JP5660699B2 - Ｌｅｄ発光装置、ｌｅｄモジュール及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤチップから発光される光により励起されて光を発光する蛍光体を有するＬＥＤ発光装置、ＬＥＤモジュール及び照明装置に関する。

近年、長寿命である、コンパクトである、熱線・紫外線をほとんど含まない、発光効率が上昇している、高輝度である、環境負荷物質を含まない、等の理由からＬＥＤ発光装置に関する関心が急激に高まってきている。

そのため、照明装置においては、低消費電力化、長寿命化、環境配慮などを図るためにＬＥＤ発光装置を光源として用いる動きが加速している。また、照明器具以外にもテレビ、パソコン、携帯電話のバックライト等の用途は多岐に及んでいる。

特に白色系ＬＥＤ発光装置が既存光源の代替として多く使用されるケースが増えてきている。白色系ＬＥＤ発光装置の場合、赤色系ＬＥＤチップ＋緑色系ＬＥＤチップ＋青色系チップによる光の合成で白色にする場合と、青系ＬＥＤチップ＋黄色系蛍光体の光の合成で白色にする場合と、大きく二つの方式がある。これらのうち、回路構成の単純さや低コストから後者の方式が多く採用されているのが現状である。

しかし、後者の白色系ＬＥＤ発光装置は、普及するにつれて既存光源と比較をされる機会が増え、その結果、多くのユーザーから色度バラツキが指摘されるようになって大きな問題として浮上してきている。このように、製造ロット間の色度バラツキだけでなく、ロット内の色度バラツキも大きく無視できない。

ＬＥＤチップから発光される青色光と、蛍光体から発光される黄色光の合成により白色となるが、青色系ＬＥＤチップのドミナント波長のバラツキによる青色の色度バラツキ、蛍光体濃度のバラツキによる黄色の色度バラツキが発生し、結果として白色色度は大きなバラツキ範囲を持つようになる。

色度バラツキの主原因は、蛍光体による色度バラツキ、ＬＥＤチップによる色度バラツキである。

それぞれ色度バラツキを抑えるためランク選別して使用することも可能であるが、歩留まりが悪<なるためコストが高くついてしまう。

そこで、蛍光体による色度バラツキを無くすようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１８５３７４号公報（図１、請求項１）

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来のＬＥＤ発光装置、ＬＥＤモジュール及び照明装置では、蛍光体による色度バラツキを抑えることは出来るが、ＬＥＤチップによる色度バラツキを抑えることができない。そのためＬＥＤチップの色度バラツキにより、白色の色バラツキは依然として発生してしまう。

本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡単で安価な構成でＬＥＤチップによる色度バラツキを抑えることができるＬＥＤ発光装置、ＬＥＤモジュール及び照明装置を提供することにある。

ドミナント波長が異なり、同じ条件で発光させた場合において発せられる光の、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値にばらつきがあり、かつ、各ｘｙ色度値が所望値とは異なっている複数の青色ＬＥＤチップと、前記複数の青色ＬＥＤチップから発光される、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が異なる青色光の各々により励起されて、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が第１の所定値である黄色光を発光する蛍光体と、を有し、前記ｘｙ色度値が異なる青色光の各々と、前記ｘｙ色度値が異なる青色光の各々によって励起されて前記蛍光体から発光される、前記ｘｙ色度値が第１の所定値である黄色光の各々と、を合成して得られる、前記ＬＥＤチップの数に等しい数の、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が異なる白色光の各々を合成して、合成光としての、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が第２の所定値である白色光を発光し、前記合成光としての、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が第２の所定値である白色光は、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が第１の所定値である前記黄色光と、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が、前記所望値としての第３の所定値である青色光と、の合成光と同じである、ことを特徴とする。

本発明においては、複数のＬＥＤチップを用い、各ＬＥＤチップの色度の組合せを所定の組合せにした。
これにより、色度バラツキのある各ＬＥＤチップを使用して色度バラツキのない白色光を発光することができる。
従って、ＬＥＤチップの歩留まりが良くなり、ＬＥＤチップにかかるコストを抑えることができる。

本発明に係るＬＥＤ発光装置は、上記ＬＥＤ発光装置において、前記複数の青色ＬＥＤチップの各々から発光される、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が異なる青色光の各々の前記ｘｙ色度値の平均値が前記第３の所定値である、ことを特徴とする。

本発明においては、各ＬＥＤチップから発光される光の色度の平均値が所定値である。
これにより、ＬＥＤチップの色度の平均値が青色光青となるように組合せた各ＬＥＤチップと、黄色光黄を発光する蛍光体とを用いることにより、白色光白を創生することができるとともに、色度バラツキを抑えることができる。

