JP2013229539A - 半導体発光装置、展示物照射用照明装置、肉照射用照明装置、野菜照射用照明装置、鮮魚照射用照明装置、一般用照明装置、および半導体発光システム - Google Patents

半導体発光装置、展示物照射用照明装置、肉照射用照明装置、野菜照射用照明装置、鮮魚照射用照明装置、一般用照明装置、および半導体発光システム Download PDF

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Abstract

【課題】彩度が高い光を発する半導体発光装置と、当該半導体発光装置を含む展示物照射用照明装置、肉照射用照明装置、野菜照射用照明装置、鮮魚照射用照明装置、一般用照明装置および半導体発光システムとを提供する。
【解決手段】半導体発光装置１は、半導体発光素子としてのＬＥＤチップ１０と、ＬＥＤチップ１０を励起源として発光する蛍光体２０とを備え、蛍光体は、少なくとも緑色蛍光体および赤色蛍光体を含み、当該半導体発光装置１から発せられ、光束で規格化された光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値の１７０％以上であって３００％以下であるようにする。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体発光装置、展示物照射用照明装置、肉照射用照明装置、野菜照射用照明装置、鮮魚照射用照明装置、一般用照明装置、および半導体発光システムに関し、特に、彩度が高い光を発する半導体発光装置、および当該半導体発光装置を含む展示物照射用照明装置、肉照射用照明装置、野菜照射用照明装置、鮮魚照射用照明装置、一般用照明装置、および半導体発光システムに関する。
照明装置の光源として白熱電球や蛍光灯が従来から広く用いられている。近年では、これらに加え、ＬＥＤや有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）等の半導体発光素子を光源とした照明装置が開発され使用されつつある。これらの半導体発光素子では、様々な発光色を得ることが可能であるため、発光色の異なる複数の半導体発光素子を組み合わせ、それぞれの発光色を合成して所望の色の放射光を得るようにした照明装置も開発され使用され始めている。
非特許文献１には、狭帯域蛍光体が用いられ、食料品店で販売される精肉や鮮魚等を照射する蛍光ランプについて記載されている。特許文献１には、高彩度形の高圧ナトリウムランプ代替用の蛍光ランプについて記載されている。特許文献２には、あらゆる色に対してすぐれた演色性を有するスペクトルを形成するように調整された蛍光灯について記載されている。特許文献３には、あらゆる色に対してすぐれた演色性（特に、鮮やかな赤色に対する演色性）を有する白色半導体発光装置について記載されている。
特開平１０−２５５７２２号公報 特開２００２−１９８００９号公報 国際公開第２０１１／０２４８１８号
"一般蛍光灯 ミートくん"、［ｏｎｌｉｎｅ］、プリンス電機株式会社、［平成２３年５月１６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.prince-d.co.jp/pdct/docs/pdf/catalog_pdf/fl_nrb_ca2011.pdf＞
しかし、本発明者らが鋭意検討したところによると、非特許文献１に記載されている蛍光ランプは、分光エネルギ分布図に示されているように、用いられている水銀による輝線が存在する波長領域と、発光強度が十分にない波長領域とがあり、その両者の波長領域において光の彩度の差が大きくなる場合があることがわかった。特に、単色の照射対象に光を照射した場合に、当該照射対象の反射スペクトルのピーク波長が、当該発光強度が十分にない波長領域の範囲内である場合に、当該照射対象を鮮やかに見せることができないという問題がある。
また、当該分光エネルギ分布図によれば、可視光の波長領域において、彩度が全体的に低いことがわかった。特に、鮮やかな赤色、鮮やかな緑色、および鮮やかな青色における彩度が低いことがわかった。
特許文献１に記載されている蛍光ランプは、特許文献１の図１の分光分布図および図３の分光分布図に示されているように、用いられている水銀による輝線が存在する波長領域と、発光強度が十分にない波長領域とがある。従って、非特許文献１に記載されている蛍光ランプと同様に、照射対象によっては、鮮やかに見せることができないという問題がある。
特許文献２および特許文献３には、彩度を高くすることについて記載されておらず、示唆すらされていない。なお、特許文献２には、発明に係る蛍光灯が発する光のスペクトルが記載されていないので、当該蛍光灯の彩度を分析することができない。
本発明はこれらのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、平均的に彩度が高く、特に、鮮やかな赤色および鮮やかな緑色における彩度が顕著に高い光を発する半導体発光装置を提供することにある。また、その目的とするところは、可視光における波長領域全般に亘って十分に発光し、かつ、高い彩度で発光する半導体発光装置を提供することにある。さらに、その目的とするところは、鮮やかな青色における彩度が顕著に高い半導体発光装置を提供することにある。また、そのような半導体発光装置を含む展示物照射用照明装置、肉照射用照明装置、野菜照射用照明装置、鮮魚照射用照明装置、一般用照明装置および半導体発光システムを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の半導体発光装置は、半導体発光素子と、半導体発光素子を励起源として発光する蛍光体とを備えた半導体発光装置において、蛍光体は、少なくとも広帯域緑色蛍光体および広帯域赤色蛍光体を含み、当該半導体発光装置から発せられ、光束で規格化された光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値の１７０％以上であって３００％以下であることを特徴とする（以下、本発明の第２実施形態の半導体発光装置ともいう。）。
そのように構成された半導体発光装置によれば、彩度が高い光を発することができる。具体的には、そのように構成された半導体発光装置は、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４の各試験色についてのＣＩＥＬａｂ色空間におけるＣ*ａｂの平均値が演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４の各試験色についてのＣＩＥＬａｂ色空間におけるＣ*ａｂの平均値よりも大きく、鮮やかな赤色を評価するために用いられる特殊演色評価数であるＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上大きく、かつ、鮮やかな緑色を評価するために用いられる特殊演色評価数であるＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上大きい光を発することができる。
また、上記半導体発光装置は、広帯域緑色蛍光体および広帯域赤色蛍光体を含むので、可視光における波長領域全般に亘って十分な発光強度を有し、かつ、これらの蛍光体の励起源として水銀輝線が存在しない半導体発光素子を用いているので、どのような反射特性を有する単色の照射対象であっても鮮やかに見せることができる。さらに、励起源として半導体発光素子を用いているので、蛍光ランプよりも長寿命化が期待できる。
本発明の他の態様の半導体発光装置は、半導体発光素子と、半導体発光素子を励起源として発光する蛍光体とを備えた半導体発光装置において、蛍光体は、少なくとも緑色蛍光体および赤色蛍光体を含み、当該半導体発光装置から発せられ、光束で規格化された光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積の値の８５％以上で
あって１５０％以下であり、かつ、当該半導体発光装置から発せられ、光束で規格化された光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の１１０％以上であって２００％以下であることを特徴とする（以下、本発明の第１実施形態の半導体発光装置ともいう。）。
そのように構成された半導体発光装置によれば、彩度が高い光を発することができる。具体的には、そのように構成された半導体発光装置は、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４の各試験色についてのＣＩＥＬａｂ色空間におけるＣ*ａｂの平均値が演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４の各試験色についてのＣＩＥＬａｂ色空間におけるＣ*ａｂの平均値よりも大きく、鮮やかな赤色を評価するために用いられる特殊演色評価数であるＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上大きく、かつ、鮮やかな緑色を評価するために用いられる特殊演色評価数であるＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上大きい光を発することができる。
また、上記第１及び第２実施形態の半導体発光装置は、蛍光体の励起源として水銀輝線が存在しない半導体発光素子を用いているので、どのような反射特性を有する単色の照射対象であっても鮮やかに見せることができる。
また、上記第２実施形態の半導体発光装置が、光束で規格化されたスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値の１５％以上であって２００％以下である光を発するように構成されていてもよい。
そのような構成によれば、鮮やかな青色を評価するために用いられる特殊演色評価数であるＲ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも２以上大きい光を発することができる。
赤色蛍光体の発光ピーク波長が、６４０ｎｍ以上であって７００ｎｍ以下であるように構成されていてもよい。
半導体発光装置が、相関色温度が、２５００Ｋ以上であって７０００Ｋ以下である光を発するように構成されていてもよいし、ＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系のＸＹ色度図における色度座標が、黒体輻射軌跡曲線からの偏差ｄｕｖの値が−０．０３以上であって０．０３以下である光を発するように構成されていてもよく、−０．０３以上であって−０．００５以下である光を発するように構成されていてもよい。
なお、蛍光体に青色蛍光体が含まれていてもよい。そして、青色蛍光体の発光ピーク波長が、４４０ｎｍ以上であって５００ｎｍ以下であってもよい。また、青色蛍光体の半値幅は、２０ｎｍ以上であって９０ｎｍ以下であってもよい。青色蛍光体は、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：ＥｕまたはＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕであってもよい。また、緑色蛍光体が、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、βサイアロン、および（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12Ｎ2：Ｅｕからなる群から選ばれる少なくとも１種であってもよい。緑色蛍光体にβサイアロンが用いられた場合には、ＢＳＳ（（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｍｇ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ）が用いられた場合よりも耐久性を高めることができる。また、赤色蛍光体が、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3であってもよい。
Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂの値が、演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値の１０５％以上の値であってもよいし、Ｒ１１の試験色についての
Ｃ*ａｂの値が、演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値の１１０％以上の値であってもよいし、Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値が、演色性評価用基準光に基づくＲ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値の１０３％以上の値であってもよい。そのようにすることで、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値を、演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きくすることができる。
本発明による展示物照射用照明装置は、上述した特徴のいずれかを有する半導体発光装置を含むことを特徴とする。そのような構成によれば、照射対象をより鮮やかに見せることができる。
本発明による肉照射用照明装置は、上述した特徴のいずれかを有する半導体発光装置を含むことを特徴とする。そのような構成によれば、照射対象である肉（具体的には、例えば、鮮やかな赤色の肉）をより鮮やかに見せることができる。
本発明による野菜照射用照明装置は、上述した特徴のいずれかを有する半導体発光装置を含むことを特徴とする。そのような構成によれば、照射対象である野菜（具体的には、例えば、鮮やかな緑色の野菜や鮮やかな赤色の野菜）をより鮮やかに見せることができる。
本発明による鮮魚照射用照明装置は、上述した特徴のいずれかを有する半導体発光装置を含むことを特徴とする。そのような構成によれば、照射対象である魚（具体的には、例えば、鮮やかな青色の魚や、魚の鮮やかな赤色の赤身）をより鮮やかに見せることができる。
本発明による一般用照明装置は、上述した特徴のいずれかを有する半導体発光装置を含むことを特徴とする。そのような構成によれば、照射対象である居住空間、ワークスペースなどをより鮮やかに見せることができる。
本発明による半導体発光システムは、半導体発光装置として上述した特徴のいずれかを有する第１の半導体発光装置と、特殊演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値と第１の半導体発光装置における当該平均値との差が０．５以上である光を出射する第２の半導体発光装置を備えたことを特徴とする。そのような構成によれば、第１の半導体発光装置が発する光の強度と第２の半導体発光装置が発する光の強度とを調整して、当該半導体発光システムによって発せられる光を調整することができる。
本発明による他の態様の半導体発光システムは、半導体発光装置として上述した特徴のいずれかを有する第１の半導体発光装置と、特殊演色評価数Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂの値と第１の半導体発光装置における当該値との差が０．５以上である光を出射する第２の半導体発光装置とを備えたことを特徴とする。そのような構成によれば、鮮やかな赤色についての彩度を調整可能な半導体発光システムが実現可能になる。
