JP6356606B2

JP6356606B2 - 歯科用照明装置

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Publication number: JP6356606B2
Application number: JP2014539617A
Authority: JP
Inventors: 昌彦山川; 勝利中川; 康博白川; 恭正大屋; 岡村　正巳; 正巳岡村
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Materials Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Materials Co Ltd
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2013-10-03
Publication date: 2018-07-11
Anticipated expiration: 2033-10-03
Also published as: EP2905818A4; JP2018107471A; EP3176836A1; WO2014054290A1; EP3176836C0; JP2020014006A; EP3176836B1; CN104718633A; CN104718633B; EP2905818B1; JPWO2014054290A1; JP6763071B2; EP2905818A1

Description

本発明は、歯科用照明装置に関する。

近年、省エネルギー対策や二酸化炭素の排出量削減の観点から発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ：ＬＥＤ）を使用した白色発光装置が注目されている。例えば、タングステンフィラメントを使った従来の白熱電球と比較した場合、ＬＥＤは長寿命で、かつ省エネルギーが可能である。従来の白色発光装置では、例えば４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下の波長領域に発光強度のピークを有する青色ＬＥＤを使用してＹＡＧ蛍光体を励起させ、さらに青色ＬＥＤの青色光とＹＡＧ蛍光体の黄色光とを混合して白色光を実現していた。

ＬＥＤを使用した白色発光装置は、信号機や液晶表示装置のバックライト、さらには室内灯などの一般用照明機器としても広く使用されている。従来の青色ＬＥＤを使った白色発光装置の発光スペクトルでは、青色ＬＥＤの青色光のピーク高さが蛍光体における黄色光のピーク高さの１．５倍以上と高く、青色光の影響が強い傾向があった。

一方、ＬＥＤを使用した白色発光装置の普及に伴って、白色発光装置に求められる要求も様々になってきている。例えば、青色ＬＥＤとＹＡＧ蛍光体を組み合わせた白色発光装置は、見る方向によっては黄色っぽく見えたり、青色や黄色の色むらが発生するといった問題があった。

このような問題を解決するために、例えば紫外発光ダイオードと蛍光体を組み合わせた白色発光装置が提案されている。紫外発光ダイオードと、青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体の３種の蛍光体とを組み合わせた白色発光装置によれば、高い演色性が実現されている。

従来の白色発光装置では、高い演色性を実現するため、赤色の発光強度のピークが高くなるように設定されている。このような発光スペクトルを持つ白色発光装置で物を照らすと、被照射物（光が照らされた物）の色合いは鮮明に見える。一方で、洋服などの場合、高い演色性の白色発光装置で照射された色合いと太陽光の下の色合いが異なるように感じることがある。つまり、高い演色性の白色発光装置から放射された光が照射される場合と太陽光が照射される場合において、同じ被照射物であるにも関わらず色の違いを感じるといった問題が生じていた。

青色ＬＥＤを使った白色発光装置では、青色ＬＥＤの発光が強すぎるために、必要以上に眩しかったり、概日リズム等で人体に悪影響を受けるなどの報告がなされている。このように、青色ＬＥＤを使った白色発光装置の普及により、様々な問題が生じている。

白色発光装置の一つに歯科用照明装置が挙げられる。歯科治療として、虫歯の治療、歯茎の治療などの口内治療や、美容のための歯の白色化（いわゆるホワイトニング）といった審美治療など様々な治療方法がある。歯科用照明装置は、口の中を照らすため一定の演色性が求められるが、従来の青色ＬＥＤを用いた白色発光装置を具備する照明装置では演色性が不足しているため、口内の色合いを正確に把握できないとの問題があった。このため、高い演色性の白色ＬＥＤ照明として様々な歯科用照明装置が開発されている。

さらに、歯科治療の一種として、専用の歯科用樹脂を用いた治療がある。治療後に歯科用樹脂を塗布し、歯科用樹脂を固めることにより治療箇所を保護することができる。治療箇所と硬化した歯科用樹脂との間に隙間が生じると、過敏症、マイクロリーケージ、エナメル質エッジ欠け、二次的虫歯等を引き起こす可能性が高まる。このため、硬化前の歯科用樹脂を治療箇所に塗布するときには、隙間が生じないように塗布し、その後、硬化させる必要がある。

歯科用樹脂には、一般的に３８０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の波長の光で硬化する光硬化型樹脂が用いられている。従来の歯科用樹脂では、青色ＬＥＤの光が強いと早く硬化してしまい、治療箇所と硬化した歯科用樹脂との間に隙間が生じてしまうといった問題が生じていた。また、高い演色性の白色発光装置に関しても同様の問題が生じていた。

特開平１０−２４２５１３号公報国際公開第２００７／０３７１２０号特表２００８−５４０５４２号公報特許第４８６２０９８号公報

本発明が解決しようとする課題は、青色の可視光領域の光強度が強いために感じる眩しさ、概日リズムへの影響、歯科治療への影響の少なくとも一つを改善することである。

実施形態の歯科用照明装置は、３５０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域に発光強度のピークを有する光を発する発光ダイオードと、発光ダイオードの光による励起により白色光を発する蛍光体層と、を具備する白色発光装置を具備する。蛍光体層は、４２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長領域に互いに異なる発光強度のピークを有する複数の蛍光体を含む。白色光の相関色温度は３６００Ｋ以上６４００Ｋ未満であり、白色光の平均演色評価数Ｒａは８５よりも大きく、かつ白色光の特殊演色評価数Ｒ９が８０以上である。白色光の３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における放射束積分値を積分値Ａとし、３８０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域における放射束積分値を積分値Ｂとし、４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域における放射束積分値を積分値Ｄとしたとき、積分値Ａに対する積分値Ｂの比が０．３以下であり、積分値Ａに対する積分値Ｄの比が０．０８以上０．２５以下である。

実施形態の白色発光装置の一例を示す図である。実施形態の照明装置の一例を示す図である。実施形態の照明装置の一例を示す図である。実施例１−１の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。実施例１−２の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。実施例１−３の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。実施例１−４の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。実施例１−５の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。実施例１−６の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。実施例１−７の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。実施例１−８の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。実施例１−９の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。実施例２−１の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。実施例２−２の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。実施例２−３の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。実施例２−４の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。比較例２−１の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。比較例２−２の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。比較例２−３の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。従来の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。従来の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。

（第１の実施形態）
本実施形態の白色発光装置は、発光ダイオードと、発光ダイオードの光による励起により白色光を発する蛍光体層と、を具備する。

発光ダイオードは、３５０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域に発光強度のピーク（発光ピーク波長）を有することが好ましい。発光ダイオードとしては、いわゆる紫外線発光、紫色発光または青色発光の発光ダイオードを用いることができる。紫外線発光、紫色発光または青色発光の発光ダイオードは、蛍光体を励起するために好適である。さらに、紫外線発光、紫色発光または青色発光の発光ダイオードと様々な蛍光体を使用することにより白色光を得ることができる。

白色光の３５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、任意の発光強度の極大値に対する、長波長側で該極大値に最近接する発光強度の極小値の比（極小値のピーク高さ／極大値のピーク高さ）は、極大値を１としたとき０．５以上であることが好ましい。例えば、ＪＩＳ−Ｃ−８１５２に準じた積分球を使った全光束測定により、白色発光装置の発光スペクトルを測定することができる。

発光強度の極大値（以下、極大値という）とは、発光スペクトルが山形状を示す部分の最大値である。つまり、極大値は、上がって下がる山形状における最大値を示す。また、発光強度の極小値（以下、極小値という）は、発光スペクトルが谷形状を示す部分の最小値を示す。つまり、極小値は、下がって上がる谷形状における最小値を示す。そのため、なだらかに上がり続ける場合（平行も含む）、つまりは下がる部分が無い場合は極大値とは呼ばない。また、なだらかに下がり続ける場合（平行も含む）、つまりは上がる部分が無い場合は極小値とは呼ばない。