本発明に係るＬＥＤ発光装置は、上記ＬＥＤ発光装置において、前記各青色ＬＥＤチップから発光される青色光の前記ｘｙ色度と前記各青色ＬＥＤチップの光出力との乗算値の総和を、全青色ＬＥＤチップの光出力の総和で除した値が、前記第３の所定値である、ことを特徴とする。

本発明においては、各ＬＥＤチップから発光される光の色度×光出力の総和／全ＬＥＤチップの光出力の総和が青色光青となるように組み合わせたＬＥＤチップと、黄色光黄を発光する蛍光体を用いた。
これにより、白色光白を創生することができ、色度バラツキを抑えることができる。

本発明に係るＬＥＤ発光装置は、上記ＬＥＤ発光装置において、前記各青色ＬＥＤチップのドミナント波長が、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする。

本発明に係るＬＥＤ発光装置は、上記ＬＥＤ発光装置において、前記各青色ＬＥＤチップはそれぞれ個別に電流を流すことが可能であり、前記各青色ＬＥＤチップの光出力を個別に制御することにより、前記ＬＥＤチップの数に等しい数の、前記ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が異なる白色光の各々の前記ｘｙ色度値を、個別に制御することを特徴とする。

本発明に係るＬＥＤ発光装置は、前記各青色ＬＥＤチップの光出力を個別に調整することにより、前記ＬＥＤチップの数に等しい数の、前記ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が異なる白色光の色温度を変化させることを特徴とする。

本発明に係るＬＥＤモジュールは、上記いずれかのＬＥＤ発光装置を、複数、配置したことを特徴とする。

本発明に係る照明装置は、上記ＬＥＤモジュールを有することを特徴とする。

本発明の照明装置においては、ＬＥＤチップにかかるコストを抑えることができる。

本発明のＬＥＤ発光装置、ＬＥＤモジュール及び照明装置によれば、ＬＥＤチップを複数個設け、各ＬＥＤチップの色度の組合せを所定の組合せにした。
これにより、簡単で安価な構成でＬＥＤチップによる色度バラツキを抑えることができるという効果を有する。

本発明に係る第１実施形態のＬＥＤ発光装置の縦断面図 図１に示したＬＥＤ発光装置の回路構成図 図１に示したＬＥＤ発光装置の光の色度グラフ 本発明に係る第１実施形態のＬＥＤ発光装置の変形例の回路構成図 本発明に係る第２実施形態のＬＥＤ発光装置の回路構成図 本発明に係る第３実施形態のＬＥＤ発光装置のドナミント波長と変換効率との関係グラフ 図６に示したＬＥＤ発光装置の光の色度グラフ 本発明に係る第４実施形態のＬＥＤ発光装置の光の色度グラフ 本発明に係る第５実施形態のＬＥＤ発光装置の縦断面図 図９に示したＬＥＤ発光装置の回路構成図 図９に示したＬＥＤ発光装置の光の色度グラフ 本発明に係る第６実施形態のＬＥＤ発光装置の縦断面図 図１２に示したＬＥＤ発光装置の回路構成図 本発明に係る第７実施形態のＬＥＤ発光装置の縦断面図 図１４に示したＬＥＤ発光装置の光の色度グラフ 本発明に係る第９実施形態のＬＥＤ発光装置の縦断面図 図１６に示したＬＥＤ発光装置の波長グラフ 図１６に示したＬＥＤ発光装置の光の色度グラフ

以下、本発明の複数の実施形態に係る照明器具について図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態であるＬＥＤ発光装置１１を装備する照明装置１０は、筺体１２と、ＬＥＤモジュール１３と、蛍光体シート１４と、を備える。

筺体１２は、底板１５を有し、凹状のモジュール収容部１６を有する。筺体１２はモジュール収容部１６にＬＥＤモジュール１３を組み付けている。

ＬＥＤモジュール１３は、第１ＬＥＤチップ１７、第２ＬＥＤチップ１８、第３ＬＥＤチップ１９、第４ＬＥＤチップ２０の４個のＬＥＤチップを筺体１２の底板１５上に実装している。

第１ＬＥＤチップ１７は青色光青１を発光し、第２ＬＥＤチップ１８は青色光青２を発光し、第３ＬＥＤチップ１９は青色光青３を発光し、第４ＬＥＤチップ２０は青色光青４を発光する。各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０の青色光青１，２，３，４はそれぞれ異なる色度を有し、光出力は略一定である。

各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０のドミナント波長は、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍであり、第１ＬＥＤチップ１７がλ１であり、第２ＬＥＤチップ１８がλ２であり、第３ＬＥＤチップ１９がλ３であり、第４ＬＥＤチップ２０がλ４であり、それぞれの関係は、λ１＞λ２＞λ３＞λ４である。

