(57)【要約】【課題】赤色蛍光体を用いることによる発光効率の低下をできるだけ抑制し、高い演色性を維持しつつ発光効率の向上を実現することを可能にした発光装置を提供する。【解決手段】本発明の発光装置１は、発光素子として、青色光を放射するＬＥＤチップ２を有する。このＬＥＤチップ２は、５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を有する黄色系蛍光体と赤色蛍光体とを透明樹脂に混合・分散させた蛍光体層９（蛍光体含有樹脂層９）により覆われている。色温度は５０００Ｋ以下である。赤色蛍光体の主波長が６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下であると好ましく、その場合、黄色系蛍光体の主波長が５５０ｎｍであってもよい。赤色蛍光体の各蛍光体粒子の粒径または平均粒径（Ｄ５０）が７より大きく２０μｍ以下の範囲であるとよい。【選択図】図４
2007288125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色光を放射する発光素子と；
発光素子から放射された青色光により励起されて５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を有する黄色光から橙色光の間の光を発する黄色系蛍光体と、前記発光素子から放射された青色光により励起されて赤色光を発する赤色蛍光体とを含有し、前記青色光、黄色光から橙色光および赤色光による混色の色温度が５０００Ｋ（ケルビン）以下となる蛍光体層と；
を具備することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
青色光を放射する発光素子と；
発光素子から放射された青色光により励起されて緑色光ないし黄色光を発する黄色系蛍光体と、前記発光素子から放射された青色光により励起されて６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を有する赤色光を発する赤色蛍光体とを含有する蛍光体層と；
を具備することを特徴とする発光装置。
【請求項３】
前記赤色蛍光体の平均粒径（Ｄ５０）が、７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲である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】
前記赤色蛍光体の粒径が、７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光装置は平均演色評価数Ｒａが８０〜９３であり、高い発光効率を有することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の発光装置。
【請求項６】
青色光を放射する発光素子と、前記発光素子から放射された青色光により励起されて５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体及び前記発光素子から放射された青色光により励起されて６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体を含有する蛍光体層とを具備してなり、色温度２８５０Ｋ以上６５００Ｋ未満であって平均演色評価数Ｒａ８０以上を有することを特徴とする発光装置。
【請求項７】
前記黄色系蛍光体は１５〜１８重量％配合され、前記赤色蛍光体は１．０〜２．３重量％配合されていることを特徴とする請求項６記載の発光装置。
【請求項８】
前記赤色蛍光体の配合比（重量％）は、色温度２８５０Ｋ以上４０００Ｋ未満では２．３重量％であり、色温度４０００Ｋ以上５０００Ｋ未満では２．０重量％であり、色温度５０００Ｋ以上６５００Ｋ未満では１．８重量％であり、平均演色評価数Ｒａ９０以上であることを特徴とする請求項７記載の発光装置。
【請求項９】
青色光を放射する発光素子と、１３〜１５重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体及び１．７〜１．８重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体を含有する蛍光体層とを具備してなり、色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下であって平均演色評価数Ｒａ９０以上を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１０】
青色光を放射する発光素子と、１５〜１８重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体及び３．０〜３．５重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体を含有する蛍光体層とを具備してなり、色温度２８５０Ｋ以上６５００Ｋ未満であって平均演色評価数Ｒａ９０以上を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１１】
青色光を放射する発光素子と、１３〜１５重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体及び２．９〜３．０重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体を含有する蛍光体層とを具備してなり、色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下であって平均演色評価数Ｒａ９０以上を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１２】
前記黄色系蛍光体の平均粒径（Ｄ５０）は１０μｍ以上３０μｍ以下であり、前記赤色蛍光体の平均粒径（Ｄ５０）は、７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項６乃至１１いずれか１項記載の発光装置。
【請求項１３】
白色の絶縁材により前記発光素子を間隔的に並べて配設し得る大きさに形成された反射層と；
反射層に形成されて前記発光素子に電気的に接続された回路パターンと；
回路パターンの近傍で前記複数の発光素子を前記反射層の同一面上に接着する透光性接着層と；
を有することを特徴とする請求項６乃至１２いずれか１項記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードランプなどの発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード(LED : Light Emitting Diode)を用いたＬＥＤランプは、液晶ディスプレイ、携帯電話、情報端末などのバックライト、屋内外広告など、多方面への展開が飛躍的に進んでいる。さらに、ＬＥＤランプは、長寿命で信頼性が高く、また低消費電力、耐衝撃性、高純度表示色、軽薄短小化の実現などの特徴を有することから、産業用途のみならず一般照明用途への適用も試みられている。このようなＬＥＤランプを種々の用途に適用する場合、白色発光を得ることが重要となる。ＬＥＤランプで白色発光を実現する代表的な方式としては、（１）青、緑および赤の各色の光を発する３つのＬＥＤチップを使用する方式、（２）青色光を発するＬＥＤチップと黄色光を発する黄色系蛍光体とを組合せる方式、（３）紫外線発光のＬＥＤチップと青色、緑色および赤色発光の三色混合蛍光体とを組合せる方式、の３つが挙げられる。これらのうち、一般的には（２）の方式が広く実用化されている。
【０００３】
そして、上記した（２）の方式を適用したＬＥＤランプの構造としては、ＬＥＤチップを装備したカップ型のフレーム内に蛍光体を混合した透明樹脂を流し込み、これを固化させて蛍光体を含有する樹脂層を形成した構造が一般的である（例えば、特許文献１参照）。このようなＬＥＤランプにおいては、黄色光を発する黄色系蛍光体に加えて赤色光を発光する赤色蛍光体を使用することで、演色性の向上はもとより発光効率の向上も期待されている。また、演色性を高めるために、窒化物系や硫化物系などの赤色蛍光体の開発も盛んに行われている。
【特許文献１】特開２００１−１４８５１６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記した赤色蛍光体はいずれも励起スペクトルの波長域が広く、ＬＥＤチップからの例えば波長４６０ｎｍの青色光だけでなく、黄色系蛍光体の発光域（例えば主波長５００〜５９０ｎｍ）の光をも吸収して励起に使用するため、赤色蛍光体を使用すると、ＬＥＤランプの発光効率が約半分と大幅に下がるという課題がある。また、従来、例えば６５００Ｋを超えるような高い色温度を実現できるように、黄色系蛍光体として主波長が５４０ｎｍといった比較的短波長のものを用い、低い色温度は赤色蛍光体の含有量を多くすることで実現していた。このため、低い色温度を実現しようとする場合、ＬＥＤランプの発光効率が一層下がるという課題がある。また、光に対する目の感度である視感度は波長５６０ｎｍ付近で最も高くなり、ＬＥＤランプの発光効率も向上するが、上記したような理由により主波長が５４０ｎｍの黄色系蛍光体を用いる必要から、発光効率に優れないという課題がある。
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、赤色蛍光体を用いることによる発光効率の低下をできるだけ抑制し、高い演色性を維持しつつ発光効率の向上を実現することを可能にした発光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、青色光を放射する発光素子と；前記発光素子から放射された青色光により励起されて５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を有する黄色光から橙色光の間の光を発する黄色系蛍光体と、前記発光素子から放射された青色光により励起されて赤色光を発する赤色蛍光体とを含有し、前記青色光、黄色光から橙色光および赤色光による混色の色温度が５０００Ｋ以下となる蛍光体層と；を具備することを特徴としている。
【０００７】
本願の各発明において、青色光を放射する発光素子は、放射した青色光により蛍光体を励起して可視光を発光させるものである。本発明において用いられる青色光を放射する発光素子としては、例えば青色発光タイプのＬＥＤチップなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。そして発光素子は、窒化物半導体を好適に用いることができるが、この他に、ＩＩＩ−Ｖ族系化合物半導体、ＩＩ−ＩＶ族系化合物半導体、ＩＶ−ＶＩ族系化合物半導体等を用いることも可能である。
【０００８】
