JP2012124356A - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 平均演色評価数Ｒａ及び特殊演色評価数Ｒ９を高い数値で維持した状態で、発光効率の低下をできるだけ抑制した、一般照明用途で使用可能な高演色、高効率の発光装置を提供する。
【解決手段】 近紫外乃至青色領域にピーク発光波長を有する光を放射する少なくとも１つの発光素子６と、発光素子６から放射された１次光によって励起され緑色領域にピーク発光波長を有する光を放射する緑色蛍光体と、前記１次光によって励起され赤色領域にピーク発光波長を有する光を放射する第１赤色蛍光体と、前記１次光によって励起され赤色領域に前記第１赤色蛍光体と異なるピーク発光波長を有する光を放射する第２赤色蛍光体を含有する蛍光体層５と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、照明器具、表示装置の光源等に利用可能な発光装置に関し、特に、発光輝度を維持若しくは低下を最小限に抑制しつつ、高い演色性の実現を可能にした発光装置に関する。

半導体発光素子（以下、適宜「発光素子」と称す）を用いた照明装置等の半導体発光装置が種々開発されており、出力性能向上のための手段が種々検討されている。特に、一般照明器具用途に使用可能な発光装置では、性能として、高演色性を有すること（基本的に平均演色評価数Ｒａが８０以上、米国Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔａｒ規格等）が重要となっている。

半導体発光装置にて白色発光を実現する代表的な方法としては、第１に、赤色、緑色、青色に発光する３種類のＬＥＤ（発光ダイオード）チップを使用する方法、第２に、青色ＬＥＤチップと、黄色または橙色蛍光体を組み合わせる方法、第３に、青色ＬＥＤチップと、緑色蛍光体と赤色蛍光体を組み合わせる方法、第４に、紫外発光ＬＥＤチップと、青色蛍光体と緑色蛍光体と赤色蛍光体を組み合わせる方法が挙げられる。この内一般的には、上記第２または第３の方法が広く実用化されている。

上述した方法を適用したＬＥＤ発光装置の構造としては、ＬＥＤチップを配線基板のカップ部（凹部）へ実装し、蛍光体を混合した透明封止樹脂を該カップ部に流し込み、硬化させて蛍光体を含有する樹脂層を形成した構造が一般的である（例えば、下記特許文献１及び特許文献２参照）。

特許文献１に開示の発光装置では、発光素子として青色ＬＥＤチップを使用し、ピーク発光波長が異なる２種類の黄色蛍光体と赤色蛍光体との計３種類の蛍光体を透明樹脂に混合、分散させて蛍光体層を形成した構造となっている。特に、２種類の黄色蛍光体は、５４０±２０ｎｍのピーク発光波長を有する第１の黄色蛍光体と、この第１の黄色蛍光体のピーク発光波長より長く且つ５９０ｎｍ以下のピーク発光波長を有する第２の黄色蛍光体とし、赤色蛍光体の配合比を調整することで、発光輝度の低下をできるだけ抑制し、比較的高い演色性と、高い発光輝度を同時に実現するというものである。

特許文献２に開示の発光装置では、赤色蛍光体を構成する窒化物蛍光体にＡｌとＢを含有させることでピーク発光波長の長波長化により深い赤色の発光を実現し、他の蛍光体（例えば、緑色蛍光体、黄色蛍光体等）と組み合わせて蛍光体層を構成して、白色発光を実現している。

特開２００７−１１６１１７号公報 国際公開２００６−０７７７４０号

しかしながら、特許文献１に開示の蛍光体層の構成では、ＬＥＤからの青色発光と蛍光体層からの黄色と赤色発光の組合せとなり、緑色領域の発光が少ないことより、特に緑色領域の色再現性が効率良くできず、演色評価数（Ｒｉ：ｉ＝１〜１５）に偏りが発生するという問題があった。

また、平均演色評価数Ｒａ、及び、特に特殊演色評価数Ｒ９（赤色）を向上させるためには、比較的波長の長い領域（６３０ｎｍ以上）にピーク発光波長を有する赤色蛍光体を含有させる必要があるが、赤色蛍光体の効率は、ピーク発光波長が長波長領域へシフトすると、ヒトの比視感度の影響により蛍光体自体の効率が急激に低下するため、結果として、半導体発光装置の効率低下を引き起こすという問題があった。発光効率の指標は幾つか存在するが、通常用いられているものは、投入電力に対する視感効率（単位：ｌｍ／Ｗ）であり、本願明細書においても同様である。比視感度は、国際的にはＣＩＥ（国際照明委員会）の標準比視感度曲線に、国内では経済産業省令第１８９号計量単位規則別表第８に分光視感効率として定義されている。つまり、ヒトの比視感度の影響とは、ヒトは、明るい所では５５５ｎｍ付近の光を最も強く感じ、暗い所では５０７ｎｍ付近の光を最も強く感じるとされるため、上記ピーク波長から離れて波長が長く或いは短くなった光に対して感度が低下し、より暗くなったと感じることを意味する。赤色の場合の視感効率は、波長が長くなると低下する。

また、特許文献２に開示の発光装置では、深い赤色を実現する赤色蛍光体の具体的な実現方法及び当該赤色蛍光体と他の蛍光体を組み合わせた発光装置について複数の実施例が開示されているものの、同じ蛍光体の組み合わせにおいて、高い演色性を実現するために、如何なる蛍光体をどのような配合比で調整すべきかの指標までは開示されていない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、平均演色評価数Ｒａ及び特殊演色評価数Ｒ９を高い数値で維持した状態で、発光効率の低下をできるだけ抑制した、一般照明用途で使用可能な高演色、高効率の発光装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本願発明者の鋭意研究により、近紫外乃至青色領域にピーク発光波長を有するＬＥＤと、緑色蛍光体と赤色蛍光体を含有する蛍光体層を備えて構成される発光装置において、赤色蛍光体として、比視感度のピークに近く、発光強度維持乃至改善への寄与の大きい短波長域とにピーク発光波長を有する赤色蛍光体と、演色性改善への寄与の大きい長波長域にピーク発光波長を有する赤色蛍光体の２種類を使用し、その配合比を調整することで、演色性と発光強度を制御できることを見出した。

即ち、本発明は、上記目的を達成するため、近紫外乃至青色領域にピーク発光波長を有する光を放射する少なくとも１つの発光素子と、前記発光素子から放射された１次光によって励起され緑色領域にピーク発光波長を有する光を放射する緑色蛍光体と、前記１次光によって励起され赤色領域にピーク発光波長を有する光を放射する第１赤色蛍光体と、前記１次光によって励起され赤色領域に前記第１赤色蛍光体と異なるピーク発光波長を有する光を放射する第２赤色蛍光体を含有する蛍光体層と、を備えることを特徴とする発光装置を提供する。

更に、上記特徴の発光装置において、前記緑色蛍光体のピーク発光波長が、５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲内にあり、前記第１赤色蛍光体のピーク発光波長が、６１０ｎｍ以上６２５ｎｍ未満の波長範囲内にあり、前記第２赤色蛍光体のピーク発光波長が、６２５ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長範囲内にあることが好ましく、更に、前記発光素子が、３５０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する光を放射するＬＥＤチップであることが好ましい。

更に、前記発光素子が、４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する光を放射するＬＥＤチップであることが好ましい。或いは、前記発光素子が、３５０ｎｍ以上４３０ｎｍ未満の波長範囲内にピーク発光波長を有する光を放射するＬＥＤチップであり、前記蛍光体層が、前記発光素子から放射された１次光によって励起され、４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する光を放射する青色蛍光体を更に含有することが好ましい。

