CN101855492A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有使用了半导体发光元件的半导体发光装置的照明装置，所述半导体发光装置可稳定地进行输出光的合成，能够抑制光的分离且色调可变，并且能够尽可能简单地进行发光装置驱动的控制。所述照明装置具有由发光颜色不同的多种半导体发光装置集成配置而成的发光部，所述半导体发光装置具备半导体发光元件及荧光体，并且通过该半导体发光元件发出的光以及在该发光激发下发出荧光的该荧光体的发光向外部射出光、或者通过在该半导体发光元件发出的光的激发下发出荧光的该荧光体的发光向外部射出光，其中，在UCS(u、v)表色系统(CIE1960)的uv色度图中，上述各半导体发光装置的发光颜色与黑体辐射轨迹的偏差duv在-0.02≤duv≤0.02的范围内，从由多种半导体发光装置集成配置而成的发光部输出的多种光经混合后向外部射出。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种具有半导体发光装置的照明装置，所述半导体发光装置利用半导体发光元件发出的光向外部发光。
背景技术
以往，作为白色系照明装置，使用的是荧光体等各种装置，而近年来，开发了无机EL(Electro Luminescence，电致发光)、有机EL(OLED(OrganicLight Emitting Diode，有机发光二极管))以及发光二极管等被称作半导体发光元件的新型光源，对于使用这些光源的照明装置也进行了开发。
例如，专利文献1中公开了下述照明装置：具备分别发射蓝色、绿色、红色光的3种发光二极管作为其发光装置，且通过将由这3种发光二极管发出的光进行混色来获得白色光。专利文献1中公开的照明装置还具有根据3种发光二极管的正向电压来变更供给到所述3种发光二极管的驱动电流的电流值的电流调节电路，从而可根据各发光二极管的特性实现对白平衡的调整。
可是，由于发光二极管的发射光谱宽度较窄，因此，对于使用发光二极管作为发光装置的照明装置而言，其在常规照明中重要的显色性(演色性)降低。
基于此，专利文献2中公开了利用下述发光装置的照明装置，所述发光装置利用荧光体对从发光二极管发出的光进行波长转换。具体而言，专利文献2中公开的照明装置的实例具有下述装置：(a)包含蓝色发光二极管的蓝色发光装置；(b)组合了蓝色发光二极管和被由蓝色二极管发出的蓝色光激发而发出绿色光的绿色荧光体的绿色发光装置；以及，(c)组合了蓝色发光二极管和被由蓝色发光二极管发出的蓝色光激发而发出红色光的红色荧光体的红色发光装置。这样，由发光二极管发出的光通过荧光体进行波长转换，由此来改善其显色性。另外，专利文献2中还记载了通过对这些各色的发光装置的输出进行调整来改变发光颜色。
这里，也期待将LED用作采用传统光源难以实现的色调可变照明的光源。作为其一例，公开了通过将红色LED、绿色LED、蓝色LED制成一个封装件来输出白色光的照明装置(例如，参见专利文献3等)。在该技术中，根据各LED的正向电压对供给到上述三种LED的驱动电流进行调整，由此可使各LED的发光效率恒定，从而谋求白色光的亮度的稳定化，并能够尝试射出各种色调的光。
此外，作为利用LED的照明技术，公开了下述技术：通过使用蓝色LED和用来发出红色及绿色光的荧光体将发出红色、蓝色、绿色光的半导体发光装置组合来控制LED的输出，由此跟踪黑体辐射轨迹，发射出接近于自然光的白色光(例如，参见专利文献3～5、非专利文献1等)。此外，专利文献6-10中也提出了使用各种LED的照明装置。
专利文献1：日本特开2006-4839号公报
专利文献2：日本特开2007-122950号公报
专利文献3：日本特开2007-59260号公报
专利文献4：日本特开2007-265818号公报
专利文献5：日本特开2007-299590号公报
专利文献6：日本特开2007-27310号公报
专利文献7：日本特开2005-57272号公报
专利文献8：日本特开2006-310613号公报
专利文献9：日本特开2007-80880号公报
专利文献10：日本特开2007-266314号公报
非专利文献1：http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20070704/135373/(日经Bpnet的Tech-on的新闻报道)
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，专利文献1、2中公开的照明装置具有3色发光装置，通过将这3色进行混色来获得白色光。因此，经过混色的照明光为白色，但是，当直接对照明装置的发光部进行观察时，会观察到混色前的蓝色、绿色及红色这3色光，对于观察者而言，会产生不协调感。此外，在该照明装置中，从各半导体发光元件输出的光经过合成而射出白色光等光，但由于半导体发光元件的取向角通常较窄，因此，由各半导体发光元件输出的光的合成困难，并且，可能会在合成光的照射面发生光的分离。因此，在对物体照明时产生的阴影周围，会产生由各色发光元件的位置引起的蓝色、绿色及红色阴影，与采用单纯的白色光源进行照明的情况相比，仍存在不协调感。
另外，专利文献1、2中公开的照明装置可以对各色发光装置的输出进行调节来使发光颜色发生变化，但为了将蓝色光、绿色光及红色光混色而使其变化为期待的发光颜色，必须要进行复杂的控制。例如，在直接使用红色半导体发光元件、绿色半导体发光元件、蓝色半导体发光元件作为光源的照明装置中，由于各半导体发光元件的驱动电压各不相同，因此，为了获得所需的输出光，必须要针对每个半导体发光元件的特性对供给至各半导体发光元件的电压及电流进行精密控制。
此外，欲对照明装置的光的色温进行控制时，根据现有技术，由于发光效率相对于色温的变动较大，因此，为了获得稳定的输出光，也要求对半导体发光元件进行复杂的驱动控制。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种具有使用半导体发光元件的半导体发光装置的照明装置，所述半导体发光装置可稳定地进行输出光的合成，能够抑制光的分离且色调可变，并且能够尽可能简单地对发光装置驱动进行控制。
解决问题的方法
为了解决上述问题，本发明的第一方面提供一种照明装置，其具有由发光颜色不同的多种半导体发光装置集成配置而成的发光部，所述半导体发光装置具备半导体发光元件及荧光体，通过该半导体发光元件发出的光以及在该发光激发下发出荧光的该荧光体的发光、或者通过在该半导体发光元件发出的光的激发下发出荧光的该荧光体的发光而向外部射出光，其中，在UCS(u、v)表色系统(CIE1960)的uv色度图中，上述各半导体发光装置的发光颜色与黑体辐射轨迹的偏差duv在-0.02≤duv≤0.02的范围内，并且从由多种半导体发光装置集成配置而成的发光部输出的多种光经混合后向外部射出。
本发明中与黑体辐射轨迹的偏差duv的定义遵照JIS Z8725(光源的分布温度及色温、相关色温的测定方法)的5.4项的备注。并且，在上述多种半导体发光装置中发光颜色互不相同，换言之，在各半导体发光装置中，输出光的色温互不相同。通过在各半导体发光装置中设定如上所述的偏差duv、并利用由多种半导体发光装置集成配置而成的发光部进行发光，可以通过在本发明的照明装置中进行稳定且容易的电力供给控制来实现对白色光的色温的调节。
其中，在上述照明装置中，所述半导体发光元件的发光峰波长可以在350nm以上且430nm以下的范围。即，半导体发光元件的发光区可以在所谓的近紫外区或紫外区。作为在近紫外区或紫外区具有发光区的半导体发光元件的物理性质，由于其通过荧光体输出的光的亮度相对于色温表现出稳定的趋势，因此，在欲保持半导体发光装置的输出光的亮度稳定的同时对其色调进行调节时，可以容易地对供给至各半导体发光元件的电力进行控制。
此外，在如上所述的照明装置中，上述多种半导体发光装置中的至少一种半导体发光装置与上述黑体辐射轨迹的偏差duv的值可以为正值。这是偏差duv值的一例，并非用来作限定。
此外，还可以使上述照明装置具有发光强度控制部而构成，所述发光强度控制部通过分别控制供给至上述多种半导体发光装置的电力来控制从上述发光部输出的光的发光颜色。即，发光强度控制部通过对供给至发光颜色不同的半导体发光装置的电力进行分别控制，来实现对照明装置的输出光的发光颜色的控制。采用该结构，可使对照明装置的发光颜色的控制变得容易。
这里，所述发光强度控制部还可以通过使半导体发光装置的发光颜色的倒数相关色温发生指定量的变化来控制上述发光部的发光颜色的相关色温。在本发明中，该倒数相关色温被定义为：半导体发光装置的输出光的相关色温的倒数。由于半导体发光装置的输出光的相关色温的变化不会成比例地反映到人类视觉，因此，申请人从这一点出发，利用倒数相关色温作为由发光强度控制部控制的参数。从而，可以容易地进行对以人类的视觉为标准的色温的控制，即，可以容易地进行与人类的感觉相对应的色温的控制。
此外，上述多种半导体发光装置中的至少一种半导体发光装置的发光颜色的倒数相关色温被设定在指定范围，该指定范围是使该半导体发光装置的相关色温变化相对于供给至该半导体发光装置的电力变化为指定量以上。对于人类的视觉而言，如果倒数相关色温的变化量小、即倒数相关色温的变化量小于上述指定量的值时，该人已难以识别出发光颜色的相关色温的变化，因此，申请人着眼于这一点，通过将半导体发光装置的发光颜色的倒数相关色温设定在满足上述指定量以上的指定范围内，可以实现对照明装置的发光颜色的相关色温的有效控制。
在如上所述的照明装置中，上述发光强度控制部也可以基于上述半导体发光装置的发光颜色的倒数相关色温来对供给至上述多种半导体发光装置的电力进行控制。另外，对于照明装置具备要求受理部的情况，上述发光强度控制部也可以基于倒数相关色温来对供给至该半导体发光装置的电力进行控制，以使由上述要求受理部受理的调节要求中涉及的上述指定的参数相对于上述半导体发光装置的发光颜色的相关色温的变化成比例地变化，其中，所述要求受理部通过与上述半导体发光装置的发光颜色的相关色温相关的指定参数的量的变化来受理使用者对该相关色温的调节要求。即，由于相关色温的特性、即相关色温的变化不会成比例地反映到人类的视觉上，因此，发光强度控制部基于倒数相关色温来进行供给电力的控制，从而使来自使用者的与相关色温有关的要求和半导体发光装置的发光颜色的相关色温成比例地变化。其结果，即使使用者本身识别不出上述相关色温的特性，也能够对照明装置的发光颜色的相关色温容易地进行控制。
在如上所述的照明装置中，通过由所述发光强度控制部对所述多种半导体发光装置分别进行控制来调节所述发光部输出的光的发光颜色，从而使得所述发光部输出的光的发光颜色所对应的色度点位于位于由所述多种半导体发光装置的各发光颜色相对应的多个色度点之间连接而成的直线上、或位于由该直线形成的多边形内。即，在本发明涉及的照明装置中，由于各个半导体发光装置可通过发光强度控制部来实现对电力供给的控制，因此能够容易地控制半导体发光装置的输出光，以形成位于由上述色温点间连接而成的直线上的色度点或位于由该直线形成的多边形内部的色度点。
在如上所述的照明装置中，上述发光强度控制部也可以通过进行PWM控制来对上述多种半导体发光装置供给电力，并由此对由上述发光部发出的发光颜色的相关色温进行控制。通过进行PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制，可以对每单位时间从各个半导体发光装置输出的光量的比例进行调节，进而实现对半导体发光装置的输出光的色温的调节。
此外，作为对供给至其它半导体发光装置的电力的控制，当照明装置中具有由发光颜色的相关色温不同的2种上述半导体发光装置按照正偏压方向彼此相反的方式并联连接而成的电路时，上述发光强度控制部可以对上述电路施加矩形波状的交流电压，并对该矩形波状的交流电压的占空比进行控制。通过上述电路，能够极大程度地简化对供给至各半导体发光装置的电力的控制。
这里，在如上所述的照明装置中，上述半导体发光装置中可以包含在上述半导体发光元件发出的光的激发下发出蓝色荧光的蓝色荧光体、在上述半导体发光元件发出的光的激发下发出绿色荧光的绿色荧光体、以及在上述半导体发光元件发出的光的激发下发出红色荧光的红色荧光体作为所述荧光体。
此外，上述半导体发光装置还可以进一步具有用来密封上述半导体发光元件及上述荧光体的透光性材料，作为该透光性材料的一例，可以是含硅化合物。
此外，如上所述的半导体发光装置的发光颜色可采用相关色温在2000K以上且50000K以下的范围的发光颜色。
此外，从另一方面考虑，上述照明装置也可以具有如下所示的结构。即，该照明装置具有由发光颜色不同的多种固体发光装置集成配置而成的发光部，其中，上述各固体发光装置的发光颜色在XYZ表色系统(CIE1931)的xy色度图中与黑体辐射轨迹的偏差Δuv在-0.02≤Δuv≤0.02的范围内。并且，上述公开的技术特征对于该照明装置也同样适用。
需要说明的是，所述固体发光装置的发光颜色“在XYZ表色系统(CIE1931)的xy色度图中与黑体辐射轨迹的偏差Δuv在-0.02≤Δuv≤0.02的范围内”的含义与固体发光装置的发光颜色“在UCS(u、v)表色系统(CIE1960)的uv色度图中与黑体辐射轨迹的偏差duv落在-0.02≤duv≤0.02的范围内”的含义相同。
为了解决上述问题，以下从另一方面对本发明进行阐述。其中，在利用安装有半导体发光元件的封装件的发光来向外部发光的半导体发光装置中，将从封装件发出的光的输出面分割为多个部分，并设置与每个部分相对应的半导体发光元件和荧光部，并使由两个以上荧光部输出的光的谱图互不相同。即，通过在每1个封装件中分别设置荧光部，稳定地进行输出光的合成，并且，可主要利用光谱不同的两个荧光部对发光装置的发光进行调整，因此，可使该半导体发光元件的驱动也变得简化。
具体而言，本发明提供一种半导体发光装置，其至少具有封装件、半导体发光元件及荧光体，该半导体发光装置通过该半导体发光元件发出的光及在该发光激发下发出荧光的该荧光体的发光、或者通过在该半导体发光元件发出的光的激发下发出荧光的该荧光体的发光而向外部射出光。另外，在该半导体发光装置中，所述封装件具有在上述半导体发光装置的出射方向开口的开口部和通过分割该封装件内部而划分出的多个分割区域部，该分割区域部的每一个分别在作为上述开口部的一部分的分割开口部开口。此外，所述多个分割区域部的每一个都分别具有一个或多个上述半导体发光元件、向上述半导体发光元件供给电力的电力供给部、以及包含上述荧光体和用来密封上述分割区域部的透光性材料的荧光部，并且在所述多个分割区域部中的至少一个分割区域部和其它分割区域部中，由上述荧光部输出的光的谱图互不相同。
在上述半导体发光装置中，封装件内部被划分为分割区域部，以将用来射出由装置输出的光的开口部分割为多个。该分割区域部中的开口部分被定义为所述分割开口部，该分割开口部占据上述发光装置主体中开口部的一部分。这里，各分割区域部中具备半导体发光元件、与该半导体发光元件相对应的电力供给部、以及包含荧光体和透光性材料的荧光部。因此，从各半导体发光元件输出的光在激发荧光体以使其发出荧光之后，在由荧光体发光的同时，经过透光性材料从对应的分割区域部的分割开口部到达外部。
因此，在上述半导体发光装置中，一个封装件由一个或多个半导体发光元件、与该半导体发光元件相对应的电力供给部、及荧光部组合而成，由这样的多个组合而成为封装化状态。另外，由于从各荧光部输出的光分别从各自的分割开口部沿出射方向输出，输出光易发生适当程度的散射，因而在输出光之间可实现稳定的合成。由此，可抑制在半导体发光装置的外部的照射面上发生从其分割开口部射出的输出光的合成光中光的分离。
此外，在上述半导体发光装置中，从一个分割区域部输出的光与从其它分割区域部输出的光的光谱互不相同。因此，由于至少具有两种光谱的光的合成光到达半导体发光装置外的照射面上，因此，可以利用该至少两种光谱的光来实现对半导体发光装置的输出光的调节。
这里，在上述半导体发光装置的所述多个分割区域部的每一个当中，所述半导体发光元件可以在近紫外区或紫外区具有发光区。例如，半导体发光元件的发光峰波长可以在350nm以上且430nm以下的范围。作为在近紫外区或紫外区具有发光区的半导体发光元件的物理性质，由于其通过荧光体输出的光的亮度相对于色温表现出稳定的趋势，因此，在欲保持半导体发光装置的输出光的亮度稳定的同时对其色调进行调节时，可以容易地对供给至各半导体发光元件的电力进行控制。
此外，在上述半导体发光装置的多个分割区域部的每一个当中，可以使由所述荧光部输出的光的发光颜色在UCS(u、v)表色系统(CIE1960)的uv色度图中与黑体辐射轨迹的偏差duv落在-0.02≤duv≤0.02的范围内。需要指出的是，本发明中与黑体辐射轨迹的偏差duv的定义遵照JIS Z8725(光源的分布温度及色温、相关色温的测定方法)的5.4项的备注。由此，可以通过在本发明的半导体发光装置中进行稳定且容易的电力供给控制来调节白色光的色温。
