植物栽培用の発光装置
【課題】簡単な構成で青色光と赤色光との光量割合を容易に調整できる植物栽培用の発光装置を提供する。
【解決手段】植物栽培用の発光装置１００は、基板上に、少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１０２、及び、当該青色ＬＥＤチップ１０２を覆う赤色蛍光体１０９を分散した樹脂からなる基板型の赤色発光用の第１発光部と、少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１０２からなる基板型の青色発光用の第２発光部とが形成されている。
【解決手段】植物栽培用の発光装置１００は、基板上に、少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１０２、及び、当該青色ＬＥＤチップ１０２を覆う赤色蛍光体１０９を分散した樹脂からなる基板型の赤色発光用の第１発光部と、少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ１０２からなる基板型の青色発光用の第２発光部とが形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスペクトルの光を発光することができる植物栽培用の発光装置とその製造方法に関する。特に、光合成を行う特定の生物を、効率的に栽培培養を行うことができる植物栽培用の発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、植物栽培用光源として、複数種類のＬＥＤを用いた発光装置が用いられている。なお、植物を効率よく生育させるには、単光よりも複数光が好ましい。
【０００３】
そこで、従来、発光装置による、複数光を生成する方法として、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、および緑色ＬＥＤからなる三種類のＬＥＤの組み合わせにより複数光を生成する方法や、青色ＬＥＤと蛍光体を組み合わせ、それぞれの光を混色させることで、複数光を生成する方法が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、図１４（ａ）に示すように、基板４０５上に、異なるスペクトル光を発する複数種類のＬＥＤ４０７を多数設置した、植物育成用の発光装置４０１が開示されている。この発光装置４０１では、対象とする植物の方に向かって、光を発するように、各ＬＥＤ４０７が設置されている。
【０００５】
また、特許文献２には、図１４（ｂ）に示すように、赤色ＬＥＤ５０２と青色ＬＥＤ５０３を基板上に配置した、育成容器の蓋５０１を植物育成用の発光装置とする技術が開示されている。この蓋５０１においては、植物の種類に応じて、赤色ＬＥＤ５０２の光量と青色ＬＥＤ５０３の光量との割合が調整できるようになっている。例えば、青色ＬＥＤ５０３の光量は、赤色ＬＥＤ５０２の光量に対して５０％以下の割合となるように用いられており、植物によって赤色ＬＥＤ５０２を単独で用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３４４１１４号公報（２００４年１２月９日公開）
【特許文献２】特開平９−２５２６５１号公報（１９９７年９月３０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤを用いた植物育成用の発光装置において、以下の（１）および（２）に示す課題を有している。
【０００８】
（１）対象とする植物に応じて、青色域と赤色域との光量割合を調整する必要があるが、青色ＬＥＤ又は赤色ＬＥＤの個数の調整によって光量割合を合わせる場合には、長期的な駆動を考慮すると、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤとの劣化特性の違いにより、発光時間にしたがって光量割合のずれが生じる。
【０００９】
（２）青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤとの混色は困難であり、植物育成に必要な混合色を得ることは困難である。具体的には、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤとの個別の素子を複数使用する場合に、所定の光量割合を満足しかつ同時に空間的に色むらなく一様な混色光を実現するのは非常に難しい。
【００１０】
また、特許文献２のように青色ＬＥＤ光の光量を赤色ＬＥＤ光の光量における５０％以下の割合とするには、（Ａ）〜（Ｃ）に示す措置などが必要となる。
【００１１】
（Ａ）赤色ＬＥＤを高輝度発光させる（駆動電流を増加する）。
【００１２】
（Ｂ）各ＬＥＤに搭載するＬＥＤチップ数を増やす。
【００１３】
（Ｃ）赤色ＬＥＤの個数を増やす。
【００１４】
しかしながら、（Ａ）の場合は、青／赤ＬＥＤチップ間の劣化特性差が助長され、長期的な駆動時における光量割合のずれがより大きくなる。また、電気的な方法で光量調整する場合には、電気駆動回路等を設置する必要があるため、複雑な構成となる。
【００１５】
（Ｂ）の場合には、赤色ＬＥＤの大きさが大きくなり、広角の指向特性の制御が難しい等問題が生じる。
【００１６】
（Ｃ）の場合には、青色ＬＥＤの個数が少なく、均等配置をしても、或いは青色ＬＥＤを広角の指向特性のものとしても赤色光及び青色光の混色が不十分であり、色むらが生じ易い懸念が生じる。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、青色ＬＥＤチップの設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色光と赤色光との光量割合を容易に調整できる植物栽培用の発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の植物栽培用の発光装置は、基板と、上記基板上に形成された赤色発光用の第１発光部及び青色発光用の第２発光部を備え、上記第１発光部から発光された赤色光と、上記第２発光部から発光された青色光との混色光を放出する植物栽培用の発光装置であって、上記第１発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ、及び、当該青色ＬＥＤチップを覆い、かつ当該青色ＬＥＤチップからの励起光により赤色光を発光する赤色蛍光体を分散した樹脂からなる基板型の発光部であり、上記第２発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップからなる基板型の発光部であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
青色光を発光する青色発光用の第２発光部、青色光と赤色光を発光する赤色発光用の第１発光部が、それぞれ、個別に発光の制御を行うことが可能であり、ＬＥＤの設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色光と赤色光との光量割合を容易に調整することできる植物栽培用の発光装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１に係る渦巻型発光装置の発光面の構成例を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る横縞型発光装置の発光面の構成例を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態３に係る交差型発光装置の発光面の構成例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態４に係る二重円型発光装置の発光面の構成例を示す平面図である。
【図５】本発明の前提技術に係る基板型発光装置の構成例を示す断面図である。（ａ）は赤色系蛍光体が（ｂ）は前提技術における発光装置の一形態を示すものであって、発光装置の構成を示す断面図である。
【図６】（ａ）は前提技術における発光装置の樹脂層形成前の構成を示す平面図であり、（ｂ）は前提技術における発光装置の樹脂層形成後の構成を示す平面図である。
【図７】前提技術における発光装置の樹脂配合比別に示した発光スペクトルを示すグラフであり、（ａ）は樹脂配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．０５としたときのグラフであり、（ｂ）は樹脂配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．１０としたときのグラフであり、（ｃ）は樹脂配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．１５としたときのグラフであり、（ｄ）は樹脂配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．２０としたときのグラフである。
【図８】クロロフィルの吸収スペクトルと、前提技術における発光装置の適用例を示す図である。
【図９】前提技術における発光装置の温度特性を従来の発光装置との比較において示すグラフである。
【図１０】（ａ）（ｂ）は前提技術における照明用の発光装置の構成を示す平面図であり、（ｃ）は前提技術における照明用の発光装置における発光スペクトルを示すグラフである。
【図１１】前提技術における発光装置の植物工場への適用例を示す説明図である。
【図１２】（ａ）は比較技術における砲弾型ＬＥＤランプにおいて配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．０５としたときの構成を示す断面図であり、（ｂ）は比較技術における砲弾型ＬＥＤランプにおいて樹脂配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．２０としたときの構成を示す断面図である。
【図１３】（ａ）は前提技術の他の一形態を示すものであって、青色複合型発光装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は青色複合型発光装置における樹脂層形成前の構成を示す平面図である。
【図１４】従来の発光装置の発光面の構成例を示す平面図であり、（ａ）は、特許文献１の平面図、（ｂ）は、特許文献２の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔実施形態１〕
（発光装置の基本構成）
図１は、本実施形態の植物栽培用の発光装置１００（以下、単に、発光装置１００と称する）の一構成例を示す平面図である。
【００２２】
図１に示すように、発光装置１００は、基板１０１、青色ＬＥＤチップ１０２（発光素子）、印刷抵抗素子１０４（保護素子）、第１樹脂ダム１０５（樹脂性枠）、第２樹脂ダム１０６（樹脂性隔壁）、蛍光体含有樹脂層１０７、透光性樹脂層１０８、および、赤色蛍光体１０９を備えている。
【００２３】
基板１０１は、セラミックからなる基板である。基板１０１は、平面視長方形の形状を有している。基板１０１の一方の面（以下、上面と定義する。）には、ＬＥＤチップ１０２、印刷抵抗素子１０４、第１樹脂ダム１０５、第２樹脂ダム１０６、蛍光体含有樹脂層１０７、透光性樹脂層１０８、および、赤色蛍光体１０９が設けられている。さらに、基板１０１の上面には、外部接続用の電極ランド１１０〜１１３とが形成されている。
【００２４】
電極ランド１１０、１１２はアノード電極として機能し、電極ランド１１１、１１３はカソード電極として機能する。電極ランド１１０〜１１３は、基板１０１の上面の、第１樹脂ダム１０５で囲まれた領域の外側であって上面における４隅付近にそれぞれ配置されている。電極ランド１１０〜１１３の表面は露出しており、外部端子と接続可能となっている。
【００２５】
また、電極ランド１１０〜１１３と電気的に接続した配線が形成されている。本実施形態では上記配線は印刷配線であるが、これに限定されない。電極ランド１１０、１１３と電気的に接続している配線は、第一樹脂ダム１０５が形成されている位置の一部に、形成され、埋められている。一方、電極ランド１１１、１１２と電気的に接続している配線は、第一樹脂ダム１０５が形成されている位置の一部に、形成され埋められているとともに、当該埋められている配線の一端から、基板１０１の中心に向かって、基板１０１上を、中心の手前まで延びている。すなわち、中心で他の配線と接続しない。
【００２６】
ＬＥＤチップ１０２は、各青色ＬＥＤチップ１０２間および青色ＬＥＤチップ１０２−配線間がワイヤ１０３によって電気的に接続されている。具体的には、電極ランド１１３と電気的に接続している配線と、一つの青色ＬＥＤチップ１０２が一箇所ワイヤ１０３によって電気的に接続されており、一方の青色ＬＥＤチップ１０２と、他方の青色ＬＥＤチップ１０２にワイヤ１０３によって電気的に接続されており、電極ランド１１２と電気的に接続している配線と、さらに一つの青色ＬＥＤチップ１０２が一箇所ワイヤ１０３によって電気的に接続されている。
【００２７】
これにより、電極ランド１１３と電極ランド１１２とは、青色ＬＥＤチップ１０２とワイヤ１０３を介して、当該ＬＥＤチップ１０２が発光可能に、接続されている。また、電極ランド１１１と電極ランド１１０についても、上記同様の構成をとり、別の青色ＬＥＤチップ１０２と別のワイヤ１０３を介して、当該青色ＬＥＤチップ１０２が発光可能に、接続されている。
【００２８】
各青色ＬＥＤチップ１０２は、二重の渦巻線（スパイラル）上を等間隔に配置されている。特に限定はしないが、前記渦巻線は、一様螺旋の形状、いわゆる、アルキメデスの螺旋の形状であって、周間距離が一定であり、二重の渦巻線がお互いに等間隔であることが好ましい。
【００２９】
本実施形態では、ＬＥＤチップ１０２が、１．５周分の渦巻線上に形成されている。また、本実施形態では、二重の渦巻線それぞれに、２６個のＬＥＤチップ１０２が等間隔に設置されている。一方で、ワイヤ１０３の材質として、高い導電性を有する金属、合金、素材であれば特に限定はしない。例えば、ワイヤ１０３の材質として、金（Ａｕ）が挙げられる。
【００３０】
第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６は、蛍光体含有樹脂層１０７および透光性樹脂層１０８の形成領域を規定する部材である。すなわち、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６は、蛍光体含有樹脂層１０７および透光性樹脂層１０８の形成時の樹脂漏れを防ぐためのダム（塞き止め部材）として機能する。
【００３１】
第１樹脂ダム１０５は、予め定められた青色ＬＥＤチップ１０２の実装領域（複数の発光部を形成する領域）を囲むように設けられている。これにより、第１樹脂ダム１０５は、平面視で正円の環状（リング状）の形状を有している。
【００３２】
第２樹脂ダム１０６は、第１樹脂ダム１０５で囲まれた部分を、上記蛍光体含有樹脂層１０７の形成領域と透光性樹脂層１０８の形成領域とに仕切るように設けられている。これにより、第２樹脂ダム１０６は、第１樹脂ダム１０５から実装領域の中心に向かって、二重の渦巻線状に形成され、実装領域の中心領域で二つの渦巻線を結合させるように形成されている。上記二重の渦巻線における曲線は、一様螺旋の形状をとり、それぞれ、他方の渦巻き線に対して等間隔に形成されていることが好ましい。
【００３３】
この構成により、本実施形態に係る発光装置の発光する領域である二種類の発光部（下記で説明する）が、１箇所に集まった形状ではなく、一方の発光部に他方の発光部が入り組んだ形状で形成される。ゆえに、同等の配光特性が入り組んで近接していることになるため、各発光部を同時に点灯した場合に混色を得やすく、非常に良好な混色が可能となる。さらには、各発光部が近接しているため、各発光部に及ぼす熱の影響が同じとなり、生成された光の明るさおよび色調が熱および経時変化に影響されることが少なく、また、ピーク波長の変動および演色性の大きな変動を低減することが可能となる。
【００３４】
このとき、本実施形態において、第２樹脂ダム１０６は、リング状に形成された第１樹脂ダム１０５と、二箇所接触している。このとき、第１樹脂ダム１０５と第２樹脂ダム１０６は点対称に形成されている。
【００３５】
また、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６は、光反射性または光遮光性を有する樹脂、例えば白色のシリコーン樹脂などにより構成されている。特に、上記白色のシリコーン樹脂は、透光性のシリコーン樹脂を母材とし、光拡散フィラーとして酸化チタン（ＴｉＯ２）を含有させたものであることが好ましい。これにより、エポキシ樹脂などを用いたものに比べ、樹脂劣化が少なく信頼性が向上する。
【００３６】
また、上記光拡散フィラーとして使用できる化合物は、酸化チタン（ＴｉＯ２）に限定されるものではなく、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）などでもよい。
【００３７】
蛍光体含有樹脂層１０７は、分散した粒子状の赤色蛍光体１０９を含有する樹脂からなる封止樹脂層である。蛍光体含有樹脂層１０７は、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６により囲まれた二つの領域のうち、一方の領域に充填されて、当該領域に配置されたＬＥＤチップ１０２およびワイヤ１０３を埋め込むように形成されている。つまり、蛍光体含有樹脂層１０７は、青色ＬＥＤチップ１０２を一括封止して、平面視で渦巻線を描くように形成されている。
【００３８】
発光装置１００は、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６により囲まれた渦巻状の２つの領域に、青色ＬＥＤチップ１０２および蛍光体含有樹脂層１０７により構成される第１発光部と、青色ＬＥＤチップ１０２および透光性樹脂層１０８により構成される第２発光部とがそれぞれ形成されている構成を有している。
【００３９】
透光性樹脂層１０８は、樹脂からなる封止樹脂である。第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６により囲まれた、蛍光体含有樹脂層１０７が形成されていない、他方の領域に充填されて、当該領域に配置された青色ＬＥＤチップ１０２およびワイヤ１０３を埋め込むように形成されている。つまりは、透光性樹脂層１０８は、青色ＬＥＤチップ１０２を一括封止して、平面視で渦巻線を描くように形成されている。
【００４０】
これにより、発光装置１００においては、第２樹脂ダム１０６によって仕切られた領域に蛍光体含有樹脂層１０７および透光性樹脂層１０８が設けられていることにより、各発光面が近接している。また、各発光面の境界部分（渦巻線状）は、第１樹脂ダム１０５の内側領域の全域にわたってほぼ一様に存在している。
【００４１】
上記構成によれば、各発光部が、一箇所に集まった形状ではなく、一方の発光部が他方の発光部に入り組んだ形状で形成される構成を有するので、更なる混色性を得ることができる。
【００４２】
また、発光装置１００では、発光部の数は２つに限らず、３つ以上とすることができる。このとき、発光部の数に応じて第２樹脂ダム１０６の形状を随時変えればよい。３つ以上の発光部を備える場合は、カソード電極として機能する電極ランドと、アノード電極として機能する電極ランドを、それぞれ発光部と同数設けることが望ましい。これにより、各発光部を独立して駆動することが可能となる。
【００４３】
すなわち、３つ以上備えることが可能な各発光部の形状は、基板１０１の上面に垂直な方向から見て該上面における複数の発光部の形成領域の中心を基準点とするとき、上記基準点を通る該上面に垂直な一断面において、各発光部の樹脂層が、異なる発光部の樹脂層と隣接するように、複数箇所に配置されているように、設定されていればよい。
【００４４】
また、発光装置１００においては、電極ランド１１０〜１１３に外部端子を接続して電力を供給することで、蛍光体含有樹脂層１０７からの発光と、透光性樹脂層１０８からの発光とを、独立に駆動することができる。
【００４５】
具体的には、蛍光体含有樹脂層１０７の領域において形成されている青色ＬＥＤと赤色蛍光体とを含んだ発光部を第１発光部とし、透光性樹脂層１０８の領域において形成されている青色ＬＥＤのみからなる第２発光部とする場合、第１発光部の青色ＬＥＤチップ１０２に電気的に接続された電極ランド１１０、１１１と、第２発光部の青色ＬＥＤチップ１０２に電気的に接続された電極ランド１１２、１１３とを利用して、第１発光部と第２発光部とを個別に駆動することが可能となっている。
【００４６】
（青色ＬＥＤチップ）
次に、生物栽培培養用の発光装置を提供するにあたり、前提となる光合成を行う生物について簡単に説明し、青色ＬＥＤチップについて説明する。生物の中には、光エネルギーを吸収し、エネルギーとして利用する生物が存在する。これらの生物のほとんどが、光合成において中心的な役割を担う、クロロフィル（葉緑素）などの光合成色素化合物を有していることが知られている。
【００４７】
クロロフィルは、植物のみならず、細菌類などを含めた多様な生物が有していることが知られ、クロロフィルを有する生物は、クロロフィルを介して光エネルギーを吸収し、そのエネルギーを利用して育成、増殖する。このことからクロロフィルが効率的に吸収できる光を照射することで、効率的な生物栽培培養用の発光装置を提供することができる。
【００４８】
本発明のＬＥＤチップは、青色ＬＥＤチップを使用しているが、これは、クロロフィルが、青色領域に吸収ピークを有するためである。
【００４９】
クロロフィルは赤色の光も吸収するが、赤色ＬＥＤチップは、一般的に青色ＬＥＤチップに比べ劣化しやすく、発光効率も悪いため、本実施形態では青色ＬＥＤチップを使用し、赤色の光については赤色蛍光体の発光を利用することにしている。
【００５０】
具体的には、クロロフィルは、Ｂ帯（ソーレー帯）と呼ばれる青色領域（波長４００〜４８０ｎｍ）と、Ｑ帯と呼ばれる赤色領域に光吸収ピークを有する。例えば、植物や一部の藻類に多く見られる、クロロフィルａとクロロフィルｂと呼ばれるクロロフィルの一種が知られており、それぞれ光吸収特性が異なっている。具体的には、クロロフィルａは４３０〜４４０ｎｍに青色領域の光吸収ピークを有し、クロロフィルｂは４５０〜４６０ｎｍに青色領域の光吸収ピークを有する。
【００５１】
また、クロロフィルａやクロロフィルｂ以外にも多様なクロロフィルが知られている。例えば、クロロフィルｃ１、クロロフィルｃ２、クロロフィルｄ、クロロフィルｆ、バクテリオクロロフィルａ、バクテリオクロロフィルｂ、バクテリオクロロフィルｃ、バクテリオクロロフィルｄ、バクテリオクロロフィルｅ、バクテリオクロロフィルｆ、バクテリオクロロフィルｇなどが挙げられ、すべて青色領域に吸収ピークを有することが知られている。さらに、光エネルギーを吸収する光合成色素として、クロロフィルの他にもカロテノイドなどが知られており、カロテノイドも青色領域に光吸収ピークを有していることが知られている。
【００５２】
そのようなことから、青色ＬＥＤチップ１０２は、発光ピーク波長が４００〜４８０ｎｍの範囲内の青色ＬＥＤチップであることが好ましい。特に、発光ピーク波長は、４３０〜４６０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００５３】
これにより、より効率的に生物の栽培培養に好適な光を提供することができる。特に、植物が有するクロロフィルの青色領域のピークが４５０ｎｍ付近に存在するため。植物栽培や特定の藻類の培養に好適な発光装置を提供することができる。
【００５４】
また、各青色ＬＥＤチップ１０２は、蛍光体含有樹脂層１０７に覆われている青色ＬＥＤチップ１０２、と、透光性樹脂層１０８に覆われている青色ＬＥＤチップ１０２とが、異なる発光ピーク波長を有するものであってもよい。
【００５５】
例えば、発光ピーク波長が４３０〜４４０ｎｍであるＬＥＤチップ１０２（タイプＩ）と、発光ピーク波長が４５０〜４６０ｎｍであるＬＥＤチップ１０２（タイプＩＩ）とし、タイプＩのＬＥＤチップ１０２と、タイプＩＩのＬＥＤチップ１０２をそれぞれ、上記蛍光体含有樹脂層１０７における上記第１発光部と、上記透光性樹脂層１０８における上記第２発光部に形成する。
【００５６】
この構成により、蛍光体含有樹脂層１０７に覆われる領域（第１発光部）と透光性樹脂層１０８に覆われる領域（第２発光部）において、それぞれのＬＥＤチップ１０２に流れる電流量は調節でき、発光量が調節できるため、さまざまなクロロフィルａ（青色領域の光吸収ピークが４３０〜４４０ｎｍ）とクロロフィルｂ（青色領域の光吸収ピークが４５０〜４６０ｎｍ）の比率を有する、対象とする特定の植物や藻類に適した光量に任意に調整することができ、より適切な光成分を発する発光装置を提供することができる。
【００５７】
また、タイプＩの青色ＬＥＤチップ１０２と、タイプＩＩの青色ＬＥＤチップ１０２を、蛍光体含有樹脂層１０７と透光性樹脂層１０８にそれぞれ覆われる同一領域において、混合させておいても良い。
【００５８】
例えば、一方のタイプの青色ＬＥＤチップ１０２に対して、他方のタイプのＬＥＤチップ１０２を二つごと、三つごと、四つごとといった具合に上記ＬＥＤチップ１０２を配列させていくことができる。
【００５９】
これにより、対象とする特定の植物や藻類のクロロフィルａ（青色領域の光吸収ピークが４３０〜４４０ｎｍ）とクロロフィルｂ（青色領域の光吸収ピークが４５０〜４６０ｎｍ）の吸収スペクトルの比に合わせて配列させることにより、一定のクロロフィルａとクロロフィルｂの比率を有する、特定の植物や藻類に適した光量の適切な光成分を発する発光装置を提供することができる。
【００６０】
一方、発光装置１００では、青色ＬＥＤチップ１０２として、全て同一形状のものを搭載したが、これに限るものではなく、異なる形状やサイズのものを適宜搭載してもよい。例えば、青色ＬＥＤチップ１０２の上面は、長方形に限らず、正方形であってもよい。これにより、青色ＬＥＤチップ１０２の配置の自由度を上げることが可能となる。
【００６１】
なお、本実施形態に用いる青色ＬＥＤチップ１０２として、一般に市販されているＬＥＤチップを用いることができる。
【００６２】
（赤色蛍光体）
一方、上述したように、クロロフィルにはＱ帯と呼ばれる赤色領域に光吸収ピークを有している。具体的には、クロロフィルａは赤色領域の６５０〜６６０ｎｍに光吸収ピークを有し、クロロフィルｂは赤色領域の６２０〜６３０ｎｍに光吸収ピークを有する。
【００６３】
そこで、本発明では、上記蛍光体含有樹脂層１０７において、青色の上記ＬＥＤチップ１０２とともに、上記赤色蛍光体１０９を分散させ、蛍光体含有樹脂層１０７に覆われている、青色のＬＥＤチップ１０２から発せられる光エネルギーを利用し、赤色の光も同時に発光できるようにした。すなわち、上記赤色蛍光体１０９は、青色の上記ＬＥＤチップ１０２の光成分により励起されて赤色の発光を呈する蛍光体である。
【００６４】
したがって、本発明の生物栽培培養用発光装置を、植物栽培に用いる場合は、クロロフィルａやクロロフィルｂの光吸収ピーク波長に近い発光ピーク波長を有する、赤色蛍光体の（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体、または／および、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体が用いられることが好ましい。
【００６５】
なお、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕは、ユーロピウム（Ｅｕ）を付活材とする窒化物赤色蛍光体であり、温度特性が安定かつ高発光効率の蛍光体の１つである。
【００６６】
（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体における、Ｃａの一部をＳｒとし、発光ピークの波長を短波長側にシフトさせた蛍光体であり、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体とともに、温度特性が高く、高発光効率の蛍光体である。
【００６７】
特に、クロロフィルａを多く含む植物の栽培や藻類の培養に用いる場合は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体を用いることがより好ましい。これにより、クロロフィルａの赤色領域である６５０〜６６０ｎｍの範囲にある光吸収ピークと、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体の６５０〜６６０ｎｍの範囲にある発光ピークが対応し、クロロフィルａを多く含む生物の栽培や培養に好適な発光装置を提供できる。
【００６８】
また、クロロフィルｂを多く含む植物の栽培や藻類の培養に用いる場合は、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体であることがより好ましい。これにより、クロロフィルｂの赤色領域の６２０〜６３０ｎｍの範囲にある光吸収ピークと、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体の６２０〜６３０ｎｍの範囲にある発光ピークが対応し、クロロフィルｂを多く含む生物の栽培や培養に好適な発光装置を提供できる。
【００６９】
また、粒子状蛍光体として、特に限定されないが、赤色蛍光体の３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ＬｉＥｕＷ２Ｏ８、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）２Ｏ３、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）ＢＯ３、ＹＶＯ４：Ｅｕ、または／および、ＣａＳ：Ｅｕ，Ｃｅ，Ｋを使用することも可能である。
【００７０】
さらに、複数の赤色蛍光体１０９を、任意の特定の割合で混合して用いても良い。これにより、クロロフィルａ、クロロフィルｂ、その他クロロフィル類などを、特有の割合で有する、ぞれぞれの生物に適合した発光装置を提供することができる。
【００７１】
また、本発明の発光装置は、クロロフィルの一種であるバクテリオクロロフィルを有する、特定の細菌類の培養にも用いることができる。バクテリオクロロフィルは、クロロフィルａやクロロフィルbなどのクロロフィルの赤色領域の光吸収ピークよりも、長波長側の８００ｎｍ以上に光吸収ピークを有することが知られている。
【００７２】
