JPWO2019244582A1 - 白色発光装置 - Google Patents

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Abstract

白色発光装置（１１）は、第１電流が供給される第１発光ユニット（１７ａ〜１７ｄ）と、第１電流と異なる第２電流が供給される第２発光ユニット（１７ｅ〜１７ｈ）とを備え、第１発光ユニット（１７ａ〜１７ｄ）に第１電流が供給され、かつ、第２発光ユニット（１７ｅ〜１７ｈ）に第２電流が供給される時には、第１発光ユニット（１７ａ〜１７ｄ）の平均発光色度と、第２発光ユニット（１７ｅ〜１７ｈ）の平均発光色度とが同一色となり、第１発光ユニット（１７ａ〜１７ｄ）及び第２発光ユニット（１７ｅ〜１７ｈ）の双方に同一の電流が供給される時には、第１発光ユニット（１７ａ〜１７ｄ）の平均発光色度と、第２発光ユニット（１７ｅ〜１７ｈ）の平均発光色度とが非同一色となる。

Description

本開示は、白色発光装置に関する。
近年、発光ダイオード、レーザダイオード等の半導体発光素子は、自動車のヘッドランプ、屋外及び屋内の照明等の光源として利用されている。特に自動車用のヘッドランプの発光装置の配光パターンにおいてはホットゾーンと呼ばれる周囲よりも明るい領域が要求されている。そのため、自動車用のヘッドランプの発光装置では、半導体発光素子を含む発光ユニットをマトリクス状に配置し、中央付近の発光ユニットを明るく点灯させることが行われている。
特許文献１には、自動車のヘッドランプに用いる発光ダイオードモジュールが開示されている。特許文献１に開示された発光ダイオードモジュールは、複数の第１発光素子と第１発光素子より発光面の面積の小さい第２発光素子とを基板上に有し、各第２発光素子は二つの第１発光素子の間に配置され、当該二つの第１発光素子と直列接続されている。このような直列接続構成を採用することで、各素子に流れる電流は同一となり、中央部の第２発光素子において電流密度が左右より高くなり、高輝度発光となる光源、つまり、ホットゾーンを有する光源を実現しようとしている。
特開２０１７−１１２５９号公報
ところで、このような中央部にホットゾーンを有する光源においては、中央部に配置される発光素子の電流密度を高くする事が要求される。ところが、ＬＥＤ発光ユニットの発光色度は電流依存性及び電流密度依存性を有するため、投影面における中央部とその周囲との色度に差が発生する。
本開示の目的は、複数の発光ユニットを備える白色発光装置であって、異なる電流が供給される発光ユニットが混在する場合に、複数の発光ユニットの発光色度を同一とすることができる白色発光装置を提供することである。
本開示に係る白色発光装置の一態様は、白色発光装置であって、第１電流が供給される複数の第１発光ユニットを有する第１発光ユニット群と、前記第１電流と異なる第２電流が供給される複数の第２発光ユニットを有する第２発光ユニット群と、前記第１発光ユニット群及び前記第２発光ユニット群が実装される実装基板とを備え、前記複数の第１発光ユニットの各々は、第１ＬＥＤチップ及び第１蛍光部材を有し、かつ、前記複数の第１発光ユニットのうち他の少なくとも一つの第１発光ユニットと隣接して配置され、前記複数の第２発光ユニットの各々は、第２ＬＥＤチップ及び第２蛍光部材を有し、かつ、前記複数の第２発光ユニットのうち他の少なくとも一つの第２発光ユニットと隣接して配置され、前記複数の第１発光ユニットに前記第１電流が供給され、かつ、前記複数の第２発光ユニットに前記第２電流が供給される時には、前記複数の第１発光ユニットの平均発光色度と、前記複数の第２発光ユニットの平均発光色度とが同一色となり、前記複数の第１発光ユニット及び前記複数の第２発光ユニットの双方に同一の電流が供給される時には、前記複数の第１発光ユニットの平均発光色度と、前記複数の第２発光ユニットの平均発光色度とが非同一色となる。
このように、第１発光ユニットと、第１発光ユニットと異なる電流が供給される第２発光ユニットとが混在する場合に、それらの発光ユニットの発光色度を同一色とすることができる。これにより、例えば、第１発光ユニット群を配光パターンの中央部に配置することで、中央部の輝度が高く（つまり、ホットゾーンを有し）、かつ、中央部と周辺部とで発光色度が同一色である白色発光装置を実現できる。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第１発光ユニット群及び前記第２発光ユニット群は、前記実装基板上において隣接して配置されてもよい。
このように、第１発光ユニット群と第２発光ユニット群とが隣接して配置されて、一つの配光パターンを形成する。したがって、一つの配光パターン内において、輝度が異なる領域を有し、かつ、当該領域間で発光色度が変化しない白色発光装置を実現できる。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記複数の第１発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第１発光ユニットの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）で表され、前記複数の第２発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第２発光ユニットの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）で表され、前記複数の第２発光ユニットに前記第２電流が供給される時の前記複数の第２発光ユニットの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２２、Ｃｙ２２）で表される時、前記同一色は、｜Ｃｘ１１−Ｃｘ２２｜＜０．００５５、かつ、｜Ｃｙ１１−Ｃｙ２２｜＜０．００７４の満足と規定され、前記非同一色は、｜Ｃｘ１１−Ｃｘ２１｜≧０．００５５、又は、｜Ｃｙ１１−Ｃｙ２１｜≧０．００７４の満足と規定されてもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記複数の第１発光ユニット及び前記複数の第２発光ユニットの個数を、それぞれｎ及びｍとし、前記複数の第１発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第１発光ユニットの各々の発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ１１ｉ、Ｃｙ１１ｉ）（１≦ｉ≦ｎ）で表され、前記複数の第２発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第２発光ユニットの各々の発光色度をＣＩＥ座標（Ｃｘ２１ｉ、Ｃｙ２１ｉ）（１≦ｉ≦ｍ）で表される時、すべての前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ１１ｉ、Ｃｙ１１ｉ）が、｜Ｃｘ１１−Ｃｘ１１ｉ｜＜０．００５５、かつ、｜Ｃｙ１１−Ｃｙ１１ｉ｜＜０．００７４で表される領域内にあり、すべての前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ２１ｉ、Ｃｙ２１ｉ）が、｜Ｃｘ２１−Ｃｘ２１ｉ｜＜０．００５５、かつ、｜Ｃｙ２１−Ｃｙ２１ｉ｜＜０．００７４で表される領域内にあってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記複数の第１発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第１発光ユニットの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）で表され、前記複数の第２発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第２発光ユニットの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）で表され、前記複数の第２発光ユニットに前記第２電流が供給される時の前記複数の第２発光ユニットの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２２、Ｃｙ２２）で表される時、前記同一色は、前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ２２、Ｃｙ２２）が前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）を中心とするマクアダム３ステップ楕円の内側にあることの満足と規定され、前記非同一色は、前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）が前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）を中心とするマクアダム３ステップ楕円上又は外側にあることの満足と規定されてもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記複数の第１発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第１発光ユニットの各々の発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ１１ｉ、Ｃｙ１１ｉ）（１≦ｉ≦ｎ）で表され、前記複数の第２発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第２発光ユニットの各々の発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２１ｉ、Ｃｙ２１ｉ）（１≦ｉ≦ｍ）で表される時、すべての前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ１１ｉ、Ｃｙ１１ｉ）が、前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）を中心とするマクアダム３ステップ楕円の内側にあり、すべての前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ２１ｉ、Ｃｙ２１ｉ）が、前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）を中心とするマクアダム３ステップ楕円の内側にあってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第１発光ユニット群に含まれるすべての前記第１蛍光部材の色度の平均値がＣＩＥ座標（ＣｘＰ１、ＣｙＰ１）で表され、前記第２発光ユニット群に含まれるすべての前記第２蛍光部材の色度の平均値がＣＩＥ座標（ＣｘＰ２、ＣｙＰ２）で表される時、０．００６６≦｜ＣｘＰ１−ＣｘＰ２｜、かつ、０．０１２０≦｜ＣｙＰ１−ＣｙＰ２｜であってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第１蛍光部材と、前記第２蛍光部材とは、蛍光体種、蛍光体組成、蛍光体中の賦活元素種、及び、蛍光体中の賦活元素種の濃度の少なくとも一つが異なってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第１ＬＥＤチップ又は前記第２ＬＥＤチップの発光波長と同じ波長の光を、前記第１蛍光部材及び前記第２蛍光部材に照射する時に、前記第１発光ユニット群に含まれるすべての前記第１蛍光部材の発光強度の平均値をＰ１とし、前記第２発光ユニット群に含まれるすべての前記第２蛍光部材の発光強度の平均値をＰ２とした時、０．９５４≦Ｐ２／Ｐ１≦０．９７６であってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第１蛍光部材及び前記第２蛍光部材は、蛍光体粒を含み、前記第１発光ユニット群に含まれるすべての前記第１蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれＶＰ１及びＤ１とし、前記第２発光ユニット群に含まれるすべての前記第２蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれＶＰ２及びＤ２とした時、０．９５４≦Ｄ２／Ｄ１≦０．９７６、かつ、ＶＰ１＝ＶＰ２であってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第１蛍光部材及び前記第２蛍光部材は、蛍光体粒を含み、前記第１発光ユニット群に含まれるすべての前記第１蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれＶＰ１及びＤ１とし、前記第２発光ユニット群に含まれるすべての前記第２蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれＶＰ２及びＤ２とした時、０．９５４≦ＶＰ２／ＶＰ１≦０．９７６、かつ、Ｄ１＝Ｄ２であってもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記第１発光ユニット群に含まれるすべての前記第１ＬＥＤチップ間の中心間距離の平均値をＤ１とし、前記第２発光ユニット群に含まれるすべての前記第２ＬＥＤチップ間の中心間距離の平均値をＤ２とした時、Ｄ１のＤ２に対する大小関係が、前記第１電流の値の前記第２電流の値に対する大小関係と一致してもよい。
