(57)【要約】【課題】実施形態は、演色性と発光効率の両方を向上させることが可能な照明装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る照明装置は、波長４８０ｎｍ未満の範囲に発光ピークを有する半導体光源と、前記半導体光源から放射される光により励起され、波長４８０ｎｍ以上の光を放射する蛍光体と、を備える。そして、前記半導体光源から放射される光と、前記蛍光体から放射される光と、を合成した放射光のスペクトルにおいて、６１０ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲に発光ピークを有する。さらに、６００ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲における放射エネルギーに対する６５０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の波長範囲における放射エネルギーの比が３５％以下であり、色域面積比が１００％を超える。【選択図】図１
2013201274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長４８０ｎｍ未満の範囲に発光ピークを有する半導体光源と、
前記半導体光源から放射される光により励起され、波長４８０ｎｍ以上の光を放射する蛍光体と、
を備え、
前記半導体光源から放射される光と、前記蛍光体から放射される光と、を合成した放射光のスペクトルにおいて、６１０ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲に発光ピークを有し、６００ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲における放射エネルギーに対する６５０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の波長範囲における放射エネルギーの比が３５％以下であり、色域面積比が１００％を超える照明装置。
【請求項２】
前記蛍光体は、波長６１０ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の範囲に発光ピークを有する第１の蛍光体と、波長５４０ｎｍ以上、５８０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する第２の蛍光体と、波長４８０ｎｍ以上、５４０ｎｍ未満の範囲に発光ピークを有する第３の蛍光体と、を含む請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記蛍光体は、波長６１０ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の範囲に発光ピークを有する第１の蛍光体と、波長５４０ｎｍ以上、５８０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する第２の蛍光体と、を含む請求項１記載の照明装置。
【請求項４】
６００ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲における放射エネルギーに対する６５０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の波長範囲における放射エネルギーの比が１０％以下である請求項３記載の照明装置。
【請求項５】
前記半導体光源から放射される光と、前記蛍光体から放射される光と、を合成した放射光の相関色温度は、３０００ケルビン以下であり、
前記第１の蛍光体の重量は、前記第２蛍光体の重量の３倍以上である請求項１〜４のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項６】
６１０ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲に少なくとも２つの前記発光ピークを有し、短波長側の前記発光ピークの温度変動が長波長側の前記発光ピークの温度変動よりも小さい請求項１〜５のいずれか１つに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
