CN104094425A - 白色照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种白色照明装置，实现高显色性及高发光效率。实施方式的白色照明装置具备：发光元件，在430nm以上460nm以下的波长区域具有峰值波长；荧光体层，形成在发光元件上，含有红色荧光体和绿色黄色荧光体。在将荧光体的峰值波长设为λp、将从荧光体发出的光的半幅值设为FWHM、将从荧光体发出的光的频谱的有效波长范围设为EWW、将荧光体的外部量子效率设为η的情况下，红色荧光体具有625nm≤λp≤635nm、15nm≤EWW≤45nm、40％≤η≤75％的特性，绿色黄色荧光体具有545nm≤λp≤565nm、90nm≤FWHM≤125nm、70％≤η≤90％的特性。

Description

白色照明装置

技术领域

本发明的实施方式涉及一种白色照明装置。

背景技术

使用发光二极管(Light Emitting Diode：LED)的发光装置，主要由作为激励光源的LED芯片和荧光体的组合构成。并且，通过该组合能够实现各种颜色的发光色。

放射白色光的白色LED发光装置，使用放射蓝色区域的光的LED芯片和荧光体的组合。例如，能够列举放射蓝色光的LED芯片与荧光体混合物的组合。作为荧光体主要使用蓝色的互补色即黄色荧光体，并作为模拟白色光LED来使用。除此之外，还开发出使用放射蓝色光的LED芯片、绿色或黄色荧光体以及红色荧光体的3波长型白色LED。

在用于照明用途的白色LED发光装置(以下称为白色照明装置)的情况下，为了再现接近自然光的颜色，而期望实现较高的显色性、特别是较高的平均显色评价指数(Ra)。另外，为了低消耗功率化而要求兼顾较高的发光效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2009-528429号公报

专利文献2：日本特开2010-100825号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是考虑到上述情况而进行的，其目的在于提供一种兼顾较高的显色性和较高的发光效率的白色照明装置。

用于解决课题的手段

实施方式的白色照明装置具备：发光元件，在430nm以上460nm以下的波长区域具有峰值波长；以及荧光体层，形成在上述发光元件上，包含红色荧光体和绿色黄色荧光体，在将荧光体的峰值波长设为λp、将从荧光体发出的光的半幅值设为FWHM、将从荧光体发出的光的频谱的有效波长范围设为EWW、将荧光体的外部量子效率设为η的情况下，上述红色荧光体具有625nm≤λp≤635nm、15nm≤EWW≤45nm、40％≤η≤75％的特性，上述绿色黄色荧光体具有545nm≤λp≤565nm、90nm≤FWHM≤125nm、70％≤η≤90％的特性。

附图说明

图1是表示实施方式的红色荧光体的发光频谱的图。

图2是表示示出白色效率与Ra之间的关系的模拟结果的图。

图3是表示绿色黄色荧光体的峰值波长以及半幅值与发光特性之间的关系的图。

图4是表示通过模拟得到的发光频谱的图。

图5是表示实施方式的白色照明装置的一例的截面图。

图6是实施方式的白色照明装置的另一例子的截面图。

图7是表示实施方式的白色照明装置的再另一例子的截面图。

具体实施方式

以下，使用附图对实施方式进行说明。

实施方式的白色照明装置具备：发光元件，在430nm以上460nm以下的波长区域具备峰值波长；以及荧光体层，形成在发光元件上，包含红色荧光体以及绿色黄色荧光体。并且，在将荧光体的峰值波长设为λp、将从荧光体发出的光的半幅值设为FWHM、将从荧光体发出的光的频谱的有效波长范围设为EWW、将荧光体的外部量子效率设为η的情况下，上述红色荧光体具有625nm≤λp≤635nm、15nm≤EWW≤45nm、40％≤η≤75％的特性，上述绿色黄色荧光体具备545nm≤λp≤565nm、90nm≤FWHM≤125nm、70％≤η≤90％的特性。