本発明によるさらに他の態様の半導体発光システムは、半導体発光装置として上述した特徴のいずれかを有する第１の半導体発光装置と、特殊演色評価数Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値と第１の半導体発光装置における当該値との差が０．５以上である光を出射する第２の半導体発光装置とを備えたことを特徴とする。そのような構成によれば、鮮やかな緑色についての彩度を調整可能な半導体発光システムが実現可能になる。
本発明による他の態様の半導体発光システムは、半導体発光装置として上述した特徴のいずれかを有する第１の半導体発光装置と、特殊演色評価数Ｒ１２の試験色についてのＣ
*ａｂの値と第１の半導体発光装置における当該値との差が０．５以上である光を出射する第２の半導体発光装置とを備えたことを特徴とする。そのような構成によれば、鮮やかな青色についての彩度を調整可能な半導体発光システムが実現可能になる。
本発明によるさらに他の態様の半導体発光システムは、半導体発光装置として上述した特徴のいずれかを有する第１の半導体発光装置と、第１の半導体発光装置が発する光の相関色温度とは異なる相関色温度の光を出射する第２の半導体発光装置とを備えたことを特徴とする。そのような構成によれば、発せられる合成光の彩度を一定に保ったままで、相関色温度だけを変更可能な半導体発光システムを実現することができる。
本発明による他の態様の半導体発光システムは、半導体発光装置として上述した特徴のいずれかを有する第１の半導体発光装置と、平均演色評価数Ｒａの値が８０以上である光を出射する第２の半導体発光装置を備えたことを特徴とする。そのような構成によれば、第１の半導体発光装置の発光強度および第２の半導体発光装置の発光強度をそれぞれ調整することにより、可視光領域の全般の色に対する演色性と彩度とをそれぞれ調整可能にすることができる。
本発明による半導体発光装置によれば、平均的に彩度が高く、特に、鮮やかな赤色および鮮やかな緑色の彩度が高い光を発することができる。また、本発明による展示物照射用照明装置、肉照射用照明装置、野菜照射用照明装置、鮮魚照射用照明装置、一般照明装置、および半導体発光システムは、本発明による半導体発光装置と同様な効果を奏することができる。
本発明の実施形態の半導体発光装置の構成例を示す説明図である。 第１実施例の半導体発光装置が発した合成光のスペクトルを示すグラフである。 第２実施例の半導体発光装置が発した合成光のスペクトルを示すグラフである。 第１実施例、第２実施例、第１参考例、第２参考例、第３参考例，および第４参考例において発せられた光の特性を示す表である。 光束で規格化された第１実施例の半導体発光装置の発光スペクトルと、光束で規格化された第２実施例の半導体発光装置の発光スペクトルとを、種々の比率で合算して合成スペクトルを作成し、その合成スペクトルに基づいて算出した特性の変化を示す表である。 第１実施例の半導体発光装置の発光スペクトルと第２実施例の半導体発光装置の発光スペクトルとが混合され、混合された比率である混合比を変化させた場合の発光スペクトルの変化を示すグラフである。 ４３５ｎｍの波長の水銀輝線の近傍の波長の光を他の波長の光よりも強く反射する分光反射特性を示すグラフである。 波長４６０ｎｍの近傍の波長の光を他の波長の光よりも強く反射する分光反射特性を示すグラフである。 図７に示す分光反射特性の照射対象に各例における光を照射した場合の相対彩度と、図８に示す分光反射特性の照射対象に各例における光を照射した場合の相対彩度と、照射対象に応じた相対彩度の変化の割合とを示す表である。 各半導体発光装置に用いられている発光ダイオード素子を封止するためのシリコーン樹脂組成物における各蛍光体の含有量（重量％濃度）を示す表である。 第３実施例の半導体発光装置の発光スペクトルのグラフである。 第４実施例の半導体発光装置の発光スペクトルのグラフである。 第３実施例の半導体発光装置の発光特性、および第４実施例の半導体発光装置の発光特性の測定結果を示す表である。 ＣＩＥＬａｂ色空間における第３実施例の半導体発光装置の発光特性および第７参考例の発光特性を示すグラフである。 ＣＩＥＬａｂ色空間における第４実施例の半導体発光装置の発光特性および第８参考例の発光特性を示すグラフである。 半導体発光装置が組み合わされた半導体発光システムの例を示す説明図である。 複数の半導体発光装置を有する半導体発光システムの他の例を示す説明図である。
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨から逸脱しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、本実施形態の説明に用いる図面は、いずれも本発明による半導体発光装置１などの特性を模式的に示すものであって、理解を深めるべく、必要に応じて部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っている場合がある。更に、用いられている様々な数値は、いずれも一例を示すものであり、必要に応じて様々に変更することが可能である。
図１は、本発明の実施形態の半導体発光装置１の構成例を示す説明図である。図１に示すように、本発明の実施形態の各実施例の半導体発光装置１は、半導体発光素子であるＬＥＤチップ１０と、当該ＬＥＤチップ１０が発した光の波長を変換する蛍光体２０とを含む。各実施形態の半導体発光装置１は、好ましくは、ＬＥＤチップ１０が紫色発光ダイオード素子であって、蛍光体２０が、緑色蛍光体と赤色蛍光体と青色蛍光体とを含む。
（第１実施形態の半導体発光装置１と第２実施形態の半導体発光装置１との共通点および相違点）
第１実施形態の半導体発光装置１と第２実施形態の半導体発光装置１とは、ともに、通常、紫色発光ダイオード素子である当該ＬＥＤチップ１０から発せられた紫外光および／または紫色光と、紫色発光ダイオード素子である当該ＬＥＤチップ１０から発せられた紫外光および／または紫色光の一部が青色蛍光体によって波長変換された青色光と、紫外光および／または紫色光の他の一部が緑色蛍光体によって波長変換された緑色光と、紫外光および／または紫色光の更に他の一部が赤色蛍光体によって波長変換された赤色光とを成分として含む光を発する。なお、用いることができる半導体発光素子としては、紫色発光ダイオード素子に限られず、青色発光ダイオードや近紫外発光ダイオードなどを用いることもできる。青色発光ダイオードを用いる場合には、青色蛍光体を含有させなくてもよい場合がある。
（第１実施形態の半導体発光装置１）
第１実施形態の半導体発光装置１は、光束で規格化された光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積の値の８５％以上、１５０％以下である。好ましくは９０％以上、より好ましくは１０１％以上、特に好ましくは１０６％以上であって、好ましくは１３０％以下、より好ましくは１２５％以下、さらに好ましくは１１７％以下、特に好ましくは１１５％以下である。
「光束で規格化された光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積」とは、波長が６００ｎｍ以上であって７８０ｎｍ
以下である分光放射束の積分値を全光束で除算した値である。以下、「波長が６００ｎｍ以上であって７８０ｎｍ以下である分光放射束の積分値を全光束で除算した値」を、単にエネルギ面積という。
ここで、エネルギ面積について説明する。色の見え方を示すためにＣＩＥの規定にもとづくｘｙ色度図（以下、ＣＩＥｘｙ色度図という）が用いられる。ＣＩＥｘｙ色度図によって示される色度は、人間の目に対する３つの分光感度（等色関数）から算出される。この３つの分光感度は、ｘ（λ）、ｙ（λ）およびｚ（λ）からなり、光が目に入射したときのそれぞれの刺激の割合（分光感度の値の割合）に応じて色度が算出される。各分光感度の値は、各波長における光のスペクトルのエネルギ量（つまり、エネルギ面積）に基づいて算出されるので、エネルギ面積を比較することは刺激の割合を数値で比較していることになる。
異なる光源によって発せられたそれぞれの光によって照射対象の色を比較する場合に、各光源の明るさが異なると照射対象の色の見え方が異なる。従って、各光源によって発せられた各光を比較するためには、各光のスペクトルを光束でそれぞれ規格化して（具体的には、分光放射束の積算値を全光束で除算した値で）、比較する必要があるのである。
なお、演色性評価用基準光とは、光源の演色性評価方法を定める日本工業規格ＪＩＳ Ｚ８７２６：１９９０に規定されている基準光であって、試料光源である半導体発光装置１が発する光の相関色温度が５０００Ｋ未満である場合には完全放射体の光であり、当該相関色温度が５０００Ｋ以上である場合にはＣＩＥ（国際照明委員会）昼光である。完全放射体およびＣＩＥ昼光の定義は、ＪＩＳ Ｚ８７２０：２０００（対応国際規格 ＩＳＯ／ＣＩＥ １０５２６：１９９１）に従う。
また、光束で規格化された光のスペクトルとは、下記式（１）によって決定される光束Φが１（ｕｎｉｔｙ）となるように規格化されたスペクトル（下記式（１）中の分光放射束Φe）をいう。
Figure 2013229539
上記式（１）において、
Φ：光束［ｌｍ］
Ｋm：最大視感度［ｌｍ／Ｗ］
Ｖλ：明所視標準比視感度
Φe：分光放射束［Ｗ／ｎｍ］
λ：波長［ｎｍ］
である。
なお、半導体発光装置１が発する光が「白色」以外の色の光である場合、「光束で規格化された演色性評価用基準光」とは、ＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系のＸＹ色度図において、等色温度線を延長したときに、当該光の色度座標に接する等色温度線に対応する基準光をいう。同様に、半導体発光装置１が発する光が「白色」以外の色の光である場合、「相関色温度」とは、ＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系のＸＹ色度図において、等色温度
線を延長したときに、当該光の色度座標に接する等色温度線に対応する相関色温度をいう。
（第２実施形態の半導体発光装置１）
第２実施形態の半導体発光装置１は、緑色蛍光体が広帯域緑色蛍光体であり、赤色蛍光体が広帯域赤色蛍光体である。また、第２実施形態の半導体発光装置１は、光束で規格化された光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値の１７０％以上、３００％以下である。好ましくは１８０％以上、より好ましくは１９０％以上、さらに好ましくは２１０％以上、特に好ましくは２１８％以上であって、好ましくは２６０％以下、より好ましくは２５０％以下、さらに好ましくは２４０％以下、特に好ましくは２３０％以下である光を発する。
広帯域緑色蛍光体および広帯域赤色蛍光体を用いた場合において、光束で規格化された光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値を前述の範囲にすることが必要である。何故ならば、波長６６０ｎｍにおける発光強度を大きくした場合には、広帯域蛍光体を用いているが故に、例えば波長６３０ｎｍ強度における発光強度も大きなものとすることができる。しかしながら、例えば赤色蛍光体として狭帯域赤色蛍光体を用いた場合には、その半値幅が非常に狭いことに起因して、波長６６０ｎｍにおける発光強度を大きくしたとしても、例えば波長６３０ｎｍ強度における発光強度を必ずしも大きなものとすることはできない。つまり、第２実施形態においては、波長６６０ｎｍにおける発光強度のみを大きくすることが重要なのではなく、広帯域緑色蛍光体及び広帯域赤色蛍光体を用いた場合において、光束で規格化された光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値を前述の範囲にすることで、第１実施形態のように、波長６００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下における分光放射束の積分値を所定の値とすることができる。
さらに、緑色蛍光体が広帯域緑色蛍光体であって、赤色蛍光体が広帯域赤色蛍光体である場合には、狭帯域緑色蛍光体および狭帯域赤色蛍光体を用いた場合と比較して、可視光における波長領域全般に亘って十分な発光強度を有するので、どのような反射特性を有する単色の照射物であっても鮮やかに見せることができる。
なお、第１実施形態における半導体発光装置１は、該半導体発光装置から発せられ、光束で規格化された光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値の１１０％以上であって２００％以下であることが好ましい。好ましくは１１５％以上、より好ましくは１２０％以上、さらに好ましくは１２５％以上、特段に好ましくは１３０％以上であって、好ましくは１５０％以下、より好ましくは１４５％以下である光を発する。
また、第２実施形態における半導体発光装置１は、該半導体発光装置から発せられ、光束で規格化された光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値の１５％以上、２００％以下であることが好ましい。好ましくは２０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは９５％以上、特に好ましくは１１０％以上、特段に好ましくは１１５％以上であって、好ましくは１５０％以下、より好ましくは１４５％以下、さらに好ましくは１４０％以下、特に好ましくは１３５％以下である光を発する。
本発明において、半導体発光装置が発する光が、上記特定のエネルギ面積、及び特定の６６０ｎｍ強度比を充足するためには、光源並びに蛍光体の種類及び含有量を適切に選択することが必要となるが、特に５００ｎｍの波長の光の強度の値を高くするようにするこ
とが必要である。これは、赤色を鮮やかに見せるために赤色領域の発光ピークを増加させるためには、その補色関係にある青緑色領域、すなわち５００ｎｍの波長の光の強度の値を高くすることが必要となるためと考えられる。
このような５００ｎｍの波長の光の強度を高くするためには、緑色蛍光体として広帯域の緑色蛍光体を用いたり、青色蛍光体として広帯域の青色蛍光体を用いたり、赤色蛍光体として狭帯域赤色蛍光体を用いることで達成できるが、これに限られるものではない。
ここで、上述した各蛍光体の具体例について以下に説明する。なお、これら蛍光体は本実施形態において好適な蛍光体を例示するものであるが、適用可能な蛍光体は以下に限定されるものではなく、本発明の要旨から逸脱しない限りにおいて、様々な種類の蛍光体を適用することが可能である。
（緑色蛍光体）