青色発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）に代表される半導体光源を用いた照明装置が普及しつつある。なかでも、青色ＬＥＤの青色光と、その青色光により励起された蛍光体から放射される光と、の合成光を放射する白色光源は、小型化が容易であり回路構成を簡略化できるため広い用途に使用できる。例えば、青色ＬＥＤと、青色光により励起され黄色光を放射するＹＡＧ蛍光体（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体）と、を組み合わせた白色光源がある。さらに、演色性を高めるために、ＣＡＳＮ蛍光体などの赤色蛍光体を加えた高演色タイプの白色光源がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００９−５２８４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＣＡＳＮ蛍光体に代表される赤色蛍光体は放射スペクトルの幅が広く、光波長６００ナノメートル（ｎｍ）を超える範囲にまでおよぶ。これに対し、人の視感度は、光波長５５５ｎｍ近傍にピークを有し波長が長くなるほど低下する。このため、演色性を高めるために赤色蛍光体を加えると、視感度の低い赤色領域の光が増加し発光効率が低下する。そこで、実施形態は、演色性と発光効率の両方を向上させることが可能な照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る照明装置は、波長４８０ｎｍ未満の範囲に発光ピークを有する半導体光源と、前記半導体光源から放射される光により励起され、波長４８０ｎｍ以上の光を放射する蛍光体と、を備える。そして、前記半導体光源から放射される光と、前記蛍光体から放射される光と、を合成した放射光のスペクトルにおいて、６１０ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲に発光ピークを有する。さらに、６００ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲における放射エネルギーに対する６５０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の波長範囲における放射エネルギーの比率が３５％以下であり、色域面積比が１００％を超える。
【発明の効果】
【０００６】
実施形態は、演色性と発光効率の両方を向上させることが可能な照明装置を実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る照明装置を表す模式断面図である。
【図２】第１実施形態に係る照明装置の放射スペクトルである。
【図３】第１実施形態に係る照明装置の放射スペクトルである。
【図４】第１実施形態に係る照明装置の放射スペクトルである。
【図５】第２実施形態に係る照明装置の放射スペクトルである。
【図６】第２実施形態に係る照明装置の放射スペクトルである。
【図７】第３実施形態に係る照明装置の発光特性を表すグラフである。
【図８】第３実施形態に係る照明装置の別の発光特性を表すグラフである。
【図９】第３実施形態に係る蛍光体の発光ピークの温度特性を表すグラフである。
【図１０】第３実施形態に係る蛍光体の励起特性を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面中の同一部分には同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。
【０００９】
（第１実施形態）  
図１（ａ）は、第１実施形態に係る照明装置１００を表す模式断面図である。同図に示すように、照明装置１００は、例えば、電球形ランプであり、発光部１０と、筐体２０と、発光部１０を覆うカバー３０と、を備える。
【００１０】
筐体２０の内部には、発光部１０に電力を供給する電力変換部４０が設けられ、発光部１０および口金５０にリード線４１、４２を介して電気的に接続される。また、電力変換部４０は、筐体２０の内部に設けられた絶縁ケース２１に収容される。電力変換部４０は、図示しない商用電源から口金５０を介して交流電力の供給を受け、例えば、直流電力に変換して発光部１０に供給する。
【００１１】
図１（ｂ）に示すように、発光部１０は、基板３と、基板３の上に実装された複数の半導体光源５と、半導体光源５を封止した第１の透明樹脂７と、第２の透明樹脂９と、を含む。
【００１２】
