CN104718633B - 白色发光装置、照明装置、以及牙科用照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够防止在发光光谱中特定的波长区域突出，并且以与太阳光相同的色调进行观察的白色发光装置。具备：发光二极管，发出在350nm以上且490nm以下的波长区域中具有发光强度的峰值的光；以及荧光体层，通过由所述发光二极管的光进行的激励而发出白色光。荧光体层包括在420nm以上700nm以下的波长区域中具有相互不同的发光强度的峰值的多个荧光体。

Description

白色发光装置、照明装置、以及牙科用照明装置
技术领域
本发明涉及白色发光装置、照明装置、以及牙科用照明装置。
背景技术
近年来，根据节能措施、二氧化碳的排放量削减的观点，使用了发光二极管(LightEmitting Diode：LED)的白色发光装置受到瞩目。例如，在与使用了钨丝的以往的白炽灯泡相比的情况下，LED寿命更长，并且能够节能。在以往的白色发光装置中，使用例如在400nm以上且530nm以下的波长区域中具有发光强度的峰值的蓝色LED来激励YAG荧光体，进一步地混合蓝色LED的蓝色光与YAG荧光体的黄色光来实现白色光。
使用了LED的白色发光装置也作为信号机、液晶显示装置的背光灯、进而作为室内灯等一般用照明设备来广泛使用。在使用了以往的蓝色LED的白色发光装置的发光光谱中，蓝色LED的蓝色光的峰值高度高到荧光体中的黄色光的峰值高度的1.5倍以上，蓝色光的影响有变强的倾向。
另一方面，伴随着使用了LED的白色发光装置的普及，针对白色发光装置提出的要求也变得多样化。例如，组合了蓝色LED与YAG荧光体的白色发光装置存在根据观察方向而看起来偏黄色，或者产生蓝色、黄色的色斑这样的问题。
为了解决这样的问题，提出了例如组合了紫外发光二极管与荧光体的白色发光装置。根据组合了紫外发光二极管、以及蓝色荧光体、绿色荧光体以及红色荧光体这3种荧光体的白色发光装置，可实现高的彩色再现性。
在以往的白色发光装置中，为了实现高的彩色再现性，设定成红色的发光强度的峰值高。如果通过具有这样的发光光谱的白色发光装置照射物体，则被照射物(照射了光的物体)的色调看上去是清晰的。另一方面，在西服等的情况下，有时感到通过高的彩色再现性的白色发光装置照射了的色调与在太阳光下的色调不同。即，在照射从高的彩色再现性的白色发光装置发射了的光的情况和照射太阳光的情况下，产生了尽管是相同的被照射物但也感到颜色的差异这样的问题。
在使用了蓝色LED的白色发光装置的情况下，存在由于蓝色LED的发光过强，因而不必要地过度晃眼，或者在昼夜节律等方面对人体造成不良影响等的报告。这样，由于使用了蓝色LED的白色发光装置的普及，产生了各种问题。
作为白色发光装置之一，可列举出牙科用照明装置。作为牙科治疗，有龋齿的治疗、牙龈的治疗等口腔内治疗、为了美容的牙的白色化(所谓的美白)这样的美容治疗等各种治疗方法。牙科用照明装置为了照射口腔内部，要求一定的彩色再现性，但在以往的具备使用了蓝色LED的白色发光装置的照明装置中，彩色再现性不足，所以存在无法准确把握口腔内的色调这样的问题。因此，作为高的彩色再现性的白色LED照明，开发了各种牙科用照明装置。
进一步地，作为牙科治疗的一种，存在使用了专用的牙科用树脂的治疗。通过在治疗后涂覆牙科用树脂，并加固牙科用树脂，能够保护治疗部位。如果在治疗部位与硬化了的牙科用树脂之间产生间隙，则引起过敏症、微渗漏、搪瓷边缘碎裂、次生龋齿等的可能性升高。因此，当在治疗部位涂覆硬化前的牙科用树脂时，需要以不产生间隙的方式进行涂覆，其后，进行硬化。
作为牙科用树脂，一般来说，使用了以380nm以上且450nm以下的波长的光来硬化的光硬化型树脂。在以往的牙科用树脂中，如果蓝色LED的光较强，则过早地硬化，产生了在治疗部位与硬化了的牙科用树脂之间产生间隙这样的问题。另外，关于高的彩色再现性的白色发光装置，也产生了相同的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开平10-242513号公报
专利文献2：国际公开第2007/037120号
专利文献3：特表2008-540542号公报
专利文献4：专利第4862098号公报
发明内容
本发明所要解决的课题在于，改善由于蓝色的可见光区域的光强度强而感到的晃眼、对昼夜节律的影响、对牙科治疗的影响中的至少一项。
实施方式的白色发光装置具备：发光二极管，发出在350nm以上且490nm以下的波长区域中具有发光强度的峰值的光；以及荧光体层，通过由发光二极管的光进行的激励而发出白色光。荧光体层包括在420nm以上且700nm以下的波长区域中具有相互不同的发光强度的峰值的多个荧光体。
附图说明
图1是示出实施方式的白色发光装置的一个例子的图。
图2是示出实施方式的照明装置的一个例子的图。
图3是示出实施方式的照明装置的一个例子的图。
图4是示出实施例1-1的白色发光装置的发光光谱的图。
图5是示出实施例1-2的白色发光装置的发光光谱的图。
图6是示出实施例1-3的白色发光装置的发光光谱的图。
图7是示出实施例1-4的白色发光装置的发光光谱的图。
图8是示出实施例1-5的白色发光装置的发光光谱的图。
图9是示出实施例1-6的白色发光装置的发光光谱的图。
图10是示出实施例1-7的白色发光装置的发光光谱的图。
图11是示出实施例1-8的白色发光装置的发光光谱的图。
图12是示出实施例1-9的白色发光装置的发光光谱的图。
图13是示出实施例2-1的白色发光装置的发光光谱的图。
图14是示出实施例2-2的白色发光装置的发光光谱的图。
图15是示出实施例2-3的白色发光装置的发光光谱的图。
图16是示出实施例2-4的白色发光装置的发光光谱的图。
图17是示出比较例2-1的白色发光装置的发光光谱的图。
图18是示出比较例2-2的白色发光装置的发光光谱的图。
图19是示出比较例2-3的白色发光装置的发光光谱的图。
图20是示出以往的白色发光装置的发光光谱的图。
图21是示出以往的白色发光装置的发光光谱的图。
符号说明
1…白色发光装置，2…基体部，3…发光二极管，4…透明树脂层，5…荧光体层，6…照明装置，7…基体材料，8…白色发光装置。
具体实施方式
(第1实施方式)
本实施方式的白色发光装置具备发光二极管、与通过由发光二极管的光进行的激励来发出白色光的荧光体层。
发光二极管优选在350nm以上且490nm以下的波长区域中具有发光强度的峰值(发光峰值波长)。作为发光二极管，能够使用所谓的紫外线发光、紫色发光或者蓝色发光的发光二极管。紫外线发光、紫色发光或者蓝色发光的发光二极管适合用于激励荧光体。进一步地，通过使用紫外线发光、紫色发光或者蓝色发光的发光二极管与各种荧光体，能够得到白色光。
在白色光的350nm以上且780nm以下的波长区域中，在长波长侧最接近任意的发光强度的极大值的发光强度的极小值、与该极大值之比(极小值的峰值高度/极大值的峰值高度)优选在将极大值设为1时为0.5以上。例如，通过使用了依照JIS-C-8152的积分球的总光通量测定，能够测定白色发光装置的发光光谱。
发光强度的极大值(以下，称为极大值)是指，发光光谱示出峰形状的部分的最大值。即，极大值表示上升而下降的峰形状处的最大值。另外，发光强度的极小值(以下，称为极小值)表示发光光谱表示谷形状的部分的最小值。即，极小值表示下降而上升的谷形状处的最小值。因此，在平缓地持续上升的情况下(也包括平行)，即在没有下降的部分的情况下，不称为极大值。另外，在平缓地持续下降的情况下(也包括平行)，即在没有上升的部分的情况下，不称为极小值。