这里，在所述半导体发光装置中，还可以进一步具有发光强度控制部，所述发光强度控制部通过上述电力供给部对供给至所述多个分割区域部的每一个中的所述半导体发光元件的电力进行控制，由此来对由各分割区域部输出的光的发光强度进行独立控制。在上述半导体发光装置中，各个分割区域部中分别具备半导体发光元件和与该半导体发光元件相对应的荧光体的组合。因此，发光强度控制部可基于各种目的而通过电力供给部对供给至各分割区域部的半导体发光元件的电力独立地进行控制，由此来对由各分割区域部输出的光进行调节，进而可以控制半导体发光装置的输出光。
特别是，通过对供给至上述的一个分割区域部的半导体发光元件和供给至其它分割区域部的半导体发光元件的电力进行控制，可以实现对具有不同光谱的输出光的发光强度的调节。其结果，可以利用由上述至少两种光谱确定的光谱范围对半导体发光装置的输出光的光谱进行调整。
另外，为了更容易地进行由各分割区域部输出的光的发光强度的控制，优选使各分割区域部内的半导体发光元件全部为同一种。由此，可以使各半导体发光元件的物理特性、特别是供给电力与发光强度之间的相关一致，从而有利于使上述控制变得容易。此时，对于从各分割区域部输出的光的光谱，通过分别对它们的荧光部的种类进行选择，可以实现对由各分割区域部输出的光的光谱的调节，由此，可以在使供给电力的控制变得更加容易的同时获得可进行稳定光合成的输出光。需要说明的是，在本发明的半导体发光装置中，上述行为并不会对种类不同的半导体发光元件的采用造成阻碍。
这里，上述发光强度控制部也可以通过使半导体发光装置的发光颜色的倒数相关色温发生指定量的变化来控制上述发光部的发光颜色的相关色温。另外，上述发光强度控制部也可以基于所述多个分割区域部的发光颜色的倒数相关色温对供给至该多个分割区域部的每一个中的上述半导体发光元件的电力进行控制。此外，对于照明装置中具备要求受理部的情况，上述发光强度控制部也可以基于倒数相关色温对供给至该多个分割区域部的每一个中的上述半导体发光元件的电力进行控制，以使由上述要求受理部受理的调节要求中涉及的上述指定参数相对于所述多个分割区域部的发光颜色的相关色温的变化成比例地变化，其中，所述要求受理部通过与所述多个分割区域部的发光颜色的相关色温相关的指定参数的量的变化来受理使用者对该相关色温的调节要求。这样的基于倒数相关色温由发光强度控制部进行的控制如上所述。
这里，在上述的半导体发光装置中，对于供给至各半导体发光元件的电力进行说明。首先，上述电力供给部可以具有用来对所述多个分割区域部所具有的上述半导体发光元件供给电力的多个配线，上述发光强度控制部通过所述多个配线独立地控制每个所述分割区域部供给至上述半导体发光元件的电力。即，利用与各半导体发光元件相对应的配线，发光强度控制部可以对供给至各半导体发光元件的电力进行独立的控制。
此外，在上述半导体发光装置中，也可以具有如下所述的结构：上述半导体发光元件包含一对输入电极(例如，p电极和n电极)，该一对输入电极具有与供给电力相关的极性；上述电力供给部具有一对配线，该一对配线通过分别与上述一对输入电极相连接来进行电力供给；包含所述多个分割区域部中的上述一个分割区域部的一部分的分割区域部内的上述半导体发光元件与上述配线连接的极性、与包含上述其它分割区域部的其余部分的分割区域部内的上述半导体发光元件与上述配线的连接的极性处于相反状态；上述发光强度控制部向上述的一对配线供给交流电。
由于上述半导体发光元件中包含具有极性的一对输入电极，因此，当施加在该输入电极上的电压的方向为正向(半导体发光元件的p电极：+；n电极：-)时，该半导体发光元件发光；逆向时不发光。另外，上述一部分分割区域部内的半导体发光元件与上述其余部分的分割区域部内的半导体发光元件以极性相反的状态连接。其结果，当发光强度控制部向一对电力供给线供给交流电时，一部分发光区内的半导体发光元件和其余部分发光区内的半导体发光元件会交替发光，因此，该发光强度控制部可仅通过对其交流电进行控制而容易地对半导体发光装置的输出光的发光强度进行调节，从而使色调可变。
作为上述通过发光强度控制部进行交流电控制的一例，可以是通过上述发光强度控制部对上述一对配线施加矩形波状的交流电压，并对该矩形波状的交流电压的占空比进行控制。即，发光强度控制部通过对施加在一对配线上的矩形波电压进行所谓的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制，可以对每单位时间从上述一部分分割区域部输出的光量与每单位时间从其余部分分割区域部输出的光量的比例进行调整，从而实现对半导体发光装置的输出光的色调的调节。特别是，由于在所述一部分分割区域部中包含上述的一个分割区域部、在所述的其余部分分割区域部中包含上述的其它分割区域部，因此，可以容易地对不同光谱的单位时间的输出光的光量的比例进行调节，从而使色调可变。
这里，在上述半导体发光装置的所述多个分割区域部的每一个当中，通过由所述发光强度控制部对所述多种半导体发光装置分别进行控制来调节所述发光部输出的光的发光颜色，从而使得所述发光部输出的光的发光颜色所对应的色度点位于位于由所述多种半导体发光装置的各发光颜色相对应的多个色度点之间连接而成的直线上、或位于由该直线形成的多边形内。即，在本发明的半导体发光装置中，由于可以对各分割区域部的半导体发光元件进行独立的控制，因此，能够容易地对半导体发光装置的输出光进行控制，以形成位于上述色温点之间连接而成的直线上或位于由该直线形成的多边形内部的色度点。
另外，在上述照明装置中，上述透光性材料可以是含硅化合物。此外，上述分割区域的发光颜色的相关色温可以在2000K以上且50000K以下的范围。
此外，在上述半导体发光装置中，当射出的光的相关色温在3000K～6500K变化时，在其发射光谱的波长为540～560nm的波长范围，发光强度的变化率的绝对值可以为10％以下。
发明的效果
在具有使用了半导体发光元件的半导体发光装置的照明装置中，可稳定地进行输出光的合成，并能够抑制光的分离且色调可变，并且能够使对于发光装置驱动的控制尽可能简单。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式1的固体发光装置的截面示意图。
图2A是根据本发明的实施方式2的固体发光装置的立体示意图。
图2B是图2A所示固体发光装置的分解立体图。
图3是用来说明LED的结构轴的图。
图4(a)～(d)是示出本发明的照明装置中的固体发光装置的配置例的示意图。
图5(a)～(d)是示出本发明的照明装置中的固体发光装置的配置例的示意图。
图6是示出本发明的照明装置中的固体发光装置的配置例的示意图。
图7是示出本发明的照明装置中的固体发光装置的配置例的示意图。
图8是示出当本发明中具有相关色温不同的2种固体发光装置时，黑体辐射轨迹与相关色温的关系的一例的xy色度图。
图9是图8所示xy色度图的主要部分放大图。
图10是示出黑体辐射轨迹与相关色温的关系的其它例的xy色度图的主要部分放大图。
图11是示出当本发明中具有相关色温不同的3种固体发光装置时，黑体辐射轨迹与相关色温的关系的一例的xy色度图的主要部分放大图。
图12是利用PWM控制来控制半导体发光元件的能量比时的电路图的一例。
图13是具有固体发光装置受PWM控制的多个发光部的照明装置的一例的框图。
图14A是本发明的实施例中涉及的第一半导体发光装置的概略结构的立体图。
图14B是示出用来向图14A所示封装件内的半导体发光元件供给电力的配线的安装状态的图。
图15是图14A、图14B中所示的半导体发光装置的截面图。
图16是示出图14A、图14B中所示的半导体发光装置中半导体发光元件与基板之间的连接关系的图。
图17是示出本发明的实施例中涉及的半导体发光装置的制造步骤的第一图。
图18是示出本发明的实施例中涉及的半导体发光装置的制造步骤的第二图。
图19是示出用来向封装件内的半导体发光元件供给电力的配线的安装状态的第二图。
图20是示出图19所示封装件中各半导体发光元件的电极与配线之间的连接关系的图。
图21是示出在图19及图20所示的半导体发光装置的电极上施加的矩形波电压的实例的图。
图22是对供给至半导体发光装置的电力进行控制的流程图。
图23是示出在本发明的实施例中涉及的半导体发光装置中，由各分割区域部的输出光设定的白色光的色度点与黑体辐射轨迹之间的关系的图。
图24是针对图23所示白色光的色度点与黑体辐射轨迹之间的关系的主要部分放大图。
图25是示出可以在本发明的实施例中涉及的半导体发光装置中采用的各种半导体发光元件与荧光体的组合的输出光的色温与发光效率之间的相关关系的图。
图26是示出由本发明的实施例中涉及的半导体发光装置构成的发光模块的概略结构的图。
图27是示出图26所示的发光模块的发射光谱的测定结果的图。
图28是图26所示发光模块的色度图。
符号说明
1…LED灯
2…配线基板
3…LED
4…荧光体含有部
6…电线
10…固体发光元件模块
11…基部
12…固体发光元件
20…荧光体模块
21…基部
22…荧光体含有部
35…发光部
36…PWM控制电路
37…发光部控制电路
101…封装件
102…基板
103、103A、103B…近紫外半导体发光元件
105…共晶焊料
106…电线
108…半导体发光装置(发光装置)
110…反射器(reflector)
111…隔板
112、112A、112B…分割区域部
113…开口部
113A、113B…分割开口部
114、114A、114B…荧光部
120、120A、120B、120E…配线
120C、120D…一对配线
130…电源
140…分配器
200…侧壁
210…分隔部
具体实施方式
这里，结合说明书附图对本发明的照明装置的实施例进行说明。需要指出的是，该实施例示出的是本发明涉及的半导体发光装置的一例，本发明的权利范围并不受限于该实施例。
<第一实施方式>
本发明的照明装置是具有由发光颜色、特别是相关色温不同的多种固体发光装置集成配置而成的发光部的照明装置，各固体发光装置的发光颜色在XYZ表色系统(CIE1931)的xy色度图中与黑体辐射轨迹的偏差Δuv在-0.02≤Δuv≤0.02的范围内、优选在-0.01≤Δuv≤0.01的范围内、更优选在0≤Δuv≤0.01的范围内。以下，针对各构成要素进行详细说明。
[1]固体发光装置
用于本发明的照明装置的固体发光装置发出作为照明装置的合成光的成分的原光。固体发光装置优选含有固体发光元件及荧光体，还可以根据需要而含有其它任意成分。
以下，针对固体发光装置的构成要素进行详细说明。
[1-1]固体发光元件
固体发光元件通过激发后述[1-2]项的荧光体而发光。固体发光元件的发光波长只要与荧光体的吸收波长重复，则没有特殊限制，可使用具有宽范围发光波长的发光元件。
对于用于本发明的照明装置的固体发光元件的种类并无特殊限制，可列举例如半导体发光元件、无机EL及有机EL等。其中，从长寿命、节能、低放热量、高速响应性、耐冲击性、小型/轻量性、耐环境性方面考虑，优选使用半导体发光元件。
作为半导体发光元件，具体而言，可使用发光二极管(LED)或半导体激光二极管(LD)等。半导体发光元件的发光峰波长是不仅关系到荧光体的激发效率、还关系到由荧光体的激发光转换为荧光的转换效率的重要要素，通常可使用在紫外区到蓝色区之间具有发光波长的发光元件，作为具体数值，可使用具有通常300nm以上、优选330nm以上、更优选350nm以上、且通常500nm以下、优选480nm以下、更优选430nm以下的峰发光波长的发光元件。
其中，优选使用了GaN类化合物半导体的GaN类LED或LD。其理由为：与发出该范围的光的SiC类LED等相比，GaN类LED或LD的发光输出、外部量子效率明显较大，通过与后述的荧光体组合，能够以极低电力获得非常明亮的发光。例如，在同样的电流负荷下，GaN类LED或LD通常具有SiC类的100倍以上的发光强度。在GaN类LED或LD中，优选具有AlxGayN发光层、GaN发光层或InxGayN发光层的发光元件。在GaN类LED中，由于其中具有InxGayN发光层的结构时发光强度非常强，因此尤为优选；在GaN类LD中，由于具有InxGayN层和GaN层的多重量子阱结构时发光强度极强，因此尤其优选。
需要说明的是，在上述组成式中，x+y的值通常是0.8～1.2范围的值。在GaN类LED中，当这些发光层中掺杂有Zn或Si时或无掺杂剂时，对于调节其发光特性方面而言是优选的。
GaN类LED是以这些发光层、p层、n层、电极及基板为基本构成要素的发光元件。具有用n型和p型的AlxGayN层、GaN层或InxGayN层等将发光层夹在其中的异质结构的发光元件由于发光效率高，因此优选；此外，将异质结构制成量子阱结构时，发光效率更高，因此更为优选。
作为用来形成GaN类半导体发光元件的GaN类结晶层的成长方法，可列举HVPE法、MOVPE法、MBE法等。形成厚膜时优选HVPE法；形成薄膜时优选MOVPE法、MBE法。
[1-2]荧光体
本发明的照明装置中使用的荧光体在[1-1]项中所述的固体发光元件的发光激发下将来自固体发光元件的光转换为不同波长的光。
对于所述荧光体的组成并无特殊限制，但由于氧化物荧光体或氮化物荧光体化学性能稳定，可延长半导体发光元件及照明装置的寿命，因此优选。其中，优选在作为结晶母体的以Y2O3、Zn2SiO4等为代表的金属氧化物、以Sr2Si5N8等为代表的金属氮化物、以Ca5(PO4)3Cl等为代表的磷酸盐以及以ZnS、SrS、CaS等为代表的硫化物中组合Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb等稀土金属的离子或Ag、Cu、Au、Al、Mn、Sb等金属的离子作为活化元素或共活化元素。
作为结晶母体的优选实例，可列举例如：(Zn，Cd)S、SrGa2S4、SrS、ZnS等硫化物；Y2O2S等氧硫化物；(Y，Gd)3Al5O12、YAlO3、BaMgAl10O17、(Ba，Sr)(Mg，Mn)Al10O17、(Ba，Sr，Ca)(Mg，Zn，Mn)Al10O17、BaAl12O19、CeMgAl11O19、(Ba，Sr，Mg)O·Al2O3、BaAl2Si2O8、SrAl2O4、Sr4Al14O25、Y3Al5O12等铝酸盐；Y2SiO5、Zn2SiO4等硅酸盐；SnO2、Y2O3等氧化物、GdMgB5O10、(Y，Gd)BO3等硼酸盐；Ca10(PO4)6(F，Cl)2、(Sr，Ca，Ba，Mg)10(PO4)6Cl2等卤磷酸盐；Sr2P2O7、(La，Ce)PO4等磷酸盐等。
其中，对于上述结晶母体及活化元素或共活化元素的元素组成并无特殊限制，也可以与同族元素进行部分置换，只要是得到的荧光体吸收近紫外到可见光区的光而发出可见光的元素组成则可以采用。
具体而言，可列举下述物质作为荧光体，但下述仅仅是例举，可在本发明中使用的荧光体并不限于这些。另外，对于与下述示例仅存在部分结构差异的荧光体进行了适当省略。例如，将“Y2SiO5:Ce3+”、“Y2SiO5:Tb3+”及“Y2SiO5:Ce3+，Tb3+”统称为“Y2SiO5:Ce3+，Tb3+”；将“La2O2S:Eu”、“Y2O2S:Eu”及“(La，Y)2O2S:Eu”统称为“(La，Y)2O2S:Eu”。省略之处用逗号(，)分隔表示。此外，()内的元素总量为1摩尔。
本发明中使用的荧光体的荧光色可选择1种或多种，并使固体发光装置的发光颜色在XYZ表色系统(CIE1931)的xy色度图中满足-0.02≤Δuv≤0.02，具体可使用以下列举的荧光体。
[1-2-1]橙色至红色荧光体
作为发出橙色至红色荧光的基体荧光体(以下，适当地将发出橙色荧光的基体荧光体称为“橙色荧光体”，将发出红色荧光的基体荧光体称为“红色荧光体”，将发出橙色至红色荧光的基体荧光体称为“橙色至红色荧光体”)，可列举下述荧光体。
作为适用于本发明的红色荧光体所发出的荧光的具体波长范围，可列举：主发光峰波长通常为570nm以上、优选为580nm以上、尤其优选为610nm以上，且通常为700nm以下、优选为680nm以下、尤其优选为660nm以下。
此外，主发光峰的半值宽度通常为1nm以上、优选为10nm以上、尤其优选为30nm以上，且通常为120nm以下、优选为110nm以下、尤其优选为100nm以下。
如果主发光峰波长过长，则由于可见度下降，可能会导致照明装置的照度降低(变暗)；另外，如果主发光峰波长过短，则可能导致在制成照明装置时显色性下降。此外，如果主发光峰的半值宽度不在上述范围以内，则可能导致在制成照明装置时显色性下降。
作为橙色至红色荧光体，可列举例如：由具有红色断裂面的断裂粒子构成的、进行红色区发光并以(Mg，Ca，Sr，Ba)2Si5N8:Eu表示的、用铕活化的碱土氮化硅类荧光体；由具有大致呈球状作为规则的结晶成长形状的生长粒子构成的、进行红色区发光并以(Y，La，Gd，Lu)2O2S:Eu表示的、用铕活化的稀土氧硫族元素化物(oxychalcogenide)类荧光体等。
另外，也可以使用日本特开2004-300247号公报中记载的下述荧光体：含有包含选自Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、W及Mo中的至少1种元素的氮氧化物和/或氧硫化物的荧光体，该荧光体中含有具有Al元素的部分或全部被Ga元素取代的α-塞隆结构的氮氧化物。需要指出的是，它们是含有氮氧化物和/或氧硫化物的荧光体。
