CN110352318B - 半导体发光装置和照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供一种发光装置，其在实际照射了光的被摄体中能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观，在此基础上进一步还可实现能够提高皮肤的外观的光。通过下述发光装置可解决发明课题，该发光装置为具有半导体发光元件的发光装置，其可提高平均彩度，此外可发出使15种修正蒙赛尔色卡中的ΔC14和ΔC11的值满足特定值以及特定关系的光。
Description
技术领域
本发明涉及半导体发光装置，更详细地说，涉及可发出使皮肤的外观变得良好的光的发光装置和照明装置。
背景技术
与荧光灯、白炽灯泡相比，包含半导体发光元件的半导体发光装置可显著抑制消耗电力，因而通过将其搭载于一般照明中而作为节能器件在市场上流通。搭载于一般照明中的发光装置更重视发光效率以实现节能。因此，作为代表，采用了通过在GaN系蓝色半导体发光元件中组合YAG系黄色荧光体而可发出模拟白光的半导体发光装置。
另一方面，还开发了不仅意图改善发光效率，而且还意图改善所发出的光的品质的发光装置。例如，使用CIE所规定的“演色性Ra”这一指标、即以完全辐射体的光作为基准光并将与基准光的颜色偏差用数值表示的指标，开发出了可实现高演色性的半导体发光装置。另外，从与演色性不同的方面出发，开发出了下述的半导体发光装置，其在实际照射了光的被摄体中能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观(例如参见专利文献1、2、3)。
另一方面，开发出了可改善某一特定的被照明体的外观的照明。
例如在专利文献4中公开了一种照明装置，其以从蓝色半导体发光元件辐射出的光的峰作为基准，确定波长500nm、550nm、600nm、640nm的各波长下的光的强度，由此来提高皮肤的外观。需要说明的是，专利文献4所公开的照明中，皮肤的外观以专利文献5中所公开的评价方法为基准。
另外，专利文献6中公开了一种光源装置，其通过着眼于特殊演色评价用的试验色R9而能够使红色表现出高彩度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/031942号
专利文献2：国际公开第2013/031943号
专利文献3：国际公开第2015/099115号
专利文献4：日本特开2013-058473号公报
专利文献5：日本特开平11-258047号公报
专利文献6：日本特开2016-173949号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如专利文献4中所公开，关于能够提高皮肤的外观的照明装置进行了研究。
但是，在专利文献1～3所公开的在实际照射了光的被摄体中能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观的发光装置中，关于能够提高皮肤的外观的照明装置未进行研究。
在这样的状况下，本发明的课题在于提供一种发光装置，其在实际照射了光的被摄体中能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观，在此基础上进一步还可实现能够提高皮肤的外观的光。
用于解决课题的手段
专利文献1～3所公开的发光装置的特征在于，使发光装置所射出的光与CIE L*a*b*空间中的基准光的饱和度差ΔCn的平均(ΔCave)取正值，与基准光相比平均提高了彩度。本发明人在像这样平均提高了彩度的发光装置中着眼于15种修正蒙赛尔色卡中各ΔC的值与皮肤的外观的关系，发现了特定色卡中的ΔC的值、具体而言ΔC14和ΔC11的值与皮肤的外观密切相关，从而完成了本发明。
本发明包括下述方案。
[1]一种发光装置，其中，
其至少包含半导体发光元件作为发光要素，
可向其主要照射方向照射满足下述条件I～V所规定的条件的光。
条件I：
距黑体辐射轨迹的距离Duv满足-0.0200≦Duv<0。
条件II：
将从上述发光装置向该辐射方向射出的光所进行的照明以数学的方式进行假设的情况下的#01至#15的下述15种修正蒙赛尔色卡的CIE 1976 L*a*b*颜色空间中的a*值、b*值分别设为a* nSSL、b* nSSL(其中，n为1至15的自然数)，并且将根据从该辐射方向射出的光的相关色温TSSL(K)而选择的基准光所进行的照明以数学的方式进行假设的情况下的该15种修正蒙赛尔色卡的CIE 1976 L*a*b*颜色空间中的a*值、b*值分别设为a* nref、b* nref(其中，n为1至15的自然数)，这种情况下，饱和度差ΔCn满足-3.0≦ΔCn≦10.0(n为1至15的自然数)。
条件III：
表示上述ΔCn(n为1～15的全部整数)的平均的ΔCave满足0.5≦ΔCave≦6.0。
条件IV：
修正蒙赛尔色卡中的#14的饱和度(ΔC14)满足0≦ΔC14≦8.0。
条件V：
修正蒙赛尔色卡中的#14的饱和度(ΔC14)相对于修正蒙赛尔色卡中的#11的饱和度(ΔC11)之比(ΔC14/ΔC11)满足0.1≦ΔC14/ΔC11≦8.0。
其中，ΔCn＝√{(a* nSSL)2+(b* nSSL)2}-√{(a* nref)2+(b* nref)2}。
15种修正蒙赛尔色卡
#01 7.5 P 4/10
#02 10 PB 4/10
