JP2020532874A - Ｄ５０／ｄ６５高演色性標準ｌｅｄ発光モジュールおよび照明装置 - Google Patents

Ｄ５０／ｄ６５高演色性標準ｌｅｄ発光モジュールおよび照明装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、ＬＥＤ光源モジュール及び照明装置に関し、より詳しくは、高演色性ＬＥＤと紫外線ＬＥＤとを用いて高い演色性と共に優れた条件等色指数特性を有するＤ５０／Ｄ６５高演色性標準ＬＥＤ光源モジュール及び照明装置に関する。本発明の一実施例による光源モジュールは、３００ｎｍ〜４００ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子、及び平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第１白色ＬＥＤ素子を含み、第１白色ＬＥＤ素子は、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの励起波長を有する第１ＬＥＤチップと第１ＬＥＤチップの励起波長によって励起されて発光する第１蛍光体層とを含むＬＥＤ素子であり、第１蛍光体層は、４４０〜４９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第１蛍光体、５００〜５８０ｎｍの発光ピーク波長を有する第２蛍光体、及び６００〜６９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第３蛍光体を含むことを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、ＬＥＤ光源モジュールおよび照明装置に関し、より詳しくは、高演色性ＬＥＤと紫外線ＬＥＤとを用いて高い演色性と共に優れた条件等色指数特性を有するＤ５０／Ｄ６５高演色性標準ＬＥＤ光源モジュールおよび照明装置に関する。
多くの人々は、衣類の売り場で見た衣類の色が後ほど他の色に感じられる場合を頻繁に経験する。これは、照明に応じて物体の色が異に認識されて現れる現象である。
このため、織物、印刷物などのように色の正確な検査（ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ）が必要な場合、図１に示すように、予め定められた標準照明の規格に従う検査などを使う環境で色を判断することが求められる。この時、標準照明の規格を満たすためには、様々な波長における演色評価数（Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ Ｉｎｄｅｘ；ＣＲＩ）が予め定められた基準値以上でなければならず（例えば、Ｒ１〜Ｒ１５に対する平均演色評価数（Ｒａ）が９０以上）、さらには照明に応じて色がどれほど異に認識されるかを示す条件等色指数（Ｍｅｔａｍｅｒｉｓｍ Ｉｎｄｅｘ、ＭＩ）も基準値以下の値を有することが求められる。
より具体的には、図２は日本工業規格（ＪＩＳ）に従うＤ６５（６５００Ｋ Ｄａｙｌｉｇｈｔ）、Ｄ５０（５０００Ｋ Ｄａｙｌｉｇｈｔ）標準光源に対する規格を例示しており、これにより、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が１．０以内、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．５以内、平均演色評価数が９５％以上、および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）が８５％以上の基準値を満たさなければならない。また、国際標準規格（ＩＳＯ）によれば、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が１．０以内、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．５以内、平均演色評価数が９０％以上、および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）を含む各演色評価数が８０％以上の各基準値を満たさなければならない。
従来、前記標準光源として通常水銀灯や蛍光灯を用いたが、前記水銀灯や蛍光灯は、環境に有害な物質を含むだけでなく、低いエネルギー効率などの問題により、全世界的に順次その使用が制限されている傾向である。
このため、発光ダイオード（ＬＥＤ）などを用いて標準光源を構成しようとする様々な試みがなされているが、発光ダイオード（ＬＥＤ）は特定の波長の光を発光する特性を有するところ、様々な波長における高い演色評価数（ＣＲＩ）を実現し難いだけでなく、可視条件等色指数および蛍光条件等色指数（ＭＩｖｉｓ、ＭＩｕｖ）まで優れた特性に実現するのはさらに解決し難い問題になる。
このため、発光ダイオード（ＬＥＤ）などを用いて標準光源を構成するための努力にもかかわらず、未だに標準光源に求められる十分な性能を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）標準光源は実現されていない。
本発明は、上述したような従来技術の問題を解決するためのものであり、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて高い演色性と共に優れた条件等色指数特性を有する高演色性標準ＬＥＤ光源モジュールおよび照明装置を提供することを目的とする。
その他の本発明の細部的な目的は、以下に記載される具体的な内容を通じて、該技術分野における専門家や研究者に明らかに把握し理解されるであろう。
前記技術的課題を達成するために、本発明の一実施例による光源モジュールは、３００ｎｍ〜４００ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子、および平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を含み、前記第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子は、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの励起波長を有する第１ＬＥＤチップと前記第１ＬＥＤチップの励起波長によって励起されて発光する第１蛍光体層とを含む発光ダイオード（ＬＥＤ）素子であり、前記第１蛍光体層は、４４０〜４９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第１蛍光体、５００〜５８０ｎｍの発光ピーク波長を有する第２蛍光体、および６００〜６９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第３蛍光体を含むことを特徴とする。
この時、前記光源モジュールの紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値は６０〜１６０の範囲内にある。
また、前記第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子として、互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いてもよい。
なお、前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子と前記第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を内蔵する透光材をさらに含み、前記透光材はＰＭＭＡ、ガラスまたは紫外線を透過する材質から構成されてもよい。
また、前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子として、互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いてもよい。
なお、前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子および前記第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子により、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が１．０以下、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．５以下の発光特性を有してもよい。
この時、平均演色評価数（Ｒａ）は９０％以上、特殊演色評価数Ｒ９〜Ｒ１５は８０％以上の発光特性を有してもよい。
さらに、相関色温度（ＣＣＴ）は２０００Ｋ〜１００００Ｋの範囲内にある。
さらに、前記光源モジュールは、平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子をさらに含んでもよく、この時、前記第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子は、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの励起波長を有する第２ＬＥＤチップと前記第２ＬＥＤチップの励起波長によって励起されて発光する第２蛍光体層とを含む発光ダイオード（ＬＥＤ）素子であり、前記第２蛍光体層は、４４０〜４９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第１蛍光体、５００〜５８０ｎｍの発光ピーク波長を有する第２蛍光体、および６００〜６９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第３蛍光体を含んでもよい。
