(57)【要約】【課題】発光効率の低下を起こすことなく、小型化及び高輝度化を図ることができる半導体発光装置及び当該半導体発光装置を有する照明装置を提供する。【解決手段】所定方向に合成光を出射するための光出射面を備える半導体発光装置であって、配線基板と、前記配線基板の実装面に配置された半導体発光素子と、前記半導体発光素子から入射される入射光の少なくとも一部を吸収して前記入射光とは異なる波長の出射光を放出する蛍光体を含む羽状の波長変換部材、及び前記波長変換部材を支持する支持部材から構成され、前記半導体発光素子に向かう対流を生成する送風機と、前記送風機に駆動力を伝達し、前記波長変換部材を回転させる駆動体と、前記光出射面側に開口部を形成するとともに前記半導体発光素子及び前記送風機を囲み、前記出射光を前記光出射面に向けて反射させる筐体と、を有すること。【選択図】図３
2013211456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に合成光を出射するための光出射面を備える半導体発光装置であって、
配線基板と、
前記配線基板の実装面に配置された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子から入射される入射光の少なくとも一部を吸収して前記入射光とは異なる波長の出射光を放出する蛍光体を含む羽状の波長変換部材、及び前記波長変換部材を支持する支持部材から構成され、前記半導体発光素子に向かう対流を生成する送風機と、
前記送風機に駆動力を伝達し、前記波長変換部材を回転させる駆動体と、
前記光出射面側に開口部を形成するとともに前記半導体発光素子及び前記送風機を囲み、前記出射光を前記光出射面に向けて反射させる筐体と、を有することを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記波長変換部材は、前記蛍光体を含有する透明基板であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記透明基板は、前記蛍光体及び前記蛍光体を保持する母材からなることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記透明基板は、透光性部材上に前記蛍光体及び前記蛍光体を保持する母材からなる蛍光体層を積層した構造を有することを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記送風機は、互いに異なる波長の前記出射光を放出する複数の前記波長変換部材を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記波長変換部材は、前記半導体発光素子と前記光出射面との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記筐体は、前記開口部を形成する一端部とは反対側の他端部に空気孔を有することを特徴とする請求項６に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記半導体発光素子から前記開口部までの距離は、前記空気孔から前記開口部までの距離よりも小なることを特徴とする請求項７に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記半導体発光素子は、前記配線基板の表面に形成された凹部に収納されていることを特徴とする請求項７に記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記波長変換部材は、回転軸に対して傾斜し、空気の流れを生成する斜板部と、前記斜板部３１を取り囲む側壁部と、を有することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記筐体の外周を覆うヒートシンクを有することを特徴とする請求項６に記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
前記合成光を透光する封止板が前記前記開口部に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体発光装置。
【請求項１３】
前記半導体発光素子及び前記波長変換部材の側方を囲みつつ前記封止板から離間し、前記封止板と近接する一端部とは反対側の端部に空気孔を備える対流生成壁が、前記筐体の内側に設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
前記半導体発光素子は、前記波長変換部材と前記光出射面との間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１５】
前記波長変換部材は、前記光出射面から出射される前記合成光の焦点に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の半導体発光装置。
【請求項１６】
前記筐体は、前記開口部を形成する一端部とは反対側の他端部に空気孔を有することを特徴とする請求項１４又は１５に記載の半導体発光装置。
【請求項１７】
前記筐体の内周面は、回転放物面であることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１８】
前記実装基板は、貫通孔を備えることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１９】
前記実装基板の形状は、前記開口部をまたぐ棒状又は十字状であることを特徴とする請求項１４乃至１８に記載の半導体発光装置。
【請求項２０】
前記実装基板は、透光性を有することを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項２１】
請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の半導体発光装置を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２２】
前記送風機の駆動に連動させて、前記半導体発光素子の発光特性を制御する発光制御部を有することを特徴とする請求項２１に記載の照明装置。
【請求項２３】
前記発光制御部は、色度、色温度、彩度、発光効率、及び演色性の少なくとも１つを制御することができることを特徴とする請求項２２に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子及び当該半導体発光素子から入射する入射光の少なくとも一部を波長変換して当該入射光とは異なる波長の出射光を放出する波長変換部材を用いた半導体発光装置、及び当該半導体発光装置を有する照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光装置の光源として白熱電球や蛍光灯が従来より広く用いられている。近年では、これらに加え、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）や有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）等の半導体発光素子を光源とした半導体発光装置が開発され使用されつつある。これらの半導体発光素子では、様々な発光色を得ることが可能であるため、発光色の異なる複数の半導体発光素子を組み合わせ、それぞれの発光色を合成して所望の色の合成光を得るようにした半導体発光装置も開発され使用され始めている。
【０００３】
例えば、発光色が赤色のＬＥＤチップを用いた赤色ＬＥＤと、発光色が緑色のＬＥＤチップを用いた緑色ＬＥＤと、発光色が青色のＬＥＤチップを用いた青色ＬＥＤとを組み合わせ、各ＬＥＤに供給する駆動電流を調整して各ＬＥＤから発せられた光を合成することにより、所望の白色光を放射させるようにした半導体発光装置が特許文献１に開示されている。
【０００４】
元来、ＬＥＤチップ自体の発光スペクトル幅は比較的狭いため、ＬＥＤチップ自体が発する光をそのまま照明に用いた場合、一般的な照明光において重要となる演色性が低下するという問題がある。そこで、このような問題を解消すべく、ＬＥＤチップが発する光を蛍光体などの波長変換部材によって波長変換し、波長変換によって得られた光を放射するようにしたＬＥＤが開発され、このようなＬＥＤを組み合わせた半導体発光装置が、例えば特許文献２に開示されている。
【０００５】
特許文献２に開示されている半導体発光装置においては、青色の光を発するＬＥＤチップを接触しつつ覆うように透明樹脂が設けられ、当該透明樹脂の内部に黄色蛍光体が含有されている。すなわち、特許文献２に開示されている半導体発光装置は、ＬＥＤチップを直接的に覆うように波長変換部材が設けられている。しかしながら、このような構造を有する半導体発光装置においては、半導体発光装置の輝度のばらつき及び色ムラが大きかった。また、このような構造を有する半導体発光装置においては、波長変換部材がＬＥＤチップから生じる熱の影響を受けるため、半導体発光装置自体の発光効率の低下を招いていた。このような問題を解決するために、ＬＥＤチップから蛍光体を含有する樹脂（すなわち、波長変換部材）を離間して配置した構造を有する半導体発光装置の研究開発及び製品化が、近年においては盛んに行われている。このような構造を有する半導体発光装置は、例えば特許文献３に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４８３９号公報
【特許文献２】特開２００７−１２２９５０号公報
【特許文献３】特開２０１１−１５９８１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＬＥＤチップから波長変換部材を離間して配置した構造を有する半導体発光装置は、上述したような問題を解決する構造となっているが、その製造コストは、波長変換部材がＬＥＤチップを直接的に覆う構造を有する半導体発光装置の製造コストよりも高くなっている。このため、半導体発光装置自体の小型化によるコスト低減の要望がより強まってきている。また、近年における半導体発光装置の使用用途の多彩化により、半導体発光装置自体の高輝度化の要望も強まってきているため、ＬＥＤチップへの供給電力の増加がより一層図られている。
【０００８】
しかしながら、ＬＥＤチップから波長変換部材を離間して配置した構造を有する半導体発光装置であっても、波長変換部材に含まれる蛍光体自体の発熱が抑制されているわけではないため、半導体発光装置自体の小型化や、ＬＥＤチップへの供給電力の増加に伴って波長変換部材に到達する入射光の光密度が大きくなると、波長変換部材を構成する蛍光体における発熱量が増加し、半導体発光装置自体の発光効率が低下するという問題が生じていた。
【０００９】
従って、ＬＥＤチップから波長変換部材を離間して配置した構造を有する半導体発光装置においては、波長変換部材がＬＥＤチップを直接的に覆う構造を有する従来のような半導体発光装置よりも発熱による発光効率の低下は発生しにくいものの、小型化及び高輝度化を十分に図ることは困難であった。
【００１０】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発光効率の低下を起こすことなく、小型化及び高輝度化を図ることができる半導体発光装置及び当該半導体発光装置を有する照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の波長変換部材は、所定方向に合成光を出射するための光出射面を備える半導体発光装置であって、配線基板と、前記配線基板の実装面に配置された半導体発光素子と、前記半導体発光素子から入射される入射光の少なくとも一部を吸収して前記入射光とは異なる波長の出射光を放出する蛍光体を含む羽状の波長変換部材、及び前記波長変換部材を支持する支持部材から構成され、前記半導体発光素子に向かう対流を生成する送風機と、前記送風機に駆動力を伝達し、前記波長変換部材を回転させる駆動体と、前記光出射面側に開口部を形成するとともに前記半導体発光素子及び前記送風機を囲み、前記出射光を前記光出射面に向けて反射させる筐体と、を有する。
【００１２】
