(57)【要約】【課題】特に演色性に優れた発光効率のよい発光装置を提供する。【解決手段】青色光を発する青色ＬＥＤチップ２と、赤色光を発する赤色ＬＥＤチップ３と、青色ＬＥＤチップ２の発光により励起して発光し、分光放射強度が最大となる波長（以下、「ピーク波長」という）が異なる複数の蛍光体５、６とを備え、複数の蛍光体５、６には、青色ＬＥＤチップ２から発せられる光の分光放射強度が最大となる波長と赤色ＬＥＤチップ３から発せられる光の分光放射強度が最大となる波長との間に、ピーク波長を有する少なくとも２種の中間蛍光体が含まれ、ピーク波長が隣り合う前記中間蛍光体のうち、短波長側の中間蛍光体のピーク波長における分光放射強度が、長波長側の中間蛍光体の分光放射強度と同じ或いは大きくなるようにし、相関色温度５０００Ｋ以上の発光色を呈するようにした。【選択図】図１
2010147306.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色、青紫色或いは紫外光を発する短波長ＬＥＤと、
赤色光を発する赤色ＬＥＤと、
前記短波長ＬＥＤの発光により励起して発光し、分光放射強度が最大となる波長（以下、「ピーク波長」という）が異なる複数の蛍光体とを備え、
前記複数の蛍光体には、前記短波長ＬＥＤから発せられる光の分光放射強度が最大となる波長と前記赤色ＬＥＤから発せられる光の分光放射強度が最大となる波長との間に、ピーク波長を有する少なくとも２種の中間蛍光体が含まれ、
ピーク波長が隣り合う前記中間蛍光体のうち、短波長側の中間蛍光体のピーク波長における分光放射強度が、長波長側の中間蛍光体の分光放射強度と同じ或いは大きくなるようにし、相関色温度５０００Ｋ以上の発光色を呈することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
青色、青紫色或いは紫外光を発する短波長ＬＥＤと、
赤色光を発する赤色ＬＥＤと、
前記短波長ＬＥＤの発光により励起して発光し、分光放射強度が最大となる波長（以下、「ピーク波長」という）が異なる複数の蛍光体とを備え、
前記複数の蛍光体には、前記短波長ＬＥＤから発せられる光の分光放射強度が最大となる波長と前記赤色ＬＥＤから発せられる光の分光放射強度が最大となる波長との間に、ピーク波長を有する少なくとも２種の中間蛍光体が含まれ、
ピーク波長が隣り合う前記中間蛍光体のうち、長波長側の中間蛍光体のピーク波長における分光放射強度が、短波長側の中間蛍光体の分光放射強度と同じ或いは大きくなるようにし、相関色温度５０００Ｋ以下の発光色を呈することを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記中間蛍光体は、ほぼ緑色に発光する蛍光体、ほぼ黄色に発光する蛍光体、及びほぼ橙色に発光する蛍光体のうち、少なくとも何れか２種の蛍光体を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の発光装置。
【請求項４】
前記複数の蛍光体に少なくとも前記赤色ＬＥＤの発光成分より長波長の発光成分を有する蛍光体を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記複数の蛍光体を透光性樹脂に混合し、少なくとも前記短波長ＬＥＤを当該透光性樹脂で封止したことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の発光装置。
【請求項６】
前記複数の蛍光体を透光性樹脂でバインドし、蛍光シート材料として構成したことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記複数の蛍光体を透光性材料でバインドし、少なくとも前記短波長ＬＥＤの上面を覆うように構成したことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の発光装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の発光装置を光源とすることを特徴とする照明器具。