更に、上記特徴の発光装置において、上記ＬＥＤチップは、ＩｎＧａＮ系ＬＥＤチップであることが好ましく、前記緑色蛍光体が、Ａｌ_５Ｌｕ_ｘＯ_ｙ：Ｃｅ系蛍光体、Ｃａ_３（Ｓｃ，Ｍｇ）_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ系蛍光体、及び、Ａｌ_５Ｏ_１２Ｙ_３：Ｃｅ系蛍光体の何れか１つを含むことが好ましく、更に、前記第１及び第２赤色蛍光体の夫々が、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体、または、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体であることが好ましい。

上記特徴の発光装置によれば、光色の３原色である青、緑、赤の全ての光成分の発光スペクトルを備えるとともに、赤色蛍光体を２種類使用することで、赤色成分の発光スペクトルを広帯域化できるので、高い演色性が実現可能となる。赤色の発光スペクトルが長波長側にシフトすると、視感効率が低下するため、１種類の赤色蛍光体で高い演色性を実現しようとすれば、発光効率の大幅な低下を招くところ、赤色蛍光体を２種類使用することで、発光効率の維持したまま高い演色性が実現可能となる。

更に、上記特徴の発光装置において、平均演色評価数Ｒａが８０≦Ｒａ≦９７となるように、前記第１及び第２赤色蛍光体の合計重量に対する夫々の重量配分が調整されていることが好ましい。特に、平均演色評価数Ｒａが８０≦Ｒａ≦８５となるように、前記第１及び第２赤色蛍光体の合計重量に対する第２赤色蛍光体の重量比が２５％以下に調整されていること、或いは、平均演色評価数Ｒａが８５≦Ｒａ≦９０となるように、前記第１及び第２赤色蛍光体の合計重量に対する第２赤色蛍光体の重量比が２５％以上７５％以下に調整されていること、或いは、平均演色評価数Ｒａが９０≦Ｒａ≦９７となるように、前記第１及び第２赤色蛍光体の合計重量に対する第２赤色蛍光体の重量比が７５％以上に調整されていることが好ましい。

上記特徴の発光装置では、赤色蛍光体を２種類使用することで、照明用光源として使用される場合に、高演色照明として使用可能とされる平均演色評価数Ｒａが８０以上の領域において、所望の平均演色評価数Ｒａを選択することが可能となる。ＣＩＥでは、平均演色評価数Ｒａが、８０≦Ｒａ＜９０では、住宅、ホテル、店舗、学校等で使用可能、Ｒａ≧９０では、美術館等で使用可能と定義されており、第１及び第２赤色蛍光体の配合比を調整することで、使用環境に応じた演色性と発光効率の調整が可能となる。尚、第２赤色蛍光体の配合比を大きくすることで、平均演色評価数Ｒａが向上する一方、発光効率は相対的に低下する。しかし、上記特徴の発光装置では、８０≦Ｒａ≦９７の範囲内で、第１及び第２赤色蛍光体の配合比を調整できるため、演色性を優先する場合は、第２赤色蛍光体の配合比を大きく、逆に、発光効率を優先する場合には、小さくすることで、多様な用途に適用可能となる。

更に、赤色蛍光体を２種類使用することで、特殊演色評価数Ｒ９についても、赤色蛍光体が１種類の場合と比較して、発光効率の維持したまま高い演色性が実現可能となる。更に、演色性を優先する場合は、第２赤色蛍光体の配合比を大きく、逆に、発光効率を優先する場合には、小さくすることで、多様な用途に適用可能となる。

更に、上記特徴の発光装置において、前記蛍光体層が、透明樹脂に粒状の前記緑色蛍光体と粒状の前記第１赤色蛍光体と粒状の前記第２赤色蛍光体を混合して形成されるか、或いは、透明樹脂に粒状の前記緑色蛍光体を混合した緑色蛍光体層と、透明樹脂に粒状の前記第１赤色蛍光体を混合した第１赤色蛍光体層と、透明樹脂に粒状の前記第２赤色蛍光体を混合した第２赤色蛍光体層を積層した積層構造として形成されるか、または、前記蛍光体層が、透明樹脂に粒状の前記緑色蛍光体を混合した緑色蛍光体層と、透明樹脂に粒状の前記第１赤色蛍光体と粒状の前記第２第１赤色蛍光体赤色蛍光体を混合した赤色蛍光体層を積層した積層構造として形成されることが好ましい。

更に、前記発光素子が、前記蛍光体層、前記蛍光体層の最下層、または、前記蛍光体層より前記発光素子側に設けられた蛍光体を含まない透明樹脂層によって封止されていることが好ましい。また、前記緑色蛍光体層が、前記第１赤色蛍光体と前記第２赤色蛍光体が存在する層より上層に位置することが好ましい。

これにより、蛍光体層の構造及び発光素子の封止構造として、実装形態に応じた多様な構造が可能となる。特に、緑色蛍光体層を蛍光体層の上層部に設けることで、緑色蛍光体から放射される緑色光が、第１または第２赤色蛍光体で吸収されるのを抑制できるため、結果として、高い発光効率が実現できる。

更に、前記緑色蛍光体の粒径のメジアン値が８μｍ以上２０μｍ以下であること、前記第１赤色蛍光体と前記第２赤色蛍光体の粒径の各メジアン値が５μｍ以上１５μｍ以下であることが、夫々好ましい。これにより、各蛍光体の発光効率の高い領域での使用が可能となり、結果として、高い発光効率が実現できる。更に、前記蛍光体層の各層の前記透明樹脂が、硬化前粘度が３Ｐａ・ｓ以上２０Ｐａ・ｓ以下のシリコーン樹脂であることが好ましい。これにより、粒状の各蛍光体を透明樹脂内に一様に分散させて混合する工程を量産性良く実現できる。

以上、上記特徴の発光装置により、平均演色評価数Ｒａ及び特殊演色評価数Ｒ９を向上させつつ、発光効率の低下をできるだけ抑制した、一般照明用途で使用可能な高演色、高効率の発光装置の提供が可能となる。

本発明に係る発光装置の一実施形態の概略構造を模式的に示す概略断面図 本発明に係る発光装置の実施例１〜７の各蛍光体のピーク発光波長及び配合比と光学特性を一覧表示する図 比較例１，２の各蛍光体のピーク発光波長及び配合比と光学特性を一覧表示する図 実施例１〜７及び比較例１，２の発光スペクトルを示す図 実施例１〜７における発光強度（相対値）と第２赤色蛍光体の配合比の関係を示す図 実施例１〜７における平均演色評価数Ｒａと第２赤色蛍光体の配合比の関係を示す図 本発明に係る発光装置の蛍光体層を多層構造とした別実施形態の概略構造を模式的に示す概略要部断面図 本発明に係る発光装置の蛍光体層を多層構造とした他の別実施形態の概略構造を模式的に示す概略要部断面図 本発明に係る発光装置のリードフレームパッケージに実装した別実施形態の概略構造を模式的に示す概略断面図 本発明に係る発光装置の蛍光体層をドーム形状とした別実施形態の概略構造を模式的に示す概略斜視図

本発明に係る発光装置（以下、適宜「本発光装置」という。）の実施の形態につき、照明用の白色光源として使用される場合を想定して、図面に基づいて説明する。尚、本発光装置の構造を示す図面においては、適宜、要部を強調し、或いは、模式的に図示している箇所が存在するため、各部の寸法比は必ずしも実際の構造と一致していない。