上述した半導体発光装置において、前記波長変換部材は、前記蛍光体を含有する透明基板であってもよい。ここで、前記透明基板は、前記蛍光体及び前記蛍光体を保持する母材から構成されていてもよい。また、前記透明基板は、透光性部材上に前記蛍光体及び前記蛍光体を保持する母材からなる蛍光体層を積層した構造を有していてもよい。
【００１３】
上述した半導体発光装置のいずれかにおいて、前記送風機は、互いに異なる波長の前記出射光を放出する複数の前記波長変換部材を備えていてもよい。
【００１４】
また、上述した半導体発光装置のいずれかにおいて、前記波長変換部材は、前記半導体発光素子と前記光出射面との間に配置されてもよい。この場合、前記筐体は、前記開口部を形成する一端部とは反対側の他端部に空気孔を有していることが好ましい。
【００１５】
上述したような空気孔を有する半導体発光装置において、前記半導体発光素子から前記開口部までの距離が、前記空気孔から前記開口部までの距離よりも小なるか、又は前記半導体発光素子が前記配線基板の表面に形成された凹部に収納されていることが好ましい。
【００１６】
前記波長変換部材が前記半導体発光素子と前記光出射面との間に配置されている場合、前記波長変換部材は、回転軸に対して傾斜し、空気の流れを生成する斜板部と、前記斜板部を取り囲む側壁部と、を有していることが好ましい。
【００１７】
前記波長変換部材が前記半導体発光素子と前記光出射面との間に配置されている場合、前記筐体の外周を覆うヒートシンクを有していてもよい。この場合、前記合成光を透光する封止板が前記前記開口部に設けられていてもよい。そして、前記封止板が設けられている場合、前記半導体発光素子及び前記波長変換部材の側方を囲みつつ前記封止板から離間し、前記封止板と近接する一端部とは反対側の端部に空気孔を備える対流生成壁が、前記筐体の内側に設けられていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の半導体発光装置において、前記半導体発光素子は、前記波長変換部材と前記光出射面との間に配置されてもよい。この場合、前記波長変換部材は、前記光出射面から出射される前記合成光の焦点に配置されることが好ましい。
【００１９】
前記半導体発光素子が前記波長変換部材と前記光出射面との間に配置される場合、前記筐体は、前記開口部を形成する一端部とは反対側の他端部に空気孔を有することが好ましい。そして、前記半導体発光素子が前記波長変換部材と前記光出射面との間に配置される場合、前記筐体の内周面は、回転放物面であることが好ましい。
【００２０】
また、前記半導体発光素子が前記波長変換部材と前記光出射面との間に配置される場合、前記実装基板は貫通孔を備えていてもよい。そして、前記半導体発光素子が前記波長変換部材と前記光出射面との間に配置される場合、前記実装基板の形状は、前記開口部をまたぐ棒状であってもよく、又は前記開口部をまたぐ十字状であってもよい。更に、前記実装基板は、透光性を有していてもよい。
【００２１】
上記目的を達成するため、本発明の照明装置は、上述した半導体発光装置のいずれかを有することを特徴とする。また、本発明の照明装置は、前記送風機の駆動に連動させて、前記半導体発光素子の発光特性を制御する発光制御部を有していてもよい。このような場合、前記発光制御部は、色度、色温度、彩度、発光効率、及び演色性の少なくとも１つを制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る半導体発光装置においては、駆動体の駆動力により、送風機の羽として機能する波長変換部材が回転することにより、波長変換部材から半導体発光素子に向かって対流（すなわち、空気の流れ）が生じ、半導体発光素子が冷却されることになる。従って、半導体発光素子が発光して発熱しても、半導体発光素子の温度上昇を抑制することができる。
【００２３】
また、本発明に係る半導体発光装置においては、駆動体の駆動力によって波長変換部材自体も回転していることから、波長変換部材自体も冷却され、波長変換部材に含有される蛍光体が入射を出射光に変換する際に発熱しても、波長変換部材の温度上昇を抑制することができる。
【００２４】
以上のことから、本発明に係る半導体発光装置においては、半導体発光装置の温度上昇に加えて、波長変換部材の温度上昇も抑制することができるため、半導体発光装置に供給する駆動電流を増加しても、半導体発光装置の発光効率の低減が抑制されることになる。
【００２５】
波長変換部材が半導体発光素子と半導体発光装置の光出射面との間に配置され、半導体発光装置の筐体が開口部を形成する一端部とは反対側の他端部に空気孔を有している場合には、波長変換部材から半導体発光素子に向かって流れる空気を容易に筐体の外部に排出することができる。これにより、筐体内には、半導体発光素子から発生する熱、及び波長変換部材から発生する熱が滞留することがなくなり、半導体発光素子及び波長変換部材の温度上昇をより効果的に抑制することができる。
【００２６】
半導体発光素子から開口部までの距離が、空気孔から開口部までの距離よりも小なるか、又は半導体発光素子が配線基板の表面に形成された凹部に収納されている場合には、半導体発光素子から放射される光が筐体の空気孔を介して漏れ出すことが低減され、当該半導体発光素子から放射される光を波長変換部材に向けて放射することができるため、半導体発光装置の発光効率が向上することになる。
【００２７】
波長変換部材が半導体発光素子と光出射面との間に配置され、且つ波長変換部材が回転軸に対して傾斜し、空気の流れを生成する斜板部と、斜板部を取り囲む側壁部と、を有する場合には、半導体発光素子の側方を囲むことができ、半導体発光素子から放射される光を容易に波長変換部材の蛍光体によって吸収させることができ、当該半導体発光素子から放射される光とは異なる波長の光を波長変換部材から効率良く放出することができる。これにより、半導体発光装置の発光効率が向上することになる。
【００２８】
波長変換部材が半導体発光素子と光出射面との間に配置され、且つ筐体の外周を覆うヒートシンクが設けられている場合には、半導体発光素子及び波長変換部材における温度上昇に起因する半導体発光装置自在の温度上昇をより抑制することができる。
【００２９】
そして、このような場合に筐体の開口部が封止板によって封止されていると、筐体内部にほこり、ちり、又はゴミ等の異物が侵入にすることがなくなり、波長変換部材の表面が当該異物によって覆われることがなくなる。これにより、波長変換部材から半導体発光装置の光出射面に出射光が放射されやすくなり、半導体発光装置の発光効率が向上することになる。
【００３０】
更に、このような場合に、半導体発光素子及び波長変換部材の側方を囲みつつ封止板から離間し、封止板と近接する一端部とは反対側の端部に空気孔を備える対流生成壁が、筐体の内側に設けられていると、筐体内の空気を循環させることにより、半導体発光素子及び波長変換部材を冷却することができ、半導体発光装置の発光効率の低下を抑制することができる。
【００３１】
半導体発光素子が波長変換部材と半導体発光装置の光出射面との間に配置されている場合に、波長変換部材が光出射面から出射される合成光の焦点に配置されると、波長変換部材から放射される出射光が半導体発光装置の光出射面から放射されやすくなり、半導体発光装置の発光効率が向上することになる。
【００３２】
また、このような場合に、筐体が開口部を形成する一端部とは反対側の他端部に空気孔を有すると、筐体内の圧力を負圧になることを防止することができる。
【００３３】
更に、このような場合に、筐体の内周面が回転放物面であると、波長変換部材から放射される出射光が半導体発光装置の光出射面から放射されやすくなり、半導体発光装置の発光効率が向上することになる。
【００３４】
そして、このような場合に、実装基板が貫通孔を備えるか、又は実装基板が透光性を有することにより、波長変換部材から出射される光及び筐体から反射する光を筐体の外部へ容易に放射することができ、半導体発光装置の発光効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】第１実施形態に係る半導体発光装置の全体構成の概略を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図３】図２中のIII−III線に沿う半導体発光装置の断面図である。
【図４】図３における要部の拡大断面図である。
【図５】第１実施形態に係る半導体発光装置の波長変換部材の拡大断面図である。
【図６】第１実施形態に係る半導体発光装置を用いた照明装置の電気回路構成の概略を示す電気回路図である。
【図７】図３と同様にして示した第１実施形態の変形例に係る半導体発光装置の断面図である。
【図８】図３と同様にして示した第１実施形態の変形例に係る半導体発光装置の断面図である。
【図９】図５と同様にして示した第１実施形態の変形例に係る波長変換部材の断面図である。
【図１０】第１実施形態の変形例に係る送風機の斜視図である。
【図１１】図１０のＺ方向に沿った断面図である。
【図１２】第２実施形態に係る半導体発光装置の正面図である。
【図１３】第２実施形態に係る半導体発光装置を用いた照明装置の電気回路構成の概略を示す電気回路図である。
【図１４】図３と同様にして示した第３実施形態の変形例に係る半導体発光装置の断面図である。
【図１５】第４実施形態に係る半導体発光装置の平面図である。
【図１６】図１５中のXVI−XVI線に沿う半導体発光装置の断面図である。
【図１７】図１６と同様にして示した第４実施形態の変形例に係る半導体発光装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、いくつかの実施形態に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、各実施形態の説明に用いる図面は、いずれも本発明による半導体発光装置を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、各構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。更に、各実施形態で用いる様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。
【００３７】
＜第１実施形態＞
（半導体発光装置の構成）
先ず、第１実施形態に係る半導体発光装置１の構成を図１乃至図４を参照しつつ説明する。図１は、第１実施形態に係る半導体発光装置１の全体構成の概略を示す斜視図である。図２は、図１の半導体発光装置１の平面図である。図３は、図２中のIII−III線に沿う半導体発光装置１の断面図である。図４は、図４は図３に示された断面図の要部拡大図である。なお、図１及び図２において、半導体発光装置１の平面図における一方向をＸ方向、当該平面図においてＸ方向と直交する方向をＹ方向、半導体発光装置１の高さ方向をＺ方向と定義する。
【００３８】
本実施形態において、半導体発光装置１は、擬似的な白色光を放射する光源である。図１乃至図３から分かるように、半導体発光装置１は、外形が略立方体状であって、その内部が円柱状にくり抜かれている筐体２を備える。筐体２の内部には、配線基板３と、配線基板３上に実装された発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）チップ４と、ＬＥＤチップ４から放射される光の少なくとも一部を波長変換する機能を有するとともに、ＬＥＤチップ４を冷却する機能も有する送風機５と、が配置されている。また、筐体２の外部には、送風機５を駆動せしめる駆動体６が配置されている。
【００３９】
従って、本実施形態に係る半導体発光装置１においては、ＬＥＤチップ４から放射される光と、送風機５の機能によって波長変換された光との合成光である白色光が、光出射面１ａから所定方向に出射されることになる。また、本実施形態に係る半導体発光装置１においては、送風機５が駆動することにより、ＬＥＤチップ４に向かって対流が生成され（すなわち、冷却風である空気が送られ）、ＬＥＤチップ４が冷却されることになる。以下において、半導体発光装置１を構成する各部材を詳細に説明するとともに、半導体発光装置１の動作及び効果を詳細に説明する。
【００４０】
〔筐体〕
