CN118160105A - 发光装置及光源装置 - Google Patents

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CN118160105A CN202280071726.7A CN202280071726A CN118160105A CN 118160105 A CN118160105 A CN 118160105A CN 202280071726 A CN202280071726 A CN 202280071726A CN 118160105 A CN118160105 A CN 118160105A
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芦田俊辅
板东笃史
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Abstract

本发明提供在蓝色光的视见度降低了的对象者使用的情况下能够提高文字等的识别性的发光装置。上述发光装置具备:在440nm以上且470nm以下的范围具有发光峰值波长的发光元件、和包含被来自上述发光元件的光激发而发光的多个荧光体的波长转换构件。在发光装置的发光光谱中,相对于来自上述发光元件的发光峰值波长下的发光强度,波长480nm下的发光强度的比例为0.05以上且0.20以下,波长530nm下的发光强度的比例为0.20以上且0.35以下,波长550nm下的发光强度的比例为0.23以上且0.38以下。

Description

发光装置及光源装置
技术领域
本公开涉及发光装置及光源装置。
背景技术
作为使用发光二极管(以下,也称为“LED”)发出白色系的光的发光装置,例如有组合有发出蓝色光的LED和发出黄色光的荧光体的发光装置。该发光装置通过将LED的蓝色光、和由被该蓝色光激发的荧光体形成的黄色光进行混色而发出白色系的光。一般而言,发出白色系的光的发光装置具有黑体辐射线上的色调。
关于发光装置发出的光的色调,例如提出了能够提高显示器的文字的易读感的发光装置(例如,参照日本特开2018-088374号公报)。
发明内容
发明所要解决的问题
已知老年人由于随着年龄增长而导致的晶状体的着色等,短波长侧的光、例如蓝色光的视见度降低。如果对于短波长侧的光的视见度降低,则会观察到对象物带黄色调,存在文字等的识别性降低的倾向。本公开的一个方式的目的在于提供在蓝色光的视见度降低了的对象者使用的情况下,能够提高文字等的识别性的发光装置。
解决问题的方法
第1方式为一种发光装置,其具备:在440nm以上且470nm以下的范围具有发光峰值波长的发光元件、和包含被来自上述发光元件的光激发而发光的多个荧光体的波长转换构件。在发光装置的发光光谱中,相对于来自上述发光元件的发光峰值波长下的发光强度,波长480nm下的发光强度的比例为0.05以上且0.20以下,波长530nm下的发光强度的比例为0.20以上且0.35以下,波长550nm下的发光强度的比例为0.23以上且0.38以下。
第2方式为一种光源装置,其具备发出相关色温为7000K以上且9200K以下的光的第1发光装置、和发出相关色温为2600K以上且2900K以下的光的第2发光装置,所述第1发光装置为第1方式的上述发光装置,所述光源装置能够以2600K以上且9200K以下的范围对发出的光的相关色温进行调色。
发明的效果
根据本公开的一个方式,可以提供在蓝色光的视见度降低了的对象者使用的情况下能够提高文字等的识别性的发光装置。
附图说明
图1是示出本实施方式的发光装置的一例的剖面示意图。
图2是示出实施例及比较例的发光装置的发光光谱的图。
图3是示出实施例及比较例的发光装置的发光色的色度坐标的图。
图4是示出实施例及比较例的发光装置的发光色的色度坐标由于年龄增长导致的变化的图。
具体实施方式
在本说明书中,“工序”的用语不仅包括独立的工序,在不能与其它工序明确区分时,只要能够实现该工序的预期目的,则也包含在本用语中。另外,对于组合物中的各成分的含量而言,在组合物中存在多种与各成分相当的物质时,只要没有特别限定,就是指存在于组合物中的该多种物质的合计量。此外,本说明书中记载的数值范围的上限及下限可以分别任意地选择作为数值范围而示例出的数值并进行组合。在本说明书中,颜色名称与色度坐标的关系、光的波长范围与单色光的颜色名称的关系等依据JIS Z8110。荧光体的半值宽度是指,在荧光体的发光光谱中,发光强度相对于最大发光强度成为50%的发光光谱的波长宽度(半值全宽;FWHM)。此外,在本说明书中,在表示荧光体或发光材料的组成的式中,用逗号(,)分隔记载的多种元素是指在组成中含有这些多种元素中的至少1种元素。另外,在表示荧光体的组成的式中,冒号(:)之前表示母体结晶,冒号(:)之后表示活化元素。以下,对本发明的实施方式详细地进行说明。但是,以下示出的实施方式示例出用于将本发明的技术思想具体化的发光装置及光源装置,本发明并不限定于以下示出的发光装置及光源装置。
发光装置
发光装置具备:在440nm以上且470nm以下的范围具有发光峰值波长的发光元件、和包含被来自发光元件的光激发而发光的多个荧光体的波长转换构件。在发光装置的发光光谱中,相对于来自发光元件的发光峰在其发光峰值波长下的发光强度(极大发光强度),波长480nm下的发光强度的比例可以为0.05以上且0.20以下。波长480nm下的发光强度的比例可以优选为0.10以上、0.12以上、0.15以上、0.16以上、0.17以上或0.175以上,另外可以优选为0.19以下或0.185以下。
另外,在发光装置的发光光谱中,相对于来自发光元件的发光峰在其发光峰值波长下的发光强度,波长530nm下的发光强度的比例可以为0.20以上且0.35以下。波长530nm下的发光强度的比例可以优选为0.24以上、0.27以上、0.28以上或0.29以上,另外可以优选为0.34以下、0.33以下或0.32以下。
此外,在发光装置的发光光谱中,相对于来自发光元件的发光峰在其发光峰值波长下的发光强度,波长550nm下的发光强度的比例可以为0.23以上且0.38以下。波长550nm下的发光强度的比例可以优选为0.24以上、0.25以上、0.26以上、0.27以上、0.28以上、0.29以上或0.30以上,另外可以优选为0.36以下、0.34以下或0.33以下。
通过将波长480nm、波长530nm及波长550nm下的发光强度相对于来自发光元件的发光峰的极大发光强度之比设定为上述的范围,能够减少发光装置发出的光的黄色成分,可以相对地增加蓝色成分。其结果是,在对于蓝色光的视见度降低了的对象者观察本公开的发光装置发出的光所照射的对象物时,使能够该对象者视觉辨认到照射了在设想的视见度光谱中具有位于黑体辐射轨迹附近的色度坐标的光。
这里,基于针对对象者设想的视见度光谱计算出的光的色度坐标例如以如下方式来计算。对发光装置的发光光谱进行测定,将测得的发光光谱转换为基于对象者的视见度光谱的发光光谱,根据转换后的发光光谱计算出色度坐标。这样,可计算出设想对象者辨认的光的色度坐标。
基于针对对象者设想的视见度光谱的发光装置的发光光谱可以通过用与对象者的年龄相对应的晶状体的光透射率乘以发光装置的发光光谱来计算。对于与对象者的年龄相对应的晶状体的光透射率而言,例如在CIE TECHNICAL REPORT,CIE203:2012incl.Erratum 1中记载为在300nm~700nm的波长范围中每5nm的各波长下的以各个年龄而设想的光透射率。具体而言,用各波长下的以对象者的年龄而设想的光透射率除以以设想具有标准视见度光谱的年龄(例如20岁)而设想的光透射率,将所得到的值分别乘以发光装置的发光光谱中的该波长的发光强度,由此可以得到设想对象者辨认的发光光谱。设想对象者辨认的发光装置发出的光的色度坐标可以根据所得到的发光光谱来计算。例如,对于根据发光装置的发光光谱计算出的色度坐标而言,可从发光装置的发光光谱中提取三刺激值,基于三刺激值通过常规方法来计算。需要说明的是,从发光光谱向色度坐标的转换可以通过CIE1931所定义的转换方法来计算。
