JP2004071908A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来に比べて装置全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下が起こりにくい発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置１は、ＬＥＤチップからなる発光素子２と、発光素子２から放射される光に対して透明な樹脂を砲弾形に成形したモールド部１１とを備える。発光素子２は、後面以外の表面が蛍光体薄膜層からなる波長変換部３により覆われている。波長変換部３を構成する蛍光体薄膜層は、平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍの多数のナノクリスタル蛍光体を有している。発光装置１は、発光素子２から放射された光と波長変換部３から放射された光との合成光が得られることになる。
【選択図】 図１
【解決手段】発光装置１は、ＬＥＤチップからなる発光素子２と、発光素子２から放射される光に対して透明な樹脂を砲弾形に成形したモールド部１１とを備える。発光素子２は、後面以外の表面が蛍光体薄膜層からなる波長変換部３により覆われている。波長変換部３を構成する蛍光体薄膜層は、平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍの多数のナノクリスタル蛍光体を有している。発光装置１は、発光素子２から放射された光と波長変換部３から放射された光との合成光が得られることになる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードのような発光素子を利用した発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、窒化ガリウム系化合物半導体（例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮなど）を用いた発光素子として、青色光を放射する青色ＬＥＤチップや紫外光を放射する紫外ＬＥＤチップが開発された。これらのＬＥＤチップから放射される光は反値幅の狭い単一波長の発光ピークを有するという特徴がある。一方、これらのＬＥＤチップは、表示用途や照明用途などへの応用が期待されているが、表示用途や照明用途では白色光が必要とされる場合が多い。そこで、青色光あるいは紫外光を放射するＬＥＤチップと、このＬＥＤチップから放射された光の一部を励起源として発光する種々の蛍光体粉末とを組み合わせることにより、白色を含めＬＥＤチップの発光色とは異なる色合いの光を出す発光装置の研究・開発が各所で行われている。この種の発光装置は、小型、軽量、省電力といった長所があり、現在、表示用光源、小型電球の代替光源、液晶パネル用光源などとして広く用いられている。
【０００３】
上述のようなＬＥＤチップと蛍光体粉末とを組み合わせた方式の発光装置は、例えば、特開平５−１５２６０９号公報、特開平７−９９３４５号公報、特開平１０−２４２５１３号公報などに開示されている。こらら各公報に開示された発光装置は、ＬＥＤチップの封止部やモールド部として用いる透光性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）中に、ＬＥＤチップから放射された光により励起されて発光する蛍光体粉末を分散している点に共通の特徴がある。このような発光装置では、ＬＥＤチップから放射された光の一部が透光性樹脂をそのまま透過して外部へ放射されるとともに、ＬＥＤチップから放射された光の他の一部により透光性樹脂中の蛍光体粉末が励起され波長変換された光も外部へ放射される。したがって、ＬＥＤチップから放射される光と蛍光体粉末から放射される光との合成光として、例えば白色光を得ることができる。すなわち、ＬＥＤチップが青色ＬＥＤチップの場合には、このＬＥＤチップからの青色光を励起光として黄色の光を発光する蛍光体を組み合わせたり、あるいは赤色の光を発光する蛍光体と緑色に発光する２種類の蛍光体を組み合わせれば、合成光として白色光を得ることができる。また、ＬＥＤチップが紫外ＬＥＤチップの場合には、このＬＥＤチップからの紫外光を励起光としてそれぞれ赤色、緑色、青色を発光する３種類の蛍光体を組み合わせれば、合成光として白色光を得ることができる。このようにして白色光が得られることにより、近年では照明用途へのＬＥＤチップの応用が可能となった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の発光装置における蛍光体粉末には、従来からブラウン管（ＣＲＴ）や蛍光ランプなどに用いられている平均粒子径が数μｍ（概ね５μｍ程度）の蛍光体（以下、バルク蛍光体と称す）を流用しているのが一般的である。
【０００５】
しかしながら、バルク蛍光体はＬＥＤ用に開発されたものではなく、上記発光装置では、十分な発光効率が得られないという不具合があった。すなわち、蛍光ランプの場合では、管内での放電によって発生している紫外線の波長は２５４ｎｍが主体であり、バルク蛍光体もこの励起波長での感度が高くなるように設計されている。一方、従来から提供されている紫外ＬＥＤは、発光波長が例えば３８０ｎｍ前後の比較的長波長のものが多く、上記バルク蛍光体はこのような波長域では励起感度が十分高いとはいえず、発光効率も十分ではない。
【０００６】
したがって、上記発光装置の発光効率を高めるには、ＬＥＤチップから放射される光の波長（励起波長）に対して励起感度の高い新規な組成の蛍光体の発見に委ねるしかないのが現状であるが、このような新材料の発見は極めて困難でハイリスクな取り組みであり、特に企業においては非現実的と言わざるをえない。
【０００７】
また、ＬＥＤチップ１個当たりの発熱量は小さいが、ＬＥＤチップを照明装置に応用する場合には、ＬＥＤチップ１個当たりの光束が比較的小さいので、多数個のＬＥＤチップを集めてモジュール化する必要があり、かなり大きな総発熱量となる。しかも、周知のように、バルク蛍光体は、材料によって程度の違いはあるものの、一般的に高温になると発光効率が低下する特性（温度消光）を有している。したがって、バルク蛍光体とＬＥＤチップとを組み合わせた照明装置において、大光束化のためにＬＥＤチップの集積密度（配置密度）や通電電流を大きくしても、温度消光により十分な光束が得られないという問題もある。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来に比べて装置全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下が起こりにくい発光装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、発光素子と、発光素子の発光によって励起されて所望の波長の光を放射する多数の蛍光物質を有する波長変換部とを備え、波長変換部における発光物質は平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍのナノクリスタル蛍光体からなることを特徴とするものであり、発光素子から放射される光とナノクリスタル蛍光体から放射される光との合成光を得ることができ、また、蛍光物質としてナノクリスタル蛍光体を用いていることで量子サイズ効果が発現し、発光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて装置全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記蛍光物質は、平均粒子径が１ｎｍ〜１０ｎｍのナノクリスタル蛍光体からなるので、量子サイズ効果が顕著に発現しやすく、発光効率のより一層の向上および温度消光のより一層の低減が図れる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記波長変換部は、前記各ナノクリスタル蛍光体それぞれの表面を覆い紫外線および可視光を透光する材料からなる修飾膜を有するので、前記ナノクリスタル蛍光体中の電子とホールとを閉じ込めることができ量子サイズ効果の発現を促進することができ、しかも、前記ナノクリスタル蛍光体の表面の欠陥に基づくサイトをキャップすることができてエネルギ損失が低下し、前記ナノクリスタル蛍光体での発光効率を増大させることが可能となる。なお、修飾膜は、ナノクリスタル蛍光体の表面に単に異種材料を物理的に付着させて形成するのではなく、前記ナノクリスタル蛍光体の最表面の原子と異種材料の原子とを化学的に結合させて形成する。ここにおいて、修飾膜の材料としては、金属酸化物（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２など）や有機酸（例えば、カルボン酸、スルホン酸、フェノール、酸イミドなど）などを採用すればよい。修飾膜の材料として金属酸化物を採用する場合には、前記ナノクリスタル蛍光体を有機金属化合物溶液（アルコキシド）へディップしてから濾過した後に加熱することにより、容易に前記ナノクリスタル蛍光体の表面に修飾膜を形成することができ、また、有機酸を採用する場合には、前記ナノクリスタル蛍光体を有機酸モノマー溶液へディップしてから濾過した後に乾燥させることにより、容易に前記ナノクリスタル蛍光体の表面に修飾膜を形成することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記波長変換部は、前記ナノクリスタル蛍光体と前記修飾膜とで構成される多数の微粒子からなるので、前記ナノクリスタル蛍光体を分散させることなく量子サイズ効果を発現させることが可能であり、前記波長変換部を容易に形成することが可能となる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記波長変換部は、紫外線および可視光を透光する媒質中に前記ナノクリスタル蛍光体が分散されているので、前記ナノクリスタル蛍光体での量子サイズ効果による発光効率の向上および温度消光の低減をより起こりやすくすることができる。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記媒質が固体であるので、前記ナノクリスタル蛍光体の分散状態を固定化でき、発光装置をハンドリングしやすく、機械的強度の点での信頼性を高めることができる。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記固体が樹脂であるので、前記媒質となる固体の成形加工が容易になるとともに、軽量化を図ることができる。なお、前記媒質となる固体に適した樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂や、これらの変性樹脂などが挙げられる。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項６の発明において、前記固体がゾルゲル法によって固化されたガラスであるので、樹脂に比べて耐候性の優れたガラスを用いることにより、前記媒質の変色による着色がなく、長寿命化を図ることができる。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８の発明において、前記各ナノクリスタル蛍光体それぞれの発光ピーク波長の含まれる波長域が、３８０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜８００ｎｍの３つの波長域から選択されるので、青色光、緑色光、赤色光、あるいはこれらの合成光を得ることが可能であり、白色光を得ることも可能となる。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９の発明において、前記ナノクリスタル蛍光体は、母体結晶中に発光イオンを添加したドープ型半導体微粒子であるので、前記発光素子から放射される光の波長である励起波長に応じて母体結晶および発光イオンを適宜選択することにより、所望の波長の光の放射が可能となる。なお、ドープ型半導体微粒子としては、例えば以下のものがある。
【００１９】
まず、発光強度が最大となるピーク波長が３８０ｎｍ〜５００ｎｍのドープ型半導体微粒子としては、例えば、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、Ｍ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ（ただし、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）、Ｍ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ（ただし、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ、２ＳｒＯ・ｘＰ２Ｏ５・ｙＢ２Ｏ３：Ｅｕ（ただし、ｘ＋ｙ＝１）、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ，Ａｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌなどが挙げられる。
【００２０】
次に、発光強度が最大となるピーク波長が５００ｎｍ〜６００ｎｍのドープ型半導体微粒子としては、例えば、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ，Ｔｂ、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、Ｒｅ３Ｍ５Ｏ１２：Ｃｅ（ただし、ＲｅはＹ、Ｌｕ、Ｓｅ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｓｍの中から選ばれた少なくとも１種類の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｇ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ｃｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｇ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌなどが挙げられる。
【００２１】
また、発光強度が最大となるピーク波長が６００ｎｍ〜８００ｎｍのドープ型半導体微粒子としては、例えば、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｂｉ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ，Ｂｉ、Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ、Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ，Ｂｉ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ、（ＣａＳｒ）Ｓ：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ、Ｒｅ３Ｍ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｐｒ（ただし、ＲｅはＹ、Ｌｕ、Ｓｅ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｓｍの中から選ばれた少なくとも１種類の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）などが挙げられる。
【００２２】
請求項１１の発明は、請求項１ないし請求項９の発明において、前記ナノクリスタル蛍光体は、母体結晶のみからなる非ドープ型半導体微粒子であるので、母体結晶のバンドギャップよりも大きなエネルギを持つ波長の光を照射することで、バンドギャップに相当する波長の光を発光させることが可能となる。なお、母体結晶のみからなる非ドープ型半導体微粒子としては、例えば、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳなどが挙げられる。
【００２３】
請求項１２の発明は、請求項１ないし請求項１１の発明において、前記発光素子の発光ピーク波長が２００ｎｍ〜５００ｎｍであるので、前記発光素子からの発光を前記ナノクリスタル蛍光体によって効率良く可視光に変換することが可能となる。この点について以下に説明する。
【００２４】
３８０ｎｍ〜８００ｎｍの可視光を発光する蛍光体を励起できる励起波長としては、通常、ストークスシフトの理論から３８０ｎｍ以下の紫外線が必要である。一方、紫外線源として発光ダイオードを想定した場合には、現状では原理的に可能性がある下限波長は約２００ｎｍである。したがって、２００ｎｍ〜３８０ｎｍの発光ピーク波長を有する発光素子により蛍光体を励起することができる。しかし、発光素子の発光ピーク波長が３８０ｎｍ〜５００ｎｍの青色領域であっても、この発光エネルギの一部はそのまま青色光として利用し、残りの一部を励起光として緑色に発光する蛍光体および赤色に発光する蛍光体と組み合わせても、トータルとしては３８０ｎｍから８００ｎｍにわたる発光を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（基本概念）
まず、以下に説明する各実施形態の共通した基本概念について図３１〜３３を参照しながら説明する。
【００２６】
本願発明者らは上記課題解決のために種々検討した結果、従来のようなバルク蛍光体を用いる代わりに、ナノクリスタル蛍光体を用いることにより上記課題が解決されることを見出し、本発明を成すに至った。そこで、各実施形態の発光装置１は、図３１に示すように、ＬＥＤチップからなる発光素子２と、発光素子２の近傍に配設され発光素子２の発光によって励起されて所望の波長の光を放射する多数の蛍光物質を有する波長変換部３とを備えている。
【００２７】