在将极大值设为1时，将在长波长侧最接近白色光中的任意的极大值的极小值、与该极大值之比增大到0.5以上，即通过减小白色光的发光光谱的凹凸，在可见光区域中消除不足的波长区域，能够使物体的颜色的视觉表现与在太阳光(自然光)的情况下的视觉表现相同。另外，在即使有极大值但在长波长侧没有最接近极大值的极小值的情况下，极小值与极大值之比不受限定。换而言之，在发光光谱中有相对于极大值的、最接近极大值的极小值的情况下，所有的极小值与极大值之比在将极大值设为1时都为0.5以上。
根据减小发光光谱的凹凸的观点，在白色光的350nm以上且780nm以下的波长区域中，在长波长侧最接近任意的发光强度的极大值的发光强度的极小值、与该极大值之比在将极大值设为1时，优选为0.7以上。此外，最接近长波长侧的极小值与极大值之比的上限优选为1，另外，如果考虑制造性，则优选为0.95以下。
在这里，使用图4来示出极大值与极小值的测定例。图4是示出后述的实施例1-1的发光光谱的图。在图4中，最大峰值强度存在于波长635nm。此时，任意的极大值为极大值(1)(409nm)，在长波长侧最接近极大值(1)的极小值为极小值(2)(429nm)。在将最大峰值强度设为1时，极小值(2)与极大值(1)之比为0.54(极小值(2)的发光强度＝0.12/极大值(1)的发光强度＝0.22)。这样，也可以将在350nm以上且490nm以下的波长区域中的发光强度的极大值设为任意的极大值。
白色光的色温优选为2500K以上且7000K以下。色温的单位是开尔文(K)。如果该色温低于2500K或者超过7000K，则有可能成为太阳光中没有的色温。进一步地，色温更优选为2700K以上且6700K以下。此外，色温能够根据各色的荧光体的混合比来调整。根据发光光谱通过计算来求出色温。
白色光优选在超过490nm且780nm以下的波长区域中具有最大峰值强度。最大峰值强度处于超过490nm且780nm以下的波长区域意味着在350nm以上且490nm以下的波长区域没有最大峰值强度。在最近的研究中，存在亚洲(包括日本)、欧洲的人比较容易对蓝色光感到晃眼的报告。另外，还存在由于长时间暴露在蓝色光中而对人体造成不良影响的报告。例如，有视网膜病变、抑制退黑激素分泌等问题。另外，还存在由于长时间暴露在紫外光中而对人体造成不良影响的报告。因此，在白色光的发光光谱中，通过消除从紫外线区域到蓝色的可见光区域的最大峰值强度，能够抑制对人体的不良影响。
期望从紫外线区域到蓝色的可见光区域的发光成分尽可能地少。具体而言，期望为与黑体辐射的光谱中包含的蓝色光等的成分相同的程度。人长年生活在太阳光的火焰之下。人造光被引入到人的生活至多有100余年，对于人来说熟悉的光是太阳光。因而，对于人的健康来说最理想的光是太阳光，相当于太阳光的黑体辐射的连续光谱受到期待。特别是，关于牙科用照明装置那样的以接近脸的距离来使用的照明装置，期望白色光的发光光谱与太阳光的发光光谱近似。
因而，关于从紫外线区域到蓝色的可见光区域的发光成分，如下定义期望的强度。在将视见亮度设为相同而比较上述白色发光装置的白色光的光谱与相同的色温的黑体辐射的光谱的情况下，在白色光的380nm以上且490nm以下的波长区域中的最大发光强度、与上述黑体辐射的光谱的发光强度之比优选为1.5以下。
如果上述强度之比为1.5以下，则能够视为大致接近太阳光的光谱分布，人不会对该光源感到不适。此外，上述强度比越小则越理想。然而，如果强度比极度过小，则光源中的蓝色成分变少，物体的视觉表现变得不自然。因而，在光源中期望还包含一定强度以上的蓝色光，上述强度之比的更理想的范围是0.8以上且1.2以下。
根据实施方式的白色发光装置，例如与图21所示的以往的白色发光装置的发光光谱相比，减小了白色发光装置的发光光谱的凹凸，所以与照射太阳光时同样地能够感到物体的色调。图21是示出组合了紫外发光二极管、以及蓝色荧光体、绿色荧光体以及红色荧光体的以往的白色发光装置的发光光谱的图。另外，例如与图20所示的以往的白色发光装置的发光光谱相比，通过控制蓝色的可见光区域的发光光谱的比例，能够防止牙科用树脂中的不必要的早期硬化。图20是示出组合了蓝色发光二极管与YAG荧光体的以往的白色发光装置的发光光谱的图。
(第2实施方式)
本实施方式的白色发光装置具备发光二极管、以及通过由发光二极管的光进行的激励而发出白色光的荧光体层。
发光二极管优选在380nm以上且480nm以下、特别是380nm以上且420nm以下的波长区域具有发光强度的峰值(发光峰值波长)。在峰值存在于低于380nm的波长区域的情况下，紫外光变得过强，在紫外光从荧光体层漏出时有可能对人体造成不良影响。另外，在峰值存在于480nm的波长区域的情况下，作为后述的荧光体的发光源是不合适的，有可能使彩色再现性降低。另外，在380nm以上且420nm以下的波长区域中具有发光峰值波长的发光二极管适合作为荧光体的激励源。另外，通过使用在380nm以上且420nm以下的波长区域中具有发光强度的峰值的发光二极管，容易调整白色光的发光光谱。
在430nm以上且480nm以下的波长区域的峰值辐射通量(辐射通量的最大值)、与白色光的555nm的波长下的辐射通量之比优选为0.5以上且1.3以下。另外，在380nm以上且420nm以下的波长区域中的峰值辐射通量、与白色光的555nm的波长下的辐射通量之比优选为0以上且1.3以下。
在将白色光的380nm以上且780nm以下的波长区域中的辐射通量积分值设为积分值A，将380nm以上且480nm以下的波长区域中的辐射通量积分值设为积分值B时，积分值B与积分值A之比(积分值B/积分值A)优选为0.3以下。如果积分值B/积分值A超过0.3，则在发光光谱中380nm以上且480nm以下的波长成分过多，有可能导致对人体的影响、牙科用树脂的早期硬化。380nm以上且480nm以下的波长的光是指从紫外线区域到蓝色的可见光区域的光，上述波长的光对于色温以及彩色再现性的调整是必需的。然而，如果像具有例如图20的发光光谱的白色发光装置那样，380nm以上且480nm以下的波长区域的光成分过多，则产生所谓的蓝光伤害(Blue hazard)的问题。另外，牙科用树脂在380nm以上且480nm以下的波长区域的光下容易硬化，有可能在牙科治疗中不必要地过早硬化。
在将380nm以上且429nm以下的波长区域中的辐射通量积分值设为积分值C，将430nm以上480nm以下的波长区域中的辐射通量积分值设为积分值D时，积分值C与积分值A的之比(积分值C/积分值A)优选为0.01以上且0.12以下，积分值D与积分值A之比(积分值D/积分值A)优选为0.08以上且0.25以下。通过将380nm以上且429nm以下的波长区域(从紫外线区域到紫色的可见光区域的波长区域)的积分值(面积比)以及430nm以上且480nm以下的波长区域(蓝色的可见光区域)的积分值(面积比)设为上述范围，能够不使彩色再现性降低地调整色温。此外，通过例如依照JIS-C-8152而使用积分球的总光通量测定，能够测定白色光的发光光谱。
优选调整发光光谱的峰值高度。例如，在将555nm的波长下的辐射通量的峰值(峰值555nm)设为1时，在430nm以上且480nm以下的波长区域中的峰值辐射通量(峰值430-480nm)、与555nm的波长下的辐射通量的峰值之比(峰值430-480nm/峰值555nm)优选为0.5以上且1.3以下。以555nm作为基准是因为，在CIE(国际照明委员会)中，将针对人的目光的灵敏度称为视见度，并确定为标准分光比视见度V(λ)，在该CIE所确定了的分光视见效率V(λ)中，设成约555nm的波长的光能够以最高的灵敏度来识别。在430nm以上且480nm以下的波长区域中的峰值辐射通量(峰值430-480nm)表示在430nm以上且480nm以下的波长区域中最高的发光强度的峰值。在峰值430-480nm/峰值555nm低于0.5的情况下，由于发光光谱中的蓝色成分不足，所以有可能彩色再现性降低，另外，有可能得不到作为目的的色温。另外，在峰值430-480nm/峰值555nm超过1.3的情况下，担忧发光光谱中的蓝色成分过多而让人不必要地感到晃眼，或者影响到昼夜节律。另外，牙科用树脂有可能早期硬化。因此，峰值430-480nm/峰值555nm优选为0.5以上且1.3以下，进一步地优选为0.5以上且1.2以下。