略立方体状の外形を有する筐体２は、内部に収納される各種の構成部材を半導体発光装置１の外部から加えられる力（すなわち、外力）から保護するために、金属、セラミックス又はプラスチック等の比較的に強固な部材から構成されている。本実施形態においては、筐体２の材料としてアルミニウムを用いることにする。上述したように、筐体２は、その内部が円柱状にくり抜かれており、円柱状（図３においては、コ字状）の部材収納空間２ａが形成されている。このような部材収納空間２ａが形成されることにより、筐体２の所定の面（図１乃至図３においては、ＸＹ平面に平行であって＋Ｚ方向に位置する面）に開口部２ｂが形成されることになる。なお、筐体２の開口部２ｂから、上述した合成光である白色光が放射されるため、半導体発光装置１の光放射面１ａは、開口部２ｂに位置することになる。
【００４１】
また、図３に示すように、筐体２の開口部２ｂが形成されている面とは反対側の面の中央部には、駆動体６を嵌着するための凹部２ｃが形成されている。そして、凹部２ｃの底面中央部には、筐体２をＺ方向に貫く円柱状（図３においては長方形）の貫通孔２ｄが設けられている。貫通孔２ｄは、後述する駆動体６の駆動軸を通すために設けられている。
【００４２】
更に、図３に示すように、筐体２の側部（Ｘ方向の両端）には、筐体２をＸ方向に貫く空気孔２ｅが設けられている。なお、図３には示されていないが、空気孔２ｅは、筐体２をＹ方向に貫く位置にも設けられている。これらの空気孔２ｅは、送風機５が駆動することによって送風機５からＬＥＤチップ４に向かって流れる空気を、部材収納空間２ａから筐体２の外部に排出するために設けられている。ここで、空気孔２ｅは、部材収納空間２ａの底部に設けられていることが好ましい。換言すれば、空気孔２ｅは、開口部２ａを形成する一端部とは反対側の他端部に設けられていることが好ましい。これは、ＬＥＤチップ４から放射される光が、空気孔２ｅを介して筐体２の外部に漏れ出すことを防止するためである。
【００４３】
なお、送風機５が駆動することによって送風機５からＬＥＤチップ４に向かって流れる空気を筐体２の内部側面２ｆに沿って開口部２ｂ側に戻すこと、すなわち、部材収納空間２ａの空気を循環させることができれば、空気孔２ｅを設けなくてもよい。
【００４４】
筐体２はアルミニウムから形成されているため、筐体２の内部側面２ｆは、ＬＥＤチップ４から放射される光（請求項１における入射光）や、送風機５によって波長変換された光（請求項１における出射光）を開口部２ａ（すなわち、半導体発光装置１の光出射面１ａ）に向けて反射する。これにより、半導体発光装置１自体の発光効率の向上を図ることができる。なお、筐体２が比較的に高い反射率を有さない部材から構成されている場合には、反射率の高いアルミナ系セラミック等の反射部材を、筐体２の部材収納空間２ａを囲むように配置することが好ましい。反射部材としては、アルミナ系セラミックに限定されることなく、例えば、樹脂、ガラスエポキシ樹脂、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料であってもよく、或いは、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの白色顔料を含むシリコーン樹脂であってもよい。
【００４５】
〔配線基板〕
配線基板３は、電気絶縁性に優れて良好な放熱性を有し、かつ、反射率の高い（好ましくは反射率が８０％以上の）アルミナ系セラミックから構成されている。また、図４に示すように、配線基板３の実装面３ａには、ＬＥＤチップ４を実装し且つＬＥＤチップ４に対して電流を供給するための配線パターン７、８が形成されている。なお、配線パターン７、８と、ＬＥＤチップ４との接続については、ＬＥＤチップ４を説明する際に詳細に説明する。
【００４６】
なお、配線基板３の材質はアルミナ系セラミックに限定されるものではなく、例えば、電気絶縁性に優れた材料として、樹脂、ガラスエポキシ樹脂、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料を用いて配線基板３の本体を形成してもよい。或いは、配線基板３のチップ実装面３ａにおける光の反射性を良くして半導体発光装置１の発光効率を向上させる上では、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの白色顔料を含むシリコーン樹脂を用いることが好ましい。一方、より優れた放熱性及び反射性を得るため、配線基板３の本体を絶縁体で被覆したアルミニウム等の金属製としてもよい。このような場合には、配線基板３の配線パターンなどを金属製の本体から電気的に絶縁する必要がある。
【００４７】
図３に示すように、配線基板３は、筐体２の部材収納空間２ａの底部に配置される。配線基板３は、接着剤を使用して筐体２に固着されてもよく、又はネジ等を用いた機械的な固定方法によって固定されてもよい。また、ＸＹ平面における配線基板３の形状を、筐体２の開口部２ｂと同一にし、接着剤等を用いることなく、配線基板３を筐体２の部材収納空間２ａに嵌着してもよい。
【００４８】
また、図３に示すように、配線基板３の中央部には、配線基板３をＺ方向に貫く円柱状（図３においては長方形）の貫通孔３ｂが設けられている。貫通孔３ｂは、後述する駆動体６の駆動軸を通すために設けられている。従って、配線基板３の貫通孔３ｂは、筐体２の貫通孔２ｄと連結するような位置に設けられ、配線基板３の貫通孔３ｂの直径と筐体２の貫通孔２ｄの直径とは概ね等しい。
【００４９】
〔ＬＥＤチップ〕
本実施形態においてＬＥＤチップ４には、４６０ｎｍのピーク波長を有した青色光を発するＬＥＤチップを用いる。具体的には、このようなＬＥＤチップとして、例えばＩｎＧａＮ半導体が発光層に用いられるＧａＮ系ＬＥＤチップがある。なお、ＬＥＤチップ４の種類や発光波長特性はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない限りにおいて、様々なＬＥＤチップなどの半導体発光素子を用いることができる。本実施形態においてＬＥＤチップ４が発する光のピーク波長は、３６０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長範囲内にあることが好ましく、３９０ｎｍ〜４３０ｎｍの波長範囲内又は４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長範囲内にあることがより好ましい。
【００５０】
図２及び図３から分かるように、配線基板３のチップ実装面３ａ上には、４個のＬＥＤチップ４が実装されている。より具体的には、４個のＬＥＤチップ４のうちの２個はＸ方向に並んで実装され、残りの２個はＹ方向に並んで実装されている。また、４個のＬＥＤチップ４は、配線基板３のチップ実装面３ａの中心から等しい位置に実装されることが好ましく、これにより、半導体発光装置１から放射される光にムラが生じにくくなる。
【００５１】
図４に示すように、ＬＥＤチップ４は、配線基板３のチップ実装面３ａに対向する面側に、ｐ電極１１及びｎ電極１２を有している。そして、配線パターン７にはｐ電極１１が接合され、配線パターン８にはｎ電極１２が接合されている。これらのｐ電極１１及びｎ電極１２の配線パターン７及び配線パターン８への接続は、図示しない金属バンプを介し、ハンダ付けによって行われている。また、図４において図示されていない他のＬＥＤチップ４も、それぞれのＬＥＤチップ４に対応して配線基板３のチップ実装面３ａに形成された配線パターン７及び配線パターン８に、それぞれのｐ電極１１及びｎ電極１２が同様にして接合されている。ここで、ＬＥＤチップ４同士は、配線パターン７及び配線パターン８を介して直列接続さていてもよく、並列接続されていてもよく、更には直列接続及び並列接続を組み合わせた接続がなされていてもよい。本実施形態において、ＬＥＤチップ４同士は、並列接続されているものとする。
【００５２】
なお、ＬＥＤチップ４の配線基板３への実装方法は、これに限定されるものではなく、ＬＥＤチップ４の種類や構造などに応じて適切な方法を選択可能である。例えば、ＬＥＤチップ４を配線基板３の所定位置に接着固定した後、各ＬＥＤチップ４の２つの電極を対応する配線パターンにワイヤボンディングによって接続してもよいし、一方の電極を上述のように対応する配線パターンに接合すると共に、他方の電極を対応する配線パターンにワイヤボンディングによって接続するようにしてもよい。
【００５３】
〔送風機〕
図１乃至図３に示すように、送風機５は、羽状に形成された４個の波長変換部材１３と、波長変換部材１３を支持する支持部材１４とから構成され、ＬＥＤチップ４と光出射面１ａとの間に配置されている。より具体的には、送風機５は、後述する駆動体６に駆動力によって回転駆動する支持部材１４と、支持部材１４の外周に、送風機５の羽として機能する４個の波長変換部材１３とを有している。すなわち、本実施形態の送風機５は、プロペラファン型である。なお、送風機５の羽として機能する波長変換部材１３の数量は４個に限られることなく、送風機５の大きさ及び送り出す空気の量（風量）に応じて適宜変更することができる。
【００５４】
図１乃至図３から分かるように、各波長変換部材１３は、送風方向（−Ｚ方向）に所定の傾斜角を有し、所定のピッチで支持部材１４によって支持されている。また、＋Ｚ方向から−Ｚ方向に向かって送風機５を目視した場合（すなわち、図２の状態）、各波長変換部材１３の形状は略扇状であり、隣り合う波長変換部材１３同士は重なり合ってはいない。すなわち、各波長変換部材１３同士は、Ｚ方向において重なり合っていない。これにより、送風機５においては、空気が＋Ｚ方向から−Ｚ方向に向かって流れやすくなり、更には、ＬＥＤチップ４から放射される青色光の一部は、波長変換部材１３内を通過することなく、半導体発光装置１の外部へと放射することになる。
【００５５】
図１乃至図３に示すように、本実施形態の送風機５においては、波長変換部材１３の一端が支持部材１４に嵌め込まれることによって支持されている。従って、送風機５の羽として機能する波長変換部材１３は、支持部材１４から自在に取り外し可能である。なお、支持部材１４による波長変換部材１３の支持方法はこのような方法に限定されず、波長変換部材１３と支持部材１４とを接着剤を使用して接合してもよい。また、波長変換部材１３と支持部材１４とを後述する樹脂等の材料よって一体的に形成してもよい。
【００５６】
本実施形態において、支持部材１４は、波長変換部材１３を強固に支持する観点、及び光の反射の観点から、反射率の高いアルミニウム等の金属で形成されてもよく、透光性を有する部材（例えば、ガラス又は樹脂）等から構成されてもよい。
【００５７】
また、図３に示すように、波長変換部材１３の支持部材１４には、後述する駆動体６の駆動軸が接続されている。当該駆動軸が回転することにより、支持部材１４及び波長変換部材１３が回転し、送風機５が駆動することになる。本実施形態に係る送付機５はプロペラファン型であるため、送風機５が駆動すると、空気が送風機５の回転軸である支持部材１４に沿って−Ｘ方向に流れる。すなわち、波長変換部材１３からＬＥＤチップ４に向かって対流が生じることになり、ＬＥＤチップ４が冷却されることになる。また、波長変換部材１３が回転することにより、波長変換部材１３自体も冷却されることになる。
【００５８】
次に、図５を参照しつつ、波長変換部材１３の構造について説明する。図５は、本実施形態の半導体発光装置に係る波長変換部材１３の拡大断面図である。
【００５９】
図５に示すように、波長変換部材１３は、ＬＥＤチップ４から入射する青色光（請求項１における入射光）の少なくとも一部を吸収し、当該青色光とは異なる波長の出射光を放出する蛍光体１５と、蛍光体１５を保持する母材１６とから構成された透明基板である。すなわち、波長変換部材１３は、蛍光体１５を含有する透明基板である。本実施形態の半導体発光装置１においては、青色光を放射するＬＥＤチップ４を半導体発光素子として使用しているため、半導体発光装置１から白色光を得るためには、当該青色光の一部を黄色光に波長変換し、当該黄色光及び波長変換されなかった青色光の混合により白色光を合成する必要がある。従って、本実施形態における蛍光体１５は、青色光を吸収して励起し、基底状態に戻る際に青色光とは異なる波長を有する黄色光を放射することができる黄色蛍光体が用いられる。
【００６０】