实施方式的白色照明装置通过具备上述构成，能够实现较高的显色性、特别是较高的平均显色评价指数Ra、以及较高的发光效率、特别是较高的白色效率。

此外，在本说明书中，λp表示各荧光体的峰值波长，FWHM表示从荧光体发光的频谱的半幅值，EWW表示从荧光体发光的频谱的有效波长范围，η表示荧光体的外部量子效率，η’表示荧光体的内部量子效率。

峰值波长是在发光频谱中发光强度变得最大的波长，上述发光频谱能够通过用发光峰值在400nm附近的近紫外光、发光峰值在430～460nm附近的蓝色光来激励荧光体，并例如通过滨松光子学株式会社(浜松フォトニクス(株))的C9920-02G等光测量设备来进行测定而得到。

半幅值(FWHM)由具备上述峰值波长的峰值的发光频谱的最大发光强度成为1/2的波长中、最大的波长与最小的波长之差来定义。

另外，有效波长范围(EWW)如以下那样进行定义。在发光频谱具有一个或者两个以上的发光峰值的荧光体中，将具有最大峰值的15％以上的强度的峰值规定为次峰值。并且，将包含最大峰值和次峰值并示出最大峰值强度的15％的强度的波长中、最大的波长与最小的波长之差定义为有效波长范围EWW。

另外，外部量子效率η是将由以下的式(I)、式(II)规定的吸收率α与内部量子效率η’相乘而计算出的值。

[数式1]

$\mathrm{\α}=\frac{\∫\mathrm{\λ}\·[E\left(\mathrm{\λ}\right)-R\left(\mathrm{\λ}\right)]\mathrm{d\λ}}{\∫\mathrm{\λ}\·\left[E\left(\mathrm{\λ}\right)\right]\mathrm{d\λ}}$ …式(I)

此处，E(λ)是向荧光体照射的激励光源的全频谱(光子数换算)。另外，R(λ)是荧光体的激励光源反射光频谱(光子数换算)。

[数式2]

${\mathrm{\η}}^{\′}=\frac{\∫\mathrm{\λ}\·\left[P\left(\mathrm{\λ}\right)\right]\mathrm{d\λ}}{\∫\mathrm{\λ}\·[E\left(\mathrm{\λ}\right)-R\left(\mathrm{\λ}\right)]\mathrm{d\λ}}$ …式(II)

此处，P(λ)是荧光体的发光频谱(光子数换算)。

[数式3]

$\mathrm{\η}=\frac{\∫\mathrm{\λ}\·\left[P\left(\mathrm{\λ}\right)\right]\mathrm{d\λ}}{\∫\mathrm{\λ}\·\left[E\left(\mathrm{\λ}\right)\right]\mathrm{d\λ}}$ …式(III)

即，外部量子效率能够通过式(III)＝式(I)×式(II)来计算。

此外，吸收率α是如下数值：用向荧光体照射的激励光的全部光子数，除从全部光子数减去了从荧光体反射的激励光的光子数而得到的光子数的数值。另外，内部量子效率η’是用被荧光体吸收的光子数(吸收率)除从荧光体发光的频谱的光子数的数值。外部量子效率η是用向荧光体照射的激励光源的全部光子数除从荧光体发光的频谱的全部光子数的数值。

另外，外部量子效率η、内部量子效率η’、吸收率α例如能够通过滨松光子学株式会社的C9920-02G等光测量设备来进行测定而得到。作为对上述发光特性进行测定时的激励光，使用峰值波长在430～460nm附近、半幅值为5-15nm的蓝色光。

本发明人为了在白色照明装置中兼顾显色性和发光效率，而着眼于如下的可能性：使用与在蓝色激励白色固体光源中报告较多的Eu²⁺活化红色荧光体、例如以CaAlSiN₃：Eu为基本组成的CASN、在CASN中锶(Sr)置换量较多的SCASN等相比较，发光频谱范围更窄的红色荧光体。并且，对为了实现白色光而组合的绿色黄色荧光体的特性进行了研究。其结果，发现了为了兼顾显色性和发光效率而对绿色黄色荧光体要求的特性。

