JP2006063233A - 蛍光体混合物および発光装置 - Google Patents
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Abstract
赤色蛍光体と、橙色蛍光体と、青色蛍光体と、緑色蛍光体との4種以上の蛍光体を含み、色温度の高い場合での白色発光のみならず、色温度の低い電球色の発光においても、優れた演色性を有する発光をおこなう蛍光体混合物、および当該蛍光体混合物と発光部とを有する発光装置を提供する。
【解決手段】
赤色蛍光体としてCaAlSiN3:Euを、橙色蛍光体としてCaAl2Si4N8:Euを製造し、緑色蛍光体としてZnS:Cu,Alを、青色蛍光体としてBAM:Euとを準備した後、これら4種の蛍光体の発光スペクトルを測定し、当該発光スペクトルから蛍光体混合物の相関色温度がねらいの色温度となる相対混合比を、シミュレーションにより求め、当該シミュレーションの結果に基づき各蛍光体を秤量し混合して蛍光体混合物を得た。
【選択図】なし
Description
JIS Z 8726によれば、光源の演色性は、平均演色評価数(Ra)によって数値的に表される。これは試料光源で照明した演色評価用の基準試料と、自然光を近似した基準の光により照射した基準試料との色の違いを評価した値であり、それらに差が無く全く同じで有れば演色評価数は100となる。光源の色温度が同じであっても、演色評価数によって色の見え方が異なり、演色評価数が低ければ、色がくすんで暗く見えてしまう。可視光全域にわたり均一な光の密度を持った光源であるほど、演色性の良い光源といえる。
しかしながら本発明者らの検討によれば、色温度4500K以下の領域においては、上述の方法をもってしても演色性の良い光が得られず、特に色温度3000K程度の赤みがかった電球色において演色性の良い光が得られないことが判明した。また、近紫外・紫外LEDとRGB他の蛍光体との組み合わせによる白色光においても、赤色の発光成分として既知の赤色蛍光体を用いて低い色温度の領域での白色光を得ても、演色性の良い光が得られないことが判明した。この原因として、630nm以下の長波長側の光が不足していることが考えられる。
ここで、本発明者らは630nm以下の長波長側の発光をおこなう既知の赤色蛍光体を検討したが、当該赤色蛍光体は、励起光として青色LEDや紫外LEDを用いて発光させても発光効率が低く、高い演色性を有する光は得られないことが判明した。
組成式MmAaBbOoNn:Z(但し、M元素はII価の価数をとる1種以上の元素であり、A元素はIII価の価数をとる1種以上の元素であり、B元素はIV価の価数をとる1種以上の元素であり、Oは酸素であり、Nは窒素であり、Z元素は、前記蛍光体中において付活剤として作用する元素であり、m=a=b=1 ,o<0.5, n = 3 -2/3o である。)で表記される赤色蛍光体と、
波長570から630nmの範囲内に発光スペクトルの最大ピークを有する橙色蛍光体と、
波長500から570nmの範囲内に発光スペクトルの最大ピークを有する緑色蛍光体と、
波長440から500nmの範囲内に発光スペクトルの最大ピークを有する青色蛍光体とを、含むことを特徴とする蛍光体混合物である。
前記橙色蛍光体が、組成式MmAaBbOoNn:Z(但し、M元素はII価の価数をとる1種以上の元素であり、A元素はIII価の価数をとる1種以上の元素であり、B元素はIV価の価数をとる1種以上の元素であり、Oは酸素であり、Nは窒素であり、Z元素は、前記蛍光体中において付活剤として作用する元素であり、n=2/3m+a+4/3b-2/3o(m>0,a≧0,b>0,o≧0)と表記される橙色蛍光体であることを特徴とする第1の構成に記載の蛍光体混合物である。
前記橙色蛍光体が、組成式MmAaBbOoNn:Z(但し、M元素はII価の価数をとる1種以上の元素であり、A元素はIII価の価数をとる1種以上の元素であり、B元素はIV価の価数をとる1種以上の元素であり、Oは酸素であり、Nは窒素であり、Z元素は、前記蛍光体中において付活剤として作用する元素であり、m=1.0 ,a=2.0 , 3.0≦ b ≦6.0, o < 1.0 , n = 8/3 + 4/3b -2/3oである。)で表記される橙色蛍光体であることを特徴とする第1または第2の構成に記載の蛍光体混合物である。
前記M元素は、Ca、Mg、Sr、Ba、Znから選択される1種以上の元素であり、
前記A元素は、Al、Gaから選択される1種以上の元素であり、
前記B元素は、Si、Geから選択される1種以上の元素であり、
前記Z元素は、希土類元素、遷移金属元素から選択される1種以上の元素である、ことを特徴とする第1から第3の構成のいずれかに記載の蛍光体混合物である。
