JP5828100B2 - 発光装置及びそれを用いる照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置及びそれを用いる照明装置に関するものである。

近年、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の高出力化によって、ＬＥＤを光源とした照明装置が普及しつつある。照明用途では白色光を得る必要があり、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色のＬＥＤを組み合わせ、各色のＬＥＤの放射光を混色することで、白色光を得るものがあった。しかしながら、この方式では演色性が低いため、高い演色性が要求される照明用途では、ＬＥＤと、ＬＥＤからの放射光で励起されてＬＥＤとは異なる波長の光を発する蛍光体を組み合わせて白色光を得る方式が主流となっている。

ところで、同じ照明空間でも、様々に変化する生活シーンに応じて照明光の色温度を変化させたいというユーザの要望があり、ＬＥＤを光源とする照明装置においても、色温度を変化させる機能を有するものが提案されていた。例えば発光波長域が異なる複数種類のＬＥＤ（例えばＲ、Ｇ、Ｂの３原色のＬＥＤ）を組み合わせて白色光を得る照明装置では、各ＬＥＤの光出力を制御することによって、混色光の光色を変化させるようにしていた。しかしながら、このような照明装置では、演色性が低いという問題に加え、種類の異なるＬＥＤを組み合わせるため、ＬＥＤの初期特性や経時変化特性のばらつきが大きく、色温度の調整が難しいという問題があった。

そこで、青色発光ＬＥＤのみを利用した発光部と、青色発光ＬＥＤに緑色蛍光体を組み合わせた発光部と、青色発光ＬＥＤに赤色蛍光体を組み合わせた発光部とを用いた照明装置が従来提案されていた（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示された照明装置では、各発光部の光出力を調整することで、照明光の色温度を変化させていた。この照明装置では、各々の発光部に同じ種類のＬＥＤが使用されるため、各発光部のＬＥＤの初期特性や経時変化特性のばらつきを小さくでき、色温度の調整が容易になる。また蛍光体を用いることで波長域の広い光が得られるから、高い演色性が得られるという利点もある。

特開２００７−１２２９５０号公報

上記特許文献に開示された照明装置では、複数の色温度を得るためには、放射光の色が異なる複数の発光部が必要になるので、発光部の数が増えることによって、照明装置全体が大型化し、その照射面に色むらが発生するという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、小型化が可能で、色むらを低減した、色温度が可変の発光装置及びそれを用いる照明装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の発光装置は、ＬＥＤチップと、前記ＬＥＤチップからの放射光によって励起されて前記放射光とは波長が異なる光を放射し、８０℃以上の温度領域で１０℃の温度上昇に対して外部量子効率が５％以上且つ９０％以下の範囲で低下するような温度依存性を有する第１蛍光体、を含む波長変換部材と、前記第１蛍光体の外部量子効率が前記温度依存性を有する温度領域を少なくとも含む温度調整範囲で前記波長変換部材の温度を調整する温度調整手段と、操作ボリュームからの操作入力に応じて前記温度調整手段を制御して前記波長変換部材の温度を変化させることによって、前記ＬＥＤチップからの放射光と前記第１蛍光体が放射する光との混色光の色温度を制御する制御回路とを備えることを特徴とする。

この発光装置において、温度調整手段が、駆動電流の増減に応じて光出力が増減するＬＥＤチップで構成されることも好ましい。

また、この発光装置において、温度調整手段が、波長変換部材の表面に取着され、通電に応じて発熱する透明熱源で構成されたことも好ましい。

また、この発光装置において、ＬＥＤチップの発光スペクトルのピーク波長が４８０ｎｍ以上且つ４９０ｎｍ以下であり、第１蛍光体の発光スペクトルのピーク波長が５８０ｎｍ以上且つ６２０ｎｍ以下であることも好ましい。

また、この発光装置において、波長変換部材は、第１蛍光体に比べて発光スペクトルのピーク波長が短波長である第２蛍光体を含み、この第２蛍光体の外部量子効率は、波長変換部材の温度が８０℃以上となる温度領域で、１０℃の温度上昇に対する外部量子効率の変化分が第１蛍光体よりも小さいような温度依存性を有することも好ましい。

また本発明の照明装置は、上述した何れかの発光装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、小型化が可能で、色むらを低減した、色温度が可変の発光装置及びそれを用いる照明装置を実現することができる。

