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WO2019164014A1 - 発光装置および照明装置 - Google Patents

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WO2019164014A1
WO2019164014A1 PCT/JP2019/007331 JP2019007331W WO2019164014A1 WO 2019164014 A1 WO2019164014 A1 WO 2019164014A1 JP 2019007331 W JP2019007331 W JP 2019007331W WO 2019164014 A1 WO2019164014 A1 WO 2019164014A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
light emitting
wavelength
peak wavelength
emitting device
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/007331
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
秀崇 加藤
草野　民男
横井　清孝
Original Assignee
京セラ株式会社
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 京セラ株式会社 filed Critical 京セラ株式会社
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Priority to CN201980015428.4A priority patent/CN111788703A/zh
Priority to US16/975,804 priority patent/US11495716B2/en
Priority to JP2020501100A priority patent/JPWO2019164014A1/ja
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
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    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
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    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device and a lighting device using LEDs or the like.
  • an illumination device using a light emitting element as a light source is used as a light source for appearance inspection of a painted surface of a home appliance or a passenger car.
  • Semiconductor light-emitting elements have a narrow wavelength band of emitted light and can only emit light of a single color.
  • the illumination light is desired to be white light
  • a plurality of semiconductor light emitting elements having different radiated light wavelength bands are prepared, and white light is realized by mixing the plurality of radiated light.
  • a plurality of phosphors that emit fluorescence having different wavelength bands with excitation light of the same wavelength are prepared, and a plurality of fluorescences emitted by being excited by the emitted light from the semiconductor light emitting element and the emitted light from the semiconductor light emitting element are emitted.
  • White light is achieved through color mixing. If such a color mixing method is used, a light source having a spectrum according to the purpose in addition to white light can be manufactured (see JP-A-2015-126160).
  • a light emitting device includes a light emitting element, a first phosphor, and a second phosphor.
  • the first phosphor emits light having a first peak wavelength in a wavelength region of 400 to 480 nm with respect to light emitted from the light emitting element.
  • the second phosphor emits light having a second peak wavelength in a wavelength region of 480 to 600 nm with respect to light emitted from the light emitting element.
  • the light emitting element has a third peak wavelength in the wavelength region of 280 to 315 nm and emits light of 280 to 315 nm.
  • An illuminating device includes at least one of the above light-emitting devices and a housing in which the light-emitting devices are arranged.
  • the illumination device includes a plurality of light emitting devices having light emitting elements.
  • the combined light emitted from the plurality of light emitting devices has a first peak wavelength in the wavelength region of 400 to 480 nm, a second peak wavelength in the wavelength region of 480 to 600 nm, and a first peak in the wavelength region of 280 to 315 nm. It has 3 peak wavelengths.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention. It is sectional drawing when the light-emitting device shown in FIG. 1 is cut
  • FIG. 1 is an external perspective view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the light emitting device shown in FIG. 1 cut along a plane indicated by phantom lines.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the light emitting device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing the spectrum of external radiation in the light emitting device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the spectrum of sunlight added to FIG.
  • the light emitting device 1 includes a substrate 2, a light emitting element 3, a frame body 4, a sealing member 5, and a wavelength conversion member 6.
  • the light emitting device 1 includes a substrate 2, a light emitting element 3 provided on the substrate 2, a frame body 4 provided on the substrate 2 so as to surround the light emitting element 3, and an inner space surrounded by the frame body 4.
  • the sealing member 5 filled with leaving a part of the upper part of the space surrounded by the frame body 4 and the upper surface of the sealing member 5 on the part of the upper part of the inner space surrounded by the frame body 4
  • a wavelength conversion member 6 provided so as to fit within the frame body 4.
  • the light emitting element 3 is, for example, an LED, and emits light toward the outside when electrons and holes in a pn junction using a semiconductor are recombined.
  • the substrate 2 is an insulating substrate and is made of, for example, a ceramic material such as alumina or mullite, or a glass ceramic material. Or it consists of a composite material which mixed several materials among these materials.
  • the substrate 2 can be made of a polymer resin in which metal oxide fine particles capable of adjusting the thermal expansion of the substrate 2 are dispersed.