在将555nm的波长下的辐射通量的峰值(峰值555nm)设为1时，380nm以上且420nm以下的波长区域中的峰值辐射通量(峰值380-420nm)、与555nm的波长下的辐射通量的峰值之比(峰值380-420nm/峰值555nm)优选为0以上且1.3以下。在380nm以上且420nm以下的波长区域中的峰值辐射通量表示在380nm以上且420nm以下的波长区域中最高的发光强度的峰值。在峰值380-420nm/峰值555nm为0的情况下，表示没有380nm以上且420nm以下的波长区域的发光成分。另外，在峰值380-420nm/峰值555nm超过1.3的情况下，担忧紫外线区域或者紫色的可见光区域的光成分过多而让人不必要地感到晃眼，或者影响到昼夜节律。另外，牙科用树脂有可能早期硬化。因此，优选将峰值380-420nm/峰值555nm设为0以上且1.3以下，进一步地优选设为0以上1.0以下。牙科用树脂根据从紫外线区域到蓝色的可见光区域的光的量以及强度而发生硬化。如本实施方式的白色发光装置那样，通过控制积分值(光的量)与强度(峰值的高度)，能够减轻让人不必要地感到晃眼(眩目感)的情况、对昼夜节律的影响。进一步地，在牙科用照明装置等照明装置的情况下，能够防止牙科用树脂中的不必要的早期硬化。
牙科用照明装置等的照明装置按JIST5753：2012来规定了色度范围。在将色度范围变换成相关色温的情况下，白色发光装置的相关色温优选为3600K以上且低于6400K。相关色温是以看上去与光源色最接近的颜色的黑体辐射的颜色(温度)来表示的温度。相关色温的单位为开尔文(K)。相关色温是表示光源的光色(偏蓝色、偏红色等)的尺度，是以看上去与光源最接近的颜色的黑体辐射的颜色(温度)来表示的值。在相关色温低于3600K的情况下，光源的光色变得过于偏红而彩色再现性降低。另一方面，在6400K以上的情况下，光源的光色变得过于蓝，容易变成蓝色的可见光区域的突出了的发光光谱。因此，相关色温优选为3600K以上且低于6400K，进一步地优选为4250K以上且5500K以下。根据发光光谱通过计算来求出相关色温。
平均彩色再现评价数Ra也在JIS5753：2012中有规定，白色发光装置的平均彩色再现评价数Ra优选大于85。彩色再现性是指，与太阳光(也称自然光、黑体辐射)相比，在看到物体时在其照明下的颜色的视觉表现的特性。在颜色的视觉表现与通过太阳光来照射时相似时，成为高的彩色再现性的白色发光装置。平均彩色再现评价数Ra是作为客观的判断基准而设定了的值，通过想要评价的光源与规定的基准光源的比较，将想要评价的光源对彩色再现评价用的比色图表进行照明时产生的色偏作为指数来表示的值。平均彩色再现评价数Ra的最大值是100，随着彩色再现性的色偏变大而数值变小，视觉表现与太阳光下看到的自然色的差别变大。因而，平均彩色再现评价数Ra优选大于85，进一步地优选大于90。此外，通过例如依照了JIS-Z-8726的测定，能够测定平均彩色再现评价数Ra。
特殊彩色再现评价数R9优选为80以上。近年来对发光颜色的要求变得严格，在JIS规格中设定了特殊彩色再现评价数R9或者R15。在本实施方式的白色发光装置中，特殊彩色再现评价数R9优选为80以上。在特殊彩色再现评价数R9为80以上的情况下，与基准光源相比，红色的色调更接近自然光。选定特殊彩色再现评价数R9的理由是由于为了提高彩色再现性而调整红色是重要的。另外，特殊彩色再现评价数R9的测定通过依照了JIS-Z-8726的方法来进行。
(第3实施方式)
在本实施方式中，说明上述第1实施方式以及第2实施方式中的白色发光装置的荧光体的例子。
在第1实施方式以及第2实施方式中的白色发光装置的荧光体层包括多个荧光体。荧光体将发光二极管的发光作为激励源来进行发光。例如，也存在组合蓝色LED、绿色LED、红色LED这3种发光二极管来再现白色光的方法，但由于发光二极管的光示出清晰的发光光谱，所以让人感到晃眼。特别是，不适于牙科治疗那样在脸的附近使用的情况。另外，具有第1实施方式以及第2实施方式中的白色发光装置那样的发光光谱的是困难的。荧光体的发光光谱与发光二极管的发光光谱相比，是更加宽的发光光谱。因此，如果利用荧光体的光来形成白色发光装置的白色光，则容易形成具有第1实施方式以及第2实施方式那样的发光光谱的白色光。
多个荧光体分别优选在420nm以上且700nm以下的波长区域中具有相互不同的发光强度的峰值。例如，多个荧光体优选具有3种以上的具有相互不同的发光强度的峰值的荧光体，进一步地优选具有4种以上。特别是，在发光二极管的发光强度的峰值处于350nm以上且420nm以下的范围的情况下，优选使用4种以上的荧光体。另外，在发光二极管的发光强度的峰值处于421nm以上且490nm以下的范围的情况下，优选使用3种以上的荧光体。作为上述荧光体，从蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体中优选选择3种，进一步地优选选择4种。
上述多个荧光体的至少一个中的发光峰值波长(发光强度的峰值)的半辐值优选为50nm以上。通过使用具有发光峰值波长的半辐值宽到50nm以上的发光光谱的荧光体，例如在将极大值设为1时，容易将在长波长侧最接近任意的发光强度的极大值的发光强度的极小值、与该极大值之比调整为0.5以上。另外，能够得到对人的眼睛柔和的白色光。另外，在使用具有不同的发光强度的峰值的3种以上的荧光体的情况下，至少1种荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上即可，更优选为2种、进而3种以上的荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，半辐值的上限优选为100nm以下。
优选具有在发光二极管的发光光谱以及多个荧光体各自的发光光谱中的、多个发光光谱重叠的区域。在第1实施方式的白色发光装置以及第2实施方式的白色发光装置中，在可见光区域、特别是420nm以上且700nm以下的波长区域中不形成单独地突出了的区域是有效的。为此，优选具有至少1处在发光二极管的发光光谱以及多个荧光体各自的发光光谱中的、2个以上的发光光谱(例如发光强度的峰值邻接的发光光谱)重叠的区域。另外，发光光谱重叠的区域优选为2处，进一步地优选为多达3处。
能够用作荧光体的荧光体材料只要能够通过发光二极管的光来发出可见光，则没有特别的限定。例如，可列举出以下所示的材料。
作为蓝色荧光体(B)的例子，可列举出铕活化碱土金属卤化磷酸盐荧光体(发光峰值波长为440nm以上且455nm以下)、铕活化铝酸钡镁荧光体(发光峰值波长为450nm以上且460nm以下)等。另外，作为蓝绿色荧光体，可列举出铕活化铝酸锶荧光体(发光峰值波长为480nm以上且500nm以下)、或者铕、锰活化铝酸钡镁荧光体(发光峰值波长为510nm以上且520nm以下)等。
作为绿色荧光体(G)的例子，可列举出铕活化原硅酸盐荧光体(发光峰值波长为520nm以上且550nm以下)、铕活化β赛隆荧光体(发光峰值波长为535m以上且545nm以下)、铕活化锶赛隆荧光体(发光峰值波长为510nm以上且530nm以下)等。
