(57)【要約】【課題】自動車塗装や劇場用舞台照明に適した調色ＬＥＤ照明装置および照明器具を提供する。【解決手段】基板３と、基板上に形成されたダム８と、ダム８内に配置され、同一平面に実装された多数個のＬＥＤチップ１１，１２により構成された発光面２と、ダム８内に充填された透光性樹脂部９と、配線層１５，１６と、調色コントローラ４０とを備える調色ＬＥＤ照明装置であって、透光性樹脂部９が、分散配置された赤色蛍光体および緑色蛍光体を含み、多数個のＬＥＤチップ１１，１２が、青色を発光するＬＥＤチップ１１と、アンバー色または白色を発光するＬＥＤチップ１２とから構成されることを特徴とする調色ＬＥＤ照明装置。【選択図】図１
2019091648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、基板上に形成されたダムと、ダム内に配置され、同一平面に実装された多数個のＬＥＤチップにより構成された発光面と、ダム内に充填された透光性樹脂部と、配線層と、調色コントローラとを備える調色ＬＥＤ照明装置であって、
前記透光性樹脂部が、分散配置された赤色蛍光体および緑色蛍光体を含み、
多数個のＬＥＤチップが、青色を発光するＬＥＤチップと、アンバー色または白色を発光するＬＥＤチップとから構成されることを特徴とする調色ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
アンバー色または白色を発光するＬＥＤチップが、青色を発光するＬＥＤチップおよび当該ＬＥＤチップの上面を覆うチップ上面蛍光体層から構成されており、
前記チップ上面蛍光体層が、分散配置された赤色蛍光体および黄色蛍光体を含むことを特徴とする請求項１に記載の調色ＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記発光面の外縁に沿って配置されるＬＥＤチップの過半数が、アンバー色または白色を発光するＬＥＤチップにより構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の調色ＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記発光面が、角数が偶数個の多角形であり、
前記発光面の外縁を構成し、対向する２辺に沿って配置されるＬＥＤチップの全部が、アンバー色または白色を発光するＬＥＤチップにより構成されていることを特徴とする請求項３に記載の調色ＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記多数個のＬＥＤチップが、前記発光面の上下方向中心線および／または左右方向中心線に対して線対称に配置されていることを特徴とする請求項３または４に記載の調色ＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記アンバー色または白色の色温度の範囲が、１７００Ｋ〜５５００Ｋであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の調色ＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
投入電力が１００Ｗ以上であり、調色範囲が１４００Ｋ〜７５００Ｋであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の調色ＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記青色を発光するＬＥＤチップと、アンバー色または白色を発光するＬＥＤチップとの個数の割合が、１：１０〜１０：１であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の調色ＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色光を照射する調色ＬＥＤ照明装置および照明器具に関し、例えば３０００Ｋ〜５０００Ｋ調色範囲を有し、大光量（例えば、１〜５万ルーメン（ｌｍ））かつ高輝度の調色ＬＥＤ照明装置および照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光部をＬＥＤ（Light Emitting Diode:発光ダイオード）に代替した照明器具が多数提案されている。ＬＥＤの実装方法としては、ＣＯＢ実装と、パッケージ実装とが知られている。ＣＯＢ実装は、例えば、表面にリード電極のパターンが金属膜で形成された平板形状の基板に、半導体素子を搭載してリード電極に電気的に接続し、樹脂で封止することにより行われる。