【請求項９】
請求項１乃至７の何れかに記載の発光装置を備えたことを特徴とする表示器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ；Lighting Emitting Diode ）を光源として白色光を発する発光装置、この発光装置を用いた照明器具及び表示器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまでＬＥＤを用いた白色発光方式の発明は数多く存在するが、例えば、ＲＧＢの３種ＬＥＤチップの混色による構成のものや、青色ＬＥＤとそれに励起発光するＹＡＧなどの黄色蛍光体を組み合わせた構成のものがよく知られている。しかしながら、前者は３つの狭帯域発光となりそれらの中間波長成分が少ない、また、後者では赤み波長成分が少ないといった要因から、それを特に照明光として用いる場合、例えば昼光下で物体を見る場合に対して演色性あるいは色再現性が必ずしも高くないといった問題があった。
【０００３】
それを改善すべく、複数光色のＬＥＤと蛍光体との組合せとする方式の発明も少なくない。例えば、青色ＬＥＤとそれに励起発光する蛍光体、さらに、それに加えて赤色ＬＥＤを用いた面実装タイプのＬＥＤ白色光源が提案されている。これは、低色温度領域で発光効率が高く演色性のよい白色光源である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３４６０６号公報（第４−６頁、図３−図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の白色光源では、低色温度領域でも発光効率を高く維持できるものの、波長領域における青色ＬＥＤの発光領域と赤色ＬＥＤの発光領域との中間波長領域を単一蛍光体の発光成分で広く補うことは容易ではなく、使用する蛍光体の特性（例えばピーク波長や半値幅など）によっては白色光の演色性は必ずしも高くなるとは言えなかった。
【０００６】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、特に演色性に優れた発光効率のよい発光装置、この発光装置を用いた照明器具及び表示器具を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る発光装置は、青色、青紫色或いは紫外光を発する短波長ＬＥＤと、赤色光を発する赤色ＬＥＤと、短波長ＬＥＤの発光により励起して発光し、分光放射強度が最大となる波長（以下、「ピーク波長」という）が異なる複数の蛍光体とを備え、複数の蛍光体には、短波長ＬＥＤから発せられる光の分光放射強度が最大となる波長と赤色ＬＥＤから発せられる光の分光放射強度が最大となる波長との間に、ピーク波長を有する少なくとも２種の中間蛍光体が含まれ、ピーク波長が隣り合う中間蛍光体のうち、短波長側の中間蛍光体のピーク波長における分光放射強度が、長波長側の中間蛍光体の分光放射強度と同じ或いは大きくなるようにし、相関色温度５０００Ｋ以上の発光色を呈するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、短波長ＬＥＤと赤色ＬＥＤの発光波長成分、及び少なくともそれらの中間波長領域成分を与える複数の蛍光体の発光波長成分を含む発光スペクトルを有するため、照明用白色光として広い色温度領域において演色性のよい光源を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の実施の形態に係る発光装置の一構成例を示す平面図及び断面図、図２は実施の形態の他の形態を示す発光装置の断面図である。なお、図１（ｂ）は同図（ａ）における一点鎖線Ａを切断して示す断面図である。