此外，作为红色荧光体，可以使用含有具有由下述式[3]表示的化学组成的结晶相的荧光体，当由半导体发光装置射出的光的相关色温在3000K～6500K之间变化时，可获得出射光的发光强度变化率的绝对值在10％范围内的半导体发光装置，因此优选。
在近紫外光激发下使用该荧光体时，从用于白色发光装置时的显色性、及发光效率方面考虑尤其优选。
(1-a-b)(EuyLn’wMII’1-y-w MIII’MIV’N3)
·a(MIV’(3n+2)/4NnO)·b(AMIV’2N3)…[3]
(在上述式[3]中，
Ln’是选自除Eu以外的镧系元素、Mn及Ti中的至少1种金属元素；
MII’是选自除Eu及Ln’元素以外的2价金属元素中的1种或2种以上元素；
MIII’是选自3价金属元素中的1种或2种以上元素；
MIV’是选自4价金属元素中的1种或2种以上元素；
A是选自Li、Na及K中的1种以上1价金属元素；
y是满足0＜y≤0.2的数；
w是满足0≤w＜0.2的数；
a、b及n是满足0≤a、0≤b、a+b＞0、0≤n、及0.002≤(3n+2)a/4≤0.9的数。)
上述式[3]中，从亮度方面考虑，优选使用选自Ce、Tb、Sm、Mn、Dy、Yb中的至少1种金属元素作为Ln’。
作为MII’，优选包含总量为90mol％以上的选自Mg、Ca、Sr、Ba及Zn中的1种或2种以上。从荧光体的亮度方面考虑，作为MII’中除Mg、Ca、Sr、Ba、Zn以外的其它元素，可列举Mn、Sm、Eu、Tm、Yb、Pb、Sn等。从荧光体的亮度方面考虑，特别优选MII’包含总量为80mol％以上的Ca和/或Sr、进一步优选包含90mol％以上的Ca和/或Sr、最优选包含100mol％的Ca和/或Sr。另外，MII’中的Ca在Ca与Sr的总量中所占的比例优选超过10mol％，最优选占100mol％、即最优选MII’仅由Ca组成。
作为MIII’，优选Al占80mol％以上。从荧光体的亮度方面考虑，作为MIII’中除Al以外的其它元素，可列举Ga、In、B、Sc、Y、Bi、Sb、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等，其中优选Ga、In、B、Bi、Sc、Y、La、Ce、Gd、Lu。从荧光体的亮度方面考虑，MIII’中优选含有90mol％以上的Al，最优选含100mol％、即最优选MIII’仅由Al组成。
作为MIV’，优选Si占90mol％以上。从荧光体的亮度方面考虑，作为MIV’中除Si以外的其它元素，可列举Ge、Sn、Ti、Zr、Hf等，其中优选Ge。从荧光体的亮度方面考虑，最优选MIV’仅由Si组成。
上述荧光体中的上述结晶相的晶体结构属于空间群Cmc21或P21。
除此之外，作为红色荧光体，还可以使用下述荧光体：(La，Y)2O2S:Eu等Eu活化的氧硫化物荧光体；Y(V，P)O4:Eu、Y2O3:Eu等Eu活化的氧化物荧光体；(Ba，Sr，Ca，Mg)2SiO4:Eu，Mn、(Ba，Mg)2SiO4:Eu，Mn等Eu、Mn活化的硅酸盐荧光体；(Ca，Sr)S:Eu等Eu活化的硫化物荧光体；YAlO3:Eu等Eu活化的铝酸盐荧光体；LiY9(SiO4)6O2:Eu、Ca2Y8(SiO4)6O2:Eu、(Sr，Ba，Ca)3SiO5:Eu、Sr2BaSiO5:Eu等Eu活化的硅酸盐荧光体；(Y，Gd)3Al5O12:Ce、(Tb，Gd)3Al5O12:Ce等Ce活化的铝酸盐荧光体；(Ca，Sr，Ba)2Si5N8:Eu、(Mg，Ca，Sr，Ba)SiN2:Eu、(Mg，Ca，Sr，Ba)AlSiN3:Eu等Eu活化的氮化物荧光体；(Mg，Ca，Sr，Ba)AlSiN3:Ce等Ce活化的氮化物荧光体；(Sr，Ca，Ba，Mg)10(PO4)6Cl2:Eu，Mn等Eu、Mn活化的卤磷酸盐荧光体；Ba3MgSi2O8:Eu，Mn、(Ba，Sr，Ca，Mg)3(Zn，Mg)Si2O8:Eu，Mn等Eu、Mn活化的硅酸盐荧光体；3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn等Mn活化的锗酸盐荧光体；Eu活化的α-塞隆等Eu活化的氮氧化物荧光体；(Gd，Y，Lu，La)2O3:Eu，Bi等Eu、Bi活化的氧化物荧光体；(Gd，Y，Lu，La)2O2S:Eu，Bi等Eu、Bi活化的氧硫化物荧光体；(Gd，Y，Lu，La)VO4:Eu，Bi等Eu、Bi活化的钒酸盐荧光体；SrY2S4:Eu，Ce等Eu、Ce活化的硫化物荧光体；CaLa2S4:Ce等Ce活化的硫化物荧光体；(Ba，Sr，Ca)MgP2O7:Eu，Mn、(Sr，Ca，Ba，Mg，Zn)2P2O7:Eu，Mn等Eu、Mn活化的磷酸盐荧光体；(Y，Lu)2WO6:Eu，Mo等Eu、Mo活化的钨酸盐荧光体；(Ba，Sr，Ca)xSiyNz:Eu，Ce(其中，x、y、z是1以上的整数)等Eu、Ce活化的氮化物荧光体；(Ca，Sr，Ba，Mg)10(PO4)6(F，Cl，Br，OH)2:Eu，Mn等Eu、Mn活化的卤磷酸盐荧光体；((Y，Lu，Gd，Tb)1-xScxCey)2(Ca，Mg)1-r(Mg，Zn)2+rSiz-qGeqO12+δ等Ce活化的硅酸盐荧光体等。
作为红色荧光体，还可以使用由β-二酮配合物(β-diketonate)、β-二酮、芳香族羧酸、或以布朗斯台德酸等的阴离子为配位体的稀土元素离子络合物构成的红色有机荧光体，二萘嵌苯类颜料(例如，二苯并{[f，f’]-4，4’，7，7’-四苯基}二茚并[1，2，3-cd：1’，2’，3’-lm]苝)、蒽醌类颜料、色淀类颜料、偶氮类颜料、喹吖啶酮类颜料、蒽类颜料、异吲哚满类颜料、异吲哚满酮类颜料、酞菁类颜料、三苯甲烷系碱性染料、阴丹士林类颜料、靛酚类颜料、花青类颜料、二噁嗪类颜料。
另外，在红色荧光体中，优选将峰波长在580nm以上、优选在590nm以上、且在620nm以下、优选在610nm以下范围内的荧光体用作橙色荧光体。作为这类橙色荧光体的实例，可列举(Sr，Ba)3SiO5:Eu、(Sr，Mg)3(PO4)2:Sn、Eu活化的塞隆等Eu活化的氮氧化物荧光体等。
[1-2-2]绿色荧光体
作为发出绿色荧光的基体荧光体(以下适当称为“绿色荧光体”)，可列举如下。
作为适用于本发明的绿色荧光体所发出的荧光的具体波长范围，可列举：主发光峰波长通常为500nm以上、优选为510nm以上、尤其优选为520nm以上，且通常为580nm以下、优选为570nm以下、尤其优选为560nm以下。
此外，主发光峰的半值宽度通常为1nm以上、优选为10nm以上、尤其优选为30nm以上，且通常为120nm以下、优选为90nm以下、尤其优选为60nm以下。
如果主发光峰波长与上述范围相比过短，则由于可见度下降，可能会导致照明装置的照度降低(变暗)；另外，如果主发光峰波长过长，则可能导致在制成照明装置时显色性下降。此外，如果主发光峰的半值宽度不在上述范围以内，则可能导致在制成照明装置时显色性下降。
作为这样的绿色荧光体，可列举例如：由具有断裂面的断裂粒子构成的、进行绿色区发光并以(Mg，Ca，Sr，Ba)Si2O2N2:Eu表示的、用铕活化的碱土氮氧化硅类荧光体；由具有断裂面的断裂粒子构成的、进行绿色区发光并以(Ba，Ca，Sr，Mg)2SiO4:Eu表示的、用铕活化的碱土硅酸盐类荧光体等。
除此之外，作为绿色荧光体，还可以使用下述荧光体：Sr4Al14O25:Eu、(Ba，Sr，Ca)Al2O4:Eu等Eu活化的铝酸盐荧光体；(Sr，Ba)Al2Si2O8:Eu、(Ba，Mg)2SiO4:Eu、(Ba，Sr，Ca，Mg)2SiO4:Eu、(Ba，Sr，Ca)2(Mg，Zn)Si2O7:Eu等Eu活化的硅酸盐荧光体；Y2SiO5:Ce，Tb等Ce、Tb活化的硅酸盐荧光体；Sr2P2O7-Sr2B2O5:Eu等Eu活化的硼酸磷酸盐荧光体；Sr2Si3O8-2SrCl2:Eu等Eu活化的卤硅酸盐荧光体；Zn2SiO4:Mn等Mn活化的硅酸盐荧光体；CeMgAl11O19:Tb、Y3Al5O12:Tb等Tb活化的铝酸盐荧光体；Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb、La3Ga5SiO14:Tb等Tb活化的硅酸盐荧光体；(Sr，Ba，Ca)Ga2S4:Eu，Tb，Sm等Eu、Tb、Sm活化的硫代桔酸盐荧光体；Y3(Al，Ga)5O12:Ce、(Y，Ga，Tb，La，Sm，Pr，Lu)3(Al，Ga)5O12:Ce等Ce活化的铝酸盐荧光体；Ca3Sc2Si3O12:Ce、Ca3(Sc，Mg，Na，Li)2Si3O12:Ce等Ce活化的硅酸盐荧光体；CaSc2O4:Ce等Ce活化的氧化物荧光体；SrSi2O2N2:Eu、(Sr，Ba，Ca)Si2O2N2:Eu、Eu活化的β-塞隆等Eu活化的氮氧化物荧光体；M3Si6O12N2:Eu(其中，M代表碱土金属元素)等Eu活化的氮氧化物荧光体；BaMgAl10O17:Eu，Mn等Eu、Mn活化的铝酸盐荧光体；SrAl2O4:Eu等Eu活化的铝酸盐荧光体；(La，Gd，Y)2O2S:Tb等Tb活化的氧硫化物荧光体；LaPO4:Ce，Tb等Ce、Tb活化的磷酸盐荧光体；ZnS:Cu，Al、ZnS:Cu，Au，Al等硫化物荧光体；(Y，Ga，Lu，Sc，La)BO3:Ce，Tb、Na2Gd2B2O7:Ce，Tb、(Ba，Sr)2(Ca，Mg，Zn)B2O6:K，Ce，Tb等Ce、Tb活化的硼酸盐荧光体；Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu，Mn等Eu、Mn活化的卤硅酸盐荧光体；(Sr，Ca，Ba)(Al，Ga，In)2S4:Eu等Eu活化的硫代铝酸盐荧光体或硫代桔酸盐荧光体；(Ca，Sr)8(Mg，Zn)(SiO4)4Cl2:Eu，Mn等Eu、Mn活化的卤硅酸盐荧光体等。
此外，作为绿色荧光体，还可以使用：吡啶-邻苯二甲酰亚胺缩合衍生物、苯并噁嗪酮类、喹唑啉酮类、香豆酮类、奎酞酮类、萘二甲酰亚胺类等荧光色素；铽络合物等有机荧光体。
[1-2-3]蓝色荧光体
作为发出蓝色荧光的基体荧光体(以下适当称为“蓝色荧光体”)，可列举如下。
作为适用于本发明的蓝色荧光体所发出的荧光的具体波长范围，可列举：主发光峰波长通常为430nm以上、优选为440nm以上，且通常为500nm以下、优选为480nm以下、尤其优选为460nm以下。
此外，主发光峰的半值宽度通常为1nm以上、优选为10nm以上、尤其优选为30nm以上，且通常为100nm以下、优选为80nm以下、尤其优选为70nm以下。
如果主发光峰波长过短，则由于可见度下降，可能会导致照明装置的照度降低(变暗)；另外，如果主发光峰波长过长，则可能导致在制成照明装置时显色性下降。此外，如果主发光峰的半值宽度不在上述范围以内，则可能导致制成照明装置时显色性下降。
作为这类蓝色荧光体，可列举例如：由具有大致呈六角形状作为规则的结晶成长形状的生长粒子构成的、进行蓝色区发光并以BaMgAl10O17:Eu表示的用铕活化的钡镁铝酸盐类荧光体；由具有大致呈球状作为规则的结晶成长形状的生长粒子构成的、进行蓝色区发光并以(Ca，Sr，Ba)5(PO4)3Cl:Eu表示的、用铕活化的卤磷酸钙类荧光体；由具有大致呈立方体状作为规则的结晶生长形状的生长粒子构成的、进行蓝色区发光并以(Ca，Sr，Ba)2B5O9Cl:Eu表示的、用铕活化的碱土氯硼酸盐类荧光体；由具有断裂面的断裂粒子构成的、进行蓝绿色区发光并以(Sr，Ca，Ba)Al2O4:Eu或(Sr，Ca，Ba)4Al14O25:Eu表示的、用铕活化的碱土铝酸盐类荧光体等。
除此之外，作为蓝色荧光体，还可以使用下述荧光体：Sr2P2O7:Sn等Sn活化的磷酸盐荧光体；Sr4Al14O25:Eu、BaMgAl10O17:Eu、BaAl8O13:Eu等Eu活化的铝酸盐荧光体；SrGa2S4:Ce、CaGa2S4:Ce等Ce活化的硫代桔酸盐荧光体；(Ba，Sr，Ca)MgAl10O17:Eu、BaMgAl10O17:Eu，Tb，Sm等Eu，Tb，Sm活化的铝酸盐荧光体；(Ba，Sr，Ca)MgAl10O17:Eu，Mn等Eu、Mn活化的铝酸盐荧光体；(Sr，Ca，Ba，Mg)10(PO4)6Cl2:Eu、(Ba，Sr，Ca)5(PO4)3(Cl，F，Br，OH):Eu，Mn，Sb等Eu、Tb、Sm活化的卤磷酸盐荧光体；BaAl2Si2O8:Eu、(Sr，Ba)3MgSi2O8:Eu等Eu活化的硅酸盐荧光体；Sr2P2O7:Eu等Eu活化的磷酸盐荧光体；ZnS:Ag、ZnS:Ag，Al等硫化物荧光体；Y2SiO5:Ce等Ce活化的硅酸盐荧光体；CaWO4等钨酸盐荧光体；(Ba，Sr，Ca)BPO5:Eu，Mn、(Sr，Ca)10(PO4)6·nB2O3:Eu、2SrO·0.84P2O5·0.16B2O3:Eu等Eu、Mn活化的硼酸磷酸盐荧光体；Sr2Si3O8·2SrCl2:Eu等Eu活化的卤硅酸盐荧光体等。
此外，作为蓝色荧光体，还可以使用例如：萘二甲酰亚胺类、苯并噁唑类、苯乙烯类、香豆酮类、吡唑啉类、三唑类化合物荧光色素；铥络合物等有机荧光体等。
需要说明的是，上述荧光体可单独使用1种，也可以以任意组合及比例组合使用2种以上。
[1-2-4]黄色荧光体
作为发出黄色荧光的荧光体(以下适当称为“黄色荧光体”)，可列举如下。
作为黄色荧光体所发出的荧光的具体波长范围，适合采用下述波长范围：通常为530nm以上、优选为540nm以上、更优选为550nm以上，且通常为620nm以下、优选为600nm以下、更优选为580nm以下。
如果黄色荧光体的发光峰波长过短，则可能得到黄色成分过少、显色性不良的照明装置；如果发光峰的波长过长，则可能导致照明装置的亮度下降。
作为这样的黄色荧光体，可列举各种氧化物类、氮化物类、氮氧化物类、硫化物类、氧硫化物类等荧光体。
特别地，可列举：以RE3M5O12:Ce(其中，RE代表Y、Tb、Gd、Lu、Sm中的至少1种元素，M代表Al、Ga、Sc中的至少1种元素)、M2 3M3 2M4 3O12:Ce(其中，M2代表2价金属元素、M3代表3价金属元素、M4代表4价金属元素)等表示的具有石榴石结构的石榴石类荧光体；以AE2M5O4:Eu(其中，AE代表Ba、Sr、Ca、Mg、Zn中的至少1种元素，M5代表Si、Ge中的至少1种元素)等表示的原硅酸盐类荧光体；上述类型的荧光体的构成元素中的部分氧被氮置换而得到的氮氧化物类荧光体；AEAlSiN3:Ce(其中，AE代表Ba、Sr、Ca、Mg、Zn中的至少1种元素)等具有CaAlSiN3结构的氮化物类荧光体等由Ce活化的荧光体。
除此之外，作为黄色荧光体，还可以使用：CaGa2S4:Eu、(Ca，Sr)Ga2S4:Eu、(Ca，Sr)(Ga，Al)2S4:Eu等硫化物类荧光体；Cax(Si，Al)12(O，N)16:Eu等具有SiAlON结构的氮氧化物类荧光体等由Eu活化的荧光体。
根据所需的发射光谱、色温、色度坐标、显色性、发光效率等，还可以将上述[1-2-1]～[1-2-4]项所述的荧光体适当组合使用。通过将特定荧光体适当组合，不仅可实现白色系(日光色～昼白色～白色～温白色～灯泡色)，还可以实现柔和色(pastel colors)、单色光等。为了获得白色系的发光颜色，当固体发光元件为发出紫外～近紫外区的光的发光元件时，优选的荧光体组合为蓝色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体的组合；当固体发光元件为发出蓝色区的光的发光元件时，优选仅使用黄色荧光体、或采用绿色荧光体与红色荧光体的组合。
[1-2-5]荧光体的其它物性
对于本发明中使用的荧光体的粒径并无特殊限制，其中值粒径(D50)通常为0.1μm以上、优选为2μm以上、更优选为10μm以上；且通常为100μm以下、优选为50μm以下、更优选为20μm以下。
当荧光体的中值粒径(D50)在上述范围时，由半导体发光元件发出的光会充分散射。并且，由于由半导体发光元件发出的光会被荧光体粒子充分吸收，因此，可以高效地进行波长转换，同时将由荧光体发出的光照射至所有方向。由此，不仅可以将来自多种荧光体的原光混色为白色，同时还能够获得均匀的白色，因而，可以在照明装置发出的合成光中获得均匀的白色光和照度。
当荧光体的中值粒径(D50)高于上述范围时，由于荧光体无法充分填埋发光部的空间，因此可能导致由发光元件发出的光无法被荧光体充分吸收。此外，当荧光体的中值粒径(D50)小于上述范围时，由于荧光体的发光效率降低，因而可能导致照明装置的照度下降。
为了使例如后述的荧光体含有部中的粒子分散状态均匀，优选荧光体粒子的粒度分布(QD)较小者，而由于欲减小粒度分布(QD)时涉及到分级收率降低、成本升高，因此，粒度分布(QD)通常为0.03以上、优选为0.05以上、更优选为0.07以上，且通常为0.4以下、优选为0.3以下、更优选为0.2以下。此外，就荧光体粒子的形状而言，只要不影响荧光体含有部的形成，则没有特殊限定。