【０００３】
ＣＯＢ構造のＬＥＤ照明装置は、実装基板に搭載したＬＥＤ素子と実装基板上の配線とをワイヤボンディングあるいはフリップチップ実装で電気的に接続し、ＬＥＤ素子実装領域を透光性樹脂で封止して製造される。樹脂封止の前に、基板上の実装領域の周囲に環状の枠体を設けて、この枠体の内側に透光性樹脂を充填して封止した製造手法も知られている（例えば特許文献１）。
【０００４】
昨今、ＬＥＤ照明装置の大光量化の要請がある。しかし、多数のＬＥＤチップを基板にＣＯＢ実装するに際し、ガラスエポキシ樹脂のような熱伝導性が低い材料からなる基板を用いると、放熱性の悪くなる発光中心部の光量が特に低下するドーナツ化現象が生じるという課題がある。そこで、出願人等は、特許文献２において、少なくとも表面が金属である基板の表面に平均粒径が数ｎｍ〜数百ｎｍであるＳｉＯ２粒子及び白色無機顔料を含む液材を塗布し、焼成することにより、白色絶縁層と金属層の積層構造を形成することにより、ドーナツ化現象を解決することができる半導体装置を提案した。
【０００５】
また、狭小空間においても実装ができるように、封入された冷媒の気化および凝縮によって発熱体を冷却するヒートパイプ（ヒートスプレッダ）も提案されている。特許文献３では、上板及び下板のうちいずれか一方に被冷却装置を設けるための配置部を有し、前記上板と前記下板との間に１又は複数の中板を設けた冷却部本体を備え、前記冷却部本体の内部には、冷媒が蒸気となって前記被冷却装置で発生する熱を前記冷却部本体の周辺部に伝達する蒸気拡散流路と、前記中板に設けられ、前記周辺部で凝縮した冷媒が前記配置部側に戻るように構成された毛細管流路とが設けられており、前記配置部には、他の領域よりも厚みが薄く形成され、前記被冷却装置を搭載させるための凹部を備えるヒートパイプが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１６４１５７号公報
【特許文献２】特許第５４５６２０９号公報
【特許文献３】特許第４１１９９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自動車工場の塗装色検査工程において、朝、昼、夕、晴れ、曇りなど太陽光と同じ色温度の照明で検査するために、色温度を調整でき、かつ、車体全体を照射できる大光量ＬＥＤ照明のニーズがあるが、マルチ光源を採用すると色ムラが生じ、輝度も低下するという課題がある。
また、劇場の舞台照明では、様々なシーンを演出するために色温度を調整する照明としてハロゲン灯や白熱電球が使われており、省エネのためこれに代わるＬＥＤ照明のニーズがあるが、マルチ光源や発光面を分割した光源では色ムラや輪郭の色味が白熱電球などに比べると劣るという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題が解消された調色ＬＥＤ照明装置および照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る調色ＬＥＤ照明装置は、基板と、基板上に形成されたダムと、ダム内に配置され、同一平面に実装された多数個のＬＥＤチップにより構成された発光面と、ダム内に充填された透光性樹脂部と、配線層と、調色コントローラとを備える調色ＬＥＤ照明装置であって、前記透光性樹脂部が、分散配置された赤色蛍光体および緑色蛍光体を含み、多数個のＬＥＤチップが、青色を発光するＬＥＤチップと、アンバー色または白色を発光するＬＥＤチップとから構成される。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、アンバー色または白色を発光するＬＥＤチップが、青色を発光するＬＥＤチップおよび当該ＬＥＤチップの上面を覆うチップ上面蛍光体層から構成されており、前記チップ上面蛍光体層が、分散配置された赤色蛍光体および黄色蛍光体を含むように構成することができる。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、前記発光面の外縁に沿って配置されるＬＥＤチップの過半数が、アンバー色または白色を発光するＬＥＤチップにより構成されているように構成することができる。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、前記発光面が、角数が偶数個の多角形であり、前記発光面の外縁を構成し、対向する２辺に沿って配置されるＬＥＤチップの全部が、アンバー色または白色を発光するＬＥＤチップにより構成されているように構成することができる。