前記Z元素は、Euであることを特徴とする第1から第4の構成のいずれかに記載の蛍光体混合物である。
前記各蛍光体は、発光スペクトルの半値幅が50nm以上のものであることを特徴とする第1から第5の構成のいずれかに記載の蛍光体混合物である。
波長300nmから420nmの範囲にある励起光により励起されたときの発光スペクトルにおいて、相関色温度は7000Kから2000Kの範囲にあり、波長420nmから780nmの範囲に途切れることない連続的なスペクトルを有することを特徴とする第1から第6の構成のいずれかに記載の蛍光体混合物である。
波長300nmから420nmの範囲にある励起光により励起されたときの発光スペクトルにおいて、相関色温度は4500Kから2000Kの範囲にあり、波長420nmから780nmの範囲に3つ以上の発光ピークを有し、且つ波長420nmから780nmの範囲に途切れることない連続的なスペクトルを有することを特徴とする第1から第7の構成のいずれかに記載の蛍光体混合物である。
前記緑色蛍光体は、ZnS:Cu,Alおよび/または(Ba,Sr,Ca)2SiO4:Euであることを特徴とする第1から第8の構成のいずれかに記載の蛍光体混合物である。
前記青色蛍光体は、BAM:Eu(BaMgAl10O17:Eu)および/または(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Euであることを特徴とする第1から第9の構成のいずれかに記載の蛍光体混合物である。
前記各蛍光体の平均粒径が0.1〜20μmの粒子からなることを特徴とする第1から第10の構成のいずれかに記載の蛍光体混合物である。
第1から第11の構成のいずれかに記載の蛍光体混合物と、
波長300nmから420nmの範囲のいずれかの発光をおこなう発光部とを有することを特徴とする発光装置である。
前記発光装置の平均演色評価数Raが、80以上であることを特徴とする第12の構成に記載の発光装置である。
前記発光装置の特殊演色評価数R9が、60以上であることを特徴とする第12または第13の構成に記載の発光装置である。
前記発光装置の特殊演色評価数R15が、80以上であることを特徴とする第12から第14の構成のいずれかに記載の発光装置である。
前記発光装置の相関色温度が、7000Kから2500Kの範囲にあることを特徴とする第12から第15の構成のいずれかに記載の発光装置である。
前記発光装置の相関色温度が、4500Kから2500Kの範囲にあることを特徴とする第12から第15の構成のいずれかに記載の発光装置である。
前記発光部が発光ダイオード(LED)であることを特徴とするとする第12から第17の構成のいずれかに記載の発光装置である。
当該赤色蛍光体の組成式において、M元素はII価の価数をとる1種以上の元素であり、A元素はIII価の価数をとる1種以上の元素であり、B元素はIV価の価数をとる1種以上の元素であり、Oは酸素であり、Nは窒素であり、Z元素は、前記蛍光体中において付活剤として作用する元素であり、m=a=b=1 ,o<0.5,n = 3 -2/3o である。この構成を満たす当該赤色蛍光体は、励起光として波長域250nm〜550nmの範囲の光が照射されたとき高い効率をもって、波長630から700nmの範囲内に発光スペクトルの最大ピークを有する高輝度な赤色発光をおこなう。さらに、当該発光スペクトルの半値幅は50nm以上である。
尚、前記組成式中のOは、当該赤色蛍光体製造時に当該赤色蛍光体の原料中に含まれる酸素に由来する物であるが、当該赤色蛍光体の発光効率の観点からは少ない方が好ましい。
当該橙色蛍光体として、組成式MmAaBbOoNn:Z(但し、M元素はII価の価数をとる1種以上の元素であり、A元素はIII価の価数をとる1種以上の元素であり、B元素はIV価の価数をとる1種以上の元素であり、Oは酸素であり、Nは窒素であり、Z元素は、前記蛍光体中において付活剤として作用する元素であり、n=2/3m+a+4/3b-2/3o(m>0,a≧0,b>0,o≧0)と表記される蛍光体を用いることが出来る。例えば、特許文献1に記載された(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu、特願2004-145718に記載された2.75SrO・Si3N4:Euのような橙色蛍光体が使用可能である。
ここで、前記組成式中のOは、上述した赤色蛍光体と同様、製造時に当該橙色蛍光体の原料中に含まれる酸素に由来する物であるが、当該橙色蛍光体の発光効率の観点からは少ない方が好ましい。
そこで、以降の蛍光体の構造の説明においては、当該組成式中のOを省略して記載する場合がある。