首先，在实施方式的白色照明装置中，将在430nm以上460nm以下的波长区域中具备峰值波长的发光元件用作为蓝色光以及激励光的光源。发光元件例如是蓝色LED(Light Emitting Diode：发光二极管)。在发光峰值波长小于430nm的发光元件中，即使组合实施方式的红色荧光体、绿色黄色荧光体，显色性也会降低。另外，在发光峰值波长超过460nm的发光元件中，发光元件的输出会降低。

并且，实施方式的白色照明装置具备荧光体层，该荧光体层形成在发光元件上，并包含红色荧光体以及绿色黄色荧光体。

实施方式的红色荧光体具备625nm≤λp≤635nm、15nm≤EWW≤45nm、40％≤η≤75％的特性。

作为具备该特性的红色荧光体，例如能够列举具备由下述通式(1)表示的组成的氟化物荧光体。以下，将该红色荧光体用简称KSF来记述。

A_a(M_1-s,Mn_s)F_b……(1)

此处，A是选自K(钾)、Cs(铯)的至少一种元素，M是选自Si(硅)、钛(Ti)的至少一种元素，a、b以及s是满足1.7≤a≤2.1、5.3≤b≤6.3、0<s≤0.05的数值。

图1是表示实施方式的红色荧光体的发光频谱的图。表示红色荧光体KSF的激励光频谱和发光频谱。如图所示，红色荧光体KSF在波长630nm附近具备陡峭的峰值波长λp，并且在主峰值的两侧具有两个次峰值。根据发明人的研究结果，如下情况得到明确：在使显色性提高的方面，这些次峰值的存在有效地起作用。

由通式(1)记载的红色荧光体例如能够通过以下那样的合成方法来制造。将Si基板、Ti靶、SiO₂片、Si、Ti、SiO₂粉末等具有M元素的金属、氧化物原料，投入到将高锰酸盐溶液与HF溶液混合的反应溶液中，该高锰酸盐溶液是预先将KMnO₄等含有A元素的高锰酸盐粉末溶解于水而得到的。

由此，能够通过以下的化学反应来得到通式(1)的红色荧光体KSF。

M+AMnO₄+HF→A₂MF₆：Mn+MnO₂+H₂O+O₂

MO₂+AMnO₄+HF→A₂MF₆：Mn+MnO₂+H₂O+O₂

除了上述合成方法以外，还能够通过其他的溶液反应法、固相反应法来合成通式(1)的荧光体。

红色荧光体KSF作为发光中心而含有锰(Mn)。因此，通式(1)中的s大于0。在不含有Mn的情况(s＝0)下，即使通过在蓝色区域具有发光峰值的光来进行激励也无法得到发光。并且，根据以下的理由，这种活化剂的含有量存在上限。

在Mn的含有量过多的情况下，产生浓度消光现象，由通式(1)表示的荧光体的发光强度变弱。为了避免这种不良情况，Mn的含有量(s)的上限被规定为0.05。优选是0.03。

在对其他元素的含有量进行分析时，K、Cs、Si、Ti、Mn等金属元素是通过对所合成的荧光体进行加压酸分解等来进行碱溶解。对此，例如通过赛默飞世尔公司(サーモフィッシャーサイエンティフィック(株))制的IRIS Advantage等、利用ICP发光分光法或者原子吸光法来进行分析。另外，非金属元素F是对合成的荧光体进行热加水分解分离。对此，例如通过日本戴安(日本ダイオネクス)公司制DX-120、利用离子色谱法来进行分析。如此，能够对由通式(1)表示的荧光体的组成进行分析。

发明人重复进行实验的结果，明确了如下情况：当a的值为从1.7到2.1的范围外、或者b的值为5.3到6.3的范围外时，有损于由通式(1)表示的荧光体的外部量子效率η。

另外，由于合成处理中以及合成后的荧光体表面的分解等，有时会不可避免地混入氧(O)。O不是通式(1)中的构成元素，因此优选存在量为零，但如果是比O/(F+O)＝0.01小的范围，则不会较大地有损于外部量子效率η，因此即使含有也没有关系。