基板３は、例えば、絶縁性の樹脂ベースであり、その上面に金属配線（図示しない）を有する。半導体光源５は、光波長４８０ｎｍに強度ピークを有する光を放射する。例えば、サファイア基板の上に形成されたＧａＮ系窒化物半導体を材料とする青色ＬＥＤまたは紫外光ＬＥＤチップを用いることができる。そして、複数の半導体光源５が、透明接着剤を用いて基板３の上にマウントされ、金属ワイヤ（図示しない）を介して直列または並列に接続される。半導体光源５は、金属配線に接続された金属ワイヤを介して電力変換部４０から直流電力の供給を受け、波長４８０ｎｍ未満の範囲に強度ピークを有する光を放射する。
【００１３】
さらに、半導体光源５がマウントされた部分を囲む白色樹脂からなるバンク１３を設ける。そして、バンク１３の内側に、半導体光源５の放射する光を透過する第１の透明樹脂７を流し込み、硬化させることにより半導体光源５を封止する。第１の透明樹脂７は、例えば、半導体光源５の放射光を散乱する部材を含む。さらに、第１の透明樹脂７の上に蛍光体を含む第２の透明樹脂９を設ける。蛍光体は、半導体光源５から放射される光により励起され、波長４８０ｎｍ以上の光を放射する。
【００１４】
第２の透明樹脂９は、黄色蛍光体および緑色蛍光体の少なくともいずれか１つと、赤色蛍光体と、を含む。そして、赤色蛍光体は、６１０ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲に発光ピークを有する。また、赤色蛍光体の発光ピークの半値幅は、ＣＡＳＮ蛍光体の発光ピークの半値幅よりも狭く、例えば、２０ｎｍ以下である。
【００１５】
第１の透明樹脂７および第２の透明樹脂９は、好ましくは、同じ主成分、例えば、シリコーンを含む。第１の透明樹脂７に含まれる散乱材は、例えば、透光性無機物、炭化物、ガラスから選択された少なくとも１つである。透過性無機物は、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）等である。赤色蛍光体には、例えば、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ等のフッ化物蛍光体を用いることができる。黄色蛍光体は、例えば、ＹＡＧ蛍光体である。また、緑色蛍光体は、例えば、ＹＡＧ蛍光体、シリケート系蛍光体又は窒化物系蛍光体等である。
【００１６】
本実施形態では、半導体光源５を、例えば、シリカを２０％以上含んだ第１の透明樹脂７で封止し、蛍光体を含む第２の透明樹脂９を第１の透明樹脂７の上に設けることにより、蛍光体に対する半導体光源５の発熱の影響を軽減する。例えば、蛍光体の発光強度は、温度上昇と共に低下する。赤色蛍光体では、ストークスロスおよび非発光再結合の割合が大きいため、ＹＡＧ蛍光体よりも発光強度の温度変化が大きい。このため、ＹＡＧ蛍光体と赤色蛍光体の両方を含む照明装置の相関色温度は、温度の上昇とともに高くなる傾向にある。本実施形態では、蛍光体を含む第２の透明樹脂９を半導体光源５を封止する第１の透明樹脂７の上に設けることにより、蛍光体の温度上昇を抑制し、相関色温度の変化を抑えることができる。
【００１７】
また、赤色蛍光体と、黄色蛍光体と、緑色蛍光体と、をそれぞれ別の透明樹脂に含有させても良い。例えば、第１の透明樹脂７に黄色蛍光体および緑色蛍光体を含有させ、第２の透明樹脂９に赤色蛍光体を含有させる。これにより、赤色蛍光体の温度上昇を抑制し、相関色温度の上昇を抑えることができる。すなわち、半導体光源５に近い側に、発光強度の温度変化が小さい蛍光体を配置することが望ましい。
【００１８】
次に、図２〜図４を参照して、第１実施形態に係る照明装置１００の特性について説明する。本実施形態における第２の透明樹脂９は、波長６１０ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の範囲に発光ピークを有する赤色蛍光体（第１の蛍光体）と、波長５４０ｎｍ以上、５８０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する黄色蛍光体（第２の蛍光体）と、波長４８０ｎｍ以上、５４０ｎｍ未満の範囲に発光ピークを有する緑色蛍光体（第３の蛍光体）と、を含む。
【００１９】
