JP2016219519A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子によって蛍光体を励起し、すべての演色評価数の高い発光スペクトルの
光を出力できる発光装置を提供する。
【解決手段】４３０ｎｍ以上且つ４８０ｎｍ以下の波長範囲において発光スペクトルのピ
ーク値の波長であるピーク波長が互いに異なる第１及び第２の青色発光素子と、第１及び
第２の青色発光素子の出射光に励起されて、第１の強度を示す第１の波長と第１の強度よ
りも小さい第２の強度を示す第２の波長を有する発光スペクトルの緑色光を出射する緑色
蛍光体、及び緑色光に対して第１の波長よりも第２の波長における吸収が少ない吸収スペ
クトルを有し、第１及び第２の青色発光素子の出射光に励起されて赤色光を出射する赤色
蛍光体を含む蛍光体層とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光体を励起して光を出力する発光装置に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子と、発光素子によって励起される蛍光体とを
用いた発光装置が実用化されている。２５００Ｋ〜７５００Ｋ程度のＬＥＤ照明器具では
、表現したい連続的なスペクトルを、発光素子と蛍光体からそれぞれ出射される光の発光
スペクトルを組み合わせて実現する。例えば、平均演色評価数Ｒａ（Ｒ１〜Ｒ８の平均）
、及び特殊演色評価数Ｒｉ（ｉ＝９〜１５）を高評価数（例えばすべて９０以上）にする
ことにより、その色温度の黒体放射或いは国際照明委員会（ＣＩＥ）で定めた太陽光の連
続スペクトルを、ＬＥＤと蛍光体の出射光によって近似的に表現する。

従来、波長の異なる２つの青色ＬＥＤで緑、黄、赤の蛍光体を励起させて演色性の高い
白色光を得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、波長の異なる
２つの青色ＬＥＤで黄、赤の蛍光体を励起させ、更に緑色ＬＥＤを加える方法や、２つの
青色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを用いる方法が提案されている（例えば、特許
文献２参照。）。

特開２００８−３４１８６号公報 特開２０１１−１９２７３８号公報

しかしながら、上記の方法で使用されている緑色、黄色、赤色のいずれの蛍光体も、青
色〜緑色の帯域に吸収スペクトルを有しており、緑色蛍光体からの出射光が他の蛍光体に
よって吸収される。この吸収による消費はそれぞれの蛍光体の吸収スペクトルに従い、緑
色蛍光体の出射光は短波側で減少しやすい。この減少を青緑ＬＥＤによって補うことも可
能であるが、青緑ＬＥＤがそれぞれの蛍光体の励起に関わってしまい、発光スペクトルの
波長分布の制御が極めて困難である。

また、補完的に用いられる黄色蛍光体からの出射光は他の蛍光体によってほとんど消費
されないため、演色性を低下させる要因になり得る。一方、すべての色をＬＥＤで構成す
る方法では出力光の波長バランスが難しく、発光スペクトルの波長分布を凹凸少なく制御
することが極めて困難である。

このように、ＬＥＤなどの発光素子と蛍光体を用いた発光装置では、平均演色評価数Ｒ
ａや特殊演色評価数Ｒｉ（ｉ＝９〜１５）のすべてを高評価数にすることが難しいという
問題があった。上記問題点に鑑み、本発明は、発光素子によって蛍光体を励起し、すべて
の演色評価数の高い発光スペクトルの光を出力できる発光装置を提供することを目的とす
る。

本発明の一態様によれば、（ア）４３０ｎｍ以上且つ４８０ｎｍ以下の波長範囲におい
て発光スペクトルのピーク値の波長であるピーク波長が互いに異なる第１及び第２の青色
発光素子と、（イ）第１及び第２の青色発光素子の出射光に励起されて、第１の強度を示
す第１の波長と第１の強度よりも小さい第２の強度を示す第２の波長を有する発光スペク
トルの緑色光を出射する緑色蛍光体、及び緑色光に対して第１の波長よりも第２の波長に
おける吸収が少ない吸収スペクトルを有し、第１及び第２の青色発光素子の出射光に励起
されて赤色光を出射する赤色蛍光体を含む蛍光体層とを備える発光装置が提供される。