発光素子２は、例えば、発光ピーク波長が２００ｎｍ〜５００ｎｍの紫外光ないし青色光を放射するＬＥＤチップにより構成されるが、これら以外の発光色のＬＥＤチップであってもよい。波長変換部３は、図３２や図３３に示すように、発光素子２により励起され発光する多数のナノクリスタル蛍光体３１を備えており、発光素子２から放射された光の一部を励起光として励起光とは異なる所望の波長の光を放射する波長変換機能を有している。ここに、波長変換部３におけるナノクリスタル蛍光体は、平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍの蛍光体であれば量子サイズ効果の発現により発光効率の向上および温度消光の低減が図れるが、量子サイズ効果の発現を顕著にするには、平均粒子径を１ｎｍ〜１０ｎｍにすることが望ましい。なお、上述のバルク蛍光体の平均粒子径は数μｍオーダであって、概ね５μｍ程度で発光効率が最大となり、１μｍを下回ると発光効率が低下する。
【００２８】
ところで、波長変換部３は、多数のナノクリスタル蛍光体３１が凝集せずに分散していることが好ましく、例えば、紫外線および可視光を透光する媒質中にナノクリスタル蛍光体３１を分散させておけば、発光効率をより高めることができるとともに温度消光をより低減できる。ここにおいて、媒質が固体であれば、ナノクリスタル蛍光体３１の分散状態を固定化でき、発光装置１をハンドリングしやすく、機械的強度の点での信頼性を高めることができる。なお、上記媒質となる固体として、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などの樹脂樹脂を採用すれば、上記媒質となる固体の成形加工が容易になるとともに、軽量化を図ることができ、また、上記媒質となる固体として、ゾルゲル法によって固化されたガラスを採用すれば、樹脂に比べて耐候性の優れたガラスを用いることにより、上記媒質の変色による着色がなく、長寿命化を図ることができる。
【００２９】
ただし、波長変換部３が、図３３に示すように、各ナノクリスタル蛍光体３１それぞれの表面を覆い紫外線および可視光を透光する材料からなる多数の修飾膜３３を有している場合には、ナノクリスタル蛍光体３１中の電子とホールとを閉じ込めることができ量子サイズ効果の発現を促進することができ、しかも、ナノクリスタル蛍光体３１の表面の欠陥に基づくサイトをキャップすることができてエネルギ損失が低下し、ナノクリスタル蛍光体３１での発光効率を増大させることが可能となる。なお、修飾膜３３は、ナノクリスタル蛍光体３１の表面に単に異種材料を物理的に付着させて形成するのではなく、ナノクリスタル蛍光体３１の最表面の原子と異種材料の原子とを化学的に結合させて形成する。ここにおいて、修飾膜の材料としては、金属酸化物（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２など）や有機酸（例えば、カルボン酸、スルホン酸、フェノール、酸イミドなど）などを採用すればよい。修飾膜３３の材料として金属酸化物を採用する場合には、ナノクリスタル蛍光体３１を有機金属化合物溶液（アルコキシド）へディップしてから濾過した後に加熱することにより、容易にナノクリスタル蛍光体３１の表面に修飾膜３３を形成することができ、また、有機酸を採用する場合には、ナノクリスタル蛍光体３１を有機酸モノマー溶液へディップしてから濾過した後に乾燥させることにより、容易にナノクリスタル蛍光体３１の表面に修飾膜３３を形成することができる。波長変換部３を、ナノクリスタル蛍光体３１と修飾膜３３とで構成される多数の微粒子により構成する場合には、ナノクリスタル蛍光体３１を分散させることなく量子サイズ効果を発現させることが可能であり、波長変換部を３容易に形成することが可能となる。
【００３０】
上述の発光装置１では、発光素子２から放射された光の一部４ａは波長変換部３をそのまま透過し、発光装置１の外部へ放射される。また、発光装置１では、発光素子２から放射された光の他の一部４ｂが波長変換部３のナノクリスタル蛍光体３１に吸収されてナノクリスタル蛍光体３１を励起して、ナノクリスタル蛍光体３１にて所望の波長の光５に変換されて発光装置１の外部へ放射される。
【００３１】
したがって、発光装置１からは、発光素子２で発光して波長変換部３を透過した光４ａと波長変換部４のナノクリスタル蛍光体で発光した光５との合成光６が放射されることになり、発光素子２の発光色とナノクリスタル蛍光体の発光色とで発光装置１全体としての発光色が決まることになる。なお、発光素子２で発光して波長変換部３を透過する光４ａは必ずしも必要ではない。
【００３２】
ところで、各ナノクリスタル蛍光体３１それぞれの発光ピーク波長の含まれる波長域は、３８０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜８００ｎｍの３つの波長域のいずれかから選択すれば、発光装置１全体として、青色光、緑色光、赤色光、あるいはこれらの合成光を得ることが可能であり、白色光を得ることも可能となる。
【００３３】
また、ナノクリスタル蛍光体３１としては、母体結晶中に発光イオンを添加したドープ型半導体微粒子を採用してもよいし、母体結晶のみからなる非ドープ型半導体微粒子を採用してもよい。ここに、ナノクリスタル蛍光体３１としてドープ型半導体微粒子を採用した場合には、発光素子２から放射される光の波長である励起波長に応じて母体結晶および発光イオンを適宜選択することにより、所望の波長の光の放射が可能となる。一方、ナノクリスタル蛍光体３１として非ドープ型半導体微粒子を採用した場合には、母体結晶のバンドギャップよりも大きなエネルギを持つ波長の光を照射することで、バンドギャップに相当する波長の光を発光させることが可能となる。
【００３４】
なお、上述のドープ型半導体微粒子としては、例えば以下のものがある。
【００３５】
発光強度が最大となるピーク波長が３８０ｎｍ〜５００ｎｍのドープ型半導体微粒子としては、例えば、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、Ｍ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ（ただし、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）、Ｍ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ（ただし、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ、２ＳｒＯ・ｘＰ２Ｏ５・ｙＢ２Ｏ３：Ｅｕ（ただし、ｘ＋ｙ＝１）、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ，Ａｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌなどが挙げられる。
【００３６】
発光強度が最大となるピーク波長が５００ｎｍ〜６００ｎｍのドープ型半導体微粒子としては、例えば、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ，Ｔｂ、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、Ｒｅ３Ｍ５Ｏ１２：Ｃｅ（ただし、ＲｅはＹ、Ｌｕ、Ｓｅ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｓｍの中から選ばれた少なくとも１種類の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｇ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ｃｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｇ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌなどが挙げられる。
【００３７】
発光強度が最大となるピーク波長が６００ｎｍ〜８００ｎｍのドープ型半導体微粒子としては、例えば、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｂｉ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ，Ｂｉ、Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ、Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ，Ｂｉ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ、（ＣａＳｒ）Ｓ：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ、Ｒｅ３Ｍ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｐｒ（ただし、ＲｅはＹ、Ｌｕ、Ｓｅ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｓｍの中から選ばれた少なくとも１種類の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）などが挙げられる。
【００３８】
また、上述の非ドープ型半導体微粒子としては、例えば、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳなどが挙げられる。
【００３９】
（実施形態１）
本実施形態の発光装置１は、図１（ａ）に示すように、発光素子２と、発光素子２から放射される光に対して透明な樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）からなる封止樹脂を砲弾形に成形したモールド部１１とを備えている。モールド部１１は発光素子２を覆っており、発光素子２は導電性材料により形成したリード端子１２，１３に電気的に接続されている。リード端子１２，１３はリードフレームにより形成されている。なお、モールド部１１の成形時には、封止樹脂を充填した後で、封止樹脂を加熱あるいは封止樹脂へ紫外線を照射して封止樹脂を固化している。
【００４０】
発光素子２は、窒化ガリウム系のＬＥＤチップであり、図１（ａ）における下面側にｎ形半導体層（図示せず）、上面側にｐ形半導体層（図示せず）が形成されており、ｐ形半導体層側から光出力を取り出すから図１の上方を前方として説明する。発光素子２の後面はリード端子１３の前端部に取り付けられたカップ部（ミラー）１４に対してダイボンドによって接合されている。また、発光素子２は、上述のｐ形半導体層およびｎ形半導体層それぞれに導電ワイヤ（例えば、金ワイヤ）１５，１５がボンディングにより接続され、この導電ワイヤ１５，１５を介して発光素子２とリード端子１２，１３とが電気的に接続されている。なお、導電ワイヤ１５，１５は発光素子２から放射される光を妨げないように断面積の小さいものを用いている。
【００４１】
カップ部１４は発光素子２の側面および後面から放射された光を前方に反射する機能を有し、ＬＥＤチップから放射された光およびカップ部１４の内面により前方に反射された光は、レンズとして機能するモールド部１１の前端部を通してモールド部１１から前方に放射される。モールド部１１は、カップ部１４、導電ワイヤ１５，１５、リード端子１２，１３の一部とともに、発光素子２を覆っており、発光素子２が大気中の水分などと反応することによる特性の劣化が防止されている。各リード端子１２，１３の後端部はそれぞれモールド部１１の後面から外部に突出している。
【００４２】
ところで、発光素子２は、図１（ｂ）に示すように、後面以外の表面が蛍光体薄膜層からなる波長変換部３により覆われている。ここに、波長変換部３を構成する蛍光体薄膜層は、多数のナノクリスタル蛍光体を有している。また、蛍光体薄膜層は、例えば、スラリーによるディッピングやスパッタ法などによって形成すればよい。
【００４３】
発光素子２は基板として、上記各半導体層を有する発光部にて発光する光に対して透明な基板（例えば、サファイア基板）を用いており、発光部にて発光した光は全方位に放射されるが、波長変換部３のナノクリスタル蛍光体３１（図３２参照）に吸収された一部の光はナノクリスタル蛍光体３１を励起し、ナノクリスタル蛍光体３１特有の波長の光を放射する。この波長変換部３で発光した光は直接前方へ放射されたりミラー１４によって反射されて前方へ放射される。要するに、発光装置１は、発光素子２から放射された光と波長変換部３から放射された光との合成光が得られることになる。なお、本実施形態では、ナノクリスタル蛍光体３１が蛍光物質を構成している。
【００４４】
しかして、本実施形態の発光装置１は、発光素子２と、発光素子２の発光によって励起されて所望の波長の光を発光する蛍光物質を有する波長変換部３とを備え、波長変換部３の蛍光物質として平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍのナノクリスタル蛍光体３１を用いているので、発光素子２から放射される光とナノクリスタル蛍光体３１から放射される光との合成光を得ることができ、また、波長変換部３における蛍光物質としてナノクリスタル蛍光体３１を用いていることで量子サイズ効果が発現し、蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００４５】
（実施形態２）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１と略同じであって、図２に示すように、波長変換部３がカップ部１４内において発光素子２を覆うように設けられている点に特徴がある。ここにおいて、波長変換部３は、カップ部１４に充填され紫外線および可視光を透光する媒質３２と、当該媒質３２中に略均一に分散された多数のナノクリスタル蛍光体３１とで構成してある。他の構成は実施形態１と同じなので、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
しかして、本実施形態の発光装置１でも、実施形態１と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００４７】
（実施形態３）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１と略同じであって、図３に示すように、モールド部１１内に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散してあり、モールド部１１が波長変換部３を兼ねている点に特徴がある。他の構成は実施形態１と同じなので、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
しかして、本実施形態の発光装置１でも、実施形態１と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００４９】
（実施形態４）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１と略同じであって、図４に示すように、波長変換部３がモールド部１１の後面以外の表面を全体にわたって覆うカップ状の形状に形成されている点が相違する。ここにおいて、本実施形態の発光装置１の製造にあたっては、あらかじめカップ状の形状に形成した波長変換部３をモールド部１１に装着するようにしてもよいし、あるいは、ナノクリスタル蛍光体３１（図３２参照）を略均一に分散させた液体をモールド部１１の表面に塗布して乾固するようにしてもよい。他の構成は実施形態１と同じなので、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
しかして、本実施形態の発光装置１でも、実施形態１と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００５１】
（実施形態５）
本実施形態の発光装置１は、図５に示すように、プリント配線（導電パターン）１７が施された絶縁基板１６上に発光素子２が表面実装されている。ここにおいて、発光素子２は、実施形態１と同様に窒化ガリウム系のＬＥＤチップであり、図５における下面側にｎ形半導体層（図示せず）、上面側にｐ形半導体層（図示せず）が形成されており、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれが、導電ワイヤ１５，１５を介してプリント配線１７，１７に電気的に接続されている。
【００５２】
また、絶縁基板１６上には、発光素子２を囲む枠材１８が固着されており、枠材１８の内側において発光素子２の周辺のみが波長変換部３により覆われ、波長変換部３の周囲に可視光および紫外線に対して透明な封止樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）からなる封止部１９が設けられている。
【００５３】
ここに、波長変換部３は、例えば、スラリーによるディッピングなどの方法によって形成することでナノクリスタル蛍光体３１（図３２参照）のみで構成するようにしてもよいし、紫外線および可視光を透光する媒質中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散した構造としてもよい。
【００５４】
しかして、本実施形態の発光装置１においても、実施形態１と同様、発光素子２と、発光素子２の発光によって励起されて所望の波長の光を発光する蛍光物質を有する波長変換部３とを備え、波長変換部３における蛍光物質として平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍのナノクリスタル蛍光体３１を用いているので、発光素子２から放射される光とナノクリスタル蛍光体３１から放射される光との合成光を得ることができ、また、蛍光物質としてナノクリスタル蛍光体３１を用いていることで量子サイズ効果が発現し、蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００５５】
（実施形態６）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態５と略同じであって、図６に示すように、封止部１９内に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散してあり、封止部１９が波長変換部３を兼ねている点に特徴がある。他の構成は実施形態５と同じなので、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
しかして、本実施形態の発光装置１でも、実施形態５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００５７】