对于相对于来自发光元件的发光峰在其发光峰值波长下的发光强度、波长480nm、波长530nm及波长550nm下的发光强度的比例分别为特定范围的发光装置而言,在对于蓝色光的视见度降低了的对象者使用的情况下,能够提高该对象者的文字等的识别性。另外,例如在老年人使用本公开的发光装置的情况下,能够提高观察对象物的色调的识别性。
在一个方式中,发光装置发出的光的相关色温可以为6000K以上且小于7000K。发光装置发出的光的相关色温可以优选为6100K以上或6300K以上,另外,可以优选为6900K以下、6700K以下、6500K以下或6400K以下。
在发光装置发出的光的相关色温为6000K以上且小于7000K的情况下,发光装置发出的光的色度坐标在CIE1931的色度图中可以为如下范围:对于色度坐标为x=0.322、y=0.326的第1点、色度坐标为x=0.307、y=0.312的第2点、色度坐标为x=0.310、y=0.294的第3点及色度坐标为x=0.324、y=0.305的第4点,由连接第4点及第1点的第1直线、连接第1点及第2点的第2直线、连接第2点及第3点的第3直线、以及连接第3点及第4点的第4直线所包围的范围。即,发光装置发出的光的色度坐标可以在由分别以第1点、第2点、第3点及第4点作为顶点的四边形所包围的范围内。通过使发光装置发出的光的色度坐标在该范围内,在对于蓝色光的视见度降低了的对象者观察本公开的发光装置发出的光所照射的对象物时,能够使该对象者视觉辨认到照射了在设想的视见度光谱中具有位于黑体辐射轨迹附近的色度坐标的光。
在发光装置发出的光的相关色温为6000K以上且小于7000K的情况下,发光装置发出的光在CIE1931表色系统的色度图中,相对于黑体辐射轨迹的色偏差duv可以在-0.015以上且-0.001以下的范围内。色偏差duv可以优选为-0.012以上、-0.011以上或-0.010以上,另外,可以优选为-0.003以下、-0.006以下、-0.008以下或-0.009以下。通过使色偏差duv为该范围,在对于蓝色光的视见度降低了的对象者观察本公开的发光装置发出的光所照射的对象物时,能够使该对象者视觉辨认到照射了在设想的视见度光谱中具有位于黑体辐射轨迹附近的色度坐标的光。
在一个方式中,对于发光装置发出的光的相关色温而言,相关色温可以为7000K以上且9200K以下。发光装置发出的光的相关色温可以优选为7200K以上、7500K以上、7600K以上或7800K以上,另外,可以优选为9000K以下、8500K以下、8000K以下或7900K以下。
在发光装置发出的光的相关色温为7000K以上且9200K以下的情况下,发光装置发出的光的色度坐标在CIE1931的色度图中可以为如下范围:对于色度坐标为x=0.292、y=0.280的第5点、色度坐标为x=0.287、y=0.292的第6点、色度坐标为x=0.307、y=0.312的第7点及色度坐标为x=0.310、y=0.294的第8点,由连接第8点及第5点的第5直线、连接第5点及第6点的第6直线、连接第6点及第7点的第7直线、以及连接第7点及第8点的第8直线所包围的范围。即,发光装置发出的光的色度坐标可以在由分别以第5点、第6点、第7点及第8点作为顶点的四边形所包围的范围内。通过使发光装置发出的光的色度坐标在该范围内,在对于蓝色光的视见度降低了的对象者观察照射了本公开的发光装置发出的光的对象物时,能够使该对象者视觉辨认到照射了在设想的视见度光谱中具有位于黑体辐射轨迹附近的色度坐标的光。
在发光装置发出的光的相关色温为7000K以上且9200K以下的情况下,发光装置发出的光在CIE1931表色系统的色度图中,相对于黑体辐射轨迹的色偏差duv可以在-0.015以上且-0.001以下的范围内。色偏差duv可以优选为-0.012以上、-0.010以上、-0.009以上或-0.008以上,另外,可以优选为-0.002以下、-0.004以下、-0.006以下或-0.007以下。通过使色偏差duv为该范围,在对于蓝色光的视见度降低了的对象者观察本公开的发光装置发出的光所照射的对象物时,能够使该对象者视觉辨认到照射了在设想的视见度光谱中具有位于黑体辐射轨迹附近的色度坐标的光。
在发光装置的发光光谱中,相对于来自发光元件的发光峰在其发光峰值波长下的发光强度,波长500nm下的发光强度的比例例如可以为0.20以上且0.35以下。波长500nm下的发光强度的比例可以优选为0.21以上、0.22以上或0.23以上,另外,可以优选为0.32以下、0.30以下、0.28以下、0.26以下或0.24以下。由此,能够减少发光装置发出的光的黄色成分,可以相对地增加蓝色成分。其结果是,在对于蓝色光的视见度降低了的对象者观察照射了本公开的发光装置发出的光的对象物时,能够使该对象者视觉辨认到照射了在设想的视见度光谱中具有位于黑体辐射轨迹附近的色度坐标的光。
在发光装置的发光光谱中,相对于来自发光元件的发光峰在其发光峰值波长下的发光强度,波长580nm下的发光强度的比例例如可以为0.20以上且0.35以下。波长580nm下的发光强度的比例可以优选为0.25以上、0.26以上、0.27以上、0.28以上或0.30以上,另外,可以优选为0.345以下、0.34以下或0.33以下。由此,能够减少发光装置发出的光的黄色成分,可以相对地增加蓝色成分。其结果是,在对于蓝色光的视见度降低了的对象者观察照射了本公开的发光装置发出的光的对象物时,使该对象者能够视觉辨认到照射了在设想的视见度光谱中具有位于黑体辐射轨迹附近的色度坐标的光。
发光装置的发光光谱例如可以在620nm以上且650nm以下的范围内具有发光峰。这里,在620nm以上且650nm以下的范围内具有发光峰是指,发光装置的发光光谱在620nm以上且650nm以下的范围内具有至少1个发光强度的极大值。发光装置的发光光谱具有发光峰值波长的波长范围可以优选为625nm以上,另外,可以优选为640nm以下。
在发光装置的发光光谱在620nm以上且650nm以下的范围内具有发光峰的情况下,该发光峰的半值宽度例如可以为15nm以下。发光峰的半值宽度可以优选为10nm以下或8nm以下。发光峰的半值宽度的下限例如可以为3nm以上。通过在620nm以上且650nm以下的范围内具有半值宽度窄狭的发光峰,能够制成发出高演色且高效率的光的发光装置。
发光装置发出的光可以具有给定的演色性。发光装置的演色性可以通过演色性指数来评价。对于演色性指数(colour rendering index)而言,依据JIS Z8726,对于通过试验光源和基准光源分别对具有给定的反射率特性的试验颜色(R1~R15)进行测色的情况下的色差ΔEi(i为1~15的整数)进行数值计算而算出。演色性指数Ri(i为1~15的整数)的上限为100。也就是说,试验光源和与其相对应的色温度的基准光源的色差越小,演色性指数越接近100且越高。在演色性指数中,R1~R8的平均值被称作平均演色性指数(以下,也记载为Ra),R9~R15被称作特殊演色性指数。关于特殊演色性指数,例如R9对应于红色。
发光装置的平均演色性指数Ra例如可以为70以上且100以下。发光装置的平均演色性指数Ra可以优选为80以上、90以上或92以上,另外,可以为98以下、95以下或94以下。在发光装置发出的光的相关色温为6000K以上且小于7000K的情况下,发光装置的特殊演色性指数R9例如可以为70以上且100以下,可以优选为80以上、85以上或88以上,另外,可以为95以下或92以下。另外,在发光装置发出的光的相关色温为7000K以上且9200K以下的情况下,发光装置的特殊演色性指数R9例如可以为70以上且100以下,可以优选为80以上、85以上或86以上,另外,可以为90以下或88以下。通过使发光装置的演色性指数为该范围,可以提供发出接近自然光的白色系的光的发光装置。