実施形態１の照明装置の概略構成図である。 同上の照明装置に用いる波長変換部材の温度と蛍光体の外部量子効率との関係を示す図である。 同上の照明装置による照射光の色温度を説明するｘｙ色度図である。 実施形態２の照明装置の概略構成図である。 実施形態３の照明装置による照射光の色温度を説明するｘｙ色度図である。 実施形態４の照明装置による照射光の色温度を説明するｘｙ色度図である。 実施形態５の照明装置の概略構成図である。 同上の照明装置による照射光の色温度を説明するｘｙ色度図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本発明に係る発光装置を用いた照明装置の実施形態１を図１〜図３に基づいて説明する。

図１は照明装置Ａの概略構成図である。この照明装置Ａは、発光装置１と、発光装置１からの照射光の光色を制御する制御回路１０を主要な構成として備える。

発光装置１は、例えばシリコン基板からなる実装基板２を備え、この実装基板２の一表面（図１における上面）２ａをエッチングすることによってすり鉢状の収納凹部３が形成されており、収納凹部３の底部にはＬＥＤチップ４が実装されている。

ＬＥＤチップ４は、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）系の発光ダイオードからなり、発光スペクトルのピーク波長が４３０ｎｍ以上且つ４９０ｎｍ以下の青色光を放射する。このＬＥＤチップ４は、例えば縦横の寸法が約１ｍｍ、厚み寸法が約１００μｍとなっており、一面（例えば図１の下面）にアノード電極とカソード電極が設けられている。アノード電極及びカソード電極は、例えばＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜で構成されているが、電極材料をＮｉ膜やＡｕ膜に限定する趣旨のものではなく、良好なオーミック特性が得られる材料であればよい。

実装基板２には、上記の一表面２ａから収納凹部４の底部にかけて、制御回路１０からＬＥＤチップ４に給電するための配線パターン５ａ，５ｂが形成されている。ＬＥＤチップ４はアノード電極及びカソード電極をそれぞれ対応する配線パターン５ａ，５ｂに対向させた状態で収納凹部３内に配置され、Ａｕバンプ（図示せず）などを用いてアノード電極及びカソード電極が配線パターン５ａ，５ｂに電気的に接合されている。実装基板２は、例えば、最表面にＡｕでめっきされた配線パターンを有するアルミナセラミックス基板（例えば窒化アルミニウム系セラミックス基板）からなり、側面にも配線パターンが続いており、さらに裏面にもリフロー用のパターンが形成されている。したがって、この実装基板２は、はんだリフロー工程によりプリント配線板（図示せず）に実装される。尚、実装基板２の表面２ａには収納凹部３が形成されているが、実装基板２の形状は図１に示した形状に限定されるものではなく、実装基板２が平板状に形成されていてもよい。また収納凹部３内に透光性を有する樹脂（例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂など）を充填して、ＬＥＤチップ４を樹脂封止してもよい。

実装基板２の上面には、収納凹部３の開口を閉塞するように、平板状の波長変換部材６が取着されている。この波長変換部材６は、透光性を有する透明な樹脂９（例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂など）に、後述の蛍光体８（第１蛍光体）が分散されて形成されている。なお波長変換部材６には、必要に応じて拡散材を分散させることも好ましい。拡散材としては、例えば酸化アルミニウムやシリカなどの無機材料或いはフッ素系樹脂などの有機材料からなる、平均粒径が１μｍの材料を用いればよい。

波長変換部材６は、上述のように、収納凹部３の開口の形状に合わせて略平板状に形成されている。この波長変換部材６は、収納凹部３の開口周縁に接着剤を用いて接着され、収納凹部３の開口を閉塞する。波長変換部材６を接着する接着剤には、透光性を有する接着剤（例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂など）を用いればよい。この波長変換部材６の厚みは０．１〜２．０ｍｍとするのが好ましい。尚、波長変換部材６の形状は、ＬＥＤチップ４が実装された実装基板２の形状に合わせて適宜変更が可能である。実装基板２が平板状で、その表面にＬＥＤチップ４が実装されていれば、波長変換部材６をドーム状に形成し、ＬＥＤチップ４を覆うようにしてドーム状の波長変換部材６を実装基板２に取り付ければよい。

波長変換部材６に分散させた蛍光体８は、ＬＥＤチップ４からの放射光の一部を吸収して波長変換し、長波長側にピーク波長を有する光を放射する。本実施形態ではＬＥＤチップ４が青色光（例えばピーク波長が４３０ｎｍ〜４９０ｎｍ）を放射しており、波長変換部材６に分散させた蛍光体８は、ＬＥＤチップ４からの青色光を吸収して黄色光へと波長変換する。