#03 5 PB 4/12
#04 7.5 B 5/10
#05 10 BG 6/8
#06 2.5 BG 6/10
#07 2.5 G 6/12
#08 7.5 GY 7/10
#09 2.5 GY 8/10
#10 5 Y 8.5/12
#11 10 YR 7/12
#12 5 YR 7/12
#13 10 R 6/12
#14 5 R 4/14
#15 7.5 RP 4/12
[2]如[1]中所述的发光装置，其中，上述条件I中规定的Duv满足-0.0150≦Duv<0，
上述条件II中规定的ΔCn满足-2.0≦ΔCn≦10.0，
上述条件III中规定的ΔCave满足0.5≦ΔCave≦4.0。
[3]如[1]或[2]中所述的发光装置，其中，上述条件V中规定的ΔC14/ΔC11满足0.1≦ΔC14/ΔC11≦3.0。
[4]如[1]或[2]中所述的发光装置，其中，上述条件V中规定的ΔC14/ΔC11满足0.1≦ΔC14/ΔC11≦2.0。
[5]如[1]～[4]中任一项所述的发光装置，其进一步满足条件VI。
条件VI：
修正蒙赛尔色卡中的#12的饱和度(ΔC12)满足0≦ΔC12≦8.0。
[6]如[1]～[4]中任一项所述的发光装置，其进一步满足条件VII。
条件VII：
修正蒙赛尔色卡中的#13的饱和度(ΔC13)满足0≦ΔC13≦8.0。
[7]如[5]或[6]中所述的发光装置，其同时满足上述条件VI和条件VII。
[8]如[1]～[7]中任一项所述的发光装置，其进一步满足条件VIII。
条件VIII：
将从上述发光装置向该辐射方向射出的光的光谱分布设为φSSL(λ)、将根据从上述发光装置向该辐射方向射出的光的相关色温TSSL(K)而选择的基准光的光谱分布设为φref(λ)、将从上述发光装置向该辐射方向射出的光的三刺激值设为(XSSL、YSSL、ZSSL)、将根据从上述发光装置向该辐射方向射出的光的相关色温TSSL(K)而选择的基准光的三刺激值设为(Xref、Yref、Zref)，
将从上述发光装置向该辐射方向射出的光的归一化光谱分布SSSL(λ)、根据从上述发光装置向该辐射方向射出的光的相关色温TSSL(K)而选择的基准光的归一化光谱分布Sref(λ)、以及它们的归一化光谱分布的差ΔS(λ)分别定义为：
SSSL(λ)＝φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)＝φref(λ)/Yref
ΔS(λ)＝Sref(λ)-SSSL(λ)，
在波长380nm以上780nm以内的范围内，在将赋予SSSL(λ)的最长波长极大值的波长设为λR(nm)时，在比λR靠近长波长侧存在成为SSSL(λR)/2的波长Λ4的情况下，
由下述数学式(1-1)表示的指标Acg满足-30<Acg≦120，
另一方面，在波长380nm以上780nm以内的范围内，在将赋予SSSL(λ)的最长波长极大值的波长设为λR(nm)时，在比λR靠近长波长侧不存在成为SSSL(λR)/2的波长Λ4的情况下，
由下述数学式(1-2)表示的指标Acg满足-30<Acg≦120。
[数1]
[数2]
[9]如[1]～[8]中任一项所述的发光装置，其包含至少一种绿色荧光体和至少一种红色荧光体。
[10]如[9]中所述的发光装置，其中，上述绿色荧光体包含LuAG荧光体。
[11]如[9]或[10]中所述的发光装置，其中，上述红色荧光体包含CASN荧光体。
[12]如[1]～[8]中任一项所述的发光装置，其包含至少2种绿色荧光体。
[13]如[12]中所述的发光装置，其中，上述至少2种绿色荧光体选自LuAG荧光体、β-SiAlON荧光体以及氯硅酸盐荧光体，至少包含LuAG荧光体。
[14]如[1]～[8]中任一项所述的发光装置，其包含至少2种红色荧光体。
[15]如[14]中所述的发光装置，其中，上述红色荧光体包含CASN荧光体。
[16]一种照明装置，其包含[1]～[15]中任一项所述的发光装置。
发明效果
根据本发明，能够提供一种发光装置，其能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观，在此基础上进一步还可实现能够提高皮肤的外观的光。
具体实施方式
以下更详细地说明本发明。
本发明的一个实施方式为至少包含半导体发光元件作为发光要素的发光装置。
作为包含半导体发光元件的发光装置，在搭载于照明装置的情况下可以为发出白色光的发光装置，但并不限于此。作为这样的发光装置，代表性地可以举出下述的发光装置：其具备紫色或蓝色半导体发光元件作为发光要素，包含将来自发光要素的光转换成绿色光的绿色荧光体以及将来自发光要素的光转换为红色光的红色荧光体。也可以使用此外的荧光体，例如蓝色荧光体、黄色荧光体、橙色荧光体等。
另外，也可以为不使用荧光体而包含蓝色半导体发光元件、绿色半导体发光元件、红色半导体发光元件的发出白色光的发光装置。
半导体发光元件只要能够作为发光要素使用就没有特别限制，并不限于代表性使用的紫色或蓝色半导体发光元件，也可以包含绿色半导体发光元件、红色半导体发光元件等。
在本实施方式中，紫色半导体发光元件是发光峰值波长区域通常为390nm以上430nm以下的半导体发光元件。另外，蓝色半导体发光元件是发光峰值波长区域通常为430nm以上490nm以下的半导体发光元件。蓝色半导体发光元件的发光峰值波长的下限可以为435nm、也可以为440nm。发光峰值波长的上限可以为480nm以下、可以为475nm以下、也可以为470nm以下。