荧光体的中值粒径(D50)及粒度分布(QD)可由重量基准粒度分布曲线获得。由于重量基准粒度分布曲线是利用激光衍射/散射法测定粒度分布时获得的，因此，具体可按照例如下述方式进行测定。
在温度25℃、湿度70％的环境下使荧光体分散在乙二醇等溶剂中。
利用激光衍射式粒度分布测定装置(例如，堀场制作所制造的“LA-300”)在0.1μm～600μm的粒径范围内进行测定。
在该重量基准粒度分布曲线中，将累计值达50％时的粒径值记作中值粒径D50。另外，将累计值达25％及75％时的粒径值分别记作D25、D75，并定义QD＝(D75-D25)/(D75+D25)。QD小意味着粒度分布窄。
[1-2-6]荧光体的表面处理
为了提高耐水性、和/或为了防止在后述的荧光体含有部中发生不需要的荧光体聚集，还可以对本发明中使用的荧光体进行表面处理。
作为所述表面处理的实例，可列举例如：日本特开2002-223008号公报中记载的利用有机材料、无机材料、玻璃材料等进行的表面处理；日本特开2000-96045号公报等中记载的利用金属磷酸盐进行的包覆处理、利用金属氧化物进行的包覆处理、二氧化硅涂覆等公知的表面处理。
具体而言，例如，为了使荧光体表面包覆上述金属磷酸盐，可按照下述顺序进行。
(1)将指定量的磷酸钾、磷酸钠等水溶性磷酸盐和氯化钙、硫酸锶、氯化锰、硝酸锌等碱土金属、Zn及Mn中的至少1种的水溶性金属盐化合物添加在荧光体悬浮液中，进行搅拌。
(2)在悬浮液中生成碱土金属、Zn及Mn中至少1种金属的磷酸盐，同时使生成的这些金属磷酸盐沉积在荧光体表面。
(3)除去水分。
另外，作为二氧化硅涂覆处理，可列举中和水玻璃以使SiO2析出的方法、对烷氧基硅烷水解产物进行表面处理的方法(例如，日本特开平3-231987号公报)等，从提高分散性的观点考虑，优选对烷氧基硅烷水解产物进行表面处理的方法。
[1-2-7]荧光体的用量
可通过对固体发光装置中使用的这些荧光体的量进行适当选择以满足固体发光装置所需的特性，相对于荧光体的总重量、作为后述密封材料的透明树脂等的重量以及根据需要而添加的粘度调节剂等添加剂的重量的总和，荧光体的重量优选为5重量％～90重量％。对于使用的是透射型荧光体的情况，该比例优选稍少，优选为5重量％～50重量％；对于使用的是反射型荧光体的情况，该比例优选较多，优选为50重量％～90重量％。
[1-3]密封材料(透光性材料)
本发明的照明装置中使用的固体发光装置只要具备上述的固体发光元件及荧光体即可，对于其它构成并无特殊限制。固体发光元件及荧光体通常利用固体发光元件的发光来激发荧光体发光，并进行设置以使该发光向外部导出。具有上述结构时，通常要利用密封材料对上述固体发光元件、荧光体实施密封保护。具体而言，该密封材料通常基于下述目的而被采用：使上述荧光体分散而构成发光部分，或对半导体发光元件、荧光体及基板间进行粘接。
作为所使用的密封材料，通常可列举热塑性树脂、热固性树脂、光固化性树脂等，优选对固体发光元件的激发光(更优选的峰波长范围为350nm以上且430nm以下)显示充分透明性和耐久性的树脂。
具体可列举：聚(甲基)丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸类树脂；聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物等苯乙烯树脂；聚碳酸酯树脂；聚酯树脂；苯氧基树脂；聚乙烯醇缩丁醛树脂；聚乙烯醇；乙基纤维素、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素等纤维素类树脂；环氧树脂；酚醛树脂；硅树脂等。此外，还可以使用无机类材料，例如将利用溶胶-凝胶法使金属醇盐、陶瓷前体聚合物或含有金属醇盐的溶液发生水解聚合而得到的溶液或它们的组合固化得到的无机类材料，例如可使用具有硅氧烷键的无机类材料或玻璃。
这其中，从耐热性、耐紫外线(UV)性等方面考虑，优选将利用溶胶-凝胶法使硅树脂、金属醇盐、陶瓷前体聚合物或含有金属醇盐的溶液发生水解聚合而得到的溶液或它们的组合固化得到的无机类材料，例如具有硅氧烷键的无机类材料。
在上述密封材料中，尤其优选具有下述特征(1)～(3)中的1个以上特征的聚硅氧烷类材料或硅树脂(以下也称为“本发明的聚硅氧烷类材料”)。
(1)在固体Si-核磁共振(NMR)谱图中，至少具有下述的峰(i)和/或(ii)中的一个。
(i)峰顶位置在化学位移-40ppm～0ppm的区域、且峰的半值宽度为0.3ppm～3.0ppm的峰；
(ii)峰顶位置在化学位移-80ppm～-40ppm(不包括-40ppm)的区域、且峰的半值宽度为0.3ppm～5.0ppm的峰。
(2)硅含有率为20重量％以上。
(3)硅烷醇含有率为0.01重量％～10重量％。
在本发明中，优选使用具有上述特征(1)～(3)中的特征(2)的聚硅氧烷类材料或硅树脂。更优选使用具有上述的特征(1)及(2)的聚硅氧烷类材料或硅树脂。尤其优选使用具有上述全部特征(1)～(3)的聚硅氧烷类材料或硅树脂。
以下，针对这些特征(1)～(3)进行说明。
[1-3-1]固体Si-NMR谱图
以硅为主成分的化合物由SiO2·nH2O的示构式表示，就其结构而言，在硅原子Si的四面体的各顶点键合有氧原子O，而在这些氧原子O上又进一步键合硅原子Si，从而具有扩展为网状的结构。其中，如下所示的示意图(A)、(B)代表的是省略了上述四面体结构的Si-O网状结构，但也包括在Si-O-Si-O-的重复单元中，部分氧原子O被其它成员(例如-H、-CH3等)取代的结构，就一个硅原子Si而言，存在如示意图(A)中所示的具有4个-OSi的硅原子Si(Q4)、如示意图(B)中所示的具有3个-OSi的硅原子Si(Q3)等。另外，在固体Si-NMR测定中，基于上述各硅原子Si的峰依次被称为Q4峰、Q3峰、……。
[化学式1]
Figure GPA00001137171500261
通常，键合有4个这些氧原子的硅原子被统称为Q位。在本发明中，将来自Q位的各峰Q0～Q4称作Qn峰组。作为不含有机取代基的二氧化硅膜的Qn峰组，通常会在化学位移-80～-130ppm的区域观测到显示连续多峰性的峰。
与此相对，键合有3个氧原子、并键合有1个除氧原子以外的其它原子(通常为碳)的硅原子通常被统称为T位。与Q位的情况相同，作为来自T位的峰，通常会观测到T0～T3的各峰。在本发明中，将来自T位的各峰称为Tn峰组。作为Tn峰组，通常会在高于Qn峰组的磁场侧(化学位移通常为-80～-40ppm)的区域观测到显示连续多峰性的峰。
此外，键合有2个氧原子、并同时键合有2个除氧原子以外的其它原子(通常为碳)的硅原子通常被统称为D位。与来自Q位、T位的峰组的情况相同，来自于D位的峰也通常会观测到D0～Dn的各峰(称为Dn峰组)，并通常会在比Qn、Tn峰组更高的磁场侧区域(化学位移通常为0～-40ppm的区域)观测到显示多峰性的峰。由于这些Dn、Tn、Qn各峰组的面积之比分别与置于对应于各峰组的环境中的硅原子的摩尔比相等，因此，如果以全部峰的总面积作为硅原子的总摩尔量，则Dn峰组及Tn峰组的总面积通常对应于直接与碳原子相键合的硅的总摩尔量。
对本发明的聚硅氧烷类材料的固体Si-NMR谱图进行测定时发现，来自直接与有机基团的碳原子键合的硅原子的Dn峰组及Tn峰组、和来自未键合有机基团的碳原子的硅原子的Qn峰组分别出现在不同区域。在这些峰中，低于-80ppm的峰相当于如上所述的Qn峰，-80ppm以上的峰相当于Dn、Tn峰。在本发明的聚硅氧烷类材料中，Qn峰并非必须，但会在Dn、Tn峰区域中观察到至少1个峰、优选观察到多个峰。
另外，在本发明的聚硅氧烷类材料中，在-80ppm以上的区域观察到的峰具有下述特征：其半值宽度比在此之前利用溶胶-凝胶法测得的聚硅氧烷类材料的半值宽度范围小(窄)。
在本发明的聚硅氧烷类材料中，如果对具有不同化学位移的峰进行整理，则观察到的峰顶位置为-80ppm～-40ppm(不包括-40ppm)的Tn峰组的半值宽度通常为5.0ppm以下、优选为4.0ppm以下，且通常为0.3ppm以上、优选为0.4ppm以上的范围。
同样，作为观察到的峰顶位置为-40ppm～0ppm的Dn峰组的半值宽度，由于分子运动的拘束小，因此在整体上看，其半值宽度比Tn峰组的情况小，通常为3.0ppm以下、优选为2.0ppm以下，且通常为0.3ppm以上的范围。
在上述化学位移区域内观察到的峰的半值宽度如果大于上述范围，则其分子运动受到的拘束大，处于变形大的状态，容易发生断裂，可能得到耐热性、耐候耐久性差的部件。例如，对于多使用四官能硅烷的情况、或在干燥步骤中进行快速干燥而积存了大量内部应力的状态等情况，半值宽度大于上述范围。
此外，当峰的半值宽度小于上述范围时，存在于该环境中的Si原子不涉及硅氧烷交联，可能会出现三官能硅烷以未交联状态残留的情况等，从而可能由以硅氧烷键主体形成的物质形成耐热性、耐候耐久性差的部件。
需要指出的是，本发明的聚硅氧烷类材料的组成限于下述情况：体系内的交联主要由以二氧化硅为首的无机成分形成。即，对于在大量有机成分中包含少量Si成分的聚硅氧烷类材料，即使在-80ppm以上确认到上述半值宽度范围的峰，也无法获得良好的耐热性、耐光性、及涂布性能。
本发明的聚硅氧烷类材料的化学位移值可通过采用例如下述方法进行固体Si-NMR测定，并根据该测定结果计算而得到。另外，作为对测定数据的分析(半值宽度、硅烷醇量分析)，可通过进行使用例如高斯函数、劳伦兹函数的波形分离分析等，采用对各峰分割、抽样的方法进行分析。
{固体Si-NMR谱图的测定}
在针对聚硅氧烷类材料进行固体Si-NMR谱图测定时，在下述条件下进行固体Si-NMR谱图测定及波形分离分析。另外，由所得的波形数据，针对聚硅氧烷类材料来求出各峰的半值宽度。
<装置条件>
装置：Chemagnetics公司Infinity CMX-400核磁共振分光装置
29Si共振频率：79.436MHz
探针：CP/MAS用探针
测定温度：室温
试样转速：4kHz
测定法：单脉冲法
1H去耦频率：50kHz
29Si倾倒角：90°
29Si90°脉冲宽度：5.0μs
循环时间：600s
累加次数：128次
观测宽度：30kHz
谱线展宽因子(broadening factor)：20Hz
<数据处理法>
针对聚硅氧烷类材料，采集512点作为测定数据，对8192点清零并进行傅里叶变换。
<波形分离分析法>
针对经过傅里叶变换后谱图中的各峰，将利用劳伦兹波形、高斯波形、或两者的混合作成的峰形状的中心位置、高度、半值宽度作为可变参数，通过非线性最小二乘法进行最优化计算。
其中，峰的鉴定以AIChE Journal，44(5)，p.1141，1998年等为参考。
[1-3-2]硅含有率
本发明的聚硅氧烷类材料优选硅含有率为20重量％以上的材料(特征(2))。以往的聚硅氧烷类材料是以碳-碳键及碳-氧键为基本骨架的环氧树脂等的有机树脂，而与此相对，本发明的聚硅氧烷类材料的基本骨架是与玻璃(硅酸盐玻璃)等相同的无机硅氧烷键。正如由下述表1的化学键比较表所明确的，采用了该硅氧烷键的聚硅氧烷类材料具有下述的优异特征。
(I)由于键能大，不易发生热分解、光分解，因此耐光性良好；
(II)显示出一定程度的电分极作用。
(III)链状结构的自由度大，可形成具有充分柔性的结构，因而可以硅氧烷链为中心进行自由旋转；
(IV)氧化度大，不会再发生进一步氧化；
(V)具有充分的电绝缘性。
[表1]
化学键比较表
Figure GPA00001137171500291
由这些特征可知：通过由硅氧烷键以3维、且高交联度键合而成的骨架形成的聚硅氧烷类材料近似于玻璃或岩石等无机物质，可制成耐热性、耐光性优异的保护膜。特别是，以甲基为取代基的聚硅氧烷类材料不具有紫外区的吸收，因此不易发生光分解，具有优异的耐光性。
如上所述，本发明的聚硅氧烷类材料中的硅含有率为20重量％以上，但其中优选为25重量％以上、更优选为30重量％以上。另一方面，作为上限，由于仅由SiO2构成的玻璃中的硅含有率为47重量％，因此本发明的聚硅氧烷类材料中的硅含有率通常为47重量％以下的范围。
需要指出的是，聚硅氧烷类材料中的硅含有率可通过采用例如下述方法进行电感耦合高频等离子体分光(inductively coupled plasma spectrometry：以下适当简称为“ICP”)分析、并根据该分析结果来求出。
{硅含有率的测定}
粉碎聚硅氧烷类材料的单独固化物直到其粒径达到100μm左右，在铂坩埚内、大气中、450℃下保持1小时后，接着在750℃下保持1小时，并在950℃下保持1.5小时进行焙烧，除去碳成分之后，向得到的少量残渣中添加10倍量以上的碳酸钠，进行燃烧器加热使其熔融，再将其冷却，添加脱盐水，并用盐酸将pH调节至中性程度，同时进行定容以使硅达到几ppm程度，进行ICP分析。
[1-3-3]硅烷醇含有率
本发明的聚硅氧烷类材料中的硅烷醇含有率通常为0.01重量％以上、优选为0.1重量％以上、更优选为0.3重量％以上，且通常为10重量％以下、优选为8重量％以下、更优选为5重量％以下的范围(特征(3))。
本发明的聚硅氧烷类材料由于硅烷醇含有率低，因此具有随时间变化少、长期的性能稳定性良好，且吸湿、透湿性均较低的优异性能。其中，完全不含硅烷醇的部件由于密合性差，因此存在硅烷醇含有率的如上所述的最优范围。
需要说明的是，聚硅氧烷类材料的硅烷醇含有率可通过下述方法求出：使用例如上述{固体Si-NMR谱图的测定}项中记载的方法进行固体Si-NMR谱图测定，并根据来自硅烷醇的峰面积与总的峰面积之比来求出构成硅烷醇的硅原子在全部硅原子中所占的比率(％)，再将该比率与另外进行分析得到的硅含有率进行比较来计算出硅烷醇含有率。
此外，由于本发明的聚硅氧烷类材料中含有适当量的硅烷醇，硅烷醇会与存在于器件表面的极性部分形成氢键，从而表现出密合性。作为极性部分，可列举例如羟基、metalloxane键(-X-O-X-)中的氧等。
另外，本发明的聚硅氧烷类材料可通过在适当催化剂存在下进行加热而与器件表面的羟基之间经脱水缩合而形成共价键，从而表现出更为牢固的密合性。
另一方面，如果硅烷醇含量过多，则会导致体系内粘度增加、涂布变得困难，或因活性增加而在通过加热使低沸点成分挥发之前发生固化，进而引起发泡或内部应力增大，存在引发裂纹等的危险。
[1-3-4]硬度测定值
本发明的聚硅氧烷类材料优选呈弹性体状。具体而言，本发明的聚硅氧烷类材料具有下述特征(4)。
(4)利用DUROMETERS Type A测定的硬度值(shore A)通常为5以上、优选为7以上、更优选为10以上，且通常为90以下、优选为80以下、更优选为70以下。
通过具有上述范围的硬度测定值，可获得不易产生裂纹、耐回流焊性及耐温度循环性优异的优点。所述回流焊是指：将焊锡膏印刷在基板上、并在其上搭载零部件后进行加热、粘接的锡焊方法。并且，所述耐回流焊性是指：可耐受最高温度260℃、10秒钟的热冲击的性质。
需要指出的是，上述硬度测定值(shore A)可通过JISK6253中记载的方法测定。具体而言，可采用日本古里精机制作所制造的A型橡胶硬度计进行测定。
[1-3-5]其它添加剂
就本发明的聚硅氧烷类材料而言，为了对密封材料的折射率进行调节，可使密封材料中存在可提供具有高折射率的金属氧化物的金属元素。作为可提供具有高折射率的金属氧化物的金属元素的实例，可列举Si、Al、Zr、Ti、Y、Nb、B等。这些金属元素可单独使用，也可以以任意组合及比率将两种以上组合使用。
作为上述金属元素的存在形式，只要不破坏密封材料的透明度则没有特殊限制，例如，可以以metalloxane键的形式形成均匀的玻璃层，也可以以粒子状存在于密封材料中。对于以粒子状存在的情况，其粒子内部的结构可以是无定形状、也可以是结晶结构，但为了赋予高折射率，优选为结晶结构。此外，作为其粒径，为了不破坏密封材料的透明度，通常在半导体发光元件的发光波长以下，优选为100nm以下、更优选为50nm以下、尤其优选为30nm以下。例如，可通过在聚硅氧烷类材料中添加氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化钇、酸化铌等粒子而使上述金属元素以粒子状存在于密封材料中。
此外，本发明的聚硅氧烷类材料中还可以进一步含有扩散剂、填料、粘度调节剂、紫外线吸收剂等公知的添加剂。
作为本发明的聚硅氧烷类材料，具体可列举例如日本特愿2006-176468号说明书中记载的聚硅氧烷类材料。
[1-4]其它成分
除了上述成分以外，本发明的照明装置中使用的固体发光装置中还可以使用作为其它任意成分的色素、抗氧剂、稳定剂(磷类加工稳定剂等加工稳定剂、氧化稳定剂、热稳定剂、紫外线吸收剂等耐光性稳定剂等)、硅烷偶联剂、光扩散材料、填料等本领域公知的添加物中的任意添加物。
[1-5]固体发光装置的结构