また、蛍光体は、このような発光素子から放射された青色光により励起されて可視光を発光し、蛍光体から発光される可視光と発光素子から放射される光との混色によって、発光装置として所望の発光色を得るものである。これらの蛍光体を含む層（蛍光体層）は、上記黄色系蛍光体と赤色蛍光体の計２種類の蛍光体を、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂のような透明樹脂に加えて混合、分散させた層として形成される。これらの蛍光体を含む層は発光素子の外側を直接覆うように形成することができるが、その他に、例えばあらかじめ発光素子を覆うようにして透明樹脂層を形成し、その上に前記した２種類の蛍光体を含む層を設けることも可能である。
【０００９】
また、蛍光体層の形成に用いられる液状の透明樹脂は、粘度が１Ｐａ・ｓ以上３Ｐａ・ｓ以下の範囲である。なお、この粘度は２５℃で測定される粘度である。液状透明樹脂は、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等であり、これらのうちの１種のみからなるものであってもよいし、２種以上からなるものであってもよい。液状透明樹脂が２種以上の液状透明樹脂からなる場合、粘度は２種以上の液状透明樹脂を混合した際の混合物の粘度とする。
【００１０】
請求項１記載の発明では、蛍光体としては、発光素子から放射された青色光により励起されて５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を有する黄色光から橙色光の間の光を発する黄色系蛍光体と、発光素子から放射された青色光により励起されて赤色光を発する赤色蛍光体との計２種類が用いられる。黄色系蛍光体の主波長が５５０ｎｍ未満の場合、発光効率を向上させる効果が十分でなく、一方、５７０ｎｍを超えると、所望とする色温度である５０００Ｋ程度の色温度を得ることが困難となる。なお、赤色蛍光体は特に限定されないが、主波長が６４０ｎｍ以上６６０ｎｍ以下であるものが好ましく用いられる。また、２種類の蛍光体の配合割合は、例えば２種類の蛍光体の合計量で１１重量％以上、１８重量％以下である。また、黄色系蛍光体と赤色蛍光体との配合割合（重量比）は、それらの主波長などによっても若干異なるが、例えば、黄色系蛍光体：赤色蛍光体＝１５：２．１〜１５：２．５である。黄色系蛍光体：赤色蛍光体＝１０：１でもよい。なお、配合比率及び配合重量％は、上記蛍光体層から黄色系蛍光体と赤色蛍光体とを取り出し励起波長をあてることより各色の蛍光体に分類して求めることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、青色光を放射する発光素子と；前記発光素子から放射された青色光により励起されて緑色光ないし黄色光を発する黄色系蛍光体と、前記発光素子から放射された青色光により励起されて６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を有する赤色光を発する赤色蛍光体とを含有する蛍光体層と；を具備することを特徴としている。請求項２記載の発明では、蛍光体としては、発光素子から放射された青色光により励起されて緑色光ないし黄色光を発する黄色系蛍光体と、発光素子から放射された青色光により励起されて６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を有する赤色光を発する赤色蛍光体との計２種類が用いられる。赤色蛍光体の主波長が６５０ｎｍ未満の場合、平均演色評価数Ｒａを高める効果が十分でなく、一方、６７０ｎｍを超えると、赤み成分が強くなりすぎ、発光効率も低下する。なお、請求項２記載の発明において、黄色系蛍光体は特に限定されない。２種類の蛍光体の配合割合は、例えば２種類の蛍光体の合計量で１１重量％以上、１８重量％以下である。また、黄色系蛍光体と赤色蛍光体との配合割合（重量比）は、それらの主波長などによっても若干異なるが、例えば、黄色系蛍光体：赤色蛍光体＝１５：２．１〜１５：２．５である。黄色系蛍光体：赤色蛍光体＝１０：１でもよい。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発光装置において、前記赤色蛍光体の平均粒径（Ｄ５０）が、７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲であることを特徴としている。赤色蛍光体としては、平均粒径（Ｄ５０）が７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲の蛍光体粒子を用いるとよい。平均粒径（Ｄ５０）は、例えばレーザー回折法で測定したものであり、低粒子径から積算し全体の蛍光体量の５０容量％に至る粒子の大きさを示すものである。赤色蛍光体粒子の平均粒径（Ｄ５０）が７μｍ以下になると、透明樹脂中に配合された赤色蛍光体の粒子同士の隙間が狭くなりすぎるので、青色光や黄色光が赤色蛍光体粒子の隙間を通り抜けにくくなり、光の取り出し効率が低下する。また、赤色蛍光体粒子の粒径が７μｍ以下になると、赤色蛍光体自身の十分な発光効率が得られ難くなる。よって、赤色蛍光体粒子の粒径が７μｍ以下になると、発光効率が低下する。一方、赤色蛍光体粒子の平均粒径（Ｄ５０）が２０μｍを超えると、透明樹脂中に配合された赤色蛍光体の粒子同士の隙間が広くなりすぎるので、青色光や黄色光が取り出されやすくなるが、赤色蛍光体の配合割合が同じであれば色温度が上昇することとなり、演色性が十分ではなくなる。赤色蛍光体の配合割合を増やすと色温度は低下するが、上記したように発光効率が低下するから好ましくない。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３いずれか１項記載の発光装置において、前記赤色蛍光体の粒径が、７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲であることを特徴としている。赤色蛍光体としては、各粒子の粒径が７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲の蛍光体粒子を用いることが好ましい。所定範囲の蛍光体粒子の粒径は、例えば蛍光体製造時に篩い（ふるい）等を用いて分級して得られる。結晶を成長させる段階で、所定の粒径になるように制御できる場合には、篩い等による分級処理をしなくても良い。なお、数値限定理由は、請求項３記載の発明の場合と同様である。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４いずれか１項記載の発光装置において、平均演色評価数Ｒａが８０〜９３であり、高い発光効率を有することを特徴としている。発光装置の平均演色評価数Ｒａは、試験色を試料光源と基準光で照明したときの色ずれの大きさを数値化したものであり、照明装置を十分に高い演色性を有するものとするためにはＲａを８０以上とすることが好ましく、９０以上とすればより好ましい。また、Ｒａは一般には９３程度あれば十分であり、それを超えるものとする場合にはかえって赤色蛍光体の含有量が増え、発光効率が大幅に下がるおそれがあるため好ましくない。このためＲａは、演色性および発光効率の向上の観点から、９３以下とすることが好ましい。なお、本明細書において、「主波長」とは、「ピーク波長」、すなわち、「発光強度のピークを示すときの波長」と同等の意味である。
【００１５】
請求項６記載の発明は、青色光を放射する発光素子と、前記発光素子から放射された青色光により励起されて５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体及び前記発光素子から放射された青色光により励起されて６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体を含有する蛍光体層とを具備してなり、色温度２８５０Ｋ以上６５００Ｋ未満であって平均演色評価数Ｒａ８０以上を有することを特徴とする。
【００１６】
ここで、色温度は主として発光素子の青色光及び黄色系蛍光体の主波長に依存し、平均演色評価数Ｒａは主として赤色蛍光体の配合比に依存する。また、発光効率は黄色系蛍光体の主波長、粒径や配合比に依存するが、前記赤色蛍光体の主波長及び配合比によっては色温度及び発光効率が変化させられるものである。請求項６記載の発明では、黄色系蛍光体の主波長が５５０ｎｍ未満の場合、発光効率を向上させる効果が十分でなく、一方、５７０ｎｍを超えると、所望とする色温度を得ることが困難となる。また、赤色蛍光体の主波長が６５０ｎｍ未満の場合、平均演色評価数Ｒａを高める効果が十分でなく、一方、６７０ｎｍを超えると、赤み成分が強くなりすぎ、発光効率も低下するため好ましくない。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項６記載の発光装置において、前記黄色系蛍光体は１５〜１８重量％配合され、前記赤色蛍光体は１．８〜２．３重量％配合されていることを特徴とする。黄色系蛍光体が１５重量％未満であると、発光効率が低下するとともに、所望の色温度２８５０Ｋ以上６５００Ｋ未満を得られなくなり、１８重量％を超えると蛍光体層に占める割合が大きくなり発光素子からの青色光及び自己発光の黄色光が透過しにくくなり、発光効率が低下する。
【００１８】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発光装置において、前記赤色蛍光体の配合比（重量％）は、色温度２８５０Ｋ以上４０００Ｋ未満では２．３重量％であり、色温度４０００Ｋ以上５０００Ｋ未満では２．０重量％であり、色温度５０００Ｋ以上６５００Ｋ未満では１．８重量％であり、平均演色評価数Ｒａ９０以上であることを特徴とする。なお、配合比の重量％については、±５％程度を許容するものである。上述したように平均演色評価数Ｒａは、主として赤色蛍光体の配合比に依存する。また、色温度は発光素子の青色光及び黄色系蛍光体の主波長に依存し、発光効率は黄色系蛍光体の主波長、粒径や配合比に依存するが、前記赤色蛍光体の主波長及び配合比によって色温度及び発光効率が変化させられるものである。したがって、平均演色評価数Ｒａを向上させようとすれば、所望の色温度範囲から逸脱しさらには発光効率も低下させかねないものである。そこで、所望の色温度毎に前記赤色蛍光体の配合比を上記のように規定すると、所望の色温度を維持しつつ、発光効率及び平均演色評価数を向上させるのには好適である。
【００１９】