作为黄色荧光体(Y)的例子，可列举出铕活化原硅酸盐荧光体(发光峰值波长为550nm以上且580nm以下)、铈活化稀土铝石榴石荧光体(发光峰值波长为550nm以上且580nm以下)等。
作为红色荧光体(R)的例子，可列举出铕活化锶赛隆荧光体(发光峰值波长为600nm以上且650nm以下)、铕活化氮化钙锶荧光体(发光峰值波长为610nm以上且650nm以下)、铕活化硫氧化镧荧光体(发光峰值波长为620nm以上且630nm以下)、锰活化镁氟锗酸盐(发光峰值波长为640nm以上且660nm以下)、铕活化碱土金属氮化物荧光体(发光峰值波长为600nm以上且650nm以下)等。
荧光体的平均粒径优选为1μm以上且100μm以下，进一步地优选为5μm以上且50μm以下。例如，在使用发光强度的峰值不同的3种以上的荧光体的情况下，需要均匀地混合各荧光体，所以平均粒径优选为1μm以上且100μm以下，进一步地优选为5μm以上且50μm以下。
(第4实施方式)
在本实施方式中，说明第1实施方式以及第2实施方式中的白色发光装置的构造例、以及具备白色发光装置的照明装置。
作为本实施方式的白色发光装置，图1示出封装型白色发光装置。图1是示出本实施方式的白色发光装置的例子的图。
图1所示的白色发光装置1具备LED芯片3、设置有LED芯片3的基体部2、设置成覆盖LED芯片3的透明树脂层4、以及进一步设置在透明树脂层4上的荧光体层5。透明树脂层4的厚度优选为0.01mm以上且0.1mm以下的范围。在LED芯片3的发光强度的峰值处于380nm以上且420nm以下的波长区域的情况下，通过设置透明树脂层4，能够降低紫外线泄漏，能够降低对人体的影响并且防止周边部件的劣化。对透明树脂层4没有特别的限定，优选为硅树脂。此外，透明树脂层4根据需要来设置即可，例如在LED芯片3的发光强度的峰值处于421nm以上且480nm以下的波长区域的情况下，也可以不设置透明树脂层4。
荧光体层5优选为混合荧光体与树脂而得到的层。另外，也可以使用通过涂覆荧光体膏并使其硬化来制作荧光体层5的方法、通过盖上对荧光体膏帽状地进行成形而得到的成形体来制作荧光体层5的方法等。荧光体层5的厚度优选为0.01mm以上且3mm以下的范围。在荧光体层5的厚度低于0.01mm的情况下，荧光体层5过薄而LED芯片3的光发生泄漏，难以得到具有作为目的的峰值比的发光光谱。另一方面，在荧光体层5的厚度超过3mm的情况下，LED芯片3的光没有均匀地到达荧光体层中，所以有可能产生发光颜色的波动。
在图1中，得到在一个LED芯片上设置了一个荧光体层的构造(单芯片型白色发光装置)，但也可以是用荧光体层覆盖多个LED芯片的构造(多芯片型白色发光装置)。
进一步地，图2示出照明装置的一个例子。图2所示的照明装置6具备基体材料7、以及多个配置于基体材料7的白色发光装置1。作为白色发光装置1，例如能够使用上述实施方式的白色发光装置。此外，也可以根据需要安装透镜、盖等其他部件。照明装置6例如用作牙科用照明装置。
此外，在图2中，示出了在平板的基体材料上配置了多个白色发光装置的例子，但不限定于此，照明装置的形状也可以是电灯泡型等的形状。另外，也可以是专利第4862098号公报(专利文献4)所记载的那样的在球状物的内表面设置了荧光体层的构造。另外，也可以配置多个在球状物的内表面设置有荧光体层的白色发光装置来作为照明装置。
进一步地，图3示出照明装置的其他例子。图3所示的照明装置6具备白色发光装置1、以及白色发光装置8。作为白色发光装置1，例如能够使用上述实施方式的白色发光装置。另外，作为白色发光装置8，能够使用示出与白色发光装置1不同的发光光谱的白色发光装置。在图3中，配置多个白色发光装置1与白色发光装置8来构成照明装置。此外，根据照明装置的构造，也可以在照明装置中仅设置白色发光装置1。另外，也可以配置反射器、透镜等来调整光的指向性。
例如，组合通过将白色发光装置8的发光光谱设为图20所示的蓝色的可见光区域突出的发光光谱而发出抑制了蓝色的可见光区域的突出的发光光谱的白色光的白色发光装置1、与发出蓝色的可见光区域的突出了的发光光谱的白色光的白色发光装置8，根据目的来切换发光的白色发光装置，能够通过一个照明装置来应对例如牙科治疗中治疗处理与牙科用树脂的硬化处理。
以上那样的白色发光装置以及照明装置的白色光由于具有近似于太阳光的发光光谱的凹凸小的发光光谱，所以不会让人不必要地感到晃眼。另外，由于看上去色调与照射太阳光的情况相同，所以口腔内的颜色看上去是自然的。因此，对于牙科用照明装置那样在接近脸的位置使用的照明装置也是有效的。另外，通过控制成在从紫外线区域到蓝色的可见光区域的发光光谱中没有发光强度的峰值，能够防止牙科用树脂中的不必要的早期硬化。
本实施方式的照明装置能够应用于环境照明、工作照明等各种照明装置。一般来说，将用于使整个室内等宽的范围变得明亮的照明称为环境照明，将用于在进行个人计算机等的业务操作时使周围等较窄的范围变得明亮的照明称为工作照明。在工作照明的情况下，根据JIS-Z-9110的照度基准，推荐500勒克斯以上且750勒克斯以下的程度的光。另外，在工作照明的情况下，由于还假定了长时间工作，所以如果是蓝色的可见光区域的发光光谱突出的白色光，则对眼睛造成负担。另一方面，通过在蓝色的可见光区域中抑制发光光谱的突出，能够抑制对眼睛造成的负担。
在用于照射印刷物、食料、人中的某1种以上的照明中使用本实施方式的照明装置也是有效果的。印刷物是指报纸、杂志等。食料包括所有食物、饮料。另外，人主要是指人的脸。只要是上述实施方式的白色发光装置，由于具有优良的彩色再现性，所以就能够以与通过太阳光照射时相同的色调来观察对象物。因此，能够抑制长时间阅读印刷物时的眼睛的负担，以与通过太阳光照射时相同的色调来感觉到食料、人的色调。另外，本实施方式的照明装置对于与照射对象物(物体)的距离为1.5m以下的照明装置也是有效果的。如上述的工作照明那样，在通过照射业务操作时的周围的台灯来照射西服、食料等的情况下，能够以与通过太阳光照射的情况下相同的色调来感觉到物体的色调。另外，由于控制成不具有蓝色的可见光区域突出了的发光光谱，所以即使使照明装置与照射对象物的距离接近到1.5m以下、甚至接近到1m以下，也能够抑制眼睛的负担。
作为在与人的眼睛接近的位置使用的照明装置的例子，可列举出牙科用照明装置。牙科用照明装置能够照射口腔内部。通过使用本实施方式的照明装置，能够清晰地看到口腔内。另外，由于降低了蓝色的可见光区域的发光光谱的突出，所以在使用牙科用树脂的治疗中，能够防止牙科用树脂中的不必要的早期硬化。另外，即使在与人的脸接近的位置使用牙科用照明装置，也没有不必要地感到晃眼的情况，所以能够降低不适感。
实施例
<实施例1>
在本实施例中，说明基于上述第1实施方式的白色发光装置的具体例。
(实施例1-1)
准备发光峰值波长为400nm的LED芯片，配置在氧化铝基板上。接下来，作为通过照射400nm的波长的电磁波来进行发光的荧光体，准备了发光峰值波长为445nm的铕活化碱土金属卤化磷酸盐蓝色荧光体、发光峰值波长为490nm的铕活化铝酸锶蓝绿色荧光体、发光峰值波长为530nm的铕活化原硅酸盐绿色荧光体、发光峰值波长为555nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径约为18μm。进一步地，作为重量比(质量比)以蓝色荧光体：蓝绿色荧光体：绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝5：10：15：20：50的比率将各荧光体混合，并与透明树脂(硅树脂)混合，涂覆在设置了透明树脂层(厚度0.01mm)的LED芯片上，从而制作了白色发光装置。上述白色发光装置的发光颜色的相关色温为2800K。另外，将荧光体层的厚度设为0.4mm。