具有上述的发光光谱的发光装置例如具备在440nm以上且470nm以下的范围具有发光峰值波长的发光元件、和包含被来自发光元件的光激发而发光的多个荧光体的波长转换构件而构成。波长转换构件例如可以包含在520nm以上且545nm以下的范围内具有发光峰值波长的第1荧光体、在605nm以上且670nm以下的范围内具有发光峰值波长的第2荧光体、以及在610nm以上且650nm以下的范围内具有发光峰值波长的第3荧光体而构成。另外,波长转换构件例如也可以包含在520nm以上且545nm以下的范围内具有发光峰值波长的第1荧光体、在605nm以上且670nm以下的范围内具有发光峰值波长的第2荧光体、以及在505nm以上且530nm以下的范围内具有发光峰值波长且含有卤素的第4荧光体而构成。
这里,使用附图对发光装置的构成的一例进行说明。图1是发光装置的剖面示意图的一例。发光装置100具备在440nm以上且470nm以下的范围具有发光峰值波长的发光元件10、和波长转换构件50。波长转换构件50例如包含在520nm以上且545nm以下的范围内具有发光峰值波长的第1荧光体71、在605nm以上且670nm以下的范围内具有发光峰值波长的第2荧光体72及在610nm以上且650nm以下的范围内具有发光峰值波长的第3荧光体73这至少3种作为荧光体70。
发光装置100具有:发出可见光的短波长侧(例如380nm以上且485nm以下的范围)的光且发光峰值波长为440nm以上且470nm以下的范围内的氮化镓系化合物半导体的发光元件10、和载置发光元件10的成型体40。成型体40将第1引线20及第2引线30与树脂部42一体成型而成。或者,也可以将陶瓷作为材料代替树脂部42并利用已知的方法形成成型体40。成型体40形成了具有底面和侧面的凹部,在凹部的底面载置有发光元件10。发光元件10具有一对正负电极,该一对正负电极分别通过第1引线20及第2引线30和金属丝60进行电连接。发光元件10被波长转换构件50覆盖。波长转换构件50例如含有作为对来自发光元件10的光进行波长转换的荧光体70的第1荧光体71、第2荧光体72及第3荧光体73这至少3种荧光体、和树脂而成。
发光元件
发光元件的发光峰值波长在440nm以上且470nm以下的范围,从发光效率的观点考虑,优选在445nm以上且460nm以下的范围。通过使用在该范围具有发光峰值波长的发光元件作为激发光源,可以构成发出来自发光元件的光与来自荧光体的荧光的混色光的发光装置。另外,由于能够有效地利用从发光元件放射至外部的光,因此,能够减少从发光装置射出的光的损失,可以得到高效率的发光装置。此外,发光峰值波长位于比近紫外区域更长的长波长侧,紫外线的成分少,因此,作为光源的安全性和发光效率优异。
发光元件的发光光谱的半值宽度例如可以设为30nm以下。发光元件优选使用LED等半导体发光元件。通过使用半导体发光元件作为光源,能够得到高效率且输出相对于输入的线性高、对于机械冲击的耐受也强的稳定的发光装置。作为半导体发光元件,例如可以利用使用了氮化物类半导体(InXAlYGa1-X-YN,式中,X及Y满足0≤X、0≤Y、X+Y<1)的发出蓝色、绿色等的光的半导体发光元件。
波长转换构件
波长转换构件例如可以包含荧光体和树脂。波长转换构件可以包含吸收从发光元件发出的光而发出绿色光的第1荧光体中的至少1种、发出红色光的第2荧光体中的至少1种、发出深红色光的第3荧光体中的至少1种作为荧光体。第1荧光体~第3荧光体具有互不相同的组成。通过适当选择第1荧光体~第3荧光体的构成比率,能够使发光装置的发光效率、发出的光的色度坐标等特性为期望的范围。在波长转换构件包含第1荧光体~第3荧光体的情况下,发光装置发出的光的相关色温例如可以为6000K以上且9200K以下。
另外,波长转换构件也可以包含吸收从发光元件发出的光、发出绿色光的第1荧光体中的至少1种、发出红色光的第2荧光体中的至少1种、以及发出绿色光的第4荧光体中的至少1种作为荧光体。第1荧光体、第2荧光体及第4荧光体具有互不相同的组成。通过适当选择第1荧光体、第2荧光体及第4荧光体的构成比率,能够使发光装置的发光效率、发出的光的色度坐标等特性为期望的范围。在波长转换构件包含第1荧光体、第2荧光体及第4荧光体的情况下,发光装置发出的光的相关色温例如可以为7000K以上且9200K以下。
作为构成波长转换构件的树脂,例如可举出:有机硅树脂、环氧树脂、改性有机硅树脂、改性环氧树脂、丙烯酸树脂等。例如,有机硅树脂的折射率可以为1.35以上且1.55以下,可以更优选为1.38以上且1.43以下的范围。有机硅树脂的折射率为这些范围时,透光性优异,能够适宜地用作构成荧光构件的树脂。这里,有机硅树脂的折射率是固化后的折射率,依据JIS K7142:2008来测定。波长转换构件除了树脂及荧光体以外,还可以进一步包含光扩散材料。通过包含光扩散材料,能够缓和来自发光元件的指向性,增大视角。作为光扩散材料,例如可举出:氧化硅、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化铝等。
第1荧光体
第1荧光体可以在520nm以上且545nm以下的范围内具有发光峰值波长。第1荧光体的发光峰值波长可以优选为530nm以上,而且可以优选为540nm以下。第1荧光体的发光峰的半值宽度例如可以为90nm以上且130nm以下,可以优选为100nm以上,另外,可以优选为120nm以下。
第1荧光体可以具有包含第1元素、第2元素、氧原子(O)、以及铈(Ce)的组成,所述第1元素包含选自钇(Y)、镥(Lu)、钆(Gd)及铽(Tb)中的至少1种,所述第2元素包含选自铝(Al)及镓(Ga)中的至少1种。第1元素至少包含钇(Y),可以进一步包含选自镥(Lu)、钆(Gd)及铽(Tb)中的至少1种。第2元素可以包含铝(Al)及镓(Ga)。
对于第1荧光体的组成而言,在将氧原子的摩尔数设为12的情况下,可以为第1元素的摩尔数为2.8以上且3.2以下、第2元素的摩尔数为4.8以上且5.2以下、铈的摩尔数为0.009以上且0.6以下。第1荧光体的组成优选为:在将氧原子的摩尔数设为12的情况下,第1元素的摩尔数可以为2.9以上且3.1以下,第2元素的摩尔数可以为4.9以上且5.1以下,铈的摩尔数可以为0.01以上且0.1以下。
第1荧光体例如可以具有下述式(1)表示的组成。
(Y,Lu,Gd,Tb)x(Al,Ga)yO12:Cez(1)
式(1)中,x、y及z可以满足2.8≤x≤3.2、4.8≤y≤5.2及0.009≤z≤0.6,也可以满足2.9≤x≤3.1、4.9≤y≤5.1及0.010≤z≤0.5。
第1荧光体可以实质上包含具有下述式(1a)表示的理论组成的荧光体。需要说明的是,理论组成是指在化学计量上调整后的组成。
Y3(Al,Ga)5O12:Ce(1a)
相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第1荧光体的含有率例如可以为50质量%以上且80质量%以下。第1荧光体的含有率可以优选为60质量%以上或65质量%以上,另外,可以优选为75质量%以下或70质量%以下。波长转换构件可以单独包含1种第1荧光体,也可以组合包含2种以上。
在发光装置发出的光的相关色温为6000K以上且小于7000K的情况下,相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第1荧光体的含有率例如可以为50质量%以上且80质量%以下。第1荧光体的含有率可以优选为55质量%以上或65质量%以上,另外,可以优选为75质量%以下或70质量%以下。另外,在发光装置发出的光的相关色温为7000K以上且9200K以下的情况下,相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第1荧光体的含有率例如可以为50质量%以上且80质量%以下。第1荧光体的含有率可以优选为60质量%以上或65质量%以上,另外,可以优选为75质量%以下或70质量%以下。