請求項９記載の発明は、青色光を放射する発光素子と、１３〜１５重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体及び１．７〜１．８重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体を含有する蛍光体層とを具備してなり、色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下であって平均演色評価数Ｒａ９０以上を有することを特徴とする。上述したように色温度は発光素子の青色光及び黄色系蛍光体の主波長に依存し、発光効率は黄色系蛍光体の主波長、粒径や配合比に依存する。色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下とするには、５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体を使用する必要があるが、そうすると、平均演色評価数が低下することから平均演色評価数Ｒａ９０以上とするために１．７〜１．８重量％配合された６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体が好適である。平均演色評価数を向上させるには赤色蛍光体を多くするのがよいが、あまり多くすると発光効率が低下することから上記配合比とするのがよい。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、青色光を放射する発光素子と、１５〜１８重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体及び３．０〜３．５重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体を含有する蛍光体層とを具備してなり、色温度２８５０Ｋ以上６５００Ｋ未満であって平均演色評価数Ｒａ９０以上を有することを特徴とする。黄色系蛍光体が１５重量％未満であると、発光効率が低下するとともに、所望の色温度２８５０Ｋ以上６５００Ｋ未満を得られなくなり、１８重量％を超えると蛍光体層に占める割合が大きくなり発光素子からの青色光及び自己発光の黄色光が透過しにくくなり、発光効率が低下する。また、赤色蛍光体の主波長は６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下であり、赤色ではなく橙色を呈するため平均演色評価数を向上させるために３．０重量％以上配合している。しかし３．５重量％を超えると発光効率が低下する。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、青色光を放射する発光素子と、１３〜１５重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体及び２．９〜３．０重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体を含有する蛍光体層とを具備してなり、色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下であって平均演色評価数Ｒａ９０以上を有することを特徴とする。
【００２２】
上述したように色温度は発光素子の青色光及び黄色系蛍光体の主波長に依存し、発光効率は黄色系蛍光体の主波長、粒径や配合比に依存する。色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下とするには、５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体を使用する必要があるが、そうすると、平均演色評価数が低下することから平均演色評価数Ｒａ９０以上とするためには、６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体である場合には、２．９〜３．０重量％配合が好適である。平均演色評価数を向上させるには赤色蛍光体を多くするのがよいが、あまり多くすると発光効率が低下することから上記配合比とするのが好適である。
【００２３】
請求項１２記載の発明は、請求項６乃至１１いずれか１項記載の発光装置において、前記黄色系蛍光体の平均粒径（Ｄ５０）は１０μｍ以上３０μｍ以下であり、前記赤色蛍光体の平均粒径（Ｄ５０）は、７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲であることを特徴とする。なお、黄色系蛍光体の発光効率は発光装置全体の発光効率に寄与する。そしてこの発光効率は、黄色系蛍光体の主波長、平均粒径や配合比に依存し、平均粒径が大きいほど発光効率が高いが、製造時のノズルの目詰まりを起こすおそれがあり３０μｍ以下が好適であり、小さすぎると発光効率が低下することから平均粒径は１０μｍ以上が好ましい。赤色蛍光体粒子の平均粒径（Ｄ５０）が７μｍ以下になると、透明樹脂中に配合された赤色蛍光体の粒子同士の隙間が狭くなりすぎるので、青色光や黄色光が赤色蛍光体粒子の隙間を通り抜けにくくなり、光の取り出し効率が低下する。また、赤色蛍光体粒子の粒径が７μｍ以下になると、赤色蛍光体自身の十分な発光効率が得られ難くなる。よって、赤色蛍光体粒子の粒径が７μｍ以下になると、発光効率が低下する。一方、赤色蛍光体粒子の平均粒径（Ｄ５０）が２０μｍを超えると、透明樹脂中に配合された赤色蛍光体の粒子同士の隙間が広くなりすぎるので、青色光や黄色光が取り出されやすくなるが、赤色蛍光体の配合割合が同じであれば色温度が上昇することとなり、演色性が十分ではなくなる。赤色蛍光体の配合割合を増やすと色温度は低下するが、上記したように発光効率が低下するから好ましくない。
【００２４】
請求項１３記載の発明は、請求項６乃至１２のいずれか１記載の発光装置において、さらに白色の絶縁材により前記発光素子を間隔的に並べて配設し得る大きさに形成された反射層と；反射層に形成されて前記発光素子に電気的に接続された回路パターンと；回路パターンの近傍で前記複数の発光素子を前記反射層の同一面上に接着する透光性接着層と；を有することを特徴とする。
【００２５】
白色を呈する絶縁材で形成される反射層は、その反射率が４００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長領域で８５％以上であれば１００％に近いほど好ましい。この種の白色系絶縁材として、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、硫酸バリウム等の白色粉末の内の少なくとも一種が混入された熱硬化性樹脂を、紙や布等のシート基材に含浸させてなる接着シートを挙げることができる。
【００２６】
透光性接着層には、例えばエポキシ樹脂、ユリア樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂系のダイボンド材を用いることができる。接着層は、その厚みが５μｍ以下で、光の透過率が７０％以上であれば１００％に近いほど好ましい。この種の接着層としては、特にシリコーン樹脂系の接着層を好適に用いることができる。シリコーン樹脂系の接着層は、紫外線から可視光の略全ての波長範囲の光に対して高い光透過率を有し、比較的短波長の光を長時間照射されても変色など劣化をし難い点で優れている。なお、以上の高分子接着剤に代えて低融点ガラスを透光性の接着層として用いることも可能である。
【００２７】
回路パターンは、反射層上にエッチング処理等によって設けられた銅箔等の金属箔や接着剤によって貼り付けられた導電体等で好適に形成できる。この回路パターンは、複数の発光素子とワイヤボンディングなどにより電気的に接続され、複数の発光素子を、直列、又は並列、若しくは直並列に接続して設けられる。更に、この発明で、複数の発光素子が実装された反射層の一面を覆って各発光素子を封止する透光性の封止部材を設けることは好ましいが、この封止部材は必要不可欠ではない。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１記載の発光装置によれば、その色温度が５０００Ｋ以下のものについて、蛍光体層を黄色系蛍光体と赤色蛍光体とを含むものとすると共に、黄色系蛍光体として主波長が５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下のものを用いることで、高い演色性を維持しつつ発光効率を向上させることができる。
【００２９】
請求項２記載の発光装置によれば、蛍光体層を黄色系蛍光体と赤色蛍光体とを含むものとすると共に、赤色蛍光体として主波長が６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下のものを用いることで、主波長が５５０ｎｍ未満の黄色系蛍光体を用いる場合であっても、発光効率の低下を抑制しつつ、一般照明用として十分良好な演色性を得ることができる。
【００３０】
請求項３記載の発光装置によれば、請求項１又は２記載の発光装置において、蛍光体層に含有する赤色蛍光体として、平均粒径（Ｄ５０）が７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲のものを用いることで、発光効率の低下を十分抑制できるとともに、一般照明用として十分良好な演色性を得ることができる。
【００３１】
請求項４記載の発光装置によれば、請求項１乃至３いずれか１項記載の発光装置において、蛍光体層に含有する赤色蛍光体の粒径を７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲のものに揃えることで、発光効率の低下を十分抑制できるとともに、一般照明用として十分良好な演色性を得ることができる。
【００３２】
請求項５記載の発光装置によれば、請求項１乃至４いずれか１項記載の発光装置において、黄色系蛍光体と赤色蛍光体との配合割合などを調整することにより、平均演色評価数Ｒａを８０〜９３とすることにより、演色性の向上を実現しながら、赤色蛍光体の配合によるデメリットである発光効率の低下をできるだけ抑制することができる。
【００３３】
請求項６及び７記載の発光装置によれば、発光効率の低下を抑制しつつ色温度２８５０Ｋ以上６５００Ｋ未満であって平均演色評価数Ｒａ８０以上を有することができる。
【００３４】
請求項８記載の発光装置によれば、所望の色温度を維持しつつ、発光効率及び平均演色評価数を向上させることができる。
【００３５】
請求項９記載の発光装置によれば、色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下において、発光効率の低下を抑制しつつ平均演色評価数を向上させることができる。
【００３６】
請求項１０記載の発光装置によれば、３．０〜３．５重量％配合され発光素子から放射された青色光により励起されて６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体を用いることにより、製造容易な赤色蛍光体を使用しても色温度２８５０Ｋ以上６５００Ｋ未満であって平均演色評価数Ｒａ９０以上を有することができる。
【００３７】
請求項１１記載の発光装置によれば、２．９〜３．０重量％配合され発光素子から放射された青色光により励起されて６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体を用いることにより、製造容易な赤色蛍光体を使用しても色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下であって平均演色評価数Ｒａ９０以上を有することができる。