図１は、本発光装置の一例を模式的に示す概略構造断面図である。図１に示すように、本発光装置１は、セラミック基板２、配線パターン３（３ａ，３ｋ）、電極ランド４（４ａ，４ｋ）、蛍光体層５、ＬＥＤチップ６、ワイヤー７、印刷抵抗素子８，樹脂ダム９を備えて構成される。尚、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は、ＬＥＤチップ６とワイヤー７を切断するＸＺ断面での要部断面図である。図１（ａ）においては、接続関係を明瞭にするために、内部を透明化して図示している。

セラミック基板２は上面視長方形状で、一例として、外形を２４ｍｍ×２０ｍｍ、厚みを１ｍｍとする。配線パターン３ａ，３ｋは、相互に対向するようにセラミック基板２上にスクリーン印刷方法等により形成される。夫々は、本発光装置１の上面から見て円環から一部切り出された円弧形状を構成している。電極ランド４ａ，４ｋは、外部接続用（例えば電源供給用途）の電極として、材質がＡｇ−Ｐｔ等でスクリーン印刷方法等により形成される。厚みの一例は２０μｍである。電極ランド４ａは配線パターン３ａの一端と引き出し用配線を介して接続され、電極ランド５ｋは配線パターン３ｋの一端と引き出し用配線を介して接続されている。

蛍光体層５は、ＬＥＤチップ６から放射された光（例えば、青色光）の一部を、緑色光と２種類の赤色光に変換して、当該４色の光を混ぜ合わせ白色光として放射するものである。蛍光体層５は、透明樹脂に粒状の緑色蛍光体と粒状の第１赤色蛍光体と粒状の第２赤色蛍光体が夫々一様に分散して混合された蛍光体混合樹脂を、円環状に形成された樹脂ダム９の内側に注入し、例えば、１００℃で１時間、引き続き、１５０℃で３〜５時間熱硬化させることで形成される。また、蛍光体層５は、ＬＥＤチップ６を封止するための封止樹脂として機能する。蛍光体層５の厚さは、樹脂ダム９の高さとほぼ同じで、ＬＥＤチップ６の厚さより大きく、例えば０．６〜１．０ｍｍ程度である。

透明樹脂の好適な実施形態として、硬化前粘度が３Ｐａ・ｓ以上２０Ｐａ・ｓ以下のシリコーン樹脂を使用する。また、シリコーン樹脂には、各蛍光体の沈降を抑制するため、更に、ＬＥＤチップ６及び各蛍光体からの発光を効率良く拡散させるために、一例として、微細シリカ粒子が混入されている。尚、シリカ粒子等の沈降抑制剤や拡散剤は必ずしも混入する必要はない。

緑色蛍光体として、ピーク発光波長が５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲内にある、Ａｌ_５Ｌｕ_ｘＯ_ｙ：Ｃｅ系蛍光体、Ｃａ_３（Ｓｃ_１−ｘ，Ｍｇ_ｘ）_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ系蛍光体（但し、０．０１≦ｘ≦０．４が好ましい。）、または、Ａｌ_５Ｏ_１２Ｙ_３：Ｃｅ系蛍光体を使用する。更に、緑色蛍光体として、以下の一般式で表される３価のセリウム付活珪酸塩蛍光体が使用できる。
一般式： ＭＩ_３（ＭＩＩ_１−ｘ，Ｃｅ_ｘ）_２（ＳｉＯ_４）_３
但し、ＭＩは、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ及びＢａの中から選択される少なくとも１種の元素であり、ＭＩＩは、Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｇｄ及びＬｕから選択される少なくとも１種の元素であり、０．０１≦ｘ≦０．４である。

緑色蛍光体の発光スペクトルの半値幅は、緑色蛍光体が１種類であるため、広い方が好ましく、例えば９５ｎｍ以上の蛍光体を使用する。上記ＬｕＡＧ系蛍光体、ＣＳＭＳ系蛍光体、及び、ＹＡＧ系蛍光体は、何れもＣｅを付活剤とするガーネット結晶構造の蛍光体であり、Ｃｅを付活剤として使用するので、半値幅の広い（９５ｎｍ以上）の蛍光スペクトルが得られ、高い演色性を得るのに好適な緑色蛍光体である。当該半値幅は、例えば、Ａｌ_５Ｌｕ_ｘＯ_ｙ：Ｃｅ系蛍光体では１０２ｎｍ、Ｃａ_３（Ｓｃ，Ｍｇ）_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ系蛍光体では１０３ｎｍが得られる。

第１赤色蛍光体として、ピーク発光波長が、６１０ｎｍ以上６２５ｎｍ未満の波長範囲内にある、（Ｓｒ_１−ｙ，Ｃａ_ｙ）_１−ｘＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ_ｘ系蛍光体（但し、０．００１≦ｘ≦０．０５、０≦ｙ＜０．２が好ましい。）を使用する。

第２赤色蛍光体として、ピーク発光波長が、６２５ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長範囲内にある、（Ｓｒ_１−ｙ，Ｃａ_ｙ）_１−ｘＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ_ｘ系蛍光体（但し、０．００１≦ｘ≦０．０５、０．２≦ｙ＜１が好ましい。）、または、Ｃａ_１−ｘＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ_ｘ系蛍光体（但し、０．００１≦ｘ≦０．０５が好ましい。）を使用する。

（Ｓｒ_１−ｙ，Ｃａ_ｙ）_１−ｘＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ_ｘ系蛍光体は、Ｃａ_１−ｘＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ_ｘ系蛍光体において、Ｃａの一部または全部が、Ｓｒの置換されたものであり、ともに温度変化に対して蛍光特性の変動の少ない蛍光体である。従って、第１及び第２赤色蛍光体としてこれらを使用した場合には、発光装置として赤色領域の発光の温度依存性を小さくでき、更に、緑色蛍光体として温度依存性の小さい蛍光特性のＣａ_３（Ｓｃ，Ｍｇ）_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ系蛍光体やＡｌ_５Ｌｕ_ｘＯ_ｙ：Ｃｅ系蛍光体を同様に使用することで、全体の発光特性の温度依存性の小さい発光装置が実現できる。即ち、温度依存性の小さい高演色性の発光装置が実現できる。

また、（Ｓｒ_１−ｙ，Ｃａ_ｙ）_１−ｘＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ_ｘ系蛍光体とＣａ_１−ｘＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ_ｘ系蛍光体は、比重差が小さいので、後述するように、発光素子を封止する透明樹脂中に添加した際、比重差による沈降バラツキが小さく、演色性を含めた発光装置の発光特性のバラツキを軽減できる。尚、以下の本文中において、（Ｓｒ_１−ｙ，Ｃａ_ｙ）_１−ｘＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ_ｘ系蛍光体、Ｃａ_１−ｘＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ_ｘ系蛍光体を、適宜簡略化して、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体と記載する。

更に、第１及び第２赤色蛍光体として、以下の一般式で示される窒化物蛍光体が使用できる。
一般式： （ＭＩ_１−ｘ，Ｅｕ_ｘ）ＭＩＩＳｉＮ_３
但し、ＭＩは、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ及びＢａの中から選択される少なくとも１種の元素であり、ＭＩＩは、Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｇｄ及びＬｕから選択される少なくとも１種の元素であり、０．００１≦ｘ≦０．０５である。