（実施形態７）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態５と略同じであって、図７に示すように、封止部１９の前面（図７における上面）と枠材１８の前面（図７における上面）とに跨って前面が前方に凸となるレンズ部４３を配設している点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の材料は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて装置全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００５９】
（実施形態８）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態６と略同じであって、図８に示すように、封止部１９の前面（図８における上面）と枠材１８の前面（図８における上面）とに跨って前面が前方に凸となるレンズ部４３を配設している点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の材料は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態６と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態６と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００６１】
（実施形態９）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態５と略同じであって、図９に示すように、封止部１９の前面（図９における上面）と枠材１８の前面（図９における上面）とに跨って前面が前方に凸となるレンズ部４３を配設している点が相違する。また、本実施形態では、発光素子２の周辺を波長変換部３で覆う代わりに、レンズ部４３が、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成されている点が相違する。すなわち、本実施形態では、レンズ部４３が波長変換部３を兼ねている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の媒質は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００６３】
（実施形態１０）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態５と略同じであって、図１０に示すように、封止部１９の前面（図９における上面）と枠材１８の前面（図９における上面）とに跨って前面が前方に凸となるレンズ部４３を配設している点が相違する。また、本実施形態では、封止部１９が、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成され、レンズ部４３も、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成されている点が相違する。すなわち、本実施形態では、封止部１９およびレンズ部４３が波長変換部３を兼ねている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の媒質は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６４】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２および波長変換部３を構成する封止部１９の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００６５】
（実施形態１１）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態９と略同じであって、図１１に示すように、実施形態９にて封止部１９が形成されていた部分を空洞２６として、レンズ部４３を枠材１８に気密封止している点が相違する。ここに、空洞２６は、真空状態とするか、あるいは不活性ガスを封入しておくことが望ましい。なお、実施形態９と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
しかして、本実施形態では、実施形態９と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００６７】
（実施形態１２）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態５と略同じであって、実施形態５で説明した枠材１８（図５参照）を用いておらず、図１２に示すように、封止部１９の形状が異なる。すなわち、本実施形態における封止部１９は、円錐台状の形状に形成され、発光素子２の周辺に形成された波長変換部３や導電ワイヤ１５，１５を覆うように設けてある。ここにおいて、波長変換部３は、例えば、スラリーによるディッピングなどの方法によって形成することでナノクリスタル蛍光体３１（図３２参照）のみで構成するようにしてもよいし、紫外線および可視光を透光する媒質中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散した構造としてもよい。封止部１９は成形用金型などを用いてエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの紫外線および可視光に対して透明な樹脂（透光性樹脂）を固化することにより形成している。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
しかして、本実施形態の発光装置１においても、実施形態５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。また、本実施形態の発光装置１では、実施形態５に比べて部品点数を少なくすることができ、小型化および軽量化を図ることができる。
（実施形態１３）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１２と略同じであって、図１３に示すように、発光素子２の周辺のみを波長変換部３で覆う代わりに、封止部１９が、紫外線および可視光に対して透明な封止樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成されている点が相違する。すなわち、本実施形態では、封止部１９が波長変換部３を兼ねている点が相違する。
【００６９】
しかして、本実施形態の発光装置１においても、実施形態１２と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、実施形態５に比べて部品点数を少なくすることができ、小型化および軽量化を図ることができる。
【００７０】
（実施形態１４）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１２と略同じであって、図１４に示すように、封止部１９の前面（図１４における上面）側に前面が前方に凸となるレンズ部４３を設けている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３は、後面（図１４における下面）が封止部１９の前面に密着する形で設けられている。レンズ部４３は、封止部１９と同じ材料を用いて封止部１９と一体成形してもよいし、封止部１９を形成した後に、封止部１９と同じ材料または異なる材料を用いて形成するようにしてもよい。なお、実施形態１２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１２と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００７２】
（実施形態１５）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１３と略同じであって、図１５に示すように、波長変換部３を兼ねる封止部１９の前面（図１５における上面）側に前面が前方に凸となっているレンズ部４３を設けている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３は、後面（図１５における下面）が封止部１９の前面に密着する形で設けられている。レンズ部４３は、封止部１９を形成した後に、紫外線および可視光に対して透明な透光性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）を用いて形成すればよい。なお、実施形態１３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１３と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。また、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００７４】
（実施形態１６）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１５と略同じであって、図１６に示すように、レンズ部４３が、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成されている点が相違する。すなわち、本実施形態では、封止部１９およびレンズ部４３が波長変換部３を兼ねている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の媒質は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態１５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。また、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００７６】
（実施形態１７）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態５と略同じであって、図１７に示すように、絶縁基板１６の一面（図１７における上面）に発光素子２を収納する凹所１６ａが設けられており、凹所１６ａの底部に発光素子２が実装されている点などが相違する。ここにおいて、絶縁基板１６に形成されたプリント配線（導電パターン）１７，１７は凹所１６ａの底部まで延長されている。また、発光素子２は、実施形態５と同様に窒化ガリウム系のＬＥＤチップであり、図１７における下面側にｎ形半導体層（図示せず）、上面側にｐ形半導体層（図示せず）が形成されており、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれが、導電ワイヤ１５，１５を介してプリント配線１７，１７に電気的に接続されている。また、本実施形態では、発光素子３の周辺に波長変換部３が設けられるとともに、凹所１６ａ内に波長変換部３および導電ワイヤ１５，１５を覆うように透明な封止樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）からなる封止部１９を設けている。波長変換部３は、例えば、スラリーによるディッピングなどの方法によって形成することでナノクリスタル蛍光体３１（図３１参照）のみで構成するようにしてもよいし、紫外線および可視光を透光する媒質中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散した構造としてもよい。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、封止部１９が絶縁基板１６の一面に形成された凹所１６ａに上記封止樹脂を充填することで形成されているので、実施形態５で説明した枠材１８（図５参照）や実施形態１２で説明した成形用金型を用いることなく封止部１９を形成することができ、実施形態５，１２に比べて発光素子２の封止工程を簡便に行えるという利点がある。
【００７９】
（実施形態１８）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１７と略同じであって、図１８に示すように、凹所１６ａを埋める封止部１９内に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散してあり、封止部１９が波長変換部３を兼ねている点に特徴がある。他の構成は実施形態１７と同じなので、実施形態１７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８０】
しかして、本実施形態の発光装置１でも、実施形態１７と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００８１】
（実施形態１９）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１７と略同じであって、図１９に示すように、封止部１９の前面（図１９における上面）に、前方に凸となるレンズ部４３を設けている点が相違する。レンズ部４３は、封止部１９と絶縁基板１６の一面とに跨って設けてあり、絶縁基板１６の一面においてプリント配線１７が形成されている部位ではプリント配線１７に密着している。ここにおいて、レンズ部４３の材料は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態１７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８２】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１７と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００８３】
（実施形態２０）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１８と略同じであって、図２０に示すように、封止部１９の前面（図２０における上面）に、前方に凸となるレンズ部４３を設けている点が相違する。レンズ部４３は、封止部１９と絶縁基板１６の一面とに跨って設けてあり、絶縁基板１６の一面においてプリント配線１７が形成されている部位ではプリント配線１７に密着している。ここにおいて、レンズ部４３の材料は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などを用いればよい。なお、実施形態１８と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８４】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１８と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００８５】
（実施形態２１）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１７と略同じであって、図２１に示すように、封止部１９の前面（図２１における上面）側に前面が前方に凸となるレンズ部４３を配設している点が相違する。また、本実施形態では、発光素子２の周辺を波長変換部３で覆う代わりに、レンズ部４３が、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成されている点が相違する。すなわち、本実施形態では、レンズ部４３が波長変換部３を兼ねている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の媒質は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態１７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８６】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１７と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００８７】
（実施形態２２）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１７と略同じであって、図２２に示すように、封止部１９の前面（図２１における上面）側に前面が前方に凸となるレンズ部４３を配設している点が相違する。また、本実施形態では、封止部１９が、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成され、レンズ部４３も、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成されている点が相違する。すなわち、本実施形態では、封止部１９およびレンズ部４３が波長変換部３を兼ねている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の媒質は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態１７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８８】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１７と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００８９】
（実施形態２３）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態２１と略同じであって、図２３に示すように、実施形態２１にて封止部１９が形成されていた部分を空洞２６として、レンズ部４３が絶縁基板１６の凹所１６ａの開口面を塞ぐように絶縁基板１６に覆着されている点が相違する。ここに、空洞２６は、真空状態とするか、あるいは不活性ガスを封入しておくことが望ましい。なお、実施形態２１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９０】
しかして、本実施形態では、実施形態２１と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００９１】