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、前記多数個のＬＥＤチップが、前記発光面の上下方向中心線および／または左右方向中心線に対して線対称に配置されているように構成することができる。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、前記アンバー色または白色の色温度の範囲が、１７００Ｋ〜５５００Ｋであるように構成することができる。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、投入電力が１００Ｗ以上であり、調色範囲が１４００Ｋ〜７５００Ｋであるように構成することができる。
上記調色ＬＥＤ照明装置において、前記青色を発光するＬＥＤチップと、アンバー色または白色を発光するＬＥＤチップとの個数の割合が、１：１０〜１０：１であるように構成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、色ムラや輪郭の色味の課題を解決した大光量の調色ＬＥＤ照明装置および照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一実施形態例に係るＬＥＤ照明装置の平面図である。
【図２】第一実施形態例に係るＬＥＤ照明装置の側面断面図である。
【図３】（ａ）表面電極ＬＥＤ素子を実装したモジュールの一例を示す側面断面図であり、（ｂ）垂直電極ＬＥＤ素子を実装したモジュールの一例を示す側面断面図である。
【図４】発光面の輪郭に沿って配置されたＬＥＤチップを説明するための平面図である。
【図５】第一実施形態例に係るＬＥＤ照明装置を示す構成図である。
【図６】電源装置の供給電力と色温度との関係を示すグラフである。
【図７】電源装置の供給電力と色座標との関係を示すグラフである。
【図８】使用するＬＥＤチップと色座標との関係を示す参考グラフである。
【図９】第二実施形態例に係るＬＥＤ照明装置の平面図である。
【図１０】第二実施形態例に係るＬＥＤ照明装置の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、例示に基づき本発明を説明する。
［第一実施形態例］
図１は本発明の第一実施形態例に係るＬＥＤ照明装置１の平面図である。ＬＥＤ照明装置１は、発光面２と、実装基板３と、カソード電極５と、アノード電極６と、調色コントローラ（図示せず）とを主に備えて構成された、白色光を照射するＬＥＤ照明装置である。
【００１３】
発光面２は、１４５個のＬＥＤチップをアレイ状に配置してなる面状光源であり、図１の上下方向（以下、「縦方向」という）に伸びる青色ラインを８組と、縦方向に伸びるアンバー色ラインを９組とを備えている。各色ラインは、図１の左右方向（以下、「横方向」という）に、左から白青白青・・・青白の順で平行して配置されている。
青色ラインは同一直線上に沿って配置され、直列接続される８個の青色ＬＥＤチップ１１からなり、アンバー色ラインは同一直線上に沿って配置され、直列接続される９個のアンバー色ＬＥＤチップ１２からなる。各色ラインは並列接続されて色モジュールを構成し、各色モジュールは同一仕様の２つの電源装置とそれぞれ一対一で接続されている（青色８直列×８並列＋アンバー色９直列×９並列）。
【００１４】
横方向に配置されるＬＥＤチップの行において、上下方向に隣り合う行のＬＥＤチップは千鳥状となるように配置されている。縦方向に配置されるＬＥＤチップの列（色ライン）において、左右方向に隣り合う列のＬＥＤチップは千鳥状となるように配置されている。発光面２内は区画されておらず、１４５個のＬＥＤチップが実質的に等間隔で配置されている。また、発光面２では、１４５個のＬＥＤチップ１１〜１２が、上下左右対称に配置されているので、色ムラの問題は生じない。
【００１５】
図２は、第一実施形態例に係るＬＥＤ照明装置１の側面断面図である。
実装基板３は、ドーナツ化現象が生じない熱伝導性に優れる材料からなる基板であり、例えば、銅板またはアルミ板により構成される。実装基板３は少なくとも表面が金属材料からなるものであれば足り、例えば表面が銅からなる水冷構造のヒートスプレッダ（上板、中板、下板の３種類の銅板からなる積層構造体。特許文献３参照）を用いてもよい。
第一実施形態例に係る実装基板３の裏面は、接着層を介してヒートシンク（図示せず）と接着される。接着層は、絶縁性を有する高熱伝導接着材あるいはボンディングシートを用いることができる。
【００１６】