第１及び第２赤色蛍光体の発光スペクトルの半値幅は、緑色蛍光体と同様に広い方が好ましいが、２種類使用するため、赤色全体としての発光スペクトルが特定波長でピークを有しないように制限される方が良く、例えば、半値幅が８５〜１１０ｎｍ程度の蛍光体を使用する。例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体では８８ｎｍ、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体では９０ｎｍのものを使用する。

また、各蛍光体の粒径は、夫々のメジアン値（Ｄ５０）が、緑色蛍光体では８μｍ以上２０μｍ以下、第１及び第２赤色蛍光体では５μｍ以上１５μｍ以下であるのが好ましい。

蛍光体層５は、本発光装置１における重要な構成要素であり、各蛍光体の発光スペクトルのピーク発光波長及び各蛍光体の配合比は、発光効率及び演色性に影響を与えるため、後述する７つの実施例において詳細に説明する。

ＬＥＤチップ６は、青色領域（波長：４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下）にピーク発光波長が存在する青色成分を含む光を放射する半導体発光素子のベアチップで、ＩｎＧａＮ系ＬＥＤで構成される。ピーク発光波長が４３０未満の場合、演色性が低下し、４９０ｎｍを超えると白色での明るさが低下するため、実用性の観点から上記波長範囲が好ましい。本実施形態では、一例として、ピーク発光波長が４５０ｎｍ近傍のものを使用する。また、本実施形態では、ＬＥＤチップ６は、基板２上にダイボンドされ、基板２の一辺（Ｘ方向）にほぼ平行になるように複数個が直線状に複数列配置されている。そして、配線パターン３で囲まれたエリア内で高密度に配置できるよう、配線パターン３と印刷抵抗素子８とで形成される円環形状の中心付近において列内のチップ数を最も多くし、中心から基板の周辺に向かうに連れて列内のチップ数が少なくなるように配置されている。図１に示す例では、ＬＥＤチップ６は１２個直列に接続したものが１２列並列に接続されて構成されている。また、ＬＥＤチップ６は、チップ上面から発光が出射される構造で、チップ表面に隣接するＬＥＤチップ６または配線パターン３とワイヤー７で相互に接続するための図示しない電極パッド（アノード用、カソード用）が形成されている。尚、ＬＥＤチップ６が裏面出射タイプの場合は、ワイヤー７に相当する配線及びランドを基板２上に予め形成し、ＬＥＤチップ６を表面の電極パッドを基板２の表面に対向させてバンプを介してフリップチップ接続により搭載するようにしても構わない。

印刷抵抗素子８は、静電耐圧を高める目的で設けられており、一例として幅２００μｍ、幅６μｍ、抵抗値５０ＭΩのＲｈＯ_２によって形成される。図１に示すように、印刷抵抗素子８は、配線パターン３ａの一端と配線パターン３ｋの一端に接続するように配置され、円環から一部切り出された円弧形状を構成している。本実施形態では、配線パターン３ａと印刷抵抗素子８と配線パターン３ｋの夫々が、同一の円環の一部分を構成するように配置されている。

樹脂ダム９は、封止樹脂である蛍光体層５を堰き止めるための樹脂であり、有着色材料（白色や乳白色が好ましい）で構成されている。本実施形態では、樹脂ダム９を、白色シリコーン樹脂（フィラーＴｉＯ_２含有）の材質で、幅１ｍｍ、径９ｍｍの円環状に形成した。樹脂ダム９は、上記シリコーン樹脂を円環状に流し込んだ後、１５０℃の硬化温度で１時間熱硬化させ形成した。樹脂ダム９は、図１（ａ）に示すように、配線パターン３と印刷抵抗素子８が形成する円弧状部分を覆うように形成されるのが好ましい。

次に、本発光装置１における重要な構成要素である蛍光体層５の構成と光学特性（発光強度、平均演色評価数Ｒａ、特殊演色評価数Ｒ９、色温度）との関係について、以下の７つの実施例１〜７に基づいて説明する。各実施例では、各蛍光体の発光スペクトルのピーク発光波長及び各蛍光体の配合比の少なくとも何れか１つが相互に異なる。尚、配合比は、各蛍光体の重量比で規定される。尚、各実施例において、緑色蛍光体と第１及び第２赤色蛍光体の合計との配合比は、５：１と共通にしている。

また、各実施例と比較するための後述する２つの比較例１，２について上記光学特性を計測した。尚、各実施例及び比較例は、ＬＥＤチップ６として、ピーク発光波長が４５０ｎｍ近傍のＩｎＧａＮ系ＬＥＤを使用し、何れも色温度３０００〜３３００Ｋ近傍の白色光源としての使用を想定した。また、各実施例及び比較例では、蛍光体層５以外の構成は、上述の構成と同じであるので、重複する説明は割愛する。

〈実施例１〉
実施例１では、緑色蛍光体として、５３５ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＡｌ_５Ｌｕ_ｘＯ_ｙ：Ｃｅ系蛍光体を、第１赤色蛍光体として、６２０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を、第２赤色蛍光体として、６５０ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を使用した。また、緑色蛍光体、第１赤色蛍光体、第２赤色蛍光体の配合比を、５：０．９８：０．０２とした。発光強度の相対値（実施例１〜７の内の最も低い発光強度を基準とする）が１１８．６％、平均演色評価数Ｒａが８１．６５、特殊演色評価数Ｒ９が９．３１、色温度が３２６３Ｋとなった。

〈実施例２〉
実施例２では、緑色蛍光体として、５２０ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＣａ_３（Ｓｃ，Ｍｇ）_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ系蛍光体を、第１赤色蛍光体として、６２０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を、第２赤色蛍光体として、６５０ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を使用した。また、緑色蛍光体、第１赤色蛍光体、第２赤色蛍光体の配合比を、５：０．９８：０．０２とした。実施例１との相違点は、緑色蛍光体のピーク発光波長と蛍光体材料である。

発光強度の相対値が１０９．３％、平均演色評価数Ｒａが８３．５７、特殊演色評価数Ｒ９が１２．１６、色温度が３００４Ｋとなった。実施例１と比較して、緑色蛍光体のピーク発光波長が短くなったため、発光強度は僅かに低下したが、演色性は高くなった。

〈実施例３〉
実施例３では、緑色蛍光体として、５３５ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＡｌ_５Ｌｕ_ｘＯ_ｙ：Ｃｅ系蛍光体を、第１赤色蛍光体として、６２０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を、第２赤色蛍光体として、６３０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を使用した。また、緑色蛍光体、第１赤色蛍光体、第２赤色蛍光体の配合比を、５：０．８３：０．１７とした。実施例１との相違点は、第２赤色蛍光体のピーク発光波長と蛍光体材料、及び、第１及び第２赤色蛍光体の配合比である。

発光強度の相対値が１１５．９％、平均演色評価数Ｒａが８２．２６、特殊演色評価数Ｒ９が９．４４、色温度が３０４１Ｋとなった。実施例１と比較して、第２赤色蛍光体のピーク発光波長が短くなったが、配合比を大きくしたため、発光強度が僅かに低下したものの高水準を維持し、且つ、演色性も向上した。

〈実施例４〉
実施例４では、緑色蛍光体として、５３５ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＡｌ_５Ｌｕ_ｘＯ_ｙ：Ｃｅ系蛍光体を、第１赤色蛍光体として、６２０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を、第２赤色蛍光体として、６５０ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を使用した。また、緑色蛍光体、第１赤色蛍光体、第２赤色蛍光体の配合比を、５：０．７８：０．２２とした。実施例１との相違点は、第１及び第２赤色蛍光体の配合比である。