并且，作为由通式(1)表示的荧光体的A元素，Na、Rb、NH₄等也示出类似的发光频谱，作为M元素，Ge、Sn等也示出类似的发光频谱。但是，从荧光体的稳定性、荧光体的合成容易度、反应速度的观点出发，成为高成本。因此，限定为实施方式的元素。但是，如果是无损于荧光体的基本构造、发光特性、安定性等的程度的微少量，则即使混合存在也没关系。

此外，由通式(1)表示的红色荧光体的频谱形状的组成依存性较小。

红色荧光体的外部量子效率以及内部量子效率与发光装置的白色效率相关联，当外部量子效率以及内部量子效率、特别是内部量子效率较高时，发光装置的白色效率变高。因此，红色荧光体的外部量子效率以及内部效率、特别是内部量子效率越高则越优选。

为了提供兼顾发光效率和显色性的照明装置，优选由通式(1)表示的红色荧光体的外部量子效率η为40％以上。特别优选，对荧光体以及照明装置的效率特性影响较大的内部量子效率η’为60％以上。

由通式(1)表示的红色荧光体KSF的外部量子效率η，根据合成处理条件、合成后的荧光体的后处理、保管状态等而发生变化。外部量子效率η的理论最大值为100％，但从合格率等制造成本方面考虑，将上限的外部量子效率设为75％。

因此，红色荧光体的外部量子效率η优选为40％≤η≤75％，内部量子效率η’优选为60％以上。

实施方式的绿色黄色荧光体具备545nm≤λp≤565nm、90nm≤FWHM≤125nm、70％≤η≤90％的特性。

作为具备该特性的绿色黄色荧光体，能够列举具备由下述通式(2)或者(3)表示的组成的荧光体。

(Y_1-u-v,Gd_u,Ce_v)_c(Al_1-w,Ga_w)₅O_d……(2)

此处，c、d、u、v以及w是满足2.8≤c≤3.2、11.5≤d≤12.5、0≤u≤0.2、0.02≤v≤0.15、0≤w≤0.3的数值。

(Ba_x,Sr_1-z,Ca_y,Eu_z)_eSiO_f……(3)

此处，e、f、x、y以及z是满足1.9≤e≤2.1、3.6≤f≤4.1、0.15≤x≤0.4、0≤y≤0.1、0<z≤0.15的数值。

与由通式(1)表示的荧光体同样，由通式(2)表示的荧光体作为发光中心含有铈(Ce)，由通式(3)表示的荧光体作为发光中心含有铕(Eu)。因此，通式(2)以及(3)中的v以及z大于0。当发光中心元素的浓度过高时，产生浓度消光而外部量子效率降低。因此，v以及z的上限值分别是0.15。

已知：由通式(2)表示的荧光体为，当添加钆(Gd)时峰值波长向长波长偏移，当添加钙(Ga)时峰值波长向短波长偏移。另外，还已知：当铈(Ce)浓度增加时峰值波长向长波长偏移。为了满足实施方式的发光频谱形状以及效率，u、v、w需要满足上述关系。另外，当c以及d值超过上述关系的范围时，外部量子效率η降低。因此，c、d以及u、v、w需要满足上述关系。

作为由通式(2)表示的组成的荧光体，还已知代替钇(Y)而添加了铽(Tb)、镥(Lu)的荧光体。但是，Tb、Lu在稀土类元素中也是高成本元素，因此存在荧光体的制造成本增加这种缺点。因此，作为调整发光频谱形状的添加元素，Gd、Ga较适合。

已知：由通式(3)表示的组成的荧光体为，当添加钙(Ca)时峰值波长向长波长偏移，当添加钡(Ba)时峰值波长向短波长偏移。另外，已知：当铕(Eu)浓度增加时峰值波长向长波长偏移。为了满足实施方式的发光频谱形状以及效率，x、y、z需要满足上述关系。另外，当e以及f值超过上述关系的范围时，外部量子效率降低。因此，e、f以及x、y、z需要满足上述关系。