この場合、赤色蛍光体の発光ピークより、長波長側に発光ピークを有する赤色蛍光体を用いる。すなわち、バクテリオクロロフィルの光吸収ピークに対応する発光ピークを有する赤色蛍光体を選択し、蛍光体含有樹脂層に分散、導入ことで、より好適なバクテリオクロロフィルを有する特定の細菌類の培養用発光装置を提供することもできる。
【００７３】
本実施形態では、蛍光体含有樹脂層１０７における樹脂と赤色蛍光体１０９との配合比（重量比）は１：０．０５〜１：０．４０としている。この結果、植物の発芽・育苗及び栽培や、特定の藻類の培養に適した発光装置とすることが可能となる。
【００７４】
特に、本発明の発光装置を、植物栽培に用いる場合には、蛍光体含有樹脂層１０７における樹脂と赤色蛍光体１０９との配合比（重量比）は１：０．３０〜１：０．４０となっていることが好ましい。
【００７５】
上記構成により、葉を備え光合成が活発となる栽培段階において、青色及び赤色の両方の光成分を有する光を容易に出射する植物栽培用としての発光装置を提供することができる。
【００７６】
（光合成光量子束）
以上の構成により、第１発光部は、「青色ＬＥＤチップ＋赤色蛍光体」により青色光および赤色光を発光する。第２発光部は、「青色ＬＥＤチップ」により、青色光を発光する。
【００７７】
各発光部を個別に駆動することが可能であるので、各発光部を単独に点灯させることが可能となったり、上記各発光部の点灯条件（発光強度）を調整することで、各発光部を単独に点灯させることが可能となったり、上記各発光部の点灯条件（発光強度）を調整することで、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：１０になるように容易に調整することが可能となる。
【００７８】
この結果、植物の発芽、育苗および栽培や、特定の藻類や細菌の培養に適した発光装置を提供することができる。
【００７９】
特に、植物栽培用の発光装置とする場合は、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色領域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色領域における光合成光量子束との比が、１：７．５〜１：１０となっていることが好ましい。この構成により、植物の栽培により適した発光装置を提供することができる。
【００８０】
植物発芽用または育苗用の発光装置とする場合には、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：３．５であることが好ましい。これにより、植物の発芽・育苗に適した発光装置とすることができる。
【００８１】
（自動発光制御手段）
一方、上述のように、植物の光合成において中心的な役割を担うクロロフィルは、青色領域と赤色領域に明確な光吸収ピークを有している。つまり、葉を備え光合成が活発となる栽培段階では、青色領域および赤色領域両方の光成分の発光ピークを有することが生育に対して有効である。
【００８２】
これに対して、青色領域の光は植物の高エネルギー反応系と呼ばれる光反応系にも影響を及ぼし、特定の植物の健全な形態形成に必要不可欠である。したがって、発芽・育苗の段階では、青色領域の光成分の重要性が増す。
【００８３】
このことから、特定の植物の栽培方法として、発芽・育苗段階に対して、葉を備え光合成が活発となる栽培段階で、第１発光部（青色光および赤色光を発光）のＬＥＤチップの発光強度を強め、第２発光部（青色光を発光）のＬＥＤチップの発光強度を弱める操作をすることができる。これにより、特定の植物の栽培において、一つの発光装置により、発芽・育苗段階と葉を備え光合成が活発となる栽培段階で最適な光成分を提供することができる。
【００８４】
また、植物工場に適用する場合、発芽・育苗・栽培面積や設置面積を増大させること無く、一つの発光装置で、各段階に合わせて光量割合を調整することができる。
【００８５】
そこで、対象とする植物の発芽・育苗段階と葉を備え光合成が活発となる栽培段階の時間情報を予め調べておき、そして、予めその時間情報を入力し、その時間情報に従って、自動的に第１発光部の発光強度を強め、第２発光部の発光強度を弱める発光制御手段を備えておくことが好ましい。上記発光制御手段は、例えば、シーケンサーによるものなどが考えられる。
【００８６】
これにより、人の手をかけずに、一つの発光装置により、自動的に、特定の植物の発芽・育苗段階と葉を備え光合成が活発となる栽培段階で最適な光成分を提供することができる。
【００８７】
また、発光制御手段は、発芽・育苗段階と葉を備え光合成が活発となる栽培段階の間の発光制御だけには限らず、さらに、植物の細かい成長段階にあわせて、発光強度の制御を行う発光制御手段であっても良い。
【００８８】
（基板）
一方、基板１０１の上面の形状は、長方形に限らず、多角形、正方形や円形などであってもよい。さらに、本実施形態における発光装置１００では、基板１０１として、セラミックからなる基板を使用しているが、これに限らず、セラミックの基板の代わりに、例えば、金属基板表面に絶縁層を形成したメタルコア基板を使用してもよい。
【００８９】
この場合、絶縁層は、印刷抵抗素子１０４、配線および電極ランド１１０〜１１３を形成するエリアにのみ形成し、複数の青色ＬＥＤチップ１０２を金属基板表面に直に搭載する構成とすることができる。
【００９０】
また、印刷抵抗素子１０４は、可能な限り第１樹脂ダム１０５に覆われることが好ましいが、この限りではない。また、電圧を制御するためのツエナーダーオードを形成してもよく、この場合も、可能な限り第１樹脂ダム１０５に覆われることが好ましいが、この限りではない。
【００９１】
なお、発光装置１００は印刷抵抗素子１０４を必ずしも備える必要はない。印刷抵抗素子１０４の大きさ（抵抗値）や回路設置は、搭載する青色ＬＥＤチップ１０２の数や、使用環境（青色ＬＥＤチップ１０２に印加される可能性のある静電耐圧値の大きさなど）に応じて決められる。
【００９２】
一方、本実施形態では、基板１０１の上面の反対側（以下、裏面と定義する。）には何も設けられていないが、特にこれに限定されるものではなく、何らかの冷却手段を備えていることが好ましい。
【００９３】
例えば、基板型の発光装置の放熱板を兼ねる基板１０１の裏面側に、フィン付きヒートシンクを取り付けることが可能である。これにより、例えば、本発明の発光装置を生物栽培培養工場の室内に設置する場合、当該室内において、エアーフローを利用することにより、上記フィン付きヒートシンクにて基板１０１を冷却することが可能となる。なお、この場合、フィン付きヒートシンクの開口部はエアーフローの方向と同じ方向であることが好ましい。
【００９４】
また、基板１０１の裏面に、液体培養液を循環させる管を設けた構成とすることも可能である。これにより、発光装置１００を好適に冷却することが可能となり、安定したクロロフィルの光吸収特性の光吸収ピークに合う光とを照射することができる。
【００９５】
（対象生物）
本発明の発光装置は主に、光照射により生物の栽培、培養を行うことができる発光装置である。本発明が対象とする栽培、培養できる生物は、光合成を行う生物である。当該生物としては、例えば、光によって栽培、培養できる生物であって、ヨモギ、ナス、キャベツ、マリーゴールド、キュウリ、ヒマワリ、カリフラワー、ブロッコリー、コマツナなどの緑色植物、ワカメなどの褐藻類、コケなどの珪藻類、ハプト藻などのハプト藻類、渦鞭毛藻などのクリプト藻類、アオサやアオミドロなどの緑藻類、スピルリナなどの藍藻類、および、いわゆる光合成細菌と呼ばれる細菌類を挙げることができるが、これらに限定されない。
【００９６】
（照明用発光部）
上述した発光装置１００は、主に生物栽培培養用の発光装置であり、この発光装置をそのまま用いて、人間が作業するために必要な照明用の発光装置とすることは不適当である。
【００９７】
上述したように、本発明では発光部は二つとは限らず、複数の発光部を形成することが可能である。
【００９８】
ここで、上述した発光装置１００に、さらに、一つの照明用の発光部を形成し、人間が作業するために必要な照明用の光と、生物栽培培養用の光を同時に放出する発光装置の構成を示す。
【００９９】
例えば、発光部を３領域形成するにする場合の発光装置の構造として、電極ランドを３セット形成し、さらに二重の渦巻状に構築した発光部を、三重の渦巻状にする構造が挙げられるが、これに限定しない。
【０１００】
すなわち、第１発光部、第２発光部に加えて、照明用発光部として、複数の青色ＬＥＤチップ２の上側を被覆する樹脂層の樹脂に、赤色蛍光体７ｂに加えて緑色蛍光体７ｃが追加して樹脂７ａに混合分散されている発光部を形成する。
【０１０１】
緑色蛍光体は、上記の青色領域（波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍ）の光を吸収し、発光ピーク波長が５００〜６００ｎｍの領域である光を発光する、従来公知の蛍光体を用いればよく、特に限定はしない。例えば、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕなどが挙げられる。
【０１０２】
ここで、照明用発光部は、第１発光部、第２発光部とは独立して発光量を調整できる。
【０１０３】
照明用発光部では、樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂと緑色蛍光体７ｃとの配合比（重量比）は、例えば１：０．０１：０．１０となっていることが好ましい。
【０１０４】
こうすることで、クロロフィルの吸収スペクトルに適合した青色光や赤色光を発光するとともに、人間が最も明るく感じる波長５５０ｎｍ付近の光量を増加することができる。したがって、照明用発光部は生物栽培培養する空間内において、人間が作業するための照明光源として有効である。
【０１０５】
この照明用発光部は、上記の第１発光部と第２発光部とともに発光させてもよいし、単独で発光させてもよい。
【０１０６】
（発光装置の製造方法）
次に、本実施形態に係る発光装置の製造方法について説明する。なお、以下に提示する各部材の寸法は、単なる一例であり、発光装置１００はその寸法に限定されるものではない。
【０１０７】
＜配線電極ランド形成工程＞
まず、基板１０１の上面に、配線および電極ランド１１０〜１１３を形成する。所定の大きさの基板１０１（外形サイズ：２４ｍｍ×２０ｍｍ、厚み：１ｍｍ）を準備する。そして、基板１０１の上面に、印刷配線によって金（Ａｕ）からなる導電体パターンを形成することで、配線（幅：３００μｍ，厚み：１０μｍ）を形成する。その後、同じ面に、印刷配線によって銀（Ａｇ）−白金（Ｐｔ）からなる導電体パターンを形成することで、電極ランド１１０〜１１３（長さ：３．５ｍｍ，幅：１．４ｍｍ，厚み：２０μｍ）を形成する。これにより、上配線および電極ランド１１０〜１１３が、所定の位置に形成される。
【０１０８】
＜印刷抵抗素子形成工程＞
続いて、抵抗成分を含むペーストをスクリーン印刷した後、その基板１０１を電気炉で焼いてペーストを定着させることにより、保護素子としての印刷抵抗素子１０４（幅：０．２μｍ，厚さ：１０μｍ，抵抗値：１ＭΩ）を形成する。上記ペーストは、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）を主成分として構成される。これにより、印刷抵抗素子１０４が、所定の位置に形成される。
【０１０９】
＜ボンディング工程＞
続いて、青色ＬＥＤチップ１０２を、基板１０１の上面に実装する。具体的には、まず、５２個の青色ＬＥＤチップ１０２を、それぞれ所定の位置に（外側から中心に向けて）、例えば、シリコーン樹脂を用いてダイボンディングする。なお、あらかじめ青色ＬＥＤチップ１０２の上面には、アノード用およびカソード用の２つのチップ電極が設けられている。そして、青色ＬＥＤチップ１０２間のアノード用チップ電極とカソード用チップ電極をワイヤ１０３を用いてワイヤボンディングを行い、青色ＬＥＤチップ１０２間を電気的に接続する。
【０１１０】
さらに、アノード用チップ電極と、電極ランド（カソード電極）と電気的に接続した配線をワイヤ１０３を用いてワイヤボンディングを行い、上記カソード用チップ電極と、電極ランド（アノード電極）と電気的に接続した配線をワイヤ１０３を用いてワイヤボンディングを行い、それぞれ、電気的に接続する。
【０１１１】
＜樹脂ダム形成工程＞
続いて、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６を、基板１０１の上面に形成する。具体的には、例えばディスペンサーを用いて、液状の白色シリコーン樹脂（光拡散フィラーＴｉＯ２を含有）を所定の位置に描画する。すなわち、第１樹脂ダム１０５の形成位置に描画した後、第２樹脂ダム１０６の形成位置に描画する。このとき、第２樹脂ダム１０６形成の始点は上記第１樹脂ダム１０５に接触し、その終点も第１樹脂ダム１０５に接触することを特徴としている。第２樹脂ダム１０６は、青色ＬＥＤチップ１０２に接触させない。
【０１１２】
そして、温度：１５０℃、時間：６０分の条件で熱硬化させることにより、第１樹脂ダム１０５（幅：１ｍｍ，リング径：１６ｍｍ）および第２樹脂ダム１０６（幅：０．５ｍｍ）を形成する。なお、上記の温度および時間は一例であり、これに限定されない。
【０１１３】
＜蛍光体含有樹脂層形成工程＞
続いて、蛍光体含有樹脂層１０７を、基板１０１の上面に形成する。具体的には、液状の透明のシリコーン樹脂に粒子状の赤色蛍光体１０９を分散させた蛍光粒子入り樹脂をあらかじめ製造し、その赤色蛍光体を含む樹脂を第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６により囲まれた一方の領域を満たすよう注入する。
【０１１４】
赤色蛍光体を含む樹脂を注入した後は、温度：１５０℃、時間：３０分の条件で熱硬化させることにより、蛍光体含有樹脂層１０７を形成する。なお、上記の温度および時間は一例であり、これに限定されない。シリコーン樹脂を用いることにより、エポキシ樹脂などを用いたものに比べ、樹脂劣化が少なく信頼性が向上する。
【０１１５】
＜透光性樹脂層形成工程＞
続いて、透光性樹脂層１０８を、基板１０１の上面に形成する。具体的には、液状の透明のシリコーン樹脂を第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６により囲まれた他方の領域を満たすよう注入する。その後は、温度：１５０℃、時間：５時間の条件で熱硬化させることにより、透光性樹脂層１０８を形成する。
【０１１６】
これにより、透光性樹脂層１０８が、所定の位置に形成される。すなわち、透光性樹脂層１０８が、青色ＬＥＤチップ１０２を一括封止して、平面視で渦巻線を描くように形成される。こうして、図１に示した発光装置１００を作製し得ることができる。
【０１１７】
〔実施形態２〕
図２は、本実施形態の植物栽培用の発光装置２００（以下、単に発光装置２００と称する）の一構成例を示す平面図である。以下、発光装置２００の構成および形態についてするが、記載していない構成または形態については、実施形態１における発光装置１００と同一構成または同一形態をとっているものとする。
【０１１８】
（発光装置の基本構成）
発光装置２００は、基板１０１、ＬＥＤチップ１０２、第１樹脂ダム１０５、蛍光体含有樹脂層１０７（樹脂層）、赤色蛍光体１０９および透光性樹脂層１０８（樹脂層）を備えている。
【０１１９】
実施形態１と同様、電極ランド１１０、１１２はアノード電極として機能する。電極ランド１１１、１１３はカソード電極として機能する。第１樹脂ダム１０５の内側の領域には、蛍光体含有樹脂層１０７、および透光性樹脂層１０８が形成されている。ただし、実施形態１とは異なり、第２樹脂ダムは形成されていない。
【０１２０】
上記構成によれば、第２樹脂ダムが形成されておらず、蛍光体含有樹脂層１０７および透光性樹脂層１０８が直接隣接して形成されているため、効率的に発光することができ、より混色性を得ることができる。
【０１２１】
蛍光体含有樹脂層１０７は、赤色蛍光体１０９を含有する樹脂からなる樹脂層である。透光性樹脂層１０８は、円形の第１樹脂ダム１０５の内側の領域であって、領域に配置されたＬＥＤチップ１０２およびワイヤ１０３を埋め込むように形成されている。
【０１２２】
本実施形態において、蛍光体含有樹脂層１０７は、ＬＥＤチップ１０２を複数グループに分けてそれぞれ封止するように形成されている。これにより、蛍光体含有樹脂層１０７は、平面視で帯状に、三つの領域（３領域）に形成されている。
【０１２３】
具体的には、図２の左右方向を横方向、上下を上下方向または上下と定義すると、第１樹脂ダム１０５が形成する円内を横方向に、第１樹脂ダム１０５と接触するように蛍光体含有樹脂層１０７が帯状に上記３領域が形成されている。上記３領域の蛍光体含有樹脂層１０７の一つのは第１樹脂ダム１０５が形成する円の中心上に形成され、残りの二つの領域の蛍光体含有樹脂層１０７は、当該円の中心上に形成された蛍光体含有樹脂層１０７の領域の上下に、それぞれ、当該円の中央に対象に形成されている。
【０１２４】
透光性樹脂層１０８は、樹脂からなる封止樹脂層である。透光性樹脂層１０８は、第１樹脂ダム１０５の内側の領域であって、当該領域に配置されたＬＥＤチップ１０２およびワイヤ１０３を埋め込むように形成されている。つまりは、透光性樹脂層１０８は、青色ＬＥＤチップ１０２を複数グループに分けてそれぞれ封止するように形成されている。
【０１２５】
これにより、透光性樹脂層１０８は、第１樹脂ダム１０５と接触するように、平面視で帯状に、四つの領域に形成されている。すなわち、透光性樹脂層１０８は、第１樹脂ダム１０５と蛍光体含有樹脂層１０７に囲まれた、四つの領域を満たすように形成されている。
【０１２６】
本実施形態において、蛍光体含有樹脂層１０７が形成する三つの領域、および、透光性樹脂層１０８が形成する四つの領域の、七つの領域において、それぞれＬＥＤチップ１０２およびワイヤ１０３は二列に形成されている。
【０１２７】
電極ランド１１０〜１１３と電気的に接続する配線は、第１樹脂ダム１０５に埋められている。
【０１２８】
本実施形態における粒子状蛍光体には、６５０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する赤色蛍光体１０９として、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体が用いられている。
【０１２９】
これにより、蛍光体含有樹脂層１０７が形成された領域は、「青色ＬＥＤチップ＋赤色蛍光体」により、青色光および赤色光を発光する第１発光部となる。透光性樹脂層１０８が形成された領域は、「青色ＬＥＤチップ」により青色光を発光する第２発光部となる。
【０１３０】
（発光装置の製造方法）
上記構成を有する発光装置２００は、図１を用いて説明した実施形態１の発光装置１００の製造方法と、同様の工程で、同様の順序で行うことができる。
【０１３１】
蛍光体含有樹脂層形成工程において、図２に明示するように、蛍光体含有樹脂層１０７を、基板１０１の上面に形成する。具体的には、透明のシリコーン樹脂に上記赤色蛍光体を分散させたものである蛍光体粒子入り樹脂を、所定の位置に載せることにより、蛍光体含有樹脂層１０７を形成する。
【０１３２】
なお、蛍光体含有樹脂層１０７のシリコーン樹脂は、チクソ性が高く流動性のないシリコーン樹脂にて形成した。このチクソ性が高く流動性のないシリコーン樹脂は、例えば、チクソ性付加剤を樹脂に混入させることによって実現することができる。
【０１３３】
これにより、蛍光体含有樹脂層１０７は、基板１０１の上面に載せた後、熱硬化することなく、粘度が上がり固化する。つまりは、蛍光体含有樹脂層１０７が、青色ＬＥＤチップ１０２を封止して、平面視で帯状に形成される。
【０１３４】
このように、蛍光体含有樹脂層１０７として、透光性樹脂層１０８よりもチクソ性が高い（粘度が高い）樹脂を用いることで、この時点で蛍光体含有樹脂層１０７を熱硬化させる必要がなくなる。
【０１３５】
透光性樹脂層形成工程において、蛍光体含有樹脂層１０７は、透光性樹脂層１０８を形成するための、いわゆる実施形態における樹脂ダム（樹脂壁）として機能する。すなわち、蛍光体含有樹脂層１０７は、硬化させることなく、ダム材として用いることができる。この蛍光体含有樹脂層１０７の間に、透光性樹脂層１０８を形成する。
【０１３６】
こうして、図２に示した発光装置２００を作製し得る。発光装置２００においては、電極ランド１１０〜１１３に外部端子を接続して電力を供給することで、蛍光体含有樹脂層１０７からの発光と、透光性樹脂層１０８からの発光とを、独立に駆動することができる。
【０１３７】
ゆえに、各発光部を個別に駆動することが可能であるので、各発光部を単独に点灯させることが可能となり、各発光部の点灯条件（発光強度）を調整することで、波長４５０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６５０ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、およそ１：１０になるように容易に調整することが可能となる。
【０１３８】
本実施形態の発光装置は、特に藻類の培養に向いている。
〔実施形態３〕
図３は、本実施の形態の植物栽培用の発光装置３００（以下、単に発光装置３００と称する）の一構成例を示す平面図である。以下、実施形態３における発光装置３００の構成および形態についてするが、記載していない構成または形態については、実施形態１おける発光装置１００と同一構成または同一形態をとっているものとする。
【０１３９】
（発光装置の基本構成）
蛍光体含有樹脂層１０７は、ＬＥＤチップ１０２を複数の領域に分けてそれぞれ封止するように形成されている。本実施形態では二つの領域で形成されている。
【０１４０】
透光性封止樹脂層１０８は、ＬＥＤチップ１０２を複数の領域に分けてそれぞれ封止するように形成されている。本実施形態では二つの領域で形成されている。第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６は平面視で、上下方向、左右方向に平行な帯を有する田の字状に形成されている。具体的には、田の字状に形成された樹脂ダムのうち、第１樹脂ダム１０５が、口の字状に形成され、第２樹脂ダム１０６が、第１樹脂ダム１０６に連続して十の字状に形成されている。
【０１４１】
また、蛍光体含有樹脂層１０７および透光性封止樹脂層１０８は、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６により囲まれる領域において形成されている。
【０１４２】
また、田の字状に形成された第１樹脂ダム１０５において、電極ランド１１０〜１１３に近接した四つの角は曲線を描いて形成されている。すなわち、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６は、平面視で、四つの角が丸まった田の字状に形成されている。
【０１４３】
田の字状に形成された第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６に囲まれる四つの領域において、電極ランド１１０、１１３側に位置する領域には上記透光性封止樹脂層１０８が形成され、電極ランド１１１、１１２側に位置する領域には上記蛍光体含有樹脂層１０７が形成されている。
【０１４４】
これにより、蛍光体含有樹脂層１０７が形成された領域は、「青色ＬＥＤチップ＋赤色蛍光体」により、青色光および赤色光を発光する第１発光部となる。透光性封止樹脂層１０８が形成された領域は、「青色ＬＥＤチップ」により青色光を発光する第２発光部となる。
【０１４５】
各発光部では、青色ＬＥＤチップ１０２は、上下方向に６列に均等間隔で並んで設置されている。青色ＬＥＤチップ１０２はワイヤ１０３により、発光可能に、上下方向に接続されている。同じ発光部となる二つの領域を電気的に接続するために、縦横付近に二つの領域に跨る配線が形成されている。第１発光部を接続する配線と第２発光部を接続する配線の二つの配線は、中央部で電気的に接触しないように、例えば、高さを変えてクロスするように形成されている。
【０１４６】
蛍光体含有樹脂層１０７の粒子状の赤色蛍光体１０９には、６２０〜６３０ｎｍの領域に発光ピーク波長を有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体が用いられている。
【０１４７】
発光装置３００では、ＬＥＤチップ１０２を接続している。具体的には、蛍光体含有樹脂層１０７が形成された各領域には、タイプＩのＬＥＤチップ１０２（発光ピーク波長は４３０〜４４０ｎｍの領域内）が封止されている。また、透光性封止樹脂層１０８が形成された各領域には、タイプＩＩのＬＥＤチップ１０２（発光ピーク波長は４５０〜４６０ｎｍの領域内）が封止されている。
【０１４８】
一方、実施形態１に記載したように、４５０〜４６０ｎｍの領域内の発光ピーク波長を有する青色光は植物の高エネルギー反応系と呼ばれる光反応系にも影響を及ぼし、植物の健全な形態形成に必要不可欠である。したがって、発芽・育苗の段階では、青色光の成分の重要性が増す。
【０１４９】
このため、透光性封止樹脂層１０８が形成された領域は、「青色ＬＥＤチップ」により青色光を発光する第２発光部のみを発光させることにより、または、第１発光部よりも第２発光部を強く発光させることにより、発芽・育苗の段階において植物の健全な形態形成に必要不可欠である青色光の成分の光を容易に出射する植物栽培用ＬＥＤ光源としての発光装置を提供することができる。
【０１５０】
〔実施形態４〕
図４は、本実施形態の植物栽培用の発光装置４００（以下、単に発光装置４００と称する）の一構成例を示す平面図である。以下、実施形態４における発光装置４００の構成および形態についてするが、記載していない構成または形態については、実施形態３おける発光装置３００と同一構成または同一形態をとっているものとする。
【０１５１】
（発光装置の基本構成）
発光装置４００は、図に示すように電気的に接続された複数のＬＥＤチップ１０２を備えるものである。
【０１５２】
蛍光体含有樹脂層１０７は、青色ＬＥＤチップ１０２をそれぞれ封止するように形成されている。透光性封止樹脂層１０８は、青色ＬＥＤチップ１０２をそれぞれ封止するように形成されている。よって、上記蛍光体含有樹脂層１０７および上記透光性封止樹脂層１０８は、平面視で、上記第１樹脂ダム１０５の内側の領域において円模様を形成している。
【０１５３】
蛍光体含有樹脂層１０７の粒子状の赤色蛍光体には、６５０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する赤色蛍光体１０９として、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体が用いられている。
【０１５４】
これにより、蛍光体含有樹脂層１０７が形成された領域は、「青色ＬＥＤ（クロロフィルbに対応）＋赤色蛍光体」により、青色光、および赤色光を発光する第１発光部となる。透光性樹脂層１０８が形成された領域は、「青色ＬＥＤ（クロロフィルaに対応）」により青色光を発光する第２発光部となる。
【０１５５】
ここで、本実施形態では、上記蛍光体含有樹脂層１０７で覆われている青色のＬＥＤ１０２（タイプＩＩ）の波長はクロロフィルbに対応する４５０〜４６０ｎｍに発光ピークを持ち、上記透光性樹脂層１０８で覆われている青色のＬＥＤ１０２（タイプＩ）の波長はクロロフィルaに対応する４３０〜４４０ｎｍに発光ピークを持つ構成としている。
【０１５６】
一方、美白・美顔・ニキビ防止・肌の炎症防止用としてクロロフィルを使用することが知られている。そこで、本発明の発光装置の使用方法の一例として、本発明の発光装置を用いて、培養または栽培した、ワカメ、キク科ヨモギ属植物、スピルリナなどからクロロフィルを抽出し、クロロフィルを提供することができる。
【０１５７】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１５８】
なお、本発明は、下記に示す前提技術に基づいて発明された技術である。すなわち、本発明は、下記に示す前提技術の構成の青色ＬＥＤと赤色蛍光体とを含んだ発光部を第１発光部とし、さらに、この第１発光部に、青色ＬＥＤのみからなる第２発光部を含んだ発光装置の発明である。第一発光部のみからなる前提技術を以下に示す。
〔前提技術〕
本発明の前提となる技術について図５〜１１，１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。すなわち、本発明は以下に示す前提技術に基づいて発明された技術である。
【０１５９】
（前提技術の発光装置の構成）
本前提技術の植物栽培用の発光装置の構成について、図６（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図６（ａ）は赤色蛍光体含有樹脂を注入する前の植物栽培用の発光装置を示す平面図であり、図６（ｂ）は赤色蛍光体含有樹脂を注入した後の植物栽培用の発光装置を示す平面図である。
【０１６０】
本前提技術の植物栽培用の発光装置としての基板型の発光装置１０は、図６（ａ）に示すように、基板１上に複数の青色ＬＥＤチップ２が搭載され、その周囲に樹脂からなる樹脂ダム３が設けられている。
【０１６１】
本前提技術では、青色ＬＥＤチップ２は、例えば、電気的に直列接続されて直列に３個ずつ並んだものが、隣接する各列間で青色ＬＥＤチップ２同士が電気的に並列接続されるように並列に８列並んだ２４個からなっている。なお、本発明においては、青色ＬＥＤチップ２の個数は必ずしも複数に限らず、１個でもよく、また、複数においても２４個に限らない。さらに、複数個における並べ方についても問わない。電気的な接続方法もこれに限るものではない。
【０１６２】
上記各青色ＬＥＤチップ２は、樹脂ダム３の内側において、各列の青色ＬＥＤチップ２の両側に設けられた配線４ａと配線４ｂとにそれぞれ導電性のワイヤ５にて接続されている。そして、配線４ａと配線４ｂとは、基板１上において樹脂ダム３の外側に搭載されたカソード電極ランド６ａとアノード電極ランド６ｂとにそれぞれ接続されている。
【０１６３】
そして、本前提技術の基板型の発光装置１０には、図６（ｂ）に示すように、樹脂ダム３の内側に充填されて上記複数の青色ＬＥＤチップ２の上側を被覆する樹脂層７が設けられており、この樹脂層７には、赤色蛍光体７ｂが混合分散されている。
【０１６４】
