特許 6395859 発光装置および照明器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6395859

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】発光装置および照明器具

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/00 20100101AFI20180913BHJP

   H01L 33/48 20100101ALI20180913BHJP

   H05B 37/02 20060101ALI20180913BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20180913BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/00 J

   H01L33/48

   H05B37/02 L

   F21S2/00 311

   F21S2/00 350

【請求項の数】5

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2016-562325(P2016-562325)

(86)(22)【出願日】2015年8月25日

(86)【国際出願番号】JP2015073810

(87)【国際公開番号】WO2016088412

(87)【国際公開日】20160609

【審査請求日】2017年5月25日

(31)【優先権主張番号】特願2014-247172(P2014-247172)

(32)【優先日】2014年12月5日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】特許業務法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川口 恭裕

(72)【発明者】

【氏名】名田 智一

(72)【発明者】

【氏名】松田 誠

(72)【発明者】

【氏名】大沼 宏彰

(72)【発明者】

【氏名】地主 修

(72)【発明者】

【氏名】幡 俊雄

【審査官】 小濱 健太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１５７７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７０９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２４３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４９７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２８７６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０５２９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７２４７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２５６５７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９３３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７１２６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６００９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８９５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５０２７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２１８５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１００７９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３１８７７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３３／００−３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対のアノード用電極ランドおよびカソード用電極ランドと、
前記アノード用電極ランドおよび前記カソード用電極ランドに電気的に接続して並列に設けられた、複数の発光素子が搭載されている隣接する第１の発光部および第２の発光部と、
前記第１の発光部および前記第２の発光部と並列に設けられた静電容量部材、ならびに、前記第１の発光部および前記第２の発光部と直列に設けられた抵抗部材を含むローパスフィルタとを備え、
前記第１の発光部の電気抵抗が前記第２の発光部の電気抵抗より大きく、
前記第１の発光部および前記第２の発光部を含む発光部全体の発する光の色温度を単一の電源からの電力供給によって調整可能であり、
前記第１の発光部および前記第２の発光部のそれぞれは、４３０〜４８０nmにピーク波長を持つ１次光を発するＬＥＤ素子、透光性樹脂および蛍光体を備え、
前記第１の発光部および前記第２の発光部が備える蛍光体は、前記ＬＥＤ素子から放射された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赤色蛍光体と、前記ＬＥＤ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を含み、
前記第１の発光部および前記第２の発光部は、互いに隣接した蛍光体含有樹脂からなる樹脂部材で覆われている、
発光装置。

【請求項2】

前記抵抗部材はインダクタである、
請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記発光装置は、前記ローパスフィルタを多段階で備える、
請求項１または請求項２に記載の発光装置。

【請求項4】

前記発光装置は、前記第１の発光部、前記第２の発光部、前記静電容量部材ならびに、前記ローパスフィルタを同一基板上に備える、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発光装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発光装置と、
前記発光装置と電気的に接続されたＰＷＭ信号式調光器とを備える、
照明器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は色温度を調整可能な発光装置および照明器具に関する。

【背景技術】

【0002】

ハロゲンランプは完全放射体のエネルギー分布に極めて近似しているため、優れた演色性を示す。さらに、ハロゲンランプへの供給電力の大きさによって、ハロゲンランプの発する光の色温度を変化させることができるため、可視光源として使用されている。しかし、ハロゲンランプは赤外線を放出するため非常に高温になること、赤外線放射防止のための反射板が必要になること、ＬＥＤに比べて寿命が短いこと、消費電力が大きいことなどの問題点があった。そこで、発熱が小さく、より長寿命な発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた白色光発光装置の開発が行われている。

【0003】

特許文献１（特開２０１３−２５４６６９号公報）には、照射光の光量と色温度とをバランス良く調整ことのできる可変照明システムとして、互いに異なる色の光を発する複数種の光源を有する照明光源と、前記照明光源からの照射光の光量及び色温度を調整するために用いられる回動可能なダイヤルを有するコントローラと、を備えた色温度可変照明システムであって、前記コントローラは、前記照明光源からの照射光の光量と色温度とが相関して変化するように規定した調光調色カーブを記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された調光調色カーブを調整するための調整ボタンと、を有し、前記照明光源からの照射光の光量及び色温度は、前記ダイヤルが回動されたときに、それぞれ前記調光調色カーブで定められた値に従って変化し、かつ前記調整ボタンの操作に応じて調整されることを特徴とする色温度可変照明システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−２５４６６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の技術は、各照明光源を駆動させるために複数の回路が必要であり、発光装置の構造が複雑になるという問題があった。

【0006】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、単一の電源からの電力供給によって色温度を調整可能な発光装置および該発光装置を含む照明器具を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

［１］本発明は、アノード用電極ランドと、カソード用電極ランドと、前記アノード用電極ランドおよび前記カソード用電極ランドに電気的に接続して並列に設けられた、隣接する第１の発光部および第２の発光部と、前記第１の発光部および前記第２の発光部と並列に設けられた静電容量部材、ならびに、前記第１の発光部および前記第２の発光部と直列に設けられた抵抗部材を含むローパスフィルタとを備え、前記第１の発光部の電気抵抗が前記第２の発光部の電気抵抗より大きく、前記第１の発光部および前記第２の発光部を含む発光部全体の発する光の色温度を調整可能である、発光装置である。

【0008】

［２］本発明の発光装置において好ましくは、前記抵抗部材はインダクタである。
［３］本発明の発光装置において好ましくは、前記発光装置は、前記ローパスフィルタを多段階で備える。