本開示に係る白色発光装置の一態様において、前記実装基板において前記第１発光ユニット群が配置される領域の全面積をＳＭ１とし、前記第１発光ユニット群を構成する前記第１発光ユニットの個数をｎとし、前記実装基板において前記第２発光ユニット群が配置される領域の全面積をＳＭ２とし、前記第２発光ユニット群を構成する前記第２発光ユニットの個数をｍとした時、ＳＭ１／ｎのＳＭ２／ｍに対する大小関係が、前記第１電流の値の前記第２電流の値に対する大小関係と一致してもよい。
本開示によれば、複数の発光ユニットを備える白色発光装置であって、異なる電流が供給される発光ユニットが混在する場合に、複数の発光ユニットの発光色度を同一とすることができる白色発光装置を提供できる。
図１は、実施の形態１に係る白色発光装置の構成の一例を示す概略上面図である。 図２は、実施の形態１に係る白色発光装置の構成の一例を示す断面図である。 図３は、実施の形態１に係る配線電極の形状を示す上面図である。 図４は、比較例の白色発光装置における平均発光色度の変化を示すグラフである。 図５は、４５００Ｋから７０００Ｋの範囲の白色光のＣｘ及びＣｙに対するマクアダム３ステップ楕円に外接する長方形のＣｘ方向及びＣｙ方向のＣＩＥ色度最大差を示すグラフである。 図６Ａは、実施の形態１に係る各発光ユニットの発光色度の分布の例を示す図である。 図６Ｂは、実施の形態１に係る各発光ユニットの発光色度の分布の他の例を示す図である。 図６Ｃは、比較例の各発光ユニットの発光色度の分布の例を示す図である。 図７は、実施の形態２に係る白色発光装置の構成の一例を示す概略上面図である。 図８は、実施の形態２に係る白色発光装置の構成の一例を示す断面図である。 図９は、実施の形態３に係る白色発光装置の構成の一例を示す概略上面図である。 図１０は、実施の形態３に係る白色発光装置の構成の一例を示す断面図である。 図１１は、実施の形態３に係る配線電極の形状を示す上面図である。 図１２は、発光ユニット群の全面積の規定例を説明するための発光ユニット及び実装基板の断面図である。 図１３は、発光ユニット群の全面積の他の規定例を説明するための発光ユニット及び実装基板の断面図である。 図１４は、発光ユニット群の全面積のさらに他の規定例を説明するための白色発光装置の上面図である。
以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら、説明を行う。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、工程及び工程の順序などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
（実施の形態１）
［１−１．基本構成］
図１及び図２を用いて、実施の形態１に係る白色発光装置の基本構成を説明する。
図１及び図２は、それぞれ本実施の形態に係る白色発光装置１１の構成の一例を示す概略上面図及び断面図である。図２には、図１の白色発光装置１１のＩＩ−ＩＩ断面が示されている。
白色発光装置１１は、白色の光を照射する装置であり、図１に示すように、第１発光ユニット群１７１と、第２発光ユニット群１７２と、実装基板１３とを備える。白色発光装置１１は、さらに、枠１８と、反射樹脂１９とを備える。
第１発光ユニット群１７１は、第１電流が供給される複数の第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄを有する。複数の第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄの各々は、第１ＬＥＤチップ及び第１蛍光部材を有する。図１に示すように、第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄは、それぞれ、第１ＬＥＤチップ１４ａ〜１４ｄと、第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄとを有する。複数の第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄの各々は、複数の第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄのうち他の少なくとも一つの第１発光ユニットと隣接して配置される。
第２発光ユニット群１７２は、第２電流が供給される複数の第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈを有する。複数の第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈの各々は、第２ＬＥＤチップ及び第２蛍光部材を有する。図１に示すように、第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈは、それぞれ、第２ＬＥＤチップ１４ｅ〜１４ｈと、第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈとを有する。複数の第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈの各々は、複数の第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈのうち他の少なくとも一つの第２発光ユニットと隣接して配置される。
本実施の形態では、第１発光ユニット群１７１及び第２発光ユニット群１７２は、実装基板上において隣接して配置される。第１発光ユニット群１７１は、実装基板１３の中央部に配置される。第２発光ユニット群１７２は、第１発光ユニット群１７１の外側に２つに分離されて配置される。これにより、白色発光装置１１は、図１に示すようなマトリクス状に配置された第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄ及び第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈを備える。なお、第２発光ユニット群１７２の配置態様は、図１に示される例に限定されない。例えば、第２発光ユニット群１７２は、第１発光ユニット群１７１の周囲を囲んでもよい。また、第２発光ユニット群１７２は、第１発光ユニット群１７１の一方側だけに隣接して配置されてもよい。
実装基板１３は、第１発光ユニット群１７１及び第２発光ユニット群１７２が実装される基板である。本実施の形態では、実装基板１３は、２組の配線電極１２を有する。２組の配線電極１２のうち一方の組の配線電極１２を介して、第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄの第１ＬＥＤチップ１４ａ〜１４ｄに電流が供給され、他方の組の配線電極１２を介して、第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈの第２ＬＥＤチップ１４ｅ〜１４ｈに電流が供給される。
図２に示すように、配線電極１２は、各ＬＥＤチップの素子電極１４Ｅに接続される。また、各第１ＬＥＤチップ及び各第２ＬＥＤチップの発光面には、透明接着剤１５によって、それぞれ各第１蛍光部材及び各第２蛍光部材が固定されている。
反射樹脂１９は、各第１発光ユニット及び各第２発光ユニットが配置された領域を含む実装基板１３上の領域に配置される樹脂である。本実施の形態では、実装基板１３上の二つの枠１８の間に配置される。反射樹脂１９は、各発光ユニットからの光を反射する樹脂であれば、特に限定されない。本実施の形態では、反射樹脂１９は、酸化チタンなどの光反射性の粒子を混ぜたシリコーン樹脂で構成される。
枠１８は、第１発光ユニット群１７１及び第２発光ユニット群１７２が配置される領域の外側に設けられる部材である。枠１８は、反射樹脂１９を配置する際に反射樹脂１９が、実装基板１３上及びその外部の不必要な領域に漏れ出すことを抑制するための部材である。枠１８は、例えば、酸化チタンなど光反射性の粒子を混ぜたシリコーン樹脂で形成される。
第１ＬＥＤチップ１４ａ〜１４ｄ及び第２ＬＥＤチップ１４ｅ〜１４ｈは、それぞれ第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄ及び第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈに光を照射する光源である。本実施の形態においては、各ＬＥＤチップはそれぞれ発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いる。ここで、各ＬＥＤチップの発光色度と発光強度とが同一とは、一つの蛍光部材に各ＬＥＤチップの出力光を照射するときに得られる合成光の発光色度を表すＣＩＥ座標が、すべてのＬＥＤチップに対する平均発光色度（発光色度の平均値）を表すＣＩＥ座標を中心とするマクアダム３ステップ楕円の内側にある状態で定義される。
第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄ及び第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈは、各ＬＥＤチップからの光を波長変換する部材である。第１発光ユニット群１７１に含まれる第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄとしてそれぞれ発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いる。
ここで、各蛍光部材の発光色度と発光強度とが同一とは、各蛍光部材に一つのＬＥＤチップの出力光を照射するときに得られる合成光の発光色度を表すＣＩＥ座標が、すべての蛍光部材に対する平均発光色度を表すＣＩＥ座標を中心とするマクアダム３ステップ楕円の内側にある状態で定義される。
第２発光ユニット群１７２に含まれる第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈについても、同様にそれぞれの発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いる。本実施の形態では、第２発光ユニット群１７２に含まれる第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈと、第１発光ユニット群１７１に含まれる第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄとを比較すると、蛍光体種、蛍光体組成（成分比）、蛍光体中の賦活元素種、及び、蛍光体中の賦活元素種の濃度の少なくとも一つが異なる。