具体的な黄色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５３０ｎｍ以上、好ましくは５４０ｎｍ以上、より好ましくは５５０ｎｍ以上で、通常は６２０ｎｍ以下、好ましくは６００ｎｍ以下、より好ましくは５８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、黄色蛍光体として例えば、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ［ＹＡＧ蛍光体］、（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓｉ2Ｎ2Ｏ2：Ｅｕ、α−サイアロン、Ｌａ3Ｓｉ6Ｎ11：Ｃｅ（但し、その一部がＣａやＯで置換されていてもよい）が好ましい。
【００６１】
また、蛍光体１５としては、その表面を第３成分により予めコーティングしたものを用いることも可能である。コーティングに用いる第３成分の種類、コーティングの手法は特に限定されず、公知の任意の第３成分及び手法を用いればよい。
【００６２】
第３成分としては、例えば、有機酸、無機酸、シラン処理剤、シリコーンオイル、流動パラフィン等が挙げられる。これらの第３成分を用いて、蛍光体１５を表面処理、被覆することにより、母材１６として用いられる樹脂への親和性、分散性、熱安定性、蛍光発色性等が改善される傾向にある。表面処理、被覆量としては、通常、１００重量部の蛍光体１５あたり０．０１〜１０重量部であり、０．０１重量部より少ないと親和性、分散性、熱安定性、蛍光発色性等の改善効果が得難く、１０重量部より多くても熱安定性、機械的特性、蛍光発色性が低下するなどの不具合を生じやすくなる。
【００６３】
母材１６には、樹脂又はガラス等の透光性を備える材料を用いることができ、本実施形態においては、樹脂を使用した。本実施形態において、波長変換部材１３は、樹脂である母剤１３ｂに蛍光体１５を練り込むことにより形成されている。
【００６４】
具体的な樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂）、アクリル系樹脂（例えば、ポリメタクリル酸メチル樹脂）、エポキシ樹脂、及びシリコーン系樹脂を用いることが好ましい。また、樹脂は、半導体発光素子から放出される光（例えば、紫外光、近紫外光、又は青色光等）、または、波長変換部材から放出される可視光を吸収しないことが好ましい。更には、ＬＥＤチップ４から発せられる青色光に対して十分な透明性と耐久性とを有していることが好ましい。
【００６５】
これらの樹脂は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらの樹脂の共重合体であってもよく、２種類以上を積層して使用してもよい。
【００６６】
なお、樹脂としては、ポリカーボネート樹脂が、透明性、耐熱性、機械的特性、難燃性に優れる点で、最も好ましく使用できる。
【００６７】
〔駆動体〕
次に、駆動体６について、図３を参照しつつ説明する。本実施形態において、駆動体６は、電磁石と永久磁石を用いた一般的な構造を有し、本体部６ａ及び駆動軸６ｂから構成されているモータである。駆動体６の本体部６ａは、筐体２の凹部２ｃに嵌挿され、接着剤又はネジ等を用いて筐体２に固着されている。駆動体６の駆動軸６ｂは、本体部６ａからＺ方向に向かって延設されており、筐体２の貫通孔２ｄ及び配線基板３の貫通孔３ｂを通って配線基板３のチップ実装面３ａ側まで延びている。駆動軸６ｂの先端には、送風機５の支持部材１４が接続されている。なお、駆動軸６ｂは、反射率の高い材料から構成されていることが好ましく、これにより、ＬＥＤチップ４から放射される青色光、及び波長変換部材１３から放射される黄色光を吸収することなく、半導体発光装置１の光放射面１ａに導くことができる。
【００６８】
駆動体６には電力供給配線（図示せず）が接続されており、当該電力供給配線を介して電力を供給することにより、駆動体６が駆動し、駆動軸６ｂが一定の方向に回転することになる。駆動軸６ｂが一定方向に回転すると、駆動軸６ｂの先端に取り付けられた送風機５に駆動力が伝達され、送風機５が駆動することになる。具体的には、駆動軸６ｂが一定方向に回転すると、波長変換部材１３及び支持部材１４が一定方向に回転し、波長変換部材１３からＬＥＤチップ４に向かって空気の流れが生じることになる。
【００６９】
このように、本実施形態に係る半導体発光装置１において、半導体発光装置１の光出射面１ａからは、ＬＥＤチップ４から放射された青色光のうちの波長変換部材１３によって吸収されなった青色光と、ＬＥＤチップ４から放射された青色光が波長変換部材１３によって波長変換され、異なる波長の光として放射される黄色光とが出射されることとなる。そして、本実施形態の半導体発光装置１を目視する観測者にとっては、半導体発光装置１から青色光及び黄色光の合成光である白色光が放射されていることになる。
【００７０】
また、本実施形態に係る半導体発光装置１においては、駆動体６の駆動力によって波長変換部材１３が回転することにより、波長変換部材１３からＬＥＤチップ４に向かって対流（すなわち、空気の流れ）が生じ、ＬＥＤチップ４が冷却されることになる。従って、ＬＥＤチップ４が発光して発熱しても、ＬＥＤチップ４の温度上昇を抑制することができる。更に、波長変換部材１３も回転していることから、波長変換部材１３自体も冷却され、波長変換部材１３の蛍光体１５が青色光を黄色光に変換する際に発熱しても、波長変換部材１３の温度上昇を抑制することができる。これらの温度上昇の抑制により、ＬＥＤチップ４に供給する駆動電流を増加しても、半導体発光装置１の発光効率の低減が抑制されることになる。
【００７１】
上述したような構成を有する本実施形態の半導体発光装置１は、一般照明として用いることができる。このような場合、半導体発光装置１が発する光（具体的には、青色光と黄色光との合成光である白色光）は、黒体輻射軌跡から偏差ｄｕｖが−０．０２００〜０．０２００であることが好ましく、色温度が１，６００Ｋ〜７，０００Ｋの範囲内にあることが好ましい。
【００７２】
また、上述したような構成を有する本実施形態の半導体発光装置１は、一般照明以外にも、バックライトとして用いることも可能である。ディスプレイのバックライトのＬＥＤ光源として用いる場合は、半導体発光装置１が発する光（具体的には、青色光と黄色光との合成光である白色光）は、通常、色温度が５，０００Ｋ〜２０，０００Ｋの範囲内である。
【００７３】
なお、本実施形態においては、ＬＥＤチップ４から放射された青色光、及び波長変換部材１３から放射される黄色光から構成される擬似的な白色光を合成光として説明してきたが、複数の同一色の光が光照射面１ａから出射される場合においても、当該同一色の光（例えば、青色光）から構成される同一色の光（青色光）も合成光に含まれるものとする。
【００７４】
（半導体発光装置を用いた照明装置）
図６は、上述した半導体発光装置１を用いた照明装置２０の電気回路構成の概略を示す電気回路図である。図６に示すように、半導体発光装置１には、上述したＬＥＤチップ４に加え、電流制限用の抵抗Ｒ１、及びＬＥＤチップ４に駆動電流を供給するためのトランジスタＱ１が設けられている。なお、抵抗Ｒ１は、ＬＥＤチップ４に流れる電流を適正な大きさ（例えば、ＬＥＤチップ４の１個あたり６０ｍＡ）に制限するために設けられている。
【００７５】
具体的には、４個のＬＥＤチップ４が極性を同じくして互いに並列に接続されており、ＬＥＤチップ４のそれぞれのアノードが抵抗Ｒ１を介して電源２１の正極に接続されている。また、ＬＥＤチップ４のそれぞれのカソードはトランジスタＱ１のコレクタに接続され、トランジスタＱ１のエミッタが電源２１の負極に接続されている。
【００７６】
このような電気回路構成において、トランジスタＱ１がオン状態となることにより、ＬＥＤチップ４のそれぞれに電源２１から供給される順方向の電流が流れ、ＬＥＤチップ４がそれぞれ発光する。従って、トランジスタＱ１をオン状態とすることにより、ＬＥＤチップ４から青色光が放射され、当該青色光が波長変換部材１３の蛍光体１５に吸収されると、蛍光体１５から黄色光が放射される。すなわち、半導体発光装置１においては、青色光及び黄色光が外部に向かって放射されることとなり、これらの光が合成されることにより、合成光である白色光が半導体発光装置１から放射されているように見えることになる。
【００７７】
トランジスタＱ１のオン・オフ状態を制御するため、本実施形態の照明装置２０には発光制御部２２が設けられている。トランジスタＱ１は、いずれもそれぞれのベース信号に応じてオン・オフ状態を切り換え可能であり、発光制御部２２からそれぞれのベースに対して個別にベース信号が送出されるようになっている。
【００７８】
発光制御部２２は、トランジスタＱ１を所定の周期で断続的にオン・オフ駆動させ、このときの電流供給パルスのデューティ比を調整することにより、ＬＥＤチップ４に供給する電力を調整することができる。これにより、半導体発光装置１から放射される白色光の輝度を自在に調整することが可能になる。なお、発光制御部２２は、トランジスタＱ１のベースに供給するベース電流量を調整することにより、ＬＥＤチップ４に供給する電力を調整してもよい。
【００７９】
また、当該白色光の輝度の調整を、半導体発光装置１の外部から供給される信号に応じて自在に行うために、本実施形態の照明装置２０には操作部２３が設けられている。操作部２３は、発光制御部２２に接続され、白色光の輝度を設定するための外部からの操作に応じ、設定された白色光の輝度に対応した電気信号を発光制御部２２に伝達して、白色光の輝度に対応する指示を行うようになっている。なお、発光制御部２２は、操作部２３から供給される当該電気信号に応じて、電流供給パルスのデューティ比を決定することになる。
【００８０】
なお、本実施形態に係る半導体発光装置１においては、バイポーラトランジスタであるトランジスタＱ１がスイッチング素子として用いられていたが、ＭＯＳ電界効果型トランジスタ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）をバイポーラトランジスタに代えて用いてもよい。
【００８１】
（本実施形態による効果）
本実施形態に係る半導体発光装置１においては、ＬＥＤチップ４から放射された青色光、及び波長変換部材１３から放射される黄色光を半導体発光装置１の光出射面１ａから所定方向に出射するため、半導体発光装置１を目視する観測者にとっては、半導体発光装置１から青色光及び黄色光の合成光である白色光が放射されていることになる。
【００８２】
また、本実施形態に係る半導体発光装置１においては、駆動体６の駆動力により、送風機５の羽として機能する波長変換部材１３が回転することにより、波長変換部材１３からＬＥＤチップ４に向かって対流（すなわち、空気の流れ）が生じ、ＬＥＤチップ４が冷却されることになる。従って、ＬＥＤチップ４が発光して発熱しても、ＬＥＤチップ４の温度上昇を抑制することができる。
【００８３】
更に、駆動体６の駆動力によって波長変換部材１３自体も回転していることから、波長変換部材１３自体も冷却され、波長変換部材１３の蛍光体１５が青色光を黄色光に変換する際に発熱しても、波長変換部材１３の温度上昇を抑制することができる。
【００８４】
以上のことから、本実施形態に係る半導体発光装置１においては、ＬＥＤチップ４の温度上昇に加えて、波長変換部材１３の温度上昇も抑制することができるため、ＬＥＤチップ４に供給する駆動電流を増加しても、半導体発光装置１の発光効率の低減が抑制されることになる。
【００８５】
本実施形態に係る半導体発光装置１においては、母材１６に蛍光体１５を練り込むことにより波長変換部材１３が形成されているため、比較的に容易に波長変換部材１３を量産することができる。
【００８６】
本実施形態に係る半導体発光装置１において、筐体２は、開口部２ｂを形成する一端部とは反対側の他端部に空気孔２ｅを有しているため、波長変換部材１３からＬＥＤチップ４に向かって流れる空気を容易に筐体２の外部に排出することができる。このため、筐体２内には、ＬＥＤチップ４から発生する熱、及び波長変換部材１３から発生する熱が滞留することがなくなり、ＬＥＤチップ４及び波長変換部材１３の温度上昇をより効果的に抑制することができる。
【００８７】
（変形例）
上述した半導体発光装置１の構造は一例に過ぎず、各種の構成部材の構造及び形状は、本発明の要旨を変更しない範囲において任意に変更することが可能である。以下において、半導体発光装置１の構成部材の変形例を説明する。