作为与蓝色半导体发光元件一起使用的绿色半导体发光元件，只要是射出绿色(包含蓝绿、黄绿)区域的光的半导体发光元件即可。峰值波长通常为490nm以上、可以为495nm以上，并且通常为570nm以下、可以为560nm以下。
另外，作为与蓝色半导体发光元件一起使用的红色半导体发光元件，只要是射出红色(包含橙色)区域的光的半导体发光元件即可。峰值波长通常为590nm以上、可以为600nm以上，并且通常为780nm以下。
对于与半导体发光元件一起使用的荧光体没有特别限定，可以举出蓝色荧光体、绿色荧光体、黄色荧光体、橙色荧光体、红色荧光体等，均可以使用已知的荧光体。
本实施方式中，为了满足各种条件，可以适当设定所使用的荧光体的组合，例如可例示出包含至少一种绿色荧光体和至少一种红色荧光体的方式、包含至少两种绿色荧光体的方式、包含至少两种红色荧光体的方式等作为优选方式。
作为所使用的绿色荧光体，可以为峰值波长为490nm以上、为495nm以上、为500nm以上，并且为570nm以下、为565nm以下、为560nm以下的绿色荧光体。
作为所使用的绿色荧光体，可以为半峰宽为30nm以上、为40nm以上、为50nm以上、为60nm以上、为70nm以上、为80nm以上、为90nm以上，并且为120nm以下、为115nm以下、为110nm以下、为70nm以下、为60nm以下的绿色荧光体。
作为所使用的红色荧光体，可以为峰值波长为590nm以上、为600nm以上、为610nm以上，并且为700nm以下、为680nm以下、为660nm以下的红色荧光体。
作为所使用的红色荧光体，可以为半峰宽为1nm以上、为2nm以上，并且为15nm以下、为10nm以下的红色荧光体；另一方面，可以为半峰宽为30nm以上、为40nm以上、为50nm以上、为60nm以上、为70nm以上、为80nm以上、为90nm以上，并且为120nm以下、为115nm以下、为110nm以下的红色荧光体。
作为具体使用的绿色荧光体，存在以Ce3+作为激活剂的铝酸盐、以Ce3+作为激活剂的钇铝氧化物、以Eu2+激活碱土硅酸盐晶体、Eu2+激活碱土硅氧氮化物作为母体的绿色荧光体。这些绿色荧光体通常能够使用紫外～蓝色半导体发光元件进行激发。
Ce3+激活铝酸盐荧光体的具体例可以举出下述通式(2)所表示的绿色荧光体。
Ya(Ce,Tb,Lu)b(Ga,Sc)cAldOe (2)
(通式(2)中，a、b、c、d、e满足a+b＝3、0≦b≦0.2、4.5≦c+d≦5.5、0.1≦c≦2.6和10.8≦e≦13.4。)
需要说明的是，通式(2)所表示的Ce3+激活铝酸盐荧光体被称为G-YAG荧光体。
Ce3+激活钇铝氧化物系荧光体的具体例可以举出下述通式(3)所表示的绿色荧光体。
Lua(Ce,Tb,Y)b(Ga,Sc)cAldOe (3)
(通式(3)中，a、b、c、d、e满足a+b＝3、0≦b≦0.2、4.5≦c+d≦5.5、0≦c≦2.6和10.8≦e≦13.4。)
需要说明的是，通式(3)所表示的Ce3+激活钇铝氧化物系荧光体被称为LuAG荧光体。
此外可以举出下述通式(4)和下述通式(5)所表示的绿色荧光体。
M1 aM2 bM3 cOd (4)
(通式(4)中，M1表示2价金属元素、M2表示3价金属元素、M3表示4价金属元素，a、b、c和d满足2.7≦a≦3.3、1.8≦b≦2.2、2.7≦c≦3.3、11.0≦d≦13.0。)
需要说明的是，通式(4)所表示的荧光体被称为CSMS荧光体。
需要说明的是，上述式(4)中，M1为2价金属元素，优选为选自由Mg、Ca、Zn、Sr、Cd以及Ba组成的组中的至少一种，更优选为Mg、Ca或者Zn，特别优选为Ca。这种情况下，Ca可以为单独系，也可以为与Mg的复合系。另外，M1也可以包含其他2价金属元素。
M2为3价金属元素，优选为选自由Al、Sc、Ga、Y、In、La、Gd以及Lu组成的组中的至少一种，更优选为Al、Sc、Y或Lu，特别优选为Sc。这种情况下，Sc可以为单独系，也可以为与Y或Lu的复合系。另外，M2必须包含Ce，M2也可以包含其他3价金属元素。
M3为4价金属元素，优选至少包含Si。作为Si以外的4价金属元素M3的具体例，优选为选自由Ti、Ge、Zr、Sn以及Hf组成的组中的至少一种，更优选为选自由Ti、Zr、Sn以及Hf组成的组中的至少一种，特别优选为Sn。特别优选M3为Si。另外，M3可以包含其他4价金属元素。
M2中包含的Ce在M2整体中所占的比例的下限优选为0.01以上、更优选为0.02以上。另外，M2中包含的Ce在M2整体中所占的比例的上限优选为0.10以下、更优选为0.06以下。进而，M1元素中包含的Mg在M1整体中所占的比例的下限优选为0.01以上、更优选为0.03以上。另一方面，上限优选为0.30以下、更优选为0.10以下。
M1 aM2 bM3 cOd (5)
(通式(5)中，M1表示至少包含Ce的激活剂元素、M2表示2价金属元素、M3表示3价金属元素，a、b、c和d满足0.0001≦a≦0.2、0.8≦b≦1.2、1.6≦c≦2.4和3.2≦d≦4.8。)
需要说明的是，通式(5)所表示的荧光体被称为CSO荧光体。
需要说明的是，上述式(5)中，M1是晶体母体中含有的激活剂元素，至少包含Ce。另外可以含有选自由Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm以及Yb组成的组中的至少一种2价～4价元素。