M元素は、II価の価数をとる1種以上の元素であるが、好ましくはCa・Mg・Sr・Ba・Znから選択される1種以上の元素である。これらの元素は原料の入手が容易で、環境負荷も小さいからである。さらに、当該観点からはCaが最も好ましい。
A元素はIII価の価数をとる1種以上の元素であるが、好ましくはAl・Gaから選択される1種以上の元素である。これらの元素も原料の入手が容易で、環境負荷も小さいからである。さらに、当該観点からはAlが最も好ましい。
B元素はIV価の価数をとる1種以上の元素であるが、好ましくはSi・Geから選択される1種以上の元素である。これらの元素も原料の入手が容易で、環境負荷も小さいからである。さらに、当該観点からはSiが最も好ましい。
Z元素は付活剤として作用する元素であるが、希土類元素または遷移金属元素から選択される少なくとも1種以上の元素であることが好ましい。これらの元素も原料の入手が容易で、環境負荷も小さいからである。さらに、当該観点からはEuが最も好ましい。
当該緑色蛍光体については、以下に説明する励起特性および発光特性を有する公知の緑色蛍光体を用いることができる。
まず励起光として波長域250nm〜460nmさらに好ましくは波長域300nm〜420nmの範囲の光が照射されたとき高い効率をもって、波長500から570nmの範囲内に発光スペクトルの最大ピークを有する高輝度な緑色発光をおこなう緑色蛍光体である。さらに、当該発光スペクトルの半値幅が50nm以上であることが好ましい。
以上の励起特性および発光特性を有する緑色蛍光体の例として、ZnS:Cu,Al、(Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu、等を挙げることができる。
当該青色蛍光体についても、以下に説明する励起特性および発光特性を有する公知の青色蛍光体を用いることができる。
まず励起光として波長域250nm〜420nmさらに好ましくは波長域300nm〜420nmの範囲の光が照射されたとき高い効率をもって、波長440から500nmの範囲内に発光スペクトルの最大ピークを有する高輝度な青色発光をおこなう青色蛍光体である。さらに、当該発光スペクトルの半値幅が50nm以上であることが好ましい。
以上の励起特性および発光特性を有する青色蛍光体の例として、BAM:Eu(BaMgAl10O17:Eu)、(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Eu、等を挙げることができる。
当該赤色蛍光体、橙色蛍光体、緑色蛍光体、および青色蛍光体を混合する際、当該混合比を設定することで、当該蛍光体混合物を波長300nm〜420nmの範囲のいずれかの励起光を照射した際、得られる光の発光スペクトルの相関色温度を7000Kから2000Kの間における所望の値とすることができる。具体的には、各色蛍光体の目的の励起光に対する各々の発光スペクトルを測定し、得られた発光スペクトルをシミュレーションにて合成し、所望の相関色温度を得るための混合比率を求めればよい。さらに、当該相関色温度に加え、優れた演色性、所定の色座標も求められるので、それに合わせて混合比率の調整をおこなえばよい。上述した各色蛍光体は、50nm以上の半値幅を持つので、当該蛍光体混合物の発光においては、互いの発光スペクトルが重なり合い、波長420nmから780nmの範囲に途切れることない連続的な、所謂ブロードなスペクトルを得ることができる上、各色蛍光体とも同範囲の励起帯を有しているので混合比率の調整は容易である。
発光部として、例えば、紫外から青色発光のいずれかの範囲でするLED発光素子、紫外光を発生する放電灯を用いることができる。そして、本発明に係る蛍光体混合物を当該LED発光素子と組み合わせた場合には、各種の照明ユニットやディスプレイ装置を製造することができ、本発明に係る蛍光体混合物を当該放電灯と組み合わせた場合には、各種蛍光灯や照明ユニットやディスプレイ装置を製造することができる。
以下、図面を参照しながら、発光部にLEDを用いた発光装置について説明する。
図4(A)〜(C)は、砲弾型LEDの模式的な断面図であり、図5(A)〜(E)は、反射型LEDの模式的な断面図である。尚、各図面において、相当する部分については同様の符号を付し、説明を省略する場合がある。
砲弾型LEDにおいては、リードフレーム3の先端に設けられたカップ状の容器5内に、LED発光素子2が設置され、これらが透光性の樹脂4にてモールドされている。当該実施の形態では、本発明に係る蛍光体混合物または当該蛍光体混合物をシリコンやエポキシ等の透光性のある樹脂に分散させた混合物(以下、蛍光体混合物1と記載する。)を、カップ状の容器5内の全てに埋め込むものである。