本発明によれば、発光素子によって蛍光体を励起し、すべての演色評価数の高い発光ス
ペクトルの光を出力できる発光装置を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る発光装置の構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置の青色発光素子の発光スペクトルの例である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置の緑色蛍光体から出射される発光スペクトルの例である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置の赤色蛍光体から出射される発光スペクトルの例である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置から出力される出力光の発光スペクトルの例である。 青色発光素子の発光スペクトルの例である。 青色発光素子の発光スペクトルの例である。 青色発光素子の発光スペクトルの例である。 青色発光素子が１つの発光装置から出力される出力光の演色評価数を示す表である。 青色発光素子が１つの発光装置から出力される出力光の演色性を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置から出力される出力光の発光スペクトルの例である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置から出力される出力光の演色評価数を示す表である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置から出力される出力光の発光スペクトルの他の例である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置から出力される出力光の演色性を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置から出力される出力光の演色評価数を示す表である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置の緑色蛍光体の出射光の発光スペクトルと赤色蛍光体の吸収スペクトルの例である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置の緑色蛍光体の出射光の、赤色蛍光体により吸収された後の発光スペクトルの例である。 本発明の第１の実施形態に係る発光装置の緑色蛍光体の出射光の、赤色蛍光体により吸収された後の発光スペクトルの他の例である。 本発明の第２の実施形態に係る発光装置の構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る発光装置の第１のパッケージから出力される出力光の発光スペクトルの例である。 本発明の第２の実施形態に係る発光装置の第２のパッケージから出力される出力光の発光スペクトルの例である。 本発明の第２の実施形態に係る発光装置から出力される出力光の発光スペクトルの例である。 本発明の第２の実施形態に係る発光装置から出力される出力光の色度を示す表である。 本発明の第２の実施形態に係る発光装置の第１のパッケージから出力される出力光の発光スペクトルの他の例である。 本発明の第２の実施形態に係る発光装置の第２のパッケージから出力される出力光の発光スペクトルの他の例である。 本発明の第２の実施形態に係る発光装置から出力される出力光の発光スペクトルの他の例である。 本発明の第２の実施形態に係る発光装置から出力される出力光の色度を示す表である。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同
一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。又、以下に示す実施形態は、こ
の発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の
技術的思想は、構成部品の形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この
発明の実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る発光装置１は、図１に示すように、第１の青色発光素子
１１及び第２の青色発光素子１２と、緑色蛍光体２１及び赤色蛍光体２２を含む蛍光体層
２０とを備える。図１に示した第１の青色発光素子１１及び第２の青色発光素子１２は、
青色光を出射する青色ＬＥＤである。

緑色蛍光体２１は、第１の青色発光素子１１及び第２の青色発光素子１２の出射光に励
起されて、第１の強度を示す第１の波長と第１の強度よりも小さい第２の強度を示す第２
の波長を有する発光スペクトルの緑色光を出射する。赤色蛍光体２２は、第１の青色発光
素子１１及び第２の青色発光素子１２の出射光に励起されて赤色光を出射する。赤色蛍光
体２２は、緑色蛍光体２１の出射する緑色光に対して、第１の波長よりも第２の波長にお
ける吸収が少ない吸収スペクトルを有する。緑色蛍光体２１の出射光の発光スペクトル及
び赤色蛍光体２２の吸収スペクトルの詳細は後述する。

発光装置１では、凹部を有するパッケージ３０の凹部底面に、第１の青色発光素子１１
と第２の青色発光素子１２が配置された構造である。パッケージ３０の凹部は、蛍光体層
２０により充填されている。蛍光体層２０には、緑色蛍光体２１及び赤色蛍光体２２を含
有するシリコン樹脂などが採用可能である。また、パッケージ３０は、基板４０上に実装
されている。図示を省略した電気配線が基板４０に配置されており、この電気配線に第１
の青色発光素子１１と第２の青色発光素子１２がそれぞれ接続されている。電気配線によ
って電圧を印加することによって駆動電流が流れ、第１の青色発光素子１１と第２の青色
発光素子１２が発光する。