（実施形態２４）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１７と略同じであって、図２４に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線（導電パターン）１７，１７と接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。また、発光素子２の周辺は波長変換部３により覆われている。なお、実施形態１７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９２】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１７と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができる。
【００９３】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態１７のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態１７に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【００９４】
（実施形態２５）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１８と略同じであって、図２５に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線１７，１７と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。また、発光素子２の周辺は波長変換部３により覆われている。なお、実施形態１８と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９５】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１８と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００９６】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態１８のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態１８に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【００９７】
（実施形態２６）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１９と略同じであって、図２６に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線１７，１７と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。また、発光素子２の周辺は波長変換部３により覆われている。なお、実施形態１９と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９８】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１９と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができる。
【００９９】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態１９のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態１９に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【０１００】
（実施形態２７）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態２０と略同じであって、図２７に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線１７，１７と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。なお、実施形態２０と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態２０と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができる。
【０１０２】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態２０のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態２０に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【０１０３】
（実施形態２８）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態２１と略同じであって、図２８に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線１７，１７と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。なお、実施形態２１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０４】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態２１と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態２１のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態２１に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【０１０６】
（実施形態２９）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態２２と略同じであって、図２９に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線１７，１７と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。なお、実施形態２２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０７】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態２２と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができる。
【０１０８】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態２２のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態２２に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【０１０９】
（実施形態３０）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態２３と略同じであって、図３０に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線１７，１７と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。なお、実施形態２３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１０】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態２３と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができる。
【０１１１】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態２３のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態２３に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【０１１２】
ところで、上記各実施形態の発光装置１は１個の発光素子２しか備えていないが、複数個の発光素子２により１単位のモジュールを構成し、モジュールの少なくとも一部に蛍光物質としてのナノクリスタル蛍光体３１を含む波長変換部３を配設するようにしてもよいことは勿論である。なお、例えば実施形態１〜４で説明したような砲弾形のモールド部１１を備える発光装置１の場合には複数個の発光装置１を同一プリント基板に実装して１単位のモジュールを構成するようにしてもよい。また、例えば実施形態５〜２３で説明したような表面実装型の発光装置１については複数個の発光素子２を同一の絶縁基板１６上に配設して１単位のモジュールを構成するようにしてもよいし、実施形態２４〜３０で説明したようなフリップチップ実装型の発光装置１についても複数個の発光素子２を同一絶縁基板１６上に配設して１単位のモジュールを構成するようにしてもよい。
【０１１３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、発光素子と、発光素子の発光によって励起されて所望の波長の光を放射する多数の蛍光物質を有する波長変換部とを備え、波長変換部における発光物質は平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍのナノクリスタル蛍光体からなるものであり、発光素子から放射される光とナノクリスタル蛍光体から放射される光との合成光を得ることができ、また、蛍光物質としてナノクリスタル蛍光体を用いていることで量子サイズ効果が発現し、発光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて装置全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができるという効果がある。
【０１１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記蛍光物質は、平均粒子径が１ｎｍ〜１０ｎｍのナノクリスタル蛍光体からなるので、量子サイズ効果が顕著に発現しやすく、発光効率のより一層の向上および温度消光のより一層の低減が図れるという効果がある。
【０１１５】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記波長変換部は、前記各ナノクリスタル蛍光体それぞれの表面を覆い紫外線および可視光を透光する材料からなる修飾膜を有するので、前記ナノクリスタル蛍光体中の電子とホールとを閉じ込めることができ量子サイズ効果の発現を促進することができ、しかも、前記ナノクリスタル蛍光体の表面の欠陥に基づくサイトをキャップすることができてエネルギ損失が低下し、前記ナノクリスタル蛍光体での発光効率を増大させることが可能となるという効果がある。
【０１１６】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記波長変換部は、前記ナノクリスタル蛍光体と前記修飾膜とで構成される多数の微粒子からなるので、前記ナノクリスタル蛍光体を分散させることなく量子サイズ効果を発現させることが可能であり、前記波長変換部を容易に形成することが可能となるという効果がある。
【０１１７】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記波長変換部は、紫外線および可視光を透光する媒質中に前記ナノクリスタル蛍光体が分散されているので、前記ナノクリスタル蛍光体での量子サイズ効果による発光効率の向上および温度消光の低減をより起こりやすくすることができるという効果がある。
【０１１８】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記媒質が固体であるので、前記ナノクリスタル蛍光体の分散状態を固定化でき、発光装置をハンドリングしやすく、機械的強度の点での信頼性を高めることができるという効果がある。
【０１１９】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記固体が樹脂であるので、前記媒質となる固体の成形加工が容易になるとともに、軽量化を図ることができるという効果がある。
【０１２０】
請求項８の発明は、請求項６の発明において、前記固体がゾルゲル法によって固化されたガラスであるので、樹脂に比べて耐候性の優れたガラスを用いることにより、前記媒質の変色による着色がなく、長寿命化を図ることができるという効果がある。
【０１２１】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８の発明において、前記各ナノクリスタル蛍光体それぞれの発光ピーク波長の含まれる波長域が、３８０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜８００ｎｍの３つの波長域から選択されるので、青色光、緑色光、赤色光、あるいはこれらの合成光を得ることが可能であり、白色光を得ることも可能となるという効果がある。
【０１２２】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９の発明において、前記ナノクリスタル蛍光体は、母体結晶中に発光イオンを添加したドープ型半導体微粒子であるので、前記発光素子から放射される光の波長である励起波長に応じて母体結晶および発光イオンを適宜選択することにより、所望の波長の光の放射が可能となるという効果がある。
【０１２３】
請求項１１の発明は、請求項１ないし請求項９の発明において、前記ナノクリスタル蛍光体は、母体結晶のみからなる非ドープ型半導体微粒子であるので、母体結晶のバンドギャップよりも大きなエネルギを持つ波長の光を照射することで、バンドギャップに相当する波長の光を発光させることが可能となるという効果がある。
【０１２４】
請求項１２の発明は、請求項１ないし請求項１１の発明において、前記発光素子の発光ピーク波長が２００ｎｍ〜５００ｎｍであるので、前記発光素子からの発光を前記ナノクリスタル蛍光体によって効率良く可視光に変換することが可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２】実施形態２を示す概略断面図である。
【図３】実施形態３を示す概略断面図である。
【図４】実施形態４を示す概略断面図である。
【図５】実施形態５を示す概略断面図である。
【図６】実施形態６を示す概略断面図である。
【図７】実施形態７を示す概略断面図である。
【図８】実施形態８を示す概略断面図である。
【図９】実施形態９を示す概略断面図である。
【図１０】実施形態１０を示す概略断面図である。
【図１１】実施形態１１を示す概略断面図である。
【図１２】実施形態１２を示す概略断面図である。
【図１３】実施形態１３を示す概略断面図である。
【図１４】実施形態１４を示す概略断面図である。
【図１５】実施形態１５を示す概略断面図である。
【図１６】実施形態１６を示す概略断面図である。
【図１７】実施形態１７を示す概略断面図である。
【図１８】実施形態１８を示す概略断面図である。
【図１９】実施形態１９を示す概略断面図である。
【図２０】実施形態２０を示す概略断面図である。
【図２１】実施形態２１を示す概略断面図である。
【図２２】実施形態２２を示す概略断面図である。
【図２３】実施形態２３を示す概略断面図である。
【図２４】実施形態２４を示す概略断面図である。
【図２５】実施形態２５を示す概略断面図である。
【図２６】実施形態２６を示す概略断面図である。
【図２７】実施形態２７を示す概略断面図である。
【図２８】実施形態２８を示す概略断面図である。
【図２９】実施形態２９を示す概略断面図である。
【図３０】実施形態３０を示す概略断面図である。
【図３１】各実施形態の基本概念の説明図である。
【図３２】同上の要部の一例を示す概略構成図である。
【図３３】同上の要部の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 発光装置
２ 発光素子
３ 波長変換部
１１ モールド部
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光ダイオードのような発光素子を利用した発光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、窒化ガリウム系化合物半導体（例えば、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮなど）を用いた発光素子として、青色光を放射する青色ＬＥＤチップや紫外光を放射する紫外ＬＥＤチップが開発された。これらのＬＥＤチップから放射される光は反値幅の狭い単一波長の発光ピークを有するという特徴がある。一方、これらのＬＥＤチップは、表示用途や照明用途などへの応用が期待されているが、表示用途や照明用途では白色光が必要とされる場合が多い。そこで、青色光あるいは紫外光を放射するＬＥＤチップと、このＬＥＤチップから放射された光の一部を励起源として発光する種々の蛍光体粉末とを組み合わせることにより、白色を含めＬＥＤチップの発光色とは異なる色合いの光を出す発光装置の研究・開発が各所で行われている。この種の発光装置は、小型、軽量、省電力といった長所があり、現在、表示用光源、小型電球の代替光源、液晶パネル用光源などとして広く用いられている。
【０００３】
