JP5559338B2 - 発光装置とｌｅｄ電球 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、発光装置とＬＥＤ電球に関する。
発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた発光装置は、液晶表示装置のバックライト、信号装置、各種スイッチ類、車載用ランプ、一般照明等の照明装置に幅広く利用されている。特に、ＬＥＤと蛍光体とを組合せた白色発光型のＬＥＤランプ（白色ＬＥＤランプ）は、白熱電球や蛍光灯を用いた照明器具の代替品として注目されており、その開発が急速に進められている。白色ＬＥＤランプを適用した電球（以下、ＬＥＤ電球と記す）としては、例えば電球口金を有する基体部に取り付けられたグローブ内に、マトリックス状に配置された複数のＬＥＤチップを備えるＬＥＤモジュールを設置すると共に、基体部内にＬＥＤチップの点灯回路を設けた一体型構造を有するものが知られている。
白色ＬＥＤランプにおいては、青色発光のＬＥＤチップ（青色ＬＥＤ）と黄色蛍光体（ＹＡＧ蛍光体等）との組合せや、紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ（紫外乃至紫色ＬＥＤ）と赤色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体の混合蛍光体（ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体）との組合せが適用されている。青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せた白色ＬＥＤランプは、明るさを確保しやすいというような特徴を有する。一方、紫外乃至紫色ＬＥＤとＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体とを組合せた白色ＬＥＤランプは、平均演色評価数（Ｒａ）等で評価される演色性に優れるというような特徴を有する。
白色ＬＥＤランプを白熱電球や蛍光灯を用いた照明器具の代替品として用いる場合、既存の照明器具と同等の大きさを有することが求められる。照明器具として用いられる白色ＬＥＤランプの外形には制約があるため、蛍光体の励起源であるＬＥＤチップを備えるＬＥＤモジュールの形状も制約される。青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せた白色ＬＥＤランプでは、ＬＥＤモジュールの小型化や光量の増大を実現するために、ＬＥＤチップを高密度に配置することが一般的である。紫外乃至紫色ＬＥＤとＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体とを組合せた白色ＬＥＤランプでは、ＬＥＤチップの配置形状や封止構造等によっては十分な光量が得られない場合がある。このため、照明器具として用いられる白色ＬＥＤランプの形状的な制約を満たしつつ、光量を増大させた白色ＬＥＤランプが求められている。
本発明が解決しようとする課題は、紫外乃至紫色ＬＥＤと蛍光体とを組合せた発光装置において、各種照明装置の形状的な制約を満たしつつ、光量を増大させることを可能にした発光装置を提供することにある。
実施形態の発光装置は、ＬＥＤモジュールと、ＬＥＤモジュールを覆うカバー部材とを具備する。ＬＥＤモジュールは、基板上に配置された４個以上の紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップを備え、４個以上のＬＥＤチップは２個以上のＬＥＤチップを直列接続した直列数が２列以上の直並列回路を構成している。ＬＥＤチップから出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する、青色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体を含有する蛍光膜は、ＬＥＤチップから離間するようにカバー部材に沿って設けられている。４個以上のＬＥＤチップは、それぞれ正方形又は長方形の形状を有する。１つのＬＥＤチップの中心から最も近い位置に存在する他のＬＥＤチップの中心までの距離をＰ、ＬＥＤチップの形状が正方形の場合には一辺の長さ、または長方形の場合には長辺と短辺の平均値をＬとしたとき、４個以上のＬＥＤチップは２．６Ｌ≦Ｐ≦１０Ｌの条件を満足するように、マトリクス状に配置されている。４個以上のＬＥＤチップは、直列接続された各列のＬＥＤチップをそれぞれ直線状に封止する透明樹脂層で覆われており、発光装置から出力される全光束が１０７ルーメンス以上である。
以下、実施形態の発光装置について、図面を参照して説明する。図１及び図２は第１の実施形態による発光装置を示す図、図３及び図４は第２の実施形態による発光装置を示す図である。これらの図に示す発光装置１は、基板２上に配置された複数個の紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ３を備えるＬＥＤモジュール４と、ＬＥＤチップ３を覆うように基板２上に設置されたカバー部材５とを具備する。発光装置１の具体例としては、後に詳述するＬＥＤ電球が挙げられるが、これに限定されるものではない。発光装置１は蛍光灯を用いた照明器具の代替品等、各種の照明装置を構成するものである。
ＬＥＤモジュール４を構成する基板２上には、４個以上の紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ３が実装されている。紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ３には、ＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系等の発光ダイオードが用いられる。ＬＥＤチップ３から出射された紫外乃至紫色光は、カバー部材５に沿って設けられた蛍光膜６で可視光に変換される。すなわち、カバー部材５の内面には、ＬＥＤチップ３から出射された紫外乃至紫色光を吸収して可視光を発光する蛍光膜６がＬＥＤチップ３から離間するように設けられている。なお、蛍光膜６はカバー部材５の外面やカバー部材５内に設けてもよい。
蛍光膜６は白色光を発光するものであるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、種々の色の可視光（赤色光から青色光等）を発光するものであってもよい。蛍光膜６の発光色は、蛍光体の種類により決定される。紫外乃至紫色光のＬＥＤチップ３と組合せて白色光を得るにあたって、蛍光膜６は青色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体を含む混合蛍光体（ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体）を含有することが好ましい。混合蛍光体は、さらに青緑色蛍光体及び深赤色蛍光体から選ばれる少なくとも１種の蛍光体、あるいは他の発光色を有する蛍光体を含んでいてもよい。