波长转换构件可以包含具有下述式(1b)表示的理论组成的荧光体。在波长转换构件包含具有下述式(1b)表示的理论组成的荧光体的情况下,波长转换构件中所含的具有下述式(1b)表示的理论组成的荧光体相对于荧光体的合计质量的含有率例如可以为15质量%以下。具有下述式(1b)表示的理论组成的荧光体的含有率可以优选为10质量%以下、5质量%以下或1质量%以下。具有下述式(1b)表示的理论组成的荧光体的含有率的下限例如可以为0.1质量%以上。通过将作为第1荧光体的具有下述式(1b)表示的理论组成的荧光体的含有率设为15质量%以下或实质上不包含该荧光体,从而能够减少发光装置发出的光中555nm附近的黄色成分,可以相对地增加蓝色成分。其结果是,在对于蓝色光的视见度降低了的对象者观察本公开的发光装置发出的光所照射的对象物时,能够使该对象者视觉辨认到照射了在设想的视见度光谱中具有位于黑体辐射轨迹附近的色度坐标的光。
Y3Al5O12:Ce(1b)
第2荧光体
第2荧光体可以在605nm以上且小于670nm的范围内具有发光峰值波长。第2荧光体的发光峰值波长可以优选为610nm以上,另外,可以优选为620nm以下。第2荧光体的发光峰的半值宽度例如可以为70nm以上且90nm以下,可以优选为80nm以下。
第2荧光体可以具有包含第3元素、铝、硅、氮原子、以及铕的组成,所述第3元素包含选自钙及锶中的至少1种。第2荧光体的组成可以为:在将铝的摩尔数设为1的情况下,第3元素的摩尔数为0.7以上且1.2以下,硅的摩尔数为0.8以上且1.2以下,氮原子的摩尔数为2.0以上且3.2以下,铕的摩尔数为0.002以上且0.05以下。第2荧光体的组成可以优选为:在将铝的摩尔数设为1的情况下,第3元素的摩尔数为0.9以上且1.0以下,硅的摩尔数为0.9以上且1.1以下,氮原子的摩尔数为2.3以上且3.0以下,铕的摩尔数为0.005以上且0.01以下。
第2荧光体例如可以具有下述式(2)表示的组成。
CapSrqSisAltNu:Eur(2)
式(2)中,p、q、r、s、t及u可以满足0<p<1、0≤q<1、0.002≤r≤0.05、0.8≤p+q+r≤1.1、0.8≤s≤1.2、0.8≤t≤1.2、1.8≤s+t≤2.2、以及2.5≤u≤3.2,可以优选满足0.02≤p≤0.1、0≤q≤0.95、0.005≤r≤0.01、0.9≤p+q+r≤1、0.9≤s≤1.1、0.9≤t≤1.1、1.9≤s+t≤2.1、以及2.7≤u≤3.2。
第2荧光体可以包含实质上具有下述式(2a)表示的理论组成的荧光体。
(Sr,Ca)AlSiN3:Eu(2a)
相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第2荧光体的含有率例如可以为1质量%以上且20质量%以下。第2荧光体的含有率可以优选为3质量%以上、4质量%以上、4.5质量%以上或5质量%以上,另外,可以优选为10质量%以下、7质量%以下或6质量%以下。波长转换构件可以单独包含1种第2荧光体,也可以组合包含2种以上。
在发光装置发出的光的相关色温为6000K以上且小于7000K的情况下,相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第2荧光体的含有率例如可以为1质量%以上且20质量%以下。第2荧光体的含有率可以优选为3质量%以上、4质量%以上、4.5质量%以上或5质量%以上,另外,可以优选为10质量%以下、7质量%以下、6质量%以下或5质量%以下。另外,在发光装置发出的光的相关色温为7000K以上且9200K以下的情况下,相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第2荧光体的含有率例如可以为1质量%以上且20质量%以下。第2荧光体的含有率可以优选为3质量%以上、4质量%以上或5质量%以上,另外,可以优选为10质量%以下或6质量%以下。
第3荧光体
第3荧光体可以在610nm以上且650nm以下的范围内具有发光峰值波长。第3荧光体的发光峰值波长可以优选为620nm以上,另外,可以优选为640nm以下。第3荧光体的发光峰的半值宽度例如可以为1nm以上且15nm以下,可以优选为3nm以上,另外,可以优选为12nm以下或10nm以下。
第3荧光体可以具有包含第4元素、第5元素、氟原子、以及锰的组成,所述第4元素包含选自碱金属中的至少1种,所述第5元素包含选自钛、锆、铪、硼、铝、镓、铟、铊、碳、硅、锗及锡中的至少1种。
第4元素包含钾,也可以包含选自锂、钠、铷及铯中的至少1种。另外,第3荧光体的组成中的第4元素可以实质上由钾构成。这里,“实质上由钾构成”是指,组成中所含的钾的摩尔数相对于第4元素的总摩尔数之比例如可以为0.90以上,可以优选为0.95以上或0.97以上。摩尔数之比的上限例如可以为1或0.995以下。在第3荧光体中,第4元素的一部分可以被铵离子(NH4 +)取代。在第4元素的一部分被铵离子取代的情况下,组成中的铵离子的摩尔数相对于第4元素的总摩尔数的比例如可以为0.10以下,可以优选为0.05以下或0.03以下。铵离子的摩尔数的比例的下限例如可以超过0,可以优选为0.005以上。
第5元素可以至少包含选自碳、硅、锗及锡中的至少1种,可以优选至少包含硅及锗中的至少一种,可以更优选至少包含硅。另外,第5元素可以至少包含选自硼、铝、镓、铟及铊中的至少1种、和选自碳、硅、锗及锡中的至少1种,可以优选至少包含铝、和硅及锗中的至少一种,可以更优选至少包含铝和硅。
第3荧光体的组成可以具有如下组成:在将第4元素的摩尔数设为2的情况下,第5元素的摩尔数为0.7以上且1.1以下,氟原子的摩尔数为5.8以上且6.2以下,锰的摩尔数大于0且小于0.2。第3荧光体的组成可以优选具有如下组成:在将碱金属的摩尔数设为2的情况下,第5元素的摩尔数为0.8以上且1.05以下,氟原子的摩尔数为5.9以上且6.1以下,锰的摩尔数为0.01以上且0.15以下。
第3荧光体例如可以具有下述式(3)表示的组成。
(K,Li,Na,Rb,Cs)2(Al,Ga,Si,Ge)iFj:Mnk(3)
式(3)中,i、j及k可以满足0.7≤i≤1.1、5.8≤j≤6.2及0<k<0.2,可以优选满足0.8≤i≤1.05、5.9≤j≤6.1及0.01≤k≤0.15。
第3荧光体可以包含具有下述式(3a)或(3b)表示的组成的荧光体。
A1 c[M1 1-bFd]:Mnb(3a)
式(3a)中,A1可以包含选自Li、Na、K、Rb及Cs中的至少1种。M1至少包含Si及Ge中的至少一种,可以进一步包含选自第4族元素及第14族元素中的至少1种的元素。Mn可以为4价Mn离子。b满足0<b<0.2,c为[M2 1-bMnbFd]离子的电荷的绝对值,d满足5<d<7。
式(3a)中的A1至少包含K,可以进一步包含选自Li、Na、Rb及Cs中的至少1种。另外,A1的一部分可以被铵离子(NH4 +)取代。在A1的一部分被铵离子取代的情况下,组成中的铵离子的摩尔数相对于A1的总摩尔数的比例如可以为0.10以下,可以优选为0.05以下或0.03以下。铵离子的摩尔数的比例的下限例如可以大于0,可以优选为0.005以上。
式(3a)中的b优选为0.005以上且0.15以下、0.01以上且0.12以下或0.015以上且0.1以下。c例如可以为1.8以上且2.2以下,可以优选为1.9以上且2.1以下或1.95以上且2.05以下。d可以优选为5.5以上且6.5以下、5.9以上且6.1以下、5.92以上且6.05以下或5.95以上且6.025以下。
A2 f[M2 1-eFg]:Mne(3b)
