JP2014107501A - 半導体白色発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オフ状態において波長変換コンポーネントがより白色に近い外観を呈するリモートフォスファー型の白色発光装置が望まれている。
【解決手段】白色発光装置は、近紫外光を発する第１の半導体発光素子と、該第１の半導体発光素子が発する光の照射を受ける位置に配置された波長変換コンポーネントと、青色光源とを備え、第１の半導体発光素子は、発光ピーク波長λ_Ｓを３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の範囲内に有し、波長変換コンポーネントは、上記第１の半導体発光素子により励起されて発光する蛍光体として、発光ピーク波長λ_Ｐを５００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内に有し、かつ励起スペクトルの４５０ｎｍ以上の波長域における強度が波長λ_Ｓにおける強度の５０％未満である第１の蛍光体を含有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体発光素子と蛍光体とを組み合わせて構成した半導体白色発光装置に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）素子と、該ＬＥＤ光素子が放出する光（一次光）の一部を異なる波長の光（二次光）に変換する蛍光体とを組み合わせて、白色光を生じるように構成した白色発光装置の用途が、表示装置やディスプレイ装置用の照明から一般照明へと拡大している。一般照明用途においては、蛍光体を含有する材料を用いて構成した平板形、ドーム形など種々形状の波長変換コンポーネントをＬＥＤ素子から離れた位置に配置したリモートフォスファー型の白色発光装置が注目を集めている（特許文献１、２）。

青色ＬＥＤ素子とＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体を含有する波長変換コンポーネントとを組み合わせたリモートフォスファー型の白色発光装置では、通常、オフ状態において波長変換コンポーネントが黄色に着色した外観を呈する。色温度の低下および／または演色性の改善のために更に赤色蛍光体を加えた波長変換コンポーネントは、オフ状態において橙色の外観を呈する。

特表２０１２−５２１０６６号公報 米国特許出願公開ＵＳ２０１２／００８７１０５

オフ状態において波長変換コンポーネントがより白色に近い外観を呈するリモートフォスファー型の白色発光装置が望まれている。
また、リモートフォスファー型の白色発光装置を備え、オフ状態において該白色発光装置が有する波長変換コンポーネントがより白色に近い外観を呈する照明装置が望まれている。

従来技術に係る白色発光装置においてオフ状態のときに波長変換コンポーネントが強く呈色するのは、当該波長変換コンポーネントに含まれる蛍光体が環境光に含まれる青い光成分で励起されて発光するためであると考えられる。
従って、波長変換コンポーネントの呈色を弱めるためには、励起用の半導体発光素子として近紫外発光素子を使用するとともに、波長変換コンポーネントに含有させる蛍光体として、近紫外発光素子により励起することができ、かつ青い光によっては強く励起されないものを選択すればよい。

本発明の実施形態には下記の白色発光装置が含まれる。
（ａ１）近紫外光を発する第１の半導体発光素子と、該第１の半導体発光素子が発する光の照射を受ける位置に配置された波長変換コンポーネントと、青色光源とを備える白色発光装置であって：
上記第１の半導体発光素子は、発光ピーク波長λ_Ｓを３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の範囲内に有し；
上記波長変換コンポーネントは、上記第１の半導体発光素子により励起されて発光する
蛍光体として、発光ピーク波長λ_Ｐを５００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内に有し、かつ励起スペクトルの４５０ｎｍ以上の波長域における強度が波長λ_Ｓにおける強度の５０％未満である第１の蛍光体を含有する；
ことを特徴とする白色発光装置。
（ａ２）上記青色光源として、上記第１の半導体発光素子により励起されて発光する青色蛍光体を備える、上記（ａ１）に記載の白色発光装置。
（ａ３）上記青色蛍光体が上記波長変換コンポーネントの内部に配置されている、上記（ａ２）に記載の白色発光装置。
（ａ４）上記青色光源として半導体青色発光素子を備える、上記（ａ１）〜（ａ３）のいずれかに記載の白色発光装置。
（ａ５）上記波長変換コンポーネントが、上記第１の蛍光体として、緑色蛍光体と黄色蛍光体のいずれか一方または両方を含有する、上記（ａ１）〜（ａ４）のいずれかに記載の白色発光装置。
（ａ６）上記波長変換コンポーネントの外に配置された赤色光源を備える、上記（ａ５）に記載の白色発光装置。
（ａ７）上記赤色光源として、上記第１の半導体発光素子により励起されて発光する赤色蛍光体を備える、上記（ａ６）に記載の白色発光装置。
（ａ８）上記赤色光源として半導体赤色発光素子を備える、上記（ａ６）に記載の白色発光装置。
（ａ９）上記波長変換コンポーネントが、上記第１の蛍光体として黄色蛍光体を含有するとともに青色顔料または青色光散乱粒子を含有する、上記（ａ１）〜（ａ８）のいずれかに記載の白色発光装置。
（ａ１０）当該白色発光装置の外部から上記波長変換コンポーネントに対して近紫外光が入射するのを防止するフィルターを備える、上記（ａ１）〜（ａ９）のいずれかに記載の白色発光装置。