上記したＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体を構成する各蛍光体、また必要に応じて添加される青緑色蛍光体や深赤色蛍光体等は、ＬＥＤチップ３からの紫外乃至紫色光との組合せ、得られる白色光の色温度や演色性（平均演色評価数Ｒａ等）等の観点から以下に示す蛍光体を使用することが好ましい。青色蛍光体としては、発光のピーク波長が４３０〜４６０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（１）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活アルカリ土類クロロ燐酸塩蛍光体を使用することが好ましい。
一般式：（Ｓｒ1-x-y-zＢａxＣａyＥｕz）5（ＰＯ4）3・Ｃｌ …（１）
（式中、ｘ、ｙ、及びｚは０≦ｘ＜０．５、０≦ｙ＜０．１、０．００５≦ｚ＜０．１を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ1-x-y-zＢａxＣａyＥｕz）5（ＰＯ4）3・Ｃｌ …（１）
（式中、ｘ、ｙ、及びｚは０≦ｘ＜０．５、０≦ｙ＜０．１、０．００５≦ｚ＜０．１を満足する数である）
緑色乃至黄色蛍光体としては、発光のピーク波長が４９０〜５８０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（２）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びマンガン（Ｍｎ）付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、式（３）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びマンガン（Ｍｎ）付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体、式（４）で表される組成を有するセリウム（Ｃｅ）付活希土類アルミン酸塩蛍光体、式（５）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活サイアロン蛍光体、及び式（６）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも１種を使用することが好ましい。
一般式：（Ｂａ1-x-y-zＳｒxＣａyＥｕz）（Ｍｇ1-uＭｎu）Ａｌ10Ｏ17 …（２）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０≦ｘ＜０．２、０≦ｙ＜０．１、０．００５＜ｚ＜０．５、０．１＜ｕ＜０．５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ1-x-y-z-uＢａxＭｇyＥｕzＭｎu）2ＳｉＯ4 …（３）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）
一般式：ＲＥ3ＡxＡｌ5-x-yＢyＯ12：Ｃｅz …（４）
（式中、ＲＥはＹ、Ｌｕ、及びＧｄから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、Ａ及びＢは対をなす元素であって、（Ａ，Ｂ）が（Ｍｇ，Ｓｉ）、（Ｂ，Ｓｃ）、（Ｂ．Ｉｎ）のいずれかであり、ｘ、ｙ、及びｚはｘ＜２、ｙ＜２、０．９≦ｘ／ｙ≦１．１、０．０５≦ｚ≦０．５ を満足する数である）
一般式：（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕx …（５）
（式中、ｘは０＜ｘ＜０．３を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ1-xＥｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω …（６）
（式中、ｘ、α、β、γ、δ、及びωは０＜ｘ＜１、０＜α≦３、１２≦β≦１４、２≦γ≦３．５、１≦δ≦３、２０≦ω≦２２を満足する数である）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０≦ｘ＜０．２、０≦ｙ＜０．１、０．００５＜ｚ＜０．５、０．１＜ｕ＜０．５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ1-x-y-z-uＢａxＭｇyＥｕzＭｎu）2ＳｉＯ4 …（３）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）
一般式：ＲＥ3ＡxＡｌ5-x-yＢyＯ12：Ｃｅz …（４）
（式中、ＲＥはＹ、Ｌｕ、及びＧｄから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、Ａ及びＢは対をなす元素であって、（Ａ，Ｂ）が（Ｍｇ，Ｓｉ）、（Ｂ，Ｓｃ）、（Ｂ．Ｉｎ）のいずれかであり、ｘ、ｙ、及びｚはｘ＜２、ｙ＜２、０．９≦ｘ／ｙ≦１．１、０．０５≦ｚ≦０．５ を満足する数である）
一般式：（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕx …（５）
（式中、ｘは０＜ｘ＜０．３を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ1-xＥｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω …（６）
（式中、ｘ、α、β、γ、δ、及びωは０＜ｘ＜１、０＜α≦３、１２≦β≦１４、２≦γ≦３．５、１≦δ≦３、２０≦ω≦２２を満足する数である）
赤色蛍光体としては、発光のピーク波長が５８０〜６３０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（７）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活酸硫化ランタン蛍光体、式（８）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びビスマス（Ｂｉ）付活酸化イットリウム蛍光体、式（９）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活カズン蛍光体、及び式（１０）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも１種を使用することが好ましい。
一般式：（Ｌａ1-x-yＥｕxＭy）2Ｏ2Ｓ …（７）
（式中、ＭはＳｍ、Ｇａ、Ｓｂ、及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、ｘ及びｙは０．０８≦ｘ＜０．１６、０．０００００１≦ｙ＜０．００３を満足する数である）
一般式：（Ｙ1-x-yＥｕxＢｉy）2Ｏ3 …（８）
（式中、ｘ及びｙは０．０１≦ｘ＜０．１５、０．００１≦ｙ＜０．０５を満足する数である）