第１の青色発光素子１１及び第２の青色発光素子１２は、４３０ｎｍ以上且つ４８０ｎ
ｍ以下の波長範囲に発光スペクトルのピーク値の波長であるピーク波長をそれぞれ有する
。発光装置１では、狭半値幅である青色ＬＥＤのデメリットを補うために、波長の異なる
２種類の青色ＬＥＤを第１の青色発光素子１１と第２の青色発光素子１２に使用する。こ
れにより、評価数が低くなりがちな演色評価数Ｒ１２を高くできる。発光装置１によれば
、青色ＬＥＤによる励起によって一般的なＬＥＤ照明器具と同程度の明るさを実現できる
。

例えば図２に示すように、第１の青色発光素子１１と第２の青色発光素子１２によって
、青色光の波長領域の全域で強度の高い発光スペクトルＢｓが得られる。図２において、
破線ＣはＣＩＥで定めた５０００Ｋの基準光の発光スペクトルを示す（以下において同様
）。なお、以下において、第１の青色発光素子１１と第２の青色発光素子１２を総称して
「青色発光素子１０」という。

緑色蛍光体２１は、青色発光素子１０から出射される青色光に励起されて緑色光を出射
する。緑色蛍光体２１から出射される緑色光の発光スペクトルは、強度が異なる第１の波
長と第２の波長を有する。例えば図３に示すような発光スペクトルＧｓの緑色光を出射す
る緑色蛍光体２１が発光装置１に採用される。図３に示した発光スペクトルの例では、第
１の強度を示す第１の波長λ１が、第１の強度よりも小さい第２の強度を示す第２の波長
λ２よりも短波長側にある。より具体的には、緑色蛍光体２１から出射される緑色光の発
光スペクトルは、第１の波長λ１において第１のピーク値を有し、且つ第１の波長λ１よ
りも長波長の第２の波長λ２において第１のピーク値よりも小さい第２のピーク値を有す
る。

赤色蛍光体２２は、青色発光素子１０から出射される青色光に励起されて赤色光を出射
する。赤色蛍光体２２から出射される赤色光の発光スペクトルＲｓの例を図４に示す。

発光装置１は、青色発光素子１０から出射される青色光、緑色蛍光体２１から出射され
る緑色光、及び赤色蛍光体２２から出射される赤色光が混色された出力光Ｌを出力する。
図２〜図４に発光スペクトルをそれぞれ示した青色光、緑色光、赤色光を混色した出力光
Ｌの発光スペクトルＬｓを図５に示す。発光スペクトルＬｓは、青色発光素子１０から出
射された青色光による領域Ｓ１と、緑色蛍光体２１から出射された緑色光による領域Ｓ２
と、赤色蛍光体２２から出射された赤色光による領域Ｓ３とが連続した発光スペクトルで
ある。

ただし、図３に示した発光スペクトルＧｓと図５に示した発光スペクトルＬｓの領域Ｓ
２とでは、強度の波長分布が異なっている。具体的には、図３では第１の波長λ１におけ
る強度の方が第２の波長λ２における強度よりも大きいのに対して、図５では第１の波長
λ１における強度の方が第２の波長λ２における強度よりも小さい。これは、赤色蛍光体
２２が、緑色光に対して第１の波長λ１よりも第２の波長λ２における吸収が少ない吸収
スペクトルを有するためである。つまり、赤色蛍光体２２によって第２の波長λ２よりも
第１の波長λ１において緑色光が多く消費されるため、出力光Ｌの発光スペクトルＬｓで
は緑色波長域における強度が逆転する。その結果、発光装置１によれば、図５に示すよう
な波長バランスの取れた、波長分布の凹凸の少ない発光スペクトルＬｓの出力光Ｌが得ら
れる。発光スペクトルＬｓの出力光Ｌでは、演色評価数Ｒｉ（ｉ＝１〜１５）全域で９０
以上であり、９５以上の平均演色評価数Ｒａが得られている。