【００３８】
請求項１２記載の発光装置によれば、発光効率の低下を抑制し、所望の色温度を維持しつつ平均演色評価数の向上を図ることに加え、蛍光体層を容易に製造することができる。
【００３９】
請求項１３記載の発光装置によれば、蛍光体層は、白色の反射層上の同一面上に並べて配列された発光素子を満遍なく覆うことができるため、複数の凹部内に１個ずつ発光素子を配設したものと比較して発光装置全体としての色温度の変化が抑制でき発光装置を歩留まり良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
【００４１】
（第１の実施形態）図１は、本発明の発光装置をＬＥＤランプに適用した実施形態の構成を示す断面図、図２は、図１に示すＬＥＤランプの複数個を、例えば一平面上に３行３列のマトリックス状に配置したＬＥＤモジュールの一例を示す平面図、図３は、図２のＡ−Ａ´線断面図である。図１に示すＬＥＤランプ１は、発光素子として、青色発光タイプのＬＥＤチップ２を有している。このＬＥＤチップ２は、回路パターン３を有する基板４上に搭載されている。基板４としては、放熱性と剛性を有するアルミニウム（Ａｌ）やニッケル（Ｎｉ）、ガラスエポキシ樹脂などからなる平板が用いられ、この基板４上に電気絶縁層５を介して陰極側と陽極側の回路パターン３がそれぞれ形成されている。
【００４２】
そして、ＬＥＤチップ２の底面電極が一方の電極側の回路パターン３の上に載置されて電気的に接続され、上面電極が他方の電極側の回路パターン３に、金線のようなボンディングワイヤ６を介して電気的に接続されている。ＬＥＤチップ２の電極接続構造としては、フリップチップ接続構造を適用することもできる。これらの電極接続構造によれば、ＬＥＤチップ２の前面への光取出し効率が向上する。基板４上には凹部７を有する樹脂製などのフレーム８が設けられており、凹部７内にＬＥＤチップ２が配置され、収容されている。ＬＥＤチップ２が収容された凹部７内には、５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を有する黄色系蛍光体と赤色蛍光体とのそれぞれ１種ずつ、計２種類の蛍光体を透明樹脂に混合し分散させた蛍光体含有樹脂が塗布、充填されており、ＬＥＤチップ２はこのような蛍光体層９（蛍光体含有樹脂層９）により覆われている。透明樹脂としては、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などが用いられる。
【００４３】
本実施形態において、黄色系蛍光体は、例えば、ＲＥ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体（ＲＥは、Ｙ、ＧｄおよびＬａから選ばれる少なくとも１種を示す。）などのＹＡＧ蛍光体、ＡＥ２ＳｉＯ４：Ｅｕ蛍光体（ＡＥは、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａなどのアルカリ土類元素を示す。）などの珪酸塩蛍光体の中から選択されるものであり、５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を有するものである。本実施形態において、赤色蛍光体としては、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ蛍光体のような酸硫化物蛍光体などが用いられるが、特に限定されるものではない。赤色蛍光体の発光の主波長は、６４０ｎｍ以上６６０ｎｍ以下とすることが好ましい。本実施形態のＬＥＤランプ１では、印加された電気エネルギーがＬＥＤチップ２で青色光に変換されて放射され、放射された青色光は、蛍光体層９（蛍光体含有樹脂層９）中に含有された黄色系蛍光体と赤色蛍光体との計２種類からなる蛍光体でより長波長の光に変換される。そして、ＬＥＤチップ２から放射される青色光と蛍光体の発光色とに基づく色である白色光がＬＥＤランプ１から放出される。
【００４４】
本実施形態のＬＥＤランプ１の作用を、ＣＩＥ色度図を用いてさらに説明する。図４は、ＬＥＤチップ２、従来から用いられている黄色系蛍光体の単体および本発明で用いる黄色系蛍光体の単体、赤色蛍光体の単体、ならびに、蛍光体層９（蛍光体含有樹脂層９）からの発光の色度を、それぞれ色度図に表したものである。図４の色度図において、ＬＥＤチップ２からの青色発光の色度は点Ａで、従来から用いられている５４０ｎｍに主波長を有する黄色系蛍光体Ｙ０単体から発光される光の色度は点Ｂ０で、本実施形態に用いられる５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下に主波長を有する黄色系蛍光体Ｙ１単体から発光される光の色度は点Ｂ１で、赤色蛍光体Ｒ単体からの赤色発光の色度は点Ｃでそれぞれ表す。また、黒体放射の軌跡（黒体軌跡）は曲線ａで表し、その軌跡上での所望の色温度（ここでは５０００Ｋ）は点Ｅで表す。なお、黒体軌跡を示す曲線ａは、図中、右側へ行くほど色温度が低くなるものである。
【００４５】
従来から用いられている５４０ｎｍに主波長を有する黄色系蛍光体Ｙ０と、ＬＥＤチップからの青色光との加色による光の色度は、図４に示す色度図上で、点Ｂ０と点Ａとを結ぶ直線上のいずれかの点で表される。図４では、このような点として、点Ｅに示す色温度を得ることができる点としてＤ０で表している。これに対して、本実施形態に用いられる５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下に主波長を有する黄色系蛍光体Ｙ１と、ＬＥＤチップからの青色光との加色による光の色度は、図４に示す色度図上で、点Ｂ１と点Ａとを結ぶ直線上のいずれかの点で表される。図４では、このような点として、点Ｅに示す色温度を得ることができる点としてＤ１で表している。
【００４６】
この図から明らかなように、同じ色温度を得る場合、主波長が長波長側である黄色系蛍光体Ｙ１を用いた場合の点Ｄ１が、それよりも主波長が短波長側である黄色系蛍光体Ｙ０を用いた場合の点Ｄ０に比べ、より点Ｅに近い側（赤のスペクトル側）となる。なお、点Ｄ０と点Ｄ１は同じ色温度（点Ｅ）を得るものであるため、点Ｃと点Ｅとを通る同一直線上に位置することになる。所望の色温度（点Ｅ）を得るためには、このような黄色系蛍光体Ｙ０あるいはＹ１にさらに赤色蛍光体Ｒを加える。すなわち、例えば従来からの黄色系蛍光体Ｙ０を用いた場合については、赤色蛍光体Ｒの配合量を増やすことによって、色度を、点Ｄ０と点Ｃ（点Ｅ）との直線上、点Ｄ０から点Ｅへと移動させる。本発明における黄色系蛍光体Ｙ１を用いた場合についても同様に、赤色蛍光体Ｒの配合量を増やすことによって、点Ｄ１と点Ｃ（点Ｅ）との直線上、点Ｄ１から点Ｅへと移動させる。ここでは所望の色温度を５０００Ｋ（黒体軌跡ａ上の点Ｅ）としているため、所望の色温度の発光を得るには、黄色系蛍光体Ｙ０あるいはＹ１に加え、それぞれ点Ｄ０と点Ｅとの長さ（Ｌ０）、点Ｄ１と点Ｅとの長さ（Ｌ１）に比例する分の赤色蛍光体Ｒを配合しなければならない。
【００４７】
ここで、図４から明らかなように、黄色系蛍光体Ｙ１（主波長５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下）を用いた場合の長さ（Ｌ１）は、黄色系蛍光体Ｙ０（主波長５４０ｎｍ）を用いた場合の長さ（Ｌ０）に比べて大幅に短くなることから、所望の色温度の発光を得るために必要な赤色蛍光体Ｒの配合量を少なくできることがわかる。なお、図４からわかるように、従来の主波長が５４０ｎｍの黄色系蛍光体Ｙ０を用いた場合、その直線ＡＢ０が黒体軌跡を示す曲線ａから離れているため、色温度が６５００Ｋ以上といったものも得ることができる。主波長が５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の黄色系蛍光体Ｙ１を用いた場合、その直線ＡＢ１が黒体軌跡を示す曲線ａに近づくため、色温度が５０００Ｋ以下のものについては容易に得ることができるものの、例えば色温度が６５００Ｋ以上といったものについては得ることが難しくなる。
【００４８】
このように、本実施形態のＬＥＤランプ１においては、特に色温度が比較的低いもの、すなわち色温度が５０００Ｋ以下である場合に、黄色系蛍光体として主波長が５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下のものを用いることで、十分に高い演色性を維持しながら、目的の色温度を得るのに必要な赤色蛍光体Ｒの配合割合を従来に比べて低減することができ、したがって、赤色蛍光体の配合によるデメリットである発光効率の低下を抑制することができる。また、主波長が５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下のものは視感度にも優れるため、これによりＬＥＤランプの発光効率をさらに向上させることができる。なお、上記実施形態では、ＬＥＤランプ１をマトリックス状に複数個配置したＬＥＤジュール２０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複数個のＬＥＤランプ１を１列状に配置して形成してもよく、さらにＬＥＤランプ１は単数でもよい。
【００４９】
（第２の実施形態）次に、第２の実施形態について、図１〜３を用いて説明する。図１は、本発明の発光装置をＬＥＤランプに適用した実施形態の構成を示す断面図、図２は、図１に示すＬＥＤランプの複数個を、例えば一平面上に３行３列のマトリックス状に配置したＬＥＤモジュールの一例を示す平面図、図３は、図２のＡ−Ａ´線断面図である。図１に示すＬＥＤランプ１は、発光素子として、青色発光タイプのＬＥＤチップ２を有している。このＬＥＤチップ２は、回路パターン３を有する基板４上に搭載されている。基板４としては、放熱性と剛性を有するアルミニウム（Ａｌ）やニッケル（Ｎｉ）、ガラスエポキシ樹脂などからなる平板が用いられ、この基板４上に電気絶縁層５を介して陰極側と陽極側の回路パターン３がそれぞれ形成されている。
【００５０】
そして、ＬＥＤチップ２の底面電極が一方の電極側の回路パターン３の上に載置されて電気的に接続され、上面電極が他方の電極側の回路パターン３に、金線のようなボンディングワイヤ６を介して電気的に接続されている。ＬＥＤチップ２の電極接続構造としては、フリップチップ接続構造を適用することもできる。これらの電極接続構造によれば、ＬＥＤチップ２の前面への光取出し効率が向上する。基板４上には凹部７を有する樹脂製などのフレーム８が設けられており、凹部７内にＬＥＤチップ２が配置され、収容されている。ＬＥＤチップ２が収容された凹部７内には、黄色系蛍光体と赤色蛍光体とのそれぞれ１種ずつ、計２種類の蛍光体を透明樹脂に混合し分散させた蛍光体含有樹脂が塗布、充填されており、ＬＥＤチップ２はこのような蛍光体層９（蛍光体含有樹脂層９）により覆われている。透明樹脂としては、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などが用いられる。
【００５１】