実装基板３の表面には、ＬＥＤチップ１１〜１２からの発光を反射する反射層７が形成されている。反射層７は、例えば、銀めっき層、或いは、白色無機粉末（白色無機顔料）と二酸化珪素（ＳｉＯ２）を主要な成分とし、有機リン酸を含むジエチレングリコールモノブチルエーテルの溶剤でこれらを混ぜたインクをスクリーン印刷などで塗布し、焼成して形成される無機系白色絶縁層である。なお、ＬＥＤチップ１１〜１２の載置場所に反射層７が形成されない凹部を設け、実装基板３の上面にＬＥＤチップ１１〜１２を直接ダイボンドしてもよい。
【００１７】
実装基板３の上面には、カソード電極５ａ，５ｂ、アノード電極６ａ，６ｂ、ダム材８、カソード配線１５ａ，１５ｂ、アノード配線１６ａ，１６ｂが配置される。実装基板３には、基板温度を監視するための温度センサを設けてもよい。
【００１８】
青色ＬＥＤチップ１１は、例えば窒化ガリウム系半導体を用いたＬＥＤベアチップであり、近青色領域を含む４４５ｎｍ〜４７０ｎｍにピーク放出波長を有する。また、アンバー色ＬＥＤチップ１２は、例えばＡｌＩｎＧａＰ系半導体を用いたＬＥＤベアチップであり、５７０ｎｍ〜６１０ｎｍにピーク放出波長を有する。別の観点からは、アンバー色ＬＥＤチップ１２は、白色光（例えば、相関色温度（ＣＣＴ）が２６００Ｋ〜５５００Ｋ）を発光する白色チップを使用することできる。なお、ＬＥＤ同一色のＬＥＤチップは全て同一仕様である。
ＬＥＤチップ１１は金ワイヤのワイヤボンディングにより結線される表面電極ＬＥＤ素子であり（図３（ａ）参照）、ＬＥＤチップ１２は、上部電極が金ワイヤのワイヤボンディングにより結線され、底面電極がダイボンディングにより結線される垂直電極ＬＥＤ素子である。（図３（ｂ）参照）。ＬＥＤチップ１１はダイアタッチ剤（シリコン系）を底面に塗布して接着され、ＬＥＤチップ１２は銀ペーストまたは半田ペーストを底面に塗布して接着される。
【００１９】
ＬＥＤチップ１１〜１２の結線方法は例示の組み合わせに限定されるものではなく、例えば全てのＬＥＤチップを表面電極ＬＥＤ素子により構成し、或いは、全てのＬＥＤチップを垂直電極ＬＥＤ素子により構成することもできる。本実施形態例では、市販されるＬＥＤチップの種類に限りがあることから、例示のＬＥＤチップの組み合わせを採用している。
ＬＥＤチップ１１〜１２は実装基板３のＬＥＤ実装領域内に高密度実装される。より詳細には、縦横１．１５ｍｍ以下のＬＥＤチップ１１〜１２が、ダム内寸３３ｍｍ×３３ｍｍのＬＥＤ実装領域内に実装されている。ＬＥＤチップ１１の最大定格電流は３５０ｍＡであり、総発光出力は１０８．８０Ｗである。ＬＥＤチップ１２の最大定格電流は３５０ｍＡであり、総発光出力は１２９．６０Ｗである。
【００２０】
発光面２の輪郭の色味を改善するためのチップ配置について説明する。
図４では、八角形の発光面２の輪郭（外縁）に沿って配置された３６個のＬＥＤチップ１１〜１２を点線で囲って示している。本実施形態では、発光面２の輪郭（外縁）に沿って配置された３６個のＬＥＤチップのうち、２８個をアンバー色ＬＥＤチップ１２により構成した。このように、本実施形態例では、発光面２の輪郭（外縁）に沿って配置された複数個のＬＥＤチップの７割以上をアンバー色ＬＥＤチップ１２により構成することにより、発光面の輪郭の色温度を下げ、白熱灯やハロゲン灯と同様の色味の発光面を実現することを可能としている。
発光面２の輪郭の色味の悪さは、スポットライトのようにレンズを取り付けて使用される照明においては特に目立つが、本実施形態のＬＥＤ照明装置１によれば、発光面２の輪郭の色味は良好である。
なお、発光面２を八角形に構成したのは、従来のスポットライトのように円形に近い発光面を実現するためである。
【００２１】
ＬＥＤチップ１１〜１２が実装される領域は、少なくとも表面に光反射性が付与されたダム材８により囲まれている。ダム材８は、製造時において封止樹脂の流動を防ぐもので、樹脂や金属材料などで構成する。ダム材８の内側には、透光性樹脂（例えば、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂）を充填および硬化してなる透光性樹脂部９が設けられている。
