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半导体发光装置、半导体发光系统和照明设备

阅读：251发布：2021-03-01

IPRDB可以提供半导体发光装置、半导体发光系统和照明设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的课题在于提供一种发出相关色温为1600K以上且小于2400K、并且Ra高的光的半导体发光装置以及具备该半导体发光装置的半导体发光系统。该课题通过具有以下构成的半导体发光装置而解决。半导体发光装置(1)具备作为半导体发光元件的LED芯片(10)和将LED芯片(10)作为激发源而发光的荧光体(20)，其发出相关色温为1600K以上且小于2400K的光。荧光体(20)至少包含绿色荧光体和红色荧光体。在由该半导体发光装置(1)发出的光的光谱中，由LED芯片(10)发出的光的峰强度的值为小于荧光体(20)发出的光的最大峰强度的60%的值。，下面是半导体发光装置、半导体发光系统和照明设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种半导体发光装置，其特征在于，其具备：

放出在380nm以上且430nm以下具有发光峰值的光的半导体发光元件、和将所述半导体发光元件作为激发源而发光的荧光体，所述半导体发光装置发出相关色温为1600K以上且小于2400K的光，所述荧光体至少包含蓝色荧光体、绿色荧光体和红色荧光体，

在由该半导体发光装置发出的光的光谱中，由所述半导体发光元件发出的光的峰强度的值为小于所述荧光体发出的光的最大峰强度的60%的值，并且，最大峰位于600nm以上且

660nm以下。

2.如权利要求1所述的半导体发光装置，其特征在于，该半导体发光装置发出下述那样的光谱的光：由所述半导体发光元件发出的光的峰强度的值为所述荧光体发出的光的最大峰强度的5%以上的值。

3.如权利要求1或权利要求2所述的半导体发光装置，其特征在于，该半导体发光装置发出所述相关色温为1600K以上且小于2000K的光。

4.如权利要求1～3中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述蓝色荧光体的发光峰值波长的半峰宽为30nm以上。

5.如权利要求1～4中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述蓝色荧光体为(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl：Eu或BaMgAl10O17：Eu。

6.如权利要求1～5中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，在CIE(1931)XYZ色度系统的XY色度图中，该半导体发光装置发出的光的色度坐标的与黑体辐射轨迹曲线的偏差duv的值为-0.02以上且0.02以下。

7.如权利要求1～6中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述绿色荧光体为β赛隆、(Ba,Sr)3Si6O12N2：Eu或(Sr,Ba)2SiO4：Eu。

8.如权利要求1～7中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述红色荧光体包含(CaAlSiN3)1-x(Si2N2O)x：Eu，x为0

9.如权利要求1～8中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述红色荧光体包含K2SiF6：Mn。

10.如权利要求1～8中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述红色荧光体包含A2+xMyMnzFn，A为Na和K之中的一者或两者，M为Si和Al，并且，-1≦x≦1、且

0.9≦y+z≦1.1、且0.001≦z≦0.4、且5≦n≦7成立。

11.如权利要求1～10中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述荧光体使由所述半导体发光元件发出的光以预定的透过率透过，并放出到该半导体发光装置的外部。

12.如权利要求1～11中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，所述半导体发光装置具备保持所述荧光体的保持部件，

所述保持部件在其按颜色设定的预定区域分别保持各色的所述荧光体，从而形成荧光体层，在所述荧光体层，按颜色来保持所述荧光体的区域被并排设置，所述荧光体层以与所述半导体发光元件之间的距离为0.1mm以上且500mm以下的方式被支持。

13.一种半导体发光系统，其特征在于，

具备权利要求1～12中任一项所述的半导体发光装置作为第1半导体发光装置，具备发出与所述第1半导体发光装置发出的光的相关色温不同的光的半导体发光装置作为第2半导体发光装置。

14.如权利要求13所述的半导体发光系统，其特征在于，所述第1半导体发光装置的一般显色指数Ra的值为86以上，并且所述第2半导体发光装置的一般显色指数Ra的值为

86以上。

15.一种照明设备，其特征在于，其具备权利要求1～12中任一项所述的半导体发光装置。

说明书全文

半导体发光装置、半导体发光系统和照明设备

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体发光装置、具备该半导体发光装置的半导体发光系统和具备该半导体发光装置的照明设备，特别是，涉及发出相关色温为1600K以上且小于2400K的光的半导体发光装置、具备该半导体发光装置的半导体发光系统和具备该半导体发光装置的照明设备。

背景技术

[0002] 作为照明装置的光源，一直以来广泛使用了白炽灯泡和荧光灯。近年来，除了这些之外，还正在开发并使用将LED或有机EL(OLED)等半导体发光元件作为光源的照明装置。在这些半导体发光元件中，能够得到各种发光色，因此还开始开发并使用将发光色不同的2个以上的半导体发光元件组合、将各个发光色进行合成而得到所期望的颜色的放射光的照明装置。

[0003] 专利文献1中记载了下述半导体发光装置的例子：其使用紫色发光二极管元件，发出相关色温为2700K左右以上且4000K以下、一般显色指数Ra(下文中简称为Ra)为80以上的光。

[0004] 专利文献2中记载了一种虚拟火焰型发光装置，其具有与蜡烛的火焰的形状相似的外形的芯部、内焰部和外焰部。专利文献2中记载的装置的外焰部的色温为1000K～2200K。并且，专利文献2中记载的装置为了使外焰部的色温在1000K～2200K的范围，芯部具备发出蓝色光的发光元件，外焰部具备发出黄色～黄红色光的荧光体(具体地说，YAG(钇铝石榴石)系荧光体)。

[0005] 专利文献3中记载了一种发出相关色温为1500K左右的光、且与蜡烛和该蜡烛的火焰相似的外形的照明装置。专利文献3中记载的照明装置包含由两个发光元件构成的光源模块。该两个发光元件具有分别发出各种波长的单色光的两个以上的发光单元层，通过调整与发光单元层的层数或层厚对应的各波长下的发光强度，使发光光谱的分布接近太阳光光谱中的分布，提高了Ra。

[0006] 专利文献4中记载了一种发光装置，其具备峰值波长为470nm～480nm的蓝色LED和峰值波长为600±3nm的荧光物质，发出1900K～2100K的色温的光。

[0007] 专利文献5中记载了一种光源，其为具备蓝色GaN(氮化镓)LED、红色量子点物质和黄绿荧光体物质的光源，发出1000K～16000K的色温的光。另外，专利文献5中记载了下述内容：根据LED、量子点物质和荧光体物质的选择与构成，能够将显色指数(CRI(Color Rendering Index))设定为所期望的值。

[0008] 专利文献6中记载了一种LED照明灯具，其将峰值波长为480nm左右的3个蓝色LED作为发光光源，涂布于各蓝色LED的荧光体分别发出荧光。在专利文献6中记载的LED照明灯具中，在3个蓝色LED之中的2个蓝色LED上混合涂布有绿色荧光体和红色荧光体，剩余的1个蓝色LED上涂布有黄色荧光体。并且，专利文献6中记载的LED照明灯具将各蓝色LED发出的蓝色光和各荧光体发出的荧光的合成光放射到外部。

[0009] 专利文献7中记载了一种照明装置，其具备紫色LED和发光体，该发光体混合了分别发出将该紫色LED所发出的光的一部分进行了波长转换的荧光的蓝色荧光体、绿色荧光体和红色荧光体。专利文献7中记载的照明装置将紫色LED发出的光和发光体发出的荧光的合成光放射到外部。

