CN117716521A - 发光装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
发光装置(10)具备放射一次光(6)的固体发光元件(1)、包含含有基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁而吸收一次光(6)的荧光离子的荧光体的波长转换体(2)、和将一次光(6)反射且另一方面使荧光离子所放射的荧光透射的光学构件(3)。在波长转换体(2)中的一个面的一侧配置有固体发光元件(1)，在另一面的一侧配置有光学构件(3)。而且，荧光离子所放射的荧光透射光学构件(3)，被输出到发光装置(10)的外部。电子设备(20)具备上述的发光装置(10)。
Description
技术领域
本发明涉及发光装置及电子设备。
背景技术
一直以来，已知有将固体发光元件与荧光体组合而成且放出输出光的发光装置。而且，该发光装置的大部分输出固体发光元件所放出的一次光作为输出光的光成分(参照专利文献1)。
此外，在所输出的一次光的光成分成为弊病的用途中，利用将一次光截断的光学滤波器来抑制从发光装置输出一次光。具体而言，专利文献2公开了束放射型的光电子元件。该光电子元件具备在该光电子元件的动作时放射一次束的半导体芯片和含有转换材料的转换元件。而且，在专利文献2中，记载了在不期望一次束被放出到周围环境中的情况下，通过使用滤波器，能够阻止其放出。进而，记载了作为该滤波器，可以使用吸收蓝色、绿色或红色的一次束但二次束为透射性的材料、或选择性地反射蓝色、绿色或红色的一次束的介电体镜子。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3503139号公报
专利文献2：日本专利第6570653号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，将固体发光元件与荧光体组合而成且放出输出光的以往的发光装置难以提高从该荧光体发出的荧光的输出强度。而且，该课题在利用以显示出基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁的光吸收的荧光离子作为发光中心的荧光体的发光装置中显著。
本发明是鉴于这样的以往技术所具有的课题而进行的。而且，本发明的目的在于提供在将固体发光元件与显示出基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁的光吸收的荧光体组合而成的发光装置中能够提高由该荧光体发出的荧光的输出强度的发光装置。进而，本发明的目的在于提供使用了提高了荧光输出强度的发光装置的电子设备。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的第一方案的发光装置具备放射一次光的固体发光元件、包含含有基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁而吸收一次光的荧光离子的荧光体的波长转换体、和将一次光反射但另一方面使荧光离子所放射的荧光透射的光学构件。进而，在波长转换体中的一个面的一侧配置有固体发光元件，在另一面的一侧配置有光学构件。而且，在该发光装置中，荧光离子所放射的荧光透射光学构件而被输出到外部。
本发明的第二方案的电子设备具备上述的发光装置。
附图说明
图1A是概略地表示本实施方式的发光装置的一个例子的截面图。
图1B是概略地表示本实施方式的发光装置的其他例子的截面图。
图2是表示本实施方式的电子设备的一个例子的概略图。
图3是表示实施例1～4中使用的作为光学构件的干涉滤波器的分光特性(波长与透射率的关系)的图表。
图4(a)是表示实施例1及比较例1的发光装置所放出的输出光的分光分布的图表。图4(b)是表示实施例2及比较例2的发光装置所放出的输出光的分光分布的图表。图4(c)是表示实施例3及比较例3的发光装置所放出的输出光的分光分布的图表。图4(d)是表示实施例4及比较例4的发光装置所放出的输出光的分光分布的图表。
图5(a)是表示实施例5中使用的作为光学构件的干涉滤波器的分光特性(波长与透射率及吸光度的关系)的图表。图5(b)是表示实施例6中使用的干涉滤波器的分光特性的图表。图5(c)是表示实施例7中使用的干涉滤波器的分光特性的图表。图5(d)是表示实施例8中使用的干涉滤波器的分光特性的图表。
图6是表示实施例5～8及比较例5的发光装置所放出的输出光的分光分布的图表。
图7是表示实施例9及比较例9的发光装置所放出的输出光的分光分布的图表。
具体实施方式
以下，使用附图对本实施方式的发光装置、及具备该发光装置的电子设备进行详细说明。需要说明的是，附图的尺寸比率为了说明的方便而夸张，有时与实际的比率不同。
就将固体发光元件与荧光体组合而成的以往的发光装置而言，如上述那样，有时难以提高由荧光体产生的荧光的输出强度。特别是利用了包含显示出基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁的光吸收的荧光离子的荧光体的发光装置是显著的。同样地，利用显示出禁戒跃迁型的光吸收的荧光体而放出近红外光的以往的发光装置也难以提高近红外光的输出强度。
在这些发光装置中，荧光的输出强度低的理由是由于，在荧光原理上，显示出禁戒跃迁型的光吸收的荧光离子的光吸收率小。其结果是，激发该荧光体的一次光的光子的大部分在没有参与波长转换的情况下从发光装置被输出。
这里，就在荧光膜中使用了显示出容许跃迁型的光吸收的荧光离子(例如，Ce3+及Eu2+)的发光装置而言，荧光离子的光吸收率大，不需要厚的荧光膜。因此，就该发光装置而言，通过增加荧光膜的厚度而能够提高荧光膜的光吸收率，其结果是，能够得到荧光的输出强度变大这样的作用效果。
但是，就在荧光膜中使用了显示出禁戒跃迁型的光吸收的荧光离子(例如，Cr3+)的发光装置而言，由于荧光离子的光吸收率小，因此从最初开始变得需要厚的荧光膜。而且，在想要进一步增加荧光膜的厚度而提高光吸收率的情况下，由于荧光离子所放出的荧光的光子被荧光膜中的杂质、缺陷等吸收而失活，因此有时荧光强度变小。
本实施方式的发光装置是即使使用显示出基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁的光吸收的荧光体的情况下也能够提高由该荧光体产生的荧光的输出强度的装置。
[发光装置]
本实施方式的发光装置10如图1A中所示的那样，具备放射一次光的固体发光元件1、和包含具有将一次光吸收并转换成波长比该一次光长的光成分的性质的荧光体的波长转换体2。发光装置10进一步具备具有将一次光反射但另一方面使波长转换体2中包含的荧光体所放出的荧光透射的特性的光学构件3。
如图1A中所示的那样，固体发光元件1被安装于基板4的表面(主面)4a。固体发光元件1例如可以使用发光二极管(LED)或激光二极管。而且，例如，通过利用放出1W以上的高能量的光的LED模块或激光二极管，成为能够期待数百mW等级的光输出的发光装置。此外，通过利用放出3W以上或10W以上的高能量的光的LED模块等，成为能够期待数W等级的光输出的发光装置。进而，通过利用放出30W以上的高能量的光的LED模块等，成为能够期待超过10W的光输出的发光装置。此外，通过利用放出100W以上的高能量的光的LED模块等，成为能够期待超过30W的光输出的发光装置。
若利用激光二极管作为固体发光元件1而将一次光设定为激光，则成为对波长转换体2照射高密度的点光的规格。因此，所得到的发光装置由于能够制成大功率的点光源，因此能够扩大固体照明的产业利用的范围。作为这样的激光二极管，例如可以利用端面发光激光器(EEL：Edge Emitting Laser)、垂直共振器面发光型激光器(VCSEL：VerticalCavity Surface Emitting Laser)等。