本发明的照明装置中使用的固体发光装置只要含有上述发光元件及荧光体，则对其具体结构并无特殊限制。例如，优选使用LED作为固体发光元件。
以下，详细阐述使用了LED的固体发光装置的实施方式的实例，但本发明并不受限于下述说明，在不超出其要点的范围内可以在作出各种变更后实施。
[1-5-1]实施例1
图1是示意性地示出本发明的一个实施方式的固体发光装置、即LED灯的结构的图。
本实施方式的LED灯1具有配线基板2、作为半导体发光元件的LED3、用来吸收由LED3发出的部分光而发出与吸收光具有不同波长的光的荧光体含有部4。
配线基板2是用来保持LED3及荧光体含有部4的基部，具有金属部件2A、在金属部件2A上形成的绝缘层2D、以及在绝缘层2D上形成的一对导电部2B、2C。LED3具有位于相对的底面和上面的一对电极(无图示)，位于LED3的底面侧的电极通过AuSn的共晶焊料5接合在导电部之一2B的上面。位于LED3的上面侧的电极通过金属制电线106与另一导电部2C相连。
LED3是利用供给电力而发出近紫外区～蓝色区的光的元件，可使用在上述[1-1]项中记载的元件。另外，配线基板2上设置有用来吸收由LED3发出的部分光而发出不同波长的光的荧光体含有部4，该荧光体含有部4将LED3包覆。由LED3发出的部分光作为激发光被荧光体含有部4内的发光物质(荧光体)吸收，而其它部分的光透过荧光体含有部4由LED灯1放出。设置荧光体含有部4时使导电部2B、2C的一部分露出，露出的导电部2B、2C的部分成为用来向LED灯1供给电力的电极。
LED3与配线基板2上的一对导电部2B、2C之间的电连接可根据LED3中电极组(无图示)的设置情况而采用适当方法进行。例如，对于仅在LED3的一面设置有电极组的情况，可通过将设置有电极的一面朝上地设置LED3，并利用例如金制电线106分别连接各组电极与各导电部2B、2C，从而实现导电部2B、2C与LED3之间的电连接。此外，对于LED3为倒装片(倒焊(face down))的情况，可通过利用金凸块、软焊料进行接合来实现LED3的电极与导电部2B、2C之间的电连接。
荧光体含有部4中含有透明树脂和荧光体。荧光体是在受到由LED3发出的光激发而发出波长不同的光的物质。对于荧光体含有部4中所含的荧光体的种类的选择要满足下述条件：由LED3发出的光与由荧光体含有部4中所含的荧光体发出的光的总和、或由荧光体发出的光在XYZ表色系统(CIE1931)的xy色度图中满足-0.02≤Δuv≤0.02。另外，透明树脂不仅要使LED3及荧光体所发出的光透过，还具有密封LED3且使荧光体保持分散的功能。只要具有这样的功能，则可使用任意材料作为透明树脂，这里，使用在[1-3]项中记载的密封材料。
将多个如上所述的具有LED3及荧光体含有部4的固体发光装置、即LED灯1集成配置在例如基板上，由此构成本发明的发光部。
[1-5-2]实施例2
在实施方式1中，示出了通过用荧光体含有部4密封LED3从而以同一模块的形式构成固体发光元件及荧光体的实例，但也可以以不同模块的形式构成固体发光元件和荧光体。以下，针对以不同模块的形式构成固体发光元件和荧光体的实施方式2的固体发光装置进行说明。
图2A所示的固体发光装置具有对固体发光元件进行模块化而得到的固体发光元件模块10和对荧光体含有部进行模块化而得到的荧光体模块20。如图2B所示，通过将荧光体模块20接合在固体发光元件模块10上而构成了固体发光装置。
以下，针对各模块进行说明。
[1-5-2-1]固体发光元件模块
如图2B所示，固体发光元件模块10具有基部11和设置在基部11上的至少1个固体发光元件12。
(i)基部
固体发光元件模块10的基部11是用来固定并支持固体发光元件12的部分。图2B中示出的是圆板状的基部11，但基部11只要对于温度条件等本实施方式中的固体发光元件模块的基部的使用条件具有耐受性即可，在不显著影响本实施方式的效果的范围内可以以任意的材料、形状、尺寸构成。此外，基部11的设置有固体发光元件12的表面上还可以形成将整个基部11覆盖的模压部7，用以密封固体发光元件12。作为构成模压部7的树脂，可使用与在实施方式1的荧光体含有部使用的透明树脂相同的树脂。
(ii)固体发光元件
作为固体发光元件12，可使用与用来使固体发光装置发出原光的上述元件相同的元件，特别优选使用LED。因此，对于利用图2B所示的固体发光元件12和荧光体含有部22来发出原光的情况，在固体发光元件模块10中至少要设置1个固体发光元件12。此时，固体发光元件12可以是被2个以上荧光体部22所共有的结构。
作为固体发光元件12的个数，可以根据基部11的尺寸等而选择适当个数。在本实施方式中，在基部11上设置有多个、具体为9个固体发光元件12。
(iii)其它部件
另外，固体发光元件模块10也可以具有除了基部11及固体发光元件12以外的部件。例如，固体发光元件模块10可具有用来向固体发光元件12供给电力的配线13。该配线13通常被设置在固体发光元件模块10的基部11上。当基部11中设置有多个固体发光元件12时，设置配线13来实现对各固体发光元件12的电力供给。
[1-5-2-2]荧光体模块
如图2B所示，荧光体模块20通过接合在固体发光元件模块10的上面而与固体发光元件模块10及根据需要而设置的其它部件一同构成本实施方式的固体发光装置，该荧光体模块20具备基部21和设置在基部21上的荧光体含有部22。为了有效利用来自固体发光元件模块10的光，优选使荧光体模块20与固体发光元件模块10密合，但根据固体发光元件模块10的表面材质以及荧光体模块20的透明树脂材料不同，在设置荧光体模块20时，其与固体发光元件模块10之间也可以隔有空间。
(i)基部
荧光体模块20的基部21是荧光体含有部22的支撑体，可由例如透明的膜或板(片)等构成。
荧光体模块20的基部21只要对于温度条件等本实施方式中的荧光体模块的基部的使用条件具有耐受性即可，在不显著影响本实施方式的效果的范围内可以以任意的材料、形状、尺寸构成。
(ii)荧光体含有部
荧光体含有部22形成在基部21的部分区域上，其结构与实施方式1中记载的荧光体含有部4相同，具有透明树脂和分散在透明树脂中的荧光体。作为荧光体含有部22中所含的荧光体的种类，只要是由图2A所示的固体发光装置全体中输出的发光颜色在XYZ表色系统(CIE1931)的xy色度图中满足-0.02≤Δuv≤0.02，则可以选择任意种类。例如，可以使各荧光体含有部22中含有多种荧光体，以由各荧光体含有部22获得所需色温的发光颜色，也可以对使各荧光体含有部22中含有的至少1种荧光体进行选择，来通过使由多个荧光体含有部22发出的光混色而获得所需色温的发光颜色。
荧光体含有部22通常被设置在基部21的表面，但对于荧光体含有部22的透明树脂与构成基部21的材料相同的情况，也可以通过使基部21的部分区域中含有荧光体来构成荧光体含有部22。
作为在基部21的表面形成荧光体含有部22时在基部21上设置荧光体含有部22的方法，可列举例如：使荧光体分散在透明树脂(粘合剂树脂)中来制作分散液，并将该分散液图案化地涂敷在基部21上的方法。
作为在基部21上图案化地涂敷荧光体含有部22的具体方法，可列举丝网印刷、凹版印刷、柔性版印刷、喷墨印刷等印刷法；或通过使用光敏性抗蚀剂作为透明树脂、使荧光体分散在该透明树脂中来制作分散液，再将分散液涂布在基部21的表面上，然后通过掩模进行曝光，并进行显影处理以除去未曝光部分，从而进行图案化的方法等。当然，除了这些方法以外，还可以采用一次性形成荧光体含有部22的其它方法，作为这类方法，可利用在制作例如滤色片时所使用的任意的图案化方法，也可以采用利用选定的透明树脂而进行的传递模塑法、注射成型法。此外，作为仅在必要部分形成荧光体含有部22的方法，还可以列举利用常规的分配器的方法。
作为荧光体含有部22的位置，优选将荧光体含有部22设置在与固体发光元件12相对的位置，以使荧光体含有部22能够有效地接受来自固体发光元件模块10的固体发光元件12所发出的光。
此外，作为荧光体含有部22的个数，根据基部21的尺寸等不同，可以为1个、也可以为多个。在本实施方式中，与固体发光元件模块10中的固体发光元件12的个数相对应地设置9个荧光体含有部22。
(iii)其它部件
另外，荧光体模块20中也可以具有除了基部21及荧光体含有部22以外的其它部件。
如上构成的荧光体模块20与固体发光元件模块10相组合，由荧光体含有部22接受从固体发光元件模块10的固体发光元件12发出的光(激发光)。当荧光体含有部22接受由固体发光元件12发出的光时，荧光体含有部22中的荧光体会受到激发而发出荧光(即原光)。
[2]发光部
本发明的照明装置具有由上述固体发光装置集成配置而成的发光部。在发光部中，设置有多个固体发光装置，以使由固体发光装置发出的原光在距离发光部的发光面指定距离以下进行合成、并发出合成光。
需要说明的是，对于如上述实施方式2中所述的固体发光元件模块10及荧光体模块20分别具有多个固体发光元件12及荧光体含有部22的情况，可通过以图2A所示的整个结构为固体发光装置、并将多个该固体发光装置集成配置来构成发光部，也可以通过分别将由相互对置的固体发光元件12和荧光体含有部22形成的组作为固体发光装置来构成图2A所示的整个结构作为1个发光部。对于后者的情形，要对各荧光体含有部22中所含的荧光体的种类、含量等进行选择，以使色温不同的多种原光可从发光部发出。
[2-1]固体发光装置的排列
在本发明的照明装置中，集成的固体发光装置的个数及配置可根据所设计的照明装置的大小、所要求的照度来适当选择。
对于固体发光装置是如实施方式1中那样的表面实装型的LED灯(以下也称其为“SMD”)的情况，集成的多个SMD的结构轴(或光轴)L(如图3所示)之间如果互不平行，则在接受多个SMD所发出的光的合成光照射的面上，很难获得照度的均匀性。特别是对于SMD间的距离较远的情况，很难获得照度的均匀性。因此，在将多个SMD安装在实装基板上来构成发光部时，优选使SMD100的结构轴(或光轴)L与实装基板面相垂直地进行排列。
对于固体发光装置为如上所述的SMD的LED封装件的情况，使本发明中的发光部的发光面为包含固体发光装置的光出射侧顶端、且与集成配置有固体发光元件的配线基板平行的面。另外，对于固体发光装置是如上述实施方式2中那样的经过了模块化的固体发光装置及发光部的情况，使荧光体模块的光出射侧的面为发光面。
[2-2]固体发光装置的组合
本发明的照明装置具有多个固体发光装置。多个固体发光装置发出发光颜色不同的2种以上的光(原光)。这些发光颜色不同的2种以上的原光经过混色，可得到合成光。
对于固体发光装置所发出的原光的发光颜色可进行适当设定、组合，但优选每种发光颜色都具有不同的相关色温。由此，可实现日光色～昼白色～白色～温白色～灯泡色等照明光源、CIE标准光源(A、B、C及D65)、太阳光(自然光)光谱等具有从近紫外光到近红外光的宽范围光谱的目标色彩的再现。
固体发光装置所发出的原光的相关色温优选为2000K以上、更优选为2200K以上，且优选为50000K以下、更优选为10000以下。在照明装置中使用的多种固体发光装置中，相关色温最高的固体发光装置与相关色温最低的固体发光装置之间的相关色温范围越宽，可获得的合成光的相关色温的设定范围越宽。但是，该相关色温的范围过宽时，当对照明装置的发光部进行直接观察时、或对物体被照明后所产生的影像进行观察时，容易识别出发光颜色的差异，因此优选根据照明装置的用途等来选择适当范围。
另外，对原光的相关色温进行选择，使其在XYZ表色系统(CIE1931)的xy色度图中满足-0.02≤Δuv≤0.02时，其实质上位于黑体辐射轨迹上。基于此，由于由固体发光装置发出的原光具有白色系的色彩感觉，因此与以往将蓝色光、绿色光及红色光进行混色来获得白色光的照明装置相比，对照明装置的发光部直接进行观察时的照明光的颜色、以及对物体受到照明时所产生的影像进行观察时的不协调感会大幅降低。
[2-3]固体发光装置的光出射部的能量比
如[2-2]项中所述，本发明的照明装置通过由多个固体发光装置发出具有相关色温不同的2种以上发光颜色的原光、并将这些原光混色，由此可创造出所期待颜色的合成光。其中，通过针对每种相关色温设定固体发光装置的光出射能量，可以在从各固体发光装置发出的原光中最低相关色温与最高相关色温之间对合成光的相关色温进行调整。
这里所说的“固体发光装置的光出射部的能量”是指，用能量表征的各色温的固体发光装置射出的光的量。另外，对于照明装置包含多个射出相同相关色温的光的固体发光装置的情况，其代表的是所述多个固体发光装置的能量的总和。作为决定能量大小的因子，可列举例如：固体发光装置的光射出部的面积、固体发光装置的光射出时间、固体发光装置的驱动电流值、固体发光装置的电能(驱动电流值×电压值)等。
[2-3-1]固体发光装置的光射出部的面积
所述固体发光装置的光射出部的面积是指：以每1单位固体发光装置的光出射部对应的面的面积为单位面积，分别与具有每种相同相关色温的固体发光装置的个数相乘所得到的值。
即，通过对每种相关色温对应的固体发光装置的个数、其单位面积进行调节，可调整光射出部的能量比。
由此，对于各相关色温，只要除光射出部面积以外的其它决定能量的因子相同，则可以将具有各相关色温的固体发光装置的光射出部的面积作为固体发光装置的光出射部的能量来计算出上述能量比。
[2-3-2]固体发光装置的光射出时间
所述固体发光装置的光射出时间是指：以每1单位固体发光装置在一定时间内的光出射时间为单位光射出时间，分别与具有每种相同相关色温的固体发光装置的个数相乘所得到的值。
即，可以通过对每种相关色温对应的固体发光装置的光射出时间进行调节来调整光射出部的能量比。
由此，对于各相关色温，只要除光射出时间以外的其它决定能量的因子相同，则可以将具有各相关色温的固体发光装置的光射出时间作为固体发光装置的光出射部的能量来计算出上述能量比。
[2-3-3]固体发光装置的驱动电流值
所述固体发光装置的驱动电流值是指：以每1单位固体发光装置的驱动电流值为单位驱动电流值，分别与具有每种相同相关色温的固体发光装置的个数相乘所得到的值。固体发光装置为相同类型时，其驱动电压值基本相同。
即，可以通过对每种相关色温对应的固体发光装置的驱动电流值进行调节来调整光射出部的能量比。
由此，对于各相关色温，只要除驱动电流值以外的其它决定能量的因子相同，则可以将具有各相关色温的固体发光装置的驱动电流值作为固体发光装置的光出射部的能量来计算出上述能量比。
[2-3-4]固体发光装置的电能(驱动电流值×电压值)
所述固体发光装置的电能是指：以每1单位固体发光装置的电能为单位电能，分别与具有每种相同相关色温的固体发光装置的个数相乘所得到的值。固体发光装置为不同类型(元件结构、元件尺寸、波长等)时，其驱动电压值不同。
即，可以通过对每种相关色温对应的固体发光装置的电能进行调节来调整光射出部的能量比。
由此，对于各相关色温，只要除电能以外的其它决定能量的因子相同，则可以将具有各相关色温的固体发光装置的电能作为固体发光装置的光出射部的能量来计算出上述能量比。
[2-3-5]固体发光装置的配置
此外，作为除了上述能量比以外的对调光有利的因子，可列举对各相关色温的固体发光装置进行适当配置。作为对各种相关色温的固体发光装置进行适当配置的实例，可列举如下。
(i)通过使不同相关色温的固体发光装置彼此相邻、并尽可能使相同相关色温的固体发光装置不相邻，可实现均匀的白色。此时，对于用面积比对各相关色温的能量比进行调整的情况，可通过将各相关色温分别增多的图案进行组合来实现均匀的白色。
例如，对于将照射光的相关色温不同的2种固体发光装置配置成多个矩阵状的情况，可以对相关色温不同的固体发光装置进行配置，使它们交互地排成横向和纵向。此外，对于将相关色温不同的3种固体发光装置配置成多个矩阵状的情况，使特定的1种相关色温的面积比增大的配置图案的实例如图4(a)～(b)所示。在图4(a)～(d)中，用W1、W2及W3来区分相关色温不同的3种固体发光装置，图中示出了增大W1的面积比的实例。需要说明的是，也可以将W1、W2、W3进行调换。另外，还可以将图4(a)～(d)的图案适当组合来进行模块化。
(ii)也可以使不同相关色温的固体发光装置彼此相邻、并使相同相关色温的固体发光装置仅部分相邻。例如，在将相关色温不同的3种固体发光装置配置成多个矩阵状的情况下，使各相关色温的面积比一定、用驱动电能或驱动电流值来调节能量比的4种图案例如图5(a)～(d)所示。在图5(a)～(d)中，也用W1、W2及W3来区分相关色温不同的3种固体发光装置。图5(c)所示的图案与图4(a)所示的图案相同。其中，也可以将W1、W2、W3进行调换。另外，还可以将图5(a)～(d)的图案适当组合来进行模块化。
(iii)例如，为了缩小相关色温不同的3种固体发光装置(W1、W2、W3)之间的间隔(间距P1、P2、P3)，如图6所示地进行排列：由W1、W2、W3以一个一个地致密填充的方式组合而成的以正三角形的最小单元为重复单元的排列。通过缩小间距P1、P2、P3，可获得缩短各相关色温的固体发光装置的混色距离的效果。