[0010] 现有技术文献

[0011] 专利文献

[0012] 专利文献1：国际公开第2011/024818号

[0013] 专利文献2：日本特开2005-78905号公报

[0014] 专利文献3：日本特开2004-128443号公报

[0015] 专利文献4：日本特开2009-64999号公报

[0016] 专利文献5：日本特表2008-544553号公报

[0017] 专利文献6：日本特开2009-123429号公报

[0018] 专利文献7：国际公开第2008/001799号

发明内容

[0019] 发明所要解决的课题

[0020] 在将以LED等半导体发光元件作为光源的半导体发光装置用作间接照明等室内照明用的照明装置时，要求以值高的Ra发出蜡烛色的光(具体地说，相关色温为1600K以上且小于2400K、优选小于2000K的光)。

[0021] 但是，专利文献1中并没有记载发出相关色温为1600K以上且小于2400K的光的装置。

[0022] 另外，专利文献2和专利文献4中并没有记载用于提高Ra的构成和用于这样的构成的研究。

[0023] 专利文献3中记载的照明装置放出仅由特殊的发光元件发出的光，因此需要用于控制该发光元件的输出功率的电路，存在花费制造等的费用的问题。另外，由该发光元件发出的光的方向性强，因此存在容易分色的问题。

[0024] 专利文献5中并没有记载用于提高发出相关色温为1600K以上且小于2400K的光的装置中的Ra的构成和用于这样的构成的研究。

[0025] 专利文献6中记载的LED照明灯具中，发光光源使用了与紫色LED相比发出长波长的光的蓝色LED，因此存在发光效率低的问题。另外，由于一个蓝色LED上涂布了以发出较多含有红色成分的光的方式混合成的荧光体，因此无法发出Ra足够高的蜡烛色的光。

[0026] 专利文献7中记载的照明装置虽然提高了红色区域的显色性，但没有记载关于进一步提高相关色温更低的光即蜡烛色的光的显色性的方法。

[0027] 专利文献1～7所记载的技术中，作为光源的外表的感觉与真的蜡烛相比不充分，带有蓝色等，发出作为蜡烛色令人感觉不自然的光。

[0028] 本发明是鉴于这些课题而进行的，其目的在于提供一种半导体发光装置，该半导体发光装置发出相关色温为1600K以上且小于2400K、优选小于2000K并且Ra高的光，即发出显色性优异的光；提供具备该半导体发光装置的半导体发光系统和具备该半导体发光装置的照明设备。

[0029] 用于解决课题的方案

[0030] 为了达到上述目的，本发明的半导体发光装置的特征在于，其具备半导体发光元件和将半导体发光元件作为激发源而发光的荧光体，所述半导体发光装置发出相关色温为1600K以上且小于2400K、优选小于2000K的光，荧光体至少包含绿色荧光体和红色荧光体，在由该半导体发光装置发出的光的光谱中，由半导体发光元件发出的光的峰强度的值为小于荧光体发出的光的最大峰强度的60%的值。

[0031] 作为半导体发光元件，优选使用紫色发光二极管元件，另外，优选使用放出在380nm以上且430nm以下具有发光峰值的光的半导体发光元件。在使用紫色发光二极管元件、或者放出在380nm以上且430nm以下具有发光峰值的光的半导体发光元件的情况下，半导体发光装置优选包含蓝色荧光体、绿色荧光体和红色荧光体。

[0032] 另外，由该半导体发光装置的半导体发光元件发出的光的峰强度的值优选为小于荧光体发出的光的最大峰强度的60%的值，且最大峰优选位于600nm以上且660nm以下。

[0033] 根据这样构成的半导体发光装置，能够发出相关色温为1600K以上、优选为1700K以上且小于2400K、优选小于2000K、并且Ra高的光。

[0034] 优选如下构成：发出由半导体发光元件发出的光的峰强度的值为荧光体发出的光的最大峰强度的5%以上的值那样的光谱的光。根据这样的构成，能够以高水平兼顾Ra的值和发光效率的值。

[0035] 蓝色荧光体可以以发光峰值波长的半峰宽为30nm以上的方式构成，蓝色荧光体可以为(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl:Eu或BaMgAl10O17：Eu。

[0036] 在CIE(1931)XYZ色度系统的XY色度图中，该半导体发光装置发出的光的色度坐标可以以与黑体辐射轨迹曲线的偏差duv的值为-0.02以上且0.02以下的方式构成。

[0037] 绿色荧光体可以为β赛隆(sialon)、(Ba,Sr)3Si6O12N2：Eu或(Sr,Ba)2SiO4：Eu，红色荧光体可以包含(CaAlSiN3)1-x(Si2N2O)x：Eu(x为0

[0038] 红色荧光体可以包含K2SiF6：Mn，可以包含A2+xMyMnzFn(A为Na和K之中的一者或两者。M为Si和Al。并且，-1≦x≦1、且0.9≦y+z≦1.1、且0.001≦z≦0.4、且5≦n≦7成立)。

[0039] 荧光体可以如下构成：使由半导体发光元件发出的光以预定的透过率透过，并放出到该半导体发光装置的外部。

[0040] 具备保持荧光体的保持部件，保持部件在该保持部件的按颜色设定的预定区域分别保持各色的荧光体，从而形成按颜色来保持荧光体的区域被并排设置的荧光体层，荧光体层可以以与半导体发光元件之间的距离为0.1mm以上且500mm以下的方式被支持。根据这样的构成，能够防止各色的荧光体混合时产生的级联激发。

[0041] 本发明的半导体发光系统的特征在于，具备具有上述特征中的任意一种的半导体发光装置作为第1半导体发光装置，具备发出与第1半导体发光装置发出的光的相关色温不同的光的半导体发光装置作为第2半导体发光装置。

[0042] 根据这样的构成，能够在第1半导体发光装置发出的光的相关色温与第2半导体发光装置发出的光的相关色温之间调整半导体发光系统发出的光的相关色温。

[0043] 第1半导体发光装置的一般显色指数Ra的值可以为86以上，且第2半导体发光装置的一般显色指数Ra的值可以为86以上。根据这样的构成，能够减小在半导体发光系统中色温被调整时的一般显色指数Ra的变动。

[0044] 本发明的照明设备的特征在于，其具备具有上述特征中的任意一种的半导体发光装置。

[0045] 发明效果

[0046] 根据本发明的半导体发光装置，能够发出相关色温为1600K以上且小于2400K、优选小于2000K并且Ra值大的光，即发出显色性优异的光，能够发出不带蓝色、或者作为蜡烛色不令人感觉不自然的光。另外，不进行绿色荧光体或红色荧光体等各荧光体的混合比的复杂调整及不进行仅为了提高Ra而选择各荧光体，通过调整由半导体发光元件发出的光的峰强度的值与荧光体发出的光的最大峰强度的比例，能够提高Ra的值。