固体发光元件1所放出的一次光优选为在435nm以上且低于480nm的波长区域内具有强度最大值的蓝色光。放出大功率且高效率的蓝色光的固体发光元件由于采购容易，因此容易谋求发光装置的大功率化及高效率化，进而对发光装置的工业生产变得有利。
需要说明的是，安装于基板4上的固体发光元件1的个数没有特别限定，可以为单数，也可以为多个。如图1A中所示的那样，通过固体发光元件1为多个，能够容易地增大一次光的输出功率，因此成为对大功率化有利的发光装置。
固体发光元件1的个数没有特别限定，但例如只要从9个以上、16个以上、25个以上、36个以上、49个以上、64个以上、81个以上、或100个以上等适当选择即可。此外，个数的上限也没有特别限定，但例如只要从9个以下、16个以下、25个以下、36个以下、49个以下、64个以下、81个以下、或100个以下等适当选择即可。
在发光装置10中，固体发光元件1优选为面发光形的面发光光源。由此，能够抑制照射波长转换体2的一次光的强度分布的偏差、色调的不均，因此成为对抑制输出光的强度分布不均有利的发光装置。
基板4的材质没有特别限定，但可以设定为具有光反射性的材质。这样的基板4例如可以使用由金属制成的基板，具体而言可以使用由铝制成的基板。此外，基板4例如可以使用由陶瓷制成的基板，具体而言可以使用由氧化铝制成的基板。
如图1A中所示的那样，在安装于基板4的表面4a的多个固体发光元件1的周围，从表面4a朝向上方立设有侧壁5。通过像这样设置侧壁5，成为对控制波长转换体2的厚度及光输出面的面积有利的装置构成。而且，侧壁5按照包围多个固体发光元件1整体的方式形成。在图1A的发光装置10中，侧壁5在俯视的情况下，按照包围多个固体发光元件1整体的方式以环状形成。
侧壁5的材质没有特别限定，但可以设定为具有光反射性的材质，例如可以使用含有光反射性物质的树脂、或金属。
波长转换体2设置于由基板4及侧壁5形成的内部空间中。而且，在波长转换体2中的一个面(下表面)的一侧配置有多个固体发光元件1。
波长转换体2含有荧光体，该荧光体包含基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁而吸收一次光的荧光离子。作为这样的禁戒跃迁型的荧光体，可以使用放射基于过渡金属离子的电子能级跃迁的荧光的荧光体，例如可以使用包含选自由Cr、Mn、Fe、Cu及Ni构成的组中的至少一种离子作为活化剂的荧光体。需要说明的是，这样的荧光体的光吸收由于起因于禁戒跃迁，因此一次光的吸收率降低。
若详细进行说明，则波长转换体2中包含的荧光体的活化剂是具有将从固体发光元件1发出的激发光(一次光6)吸收并转换成波长比该激发光长的光成分的性质的荧光离子。而且，该荧光体的活化剂是能够放射基于禁戒跃迁的荧光的离子，例如优选为Cr3+及Mn4 +中的至少一者。
作为波长转换体2中包含的荧光体，若考虑耐久性、可靠性，则优选为添加了上述的活化剂的无机结晶。此外，该无机结晶优选为容易控制荧光特性的人造矿物。因此，作为波长转换体2中包含的荧光体，优选为选自由将上述的活化剂活化而得到的金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物、复合金属氧化物、复合金属氮化物及复合金属氧氮化物构成的组中的至少一种。此外，荧光体优选为具有石榴石型的晶体结构或钙钛矿型的晶体结构的无机化合物。
作为波长转换体2中包含的荧光体，可以设定为选自由将上述的活化剂活化而得到的卤磷酸盐、磷酸盐、卤硅酸盐、硅酸盐、铝酸盐、铝硅酸盐、硼酸盐、锗酸盐、氮化硅酸盐、氮化铝硅酸盐、氧氮化硅酸盐及氧氮化铝硅酸盐构成的组中的至少一种。因此，荧光体只要从它们中适当选择适于照明设计的荧光体来使用即可。
这里，波长转换体2中包含的荧光体的活化剂、即荧光离子优选为Cr3+。通过利用Cr3+，能够得到具有将可见光、特别是蓝色光或红色光吸收并转换成深红色～近红外的光成分的性质的荧光体。因此，成为在得到能够利用于近红外分光的近红外的输出光成分的方面有利的发光装置10。此外，通过添加活化剂的母体的种类，还变得容易改变荧光体的光吸收峰波长、荧光峰波长，在改变激发光谱形状、荧光光谱形状的方面变得有利。进而，还已知有许多以将蓝色光、红色光吸收并转换成近红外的荧光成分的Cr3+活化的荧光体。因此，不仅放出一次光的固体发光元件1的选择范围扩大，而且变得容易改变荧光体所放出的荧光的峰波长，因此成为对控制输出光的分光分布有利的发光装置10。
需要说明的是，荧光离子为Cr3+的荧光体只要是将激发光(一次光6)吸收并转换成波长比该激发光长的荧光的荧光体则没有特别限定，只要从已知的Cr3+活化荧光体中适当选择即可。其中，Cr3+活化荧光体优选为以容易制造的复合金属氧化物作为母体的荧光体。
Cr3+活化荧光体优选为具有许多实用成绩的具有石榴石型的晶体结构的复合氧化物荧光体。这样的Cr3+活化石榴石荧光体可以设定为选自由Y3Al2(AlO4)3：Cr3+、La3Al2(AlO4)3：Cr3+、Gd3Al2(AlO4)3：Cr3+、Y3Ga2(AlO4)3：Cr3+、La3Ga2(AlO4)3：Cr3+、Gd3Ga2(AlO4)3：Cr3 +、Y3Sc2(AlO4)3：Cr3+、La3Sc2(AlO4)3：Cr3+、Gd3Sc2(AlO4)3：Cr3+、Y3Ga2(GaO4)3：Cr3+、La3Ga2(GaO4)3：Cr3+、(Gd，La)3Ga2(GaO4)3：Cr3+、Gd3Ga2(GaO4)3：Cr3+、Y3Sc2(GaO4)3：Cr3+、La3Sc2(GaO4)3：Cr3+、Gd3Sc2(GaO4)3：Cr3+、及(Gd，La)3(Ga，Sc)2(GaO4)3：Cr3+构成的组中的至少一种。此外，Cr3+活化石榴石荧光体也可以为以这些荧光体作为端成分的固溶体。
波长转换体2可以通过将荧光体用密封材进行密封来制作。密封材优选为有机材料及无机材料中的至少一者、特别是透明(透光性)有机材料及透明(透光性)无机材料中的至少一者。作为有机材料的密封材，例如可列举出有机硅树脂等透明有机材料。作为无机材料的密封材，例如可列举出低熔点玻璃等透明无机材料。
此外，作为波长转换体2，可以使用将荧光体烧结而成且在内部具有多个空隙的烧结体。进而，作为波长转换体2，也可以使用将荧光体烧结而成且在内部不具有多个空隙的陶瓷体。通过波长转换体2为这样的烧结体或陶瓷体，从而波长转换体2的制造、处理变得容易，因此成为适于工业生产的波长转换体。此外，通过为这样的烧结体或陶瓷体，从而在厚度方向上荧光离子以高密度进行分布，因此变得容易使波长转换体的光吸收率比较大，能够更加提高荧光的输出比例。
这里，如上述那样，波长转换体2至少含有基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁而吸收一次光的荧光体(禁戒跃迁型的荧光体)。然而，波长转换体2也可以包含基于容许跃迁型的电子能级跃迁而吸收一次光的荧光体(容许跃迁型的荧光体)。例如，波长转换体2也可以包含含有选自由Ce3+、Eu2+及Yb2+构成的组中的至少一种活化剂的荧光体。但是，波长转换体2中包含的荧光体优选禁戒跃迁型的荧光体比容许跃迁型的荧光体多。此外，波长转换体2中包含的荧光体优选仅为禁戒跃迁型的荧光体。禁戒跃迁型的荧光体由于能够将从固体发光元件1放射的一次光吸收并放出近红外的荧光成分，因此发光装置10成为对近红外分光等用途有利的装置。
