JP2010056398A - 発光デバイス及び発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の発光色を高効率、高光束で発光する発光デバイス及び発光装置を提供する。
【解決手段】光源と、前記光源から放射された光源光を吸収し、前記光源光の波長とは異なる波長の第１光を放射する第１波長変換部と、前記第１波長変換部の中に分散して設けられ、前記第１波長変換部よりも高い吸収率で前記光源光を吸収し、前記光源光の波長とも、前記第２光の波長とも、異なる波長の第２光を放射する第２波長変換部と、を備えたことを特徴とする発光デバイスを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光デバイス及び発光装置に関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの発光素子は、エネルギー効率の高い光源の１つであり、省エネルギーなどの目的で、白熱電球の代替として、照明用、表示素子用に広く使われている。近年では、蛍光管の代替として高光束の白色発光デバイスが注目されている。

ＬＥＤに使われる半導体発光素子は、一般に青色、緑色、赤色などの特定の波長領域で発光するものである。そのため、白色または中間色を発するために、発光素子から発生した光を蛍光体によって波長変換して用いることが行われる。すなわち、青色、緑色、黄色、赤色などの特定の波長領域で発光する蛍光体を複数種用いて、白色または中間色を発光させることが行われる。

この時、異なる波長の光を発光する蛍光体層を隣接させて配置する方法や、蛍光体層の間に光透過性層があり、それらが積層された構造が知られている。しかしながら、このように、複数の層を設ける方法においては、各層間の界面における光の反射や、屈折率の異なる層間での光屈折により、結果的に光束が小さくなる。さらに、これらの方法において、複数の蛍光体を含む層を構成するために、一般に無機粒状蛍光体をエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの透明材料に分散する必要があるが、その際に分散状態の制御が困難であり、製造工程が煩雑になるという問題もあった。

これに対し、蛍光ガラスに、赤色、緑色、青色の各色発光用の蛍光体粒子を混入したものでＬＥＤを被覆する構成が開示されている（特許文献１）。しかしながら、蛍光ガラスと蛍光体粒子との吸収率に対しては配慮されていないので、発光効率の点で改良の余地がある。
特許第３９７８１０２号公報

本発明は、所望の発光色を高効率、高光束で発光する発光デバイス及び発光装置を提供する。

本発明の一態様によれば、光源と、前記光源から放射された光源光を吸収し、前記光源光の波長とは異なる波長の第１光を放射する第１波長変換部と、前記第１波長変換部の中に分散して設けられ、前記第１波長変換部よりも高い吸収率で前記光源光を吸収し、前記光源光の波長とも、前記第２光の波長とも、異なる波長の第２光を放射する第２波長変換部と、を備えたことを特徴とする発光デバイスが提供される。

本発明の別の一態様によれば、上記の発光デバイスと、前記発光デバイスの前記光源に接続され、前記光源に電流を供給する電気回路と、を備えたことを特徴とする発光装置が提供される。

本発明によれば、所望の発光色を高効率、高光束で発光する発光デバイス及び発光装置が提供される。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。
図１に表したように、本発明の第１の実施形態に係る発光デバイス１０においては、パッケージ１１０の中に、光源１３０と、蛍光体とが収容されている。そして、パッケージ１１０においては、光源１３０に通電するための電極部１２０が設けられ、光源１３０と電極部１２０とに接続された配線１４０が設けられている。

蛍光体は、第１蛍光体（第１波長変換部）１５０と第２蛍光体（第２波長変換部）１６０とを含む。第２蛍光体１６０は、第１蛍光体１５０の中に、複数分散して設けられている。すなわち、分散された第２蛍光体１６０の周りには、第１蛍光体１５０が存在する。

そして、光源１３０から放射された光源光１３１に対する第２蛍光体１６０の吸収率は、第１蛍光体１５０よりも高い。

これにより、光源１３０から放射された光源光１３１は、光源光１３１に対する吸収率が低い第１蛍光体１５０の内部を通過し、光源光１３１に対する吸収率が高い第２蛍光体１６０に到達することができる。
これにより、光源光１３１の一部は、第１蛍光体１５０によって波長変換され第１光１５１を放射する。そして、光源光１３１の別の一部は、第２蛍光体１６０に到達し波長変換され第２光１６１を放射する。

この時、光源光１３１のうち、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０に吸収されずに残った光は、再び、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０を通過する。そして、吸収されずに残った光源光１３１は、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０に吸収され、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０はそれぞれ第１光１５１及び第２光１６１を放射する。そして、これが繰り返される。

そして、本実施形態に係る発光デバイスにおいては、第２蛍光体１６０が、第１蛍光体１５０の中に複数分散されて設けられているので、光源光１３１は、第２蛍光体１６０に到達した時に一部が吸収されるが、別の一部はその光路を変えて進行し、すなわち、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の中を散乱しながら進行する。そして、光源光１３１は、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０を複数回通過し、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の物理的を直進するよりも長い光路長で通過する。これにより、光源光１３１は、第１蛍光体１５０と第２蛍光体１６０に効率良く吸収され、効率良く第１光１５１及び第２光１６１を放射することができる。

そして、光源１３０の光源光１３１の特性、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の種類と濃度、密度、厚さなどを適宜設計することによって所望の色を高効率、高光束で得ることができる。
これにより、所望の発光色を高効率、高光束で発光する発光デバイスが提供される。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る発光デバイスの特性を例示するグラフ図である。
図２は、本発明に第１の実施形態に係る発光デバイスに用いられる蛍光体の透過率と波長との関係を表す模式的グラフ図である。
同図において、横軸は波長であり、縦軸は透過率を表している。なお、透過率は、吸収率と逆の関係であり、縦軸は同時に吸収率を表している。

図２に表したように、一般に物質の光透過率は、短波長ほど低く、長波長ほど高くなるように連続的に変化するベースラインに、物質のエネルギー準位間の吸収に対応した特性吸収帯が付加したとみることができる。すなわち、物質の吸収率は、短波長ほど高く、長波長ほど低くなるように連続的に変化するベースラインに、物質のエネルギー準位間の吸収に対応した特性吸収帯が付加したとみることができる。

励起光吸収率の高い蛍光体はすなわち励起光の波長の透過率が低く、発光の波長の透過率も低くなる傾向がある。この光の損失は発光デバイスの光束の低下につながり、また損失した光のエネルギーが熱に変換されて発光デバイスのエネルギー効率の低下につながる。

一般には、この光の損失は励起光の波長帯がより短いものにおいてより顕著であるから、励起光が青色よりも近紫外や紫外光において顕著である。また、蛍光体の可視領域の発光色に関していえば、長波長側の赤色、橙色の発光よりも短波長側の黄色、緑色の発光において顕著であり、さらに短波長側の青色や紫色においてより深刻な問題となる。

一般に光路長が長くなるほど光の吸収率が大きくなるので、２種類以上の蛍光体を組み合わせる場合には、相対的に光の吸収率の小さい蛍光体の中を通る光路長が相対的に長くなるようにすると、光の損失を少なくすることができる。

従って、本実施形態に係る発光デバイス１０のように、光の吸収率の小さい第１蛍光体１５０に光の吸収率の高い第２蛍光体１６０を分散した構造が有効である。

逆に、吸収率の高い蛍光体の層の中に、吸収率の低い蛍光体が分散していた場合には、励起光源から発生した光の大部分が、吸収率の高い蛍光体によって吸収されてしまうので、吸収率の小さい蛍光体を発光させるために必要十分な光が到達せず所望の色を作ることが困難になったり、十分な明るさが得られなかったりする。

これに対し、本実施形態に係る発光デバイス１０のように、光の吸収率の小さい第１蛍光体１５０に光の吸収率の高い第２蛍光体１６０を分散した構造では、光源１３０からの光源光１３１は、光の吸収率の小さい第１蛍光体１５０を通過し、光の吸収率の高い第２蛍光体１６０に到達できる。そして、これにより、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０はそれぞれ第１光１５１及び第２光１６１を放射することができる。

さらに、本実施形態に係る発光デバイス１０では、第２蛍光体１６０が第１蛍光体１５０の中に複数分散されて設けられているので、光源１３０からの光源光１３１は、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の中を散乱されつつ通過し、光路長が長くなりので、さらに効率良く第１光１５１及び第２光１６１を放射することができる。

本実施形態に係る発光デバイスにおいて、光源１３０は、例えばＬＥＤを用いることができる。但し、本発明はこれに限らず、後述するように各種の光源を用いることができる。

また、光源１３０から放射される光源光１３１は、青色光とすることができる。そして、第１蛍光体１５０から放射される第１光１５１は、赤色光とすることができる。また、第２蛍光体１６０から放射される第２光１６１は、黄色光とすることができる。

なお、光源１３０から放射される光の波長が短い時に、図２に関して説明した、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０における吸収率の差の効果がより大きくなるので、本実施形態の効果がより享受できる。このため、光源１３０から放射される光は、紫外光波長とすることができる。

また、本実施形態の発光デバイス１０の発光色は、光源１３０からの光源光１３１、第１蛍光体１５０から放射される第１光１５１、及び、第２蛍光体１６０から放射される第２光１６１の合計となる。この時、光源１３０の光源光１３１の特性、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の種類と濃度、密度、厚さなどを適宜設計することによって所望の色を高効率、高光束で得ることができる。特に、青みから赤みを含めた各種の色あいの白色の発光光を得ることができる。

そして、本実施形態に係る発光デバイス１０においては、異なる波長の光を放射する第１蛍光体１５０と第２蛍光体１６０とを有しているが、それらは、第１蛍光体１５０の中に第２蛍光体１６０が分散されて設けられ、複数の層によって設けられてはいない。このため、各層間の界面における光の反射や、屈折率の異なる層間での光屈折による光束の低下がなく、また、複数の層を形成する際の蛍光体をエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などの蛍光体でないマトリクスに分散する必要もなく、製造工程が煩雑になるということがない。