制御回路１０は、配線パターン５ａ，５ｂを介してＬＥＤチップ４に駆動電流を供給し、ＬＥＤチップ４を発光させる。また制御回路１０は、操作ボリューム１１からの操作入力に応じてＬＥＤチップ４に供給する駆動電流を増加又は減少させている。

ここで、ＬＥＤチップ４が点灯すると、蛍光体８によってＬＥＤチップ４からの放射光の一部は波長の異なる光に変換されるのであるが、波長変換されなかったエネルギは熱に変換されるため、この熱によって波長変換部材６の温度が上昇する。制御回路１０がＬＥＤチップ４への駆動電流を増加させると、ＬＥＤチップ４からの放射光が増加し、それによって波長変換されずに、熱に変換されるエネルギが増加するため、波長変換部材６の温度がさらに上昇する。また、波長変換部材がＬＥＤチップ４の表面に接するように設けられた場合、ＬＥＤチップ４への駆動電流が増加すると、ＬＥＤチップ４自体の損失によってもＬＥＤチップ４の発熱が増加するため、ＬＥＤチップ４への駆動電流を増加させることで、波長変換部材６の温度を上昇させることができる。

ところで、図２は、波長変換部材６の温度と蛍光体８の外部量子効率との関係を示し、図３はこの照明装置Ａの色度範囲を示している。

この照明装置Ａでは蛍光体８として、外部量子効率の温度依存性が高いものを用い、波長変換部材６の温度が８０℃以上の温度領域において、１０℃の温度上昇に対して、５％以上且つ９０％以下の範囲で外部量子効率が低下するような蛍光体を使用している。このような温度依存性を外部量子効率が有する蛍光体としては、例えば（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ_４：Ｅｕがある。

ここで、制御回路１０がＬＥＤチップ４への駆動電流を制御することによって、波長変換部材６の温度が低温度域の温度Ｔ１（約８０℃）に制御されると、蛍光体８の外部量子効率は相対的に高い値η１（約９０％）に変化する。外部量子効率の増加に伴って蛍光体８から放射される黄色光が増加すると、混色光である照明光は黄色味がかった白色光となり、その色温度は約３０００Ｋに変化し、図３のｘｙ色度図上において点Ｃ１にプロットされる。図３のｘｙ色度図において実線Ｂ１で囲まれた領域は電球色の領域であり、波長変換部材６の温度が低温度域に制御された場合の照明光は電球色となる。

一方、波長変換部材６の温度が低温度域となっている状態から、制御回路１０がＬＥＤチップ４への駆動電流を増加させると、ＬＥＤチップ４から放射される青色光が増加する。ＬＥＤチップ４からの放射光量が増加すると、それに伴って波長変換されずに熱に変換されるエネルギが増加し、波長変換部材６の温度が高温度域の温度Ｔ２（約１５０℃）に変化する。ここで、波長変換部材６の温度がＴ２に上昇すると、蛍光体８の外部量子効率は相対的に低い値η２（約４０％）に変化し、蛍光体８から放射される黄色光が減少する。したがって、混色光である白色光は青みがかった白色となり、その色温度は約５０００Ｋに変化し、図３のｘｙ色度図上では点Ｃ５にプロットされる。図３のｘｙ色度図において実線Ｂ２で囲まれた領域は昼白色の領域であり、波長変換部材６の温度が高温度域に制御された場合の照明光は昼白色に変化する。

このように、制御回路１０がＬＥＤチップ４への駆動電流を制御することで、蛍光体８で波長変換されずに熱に変換されるエネルギが変化し、波長変換部材６の温度が変化させられるので、波長変換部材６に含まれる蛍光体８の温度が変化する。ここで、波長変換部材６に含まれる蛍光体８は、高温になるほど外部量子効率が低下するような温度特性を有している。特に本実施形態では、波長変換部材６に含まれる蛍光体８として、波長変換部材６の温度が８０℃以上の温度領域で、１０℃の温度上昇に対して、５％以上且つ９０％以下の範囲で外部量子効率が低下するような温度特性のものを選択している。したがって、制御回路１０がＬＥＤチップ４への駆動電流を調整し、波長変換部材６の温度を変化させることによって、波長変換部材６に含まれる蛍光体８の外部量子効率を変化させることができる。

