JP5410342B2

JP5410342B2 - 発光装置

Info

Publication number: JP5410342B2
Application number: JP2010056235A
Authority: JP
Inventors: 幸治吉川; 努宮地
Original assignee: Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Current assignee: Seiwa Electric Mfg Co Ltd
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2030-03-12
Also published as: JP2011192738A

Description

本発明は、演色性の優れた白色を実現することができる発光装置に関する。

従来、光源として用いられてきた蛍光灯又は白熱灯などに比べて、省電力かつ長寿命であるという理由で、ＬＥＤが光源として注目を浴びており、照明用の光源だけでなく、照明スイッチ、バックライト光源、イルミネーション光源、アミューズメント機器の装飾など、広い分野で使用されるようになった。

このようなＬＥＤは、用途に合わせて、青色、青緑色、緑色、赤色など所要の単色を発光することができるもの、あるいは１つのパッケージで赤色、緑色、青色のマルチカラーを発光するものもある。また、蛍光体との組み合わせにより白色を発光することができるＬＥＤも製品化されている。

例えば、所定の波長光で励起されて発光する蛍光体を含み、良好な発光効率及び発光光度を有する白色の発光ダイオードが開示されている（特許文献１参照）。

特開２００４−１６１７８９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来の白色の発光ダイオードにあっては、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とを組み合わせて白色光を発するものが一般的である。図６は従来の白色ＬＥＤの発光スペクトルの一例を示す説明図である。横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は波長毎の光のエネルギー量を示し、単位はＷ／ｎｍである。図６に示す発光スペクトルは、発光ピーク波長が４５０ｎｍの青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤの発光スペクトルである。従来の白色ＬＥＤでは、高い発光効率を得ることができるものの、図６に示すように、赤色の波長６１０〜７５０ｎｍの範囲では、発光スペクトルの発光強度は、小さくなっている。このため、特殊演色評価数Ｒ９（赤色の再現性を示す）は、−３６．８であり、平均演色評価数Ｒａ（物体色の再現性を示す）は、７０．７であり、いずれも低い値となっている。

演色性は、色を正しく見る、すなわち、色の再現性を高めるという点において重要な要素である。例えば、美術館や色を使った検査を行う場所、印刷やデザイン関係の仕事場など、色が正しく見えることが求められる環境では、平均演色評価数Ｒａが９０以上であることが望まれる。また、住宅、ホテル、店舗、オフィス、精密作業を行う事業所など、様々な場所においても、快適性や安全性の観点から、高い演色性が求められる。このため、さらに演色性の優れた白色ＬＥＤが求められていた。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、演色性の優れた白色を実現することができる発光装置を提供することを目的とする。

第１発明に係る発光装置は、発光ピーク波長が異なる青色光を発する２つの青色発光素子と、青緑色光を発する青緑色発光素子と、前記青色発光素子からの励起光により所定の波長の光を発する赤色蛍光体及び黄色蛍光体を含有し、前記青色発光素子及び青緑色発光素子を覆う被覆部とを備えることを特徴とする。

第２発明に係る発光装置は、第１発明において、前記青色発光素子の一方は、波長が４５０〜４６０ｎｍの範囲で発光ピークを有し、前記青色発光素子の他方は、波長が４７０〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有し、前記青緑色発光素子は、波長が５００〜５１０ｎｍの範囲で発光ピークを有することを特徴とする。

第３発明に係る発光装置は、第１発明又は第２発明において、前記赤色蛍光体は、前記青色発光素子からの励起光により波長が６２０〜６６０ｎｍの範囲で発光ピークを有する光を発し、前記黄色蛍光体は、前記青色発光素子からの励起光により波長が５４０〜６００ｎｍの範囲で発光ピークを有する光を発することを特徴とする。