上記のように、発光装置１は、平均演色評価数Ｒａ及び特殊演色評価数Ｒｉ（ｉ＝９〜
１５）のすべてにおいて評価数が高い発光スペクトルの出力光Ｌを出力できる。

図３に示すような発光スペクトルＧｓの緑色光を出射する緑色蛍光体２１には、酸化物
系の蛍光体などを使用する。具体的には、賦活材がＣｅ^３＋であり、結晶場で分離した２
つの基底準位に対して遷移することで発光スペクトルに２つのピーク値を持つスカンデー
トまたはスカンジウム系酸化物を用いる。例えば、Ｃｅ^３＋で賦活されたＣａＳｃ₂Ｏ₄：
Ｃｅ³⁺やＣａ₃Ｓｃ₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺、Ｃａ₃（Ｓｃ、Ｍｇ）₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺などを
緑色蛍光体２１に採用可能である。これらの緑色蛍光体２１によれば、第１のピーク値を
示す第１の波長λ１が、第１のピーク値よりも小さい第２のピーク値を示す第２の波長λ
２よりも短波長側にある発光スペクトルの緑色光が出射される。

赤色蛍光体２２には、広い帯域を持つ窒化物系の蛍光体などを使用する。第１の波長λ
１における吸収が第２の波長λ２における吸収よりも大きい吸収スペクトルを有する赤色
蛍光体２２としては、Ｅｕ^２＋で賦活されたＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺や（Ｓｒ，Ｃａ）
ＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺などの窒化アルミニウム系蛍光体を採用可能である。

発光装置１では、ピーク値を示すピーク波長が互いに異なる第１の青色発光素子１１と
第２の青色発光素子１２を使用することにより、出力光Ｌにおける青色光の波長領域の全
域で強度を高く維持される。これに対して、１つのピーク波長を有する青色発光素子を単
独で使用した場合の比較例を、以下に示す。ここで、比較例１〜３として、青色発光素子
１０の代わりにピーク波長が４３７ｍｍ、４４７ｍｍ、４５７ｍｍである青色ＬＥＤをそ
れぞれ使用した。なお、緑色蛍光体２１と赤色蛍光体２２には前述した蛍光体を使用した
。

比較例１〜３の出力光Ｌの発光スペクトルを、図６〜図８にそれぞれ示す。また、比較
例１〜３の演色評価数を図９に示した。図９において、演色評価数が９０以下である場合
にハッチングを付した。図９に示すように、比較例１〜３のいずれにおいても、９０以下
の演色評価数が存在する。特に、演色評価数Ｒ１２ではすべて９０以下である。

図１０に、ピーク波長が４３７ｍｍ〜４５７ｍｍである青色ＬＥＤを単独で用いて緑色
蛍光体２１と赤色蛍光体２２を励起した場合の演色性を示す。図１０における最短波長の
演色性はピーク波長が４３７ｍｍの青色ＬＥＤを用いた場合の演色性であり、最長波長の
演色性はピーク波長が４５７ｍｍの青色ＬＥＤを用いた場合の演色性である。図１０に示
すように、波長４３７ｍｍ〜４５７ｍｍの全域において、演色評価数Ｒ１２は８５以下で
ある。

これに対し、ピーク波長が４３７ｍｍの第１の青色発光素子１１とピーク波長が４５７
ｍｍの第２の青色発光素子１２を発光装置１に用いて得られた図１１に示す発光スペクト
ルＬｓを有する出力光Ｌの演色評価数を、図１２に示す。図１２に示すように、演色評価
数Ｒ１２を含めた全域で演色評価数は９０以上である。