本発明の実施形態には下記の照明装置が含まれる。
（ｂ１）下記（Ｂ）の白色発光装置と、該白色発光装置の外部から該白色発光装置が備える下記波長変換コンポーネントに対して近紫外光が入射するのを防止するフィルターと、を備える、照明装置：
（Ｂ）近紫外光を発する第１の半導体発光素子と、該第１の半導体発光素子が発する光の照射を受ける位置に配置された波長変換コンポーネントと、青色光源とを備える白色発光装置であって：
上記第１の半導体発光素子は、発光ピーク波長λ_Ｓを３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の範囲内に有し；
上記波長変換コンポーネントは、上記第１の半導体発光素子により励起されて発光する蛍光体として、発光ピーク波長λ_Ｐを５００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内に有し、かつ励起スペクトルの４５０ｎｍ以上の波長域における強度が波長λ_Ｓにおける強度の５０％未満である第１の蛍光体を含有する；
ことを特徴とする白色発光装置。
（ｂ２）上記（Ｂ）の白色発光装置が、上記青色光源として、上記第１の半導体発光素子により励起されて発光する青色蛍光体を備える、上記（ｂ１）に記載の照明装置。
（ｂ３）上記青色蛍光体が上記波長変換コンポーネントの内部に配置されている、上記（ｂ２）に記載の照明装置。
（ｂ４）上記（Ｂ）の白色発光装置が、上記青色光源として半導体青色発光素子を備える、上記（ｂ１）〜（ｂ３）のいずれかに記載の照明装置。
（ｂ５）上記波長変換コンポーネントが、上記第１の蛍光体として、緑色蛍光体と黄色蛍光体のいずれか一方または両方を含有する、上記（ｂ１）〜（ｂ４）のいずれかに記載の照明装置。
（ｂ６）上記（Ｂ）の白色発光装置が、上記波長変換コンポーネントの外に配置された赤
色光源を備える、上記（ｂ５）に記載の照明装置。
（ｂ７）上記（Ｂ）の白色発光装置が、上記赤色光源として、上記第１の半導体発光素子により励起されて発光する赤色蛍光体を備える、上記（ｂ６）に記載の照明装置。
（ｂ８）上記（Ｂ）の白色発光装置が、上記赤色光源として半導体赤色発光素子を備える、上記（ｂ６）に記載の照明装置。
（ｂ９）上記波長変換コンポーネントが、上記第１の蛍光体として黄色蛍光体を含有するとともに青色顔料または青色光散乱粒子を含有する、上記（ｂ１）〜（ｂ８）のいずれかに記載の照明装置。

本発明の実施形態に係る上記の白色発光装置および照明装置では、オフ状態における波長変換コンポーネントの強い呈色が防止される。

実施形態に係る白色発光装置の断面図である。 ＬＥＤランプの断面図である。 実施形態に係る白色発光装置の断面図である。 実施形態に係る照明装置の断面図である。 図５（ａ）は実施形態に係る白色発光装置の断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の白色発光装置に使用されるＬＥＤランプの断面図である。 図６（ａ）は実施形態に係る白色発光装置の断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の白色発光装置に使用されるＬＥＤランプの断面図である。 図７（ａ）は実施形態に係る白色発光装置の断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の白色発光装置に使用されるＬＥＤランプの断面図である。 図８（ａ）は実施形態に係る白色発光装置の断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の白色発光装置に使用されるＬＥＤランプの断面図である。 色度図（ＣＩＥ １９３１）である。

１．白色発光装置
１．１ 第１実施形態
第１実施形態に係る白色発光装置の断面構造を図１に模式的に示す。白色発光装置１０はリモートフォスファー型の構成を有しており、上部に開口部を有するケース１０１と、該ケースの底面上に配置されたＬＥＤランプ１０２と、該ケースの開口部を塞ぐように配置された板状の波長変換コンポーネント１０３とを有している。図示を省略しているが、ケース１０１の底面上にはＬＥＤランプ１０２に電力を供給するための配線が設けられている。ケース１０１の底面上に設置するＬＥＤランプ１０２の個数は１個であってもよいし、２個以上であってもよい。