透光性樹脂部９は、緑色蛍光体と赤色蛍光体とが分散配置されている。本実施形態の蛍光体には、窒化物系、酸窒化物系、酸化物系、硫化物系の蛍光体を用いることができる。例えば、化学式Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅで表される緑色蛍光体であるＬｕＡＧ系蛍光体、化学式（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表される赤色蛍光体であるＳＣＡＳＮ系蛍光体、化学式ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕで表される赤色蛍光体であるＣＡＳＮ系蛍光体、化学式ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｃｅで表わされる緑色蛍光体であるスカンジウム酸化物蛍光体、化学式ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕで表される緑色蛍光体であるサイアロン系蛍光体も含まれる。別の観点からは、例えば、ＬＥＤチップが窒化ガリウム系化合物半導体であり、Ｙ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ及びＳｍからなる群から選択された少なくとも１つの元素と、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群から選択された少なくとも１つの元素とを含み、セリウムで付括されたガーネット系蛍光体を含有する第一の樹脂層と、第一の樹脂層の上に形成され、蛍光体を含有しない第二の樹脂層とを備えるＬＥＤ発光装置も本発明には含まれる。ここで、窒化ガリウム系化合物半導体（一般式ＩｎiＧａjＡｌkＮ、ただし、０≦ｉ，０≦ｊ，０≦ｋ，ｉ＋ｊ＋ｋ＝１）としては、ＩｎＧａＮや各種不純物がドープされたＧａＮを始め、種々のものを用いることができる。本実施形態では、６２０〜６４５ｎｍのピーク放出を有する赤色蛍光体と、５１５〜５６０ｎｍのピーク放出を有する化学式Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ２＋で表される緑色蛍光体（または黄緑色蛍光体）を使用した。
【００２２】
好ましい態様の透光性樹脂部９は、蛍光体の沈降を防止する樹脂（例えば、蛍光体と比重が実質的に同等の分散剤を含有する樹脂）からなり、当該樹脂内で蛍光体が実質的に均一に分散された状態が長時間（例えば、４時間以上）にわたり維持される。このような樹脂からなる透光性樹脂部９では、樹脂充填後の放置時間や加熱硬化時間等の微細な制御を行うことなくチップ上の蛍光体量を安定化することができ、また、樹脂硬化の際に多少の傾きがあっても樹脂の粘性により蛍光体の分布に問題のある偏りは生じない。
【００２３】
調色コントローラは、６４個の青色ＬＥＤチップ１１からなる青色モジュールおよび８１個のアンバー色ＬＥＤチップ１２からなるアンバー色モジュールに通電する電流値を制御することにより、所望の相関色温度を実現することが可能である。青色モジュールを構成するＬＥＤチップとアンバー色モジュールを構成するＬＥＤチップとの割合は例示のものに限定されず、例えば１：１０〜１０：１とすることが開示される。
【００２４】
ここで、図５は、第一実施形態例に係るＬＥＤ照明装置１の構成を示すブロック図である。上述したように、発光面２には、８個の青色ＬＥＤチップ１１が直列接続された８本の青色ラインからなる青色モジュール（８直列×８並列）と、９個のアンバー色ＬＥＤチップ１２が直列接続された９本のアンバー色ラインからなるアンバー色モジュール（９直列×９並列）が設置されている。図５に示すように、電源装置３０ａは、青色ＬＥＤチップ１１からなる青色モジュールと接続しており、青色ＬＥＤチップ１１に電力を供給する。また、電源装置３０ｂは、アンバー色ＬＥＤチップ１２からなるアンバー色モジュールと接続しており、アンバー色ＬＥＤチップ１２に電力を供給する。
【００２５】
調色コントローラ４０は、電源装置３０ａおよび電源装置３０ｂに電気的にそれぞれ接続し、発光面２の色温度を調整するために、電源装置３０ａおよび電源装置３０ｂの出力を制御する。たとえば、発光面２の照明の色温度を高くする場合には、調色コントローラ４０は、電源装置３０ａの出力を制御して色温度の高い青色ＬＥＤチップ１１に供給される電力を高くし、また、電源装置３０ｂの出力を制御して色温度の低いアンバー色ＬＥＤチップ１２に供給される電力を低くする。反対に、発光面２の照明の色温度を低くする場合には、調色コントローラ４０は、電源装置３０ａの出力を制御して色温度の高い青色ＬＥＤチップ１１に供給される電力を低くし、電源装置３０ｂの出力を制御して色温度の低いアンバー色ＬＥＤチップ１２に供給される電力を高くする。
【００２６】