附图说明

[0047] 图1是示出本发明的半导体发光装置的构成例的示意性说明图。

[0048] 图2是示出LED芯片、绿色荧光体、红色荧光体和蓝色荧光体的发光光谱的曲线图。

[0049] 图3是示出使用了激发光比例分别不同的试样的半导体发光装置的发光光谱的模拟结果的曲线图。

[0050] 图4是示出与激发光比例的变化对应的Ra的模拟结果的表。

[0051] 图5是示出与激发光比例的变化对应的Ra的模拟结果的曲线图。

[0052] 图6是示出激发光比例相互不同的各实验试样中的各色的荧光体和密封材料的比例的表。

[0053] 图7是示出使用了图6所示的激发光比例相互不同的各实验试样的半导体发光装置的发光光谱的曲线图。

[0054] 图8是示出使用图6所示的各实验试样、与激发光比例的变化对应的光学特性的变化的表。

[0055] 图9是示出其他实验试样中的各色的荧光体和密封材料的比例的表。

[0056] 图10是示出图9所示的其他实验试样的光学特性的表。

[0057] 图11是示出形成有荧光体层的半导体发光装置的构成的示意图。

[0058] 图12是示出包含发出相关色温相互不同的光的半导体发光装置的半导体发光系统的示例的示意性说明图。

[0059] 图13是示出包含发出相关色温相互不同的光的半导体发光装置的半导体发光系统的其他示例的说明图。

[0060] 图14是示出包含上述实施方式的半导体发光装置的照明设备的构成例的示意性截面图。

具体实施方式

[0061] 以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，本发明不限定于以下说明的内容，可以在不脱离其要点的范围内进行任意变更来实施。另外，本实施方式的说明中所用的附图均示意性地示出本发明的半导体发光装置1等的特性，为了深化理解，有时根据需要进行部分的强调、放大、缩小或省略等。此外，所使用的各种数值均示出了一例，可以根据需要进行各种变更。

[0062] 图1是示出本发明的实施方式的半导体发光装置1的构成例的示意性说明图。如图1所示，本发明的实施方式的半导体发光装置1包含作为半导体发光元件的LED芯片10和对该LED芯片10发出的光的波长进行转换的荧光体20。并且，发出相关色温为1600K以上且小于2400K、优选小于2000K的合成光。

[0063] 作为LED芯片10，使用蓝色发光二极管元件或紫色发光二极管元件。作为LED芯片10，在使用蓝色发光二极管元件的情况下和使用紫色发光二极管元件的情况下，所使用的荧光体20是不同的。需要说明的是，作为LED芯片10，优选使用紫色发光二极管元件。

[0064] (LED芯片10与荧光体20的组合)

[0065] LED芯片10为蓝色发光二极管元件的情况下，荧光体20至少包含绿色荧光体和红色荧光体。并且，通常，包含由作为蓝色发光二极管元件的该LED芯片10发出的蓝色光的一部分、利用绿色荧光体对蓝色光的另一部分进行了波长转换的绿色光、和利用红色荧光体对蓝色光的再一部分进行了波长转换的红色光作为成分，发出相关色温为1600K以上且小于2400K、优选小于2000K的合成光。一般而言，蓝色发光二极管元件的发光峰值波长为440nm～470nm。需要说明的是，荧光体20还可以包含对由蓝色发光二极管元件发出的蓝色光的一部分进行波长转换而发出黄色光的黄色荧光体。

[0066] LED芯片10为紫色发光二极管元件的情况下，荧光体20包含绿色荧光体、红色荧光体和蓝色荧光体。并且，通常，包含由作为紫色发光二极管元件的该LED芯片10发出的紫外光或紫色光、利用蓝色荧光体对由作为紫色发光二极管元件的该LED芯片10发出的紫外光或紫色光的一部分进行了波长转换的蓝色光、利用绿色荧光体对紫外光或紫色光的另一部分进行了波长转换的绿色光、和利用红色荧光体对紫外光或紫色光的再一部分进行了波长转换的红色光作为成分，发出相关色温为1600K以上且小于2400K、优选小于2000K的合成光。

[0067] 本实施方式中，在相关色温为1600K以上且小于2400K、优选小于2000K的合成光的发光光谱中，以由LED芯片10发出的光(也称为激发光)的峰强度与被该激发光所激发的荧光体20发出的光(也称为荧光)的最大峰强度之比值在预定范围的方式构成LED芯片10和荧光体20，从而提高Ra。需要说明的是，激发光的峰强度相对于荧光的最大峰强度的比例的百分数也称为激发光比例。

[0068] 本实施方式中，对通过调整激发光比例来提高由半导体发光装置1发出的合成光的Ra的理由进行说明。若降低由白色光源发出的合成光的相关色温，则该白色光源发出的光带红色，发光光谱中短波长区域(例如，波长为450nm以下的区域)的光谱的比例降低。对于该情况，在作为基准光的黑体辐射的光谱的可见光区域，将相关色温为2700K的光的光谱中的450nm以下的光谱的比例和相关色温为1900K的光的发光光谱中的450nm以下的光谱的比例进行比较来说明。需要说明的是，相关色温为2700K的光例如是指由照明所使用的白炽灯泡发出的光(下文中也称为电灯泡色的光)。另外，相关色温为1900K的光例如是指由蜡烛的火焰发出的光(下文中也称为蜡烛色的光)。

[0069] [数学式1] ···式(1)

[0070] 上述式(1)中，

[0071] λ：波长[m]

[0072] T：色温[K]

[0073] k：玻耳兹曼常数[J·K-1]

[0074] h：普朗克常数[J·s]

[0075] c：光速[m/s]。

[0076] 若使用上述式(1)计算出在可见光区域中的光谱的积分值中450nm以下的波长的光谱的积分值所占的比例，则相关色温为2700K的光的450nm以下的波长的光谱的积分值的比例为2.5%，相关色温为1900K的光的450nm以下的波长的光谱的积分值的比例为0.4%。即，相关色温为1900K的光的450nm以下的波长的光谱的积分值的比例是相关色温为2700K的光的450nm以下的波长的光谱的积分值的比例的6分之1以下，与电灯泡色的光相比，蜡烛色的光中450nm以下这种短波长的光的光谱的比例低。

[0077] 因此，在使用蓝色发光二极管元件或紫色发光二极管元件作为激发源来制作白色灯的情况下，若使电灯泡色的合成光与蜡烛色的合成光的激发强度(由激发源发出的光的强度)相同，则在450nm以下的波长的光谱之中，关于激发光的光谱的比例，在蜡烛色的合成光中的比例高于在电灯泡色的合成光中的比例。换言之，蜡烛色的合成光中激发光对相关色温所产生的影响大于电灯泡色的合成光中激发光对相关色温所产生的影响。由此，在蜡烛色的合成光中激发光的调整很重要。

[0078] 例如，在为了发出蜡烛色的合成光而使用紫色发光二极管元件、红色荧光体、绿色荧光体和蓝色荧光体作为光源的情况下，为了使所发出的合成光的相关色温为蜡烛色的合成光的相关色温，相比于电灯泡色的情况，需要减少发出短波长的光的蓝色荧光体的混配量。但是，若这样做的话，与作为显色性的基准的黑体辐射光谱相比，光源的白色光谱中的荧光所产生的蓝色区域的光谱强度变弱。并且，在蓝色区域中，与荧光的光谱强度变弱无关，由紫色发光二极管元件发出的带宽较窄的激发光的光谱残存，因此显色性降低。即，Ra降低，无法发出高显色性的光。

[0079] 因此，在发出相关色温为1600K以上且小于2400K、优选小于2000K的蜡烛色的合成光的情况下，如果是发出相关色温为6500K左右的日光色的合成光时及发出2700K左右的电灯泡色的合成光时能够采用的方法、即调整红色荧光体、绿色荧光体和蓝色荧光体的混合比和选择各荧光体这样的方法，则难以提高Ra。由此，本实施方式中，调整激发光比例来提高Ra。

[0080] 此处，以下对上述的各荧光体的具体例进行说明。需要说明的是，这些荧光体例示了本实施方式中优选的荧光体，但能够适用的荧光体不限定于下述荧光体，只要不脱离本发明的要点则可以适用各种种类的荧光体。

[0081] (绿色荧光体)