この時、前記第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子および前記第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子として、各々互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いてもよい。
また、前記光源モジュールは、４００ｎｍ〜４７０ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の青色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子をさらに含んでもよい。
この時、前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子の３００ｎｍ〜４００ｎｍ波長のピーク波長スペクトル強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は、前記青色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子の４００ｎｍ〜４７０ｎｍ波長のピーク波長スペクトル強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）の６０〜９０％の範囲内にある。
また、前記第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子において、前記第１ＬＥＤチップは４００ｎｍ〜４４０ｎｍの励起波長を有してもよい。
本発明の他の側面による光源モジュールは、３００ｎｍ〜４００ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子、および平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を含み、前記第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子は、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの励起波長を有する第２ＬＥＤチップと前記第２ＬＥＤチップの励起波長によって励起されて発光する第２蛍光体層とを含む発光ダイオード（ＬＥＤ）素子であり、前記第２蛍光体層は、４４０〜４９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第１蛍光体、５００〜５８０ｎｍの発光ピーク波長を有する第２蛍光体、および６００〜６９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第３蛍光体を含むことを特徴とする。
この時、前記光源モジュールの紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値は６０〜１６０の範囲内にある。
また、前記第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子として、互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いてもよい。
なお、前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子として、互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いてもよい。
さらに、４００ｎｍ〜４７０ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の青色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子をさらに含んでもよい。
この時、前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子の３００ｎｍ〜４００ｎｍ波長のピーク波長スペクトル強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は、前記青色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子の４００ｎｍ〜４７０ｎｍ波長のピーク波長スペクトル強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）の６０〜９０％の範囲内にある。
本発明のまた他の側面による照明装置は、前記記載された光源モジュールを含んで構成されることを特徴とする。
本発明によれば、３００ｎｍ〜４００ｎｍの発光ピークを有する紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子、および４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの励起波長を有する第１ＬＥＤチップと前記第１ＬＥＤチップの励起波長によって発光する第１蛍光体層とを含み平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を共に用いて光源モジュールを構成することによって、高い演色性と共に優れた条件等色指数特性を有する高演色性標準ＬＥＤ光源モジュールおよび照明装置を提供することができるようにする。本発明の白色ＬＥＤチップは、特にＲ９およびＲ１２などの特殊色に対する高い演色性を示す。
また、本発明によれば、前記光源モジュールに４００ｎｍ〜４４０ｎｍの励起波長を有する第２ＬＥＤチップと前記第２ＬＥＤチップの励起波長によって発光する第２蛍光体層とを含み平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子をさらに備えるか、前記第１ＬＥＤチップが４００ｎｍ〜４４０ｎｍの励起波長を有するように光源モジュールを構成することによって、より改善された条件等色指数特性を有することができるようになる。
なお、本発明によれば、前記光源モジュールに４００ｎｍ〜４７０ｎｍの発光ピークを有する青色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子をさらに備えて光源モジュールを構成することによって、より改善された条件等色指数特性を有することができるようになる。
通常の標準照明を用いた色検査装置を例示的に示す図である。 通常の標準照明の規格を例示した図である。 本発明の一実施例による光源モジュール１０の斜視図である。 本発明の一実施例による光源モジュール１０の分解図である。 本発明の一実施例による光源モジュール１０に用いられる第１白色発光ダイオード１００の断面図である。 本発明の一実施例によるＤ６５規格に従う光源モジュール１０における項目別の性能実験値である。 本発明の一実施例によるＤ６５規格に従う光源モジュール１０における発光スペクトルである。 本発明の一実施例によるＤ６５規格に従う光源モジュール１０における項目別の性能実験値である。 本発明の一実施例によるＤ６５規格に従う光源モジュール１０における発光スペクトルである。 本発明の一実施例によるＤ６５規格に従う光源モジュール１０における項目別の性能実験値である。 本発明の一実施例によるＤ６５規格に従う光源モジュール１０における発光スペクトルである。 本発明の一実施例によるＤ６５規格に従う光源モジュール１０における項目別の性能実験値である。 本発明の一実施例によるＤ６５規格に従う光源モジュール１０における発光スペクトルである。 本発明の一実施例によるＤ５０規格に従う光源モジュール１０における項目別の性能実験値および発光スペクトルである。 本発明に対する比較例として、通常の延性特性を有する発光ダイオード（Ｒａ＝８０）を用いた光源モジュールにおける項目別の性能実験値および発光スペクトルである。 本発明の一実施例による光源モジュール１０に対する積分球性能測定値である。 本発明の一実施例による光源モジュール１０に対する積分球性能測定値である。 本発明の様々な実施例による光源モジュール１０のＤ６５規格における項目別の性能実験結果表である。 図１５ａ〜図１５ｄは本発明の様々な実施例による光源モジュール１０のＤ６５規格における項目別の性能測定値である。 本発明の様々な実施例による光源モジュール１０のＤ５０規格における項目別の性能実験結果表である。 図１７ａ〜図１７ｄは本発明の様々な実施例による光源モジュール１０のＤ５０規格における項目別の性能測定値である。 本発明の様々な実施例に対する光源モジュール１０のＤ６５およびＤ５０規格における発光スペクトルである。 本発明の様々な実施例に対する光源モジュール１０のＤ６５およびＤ５０規格における発光スペクトルである。
本発明と本発明の動作上の利点および本発明の実施により達成される目的を説明するために、以下では本発明の好ましい実施例を例示し、それを参照して説明する。
本発明を説明するにおいて、関連の公知の構成または機能に関する具体的な説明が本発明の要旨を不要に濁す恐れがあると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