M2为2价金属元素，优选为选自由Mg、Ca、Zn、Sr、Cd以及Ba组成的组中的至少一种，更优选为Mg、Ca或者Sr，特别优选M2元素的50摩尔％以上为Ca。
M3为3价金属元素，优选为选自由Al、Sc、Ga、Y、In、La、Gd、Yb以及Lu组成的组中的至少一种，更优选为Al、Sc、Yb或Lu，更进一步优选为Sc、或者Sc与Al、或者Sc与Lu，特别优选M3元素的50摩尔％以上为Sc。
M2和M3分别表示2价和3价金属元素，也可以使M2和/或M3的极小一部分为1价、4价、5价的任意价数的金属元素，此外，还可以在化合物中含有微量的阴离子、例如卤素元素(F、Cl、Br、I)、氮、硫、硒等。
此外，在以Eu2+激活碱土硅酸盐晶体作为母体的荧光体的具体例中，可以举出下述通式(6)所表示的绿色荧光体。
(BaaCabSrcMgdEux)SiO4 (6)
(通式(6)中，a、b、c、d和x满足a+b+c+d+x＝2、1.0≦a≦2.0、0≦b<0.2、0.2≦c≦1,0、0≦d<0.2和0<x≦0.5。)
需要说明的是，通式(6)所表示的碱土硅酸盐荧光体被称为BSS荧光体。
此外，在以Eu2+激活碱土硅氧氮化物作为母体的荧光体的具体例中，可以举出下述通式(7)所表示的绿色荧光体。
(Ba,Ca,Sr,Mg,Zn,Eu)3Si6O12N2 (7)
需要说明的是，通式(7)所表示的荧光体被称为BSON荧光体。
在通式(7)中可选择的2价金属元素(Ba,Ca,Sr,Mg,Zn,Eu)中，优选为Ba、Sr和Eu的组合，进而更优选Sr相对于Ba的比率为10～30％。
另外还可以包含(Y1-uGdu)3(Al1-vGav)5O12:Ce,Eu(其中，u和v分别满足0≦u≦0.3以及0≦v≦0.5)所表示的钇铝石榴石系荧光体(将其称为YAG荧光体)、Ca1.5xLa3-XSi6N11:Ce(其中，x为0≦x≦1)所表示的镧氮化硅荧光体(将其称为LSN荧光体)等黄色荧光体。另外，还可以包含以Eu2+激活赛隆(sialon)晶体作为母体的Si6-zAlzOzN8-z:Eu(其中，0<z<4.2)所表示的窄带绿色荧光体(将其称为β-SiAlON荧光体)、Ca8MgSi4O16Cl2:Eu(将其称为氯硅酸盐荧光体。需要说明的是，与氯硅酸盐荧光体的晶体结构相同但元素的一部分被取代的荧光体也包含在氯硅酸盐荧光体中)。
作为具体使用的红色荧光体，可以举出以Eu2+作为激活剂并以由碱土硅氮化物、α赛隆(sialon)或碱土硅酸盐构成的晶体作为母体的荧光体。这种红色荧光体通常能够使用紫外～蓝色半导体发光元件进行激发。
以碱土硅氮化物晶体作为母体的荧光体的具体例可以举出：CaAlSiN3:Eu所表示的荧光体(将其称为CASN荧光体)、(Ca,Sr,Ba,Mg)AlSiN3:Eu和/或(Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu所表示的荧光体(将其称为SCASN荧光体)、(CaAlSiN3)1-x(Si2N2O)x:Eu(其中，x为0<x<0.5)所表示的荧光体(将其称为CASON荧光体)、(Sr,Ca,Ba)2AlxSi5-xOxN8-x:Eu(其中，0≦x≦2)所表示的荧光体、Euy(Sr,Ca,Ba)1-y:Al1+xSi4-xOxN7-x(其中，0≦x<4、0≦y<0.2)所表示的荧光体。
此外还可以举出Mn4+激活氟化物络合物荧光体。Mn4+激活氟化物络合物荧光体是以Mn4+作为激活剂、以碱金属、胺或碱土金属的氟化物络合物盐作为母体晶体的荧光体。在形成母体晶体的氟化物络合物中，存在配位中心为3价金属(B、Al、Ga、In、Y、Sc、镧系)的物质、为4价金属(Si、Ge、Sn、Ti、Zr、Re、Hf)的物质、为5价金属(V、P、Nb、Ta)的物质，在其周围配位的氟原子的数目为5～7。
具体地说，Mn4+激活氟化物络合物荧光体可以举出以碱金属的六氟络合物盐作为母体晶体的A2+xMyMnzFn(A为Na和/或K；M为Si和Al；-1≦x≦1且0.9≦y+z≦1.1且0.001≦z≦0.4且5≦n≦7)等。其中，可以举出A为选自K(钾)或Na(钠)中的1种以上、M为Si(硅)或Ti(钛)或Ge(锗)的荧光体，例如K2SiF6:Mn(将其称为KSF荧光体)、其构成元素的一部分(优选10摩尔％以下)被Al和Na取代的K2Si1-xNaxAlxF6:Mn(将其称为KSNAF荧光体)等。
此外还可以举出下述通式(8)所表示的荧光体和下述通式(9)所表示的荧光体。
(La1-x-yEuxLny)2O2S (8)
(通式(8)中，x和y分别表示满足0.02≦x≦0.50和0≦y≦0.50的数，Ln表示Y、Gd、Lu、Sc、Sm和Er中的至少一种3价稀土元素。)
需要说明的是，通式(8)所表示的氧硫化镧荧光体被称为LOS荧光体。
(k-x)MgO·xAF2·GeO2:yMn4+ (9)
(通式(9)中，k、x、y分别表示满足2.8≦k≦5、0.1≦x≦0.7、0.005≦y≦0.015的数，A为钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、锌(Zn)或它们的混合物。)
需要说明的是，通式(9)所表示的锗酸盐荧光体被称为MGOF荧光体。