上述のようなＬＥＤチップと蛍光体粉末とを組み合わせた方式の発光装置は、例えば、特開平５−１５２６０９号公報、特開平７−９９３４５号公報、特開平１０−２４２５１３号公報などに開示されている。こらら各公報に開示された発光装置は、ＬＥＤチップの封止部やモールド部として用いる透光性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）中に、ＬＥＤチップから放射された光により励起されて発光する蛍光体粉末を分散している点に共通の特徴がある。このような発光装置では、ＬＥＤチップから放射された光の一部が透光性樹脂をそのまま透過して外部へ放射されるとともに、ＬＥＤチップから放射された光の他の一部により透光性樹脂中の蛍光体粉末が励起され波長変換された光も外部へ放射される。したがって、ＬＥＤチップから放射される光と蛍光体粉末から放射される光との合成光として、例えば白色光を得ることができる。すなわち、ＬＥＤチップが青色ＬＥＤチップの場合には、このＬＥＤチップからの青色光を励起光として黄色の光を発光する蛍光体を組み合わせたり、あるいは赤色の光を発光する蛍光体と緑色に発光する２種類の蛍光体を組み合わせれば、合成光として白色光を得ることができる。また、ＬＥＤチップが紫外ＬＥＤチップの場合には、このＬＥＤチップからの紫外光を励起光としてそれぞれ赤色、緑色、青色を発光する３種類の蛍光体を組み合わせれば、合成光として白色光を得ることができる。このようにして白色光が得られることにより、近年では照明用途へのＬＥＤチップの応用が可能となった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の発光装置における蛍光体粉末には、従来からブラウン管（ＣＲＴ）や蛍光ランプなどに用いられている平均粒子径が数μｍ（概ね５μｍ程度）の蛍光体（以下、バルク蛍光体と称す）を流用しているのが一般的である。
【０００５】
しかしながら、バルク蛍光体はＬＥＤ用に開発されたものではなく、上記発光装置では、十分な発光効率が得られないという不具合があった。すなわち、蛍光ランプの場合では、管内での放電によって発生している紫外線の波長は２５４ｎｍが主体であり、バルク蛍光体もこの励起波長での感度が高くなるように設計されている。一方、従来から提供されている紫外ＬＥＤは、発光波長が例えば３８０ｎｍ前後の比較的長波長のものが多く、上記バルク蛍光体はこのような波長域では励起感度が十分高いとはいえず、発光効率も十分ではない。
【０００６】
したがって、上記発光装置の発光効率を高めるには、ＬＥＤチップから放射される光の波長（励起波長）に対して励起感度の高い新規な組成の蛍光体の発見に委ねるしかないのが現状であるが、このような新材料の発見は極めて困難でハイリスクな取り組みであり、特に企業においては非現実的と言わざるをえない。
【０００７】
また、ＬＥＤチップ１個当たりの発熱量は小さいが、ＬＥＤチップを照明装置に応用する場合には、ＬＥＤチップ１個当たりの光束が比較的小さいので、多数個のＬＥＤチップを集めてモジュール化する必要があり、かなり大きな総発熱量となる。しかも、周知のように、バルク蛍光体は、材料によって程度の違いはあるものの、一般的に高温になると発光効率が低下する特性（温度消光）を有している。したがって、バルク蛍光体とＬＥＤチップとを組み合わせた照明装置において、大光束化のためにＬＥＤチップの集積密度（配置密度）や通電電流を大きくしても、温度消光により十分な光束が得られないという問題もある。
【０００８】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来に比べて装置全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下が起こりにくい発光装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、発光素子と、発光素子の発光によって励起されて所望の波長の光を放射する多数の蛍光物質を有する波長変換部とを備え、波長変換部における発光物質は平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍのナノクリスタル蛍光体からなることを特徴とするものであり、発光素子から放射される光とナノクリスタル蛍光体から放射される光との合成光を得ることができ、また、蛍光物質としてナノクリスタル蛍光体を用いていることで量子サイズ効果が発現し、発光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて装置全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記蛍光物質は、平均粒子径が１ｎｍ〜１０ｎｍのナノクリスタル蛍光体からなるので、量子サイズ効果が顕著に発現しやすく、発光効率のより一層の向上および温度消光のより一層の低減が図れる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記波長変換部は、前記各ナノクリスタル蛍光体それぞれの表面を覆い紫外線および可視光を透光する材料からなる修飾膜を有するので、前記ナノクリスタル蛍光体中の電子とホールとを閉じ込めることができ量子サイズ効果の発現を促進することができ、しかも、前記ナノクリスタル蛍光体の表面の欠陥に基づくサイトをキャップすることができてエネルギ損失が低下し、前記ナノクリスタル蛍光体での発光効率を増大させることが可能となる。なお、修飾膜は、ナノクリスタル蛍光体の表面に単に異種材料を物理的に付着させて形成するのではなく、前記ナノクリスタル蛍光体の最表面の原子と異種材料の原子とを化学的に結合させて形成する。ここにおいて、修飾膜の材料としては、金属酸化物（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２など）や有機酸（例えば、カルボン酸、スルホン酸、フェノール、酸イミドなど）などを採用すればよい。修飾膜の材料として金属酸化物を採用する場合には、前記ナノクリスタル蛍光体を有機金属化合物溶液（アルコキシド）へディップしてから濾過した後に加熱することにより、容易に前記ナノクリスタル蛍光体の表面に修飾膜を形成することができ、また、有機酸を採用する場合には、前記ナノクリスタル蛍光体を有機酸モノマー溶液へディップしてから濾過した後に乾燥させることにより、容易に前記ナノクリスタル蛍光体の表面に修飾膜を形成することができる。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記波長変換部は、前記ナノクリスタル蛍光体と前記修飾膜とで構成される多数の微粒子からなるので、前記ナノクリスタル蛍光体を分散させることなく量子サイズ効果を発現させることが可能であり、前記波長変換部を容易に形成することが可能となる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記波長変換部は、紫外線および可視光を透光する媒質中に前記ナノクリスタル蛍光体が分散されているので、前記ナノクリスタル蛍光体での量子サイズ効果による発光効率の向上および温度消光の低減をより起こりやすくすることができる。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記媒質が固体であるので、前記ナノクリスタル蛍光体の分散状態を固定化でき、発光装置をハンドリングしやすく、機械的強度の点での信頼性を高めることができる。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記固体が樹脂であるので、前記媒質となる固体の成形加工が容易になるとともに、軽量化を図ることができる。なお、前記媒質となる固体に適した樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂や、これらの変性樹脂などが挙げられる。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項６の発明において、前記固体がゾルゲル法によって固化されたガラスであるので、樹脂に比べて耐候性の優れたガラスを用いることにより、前記媒質の変色による着色がなく、長寿命化を図ることができる。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８の発明において、前記各ナノクリスタル蛍光体それぞれの発光ピーク波長の含まれる波長域が、３８０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜８００ｎｍの３つの波長域から選択されるので、青色光、緑色光、赤色光、あるいはこれらの合成光を得ることが可能であり、白色光を得ることも可能となる。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９の発明において、前記ナノクリスタル蛍光体は、母体結晶中に発光イオンを添加したドープ型半導体微粒子であるので、前記発光素子から放射される光の波長である励起波長に応じて母体結晶および発光イオンを適宜選択することにより、所望の波長の光の放射が可能となる。なお、ドープ型半導体微粒子としては、例えば以下のものがある。
【００１９】
まず、発光強度が最大となるピーク波長が３８０ｎｍ〜５００ｎｍのドープ型半導体微粒子としては、例えば、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、Ｍ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ（ただし、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）、Ｍ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ（ただし、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ、２ＳｒＯ・ｘＰ２Ｏ５・ｙＢ２Ｏ３：Ｅｕ（ただし、ｘ＋ｙ＝１）、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ，Ａｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌなどが挙げられる。
【００２０】
次に、発光強度が最大となるピーク波長が５００ｎｍ〜６００ｎｍのドープ型半導体微粒子としては、例えば、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ，Ｔｂ、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、Ｒｅ３Ｍ５Ｏ１２：Ｃｅ（ただし、ＲｅはＹ、Ｌｕ、Ｓｅ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｓｍの中から選ばれた少なくとも１種類の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｇ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ｃｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｇ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌなどが挙げられる。
【００２１】
また、発光強度が最大となるピーク波長が６００ｎｍ〜８００ｎｍのドープ型半導体微粒子としては、例えば、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｂｉ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ，Ｂｉ、Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ、Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ，Ｂｉ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ、（ＣａＳｒ）Ｓ：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ、Ｒｅ３Ｍ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｐｒ（ただし、ＲｅはＹ、Ｌｕ、Ｓｅ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｓｍの中から選ばれた少なくとも１種類の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）などが挙げられる。
【００２２】
請求項１１の発明は、請求項１ないし請求項９の発明において、前記ナノクリスタル蛍光体は、母体結晶のみからなる非ドープ型半導体微粒子であるので、母体結晶のバンドギャップよりも大きなエネルギを持つ波長の光を照射することで、バンドギャップに相当する波長の光を発光させることが可能となる。なお、母体結晶のみからなる非ドープ型半導体微粒子としては、例えば、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳなどが挙げられる。
【００２３】
請求項１２の発明は、請求項１ないし請求項１１の発明において、前記発光素子の発光ピーク波長が２００ｎｍ〜５００ｎｍであるので、前記発光素子からの発光を前記ナノクリスタル蛍光体によって効率良く可視光に変換することが可能となる。この点について以下に説明する。
【００２４】
３８０ｎｍ〜８００ｎｍの可視光を発光する蛍光体を励起できる励起波長としては、通常、ストークスシフトの理論から３８０ｎｍ以下の紫外線が必要である。一方、紫外線源として発光ダイオードを想定した場合には、現状では原理的に可能性がある下限波長は約２００ｎｍである。したがって、２００ｎｍ〜３８０ｎｍの発光ピーク波長を有する発光素子により蛍光体を励起することができる。しかし、発光素子の発光ピーク波長が３８０ｎｍ〜５００ｎｍの青色領域であっても、この発光エネルギの一部はそのまま青色光として利用し、残りの一部を励起光として緑色に発光する蛍光体および赤色に発光する蛍光体と組み合わせても、トータルとしては３８０ｎｍから８００ｎｍにわたる発光を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
（基本概念）
まず、以下に説明する各実施形態の共通した基本概念について図３１〜３３を参照しながら説明する。
【００２６】
本願発明者らは上記課題解決のために種々検討した結果、従来のようなバルク蛍光体を用いる代わりに、ナノクリスタル蛍光体を用いることにより上記課題が解決されることを見出し、本発明を成すに至った。そこで、各実施形態の発光装置１は、図３１に示すように、ＬＥＤチップからなる発光素子２と、発光素子２の近傍に配設され発光素子２の発光によって励起されて所望の波長の光を放射する多数の蛍光物質を有する波長変換部３とを備えている。
【００２７】
発光素子２は、例えば、発光ピーク波長が２００ｎｍ〜５００ｎｍの紫外光ないし青色光を放射するＬＥＤチップにより構成されるが、これら以外の発光色のＬＥＤチップであってもよい。波長変換部３は、図３２や図３３に示すように、発光素子２により励起され発光する多数のナノクリスタル蛍光体３１を備えており、発光素子２から放射された光の一部を励起光として励起光とは異なる所望の波長の光を放射する波長変換機能を有している。ここに、波長変換部３におけるナノクリスタル蛍光体は、平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍの蛍光体であれば量子サイズ効果の発現により発光効率の向上および温度消光の低減が図れるが、量子サイズ効果の発現を顕著にするには、平均粒子径を１ｎｍ〜１０ｎｍにすることが望ましい。なお、上述のバルク蛍光体の平均粒子径は数μｍオーダであって、概ね５μｍ程度で発光効率が最大となり、１μｍを下回ると発光効率が低下する。
【００２８】
ところで、波長変換部３は、多数のナノクリスタル蛍光体３１が凝集せずに分散していることが好ましく、例えば、紫外線および可視光を透光する媒質中にナノクリスタル蛍光体３１を分散させておけば、発光効率をより高めることができるとともに温度消光をより低減できる。ここにおいて、媒質が固体であれば、ナノクリスタル蛍光体３１の分散状態を固定化でき、発光装置１をハンドリングしやすく、機械的強度の点での信頼性を高めることができる。なお、上記媒質となる固体として、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などの樹脂樹脂を採用すれば、上記媒質となる固体の成形加工が容易になるとともに、軽量化を図ることができ、また、上記媒質となる固体として、ゾルゲル法によって固化されたガラスを採用すれば、樹脂に比べて耐候性の優れたガラスを用いることにより、上記媒質の変色による着色がなく、長寿命化を図ることができる。
【００２９】
ただし、波長変換部３が、図３３に示すように、各ナノクリスタル蛍光体３１それぞれの表面を覆い紫外線および可視光を透光する材料からなる多数の修飾膜３３を有している場合には、ナノクリスタル蛍光体３１中の電子とホールとを閉じ込めることができ量子サイズ効果の発現を促進することができ、しかも、ナノクリスタル蛍光体３１の表面の欠陥に基づくサイトをキャップすることができてエネルギ損失が低下し、ナノクリスタル蛍光体３１での発光効率を増大させることが可能となる。なお、修飾膜３３は、ナノクリスタル蛍光体３１の表面に単に異種材料を物理的に付着させて形成するのではなく、ナノクリスタル蛍光体３１の最表面の原子と異種材料の原子とを化学的に結合させて形成する。ここにおいて、修飾膜の材料としては、金属酸化物（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２など）や有機酸（例えば、カルボン酸、スルホン酸、フェノール、酸イミドなど）などを採用すればよい。修飾膜３３の材料として金属酸化物を採用する場合には、ナノクリスタル蛍光体３１を有機金属化合物溶液（アルコキシド）へディップしてから濾過した後に加熱することにより、容易にナノクリスタル蛍光体３１の表面に修飾膜３３を形成することができ、また、有機酸を採用する場合には、ナノクリスタル蛍光体３１を有機酸モノマー溶液へディップしてから濾過した後に乾燥させることにより、容易にナノクリスタル蛍光体３１の表面に修飾膜３３を形成することができる。波長変換部３を、ナノクリスタル蛍光体３１と修飾膜３３とで構成される多数の微粒子により構成する場合には、ナノクリスタル蛍光体３１を分散させることなく量子サイズ効果を発現させることが可能であり、波長変換部を３容易に形成することが可能となる。
【００３０】