[0082] 绿色荧光体的发光峰值波长通常为500nm以上、优选为510nm以上、更优选为515nm以上，通常小于550nm、优选为542nm以下的波长范围是适宜的。其中，作为绿色荧光体，优选例如(Y，Lu)3(Al,Ga)5O12：Ce、CaSc2O4：Ce、Ca3(Sc,Mg)2Si3O12：Ce、(Sr,Ba)2SiO4：
Eu(BSS)、(Si,Al)6(O,N)8：Eu(β-赛隆 (sialon))、(Ba,Sr)3Si6O12N2：Eu(BSON)、SrGa2S4：
Eu、BaMgAl10O17：Eu,Mn。绿色荧光体的发光峰值波长的半峰宽优选为50nm以上、更优选为
65nm以上。通过将发光峰值宽的物质用于绿色荧光体，即使在使用半峰宽较窄的物质作为蓝色荧光体的情况下，也具有显色性变好的倾向。

[0083] (红色荧光体)

[0084] 红色荧光体的发光峰值波长通常在570nm以上、优选在580nm以上、更优选在585nm以上，通常在780nm以下、优选在700nm以下、更优选在680nm以下的波长范围是适宜的。其中，作为红色荧光体，例如，优选CaAlSiN3：Eu、CaAlSi(N,O)3：Eu(下文中有时称为“CASON”荧光体。有时记为(CaAlSiN3)1-x(Si2N2O)x：Eu(x为0Eu、(Sr,Ba)3SiO5：Eu、(Ca,Sr)S：Eu、SrAlSi4N7：Eu、(La,Y)2O2S：Eu、Eu(二苯甲酰基甲烷)3·1,10-菲咯啉络合物等β-二酮系Eu络合物、羧酸系Eu络合物、K2SiF6：Mn、Mn活化锗酸盐，更优选(Ca,Sr,Ba)2Si5(N,O)8：Eu、(Sr，Ca)AlSi(N,O)3：Eu、SrAlSi4N7：Eu、(La,Y)2O2S：Eu、K2SiF6：Mn(其中，Si的一部分可以被Al或Na取代)、Mn活化锗酸盐。

[0085] (蓝色荧光体)

[0086] 蓝色荧光体的发光峰值波长通常在420nm以上、优选在430nm以上、更优选在440nm以上，通常小于500nm、优选在490nm以下、更优选在480nm以下、进一步优选在
470nm以下、特别优选在460nm以下的波长范围是适宜的。其中，作为蓝色荧光体，例如，优选 (Ca,Sr,Ba)MgAl10O17：Eu、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(Cl,F)2：Eu、(Ba,Ca,Mg,Sr)2SiO4：
Eu、(Ba,Ca,Sr)3MgSi2O8：Eu，更优选(Ba,Sr)MgAl10O17：Eu、(Ca,Sr,Ba)10(PO4)6(Cl,F)2：Eu、Ba3MgSi2O8：Eu，进一步优选Sr10(PO4)6Cl2：Eu、BaMgAl10O17：Eu，特别优选(Sr1-xBax)5(PO4)3Cl：
Eu(x>0)。蓝色荧光体的发光峰值波长的半峰宽优选为30nm以上、更优选为40nm以上、进一步优选为50nm以上、特别优选为60nm以上。

[0087] (黄色荧光体)

[0088] 黄色荧光体的发光峰值波长通常在530nm以上、优选在540nm以上、更优选在550nm以上，通常在620nm以下、优选在600nm以下、更优选在580nm以下的波长范围是适宜的。其中，作为黄色荧光体，例如，优选Y3Al5O12：Ce、(Y，Gd)3Al5O12：Ce、(Sr,Ca,Ba,Mg)2SiO4：
Eu、(Ca,Sr)Si2N2O2：Eu、α-赛隆、La3Si6N11：Ce(其中，其一部分可以被Ca和/或O取代)。

[0089] 需要说明的是，荧光体20的形态可以为粉末状，也可以为在陶瓷组织中含有荧光体相的发光陶瓷。粉末状的荧光体优选在由高分子材料或玻璃构成的透明的固定基体中分散荧光体颗粒而被固定化，或者在适当的部件的表面利用电沉积或其他方法以层状堆积荧光体颗粒而被固定化。由LED芯片10发出的光(具体地说，激发光)被放出到半导体发光装置1的外部的情况下，荧光体20使该光以预定的透过率透过。因此，也将激发光比例称为激发光透过率。

[0090] 通过适宜组合以上例示的荧光体等，能够调整发光装置1发出的光的光谱中的最大峰的波长和强度。本发明的发光装置1发出的光的光谱中的最大峰的波长和强度只要满足本发明的特定的激发光比例则没有特别限定，通过使发光装置1发出的光的光谱中的最大峰的波长为600nm以上且660nm以下，容易实现所谓蜡烛色的合成光，优选最大峰值波长为610nm以上且660nm以下。

[0091] (LED芯片10)

[0092] LED芯片10优选使用发出360nm～490nm的光的半导体发光元件。需要说明的是，作为这样的半导体发光元件，例如有蓝色发光二极管元件和紫色发光二极管元件。半导体发光元件优选为由氮镓系、氧化锌系或碳化硅系的半导体形成的具有pn结型的发光部的发光二极管元件。

[0093] 优选以LED芯片10的发光峰值波长为380nm～420nm的方式构成。LED芯片10的发光峰值波长优选为380nm以上的理由为：由于荧光体20的激发波长(激发光的波长)与荧光体发光波长的差异大，斯托克斯位移所产生的能量损失变大，半导体发光装置1(更具体地说，荧光体20)的发光效率降低。需要说明的是，由LED芯片10发出的光中不含可见成分的光(380nm～780nm的波长的光)的情况下，由LED芯片10发出的光不会直接对由半导体发光装置1发出的光的相关色温或色度产生影响，因此即使变化激发光比例，Ra也不变化。

[0094] LED芯片10的发光峰值波长优选为420nm以下的理由为：由以长于420nm的波长作为发光峰值波长的LED芯片10(例如，蓝色发光二极管元件)发出的光中大量含有蓝色成分，为了调整激发光比例，必须大幅变更绿色荧光体和红色荧光体的配合比。使用发光峰值波长为420nm以下的LED芯片10(例如，紫色发光二极管元件)的情况下，不需大幅变更绿色荧光体、红色荧光体和蓝色荧光体的配合比，通过调整荧光体20的总量与用于将荧光体20密封在半导体发光装置1的内部的树脂的量的比例，能够调整激发光比例。

[0095] 另外，在使用蓝色发光二极管元件的情况下，通过该蓝色发光二极管元件放热等而发光峰值波长变动时，由于由蓝色发光二极管元件发出的光中大量含有蓝色成分，因而半导体发光装置发出的光的色度和色温有时变化。与此相对，在使用紫色发光二极管元件的情况下，即使该紫色发光二极管元件的发光峰值波长变动，也能够抑制半导体发光装置发出的光的色度和色温的变化。另外，由于半导体发光元件的制造批次不同等，该半导体发光元件的发光峰值波长有时不同，在使用紫色发光二极管元件的情况下，即使该紫色发光二极管元件的发光峰值波长变动，半导体发光装置发出的光的色度和色温的变化也少，因此能够改善制造半导体发光装置时的成品率。

[0096] 另外，在使用紫色发光二极管元件的情况下，与使用蓝色发光二极管元件的情况相比，改变流动到元件的电流量时的色度的变动小，因此适合用于后述的半导体发光系统。

[0097] 作为调整由半导体发光装置1发出的合成光中的激发光比例的方法，对以下方法进行了说明：根据LED芯片10，变更绿色荧光体、红色荧光体和蓝色荧光体的配合比的方法；和调整荧光体20的总量与用于将荧光体20密封在半导体发光装置1的内部的树脂的量的比例的方法，但也可以利用其他方法调整激发光比例。具体地说，例如，在半导体发光装置1中的半导体发光装置1本身发出的合成光被放出到外部的路径或激发光通过的路径，可以设置使激发光的波长以外的波长的光通过的滤波器(带通滤波器)、不使比激发光的波长短的波长的光通过的滤波器(UV截止滤光片)、不使激发光的波长的光通过或者以预定的比例减少而使其通过的滤波器(带阻滤波器)。