(iv)作为缩小相关色温不同的3种固体发光装置(W1、W2、W3)的间隔(间距)的排列的其它实例，可列举图7(a)所示的将使固体发光装置成正方形的排列倾斜45度而得到的蜂窝结构。由于通过使固体发光装置成正方形的排列(图7(b))也可以缩小固体发光装置的间距，因此可获得缩短各相关色温的固体发光装置的混色距离的效果。
[2-4]固体发光装置的能量控制
在上述的固体发光装置的光出射部的面积、光出射时间、驱动电流值、电能及配置中，一旦设定了光出射部的面积及配置，则很难改变各种发光颜色的能量比。但是，就光出射时间、驱动电流值及电能而言，如果在照明装置中附加用来对发光颜色不同的各种固体发光装置的驱动条件进行控制的控制装置，则通过对固体发光装置进行电控制，可以极为容易地对每种发光颜色的能量比进行变更。作为由控制装置控制的固体发光装置的驱动条件，具体可以是上述的光出射时间、驱动电流值或电能。
例如，如图8所示，可考虑具有发出在xy色度图上分别由色度点WL、WH表示的光的2种固体发光装置的照明装置。其中，如图8的主要部分放大图、即图9所示，使色度点WL的相关色温为2600K、色度点WH的相关色温为9000K。此外，使色度点WL与黑体辐射轨迹BBL的偏差Δuv为+0.005、色度点WH与黑体辐射轨迹BBL的偏差Δuv为+0.01。
在上述情况下，通过对发光颜色的相关色温不同的2种固体发光装置的光出射时间、驱动电流值或电能等驱动条件进行控制，可使各种发光颜色的固体发光装置的能量比自由改变，从而可在由色度点WL与色度点WH连接而成的直线上对相关色温进行任意调整。并且，色度点WL、WH为-0.02≤Δuv≤0.02，由这些色度点WL、WH连接而成的直线也落在-0.02≤Δuv≤0.02的范围内。因此，可以认为，由照明装置发出的光实质上沿着黑体辐射轨迹BBL，适于作为照明光。
需要指出的是，在图9所示的实例中，示出的是色度点WL、WH的Δuv值均为正的情况，但也可以如图10所示那样，色度点WL的Δuv为正、且色度点WH的Δuv为负；还可以是两者均为负(无图示)。此外，如图11所示，照明装置还可以具有发出在xy色度图上分别由色度点WL、WM、WH表示的光的3种固体发光装置。
此时，通过对各种发光颜色的固体发光装置的驱动条件进行控制，可以使照明装置的发光颜色的相关色温在以3个色度点WL、WM、WH为顶点的三角形范围内变化。并且，由于各色度点WL、WM、WH与黑体辐射轨迹BBL的偏差Δuv均满足-0.02≤Δuv≤0.02，因此能够进一步提高沿着黑体辐射轨迹BBL控制色温的可能性。
在图11中，列举的是由固体发光装置发出的光的色度点为3点的情况，但色度点也可以为4点以上，即，照明装置也可以具有发光颜色不同的4种以上的固体发光装置。
如上所述，Δuv值可以为正、也可以为负，但在相同相关色温下存在Δuv值越小亮度越低的趋势。因此，为了以更高亮度发光，优选至少1种发光颜色的Δuv值为正，更优选所有发光颜色的Δuv值均为正。
以下，针对固体发光装置的驱动条件的控制，以对固体发光装置的光出射时间进行控制的情况为例进行说明。
作为用来控制固体发光装置的光出射时间的具体控制装置，包括基于常规交流电源(50/60Hz)的装置、或采用了高频电路的装置，可通过使固体发光装置脉冲式地发光的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度控制)控制来进行控制。在对发光颜色不同的2种固体发光装置的PWM控制中，通过使2种固体发光装置以例如200Hz的频率交替点灯，来改变各点灯时间之比。
此时，可以分别对2种固体发光装置进行控制，但作为更为简单的方法，包括下述方法：在使用LED作为固体发光元件的固体发光装置中，如图12所示地构成由发光颜色的相关色温不同的2种固体发光装置30L、30H按照正偏压方向彼此相反的方式并联连接而成的电路，并对该电路施加脉冲状交流电压。由此，仅通过对1周期中脉冲的占空比进行控制，各固体发光装置30L、30H即可根据其占空比的不同而交替点灯，其结果，可根据各固体发光装置30L、30H的占空比不同来使发光部的发光颜色的相关色温发生改变。
此外，作为该应用，可以实现具备多个发光部、并可对由各发光部发出的光的相关色温进行独立控制的照明装置。作为这类照明装置的一例，可列举如图13所示的照明装置，其具有多个发光部35、与各发光部35相对应的多个PWM控制电路36、以及对这些PWM控制电路36进行独立控制的发光部控制电路37的照明装置。各发光部35具有用来发出发光颜色的相关色温不同的光的多种固体发光装置。各PWM控制电路36对于相应的发光部35的多种固体发光装置进行PWM控制。发光部控制电路37针对每种PWM控制电路36指令脉冲的占空比。在图12所示的照明装置中，能够针对每种发光部35使相关色温变化。在图12所示的照明装置中具有3个发光部35，但发光部35的个数也可以是2个、还可以是4个。
如上所述，通过对固体发光装置的驱动条件进行控制，可以通过进行极为简单的控制来对照明对象、照明环境等根据需要的照明品质进行任意调整。
[3]照明装置
[3-1]照度
在本发明的照明装置中，距离发光部的发光面的垂直距离为30cm位置的照度优选为150勒克斯(lux)以上、更优选为300勒克斯以上、尤其优选为500勒克斯以上。如果该照度过低，则会导致合成光过弱，因而会导致照射面变得过暗；相反，如果照度过高，会导致合成光过于耀眼。无论对于哪种情况，都可能引起与照明用途的不相适。另一方面，由于照明品质并非仅由照度决定，也会根据色温、显色性的不同而改变印象，因此综合性能是重要的。
为了使本发明的照明装置达到上述照度，具体而言，只要根据照明装置的大小、必要的照度来适当选择集成的固体发光装置的结构、数量及配置即可。
[3-2]照明色
对于本发明的照明装置，优选在与发光部的发光面在垂直方向上至少相距10cm的位置观察到的合成光的颜色为白色。
通常，在照明中要求尽可能显示白色且显色性高，以使观测者能够正确感觉物体颜色。例如，在红色灯、黄色灯或钠灯下无法正确感知物体颜色。因此，作为由本发明的照明装置得到的照明颜色，优选白色或接近白色的颜色、即柔和色(pastel colors)。
该照明色通过对上述多种固体发光装置的光出射部的能量比进行调整而实现。例如，提高2000K左右的低相关色温的固体发光装置的能量比时，可获得带有红色感的照明色。
可观察到由本发明的照明装置发出的合成光颜色为白色的观察位置优选是与发光部的发光面在垂直方向上至少相距10cm以上的位置，更优选是至少相距5cm以上的位置。可观察到白色的位置如果过短，则可能导致在照射面发生色分离。并且，如果照明侧的颜色在照射白色的面内发生分离，则可能无法正确感知物体颜色。
[3-3]色温
此外，作为本实施方式涉及的合成光的色温，可以根据其用途等而任意设定，但通常为2000K以上、优选为2100K以上、更优选为2200K以上；且通常为12000K以下、优选为10000K以下、更优选为9000K以下。由于该范围的光的冷色、暖色的观察感觉良好，因此经常被采用。并且，如果超出该范围，则很难将本实施方式的光源用于常规用途的照明装置。需要指出的是，合成光的色温可以由例如色彩亮度计、放射亮度计等进行测定。
[3-4]发光效率
另外，在本实施方式的照明装置中，合成光的发光效率通常为30lm/W以上、优选为40lm/W以上、更优选为50lm/W以上。如果发光效率过低，则可能会导致使用时所需要的能量成本增高，无法满足作为能量效率高的照明装置时的要求特性。如果发光效率过低，则对于集成了固体发光装置的情况，可能因放热而引发元件破坏。需要说明的是，固体发光装置的发光效率可通过例如用积分球测定的合成光的光束除以供给电力来测定。
可是，在含有固体发光元件及荧光体的固体发光装置中，随着发出的光的色温增高，发光效率也有随之增高的倾向。该倾向因固体发光元件发出的激发光的波长而不同，对于具有发出发光峰波长在350nm以上且430nm以下范围的近紫外区的激发光的固体发光元件以及受该激发光激发的荧光体的固体发光装置而言，与具有发射波长更长的蓝色区的激发光的固体发光元件及受该激发光激发的荧光体的固体发光装置相比，发光效率的改变相对于色温的变化的比例较小。即，对于具有发出近紫外区激发光的固体发光元件的固体发光装置而言，即使在相同驱动条件下驱动，发出不同色温的光的固体发光装置间的亮度之差也较小，其结果，无需进行、或可容易地进行对每种固体发光装置的色温的亮度平衡的调整。另外，利用控制装置对发出不同色温的光的多种固体发光装置之间的能量比进行控制时，可使通过改变能量比来抑制合成光亮度的变化的控制更容易地进行。
因此，优选使用具有发出紫外区的光的固体发光元件的固体发光装置作为固体发光装置。由此，可抑制发出不同色温的多种固体发光装置间的亮度不均。
[3-5]平均显色评价数Ra
另外，本发明的照明装置的平均演色评价数Ra为80以上、优选为85以上、尤其优选为90以上，是显色性非常优异的照明装置。
需要说明的是，上述平均演色评价指数Ra按照JIS Z 8726算出。
[3-6]合成光的光谱特征
另外，本实施方式的合成光的光谱通常由原光光谱组合而成。另外，当合成光的光谱为可见光的连续光时，可获得显示良好的显色性的照明装置，因此优选，更优选尽可能接近普朗克放射。
需要说明的是，合成光的光谱可由分光光度计测定。
<第二实施方式>
这里，图14A是本发明的半导体发光装置(以下简称为“发光装置”)108中所含的封装件101的概略结构的立体图，图14B是示出用来向设置在封装件101中的半导体发光元件103A、103B供给电力的配线120A、120B的安装状态的图。此外，图15是在沿图14A所示的发光装置108中的包含上述配线120A、120B的面进行切割时所得的截面图。如图14A所示，发光装置108包含封装件101而构成，该封装件101具有设置于基板102上的环状且圆锥台形状的反射器110。该反射器110不仅具有将由后述的各分割区域部112输出的光的一部分导向发光装置108的出射方向的功能，同时还能够实现作为封装件101的主体的作用。需要指出的是，反射器110的圆锥台形状的上面侧为来自发光装置108的光的出射方向，并形成有开口部113。另一方面，在反射器110的圆锥台形状的下面侧设置有基板102，具体如后所述，其中铺设有用于向各半导体发光元件供给电力的配线(该配线在图14A中未示出)。
另外，如图14A、图14B、图15所示，与基板102相垂直地设置有隔板111，该隔板111将该环状反射器110的内部空间均等地分割为两个区域。通过该隔板111，如图14A、图15所示地将反射器110内划分为2个分割区域部112A、112B，同时，分割区域部112A的开口部占据反射器110的开口部113的右半部分，分割区域部112B的开口部占据反射器110的开口部113的左半部分。在本申请中，将分割区域部112A的开口部称为分割开口部113A、将分割区域部112B的开口部称为分割开口部113B。即，开口部113由隔板111分割为分割开口部113A和113B。
该分割区域部112A、112B中分别设置有4个近紫外半导体发光元件103A、103B，这些近紫外半导体发光元件均为半导体发光元件、以近紫外光为输出光(发光峰波长在350nm以上且430nm以下的范围)。该近紫外半导体发光元件103A、103B(总括性地参考这些近紫外半导体发光元件时，称为近紫外半导体发光元件103)分别和与其成对的配线120A、120B(也统称为配线120)相连接，通过接受电力供给进行发光。需要指出的是，作为各分割区域部中近紫外半导体发光元件103与配线120的连接，如图14B所示，配线120A上安装有4个近紫外半导体发光元件103A，配线120B上安装有4个近紫外半导体发光元件103B。另外，各分割区域中的4个半导体发光元件103相对于对应的配线成正向的并联连接。
这里，结合图16对近紫外半导体发光元件103在基板102上的安装进行说明。需要说明的是，图16所示的近紫外半导体发光元件103的安装状态是与第一实施方式中所示的图1实质上相同的状态，但由于其对于第二实施方式的说明很重要，因此重新说明。基板102是用来保持包含近紫外半导体发光元件103的发光装置108的基部，具有金属部件102A、在金属部件102A上形成的绝缘层102D、以及在绝缘层102D上形成的一对配线120C、120D。近紫外半导体发光元件103具有位于相对的底面和上面的一对电极、即p电极及n电极，位于近紫外半导体发光元件103的底面侧的电极通过AuSn的共晶焊料105接合在一对配线120C的上面。位于近紫外半导体发光元件103的上面侧的电极通过金属制电线106与另一对配线120D相连接。这些对配线120C、120D的配线对形成图14B中所示的一对配线120A或120B，并进行向各分割区域部的4个近紫外半导体发光元件103的电力供给。
另外，近紫外半导体发光元件103与基板102上的一对对配线120C、120D之间的电连接并不限于图16所示的形式，可根据近紫外半导体发光元件103中电极组的配置而采用适当方法进行。例如，对于仅在近紫外半导体发光元件103的一面设置有电极组的情况，可通过将设置有电极的一面朝上地设置近紫外半导体发光元件103、并利用例如金制电线106分别连接各组电极和各对配线120C、120D，由此来实现对配线120C、120D与近紫外半导体发光元件103之间的电连接。此外，对于近紫外半导体发光元件103为倒装片(倒焊)的情况，可通过利用金凸块、软焊料进行接合来实现近紫外半导体发光元件103的电极与对配线120C、120D之间的电连接。
这里，近紫外半导体发光元件103在接受电力供给时发出近紫外区(发光峰波长为350nm以上且430nm以下范围)的光，并由此激发后述的荧光部114A、114B(也将其统称为荧光部114)。其中，优选使用了GaN类化合物半导体的GaN类半导体发光元件。其理由在于：GaN类半导体发光元件在发出该范围的光时，所需的发光输出、外部量子效率明显较大，通过与后述的荧光体组合，能够以极低电力获得非常明亮的发光。在GaN类半导体发光元件中，优选具有AlxGayN发光层、GaN发光层或InxGayN发光层的发光元件。在GaN类半导体发光元件中，由于具有InxGayN发光层的发光元件的发光强度极强，由此尤其优选；由于具有InxGayN层和GaN层的多重量子阱结构时发光强度极强，由此尤其优选。
需要指出的是，在上述组成式中，x+y值通常为0.8～1.2范围的值。在GaN类半导体发光元件中，当这些发光层中掺杂有Zn、Si或者无掺杂剂时，对于调节其发光特性方面是优选的。
GaN类半导体发光元件是以这些发光层、p层、n层、电极及基板为基本构成要素的发光元件。具有用n型和p型的AlxGayN层、GaN层或InxGayN层等将发光层夹在其中的异质结构的发光元件由于发光效率高，因此优选；进一步，将异质结构制成量子阱结构时，发光效率进一步提高，因此更为优选。
此外，作为用来形成GaN类半导体发光元件的GaN类结晶层的成长方法，可列举HVPE法、MOVPE法、MBE法等。形成厚膜的情况优选HVPE法；形成薄膜的情况优选MOVPE法、MBE法。
另外，如图16所示，基板102上设置有荧光部114，并且该荧光部114覆盖在近紫外半导体发光元件103，所述荧光部114包含用来吸收由该近紫外半导体发光元件103发出的部分光并发出不同波长的光的多个或单个荧光体以及用来密封上述荧光体的透光性材料。需要说明的是，在图16中省略了对反射器110的记载，但这样的方式也能够作为由封装件构成的半导体发光装置的一种实施方式。由近紫外半导体发光元件103发出的光的一部分作为激发光并部分或全部被荧光部114内的发光物质(荧光体)吸收。更具体而言，基于图15对发光装置108中的荧光部进行说明，在分割区域部112A中，荧光部114A覆盖近紫外半导体发光元件103A，并且其荧光部114A在分割开口部113A露出。此外，在分割区域部112B中，荧光部114B覆盖近紫外半导体发光元件103B，并且其荧光部114B在分割开口部113B露出。因此，由各荧光部输出的光从各分割开口部向外部射出。
接着，对荧光部114进行说明。本实施例中的发光装置108以输出白色光为目的，特别是，发光装置108的发光颜色采用红色荧光体、绿色荧光体、蓝色荧光体这3种荧光体，以使其在UCS(u、v)表色系统(CIE1960)的uv色度图中与黑体辐射轨迹的偏差duv满足-0.02≤duv≤0.02。具体可使用以下列举的发光装置。
作为适用于本发明的红色荧光体所发出的荧光的具体波长范围，可列举：主发光峰波长通常为570nm以上、优选为580nm以上、尤其优选为610nm以上，且通常为700nm以下、优选为680nm以下、尤其优选为660nm以下。此外，主发光峰的半值宽度通常为1nm以上、优选为10nm以上、尤其优选为30nm以上，且通常为120nm以下、优选为110nm以下、尤其优选为100nm以下。对于可采用的红色荧光体，如上述第一实施方式所示。但这只是其中一例，只要能够获得理想特性，还可以采用除上述以外的其它红色荧光体。