如上述那样，波长转换体2含有禁戒跃迁型的荧光体。因此，具有100μm以上且低于300μm的厚度的波长转换体2中的波长450nm的蓝色光的光吸收率例如变成40％以上且低于65％。该光吸收率具有比具有同等厚度的一般的白色LED照明用的波长转换体中的蓝色光的光吸收率(80％左右以上)小的特征。此外，具有150μm以上且低于200μm的厚度的波长转换体2中的波长660nm的红色光的光吸收率也具有例如为20％以上且低于40％的特征。需要说明的是，一般的白色LED照明用的波长转换体包含Ce3+活化绿色荧光体及Eu2+活化红色荧光体，蓝色光的光吸收率成为80％以上。
发光装置10具备光学构件3，光学构件3在波长转换体2中配置于一个面(下表面)的相反侧即另一面(上表面)的一侧。此外，如图1A中所示的那样，光学构件3将波长转换体2中的另一面(上表面)2a的整体覆盖，进而与侧壁5的上表面5a相接触。而且，光学构件3具有将一次光反射、另一方面使波长转换体2中包含的禁戒跃迁型的荧光体所放出的荧光透射的特性。
在发光装置10中，光学构件3优选为仅由无机材料形成的构件。仅由无机材料形成的光学构件3由于在耐热性、耐久性的方面优异，因此能够得到耐热性、耐久性提高的发光装置。
此外，光学构件3优选具有介电体多层膜结构。由此，利用在介电常数彼此不同的介电体的多层结构中可见的光干涉效应，能够得到将一次光反射、另一方面使荧光离子所放出的荧光透射的光学特性。
光学构件3优选为光学干涉滤波器。光学干涉滤波器是在基板的表面成膜出介电体薄膜而成的。此外，介电体薄膜利用了通过在空气与介电体、介电体与基板及不同的介电体彼此的界面所产生的反射发生干涉而光的透射特性发生改变的现象。通过使用这样的光学干涉滤波器，能够降低一次光的透射率，另一方面，能够相对地提高荧光体所放出的荧光成分的透射率。此外，光学干涉滤波器由于设计变更、获得也容易，因此能够比较容易地构成所期望的发光装置。
对具有这样的构成的本实施方式的发光装置10的作用进行说明。如图1A中所示的那样，在发光装置10中，首先，若对发光装置10的固体发光元件1投入电力，则从固体发光元件1朝向上方放射一次光6。所放射的一次光6透射波长转换体2，但此时，一次光6的一部分被波长转换体2中包含的荧光离子吸收。然后，通过荧光离子的电子能级跃迁而转换成作为波长转换光的第一荧光7，从荧光体放射。
这里，如上述那样，波长转换体2中包含的荧光体由于基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁而吸收一次光6，因此一次光6的吸收率低。因此，一次光6的一部分未被荧光体吸收而透射波长转换体2，并到达至光学构件3。而且，如上述那样，光学构件3具有将一次光反射、另一方面使荧光体所放出的荧光透射的特性。因此，到达至光学构件3的一次光6通过光学构件3被朝向下方反射，再次透射波长转换体2。而且，反射后的一次光6被波长转换体2中的荧光体吸收。而且，吸收的一次光6的一部分通过荧光离子的电子能级跃迁再次被转换成作为波长转换光的第二荧光8。
其另一方面，未被荧光体吸收的一次光6通过光学构件3、基板4、侧壁5再次被反射。因此，一次光6在光学构件3、基板4和/或侧壁5反射后，反复进行反射直至被荧光体吸收而转换成第二荧光8、或被波长转换体2、光学构件3、基板4或侧壁5中存在的光吸收体吸收而实质上消失为止。
而且，经由这样的过程而生成的第一荧光7及第二荧光8透射波长转换体2及光学构件3，作为输出光9从发光装置10输出。
像这样，本实施方式的发光装置10中在透射波长转换体2时未被荧光体吸收而没有参与荧光离子的激发的一次光6被光学构件3反射。而且，反射后的一次光6被再照射至荧光体而参与荧光离子的再激发后，所生成的第二荧光8与第一荧光7一起从发光装置10输出。因此，即使是所使用的荧光体的光吸收率小的情况下，也能够提高一次光6的转换效率，提高从发光装置10发出的输出光9的荧光强度。
此外，例如，即使是利用进行光吸收的荧光离子的浓度低、无法期待大的光吸收的波长转换体2的情况下，也能够得到可提高荧光输出的发光装置10。
需要说明的是，在发光装置10中，优选基板4及侧壁5中的至少一者将一次光6、第一荧光7及第二荧光8中的至少一种光进行反射。此外，更优选基板4及侧壁5这两者都将一次光6、第一荧光7及第二荧光8进行反射。由此，能够抑制因向基板4及侧壁5的光吸收而引起的一次光6、第一荧光7及第二荧光8的光子的损耗。因此，发光装置10能够谋求包含第一荧光7及第二荧光8的输出光9的大功率化。
如上述那样，波长转换体2将固体发光元件1所放出的一次光6吸收并转换成波长比一次光6长的第一荧光7，并且将以光学构件3反射的一次光6吸收并转换成波长比一次光6长的第二荧光8。此时，构成输出光9且来源于荧光离子所放出的荧光的光成分的强度中第二荧光8所占的比例优选为3％以上，更优选超过5％。即，在从发光装置10发出的输出光9中，将第一荧光7与第二荧光8相加的光成分的强度中第二荧光8的强度所占的比例优选为3％以上，更优选超过5％。此外，第二荧光8的强度所占的上述比例更优选超过10％，进一步优选超过15％，特别优选超过30％。即，由第二荧光产生的第一荧光的增强量优选为第一荧光的强度的至少3％以上，特别优选超过30％。通过这样的构成，输出在第一荧光7中明显加上第二荧光8的荧光。因此，成为放出由荧光离子产生的荧光的强度强的输出光9的发光装置10。
需要说明的是，“来源于荧光离子所放出的荧光的光成分的强度中第二荧光所占的比例”可以通过从“发光装置的输出光的荧光峰波长下的荧光强度”中减去“从发光装置中除去光学构件后测定的输出光的荧光峰波长下的荧光强度”后，除以“发光装置的输出光的荧光峰波长下的荧光强度”来求出。即，“来源于荧光离子所放出的荧光的光成分的强度中第二荧光所占的比例”可以通过从“第一荧光及第二荧光的强度的合计”中减去“第一荧光的强度”后，除以“第一荧光及第二荧光的强度的合计”来求出。
在发光装置10中，光学构件3优选与波长转换体2直接接触。如图1A中所示的那样，波长转换体2中的与光学构件3相向的面(上表面、另一面)2a与光学构件3中的与波长转换体2相向的面(下表面)3a优选彼此相接触。通过波长转换体2与光学构件3直接接触，未被荧光离子吸收而没有参与其激发的一次光6没有进行光扩散而通过光学构件3进行反射，再入射至波长转换体2中。因此，反射后的一次光6由于按照将荧光离子再激发的方式起作用，因此可抑制由光吸收因子的影响引起的光子损耗。像这样，通过波长转换体2与光学构件3进行接触，能够将由光学构件3产生的反射光没有损耗而高效地用于荧光体的再激发，因此成为对荧光的大功率化有利的发光装置10。
此外，在发光装置10中，更优选光学构件3与波长转换体2直接接触，进而光学构件3为仅由无机材料形成的构件。在光学构件3为仅由无机材料形成的构件的情况下，光学构件3的导热性变得良好。因此，通过光学构件3与波长转换体2接触，能够将因伴随由一次光6向荧光的波长转换的光子的能量损耗而在波长转换体2中产生的热传导至光学构件3而放热。因此，能够使发光装置10的放热设计变得容易，谋求大功率化。
在发光装置10中，波长转换体2及光学构件3优选如图1B中所示的那样都具备平面，进而按照两者的该平面构成平行的方式配置。具体而言，波长转换体2中的与光学构件3相向的面(上表面)2a与光学构件3中的与波长转换体2相向的面(下表面)3a优选互相具有平面，进而两者的平面彼此平行。需要说明的是，平行面间的间隙距离G优选小于500μm，更优选小于250μm。需要说明的是，上述的“平面”是指凹凸状态处于低于±100μm、特别是低于50μm的状态，“具备平面”是指波长转换体的上表面及光学构件的下表面的40％以上、特别是60％以上具有平面。