蛍光体８の外部量子効率が変化すると、ＬＥＤチップ４からの放射光で励起された蛍光体８から放射される黄色光の光量が変化するので、蛍光体８からの放射光とＬＥＤチップ４からの放射光との混色光の色温度を変化させることができる。したがって、１つのＬＥＤチップ４であっても、このＬＥＤチップ４への駆動電流を調整することで照射光の光色が変化させられるので、色温度の制御を容易に行うことができる。また、複数色のＬＥＤの光量を個別に調整することで色温度を変化させる従来例に比べて、１つのＬＥＤチップ４だけで色温度の調整が可能であるので、色むらの少ない均一な照明光を得ることができる。また、色温度を変化させるために複数種類（複数色）のＬＥＤチップを備える必要がないので、照明装置全体として小型化を図ることができ、小型化が可能で、色むらを低減した、色温度が可変の照明装置を実現することができる。

また、波長変換部材６の温度を調整する温度調整手段がＬＥＤチップ４で兼用されているので、温度調整手段を別途備える必要が無く、照明装置Ａの小型化及び低コスト化を図ることができる。

尚、本実施形態では蛍光体８として黄色蛍光体を用いているが、外部量子効率の温度依存性が比較的高い蛍光体であれば、ＬＥＤチップ４からの青色光を吸収して、緑色光から赤色光の長波長側に発光ピークを有する光へと波長変換するものでもよい。ＬＥＤチップ４からの青色光と混色させて白色の照明光を得るためには、蛍光体８として黄色蛍光体を用いればよいが、より演色性の高い白色光を得るために、緑色蛍光体と赤色蛍光体とを混合して使用することも好ましい。尚、波長変換部材６に第１蛍光体として緑色蛍光体と赤色蛍光体を含有させた場合、ＬＥＤチップ４からの青色光の一部は波長変換部材６に含まれた緑色蛍光体、赤色蛍光体で吸収されて、緑色蛍光体及び赤色蛍光体から緑色光、赤色光がそれぞれ放射される。上述と同様、ＬＥＤチップ４への駆動電流を増加させると、波長変換部材６の温度が上昇し、温度上昇に伴って緑色蛍光体及び赤色蛍光体の外部量子効率が低下する。緑色蛍光体及び赤色蛍光体の外部量子効率が低下すると、青色光を波長変換して得た緑色光、赤色光が減少するので、照明装置Ａの照明光は青みがかった白色光（昼白色）に変化することになり、照明光（混色光）の色温度を変化させることができる。

（実施形態２）
本発明に係る発光装置を用いた照明装置の実施形態２を図４に基づいて説明する。尚、照明装置Ａの構成は実施形態１と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

実施形態１ではＬＥＤチップ４自体が温度調整手段を兼用しているのに対して、本実施形態では、図４に示すように波長変換部材６の表面に透明熱源７を設けている。

透明熱源７は、石英ガラスなどの透明材料により平板状に形成された基材を有し、この基材の一表面に酸化スズやＩＴＯなどの透明導電膜（図示せず）を蒸着して形成される。そして、制御回路１０から透明熱源７の透明導電膜に通電されると、透明熱源７の表面から遠赤外線が輻射され、透明熱源７に対向する波長変換部材６が加熱される。

この透明熱源７は、透明導電膜が形成された表面を波長変換部材６に対向させるようにして、波長変換部材６の表面に接着される。尚、透明熱源７を接着する接着剤には、透光性を有する接着剤（例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂など）を用いればよい。

制御回路１０は、配線パターン５ａ，５ｂを介してＬＥＤチップ４に駆動電流を供給し、ＬＥＤチップ４を発光させる。また制御回路１０は、操作ボリューム１１からの操作入力に応じて透明熱源７に供給する電力を変化させており、透明熱源７からの輻射熱を調整することで、波長変換部材６の温度を変化させることができる。

波長変換部材６に分散させた蛍光体８（第１蛍光体）には、実施形態１と同様に、外部量子効率の温度依存性が高いものが使用され、制御回路１０が透明熱源７の発熱量を制御して、波長変換部材６の温度を変化させると、蛍光体８の外部量子効率も変化する。ここで、波長変換部材６の温度が８０℃以上の温度領域において、１０℃の温度上昇に対して、５％以上且つ９０％以下の範囲で外部量子効率が低下するような蛍光体が使用されている（図２参照）。尚、このような温度依存性を有する蛍光体８としては、例えば（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ_４：Ｅｕがある。