本実施形態において、蛍光体層９（蛍光体含有樹脂層９）に含有される蛍光体は、ＬＥＤチップ２から放射された青色光により励起されて緑色光ないし黄色光を発する黄色系蛍光体と、ＬＥＤチップ２から放射された青色光により励起されて６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を有する赤色光を発する赤色蛍光体とで構成される。本実施形態において、赤色蛍光体としては、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ蛍光体のような酸硫化物蛍光体、ＡＥ２ＳｉＯ４：Ｅｕ蛍光体（ＡＥは、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａなどのアルカリ土類元素を示す。）などの珪酸塩蛍光体、Ｃａ２Ｓｒ５Ｎ８：Ｅｕ蛍光体などの窒化物形蛍光体、サイアロン系蛍光体などから選択されたもので、赤色蛍光体として主波長が６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下のものが用いられる。
【００５２】
赤色蛍光体の主波長が６５０ｎｍ未満であると、赤色光の波長域の発光強度が十分得られないため、全体的に青色光と黄色光に偏った分光強度分布となり、十分な演色性を得ることが困難である。赤色発光強度を高めるために赤色蛍光体の配合割合を増やすと、その分、青色光と黄色光が弱まり、全体として発光効率が低下する。一方、赤色蛍光体の主波長が６７０ｎｍを超えると、全体的に赤色光に偏った分光強度分布となって、色温度が下がりすぎ、発光効率も低下する。主波長が６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲の主波長の赤色蛍光体を用いることで、青色光、黄色光、および赤色光のいずれもが強くなりすぎず、バランスの良い分光強度分布が得られる。よって、例えば平均演色評価数Ｒａが８３以上という十分な演色性を維持しながら、赤色蛍光体の配合割合を抑えることができ、したがって、赤色蛍光体の配合によるデメリットである発光効率の低下を抑制できる。
【００５３】
本実施形態において、赤色蛍光体としては、例えば、粒径が４５μｍ以下の蛍光体粒子が用いられる。赤色蛍光体の各粒子の粒径が７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲であることが好ましい。赤色蛍光体粒子の粒径をこの範囲にすることで、発光効率、演色性、色温度の観点で、バランスの良い発光が得られやすくなる。蛍光体粒子の粒径はなるべく揃えたほうが均一な発光が得られるから、上記範囲外の赤色蛍光体粒子がないことが好ましいが、平均粒径（Ｄ５０）が７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲の蛍光体粒子であればかまわない。ここで、赤色蛍光体の平均粒径（Ｄ５０）とは、レーザー回折法で測定したものであり、赤色蛍光体粒子を低粒子径から積算したとき、全体の赤色蛍光体量の５０容量％に至る粒子の大きさを示すものである。
【００５４】
赤色蛍光体粒子の粒径が７μｍ以下になると、透明樹脂中に配合された赤色蛍光体の粒子同士の隙間が狭くなりすぎるので、青色光や黄色光が赤色蛍光体粒子の隙間を通り抜けにくくなり、光の取り出し効率が低下する。また、赤色蛍光体粒子の粒径が７μｍ以下になると、赤色蛍光体自身の十分な発光効率が得られ難くなる。よって、赤色蛍光体粒子の粒径が７μｍ以下になると、発光効率が低下する。一方、赤色蛍光体粒子の粒径が２０μｍを超えると、透明樹脂中に配合された赤色蛍光体の粒子同士の隙間が広くなりすぎるので、青色光や黄色光が取り出されやすくなるが、赤色蛍光体の配合割合が同じであれば色温度が上昇することとなり、演色性が十分ではなくなる。赤色蛍光体の配合割合を増やすと色温度は低下するが、上記したように発光効率が低下するから好ましくない。なお、赤色蛍光体粒子の粒径は、例えば製造工程で篩い分け等の分級処理を実施することにより制御することができる。分級後に、何らかの事情により蛍光体粒子が細かくなったり、蛍光体粒子同士が凝集したりして、上記範囲外の粒径の蛍光体粒子が生じることもあり得る。しかし、主な赤色蛍光体粒子の粒径が上記範囲内にあるか、又は、赤色蛍光体粒子の平均粒径（Ｄ５０）が上記範囲内にあれば、十分な効果が得られる。
【００５５】
また、赤色蛍光体粒子の製造工程において、例えば温度を上げて結晶を均一に成長させるなどすることにより上記範囲内の粒径に制御することができれば、篩い分け等の分級処理をしなくてもよい。なお、赤色蛍光体として通常用いられるＣａ２Ｓｒ５Ｎ８：Ｅｕなどの蛍光体は、結晶成長が行われにくい。よって、粒径が７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲に蛍光体粒子を均一に成長させるには、赤色蛍光体として、例えば、ＣａｘＡｌｙＳｉｚＮ：Ｅｕ蛍光体、又は、ＡＥ２ＳｉＯ４：Ｅｕ蛍光体（ＡＥは、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａなどのアルカリ土類元素を示す。）などの珪酸塩蛍光体を用いることが好適である。
【００５６】
本実施形態においては、黄色系蛍光体は、主波長が５５０ｎｍ以上である必要はなく、特に限定されない。本実施形態で用いる黄色系蛍光体は、主波長が５５０ｎｍ未満、例えば、従来どおり主波長が５３０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下のものでもよいし、主波長が４９０ｎｍ以上５１０ｎｍ以下の範囲（緑色光の波長域）のものでもよい。本実施形態において、黄色系蛍光体としては、例えば、ＲＥ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ蛍光体（ＲＥは、Ｙ、ＧｄおよびＬａから選ばれる少なくとも１種を示す。）などのＹＡＧ蛍光体、ＡＥ２ＳｉＯ４：Ｅｕ蛍光体（ＡＥは、Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａなどのアルカリ土類元素を示す。）などの珪酸塩蛍光体、硫化物蛍光体、（ＡＥｘ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｎ，Ｏ）１６：Ｅｕ蛍光体等のサイアロン系蛍光体などから選択されたものが用いられるが、特に限定されるものではない。
【００５７】
本実施形態のＬＥＤランプ１では、印加された電気エネルギーがＬＥＤチップ２で青色光に変換されて放射され、放射された青色光は、蛍光体層９（蛍光体含有樹脂層９）中に含有された黄色系蛍光体と、主波長が６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲の赤色蛍光体との計２種類からなる蛍光体でより長波長の光に変換される。そして、ＬＥＤチップ２から放射される青色光と蛍光体の発光色とに基づく色である白色光がＬＥＤランプ１から放出される。そして、本実施形態のＬＥＤランプ１においては、主波長が６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲の赤色蛍光体を用いているので、平均演色評価数Ｒａが８３以上という、現時点で一般的な３波長型蛍光ランプと同程度のＲａを維持しながら、目的の色温度を得るのに必要な赤色蛍光体の配合割合を従来に比べて低減することができ、したがって、赤色蛍光体の配合によるデメリットである発光効率の低下を抑制できる。
【００５８】
さらに、本実施形態のＬＥＤランプ１においては、平均粒径（Ｄ５０）が７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲の赤色蛍光体粒子を用いることで、他の色成分の光路を十分確保できるとともに、赤色蛍光体自体の発光も十分に得られるから、発光効率の低下を抑えられる。また、平均演色評価数Ｒａが８３以上という、現時点で一般的な３波長型蛍光ランプと同程度のＲａを維持できるとともに、バランスの良い発光強度分布を有している。なお、上記実施形態では、ＬＥＤランプ１をマトリックス状に複数個配置したＬＥＤジュール２０について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複数個のＬＥＤランプ１を１列状に配置して形成してもよく、さらにＬＥＤランプ１は単数でもよい。
【００５９】
【実施例１】
【００６０】
次に、本発明の実施例およびその評価結果について記載する。
【００６１】
（実施例１、２、比較例１）
【００６２】
黄色系蛍光体として、主波長が５６０ｎｍ（実施例１）、５６５ｎｍ（実施例２）、５４０ｎｍ（比較例１）のＹＡＧ蛍光体を用意した。また、赤色蛍光体として主波長が６５０ｎｍ（実施例１、２、比較例１）のものを用意した。次に、上記した黄色系蛍光体のそれぞれ１種と赤色蛍光体とを用い、図１に示すような構成を有する実施例１、２および比較例１のＬＥＤランプを作製した。すなわち、各蛍光体をシリコーン樹脂中に表１に組成を示す配合比（シリコーン樹脂に対する配合割合；重量％）で混合し、分散させた。そして、得られた蛍光体含有シリコーン樹脂を、ディスペンサで凹部内に充填した後、シリコーン樹脂を硬化させた。こうして、色温度が５０００ＫのＬＥＤランプを作製した。なお、青色光を放射する発光素子として、主波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤチップを用いた。
【表１】
2007288125.tif 000003
【００６３】
このようにして得られた実施例１、２および比較例１のＬＥＤランプについて発光効率と平均演色評価数Ｒａとを測定した。これらの測定結果を表１に合わせて示す。なお、表１における発光効率は、比較例１のＬＥＤランプの発光効率を１００％としたときの相対値である。また、黄色系蛍光体（粉体）単独での主波長［ｎｍ］と発光効率［％］との関係を図５に示す。図５から明らかなように、黄色蛍光体（粉体）の発光効率は主波長が５６０ｎｍ程度のものが最も高くなることがわかる。また、表１から明らかなように、ＬＥＤランプを構成する黄色系蛍光体としてこのような主波長が５６０ｎｍ程度の蛍光体を用いることで、Ｒａが９０以上と高い演色性を維持した上で、同等の色温度を得るために必要な赤色蛍光体の配合割合を２．１％にまで低減でき、極めて高い発光効率にできることが認められた。
【００６４】
（参考例１〜５）
【００６５】
次に、従来と同じ主波長が５４０ｎｍ程度の黄色系蛍光体を用いた場合において、色温度が５０００Ｋ以下のＬＥＤランプを得るために最低限必要な赤色蛍光体の配合割合を選定するため、次に示す実験を行った。青色光を放射する発光素子として、主波長が４６０ｎｍの青色ＬＥＤチップを用いた。黄色系蛍光体として、従来（上記比較例１）と同じ主波長が５４０ｎｍのＹＡＧ蛍光体を、赤色蛍光体として、主波長が６２９ｎｍのものを、それぞれ用意した。なお、赤色蛍光体は、目開きが４５μｍの篩いを用いて４５μｍ以下の粒径範囲に調整した。