本発明の半導体発光装置における緑色蛍光体は、発光ピーク波長が、通常は５００ｎｍ以上、好ましくは５１０ｎｍ以上、より好ましくは５１５ｎｍ以上で、通常は５５０ｎｍ未満、好ましくは５４２ｎｍ以下、さらに好ましくは５３５ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。波長５００ｎｍにおける強度を容易に高めることができ、その結果として、光束で規格化された光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値を前述の範囲に調整することができるからである。第２実施形態の半導体発光装置では、緑色蛍光体は広帯域蛍光体（具体的には、半値幅が２５ｎｍ以上である蛍光体）であるが、第１実施形態の半導体発光装置における緑色蛍光体は広帯域蛍光体に限られない。つまり、半値幅が２５ｎｍ未満である蛍光体であってもよい。また、緑色蛍光体として半値幅が２５ｎｍ以上、好ましくは４５ｎｍ以上、より好ましくは６０ｎｍ以上であって、１４０ｎｍ以下、好ましくは１２０ｎｍ以下、より好ましくは１００ｎｍ以下である緑色蛍光体を使用した場合には、波長５００ｎｍにおける強度を容易に高めることができ、その結果として、光束で規格化された光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値を前述の範囲に調整することができる。本発明の半導体発光装置では、緑色蛍光体として、例えば、（Ｙ，Ｌｕ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ、Ｃａ3（Ｓｃ，Ｍｇ）2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ（ＢＳＳ）、（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕ（β−サイアロン）、（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12Ｎ2：Ｅｕ（ＢＳＯＮ）、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｍｇ）Ｓｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕが用いられることが好ましい。中でも、ＢＳＳ、β−サイアロン、ＢＳＯＮ、ＳｒＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎが用いられることがより好ましく、ＢＳＳ、β−サイアロン、ＢＳＯＮが用いられることがさらに好ましく、β−サイアロン、ＢＳＯＮが用いられることが特に好ましく、β−サイアロンが用いられることが最も好ましい。実施例では、緑色蛍光体としてβ−サイアロンが用いられている。
（赤色蛍光体）
本発明の半導体発光装置における赤色蛍光体は、発光ピーク波長が、通常は５７０ｎｍ以上、好ましくは５８０ｎｍ以上、より好ましくは５８５ｎｍ以上、さらに好ましくは６１０ｎｍ以上、特に好ましくは６２５ｎｍ以上で、通常は７８０ｎｍ以下、好ましくは７００ｎｍ以下、より好ましくは６８０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。第２実施形態の半導体発光装置では、赤色蛍光体は広帯域蛍光体（具体的には、半値幅が２５ｎｍ以上である蛍光体）であるが、第１実施形態の半導体発光装置における赤色蛍光体は広帯域蛍光体に限られない。つまり、半値幅が２５ｎｍ未満である蛍光体（以下、「狭帯域赤色蛍光体」と称することがある。）であってもよい。第１実施形態において、赤色蛍光体として、例えば、ＣａＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ（Ｎ，Ｏ）2：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｅｕ（ジベンゾイルメタン）3
・１，１０−フェナントロリン錯体などのβ−ジケトン系Ｅｕ錯体、カルボン酸系Ｅｕ錯体、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ、Ｍｎ付活ジャーマネートが好ましく、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕ、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ（但し、Ｓｉの一部がＡｌやＮａで置換されていてもよい）、Ｍｎ付活ジャーマネートが用いられることが好ましい。中でも、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕがより好ましく、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕがさらに好ましい。また、狭帯域赤色蛍光体としては、（Ｌａ，Ｙ）2Ｏ2Ｓ：Ｅｕ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ、Ｍｎ付活ジャーマネートが好ましく用いられる。
第２実施形態において、広帯域赤色蛍光体として、例えば、ＣａＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）Ｓｉ（Ｎ，Ｏ）2：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ）3ＳｉＯ5：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕ、Ｅｕ（ジベンゾイルメタン）3・１，１０−フェナントロリン錯体などのβ−ジケトン系Ｅｕ錯体、カルボン酸系Ｅｕ錯体が好ましく、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）2Ｓｉ5（Ｎ，Ｏ）8：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕが用いられることが好ましい。中でも、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ4Ｎ7：Ｅｕがより好ましく、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕがさらに好ましい。実施例では、赤色蛍光体としてＣａＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕが用いられている。
例示した赤色蛍光体の中でも、特に、ピーク波長が６４０ｎｍ以上であって７００ｎｍ以下、好ましくは６５０ｎｍ以上であって６８０ｎｍ以下、より好ましくは６５５ｎｍ以上であって６７０以下である赤色蛍光体を使用した場合には、波長６６０ｎｍにおける強度を容易に高めることができ、その結果として、光束で規格化された光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値を前述の範囲に調整することができる。
（青色蛍光体）
本発明の半導体発光装置は、青色蛍光体を含むことも可能である。本発明の半導体発光装置における青色蛍光体の発光ピーク波長は、通常は４２０ｎｍ以上、好ましくは４３０ｎｍ以上、より好ましくは４４０ｎｍ以上で、通常は５００ｎｍ未満、好ましくは４９０ｎｍ以下、より好ましくは４８０ｎｍ以下、更に好ましくは４７０ｎｍ以下、特に好ましくは４６０ｎｍ以下の波長範囲にあるものが好適である。本発明の半導体発光装置で青色蛍光体を用いる場合、青色蛍光体の種類は特に限定されない。第２実施形態の半導体発光装置では、青色蛍光体は広帯域蛍光体（具体的には、半値幅が２０ｎｍ以上である蛍光体）であることが好ましい。本発明の半導体発光装置に用いられる青色蛍光体として、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ）3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕが好ましく、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6（Ｃｌ，Ｆ）2：Ｅｕ、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕがより好ましく、Ｓｒ10（ＰＯ4）6Ｃｌ2：Ｅｕ、ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕがさらに好ましく、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ（より具体的には、Ｓｒ5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ（以下、ＳＣＡと称することもある。）や、（Ｓｒ1-xＢａx）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ（ｘ＞０、好ましくは０．４＞ｘ＞０．１２）（以下、ＳＢＣＡと称することもある。））が特に好ましい。実施例では、青色蛍光体として、半値幅が３０ｎｍであり発光ピーク波長が４５０ｎｍであるＳｒ5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ、及び半値幅が８０ｎｍであり（つまり、半値幅が、上記青色蛍光体の半値幅よりも広い）発光ピーク波長が４７５ｎｍである（Ｓｒ1-xＢａx）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ（ｘ＞０）が用いられている。
例示した青色蛍光体の中でも、特に、ピーク波長が４４０ｎｍ以上であって５００ｎｍ
以下、好ましくは４４５ｎｍ以上であって４９０ｎｍ以下、より好ましくは４６０ｎｍ以上であって４８０ｎｍ以下である青色蛍光体を使用した場合には、波長５００ｎｍにおける強度を容易に高めることができ、その結果として光束で規格化された光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値を前述の範囲に調整することができる。また、青色蛍光体として半値幅が２０ｎｍ以上であって９０ｎｍ以下、好ましくは３０ｎｍ以上であって８５ｎｍ以下、より好ましくは４０ｎｍ以上であって８３ｎｍ以下である青色蛍光体を使用した場合には、波長５００ｎｍにおける強度を容易に高めることができ、その結果として、光束で規格化された光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値を前述の範囲に調整することができる。
なお、蛍光体２０の形態は、パウダー状であってもよいし、セラミック組織中に蛍光体相を含有する発光セラミックであってもよい。パウダー状の蛍光体は、好ましくは、高分子材料またはガラスからなる透明な固定マトリクス中に蛍光体粒子を分散させて固定化されるか、または適当な部材の表面に電着やその他の方法で蛍光体粒子を層状に堆積させて固定化される。
（ＬＥＤチップ１０）
第１実施形態および第２実施形態におけるＬＥＤチップ１０には、３６０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の光を発する半導体発光素子が用いられることが好ましい。なお、そのような半導体発光素子として、例えば、紫色発光ダイオード素子があり、波長が３９０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下であることがより好ましい。実施例におけるＬＥＤチップ１０には紫色発光ダイオード素子が用いられている。半導体発光素子は、窒素ガリウム系、酸化亜鉛系または炭化ケイ素系の半導体で形成されたｐｎ接合形の発光部を有する発光ダイオード素子であることが好ましい。
なお、ＬＥＤチップ１０として、４２０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の光を発する青色発光ダイオード素子を用いてもよい。その場合には、青色蛍光体の使用は必須ではない。青色蛍光体を使用しない場合（つまり、青色発光ダイオード素子を使用する場合）には、半値幅が、５０ｎｍ以上であって１２０ｎｍ以下、好ましくは６０ｎｍ以上であって１１５ｎｍ以下、より好ましくは８０ｎｍ以上であって１１０ｎｍ以下である緑色蛍光体を使用することで、５００ｎｍの波長の強度の値を前述の範囲にすることができる。また、４２０ｎｍ〜４８０ｎｍの光を発する青色発光ダイオード素子と、それよりもピーク波長が１０ｎｍ以上長波長である他の青色発光ダイオード素子とを組み合わせて用いることでも、５００ｎｍの波長の強度の値を前述の範囲にすることができる。
以下、蛍光体の種類とスペクトル及び彩度についての関係を把握するためのシミュレーション結果を示す。本発明の半導体発光装置は、エネルギ面積が特定の値を満たすこと、または６００ｎｍ強度比が特定の値を満たすこと、を特徴とする。このような特徴を有するスペクトルを出射する半導体発光装置を製造するためには、光源並びに蛍光体の種類及び含有量を適切に選択することが必要となる。本シミュレーションの結果を考慮することで、当業者は本発明の特徴を有するスペクトルを出射する半導体発光装置を実施することが、より容易となる。
（青色蛍光体とスペクトル及び彩度の関係）
本シミュレーションでは、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を固定し、青色蛍光体の種類を変更することで、以下のパラメータを含む半導体発光装置が出射する光の特性を検討した。ｉ）半導体発光装置が発する光の、光束で規格化された光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積の値に対する、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積の値（以下、６００〜７８０ｎｍ積算比と
もいう。）
ｉｉ）光束で規格化された光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度に対する、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値（以下、５００ｎｍ強度比ともいう。）
ｉｉｉ）光束で規格化された光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度に対する、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値（以下、６６０ｎｍ強度比ともいう。）
結果を表１に示す。
Figure 2013229539
表１では、赤色蛍光体としてＳＣＡＳＮ、緑色蛍光体としてβ−サイアロンを用い、青色蛍光体としてＳＣＡ（Ｓｒ5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ）、ＳＢＣＡ１（（Ｓｒ0.88Ｂａ0.12）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ）、ＳＢＣＡ２（（Ｓｒ0.79Ｂａ0.21）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ）の３つのうち一つを用いたものである。表１からは、青色蛍光体として半値幅が大きい青色蛍光体、すなわち広帯域の青色蛍光体を用いることで、５００ｎｍ強度比を向上させることが可能であり、また６６０ｎｍ強度比を向上させることが可能であり、また、６００〜７８０ｎｍ積算比を向上させることが可能である。これに伴い、彩度についても向上することが理解できる。
（赤色蛍光体とスペクトル及び彩度の関係）
本シミュレーションでは、青色蛍光体及び緑色蛍光体を固定し、赤色蛍光体の種類を変更することで、半導体発光装置が出射する光の特性を検討した。
結果を表２Ａに示す。
Figure 2013229539
表２Ａでは、青色蛍光体としてＳＢＣＡ２、緑色蛍光体としてβ−サイアロンを用い、赤色蛍光体の種類を変えたものである。表２Ａからは、赤色蛍光体としてピーク波長が長波長である赤色蛍光体を用いることで、６６０ｎｍ強度比を向上させることが可能であり、また、６００〜７８０ｎｍ積算比を向上させることが可能である。これに伴い、特に赤色の彩度についても向上することが理解できる。
（狭帯域赤色蛍光体とスペクトル及び彩度の関係）
本シミュレーションでは、青色蛍光体、緑色蛍光体、及び狭帯域赤色蛍光体を用いて、半導体発光装置が出射する光の特性を検討した。
結果を表２Ｂに示す。
Figure 2013229539