式(3b)中,A2至少包含K,可以进一步包含选自Li、Na、Rb及Cs中的至少1种。M2至少包含Si及Al,可以进一步包含选自第4族元素、第13族元素及第14族元素中的至少1种的元素。Mn可以为4价Mn离子。e满足0<e<0.2,f为[M2 1-eMneFg]离子的电荷的绝对值,g满足5<g<7。
式(3b)中的A2的一部分可以被铵离子(NH4 +)取代。在A2的一部分被铵离子取代的情况下,组成中的铵离子的摩尔数相对于A2的总摩尔数的比例如可以为0.10以下,可以优选为0.05以下或0.03以下。铵离子的摩尔数的比例的下限例如可以超过0,可以优选为0.005以上。
式(3b)中的e优选为0.005以上且0.15以下、0.01以上且0.12以下或0.015以上且0.1以下。f例如可以为1.8以上且2.2以下,可以优选为1.9以上且2.1以下或1.95以上且2.05以下。g可以优选为5.5以上且6.5以下、5.9以上且6.1以下、5.92以上且6.05以下或5.95以上且6.025以下。
相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第3荧光体的含有率例如可以为10质量%以上且40质量%以下。第3荧光体的含有率可以优选为20质量%以上或25质量%以上,另外,可以优选为35质量%以下或30质量%以下。波长转换构件可以单独包含一种第3荧光体,也可以组合包含2种以上。
在发光装置发出的光的相关色温为6000K以上且小于7000K的情况下,相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第3荧光体的含有率例如可以为10质量%以上且40质量%以下。第3荧光体的含有率可以优选为20质量%以上或25质量%以上,另外,可以优选为35质量%以下、30质量%以下或28质量%以下。另外,在发光装置发出的光的相关色温为7000K以上且9200K以下的情况下,相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第3荧光体的含有率例如可以为10质量%以上且40质量%以下。第3荧光体的含有率可以优选为20质量%以上、25质量%以上或28质量%以上,另外,可以优选为35质量%以下或30质量%以下。
相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第2荧光体及第3荧光体的合计含有率例如可以为20质量%以上且50质量%以下。第2荧光体及第3荧光体的合计含有率可以优选为25质量%以上或30质量%以上,另外,可以优选为40质量%以下或35质量%以下。
在发光装置发出的光的相关色温为6000K以上且小于7000K的情况下,相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第2荧光体及第3荧光体的合计含有率例如可以为20质量%以上且50质量%以下。第2荧光体及第3荧光体的合计含有率可以优选为25质量%以上或30质量%以上,另外,可以优选为40质量%以下、35质量%以下或32质量%以下。另外,在发光装置发出的光的相关色温为7000K以上且9200K以下的情况下,相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第2荧光体及第3荧光体的合计含有率例如可以为20质量%以上且50质量%以下。第2荧光体及第3荧光体的合计含有率可以优选为25质量%以上、30质量%以上或32质量%以上,另外,可以优选为40质量%以下、38质量%以下或35质量%以下。
波长转换构件中的第2荧光体的含量相对于第2荧光体及第3荧光体的合计含量之比例如可以为0.01以上且0.5以下,可以优选为0.05以上或0.1以上,另外,可以优选为0.3以下或0.2以下。
波长转换构件中的第1荧光体的含量相对于第2荧光体及第3荧光体的合计含量之比例如可以为1.5以上且3以下,可以优选为1.6以上、1.8以上或1.9以上,另外,可以优选为2.6以下、2.4以下或2.3以下。
在发光装置发出的光的相关色温为6000K以上且小于7000K的情况下,波长转换构件中的第1荧光体的含量相对于第2荧光体及第3荧光体的合计含量之比例如可以为1.5以上且3以下。第1荧光体的含量的比例可以优选为1.6以上、1.8以上、2.0以上或2.2以上,另外,可以优选为2.5以下、2.4以下、2.3以下或2以下。另外,在发光装置发出的光的相关色温为7000K以上且9200K以下的情况下,波长转换构件中的第1荧光体的含量相对于第2荧光体及第3荧光体的合计含量之比例如可以为1.5以上且3以下。第1荧光体的含量的比例可以优选为1.7以上、1.8以上、1.9以上或2以上,另外,可以优选为2.6以下、2.3以下、2.2以下或2以下。
第4荧光体
第4荧光体可以在505nm以上且530nm以下的范围内具有发光峰值波长。第4荧光体的发光峰值波长可以优选为510nm以上。第4荧光体的发光峰的半值宽度例如可以为30nm以上且70nm以下,可以优选为40nm以上,另外,可以优选为60nm以下。
第4荧光体可以具有包含碱土金属、镁、硅、氧原子、卤原子、以及铕的组成,所述碱土金属包含选自钙、锶及钡中的至少1种,所述卤原子包含选自氟、氯及溴中的至少1种。
第4荧光体可以包含实质上具有下述式(4a)表示的理论组成的荧光体。
Ca8MgSi4O16Cl2:Eu(4a)
相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第4荧光体的含有率例如可以为17质量%以上且35质量%以下。第4荧光体的含有率可以优选为22质量%以上或30质量%以上。波长转换构件可以单独包含1种第4荧光体,也可以组合包含2种以上。
相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第2荧光体及第4荧光体的合计含有率例如可以为20质量%以上且50质量%以下。第2荧光体及第4荧光体的合计含有率可以优选为25质量%以上、30质量%以上或34质量%以上,另外,可以优选为40质量%以下或38质量%以下。
波长转换构件中的第4荧光体的含量相对于第2荧光体及第4荧光体的合计含量之比例如可以为0.1以上且0.4以下,可以优选为0.2以上或0.22以上,另外,可以优选为0.35以下或0.3以下。
波长转换构件中的第1荧光体的含量相对于第2荧光体及第4荧光体的合计含量之比例如可以为1.2以上且3以下,可以优选为1.4以上或1.6以上,另外,可以优选为2.4以下或2.0以下。
在波长转换构件包含第1荧光体~第3荧光体的情况下,波长转换构件中的荧光体的合计含量相对于树脂100质量份例如可以为10质量份以上且50质量份以下,可以优选为15质量份以上、18质量份以上或20质量份以上,另外,可以优选为40质量份以下、30质量份以下或28质量份以下。
在波长转换构件包含第1荧光体~第3荧光体、发光装置发出的光的相关色温为6000K以上且小于7000K的情况下,波长转换构件中的荧光体的合计含量相对于树脂100质量份例如可以为10质量份以上且50质量份以下,可以优选为15质量份以上、18质量份以上或20质量份以上,另外,可以优选为40质量份以下、30质量份以下、25质量份以下或22质量份以下。另外,在发光装置发出的光的相关色温为7000K以上且9200K以下的情况下,波长转换构件中的荧光体的合计含量相对于树脂100质量份例如可以为10质量份以上且50质量份以下,可以优选为15质量份以上、18质量份以上、20质量份以上或22质量份以上,另外,可以优选为40质量份以下、30质量份以下或28质量份以下。
在波长转换构件包含第1荧光体、第2荧光体及第4荧光体的情况下,波长转换构件中的荧光体的合计含量相对于树脂100质量份例如可以为4质量份以上且20质量份以下,可以优选为7质量份以上、8质量份以上或10质量份以上,另外,可以优选为18质量份以下、16质量份以下或14质量份以下。
光源装置