【００６６】
そして、表２にその組成を示すように、黄色系蛍光体を配合比１０ｗｔ％で、赤色蛍光体を配合比１．０ｗｔ％（参考例１）、０．８ｗｔ％（参考例２）、０．６５ｗｔ％（参考例３）、０．５ｗｔ％（参考例４）、０ｗｔ％（参考例５）で、それぞれシリコーン樹脂中に混合し、分散させた。そして、それぞれ得られた蛍光体含有シリコーン樹脂を、ディスペンサで、深さ１．０ｍｍ、開口径３ｍｍの凹部内に充填した後、シリコーン樹脂を硬化させて蛍光体層９（蛍光体含有樹脂層９）を形成し、図１に示すような構成を有するＬＥＤランプを作製した。これらのＬＥＤランプの発光スペクトルを分光光度計（大塚電子製の瞬間分光度計ＭＣＰＤ−７０００）を用いて測定し、測定された発光スペクトルから色温度、平均演色評価数Ｒａをそれぞれ算出した。一方、ゴニオメータを用いて各ＬＥＤランプの発光効率を測定した。その結果を表２に示す。表２において、発光効率は、ゴニオメータを用いて全光束を測定した値［ｌｍ／ｗ］、配合比は、蛍光体とシリコーン樹脂の総重量に対する各蛍光体の重量の割合［ｗｔ％］である。
【表２】
2007288125.tif 000004
【００６７】
表２に示されるように、参考例２〜５で得られたＬＥＤランプは、色温度が５０００Ｋを超えていたが、参考例１で得られたＬＥＤランプは、色温度が５０００Ｋ以下であった。このことから、黄色系蛍光体の主波長を５４０ｎｍ、赤色蛍光体の主波長を６２９ｎｍと、それぞれ、上記実施例１、２よりも低めにした場合であっても、赤色蛍光体の配合割合が、黄色系蛍光体に対して１０分の１程度であって、蛍光体含有樹脂の総重量に対して１ｗｔ％程度あれば、色温度を５０００Ｋ以下にできることが確認された。この参考例１のＬＥＤランプによれば、平均演色評価数Ｒａは７５．１であり、参考例１〜５の中では２番目に良い値であった。また、赤色蛍光体の配合比を増やすと効率が低下することが再確認された。参考例１のＬＥＤランプの発光効率は３０．６［ｌｍ／ｗ］であり、赤色蛍光体を配合しない場合（参考例５）のそれの約６１％の値であった。
【００６８】
（実施例３、比較例２〜４）
【００６９】
次に、赤色蛍光体として、主波長が６５５ｎｍ（実施例３）、６２９ｎｍ（比較例２）、６４４ｎｍ（比較例３）、６７７ｎｍ（比較例４）のものをそれぞれ用意し、赤色蛍光体以外の構成は上記参考例１と同じにして、図１に示すような構成を有するＬＥＤランプをそれぞれ作製した。すなわち、青色ＬＥＤチップの主波長は４６０ｎｍ、黄色系蛍光体の主波長は５４０ｎｍ、黄色系蛍光体の配合比は１０ｗｔ％、赤色蛍光体の配合比は１．０ｗｔ％とした。赤色蛍光体は、目開きが４５μｍの篩いを用いて４５μｍ以下の粒径範囲に調整した。
【００７０】
こうして作製した各ＬＥＤランプについて、発光スペクトルを分光光度計（大塚電子製の瞬間分光度計ＭＣＰＤ−７０００）を用いて測定し、測定された発光スペクトルから色温度、平均演色評価数Ｒａをそれぞれ算出した。一方、各ＬＥＤランプの発光効率を測定した。これらの結果を表３に示すとともに、測定された発光スペクトルを図６に示す。表３において、発光効率は、ゴニオメータを用いて全光束を測定した値［ｌｍ／ｗ］、配合比は、蛍光体とシリコーン樹脂の総重量に対する各蛍光体の重量の割合［ｗｔ％］である。
【表３】
2007288125.tif 000005
【００７１】
表３に示されるように、実施例３で得られたＬＥＤランプは、その平均演色評価数Ｒａは８３．３であり、９０以上の値は得られなかったが、比較例２（上記参考例１と同じ）で得られたＬＥＤランプのＲａ（７５．１）よりは、１０％程度高い値が得られた。平均演色評価数Ｒａが８３．３という値は、現時点で一般的な３波長型蛍光ランプのＲａ（８３〜８５）と同程度の値であり、一般照明用としては、十分良好な値である。また、実施例３のＬＥＤランプの発光効率は１９．３［ｌｍ／ｗ］で、比較例２の場合の約６３％の値であったが、比較例４の発光効率よりは高い値であった。
【００７２】
図６に示されるように、青色光のピーク強度も、黄色光のピーク強度も、赤色蛍光体の主波長が高いものほど小さい（弱い）ことが認められた。赤色光のピーク強度は、それぞれのピーク強度で比較したところ、実施例３（６５５ｎｍ）のものは、比較例２（６２９ｎｍ）のものより小さい（弱い）ことが認められた。実施例３のＬＥＤランプの発光スペクトルにおける分光強度分布のバランスは、比較例２〜４に比べて良かった。なお、表３に示されるように、上記参考例１と同じ構成の比較例２は、実施例３および比較例２〜４の中では、最も発光効率が良かったが、平均演色評価数Ｒａが最も悪かった。比較例４は、実施例３および比較例２〜４の中では、最も平均演色評価数Ｒａが高かったが、発光効率が最も悪かった。図６に示されるように、比較例２は、青色光と黄色光の発光強度に比べて、赤色光の発光強度が小さすぎる（弱すぎる）傾向が認められた。比較例４は、青色光と黄色光の発光強度に比べて、赤色光の発光強度が大きすぎる（強すぎる）傾向が認められた。比較例３は、発光効率の点では、実施例３よりも良かったが、Ｒａは実施例３よりも低かった。比較例３は、比較例２ほどではなかったが、青色光と黄色光の発光強度に比べて、赤色光の発光強度が小さすぎる（弱すぎる）傾向が認められた。
【００７３】
また、実施例３、比較例２〜４で得られたＬＥＤランプの色温度は、２９５０Ｋ〜４３００Ｋの範囲内であり、赤色蛍光体の主波長が高いものほど、得られたＬＥＤランプの色温度が低くなり、赤色蛍光体の主波長が低いものほど、得られたＬＥＤランプの色温度が高くなることが確認された。実施例３のＬＥＤランプの色温度は、約３５００Ｋであった。
【００７４】
以上の結果から、赤色蛍光体の主波長が６５０ｎｍ以上６７０ｎｍの場合が、発光スペクトルにおける分光強度のバランスが最も良く、発光効率の低下も比較的抑えられ、一般照明用としては十分良好な値の平均演色評価数Ｒａが得られることが確認された。すなわち、主波長が５５０ｎｍ未満の黄色系蛍光体を用いる場合であっても、赤色蛍光体として主波長が６５０ｎｍ以上６７０ｎｍのものを選択することで、分光強度分布、平均演色評価数Ｒａ、発光効率の各指標のバランスの良いＬＥＤランプが得られることが確認された。また、この構成では、色温度を約３５００Ｋにできることが確認された。
【００７５】
（実施例４、比較例５、６）
【００７６】
次に、赤色蛍光体を、篩いを用いて分級し、粒径が７μｍより大きく２０μｍ以下（実施例４）、７μｍ以下（比較例５）、２０μｍより大きく３０μｍ以下（比較例６）のものをそれぞれ用意した。具体的には、まず、目開きが３０μｍの篩いを用いて３０μｍ以下の粒径範囲に調整した。この３０μｍ以下に調整された赤色蛍光体を目開きが２０μｍの篩いに通して２０μｍより大きく３０μｍ以下の粒径範囲に調整し、比較例６の赤色蛍光体を作製した。一方、２０μｍ以下に調整された赤色蛍光体を目開きが７μｍの篩いに通して７μｍより大きく２０μｍ以下の粒径範囲に調整し、実施例４の赤色蛍光体を作製した。７μｍ以下に調整された赤色蛍光体を比較例５の赤色蛍光体とした。このようにして分級したので、赤色蛍光体粒子の平均粒径（Ｄ５０）は、必然的に、実施例４が７μｍより大きく２０μｍ以下、比較例５が７μｍ以下、比較例６が２０μｍより大きく３０μｍ以下の各範囲内になる。実際にレーザー回折法で測定したところ、赤色蛍光体の平均粒径（Ｄ５０）は、実施例４が１２μｍ、比較例５が５μｍ、比較例６が２３μｍであった。
【００７７】
そのほかの条件は上記実施例３と同じにして、図１に示すような構成を有するＬＥＤランプをそれぞれ作製した。すなわち、黄色系蛍光体の主波長は５４０ｎｍ、黄色系蛍光体の配合比は１０ｗｔ％、赤色蛍光体の主波長は６５５ｎｍ、赤色蛍光体の配合比は１．０ｗｔ％であった。こうして作製した各ＬＥＤランプについて、同様にして、色温度、平均演色評価数Ｒａ、発光効率を調べた。その結果を表４に示す。表４において、発光効率は、ゴニオメータを用いて全光束を測定した値［ｌｍ／ｗ］、配合比は、蛍光体とシリコーン樹脂の総重量に対する各蛍光体の重量の割合［ｗｔ％］である。
【表４】
2007288125.tif 000006
【００７８】
表４に示されるように、実施例４で得られたＬＥＤランプの色温度は３４５７Ｋであり、平均演色評価数Ｒａは８５．１であり、発光効率は２２．５［ｌｍ／ｗ］であった。すなわち、実施例４で得られたＬＥＤランプによれば、約２％ではあるが、前記実施例３で得られたＬＥＤランプのＲａよりも高い値のＲａが得られた。Ｒａが８５．１という値は、現時点で一般的な３波長型蛍光ランプのＲａ（８３〜８５）と同程度の値であり、一般照明用としては、十分良好な値である。また、実施例４で得られたＬＥＤランプによれば、発光効率［ｌｍ／ｗ］は、２２．５であり、前記実施例３で得られたＬＥＤランプの発光効率１９．３よりも、約１６％向上した。そして、実施例４で得られたＬＥＤランプの色温度は、前記実施例３で得られたＬＥＤランプの色温度と同程度であった。比較例５は、Ｒａは８６．３と最も高かったが、発光効率が１４．５［ｌｍ／ｗ］と最も悪く、色温度も２５５０Ｋと最も低かった。比較例６は、発光効率は２５．８［ｌｍ／ｗ］と最も良かったが、Ｒａが８０．８と最も低く、色温度も４２７７Ｋと最も高かった。
【００７９】
このことから、赤色蛍光体の粒径が、ＬＥＤランプの発光効率と平均演色評価数Ｒａに対して大きく影響があることが確認された。そして、赤色蛍光体の粒径を７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲とすることで、平均演色評価数Ｒａが８３以上という十分な値が得られ、平均演色評価数Ｒａと発光効率とのバランスも最も良くなることが確認された。また、赤色蛍光体の粒径が７μｍより大きく２０μｍ以下の場合には、赤色蛍光体の粒径が４５μｍ以下で分級されていない場合に比べて、得られたＬＥＤランプは、色温度は同程度でありながら、平均演色評価数Ｒａが約２％、発光効率が約１６％向上したことが認められた。
【００８０】
以上のことから、赤色蛍光体として、適切な範囲の粒径を有するものを選択することで、赤色蛍光体を用いることによる発光効率の低下をできるだけ抑制しつつ、現時点で一般的な３波長型蛍光ランプのＲａと同程度の平均演色評価数Ｒａ（８３〜８５）を実現することが可能になることが確認された。そして、赤色蛍光体の最適粒径は、７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲であることが確認された。
【００８１】
（第３の実施形態）次に本発明に係る第３の実施形態を示すＬＥＤランプについて説明する。本実施の形態では、一つの凹部内にＬＥＤチップをマトリックス状に複数配置してなる。図７及び８図中符号１はＬＥＤランプ１（発光装置）を示している。このＬＥＤランプ１は、複数の発光素子としてのＬＥＤチップ２と、回路パターン３と、基板４と、反射層５と、フレームとしてのリフレクタ８と、蛍光体層９と、透光性接着層２１と、光拡散部材２２と、を備えて発光装置（ＬＥＤモジュール）を形成している。なお、基板４とリフレクタ８が協同して凹部７を構成している。