一般式：（Ｃａ1-x-yＳｒxＥｕy）ＳｉＡｌＮ3 …（９）
（式中、ｘ及びｙは０≦ｘ＜０．４、０＜ｙ＜０．５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ1-xＥｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω …（１０）
（式中、ｘ、α、β、γ、δ、及びωは０＜ｘ＜１、０＜α≦３、５≦β≦９、１≦γ≦５、０．５≦δ≦２、５≦ω≦１５を満足する数である）
（式中、ＭはＳｍ、Ｇａ、Ｓｂ、及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、ｘ及びｙは０．０８≦ｘ＜０．１６、０．０００００１≦ｙ＜０．００３を満足する数である）
一般式：（Ｙ1-x-yＥｕxＢｉy）2Ｏ3 …（８）
（式中、ｘ及びｙは０．０１≦ｘ＜０．１５、０．００１≦ｙ＜０．０５を満足する数である）
一般式：（Ｃａ1-x-yＳｒxＥｕy）ＳｉＡｌＮ3 …（９）
（式中、ｘ及びｙは０≦ｘ＜０．４、０＜ｙ＜０．５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ1-xＥｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω …（１０）
（式中、ｘ、α、β、γ、δ、及びωは０＜ｘ＜１、０＜α≦３、５≦β≦９、１≦γ≦５、０．５≦δ≦２、５≦ω≦１５を満足する数である）
青緑色蛍光体としては、発光のピーク波長が４６０〜４９０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（１１）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びマンガン（Ｍｎ）付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体を使用することが好ましい。
一般式：（Ｂａ1-x-y-z-uＳｒxＭｇyＥｕzＭｎu）2ＳｉＯ4 …（１１）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）
一般式：（Ｂａ1-x-y-z-uＳｒxＭｇyＥｕzＭｎu）2ＳｉＯ4 …（１１）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）
深赤色蛍光体としては、発光のピーク波長が６３０〜７８０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（１２）で表される組成を有するマンガン（Ｍｎ）付活マグネシウムフロロジャーマネート蛍光体を使用することが好ましい。
一般式：αＭｇＯ・βＭｇＦ2・（Ｇｅ1-xＭｎx）Ｏ2 …（１２）
（式中、α、β、及びｘは３．０≦α≦４．０、０．４≦β≦０．６、０．００１≦ｘ≦０．５を満足する数である）
一般式：αＭｇＯ・βＭｇＦ2・（Ｇｅ1-xＭｎx）Ｏ2 …（１２）
（式中、α、β、及びｘは３．０≦α≦４．０、０．４≦β≦０．６、０．００１≦ｘ≦０．５を満足する数である）
混合蛍光体を構成する各蛍光体の比率は、発光装置１の発光色等に応じて適宜に設定されるものである。混合蛍光体は、１０〜６０質量％の範囲の青色蛍光体、０〜１０質量％の範囲の青緑色蛍光体、１〜３０質量％の範囲の緑色乃至黄色蛍光体、３０〜９０質量％の範囲の赤色蛍光体、及び０〜３５質量％の範囲の深赤色蛍光体を、各蛍光体の合計量が１００質量％となるように含有することが好ましい。混合蛍光体によれば、相関色温度が６５００Ｋ〜２５００Ｋというような広範囲の白色光を同一蛍光種で得ることができる。
蛍光膜６は、例えば混合蛍光体の粉末をバインダ樹脂等と混合し、この混合物（例えばスラリー）をカバー部材５の内面に塗布した後に加熱・硬化させることで形成される。蛍光膜６の励起源として紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ３を用いた場合、カバー部材５からの紫外線の漏出を抑制することが好ましい。このような点から、蛍光膜６の膜厚は８０〜８００μｍの範囲とすることが好ましい。これによって、カバー部材５から漏出する紫外線量（紫外線のエネルギー量）を例えば０．３ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下まで低減することができる。蛍光膜６の膜厚は１５０〜６００μｍの範囲とすることがより好ましい。
カバー部材５は、図１乃至図４に示すようなドーム型形状を有する。ただし、カバー部材５の形状はこれに限定されるものではなく、発光装置１の構造や用途等に応じて種々の形状を適用することができる。カバー部材５は可視光の透過率が８５％以上の透明又は白色の体色を有する材料、例えばガラスや樹脂で形成することが好ましい。これによって、蛍光膜６から発光された白色光等を装置外部に効率よく取り出すことができる。カバー部材５は紫外乃至紫色光（主に紫外光）を吸収する材料を含んでいてもよく、またカバー部材５と蛍光膜６との間に紫外乃至紫色光を吸収する層を設けてもよい。
ＬＥＤチップ３は紫外乃至紫色発光タイプ（発光ピーク波長が３６０〜４４０ｎｍ）のＬＥＤであればよい。特に、発光ピーク波長が３７０〜４１５ｎｍの範囲であると共に、発光スペクトルの半値幅が１０〜１５ｎｍのＬＥＤチップ３を使用することが好ましい。このようなＬＥＤチップ３と上述した混合蛍光体（ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体、さらに必要に応じて青緑色蛍光体や深赤色蛍光体を加えた混合蛍光体）を含有する蛍光膜６とを組合せて使用した場合、ＬＥＤチップ３の出力バラツキにかかわらず、相関色温度が安定した白色光を得ることができ、発光装置１の歩留りを高めることが可能となる。
ＬＥＤモジュール４を構成する基板２上には、４個以上のＬＥＤチップ３がマトリクス状（ドットマトリクス状）に配置されている。ＬＥＤチップ３は正方形又は長方形の形状を有している。４個以上のＬＥＤチップ３は、直線状ではなく、複数列となるようにマトリクス状に配置されている。ＬＥＤチップ３の配置パターンとしては、格子状や千鳥格子状等が挙げられる。ＬＥＤチップ３は、例えば図５に示すように、基板２上に２列２行以上の格子状に配置されている。基板２上には、４個以上のＬＥＤチップ３が直並列回路を構成するように配線パターン７が設けられている。配線パターン７は、ＬＥＤチップ３を直列に接続する第１のパターン部７ａと、複数列の第１のパターン部７ａを並列に接続する第２のパターン７ｂとを有している。
格子状に配置されたＬＥＤチップ３の電極は、それぞれ配線パターン７の第１のパターン部７ａとＡｕワイヤ等の金属ワイヤ（ボンディングワイヤ）８を介して直列に接続されている。基板２上には、直列に接続されたＬＥＤチップ３の列が複数形成されている。直列接続されたＬＥＤチップ３の各列は、それぞれ第２のパターン部７ｂで並列に接続されており、直並列回路を構成している。直並列回路を構成するＬＥＤチップ３の直列数（列数）や並列数（行数）は特に限定されるものではなく、基板２の大きさや発光装置１の大きさ等により適宜に設定されるものである。