像这样，通过波长转换体2与光学构件3构成平行而靠近，从而未被荧光离子吸收而没有参与其激发的一次光6没有进行光扩散而通过光学构件3被反射，再入射至波长转换体2中。因此，反射后的一次光6由于能够高效地用于荧光体的再激发，因此成为对荧光的大功率化有利的发光装置10。
在发光装置10中，在波长转换体2中的与光学构件3相向的面2a与光学构件3中的与波长转换体2相向的面3a之间存在间隙的情况下，间隙距离G也可以恒定。此外，该间隙距离G也可以为可变式。通过使波长转换体2与光学构件3的间隙距离G发生变化，能够使通过光学构件3进行反射而再入射至波长转换体2中的一次光6的光密度增减。由此，成为对调整构成输出光9的来源于荧光离子的荧光的光成分的强度有利的发光装置10。需要说明的是，间隙距离G例如可以使用间隔件等而发生变化。
在发光装置10中，光学构件3的一次光6的分光分布中的具有超过强度最大值的30％的强度的波长范围内的反射率优选超过90％，更优选超过95％。此外，光学构件3的一次光6的分光分布中的具有超过强度最大值的10％的强度的波长范围内的反射率优选超过90％，更优选超过95％。该情况下，光学构件3由于按照充分降低一次光6的光子损耗的方式进行反射，因此能够将波长转换体2中包含的荧光离子高效地进行再激发。
此外，光学构件3的第一荧光7及第二荧光8的分光分布中的具有超过强度最大值的50％的强度的波长范围内的透射率优选超过90％，更优选超过95％。此外，光学构件3的第一荧光7及第二荧光8的分光分布中的具有超过强度最大值的30％的强度的波长范围内的透射率优选超过90％，更优选超过95％。该情况下，光学构件3由于按照充分降低第一荧光7及第二荧光8的光子损耗的方式进行透射，因此成为输出大功率的荧光的发光装置10。
在发光装置10中，第一荧光及第二荧光优选在700nm～2500nm的波长区域内具有荧光峰。由此，输出光9由于变得包含大功率的近红外线，因此成为对近红外分光等用途有利的发光装置10。
在发光装置10中，采取一次光6的强度最大值的一次光波长与采取第一荧光的强度最大值的第一波长的波长差优选超过200nm，更优选超过300nm。光学构件3有时具有根据入射角度而反射波长带和透射波长带发生变化的特性。即使是该情况下，在充分存在反射的一次光6与透射的荧光(第一荧光及第二荧光)的波长差时，即使是一次光6或来自波长转换体2的荧光倾斜入射至光学构件3的情况下，也变得不易产生输出不期望的波长的光成分。因此，在波长差超过200nm的情况下，即使是一次光6或来自波长转换体2的荧光倾斜入射至光学构件3的情况下，也将一次光6反射，成为对荧光的大功率化有利的发光装置10。
在发光装置10中，一次光6优选为在435nm以上且低于480nm的波长区域内具有强度最大值的蓝色光。放出大功率且高效率的一次光6的固体发光元件1由于采购容易，因此成为对大功率-高效率化、工业生产有利的发光装置10。
在发光装置10中，光学构件3优选将可见光反射并使近红外线透射。由此，由于将固体发光元件1所放出的可见光反射，并使荧光离子所放出的近红外线透射，因此成为输出适于近红外分光的大功率的近红外线的发光装置10。此外，光学构件3优选在光的入射角度为0～5°的范围内，350nm以上且低于500nm的波长范围的反射率为90％以上，750nm以上且低于1000nm的波长范围的透射率为90％以上。由此，光学构件具有至少将蓝色光反射并使近红外光透射的功能，因此对使用放出蓝色光的固体发光元件1将近红外的荧光取出的发光装置10的大功率化变得有利。
像这样，本实施方式的发光装置10具备放射一次光6的固体发光元件1、和包含含有基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁而吸收一次光6的荧光离子的荧光体的波长转换体2。发光装置10进一步具备将一次光6反射但另一方面使荧光离子所放射的荧光透射的光学构件3。在波长转换体2中的一个面的一侧配置有固体发光元件1，在另一面的一侧配置有光学构件3。而且，荧光离子所放射的荧光透射光学构件3并被输出到发光装置10的外部。根据本实施方式的发光装置10，能够使以往未被荧光体吸收而没有参与荧光离子的激发并被放出的一次光通过光学构件3而反射，利用于荧光体的再激发。因此，即使是使用像禁戒跃迁型的荧光体那样一次光的吸收率低的荧光体的情况下，也能够得到放出荧光的强度大的输出光9的发光装置。
本实施方式的发光装置10也可以制成进一步具备白色LED的发光装置。例如，通过与白色LED一起安装于相同的基板4上，能够构成放出具有遍及可见～近红外域的波长分布的可见近红外一体型的照明光的照明器具。
此外，像这样构成的发光装置10可以通过一个装置来独立地控制白色光和近红外光。因此，可以根据近红外传感的必要性来将近红外光点亮或熄灭。其另一方面，由于也可以仅将人眼看不见的近红外光点亮，因此例如也可以应用于在漆黑的空间不妨碍人的睡眠地进行传感的用途等。像这样，成为不论昼夜都可以对人的生活没有干涉地传感的发光装置。
本实施方式的荧光增强方法是使用了上述的发光装置10的方法。该荧光增强方法具有下述工序：将从固体发光元件1发出的一次光6直接照射至波长转换体2而得到第一荧光7的工序；通过使透射波长转换体2后的一次光6利用光学构件3反射，从而将一次光6间接地照射至波长转换体2而得到第二荧光8的工序；和使第一荧光7和第二荧光8透射光学构件3并从发光装置10输出的工序。
根据本实施方式的荧光增强方法，未被荧光体的荧光离子吸收的一次光6、即透射波长转换体2后的一次光6变得被荧光离子吸收，因此由荧光离子产生的光吸收的绝对量变大。被荧光离子吸收的一次光6以规定的波长转换效率被波长转换成荧光，因此结果是光吸收的绝对量变得越大则荧光强度变得越大。而且，所生成的荧光透射光学构件3而被输出，因此所期望的荧光的强度增加。
像这样通过使用该荧光增强方法，即使是利用在荧光原理上无法期待大的光吸收的禁戒跃迁型的荧光体的情况下，也能够增加由荧光体产生的光吸收而作为波长转换光进行输出。
[电子设备]
接着，对本实施方式的电子设备进行说明。本实施方式的电子设备具备上述的发光装置10。发光装置10是将固体发光元件1与波长转换体2与光学构件3组合而成，能够放出大功率的光、特别是大功率的近红外线。因此，能够提供可进行小型紧凑化、进而具有近红外分光的功能的电子设备。
在图2中，概略地示出本实施方式的电子设备的一个例子。电子设备20具备发光装置10，进而电源电路11介由导体12与发光装置10电连接。电源电路11对发光装置10的固体发光元件1供给电力。发光装置10将由电源电路11供给的电能转换成作为输出光9的光能并输出。需要说明的是，图2的发光装置10成为放出包含近红外光的输出光9的构成。
电子设备20进一步具备第一检测器16A及第二检测器16B。第一检测器16A探测从发光装置10放射并照射至被照射物13的输出光9的透射光成分14。具体而言，第一检测器16A探测透射被照射物13后的透射光成分14中的近红外光。第二检测器16B检测从发光装置10放射并照射至被照射物13的输出光9中的反射光成分15。具体而言，第二检测器16B探测通过被照射物13反射后的反射光成分15中的近红外光。
在这样的构成的电子设备20中，从发光装置10对被照射物13照射包含近红外光的输出光9，分别用第一检测器16A及第二检测器16B检测透射被照射物13后的透射光成分14及通过被照射物13而反射的反射光成分15。因此，通过电子设备20，能够检测近红外光所参与的被照射物13的特性信息。