【0009】

［４］本発明の発光装置において好ましくは、前記第１の発光部および前記第２の発光部を含む発光部全体は、平面視で略矩形に形成される。

【0010】

［５］本発明は、上記［１］から［４］のいずれか１項に記載の発光装置と、前記発光装置と電気的に接続されたＰＷＭ信号式調光器とを備える、照明器具である。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、単一の電源からの電力供給によって色温度を調整可能な発光装置および該発光装置を含む照明器具を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態１に係る発光装置を模式的に示す平面透視図である。

【図2】図１の発光装置を用いた照明器具の概略回路図である。

【図3】発光装置の発する光の相対光束と色温度との関係を示すグラフである。

【図4】図４（ａ）〜（ｃ）は、ＰＷＭ信号式調光器からのパルス信号のＤ／Ａ変換を説明する図である。

【図5】本発明の実施の形態２に係る発光装置を模式的に示す平面透視図である。

【図6】図５の発光装置を用いた照明器具の概略回路図である。

【図7】本発明の実施の形態３に係る発光装置を模式的に示す平面透視図である。

【図8】図７の発光装置を用いた照明器具の概略回路図である。

【図9】本発明の実施の形態４に係る発光装置を模式的に示す平面透視図である。

【図10】図９の発光装置の変形例の斜視図である。

【図11】図９の発光装置の変形例の斜視図である。

【図12】図９の発光装置を用いた照明器具の概略断面図である。

【図13】図９の発光装置の変形例の斜視図である。

【図14】図９の発光装置の変形例の斜視透視図である。

【図15】図１３の発光装置の変形例の斜視図である。

【図16】本発明の実施の形態５に係る発光装置を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施の形態に係る発光装置および照明器具について図面を用いて説明する。なお、図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。

【0014】

［実施の形態１］
実施の形態１に係る発光装置を図１、図２、図４を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る発光装置を模式的に示す平面透視図である。図２は、図１の発光装置を用いた照明器具８０の概略回路図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、ＰＷＭ信号式調光器からのパルス信号のＤ／Ａ変換を説明する図である。

【0015】

図１および図２に示されるように、発光装置１は、アノード用電極ランド１３と、カソード用電極ランド１４と、前記アノード用電極ランド１３および前記カソード用電極ランド１４に電気的に接続して、並列に設けられた、隣接する第１の発光部５および第２の発光部６と、前記第１の発光部５および前記第２の発光部６と並列に設けられた静電容量部材９、ならびに、前記第１の発光部５および前記第２の発光部６と直列に設けられた抵抗部材（図１では、抵抗３）を含むローパスフィルタ５１とを備える。前記第１の発光部５の電気抵抗は前記第２の発光部６の電気抵抗より大きい。発光装置１は、前記第１の発光部５および前記第２の発光部６を含む発光部全体の発する光の色温度を調整可能である。

【0016】

第１の発光部５は、第１の赤色蛍光体６０、第２赤色蛍光体６１、緑色蛍光体７０、ＬＥＤ素子８および透光性樹脂１７を含む。第１の発光部５とカソード用電極ランド１４との間には、抵抗２が電気的に直列に接続されている。

【0017】

第２の発光部６は、第１の赤色蛍光体６０、第２赤色蛍光体６１、緑色蛍光体７０、ＬＥＤ素子８および透光性樹脂１７を含む。

【0018】

アノード用電極ランド１３およびカソード用電極ランド１４のそれぞれに接続される導電性配線２５と、該導電性配線２５に接続される第１の配線Ｋ_１および第２の配線Ｋ_２の一部と、静電容量部材９とは、樹脂ダム１０の下に配置される。

【0019】

発光装置１では、単一の電源からの電力供給によって第１の発光部５と第２の発光部６とが発光する。第１の発光部５の発する光と第２の発光部６の発する光とが混合して、発光装置１からの光として外部に発する。

【0020】

第１の発光部５と第２の発光部６へ流れる電流比率を変えると、第１の発光部５と第２の発光部６の発する光の色温度は変化しないが、各発光部の光束比率が変わる。したがって、第１の発光部５と第２の発光部６から発する光の混合光である、発光部全体からの光の色温度を変えることができる。

【0021】

実施の形態１に係る発光装置１は、第１の発光部５および第２の発光部６と並列に設けられた静電容量部材９、ならびに、第１の発光部５および前記第２の発光部６と直列に設けられた抵抗３を含むローパスフィルタ５１を備える。したがって、図１の発光装置１を、図２に示されるように、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号式調光器１５に接続すると、ＰＷＭ信号式調光器１５からのパルス信号を直流電圧に変換することができる。よって、発光装置１は、従来のＬＥＤ素子の調光回路であるＰＷＭ信号式調光器１５を用いて、発光部５および発光部６を含む発光部全体の発する光の色温度を調整可能である。

【0022】

（ローパスフィルタ）
発光装置１では、静電容量部材９と抵抗３とを含む回路がローパスフィルタ５１を形成している。ＰＷＭ信号式調光器の電気信号がローパスフィルタ５１を通過した場合の、デジタル−アナログ変換（以下、Ｄ／Ａ変換とも記す）について、図４を用いて説明する。なお、静電容量成分のみを第１の発光部５および第２の発光部６と並列に接続してもよいが、高周波ノイズ成分低減のため、さらにローパスフィルタを使用するのが好ましい。