当該実施の形態では、蛍光体混合物1をシリコンやエポキシ等の透光性のある樹脂に分散させた混合物を、カップ状の容器5上およびLED発光素子2上面に塗布したものである。
当該実施の形態では、蛍光体混合物1をLED発光素子2の上部に設置したものである。
反射型LEDにおいては、片方のリードフレーム3の先端にLED発光素子2が設置され、このLED発光素子からの発光は、下方に向かい反射板8により反射されて上方より放出される。当該実施の形態では、蛍光体混合物1を反射面8上に塗布するものである。尚、反射板8が形成する凹部内には、LED発光素子2を保護するため透明モールド材が充填される場合もある。
当該実施の形態では、蛍光体混合物1をLED発光素子2の下部に設置したものである。
当該実施の形態では、蛍光体混合物1を、反射板8が形成する凹部内に充填したものである。
当該実施の形態では、蛍光体混合物1を、LED発光素子2を保護するための前記透明モールド材の上部に塗布したものである。
次に、図5(E)を用いて、異なる発光装置の1例について説明する。
当該実施の形態では、蛍光体混合物1を、LED発光素子2の表面に塗布したものである。
当該発光装置が発光する光の演色性を評価した。その結果、本発明に係る蛍光体混合物を組み込んだ光源の演色性は、相関色温度7000〜2500Kの範囲において、Raは80以上、R9が60以上、R15が80以上の光源を容易に作成でき、相関色温度4000〜2600Kの範囲において、蛍光体の混合比を適時調整することによって、Raは90以上、R9が95以上、R15が96以上という極めて高い演色性を示し、当該発光装置は、非常に優れた光源であることが判明した。
さらに、本発明に係る蛍光体混合物において、4種の蛍光体の配合量を適宜変更することにより、これまで得られなかった種々の色味の発光色も得られた。
(実施例1)
実施例1においては、波長390nmに発光する発光素子(LED)で励起させた場合に、相関色温度5000Kの発光を行う蛍光体混合物を製造し、当該蛍光体混合物の発光特性、演色性を評価した。
1)蛍光体の準備
実施の形態で説明した方法により赤色蛍光体CaAlSiN3:Euを製造した。
原料の仕込み組成比をCa3N2を0.950/3 mol、AlNを2 mol、Si3N4を4/3 mol、Eu2O3を0.050/2 molとし、他は赤色蛍光体CaAlSiN3:Euと同様にして橙色蛍光体CaAl2Si4N8:Euを製造した。
緑色蛍光体ZnS:Cu,Alと、青色蛍光体BAM:Euとは市販品を準備した。
2)蛍光体混合物の調製
前記CaAlSiN3:Eu、CaAl2Si4N8:Eu、ZnS:Cu,Al、およびBAM:Euの4種の蛍光体を、波長390nmの励起光で励起させた場合の発光スペクトルを測定し、当該発光スペクトルから蛍光体混合物の相関色温度が5000Kとなる相対混合比を、シミュレーションにより求めた。シミュレーションの結果は、CaAlSiN3:Eu:CaAl2Si4N8:Eu:ZnS:Cu,Al:BAM:Eu=0.07:0.07:0.36:0.51であったので、当該結果に基づき各蛍光体を秤量し混合して蛍光体混合物を得た。
ここで、波長390nmの励起光で励起させた場合、CaAlSiN3:Euの発光スペクトルの半値幅は86.7nmであり、CaAl2Si4N8:Euの発光スペクトルの半値幅は85.2nm、ZnS:Cu,Alの発光スペクトルの半値幅は75.0nmであり、BAM:Euの発光スペクトルの半値幅は53.5nmであり、全て50nm以上であった。
但し、発光部の発光波長(蛍光体混合物の励起波長)、当該発光波長による蛍光体の発光効率により、好ましい混合比が、シミュレーションの結果よりずれる場合がある。このような場合は、適宜、蛍光体の配合比を調整して、実際の発光スペクトル形状を整えればよい。
3)発光特性の評価
得られた蛍光体混合物へ励起光として波長390nmの光を照射し、当該蛍光体混合物の発光の相関色温度を測定したところ4998Kであり、ねらいの色温度を有していることが判明した。さらに、当該発光の色度を測定したところx=0.346、y=0.358であった。
得られた発光スペクトルを図1において実線で示す。尚、図1は、縦軸に相対発光強度をとり、横軸に発光波長(nm)をとったグラフである。
当該発光スペクトルは、波長420nmから780nmの範囲で途切れることない連続的なスペクトルを有し、波長420nmから780nmの範囲に3つの発光ピークを有していた。
4)演色性の評価