蛍光体シート１４は、シリコン樹脂に蛍光体を混ぜ合わせて成形されており、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０から発光された青色光により励起し、黄色光黄１を発光する。蛍光体シート１４に含まれる蛍光体の変換効率は、各ドミナント波長範囲で略一定に設定されている。

図２に示すように、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０は直列に接続されている。なお、ＬＥＤチップの数は、４個に限らず、２個以上の複数個でも良い。

次に、ＬＥＤ発光装置１１から発光される光の色度について説明する。

図３に示すように、第１ＬＥＤチップ１７が発光した青色光青１と、青色光青１により蛍光体シート１４から励起された黄色光黄１との合成により、白色光白１が発光される。

第２ＬＥＤチッップ１８が発光した青色光青２と、青色光青２により蛍光体シート１４から励起された黄色光黄１との合成により、白色光白２が発光される。

第３ＬＥＤチップ１９が発光した青色光青３と、青色光青３により蛍光体シート１４から励起された黄色光黄１との合成により、白色光白３が発光される。

第４ＬＥＤチップ２０が発光した青色光青４と、青色光青４により蛍光体シート１４から励起された黄色光黄１との合成により、白色光白４が発光される。

これらにより、白色光白１〜白４の合成より、ＬＥＤ発光装置１１から白色光白５が発光されることになる。

ＬＥＤ発光装置１１から発光される白色光白５は、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０から発光された青色光青１〜青４と蛍光体シート１４から発光された黄色光黄１の合成光であり、各ドミナント波長範囲で蛍光体変換効率が略―定であることから、青色光青１〜青４の合成光である青色光青５と、青色光青５により蛍光体シート１４から励起した黄色光黄１とを合成した光と同じと考えられる。

青色光青５は、青色光青１〜青４の光出力が略一定のため、青色光青５の色度≒(青色光青１〜青４の色度の平均値)となる。

そのため、ＬＥＤチップの色度の平均値が青色光青５となるように組合せた各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０と、黄色光黄１を発光する蛍光体シート１４とを用いることにより、白色光白５を創生することができるとともに、色度バラツキを抑えることができる。

図４に示すように、本発明に係る第１実施形態のＬＥＤ発光装置１１の変形例では、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０を並列に接続している。

本発明の第１実施形態のＬＥＤ発光装置１１では、複数のＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０を用い、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０の色度の組合せを所定の組合せにした。
これにより、色度バラツキのある各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０を使用して色度バラツキのない白色光を発光することができる。
従って、ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０の歩留まりが良くなり、ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０にかかるコストを抑えることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態のＬＥＤ発光装置、ＬＥＤモジュール及び照明装置について説明する。なお、以下の各実施形態において、上述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。

図５に示すように、本発明の第２実施形態のＬＥＤ発光装置３０は、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０をそれぞれ独立した配線にて接続しており、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０に流す電流を制御している。

各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０は、光出力にバラツキがあると、白色光白５の色度がずれる場合が考えられる。

例えば、第１ＬＥＤチップ１７の光出力が、他のＬＥＤチップ１８，１９，２０に比べて２倍大きかったとする。このとき、蛍光体シート１４の変換効率は光出力のバラツキに対してほとんど変化しないため、白色光白１の色度にずれは生じない。しかしながら、白色光白１の光出力は白色光白２〜白４に比べて２倍強くなり、白色光白１〜白４の合成である白色光白５は白色光白１に引っ張られて左上方向（図２参照）にずれて、本来狙っていた色度からずれてしまうことになる。

そこで、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０に流す電流を制御することにより、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０の光出力のバラツキを抑え、白色の色度ズレを抑えることができる。

この場合、第１ＬＥＤチップ１７に流す電流を減らして白色光白１の光出力を抑え、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０の光出力を略一定にすればよい。

本発明の第２実施形態のＬＥＤ発光装置３０では、色度バラツキのない白色光を発光するＬＥＤ発光装置３０を作るのに、光出力バラツキがあり、且つ色度バラツキがある各ＬＥＤチッフ゜１７，１８，１９，２０を使用可能となり、ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０の歩留まりを更に向上させることができることにより、ＬＥＤチップにかかるコストを更に抑えることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態のＬＥＤ発光装置、ＬＥＤモジュール及び照明装置について説明する。

図６に示すように、本発明の第３実施形態のＬＥＤ発光装置４０は、ドミナント波長が短波長側で変換効率が低下するものとして、蛍光体シート１４の変換効率が、使用するＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０のドミナント波長範囲にて一定でないものを使用している。