このように、互いに異なるピーク波長をそれぞれ有する第１の青色発光素子１１と第２
の青色発光素子１２を使用することによって、評価数が低くなりがちな演色評価数Ｒ１２
を改善することができる。また、平均演色評価数Ｒａを９５以上にできる。

なお、第１の青色発光素子１１と第２の青色発光素子１２のピーク波長及び出力を適切
に選択することによって、すべての演色評価数Ｒｉ（ｉ＝１〜１５）を９５以上にするこ
とができる。具体例を以下に示す。

図１３に、ピーク波長が４３７ｍｍの第１の青色発光素子１１とピーク波長が４６０ｍ
ｍの第２の青色発光素子１２を使用した場合の、出力光Ｌの発光スペクトルＬｓを示す。
このとき、第１の青色発光素子１１の出力をＷ１、第２の青色発光素子１２の出力Ｗ２と
する。出力Ｗ２に対する出力Ｗ１の出力比Ｗ１／Ｗ２と、出力光Ｌの演色性との関係を図
１４に示す。図１４に示すように、出力比Ｗ１／Ｗ２＝１付近で、平均演色評価数Ｒａが
高くなる。また、出力比Ｗ１／Ｗ２＝１．４付近で、演色評価数Ｒ１２は高くなる。一方
、出力比Ｗ１／Ｗ２が２に近づくにつれて、演色評価数Ｒ９が大きくなる。

図１４の出力比Ｗ１／Ｗ２＝１．４における出力光Ｌの演色評価数を図１５に示す。図
１５に示すように、すべての演色評価数Ｒｉ（ｉ＝１〜１５）が９５以上である。このと
き、平均演色評価数Ｒａは９７以上である。なお、本発明者らの検討によれば、出力比Ｗ
１／Ｗ２＝０．８の場合には、演色評価数Ｒｉ（ｉ＝１〜１５）が９０以上であり、平均
演色評価数Ｒａは９８以上であった。

本発明者らが検討を重ねた結果、以下の条件の場合に、全域で９０以上であるような演
色評価数が高い出力光Ｌが発光装置１から出力されることを見出した。即ち、第１の青色
発光素子１１のピーク波長をｐ１、出力をＷ１とし、第２の青色発光素子１２のピーク波
長をｐ２、出力をＷ２として、以下の式（１）〜式（３）を満たすように第１の青色発光
素子１１及び第２の青色発光素子１２を選択する：

４３０ｎｍ≦ｐ１＜ｐ２≦４８０ｎｍ ・・・（１）
ｐ１−ｐ２≧１６ｎｍ ・・・（２）
０．５≦（Ｗ１／Ｗ２）≦２ ・・・（３）

例えば、Ｗ１＝Ｗ２の場合には、ｐ１＝４３０ｎｍ且つｐ２＝４４９ｎｍの場合、或い
はｐ１＝４４０ｎｍ且つｐ２＝４８０ｎｍの場合に、すべての演色評価数Ｒｉ（ｉ＝１〜
１５）を９０以上、平均演色評価数Ｒａを９５にできる。

出力比Ｗ１／Ｗ２を変化させることにより、ピーク波長ｐ１とピーク波長ｐ２との差を
ある程度縮めることができることが、本発明者らによって見出された。このため、式（２
）に示すように、ピーク波長ｐ１とピーク波長ｐ２との差を１６ｎｍまで小さくできる。
第１の青色発光素子１１と第２の青色発光素子１２の駆動電流をそれぞれ調整することに
より、出力比Ｗ１／Ｗ２を変化させることができる。即ち、第１の青色発光素子１１と第
２の青色発光素子１２との駆動電流の比を調整することによって、仕様や用途に合わせて
、出力光Ｌの発光スペクトルや演色評価数を調整することができる。

例えば、Ｗ１：Ｗ２を１：１にすることによって、平均演色評価数Ｒａが高い出力光Ｌ
が得られる。一方、すべての演色評価数Ｒｉ（ｉ＝１〜１５）を高くするためには、Ｗ１
：Ｗ２を１：１．４などに設定する。或いは、赤色を強めにしたい場合には、Ｗ１：Ｗ２
を１：２に設定する。