図１において、発光装置のＬＥＤ基板１は、例えば、平面外形が円形で、その断面が凹字状に形成され、セラミックス、金属、耐熱性樹脂などを主体とした材料で構成されている。ＬＥＤ基板１内の底部には、例えばフェースアップタイプの青色ＬＥＤチップ２（短波長ＬＥＤ）と赤色ＬＥＤチップ３が実装されている。なお、ＬＥＤ基板１の材料として、ＬＥＤの自己発熱による発光効率低下を防ぐため、その熱を効率よく外部へ伝達するように、それら材料を組み合わせた構成としてもよい。また、ＬＥＤ基板１の内表面は、光反射効率を高めるため、塗装、メッキ、蒸着などにより拡散或いは鏡面性の高反射面として形成してもよい。
【００１０】
ＬＥＤ基板１内には、図示していないが、基板１の外側に通じる２種の青色及び赤色ＬＥＤチップ２、３をそれぞれ制御可能な導電路が設けられており、２種の青色及び赤色ＬＥＤチップ２、３がダイボンドされた後、各ＬＥＤチップ２、３に通電可能となるようにワイヤボンド接続されている。なお、青色及び赤色ＬＥＤチップ２、３は、フリップチップタイプでもよく、その場合、金属バンプなどで導電路と接続、又はサブマウントに一度実装した後、それをワイヤボンド接続するような構成としてもよい。
【００１１】
また、ＬＥＤ基板１内には、ＬＥＤ基板１上に実装された２種の青色及び赤色ＬＥＤチップ２、３を封止する封止樹脂４が充填されている。この封止樹脂４は、例えばシリコーンなどの透光性の材料が使用され、各ＬＥＤチップ２、３の保護、及び各ＬＥＤチップ２、３からの光取り出し効率を高めるために設けられている。封止樹脂４の内部には、目的の光色が得られるように例えば２種の蛍光体５、６が適当な混合比で混合されている。なお、図２に示すように、３種の蛍光体５、６、７が適当な混合比で混合された封止樹脂４を用いても良い。
【００１２】
ここで、青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３及び複数の蛍光体により得られるシミュレーション上の合成白色例について説明する。
混色シミュレーションには図３に示す発光波長特性を有する青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３及び複数の蛍光体が用いられている。図中に示すように、青色ＬＥＤチップ２は、分光放射強度（相対強度）が最大となる波長（以下、「ピーク波長」という）が約４５０nm（半値幅２０nm）のもの、赤色ＬＥＤチップ３はピーク波長が約６３０nm（半値幅１５nm）のものを用いている。また、緑色蛍光体（以下、「Ｇ蛍光体」という）はピーク波長が５２５nm(半値幅６５nm)、黄色蛍光体（以下、「Ｙ蛍光体」という）はピーク波長が５７０nm（半値幅９６nm）、橙色蛍光体（以下、「Ｏ蛍光体」という）はピーク波長が５８５nm（半値幅７０nm）、赤色蛍光体（以下、「Ｒ蛍光体」という）はピーク波長が６５５nm（半値幅８５nm）である。
【００１３】
これら分光特性を持つ材料を必要な混光比（或いは分光強度比）で混色することで、色度空間（例えばCIE のxy色度空間）において、それらの有する色度点で囲まれる領域の色の光色を作り出すことができる。照明用白色の生成を考える場合には、それら色度座標が目標の白色色度を囲む配置であれば、それらの混光比を調整してその領域の白色を作ることができる。
【００１４】
以下、２種の青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３及び複数の蛍光体の混光比を調整し、JIS白色（日本工業規格JIS:Z9112）において最も高色温度領域である昼白色、最も低色温度領域である電球色に調整した例を説明する。また、それら混色白色光の演色性評価数（日本工業規格JIS:Z8726 ）の試算結果のうち、特殊演色評価数Ｒ１〜Ｒ８の平均として得られる平均演色評価数Ｒａと前記規格で指定される赤色色票の再現性を表す特殊演色評価数Ｒ９の試算結果を説明する。