ＬＥＤチップ３は駆動時に発生するジュール熱で内部量子効率が低下し、光出力が低くなるおそれがある。ＬＥＤチップ３の駆動時に発生する熱をＬＥＤモジュール４の外部に効率よく逃がし、ＬＥＤチップ３の光出力の低下を抑制するために、ＬＥＤチップ３を実装する基板２は熱伝導率の高い材料で構成することが好ましい。さらに、基板２はＬＥＤチップ３から発光される紫外乃至紫色光に曝されるため、長時間紫外乃至紫色光に曝された場合にも変色しない材料で構成することが好ましい。このような条件を満足する基板２の構成材料としては、セラミックス材料や金属材料が挙げられる。
基板２を構成するセラミックス部材としては、炭化珪素焼結体、窒化珪素焼結体、窒化アルミニウム焼結体、アルミナ焼結体等を用いることが好ましい。基板２を構成する金属部材としては、アルミニウム板や銅板等を用いることが好ましい。基板２を金属部材で構成する場合には、基板（金属基板）２の表面に絶縁層を形成し、その上に配線パターン７を形成する。金属基板の表面に形成する絶縁層も、紫外乃至紫色光に対して耐性を有する絶縁材料で構成することが好ましい。このような絶縁層としては、上記したセラミックスやガラス等の無機物質による表面層や表面処理層、またシリコーン樹脂、フッ素系樹脂、アクリル樹脂、環状オレフィンコポリマー、ポリプロピレン等からなる樹脂層が挙げられる。基板２の構成材料としては、紫外乃至紫色光に対する耐性、絶縁性、反射率、コスト等の観点からアルミナ焼結体を用いることが望ましい。
この実施形態の発光装置１においては、図１乃至図４に示したように、蛍光膜６がＬＥＤチップ３から離間するようにカバー部材５の内面全体に設けられている。従って、カバー部材５の内面に設けられた蛍光膜６全体が面発光するため、発光装置１の光量を向上させることができる。このようなカバー部材５の内面に設けられた蛍光膜６全体を有効に発光させるためには、複数個のＬＥＤチップ３から出射された紫外乃至紫色光を蛍光膜６全体に効率よく到達させる必要がある。
この実施形態の発光装置１における複数個のＬＥＤチップ３は、１つのＬＥＤチップ３の中心から最も近い位置に存在する他のＬＥＤチップ３の中心までの距離をＰ、ＬＥＤチップ３の形状が正方形の場合には一辺の長さ、または長方形の場合には長辺と短辺の平均値（（長辺＋短辺）／２）をＬとしたとき、２．６Ｌ≦Ｐ≦１０Ｌの条件を満足するように配置されている。図５に示すように、ＬＥＤチップ３の各列におけるチップ間隔（中心間距離）をＰ１、ＬＥＤチップ３の各列間のチップ間隔（中心間距離）をＰ２としたとき、チップ間隔Ｐ１及びチップ間隔Ｐ２が共に２．６Ｌ≦Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）≦１０Ｌの条件を満たすように、複数個のＬＥＤチップ３は基板２上に配置されている。
上記した条件を満足させて複数個のＬＥＤチップ３を配置することによって、隣接するＬＥＤチップ３から出射される紫外乃至紫色光の干渉が抑制される。このため、カバー部材５の内面に設けられた蛍光膜６全体に複数個のＬＥＤチップ３から出射された紫外乃至紫色光を効率よく到達させることができる。従って、蛍光膜６全体を有効に面発光させることができるため、発光装置１の光量を向上させることが可能となる。ＬＥＤチップ３のチップ間隔Ｐ１、Ｐ２のいずれかが２．６Ｌ未満であると、隣接するＬＥＤチップ３間の光干渉が増大するため、蛍光膜６の発光効率が低下する。
チップ間隔Ｐ１、Ｐ２のいずれかが１０Ｌを超えるようにＬＥＤチップ３を配置しても、蛍光膜６の光量はチップ間隔Ｐ１、Ｐ２が２．６Ｌ≦Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）≦１０Ｌの条件を満たしている場合と同等であり、それ以上に光量の向上は望めない。逆に、チップ間隔Ｐ１、Ｐ２を大きくすることで、ＬＥＤチップ３を配置する基板２の大形化を招く。このため、ＬＥＤモジュール４の製造コストが増大したり、照明器具等として用いられる発光装置１の形状的な制約を満たさなくなるおそれが強まる。これは白熱電球や蛍光灯を用いた照明器具の代替品として用いられる発光装置１の実用性を低下させる要因となる。
複数個（４個以上）のＬＥＤチップ３のチップ間隔Ｐ１及びチップ間隔Ｐ２が２．６Ｌ≦Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）≦１０Ｌの条件を満たすＬＥＤモジュール４によれば、基板２の大形化を抑制しつつ、蛍光膜６の発光効率を向上させることができる。さらに、基板２上に配置されたＬＥＤチップ３は、透明樹脂層９で覆われていることが好ましい。透明樹脂層９には、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等が用いられ、特に耐紫外線性に優れるシリコーン樹脂を使用することが好ましい。ＬＥＤチップ３を透明樹脂層９で覆うことによって、ＬＥＤチップ３から出射される紫外乃至紫色光の広がりや取出し効率を高めることができるため、蛍光膜６の発光効率をより一層向上させることが可能となる。
ただし、基板２上に配置された複数個のＬＥＤチップ３を一括して透明樹脂層９で封止すると、透明樹脂層９内で紫外乃至紫色光が干渉したり、また紫外乃至紫色光の取出し効率が逆に低下するおそれがある。そこで、透明樹脂層９は例えば図１及び図２に示すように、各列のＬＥＤチップ３を直線状に封止したり、あるいは図３及び図４に示すように、各ＬＥＤチップ３を個別に封止することが好ましい。複数個のＬＥＤチップ３を直線状に封止したり、あるいは各ＬＥＤチップ３を個別に封止することによって、透明樹脂層９内での紫外乃至紫色光の干渉が抑制され、紫外乃至紫色光の取出し効率を高めることができる。従って、蛍光膜６の発光効率をより一層向上させることが可能となる。
紫外乃至紫色光の取出し効率のみを考慮した場合には、図３及び図４に示すように、各ＬＥＤチップ３を個別に封止することが好ましい。ただし、ＬＥＤチップ３のチップ間隔によっては、ＬＥＤチップ３を個別に封止することが難しかったり、また製造コストの上昇等を招く場合がある。このような場合には、図１及び図２に示すように、複数個のＬＥＤチップ３を直線状に封止することが好ましい。図１及び図２において、ＬＥＤチップ３の各列はそれぞれ直線状に形成された透明樹脂層９で封止されている。このような透明樹脂層９によれば、マトリクス状に配置されたＬＥＤチップ３を一括して封止する場合に比べて紫外乃至紫色光の取出し効率を高めることができる。
上述したように、基板２上に配置された複数個（４個以上）のＬＥＤチップ３のチップ間隔Ｐ１及びチップ間隔Ｐ２が２．６Ｌ≦Ｐ（Ｐ１，Ｐ２）≦１０Ｌの条件を満たし、さらに透明樹脂層９で２個以上のＬＥＤチップ３を直線状に封止するか、あるいは各ＬＥＤチップ３を個別に封止したＬＥＤモジュール４によれば、基板２の大形化を抑制しつつ、蛍光膜６の発光効率を向上させることができる。従って、このようなＬＥＤモジュール４を使用することによって、従来の白熱電球や蛍光灯を用いた照明器具の代替品としての形状的な制約を満たしつつ、光量を増大させた発光装置１を提供することが可能となる。