特别是当Ca添加量y值增加时，荧光体的晶系变化为六方晶系，内部量子效率η’降低。另外，从发光频谱形状以及外部量子效率的观点出发，由通式(3)表示的组成的荧光体的第一金属元素组成优选为，锶(Sr)为主成分，并添加规定量的钡(Ba)、钙(Ca)等其他碱金属元素。其原因为，当仅为Sr、或者Ba、Ca等的添加量过少时，由通式(3)表示的组成的荧光体的晶系成为单斜晶系，外部量子效率η降低。根据上述理由，x值的下限以及y值的上限被限定。

绿色黄色荧光体的外部量子效率以及内部量子效率与发光装置的白色效率相关联，当外部量子效率以及内部量子效率、特别是内部量子效率较高时，发光装置的白色效率变高。因此，绿色黄色荧光体的外部量子效率以及内部量子效率、特别是内部量子效率越高则越优选。

为了提高兼顾发光效率和显色性的白色照明装置，优选由通式(2)、通式(3)表示的绿色黄色荧光体的外部量子效率η为70％以上。特别优选对荧光体以及照明装置的效率特性影响较大的内部量子效率η’为85％以上。

由通式(2)、通式(3)表示的组成的绿色黄色荧光体的外部量子效率η，根据合成处理条件、合成后的荧光体的后处理等而发生变化。外部量子效率η的理论最大值为100％，但从合格率等制造成本方面考虑，将上限的外部量子效率η’设为90％。

因此，绿色黄色荧光体的外部量子效率η优选为70％≤η≤90％，内部量子效率η’优选为85％以上。

并且，由通式(2)、通式(3)表示的荧光体的构成元素如上述那样，但是除上述元素以外，如果是无损于荧光体的基本构造、发光特性、稳定性等的程度的微少量的元素，则即使混合存在也没关系。例如，构成在合成时添加的助熔剂的元素、坩埚、烧制装置的构成材料的元素等，即使进行清洗也会残存微少量。

另外，作为绿色黄色荧光体，只要满足545nm≤λp≤565nm、90nm≤FWHM≤125nm、70％≤η≤90％的特性，则也能够使用上述荧光体种类以外的荧光体。作为其他荧光体，当具体举例时，能够列举Ca₃(Sc,Mg)₂Si₃O₁₂：Ce、Li₂(Sr,Ca,Ba)SiO₄：Eu等硅酸盐荧光体、(Ca,Mg)Sc₂O₄：Ce等氧化物荧光体、(Ca,Sr,Ba)Ga₂S₄：Eu等硫化物荧光体、(Ca,Sr,Ba)Si₂O₂N₂：Eu等碱土金属氮氧化物荧光体等。

但是，从发光效率、化学稳定性、制造成本方面考虑，优选应用具备由通式(2)、通式(3)表示的组成的绿色黄色荧光体。

为了实现较高的显色性以及较高的发光效率，为了导出通式(1)的红色荧光体、以及绿色黄色荧光体所要求的特性，而进行了基于模拟的研究。对其结果进行说明。

模拟实施了以下那样的计算方法。计算通过激励光源(蓝色LED)使混合了红色荧光体和绿色黄色荧光体这两种荧光体的荧光体层发光的白色光源的发光特性。白色光源的发光频谱，作为输出面上的各个荧光体以及激励源的频谱之和来计算。另外，成分荧光体的吸收率α以及内部量子效率η’，根据以粉末体进行测定的值来计算。并且，白色光源的发光频谱，作为将激励光源的入射能量设为1[W]时的、激励光的漏光以及荧光体发光的光输出的总和来计算。

另外，以所有色温都成为暖白色(2800K)的方式，调整荧光体的比例。暖白色等的色温及其范围以JIS标准为基准。

如上所述，在通过模拟进行评价时，作为白色光源的发光效率的指标，使用了白色效率。此处，白色效率表示将涂布荧光体层之前的光输出(激励光W)除以涂布了荧光体层之后的光输出(光束-1m)而得到的光-光转换效率(lm/激励光W)。为了排除所使用的发光元件的效率的影响来估计荧光体层的纯粹的转换效率，而使用了上述指标。

显色性是将平均显色评价指数Ra作为指标。平均显色评价指数Ra是对于8种标准试验色、将试样光源相对于各色温下的基准光的颜色偏差的大小数值化而得到的平均值。显色性计算按照5nm刻度的频谱进行计算，因此本说明书中的荧光体的波长范围由5nm刻度的值规定。关于显色性的详细计算方法，由JIS(Z8726-1990)来标准化。