  • the wiring conductor is made of a conductive material such as tungsten, molybdenum, manganese, or copper.
  • a metal paste obtained by adding an organic solvent to a powder such as tungsten is printed in a predetermined pattern on the ceramic green sheet to be the substrate 2, and a plurality of ceramic green sheets are laminated. And obtained by firing.
  • a nickel or gold plating layer is formed on the surface of the wiring conductor to prevent oxidation.
  • a metal reflective layer such as aluminum, silver, gold, copper, or platinum is provided on the upper surface of the substrate 2 at a distance from the wiring conductor and the plating layer. It may be formed.
  • the light emitting element 3 is mounted on the main surface of the substrate 2.
  • the light emitting element 3 is electrically connected to, for example, a brazing material or solder on a plating layer deposited on the surface of the wiring conductor formed on the main surface of the substrate 2.
  • the light emitting element 3 has a translucent base and an optical semiconductor layer formed on the translucent base.
  • the translucent substrate may be any substrate that can grow an optical semiconductor layer using a chemical vapor deposition method such as a metal organic chemical vapor deposition method or a molecular beam epitaxial growth method.
  • a material used for the translucent substrate for example, sapphire, gallium nitride, aluminum nitride, zinc oxide, zinc selenide, silicon carbide, silicone, or zirconium diboride can be used.
  • substrate is 50 micrometers or more and 1000 micrometers or less, for example.
  • the optical semiconductor layer includes a first semiconductor layer formed on the translucent substrate, a light emitting layer formed on the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer formed on the light emitting layer.
  • the first semiconductor layer, the light emitting layer, and the second semiconductor layer are, for example, a group III nitride semiconductor, a group III-V semiconductor such as gallium phosphide or gallium arsenide, or a group III nitride such as gallium nitride, aluminum nitride, or indium nitride.
  • a physical semiconductor or the like can be used.
  • the thickness of the first semiconductor layer is, for example, 1 ⁇ m to 5 ⁇ m
  • the thickness of the light emitting layer is, for example, 25 nm to 150 nm
  • the thickness of the second semiconductor layer is, for example, 50 nm to 600 nm.
  • the light emitting element 3 configured in this way can emit excitation light in a wavelength range of, for example, 280 nm to 450 nm.
  • the frame 4 is mixed with a ceramic material such as aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide or yttrium oxide, or a porous material, or a powder made of metal oxide such as aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide or yttrium oxide. Made of a resin material.
  • the frame 4 is connected to the main surface of the substrate 2 through, for example, a resin, a brazing material, solder, or the like.
  • the frame 4 is provided on the main surface of the substrate 2 so as to surround the light emitting element 3 with a space from the light emitting element 3. Further, the frame body 4 is formed such that the inclined inner wall surface expands outward as the distance from the main surface of the substrate 2 increases.
  • the inner wall surface of the frame 4 functions as a reflection surface for the excitation light emitted from the light emitting element 3. Note that when the shape of the inner wall surface of the frame 4 is circular in plan view, the light emitted from the light emitting element 3 can be uniformly reflected outward by the reflecting surface.
  • the inclined inner wall surface of the frame body 4 is made of, for example, a metal layer made of tungsten, molybdenum, manganese, or the like on the inner peripheral surface of the frame body 4 made of a sintered material, and nickel, gold, or the like that covers the metal layer.
  • a plating layer may be formed. This plating layer has a function of reflecting light emitted from the light emitting element 3.
  • the inclination angle of the inner wall surface of the frame 4 is set to an angle of 55 degrees or more and 70 degrees or less with respect to the main surface of the substrate 2, for example.
  • the inner space surrounded by the substrate 2 and the frame body 4 is filled with a light transmissive sealing member 5.
  • the sealing member 5 seals the light emitting element 3 and extracts light emitted from the inside of the light emitting element 3 to the outside. Furthermore, the light extracted outside the light emitting element 3 has a function to transmit.
  • the sealing member 5 is filled in the inner space surrounded by the substrate 2 and the frame body 4 while leaving a part of the space surrounded by the frame body 4.
  • a translucent insulating resin such as a silicone resin, an acrylic resin, or an epoxy resin, or a translucent glass material is used.