光源装置可以具备:发出相关色温为7000K以上且9200K以下的光的第1发光装置、和发出相关色温为2600K以上且2900K以下的光的第2发光装置。光源装置以能够在2600K以上且9200K以下的范围对发出的光的相关色温进行调色的方式构成。这里,第1发光装置可以为上述的发光装置。
光源装置所具备的第1发光装置可以具备:在440nm以上且470nm以下的范围具有发光峰值波长的发光元件、和包含被来自发光元件的光激发而发光的多个荧光体的波长转换构件。对于第1发光装置而言,在其发光光谱中,相对于来自发光元件的发光峰在其发光峰值波长下的发光强度,波长480nm下的发光强度的比例为0.15以上且0.20以下,波长530nm下的发光强度的比例为0.20以上且0.35以下,波长550nm下的发光强度的比例可以为0.25以上且0.38以下。关于第1发光装置的构成的详细情况,与上述的发光装置同样。
第1发光装置发出的光的相关色温可以优选为7200K以上或7500K以上,另外,可以优选为9000K以下或8500K以下。
光源装置所具备的第2发光装置发出相关色温为2600K以上且2900K以下的光。第2发光装置发出的光的相关色温可以优选为2620K以上或2650K以上,另外,可以优选为2900K以下或2800K以下。
第2发光装置以发出的光的相关色温为上述范围内的方式构成,除此以外,可以与第1发光装置同样地构成。另外,第2发光装置可以与第1发光装置不同地构成。第2发光装置例如可以具备:在440nm以上且470nm以下的范围具有发光峰值波长的发光元件、和包含被来自发光元件的光激发而发光的多个荧光体的波长转换构件。第2发光装置所具备的发光元件可以与第1发光装置所具备的发光元件相同。
第2发光装置所具备的波长转换构件例如可以包含荧光体和树脂。波长转换构件可以包含吸收从发光元件发出的光而发出绿色光的第5荧光体中的至少1种、发出红色光的第6荧光体中的至少1种、以及发出深红色光的第7荧光体中的至少1种作为荧光体。第5荧光体~第7荧光体具有互不相同的组成。通过适当选择第5荧光体~第7荧光体的构成比率,能够使第2发光装置的发光效率、发出的光的色度坐标等特性为期望的范围。关于构成波长转换构件的树脂,与上述的发光装置中的树脂相同。
第5荧光体
第5荧光体可以在510nm以上且545nm以下的范围内具有发光峰值波长。第5荧光体的发光峰值波长可以优选为520nm以上,另外,可以优选为535nm以下。第5荧光体的发光峰的半值宽度例如可以为80nm以上且120nm以下,可以优选为90nm以上,另外,可以优选为110nm以下。
第5荧光体可以具有包含第6元素、第7元素、氧原子、以及铈的组成,所述第6元素包含选自钇(Y)、镥(Lu)、钆(Gd)及铽(Tb)中的至少1种,所述第7元素包含选自铝(Al)及镓(Ga)中的至少1种。第6元素至少包含钇(Y),可以进一步包含选自镥(Lu)、钆(Gd)及铽(Tb)中的至少1种。另外,第6元素至少包含镥(Lu),可以进一步包含选自钇(Y)、钆(Gd)及铽(Tb)中的至少1种。第7元素可以包含铝(Al)及镓(Ga)。
第5荧光体的组成可以为:在将氧原子的摩尔数设为12的情况下,第6元素的摩尔数为2.8以上且3.2以下,第7元素的摩尔数为4.8以上且5.2以下,铈的摩尔数为0.009以上且0.6以下。第5荧光体的组成可以优选为:在将氧原子的摩尔数设为12的情况下,第6元素的摩尔数可以为2.9以上且3.1以下,第7元素的摩尔数可以为4.9以上且5.1以下,铈的摩尔数为0.01以上且0.2以下。
第5荧光体例如可以具有下述式(5)表示的组成。
(Y,Lu,Gd,Tb)x(Al,Ga)yO12:Cez(5)
式(5)中,x、y及z可以满足2.8≤x≤3.2、4.8≤y≤5.2及0.009≤z≤0.6,也可以满足2.9≤x≤3.1、4.9≤y≤5.1及0.01≤z≤0.2。
第5荧光体可以包含实质上具有下述式(5a)或(5b)表示的理论组成的荧光体。
Y3(Al,Ga)5O12:Ce(5a)
Lu3(Al,Ga)5O12:Ce(5b)
相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第5荧光体的含有率例如可以为1质量%以上且95质量%以下。第5荧光体的含有率可以优选为20质量%以上、30质量%以上、40质量%以上或50质量%以上,另外,可以优选为70质量%以下、60质量%以下、55质量%以下或50质量%以下。波长转换构件可以单独包含1种第5荧光体,也可以组合包含2种以上。
第2发光装置中的第5荧光体可以包含具有式(5a)表示的组成的荧光体和具有式(5b)表示的组成的荧光体。在第5荧光体包含具有式(5a)表示的组成的荧光体和具有式(5b)表示的组成的荧光体的情况下,具有式(5a)表示的组成的荧光体的含量相对于第5荧光体的合计含量的比率例如可以为5质量%以上且95质量%以下,可以优选为10质量%以上、15质量%以上、20质量%以上、30质量%以上或50质量%以上,另外,可以优选为70质量%以下、60质量%以下、40质量%以下、30质量%以下或25质量%以下。
第6荧光体
第6荧光体可以在590nm以上且小于620nm的范围内具有发光峰值波长。对于第6荧光体的发光特性及组成而言,除了发光峰值波长的范围不同以外,可以与上述的第2荧光体相同。
相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第6荧光体的含有率例如可以为1质量%以上且20质量%以下。第6荧光体的含有率可以优选为1.5质量%以上、2质量%以上、2.2质量%以上或5质量%以上,另外,可以优选为15质量%以下、10质量%以下或5质量%以下。波长转换构件可以单独包含1种第6荧光体,也可以组合包含2种以上。
第7荧光体
第7荧光体可以在620nm以上且650nm以下的范围内具有发光峰值波长。对于第7荧光体的发光特性及组成而言,除了发光峰值波长的范围不同以外,可以与上述的第3荧光体相同。
相对于波长转换构件中所含的荧光体的合计质量,波长转换构件中的第7荧光体的含有率例如可以为1质量%以上且60质量%以下。第7荧光体的含有率可以优选为2质量%以上、5质量%以上、20质量%以上、30质量%以上或40质量%以上,另外,可以优选为50质量%以下、45质量%以下、15质量%以下或10质量%以下。波长转换构件可以单独包含1种第7荧光体,也可以组合包含2种以上。
波长转换构件中的第6荧光体的含量相对于第6荧光体及第7荧光体的合计含量之比例如可以大于0且为1以下,可以优选为0.02以上、0.03以上、0.04以上或0.05以上,另外,可以优选为0.15以下、0.1以下、0.08以下或0.06以下。
波长转换构件中的第5荧光体的含量相对于第6荧光体及第7荧光体的合计含量之比例如可以为0.1以上且1.4以下,可以优选为0.15以上、0.2以上、0.6以上、0.8以上、1以上或1.1以上,另外,可以优选为1.3以下、1.2以下、1以下、0.35以下或0.3以下。
波长转换构件中的荧光体的合计含量相对于树脂100质量份例如30质量份以上且150质量份以下,可以优选为70质量份以上或80质量份以上,另外,可以优选为120质量份以下或100质量份以下。
光源装置以能够以2600K以上且9200K以下的范围对发出的光的相关色温进行调色的方式构成。光源装置发出的光的相关色温可以优选为2650K以上,另外,可以优选为9000K以下或8500K以下。光源装置通过具备第1发光装置及第2发光装置,从而能够以期望的范围对发出的光的相关色温进行调色。具体而言,例如,可以通过分别调整对第1发光装置及第2发光装置施加的电流,从而使发出的光的相关色温为期望的范围。