また、ピーク波長ｐ１とピーク波長ｐ２との差が小さくても、出力比Ｗ１／Ｗ２を大き
くすることによって、平均演色評価数Ｒａを高くできる。このため、第１の青色発光素子
１１と第２の青色発光素子１２の選択の幅が広がる。

次に、緑色蛍光体２１と赤色蛍光体２２の組み合わせについて説明する。前述のように
、発光装置１では、第１の波長λ１における強度の方が第２の波長λ２における強度より
も大きい発光スペクトルの緑色蛍光体２１と、緑色光に対して第１の波長λ１より第２の
波長λ２における吸収が少ない吸収スペクトルを有する赤色蛍光体２２とを組み合わせる
。これにより、波長バランスの取れた、波長分布の凹凸の少ない発光スペクトルの出力光
Ｌが発光装置１から出力される。

例えば図１６に示すように、短波長側に主ピークがあり、左右非対称な広幅スペクトル
である発光スペクトルＧｓの緑色蛍光体２１と、波長依存性が発光スペクトルＧｓと同傾
向である吸収スペクトルＲａｓの赤色蛍光体２２とを組み合わせる。発光スペクトルＧｓ
と吸収スペクトルＲａｓの波長依存性が相似形状であることが好ましい。なお、図１６に
示した発光スペクトルＧｓは、緑色蛍光体２１がＣａ₃（Ｓｃ、Ｍｇ）₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂：Ｃｅ^3
+の例である。吸収スペクトルＲａｓは、赤色蛍光体２２がＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺の例
である。

緑色蛍光体２１から出射された緑色光が赤色蛍光体２２によって消費された結果、図１
７に示すように緑色光の領域で、出力光Ｌの発光スペクトルＬｓを５０００Ｋの基準光の
発光スペクトル（破線Ｃ）に近似させることができる。また、蛍光体層２０に含まれる緑
色蛍光体２１と赤色蛍光体２２の配合比率を調整することなどによって、図１８に示すよ
うに、緑色光の領域で出力光Ｌの発光スペクトルＬｓを３０００Ｋの基準光の発光スペク
トル（破線Ｃ３）に近似させることもできる。

以上に説明したように、本発明の第１の実施形態に係る発光装置１では、ピーク波長の
異なる２つの青色発光素子１０の出射光を励起光として、緑色蛍光体２１と、緑色光に対
する吸収スペクトルの傾きが緑色蛍光体２１の発光スペクトルの傾きと近似する赤色蛍光
体２２とを励起する。これにより、緑色蛍光体２１から出射される緑色光の発光スペクト
ルの形状を、所望の発光スペクトルの形状に変化させることができる。その結果、発光装
置１から、波長バランスの取れた波長分布の凹凸の少ない発光スペクトルの出力光Ｌが出
力される。

また、発光装置１によれば、すべての演色評価数の高い発光スペクトルの出力光Ｌが出
力される。即ち、第１の青色発光素子１１と第２の青色発光素子１２のピーク波長や出力
を式（１）〜式（３）に則って適切に設定することにより、所望の高い演色評価数を実現
できる。また、緑色蛍光体２１と赤色蛍光体２２の種類及び蛍光体層２０における緑色蛍
光体２１と赤色蛍光体２２の配合比率を適宜選択することによって、例えば５０００Ｋや
３０００Ｋなどの基準光に近似した出力光Ｌが得られる。

発光装置１で得られる高い演色性をＬＥＤで実現する他の方法として、近紫外（ＵＶ）
の光を出力するＵＶ−ＬＥＤによって赤色蛍光体、緑色蛍光体、及び青色蛍光体を励起す
る方法がある。しかし、この方法では、青色光も励起によって作る必要があるため、変換
ロスが大きい。また、ＵＶ−ＬＥＤによって赤色蛍光体、緑色蛍光体及び青色蛍光体のす
べてを励起する方法以外にも、ＵＶ−ＬＥＤで青色蛍光体を励起し、青色蛍光体の出射光
によって赤色蛍光体と緑色蛍光体を励起する方法など、変換方式はいくつか考えられる。
しかし、いずれの方法でも、変換ロスが大きい。