【００８８】
〔配線基板の変形例〕
第１実施形態に係る半導体発光装置１の配線基板３のチップ実装面３ａ側は平坦であったが、チップ実装面３ａ側にＬＥＤチップ４が収納される凹部を設けてもよい。このような配線基板の形状について、図７を参照しつつ詳細に説明する。図７は、図３と同様にして示した変形例に係る半導体発光装置１’の断面図である。なお、配線基板の形状以外については第１実施形態と同一であるため、配線基板以外の部材については、第１実施形態の図３と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００８９】
図７に示すように、配線基板３’は、チップ実装面３ａ側に凹部３ｃを有している。すなわち、配線基板３’のチップ実装面３ａ側には、段差が形成されている。そして、ＬＥＤチップ４は、凹部３ｃの底面に実装され、ＬＥＤチップ４の側方は、配線基板３’の凹部３ｃの側面によって囲まれている。
【００９０】
このような構造を有する半導体発光装置１’においては、ＬＥＤチップ４の側方が反射率の高い配線基板３’によって囲まれているため、ＬＥＤチップ４から放射される青色光が筐体２の空気孔２ｅを介して漏れ出すことが低減され、第１実施形態よりも効率よく青色光を波長変換部材１３に向けて放射することができる。これにより、半導体発光装置１’の発光効率が向上することになる。
【００９１】
上述した配線基板３’においては、チップ実装面３ａ側に凹部３ｃを形成していたが、凹部３ｃに代えて、凸部を形成してもよい。このような配線基板の形状について、図８を参照しつつ詳細に説明する。図８は、図３と同様にして示した変形例に係る半導体発光装置１”の断面図である。なお、配線基板の形状以外については第１実施形態と同一であるため、配線基板以外の部材については、第１実施形態の図３と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９２】
図８に示すように、配線基板３”は、チップ実装面３ａ側に凸部３ｄを有している。すなわち、配線基板３”のチップ実装面３ａ側には、段差が形成されている。そして、ＬＥＤチップ４は、凸部３ｄにおけるチップ実装面３ａに実装されている。この際、ＬＥＤチップ４は、筐体２の空気孔２ｅよりも上方に位置していることが好ましい。換言すれば、ＬＥＤチップ４から筐体２の開口部２ｂまでの距離は、筐体２の空気孔２ｅから開口部２ｂまでの距離よりも小さくなっている。
【００９３】
このような構造を有する半導体発光装置１”においては、空気孔２ｅがＬＥＤチップ４の光出射面よりも下方に位置しているため、ＬＥＤチップ４から放射される青色光が筐体２の空気孔２ｅを介して漏れ出すことが低減され、第１実施形態よりも効率よく青色光を波長変換部材１３に向けて放射することができる。これにより、半導体発光装置１”の発光効率が向上することになる。
【００９４】
〔波長変換部材の変形例〕
第１実施形態に係る半導体発光装置１の波長変換部材１３は、樹脂である母材１６が蛍光体１５を保持するように、母材１６に蛍光体１３ｂを練り込むことによって形成されていた。しかしながら、波長変換部材１３は、このような練り込み型に限定されることなく、蛍光体を含有する蛍光体層を透光性部材上に塗布することによって形成されてもよい。このような波長変換部材の形状について、図９を参照しつつ詳細に説明する。図９は、図５と同様にして示した変形例に係る波長変換部材１３’の断面図である。なお、第１実施形態の図５と同一部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９５】
図９に示すように、波長変換部材１３’は、蛍光体１５及び当該蛍光体１５を保持する樹脂である母体１６からなる蛍光体層１３ａと、当該蛍光体層１３ａを支持し、透光性を備える透光性部材であるガラス基板１３ｂと、から構成されている。すなわち、波長変換部材１３’は、ガラス基板１３ｂ上に蛍光体層１３ａが塗布された２層構造を有する塗布型の透明基板である。
【００９６】
また、波長変換部材１３の形状（すなわち、送風機５の羽の形状）は、第１実施形態に係る形状に限定されることなく、波長変換部材１３からＬＥＤ４に向けて空気の流れを生じさせることができれば、様々な形状とすることができる。すなわち、ＬＥＤチップ４を冷却することができれば、送風機５を公知の様々な形態に変更することができる。以下において、図１０及び図１１を参照しつつ、他の形状の送風機５’について説明する。図１０は、本変形例に係る送風機５’の斜視図である。また、図１１は、図１０のＺ方向に沿った断面図である。なお、上述した第１実施形態及びその変形例と同一部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９７】
図１０及び図１１に示すように、送風機５’は、送風機５’の羽として機能しつつ、ＬＥＤチップ４から入射される青色光の少なくとも一部を吸収して黄色光を出射する波長変換部材１３”、及び当該波長変換部材１３”を支持する支持部材１４から構成されている。また、波長変換部材１３”は、回転軸（すなわち、Ｚ方向）に対して傾斜し、空気の流れを生成する斜板部３１、及び当該斜板部３１を取り囲む側壁部３２が一体的に形成されている。より具体的には、４個の斜板部３１の一端は、共通して支持部材１４に固着されている。なお、斜板部３１と支持部材１４とは、斜板部３１を支持部材１４に嵌め込むことによって固定してもよく、接着剤を使用して固定してもよい。なお、本変形例においては、斜板部３１の数量は４個であるが、その数量は４個に限定されることなく、送風機５’の大きさ及び送り出す空気の量（風量）に応じて適宜変更することができる。
【００９８】
図１１に示すように、送風機５’の波長変換部材１３”は、回転軸（すなわち、Ｚ方向）に沿った断面形状が略コ字状である。すなわち、単一の斜板部３１及びそれと一体的に成形されている支持部材１４の断面形状は、略Ｌ字状となっている。このような波長変換部材１３”の形状によって、ＬＥＤチップ４の側方を囲むことができ、ＬＥＤチップ４から放射される青色光を容易に波長変換部材１３”内の蛍光体１５によって吸収させることができ、黄色光を効率良く放出することができる。例えば、上述した半導体発光装置１”において、送風機５を本変形例の送風機５’に代え、ＬＥＤチップ４の側方を波長変換部材１３”の側壁部３２によって囲むことにより、ＬＥＤチップ４から放射される青色光が筐体２の空気孔２ｅから漏れ出すことがより抑制され、波長変換部材１３”から黄色光をより多く出射することが可能になり、半導体発光装置１”自体の発光効率を向上することができる。
【００９９】
更に、第１実施形態において、ＬＥＤチップ４から放射される青色光と、黄色蛍光体である蛍光体１５から放射される黄色光とを合成し、半導体発光装置１から擬似的に白色光を放射していたが、白色光の色温度を低色温度側に調節するため、又は、白色光の演色性を上げるために、波長変換部材１３が含有する黄色蛍光体に赤色蛍光体を添加してもよい。また、黄色光は赤色光と緑色光との合成光であるため、波長変換部材１３が含有する蛍光体を赤色蛍光体及び緑色蛍光体に代えてもよい。このような場合には、ＬＥＤチップ４から放射される青色光と、赤色蛍光体から放射される赤色光と、緑色蛍光体から放射される緑色光とを合成し、半導体発光装置１から擬似的に白色光を放射することになる。
【０１００】
具合的な赤色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５７０ｎｍ以上、好ましくは５８０ｎｍ以上、より好ましくは５８５ｎｍ以上で、通常は７８０ｎｍ以下、好ましくは７００ｎｍ以下、より好ましくは６８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、赤色蛍光体として例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ（Ｎ，Ｏ）2：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｅｕ（ジベンゾイルメタン）3・１，１０−フェナントロリン錯体などのβ−ジケトン系Ｅｕ錯体、カルボン酸系Ｅｕ錯体、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ、Ｍｎ付活ジャーマネートが好ましく、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ（但し、Ｓｉの一部がＡｌやＮａで置換されていてもよい）がより好ましい。
【０１０１】
本願発明の半導体発光装置の赤色蛍光体としては、半値幅が２５ｎｍ以上である蛍光体（以下、「広帯域赤色蛍光体」と称することがある。）や、半値幅が２５ｎｍ未満である蛍光体（以下、「狭帯域赤色蛍光体」と称することがある。）を用いることができる。狭帯域赤色蛍光体としては、Ｅｕ3+、Ｍｎ4+を発光起源とする赤色蛍光体を用いることができる。そのような蛍光体としては、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ、Ｍｎ付活ジャーマネートが好ましく用いられる。
【０１０２】
具体的な緑色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は５００ｎｍ以上、好ましくは５１０ｎｍ以上、より好ましくは５１５ｎｍ以上で、通常は５５０ｎｍ未満、好ましくは５４２ｎｍ以下、より好ましくは５３５ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、緑色蛍光体として例えば、（Ｙ，Ｌｕ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ、Ｃａ3（Ｓｃ，Ｍｇ）2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕ（β−サイアロン）、（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12：Ｎ2：Ｅｕ、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕが好ましい。
【０１０３】
そして、第１実施形態に係る半導体発光装置１の波長変換部材１３は、樹脂である母材１６内には蛍光体１５のみが分散して保持されていたが、光拡散部材を母剤１３ｂ内に混入させてもよい。なお、波長変換部材１３’及び波長変換部材１３”についても同様に、光拡散部材を混入させてもよい。光拡散部材としは、例えば、無機系光拡散材、又は有機系光拡散材を用いることができる。
【０１０４】
無機系光拡散材としては、例えば、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、カルシウム及びバリウム等の無機系光拡散材を用いることが可能であり、また、珪素、アルミニウム、チタン、及びジルコニウムからなる群の少なくとも１つの元素を含む無機系光拡散材を用いることが好ましい。有機系光拡散材としては、アクリル系、スチレン系、ポリアミド系若しくは元素として珪素を含む有機系光拡散材を用いることが可能であり、中でも、アクリル系光拡散材、又は元素として珪素を含む有機系光拡散材を用いることが好ましい。
【０１０５】
無機系光拡散材の具体例としては、二酸化ケイ素（シリカ）、ホワイトカーボン、タルク、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ホウ素、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、硫酸バリウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、珪酸アルミ化ナトリウム、珪酸亜鉛、ガラス、マイカ等の材料が挙げられる。
【０１０６】
有機系光拡散材としては、スチレン系（共）重合体、アクリル系（共）重合体、シロキサン系（共）重合体、ポリアミド系（共）重合体等の材料が挙げられる。これら、有機系拡散材の分子の一部又は全部は、架橋していても架橋していなくてもよい。ここで、「（共）重合体」とは「重合体」及び「共重合体」の双方を意味する。
【０１０７】