此外，上述荧光体中的蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在蓝色荧光体、蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，通过依照JIS-C-8152而使用积分球的总光通量测定，测定了实施例1-1的白色发光装置的发光光谱。图4示出测定结果。根据图4可知，在长波长侧与极大值邻接的极小值、与任意的极大值之比在将极大值设为1时均为0.5以上。
(实施例1-2)
准备发光峰值波长为400nm的LED芯片，并配置在氧化铝基板上。接下来，作为通过照射400nm的波长的电磁波来进行发光的荧光体，准备了发光峰值波长为445nm的铕活化碱土金属卤化磷酸盐蓝色荧光体、发光峰值波长为490nm的铕活化铝酸锶蓝绿色荧光体、发光峰值波长为540nm的铕活化β赛隆绿色荧光体、发光峰值波长为555nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径约为13μm。进一步地，作为重量比(质量比)，以蓝色荧光体：蓝绿色荧光体：绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝10：5：15：20：50的比率混合各荧光体，并与透明树脂(硅树脂)混合，涂覆在设置了透明树脂层(厚度0.05mm)的LED芯片上，从而制作了白色发光装置。上述白色发光装置的发光颜色的相关色温为2800K。另外，将荧光体层的厚度设为0.2mm。
此外，上述荧光体中的蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在蓝色荧光体、蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，与实施例1-1相同地通过使用积分球的总光通量测定，测定了实施例1-2的白色发光装置的发光光谱。图5示出测定结果。根据图5可知，在长波长侧与极大值邻接的极小值与任意的极大值之比在将极大值设为1时均为0.5以上。
(实施例1-3)
准备发光峰值波长为400nm的LED芯片，并配置在氧化铝基板上。接下来，作为通过400nm的波长的电磁波来进行发光的荧光体，准备了发光峰值波长为445nm的铕活化碱土金属卤化磷酸盐蓝色荧光体、发光峰值波长为490nm的铕活化铝酸锶蓝绿色荧光体、发光峰值波长为530nm的铕活化原硅酸盐绿色荧光体、发光峰值波长为555nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为635nm的铕活化碱土金属氮化物红色荧光体。此外，荧光体的平均粒径约为28μm。
进一步地，作为重量比(质量比)以蓝色荧光体：蓝绿色荧光体：绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝5：5：15：25：50的比率混合各荧光体，进一步地与透明树脂(硅树脂)混合，涂覆在设置了透明树脂层(厚度0.1mm)的LED芯片上，从而制作了白色发光装置。上述白色发光装置的发光颜色的相关色温为2700K。另外，将荧光体层的厚度设为1.0mm。
此外，上述荧光体中的蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在蓝色荧光体、蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，与实施例1-1相同地，通过使用积分球的总光通量测定，测定了实施例1-3的白色发光装置的发光光谱。图6示出测定结果。根据图6可知，在长波长侧与极大值邻接的极小值与极大值之比在将极大值设为1时均为0.5以上。
(实施例1-4)
准备发光峰值波长为400nm的LED芯片，并配置在氧化铝基板上。接下来，作为通过照射400nm的波长的电磁波来进行发光的荧光体，准备了发光峰值波长为445nm的铕活化碱土金属卤化磷酸盐蓝色荧光体、发光峰值波长为490nm的铕活化铝酸锶蓝绿色荧光体、发光峰值波长为530nm的铕活化原硅酸盐绿色荧光体、发光峰值波长为555nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径约18μm。进一步地，作为重量比(质量比)以蓝色荧光体：蓝绿色荧光体：绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝10：15：25：20：50的比率混合各荧光体，并与透明树脂(硅树脂)混合，涂覆在设置了透明树脂层(厚度0.05mm)的LED芯片上，从而制作了白色发光装置。上述白色发光装置的发光颜色的相关色温为3800K。另外，将荧光体层的厚度设为0.5mm。
此外，上述荧光体中的蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在蓝色荧光体、蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，与实施例1-1相同地，通过使用积分球的总光通量测定，测定了实施例1-4的白色发光装置的发光光谱。图7示出测定结果。根据图7可知，在长波长侧与极大值邻接的极小值与任意的极大值之比在将极大值设为1时均为0.5以上。
(实施例1-5)
准备发光峰值波长为400nm的LED芯片，并配置在氧化铝基板上。接下来，作为通过照射400nm的波长的电磁波来进行发光的荧光体，准备了发光峰值波长为445nm的铕活化碱土金属卤化磷酸盐蓝色荧光体、发光峰值波长为490nm的铕活化铝酸锶蓝绿色荧光体、发光峰值波长为540nm的铕活化β赛隆绿色荧光体、发光峰值波长为555nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径约为10μm。进一步地，作为重量比(质量比)以蓝色荧光体：蓝绿色荧光体：绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝10：15：20：25：30的比率混合各荧光体，并与透明树脂(硅树脂)混合，涂覆在设置了透明树脂层(厚度0.03mm)的LED芯片上，从而制作了白色发光装置。上述白色发光装置的发光颜色的相关色温为4200K。另外，将荧光体层的厚度设为0.3mm。
此外，上述荧光体中的蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在蓝色荧光体、蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，与实施例1-1相同地，通过使用积分球的总光通量测定，测定了实施例1-5的白色发光装置的发光光谱。图8示出测定结果。根据图8可知，在长波长侧与极大值邻接的极小值与任意的极大值之比在将极大值设为1时均为0.5以上。
(实施例1-6)