第一检测器16A及第二检测器16B可以使用各种光检测器。具体而言，根据电子设备的利用形态，可以使用检测在光入射至半导体的PN结时产生的电荷的量子型的光检测器(光电二极管、光电晶体管、光IC、CCD图像传感器、CMOS图像传感器等)。此外，作为光检测器，也可以使用探测通过接受光时的产生热所引起的温度上升而产生的电性质的变化的热型的光检测器(利用热电效应的热电堆、利用焦电效应的焦电元件等)、或对光进行感光的红外线膜等。
作为第一检测器16A及第二检测器16B，可以使用以单体利用光电转换元件的单独元件，也可以使用将光电转换元件集积化而成的摄像元件。摄像元件的形态可以是以一维配置的线型的摄像元件，也可以是以二维配置的面型的摄像元件。作为第一检测器16A及第二检测器16B，也可以使用摄像相机。
需要说明的是，图2的电子设备20具备第一检测器16A及第二检测器16B这两者，但电子设备20只要具备第一检测器16A及第二检测器16B中的至少一者即可。
本实施方式的电子设备可以使用输出光作为被照射物的检查装置、探测装置、监视装置或分类装置来利用。输出光所具有的近红外的光成分具有透射大部分物质的性质。因此，通过设定为从物质的外部照射近红外光并检测其透射光或反射光的构成，能够在不破坏物质的情况下检查内部的状态、异物的有无等。
此外，近红外光不被人眼所见，其反射特性依赖于物质。因此，通过设定为对物照射近红外光并检测其反射光的构成，能够不被人觉察地即使在暗处等也能够探测人、动植物、物等。
进而，本实施方式的电子设备能够在不破坏物质的情况下检查其内部的状态、异物的有无等，判定物质的好坏，进行良品与不良品的分选。因此，电子设备通过进一步具备分类正常状态的被照射物和异常状态的被照射物的机构，能够进行物的分类。
本实施方式的电子设备可以利用于医疗用、动物医疗用、生物技术用、农林水产业用、畜产业用(食肉·肉制品·乳制品等)、工业用(异物检查、内容量检查、形状检查、包装状态检查等)。此外，电子设备也可以利用于医药品、动物实验、食品、饮料、农林水产物、畜产物、工业制品的检查用。换言之，本实施方式的电子设备可以利用于人体、动植物、物体中的任一者，进而也可以利用于气体、液体、固体中的任一者。
本实施方式的电子设备优选用作医疗设备、治疗设备、美容设备、健康设备、护理关联设备、分析设备、测量设备、评价设备。
例如，以医疗、生物技术开发为目的，本实施方式的电子设备可以用于1)血液·体液·它们的成分、2)排泄物(尿·便)、3)蛋白质·氨基酸、4)细胞(包括癌细胞)、5)基因·染色体·核酸、6)生物试样·细菌·检体·抗体、7)生物组织·脏器·血管、8)皮肤病·脱毛症、的检查、检测、测定、评价、分析、解析、观察、监视、分离、诊断、治疗、净化等。
此外，例如以美容、保健为目的，本实施方式的电子设备可以用于1)皮肤、2)毛发·体毛、3)口内·齿内·齿周、4)耳·鼻、5)生命体征、的检查、检测、测定、评价、分析、解析、观察、监视、美化、卫生、发育促进、健康增进、诊断等。
例如以农林水产业、畜产业、工业为目的，本实施方式的电子设备可以用于1)工业制品(包括电子构件·电子器件)、2)农产品(果蔬等)、3)酶·菌、4)海产品(鱼类·贝类·甲壳类·软体类)、5)医药品·生物试样、6)食品·饮料、7)人·动物·物的存在·状态、8)气体(包括水蒸气)的状态、9)液体·流体·水·水分·湿度、10)物的形状·色·内部结构·物理状态、11)空间·位置·距离、12)物的污染状态、13)分子·粒子的状态、14)产业废弃物、的检查、检测、测定、测量、评价、分析、解析、观察、监视、识别、分选、分类等。
例如以护理为目的，本实施方式的电子设备可以用于排泄确认、健康状态的识别、管理、监视等。
像这样，本实施方式的电子设备可以应对检查、检测、测定、测量、评价、分析、解析、观察、监视、识别、分选、分类等所有的用途。
实施例
以下，对本实施方式通过实施例、比较例及参考例进一步进行详细说明，但本实施方式并不限定于这些实施例。
[实施例1～4及比较例1～4]
首先，作为实施例1～4的发光装置，制作波长转换体(树脂荧光膜)的厚度不同的四种发光装置。此外，实施例1～4中使用的波长转换体设定为包含由荧光体制造厂获得的两种近红外荧光体的树脂荧光膜。
两种近红外荧光体中的一者(第一荧光体)是荧光峰波长为735nm的荧光体。而且，根据荧光特性及扫描型电子显微镜像的评价结果等，第一荧光体是以具有石榴石型的晶体结构的复合金属氧化物作为主体而成的以Cr3+活化的荧光体，是可推断为Gd3Ga2(GaO4)3：Cr3+荧光体的荧光体。需要说明的是，第一荧光体的中心粒径为10μm～20μm。此外，第一荧光体在波长450nm和635nm的光吸收率分别为49％和41％，相对于蓝色光及红色光中的任一者都显示出低于50％的低的光吸收率。
此外，两种近红外荧光体中的另一者(第二荧光体)是荧光峰波长为820nm的荧光体。而且，根据荧光特性和扫描型电子显微镜像的评价结果等，第二荧光体是以复合金属氧化物作为主体而成的以Cr3+活化的荧光体，是可推断为(Ga，Sc)2O3：Cr3+荧光体的荧光体。需要说明的是，第二荧光体的中心粒径为10μm～20μm。此外，第二荧光体在波长450nm和635nm的光吸收率分别为40％和30％，相对于蓝色光及红色光中的任一者都显示出低于50％的低的光吸收率。
而且，实施例1～4中使用的波长转换体如下那样制作。首先，作为荧光体粉末，准备上述的第一荧光体及第二荧光体。进而，作为荧光体粉末的密封材，准备二液混合型的热固化有机硅树脂(制品名KER-2600A/B、信越化学工业株式会社制)。
接着，通过将第一荧光体(0.49g)及第二荧光体(0.50g)和有机硅树脂(A剂0.5g和B剂0.5g)使用搅拌脱泡装置进行混合及脱泡，得到包含第一荧光体及第二荧光体和有机硅树脂的荧光体糊剂。需要说明的是，搅拌脱泡装置使用株式会社THINKY制、制品名：あわとり練太郎、形号：ARE-310。此外，混合·脱泡处理中的转速设定为约2000rpm，处理时间设定为3分钟。所得到的荧光体糊剂中的荧光体填充率为15体积％。此外，两种荧光体的体积比例(第一荧光体：第二荧光体)为4：6。
通过将像这样操作而得到的荧光体糊剂如下那样涂布于市售的蓝色LED的光输出面上并使其固化，制作成为波长转换体的树脂荧光膜。
具体而言，首先，准备在陶瓷基板(氧化铝材质、纵28mm、横28mm、厚度1mm)上安装有102个蓝色LED芯片的市售的蓝色LED模块。
进而，如下那样操作，在多个蓝色LED芯片的周围设置兼作反射器(光反射体)的侧壁。侧壁使用了具有光反射率为90％以上的高的光反射特性的热固化性的白色有机硅树脂(制品名LPS-2428TW、信越化学工业株式会社制)。需要说明的是，该白色有机硅树脂是作为“密封材”广泛已知的树脂。
为了形成侧壁，首先，在基板上涂布上述的白色有机硅树脂。对于白色有机硅树脂的涂布，使用了自动分配装置(形号：ML-808FX、Musashi Engineering株式会社制)。然后，使用内径φ0.51mm的注射器针，在涂布间隙0.75mm、175kPa的气压的条件下以描绘速度1.0mm/s涂布白色有机硅树脂。在基板上涂布白色有机硅树脂后，通过在150℃的大气中进行2小时加热而形成侧壁。
需要说明的是，侧壁的形状为环状，外观尺寸为直径13mm，高度为705±25μm。此外，白色有机硅树脂中的至少450nm以上且低于750nm的波长区域的反射率为90％以上且低于98％，因此具有高的反射率。
接着，在该环状的侧壁的内侧填充荧光体糊剂，通过抽真空而脱泡后，在150℃的大气中进行2小时加热而使其固化。像这样操作，得到成为波长转换体的树脂荧光膜。需要说明的是，对于荧光体糊剂的填充，使用自动分配装置(形号：ML-5000XII、MusashiEngineering株式会社制)。此外，使用内径φ0.47mm的注射器针，以200kPa的气压填充荧光体糊剂。