このように、本実施形態に係る発光デバイス１０によれば、高光束で製造し易い発光デバイスが得られる。そして、第１蛍光体１５０の吸収率が第２蛍光体１６０の吸収率よりも小さいため、光源１３０から放射された光源光１３１が、第１蛍光体１５０内を十分に透過することができて、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の両方を効率的に発光に寄与させることができる。

本実施形態に係る発光デバイス１０に用いられる光源１３０としては、少なくとも蛍光体を励起することが可能な波長の光を発光する光源が使用できる。
光源１３０の発光波長の範囲は、用いる蛍光体において強く励起される波長領域や、発光デバイス１０から発生させる光の色や波長範囲などによって、適切に定めることができる。例えば、光源１３０の発光ピーク波長は、２４０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲とすることができる。

例えば、発光デバイス１０として白色光を得る際に、紫外〜紫色の波長の光を発光する光源１３０と、この光によって励起されて発光色がそれぞれ青色、緑色、赤色となる３種類の蛍光体を混合して用いることができる。
また、例えば、発光デバイス１０として白色光を得る際に、青色の波長の光を発光する光源１３０と、青色の光によって励起されて発光色が黄色となる蛍光体とを組み合わせて用いることもできる。
また、その他種々の組み合わせを用いることができる。

光源１３０に用いることができる、紫外、近紫外、紫色、青紫色、青色などの発光が得られる光源の例としては、当該色の炎を有する燃焼光源、当該色を発光する各種放電管（例えば水銀、アルゴン乃至インジウムハロゲン化物を用いたものなど）、当該色を発光する各種無機ＥＬ（例えば硫化亜鉛を用いたものなど）、当該色を発光する各種有機ＥＬ（例えばフルオレンポリマーを用いたものなど）、光学スリットやレンズまたはカラーフィルターなどによって他の光源から当該色の波長領域を抽出したもの、当該色を発光する半導体発光素子などが挙げられる。

この中でも高いエネルギー効率を考えると、光源１３０には半導体発光素子を用いることが好ましい。
半導体発光素子の中でも高いエネルギー効率を有するものとして、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、特にＡｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｎを発光層として用いた、紫外、近紫外、紫色、青紫色乃至青色の発光を有するＬＥＤ素子またはレーザー発光素子が、光源１３０として用いることが好ましい。そのような素子の具体例は、特許第３１８２３４６号、特許第３３００６５７号などに記載されている。

一方、本実施形態に係る発光デバイス１０に用いられる第２蛍光体１６０は、光源１３０から照射された光源光１３１によって励起される蛍光体であり、発光波長や物性に関して特に制限はない。但し、第２蛍光体１６０は、後述する第１蛍光体１５０に分散されるので、第１蛍光体１５０と接触した際の安定性などに配慮して選択される。

第２蛍光体１６０には、紫外、近紫外、紫色、青紫色乃至青色の発光を有する光源１３０の光源光１３１を変換して白色発光や可視光発光デバイスを製造する際に、例えば以下に示す蛍光体を用いることができる。

（１）Ｃｅ、Ｄｙ、Ｇｄ、Ｅｕ、Ｌａ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ａｌ、Ｂａ、Ｂｉ、Ｃａ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｈｇ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｒ、Ｔｌ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｍｎ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、などの金属が含有された、金属錯体、酸化物、縮合酸化物、窒化物、酸窒化物、硫化物、酸硫化物、ハロゲン化物、リン化物、セレン化物、オキソ酸塩（アルミン酸塩、ケイ酸塩、バナジン酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩及びそれらの一部をハロゲンに置換したもの、それらの複合塩など）またはそれらの複合体、
（２）炭化水素基を有する、ペリレン系、アントラキノン系、レーキ系、アゾ系、キナクリドン系、アントラセン系、イソインドリン系、イソインドリノン系、フタロシアニン系、トリフェニルメタン系、インダンスロン系、インドフェノール系、シアニン系、ジオキサジン系、ピリジン−フタルイミド縮合誘導体系、ベンゾオキサゾール系、ベンゾオキサジノン系、キナゾリノン系、クマリン系、キノフタロン系、ナフタル酸イミド系、スチリル系、クマリン系、ピラゾリン系、トリアゾール系などの有機蛍光顔料色素または有機染料色素、乃至それらの複合体。

具体的な例を下にいくつか挙げる。ここでカンマ「，」で区切ったものは、それらの元素のうち少なくとも１つ以上含んでいれば良く、どの元素を含むかにより、また２つ以上含む場合はその組成比率により、発光波長、吸収率、量子効率が調整可能である。また、粒子状蛍光体は、その粒径にもより、表面形状にもより、結晶性物質の場合は、その欠陥の度合いにもよって、発光波長や吸収率や量子効率が調整可能である。

（Ｂａ，Ｅｕ，Ｓｒ）（Ｍｇ，Ｍｎ）Ａｌ_１０Ｏ_１７
（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃ_ｌ２：Ｅｕ
（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）ＳｉＯ_４：Ｅｕ
（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ
（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ
（Ｃａ，Ｓｒ）（Ａｌ，Ｇａ）_２Ｓ_４：Ｅｕ，Ｔｂ
（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ，Ｅｕ，Ｔｂ
（Ｙ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｅｕ）_２（Ｏ，Ｓ）_３：Ｅｕ，Ｔｂ
（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｃｅ，Ｅｕ
（Ｚｎ，Ｍｎ）_２ＳｉＯ_４：Ｍｎ
（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｃｄ）（Ｏ，Ｓ，Ｓｅ）
（Ｚｎ，Ｃｄ）Ｓ：Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ
（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）（Ｎ，Ｐ，Ａｓ）
ＢａＡｌ１_２Ｏ_１９：Ｍｎ
ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ
ＬａＰＯ_４：Ｃｅ，Ｔｂ
ＳｉＡｌ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ
Ｙ_２ＳｉＯ_５：Ｔｂ
ＹＶＯ_４：Ｅｕ
また、光反射率、励起光吸収率、発光の色ムラ、光束のムラ、放熱性などを改善する目的で、これらの蛍光体に、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ、ＺｒＯ_２、ＡｌＮ、などのセラミックスやその複合体（例えばＡｌ_ａＳｉ_ｂＮ_ｃＯ_ｄ、Ｉｎ_ｘＳｎ_ｙＯ_ｚなどの組成式で表されるもの）が混合されたものも用いることができる。

一方、本実施形態に係る発光デバイス１０に用いられる第１蛍光体１５０は、第２蛍光体１６０を分散して保持するので、その観点から第１蛍光体１５０の構造や物性が適正化される。

まず、第１蛍光体１５０に第２蛍光体１６０を内包させる方法の具体例を説明する。
第２蛍光体１６０を第１蛍光体１５０に内包させる手段として、例えば、液状の第１蛍光体１５０に第２蛍光体１６０を添加する方法がある。この時、第１蛍光体１５０には、例えば、液状の有機蛍光色素を用いることができる。

別の手段として、常温で固体である第１蛍光体１５０を加熱して液化し、第２蛍光体１６０を添加した後、冷却する方法がある。この場合、第１蛍光体１５０の融点は、第１蛍光体１５０が分解する温度よりも低いことが望ましい。第１蛍光体１５０には、好ましくは、２００℃以下で分解せずに液状となる蛍光体を用いることができる。例えば、第１蛍光体１５０には、融点が分解温度よりも低い、有機蛍光色素や金属錯体を用いることができる。有機蛍光色素や有機基を有する金属錯体などの、炭化水素基を有する蛍光体は、低融点でアモルファス性が高いものが多く、第１蛍光体１５０として好ましい。

上記金属錯体の中でも、希土類金属にβ−ジケトナート配位子とホスフィンオキシド配位子が結合した錯体は、低融点またはアモルファス状であり耐熱性もあるので、特に好ましい。

希土類金属としては、波長と量子効率とを勘案すると、赤色蛍光体ではＥｕが、緑色蛍光体ではＴｂが、青色蛍光体ではＴｍが特に好ましい。

化学式１のβ−ジケトナートの一般式において、Ｒｘ及びＲｙとして、ｔ−ブチル基、２−メチル−２−ペンチル基、２−フェニル−２−プロピル基、アダマンチル基などの３級炭素基、フェニル基、ナフチル基、シクロペンタジエニル基、ピリジル基、ピロリル基、チエニル基などの芳香環基、トリフルオロメチル基、ヘプタフルオロプロピル基などのフッ化アルキル基が、耐熱性と量子効率とを勘案すると、第１蛍光体１５０に用いられる材料として好ましい。

上記の金属錯体において、ホスフィンオキシド配位子としては、一般式Ｒ_１Ｒ_２Ｒ_３ＰＯで表される鎖状ホスフィンオキシド（ここでＲ_１、Ｒ_２、及び、Ｒ_３は、炭素数が１から２０程度のアルキル基もしくはアリール基である。）、３−メチル−１−フェニル−２−ホスホレンオキシドなどの環状ホスフィンオキシド、シリコーン樹脂に結合したホスフィンオキシド、特許第３８１１１４２号に述べられているような、分子中に複数のＰＯ単位を有する鎖状ホスフィンオキシド、または特開２００７−１８８０号に述べられているような、分子中に複数のＰＯ単位を有する環状ホスフィンオキシドなどが、透明性と量子効率を勘案すると、第１蛍光体１５０に用いられる材料として好ましい。

第２蛍光体１６０を第１蛍光体１５０に内包させる別の手段として、第１蛍光体１５０が蛍光ガラスであり、当該蛍光ガラスの原料溶液に第２蛍光体１６０を添加した後、ガラス化する方法が考えられる。