JIS Z 8726に準拠して、当該蛍光体混合物の発光における演色性の評価を行った。平均演色評価数Raは95、特殊演色評価数R9は98、R10は85、R11は94、R12は80、R13は95、R14は94、R15は97と、全て80以上であり、特にR9とR15とは90以上と、非常に優れた演色性を発揮した。
実施例1および後述する実施例2、3の測定データの一覧表を表1に記載する。
実施例2においても、相関色温度5000Kの発光を行う蛍光体混合物を製造し、当該蛍光体混合物の発光特性、演色性を評価した。
1)蛍光体の準備
実施の形態で説明した方法により赤色蛍光体CaAlSiN3:Euを製造した。
原料の仕込み組成比をSrCO3を2.71mol、Si3N4を1 mol、Eu2O3を0.040/2 molとし、他は赤色蛍光体CaAlSiN3:Euと同様にして橙色蛍光体2.75SrO・Si3N4:Euを製造した。
緑色蛍光体ZnS:Cu,Alと、青色蛍光体BAM:Euとは市販品を準備した。
2)蛍光体混合物の調製
実施例1と同様にして、CaAlSiN3:Eu:2.75SrO・Si3N4:Eu:ZnS:Cu,Al:BAM:Eu=0.01:0.16:0.38:0.45を求め、当該結果に基づき各蛍光体を秤量し混合して蛍光体混合物を得た。
ここで、波長390nmの励起光で励起させた場合の2.75SrO・Si3N4:Euの発光スペクトルの半値幅は94.0nmであった。
3)発光特性の評価
実施例1と同様に、当該蛍光体混合物の発光の相関色温度を測定したところ4998Kであり、ねらいの色温度を有していることが判明した。さらに、当該発光の色度を測定したところx=0.346、y=0.359であった。
得られた発光スペクトルを図1において1点鎖線で示す。
当該発光スペクトルは、実施例1と同様に、波長420nmから780nmの範囲で途切れることない連続的なスペクトルを有し、波長420nmから780nmの範囲に3つの発光ピークを有していた。
4)演色性の評価
実施例1と同様にして演色性の評価を行った。平均演色評価数Raは96、特殊演色評価数R9は96、R10は95、R11は89、R12は88、R13は96、R14は94、R15は97と、全て80以上であり、特にR9とR15とは90以上と、非常に優れた演色性を発揮した。
実施例3においても、相関色温度5000Kの発光を行う蛍光体混合物を製造し、当該蛍光体混合物の発光特性、演色性を評価した。
1)蛍光体の準備
実施の形態で説明した方法により赤色蛍光体CaAlSiN3:Euを製造した。
原料の仕込み組成比を、Ca3N2を1.98/3mol、Si3N4を5/3mol、Eu2O3を0.020/2 molとし、他は赤色蛍光体CaAlSiN3:Euと同様にして橙色蛍光体Ca2Si5N8:Euを製造した。
緑色蛍光体ZnS:Cu,Alと、青色蛍光体BAM:Euとは市販品を準備した。
2)蛍光体混合物の調製
実施例1と同様にして、CaAlSiN3:Eu:Ca2Si5N8:Eu:ZnS:Cu,Al:BAM:Eu=0.04:0.17:0.31:0.48を求め、当該結果に基づき各蛍光体を秤量し混合して蛍光体混合物を得た。
ここで、波長390nmの励起光で励起させた場合のCa2Si5N8:Euの発光スペクトルにおける半値幅は98.7nmであった。
3)発光特性の評価
実施例1と同様に、当該蛍光体混合物の発光の相関色温度を測定したところ5012Kであり、ねらいの色温度を有していることが判明した。さらに、当該発光の色度を測定したところx=0.345、y=0.358であった。
得られた発光スペクトルを図1において破線で示す。
当該発光スペクトルは、実施例1と同様に、波長420nmから780nmの範囲で途切れることない連続的なスペクトルを有し、波長420nmから780nmの範囲に3つの発光ピークを有していた。
4)演色性の評価
実施例1と同様にして演色性の評価を行った。平均演色評価数Raは96、特殊演色評価数R9は97、R10は90、R11は93、R12は89、R13は98、R14は96、R15は98と、全て80以上であり、特にR9とR15とは90以上と、非常に優れた演色性を発揮した。
実施例4においては、相関色温度4200Kの発光を行う蛍光体混合物を製造し、当該蛍光体混合物の発光特性、演色性を評価した。
1)蛍光体の準備
実施例1と同様の赤色蛍光体、橙色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体を準備した。
2)蛍光体混合物の調製
実施例1と同様にして、波長390nmの励起光における蛍光体混合物の発光スペクトルの相関色温度が4200Kとなる相対混合比を、CaAlSiN3:Eu:CaAl2Si4N8:Eu:ZnS:Cu,Al:BAM:Eu=0.07:0.09:0.38:0.45と求め、当該結果に基づき各蛍光体を秤量し混合して蛍光体混合物を得た。