【0023】

ＬＥＤ素子を用いた照明器具では、通常、ＰＷＭ信号式調光器を用いて調光を行っている。具体的には、ＰＷＭ信号式調光器は、図４（ａ）に示されるようなパルス波を発し、該パルス波のデューティ比（ｔｐ／Ｔ）（ｔｐはパルス幅を示し、Ｔは周期を示す）を変化させることで点灯時間を変化させて、照明器具の調光を制御している。したがって。ＰＷＭ信号式調光器は、電流値の変化で調色を第１の発光部５および第２の発光部６のみからなる回路に直接適用することができない。

【0024】

本実施の形態では、ＰＷＭ信号式調光器１５からのパルス信号を、静電容量部材９と抵抗３とを含むローパスフィルタによって、図４（ｂ）に示されるような直流電圧信号にＤ／Ａ変換することができる。そして、図４（ｃ）に示されるように、ＰＷＭ信号式調光器１５の発するパルス波のデューティ比（ｔｐ／Ｔ）を変化させることで、直流電圧を変化させることができる。したがって、本実施の形態では、ＰＷＭ信号式調光器１５を用いて、発光部５および発光部６を含む発光部全体の発する光の色温度を調整可能である。

【0025】

静電容量部材９としては、チップコンデンサ、電解コンデンサ、フィルムコンデンサなどを用いることができる。

【0026】

実施の形態１では、抵抗部材として、チップ抵抗または印刷抵抗からなる抵抗３を用いている。抵抗部材としては、チップ抵抗の代わりに、またはチップ抵抗に加えて、インダクタを用いることができる。

【0027】

静電容量部材９および抵抗３は樹脂ダムの下または樹脂ダムの外側に形成されていてもよい。これによると、発光装置１の小型化が可能となり、また、ＬＥＤ素子８から発する光が静電容量部材９および抵抗３で吸収されるのを低減できることや、ノイズ成分の低減という効果がある。

【0028】

（アノード用電極ランド、カソード用電極ランド、導電性配線、樹脂ダム）
アノード用電極ランド１３およびカソード用電極ランド１４は、外部接続用（たとえば電源供給用途）の電極であり、Ａｇ−Ｐｔなどの材料からなる。アノード用電極ランド１３およびカソード用電極ランド１４は、樹脂ダム１０の外部に露出するように設けられている。アノード用電極ランド１３およびカソード用電極ランド１４は、それぞれ導電性配線２５と電気的に接続し、該導電性配線２５は第１の配線Ｋ_１および第２の配線Ｋ_２を介して発光素子と電気的に接続している。

【0029】

導電性配線２５は、Ａｇ−Ｐｔなどからなり、スクリーン印刷方法などにより形成される。

【0030】

樹脂ダム１０は、透光性樹脂１７を含む第１の発光部５および第２の発光部６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、赤、黄、緑の光吸収の少ない有着色材料でもよい）で構成されることが好ましい。樹脂ダム１０は、導電性配線２５を覆うように形成されると、ＬＥＤ素子から放射された光または蛍光体で変換された光の吸収低減のため好ましい。

【0031】

（第１の発光部、第２の発光部）
第１の発光部５および第２の発光部６（以下、両者を含めて「発光部」とも記す）は、ＬＥＤ素子８と、透光性樹脂１７と、透光性樹脂中に一様に分散された第１の赤色蛍光体６０、第２赤色蛍光体６１、緑色蛍光体７０とを含む。

【0032】

図１では、第１の発光部５と第２の発光部６とは、同一の円の内部に配置されている。前記円は線対称の４本の平行線で５分割され、中心の１区分および両サイドの２区分に第２の発光部６が配置され、第２の発光部６に挟まれる残りの２区分に第１の発光部５が配置される。図１では、第１の発光部５と第２の発光部６とは境界線において隣接しているため、第１の発光部５および第２の発光部６のそれぞれの発光部の発する光が混ざりやすくなり、発光部全体がより均一な色温度の光を発することができる。なお、第１の発光部５および第２の発光部６は隣接して配置されることが好ましいが、第１の発光部５と第２の発光部６のそれぞれの発光部の発する光が混ざり合うことができれば、第１の発光部５と第２の発光部６とは必ずしも接触していなくてもよい。この場合は、第１の発光部５と第２の発光部６とは、それぞれの発光部の発する光が十分に混ざり合うことができる程度に近い距離に配置されることが好ましい。

【0033】

第１の発光部５と第２の発光部６を含む発光部全体の形状は、第１の発光部５および第２の発光部６のそれぞれの発光部の発する光が混ざり合うことができる形状であれば、図１のような円形に限定されない。たとえば、発光部全体の形状は略矩形、略楕円形、多角形などの任意の形状を採用できる。発光部全体の内部に配置される第１の発光部５および第２の発光部６のそれぞれの形状も特に限定されない。たとえば、第１の発光部５と第２の発光部６のそれぞれの表面積が等しくなるような形状にすることが好ましい。このような形状は、たとえば、発光部全体を中心を通過する線で等分に２分割して得られた第１の区分に第１の発光部５を配置し、第２の区分に第２の発光部６を配置することによって得ることができる。

【0034】

また、第１の発光部と第２の発光部のそれぞれの発光部の発する光の色温度を調節可能であれは、第１の発光部と第２の発光部のそれぞれの表面積は異なっていてもよい。たとえば、第１の発光部を円状に形成し、前記第１の発光部の外周を囲むように第２の発光部をドーナツ形状に配置することができる。これによると、第１の発光部と第２の発光部のそれぞれの発光部の発する光が混ざりやすくなり、発光部全体がより均一な色温度の光を発することができる。