したがって、制御回路１０が透明熱源７への駆動電流を制御することによって、波長変換部材６の温度が低温度域の温度Ｔ１（約８０℃）に制御されると、蛍光体８の外部量子効率は相対的に高い値η１（約９０％）に変化する。外部量子効率の増加に伴って蛍光体８から放射される黄色光が増加すると、混色光である照明光は黄色味がかった白色光となり、その色温度は約３０００Ｋに変化し、図３のｘｙ色度図上において点Ｃ１にプロットされる。図３のｘｙ色度図において実線Ｂ１で囲まれた領域は電球色の領域であり、波長変換部材６の温度が低温度域に制御された場合の照明光は電球色となる。

一方、波長変換部材６の温度が低温度域となっている状態から、制御回路１０が透明熱源７への駆動電流を増加させると、波長変換部材６の温度が高温度域の温度Ｔ２（約１５０℃）に変化する。ここで、波長変換部材６の温度がＴ２に上昇すると、蛍光体８の外部量子効率は相対的に低い値η２（約４０％）に変化し、蛍光体８から放射される黄色光が減少する。したがって、混色光である白色光は青みがかった白となり、混色光の色温度は約５０００Ｋに変化して、図３のｘｙ色度図上では点Ｃ５にプロットされる。図３のｘｙ色度図において実線Ｂ２で囲まれた領域は昼白色の領域であり、波長変換部材６の温度が高温度域に制御された場合の照明光は昼白色に変化する。

このように、本実施形態では、制御回路１０が透明熱源７への供給電力を制御することによって、透明熱源７の発熱量を変化させて、波長変換部材６に含まれる蛍光体８の温度を変化させている。ここで、波長変換部材６に含まれる蛍光体８は、高温になるほど外部量子効率が低下するような温度特性を有している。特に本実施形態では、波長変換部材６に含まれる蛍光体８として、波長変換部材６の温度が８０℃以上の温度領域で、１０℃の温度上昇に対して、５％以上且つ９０％以下の範囲で外部量子効率が低下するような温度特性のものを選択している。したがって、透明熱源７の発熱量を変化させることによって、波長変換部材６に含まれる蛍光体８の温度を変化させ、蛍光体８の外部量子効率を変化させることができる。蛍光体８の外部量子効率が変化すると、ＬＥＤチップ４からの放射光で励起された蛍光体８から放射される光の光量が変化するので、ＬＥＤチップ４からの放射光と蛍光体８からの放射光との混色の割合が変化し、混色光の色温度を変化させることができる。

このように、１つのＬＥＤチップ４であっても、このパッケージに取着された透明熱源７への供給電力を調整することで照射光の光色を変化させることができるから、色温度の制御を容易に行うことができる。また、複数色のＬＥＤの光量を個別に調整することで色温度を変化させる従来例に比べて、１つのＬＥＤチップ４だけで色温度の調整が可能であるので、色むらの少ない均一な照明光を得ることができる。また、色温度を変化させるために複数種類（複数色）のＬＥＤチップを備える必要がないので、照明装置全体として小型化を図ることができ、小型化が可能で、色むらを低減した、色温度が可変の照明装置を実現することができる。また、透明熱源７は透明な材料で形成されているので、波長変換部材６から照射される光束を低下させることなく、色温度の調整を行うことができる。

（実施形態３）
本発明に係る発光装置を用いた照明装置の実施形態３を図５に基づいて説明する。尚、照明装置Ａの構成は実施形態１又は２と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施形態では、ＬＥＤチップ４として、発光スペクトルのピーク波長が４８０ｎｍ以上且つ４９０ｎｍ以下である青色発光ダイオードを用いている。

また、波長変換部材６に分散させる蛍光体８（第１蛍光体）として、発光スペクトルのピーク波長が５８０ｎｍ以上且つ６２０ｎｍ以下である蛍光体を用いている。

図５は本実施形態の照明装置Ａによる照射光の色温度を説明する説明図である。ＬＥＤチップ４の放射光（ピーク波長が約４８５ｎｍ）の色温度は図５のｘｙ色度図において点Ｃ１にプロットされる。また蛍光体８の放射光（ピーク波長が約５８０ｎｍ）の色温度は図５のｘｙ色度図において点Ｃ２にプロットされる。