さらに、この実施形態の発光装置１においては、カバー部材５の内面に設けられた蛍光膜６全体を面発光させているため、蛍光膜６から全方位に白色光等の発光が広がる。そして、蛍光膜６からの発光のみで発光を得ているため、局所的な輝度ムラ等を抑制することができる。これらによって、ぎらつきが無く、均一で柔らかい白色光が得られる。すなわち、発光装置１のグレアを大幅に低減することが可能となる。また、紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ３を使用した場合には、蛍光膜６を種々の蛍光体で構成することができるため、白色光の演色性等を高めることが可能となる。具体的には、相関色温度が６５００Ｋ以下で、平均演色評価数Ｒａが８５以上の白色光を容易に得ることができる。
加えて、カバー部材５の内面に蛍光膜６を設けることによって、発光装置１の配光角を大きくすることができ、また蛍光膜６の温度上昇等に起因する経時的な輝度低下を抑制することが可能となる。すなわち、蛍光膜６の全面から周囲に白色光等を拡散させているため、装置背面への白色光等の広がりが大きくなる。従って、発光装置１の配光角をより効果的に大きくすることが可能となる。さらに、蛍光膜６をＬＥＤチップ３から離間するようにカバー部材５の内面に設けることによって、ＬＥＤチップ３が温度上昇した場合においても蛍光膜６の温度上昇を抑制することができる。従って、発光装置１の点灯中の経時的な輝度低下を抑制することが可能となる。
次に、第３の実施形態によるＬＥＤ電球について、図６及び図７を参照して説明する。これらの図に示すＬＥＤ電球１１は、ＬＥＤモジュール１２と、ＬＥＤモジュール１２が設置された基体部１３と、ＬＥＤモジュール１２を覆うように基体部１３上に取り付けられたグローブ１４と、基体部１３の下端部に絶縁部材等を介して取り付けられる口金（図示せず）と、基体部１３内に設けられる点灯回路（図示せず）とを具備する。
ＬＥＤモジュール１２は、前述した第１及び第２の実施形態の発光装置１と同様に、基板２上に実装された複数個の紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ３を備えている。複数個のＬＥＤチップ３は、前述したように基板２上に格子状に配置されている。ＬＥＤチップ３の配置形状や配置間隔は、前述した第１及び第２の実施形態と同様とされている。ＬＥＤモジュール１２の側面もしくは底面には、図示を省略した配線が引き出されており、この配線が基体部３内に設けられた点灯回路（図示せず）と電気的に接続されている。ＬＥＤチップ３は、点灯回路を介して印加される直流電圧により点灯する。
ＬＥＤモジュール１２は、図示を省略した点灯回路やそれに接続された口金等を有する基体部１３に設置される。ＬＥＤモジュール１２を基体部１３に設置するにあたって、基板２をアルミナ焼結体等の靭性の低い材料で構成した場合、基板２の欠けや割れ等を抑制することが可能な取付け手段を適用することが好ましい。具体的には、樹脂製のネジ、あるいは樹脂製のワッシャを介して金属製のネジで、ＬＥＤモジュール１２（基板２）を基体部１３に取り付けることが好ましい。樹脂製のワッシャに代えて、基板２全体を押さえる樹脂製のシートや成形体等を適用してもよい。ネジや介在物（ワッシャやシート等）は、シリコーン樹脂、フッ素系樹脂、アクリル樹脂、環状オレフィンコポリマー、ポリプロピレン等の紫外乃至紫色光に対して耐性を有する樹脂材料で形成することが好ましい。
グローブ１４の内面には、ＬＥＤチップ３から出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜１５が設けられている。蛍光膜１５を構成する蛍光体は、前述した第１及び第２の実施形態と同様であり、所望の白色光が得られるように選択される。蛍光膜１５はそれからの発光のみ（ＬＥＤチップ３から出射された光を含まない）で白色光等を得ることが可能とされている。グローブ１４には図６及び図７に示すようなドーム型形状を有するものが適用されるが、これに限定されるものではなく、ナス型形状等を有するものであってもよい。グローブ１４は前述したカバー部材５の形成材料と同様な材料で形成することが好ましい。グローブ１４は、例えば白熱電球と同等の大きさを有している。
この実施形態のＬＥＤ電球１１における蛍光膜１５は、ＬＥＤチップ３から離間するようにグローブ１４の内面に設けられている。また、ＬＥＤモジュール１２を構成するＬＥＤチップ３は、前述したように基板２上に２．６Ｌ≦Ｐ≦１０Ｌの条件（Ｐは１つのＬＥＤチップ３の中心から最も近い位置に存在する他のＬＥＤチップ３の中心までの距離、ＬはＬＥＤチップ３の形状が正方形の場合には一辺の長さ、または長方形の場合には長辺と短辺の平均値（（長辺＋短辺）／２）である）を満足するように配置されている。さらに、複数個のＬＥＤチップ３は、前述した第１及び第２の実施形態と同様な封止樹脂層９で封止されている。これらによって、蛍光膜１５の発光効率を高めることができるため、ＬＥＤ電球１１の光量を増大させることが可能となる。
前述した実施形態の発光装置１と同様に、ＬＥＤ電球１１から放出される白色光の演色性等を高めることができる。具体的には、相関色温度が６５００Ｋ以下で、平均演色評価数（Ｒａ）が８５以上の白色光を容易に得ることができる。このような白色光を得ることによって、白熱電球の代替品としてのＬＥＤ電球１１の実用性を向上させることが可能となる。さらに、ＬＥＤ電球１１の配光角を大きくすることができると共に、蛍光膜１５の温度上昇等に起因する経時的な輝度低下を抑制することができる。
すなわち、この実施形態のＬＥＤ電球１１はグローブ１４の内面に設けられた蛍光膜１５全体を面発光させているため、蛍光膜１５から全方位に白色光が広がることになる。これによって、電球背面への白色光の広がりが大きくなる。従って、ＬＥＤ電球１１の白色光の配光角を効果的に大きくすることが可能となる。この実施形態のＬＥＤ電球１１によれば、配光角を例えば２００度もしくはそれ以上とすることができる。また、蛍光膜１５とＬＥＤチップ３との間には十分な距離があるため、ＬＥＤ電球１１の連続点灯時にＬＥＤチップ３の温度が上昇しても、蛍光膜１５の温度は例えば６０℃前後までしか上昇しない。従って、ＬＥＤ電球１１の点灯中の経時的な輝度低下を抑制することができる。
次に、具体的な実施例及びその評価結果について述べる。
（実施例１〜４）
まず、外形が３０×３０ｍｍのアルミナ基板に、それぞれ表１に示すチップ間隔Ｐ１、Ｐ２でチップ形状が０．４×０．４ｍｍのＬＥＤチップを５直列×５並列に配置した。ＬＥＤチップの発光波長は表１に示す通りである。次いで、図１に示したように、直列接続されたチップ列をそれぞれ独立に透明なシリコーン樹脂で封止した。シリコーン樹脂は各チップ列のＬＥＤチップを直線状に封止している。このようなＬＥＤモジュール上にそれぞれ以下のようにして内面に蛍光膜を形成したカバー部材を設置することによって、実施例１〜４の白色発光装置を作製した。これら白色発光装置を後述する特性評価に供した。