以下では、本発明に係る高演色性標準ＬＥＤ発光モジュールおよび照明装置の例示的な実施例を添付された図面を参照して詳しく説明する。
図３は本発明の一実施例による光源モジュール１０の斜視図を例示し、図４は本発明の一実施例による光源モジュール１０の分解図を例示している。
図３および図４に示すように、本発明の一実施例による光源モジュール１０は、一つ以上の紫外線発光ダイオード２２０素子と一つ以上の第１白色発光ダイオード１００素子とを含んで構成されることができる。
この時、前記紫外線発光ダイオード２００素子は３００ｎｍ〜４００ｎｍの発光ピークを有する発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよく、また、前記第１白色発光ダイオード１００素子は平均演色評価数（Ｒａ）が９０％以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。
より具体的には、前記第１白色発光ダイオード１００素子は、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの励起波長を有する第１ＬＥＤチップ１３０と、前記第１ＬＥＤチップ１３０の発光面を覆い、前記第１ＬＥＤチップ１３０の励起波長によって励起されて発光する第１蛍光体層１５０とを含む発光ダイオード（ＬＥＤ）素子であり、この時、前記第１蛍光体層１５０は、４４０〜４９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第１蛍光体１５２、５００〜５８０ｎｍの発光ピーク波長を有する第２蛍光体１５３、および６００〜６９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第３蛍光体１５４を含んで構成されることができる。
さらに、本発明の一実施例による光源モジュール１０は、前記紫外線発光ダイオード２２０および第１白色発光ダイオード１００が取り付けられる基板２００、前記基板２００が載置される支持部３２０および前記紫外線発光ダイオード２２０および第１白色発光ダイオード１００を内蔵し、前記紫外線発光ダイオード２２０および第１白色発光ダイオード１００から発光される光を透過する透光材３００、および前記基板２００に電気的に連結されて外部電源を供給する連結部３１０を含んで構成されることができる。
以下、本発明の一実施例による光源モジュール１０を各構成要素別に分けてさらに詳しく説明する。
先ず、図５は、本発明の好ましい実施例による第１白色発光ダイオード１００素子を例示的に示している。
図５を参照すれば、第１白色発光ダイオード１００素子は、ベース基板１１０上に取り付けられた第１ＬＥＤチップ１３０を含む。前記第１白色発光ダイオード１００素子は、表面実装方式（ＳＭＴ）でボールグリッド接合２１０され、金属基板（ｍｅｔａｌ ＰＣＢ）などの種々の基板２００上に取り付けられる。勿論、図５のパッケージ構造は本発明のＬＥＤ素子の適用例を例示したものであり、以外にも他のパッケージング方式によっても構成可能である。
前記第１白色発光ダイオード１００素子のベース基板１１０上には所定の形状、例えば円筒形状のフレーム１７０が設けられ、前記フレーム１７０の内側面には第１ＬＥＤチップ１３０から放出される光を効率的に反射させるためのレフレクターが設けられる。図示していないが、前記第１ＬＥＤチップ１３０の一つの電極はボンディングワイヤを介在してフレーム１７０と電気的に接続されることができる。また、前記第１ＬＥＤチップ１３０の他の電極は、ベース基板上の金属配線と電気的に接続されることができる。
前記第１ＬＥＤチップ１３０としては、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍのピーク波長を有する発光ダイオードを含む。前記発光ダイオードとしては、ＩｎＧａＮ系またはＧａＮ系などの発光ダイオードが使用できる。本発明において、第１ＬＥＤチップ１３０の代わりに、レーザダイオードのような他の発光素子も使用できる。
前記第１ＬＥＤチップ１３０は、第１蛍光体層１５０によって囲まれている。前記第１蛍光体層１５０は、前記第１ＬＥＤチップ１３０の発光波長によって励起されて所定波長の光を放出する蛍光体１５２、１５３、１５４を含む。本発明において、前記蛍光体は、好ましくは、粉末状として提供される。このために、前記第１蛍光体層１５０は、前記蛍光体を分散および固定し、前記第１ＬＥＤチップ１３０を密封する透明樹脂を含むことができる。
本発明において、前記透明樹脂としては、通常のシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などが使用できる。
本発明において、前記蛍光体１５２、１５３、１５４は、互いに異なる組成の蛍光物質から構成される。好ましくは、互いに異なる発光波長を有する少なくとも３種の蛍光物質を含む。本発明において、前記蛍光体１５２、１５３、１５４は、前記第１ＬＥＤチップ１３０から放出される光によって励起されて青色光を発する第１蛍光体（Ｂ）、緑色光を発する第２蛍光体（Ｇ）、および赤色光を発する第３蛍光体（Ｒ）を含む。本発明において、前記第１、第２および第３蛍光体は、酸化物または窒化物であることが好ましい。
本発明において、前記第１蛍光体１５２は、前記第１ＬＥＤチップ１００の発光によって励起されて４４０〜４９９ｎｍの範囲でピーク波長を有する光を放出する。前記第１蛍光体１５２の発光ピーク波長は、前記第１ＬＥＤチップ１３０から放出される光のピーク波長より大きい。
本発明において、前記第１蛍光体１５２としては、青色光を発する蛍光体であって、下記（化学式１）で表される蛍光体を用いることが好ましい。
（化学式１）
（Ｂａ、Ｅｕ）ＳｉＯｘ（Ｏ、Ｃｌ）ｘＮｘ（１＜ｘ＜５）
本発明において、前記第２蛍光体１５３は、前記第１ＬＥＤチップ１３０の発光によって励起されて５００〜５８０ｎｍの範囲でピーク波長を有する光を放出し、前記第２蛍光体１５３としては、緑色光を発する蛍光体であって、下記（化学式２）〜（化学式４）で表される蛍光体を単独でまたは組み合わせて使用できる。
（化学式２）
（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ）ｘＳｉＯ２ｘ：Ｅｕ（１＜ｘ＜５）
（化学式３）
Ｓｉ６−ｙＡｌｙＯｙＮ８−ｙ：Ｅｕ（０．１＜ｙ＜０．５）
（化学式４）
Ａｌ８−ｚＬｕｚＯ１２：Ｃｅ＋＋（１＜ｚ＜５）
本発明において、前記第３蛍光体１５４は、前記第１ＬＥＤチップ１３０の発光によって励起されて６００〜６９９ｎｍの範囲でピーク波長を有する光を放出し、前記第３蛍光体１５４としては、下記（化学式５）または（化学式６）で表される蛍光体を単独でまたは組み合わせて使用できる。
（化学式５）
（Ｓｒ、Ｃａ）ＡｌＳｉＮｘ：Ｅｕ（１＜ｘ＜５）
（化学式６）
ＣａＡｌＳｉＮｙ：Ｅｕ（１＜ｙ＜５）
さらに、前記第１白色発光ダイオード１００素子として、互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いることによって、光源モジュール１０の条件等色指数などの特性をより改善することも可能である。
次に、前記紫外線発光ダイオード２２０は、３００ｎｍ〜４００ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の発光ダイオードを含んで構成されることができる。
この時、前記紫外線発光ダイオード２２０による３００ｎｍ〜４００ｎｍ波長の光量は、前記光源モジュール１０による全体光量の２０〜８０％の範囲にあることが好ましく、さらに前記光源モジュール１０の相関色温度（ＣＣＴ）は、２０００Ｋ〜１００００Ｋの範囲内にあることが好ましい。
また、前記光源モジュール１０から発光される光のうち紫外線の含量に該当する紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が６０〜１６０の範囲内にあるように調整することによって、前記光源モジュール１０の標準照明要求規格（例えば、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）、平均演色評価数（Ｒａ）および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）など）に対する特性が大幅に改善できる。これについては、実施例に対する実験結果と共により詳しく後述する。
また、前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子として、必ずしも同じ種類の発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いなければならないものではなく、互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いてもよい。特に、互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を共に用いることによって、前記可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）特性を大幅に改善できるようになる。これについても、実施例に対する実験結果と共により詳しく後述する。
さらに、本願発明において、前記紫外線発光ダイオード２２０素子は紫外線ＬＥＤチップがベース基板１１０などに取り付けられるパッケージ構造で構成されてもよいが、本発明が必ずしもこれに限定されるものではなく、この他にも前記紫外線ＬＥＤチップが前記基板２００に直接取り付けられるなど紫外線を発光できる様々な構造が採択されてもよい。