白色光における任意の極大値に対する、長波長側で該極大値に最近接する極小値の比を、極大値を１としたとき、０．５以上と大きくすること、つまりは白色光の発光スペクトルの凹凸を小さくすることにより、可視光領域において不足する波長領域を無くし、物体の色の見え方を太陽光（自然光）の場合の見え方と同等にすることができる。また、極大値があっても長波長側で極大値に最近接する極小値がない場合において、極大値に対する極小値の比は限定されない。言い換えれば、発光スペクトルにおいて極大値に対する、極大値に最近接する極小値がある場合、すべての極大値に対する極小値の比が、極大値を１としたとき０．５以上になる。

発光スペクトルの凹凸を小さくする観点から、白色光の３５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域において、任意の発光強度の極大値に対する、長波長側で該極大値に最近接する発光強度の極小値の比は、極大値を１としたとき、０．７以上であることがより好ましい。なお、極大値と長波長側に最近接する極小値の比の上限は、１であることが好ましく、また、製造性を考慮すると０．９５以下であることが好ましい。

ここで、図４を用いて極大値と極小値の測定例を示す。図４は、後述する実施例１−１の発光スペクトルを示す図である。図４において、最大ピーク強度は、波長６３５ｎｍに存在する。このとき、任意の極大値は、極大値（１）（４０９ｎｍ）となり、長波長側で極大値（１）に最近接する極小値は、極小値（２）（４２９ｎｍ）となる。最大ピーク強度を１としたとき、極大値（１）に対する極小値（２）の比は、０．５４（極小値（２）の発光強度＝０．１２／極大値（１）の発光強度＝０．２２）となる。このように、３５０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における発光強度の極大値を任意の極大値にしてもよい。

白色光の色温度は、２５００Ｋ以上７０００Ｋ以下であることが好ましい。色温度の単位はケルビン（Ｋ）である。この色温度が２５００Ｋ未満または７０００Ｋを超えると、太陽光にない色温度となってしまうおそれがある。さらに、色温度は２７００Ｋ以上６７００Ｋ以下であることがより好ましい。なお、色温度は、各色の蛍光体の混合比によって調整可能である。色温度は、発光スペクトルから計算により求められる。

白色光は、４９０ｎｍを超えて７８０ｎｍ以下の波長領域に最大ピーク強度を有することが好ましい。最大ピーク強度が４９０ｎｍを超えて７８０ｎｍ以下の波長領域にあるということは、３５０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域に最大ピーク強度がないことを意味する。最近の研究では、アジア（日本含む）や欧州の人が比較的、青色光を眩しく感じると報告されている。また、長時間青色光を浴びることによる人体への悪影響についても報告されている。例えば、網膜障害やメラトニン分泌抑制等の問題である。また、紫外光を長時間浴びることによる人体への悪影響についても報告されている。そのため、白色光の発光スペクトルにおいて、紫外線領域から青色の可視光領域までの最大ピーク強度をなくすことにより、人体への悪影響を抑制することができる。

紫外線領域から青色の可視光領域までの発光成分は、なるべく少ない方が望まれる。具体的には、黒体輻射のスペクトルに含まれる青色光等の成分と同程度であることが望ましい。人は、太陽光、炎の下で長年生活してきた。人工光が人の生活に取り入れられたのは、たかだか１００年余りであり、人にとって慣れ親しんだ光は太陽光である。よって、人の健康にとって最も望ましい光は太陽光であり、太陽光に相当する黒体輻射の連続スペクトルが望まれる。特に、歯科用照明装置のような顔に近い距離で使用される照明装置に関しては、白色光の発光スペクトルが太陽光の発光スペクトルに近似していることが望まれる。

よって、紫外線領域から青色の可視光領域までの発光成分について、望ましい強度を以下のように定義する。上記白色発光装置の白色光のスペクトルと、同一の色温度の黒体輻射のスペクトルと、を視感輝度を同じにして比較した場合、上記黒体輻射のスペクトルの発光強度に対する、白色光の３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域における最大発光強度の比は、１．５以下であることが好ましい。

上記強度の比が１．５以下であると、ほぼ太陽光に近いスペクトル分布と看做すことができ、この光源を人が不快に感じることはない。なお、上記強度比は、小さいほど望ましい。しかしながら、強度比が極端に小さ過ぎると、光源中の青色成分が少なくなり、物の見え方が不自然になる。よって、光源には青色光も一定強度以上含まれていることが望ましく、上記強度の比のより望ましい範囲は、０．８以上１．２以下である。

実施形態の白色発光装置によれば、例えば図２１に示す従来の白色発光装置の発光スペクトルと比較して白色発光装置の発光スペクトルの凹凸を小さくしているので、太陽光を照射したときと同様に物体の色合いを感じ取ることができる。図２１は、紫外発光ダイオードと、青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体を組み合わせた従来の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。また、例えば図２０に示す従来の白色発光装置の発光スペクトルと比較して青色の可視光領域の発光スペクトルの割合を制御することにより、歯科用樹脂における必要以上の早期の硬化を防止することができる。図２０は、青色発光ダイオードとＹＡＧ蛍光体を組み合わせた従来の白色発光装置の発光スペクトルを示す図である。

（第２の実施形態）
本実施形態の白色発光装置は、発光ダイオードと、発光ダイオードの光による励起により白色光を発する蛍光体層と、を具備する。

発光ダイオードは、３８０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下、特に３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長領域に発光強度のピーク（発光ピーク波長）を有することが好ましい。ピークが３８０ｎｍ未満の波長領域に存在する場合、紫外線光が強くなり過ぎ、蛍光体層から紫外線光が漏れたときに人体へ悪影響がでるおそれがある。また、ピークが４８０ｎｍの波長領域に存在する場合、後述する蛍光体の発光源として適切でなく、演色性を低下させるおそれがある。また、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長領域に発光ピーク波長を有する発光ダイオードは、蛍光体の励起源として好適である。また、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長領域に発光強度のピークを有する発光ダイオードを用いることにより白色光の発光スペクトルを調整しやすい。

白色光の５５５ｎｍの波長での放射束に対して４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域でのピーク放射束（放射束の最大値）の比は、０．５以上１．３以下であることが好ましい。また、白色光の５５５ｎｍの波長での放射束に対して３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長領域でのピーク放射束の比が０以上１．３以下であることが好ましい。

白色光の３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における放射束積分値を積分値Ａとし、３８０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域における放射束積分値を積分値Ｂとしたとき、積分値Ａに対する積分値Ｂの比（積分値Ｂ／積分値Ａ）は、０．３以下であることが好ましい。積分値Ｂ／積分値Ａが０．３を超えると、発光スペクトル中に３８０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長成分が多すぎて、人体への影響や、歯科用樹脂の早期硬化を招くおそれがある。３８０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長の光とは、紫外線領域から青色の可視光領域までの光であり、上記波長の光は、色温度および演色性の調整に必要である。しかしながら、例えば図２０の発光スペクトルを有する白色発光装置のように、３８０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域の光成分が多すぎると、いわゆるブルーハザードの問題が生じる。また、歯科用樹脂は、３８０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域の光で硬化しやすく、歯科治療中に必要以上に早く硬化してしまうおそれがある。