まず、外形が３０×３０ｍｍのアルミナ基板に、それぞれ表１に示すチップ間隔Ｐ１、Ｐ２でチップ形状が０．４×０．４ｍｍのＬＥＤチップを５直列×５並列に配置した。ＬＥＤチップの発光波長は表１に示す通りである。次いで、図１に示したように、直列接続されたチップ列をそれぞれ独立に透明なシリコーン樹脂で封止した。シリコーン樹脂は各チップ列のＬＥＤチップを直線状に封止している。このようなＬＥＤモジュール上にそれぞれ以下のようにして内面に蛍光膜を形成したカバー部材を設置することによって、実施例１〜４の白色発光装置を作製した。これら白色発光装置を後述する特性評価に供した。
蛍光膜は以下のようにして形成した。まず、青色蛍光体としてＥｕ付活アルカリ土類クロロ燐酸塩（（Ｓｒ0.604Ｂａ0.394Ｅｕ0.002）5（ＰＯ4）3Ｃｌ）蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体としてＥｕ及びＭｎ付活アルカリ土類珪酸塩（（Ｓｒ0.675Ｂａ0.25Ｍｇ0.0235Ｅｕ0.05Ｍｎ0.0015）2ＳｉＯ4）蛍光体、赤色蛍光体としてＥｕ付活酸硫化ランタン（（Ｌａ0.9Ｅｕ0.1）2Ｏ2Ｓ）蛍光体を用意した。これら各蛍光体を、青色蛍光体２７質量％、緑色乃至黄色蛍光体４質量％、赤色蛍光体６９質量％の割合で混合した後、シリコーン樹脂に分散させて蛍光体スラリー（蛍光体割合：６５質量％）とした。この蛍光体スラリーをポリカーボネート製のカバー部材の内側に塗布した後、オーブン等を用いて熱処理することによって、蛍光体スラリーの塗布膜を硬化させた。蛍光膜の膜厚は０．２ｍｍとした。
（比較例１〜５）
５直列×５並列のＬＥＤチップのチップ間隔Ｐ１、Ｐ２を、それぞれ表１に示す値に変更する以外は、実施例１と同様にして白色発光装置を作製した。これら白色発光装置を後述する特性評価に供した。
５直列×５並列のＬＥＤチップのチップ間隔Ｐ１、Ｐ２を、それぞれ表１に示す値に変更する以外は、実施例１と同様にして白色発光装置を作製した。これら白色発光装置を後述する特性評価に供した。
実施例１〜４及び比較例１〜５の白色発光装置を、表２に示すＬＥＤチップの駆動電圧と駆動電流を適用して発光させ、各白色発光装置から放出される白色光の光出力、全光束、相関色温度を測定した。これらの特性はラブズフェア社製ＳＬＭＳ全光束測定システムにより測定した。それらの結果を表２に示す。
表２から明らかなように、実施例２〜４ではチップ間隔Ｐ１、Ｐ２をそれぞれ正方形チップの一辺の長さ（０．４ｍｍ）の１０倍の値（４ｍｍ）とした実施例１に対し、チップ間隔Ｐ２を狭めているものの、それぞれチップ間隔Ｐ２がチップ辺の長さの２．６倍以上であるため、光出力及び全光束の差は５％以内に収まっていることが分かる。一方、比較例１、２では光出力及び全光束がそれぞれ実施例１に対して２５％前後まで落ち込んでいる。これはチップ間隔Ｐ２をチップ辺の長さ（０．４ｍｍ）の２．６倍未満としているため、隣接するＬＥＤチップから出射される光の干渉が大きくなり、ＬＥＤチップからの光の取出し効率が低下したためである。
比較例３、４では、光出力及び全光束がそれぞれ実施例１に対して５０％前後まで落ち込んでいる。これはチップ間隔Ｐ１、Ｐ２をそれぞれチップ辺の長さ（０．４ｍｍ）の２．６倍未満としているため、近接するＬＥＤチップから出射される光の干渉が著しく大きくなり、ＬＥＤチップからの光の取出し効率が大幅に低下したためである。チップ間隔Ｐ２をチップ辺の長さ（０．４ｍｍ）の１０倍を超える値（４．５ｍｍ）にまで広げた比較例５は、実施例１とほぼ同等の光出力及び全光束が得られている。ただし、光出力や全光束のそれ以上の向上は望めず、逆に基板が大きくなることによるコストアップ、またＬＥＤモジュールとしての各種装置サイズへの適合性の低下等につながる。
（実施例５〜８）
まず、外形が３５×３５ｍｍのアルミナ基板に、それぞれ表３に示すチップ間隔Ｐ１、Ｐ２でチップ形状が０．６×０．６ｍｍのＬＥＤチップを４直列×４並列に配置した。ＬＥＤチップの発光波長は表３に示す通りである。次いで、図３に示したように、各ＬＥＤチップをそれぞれ個別に透明なシリコーン樹脂で封止した。このようなＬＥＤモジュール上にそれぞれ以下のようにして内面に蛍光膜を形成したカバー部材を設置することによって、実施例５〜８の白色発光装置を作製した。これら白色発光装置の特性を実施例１と同様にして測定した。その結果を表４に示す。
まず、外形が３５×３５ｍｍのアルミナ基板に、それぞれ表３に示すチップ間隔Ｐ１、Ｐ２でチップ形状が０．６×０．６ｍｍのＬＥＤチップを４直列×４並列に配置した。ＬＥＤチップの発光波長は表３に示す通りである。次いで、図３に示したように、各ＬＥＤチップをそれぞれ個別に透明なシリコーン樹脂で封止した。このようなＬＥＤモジュール上にそれぞれ以下のようにして内面に蛍光膜を形成したカバー部材を設置することによって、実施例５〜８の白色発光装置を作製した。これら白色発光装置の特性を実施例１と同様にして測定した。その結果を表４に示す。
蛍光膜は以下のようにして形成した。まず、青色蛍光体としてＥｕ付活アルカリ土類クロロ燐酸塩（（Ｓｒ0.604Ｂａ0.394Ｅｕ0.002）5（ＰＯ4）3Ｃｌ）蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体としてＥｕ及びＭｎ付活アルカリ土類珪酸塩（（Ｓｒ0.675Ｂａ0.25Ｍｇ0.0235Ｅｕ0.05Ｍｎ0.0015）2ＳｉＯ4）蛍光体、赤色蛍光体としてＥｕ付活酸硫化ランタン（（Ｌａ0.9Ｅｕ0.1）2Ｏ2Ｓ）蛍光体を用意した。これら各蛍光体を、青色蛍光体５２質量％、緑色乃至黄色蛍光体３質量％、赤色蛍光体４５質量％の割合で混合した後、シリコーン樹脂に分散させて蛍光体スラリー（蛍光体割合：６０質量％）とした。この蛍光体スラリーをポリカーボネート製のカバー部材の内側に塗布した後、オーブン等を用いて熱処理することによって、蛍光体スラリーの塗布膜を硬化させた。蛍光膜の膜厚は０．２ｍｍとした。
（比較例６〜１０）
４直列×４並列のＬＥＤチップのチップ間隔Ｐ１、Ｐ２を、それぞれ表３に示す値に変更する以外は、実施例５と同様にして白色発光装置を作製した。これら白色発光装置の特性を実施例５と同様にして測定した。その結果を表４に示す。
４直列×４並列のＬＥＤチップのチップ間隔Ｐ１、Ｐ２を、それぞれ表３に示す値に変更する以外は、実施例５と同様にして白色発光装置を作製した。これら白色発光装置の特性を実施例５と同様にして測定した。その結果を表４に示す。
表４から明らかなように、実施例６〜８ではチップ間隔Ｐ１、Ｐ２をそれぞれ正方形チップの一辺の長さ（０．６ｍｍ）の１０倍の値（６ｍｍ）とした実施例５に対し、チップ間隔Ｐ２を狭めているものの、それぞれチップ間隔Ｐ２がチップ辺の長さの２．６倍以上であるため、光出力及び全光束の差は３％以内に収まっていることが分かる。一方、比較例６、７では光出力及び全光束がそれぞれ実施例５に対して２５％前後まで落ち込んでいる。これはチップ間隔Ｐ２をチップ辺の長さ（０．６ｍｍ）の２．６倍未満としているため、隣接するＬＥＤチップから出射される光の干渉が大きくなり、ＬＥＤチップからの光の取出し効率が低下したためである。