より具体的には、本発明の一実施例による光源モジュール１０は、前記３００ｎｍ〜４００ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の紫外線発光ダイオード２２０素子と、平均演色評価数（Ｒａ）が９０％以上の一つ以上の第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子とを共に用いて光源を構成することによって、従来の発光ダイオード（ＬＥＤ）では実現し難かった標準光源に求められる高い演色評価数（ＣＲＩ）特性および優れた条件等色指数（ＭＩ）特性を達成できるようになる。
すなわち、図２に示すように、日本工業規格（ＪＩＳ）に従うＤ６５（６５００Ｋ Ｄａｙｌｉｇｈｔ）標準光源規格は、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が１．０以内、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．５以内、平均演色評価数が９５％以上、および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）が８５％以上（但し、国際標準規格（ＩＳＯ）の場合は、平均演色評価数が９０％以上および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）を含む各演色評価数が８０％以上）の基準値を同時に満たさなければならないが、従来の通常の発光ダイオード（ＬＥＤ）では前記平均演色評価数が７５％〜８０％レベルに留まり、特定の波長における特殊演色評価数が大きく落ちただけでなく、さらには可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）および蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）まで優れた特性に実現するのはより解決し難い問題であった。
これに対し、本発明の一実施例による光源モジュール１０においては、前記３００ｎｍ〜４００ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の紫外線発光ダイオード２２０素子と、平均演色評価数（Ｒａ）が９０％以上の一つ以上の第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子とを共に用いて光源を構成することによって、前記可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が１．０以内、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．５以内、平均演色評価数（Ｒａ）が９０％以上、および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）を含む各演色評価数が８０％以上の各基準値を全て満たすことができるようになる。
さらに、前記基板２００は、前記第１白色発光ダイオード１００および紫外線発光ダイオード２２０が取り付けられるパッド、および第１白色発光ダイオード１００および紫外線発光ダイオード２２０を駆動させるための回路パターンなどが備えられる。前記基板２００は、ＦＲ−４などの誘電体を用いて構成されてもよいが、さらに前記第１白色発光ダイオード１００および紫外線発光ダイオード２２０の発熱などを促進するための金属基板（ｍｅｔａｌ ＰＣＢ）などの様々な材質により実現されてもよい。この時、前記基板２００は、連結部３１０と電気的に連結されて外部電源の供給を受けることができる。
さらに、本発明の一実施例による光源モジュール１０には、前記基板２００を載置させる支持部３２０が備えられる。さらに、前記支持部３２０は、前記基板２００における放熱を促進するために金属材質からなるか、または放熱に有利な構造に実現されてもよい。
また、本発明の一実施例による光源モジュール１０は、前記紫外線発光ダイオード２２０および第１白色発光ダイオード１００を内蔵し、前記紫外線発光ダイオード２２０および第１白色発光ダイオード１００から発光される光を透過する透光材３００を備えることができる。前記透光材３００は、前記紫外線発光ダイオード２２０から発光される紫外線光と前記第１白色発光ダイオード１００から発光される光を効果的に透過できるＰＭＭＡまたはガラスなどで構成されることが好ましい。さらに、前記透光材３００は、眩しさを減らすことができるように半透明材質により実現されてもよい。
以下、図６〜図９を参照して、本発明の一実施例によるＤ６５（６５００Ｋ）規格に従う光源モジュール１０の実験値などに基づいて本発明をより詳しく検討する。
先ず、図６ａ〜図９ａは、本発明の一実施例による光源モジュール１０における項目別の性能実験値を示している。より具体的には、図６〜図９は、各々順次に、平均演色評価数が９０％以上の第１白色発光ダイオード１００素子と共に３６０ｎｍ、３８５ｎｍ、４０５ｎｍのピーク波長を有する紫外線発光ダイオード２２０素子および３６０ｎｍ、４０５ｎｍのピーク波長を有する二つの紫外線発光ダイオード２２０素子で光源モジュール１０を構成した場合に対する実験値を示している。
これに対し、図６ｂ〜図９ｂは、本発明の一実施例による光源モジュール１０における発光スペクトルを示している。
以下、本発明において、各実施例および比較例に対する相関色温度（ＣＣＴ）、紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）、平均演色評価数（Ｒａ）および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）などの測定データは、ＧＬ ＯＰＴＩＣのＳＰＥＣＴＩＳ １．０ Ｔｏｕｃｈ装置を用いて算出された。
先ず、図６ａの場合（３６０ｎｍ紫外線発光ダイオード２２０素子を用いる場合）、入力電流（ＩＦ）が増加するにつれて紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が次第に増加し、この時、前記蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が次第に下がって、前記標準光源の基準値を満たせることが分かる（６．０−＞１．５）。
より具体的には、図６ａに示すように、前記入力電流（ＩＦ）が４５０ｍＡ〜７００ｍＡの範囲にある場合、紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が６０以上になって、本願発明に係る光源モジュール１０が前記可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）、平均演色評価数（Ｒａ）および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）の規格を全て満たせることを確認できる。
さらに、図７ａは、３８５ｎｍ紫外線発光ダイオード２２０素子を用いる場合に対し、入力電流（ＩＦ）が増加するにつれて紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が次第に増加し、この時、前記蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が次第に下がって、前記標準光源の基準値を満たせることを示している（５．９−＞１．５）。
より具体的には、図７ａに示すように、前記入力電流（ＩＦ）が１５０ｍＡ〜１８０ｍＡの範囲にある場合、紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が６０〜１２０の範囲を示して、本願発明に係る光源モジュール１０が前記可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）、平均演色評価数（Ｒａ）および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）の規格を全て満たすようになる。
また、図８ａは、４０５ｎｍ紫外線発光ダイオード２２０素子を用いる場合に対し、入力電流（ＩＦ）が増加しても紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が約３５未満の範囲に留まり、それにより、前記蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が３．５以上の値を有するところ、前記標準光源の基準値を満たせなくなる。
しかし、この場合にも、図９ａに示すように、前記４０５ｎｍ紫外線発光ダイオード２２０素子と３６０ｎｍ紫外線発光ダイオード２２０素子とを共に用いて光源モジュール１０を構成することによって、前記可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）、平均演色評価数（Ｒａ）および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）の規格を全て満たせるだけでなく、より優れた特性を実現できるようになる。