改变红色荧光体和绿色黄色荧光体的种类、组成，使用各个荧光体的发光频谱来进行了模拟。作为红色荧光体，使用了由上述通式(1)表示的KSF荧光体、以及CASN荧光体、SCASN荧光体。作为绿色黄色荧光体，使用了包括上述通式(2)、(3)的荧光体在内的各个种类、各种组成的荧光体。

图2是表示示出白色效率与Ra之间的关系的模拟结果的图。如图2中用虚线表示的区域(以下称为C区域)那样，通过使用实施方式的KSF荧光体，能够实现在CASN荧光体、SCASN荧光体中无法实现的较高的显色性与较高的发光效率的兼顾。并且，在用实线表示的区域(以下称为B区域)中，能够实现更高的显色性和更高的发光效率的兼顾。并且，在用实线和影线表示的区域(以下称为A区域)中，能够实现进一步更高的显色性和进一步更高的发光效率的兼顾。

根据图2能够明确如下情况：即便使用实施方式的KSF荧光体，根据所组合的绿色黄色荧光体的种类、组成的不同，也并不一定能够实现较高的显色性和较高的发光效率的兼顾。即，存在未进入C区域、B区域或者A区域的情况。

图3是表示绿色黄色荧光体的峰值波长以及半幅值与发光特性之间的关系的图。将KSF荧光体的模拟结果分类成A区域内的样本(图中双重圆)、B区域内但A区域外的样本(图中白圆)、C区域内但B区域外的样本(图中黑圆)、以及C区域外的样本(图中×记号)，并标绘于绿色黄色荧光体的峰值波长以及半幅值的图表。

如根据图能够明确的那样，在绿色黄色荧光体具备一定范围的峰值波长和半幅值的情况下，能够实现较高的发光效率、较高的显色性。为了至少进入C区域，而如图3那样，绿色黄色荧光体成为545nm≤λp≤565nm、90nm≤FWHM≤125nm(虚线框)。

另外，A区域、B区域以及C区域内的样本全部满足70％≤η≤90％。

而且，为了表示B区域的特性，优选90nm≤FWHM≤110nm(实线框)、且75％≤η。

并且，为了表示A区域的特性，优选95nm≤FWHM≤110nm(实线框+影线)、且75％≤η。

在表1、表2中分别例示模拟所使用的样本的红色荧光体和绿色黄色荧光体的一部分的特性。另外，在表3中表示模拟结果。

另外，在表中表示样本1～6使用实施方式的KSF荧光体，且进入能够实现较高的显色性和较高的发光效率的兼顾的区域(C区域)内的结果。另外，表示样本7使用实施方式的KSF荧光体，但成为C区域外的结果。并且，样本8是除了样本1的KSF荧光体之外、作为红色荧光体还使用了CASN荧光体的情况。

[表1]

[表2]

[表3]

图4是表示通过模拟而得到的发光频谱的图。图4(a)是能够实现较高的显色性和较高的发光效率的兼顾的区域内的样本1的情况，图4(b)是能够实现较高的显色性和较高的发光效率的兼顾的区域外的样本7的情况。

在实施方式中，能够实现较高的发光效率的原因可以认为是如下那样。在CASN荧光体、SCASN荧光体那样的红色荧光体中，发光频谱范围较宽，因此能够提供Ra高于95的白色照明装置。但是，红色频谱的长波长侧成分与可见度曲线产生背离，因此成为损失。在CASN荧光体、SCASN荧光体中，红色区域的发光频谱范围较宽，因此与可见度曲线重叠的面积部分变小，为了获得高显色的白色照明装置而发光效率降低。另外，CASN荧光体、SCASN荧光体的激励频谱扩展至发光频谱的下降边附近。因此，无法避免再吸收现象，由于该再吸收现象而白色照明装置的发光效率降低；该再吸收现象为，吸收蓝色的激励光并发光了的绿色黄色荧光体的发光被CASN荧光体、SCASN荧光体再次吸收并发光。