第１発明にあっては、発光ピーク波長が異なる青色光を発する２つの青色発光素子と、青緑色光を発する青緑色発光素子と、青色発光素子からの励起光により所定の波長の光を発する赤色蛍光体及び黄色蛍光体を含有し、青色発光素子及び青緑色発光素子を覆う被覆部とを備える。発光ピーク波長は、ドミナント波長（人間が目で見たときに感じる単波長に相当）である。２つの青色発光素子の発光ピーク波長は、一般的な青色発光素子の発光ピーク波長である４５０〜４８０ｎｍの範囲内にあればよい。例えば、一方の青色発光素子の発光ピーク波長を４５０〜４６０ｎｍとし、他方の青色発光素子の発光ピーク波長を４７０〜４８０ｎｍとすることができる。青色発光素子などのＬＥＤチップの半値幅（相対発光強度がピーク波長の値に対して半分になる波長幅）は一般的に２０〜３０ｎｍと範囲が狭いため、従来のように１つの青色発光素子だけでは、青色の波長範囲で発光スペクトルの発光強度が小さくなる波長域が生じる。発光ピーク波長が異なる青色光を発する２つの青色発光素子を備えることにより、連続的なスペクトル分布を得ることができる。

また、青緑色発光素子の発光ピーク波長は、一般的な青緑色発光素子の発光ピーク波長である４９０〜５１０ｎｍの範囲内にあればよい。例えば、青緑色発光素子の発光ピーク波長を５００〜５１０ｎｍとすることができる。青色の波長域から、さらに長波長側に発光ピークを有する青緑色発光素子を備えることにより、さらに連続的なスペクトル分布を得ることができる。

黄色蛍光体は、酸化物蛍光体として、例えば、（Ｙ、Ｇｄ）₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ構造のＹＡＧ系蛍光体でもよく、あるいは、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ：Ｅｕ、硫化物（ＺｎＳ）にＥｕをドープしたものでもよい。また、黄色蛍光体は、酸窒化物蛍光体として、例えば、α−Ｓｉ₃Ｎ₄と同一の結晶構造を有する一般式（α）で表される無機化合物にＥｕ²⁺を付活したものであり、（α）は、Ｍ_X（Ｓｉ、Ａｌ）₁₂（Ｏ、Ｎ）₁₆である。但し、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ又はランタノイド元素とする。この場合、黄色蛍光体は、例えば、４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲の波長の光を吸収して５４０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲にピークを有する黄色（黄緑色、及び黄色に近い橙色も含む）の光を発光する。

また、赤色蛍光体は、例えば、硫化カルシウム（ＣａＳ）及び硫化ユーロピウム（ＥｕＳ）からなる混合物を焼成してなる。具体的には、ＣａＳ及びＥｕＳを混合する混合過程、混合過程後の生成物を９００〜１１００℃の温度で所定時間保持する保持過程、保持過程後の生成物を冷却する冷却過程、冷却過程後の生成物の温度を再度上昇させて６００〜９００℃の温度で所定時間保持する保持過程により所望の赤色蛍光体を得ることができる。この場合、硫化ユーロピウム（ＥｕＳ）のモル比は、硫化カルシウム（ＣａＳ）及び硫化ユーロピウム（ＥｕＳ）の合計を１００として、例えば、０．０１〜１０程度の範囲にすることができる。あるいは、赤色蛍光体として、酸窒化物蛍光体を用いることもできる。例えば、α−Ｓｉ₃Ｎ₄と同一の結晶構造を有し、一般式αで表される無機化合物にＥｕ²⁺を付活したものである。ここで、一般式αは、α：Ｍ（Ｓｉ、Ａｌ）₁₂（Ｏ、Ｎ）₁₆であり、Ｍは、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、又はランタノイド元素である。また、赤色蛍光体は、無機化合物にＥｕ²⁺を付活したものであるＸＡｌＳｉＮ₃（Ｘは、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、又はランタノイド元素である）を用いることもできる。この場合、赤色蛍光体は、例えば、４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲の波長の光を吸収して６２０ｎｍ〜６６０ｎｍの範囲にピークを有する赤色の光を発光する。これにより、可視波長域において連続的なスペクトル分布を得ることができるとともに、演色性の優れた白色光源を実現することができる。

第２発明にあっては、青色発光素子の一方は、波長が４５０〜４６０ｎｍの範囲で発光ピークを有し、青色発光素子の他方は、波長が４７０〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有し、青緑色発光素子は、波長が５００〜５１０ｎｍの範囲で発光ピークを有する。これにより、従来の白色ＬＥＤにおいて存在していた発光スペクトルの谷（発光強度が小さい波長域）、例えば、４７０〜５１０ｎｍの範囲の発光強度を大きくし、連続的なスペクトル分を得ることができ、色成分の不足を補うことができる。