光源装置例如具备以下部分而构成:第1发光装置、第2发光装置、能够控制第1发光装置的光输出及第2发光装置的光输出并调色成期望的相关色温的控制部、以及能够与控制部联动而设定为期望的调色的设定部。光源装置通过分别控制来自第1发光装置和第2发光装置的光输出,从而能够射出具有期望的相关色温及色度坐标的混色光。另外,通过使用发光色具有给定的色偏差的第1发光装置及第2发光装置,能够射出从低相关色温至高相关色温的相对于黑体辐射轨迹的色偏差duv为-0.015以上且-0.001以下的范围内的混色光。
光源装置发出的光在CIE1931表色系统的色度图中相对于黑体辐射轨迹的色偏差duv可以为-0.015以上且-0.001以下的范围内。光源装置发出的光的色偏差duv可以优选为-0.0135以上、-0.012以上或-0.010以上,另外,可以优选为-0.003以下或-0.005以下。
实施例
以下,通过实施例对本发明具体地进行说明,但本发明并不限定于这些实施例。
荧光体
在发光装置的制作之前,分别准备了以下示出的第1荧光体、第2荧光体、第3荧光体及第4荧光体。
作为第1荧光体,准备了实质上具有Y3(Al,Ga)5O12:Ce表示的理论组成且在535nm附近具有发光峰值波长的绿色发光的荧光体(以下,也称为“GYAG”)。
作为第2荧光体,准备了实质上具有(Sr,Ca)AlSiN3:Eu表示的理论组成且在610nm附近具有发光峰值波长的红色发光的荧光体(以下,也称为“SCASN”)。
作为第3荧光体,准备了实质上具有K2SiF6:Mn表示的理论组成且在630nm附近具有发光峰值波长的深红色发光的荧光体(以下,也称为“KSF”)。KSF的发光光谱中的半值宽度为8nm。
作为第4荧光体,准备了实质上具有Ca8MgSiO16Cl2:Eu表示的理论组成且在515nm附近具有发光峰值波长的绿色发光的荧光体(以下,也称为“卤硅酸盐”)。
作为其它的荧光体,准备了实质上具有Y3Al5O12:Ce表示的理论组成且在555nm附近具有发光峰值波长的黄色发光的荧光体(以下,也称为“YAG”)、和实质上具有Lu3(Al,Ga)5O12:Ce表示的理论组成且在525nm附近具有发光峰值波长的绿色发光的荧光体(以下,也称为“LAG”)。
发光元件
作为发光元件,准备了发光峰值波长为455nm的蓝紫色发光LED。
实施例1
发光装置的制作
将发光峰值波长为455nm的蓝紫色发光LED的发光元件与第1荧光体(GYAG)、第2荧光体(SCASN)及第3荧光体(KSF)组合,如下所述地制作了实施例1的发光装置。
在有机硅树脂中添加以相对于总荧光体量的第1荧光体(GYAG)的含有率为65.5质量%、第2荧光体(SCASN)与第3荧光体(KSF)的合计含有率为34.5质量%、第2荧光体(SCASN)与第3荧光体(KSF)的质量基准的混合比(SCASN:KSF)为15:85、且以相关色温达到6500K附近的方式配合而成的荧光体,在混合分散后,进一步进行脱泡,由此得到了含有荧光体的树脂组合物。这里,将相对于有机硅树脂100质量份的荧光体的总量设为25质量份。接着,将该含有荧光体的树脂组合物注入并填充于发光元件上,进一步进行加热,由此使树脂组合物固化。通过这样的工序制作了实施例1的发光装置。
实施例2
以相对于总荧光体量的第1荧光体(GYAG)的含有率为69.2质量%、第2荧光体(SCASN)与第3荧光体(KSF)的合计含有率为30.8质量%、第2荧光体(SCASN)与第3荧光体(KSF)的质量基准的混合比(SCASN:KSF)为15:85、且以相关色温达到7870K附近的方式配合了荧光体,并将相对于有机硅树脂100质量份的荧光体的总量设为20.5质量份,除此以外,与实施例1同样地制作了实施例2的发光装置。
实施例3
以相对于总荧光体量的第1荧光体(GYAG)的含有率为64.0质量%、第2荧光体(SCASN)与第4荧光体(卤硅酸盐)的合计含有率为36.0质量%、第2荧光体(SCASN)与第4荧光体(卤硅酸盐)的质量基准的混合比(SCASN:卤硅酸盐)为73:27、且以相关色温达到8500K附近的方式配合了荧光体,并将相对于有机硅树脂100质量份的荧光体的总量设为11.8质量份,除此以外,与实施例1同样地制作了实施例3的发光装置。
比较例1
以相对于总荧光体量的第1荧光体(GYAG)与YAG的合计含有率为56.1质量%、第1荧光体(GYAG)与YAG的质量基准的混合比(GYAG:YAG)为80:20、第2荧光体(SCASN)与第3荧光体(KSF)的合计含有率为43.9质量%、第2荧光体(SCASN)与第3荧光体(KSF)的质量基准的混合比(SCASN:KSF)为3:97、且以相关色温达到5000K附近的方式配合了荧光体,并将相对于有机硅树脂100质量份的荧光体的总量设为44.7质量份,除此以外,与实施例1同样地制作了比较例1的发光装置。
比较例2
以相对于总荧光体量的第1荧光体(GYAG)与YAG的合计含有率为63质量%、第1荧光体(GYAG)与YAG的质量基准的混合比(GYAG:YAG)为90:10、第2荧光体(SCASN)与第3荧光体(KSF)的合计含有率为37质量%、第2荧光体(SCASN)与第3荧光体(KSF)的质量基准的混合比(SCASN:KSF)为3:97、且以相关色温达到6500K附近的方式配合了荧光体,并将相对于有机硅树脂100质量份的荧光体的总量设为30.5质量份,除此以外,与实施例1同样地制作了比较例2的发光装置。
参考例1
以相对于总荧光体量的LAG与GYAG的合计含有率为54.5质量%、LAG与GYAG的混合比(LAG:GYAG)为80:20、SCASN与KSF的合计含有率为45.5质量%、SCASN与KSF的质量基准的混合比(SCASN:KSF)为5:95、且以相关色温达到2700K附近的方式配合了荧光体,并将相对于有机硅树脂100质量份的荧光体的总量设为90质量份,除此以外,与实施例1同样地制作了参考例1的发光装置。
评价
色度坐标(x、y)、色偏差、平均演色性指数Ra、特殊演色性指数R9及相关色温
对于各实施例及比较例的发光装置,通过将多通道光谱仪和积分球组合而成的光测量系统测定了发光色的色度坐标(x、y)及色偏差。另外,依据JIS Z8726求出了平均演色性指数Ra及特殊演色性指数R9。进一步,依据JIS Z8725测定了相关色温(Tcp;K)。将结果示于表1。将各发光装置的发光色的CIE1931的色度图中的色度坐标示于图3。
相对光通量
利用使用了积分球的总光通量测定装置,对各实施例及比较例的发光装置测定了光通量。将相关色温达到5000K附近的比较例1的发光装置的光通量设为100%,计算出其它发光装置的相对光通量。将结果示于表1。
发光光谱
使用与相对光通量的测定相同的总光通量测定装置测定了表示各发光装置的相对于波长的相对强度(相对发光强度)的发光光谱。在图2中示出了在各发光装置的发光光谱中将发光强度的最大值设为1时的各发光装置的发光光谱。另外,在发光光谱中求出了480nm、500nm、530nm、550nm及580nm的各波长下的发光强度相对于来自发光元件的峰(455nm)的发光强度的发光强度比。将结果示于表1。
[表1]
由视见度光谱变化引起的色度坐标的变化
对于上述得到的发光装置,应用设想为60岁的人的视见度光谱变化对蓝色光的视见度降低了的对象者感受到的发光色的色度坐标、演色性指数及相关色温进行了评价。将结果示于表2及图4。需要说明的是,作为标准的视见度光谱,采用了设想为20岁的人的视见度光谱。
具体而言,基于CIE TECHNICAL REPORT,CIE203:2012incl.Erratum 1中记载的300nm~700nm波长范围中每5nm的各波长下的对各年龄的人设想的光透射率,如下所述地进行了评价。用各波长下的对60岁设想的光透射率除以对20岁设想的光透射率,将得到的值分别乘以发光装置在该波长下的发光强度,由此转换成应用了设想为60岁的视见度光谱变化的发光光谱。根据转换后的发光光谱,基于CIE1931所定义的转换方法计算出应用了设想为60岁的视见度光谱变化的色度坐标及相关色温。
[表2]