図２（ａ）は、照明装置１００の放射スペクトルを表し、図２（ｂ）は、比較例に係る照明装置の放射スペクトルを表している。共に、相関色温度２８００ケルビン（Ｋ）、平均演色評価数Ｒａが８３の例を示している。また、図２（ａ）および図２（ｂ）の両方に、標準比視感度Ｖ（λ）を示す。横軸は、光波長であり、縦軸は、各スペクトルをそれぞれの最大強度で規格化した相対発光強度である。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、本実施形態のスペクトルＡは、光波長４５０ｎｍ、５６０ｎｍ、６３０ｎｍの近傍に発光ピークを有する。４５０ｎｍ近傍のピークは、半導体光源の発光ピークに対応し、５６０ｎｍ近傍のピーク、および、６３０ｎｍ近傍のピークは、それぞれ黄色蛍光体および赤色蛍光体の発光ピークに対応する。
【００２１】
例えば、スペクトルＡにおいて、波長６００ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の範囲の光強度の積分値（放射エネルギー）ＥＲＳに対する波長６５０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の範囲の放射エネルギーＥＲＬの比（ＥＲＬ／ＥＲＳ）は、約３３％である。
【００２２】
一方、図２（ｂ）に示す比較例に係るスペクトルＢは、光波長４５０ｎｍおよび６３０ｎｍ近傍に発光ピークを有する。そして、４５０ｎｍと６３０ｎｍとの間の５６０ｎｍ近傍に肩を有する。４５０ｎｍ近傍のピークは、半導体光源５の発光ピークに対応し、６３０ｎｍ近傍のピークは、ＣＡＳＮ蛍光体の発光ピークに対応する。そして、５６０ｎｍ近傍の肩は、黄色蛍光体の発光ピークに対応する。
【００２３】
スペクトルＢにおける６００ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲の放射エネルギーＥＲＳに対する波長６５０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の範囲の放射エネルギーＥＲＬの比（ＥＲＬ／ＥＲＳ）は、約１１４％である。
【００２４】
標準比視感度Ｖ（λ）が示すように、６００ｎｍ以上の赤色領域では、長波長になるほど視感度が低下し、例えば、６５０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲の光よりも、６００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲の光の方が演色性に対する寄与が大きい。このため、本実施形態では、６００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有し、その半値幅が２０ｎｍ以下の赤色蛍光体を用いる。これにより、上記のとおり、光波長６５０ｎｍ〜７８０ｎｍ以下の波長範囲のスペクトル成分を減少させ、発光効率を向上させることができる。
【００２５】
例えば、スペクトルＡとスペクトルＢとを有する照明装置は、共にＲａが８３であり演色性に差はない。一方、理論効率（発光効率）は、スペクトルＡが３３８ルーメン／ワット（ｌｍ／Ｗ）、であり、スペクトルＢが２９４ｌｍ／Ｗである。ここで、理論効率は、放射スペクトルを標準比視感度Ｖ(λ)で重み付けした電気から光への変換効率である。すなわち、本実施形態では、演色性を維持しながら発光効率を向上させることができる。
【００２６】
図３および図４は、相関色温度をそれぞれ４０００Ｋ、４５００Ｋ、５０００Ｋおよび６５００Ｋとした場合の本実施形態に係る放射スペクトルＡを示している。横軸は、光波長であり、縦軸は、相対発光強度である。比較のために、ＣＡＳＮ蛍光体を用いた比較例に係る放射スペクトルＢも示す。
【００２７】
図３（ａ）〜図４（ｂ）に示すように、相関色温度が４０００Ｋから６５００Ｋに上昇するにしたがい、６００ｎｍ以上の赤色光の光強度が相対的に減少する。また、図３（ｂ）〜図４（ｂ）に示すスペクトルＡでは、相関色温度が大きくなるにつれ、波長５２０近傍の肩が明確に表れる。この肩は、緑色蛍光体の発光ピークに対応する。
【００２８】
表１は、各相関色温度に対する本実施形態および比較例に係る照明装置の理論効率（ｌｍ／Ｗ）および特殊演色評価数Ｒ９の値を示している。平均演色評価数Ｒａは、全て８３である。  
【表１】
2013201274.tif 000003
【００２９】
本実施形態に係る理論効率は、いずれの相関色温度においても、比較例の理論効率よりも高く、その値は、３１０（ｌｍ／Ｗ）以上である。また、相関色温度を５０００Ｋ以下に限れば、理論効率は、３２０（ｌｍ／Ｗ）以上である。さらに、赤色の演色性を示すＲ９も、比較例よりも大きな値となっている。
【００３０】