例えば、母剤１３ｂがポリカーボネート樹脂の場合、光拡散部材としては架橋アクリル系（共）重合体粒子、アクリル系化合物とスチレン系化合物の共重合体の架橋粒子、シロキサン系（共）重合体粒子、アクリル系化合物とケイ素原子を含む化合物のハイブリッド型架橋粒子を用いることが好ましく、架橋アクリル系（共）重合体粒子、シロキサン系（共）重合体粒子を用いることがより好ましい。
【０１０８】
架橋アクリル系（共）重合体粒子としては、非架橋性アクリルモノマーと架橋性モノマーからなる重合体粒子がより好ましく、メチルメタクリレートとトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートが架橋した重合体粒子がさらに好ましい。シロキサン系（共）重合体としては、ポリオルガノシルセスキオキサン粒子がより好ましく、ポリメチルシルセキスキオキサン粒子がさらに好ましい。この中においては、とりわけポリメチルシルセスキオキサン粒子が、熱安定性に優れる点で好ましい。
【０１０９】
上述した光拡散部材として用いられる無機系光拡散材、及び有機系光拡散材は、１種類を単独で用いてもよく、材質や寸法の異なるものを２種類以上組み合わせて用いてもよい。
【０１１０】
波長変換部材１３中の光拡散部材の含有量は、蛍光体１５、母剤１３ｂの種類にもよるが、例えば、母剤１３ｂがポリカーボネート樹脂で、光拡散部材がポリメチルシルセスキオキサン粒子である場合、ポリカーボネート樹脂１００重量部に対して、通常０．１重量部以上、好ましくは０．３重量部以上、より好ましくは０．５重量部以上であり、また、通常１０．０重量部以下、好ましくは７．０重量部以下、より好ましくは３．０重量部以下である。光拡散部材の含有量が少なすぎると拡散効果が不十分となり、また蛍光体１５の量を減量させる効果も得難くなる傾向にあり、多すぎると機械的特定が低下する場合があり好ましくない。
【０１１１】
〔ＬＥＤチップの変形例〕
【０１１２】
上述した第１実施形態においては、半導体発光装置１の光源として青色光を放射するＬＥＤチップ４を用いたが、半導体発光装置１から白色光を放射することができれば、青色光を放射するＬＥＤチップ４に限定されることなく、例えば、紫外線を放射する他のＬＥＤチップを用いてもよい。このような場合、波長変換部材１３は、紫外線を吸収して赤色光を放射する赤色蛍光体、紫外線を吸収して緑色光を放射する緑色蛍光体、及び紫外線を吸収して青色光を放射する青色蛍光体を分散して保持することになる。
【０１１３】
具合的な赤色蛍光体の発光ピーク波長、及び緑色蛍光体の発光ピーク波長は、上述したものと同一である。
【０１１４】
具体的な青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は４２０ｎｍ以上、好ましくは４３０ｎｍ以上、より好ましくは４４０ｎｍ以上で、通常は５００ｎｍ未満、好ましくは４９０ｎｍ以下、より好ましくは４８０ｎｍ以下、更に好ましくは４７０ｎｍ以下、特に好ましくは４６０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。中でも、青色蛍光体として例えば、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕが好ましく、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕがより好ましく、Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕが特に好ましい。
【０１１５】
上述したような紫外線を放射するＬＥＤチップを用いる場合、波長変換部材１３をＸＹ平面に投影した際に、送風機５の羽として機能する波長変換部材１３同士の間に隙間が形成されないことが好ましい。また、波長変換部材１３と筐体２の内部側面２ｆをできる限り近接することが好ましい。これらのことを換言すると、半導体発光装置１を光出射面１ａ側から目視した場合、筐体２の開口部２ｂが波長変換部材１３及び支持部材１４によって塞がっていることが好ましい。このようにすることにより、紫外線が漏れ出すことが無くなり、半導体発光装置１自体の発光効率を向上することができる。
【０１１６】
＜第２実施形態＞
第１実施態様においては、４個の波長変換部材１３のそれぞれに同一の蛍光体１３ｂ（黄色光を放出する蛍光体）を含有させていたが、各波長変換部材に異なる波長の光を放射する蛍光体を含有させてもよい。換言すれば、送風機は、互いに異なる出射光を放出する複数の波長変換部材から構成されてもよい。このような送風機を備える半導体発光装置、及び当該半導体発光装置が搭載された照明装置について、図１２及び図１３を参照しつつ詳細に説明する。図１２は、本実施形態に係る半導体発光装置１０１の正面図である。また、図１３は、本実施形態に係る半導体発光装置１０１を用いた照明装置１２０の電気回路構成の概略を示す電気回路図である。なお、本実施形態に係る半導体発光装置１０１は、第１実施形態に係る半導体発光装置１と比較して、波長変換部材に含有される蛍光体の種類が異なるだけであるため、半導体発光装置１の構成部材と実質的に変わらない構成部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、図面中のＸ方向及びＹ方向は、第１実施形態と同一である。
【０１１７】
図１２に示すように、半導体発光装置１０１においては、第１実施形態に係る半導体発光装置１と同様に、筐体２の部材収納空間２ａ内に送風機１０５が設けられている。送風機１０５は、４個の波長変換部材１１３と、これらの波長変換部材１１３を支持する支持部材１４と、から構成されている。また、４つの波長変換部材１１３は、吸収した光を異なる波長の光に変換する蛍光体１１５を含有している。より具体的には、波長変換部材１１３としては、上述した緑色光を出射する緑色蛍光体１１５ｇを含有する２個の波長変換部材１１３ｇと、上述した赤色光を出射する緑色蛍光体１１５ｒを含有する２個の波長変換部材１１３ｒと、の２種類が用いられている。そして、波長変換部材１１３ｇ同士が対向し、波長変換部材１１３ｒ同士が対向して配置されている。すなわち、波長変換部材１１３ｇと波長変換部材１１３ｒとが、交互に配置されている。なお、送風機１０５の形状は、第１実施形態に係る送風機５と同一であるため、その説明は省略する。
【０１１８】
また、本実施形態に係る半導体発光装置１０１においては、ＬＥＤチップ４は、波長変換部材１１３ｇが上方を通過するタイミングで周期的に発光する２個のＬＥＤチップ４ｇと、波長変換部材１１３ｒが上方を通過するタイミングで周期的に発光する２個のＬＥＤチップ４ｒとに分類される。本実施形態においては、ＬＥＤチップ４ｇ同士が対向し、ＬＥＤチップ４ｒ同士が対向して配置されている。また、本実施形態に係る半導体発光装置１０１においては、波長変換部材１１３ｇと波長変換部材１１３ｒとが交互に配置され、波長変換部材１１３の配置に対応するようにＬＥＤチップ４ｇ及びＬＥＤチップ４ｒが配置されていることから、ＬＥＤチップ４ｇ及びＬＥＤチップ４ｒは、基本的に同時にオン・オフされることになる。但し、ＬＥＤチップ４ｇ及びＬＥＤチップ４ｒに供給される電流供給のパルスのデューティ比を調整する場合には、ＬＥＤチップ４ｇ及びＬＥＤチップ４ｒの発光タイミングは異なる場合もある。なお、ＬＥＤチップ４ｇと、ＬＥＤチップ４ｒとに特性上の差違はない。
【０１１９】
次に、図１３に示すように、本実施形態に係る照明装置１２０に搭載された半導体発光装置１０１には、２個のＬＥＤチップ４ｇ及び２個のＬＥＤチップ４ｒに加え、電流制限用の抵抗Ｒ１１及び抵抗Ｒ１２、並びにＬＥＤチップ４ｇ及びＬＥＤチップ４ｒに対して独立して駆動電流を供給するためのトランジスタＱ１１及びトランジスタＱ１２が設けられている。なお、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２は、それぞれ対応するＬＥＤチップ４ｇ、４ｒに流れる電流を適正な大きさ（例えば、ＬＥＤチップ４ｒ、４ｇの１個あたり６０ｍＡ）に制限するために設けられている。
【０１２０】
具体的には、２個のＬＥＤチップ４ｇが極性を同じくして互いに並列に接続されており、各ＬＥＤチップ４ｇのアノードが抵抗Ｒ１１を介して電源１２１の正極に接続されている。また、各ＬＥＤチップ４ｇのカソードはトランジスタＱ１１のコレクタに接続され、トランジスタＱ１１のエミッタが電源１２１の負極に接続されている。２個のＬＥＤチップ４ｒも極性を同じくして互いに並列に接続されており、ＬＥＤチップ４ｇと同様に、アノードが抵抗Ｒ１２を介して電源１２１の正極に接続されると共に、カソードがトランジスタＱ１２を介して電源１２１の負極に接続されている。
【０１２１】
このような電気回路構成において、トランジスタＱ１１がオン状態となることにより、各ＬＥＤチップ４ｇに電源１２１から供給される順方向の電流が流れ、ＬＥＤチップ４ｇがそれぞれ発光する。同様に、トランジスタＱ１２がオン状態となることにより、各ＬＥＤチップ４ｒに電源１２１から供給される順方向の電流が流れ、ＬＥＤチップ４ｒがそれぞれ発光する。
【０１２２】
また、図１３に示すように、照明装置１２０は、トランジスタＱ１１、Ｑ１２を独立して制御する発光制御部１２２、及び発光制御部１２２に対して外部からの操作信号を供給する操作部１２３を有している。
【０１２３】
発光制御部１２２は、送風機１０５が回転している際に、ＬＥＤチップ４ｇの上方を波長変換部材１１３ｇが通過する期間のみトランジスタＱ１１をオン状態とし、ＬＥＤチップ４ｒの上方を波長変換部材１１３ｒが通過する期間のみトランジスタＱ１２をオン状態とする。本実施形態においては、上述したようなＬＥＤチップ４及び波長変換部材１１３の配置関係から、発光制御部１２２は、トランジスタＱ１１、Ｑ１２を同一のタイミングで、通常、オン・オフすることになる。なお、発光制御部１２２は、ＬＥＤチップ４を発光させるタイミングを示すデータをメモリ（図示せず）から読み出し、波長変換部材１１３の回転速度に合わせたタイミングでＬＥＤチップ４を発光させてもよく、又は波長変換部材１１３の位置を検出する位置センサ（図示せず）から供給される位置信号に応じてＬＥＤチップ４を発光させてもよい。
【０１２４】
従って、トランジスタＱ１１、Ｑ１２をオン状態とすることにより、波長変換部材１１３ｇから緑色光が放射され、波長変換部材１１３ｒから赤色光が放射される。また、ＬＥＤチップから放射される青色光の一部は波長変換部材１１３の各蛍光体１１４によって吸収されることなく、波長変換部材１１３から放射される。このように放射される緑色光、赤色光及び青色光が合成され、擬似的な白色光が半導体発光装置１０１から放射されることになる。
【０１２５】
また、発光制御部１２２は、トランジスタＱ１１、Ｑ１２に供給するベース電流量を独立して制御することにより、ＬＥＤチップ４ｇ、４ｒに供給される駆動電流を適宜調整することができる。これにより、発光制御部１２２は、半導体発光装置１０１から出射される合成光である白色光の色温度の調整指示を示す操作信号に応じて、トランジスタＱ１１、Ｑ１２に供給するベース電流量を独立して制御し、ＬＥＤチップ４ｇ、４ｒに供給される駆動電流を調整することによって当該白色光の色温度を自在に調整することができる。例えば、トランジスタＱ１１に供給されるベース電流を減少させ、トランジスタＱ１２に供給されるベース電流を増加させることにより、波長変化部材１１３ｒから放射される赤色光が増加することになり、合成光である白色光は、赤みがかった色（すなわち、マゼンダ）になる。
【０１２６】
なお、上述した色温度の調整は一例に過ぎず、トランジスタＱ１１に供給するベース電流量を増加することにより、合成光における緑色光の占める割合を増加するように制御することもできる。更には、ＬＥＤチップ４から放出される青色光が蛍光体１１４に吸収される確率が低いタイミング（例えば、波長変換部材１１３同士の隙間がＬＥＤチップ４の上方を通るタイミング）でＬＥＤチップ４を発光させるようにすることにより、合成光における青色光の占める割合を増加することもできる。そして、波長変換部材１１３に含有される蛍光体１１４の種類を変更することにより、合成光の色温度をより多彩に変更することもできる。
【０１２７】