比較例８、９では、光出力及び全光束がそれぞれ実施例５に対して４５〜６０％まで落ち込んでいる。これはチップ間隔Ｐ１、Ｐ２をそれぞれチップ辺の長さ（０．６ｍｍ）の２．６倍未満としているため、近接するＬＥＤチップから出射される光の干渉が著しく大きくなり、ＬＥＤチップからの光の取出し効率が大幅に低下したためである。チップ間隔Ｐ２をチップ辺の長さ（０．６ｍｍ）の１０倍を超える値（７ｍｍ）にまで広げた比較例１０は、実施例５とほぼ同等の光出力及び全光束が得られている。ただし、光出力や全光束のそれ以上の向上は望めず、逆に基板が大きくなることによるコストアップ、またＬＥＤモジュールとしての各種装置サイズへの適合性の低下等につながる。
（実施例９〜１２）
まず、外形が２５×２５ｍｍのアルミナ基板に、それぞれ表５に示すチップ間隔Ｐ１、Ｐ２でチップ形状が０．７×０．２５ｍｍ（長辺と短辺の平均値：０．４７５ｍｍ）のＬＥＤチップを５直列×５並列に配置した。ＬＥＤチップの発光波長は表５に示す通りである。次いで、図６に示したように、直列接続されたチップ列をそれぞれ独立に透明なシリコーン樹脂で封止した。このようなＬＥＤモジュールを基体部（ヒートシンク）上に固定すると共に、それぞれ以下のようにして内面に蛍光膜を形成したグローブをＬＥＤモジュール上に設置することによって、実施例９〜１２のＬＥＤ電球を作製した。これらＬＥＤ電球の特性を実施例１と同様にして測定した。その結果を表６に示す。
まず、外形が２５×２５ｍｍのアルミナ基板に、それぞれ表５に示すチップ間隔Ｐ１、Ｐ２でチップ形状が０．７×０．２５ｍｍ（長辺と短辺の平均値：０．４７５ｍｍ）のＬＥＤチップを５直列×５並列に配置した。ＬＥＤチップの発光波長は表５に示す通りである。次いで、図６に示したように、直列接続されたチップ列をそれぞれ独立に透明なシリコーン樹脂で封止した。このようなＬＥＤモジュールを基体部（ヒートシンク）上に固定すると共に、それぞれ以下のようにして内面に蛍光膜を形成したグローブをＬＥＤモジュール上に設置することによって、実施例９〜１２のＬＥＤ電球を作製した。これらＬＥＤ電球の特性を実施例１と同様にして測定した。その結果を表６に示す。
蛍光膜は以下のようにして形成した。まず、青色蛍光体としてＥｕ付活アルカリ土類クロロ燐酸塩（（Ｓｒ0.604Ｂａ0.394Ｅｕ0.002）5（ＰＯ4）3Ｃｌ）蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体としてＥｕ及びＭｎ付活アルカリ土類珪酸塩（（Ｓｒ0.675Ｂａ0.25Ｍｇ0.0235Ｅｕ0.05Ｍｎ0.0015）2ＳｉＯ4）蛍光体、赤色蛍光体としてＥｕ付活酸硫化ランタン（（Ｌａ0.9Ｅｕ0.1）2Ｏ2Ｓ）蛍光体を用意した。これら各蛍光体を、青色蛍光体６３質量％、緑色乃至黄色蛍光体２質量％、赤色蛍光体３５質量％の割合で混合した後、シリコーン樹脂に分散させて蛍光体スラリー（蛍光体割合：６０質量％）とした。この蛍光体スラリーをポリカーボネート製のグローブの内側に塗布した後、オーブン等を用いて熱処理することによって、蛍光体スラリーの塗布膜を硬化させた。蛍光膜の膜厚は０．２ｍｍとした。
（比較例１１〜１５）
５直列×５並列のＬＥＤチップのチップ間隔Ｐ１、Ｐ２を、それぞれ表５に示す値に変更する以外は、実施例９と同様にしてＬＥＤ電球を作製した。これらＬＥＤ電球の特性を実施例９と同様にして測定した。その結果を表６に示す。
５直列×５並列のＬＥＤチップのチップ間隔Ｐ１、Ｐ２を、それぞれ表５に示す値に変更する以外は、実施例９と同様にしてＬＥＤ電球を作製した。これらＬＥＤ電球の特性を実施例９と同様にして測定した。その結果を表６に示す。
表６から明らかなように、実施例１０〜１２ではチップ間隔Ｐ１、Ｐ２をそれぞれ長方形チップの長辺と短辺の平均値（０．４７５ｍｍ）の約１０倍の値（４．５ｍｍ）とした実施例９に対し、チップ間隔Ｐ２を狭めているものの、それぞれチップ間隔Ｐ２がチップ辺の平均値の２．６倍以上であるため、光出力及び全光束の差は５％以内に収まっていることが分かる。一方、比較例１１、１２では光出力及び全光束がそれぞれ実施例９に対して２０〜３０％前後まで落ち込んでいる。これはチップ間隔Ｐ２をチップ辺の平均値（０．４７５ｍｍ）の２．６倍未満としているため、隣接するＬＥＤチップから出射される光の干渉が大きくなり、ＬＥＤチップからの光の取出し効率が低下したためである。
比較例１３、１４では、光出力及び全光束がそれぞれ実施例９に対して５０〜６０％まで落ち込んでいる。これはチップ間隔Ｐ１、Ｐ２をそれぞれチップ辺の平均値の２．６倍未満としているため、近接するＬＥＤチップから出射される光の干渉が著しく大きくなり、ＬＥＤチップからの光の取出し効率が大幅に低下したためである。チップ間隔Ｐ２をチップ辺の平均値の１０倍を超える値（５．５ｍｍ）にまで広げた比較例１５は、実施例９とほぼ同等の光出力及び全光束が得られている。ただし、光出力や全光束のそれ以上の向上は望めず、逆に基板が大きくなることによるコストアップ、またＬＥＤモジュールとしての各種装置サイズへの適合性の低下等につながる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (10)
- 基板と、前記基板上に配置された４個以上の紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップとを備え、前記４個以上のＬＥＤチップは２個以上の前記ＬＥＤチップを直列接続した直列数が２列以上の直並列回路を構成しているＬＥＤモジュールと、
前記ＬＥＤモジュールを覆うカバー部材と、
前記ＬＥＤチップから離間するように前記カバー部材に沿って設けられ、青色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体を含有すると共に、前記ＬＥＤチップから出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜とを具備する発光装置であって、
前記４個以上のＬＥＤチップは、それぞれ正方形又は長方形の形状を有し、かつ２．６Ｌ≦Ｐ≦１０Ｌの条件（Ｐは１つの前記ＬＥＤチップの中心から最も近い位置に存在する他の前記ＬＥＤチップの中心までの距離、Ｌは前記ＬＥＤチップの形状が正方形の場合には一辺の長さ、長方形の場合には長辺と短辺の平均値である）を満足するように、マトリクス状に配置されていると共に、直列接続された各列の前記ＬＥＤチップをそれぞれ直線状に封止する透明樹脂層で覆われており、前記発光装置から出力される全光束が１０７ルーメンス以上であることを特徴とする発光装置。 - 請求項１記載の発光装置において、
前記ＬＥＤチップから出射される前記紫外乃至紫色光は、発光ピーク波長が３７０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする発光装置。 - 請求項１記載の発光装置において、
前記青色蛍光体は
一般式：（Ｓｒ1-x-y-zＢａxＣａyＥｕz）5（ＰＯ4）3・Ｃｌ