すなわち、図９ａに示すように、前記４０５ｎｍ紫外線発光ダイオード２２０素子と３６０ｎｍ紫外線発光ダイオード２２０素子とを共に用いて、前記３６０ｎｍ紫外線発光ダイオード２２０素子の入力電流を４２０ｍＡ以上に増加させる場合、紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が６０以上になって、本願発明に係る光源モジュール１０が前記可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）、平均演色評価数（Ｒａ）および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）の規格を全て満たすようになり、さらには、前記可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）は０．４まで下げることができ、前記蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）は１．２まで下げることができるので、非常に優れた条件等色指数特性を実現できることを確認できる。
次に、図１０ａは、本発明の一実施例によるＤ５０（５０００Ｋ）規格に従う光源モジュール１０における項目別の性能実験値を示している。より具体的には、図１０ａは、平均演色評価数が９０％以上の第１白色発光ダイオード１００素子と共に３８５ｎｍのピーク波長を有する紫外線発光ダイオード２２０素子により光源モジュール１０を構成した場合に対する実験値を示している。
また、図１０ｂは、本発明の一実施例による光源モジュール１０における発光スペクトルを示している。
この時、図１０ａの場合（３８５ｎｍ紫外線発光ダイオード２２０素子を用いる場合）、入力電流（ＩＦ）が増加するにつれて紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が次第に増加し、この時、前記蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が次第に下がって、前記標準光源の基準値を満たせることが分かる（４．５−＞０．８）。
より具体的には、図１０ａに示すように、前記入力電流（ＩＦ）が６５ｍＡ〜１１０ｍＡの範囲にある場合、紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が６０〜１３０の値を有して、本願発明に係る光源モジュール１０が前記可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）、平均演色評価数（Ｒａ）および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）の規格を全て満たすようになることを確認できる。
したがって、前記Ｄ５０（５０００Ｋ）規格の場合に対する実験値を見る時、Ｄ６５（６５００Ｋ）規格に対する場合のように平均演色評価数が９０％以上の第１白色発光ダイオード１００素子と共に３００〜４００ｎｍ紫外線発光ダイオード２２０素子を組み合わせて光源モジュール１０を構成することによって、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）、平均演色評価数（Ｒａ）および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）の規格を全て満たせることを確認できる。
これに対し、図１１は、本発明に対する比較例として、通常の延性特性を有する発光ダイオード（Ｒａ＝８０）を用いた光源モジュール１０における項目別の性能実験値および発光スペクトルを示している。
より具体的には、図１１ａは、平均演色評価数が８０％レベルの通常の白色発光ダイオード素子と共に３６５ｎｍのピーク波長を有する紫外線発光ダイオード２２０素子により光源モジュール１０を構成した場合に対する実験値を示している。
また、図１１ｂは、前記比較例に係る光源モジュール１０における発光スペクトルを示している
この時、図１１ａの場合（平均演色評価数が８０％レベルの通常の白色発光ダイオード素子と共に３６５ｎｍ紫外線発光ダイオード２２０素子を用いる場合）、入力電流（ＩＦ）が増加するにつれて紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が次第に増加しても、前記可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が１．２以上の値を有するところ、標準光源の基準値（ＭＩｖｉｓ １．０以内）を満たせないことが分かる。
さらに、図１２および図１３は、本発明の一実施例による光源モジュール１０に対する積分球性能測定値を示している。
先ず、図１２は、平均演色評価数が９０％以上の第１白色発光ダイオード１００素子と共に３６５ｎｍのピーク波長を有する紫外線発光ダイオード２２０素子を用いて本発明の一実施例による光源モジュール１０を構成した後、積分球（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｓｐｈｅｒｅ）を用いて性能を測定した結果値を例示している。
図１２に示すように、本発明の一実施例による光源モジュール１０は、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．５であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．５であり、平均演色評価数（Ｒａ）が９６．４％であり、特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）が全て８９．６％以上であるところ、前記可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）、平均演色評価数（Ｒａ）および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）の規格を全て満たせることを確認できる。
また、図１３は、平均演色評価数が９０％以上の第１白色発光ダイオード１００素子と共に３８５ｎｍのピーク波長を有する紫外線発光ダイオード２２０素子を用いて本発明の一実施例による光源モジュール１０を構成した後、積分球（ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｓｐｈｅｒｅ）を用いて性能を測定した結果値を例示している。
図１３に示すように、本発明の一実施例による光源モジュール１０は、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．５であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．５であり、平均演色評価数（Ｒａ）が９５．９％であり、特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）が全て８８．６％以上であるところ、前記可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）、平均演色評価数（Ｒａ）および特殊演色評価数（Ｒ９〜Ｒ１５）の規格を全て満たせることを確認できる。
さらに、本発明の一実施例による光源モジュール１０は、前記第１白色発光ダイオード１００および紫外線発光ダイオード２２０と共に、４００ｎｍ〜４７０ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の青色発光ダイオード１０２素子をさらに含んで構成されることができる。
この時、前記青色発光ダイオード１０２として４００ｎｍ〜４７０ｎｍの発光ピークを有する単色発光ダイオードが使用できる。
それにより、本発明においては、前記第１白色発光ダイオード１００および紫外線発光ダイオード２２０と共に、４００ｎｍ〜４７０ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の青色発光ダイオード１０２素子を備えて光源モジュール１０を構成することによって、より改善された条件等色指数特性を有するようになる。
さらに、前記紫外線発光ダイオード２２０素子の３００ｎｍ〜４００ｎｍ波長のピーク波長スペクトル強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は、前記青色発光ダイオード１０２素子の４００ｎｍ〜４７０ｎｍ波長のピーク波長スペクトル強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）の６０〜９０％の範囲内にあるようにすることが好ましい。
より具体的には、図１４は、本発明の実施例による光源モジュール１０のＤ６５規格における項目別の性能実験結果を例示している。図１４において、実施例１（第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０）と実施例２（第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０＋青色発光ダイオード１０２）の性能実験結果を比較してみると、実施例１は、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．７であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．５であるのに対し、実施例２は、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．５であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が０．８であって、その性能値が大幅に改善されたことを確認できる。