次に、表２は、各相関色温度における長波長側の赤色光の寄与を示す２つの指標を示す。  
【表２】
2013201274.tif 000004
【００３１】
１つは、光波長６００〜６５０ｎｍの波長範囲における発光ピークの強度に対する光波長６５０における発光強度比ＰＲである。図２（ａ）〜図３（ｂ）に示す放射スペクトルのように、波長６５０ｎｍ以上に発光ピークがない場合、波長６５０ｎｍにおける発光強度と、光波長６００〜６５０ｎｍの波長範囲における発光のピーク強度と、の発光強度比ＰＲは、視感度の低い長波長側の赤色光の寄与を表わす。
【００３２】
図２（ａ）〜図３（ｂ）に示すスペクトルから明らかなように、実施形態に係る発光強度比ＰＲは、比較例に係るＣＡＳＮ蛍光体の発光ピークの強度に対する波長６５０ｎｍにおける発光強度の比よりも小さい。そして、相関色温度が高くなるにしたがいＰＲの値は大きくなるが、０．２９を超えない。
【００３３】
表２に示すもう１つの指標は、波長６００ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の範囲の放射エネルギーＥＲＳに対する波長６５０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の範囲の放射エネルギーＥＲＬの比である。ＥＲＬ／ＥＲＳは、６５０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の波長範囲における発光ピークの有無に関係なく、長波長側の赤色光の寄与を表す。
【００３４】
表２に示すように、実施形態のＥＲＬ／ＥＲＳは、比較例よりも小さく、２８００Ｋから５０００Ｋの相関色温度において３５％を超えない。
【００３５】
このように、本実施形態では、６００ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲に発光ピークを有し、ＥＲＬ／ＥＲＳが３５％以下となる赤色蛍光体を用いる。これにより、発光効率および演色性の両方を向上させた照明装置を実現することができる。
【００３６】
（第２実施形態）  
図５および図６は、第２実施形態に係る照明装置の放射スペクトルである。本実施形態に係る照明装置は、図１に示す照明装置１００と同じ構成を有し、第２の透明樹脂９に含まれる蛍光体が相違する。すなわち、第２の透明樹脂９は、赤色蛍光体と、黄色蛍光体と、を含む。赤色蛍光体は、６００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有し、その半値幅は、２０ｎｍ以下である。黄色蛍光体は、５３０ｎｍ〜５７０ｎｍに発光ピークを有し、その半値幅は、６０ｎｍ〜１２０ｎｍである。
【００３７】
図５（ａ）は、相関色温度を５０００Ｋとした場合の黄色蛍光体のピーク波長とＲａとの関係を、その発光ピークの半値幅をパラメータとして表すグラフである。図５（ｂ）は、本実施形態に係る照明装置の放射スペクトルである。
【００３８】
図５（ａ）によれば、発光ピークの半値幅が広いほど、Ｒａを大きくすることができる。例えば、５３０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有し、その半値幅が１１０ｎｍ以上である黄色蛍光体を用いることにより８０以上のＲａを得ることができる。また、発光ピークの波長が５５０ｎｍであれば、その半値幅が６０ｎｍであってもＲａを８０とすることができる。
【００３９】
例えば、図５（ｂ）中に実線で示す放射スペクトルを有する照明装置は、発光ピークの波長が４５０ｎｍの半導体光源５を備える。第２の透明樹脂９は、発光ピークの波長が６３０ｎｍ、その半値幅が１６ｎｍの赤色蛍光体と、発光ピークの波長が５５０ｎｍ、その半値幅が６０ｎｍの黄色蛍光体を含む。結果として、Ｒａ８０、理論効率３３１ｌｍ／Ｗの照明装置が得られる。
【００４０】
さらに、図５（ａ）によれば、５４０ｎｍ〜５６０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有し、その半値幅が１１０ｎｍ以上である蛍光体を用いれば、９０以上のＲａを有する照明装置を得ることができる。また、発光ピークの波長が５５０ｎｍであれば、その半値幅が９０ｎｍであってもＲａを９０とすることができる。
【００４１】