上述の発光装置１では、発光素子２から放射された光の一部４ａは波長変換部３をそのまま透過し、発光装置１の外部へ放射される。また、発光装置１では、発光素子２から放射された光の他の一部４ｂが波長変換部３のナノクリスタル蛍光体３１に吸収されてナノクリスタル蛍光体３１を励起して、ナノクリスタル蛍光体３１にて所望の波長の光５に変換されて発光装置１の外部へ放射される。
【００３１】
したがって、発光装置１からは、発光素子２で発光して波長変換部３を透過した光４ａと波長変換部４のナノクリスタル蛍光体で発光した光５との合成光６が放射されることになり、発光素子２の発光色とナノクリスタル蛍光体の発光色とで発光装置１全体としての発光色が決まることになる。なお、発光素子２で発光して波長変換部３を透過する光４ａは必ずしも必要ではない。
【００３２】
ところで、各ナノクリスタル蛍光体３１それぞれの発光ピーク波長の含まれる波長域は、３８０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜８００ｎｍの３つの波長域のいずれかから選択すれば、発光装置１全体として、青色光、緑色光、赤色光、あるいはこれらの合成光を得ることが可能であり、白色光を得ることも可能となる。
【００３３】
また、ナノクリスタル蛍光体３１としては、母体結晶中に発光イオンを添加したドープ型半導体微粒子を採用してもよいし、母体結晶のみからなる非ドープ型半導体微粒子を採用してもよい。ここに、ナノクリスタル蛍光体３１としてドープ型半導体微粒子を採用した場合には、発光素子２から放射される光の波長である励起波長に応じて母体結晶および発光イオンを適宜選択することにより、所望の波長の光の放射が可能となる。一方、ナノクリスタル蛍光体３１として非ドープ型半導体微粒子を採用した場合には、母体結晶のバンドギャップよりも大きなエネルギを持つ波長の光を照射することで、バンドギャップに相当する波長の光を発光させることが可能となる。
【００３４】
なお、上述のドープ型半導体微粒子としては、例えば以下のものがある。
【００３５】
発光強度が最大となるピーク波長が３８０ｎｍ〜５００ｎｍのドープ型半導体微粒子としては、例えば、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ、ＢａＭｇ２Ａｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ、Ｍ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ（ただし、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）、Ｍ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ（ただし、ＭはＳｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８：Ｅｕ、２ＳｒＯ・ｘＰ２Ｏ５・ｙＢ２Ｏ３：Ｅｕ（ただし、ｘ＋ｙ＝１）、ＺｎＳ：Ａｇ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ａｇ，Ｃｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ，Ａｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｌなどが挙げられる。
【００３６】
発光強度が最大となるピーク波長が５００ｎｍ〜６００ｎｍのドープ型半導体微粒子としては、例えば、Ｓｒ２Ｓｉ３Ｏ８・２ＳｒＣｌ２：Ｅｕ、Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ、ＬａＰＯ４：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ１１Ｏ１９：Ｃｅ，Ｔｂ、ＧｄＭｇＢ５Ｏ１０：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ、Ｒｅ３Ｍ５Ｏ１２：Ｃｅ（ただし、ＲｅはＹ、Ｌｕ、Ｓｅ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｓｍの中から選ばれた少なくとも１種類の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ｃｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｌ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｇ、ＺｎＳ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ｃｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｌ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｇ、（ＺｎＣｄ）Ｓ：Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌなどが挙げられる。
【００３７】
発光強度が最大となるピーク波長が６００ｎｍ〜８００ｎｍのドープ型半導体微粒子としては、例えば、Ｙ２Ｏ３：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｂｉ、ＹＶＯ４：Ｅｕ、ＹＶＯ４：Ｅｕ，Ｂｉ、Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ、Ｙ（ＰＶ）Ｏ４：Ｅｕ，Ｂｉ、ＣａＳ：Ｅｕ、ＳｒＳ：Ｅｕ、（ＣａＳｒ）Ｓ：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ、Ｒｅ３Ｍ５Ｏ１２：Ｃｅ，Ｐｒ（ただし、ＲｅはＹ、Ｌｕ、Ｓｅ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｓｍの中から選ばれた少なくとも１種類の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの中から選ばれた少なくとも１種類の元素）などが挙げられる。
【００３８】
また、上述の非ドープ型半導体微粒子としては、例えば、ＣｄＴｅ、ＣｄＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＺｎＳなどが挙げられる。
【００３９】
（実施形態１）
本実施形態の発光装置１は、図１（ａ）に示すように、発光素子２と、発光素子２から放射される光に対して透明な樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）からなる封止樹脂を砲弾形に成形したモールド部１１とを備えている。モールド部１１は発光素子２を覆っており、発光素子２は導電性材料により形成したリード端子１２，１３に電気的に接続されている。リード端子１２，１３はリードフレームにより形成されている。なお、モールド部１１の成形時には、封止樹脂を充填した後で、封止樹脂を加熱あるいは封止樹脂へ紫外線を照射して封止樹脂を固化している。
【００４０】
発光素子２は、窒化ガリウム系のＬＥＤチップであり、図１（ａ）における下面側にｎ形半導体層（図示せず）、上面側にｐ形半導体層（図示せず）が形成されており、ｐ形半導体層側から光出力を取り出すから図１の上方を前方として説明する。発光素子２の後面はリード端子１３の前端部に取り付けられたカップ部（ミラー）１４に対してダイボンドによって接合されている。また、発光素子２は、上述のｐ形半導体層およびｎ形半導体層それぞれに導電ワイヤ（例えば、金ワイヤ）１５，１５がボンディングにより接続され、この導電ワイヤ１５，１５を介して発光素子２とリード端子１２，１３とが電気的に接続されている。なお、導電ワイヤ１５，１５は発光素子２から放射される光を妨げないように断面積の小さいものを用いている。
【００４１】
カップ部１４は発光素子２の側面および後面から放射された光を前方に反射する機能を有し、ＬＥＤチップから放射された光およびカップ部１４の内面により前方に反射された光は、レンズとして機能するモールド部１１の前端部を通してモールド部１１から前方に放射される。モールド部１１は、カップ部１４、導電ワイヤ１５，１５、リード端子１２，１３の一部とともに、発光素子２を覆っており、発光素子２が大気中の水分などと反応することによる特性の劣化が防止されている。各リード端子１２，１３の後端部はそれぞれモールド部１１の後面から外部に突出している。
【００４２】
ところで、発光素子２は、図１（ｂ）に示すように、後面以外の表面が蛍光体薄膜層からなる波長変換部３により覆われている。ここに、波長変換部３を構成する蛍光体薄膜層は、多数のナノクリスタル蛍光体を有している。また、蛍光体薄膜層は、例えば、スラリーによるディッピングやスパッタ法などによって形成すればよい。
【００４３】
発光素子２は基板として、上記各半導体層を有する発光部にて発光する光に対して透明な基板（例えば、サファイア基板）を用いており、発光部にて発光した光は全方位に放射されるが、波長変換部３のナノクリスタル蛍光体３１（図３２参照）に吸収された一部の光はナノクリスタル蛍光体３１を励起し、ナノクリスタル蛍光体３１特有の波長の光を放射する。この波長変換部３で発光した光は直接前方へ放射されたりミラー１４によって反射されて前方へ放射される。要するに、発光装置１は、発光素子２から放射された光と波長変換部３から放射された光との合成光が得られることになる。なお、本実施形態では、ナノクリスタル蛍光体３１が蛍光物質を構成している。
【００４４】
しかして、本実施形態の発光装置１は、発光素子２と、発光素子２の発光によって励起されて所望の波長の光を発光する蛍光物質を有する波長変換部３とを備え、波長変換部３の蛍光物質として平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍのナノクリスタル蛍光体３１を用いているので、発光素子２から放射される光とナノクリスタル蛍光体３１から放射される光との合成光を得ることができ、また、波長変換部３における蛍光物質としてナノクリスタル蛍光体３１を用いていることで量子サイズ効果が発現し、蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００４５】
（実施形態２）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１と略同じであって、図２に示すように、波長変換部３がカップ部１４内において発光素子２を覆うように設けられている点に特徴がある。ここにおいて、波長変換部３は、カップ部１４に充填され紫外線および可視光を透光する媒質３２と、当該媒質３２中に略均一に分散された多数のナノクリスタル蛍光体３１とで構成してある。他の構成は実施形態１と同じなので、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４６】
しかして、本実施形態の発光装置１でも、実施形態１と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００４７】
（実施形態３）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１と略同じであって、図３に示すように、モールド部１１内に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散してあり、モールド部１１が波長変換部３を兼ねている点に特徴がある。他の構成は実施形態１と同じなので、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
しかして、本実施形態の発光装置１でも、実施形態１と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００４９】
（実施形態４）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１と略同じであって、図４に示すように、波長変換部３がモールド部１１の後面以外の表面を全体にわたって覆うカップ状の形状に形成されている点が相違する。ここにおいて、本実施形態の発光装置１の製造にあたっては、あらかじめカップ状の形状に形成した波長変換部３をモールド部１１に装着するようにしてもよいし、あるいは、ナノクリスタル蛍光体３１（図３２参照）を略均一に分散させた液体をモールド部１１の表面に塗布して乾固するようにしてもよい。他の構成は実施形態１と同じなので、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
しかして、本実施形態の発光装置１でも、実施形態１と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００５１】
（実施形態５）
本実施形態の発光装置１は、図５に示すように、プリント配線（導電パターン）１７が施された絶縁基板１６上に発光素子２が表面実装されている。ここにおいて、発光素子２は、実施形態１と同様に窒化ガリウム系のＬＥＤチップであり、図５における下面側にｎ形半導体層（図示せず）、上面側にｐ形半導体層（図示せず）が形成されており、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれが、導電ワイヤ１５，１５を介してプリント配線１７，１７に電気的に接続されている。
【００５２】
また、絶縁基板１６上には、発光素子２を囲む枠材１８が固着されており、枠材１８の内側において発光素子２の周辺のみが波長変換部３により覆われ、波長変換部３の周囲に可視光および紫外線に対して透明な封止樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）からなる封止部１９が設けられている。
【００５３】
ここに、波長変換部３は、例えば、スラリーによるディッピングなどの方法によって形成することでナノクリスタル蛍光体３１（図３２参照）のみで構成するようにしてもよいし、紫外線および可視光を透光する媒質中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散した構造としてもよい。
【００５４】
しかして、本実施形態の発光装置１においても、実施形態１と同様、発光素子２と、発光素子２の発光によって励起されて所望の波長の光を発光する蛍光物質を有する波長変換部３とを備え、波長変換部３における蛍光物質として平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍのナノクリスタル蛍光体３１を用いているので、発光素子２から放射される光とナノクリスタル蛍光体３１から放射される光との合成光を得ることができ、また、蛍光物質としてナノクリスタル蛍光体３１を用いていることで量子サイズ効果が発現し、蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００５５】
（実施形態６）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態５と略同じであって、図６に示すように、封止部１９内に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散してあり、封止部１９が波長変換部３を兼ねている点に特徴がある。他の構成は実施形態５と同じなので、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
しかして、本実施形態の発光装置１でも、実施形態５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００５７】
（実施形態７）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態５と略同じであって、図７に示すように、封止部１９の前面（図７における上面）と枠材１８の前面（図７における上面）とに跨って前面が前方に凸となるレンズ部４３を配設している点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の材料は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５８】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて装置全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００５９】
（実施形態８）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態６と略同じであって、図８に示すように、封止部１９の前面（図８における上面）と枠材１８の前面（図８における上面）とに跨って前面が前方に凸となるレンズ部４３を配設している点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の材料は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態６と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６０】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態６と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００６１】
（実施形態９）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態５と略同じであって、図９に示すように、封止部１９の前面（図９における上面）と枠材１８の前面（図９における上面）とに跨って前面が前方に凸となるレンズ部４３を配設している点が相違する。また、本実施形態では、発光素子２の周辺を波長変換部３で覆う代わりに、レンズ部４３が、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成されている点が相違する。すなわち、本実施形態では、レンズ部４３が波長変換部３を兼ねている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の媒質は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００６３】