ここで、発明者は、電源装置の供給電力と色温度との関係を把握するために、次のような実験を行った。具体的には、青色ＬＥＤチップを蛍光塗料入りの樹脂で覆い色温度６０００Ｋとした照明を一方の電源装置に接続し、白色ＬＥＤチップを蛍光塗料入りの樹脂で覆い色温度３０００Ｋとした照明を他方の電源装置に接続した。そして、各電源装置の供給電力（消費電力）を変化させながら、ＬＥＤ照明全体の色温度を計測した。なお、基板温度に応じた色温度の変化も検証するために、基板温度が２５℃の場合と、６０℃の場合とで色温度を測定した。なお、本実施例では、水冷ジャケット方式により基板温度を調整した。
【００２７】
図６は、電源装置の供給電力と色温度との関係を示すグラフであり、図７は、電源装置の供給電力と色座標との関係を示す参考グラフである。図６に示すように、項目１〜４では、６０００ＫのＬＥＤの供給電力をゼロとしたまま、３０００ＫのＬＥＤの供給電力だけを変化させた。この場合、ＬＥＤ照明装置全体の色温度は、たとえば基板温度が２５℃の場合には、３１３２〜３２４４Ｋと狭い範囲で変化するだけであった。また、項目１２〜１４では、３０００ＫのＬＥＤチップの供給電力をゼロとしたまま、６０００ＫのＬＥＤチップの供給電力だけを変化させたが、この場合も、たとえば基板温度が２５℃の場合には、色温度は５８８０〜５６９９Ｋという狭い範囲で変化した。一方、項目５〜１１に示すように、３０００Ｋおよび６０００ＫのＬＥＤチップに電力を供給した場合には、３０００Ｋおよび６０００ＫのＬＥＤチップに供給する電力を変化させることで、たとえば基板温度が２５℃の場合に、３４０３〜５５２０という広い範囲で色温度を制御することができることが分かった。すなわち、本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１のように、青色ＬＥＤチップと、アンバー色ＬＥＤチップとを備え、それぞれの色のＬＥＤチップに異なる電力系統により電力を制御して供給することで、色温度を広範囲で制御することができることが分かった。なお、図６に示すように、基板温度が６０℃の場合も、項目１〜１４において、基板温度が２５℃の場合と同様の傾向にあり、基板温度による色温度の違いはほとんど見られなかった。
【００２８】
なお、図６および図７に示す例では、３０００ＫのＬＥＤ照明と６０００ＫのＬＥＤ照明とを用いて実験を行っているため、おおよそ３０００〜６０００Ｋの範囲で色温度が調整可能となったが、この構成に限定されず、使用するＬＥＤチップと蛍光体の調合によりおおよそ１４００〜７５００Ｋの範囲で色温度を制御することができる。
【００２９】
図８は、使用するＬＥＤチップと色座標との関係を示す参考グラフである。青色ＬＥＤチップとアンバー色ＬＥＤチップを実装した発光面を、緑色蛍光体と赤色蛍光体を含む透光性樹脂で覆い、青色ＬＥＤチップの発光色が７５００Ｋになるように蛍光体を調合した場合、アンバー色ＬＥＤチップの発光色は１４００Ｋとなり、調色範囲は１４００Ｋ〜７５００Ｋとなる（図８中の（Ａ）の調色範囲）。青色ＬＥＤチップと白色ＬＥＤチップ（電球色）を実装した発光面を、前述と同じ蛍光体を含む透光性樹脂で覆った場合、白色ＬＥＤの発光色は２８００Ｋとなり、調色範囲は２８００Ｋ〜７５００Ｋとなる（図８中の（Ｂ）の調色範囲）。また、青色ＬＥＤチップとアンバー色ＬＥＤチップを実装した発光面を、青色ＬＥＤチップの発光色が３０００Ｋになるように蛍光体を調合した透光性樹脂で覆った場合の調色範囲は１４００Ｋ〜３０００Ｋとなる（図８中の（Ｃ）の調色範囲）。このように、使用するＬＥＤチップと蛍光体の調合により任意に調色範囲をコントロールできる。なお、図７および図８では色座標を便宜上グレースケールで表示しているが、実際のカラーで表示した場合には、夕日や朝日のような赤みのある色から、日中の太陽光までの色までの色を調色することができることが分かる。
【００３０】
以上に説明した第一実施形態例のＬＥＤ照明装置１は、マルチ光源のような色ムラが生じない、単一光源である調色光源を提供することが可能である。また、ほぼ同じ個数のＬＥＤチップからなる二色のＬＥＤチップ群を千鳥配置で高密度配置することにより色ムラの問題を解消しており、発光面の外縁に沿ってアンバー色ＬＥＤチップを配置したことでハロゲン灯スポットライトと同様な色味の輪郭を再現でき、舞台照明として十分満足できる品質であることが確認された。
また、所望の相関色温度を大光量かつ高輝度で実現することができるので種々の用途へ適用することができ、例えば、車体や車内の検査用光源として使用した場合には、太陽光に近いスペクトルを実現することもできるので、屋外光環境でのシミュレーションや検査を実施することも可能となる。