３８０ｎｍ以上４２９ｎｍ以下の波長領域における放射束積分値を積分値Ｃとし、４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域における放射束積分値を積分値Ｄとしたとき、積分値Ａに対する積分値Ｃの比（積分値Ｃ／積分値Ａ）は０．０１以上０．１２以下であることが好ましく、積分値Ａに対する積分値Ｄの比（積分値Ｄ／積分値Ａ）は０．０８以上０．２５以下であることが好ましい。３８０ｎｍ以上４２９ｎｍ以下の波長領域（紫外線領域から紫色の可視光領域までの波長領域）の積分値（面積比）および４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域（青色の可視光領域）の積分値（面積比）を上記範囲にすることにより、演色性を低下させずに色温度を調整することができる。なお、例えばＪＩＳ−Ｃ−８１５２に準じて積分球を使った全光束測定により、白色光の発光スペクトルを測定することができる。

発光スペクトルのピーク高さを調整することが好ましい。例えば、５５５ｎｍの波長での放射束のピーク（ピーク_{５５５ｎｍ}）を１としたとき、５５５ｎｍの波長での放射束のピークに対して４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域でのピーク放射束（ピーク_{４３０−４８０ｎｍ}）の比（ピーク_{４３０−４８０ｎｍ}／ピーク_{５５５ｎｍ}）は、０．５以上１．３以下であることが好ましい。５５５ｎｍを基準とするのは、ＣＩＥ（国際照明委員会）において、人間の目の光に対する感度を視感度と呼び、標準分光比視感度Ｖ（λ）として定めており、このＣＩＥが定めた分光視感効率Ｖ（λ）において、約５５５ｎｍの波長の光が最も高い感度で認識することができるとされているためである。４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域でのピーク放射束（ピーク_{４３０−４８０ｎｍ}）は、４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域の中で最も高い発光強度のピークを示す。ピーク_{４３０−４８０ｎｍ}／ピーク_{５５５ｎｍ}が０．５未満の場合、発光スペクトル中の青色成分が不足するために演色性が低下するおそれがあり、また目的とする色温度が得られないおそれがある。また、ピーク_{４３０−４８０ｎｍ}／ピーク_{５５５ｎｍ}が１．３を超える場合、発光スペクトル中の青色成分が多すぎて、必要以上に眩しく感じたり、概日リズムへの影響が懸念される。また、歯科用樹脂が早期に硬化してしまうおそれがある。そのため、ピーク_{４３０−４８０ｎｍ}／ピーク_{５５５ｎｍ}は、０．５以上１．３以下であることが好ましく、さらに０．５以上１．２以下であることが好ましい。

５５５ｎｍの波長での放射束のピーク（ピーク_{５５５ｎｍ}）を１としたとき、５５５ｎｍの波長での放射束のピークに対して３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長領域でのピーク放射束（ピーク_{３８０−４２０ｎｍ}）の比（ピーク_{３８０−４２０ｎｍ}／ピーク_{５５５ｎｍ}）は、０以上１．３以下であることが好ましい。３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長領域でのピーク放射束は、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長領域の中で最も高い発光強度のピークを示す。ピーク_{３８０−４２０ｎｍ}／ピーク_{５５５ｎｍ}が０の場合、３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長領域の発光成分が無いことを示す。また、ピーク_{３８０−４２０ｎｍ}／ピーク_{５５５ｎｍ}が１．３を超える場合、紫外線領域または紫色の可視光領域の光成分が多すぎて必要以上に眩しく感じたり、概日リズムへの影響が懸念される。また、歯科用樹脂が早期に硬化してしまうおそれがある。そのため、ピーク_{３８０−４２０ｎｍ}／ピーク_{５５５ｎｍ}を０以上１．３以下にすることが好ましく、さらには０以上１．０以下にすることが好ましい。歯科用樹脂は、紫外線領域から青色の可視光領域までの光の量および強さに応じて硬化する。本実施形態の白色発光装置のように、積分値（光の量）と強さ（ピークの高さ）を制御することにより、必要以上に眩しく感じること（ぎらつき感）や概日リズムへの影響を低減することができる。さらには、歯科用照明装置などの照明装置の場合において、歯科用樹脂における必要以上の早期の硬化を防止することができる。

歯科用照明装置などの照明装置は、ＪＩＳＴ５７５３：２０１２で色度範囲が規定されている。色度範囲を相関色温度に変換した場合、白色発光装置の相関色温度は、３６００Ｋ以上６４００Ｋ未満であることが好ましい。相関色温度とは、光源色と最も近い色に見える黒体放射の色（温度）で表される温度である。相関色温度の単位はケルビン（Ｋ）である。相関色温度は、光源の光色（青っぽい、赤っぽいなど）を表す尺度であり、光源と最も近い色に見える黒体放射の色（温度）で表示した値である。相関色温度が３６００Ｋ未満では、光源の光色が赤っぽくなり過ぎて演色性が低下する。一方、６４００Ｋ以上では光源の光色が青くなり過ぎ、青色の可視光領域の突出した発光スペクトルとなりやすい。そのため、相関色温度は３６００Ｋ以上６４００Ｋ未満、さらには４２５０Ｋ以上５５００Ｋ以下が好ましい。相関色温度は、発光スペクトルから計算により求められる。

平均演色評価数ＲａもＪＩＳ５７５３：２０１２に規定があり、白色発光装置の平均演色評価数Ｒａは、８５よりも大きいことが好ましい。演色性とは、太陽光（自然光や黒体放射ともいう）と比較して物を見たときに、その照明での色の見え方の特性である。太陽光により照らされたときと似た色の見え方であったときに高い演色性の白色発光装置となる。平均演色評価数Ｒａは、客観的判断基準として設定された値であり、評価したい光源と規定の基準光源との比較で、評価したい光源が演色評価用の色票を照明したときに生じる色ずれを、指数として表した値である。平均演色評価数Ｒａの最大値は、１００であり、演色性の色ずれが大きくなるに従って数値が小さくなり、太陽光の下でみえる自然色とかけ離れた見え方になる。よって、平均演色評価数Ｒａは、８５よりも大きく、さらには９０よりも大きいことが好ましい。なお、例えばＪＩＳ−Ｚ−８７２６に準じた測定により平均演色評価数Ｒａを測定することができる。

特殊演色評価数Ｒ９は、８０以上であることが好ましい。近年は発光色への要求が厳しくなり、特殊演色評価数Ｒ９ないしＲ１５がＪＩＳ規格において設定されている。本実施形態の白色発光装置では、特殊演色評価数Ｒ９が８０以上であることが好ましい。特殊演色評価数Ｒ９が８０以上の場合、基準光源と比べて赤色の色合いが自然光に近い。特殊演色評価数Ｒ９を選定した理由は、演色性を向上させるために赤色を調整することが重要であるからである。また、特殊演色評価数Ｒ９の測定は、ＪＩＳ−Ｚ−８７２６に準じた方法により行なわれる。

（第３の実施形態）
本実施形態では、上記第１の実施形態および第２の実施形態における白色発光装置の蛍光体の例について説明する。

第１の実施形態および第２の実施形態における白色発光装置の蛍光体層は、複数の蛍光体を含む。蛍光体は、発光ダイオードの発光を励起源として発光する。例えば、青色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤの３種の発光ダイオードを組合せて白色光を再現する方法もあるが、発光ダイオードの光はシャープな発光スペクトルを示すため、人には眩しく感じられる。特に、歯科治療のように顔の近くで使う場合には適さない。また、第１の実施形態および第２の実施形態における白色発光装置のような発光スペクトルを有することは困難である。蛍光体の発光スペクトルは、発光ダイオードの発光スペクトルと比較してブロードな発光スペクトルである。そのため、蛍光体の光を利用して白色発光装置の白色光を形成すると、第１の実施形態および第２の実施形態のような発光スペクトルを有する白色光を形成し易い。