本发明的一实施方式的发光装置是能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观的发光装置，因此优选该发光装置满足下述条件I～III中的全部条件。需要说明的是，在以下条件的理解中可以参照专利文献1～3所述的内容。另外，在没有特别说明的情况下，发光装置所射出的光是在室温条件下射出的光。
条件I：
条件I是距黑体辐射轨迹的距离Duv满足-0.0200≦Duv<0。通过使距离Duv取些许负值，具有容易形成能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观的发光装置的倾向。
距离Duv可以为-0.0200以上，从实现特别自然的外观的方面出发，可以为-0.0150以上、可以为-0.0100以上。
条件II：
条件II是指，在本实施方式的发光装置所射出的光与所对应的相关色温的基准光之间的、修正蒙赛尔色卡的CIE 1976 L*a*b*颜色空间中的颜色的饱和度差在所有的色卡中均较小。具体如下所述。
将从上述发光装置向该辐射方向射出的光所进行的照明以数学的方式进行假设的情况下的#01至#15的下述15种修正蒙赛尔色卡的CIE 1976 L*a*b*颜色空间中的a*值、b*值分别设为a* nSSL、b* nSSL(其中，n为1至15的自然数)，并且将根据从该辐射方向射出的光的相关色温TSSL(K)而选择的基准光所进行的照明以数学的方式进行假设的情况下的该15种修正蒙赛尔色卡的CIE 1976 L*a*b*颜色空间中的a*值、b*值分别设为a* nref、b* nref(其中，n为1至15的自然数)，这种情况下，饱和度差ΔCn满足-3.0≦ΔCn≦10.0(n为1至15的自然数)。
其中，ΔCn＝√{(a* nSSL)2+(b* nSSL)2}-√{(a* nref)2+(b* nref)2}。
15种修正蒙赛尔色卡
#01 7.5 P 4/10
#02 10 PB 4/10
#03 5 PB 4/12
#04 7.5 B 5/10
#05 10 BG 6/8
#06 2.5 BG 6/10
#07 2.5 G 6/12
#08 7.5 GY 7/10
#09 2.5 GY 8/10
#10 5 Y 8.5/12
#11 10 YR 7/12
#12 5 YR 7/12
#13 10 R 6/12
#14 5 R 4/14
#15 7.5 RP 4/12
饱和度差ΔCn可以为-3.0以上、可以为-2.0以上、可以为-1.5以上、可以为-1.0以上、也可以为0以上。并且，可以为10.0以下、可以为9.0以下、也可以为8.0以下。
条件III：
条件III是指，在本实施方式的发光装置所射出的光与相对应的相关色温的基准光之间的、修正蒙赛尔色卡的CIE 1976 L*a*b*颜色空间中的颜色的饱和度差的平均取正的特定值。
具体地说，表示上述ΔCn(n为1～15的全部整数)的平均的ΔCave满足0.5≦ΔCave≦6.0。
饱和度差的平均ΔCave可以为0.5以上、也可以为0.53以上。并且，可以为6.0以下、可以为5.0以下、可以为4.0以下、可以为3.5以下、也可以为3.0以下。
本发明人在上述能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观的发光装置中着眼于皮肤的外观反复进行了研究，发现在能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观的发光装置中，修正蒙赛尔色卡中的#14的饱和度(ΔC14)和#11的饱和度(ΔC11)是对皮肤的外观带来重要影响的因素。
本实施方式中，除了满足上述条件I～III以外，为了实现良好的皮肤的外观，优选满足下述条件IV～V。
条件IV：
条件IV是指，修正蒙赛尔色卡中的#14的饱和度(ΔC14)取零～正的特定值。具体地说，修正蒙赛尔色卡中的#14的饱和度(ΔC14)满足0≦ΔC14≦8.0。
ΔC14可以为0以上、也可以大于0。并且，可以为7.5以下、可以为7.0以下、可以为6.5以下、也可以为6.0以下。
条件V：
条件V是指，在对修正蒙赛尔色卡中的#14的饱和度(ΔC14)的值与#11的饱和度(ΔC11)的值进行比较时，为大致同样的值～ΔC14取较大的值。具体地说，修正蒙赛尔色卡中的#14的饱和度(ΔC14)相对于修正蒙赛尔色卡中的#11的饱和度(ΔC11)之比(ΔC14/ΔC11)满足0.1≦ΔC14/ΔC11≦8.0。
ΔC14/ΔC11可以为0.10以上、可以为0.15以上、可以为0.20以上、可以为0.3以上、可以为0.4以上、可以为0.5以上、也可以为0.6以上。并且，可以为8.0以下、可以为7.0以下、可以为6.0以下、可以为5.0以下、可以为4.0以下、可以为3.0以下、也可以为2.0以下。
进而，在本实施方式中，从实现良好的皮肤的外观的方面出发，优选满足下述条件VI～VIII。另外还可以满足条件IX。
条件VI：
条件VI是指，修正蒙赛尔色卡中的#12的饱和度(ΔC12)取零～正的特定值。具体地说，修正蒙赛尔色卡中的#12的饱和度(ΔC12)满足0≦ΔC12≦8.0。
ΔC12可以为0以上、也可以大于0。并且，可以为7.5以下、可以为7.0以下、可以为6.5以下、也可以为6.0以下。
条件VII：
条件VII是指，修正蒙赛尔色卡中的#13的饱和度(ΔC13)取零～正的特定值。具体地说，修正蒙赛尔色卡中的#13的饱和度(ΔC13)满足0≦ΔC13≦8.0。