具体的な方法の一例としては、発光中心となる金属イオンと第２蛍光体１６０とをガラス材料の溶液に添加し、加熱もしくは酸、アルカリを用いて加水分解反応、縮合反応などを進行させ、好ましくはその後アニール処理することによって蛍光ガラスを得ることができる。

ここで発光中心となる金属イオンの例として、Ａｇ^＋、Ａｌ^３＋、Ｃｅ^４＋、Ｃｒ^３＋、Ｃｕ^＋、Ｅｕ^２＋、Ｅｕ^３＋、Ｉｎ^３＋、Ｉｒ^３＋、Ｉｒ^４＋、Ｍｎ^４＋、Ｓｎ^４＋、Ｔｂ^３＋などが挙げられる。
これらのイオンは、例えば酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、アルコキシド、アミド、金属錯体などとして、または、例えば塩酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、炭酸、リン酸、ホウ酸、ケイ酸などの無機酸の塩、蟻酸、酢酸、乳酸、クエン酸、フタル酸などの有機酸の塩として提供できる。

また、ガラス材料母体の例として、一般式Ａｌ（ＯＲ）_３、Ｂ（ＯＲ）_３、Ｓｉ（ＯＲ）_４、Ｔｉ（ＯＲ）_４などで表される（ここでＲは、炭素数が１から２０程度のアルキル基である。）化合物が、単独、混合状態もしくはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅなどの元素のイオンと共に、水、アルコール、パラフィンなどの溶媒中に溶解したものが挙げられる。上記元素のイオンは、例えば酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、アルコキシド、アミド、金属錯体などとして、または、例えば塩酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、炭酸、リン酸、ホウ酸、ケイ酸などの無機酸の塩、蟻酸、酢酸、乳酸、クエン酸、フタル酸などの有機酸の塩として提供できる。
この溶液に、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２などの不溶成分が混合していてもかまわない。溶液の安定化やガラス化反応の促進などを目的として、上記ガラス材料の溶液に塩酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、炭酸、リン酸、ホウ酸、ケイ酸などの無機酸及びその塩、蟻酸、酢酸、乳酸、クエン酸、フタル酸などの有機酸及びその塩、金属水酸化物、アンモニア、アミン類、アミド類、エーテル類、ケトン類、ホスフィン類、ホスフィンオキシド類、スルホキシド類などの塩基を加えても良い。

第２蛍光体１６０を第１蛍光体１５０に内包させるさらに別の手段として、第１蛍光体１５０が、内部に空隙を有した固体であり、そこに第２蛍光体１６０を注入する方法が挙げられる。

この時、注入の手段として例えば、第２蛍光体１６０がガス状であり、第１蛍光体１５０に接触し付着させる方法が挙げられる。また、注入の手段として、第２蛍光体１６０が液状であり、そこに第１蛍光体１５０を浸漬させる方法が挙げられる。また、注入の手段として、第２蛍光体１６０が液状であり、シリンジなどを用いて第１蛍光体１５０に注入するかノズルなどを用いて噴霧して付着させる方法が挙げられる。また、注入の手段として、第２蛍光体１６０が固体であり、水、アルコール、パラフィンなどの液体中に分散したものを、第１蛍光体１５０を浸漬し／シリンジなどを用いて第１蛍光体１５０に注入し／第１蛍光体１５０に噴霧した後、液体を蒸発させる方法が挙げられる。また、注入の手段として第２蛍光体１６０が固体であり、第１蛍光体１５０と混合した後、高圧プレスする方法が挙げられる。また、注入の手段として、第２蛍光体１６０に電荷もしくは磁化を与え、電場、磁場などを作用させて第１蛍光体１５０中に移動させる方法が挙げられる。但し、本発明はこれらに限定されず、空隙を有した固体中に別の物体を入れるための各種の方法を用いることができる。

本実施形態に係る発光デバイス１０において、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０以外に、それらとは別の第３蛍光体を設けることができる。本実施形態に係る発光デバイス１０により、白色ＬＥＤその他のデバイスを作成する上で、所望の色、色温度、演色性などを得るためには、２種類の蛍光体では不十分な場合がある。例えば、紫外励起光源に対してＲ、Ｇ、Ｂの光の三原色に対応した蛍光体を混合して白色を作ろうとした場合には、少なくとも３種類の蛍光体が必要である。この時、本実施形態に係る発光デバイス１０において、第１蛍光体１５０と第２蛍光体１６０について規定しているが、３種類以上の蛍光体を用いても良い。

例えば、第２蛍光体１６０の役割を複数の蛍光体の混合物で担うことができる。また、第１蛍光体１５０の役割を複数の蛍光体の混合物で担うこともできる。これらの役割とは異なる、例えば色の調整、色バランスの調整などの補助的な目的で１種類以上の蛍光体を使用することも考えられる。第３蛍光体に用いることができる材料の具体的な例としては、上記で説明した第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０として記述したものが挙げられる。

なお、本実施形態に係る発光デバイス１０において、第３蛍光体に対して特に制限を設けるものではないが、第３蛍光体は、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０に比べて少量を使用することが好ましく、これにより、本発明による効果を享受し易くなる。

本実施形態に係る発光デバイス１０において、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の少なくともいずれかは、添加剤を含んでも良い。

例えば、第１蛍光体１５０が単独で層を形成することが、他の成分と混合した層を作る場合に比べ簡便なプロセスであり、反射や散乱による光のロスも少ないことから好ましいが、単独ではひび割れなどが生じる場合、表面形状が再現性良く形成できない場合、ガラス転移点、光透過性、透湿性、伸縮性といった物性の要求を満たせない場合などにおいて、蛍光体に添加剤を加えたり、蛍光体を媒体に分散したりしてマトリクスを形成させることも可能である。

上記の添加剤の例としては、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、硫酸ストロンチウム、リン酸ナトリウムなどの金属塩やアンモニウム塩、上に述べたガラス材料溶液の原料、各種界面活性剤が挙げられる。界面活性剤は具体的には有機脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩、ベンジルトリアルキルアンモニウム塩、トリアルキルアミンオキシド、ベタイン、ポリエーテル、ポリグルコシド、脂肪酸ジエタノールアミド、アルキルモノグリセリルエーテルなどが挙げられる。

上記の媒体の例としては、無機系の材料としては例えば前に述べたガラス材料溶液の原料が挙げられる。

有機系材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などが挙げられる。吸収による光のロスが少ない方が良いから着色の少ない樹脂が好ましく、具体的には、例えば、ポリメタクリル酸メチルなどのメタクリル樹脂、ポリアクリル酸ブチルなどのアクリル樹脂、ポリスチレンなどのスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタラートなどのポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、ポリオキシエチレンなどのポリエーテル樹脂、６，６−ナイロンなどのポリアミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂など及びこれらの混合物もしくは共重合体が挙げられる。この中でも、耐熱性と、紫外から青色領域の光源に対する耐光性とを勘案すると、ガラス材料、シリコーン樹脂などを含む媒体が好ましい。

上記の添加物と蛍光体との混合、また、媒体への蛍光体の分散に関しては、各種の方法を用いることができる。例えばミキサー、高速ディスパー、ホモジナイザー、３本ロールなどを用いることができる。

上記の媒体をマトリクス化する方法は、用いる媒体によって適切な方法を用いれば良い。例えば、ガラス材料では加熱加水分解など、熱硬化型樹脂では加熱、光硬化型樹脂では光照射、湿気硬化型では加湿などが用いることができる。また、必要に応じて反応促進剤、反応制御剤、触媒などを用いることができる。

また、本実施形態に係る発光デバイス１０は、各種の添加物を含むことができる。例えば、第１蛍光体１５０を含む層の密着性を改善する目的や、光を広範囲に散乱する目的で、シランカップリング剤、光拡散材、フィラーなどの添加物を含むことができる。

さらに、本実施形態に係る発光デバイス１０の長期信頼性を確保するために、本実施形態に係る発光デバイス１０は、酸化防止剤、加工安定化剤、酸化安定化剤、熱安定化剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤、などの添加物を含むことができる。

なお、これらの添加物は、発光層の内外を問わず用いることができるが、蛍光体の効率低下を防ぐために、蛍光体との接触が少ない方が好ましい。また光の吸収によるロスを防ぐために、紫外線吸収剤は、光源１３０と蛍光体との間には存在しないことが好ましく、全ての添加剤は、蛍光体から発光した光の吸収が少ないことが好ましい。

本実施形態に係る発光デバイス１０において、光源１３０が配置されたパッケージ１１０への第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の設置方法は任意である。これらの蛍光体を単独で設置する場合でも、蛍光体を含むマトリクスを設置する場合でも、滴下、塗布、キャスト法、バインダーを用いた接着など、各種の設置方法を適宜選択して用いることができる。これらの蛍光体における濃度や成分を不均一にするために数回に分割して設置しても良い。また、均一化や軟化、硬化のために加熱、冷却を行っても良い。

図３は、本発明の第１の実施形態に係る別の発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。
図３に表したように、本発明の第１の実施形態に係る別の発光デバイス１０ａにおいては、光源１３０と、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０と、の間に、光透過性層１３５が設けられている。

光透過性層１３５としては、例えば特開２００７−２７３５６２号に記載されているものを用いることができる。光透過性層１３５には、蛍光体を含まない材料を用いることができる。

この光透過性層１３５により、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０が光源１３０に直接接触しないために、光源１３０から発生する熱や光による第１及び第２蛍光体１５０、１６０の劣化が抑制されるなどの効果がある。

また、光透過性層１３５をレンズ形状にしたり、表面に微細な凹凸構造を設けたりすることにより光源１３０からの光の取り出し効率を増加する効果がある。光透過性層１３５は、光源１３０からの光を殆ど吸収しないことが好ましく、光源１３０からの光によって劣化しないことが好ましい。具体的には、光透過性層１３５には、光透過性を有するガラス材料やシリコーン樹脂を用いることができる。