例えば、図５（ｂ）中に破線で示す放射スペクトルをもつ照明装置は、発光ピークの波長が４５０ｎｍの半導体光源５を備え、第２の透明樹脂９は、発光ピークの波長が６３０ｎｍ、その半値幅が１６ｎｍの赤色蛍光体と、発光ピークの波長が５５０ｎｍ、その半値幅が９０ｎｍの蛍光体を含む。そして、Ｒａ９１、理論効率３２５ｌｍ／Ｗの照明装置を得ることができる。
【００４２】
図６（ａ）は、相関色温度を２８００Ｋとした場合の黄色蛍光体のピーク波長とＲａとの関係を、その発光ピークの半値幅をパラメータとして表すグラフである。図６（ｂ）は、本実施形態に係る照明装置の放射スペクトルである。
【００４３】
図６（ａ）によれば、例えば、５５５ｎｍ〜５８０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有し、その半値幅が９０ｎｍ以上である黄色蛍光体を用いることにより８０以上のＲａを得ることができる。また、発光ピークの波長が５５５ｎｍ〜５６５ｎｍであれば、その半値幅が６０ｎｍであってもＲａを８０とすることができる。
【００４４】
例えば、図６（ｂ）中に実線で示す放射スペクトルを有する照明装置は、発光ピークの波長が４５０ｎｍの半導体光源５を備え、第２の透明樹脂９は、発光ピークの波長が６３０ｎｍ、その半値幅が１６ｎｍの赤色蛍光体と、発光ピークの波長が５６５ｎｍ、その半値幅が６０ｎｍの黄色蛍光体を含む。そして、Ｒａ８１、理論効率３６８ｌｍ／Ｗの照明装置が得られる。
【００４５】
さらに、図６（ａ）によれば、光波長５６５ｎｍに発光ピークを有し、その半値幅が８０ｎｍ以上である蛍光体を用いれば、９０以上のＲａを有する照明装置を得ることができる。そして、発光ピークの半値幅が８０ｎｍから広がるにつれ、９０以上のＲａが得られる発光ピークの波長範囲が広がる。
【００４６】
例えば、図６（ｂ）中に破線で示す放射スペクトルをもつ照明装置は、発光ピークの波長が４５０ｎｍの半導体光源５を備え、第２の透明樹脂９は、発光ピークの波長が６３０ｎｍ、その半値幅が１６ｎｍの赤色蛍光体と、発光ピークの波長が５６５ｎｍ、その半値幅が８０ｎｍの蛍光体を含む。そして、Ｒａ９１、理論効率３５４ｌｍ／Ｗの照明装置を得ることができる。
【００４７】
上記のとおり、本実施形態では、第２の透明樹脂９は、６００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有し、その半値幅が２０ｎｍ以下の赤色蛍光体と、５３０ｎｍ〜５７０ｎｍに発光ピークを有し、その半値幅が６０ｎｍ〜１２０ｎｍである黄色蛍光体と、を含む。そして、黄色蛍光体の発光ピークの波長およびその半値幅を制御することによりＲａおよび発光効率を向上させることができる。
【００４８】
さらに、図５（ｂ）および図６（ｃ）に示す放射スペクトルでは、６５０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の波長領域における赤色スペクトルが抑制されており、ＥＲＬ／ＥＲＳは、１０％以下である。例えば、図６（ｂ）に示す放射スペクトルにおけるＥＲＬ／ＥＲＳは、８．２〜８．４％である。そして、上記の通り表１に示す第１実施形態の例よりも大きな発光効率が得られる。
【００４９】
このように、本実施形態では、第２の透明樹脂９は、６００ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲に発光ピークを有し、その半値幅が２０ｎｍ以下の赤色蛍光体と、黄色蛍光体と、を含有する。これにより、ＥＲＬ／ＥＲＳを、例えば、１０％以下とし、Ｒａと、発光効率と、を向上させることができる。
【００５０】
（第３実施形態）  
図７は、第３実施形態に係る照明装置の相関色温度２８００Ｋ、Ｒａ８３における発光特性を表すグラフである。図７（ａ）は、本実施形態に係る照明装置の放射スペクトルＡと、比較例に係る照明装置の放射スペクトルＢを示している。図７（ｂ）は、相関色温度２８００Ｋ、Ｒａ８３におけるＪＩＳ演色評価試験色Ｎｏ．１〜８の色座標を示している。横軸は、ａ＊軸、縦軸は、ｂ＊軸である。
【００５１】
本実施形態では、第２の透明樹脂９は、赤色蛍光体として、例えば、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎを含む。Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎの発光ピークは、光波長６１５ｎｍ、６３５ｎｍ、６４８ｎｍの近傍にあり、半値幅はそれぞれ２０ｎｍ以下である。また、第２の透明樹脂９は、波長５４０ｎｍ以上、５８０ｎｍ以下の範囲に発光ピークを有する黄色蛍光体と、波長４８０ｎｍ以上、５４０ｎｍ未満の範囲に発光ピークを有する緑色蛍光体と、を含む。