ΔC13可以为0以上、也可以大于0。并且，可以为7.5以下、可以为7.0以下、可以为6.5以下、也可以为6.0以下。
由于条件VI和VII均是对皮肤的外观带来影响的因素，因此优选满足条件VI或条件VII、更优选满足条件VI和条件VII。
条件VIII：
条件VIII是指，将可见光区域分成短波长区域、中波长区域、长波长区域，在各区域中由发光装置射出的光谱与相对应的相关色温的基准光的光谱之差的积分值为特定值。具体地说，将从上述发光装置向该辐射方向射出的光的光谱分布设为φSSL(λ)、将根据从上述发光装置向该辐射方向射出的光的相关色温TSSL(K)而选择的基准光的光谱分布设为φref(λ)、将从上述发光装置向该辐射方向射出的光的三刺激值设为(XSSL、YSSL、ZSSL)、将根据从上述发光装置向该辐射方向射出的光的相关色温TSSL(K)而选择的基准光的三刺激值设为(Xref、Yref、Zref)，
将从上述发光装置向该辐射方向射出的光的归一化光谱分布SSSL(λ)、根据从上述发光装置向该辐射方向射出的光的相关色温TSSL(K)而选择的基准光的归一化光谱分布Sref(λ)、以及它们的归一化光谱分布的差ΔS(λ)分别定义为：
SSSL(λ)＝φSSL(λ)/YSSL
Sref(λ)＝φref(λ)/Yref
ΔS(λ)＝Sref(λ)-SSSL(λ)，
在波长380nm以上780nm以内的范围内，在将赋予SSSL(λ)的最长波长极大值的波长设为λR(nm)时，在比λR靠近长波长侧存在成为SSSL(λR)/2的波长Λ4的情况下，
由下述数学式(1-1)表示的指标Acg满足-30≦Acg≦120，
另一方面，在波长380nm以上780nm以内的范围内，在将赋予SSSL(λ)的最长波长极大值的波长设为λR(nm)时，在比λR靠近长波长侧不存在成为SSSL(λR)/2的波长Λ4的情况下，
由下述数学式(1-2)表示的指标Acg满足-30≦Acg≦120。
[数3]
[数4]
上述指标Acg可以为-30以上、可以为-20以上、可以为-10以上、也可以为0以上。并且，可以为120以下、可以为110以下、也可以为100以下。
条件IX：
条件IX是指，作为对上述皮肤的外观带来重要影响的因素的ΔC14的值与ΔC11的值不会显著偏离。具体地说，修正蒙赛尔色卡中的#14的饱和度(ΔC14)与修正蒙赛尔色卡中的#11的饱和度(ΔC11)之差(ΔC14-ΔC11)满足-1.6≦ΔC14-ΔC11≦4.0。
差(ΔC14-ΔC11)可以为-1.6以上、可以为-1.5以上、可以为-1.0以上、可以为-0.5以上、可以为0以上、也可以大于0。并且，可以为4.0以下、可以为3.5以下、也可以为3.0以下。
关于对条件I～条件IX中记载的参数进行调整的方法，可以利用专利文献1～3中记载的方法调整为所期望的值。例如，为了使Duv从0降低而成为适当的负值，考虑各种手段。例如在具备蓝色LED的发光装置中，能够使蓝色LED的峰值波长进一步向短波长侧移动；在使用红色LED或红色荧光体的情况下，能够使其峰值波长进一步向长波长侧移动；在使用绿色LED或绿色荧光体的情况下，能够使其峰值波长从555nm偏移等。此外，可以提高蓝色LED的相对发光强度、提高红色LED或红色荧光体的相对发光强度、降低绿色LED或绿色荧光体的相对发光强度等。为了使Duv向正侧变化，进行与上述记载相反的操作即可。
此外，特别是通过使用在发光光谱中能够实现绿色发光区域中的短波长侧的发光强度的提高和/或绿色发光区域中的长波长侧的发光强度的降低的绿色荧光体，能够使条件IV～V中记载的ΔC11和ΔC14成为所期望的值。另外，通过在发光光谱中调整绿色区域的光谱和红色区域的光谱的平衡，具体地说，通过相对于由绿色LED或绿色荧光体发出的光谱形成的绿色发光区域和绿色发光强度适度地调整由红色LED或红色荧光体发出的光谱形成的红色发光区域和发光强度，能够使条件VI、VII中记载的ΔC12和ΔC13成为所期望的值。
如上所述，本实施方式的发光装置是能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观、在此基础上进一步还可实现能够提高皮肤的外观的光的发光装置。该发光装置是利用与以往开发出的用于改善皮肤的外观的光源不同的途径而实现的，例如即使与红色相关的特殊演色评价数R9不是较高值，本实施方式中也能够实现良好的皮肤的外观。例如是即使R9为90以下、并且即使为85以下也能够实现良好的皮肤的外观的发光装置。
本实施方式中，对于发光装置所射出的光的相关色温CCT没有特别限定，只要与一般照明中的发光装置为大致同样的值即可，通常为1600K以上，可以为2000K以上、也可以为2400K以上。并且，通常为7000K以下，可以为6500K以下、也可以为6000K以下。更具体地说，可以为2700K～4000K的程度的灯泡颜色或暖白色、也可以为4500K～6000K的程度的昼白色。
另外，本发明还应用上述发光装置中得到的见解，提供按照满足上述各条件、例如条件II～条件V的方式对作为对象的照明物进行照明的方法；设计可满足上述各条件、例如条件I至V的照明的方法；等等。另外还包括：使用2个以上的发光装置，按照满足例如条件II～条件V的方式进行照明的方法；经由滤波器等波长控制要素从而按照满足例如条件II～条件V的方式进行照明的方法；等等。关于这些方法的发明，本领域技术人员可通过参照上述记载事项充分理解其内容。