そして、本前提技術の青色ＬＥＤチップ２は、クロロフィルの青色域吸収ピークに対応する青色光としての波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの光を発生する。また、赤色蛍光体７ｂは、青色ＬＥＤチップ２の光を吸収してクロロフィルの赤色域吸収ピークに対応する発光ピークが波長６２０〜７００ｎｍの赤色光を発光するものとなっている。
【０１６５】
なお、青色ＬＥＤチップ２は、青色域吸収ピークに対応する青色光としての波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍのみでなく、紫外色を含む青紫外色領域まで出力するものであってもよい。
【０１６６】
（青色光と赤色光との光量割合の調整）
本前提技術の基板型の発光装置１０における青色域と赤色域との光量割合の調整方法について、図５（ａ）（ｂ）及び図７に基づいて説明する。図５（ａ）（ｂ）は、それぞれ、赤色蛍光体とシリコーン樹脂との配合比が互いに異なる基板型ＬＥＤ光源１０（１０Ａ）・１０（１０Ｄ）の構成を模式的に示す断面図である。
【０１６７】
図５（ａ）に示すように、本前提技術の基板型の発光装置１０では、樹脂層７は樹脂としてのシリコーン樹脂からなる樹脂７ａに赤色蛍光体７ｂが含有されたものからなっている。したがって、この樹脂７ａに対する赤色蛍光体７ｂの割合を変更することによって、互いに異なる波長の光が出射できるものとなる。
【０１６８】
例えば、赤色蛍光体７ｂとして、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用し、前述したように、青色ＬＥＤチップ２から波長が４００〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する光を出射する。これによって、発光ピーク波長４００〜４８０ｎｍの青色光と発光ピーク波長６２０〜７００ｎｍの赤色光とを出射する。
【０１６９】
具体的には、図５（ａ）に示すように、配合比（重量比）を樹脂７ａ：赤色蛍光体７ｂ＝１：０．０５とした基板型の発光装置１０Ａの場合には、図７（ａ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度０．３のピーク波長とを有する発光スペクトルが得られる。
【０１７０】
また、配合比（重量比）を樹脂７ａ：赤色蛍光体７ｂ＝１：０．１０とした基板型ＬＥＤ光源１０Ｂの場合には、図７（ｂ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度０．８のピーク波長とを有するスペクトルが得られる。
【０１７１】
さらに、配合比（重量比）を樹脂７ａ：赤色蛍光体７ｂ＝１：０．１５とした基板型ＬＥＤ光源１０Ｃの場合には、図７（ｃ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度０．５６のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長とを有するスペクトルが得られる。
【０１７２】
そして、図５（ｂ）に示すように、配合比（重量比）を樹脂７ａ：赤色蛍光体７ｂ＝１：０．２０とした基板型の発光装置１０Ｄとした場合には、図７（ｄ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度０．４のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長とを有するスペクトルが得られる。
【０１７３】
このように樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）を変更することによって、容易に青色域と赤色域との光量割合を調整することが可能となる。
【０１７４】
（植物の成長において必要な光の波長）
次に、植物の成長においてどのような波長の光を照射すればよいのかについて、図８に基づいて説明する。図８は、クロロフィルの光吸収スペクトルと本前提技術の基板型の発光装置１０の発光スペクトルを示す図である。
【０１７５】
まず、上述のように、植物の光合成において中心的な役割を担う葉緑素（クロロフィル）は、光を一様に吸収するのではなく、図８に示すように、赤色６６０ｎｍ付近と青色４５０ｎｍ付近とに明確な吸収ピークを示し、これに関係して、光合成の波長特性は６６０ｎｍ付近に第一ピークを有すると共に、４５０ｎｍ付近に第二のピークを有している。
【０１７６】
したがって、植物が葉を備え光合成が活発となる栽培段階では、赤色及び青色の両方の光成分を有することが生育に対して有効になる。
【０１７７】
一方、４５０ｎｍ付近の青色光は、植物の高エネルギー反応系と呼ばれる光反応系にも影響を及ぼし、植物の健全な形態形成に必要不可欠である。このため、発芽・育苗の段階では、青色光の成分の重要性が増す。
【０１７８】
これに対して、本前提技術の基板型の発光装置１０においては、図８に示すように、クロロフィルの青色域吸収帯には、本前提技術の基板型の発光装置１０Ａが適していると共に。クロロフィルの赤色域吸収帯には本前提技術の基板型の発光装置１０Ｄが適していることが分かる。
【０１７９】
このように、本前提技術の基板型の発光装置１０においては、樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）を変更するのみでクロロフィルの光吸収特性に容易に合わせることができることがわかる。
【０１８０】
ところで、光の分野では、光量の単位として例えば光量子束密度が用いられる。ここで、光量子束密度は、ある対象物に、１秒間に照射される光子の数をその対象物の受光面積で割った値をいう。
【０１８１】
しかし、光量子束密度という場合には、光子の数を数えるので、赤外光又は紫外光のいずれが来ても１個は１個である。一方、光化学反応は、色素が吸収できる光子が来たときだけに引き起こされる。例えば、植物の場合、クロロフィルに吸収されない光がいくら来ても、それは存在しないのと同じである。そこで、光合成の分野では、クロロフィルが吸収できる４００ｎｍ〜７００ｎｍまでの波長領域だけの光合成有効光量子束密度又は光合成光量子束が定義されている。なお、光合成光量子束とは、光合成光量子束とは、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ：photosynthetic photon flux density）に光照射面積をかけたものをいう。
【０１８２】
この値は、単にクロロフィルの赤域及び青域の吸収ピーク波長のエネルギーで表現した値ではなく、植物の成長に必要な光強度を求めるために、赤域及び青域の各吸収スペクトルに対応するエネルギー（すなわち光合成に必要なエネルギー）を光量子の量で表現した値である。
【０１８３】
また、光合成光量子束は、発光装置からの発光スペクトル特性と、各波長の光量子１個のエネルギーとから求めることができる。
【０１８４】
そして、図７（ａ）に示す基板型の発光装置１０Ａでは、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３となる。
【０１８５】
また、図７（ｂ）に示す基板型の発光装置１０Ｂでは、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：３．５となる。
【０１８６】
また、図７（ｃ）に示す基板型ＬＥＤ光源１０Ｃでは、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：７．５となる。
【０１８７】
また、図７（ｄ）に示す基板型の発光装置１０Ｄでは、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１０となる。
【０１８８】
したがって、本前提技術では、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：１０となっている。この結果、植物の発芽・育苗及び栽培に適した基板型の発光装置１０とすることが好ましい。
【０１８９】
具体的には、植物育成において、発芽棚又は育苗棚に設置されることを目的とする場合には、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：３．５となる基板型の発光装置１０Ａ・１０Ｂが好ましい。これにより、植物の発芽・育苗に適した基板型ＬＥＤ光源１０Ａ・１０Ｂとすることができる。
【０１９０】
また、本前提技術では、植物育成において、栽培棚に設置されることを目的とする場合には、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：７．５〜１：１０となる基板型の発光装置１０Ｃ・１０Ｄが好ましい。これにより、植物の栽培に適した基板型ＬＥＤ光源１０Ｃ・１０Ｄすることができる。
【０１９１】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０と、従来の単独の植物育成用の赤色ＬＥＤとの相対全光束における温度特性を図９に示す。図９において、横軸は搭載チップのジャンクション温度を示し、縦軸は相対全光束値を示している。図９に示すように、基板型の発光装置１０（図９において実線）と従来の単独の植物育成用の赤色ＬＥＤ（図９において破線）とでは、１００℃付近の高温領域において約１０％の温度特性の差があることが判る。この理由は、赤色ＬＥＤの温度特性が悪いことに起因している。なおここで示す、従来の赤色砲弾型ＬＥＤランプとは上記特許文献２の「発明の実施の形態」や図１、２に基づいて作製した発光装置である。
【０１９２】
これにより、本前提技術の基板型の発光装置１０は従来の従来の赤色砲弾型ＬＥＤランプよりも、低温から高温まで安定した光成分の光を発光することができるということがわかる。
【０１９３】
これに対して、本前提技術の基板型の発光装置１０では赤色ＬＥＤの代わりに赤色蛍光体７ｂにて構成しているため温度特性が向上している。延いては、基板型の発光装置１０及び後述する砲弾型ＬＥＤランプ４０は、クロロフィルの光吸収特性の光吸収ピークによくあわせることができる。
【０１９４】
（赤色蛍光体）
ここで、上記の説明において、前提技術の基板型の発光装置１０では、赤色蛍光体７ｂとして、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用しているが、必ずしもこれに限らず、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用することも可能である。この（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３は、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕにおいて、Ｃａの一部をＳｒに置換えて発光ピーク波長を短波長にシフトさせたものであり、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕと同様に温度特性が安定かつ高発光効率の蛍光体である。
【０１９５】
具体的には、特に、クロロフィルａ（Ｑ帯と呼ばれる赤色領域）を多く含む植物等に対しては、赤色蛍光体７ｂとしてＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ（発光ピーク波長６５０〜６６０ｎｍ）を使用することが好ましい。また、クロロフィルｂを多く含む植物などに対しては赤色蛍光体７ｂとしてより短波長側に発光ピーク（６２０〜６３０ｎｍ）をもつ（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用することが好ましい。
【０１９６】
また、赤色蛍光体７ｂとして、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２ ・ＧｅＯ２ ：Ｍｎ、Ｌａ２ Ｏ２ Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２ Ｏ２ Ｓ：Ｅｕ、ＬｉＥｕＷ２ Ｏ８ 、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）２Ｏ３ 、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）ＢＯ３ 、及び／又はＹＶＯ４ ：Ｅｕ、ＣａＳ：Ｅｕ，Ｃｅ，Ｋを使用することも可能である。
【０１９７】
勿論、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕと（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕとを使用する等、赤色蛍光体７ｂを２種類併用してもよいことはいうまでもない。クロロフィルａとクロロフィルｂとが共存している植物の栽培にとって有効である。
【０１９８】
また、クロロフィルの青色領域の光吸収特性に対しても青色ＬＥＤチップ２のピーク波長を、クロロフィルａ及びクロロフィルｂの吸収ピークに合致するように適宜選定してもよい。例えば、クロロフィルａを多く含む植物では４３０〜４４０ｎｍにピークを有する青色ＬＥＤチップ２（タイプＩ）を使用し、クロロフィルｂを多く含む植物では４５０〜４６０ｎｍにピークを有する青色ＬＥＤチップ２（タイプＩＩ）を使用することが好ましい。
【０１９９】
さらに、青色ＬＥＤチップ２と赤色蛍光体７ｂの組み合わせを、クロロフィルａ及びクロロフィルｂの各タイプに合致した組み合わせの基板型ＬＥＤ光源１０としてもよい。
【０２００】
例えば、タイプＩの青色ＬＥＤチップ２と、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕからなる赤色蛍光体７ｂとの組み合わせや、タイプＩＩの青色ＬＥＤチップ２と（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕからなる赤色蛍光体７ｂとの組み合わせ等、それぞれの組み合わせ構成の基板型ＬＥＤ光源１０とすることが可能である。
【０２０１】
この場合、それぞれ樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）を所望の光量割合になるように適宜調整する。
【０２０２】
（照明用の発光装置）
上述した基板型の発光装置１０は、植物栽培用の発光装置であり、その発光装置をそのまま用いて、人間が作業するために必要な照明用の発光装置とすることは不適当である。
【０２０３】
そこで、この基板型の発光装置１０を改良して人間が作業するために必要な照明用の発光装置２０とする方法を以下に示す。
【０２０４】
すなわち、前述した基板型ＬＥＤ光源１０の構成に加えて、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、複数の青色ＬＥＤチップ２の上側を被覆する樹脂層７には、赤色蛍光体７ｂに加えて緑色蛍光体７ｃが追加して樹脂７ａに混合分散されている。
【０２０５】
ここで、用いることができる緑色蛍光体としては、青色ＬＥＤチップから発光される光を吸収して、５５０付近を中心とした発光ピークを有する光を発光する蛍光体であれば特に限定はしない。緑色蛍光体として、例えば、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕなどが挙げられる。
【０２０６】
また、具体的に、照明用の発光装置２０は、基板１上に複数の青色ＬＥＤチップ２が搭載され、その周囲に樹脂ダム３が立設されている。
【０２０７】
本前提技術では、青色ＬＥＤチップ２は、例えば、直列に１２個ずつ並んだものが、並列に１３列並んだ１５６個からなっている。なお、本発明においては、青色ＬＥＤチップ２の個数は必ずしも複数に限らず、１個でもよく、また、複数においても１５６個に限らない。さらに、複数個における並べ方についても問わない。
【０２０８】
上記各青色ＬＥＤチップ２は、樹脂ダム３の内側において、各列の青色ＬＥＤチップ２の両側に設けられた配線４ａと配線４ｂとにそれぞれ導電性のワイヤ５にて電気的に接続されている。そして、配線４ａと配線４ｂとは、基板１上において樹脂ダム３の外側に搭載されたカソード電極ランド６ａとアノード電極ランド６ｂとにそれぞれ電気的に接続されている。
【０２０９】
そして、本前提技術の照明用の発光装置２０には、図１０（ｂ）に示すように、樹脂ダム３の内側に充填されて上記複数の青色ＬＥＤチップ２の上側を被覆する樹脂層７が設けられており、この樹脂層７には、赤色蛍光体７ｂと緑色蛍光体７ｃとがシリコーン樹脂からなる樹脂７ａに混合分散されている。
【０２１０】
ここで、照明用の発光装置２０では、樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂと緑色蛍光体７ｃとの配合比（重量比）は、例えば１：０．０１：０．１０となっている。この配合比（重量比）により、図１０（ｃ）に示す発光スペクトルが得られる。図１０（ｃ）に示す発光スペクトルにおいては、人間が最も明るく感じる波長５５０ｎｍ付近の光量が増加しているのが把握できる。したがって、照明用ＬＥＤ光源２０は人間が作業するための照明光源として有効であることが判る。
【０２１１】
（植物工場への適用）
次に、本前提技術の基板型の発光装置１０の植物工場への適用例について、図１１に基づいて説明する。図１１は本前提技術の基板型の発光装置１０及び照明用の発光装置２０を使用する植物工場３０の一例を示す図である。
【０２１２】
本前提技術の植物工場３０においては、図１１に示すように、発芽棚には基板型の発光装置１０Ａを例えば１３００個設置する。また、育苗棚には基板型の発光装置１０Ａを４６００個設置する。さらに、栽培棚には基板型の発光装置１０Ｄを１７０００個設置する。また、出荷室では、人間が作業を行うので、照明用の発光装置２０を３７０個設置する。
【０２１３】
このように、本前提技術の植物栽培用の発光装置は、クロロフィルの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ２と、青色ＬＥＤチップ２からの励起光により、クロロフィルの赤色域吸収ピークに対応すべく発光ピークが波長６２０〜７００ｎｍの光を発光する赤色蛍光体７ｂと、赤色蛍光体７ｂを分散して上記少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ２を覆う樹脂層７とが設けられている。
【０２１４】
上記の構成によれば、植物育成用の発光装置は、少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ２とこの青色ＬＥＤチップ２を覆う赤色蛍光体７ｂを分散した樹脂層７とからなっている。そして、この構成において、青色ＬＥＤチップ２にてクロロフィルの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４８０ｎｍの範囲で光を出力することができる。そして、赤色蛍光体７ｂは、青色ＬＥＤチップ２からの励起光により、クロロフィルの赤色域吸収ピークに対応すべく発光ピークが波長６２０〜７００ｎｍの光を発光する。
【０２１５】
この結果、独立した青色ＬＥＤチップ２と独立した赤色ＬＥＤチップとの２種類のＬＥＤチップを使用しなくても、１種類の青色ＬＥＤチップ２にて植物の成長に必要なクロロフィルの青色域吸収ピークと赤色域吸収ピークとに対応する光を出射することができる。このため、設置面積を増大することがない。そして、この構成においては、赤色蛍光体７ｂは樹脂層に分散されていることから、赤色蛍光体７ｂを樹脂に所定の配合比（重量比）にて分散させることが可能であり、その配合比（重量比）に応じて青色域と赤色域における光量を変化させることができる。
【０２１６】
したがって、設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色域と赤色域との光量割合を容易に調整し得ると同時に空間的に色むらの少ない青色光及び赤色光の混色光を放出し得る植物栽培用ＬＥＤ光源を提供することができる。
【０２１７】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：１０となっていることが好ましい。この結果、植物の発芽・育苗及び栽培に適した基板型の発光装置１０とすることが可能となる。
【０２１８】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、樹脂層７における樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）は１：０．０５〜１：０．２０となっている。この結果、植物の発芽・育苗及び栽培に適した基板型の発光装置１０とすることが可能となる。
【０２１９】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、発芽棚又は育苗棚に設置されることを目的とする場合には、樹脂層７における樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）は１：０．０５〜１：０．１０となっていることが好ましい。
【０２２０】
すなわち、植物の光合成において中心的な役割を担うクロロフィル（葉緑素）は、光を一様に吸収するのではなく、赤色６６０ｎｍ付近と青色４５０ｎｍ付近に明確な吸収ピークを示し、これに関係して光合成の波長特性は６６０ｎｍ付近に第一ピークを有する一方、４５０ｎｍ付近に第二のピークを有している。
【０２２１】
つまり、葉を備え光合成が活発となる栽培段階では、青色及び赤色の両方の光成分を有することが生育に対して有効になる。一方、４５０ｎｍ付近の青色光は植物の高エネルギー反応系と呼ばれる光反応系にも影響を及ぼし、植物の健全な形態形成に必要不可欠である。したがって、発芽・育苗の段階では、青色光の成分の重要性が増す。
【０２２２】
この点、本前提技術では、樹脂層７における樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）は１：０．０５〜１：０．１０となっている。このため、この配合比（重量比）とすることによって、発芽・育苗の段階において植物の健全な形態形成に必要不可欠である青色光の成分の光を容易に出射する基板型の発光装置１０を提供することができる。
【０２２３】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、栽培棚に設置されることを目的とする場合には、樹脂層７における樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）は１：０．１５〜１：０．２０となっている。これにより、葉を備え光合成が活発となる栽培段階において、青色及び赤色の両方の光成分を有する光を容易に出射する基板型ＬＥＤ光源１０を提供することができる。
【０２２４】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、発芽棚又は育苗棚に設置されることを目的とする場合には、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：３．５となっていることが好ましい。これにより、植物の発芽・育苗に適した基板型の発光装置１０とすることが可能となる。
【０２２５】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、栽培棚に設置されることを目的とする場合には、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：７．５〜１：１０となっていることが好ましい。これにより、植物の栽培に適した基板型の発光装置１０することが可能となる。
【０２２６】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、赤色蛍光体７ｂは、クロロフィルｂよりもクロロフィルａを多く含む植物栽培には、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有してなっていることが好ましい。
【０２２７】
すなわち、植物は、クロロフィルａとクロロフィルｂとを有している。ここで、クロロフィルａとクロロフィルｂとはそれぞれ光吸収特性が異なっている。具体的には、クロロフィルａは赤色領域では６５０〜６６０ｎｍに吸収ピークを有し、クロロフィルｂは赤色領域では６２０〜６３０ｎｍに吸収ピークを有している。
【０２２８】
そこで、本前提技術では、赤色蛍光体７ｂは、クロロフィルｂよりもクロロフィルａを多く含む植物栽培には、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有してなっている。すなわち、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有する赤色蛍光体は、発光ピーク６５０〜６６０ｎｍの波長を出射することができる。
【０２２９】
したがって、クロロフィルｂよりもクロロフィルａを多く含む植物栽培には、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有する赤色蛍光体７ｂを使用するのが好ましい。
【０２３０】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、赤色蛍光体７ｂは、クロロフィルａよりもクロロフィルｂを多く含む植物栽培には、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有してなっていることが好ましい。
【０２３１】
すなわち、クロロフィルｂは赤色領域では６２０〜６３０ｎｍに吸収ピークを有していると共に、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有する赤色蛍光体は、発光ピーク６２０〜６３０ｎｍの波長を出射することができる。
【０２３２】
したがって、クロロフィルａよりもクロロフィルｂを多く含む植物栽培には、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有する赤色蛍光体７ｂを使用するのが好ましい。
【０２３３】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、基板１上に複数の青色ＬＥＤチップ２が搭載され、その周囲に樹脂ダム３が設けられていると共に、樹脂ダム３の内側には赤色蛍光体７ｂを分散した樹脂７ａが充填されている。
【０２３４】
したがって、１個の基板型の発光装置１０によって、少ない設置面積にて大光量の光を出射することが可能となる。
【０２３５】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、波長４００〜４８０ｎｍの青色光と波長６２０〜７００ｎｍの赤色光とが出射される。
【０２３６】
これにより、植物育成に必要な青色及び赤色の両ピークを１個の基板型ＬＥＤ光源１０にて生成することができることになる。このように、１個の基板型の発光装置１０とすることによって、基板型の発光装置１０の設置面積の縮小が可能となり、信頼性が高まり、植物工場等での使用に適した光源とすることができる。
【０２３７】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、青色光は青色ＬＥＤチップ２からの光であり、赤色光は赤色蛍光体７ｂから放出される光である。すなわち、基板型の発光装置１０では、発光部の近傍でクロロフィルの光吸収特性の光吸収ピークが生成されている。このことから基板型の発光装置１０からの青色光と赤色光が均一に照射される。すなわち、基板型の発光装置１０では、発光部の近傍でクロロフィルの光吸収特性の光吸収ピークが生成されている。このことから基板型の発光装置１０からの青色光と赤色光が均一に照射される。
【０２３８】
具体的には、青色ＬＥＤチップ２から出射される青色光は、一部は赤色蛍光体７ｂに吸収されて当該赤色蛍光体７ｂから赤色光が出射され、残りは赤色蛍光体７ｂにより散乱される。そして、赤色蛍光体７ｂは蛍光体１個１個が点光源であるので、青色光又は赤色光が均一に発光する。
【０２３９】
この結果、植物育成に必要な青色及び赤色の両ピークを１個の基板型の発光装置１０にて生成することができることになる。このように、１個の基板型の発光装置１０とすることによって、基板型の発光装置１０の設置面積の縮小が可能となり、信頼性が高まり、植物工場等での使用に適した発光装置とすることができる。
【０２４０】
また、本前提技術の植物工場３０は、上記基板型の発光装置１０Ａ及び／又は基板型の発光装置１０Ｂ、並びに基板型の発光装置１０Ｃ及び／又は基板型の発光装置１０Ｄを備えている。
【０２４１】
それゆえ、設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色域と赤色域との光量割合を容易に調整し得る基板型の発光装置１０を備えた植物工場３０を提供することができる。
【０２４２】
例えば、図５（ａ）（ｂ）においては、基板１の裏面には何も設けられていないが、特にこれに限定するものではない。例えば、基板型ＬＥＤ光源１０の放熱板を兼ねる基板１の裏面側、つまり青色ＬＥＤチップ２を搭載した面とは反対側に、フィン付きヒートシンクを取り付けることが可能である。これにより、植物工場の室内において、エアーフローを利用することにより、フィン付きヒートシンクにて基板１を冷却することが可能となる。なお、この場合、フィン付きヒートシンクの開口部はエアーフローの方向と同じ方向であることが好ましい。
【０２４３】
また、基板１の裏面に、液体培養液を循環させる管を設けた構成とすることも可能である。すなわち、例えば、生物を培養栽培するための液体培養液を冷却用に使用し、その後、生物栽培培養するために使用するというような構成が挙げられる。これにより、基板型ＬＥＤ光源１０を好適に冷却することが可能となり、安定したクロロフィルの光吸収特性の光吸収ピークに合う青色光と赤色光とを照射することができる。
【０２４４】
このように、本前提技術の基板型の発光装置１０では、基板１の裏面には、冷却手段としてのフィン付きヒートシンクが設けられていることが好ましい。
【０２４５】
これにより、高温になった青色ＬＥＤチップ２を冷却することが可能となる。
【０２４６】
（青色複合型発光装置）
青色複合型発光装置について図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【０２４７】
上記の基板型の発光装置１０は、クロロフィルの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップを有している。
【０２４８】