【００８２】
基板４は、金属又は絶縁材例えば合成樹脂製の平板からなるとともに、ＬＥＤランプ１に必要とされる発光面積を得るために所定形状例えば長方形状をなしている。基板４を合成樹脂製とする場合、例えばガラス粉末入りのエポキシ樹脂等で形成できる。基板４を金属製とする場合、この基板４の裏面からの放熱性がよく、基板４の各部の温度を均一にできるに伴い、同じ波長域の光を発するＬＥＤチップ２の発光色のばらつきを抑制する上で好ましい。前記ばらつき抑制のためには、熱伝導性に優れた材料例えば熱伝導率が１０Ｗ/ｍ・Ｋ以上の材質で基板４を形成するとよく、そうした材料として金属材料例えばアルミニウム又はその合金を挙げることができる。
【００８３】
反射層５は、所定数のＬＥＤチップ２を配設し得る大きさであって、例えば基板４の表面全体に被着されている。反射層５は、４００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長領域で８５％以上の反射率を有した白色の絶縁材で形成されている。反射層５をなす白色絶縁材は、例えば酸化アルミニウム等の白色粉末が混入された熱硬化性樹脂をシート基材に含浸させてなる。反射層５はそれ自体の接着性により基板４の表面となる一面に接着される。
【００８４】
回路パターン３は、各ＬＥＤチップ２への通電要素として、反射層５の基板４が接着された面とは反対側の面に接着されている。この回路パターン３は、例えば各ＬＥＤチップ２を直列に接続するために、図４に示すように基板４及び反射層５の長手方向に所定間隔ごとに点在して２列形成されている。一方の回路パターン３列の一端側に位置された端側回路パターン３ａには給電パターン部３ｃが一体に連続して形成され、同様に他方の回路パターン３列の一端側に位置された端側回路パターン３ａには給電パターン部３ｄが一体に連続して形成されている。給電パターン部３ｃ，３ｄは反射層５の長手方向一端部に並べて設けられ、互いに離間して反射層５により絶縁されている。これらの給電パターン部３ｃ，３ｄの夫々に電源に至る図示しない電線が個別に半田付け等で接続されるようになっている。
【００８５】
各ＬＥＤチップ２は、例えば窒化物半導体を用いてなるダブルワイヤー型のＬＥＤチップからなり、反射膜を有しておらず、厚み方向の双方に光を放射できる。各ＬＥＤチップ２は、基板４の長手方向に隣接した回路パターン３間に夫々配置されて、白色の反射層５の同一面上に透光性接着層２１により接着されている。この接着により、回路パターン３及びＬＥＤチップ２は反射層５の同一面上で直線状に並べられるので、この並び方向に位置したＬＥＤチップ２の側面２ａ，２ｂと回路パターン３とは近接して対向するように設けられている。透光性接着層２１の厚みは５μｍ以下である。この透光性接着層２１には、例えば５μｍ以下の厚みで光透過率が７０％以上の透光性を有した接着剤、例えばシリコーン樹脂系の接着剤を好適に使用できる。
【００８６】
各ＬＥＤチップ２の電極とＬＥＤチップ２の両側に近接配置された回路パターン３とは、ワイヤボンディングにより設けられたボンディングワイヤ６で接続されている。更に、前記二列の回路パターン３列の他端側に位置された端側回路パターン同士も、ワイヤボンディングにより接続されている。したがって、本実施形態の場合、各ＬＥＤチップ２は直列に接続されている。
【００８７】
本実施形態の発光装置では、蛍光体層９は、白色の反射層５上の同一面上に並べて配列された発光素子２を満遍なく覆うことができるため、基板上の複数の凹部内に1個ずつ発光素子を配設したものと比較してＬＥＤランプ１（発光装置１）全体としての色温度の変化が抑制できＬＥＤランプ１を歩留まり良く製造することができる。また、前記透明樹脂の硬化前の粘度は１Ｐａ・ｓ以上３Ｐａ・ｓ以下としているので、白色の反射層５上へ注入してから硬化させるまでの間に蛍光体粒子が沈降、堆積することを抑制でき、発光効率を低下させ、さらに均一に発光することができる。
【００８８】
この組み合わせにより、ＬＥＤチップ２から放出された青色の光の一部が蛍光体に当たることなく蛍光体層９を透過する一方で、ＬＥＤチップ２から放出された青色の光が当たった各蛍光体が、青色の光を吸収し黄色光及び赤色光を発光して、この黄色光及び赤色光が蛍光体層９を透過するので、これら補色関係にある二色及び赤色光の混合によってＬＥＤランプ１の平均演色評価数Ｒａを向上させた白色光を実現できる。
【００８９】
前記ＬＥＤランプ１と組み合わされる光拡散部材２２は平板状であってリフレクタ８の前方に配置されている。なお、リフレクタ８にその前方に突出する延長部を設けてそこに光拡散部材２２を支持してもよく、或いは、ＬＥＤランプ１を収めた図示しない照明器具本体に支持させてもよい。
【００９０】
光拡散部材２２には、４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色の光の透過率と、５２０ｎｍ〜５７０ｎｍの黄色の光の透過率との差が１０％以内であって、可視光の透過率が９０％以上１００％未満の光拡散性能を有するものを好適に使用できる。こうした光拡散部材２２を用いることにより、前記青色の一次光と黄色の二次光とを光拡散部材２２で混色させて、光拡散部材２２を色むらが抑制された白色を得ることができる。
【００９１】
リフレクタ８は、一個一個又は数個のＬＥＤチップ２ごとに個別に設けられるものではなく、反射層５上の全てのＬＥＤチップ２を包囲する単一のものであり、枠、例えば図７に示すように長方形の枠で形成されている。リフレクタ８は反射層５に接着止めされていて、その内部に複数のＬＥＤチップ２及び回路パターン３が収められているとともに、前記一対の給電パターン部３ｃ，３ｄはリフレクタ８の外部に位置されている。
【００９２】
リフレクタ８は、例えば合成樹脂で成形されていて、その内周面は反射面となっている。リフレクタ８の反射面は、ＡｌやＮｉ等の反射率が高い金属材料を蒸着又はメッキして形成できる他、可視光の反射率の高い白色塗料を塗布して形成することができる。或いは、リフレクタ８の成形材料中に白色粉末を混入させてリフレクタ８自体を可視光の反射率が高い白色とすることもできる。前記白色粉末としては、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、硫酸バリウム等の白色フィラーを用いることができる。なお、リフレクタ８の反射面はＬＥＤランプ１の照射方向に次第に開くように形成することが望ましい。
【００９３】
蛍光体層９は、透光性材料、例えば透明シリコーン樹脂や透明ガラス等からなる。蛍光体層９を形成するために用いる蛍光体粒子として上記したような平均粒径（Ｄ５０）が１０μｍ以上３０μｍ以下のものを用いると共に、液状透明樹脂として粘度が１Ｐａ・ｓ以上３Ｐａ・ｓ以下のものを用いる。ここで、黄色系蛍光体の発光効率はＬＥＤランプ全体の発光効率に寄与する。そしてこの発光効率は、黄色系蛍光体の主波長、平均粒径や配合比に依存し、平均粒径が大きいほど発光効率が高いが、製造時のノズルの目詰まりを起こすおそれがあり３０μｍ以下が好適であり、小さすぎると発光効率が低下することから平均粒径は１０μｍ以上が好ましい。前記黄色系蛍光体の平均粒径（Ｄ５０）は１０μｍ以上３０μｍ以下であり、前記赤色蛍光体の平均粒径（Ｄ５０）は、７μｍより大きく２０μｍ以下の範囲であることを特徴とする。赤色蛍光体粒子の平均粒径（Ｄ５０）が７μｍ以下になると、透明樹脂中に配合された赤色蛍光体の粒子同士の隙間が狭くなりすぎるので、青色光や黄色光が赤色蛍光体粒子の隙間を通り抜けにくくなり、光の取り出し効率が低下する。また、赤色蛍光体粒子の粒径が７μｍ以下になると、赤色蛍光体自身の十分な発光効率が得られ難くなる。よって、赤色蛍光体粒子の粒径が７μｍ以下になると、発光効率が低下する。一方、赤色蛍光体粒子の平均粒径（Ｄ５０）が２０μｍを超えると、透明樹脂中に配合された赤色蛍光体の粒子同士の隙間が広くなりすぎるので、青色光や黄色光が取り出されやすくなるが、赤色蛍光体の配合割合が同じであれば色温度が上昇することとなり、演色性が十分ではなくなる。赤色蛍光体の配合割合を増やすと色温度は低下するが、上記したように発光効率が低下するから好ましくない。
【００９４】
また、蛍光体を含む液状透明樹脂は、反射層５表面及び一直線上に配列された各ＬＥＤチップ２及びボンディングワイヤ６等を満遍なく埋めてリフレクタ８内に固化される。反射層５表面とボンディングワイヤ６との間に流れ込んだ液状透明樹脂は毛細管現象等により各ＬＥＤチップ２及びボンディングワイヤ６に行き渡っているものと考えられる。なお、蛍光体層９を形成するために用いられる液状透明樹脂が２種以上の液状透明樹脂からなるものである場合には、これら２種以上の液状透明樹脂を混合した際の混合物の粘度が１Ｐａ・ｓ以上、３Ｐａ・ｓ以下であればよい。例えば、各ＬＥＤチップ２を青色ＬＥＤチップとした本実施形態では、これらの素子から発光された一次光（青色）を波長変換して異なる波長の二次光として黄色の光を出す蛍光体（図示しない）が、好ましい例として略均一に分散した状態に混入されている。
【００９５】
（実施例５）
【００９６】
黄色系蛍光体は、上述した第１及び第２実施形態で使用したものと同じ蛍光体であり、発光素子から放射された青色光により励起されて５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を発光する。配合比は１５〜１８重量％である。また、赤色蛍光体は、６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を発光する。配合比は、１．８〜２．３重量％である。この場合、色温度２８５０Ｋ以上６５００Ｋ未満であって平均演色評価数Ｒａ９０以上を有するものである。なお、本実施形態では黄色系蛍光体の配合比を規定し色温度６５００Ｋ未満まで得られるようになった。
【００９７】
黄色系蛍光体の主波長が５５０ｎｍ未満の場合、発光効率を向上させる効果が十分でなく、一方、５７０ｎｍを超えると、所望とする色温度である６５００Ｋ以上の色温度を得ることが困難となる。赤色蛍光体の主波長が６５０ｎｍ未満の場合、平均演色評価数Ｒａを高める効果が十分でなく、一方、６７０ｎｍを超えると、赤み成分が強くなりすぎ、発光効率も低下する。
【００９８】
ここで、色温度は主として発光素子の青色光及び黄色系蛍光体の主波長に依存し、平均演色評価数Ｒａは主として赤色蛍光体の配合比に依存する。また、発光効率は黄色系蛍光体の主波長、粒径や配合比に依存するが、前記赤色蛍光体の主波長及び配合比によっては色温度及び発光効率が変化させられるものである。したがって、赤色蛍光体の配合比（重量％）は、色温度２８５０Ｋ以上４０００Ｋ未満では２．３重量％であり、色温度４０００Ｋ以上５０００Ｋ未満では２．０重量％であり、色温度５０００Ｋ以上６５００Ｋ未満では１．８重量％であり、平均演色評価数Ｒａ９０以上である。したがって、平均演色評価数Ｒａを向上させようとすれば、所望の色度範囲から逸脱しさらには発光効率も低下させかねないものである。そこで、所定の色度毎に前記赤色蛍光体の配合比を上記のように規定すると、所望の色度を維持しつつ、発光効率及び平均演色評価数を向上させるには好適な範囲である。