表２Ｂでは、青色蛍光体としてＳＢＣＡ２、緑色蛍光体としてβ−サイアロンを用い、狭帯域赤色蛍光体としてＭｎ付活ジャーマネートを使用したものである。表２Ｂからは、赤色蛍光体として狭帯域赤色蛍光体を用いることで、５００ｎｍ強度比を向上させることが可能であり、また、６００〜７８０ｎｍ積算比を向上させることが可能である。これに伴い、特に赤色の彩度についても格段に向上させることが理解できる。
（緑色蛍光体及び青色蛍光体とスペクトル及び彩度の関係）
本シミュレーションでは、赤色蛍光体を固定し、青色蛍光体と緑色蛍光体の組合せを変更することで、半導体発光装置が出射する光の特性を検討した。
結果を表３に示す。
Figure 2013229539
表３では、赤色蛍光体としてＣＡＳＮ蛍光体（ピーク波長６６０ｎｍ、半値幅９０ｎｍ）を用い、青色蛍光体と緑色蛍光体の種類を変えたものである。表３からは、青色蛍光体としてＢＡＭ蛍光体を用いるよりもＳＢＣＡ（ＳＢＣＡ２）蛍光体を用いることで、５００ｎｍ強度比を向上させることが可能であり、６６０ｎｍ強度比を向上させることが可能であり、また、６００〜７８０ｎｍ積算比を向上させることが可能である。これに伴い彩度についても向上することが理解できる。
一方、緑色蛍光体としては、β−サイアロンを用いるよりもＢＳＳ蛍光体を用いることで、５００ｎｍ強度比を向上させることが可能であり、６６０ｎｍ強度比を向上させることが可能であり、また、６００〜７８０ｎｍ積算比を向上させることが可能である。これに伴い彩度についても向上することが理解できる。
次に、半導体発光装置が発する光の、黒体輻射軌跡曲線からの偏差ｄｕｖとスペクトル及び彩度についての関係を把握するためのシミュレーション結果を示す。本発明の半導体発光装置は、所望の相関色温度（具体的には、３３５７Ｋ）およびＣＩＥ（１９３１）Ｘ
ＹＺ表色系のＸＹ色度図において、光の色度座標の黒体輻射軌跡曲線からの偏差ｄｕｖが特定の値を満たすことが好ましい。具体的には、偏差ｄｕｖは−０．０３以上、０．０３以下が好ましく、−０．０３以上、−０，００５以下が好ましい。偏差ｄｕｖが上記範囲を充足することで、本発明の半導体発光装置がより高い彩度を有する光を発することが理解できる。
（黒体輻射軌跡曲線からの偏差ｄｕｖとスペクトル及び彩度の関係）
本シミュレーションでは、色度を固定し、黒体輻射軌跡曲線からの偏差ｄｕｖを変化させることで、半導体発光装置が出射する光の特性を検討した。
結果を表４に示す。
Figure 2013229539
表４は、青色蛍光体としてＳＢＣＡ２（ピーク波長４７５ｎｍ、半値幅７０ｎｍ）、緑色蛍光体としてβ−サイアロン（ピーク波長５４０ｎｍ、半値幅５０ｎｍ）、赤色蛍光体としてＣＡＳＮ（ピーク波長６６０ｎｍ、半値幅９０ｎｍ）を用い、色度を一定に保ったまま黒体輻射軌跡曲線からの偏差ｄｕｖを変化させたものである。表４からは、ｄｕｖを０．０００から−０．０２３に変化させるにしたがって、彩度、特に、赤色と緑色の彩度が上がることが理解できる。これは、ｄｕｖを特定の範囲において低下させることで、６００〜７８０ｎｍ積算比、５００ｎｍ強度比、６６０ｎｍ強度比ともに数値が向上しており、ｄｕｖを−０．０３以上、−０，００５以下とすることで本発明の半導体発光装置がより高い彩度を有する光を発することが理解できる。
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、これらの実施例によって限定されるものではない。
＜実験試料＞
本発明の発明者等が行った実験（シミュレーションを含む）の試料（本実施形態の半導体発光装置１）について説明する。本実験において、ＬＥＤチップ１０として、発光ピーク波長が４０５ｎｍで半値幅が３０ｎｍである紫色発光ダイオード素子が用いられている。なお、発光ピーク波長および半値幅は、積分球が用いられて測定されている。また、第１の実施例および第２の実施例ともに、緑色蛍光体としてβ−サイアロンが用いられ、赤色蛍光体としてＣａＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕが用いられている。なお、当該緑色蛍光体の発光ピーク波長は５４０ｎｍで半値幅は６０ｎｍであり、当該赤色蛍光体の発光ピーク波長は６６０ｎｍで半値幅は９０ｎｍである。青色蛍光体として、第１の実施例では、半値幅が３０ｎｍであり発光ピーク波長が４５０ｎｍであるＳｒ5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕが用いられ、第２の実施例では、半値幅が８０ｎｍであり発光ピーク波長が４７５ｎｍである（Ｓｒ1-xＢａx）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ（ｘ＞０）が用いられている。なお、各蛍光体の発光ピーク波長および半値幅は分光光度計で測定された値である。
第１実施例の半導体発光装置１は、所望の相関色温度（具体的には、３３５７Ｋ）およびＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系のＸＹ色度図において、光の色度座標の黒体輻射軌跡曲線からの偏差ｄｕｖ（以下、単にｄｕｖという）の値が所望の値である光を発する。なお、所望の値のｄｕｖは、好ましくは、−０．０２以上であって０．０２以下（つまり、白色）であることであるが、−０．０３以上であって０．０２以下または−０．０２以上であって０．０３以下（つまり、白色以外）であってもよい。なお、０．００以上であって０．０３以下であってもよいし、０．０２以上であって０．０３以下であってもよい。同様に、−０．０３以上であって０．００以下であってもよいし、−０．０３以上であって−０．０２以下であってもよい。また、上記シミュレーションの結果から理解できるように、−０．００５以下が好ましく、さらに好ましくは−０．０１０以下、特に好ましくは−０．０２０以下である。そして、−０．０３０未満となると発光効率の低下が著しいため、−０．０３０以上が好ましい。ｄｕｖ値が上記の範囲であれば、彩度、特に赤色と緑色の彩度を上げることができる。第１実施例では、ｄｕｖは−０．０２３３である。
そして、第１実施例において、当該光は、光束で規格化された光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積の値の８５％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは１０１％以上、特に好ましくは１０６％以上であって、１５０％以下、好ましくは１３０％以下、より好ましくは１２５％以下、さらに好ましくは１１７％以下、特に好ましくは１１５％以下である（本実施形態の第１実施例では９７％）。
そして、第１実施例において、当該光は、光束で規格化された光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値の１７０％以上、好ましくは１８０％以上、より好ましくは１９０％以上、さらに好ましくは２１０％以上、特に好ましくは２１８％以上であって、３００％以下、好ましくは２６０％以下、より好ましくは２５０％以下、さらに好ましくは２４０％以下、特に好ましくは２３０％以下である（本実施形態の第１実施例では１９３％）。
図２は、第１実施例の半導体発光装置１が発した合成光のスペクトルを示すグラフである。図２には、第１実施例の半導体発光装置１が発した合成光のスペクトルが実線で示され、当該合成光の相関色温度に対応した演色性評価用基準光のスペクトルが点線で示されている。なお、ＬＥＤチップ１０が発した光である励起光のピーク強度の値は、各蛍光体がそれぞれ発した光である各蛍光のピーク強度の値のうち最も大きな値の５０％の値になるように調整されている。また、半導体発光装置１が発した合成光は、ＬＥＤチップ１０が発した励起光と各蛍光体がそれぞれ発した各蛍光とを含む光である。
第２実施例の半導体発光装置１は、第１実施例の半導体発光装置１と同様に、所望の相関色温度（具体的には、３３５７Ｋ）および所望のｄｕｖの値である光を発する。なお、所望の値のｄｕｖは、第１実施例と同様に、好ましくは、−０．０２以上であって０．０２以下（つまり、白色）であることであるが、−０．０３以上であって０．０２以下または−０．０２以上であって０．０３以下（つまり、白色以外）であってもよい。なお、０．００以上であって０．０３以下であってもよいし、０．０２以上であって０．０３以下であってもよい。同様に、−０．０３以上であって０．００以下であってもよいし、−０．０３以上であって−０．０２以下であってもよい。また、−０．００５以下が好ましく、さらに好ましくは−０．０１０以下、特に好ましくは−０．０２０以下である。そして、−０．０３０未満となると発光効率の低下が著しいため、−０．０３０以上が好ましい。ｄｕｖ値が上記の範囲であれば、彩度、特に赤色と緑色の彩度を上げることができる。第２実施例では、第１実施例と同様に、ｄｕｖは−０．０２３３である。
そして、第２実施例において、当該光は、光束で規格化された光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積の値の８５％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは１０１％以上、特に好ましくは１０６％以上であって、１５０％以下、好ましくは１３０％以下、より好ましくは１２５％以下、さらに好ましくは１１７％以下、特に好ましくは１１５％以下である（本実施形態の第２実施例では１１３％）。加えて、光束で規格化された光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値の１３２％である。
そして、第２実施例において、当該光は、光束で規格化された光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値の１７０％以上、好ましくは１８０％以上、より好ましくは１９０％以上、さらに好ましくは２１０％以上、特に好ましくは２１８％以上であって、３００％以下、好ましくは２６０％以下、より好ましくは２５０％以下、さらに好ましくは２４０％以下、特に好ましくは２３０％以下である（本実施形態の第２実施例では２２６％）。
図３は、第２実施例の半導体発光装置１が発した合成光のスペクトルを示すグラフである。図３には、第２実施例の半導体発光装置１が発した合成光のスペクトルが実線で示され、当該合成光の相関色温度に対応した演色性評価用基準光のスペクトルが点線で示されている。なお、ＬＥＤチップ１０は、発する光である励起光のピーク強度の値が、各蛍光体がそれぞれ発した光である各蛍光のピーク強度の値のうち最も大きな値の５０％の値になるように調整されている。
＜実験結果＞
図４は、第１実施例、第２実施例、第１参考例、第２参考例、第３参考例，および第４参考例において発せられた光の特性を示す表である。なお、第１参考例における光の特性は、非特許文献１に記載されていた分光エネルギ分布図にもとづいて算出されたものである。また、第２参考例における光の特性は、第１実施例及び第２実施例と同じ相関色温度（３３５７Ｋ）における演色性評価用基準光の特性にもとづいて算出されたものである。第３参考例における光の特性は、特許文献３に記載されているサンプルＶ−１によって発せられた光の特性をシミュレーションによって求めたものである。第４参考例における光の特性は、特許文献３に記載されているサンプルＶ−７によって発せられた光の特性をシミュレーションによって求めたものである。
図４に示す表において、「Ｒ９のＣ*ａｂ」，「Ｒ１１のＣ*ａｂ」，「Ｒ１２のＣ*ａｂ」はそれぞれ、特殊演色評価数Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂ、Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂ、Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂである。また、Ｒ１−１４のＣ*ａｂ（Ａｖｅ．）は、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の
平均値である。本実施形態において、平均演色評価数Ｒａに基づく評価を行わずに、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値に基づく評価を行う理由は、本発明の目的が彩度の高い光を発する半導体発光装置１を提供することにあり、発せられた光の彩度が高いか否かを評価するためには、平均演色評価数Ｒａよりも特殊演色評価数Ｒ９，Ｒ１１，Ｒ１１を含む演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値を用いる方がより適切だからである。
ここで、本発明は、彩度に着目してなされたものであるところ、各実施例の評価は、人間の知覚により近い評価基準に基づいて行われることが好ましい。しかし、ＣＩＥｘｙ色度図における２点間の距離は、同じ輝度における知覚的な距離に対応していない。明暗の次元を含めた３次元色空間において知覚的な距離を考慮されたものは均等色空間（ｕｎｉｆｏｒｍ ｃｏｌｏｒ ｓｐａｃｅ）と呼ばれ、人間の知覚により近い表現系である。
そして、ＣＩＥ１９７６色空間（ＣＩＥＬａｂ色空間という。）は、色を、明度Ｌ*とクロマネティクス指数ａ*・ｂ*とからなる均等色空間上の座標で表したもので、人間の色覚に基づいて座標の算出式が定義されている。ＪＩＳ Ｚ ８７２９に規定されているＣＩＥＬａｂ色空間において、彩度（メトリック彩度）Ｃ*ａｂは、ａ*・ｂ*を用いて、
Ｃ*ａｂ＝（ａ*＾２＋ｂ*＾２）＾（１／２）・・・式（２）
で算出される。本実施形態では、彩度を人間の色覚により近い評価基準に基づいて評価するために、各光を各演色評価数に応じた照射対象に照射した場合の彩度を上記式（２）を用いて算出して比較している。
また、図４に示す表において、演色性評価用基準光の波長が６００ｎｍ以上であって７８０ｎｍ以下である分光放射束の積分値を光束で割った値に対する各例における波長が６００ｎｍ以上であって７８０ｎｍ以下である分光放射束の積分値を光束で割った値の百分率の値がエネルギ面積として記載されている。５００ｎｍ強度比は、演色性評価用基準光の波長５００ｎｍにおける強度に対する各例の波長５００ｎｍにおける強度の比の百分率の値である。６６０ｎｍ強度比は、演色性評価用基準光の波長６６０ｎｍにおける強度に対する各例における波長６６０ｎｍにおける強度の比の百分率の値である。
図４に示すように、第１実施例の半導体発光装置１は、特殊演色評価数Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂの値が８７．３の光を発する。特殊演色評価数Ｒ９は鮮やかな赤色に対応しているので、第１実施例の半導体発光装置１は、特殊演色評価数Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂの値が、８４．５である第１参考例、７３．３である第２参考例、７２．９である第３参考例、および８６．３である第４参考例よりも鮮やかな赤色についてより彩度が高い光を発することがわかる。また、第２実施例の半導体発光装置１は、特殊演色評価数Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂの値が９４．７の光を発するので、鮮やかな赤色についてさらに彩度が高い鮮やかな赤色の光を発することがわかる。