【００５２】
図７（ａ）に示す放射スペクトルＡでは、ＥＲＬ／ＥＲＳが３３％であり、理論効率は、３３９ｌｍ／Ｗである。これに対し、赤色蛍光体としてＣＡＳＮ蛍光体を用いた比較例に係る放射スペクトルＢでは、ＥＲＬ／ＥＲＳが１１４％であり、理論効率は、２６９ｌｍ／Ｗである。
【００５３】
図７（ｂ）に示すように、試験色Ｎｏ．１〜８の色座標を結んだ色域面積Ａは、基準光の色域面積Ｓよりも大きく、色域面積比は、１０２％である。本実施形態に係る照明装置の相関色温度は２８００Ｋであり、基準光として２８００Ｋにおける黒体放射を用いることができる。
【００５４】
図８は、第３実施形態に係る照明装置の相関色温度２８００Ｋ、Ｒａ９０における発光特性を表すグラフである。
【００５５】
図８（ａ）に示す放射スペクトルＡでは、ＥＲＬ／ＥＲＳが２７％であり、理論効率は、３３５ｌｍ／Ｗである。これに対し、比較例に係る放射スペクトルＢでは、ＥＲＬ／ＥＲＳが１２４％であり、理論効率は、２５２ｌｍ／Ｗである。また、図８（ｂ）に示す色域面積Ａは、基準光の色域面積Ｓよりも大きく、色域面積比は、１０６％である。
【００５６】
このように、本実施形態では、赤色蛍光体としてＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎを用いることにより、ＥＲＬ／ＥＲＳを低減し発光効率を向上させることができる。
【００５７】
さらに、例えば、ＪＩＳ Ｚ８７２６（参考：演色評価数による以外の演色性の評価方法）によれば、基準光で照らしたときの被照射体の演色性を表す色度座標上の８点を結んで形成される色域面積に対し、試料光源により照らされた被照射体の演色性を表す色域面積の比（色域面積比）が１００％を超えると、その試料光源は光を照射される物体の色をあざやかに見せることが期待できる。そこで、本実施形態の照明装置の色面積比は、上記の基準を用いて評価した結果、Ｒａ８３の時、１０２％であり、Ｒａ９０の時、１０６％である。すなわち、本実施形態では、被照射体の色を鮮やかに見せることが可能であるし、演色性も向上させる。
【００５８】
また、色域面積比が１００％以下であると被照射体の色味が損なわれて誤認されるおそれがあり好適ではない。色域面積比が１３０％以上になると、例えば、赤味が増しすぎる等、本来の色味が認識できないことがあり、色があざやか過ぎる弊害が生じてしまう。したがって、色域面積比の好適な範囲は、１００％以上１３０％以下である。
【００５９】
このように、本実施形態では、青色ＬＥＤと、６１０ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲に発光ピークを有し、その半地幅が２０ｎｍ以下の赤色蛍光体と、少なくとも黄色蛍光体と、を用いることにより、発光効率を高め演色性を向上させることができる。これにより、実使用において被照射体の見え方が損なわれることを防ぎ、光（照明）の質を向上させる非常に有益な照明装置を実現することができる。
【００６０】
また、青色ＬＥＤよりも短波長の光を放射する半導体光源、例えば、紫外ＬＥＤを用いても良い。その場合、紫外ＬＥＤの放射光により励起され、例えば、４５０ｎｍ以上、４８０ｎｍ以下に発光ピークを有する青色蛍光体を付加しても良い。
【００６１】
図９は、本実施形態に係る赤色蛍光体の発光ピークの温度特性を表すグラフである。横軸は、蛍光体の温度、縦軸は、２５℃の発光ピークの強度で規格化した相対ピーク強度である。
【００６２】
同図に示すように、光波長６３５ｎｍの発光ピークの強度は、２５℃〜２００℃の温度範囲において、温度上昇と共に約７０％まで低下する。これに対し、光波長６１５ｎｍの発光ピークの強度は、温度が上昇しても低下せず、２５℃〜２００℃の温度範囲では、２５℃のピーク強度よりも高くなる。
【００６３】
このように、本実施形態に係る赤色蛍光体は、視感度が高い短波長側の発光ピークの温度変動が、長波長側の発光ピークの温度変動より小さい。これにより、相関色温度およびＲａの温度変化を抑制した照明装置を実現することができる。
【００６４】
図１０は、本実施形態に係る赤色蛍光体の励起特性を表すグラフである。比較のために、ＣＡＳＮ蛍光体の励起特性も合わせて示す。横軸は光波長、縦軸はピーク値で規格化した相対光吸収率である。
【００６５】