本実施の形態に係る白色発光装置１１において、第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄに第１電流が供給され、かつ、第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈに第２電流が供給される時には、第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄの平均発光色度と、第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈの平均発光色度とが同一色となる。ここで、第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄに第１電流が供給される時の第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）で表され、第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈに第２電流が供給される時の第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２２、Ｃｙ２２）で表される時、同一色は、前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ２２、Ｃｙ２２）が前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）を中心とするマクアダム３ステップ楕円の内側にあることの満足と規定される。この場合には、第２発光ユニット群１７２の平均発光色度を表すＣＩＥ座標は、第１発光ユニット群１７１の平均発光色度を表すＣＩＥ座標を中心とするマクアダム３ステップ楕円の内側にあるが、平均発光強度は第１発光ユニット群１７１の方が高くなる。
また、本実施の形態に係る白色発光装置１１において、第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄ及び第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈの双方に同一の電流を供給する場合には、第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄの平均発光強度と、第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈの平均発光強度とは同じである。一方、第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄの平均発光色度と、第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈの平均発光色度とは非同一色となる。この場合、第２発光ユニット群１７２の平均発光色度が、第１発光ユニット群１７１の平均発光色度を中心とするマクアダム３ステップ楕円上又はその外側にある。つまり、第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄに第１電流が供給される時の第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）で表され、第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈに第１電流が供給される時の第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）で表される時、非同一色は、ＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）がＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）を中心とするマクアダム３ステップ楕円上又は外側にあることの満足と規定される。
このように、第１発光ユニットと、第１発光ユニットと異なる電流が供給される第２発光ユニットとが混在する場合に、それらの発光ユニットの発光色度を同一色とすることができる。これにより、例えば、第１発光ユニット群を配光パターンの中央部に配置することで、中央部の輝度が高く（つまり、ホットゾーンを有し）、かつ、中央部と周辺部とで発光色度が同一色である白色発光装置を実現できる。
なお、第１電流及び第２電流の各値は、特に限定されない。本実施の形態では、第１電流及び第２電流として、それぞれ、白色発光装置１１の第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄ及び第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈに対する定格電流である第１定格電流及び第２定格電流を用いる。
［１−２．詳細構成］
次に、本実施の形態に係る白色発光装置１１の詳細構成について説明する。
本実施の形態では、各ＬＥＤチップのチップサイズ、半導体積層構造、定格電流及び定格波長（定格色度）が同一であり、各蛍光部材は発光色度が非同一色である２種類の板状のものを用いた場合について説明する。
各ＬＥＤチップとしては、ｎ型ＧａＮ基板上にｎ型ＧａＮ系層、ＩｎＧａＮ活性層及びｐ型ＧａＮ系層を形成した青色ＬＥＤを用いる。各ＬＥＤチップを実装基板１３上にフリップチップ実装し、図２における各ＬＥＤチップの上側端部（ＬＥＤチップの出射面）に黄色の板状の第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄ又は第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈを配置する。本実施の形態では、各ＬＥＤチップからの出射光の一部を第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄ又は第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈで波長変換させて波長変換光を出射する。このように各ＬＥＤチップからの出射光と当該波長変換光とを合成することで白色光が得られる。
各ＬＥＤチップとしては、ドミナント波長４４５ｎｍを狙って作製したものを用いる。製造上のばらつきにより、各ＬＥＤチップのドミナント波長は、４４５ｎｍを中心に分布を有するが、その波長に対応する発光色度の平均値のＣＩＥ座標（Ｃｘｌ、Ｃｙｌ）は、（０．１６００、０．０４００）であり、色度の最大値と最小値の差（ΔＣｘ、ΔＣｙ）がＣＩＥ座標系で（０．００３０、０．００２０）未満である。この差は、波長に換算すると２ｎｍ未満に相当する。
ここで、各ＬＥＤチップの発光色度の分布の範囲は、一つの蛍光部材に青色光を照射するときに得られる合成光が、同一色に見える程度であればよい。具体的には、ＬＥＤチップと、ＣＩＥ座標系の色度（０．４３４７、０．５４１６）の蛍光部材との組み合わせでＬＥＤ光の６３．３％が波長変換されると仮定した場合の計算から、各ＬＥＤチップの発光色度を表すＣＩＥ座標と平均色度を表すＣＩＥ座標との差が（±０．０１５０、±０．０１００）未満であれば各ＬＥＤチップを同じＬＥＤチップとみなすことができる。ここで、波長４４５ｎｍ付近のＩｎＧａＮ系ＬＥＤチップの波長と色度との経験的相関から、波長１ｎｍの変化に対し色度を表すＣＩＥ座標は（−０．００１５、０．００１０）変化することがわかっている。このため、発光波長に換算すると、各ＬＥＤの発光波長の誤差が±１０ｎｍ未満であれば、各ＬＥＤチップを同じＬＥＤチップとみなすことができる。
ＬＥＤの発光強度のばらつきの範囲は、一つの蛍光部材に青色の励起光を照射するときに得られる白色の合成光が、同一色に見える程度であればよく、具体的には色度（０．４２４０、０．５２２０）の蛍光部材との組み合わせでＬＥＤ光の６３．３％が波長変換されると仮定した場合の計算から、各ＬＥＤチップの発光強度と平均強度との差が±４．２％未満であれば各ＬＥＤチップを同じＬＥＤチップとみなすことができる。
第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄ及び第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈは、各ＬＥＤチップからの光を波長変換するための波長変換材料（蛍光体）が樹脂、セラミック、ガラスなどの材料に分散された、板状の波長変換部材である。波長変換材料として、例えば、ＹＡＧ、ＣＡＳＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＬＳＮなどの公知の波長変換材料を用いることができる。各蛍光部材は、各ＬＥＤチップ側の面が各ＬＥＤチップとの接着面となり、その反対側の面が白色発光装置１１の光出射面となる。
本実施の形態では、各蛍光部材はＹＡＧ：Ｃｅ系の粒子とアルミナセラミックス粒子とが均等に混ざった複合体であって、蛍光体であるＹＡＧ粒子の占有率が２０体積％である厚さ１００μｍの板状のものを用いる。第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄとして、平均発光色度のＣＩＥ座標（Ｃｘ、Ｃｙ）が（０．４３４７、０．５４１６）であり、ばらつき（ΔＣｘ、ΔＣｙ）が（±０．００４０、±０．００４０）未満であり、発光強度の平均発光強度に対する誤差が±２．０％未満であるものを用いる。また、第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈとして、第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄと、蛍光体組成が異なり、平均発光色度のＣＩＥ座標（Ｃｘ、Ｃｙ）が（０．４２４０、０．５２２０）であり、ばらつき（ΔＣｘ、ΔＣｙ）が（±０．００４０、±０．００４０）未満であり、発光強度の平均発光強度に対してする誤差が±２．０％未満であるものを用いる。以下、色度を表す時にはＣＩＥ座標系を用い、（Ｃｘ、Ｃｙ）の配列値で示す。
ここで、第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄの発光色度の分布の範囲は、一つのＬＥＤチップの青色光を照射するときに得られる合成光が、同一色に見える程度であればよく、具体的にはＣＩＥ座標系の色度（０．１６００、０．０４００）のＬＥＤチップとの組み合わせでＬＥＤ光の６３．３％が波長変換されると仮定した場合の計算から、各蛍光部材の色度と平均色度との色度差がＣＩＥ座標系で（±０．００６６、±０．０１２０）未満であれば各蛍光部材を同じ蛍光部材とみなすことができる。第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈについても同様である。
また、第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄから発せられる黄色光の発光強度の分布の範囲は、一つの励起光が照射された時に得られる白色の合成光が、同一色に見える程度であればよい。具体的には色度（０．４２４０、０．５２２０）の蛍光部材との組み合わせでＬＥＤ光の６３．３％が波長変換されると仮定した場合の計算から、各蛍光部材の発光強度と平均発光強度との差が±２．４％未満であれば各蛍光部材を同じ蛍光部材とみなすことができる。第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈについても同様である。
第１ＬＥＤチップ１４ａ〜１４ｄと第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄとをそれぞれ透明接着剤１５で張り合わせたものを第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄとして用いる。また、第２ＬＥＤチップ１４ｅ〜１４ｈと第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈとをそれぞれ透明接着剤１５で張り合わせたものを第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈとして用いる。
続いて、実装基板１３における配線電極１２について、図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る配線電極１２の形状を示す上面図である。図３においては、実装基板１３の上面が示されている。また、図３には、配線電極１２と合わせて、各発光ユニットが示されている。