（実施形態１０）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態５と略同じであって、図１０に示すように、封止部１９の前面（図９における上面）と枠材１８の前面（図９における上面）とに跨って前面が前方に凸となるレンズ部４３を配設している点が相違する。また、本実施形態では、封止部１９が、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成され、レンズ部４３も、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成されている点が相違する。すなわち、本実施形態では、封止部１９およびレンズ部４３が波長変換部３を兼ねている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の媒質は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６４】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２および波長変換部３を構成する封止部１９の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００６５】
（実施形態１１）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態９と略同じであって、図１１に示すように、実施形態９にて封止部１９が形成されていた部分を空洞２６として、レンズ部４３を枠材１８に気密封止している点が相違する。ここに、空洞２６は、真空状態とするか、あるいは不活性ガスを封入しておくことが望ましい。なお、実施形態９と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
しかして、本実施形態では、実施形態９と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００６７】
（実施形態１２）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態５と略同じであって、実施形態５で説明した枠材１８（図５参照）を用いておらず、図１２に示すように、封止部１９の形状が異なる。すなわち、本実施形態における封止部１９は、円錐台状の形状に形成され、発光素子２の周辺に形成された波長変換部３や導電ワイヤ１５，１５を覆うように設けてある。ここにおいて、波長変換部３は、例えば、スラリーによるディッピングなどの方法によって形成することでナノクリスタル蛍光体３１（図３２参照）のみで構成するようにしてもよいし、紫外線および可視光を透光する媒質中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散した構造としてもよい。封止部１９は成形用金型などを用いてエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの紫外線および可視光に対して透明な樹脂（透光性樹脂）を固化することにより形成している。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
しかして、本実施形態の発光装置１においても、実施形態５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。また、本実施形態の発光装置１では、実施形態５に比べて部品点数を少なくすることができ、小型化および軽量化を図ることができる。
（実施形態１３）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１２と略同じであって、図１３に示すように、発光素子２の周辺のみを波長変換部３で覆う代わりに、封止部１９が、紫外線および可視光に対して透明な封止樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成されている点が相違する。すなわち、本実施形態では、封止部１９が波長変換部３を兼ねている点が相違する。
【００６９】
しかして、本実施形態の発光装置１においても、実施形態１２と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、実施形態５に比べて部品点数を少なくすることができ、小型化および軽量化を図ることができる。
【００７０】
（実施形態１４）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１２と略同じであって、図１４に示すように、封止部１９の前面（図１４における上面）側に前面が前方に凸となるレンズ部４３を設けている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３は、後面（図１４における下面）が封止部１９の前面に密着する形で設けられている。レンズ部４３は、封止部１９と同じ材料を用いて封止部１９と一体成形してもよいし、封止部１９を形成した後に、封止部１９と同じ材料または異なる材料を用いて形成するようにしてもよい。なお、実施形態１２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１２と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００７２】
（実施形態１５）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１３と略同じであって、図１５に示すように、波長変換部３を兼ねる封止部１９の前面（図１５における上面）側に前面が前方に凸となっているレンズ部４３を設けている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３は、後面（図１５における下面）が封止部１９の前面に密着する形で設けられている。レンズ部４３は、封止部１９を形成した後に、紫外線および可視光に対して透明な透光性樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）を用いて形成すればよい。なお、実施形態１３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７３】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１３と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。また、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００７４】
（実施形態１６）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１５と略同じであって、図１６に示すように、レンズ部４３が、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成されている点が相違する。すなわち、本実施形態では、封止部１９およびレンズ部４３が波長変換部３を兼ねている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の媒質は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態１５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。また、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００７６】
（実施形態１７）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態５と略同じであって、図１７に示すように、絶縁基板１６の一面（図１７における上面）に発光素子２を収納する凹所１６ａが設けられており、凹所１６ａの底部に発光素子２が実装されている点などが相違する。ここにおいて、絶縁基板１６に形成されたプリント配線（導電パターン）１７，１７は凹所１６ａの底部まで延長されている。また、発光素子２は、実施形態５と同様に窒化ガリウム系のＬＥＤチップであり、図１７における下面側にｎ形半導体層（図示せず）、上面側にｐ形半導体層（図示せず）が形成されており、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれが、導電ワイヤ１５，１５を介してプリント配線１７，１７に電気的に接続されている。また、本実施形態では、発光素子３の周辺に波長変換部３が設けられるとともに、凹所１６ａ内に波長変換部３および導電ワイヤ１５，１５を覆うように透明な封止樹脂（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）からなる封止部１９を設けている。波長変換部３は、例えば、スラリーによるディッピングなどの方法によって形成することでナノクリスタル蛍光体３１（図３１参照）のみで構成するようにしてもよいし、紫外線および可視光を透光する媒質中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散した構造としてもよい。なお、実施形態５と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態５と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、封止部１９が絶縁基板１６の一面に形成された凹所１６ａに上記封止樹脂を充填することで形成されているので、実施形態５で説明した枠材１８（図５参照）や実施形態１２で説明した成形用金型を用いることなく封止部１９を形成することができ、実施形態５，１２に比べて発光素子２の封止工程を簡便に行えるという利点がある。
【００７９】
（実施形態１８）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１７と略同じであって、図１８に示すように、凹所１６ａを埋める封止部１９内に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散してあり、封止部１９が波長変換部３を兼ねている点に特徴がある。他の構成は実施形態１７と同じなので、実施形態１７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８０】
しかして、本実施形態の発光装置１でも、実施形態１７と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００８１】
（実施形態１９）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１７と略同じであって、図１９に示すように、封止部１９の前面（図１９における上面）に、前方に凸となるレンズ部４３を設けている点が相違する。レンズ部４３は、封止部１９と絶縁基板１６の一面とに跨って設けてあり、絶縁基板１６の一面においてプリント配線１７が形成されている部位ではプリント配線１７に密着している。ここにおいて、レンズ部４３の材料は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態１７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８２】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１７と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００８３】
（実施形態２０）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１８と略同じであって、図２０に示すように、封止部１９の前面（図２０における上面）に、前方に凸となるレンズ部４３を設けている点が相違する。レンズ部４３は、封止部１９と絶縁基板１６の一面とに跨って設けてあり、絶縁基板１６の一面においてプリント配線１７が形成されている部位ではプリント配線１７に密着している。ここにおいて、レンズ部４３の材料は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などを用いればよい。なお、実施形態１８と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８４】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１８と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００８５】
（実施形態２１）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１７と略同じであって、図２１に示すように、封止部１９の前面（図２１における上面）側に前面が前方に凸となるレンズ部４３を配設している点が相違する。また、本実施形態では、発光素子２の周辺を波長変換部３で覆う代わりに、レンズ部４３が、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成されている点が相違する。すなわち、本実施形態では、レンズ部４３が波長変換部３を兼ねている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の媒質は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態１７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８６】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１７と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００８７】
（実施形態２２）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１７と略同じであって、図２２に示すように、封止部１９の前面（図２１における上面）側に前面が前方に凸となるレンズ部４３を配設している点が相違する。また、本実施形態では、封止部１９が、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成され、レンズ部４３も、紫外線および可視光に対して透明な媒質（例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂など）中に多数のナノクリスタル蛍光体３１を略均一に分散して構成されている点が相違する。すなわち、本実施形態では、封止部１９およびレンズ部４３が波長変換部３を兼ねている点が相違する。ここにおいて、レンズ部４３の媒質は紫外線および可視光に対して透明であり且つ耐熱性、耐候性の面で実用上問題がなければ特に限定されるものではなく、例えば封止部１９と同じ材料を採用してもよいし、封止部１９とは異なる材料を採用してもよい。なお、実施形態１７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００８８】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１７と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００８９】
（実施形態２３）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態２１と略同じであって、図２３に示すように、実施形態２１にて封止部１９が形成されていた部分を空洞２６として、レンズ部４３が絶縁基板１６の凹所１６ａの開口面を塞ぐように絶縁基板１６に覆着されている点が相違する。ここに、空洞２６は、真空状態とするか、あるいは不活性ガスを封入しておくことが望ましい。なお、実施形態２１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９０】
しかして、本実施形態では、実施形態２１と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、発光素子２の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができ、指向性の優れた配光が得られるという利点がある。
【００９１】
（実施形態２４）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１７と略同じであって、図２４に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線（導電パターン）１７，１７と接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。また、発光素子２の周辺は波長変換部３により覆われている。なお、実施形態１７と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９２】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１７と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。しかも、本実施形態の発光装置１では、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができる。
【００９３】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態１７のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態１７に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【００９４】