発光強度の相対値が１１５．０％、平均演色評価数Ｒａが８３．５８、特殊演色評価数Ｒ９が２０．２４、色温度が２９８７Ｋとなった。実施例１と比較して、第２赤色蛍光体の配合比が大きくなったため、発光強度は僅かに低下したものの高水準を維持し、更に高い演色性が得られ、Ｒａ（標準値）＝８５或いはＲａ（最小値）＝８０をターゲットとした照明器具用途へ使用可能である。

〈実施例５〉
実施例５では、緑色蛍光体として、５３５ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＡｌ_５Ｌｕ_ｘＯ_ｙ：Ｃｅ系蛍光体を、第１赤色蛍光体として、６２０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を、第２赤色蛍光体として、６５０ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を使用した。また、緑色蛍光体、第１赤色蛍光体、第２赤色蛍光体の配合比を、５：０．５：０．５とした。実施例１との相違点は、第１及び第２赤色蛍光体の配合比である。

発光強度の相対値が１１０．０％、平均演色評価数Ｒａが８６．４１、特殊演色評価数Ｒ９が３６．０２、色温度が３３２３Ｋとなった。実施例１及び実施例４と比較して、第２赤色蛍光体の配合比が大きくなったため、発光強度は１１０％に低下したものの、更に高い演色性が得られ、Ｒａ（最小値）＝８５をターゲットとした照明器具用途へ使用可能である。

〈実施例６〉
実施例６では、緑色蛍光体として、５３５ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＡｌ_５Ｌｕ_ｘＯ_ｙ：Ｃｅ系蛍光体を、第１赤色蛍光体として、６２０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を、第２赤色蛍光体として、６５０ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を使用した。また、緑色蛍光体、第１赤色蛍光体、第２赤色蛍光体の配合比を、５：０．２５：０．７５とした。実施例１との相違点は、第１及び第２赤色蛍光体の配合比である。

発光強度の相対値が１０５．０％、平均演色評価数Ｒａが９１．１、特殊演色評価数Ｒ９が５５．９、色温度が３２６８Ｋとなった。実施例１及び実施例４及び実施例５と比較して、第２赤色蛍光体の配合比が大きくなったため、発光強度は１０５％に低下したものの、更に高い演色性が得られ、Ｒａ（標準値）＝９０をターゲットとした照明器具用途へ使用可能である。

〈実施例７〉
実施例７では、緑色蛍光体として、５３５ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＡｌ_５Ｌｕ_ｘＯ_ｙ：Ｃｅ系蛍光体を、第１赤色蛍光体として、６２０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を、第２赤色蛍光体として、６５０ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を使用した。また、緑色蛍光体、第１赤色蛍光体、第２赤色蛍光体の配合比を、５：０．０２：０．９８とした。実施例１との相違点は、第１及び第２赤色蛍光体の配合比である。

発光強度の相対値が１００．０％、平均演色評価数Ｒａが９３．７、特殊演色評価数Ｒ９が８２．７５、色温度が３３１６Ｋとなった。実施例１、実施例４〜６と比較して、第２赤色蛍光体の配合比が更に大きくなったため、発光強度は１００％まで低下したものの、更に高い演色性が得られ、Ｒａ（最小値）＝９０をターゲットとした照明器具用途へ使用可能である。

次に、比較例１及び比較例２について説明する。各比較例は、特許文献１に開示された青色ＬＥＤと黄色蛍光体と赤色蛍光体の組み合わせで、黄色蛍光体と赤色蛍光体は夫々１種類を使用する。

〈比較例１〉
比較例１では、黄色蛍光体として、５６０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ系蛍光体、赤色蛍光体として、６３０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を使用した。また、黄色蛍光体、赤色蛍光体の配合比を、３．３：１とした。発光強度の相対値が１２４．０％、平均演色評価数Ｒａが７３．０、特殊演色評価数Ｒ９が−５．０、色温度が２９５０Ｋとなった。

〈比較例２〉
比較例２では、黄色蛍光体として、５６０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅ系蛍光体、赤色蛍光体として、６５０ｎｍ付近にピーク発光波長を有するＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体を使用した。また、黄色蛍光体、赤色蛍光体の配合比を、３．９：１とした。発光強度の相対値が１１４．０％、平均演色評価数Ｒａが７７．０、特殊演色評価数Ｒ９が２０．０、色温度が３０００Ｋとなった。

次に、実施例１〜７、比較例１，２の光学特性の測定結果を、以下の図２〜図６を参照して、比較検討する。図２は、実施例１〜７の各蛍光体のピーク発光波長及び配合比と光学特性を一覧表示する図であり、図３は、比較例１，２の各蛍光体のピーク発光波長及び配合比と光学特性を一覧表示する図である。図４は、各実施例及び各比較例の発光スペクトルを示す。図５は、各実施例における発光強度（相対値）と第２赤色蛍光体の配合比の関係を示す。図６は、各実施例における平均演色評価数Ｒａと第２赤色蛍光体の配合比の関係を示す。図５及び図６において、実施例１，４〜７の測定値を菱形（◆）で、実施例２の測定値を三角形（▲）、実施例３の測定値を丸（●）で示し、比較例１及び２の測定値を参考値として夫々破線で示す。

先ず、比較例１及び２は、何れも平均演色評価数Ｒａが８０より低く、高演色照明用の白色光源として使用可能な領域に到達していないが、実施例１〜７は、全て平均演色評価数Ｒａが８０を超えており、高演色照明用の白色光源として使用可能な領域に到達している。また、同程度の発光強度の実施例３，４と比較例２を対比しても、実施例３，４の方が、高い演色性となることが分かる。

次に、図５及び図６より、第２赤色蛍光体の配合比が増加すると（逆に、第１赤色蛍光体の配合比が減少すると）、発光強度が低下し、逆に、平均演色評価数Ｒａが上昇する関係にあることが分かる。つまり、第１及び第２赤色蛍光体の配合比を調整することで、平均演色評価数Ｒａが８０以上の領域において、所望の平均演色評価数Ｒａと発光強度を得ることが可能となる。例えば、８０≦Ｒａ≦８５の演色性を目標とする場合は、第２赤色蛍光体の配合比を２５％以下に調整し、８５≦Ｒａ≦９０の演色性を目標とする場合は、第２赤色蛍光体の配合比を２５％以上７５％以下に調整し、９０≦Ｒａ≦９７の演色性を目標とする場合は、第２赤色蛍光体の配合比を７５％以上に調整すれば良い。

第２赤色蛍光体の配合比が同じ実施例１と実施例２を比較すると、実施例１の方が発光強度は高いが、演色性が低くなっている。一方、発光強度がほぼ同じ実施例２と実施利５を比較すると、実施利５の方が高い演色性となっている。つまり、緑色蛍光体のピーク発光波長と第１及び第２赤色蛍光体の配合比を夫々調整することで、発光強度を維持したまま演色性を改善できることが分かる。

実施例１、３〜５の発光強度は、比較例１の発光強度と同等レベルであるものの、比較例２の発光強度より大きい。但し、上述のように演色性は比較例１，２より改善されている。実施例２、６、７は、上述のように実施例１、３〜５より演色性改善を重視したものであるので、その発光強度は、比較例１の発光強度に比べると低下しているが、比較例２の発光強度とは同等レベルとなっている。尚、発光強度が同等レベルとは、基準の発光強度から±１５％以内範囲の発光強度をいう。