図３に示すように白色発光装置１１としては、実装基板１３上の中央部に、それぞれが配線電極１２によって直列接続されるように、第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄを２行２列に並べることで、第１発光ユニット群１７１を形成している。また、図３において、第１発光ユニット群１７１の左右に、それぞれが配線電極１２によって直列接続されるように、第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈを２個ずつ並べて、第２発光ユニット群１７２を形成している。第１発光ユニット群１７１と第２発光ユニット群１７２とは電気的に分離されている。
また、実際には配線電極１２は、ＬＥＤチップの電極パターンに応じて複雑な形状を有するが、図３においては簡略化して示されている。
供給する電流値によって発光ユニットの色度が変わることは一般に知られている。各ＬＥＤチップに供給する電流値を増やすと各ＬＥＤチップの発光波長がシフトする。各ＬＥＤチップに供給する電流値を増やすと発熱量が増加し、蛍光体の波長変換効率低下、波長シフト等を引き起こすことが考えられる。したがって、各ＬＥＤチップからの光と各蛍光部材からの光との合成光の色度は、これらの現象に伴ってシフトする。ここで、上述したような発光ユニットにおける発光色度の変化について図４を用いて説明する。
図４は、比較例の白色発光装置における平均発光色度の変化を示すグラフである。ここで、比較例の白色発光装置は、本実施の形態に係る白色発光装置１１と同様に、中央に配置された第１発光ユニット群と、その左右に配置された第２発光ユニット群とを備える。図４には、第１発光ユニット群の四つの０．８ｍｍ角のＬＥＤチップに３アンペアの電流を供給し、第２発光ユニット群の四つの０．８ｍｍ角のＬＥＤチップに０．１アンペアから３アンペアまでの電流を供給するときの、第２発光ユニット群の平均発光色度の変化量（ΔＣｘ、ΔＣｙ）が示されている。ここで、比較例の白色発光装置では、第１発光ユニット群と、第２発光ユニット群とで、同一のＬＥＤチップ及び同一の蛍光部材を用いている。図４においては、第２発光ユニット群に１アンペアを供給する場合の平均発光色度との差が示されている。
図４に示すように、電流を増加させるにしたがって、色度を表すＣＩＥ座標Ｃｘ及びＣｙともに減少しているのがわかる。車載ヘッドランプでの実用を想定している１アンペアの場合と３アンペアの場合とを比較すると、３アンペア供給する場合の発光色度を表すＣＩＥ座標Ｃｘ及びＣｙは１アンペア供給する場合よりそれぞれ０．００６５及び０．０１１９減少しているのが読み取れる。この発光色度のＣＩＥ座標上における変位の向きは、ＬＥＤチップの色度を表すＣＩＥ座標に向かう向きに近い。このため、この変位の主要因は、電流増加に伴うＬＥＤチップの温度上昇に連動した蛍光体の発光効率の減少であると考えられる。このために、本実施の形態では１アンペア駆動時における蛍光部材からの光の割合は６３．３％であるのに対して、３アンペアでは６０．８％に減少することが実験的にわかっている。
ここで、同一色とは、ＣＩＥ座標系を用いた場合、マクアダム楕円を用いて表現できる。マクアダム楕円に関して、１から７までのステップが定義されており、マクアダム３ステップ楕円の内側であれば人間の目では色の区別ができないとされている。マクアダム楕円は人の視覚の実験値から求められたものであり、その楕円の形状は色によって異なっている。より簡便には、マクアダム３ステップ楕円に外接するＣｘ軸及びＣｙ軸に平行な線を辺とする長方形を同一色の判定に用いることとする。
例えば、車載ヘッドランプの場合、現在は色温度にして５７００Ｋ程度の白色光が多く使用されているが、本開示では色温度が４５００Ｋから７０００Ｋのものを白色光と定義する。図５は、４５００Ｋから７０００Ｋの範囲の白色光のＣｘ及びＣｙに対するマクアダム３ステップ楕円に外接する長方形のＣｘ方向及びＣｙ方向のＣＩＥ色度最大差を示すグラフである。図５から、ＣＩＥ座標で中心からＣｘが±０．００５５未満、Ｃｙが±０．００７４未満の範囲内の時に同一色であると定義できる。
上記の同一色の定義からすると、上記比較例の発光ユニットに１アンペアと３アンペアの電流を供給するときの色度差は、マクアダム３ステップ楕円に外接する長方形よりも大きく、非同一色になっているといえる。
ここで、本実施の形態に係る白色発光装置１１の各発光ユニット群の発光色度について図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。
図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ本実施の形態に係る各発光ユニットの発光色度の分布の例を示す図である。
本実施の形態に係る白色発光装置１１において、定格電流使用状態では、第１発光ユニット群１７１の各第１発光ユニットには第１定格電流である３アンペアの電流が供給される。一方、第２発光ユニット群１７２の各第２発光ユニットには第２定格電流である１アンペアの電流が供給される。
図６Ａにおいて、右上のＣＩＥ座標群が、第１発光ユニット群１７１に第１定格電流である３アンペアが供給される時の各第１発光ユニットの発光色度を示している。ここで、第１定格電流は、本実施の形態に係る第１電流の一例である。図６Ａに示すＣＩＥ座標１１０ａ〜１１０ｄは、それぞれ第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄの発光色度を示す。この場合、すべての第１発光ユニットの平均発光色度を表すＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）は、（０．３２７０、０．３４４９）である。各第１発光ユニットの発光色度を表すＣＩＥ座標１１０ａ〜１１０ｄは平均発光色度を表すＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）を中心としたマクアダム３ステップ楕円の内側にある。
図６Ａにおいて、左下のＣＩＥ座標群が、第２発光ユニット群１７２に第１定格電流である３アンペアの電流が供給される時の各第２発光ユニットの発光色度を示している。図６Ａに示すＣＩＥ座標１１０ｅ〜１１０ｈは、それぞれ第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈの発光色度を示す。この場合、すべての第２発光ユニットの平均発光色度を示すＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）は、（０．３２０５、０．３３３０）である。各第２発光ユニットの発光色度を表すＣＩＥ座標１１０ｅ〜１１０ｈは平均発光色度を表すＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）を中心としたマクアダム３ステップ楕円の内側にある。
ここで、すべての第１発光ユニットの平均発光色度を表すＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）と、すべての第２発光ユニットの平均発光色度を表すＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）とのＣｘ及びＣｙ座標の各差（｜Ｃｘ１１−Ｃｘ２１｜、｜Ｃｙ１１−Ｃｙ２１｜）は（０．００６５、０．０１１９）である。このように、上記二つの平均発光色度について、上述した同一色の条件であるマクアダム３ステップ楕円６１１に外接する長方形６１２の内部にあることに相当する「ΔＣｘが０．００５５未満かつΔＣｙが０．００７４未満」との条件を満たさない。以上のように、第１発光ユニット群１７１の平均発光色度と第２発光ユニット群１７２の平均発光色度とは非同一色である。実際に各第１発光ユニット及び各第２発光ユニットに第１定格電流（３アンペア）を供給し、白色発光装置１１をヘッドランプユニットに設置してこの駆動条件で路面を照射する場合には、配光パターンの中央と周辺とで路面の色が違って見える。このように、非同一色は、｜Ｃｘ１１−Ｃｘ２１｜≧０．００５５、又は、｜Ｃｙ１１−Ｃｙ２１｜≧０．００７４の満足と規定されてもよい。
一方、図６Ｂには、第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄに第１定格電流である３アンペアを供給するときの第１発光ユニット１７ａ〜１７ｄの各々の発光色度を表すＣＩＥ座標１１０ａ〜１１ｄが示されている。また、図６Ｂには、第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈに第２定格電流である１アンペアを供給するときの第２発光ユニット１７ｅ〜１７ｈの各々の発光色度を表すＣＩＥ座標１２０ｅ〜１２０ｈが示されている。ここで、第２定格電流は、本実施の形態に係る第２電流の一例である。各第２発光ユニットに第２定格電流である１アンペアの電流が供給される時の第２発光ユニット群１７２の平均発光色度を表すＣＩＥ座標（Ｃｘ２２、Ｃｙ２２）は（０．３２７０、０．３４４９）である。上述のとおり、第１発光ユニット群１７１の平均発光色度を表すＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）は（０．３２７０、０．３４４９）である。このため、第２発光ユニット群１７２と第１発光ユニット群１７１との平均発光色度のＣｘ座標の差｜Ｃｘ１１−Ｃｘ２２｜は０．００５５未満でかつ、Ｃｙ座標の差｜Ｃｙ１１−Ｃｙ２２｜は０．００７４未満である。したがって、第１発光ユニット群１７１の平均発光色度と第２発光ユニット群１７２の平均発光色度とは同一色であるといえる。白色発光装置１１をヘッドランプユニットに設置して、各第１発光ユニットに第１定格電流である３アンペアの電流、各第２発光ユニットに第２定格電流である１アンペアの電流を供給している状態で路面を照射する場合には、中央部と周辺部とで路面の色は同じに見える。このように、同一色は、｜Ｃｘ１１−Ｃｘ２２｜＜０．００５５、かつ、｜Ｃｙ１１−Ｃｙ２２｜＜０．００７４の満足と規定されてもよい。
ここで、上述した比較例の各発光ユニットの発光色度の分布について図６Ｃを用いて説明する。図６Ｃは、比較例の各発光ユニットの発光色度の分布の例を示す図である。比較例の白色発光装置では、上述のとおり、第１発光ユニット群と、第２発光ユニット群とで同一のＬＥＤチップ及び同一の蛍光部材を用いる。例えば本実施の形態に係る第２蛍光部材と同一の色度が（０．４２４０、０．５２２０）である蛍光部材を用いる。図６Ｃには、各第１発光ユニットに第１定格電流である３アンペアの電流を供給するときの各第１発光ユニットの発光色度を表すＣＩＥ座標１１１ａ〜１１１ｄが示されている。また、図６Ｃには、各第２発光ユニットに第２定格電流である１アンペアの電流を供給するときの、各第２発光ユニットの色度分布を表すＣＩＥ座標１２１ｅ〜１２１ｈが示されている。この場合第１発光ユニット群の平均発光色度は（０．３２０５、０．３３３０）で、第２発光ユニット群の平均発光色度は（０．３２７０、０．３４４９）となる。この場合の第１発光ユニット群と第２発光ユニット群との平均発光色度を表すＣＩＥ座標の差は（０．００６５、０．０１１９）となり、同一色の条件であるマクアダム３ステップ楕円６１１に外接する長方形６１２の内部にあることに相当する「ΔＣｘが０．００５５未満かつΔＣｙが０．００７４未満」との条件を満たさない。以上のように、第１発光ユニット群の平均発光色度と第２発光ユニット群の平均発光色度とは非同一色である。
ここでは、本実施の形態に係る白色発光装置１１の第１電流及び第２電流として、第１定格電流（３アンペア）及び第２定格電流（１アンペア）を用いる場合について述べたが、第１電流及び第２電流の値はこれらに限定されない。白色発光装置の中央部と周辺部とで同じ発光ユニットを用いた時の電流の差に起因する上記色度の差がΔＣｘ≧０．００５５又はΔＣｙ≧０．００７４となるような駆動電流差を有する任意の第１電流及び第２電流の値を適用できる。