准备发光峰值波长为400nm的LED芯片，并配置在氧化铝基板上。接下来，作为通过照射400nm的波长的电磁波来进行发光的荧光体，准备了发光峰值波长为445nm的铕活化碱土金属卤化磷酸盐蓝色荧光体、发光峰值波长为490nm的铕活化铝酸锶蓝绿色荧光体、发光峰值波长为540nm的铕活化β赛隆绿色荧光体、发光峰值波长为555nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径约为10μm。进一步地，作为重量比(质量比)以蓝色荧光体：蓝绿色荧光体：绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝30：15：20：15：20的比率混合各荧光体，并与透明树脂(硅树脂)混合，涂覆在设置了透明树脂层(厚度0.03mm)的LED芯片上，从而制作了白色发光装置。上述白色发光装置的发光颜色的相关色温为5000K。另外，将荧光体层的厚度设为0.3mm。
此外，上述荧光体中的蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在蓝色荧光体、蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，与实施例1-1相同地，通过使用积分球的总光通量测定，测定了实施例1-6的白色发光装置的发光光谱。图9示出测定结果。根据图9可知，在长波长侧与极大值邻接的极小值与任意的极大值之比在将极大值设为1时均为0.5以上。
(实施例1-7)
准备发光峰值波长为400nm的LED芯片，并配置在氧化铝基板上。接下来，作为通过照射400nm的波长的电磁波来进行发光的荧光体，准备了发光峰值波长为445nm的铕活化碱土金属卤化磷酸盐蓝色荧光体、发光峰值波长为490nm的铕活化铝酸锶蓝绿色荧光体、发光峰值波长为540nm的铕活化β赛隆绿色荧光体、发光峰值波长为555nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径约为13μm。关于各荧光体的混合比，作为重量比(质量比)，以蓝色荧光体：蓝绿色荧光体：绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝30：15：15：20：20的比率进行混合，并与透明树脂(硅树脂)混合，涂覆在设置了透明树脂层(厚度0.02mm)的LED芯片上，从而制作了白色发光装置。上述白色发光装置的发光颜色的相关色温为5000K。另外，将荧光体层的厚度设为0.2mm。
此外，上述荧光体中的蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在蓝色荧光体、蓝绿色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，与实施例1-1相同地通过使用积分球的总光通量测定，测定了实施例1-7的白色发光装置的发光光谱。图10示出测定结果。根据图10可知，在长波长侧与极大值邻接的极小值与任意的极大值之比在将极大值设为1时均为0.5以上。
(实施例1-8)
准备发光峰值波长为445nm的LED芯片，并配置在氧化铝基板上。接下来，作为通过照射445nm的波长的电磁波来进行发光的荧光体，准备了发光峰值波长为530nm的铕活化原硅酸盐绿色荧光体、发光峰值波长为530nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径约为17μm。接下来，作为重量比(质量比)，以绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝20：30：50的比率混合各荧光体，并与透明树脂(硅树脂)混合，涂覆在LED芯片上，从而制作了白色发光装置。上述白色发光装置的发光颜色的相关色温为2700K。另外，将荧光体层的厚度设为0.5mm。
此外，上述荧光体中的绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，与实施例1-1相同地通过使用积分球的总光通量测定，测定了实施例1-8的白色发光装置的发光光谱。图11示出测定结果。根据图11可知，在长波长侧与极大值邻接的极小值与任意的极大值之比在将极大值设为1时均为0.5以上。
(实施例1-9)
准备发光峰值波长为445nm的LED芯片，并配置在氧化铝基板上。接下来，作为通过照射445nm的波长的电磁波来进行发光的荧光体，准备了发光峰值波长为530nm的铕活化原硅酸盐绿色荧光体、发光峰值波长为530nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径约为15μm。接下来，作为重量比(质量比)，以绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝30：40：30的比率混合各荧光体，并与透明树脂(硅树脂)混合，涂覆在LED芯片上，从而制作了白色发光装置。上述白色发光装置的发光颜色的相关色温为2700K。另外，将荧光体层的厚度设为0.4mm。
此外，上述荧光体中的绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，与实施例1-1相同地通过使用积分球的总光通量测定，测定了实施例1-9的白色发光装置的发光光谱。图12示出测定结果。根据图12可知，在长波长侧与极大值邻接的极小值与任意的极大值之比在将极大值设为1时均为0.5以上。
此外，在实施例1-1至实施例1-9中，表1示出在将极大值设为1时的在长波长侧最接近极大值的极小值、与350nm以上且780nm以下的波长区域的任意的极大值之比。
[表1]
比(极小值/极大值)的最小值
实施例1-1 0.54
实施例1-2 0.53
实施例1-3 0.94
实施例1-4 0.53
实施例1-5 0.81
实施例1-6 0.73
实施例1-7 0.80
实施例1-8 0.74
实施例1-9 0.67
(比较例1-1、比较例1-2)
作为比较例1-1，准备了具有图20的发光光谱的单芯片型的白色发光装置，作为比较例1-2，准备了具有图21的发光光谱的单芯片型的白色发光装置。
(实施例1-1A至实施例1-9A、比较例1-1A、比较例1-2A)
使用实施例1-1至实施例1-9、比较例1-1、比较例1-2的白色发光装置，测定了特殊彩色再现评价数R9(红色)。表2示出其结果。
[表2]
白色光源 R9
实施例1-1A 实施例1-1 97
实施例1-2A 实施例1-2 96
实施例1-3A 实施例1-3 99
实施例1-4A 实施例1-4 71
实施例1-5A 实施例1-5 83
实施例1-6A 实施例1-6 88
实施例1-7A 实施例1-7 73
实施例1-8A 实施例1-8 82
实施例1-9A 实施例1-9 82
比较例1-1A 比较例1-1 -20
比较例1-2A 比较例1-2 49
为了看上去是与太阳光相同的色调，不仅平均彩色再现评价数Ra，还需要基于特殊彩色再现评价数Ri(i为9以上且15以下)的评价。用于特殊彩色再现评价的比色图表与用于平均彩色再现评价的比色图表相比，彩度更高，为了进行颜色再现性等颜色的评价，也需要高彩度区域，所以不仅平均彩色再现评价数，还需要与Ri并用。在本实施例中，使用了特殊彩色再现评价数中的、代表性地被使用的R9。
根据表1以及表2可知，本实施例的白色发光装置显示出优良的特性。另外，在实施例1-1A至实施例1-9A中的白色发光装置中，特殊彩色再现评价数R9是大的值。只要是示出这样的R9的白色发光装置，就能以与照射太阳光的情况相同的色调观察。因此，适合于例如照射口腔内的牙科用照明装置。
(实施例1-10至实施例1-20、比较例1-3、比较例1-4)
接下来，关于制作了的白色发光装置，进行了确认所得到的光源对人体的影响的测试。关于试验光源，针对在人被曝露在相同照度下的情况下是否感到不适，实施了感官测试。