図１０に示すように、本実施形態に係る赤色蛍光体Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎは、光波長３５０ｎｍおよび４５０ｎｍの近傍に吸収ピークを有する。このため、光波長波長４８０ｎｍ未満の範囲に発光ピークを有する半導体光源５により励起することができる。
【００６６】
一方、比較例に係るＣＡＳＮ蛍光体の励起スペクトルＢは、その発光ピーク近傍の光波長まで伸びている。すなわち、緑色および黄色の波長領域の光を吸収し赤色を発光する。すなわち、半導体光源５の青色光だけでなく、緑色蛍光体および黄色蛍光体の放射した光も吸収する。このため、ＣＡＳＮ蛍光体と、緑色蛍光体および黄色蛍光体とを混合して使用する場合には発光効率が低下する。
【００６７】
これに対し、赤色蛍光体Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎの励起スペクトルＡは、光波長５２０ｎｍ以下であり、緑色蛍光体の吸収が低減され、黄色蛍光体の放射光は吸収しない。このため、赤色蛍光体Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎと、緑色蛍光体および黄色蛍光体と、を混合して使用した場合、発光効率の低下を抑制することができる。
【００６８】
また、ＣＡＳＮ蛍光体を黄色蛍光体と混合して用いる場合、ＣＡＳＮ蛍光体の吸収により減少する黄色光を補償するため、黄色蛍光体の量を多くする必要がある。一方、赤色蛍光体Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎを黄色蛍光体と混合して使用する場合、黄色光の吸収がないため、所定量の黄色蛍光体を混合すれば良い。すなわち、黄色蛍光体の量を削減することができる。
【００６９】
例えば、赤色蛍光体Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎと、ＹＡＧ蛍光体と、を混合し、２８００Ｋの放射スペクトルを得る場合、黄色蛍光体に対する赤色蛍光体の重量比は、少なくとも３倍である。蛍光体の平均粒径が大きくなると体積密度が低下するため、黄色蛍光体に対する赤色蛍光体の重量比は増加し３倍以上となる。具体的には、蛍光体の平均粒径が２０〜３０マイクロメータの場合、赤色蛍光体Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎの量は、ＹＡＧ蛍光体の６〜７倍である。すなわち、本実施形態において、放射スペクトルの相関色温度を３０００Ｋ以下とする場合には、赤色蛍光体の重量は、黄色蛍光体の重量の３倍以上になる。
【００７０】
上記の通り、第１〜第３の実施形態によれば、６１０ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲に発光ピークを有し、その半値幅が２０ｎｍ以下である赤色蛍光体を用いることにより、６００ｎｍ以上、６５０ｎｍ未満の波長範囲における放射エネルギーに対する６５０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の波長範囲における放射エネルギーの比ＥＲＬ／ＥＲＳを３５％以下とすることができる。これにより、演色性を維持しながら発光効率を向上させた照明装置を実現することができる。また、ＪＩＳ規格における色域面積比を１００％以上とすることにより、被照射体の色を鮮やかに見せる照明装置を実現する。
【００７１】
さらに、視感度の高い短波長側の発光ピークの温度変動が小さい赤色蛍光体Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎを用いることにより、相関色温度およびＲａの温度変動を抑制することが可能である。また、透明樹脂に分散する黄色蛍光体の量を削減することができる。
【００７２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７３】
３・・・基板、  ５・・・半導体光源、  ７、９・・・透明樹脂、  １０・・・発光部、  １３・・・バンク、  ２０・・・筐体、  ２１・・・絶縁ケース、  ３０・・・カバー、  ４０・・・電力変換部、  ４１、４２・・・リード線、  ５０・・・口金、  １００・・・照明装置
【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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