例えば、本実施の形態において、すべての第１蛍光部材の色度の平均値（ＣｘＰ１、ＣｙＰ１）を（０．４３０６、０．５３４０）とし、すべての第２蛍光部材の色度の平均値（ＣｘＰ２、ＣｙＰ２）を（０．４２４０、０．５２２０）とした場合について説明する。この場合、各発光ユニットに２．４アンペアの電流を供給する時には電流による温度上昇等の影響で蛍光部材の発光強度が全体の６３．３％から６１．７％に減るため、第１発光ユニット群１７１、第２発光ユニット群１７２から発せられる混合色の色度を表すＣＩＥ座標は、それぞれ（０．３２７０、０．３４４９）、（０．３２１５、０．３３７５）となる。一方、第２発光ユニット群の各第２発光ユニットに１．０アンペアの電流を供給する時に第２発光ユニット群から発せられる混合色の色度を表すＣＩＥ座標は（０．３２７０、０．３４４９）である。
すなわち、第１発光ユニット群に２．４アンペアの電流が供給される時と、第２発光ユニット群に１．０アンペアの電流が供給される時は、ともに色度は（０．３２７０、０．３４４９）となるのに対し、第１発光ユニット群と第２発光ユニット群の双方に２．４アンペアの電流が供給される時は、両者の色度を表すＣＩＥ座標の差は（０．０５５（＝０．３２７０−０．３２１５）、０．０７４（＝０．０３４４９−０．３３７５）となる。この色度の差は、本実施の形態で定義する同一色と非同一色との境界値に相当する。したがって、本実施の形態に係る白色発光装置１１において、駆動時に第１発光ユニット群１７１及び第２発光ユニット群１７２の発光色度を同一色になる時の第１蛍光部材と第２蛍光部材との色度差は（０．００６６（＝０．４３０６−０．４２４０）、０．０１２０（＝０．５３４０−０．５２２０）である。この値が本実施の形態に係る白色発光装置１１の効果発現における、第１蛍光部材と第２蛍光部材との色度差の境界値であった。
言い換えると、第１発光ユニットと第２発光ユニットとで、同じ色のＬＥＤチップを用い、かつ、互いの色度差が（０．００６６、０．０１２０）以上の所定の値である第１蛍光部材及び第２蛍光部材を用いた場合に、同一の電流を各発光ユニットに供給する時には各発光ユニット群の発光色度が非同一色となり、それぞれ固有の定格電流を各発光ユニットに供給する時に各発光ユニット群の発光色度が同一色となり得るといえる。すなわち第１発光ユニット群に含まれるすべての第１蛍光部材の色度の平均値がＣＩＥ座標（ＣｘＰ１、ＣｙＰ１）で表され、第２発光ユニット群に含まれるすべての第２蛍光部材の色度の平均値がＣＩＥ座標（ＣｘＰ２、ＣｙＰ２）で表される時、０．００６６≦｜ＣｘＰ１−ＣｘＰ２｜、かつ、０．０１２０≦｜ＣｙＰ１−ＣｙＰ２｜であるときに第１発光ユニット群１７１及び第２発光ユニット群１７２の発光色度を同一色にし得る。
さらに、ここでは同一色の範囲としてＣＩＥ座標値におけるＣｘ値及びＣｙ値の差を用いた。つまり、同一色の範囲として、マクアダム３ステップ楕円に外接する長方形の内部を用いた。より厳密には、同一色の範囲として、マクアダム３ステップ楕円の内部を用いてもよい。この範囲を用いる場合にも、第１電流及び第２電流に合わせて、各蛍光部材の色度を調整することで、本実施の形態に係る白色発光装置１１の効果を奏することができる。
ここで、各群における各発光ユニットの色度の分散は一定の範囲内であれば、同一色に見える効果がより顕著である。具体的には、ｎ個の第１発光ユニットに第１電流が供給される時の各発光ユニットの発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ１１ｉ、Ｃｙ１１ｉ）（１≦ｉ≦ｎ）で表される場合、すべてのＣＩＥ座標（Ｃｘ１１ｉ、Ｃｙ１１ｉ）が、マクアダム３ステップ楕円に外接する長方形に相当する｜Ｃｘ１１−Ｃｘ１１ｉ｜＜０．００５５かつ｜Ｃｙ１１−Ｃｙ１１ｉ｜＜０．００７４で表される領域内にあるときに同一色に見える効果がより顕著である。
同様に、ｍ個の第２発光ユニットに第１電流が供給される時の各発光ユニットの発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２１ｉ、Ｃｙ２１ｉ）（１≦ｉ≦ｍ）で表される場合、すべてのＣＩＥ座標（Ｃｘ２１ｉ、Ｃｙ２１ｉ）が、マクアダム３ステップ楕円に外接する長方形に相当する｜Ｃｘ２１−Ｃｘ２１ｉ｜＜０．００５５かつ｜Ｃｙ２１−Ｃｙ２１ｉ｜＜０．００７４で表される領域内にあるときに同一色に見える効果がより顕著である。
さらに、同様に、すべて発光ユニットの発光色度を表すＣＩＥ座標（Ｃｘ１１ｉ、Ｃｙ１１ｉ）及び（Ｃｘ２１ｉ、Ｃｙ２１ｉ）が、それらの平均発光色度を中心としたマクアダム３ステップ楕円の内側にあるときに、両者を組み合わせた白色発光装置１１の両発光ユニット群が同一色に見えるという効果がより一層顕著である。
ここで、第１発光ユニット群１７１に含まれる第１蛍光部材１６ａ〜１６ｄと第２発光ユニット群１７２に含まれる第２蛍光部材１６ｅ〜１６ｈとは蛍光体組成（構成元素成分比）が異なることに起因した色度違いのものを用いたが、各蛍光部材の構成はこれに限定されない。例えば第１蛍光部材としてガーネット系蛍光体を分散させたものを用い、第２蛍光部材としてシリケート系蛍光体を分散させたものを用いるなど、蛍光体種を変える場合、蛍光体中の賦活元素種（例えばセリウム）の濃度を変える場合、又はこれらの組み合わせを用いて色度を変化させた場合でも、各蛍光部材の色度が本実施の形態と同様であれば同様の効果が得られる。
ここで、白色発光装置１１としては、第１発光ユニット群１７１として中央部に４個、第２発光ユニット群１７２として左右に２個ずつの発光ユニットを用いたが、発光ユニットの配置はこれに限定されない。例えば、第１発光ユニット群として中央部上側に２個の第１発光ユニットを横に並べて直列に接続したものを用い、第２発光ユニット群として、第１発光ユニット群の下側と左右に第２発光ユニットを２個ずつ配置し、計６個の第２発光ユニットを直列に接続してもよい。特にこの構成は上側中央にホットゾーンの必要な車載ヘッドランプのロービーム用の光源として有用である。
また、発光ユニットを並べる個数、及び、直列又は並列の電気的な接続構成には特に制限はなく、第１発光ユニット群として中央部に、４個を１列に配置したものを４列配置し、第２発光ユニット群として第１発光ユニット群の左右に４個を１列に配置したものを２列ずつ配置した場合も、同様の効果が得られる。
（実施の形態２）
実施の形態２に係る白色発光装置について説明する。本実施の形態に係る白色発光装置は、蛍光部材の構成において実施の形態１に係る白色発光装置１１と相違する。以下、本実施の形態に係る白色発光装置について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
［２−１．基本構成］
本実施の形態に係る白色発光装置の基本構成について、図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８は、それぞれ本実施の形態に係る白色発光装置１０１の構成の一例を示す概略上面図及び断面図である。図８には、図７の白色発光装置１０１のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面が示されている。
本実施の形態に係る白色発光装置１０１は、図７に示すように、第１発光ユニット群２７１と、第２発光ユニット群２７２と、実装基板１３とを備える。白色発光装置１０１は、さらに、枠１８と、反射樹脂１９とを備える。
第１発光ユニット群２７１は、第１電流が供給される複数の第１発光ユニット２７ａ〜２７ｄを有する。複数の第１発光ユニット２７ａ〜２７ｄの各々は、第１ＬＥＤチップ及び第１蛍光部材を有する。図７に示すように、第１発光ユニット２７ａ〜２７ｄは、それぞれ、第１ＬＥＤチップ２４ａ〜２４ｄと、第１蛍光部材２６ａ〜２６ｄとを有する。複数の第１発光ユニット２７ａ〜２７ｄの各々は、複数の第１発光ユニット２７ａ〜２７ｄのうち他の少なくとも一つの第１発光ユニットと隣接して配置される。
第２発光ユニット群２７２は、第２電流が供給される複数の第２発光ユニット２７ｅ〜２７ｈを有する。複数の第２発光ユニット２７ｅ〜２７ｈの各々は、第２ＬＥＤチップ及び第２蛍光部材を有する。図７に示すように、第２発光ユニット２７ｅ〜２７ｈは、それぞれ、第２ＬＥＤチップ２４ｅ〜２４ｈと、第２蛍光部材２６ｅ〜２６ｈとを有する。複数の第２発光ユニット２７ｅ〜２７ｈの各々は、複数の第２発光ユニット２７ｅ〜２７ｈのうち他の少なくとも一つの第２発光ユニットと隣接して配置される。
実施の形態２においては、実施の形態１と同様に、各第１ＬＥＤチップ及び各第２ＬＥＤチップとしてそれぞれ発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いる。
第１発光ユニット群２７１に用いた第１蛍光部材２６ａ〜２６ｄはそれぞれ発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用い、第２発光ユニット群２７２に用いた第２蛍光部材２６ｅ〜２６ｈについても、同様にそれぞれの発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いた。
さらに、各第１蛍光部材と、各第２蛍光部材とを比較すると、各蛍光部材中の蛍光体濃度が各第１蛍光部材の方が高くてもよいし、厚さが各第１蛍光部材の方が厚くてもよい。これにより、例えば第１定格電流などの同一の電流を各発光ユニットに供給する場合には、各発光ユニット群の平均発光強度は同じであるが、平均発光色度は第２発光ユニット群２７２の平均発光色度を表すＣＩＥ座標が第１発光ユニット群２７１の平均発光色度を表すＣＩＥ座標を中心とするマクアダム３ステップ楕円上又はその外側にある。
各第１発光ユニットに第１定格電流を供給し、各第２発光ユニットに第２定格電流を供給する場合には、第２発光ユニット群２７２の平均発光色度を表すＣＩＥ座標が、第１発光ユニット群２７１の平均発光色度を表すＣＩＥ座標を中心とするマクアダム３ステップ楕円の内側にあり、平均発光強度は第１発光ユニット群の方が高くなるように第１定格電流及び第２定格電流を選択する。ここで、第１定格電流及び第２定格電流は、それぞれ本実施の形態に係る第１電流及び第２電流の一例である。
［２−２．詳細構成］
次に、本実施の形態に係る白色発光装置１０１の詳細構成について説明する。
本実施の形態では、各ＬＥＤチップのチップサイズ、半導体積層構造、定格電流及び定格波長（定格色度）が同一であるものを用いる。また、各第１蛍光部材及び各第２蛍光部材としては、材質、発光色度が同一色の板状の蛍光部材を用いる。ただし、各第１蛍光部材と各第２蛍光部材とで厚さが非同一である。
各ＬＥＤチップとしては実施の形態１と同じものを使用する。その発光色度の平均値を表すＣＩＥ座標は（０．１６００、０．０４００）である。
各蛍光部材は実施の形態１と同じく、ＹＡＧの占有率が２０体積％であり、平均発光色度がＣＩＥ座標（０．４３４７、０．５４１６）で表され、そのばらつき（ΔＣｘ、ΔＣｙ）が（±０．００４０、±０．００４０）未満の板状のＹＡＧとセラミックスとの複合体を用いる。本実施の形態では、厚さが非同一の２種類の蛍光部材を準備し、各第１蛍光部材として厚さ１００．０μｍのものを用い、各第２蛍光部材として厚さ９６．１μｍのものを用いる。これらの各蛍光部材は、製造誤差に起因して±３μｍ程度の厚さの分布を有する。
これらの厚さの異なる各蛍光部材に各ＬＥＤチップの発光波長と同じ波長の光を照射する場合、発光色度はＣＩＥ座標（０．４３０６、０．５４１６）で表され、そのばらつき（ΔＣｘ、ΔＣｙ）が（±０．００４０、±０．００４０）未満である。一方、第１蛍光部材と第２蛍光部材との発光強度の比は、１００．０対９６．１であり、発光強度は、蛍光部材の厚さにほぼ比例する。
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に実装基板１３上の中央部に４個の第１ＬＥＤチップ２４ａ〜２４ｄをフリップチップ実装し、それらの第１ＬＥＤチップ２４ａ〜２４ｄ上にそれぞれ第１蛍光部材２６ａ〜２６ｄを接着して第１発光ユニット群２７１を形成する。なお、４個の第１ＬＥＤチップ２４ａ〜２４ｄは、実装基板１３上で、配線電極１２により直列接続される。配線電極１２は、図８に示すように、各ＬＥＤチップの素子電極２４Ｅに接続される。
また、実装基板１３上の第１発光ユニット群２７１の左右部に２個ずつ第２ＬＥＤチップ２４ｅ〜２４ｈをフリップチップ実装し、それらの第２ＬＥＤチップ２４ｅ〜２４ｈ上にそれぞれ第２蛍光部材２６ｅ〜２６ｈを接着して第２発光ユニット群２７２を形成する。なお、４個の第２ＬＥＤチップ２４ｅ〜２４ｈは、実装基板１３上で、配線電極１２により直列接続される。配線電極１２は、図８に示すように、各ＬＥＤチップの素子電極２４Ｅに接続される。