3)発光特性の評価
実施例1と同様に、当該蛍光体混合物の発光の相関色温度を測定したところ4197Kであり、ねらいの色温度を有していることが判明した。さらに、当該発光の色度を測定したところx=0.374、y=0.378であった。
得られた発光スペクトルを図2において実線で示す。
当該発光スペクトルは、実施例1と同様に、波長420nmから780nmの範囲で途切れることない連続的なスペクトルを有し、波長420nmから780nmの範囲に3つの発光ピークを有していた。
4)演色性の評価
実施例1と同様にして演色性の評価を行った。平均演色評価数Raは95、特殊演色評価数R9は96、R10は87、R11は95、R12は82、R13は96、R14は95、R15は97と、全て80以上であり、特にR9とR15とは90以上と、非常に優れた演色性を発揮した。
実施例4および後述する実施例5、6の測定データの一覧表を表2に記載する。
実施例5においても、相関色温度4200Kの発光を行う蛍光体混合物を製造し、当該蛍光体混合物の発光特性、演色性を評価した。
1)蛍光体の準備
実施例2と同様の赤色蛍光体、橙色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体を準備した。
2)蛍光体混合物の調製
実施例1と同様にして、波長390nmの励起光における蛍光体混合物の発光スペクトルの相関色温度が4200Kとなる相対混合比を、CaAlSiN3:Eu:2.75SrO・Si3N4:Eu:ZnS:Cu,Al:BAM:Eu=0.02:0.19:0.40:0.39を求め、当該結果に基づき各蛍光体を秤量し混合して蛍光体混合物を得た。
3)発光特性の評価
実施例1と同様に、当該蛍光体混合物の発光の相関色温度を測定したところ4202Kであり、ねらいの色温度を有していることが判明した。さらに、当該発光の色度を測定したところx=0.374、y=0.378であった。
得られた発光スペクトルを図2において1点鎖線で示す。
当該発光スペクトルは、実施例1と同様に、波長420nmから780nmの範囲で途切れることない連続的なスペクトルを有し、波長420nmから780nmの範囲に3つの発光ピークを有していた。
4)演色性の評価
実施例1と同様にして演色性の評価を行った。平均演色評価数Raは95、特殊演色評価数R9は95、R10は98、R11は86、R12は93、R13は95、R14は95、R15は96と、全て80以上であり、特にR9とR15とは90以上と、非常に優れた演色性を発揮した。
実施例6においても、相関色温度4200Kの発光を行う蛍光体混合物を製造し、当該蛍光体混合物の発光特性、演色性を評価した。
1)蛍光体の準備
実施例3と同様の赤色蛍光体、橙色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体を準備した。
2)蛍光体混合物の調製
実施例1と同様にして、波長390nmの励起光における蛍光体混合物の発光スペクトルの相関色温度が4200Kとなる相対混合比を、CaAlSiN3:Eu:Ca2Si5N8:Eu:ZnS:Cu,Al:BAM:Eu=0.05:0.21:0.32:0.41を求め、当該結果に基づき各蛍光体を秤量し混合して蛍光体混合物を得た。
3)発光特性の評価
実施例1と同様に、当該蛍光体混合物の発光の相関色温度を測定したところ4202Kであり、ねらいの色温度を有していることが判明した。さらに、当該発光の色度を測定したところx=0.374、y=0.378であった。
得られた発光スペクトルを図2において破線で示す。
当該発光スペクトルは、実施例1と同様に、波長420nmから780nmの範囲で途切れることない連続的なスペクトルを有し、波長420nmから780nmの範囲に3つの発光ピークを有していた。
4)演色性の評価
実施例1と同様にして演色性の評価を行った。平均演色評価数Raは96、特殊演色評価数R9は99、R10は91、R11は94、R12は86、R13は98、R14は95、R15は99と、全て80以上であり、特にR9とR15とは90以上と、非常に優れた演色性を発揮した。
実施例7においては、相関色温度3000Kの発光を行う蛍光体混合物を製造し、当該蛍光体混合物の発光特性、演色性を評価した。
1)蛍光体の準備
実施例1と同様の赤色蛍光体、橙色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体を準備した。
2)蛍光体混合物の調製
実施例1と同様にして、波長390nmの励起光における蛍光体混合物の発光スペクトルの相関色温度が3000Kとなる相対混合比を、CaAlSiN3:Eu:CaAl2Si4N8:Eu:ZnS:Cu,Al:BAM:Eu=0.12:0.16:0.39:0.33を求め、当該結果に基づき各蛍光体を秤量し混合して蛍光体混合物を得た。