なお、演色性とは規格で規定されるとおり、基準光で物体を照明した場合に対する、試験光で照明した場合の色再現性であり、特殊演色評価数Ｒ９、平均演色評価数Ｒａとも１００点満点で数値化された指標である。
【００１５】
先ず、最も高色温度領域である昼白色に調整した例について図４及び図５を用いて説明する。
図４は実施の形態における白色合成光（昼白色）の一例を示す図、図５は図４の白色光の演色評価数を示す図である。なお、図４には、色温度が黒体軌跡上６５００Ｋ（昼光色）になるように青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３及び蛍光体の発光強度比を調整して混色した白色光の分光特性が示されている。また、図４のパラメータは混色に用いた蛍光体の種類を記号で示しており、図中の横軸は波長、縦軸は各分光特性のピーク強度で正規化した分光相対強度（任意単位）を示している。
【００１６】
図中に示す従来例１−１は、青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３及び１種のＧ蛍光体で合成した白色光の分光特性である。また、実施例１−１は、Ｇ蛍光体とＹ蛍光体の２種蛍光体のピーク波長の分光放射強度(例えばμW/nm)比が約１．５：１になるように合成した場合の分光を示している（この条件を１．５Ｇ：Ｙと表現し、図５では実施例１−１（１．５Ｇ＋Ｙ）のように記載し、他の条件も同様に表現する）。なお、５０００Ｋ以上の光色の演色性試算では、基準光としてJIS 規格のＤ６５光源とするが、その分光特性はおよそ短波長から長波長にかけ放射強度が減少する特性を有する。実施例１−１ではそのような傾向を与える目的でＧ蛍光体の放射強度比率を高めた条件としている。
【００１７】
その平均演色評価数を試算した結果を図５に示すが、この試算例で用いたＧ蛍光体は、図３に示すようにピーク波長が５２５nm、半値幅６５nmのやや黄緑に近い緑色の、Ｙ蛍光体に対して半値幅がやや狭い蛍光体であり、前述の特許文献１の実施例（５３５〜５７５nm）で挙げられるＧ蛍光体のピーク波長に対し短波長側に位置する。試算結果は、図５に示すように、従来例１−１（Ｇ）に対して実施例１−１（１．５Ｇ＋Ｙ）では、平均演色評価数Ｒａが６８から８８へと改善している。さらに、赤味の演色性の指標である特殊演色評価数Ｒ９も−７１から８５へと大きな改善を見せている。
【００１８】
したがって、このような単１種の適用ではあまり良好でない演色性（従来例１−１）を与える蛍光体でも、Ｙ蛍光体を加えることにより高い演色性（実施例１−１）を実現することができる。
【００１９】
なお、分光特性は示していないが、ピーク放射強度比をＧ：Ｙ＝１：１となるように合成した場合の実施例１−２（Ｇ＋Ｙ）でも、（Ｒａ，Ｒ９）＝（８５，７１）であり、従来例１−１（Ｇ）に対しては比較的良い特性であるが、実施例１−１（１．５Ｇ＋Ｙ）の比率で合成した白色に対しては数値的に低い演色評価数を示す結果となっている。実施例１−３のＧ：Ｙ＝１：１．５Ｙの条件についても同様である。
【００２０】
したがって、青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３のピーク波長の中間波長領域にピーク波長を有する例えば緑色や黄色の光色を呈する２種の蛍光体を用い、その青色ＬＥＤチップ２に対する分光放射強度が短波長にピークを有する蛍光体で高くなるように蛍光体配合を行うことで、演色性のよい高色温度白色光を得ることができる。
【００２１】
また、実施例１−４（２Ｇ＋１．５Ｙ＋Ｒ）は、Ｇ蛍光体、Ｙ蛍光体及びＲ蛍光体の３種蛍光体のピーク発光強度比が２：１．５：１になるように混色した場合の例であるが、この場合でも従来例１−１（Ｇ）の（Ｒａ，Ｒ９）＝（６８，−７１）に対して、（Ｒａ，Ｒ９）＝（８７，９３）となり、演色性が大きく改善されている。この場合では、実施例１−１（１．５Ｇ＋Ｙ）の２種の蛍光体５、６の場合よりも演色性数値が高い結果を得ている。