[0098] <实验试样>

[0099] 对本发明的发明人所进行的实验(包含模拟)的试样(本实施方式的半导体发光装置1)进行说明。本实验中，作为LED芯片10，使用发光峰值波长为405nm、半峰宽为30nm的紫色发光二极管元件。需要说明的是，发光峰值波长和半峰宽使用积分球测定。另外，作为绿色荧光体，使用β-赛隆；作为红色荧光体，使用CaAlSi(N,O)3：Eu(CASON)；作为蓝色荧光体，使用(Sr1-xBax)5(PO4)3Cl：Eu(x>0)。需要说明的是，该绿色荧光体的发光峰值波长为540nm、半峰宽为60nm，该红色荧光体的发光峰值波长为640nm、半峰宽为115nm，该蓝色荧光体的发光峰值波长为475nm、半峰宽为80nm。各荧光体的发光峰值波长和半峰宽是利用分光光度计测定的值。

[0100] 图2是示出LED芯片10、绿色荧光体、红色荧光体和蓝色荧光体的发光光谱的曲线图。图2中，LED芯片10的发光光谱用实线表示，绿色荧光体的发光光谱用单点划线表示，红色荧光体的发光光谱用虚线表示，蓝色荧光体的发光光谱用点线表示。如图2所示，LED芯片10的发光峰值波长为405nm，绿色荧光体的发光峰值波长为540nm，红色荧光体的发光峰值波长为640nm，蓝色荧光体的发光峰值波长为475nm。

[0101] 并且，以发出所期望的相关色温(具体地说，1900K)和所期望的duv(具体地说，在CIE(1931)XYZ色度系统的XY色度图中，色度坐标与黑体辐射轨迹曲线的偏差duv的值为-0.02以上且0.02以下，为0.0～-0.0083)的合成光、形成所期望的激发光比例(以10%的间隔为0～130%)的方式进行模拟，测定Ra。具体地说，以达到所期望的相关色温、所期望的偏差duv的值和所期望的激发光比例的方式，通过模拟得到调整了LED芯片10和各荧光体的发光光谱强度的半导体发光装置1的发光光谱，测定Ra。即，通过模拟得到激发光比例为0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、110%、120%或130%的半导体发光装置1的发光光谱，所述半导体发光装置1发出相关色温为1900K及duv为0.0～-0.0083的合成光，测定Ra。

[0102] 图3是示出使用了激发光比例分别不同的试样的半导体发光装置1的发光光谱的模拟结果的曲线图。图3中，关于激发光比例，使用了0%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用细虚线表示，使用了10%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用中虚线表示，使用了20%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用粗点线表示，使用了30%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用中点线表示，使用了40%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用细点线表示，使用了50%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用粗双点划线表示，使用了60%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用中双点划线表示，使用了70%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用细双点划线表示，使用了80%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用粗单点划线表示，使用了90%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用中单点划线表示，使用了100%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用细单点划线表示，使用了110%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用粗实线表示，使用了120%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用中实线表示，使用了130%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用细实线表示。

[0103] 如上所述，激发光的峰强度相对于荧光的峰强度的比例的百分数为激发光比例，如图3所示，与作为荧光的峰强度的640nm附近的波长的发光光谱的变化相比，405nm附近的波长的发光光谱的强度(即，激发光的峰强度)的值大幅变化，由此激发光比例的值大幅变化。即，本实施方式中，在半导体发光装置1发出的光中，通过改变作为发光峰值波长为405nm的紫色发光二极管元件的LED芯片10发出的光(激发光)的强度，使激发光比例发生变化。

[0104] 图4是示出与图3中示出发光光谱的试样的激发光比例的变化对应的Ra的模拟结果的表。图5是示出与图3中示出发光光谱的试样的激发光比例的变化相对应的Ra的模拟结果的曲线图。如图4和图5所示，若激发光比例减少则Ra变高。具体地说，激发光比例为60%以上时的Ra的值小于86，激发光比例为50%时的Ra的值为86，激发光比例为30%时的Ra的值为88，激发光比例为0%时的Ra的值为92。本发明的半导体发光装置1中，一般显色指数Ra的值优选为86以上、更优选为88以上、进一步优选为90以上、特别优选为92以上。

[0105] 需要说明的是，如图4所示，在激发光比例为0～50%的情况下，在使相关色温为1900K时，能够使duv为0.0000；但在激发光比例为60～130%的情况下，在该研究中使用的蓝色荧光体、绿色荧光体和红色荧光体的组合中，使相关色温为1900K时，无法使duv为
0.0000。因此，在激发光比例为60～130%的情况下，通过使用了duv的值为负且最接近0的半导体发光装置1的模拟而测定了Ra。

[0106] 本发明的发明人使用与在上述模拟中所用的各色的荧光体同样的荧光体和LED芯片10，制作了相关色温为1900K左右且激发光比例相互不同的2个以上的实验试样。并且，关于分别使用了所制作的2个以上的实验试样的半导体发光装置1，分别测定包含R9等特殊显色指数的显色指数和相关色温，并且分别计算出一般显色指数Ra和发光效率。

[0107] 图6是示出激发光比例相互不同的这些各个实验试样中的各色的荧光体和密封材料的比例的表。图7是示出同样使用了激发光比例相互不同的这些实验试样的半导体发光装置1的各发光光谱的曲线图。图7中，关于激发光比例，使用了70%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用点线表示，使用了48%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用虚线表示，使用了27%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用单点划线表示，使用了14%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用长虚线表示，使用了10%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用长单点划线表示，使用了6%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用长双点划线表示，使用了3%的试样的半导体发光装置1的发光光谱用短虚线表示。

[0108] 图8是示出与使用图6所示的各实验试样时的半导体发光装置1中的激发光比例的变化对应的光学特性的变化的表。如图8所示，若激发光比例减少则Ra的值变大。激发光比例为70%的情况下，Ra的值为80；激发光比例为48%的情况下，Ra的值为83。但是，激发光比例为27%的情况下，Ra的值为86；激发光比例为14%的情况下，Ra的值为90；激发光比例为10%的情况下，Ra的值为92。进一步减小激发光比例，在激发光比例为6%、3%的情况下，Ra为93。

[0109] 另外，作为关于红色的特殊显色指数的R9和作为关于蓝色的特殊显色指数的R12也具有在激发光比例减少时值变大的倾向，R9和R12均作为蜡烛色的光(本实验例中相关色温小于2400K的光)为高值。

[0110] 与此相对，如图8所示，关于发光效率ηL，激发光比例为48%左右的情况为峰值，无论激发光比例增加或减少，发光效率ηL值均具有变小的倾向。具体地说，激发光比例为48%时的发光效率ηL为40.4，与此相对，激发光比例增加为70%时的发光效率ηL为37.0。
即，激发光比例从48%增加时，发光效率ηL减少。另外，随着激发光比例从48%减少，发光效率ηL也减少，激发光比例为3%时的发光效率ηL为37.0。即，激发光比例从48%减少时，发光效率ηL减少。