ここで説明する青色複合型発光装置では、青色ＬＥＤチップは、クロロフィルａの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４５０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個のクロロフィルａ用青色ＬＥＤチップと、クロロフィルｂの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個のクロロフィルｂ用青色ＬＥＤチップとからなっている点が異なっている。
【０２４９】
すなわち、植物栽培用の発光装置としての基板型の発光装置５０は、図１３（ａ）に示すように、基板１上に複数の青色ＬＥＤチップ２と青色ＬＥＤチップ５２とが搭載され、その周囲に樹脂からなる樹脂ダム３が設けられている。
【０２５０】
上記各青色ＬＥＤチップ２及び各青色ＬＥＤチップ５２は、図１３（ｂ）に示すように、樹脂ダム３の内側において、各列の青色ＬＥＤチップ２・５２の両側に設けられた配線４ａと配線４ｂとにそれぞれ導電性のワイヤ５にて接続されている。そして、配線４ａと配線４ｂとは、基板１上において樹脂ダム３の外側に搭載されたカソード電極ランド６ａとアノード電極ランド６ｂとにそれぞれ接続されている。
【０２５１】
上記樹脂ダム３の内側には、図１３（ａ）に示すように、複数の青色ＬＥＤチップ２・５２の上側を被覆する樹脂層７が設けられている。この樹脂層７は、充填された樹脂７ａに赤色蛍光体７ｂが混合分散されたものからなっている。
【０２５２】
そして、青色ＬＥＤチップ２は、クロロフィルｂの青色域吸収ピークに対応する青色光としての波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色領域長波長の光を発生する。したがって、青色領域長波長用の青色ＬＥＤチップ２は、本発明のクロロフィルｂ用青色ＬＥＤチップとして機能している。
【０２５３】
一方、青色ＬＥＤチップ５２は、クロロフィルａの青色域吸収ピークに対応する青色光としての波長４００ｎｍ〜４５０ｎｍの青色領域短波長の光を発生する。したがって、青色領域短波長用の青色ＬＥＤチップ５２は、本発明のクロロフィルａ用青色ＬＥＤチップとして機能している。
【０２５４】
また、赤色蛍光体７ｂは、青色ＬＥＤチップ２及び青色ＬＥＤチップ５２の光を吸収してクロロフィルａ及びクロロフィルｂの赤色域吸収ピークに対応する発光ピークが波長６２０〜７００ｎｍの赤色光を発光するものとなっている。
【０２５５】
すなわち、植物は、クロロフィルａとクロロフィルｂとを有している。ここで、クロロフィルａとクロロフィルｂとは青色領域における光吸収特性がそれぞれ異なっている。具体的には、上記で説明した図８に示すように、クロロフィルａは青色領域においては４００〜４５０ｎｍに吸収ピークを有し、クロロフィルｂは青色領域においては４００〜４８０ｎｍに吸収ピークを有している。
【０２５６】
そこで、本前提技術の植物栽培用の発光装置としての基板型の発光装置５０では、青色ＬＥＤチップは、クロロフィルａの青色領域の吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４５０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個のクロロフィルａ用青色ＬＥＤチップとしての青色領域短波長用の青色ＬＥＤチップ５２と、クロロフィルｂの青色領域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個のクロロフィルｂ用青色ＬＥＤチップとしての青色領域長波長用の青色ＬＥＤチップ２とからなっている。
【０２５７】
この結果、クロロフィルａ及びクロロフィルｂを有する植物に、より適した植物栽培用ＬＥＤ光源を提供することができる。
【０２５８】
なお、上記の説明では、基板型ＬＥＤ光源１０の構成を一部変更した植物栽培用ＬＥＤ光源としての基板型ＬＥＤ光源５０について説明した。しかし、本発明の植物栽培用ＬＥＤ光源については、必ずしもこれに限らず、以下の比較技術にて説明する砲弾型ＬＥＤランプ４０の構成を一部変更した砲弾型ＬＥＤランプについても適用が可能である。
〔比較技術〕
比較技術について図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本比較技術において説明すること以外の構成は、上記前提技術で示した構成と同じである。
【０２５９】
（比較技術の発光装置の構成）
上記前提技術にて説明した基板型の発光装置１０及び照明用の発光装置２０は、基板１上に少なくとも１個以上の青色ＬＥＤチップ２が搭載されたものからなっていた。しかし、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、本比較技術の植物栽培用の発光装置は、形状が一般的な砲弾型の形態を有している点が異なっている。
【０２６０】
本比較技術の植物栽培用の発光装置の構成について、図１２（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１２（ａ）（ｂ）は、砲弾型ＬＥＤランプの構成を示す模式的断面図である。
【０２６１】
本比較技術の植物栽培用の発光装置としての砲弾型ＬＥＤランプ４０は、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、カップとしてのマウントリードカップ４１内に接着された青色ＬＥＤチップ２と、シリコーン樹脂からなる樹脂７ａ及び赤色蛍光体７ｂからなる樹脂層７と、導線としての導電性のワイヤ５と、アノードリードとしてのアノードリードフレーム４２と、カソードリードとしてのカソードリードフレーム４３と、砲弾型に形成し、上記アノードリードフレーム４２及びカソードリードフレーム４３の先端を除いて全体を砲弾型に封止するエポキシ樹脂からなる封止樹脂４４とからなっている。赤色蛍光体７ｂは、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用することができる。
【０２６２】
上記砲弾型ＬＥＤランプ４０を製造するときには、マウントリードカップ４１内に、青色ＬＥＤチップ２を接着する。次いで、青色ＬＥＤチップ２と図示しないマウントリード、及び青色ＬＥＤチップ２と図示しないインナーリードとは、それぞれ導電性ワイヤ５にて導通する。その後、赤色蛍光体７ｂを樹脂７ａに混合、分散させ、マウントリードカップ４１内に流し込むことにより樹脂層７を形成する。この結果、樹脂層７にて青色ＬＥＤチップ２を被覆し、固定している。最後に、全体をエポキシ樹脂からなる封止樹脂４４によるモールド部材で被覆及び保護する。
【０２６３】
上記砲弾型ＬＥＤランプ４０では、青色ＬＥＤチップ２は、青色光としての波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの光を発生する。この青色光は、クロロフィルの青色領域の吸収ピークに対応する。一方、赤色蛍光体７ｂは、青色ＬＥＤチップ２の光を吸収して発光ピークが波長６２０〜７００ｎｍの赤色光を発光する。この赤色光がクロロフィルの赤色域吸収ピークに対応する。
【０２６４】
そして、本比較技術では、図１２（ａ）に示す砲弾型ＬＥＤランプ４０では、樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比が１：０．０５とした砲弾型ＬＥＤランプ４０Ａとなっており、前提技術の基板型ＬＥＤ光源１０Ａと同じ図７（ａ）に示すスペクトルを出力するようになっている。
【０２６５】
したがって、砲弾型ＬＥＤランプ４０Ａはクロロフィルの青色領域の吸収ピークに対応しており、発芽・育苗用に使用するのが好ましい。ただし、必ずしもこれに限らず、樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比が１：０．１０〜１：０．１５とした砲弾型ＬＥＤランプ４０をすることも可能である。
【０２６６】
一方、図１２（ｂ）に示す砲弾型ＬＥＤランプ４０は、樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比が１：０．２０とした砲弾型ＬＥＤランプ４０Ｄとなっている。したがって、この砲弾型ＬＥＤランプ４０Ｄは、上記前提技術の基板型の発光装置１０Ｄと同じ図７（ｄ）に示す発光スペクトルを出力するようになっている。これにより、砲弾型ＬＥＤランプ４０Ｄは、クロロフィルの赤色域吸収ピークに対応しており、栽培用に使用するのが好ましいものとなっている。
【０２６７】
このような砲弾型ＬＥＤランプ４０は、上記前提技術にて説明した基板１に青色ＬＥＤチップ２を搭載した基板型の発光装置１０が取り付けることが難しい箇所に取り付ける。このことからすると、基板型の発光装置１０が取り付けることが難しい箇所は少ないと考えられるので、上記前提技術の基板型の発光装置１０と本比較技術の砲弾型ＬＥＤランプ４０とを併用を行ってもよい。
【０２６８】
最後に、上記前提技術の基板型の発光装置１０と本比較技術の砲弾型ＬＥＤランプ４０と従来の赤色砲弾型ＬＥＤランプと青色砲弾型ＬＥＤランプとを組み合わせたものとの比較を表１に示す。なおここで示す、従来の赤色砲弾型ＬＥＤランプとは上記特許文献２の「発明の実施の形態」や図１、２に基づいて作製した発光装置である。
【０２６９】
【表１】
【０２７０】
表１に示すように、上記前提技術の基板型の発光装置１０、および本比較技術の砲弾型ＬＥＤランプ４０は、従来の赤色砲弾型ＬＥＤランプと青色砲弾型ＬＥＤランプとを組み合わせたものと比べて、信頼性、コスト、特性、設置面積、寿命の全ての点で優れていることが把握される。
【０２７１】
具体的には、設置面積については、従来技術である青色砲弾型ＬＥＤと赤色砲弾型ＬＥＤとを組み合わせたときの設置面積を１とすると、砲弾型ＬＥＤランプ４０では１／３となり、基板型ＬＥＤ光源１０及び照明用ＬＥＤ光源２０では１／６となる。このため、本前提技術の基板型の発光装置１０及び照明用の発光装置２０並びに砲弾型ＬＥＤランプ４０では、設置面積が少なくてすむという特徴がある。
【０２７２】
また、コストについても、本前提技術の基板型の発光装置１０及び照明用の発光装置２０並びに砲弾型ＬＥＤランプ４０では、従来に比べてコストメリットがあることが明らかである。
【０２７３】
さらに、基板型の発光装置１０及び照明用の発光装置２０の寿命はおよそ３〜４万時間と、電熱型ランプ（電球）はいうまでもなく、蛍光灯ランプに比べても十倍以上も長寿命である。
【０２７４】
このように、本比較技術の植物栽培用の発光装置としての砲弾型ＬＥＤランプ４０では、カソードリードフレーム４３と、カソードリードフレーム４３に接続されたマウントリードカップ４１と、マウントリードカップ４１内に搭載された少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ２と、マウントリードカップ４１内に搭載された青色ＬＥＤチップ２から導電性のワイヤ５を介して接続されたアノードリードフレーム４２と、マウントリードカップ４１内で、青色ＬＥＤチップ２を覆うように充填された、赤色蛍光体７ｂを分散した樹脂層７と、カソードリードフレーム４３とアノードリードフレーム４２との各端部を露出した状態で、マウントリードカップ４１全体を砲弾状に封止した封止樹脂４４とを備えている。
【０２７５】
これにより、いわゆる砲弾型の砲弾型ＬＥＤランプ４０とすることができる。そして、このような砲弾型の砲弾型ＬＥＤランプ４０は設置面積が狭いので、植物栽培のスポット照射に適している。
【０２７６】
〔まとめ〕
本発明の態様１は、基板と、上記基板上に形成された赤色発光用の第１発光部及び青色発光用の第２発光部を備え、上記第１発光部から発光された赤色光と、上記第２発光部から発光された青色光との混色光を放出する植物栽培用の発光装置であって、上記第１発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ、及び、当該青色ＬＥＤチップを覆い、かつ当該青色ＬＥＤチップからの励起光により赤色光を発光する赤色蛍光体を分散した樹脂からなる基板型の発光部であり、上記第２発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップからなる基板型の発光部であることを特徴としている。
【０２７７】
本発明の態様２は、上記態様１において、上記青色ＬＥＤチップは、４００〜４８０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光し、かつ、上記赤色蛍光体は、６２０〜７００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴としている。
【０２７８】
本発明の態様３は、上記態様２において、上記基板上に、さらに、第３発光部が形成され、上記第３発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ、及び、当該青色ＬＥＤチップを覆い、かつ当該青色ＬＥＤチップからの励起光により少なくとも緑色光を発光する緑色蛍光体を分散した樹脂からなる基板型の発光部であることを特徴としている。
【０２７９】
本発明の態様４は、上記態様３において、上記第３発光部は、赤色光を発光する赤色蛍光体をさらに分散した樹脂からなることを特徴としている。
【０２８０】
本発明の態様５は、上記態様３または態様４において、上記緑色蛍光体は、上記青色光を発光する青色ＬＥＤチップの青色領域波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの光を吸収し、上記緑色蛍光体は５００〜６００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴としている。
【０２８１】
本発明の態様６は、上記態様３〜５の何れか１つの態様において、上記第１発光部、第２発光部、第３発光部は、それぞれ独立して駆動されていることを特徴としている。
【０２８２】
本発明の態様７は、上記態様６において、上記第３発光部は、上記の第１発光部と第２発光部とともに青緑混色光を発光するか、または、単独で青緑混色光を発光することを特徴としている。
【０２８３】
本発明の態様８は、上記態様７において、上記少なくとも第３発光部が駆動した植物栽培用の発光装置において、５００〜６００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴としている。
【０２８４】
本発明の態様９において、植物栽培用の発光装置は、上記課題を解決するために、基板と、上記基板上に互いに隣接して形成された赤色発光用の第１発光部及び青色発光用の第２発光部とを備え、上記第１発光部から発光された赤色光と、上記第２発光部から発光された青色光との混色光を放出する植物栽培用の発光装置であって、上記第１発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ、及び、当該青色ＬＥＤチップを覆い、かつ当該青色ＬＥＤチップからの励起光により赤色光を発光する赤色蛍光体を分散した樹脂からなり、上記第２発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップからなることを特徴としている。
【０２８５】
上記構成における青色光とは、可視光領域（波長３８０〜８００ｎｍ）において、波長３８０〜５５０ｎｍ領域の光成分が優勢な光である。また、赤色光とは、可視光領域において、波長５５０〜８００ｎｍ領域の光成分が優勢である光である。
【０２８６】
上記構成によれば、上記第１発光部において、赤色蛍光体の樹脂層内の分散濃度を調整することで、青色と赤色の光量を調整することができるので、更なる青色と赤色の混色性を向上させることが可能となる。また、第１発光部は、赤色と青色の両方を発光できるので、ＬＥＤの設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色光と赤色光との光量割合を容易に調整できる。
【０２８７】
しかも、青色ＬＥＤのみからなる第２発光部が上記第１発光部に隣接して設けられているので、第１発光部を主に赤色光の発光用、第２発光部を青色光の発光用として分けることが可能となり、それぞれの発光部を独立して駆動制御することが可能となるので、青色と赤色の発光量の調整が容易となる。この結果、第１発光部と第２発光部とで形成される混色光において、赤色光と青色光との割合を自由に変えることが可能となるので、赤色と青色の混色性を更に向上させることができる。
【０２８８】
また、第１発光部も第２発光部も、劣化特性が同じ青色ＬＥＤのみで構成されているので、長期的な駆動時においても、同じように劣化する。従って、従来のように、劣化特性の異なる青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤとを混在させた場合のように、長期的な駆動時にける光量の割合のずれが大きくなるという問題は生じない。
【０２８９】
さらに、赤色光の発光源として、発光効率の悪い赤色ＬＥＤチップを使用せずに、赤色蛍光体を利用しており、赤色ＬＥＤチップを使用する発光装置に比べ、発光コストを減らすことができ、寿命が大幅に改善される。さらに、温度特性の悪い赤色ＬＥＤチップを用いないことにより、温度特性が改善される。
【０２９０】
また、発光効率のよい、青色ＬＥＤチップが配置されている同一領域に赤色蛍光体が分散されているので、より混色性の高い、発光部の設置面積を大幅に抑えた植物栽培用の発光装置を提供することができる。
【０２９１】
本発明の態様１０において、植物栽培用の発光装置では、上記青色ＬＥＤチップは、４００〜４８０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光し、かつ、上記赤色蛍光体は、６２０〜７００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することが好ましい。
【０２９２】
生物が光合成を行うために必要な光を吸収するクロロフィルは、青色領域（波長４００〜４８０ｎｍの範囲）と、赤色領域（波長６２０〜７００ｎｍの範囲）に光吸収ピークを有することが知られている。
【０２９３】
上記構成によれば、クロロフィルの青色領域の光吸収ピークと、青色ＬＥＤチップが発光する光の発光ピークが対応するとともに、クロロフィルの赤色領域の光吸収ピークと、青色ＬＥＤチップからの励起光により発光する赤色蛍光体が発光する光の発光ピークが対応するため、より効率的に特定の生物を栽培、培養することができる植物栽培用の発光装置を提供することができる。
【０２９４】
本発明の態様１１の植物栽培用の発光装置では、上記第１発光部に備えられた青色ＬＥＤチップから発光される光の発光ピーク波長と、上記第２発光部に備えられた青色ＬＥＤチップから発光される光の発光ピーク波長とが異なることが好ましい。
【０２９５】
例えば、植物や一部の藻類に多く見られる、クロロフィルａとクロロフィルｂと呼ばれるクロロフィルの一種が知られており、それぞれ光吸収特性が異なっている。具体的には、青色領域において、クロロフィルａは４３０〜４４０ｎｍの光吸収ピークを有し、クロロフィルｂは４５０〜４６０ｎｍの光吸収ピークを有する。
【０２９６】
上記構成によれば、上記第１発光部と上記第２発光部において、独立して発光量が調節できるため、例えば、さまざまなクロロフィルａとクロロフィルｂの比率を有する、対象とする特定の生物に適した光量に任意に調整することができ、当該対象とする特定の生物により適切な光成分を発する植物栽培用の発光装置を提供することができる。
【０２９７】
当然として、生物が光合成を行うために必要な光を吸収する化合物はクロロフィルａやクロロフィルｂに限られず、多岐にわたっているため、青色ＬＥＤチップを、それに合わせて適宜選択する必要がある。
【０２９８】
本発明の態様１２において、植物栽培用の発光装置では、４００ｎｍ〜４８０ｎｍの波長領域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：１０となっていることが好ましい。
【０２９９】
一般に、光量子束密度という場合には、光子の数を数えるので、赤外光又は紫外光のいずれが来ても１個は１個である。しかし、光化学反応は、色素が吸収できる光子が来たときだけに引き起こされる。例えば、植物の場合、クロロフィルに吸収されない光がいくら来ても、それは存在しないのと同じである。そこで、光合成の分野では、クロロフィルが吸収できる４００ｎｍ〜７００ｎｍまでの波長領域だけの光合成有効光量子束密度又は光合成光量子束が定義されている。
【０３００】
上記構成によれば、植物の発芽、育苗および栽培や、特定の藻類や細菌の培養に適した植物栽培用の発光装置を提供することができる。
【０３０１】
本発明の態様１３において、植物栽培用の発光装置では、上記赤色蛍光体は、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系、または／および、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系の成分を有していることが好ましい。
【０３０２】
ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体の６５０〜６６０ｎｍの範囲にある発光ピークは、クロロフィルａの赤色領域である６５０〜６６０ｎｍの範囲にある光吸収ピークに対応する。また、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体の６２０〜６３０ｎｍの範囲にある発光ピークは、クロロフィルｂの赤色領域の６２０〜６３０ｎｍの範囲にある光吸収ピークに対応する。
【０３０３】
従って、上記構成によれば、植物や藻類に多く見られるクロロフィルａやクロロフィルｂの赤色領域の光吸収ピークに対応する発光ピークを与える光を発光することができ、クロロフィルａやクロロフィルｂを多く含む植物や藻類の栽培や培養に好適な植物栽培用の発光装置を提供できる。
【０３０４】
本発明の態様１４において、植物栽培用の発光装置では、上記青色ＬＥＤチップは、４３０〜４４０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光する少なくとも１つの青色ＬＥＤチップ、４５０〜４６０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光する少なくとも１つの青色ＬＥＤチップの少なくとも一方の青色ＬＥＤチップであることが好ましい。
【０３０５】
上記構成によれば、上記二種類の青色ＬＥＤチップにより、ある一定のクロロフィルａとクロロフィルｂの比率を有する、対象とする特定の生物に適した光成分の光を発光することができる植物栽培用の発光装置を提供することができる。
【０３０６】
本発明の態様１５において、植物栽培用の発光装置では、上記青色ＬＥＤチップが形成された領域を囲むように形成された樹脂壁を備え、上記第１発光部における上記樹脂壁に囲まれた領域において、上記赤色蛍光体を分散させた樹脂が充填され、上記第２発光部における上記樹脂壁に囲まれた領域において、青色ＬＥＤチップを封止する透光性の樹脂が充填されていることが好ましい。この構成により、基板型の発光装置として、発光部を適確に形成することができる。
【０３０７】
本発明の態様１６において、植物栽培用の発光装置では、上記基板の発光部が形成されている面とは反対側の面に、フィン付きヒートシンクが取り付けられていることが好ましい。
【０３０８】
この構成により、植物栽培用の発光装置を設置する室内のエアーフローを利用することにより、フィン付きヒートシンクにより基板を効率的に冷却することができる。さらに、効率的に冷却することによって、青色ＬＥＤチップや、赤色蛍光体の発光特性が安定するので、赤色光と青色光の光組成を安定させることができる。
【０３０９】
本発明の態様１７において、植物栽培用の発光装置では、上記基板の発光部が形成されている面とは反対側の面に、液体培養液を循環させる管が形成されていることが好ましい。
【０３１０】
この構成により、植物栽培用の発光装置を効率的に冷却することができる。さらに、効率的に冷却することによって、青色ＬＥＤチップや、赤色蛍光体の発光特性が安定するので、赤色光と青色光の光組成を安定させて発光することができる。
【０３１１】
本発明の態様１８において、植物栽培用の発光装置の製造方法は、基板上に、青色光を発光する複数の青色ＬＥＤチップを形成するボンディング工程と、基板上の第１の領域において、当該領域に含まれる少なくとも１個の上記青色ＬＥＤチップを、当該青色ＬＥＤチップからの励起光により赤色光を発光する赤色蛍光体を分散させた樹脂により封止し、赤色発光用の第１発光部を形成する蛍光体含有樹脂層形成工程とを含み、基板上の上記第１の領域に隣接した第２の領域に含まれる少なくとも１個の青色ＬＥＤチップから形成される発光部を青色発光用の第２発光部とした植物栽培用の発光装置を製造することを特徴とすることを特徴としている。
【０３１２】
上記の方法によれば、赤色蛍光体が分散した混合発光部を形成することができ、混色性が高く、赤色光と青色光の光成分を容易に調整することができる植物栽培用の発光装置を製造することができる。
【０３１３】
また、発光効率のよい青色ＬＥＤチップを利用し、赤色光を発光する構成であるので、効率的に、青色光と赤色光を発光することが可能であり、発光部の設定面積の拡大を防ぐことができるとともに、製造コストを抑えることができる。
【０３１４】
本発明の態様１９において、植物栽培用の発光装置の製造方法は、上記ボンディング工程と蛍光体含有樹脂層形成工程との間に、上記第１の領域及び第２の領域のそれぞれを囲むように樹脂壁を形成する樹脂ダム形成工程を含み、さらに、上記第２発光部において、青色ＬＥＤチップを透光性の樹脂により封止する透光性樹脂層形成工程を含み、上記蛍光体含有樹脂層形成工程において、上記樹脂壁で囲まれた上記第１の領域に、当該第１の領域に含まれている青色ＬＥＤチップを覆うように、上記赤色蛍光体を分散させた樹脂を充填し、上記透光性樹脂層形成工程において、上記樹脂壁で囲まれた上記第２の領域に、当該第２の領域に含まれている青色ＬＥＤチップを覆うように、透光性の樹脂を充填することを特徴としている。
【０３１５】
上記の方法によれば、粘性の低い樹脂層の樹脂を使用することもでき、より効率的に樹脂層を形成することができる。
【０３１６】
本発明の態様２０において、植物栽培用の発光装置の製造方法は、上記樹脂層は、シリコーン樹脂で形成されており、上記第１発光部に形成される樹脂層のシリコーン樹脂は、チクソ性が高く流動性のない樹脂であることを特徴としている。
【０３１７】
上記の方法によれば、シリコーン樹脂で形成されており、従来のエポキシ樹脂で形成されたものに比べ、樹脂劣化が少なく信頼性が向上する。さらに、第１発光部に形成される樹脂層のシリコーン樹脂が、チクソ性が高く流動性のない樹脂であるため、発光部間に樹脂壁を形成しなくても、容易に、混合発光部に形成される樹脂層を形成することができる。さらに、発光部間に樹脂壁を形成しないことにより、発光部の面積を広げることができ、効率的に発光することができる植物栽培用の発光装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０３１８】
本発明は、複数のＬＥＤを用いた発光装置や、光合成を利用する生物の培養栽培に使われる植物栽培用の発光装置として利用することができる。さらに、本発明は、植物を育成するための植物工場や、光合成を行う藻類や細菌を培養する培養工場、光合成を行う植物、藻類や細菌から得られる化合物を必要とする化粧品メーカー、食品メーカーや医薬品メーカーにおいての利用が可能である。
【符号の説明】
【０３１９】
１００ 発光装置（渦巻型）
１、１０１ 基板
１０２ 青色ＬＥＤチップ（発光素子）
１０５ 第１樹脂ダム（樹脂壁）
１０６ 第２樹脂ダム（樹脂壁）
１０７ 蛍光体含有樹脂層
１０８ 透光性樹脂層
７ｂ、１０９ 赤色蛍光体
１１０〜１１３ 電極ランド
２００ 発光装置（横縞型）
３００ 発光装置（交差型）
４００ 発光装置（二重円型）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスペクトルの光を発光することができる植物栽培用の発光装置とその製造方法に関する。特に、光合成を行う特定の生物を、効率的に栽培培養を行うことができる植物栽培用の発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、植物栽培用光源として、複数種類のＬＥＤを用いた発光装置が用いられている。なお、植物を効率よく生育させるには、単光よりも複数光が好ましい。
【０００３】
そこで、従来、発光装置による、複数光を生成する方法として、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ、および緑色ＬＥＤからなる三種類のＬＥＤの組み合わせにより複数光を生成する方法や、青色ＬＥＤと蛍光体を組み合わせ、それぞれの光を混色させることで、複数光を生成する方法が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、図１４（ａ）に示すように、基板４０５上に、異なるスペクトル光を発する複数種類のＬＥＤ４０７を多数設置した、植物育成用の発光装置４０１が開示されている。この発光装置４０１では、対象とする植物の方に向かって、光を発するように、各ＬＥＤ４０７が設置されている。
【０００５】
また、特許文献２には、図１４（ｂ）に示すように、赤色ＬＥＤ５０２と青色ＬＥＤ５０３を基板上に配置した、育成容器の蓋５０１を植物育成用の発光装置とする技術が開示されている。この蓋５０１においては、植物の種類に応じて、赤色ＬＥＤ５０２の光量と青色ＬＥＤ５０３の光量との割合が調整できるようになっている。例えば、青色ＬＥＤ５０３の光量は、赤色ＬＥＤ５０２の光量に対して５０％以下の割合となるように用いられており、植物によって赤色ＬＥＤ５０２を単独で用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３４４１１４号公報（２００４年１２月９日公開）
【特許文献２】特開平９−２５２６５１号公報（１９９７年９月３０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤを用いた植物育成用の発光装置において、以下の（１）および（２）に示す課題を有している。
【０００８】