なお、本実施形態に係る上記の発光デバイス１０、１０ａにおいて、用いられるパッケージ１１０の形状は任意である。例えば、パッケージ１１０が箱型の形状を有し、その中に蛍光体（第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０）を収容しても良く、また、パッケージ１１０が平板状の形状を有し、その上に蛍光体（第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０）を固着させても良い。

また、パッケージ１１０に光源１３０を設置する構成及びその方法は任意である。接着剤を用いた接着、固定治具を用いた固定、その他各種の方法を用いることができる。また光源１３０をパッケージ１１０と一体成型しても良い。

また、本実施形態に係る発光デバイス１０において、光源１３０は、発光デバイス１０の外部に設けられた電気回路に接続され、発光のオン・オフや、発光量が調整されることができる。

図１に例示した発光デバイス１０においては、光源１３０が、その上面と下面に電極を有しており、光源１３０の下面の電極が、導電性の接着層を介して、パッケージ１１０の電極部１２０に接着されている。一方、光源１３０の上面の電極は、パッケージ１１０の一端に設けられた別の電極部１２０と、ワイヤなどの配線１４０によって電気的に接続される。

図４は、本発明の第１の実施形態に係る別の発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。
図４に表したように、本実施形態に係る別の発光デバイス１０ｂにおいては、光源１３０として、上面に２つの主電極を有する半導体発光素子１３０ａが用いられている。これ以外は、発光デバイス１０と同様なので説明を省略する。

このように、光源１３０として、上面に２つの主電極を有する半導体発光素子１３０ａを用いた場合、光源１３０は、光源１３０の下面に設けられた、図示しない絶縁性の接着層を介してパッケージ１１０に接着されることができる。上面の２つの電極のそれぞれは、パッケージ１１０の電極部１２０と、ワイヤなどの配線１４０によって電気的に接続される。
このように、光源１３０は、各種の方法によって、電気回路に接続され、所望の動作を行うことができる。

（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施形態に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。
図５に表したように、本発明の第２の実施形態に係る発光デバイス１２においては、第２蛍光体（第２波長変換部）１６０の第１蛍光体（第１波長変換部）１５０における濃度は、光源１３０に近い側よりも遠い側で高い。これ以外は、第１の実施形態に係る発光デバイス１０と同様とすることができるので説明を省略する。

すなわち、第２蛍光体１６０は、第１蛍光体１５０の内部において、光源１３０から遠い位置に配置されている。吸収率の高い第２蛍光体１６０が光源１３０の近傍に高い濃度であると、光源１３０からの光が、第１蛍光体１５０に十分に到達せず、発光の効率が低下するが、本実施形態に係る発光デバイス１２のように、光源１３０から遠い側で第２蛍光体１６０の第１蛍光体１５０における濃度を高くすることによって、光源１３０からの光は、充分に第１蛍光体１５０に照射することができ、発光の効率が高まる。

このように、本実施形態に係る発光デバイス１２によれば、所望の発光色をさらに高効率、高光束で発光する発光デバイスが提供できる。

このように、第１蛍光体１５０中で、第２蛍光体１６０の濃度に分布を持たせるために、以下のような、第１蛍光体１５０と第２蛍光体１６０の配置方法を用いることができる。

例えば、第２蛍光体１６０を第１蛍光体１５０に分散させて内包させる工程において、第２蛍光体１６０の濃度の異なる複数のものを作製しておき、これを、光源１３０の近く近くから遠くに行くに従って第２蛍光体１６０の濃度が低いものから高いものへとなるように順次配置する方法を用いることができる。この配置方法には、前に述べた蛍光体の設置方法を適当に用いれば良い。この方法により第２蛍光体１６０及び第１蛍光体１５０の濃度と量を正確に制御することが容易であり、濃度を数段階に分けて変化させる場合には好ましい方法である。

このような方法で製造した場合には、順次配置された蛍光体層間に界面ができ、界面での光の反射が生じて発光のロスにつながる場合がある。このような場合において、第１蛍光体１５０として熱可塑性の物質を用い、蛍光体層を配置した後に、蛍光体層の全体または一部を加熱して界面が存在しないように成型し、発光デバイスの光束を向上させることができる。例えば、前述した希土類金属を含む錯体などにおいてこの性質を利用することができる。

また、第１蛍光体１５０中で、第２蛍光体１６０の濃度に分布を持たせるための別の方法として、例えば、第２蛍光体１６０を第１蛍光体１５０に分散させ内包させる工程において、第１蛍光体１５０の内部で第２蛍光体１６０の濃度が変化するように作製しておいたものを、光源１３０が配置されたパッケージ１１０内に設置する方法を用いることができる。

この時の濃度を変化させる手段としては、添加、注入、浸漬、噴霧などの第１蛍光体１５０の中に第２蛍光体１６０を内包させる方法において、第１蛍光体１５０の場所毎に、第２蛍光体１６０の濃度が変化するようにする。

具体的な一例として、例えばゲル状の第１蛍光体１５０に対して注入器に入れた固形状の第２蛍光体１６０を圧力にて押し出し注入する場合には、押し出し圧、注入時間、注入速度を第１蛍光体１５０の場所によって段階的あるいは連続的に変化させながら注入を行うことにより、注入する第２蛍光体１６０の濃度を段階的あるいは連続的に変化させることができる。

また、浸漬の場合には浸漬深さや時間など、噴霧の場合には噴霧濃度や時間など、電場や磁場を用いる場合にはその強さなど、内包させる方法に応じて適宜必要なパラメーターを用いて濃度を変化させれば良い。

このような方法を用いることで、濃度変化を連続的にしたい場合や濃度変化の段階が多い場合においても、工程を大きく増やすことなく製造できるので好ましい。

さらに、光源１３０が既に配置されたパッケージ１１０に上で、上記の分散させ内包させる工程を行うこともできる。例えば、光源１３０が配置されたパッケージ１１０内に、第１蛍光体１５０を予め収容し、そこに第２蛍光体１６０を添加、注入、浸漬、噴霧などの方法により、分散させ内包させることができる。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。
すなわち、同図は、本実施形態に係る２種類の発光デバイス１２ａ、１２ｂを例示しており、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の部分を抜き出して例示している。

図６（ａ）に表したように、本実施形態に係る発光デバイス１２ａにおいては、第１蛍光体１５０の、光源１３０から遠い側において、第２蛍光体１６０の濃度が高くなるように、第２蛍光体１６０が配置され、この時、第２蛍光体１６０の多くは第１蛍光体１５０の表面から露出していない。

一方、図６（ｂ）に表したように、本実施形態に係る発光デバイス１２ｂにおいても、第１蛍光体１５０の、光源１３０から遠い側において、第２蛍光体１６０の濃度が高い。そして、第２蛍光体１６０の多くが第１蛍光体１５０の表面から露出している。

発光デバイス１２ａのように、第２蛍光体１６０の多くが第１蛍光体１５０の表面から露出していない場合、光源光１３１の一部は、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０によって吸収されるが、吸収されない光も残る。この残った光は、第２蛍光体１６０が第１蛍光体１５０中に分散されているので、散乱され、光路が実質的に長くなり、効果的に、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０に効率的に吸収される。

これに対し、図６（ｂ）に表した発光デバイス１２ｂのように、第２蛍光体１６０の多くが第１蛍光体１５０の表面から露出している場合、光源光１３１のうちの、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０によって吸収されなかった光が、第２蛍光体１６０によって散乱され、その一部は再び第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の層の方向に進行し、第１蛍光体１５０と第２蛍光体１６０に吸収されるが、殆どの光が散乱された後に、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０へ向かう方向とは逆の方向に進行し、散乱の効果を生かすことができない場合がある。

従って、図６（ａ）に例示した発光デバイス１２ａのように、第２蛍光体１６０の光源から遠い側に、第１蛍光体１５０の一部が配置され、散乱の効果をより高効率で活用することが好ましい。

但し、本発明はこれに限らない。すなわち、光源１３０、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の特性や濃度などによっては、図６（ｂ）に例示した発光デバイス１２ｂのように、第２蛍光体１６０の光源から遠い側の殆どに、第１蛍光体１５０が配置されず、第２蛍光体１６０の多くが第１蛍光体１５０から露出していても良い。

なお、本実施形態に係る発光デバイス１２においても、光源１３０として、図４に例示したような上面に２つの主電極を有する半導体発光素子１３０ａを用いることもできる。

（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施形態に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。
図７に表したように、本発明の第３の実施形態に係る発光デバイス１３は、第１蛍光体１５０の光源１３０とは反対の側に設けられ、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の少なくともいずれかを防湿する防湿カバー２６０をさらに備えている。

すなわち、本具体例の発光デバイス１３は、第１の実施形態で説明した発光デバイス１０において、防湿カバー２６０をさらに設けたものである。これ以外は、第１の実施形態で説明した発光デバイス１０と同様とすることができるので説明を省略する。なお、防湿カバー２６０は、上記の他、第１の実施形態に係る発光デバイス１０ａ、及び、第２の実施形態で説明した発光デバイス１２、１２ａ、１２ｂにおいて設けることができる。

このように、防湿カバー２６０を設けることにより、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の少なくともいずれかを防湿し、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の少なくともいずれかが劣化することを防止し、発光デバイスの信頼性が向上する。また、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の少なくともいずれかに用いられる材料の選択範囲が広がり、発光デバイスの発光特性や電気的特性を向上させることができる。

このように、本実施形態に係る発光デバイス１３によれば、所望の発光色を高効率、高光束で発光し、高信頼性で、発光特性や電気的特性の高い発光デバイスが提供できる。

特に、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の少なくともいずれかとして、炭化水素基を有する蛍光体を用いた場合には、一般的に酸化物系蛍光体と比較して湿気による劣化がより懸念される。そこで、蛍光体が外の湿気の影響を受けないよう、防湿性の防湿カバー２６０を設け、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の少なくともいずれかが外の湿気の影響を受けないようにすることが効果的となる。