（実施形態２５）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１８と略同じであって、図２５に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線１７，１７と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。また、発光素子２の周辺は波長変換部３により覆われている。なお、実施形態１８と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９５】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１８と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができる。
【００９６】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態１８のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態１８に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【００９７】
（実施形態２６）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態１９と略同じであって、図２６に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線１７，１７と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。また、発光素子２の周辺は波長変換部３により覆われている。なお、実施形態１９と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９８】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態１９と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができる。
【００９９】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態１９のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態１９に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【０１００】
（実施形態２７）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態２０と略同じであって、図２７に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線１７，１７と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。なお、実施形態２０と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態２０と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、発光素子２および波長変換部３の前方にレンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができる。
【０１０２】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態２０のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態２０に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【０１０３】
（実施形態２８）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態２１と略同じであって、図２８に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線１７，１７と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。なお、実施形態２１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０４】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態２１と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができる。
【０１０５】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態２１のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態２１に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【０１０６】
（実施形態２９）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態２２と略同じであって、図２９に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線１７，１７と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。なお、実施形態２２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１０７】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態２２と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができる。
【０１０８】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態２２のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態２２に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【０１０９】
（実施形態３０）
本実施形態の発光装置１の基本構成は実施形態２３と略同じであって、図３０に示すように、発光素子２が絶縁基板１６に所謂フリップチップ実装されている点に特徴がある。すなわち、発光素子２は、発光部のｐ形半導体層（図示せず）およびｎ形半導体層（図示せず）それぞれの表面側に導電性材料からなるバンプ２４，２４が設けられており、フェースダウンでバンプ２４，２４を介して絶縁基板１６のプリント配線１７，１７と電気的に接続されている。したがって、本実施形態における発光素子２は、絶縁基板１６に最も近い側に発光部が配設され、発光部にて発光した光は発光部の下地基板（例えば、サファイア基板）を通して前面側へ取り出されることになる。なお、実施形態２３と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【０１１０】
しかして、本実施形態の発光装置１では、実施形態２３と同様、波長変換部３における蛍光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて発光装置１全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができ、また、レンズ部４３を設けたことにより、発光の指向性制御を行うことができる。
【０１１１】
また、本実施形態では、絶縁基板１６に設けられたプリント配線１７，１７と発光素子２とを接続するために実施形態２３のような導電ワイヤ１５，１５を必要としないので、実施形態２３に比べて機械的強度および信頼性を向上させることが可能となる。
【０１１２】
ところで、上記各実施形態の発光装置１は１個の発光素子２しか備えていないが、複数個の発光素子２により１単位のモジュールを構成し、モジュールの少なくとも一部に蛍光物質としてのナノクリスタル蛍光体３１を含む波長変換部３を配設するようにしてもよいことは勿論である。なお、例えば実施形態１〜４で説明したような砲弾形のモールド部１１を備える発光装置１の場合には複数個の発光装置１を同一プリント基板に実装して１単位のモジュールを構成するようにしてもよい。また、例えば実施形態５〜２３で説明したような表面実装型の発光装置１については複数個の発光素子２を同一の絶縁基板１６上に配設して１単位のモジュールを構成するようにしてもよいし、実施形態２４〜３０で説明したようなフリップチップ実装型の発光装置１についても複数個の発光素子２を同一絶縁基板１６上に配設して１単位のモジュールを構成するようにしてもよい。
【０１１３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、発光素子と、発光素子の発光によって励起されて所望の波長の光を放射する多数の蛍光物質を有する波長変換部とを備え、波長変換部における発光物質は平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍのナノクリスタル蛍光体からなるものであり、発光素子から放射される光とナノクリスタル蛍光体から放射される光との合成光を得ることができ、また、蛍光物質としてナノクリスタル蛍光体を用いていることで量子サイズ効果が発現し、発光物質として従来のように粒子径が数μｍのバルク蛍光体を用いた場合に比べて組成を変更することなしに粒子径をナノサイズ化するだけで蛍光物質での発光効率を高めることができるとともに温度消光を低減できるので、従来に比べて装置全体としての発光効率を高めることができるとともに温度上昇に伴う輝度の低下を抑制することができるという効果がある。
【０１１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記蛍光物質は、平均粒子径が１ｎｍ〜１０ｎｍのナノクリスタル蛍光体からなるので、量子サイズ効果が顕著に発現しやすく、発光効率のより一層の向上および温度消光のより一層の低減が図れるという効果がある。
【０１１５】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明において、前記波長変換部は、前記各ナノクリスタル蛍光体それぞれの表面を覆い紫外線および可視光を透光する材料からなる修飾膜を有するので、前記ナノクリスタル蛍光体中の電子とホールとを閉じ込めることができ量子サイズ効果の発現を促進することができ、しかも、前記ナノクリスタル蛍光体の表面の欠陥に基づくサイトをキャップすることができてエネルギ損失が低下し、前記ナノクリスタル蛍光体での発光効率を増大させることが可能となるという効果がある。
【０１１６】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記波長変換部は、前記ナノクリスタル蛍光体と前記修飾膜とで構成される多数の微粒子からなるので、前記ナノクリスタル蛍光体を分散させることなく量子サイズ効果を発現させることが可能であり、前記波長変換部を容易に形成することが可能となるという効果がある。
【０１１７】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３の発明において、前記波長変換部は、紫外線および可視光を透光する媒質中に前記ナノクリスタル蛍光体が分散されているので、前記ナノクリスタル蛍光体での量子サイズ効果による発光効率の向上および温度消光の低減をより起こりやすくすることができるという効果がある。
【０１１８】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記媒質が固体であるので、前記ナノクリスタル蛍光体の分散状態を固定化でき、発光装置をハンドリングしやすく、機械的強度の点での信頼性を高めることができるという効果がある。
【０１１９】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記固体が樹脂であるので、前記媒質となる固体の成形加工が容易になるとともに、軽量化を図ることができるという効果がある。
【０１２０】
請求項８の発明は、請求項６の発明において、前記固体がゾルゲル法によって固化されたガラスであるので、樹脂に比べて耐候性の優れたガラスを用いることにより、前記媒質の変色による着色がなく、長寿命化を図ることができるという効果がある。
【０１２１】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項８の発明において、前記各ナノクリスタル蛍光体それぞれの発光ピーク波長の含まれる波長域が、３８０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜８００ｎｍの３つの波長域から選択されるので、青色光、緑色光、赤色光、あるいはこれらの合成光を得ることが可能であり、白色光を得ることも可能となるという効果がある。
【０１２２】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９の発明において、前記ナノクリスタル蛍光体は、母体結晶中に発光イオンを添加したドープ型半導体微粒子であるので、前記発光素子から放射される光の波長である励起波長に応じて母体結晶および発光イオンを適宜選択することにより、所望の波長の光の放射が可能となるという効果がある。
【０１２３】
請求項１１の発明は、請求項１ないし請求項９の発明において、前記ナノクリスタル蛍光体は、母体結晶のみからなる非ドープ型半導体微粒子であるので、母体結晶のバンドギャップよりも大きなエネルギを持つ波長の光を照射することで、バンドギャップに相当する波長の光を発光させることが可能となるという効果がある。
【０１２４】
請求項１２の発明は、請求項１ないし請求項１１の発明において、前記発光素子の発光ピーク波長が２００ｎｍ〜５００ｎｍであるので、前記発光素子からの発光を前記ナノクリスタル蛍光体によって効率良く可視光に変換することが可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図２】実施形態２を示す概略断面図である。
【図３】実施形態３を示す概略断面図である。
【図４】実施形態４を示す概略断面図である。
【図５】実施形態５を示す概略断面図である。
【図６】実施形態６を示す概略断面図である。
【図７】実施形態７を示す概略断面図である。
【図８】実施形態８を示す概略断面図である。
【図９】実施形態９を示す概略断面図である。
【図１０】実施形態１０を示す概略断面図である。
【図１１】実施形態１１を示す概略断面図である。
【図１２】実施形態１２を示す概略断面図である。
【図１３】実施形態１３を示す概略断面図である。
【図１４】実施形態１４を示す概略断面図である。
【図１５】実施形態１５を示す概略断面図である。
【図１６】実施形態１６を示す概略断面図である。
【図１７】実施形態１７を示す概略断面図である。
【図１８】実施形態１８を示す概略断面図である。
【図１９】実施形態１９を示す概略断面図である。
【図２０】実施形態２０を示す概略断面図である。
【図２１】実施形態２１を示す概略断面図である。
【図２２】実施形態２２を示す概略断面図である。
【図２３】実施形態２３を示す概略断面図である。
【図２４】実施形態２４を示す概略断面図である。
【図２５】実施形態２５を示す概略断面図である。
【図２６】実施形態２６を示す概略断面図である。
【図２７】実施形態２７を示す概略断面図である。
【図２８】実施形態２８を示す概略断面図である。
【図２９】実施形態２９を示す概略断面図である。
【図３０】実施形態３０を示す概略断面図である。
【図３１】各実施形態の基本概念の説明図である。
【図３２】同上の要部の一例を示す概略構成図である。
【図３３】同上の要部の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 発光装置
２ 発光素子
３ 波長変換部
１１ モールド部
Claims (12)
- 発光素子と、発光素子の発光によって励起されて所望の波長の光を放射する多数の蛍光物質を有する波長変換部とを備え、波長変換部における発光物質は平均粒子径が０．１ｎｍ〜１００ｎｍのナノクリスタル蛍光体からなることを特徴とする発光装置。
- 前記蛍光物質は、平均粒子径が１ｎｍ〜１０ｎｍのナノクリスタル蛍光体からなることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
- 前記波長変換部は、前記各ナノクリスタル蛍光体それぞれの表面を覆い紫外線および可視光を透光する材料からなる修飾膜を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の発光装置。
- 前記波長変換部は、前記ナノクリスタル蛍光体と前記修飾膜とで構成される多数の微粒子からなることを特徴とする請求項３記載の発光装置。
- 前記波長変換部は、紫外線および可視光を透光する媒質中に前記ナノクリスタル蛍光体が分散されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発光装置。
- 前記媒質が固体であることを特徴とする請求項５記載の発光装置。
- 前記固体が樹脂であることを特徴とする請求項６記載の発光装置。
- 前記固体がゾルゲル法によって固化されたガラスであることを特徴とする請求項６記載の発光装置。
- 前記各ナノクリスタル蛍光体それぞれの発光ピーク波長の含まれる波長域が、３８０ｎｍ〜５００ｎｍ、５００ｎｍ〜６００ｎｍ、６００ｎｍ〜８００ｎｍの３つの波長域から選択されることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の発光装置。
- 前記ナノクリスタル蛍光体は、母体結晶中に発光イオンを添加したドープ型半導体微粒子であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の発光装置。
- 前記ナノクリスタル蛍光体は、母体結晶のみからなる非ドープ型半導体微粒子であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の発光装置。
- 前記発光素子の発光ピーク波長が２００ｎｍ〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の発光装置。
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