また、図１５ａは、前記実施例２（第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０＋青色発光ダイオード１０２）に対するＤ６５規格における項目別の性能測定値を例示している。
図１５ａに示すように、入力電流（ＩＦ）が増加するにつれて紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が次第に増加し、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が下がって、入力電流（ＩＦ）１９０〜２５０ｍＡの範囲で蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）を１．０以下に大幅に下げることができることが分かる。
さらに、本発明の一実施例による光源モジュール１０は、前記第１白色発光ダイオード１００および紫外線発光ダイオード２２０と共に、平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第２白色発光ダイオード１０１素子をさらに含んで構成されることができる。
この時、前記第２白色発光ダイオード１０１素子は、図５の第１白色発光ダイオード１００の構造と同様に、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの励起波長を有する第２ＬＥＤチップ１４０と前記第２ＬＥＤチップ１４０の励起波長によって励起されて発光する第２蛍光体層１６０とを含む発光ダイオード（ＬＥＤ）素子であることが好ましく、ここで、前記第２蛍光体層１６０は、４４０〜４９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第１蛍光体１５２、５００〜５８０ｎｍの発光ピーク波長を有する第２蛍光体１５３、および６００〜６９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第３蛍光体１５４を含んで構成されることができる。
本発明の一実施例として、前記第２蛍光体層１６０に含まれる第１蛍光体１５２、第２蛍光体１５３および第３蛍光体１５４は、第１蛍光体層１５０に含まれる第１蛍光体１５２、第２蛍光体１５３および第３蛍光体１５４と同一の蛍光体が用いられてもよいが、本発明が必ずしもこれに限定されるものではない。
さらに、前記第１白色発光ダイオード１００素子および前記第２白色発光ダイオード１０１素子として、各々互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いることによって、光源モジュール１０の条件等色指数などの特性をより改善することも可能である。
さらに、本発明の一実施例として、前記第１白色発光ダイオード１００と前記第２白色発光ダイオード１０１が別個の素子で構成されて用いられてもよいが、本発明が必ずしもこれに限定されるものではなく、前記第１白色発光ダイオード１００と前記第２白色発光ダイオード１０１が一体的に一つの素子に構成されて用いられれもよい。
それにより、本発明においては、前記第１白色発光ダイオード１００および紫外線発光ダイオード２２０と共に、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの励起波長を有する第２ＬＥＤチップ１４０と前記第２ＬＥＤチップ１４０の励起波長によって発光する第２蛍光体層１６０とを含み平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第２白色発光ダイオード１０１素子を備えて光源モジュール１０を構成することによって、より改善された条件等色指数特性を有するようになる。
より具体的には、図１４を再び参照して、実施例１（第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０）と実施例３（第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０＋第２白色発光ダイオード１０１）の性能実験結果を比較してみると、実施例１は、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．７であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．５であるのに対し、実施例３は、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．６であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が０．９であって、その性能値が大幅に改善されたことを確認できる。
また、図１５ｂは、前記実施例３（第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０＋第２白色発光ダイオード１０１）に対するＤ６５規格における項目別の性能測定値を例示している。
図１５ｂに示すように、実施例３も、入力電流（ＩＦ）が増加するにつれて紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が次第に増加し、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が下がって、入力電流（ＩＦ）２７０〜３１０ｍＡの範囲で蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）を１．０以下に低く維持できることが分かる。
さらに、本発明の一実施例として、前記第１白色発光ダイオード１００および紫外線発光ダイオード２２０と共に、平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第２白色発光ダイオード１０１素子だけでなく、４００ｎｍ〜４７０ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の青色発光ダイオード１０２素子を全て備えて光源モジュール１０を構成することもできる。
それにより、図１４において、実施例１（第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０）と実施例４（第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０＋第２白色発光ダイオード１０１＋青色発光ダイオード１０２）の性能実験結果を比較してみると、実施例４も、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．６であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が０．９であって、その性能値が大幅に改善されたことを確認できる（実施例１は、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．７であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．５である。）。
また、図１５ｃに示すように、実施例４も、入力電流（ＩＦ）が増加するにつれて紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が次第に増加し、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が下がって、入力電流（ＩＦ）２５０〜２８０ｍＡの範囲で蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）を１．０以下に低く維持できることが分かる。
また、本発明の一実施例として、前記光源モジュール１０が、３００ｎｍ〜４００ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の紫外線発光ダイオード２２０素子および平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第２白色発光ダイオード１０１素子を含み、前記第２白色発光ダイオード１０１素子は、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの励起波長を有する第２ＬＥＤチップ１４０と前記第２ＬＥＤチップ１４０の励起波長によって励起されて発光する第２蛍光体層１６０とを含む発光ダイオード（ＬＥＤ）素子であり、前記第２蛍光体層１６０は、４４０〜４９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第１蛍光体１５２、５００〜５８０ｎｍの発光ピーク波長を有する第２蛍光体１５３、および６００〜６９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第３蛍光体１５４を含むように構成することもできる。
さらに、前記第２白色発光ダイオード１０１素子として互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いることによって、光源モジュール１０の条件等色指数などの特性をより改善することも可能である。