【００２２】
したがって、白色光源として特に高い発光効率を維持するための赤色ＬＥＤチップ３による発光成分の他に、それより広い波長成分を有するＲ蛍光体を加えたことでも高い演色性を維持することができる。さらに、図３に示したようなＲ蛍光体を加えたものでは、赤色ＬＥＤチップ３より長波長の発光波長成分を含むことになり、深紅や赤紫色の対象物の色再現性にも優れることになる。
【００２３】
また、図５の実施例１−６（１．５Ｇ＋Ｙ＋０．１Ｒ）は、Ｇ：Ｙ：Ｒ＝１．５：１：０．１として、Ｇ蛍光体とＹ蛍光体の放射強度と比較してＲ蛍光体の放射強度を低く抑えた場合の試算結果を示す。この場合は、実施例１−１（１．５Ｇ＋Ｙ）とＲａ，Ｒ９にほぼ等しい値となり、大きな変化は見られないものの良好な演色数値を示している。一般に赤味発光成分を、赤色ＬＥＤチップ３を用いずＲ蛍光体で与える場合には、短波長ＬＥＤからの長波長変換の際のエネルギーロスが大きく発光効率が高いとは言えないが、赤色ＬＥＤチップ３より長波長の可視領域成分を与えることができる利点がある。
【００２４】
したがって、この構成のように、僅かでもＲ蛍光体を加えることで、赤色ＬＥＤチップ３でエネルギー効率の良い赤味成分を与えながら比較的高い演色数値を保ちつつ、赤色ＬＥＤチップ３の発光波長より長い波長成分を有しているため、真紅や赤紫の色再現に優れる光色を作り出すことができる。
【００２５】
また、図５の実施例１−７は、青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３、さらにＧ蛍光体とＯ蛍光体の２種蛍光体を用いた場合の６５００Ｋ合成白色の演色評価数を示す。実施例１−７（２Ｇ＋Ｏ）では、Ｇ蛍光体とＯ蛍光体の２種蛍光体のピーク波長の分光放射強度（例えばμW/nm）比が約２：１になるような合成条件であるが、（Ｒａ，Ｒ９）＝（９１，９８）の試算結果が得られている。このようにＧ蛍光体とＯ蛍光体の組合わせにおいても、青色ＬＥＤチップ２に対する蛍光体ピーク波長の分光放射強度を、Ｏ蛍光体より短波長のＧ蛍光体で高くなるように蛍光体配合を行うことで、演色性のよい高色温度白色光を得ることができる。
【００２６】
以上の結果より、青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３のピーク波長の中間波長領域にピーク波長を有する例えば緑色や黄色の光色を呈する蛍光体と、さらには赤色を呈する蛍光体などの複数の蛍光体を用い、少なくとも青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３の発光波長の中間領域の発光成分を有する蛍光体については、青色ＬＥＤチップ２に対する分光放射強度が短波長にピークを有する蛍光体で高くなるような蛍光体配合を行うことで、演色性のよい高色温度白色光を得ることができる。
【００２７】
次に、最も低色温度領域である電球色に調整した例について図６及び図７を用いて説明する。
図６は実施の形態における白色合成光（電球色）の一例を示す図、図７は図６の白色光の演色評価数を示す図である。なお、図６には、図３の青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３及び蛍光体の発光成分を用い、色温度が黒体軌跡上３０００Ｋ（電球色）になるように合成した場合の白色光の分光特性が示されている。また、図６のパラメータは図４同様に混色に用いた蛍光体の種類を記号で示している。
【００２８】
図６に示す従来例２−１は青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３及び１種の蛍光体（Ｇ蛍光体）で、従来例２−２は１種の蛍光体をＹ蛍光体として合成した白色光の分光特性である。また、実施例２−１はＧ蛍光体とＹ蛍光体の２種蛍光体のピーク波長の分光放射強度(例えばμW/nm)比が約１：２になるように合成した場合の分光を示す。