（１）対象とする植物に応じて、青色域と赤色域との光量割合を調整する必要があるが、青色ＬＥＤ又は赤色ＬＥＤの個数の調整によって光量割合を合わせる場合には、長期的な駆動を考慮すると、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤとの劣化特性の違いにより、発光時間にしたがって光量割合のずれが生じる。
【０００９】
（２）青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤとの混色は困難であり、植物育成に必要な混合色を得ることは困難である。具体的には、青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤとの個別の素子を複数使用する場合に、所定の光量割合を満足しかつ同時に空間的に色むらなく一様な混色光を実現するのは非常に難しい。
【００１０】
また、特許文献２のように青色ＬＥＤ光の光量を赤色ＬＥＤ光の光量における５０％以下の割合とするには、（Ａ）〜（Ｃ）に示す措置などが必要となる。
【００１１】
（Ａ）赤色ＬＥＤを高輝度発光させる（駆動電流を増加する）。
【００１２】
（Ｂ）各ＬＥＤに搭載するＬＥＤチップ数を増やす。
【００１３】
（Ｃ）赤色ＬＥＤの個数を増やす。
【００１４】
しかしながら、（Ａ）の場合は、青／赤ＬＥＤチップ間の劣化特性差が助長され、長期的な駆動時における光量割合のずれがより大きくなる。また、電気的な方法で光量調整する場合には、電気駆動回路等を設置する必要があるため、複雑な構成となる。
【００１５】
（Ｂ）の場合には、赤色ＬＥＤの大きさが大きくなり、広角の指向特性の制御が難しい等問題が生じる。
【００１６】
（Ｃ）の場合には、青色ＬＥＤの個数が少なく、均等配置をしても、或いは青色ＬＥＤを広角の指向特性のものとしても赤色光及び青色光の混色が不十分であり、色むらが生じ易い懸念が生じる。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、青色ＬＥＤチップの設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色光と赤色光との光量割合を容易に調整できる植物栽培用の発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の植物栽培用の発光装置は、基板と、上記基板上に形成された赤色発光用の第１発光部及び青色発光用の第２発光部を備え、上記第１発光部から発光された赤色光と、上記第２発光部から発光された青色光との混色光を放出する植物栽培用の発光装置であって、上記第１発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ、及び、当該青色ＬＥＤチップを覆い、かつ当該青色ＬＥＤチップからの励起光により赤色光を発光する赤色蛍光体を分散した樹脂からなる基板型の発光部であり、上記第２発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップからなる基板型の発光部であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
青色光を発光する青色発光用の第２発光部、青色光と赤色光を発光する赤色発光用の第１発光部が、それぞれ、個別に発光の制御を行うことが可能であり、ＬＥＤの設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色光と赤色光との光量割合を容易に調整することできる植物栽培用の発光装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１に係る渦巻型発光装置の発光面の構成例を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る横縞型発光装置の発光面の構成例を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態３に係る交差型発光装置の発光面の構成例を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態４に係る二重円型発光装置の発光面の構成例を示す平面図である。
【図５】本発明の前提技術に係る基板型発光装置の構成例を示す断面図である。（ａ）は赤色系蛍光体が（ｂ）は前提技術における発光装置の一形態を示すものであって、発光装置の構成を示す断面図である。
【図６】（ａ）は前提技術における発光装置の樹脂層形成前の構成を示す平面図であり、（ｂ）は前提技術における発光装置の樹脂層形成後の構成を示す平面図である。
【図７】前提技術における発光装置の樹脂配合比別に示した発光スペクトルを示すグラフであり、（ａ）は樹脂配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．０５としたときのグラフであり、（ｂ）は樹脂配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．１０としたときのグラフであり、（ｃ）は樹脂配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．１５としたときのグラフであり、（ｄ）は樹脂配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．２０としたときのグラフである。
【図８】クロロフィルの吸収スペクトルと、前提技術における発光装置の適用例を示す図である。
【図９】前提技術における発光装置の温度特性を従来の発光装置との比較において示すグラフである。
【図１０】（ａ）（ｂ）は前提技術における照明用の発光装置の構成を示す平面図であり、（ｃ）は前提技術における照明用の発光装置における発光スペクトルを示すグラフである。
【図１１】前提技術における発光装置の植物工場への適用例を示す説明図である。
【図１２】（ａ）は比較技術における砲弾型ＬＥＤランプにおいて配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．０５としたときの構成を示す断面図であり、（ｂ）は比較技術における砲弾型ＬＥＤランプにおいて樹脂配合比を樹脂：赤色蛍光体＝１：０．２０としたときの構成を示す断面図である。
【図１３】（ａ）は前提技術の他の一形態を示すものであって、青色複合型発光装置の構成を示す断面図であり、（ｂ）は青色複合型発光装置における樹脂層形成前の構成を示す平面図である。
【図１４】従来の発光装置の発光面の構成例を示す平面図であり、（ａ）は、特許文献１の平面図、（ｂ）は、特許文献２の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔実施形態１〕
（発光装置の基本構成）
図１は、本実施形態の植物栽培用の発光装置１００（以下、単に、発光装置１００と称する）の一構成例を示す平面図である。
【００２２】
図１に示すように、発光装置１００は、基板１０１、青色ＬＥＤチップ１０２（発光素子）、印刷抵抗素子１０４（保護素子）、第１樹脂ダム１０５（樹脂性枠）、第２樹脂ダム１０６（樹脂性隔壁）、蛍光体含有樹脂層１０７、透光性樹脂層１０８、および、赤色蛍光体１０９を備えている。
【００２３】
基板１０１は、セラミックからなる基板である。基板１０１は、平面視長方形の形状を有している。基板１０１の一方の面（以下、上面と定義する。）には、ＬＥＤチップ１０２、印刷抵抗素子１０４、第１樹脂ダム１０５、第２樹脂ダム１０６、蛍光体含有樹脂層１０７、透光性樹脂層１０８、および、赤色蛍光体１０９が設けられている。さらに、基板１０１の上面には、外部接続用の電極ランド１１０〜１１３とが形成されている。
【００２４】
電極ランド１１０、１１２はアノード電極として機能し、電極ランド１１１、１１３はカソード電極として機能する。電極ランド１１０〜１１３は、基板１０１の上面の、第１樹脂ダム１０５で囲まれた領域の外側であって上面における４隅付近にそれぞれ配置されている。電極ランド１１０〜１１３の表面は露出しており、外部端子と接続可能となっている。
【００２５】
また、電極ランド１１０〜１１３と電気的に接続した配線が形成されている。本実施形態では上記配線は印刷配線であるが、これに限定されない。電極ランド１１０、１１３と電気的に接続している配線は、第一樹脂ダム１０５が形成されている位置の一部に、形成され、埋められている。一方、電極ランド１１１、１１２と電気的に接続している配線は、第一樹脂ダム１０５が形成されている位置の一部に、形成され埋められているとともに、当該埋められている配線の一端から、基板１０１の中心に向かって、基板１０１上を、中心の手前まで延びている。すなわち、中心で他の配線と接続しない。
【００２６】
ＬＥＤチップ１０２は、各青色ＬＥＤチップ１０２間および青色ＬＥＤチップ１０２−配線間がワイヤ１０３によって電気的に接続されている。具体的には、電極ランド１１３と電気的に接続している配線と、一つの青色ＬＥＤチップ１０２が一箇所ワイヤ１０３によって電気的に接続されており、一方の青色ＬＥＤチップ１０２と、他方の青色ＬＥＤチップ１０２にワイヤ１０３によって電気的に接続されており、電極ランド１１２と電気的に接続している配線と、さらに一つの青色ＬＥＤチップ１０２が一箇所ワイヤ１０３によって電気的に接続されている。
【００２７】
これにより、電極ランド１１３と電極ランド１１２とは、青色ＬＥＤチップ１０２とワイヤ１０３を介して、当該ＬＥＤチップ１０２が発光可能に、接続されている。また、電極ランド１１１と電極ランド１１０についても、上記同様の構成をとり、別の青色ＬＥＤチップ１０２と別のワイヤ１０３を介して、当該青色ＬＥＤチップ１０２が発光可能に、接続されている。
【００２８】
各青色ＬＥＤチップ１０２は、二重の渦巻線（スパイラル）上を等間隔に配置されている。特に限定はしないが、前記渦巻線は、一様螺旋の形状、いわゆる、アルキメデスの螺旋の形状であって、周間距離が一定であり、二重の渦巻線がお互いに等間隔であることが好ましい。
【００２９】
本実施形態では、ＬＥＤチップ１０２が、１．５周分の渦巻線上に形成されている。また、本実施形態では、二重の渦巻線それぞれに、２６個のＬＥＤチップ１０２が等間隔に設置されている。一方で、ワイヤ１０３の材質として、高い導電性を有する金属、合金、素材であれば特に限定はしない。例えば、ワイヤ１０３の材質として、金（Ａｕ）が挙げられる。
【００３０】
第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６は、蛍光体含有樹脂層１０７および透光性樹脂層１０８の形成領域を規定する部材である。すなわち、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６は、蛍光体含有樹脂層１０７および透光性樹脂層１０８の形成時の樹脂漏れを防ぐためのダム（塞き止め部材）として機能する。
【００３１】
第１樹脂ダム１０５は、予め定められた青色ＬＥＤチップ１０２の実装領域（複数の発光部を形成する領域）を囲むように設けられている。これにより、第１樹脂ダム１０５は、平面視で正円の環状（リング状）の形状を有している。
【００３２】
第２樹脂ダム１０６は、第１樹脂ダム１０５で囲まれた部分を、上記蛍光体含有樹脂層１０７の形成領域と透光性樹脂層１０８の形成領域とに仕切るように設けられている。これにより、第２樹脂ダム１０６は、第１樹脂ダム１０５から実装領域の中心に向かって、二重の渦巻線状に形成され、実装領域の中心領域で二つの渦巻線を結合させるように形成されている。上記二重の渦巻線における曲線は、一様螺旋の形状をとり、それぞれ、他方の渦巻き線に対して等間隔に形成されていることが好ましい。
【００３３】
この構成により、本実施形態に係る発光装置の発光する領域である二種類の発光部（下記で説明する）が、１箇所に集まった形状ではなく、一方の発光部に他方の発光部が入り組んだ形状で形成される。ゆえに、同等の配光特性が入り組んで近接していることになるため、各発光部を同時に点灯した場合に混色を得やすく、非常に良好な混色が可能となる。さらには、各発光部が近接しているため、各発光部に及ぼす熱の影響が同じとなり、生成された光の明るさおよび色調が熱および経時変化に影響されることが少なく、また、ピーク波長の変動および演色性の大きな変動を低減することが可能となる。
【００３４】
このとき、本実施形態において、第２樹脂ダム１０６は、リング状に形成された第１樹脂ダム１０５と、二箇所接触している。このとき、第１樹脂ダム１０５と第２樹脂ダム１０６は点対称に形成されている。
【００３５】
また、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６は、光反射性または光遮光性を有する樹脂、例えば白色のシリコーン樹脂などにより構成されている。特に、上記白色のシリコーン樹脂は、透光性のシリコーン樹脂を母材とし、光拡散フィラーとして酸化チタン（ＴｉＯ２）を含有させたものであることが好ましい。これにより、エポキシ樹脂などを用いたものに比べ、樹脂劣化が少なく信頼性が向上する。
【００３６】
また、上記光拡散フィラーとして使用できる化合物は、酸化チタン（ＴｉＯ２）に限定されるものではなく、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）などでもよい。
【００３７】
蛍光体含有樹脂層１０７は、分散した粒子状の赤色蛍光体１０９を含有する樹脂からなる封止樹脂層である。蛍光体含有樹脂層１０７は、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６により囲まれた二つの領域のうち、一方の領域に充填されて、当該領域に配置されたＬＥＤチップ１０２およびワイヤ１０３を埋め込むように形成されている。つまり、蛍光体含有樹脂層１０７は、青色ＬＥＤチップ１０２を一括封止して、平面視で渦巻線を描くように形成されている。
【００３８】
発光装置１００は、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６により囲まれた渦巻状の２つの領域に、青色ＬＥＤチップ１０２および蛍光体含有樹脂層１０７により構成される第１発光部と、青色ＬＥＤチップ１０２および透光性樹脂層１０８により構成される第２発光部とがそれぞれ形成されている構成を有している。
【００３９】
透光性樹脂層１０８は、樹脂からなる封止樹脂である。第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６により囲まれた、蛍光体含有樹脂層１０７が形成されていない、他方の領域に充填されて、当該領域に配置された青色ＬＥＤチップ１０２およびワイヤ１０３を埋め込むように形成されている。つまりは、透光性樹脂層１０８は、青色ＬＥＤチップ１０２を一括封止して、平面視で渦巻線を描くように形成されている。
【００４０】
これにより、発光装置１００においては、第２樹脂ダム１０６によって仕切られた領域に蛍光体含有樹脂層１０７および透光性樹脂層１０８が設けられていることにより、各発光面が近接している。また、各発光面の境界部分（渦巻線状）は、第１樹脂ダム１０５の内側領域の全域にわたってほぼ一様に存在している。
【００４１】
上記構成によれば、各発光部が、一箇所に集まった形状ではなく、一方の発光部が他方の発光部に入り組んだ形状で形成される構成を有するので、更なる混色性を得ることができる。
【００４２】
また、発光装置１００では、発光部の数は２つに限らず、３つ以上とすることができる。このとき、発光部の数に応じて第２樹脂ダム１０６の形状を随時変えればよい。３つ以上の発光部を備える場合は、カソード電極として機能する電極ランドと、アノード電極として機能する電極ランドを、それぞれ発光部と同数設けることが望ましい。これにより、各発光部を独立して駆動することが可能となる。
【００４３】
すなわち、３つ以上備えることが可能な各発光部の形状は、基板１０１の上面に垂直な方向から見て該上面における複数の発光部の形成領域の中心を基準点とするとき、上記基準点を通る該上面に垂直な一断面において、各発光部の樹脂層が、異なる発光部の樹脂層と隣接するように、複数箇所に配置されているように、設定されていればよい。
【００４４】
また、発光装置１００においては、電極ランド１１０〜１１３に外部端子を接続して電力を供給することで、蛍光体含有樹脂層１０７からの発光と、透光性樹脂層１０８からの発光とを、独立に駆動することができる。
【００４５】
具体的には、蛍光体含有樹脂層１０７の領域において形成されている青色ＬＥＤと赤色蛍光体とを含んだ発光部を第１発光部とし、透光性樹脂層１０８の領域において形成されている青色ＬＥＤのみからなる第２発光部とする場合、第１発光部の青色ＬＥＤチップ１０２に電気的に接続された電極ランド１１０、１１１と、第２発光部の青色ＬＥＤチップ１０２に電気的に接続された電極ランド１１２、１１３とを利用して、第１発光部と第２発光部とを個別に駆動することが可能となっている。
【００４６】
（青色ＬＥＤチップ）
次に、生物栽培培養用の発光装置を提供するにあたり、前提となる光合成を行う生物について簡単に説明し、青色ＬＥＤチップについて説明する。生物の中には、光エネルギーを吸収し、エネルギーとして利用する生物が存在する。これらの生物のほとんどが、光合成において中心的な役割を担う、クロロフィル（葉緑素）などの光合成色素化合物を有していることが知られている。
【００４７】
クロロフィルは、植物のみならず、細菌類などを含めた多様な生物が有していることが知られ、クロロフィルを有する生物は、クロロフィルを介して光エネルギーを吸収し、そのエネルギーを利用して育成、増殖する。このことからクロロフィルが効率的に吸収できる光を照射することで、効率的な生物栽培培養用の発光装置を提供することができる。
【００４８】
本発明のＬＥＤチップは、青色ＬＥＤチップを使用しているが、これは、クロロフィルが、青色領域に吸収ピークを有するためである。
【００４９】
クロロフィルは赤色の光も吸収するが、赤色ＬＥＤチップは、一般的に青色ＬＥＤチップに比べ劣化しやすく、発光効率も悪いため、本実施形態では青色ＬＥＤチップを使用し、赤色の光については赤色蛍光体の発光を利用することにしている。
【００５０】
具体的には、クロロフィルは、Ｂ帯（ソーレー帯）と呼ばれる青色領域（波長４００〜４８０ｎｍ）と、Ｑ帯と呼ばれる赤色領域に光吸収ピークを有する。例えば、植物や一部の藻類に多く見られる、クロロフィルａとクロロフィルｂと呼ばれるクロロフィルの一種が知られており、それぞれ光吸収特性が異なっている。具体的には、クロロフィルａは４３０〜４４０ｎｍに青色領域の光吸収ピークを有し、クロロフィルｂは４５０〜４６０ｎｍに青色領域の光吸収ピークを有する。
【００５１】
また、クロロフィルａやクロロフィルｂ以外にも多様なクロロフィルが知られている。例えば、クロロフィルｃ１、クロロフィルｃ２、クロロフィルｄ、クロロフィルｆ、バクテリオクロロフィルａ、バクテリオクロロフィルｂ、バクテリオクロロフィルｃ、バクテリオクロロフィルｄ、バクテリオクロロフィルｅ、バクテリオクロロフィルｆ、バクテリオクロロフィルｇなどが挙げられ、すべて青色領域に吸収ピークを有することが知られている。さらに、光エネルギーを吸収する光合成色素として、クロロフィルの他にもカロテノイドなどが知られており、カロテノイドも青色領域に光吸収ピークを有していることが知られている。
【００５２】
そのようなことから、青色ＬＥＤチップ１０２は、発光ピーク波長が４００〜４８０ｎｍの範囲内の青色ＬＥＤチップであることが好ましい。特に、発光ピーク波長は、４３０〜４６０ｎｍの範囲内であることがより好ましい。
【００５３】
これにより、より効率的に生物の栽培培養に好適な光を提供することができる。特に、植物が有するクロロフィルの青色領域のピークが４５０ｎｍ付近に存在するため。植物栽培や特定の藻類の培養に好適な発光装置を提供することができる。
【００５４】
また、各青色ＬＥＤチップ１０２は、蛍光体含有樹脂層１０７に覆われている青色ＬＥＤチップ１０２、と、透光性樹脂層１０８に覆われている青色ＬＥＤチップ１０２とが、異なる発光ピーク波長を有するものであってもよい。
【００５５】
例えば、発光ピーク波長が４３０〜４４０ｎｍであるＬＥＤチップ１０２（タイプＩ）と、発光ピーク波長が４５０〜４６０ｎｍであるＬＥＤチップ１０２（タイプＩＩ）とし、タイプＩのＬＥＤチップ１０２と、タイプＩＩのＬＥＤチップ１０２をそれぞれ、上記蛍光体含有樹脂層１０７における上記第１発光部と、上記透光性樹脂層１０８における上記第２発光部に形成する。
【００５６】
この構成により、蛍光体含有樹脂層１０７に覆われる領域（第１発光部）と透光性樹脂層１０８に覆われる領域（第２発光部）において、それぞれのＬＥＤチップ１０２に流れる電流量は調節でき、発光量が調節できるため、さまざまなクロロフィルａ（青色領域の光吸収ピークが４３０〜４４０ｎｍ）とクロロフィルｂ（青色領域の光吸収ピークが４５０〜４６０ｎｍ）の比率を有する、対象とする特定の植物や藻類に適した光量に任意に調整することができ、より適切な光成分を発する発光装置を提供することができる。
【００５７】
また、タイプＩの青色ＬＥＤチップ１０２と、タイプＩＩの青色ＬＥＤチップ１０２を、蛍光体含有樹脂層１０７と透光性樹脂層１０８にそれぞれ覆われる同一領域において、混合させておいても良い。
【００５８】
例えば、一方のタイプの青色ＬＥＤチップ１０２に対して、他方のタイプのＬＥＤチップ１０２を二つごと、三つごと、四つごとといった具合に上記ＬＥＤチップ１０２を配列させていくことができる。
【００５９】
これにより、対象とする特定の植物や藻類のクロロフィルａ（青色領域の光吸収ピークが４３０〜４４０ｎｍ）とクロロフィルｂ（青色領域の光吸収ピークが４５０〜４６０ｎｍ）の吸収スペクトルの比に合わせて配列させることにより、一定のクロロフィルａとクロロフィルｂの比率を有する、特定の植物や藻類に適した光量の適切な光成分を発する発光装置を提供することができる。
【００６０】
一方、発光装置１００では、青色ＬＥＤチップ１０２として、全て同一形状のものを搭載したが、これに限るものではなく、異なる形状やサイズのものを適宜搭載してもよい。例えば、青色ＬＥＤチップ１０２の上面は、長方形に限らず、正方形であってもよい。これにより、青色ＬＥＤチップ１０２の配置の自由度を上げることが可能となる。
【００６１】
なお、本実施形態に用いる青色ＬＥＤチップ１０２として、一般に市販されているＬＥＤチップを用いることができる。
【００６２】
（赤色蛍光体）
一方、上述したように、クロロフィルにはＱ帯と呼ばれる赤色領域に光吸収ピークを有している。具体的には、クロロフィルａは赤色領域の６５０〜６６０ｎｍに光吸収ピークを有し、クロロフィルｂは赤色領域の６２０〜６３０ｎｍに光吸収ピークを有する。
【００６３】
そこで、本発明では、上記蛍光体含有樹脂層１０７において、青色の上記ＬＥＤチップ１０２とともに、上記赤色蛍光体１０９を分散させ、蛍光体含有樹脂層１０７に覆われている、青色のＬＥＤチップ１０２から発せられる光エネルギーを利用し、赤色の光も同時に発光できるようにした。すなわち、上記赤色蛍光体１０９は、青色の上記ＬＥＤチップ１０２の光成分により励起されて赤色の発光を呈する蛍光体である。
【００６４】
したがって、本発明の生物栽培培養用発光装置を、植物栽培に用いる場合は、クロロフィルａやクロロフィルｂの光吸収ピーク波長に近い発光ピーク波長を有する、赤色蛍光体の（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体、または／および、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体が用いられることが好ましい。
【００６５】
なお、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕは、ユーロピウム（Ｅｕ）を付活材とする窒化物赤色蛍光体であり、温度特性が安定かつ高発光効率の蛍光体の１つである。
【００６６】
（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体における、Ｃａの一部をＳｒとし、発光ピークの波長を短波長側にシフトさせた蛍光体であり、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体とともに、温度特性が高く、高発光効率の蛍光体である。
【００６７】
特に、クロロフィルａを多く含む植物の栽培や藻類の培養に用いる場合は、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体を用いることがより好ましい。これにより、クロロフィルａの赤色領域である６５０〜６６０ｎｍの範囲にある光吸収ピークと、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体の６５０〜６６０ｎｍの範囲にある発光ピークが対応し、クロロフィルａを多く含む生物の栽培や培養に好適な発光装置を提供できる。
【００６８】
また、クロロフィルｂを多く含む植物の栽培や藻類の培養に用いる場合は、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体であることがより好ましい。これにより、クロロフィルｂの赤色領域の６２０〜６３０ｎｍの範囲にある光吸収ピークと、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体の６２０〜６３０ｎｍの範囲にある発光ピークが対応し、クロロフィルｂを多く含む生物の栽培や培養に好適な発光装置を提供できる。
【００６９】
また、粒子状蛍光体として、特に限定されないが、赤色蛍光体の３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ、Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ、ＬｉＥｕＷ２Ｏ８、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）２Ｏ３、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）ＢＯ３、ＹＶＯ４：Ｅｕ、または／および、ＣａＳ：Ｅｕ，Ｃｅ，Ｋを使用することも可能である。
【００７０】
さらに、複数の赤色蛍光体１０９を、任意の特定の割合で混合して用いても良い。これにより、クロロフィルａ、クロロフィルｂ、その他クロロフィル類などを、特有の割合で有する、ぞれぞれの生物に適合した発光装置を提供することができる。
【００７１】
また、本発明の発光装置は、クロロフィルの一種であるバクテリオクロロフィルを有する、特定の細菌類の培養にも用いることができる。バクテリオクロロフィルは、クロロフィルａやクロロフィルbなどのクロロフィルの赤色領域の光吸収ピークよりも、長波長側の８００ｎｍ以上に光吸収ピークを有することが知られている。
【００７２】
この場合、赤色蛍光体の発光ピークより、長波長側に発光ピークを有する赤色蛍光体を用いる。すなわち、バクテリオクロロフィルの光吸収ピークに対応する発光ピークを有する赤色蛍光体を選択し、蛍光体含有樹脂層に分散、導入ことで、より好適なバクテリオクロロフィルを有する特定の細菌類の培養用発光装置を提供することもできる。
【００７３】
本実施形態では、蛍光体含有樹脂層１０７における樹脂と赤色蛍光体１０９との配合比（重量比）は１：０．０５〜１：０．４０としている。この結果、植物の発芽・育苗及び栽培や、特定の藻類の培養に適した発光装置とすることが可能となる。
【００７４】
特に、本発明の発光装置を、植物栽培に用いる場合には、蛍光体含有樹脂層１０７における樹脂と赤色蛍光体１０９との配合比（重量比）は１：０．３０〜１：０．４０となっていることが好ましい。
【００７５】
上記構成により、葉を備え光合成が活発となる栽培段階において、青色及び赤色の両方の光成分を有する光を容易に出射する植物栽培用としての発光装置を提供することができる。
【００７６】
（光合成光量子束）
以上の構成により、第１発光部は、「青色ＬＥＤチップ＋赤色蛍光体」により青色光および赤色光を発光する。第２発光部は、「青色ＬＥＤチップ」により、青色光を発光する。
【００７７】
各発光部を個別に駆動することが可能であるので、各発光部を単独に点灯させることが可能となったり、上記各発光部の点灯条件（発光強度）を調整することで、各発光部を単独に点灯させることが可能となったり、上記各発光部の点灯条件（発光強度）を調整することで、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：１０になるように容易に調整することが可能となる。
【００７８】
この結果、植物の発芽、育苗および栽培や、特定の藻類や細菌の培養に適した発光装置を提供することができる。
【００７９】
特に、植物栽培用の発光装置とする場合は、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色領域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色領域における光合成光量子束との比が、１：７．５〜１：１０となっていることが好ましい。この構成により、植物の栽培により適した発光装置を提供することができる。
【００８０】
植物発芽用または育苗用の発光装置とする場合には、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：３．５であることが好ましい。これにより、植物の発芽・育苗に適した発光装置とすることができる。
【００８１】
（自動発光制御手段）
一方、上述のように、植物の光合成において中心的な役割を担うクロロフィルは、青色領域と赤色領域に明確な光吸収ピークを有している。つまり、葉を備え光合成が活発となる栽培段階では、青色領域および赤色領域両方の光成分の発光ピークを有することが生育に対して有効である。
【００８２】
これに対して、青色領域の光は植物の高エネルギー反応系と呼ばれる光反応系にも影響を及ぼし、特定の植物の健全な形態形成に必要不可欠である。したがって、発芽・育苗の段階では、青色領域の光成分の重要性が増す。
【００８３】
このことから、特定の植物の栽培方法として、発芽・育苗段階に対して、葉を備え光合成が活発となる栽培段階で、第１発光部（青色光および赤色光を発光）のＬＥＤチップの発光強度を強め、第２発光部（青色光を発光）のＬＥＤチップの発光強度を弱める操作をすることができる。これにより、特定の植物の栽培において、一つの発光装置により、発芽・育苗段階と葉を備え光合成が活発となる栽培段階で最適な光成分を提供することができる。
【００８４】
また、植物工場に適用する場合、発芽・育苗・栽培面積や設置面積を増大させること無く、一つの発光装置で、各段階に合わせて光量割合を調整することができる。