  • the refractive index of the sealing member 5 is set to 1.4 or more and 1.6 or less, for example.
  • the wavelength conversion member 6 is provided along the upper surface of the sealing member 5 in the upper part of the inner space surrounded by the substrate 2 and the frame body 4.
  • the wavelength conversion member 6 is formed so as to be accommodated in the frame body 4.
  • the wavelength conversion member 6 has a function of converting the wavelength of light emitted from the light emitting element 3. That is, in the wavelength conversion member 6, the light emitted from the light emitting element 3 enters the inside through the sealing member 5, and the phosphor contained therein is excited by the light emitted from the light emitting element 3, thereby causing fluorescence. In addition to emitting fluorescence from the body, a part of the light from the light emitting element 3 is transmitted and emitted.
  • the wavelength conversion member 6 is made of, for example, a translucent insulating resin such as a fluororesin, a silicone resin, an acrylic resin, or an epoxy resin, or a translucent glass material, and the phosphor is contained in the insulating resin and the glass material. Contained. The phosphor is uniformly dispersed in the wavelength conversion member 6. The phosphor contained in the light emitting element 3 and the wavelength conversion member 6 is selected so that the emission spectrum of the light emitted from the light emitting device 1 becomes an emission spectrum as shown in FIG.
  • a translucent insulating resin such as a fluororesin, a silicone resin, an acrylic resin, or an epoxy resin, or a translucent glass material
  • the light emitting element 3 having the third peak wavelength ⁇ 3 of 280 to 315 nm (the first light emitting element 31 when there are a plurality of types of light emitting elements) is used as a phosphor.
  • the first phosphor 61 has a first peak wavelength ⁇ 1 and emits blue fluorescence, which will be described later, and the second phosphor 62 has a second peak wavelength ⁇ 2 and emits blue-green fluorescence.
  • a phosphor that emits green fluorescence, a phosphor that emits red fluorescence, and a phosphor that emits fluorescence in the near-infrared region may be further used.
  • the first phosphor 61 showing blue is BaMgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, (Sr, Ba) 10 (PO 4 ). ) 6 Cl 2 : Eu
  • the second phosphor 62 showing blue-green is (Sr, Ba, Ca) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, Sr 4 Al 14 O 25 : Eu.
  • the phosphors exhibiting green are SrSi 2 (O, Cl) 2 N 2 : Eu, (Sr, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu 2+ , ZnS: Cu, Al, Zn 2 SiO 4 : Mn.
  • the phosphors exhibiting red are Y 2 O 2 S: Eu, Y 2 O 3 : Eu, SrCaClAlSiN 3 : Eu 2+ , CaAlSiN 3 : Eu, and CaAlSi (ON) 3 : Eu.
  • the phosphor showing the near-infrared region is 3Ga 5 O 12 : Cr.
  • the fluorescence emitted from the phosphors such as the first phosphor 61 and the second phosphor 62, and the light emission in the wavelength region of 280 to 950 nm which is the wavelength region of the emission spectrum.
  • the light emitted from the element 3 is synthesized.
  • the light having the first peak wavelength is excited in the wavelength region of 400 to 480 nm and the light having the second peak wavelength is excited in the wavelength region of 480 to 600 nm with respect to the light emitted from the light emitting element 3.
  • the temperature of the first phosphor 61 and the second phosphor 62 varies, and the output of the fluorescence at the peak wavelength emitted from each phosphor varies.
  • the variation in the color of the light emitted from the light emitting device 1 can be reduced. That is, even when the output of the fluorescence at the peak wavelength emitted from the phosphor of the first phosphor 61 or the second phosphor 62 fluctuates, the light emitted from the light emitting device 1 by the fluorescence emitted from the other phosphors. There is a high possibility that the color of the light can be maintained at the predetermined light color.
  • the light-emitting device 1 reduces variations in the color of light emitted from the light-emitting device 1 caused by fluctuations in the intensity of fluorescence emitted from the phosphor at the peak wavelength. Can do.
  • the light emitting device 1 has the third peak wavelength ⁇ 3 in the range of 280 to 315 nm (UVB region). This makes it possible to supply a light source suitable for plant growth and weather resistance testing.