また、前記光源モジュール１０の紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値は６０〜１６０の範囲内にあり、さらに前記紫外線発光ダイオード２２０素子として、互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いることができる。
また、前記光源モジュール１０は、４００ｎｍ〜４７０ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の青色発光ダイオード１０２素子をさらに含むことができ、この時、前記紫外線発光ダイオード２２０素子の３００ｎｍ〜４００ｎｍ波長のピーク波長スペクトル強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は、前記青色発光ダイオード１０２素子の４００ｎｍ〜４７０ｎｍ波長のピーク波長スペクトル強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）の６０〜９０％の範囲内にあるようにすることによって、光源モジュール１０の条件等色指数などの特性をより改善することも可能である。
これに対し、図１４において、実施例１（４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ励起波長の第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０）と実施例５（４００ｎｍ〜４４０ｎｍ励起波長の第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０）の性能実験結果を比較してみると、実施例５も、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．４であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．０であって、その性能値が大幅に改善されたことを確認できる（実施例１は、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．７であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．５である。）。
また、図１５ｄに示すように、実施例５も、入力電流（ＩＦ）が増加するにつれて紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が次第に増加し、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が下がって、入力電流（ＩＦ）が１６０ｍＡの場合、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）を１．０に下げることができることが分かる。
また、図１６は、本発明の様々な実施例（実施例１〜実施例５）に係る光源モジュール１０のＤ５０規格における項目別の性能実験結果を例示している。
図１６に示すように、実施例１（第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０）の場合は、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．５であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が０．８であるのに対し、実施例２（第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０＋青色発光ダイオード１０２）の場合は、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．５であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が０．６であって、その性能値がより改善されたことを確認できる。
また、本発明の一実施例として、実施例３（第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０＋第２白色発光ダイオード１０１）の場合も、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．４であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が０．６であり、実施例４（第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０＋第２白色発光ダイオード１０１＋青色発光ダイオード１０２）の場合も、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．５であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が０．６であり、実施例５（４００ｎｍ〜４４０ｎｍ励起波長の第１白色発光ダイオード１００＋紫外線発光ダイオード２２０）の場合も、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が０．５であり、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が０．７であって、より改善された条件等色指数特性を示すことを確認できる。
これに対し、図１７ａ〜図１７ｄは、前記実施例２〜実施例５に対するＤ５０規格における項目別の性能測定値を例示している。
先ず、図１７ａに示すように、実施例２も、入力電流（ＩＦ）が増加するにつれて紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値が次第に増加し、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が下がって、入力電流（ＩＦ）３７０〜３９０ｍＡの範囲で蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）を０．６レベルに下げて最適化できることが分かる。
また、図１７ｂに示すように、実施例３において、入力電流（ＩＦ）２６０〜２８０ｍＡの範囲で蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）を０．６レベルに最適化することができ、図１７ｃに示すように、実施例４において、入力電流（ＩＦ）３２０〜３３０ｍＡの範囲で蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）を０．６レベルに最適化することができ、図１７ｄに示すように、実施例５において、入力電流（ＩＦ）１２０〜１３０ｍＡの範囲で蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）を０．７以下レベルに下げることができることを確認できる。
また、図１８ａおよび図１８ｂは、本発明の様々な実施例（実施例１〜実施例５）に対する光源モジュール１０のＤ６５およびＤ５０規格における発光スペクトルを例示している。
それにより、本発明の一実施例による光源モジュール１０は、３００ｎｍ〜４００ｎｍの発光ピークを有する紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子と、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの励起波長を有する第１ＬＥＤチップ１３０と前記第１ＬＥＤチップ１３０の励起波長によって発光する第１蛍光体層１５０とを含み、平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第１白色発光ダイオード１００素子とを共に用いて光源モジュール１０を構成することによって、高い演色性と共に優れた条件等色指数特性を有する高演色性標準ＬＥＤ光源モジュールを提供できるようになる。
また、本発明によれば、前記光源モジュール１０に４００ｎｍ〜４４０ｎｍの励起波長を有する第２ＬＥＤチップ１４０と前記第２ＬＥＤチップ１４０の励起波長によって発光する第２蛍光体層１６０とを含み平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第２白色発光ダイオード１０１素子をさらに備えるか、４００ｎｍ〜４４０ｎｍの励起波長を有する第１ＬＥＤチップ１３０を備える第１白色発光ダイオード１００を用いるか、前記光源モジュール１０に４００ｎｍ〜４７０ｎｍの発光ピークを有する青色発光ダイオード１０２素子をさらに備えることによって、より改善された条件等色指数特性を有する光源モジュール１０を構成できるようになる。
さらに、本発明の他の実施例による照明装置は、図１に例示されたように、本光源モジュール１０を含んで被検体の色などを検査するための装置に実現されることもできる。
以上で説明した本発明の実施例は、装置および／または方法を通じてのみ実現されるものではなく、本発明の実施例の構成に対応する機能を実現するためのプログラム、そのプログラムが記録された記録媒体などを通じて実現されてもよく、このような実現は前述した実施例の記載から本発明が属する技術分野における専門家であれば容易に実現できるものである。
以上、本発明の実施例について詳しく説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の種々の変形および改良の形態も本発明の権利範囲に属するものである。