図２に断面図を示すように、ＬＥＤランプ１０２は、パッケージ１０２ａと該パッケージに収容された１個以上の近紫外ＬＥＤチップ１０２ｂとから構成されている。近紫外ＬＥＤチップ１０２ｂはシリコーン樹脂のような透光性樹脂１０２ｃで封止されている。図２において、パッケージ１０２ａと近紫外ＬＥＤチップ１０２ｂの詳細の図示は省略している。

ＬＥＤランプを用いる代わりに、ケース１０１の底面に設けた配線上に近紫外ＬＥＤチップを直接実装するチップ・オン・ボード構造を採用することも可能である。チップ・オン・ボード構造を採用する場合に実装するチップ数は１０個以下であってもよいし、あるいは、５０個以上、更には１００個以上とすることもできる。
ＬＥＤランプ１０２に収容された近紫外ＬＥＤチップ１０２ｂは、発光ピーク波長λ_Ｓ
を３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の範囲内に有している。波長変換コンポーネント１０３は、近紫外ＬＥＤチップ１０２ｂにより励起されて発光する第１の蛍光体を含有している。第１の蛍光体は、発光ピーク波長λ_Ｐを５００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内に有している。更に、第１の蛍光体は、その励起スペクトルの４５０ｎｍ以上の波長域における強度が波長λ_Ｓにおける強度の５０％未満である。

波長変換コンポーネント１０３は、第１の蛍光体に加えて、近紫外ＬＥＤチップ１０２ｂにより励起されて発光する青色蛍光体を含有している。
波長変換コンポーネント１０３が含有する第１の蛍光体は、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体などで有り得る。波長変換コンポーネント１０３が含有し得る第１の蛍光体の種類に限定は無く、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。

波長変換コンポーネント１０３は第１の蛍光体として、少なくとも緑色蛍光体と黄色蛍光体のいずれかを含有することが好ましい。例えば、波長変換コンポーネント１０３は第１の蛍光体として黄色蛍光体と赤色蛍光体を含有してもよいし、緑色と赤色蛍光体を含有してもよく、また、緑色蛍光体と黄色蛍光体を含有してもよいし、緑色蛍光体と黄色蛍光体と赤色蛍光体を含有してもよい。

白色発光装置１０の出力光、すなわち波長変換コンポーネント１０３の表面から白色発光装置１０の外部に放射される光は、波長変換コンポーネント１０３が含有する各蛍光体が発する光が混成した光である。波長変換コンポーネント１０３が含有する各蛍光体の量は、白色発光装置１０の出力光が白色光となるよう調整する。
白色光とは、光色の黒体輻射軌跡からの偏差Ｄｕｖが−２０〜＋２０の範囲に含まれる光である。Ｄｕｖ（＝１０００ｄｕｖ）の定義はＪＩＳ Ｚ ８７２５：１９９９「光源の分布温度及び色温度・相関色温度測定方法」を参照されたい。

白色発光装置１０がオフ状態のとき、少なくとも屋内において波長変換コンポーネント１０３の外観は白色あるいは白っぽい色（淡い色）を呈する。なぜなら、波長変換コンポーネント１０３が含有する蛍光体は近紫外光よりも長波長の光では効率よく励起されないものであるところ、屋内においては環境光に近紫外成分が含まれないか、含まれるとしても僅かであるからである。

波長変換コンポーネント１０３が第１の蛍光体として黄色蛍光体を含有する場合、特に屋外においては、白色発光装置１０がオフ状態のときに黄ばんで見える可能性がある。青色蛍光体を励起しない環境光中の光成分が黄色蛍光体を励起して発光させる場合があるからである。
このような黄色蛍光体の発光に起因する黄ばみを防止するために、波長変換コンポーネント１０３に青色顔料または青色光散乱粒子を含有させることができる。青色顔料としてはフタロシアニン顔料やウルトラマリン等の公知の青色顔料を適宜用いることができる。青色光散乱粒子とは、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、チタニア、ジルコニアなどの無機酸化物またはその他の無機微粒子からなる粒径１００ｎｍ以下の微粒子であり、レイリー散乱によって青色を呈する。青色顔料または青色光散乱粒子が反射または散乱する環境光中の青色成分と黄色蛍光体が発する黄色い光が混色して波長変換コンポーネント１０３の外観が白くなる。