次に、ＬＥＤ発光装置４０から発光される光の色度について説明する。

図７に示すように、第１ＬＥＤチップ１７が発光した青色光青１と、青色光青１により蛍光体シート１４から励起され黄色光黄１との合成により、白色光白１が発光される。

第２ＬＥＤチップ１８が発光した青色光青２と、青色光青２により蛍光体シート１４から励起された黄色光黄１との合成により、白色光白２が発光される。

第３ＬＥＤチップ１９が発光した青色光青３と、青色光青３により蛍光体シート１４から励起された黄色光黄１との合成により、白色光白３が発光される。

第４ＬＥＤチップ２０が発光した青色光青４と、青色光青４により蛍光体シート１４から励起された黄色光黄１との合成により、白色光白４が発光される。

よって、白色光白１〜白４の合成より、ＬＥＤ発光装置４０から白色光白５が発光されることになる。

このとき、ドミナント波長が長波長であるほど蛍光体シート１４変換効率が良いため、長波長側のＬＥＤチップと蛍光体シート１４との合成光は黄色に引っ張られた白色となり、短波長側のＬＥＤチップと蛍光体シート１４の合成光は青色側に引っ張られた白色となる。特に、青色光青４と黄色光黄１との合成による白色光白４は、青色光青４のドミナント波長に対する蛍光体シート１４の変換効率が低いため左下方向に大きく変位し、その結果、白色光白５は、青色光青５と黄色光黄１の合成色のラインからずれてしまうが、予め、この位置白色光白５の色度を設定しておけば問題はない。色度バラツキ品の各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０を予め用意しておき、それらを組み合わせることにより、色度バラツキのないＬＥＤ発光装置４０を得ることができる。

このようなＬＥＤ発光装置４０は、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０に流す電流を個別に制御（図５参照）することにより、図７中に矢印で示すように、色度を白１〜白２〜白３〜白４まで変化させることで、色温度を色温度Ａ〜色温度Ｂ〜色温度Ｃ〜色温度Ｄに変化させることができる。

本発明の第３実施形態のＬＥＤ発光装置４０では、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０のドミナント波長範囲で変換効率が略一定でない蛍光体シート１４と、色度バラツキのある各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０を使用して、色度バラツキのない白色光を発光するＬＥＤ発光装置４０を製造できるばかりか、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０に流す電流値を個別に制御することにより色温度を変化させることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態のＬＥＤ発光装置、ＬＥＤモジュール及び照明装置について説明する。

図８に示すように、本発明の第４実施形態のＬＥＤ発光装置５０は、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０に流す電流を個別に制御（図５参照）して、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０の光出力を制御することにより、白色光白１〜４まで、色度を変化させている。この場合、白色光白１〜白４は色温度Ｂで略一定であり、色温度一定の条件で色度を変化させることができる。

このとき、白色光白１〜白４の色温度が略一定にできない場合には、蛍光体シート１４の変換効率が、使用する各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０のドミナント波長範囲において略一定でないものを用いたり、あるいは色度の異なる蛍光体シート１４を用いたりすることで、白色光白１〜白４を色温度一定のラインに乗せることもできる。

本発明の第４実施形態のＬＥＤ発光装置５０では、色度バラツキのある各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０を使用して、色度バラツキのない白色光を発光するＬＥＤ発光装置５０を製造できるばかりか、各ＬＥＤチップ１７，１８，１９，２０に流す電流値を個別に制御することにより色温度略一定の条件で色度を変化させることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態のＬＥＤ発光装置、ＬＥＤモジュール及び照明装置について説明する。

図９に示すように、本発明の第５実施形態のＬＥＤ発光装置６０は、第５ＬＥＤチップ２１、第６ＬＥＤチップ２２、第７ＬＥＤチップ２３の３個のＬＥＤチップを筺体１２の底板１５上に実装している。

第５ＬＥＤチップ２１はドミナント波長λ１で光出力Ａの青色光青５を発光している。

第６ＬＥＤチップ２２および第７ＬＥＤチップ２３はドミナント波長λ２で光出力Ａ／２の青色光青６，７をそれぞれ発光している。

蛍光体シート１４は、シリコン樹脂に蛍光体を混ぜ合わせたものであり、各ＬＥＤチップ２１，２２，２３から発光された青色光により励起し、黄色光を発光する。蛍光体シート１４に含まれる蛍光体の変換効率は、各ドミナント波長範囲で略一定に設定されている。