  • irradiating terrestrial organisms such as reptiles and amphibians with light of 280 to 315 nm (UVB region) can produce nutrients such as vitamin D in the body, Useful for maintaining state.
  • light including near ultraviolet rays gives moderate stress to the object to be cultivated, and for example, it can be expected that the content of vitamin C increases in green-yellow vegetables and the like. In other words, food characteristics can be improved for plants.
  • the light emitting device 1 according to the embodiment of the present invention can emit light with high color rendering properties that approximates the spectrum of sunlight. That is, the difference between the relative light intensity in the spectrum of sunlight and the relative light intensity in the emission spectrum of the light-emitting device 1 according to the embodiment of the present invention can be reduced, and the light-emitting device 1 that approximates sunlight is produced. be able to.
  • the light intensity of the emission spectrum of the peak wavelength ⁇ 3 in the wavelength region of 280 to 315 nm is the light intensity of the maximum peak wavelength in the entire wavelength region of 280 to 950 nm ( 3% to 30% of the maximum peak light intensity).
  • the maximum peak light intensity is the strongest light intensity between 280 and 950 nm.
  • the maximum peak wavelength means a wavelength having the highest relative light intensity in the spectrum between 280 and 950 nm.
  • the light-emitting device 1 can emit light having an emission spectrum over the near-ultraviolet and visible light wavelength ranges, and a part of light intensity in the light-emitting element 3 and the phosphor, that is, relative light shown on the vertical axis in FIG.
  • the variation in the color of the ultraviolet region emitted from the light emitting device 1 caused by the fluctuation in intensity can be reduced.
  • the difference in light intensity between the maximum value and the minimum value of the emission spectrum in the wavelength region of 430 to 700 nm may be 20% or less.
  • the light emitting device 1 can reduce the possibility that the variation in the color of light emitted from blue to yellow will increase.
  • the maximum peak wavelength there is a maximum peak wavelength in the visible light range of 400 to 600 nm.
  • the wavelength having the maximum peak wavelength is the first peak wavelength ⁇ 1 or the second peak wavelength ⁇ 2.
  • the maximum peak wavelength is located in the range of 400 to 600 nm, it is possible to emit light that approximates the sunlight spectrum, and it is possible to supply light suitable for breeding organisms and growing plants.
  • the light emitting device 1 may further include a second light emitting element 32 in addition to the first light emitting element 31.
  • the second light emitting element 32 has a fourth peak wavelength ⁇ 4 in the wavelength region of 315 to 400 nm, and emits light of 315 to 400 nm. Since the light emitting device 1 has the fourth peak wavelength ⁇ 4 in the range of 315 to 400 nm, light closer to sunlight is further irradiated in the ultraviolet region. This makes it possible to supply a light source suitable for plant growth and weather resistance testing.
  • life-raising functions can be improved by irradiating 315-400 nm (UVA region) light to terrestrial organisms such as reptiles and amphibians when raising organisms for indoor breeding. it can.
  • UVA region 315-400 nm
  • light including near ultraviolet rays gives moderate stress to the object to be cultivated, and for example, it can be expected that the content of vitamin C increases in green-yellow vegetables and the like. In other words, food characteristics can be improved for plants.
  • FIGS. 4 and 5 show an example of a fluorescence spectrum including the first phosphor 61 and the second phosphor 62 which are phosphors used in the light emitting device 1 of the present embodiment.
  • the spectrum is indicated by the relative light intensity where the highest light intensity is 1.
  • the emission spectrum and each fluorescence spectrum shown in FIGS. 4 to 5 show the relative light intensity based on the actually measured values.
  • the light intensity below the UVB region may be 50% or less of the light intensity at the peak wavelength ⁇ 4 in the UVA region (315 to 400 nm). By this, it can reduce that the light of an ultraviolet region becomes too strong.
  • the light intensity at the fourth peak wavelength ⁇ 4 may be 20% or more and 60% or less of the maximum peak light intensity in the entire wavelength region 280 to 950 nm. By this, it can reduce that the light of an ultraviolet region becomes strong too much, and deterioration (so-called sunburn) etc. of skin by excessive exposure to an ultraviolet-ray can be reduced. Further, when the light intensity at the fourth peak wavelength ⁇ 4 is 20% or more of the maximum peak light intensity, it is possible to irradiate a spectrum close to sunlight.