黄色蛍光体の発光に起因する波長変換コンポーネントの黄ばみを防止する他の方法では、近紫外カットフィルターを用いて白色発光装置の外部から波長変換コンポーネントに入射する環境光に含まれる近紫外成分をカットする。例えば、図３に断面図を示すように、波長変換コンポーネント１０３の上に近紫外カットフィルター１０４を積層することができる。図４は、白色発光装置１０に筒状の反射鏡２０と近紫外カットフィルター３０とを
組み合わせてなる照明装置１の断面図であるが、この例のように、近紫外カットフィルター３０は白色発光装置１０から離して設置してもよい。

１．２ 第２実施形態
第２実施形態に係る白色発光装置は、青色蛍光体を波長変換コンポーネントの内部に配置する代わりに近紫外ＬＥＤチップを封止する透光性樹脂中に分散させる点で第１実施形態と異なっており、その他の構成は第１実施形態と同じである。第２実施形態の白色発光装置では第１の実施形態に比べて青色蛍光体の使用量を大幅に削減することができるので、より低コストで製造することができる。

１．３ 第３実施形態
第３実施形態に係る白色発光装置の構造を図５に示す。図５（ａ）は白色発光装置１１の断面図であり、図５（ｂ）は白色発光装置１１に含まれるＬＥＤランプ１１２の断面図である。
白色発光装置１１はリモートフォスファー型の構成を有しており、上部に開口部を有するケース１１１と、該ケースの底面上に配置されたＬＥＤランプ１１２と、該ケースの開口部を塞ぐように配置された板状の波長変換コンポーネント１１３とを有している。

図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤランプ１１２はパッケージ１１２ａと、該パッケージに収容された１個以上の近紫外ＬＥＤチップ１１２ｂと、近紫外ＬＥＤチップ１１２ｂとともにパッケージ１１２ａに収容された１個以上の青色ＬＥＤチップ１１２ｄとから構成されている。近紫外ＬＥＤチップ１１２ｂおよび青色ＬＥＤチップ１１２ｄは、シリコーン樹脂のような透光性樹脂１１２ｃで封止されている。

青色ＬＥＤチップ１１２ｄの発光ピーク波長は通常４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下、好ましくは４５０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下である。
ＬＥＤランプを用いる代わりに、ケース１１１の底面に設けた配線上に近紫外ＬＥＤチップと青色ＬＥＤチップを直接実装するチップ・オン・ボード構造を採用することも可能である。チップ・オン・ボード構造を採用する場合に実装するチップ数は１０個以下であってもよいし、あるいは、５０個以上、更には１００個以上とすることもできる。近紫外ＬＥＤチップ１１２ｂと青色ＬＥＤチップ１１２ｄはケース１１１の底面上に偏りなく混在させることが望ましい。

近紫外ＬＥＤチップ１１２ｂは、発光ピーク波長λ_Ｓを３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の範囲内に有しており、波長変換コンポーネント１１３は、近紫外ＬＥＤチップ１１２ｂにより励起されて発光する第１の蛍光体を含有している。第１の蛍光体は、発光ピーク波長λ_Ｐを５００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内に有している。更に、第１の蛍光体は、その励起スペクトルの４５０ｎｍ以上の波長域における強度が波長λ_Ｓにおける強度の５０％未満である。

波長変換コンポーネント１１３が含有する第１の蛍光体は、緑色蛍光体、黄色蛍光体、赤色蛍光体などで有り得る。波長変換コンポーネント１１３が含有し得る第１の蛍光体の種類に限定は無く、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。
波長変換コンポーネント１１３は第１の蛍光体として、少なくとも緑色蛍光体と黄色蛍光体のいずれかを含有することが好ましい。例えば、波長変換コンポーネント１１３は第１の蛍光体として黄色蛍光体と赤色蛍光体を含有してもよいし、緑色と赤色蛍光体を含有してもよく、また、緑色蛍光体と黄色蛍光体を含有してもよいし、緑色蛍光体と黄色蛍光体と赤色蛍光体を含有してもよい。

また、波長変換コンポーネント１１３には、オフ状態において当該波長変換コンポーネ
ントが黄ばんで見えるのを防止するために、青色蛍光体、青色顔料または青色光散乱粒子を含有させることもできる。
白色発光装置１１の出力光、すなわち波長変換コンポーネント１１３の表面から白色発光装置１１の外部に放射される光は、波長変換コンポーネント１１３が含有する各蛍光体が発する光と青色ＬＥＤチップ１１２ｄが発する光とが混成した光である。波長変換コンポーネント１１３が含有する各蛍光体の量は、白色発光装置１１の出力光が白色光となるよう調整する。