[0111] 本发明的发明人使用与用于上述模拟的红色荧光体不同的荧光体，制作了发出相关色温为1900K左右的光的其他实验试样，测定包含R9等特殊显色指数的显色指数和相关色温，并且分别计算出一般显色指数Ra和发光效率。具体地说，代替CASON(CaAlSi(N,O)3：Eu)，而将SCASN((Sr,Ca)AlSi(N,O)3：Eu)用于红色荧光体。图9是示出这样的其他实验试样中的各色的荧光体和密封材料的比例的表。如图9所示，其他实验试样中使用的蓝色荧光体和绿色荧光体是与上述模拟和上述实验试样中的蓝色的荧光体和绿色的荧光体分别相同的荧光体。另外，上述其他实验试样中使用的LED芯片的峰值波长是与上述模拟和上述实验试样中使用的LED芯片10的峰值波长即410nm为相同程度的409nm。

[0112] 图10是示出图9所示的其他实验试样的光学特性的表。如图10所示，红色荧光体使用了SCASN的其他实验试样的激发光比例为19%、发光效率ηL为40.5%、Ra为82。如图10所示，红色荧光体使用了SCASN的其他实验试样在激发光比例为19%的情况下，发光效率ηL的值高，为40.5%。

[0113] 如图8和图10所示，在红色荧光体使用了CASON和使用了SCASN的两种情况下，若激发光比例在5%以上且小于60%的范围内，则Ra的值均为超过80的值且发光效率ηL的值均为超过33%的值。即，若激发光比例在5%以上且小于60%的范围内，则能够以高水平兼顾Ra的值和发光效率ηL的值。

[0114] 若仅考虑Ra的值，则激发光比例优选为55%以下、更优选为50%以下、特别优选为45%以下、进一步优选为35%以下、更进一步优选为25%以下、最优选为15%以下。另外，激发光比例的下限值通常为0%。

[0115] 表1是关于使用了激发光比例相互不同的实验试样的半导体发光装置1发出的光，示出了13名被测者的官能试验的结果的表。表1中，◎的栏表示回答“基本上感觉像蜡烛那样。感觉接近蜡烛的火焰”的人数。○的栏表示回答“不太感觉到不自然”的人数。×的栏表示回答“感觉发蓝，感觉不自然”的人数。

[0116] 表1

[0117]激发光比例 ◎ ○ ×
10% 13人 0人 0人
42% 6人 7人 0人
70% 0人 7人 6人

[0118] 如表1所示，激发光比例低时，回答“◎”的人数增加，回答“×”的人数减少。因此，各半导体发光装置1发出的光的色度点的坐标值和相关色温不会大幅变化，但是，本官能试验中，全部被测者均判断由激发光比例更低的实验试样发出的光更接近由蜡烛发出的光。

[0119] 但是，若考虑在激发光比例减少为48%以下时发光效率ηL的值也减少，则激发光比例优选小于60%且为5%以上，更优选为10%以上、进一步优选为20%以上。

[0120] 另外，优选波长为440nm以上且480nm以下的光谱的最大值小于LED芯片10发出的光的最大峰强度。如图6所示，本实施方式中，使用最大峰强度的光的波长为410nm的LED芯片10。如图7所示，在本实施方式的实验试样之中，激发光比例为5%以上且小于60%的范围内的实验试样所发出的光中的波长为440nm以上且480nm以下的光谱的最大值小于波长410nm附近的光谱、即小于LED 芯片10发出的光的最大峰强度。通过这样构成，即使是小于2400K的比较低的相关色温的光，也能够兼顾大的Ra的值和高发光效率。

[0121] 根据本实施方式，通过降低激发光比例(优选小于60%)，能够发出相关色温为1600K以上且小于2400K、优选小于2000K且Ra的值大的光。另外，不进行绿色荧光体或红色荧光体等各荧光体的混合比的复杂的调整及仅为了提高Ra的各荧光体的选择，通过调整由LED芯片10发出的光的峰强度的值与荧光体20发出的光的最大峰强度的比例，能够提高Ra的值。

[0122] 需要说明的是，在使用发光峰值波长为420nm以下的LED芯片10的情况下，不大幅变更绿色荧光体、红色荧光体和蓝色荧光体的配合比，通过调整荧光体20的总量与作为用于将荧光体20密封在半导体发光装置1的内部的密封材料的有机硅树脂的量的比例(即，有机硅树脂组合物中的荧光体20的比例)，能够调整激发光比例。

[0123] 需要说明的是，上述的模拟和各实验试样通过混合绿色荧光体、红色荧光体、蓝色荧光体和密封材料而形成了荧光体20。但是，在接收LED芯片10发出的光的位置可以形成同时设置了绿色荧光体、红色荧光体和蓝色荧光体的荧光体层20L。通过这样的构成，能够防止由混合各色的荧光体而产生的级联激发。

[0124] 图11是示出形成有荧光体层20L的半导体发光装置11的构成的示意图。图11的(a)是示出形成有荧光体层20L的半导体发光装置11的构成的示意性截面图。图11的(b)是示出形成有荧光体层20L的半导体发光装置11的构成的示意性立体图。如图11的(a)、(b)所示，荧光体层20L分别包含2个以上的绿色荧光体部20g、红色荧光体部20r和蓝色荧光体部20b。各荧光体部形成于保持部件20h上，该保持部件20h成型为膜状或板状，以使得其具有与放置于基板20k上的LED芯片10的上表面10a相对的第1面21。即，荧光体层20L包含在第2面22形成有各荧光体部的保持部件20h。

[0125] 保持部件20h使用例如透明树脂材料或玻璃材料等。需要说明的是，作为透明树脂材料，使用例如热塑性树脂、热固性树脂、光固化性树脂等，优选使用对于由LED芯片10发出的光具有充分的透明性和耐久性的材料。

[0126] 这样的材料包括：聚(甲基)丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸树脂、聚苯乙烯或苯乙烯-丙烯腈共聚物等苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、苯氧基树脂、丁缩醛树脂、聚乙烯醇、乙基纤维素、乙酸纤维素或乙酸丁酸纤维素等纤维素系树脂、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂等。另外，无机系材料包括：例如，金属醇盐、陶瓷前体聚合物、或者通过溶胶-凝胶法使含有金属醇盐的溶液水解聚合而成的溶液、或将它们的组合进行固化得到的无机系材料，例如为具有硅氧烷键的无机系材料或玻璃。

[0127] 并且，在荧光体层20L中，在保持部件20h上形成有设置于相邻的各色的荧光体部20r、20g、20b的边界的间隔部20s。即，2个以上的红色荧光体部2r、2个以上的绿色荧光体部2g和2个以上的蓝色荧光体部2b隔着间隔部20s而被并排设置。

[0128] 本实施方式中，在保持部件20h中的朝向厚度方向的一个面(例如，与LED芯片10的上表面10a相对的第1面21的相反侧的第2面22)，通过用丝网印刷等在被间隔部20s所隔开的各区域涂布与预定的填充剂进行了混合的各色的荧光体部20r、20g、20b，从而隔着间隔部20s而并排设置了2个以上的红色荧光体部20r、2个以上的绿色荧光体部20g和2个以上的蓝色荧光体部20b。即，2个以上的红色荧光体部20r、2个以上的绿色荧光体部
20g和2个以上的蓝色荧光体部20b排列于朝向膜状或板状的荧光体层20L的厚度方向的面。需要说明的是，也可以在保持部件20h中的第1面21，用丝网印刷等在被间隔部所隔开的各区域涂布了与预定的填充剂进行了混合的各色的荧光体部20r、20g、20b。另外，也可以保持部件20h被构成间隔部20s的间隔部件隔开为2个以上的区域，在被该间隔部件所隔开的各区域形成有红色荧光体与填充剂混合的红色荧光体部2r、绿色荧光体与填充剂混合的绿色荧光体部2g和蓝色荧光体与填充剂混合的蓝色荧光体部2b。