  • the light-emitting device 1 is used in, for example, a configuration in which a plurality of light-emitting devices 1 are arranged in a building or a lighting device used indoors such as a house.
  • a lighting device in a living space, it is possible to construct an illumination environment in which sunlight is irradiated even indoors.
  • an inspection environment in which sunlight is irradiated can be constructed even indoors.
  • the lighting device 10 has a first peak wavelength in a wavelength region of 400 to 480 nm and a wavelength of 480 to 600 nm, as in the light emitting device 1 described above.
  • the region has a second peak wavelength.
  • the illumination device 10 has the third peak wavelength ⁇ 3 at 280 to 315 nm, light closer to sunlight is irradiated in the ultraviolet region. This makes it possible to supply a light source suitable for plant growth and weather resistance testing.
  • irradiating terrestrial organisms such as reptiles and amphibians with light of 280 to 315 nm (UVB region) can produce nutrients such as vitamin D in the body, Useful for maintaining state.
  • light including near ultraviolet rays gives moderate stress to the object to be cultivated, and for example, it can be expected that the content of vitamin C increases in green-yellow vegetables and the like. In other words, food characteristics can be improved for plants.
  • the light intensity of the emission spectrum of the peak wavelength ⁇ 3 in the wavelength region of 280 to 315 nm is the light intensity of the maximum peak wavelength in the entire wavelength region of 280 to 950 nm ( 3% to 30% of the maximum peak light intensity).
  • the illumination device 10 can radiate light that approximates the spectrum of sunlight in the ultraviolet region, and can radiate light with small variations in color.
  • the wavelength having the maximum peak wavelength is the first peak wavelength ⁇ 1 or the second peak wavelength ⁇ 2.
  • the maximum peak wavelength is located in the range of 400 to 600 nm, it is possible to emit light that approximates the sunlight spectrum, and it is possible to supply light suitable for breeding organisms and growing plants.
  • the light intensity difference between the maximum value and the minimum value of the emission spectrum in the wavelength region of 430 to 700 nm may be 20% or less. As a result, the illumination device 10 can reduce the possibility of a large variation in the color of light emitted from blue to yellow.
  • the light intensity below the UVB region may be 50% or less of the light intensity at the peak wavelength ⁇ 4 in the UVA region (315 to 400 nm). By this, it can reduce that the light of an ultraviolet region becomes too strong.
  • the light intensity at the fourth peak wavelength ⁇ 4 may be 20% or more and 60% or less of the maximum peak light intensity in the entire wavelength region 280 to 950 nm. By this, it can reduce that the light of an ultraviolet region becomes strong too much, and deterioration (so-called sunburn) etc. of skin by excessive exposure to an ultraviolet-ray can be reduced. Further, when the light intensity at the fourth peak wavelength ⁇ 4 is 20% or more of the maximum peak light intensity, it is possible to irradiate a spectrum close to sunlight.
  • ⁇ Configuration of lighting device> 6 is an external perspective view of a lighting device including the light emitting device according to the present embodiment
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the lighting device shown in FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a state in which the translucent substrate is removed from the housing of the lighting device shown in FIG.
  • the illumination device 10 includes a plurality of light emitting devices having light emitting elements. The light emitted from the plurality of light emitting devices is combined and has a first peak wavelength in a wavelength region of 400 to 480 nm, a second peak wavelength in a wavelength region of 480 to 600 nm, and a wavelength of 280 to 315 nm. It has a third peak wavelength in the wavelength region.
  • the illuminating device 10 is mounted with a long housing 11 opened upward, a plurality of light emitting devices 1 arranged in a line along the longitudinal direction in the housing 11, and a plurality of light emitting devices 1. And a long translucent substrate 13 that is supported by the housing 11 and closes the opening of the housing 11.
  • the spectrum in the light-emitting device 1 was demonstrated, the spectrum in the illuminating device 10 may become as mentioned above.
  • the light emitting element 3 also has the third peak wavelength ⁇ 3 at 280 to 315 nm, and can be reproduced by appropriately changing the type of the phosphor.