図１０に示すように、各ＬＥＤチップ２１，２２，２３は直列に接続されている。

次に、ＬＥＤ発光装置６０から発光される光の色度について説明する。

図１１に示すように、第５ＬＥＤチップ２１が発光した青色光青５と、青色光青５により蛍光体シート１４から励起された黄色光黄１との合成により、白色光白５が発光される。

第６ＬＥＤチップ２２が発光した青色光青６と、青色光青６により蛍光体シート１４から励起された黄色光黄１との合成により、白色光白６が発光される。

第７ＬＥＤチップ２３が発光した青色光青７と、青色光青７により蛍光体シート１４から励起された黄色光黄１との合成により、白色光白７が発光される。

よって、白色光白５〜白７の合成により、ＬＥＤ発光装置６０から白色光白８が発光されることになる。

ここで、ＬＥＤ発光装置６０から発光される白色光白８は、各ＬＥＤチップ２１，２２，２３から発光された青色光青５〜青８と蛍光体シート１４から発光された黄色光黄１の合成光であり、各ドミナント波長範囲で蛍光体変換効率が略一定であることから、青色光青５〜７の合成光である青色光青８と、青色光青８により蛍光体シート１４から励起した黄色光青１とを合成した光と同じと考えられる。

青色光青５〜７は、光出力が一定ではないため、青色光青５〜７を合成する場合には光出力を考慮した色度の合成を行わなければならず、(各ＬＥＤチップ２１，２２，２３から発光される光の色度×先出力の総和)／(全ＬＥＤチップの光出力の総和)から求めることができる。

そのため、(各ＬＥＤチップ２１，２２，２３から発光される光の色度×光出力の総和)／(全ＬＥＤチップ２１，２２，２３の光出力の総和)が青色光青８となるように組み合わせたＬＥＤチップ２１，２２，２３と、黄色光黄１を発光する蛍光体シート１４を用いることにより白色光白８を創生することができ、色度バラツキを抑えることができる。

ここで、青色光青８の色度は、
青８の色度x＝(青５の色度x×Ａ青６の色度x×Ａ／２＋青７の色度x×Ａ／２)/(Ａ＋Ａ／２＋Ａ／２)
＝(青５の色度x×Ａ＋青６の色度x×Ａ)／２Ａ
＝(青５の色度x＋青６の色度x)／２
青８の色度y＝(青５の色度y×Ａ＋青６の色度y×Ａ／２＋青７の色度y×Ａ／２)／(Ａ＋Ａ／２＋Ａ／２)
＝（青５の色度y×Ａ＋青６の色度y×Ａ)／２Ａ
＝(青５の色度y＋青６色度y)／２
となる。

本発明の第５実施形態のＬＥＤ発光装置６０では、色度バラツキ品、光出力バラツキ品の各ＬＥＤチップ２１，２２，２３を用い、且つ各ＬＥＤチップ２１，２２，２３に流す電流を個別に制御することなく、色度バラツキのない白色光を発光するＬＥＤ発光装置６０を得ることができる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態のＬＥＤ発光装置、ＬＥＤモジュール及び照明装置について説明する。

図１２に示すように、本発明の第６実施形態のＬＥＤ発光装置７０は、第１ＬＥＤチップ２４、第２ＬＥＤチップ２５の２個のＬＥＤチップを筺体１２の底板１５上に実装している。

第１ＬＥＤチップ２４は第５実施形態の第５ＬＥＤチップ２１と同様のドミナント波長λ１で光出力Ａの青色光青１を発光している。

第２ＬＥＤチップ２５は第５実施形態の第６ＬＥＤチップ２２および第７ＬＥＤチップ２３と同様のドミナント波長λ２で光出力Ａの青色光青２を発光している。

蛍光体シート１４は、シリコン樹脂に蛍光体シート１４と同一種類の蛍光体を同一濃度で混ぜ合わせたものであり、各ＬＥＤチップ２４，２５から発光された青色光により励起し、黄色光黄１を発光する。蛍光体シート１４に含まれる蛍光体の変換効率は、各ドミナント波長範囲で略一定に設定されている。

図１３に示すように、各ＬＥＤチップ２４，２５は直列に接続されている。

次に、ＬＥＤ発光装置７０から発光される光の色度について説明する。

図１１を参照して、第１ＬＥＤチップ２４が発光した青色光青１と、青色光青１により蛍光体シート１４から励起された黄色光黄１との合成により、白色光白１が発光される。

第２ＬＥＤチップ２５が発光した青色光青２と、青色光青２により蛍光体シート１４から励起された黄色光黄１との合成により、白色光白２が発光される。

よって、白色光白１および白２の合成により、ＬＥＤ発光装置７０から白色光白３が発光されることになる。

ここで、ＬＥＤ発光装置７０から発光される白色光白３は、各ＬＥＤチップ２４，２５から発光された青色光青１および青２と蛍光体シート１４から発光された黄色光黄１の合成光であり、各ドミナント波長範囲で蛍光体変換効率が略一定であることから、青色光青１および青２の合成光である青色光青３と、青色光青３により蛍光体シート１４から励起した黄色光青１とを合成した光と同じと考えられる。