防湿カバー２６０は、蛍光体（第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の少なくともいずれか）を保護するため、蛍光体（第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の少なくともいずれか）からの発光の光路上に存在する。そのため、防湿カバー２６０は、実質的に透明な（透光性の）材料を用いることができる。

防湿カバー２６０は、発光デバイスの発光色の全て波長にわたって吸収しないことが好ましいが、実用上は、防湿カバー２６０が吸収する波長とその度合いから逆算して蛍光体（第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０）からの発光色を制御して、防湿カバー２６０を透過した光の色が所望の色となるように設計することができる。

防湿カバー２６０としては、上記のように、透明度と防湿性を備えた材料を用いることができ、例えば、無機系材料としては、石英ガラス、その他の透明または半透明のガラス、Ａｌ、Ｓｉ、Ｏなどを含む透明な鉱物、ＳｎＯ_２及びＴｉＯ_２の少なくともいずれかを含む透明な膜が挙げられる。

また、防湿カバー２６０に用いることができる有機系材料としては、ポリメタクリル酸メチルなどのメタクリル樹脂、ポリアクリル酸ブチルなどのアクリル樹脂、ポリスチレンなどのスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタラートなどのポリエステル樹脂、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニルなどのビニル系樹脂、エポキシ樹脂、セルロース系樹脂、ポリオキシエチレンなどのポリエーテル樹脂、６，６−ナイロンなどのポリアミド樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂など及びこれらの混合物または共重合体が挙げられる。

図７に例示したように、防湿カバー２６０は、第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）の光源１３０とは反対の側に、第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）に接して設けることができる。

図８は、本発明の第３の実施形態に係る別の発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。
図８（ａ）に表したように、本実施形態に係る発光デバイス１３ａにおいては、防湿カバー２６０は、第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）の光源１３０とは反対の側に、第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）と離間して設けられている。この場合の防湿カバー２６０は、凸状の曲面形状を有しており、凸状の曲面形状の内側の凹部によって第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）が覆われるように構成されている。この場合の防湿カバー２６０は、パッケージ１１０の上の面に接して設けられている。

なお、発光デバイス１３ａにおいて、防湿カバー２６０の凸状の曲面形状の内側に、第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）が直接接するように構成しても良い。

このように、防湿カバー２６０は、第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）に接して設けても良く、また、第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）と離間して設けても良い。

さらに、図８（ｂ）に表したように、本実施形態に係る発光デバイス１３ｂにおいては、防湿カバー２６０は、パッケージ１１０の周囲を取り囲むように設けられている。すなわち、防湿性の下部防湿体２６０ａと、その上に設けられた防湿カバー２６０によって、光源１３０、１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０が設けられたパッケージ１１０が取り囲まれている。

なお、この場合も、防湿カバー２６０は、第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）の光源１３０とは反対の側に、第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）と離間して、または接して設けることができる。

さらに、防湿カバー２６０は、発光デバイスに付随して設けられる電気回路の少なくとも一部を取り囲むように設けることもできる。すなわち、本発明の実施形態に係る発光デバイスを用いた後述する発光装置の、第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）の光源１３０とは反対の側に、設けることができる。この時、防湿カバー２６０は、発光装置を構成する電気回路などの少なくとも一部を取り囲むように設けることができる。

防湿カバー２６０の設置方法は任意である。
例えば、防湿カバー２６０を蛍光体（第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の少なくともいずれか）接触して設置する場合には、第２蛍光体１６０分散された第１蛍光体１５０からなる層の上に、防湿カバー２６０となる前記材料を、噴霧、塗布、圧着、などによって設置することができる。

この時、必要に応じて、前記材料を溶剤に溶解して、または分散剤に分散して用いても良く、バインダー成分を添加して用いても良い。なお、用いる溶剤、分散剤、乃至バインダー成分は作業時間内に第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０のいずれか）が溶解せず、第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）の発光特性を損なう成分を含まないことが望ましい。特に、第１蛍光体１５０として、炭化水素を有する蛍光体を用いた場合は、汎用の有機溶剤はこのような蛍光体を溶解する可能性があるので、水系あるいはフッ素系の溶剤乃至分散剤を用いることが好ましい。

また、一般的に蛍光体の発光特性を損なう成分としては、含硫黄化合物、過酸化物などが考えられるので、これらを含む溶剤、分散剤、乃至バインダー成分を用いることは好ましくない。

防湿カバー２６０となる材料に用いられるバインダー成分は、透明性が高く蛍光体層との接着性が高いことが好ましく、例えばアクリル系やシリコーン系の各種の粘着剤を用いることができる。

一方、防湿カバー２６０を、第１蛍光体１５０（及び第２蛍光体１６０）から離して設置する場合には、例えば、別途成型した透明な板状、レンズ状など形状を有する防湿カバー２６０を、発光デバイスの適切な位置に取り付ける。この際の取り付け方法は、圧着、貼付、ネジ止め、差込型などが挙げられる。また、防湿カバー２６０は、発光デバイスのパッケージ１１０、並びに、発光デバイスに付随して設けられる各種の基板及び各種の部材と一体成型されても良い。すなわち、上記の防湿カバーは、本実施形態に係る発光デバイスを用いた後述する発光装置の適切な位置に取り付けることができる。

光源１３０から出射された、紫外線や短波長などの光源光１３１の強度が十分弱くなるほど、防湿カバー２６０を光源１３０から離して設置した場合には、防湿カバー２６０には、これらの光源光１３１に対する耐光性は必要でなくなるので、防湿カバー２６０には、メタクリル樹脂、スチレン樹脂などの安価で汎用の透明樹脂を用いることもできる。

以下、本発明の実施形態に係る発光デバイスの実施例について、比較例と共に説明する。
白色光を発光する発光デバイスの例として、実施例１〜実施例８に係る発光デバイスは、青色発光素子と、蛍光体と、の組み合わせによる白色発光デバイスである。また、実施例９〜実施例１２に係る発光デバイスは、近紫外〜青紫色の発光素子と、蛍光体と、の組み合わせによる白色発光デバイスである。

なお、白色として、例えば日本工業規格ＪＩＳ Ｚ９１１２に定められた照明用ランプの規格として昼光色（Ｄａｙ Ｌｉｇｈｔ）、昼白色（Ｎａｔｕｒａｌ Ｌｉｇｈｔ）、白色（Ｗｈｉｔｅ）、温白色（Ｗａｒｍ Ｗｈｉｔｅ）、電球色（Ｌａｍｐ）の５種類があり、それぞれに対応した色温度の範囲が定められている。以下の実施例においては、比較の便宜上、色温度５０００Ｋの昼白色と色温度３０００Ｋの電球色に関しての例を示すが、本発明はこれに限定されず、光源１３０の特性、並びに、蛍光体（第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０の少なくともいずれか）の種類及び蛍光体の配合比など、を適宜選択することによって他の色においても高光束の発光デバイスを得ることができる。

（実施例１）
本発明の第１の実施例に係る発光デバイス５１においては、光源１３０として、青色光を発する発光素子、より詳しくは、ピーク波長が４５０ｎｍで、４１０〜５００ｎｍ付近の光を発光するＧａＮ系半導体発光素子が用いられる。また、第２蛍光体１６０としては、黄色発光の粒状蛍光体（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）_２ＳｉＯ_４：Ｅｕが用いられ、第１蛍光体１５０としては、化学式２で表される赤色発光のＥｕ（ＩＩＩ）錯体が用いられる。

第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０となる上記の材料を、材料の厚さが０．２ｍｍとなるように石英板の間に挟んで固定し、紫外可視分光計を用いて吸収率を測定すると、４５０ｎｍの波長の吸収率は、第２蛍光体１６０となる材料では９５％、第１蛍光体１５０となる材料では４０％である。

次に、第２蛍光体１６０となる材料を１重量部と、第１蛍光体１５０となる材料を１０重量部と、が乳鉢中で均一に混合される。この混合物を加熱し、第１蛍光体１５０となる材料を溶融後、冷却することによって、透明な第１蛍光体１５０の塊に、粒状の第２蛍光体１６０が分散され内包された蛍光物質Ａが作製される。

そして、この蛍光物質Ａを、図１に例示した、光源１３０が設けられたパッケージ１１０内に収容し、本実施例に係る発光デバイス５１が作製される。

この発光デバイス５１の光源１３０の正極及び負極に、それぞれ直流電源に接続したリード線を接触させて所定の電流値にて通電して発光デバイス５１を発光させ、発光デバイス５１から出た光の色と光束を測定すると、電球色であり、色温度約３０００Ｋにおいて光束は２．８ｌｍである。

（比較例１）
実施例１で用いた、第２蛍光体１６０となる材料と、第１蛍光体１５０となる材料と、の１：１０の混合物が、実施例１で用いたものと同等のパッケージ１１０内に収容される。すなわち、比較例１の発光デバイスにおいては、第２蛍光体１６０となる材料と、第１蛍光体１５０となる材料と、を混合したのみであり、加熱を行っていない。このため、比較例１の発光デバイスにおいては、第１蛍光体となる材料と、第２蛍光体となる材料と、の粉末の混合物が用いられ、第２蛍光体は第１蛍光体に分散して内包されていない。

このような構成の比較例１の発光デバイスを同様にして発光させ、発光デバイスから出た光の色と光束を測定すると、用いた蛍光体の重量が実施例１と同量の場合には、実施例１と同じ色を作製することはできない。パッケージ内に収容する蛍光体の重量、蛍光体の混合比率を調整して、電球色であり、色温度約３０００Ｋになるようにした場合、光束は１．５ｌｍである。