複数の蛍光体のそれぞれは、４２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長領域に互いに異なる発光強度のピークを有することが好ましい。例えば、複数の蛍光体は、互いに異なる発光強度のピークを有する蛍光体を３種以上、さらには４種以上有することが好ましい。特に、発光ダイオードの発光強度のピークが３５０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の範囲にある場合、４種以上の蛍光体を使うことが好ましい。また、発光ダイオードの発光強度のピークが４２１ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲にある場合、３種以上の蛍光体を使うことが好ましい。上記蛍光体としては、青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体の中から３種、さらには４種を選択することが好ましい。

上記複数の蛍光体の少なくとも一つにおける発光ピーク波長（発光強度のピーク）の半値幅は、５０ｎｍ以上であることが好ましい。発光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上とブロードな発光スペクトルを持つ蛍光体を用いることにより、例えば任意の発光強度の極大値に対する、長波長側で該極大値に最近接する発光強度の極小値の比を、極大値を１としたときに０．５以上に調整しやすくなる。また、人の目に優しい白色光を得ることができる。また、異なる発光強度のピークを有する３種以上の蛍光体を用いる場合、少なくとも１種の蛍光体の発光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上であればよいが、２種、さらには３種以上の蛍光体の発光ピーク波長の半値幅が５０ｎｍ以上であることがより好ましい。また、半値幅の上限は１００ｎｍ以下であることが好ましい。

発光ダイオードの発光スペクトルおよび複数の蛍光体のそれぞれの発光スペクトルのうち、複数の発光スペクトルが重なる領域を有することが好ましい。第１の実施形態の白色発光装置および第２の実施形態の白色発光装置では、可視光領域、特に４２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長領域において単独で突出した領域を作らないことが有効である。そのためには、発光ダイオードの発光スペクトルおよび複数の蛍光体のそれぞれの発光スペクトルのうち、２以上の発光スペクトル（例えば発光強度のピークが隣接する発光スペクトル）が重なる領域を少なくとも１か所有することが好ましい。また、発光スペクトルが重なる領域は２か所、さらには３か所と多い方が好ましい。

蛍光体として適用可能な蛍光体材料は、発光ダイオードの光によって可視光を発することができるのであれば、特に限定されない。例えば、以下に示す材料が挙げられる。

青色蛍光体（Ｂ）の例としては、ユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩蛍光体（発光ピーク波長が４４０ｎｍ以上４５５ｎｍ以下）やユーロピウム付活バリウムマグネシウムアルミン酸塩蛍光体（発光ピーク波長が４５０ｎｍ以上４６０ｎｍ以下）などが挙げられる。また、青緑色蛍光体として、ユーロピウム付活ストロンチウムアルミン酸塩蛍光体（発光ピーク波長が４８０ｎｍ以上５００ｎｍ以下）や、ユーロピウム、マンガン付活バリウムマグネシウムアルミン酸塩蛍光体（発光ピーク波長が５１０ｎｍ以上５２０ｎｍ以下）などが挙げられる。

緑色蛍光体（Ｇ）の例としては、ユーロピウム付活オルソ珪酸塩蛍光体（発光ピーク波長が５２０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下）、ユーロピウム付活βサイアロン蛍光体（発光ピーク波長が５３５ｍ以上５４５ｎｍ以下）、ユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン蛍光体（発光ピーク波長が５１０ｎｍ以上５３０ｎｍ以下）などが挙げられる。

黄色蛍光体（Ｙ）の例としては、ユーロピウム付活オルソ珪酸塩蛍光体（発光ピーク波長が５５０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下）やセリウム付活希土類アルミニウムガーネット蛍光体（発光ピーク波長が５５０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下）などが挙げられる。

赤色蛍光体（Ｒ）の例としては、ユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン蛍光体（発光ピーク波長が６００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下）、ユーロピウム付活カルシウムストロンチウム窒化物蛍光体（発光ピーク波長が６１０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下）、ユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体（発光ピーク波長が６２０ｎｍ以上６３０ｎｍ以下）、マンガン付活マグネシウムフロロジャーマネート（発光ピーク波長が６４０ｎｍ以上６６０ｎｍ以下）やユーロピウム付活アルカリ土類窒化物蛍光体（発光ピーク波長が６００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下）などが挙げられる。

蛍光体の平均粒径は、１μｍ以上１００μｍ以下、さらには５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。例えば、発光強度のピークが異なる３種以上の蛍光体を用いる場合、各蛍光体を均一に混合する必要があるため、平均粒径は、１μｍ以上１００μｍ以下、さらには５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。

（第４の実施形態）
本実施形態では、第１の実施形態および第２の実施形態における白色発光装置の構造例、および白色発光装置を具備する照明装置について説明する。

本実施形態の白色発光装置として、パッケージ型白色発光装置を図１に示す。図１は、本実施形態の白色発光装置の例を示す図である。

図１に示す白色発光装置１は、ＬＥＤチップ３と、ＬＥＤチップ３が設置された基体部２と、ＬＥＤチップ３を覆うように設けられた透明樹脂層４と、さらに透明樹脂層４上に設けられた蛍光体層５と、を具備する。透明樹脂層４の厚さは、０．０１ｍｍ以上０．１ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。ＬＥＤチップ３の発光強度のピークが３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長領域にある場合、透明樹脂層４を設けることにより、紫外線漏れを低減でき、人体への影響を低減および周辺部材の劣化を防止することができる。透明樹脂層４は、特に限定されないが、シリコーン樹脂であることが好ましい。なお、透明樹脂層４は、必要に応じて設ければよく、例えばＬＥＤチップ３の発光強度のピークが４２１ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域にある場合は、透明樹脂層４を設けなくてもよい。

蛍光体層５は、蛍光体と樹脂とを混合した層であることが好ましい。また、蛍光体ペーストを塗布して硬化することにより蛍光体層５を作製する方法や、蛍光体ペーストをキャップ状に成形した成形体を被せることにより蛍光体層５を作製する方法などを用いてもよい。蛍光体層５の厚さは０．０１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。蛍光体層５の厚さが０．０１ｍｍ未満の場合、蛍光体層５が薄すぎてＬＥＤチップ３の光が漏れて、目的とするピーク比を有する発光スペクトルが得難い。一方、蛍光体層５の厚さが３ｍｍを超える場合、ＬＥＤチップ３の光が蛍光体層中に均一に届かないため発光色のばらつきが生じるおそれがある。

図１では、一つのＬＥＤチップに一つの蛍光体層を設けた構造（ワンチップ型白色発光装置）となっているが、複数のＬＥＤチップを蛍光体層で覆う構造（マルチチップ型白色発光装置）であってもよい。

さらに、照明装置の一例を図２に示す。図２に示す照明装置６は、基材７と、基材７に複数個配置された白色発光装置１と、を具備する。白色発光装置１としては、例えば上記実施形態の白色発光装置を用いることができる。なお、必要に応じてレンズやカバーなどの別の部品を取り付けてもよい。照明装置６は、例えば歯科用照明装置として用いられる。

なお、図２では、平板の基材上に複数個の白色発光装置を配置した例を示したが、これに限定されず、照明装置の形状は、電球型などの形状であってもよい。また、特許第４８６２０９８号公報（特許文献４）に記載されたようなグローブの内面に蛍光体層を設けた構造であってもよい。また、グローブの内面に蛍光体層を設けた白色発光装置を複数個配置して照明装置としてもよい。

さらに、照明装置の他の例を図３に示す。図３に示す照明装置６は、白色発光装置１と、白色発光装置８と、を具備する。白色発光装置１としては、例えば上記実施形態の白色発光装置を用いることができる。また、白色発光装置８としては、白色発光装置１とは異なる発光スペクトルを示す白色発光装置を用いることができる。図３では、白色発光装置１と白色発光装置８を複数配置して照明装置を構成している。なお、照明装置の構造によっては、白色発光装置１のみを照明装置に設けてもよい。また、リフレクタやレンズなどを配置して光の指向性を調整してもよい。