第３発明にあっては、赤色蛍光体は、青色発光素子からの励起光により波長が６２０〜６６０ｎｍの範囲で発光ピークを有する光を発し、黄色蛍光体は、青色発光素子からの励起光により波長が５４０〜６００ｎｍの範囲で発光ピークを有する光を発する。これにより、従来の白色ＬＥＤでは不足していた赤色成分の発光強度を高めるとともに、黄色から赤色までの波長域の発光強度を高め、連続的なスペクトル分布を実現し、演色性の優れた白色を得ることができる。

第１発明によれば、発光ピーク波長が異なる青色光を発する２つの青色発光素子を備えることにより、連続的なスペクトル分布を得ることができる。また、青色の波長域から、さらに長波長側に発光ピークを有する青緑色発光素子を備えることにより、さらに連続的なスペクトル分布を得ることができる。また、さらに黄色蛍光体及び赤色蛍光体を備えることにより、可視波長域において連続的なスペクトル分布を得ることができるとともに、演色性の優れた白色光源を実現することができる。

第２発明によれば、従来の白色ＬＥＤにおいて存在していた発光スペクトルの谷（発光強度が小さい波長域）、例えば、４７０〜５１０ｎｍの範囲の発光強度を大きくし、連続的なスペクトル分を得ることができ、色成分の不足を補うことができる。

第３発明によれば、従来の白色ＬＥＤでは不足していた赤色成分の発光強度を高めるとともに、黄色から赤色までの波長域の発光強度を高め、連続的なスペクトル分布を実現し、演色性の優れた白色を得ることができる。

本実施の形態に係る発光装置の構成の一例を示す平面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。本実施の形態に係る発光装置の発光特性の一例を示す説明図である。実施の形態２に係る発光装置の構成の一例を示す平面図である。実施の形態２に係る発光装置の発光特性の一例を示す説明図である。従来の白色ＬＥＤの発光スペクトルの一例を示す説明図である。

実施の形態１
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係る発光装置１００の構成の一例を示す平面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。発光装置１００は、高演色性の白色ＬＥＤ（発光ダイオード）モジュールである。図１において、１はセラミック、ガラスエポキシ樹脂、ナイロン系樹脂又は液晶ポリマー等からなる矩形状の基板である。基板１の一側面には、適長離隔して、外部回路に接続するための電極１１、３１、２１を設けている。また、基板１の前述の一側面と反対側の面には、電極１１、３１、２１に対応させて電極１２、３２、２２を設けている。電極１１、１２、電極３１、３２、及び電極２１、２２それぞれは一対をなし、一方には所定の電圧が印加され、他方は接地レベルに接続される。

基板１の中央付近には、発光ピーク波長が異なる青色光を発する２つの青色発光素子の一方である第１の青色ＬＥＤチップ１０、青色発光素子の他方である第２の青色ＬＥＤチップ２０、青緑色光を発する青緑色発光素子としての青緑色ＬＥＤチップ３０を実装してある。第１の青色ＬＥＤチップ１０は、金線１３により電極１１、１２にボンディングされている。第２の青色ＬＥＤチップ２０は、金線２３により電極２１、２２にボンディングされている。青緑色ＬＥＤチップ３０は、金線３３により電極３１、３２にボンディングされている。発光ピーク波長は、ドミナント波長（人間が目で見たときに感じる単波長に相当）である。

青色ＬＥＤチップ１０、２０は、ＧａＮ系化合物半導体を発光層として有し、一般的な青色ＬＥＤの発光ピーク波長である４５０〜４８０ｎｍの範囲内において、異なる発光ピーク波長を有すればよい。例えば、第１の青色ＬＥＤチップ１０の発光ピーク波長を４５０〜４６０ｎｍとし、第２の青色ＬＥＤチップ２０の発光ピーク波長を４７０〜４８０ｎｍとすることができる。