図４に示すように、第１実施例の半導体発光装置１は、特殊演色評価数Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値が４５．２の光を発する。特殊演色評価数Ｒ１１は鮮やかな緑色に対応しているので、第１実施例の半導体発光装置１は、特殊演色評価数Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値が、３８．４である第２参考例、３７．９である第３参考例、および４５．１である第４参考例よりも高く、４６．４である第１参考例に匹敵する鮮やかな緑色についてより彩度が高い光を発することがわかる。また、第２実施例の半導体発光装置１は、特殊演色評価数Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値が５１．９の光を発するので、鮮やかな緑色についてさらに彩度が高い光を発することがわかる。
図４に示すように、第１実施例の半導体発光装置１は、特殊演色評価数Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値が５７．７の光を発する。特殊演色評価数Ｒ１２は鮮やかな青色
に対応しているので、第１実施例の半導体発光装置１は、特殊演色評価数Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値が、５２．９である第１参考例、５５．６である第２参考例、５５．３である第３参考例、および５７．２である第４参考例よりも鮮やかな青色についてより彩度が高い光を発することがわかる。また、第２実施例の半導体発光装置１は、特殊演色評価数Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値が６１．６の光を発するので、鮮やかな青色についてさらに彩度が高い光を発することがわかる。
図４に示すように、第１実施例の半導体発光装置１は、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値が４３．６の光を発する。従って、第１実施例の半導体発光装置１は、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値が、４２．６である第１参考例、３８．２である第２参考例、３８．７である第３参考例、および４０．９である第４参考例よりも、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてより彩度が高い光を発することがわかる。また、第２実施例の半導体発光装置１は、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値が４４．０の光を発するので、さらに彩度が高い光を発することがわかる。
なお、第１実施例の半導体発光装置１は、平均演色評価数Ｒａの値が６９と低くなっており、第２実施例の半導体発光装置１は、平均演色評価数Ｒａの値が４８とさらに低くなっている。特許文献３に記載されているように、従来の半導体発光装置は色再現性を高める目的で平均演色評価数Ｒａの値を高くしているが、本発明による半導体発光装置では演色性は平均演色評価数Ｒａの値が必ずしも高い必要はなく、彩度が高くなっていることが重要である。
また、図４に示すように、第１実施例の半導体発光装置１のエネルギ面積は、８５％以上であって１５０％以下である９７％である。また、第２実施例の半導体発光装置１のエネルギ面積は、８５％以上であって１５０％以下である１１３％である。
図４に示すように、第１実施例の半導体発光装置１の５００ｎｍ強度比は、２２％である。また、第２実施例の半導体発光装置１の５００ｎｍ強度比は、１３２％である。従って、第１実施例の半導体発光装置１の５００ｎｍ強度比および第２実施例の半導体発光装置１の５００ｎｍ強度比は、いずれも１５％以上であって２００％以下であり、第２実施例の半導体発光装置１の５００ｎｍ強度比は１１０％以上２００％以下である。
図４に示すように、第１実施例の半導体発光装置１の６６０ｎｍ強度比は、１９３％である。また、第２実施例の半導体発光装置１の６６０ｎｍ強度比は、２２６％である。従って、第１実施例および第２実施例の半導体発光装置１の６６０ｎｍ強度比は、１７０％以上であって３００％以下である。
図５は、光束で規格化された第１実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルと、光束で規格化された第２実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルとを、種々の比率で合算して合成スペクトルを作成し、その合成スペクトルに基づいて算出した特性の変化を示す表である。図５において、例えば、「第１実施例の比率」が０．５、「第２実施例の比率」が０．５である列には、光束で規格化された第１実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルと光束で規格化された第２実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルとを５：５の比率で合算した合成スペクトルを出力光のスペクトルとする、模擬半導体発光装置１の特性が示されている。図５に示すように、第１実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルと第２実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルとの混合比を、１．０対０．０から０．０対１．０まで段階的に変化させている。
図６は、第１実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルと第２実施例の半導体発光装
置１の発光スペクトルとが混合され、混合された比率である混合比を変化させた場合の発光スペクトルの変化を示すグラフである。図６において、第１実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルと第２実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルとの混合比が、１．０対０．０の発光スペクトル（つまり、第１実施例における合成光のスペクトル）が中点線で示され、０．９対０．１の発光スペクトルが太点線で示され、０．８対０．２の発光スペクトルが細二点鎖線で示され、０．７対０．３の発光スペクトルが中二点鎖線で示され、０．６対０．４の発光スペクトルが太二点鎖線で示され、０．５対０．５の発光スペクトルが細一点鎖線で示され、０．４対０．６の発光スペクトルが中一点鎖線で示され、０．３対０．７の発光スペクトルが太一点鎖線で示され、０．２対０．８の発光スペクトルが細実線で示され、０．１対０．９の発光スペクトルが中実線で示され、０．０対１．０の発光スペクトル（つまり、第２実施例における合成光のスペクトル）が太実線で示され、演色性評価用基準光の発光スペクトルが細点線で示されている。図６に示すように、混合比の変化に応じて発光スペクトルが変化している。
図５に示すように、特殊演色評価数Ｒ９，Ｒ１１，Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値は、第２実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルの混合比の高まりに応じて増加する傾向にある。特に、特殊演色評価数Ｒ９，Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値は、第２実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルの混合比の高まりに応じて単調増加している。従って、第２実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルの混合比を高めると、発せられる光による鮮やかな赤色、鮮やかな緑色、および鮮やかな青色のそれぞれの彩度を高めることができることがわかる。第１実施例の半導体発光装置１と第２実施例の半導体発光装置１とでは、緑色蛍光体および赤色蛍光体に同じものが使用されているが、用いられている青色蛍光体の組成及び発光特性が異なるものであるため、第１実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルと第２実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルとの混合比を変えるということは、模擬半導体発光装置１に含まれる、Ｓｒ5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕと（Ｓｒ1-xＢａx）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ（ｘ＞０）との混合比を変えているとも言える。つまり、第２実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルの混合比を高めるということは、（Ｓｒ1-xＢａx）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ（ｘ＞０）の混合比を高めていることにもなり、その結果として、発せられる光による鮮やかな赤色、鮮やかな緑色、および鮮やかな青色のそれぞれの彩度を高めることができているともいえる。
また、図５に示すように、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４の試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値は、第１実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルの混合比の高まりに応じて単調増加している。従って、第２実施例の半導体発光装置１に用いられている青色蛍光体の混合比を高めると、発せられる光の演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についての彩度を高めることができることがわかる。
図５に示すように、エネルギ面積、５００ｎｍ強度比、および６６０ｎｍ強度比は、第２実施例の半導体発光装置１において用いられている青色蛍光体の混合比の高まりに応じて単調増加している。ここで、図５に示すように、５００ｎｍ強度比が高くなると６６０ｎｍ強度比も高くなる。その理由について説明する。
彩度を高めるために光源のスペクトルを変更するときに、色度を変更してしまうと演色性評価用基準光のスペクトルも変化してしまい、変更の前後に亘る比較が複雑になるので、ここでは変更の前後に亘って色度が一定になるように光源のスペクトルが変更される場合について説明する。
前述したように、色度は、人間の目に対する３つの分光感度（等色関数）から算出され、３つの分光感度は、ｘ（λ）、ｙ（λ）およびｚ（λ）からなり、光が目に入射したときのそれぞれの刺激の割合（分光感度の値の割合）に応じて色度が算出される。従って、光の色度を一定にするということは、当該光の分光感度の値の割合を一定にするということである。なお、分光感度（等色関数）は、測色標準観測者の等式関数（以下、ＣＩＥ１９３１という）および測色補助標準観測者の等式関数（以下、ＣＩＥ１９６４という）として、ＣＩＥ（国際照明委員会）によって定められている。
ここで、ＣＩＥ１９３１およびＣＩＥ１９６４によれば、波長６６０ｎｍにおいて、分光感度のうちｚ（λ）の値よりもｘ（λ）の値およびｙ（λ）の値の方が大きな値になる。さらに、波長６６０ｎｍにおけるｘ（λ）の値とｙ（λ）の値とを比較するとｘ（λ）の方が大きな値になるので、光の色度を一定に保ちつつスペクトルを変更するためには、当該光におけるｙ（λ）・ｚ（λ）のスペクトルを調整する必要がある。複数の単色光でｙ（λ）・ｚ（λ）のスペクトルを調整することも可能であるが、ある波長の単色光のみでｙ（λ）・ｚ（λ）のスペクトルを調整することを考えると、ｘ（λ）の値を変化させずにｙ（λ）・ｚ（λ）の値を変化させる必要がある。
そして、ＣＩＥ１９３１およびＣＩＥ１９６４によれば、そのような光（つまり、ｘ（λ）の値を変化させずにｙ（λ）・ｚ（λ）の値を変化させる光）に、波長が５００ｎｍの光を用いることができることがわかる。従って、波長が５００ｎｍの光の成分の強度が変化すれば、光の色度は変化せずに波長が６６０ｎｍの光の成分の強度が変化する。換言すれば、光の色度を変化させずに５００ｎｍ強度比を高くすると、６６０ｎｍ強度比も高くなるのである。
図７および図８にそれぞれ分光反射特性を例示し、例示した分光反射特性の照射対象に、上述した第１参考例における光を照射した場合の彩度と、特許文献１の図１に記載されている分光エネルギ分布図に示される特性を有する光である第５参考例における光を照射した場合の彩度と、特許文献１の図３に記載されている分光エネルギ分布図に示される特性を有する光である第６参考例における光を照射した場合の彩度と、第２実施例の半導体発光装置１によって発せられた合成光を照射した場合の彩度とを比較する。
図７は、４３５ｎｍの波長の水銀輝線（光の照射元が水銀を含むことに起因して生じる４３５ｎｍ程度の波長の狭帯域の強い光。分光エネルギ分布図において線状に示される。）の近傍の波長の単色光を他の波長の光よりも強く反射する分光反射特性を示すグラフである。
そして、図７に示す分光反射特性の照射対象に、非特許文献１に記載されている分光エネルギ分布図に示される特性の光である第１参考例における光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、１６２．６である。また、図７に示す分光反射特性の照射対象に、第１参考例における光と同じ相関色温度の演色性評価用基準光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、１４１．８である。そうすると、図７に示す分光反射特性の照射対象に、非特許文献１に記載されている分光エネルギ分布図に示される特性の光である第１参考例における光を照射した場合の相対彩度は１１５％になる。
なお、相対彩度とは、ある照射対象にある光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂの、当該ある照射対象に当該ある光と同じ相関色温度の演色性評価用基準光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂに対する割合の百分率である。
図７に示す分光反射特性の照射対象に、第５参考例における光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、１７４．８である。また、図７に示す分光反射特性の照射対象に、第５参考例における光と同じ相関色温度の演色性評価用基準光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、１２６．９である。そうすると、
図７に示す分光反射特性の照射対象に、第５参考例における光を照射した場合の相対彩度は１３８％になる。
図７に示す分光反射特性の照射対象に、第６参考例における光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、１７８．４である。また、図７に示す分光反射特性の照射対象に、第６参考例における光と同じ相関色温度の演色性評価用基準光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、１２９．４である。そうすると、図７に示す分光反射特性の照射対象に、第６参考例における光を照射した場合の相対彩度は１３８％になる。