【００８５】
そこで、対象とする植物の発芽・育苗段階と葉を備え光合成が活発となる栽培段階の時間情報を予め調べておき、そして、予めその時間情報を入力し、その時間情報に従って、自動的に第１発光部の発光強度を強め、第２発光部の発光強度を弱める発光制御手段を備えておくことが好ましい。上記発光制御手段は、例えば、シーケンサーによるものなどが考えられる。
【００８６】
これにより、人の手をかけずに、一つの発光装置により、自動的に、特定の植物の発芽・育苗段階と葉を備え光合成が活発となる栽培段階で最適な光成分を提供することができる。
【００８７】
また、発光制御手段は、発芽・育苗段階と葉を備え光合成が活発となる栽培段階の間の発光制御だけには限らず、さらに、植物の細かい成長段階にあわせて、発光強度の制御を行う発光制御手段であっても良い。
【００８８】
（基板）
一方、基板１０１の上面の形状は、長方形に限らず、多角形、正方形や円形などであってもよい。さらに、本実施形態における発光装置１００では、基板１０１として、セラミックからなる基板を使用しているが、これに限らず、セラミックの基板の代わりに、例えば、金属基板表面に絶縁層を形成したメタルコア基板を使用してもよい。
【００８９】
この場合、絶縁層は、印刷抵抗素子１０４、配線および電極ランド１１０〜１１３を形成するエリアにのみ形成し、複数の青色ＬＥＤチップ１０２を金属基板表面に直に搭載する構成とすることができる。
【００９０】
また、印刷抵抗素子１０４は、可能な限り第１樹脂ダム１０５に覆われることが好ましいが、この限りではない。また、電圧を制御するためのツエナーダーオードを形成してもよく、この場合も、可能な限り第１樹脂ダム１０５に覆われることが好ましいが、この限りではない。
【００９１】
なお、発光装置１００は印刷抵抗素子１０４を必ずしも備える必要はない。印刷抵抗素子１０４の大きさ（抵抗値）や回路設置は、搭載する青色ＬＥＤチップ１０２の数や、使用環境（青色ＬＥＤチップ１０２に印加される可能性のある静電耐圧値の大きさなど）に応じて決められる。
【００９２】
一方、本実施形態では、基板１０１の上面の反対側（以下、裏面と定義する。）には何も設けられていないが、特にこれに限定されるものではなく、何らかの冷却手段を備えていることが好ましい。
【００９３】
例えば、基板型の発光装置の放熱板を兼ねる基板１０１の裏面側に、フィン付きヒートシンクを取り付けることが可能である。これにより、例えば、本発明の発光装置を生物栽培培養工場の室内に設置する場合、当該室内において、エアーフローを利用することにより、上記フィン付きヒートシンクにて基板１０１を冷却することが可能となる。なお、この場合、フィン付きヒートシンクの開口部はエアーフローの方向と同じ方向であることが好ましい。
【００９４】
また、基板１０１の裏面に、液体培養液を循環させる管を設けた構成とすることも可能である。これにより、発光装置１００を好適に冷却することが可能となり、安定したクロロフィルの光吸収特性の光吸収ピークに合う光とを照射することができる。
【００９５】
（対象生物）
本発明の発光装置は主に、光照射により生物の栽培、培養を行うことができる発光装置である。本発明が対象とする栽培、培養できる生物は、光合成を行う生物である。当該生物としては、例えば、光によって栽培、培養できる生物であって、ヨモギ、ナス、キャベツ、マリーゴールド、キュウリ、ヒマワリ、カリフラワー、ブロッコリー、コマツナなどの緑色植物、ワカメなどの褐藻類、コケなどの珪藻類、ハプト藻などのハプト藻類、渦鞭毛藻などのクリプト藻類、アオサやアオミドロなどの緑藻類、スピルリナなどの藍藻類、および、いわゆる光合成細菌と呼ばれる細菌類を挙げることができるが、これらに限定されない。
【００９６】
（照明用発光部）
上述した発光装置１００は、主に生物栽培培養用の発光装置であり、この発光装置をそのまま用いて、人間が作業するために必要な照明用の発光装置とすることは不適当である。
【００９７】
上述したように、本発明では発光部は二つとは限らず、複数の発光部を形成することが可能である。
【００９８】
ここで、上述した発光装置１００に、さらに、一つの照明用の発光部を形成し、人間が作業するために必要な照明用の光と、生物栽培培養用の光を同時に放出する発光装置の構成を示す。
【００９９】
例えば、発光部を３領域形成するにする場合の発光装置の構造として、電極ランドを３セット形成し、さらに二重の渦巻状に構築した発光部を、三重の渦巻状にする構造が挙げられるが、これに限定しない。
【０１００】
すなわち、第１発光部、第２発光部に加えて、照明用発光部として、複数の青色ＬＥＤチップ２の上側を被覆する樹脂層の樹脂に、赤色蛍光体７ｂに加えて緑色蛍光体７ｃが追加して樹脂７ａに混合分散されている発光部を形成する。
【０１０１】
緑色蛍光体は、上記の青色領域（波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍ）の光を吸収し、発光ピーク波長が５００〜６００ｎｍの領域である光を発光する、従来公知の蛍光体を用いればよく、特に限定はしない。例えば、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕなどが挙げられる。
【０１０２】
ここで、照明用発光部は、第１発光部、第２発光部とは独立して発光量を調整できる。
【０１０３】
照明用発光部では、樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂと緑色蛍光体７ｃとの配合比（重量比）は、例えば１：０．０１：０．１０となっていることが好ましい。
【０１０４】
こうすることで、クロロフィルの吸収スペクトルに適合した青色光や赤色光を発光するとともに、人間が最も明るく感じる波長５５０ｎｍ付近の光量を増加することができる。したがって、照明用発光部は生物栽培培養する空間内において、人間が作業するための照明光源として有効である。
【０１０５】
この照明用発光部は、上記の第１発光部と第２発光部とともに発光させてもよいし、単独で発光させてもよい。
【０１０６】
（発光装置の製造方法）
次に、本実施形態に係る発光装置の製造方法について説明する。なお、以下に提示する各部材の寸法は、単なる一例であり、発光装置１００はその寸法に限定されるものではない。
【０１０７】
＜配線電極ランド形成工程＞
まず、基板１０１の上面に、配線および電極ランド１１０〜１１３を形成する。所定の大きさの基板１０１（外形サイズ：２４ｍｍ×２０ｍｍ、厚み：１ｍｍ）を準備する。そして、基板１０１の上面に、印刷配線によって金（Ａｕ）からなる導電体パターンを形成することで、配線（幅：３００μｍ，厚み：１０μｍ）を形成する。その後、同じ面に、印刷配線によって銀（Ａｇ）−白金（Ｐｔ）からなる導電体パターンを形成することで、電極ランド１１０〜１１３（長さ：３．５ｍｍ，幅：１．４ｍｍ，厚み：２０μｍ）を形成する。これにより、上配線および電極ランド１１０〜１１３が、所定の位置に形成される。
【０１０８】
＜印刷抵抗素子形成工程＞
続いて、抵抗成分を含むペーストをスクリーン印刷した後、その基板１０１を電気炉で焼いてペーストを定着させることにより、保護素子としての印刷抵抗素子１０４（幅：０．２μｍ，厚さ：１０μｍ，抵抗値：１ＭΩ）を形成する。上記ペーストは、酸化ルテニウム（ＲｕＯ２）を主成分として構成される。これにより、印刷抵抗素子１０４が、所定の位置に形成される。
【０１０９】
＜ボンディング工程＞
続いて、青色ＬＥＤチップ１０２を、基板１０１の上面に実装する。具体的には、まず、５２個の青色ＬＥＤチップ１０２を、それぞれ所定の位置に（外側から中心に向けて）、例えば、シリコーン樹脂を用いてダイボンディングする。なお、あらかじめ青色ＬＥＤチップ１０２の上面には、アノード用およびカソード用の２つのチップ電極が設けられている。そして、青色ＬＥＤチップ１０２間のアノード用チップ電極とカソード用チップ電極をワイヤ１０３を用いてワイヤボンディングを行い、青色ＬＥＤチップ１０２間を電気的に接続する。
【０１１０】
さらに、アノード用チップ電極と、電極ランド（カソード電極）と電気的に接続した配線をワイヤ１０３を用いてワイヤボンディングを行い、上記カソード用チップ電極と、電極ランド（アノード電極）と電気的に接続した配線をワイヤ１０３を用いてワイヤボンディングを行い、それぞれ、電気的に接続する。
【０１１１】
＜樹脂ダム形成工程＞
続いて、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６を、基板１０１の上面に形成する。具体的には、例えばディスペンサーを用いて、液状の白色シリコーン樹脂（光拡散フィラーＴｉＯ２を含有）を所定の位置に描画する。すなわち、第１樹脂ダム１０５の形成位置に描画した後、第２樹脂ダム１０６の形成位置に描画する。このとき、第２樹脂ダム１０６形成の始点は上記第１樹脂ダム１０５に接触し、その終点も第１樹脂ダム１０５に接触することを特徴としている。第２樹脂ダム１０６は、青色ＬＥＤチップ１０２に接触させない。
【０１１２】
そして、温度：１５０℃、時間：６０分の条件で熱硬化させることにより、第１樹脂ダム１０５（幅：１ｍｍ，リング径：１６ｍｍ）および第２樹脂ダム１０６（幅：０．５ｍｍ）を形成する。なお、上記の温度および時間は一例であり、これに限定されない。
【０１１３】
＜蛍光体含有樹脂層形成工程＞
続いて、蛍光体含有樹脂層１０７を、基板１０１の上面に形成する。具体的には、液状の透明のシリコーン樹脂に粒子状の赤色蛍光体１０９を分散させた蛍光粒子入り樹脂をあらかじめ製造し、その赤色蛍光体を含む樹脂を第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６により囲まれた一方の領域を満たすよう注入する。
【０１１４】
赤色蛍光体を含む樹脂を注入した後は、温度：１５０℃、時間：３０分の条件で熱硬化させることにより、蛍光体含有樹脂層１０７を形成する。なお、上記の温度および時間は一例であり、これに限定されない。シリコーン樹脂を用いることにより、エポキシ樹脂などを用いたものに比べ、樹脂劣化が少なく信頼性が向上する。
【０１１５】
＜透光性樹脂層形成工程＞
続いて、透光性樹脂層１０８を、基板１０１の上面に形成する。具体的には、液状の透明のシリコーン樹脂を第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６により囲まれた他方の領域を満たすよう注入する。その後は、温度：１５０℃、時間：５時間の条件で熱硬化させることにより、透光性樹脂層１０８を形成する。
【０１１６】
これにより、透光性樹脂層１０８が、所定の位置に形成される。すなわち、透光性樹脂層１０８が、青色ＬＥＤチップ１０２を一括封止して、平面視で渦巻線を描くように形成される。こうして、図１に示した発光装置１００を作製し得ることができる。
【０１１７】
〔実施形態２〕
図２は、本実施形態の植物栽培用の発光装置２００（以下、単に発光装置２００と称する）の一構成例を示す平面図である。以下、発光装置２００の構成および形態についてするが、記載していない構成または形態については、実施形態１における発光装置１００と同一構成または同一形態をとっているものとする。
【０１１８】
（発光装置の基本構成）
発光装置２００は、基板１０１、ＬＥＤチップ１０２、第１樹脂ダム１０５、蛍光体含有樹脂層１０７（樹脂層）、赤色蛍光体１０９および透光性樹脂層１０８（樹脂層）を備えている。
【０１１９】
実施形態１と同様、電極ランド１１０、１１２はアノード電極として機能する。電極ランド１１１、１１３はカソード電極として機能する。第１樹脂ダム１０５の内側の領域には、蛍光体含有樹脂層１０７、および透光性樹脂層１０８が形成されている。ただし、実施形態１とは異なり、第２樹脂ダムは形成されていない。
【０１２０】
上記構成によれば、第２樹脂ダムが形成されておらず、蛍光体含有樹脂層１０７および透光性樹脂層１０８が直接隣接して形成されているため、効率的に発光することができ、より混色性を得ることができる。
【０１２１】
蛍光体含有樹脂層１０７は、赤色蛍光体１０９を含有する樹脂からなる樹脂層である。透光性樹脂層１０８は、円形の第１樹脂ダム１０５の内側の領域であって、領域に配置されたＬＥＤチップ１０２およびワイヤ１０３を埋め込むように形成されている。
【０１２２】
本実施形態において、蛍光体含有樹脂層１０７は、ＬＥＤチップ１０２を複数グループに分けてそれぞれ封止するように形成されている。これにより、蛍光体含有樹脂層１０７は、平面視で帯状に、三つの領域（３領域）に形成されている。
【０１２３】
具体的には、図２の左右方向を横方向、上下を上下方向または上下と定義すると、第１樹脂ダム１０５が形成する円内を横方向に、第１樹脂ダム１０５と接触するように蛍光体含有樹脂層１０７が帯状に上記３領域が形成されている。上記３領域の蛍光体含有樹脂層１０７の一つのは第１樹脂ダム１０５が形成する円の中心上に形成され、残りの二つの領域の蛍光体含有樹脂層１０７は、当該円の中心上に形成された蛍光体含有樹脂層１０７の領域の上下に、それぞれ、当該円の中央に対象に形成されている。
【０１２４】
透光性樹脂層１０８は、樹脂からなる封止樹脂層である。透光性樹脂層１０８は、第１樹脂ダム１０５の内側の領域であって、当該領域に配置されたＬＥＤチップ１０２およびワイヤ１０３を埋め込むように形成されている。つまりは、透光性樹脂層１０８は、青色ＬＥＤチップ１０２を複数グループに分けてそれぞれ封止するように形成されている。
【０１２５】
これにより、透光性樹脂層１０８は、第１樹脂ダム１０５と接触するように、平面視で帯状に、四つの領域に形成されている。すなわち、透光性樹脂層１０８は、第１樹脂ダム１０５と蛍光体含有樹脂層１０７に囲まれた、四つの領域を満たすように形成されている。
【０１２６】
本実施形態において、蛍光体含有樹脂層１０７が形成する三つの領域、および、透光性樹脂層１０８が形成する四つの領域の、七つの領域において、それぞれＬＥＤチップ１０２およびワイヤ１０３は二列に形成されている。
【０１２７】
電極ランド１１０〜１１３と電気的に接続する配線は、第１樹脂ダム１０５に埋められている。
【０１２８】
本実施形態における粒子状蛍光体には、６５０ｎｍ付近にピーク発光波長を有する赤色蛍光体１０９として、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体が用いられている。
【０１２９】
これにより、蛍光体含有樹脂層１０７が形成された領域は、「青色ＬＥＤチップ＋赤色蛍光体」により、青色光および赤色光を発光する第１発光部となる。透光性樹脂層１０８が形成された領域は、「青色ＬＥＤチップ」により青色光を発光する第２発光部となる。
【０１３０】
（発光装置の製造方法）
上記構成を有する発光装置２００は、図１を用いて説明した実施形態１の発光装置１００の製造方法と、同様の工程で、同様の順序で行うことができる。
【０１３１】
蛍光体含有樹脂層形成工程において、図２に明示するように、蛍光体含有樹脂層１０７を、基板１０１の上面に形成する。具体的には、透明のシリコーン樹脂に上記赤色蛍光体を分散させたものである蛍光体粒子入り樹脂を、所定の位置に載せることにより、蛍光体含有樹脂層１０７を形成する。
【０１３２】
なお、蛍光体含有樹脂層１０７のシリコーン樹脂は、チクソ性が高く流動性のないシリコーン樹脂にて形成した。このチクソ性が高く流動性のないシリコーン樹脂は、例えば、チクソ性付加剤を樹脂に混入させることによって実現することができる。
【０１３３】
これにより、蛍光体含有樹脂層１０７は、基板１０１の上面に載せた後、熱硬化することなく、粘度が上がり固化する。つまりは、蛍光体含有樹脂層１０７が、青色ＬＥＤチップ１０２を封止して、平面視で帯状に形成される。
【０１３４】
このように、蛍光体含有樹脂層１０７として、透光性樹脂層１０８よりもチクソ性が高い（粘度が高い）樹脂を用いることで、この時点で蛍光体含有樹脂層１０７を熱硬化させる必要がなくなる。
【０１３５】
透光性樹脂層形成工程において、蛍光体含有樹脂層１０７は、透光性樹脂層１０８を形成するための、いわゆる実施形態における樹脂ダム（樹脂壁）として機能する。すなわち、蛍光体含有樹脂層１０７は、硬化させることなく、ダム材として用いることができる。この蛍光体含有樹脂層１０７の間に、透光性樹脂層１０８を形成する。
【０１３６】
こうして、図２に示した発光装置２００を作製し得る。発光装置２００においては、電極ランド１１０〜１１３に外部端子を接続して電力を供給することで、蛍光体含有樹脂層１０７からの発光と、透光性樹脂層１０８からの発光とを、独立に駆動することができる。
【０１３７】
ゆえに、各発光部を個別に駆動することが可能であるので、各発光部を単独に点灯させることが可能となり、各発光部の点灯条件（発光強度）を調整することで、波長４５０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６５０ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、およそ１：１０になるように容易に調整することが可能となる。
【０１３８】
本実施形態の発光装置は、特に藻類の培養に向いている。
〔実施形態３〕
図３は、本実施の形態の植物栽培用の発光装置３００（以下、単に発光装置３００と称する）の一構成例を示す平面図である。以下、実施形態３における発光装置３００の構成および形態についてするが、記載していない構成または形態については、実施形態１おける発光装置１００と同一構成または同一形態をとっているものとする。
【０１３９】
（発光装置の基本構成）
蛍光体含有樹脂層１０７は、ＬＥＤチップ１０２を複数の領域に分けてそれぞれ封止するように形成されている。本実施形態では二つの領域で形成されている。
【０１４０】
透光性封止樹脂層１０８は、ＬＥＤチップ１０２を複数の領域に分けてそれぞれ封止するように形成されている。本実施形態では二つの領域で形成されている。第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６は平面視で、上下方向、左右方向に平行な帯を有する田の字状に形成されている。具体的には、田の字状に形成された樹脂ダムのうち、第１樹脂ダム１０５が、口の字状に形成され、第２樹脂ダム１０６が、第１樹脂ダム１０６に連続して十の字状に形成されている。
【０１４１】
また、蛍光体含有樹脂層１０７および透光性封止樹脂層１０８は、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６により囲まれる領域において形成されている。
【０１４２】
また、田の字状に形成された第１樹脂ダム１０５において、電極ランド１１０〜１１３に近接した四つの角は曲線を描いて形成されている。すなわち、第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６は、平面視で、四つの角が丸まった田の字状に形成されている。
【０１４３】
田の字状に形成された第１樹脂ダム１０５および第２樹脂ダム１０６に囲まれる四つの領域において、電極ランド１１０、１１３側に位置する領域には上記透光性封止樹脂層１０８が形成され、電極ランド１１１、１１２側に位置する領域には上記蛍光体含有樹脂層１０７が形成されている。
【０１４４】
これにより、蛍光体含有樹脂層１０７が形成された領域は、「青色ＬＥＤチップ＋赤色蛍光体」により、青色光および赤色光を発光する第１発光部となる。透光性封止樹脂層１０８が形成された領域は、「青色ＬＥＤチップ」により青色光を発光する第２発光部となる。
【０１４５】
各発光部では、青色ＬＥＤチップ１０２は、上下方向に６列に均等間隔で並んで設置されている。青色ＬＥＤチップ１０２はワイヤ１０３により、発光可能に、上下方向に接続されている。同じ発光部となる二つの領域を電気的に接続するために、縦横付近に二つの領域に跨る配線が形成されている。第１発光部を接続する配線と第２発光部を接続する配線の二つの配線は、中央部で電気的に接触しないように、例えば、高さを変えてクロスするように形成されている。
【０１４６】
蛍光体含有樹脂層１０７の粒子状の赤色蛍光体１０９には、６２０〜６３０ｎｍの領域に発光ピーク波長を有する（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体が用いられている。
【０１４７】
発光装置３００では、ＬＥＤチップ１０２を接続している。具体的には、蛍光体含有樹脂層１０７が形成された各領域には、タイプＩのＬＥＤチップ１０２（発光ピーク波長は４３０〜４４０ｎｍの領域内）が封止されている。また、透光性封止樹脂層１０８が形成された各領域には、タイプＩＩのＬＥＤチップ１０２（発光ピーク波長は４５０〜４６０ｎｍの領域内）が封止されている。
【０１４８】
一方、実施形態１に記載したように、４５０〜４６０ｎｍの領域内の発光ピーク波長を有する青色光は植物の高エネルギー反応系と呼ばれる光反応系にも影響を及ぼし、植物の健全な形態形成に必要不可欠である。したがって、発芽・育苗の段階では、青色光の成分の重要性が増す。
【０１４９】
このため、透光性封止樹脂層１０８が形成された領域は、「青色ＬＥＤチップ」により青色光を発光する第２発光部のみを発光させることにより、または、第１発光部よりも第２発光部を強く発光させることにより、発芽・育苗の段階において植物の健全な形態形成に必要不可欠である青色光の成分の光を容易に出射する植物栽培用ＬＥＤ光源としての発光装置を提供することができる。
【０１５０】
〔実施形態４〕
図４は、本実施形態の植物栽培用の発光装置４００（以下、単に発光装置４００と称する）の一構成例を示す平面図である。以下、実施形態４における発光装置４００の構成および形態についてするが、記載していない構成または形態については、実施形態３おける発光装置３００と同一構成または同一形態をとっているものとする。
【０１５１】
（発光装置の基本構成）
発光装置４００は、図に示すように電気的に接続された複数のＬＥＤチップ１０２を備えるものである。
【０１５２】
蛍光体含有樹脂層１０７は、青色ＬＥＤチップ１０２をそれぞれ封止するように形成されている。透光性封止樹脂層１０８は、青色ＬＥＤチップ１０２をそれぞれ封止するように形成されている。よって、上記蛍光体含有樹脂層１０７および上記透光性封止樹脂層１０８は、平面視で、上記第１樹脂ダム１０５の内側の領域において円模様を形成している。
【０１５３】
蛍光体含有樹脂層１０７の粒子状の赤色蛍光体には、６５０ｎｍ付近に発光ピーク波長を有する赤色蛍光体１０９として、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体が用いられている。
【０１５４】
これにより、蛍光体含有樹脂層１０７が形成された領域は、「青色ＬＥＤ（クロロフィルbに対応）＋赤色蛍光体」により、青色光、および赤色光を発光する第１発光部となる。透光性樹脂層１０８が形成された領域は、「青色ＬＥＤ（クロロフィルaに対応）」により青色光を発光する第２発光部となる。
【０１５５】
ここで、本実施形態では、上記蛍光体含有樹脂層１０７で覆われている青色のＬＥＤ１０２（タイプＩＩ）の波長はクロロフィルbに対応する４５０〜４６０ｎｍに発光ピークを持ち、上記透光性樹脂層１０８で覆われている青色のＬＥＤ１０２（タイプＩ）の波長はクロロフィルaに対応する４３０〜４４０ｎｍに発光ピークを持つ構成としている。
【０１５６】
一方、美白・美顔・ニキビ防止・肌の炎症防止用としてクロロフィルを使用することが知られている。そこで、本発明の発光装置の使用方法の一例として、本発明の発光装置を用いて、培養または栽培した、ワカメ、キク科ヨモギ属植物、スピルリナなどからクロロフィルを抽出し、クロロフィルを提供することができる。
【０１５７】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１５８】
なお、本発明は、下記に示す前提技術に基づいて発明された技術である。すなわち、本発明は、下記に示す前提技術の構成の青色ＬＥＤと赤色蛍光体とを含んだ発光部を第１発光部とし、さらに、この第１発光部に、青色ＬＥＤのみからなる第２発光部を含んだ発光装置の発明である。第一発光部のみからなる前提技術を以下に示す。
〔前提技術〕
本発明の前提となる技術について図５〜１１，１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。すなわち、本発明は以下に示す前提技術に基づいて発明された技術である。
【０１５９】
（前提技術の発光装置の構成）
本前提技術の植物栽培用の発光装置の構成について、図６（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図６（ａ）は赤色蛍光体含有樹脂を注入する前の植物栽培用の発光装置を示す平面図であり、図６（ｂ）は赤色蛍光体含有樹脂を注入した後の植物栽培用の発光装置を示す平面図である。
【０１６０】
本前提技術の植物栽培用の発光装置としての基板型の発光装置１０は、図６（ａ）に示すように、基板１上に複数の青色ＬＥＤチップ２が搭載され、その周囲に樹脂からなる樹脂ダム３が設けられている。
【０１６１】
本前提技術では、青色ＬＥＤチップ２は、例えば、電気的に直列接続されて直列に３個ずつ並んだものが、隣接する各列間で青色ＬＥＤチップ２同士が電気的に並列接続されるように並列に８列並んだ２４個からなっている。なお、本発明においては、青色ＬＥＤチップ２の個数は必ずしも複数に限らず、１個でもよく、また、複数においても２４個に限らない。さらに、複数個における並べ方についても問わない。電気的な接続方法もこれに限るものではない。
【０１６２】
上記各青色ＬＥＤチップ２は、樹脂ダム３の内側において、各列の青色ＬＥＤチップ２の両側に設けられた配線４ａと配線４ｂとにそれぞれ導電性のワイヤ５にて接続されている。そして、配線４ａと配線４ｂとは、基板１上において樹脂ダム３の外側に搭載されたカソード電極ランド６ａとアノード電極ランド６ｂとにそれぞれ接続されている。
【０１６３】
そして、本前提技術の基板型の発光装置１０には、図６（ｂ）に示すように、樹脂ダム３の内側に充填されて上記複数の青色ＬＥＤチップ２の上側を被覆する樹脂層７が設けられており、この樹脂層７には、赤色蛍光体７ｂが混合分散されている。
【０１６４】
そして、本前提技術の青色ＬＥＤチップ２は、クロロフィルの青色域吸収ピークに対応する青色光としての波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの光を発生する。また、赤色蛍光体７ｂは、青色ＬＥＤチップ２の光を吸収してクロロフィルの赤色域吸収ピークに対応する発光ピークが波長６２０〜７００ｎｍの赤色光を発光するものとなっている。
【０１６５】
なお、青色ＬＥＤチップ２は、青色域吸収ピークに対応する青色光としての波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍのみでなく、紫外色を含む青紫外色領域まで出力するものであってもよい。
【０１６６】
（青色光と赤色光との光量割合の調整）
本前提技術の基板型の発光装置１０における青色域と赤色域との光量割合の調整方法について、図５（ａ）（ｂ）及び図７に基づいて説明する。図５（ａ）（ｂ）は、それぞれ、赤色蛍光体とシリコーン樹脂との配合比が互いに異なる基板型ＬＥＤ光源１０（１０Ａ）・１０（１０Ｄ）の構成を模式的に示す断面図である。
【０１６７】
図５（ａ）に示すように、本前提技術の基板型の発光装置１０では、樹脂層７は樹脂としてのシリコーン樹脂からなる樹脂７ａに赤色蛍光体７ｂが含有されたものからなっている。したがって、この樹脂７ａに対する赤色蛍光体７ｂの割合を変更することによって、互いに異なる波長の光が出射できるものとなる。
【０１６８】
例えば、赤色蛍光体７ｂとして、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用し、前述したように、青色ＬＥＤチップ２から波長が４００〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する光を出射する。これによって、発光ピーク波長４００〜４８０ｎｍの青色光と発光ピーク波長６２０〜７００ｎｍの赤色光とを出射する。
【０１６９】
具体的には、図５（ａ）に示すように、配合比（重量比）を樹脂７ａ：赤色蛍光体７ｂ＝１：０．０５とした基板型の発光装置１０Ａの場合には、図７（ａ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度０．３のピーク波長とを有する発光スペクトルが得られる。
【０１７０】
また、配合比（重量比）を樹脂７ａ：赤色蛍光体７ｂ＝１：０．１０とした基板型ＬＥＤ光源１０Ｂの場合には、図７（ｂ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度０．８のピーク波長とを有するスペクトルが得られる。
【０１７１】
さらに、配合比（重量比）を樹脂７ａ：赤色蛍光体７ｂ＝１：０．１５とした基板型ＬＥＤ光源１０Ｃの場合には、図７（ｃ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度０．５６のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長とを有するスペクトルが得られる。
【０１７２】
そして、図５（ｂ）に示すように、配合比（重量比）を樹脂７ａ：赤色蛍光体７ｂ＝１：０．２０とした基板型の発光装置１０Ｄとした場合には、図７（ｄ）に示すように、波長４４０ｎｍに発光強度０．４のピーク波長と波長６４０ｎｍに発光強度１．０のピーク波長とを有するスペクトルが得られる。
【０１７３】
このように樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）を変更することによって、容易に青色域と赤色域との光量割合を調整することが可能となる。
【０１７４】
（植物の成長において必要な光の波長）
次に、植物の成長においてどのような波長の光を照射すればよいのかについて、図８に基づいて説明する。図８は、クロロフィルの光吸収スペクトルと本前提技術の基板型の発光装置１０の発光スペクトルを示す図である。
【０１７５】
まず、上述のように、植物の光合成において中心的な役割を担う葉緑素（クロロフィル）は、光を一様に吸収するのではなく、図８に示すように、赤色６６０ｎｍ付近と青色４５０ｎｍ付近とに明確な吸収ピークを示し、これに関係して、光合成の波長特性は６６０ｎｍ付近に第一ピークを有すると共に、４５０ｎｍ付近に第二のピークを有している。
【０１７６】
