ミノルタ株式会社製）を用いた。詳細は省略するが、実施例に係る発光装置による発光は非常に狭い色度分布を有しており、発光面内における色度のばらつきが少ない。したがって、実施例に係る発光装置は、発光面の全体にわたり均一な白色光が得られる。
　図４は、実施例に係る発光装置の発光モデルを模式的に示した図である。図４に示すように、実施例に係る発光装置は、ｎＵ．Ｖ．－ＬＥＤから出射された紫外線又は短波長可視光は、ほとんど蛍光体に吸収され、第１の蛍光体（Ｙ）、第２の蛍光体（Ｂ）においてランバーシアンな発光をする。しかも第１の蛍光体は、青色光をほとんど吸収しないことから、蛍光体を含有する樹脂層の厚さが変動しても発光色は変わりにくい。その結果、発光色の色度分布のばらつきを抑制できたものと考えられる。
　次に、実施例に係る発光装置におけるカスケード励起の色調むらへの影響について説明する。図５は、実施例における発光装置で用いられた蛍光体の発光スペクトル及び励起スペクトルを示した図である。ここで、ラインＬ１は、実施例で用いた第１の蛍光体の励起スペクトル、ラインＬ２は、実施例で用いた第１の蛍光体の発光スペクトルを示している。また、ラインＬ３は、実施例で用いた第２の蛍光体の発光スペクトルを示している。
　図５に示すように、実施例２に係る発光装置における第１の蛍光体は、その励起スペクトル（ラインＬ１）が第２の蛍光体の発光スペクトル（ラインＬ３）と重なる領域が少ない。より詳細には、第１の蛍光体の励起スペクトルの最大強度をＩｍａｘ、第２の蛍光体の発光スペクトルのピーク波長λｐにおける第１の蛍光体の励起スペクトルの強度をＩａとすると、Ｉａ＜０．５×Ｉｍａｘを満たしている。これにより、実施例２に係る発光装置においては、第２の蛍光体から発した光が第１の蛍光体で吸収されて再発光することが抑制される。
　なお、各実施例の蛍光層に含まれている蛍光体全体の体積濃度は、０．０１ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。蛍光体全体の体積濃度が０．０１ｖｏｌ％以上であれば、ある程度明るい光が得られる。また、蛍光体全体の体積濃度が１０ｖｏｌ％以下であれば、蛍光体粒子間で起こる散乱や減衰を少なくすることができる。また、蛍光層は、半導体発光素子の光が入射してから外部へ出射するまでの光路長が０．４ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。このような光路長とするために、例えば、蛍光層は、発光素子の光出射面に対して垂直な方向の厚みが０．４ｍｍ以上２０ｍｍ以下となるような形状で構成されていてもよい。このように、光路長が０．４ｍｍ以上であれば、蛍光層に含まれる蛍光体が半導体発光素子が発する一次光を十分吸収することができる。また、光路長が２０ｍｍ以下であれば、シリコーン樹脂の使用量が抑制でき、安価な価格で提供可能である。また、第１の蛍光体は、その平均粒径が０．５μｍ以上１００μｍ以下であり、第２の蛍光体は、その平均粒径が０．５μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。粒径が０．５μｍ以上であれば、蛍光体の活性が低い粒子表面層の割合を小さくすることができるため、発光効率を向上することができる。また、粒径が１００μｍ以下であれば、蛍光体を蛍光層の内部で分散させることが容易になる。
　このように、実施例に係る発光装置は、紫外線又は短波長可視光により励起された第１の蛍光体から発した５６０ｎｍ～６００ｎｍの波長域にピーク波長を有する可視光と、紫外線又は短波長可視光により励起された第２の蛍光体が発した、第１の蛍光体が発光する可視光と補色の関係にある可視光と、を混合することで白色光が得られる。そのため、青色の発光素子と黄色蛍光体を組み合わせた比較例に係る発光装置と比較して、発光面内の色度のばらつきが抑えられる。また、蛍光層における蛍光体の体積濃度や、光路長（蛍光層の形状、厚み）を適宜設定することで、発光素子が発する光が蛍光体で効率よく吸収されるとともに、蛍光体が発した光が他の蛍光体で吸収されたり散乱されたりすることが抑制される。このように、照度むらの一因となる色むらが抑制されるため、比較的光透過率の高い拡散板を用いても照度むらの少ない照明装置を実現することができる。
　次に、測定に使用した各拡散板の全光線透過率を表１に示す。基板１２（１１２）に対向して１１ｍｍ離れた位置に２種の板厚（１．５ｍｍ、２．５ｍｍ）の拡散板を拡散部材２６として設置し、輝度計により輝度分布を計測した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　前述の実施例及び比較例の発光装置を簡易照明装置に取り付け、実施例及び比較例の発光装置から出射される光束が同じになるように、駆動電流を調整し点灯した。その結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　また、２次元輝度計（株式会社ミノルタ製）により、実施例及び比較例の発光装置において、それぞれ厚みの違う拡散板を取り付けた状態の輝度分布を測定した。その結果として、拡散板面内で最大輝度を示す点と周辺部の低輝度部との相対輝度比を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　その結果、実施例に係る照明装置は、光束が高いにも関わらず、最大（Ｍａｘ）輝度と周辺輝度の差が少なく、均一に発光していることがわかる。
　このように実施例に係る照明装置においては、板厚ｔ＝１．５ｍｍ（全光線透過率は８６％）の拡散部材を用いても十分な拡散を示し面発光する。一方、比較例に係る照明装置においては、板厚ｔ＝２．５ｍｍ（全光線透過率は８０％）の拡散部材を用いても十分な拡散は得られない。つまり、実施例に係る照明装置は、照度むらを抑えつつ器具効率を高めることができる。これは、実施例に係る照明装置では、備えている発光装置の発光面（蛍光層表面）の輝度むらや色むらが抑えられているためである。色むらの抑制という観点では、実施例に係る発光装置は、従来の青色ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体との組合せと異なり、補色関係にある複数種の蛍光体の発光を用いて白色を実現している。