【0035】

発光部では、ＬＥＤ素子８から放射された一次光（たとえば青色光）の一部が、緑色蛍光体および赤色蛍光体によって、緑色光と赤色光とに変換される。よって、本実施形態に係る発光装置は、上記一次光と緑色光と赤色光とが混合された光を発し、好適には白色系の光を発する。なお、緑色蛍光体と赤色蛍光体との混合比率は特に制限されず、所望の特性になるように混合比率を設定することが好ましい。

【0036】

第１の発光部５および第２の発光部６のそれぞれを流れる電流の大きさを変化させることにより、第１の発光部５の発する光の光束と第２の発光部６の発する光の光束を調整することができる。

【0037】

発光部を流れる電流を定格電流値とした場合、第１の発光部５が発する光と第２の発光部６が発する光とが混ざり合った発光装置全体の発する光の色温度（以下、Ｔｃｍａｘともいう）は２７００Ｋ〜６５００Ｋであることが好ましい。電流の大きさを定格電流値より小さくすると、第１の発光部５と第２の発光部６の発する光の光束が小さくなり、発光装置（発光部）全体の発する光の光束が小さくなり、色温度が低下する。発光部を流れる電流を定格電流値とした場合に発光装置全体の発する光の光束を１００％とし、電流の大きさを小さくして発光装置全体の発する光の光束を２０％に調整した時、発光装置全体の発する光の色温度がＴｃｍａｘよりも３００Ｋ以上小さいことが、幅広い範囲の色温度を得られるという観点から好ましい。

【0038】

（抵抗）
第１の発光部５には抵抗２が接続される。抵抗２の抵抗の大きさを変化させることにより、第１の発光部５および第２の発光部６に流れる電流の大きさを調整することができる。第１の発光部５および第２の発光部６に流れる電流の大きさの変化に伴い、第１の発光部５または第２の発光部６に接続されたＬＥＤ素子８の発する光の光束も変化し、第１の発光部５および第２の発光部６の発する光の光束も変化する。発光部の発する光の光束が変化すると光の色温度も変化するため、抵抗の大きさを変化させることによって、発光装置全体の発する光の色温度を調整することができる。

【0039】

抵抗２はチップ抵抗や印刷抵抗を用いることができる。
実施の形態１では、第１の発光部５のみに抵抗が接続されているが、第２の発光部６にも抵抗が接続されていてもよい。この場合は、第１の発光部の抵抗値が、第２の発光部の抵抗値よりも大きくなるように、それぞれの発光部に接続する抵抗を選択する。

【0040】

（ＬＥＤ素子）
ＬＥＤ素子８は、青色領域（波長が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の領域）にピーク発光波長が存在する青色成分の光を含む光を放射するＬＥＤ素子であることが好ましい。ピーク発光波長が４３０ｎｍ未満のＬＥＤ素子を用いた場合には、発光装置からの光に対する青色光の成分の寄与率が低くなるので、演色性の悪化を招き、よって、発光装置の実用性の低下を招くことがある。ピーク発光波長が４８０ｎｍを超えるＬＥＤ素子を用いた場合には、発光装置の実用性の低下を招くことがある。特に、ＩｎＧａＮ系のＬＥＤ素子では量子効率が低下するので、発光装置の実用性の低下は顕著である。

【0041】

ＬＥＤ素子８は、ＩｎＧａＮ系ＬＥＤ素子であることが好ましい。ＬＥＤ素子８の一例として、ピーク発光波長が４５０ｎｍ近傍のＬＥＤ素子を挙げることができる。ここで、「ＩｎＧａＮ系ＬＥＤ素子」は、発光層がＩｎＧａＮ層であるＬＥＤ素子を意味する。

【0042】

ＬＥＤ素子８は、その上面から光が放射される構造を有する。また、ＬＥＤ素子８は、その表面に、第１の配線Ｋ_１または第２の配線Ｋ_２に含まれるワイヤ２０を介して、隣り合うＬＥＤ素子同士を接続するため、および、第１の配線Ｋ_１または第２の配線Ｋ_２を介して、ＬＥＤ素子８と導電性配線２５とを接続するための、電極パッドを有する。

【0043】

（透光性樹脂）
発光部に含まれる透光性樹脂１７は、透光性を有する樹脂であれば限定されず、たとえばエポキシ樹脂、シリコーン樹脂または尿素樹脂などであることが好ましい。

【0044】

（赤色蛍光体）
第１の赤色蛍光体６０および第２の赤色蛍光体６１（以下、両者を含めて「赤色蛍光体」とも記す）は、ＬＥＤ素子８から放射された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。赤色蛍光体は、７００ｎｍ以上の波長範囲内において発光せず、且つ、５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲内において光吸収がない。「赤色蛍光体が７００ｎｍ以上の波長範囲内において発光せず」とは、３００Ｋ以上の温度において７００ｎｍ以上の波長範囲内における赤色蛍光体の発光強度がピーク発光波長における赤色蛍光体の発光強度の１／１００倍以下であることを意味する。「赤色蛍光体が５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲内において光吸収がない」とは、３００Ｋ以上の温度において、赤色蛍光体が５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲内における励起スペクトルの積分値が、赤色蛍光体が４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下の波長範囲内における励起スペクトルの積分値の１／１００倍以下であることを意味する。なお、励起スペクトルの測定波長は、赤色蛍光体のピーク波長とする。「赤色領域」とは、本明細書では、波長が５８０ｎｍ以上７００ｎｍ未満である領域を意味する。

【0045】

赤色蛍光体の発光は７００ｎｍ以上の長波長領域においてはほとんど確認できない。７００ｎｍ以上の長波長領域では、ヒトの視感度は相対的に小さい。そのため、発光装置をたとえば照明用途などに用いる場合は、赤色蛍光体を用いることは非常に利点となる。