例えば、白色発光装置８の発光スペクトルを図２０に示したような青色の可視光領域が突出する発光スペクトルにすることにより、青色の可視光領域の突出を抑えた発光スペクトルの白色光を発光する白色発光装置１と青色の可視光領域の突出した発光スペクトルの白色光を発光する白色発光装置８を組み合わせ、発光させる白色発光装置を目的に応じて切り替え、例えば歯科治療において治療処理と歯科用樹脂の硬化処理を一つの照明装置で対応することができる。

以上のような白色発光装置および照明装置の白色光は、太陽光の発光スペクトルに近似している凹凸の小さい発光スペクトルを有しているため必要以上に眩しく感じることがない。また、太陽光を照射した場合と色合いが同等に見えるため、口内の色が自然に見える。そのため、歯科用照明装置のように顔に近い位置で使用する照明装置にも有効である。また、紫外線領域から青色の可視光領域までの発光スペクトルにおいて発光強度のピークがないように制御することにより、歯科用樹脂における必要以上の早期の硬化を防止することができる。

本実施形態の照明装置は、アンビエント照明やタスク照明など様々な照明装置に適用することができる。一般的に室内全体などの広い範囲を明るくするための照明をアンビエント照明、パソコンなどの事務作業を行う際に手元などの比較的狭い範囲を明るくするための照明をタスク照明という。タスク照明の場合、ＪＩＳ−Ｚ−９１１０の照度基準で５００ルクス以上７５０ルクス以下程度の光が推奨されている。また、タスク照明の場合、長時間作業も想定されることから、青色の可視光領域の発光スペクトルが突出した白色光であると、目に負担がかかる。一方、青色の可視光領域において発光スペクトルの突出を抑制することにより、目にかかる負担を抑制することができる。

本実施形態の照明装置を、印刷物、食材、人物のいずれか１種以上を照らすための照明に用いることも効果的である。印刷物とは、新聞や雑誌などである。食材は、食べ物、飲み物すべてを含む。また、人物は主に人の顔である。上記実施形態の白色発光装置であれば、優れた演色性を有していることから、太陽光で照らしたときと同等の色合いで対象物を見ることができる。そのため、長時間印刷物を読む際の目の負担を抑制し、食材や人物の色合いを太陽光で照らしたときと同等の色合いで感じ取ることができる。また、本実施形態の照明装置は、照射対象物（物体）との距離が１．５ｍ以下である照明装置にも効果的である。前述のタスク照明のように、事務作業の手元を照らす電気スタンドで洋服や食材などを照らした場合に太陽光で照らした場合と同等の色合いで物体の色合いを感じ取ることができる。また、青色の可視光領域が突出した発光スペクトルを有しないように制御しているため、照明装置と照射対象物との距離を１．５ｍ以下、さらには１ｍ以下と近づけたとしても目の負担を抑制することができる。

人の目と近い位置で使用する照明装置の例として、歯科用照明装置が挙げられる。歯科用照明装置は口内を照らすことができる。本実施形態の照明装置を使用することにより、口内を鮮明に見ることができる。また、青色の可視光領域の発光スペクトルの突出を低減しているため、歯科用樹脂を用いた治療において、歯科用樹脂における必要以上の早期の硬化を防止することができる。また、人の顔と近い位置で歯科用照明装置を使用したとしても、必要以上に眩しさを感じることがないため、不快感を低減することができる。

＜実施例１＞
本実施例では、上記第１の実施形態に基づく白色発光装置の具体例について説明する。

（実施例１−１）
発光ピーク波長が４００ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、４００ｎｍの波長の電磁波を照射することにより発光する蛍光体として、発光ピーク波長が４４５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩青色蛍光体、発光ピーク波長が４９０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムアルミン酸塩青緑色蛍光体、発光ピーク波長が５３０ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩緑色蛍光体、発光ピーク波長が５５５ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１８μｍであった。さらに、各蛍光体を、重量比（質量比）として青色蛍光体：青緑色蛍光体：緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝５：１０：１５：２０：５０の比率で混合し、透明樹脂（シリコーン樹脂）と混合して、透明樹脂層（厚さ０．０１ｍｍ）を設けたＬＥＤチップ上に塗布することにより、白色発光装置を作製した。上記白色発光装置の発光色の相関色温度は、２８００Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを０．４ｍｍとした。

なお、上記蛍光体のうち、青緑色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体の発光ピーク波長の半値幅は、５０ｎｍ以上であった。また、青色蛍光体、青緑色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体の発光スペクトルにおいて、それぞれ発光ピーク波長が隣り合う蛍光体の発光スペクトルが重なる領域を有していた。

次に、ＪＩＳ−Ｃ−８１５２に準じて積分球を使った全光束測定により、実施例１−１の白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図４に示す。図４から分かる通り、任意の極大値に対する、長波長側で極大値に隣接する極小値の比は、極大値を１としたとき、いずれも０．５以上であった。

（実施例１−２）
発光ピーク波長が４００ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、４００ｎｍの波長の電磁波を照射することにより発光する蛍光体として、発光ピーク波長が４４５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩青色蛍光体、発光ピーク波長が４９０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムアルミン酸塩青緑色蛍光体、発光ピーク波長が５４０ｎｍであるユーロピウム付活βサイアロン緑色蛍光体、発光ピーク波長が５５５ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１３μｍであった。さらに、各蛍光体を、重量比（質量比）として、青色蛍光体：青緑色蛍光体：緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝１０：５：１５：２０：５０の比率で混合し、透明樹脂（シリコーン樹脂）と混合して、透明樹脂層（厚さ０．０５ｍｍ）を設けたＬＥＤチップ上に塗布することにより、白色発光装置を作製した。上記白色発光装置の発光色の相関色温度は、２８００Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを０．２ｍｍとした。

次に、実施例１−１と同様に積分球を使った全光束測定により、実施例１−２の白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図５に示す。図５から分かる通り、任意の極大値に対する、長波長側で極大値に隣接する極小値の比は、極大値を１としたとき、いずれも０．５以上であった。

（実施例１−３）
発光ピーク波長が４００ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、４００ｎｍの波長の電磁波により発光する蛍光体として、発光ピーク波長が４４５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩青色蛍光体、発光ピーク波長が４９０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムアルミン酸塩青緑色蛍光体、発光ピーク波長が５３０ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩緑色蛍光体、発光ピーク波長が５５５ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類窒化物赤色蛍光体を用意した。なお、蛍光体の平均粒径は、約２８μｍであった。

さらに各蛍光体を、重量比（質量比）として青色蛍光体：青緑色蛍光体：緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝５：５：１５：２５：５０の比率で混合し、さらに透明樹脂（シリコーン樹脂）と混合して、透明樹脂層（厚さ０．１ｍｍ）を設けたＬＥＤチップ上に塗布することにより、白色発光装置を作製した。上記白色発光装置の発光色の相関色温度は、２７００Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを１．０ｍｍとした。

次に、実施例１−１と同様に、積分球を使った全光束測定により、実施例１−３に係る白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図６に示す。図６から分かる通り、極大値に対する、長波長側で極大値に隣接する極小値の比は、極大値を１としたとき、いずれも０．５以上であった。