青緑色ＬＥＤチップ３０は、ＧａＮ系化合物半導体を発光層として有する。青緑色ＬＥＤチップ３０の発光ピーク波長は、一般的な青緑色ＬＥＤの発光ピーク波長である４９０〜５１０ｎｍの範囲内にあればよい。例えば、青緑色ＬＥＤチップ３０の発光ピーク波長を５００〜５１０ｎｍとすることができる。なお、基板１の形状、基板１上の各ＬＥＤチップの配置や個数は一例であって、図１の例に限定されるものではない。

図２に示すように、基板１の上側外周には、各ＬＥＤチップを封止するための封止部２を枡状に周設してある。封止部２の内側側面は、各ＬＥＤチップからの光を反射する反射部３を形成している。封止部２の内側は、黄色蛍光体４１及び赤色蛍光体４２を含有した被覆部としての光透過性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）４０などを充填してある。光透過性樹脂４０は、基板１上に実装された第１の青色ＬＥＤチップ１０、第２の青色ＬＥＤチップ２０、青緑色ＬＥＤチップ３０を覆うとともに封止している。

光透過性樹脂４０としては、例えば、エポキシ樹脂、あるいは、シリコーン樹脂等の少なくともいずれかを用いることができる。また、光透過性樹脂４０は、液体状でもよく、粉末状の固体であってもよい。光透過性樹脂４０と黄色蛍光体４１及び赤色蛍光体４２とを混合する場合、液体状の光透過性樹脂４０に粉末状の黄色蛍光体４１及び赤色蛍光体４２を混合する方法、粉末状の光透過性樹脂４０と黄色蛍光体４１及び赤色蛍光体４２とをドライブレンドして混合する方法、常温で固形又は液状の光透過性樹脂４０と粉末状の黄色蛍光体４１及び赤色蛍光体４２とを加熱して溶融混合する方法であってもよい。

黄色蛍光体４１は、例えば、酸化物蛍光体、あるいは、酸窒化物蛍光体などである。酸化物蛍光体として、例えば、（Ｙ、Ｇｄ）₃Ａｌ₅Ｏ₁₂：Ｃｅ構造のＹＡＧ系蛍光体でもよく、あるいは、（Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ）₂ＳｉＯ₄：Ｅｕ、Ｓｒ₄Ａｌ₁₄Ｏ：Ｅｕ、硫化物（ＺｎＳ）にＥｕをドープしたものでもよい。また、酸窒化物蛍光体として、例えば、α−Ｓｉ₃Ｎ₄と同一の結晶構造を有する一般式（α）で表される無機化合物にＥｕ²⁺を付活したものであり、（α）は、Ｍ_X（Ｓｉ、Ａｌ）₁₂（Ｏ、Ｎ）₁₆である。但し、ＭはＬｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ又はランタノイド元素とする。この場合、黄色蛍光体４１は、例えば、第１の青色ＬＥＤチップ１０及び第２の青色ＬＥＤチップ２０が発する４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長の光を吸収して５４０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲にピークを有する黄色（黄緑色、及び黄色に近い橙色も含む）の光を発光する。

赤色蛍光体４２は、例えば、硫化カルシウム（ＣａＳ）及び硫化ユーロピウム（ＥｕＳ）からなる混合物を焼成してなる。この場合、硫化ユーロピウム（ＥｕＳ）のモル比は、硫化カルシウム（ＣａＳ）及び硫化ユーロピウム（ＥｕＳ）の合計を１００として、例えば、０．０１〜１０程度の範囲にすることができる。あるいは、赤色蛍光体４２として、酸窒化物蛍光体を用いることもできる。例えば、α−Ｓｉ₃Ｎ₄と同一の結晶構造を有し、一般式αで表される無機化合物にＥｕ²⁺を付活したものである。ここで、一般式αは、α：Ｍ（Ｓｉ、Ａｌ）₁₂（Ｏ、Ｎ）₁₆であり、Ｍは、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、又はランタノイド元素である。また、赤色蛍光体４２は、無機化合物にＥｕ²⁺を付活したものであるＸＡｌＳｉＮ₃（Ｘは、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、又はランタノイド元素である）を用いることもできる。また、赤色蛍光体４２は、無機化合物にＥｕ²⁺を付活したものであるＸＡｌＳｉＮ₃（Ｘは、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙ、又はランタノイド元素である）を用いることもできる。この場合、赤色蛍光体４２は、例えば、第１の青色ＬＥＤチップ１０及び第２の青色ＬＥＤチップ２０が発する４５０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲の波長の光を吸収して６２０ｎｍ〜６６０ｎｍの範囲にピークを有する赤色の光を発光する。