如图4所示,实施例的发光装置所发出的光的色度坐标虽然在标准的视见度光谱中存在于相对于黑体辐射轨迹具有负的色偏差的区域,但在设想为60岁的视见度光谱中基本上位于黑体辐射轨迹上。这表明,在具有设想为60岁的视见度光谱的人观察照射了实施例的发光装置发出的光的对象物时,色调的识别性提高,文字等的识别性提高。而且,可以提供减少发光装置发出的光的黄色成分、相对地增加蓝色成分、并且发出具有高演色性的光的发光装置。
实施例4
能够调色的光源装置
作为第1发光装置,使用了实施例2的发光装置,作为第2发光装置,使用了参考例1的发光装置。制作了具备第1发光装置及第2发光装置、能够分别控制它们的光输出的控制部、以及能够与控制部联动而设定为期望的相关色温的设定部的光源装置。
在表3中示出了与实施例4相关的光源装置所使用的第1发光装置及第2发光装置的发光色的色度坐标(x、y)及色偏差、依据JIS Z8726的平均演色性指数Ra、特殊演色性指数R9、依据JIS Z8725的相关色温(Tcp;K)。
评价
以使第1发光装置及第2发光装置的光输出成为表4中示出的光输出之比(第1发光装置∶第2发光装置)的方式进行控制,使光源装置发光,测定了发光色的色度坐标(x、y)及色偏差。另外,依据JIS Z8726求出了平均演色性指数Ra及特殊演色性指数R9。此外,依据JIS Z8725测定了相关色温(Tcp;K)。将结果示于表4。
[表3]
[表4]
在蓝色光的视见度降低了的对象者使用的情况下,本发明的一个实施方式的发光装置能够提高文字等的识别性。例如,可以用作在办公室、一般家庭、商业设施、工厂等的室内设置的一般照明、车载用照明、显示器、观赏用照明、警示灯、防盗灯、显示灯、液晶用的背光灯。此外,可以用作具备该发光装置的灯具。
通过参照将日本专利申请2021-176587号(申请日:2021年10月28日)、日本专利申请2021-202482号(申请日:2021年12月14日)的公开内容整体引入本说明书。对于本说明书中记载的全部文献、专利申请及技术标准,按照与分别具体地记载的通过参照引入各文献、专利申请及技术标准的情况相同的程度,通过参照引入本说明书。

Claims (18)

1.一种发光装置,其具备:
在440nm以上且470nm以下的范围具有发光峰值波长的发光元件、和包含被来自所述发光元件的光激发而发光的多个荧光体的波长转换构件,
在发光装置的发光光谱中,相对于来自所述发光元件的发光峰值波长下的发光强度,波长480nm下的发光强度的比例为0.05以上且0.20以下,波长530nm下的发光强度的比例为0.20以上且0.35以下,波长550nm下的发光强度的比例为0.23以上且0.38以下。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其发出相关色温为6000K以上且小于7000K的光。
3.根据权利要求2所述的发光装置,其发出在CIE1931的色度图中由分别以以下的点作为顶点的四边形所包围的范围的光:
色度坐标为x=0.322、y=0.326的第1点;
色度坐标为x=0.307、y=0.312的第2点;
色度坐标为x=0.310、y=0.294的第3点;以及
色度坐标为x=0.324、y=0.305的第4点。
4.根据权利要求1所述的发光装置,其发出相关色温为7000K以上且9200K以下的光。
5.根据权利要求4所述的发光装置,其发出在CIE1931的色度图中由分别以以下的点作为顶点的四边形所包围的范围的光:
色度坐标为x=0.292、y=0.280的第5点;
色度坐标为x=0.287、y=0.292的第6点;
色度坐标为x=0.307、y=0.312的第7点;以及
色度坐标为x=0.310、y=0.294的第8点。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的发光装置,其发出在CIE1931表色系统的色度图中相对于黑体辐射轨迹的色偏差duv为-0.015以上且-0.001以下的范围内的光。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的发光装置,其中,
在所述发光光谱中,相对于来自所述发光元件的发光峰值波长下的发光强度,波长500nm下的发光强度的比例为0.20以上且0.35以下。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的发光装置,其中,
在所述发光光谱中,相对于来自所述发光元件的发光峰值波长下的发光强度,波长580nm下的发光强度的比例为0.20以上且0.35以下。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的发光装置,其中,
在所述发光光谱中,在620nm以上且650nm以下的范围内具有发光峰。
10.根据权利要求9所述的发光装置,其中,
在所述发光光谱中,在620nm以上且650nm以下的范围内存在的发光峰的半值宽度为10nm以下。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的发光装置,其中,
所述波长转换构件包含:在520nm以上且545nm以下的范围内具有发光峰值波长的第1荧光体、在605nm以上且670nm以下的范围内具有发光峰值波长的第2荧光体、以及在610nm以上且650nm以下的范围内具有发光峰值波长的第3荧光体。
12.根据权利要求1~10中任一项所述的发光装置,其中,
所述波长转换构件包含在520nm以上且545nm以下的范围内具有发光峰值波长的第1荧光体、在605nm以上且670nm以下的范围内具有发光峰值波长的第2荧光体、以及在505nm以上且530nm以下的范围内具有发光峰值波长且含有卤素的第4荧光体。
13.根据权利要求11或12所述的发光装置,其中,
所述第1荧光体具有如下组成:包含第1元素、第2元素、氧原子、以及铈,所述第1元素包含选自钇、镥、钆及铽中的至少1种,所述第2元素包含选自铝及镓中的至少1种,在将氧原子的摩尔数设为12的情况下,第1元素的摩尔数为2.8以上且3.2以下,第2元素的摩尔数为4.8以上且5.2以下,铈的摩尔数为0.009以上且0.6以下。
14.根据权利要求11~13中任一项所述的发光装置,其中,
所述第2荧光体具有如下组成:包含第3元素、铝、硅、氮原子、以及铕,所述第3元素包含选自钙及锶中的至少1种,在将铝的摩尔数设为1的情况下,第3元素的摩尔数为0.7以上且1.2以下,硅的摩尔数为0.8以上且1.2以下,氮原子的摩尔数为2.0以上且3.2以下,铕的摩尔数为0.002以上且0.05以下。
15.根据权利要求11所述的发光装置,其中,
所述第3荧光体具有如下组成:包含第4元素、第5元素、氟原子、以及锰,所述第4元素包含选自碱金属中的至少1种,所述第5元素包含选自钛、锆、铪、硼、铝、镓、铟、铊、碳、硅、锗及锡中的至少1种,在将碱金属的摩尔数设为2的情况下,第5元素的摩尔数为0.9以上且1.1以下,氟原子的摩尔数为5.8以上且6.2以下,锰的摩尔数大于0且小于0.2。
16.根据权利要求12所述的发光装置,其中,
所述第4荧光体包含碱土金属、镁、硅、氧原子、卤原子、以及铕,所述碱土金属包含选自钙、锶及钡中的至少1种,所述卤原子包含选自氟、氯及溴中的至少1种。
17.一种光源装置,其具备:
发出相关色温为7000K以上且9200K以下的光的第1发光装置、和
发出相关色温为2600K以上且2900K以下的光的第2发光装置,
所述第1发光装置为权利要求1~16中任一项所述的发光装置,
所述光源装置能够以2600K以上且9200K以下的范围对发出的光的相关色温进行调色。
18.根据权利要求17所述的光源装置,其发出在CIE1931表色系统的色度图中相对于黑体辐射轨迹的色偏差duv为-0.015以上且-0.001以下的范围内的光。
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