１．４ 第４実施形態
第４実施形態に係る白色発光装置の構造を図６に示す。図６（ａ）は白色発光装置１２の断面図であり、図６（ｂ）は白色発光装置１２に含まれるＬＥＤランプ１２２の断面図である。
白色発光装置１２はリモートフォスファー型の構成を有しており、上部に開口部を有するケース１２１と、該ケースの底面上に配置されたＬＥＤランプ１２２と、該ケースの開口部を塞ぐように配置された板状の波長変換コンポーネント１２３とを有している。

図６（ｂ）に示すように、ＬＥＤランプ１２２は、パッケージ１２２ａと該パッケージに収容された１個以上の近紫外ＬＥＤチップ１２２ｂとから構成されている。近紫外ＬＥＤチップ１２２ｂはシリコーン樹脂のような透光性樹脂１２２ｃで封止されている。透光性樹脂１２２ｃの中には、近紫外ＬＥＤチップ１２２ｂにより励起されて発光する赤色蛍光体が分散されている。

近紫外ＬＥＤチップ１２２ｂは、発光ピーク波長λ_Ｓを３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の範囲内に有しており、波長変換コンポーネント１２３は、近紫外ＬＥＤチップ１２２ｂにより励起されて発光する第１の蛍光体を含有している。第１の蛍光体は、発光ピーク波長λ_Ｐを５００ｎｍ以上７８０ｎｍ未満、好ましくは５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲内に有している。更に、第１の蛍光体は、その励起スペクトルの４５０ｎｍ以上の波長域における強度が波長λ_Ｓにおける強度の５０％未満である。

波長変換コンポーネント１２３は第１の蛍光体として、少なくとも緑色蛍光体と黄色蛍光体のいずれかを含有している。
また、波長変換コンポーネント１２３は、第１の蛍光体に加えて、近紫外ＬＥＤチップ１０２ｂにより励起されて発光する青色蛍光体を含有している。
更に、波長変換コンポーネント１２３には青色顔料または青色光散乱粒子を含有させることができる。

近紫外ＬＥＤチップ１２２ｂを封止する透光性樹脂１２２ｃ中に分散する赤色蛍光体は、近紫外ＬＥＤチップ１２２ｂにより励起されて発光するものでありさえすればよい。この赤色蛍光体の発光ピーク波長は例えば６００ｎｍ以上７００ｎｍ未満、好ましくは６１０ｎｍ以上６４０ｎｍ未満である。
透光性樹脂１２２ｃ中に分散する赤色蛍光体はオフ状態における波長変換コンポーネント１２３の外観に影響を与えないので、青色光で励起される性質を有するものであっても構わない。従って、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕに代表される高効率の窒化
物系赤色蛍光体を採用することができる。この種の赤色蛍光体は近紫外光だけではなく青色光によっても効率的に励起されるので、環境光の下で強く赤色に呈色する。

白色発光装置１２の出力光、すなわち波長変換コンポーネント１２３の表面から白色発光装置１２の外部に放射される光は、波長変換コンポーネント１２３が含有する各蛍光体が発する光と、透光性樹脂１２２ｃ中に分散された赤色蛍光体が発する光とが混成した光である。これら各蛍光体の量は、白色発光装置１２の出力光が白色光となるよう調整する
。

１．５ 第５実施形態
第５実施形態に係る白色発光装置の構造を図７に示す。図７（ａ）は白色発光装置１３の断面図であり、図７（ｂ）は白色発光装置１３に含まれるＬＥＤランプ１３２の断面図である。
白色発光装置１３はリモートフォスファー型の構成を有しており、上部に開口部を有するケース１３１と、該ケースの底面上に配置されたＬＥＤランプ１３２と、該ケースの開口部を塞ぐように配置された板状の波長変換コンポーネント１３３とを有している。

図７（ｂ）に示すように、ＬＥＤランプ１３２はパッケージ１３２ａと、該パッケージに収容された１個以上の近紫外ＬＥＤチップ１３２ｂと、近紫外ＬＥＤチップ１３２ｂとともにパッケージ１３２ａに収容された１個以上の赤色ＬＥＤチップ１３２ｅとから構成されている。近紫外ＬＥＤチップ１３２ｂおよび赤色ＬＥＤチップ１３２ｅは、シリコーン樹脂のような透光性樹脂１３２ｃで封止されている。