上述の黄色蛍光体４１及び赤色蛍光体４２を光透過性樹脂４０に含有させることにより、青色ＬＥＤチップ１０、２０から発せられた光は、光透過性樹脂４０内の黄色蛍光体４１及び赤色蛍光体４２により黄色から赤色の波長域（例えば、５４０〜６６０ｎｍの波長域を含む）の光に変換される。

図３は本実施の形態に係る発光装置１００の発光特性の一例を示す説明図である。横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は波長毎の光のエネルギー量を示し、単位はＷ／ｎｍである。従来の青色ＬＥＤの半値幅（相対発光強度がピーク波長の値に対して半分になる波長幅）は一般的に２０〜３０ｎｍと範囲が狭いため、従来のように１つの青色ＬＥＤだけでは、青色の波長域で発光スペクトルの発光強度が小さくなる波長域が生じる。本実施の形態の発光装置１００は、発光ピーク波長が異なる青色光を発する２つの青色ＬＥＤチップ１０、２０を備えることにより、図３に示すように、青色の波長域において連続的なスペクトル分布を得ることができる。

また、青緑色ＬＥＤチップ３０を備えることにより、青色の波長域から、さらに長波長側（例えば、４９０〜５１０ｎｍの波長域を含む）においても連続的なスペクトル分布を得ることができる。また、従来の白色ＬＥＤにおいて存在していた発光スペクトルの谷（発光強度が小さい波長域）、例えば、４７０〜５１０ｎｍの範囲の発光強度を大きくし、連続的なスペクトル分を得ることができ、色成分の不足を補うことができる。

さらに、黄色蛍光体４１を備えることにより、５４０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲にピークを有する黄色（黄緑色、及び黄色に近い橙色も含む）の光を発光することができ、赤色蛍光体４２を備えることにより、６２０ｎｍ〜６６０ｎｍの範囲にピークを有する赤色の光を発光することができる。これにより、従来の白色ＬＥＤでは不足していた赤色成分の発光強度を高めるとともに、黄色から赤色までの波長域の発光強度を高め、可視波長域において連続的なスペクトル分布を得ることができるとともに、演色性の優れた白色光源を実現することができる。

本実施の形態の発光装置１００の特性の一例としては、第１の青色ＬＥＤチップ１０の順方向電流を４０ｍＡ、第２の青色ＬＥＤチップ２０の順方向電流を１０ｍＡ、青緑色ＬＥＤチップ３０の順方向電流を１５ｍＡとした場合、ｘｙ色度図の座標値（ｘ、ｙ）は、（０．３１５、０．３５３）であり、色温度は６２２７Ｋ、光束は６．１ｌｍ、平均演色評価数Ｒａは９３．２、特殊演色評価数Ｒ９は９７．３であった。このように、本実施の形態の発光装置１００は、従来の白色ＬＥＤと比較して、可視波長域において連続的なスペクトル分布を実現でき、赤色成分や青色成分の不足を補うとともに、高い演色性を有するという従来にない優れた特性を備える。

また、第１の青色ＬＥＤチップ１０の順方向電流を１とした場合、第２の青色ＬＥＤチップ２０の順方向電流は、０．２５±１０％、青緑色ＬＥＤチップ３０の順方向電流は、０．３７５±１０％程度とすることができるが、順方向電流の比率はこれに限定されるものではない。

また、本実施の形態の発光装置１００の各ＬＥＤチップは、いずれもＧａＮ系化合物半導体を発光層とするものであり、同じ素材による発光層を備えるので、経年変化による色変化の割合が同等程度となり、発光装置１００全体としての経年変化による色変動を抑制することができる。