図７に示す分光反射特性の照射対象に、第２実施例の半導体発光装置１によって発せられた合成光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、１１３．９である。また、図７に示す分光反射特性の照射対象に、第２実施例の半導体発光装置１によって発せられた合成光と同じ相関色温度の演色性評価用基準光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、１３６．５である。そうすると、図７に示す分光反射特性の照射対象に、第２実施例の半導体発光装置１によって発せられた合成光を照射した場合の相対彩度は８３％になる。
図８は、波長４６０ｎｍの近傍の波長の単色光を他の波長の光よりも強く反射する分光反射特性を示すグラフである。
そして、図８に示す分光反射特性の照射対象に、非特許文献１に記載されている分光エネルギ分布図に示される特性の光である第１参考例における光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、８０．３である。また、図８に示す分光反射特性の照射対象に、第１参考例における光と同じ相関色温度の演色性評価用基準光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、１１２．７である。そうすると、図８に示す分光反射特性の照射対象に、非特許文献１に記載されている分光エネルギ分布図に示される特性の光である第１参考例における光を照射した場合の相対彩度は７１％になる。
図８に示す分光反射特性の照射対象に、第５参考例における光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、７８．３である。また、図８に示す分光反射特性の照射対象に、第５参考例における光と同じ相関色温度の演色性評価用基準光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、１１３．１である。そうすると、図８に示す分光反射特性の照射対象に、第５参考例における光を照射した場合の相対彩度は６９％になる。
図８に示す分光反射特性の照射対象に、第６参考例における光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、７９．４である。また、図８に示す分光反射特性の照射対象に、第６参考例における光と同じ相関色温度の演色性評価用基準光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、１１２．９である。そうすると、図８に示す分光反射特性の照射対象に、第６参考例における光を照射した場合の相対彩度は７０％になる。
図８に示す分光反射特性の照射対象に、第２実施例の半導体発光装置１によって発せられた合成光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、９８．３である。また、図８に示す分光反射特性の照射対象に、第２実施例の半導体発光装置１によって発せられた合成光と同じ相関色温度の演色性評価用基準光を照射した場合の彩度Ｃ*ａｂは、シミュレーションによれば、１１２．６である。そうすると、図８に示す分光反射特性の照射対象に、第２実施例の半導体発光装置１によって発せられた合成光を照射した
場合の相対彩度は８７％になる。
図９は、図７に示す分光反射特性の照射対象に各例における光を照射した場合の相対彩度と、図８に示す分光反射特性の照射対象に各例における光を照射した場合の相対彩度と、照射対象に応じた相対彩度の変化の割合とを示す表である。
図９に示すように、第１参考例における光、第５参考例における光、および第６参考例における光は、図７に示す分光反射特性の照射対象に照射された場合に高い相対彩度を示すが、図８に示す分光反射特性の照射対象に照射された場合に低い相対彩度を示す。従って、第１参考例における光、第５参考例における光、および第６参考例における光は、照射対象に応じた相対彩度の変化の割合が大きい。具体的には、第１参考例における光は、図７に示す分光反射特性の照射対象に照射されたときの相対彩度が図８に示す分光反射特性の照射対象に照射されたときの相対彩度の１６２％である。また、第５参考例における光は、図７に示す分光反射特性の照射対象に照射されたときの相対彩度が図８に示す分光反射特性の照射対象に照射されたときの相対彩度の２００％である。第６参考例における光は、図７に示す分光反射特性の照射対象に照射されたときの相対彩度が図８に示す分光反射特性の照射対象に照射されたときの相対彩度の１９７％である。
このことは、分光エネルギ分布図において水銀輝線を有する蛍光ランプによって発せられた光は、照射対象の分光反射特性に応じて彩度が大きく変化してしまうことを意味している。特に、水銀輝線の波長を強く反射する分光反射特性を有する照射対象と、水銀輝線の波長以外の波長を強く反射する分光反射特性の照射対象とで、相対彩度が１６２％から２００％も異なる（つまり、１．６倍から２．０倍も異なる）。
それに対して、第２実施例の半導体発光装置１によって発せられた合成光は、図９に示すように、図７に示す分光反射特性の照射対象に照射された場合の相対彩度と、図８に示す分光反射特性の照射対象に照射された場合の相対彩度との差異が小さい。従って、第２実施例の半導体発光装置１によって発せられた合成光は、照射対象に応じた相対彩度の変化の割合が小さい。具体的には、第２実施例の半導体発光装置１によって発せられた合成光は、図７に示す分光反射特性の照射対象に照射されたときの相対彩度が図８に示す分光反射特性の照射対象に照射されたときの相対彩度の９５％である。
つまり、第２実施例の半導体発光装置１のように、分光エネルギ分布図において水銀輝線を有さず、かつ、広帯域蛍光体が用いられている場合には、照射対象の分光反射特性に基づく彩度の変動が小さい。そして、このことは、第１実施例の半導体発光装置１にも当てはまる。
次に、本発明の発明者等が実際に作製した試料について説明する。ＬＥＤチップ１０として、発光ピーク波長が約４０５ｎｍで半値幅が約３０ｎｍである、３５０μｍ角のＩｎＧａＮ系紫色発光ダイオード素子を用いた。なお、発光ピーク波長および半値幅は、積分球が用いられて測定されている。緑色蛍光体としてβ−サイアロンが用いられ、赤色蛍光体としてＣａＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3：Ｅｕが用いられ、青色蛍光体として（Ｓｒ1-xＢａx）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：Ｅｕ（ｘ＞０）が用いられている。なお、当該緑色蛍光体の発光ピーク波長は５４０ｎｍで半値幅は６０ｎｍであり、当該赤色蛍光体の発光ピーク波長は６６０ｎｍで半値幅は９０ｎｍであり、当該青色蛍光体の発光ピーク波長は４７５ｎｍで半値幅は８０ｎｍである。各蛍光体の発光ピーク波長および半値幅は分光光度計で測定された値である。
全ての半導体発光装置は、６個の前記紫色発光ダイオード素子が５０５０ＳＭＤ型アルミナセラミックパッケージに実装され、パウダー状の蛍光体が添加されたシリコーン樹脂
組成物で封止されることにより作製されている。図１０は、各半導体発光装置に用いられている発光ダイオード素子を封止するためのシリコーン樹脂組成物における各蛍光体の含有量（重量％濃度）を示す表である。図１０に示すように、第３実施例の半導体発光装置１は、青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体を、それぞれ１４．４ｗｔ％、２．５ｗｔ％および２．５ｗｔ％の濃度で含むことにより、青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体の蛍光体混合物を１９．４ｗｔ％の濃度で含むシリコーン樹脂組成物により、紫色発光ダイオード素子が封止された構造を有している。また、図１０に示すように、第４実施例の半導体発光装置１は、青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体を、それぞれ１３．０ｗｔ％、３．８ｗｔ％および１．９ｗｔ％の濃度で含むことにより、青色蛍光体、緑色蛍光体および赤色蛍光体の蛍光体混合物を１８．７ｗｔ％の濃度で含むシリコーン樹脂組成物により、紫色発光ダイオード素子が封止された構造を有している。
図１１は、第３実施例の半導体発光装置１が発した合成光のスペクトルを示すグラフである。図１１には、第３実施例の半導体発光装置１が発した合成光のスペクトルが実線で示され、当該合成光の相関色温度に対応した演色性評価用基準光のスペクトルが点線で示されている。図１２は、第４実施例の半導体発光装置１が発した合成光のスペクトルを示すグラフである。図１２には、第４実施例の半導体発光装置１が発した合成光のスペクトルが実線で示され、当該合成光の相関色温度に対応した演色性評価用基準光のスペクトルが点線で示されている。図１３は、第３実施例の半導体発光装置１の発光特性、および第４実施例の半導体発光装置１の発光特性の測定結果を示す表である。また、図１３には、第３実施例の半導体発光装置１が発する光の相関色温度（３３２７Ｋ）における基準光の発光特性の結果が第７参考例として示されている。また、図１３には、第４実施例の半導体発光装置１が発する光の相関色温度（４８６５Ｋ）における基準光の発光特性の結果が第８参考例として示されている。
図１４は、ＣＩＥＬａｂ色空間における第３実施例の半導体発光装置１の発光特性および第７参考例の発光特性を示すグラフである。図１４には、第３実施例の半導体発光装置１の発光特性が実線で示され、第７参考例の発光特性が点線で示されている。図１５は、ＣＩＥＬａｂ色空間における第４実施例の半導体発光装置１の発光特性および第８参考例の発光特性を示すグラフである。図１５には、第４実施例の半導体発光装置１の発光特性が実線で示され、第８参考例の発光特性が点線で示されている。
図１４および図１５に示すように、第３実施例の半導体発光装置１および第４実施例の半導体発光装置１の両者ともに、図４および図５に示す第１実施例の半導体発光装置１および第２実施例の半導体発光装置１の実験結果と同様に、特殊演色評価数Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂ、特殊演色評価数Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂ、特殊演色評価数Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂ、および演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂのいずれもが良好なものとなっていることがわかる。
本発明の第１実施形態によれば、半導体発光装置１が、彩度が高い光を発することができる。具体的には、このように構成された半導体発光装置は、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値が演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きく、鮮やかな赤色を評価するために用いられる特殊演色評価数であるＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上大きく、かつ、鮮やかな緑色を評価するために用いられる特殊演色評価数であるＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上大きい光を発することができる。
また、Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂの値を、演色性評価用基準光に基づくＲ９の試
験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上、好ましくは１０以上、より好ましくは１５以上、さらに好ましくは２０以上大きくすることで、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値を、演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きくすることができる。なお、Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂを、演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値に対して１０５％以上、好ましくは１１０％以上、より好ましくは１２０％以上、さらに好ましくは１２５％以上の値とすることでも、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値を、演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きくすることができる。また、Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値を、演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上、好ましくは１０以上大きくすることで、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値を、演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きくすることができる。
なお、Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂを、演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値に対して１１０％以上、好ましくは１２５％以上の値とすることでも、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値を、演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きくすることができる。
また、Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂの値を、演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上、好ましくは１０以上、より好ましくは１５以上、さらに好ましくは２０以上大きくすることで、半導体発光装置１を、肉用照明や、生肉用照明、赤身魚用照明に、より好適に用いることができる。なお、Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂを、演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値に対して１０５％以上、好ましくは１１０％以上、より好ましくは１２０％以上、さらに好ましくは１２５％以上の値とすることでも、半導体発光装置１を、肉用照明や、生肉用照明、赤身魚用照明に、より好適に用いることができる。
Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値を、演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上、好ましくは１０以上大きくすることで、半導体発光装置１を、野菜用照明や、緑色野菜用照明に、より好適に用いることができる。なお、Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂを、演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値に対して１１０％以上、好ましくは１２５％以上の値とすることでも、半導体発光装置１を、野菜用照明や、緑色野菜用照明に、より好適に用いることができる。