赤色ＬＥＤチップ１３２ｅの発光ピーク波長は通常５９０ｎｍ以上７００ｎｍ未満、好ましくは６１０ｎｍ以上６４０ｎｍ未満である。
ＬＥＤランプを用いる代わりに、ケース１３１の底面に設けた配線上に近紫外ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップを直接実装するチップ・オン・ボード構造を採用することも可能である。チップ・オン・ボード構造を採用する場合に実装するチップ数は１０個以下であってもよいし、あるいは、５０個以上、更には１００個以上とすることもできる。近紫外ＬＥＤチップ１３２ｂと赤色ＬＥＤチップ１３２ｅはケース１３１の底面上に偏りなく混在させることが望ましい。

近紫外ＬＥＤチップ１３２ｂは、発光ピーク波長λ_Ｓを３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の範囲内に有しており、波長変換コンポーネント１３３は、近紫外ＬＥＤチップ１３２ｂにより励起されて発光する第１の蛍光体を含有している。
第１の蛍光体は、発光ピーク波長λ_Ｐを５００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲内に有している。更に、第１の蛍光体は、その励起スペクトルの４５０ｎｍ以上の波長域における強度が波長λ_Ｓにおける強度の５０％未満である。

波長変換コンポーネント１３３は第１の蛍光体として、少なくとも緑色蛍光体と黄色蛍光体のいずれかを含有している。赤色蛍光体を含有させる必要がないことから、波長変換コンポーネント１３３が赤っぽく呈色することは回避できる。
また、波長変換コンポーネント１３３は、第１の蛍光体に加えて、近紫外ＬＥＤチップ１３２ｂにより励起されて発光する青色蛍光体を含有している。

更に、波長変換コンポーネント１２３には青色顔料または青色光散乱粒子を含有させることができる。
白色発光装置１３の出力光、すなわち波長変換コンポーネント１３３の表面から白色発光装置１３の外部に放射される光は、波長変換コンポーネント１３３が含有する各蛍光体が発する光と、赤色ＬＥＤチップ１３２ｅが発する光とが混成した光である。各蛍光体の量は、白色発光装置１３の出力光が白色光となるよう調整する。赤色ＬＥＤチップ１３２ｅを使用しているので、この出力光の相関色温度は１５００Ｋ〜４０００Ｋの範囲内の任意の値に設定することが可能である。
赤色ＬＥＤチップ１３２ｅが発する狭帯域光が出力光に含まれるために、白色発光装置１３は良好な演色性および色品質（Color Quality）を備えるものとなる。

１．６ 第６実施形態
第６実施形態に係る白色発光装置の構造を図８に示す。図８（ａ）は白色発光装置１４の断面図であり、図８（ｂ）は白色発光装置１４に含まれるＬＥＤランプ１４２の断面図である。
白色発光装置１４はリモートフォスファー型の構成を有しており、上部に開口部を有するケース１４１と、該ケースの底面上に配置されたＬＥＤランプ１４２と、該ケースの開口部を塞ぐように配置された板状の波長変換コンポーネント１４３とを有している。
図８（ｂ）に示すように、ＬＥＤランプ１４２はパッケージ１４２ａと、該パッケージに収容された１個以上の近紫外ＬＥＤチップ１４２ｂと、近紫外ＬＥＤチップ１４２ｂとともにパッケージ１４２ａに収容された１個以上の青色ＬＥＤチップ１４２ｄおよび１個以上の赤色ＬＥＤチップ１４２ｅとから構成されている。近紫外ＬＥＤチップ１４２ｂ、青色ＬＥＤチップ１４２ｄおよび赤色ＬＥＤチップ１４２ｅは、シリコーン樹脂のような透光性樹脂１４２ｃで封止されている。

青色ＬＥＤチップ１４２ｄの発光ピーク波長は通常４４０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下、好ましくは４５０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下である。
赤色ＬＥＤチップ１３２ｅの発光ピーク波長は通常５９０ｎｍ以上７００ｎｍ未満、好ましくは６１０ｎｍ以上６４０ｎｍ未満である。
ＬＥＤランプを用いる代わりに、ケース１４１の底面に設けた配線上に近紫外ＬＥＤチップと青色ＬＥＤチップと赤色ＬＥＤチップを直接実装するチップ・オン・ボード構造を採用することも可能である。チップ・オン・ボード構造を採用する場合に実装するチップ数は１０個以下であってもよいし、あるいは、５０個以上、更には１００個以上とすることもできる。近紫外ＬＥＤチップ１４２ｂと青色ＬＥＤチップ１４２ｄと赤色ＬＥＤチップ１４２ｅはケース１４１の底面上に偏りなく混在させることが望ましい。