Claims (19)

  1. ３００ｎｍ〜４００ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子、および
    平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を含み、
    前記第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子は、
    ４４０ｎｍ〜４６０ｎｍの励起波長を有する第１ＬＥＤチップと前記第１ＬＥＤチップの励起波長によって励起されて発光する第１蛍光体層とを含む発光ダイオード（ＬＥＤ）素子であり、
    前記第１蛍光体層は、
    ４４０〜４９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第１蛍光体、
    ５００〜５８０ｎｍの発光ピーク波長を有する第２蛍光体、および
    ６００〜６９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第３蛍光体を含むことを特徴とする光源モジュール。
  2. 前記光源モジュールの紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値は６０〜１６０の範囲内にあることを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
  3. 前記第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子として、
    互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いることを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
  4. 前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子と前記第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子とを内蔵する透光材をさらに含み、
    前記透光材はＰＭＭＡ、ガラスまたは紫外線透過が可能な材質で構成されることを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
  5. 前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子として、
    互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いることを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
  6. 前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子および前記第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子により、可視条件等色指数（ＭＩｖｉｓ）が１．０以下、蛍光条件等色指数（ＭＩｕｖ）が１．５以下の発光特性を有することを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
  7. 平均演色評価数（Ｒａ）は９０％以上、特殊演色評価数Ｒ９〜Ｒ１５は８０％以上の発光特性を有することを特徴とする、請求項６に記載の光源モジュール。
  8. 相関色温度（ＣＣＴ）は２０００Ｋ〜１００００Ｋの範囲内にあることを特徴とする、請求項６に記載の光源モジュール。
  9. 平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子をさらに含み、
    前記第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子は、
    ４００ｎｍ〜４４０ｎｍの励起波長を有する第２ＬＥＤチップと前記第２ＬＥＤチップの励起波長によって励起されて発光する第２蛍光体層とを含む発光ダイオード（ＬＥＤ）素子であり、
    前記第２蛍光体層は、
    ４４０〜４９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第１蛍光体、
    ５００〜５８０ｎｍの発光ピーク波長を有する第２蛍光体、および
    ６００〜６９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第３蛍光体を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
  10. 前記第１白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子および前記第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子として、
    各々互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いることを特徴とする、請求項９に記載の光源モジュール。
  11. ４００ｎｍ〜４７０ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の青色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の光源モジュール。
  12. 前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子の３００ｎｍ〜４００ｎｍ波長のピーク波長スペクトル強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は、前記青色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子の４００ｎｍ〜４７０ｎｍ波長のピーク波長スペクトル強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）の６０〜９０％の範囲内にあることを特徴とする、請求項１１に記載の光源モジュール。
  13. ３００ｎｍ〜４００ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子、および
    平均演色評価数が９０％以上の一つ以上の第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を含み、
    前記第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子は、
    ４００ｎｍ〜４４０ｎｍの励起波長を有する第２ＬＥＤチップと前記第２ＬＥＤチップの励起波長によって励起されて発光する第２蛍光体層とを含む発光ダイオード（ＬＥＤ）素子であり、
    前記第２蛍光体層は、
    ４４０〜４９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第１蛍光体、
    ５００〜５８０ｎｍの発光ピーク波長を有する第２蛍光体、および
    ６００〜６９９ｎｍの発光ピーク波長を有する第３蛍光体を含むことを特徴とする光源モジュール。
  14. 前記光源モジュールの紫外線含量（ＵＶｃｏｎｔｅｎｔ）の数値は６０〜１６０の範囲内にあることを特徴とする、請求項１３に記載の光源モジュール。
  15. 前記第２白色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子として、
    互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いることを特徴とする、請求項１３に記載の光源モジュール。
  16. 前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子として、
    互いに異なるピーク波長を有する２種類以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いることを特徴とする、請求項１３に記載の光源モジュール。
  17. ４００ｎｍ〜４７０ｎｍの発光ピークを有する一つ以上の青色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の光源モジュール。
  18. 前記紫外線発光ダイオード（ＬＥＤ）素子の３００ｎｍ〜４００ｎｍ波長のピーク波長スペクトル強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）は、前記青色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子の４００ｎｍ〜４７０ｎｍ波長のピーク波長スペクトル強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）の６０〜９０％の範囲内にあることを特徴とする、請求項１７に記載の光源モジュール。
  19. 請求項１〜１８のいずれか１項に記載の光源モジュールを含んで構成されることを特徴とする照明装置。
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