図５及び図６より、第１及び第２赤色蛍光体の配合比だけが異なる実施例１，４〜７の各測定値を結ぶ線上に、第２赤色蛍光体のピーク発光波長の異なる実施例３の測定値がほぼ重なることが分かる。実施例１，４〜７では、第１及び第２赤色蛍光体の各ピーク発光波長は、６２０ｎｍと６５０ｎｍでその差は３０ｎｍであるが、実施例３では、第１及び第２赤色蛍光体の各ピーク発光波長は、６２０ｎｍと６３０ｎｍでその差は１０ｎｍである。これより、第１及び第２赤色蛍光体の各ピーク発光波長の差が１０ｎｍであっても、第１及び第２赤色蛍光体の配合比を調整すること、或いは、緑色蛍光体のピーク発光波長と第１及び第２赤色蛍光体の配合比を夫々調整することで、発光強度と演色性を制御できることが分かる。更に、第１及び第２赤色蛍光体の各ピーク発光波長は、６２０ｎｍと６３０ｎｍの中間値（例えば、６２５ｎｍ）を挟んで、第１赤色蛍光体のピーク発光波長を当該中間値より短く、第２赤色蛍光体のピーク発光波長を当該中間値より長く設定すれば良いことが分かる。試験色番号９の赤色の分光輝度放射率（０．４〜０．８）を参考にすると、第１赤色蛍光体のピーク発光波長は概ね６１０〜６２５ｎｍの範囲内、第２赤色蛍光体のピーク発光波長は概ね６２５ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の範囲内に設定するのが、特殊演色評価数Ｒ９の改善効果が高くなり、好ましいと考えられる。

以上、本発光装置１によれば、１４４個のＬＥＤチップ６を円形領域に配置した構成であるので、３０Ｗクラスの半導体発光装置が実現可能となり、一般照明用途でも特に１００Ｗの白熱電球、ハロゲンランプ、ＨＩＤランプ等を代替でき、広範な用途に適用可能となる。また、樹脂ダム９が円環状であるので、照明用途に使用する際に必要となる光学設計（レンズやリフレクタの設計）が比較的容易となる。更に、ＬＥＤチップ６の配置がほぼ円形で均等に分散されているため、本発光装置１から放射される光の演色性、色度、色温度等のバラツキを抑制できる。また、ピーク発光波長や配合比の異なる各蛍光体が混合された透明樹脂を予め準備しておけば、樹脂ダム９まで形成した本発光装置１の中間製品に、当該透明樹脂を樹脂ダム９内に注入し、熱硬化させるだけの工程で、種々の光学特性の本発光装置１を得ることができる。

〈別実施形態〉
以下、上記実施形態の別実施形態について説明する。

〈１〉上記実施形態では、蛍光体層５には、緑色蛍光体と第１赤色蛍光体と第２赤色蛍光体の夫々が混在していた（１層構造）が、蛍光体層５を２層または３層に分離して構成しても良い。

例えば、図７に模式的に示すように、蛍光体層５を、透明樹脂に粒状の第１赤色蛍光体を混合した第１赤色蛍光体層５ａと、透明樹脂に粒状の第２赤色蛍光体を混合した第２赤色蛍光体層５ｂと、透明樹脂に粒状の緑色蛍光体を混合した緑色蛍光体層５ｃをＬＥＤチップ６側から順番に積層して構成しても良い。この場合、各蛍光体層５ａ〜５ｃの全体での各蛍光体の配合比は、蛍光体層５を１層で構成した場合と同様に決定すれば良い。

ここで、図７（ａ）に示すように、蛍光体を含まない透明樹脂層１０でＬＥＤチップ６を封止した上層に、当該３層の蛍光体層５を形成するのが好ましい。この場合、透明樹脂層１０の厚さは、ＬＥＤチップ６の厚さ（８０〜２００μｍ程度）と同等以上とするのが良い。また、図７（ｂ）に示すように、透明樹脂層１０を設けずに、第１赤色蛍光体層５ａでＬＥＤチップ６を封止した上層に、残り２層の第２赤色蛍光体層５ｂと緑色蛍光体層５ｃを積層しても良い。また、第１赤色蛍光体層５ａと第２赤色蛍光体層５ｂの順番を入れ替えても良い。

更に、図８に模式的に示すように、蛍光体層５を、透明樹脂に粒状の第１赤色蛍光体と第２赤色蛍光体を混合した赤色蛍光体層５ｄと、透明樹脂に粒状の緑色蛍光体を混合した緑色蛍光体層５ｃをＬＥＤチップ６側から順番に積層して構成しても良い。この場合、各蛍光体層５ｃ，５ｄの全体での各蛍光体の配合比は、蛍光体層５を１層で構成した場合と同様に決定すれば良い。

ここで、図８（ａ）に示すように、蛍光体を含まない透明樹脂層１０でＬＥＤチップ６を封止した上層に、当該２層の蛍光体層５を形成するのが好ましい。また、図８（ｂ）に示すように、透明樹脂層１０を設けずに、赤色蛍光体層５ｄでＬＥＤチップ６を封止した上層に、緑色蛍光体層５ｃを積層しても良い。

尚、上記実施形態で例示した第１及び第２赤色蛍光体に使用する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体とＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体は、吸収帯域が広く、緑色成分の光も吸収するため、図７または図８に示す構成において、緑色蛍光体層５ｃを蛍光体層５の最上層に設けることで、緑色蛍光体から放射される緑色成分の光が第１または第２赤色蛍光体で吸収されるのを抑制でき、結果として発光効率の低下を抑制でき好ましい。

更に、蛍光体層５を多層構造とする場合、各層を１層ずつ注入・熱硬化させて順番に形成しても良く、或いは、一部または全ての層について、先に樹脂の注入だけを行い、後で一気に熱硬化させて形成しても良い。つまり、各層の境界は必ずしも明確に分離している必要は無い。更に、図７または図８に示す構成をミックスしても良い。例えば、上記第１赤色蛍光体層５ａと、上記第２赤色蛍光体層５ｂと、１または複数の配合比の異なる上記赤色蛍光体層５ｄを適宜組み合わせて最終的に必要な第１赤色蛍光体と第２赤色蛍光体の配合比を得るようにしても構わない。従って、蛍光体層５の層数は１〜４に限定されるものではない。