【００９９】
（実施例６）
【０１００】
また、上述したように色温度は発光素子の青色光及び黄色系蛍光体の主波長に依存し、発光効率は黄色系蛍光体の主波長、粒径や配合比に支配される。したがって、色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下とするには、５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体を使用する必要があるが、そうすると、発光効率が低下することから平均粒径（Ｄ５０）を大きめ（２０〜３０μｍ）のものを用いて効率低下を抑制する。そして、平均演色評価数Ｒａ９０以上とするために１．８重量％配合された６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体が好適である。平均演色評価数を向上させるには赤色蛍光体を多くするのがよいが、あまり多くすると発光効率が低下することから１．７〜１．８重量％配合するのが好適である。したがって、１３〜１５重量％配合され発光素子から放射された青色光により励起されて５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体及び１．７〜１．８重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体を含有する蛍光体層とを具備してなり、色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下であって平均演色評価数Ｒａ９０以上を有する。
【０１０１】
（実施例７）
【０１０２】
黄色系蛍光体は、上述した第１及び第２実施形態で使用したものと同じ蛍光体であり、発光素子から放射された青色光により励起されて５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を発光する。配合比は１５〜１８重量％である。また、赤色蛍光体は、６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を発光するものである。配合比は、１．０〜１．２重量％である。この場合、色温度２８５０Ｋ以上６５００Ｋ未満であって平均演色評価数Ｒａ８０以上を有するものである。なお、本実施形態では黄色系蛍光体の配合比を規定し色温度６５００Ｋ未満まで得られるようになった。黄色系蛍光体の主波長が５５０ｎｍ未満の場合、発光効率を向上させる効果が十分でなく、一方、５７０ｎｍを超えると、所望とする色温度である６５００Ｋ以上の色温度を得ることが困難となる。赤色蛍光体の主波長が６５０ｎｍ未満の場合、平均演色評価数Ｒａを高める効果が十分でなく、一方、６７０ｎｍを超えると、赤み成分が強くなりすぎ、発光効率も低下する。
【０１０３】
ここで、色温度は主として発光素子の青色光及び黄色系蛍光体の主波長に依存し、平均演色評価数Ｒａは主として赤色蛍光体の配合比に依存する。また、発光効率は黄色系蛍光体の主波長、粒径や配合比に依存するが、前記赤色蛍光体の主波長及び配合比によっては色温度及び発光効率が変化させられるものである。したがって、赤色蛍光体の配合比（重量％）は、色温度２８５０Ｋ以上４０００Ｋ未満では１．２重量％であり、色温度４０００Ｋ以上５０００Ｋ未満では１．１重量％であり、色温度５０００Ｋ以上６５００Ｋ未満では１．０重量％であり、平均演色評価数Ｒａ８０以上である。したがって、平均演色評価数Ｒａを向上させようとすれば、所望の色度範囲から逸脱しさらには発光効率も低下させかねないものである。そこで、所定の色度毎に前記赤色蛍光体の配合比を上記のように規定すると、所望の色度を維持しつつ、発光効率及び平均演色評価数を向上させるには好適な範囲である。
【０１０４】
（実施例８）
【０１０５】
また、上述したように色温度は発光素子の青色光及び黄色系蛍光体の主波長に依存し、発光効率は黄色系蛍光体の主波長、粒径や配合比に支配される。色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下とするには、５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体を使用する必要があるが、そうすると、発光効率が低下することから平均粒径（Ｄ５０）を大きめ（２０〜３０μｍ）のものを用いて効率低下を抑制する。そして、平均演色評価数Ｒａ８０以上とするために１．０重量％配合された６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体が好適である。平均演色評価数を向上させるには赤色蛍光体を多くするのがよいが、あまり多くすると発光効率が低下することから０．９〜１．０重量％配合するのが好適である。したがって、１３〜１５重量％配合され発光素子から放射された青色光により励起されて５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体及び０．９〜１．０重量％配合され前記発光素子から放射された青色光により励起されて６５０ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体を含有する蛍光体層とを具備してなり、色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下であって平均演色評価数Ｒａ８０以上を有する。
【０１０６】
（実施例９）
【０１０７】
黄色系蛍光体は、上述した第１及び第２実施形態で使用したものと同じ蛍光体であり、発光素子から放射された青色光により励起されて５５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の主波長を発光する。配合比は１５〜１８重量％である。また、赤色蛍光体は、６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の主波長を発光するものであり、比較的容易に製造できるものである。また、６３０ｎｍ以下の主波長であると、発光効率が低下することから平均粒径（Ｄ５０）を大きめ（１５〜２０μｍ）のものを用いて効率低下を抑制する。そして、配合比は、多めの３．０〜３．５重量％である。この場合、色温度２８５０Ｋ以上６５００Ｋ未満であって平均演色評価数Ｒａ９０以上を有するものである。なお、本実施形態では黄色系蛍光体の配合比を規定し色温度６５００Ｋ未満まで得られるようになった。
【０１０８】
黄色系蛍光体の主波長が５５０ｎｍ未満の場合、発光効率を向上させる効果が十分でなく、一方、５７０ｎｍを超えると、所望とする色温度である６５００Ｋ以上の色温度を得ることが困難となる。赤色蛍光体の主波長が６１０ｎｍ未満の場合、平均演色評価数Ｒａを高める効果が十分でなく、一方、６３０ｎｍを超えると、製造の容易性が低下する。
【０１０９】
ここで、色温度は主として発光素子の青色光及び黄色系蛍光体の主波長に依存し、平均演色評価数Ｒａは主として赤色蛍光体の配合比に依存する。また、発光効率は黄色系蛍光体の主波長、粒径や配合比に依存するが、前記赤色蛍光体の主波長及び配合比によっては色温度及び発光効率が変化させられるものである。したがって、赤色蛍光体の配合比（重量％）は、色温度２８５０Ｋ以上４０００Ｋ未満では３．５重量％であり、色温度４０００Ｋ以上５０００Ｋ未満では３．２重量％であり、色温度５０００Ｋ以上６５００Ｋ未満では３．０重量％であり、平均演色評価数Ｒａ９０以上である。したがって、平均演色評価数Ｒａを向上させようとすれば、所望の色度範囲から逸脱しさらには発光効率も低下させかねないものである。そこで、所定の色度毎に前記赤色蛍光体の配合比を上記のように規定すると、所望の色度を維持しつつ、発光効率及び平均演色評価数を向上させるには好適な範囲である。
【０１１０】
（実施例１０）
【０１１１】
また、上述したように色温度は発光素子の青色光及び黄色系蛍光体の主波長に依存し、発光効率は黄色系蛍光体の主波長、粒径や配合比に依存する。色温度６５００Ｋ以上１００００Ｋ以下とするには、５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の主波長を発光する黄色系蛍光体を使用する必要があるが、そうすると、発光効率が低下することから平均粒径（Ｄ５０）を大きめ（２０〜３０μｍ）のものを用いて効率低下を抑制する。そして、平均演色評価数Ｒａ９０以上とするために２．９〜３．０重量％配合された６１０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下の主波長を発光する赤色蛍光体が好適である。すなわち、６３０ｎｍ以下の主波長であると、発光効率が低下することから平均粒径（Ｄ５０）を大きめ（１５〜２０μｍ）のものを用いて効率低下を抑制するとよい。そして、平均演色評価数を向上させるには赤色蛍光体を多くするのがよいが、あまり多くすると発光効率が低下することから２．９〜３．０重量％配合するのが好適である。
【０１１２】
以上説明した内容については、下記表５にまとめる。
【表５】
2007288125.tif 000007
【０１１３】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の発光装置をＬＥＤランプに適用した実施形態の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示すＬＥＤランプを複数配置したＬＥＤモジュールの一例を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ´線断面図である。
【図４】黄色系蛍光体の主波長を変えたときの赤色蛍光体の配合比の違いを示す図である。
【図５】黄色系蛍光体の主波長［ｎｍ］と発光効率との関係［％］を示す図である。
【図６】赤色蛍光体の主波長を変えたときのＬＥＤランプの発光スペクトルを示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態を示す発光装置の平面図である。
【図８】同じく、図７のＦ２−Ｆ２断面図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１…ＬＥＤランプ、２…ＬＥＤチップ、３…回路パターン、４…基板、６…ボンディングワイヤ、７…凹部、８…フレーム、９…蛍光体層（蛍光体含有樹脂層）。
【図１】
2007288125.tif 000008
【図２】
2007288125.tif 000009
【図３】
2007288125.tif 000010
【図４】
2007288125.tif 000011
【図５】
2007288125.tif 000012
【図６】
2007288125.tif 000013
【図７】
2007288125.tif 000014
【図８】
2007288125.tif 000015