また、上述した合成光の制御においては、色温度のみについて変更していたが、発光制御部１２２は、トランジスタＱ１１、Ｑ１２に供給するベース電流量を変化させることにより、色度、彩度、発光効率及び演色性を適宜制御してもよい。すなわち、発光制御部は、色度、色温度、彩度、発光効率及び演色性の少なくとも１つを適宜制御可能であることが好ましい。このような制御を行う場合には、操作部１２３から発光制御部１２２に供給される操作信号は、色度、色温度、彩度、発光効率又は演色性を示すことになる。
【０１２８】
更に、本実施形態に係る半導体発光装置１０１においては、各波長変換部材に異なる種類の蛍光体が含有されている場合と比較して、必要となる光の色に応じて、波長変換部材１１３を個別に製造することができ、またその製造が容易でもある。これにより、半導体発光装置１０１の製造時間の削減及び製造コストの低減を削減することができる。
【０１２９】
なお、本実施形態に係る半導体発光装置１０１においては、半導体発光装置１０１から放射される合成光である白色光のちらつき及びムラの防止の観点から、送風機１０５の回転速度をできる限り上げることが好ましい。
【０１３０】
また、青色光を放射するＬＥＤチップ４に代えて、紫外光を放射するＬＥＤチップを使用する場合、送風機は、赤色蛍光体のみを含有する波長変換部材、緑色蛍光体のみを含有する波長変換部材、及び青色蛍光体のみを含有する波長変換部材を羽として備えていてもよい。このような場合に、対応する波長変換部材が通過する際に発光するＬＥＤチップのそれぞれに供給する駆動電流を調整することにより、色度、色温度、彩度、発光効率又は演色性を自在に制御することが可能になる。
【０１３１】
更に、本実施形態においては、波長変換部材１１３ｇ用のＬＥＤチップ４ｇと、波長変換部材１１３ｒ用のＬＥＤチップ４ｒとの２種類にＬＥＤチップ４を区別し、対応する波長変換部材１１３が通過する際のみにＬＥＤチップ４を発光させるような特殊な形態が採用されていたが、以下のような一般的な形態であってもよい。具体的には、ＬＥＤチップ４を２種類に区別することなく、波長変換部材１１３の通過のタイミングに合わせて発光させるだけでもよい。このような場合においても、波長変換部材１１３が回転している限り、緑色光、赤色光、及び青色光が半導体発光装置１０１の光出射面１０１ａから出射されることになり、半導体発光装置１０１として白色光を得ることができる。
【０１３２】
そして、上述したような一般的な形態において、通過する波長変換部材１１３の種類に対応させてＬＥＤチップ４から放射する光の特性（例えば、光量、光束等）を変えてもよい。すなわち、図１２におけるＬＥＤチップ４は、全ての波長変換部材１１３が通過するタイミングで発光するものの、通過する波長変換部材１１３の種類（波長変換部材１１３ｇ又は波長変換部材１１３ｒ）によって発光特性が異なることになる。このような場合においても、半導体発光装置１０１から放射される白色光の色、色度、色温度、彩度、発光効率又は演色性を自在に制御することが可能になる。なお、ＬＥＤチップ４の発光特性を変更する方法は、上述したように、トランジスタＱ１１、Ｑ１２に供給するベース電流量を変化させることで対応することができる。
【０１３３】
＜第３実施形態＞
第１実施形態及び第２実施形態においては、半導体発光装置を構成する筐体は露出していたが、当該筐体の外周をヒートシンクによって覆い、半導体発光装置の放熱性を高めてもよい。このような構造を有する半導体発光装置２０１を第３実施形態として、図１４を参照しつつ詳細に説明する。図１４は、図３と同様にして示した第３実施形態の変形例に係る半導体発光装置の断面図である。なお、図面中のＸ方向及びＺ方向は、第１実施形態と同一である。
【０１３４】
本実施形態において、半導体発光装置２０１は、第１実施形態の半導体発光装置１と同様に、擬似的な白色光を放射する光源である。半導体発光装置２０１は、第１実施形態の半導体発光装置１と同様に、外形が略立方体状であって、その内部が円柱状にくり抜かれている筐体２０２を備える。筐体２０２の内部には、第１実施形態の半導体発光装置１と同様に、配線基板２０３と、配線基板２０３上に実装されたＬＥＤチップ２０４と、ＬＥＤチップ２０４から放射される光の少なくとも一部を波長変換する機能を有するとともに、ＬＥＤチップ２０４を冷却する機能も有する送風機２０５と、が配置されている。また、筐体２０２の外部には、送風機２０５を駆動せしめる駆動体２０６が配置されている。
【０１３５】
ここで、配線基板２０３は上述した配線基板３”と同一の構成であり、ＬＥＤチップ２０４は上述したＬＥＤチップ４と同一の構成であり、送風機２０５（波長変換部材２１３及び支持部材２１４）は上述した送風機５（波長変換部材３及び支持部材４）と同一の構成であり、駆動体２０６（本体部２０６ａ及び駆動軸２０６ｂ）は上述した駆動体６（本体部６ａ及び駆動軸６ｂ）と同一の構成である。また、実装面２０３ａは上述した実装面３ａに対応し、貫通孔２０３ｂは上述した貫通孔３ｂに対応し、凸部２０３ｄは上述した凸部３ｄに対応し、波長変換部材２１３は上述した波長変換部材１３に対応し、支持部材２１４は上述した支持部材１４に対応している。このため、これらの構成部材については、詳細な説明は省略する。
【０１３６】
筐体２０２は、概ね上述した筐体２と同一の構成を有しているが、後述する滞留生成壁を備えている点、及び空気孔２ｅがない点が筐体２と異なっている。そして、部材収納空間２０２ａは上述した部材収納空間２ａに対応し、開口部２０２ｂは上述した開口部２ｂに対応し、凹部２０２ｃは上述した凹部２ｃに対応し、貫通孔２０２ｄは上述した貫通孔２ｄに対応し、内部側面２０２ｆは上述した内部側面２ｆに対応しており、その説明は省略する。
【０１３７】
図１４に示すように、筐体２０２の外部及び駆動体２０６を覆うように、ヒートシンク２５１が設けられている。ヒートシンク２５１には、駆動体２０６の一部を収納するための凹部２５１ａが形成されている。従って、駆動体２０６は、筐体２０２の凹部２０２ｃとヒートシンク２５１の凹部２５１ａとによって形成される空間に収納されることになる。このようなヒートシンク２５１を設けることにより、半導体発光装置２０１は、ＬＥＤチップ２０４及び波長変換部材２１３における温度上昇に起因する半導体発光装置２０１自体の温度上昇を、より抑制することが可能になる。
【０１３８】
また、筐体２０２の開口部２０２ｂには、透光性を有する封止板２５２が設けられ、筐体２０２の部材収納空間２０２ａは密閉（すなわち、封止）されている。封止板２５２には、例えば、ガラス板又は樹脂を固めた基板等を用いることができる。封止２５２を開口部２０２ｂに設けることにより、部材収納空間２０２ａ内に外部からほこり、ちり、又はゴミ等の異物が浸入することがなくなる。従って、本実施形態に係る半導体発光装置２０１においては、送風機２０５の羽である波長変換部材２１３に異物が堆積することがなくなり、半導体発光装置２０１の発光効率の低下が抑制される。
【０１３９】
更に、筐体２０２の部材収納空間２０２ａ内には、内部側面２０２ｆに対して平行に対流生成壁２５３が立設されている。対流生成壁２５３は、配線基板２０３、ＬＥＤチップ２０４、及び送風機２０５の側方を囲むように立設されている。図１４に示すように、対流生成壁２５３は、その一端が封止板２５２と離間しており、その他端（封止板２５２と近接する一端とは反対側の端部）には、Ｘ方向に延びる空気孔２５３ａが設けられている。また、対流生成壁２５３と筐体２０２の内部側面２０２ｆとは離間している。
【０１４０】
このような対流生成壁２５３の形状及び立設位置により、波長変換部材２１３が回転すると、対流生成壁２５３の周りを循環するような空気の流れ（対流）が生成される。具体的には、波長変換部材２１３からＬＥＤチップ２０４に向かって流れる空気は、対流生成壁２５３の空気孔２５３ａを通過し、筐体２０２の内部側面２０２ｆと対流生成壁２５３との間を＋Ｚ方向に流れ、封止板２５２と対流生成壁２５３の一端との間を通過して波長変換部材２１３に戻ってくる。すなわち、波長変換部材２１３が回転している間は、このような対流が発生し、筐体２０２の部材収納空間２０２ａ内の空気は循環することになる。これにより、筐体２０２の開口部２０２ｂに封止板２５２を設けた場合においても、部材収納空間２０２ａ内の空気を循環させることにより、ＬＥＤチップ２０４及び波長変換部材２１３を冷却することができ、半導体発光装置２０１の発光効率の低下を抑制することができる。
【０１４１】
なお、部材収納空間２０２ａ内において空気を循環させることができれば、対流生成壁２５３を立設しなくてもよい。例えば、波長変換部材２１３と筐体２０２の内部側面２０２ｆとが十分に離間していれば、対流が発生すると考えられる。
【０１４２】
また、本実施形態の半導体発光装置２０１に、第１実施形態の変形例の構成及び第２実施形態の送風機の構成を用いてもよく、このような場合であっても、各実施形態の効果を発揮することができる。
【０１４３】
以上のような構成から、本実施形態に係る半導体発光装置２０１においても、ＬＥＤチップ２０４から放射された青色光、及び波長変換部材２１３から放射される黄色光を半導体発光装置２０１の光出射面２０１ａから所定方向に出射するため、半導体発光装置２０１を目視する観測者にとっては、半導体発光装置２０１から青色光及び黄色光の合成光である白色光が放射されていることになる。
【０１４４】
また、本実施形態に係る半導体発光装置２０１においては、駆動体２０６の駆動力により、送風機２０５の羽として機能する波長変換部材２１３が回転することにより、波長変換部材２１３からＬＥＤチップ２０４に向かって対流（すなわち、空気の流れ）が生じ、ＬＥＤチップ２０４が冷却されることになる。従って、ＬＥＤチップ２０４が発光して発熱しても、ＬＥＤチップ２０４の温度上昇を抑制することができる。
【０１４５】
更に、駆動体２０６の駆動力によって波長変換部材２１３自体も回転していることから、波長変換部材２１３自体も冷却され、波長変換部材２１３が青色光を黄色光に変換する際に発熱しても、波長変換部材２１３の温度上昇を抑制することができる。
【０１４６】
以上のことから、本実施形態に係る半導体発光装置２０１においては、ＬＥＤチップ２０４の温度上昇に加えて、波長変換部材２１３の温度上昇も抑制することができるため、ＬＥＤチップ２０４に供給する駆動電流を増加しても、半導体発光装置２０１の発光効率の低減が抑制されることになる。
【０１４７】
そして、筐体２０２の開口部２０２ｂを封止板２５２によって封止することにより、筐体２０２の部材収納空間２０２ａ内に外部からほこり、ちり、又はゴミ等の異物が浸入することがなくなる。これにより、送風機２０５の羽である波長変換部材２１３に異物が堆積することがなくなるため、半導体発光装置２０１の発光効率の低下をより抑制することが可能になる。
【０１４８】
＜第４実施形態＞
第１実施形態に係る半導体発光装置１においては、波長変換部材１３がＬＥＤチップ４と半導体発光装置１の光出射面１ａとの間に配置されていたが、ＬＥＤチップ４を光出射面と波長変換部材との間に配置してもよい。このような構造を有する半導体発光装置３０１を第４実施形態として、図１５及び図１６を参照しつつ詳細に説明する。図１５は、本実施形態に係る半導体発光装置３０１の平面図である。また、図１６は、図１５中のXVI−XVI線に沿う半導体発光装置３０１の断面図である。なお、図面中のＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向は、第１実施形態と同一である。
【０１４９】
本実施形態において、半導体発光装置３０１は、第１実施形態の半導体発光装置１と同様に、擬似的な白色光を放射する光源である。半導体発光装置３０１は、第１実施形態の半導体発光装置１と同様に、外形が略立方体状であって、その内部が円柱状にくり抜かれている筐体３０２を備える。筐体３０２の内部には、ＬＥＤチップ３０４と、ＬＥＤチップ３０４から放射される光の少なくとも一部を波長変換する機能を有するとともに、ＬＥＤチップ３０４を冷却する機能も有する送風機３０５と、送風機３０５を駆動せしめる駆動体３０６とが配置されている。また、筐体３０２の外部には、ＬＥＤチップ３０４を実装するための配線基板３０３が配置されている。
【０１５０】
ここで、ＬＥＤチップ３０４は上述したＬＥＤチップ４と同一の構成であり、送風機３０５（波長変換部材３１３及び支持部材３１４）は上述した送風機５（波長変換部材３及び支持部材４）と同一の構成であり、駆動体３０６（本体部３０６ａ及び駆動軸３０６ｂ）は上述した駆動体６（本体部６ａ及び駆動軸６ｂ）と同一の構成である。このため、これらの構成部材については、詳細な説明は省略する。