在比较例1-3、比较例1-4中，使用了与比较例1-1、比较例1-2相同白色发光装置。另外，实施例1-10至实施例1-20的白色发光装置如下制作。
准备发光峰值波长为380nm的LED芯片。接下来，作为通过照射380nm的波长的电磁波来进行发光的荧光体，准备了发光峰值波长为445nm的铕活化碱土金属卤化磷酸盐蓝色荧光体、发光峰值波长为490nm的铕活化铝酸锶蓝绿色荧光体、发光峰值波长为540nm的铕活化β赛隆绿色荧光体、发光峰值波长为555nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径约为13μm。以规定的比率混合各荧光体，并与硅树脂混合，涂覆在设置了透明树脂层(厚度0.02mm)的LED芯片上，从而制作了白色发光装置。此外，通过将各荧光体的混合比率变更成各种比率，来得到了发光颜色的相关色温处于2500K以上且7000K以下的范围的各种白色发光装置。表3示出各实施例以及各比较例的色温。另外，实施例1-19是含有极少量的蓝色荧光体成分的混合荧光体，实施例1-20是除去在蓝色的可见光区域中具有发光峰值波长的荧光体成分而得到的混合荧光体。另外，将荧光体层的厚度设为0.2mm。
与实施例1-1相同地通过使用积分球的总光通量测定，测定了比较例1-3、比较例1-4、实施例1-10至实施例1-20的白色发光装置的发光光谱。表3示出在将极大值设为1时的在长波长侧最接近极大值的极小值、与350nm以上且780nm以下的波长区域的任意的极大值之比。在实施例1-10至实施例1-20的发光光谱的任一个中，都确认到在长波长侧与极大值邻接的极小值与任意的极大值之比(极小值/极大值)在将极大值设为1时为0.5以上。另外，实施例1-10至实施例1-20的白色发光装置的发光光谱的最大峰值强度均处于大于490nm且780nm以下的范围。
接下来，测定可见光(380nm以上且780nm以下)中的紫色至蓝色的可见光区域(380nm以上490nm以下)的发光光谱的最大峰值强度，并和与示出380nm以上且490nm以下的范围的最大峰值强的波长相同的波长的黑体辐射光谱的强度相比较。此时，比较中使用的发光光谱如下所述。在将实施方式的光源的发光光谱设为A(λ)，将与实施方式的光源相同的色温的黑体辐射的光谱设为B(λ)，并将分光视见效率的光谱设为V(λ)时，求出满足∫A(λ)·V(λ)dλ＝∫B(λ)·V(λ)dλ的A(λ)、B(λ)的光谱，比较A(λ)、B(λ)两光谱的形状。在发光光谱A(λ)的380nm以上且490nm以下的波长区域中，将光谱强度最大的波长设为λ*，将最大强度设为A*，并且将波长λ*下的B(λ)的光谱强度设为B*，求出强度比(A*/B*)。
接下来，在100名实验对象前点亮实施例1-10至实施例1-20、比较例1-3、比较例1-4的白色发光装置，实施了关于光源的视觉表现的感官试验。在实验对象中，随机抽出10岁以上且25岁以下、26岁以上且40岁以下、41岁以上且55岁以下、56岁以上且70岁以下、71岁以上的男女各10名，并请他们进行试验。请实验对象根据“舒适”、“没有不适”、“感到不适”、“不适”、“非常不适”这5阶段的分级，来评价各光源的视觉表现。
表3示出实施例1-10至实施例1-20、比较例1-3、比较例1-4的白色发光装置的发光特性、感官试验的结果。此外，作为感官试验的结果的记载，记载了在100人的评价中人数最多的等级的特性。()内是相应等级的回答者的人数。此外，在表3中，示出了在长波长侧与极大值邻接的极小值与任意的极大值之比(极小值/极大值)中的最小的比。
[表3]
根据表3的结果，在上述白色发光装置的感官试验中，如果强度比(A*/B*)超过1.5，则判定为明显不适，在1.5以下随着数值减少而不适感缓慢地降低，当强度比变成1.0前后时，则评价为舒适的实验对象的数量增加。这样可知，在蓝色成分的强度接近黑体辐射的光谱的情况或者蓝色成分的强度低的情况下，得到不对人造成不适感的良好的光源。另外，实施例1-10至实施例1-20的白色光的相对色温为2500K以上且7000K以下。
(实施例1-1B至实施例1-20B、比较例1-1B)
分别各使用20个实施例1-1至实施例1-20以及比较例1-1的白色发光装置来制作照明装置(实施例1-1B至实施例1-20B、比较例1-1B)。使用各个照明装置，测定了以5000lx的照度照射牙科充填用复合树脂而直到树脂硬化为止的时间。表4示出测定结果。
[表4]
树脂硬化时间
实施例1-1B 7分26秒
实施例1-2B 7分24秒
实施例1-3B 7分53秒
实施例1-4B 6分20秒
实施例1-5B 3分57秒
实施例1-6B 3分48秒
实施例1-7B 3分45秒
实施例1-8B 8分10秒
实施例1-9B 4分32秒
实施例1-10B 3分40秒
实施例1-11B 4分53秒
实施例1-12B 5分12秒
实施例1-13B 3分40秒
实施例1-14B 3分43秒
实施例1-15B 3分35秒
实施例1-16B 3分33秒
实施例1-17B 3分23秒
实施例1-18B 3分28秒
实施例1-19B 6分22秒
实施例1-20B 6分09秒
比较例1-1B 1分58秒
根据表4可知，实施例1-1B至实施例1-20B的照明装置与比较例1-1B的照明装置相比，牙科用树脂的硬化时间更长。如上所述，本实施例的照明装置能够延长牙科用树脂的硬化时间，所以在牙科治疗中，能够防止牙科用树脂中的不必要的早期硬化。
<实施例2>
在本实施例中，说明基于上述第2实施方式的白色发光装置的具体例。
(实施例2-1)
准备发光峰值波长为405nm的LED芯片，并配置在氧化铝基板上。接下来，用作为透明树脂的硅树脂覆盖LED芯片而形成了透明树脂层。
接下来，作为荧光体，准备了发光峰值波长为445nm的铕活化碱土金属卤化磷酸盐蓝色荧光体、发光峰值波长为520nm的铕活化原硅酸盐绿色荧光体、发光峰值波长为540nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径约为10μm。进一步地，作为重量比(质量比)以蓝色荧光体：绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝93.0：1.5：2.0：3.5的比率混合各荧光体，并与透明树脂(硅树脂)混合，在透明树脂层上设置荧光体层，从而制作了白色发光装置。上述白色发光装置的发光颜色的相关色温为4780K。另外，将荧光体层的厚度设为0.3mm。
此外，上述荧光体中的蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，通过使用积分球的总光通量测定，测定了实施例2-1的白色发光装置的发光光谱。图13示出测定结果。进一步地，测定了以5000lx的照度对牙科充填用复合树脂照射白色发光装置的光而直到树脂硬化为止的时间。
(实施例2-2)
准备发光峰值波长为405nm的LED芯片，并配置在氧化铝基板上。接下来，用作为透明树脂的硅树脂覆盖LED芯片而形成了透明树脂层。
接下来，作为荧光体，准备了发光峰值波长为445nm的铕活化碱土金属卤化磷酸盐蓝色荧光体、发光峰值波长为520nm的铕活化原硅酸盐绿色荧光体、发光峰值波长为540nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径约18μm。进一步地，作为重量比(质量比)以蓝色荧光体：绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝93.4：1.7：1.5：3.4的比率混合各荧光体，并与透明树脂(硅树脂)混合，在透明树脂层上设置荧光体层，从而制作了白色发光装置。上述白色发光装置的发光颜色的相关色温为5360K。另外，将荧光体层的厚度设为0.5mm。