この照明装置Ａでは、ＬＥＤチップ４からの放射光の一部を波長変換部材６の蛍光体８で波長変換した光と、ＬＥＤチップ４からの放射光とを混色した光が放射される。そして、実施形態１，２で説明したように波長変換部材６の温度を変化させると、波長変換部材６の温度変化に応じて、波長変換部材６に含まれる蛍光体８の外部量子効率が変化するので、混色光である照明光の色温度を変化させることができる。

ここで、混色光の色度は、図５のｘｙ色度図において点Ｃ１と点Ｃ２とを結んだ線分Ｌ１上を変化することになる。したがって、波長変換部材６の温度が比較的低温側（８０℃前後）に変化させられた場合、線分Ｌ１上にある電球色が得られ、波長変換部材６の温度が上昇するにつれて、照明光の光色は線分Ｌ１上を青色側に変化する。そして、波長変換部材６の温度が比較的高温側（２００℃前後）に変化すると、照明光の光色は線分Ｌ１上にある昼白色となる。

上記の線分Ｌ１を昼白色から電球色にかけて黒体軌跡Ｌ２に近似させるためには、ＬＥＤチップ４として発光スペクトルのピーク波長が４８０ｎｍ以上且つ４９０ｎｍ以下のものを用い、蛍光体８として発光スペクトルのピーク波長が５８０ｎｍ以上且つ６２０ｎｍ以下のものを用いることが好ましい。このようなＬＥＤチップ４及び蛍光体８を用いることで、照明装置Ａから照射される照明光の色温度変化が、昼白色から電球色にかけて黒体軌跡Ｌ２に近似した変化となるので、自然な白色光を得ることができる。

（実施形態４）
本発明に係る発光装置を用いた照明装置の実施形態４を図６に基づいて説明する。上述の実施形態１〜３では、波長変換部材８に第１蛍光体として１種類の蛍光体しか含まれていないが、本実施形態では、第１蛍光体として複数種類（例えば２種類）の蛍光体が波長変換部材６に含まれている。尚、波長変換部材６に複数種類の蛍光体が含まれている点を除いては、実施形態１〜３で説明した照明装置と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施形態では、ＬＥＤチップ４として、発光スペクトルのピーク波長が４８０ｎｍ以上且つ４９０ｎｍ以下である青色発光ダイオードを用いている。

また、波長変換部材６には第１蛍光体として２種類の蛍光体８が含まれており、これら２種類の蛍光体８は、温度に対する外部量子効率の特性が略同じ特性となっている。本実施形態では、白色の照明光（混色光）が得られるように、ＬＥＤチップ４からの青色光を緑色に変化する緑色蛍光体と、ＬＥＤチップ４からの青色光を赤色光に変換する赤色蛍光体とを組み合わせて用いている。外部量子効率の温度依存性が同様に大きい緑色蛍光体と赤色蛍光体の組み合わせとしては、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ_４：Ｅｕ緑色蛍光体と、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ_４：Ｅｕ赤色蛍光体の組み合わせがある。尚、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ_４：Ｅｕ蛍光体は、ＳｒとＢａとＭｇの配合比によって、その発光色が変化するものであり、その発光色を緑色から橙色にかけて変化させることができる。本実施形態ではＳｒとＢａとＭｇとの配合比によって、発光色が緑色に設定された（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ_４：Ｅｕ緑色蛍光体と、発光色が赤色に設定された（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ_４：Ｅｕ赤色蛍光体を用いている。

ここで、波長変換部材６の温度が温度調整範囲の低温側（８０℃）に調整された場合に、得られる照明光が電球色となるように、２種の蛍光体の配合比が調整されている。図６のｘｙ色度図において点Ｃ１はＬＥＤチップ４からの青色光の色温度、点Ｃ２は低温側で緑色蛍光体から放射された緑色光の色温度、点Ｃ３は低温側で赤色蛍光体から放射された赤色光の色温度をそれぞれ示している。図６の点Ｃ４は低温側で得られた照明光（混色光）の色温度を示し、電球色の範囲（実線Ｂ１で囲まれる領域）の色温度となっている。