ここで、本実施の形態に係る白色発光装置１０１の各発光ユニット群の発光色度について上述した図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。
まず、図６Ａを用いて、各第１発光ユニット及び各第２発光ユニットに第１定格電流である３アンペアの電流が供給される場合について説明する。実施の形態１に係る各発光ユニット群の発光色度と同様に、この場合、実施の形態１と同様に第１発光ユニットの発光のうち蛍光体からの発光は６０．８％であり、すべての第１発光ユニットの平均発光色度はＣＩＥ座標（０．３２７０、０．３４４９）で表される。第１発光ユニット２７ａ〜２７ｄの発光色度のＣＩＥ座標は、実施の形態１と同様に、座標１１０ａ〜１１０ｄで表される。図６Ａに示すように、各発光ユニットの発光色度のＣＩＥ座標には分布があるものの、平均発光色度のＣＩＥ座標を中心としたマクアダム３ステップ楕円に外接する長方形の内側にある。
各第２発光ユニットに、各第１発光ユニットと同じ第１定格電流３アンペアを供給する場合、第２発光ユニット２７ｅ〜２７ｈの発光色度のＣＩＥ座標は、実施の形態１と同様に、座標１１０ｅ〜１１０ｈで表される。また、各第２発光ユニットの平均発光輝度を表すＣＩＥ座標は、各第１発光ユニットの平均発光輝度を表すＣＩＥ座標と異なるＣＩＥ座標（０．３２０５、０．３３３０）となる。これは、上述のとおり各第２蛍光部材からの発光強度が各第１蛍光部材からの発光強度の９６．１％となるためである。ここで、図６Ａに示すように、各第２発光ユニットの発光色度を表すＣＩＥ座標は、平均発光色度のＣＩＥ座標を中心としたマクアダム３ステップ楕円に外接する長方形の内側にある。一方、各第２発光ユニットの発光色度を表すＣＩＥ座標と、各第１発光ユニットの平均色度を表すＣＩＥ座標との差（ΔＣｘ、ΔＣｙ）は（０．００６５、０．０１１９）であり、同一色の条件であるマクアダム３ステップ楕円に外接する長方形の内側に相当する「ΔＣｘが０．００５５未満かつΔＣｙが０．００７４未満」との条件を満たさない。したがって、第２発光ユニット群の発光色度と、第１発光ユニット群の発光色度とは非同一色である。
本実施の形態では、各第２蛍光部材に各第１蛍光部材より厚さの薄い蛍光部材を用いることで、各第２蛍光部材からの発光強度が各第２ＬＥＤチップからの発光強度に比べて弱くなる。このため、第２発光ユニットから、より第２ＬＥＤチップからの発光（青色光）に近い合成光が得られることになる。
本実施の形態に係る各第２発光ユニットに第２定格電流である１アンペアの電流が供給される時の第２発光ユニット群の平均発光色度を表すＣＩＥ座標は、実施の形態１と同様に図６Ｂに示されるように（０．３２７０、０．３４４９）であり、かつ、各発光ユニットの発光色度のＣＩＥ座標は平均発光色度のＣＩＥ座標を中心としてマクアダム３ステップ楕円に外接する長方形の内側にある。このように、各第１発光ユニットに第１定格電流を供給する時の第１発光ユニット群２７１の平均発光色度を表すＣＩＥ座標と、各第２発光ユニットに第２定格電流を供給する時の第２発光ユニット群２７２の平均発光色度を表すＣＩＥ座標との差について、｜Ｃｘ１１−Ｃｘ２２｜＜０．００５５、かつ、｜Ｃｙ１１−Ｃｙ２２｜＜０．００７４が成り立つため、第１発光ユニット群の平均発光色度と第２発光ユニット群の平均発光色度とは同一色であるといえる。
本実施の形態に係る白色発光装置１０１をヘッドランプユニットに設置して、第１発光ユニット群に第１定格電流である３アンペア、第２発光ユニット群に第２定格電流である１アンペアの電流を供給している状態で路面を照射する場合には、中央部と周辺部で対象物の色は同じに見える。
続いて、第１発光ユニット群２７１及び第２発光ユニット群２７２の各発光色度が同一色となり得る境界値について説明する。
例えば、各第１蛍光部材及び各第２蛍光部材としてそれぞれ厚さ１００．０μｍ及び９７．６μｍの蛍光部材を用い、各第２発光ユニットに、各第１発光ユニットと同じ第１電流である２．４アンペアの電流を供給する場合について検討する。この場合、すべての第１発光ユニットの平均発光色度及びすべての第２発光ユニットの平均発光色度を表すＣＩＥ座標は、それぞれ（０．３２８５、３４４９）及び（０．３２４４、０．３３７５）となる。これらのＣＩＥ座標の差（ΔＣｘ、ΔＣｙ）は（０．００４１、０．００７４）であり、同一色の条件であるマクアダム３ステップ楕円に外接する長方形の境界に相当する。すなわち、各第２蛍光部材の厚さが９７．６μｍより大きく１００μｍ以下の場合は、第１発光ユニット群２７１及び第２発光ユニット群２７２の発光色度が同一色になるということを意味する。また、各第２蛍光部材として例えば厚さ９５．４μｍのものを用い、各第２発光ユニットに、各第１発光ユニットと同じ第１電流である２．４アンペアを供給する場合、すべての第１発光ユニットの平均発光色度及びすべての第２発光ユニットの平均発光色度を表すＣＩＥ座標はそれぞれ（０．３２８５、３４４９）及び（０．３１８７、０．３３０４）となる。それらの座標の差（ΔＣｘ、ΔＣｙ）は（０．００９８、０．０１４５４）であり、非同一色の条件であるマクアダム３ステップ楕円に外接する長方形の外側に相当する。一方、各第２発光ユニットに１アンペアを供給する場合には、すべての第２発光ユニットの平均発光色度を表すＣＩＥ座標は（０．３２２５、０．３３７５）となる。したがって、すべての第１発光ユニット及びすべての第２発光ユニットの各平均発光色度を表すＣＩＥ座標の差（ΔＣｘ、ΔＣｙ）は（０．００６０、０．００７４）であり、同一色の条件であるマクアダム３ステップ楕円に外接する長方形の境界に相当する。すなわち、各第２蛍光部材の厚さが９５．４μｍより小さい場合は、各第１発光ユニット及び各第２発光ユニットにそれぞれ第１定格電流及び第２定格電流を供給する場合にも、各発光ユニット群の発光色度は同一色にならない。
すなわち、本実施の形態においては、各第１蛍光部材の厚さが１００．０μｍであり、かつ、各第２蛍光部材の厚さが９５．４μｍより大きく９７．６μｍより小さい場合に、第１発光ユニット群及び第２発光ユニット群の各発光色度は同一色となり得る。
言い換えると第１発光ユニット群又は第２発光ユニット群を構成するＬＥＤチップの発光波長と同じ波長の光を第１蛍光部材及び第２蛍光部材にそれぞれ照射する時に、第１蛍光部材の発光強度の平均値をＰ１とし、第２蛍光部材の発光強度の平均値をＰ２とした時、０．９５４≦Ｐ２／Ｐ１≦０．９７６の場合に第１発光ユニット群及び第２発光ユニット群の各発光色度は同一色となり得る。
以上では、第１蛍光部材及び第２蛍光部材として、面積が同じで厚さが異なるものを用いて説明したが、各蛍光部材の構成はこれに限定されない。蛍光部材からの発光強度は、蛍光部材の体積と、蛍光部材中に含まれる蛍光体粒の体積密度との積にほぼ比例するので、蛍光部材の体積が一定の場合は、発光強度は蛍光体粒の体積濃度にほぼ比例する。また、蛍光体粒の体積濃度が一定の場合には、発光強度は蛍光部材の体積にほぼ比例する。
すなわち、第１蛍光部材及び第２蛍光部材において、各蛍光部材の寸法（板状の蛍光部材の場合には、その底面積及び高さ）が同じであり、蛍光体の発光色度が同一色である場合、第１蛍光部材における蛍光体粒の体積濃度の平均値をＤ１とし、第２蛍光部材における蛍光体粒の体積濃度の平均値をＤ２とした時、０．９５４≦Ｄ２／Ｄ１≦０．９７６の範囲であれば、本実施の形態に係る白色発光装置１０１を実現し得る。言い換えると、第１蛍光部材及び第２蛍光部材において、蛍光体の発光色度が同一色であって、第１発光ユニット群に含まれるすべての第１蛍光部材の体積の平均値をＤ１とし、第２発光ユニット群に含まれるすべての第２蛍光部材の体積の平均値をＶＰ２とした時、０．９５４≦Ｄ２／Ｄ１≦０．９７６、かつ、ＶＰ１＝ＶＰ２であれば、本実施の形態に係る白色発光装置１０１を実現し得る。
つまり、各第１発光ユニット及び各第２発光ユニットに境界値の２．４アンペアの電流を供給する時には第１発光ユニット群及び第２発光ユニット群の各発光色度は非同一色であるが、各第１発光ユニット及び各第２発光ユニットにそれぞれ２．４アンペア及び１アンペアの電流を供給する時には、第１発光ユニット群及び第２発光ユニット群の各発光色度は同一色となる。
同様に、各第１蛍光部材及び各第２蛍光部材における蛍光体粒の体積濃度の平均値、及び、蛍光体の発光色度が同一色である場合、すべての第１蛍光部材の体積の平均値をＶＰ１とし、すべての第２蛍光部材の体積の平均値をＶＰ２として、０．９５４≦ＶＰ２／ＶＰ１≦０．９７６が成り立てば、本実施の形態に係る白色発光装置１０１を実現し得る。言い換えると、第１蛍光部材及び第２蛍光部材において、蛍光体の発光色度が同一色であって、０．９５４≦ＶＰ２／ＶＰ１≦０．９７６、かつ、Ｄ１＝Ｄ２であれば、本実施の形態に係る白色発光装置１０１を実現し得る。
つまり、各第１発光ユニット及び各第２発光ユニットに境界値の２．４アンペアの電流を供給する時には第１発光ユニット群及び第２発光ユニット群の各発光色度は非同一色であるが、各第１発光ユニット及び各第２発光ユニットにそれぞれ２．４アンペア及び１アンペアの電流を供給する時には、第１発光ユニット群及び第２発光ユニット群の各発光色度は同一色となる。
（実施の形態３）
実施の形態３に係る白色発光装置について説明する。本実施の形態に係る白色発光装置は、複数の第１発光ユニットと複数の第２発光ユニットとで、各ユニットの構成は同じであるが、各ユニット群のＬＥＤチップの中心間距離が異なる。以下、本実施の形態に係る白色発光装置について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
［３−１．基本構成］
本実施の形態に係る白色発光装置の基本構成について、図９及び図１０を用いて説明する。図９及び図１０は、それぞれ本実施の形態に係る白色発光装置２０１の構成の一例を示す概略上面図及び断面図である。図１０には、図９の白色発光装置２０１のＸ−Ｘ断面が示されている。
本実施の形態に係る白色発光装置２０１は、図９に示すように、第１発光ユニット群３７１と、第２発光ユニット群３７２と、実装基板１３とを備える。白色発光装置２０１は、さらに、枠１８と、反射樹脂１９とを備える。
第１発光ユニット群３７１は、第１電流が供給される複数の第１発光ユニット３７ａ〜３７ｆを有する。複数の第１発光ユニット３７ａ〜３７ｆの各々は、第１ＬＥＤチップ及び第１蛍光部材を有する。図９に示すように、第１発光ユニット３７ａ〜３７ｆは、それぞれ、第１ＬＥＤチップ３４ａ〜３４ｆと、第１蛍光部材３６ａ〜３６ｆとを有する。複数の第１発光ユニット３７ａ〜３７ｆの各々は、複数の第１発光ユニット３７ａ〜３７ｆのうち他の少なくとも一つの第１発光ユニットと隣接して配置される。
第２発光ユニット群３７２は、第２電流が供給される複数の第２発光ユニット３７ｇ〜３７ｋ、３７ｍ、３７ｎ、３７ｐを有する。複数の第２発光ユニット３７ｇ〜３７ｋ、３７ｍ、３７ｎ、３７ｐの各々は、第２ＬＥＤチップ及び第２蛍光部材を有する。図９に示すように、第２発光ユニット３７ｇ〜３７ｋ、３７ｍ、３７ｎ、３７ｐは、それぞれ、第２ＬＥＤチップ３４ｇ〜３４ｋ、３４ｍ、３４ｎ、３４ｐと、第２蛍光部材３６ｇ〜３６ｋ、３６ｍ、３６ｎ、３６ｐとを有する。複数の第２発光ユニット３７ｇ〜３７ｋ、３７ｍ、３７ｎ、３７ｐの各々は、複数の第２発光ユニット３７ｇ〜３７ｋ、３７ｍ、３７ｎ、３７ｐのうち他の少なくとも一つの第２発光ユニットと隣接して配置される。
本実施の形態においては、各第１ＬＥＤチップ及び各第２ＬＥＤチップは実施の形態１と同様にそれぞれ発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いる。
また、各第１蛍光部材及び各第２蛍光部材についても同様にそれぞれ発光色度と発光強度とが同一とみなせるものを用いる。
ここで、第２発光ユニット群３７２のＬＥＤチップの中心間距離より、第１発光ユニット群３７１のＬＥＤチップの中心間距離の方が大きい。これにより、各発光ユニット群の放熱性が異なるため、同じ第１定格電流を各第１発光ユニット及び各第２発光ユニットに供給する場合には、各発光ユニット群の平均発光強度は同じであるが、平均発光色度は第２発光ユニット群３７２の平均発光色度を表すＣＩＥ座標が第１発光ユニット群３７１の平均発光色度を表すＣＩＥ座標を中心とするマクアダム３ステップ楕円上又はその外側にある。