【０１５１】
立方体状の外形を有する筐体３０２は、第１実施形態の筐体２と同様に、金属又はプラスチック等の比較的に強固な部材から構成されている。本実施形態においても、筐体３０２の材料としてアルミニウムを用いることにする。上述したように、筐体３０２は、その内部が円柱状にくり抜かれており、円柱状（図１６においては、コ字状）の部材収納空間３０２ａが形成されている。このような部材収納空間３０２ａが形成されることにより、筐体３０２の所定の面（図１５及び図１６においては、ＸＹ平面に平行であって＋Ｚ方向に位置する面）に開口部３０２ｂが形成されることになる。
【０１５２】
更に、図１６に示すように、筐体３０２の側部（Ｘ方向の両端）には、筐体３０２をＸ方向に貫く空気孔３０２ｅが設けられている。なお、図１６には示されていないが、空気孔３０２ｅは、筐体３０２をＹ方向に貫く位置にも設けられている。これらの空気孔３０２ｅは、送風機３０５が駆動することによって送風機３０５からＬＥＤチップ３０４に向かって空気が流れ、当該空気は部材収納空間３０２ａの外部に排出されることにより、部材収納空間３０２ａ内の圧力が負圧になることを防止するために設けられている。すなわち、送風機３０５が駆動することにより、空気孔３０２ｅを介して部材収納空間３０２ａ内に空気が供給されることになる。ここで、空気孔３０２ｅは、部材収納空間３０２ａの底部に設けられている。換言すれば、空気孔３０２ｅは、開口部３０２ａを形成する一端部とは反対側の他端部に設けられている。
【０１５３】
なお、筐体３０２の開口部３０２ｂから空気を部材収納空間３０２ａ内へ供給することができれば、空気孔３０２ｅを設けなくてもよい。
【０１５４】
筐体３０２はアルミニウムから形成されているため、筐体３０２の内部側面３０２ｆは、ＬＥＤチップ３０４から放射される光や、送風機３０５によって波長変換された光を開口部３０２ａ（すなわち、半導体発光装置３０１の光出射面３０１ａ）に向けて反射する。これにより、半導体発光装置３０１自体の発光効率の向上を図ることができる。なお、筐体３０２が比較的に高い反射率を有さない部材から構成されている場合には、反射率の高いアルミナ系セラミック等の反射部材（好ましくは、反射率８０％以上）を、筐体３０２の部材収納空間３０２ａを囲むように配置することが好ましい。反射部材としては、アルミナ系セラミックに限定されることなく、例えば、樹脂、ガラスエポキシ樹脂、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料であってもよく、或いは、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの白色顔料を含むシリコーン樹脂であってもよい。
【０１５５】
配線基板３０３は、第１実施形態の配線基板３と同様に、電気絶縁性に優れて良好な放熱性を有し、かつ、反射率の高い（好ましくは反射率が８０％以上の）アルミナ系セラミックから構成されている。なお、配線基板３０３とＬＥＤチップ３０４との接続は、第１実施形態と同一であるため、その説明は省略する。
【０１５６】
なお、配線基板３０３の材質はアルミナ系セラミックに限定されるものではなく、例えば、電気絶縁性に優れた材料として、樹脂、ガラスエポキシ樹脂、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料を用いて配線基板３０３の本体を形成してもよい。或いは、配線基板３０３のチップ実装面３０３ａにおける光の反射性を良くして半導体発光装置３０１の発光効率を向上させる上では、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの白色顔料を含むシリコーン樹脂を用いることが好ましい。一方、より優れた放熱性及び反射性を得るため、配線基板３０３の本体をアルミニウム等の金属製としてもよい。このような場合には、配線基板３０３の配線パターンなどを金属製の本体から電気的に絶縁する必要がある。
【０１５７】
図１６に示すように、配線基板３０３は、筐体３０２の部材収納空間３０２ａの上方（＋Ｚ方向）に配置される。また、配線基板３０３の実装面３０３ａは、筐体３０２の部材収納空間３０２ａ側に位置している。これにより、実装面３０３ａに実装されるＬＥＤチップ３０４は、部材収納空間３０２ａ内に位置し、波長変換部材３１３と対向することになる。
【０１５８】
また、配線基板３０３は、筐体３０２の開口部３０２ｂをまたぐ２本の棒状部材から形成されており、当該２本の棒状部材は開口部３０２ｂの中央部で交差し、配線基板３０３のＸＹ平面上の形状は十字状である。すなわち、配線基板３０３の四隅には、貫通孔が設けられていることと同義である。このような構成から、筐体３０２の開口部３０２ｂは、配線基板３０３によって完全に覆われておらず、波長変換部材３１３から放射される光や、筐体３０２の内部側面３０２ｆによって反射する光は、筐体３０２の開口部３０２ｂを通過することになり、半導体発光装置３０１の光放射面３０１ａから合成光である白色光が放射されることになる。
【０１５９】
なお、配線基板３０３は、接着剤を使用して筐体３０２に固着されてもよく、又はネジ等を用いた機械的な固定方法によって固定されてもよい。
【０１６０】
図１５及び図１６から分かるように、配線基板３０３のチップ実装面３０３ａ上には、２個のＬＥＤチップ３０４が実装されている。より具体的には、２個のＬＥＤチップ３０４はＸ方向に並んで実装されている。また、２個のＬＥＤチップ３０４は、配線基板３０３のチップ実装面３０３ａの中心（筐体３０２の開口部３０２ｂの中心）から等しい位置に実装されることが好ましく、これにより、半導体発光装置３０１から放射される光にムラが生じにくくなる。
【０１６１】
本実施形態に係る半導体発光装置３０１においては、波長変換部材３１３は、半導体発光装置３０１の光放出面３０１ａから放射される合成光である白色光の焦点に配置されることが好ましい。このような構成とすることにより、ＬＥＤチップ３０４から放射される青色光が波長変換部材３１３に到達しやすくなり、波長変換部材３１３から黄色光を効率良く出射することが可能となり、半導体発光装置３０１の発光効率の向上を図ることができる。
【０１６２】
このように、本実施形態に係る半導体発光装置３０１において、半導体発光装置３０１の光出射面３０１ａからは、ＬＥＤチップ３０４から放射された青色光のうちの波長変換部材３１３によって吸収されなった青色光と、ＬＥＤチップ３０４から放射された青色光が波長変換部材３１３によって波長変換され、異なる波長の光として放射される黄色光とが出射されることとなる。そして、本実施形態の半導体発光装置３０１を目視する観測者にとっては、半導体発光装置３０１から青色光及び黄色光の合成光である白色光が放射されていることになる。
【０１６３】
また、本実施形態に係る半導体発光装置３０１においては、駆動体３０６の駆動力によって波長変換部材３１３が回転することにより、波長変換部材３１３からＬＥＤチップ３０４に向かって対流（すなわち、空気の流れ）が生じ、ＬＥＤチップ３０４が冷却されることになる。従って、ＬＥＤチップ３０４が発光して発熱しても、ＬＥＤチップ３０４の温度上昇を抑制することができる。更に、波長変換部材３１３も回転していることから、波長変換部材３１３自体も冷却され、波長変換部材３１３に含有される黄色蛍光体が青色光を黄色光に変換する際に発熱しても、波長変換部材３１３の温度上昇を抑制することができる。これらの温度上昇の抑制により、ＬＥＤチップ３０４に供給する駆動電流を増加しても、半導体発光装置３０１の発光効率の低減が抑制されることになる。
【０１６４】
なお、本実施形態に係る半導体発光装置３０１においては、配線基板３０３の形状は十字状であったが、これに限定されることない。例えば、筐体３０２の開口部３０２ｂを塞ぐような円盤状であってもよいが、このような場合には、波長変換部材３１３から出射する光及び筐体３０２の内部側面３０２ｆで反射した光を光出射面３０１ａから放射させるため、配線基板３０３を貫通する複数の貫通孔を設けることが必要になる。また、配線基板３０３自体に透光性を備えさせることにより、波長変換部材３１３から出射する光及び筐体３０２の内部側面３０２ｆで反射した光を光出射面３０１ａから放射させてもよい。
【０１６５】
また、本実施形態の半導体発光装置３０１に、第１実施形態の変形例の構成を用いてもよく、このような場合であっても、各変形例の効果を発揮することができる。
【０１６６】
上述した実施形態において、筐体３０２の外形は立方体状であり、筐体３０２の部材収納空間３０２ａの形状は円柱状（図１６においては四角形）であったが、各形状はこれらの形状に限定されることはなく、例えば、筐体が回転放物面体であってもよい。このような構造を有する半導体発光装置３０１'を変形例として、図１７を参照しつつ説明する。図１７は、図１６と同様にして示した第４実施形態の変形例に係る半導体発光装置の断面図である。なお、筐体以外の形状は、図１６に係る半導体発光装置３０１と同一であるため、図１６と同一の符号を付し、その説明は省略する。
【０１６７】
半導体発光装置３０１'の筐体３０２'の外形は回転放物面状であり、筐体３０２'の内部側面３０２ｆ'は筐体３０２'の外形に沿うように形成され、その形状は回転放物面状である。すなわち、筐体３０２'の部材収納空間３０２ａ'の形状は、回転放物状である。換言すると、筐体３０２'の内周面は、回転放物面である。
【０１６８】
筐体３０２'の内周面の形状を回転放物面とすることにより、ＬＥＤチップ３０４から放射される青色光、及び波長変換部材３１３から放射される黄色光は、図１６に係る半導体発光装置３０１と比較して、半導体発光装置３０１'の光放射面３０１ａに向かって反射されやすくなり、効率よく青色光及び黄色光を半導体発光装置３０１'の光放射面３０１ａから出射することが可能になる。これにより、半導体発光装置３０１'自体の発光効率の向上を図ることが可能になる。
【０１６９】
なお、筐体３０２'の内周面が回転放物面であれば上述した効果を得ることがきるため、筐体３０２'の外形は上述した他の実施形態と同様に立方体状であってもよい。
【符号の説明】
【０１７０】
１、１'、１”    半導体発光装置
１ａ    光出射面
２    筐体
２ａ    部材収納空間
２ｂ    開口部
２ｃ    凹部
２ｄ    貫通孔
２ｅ    空気孔
２ｆ    内部側面
３、３'、３”    配線基板
３ａ    実装面
４、４ｇ、４ｒ    ＬＥＤチップ（半導体発光素子）
５、５'    送風機
６    駆動体
７    配線パターン
８    配線パターン
１１    ｐ電極
１２    ｎ電極
１３、１３'、１３”    波長変換部材
１３ａ    蛍光体層
１３ｂ    ガラス基板
１４    支持部材
１５    蛍光体
１６    母材
２０    照明装置
２１    電源
２２    発光制御部
３１    斜板部
３２    側壁部
Ｑ１    トランジスタ
Ｒ１    抵抗
２５１    ヒートシンク
２５２    封止板
２５３    対流生成壁
２５３ａ    空気孔
【図１】
2013211456.tif 000003
【図２】
2013211456.tif 000004
【図３】
2013211456.tif 000005
【図４】
2013211456.tif 000006
【図５】
2013211456.tif 000007
【図６】
2013211456.tif 000008
【図７】
2013211456.tif 000009
【図８】
2013211456.tif 000010
【図９】
2013211456.tif 000011
【図１０】
2013211456.tif 000012
【図１１】
2013211456.tif 000013
【図１２】
2013211456.tif 000014
【図１３】
2013211456.tif 000015
【図１４】
2013211456.tif 000016
【図１５】
2013211456.tif 000017
【図１６】
2013211456.tif 000018
【図１７】
2013211456.tif 000019