これに対し、青色発光素子による励起を使用する発光装置１は、光出力、明るさ、変換
効率などの点で、ＵＶ−ＬＥＤを使用する方法に比べて２倍以上の性能を有する。このた
め、発光装置１をそのまま照明用途に適用できる。なお、出力光Ｌのすべての演色評価数
が８０以上程度の性能でよければ、青色発光素子が１個であってもよい。

ところで、緑色蛍光体２１に上記の蛍光体以外の広半値幅の蛍光体、例えばＬｕ₃Ａｌ₅
Ｏ₁₂などを使用した場合にも、発光装置１から出力光Ｌが出力される。しかし、単一ピー
クの場合、どのように半値幅が広くても赤色蛍光体の励起スペクトル（吸収スペクトル）
だけで上記基準光のスペクトルラインに合わせこむことは困難であり、すべての演色評価
数を９０以上にすることはできない。

これに対し、発光装置１においては、主ピークについて左右非対称の、例えば短波長側
に主ピークがある発光スペクトルの緑色蛍光体２１を用いて、蛍光体が緑色蛍光体２１と
赤色蛍光体２２の２種類ですむ。このため、それ以上の種類の蛍光体を用いる場合に比べ
て変換ロスが少なく、出力光Ｌが明るい。また、青色光の波長選択範囲を広くできるため
、励起光の条件範囲が広くなる。

（第２の実施形態）
図１に示した発光装置１では、１つのパッケージ３０の凹部底面に第１の青色発光素子
１１と第２の青色発光素子１２が配置された構造である。しかし、図１９に示したように
、第１のパッケージ３１と第２のパッケージ３２に第１の青色発光素子１１と第２の青色
発光素子１２をそれぞれ配置してもよい。なお、第１のパッケージ３１と第２のパッケー
ジ３２のそれぞれの凹部には、緑色蛍光体２１と赤色蛍光体２２を含有する蛍光体層２０
が充填されている。また、第１のパッケージ３１と第２のパッケージ３２は、灯具５０内
で基板４０上に配置される。

図１９に示した発光装置１からすべての演色評価数の高い出力光Ｌを出力させるには、
例えば以下の２通りの方法がある。

第１の方法は、第１のパッケージ３１から出力される出力光Ｌ１と第２のパッケージ３
２から出力される出力光Ｌ２とを異なる色度にする方法である。そして、出力光Ｌ１と出
力光Ｌ２とを灯具５０内で混色させ、所望の色度の出力光Ｌを灯具５０から出力する。こ
のとき、出力光Ｌが所望の色度になるように、出力光Ｌ１の色度と出力光Ｌ２の色度を調
整する。

出力光Ｌ１の色度を所定値にするために、第１の青色発光素子１１のピーク波長や出力
や、第１のパッケージ３１内の蛍光体層２０に含まれる緑色蛍光体２１と赤色蛍光体２２
の配合比率などが設定される。また、出力光Ｌ２の色度を所定値にするために、第２の青
色発光素子１２のピーク波長や出力や、第２のパッケージ３２内の蛍光体層２０に含まれ
る緑色蛍光体２１と赤色蛍光体２２の配合比率などが設定される。

例えば、図２０に示す色度１の出力光Ｌ１と図２１に示す色度２の出力光Ｌ２を組み合
わせて、図２２に示す所望の色度３の出力光Ｌを合成する。なお、第１の青色発光素子１
１のピーク波長が第２の青色発光素子１２のピーク波長よりも短波長である。色度１〜色
度３の例を図２３に示す。図２３に示したように、出力光Ｌにおいて９０以上の高い演色
評価数が得られている。