进而，本发明还包括：通过在发光装置的被摄体侧配置滤波器等波长控制要素，能够满足上述各条件而实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观，在此基础上进一步还可实现能够提高皮肤的外观的光。作为代表的波长控制要素，可以举出使特定波长区域的波长强度通过反射和/或吸收而降低的截止滤波器等，但并不限定于此，也可以为具备光的聚光功能、扩散功能的透镜。
即，本发明可涉及一种照明装置，其包含发光装置、以及配置在发光装置的被摄体侧的波长控制要素，所述发光装置中，
至少包含半导体发光元件作为发光要素，
可向其主要照射方向照射满足上述条件I～V所规定的条件的光。
下面示出本发明人所进行的实验，进一步具体说明本发明。
<实验1：演色性与彩度以及演色性与皮肤的外观的关系>
首先，对于广泛使用的演色性的指标Ra与皮肤的外观的关系进行了实验。具体地说，使用Ra83的光源A、Ra93的光源B、Ra98的光源C，对于从各光源射出的光，计算出修正蒙赛尔色卡中的各色的饱和度。之后，使用各光源A～C照射皮肤，将包含其结果的内容汇总于表1。
需要说明的是，皮肤的外观的测定如下进行。
使用各光源照射皮肤，针对多人的皮肤的外观进行各光源的比较评价。评价为1～4这4个等级，越是看起来没有强调皮肤的暗沉、皮肤的斑点等、自然而美丽的肤色，则评价越高。具体的基准如下所述。
1：皮肤的暗沉、皮肤的斑点明显(不自然)
2：暗沉的肤色
3：明亮而美丽的肤色
4：肤色的外观非常好，自然而美丽的肤色(自然)
[表1]
由表1可以理解，随着Ra增高，修正蒙赛尔色卡中的各色的饱和度的偏差收敛于零。关于皮肤的外观，不会因Ra的高低而带来影响，在使用任一光源的情况下，均观察到肤色暗淡。这被认为是由于表示红色的彩度的ΔC14的值降低所带来的影响。
<实验2：特殊演色评价数R9与彩度以及演色性与皮肤的外观的关系>
接着，对相关色温和专利文献6所记载的特殊演色评价数R9与皮肤的外观的关系进行了实验。具体地说，使用相关色温约为2700K且R9为74的光源D、相关色温约为3500K且R9为83的光源E、相关色温约为5000K且R9为98的光源F，对于从各光源射出的光，计算出修正蒙赛尔色卡中的各色的饱和度。之后，使用各光源D～F照射皮肤，将包含其结果的内容汇总于表2。
[表2]
由表2可以理解，随着R9增高，ΔC14也增高。但是，即使R9为98这样的极高值，仍观察到肤色暗淡。这被认为是由于表示红色的彩度的ΔC14的值依然为负值、此外ΔC14的值与ΔC11的值之比ΔC14/ΔC11(ΔC14/11)也取负值所带来的影响。
<实验3：高彩度光源与皮肤的外观的关系>
接着，对于使用专利文献1～3中记载的能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观的发光装置，即，利用Ra高且在整个修正蒙赛尔色卡中提高了彩度的光源使皮肤的外观变得如何，进行了实验。具体地说，使用表示修正蒙赛尔色卡的彩度的平均的ΔCave为1.70且特殊演色评价数R9为89的光源G、ΔCave为1.83且R9为87的光源H、ΔCave为1.70且R9为92的光源I，对于由各光源射出的光计算出修正蒙赛尔色卡中的各色的饱和度。之后使用各光源G～I照射皮肤，将包含其结果的内容汇总于表3。
[表3]
根据表3，通过提高整体的饱和度，能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观，尽管皮肤的外观也得到了改善，但还不能说足够好。作为其理由，据认为是由于ΔC11的值显著大于ΔC14的值，因而无法实现良好的皮肤的外观。因此，在试验4中尝试了增大ΔC14的值、进一步增大ΔC14/11的值的情况。
<实验4：高彩度且高ΔC14的光源与皮肤的外观的关系>
接着，在能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观的发光装置中，使用为了提高ΔC14的值而对发光装置中使用的荧光体的种类、量进行了调整之后的发光装置进行了实验。具体地说，使用表示修正蒙赛尔色卡的彩度的平均的ΔCave为1.61、特殊演色评价数R9为83、ΔC11的值为1.67、且ΔC14的值为1.73的光源J，ΔCave为1.33、特殊演色评价数R9为83、ΔC11的值为0.87、且ΔC14的值为1.43的光源K，ΔCave为1.28、特殊演色评价数R9为80、ΔC11的值为1.15、且ΔC14的值为1.35的光源L，ΔCave为3.36、特殊演色评价数R9为40、ΔC11的值为2.29、且ΔC14的值为5.53的光源M，对于从各光源中射出的光，计算出修正蒙赛尔色卡中的各色的饱和度。之后，使用各光源J～M对皮肤进行照射，将包含其结果的内容汇总于表4。
[表4]
由表4可以理解，通过增大ΔC14的值、进一步增大ΔC14/11的值，可提供能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观、皮肤的外观也足够好的光源。因此可以理解，为了实现良好的皮肤的外观，特别需要使ΔC14的值为正值、特别为0以上8以下，使ΔC14/11的值为正值、特别为0.1～8。
<实验5：搭载有高彩度且高ΔC14的光源的照明器具>
进行假设将光源J、K、L搭载于照明器具的情况的照明试验，所述光源J、K、L是上述的能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观、皮肤的外观也足够好的光源。