【0046】

また、赤色蛍光体は、５５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の波長範囲内において光吸収がないので、緑色蛍光体からの二次光を吸収し難い。よって、赤色蛍光体が緑色蛍光体からの二次光を吸収して発光するという２段階発光が起こることを防止することができる。したがって、発光効率が高く維持される。

【0047】

赤色蛍光体は、発光装置の波長変換部に用いられるものであれば特に限定されないが、たとえば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ系蛍光体、ＣａＡｌＳｉＮ₃：Ｅｕ系蛍光体などを用いることができる。

【0048】

（緑色蛍光体）
緑色蛍光体７０は、ＬＥＤ素子８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。緑色蛍光体は、発光装置の波長変換部に用いられるものであれば特に限定されないが、たとえば、一般式（１）：（Ｍ１）_3-xＣｅ_x（Ｍ２）₅Ｏ₁₂（式中、（Ｍ１）はＹ、Ｌｕ、ＧｄおよびＬａのうちの少なくとも１つを表わし、（Ｍ２）はＡｌおよびＧａのうちの少なくとも１つを表わし、Ｃｅの組成比（濃度）を示すｘは０．００５≦ｘ≦０．２０を満たす）で表わされる蛍光体などを用いることができる。「緑色領域」は波長が５００ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の領域を意味する。

【0049】

緑色蛍光体の蛍光スペクトルの半値幅は、緑色蛍光体を１種類用いる場合（たとえば一般照明用途などの場合）には、広い方が好ましく、たとえば９５ｎｍ以上であることが好ましい。Ｃｅを賦活剤とする蛍光体、たとえば一般式（１）で表されるＬｕ_3-xＣｅ_xＡｌ₅Ｏ₁₂系緑色蛍光体は、ガーネット結晶構造を有する。この蛍光体はＣｅを賦活剤として使用するので、半値幅の広い（半値幅が９５ｎｍ以上）の蛍光スペクトルが得られる。よって、Ｃｅを賦活剤とする蛍光体は、高い演色性を得るのに好適な緑色蛍光体である。

【0050】

（添加剤）
発光部は、透光性樹脂、緑色蛍光体および赤色蛍光体以外に、たとえばＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃またはＹ₂Ｏ₃などの添加剤を含んでいても良い。発光部がこのような添加剤を含んでいれば、緑色蛍光体および赤色蛍光体などの蛍光体の沈降を防止する効果、または、ＬＥＤ素子、緑色蛍光体および赤色蛍光体からの光を効率良く拡散させる効果などを得ることができる。

【0051】

［実施の形態２］
本発明の実施の形態２に係る発光装置を、図５および図６を用いて説明する。図５は、実施の形態２に係る発光装置２１を模式的に示す平面透視図である。図６は、図５の発光装置２１をＰＷＭ信号式調光器１５に接続して作製された照明器具８１の概略回路図である。

【0052】

実施の形態２に係る発光装置２１は、基本的な構成としては実施の形態１に係る発光装置１と同様の構成を備える。実施の形態１と異なる点は、抵抗部材としてインダクタ１１を用いている点である。抵抗部材としてインダクタを用いることで、抵抗部材として抵抗を用いた場合よりも、抵抗部材での電力損失を低減できる。実施の形態２では、コンデンサ９およびインダクタ１１を用いることで、２次のローパスフィルタ５２を形成しているため、出力信号のリップル成分を低減することができる。

【0053】

インダクタ１１としてはコイルを用いることができる。コイルとしては、巻線構造のコイル、積層構造のコイル、フィルム構造のコイルのいずれも用いることができる。

【0054】

巻線構造のコイルは、アルミナのコアに銅線をらせん状に巻いた構造を有する。巻線構造のコイルは、低直流抵抗化が可能であり、インダクタの品質を表すパラメーターであるＱ値が高く、損失が少なく優れた特性を有し、大電流対応が可能となる。

【0055】

積層構造のコイルは、セラミック材料とコイル導体とを積層して一体化したモノリシックタイプである。積層構造のコイルは、巻線構造に比べて、小型化および低コスト化が可能である。

【0056】

フィルム構造のコイルは、積層構造のコイルにおいて、コイルの形状をセラミック材料上へ高精度に実現したチップインダクタである。フィルム構造のコイルは、非常に高精度なコイルを形成できる。

【0057】

［実施の形態３］
本発明の実施の形態３に係る発光装置を、図７および図８を用いて説明する。図７は、実施の形態３に係る発光装置３１を模式的に示す平面透視図である。図８は、図７の発光装置３１をＰＷＭ信号式調光器１５に接続して作製された照明器具８２の概略回路図である。

【0058】

実施の形態３に係る発光装置３１は、基本的な構成としては実施の形態１に係る発光装置１と同様の構成を備える。実施の形態１と異なる点は、抵抗３および静電容量部材９を含むローパスフィルタ５１に加えて、第１の発光部５および第２の発光部６と並列に設けられた静電容量部材１２、ならびに、第１の発光部５および第２の発光部６と直列に設けられた抵抗４を含むローパスフィルタ５４を備えることである。すなわち、実施の形態３に係る発光装置３１は、ローパスフィルタを多段階で備えている。これにより、発光装置３１は、ノイズを低減し、さらに、出力信号のリップル成分を低減することができる。

【0059】

図７および図８では、ローパスフィルタが２段階で形成されているが、ローパスフィルタの数は特に制限されず、３段階以上形成されてもよい。また、実施の形態３では、抵抗部材として抵抗を用いているが、抵抗に代えて、または抵抗に加えて、インダクタを用いることができる。