【００２９】
その演色評価数を試算した結果を図７に示すが、従来例で演色性が高い方の従来例２−２（Ｙ）に対して、実施例２−１（Ｇ＋２Ｙ）では平均演色評価数Ｒａが７３から９１へと改善している。さらに、赤味の演色性を評価できる特殊演色評価数Ｒ９も１８から９２へと大きな改善を見せている。なお、５０００Ｋ以下の光色の演色性試算では、基準光として黒体放射を用いるが、その分光特性はおよそ短波長から長波長にかけ放射強度が増大する特性を有する。実施例２−１ではそのような傾向を与える目的でＹ蛍光体の放射強度比率を高めた条件としている。
以上のことから、単１種の適用ではあまり良好でない演色性（従来例２−１（Ｇ）、従来例２−２（Ｙ））を与える蛍光体でも、それらをピーク波長が長いＹ蛍光体の発光強度をＧ蛍光体のそれに対して高めるような混合比率で白色合成することにより高い演色性（実施例２−１）を実現することができる。
【００３０】
なお、分光特性は示していないが、ピーク強度比をＧ：Ｙ＝１：１となるように合成した場合の実施例２−２（Ｇ＋Ｙ）でも、（Ｒａ，Ｒ９）＝（８５，５１）であり、従来例に対しては比較的良い特性であったが、実施例２−１（Ｇ＋２Ｙ）の比率で合成した白色に対しては数値的に低い演色評価数を示す結果となっている。
【００３１】
したがって、青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３のピーク波長の中間波長領域にピーク波長を有する例えば緑色や黄色の光色を呈する複数の蛍光体を用い、その青色ＬＥＤチップ２に対する分光放射強度が長波長にピークを有する蛍光体で高くなるように蛍光体配合を行うことで、演色性のよい低色温度白色光を得ることができる。
【００３２】
また、実施例２−３（Ｇ＋２Ｙ＋３Ｒ）は、Ｇ＋Ｙ＋Ｒの３種蛍光体のピーク発光強度比が１：２：３になるように混色した場合の例を示したが、この場合でも従来例２−２（Ｙ）の（Ｒａ，Ｒ９）＝（７３，１８）に対して、（Ｒａ，Ｒ９）＝（９０，８１）となり、演色性を大きく改善される結果となった。
【００３３】
なお、分光特性は示していないが、Ｇ：ＹＲ＝１：１：１の場合の実施例２−４（Ｇ＋Ｙ＋Ｒ）では、（Ｒａ，Ｒ９）＝（８５，４６）であり、従来例に対しては比較的良い特性であるが、実施例２−３（Ｇ＋２Ｙ＋３Ｒ）の比率で合成した白色に対しては数値的に低い演色評価数を示す結果となった。
【００３４】
また、図７の実施例２−６（Ｇ＋２Ｙ＋０．１Ｒ）には、各蛍光体の放射強度比をＧ：Ｙ：Ｒ＝１：２：０．１とした結果を示す。この場合は、Ｒ蛍光体の比率が少ないものの、Ｒａ，Ｒ９は実施例２−１（Ｇ＋２Ｙ）の試算結果に等しく、演色性数値は比較的高く維持することができる。
【００３５】
以上のように、赤色蛍光体の発光強度比によらず、青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３のピーク波長の中間波長領域にピーク波長を有する緑色や黄色などの光色を呈する蛍光体を用い、その青色ＬＥＤチップ２に対する分光放射強度が長波長にピークを有する蛍光体で高くなるように蛍光体配合を行うことで、演色性のよい低色温度白色光を得ることができる。一方、実施例１−４（Ｇ：Ｙ：Ｒ＝１：１：１）のようなＧ＝Ｙとなるような条件であっても、量によらず赤色ＬＥＤチップ３より長波長の発光波長成分を含む蛍光体を加えることで、深紅や赤紫色の対象物の色再現性を高めることができる。
【００３６】
また、図８に赤色ＬＥＤチップ３を用いずに、青色ＬＥＤチップ２とＲ蛍光体、及びそれら中間波長域に位置するＧ蛍光体、Ｙ蛍光体による合成白色の分光特性を示し、図９にその演色評価数の試算結果を示しているが、この場合、従来例３−１（Ｇ＋２Ｙ、Ｒ蛍光体、３０００Ｋ）ではＧ：Ｙ＝１：２で、（Ｒａ，Ｒ９）＝（８９，７８）、従来例３−２（１．５Ｇ＋Ｙ、Ｒ蛍光体、６５００Ｋ）ではＧ：Ｙ＝１．５：１で、（Ｒａ，Ｒ９）＝（８７，７６）である。