具体地说，假设进行长时间的照明，按照发光装置所具有的半导体发光元件的工作结温与85℃相当的方式调整电流和电压，制成搭载有光源J、K、L的照明器具A、B、C，由此进行试验。将结果示于表5。即使在作为照明器具工作的情况下，也照射出了能够实现自然且生动、视认性高、舒适的颜色外观、皮肤的外观也足够好的光。
[表5]
Claims (15)
1.一种发光装置，其中，
其至少包含半导体发光元件作为发光要素，
可向其主要照射方向照射满足下述条件I～V所规定的条件的光，
条件I：
距黑体辐射轨迹的距离Duv满足-0.0200≦Duv<0；
条件II：
将从所述发光装置向该照射方向射出的光所进行的照明以数学的方式进行假设的情况下的#01至#15的下述15种修正蒙赛尔色卡的CIE 1976 L*a*b*颜色空间中的a*值、b*值分别设为a* nSSL、b* nSSL，其中，n为1至15的自然数，并且将根据从该照射方向射出的光的相关色温TSSL(K)而选择的基准光所进行的照明以数学的方式进行假设的情况下的该15种修正蒙赛尔色卡的CIE 1976 L*a*b*颜色空间中的a*值、b*值分别设为a* nref、b* nref，其中，n为1至15的自然数，这种情况下，饱和度差ΔCn满足-3.0≦ΔCn≦10.0，其中，n为1至15的自然数；
条件III：
表示所述ΔCn的平均的ΔCave满足0.5≦ΔCave≦6.0，其中，n为1～15的全部整数；
条件IV：
修正蒙赛尔色卡中的#14的饱和度差ΔC14满足0≦ΔC14≦8.0；
条件V：
修正蒙赛尔色卡中的#14的饱和度差ΔC14相对于修正蒙赛尔色卡中的#11的饱和度差ΔC11之比ΔC14/ΔC11满足0.1≦ΔC14/ΔC11≦8.0，其中，
15种修正蒙赛尔色卡
#01 7.5 P 4/10
#02 10 PB 4/10
#03 5 PB 4/12
#04 7.5 B 5/10
#05 10 BG 6/8
#06 2.5 BG 6/10
#07 2.5 G 6/12
#08 7.5 GY 7/10
#09 2.5 GY 8/10
#10 5 Y 8.5/12
#11 10 YR 7/12
#12 5 YR 7/12
#13 10 R 6/12
#14 5 R 4/14
#15 7.5 RP 4/12。
2.如权利要求1所述的发光装置，其中，
所述条件I中规定的Duv满足-0.0150≦Duv<0，
所述条件II中规定的ΔCn满足-2.0≦ΔCn≦10.0，
所述条件III中规定的ΔCave满足0.5≦ΔCave≦4.0。
3.如权利要求1所述的发光装置，其中，所述条件V中规定的ΔC14/ΔC11满足0.1≦ΔC14/ΔC11≦3.0。
4.如权利要求1所述的发光装置，其中，所述条件V中规定的ΔC14/ΔC11满足0.1≦ΔC14/ΔC11≦2.0。
5.如权利要求1所述的发光装置，其进一步满足条件VI，
条件VI：
修正蒙赛尔色卡中的#12的饱和度差ΔC12满足0≦ΔC12≦8.0。
6.如权利要求1所述的发光装置，其进一步满足条件VII，
条件VII：
修正蒙赛尔色卡中的#13的饱和度差ΔC13满足0≦ΔC13≦8.0。
7.如权利要求1所述的发光装置，其进一步满足条件VIII，
条件VIII：
将从所述发光装置向该照射方向射出的光的光谱分布设为
将根据从所述发光装置向该照射方向射出的光的相关色温TSSL(K)而选择的基准光的光谱分布设为
将从所述发光装置向该照射方向射出的光的三刺激值设为(XSSL、YSSL、ZSSL)、将根据从所述发光装置向该照射方向射出的光的相关色温TSSL(K)而选择的基准光的三刺激值设为(Xref、Yref、Zref)，
将从所述发光装置向该照射方向射出的光的归一化光谱分布SSSL(λ)、根据从所述发光装置向该照射方向射出的光的相关色温TSSL(K)而选择的基准光的归一化光谱分布Sref(λ)、以及它们的归一化光谱分布的差ΔS(λ)分别定义为：
ΔS(λ)＝Sref(λ)-SSSL(λ)，
在波长380nm以上780nm以内的范围内，在将赋予SSSL(λ)的最长波长极大值的波长设为λR时，在比λR靠近长波长侧存在成为SSSL(λR)/2的波长Λ4的情况下，
由下述数学式(1-1)表示的指标Acg满足-30<Acg≦120，
另一方面，在波长380nm以上780nm以内的范围内，在将赋予SSSL(λ)的最长波长极大值的波长设为λR时，在比λR靠近长波长侧不存在成为SSSL(λR)/2的波长Λ4的情况下，
由下述数学式(1-2)表示的指标Acg满足-30<Acg≦120，
[数1]
[数2]
8.如权利要求1所述的发光装置，其包含至少一种绿色荧光体和至少一种红色荧光体。
9.如权利要求8所述的发光装置，其中，所述绿色荧光体包含LuAG荧光体。
10.如权利要求8所述的发光装置，其中，所述红色荧光体包含CASN荧光体。
11.如权利要求1所述的发光装置，其包含至少2种绿色荧光体。
12.如权利要求11所述的发光装置，其中，所述至少2种绿色荧光体选自LuAG荧光体、β-SiAlON荧光体以及氯硅酸盐荧光体，至少包含LuAG荧光体。
13.如权利要求1所述的发光装置，其包含至少2种红色荧光体。
14.如权利要求13所述的发光装置，其中，所述红色荧光体包含CASN荧光体。
15.一种照明装置，其包含权利要求1所述的发光装置。
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