したがって、植物が葉を備え光合成が活発となる栽培段階では、赤色及び青色の両方の光成分を有することが生育に対して有効になる。
【０１７７】
一方、４５０ｎｍ付近の青色光は、植物の高エネルギー反応系と呼ばれる光反応系にも影響を及ぼし、植物の健全な形態形成に必要不可欠である。このため、発芽・育苗の段階では、青色光の成分の重要性が増す。
【０１７８】
これに対して、本前提技術の基板型の発光装置１０においては、図８に示すように、クロロフィルの青色域吸収帯には、本前提技術の基板型の発光装置１０Ａが適していると共に。クロロフィルの赤色域吸収帯には本前提技術の基板型の発光装置１０Ｄが適していることが分かる。
【０１７９】
このように、本前提技術の基板型の発光装置１０においては、樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）を変更するのみでクロロフィルの光吸収特性に容易に合わせることができることがわかる。
【０１８０】
ところで、光の分野では、光量の単位として例えば光量子束密度が用いられる。ここで、光量子束密度は、ある対象物に、１秒間に照射される光子の数をその対象物の受光面積で割った値をいう。
【０１８１】
しかし、光量子束密度という場合には、光子の数を数えるので、赤外光又は紫外光のいずれが来ても１個は１個である。一方、光化学反応は、色素が吸収できる光子が来たときだけに引き起こされる。例えば、植物の場合、クロロフィルに吸収されない光がいくら来ても、それは存在しないのと同じである。そこで、光合成の分野では、クロロフィルが吸収できる４００ｎｍ〜７００ｎｍまでの波長領域だけの光合成有効光量子束密度又は光合成光量子束が定義されている。なお、光合成光量子束とは、光合成光量子束とは、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ：photosynthetic photon flux density）に光照射面積をかけたものをいう。
【０１８２】
この値は、単にクロロフィルの赤域及び青域の吸収ピーク波長のエネルギーで表現した値ではなく、植物の成長に必要な光強度を求めるために、赤域及び青域の各吸収スペクトルに対応するエネルギー（すなわち光合成に必要なエネルギー）を光量子の量で表現した値である。
【０１８３】
また、光合成光量子束は、発光装置からの発光スペクトル特性と、各波長の光量子１個のエネルギーとから求めることができる。
【０１８４】
そして、図７（ａ）に示す基板型の発光装置１０Ａでは、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３となる。
【０１８５】
また、図７（ｂ）に示す基板型の発光装置１０Ｂでは、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：３．５となる。
【０１８６】
また、図７（ｃ）に示す基板型ＬＥＤ光源１０Ｃでは、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：７．５となる。
【０１８７】
また、図７（ｄ）に示す基板型の発光装置１０Ｄでは、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１０となる。
【０１８８】
したがって、本前提技術では、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：１０となっている。この結果、植物の発芽・育苗及び栽培に適した基板型の発光装置１０とすることが好ましい。
【０１８９】
具体的には、植物育成において、発芽棚又は育苗棚に設置されることを目的とする場合には、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：３．５となる基板型の発光装置１０Ａ・１０Ｂが好ましい。これにより、植物の発芽・育苗に適した基板型ＬＥＤ光源１０Ａ・１０Ｂとすることができる。
【０１９０】
また、本前提技術では、植物育成において、栽培棚に設置されることを目的とする場合には、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：７．５〜１：１０となる基板型の発光装置１０Ｃ・１０Ｄが好ましい。これにより、植物の栽培に適した基板型ＬＥＤ光源１０Ｃ・１０Ｄすることができる。
【０１９１】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０と、従来の単独の植物育成用の赤色ＬＥＤとの相対全光束における温度特性を図９に示す。図９において、横軸は搭載チップのジャンクション温度を示し、縦軸は相対全光束値を示している。図９に示すように、基板型の発光装置１０（図９において実線）と従来の単独の植物育成用の赤色ＬＥＤ（図９において破線）とでは、１００℃付近の高温領域において約１０％の温度特性の差があることが判る。この理由は、赤色ＬＥＤの温度特性が悪いことに起因している。なおここで示す、従来の赤色砲弾型ＬＥＤランプとは上記特許文献２の「発明の実施の形態」や図１、２に基づいて作製した発光装置である。
【０１９２】
これにより、本前提技術の基板型の発光装置１０は従来の従来の赤色砲弾型ＬＥＤランプよりも、低温から高温まで安定した光成分の光を発光することができるということがわかる。
【０１９３】
これに対して、本前提技術の基板型の発光装置１０では赤色ＬＥＤの代わりに赤色蛍光体７ｂにて構成しているため温度特性が向上している。延いては、基板型の発光装置１０及び後述する砲弾型ＬＥＤランプ４０は、クロロフィルの光吸収特性の光吸収ピークによくあわせることができる。
【０１９４】
（赤色蛍光体）
ここで、上記の説明において、前提技術の基板型の発光装置１０では、赤色蛍光体７ｂとして、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用しているが、必ずしもこれに限らず、例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用することも可能である。この（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３は、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕにおいて、Ｃａの一部をＳｒに置換えて発光ピーク波長を短波長にシフトさせたものであり、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕと同様に温度特性が安定かつ高発光効率の蛍光体である。
【０１９５】
具体的には、特に、クロロフィルａ（Ｑ帯と呼ばれる赤色領域）を多く含む植物等に対しては、赤色蛍光体７ｂとしてＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ（発光ピーク波長６５０〜６６０ｎｍ）を使用することが好ましい。また、クロロフィルｂを多く含む植物などに対しては赤色蛍光体７ｂとしてより短波長側に発光ピーク（６２０〜６３０ｎｍ）をもつ（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用することが好ましい。
【０１９６】
また、赤色蛍光体７ｂとして、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２ ・ＧｅＯ２ ：Ｍｎ、Ｌａ２ Ｏ２ Ｓ：Ｅｕ、Ｙ２ Ｏ２ Ｓ：Ｅｕ、ＬｉＥｕＷ２ Ｏ８ 、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）２Ｏ３ 、（Ｙ，Ｇｄ，Ｅｕ）ＢＯ３ 、及び／又はＹＶＯ４ ：Ｅｕ、ＣａＳ：Ｅｕ，Ｃｅ，Ｋを使用することも可能である。
【０１９７】
勿論、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕと（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕとを使用する等、赤色蛍光体７ｂを２種類併用してもよいことはいうまでもない。クロロフィルａとクロロフィルｂとが共存している植物の栽培にとって有効である。
【０１９８】
また、クロロフィルの青色領域の光吸収特性に対しても青色ＬＥＤチップ２のピーク波長を、クロロフィルａ及びクロロフィルｂの吸収ピークに合致するように適宜選定してもよい。例えば、クロロフィルａを多く含む植物では４３０〜４４０ｎｍにピークを有する青色ＬＥＤチップ２（タイプＩ）を使用し、クロロフィルｂを多く含む植物では４５０〜４６０ｎｍにピークを有する青色ＬＥＤチップ２（タイプＩＩ）を使用することが好ましい。
【０１９９】
さらに、青色ＬＥＤチップ２と赤色蛍光体７ｂの組み合わせを、クロロフィルａ及びクロロフィルｂの各タイプに合致した組み合わせの基板型ＬＥＤ光源１０としてもよい。
【０２００】
例えば、タイプＩの青色ＬＥＤチップ２と、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕからなる赤色蛍光体７ｂとの組み合わせや、タイプＩＩの青色ＬＥＤチップ２と（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕからなる赤色蛍光体７ｂとの組み合わせ等、それぞれの組み合わせ構成の基板型ＬＥＤ光源１０とすることが可能である。
【０２０１】
この場合、それぞれ樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）を所望の光量割合になるように適宜調整する。
【０２０２】
（照明用の発光装置）
上述した基板型の発光装置１０は、植物栽培用の発光装置であり、その発光装置をそのまま用いて、人間が作業するために必要な照明用の発光装置とすることは不適当である。
【０２０３】
そこで、この基板型の発光装置１０を改良して人間が作業するために必要な照明用の発光装置２０とする方法を以下に示す。
【０２０４】
すなわち、前述した基板型ＬＥＤ光源１０の構成に加えて、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、複数の青色ＬＥＤチップ２の上側を被覆する樹脂層７には、赤色蛍光体７ｂに加えて緑色蛍光体７ｃが追加して樹脂７ａに混合分散されている。
【０２０５】
ここで、用いることができる緑色蛍光体としては、青色ＬＥＤチップから発光される光を吸収して、５５０付近を中心とした発光ピークを有する光を発光する蛍光体であれば特に限定はしない。緑色蛍光体として、例えば、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕなどが挙げられる。
【０２０６】
また、具体的に、照明用の発光装置２０は、基板１上に複数の青色ＬＥＤチップ２が搭載され、その周囲に樹脂ダム３が立設されている。
【０２０７】
本前提技術では、青色ＬＥＤチップ２は、例えば、直列に１２個ずつ並んだものが、並列に１３列並んだ１５６個からなっている。なお、本発明においては、青色ＬＥＤチップ２の個数は必ずしも複数に限らず、１個でもよく、また、複数においても１５６個に限らない。さらに、複数個における並べ方についても問わない。
【０２０８】
上記各青色ＬＥＤチップ２は、樹脂ダム３の内側において、各列の青色ＬＥＤチップ２の両側に設けられた配線４ａと配線４ｂとにそれぞれ導電性のワイヤ５にて電気的に接続されている。そして、配線４ａと配線４ｂとは、基板１上において樹脂ダム３の外側に搭載されたカソード電極ランド６ａとアノード電極ランド６ｂとにそれぞれ電気的に接続されている。
【０２０９】
そして、本前提技術の照明用の発光装置２０には、図１０（ｂ）に示すように、樹脂ダム３の内側に充填されて上記複数の青色ＬＥＤチップ２の上側を被覆する樹脂層７が設けられており、この樹脂層７には、赤色蛍光体７ｂと緑色蛍光体７ｃとがシリコーン樹脂からなる樹脂７ａに混合分散されている。
【０２１０】
ここで、照明用の発光装置２０では、樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂと緑色蛍光体７ｃとの配合比（重量比）は、例えば１：０．０１：０．１０となっている。この配合比（重量比）により、図１０（ｃ）に示す発光スペクトルが得られる。図１０（ｃ）に示す発光スペクトルにおいては、人間が最も明るく感じる波長５５０ｎｍ付近の光量が増加しているのが把握できる。したがって、照明用ＬＥＤ光源２０は人間が作業するための照明光源として有効であることが判る。
【０２１１】
（植物工場への適用）
次に、本前提技術の基板型の発光装置１０の植物工場への適用例について、図１１に基づいて説明する。図１１は本前提技術の基板型の発光装置１０及び照明用の発光装置２０を使用する植物工場３０の一例を示す図である。
【０２１２】
本前提技術の植物工場３０においては、図１１に示すように、発芽棚には基板型の発光装置１０Ａを例えば１３００個設置する。また、育苗棚には基板型の発光装置１０Ａを４６００個設置する。さらに、栽培棚には基板型の発光装置１０Ｄを１７０００個設置する。また、出荷室では、人間が作業を行うので、照明用の発光装置２０を３７０個設置する。
【０２１３】
このように、本前提技術の植物栽培用の発光装置は、クロロフィルの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ２と、青色ＬＥＤチップ２からの励起光により、クロロフィルの赤色域吸収ピークに対応すべく発光ピークが波長６２０〜７００ｎｍの光を発光する赤色蛍光体７ｂと、赤色蛍光体７ｂを分散して上記少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ２を覆う樹脂層７とが設けられている。
【０２１４】
上記の構成によれば、植物育成用の発光装置は、少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ２とこの青色ＬＥＤチップ２を覆う赤色蛍光体７ｂを分散した樹脂層７とからなっている。そして、この構成において、青色ＬＥＤチップ２にてクロロフィルの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４８０ｎｍの範囲で光を出力することができる。そして、赤色蛍光体７ｂは、青色ＬＥＤチップ２からの励起光により、クロロフィルの赤色域吸収ピークに対応すべく発光ピークが波長６２０〜７００ｎｍの光を発光する。
【０２１５】
この結果、独立した青色ＬＥＤチップ２と独立した赤色ＬＥＤチップとの２種類のＬＥＤチップを使用しなくても、１種類の青色ＬＥＤチップ２にて植物の成長に必要なクロロフィルの青色域吸収ピークと赤色域吸収ピークとに対応する光を出射することができる。このため、設置面積を増大することがない。そして、この構成においては、赤色蛍光体７ｂは樹脂層に分散されていることから、赤色蛍光体７ｂを樹脂に所定の配合比（重量比）にて分散させることが可能であり、その配合比（重量比）に応じて青色域と赤色域における光量を変化させることができる。
【０２１６】
したがって、設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色域と赤色域との光量割合を容易に調整し得ると同時に空間的に色むらの少ない青色光及び赤色光の混色光を放出し得る植物栽培用ＬＥＤ光源を提供することができる。
【０２１７】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：１０となっていることが好ましい。この結果、植物の発芽・育苗及び栽培に適した基板型の発光装置１０とすることが可能となる。
【０２１８】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、樹脂層７における樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）は１：０．０５〜１：０．２０となっている。この結果、植物の発芽・育苗及び栽培に適した基板型の発光装置１０とすることが可能となる。
【０２１９】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、発芽棚又は育苗棚に設置されることを目的とする場合には、樹脂層７における樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）は１：０．０５〜１：０．１０となっていることが好ましい。
【０２２０】
すなわち、植物の光合成において中心的な役割を担うクロロフィル（葉緑素）は、光を一様に吸収するのではなく、赤色６６０ｎｍ付近と青色４５０ｎｍ付近に明確な吸収ピークを示し、これに関係して光合成の波長特性は６６０ｎｍ付近に第一ピークを有する一方、４５０ｎｍ付近に第二のピークを有している。
【０２２１】
つまり、葉を備え光合成が活発となる栽培段階では、青色及び赤色の両方の光成分を有することが生育に対して有効になる。一方、４５０ｎｍ付近の青色光は植物の高エネルギー反応系と呼ばれる光反応系にも影響を及ぼし、植物の健全な形態形成に必要不可欠である。したがって、発芽・育苗の段階では、青色光の成分の重要性が増す。
【０２２２】
この点、本前提技術では、樹脂層７における樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）は１：０．０５〜１：０．１０となっている。このため、この配合比（重量比）とすることによって、発芽・育苗の段階において植物の健全な形態形成に必要不可欠である青色光の成分の光を容易に出射する基板型の発光装置１０を提供することができる。
【０２２３】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、栽培棚に設置されることを目的とする場合には、樹脂層７における樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比（重量比）は１：０．１５〜１：０．２０となっている。これにより、葉を備え光合成が活発となる栽培段階において、青色及び赤色の両方の光成分を有する光を容易に出射する基板型ＬＥＤ光源１０を提供することができる。
【０２２４】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、発芽棚又は育苗棚に設置されることを目的とする場合には、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：３．５となっていることが好ましい。これにより、植物の発芽・育苗に適した基板型の発光装置１０とすることが可能となる。
【０２２５】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、栽培棚に設置されることを目的とする場合には、波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの赤色域における光合成光量子束との比が、１：７．５〜１：１０となっていることが好ましい。これにより、植物の栽培に適した基板型の発光装置１０することが可能となる。
【０２２６】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、赤色蛍光体７ｂは、クロロフィルｂよりもクロロフィルａを多く含む植物栽培には、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有してなっていることが好ましい。
【０２２７】
すなわち、植物は、クロロフィルａとクロロフィルｂとを有している。ここで、クロロフィルａとクロロフィルｂとはそれぞれ光吸収特性が異なっている。具体的には、クロロフィルａは赤色領域では６５０〜６６０ｎｍに吸収ピークを有し、クロロフィルｂは赤色領域では６２０〜６３０ｎｍに吸収ピークを有している。
【０２２８】
そこで、本前提技術では、赤色蛍光体７ｂは、クロロフィルｂよりもクロロフィルａを多く含む植物栽培には、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有してなっている。すなわち、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有する赤色蛍光体は、発光ピーク６５０〜６６０ｎｍの波長を出射することができる。
【０２２９】
したがって、クロロフィルｂよりもクロロフィルａを多く含む植物栽培には、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有する赤色蛍光体７ｂを使用するのが好ましい。
【０２３０】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、赤色蛍光体７ｂは、クロロフィルａよりもクロロフィルｂを多く含む植物栽培には、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有してなっていることが好ましい。
【０２３１】
すなわち、クロロフィルｂは赤色領域では６２０〜６３０ｎｍに吸収ピークを有していると共に、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有する赤色蛍光体は、発光ピーク６２０〜６３０ｎｍの波長を出射することができる。
【０２３２】
したがって、クロロフィルａよりもクロロフィルｂを多く含む植物栽培には、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕ系の成分を有する赤色蛍光体７ｂを使用するのが好ましい。
【０２３３】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、基板１上に複数の青色ＬＥＤチップ２が搭載され、その周囲に樹脂ダム３が設けられていると共に、樹脂ダム３の内側には赤色蛍光体７ｂを分散した樹脂７ａが充填されている。
【０２３４】
したがって、１個の基板型の発光装置１０によって、少ない設置面積にて大光量の光を出射することが可能となる。
【０２３５】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、波長４００〜４８０ｎｍの青色光と波長６２０〜７００ｎｍの赤色光とが出射される。
【０２３６】
これにより、植物育成に必要な青色及び赤色の両ピークを１個の基板型ＬＥＤ光源１０にて生成することができることになる。このように、１個の基板型の発光装置１０とすることによって、基板型の発光装置１０の設置面積の縮小が可能となり、信頼性が高まり、植物工場等での使用に適した光源とすることができる。
【０２３７】
また、本前提技術の基板型の発光装置１０では、青色光は青色ＬＥＤチップ２からの光であり、赤色光は赤色蛍光体７ｂから放出される光である。すなわち、基板型の発光装置１０では、発光部の近傍でクロロフィルの光吸収特性の光吸収ピークが生成されている。このことから基板型の発光装置１０からの青色光と赤色光が均一に照射される。すなわち、基板型の発光装置１０では、発光部の近傍でクロロフィルの光吸収特性の光吸収ピークが生成されている。このことから基板型の発光装置１０からの青色光と赤色光が均一に照射される。
【０２３８】
具体的には、青色ＬＥＤチップ２から出射される青色光は、一部は赤色蛍光体７ｂに吸収されて当該赤色蛍光体７ｂから赤色光が出射され、残りは赤色蛍光体７ｂにより散乱される。そして、赤色蛍光体７ｂは蛍光体１個１個が点光源であるので、青色光又は赤色光が均一に発光する。
【０２３９】
この結果、植物育成に必要な青色及び赤色の両ピークを１個の基板型の発光装置１０にて生成することができることになる。このように、１個の基板型の発光装置１０とすることによって、基板型の発光装置１０の設置面積の縮小が可能となり、信頼性が高まり、植物工場等での使用に適した発光装置とすることができる。
【０２４０】
また、本前提技術の植物工場３０は、上記基板型の発光装置１０Ａ及び／又は基板型の発光装置１０Ｂ、並びに基板型の発光装置１０Ｃ及び／又は基板型の発光装置１０Ｄを備えている。
【０２４１】
それゆえ、設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色域と赤色域との光量割合を容易に調整し得る基板型の発光装置１０を備えた植物工場３０を提供することができる。
【０２４２】
例えば、図５（ａ）（ｂ）においては、基板１の裏面には何も設けられていないが、特にこれに限定するものではない。例えば、基板型ＬＥＤ光源１０の放熱板を兼ねる基板１の裏面側、つまり青色ＬＥＤチップ２を搭載した面とは反対側に、フィン付きヒートシンクを取り付けることが可能である。これにより、植物工場の室内において、エアーフローを利用することにより、フィン付きヒートシンクにて基板１を冷却することが可能となる。なお、この場合、フィン付きヒートシンクの開口部はエアーフローの方向と同じ方向であることが好ましい。
【０２４３】
また、基板１の裏面に、液体培養液を循環させる管を設けた構成とすることも可能である。すなわち、例えば、生物を培養栽培するための液体培養液を冷却用に使用し、その後、生物栽培培養するために使用するというような構成が挙げられる。これにより、基板型ＬＥＤ光源１０を好適に冷却することが可能となり、安定したクロロフィルの光吸収特性の光吸収ピークに合う青色光と赤色光とを照射することができる。
【０２４４】
このように、本前提技術の基板型の発光装置１０では、基板１の裏面には、冷却手段としてのフィン付きヒートシンクが設けられていることが好ましい。
【０２４５】
これにより、高温になった青色ＬＥＤチップ２を冷却することが可能となる。
【０２４６】
（青色複合型発光装置）
青色複合型発光装置について図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【０２４７】
上記の基板型の発光装置１０は、クロロフィルの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップを有している。
【０２４８】
ここで説明する青色複合型発光装置では、青色ＬＥＤチップは、クロロフィルａの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４５０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個のクロロフィルａ用青色ＬＥＤチップと、クロロフィルｂの青色域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個のクロロフィルｂ用青色ＬＥＤチップとからなっている点が異なっている。
【０２４９】
すなわち、植物栽培用の発光装置としての基板型の発光装置５０は、図１３（ａ）に示すように、基板１上に複数の青色ＬＥＤチップ２と青色ＬＥＤチップ５２とが搭載され、その周囲に樹脂からなる樹脂ダム３が設けられている。
【０２５０】
上記各青色ＬＥＤチップ２及び各青色ＬＥＤチップ５２は、図１３（ｂ）に示すように、樹脂ダム３の内側において、各列の青色ＬＥＤチップ２・５２の両側に設けられた配線４ａと配線４ｂとにそれぞれ導電性のワイヤ５にて接続されている。そして、配線４ａと配線４ｂとは、基板１上において樹脂ダム３の外側に搭載されたカソード電極ランド６ａとアノード電極ランド６ｂとにそれぞれ接続されている。
【０２５１】
上記樹脂ダム３の内側には、図１３（ａ）に示すように、複数の青色ＬＥＤチップ２・５２の上側を被覆する樹脂層７が設けられている。この樹脂層７は、充填された樹脂７ａに赤色蛍光体７ｂが混合分散されたものからなっている。
【０２５２】
そして、青色ＬＥＤチップ２は、クロロフィルｂの青色域吸収ピークに対応する青色光としての波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色領域長波長の光を発生する。したがって、青色領域長波長用の青色ＬＥＤチップ２は、本発明のクロロフィルｂ用青色ＬＥＤチップとして機能している。
【０２５３】
一方、青色ＬＥＤチップ５２は、クロロフィルａの青色域吸収ピークに対応する青色光としての波長４００ｎｍ〜４５０ｎｍの青色領域短波長の光を発生する。したがって、青色領域短波長用の青色ＬＥＤチップ５２は、本発明のクロロフィルａ用青色ＬＥＤチップとして機能している。
【０２５４】
また、赤色蛍光体７ｂは、青色ＬＥＤチップ２及び青色ＬＥＤチップ５２の光を吸収してクロロフィルａ及びクロロフィルｂの赤色域吸収ピークに対応する発光ピークが波長６２０〜７００ｎｍの赤色光を発光するものとなっている。
【０２５５】
すなわち、植物は、クロロフィルａとクロロフィルｂとを有している。ここで、クロロフィルａとクロロフィルｂとは青色領域における光吸収特性がそれぞれ異なっている。具体的には、上記で説明した図８に示すように、クロロフィルａは青色領域においては４００〜４５０ｎｍに吸収ピークを有し、クロロフィルｂは青色領域においては４００〜４８０ｎｍに吸収ピークを有している。
【０２５６】
そこで、本前提技術の植物栽培用の発光装置としての基板型の発光装置５０では、青色ＬＥＤチップは、クロロフィルａの青色領域の吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４５０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個のクロロフィルａ用青色ＬＥＤチップとしての青色領域短波長用の青色ＬＥＤチップ５２と、クロロフィルｂの青色領域吸収ピークに対応すべく波長が４００〜４８０ｎｍの範囲で発光ピークを有する少なくとも１個のクロロフィルｂ用青色ＬＥＤチップとしての青色領域長波長用の青色ＬＥＤチップ２とからなっている。
【０２５７】
この結果、クロロフィルａ及びクロロフィルｂを有する植物に、より適した植物栽培用ＬＥＤ光源を提供することができる。
【０２５８】
なお、上記の説明では、基板型ＬＥＤ光源１０の構成を一部変更した植物栽培用ＬＥＤ光源としての基板型ＬＥＤ光源５０について説明した。しかし、本発明の植物栽培用ＬＥＤ光源については、必ずしもこれに限らず、以下の比較技術にて説明する砲弾型ＬＥＤランプ４０の構成を一部変更した砲弾型ＬＥＤランプについても適用が可能である。
〔比較技術〕
比較技術について図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、本比較技術において説明すること以外の構成は、上記前提技術で示した構成と同じである。
【０２５９】
（比較技術の発光装置の構成）