実施例１に係る発光デバイス５１においては、光源１３０からの光源光１３１を波長変換して発光する発光層は、第２蛍光体１６０が第１蛍光体１５０に分散され内包された透明単層構造であるのに対し、比較例１の発光デバイスにおいては、発光層は、第２蛍光体１６０となる材料と、第１蛍光体１５０となる材料と、の粉末の混合物であり、比較例１の発光デバイスよりも、実施例１に係る発光デバイス５１の方が高光束である。

以下の実施例および比較例において、光束の比較を容易にするため、色温度を揃えるように発光層を配置している。分散方法ならびに配置方法が異なると各蛍光体の光の吸収量、発光量も異なるので、蛍光体の重量が同じ場合には色がまちまちになり、色温度を揃えることができない。そこで蛍光体の重量を調整し、およそ所定の色温度になるようにしたときの光束について記述する。さらに、重量を変えただけでは色合わせができない場合には第１蛍光体と第２蛍光体の混合比率も調整する必要があり、そのような例の場合にはその旨を記述する。

（実施例２）
まず、比較例１と同様にして、第２蛍光体１６０となる材料と、第１蛍光体１５０となる材料と、の１：１０の混合物を、パッケージ１１０内に収容する。次に、パッケージ１１０の全体を加熱して、第１蛍光体１５０となる材料を溶融し、透明な第１蛍光体１５０に、粒状の第２蛍光体１６０が分散され内包させ、その後冷却して、実施例２に係る発光デバイス５２が作製される。
発光デバイス５２を発光させ、発光デバイス５２から出た光の色と光束を測定すると、電球色であり、色温度約３０００Ｋにおいて光束は３．１ｌｍである。

（実施例３）
図９は、本発明の第３の実施例に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。
図９に表したように、本発明の第３の実施例に係る発光デバイス５３においては、光源１３０の近傍の光源近傍領域１７１と、光源近傍領域１７１よりも光源から遠い光源遠隔領域１７２とで、第１蛍光体１５０中の第２蛍光体１６０の濃度が変えられている。

すなわち、光源近傍領域１７１においては、第１蛍光体１５０中の第２蛍光体１６０の濃度が低い蛍光物質Ｂが配置され、光源遠隔領域１７２には、第１蛍光体１５０中の第２蛍光体１６０の濃度が高い蛍光物質Ｃが配置されている。

すなわち、実施例１で説明した混合工程、溶融工程、冷却工程を用いて、第２蛍光体となる材料と、第１蛍光体１５０となる材料と、の重量比が１：１００の割合で、第２蛍光体１６０が第１蛍光体１５０に分散され内包された蛍光物質Ｂ、及び、第２蛍光体１６０となる材料と、第１蛍光体１５０となる材料と、の重量比が１：１の割合で、第２蛍光体１６０が第１蛍光体１５０に分散され内包された蛍光物質Ｃ、がそれぞれ作製される。

次に、実施例１で用いたものと同等のパッケージ１１０内の、光源近傍領域１７１に蛍光物質Ｂを収容し、光源遠隔領域１７２に蛍光物質Ｃを収容し、本実施例に係る発光デバイス５３が作製される。発光デバイス５３を発光させて発光デバイス５３から出る光の色と光束を測定すると、電球色であり、色温度約３０００Ｋにおいて光束は３．３ｌｍである。

（実施例４）
本発明の実施例４に係る発光デバイス５４においては、実施例３に係る発光デバイスで説明した蛍光物質Ｃが、光源近傍領域１７１に収容され、蛍光物質Ｂが光源遠隔領域１７２に収容される。すなわち、実施例４に係る発光デバイス５４は、実施例３に係る発光デバイス５３に対して、蛍光物質Ｂ及び蛍光物質Ｃの配置を逆にしたものである。

本実施例に係る発光デバイス５４を発光させて発光デバイス５４から出る光の色と光束を測定すると、電球色であり、色温度約３０００Ｋにおいて光束は２．２ｌｍである。

実施例３に係る発光デバイス５３と、実施例４に係る発光デバイス５４と、を比較すると、吸収率の高い第２蛍光体１６０が高い濃度で、光源１３０の近傍の光源近傍領域１７１に配置される発光デバイス５３の方が高光束である。

（実施例５）
図１０は、本発明の第５の実施例に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。
図１０に表したように、本発明の第５の実施例に係る発光デバイス５５においては、光源１３０の近傍の光源近傍領域１７１と光源遠隔領域１７２とで、第２蛍光体１６０の第１蛍光体１５０中の濃度が変えられている。但し、光源近傍領域１７１と光源遠隔領域１７２との間において、明確な境界が作られない構成である。

すなわち、実施例５に係る発光デバイス５５においては、実施例３と同様にしてパッケージ１１０内の光源近傍領域１７１に蛍光物質Ｂが収容され、光源遠隔領域１７２に蛍光物質Ｃが収容される。その後、第１蛍光体１５０となる材料が溶融する温度に加熱して、図１０に表したように、蛍光物質Ｂと蛍光物質Ｃとの間の界面が存在しないように成型される。その後、冷却して、本実施例に係る発光デバイス５５が作製される。

発光デバイス５５を発光させて発光デバイス５５から出る光の色と光束を測定すると、電球色であり、色温度約３０００Ｋであり、その時、光束は３．５ｌｍである。

（実施例６）
実施例６に係る発光デバイス５６においては、実施例１で用いたものと同等のパッケージ１１０の光源近傍領域１７１に、実施例１で用いた第１蛍光体１５０となる材料が収容され、光源遠隔領域１７２に、実施例３で説明した蛍光物質Ｃが収容され、その後、第１蛍光体１５０が溶融する温度に加熱される。その後冷却され、本実施例に係る発光デバイス５６が作製される。

すなわち、本実施例に係る発光デバイス５６では、光源近傍領域１７１には、第２蛍光体１６０が含有されず、光源遠隔領域１７２においては、第２蛍光体１６０が含有される。そして、第２蛍光体１６０が含有されない領域と、第２蛍光体１６０が含有される領域と、の間には、明確な境界がない。

発光デバイス５６を発光させて発光デバイス５６から出る光の色と光束を測定すると、電球色であり、色温度約３０００Ｋにおいて光束は３．７ｌｍである。

（実施例７）
実施例１で説明した蛍光物質Ａが、信越化学工業（株）製フォトデバイス用シリコーン樹脂ＳＣＲ１０１１に濃度２０％で分散され、これが実施例１で用いたものと同等のパッケージ１１０内に収容され、そして、シリコーン樹脂を硬化させるためにパッケージ全体がヒーターで加熱され、その後室温に冷却され、本実施例に係る発光デバイス５７が作製される。

発光デバイス５７を発光させて発光デバイス５７から出る光の色と光束を測定すると、白色である。第１蛍光体の比率を増加し、電球色であり、色温度約３０００Ｋになるように調整すると、光束は２．６ｌｍである。

実施例１と実施例７とを比較すると、発光層のマトリクスにシリコーン樹脂を用いている実施例７に比べて、発光層のマトリクスが第２の蛍光体である実施例１の方が高光束である。

（実施例８）
実施例３で説明した蛍光物質Ｂ及び蛍光物質Ｃが、それぞれ、シリコーン樹脂ＳＣＲ１０１１に濃度２０％で分散され、それぞれ蛍光材Ｂ１及び蛍光材Ｃ１とされる。そして、実施例１で用いたものと同等のパッケージ１１０内の光源近傍領域１７１に蛍光材Ｂ１を収容し、光源遠隔領域１７２に蛍光材Ｃ１が収容され、実施例７と同様にして加熱され、その後冷却され、本実施例に係る発光デバイス５８が作製される。
発光デバイス５８を発光させて発光デバイス５８から出る光の色と光束を測定すると、電球色であり、色温度約３０００Ｋにおいて光束は２．７ｌｍである。

（比較例２）
実施例１で説明した、第２蛍光体１６０となる材料と、第１蛍光体１５０となる材料と、の１：１０の混合物が、シリコーン樹脂ＳＣＲ１０１１に濃度２０％で分散される。これが、実施例１で用いたものと同等のパッケージ１１０内に収容され、実施例７と同様にして加熱され、その後冷却され、比較例２の発光デバイスが作製される。
比較例２の発光デバイスを発光させて発光デバイスから出る光の光束を測定すると、電球色であり、色温度約３０００Ｋにおいて光束は２．３ｌｍである。

実施例７と比較例２とを比較すると、実施例７の方が高光束である。すなわち、シリコーン樹脂のマトリクスの中に蛍光体が分散されている場合においても、単に蛍光体がシリコーン樹脂の中に混合されている比較例２よりも、第２蛍光体１６０が第１蛍光体１５０に分散され内包され、それが、さらにシリコーン樹脂に分散されている実施例７の方が高光束である。

（比較例３）
実施例１で説明した、第２蛍光体１６０となる材料と、第１蛍光体１５０となる材料と、の１：１の混合物、及び、１：１００の混合物が、それぞれ、信越化学工業（株）製フォトデバイス用シリコーン樹脂ＳＣＲ１０１１に濃度２０％で分散され、それぞれ蛍光材Ｓ１、蛍光材Ｓ１００とされる。実施例１で用いたものと同等のパッケージ１１０の光源近傍領域１７１に、混合濃度が１：１００の蛍光材Ｓ１００が収容され、光源遠隔領域１７２に、混合濃度が１：１の蛍光材Ｓ１が収容される。そして、実施例７と同様にして加熱され、その後冷却されて、比較例３の発光デバイスが作製される。
比較例３の発光デバイスを発光させて発光デバイスから出る光の色と光束を測定すると、電球色であり、色温度約３０００Ｋにおいて光束は２．７ｌｍである。