本实施方式的红色荧光体的发光频谱范围较窄，因此与可见度曲线重叠的面积部分能够变大。因此，能够减少损失。并且，通过组合实施方式的绿色黄色荧光体，能够实现较高的显色性和较高的发光效率的兼顾。

此外，实施方式的白色照明装置为，红色荧光体的频谱形状具有特征，在红色荧光体的使用比例较多、色温较低的范围区域中与现有的照明装置之间的发光频谱差较显著。因此，实施方式的白色照明装置的色温优选为暖白色区域。

在实施方式的白色照明装置中，也能够使红色荧光体、绿色黄色荧光体以外的荧光体混合。通过添加这些荧光体，还能够进一步提高显色性。

但是，担心由于使荧光体成为两种以上而产生由再吸收导致的发光效率降低。因此，荧光体层中的荧光体优选为红色荧光体、绿色黄色荧光体分别各1种、合计仅两种。

图5是表示实施方式的白色照明装置的一例的截面图。

图示的白色照明装置具备树脂杆110。树脂杆110具有引线112以及引线114、和与其一体成型而成的树脂部116。树脂部116具备上部开口部比底面部大的凹部118，在该凹部的侧面设置有反射面120。

在凹部118的大致圆形的底面中央部通过Ag膏等安装有发光芯片122。发光芯片122是在430nm以上460nm以下的波长区域中具备峰值波长的发光元件。例如，能够使用GaN系、InGaN系等的半导体发光二极管等。

发光芯片122的电极(未图示)通过由Au等构成的接合线124及126与引线112及引线114分别连接。此外，能够适当变更引线112及114的配置。

在树脂部116的凹部118内配置有荧光体层128。该荧光体层128能够通过将实施方式的红色荧光体和绿色黄色荧光体这2种以5wt％以上50wt％以下的比例分散在例如由硅树脂构成的树脂中来形成。能够通过作为有机材料的树脂、作为无机材料的玻璃等各种粘合剂来使荧光体附着。

作为有机材料的粘合剂，除了上述的硅树脂之外，还能够应用环氧树脂、丙烯树脂等耐光性优异的透明树脂。作为无机材料的粘合剂，能够应用使用了碱土硼酸盐等的低熔点玻璃等、用于使粒径较大的荧光体附着的超微粒子的二氧化硅、氧化铝等、通过沉淀法而得到的碱土磷酸盐等。这些粘合剂可以单独使用，也可以组合两种以上使用。

另外，对于荧光体层28所使用的荧光体，能够根据需要对表面实施涂层处理。通过该表面涂层，能够防止荧光体由于热、湿度、紫外线等外在因素而劣化。并且，能够调整荧光体的分散性，能够容易地进行荧光体层的设计。

图6是表示实施方式的白色照明装置的另一例子的截面图。

图示的白色照明装置具备树脂杆210、安装于其上的半导体发光元件212、以及覆盖该半导体发光元件212的荧光体层214。密封树脂杆210具有由引线框形成的引线216、218以及与其一体成型而成的树脂部220。

引线216、218被配置为各自的一端接近对置。引线216、218的另一端相互向相反方向延伸，并从树脂部220向外部导出。

在树脂部220设置有开口部222，在开口部的底面通过粘接剂安装有保护用齐纳二极管224。在保护用齐纳二极管224上安装有半导体发光元件212。即，在引线216上安装有二极管224。从二极管224到引线218通过导线226连接。

半导体发光元件212被树脂部220的内壁面包围，该内壁面朝向光取出方向倾斜，作为反射光的反射面228起作用。填充于开口部222内的荧光体层214含有实施方式的红色荧光体和绿色黄色荧光体。

半导体发光元件212层叠在保护用齐纳二极管224上。

图7是表示实施方式的白色照明装置的再另一例子的截面图。

图示的白色照明装置是炮弹型的照明装置。半导体发光元件310经由安装件314安装在引线312上，并被荧光体层316覆盖。通过导线318将引线320与半导体发光元件310连接，并通过铸件材料322封入。在荧光体层316中含有实施方式的红色荧光体和绿色黄色荧光体。