（実施例１−４）
発光ピーク波長が４００ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、４００ｎｍの波長の電磁波を照射することにより発光する蛍光体として、発光ピーク波長が４４５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩青色蛍光体、発光ピーク波長が４９０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムアルミン酸塩青緑色蛍光体、発光ピーク波長が５３０ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩緑色蛍光体、発光ピーク波長が５５５ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１８μｍであった。さらに、各蛍光体を、重量比（質量比）として青色蛍光体：青緑色蛍光体：緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝１０：１５：２５：２０：５０の比率で混合し、透明樹脂（シリコーン樹脂）と混合して、透明樹脂層（厚さ０．０５ｍｍ）を設けたＬＥＤチップ上に塗布することにより、白色発光装置を作製した。上記白色発光装置の発光色の相関色温度は、３８００Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを０．５ｍｍとした。

次に、実施例１−１と同様に、積分球を使った全光束測定により、実施例１−４に係る白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図７に示す。図７から分かる通り、任意の極大値に対する、長波長側で極大値に隣接する極小値の比は、極大値を１としたとき、いずれも０．５以上であった。

（実施例１−５）
発光ピーク波長が４００ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、４００ｎｍの波長の電磁波を照射することにより発光する蛍光体として、発光ピーク波長が４４５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩青色蛍光体、発光ピーク波長が４９０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムアルミン酸塩青緑色蛍光体、発光ピーク波長が５４０ｎｍであるユーロピウム付活βサイアロン緑色蛍光体、発光ピーク波長が５５５ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１０μｍであった。さらに、各蛍光体を、重量比（質量比）として青色蛍光体：青緑色蛍光体：緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝１０：１５：２０：２５：３０の比率で混合し、透明樹脂（シリコーン樹脂）と混ぜて、透明樹脂層（厚さ０．０３ｍｍ）を設けたＬＥＤチップ上に塗布することにより、白色発光装置を作製した。上記白色発光装置の発光色の相関色温度は、４２００Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを０．３ｍｍとした。

次に、実施例１−１と同様に、積分球を使った全光束測定により、実施例１−５の白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図８に示す。図８から分かる通り、任意の極大値に対する、長波長側で極大値に隣接する極小値の比は、極大値を１としたとき、いずれも０．５以上であった。

（実施例１−６）
発光ピーク波長が４００ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、４００ｎｍの波長の電磁波を照射することにより発光する蛍光体として、発光ピーク波長が４４５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩青色蛍光体、発光ピーク波長が４９０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムアルミン酸塩青緑色蛍光体、発光ピーク波長が５４０ｎｍであるユーロピウム付活βサイアロン緑色蛍光体、発光ピーク波長が５５５ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１０μｍであった。さらに、各蛍光体を、重量比（質量比）として青色蛍光体：青緑色蛍光体：緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝３０：１５：２０：１５：２０の比率で混合し、透明樹脂（シリコーン樹脂）と混ぜて、透明樹脂層（厚さ０．０３ｍｍ）を設けたＬＥＤチップ上に塗布することにより、白色発光装置を作製した。上記白色発光装置の発光色の相関色温度は、５０００Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを０．３ｍｍとした。

次に、実施例１−１と同様に、積分球を使った全光束測定により、実施例１−６の白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図９に示す。図９から分かる通り、任意の極大値に対する、長波長側で極大値に隣接する極小値の比は、極大値を１としたとき、いずれも０．５以上であった。

（実施例１−７）
発光ピーク波長が４００ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、４００ｎｍの波長の電磁波を照射することにより発光する蛍光体として、発光ピーク波長が４４５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩青色蛍光体、発光ピーク波長が４９０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムアルミン酸塩青緑色蛍光体、発光ピーク波長が５４０ｎｍであるユーロピウム付活βサイアロン緑色蛍光体、発光ピーク波長が５５５ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１３μｍであった。各蛍光体の混合比は重量比（質量比）として、青色蛍光体：青緑色蛍光体：緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝３０：１５：１５：２０：２０の比率で混合し、透明樹脂（シリコーン樹脂）と混合して、透明樹脂層（厚さ０．０２ｍｍ）を設けたＬＥＤチップ上に塗布することにより、白色発光装置を作製した。上記白色発光装置の発光色の相関色温度は、５０００Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを０．２ｍｍとした。

次に、実施例１−１と同様に積分球を使った全光束測定により、実施例１−７の白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図１０に示す。図１０から分かる通り、任意の極大値に対する、長波長側で極大値に隣接する極小値の比は、極大値を１としたとき、いずれも０．５以上であった。

（実施例１−８）
発光ピーク波長が４４５ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、４４５ｎｍの波長の電磁波を照射することにより発光する蛍光体として、発光ピーク波長が５３０ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩緑色蛍光体、発光ピーク波長が５３０ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１７μｍであった。次に、各蛍光体を、重量比（質量比）として、緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝２０：３０：５０の比率で混合し、透明樹脂（シリコーン樹脂）と混合して、ＬＥＤチップ上に塗布することにより、白色発光装置を作製した。上記白色発光装置の発光色の相関色温度は、２７００Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを０．５ｍｍとした。

なお、上記蛍光体のうち、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体の発光ピーク波長の半値幅は、５０ｎｍ以上であった。また、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体の発光スペクトルにおいて、それぞれ発光ピーク波長が隣り合う蛍光体の発光スペクトルが重なる領域を有していた。

次に、実施例１−１と同様に積分球を使用した全光束測定により、実施例１−８の白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図１１に示す。図１１から分かる通り、任意の極大値に対する、長波長側で極大値に隣接する極小値の比は、極大値を１としたとき、いずれも０．５以上であった。

（実施例１−９）
発光ピーク波長が４４５ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、４４５ｎｍの波長の電磁波を照射することにより発光する蛍光体として、発光ピーク波長が５３０ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩緑色蛍光体、発光ピーク波長が５３０ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１５μｍであった。次に、各蛍光体を、重量比（質量比）として、緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝３０：４０：３０の比率で混合し、透明樹脂（シリコーン樹脂）と混合して、ＬＥＤチップ上に塗布することにより、白色発光装置を作製した。上記白色発光装置の発光色の相関色温度は、２７００Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを０．４ｍｍとした。

次に、実施例１−１と同様に積分球を使用した全光束測定により、実施例１−９の白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図１２に示す。図１２から分かる通り、任意の極大値に対する、長波長側で極大値に隣接する極小値の比は、極大値を１としたとき、いずれも０．５以上であった。

なお、実施例１−１ないし実施例１−９において、３５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の任意の極大値に対する、極大値を１としたときの長波長側で極大値に最近接する極小値の比を、表１に示す。

（比較例１−１、比較例１−２）
比較例１−１として図２０の発光スペクトルを有するワンチップ型の白色発光装置、比較例１−２として図２１の発光スペクトルを有するワンチップ型の白色発光装置を用意した。

（実施例１−１Ａないし実施例１−９Ａ、比較例１−１Ａ、比較例１−２Ａ）
実施例１−１ないし実施例１−９、比較例１−１、比較例１−２の白色発光装置を用いて、特殊演色評価数Ｒ９（赤色）を測定した。その結果を表２に示す。

太陽光と同じ色合いに見えるためには、平均演色評価数Ｒａのみならず、特殊演色評価数Ｒｉ（ｉは９以上１５以下）による評価が必要である。特殊演色評価に使用する色票は平均演色評価に使用する色票に比べ彩度が高くなっており、色再現性等の色の評価を行うには高彩度域も必要であることから、平均演色評価数のみではなく、Ｒｉとの併用を行う必要がある。本実施例では特殊演色評価数のうち、代表的に使用されるＲ９を用いた。

表１および表２から分かる通り、本実施例に係る白色発光装置は優れた特性を示すことが分かった。また、実施例１−１Ａないし実施例１−９Ａにおける白色発光装置において、特殊演色評価数Ｒ９は、大きい値であった。このようなＲ９を示す白色発光装置であれば、太陽光を照射した場合と同等の色合いで見える。そのため、例えば口内を照らす歯科用照明装置に好適である。