（比較例４）
実施例１で説明した、第２蛍光体１６０となる材料がシリコーン樹脂ＳＣＲ１０１１に濃度２０％で分散され、また、実施例１で説明した第１蛍光体１５０となる材料がシリコーン樹脂ＳＣＲ１０１１に濃度２０％で分散され、実施例１で用いたものと同等のパッケージ１１０の光源近傍領域１７１に、第２蛍光体１６０となる材料の分散体が収容され、光源遠隔領域１７２に、第１蛍光体１５０となる材料の分散体が収容され、実施例７と同様にして加熱され、その後冷却され、比較例４の発光デバイスが作製される。
比較例４の発光デバイスを発光させて発光デバイスから出る光の色と光束を測定すると、電球色であり、色温度約３０００Ｋにおいて光束は１．９ｌｍである。

（比較例５）
比較例４で説明した、第１蛍光体１５０となる材料の分散体が、光源近傍領域１７１に収容され、第２蛍光体１６０となる材料の分散体が、光源遠隔領域１７２に収容され、それ以外は比較例４と同様にして、比較例５の発光デバイスが作製される。

比較例５の発光デバイスを発光させて発光デバイスから出る光の色と光束を測定すると、電球色であり、色温度約３０００Ｋにおいて光束は２．４ｌｍである。

（実施例９）
図１１は、本発明の第９の実施例に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。
図１１に表したように、本発明の第９の実施例に係る発光デバイス５９においては、第３蛍光体を含む第１蛍光体１５０ａに、第２蛍光体１６０が分散され、内包される。すなわち、第１蛍光体１５０ａには、後述する第３蛍光体が含まれる。

本実施例に係る発光デバイス５９においては、光源１３０として、紫色の光を発する発光素子、より詳しくはピーク波長が３６５ｎｍで、３３０ｎｍ〜４１０ｎｍ付近の波長の光を発する発光素子、が用いられる。

第２蛍光体１６０としては、青色発光の粒状蛍光体（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ）_１０（ＰＯ_４）_６Ｃ_ｌ２：Ｅｕが用いられ、第１蛍光体１５０としては、化学式３の緑色発光のＴｂ（ＩＩＩ）錯体が用いられる。

第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０となる上記の材料を、材料の厚さが０．２ｍｍとなるように石英板の間に挟んで固定し、紫外可視分光計を用いて吸収率を測定すると、３６５ｎｍの波長の吸収率は、第２蛍光体１６０となる材料では９０％であり、第１蛍光体１５０となる材料では６０％である。

また、本実施例に係る発光デバイス５９においては、第３蛍光体として、既に説明した化学式２の、赤色発光のＥｕ（ＩＩＩ）錯体が用いられている。

上記の第２蛍光体１６０となる材料１０重量部と、上記の第１蛍光体１５０となる材料１０重量部と、上記の第３蛍光体となる材料１重量部と、を乳鉢中で均一に混合して、重量比１０：１０：１の混合物が作製される。

この混合物が加熱され、第１蛍光体１５０となる材料の溶融後、冷却することによって、第３蛍光体を含む透明な第１蛍光体１５０の塊に、粒状の第２蛍光体１６０が分散され内包された蛍光物質Ｄが作製される。この蛍光物質Ｅが、パッケージ１００内に収容され、本実施例に係る発光デバイス５９が作製される。
発光デバイス５９を発光させ、発光デバイス５９から出た光の色と光束を測定すると、昼白色であり、色温度約５０００Ｋにおいて光束は１．８ｌｍである。

（実施例１０）
実施例９で説明した混合工程、溶融工程、冷却工程により、第２蛍光体１５０となる材料と、第１蛍光体１５０となる材料と、第３蛍光体となる材料と、の重量比が１：１０：１の割合で、第３蛍光体を含む第１蛍光体１５０に、第２蛍光体１６０が分散され内包された蛍光物質Ｅが作製される。さらに、同様の方法により、第２蛍光体１６０となる材料と、第１蛍光体１５０となる材料と、第３蛍光体となる材料と、の重量比が１００：１０：１の割合で、第３蛍光体を含む第１蛍光体１５０に、第２蛍光体１６０が分散され内包された蛍光物質Ｆが作製される。

そして、実施例９で説明したものと同等のパッケージ１１０内の、光源近傍領域１７１に蛍光物質Ｅが収容され、光源遠隔領域１７２に蛍光物質Ｆが収容され、本実施例に係る発光デバイス６０が作製される。

発光デバイス６０を発光させて発光デバイス６０から出る光の色と光束を測定すると、昼白色であり、色温度約５０００Ｋにおいて光束は２．２ｌｍである。

（実施例１１）
第３蛍光体として、粒状の赤色蛍光体Ｙ_２（Ｏ，Ｓ）_３：Ｅｕを用い、それ以外は実施例９と同様にして、実施例１１に係る発光デバイス６１が作製される。
発光デバイス６１を発光させて発光デバイス６１から出る光の色と光束を測定すると、昼白色であり、色温度約５０００Ｋにおいて光束は１．６ｌｍである。

（比較例６）
実施例９で説明した、第２蛍光体１６０となる材料と、第１蛍光体１５０となる材料と、第３蛍光体となる材料と、の１０：１０：１の混合物を、実施例９で説明したものと同等のパッケージ１１０内に収容し、比較例６の発光デバイスが作製される。すなわち、実施例１２とは異なり、各材料は混合されたのみであり、乳鉢による混合や加熱が行われていない。このため、比較例６の発光デバイスにおいては、第１蛍光体となる材料と、第２蛍光体となる材料と、第３蛍光体となる材料と、の粉末の混合物が用いられ、第２蛍光体は第１蛍光体に分散して内包されていない。

比較例６の発光デバイスを発光させて発光デバイスから出た光の色と光束を測定すると、昼白色であり、色温度約５０００Ｋにおいて光束は１．２ｌｍであった。

（実施例１２）
光源１３０として、ピーク波長４０５ｎｍの青紫色発光素子を用い、第１蛍光体１５０として化学式２の赤色発光のＥｕ（ＩＩＩ）錯体を用い、第３蛍光体として粒状の緑色蛍光体ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ，Ｍｎを用いた他は、実施例９と同様にして、実施例１２に係る発光デバイス６２が作製される。
発光デバイス６２を発光させて発光デバイス６２から出た光の色と光束を測定すると、昼白色であり、色温度約５０００Ｋにおいて光束は１．８ｌｍである。

（第４の実施の形態）
図１２は、本発明の第４の実施形態に係る発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。
図１２に表したように、本発明の第４の実施形態に係る発光装置２０においては、本発明の第１の実施形態に係る発光デバイス１０と、発光デバイス１０の光源１３０に接続され、光源１３０に電流を供給する電気回路２５０と、を備える。

図１２に示した具体例では、第１の実施形態に係る発光デバイス１０が用いられているが、本発明はこれには限らず、上記の実施形態及び実施例に係るいずれかの発光デバイスを用いることができる。以下では、説明のために、発光デバイス１０を用いるとして説明する。

発光装置２０において、発光デバイス１０及び電気回路２５０は、例えば、回路基板３００の上に配置される。発光デバイス１０は、例えばソケット２８０に収納され、ソケット２８０が、ソケット固定具２９０によって回路基板３００に固定される。ソケット２８０の内部において、発光デバイス１０の光源１３０（図示しない）の電極に接続された通電部２２０が、回路基板３００に設けられた配線２４０の一方と接続される。配線２４０の他方は電気回路２５０に接続され、これにより、電気回路２５０は、発光デバイス１０の光源１３０に電流を供給する。

電気回路２５０は、起電部を含むことができ、また、発光デバイス１０における、ＯＮとＯＦＦ、光量、点灯間隔などを制御するための制御部を含むことができる。電気回路２５０は、発光デバイス１０に供給する電流または電圧、周波数、デューティ比などを変えて発光デバイス１０の発光特性を制御することができる。

本実施形態に係る発光装置２０では、本実施形態に係る発光デバイスを用いているので、所望の発光色を高効率、高光束で発光する発光装置を提供することができる。また、電気回路２５０によって、発光特性の制御が容易な発光装置を提供することができる。

なお、本具体例においては、発光デバイス１０と電気回路２５０とは、配線２４０及びソケット２８０の通電部２２０を介して接続されているが、本発明はこれに限らず、発光デバイス１０と電気回路２５０とは直接接続されても良い。また、本具体例においては、発光デバイス１０はソケット２８０及びソケット固定具２９０を介して、回路基板３００に固定されているが、発光デバイス１０は直接回路基板３００に固定されても良く、また、回路基板３００を用いず、発光デバイス１０は、電気回路２５０に直接固定されても良い。

なお、発光デバイス１０に供給される電流や電圧などの制御が安定するために、本具体例のように、発光デバイス１０は、回路基板３００の上に、適切なソケット２８０やハンダ付けなどによる固定で安定化させることが望ましい。

なお、本具体例において、短絡を防ぐため、回路基板３００及びソケット２８０は絶縁性であることが好ましく、放熱性を良くするためにＳｉＯ_２、ＡｌＮなどを含むセラミックス材料で構成されていることがより好ましい。

図１３は、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。
図１３に表したように、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置２０ａにおいては、発光デバイス１０のパッケージ１１０自体が、回路基板３００に設けられたパッケージ差込口２７０にはめ込まれ、固定されている。発光デバイス１０の光源１３０（図示しない）の電極は、配線２４０の一方と接続され、配線２４０の他方は電気回路２５０に接続され、これにより、電気回路２５０は、発光デバイス１０の光源１３０に電流を供給する。

なお、本具体例において、短絡を防ぐため、回路基板３００及びパッケージ１１０は絶縁性であることが好ましく、放熱性を良くするためにＳｉＯ_２、ＡｌＮなどを含むセラミックス材料で構成されていることがより好ましい。

図１４は、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。
図１４に表したように、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置２０ｂにおいては、発光デバイス１０が防湿カバー２６１によって覆われている。すなわち、発光装置２０ｂは、発光装置２０において、発光デバイス１０及び電気回路２５０の上方に防湿カバー２６１が設けられたものである。但し、防湿カバー２６１は、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０を覆うように設けても良い。