また、第１実施形態の半導体発光装置１は、蛍光体の励起源として水銀輝線が存在しない半導体発光素子を用いているので、どのような反射特性を有する単色の照射対象であっても鮮やかに見せることができる。
本発明の第２実施形態によれば、半導体発光装置１が、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値が演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きく、鮮やかな赤色を評価するために用いられる特殊演色評価数であるＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上大きく、かつ、鮮やかな緑色を評価するために用いられる演色評価数であるＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上大きい光を発することができる。
Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂの値を、演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上、好ましくは１０以上、より好ましくは１５以上、さらに好ましくは２０以上大きくすることで、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値を、演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きくすることができる。なお、Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂを、演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値に対して１０５％以上、好ましくは１１０％以上、より好ましくは１２０％以上、さらに好ましくは１２５％以上の値とすることでも、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値を、演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きくすることができる。
また、Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値を、演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上、好ましくは１０以上大きくすることで、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値を、演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きくすることができる。なお、Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂを、演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値に対して１１０％以上、好ましくは１２５％以上の値とすることでも、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値を、演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きくすることができる。
Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂの値を、演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上、好ましくは１０以上、より好ましくは１５以上、さらに好ましくは２０以上大きくすることで、半導体発光装置１を、肉用照明や、生肉用照明、赤身魚用照明に、より好適に用いることができる。なお、Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂを、演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値に対して１０５％以上、好ましくは１１０％以上、より好ましくは１２０％以上、さらに好ましくは１２５％以上の値とすることでも、半導体発光装置１を、肉用照明や、生肉用照明、赤身魚用照明に、より好適に用いることができる。
また、Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値を、演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上、好ましくは１０以上大きくすることで、半導体発光装置１を、野菜用照明や、緑色野菜用照明に、より好適に用いることができる。なお、Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂを、演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値に対して１１０％以上、好ましくは１２５％以上の値とすることでも、半導体発光装置１を、野菜用照明や、緑色野菜用照明に、より好適に用いることができる。
第２実施形態の半導体発光装置１は、広帯域緑色蛍光体および広帯域赤色蛍光体を含むので、可視光における波長領域全般に亘って十分な発光強度を有し、かつ、これらの蛍光体の励起源として水銀輝線が存在しない半導体発光素子を用いているので、どのような反射特性を有する単色の照射対象であっても鮮やかに見せることができる。
本発明の各実施態様の半導体発光装置１が、光束で規格化されたスペクトルにおいて５００ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値の１５％以上であって２００％以下である光を発するように構成されているので、鮮やかな青色を評価するために用いられる特殊演色評価数であるＲ１２におけるＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも２以上大きい光を発することができる。
また、Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値を、演色性評価用基準光に基づくＲ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも２以上、好ましくは５以上大きくすることで、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値を、演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きくすることができる。
なお、Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂを、演色性評価用基準光に基づくＲ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値に対して１０３％以上、好ましくは１０８％以上の値とすることでも、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値を、演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きくすることができる。また、Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値を、演色性評価用基準光に基づくＲ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも２以上、好ましくは５以上大きくすることで、半導体発光装置１を、鮮魚用照明や、青み魚用照明に、より好適に用いることができる。なお、Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂを、演色性評価用基準光に基づくＲ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値に対して１０３％以上、好ましくは１０８％以上の値とすることでも、半導体発光装置１を、鮮魚用照明や、青み魚用照明に、より好適に用いることができる。
本発明による第１実施例の半導体発光装置１および第２実施例の半導体発光装置１を、一般照明用に用いることができるが、演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値が演色性評価用基準光に基づく演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値よりも大きく、照射対象をより鮮やかに見せることができるので、展示物用照明に、より好適に用いることができる。
また、本発明による第１実施例の半導体発光装置１および第２実施例の半導体発光装置１は、鮮やかな赤色を評価するために用いられる特殊演色評価数であるＲ９におけるＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上大きい光を発することができので、肉用照明や、生肉用照明、赤身魚用照明に、より好適に用いることができる。
また、本発明による第１実施例の半導体発光装置１および第２実施例の半導体発光装置１は、鮮やかな緑色を評価するために用いられる特殊演色評価数であるＲ１１におけるＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも５以上大きい光を発することができので、野菜用照明や、緑色野菜用照明に、より好適に用いることができる。
また、本発明による第１実施例の半導体発光装置１および第２実施例の半導体発光装置１は、鮮やかな青色を評価するために用いられる特殊演色評価数であるＲ１２におけるＣ*ａｂの値が演色性評価用基準光に基づくＲ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値よりも２以上大きい光を発することができので、鮮魚用照明や、青み魚用照明に、より好適に用いることができる。
以上に述べた各実施形態における各実施例の半導体発光装置１が組み合わされていてもよい。図１６は、半導体発光装置１が組み合わされた半導体発光システムの例を示す説明図である。図１６に示す例では、それぞれ発光スペクトルが異なる半導体発光装置１ａと半導体発光装置１ｂとが並んで設置されている。半導体発光装置１ａは、ＬＥＤチップ１０ａと蛍光体２０ａとを含む。半導体発光装置１ｂは、ＬＥＤチップ１０ｂと蛍光体２０
ｂとを含む。
図１６に示す半導体発光装置１ａの発光スペクトルが第１実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルと同様であり、図１６に示す半導体発光装置１ｂの発光スペクトルが第２実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルと同様である場合には、例えば、それぞれのＬＥＤチップに流れる電流量を制御することにより、半導体発光装置１ａが発する光の強度と半導体発光装置１ｂが発する光の強度とを調整して、彩度を調整可能な半導体発光システムを実現することができる。半導体発光装置１ａが発する光の強度と半導体発光装置１ｂが発する光の強度とを調整するということは、第１実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルと第２実施例の半導体発光装置１の発光スペクトルとの混合比を調整するということである。従って、図５に示すように、半導体発光装置１ａが発する光の強度と半導体発光装置１ｂが発する光の強度との割合を調整して、当該半導体発光システムによって発せられる光を調整することができる。
半導体発光システムに、例えば、互いの発光装置のＲ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値の差が０．５以上、好ましくは１以上、より好ましくは２以上、さらに好ましくは５以上、特に好ましくは１０以上となる半導体発光装置１ａおよび半導体発光装置１ｂが組み合わされて用いられることが望ましい。また、半導体発光システムに、互いの発光装置のＲ９の試験色についてのＣ*ａｂの値の差が０．５以上、好ましくは１以上、より好ましくは２以上、さらに好ましくは５以上、特に好ましくは１０以上となる半導体発光装置１ａおよび半導体発光装置１ｂが組み合わされて用いられてもよい。そのように組み合わされた場合には、鮮やかな赤色についての彩度を調整可能な半導体発光システムを実現することができる。さらに、半導体発光システムに、Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値の差が０．５以上、好ましくは１以上、より好ましくは２以上、さらに好ましくは５以上、特に好ましくは１０以上となる半導体発光装置１ａおよび半導体発光装置１ｂが組み合わされて用いられてもよい。そのように組み合わされた場合には、鮮やかな緑色についての彩度を調整可能な半導体発光システムを実現することができる。また、半導体発光システムに、Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値の差が０．５以上、好ましくは１以上、より好ましくは２以上、さらに好ましくは５以上、特に好ましくは１０以上となる半導体発光装置１ａおよび半導体発光装置１ｂが組み合わされて用いられてもよい。そのように組み合わされた場合には、鮮やかな青色についての彩度を調整可能な半導体発光システムを実現することができる。
また、半導体発光システムにおいて、半導体発光装置１ａが発する光と半導体発光装置１ｂが発する光とで色度や色温度が同じであれば、色度や色温度を一定に保ったままで、当該半導体発光システムが発する合成光の彩度だけを変更する調整を行うことができる。
なお、半導体発光システムにおいて、半導体発光装置１ａおよび半導体発光装置１ｂが、それぞれ、第１実施形態の条件（上述した（第１実施形態の半導体発光装置１）に記載されている条件）および第２実施形態の条件（上述した（第２実施形態の半導体発光装置１）に記載されている条件）を満たしていてもよいし、第１実施形態の条件のみを満たしていてもよいし、第２実施形態の条件のみを満たしていてもよい。また、半導体発光システムによって発せられる合成光が第１実施形態の条件および／または第２実施形態の条件を満たしていれば、半導体発光装置１ａおよび半導体発光装置１ｂはどちらの条件も満たしていなくてもよい。半導体発光装置１ａおよび半導体発光装置１ｂのうち、一方の半導体発光装置がいずれかの条件を満たしている場合には、当該一方の半導体発光装置によって発せられた光の割合が高くなるようにすれば、半導体発光システムによって発せられる光の彩度を高めることができる。
半導体発光システムにおいて、半導体発光装置１ａおよび半導体発光装置１ｂのうち、