  • the housing 11 has a function of holding the translucent substrate 13 and a function of dissipating heat generated by the light emitting device 1 to the outside.
  • the housing 11 is made of, for example, a metal such as aluminum, copper, or stainless steel, plastic, resin, or the like.
  • the casing 11 has a bottom portion 21a extending in the longitudinal direction and a pair of support portions 21b extending from both ends in the width direction of the bottom portion 21a, and is open on both the upper side and the longitudinal direction.
  • the main body portion 21 includes a long main body portion 21 and two lid portions 22 that respectively close the openings on one side and the other side in the longitudinal direction of the main body portion 21.
  • a holding portion is formed in which recesses for holding the translucent substrate 13 are opposed to each other along the longitudinal direction.
  • the length of the casing 11 in the longitudinal direction is set to, for example, 100 mm or more and 2000 mm or less.
  • the wiring board 12 is fixed to the bottom surface in the housing 11.
  • a printed board such as a rigid board, a flexible board, or a rigid flexible board is used.
  • the wiring pattern of the wiring substrate 12 and the wiring pattern of the substrate 2 in the light emitting device 1 are electrically connected via solder or a conductive adhesive. Then, a signal from the wiring board 12 is transmitted to the light emitting element 3 through the substrate 2, and the light emitting element 3 emits light. In addition, electric power is supplied to the wiring board 12 from the power supply provided outside via the wiring.
  • the translucent substrate 13 is made of a material through which light emitted from the light emitting device 1 is transmitted, and is made of, for example, a light transmissive material such as acrylic resin or glass.
  • the translucent substrate 13 is a rectangular plate, and the length in the longitudinal direction is set to, for example, 98 mm or more and 1998 mm or less.
  • the translucent substrate 13 is inserted into the recess formed in each of the support portions 21b described above from the opening on one side or the other side in the longitudinal direction of the main body portion 21, and is slid along the longitudinal direction. It is supported by a pair of support parts 21b at a position away from the light emitting device 1.
  • the illuminating device 10 is comprised by obstruct
  • said illuminating device 10 is a linear light-emitting illuminating device which arranged the some light-emitting device 1 in linear form, it is not restricted to this,
  • the surface which arranged the some light-emitting device 1 in the matrix form or the staggered lattice form It may be a light emitting lighting device.
  • the light emitting device 1 includes the first phosphor 61 that emits blue fluorescence and the first phosphor that emits blue green fluorescence as phosphors contained in one wavelength conversion member 6.
  • 2 phosphors 62 a phosphor that emits green fluorescence, a phosphor that emits red fluorescence, and a phosphor that emits fluorescence in the near-infrared region.
  • two types of wavelength conversion members may be provided. When two types of wavelength conversion members are provided, the first wavelength conversion member is used, and different phosphors are dispersed in the second wavelength conversion member, or the phosphors are dispersed in different combinations to form a single light emitting device. These two wavelength conversion members may be provided, and light emitted through the respective wavelength conversion members may be mixed. By doing so, the color rendering properties of the emitted light can be easily controlled.
  • the plurality of light-emitting elements 3 that emit excitation light are light-emitting elements made of gallium nitride having a plurality of peak wavelengths in the wavelength band of 280 to 315 nm.
  • the first phosphor 61 is (Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu
  • the second phosphor 62 showing blue-green is Sr 4 Al 14 O 25 : Eu
  • the phosphor showing green is SrSi 2 (O, Cl) 2 N 2 : Eu.
  • the phosphor showing red is CaAlSi (ON) 3 : Eu.
  • the phosphor showing the near-infrared region is 3Ga 5 O 12 : Cr.
  • the emission spectrum of the manufactured light emitting device 1 is the emission spectrum shown in FIG.

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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

発光装置および照明装置
　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。
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２に示す発光装置の拡大図である。 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４に太陽光のスペクトラムを加えて示すグラフである。 本発明の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る。 本発明の実施形態に係る照明装置の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る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。
　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。
　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。
　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
 

Claims (13)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。
  5. 　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。
  6. 　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。
  7. 　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。
  8. 　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。
  9. 　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。
  10. 　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。
  11. 　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。
  12. 　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。
  13. 　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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