本実施形態例では、八角形の発光面２を例示したが、発光面２が四角形、六角形などの多角形である場合や円形または楕円形である場合にも発光面２の外縁に沿ってアンバー色ＬＥＤチップや白色ＬＥＤチップを配置することは、白熱灯などと同様な色味の輪郭を再現する上で効果的である。発光面２が角数が偶数個の多角形の場合において、青色ＬＥＤチップ１１およびアンバー色ＬＥＤチップ１２を、発光面２内で上下方向中心線および左右方向中心線に対して線対称に配置し、発光面２の外縁に沿って配置された複数個のＬＥＤチップの過半数（好ましくは６割以上、より好ましくは７割以上）をアンバー色ＬＥＤチップ１２であるようにすることで、本実施形態例と同様の作用効果が奏される。
【００３１】
［第二実施形態例］
次に、第二実施形態例に係るＬＥＤ照明装置１ａについて説明する。図９は、第二実施形態例に係るＬＥＤ照明装置１ａの平面図であり、図１０は、第二実施形態例に係るＬＥＤ照明装置１ａの側面断面図である。第二実施形態例に係るＬＥＤ照明装置１ａは、発光面２ａを有する点で、第一実施形態例に係るＬＥＤ照明装置１と異なり、それ以外は、第一実施形態例に係るＬＥＤ照明装置１と同様の構成を有し、同様に動作する。
【００３２】
発光面２ａは、図９に示すように、平面視において四角形となっており、ＬＥＤチップ１１，１３が千鳥配置で高密度に配置されている。ＬＥＤチップ１１は、第一実施形態例の青色ＬＥＤチップ１１と同じチップであるため説明は割愛する。一方、ＬＥＤチップ１３は、図１０に示すように、青色ＬＥＤチップ１１の上に蛍光体層１４が形成されて、構成されている白色ＬＥＤチップである。なお、ＬＥＤチップ１３を構成する青色ＬＥＤチップ１５は、第一実施形態例の青色ＬＥＤチップ１１と同じチップでも良いし、異なるチップでも良い。
【００３３】
蛍光体層１４は、電球色の色合いの白色（５８０〜６３０ｎｍ）のピーク放出を有する蛍光体が分散配置された透光性樹脂により構成されている。本実施形態例では、蛍光体層１４を、赤色蛍光体と黄色蛍光体とを分散配置することにより構成した。赤色蛍光体としては、第１実施形態と同様の蛍光体を用いることができる。また、黄色蛍光体としては、例えば、イットリウム、アルミニウムの複合酸化物からなるガーネット構造の結晶に他の元素を混合したＹＡＧ系蛍光体（化学式Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ）や、化学式Ｌａ３Ｓｉ６Ｎ１１：Ｃｅで表されるＬＳＮ系蛍光体を用いることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、青色ＬＥＤチップ１５の上に蛍光体層１４を形成してＬＥＤチップ１３を構成し、蛍光体層１４が硬化した後に、第一実施形態例と同様に、緑色蛍光体と赤色蛍光体とが分散配置された透光性樹脂をダム材８内に充填し、透光性樹脂部９が形成される。
【００３５】
このように、第二実施形態例に係る発光面２ａでは、青色ＬＥＤチップ１１と、青色ＬＥＤチップ１５上に蛍光体層１４が形成されたＬＥＤチップ１３とが配置されている。なお、本実施形態において、青色ＬＥＤチップ１１は、６５００Ｋの色温度の光を外部に照射することができ、ＬＥＤチップ１３は、２７００Ｋの色温度の光を外部に照射することができるが、この構成に限定されない。
【００３６】
このように、第二実施形態例に係るＬＥＤ照明装置１ａでは、１種類の青色ＬＥＤチップ１１のみを用いるが、第一実施形態例のアンバー色ＬＥＤチップ１２と同様に、発光面２ａの輪郭に沿って配置されたＬＥＤチップの７割以上を、青色ＬＥＤチップ１１上に蛍光体層１４を形成して色温度を下げたＬＥＤチップ１３で構成することで、第一実施形態例と同様に、白熱灯やハロゲン灯と同様の色味の発光面を実現することを可能としている。特に、第二実施形態例に係るＬＥＤ照明装置１ａでは、発光面２ａの輪郭に沿って配置された全てのＬＥＤチップをＬＥＤチップ１３で構成することで、輪郭の色味をより改善することができる。
【００３７】
以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３８】
１  ＬＥＤ照明装置
２  発光面
３  実装基板
４  プリント配線基板
５  カソード電極
６  アノード電極
７  反射層
８  ダム材
９  透光性樹脂部
１１  青色ＬＥＤチップ
１２  アンバー色ＬＥＤチップ
１５  カソード配線
１６  アノード配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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