〈２〉上記実施形態では、ＬＥＤチップ６を、青色領域（波長：４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下）にピーク発光波長（発光ピーク）が存在する青色成分を含む光を放射する半導体発光素子のＩｎＧａＮ系ＬＥＤで構成する場合を説明したが、ＬＥＤチップ６からの発光のピーク発光波長が、近紫外領域から紫色領域（波長：３５０ｎｍ以上４３０ｎｍ未満）に存在する場合にも、本発明は適用可能である。ＬＥＤチップ６は、上記実施形態と同様、ＩｎＧａＮ系ＬＥＤで構成するのが好ましい。但し、ＬＥＤチップ６の発光スペクトルが短波長側にシフトすると、ＬＥＤチップ６から放射される青色成分の光が不足或いは欠如するため、蛍光体層５の透明樹脂に混合する蛍光体として、緑色蛍光体と第１赤色蛍光体と第２赤色蛍光体以外に、近紫外光または紫色光で励起され青色成分の光（例えば、ピーク発光波長を４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の範囲内に有する。）を放射する青色蛍光体を追加するのが好ましい。青色蛍光体として、例えば、以下の３つの一般式で表される２価のユーロピウム付活ハロ燐酸塩蛍光体、２価のユーロピウム付活アルミン酸塩蛍光体、２価のユーロピウム及びマンガン共付活アルミン酸塩蛍光体等が使用可能である。
一般式： （Ｍ１，Ｅｕ）_１０（ＰＯ_４）_６・Ｃｌ_２
一般式： ａ（Ｍ２，Ｅｕ）Ｏ・ｂＡｌ_２Ｏ_３
一般式： ａ（Ｍ２，Ｅｕ_ｃ，Ｍｎ_ｄ）Ｏ・ｂＡｌ_２Ｏ_３
但し、Ｍ１は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ及びＢａの中から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｍ２は、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ及びＺｎから選択される少なくとも１種の元素であり、ａ、ｂ、ｃ及びｄは，ａ＞０、ｂ＞０、０．１≦ａ／ｂ≦１．０、０．００１≦ｄ ／ｃ≦０を満足する数である。

青色蛍光体を使用する場合でも、青色光の放射が、ＬＥＤチップ６から青色蛍光体に交替しただけの違いであるので、第１赤色蛍光体と第２赤色蛍光体の２種類の赤色蛍光体を使用することによる本発明の効果は、上記実施形態と同様に奏し得ることは明らかである。また、青色蛍光体を含む蛍光体層５を、上記別実施形態〈１〉で示したような多層構造としても良い。この場合、青色蛍光体層を、緑色蛍光体と第１赤色蛍光体と第２赤色蛍光体を含む層より上層、つまり、最上層に設けるのが好ましい。

〈３〉上記実施形態では、図１に示すように、セラミック基板２上に複数のＬＥＤチップ６を搭載する実装形態を例示したが、セラミック基板２の形状、材質、及び大きさ、ＬＥＤチップ６の搭載数及び搭載エリアの形状、蛍光体層５の形状、厚み、透明樹脂の材質及び層数等は、上記実施形態に限定されるものではない。また、樹脂ダム９に代えて、特許文献１の図１に示されるような凹部を有する樹脂製フレームをセラミック基板２上に形成し、当該凹部にＬＥＤチップ６を搭載し、各蛍光体を含む透明樹脂を当該凹部内に注入して、ＬＥＤチップ６を封止するようにしても良い。

〈４〉更に、ＬＥＤチップ６をセラミック基板２上に搭載するのではなく、リードフレームを用いたパッケージに搭載する実装形態であっても良い。図９（ａ），（ｂ）に、リードフレームパッケージに搭載した場合の断面構造を模式的に示す。図９（ａ），（ｂ）の何れの実装例においても、一方がアノード端子、他方がカソード端子となる２つのリード端子１１，１２を備え、一方のリード端子にＬＥＤチップ６を収容する凹部が形成され、ＬＥＤチップ６が当該一方のリード端子の凹部上にダイボンディングされ、ＬＥＤチップ６及びリード端子１１，１２の上側に、緑色蛍光体と第１赤色蛍光体と第２赤色蛍光体を含む透明樹脂が充填され、蛍光体層５が形成されている。また、リード端子１１，１２の下側及び上記透明樹脂が充填される領域の周囲に、不透明樹脂からなるリード端子１１，１２を固定するパッケージ本体部１３が形成されている。

図９（ａ）は２チップを搭載する実装例で、一方のＬＥＤチップ６の一方の電極パッド（図示せず）と一方のリード端子がワイヤー７で相互に接続され、一方のＬＥＤチップ６の他方の電極パッド（図示せず）と他方のＬＥＤチップ６の一方の電極パッド（図示せず）がワイヤー７で相互に接続され、他方のＬＥＤチップ６の他方の電極パッド（図示せず）と他方のリード端子がワイヤー７で相互に接続され、２つのＬＥＤチップ６の直列回路が形成されている。また、図９（ａ）の実装例では、保護素子としてのツェナーダイオード１４が、２つのリード端子１１，１２に介装されている。更に、図９（ｂ）は１チップを搭載する実装例で、ＬＥＤチップ６の一方の電極パッド（図示せず）と一方のリード端子がワイヤー７で相互に接続され、ＬＥＤチップ６の他方の電極パッド（図示せず）と他方のリード端子がワイヤー７で相互に接続されている。

尚、図９（ａ）の実装例においても、ＬＥＤチップ６の搭載数を３以上としても良い。また、図９（ａ），（ｂ）の実装例において、蛍光体層５を上記別実施形態〈１〉で示したような多層構造としても良い。

〈５〉更に、ＬＥＤチップ６をセラミック基板２上に搭載し、蛍光体層５を平板状に形成するのではなく、図１０に例示するようなドーム状の蛍光体層５を備える構造としても良い。

具体的には、セラミック基板２に代えて、絶縁性フィルム１５の上面に、金属膜片からなる１対のランド部１６ａ，１６ｂを備え、下面に金属膜片からなる外部接続用の１対の端子部１７ａ，１７ｂを備え、各ランド部１６ａ，１６ｂは接着層１８を介して絶縁性フィルム１５の上面に接着し、各端子部１７ａ，１７ｂは接着層１９を介して絶縁性フィルム１５の下面に接着したフィルム状の基板を用いる。ランド部１６ａと端子部１７ａは、絶縁性フィルム１５を挟んで対向し、絶縁性フィルム１５を貫通する２つの貫通導電体（図示せず）により電気的に導通している。同様に、ランド部１６ｂと端子部１７ｂは、絶縁性フィルム１５を挟んで対向し、絶縁性フィルム１５を貫通する２つの貫通導電体（図示せず）により電気的に導通している。貫通導電体の個数は夫々１または３以上でも良い。１対のランド部１６ａ，１６ｂは、当該ランド部間をＹ方向に延伸する細長い間隙によって電気的に絶縁分離されている。同様に、１対の端子部１７ａ，１７ｂも、当該端子部間をＹ方向に延伸する細長い間隙によって電気的に絶縁分離されている。本別実施形態〈５〉では、絶縁性フィルム１５の一例として、膜厚０．０５ｍｍのポリイミドフィルムを使用する。１対のランド部１６ａ，１６ｂとその間隙の上に、当該間隙の中央部分を含む円形領域を露出する開口部２０を中央に有する環状の撥液層２１を備え、開口部２０の内側の１対のランド部１６ａ，１６ｂ上に、ＬＥＤチップ６が搭載されている。図１０に示す実装例では、ＬＥＤチップ６は、チップ表面に図示しない１対の電極パッド（アノード用、カソード用）が形成された裏面出射タイプのフリップチップ型ＬＥＤで、裏面を上向きにしてバンプを介して、各電極パッドがランド部１６ａ，１６ｂ上に接続している。ＬＥＤチップ６が表面出射タイプの場合は、各電極パッドとランド部１６ａ，１６ｂを夫々ワイヤーで接続する。上記実施形態と同様の緑色蛍光体と第１及び第２赤色蛍光体の３種類の蛍光体を混合した透明樹脂を、撥液層２１を覆うマスク部材を用いて、例えばスキージ印刷法等により開口部２０上に注入し、マスク部材を取り外すことで、撥液層２１の撥液性と透明樹脂の表面張力によりドーム状に自然に成形され、引き続き熱硬化処理することで、ＬＥＤチップ６を封止するドーム状の蛍光体層５が形成される。