　また、輝度むらの抑制という観点では、実施例に係る発光装置は、複数の半導体発光素子が蛍光層で一体的に封止されており、発光面積が大きいため、全体の光束を下げずに蛍光層の表面での輝度が低くできる。その結果、実施例に係る発光装置では蛍光層の表面での輝度むらが小さい。一方、比較例に係る発光装置は、半導体発光素子が個別に蛍光層で覆われており、また、半導体発光素子間には蛍光層が存在していないため、実施例に係る発光装置と比較して発光面積が小さく輝度むらが大きくなる傾向にある。その結果、比較例に係る照明装置は、透過率が低く拡散率の高い拡散部材を選択しなければ照度むらを抑えることが困難である。
　なお、実施例に係る照明装置は、照度むらを抑えるという観点では、発光装置が有する複数の半導体発光素子が２０ｍｍ以下の間隔で配列していることが好ましい。なお、半導体発光素子同士の間隔を狭くしすぎると照射範囲が狭くなるため、より広範囲にわたり均一な照明を実現するために、複数の半導体発光素子が０．４ｍｍ以上の間隔、より好ましくは０．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下で配列されていることが好ましい。
　また、実施例に係る照明装置は、照度むらを抑えるという観点では、蛍光層と拡散部材との距離が３ｍｍ以上であることが好ましい。一方、照明装置の小型化、薄型化という観点では、蛍光層と拡散部材との距離が３０ｍｍ以下であることが好ましい。
　また、実施例に係る拡散部材は、透過率が８０％～９５％の範囲が好ましい。これにより、発光装置から出射した光が拡散部材を透過する際の光束の低下が抑えられる。また、拡散部材は、拡散率が１０％以上であることが好ましい。これにより、発光装置から出射した光が適度に散乱され、照度むらが抑えられる。
　以上、本発明を実施の形態や実施例をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
　上述の実施の形態では、複数の半導体発光素子が直列に配置されている照明装置について説明したが、求められる照明性能に応じて同心円状、放射状、方形状等の所定の配列パターンで半導体発光素子が配置された照明装置であってもよい。
　本発明の発光装置は種々の灯具、例えば照明用灯具、ディスプレイ用バックライト、車両用灯具等に利用することができる。
　１０　発光装置、　１２　基板、　１４，１６　電極、　１７　反射面、　１８　半導体発光素子、　１８ａ　光出射面、　２０　マウント部材、　２２　ワイヤー、　２４　蛍光層、　２４ａ　表面、　２６　拡散部材、　１００　照明装置。

Claims (8)

  1. 　３８０～４２０ｎｍの波長域にピーク波長を有する紫外線又は短波長可視光を発する複数の発光素子と、前記紫外線又は短波長可視光により励起され、５６０ｎｍ～６００ｎｍの波長域にピーク波長を有する可視光を発光する第１の蛍光体と、前記紫外線又は短波長可視光により励起され、前記第１の蛍光体が発光する可視光と補色の関係にある可視光を発光する第２の蛍光体と、前記複数の発光素子を覆う光透過部材であって、前記第１の蛍光体および前記第２の蛍光体が分散されている光透過部材と、を有し、各蛍光体からの光を混合して白色を得るように構成された発光装置と、
    　前記光透過部材と対向する位置に配置され、前記発光装置から出射された光の少なくとも一部を拡散する拡散部材と、を備え、
    　前記光透過部材に含まれている蛍光体全体の体積濃度は、０．０１ｖｏｌ％以上１０ｖｏｌ％以下であり、
    　前記光透過部材は、前記発光素子の光出射面に対して垂直な方向の厚みが０．４ｍｍ以上２０ｍｍ以下となるような形状で構成されている、
    　ことを特徴とする照明装置。
  2. 　前記第１の蛍光体は、その平均粒径が０．５μｍ以上１００μｍ以下であり、
    　前記第２の蛍光体は、その平均粒径が０．５μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
  3. 　前記第１の蛍光体の励起スペクトルの最大強度をＩｍａｘ、前記第２の蛍光体の発光スペクトルのピーク波長における前記第１の蛍光体の励起スペクトルの強度をＩａとすると、Ｉａ＜０．５×Ｉｍａｘを満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
  4. 　前記発光素子は、隣接する発光素子との間隔が０．４ｍｍ～２０ｍｍの範囲となるように配置されてい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照明装置。
  5. 　前記拡散部材は、前記光透過部材との距離が３ｍｍ～３０ｍｍの範囲となるように配置されてい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照明装置。
  6. 　前記拡散部材は、透過率が８０％～９５％の範囲であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の照明装置。
  7. 　前記拡散部材は、拡散率が１０％以上であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の照明装置。
  8. 　前記拡散部材は、光が出射する側の面の輝度のばらつきが４５％以下となるように透過率と拡散率が設定されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の照明装置。
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