すなわち、本実施形態に係る別の発光装置２０ｂは、第１及び第２蛍光体１５０、１６０の光源１３０とは反対の側に設けられ、第１及び第２蛍光体１５０、１６０の少なくともいずれかを防湿する防湿カバー２６１をさらに備える。

これにより、発光デバイス１０の第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０を防湿することができ、高信頼性で高特性の発光装置を提供できる。

防湿カバー２６１には、第３の実施形態で説明した防湿カバー２６０に関して説明した各種の材料、及び各種の構成を用いることができる。

図１５は、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。
図１５に表したように、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置２０ｃにおいては、発光デバイス１０及び電気回路２５０が回路基板３００に設けられ、発光デバイス１０及び電気回路２５０の上方に防湿カバー２６１が設けられている。そして、本具体例では、発光デバイス１０が電気回路２５０にハンダ２３０によって接続され、また、回路基板３００に固定されている。
このように、発光デバイス１０の電気回路２５０との接続方法や回路基板３００への固定方法は任意である。

図１６は、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。
図１６に表したように、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置２０ｄにおいては、複数の発光デバイス１０が設けられている。そして、複数の発光デバイス１０及び電気回路２５０が回路基板３００に設けられ、発光デバイス１０及び電気回路２５０の上方に防湿カバー２６１が設けられている。なお、本具体例では、複数の発光デバイス１０はソケットにより回路基板３００に固定されているが、配置の方法は任意であり、発光デバイス１０はハンダなどによって回路基板３００に直接固定されても良い。

本実施形態に係る発光装置に用いられる発光デバイスとしてＬＥＤなどがある。１つのＬＥＤの大きさ、明るさには限界があり、高光束や大面積を必要とする発光装置においては、複数個のＬＥＤを用いることによって、１つのＬＥＤの光束や面積を超えた、所望とする光束や面積を実現することができる。

このように、本実施形態に係る別の発光装置２０ｄにより、所望の光束と発光面積を有する発光装置が提供できる。

なお、天井の照明や壁に埋め込まれた照明などのように、ある決まった向きに平面状または曲面状の発光面が存在する場合には、複数個のＬＥＤをその発光面における光束が大きくなるように配列することができる。その向きは、発光面の形状によって異なる。

また、発光装置が、防湿カバー２６１のように、透光性、防湿性のカバーや保護層などを備える場合には、それらの材質、厚さ、形状によって光の散乱、屈折の度合いが変わってくるので、それに適合するように、発光デバイスの配列と向きを適正に設定することができる。

本具体例の発光装置２０ｄにおいては、防湿カバー２６１の一面が、発光装置２０ｄの設計された発光面３３０とされている。そして、発光デバイス１０（ＬＥＤ）から出た光の光路３２０が発光面３３０に均一に入射し、発光面３３０を明るく照らすように、発光デバイス１０（ＬＥＤ）が平面状に配列されている。

図１７は、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。
図１７に表したように、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置２０ｅにおいても、複数の発光デバイス１０が設けられている。そして、発光装置２０ｅにおいては、透明カバー２６２が台形状であり、透明カバー２６２の三方が、設計計された発光面３３０とされている。そして、発光デバイス１０（ＬＥＤ）から出た光の光路３２０が発光面に均一に入射し、発光面３３０を明るく照らすように、発光デバイス１０（ＬＥＤ）が立体的に配列されている。
なお、上記において、透明カバー２６２として、第１蛍光体１５０及び第２蛍光体１６０を防湿する防湿カバー２６１と用いても良い。

図１８は、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式図である。
図１８に表したように、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置２０ｆにおいては、発光デバイス１０及び電気回路２５０の他に、直流交流変換器３６０と、直流交流変換器３６０に接続された交流コンセント差込プラグ３７０と、をさらに備える。

一般の家庭やオフィスで用いられる照明用に用いる発光装置は、一般に交流電源に接続して用いられる。一方、本実施形態に係る発光装置及びそれに用いられる発光デバイスの光源には、ＬＥＤなどの直流で作動するものが用いられる。この時、本具体例のように、交流電圧を直流電圧に変換する直流交流変換器３６０を設けることにより、交流コンセント差込プラグ３７０を、交流電源に接続でき、便利な発光装置が提供できる。この様な電気回路を備えることが望ましい。

図１９は、本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式図である。
図１９に表したように、本発明の第５の実施形態に係る発光装置３０においては、本発明の第１の実施形態に係る発光デバイス１０が複数配置されている。

すなわち、例えば、発光デバイス１０が、基板３０１の主面上に、縦方向と横方向に整列して配置されている。そして、所定の場所とそれ以外の場所における発光デバイス１０の発光状態を変えることにより、任意の図形や文字などを表示する。すなわち、発光装置３０は、ドットマトリクス型の表示装置である。

図１９に示した具体例では、第１の実施形態に係る発光デバイス１０が用いられているが、本発明はこれには限らず、上記の実施形態及び実施例に係るいずれかの発光デバイスを用いることができる。

なお、発光装置３０において、発光デバイス１０の光源に電流を供給する電気回路（図示しない）が設けられる。さらに、電気回路に接続された直流交流変換器や交流コンセント差込プラグを設けても良い。さらに、防湿カバー２６１や透明カバー２６２を設けても良い。

本実施形態に係る発光装置３０では、本実施形態に係る発光デバイスを用いているので、所望の発光色で高効率、高光束で表示する発光装置を提供することができる。

このように、本発明の実施形態に係る発光装置は、照明装置や表示装置などの各種の発光装置に応用できる。

図２０は、本発明の実施形態に係る発光デバイス及び発光装置の特性を例示するグラフ図である。
すなわち、同図の横軸は波長を表し、縦軸は相対発光強度を表す。
図２０に表したように、本発明の実施形態に係る発光デバイス及び発光装置は、白色光を発光することができる。但し、本特性は具体例の１つであり、本発明に係る発光デバイス及び発光装置は、各種の白色光、及び、白色以外の光を発光するように設計することができる。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、発光デバイス及び発光装置を構成する各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した発光デバイス及び発光装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての発光デバイス及び発光装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明の第１の実施形態に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る発光デバイスの特性を例示するグラフ図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る別の発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る別の発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第３の実施例に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第５の実施例に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第９の実施例に係る発光デバイスの構成を例示する模式的断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式的斜視図である。 本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式図である。 本発明の第４の実施形態に係る別の発光装置の構成を例示する模式図である。 本発明の実施形態に係る発光デバイス及び発光装置の特性を例示するグラフ図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ、１２、１２ａ、１２ｂ、１３、１３ａ、１３ｂ、５３、５５、５９ 発光デバイス
２０、２０ａ〜２０ｆ、３０ 発光装置
１１０ パッケージ
１２０ 電極部
１３０ 光源
１３０ａ 半導体発光素子
１３１ 光源光
１３５ 光透過性層
１４０ 配線
１５０、１５０ａ 第１蛍光体（第１波長変換部）
１５１ 第１光
１６０ 第２蛍光体（第２波長変換部）
１６１ 第２光
１７１ 光源近傍領域
１７２ 光源遠隔領域
２２０ 通電部
２３０ ハンダ
２４０ 配線
２５０ 電気回路
２６０、２６１ 防湿カバー
２６０ａ 下部防湿体
２６２ 透明カバー
２７０ パッケージ差込口
２８０ ソケット
２９０ ソケット固定具
３００ 回路基板
３０１ 基板
３２０ 光路
３３０ 発光面
３６０ 直流交流変換器
３７０ 交流コンセント差込プラグ

Claims (14)

1. 光源と、
   前記光源から放射された光源光を吸収し、前記光源光の波長とは異なる波長の第１光を放射する第１波長変換部と、
   前記第１波長変換部の中に分散して設けられ、前記第１波長変換部よりも高い吸収率で前記光源光を吸収し、前記光源光の波長とも、前記第２光の波長とも、異なる波長の第２光を放射する第２波長変換部と、
   を備えたことを特徴とする発光デバイス。
2. 前記第２波長変換部の前記第１波長変換部における濃度は、前記光源に近い側よりも遠い側で高いことを特徴とする請求項１記載の発光デバイス。
3. 前記第２波長変換部の前記光源から遠い側に、前記第１波長変換部の一部が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発光デバイス。
4. 前記第１波長変換部は、アモルファス状態またはゲル状態の蛍光体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光デバイス。
5. 前記第１波長変換部は、炭化水素基を有する蛍光体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光デバイス。
6. 前記光源は、半導体発光素子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光デバイス。
7. 前記光源の発光ピーク波長は、２４０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の発光デバイス。
8. 前記第２光の波長は、前記光源の発光波長より長いことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の発光デバイス。
9. 前記第１光の波長は、前記第２光の波長よりも長いことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の発光デバイス。
10. 前記第１及び第２波長変換部の少なくともいずれかは、前記光源光を吸収し、前記光源光の波長とも、前記第１光の波長とも、前記第２光の波長とも、異なる波長の第３光を放射する第３波長変換部を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の発光デバイス。
11. 前記光源と、前記第１及び第２波長変換部と、の間に設けられ、前記光源光を透過する光透過性層をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の発光デバイス。
12. 前記第１及び第２波長変換部の前記光源とは反対の側に設けられ、前記第１及び第２波長変換部の少なくともいずれかを防湿する防湿カバーをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の発光デバイス。
13. 請求項１〜１２のいずれか１つに記載の発光デバイスと、
    前記発光デバイスの前記光源に接続され、前記光源に電流を供給する電気回路と、
    を備えたことを特徴とする発光装置。
14. 前記第１及び第２波長変換部の前記光源とは反対の側に設けられ、前記第１及び第２波長変換部の少なくともいずれかを防湿する防湿カバーをさらに備えたことを特徴とする請求項１３記載の発光装置。

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