近紫外ＬＥＤチップ１４２ｂは、発光ピーク波長λ_Ｓを３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の範囲内に有しており、波長変換コンポーネント１４３は、近紫外ＬＥＤチップ１４２ｂにより励起されて発光する第１の蛍光体を含有している。第１の蛍光体は、発光ピーク波長λ_Ｐを５００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以上６００ｎｍ未満の範囲内に有している。更に、第１の蛍光体は、その励起スペクトルの４５０ｎｍ以上の波長域における強度が波長λ_Ｓにおける強度の５０％未満である。

波長変換コンポーネント１４３は第１の蛍光体として、少なくとも緑色蛍光体と黄色蛍光体のいずれかを含有している。
また、波長変換コンポーネント１４３には、オフ状態において当該波長変換コンポーネントが黄ばんで見えるのを防止するために、青色蛍光体または青色顔料または青色光散乱粒子を含有させることもできる。

白色発光装置１４の出力光、すなわち波長変換コンポーネント１４３の表面から白色発光装置１４の外部に放射される光は、波長変換コンポーネント１４３が含有する各蛍光体が発する光と、青色ＬＥＤチップ１４２ｄおよび赤色ＬＥＤチップ１４２ｅがそれぞれ発する光とが混成した光である。各蛍光体の量は、白色発光装置１４の出力光が白色光となるよう調整する。
赤色ＬＥＤチップ１４２ｅが発する狭帯域光が出力光に含まれるために、白色発光装置１４は良好な演色性および色品質（Color Quality）を備えるものとなる。

２．蛍光体
本明細書にいう青色蛍光体は、その発光色が、図９に示すｘｙ色度図（ＣＩＥ １９３１）における「ＰＵＲＰＵＬＩＳＨ ＢＬＵＥ」、「ＢＬＵＥ」または「ＧＲＥＥＮＩＳ
Ｈ ＢＬＵＥ」に区分される蛍光体を含む。
本明細書にいう緑色蛍光体は、その発光色が、図９に示すｘｙ色度図（ＣＩＥ １９３１）における「ＧＲＥＥＮ」または「ＹＥＬＬＯＷＩＳＨ ＧＲＥＥＮ」に区分される蛍光体を含む。

本明細書にいう黄色蛍光体とは、その発光色が、図９に示すｘｙ色度図（ＣＩＥ １９３１）における「ＹＥＬＬＯＷ ＧＲＥＥＮ」、「ＧＲＥＥＮＩＳＨ ＹＥＬＬＯＷ」、「ＹＥＬＬＯＷ」または「ＹＥＬＬＯＷＩＳＨ ＯＲＡＮＧＥ」に区分される蛍光体を含む。
本明細書にいう赤色蛍光体とは、その発光色が、図９に示すｘｙ色度図（ＣＩＥ １９３１）における「ＯＲＡＮＧＥ」、「ＲＥＤＤＩＳＨ ＯＲＡＮＧＥ」または「ＲＥＤ」に区分される蛍光体を含む。

２．１ 第１の蛍光体
上記の各実施形態に係る白色発光装置で使用される第１の蛍光体は、発光ピーク波長λ_Ｐを５００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内に有し、かつ、その励起スペクトルの４５０ｎｍ以上の波長域における強度が波長λ_Ｓにおける強度の５０％未満という条件を充たす蛍光体である。
第１の蛍光体として使用することのできる緑色蛍光体としては、（Ｂａ，Ｓｒ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ，Ｍｎが好ましく例示される。 第１の蛍光体として使用することのできる黄色蛍光体としては、Nature Communications 3, Article number: 1132で報告された
Ｃｌ＿ＭＳ蛍光体、特開２００９−３８３４８号公報に開示された黄色蛍光体が好ましく例示される。 第１の蛍光体として使用することのできる赤色蛍光体としては、Ｍ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ（但し、ＭはＬａ，Ｇｄ，Ｙから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、０.５ＭｇＦ₂・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ₂：Ｍｎが好ましく例示される。

２．２ その他の蛍光体
上記の各実施形態に係る白色発光装置に使用し得る青色蛍光体としては、（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）ＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕが好まし
く例示される。
また、上記第４実施形態に係る白色発光装置１２において、近紫外ＬＥＤチップ１２２ｂを封止する透光性樹脂１２２ｃ中に分散することのできる赤色蛍光体としては、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）ＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ、（ＣａＡｌＳｉＮ₃）_1-x（Ｓｉ_(3n+2)/4Ｎ_nＯ）_x：
Ｅｕ、（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）₂Ｓｉ₅Ｎ₈：Ｅｕ、ＳｒＡｌＳｉ₄Ｎ₇：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｂａ
）₃ＳｉＯ₅：Ｅｕが好ましく例示される。これらの蛍光体は、上述のＭ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ（但し、ＭはＬａ，Ｇｄ，Ｙから選ばれるいずれか一つまたは２以上の元素）、０.５ＭｇＦ₂・３．５ＭｇＯ・ＧｅＯ₂：Ｍｎに比べて発光効率が高い。