実施の形態２
図４は実施の形態２に係る発光装置２００の構成の一例を示す平面図である。実施の形態１では、ＬＥＤチップを３個実装した構成であったが、実施の形態２では４個のＬＥＤチップを実装する。図４において、１はセラミック、ガラスエポキシ樹脂、ナイロン樹脂又は液晶ポリマー等からなる矩形状の基板である。基板１の一側面には、適長離隔して、外部回路に接続するための電極１１、２１、５１、６１を設けている。また、基板１の前述の一側面と反対側の面には、電極１１、２１、５１、６１に対応させて電極１２、２２、５２、６２を設けている。電極１１、１２、電極２１、２２、電極５１、５２及び電極６１、６２それぞれは一対をなし、一方には所定の電圧が印加され、他方は接地レベルに接続される。

基板１の中央付近には、発光ピーク波長が異なる青色光を発する２つの青色発光素子の一方である第１の青色ＬＥＤチップ１０、青色発光素子の他方である第２の青色ＬＥＤチップ２０、赤色光を発する赤色発光素子としての赤色ＬＥＤチップ５０、緑色光を発する緑色発光素子としての緑色ＬＥＤチップ６０を実装してある。第１の青色ＬＥＤチップ１０は、金線１３により電極１１、１２にボンディングされている。第２の青色ＬＥＤチップ２０は、金線２３により電極２１、２２にボンディングされている。赤色ＬＥＤチップ５０は、金線５３により電極５１、５２にボンディングされている。緑色ＬＥＤチップ６０は、金線６３により電極６１、６２にボンディングされている。発光ピーク波長は、ドミナント波長（人間が目で見たときに感じる単波長に相当）である。また、青色ＬＥＤチップ１０、２０は、それぞれ実施の形態１の場合と同様である。

赤色ＬＥＤチップ５０は、ＡｌＩｎＧａＰ系化合物半導体を発光層として有する。赤色ＬＥＤチップ５０の発光ピーク波長は、例えば、６１０〜６３０ｎｍの範囲内とすることができる。緑色ＬＥＤチップ６０は、ＧａＮ系化合物半導体を発光層として有する。緑色ＬＥＤチップ６０の発光ピーク波長は、例えば、５１５〜５３５ｎｍの範囲とすることができる。なお、基板１の形状、基板１上の各ＬＥＤチップの配置や個数は一例であって、図４の例に限定されるものではない。

実施の形態１と同様、基板１の上側外周には、各ＬＥＤチップを封止するための封止部２を枡状に周設してある。封止部２の内側側面は、実施の形態１と同様に、各ＬＥＤチップからの光を反射する反射面となっている。封止部２の内側は、黄色蛍光体４１を含有した被覆部としての光透過性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）４０などを充填してある。光透過性樹脂４０は、基板１上に実装された第１の青色ＬＥＤチップ１０、第２の青色ＬＥＤチップ２０、赤色ＬＥＤチップ５０、緑色ＬＥＤチップ６０を覆うとともに封止している。黄色蛍光体４１は、実施の形態１と同様である。

図５は実施の形態２に係る発光装置２００の発光特性の一例を示す説明図である。横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は波長毎の光のエネルギー量を示し、単位はＷ／ｎｍである。従来の青色ＬＥＤの半値幅（相対発光強度がピーク波長の値に対して半分になる波長幅）は一般的に２０〜３０ｎｍと範囲が狭いため、従来のように１つの青色ＬＥＤだけでは、青色の波長域で発光スペクトルの発光強度が小さくなる波長域が生じる。実施の形態２の発光装置２００は、発光ピーク波長が異なる青色光を発する２つの青色ＬＥＤチップ１０、２０を備えることにより、図５に示すように、青色の波長域において連続的なスペクトル分布を得ることができる。

また、緑色ＬＥＤチップ６０を備えることにより、緑色の波長域（例えば、５００〜５６０ｎｍの波長域を含む）においても連続的なスペクトル分布を得ることができる。また、従来の白色ＬＥＤにおいて存在していた発光スペクトルの谷（発光強度が小さい波長域）、例えば、５００〜５１０ｎｍの範囲の発光強度を大きくし、連続的なスペクトル分を得ることができ、色成分の不足を補うことができる。

さらに、黄色蛍光体４１を備えることにより、５４０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲にピークを有する黄色（黄緑色、及び黄色に近い橙色も含む）の光を発光することができる。また、赤色ＬＥＤチップ５０を備えることにより、６１０ｎｍ〜６３０ｎｍの範囲にピークを有する赤色の光を発光することができる。これにより、従来の白色ＬＥＤでは不足していた赤色成分の発光強度を高めるとともに、黄色から赤色までの波長域の発光強度を高め、可視波長域において連続的なスペクトル分布を得ることができるとともに、演色性の優れた白色光源を実現することができる。