而且，通过将填充时间改变为24秒、28秒、32秒、36秒而调整涂布于光输出面上的荧光体糊剂的填充量，制作具备厚度不同的波长转换体的4种发光模块。像这样操作，分别得到波长转换体的厚度不同的实施例1～4的发光模块。
虽然详细情况省略，但使用形状测定机(一键式3D形状测定机、VR-3200、株式会社KEYENCE制)来测定设置波长转换体(树脂荧光膜)前后的发光模块的从基板面起的高度。其结果是，实施例1、实施例2、实施例3及实施例4的波长转换体的厚度分别为183μm、226μm、324μm及466μm。需要说明的是，该波长转换体的厚度是指LED芯片的从主光取出面起的厚度。此外，还测定了侧壁的高度，结果虽然在样品间存在偏差，但为705±25μm。
接着，利用如上述那样操作而得到的发光模块，制作实施例1～4的发光装置。具体而言，在各例的发光模块的上表面设置作为光学构件的干涉滤波器。需要说明的是，干涉滤波器使用Thorlabs Inc.公司制、制品名：Premium Edgepass Filter、件号：FELH0550，起始(cut-on)波长为550nm。像这样操作，得到图1A中所示那样的实施例1～4的发光装置。
需要说明的是，在实施例1～4中，测定波长转换体与干涉滤波器(光学构件)的间隙距离G。其结果是，实施例1、实施例2、实施例3及实施例4中的间隙距离G在侧壁上载置有干涉滤波器的状态下分别大概为350μm、320μm、250μm及0μm。然后，通过一边使具有柔软性的侧壁的高度收缩一边使该干涉滤波器与树脂荧光膜接触、即使间隙消失，得到干涉滤波器与树脂荧光膜相接触的实施例1～4的发光装置。
进而，作为比较例1～4的发光装置，还制作了没有设置干涉滤波器的发光装置。具体而言，将实施例1～4的发光模块分别设定为比较例1～4的发光装置。
这里，图3中示出实施例1～4中使用的干涉滤波器的光透射特性。实施例1～4中使用的干涉滤波器是具有通过蒸镀而形成的介电体多层膜结构的光学构件，将短波长侧的可见光(紫～蓝～绿)反射并使近红外线透射。具体而言，如由图3获知的那样，至少波长200nm以上且低于530nm的光成分的透射率低于3％。即，该干涉滤波器使除了黄色～深红色光以外的可见光基本不透射。其另一方面，至少波长560nm以上且低于2200nm、特别是低于1000nm的光成分的透射率超过92％。即，该干涉滤波器使深红色光和近红外线透射。
需要说明的是，虽然省略数据，但反射率大概成为使透射率反转而得到的数据。因此，该干涉滤波器中的至少波长380nm以上且低于530nm的光成分的反射率超过90％，特别是波长400nm以上且低于500nm的光成分的反射率超过95％。即，该干涉滤波器以高效率将可见光(特别是蓝色光)反射。
接着，确认如上述那样操作而得到的实施例1～4及比较例1～4的发光装置的动作。具体而言，若对各例的发光装置的蓝色LED芯片投入电力(148V、100mA)，则从蓝色LED芯片放射作为一次光的蓝色光。而且，其一部分被树脂荧光膜中包含的Cr3+吸收，通过Cr3+的电子能级跃迁，转换成包含作为波长转换光的近红外线的光(第一荧光)。
这里，在实施例1～4的发光装置中，未被Cr3+吸收而透射波长转换体后的一次光被干涉滤波器反射，再次照射树脂荧光膜，被树脂荧光膜中的Cr3+吸收。而且，所吸收的一次光的一部分通过Cr3+的电子能级跃迁再次被转换成包含作为波长转换光的近红外线的光(第二荧光)。其另一方面，未被吸收的一次光反复进行上述循环直至再次被干涉滤波器反射而转换成近红外线、或被树脂荧光膜中等存在的光吸收体吸收而实质上消失为止。然后，经由这样的过程而生成的近红外线透射波长转换体，与第一荧光一起被输出。
在图4的(a)、(b)、(c)及(d)中，分别示出实施例1、实施例2、实施例3及实施例4的发光装置的分光分布。此外，在图4(a)～(d)中，也示出未配置干涉滤波器的比较例1～4的发光装置的分光分布。如图4(a)～(d)中所示的那样，实施例的发光装置能够大大降低一次光的光成分，并且提高树脂荧光膜中的由Cr3+产生的荧光成分的强度。
具体而言，实施例1的荧光峰波长下的荧光强度在将没有使用干涉滤波器的比较例1的荧光强度设定为100％的情况下为123％。实施例2的荧光峰波长下的荧光强度在将没有使用干涉滤波器的比较例2的荧光强度设定为100％的情况下为116％。实施例3的荧光峰波长下的荧光强度在将没有使用干涉滤波器的比较例3的荧光强度设定为100％的情况下为106％。实施例4的荧光峰波长下的荧光强度在将没有使用干涉滤波器的比较例4的荧光强度设定为100％的情况下为103％。即，实施例1～4的发光装置能够观察到相对于比较例1～4的发光装置增强至103％以上且低于130％的Cr3+的荧光。
此外，实施例1、实施例2、实施例3及实施例4的发光装置中的一次光的峰强度相对于荧光峰波长的荧光强度的比例分别为5.5％、5.4％、2.5％及1.5％。即，一次光的峰强度相对于荧光峰波长的荧光强度的比例即一次光强度率为低于6％的低强度。因此，就实施例1～4的发光装置而言，获知放出Cr3+的荧光占光成分的大部分的输出光。
需要说明的是，由实施例1～4获知，树脂荧光膜的厚度越薄则荧光强度的增加比例越大，越是300μm以下的薄的树脂荧光膜，则在得到强荧光的方面越有利。作为其理由，认为是由于，越是厚度薄的波长转换体，则波长转换体中的没有被Cr3+吸收而透射波长转换体的一次光的光子数越多，因此被干涉滤波器反射而被Cr3+再吸收并被波长转换的光子数越增加。
[实施例5～8及比较例5]
首先，与实施例1同样地在多个蓝色LED芯片的周围设置兼作反射器的侧壁，在其侧壁的内侧填充荧光体糊剂后使其加热固化，由此得到发光模块。需要说明的是，蓝色LED模块、侧壁的白色有机硅树脂及荧光体糊剂使用与实施例1相同的物质。此外，通过将荧光体糊剂的填充方法及填充时间也设定为与实施例1相同，从而将发光模块中的树脂荧光膜的厚度设定为约180μm。
通过在像这样操作而制作的发光模块的上表面与实施例1同样地设置作为光学构件的干涉滤波器，得到实施例5～8的发光装置。需要说明的是，干涉滤波器使用了朝日分光株式会社制、制品名：Short Wave Cut Filter。此外，在实施例5、实施例6、实施例7及实施例8中，将所使用的干涉滤波器的截止波长分别设定为490nm、590nm、690nm及730nm。
作为比较例5的发光装置，还制作了没有设置干涉滤波器的发光装置。具体而言，将实施例5～8的发光模块设定为比较例5的发光装置。
这里，在图5中示出实施例5～8中使用的干涉滤波器的光透射特性。实施例5～8中使用的干涉滤波器也是具有介电体多层膜结构的光学构件，将短波长侧的可见光反射并使近红外线透射。具体而言，如由图5获知的那样，至少波长300nm以上且低于480nm的光成分的透射率低于3％。即，至少使紫外线及短波长可见光(紫～蓝色的光)基本不透射。若详细说明，则波长300nm以上且低于“截止波长-10nm”的光成分的透射率低于3％，使波长300nm以上且低于“截止波长-10nm”的光基本不透射。
其另一方面，如由图5获知的那样，至少波长750nm以上且低于1000nm的光成分的透射率超过95％。即，至少使深红色光和近红外线透射。若详细说明，则“截止波长+10nm”以上且低于1000nm的光成分的透射率超过95％，使“截止波长+10nm”以上且低于1000nm的光的大部分透射。
需要说明的是，虽然省略数据，但至少波长300nm以上且低于480nm的光成分的反射率超过90％，波长300nm以上且低于“截止波长-10nm”的光成分的反射率超过90％。特别是波长400nm以上且低于500nm的光成分的反射率超过95％。