【００３７】
したがって、前述の青ＬＥＤチップ２と赤ＬＥＤチップ３と複数の蛍光体の合成による白色の演色性評価数の比較においては、３０００Ｋ白色では実施例２−１（Ｇ＋２Ｙ）、実施例２−３（Ｇ＋２Ｙ＋３Ｒ）の方がＲａ，Ｒ９ともに高い数値を示している。また、６５００Ｋ白色では実施例１−１（１．５Ｇ＋Ｙ）、実施例１−４（２Ｇ＋１．５Ｙ＋Ｒ）の方が、Ｒａは同等であるもののＲ９は高い数値を示していることがわかる。
【００３８】
以上のように、従来方式として知られている赤色ＬＥＤチップ３を用いずＲ蛍光体を用いたＬＥＤ光源に対しても、本実施の形態の構成による白色発光装置が良好な演色性を示すことがわかる。
【００３９】
以上説明した蛍光体材料であるが、例えば、Ｇ蛍光体としてSrGa2S4:Eu、Ｇ〜Ｏ系蛍光体として（Sr,Ba）2SiO4:Eu2+、また、Ｒ蛍光体としてCaS:Eu、CaAlSiN3:Eu2+などを用いて合成する。このように本発光装置の蛍光体は異なる光色を呈する複数の蛍光体で構成するが、蛍光体組成を限定するものではない。
【００４０】
また、図１に示した構成例では、２種のＬＥＤチップの配置を、赤色ＬＥＤチップ３を基板１中心に配置した千鳥配置として例を示しているが、前記の効果は必ずしもこの配置に限ったものではなく、他の２色のＬＥＤチップの配置においてもその効果を有する。さらに、青色ＬＥＤチップ２は、ピーク波長が４５０〜４７０nm程度、また、赤色ＬＥＤチップ３は、６００〜６５０nm程度の波長を有するＬＥＤでもよく、各ＬＥＤ発光成分と複数の蛍光体の発光成分の混光比を調整することで前述の如く良質な光を得ることができる。また、青色ＬＥＤチップ２を近紫外光あるいは紫外光とし、前述の蛍光体構成例に、さらにそれら短波長に励起発光する青色発光の蛍光体を加えるような構成で演色性のよい光色を作り出すことも可能である。
【００４１】
また、図１、図２は透光性の封止樹脂４に複数の蛍光体を混合した構成例であり、２種のＬＥＤチップ２、３を同一封止樹脂４で封止した構成としているが、封止領域が広いため攪拌状態の良い蛍光体の混合封止材料を均一に封止することができる。また、蛍光体励起能力の低い赤色ＬＥＤチップ３も本封止樹脂４で覆うことで、赤色ＬＥＤチップ３の光が封止樹脂４中の蛍光体表面で乱反射するため、比較的混色性のよい高演色白色発光装置を得ることができる。
【００４２】
蛍光体の適用例としては図１、図２以外の他の構成をとることもできる。例えば図１０に示すように、透光性の樹脂バインド材料などで複数の蛍光体をバインドし、シート状に成形した蛍光シート８をＬＥＤ基板１の発光表面に装着したものでも良い。蛍光シート８は、例えばシリコーンなどの透光性樹脂に蛍光体を混入させた数十〜数百μm 程度の薄手材料として形成する。
【００４３】
蛍光シート８中の蛍光体は、青色ＬＥＤチップ２により励起発光する複数の蛍光体であり、青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３と発光色との合成により目的の白色を得ることができる。蛍光シート８の表面には、微小凹凸を付ける加工を施してもよく、その場合には蛍光シート８の表面で光の拡散効果を与えることができる。このような蛍光シート８を用いることで、発光装置の色温度或いは色度のばらつきを蛍光シート８特性として管理することができる。即ち、目標光色（例えばJIS の５区分の白色）ごとに蛍光体配合比を調整した蛍光シート８を作製しておき、目標色温度にあわせ種類を選択して組込むことが可能である。また、蛍光シート８の差し替えだけで色温度の変更対応が可能な発光装置を得ることができる。さらに、製品解体の場合でも蛍光体含有材料を蛍光体シートとして簡単に分離回収できるので、その再利用も含め利点が大きい。
【００４４】