上記前提技術にて説明した基板型の発光装置１０及び照明用の発光装置２０は、基板１上に少なくとも１個以上の青色ＬＥＤチップ２が搭載されたものからなっていた。しかし、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、本比較技術の植物栽培用の発光装置は、形状が一般的な砲弾型の形態を有している点が異なっている。
【０２６０】
本比較技術の植物栽培用の発光装置の構成について、図１２（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１２（ａ）（ｂ）は、砲弾型ＬＥＤランプの構成を示す模式的断面図である。
【０２６１】
本比較技術の植物栽培用の発光装置としての砲弾型ＬＥＤランプ４０は、図１２（ａ）（ｂ）に示すように、カップとしてのマウントリードカップ４１内に接着された青色ＬＥＤチップ２と、シリコーン樹脂からなる樹脂７ａ及び赤色蛍光体７ｂからなる樹脂層７と、導線としての導電性のワイヤ５と、アノードリードとしてのアノードリードフレーム４２と、カソードリードとしてのカソードリードフレーム４３と、砲弾型に形成し、上記アノードリードフレーム４２及びカソードリードフレーム４３の先端を除いて全体を砲弾型に封止するエポキシ樹脂からなる封止樹脂４４とからなっている。赤色蛍光体７ｂは、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３ ：Ｅｕを使用することができる。
【０２６２】
上記砲弾型ＬＥＤランプ４０を製造するときには、マウントリードカップ４１内に、青色ＬＥＤチップ２を接着する。次いで、青色ＬＥＤチップ２と図示しないマウントリード、及び青色ＬＥＤチップ２と図示しないインナーリードとは、それぞれ導電性ワイヤ５にて導通する。その後、赤色蛍光体７ｂを樹脂７ａに混合、分散させ、マウントリードカップ４１内に流し込むことにより樹脂層７を形成する。この結果、樹脂層７にて青色ＬＥＤチップ２を被覆し、固定している。最後に、全体をエポキシ樹脂からなる封止樹脂４４によるモールド部材で被覆及び保護する。
【０２６３】
上記砲弾型ＬＥＤランプ４０では、青色ＬＥＤチップ２は、青色光としての波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの光を発生する。この青色光は、クロロフィルの青色領域の吸収ピークに対応する。一方、赤色蛍光体７ｂは、青色ＬＥＤチップ２の光を吸収して発光ピークが波長６２０〜７００ｎｍの赤色光を発光する。この赤色光がクロロフィルの赤色域吸収ピークに対応する。
【０２６４】
そして、本比較技術では、図１２（ａ）に示す砲弾型ＬＥＤランプ４０では、樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比が１：０．０５とした砲弾型ＬＥＤランプ４０Ａとなっており、前提技術の基板型ＬＥＤ光源１０Ａと同じ図７（ａ）に示すスペクトルを出力するようになっている。
【０２６５】
したがって、砲弾型ＬＥＤランプ４０Ａはクロロフィルの青色領域の吸収ピークに対応しており、発芽・育苗用に使用するのが好ましい。ただし、必ずしもこれに限らず、樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比が１：０．１０〜１：０．１５とした砲弾型ＬＥＤランプ４０をすることも可能である。
【０２６６】
一方、図１２（ｂ）に示す砲弾型ＬＥＤランプ４０は、樹脂７ａと赤色蛍光体７ｂとの配合比が１：０．２０とした砲弾型ＬＥＤランプ４０Ｄとなっている。したがって、この砲弾型ＬＥＤランプ４０Ｄは、上記前提技術の基板型の発光装置１０Ｄと同じ図７（ｄ）に示す発光スペクトルを出力するようになっている。これにより、砲弾型ＬＥＤランプ４０Ｄは、クロロフィルの赤色域吸収ピークに対応しており、栽培用に使用するのが好ましいものとなっている。
【０２６７】
このような砲弾型ＬＥＤランプ４０は、上記前提技術にて説明した基板１に青色ＬＥＤチップ２を搭載した基板型の発光装置１０が取り付けることが難しい箇所に取り付ける。このことからすると、基板型の発光装置１０が取り付けることが難しい箇所は少ないと考えられるので、上記前提技術の基板型の発光装置１０と本比較技術の砲弾型ＬＥＤランプ４０とを併用を行ってもよい。
【０２６８】
最後に、上記前提技術の基板型の発光装置１０と本比較技術の砲弾型ＬＥＤランプ４０と従来の赤色砲弾型ＬＥＤランプと青色砲弾型ＬＥＤランプとを組み合わせたものとの比較を表１に示す。なおここで示す、従来の赤色砲弾型ＬＥＤランプとは上記特許文献２の「発明の実施の形態」や図１、２に基づいて作製した発光装置である。
【０２６９】
【表１】
【０２７０】
表１に示すように、上記前提技術の基板型の発光装置１０、および本比較技術の砲弾型ＬＥＤランプ４０は、従来の赤色砲弾型ＬＥＤランプと青色砲弾型ＬＥＤランプとを組み合わせたものと比べて、信頼性、コスト、特性、設置面積、寿命の全ての点で優れていることが把握される。
【０２７１】
具体的には、設置面積については、従来技術である青色砲弾型ＬＥＤと赤色砲弾型ＬＥＤとを組み合わせたときの設置面積を１とすると、砲弾型ＬＥＤランプ４０では１／３となり、基板型ＬＥＤ光源１０及び照明用ＬＥＤ光源２０では１／６となる。このため、本前提技術の基板型の発光装置１０及び照明用の発光装置２０並びに砲弾型ＬＥＤランプ４０では、設置面積が少なくてすむという特徴がある。
【０２７２】
また、コストについても、本前提技術の基板型の発光装置１０及び照明用の発光装置２０並びに砲弾型ＬＥＤランプ４０では、従来に比べてコストメリットがあることが明らかである。
【０２７３】
さらに、基板型の発光装置１０及び照明用の発光装置２０の寿命はおよそ３〜４万時間と、電熱型ランプ（電球）はいうまでもなく、蛍光灯ランプに比べても十倍以上も長寿命である。
【０２７４】
このように、本比較技術の植物栽培用の発光装置としての砲弾型ＬＥＤランプ４０では、カソードリードフレーム４３と、カソードリードフレーム４３に接続されたマウントリードカップ４１と、マウントリードカップ４１内に搭載された少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ２と、マウントリードカップ４１内に搭載された青色ＬＥＤチップ２から導電性のワイヤ５を介して接続されたアノードリードフレーム４２と、マウントリードカップ４１内で、青色ＬＥＤチップ２を覆うように充填された、赤色蛍光体７ｂを分散した樹脂層７と、カソードリードフレーム４３とアノードリードフレーム４２との各端部を露出した状態で、マウントリードカップ４１全体を砲弾状に封止した封止樹脂４４とを備えている。
【０２７５】
これにより、いわゆる砲弾型の砲弾型ＬＥＤランプ４０とすることができる。そして、このような砲弾型の砲弾型ＬＥＤランプ４０は設置面積が狭いので、植物栽培のスポット照射に適している。
【０２７６】
〔まとめ〕
本発明の態様１は、基板と、上記基板上に形成された赤色発光用の第１発光部及び青色発光用の第２発光部を備え、上記第１発光部から発光された赤色光と、上記第２発光部から発光された青色光との混色光を放出する植物栽培用の発光装置であって、上記第１発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ、及び、当該青色ＬＥＤチップを覆い、かつ当該青色ＬＥＤチップからの励起光により赤色光を発光する赤色蛍光体を分散した樹脂からなる基板型の発光部であり、上記第２発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップからなる基板型の発光部であることを特徴としている。
【０２７７】
本発明の態様２は、上記態様１において、上記青色ＬＥＤチップは、４００〜４８０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光し、かつ、上記赤色蛍光体は、６２０〜７００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴としている。
【０２７８】
本発明の態様３は、上記態様２において、上記基板上に、さらに、第３発光部が形成され、上記第３発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ、及び、当該青色ＬＥＤチップを覆い、かつ当該青色ＬＥＤチップからの励起光により少なくとも緑色光を発光する緑色蛍光体を分散した樹脂からなる基板型の発光部であることを特徴としている。
【０２７９】
本発明の態様４は、上記態様３において、上記第３発光部は、赤色光を発光する赤色蛍光体をさらに分散した樹脂からなることを特徴としている。
【０２８０】
本発明の態様５は、上記態様３または態様４において、上記緑色蛍光体は、上記青色光を発光する青色ＬＥＤチップの青色領域波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの光を吸収し、上記緑色蛍光体は５００〜６００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴としている。
【０２８１】
本発明の態様６は、上記態様３〜５の何れか１つの態様において、上記第１発光部、第２発光部、第３発光部は、それぞれ独立して駆動されていることを特徴としている。
【０２８２】
本発明の態様７は、上記態様６において、上記第３発光部は、上記の第１発光部と第２発光部とともに青緑混色光を発光するか、または、単独で青緑混色光を発光することを特徴としている。
【０２８３】
本発明の態様８は、上記態様７において、上記少なくとも第３発光部が駆動した植物栽培用の発光装置において、５００〜６００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴としている。
【０２８４】
本発明の態様９において、植物栽培用の発光装置は、上記課題を解決するために、基板と、上記基板上に互いに隣接して形成された赤色発光用の第１発光部及び青色発光用の第２発光部とを備え、上記第１発光部から発光された赤色光と、上記第２発光部から発光された青色光との混色光を放出する植物栽培用の発光装置であって、上記第１発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ、及び、当該青色ＬＥＤチップを覆い、かつ当該青色ＬＥＤチップからの励起光により赤色光を発光する赤色蛍光体を分散した樹脂からなり、上記第２発光部は、青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップからなることを特徴としている。
【０２８５】
上記構成における青色光とは、可視光領域（波長３８０〜８００ｎｍ）において、波長３８０〜５５０ｎｍ領域の光成分が優勢な光である。また、赤色光とは、可視光領域において、波長５５０〜８００ｎｍ領域の光成分が優勢である光である。
【０２８６】
上記構成によれば、上記第１発光部において、赤色蛍光体の樹脂層内の分散濃度を調整することで、青色と赤色の光量を調整することができるので、更なる青色と赤色の混色性を向上させることが可能となる。また、第１発光部は、赤色と青色の両方を発光できるので、ＬＥＤの設置面積を増大させることなく、簡単な構成で青色光と赤色光との光量割合を容易に調整できる。
【０２８７】
しかも、青色ＬＥＤのみからなる第２発光部が上記第１発光部に隣接して設けられているので、第１発光部を主に赤色光の発光用、第２発光部を青色光の発光用として分けることが可能となり、それぞれの発光部を独立して駆動制御することが可能となるので、青色と赤色の発光量の調整が容易となる。この結果、第１発光部と第２発光部とで形成される混色光において、赤色光と青色光との割合を自由に変えることが可能となるので、赤色と青色の混色性を更に向上させることができる。
【０２８８】
また、第１発光部も第２発光部も、劣化特性が同じ青色ＬＥＤのみで構成されているので、長期的な駆動時においても、同じように劣化する。従って、従来のように、劣化特性の異なる青色ＬＥＤと赤色ＬＥＤとを混在させた場合のように、長期的な駆動時にける光量の割合のずれが大きくなるという問題は生じない。
【０２８９】
さらに、赤色光の発光源として、発光効率の悪い赤色ＬＥＤチップを使用せずに、赤色蛍光体を利用しており、赤色ＬＥＤチップを使用する発光装置に比べ、発光コストを減らすことができ、寿命が大幅に改善される。さらに、温度特性の悪い赤色ＬＥＤチップを用いないことにより、温度特性が改善される。
【０２９０】
また、発光効率のよい、青色ＬＥＤチップが配置されている同一領域に赤色蛍光体が分散されているので、より混色性の高い、発光部の設置面積を大幅に抑えた植物栽培用の発光装置を提供することができる。
【０２９１】
本発明の態様１０において、植物栽培用の発光装置では、上記青色ＬＥＤチップは、４００〜４８０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光し、かつ、上記赤色蛍光体は、６２０〜７００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することが好ましい。
【０２９２】
生物が光合成を行うために必要な光を吸収するクロロフィルは、青色領域（波長４００〜４８０ｎｍの範囲）と、赤色領域（波長６２０〜７００ｎｍの範囲）に光吸収ピークを有することが知られている。
【０２９３】
上記構成によれば、クロロフィルの青色領域の光吸収ピークと、青色ＬＥＤチップが発光する光の発光ピークが対応するとともに、クロロフィルの赤色領域の光吸収ピークと、青色ＬＥＤチップからの励起光により発光する赤色蛍光体が発光する光の発光ピークが対応するため、より効率的に特定の生物を栽培、培養することができる植物栽培用の発光装置を提供することができる。
【０２９４】
本発明の態様１１の植物栽培用の発光装置では、上記第１発光部に備えられた青色ＬＥＤチップから発光される光の発光ピーク波長と、上記第２発光部に備えられた青色ＬＥＤチップから発光される光の発光ピーク波長とが異なることが好ましい。
【０２９５】
例えば、植物や一部の藻類に多く見られる、クロロフィルａとクロロフィルｂと呼ばれるクロロフィルの一種が知られており、それぞれ光吸収特性が異なっている。具体的には、青色領域において、クロロフィルａは４３０〜４４０ｎｍの光吸収ピークを有し、クロロフィルｂは４５０〜４６０ｎｍの光吸収ピークを有する。
【０２９６】
上記構成によれば、上記第１発光部と上記第２発光部において、独立して発光量が調節できるため、例えば、さまざまなクロロフィルａとクロロフィルｂの比率を有する、対象とする特定の生物に適した光量に任意に調整することができ、当該対象とする特定の生物により適切な光成分を発する植物栽培用の発光装置を提供することができる。
【０２９７】
当然として、生物が光合成を行うために必要な光を吸収する化合物はクロロフィルａやクロロフィルｂに限られず、多岐にわたっているため、青色ＬＥＤチップを、それに合わせて適宜選択する必要がある。
【０２９８】
本発明の態様１２において、植物栽培用の発光装置では、４００ｎｍ〜４８０ｎｍの波長領域における光合成光量子束と、波長６２０ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域における光合成光量子束との比が、１：１．３〜１：１０となっていることが好ましい。
【０２９９】
一般に、光量子束密度という場合には、光子の数を数えるので、赤外光又は紫外光のいずれが来ても１個は１個である。しかし、光化学反応は、色素が吸収できる光子が来たときだけに引き起こされる。例えば、植物の場合、クロロフィルに吸収されない光がいくら来ても、それは存在しないのと同じである。そこで、光合成の分野では、クロロフィルが吸収できる４００ｎｍ〜７００ｎｍまでの波長領域だけの光合成有効光量子束密度又は光合成光量子束が定義されている。
【０３００】
上記構成によれば、植物の発芽、育苗および栽培や、特定の藻類や細菌の培養に適した植物栽培用の発光装置を提供することができる。
【０３０１】
本発明の態様１３において、植物栽培用の発光装置では、上記赤色蛍光体は、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系、または／および、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系の成分を有していることが好ましい。
【０３０２】
ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体の６５０〜６６０ｎｍの範囲にある発光ピークは、クロロフィルａの赤色領域である６５０〜６６０ｎｍの範囲にある光吸収ピークに対応する。また、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ系蛍光体の６２０〜６３０ｎｍの範囲にある発光ピークは、クロロフィルｂの赤色領域の６２０〜６３０ｎｍの範囲にある光吸収ピークに対応する。
【０３０３】
従って、上記構成によれば、植物や藻類に多く見られるクロロフィルａやクロロフィルｂの赤色領域の光吸収ピークに対応する発光ピークを与える光を発光することができ、クロロフィルａやクロロフィルｂを多く含む植物や藻類の栽培や培養に好適な植物栽培用の発光装置を提供できる。
【０３０４】
本発明の態様１４において、植物栽培用の発光装置では、上記青色ＬＥＤチップは、４３０〜４４０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光する少なくとも１つの青色ＬＥＤチップ、４５０〜４６０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光する少なくとも１つの青色ＬＥＤチップの少なくとも一方の青色ＬＥＤチップであることが好ましい。
【０３０５】
上記構成によれば、上記二種類の青色ＬＥＤチップにより、ある一定のクロロフィルａとクロロフィルｂの比率を有する、対象とする特定の生物に適した光成分の光を発光することができる植物栽培用の発光装置を提供することができる。
【０３０６】
本発明の態様１５において、植物栽培用の発光装置では、上記青色ＬＥＤチップが形成された領域を囲むように形成された樹脂壁を備え、上記第１発光部における上記樹脂壁に囲まれた領域において、上記赤色蛍光体を分散させた樹脂が充填され、上記第２発光部における上記樹脂壁に囲まれた領域において、青色ＬＥＤチップを封止する透光性の樹脂が充填されていることが好ましい。この構成により、基板型の発光装置として、発光部を適確に形成することができる。
【０３０７】
本発明の態様１６において、植物栽培用の発光装置では、上記基板の発光部が形成されている面とは反対側の面に、フィン付きヒートシンクが取り付けられていることが好ましい。
【０３０８】
この構成により、植物栽培用の発光装置を設置する室内のエアーフローを利用することにより、フィン付きヒートシンクにより基板を効率的に冷却することができる。さらに、効率的に冷却することによって、青色ＬＥＤチップや、赤色蛍光体の発光特性が安定するので、赤色光と青色光の光組成を安定させることができる。
【０３０９】
本発明の態様１７において、植物栽培用の発光装置では、上記基板の発光部が形成されている面とは反対側の面に、液体培養液を循環させる管が形成されていることが好ましい。
【０３１０】
この構成により、植物栽培用の発光装置を効率的に冷却することができる。さらに、効率的に冷却することによって、青色ＬＥＤチップや、赤色蛍光体の発光特性が安定するので、赤色光と青色光の光組成を安定させて発光することができる。
【０３１１】
本発明の態様１８において、植物栽培用の発光装置の製造方法は、基板上に、青色光を発光する複数の青色ＬＥＤチップを形成するボンディング工程と、基板上の第１の領域において、当該領域に含まれる少なくとも１個の上記青色ＬＥＤチップを、当該青色ＬＥＤチップからの励起光により赤色光を発光する赤色蛍光体を分散させた樹脂により封止し、赤色発光用の第１発光部を形成する蛍光体含有樹脂層形成工程とを含み、基板上の上記第１の領域に隣接した第２の領域に含まれる少なくとも１個の青色ＬＥＤチップから形成される発光部を青色発光用の第２発光部とした植物栽培用の発光装置を製造することを特徴とすることを特徴としている。
【０３１２】
上記の方法によれば、赤色蛍光体が分散した混合発光部を形成することができ、混色性が高く、赤色光と青色光の光成分を容易に調整することができる植物栽培用の発光装置を製造することができる。
【０３１３】
また、発光効率のよい青色ＬＥＤチップを利用し、赤色光を発光する構成であるので、効率的に、青色光と赤色光を発光することが可能であり、発光部の設定面積の拡大を防ぐことができるとともに、製造コストを抑えることができる。
【０３１４】
本発明の態様１９において、植物栽培用の発光装置の製造方法は、上記ボンディング工程と蛍光体含有樹脂層形成工程との間に、上記第１の領域及び第２の領域のそれぞれを囲むように樹脂壁を形成する樹脂ダム形成工程を含み、さらに、上記第２発光部において、青色ＬＥＤチップを透光性の樹脂により封止する透光性樹脂層形成工程を含み、上記蛍光体含有樹脂層形成工程において、上記樹脂壁で囲まれた上記第１の領域に、当該第１の領域に含まれている青色ＬＥＤチップを覆うように、上記赤色蛍光体を分散させた樹脂を充填し、上記透光性樹脂層形成工程において、上記樹脂壁で囲まれた上記第２の領域に、当該第２の領域に含まれている青色ＬＥＤチップを覆うように、透光性の樹脂を充填することを特徴としている。
【０３１５】
上記の方法によれば、粘性の低い樹脂層の樹脂を使用することもでき、より効率的に樹脂層を形成することができる。
【０３１６】
本発明の態様２０において、植物栽培用の発光装置の製造方法は、上記樹脂層は、シリコーン樹脂で形成されており、上記第１発光部に形成される樹脂層のシリコーン樹脂は、チクソ性が高く流動性のない樹脂であることを特徴としている。
【０３１７】
上記の方法によれば、シリコーン樹脂で形成されており、従来のエポキシ樹脂で形成されたものに比べ、樹脂劣化が少なく信頼性が向上する。さらに、第１発光部に形成される樹脂層のシリコーン樹脂が、チクソ性が高く流動性のない樹脂であるため、発光部間に樹脂壁を形成しなくても、容易に、混合発光部に形成される樹脂層を形成することができる。さらに、発光部間に樹脂壁を形成しないことにより、発光部の面積を広げることができ、効率的に発光することができる植物栽培用の発光装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０３１８】
本発明は、複数のＬＥＤを用いた発光装置や、光合成を利用する生物の培養栽培に使われる植物栽培用の発光装置として利用することができる。さらに、本発明は、植物を育成するための植物工場や、光合成を行う藻類や細菌を培養する培養工場、光合成を行う植物、藻類や細菌から得られる化合物を必要とする化粧品メーカー、食品メーカーや医薬品メーカーにおいての利用が可能である。
【符号の説明】
【０３１９】
１００ 発光装置（渦巻型）
１、１０１ 基板
１０２ 青色ＬＥＤチップ（発光素子）
１０５ 第１樹脂ダム（樹脂壁）
１０６ 第２樹脂ダム（樹脂壁）
１０７ 蛍光体含有樹脂層
１０８ 透光性樹脂層
７ｂ、１０９ 赤色蛍光体
１１０〜１１３ 電極ランド
２００ 発光装置（横縞型）
３００ 発光装置（交差型）
４００ 発光装置（二重円型）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板上に形成された赤色発光用の第１発光部及び青色発光用の第２発光部を備え、上記第１発光部から発光された赤色光と、上記第２発光部から発光された青色光との混色光を放出する植物栽培用の発光装置であって、
上記第１発光部は、
青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ、及び、当該青色ＬＥＤチップを覆い、かつ当該青色ＬＥＤチップからの励起光により赤色光を発光する赤色蛍光体を分散した樹脂からなる基板型の発光部であり、
上記第２発光部は、
青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップからなる基板型の発光部であることを特徴とする植物栽培用の発光装置。
【請求項２】
上記青色ＬＥＤチップは、４００〜４８０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光し、かつ、
上記赤色蛍光体は、６２０〜７００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項３】
上記基板上に、さらに、第３発光部が形成され、
上記第３発光部は、
青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ、及び、当該青色ＬＥＤチップを覆い、かつ当該青色ＬＥＤチップからの励起光により少なくとも緑色光を発光する緑色蛍光体を分散した樹脂からなる基板型の発光部であることを特徴とする請求項２に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項４】
上記第３発光部は、
赤色光を発光する赤色蛍光体をさらに分散した樹脂からなることを特徴とする請求項３に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項５】
上記緑色蛍光体は、上記青色光を発光する青色ＬＥＤチップの青色領域波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの光を吸収し、上記緑色蛍光体は５００〜６００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴とする請求項３または４に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項６】
上記第１発光部、第２発光部、第３発光部は、それぞれ独立して駆動されていることを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項７】
上記第３発光部は、上記第１発光部と第２発光部とともに青緑混色光を発光するか、または、単独で青緑混色光を発光することを特徴とする請求項６に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項８】
上記少なくとも第３発光部が駆動した植物栽培用の発光装置において、５００〜６００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴とする請求項７に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項１】
基板と、
上記基板上に形成された赤色発光用の第１発光部及び青色発光用の第２発光部を備え、上記第１発光部から発光された赤色光と、上記第２発光部から発光された青色光との混色光を放出する植物栽培用の発光装置であって、
上記第１発光部は、
青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ、及び、当該青色ＬＥＤチップを覆い、かつ当該青色ＬＥＤチップからの励起光により赤色光を発光する赤色蛍光体を分散した樹脂からなる基板型の発光部であり、
上記第２発光部は、
青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップからなる基板型の発光部であることを特徴とする植物栽培用の発光装置。
【請求項２】
上記青色ＬＥＤチップは、４００〜４８０ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光し、かつ、
上記赤色蛍光体は、６２０〜７００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項３】
上記基板上に、さらに、第３発光部が形成され、
上記第３発光部は、
青色光を発光する少なくとも１個の青色ＬＥＤチップ、及び、当該青色ＬＥＤチップを覆い、かつ当該青色ＬＥＤチップからの励起光により少なくとも緑色光を発光する緑色蛍光体を分散した樹脂からなる基板型の発光部であることを特徴とする請求項２に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項４】
上記第３発光部は、
赤色光を発光する赤色蛍光体をさらに分散した樹脂からなることを特徴とする請求項３に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項５】
上記緑色蛍光体は、上記青色光を発光する青色ＬＥＤチップの青色領域波長４００ｎｍ〜４８０ｎｍの光を吸収し、上記緑色蛍光体は５００〜６００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴とする請求項３または４に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項６】
上記第１発光部、第２発光部、第３発光部は、それぞれ独立して駆動されていることを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項７】
上記第３発光部は、上記第１発光部と第２発光部とともに青緑混色光を発光するか、または、単独で青緑混色光を発光することを特徴とする請求項６に記載の植物栽培用の発光装置。
【請求項８】
上記少なくとも第３発光部が駆動した植物栽培用の発光装置において、５００〜６００ｎｍの範囲に発光ピーク波長を有する光を発光することを特徴とする請求項７に記載の植物栽培用の発光装置。
【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】
【公開番号】特開２０１３−７８３３６（Ｐ２０１３−７８３３６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２８３５６４（Ｐ２０１２−２８３５６４）
【出願日】平成２４年１２月２６日（２０１２．１２．２６）
【分割の表示】特願２０１１−２０１０３４（Ｐ２０１１−２０１０３４）の分割
【原出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月２６日（２０１２．１２．２６）
【分割の表示】特願２０１１−２０１０３４（Ｐ２０１１−２０１０３４）の分割
【原出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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