３．波長変換コンポーネント
上記の各実施形態に係る白色発光装置で使用される波長変換コンポーネントは、例えば、近紫外〜可視波長域の光を透過させ得るバインダ樹脂に蛍光体を分散させた樹脂組成物からなるモールド成形体である。バインダ樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などが例示される。

このタイプの波長変換コンポーネントは、板状（ディスク状、角板状を含む）の他、ドーム状その他の様々な形状とすることができる。
波長変換コンポーネントは、また、近紫外〜可視波長域の光を透過させ得る透光性の基材の表面に、上記例示したバインダ樹脂に蛍光体を分散させた樹脂組成物をコーティングしてなる構造物であり得る。基材としては上記バインダ樹脂として使用し得る樹脂材料の他、ガラス、セラミックなどが例示される。基材の形状は板状の他、ドーム状その他の様々な形状とすることができる。

４．ＬＥＤ素子
近紫外ＬＥＤ素子、青色ＬＥＤ素子としては、ＩｎＧａＮ系ＬＥＤ素子を好適に用いることができる。赤色ＬＥＤ素子としてはＡｌＧａＡｓ系ＬＥＤ素子を好適に用いることができる。
５．近紫外カットフィルター
近紫外カットフィルターとしては、誘電体多層膜からなるハイパスフィルターを好ましく使用できる。また、近紫外光を吸収するが近紫外光より長波長の光に対しては吸収性を示さない材料からなる薄膜を透光性の基材の表面に形成した吸収フィルターや、かかる材料からなる微粒子を透光性のバインダ材料中に分散した組成物で形成した吸収フィルターを用いることもできる。近紫外光を吸収するが近紫外光より長波長の光に対しては吸収性を示さない材料としては、酸化チタンが好ましく例示される。

１０、１１、１２、１３、１４ 白色発光装置
１０１、１１１、１２１、１３１、１４１ ケース
１０２、１１２、１２２、１３２、１４２ ＬＥＤランプ
１０３、１１３、１２３、１３３、１４３ 波長変換コンポーネント
１０４、３０ 近紫外カットフィルター

Claims (10)

1. 近紫外光を発する第１の半導体発光素子と、該第１の半導体発光素子が発する光の照射を受ける位置に配置された波長変換コンポーネントと、青色光源とを備える白色発光装置であって：
   上記第１の半導体発光素子は、発光ピーク波長λ_Ｓを３８０ｎｍ以上４２０ｎｍ未満の範囲内に有し；
   上記波長変換コンポーネントは、上記第１の半導体発光素子により励起されて発光する蛍光体として、発光ピーク波長λ_Ｐを５００ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲内に有し、かつ励起スペクトルの４５０ｎｍ以上の波長域における強度が波長λ_Ｓにおける強度の５０％未満である第１の蛍光体を含有する；
   ことを特徴とする白色発光装置。
2. 上記青色光源として、上記第１の半導体発光素子により励起されて発光する青色蛍光体を備える、請求項１に記載の白色発光装置。
3. 上記青色蛍光体が上記波長変換コンポーネントの内部に配置されている、請求項２に記載の白色発光装置。
4. 上記青色光源として半導体青色発光素子を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の白色発光装置。
5. 上記波長変換コンポーネントが、上記第１の蛍光体として、緑色蛍光体と黄色蛍光体のいずれか一方または両方を含有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の白色発光装置。
6. 上記波長変換コンポーネントの外に配置された赤色光源を備える、請求項５に記載の白色発光装置。
7. 上記赤色光源として、上記第１の半導体発光素子により励起されて発光する赤色蛍光体を備える、請求項６に記載の白色発光装置。
8. 上記赤色光源として半導体赤色発光素子を備える、請求項６に記載の白色発光装置。
9. 上記波長変換コンポーネントが、上記第１の蛍光体として黄色蛍光体を含有するとともに青色顔料または青色光散乱粒子を含有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の白色発光装置。
10. 当該白色発光装置の外部から上記波長変換コンポーネントに対して近紫外光が入射するのを防止するフィルターを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の白色発光装置。
    

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