此外，上述荧光体中的蓝绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，与实施例2-1相同地，通过使用积分球的总光通量测定，测定了实施例2-2的白色发光装置的发光光谱。图14示出测定结果。另外，与实施例2-1相同地测定了牙科充填用复合树脂的树脂硬化时间。
(实施例2-3)
准备发光峰值波长为405nm的LED芯片，并配置在氧化铝基板上。接下来，用作为透明树脂的硅树脂覆盖LED芯片而形成了透明树脂层。
接下来，作为荧光体，准备了发光峰值波长为445nm的铕活化碱土金属卤化磷酸盐蓝色荧光体、发光峰值波长为530m的铕活化β赛隆绿色荧光体、发光峰值波长为555nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、以及发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径为约18μm。进一步地，作为重量比(质量比)以蓝色荧光体：绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝92.9：2.5：1.5：3.1的比率混合各荧光体，并与透明树脂(硅树脂)混合，在透明树脂层上设置荧光体层，从而制作了白色发光装置。上述白色发光装置的发光颜色的相关色温为5290K。另外，将荧光体层的厚度设为0.5mm。
此外，上述荧光体中的蓝绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，与实施例2-1相同地，通过使用积分球的总光通量测定，测定了实施例2-3的白色发光装置的发光光谱。图15示出测定结果。
另外，与实施例2-1相同地测定了牙科充填用复合树脂的树脂硬化时间。
(实施例2-4)
准备发光峰值波长为405nm的LED芯片，并配置在氧化铝基板上。接下来，用作为透明树脂的硅树脂覆盖LED芯片而形成了透明树脂层。
接下来，作为荧光体，准备了发光峰值波长为445nm的铕活化碱土金属卤化磷酸盐蓝色荧光体、发光峰值波长为530m的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、发光峰值波长为555nm的铕活化原硅酸盐黄色荧光体、发光峰值波长为630nm的铕活化锶赛隆红色荧光体。此外，各荧光体的平均粒径约18μm。进一步地，作为重量比(质量比)以蓝色荧光体：绿色荧光体：黄色荧光体：红色荧光体＝91.7：2.2：2.1：4.0的比率混合各荧光体，并与透明树脂(硅树脂)混合，在透明树脂层上设置荧光体层，从而制作了白色发光装置。实施例2-4的白色发光装置的发光颜色的相关色温为4040K。另外，将荧光体层的厚度设为0.5mm。
此外，上述荧光体中的蓝绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光峰值波长的半辐值为50nm以上。另外，在蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、红色荧光体的发光光谱中，具有发光峰值波长分别相邻的荧光体的发光光谱重叠的区域。
接下来，与实施例2-1相同地，通过使用积分球的总光通量测定，测定了实施例2-4的白色发光装置的发光光谱。图16示出测定结果。另外，与实施例2-1相同地测定了牙科充填用复合树脂的树脂硬化时间。
(比较例2-1至比较例2-3)
通过改变发光二极管的发光峰值波长，或者改变荧光体的种类、荧光体的含量，来准备了比较例2-1至比较例2-3的白色发光装置。此外，图17示出比较例2-1的白色发光装置的发光光谱，图18示出比较例2-2的白色发光装置的发光光谱，图19示出比较例2-3的白色发光装置的发光光谱。
在实施例2-1至实施例2-4以及比较例2-1至2-3的白色发光装置中，测定积分值A(380nm以上且780nm以下的辐射通量积分值)、积分值B(380nm以上且480nm以下的辐射通量积分值)、积分值C(380nm以上且429nm以下的辐射通量积分值)、积分值D(430nm以上且480nm以下的辐射通量积分值)，求出了积分值B/积分值A、积分值C/积分值A、积分值D/积分值A。相同地，分别求出相对于发光光谱的555nm的峰值辐射通量的、在430nm以上且480nm以下的范围内的峰值辐射通量比、以及在380nm以上且420nm以下的范围内的峰值辐射通量比。表5示出其结果。
[表5]
在实施例2-1至实施例2-4以及比较例2-1至比较例2-3的白色发光装置中，还研究了平均彩色再现评价数Ra、特殊彩色再现评价数R9。进一步地，表6示出了照射光的刺眼感的有无、手掌的血管颜色(血管的视觉表现)以及JIS颜色样本的白色与白天时太阳光的对比(白色的视觉表现)。此外，如果“有”刺眼感，则为让人不必要地感到晃眼的情况。另外，还示出了牙科充填用复合树脂的树脂硬化时间。
[表6]
根据表6可知，在本实施例的白色发光装置中，抑制了牙科充填用复合树脂的早期硬化。另外，由于平均彩色再现评价数Ra、特殊彩色再现评价数R9在规定的范围内，所以没有刺眼感且不会让人不必要地感到晃眼。另外可知，血管的视觉表现、白色的视觉表现看上去是自然的，所以不仅口腔内部照明，在工作照明、用于照射印刷物、食料、人中的某一个的照明、以及在与被照射物接近到1.5m以下的地方使用的照明中，还显示出优良的彩色再现性。

Claims (7)

1.一种白色发光装置，其特征在于，具备：
发光二极管，发出在350nm以上且490nm以下的波长区域中具有发光强度的峰值的光；以及
荧光体层，通过由所述发光二极管的光进行的激励而发出白色光，
所述荧光体层包括在420nm以上且700nm以下的波长区域中具有相互不同的发光强度的峰值的多个荧光体，
所述白色光的相关色温为3600K以上且低于6400K，
所述白色光的平均彩色再现评价数Ra大于85，
在将所述白色光的380nm以上且780nm以下的波长区域中的辐射通量积分值设为积分值A，将380nm以上且480nm以下的波长区域中的辐射通量积分值设为积分值B时，积分值B与积分值A之比为0.3以下。
2.根据权利要求1所述的白色发光装置，其特征在于，
在将所述白色光的380nm以上且429nm以下的波长区域中的辐射通量积分值设为积分值C，将430nm以上且480nm以下的波长区域中的辐射通量积分值设为积分值D时，积分值C与积分值A之比为0.01以上且0.12以下，积分值D与积分值A之比为0.08以上且0.25以下。
3.根据权利要求1所述的白色发光装置，其特征在于，
在所述白色光的430nm以上且480nm以下的波长区域中的峰值辐射通量与所述白色光的555nm的波长下的辐射通量之比为0.5以上且1.3以下，
在所述白色光的380nm以上且420nm以下的波长区域中的峰值辐射通量与所述白色光的555nm的波长下的辐射通量之比为0以上且1.3以下。
4.根据权利要求1所述的白色发光装置，其特征在于，
特殊彩色再现评价数R9为80以上。
5.根据权利要求1所述的白色发光装置，其特征在于，
所述多个荧光体的至少一个中的发光强度的峰值的半辐值为50nm以上且100nm以下。
6.一种照明装置，其特征在于，
具备权利要求1所述的白色发光装置。
7.一种牙科用照明装置，其特征在于，
具备权利要求1所述的白色发光装置。
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