【0060】

［実施の形態４］
実施の形態４に係る発光装置を図９〜図１５を用いて説明する。図９は、実施の形態４に係る発光装置を模式的に示す平面透視図である。図１０は、図９の発光装置の変形例の斜視図である。図１１は、図９の発光装置の変形例の斜視図である。図１２は、図９の発光装置を用いた照明器具の概略断面図である。図１３は、図９の発光装置の変形例の斜視図である。図１４は、図９の発光装置の変形例の斜視透視図である。図１５は、図１３の発光装置の変形例の斜視図である。

【0061】

図９に示されるように、実施の形態４に係る発光装置４１は、基本的な構成としては実施の形態１に係る発光装置と同様の構成を備える。実施の形態１と異なる点は、第１の発光部５および第２の発光部６で形成される発光部全体が、発光装置を上側から見た平面視において矩形である点である。発光部の形状を矩形にすることにより、直管タイプの照明や図１２のような構造の照明器具に用いるのに適している。図９では、第１の発光部５と第２の発光部６はそれぞれ矩形であり、それぞれの短辺同士が接触しているが、長辺同士が接触していてもよい。

【0062】

図１０に示されるように、図９の発光装置４１は、２枚重ねて用いられてもよい。これにより、ほぼ全周囲方向に近い広配光の混色された発光を得ることができる。

【0063】

図１１に示されるように、図９の発光装置４１は、直方体形状のヒートシンク１８を挟んでヒートシンクの対向する主面の両側に固定されてもよい。これにより、放熱性を確保できる。なお、ヒートシンク１８に固定される発光装置４１の数は２枚に限定されず、３枚以上でもよい。

【0064】

図１２に示されるように、図９の発光装置４１は、照明器具５０の発光部として用いることができる。照明器具５０は、略半球形状と該半球の頂点を含む領域に形成された突出部とを含む筐体２２と、前記筐体２２の内部を被覆するリフレクタ１９と、前記筐体２２の開口部に配置された前面カバー２３と、前記筐体２２の突出部内部に配置されたＰＷＭ信号式調光器１５と、前記ＰＷＭ信号式調光器１５に接続されたＧ口金２４とを備える。照明器具５０は、従来のＬＥＤ素子の調光回路であるＰＷＭ信号式調光器１５を用いて、発光部５および発光部６を含む発光部全体の発する光の色温度を調整可能である。なお、図１２では、発光部として図９の発光装置４１を用いているが、図１０および図１１に示される発光装置も用いることができる。

【0065】

第１の発光部と第２の発光部との配置は、第１の発光部および第２の発光部のそれぞれの発光部の発する光が混ざり合うことができれば、特に限定されない。たとえば、図１４に示されるように、発光部を３分割して、中央の１つの区分に第１の発光部５を配置し、両側の２つの区分に第２の発光部６を配置することができる。

【0066】

図１３に示されるように、第１の発光部５および第２の発光部６は、基板７上に、樹脂ダムを超える高さで立体的に形成することができる。これによると、ＬＥＤ素子、赤色蛍光体および緑色蛍光体から発光装置の側方に放射された光は発光部の表面で拡散反射し、発光装置の全方向に分配され、配光性の優れた発光装置４１１を得ることができる。

【0067】

また図１４に示されるように、第１の発光部５および第２の発光部６は、基板７上に、立体的に形成することができる。これによると、樹脂ダムやリフレクタを配置しなくても、ＬＥＤ素子、赤色蛍光体および緑色蛍光体から発光装置の側方に放射された光は発光部の表面で拡散反射し、発光装置の全方向に分配され、配光性の優れた発光装置４１２を得ることができる。

【0068】

図１３の発光装置の変形例を図１５に示す。発光装置４１３では、基板７上に第１の発光部５と第２の発光部６が立体的に形成されている。発光部を挟んで対向してカソード用電極ランド１４とアノード用電極ランド１３が形成されている。これにより、細長い発光部（たとえば、幅２ｍｍ、長さ４０ｍｍ）を持ち、低い色温度から高い色温度へ調色が可能な発光装置を得ることができる。

【0069】

図１５の発光装置４１３は、特に、ＬＥＤ型電球の光源として最適な構造を実現できる。発光装置４１３は一つ或いは複数個を用いることが好ましく、複数個を用いるのが特に好ましい。また、発光装置４１３は複数個を貼り合わせて用いることができる。

【0070】

［実施の形態５］
本発明の実施の形態５に係る発光装置を、図１６を用いて説明する。図１６は、実施の形態５に係る発光装置を模式的に示す平面図である。

【0071】

実施の形態５に係る発光装置７１は、基本的な構成としては実施の形態１に係る発光装置と同様の構成を備える。実施の形態１と異なる点は、５箇所の第１の発光部５が第１の配線Ｋ_１上で直列に接続されていること、５箇所の第２の発光部６が第２の配線Ｋ_２上で直列に接続されていること、第１の発光部５と第２の発光部６とは隣接しておらず、それぞれの発する光が十分に混ざり合うことができる程度に近い距離に配置されていることである。

【0072】

具体的には、発光装置７１は、基板７上に配置されたアノード用電極ランド１３と、カソード用電極ランド１４と、アノード用電極ランド１３とカソード用電極ランド１４とを接続する第１の配線Ｋ_１、第２の配線Ｋ_２および配線パターン１６とを備える。