（実施例１−１０ないし実施例１−２０、比較例１−３、比較例１−４）
次に、作製した白色発光装置について、得られた光源の人体への影響を確認するテストを行った。試験光源に関し、同一照度下で人が曝露された場合に、不快に感じるかどうかについて、官能テストを実施した。

比較例１−３、比較例１−４には、比較例１−１、比較例１−２と同じ白色発光装置を用いた。また実施例１−１０ないし実施例１−２０の白色発光装置は以下のように作製した。

発光ピーク波長が３８０ｎｍのＬＥＤチップを用意した。次に、３８０ｎｍの波長の電磁波を照射することにより発光する蛍光体として、発光ピーク波長が４４５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩青色蛍光体、発光ピーク波長が４９０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムアルミン酸塩青緑色蛍光体、発光ピーク波長が５４０ｎｍであるユーロピウム付活βサイアロン緑色蛍光体、発光ピーク波長が５５５ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１３μｍであった。各蛍光体を所定の比率で混合し、シリコーン樹脂と混合して、透明樹脂層（厚さ０．０２ｍｍ）を設けたＬＥＤチップ上に塗布することにより、白色発光装置を作製した。なお、各蛍光体の混合比率を種々の比率に変更することにより、発光色の相関色温度が２５００Ｋ以上７０００Ｋ以下の範囲にある様々な白色発光装置を得た。各実施例および各比較例の色温度を表３に示す。また、実施例１−１９は青色蛍光体成分を極少量含有する混合蛍光体であり、実施例１−２０は、青色の可視光領域に発光ピーク波長を有する蛍光体成分を抜きにした混合蛍光体である。また、蛍光体層の厚さを０．２ｍｍとした。

実施例１−１と同様に積分球を使った全光束測定により、比較例１−３、比較例１−４、実施例１−１０ないし実施例１−２０の白色発光装置の発光スペクトルを測定した。３５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域の任意の極大値に対する、極大値を１としたときの長波長側で極大値に最近接する極小値の比を、表３に示す。実施例１−１０ないし実施例１−２０の発光スペクトルでは、いずれにおいても、任意の極大値に対する、長波長側で極大値に隣接する極小値の比（極小値／極大値）が極大値を１としたとき０．５以上であることを確認した。また、実施例１−１０ないし実施例１−２０に係る白色発光装置の発光スペクトルは、いずれも最大ピーク強度が４９０ｎｍよりも大きく７８０ｎｍ以下の範囲にあった。

次に、可視光（３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）中の紫ないし青色の可視光領域（３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下）の発光スペクトルの最大ピーク強度を測定し、３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲の最大ピーク強度を示す波長と同一波長の黒体輻射スペクトルの強度とを比較した。このとき、比較に用いた発光スペクトルは以下の通りである。実施形態の光源の発光スペクトルをＡ（λ）、実施形態の光源と同一色温度の黒体輻射のスペクトルをＢ（λ）、分光視感効率のスペクトルをＶ（λ）としたとき、∫Ａ（λ）・Ｖ（λ）ｄλ＝∫Ｂ（λ）・Ｖ（λ）ｄλを満足するＡ（λ）、Ｂ（λ）のスペクトルを求め、Ａ（λ）、Ｂ（λ）両スペクトルの形状を比較した。発光スペクトルＡ（λ）の３８０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域において、スペクトル強度が最大となる波長をλ＊、最大強度をＡ＊、そして波長λ＊におけるＢ（λ）のスペクトル強度をＢ＊として、強度比（Ａ＊／Ｂ＊）を求めた。

次に、実施例１−１０ないし実施例１−２０、比較例１−３、比較例１−４の白色発光装置を、被験者１００名の前で点灯させ、光源の見え方に関する官能試験を実施した。被験者には１０歳以上２５歳以下、２６歳以上４０歳以下、４１歳以上５５歳以下、５６歳以上７０歳以下、７１歳以上の男女各１０名を無作為に抽出し、試験をお願いした。被験者には、各光源の見え方を、「快適である」、「不快でない」、「不快な感じがする」、「不快である」、「非常に不快である」、の５段階のランク付により、評価をお願いした。

実施例１−１０ないし実施例１−２０、比較例１−３、比較例１−４の白色発光装置の発光特性、官能試験の結果を表３に示す。なお、官能試験の結果の記載としては、１００人の評価において、最も人数の多かったランクの特性を記載した。（）内は該当ランクの回答者の人数である。なお、表３では、任意の極大値に対する、長波長側で極大値に隣接する極小値の比（極小値／極大値）のうち、最も小さな比を示した。

表３の結果より、上記白色発光装置の官能試験では、強度比（Ａ＊／Ｂ＊）が１．５を超えると、明らかに不快であるとの判定となり、１．５以下で数値が減少するにつれて徐々に不快感が低減し、強度比が１．０前後になると、快適であると評価する被験者の数が増加した。このように、青色成分の強度が黒体輻射のスペクトルに近い場合または低い場合に人に不快感を与えない良好な光源になることがわかる。また、実施例１−１０ないし実施例１−２０の白色光の相対色温度は、２５００Ｋ以上７０００Ｋ以下であった。

（実施例１−１Ｂないし実施例１−２０Ｂ、比較例１−１Ｂ）
実施例１−１ないし実施例１−２０および比較例１−１の白色発光装置をそれぞれ２０個ずつ用いて照明装置を作製した（実施例１−１Ｂないし実施例１−２０Ｂ、比較例１−１Ｂ）。それぞれの照明装置を用いて、歯科充填用コンポジットレジンに５０００ｌｘの照度で照射して樹脂が硬化するまでの時間を測定した。測定結果を表４に示す。

表４から実施例１−１Ｂないし実施例１−２０Ｂに係る照明装置は、比較例１−１Ｂに係る照明装置よりも歯科用樹脂の硬化時間が長いことがわかる。以上のように、本実施例に係る照明装置は、歯科用樹脂の硬化時間を長くすることができるため、歯科治療において、歯科用樹脂における必要以上の早期の硬化を防止することができる。

＜実施例２＞
本実施例では、上記第２の実施形態に基づく白色発光装置の具体例について説明する。

（実施例２−１）
発光ピーク波長が４０５ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、ＬＥＤチップを透明樹脂であるシリコーン樹脂で覆い透明樹脂層を形成した。

次に、蛍光体として、発光ピーク波長が４４５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩青色蛍光体、発光ピーク波長が５２０ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩緑色蛍光体、発光ピーク波長が５４０ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１０μｍであった。さらに、各蛍光体を、重量比（質量比）として青色蛍光体：緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝９３．０：１．５：２．０：３．５の比率で混合し、透明樹脂（シリコーン樹脂）と混ぜて、透明樹脂層上に蛍光体層を設けることにより、白色発光装置を作製した。上記白色発光装置の発光色の相関色温度は、４７８０Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを０．３ｍｍとした。

なお、上記蛍光体のうち、青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体の発光ピーク波長の半値幅は、５０ｎｍ以上であった。また、青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体の発光スペクトルにおいて、それぞれ発光ピーク波長が隣り合う蛍光体の発光スペクトルが重なる領域を有していた。

次に、積分球を使った全光束測定により、実施例２−１の白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図１３に示す。さらに、歯科充填用コンポジットレジンに５０００ｌｘの照度で白色発光装置の光を照射して樹脂が硬化するまでの時間を測定した。

（実施例２−２）
発光ピーク波長が４０５ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、ＬＥＤチップを透明樹脂であるシリコーン樹脂で覆い透明樹脂層を形成した。