[0129] 并且，本实施方式的荧光体层20L中，保持部件20h的第2面22中的各荧光体部的面积根据激发光比例而确定。具体地说，例如，利用相当于与图8所示的各激发光比例对应的各荧光体的混配比例的面积比，确定各荧光体部的面积。需要说明的是，可以通过使荧光体部的各色的区域的尺寸不同而使各荧光体部的面积比不同，也可以通过使荧光体部的各色的区域的数量不同而使各荧光体部的面积比不同。另外，还可以根据激发光比例而使各荧光体和填充剂的混合比例相互不同。

[0130] 另外，在荧光体层20L的第1面21与LED芯片10的上表面10a之间，例如以0.1mm以上且500mm以下的厚度填充有密封材料20j。并且，荧光体层20L以与LED芯片10的上表面10a之间的距离为0.1mm以上且500mm以下的方式被保持部件20h所支持。

[0131] 需要说明的是，间隔部可以使用选自例如氧化铝系陶瓷、陶瓷、树脂、玻璃环氧树脂、在树脂中含有填料的复合树脂等中的材料。需要说明的是，为了使光反射回到各色的荧光体部内，也可以使用包含氧化铝粉末、二氧化硅粉末、氧化镁、二氧化钛等白色颜料的有机硅树脂。

[0132] 以上，对于混合绿色荧光体、红色荧光体、蓝色荧光体和密封材料而形成荧光体20的情况(混合各色的荧光体的情况)及形成包含各色的荧光体部20r、20g、20b的荧光体层20L的情况(分开涂布各色的荧光体的情况)进行说明，但在混合各色的荧光体的情况下，优选使用(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl：Eu作为蓝色荧光体。另外，在分开涂布各色的荧光体的情况下，优选使用(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl：Eu或BaMgAl10O17：Eu作为蓝色荧光体。

[0133] 此处，对在混合各色的荧光体的情况下也优选使用(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl：Eu的理由进行说明。首先，在混合各色的荧光体的情况下，发生蓝色荧光体发出的蓝色的荧光被绿色荧光体和红色荧光体所吸收的级联激发。另外，关于(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl：Eu，以410nm左右的波长的光作为激发光的荧光的发光效率比BaMgAl10O17：Eu中的发光效率高。这样一来，即使(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl：Eu与其他颜色的荧光体混合，(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl：Eu发出的蓝色的荧光通过级联激发而被其他颜色的荧光体所吸收，也可以从半导体发光装置1发出所需要的强度的蓝色的荧光。因此，即使在发生级联激发的各色的荧光体混合了的情况下，也优选使用(Sr,Ba,Ca)5(PO4)3Cl：Eu。

[0134] <参考例>

[0135] 以下示出将激发光比例调整为预定的值、相关色温为2700K、duv为0.00且所发出的光的激发光比例分别不同的白色半导体发光装置的试制结果。作为LED芯片10，使用发光峰值波长为约405nm、半峰宽为约30nm、350μm见方的InGaN系紫色发光二极管元件。需要说明的是，发光峰值波长和半峰宽使用积分球测定。作为绿色荧光体，使用β-赛隆；作为红色荧光体，使用CaAlSi(N,O)3：Eu；作为蓝色荧光体，使用(Sr1-xBax)5(PO4)3Cl：Eu(x>0)。

[0136] 需要说明的是，该绿色荧光体的发光峰值波长为542nm、半峰宽为56nm，该红色荧光体的发光峰值波长为640nm、半峰宽为115nm，该蓝色荧光体的发光峰值波长为475nm、半峰宽为80nm。各荧光体的发光峰值波长和半峰宽是用分光光度计测定的值。

[0137] 各白色半导体发光装置中，6个该紫色发光二极管元件被安装至5050SMD型氧化铝陶瓷包装中，用添加有粉末状的荧光体的有机硅树脂组合物密封，从而制作。表2示出了对在各白色半导体发光装置中使用的发光二极管元件进行密封的有机硅树脂组合物中的各荧光体的含量(重量%浓度)。例如，参考例1的白色半导体发光装置分别以1.5wt%、3.7wt%和7.9wt%的浓度包含蓝色荧光体、绿色荧光体和红色荧光体，具有紫色发光二极管元件被有机硅树脂组合物密封的结构，所述有机硅树脂组合物以13.0wt%的浓度包含由蓝色荧光体、绿色荧光体和红色荧光体构成的荧光体混合物。另外，参考例2的白色半导体发光装置分别以5.7wt%、3.8wt%和9.9wt%的浓度包含蓝色荧光体、绿色荧光体和红色荧光体，具有紫色发光二极管元件被有机硅树脂组合物密封的结构，所述有机硅树脂组合物以
19.4wt%的浓度包含由蓝色荧光体、绿色荧光体和红色荧光体构成的荧光体混合物。参考例
3的白色半导体发光装置分别以16.0wt%、3.5wt%和10.5wt%的浓度包含蓝色荧光体、绿色荧光体和红色荧光体，具有紫色发光二极管元件被有机硅树脂组合物密封的结构，所述有机硅树脂组合物以30.0wt%的浓度包含由蓝色荧光体、绿色荧光体和红色荧光体构成的荧光体混合物。

[0138] 表2

[0139]参考例1 参考例2 参考例3
激发光比例(%) 175 79 23
蓝色荧光体含量(wt%) 1.5 5.7 16.0
绿色荧光体含量(wt%) 3.7 3.8 3.5
红色荧光体含量(wt%) 7.9 9.9 10.5
荧光体含量(wt%) 13.0 19.4 30.0

[0140] 如表2所示，由参考例1的白色半导体发光装置发出的光的激发光比例为175%，由参考例2的白色半导体发光装置发出的光的激发光比例为79%，由参考例3的白色半导体发光装置发出的光的激发光比例为23%。由表2可知，例如，通过调整有机硅树脂组合物中的荧光体混合物的含量，能够调整激发光比例。

[0141] 作为用于密封半导体发光装置的发光二极管元件的密封材料而使用的有机硅树脂使用例如透明树脂材料或玻璃材料等。需要说明的是，作为透明树脂材料，使用例如热塑性树脂、热固性树脂、光固化性树脂等，优选使用对于由发光二极管元件发出的近紫外光具有充分的透明性和耐久性的材料。这样的材料包括：聚(甲基)丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸树脂、聚苯乙烯或苯乙烯-丙烯腈共聚物等苯乙烯树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、苯氧基树脂、丁缩醛树脂、聚乙烯醇、乙基纤维素、乙酸纤维素或乙酸丁酸纤维素等纤维素系树脂、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂等。另外，无机系材料包括：例如，金属醇盐、陶瓷前体聚合物、或者通过溶胶-凝胶法使含有金属醇盐的溶液水解聚合而成的溶液、或将它们的组合进行固化而得到的无机系材料，例如为具有硅氧烷键的无机系材料或玻璃。

[0142] 另外，密封材料可以含有光散射剂。密封材料所含有的光散射剂优选为无机颗粒，例如为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝。密封材料含有光散射剂的情况下，若调整密封材料所含有的光散射剂的量，则不用大幅变化密封材料所含有的荧光体的总量或各荧光体的配合比，即可调整激发光比例。

[0143] 上述实施方式中，得到了相关色温为1600K以上且小于2400K、优选小于2000K的特定色温的合成光，但也可以构成包含发出相关色温相互不同的光的半导体发光装置的半导体发光系统。图12是示出包含发出相关色温相互不同的光的半导体发光装置的半导体发光系统的示例的示意性说明图。在图12所示的示例中，并排设置了发出相关色温相互不同的光的半导体发光装置1a和半导体发光装置1b。半导体发光装置1a包含LED芯片10a和荧光体20a。半导体发光装置1b包含LED芯片10b和荧光体20b。