実施の形態２の発光装置２００の特性の一例としては、第１の青色ＬＥＤチップ１０の順方向電流を３５ｍＡ、第２の青色ＬＥＤチップ２０の順方向電流を２０ｍＡ、赤色ＬＥＤチップ５０の順方向電流を１０ｍＡ、緑色ＬＥＤチップ６０の順方向電流を２５ｍＡとした場合、ｘｙ色度図の座標値（ｘ、ｙ）は、（０．３４１、０．３８５）であり、色温度は５２１４Ｋ、平均演色評価数Ｒａは８９．９、特殊演色評価数Ｒ９は８４．８であった。実施の形態１と比較した場合、平均演色評価数Ｒａ及び特殊演色評価数Ｒ９の値は低いものの、従来の白色ＬＥＤと比較すれば平均演色評価数Ｒａ及び特殊演色評価数Ｒ９の値は大きい。このように、実施の形態２の発光装置２００は、従来の白色ＬＥＤと比較して、可視波長域において連続的なスペクトル分布を実現でき、赤色成分や青色成分の不足を補うとともに、高い演色性を有するという従来にない優れた特性を備える。

また、第１の青色ＬＥＤチップ１０の順方向電流を１とした場合、第２の青色ＬＥＤチップ２０の順方向電流は、０．５７±１０％、赤色ＬＥＤチップ５０の順方向電流は、０．２９±１０％、緑色ＬＥＤチップ６０の順方向電流は、０．７１±１０％程度とすることができるが、順方向電流の比率はこれに限定されるものではない。

なお、実施の形態２において、緑色ＬＥＤチップ６０に代えて、青緑色ＬＥＤチップ３０を用いることもできる。

上述の実施の形態では、光透過性樹脂４０に蛍光体を含有する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、蛍光体を含有しない光透過性樹脂で各ＬＥＤチップを封止し、光透過性樹脂の表面に、各ＬＥＤチップを覆うように蛍光体を含む蛍光体シートや蛍光体膜を塗布する構成であってもよい。

上述の実施の形態では、各ＬＥＤチップを１つのパッケージとして構成したものであるが、これに限定されるものではなく、複数のパッケージに分けることもできる。例えば、１つのパッケージに第１の青色ＬＥＤチップ１０、赤色ＬＥＤチップ５０、緑色ＬＥＤチプ６０を実装し、別のパッケージに第２の青色ＬＥＤチップ２０を実装し、それぞれのパッケージには黄色蛍光体４１を含有させる。そして、基板上に２つのパッケージを適宜配置する構成とすることもできる。

１基板
１０第１の青色ＬＥＤチップ（青色発光素子）
２０第２の青色ＬＥＤチップ（青色発光素子）
３０青緑色ＬＥＤチップ（青緑色発光素子）
４０封止部
４１黄色蛍光体
４２赤色蛍光体
５０赤色ＬＥＤチップ（赤色発光素子）
６０緑色ＬＥＤチップ（緑色発光素子）

Claims

発光ピーク波長が異なる青色光を発する２つの青色発光素子と、
青緑色光を発する青緑色発光素子と、
前記青色発光素子からの励起光により所定の波長の光を発する赤色蛍光体及び黄色蛍光体を含有し、前記青色発光素子及び青緑色発光素子を覆う被覆部と
を備えることを特徴とする発光装置。
前記青色発光素子の一方は、
波長が４５０〜４６０ｎｍの範囲で発光ピークを有し、
前記青色発光素子の他方は、
波長が４７０〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有し、
前記青緑色発光素子は、
波長が５００〜５１０ｎｍの範囲で発光ピークを有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
前記赤色蛍光体は、
前記青色発光素子からの励起光により波長が６２０〜６６０ｎｍの範囲で発光ピークを有する光を発し、
前記黄色蛍光体は、
前記青色発光素子からの励起光により波長が５４０〜６００ｎｍの範囲で発光ピークを有する光を発することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。