２種類の蛍光体８には、外部量子効率の温度依存性が略同じ特性である蛍光体が用いられているので、波長変換部材６の温度上昇に伴って、緑色蛍光体及び赤色蛍光体から放射される緑色光及び赤色光が同程度の割合で低下する。したがって、波長変換部材６の温度上昇に伴って、照明光の色温度は、図６のｘｙ色度図において、ＬＥＤチップ４からの放射光（青色光）の色温度に対応した点Ｃ１と、上記電球色の色温度に対応した点Ｃ４とを結ぶ線分Ｌ１上を青色側にシフトする。すなわち、ある温度における照明光の色温度は、図６のｘｙ色度図において２点Ｃ２，Ｃ３を結ぶ線分Ｌ３を温度変化に応じて青色側にシフトさせた線分Ｌ３’と、２点Ｃ１，Ｃ４を結ぶ線分Ｌ１との交点から求まる色温度となる。そして、波長変換部材６の温度が、温度調整範囲内で比較的高温側（２００℃前後）に変化されると、照明光の色温度は上記の線分Ｌ１上を点Ｃ５までシフトし、線分Ｌ３上にある昼白色が得られることになる。
本実施形態では、第１蛍光体は、発光スペクトルのピーク波長が互いに異なる複数種類の蛍光体からなり、これら複数種類の蛍光体は、温度に対する外部量子効率の特性が略同じ特性であることも好ましい。

尚、波長変換部材６に複数種類の蛍光体８を混合させた場合、照明光の色温度は、複数種類の蛍光体８の色温度を結んでできる図形内で、各蛍光体８の混合比によって決定される色温度となる。波長変換部材６に含まれる蛍光体８が２種類であれば、２種の蛍光体８の色温度を結んでできる線分上の色温度となる。また、波長変換部材６に含まれる蛍光体８が３種類であれば、３種の蛍光体８の色温度を結んでできる三角形内の色温度となる。

（実施形態５）
本発明に係る発光装置を用いた照明装置の実施形態５を図７及び図８に基づいて説明する。尚、照明装置の基本的な構成は実施形態１〜４で説明した照明装置と同様であるので、共通する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図７は本実施形態の概略構成図であり、波長変換部材６は、透光性を有する樹脂９（例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂など）に複数種類（本実施形態では２種類）の蛍光体８ａ，８ｂを分散させて形成されている。すなわち、本実施形態では、第１蛍光体である蛍光体８ａに加えて、第２蛍光体である蛍光体８ｂを波長変換部材６に分散させており、この点で上述した実施形態１，３，４の照明装置と相違しているので、この相違点について以下に説明する。尚、本実施形態においても、実施形態２と同様に、波長変換部材６を透明熱源７で加熱するようにしてもよい。

２種類の蛍光体８ａ，８ｂのうち、変換光のピーク波長が相対的に長波長である蛍光体８ａには、波長変換部材６の温度が８０℃以上の温度領域で、１０℃の温度上昇に対して、外部量子効率が５％以上且つ９０％以下の範囲で低下するようなものが用いられる。また、変換光のピーク波長が相対的に短波長である蛍光体８ｂ（第２蛍光体）には、波長変換部材６の温度が８０℃以上の温度領域で、温度変化に対する外部量子効率の変化分が蛍光体８ａ（第１蛍光体）よりも小さい蛍光体が用いられている。なお、蛍光体８ｂとしては、波長変換部材６の温度が８０℃以上の温度領域で、１０℃の温度上昇に対する外部量子効率の変化分が蛍光体８ａより小さいものを用いるのが好ましい。より好ましくは、波長変換部材６の温度が８０℃以上の温度領域で、１０℃の温度上昇に対する外部量子効率の変化分が蛍光体８ａより小さく、且つ、１０℃の温度上昇に対して外部量子効率が６％未満の範囲で低下するような蛍光体を用いるのが好ましい。

本実施形態では、白色の照明光（混色光）が得られるように、ＬＥＤチップ４からの青色光（ピーク波長が約４５０ｎｍ）を緑色に変化する緑色蛍光体と、ＬＥＤチップ４からの青色光を赤色光に変換する赤色蛍光体とを組み合わせて用いている。そして、発光スペクトルのピーク波長が短波長側である緑色蛍光体には温度依存性が小さい蛍光体が用いられ、発光スペクトルのピーク波長が長波長側である赤色蛍光体には温度依存性が大きい蛍光体が用いられる。すなわち、第１蛍光体として赤色蛍光体８ａが用いられ、第２蛍光体として緑色蛍光体８ｂが用いられる。このような温度特性を有する蛍光体８ａ，８ｂの組み合わせとしては、ＣａＳｃ_２Ｏ_４：Ｃｅ緑色蛍光体と、（Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）２ＳｉＯ_４：Ｅｕ赤色蛍光体の組み合わせがある。