接着，确认如上述那样操作而得到的实施例5～8及比较例5的发光装置的动作。具体而言，首先，若对各例的发光装置的蓝色LED芯片投入电力(148V、100mA)，则从蓝色LED芯片放射作为一次光的蓝色光。然后，与实施例1～4同样地，所生成的近红外线(第一荧光及第二荧光)透射波长转换体，被输出到发光装置的外部。
图6中示出从实施例5、实施例6、实施例7及实施例8以及比较例5的发光装置发出的输出光的分光分布。如由图6获知的那样，实施例5～8的发光装置与实施例1～4同样地能够大大降低一次光的光成分，并且提高树脂荧光膜中的由Cr3+产生的荧光成分的强度。
具体而言，实施例5的荧光峰波长下的荧光强度在将没有使用干涉滤波器的比较例5的荧光强度设定为100％的情况下为112％。实施例6的荧光峰波长下的荧光强度在将没有使用干涉滤波器的比较例5的荧光强度设定为100％的情况下为115％。实施例7的荧光峰波长下的荧光强度在将没有使用干涉滤波器的比较例5的荧光强度设定为100％的情况下为117％。实施例8的荧光峰波长下的荧光强度在将没有使用干涉滤波器的比较例5的荧光强度设定为100％的情况下为120％。即，实施例5～8的发光装置能够观察到相对于比较例5的发光装置增强至超过110％且低于130％的Cr3+的荧光。
此外，实施例5、实施例6、实施例7及实施例8的发光装置中的一次光强度率分别为12.1％、1.9％、2.2％及2.3％，为低于13％的低强度率。特别是使用了截止波长比550nm长波长的干涉滤波器的发光装置的一次光强度率为低于2.5％的低强度率。即，获知该发光装置放出Cr3+的荧光占光成分的大部分的输出光。
需要说明的是，由实施例5～8获知，干涉滤波器的截止波长越成为长波长则荧光强度的强度增加比例越大，越是截止波长超过600nm的干涉滤波器(光学构件)，在得到强荧光的方面越有利。作为其理由，认为如下。越是使用了截止波长为长波长的干涉滤波器的发光装置，则未被Cr3+吸收而透射波长转换体的一次光的光子数与通过Cr3+被波长转换的光的短波长侧的可见光成分的光子数之和变得越多。因此，认为是由于被干涉滤波器反射的一次光、波长转换光被Cr3+再吸收并被波长转换的光子数增加。
需要说明的是，就干涉滤波器的截止波长超过700nm的发光装置而言，成为视见度大的短波长的可见光成分的输出比例小的发光装置。因此，这样的发光装置成为对不想被人觉察到点亮的用途有利的构成。
[实施例9及比较例9]
首先，除了将第一荧光体和第二荧光体的使用量分别设定为0.89g和1.40g以外，通过与实施例1相同的步骤制作荧光体糊剂。需要说明的是，实施例9的荧光体糊剂中的荧光体填充率为30体积％，两种荧光体的体积比例(第一荧光体：第二荧光体)为3：7。
将像这样操作而得到的荧光体糊剂使用分配器滴加到设置于玻璃基板上的模架中后，利用刮刀，使滴加的荧光体糊剂的表面平滑平坦化。需要说明的是，分配器使用Musashi Engineering株式会社制、形号：ML-5000XII。此外，玻璃基板使用纵200mm、横200mm、厚度1mm的玻璃基板。接着，将模架取下，通过在150℃的大气中进行2小时加热而使其固化，得到荧光体片材。然后，通过将所得到的荧光体片材利用镊子从玻璃基板剥离，制成波长转换体。需要说明的是，所得到的波长转换体为纵5mm、横5mm、厚度170μm。
为了慎重起见，利用绝对PL量子收率测定装置(C9920-02、Hamamatsu Photonics株式会社制)，在波长660nm的红色光激发条件下评价所得到的荧光体片材的荧光特性。其结果是，在荧光体片材中，内部量子效率(IQE)为90％，光吸收率(Abs.)为30％，荧光峰波长为815nm。
接着，利用像这样制作的荧光体片材，制作图1A中所示的结构的发光装置。具体而言，在表面安装型的市售的红色LED封装(件号：SMBB660D-1100、Ushio株式会社制)的主光取出面上，以透明有机硅树脂作为粘接剂，按照与该主光取出面相接触的方式粘贴荧光体片材。需要说明的是，红色LED封装使用Ushio株式会社制、件号：SMBB660D-1100。进而，通过在该荧光体片材上载置干涉滤波器(截止波长：730nm)并固定，得到实施例9的发光装置。
此外，作为比较例9的发光装置，还制作了没有设置干涉滤波器的发光装置。具体而言，将实施例9中的贴附有荧光体片材的红色LED封装设定为比较例9的发光装置。
接着，确认如上述那样操作而得到的实施例9及比较例9的发光装置的动作。具体而言，首先，若对各例的红色LED芯片投入电力(2.2V、100mA)，则从红色LED芯片放射作为一次光的红色光。然后，与实施例1～8同样地，所生成的近红外线(第一荧光及第二荧光)透射波长转换体，并被输出到发光装置的外部。
图7中以实线表示从实施例9的发光装置发出的输出光的分光分布。此外，图7中以点线示出从没有设置干涉滤波器的比较例9的发光装置发出的输出光的分光分布。如由图7获知的那样，实施例9的发光装置与实施例1～8同样地，能够大大降低一次光的光成分，并且提高树脂荧光膜中的由Cr3+产生的荧光成分的强度。
具体而言，实施例9的荧光峰波长下的荧光强度在将没有利用干涉滤波器的比较例9的荧光强度设定为100％的情况下为135％。即，实施例9的发光装置能够观察到相对于比较例9的发光装置增强至135％的Cr3+的荧光。因此，可以说实施例9的发光装置能够观察到相对于比较例9的发光装置增强至大概超过100％且低于140％的Cr3+的荧光。
此外，实施例9的发光装置中的一次光强度率为72％，为低于75％的低强度率。即，获知该发光装置放出至少一次光强度比Cr3+的荧光强度小、Cr3+的荧光占光成分的大部分的输出光。
需要说明的是，虽然理由不清楚，但获知从固体发光元件发出的一次光的峰波长越是成为长波长则荧光强度的增加比例越大，因此在得到强荧光的方面长波长的一次光是有利的。
[参考例]
示出包含基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁而吸收一次光的Cr3+的荧光体的荧光特性。具体而言，示出在蓝色光(波长450nm)的照射下评价使用了(Gd，La)3Ga2(GaO4)3：Cr3+荧光体(GLGG荧光体)的厚度不同的树脂荧光膜的荧光特性的结果。
首先，GLGG荧光体使用以下的化合物粉末作为主原料，通过传统的固相反应来制备。
氧化钆(Gd2O3)：纯度3N、NIPPON YTTRIUM株式会社制
氢氧化镧(La(OH)3)：纯度3N、信越化学工业株式会社制
氧化镓(Ga2O3)：纯度4N、Nippon Rare Metal株式会社制
氧化铬(Cr2O3)：纯度3N、株式会社高纯度化学研究所制
具体而言，首先，按照通过化学反应而生成化学计量的组成的化合物(Gd0.95La0.05)3(Ga0.97Cr0.03)2(GaO4)3)的方式，称量上述原料。然后，通过将所称量的原料混合，制备荧光体原料。接着，将荧光体原料放入到氧化铝制的烧成容器中，利用箱型电炉，在1500℃的大气中进行2小时的烧成。需要说明的是，烧成时的升降温速度设定为300℃/h。将所得到的烧成物使用乳钵和乳棒手动解碎后，将粗大粒子除去。由此，得到以(Gd0.95La0.05)3(Ga0.97Cr0.03)2(GaO4)3的组成式表示的粉末状的GLGG荧光体。
接着，利用该GLGG荧光体，制作树脂荧光膜。具体而言，树脂荧光膜通过使将有机硅树脂与GLGG荧光体混合后实施脱泡处理而得到的荧光体糊剂固化而获得。