次に、蛍光体として、発光ピーク波長が４４５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩青色蛍光体、発光ピーク波長が５２０ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩緑色蛍光体、発光ピーク波長が５４０ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１８μｍであった。さらに、各蛍光体を、重量比（質量比）として青色蛍光体：緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝９３．４：１．７：１．５：３．４の比率で混合し、透明樹脂（シリコーン樹脂）と混合して、透明樹脂層上に蛍光体層を設けることにより白色発光装置を作製した。上記白色発光装置の発光色の相関色温度は、５３６０Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを０．５ｍｍとした。

なお、上記蛍光体のうち、青緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体の発光ピーク波長の半値幅は、５０ｎｍ以上であった。また、青色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体の発光スペクトルにおいて、それぞれ発光ピーク波長が隣り合う蛍光体の発光スペクトルが重なる領域を有していた。

次に、実施例２−１と同様に、積分球を使った全光束測定により、実施例２−２の白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図１４に示す。また、実施例２−１と同様に歯科充填用コンポジットレジンの樹脂硬化時間を測定した。

（実施例２−３）
発光ピーク波長が４０５ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、ＬＥＤチップを透明樹脂であるシリコーン樹脂で覆い透明樹脂層を形成した。

次に、蛍光体として、発光ピーク波長が４４５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩青色蛍光体、発光ピーク波長が５３０ｍであるユーロピウム付活βサイアロン緑色蛍光体、発光ピーク波長が５５５ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、および発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１８μｍであった。さらに、各蛍光体を重量比（質量比）として青色蛍光体：緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝９２．９：２．５：１．５：３．１の比率で混合し、透明樹脂（シリコーン樹脂）と混合して、透明樹脂層上に蛍光体層を設けることにより白色発光装置を作製した。上記白色発光装置の発光色の相関色温度は、５２９０Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを０．５ｍｍとした。

次に、実施例２−１と同様に、積分球を使った全光束測定により、実施例２−３の白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図１５に示す。

また、実施例２−１と同様に歯科充填用コンポジットレジンの樹脂硬化時間を測定した。

（実施例２−４）
発光ピーク波長が４０５ｎｍのＬＥＤチップを用意し、アルミナ基板上に配置した。次に、ＬＥＤチップを透明樹脂であるシリコーン樹脂で覆い透明樹脂層を形成した。

次に、蛍光体として、発光ピーク波長が４４５ｎｍであるユーロピウム付活アルカリ土類ハロ燐酸塩青色蛍光体、発光ピーク波長が５３０ｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、発光ピーク波長が５５５ｎｍであるユーロピウム付活オルソ珪酸塩黄色蛍光体、発光ピーク波長が６３０ｎｍであるユーロピウム付活ストロンチウムサイアロン赤色蛍光体を用意した。なお、各蛍光体の平均粒径は、約１８μｍであった。さらに、各蛍光体を、重量比（質量比）として青色蛍光体：緑色蛍光体：黄色蛍光体：赤色蛍光体＝９１．７：２．２：２．１：４．０の比率で混合し、透明樹脂（シリコーン樹脂）と混合して、透明樹脂層上に蛍光体層を設けることにより白色発光装置を作製した。実施例２−４にかかる白色発光装置の発光色の相関色温度は、４０４０Ｋであった。また、蛍光体層の厚さを０．５ｍｍとした。

次に、実施例２−１と同様に、積分球を使った全光束測定により、実施例２−４の白色発光装置の発光スペクトルを測定した。測定結果を図１６に示す。また、実施例２−１と同様に歯科充填用コンポジットレジンの樹脂硬化時間を測定した。

（比較例２−１ないし比較例２−３）
発光ダイオードの発光ピーク波長を変えたり、蛍光体の種類、蛍光体の含有量を変えることにより、比較例２−１ないし比較例２−３の白色発光装置を用意した。なお、比較例２−１の白色発光装置の発光スペクトルを図１７に示し、比較例２−２の白色発光装置の発光スペクトルを図１８に示し、比較例２−３の白色発光装置の発光スペクトルを図１９に示す。

実施例２−１ないし実施例２−４および比較例２−１ないし２−３にかかる白色発光装置において、積分値Ａ（３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の放射束積分値）、積分値Ｂ（３８０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の放射束積分値）、積分値Ｃ（３８０ｎｍ以上４２９ｎｍ以下の放射束積分値）、積分値Ｄ（４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の放射束積分値）を測定し、積分値Ｂ／積分値Ａ、積分値Ｃ／積分値Ａ、積分値Ｄ／積分値Ａを求めた。同様に、発光スペクトルの５５５ｎｍのピーク放射束に対して４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の範囲でのピーク放射束比および３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の範囲でのピーク放射束比をそれぞれ求めた。その結果を表５に示す。

実施例２−１ないし実施例２−４および比較例２−１ないし比較例２−３にかかる白色発光装置において、平均演色評価数Ｒａ、特殊演色評価数Ｒ９についても調べた。さらに、照射光のギラツキ感の有無、手のひらの血管色(血管の見え方)およびＪＩＳ色見本の白との日中太陽光との対比(白の見え方)を表６に示した。なお、ギラツキ感が「ある」と必要以上に眩しく感じることになる。また、歯科充填用コンポジットレジンの樹脂硬化時間も示した。

表６から分かる通り、本実施例にかかる白色発光装置において、歯科充填用コンポジットレジンの早期の硬化が抑制されていることがわかる。また、平均演色評価数Ｒａ、特殊演色評価数Ｒ９が所定の範囲であるため、ギラツキ感がなく必要以上に眩しく感じることがない。また、血管の見え方や白の見え方が自然に見えるので口内のみならず、タスク照明、印刷物、食材、人物のいずれかを照らすための照明、被照射物に１．５ｍ以下と近い所で使う照明においても優れた演色性を示すことが分かる。

１…白色発光装置、２…基体部、３…発光ダイオード、４…透明樹脂層、５…蛍光体層、６…照明装置、７…基材、８…白色発光装置。

Claims

３５０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長領域に発光強度のピークを有する光を発する発光ダイオードと、
前記発光ダイオードの光による励起により白色光を発する蛍光体層と、を具備する白色発光装置を具備する歯科用照明装置であって、
前記蛍光体層は、４２０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長領域に互いに異なる発光強度のピークを有する複数の蛍光体を含み、
前記白色光の相関色温度は、３６００Ｋ以上６４００Ｋ未満であり、
前記白色光の平均演色評価数Ｒａが８５よりも大きく、かつ前記白色光の特殊演色評価数Ｒ９が８０以上であり、
前記白色光の３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の波長領域における放射束積分値を積分値Ａとし、３８０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域における放射束積分値を積分値Ｂとし、４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域における放射束積分値を積分値Ｄとしたとき、積分値Ａに対する積分値Ｂの比が０．３以下であり、積分値Ａに対する積分値Ｄの比が０．０８以上０．２５以下である、歯科用照明装置。
前記白色光の３８０ｎｍ以上４２９ｎｍ以下の波長領域における放射束積分値を積分値Ｃとしたとき、積分値Ａに対する積分値Ｃの比が０．０１以上０．１２以下である請求項１に記載の歯科用照明装置。
前記白色光の５５５ｎｍの波長での放射束に対して４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長領域でのピーク放射束の比は、０．５以上１．３以下であり、
前記白色光の５５５ｎｍの波長での放射束に対して３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長領域でのピーク放射束の比は、０以上１．３以下である請求項１または請求項２に記載の歯科用照明装置。
前記複数の蛍光体の少なくとも一つにおける発光強度のピークの半値幅は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の歯科用照明装置。
前記発光ダイオードの発光スペクトルおよび前記複数の蛍光体のそれぞれの発光スペクトルのうち、２以上の発光スペクトルが重なる領域を有する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の歯科用照明装置。