ここで、波長変換部材６の温度が温度調整範囲の低温側（８０℃）に調整された場合に、得られる照明光が電球色となるように、２種の蛍光体８ａ，８ｂの配合比が調整されている。図８のｘｙ色度図において点Ｃ１はＬＥＤチップ４からの青色光の色度、点Ｃ２は低温側で緑色蛍光体８ｂから放射された緑色光の色度、点Ｃ３は低温側で赤色蛍光体８ａから放射された赤色光の色度をそれぞれ示している。また図８の点Ｃ４は低温側で得られた照明光（混色光）の色度を示し、電球色の範囲Ｂ１内の色温度となっている。

２種類の蛍光体の内、緑色蛍光体８ｂには、外部量子効率の温度依存性が小さい蛍光体を使用しているので、波長変換部材６の温度が変化した場合でも、緑色蛍光体８ｂによる色度は図８の点Ｃ２で略変化しない。一方、赤色蛍光体８ａには外部量子効率の温度依存性が大きい蛍光体を使用しており、波長変換部材６の温度変化に応じて、赤色蛍光体８ａによる発光スペクトルの色温度は、図８の点Ｃ３と点Ｃ５とを結ぶ線分Ｌ４上で変化する。尚、図８の点Ｃ５は、波長変換部材６の温度が高温度側に変化された場合での赤色蛍光体８ａによる発光スペクトルの色温度を示している。

ここで、波長変換部材６の温度を上昇させると、照明光（混色光）の色温度は、点Ｃ１（ＬＥＤチップ４の照射光の色温度）と点Ｃ４（低温時の照明光の色温度）とを結ぶ線分Ｌ１よりも、点Ｃ２（相対的に短波長である緑色蛍光体８ｂの色温度）に近付く軌跡Ｌ５で青色側にシフトする。そして、波長変換部材６の温度を比較的高温側（約２００℃）まで変化させると、昼白色の照明光が得られ、この時の照明光の色温度は図８の点Ｃ６となる。このように、照明光の色温度を電球色から昼白色まで変化させる場合に、色温度が変化する軌跡は、点Ｃ１と点Ｃ３を結ぶ線分Ｌ４から、相対的に短波長である緑色蛍光体の色温度に対応した点Ｃ２に近付く軌跡Ｌ５上で変化する。したがって、照明装置Ａから照射される照明光の色温度変化が、昼白色から電球色にかけて黒体軌跡に近似した変化となるので、自然な白色光を得ることができる。

Ａ 照明装置
１ 発光装置
４ ＬＥＤチップ（温度調整手段）
６ 波長変換部材
７ 透明熱源（温度調整手段）
８，８ａ 蛍光体（第１蛍光体）
８ｂ 蛍光体（第２蛍光体）
１０ 制御回路

Claims (6)

1. ＬＥＤチップと、
   前記ＬＥＤチップからの放射光によって励起されて前記放射光とは波長が異なる光を放射し、８０℃以上の温度領域で１０℃の温度上昇に対して外部量子効率が５％以上且つ９０％以下の範囲で低下するような温度依存性を有する第１蛍光体、を含む波長変換部材と、
   前記第１蛍光体の外部量子効率が前記温度依存性を有する温度領域を少なくとも含む温度調整範囲で前記波長変換部材の温度を調整する温度調整手段と、
   操作ボリュームからの操作入力に応じて前記温度調整手段を制御して前記波長変換部材の温度を変化させることによって、前記ＬＥＤチップからの放射光と前記第１蛍光体が放射する光との混色光の色温度を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする発光装置。
2. 前記温度調整手段が、駆動電流の増減に応じて光出力が増減する前記ＬＥＤチップで構成されたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
3. 前記温度調整手段が、前記波長変換部材の表面に取着され、通電に応じて発熱する透明熱源で構成されたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
4. 前記ＬＥＤチップの発光スペクトルのピーク波長が４８０ｎｍ以上且つ４９０ｎｍ以下であり、前記第１蛍光体の発光スペクトルのピーク波長が５８０ｎｍ以上且つ６２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の発光装置。
5. 前記波長変換部材は、前記第１蛍光体に比べて発光スペクトルのピーク波長が短波長である第２蛍光体を含み、
   前記第２蛍光体の外部量子効率は、前記波長変換部材の温度が８０℃以上となる温度領域で、１０℃の温度上昇に対する外部量子効率の変化分が前記第１蛍光体よりも小さいような温度依存性を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の発光装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の発光装置を備えたことを特徴とする照明装置。

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