（式中、ｘ、ｙ、及びｚは０≦ｘ＜０．５、０≦ｙ＜０．１、０．００５≦ｚ＜０．１を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム付活アルカリ土類クロロ燐酸塩蛍光体からなり、
前記緑色乃至黄色蛍光体は
一般式：（Ｂａ1-x-y-zＳｒxＣａyＥｕz）（Ｍｇ1-uＭｎu）Ａｌ10Ｏ17
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０≦ｘ＜０．２、０≦ｙ＜０．１、０．００５＜ｚ＜０．５、０．１＜ｕ＜０．５を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、
一般式：（Ｓｒ1-x-y-z-uＢａxＭｇyＥｕzＭｎu）2ＳｉＯ4
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体、
一般式：ＲＥ3ＡxＡｌ5-x-yＢyＯ12：Ｃｅz
（式中、ＲＥはＹ、Ｌｕ、及びＧｄから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、Ａ及びＢは対をなす元素であって、（Ａ，Ｂ）が（Ｍｇ，Ｓｉ）、（Ｂ，Ｓｃ）、（Ｂ．Ｉｎ）のいずれかであり、ｘ、ｙ、及びｚはｘ＜２、ｙ＜２、０．９≦ｘ／ｙ≦１．１、０．０５≦ｚ≦０．５ を満足する数である）
で表される組成を有するセリウム付活希土類アルミン酸塩蛍光体、
一般式：（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕx
（式中、ｘは０＜ｘ＜０．３を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体、及び
一般式：（Ｓｒ1-xＥｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω
（式中、ｘ、α、β、γ、δ、及びωは０＜ｘ＜１、０＜α≦３、１２≦β≦１４、２≦γ≦３．５、１≦δ≦３、２０≦ω≦２２を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも１種からなり、
前記赤色蛍光体は
一般式：（Ｌａ1-x-yＥｕxＭy）2Ｏ2Ｓ
（式中、ＭはＳｍ、Ｇａ、Ｓｂ、及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、ｘ及びｙは０．０８≦ｘ＜０．１６、０．０００００１≦ｙ＜０．００３を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体、
一般式：（Ｙ1-x-yＥｕxＢｉy）2Ｏ3
（式中、ｘ及びｙは０．０１≦ｘ＜０．１５、０．００１≦ｙ＜０．０５を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム及びビスマス付活酸化イットリウム蛍光体、
一般式：（Ｃａ1-x-yＳｒxＥｕy）ＳｉＡｌＮ3
（式中、ｘ及びｙは０≦ｘ＜０．４、０＜ｙ＜０．５を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム付活カズン蛍光体、及び
一般式：（Ｓｒ1-xＥｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω
（式中、ｘ、α、β、γ、δ、及びωは０＜ｘ＜１、０＜α≦３、５≦β≦９、１≦γ≦５、０．５≦δ≦２、５≦ω≦１５を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも１種からなることを特徴とする発光装置。 - 請求項１記載の発光装置において、
前記蛍光膜は、さらに青緑色蛍光体及び深赤色蛍光体から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とする発光装置。 - 請求項４記載の発光装置において、
前記青緑色蛍光体は
一般式：（Ｂａ1-x-y-z-uＳｒxＭｇyＥｕzＭｎu）2ＳｉＯ4
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体からなり、
前記深赤色蛍光体は
一般式：αＭｇＯ・βＭｇＦ2・（Ｇｅ1-xＭｎx）Ｏ2
（式中、α、β、及びｘは３．０≦α≦４．０、０．４≦β≦０．６、０．００１≦ｘ≦０．５を満足する数である）
で表される組成を有するマンガン付活マグネシウムフロロジャーマネート蛍光体からなることを特徴とする発光装置。 - 請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の発光装置において、
前記基板はアルミナ焼結体からなることを特徴とする発光装置。 - 基板と、前記基板上に実装された４個以上の紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップとを備え、前記４個以上のＬＥＤチップは２個以上の前記ＬＥＤチップを直列接続した直列数が２列以上の直並列回路を構成しているＬＥＤモジュールと、
前記ＬＥＤモジュールが設置された基体部と、
前記ＬＥＤモジュールを覆うように前記基体部に取り付けられたグローブと、
前記グローブの内面に前記ＬＥＤチップから離間させて設けられ、青色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体を含有すると共に、前記ＬＥＤチップから出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜と、
前記基体部内に設けられ、前記ＬＥＤチップを点灯させる点灯回路と、
前記点灯回路と電気的に接続された口金とを具備するＬＥＤ電球であって、
前記４個以上のＬＥＤチップは、それぞれ正方形又は長方形の形状を有し、かつ２．６Ｌ≦Ｐ≦１０Ｌの条件（Ｐは１つの前記ＬＥＤチップの中心から最も近い位置に存在する他の前記ＬＥＤチップの中心までの距離、Ｌは前記ＬＥＤチップの形状が正方形の場合には一辺の長さ、長方形の場合には長辺と短辺の平均値である）を満足するように、マトリクス状に配置されていると共に、直列接続された各列の前記ＬＥＤチップをそれぞれ直線状に封止する透明樹脂層で覆われており、前記ＬＥＤ電球から出力される全光束が１０７ルーメンス以上であることを特徴とするＬＥＤ電球。 - 請求項７記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜は、さらに青緑色蛍光体及び深赤色蛍光体から選ばれる少なくとも１種を含有することを特徴とするＬＥＤ電球。 - 請求項７又は請求項８記載のＬＥＤ電球において、
前記基板はアルミナ焼結体からなることを特徴とするＬＥＤ電球。 - 請求項７乃至請求項９のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記ＬＥＤモジュールは樹脂製ネジ又は金属製ネジで前記基体部に取り付けられていることを特徴とするＬＥＤ電球。
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