[0144] 图12所示的半导体发光装置1a的构成与上述实施方式的半导体发光装置1中的构成相同，例如，发出相关色温为1900K(即，蜡烛色)的光，半导体发光装置1b例如发出相关色温为1900K以外的相关色温(即，蜡烛色以外的颜色)的光，即2000K以上、优选为2400K以上且6700K以下的任意的相关色温的光。需要说明的是，半导体发光装置1a发出的光的相关色温与半导体发光装置1b发出的光的相关色温之差即相关色温差优选为2000K以上、更优选为3000K以上、特别优选为3500K以上。具体地说，例如，半导体发光装置1a发出的光的相关色温为1900K，半导体发光装置1b发出的光的相关色温为2700K、5000K或
6700K的任意一种。根据这样的构成，例如，通过控制流入各个半导体发光装置中的LED芯片的电流量，调整半导体发光装置1a发出的光的强度和半导体发光装置1b发出的光的强度，可以实现能够在半导体发光装置1a发出的光的相关色温(例如，1900K)与半导体发光装置1b发出的光的相关色温(例如，2700K、5000K或6700K中的任意一种)之间调整由各个光的合成得到的合成光的相关色温的半导体发光系统。

[0145] 图13示出具有图12所示的半导体发光装置1a和半导体发光装置1b的半导体发光系统的另一个示例。在图13所示的示例中，半导体发光系统101在由电绝缘性优异且具有良好的散热性的氧化铝系陶瓷构成的配线基板102的芯片安装面102a具备以两列每列4个安装的LED芯片103。此外，在配线基板102的芯片安装面102a设置有环状且为截锥体形状的反射器(壁部件)104，以包围这些LED芯片103。

[0146] 需要说明的是，如上所述，半导体发光装置1a优选一般显色指数Ra的值为86以上、更优选为88以上、进一步优选为90以上、特别优选为92以上。此外，半导体发光装置1b也优选一般显色指数Ra的值为86以上、更优选为88以上、进一步优选为90以上、特别优选为92以上。特别是，通过使半导体发光装置1a的一般显色指数Ra的值为上述优选值的任意一种，且使半导体发光装置1b的一般显色指数Ra的值为上述优选值的任意一种，能够减小调整色温时的一般显色指数Ra的变动。

[0147] 反射器104的内侧被间隔部件105分割成第1区域106和第2区域107，各区域中分别以与填充剂混合的状态填充有荧光体。具体地说，第1区域106中，与上述实施方式中的半导体发光装置1和上述半导体发光装置1a同样地，例如，填充有用于发出相关色温为1900K的光的荧光体，第2区域107中，与上述半导体发光装置1b同样地，例如，填充有用于发出相关色温为2700K、5000K或6700K中的任意一种的光的荧光体。因此，第1区域106中，利用LED芯片103和填充于第1区域106的荧光体而构成半导体发光装置1a，第2区域107中，利用LED芯片103和填充于第2区域107的荧光体而构成半导体发光装置1b。
需要说明的是，反射器104和间隔部件105能够由树脂、金属、陶瓷等形成，使用粘接剂等固定于配线基板102。另外，反射器104和间隔部件105使用具有导电性的材料时，需要用于使其对配线图案具有电绝缘性的处理。

[0148] 需要说明的是，图13所示的LED芯片103的数量为一例，可以根据需要进行增减，可以使第1区域106和第2区域107中分别为1个，或者也可以使各个区域中数量不同。另外，关于配线基板102的材质，也不限定于氧化铝系陶瓷，能够适用各种材质，可以使用选自例如陶瓷、树脂、玻璃环氧树脂、在树脂中含有填料的复合树脂等中的材料。此外，从改善配线基板102的芯片安装面102a中的光的反射性、提高半导体发光系统的发光效率的方面来看，优选使用包含氧化铝粉末、二氧化硅粉末、氧化镁、二氧化钛等白色颜料的有机硅树脂。另一方面，还能够使用铜制基板或铝制基板等金属制基板来提高散热性。但是，该情况下，需要使其间存在电绝缘来在配线基板上形成配线图案。

[0149] 另外，上述的反射器104和间隔部件105的形状也示出了一例，可以根据需要进行各种变更。例如，代替预先成型的反射器104和间隔部件105，可以使用分配器等，在配线基板102的芯片安装面102a形成相当于反射器104的环状壁部(壁部件)，其后形成相当于间隔部件105的间隔壁(间隔部件)。这种情况下，用于环状壁部和间隔壁部的材料包括例如糊料状的热固性树脂材料或UV固化性树脂材料等，优选含有无机填料的有机硅树脂。

[0150] 根据图13所示的构成，控制流入半导体发光装置1a和半导体发光装置1b的电流量，能够在设置于第1区域106的半导体发光装置1a发出的光的相关色温(例如，1900K)与设置于第2区域107的半导体发光装置1b发出的光的相关色温(例如，2700K、5000K或6700K中的任意一种)之间调整由半导体发光系统发出的合成光的相关色温。

[0151] 需要说明的是，在图13所示的构成中，代替向第1区域106和第2区域107填充荧光体，可以在透明的板材上涂布荧光体，并配置于LED芯片103的上方。

[0152] 图14是示出包含上述实施方式的半导体发光装置1的照明设备200的构成例的示意性截面图。图14所示的例子的照明设备200在基体部件201的上表面设置有半导体发光装置1。并且，在由半导体发光装置1发出的光所通过的位置设置有外罩部件202。在图14所示的例中，外罩部件202为模仿蜡烛的火焰的形状的外形形状，在底面设置有朝向上方的凹部203。并且，在外罩部件202的底面与基体部件201的上表面之间，在通过凹部203被设置于外罩部件202而产生的由该外罩部件202的内壁和凹部203的顶面所包围的部分设置有半导体发光装置1。

[0153] 并且，通过电线204向LED芯片10供给用于发光的电力。这样，LED芯片10发光，荧光体20被该LED芯片10发出的光所激发，发出荧光。并且，包含LED芯片10和荧光体20的半导体发光装置1通过罩部202将LED芯片10发出的光和荧光的合成光即蜡烛色的光放射到外部。

[0154] 根据这样的构成，半导体发光装置1发出的蜡烛色的光通过外罩部件202而被放射到外部，因此使照明设备200发出蜡烛色的光，能够使模仿蜡烛的火焰的外形形状的外罩部件202看起来发出蜡烛色的光。因此，能够使照明设备200为模仿蜡烛的火焰的点灯状态。

[0155] 需要说明的是，图14中例示出设置了包含混合有各色的荧光体的荧光体20的半导体发光装置1，但也可以设置如图11所示的分开涂布各色的荧光体而形成荧光体层20L的半导体发光装置11。

[0156] 符号说明

[0157] 1、1a、1b、11 半导体发光装置

[0158] 10、10a、10b、103 LED芯片

[0159] 20、20a、20b 荧光体

[0160] 20r 红色荧光体

[0161] 20g 绿色荧光体

[0162] 20b 蓝色荧光体

[0163] 20L 荧光体层

[0164] 20k 基板

[0165] 20h 保持部件

[0166] 20s 间隔部

[0167] 20j 密封材料

[0168] 101 半导体发光系统

[0169] 102 配线基板

[0170] 102a 芯片安装面

[0171] 104 反射器

[0172] 105 间隔部件

[0173] 106 第1区域

[0174] 107 第2区域

[0175] 200 照明设备

[0176] 201 基体部件

[0177] 202 外罩部件

[0178] 203 凹部

[0179] 204 电线

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