需要说明的是，上述荧光体糊剂如下那样制作。首先，按照树脂中的荧光体粉末的填充率成为30体积％的方式，称量有机硅树脂和GLGG荧光体。有机硅树脂使用二液加成固化方式的有机硅树脂(制品名KER-2500A/B、信越化学工业株式会社制)。接着，使用乳钵和乳棒，将有机硅树脂与荧光体粉末混合。然后，通过将所得到的混合物进行抽真空(脱泡处理)，得到荧光体糊剂。
此外，上述树脂荧光膜如下那样制作。首先，在玻璃基板上按照成对并且具有15mm的等间隔宽度的方式贴附厚度为100μm的胶带。接着，在成对的胶带间滴加荧光体糊剂，利用刮刀使表面平滑化后将胶带剥离。进而，通过将荧光体糊剂在150℃的大气中进行2小时加热而使其固化，得到荧光体片材。而且，将所得到的荧光体片材利用镊子从玻璃剥离，用剪刀切断成适当的尺寸(纵横10mm)。像这样操作，得到树脂荧光膜。需要说明的是，作为树脂荧光膜，制作厚度不同的三种荧光膜(厚度：100μm、196μm、270μm)。
使用上述的绝对PL量子收率测定装置来评价所得到的树脂荧光膜的荧光特性。将波长450nm的蓝色光激发下的树脂荧光膜的评价结果示于表1中。
表1
如由表1获知的那样，使用了GLGG荧光体的树脂荧光膜具有85％以上、特别是90％以上(低于100％)的高的光子转换效率(内部量子效率)。此外，蓝色光的光吸收率在49％以上且60％以下的范围内随着厚度增加而变大。但是，这些光吸收率的水平比具有同等厚度的一般的LED照明用的树脂荧光膜(80％以上)小。即，一般的LED照明用的树脂荧光膜的光吸收率为80％以上，但使用了GLGG荧光体的树脂荧光膜的光吸收率低于70％、特别是低于65％。
像这样，包含Cr3+的GLGG荧光体的树脂荧光膜的光吸收率低于70％。而且，实施例1～9的树脂荧光膜也由于荧光体的荧光离子为Cr3+，因此推测为同等的光吸收率。
以上，对本实施方式进行了说明，但本实施方式并不限定于这些，可以在本实施方式的主旨的范围内进行各种变形。
日本特愿2021-124398号(申请日：2021年7月29日)的全部内容被援引于此。
产业上的可利用性
根据本公开，能够提供将固体发光元件与显示出基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁的光吸收的荧光体组合而成的发光装置中能够提高从该荧光体发出的荧光的输出强度的发光装置。进而，根据本公开，能够提供使用了提高了荧光输出强度的发光装置的电子设备。
符号的说明
1固体发光元件
2波长转换体
3光学构件
4基板
6一次光
7第一荧光
8第二荧光
9输出光
10 发光装置
20 电子设备
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.[修改后]一种发光装置，其具备：
放射一次光的固体发光元件；
波长转换体，该波长转换体包含含有基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁而吸收所述一次光的荧光离子的荧光体；和
光学构件，该光学构件将所述一次光反射，另一方面使所述荧光离子所放射的荧光透射，
在所述波长转换体中的一个面的一侧配置有所述固体发光元件，在另一面的一侧配置有所述光学构件，
所述荧光离子所放射的荧光透射所述光学构件并被输出到外部，
所述波长转换体将所述固体发光元件所放出的所述一次光吸收，转换成波长比所述一次光长的第一荧光，并且将通过所述光学构件而反射的所述一次光吸收，转换成波长比所述一次光长的第二荧光，
所述第一荧光及所述第二荧光在700nm～2500nm的波长区域内具有荧光峰。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述光学构件与所述波长转换体直接接触。
3.[修改后]根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，构成输出光且来源于所述荧光离子所放出的荧光的光成分的强度中，所述第二荧光所占的比例超过5％。
4.[删除]
5.[修改后]根据权利要求1～3中任一项所述的发光装置，其中，采取所述一次光的强度最大值的一次光波长与采取所述第一荧光的强度最大值的第一波长的波长差超过200nm。
6.[修改后]根据权利要求1～3及5中任一项所述的发光装置，其中，所述一次光为在435nm以上且低于480nm的波长区域内具有强度最大值的蓝色光。
7.[修改后]根据权利要求1～3及5、6中任一项所述的发光装置，其中，所述光学构件在光的入射角度为0～5°的范围内，350nm以上且低于500nm的波长范围的反射率为90％以上，750nm以上且低于1000nm的波长范围的透射率为90％以上。
8.[修改后]根据权利要求1～3及5～7中任一项所述的发光装置，其中，所述荧光离子为Cr3+。
9.[修改后]一种电子设备，其具备权利要求1～3及5～8中任一项所述的发光装置。
Claims (9)
1.一种发光装置，其具备：
放射一次光的固体发光元件；
波长转换体，该波长转换体包含含有基于禁戒跃迁型的电子能级跃迁而吸收所述一次光的荧光离子的荧光体；和
光学构件，该光学构件将所述一次光反射，另一方面使所述荧光离子所放射的荧光透射，
在所述波长转换体中的一个面的一侧配置有所述固体发光元件，在另一面的一侧配置有所述光学构件，
所述荧光离子所放射的荧光透射所述光学构件并被输出到外部。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，所述光学构件与所述波长转换体直接接触。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中，所述波长转换体将所述固体发光元件所放出的所述一次光吸收，转换成波长比所述一次光长的第一荧光，并且将通过所述光学构件反射的所述一次光吸收，转换成波长比所述一次光长的第二荧光，
构成输出光且来源于所述荧光离子所放出的荧光的光成分的强度中，所述第二荧光所占的比例超过5％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的发光装置，其中，所述波长转换体将所述固体发光元件所放出的所述一次光吸收，转换成波长比所述一次光长的第一荧光，并且将通过所述光学构件而反射的所述一次光吸收，转换成波长比所述一次光长的第二荧光，
所述第一荧光及所述第二荧光在700nm～2500nm的波长区域内具有荧光峰。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的发光装置，其中，所述波长转换体将所述固体发光元件所放出的所述一次光吸收，转换成波长比所述一次光长的第一荧光，并且将通过所述光学构件而反射的所述一次光吸收，转换成波长比所述一次光长的第二荧光，
采取所述一次光的强度最大值的一次光波长与采取所述第一荧光的强度最大值的第一波长的波长差超过200nm。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的发光装置，其中，所述一次光为在435nm以上且低于480nm的波长区域内具有强度最大值的蓝色光。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的发光装置，其中，所述光学构件在光的入射角度为0～5°的范围内，350nm以上且低于500nm的波长范围的反射率为90％以上，750nm以上且低于1000nm的波长范围的透射率为90％以上。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的发光装置，其中，所述荧光离子为Cr3+。
9.一种电子设备，其具备权利要求1～8中任一项所述的发光装置。
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