また、例えば図１１に示すように、青色ＬＥＤチップ２の表面に透光性バインド樹脂などに蛍光体を混合した材料を蛍光材料９としてチップ上に塗布或いはコートするなどして配置させた構成でも良い。本構成では蛍光材料９で青色ＬＥＤチップ２の青色光を波長変換し、さらに青色光、波長変換光及び赤色ＬＥＤチップ３の赤色光とで合成白色を得る構成のものである。この構成により、蛍光体形成領域を最大限小さくすることができると共に、例えば青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３との配置間隔を極力短くするように隣接配置することで発光装置の発光面の色むらを緩和することができる。また、この他同様の構成として、チップごと、あるいはチップ種類ごとに透光性樹脂封止する構成で、青色ＬＥＤチップ２の封止樹脂４中のみに前記複数の蛍光体を混合させる方式でも同様の効果を得ることができる。
【００４５】
以上説明したように青色ＬＥＤチップ２と赤色ＬＥＤチップ３、さらに青色ＬＥＤチップ２の発光波長と赤色ＬＥＤチップ３の発光波長との間の中間発光成分を補う複数の蛍光体を用い、目的とする白色色温度（例えば昼白色〜電球色）に合わせ複数の蛍光体の発光強度比を設定することで演色性のよい白色光を得ることができる。特に従来の青色ＬＥＤ＋黄色蛍光体方式による白色と比較しては、強い赤み成分を有するため赤色再現性に優れた色光とすることができる。また、図３のような赤色ＬＥＤチップ３よりも長波長成分を含む蛍光体も混合することで、深紅または赤紫の光色を呈する物体の色再現性も高めることが可能である。また、本実施の形態では、赤味成分を与えるために、青色ＬＥＤチップ２からのエネルギー変換率の高いとは言えない（ストークスシフトの大きい）Ｒ蛍光体に比較し、エネルギー効率の高い赤色ＬＥＤチップ３を主として利用するため、発光効率も良好な発光装置とすることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、以上説明したように演色性がよい白色発光装置に係わるものであり、光束に関係なく特殊照明や一般照明など広い用途の照明器具や、表示器具への適用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の実施の形態に係る発光装置の一構成例を示す平面図及び断面図である。
【図２】実施の形態の他の形態を示す発光装置の断面図である。
【図３】実施の形態の発光装置に用いられている各発光材料の分光特性を示す図である。
【図４】実施の形態における白色合成光（昼白色）の一例を示す図である。
【図５】図４の白色光の演色評価数を示す図である。
【図６】実施の形態における白色合成光（電球色）の一例を示す図である。
【図７】図６の白色光の演色評価数を示す図である。
【図８】実施の形態と比較するための従来例における白色合成光（電球色、昼白色）の一例を示す図である。
【図９】図８の白色光の演色評価数を示す図である。
【図１０】発光装置の他の構成例を示す断面図である。
【図１１】発光装置の他の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  ＬＥＤ基板、２  青色ＬＥＤチップ、３  赤色ＬＥＤチップ、４  封止樹脂、
５〜７  蛍光体、８  蛍光シート、９  蛍光材料。
【図１】
2010147306.tif 000003
【図２】
2010147306.tif 000004
【図３】
2010147306.tif 000005
【図４】
2010147306.tif 000006
【図５】
2010147306.tif 000007
【図６】
2010147306.tif 000008
【図７】
2010147306.tif 000009
【図８】
2010147306.tif 000010
【図９】
2010147306.tif 000011
【図１０】
2010147306.tif 000012
【図１１】
2010147306.tif 000013