实施例

以下，对实施例进行说明。

制作了图5所示的构成的白色照明装置。荧光体层中应用了通过实施方式的模拟而计算出的样本1的红色荧光体和绿色黄色荧光体。将所获得的结果在图2中用星号标绘。确认了如下情况：与模拟同样，能够实现兼顾较高的显色性和较高的发光效率的白色照明装置。

以上，参照具体例对本发明的实施方式进行了说明。上述实施方式只不过是作为例子举出而已，并不限定本发明。在实施方式的说明中，在白色照明装置、荧光体等中，关于对本发明的说明不直接需要的部分等省略了记载，但能够适当选择并使用与所需要的白色照明装置、荧光体等相关的要素。

此外，具备本发明的要素，本领域技术人员能够适当进行设计变更的全部的白色照明装置都包含于本发明的范围内。本发明的范围由专利请求的范围及其等同物的范围来定义。

符号的说明：

122 发光元件

128 荧光体层

Claims (10)

1.一种白色照明装置，其特征在于，

具备：

发光元件，在430nm以上460nm以下的波长区域中具有峰值波长；以及

荧光体层，形成在上述发光元件上，含有红色荧光体和绿色黄色荧光体，

在将荧光体的峰值波长设为λp、将从荧光体发出的光的频谱的半幅值设为FWHM、将从荧光体发出的光的频谱的有效波长范围设为EWW、将荧光体的外部量子效率设为η的情况下，

上述红色荧光体具有625nm≤λp≤635nm、15nm≤EWW≤45nm、40％≤η≤75％的特性，

上述绿色黄色荧光体具有545nm≤λp≤565nm、90nm≤FWHM≤125nm、70％≤η≤90％的特性。

2.如权利要求1所述的白色照明装置，其特征在于，

上述红色荧光体具备由下述通式(1)表示的组成，

A_a(M_1-s,Mn_s)F_b……(1)

此处，A是选自K(钾)、Cs(铯)的至少一种元素，M是选自Si(硅)，钛(Ti)的至少一种元素，a、b以及s是满足1.7≤a≤2.1、5.3≤b≤6.3、0＜s≤0.05的数值。

3.如权利要求1或2所述的白色照明装置，其特征在于，

上述绿色黄色荧光体具有90nm≤FWHM≤110nm、且75％≤η的特性。

4.如权利要求1至3中任一项所述的白色照明装置，其特征在于，

上述红色荧光体的内部量子效率η’为60％以上。

5.如权利要求1至4中任一项所述的白色照明装置，其特征在于，

上述绿色黄色荧光体具备由下述通式(2)或者(3)表示的组成，

(Y_1-u-v,Gd_u,Ce_v)_c(Al_1-w,Ga_w)₅O_d……(2)

此处，c、d、u、v以及w是满足2.8≤c≤3.2、11.5≤d≤12.5、0≤u≤0.2、0.02≤v≤0.15、0≤w≤0.3的数值，

(Ba_x,Sr_1-z,Ca_y,Eu_z)_eSiO_f……(3)

此处，e、f、x、y以及z是满足1.9≤e≤2.1、3.6≤f≤4.1、0.15≤x≤0.4、0≤y≤0.1、0＜z≤0.15的数值。

6.如权利要求1至5中任一项所述的白色照明装置，其特征在于，

上述绿色黄色荧光体的内部量子效率η’为85％以上。

7.如权利要求1至6中任一项所述的白色照明装置，其特征在于，

上述荧光体层是通过使上述红色荧光体和上述绿色黄色荧光体分散在树脂中而形成的。

8.如权利要求1至7中任一项所述的白色照明装置，其特征在于，

上述红色荧光体和上述绿色黄色荧光体以5wt％以上50wt％以下的比例分散在上述树脂中。

9.如权利要求1至8中任一项所述的白色照明装置，其特征在于，

对上述红色荧光体和上述绿色黄色荧光体实施表面涂层处理。

10.如权利要求1至9中任一项所述的白色照明装置，其特征在于，

色温为暖白色。