ここで、青色光青３の色度は、
青３の色度x＝(青１の色度x×Ａ青２の色度x×Ａ)/(Ａ＋Ａ)
＝(青１の色度x＋青２の色度x)／２
＝(青５の色度x＋青６の色度x)／２
青３の色度y＝(青１の色度y×Ａ＋青２の色度y×Ａ)／(Ａ＋Ａ)
＝（青１の色度y＋青２の色度y)／２
＝(青５の色度y＋青６色度y)／２
となる。

このとき、青色光青３は青色光青８と同一色度となるため、ＬＥＤ発光装置７０から発光される白色光白３は白色光白８と同一色度となる。このように、(各ＬＥＤチップ２４，２５から発光される光の色度×光出力の総和)／(全ＬＥＤチップ２４，２５の光出力の総和)を所定値にするためにＬＥＤチップの数量を変えても良い。

本発明の第６実施形態のＬＥＤ発光装置７０では、色度バラツキ品、光出力バラツキ品の各ＬＥＤチップ２４，２５を用い、且つ各ＬＥＤチップ２４，２５に流す電流を個別に制御することなく、色度バラツキのない白色光を発光するＬＥＤ発光装置６０を得ることができる。

（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態のＬＥＤ発光装置、ＬＥＤモジュール及び照明装置について説明する。

図１４に示すように、本発明の第７実施形態のＬＥＤ発光装置８０は、第１ＬＥＤ発光装置８１、第２ＬＥＤ発光装置８２、第３ＬＥＤ発光装置８３を基板８４上に実装している。

各ＬＥＤ発光装置８１，８２，８３は、筺体８５に第１ＬＥＤチップ８６、第２ＬＥＤチップ８７、第３ＬＥＤチップ８８、第４ＬＥＤチップ８９をそれぞれ実装しており、蛍光体シート９０，９１，９２をそれぞれ有する。

各ＬＥＤ発光装置８１，８２，８３に実装されている各ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９は青色光青１〜青４を発光しており、それぞれ色度が異なる。各ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９の光出力は略一定のものを用いている。

各ドミナント波長は、第１ＬＥＤチップ８６がλ１であり、第２ＬＥＤチップ８７がλ２であり、第３ＬＥＤチップ８８がλ３であり、第４ＬＥＤチップ８９がλ４であり、これらは、λ１＞λ２＞λ３＞λ４の関係にある。

蛍光体シート９０，９１，９２は、各ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９から発光された青色光により励起し、黄色光を発光する。蛍光体シート９０，９１，９２は、シリコン樹脂に同―種類の蛍光体を混ぜ合わせたものであるが、蛍光体の濃度の違いにより色度がばらついたものを使用している。それぞれの色度は、黄１(濃度Ａ×１．１)、黄２（濃度Ａ）、黄３(濃度Ａ×０．９)となる。蛍光体シート９０，９１，９２は、各ドミナント波長範囲で変換効率が略一定であるものを使用している。

次に、第３ＬＥＤ発光装置８３から発光される光の色度について説明する。

図１５に示すように、第１ＬＥＤチップ８６が発光した青色光青１と、青色光青１により蛍光体シート９２から励起された黄色光黄３との合成により、白色光白３−１が発光される。

第２ＬＥＤチップ８７が発光した青色光青２、青色光青２により蛍光体シート９２から励起された黄色光黄３との合成により、白色光白３−２が発光される。

第３ＬＥＤチップ８８が発光した青色光青３と、青色光青３により蛍光体シート９２から励起された黄色光黄３との合成により、白色光白３−３が発光される。

第４ＬＥＤチップ８９が発光した青色光青４と、青色光青４により蛍光体シート９２から励起された黄色光黄３との合成により、白色光白３−４が発光される。

よって、白色光白３−１〜白３−４の合成により、第３ＬＥＤ発光装置８８から白色光白３が発光されることになる。

ここで、第３ＬＥＤ発光装置８３から発光される白色光白４は、各ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９から発光された青色光青１〜青４と蛍光体シート９２から発光された黄色光黄３の合成光であり、各ドミナント波長範囲で蛍光体変換効率が略一定であることから、青色光青１〜青４の合成光である青色光青５と、青色光青５により蛍光体シート９２から励起した黄色光黄１とを合成した光と同じと考えられる。

同様に、各ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９と蛍光体シート９１(黄色光黄２)により第２ＬＥＤ発光装置８２から白色光白２が発光される。第２ＬＥＤ発光装置８２から発光される白色光白２は、青色光青５と黄色光黄２を合成した光と考えられる。