各第１発光ユニットに第１定格電流を供給し、各第２発光ユニットに第２定格電流を供給する場合には、第２発光ユニット群３７２の平均発光色度を表すＣＩＥ座標が第１発光ユニット群３７１の平均発光色度を表すＣＩＥ座標を中心とするマクアダム３ステップ楕円の内側にあるが、平均発光強度は第１発光ユニット群の方が高くなる。
具体的には、例えば、図７に示される例のようにＬＥＤチップが上下左右に等間隔で並んでいる場合は、第１発光ユニットに関しては、第１ＬＥＤチップ２４ｂと隣接する第１ＬＥＤチップ２４ｃとの中心間距離で、第１発光ユニット群のＬＥＤチップの中心間距離を定義できる。また、図９に示される例のように、二つの直交する方向である第１方向及び第２方向にそれぞれ隣接する他の発光ユニットのＬＥＤチップの中心間距離が異なる場合には、第１方向における中心間距離と、第１方向に直交する第２方向における中心間距離との平均値を用いて、第１発光ユニット群のＬＥＤチップの中心間距離を定義できる。具体的には、第１ＬＥＤチップ３４ｂと第１ＬＥＤチップ３４ｃとのｘ軸方向における中心間距離と、第１ＬＥＤチップ３４ｂと第１ＬＥＤチップ３４ｅとのｙ軸方向における中心間距離との平均値を中心間距離として定義できる。
なお、第１発光ユニット３７ａのようにｘ軸方向においては、片側だけに他の第１発光ユニット３７ｂが存在する場合であって、他方側に、第２発光ユニット３７ｈが存在する場合には、第１ＬＥＤチップ３４ａと第２ＬＥＤチップ３４ｈとのｘ軸方向における中心間距離を更に含めて平均値の算出をしてもよい。例えば、第１ＬＥＤチップ３４ａと、第２ＬＥＤチップ３４ｈ及び第１ＬＥＤチップ３４ｂと中心間距離を、それぞれ、Ｄｈａ及びＤａｂとし、第１ＬＥＤチップ３４ｃと、第１ＬＥＤチップ３４ｂ及び第２ＬＥＤチップ３４ｋと中心間距離を、それぞれ、Ｄｂｃ及びＤｃｋとする。この場合、第１発光ユニット群のすべての第１ＬＥＤチップのｘ軸方向における中心間距離の平均値は、以下の式で表される。
（Ｄｈａ＋Ｄａｂ＋Ｄｂｃ＋Ｄｃｋ）／４
第２発光ユニット群３７２についても同様である。図９に示される例では、第２ＬＥＤチップ３４ｇと第２ＬＥＤチップ３４ｈとのｘ軸方向における中心間距離と、第２ＬＥＤチップ３４ｇと第２ＬＥＤチップ３４ｉとのｙ軸方向における中心間距離との平均値を第２発光ユニット群のＬＥＤチップの中心間距離として定義できる。
なお、第２ＬＥＤチップ３４ｈのようにｘ軸方向においては、片側だけに他の第２ＬＥＤチップ３４ｇが存在する場合であって、他方側に、第１ＬＥＤチップ３４ａが存在する場合には、第２ＬＥＤチップ３４ｇと第１ＬＥＤチップ３４ａとのｘ軸方向における中心間距離を更に含めて平均値の算出をしてもよい。
［３−２．詳細構成］
次に、本実施の形態に係る白色発光装置２０１の詳細構成について説明する。
本実施の形態では、各発光ユニットに用いる各ＬＥＤチップとしてはすべて実施の形態１と同様に、チップサイズ、半導体積層構造、定格電流及び定格波長（定格色度）が同一である。また、各発光ユニットに用いる各蛍光部材としては材質、発光色度、板厚及び濃度がすべて同一である。
同一とは、上記実施の形態で示しているように発光ユニットとして組み立てた時に同じ発光色になる範囲でのばらつきを含むものである。
各蛍光部材としては、実施の形態１と同じくＹＡＧの占有率が２０体積％であり、平均発光色度がＣＩＥ座標（０．４２４０、０．５２２０）で表され、そのばらつき（ΔＣｘ、ΔＣｙ）が（±０．００４０、±０．００４０）未満の板状のＹＡＧとセラミックスとの複合体を用いる。
続いて、実装基板１３における配線電極１２について、図１１を用いて説明する。図１１は、本実施の形態に係る配線電極１２の形状を示す上面図である。図１１においては、実装基板１３の上面が示されている。また、図１１には、配線電極１２と合わせて、各発光ユニットが示されている。
図１０などに示すように実装基板１３上の中央部に０．８ｍｍ角の６個の第１ＬＥＤチップ３４ａ〜３４ｆをフリップチップ実装し、それらの第１ＬＥＤチップ３４ａ〜３４ｆ上にそれぞれ第１蛍光部材３６ａ〜３６ｆを接着して第１発光ユニット群３７１を形成する。なお、６個の第１ＬＥＤチップ３４ａ〜３４ｆは、実装基板１３上で、配線電極１２により直列接続される。配線電極１２は、図１０に示すように、各ＬＥＤチップの素子電極２４Ｅに接続される。
また、実装基板１３上の第１発光ユニット群３７１の左右部に４個ずつ第２ＬＥＤチップ３４ｇ〜３４ｋ、３４ｍ、３４ｎ、３４ｐをフリップチップ実装し、それらの第２ＬＥＤチップ３４ｇ〜３４ｋ、３４ｍ、３４ｎ、３４ｐ上にそれぞれ第２蛍光部材３６ｇ〜３６ｋ、３６ｍ、３６ｎ、３６ｐを接着して第２発光ユニット群３７２を形成する。なお、８個の第２ＬＥＤチップ３４ｇ〜３４ｋ、３４ｍ、３４ｎ、３４ｐは、実装基板１３上で、配線電極１２により直列接続される。配線電極１２は、図１０に示すように、各ＬＥＤチップの素子電極３４Ｅに接続される。
ここで、第１発光ユニット群３７１の隣り合う二つの第１ＬＥＤチップ３４ａと第１ＬＥＤチップ３４ｂなどのｘ軸方向の中心間距離（第１発光ユニット群のＬＥＤチップのｘ軸方向中心間距離と同じ）は１．２ｍｍであり、第２発光ユニット群３７２の隣り合う二つの第２ＬＥＤチップ３４ｇと第２ＬＥＤチップ３４ｈなどのｘ軸方向の中心間距離（第２発光ユニット群のＬＥＤチップのｘ軸方向中心間距離と同じ）は１．０ｍｍとなるように実装する。なお、上記実施の形態１及び２においても各ＬＥＤチップのｘ軸方向の中心間距離（各発光ユニット群のＬＥＤチップのｘ軸方向中心間距離と同じ）は１．０ｍｍである。
実施の形態１と同様に、実装基板１３の端部にある各第２発光ユニットに境界値である２．４アンペアの電流を供給する場合、すべての第２発光ユニットの平均発光色度を表すＣＩＥ座標は実施の形態１と同じく（０．３２２９、０．３３７５）であり、各第２発光ユニットの発光色度は平均発光色度を表すＣＩＥ座標を中心としたマクアダム３ステップ楕円の内側にある。各第１発光ユニットに、２．４アンペアの電流を供給する場合、各第１発光ユニットでは第２発光ユニットより放熱性が高いために、電流による発熱の影響に起因する第１蛍光部材からの発光減衰が各第２発光ユニットの８３％程度にとどまる。その結果、すべての第１発光ユニットの平均発光色度は上記平均発光色度を表すＣＩＥ座標とは異なるＣＩＥ座標（０．３２７０、０．３４４９）となる。ここで、各第１発光ユニットの発光色度を表すＣＩＥ座標は、すべての第１発光ユニットの平均発光色度を表すＣＩＥ座標を中心としたマクアダム３ステップ楕円の内側にある。各第１発光ユニット及び各第２発光ユニットにともに２．４アンペアの電流を供給する時には、それらの平均発光色度を表すＣＩＥ座標の差（ΔＣｘ、ΔＣｙ）は（０．００４０、０．０１３５）であり、同一色の条件であるマクアダム３ステップ楕円に外接する長方形の内部に相当する「ΔＣｘが０．００５５未満かつΔＣｙが０．００７４未満」との条件を満たさないため、非同一色である。
各第２発光ユニットに１アンペアの電流を供給する場合には、実施の形態１と同じく第２発光ユニット群３７２の平均発光色度を表すＣＩＥ座標は（０．３２７０、０．３４４９）となる。このため、各第１発光ユニット及び各第２発光ユニットにそれぞれ２．４アンペア及び１．０アンペアの電流を供給する場合には、各発光ユニット群の発光色度は同一色である。
このように、第１ＬＥＤチップ間の中心間距離を第２ＬＥＤチップ間の中心間距離より広げ、供給電流の差による発熱が蛍光体の発光強度に及ぼす影響を打ち消すようにすることで、供給電流が異なる発光ユニット群が存在する白色発光装置において、各発光ユニット群の発光色を同一色にし得る。
本実施の形態に係る白色発光装置２０１をヘッドランプユニットに設置して、各第１発光ユニットに第１定格電流である３アンペア、各第２発光ユニットに第２定格電流である１アンペアの電流を供給している状態で路面を照射する場合には、第１発光ユニット群の平均発光色度を表すＣＩＥ座標は（０．３２４９、０．３４１１）となり、第２発光ユニット群の平均発光色度を表すＣＩＥ座標（０．３２７０、０．３４４９）との差が（０．００２０、０．００３８）である。このため、ヘッドライトとして路面を照射する場合には、中央部と周辺部とで道路の色は同じに見える。
この効果は、各発光ユニットを接続する実装基板の放熱特性の大小によって絶対値が異なるが、第１発光ユニット群に含まれるすべての第１ＬＥＤチップ間の中心間距離の平均値をＤ１とし、第２発光ユニット群に含まれるすべての第２ＬＥＤチップ間の中心間距離の平均値をＤ２とした時、Ｄ１のＤ２に対する大小関係が、第１定格電流の値の前記第２定格電流の値に対する大小関係と一致する場合に、この発熱影響を打ち消す効果がみられる。
さらに、実施の形態３ではｘ軸方向の中心間距離により発熱影響を打ち消したが、このほか、実装基板において第１発光ユニット群が配置される領域の全面積をＳＭ１とし、第１発光ユニット群を構成する第１発光ユニットの個数をｎとし、実装基板において第２発光ユニット群が配置される領域の全面積をＳＭ２とし、第２発光ユニット群を構成する第２発光ユニットの個数をｍとした時、ＳＭ１／ｎのＳＭ２／ｍに対する大小関係が、第１定格電流の値の第２定格電流の値に対する大小関係と一致する場合に、この発熱影響を打ち消す効果がみられる。
ここで、発光ユニット群の全面積について図１２〜図１４を用いて説明する。図１２及び図１３は、発光ユニット群の全面積の規定例を説明するための発光ユニット及び実装基板の断面図である。図１４は、発光ユニット群の全面積のさらに他の規定例を説明するための白色発光装置２０１の上面図である。
図１２に示されるように、各発光ユニット（図１２では、第１発光ユニット３７ａ及び３７ｂ）の各ＬＥＤチップ（図１２では、第１ＬＥＤチップ３４ａ及び３４ｂ）で発生する熱は、実装基板１３に伝導する。この伝導の向きは、実装基板１３の主面の法線に対して最大で４５度程度である。このため、実装基板１３のうち、各ＬＥＤチップの熱拡散に主として寄与する部分は、各ＬＥＤチップの端部から実装基板１３の厚さＴｓ程度離れた位置までの部分である。したがって、各発光ユニット群の全面積を規定する領域の端部を、ＬＥＤチップの端部からの距離が実装基板１３の厚さＴｓ程度である位置と定義してもよい。ただし、図１３に示すように、第１発光ユニット群の第１発光ユニット３７ａと、第２発光ユニット群の第２発光ユニット３７ｈとの間隙が、実装基板１３の厚さＴｓの２倍より小さい場合には、各発光ユニット群の全面積を規定する領域の端部を、各発光ユニット群の間隙の中点（又は中線）としてもよい。図１３に示す例では、各発光ユニットの端部からの距離がｄ０の位置を各発光ユニット群の全面積を規定する領域の端部と定義してもよい。
また、実装基板１３の厚さが一定でない場合などには、図１４の太線の破線枠３７１Ａ、３７２Ａ及び３７２Ｂで示すように、各発光ユニット群の最も外側に位置する発光ユニットの外側の端部を結ぶ線で囲まれる領域の面積で、各発光ユニット群の全面積を規定してもよい。
さらに、ここでは同一色としてＣＩＥ座標値のＣｘ、Ｃｙ値のみの差を用いたが、このほか、中央部と周辺部で同じ発光ユニットを用いた時の電流の差による上記色度の差が、中央部の平均発光色度を中心としたマクアダム３ステップ楕円上又はその外側にある場合に、ＬＥＤチップと蛍光部材は同じ仕様であるが、あらかじめ発光ユニットの中心間距離を変えておくことにより、同様に同一色にできるという効果が認められる。
本実施の形態に係る白色発光装置によれば、配置場所により異なる供給電流値の発光ユニットを混在させる場合に、あらかじめ調整された組み合わせの発光ユニットを複数用意するという白色発光装置１１を用いることで、発光ユニット全面での発光色度を同一色とする事が実現できる。
（変形例など）
以上、本開示に係る白色発光装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、白色発光装置１１は８個の発光ユニットを備えたが、発光ユニットの個数は８でなくてもよい。発光ユニットの個数は、２以上であればよい。
また、上記実施の形態では、各発光ユニットは、一つのＬＥＤチップと有するが、複数のＬＥＤチップを有してもよい。例えば、一つの発光ユニットが、ＲＧＢ（赤、緑、青）の三色の光を発生させるための三つのＬＥＤチップを有してもよい。この場合、各ＬＥＤチップが、紫外光を出射し、三つのＬＥＤチップにそれぞれ紫外光を赤、緑又は青の光に波長変換するための蛍光部材が接着されていてもよい。