3)発光特性の評価
実施例1と同様に、当該蛍光体混合物の発光の相関色温度を測定したところ3000Kであり、ねらいの色温度を有していることが判明した。さらに、当該発光の色度を測定したところx=0.436、y=0.403であった。
得られた発光スペクトルを図2において実線で示す。
当該発光スペクトルは、実施例1と同様に、波長420nmから780nmの範囲で途切れることない連続的なスペクトルを有し、波長420nmから780nmの範囲に3つの発光ピークを有していた。
4)演色性の評価
実施例1と同様にして演色性の評価を行った。平均演色評価数Raは97、特殊演色評価数R9は96、R10は95、R11は94、R12は94、R13は100、R14は96、R15は99と、全て80以上であり、特にR9とR15とは90以上と、非常に優れた演色性を発揮した。
実施例7および後述する実施例8、9の測定データの一覧表を表3に記載する。
実施例8においても、相関色温度3000Kの発光を行う蛍光体混合物を製造し、当該蛍光体混合物の発光特性、演色性を評価した。
1)蛍光体の準備
実施例2と同様の赤色蛍光体、橙色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体を準備した。
2)蛍光体混合物の調製
実施例1と同様にして、波長390nmの励起光における蛍光体混合物の発光スペクトルの相関色温度が3000Kとなる相対混合比を、CaAlSiN3:Eu:2.75SrO・Si3N4:Eu:ZnS:Cu,Al:BAM:Eu=0.03:0.30:0.41:0.26を求め、当該結果に基づき各蛍光体を秤量し混合して蛍光体混合物を得た。
3)発光特性の評価
実施例1と同様に、当該蛍光体混合物の発光の相関色温度を測定したところ2996Kであり、ねらいの色温度を有していることが判明した。さらに、当該発光の色度を測定したところx=0.437、y=0.403であった。
得られた発光スペクトルを図3において1点鎖線で示す。
当該発光スペクトルは、実施例1と同様に、波長420nmから780nmの範囲で途切れることない連続的なスペクトルを有し、波長420nmから780nmの範囲に3つの発光ピークを有していた。
4)演色性の評価
実施例1と同様にして演色性の評価を行った。平均演色評価数Raは93、特殊演色評価数R9は96、R10は92、R11は80、R12は90、R13は90、R14は97、R15は96と、全て80以上であり、特にR9とR15とは90以上と、非常に優れた演色性を発揮した。
実施例9においても、相関色温度3000Kの発光を行う蛍光体混合物を製造し、当該蛍光体混合物の発光特性、演色性を評価した。
1)蛍光体の準備
実施例3と同様の赤色蛍光体、橙色蛍光体、緑色蛍光体、青色蛍光体を準備した。
2)蛍光体混合物の調製
実施例1と同様にして、波長390nmの励起光における蛍光体混合物の発光スペクトルの相関色温度が3000Kとなる相対混合比を、CaAlSiN3:Eu:Ca2Si5N8:Eu:ZnS:Cu,Al:BAM:Eu=0.09:0.31:0.32:0.27を求め、当該結果に基づき各蛍光体を秤量し混合して蛍光体混合物を得た。
3)発光特性の評価
実施例1と同様に、当該蛍光体混合物の発光の相関色温度を測定したところ3001Kであり、ねらいの色温度を有していることが判明した。さらに、当該発光の色度を測定したところx=0.436、y=0.403であった。
得られた発光スペクトルを図3において破線で示す。
当該発光スペクトルは、実施例1と同様に、波長420nmから780nmの範囲で途切れることない連続的なスペクトルを有し、波長420nmから780nmの範囲に3つの発光ピークを有していた。
4)演色性の評価
実施例1と同様にして演色性の評価を行った。平均演色評価数Raは98、特殊演色評価数R9は98、R10は99、R11は91、R12は98、R13は98、R14は97、R15は99と、全て80以上であり、特にR9とR15とは90以上と、非常に優れた演色性を発揮した。
2.LED発光素子
3.リードフレーム
4.樹脂
5.カップ状の容器
8.反射板
Claims (18)
- 組成式MmAaBbOoNn:Z(但し、M元素はII価の価数をとる1種以上の元素であり、A元素はIII価の価数をとる1種以上の元素であり、B元素はIV価の価数をとる1種以上の元素であり、Oは酸素であり、Nは窒素であり、Z元素は、前記蛍光体中において付活剤として作用する元素であり、m=a=b=1 ,o<0.5,n = 3 -2/3o である。)で表記される赤色蛍光体と、