同様に、各ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９と蛍光体シート９０(黄色光黄１)により第１ＬＥＤ発光装置８１から白色光白１が発光される。第１ＬＥＤ発光装置８１から発光される白色光白１は、青色光青５と黄色光黄１を合成した光と考えられる。

よって、各ＬＥＤ発光装置８１，８２，８３から発光される白色光白４は、青色光青５、黄色光黄１〜黄３の合成光と考えることができる。各ＬＥＤ発光装置８１，８２，８３の各ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９の光出力は略一定であり、黄色光黄１〜黄３の光出力は略一定と考えることができるため、黄色光黄１〜黄３の合成光である黄色光黄４は、黄色光黄４の色度≒(黄色光黄１〜黄３の色度の平均値)となる。よって、青色光青５と黄色光黄４との合成により、各ＬＥＤ発光装置８１，８２，８３は白色光白４を発光する。

そのため、黄色光黄１〜３の色度の平均値が所定値となるようにすることで、ａ方向の色度バラツキを抑えることができる。ここで、蛍光体シート９０，９１，９２から発光される黄色光の色度バラツキは、蛍光体濃度バラツキにほぼ比例関係にあるため、各蛍光体シート９０，９１，９２の蛍光体濃度の平均値が所定値となるようにすることで、ａ方向の色度バラツキを抑えることができる。

また、各ＬＥＤ発光装置８１，８２，８３において、各ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９の色度の平均値が青色光青５となるように組合せることでｂ方向のバラツキを抑えることができる。

本発明の第７実施形態のＬＥＤ発光装置８０では、色度バラツキのない白色光を発光するＬＥＤ発光装置８１，８２，８３を作るのに、色度バラツキのあるＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９及び色度バラツキのある蛍光体シート９０，９１，９２を使用可能なことから、ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９の歩留まり、蛍光体シート９０，９１，９２の歩留まりがそれぞれ良くなり、大幅にコストを抑えることができる。

（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態のＬＥＤ発光装置、ＬＥＤモジュール及び照明装置について説明する。

本発明の第８実施形態のＬＥＤ発光装置は、第７実施形態のＬＥＤ発光装置８０において、各ＬＥＤ発光装置８１，８２，８３に使用しているＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９から発光される光の光出力が異なる場合がある。蛍光体シート９０，９１，９２の変換効率は、ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９からの光出力にほとんど影響されないため、白色光白１〜白３の色度は変わらない。しかし、白色光白１〜白３の光出力のバラツキにより、合成光白４の色度はずれてしまう。

そのため、白色光白４は、白色光の色度と光出力とを考慮して、白色光白４の色度＝(各ＬＥＤ発光装置８１，８２，８３における白色光の色度×全ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９の光出力の総和)／(全ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９の光出力の総和)が所定値となるように予め組み合わせればよい。

白色光の色度バラツキは、黄色光の色度バラツキとほぼ比例するため、(各ＬＥＤ発光装置８１，８２，８３における黄色光の色度×全ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９の光出力の総和)／(全ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９の光出力の総和)が所定値となるようにしても良い。

また、黄色光の色度バラツキは蛍光体濃度のバラツキとほぼ比例するため、(各ＬＥＤ発光装置８１，８２，８３の蛍光体濃度×全ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９の光出力の総和)／(全ＬＥＤチップ８６，８７，８８，８９の光出力の総和)が所定値となるようにしても良い。

本発明の第８実施形態のＬＥＤ発光装置では、ａ方向の色度バラツキを抑えることができる。

（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態のＬＥＤ発光装置、ＬＥＤモジュール及び照明装置について説明する。

図１６に示すように、本発明の第９実施形態のＬＥＤ発光装置１００は、第１ＬＥＤチップ１０１、第２ＬＥＤチップ１０２、第３ＬＥＤチップ１０３、第４ＬＥＤチップ１０４の４個のＬＥＤチップを筺体１２の底板１５上に実装しており、蛍光体シート１０５を有する。

各ＬＥＤチップ１０１，１０２，１０３，１０４は、青色光青１〜青４を発光し、それぞれ色度が異なる。各ＬＥＤチップ１０１，１０２，１０３，１０４の光出力は略一定のものを用いている。

各ＬＥＤチップ１０１，１０２，１０３，１０４のドミナント波長は、第１ＬＥＤチップ１０１がλ１であり、第２ＬＥＤチップ１０２がλ２であり、第３ＬＥＤチップ１０３がλ３であり、第４ＬＥＤチップ１０４がλ４であり、それぞれが、λ１＞λ２＞λ３＞λ４の関係にある。

図１７に示すように、蛍光体シート１０５は、４種類の蛍光体Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄを有している。各蛍光体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、青色光を変換できる波長範囲が決まっており、且つそれぞれ波長範囲が狭い。