また、上記実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
本開示に係る白色発光装置は、面内で要求される輝度が異なり、かつ色は同色であることが要望されるような自動車のマトリクスビームヘッドライトなどにおいて特に有用である。
１１ 白色発光装置
１２ 配線電極
１３ 実装基板
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ 第１ＬＥＤチップ
１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｇ、２４ｈ、３４ｇ、３４ｈ、３４ｉ、３４ｊ、３４ｋ、３４ｍ、３４ｎ、３４ｐ 第２ＬＥＤチップ
１４Ｅ、２４Ｅ、３４Ｅ 素子電極
１５ 透明接着剤
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、３６ｅ、３６ｆ 第１蛍光部材
１６ｅ、１６ｆ、１６ｇ、１６ｈ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、２６ｈ、３６ｇ、３６ｈ、３６ｉ、３６ｊ、３６ｋ、３６ｍ、３６ｎ、３６ｐ 第２蛍光部材
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆ 第１発光ユニット
１７ｅ、１７ｆ、１７ｇ、１７ｈ、２７ｅ、２７ｆ、２７ｇ、２７ｈ、３７ｇ、３７ｈ、３７ｉ、３７ｊ、３７ｋ、３７ｍ、３７ｎ、３７ｐ 第２発光ユニット
１８ 枠
１９ 反射樹脂
１７１、２７１、３７１ 第１発光ユニット群
１７２、２７２、３７２ 第２発光ユニット群
６１１ マクアダム３ステップ楕円
６１２ マクアダム３ステップ楕円に外接する長方形

Claims (13)

  1. 白色発光装置であって、
    第１電流が供給される複数の第１発光ユニットを有する第１発光ユニット群と、
    前記第１電流と異なる第２電流が供給される複数の第２発光ユニットを有する第２発光ユニット群と、
    前記第１発光ユニット群及び前記第２発光ユニット群が実装される実装基板とを備え、
    前記複数の第１発光ユニットの各々は、第１ＬＥＤチップ及び第１蛍光部材を有し、かつ、前記複数の第１発光ユニットのうち他の少なくとも一つの第１発光ユニットと隣接して配置され、
    前記複数の第２発光ユニットの各々は、第２ＬＥＤチップ及び第２蛍光部材を有し、かつ、前記複数の第２発光ユニットのうち他の少なくとも一つの第２発光ユニットと隣接して配置され、
    前記複数の第１発光ユニットに前記第１電流が供給され、かつ、前記複数の第２発光ユニットに前記第２電流が供給される時には、前記複数の第１発光ユニットの平均発光色度と、前記複数の第２発光ユニットの平均発光色度とが同一色となり、
    前記複数の第１発光ユニット及び前記複数の第２発光ユニットの双方に同一の電流が供給される時には、前記複数の第１発光ユニットの平均発光色度と、前記複数の第２発光ユニットの平均発光色度とが非同一色となる
    白色発光装置。
  2. 前記第１発光ユニット群及び前記第２発光ユニット群は、前記実装基板上において隣接して配置される
    請求項１に記載の白色発光装置。
  3. 前記複数の第１発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第１発光ユニットの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）で表され、
    前記複数の第２発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第２発光ユニットの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）で表され、
    前記複数の第２発光ユニットに前記第２電流が供給される時の前記複数の第２発光ユニットの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２２、Ｃｙ２２）で表される時、
    前記同一色は、｜Ｃｘ１１−Ｃｘ２２｜＜０．００５５、かつ、｜Ｃｙ１１−Ｃｙ２２｜＜０．００７４の満足と規定され、
    前記非同一色は、｜Ｃｘ１１−Ｃｘ２１｜≧０．００５５、又は、｜Ｃｙ１１−Ｃｙ２１｜≧０．００７４の満足と規定される
    請求項１又は２に記載の白色発光装置。
  4. 前記複数の第１発光ユニット及び前記複数の第２発光ユニットの個数を、それぞれｎ及びｍとし、
    前記複数の第１発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第１発光ユニットの各々の発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ１１ｉ、Ｃｙ１１ｉ）（１≦ｉ≦ｎ）で表され、
    前記複数の第２発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第２発光ユニットの各々の発光色度をＣＩＥ座標（Ｃｘ２１ｉ、Ｃｙ２１ｉ）（１≦ｉ≦ｍ）で表される時、
    すべての前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ１１ｉ、Ｃｙ１１ｉ）が、｜Ｃｘ１１−Ｃｘ１１ｉ｜＜０．００５５、かつ、｜Ｃｙ１１−Ｃｙ１１ｉ｜＜０．００７４で表される領域内にあり、
    すべての前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ２１ｉ、Ｃｙ２１ｉ）が、｜Ｃｘ２１−Ｃｘ２１ｉ｜＜０．００５５、かつ、｜Ｃｙ２１−Ｃｙ２１ｉ｜＜０．００７４で表される領域内にある
    請求項３に記載の白色発光装置。
  5. 前記複数の第１発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第１発光ユニットの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）で表され、
    前記複数の第２発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第２発光ユニットの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）で表され、
    前記複数の第２発光ユニットに前記第２電流が供給される時の前記複数の第２発光ユニットの平均発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２２、Ｃｙ２２）で表される時、
    前記同一色は、前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ２２、Ｃｙ２２）が前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）を中心とするマクアダム３ステップ楕円の内側にあることの満足と規定され、
    前記非同一色は、前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）が前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）を中心とするマクアダム３ステップ楕円上又は外側にあることの満足と規定される
    請求項１又は２に記載の白色発光装置。
  6. 前記複数の第１発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第１発光ユニットの各々の発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ１１ｉ、Ｃｙ１１ｉ）（１≦ｉ≦ｎ）で表され、
    前記複数の第２発光ユニットに前記第１電流が供給される時の前記複数の第２発光ユニットの各々の発光色度がＣＩＥ座標（Ｃｘ２１ｉ、Ｃｙ２１ｉ）（１≦ｉ≦ｍ）で表される時、
    すべての前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ１１ｉ、Ｃｙ１１ｉ）が、前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ１１、Ｃｙ１１）を中心とするマクアダム３ステップ楕円の内側にあり、
    すべての前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ２１ｉ、Ｃｙ２１ｉ）が、前記ＣＩＥ座標（Ｃｘ２１、Ｃｙ２１）を中心とするマクアダム３ステップ楕円の内側にある
    請求項５に記載の白色発光装置。
  7. 前記第１発光ユニット群に含まれるすべての前記第１蛍光部材の色度の平均値がＣＩＥ座標（ＣｘＰ１、ＣｙＰ１）で表され、
    前記第２発光ユニット群に含まれるすべての前記第２蛍光部材の色度の平均値がＣＩＥ座標（ＣｘＰ２、ＣｙＰ２）で表される時、
    ０．００６６≦｜ＣｘＰ１−ＣｘＰ２｜、かつ、０．０１２０≦｜ＣｙＰ１−ＣｙＰ２｜である
    請求項１又は２に記載の白色発光装置。
  8. 前記第１蛍光部材と、前記第２蛍光部材とは、蛍光体種、蛍光体組成、蛍光体中の賦活元素種、及び、蛍光体中の賦活元素種の濃度の少なくとも一つが異なる
    請求項７に記載の白色発光装置。
  9. 前記第１ＬＥＤチップ又は前記第２ＬＥＤチップの発光波長と同じ波長の光を、前記第１蛍光部材及び前記第２蛍光部材に照射する時に、
    前記第１発光ユニット群に含まれるすべての前記第１蛍光部材の発光強度の平均値をＰ１とし、
    前記第２発光ユニット群に含まれるすべての前記第２蛍光部材の発光強度の平均値をＰ２とした時、
    ０．９５４≦Ｐ２／Ｐ１≦０．９７６である
    請求項１又は２に記載の白色発光装置。
  10. 前記第１蛍光部材及び前記第２蛍光部材は、蛍光体粒を含み、
    前記第１発光ユニット群に含まれるすべての前記第１蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれＶＰ１及びＤ１とし、
    前記第２発光ユニット群に含まれるすべての前記第２蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれＶＰ２及びＤ２とした時、
    ０．９５４≦Ｄ２／Ｄ１≦０．９７６、かつ、ＶＰ１＝ＶＰ２である
    請求項９に記載の白色発光装置。
  11. 前記第１蛍光部材及び前記第２蛍光部材は、蛍光体粒を含み、
    前記第１発光ユニット群に含まれるすべての前記第１蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれＶＰ１及びＤ１とし、
    前記第２発光ユニット群に含まれるすべての前記第２蛍光部材の体積の平均値、及び、前記蛍光体粒の体積濃度の平均値を、それぞれＶＰ２及びＤ２とした時、
    ０．９５４≦ＶＰ２／ＶＰ１≦０．９７６、かつ、Ｄ１＝Ｄ２である
    請求項９に記載の白色発光装置。
  12. 前記第１発光ユニット群に含まれるすべての前記第１ＬＥＤチップ間の中心間距離の平均値をＤ１とし、
    前記第２発光ユニット群に含まれるすべての前記第２ＬＥＤチップ間の中心間距離の平均値をＤ２とした時、
    Ｄ１のＤ２に対する大小関係が、前記第１電流の値の前記第２電流の値に対する大小関係と一致する
    請求項１又は２に記載の白色発光装置。
  13. 前記実装基板において前記第１発光ユニット群が配置される領域の全面積をＳＭ１とし、
    前記第１発光ユニット群を構成する前記第１発光ユニットの個数をｎとし、
    前記実装基板において前記第２発光ユニット群が配置される領域の全面積をＳＭ２とし、
    前記第２発光ユニット群を構成する前記第２発光ユニットの個数をｍとした時、
    ＳＭ１／ｎのＳＭ２／ｍに対する大小関係が、前記第１電流の値の前記第２電流の値に対する大小関係と一致する
    請求項１２に記載の白色発光装置。
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