【0073】

第１の配線Ｋ_１には抵抗２が直列に接続されており、第１の配線Ｋ_１の電気抵抗が第２の配線Ｋ_２の電気抵抗より大きい。抵抗２は、第１の発光部５と第２の発光部６とに流れる電流を調整するための部材である。なお、該電流の調整は、発光部の数を調整したり、発光する電圧値の異なるＬＥＤ素子を搭載することによっても実現可能である。

【0074】

第１の発光部５および第２の発光部６と直列に抵抗３が接続されている。該抵抗３はインダクタ１１に代えることができる。配線パターン１６によって、第１の発光部５および第２の発光部６と並列に静電容量部材９が接続されている。

【0075】

第１の発光部５および第２の発光部６とは、それぞれの発する光が十分に混ざり合うことができる程度に近い距離に配置されているため、発光装置全体の発する光は均一な色温度の光となる。第１の発光部５と第２の発光部６との間の距離は、それぞれの発光部の外縁間の最短距離が２８ｍｍ以下であることが好ましく、２２ｍｍ以下であることがさらに好ましい。第１の発光部５と第２の発光部６との間の距離が２８ｍｍ以下であると、第１の発光部５と第２の発光部６のそれぞれの発する光が十分に混ざり合うことができる。

【0076】

［実施の形態６］
実施の形態６に係る照明器具８０を図１および図２を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る発光装置を模式的に示す平面透視図である。図２は、図１の発光装置を用いた照明器具８０の概略回路図である。

【0077】

図２に示されるように、実施の形態１に係る発光装置１は、ＰＷＭ信号式調光器に接続される。実施の形態１に係る発光装置１は、第１の発光部５および第２の発光部６と並列に設けられた静電容量部材９、ならびに、第１の発光部５および前記第２の発光部６と直列に設けられた抵抗３を含むローパスフィルタ５１を備える。したがって、発光装置１をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号式調光器１５に接続すると、ＰＷＭ信号式調光器１５からのパルス信号を直流電圧に変換することができる。よって、照明器具８０は、従来のＬＥＤ素子の調光回路であるＰＷＭ信号式調光器１５を用いて、発光部５および発光部６を含む発光部全体の発する光の色温度を調整可能である。

【実施例】

【0078】

本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。ただし、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。

【0079】

［実施例１］
実施例１では、実施の形態１の図１および図２と同様の構成の発光装置を用いて試験を行った。

【0080】

基板７にはセラミック基板を用いた。抵抗２は抵抗値が６０Ωのチップ抵抗である。抵抗３は抵抗値が１０Ωのチップ抵抗である。静電容量部材９は、ＰＷＭ周波数を１０ｋＨｚとした場合、静電容量が１００μＦ程度のチップコンデンサである。

【0081】

抵抗３と静電容量部材９とは、導電性配線Ｋ_３を介して電気的に接続され、ローパスフィルタ５１を形成している。静電容量部材９の静電容量をＣ、抵抗３の抵抗値をＲとした場合、カットオフ周波数ｆｃは１／２πＣＲで表される。ＰＷＭ信号周波数Ｆに対して、カットオフ周波数ｆｃが大きくなると、高周波成分によるリップル成分を除去できず、電圧ばらつきが大きくなってしまうため、ＰＷＭ信号周波数Ｆ＞＞カットオフ周波数ｆｃとなるように設定する。実施例１では、ＰＷＭ信号がローパスフィルタ５１を通過することでＤ／Ａ変換され、第１の配線Ｋ_１および第２の配線Ｋ_２を流れる直流電流値を制御することができる。

【0082】

第１の発光部５および第２の発光部６では、第１赤色蛍光体６０（ＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）、第２赤色蛍光体６１（（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ）、緑色蛍光体７０（Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ）および青色発光ＬＥＤ素子８（発光波長４５０ｎｍ）がシリコーン樹脂で封止されている。青色発光ＬＥＤ素子８および導電性配線２５は第１の配線Ｋ_１または第２の配線Ｋ_２で電気的に接続され、導電性配線２５はアノード用電極ランド１３またはカソード用電極ランド１４に電気的に接続されている。

【0083】

実施例１の発光装置の第１の発光部５の発する光の色温度は２０００Ｋ、第２の発光部６の発する光の色温度は３０００Ｋとなるように形成している。次に、第１の配線Ｋ_１および第２の配線Ｋ_２に流れる順方向電流の合計（以下、合計順方向電流ともいう）の大きさと発光装置の発する光の色温度との関係を調べた。

【0084】

合計順方向電流３５０ｍＡが流れた時の発光装置全体の発する光の色温度は２９００Ｋであり、合計順方向電流５０ｍＡが流れた時の発光装置全体の発する光の色温度は２０００Ｋであった。

【0085】

図３は、合計順方向電流３５０ｍＡの時の発光装置全体の発する光の光束を１００％として、合計順方向電流を変化させた時の光の相対光束（％）と色温度との関係を示すグラフである。図３から、相対光束が減少すると、色温度が低くなることが分かる。

【0086】

［実施例２］
実施例２では、実施の形態２の図５および図６と同様の構成の発光装置を用いて試験を行った。実施例２の発光装置の構成は、実施例１の発光装置の構成と基本的に同様である。実施例２の発光措置は、実施例１の抵抗３に代えて、インダクタ１１を用いる点が異なる。インダクタ１１はインダクタンスが１０ｍＨのコイルである。静電容量部材９は、ＰＷＭ周波数を１０ｋＨｚとした場合、静電容量が１００μＦ程度のチップコンデンサである。