蛍光体シート１０５の蛍光体Ａは第１ＬＥＤチップ１０１の光のみを変換し黄色光黄１を発光することができる。

蛍光体シート１０５の蛍光体Ｂは第２ＬＥＤチップ１０２の光のみを変換し黄色光黄２を発光することができる。

蛍光体シート１０５の蛍光体Ｃは第３ＬＥＤチップ１０３の光のみを変換し黄色光黄３を発光することができる。

蛍光体シート１０５の蛍光体Ｄは第４ＬＥＤチップ１０４の光のみを変換し黄色光黄４を発光することができる。

次に、ＬＥＤ発光装置１００から発光される光の色度について説明する。

図１８に示すように、第１ＬＥＤチップ１０１が発光した青色光青１と、青色光青１によ蛍光体Ａから励起された黄色光黄１との合成により白色光白１が発光される。

第２ＬＥＤチップ１０２が発光した青色光青２と、青色光青２により蛍光体Ｂから励起された黄色光黄２との合成により白色光白２が発光される。

第３ＬＥＤチップ１０３が発光した青色光青３と、青色光青３により蛍光体Ｃから励起された黄色光黄３との合成により白色光白３が発光される。

第４ＬＥＤチップ１０４が発光した青色光青４と、青色光青４により蛍光体Ｄから励起された黄色光黄４との合成により白色光白４が発光される。

よって、白色光白１〜白４の合成により、ＬＥＤ発光装置１００から白色光白５が発光されることになる。

本発明の第９実施形態のＬＥＤ発光装置１００では、本来であれば青色光を変換できる波長範囲が狭いために使用が敬遠される蛍光体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄをあえて使用することにより、バラツキ品である各ＬＥＤチップ１０１，１０２，１０３，１０４を組み合わせて使用することができる。

また、前記各実施形態で使用した筺体１２等は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

１０ 照明装置
１１、３０、４０、５０、６０、７０、８０、８１，８２，８３、１００ ＬＥＤ発光装置
１３ ＬＥＤモジュール
１４、９０、９１、９２、１０５ 蛍光体シート（蛍光体）
１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、８６、８７、８８、８９、１０１、１０２、１０３、１０４ ＬＥＤチップ
８２ 第２ＬＥＤ発光装置（ＬＥＤ発光装置）
８３ 第３ＬＥＤ発光装置（ＬＥＤ発光装置）
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 蛍光体

Claims (8)

1. ドミナント波長が異なり、同じ条件で発光させた場合において発せられる光の、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値にばらつきがあり、かつ、各ｘｙ色度値が所望値とは異なっている複数の青色ＬＥＤチップと、
   前記複数の青色ＬＥＤチップから発光される、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が異なる青色光の各々により励起されて、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が第１の所定値である黄色光を発光する蛍光体と、を有し、
   前記ｘｙ色度値が異なる青色光の各々と、前記ｘｙ色度値が異なる青色光の各々によって励起されて前記蛍光体から発光される、前記ｘｙ色度値が第１の所定値である黄色光の各々と、を合成して得られる、前記ＬＥＤチップの数に等しい数の、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が異なる白色光の各々を合成して、合成光としての、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が第２の所定値である白色光を発光し、
   前記合成光としての、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が第２の所定値である白色光は、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が第１の所定値である前記黄色光と、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が、前記所望値としての第３の所定値である青色光と、の合成光と同じである、ことを特徴とするＬＥＤ発光装置。
2. 前記複数の青色ＬＥＤチップの各々から発光される、ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が異なる青色光の各々の前記ｘｙ色度値の平均値が前記第３の所定値である、ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ発光装置。
3. 前記各青色ＬＥＤチップから発光される青色光の前記ｘｙ色度と前記各青色ＬＥＤチップの光出力との乗算値の総和を、全青色ＬＥＤチップの光出力の総和で除した値が、前記第３の所定値である、ことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光装置。
4. 前記各青色ＬＥＤチップのドミナント波長が、４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ発光装置。
5. 前記各青色ＬＥＤチップはそれぞれ個別に電流を流すことが可能であり、前記各青色ＬＥＤチップの光出力を個別に制御することにより、前記ＬＥＤチップの数に等しい数の、前記ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が異なる白色光の各々の前記ｘｙ色度値を、個別に制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ発光装置。
6. 前記各青色ＬＥＤチップの光出力を個別に調整することにより、前記ＬＥＤチップの数に等しい数の、前記ｘｙ色度図におけるｘｙ色度値が異なる白色光の色温度を変化させることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ発光装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のＬＥＤ発光装置を、複数、配置したことを特徴とするＬＥＤモジュール。
8. 請求項７に記載のＬＥＤモジュールを有することを特徴とする照明装置。

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