第２の方法は、第１のパッケージ３１から出力される出力光Ｌ１の色度と第２のパッケ
ージ３２から出力される出力光Ｌ２の色度を、出力光Ｌに要求される所定の色度と同一に
する方法である。これにより、出力光Ｌ１と出力光Ｌ２とを灯具５０内で混色させた出力
光Ｌを所望の色度にできる。蛍光体層２０に含まれる緑色蛍光体２１と赤色蛍光体２２の
配合比率を調整することによって、出力光Ｌ１の色度と出力光Ｌ２の色度とを所定値に設
定できる。

例えば、図２４に示す出力光Ｌ１と図２５に示す出力光Ｌ２を組み合わせて、図２６に
示す所望の色度３の出力光Ｌを合成する。なお、第１の青色発光素子１１のピーク波長が
第２の青色発光素子１２のピーク波長よりも短波長である。出力光Ｌ１の色度１、出力光
Ｌ２の色度２及び出力光Ｌの色度３の例を図２７に示す。図２７に示したように、出力光
Ｌにおいて９０以上の高い演色評価数が得られている。

以上に説明したように、ピーク波長の異なる２つの青色発光素子１０をそれぞれ搭載し
た２つのパッケージを用いて、すべての演色評価数の高い出力光Ｌを出力する発光装置１
を実現できる。他は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。

（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び
図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様
々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

既に述べた実施形態の説明においては、短波長側に主ピークがあり、左右非対称の発光
スペクトルの緑色蛍光体２１を使用する例を示した。しかし、長波長側に主ピークがあり
、左右非対称の発光スペクトルの緑色蛍光体２１を使用してもよい。その場合、長波長側
に主ピークがある吸収スペクトルの赤色蛍光体２２を使用する。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論であ
る。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明
特定事項によってのみ定められるものである。

１…発光装置
１０…青色発光素子
１１…第１の青色発光素子
１２…第２の青色発光素子
２０…蛍光体層
２１…緑色蛍光体
２２…赤色蛍光体
３０…パッケージ
３１…第１のパッケージ
３２…第２のパッケージ
４０…基板
５０…灯具

Claims (5)

1. ４３０ｎｍ以上且つ４８０ｎｍ以下の波長範囲において発光スペクトルのピーク値の波
   長であるピーク波長が互いに異なる第１及び第２の青色発光素子と、
   前記第１及び第２の青色発光素子の出射光に励起されて、第１の強度を示す第１の波長
   と前記第１の強度よりも小さい第２の強度を示す第２の波長を有する発光スペクトルの緑
   色光を出射する緑色蛍光体、及び前記緑色光に対して前記第１の波長よりも前記第２の波
   長における吸収が少ない吸収スペクトルを有し、前記第１及び第２の青色発光素子の出射
   光に励起されて赤色光を出射する赤色蛍光体を含む蛍光体層と
   を備えることを特徴とする発光装置。
2. 前記緑色蛍光体の前記発光スペクトルが、前記第１の波長において第１のピーク値を有
   し、且つ前記第１の波長よりも長波長の前記第２の波長において前記第１のピーク値より
   も小さい第２のピーク値を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記緑色蛍光体が、Ｃｅ^３＋で賦活されたＣａ₃（Ｓｃ、Ｍｇ）₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺、
   Ｃａ₃Ｓｃ₂Ｓｉ₃Ｏ₁₂：Ｃｅ³⁺及びＣａＳｃ₂Ｏ₄：Ｃｅ³⁺のいずれかであることを特徴と
   する請求項２に記載の発光装置。
4. 前記赤色蛍光体が、Ｅｕ^２＋で賦活されたＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺及び（Ｓｒ，Ｃａ
   ）ＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ²⁺のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１
   項に記載の発光装置。
5. 前記第１の青色発光素子と前記第２の青色発光素子の前記ピーク波長の差が１６ｎｍ以
   上であり、且つ、前記第２の青色発光素子の出力に対する前記第１の青色発光素子の出力
   が０．５以上且つ２以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
   発光装置。