【0087】

インダクタ１１と静電容量部材９とは、導電性配線Ｋ_３を介して電気的に接続され、２次のローパスフィルタ５２を形成している。静電容量部材９の静電容量をＣ、インダクタ１１のインダクタンスをＬとした場合、カットオフ周波数ｆｃは１／２π√（ＣＬ）で表される。ＰＷＭ信号周波数Ｆに対して、カットオフ周波数ｆｃが大きくなると、高周波成分によるリップル成分を除去できず、電圧ばらつきが大きくなってしまうため、ＰＷＭ信号周波数Ｆ＞＞カットオフ周波数ｆｃとなるように設定する。実施例２では、ＰＷＭ信号がローパスフィルタ５２を通過することでＤ／Ａ変換され、第１の配線Ｋ_１および第２の配線Ｋ_２を流れる直流電流値を制御することができる。

【0088】

実施例２の発光装置の第１の発光部５の発する光の色温度は２７００Ｋ、第２の発光部６の発する光の色温度は５０００Ｋとなるように形成している。次に、第１の配線Ｋ_１および第２の配線Ｋ_２に流れる順方向電流の合計（以下、合計順方向電流ともいう）の大きさと発光装置の発する光の色温度との関係を調べた。

【0089】

合計順方向電流３５０ｍＡが流れた時の発光装置全体の発する光の色温度は４０００Ｋであり、合計順方向電流５０ｍＡが流れた時の発光装置全体の発する光の色温度は２７００Ｋであった。

【0090】

［実施例３］
実施例３では、実施の形態３の図７および図８と同様の構成の発光装置を用いて試験を行った。

【0091】

実施例３の発光装置の構成は、実施例１の発光装置の構成と基本的に同様である。実施例３の発光装置は、実施例１のローパスフィルタ５１に加えて、静電容量部材１２および抵抗４を含むローパスフィルタ５４を含む点が異なる。抵抗３，４は抵抗値が１０Ωのチップ抵抗である。静電容量部材９，１２は、ＰＷＭ周波数を１０ｋＨｚとした場合、静電容量が１００μＦ程度のチップコンデンサである。

【0092】

実施例３の発光装置の第１の発光部５の発する光の色温度は２０００Ｋ、第２の発光部６の発する光の色温度は４０００Ｋとなるように形成している。次に、第１の配線Ｋ_１および第２の配線Ｋ_２に流れる順方向電流の合計（以下、合計順方向電流ともいう）の大きさと発光装置の発する光の色温度との関係を調べた。

【0093】

合計順方向電流３５０ｍＡが流れた時の発光装置全体の発する光の色温度は３０００Ｋであり、合計順方向電流５０ｍＡが流れた時の発光装置全体の発する光の色温度は２０００Ｋであった。

【0094】

ノイズ低減について、コンデンサのインピーダンスが、高周波になるほど低くなるため、ノイズ成分がコンデンサ側から流れることでノイズ成分が低減する。実施例３の場合、実施例１に対してノイズ成分が１／１０００以下に抑制される。実施例の値は、一例であり、抵抗値、静電容量、インダクタンスを調整することで、さらにノイズ成分を低減することも可能である。

【0095】

上記によって、ＰＷＭ信号式調光器１５を用いてもスムーズな調光調色発光装置が実現できる。

【0096】

［実施例４］
実施例４では、実施の形態４の図９と同様の構成の発光装置を用いて試験を行った。実施例４の発光装置の構成は、実施例１の発光装置の構成と基本的に同様であり、用いた各部材も実施例１と同様である。実施例４の発光装置は、発光装置を上面から見た平面視において、矩形の第１の発光部５が２箇所および矩形の第２の発光部６が３箇所形成され、発光部全体が矩形である点が異なる。

【0097】

実施例４の発光装置の第１の発光部５の発する光の色温度は２０００Ｋ、第２の発光部６の発する光の色温度は３０００Ｋとなるように形成している。次に、第１の配線Ｋ１および第２の配線Ｋ２に流れる順方向電流の合計（以下、合計順方向電流ともいう）の大きさと発光装置の発する光の色温度との関係を調べた。

【0098】

合計順方向電流３５０ｍＡが流れた時の発光装置全体の発する光の色温度は２９００Ｋであり、合計順方向電流５０ｍＡが流れた時の発光装置全体の発する光の色温度は２０００Ｋであった。

【0099】

発光部を矩形にすることにより直管タイプの照明や図１２のような構造の照明器具に適した発光を得ることができる。

【0100】

また、発光部を立体的に形成することで発光装置から放射された光は発光装置の全方向に分配され、配光性の優れた発光装置を実現することができる。

【0101】

さらに発光部の形状を矩形した形状を２枚以上貼り合わせる構造を用いることで、ほぼ全周囲方向に近い広配光の混色された発光を得ることができ、特にＬＥＤ型電球の光源として最適な構造を実現できる。

【0102】

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0103】

１，２１，３１，４１，４１１，４１２，４１３，７１ 発光装置、２，３，４ 抵抗、５ 第１の発光部、６ 第２の発光部、７ 基板、８ ＬＥＤ素子、９，１２ 静電容量部材、１０ 樹脂ダム、１１ インダクタ、１３ アノード用電極ランド、１４ カソード用電極ランド、１５ ＰＷＭ信号式調光器、１６ 配線パターン、１７ 透光性樹脂、１８ ヒートシンク、１９ リフレクタ、２０ ワイヤ、２２ 筐体、２３ 前面カバー、２４ Ｇ口金、２５，Ｋ３ 導電性配線、５１，５２，５３，５４ ローパスフィルタ、６０ 第１赤色蛍光体、６１ 第２赤色蛍光体、７０ 緑色蛍光体、５０，８０，８１，８２ 照明器具、Ｋ１ 第１の配線、Ｋ２ 第２の配線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】