一方に彩度が高い光を発する半導体発光装置を用い、他方に可視光領域の全般の色に対してすぐれた演色性を有する発光スペクトルの半導体発光装置を用いてもよい。具体的には、例えば、半導体発光装置１ａが、第１実施形態の条件および／または第２実施形態の条件を満たす半導体発光装置であり、半導体発光装置１ｂが、平均演色評価数Ｒａが８０以上、好ましくは９０以上となる光を発する半導体発光装置であるように構成されていてもよい。そのような構成によれば、半導体発光装置１ａおよび半導体発光装置１ｂの発光強度をそれぞれ調整することにより、可視光領域の全般の色に対する演色性と彩度とをそれぞれ調整可能にすることができる。なお、半導体発光装置１ｂが、特殊演色評価数Ｒ９，Ｒ１１，Ｒ１２がそれぞれ８０以上、好ましくは９０以上となる光を発する半導体発光装置であってもよい。
半導体発光システムにおいて、半導体発光装置１ａおよび半導体発光装置１ｂが、それぞれ第１実施形態の条件および／または第２実施形態の条件を満たし、互いの相関色温度が異なる半導体発光装置であってもよい。そのような構成によれば、彩度を一定に保ったままで、半導体発光システムによって発せられる合成光の相関色温度だけを変更する調整を行うことができる。なお、一方の半導体発光装置が発する相関色温度と他方の半導体発光装置が発する相関色温度との差は、２０００Ｋ以上であることが好ましく、３０００Ｋ以上であることがより好ましく、３５００Ｋ以上であることが特に好ましい。具体的には、例えば、一方の半導体発光装置が発する光の相関色温度を２７００Ｋにし、他方の半導体発光装置が発する光の相関色温度を６７００Ｋにする。
図１６に示すような半導体発光装置１ａおよび半導体発光装置１ｂを有した半導体発光システムのもう１つの例を図１７に示す。図１７に示す例では、半導体発光システム１０１は、電気絶縁性に優れて良好な放熱性を有したアルミナ系セラミックからなる配線基板１０２のチップ実装面１０２ａに４個ずつ２列に実装されたＬＥＤチップ１０３を備えている。更に、配線基板１０２のチップ実装面１０２ａには、これらＬＥＤチップ１０３を取り囲むように、環状且つ円錐台形状のリフレクタ（壁部材）１０４が設けられている。
リフレクタ１０４の内側は、仕切り部材１０５によって第１領域１０６と第２領域１０７とに分割され、各領域にはそれぞれ蛍光体が充填剤に混合された状態で充填されている。具体的には、第１領域１０６には、所望する一方の半導体発光装置１ａの特性に応じた蛍光体（例えば、第１実施例の蛍光体）が充填され、第２領域１０７には、所望する他方の半導体発光装置１ｂの特性に応じた蛍光体（例えば、第２実施例の蛍光体）が充填されている。従って、第１領域１０６には、ＬＥＤチップ１０３と第１の領域１０６に充填された蛍光体とによって半導体発光装置１ａが構成され、第２領域１０７には、ＬＥＤチップ１０３と第２の領域１０７に充填された蛍光体とによって半導体発光装置１ｂが構成されていることになる。なお、リフレクタ１０４および仕切り部材１０５は、樹脂、金属、セラミックなどで形成することができ、接着剤などを用いて配線基板１０２に固定される。また、リフレクタ１０４および仕切り部材１０５に導電性を有する材料を用いる場合は、配線パターンに対して電気的な絶縁性を持たせるための処理が必要となる。
なお、図１７に示すＬＥＤチップ１０３の数は一例であって、必要に応じて増減可能であり、第１領域１０６と第２領域１０７とに１個ずつとすることも可能であり、またそれぞれの領域で数を異ならせることも可能である。また、配線基板１０２の材質についても、アルミナ系セラミックに限定されるものではなく、様々な材質を適用可能であり、例えば、セラミック、樹脂、ガラスエポキシ、樹脂中にフィラーを含有した複合樹脂などから選択された材料を用いてもよい。更に、配線基板１０２のチップ実装面１０２ａにおける光の反射性を良くして半導体発光システムの発光効率を向上させる上では、アルミナ粉末、シリカ粉末、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの白色顔料を含むシリコーン樹脂を用いるのが好ましい。一方、銅製基板やアルミ製基板などのような金属製基板を用いて放熱性を向上させることも可能である。但し、この場合には、電気的絶縁を間に介して配線基板に配線パターンを形成する必要がある。
また、上述したリフレクタ１０４及び仕切り部材１０５の形状も一例を示すものであって、必要に応じて様々に変更可能である。例えば、予め成形したリフレクタ１０４及び仕切り部材１０５に代えて、ディスペンサなどを用い、配線基板１０２のチップ実装面１０２ａにリフレクタ１０４に相当する環状壁部（壁部材）を形成し、その後に仕切り部材１０５に相当する仕切り壁（仕切り部材）を形成するようにしてもよい。この場合、環状壁部及び仕切り壁部に用いる材料には、例えばペースト状の熱硬化性樹脂材料またはＵＶ硬化性樹脂材料などがあり、無機フィラーを含有させたシリコーン樹脂が好適である。
図１７に示すような構成によれば、第１領域１０６に設置されている半導体発光装置１ａの発光スペクトルと第２領域１０７に設置されている半導体発光装置１ｂの発光スペクトルとに基づいて、半導体発光装置１ａおよび半導体発光装置１ｂに流す電流量を制御して、半導体発光システムによって発せられる光の特性（彩度や演色性、相関色温度等）を調整することができる。
なお、図１７に示す構成において、第１領域１０６および第２領域１０７への蛍光体の充填に代えて、透明な板材に蛍光体を塗布し、ＬＥＤチップ１０３の上方に配置するようにしてもよい。
１，１ａ，１ｂ 半導体発光装置
１０，１０ａ，１０ｂ、１０３ ＬＥＤチップ
２０，２０ａ，２０ｂ 蛍光体
１０１ 半導体発光システム
１０２ 配線基板
１０２ａ チップ実装面
１０４ リフレクタ
１０５ 仕切り部材
１０６ 第１領域
１０７ 第２領域

Claims (30)

  1. 半導体発光素子と、
    前記半導体発光素子を励起源として発光する蛍光体とを備えた半導体発光装置において、
    前記蛍光体は、少なくとも広帯域緑色蛍光体および広帯域赤色蛍光体を含み、
    当該半導体発光装置から発せられ、光束で規格化された光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける６６０ｎｍの波長の光の強度の値の１７０％以上であって３００％以下であることを特徴とする半導体発光装置。
  2. 前記半導体発光装置から発せられ、光束で規格化された光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値の１５％以上であって２００％以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
  3. 半導体発光素子と、
    前記半導体発光素子を励起源として発光する蛍光体とを備えた半導体発光装置において、
    前記蛍光体は、少なくとも緑色蛍光体および赤色蛍光体を含み、
    当該半導体発光装置から発せられ、光束で規格化された光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおいて６００ｎｍ以上の波長であって７８０ｎｍ以下の波長である光のエネルギ面積の値の８５％以上であって１５０％以下であり、かつ、
    当該半導体発光装置から発せられ、光束で規格化された光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の値が、光束で規格化された演色性評価用基準光のスペクトルにおける５００ｎｍの波長の光の強度の１１０％以上であって２００％以下であることを特徴とする半導体発光装置。
  4. 前記赤色蛍光体は、狭帯域赤色蛍光体である請求項３に記載の半導体発光装置。
  5. 前記赤色蛍光体の発光ピーク波長は、６４０ｎｍ以上であって７００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  6. 相関色温度が、２５００Ｋ以上であって７０００Ｋ以下である光を発することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  7. ＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系のＸＹ色度図における色度座標が、黒体輻射軌跡曲線からの偏差ｄｕｖの値が−０．０３以上であって０．０３以下である光を発することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  8. ＣＩＥ（１９３１）ＸＹＺ表色系のＸＹ色度図における色度座標が、黒体輻射軌跡曲線からの偏差ｄｕｖの値が−０．００５以下である光を発することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  9. 前記蛍光体は、青色蛍光体を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  10. 前記青色蛍光体の発光ピーク波長は、４４０ｎｍ以上であって５００ｎｍ以下であるこ
    とを特徴とする請求項９に記載の半導体発光装置。
  11. 前記青色蛍光体の半値幅は、２０ｎｍ以上であって９０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の半導体発光装置。
  12. 前記青色蛍光体は、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ）5（ＰＯ4）3Ｃｌ：ＥｕまたはＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕであることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  13. 前記緑色蛍光体の発光ピーク波長は、５１０ｎｍ以上であって５５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  14. 前記緑色蛍光体の半値幅は、６０ｎｍ以上であって１４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  15. 前記緑色蛍光体は、（Ｓｒ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、βサイアロンおよび（Ｂａ，Ｓｒ）3Ｓｉ6Ｏ12Ｎ2：Ｅｕからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  16. 前記赤色蛍光体は、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉ（Ｎ，Ｏ）3であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  17. 前記半導体発光装置が発する光は、特殊演色評価数Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂの値が、演色性評価用基準光に基づく特殊演色評価数Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂの値の１０５％以上の値であることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  18. 前記半導体発光装置が発する光は、特殊演色評価数Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値が、演色性評価用基準光に基づく特殊演色評価数Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値の１１０％以上の値であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  19. 前記半導体発光装置が発する光は、特殊演色評価数Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値が、演色性評価用基準光に基づく特殊演色評価数Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値の１０３％以上の値であることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
  20. 請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の半導体発光装置を含むことを特徴とする展示物照射用照明装置。
  21. 請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の半導体発光装置を含むことを特徴とする肉照射用照明装置。
  22. 請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の半導体発光装置を含むことを特徴とする野菜照射用照明装置。
  23. 請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の半導体発光装置を含むことを特徴とする鮮魚照射用照明装置。
  24. 請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の半導体発光装置を含むことを特徴とする一般
    用照明装置。
  25. 第１の半導体発光装置としての請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の半導体発光装置と、特殊演色評価数Ｒ１〜Ｒ１４のそれぞれの試験色についてのＣ*ａｂの値の平均値と前記第１の半導体発光装置における当該平均値との差が０．５以上である光を出射する第２の半導体発光装置を備えたことを特徴とする半導体発光システム。
  26. 第１の半導体発光装置としての請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の半導体発光装置と、特殊演色評価数Ｒ９の試験色についてのＣ*ａｂの値と前記第１の半導体発光装置における当該値との差が０．５以上である光を出射する第２の半導体発光装置とを備えたことを特徴とする半導体発光システム。
  27. 第１の半導体発光装置としての請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の半導体発光装置と、特殊演色評価数Ｒ１１の試験色についてのＣ*ａｂの値と前記第１の半導体発光装置における当該値との差が０．５以上である光を出射する第２の半導体発光装置とを備えたことを特徴とする半導体発光システム。
  28. 第１の半導体発光装置としての請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の半導体発光装置と、特殊演色評価数Ｒ１２の試験色についてのＣ*ａｂの値と前記第１の半導体発光装置における当該値との差が０．５以上である光を出射する第２の半導体発光装置とを備えたことを特徴とする半導体発光システム。
  29. 第１の半導体発光装置としての請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の半導体発光装置と、前記第１の半導体発光装置が発する光の相関色温度とは異なる相関色温度の光を出射する第２の半導体発光装置とを備えたことを特徴とする半導体発光システム。
  30. 第１の半導体発光装置としての請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の半導体発光装置と、平均演色評価数Ｒａの値が８０以上である光を出射する第２の半導体発光装置を備えたことを特徴とする半導体発光システム。
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