絶縁性フィルム１５の表裏に、１対のランド部１６ａ，１６ｂと１対の端子部１７ａ，１７ｂを夫々複数組形成することで、図１０に示す構造の本発光素子１が、同時に多数形成され、必要数に応じて１対のランド部１６ａ，１６ｂの周囲の絶縁性フィルム１５を切断することで、任意の数のドーム状の本発光素子が得られる。また、開口部２０に搭載するＬＥＤチップ６は２以上であっても良い。

〈６〉上記別実施形態〈４〉、〈５〉で、本発光装置の実装形態の変形例を説明したが、本発光装置１の実装形態は、上記実施形態及び別実施形態で例示したものに限定されるものではない。

〈７〉更に、上記実施形態では、本発光装置が照明用の白色光源として使用される場合を想定して説明したが、本発光装置は、液晶表示装置のバックライトに適した実装形態を採用することで、当該バックライトに応用可能である。

〈８〉更に、上記実施形態の実施例１〜７では、色温度３０００〜３３００Ｋ近傍の白色光源向けに蛍光体の組合せ及び配合比を規定したものであるが、例えば、色温度５０００Ｋ近傍の昼光色等の色温度のより高い白色光源用に上記と同様の蛍光体の組合せで、蛍光体の配合比を適宜変更した構成としても良い。例えば、緑色蛍光体と第１及び第２赤色蛍光体の合計との配合比は、７．７：１で、第１赤色蛍光体と第２赤色蛍光体の配合比を０．８５：０．１５とすることで、高演色性と高い発光効率を有した発光装置の実現が可能となる。

１： 発光装置
２： セラミック基板
３，３ａ，３ｋ： 配線パターン
４，４ａ，４ｋ： 電極ランド
５： 蛍光体層
５ａ： 第１赤色蛍光体層
５ｂ： 第２赤色蛍光体層
５ｃ： 緑色蛍光体層
５ｄ： 赤色蛍光体層
６： ＬＥＤチップ
７： ワイヤー
８： 印刷抵抗素子
９： 樹脂ダム
１０： 透明樹脂層
１１，１２： リード端子
１３： パッケージ本体部
１４： ツェナーダイオード
１５： 絶縁性フィルム
１６ａ，１６ｂ： ランド部
１７ａ，１７ｂ： 端子部
１８，１９： 接着層
２０： 開口部
２１： 撥液層

Claims (19)

1. 近紫外乃至青色領域にピーク発光波長を有する光を放射する少なくとも１つの発光素子と、
   前記発光素子から放射された１次光によって励起され緑色領域にピーク発光波長を有する光を放射する緑色蛍光体と、前記１次光によって励起され赤色領域にピーク発光波長を有する光を放射する第１赤色蛍光体と、前記１次光によって励起され赤色領域に前記第１赤色蛍光体と異なるピーク発光波長を有する光を放射する第２赤色蛍光体を含有する蛍光体層と、を備えることを特徴とする発光装置。
2. 前記緑色蛍光体のピーク発光波長が、５１０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲内にあり、
   前記第１赤色蛍光体のピーク発光波長が、６１０ｎｍ以上６２５ｎｍ未満の波長範囲内にあり、
   前記第２赤色蛍光体のピーク発光波長が、６２５ｎｍ以上６７０ｎｍ以下の波長範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記発光素子は、３５０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する光を放射するＬＥＤチップであることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記発光素子は、４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する光を放射するＬＥＤチップであることを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
5. 前記発光素子は、３５０ｎｍ以上４３０ｎｍ未満の波長範囲内にピーク発光波長を有する光を放射するＬＥＤチップであり、
   前記蛍光体層が、前記発光素子から放射された１次光によって励起され、４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の波長範囲内にピーク発光波長を有する光を放射する青色蛍光体を更に含有することを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
6. 前記発光素子は、ＩｎＧａＮ系ＬＥＤチップであることを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の発光装置。
7. 前記緑色蛍光体は、Ａｌ_５Ｌｕ_ｘＯ_ｙ：Ｃｅ系蛍光体、Ｃａ_３（Ｓｃ，Ｍｇ）_２Ｓｉ_３Ｏ_１２：Ｃｅ系蛍光体、及び、Ａｌ_５Ｏ_１２Ｙ_３：Ｃｅ系蛍光体の何れか１つを含むことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の発光装置。
8. 前記第１及び第２赤色蛍光体の夫々は、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体、または、ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ系蛍光体であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の発光装置。
9. 平均演色評価数Ｒａが８０≦Ｒａ≦９７となるように、前記第１及び第２赤色蛍光体の合計重量に対する夫々の重量配分が調整されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の発光装置。
10. 平均演色評価数Ｒａが８０≦Ｒａ≦８５となるように、前記第１及び第２赤色蛍光体の合計重量に対する第２赤色蛍光体の重量比が２５％以下に調整されていることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
11. 平均演色評価数Ｒａが８５≦Ｒａ≦９０となるように、前記第１及び第２赤色蛍光体の合計重量に対する第２赤色蛍光体の重量比が２５％以上７５％以下に調整されていることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
12. 平均演色評価数Ｒａが９０≦Ｒａ≦９７となるように、前記第１及び第２赤色蛍光体の合計重量に対する第２赤色蛍光体の重量比が７５％以上に調整されていることを特徴とする請求項９に記載の発光装置。
13. 前記蛍光体層が、透明樹脂に粒状の前記緑色蛍光体と粒状の前記第１赤色蛍光体と粒状の前記第２赤色蛍光体を混合して形成され、
    前記発光素子が、前記蛍光体層、または、前記蛍光体層より前記発光素子側に設けられた蛍光体を含まない透明樹脂層によって封止されていることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の発光装置。
14. 前記蛍光体層が、透明樹脂に粒状の前記緑色蛍光体を混合した緑色蛍光体層と、透明樹脂に粒状の前記第１赤色蛍光体を混合した第１赤色蛍光体層と、透明樹脂に粒状の前記第２赤色蛍光体を混合した第２赤色蛍光体層を積層した積層構造として形成され、
    前記発光素子が、前記蛍光体層の最下層、または、前記蛍光体層より前記発光素子側に設けられた蛍光体を含まない透明樹脂層によって封止されていることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の発光装置。
15. 前記蛍光体層が、透明樹脂に粒状の前記緑色蛍光体を混合した緑色蛍光体層と、透明樹脂に粒状の前記第１赤色蛍光体と粒状の前記第２赤色蛍光体を混合した赤色蛍光体層を積層した積層構造として形成され、
    前記発光素子が、前記蛍光体層の最下層、または、前記蛍光体層より前記発光素子側に設けられた蛍光体を含まない透明樹脂層によって封止されていることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の発光装置。
16. 前記緑色蛍光体層が、前記第１赤色蛍光体と前記第２赤色蛍光体が存在する層より上層に位置することを特徴とする請求項１４または１５に記載の発光装置。
17. 前記緑色蛍光体の粒径のメジアン値が８μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１３〜１６の何れか１項に記載の発光装置。
18. 前記第１赤色蛍光体と前記第２赤色蛍光体の粒径の各メジアン値が５μｍ以上１５μｍ以下であることを特徴とする請求項１３〜１７の何れか１項に記載の発光装置。
19. 前記蛍光体層の各層の前記透明樹脂が、硬化前粘度が３Ｐａ・ｓ以上２０Ｐａ・ｓ以下のシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項１３〜１８の何れか１項に記載の発光装置。
    

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