作为适用于本发明的绿色荧光体所发出的荧光的具体波长范围，可列举：主发光峰波长通常为500nm以上、优选为510nm以上、尤其优选为520nm以上，且通常为580nm以下、优选为570nm以下、尤其优选为560nm以下。另外，主发光峰的半值宽度通常为1nm以上、优选为10nm以上、尤其优选为30nm以上，且通常为120nm以下、优选为90nm以下、尤其优选为60nm以下。对于可采用的绿色荧光体，如上述第一实施方式所示。但这只是其中一例，只要能够获得理想特性，还可以采用除上述以外的其它绿色荧光体。
作为适用于本发明的蓝色荧光体所发出的荧光的具体波长范围，可列举：主发光峰波长通常为430nm以上、优选为440nm以上，且通常为500nm以下、优选为480nm以下、尤其优选为460nm以下。另外，主发光峰的半值宽度通常为1nm以上、优选为10nm以上、尤其优选为30nm以上，且通常为100nm以下、优选为80nm以下、尤其优选为70nm以下。对于可采用的蓝色荧光体，如上述第一实施方式所示。但这只是其中一例，只要能够获得理想特性，还可以采用除上述以外的其它蓝色荧光体。
需要说明的是，也可以根据所需的发射光谱、色温、色度坐标、显色性、发光效率等，将上述红色、绿色、蓝色荧光体适当组合使用。
本发明的发光装置108只要具备包含上述近紫外半导体发光元件103及荧光体的荧光部114即可，对于其它构成并无特殊限制。近紫外半导体发光元件103及荧光部114通常利用近紫外半导体发光元件103的发光来激发荧光体发光，并进行设置以使该发光向外部导出。具有上述结构时，通常要利用透光性材料(密封材料)对上述的近紫外半导体发光元件103及荧光体实施密封保护。具体而言，该密封材料通常基于下述目的而被采用：通过使密封材料包含在上述荧光部114中并使荧光体分散来构成发光部分，或对近紫外半导体发光元件103、荧光体及基板102间进行粘接。
另外，作为所使用的透光性材料，通常可列举热塑性树脂、热固性树脂、光固化性树脂等，而由于近紫外半导体发光元件103的输出光的峰波长在350nm以上且430nm以下的近紫外区，因此优选使用对其输出光显示充分透明性和耐久性的树脂作为密封材料。作为具体的密封材料，如上述第一实施方式所示。
<制造方法>
以下，作为本发明的第三实施例，结合图17及图18对上述发光装置108的制造方法进行说明。首先，如图17(a)所示，将反射器110设置在基板102上。需要说明的是，反射器110的安装位置由其后设置的近紫外半导体发光元件103和反射器110之间的相对位置关系达到适当的状态而决定，即，决定反射器110的安装位置使得近紫外半导体发光元件103的发光激发荧光部14，并使其输出光适当射出至外部。接着，相对于设置在基板102上的反射器110，设置隔板111。该隔板111设置在将反射器110等分的位置。由此，将反射器划分为两个分割区域部112A、112B。
需要指出的是，也可以在预先将隔板111设置在反射器110中后，将其设置在基板102上。另外，反射器110可以是金属，也可以是表面经过了金属包覆的树脂成型体或陶瓷。作为反射器110在基板102上的组装，对于反射器为金属的情况，可进行银焊；对于反射器为树脂等的情况，可利用粘接剂进行粘合。特别是，对于反射器为金属的情况，要注意不使一对配线120短路。此时，可在配线120上设置绝缘性抗蚀剂。另外，银焊部可通过预先在基板102上设置区别于配线120的金属部位而形成。
接着，分别在由隔板111划分成的分割区域部112A、112B中安装近紫外半导体发光元件103A、103B，并使其相对于基板102上的配线120形成上述的连接关系。然后，利用分配器140使混合有分别与各部分对应的发光体和密封材料的浆料状发光部用材料流入各分割区域部，并使这些材料凝固。通过该工序，制成发光装置108。
另外，图18中记载了与图17不同的发光装置108的制造方法的概略。首先，如图18(a)所示，利用分配器140在基板上描绘相对于反射器的环状侧壁200。此时，从分配器140中喷出的是糊状的热固性或UV固化性的树脂材料。优选采用含有无机填料的硅树脂。该糊状的树脂材料由于粘性较高，因此在刚从分配器140中喷出后的侧壁200的高度为0.5～1mm左右。这里，环状侧壁200在基板上的位置如上所述。
然后，如图18(b)所示，利用分配器140在将环状侧壁200均等分割为两部分的位置描绘相当于隔板的分隔部210。用于描绘该分隔部210的材料与用于上述侧壁200的描绘的树脂材料相同。在分隔部210的描绘结束后，通过与侧壁200一起进行加热，而使在侧壁200和分隔部210中使用的树脂材料固化。由此，划分成由侧壁200和分隔部210包围的两个区域，即分割区域部112A、112B。
然后，分别在由分隔部210划分成的分割区域部112A、112B中安装近紫外半导体发光元件103A、103B，并使其相对于基板上的配线而形成上述的连接关系，然后，利用分配器140使混合有分别与各部分对应的发光体和密封材料的糊状发光部用材料流入各分割区域部，并使这些材料凝固。通过该工序，制成发光装置108。
<电力供给控制1>
在此，针对向发光装置108的近紫外半导体发光元件103的电力供给的控制进行说明。在发光装置108中，对于采用图14B所示的配线方式的情况，通过配线120A和配线120B对分别设置在两个分割区域部112中的半导体发光元件103A、103B进行电力供给，由此来调整各分割区域部的发光颜色强度，从而最终实现对发光装置108的照射光的相关色温的控制。即，通过对经由配线120A供给的电力和经由配线120B供给的电力的比率进行调整，可实现对发光装置108的照射光的相关色温的任意控制。
接着，结合图19～图21对向发光装置108供给电力的其它方式进行说明。适用该电力供给的控制的封装件101是具有图19所示构成的封装件。与图14B相同，图19是示出用来向设置在封装件101中的半导体发光元件103A、103B供给电力的配线120A、120B的安装状态的图。需要说明的是，在图19所示的封装件101中，对于与图14A、图14B、图15所示的结构相同的部分，采用同一参考序号，从而省略对该部分的说明。这里，在图19所示的封装件101中，与图14A、图14B所示的封装件101不同之处在于：向分割区域部112A及112B的电力供给仅利用与各近紫外半导体发光元件103成对的配线120E进行，即仅利用一对配线120E进行。
这里，图20示意性地示出图19所示的封装件101中各近紫外半导体发光元件103与配线120E之间的连接。如上所述，配线120E由一对配线120E1和20E2形成，由该一对配线向各近紫外半导体发光元件103的p电极及n电极施加电压。这里，分割区域部112A中具备的全部近紫外半导体发光元件103A(在图20中，仅简略记作2个半导体发光元件)的p电极与配线120E1相连接，另一方面，全部近紫外半导体发光元件103A的n电极与配线120E2相连接。此外，分割区域部112B中具备的全部近紫外半导体发光元件103B(在图20中，仅简略记作2个半导体发光元件)的p电极与配线120E2相连接。另一方面，全部近紫外半导体发光元件103B的n电极与配线120E1相连接。即，对于近紫外半导体发光元件103与配线120E的连接状态，在属于分割区域部112A的近紫外半导体发光元件103A和属于分割区域部112B的近紫外半导体发光元件103B中处于半导体发光元件电极的极性相反的状态。
如上所述，对于近紫外半导体发光元件103A、103B与配线120E相连接的情况，当通过电源30向配线120E施加交流矩形波电压时，近紫外半导体发光元件103A与近紫外半导体发光元件103B会交替发光。通常，对于半导体发光元件而言，由于当在每个元件中正向流通10mA～40mA的恒定电流时，会存在3V～4V左右的正向压降，因此优选如图21(a)所示施加超过该正向压降的矩形波电压。在本实施例中，当施加电压为H1时，向近紫外半导体发光元件103A的正向施加电压；当施加电压为L1时，向近紫外半导体发光元件103B的正向施加电压。
这里，在图21(a)所示的矩形波形中，由于施加电压H1的时间与施加电压L1的时间之比(占空比)为50∶50，因此，近紫外半导体发光元件103A与近紫外半导体发光元件103B的发光时间处于同等程度。因此，分别由分割区域部112A与112B输出的光的光量处于同等程度，其结果，可以使发光装置108的输出光为下述输出光：其色温为图18所示的2600K与9000K的中间色温(约5800K)，且与黑体辐射轨迹BBL的偏差duv落在上述范围。
另一方面，在图21(b)所示的矩形波形中，由于上述占空比为80∶20，因此近紫外半导体发光元件103A与近紫外半导体发光元件103B的发光时间之比为4∶1。因此，分别来自分割区域部112A和112B的每单位时间的输出光的发光强度也为4∶1，其结果，可以使发光装置108的输出光为下述输出光：其色温为图18所示的2600K与9000K之间的色温，并且是由4∶1的比例所确定的色温(约3900K)，且与黑体辐射轨迹BBL的偏差duv落在上述范围。
如上所述，在本实施例的发光装置108中，通过向配线120E施加矩形波电压并控制其占空比，可实现对来自发光装置108的输出光的色温的自由调节。并且，由于该输出光是由具有图19等中所示结构的发光装置108输出的光，因此可稳定地进行来自各分割区域部的输出光的合成。
<电力供给控制2>
接着，结合图22对向发光装置108供给电力的其它实施方式进行说明。适用该电力供给的控制的封装件101可以是具有图14B或图19所示的任意结构的封装件。
各分割区域部112的发光颜色的相关色温由分别设置在两个分割区域部的半导体发光元件113A、113B与荧光部114A、114B的关系决定。另外，如上所述，发光装置108的照射光的相关色温由供给至与各分割区域部112对应的半导体发光元件的电力的比例决定。其中，照射光的相关色温的单位通常被定义为K(开尔文(Kelvin))，即使改变该相关色温的值，也不会对人类的视觉产生与该改变成比例的刺激。即，即使相关色温发生500K的改变，例如由灯泡色程度2800K变化500K和由日光色程度6500K变化500K，对于人类的视觉而言，不能被认为是同等程度的变化、即不能被认为是成比例的变化范围。作为一般的倾向，对于人类的视觉而言，从相关色温较高状态发生的改变比从较低状态发生的改变识别到的变化小。
这里，利用倒数相关色温作为用来补足上述相关色温的变化值与在人类视觉中的改变的偏差的参数，来控制向发光装置108的电力供给。由此，可按照人类的视觉容易地控制发光装置108的发光颜色的相关色温。该倒数相关色温被定义为与发光颜色的相关色温的倒数乘以100万而得到的MK-1(每兆开尔文(Kelvin))，发光颜色的倒数相关色温的改变与在人类的视觉中的改变基本具有成比例的关系。例如，为了使人类的视觉对3000K的相关色温与6000K的相关色温识别出同等程度的改变，必须使后者的相关色温改变至比前者大二倍左右。
这里，结合图22对根据上述倒数相关色温对发光装置108的电力供给的控制进行说明。在S101中，受理使用者对发光颜色的相关色温的调整要求。对于该要求的受理可采用各种方式。接着，在S102中，根据在S101中受理的要求来确定占空比，该占空比用以决定基于逆相关色温供给至半导体发光元件103A和103B的电力比例。例如，一旦使用者发出变更相关色温的指示，就由此来确定该占空比，使得变更前的相关色温值越高，供给至相关色温较高的分割区域的半导体发光元件的电力增加幅度越大。即，变更前的相关色温值高时，由于其倒数相关色温会降低，因此与变更前的相关色温的值较低的情况相比，可通过增加相关色温的变化幅度来给予使用者的视觉与相关色温较低的情况同等程度的刺激。进行S102处理后，进入S103，并根据所确定的占空比来进行对各半导体发光元件的电力供给。
此外，作为发光装置108的发光颜色的调整方法，也可以以上述倒数相关色温为基准向各半导体发光元件供给电力，以使其值分别发生指定量的变化。此时，来自各分割区域部的发光颜色的相关色温本身不会成比例地发生变化，但通过倒数相关色温成比例地变化来对人类的视觉给予相当于同等程度色温的改变的刺激。
此外，在基于倒数相关色温的发光装置108的发光颜色的调整方法中，也可以使该倒数相关色温为设定在使相关色温的变化相对于供给电力的变化为指定量以上的范围的值，即，使电力供给处于人类的视觉可识别出色温的变化的状态的值。在人类的视觉中，由于不会将相关色温的小规模变化识别为色温的变化，因此，为了使使用者识别出对发光装置108供给电力的效果，基于倒数相关色温进行电力供给是有用的方法。
实施例
以下，对如上所述构成的发光装置108中进行的白色光照射的实施例进行说明。在发光装置108中，由隔板111分割而成的两个分割区域部112A、112B中分别设置有受到以4个近紫外半导体发光元件103为光源的近紫外光而激发的荧光部114，并且在反射器110的内部，两个分割区域部112A、112B中并列一体地设置有其输出光的出射口，即分割开口部113A、113B。另外，来自各荧光部114A、114B的输出光、即白色光分别由分割开口部113A、113B射出到外部。这里，从该分割开口部放出的各白色光通过包含荧光体的荧光部114获得，因此可充分散射来自近紫外半导体发光元件103A、103B的输出光，配光呈郎伯型(Lambertian)射出。由此，可以在将来自上述3种荧光体的原光合成为白色的同时获得均匀的白色，因此可以在发光装置108发出的合成光中获得均匀的白色光和照度。
这里，可适当选择荧光部114A中包含的荧光体和荧光部114B中包含的荧光体，以使由分割区域部112A输出的白色光(以下称为“白色光A”)和由分割区域部112B输出的白色光(以下称为“白色光B”)的光谱互不相同。另外，以WL、WH表示对应于白色光A、B在xy色度图(CIE1931)上的色度点时，如图23、图24所示，使色度点WL的相关色温为2600K、色度点WH的相关色温为9000K。另外，使色度点WL与黑体辐射轨迹BBL的偏差duv为+0.005、色度点WH与黑体辐射轨迹BBL的偏差duv为+0.01。需要指出的是，图24是图23的主要部分放大图，图中所示的与黑体辐射的偏差范围-0.02≤duv≤0.02是从UCS表色系统(CIE1960)转变为xy色度图(CIE1931)上而得到的的范围。
在上述情况中，对来自分割区域部112A的白色光A和来自分割区域部112B的白色光B的相关色温进行设定，以使二者不同，并且可以认为，通过使对应于白色光A、B的色度点与黑体辐射轨迹BBL的偏差duv分别在-0.02≤duv≤0.02的范围，可使发光装置108的输出光实质上沿着黑体辐射轨迹BBL；并且，通过对设置在各分割区域部中的近紫外半导体发光元件103A、103B的光出射时间、驱动电流值或电能等驱动条件进行控制，可使白色光A、B的能量比均发生自由变化，从而将发光装置108的最终输出光、即合成光的色度点调整为与由上述色度点WL和色度点WH连接而成的直线上的任意色度点相对应的相关色温。即，在发光装置108中，通过配线120A、120B分别对设置在对应的各个分割区域部112A、112B中的近紫外半导体发光元件103的供给电力进行控制，由此可以将发光装置108的输出光、即合成光的相关色温调整为2600K～9000K间的任意值，并且由于其合成光的色度点实质上沿着黑体辐射轨迹BBL，因此对于人类的视觉而言可提供与自然极为接近的白色光，并且可以在2600K～9000K内自由改变色温。
这里，作为近紫外半导体发光元件103A、103B的驱动控制的一例，包括利用2个电流可变的恒定电流电源系统进行的控制，通过对近紫外半导体发光元件103A、103B独立地进行电力供给，可通过控制各个输入电流来实现色温的可变。即，如果仅供给2600K侧的电力、关闭9000K侧，则可以从发光装置108仅射出2600K的光；相反，如果开启9000K、关闭2600K，则可以从发光装置108射出9000K的光。对于使发光装置108射出9000K～2600K之间的相关色温的情况，可通过适当对上述两种电流量进行调整来实现。
此外，为了在发光装置108中输出作为合成光的白色光，在上述实施例中，可通过使近紫外半导体发光元件103与红色、绿色、蓝色荧光体组合而如图14A等所示地将其设置在各分割区域部112中。当然，为了输出白色光，也可以采用其它半导体发光元件与荧光体的组合并将其设置在各分割区域部112中。其中，在将上述的近紫外半导体发光元件103与红色、绿色、蓝色荧光体的组合作为组合A时，作为获得除此之外的其它白色光的组合，也可以将蓝色半导体发光元件与红色、绿色荧光体的组合(组合B)、蓝色半导体发光元件与黄色荧光体的组合(组合C)设置在图14A等中示出的分割区域部112中。由于利用组合B及C而输出白色光的技术本身是公知技术，因此省略这些技术的详细说明。
这里，在上述组合A、B、C中，有关通过调整荧光体的浓度而获得的白色光的色温及其发光效率的详细如图25所示。图25的横轴代表色温(K)、纵轴代表发光效率(lm/W)。另外，图中的线LA与组合A对应、线LB与组合B对应、线LC与组合C对应。由图25可知：在上述3个组合中，与组合A对应的线LA的斜率最小，基本成水平的直线状态，而与组合C对应的线LC的斜率最大。其中的各直线的斜率越大，则代表在改变色温时其发光效率的变化越大。
因此，该直线的斜率的增大意味着：使色温发生改变时，当供给至半导体发光元件的电力保持恒定时，该半导体发光元件的亮度发生了更大的变化。换言之，该直线的斜率较大时，为使亮度稳定而要对供给至半导体发光元件的电力进行确实控制的必要性增高，进而，导致对发光装置108的驱动控制整体变得复杂的可能性也高。因此，为了构成亮度稳定的发光装置108，优选尽可能采用图25所示的直线斜率小的组合、即与近紫外半导体发光元件103对应的三色荧光体的组合A。不过，这种优选并不是要排除在本发明的发光装置108中采用组合B、C及其它半导体发光元件与荧光体的组合。
需要指出的是，组合B、C中的白色化是将作为荧光体激发源的蓝色半导体发光元件的光本身作为蓝色光用于混色的过程，因此，为了得到低色温区域，必须要使红、绿或黄色的荧光体量增加，以使蓝色光所占的比例减少。另外，由于蓝色光比荧光体转换光的效率高，因此，蓝色光所占的比例减少，则效率也降低。另一方面，对于像组合A那样使用近紫外半导体发光元件的情况，近紫外光基本不对白色化做出贡献，大部分被用于荧光体的激发，白色化主要形成蓝、绿、红的荧光体转换光。因此，即使为改变色温而改变荧光体的组成比，也不会对发光效率造成重大影响。
由此，采用本实施例的发光装置108，可容易地输出色温在2600K～9000K之间的色温的白色光，并且，通过采用图15等所示的结构，可充分抑制由各分割区域部112输出的光的合成光在照射面发生分离的危险。
需要指出的是，在上述实施例中，将环状反射器110分割成两个分割区域部，但也可以使其分割数为三个以上。此时，就各分割区域部的分割开口部而言，有必要在反射器110的开口部的任意位置开口。此外，也未必一定要使各分割区域部的大小均等，也可以根据发光装置的输出光所要求的规格进行适当调节。这里，欲使各分割区域部的输出光为白色光时，优选如上述实施例那样，使各分割区域部的输出光的色度点与黑体辐射轨迹BBL的偏差duv在-0.02≤duv≤0.02的范围内。由此，可进一步实现对沿着黑体辐射轨迹BBL的色温的控制。
另外，当分割区域部的个数为三个以上时，通过控制供给至各分割区域部的电力，能够从发光装置108输出具有下述相关色温的输出光：在图24所示的xy色度图上与各分割区域部的输出光对应的色度点连接而成的多条直线所围成的三角形区域中的任意色度点所对应的相关色温。
此外，在上述实施例中，以发光装置108的输出光为白色光作为前提，但并不限于该白色光，为了根据目的而输出各种颜色的光、例如红色、蓝色等，可以对在分割区域部中配置的半导体发光元件及荧光体进行适当选择。
<照明装置>
也可以利用上述发光装置108来构成用以进行对象物的照明的照明装置。例如，可以在一面并列设置多个发光装置108，并使各发光装置108的输出光的出射方向朝向对象物，如图26～图28示出了其一个实例。通过构成这些图中所示的照明装置，可以将由这些照明装置中照射的照明光在照射面发生的分离抑制在较低水平。
图26示出了相当于上述发光装置108的发光模块的概略构成。发光模块中使用了将外形8mm×8mm×t1.5mm的内部分割成2个的陶瓷制表面实装型封装件。在该封装件内分割为2个的区域相当于上述分割区域部112。该发光模块中使用的半导体发光元件、荧光体、密封材料(透光性材料)如下所述。
<半导体发光元件>
使用峰波长为405nm、半值宽度为30nm、在尺寸350μm×350μm的方形蓝宝石基板上制作的GaN类发光二极管(LED)。
<荧光体>
使用如下荧光体：
蓝色荧光体：Ba0.7Eu0.3MgAl10O17、主发光峰的峰波长为457nm、重量中值粒径为11μm
绿色荧光体：Ba1.39Sr0.46Eu0.15SiO4、主发光峰的峰波长为525nm、重量中值粒径为20μm
红色荧光体：(1-x)Ca0.9925Eu0.0075AlSiN3·xSi2N2O(x＝0.09～0.12)、主发光峰的峰波长为638nm、重量中值粒径为13μm。
<密封部件>
作为用来分散荧光体的密封部件，使用了单组分透明硅树脂。
设置在图26所示的封装件中的2个分割区域中分别安装有四个包含近紫外LED的发光装置(108)。102为基板、111为隔板。封装件中各并联有4个配线，从而可实现对2个分割区域(112A、112B)的分别通电。封装件的2个分割区域中的一个中装入分散有混合比经过调整的荧光体的密封部件，以使其为低色温(3000K)且与黑体辐射轨迹BBL的偏差duv在-0.02≤duv≤0.02的范围内；另一个区域中装入分散有混合比经过调整的荧光体的密封部件，以使其为高色温(6500K)且与黑体辐射轨迹BBL的偏差duv在-0.02≤duv≤0.02范围内，并使其加热固化。
在图26所示的照明模块中，取得了总光束、显色性(Ra)、色温等数据。在该照明模块的测定中，在整个模块中使用了大型积分球。用多路分光器对发射光谱进行分光分析，从而取得总光束、显色性(Ra)、色温等数据。通过使LED光源的通电整体电流值恒定，并分别向2个分割区域中的每一个分配电流，可改变低色温区和高色温区的发光输出，从而将照明模块的色温调整至3000K～6500K范围。
测定结果如下述表2及图27、图28所示。在代表性的色温3000K、4500K、6500K的各色温下的总光束分别为136lm、131lm、128lm，在全部色温范围内其总光束恒定。另外，在3000K、4500K、6500K的各色温下的平均显色评价数Ra分别为94、98、97，可在全部色温范围内保持高显色性。由此，在使用了组合近紫外LED和RGB荧光体而构成的LED光源的上述照明模块中，如表2所示，在3000K～6500K的色温范围内，总光束(发光效率)的变化少，平均显色评价数Ra也可保持在高值，可作为照明装置显示优异特性。
Figure GPA00001137171500591
另外，表3中示出了当由半导体发光装置射出的光的相关色温在3000K～6500K间变化时，其发射光谱的波长及发光强度的相关数值。该数值示出了在以相关色温为4500K、发射光谱的波长为550nm时发光强度的值为标准值(＝1.00)时，各条件下发光强度的相对值。另外，如表3所示，当由半导体发光装置射出的光的相关色温在3000K～6500K间变化时，出射光的发光强度的变化率的绝对值在10％的范围内。即，通过将半导体发光元件、荧光体、密封部件、封装件适当组合，可获得在上述条件下发光强度的变化率的绝对值在发射光谱波长为540nm～560nm范围内为10％的半导体发光装置。作为荧光体的具体组合，除了上述蓝色荧光体：Ba0.7Eu0.3MgAl10O17、绿色荧光体：Ba1.39Sr0.46Eu0.15SiO4、红色荧光体：(1-x)Ca0.9925Eu0.0075AlSiN3·xSi2N2O(x＝0.09～0.12)的组合以外，还可以采用以Ba3Si6O12N2:Eu等为绿色荧光体、以Sr0.792Ca0.2AlSiEu0.008N3、CaAlSiN3:Eu等为红色荧光体的组合。
如上所述，当由半导体发光装置射出的光的相关色温在3000K～6500K间变化时，可通过将在其发射光谱的波长为540～560nm的波长范围内的发光强度的变化率的绝对值调节至10％的范围，从而如图25所示，即使在供给至半导体发光元件的电流恒定时，也可以将该半导体发光元件的亮度变化抑制在低水平，进而能够提高亮度稳定性。由于该波长范围为540nm～560nm的出射光对于人类的视觉可给予最为明亮的刺激，因此，能够理解的是：在该波长范围内保持亮度稳定性是极为有用的。
Figure GPA00001137171500611
以上结合特定的实施方式对本发明进行了详细说明，但本领域技术人员应该理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以引入各种变更或修改。
本申请基于2007年11月12日提出申请的日本专利申请(特愿2007-293602)、及2008年3月6日提出申请的日本专利申请(特愿2008-056336)而完成，其内容作为参考被引入到本申请中。
工业实用性
本发明提供具有使用了半导体发光元件的半导体发光装置的照明装置，所述半导体发光装置可稳定地进行输出光的合成，能够抑制光的分离且色调可变，并且能够尽可能简单地进行发光装置驱动的控制。

Claims (27)

1.一种照明装置，其具有由发光颜色不同的多种半导体发光装置集成配置而成的发光部，所述半导体发光装置具备半导体发光元件及荧光体，并且通过该半导体发光元件发出的光以及在该发光激发下发出荧光的该荧光体的发光而向外部射出光、或者通过在该半导体发光元件发出的光的激发下发出荧光的该荧光体的发光而向外部射出光，
其中，在UCS(u、v)表色系统(CIE1960)的uv色度图中，上述各半导体发光装置的发光颜色与黑体辐射轨迹的偏差duv在-0.02≤duv≤0.02的范围内，并且从由多种半导体发光装置集成配置而成的发光部输出的各种光经混合后向外部射出。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述半导体发光元件的发光峰波长在350nm以上且430nm以下的范围。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中，所述多种半导体发光装置中的至少一种半导体发光装置与所述黑体辐射轨迹的偏差duv为正值。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的照明装置，其具备发光强度控制部，所述发光强度控制部通过分别对供给至上述多种半导体发光装置的电力进行控制来控制从所述发光部输出的光的发光颜色。
5.根据权利要求4所述的照明装置，其中，所述发光强度控制部通过使半导体发光装置的发光颜色的倒数相关色温发生指定量的变化来控制所述发光部的发光颜色的相关色温。
6.根据权利要求4所述的照明装置，其中，所述多种半导体发光装置中的至少一种半导体发光装置的发光颜色的倒数相关色温被设定在指定范围，在该指定范围内，该半导体发光装置的相关色温变化相对于供给至该半导体发光装置的电力变化在指定量以上。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的照明装置，其中，所述发光强度控制部基于所述半导体发光装置的发光颜色的倒数相关色温对供给至所述多种半导体发光装置的电力进行控制。
8.根据权利要求7所述的照明装置，其具备要求受理部，所述要求受理部通过与所述半导体发光装置的发光颜色的相关色温相关的指定参数量的变化来受理使用者对该相关色温的调节要求，其中，
所述发光强度控制部基于倒数相关色温对供给至该半导体发光装置的电力进行控制，以使由上述要求受理部受理的调节要求中涉及的所述指定参数相对于所述半导体发光装置的发光颜色的相关色温变化成比例地变化。
9.根据权利要求4～8中任一项所述的照明装置，其中，通过由所述发光强度控制部对所述多种半导体发光装置分别进行控制来调节所述发光部输出的光的发光颜色，从而使得所述发光部输出的光的发光颜色所对应的色度点位于位于由所述多种半导体发光装置的各发光颜色相对应的多个色度点之间连接而成的直线上、或位于由该直线形成的多边形内。
10.根据权利要求4～9中任一项所述的照明装置，其中，所述发光强度控制部通过进行PWM控制来向所述多种半导体发光装置供给电力，并由此对由所述发光部发出的发光颜色的相关色温进行控制。
11.根据权利要求4～9中任一项所述的照明装置，其具备由发光颜色的相关色温不同的2种所述半导体发光装置按照正偏压方向彼此相反的方式并联连接而成的电路，其中，
所述发光强度控制部对上述电路施加矩形波状的交流电压，并且对该矩形波状的交流电压的占空比进行控制。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的照明装置，其中，所述半导体发光装置包括在所述半导体发光元件发出的光的激发下发出蓝色荧光的蓝色荧光体、在所述半导体发光元件发出的光的激发下发出绿色荧光的绿色荧光体、以及在所述半导体发光元件发出的光的激发下发出红色荧光的红色荧光体作为所述荧光体。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的照明装置，其中，所述半导体发光装置还具有用来密封所述半导体发光元件及所述荧光体的透光性材料。
14.根据权利要求13所述的照明装置，其中，所述透光性材料为含硅化合物。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的照明装置，其中，所述半导体发光装置的发光颜色的相关色温在2000K以上且50000K以下的范围。
16.一种照明装置，其具有半导体发光装置，所述半导体发光装置至少具备封装件、发光峰波长在350nm以上且430nm以下的范围的半导体发光元件、及荧光体，并且通过所述半导体发光元件发出的光以及在该发光激发下发出荧光的该荧光体的发光向外部射出光、或者通过在该半导体发光元件发出的光的激发下发出荧光的该荧光体的发光向外部射出光，
其中，所述封装件具有在上述半导体发光装置的出射方向开口的开口部和通过分割该封装件内部而划分出的多个分割区域部，该分割区域部的每一个都在作为所述开口部的一部分的分割开口部开口，
所述多个分割区域部的每一个都具有一个或多个所述半导体发光元件、向所述半导体发光元件供给电力的电力供给部、以及包含所述荧光体和用来密封所述分割区域部的透光性材料的荧光部，
在上述多个分割区域部中的至少一个分割区域部及其它分割区域部中，由所述荧光部输出的光的谱图互不相同，且在UCS(u、v)表色系统(CIE1960)的uv色度图中，各输出光的发光颜色与黑体辐射轨迹的偏差duv分别在-0.02≤duv≤0.02的范围内，由上述的一个分割区域部和上述的其它分割区域部分别输出的光经混合后向外部射出。
17.根据权利要求16所述的照明装置，其还具备发光强度控制部，所述发光强度控制部通过所述电力供给部对供给至所述多个分割区域部中的各个所述半导体发光元件的电力进行控制，由此来对由各分割区域部输出的光的发光强度进行独立控制。
18.根据权利要求17所述的照明装置，其中，所述发光强度控制部通过使半导体发光装置的发光颜色的倒数相关色温发生指定量的变化来控制所述发光部的发光颜色的相关色温。
19.根据权利要求17所述的照明装置，其中，所述发光强度控制部基于所述多个分割区域部的发光颜色的倒数相关色温对供给至所述多个分割区域部的每一个中的所述半导体发光元件的电力进行控制。
20.根据权利要求19所述的照明装置，其具备要求受理部，所述要求管理部通过与所述多个分割区域部的发光颜色的相关色温相关的指定参数量的变化来受理使用者对该相关色温的调节要求，其中，
所述发光强度控制部基于倒数相关色温对供给至该多个分割区域部的每一个中的所述半导体发光元件的电力进行控制，以使由上述要求受理部受理的调节要求中涉及的所述指定参数相对于所述多个分割区域部的发光颜色的相关色温变化成比例地变化。
21.根据权利要求17～20中任一项所述的照明装置，其中，所述电力供给部具有用来对所述多个分割区域部中具有的所述半导体发光元件供给电力的多个配线，
所述发光强度控制部通过所述多个配线在每个所述分割区域部独立地控制供给至所述半导体发光元件的电力。
22.根据权利要求17～20中任一项所述的照明装置，其中，
所述半导体发光元件包含一对输入电极，该一对输入电极具有与供给电力相关的极性；
所述电力供给部具有一对配线，该一对配线通过分别与上述一对输入电极相连接来进行电力供给；
包含所述多个分割区域部中所述一个分割区域部的一部分分割区域部内的所述半导体发光元件与上述配线连接的极性与包含所述其它分割区域部的其余部分分割区域部内的所述半导体发光元件与上述配线连接的极性处于相反状态；
所述发光强度控制部向上述一对配线供给交流电。
23.根据权利要求22所述的照明装置，其中，所述发光强度控制部对所述一对配线施加矩形波状的交流电压，并且对该矩形波状的交流电压的占空比进行控制。
24.根据权利要求17～23中任一项所述的照明装置，其中，所述发光强度控制部通过对所述多个分割区域部的每一个分别控制来调节从所述半导体发光装置输出的光的发光颜色，以形成位于由与该多个分割区域部的各发光颜色相对应的多个色度点之间连接而成的直线上的色度点、或位于由该直线形成的多边形内的色度点。
25.根据权利要求16～24中任一项所述的照明装置，其中，所述透光性材料为含硅化合物。
26.根据权利要求16～25中任一项所述的照明装置，其中，所述分割区域的发光颜色的相关色温在2000K以上且50000K以下的范围。
27.根据权利要求1～26中任一项所述的照明装置，其中，当从半导体发光装置射出的光的相关色温在3000K～6500K变化时，在其发射光谱的波长为540～560nm的波长范围，发光强度变化率的绝对值在10％以下。
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