波長570から630nmの範囲内に発光スペクトルの最大ピークを有する橙色蛍光体と、
波長500から570nmの範囲内に発光スペクトルの最大ピークを有する緑色蛍光体と、
波長440から500nmの範囲内に発光スペクトルの最大ピークを有する青色蛍光体とを、含むことを特徴とする蛍光体混合物。 - 前記橙色蛍光体が、組成式MmAaBbOoNn:Z(但し、M元素はII価の価数をとる1種以上の元素であり、A元素はIII価の価数をとる1種以上の元素であり、B元素はIV価の価数をとる1種以上の元素であり、Oは酸素であり、Nは窒素であり、Z元素は、前記蛍光体中において付活剤として作用する元素であり、n=2/3m+a+4/3b-2/3o(m>0,a≧0,b>0,o≧0)と表記される橙色蛍光体であることを特徴とする請求項1に記載の蛍光体混合物。
- 前記橙色蛍光体が、組成式MmAaBbOoNn:Z(但し、M元素はII価の価数をとる1種以上の元素であり、A元素はIII価の価数をとる1種以上の元素であり、B元素はIV価の価数をとる1種以上の元素であり、Oは酸素であり、Nは窒素であり、Z元素は、前記蛍光体中において付活剤として作用する元素であり、m=1.0 ,a=2.0 , 3.0≦ b ≦6.0, o < 1.0 , n = 8/3 + 4/3b -2/3oである。)で表記される橙色蛍光体であることを特徴とする請求項1または2に記載の蛍光体混合物。
- 前記M元素は、Ca、Mg、Sr、Ba、Znから選択される1種以上の元素であり、
前記A元素は、Al、Gaから選択される1種以上の元素であり、
前記B元素は、Si、Geから選択される1種以上の元素であり、
前記Z元素は、希土類元素、遷移金属元素から選択される1種以上の元素である、ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の蛍光体混合物。 - 前記Z元素は、Euであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の蛍光体混合物。
- 前記各蛍光体は、発光スペクトルの半値幅が50nm以上のものであることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の蛍光体混合物。
- 波長300nmから420nmの範囲にある励起光により励起されたときの発光スペクトルにおいて、相関色温度は7000Kから2000Kの範囲にあり、波長420nmから780nmの範囲に途切れることない連続的なスペクトルを有することを特徴とする請求項1から6のいずれかの構成に記載の蛍光体混合物。
- 波長300nmから420nmの範囲にある励起光により励起されたときの発光スペクトルにおいて、相関色温度は4500Kから2000Kの範囲にあり、波長420nmから780nmの範囲に3つ以上の発光ピークを有し、且つ波長420nmから780nmの範囲に途切れることない連続的スペクトルを有することを特徴とする請求項1から7のいずれかの構成に記載の蛍光体混合物。
- 前記緑色蛍光体は、ZnS:Cu,Alおよび/または(Ba,Sr,Ca)2SiO4:Euであることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の蛍光体混合物。
- 前記青色蛍光体は、BAM:Eu(BaMgAl10O17:Eu)および/または(Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6Cl2:Euであることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の蛍光体混合物。
- 前記各蛍光体の平均粒径が0.1〜20μmの粒子からなることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の蛍光体混合物。
- 請求項1から11のいずれかの構成に記載の蛍光体混合物と、
波長300nmから420nmの範囲のいずれかの発光をおこなう発光部とを有することを特徴とする発光装置。 - 前記発光装置の平均演色評価数Raが、80以上であることを特徴とする請求項12に記載の発光装置。
- 前記発光装置の特殊演色評価数R9が、60以上であることを特徴とする請求項12または13に記載の発光装置。
- 前記発光装置の特殊演色評価数R15が、80以上であることを特徴とする請求項12から14のいずれかに記載の発光装置。
- 前記発光装置の相関色温度が、7000Kから2500Kの範囲にあることを特徴とする請求項12から15のいずれかに記載の発光装置。
- 前記発光装置の相関色温度が、4500Kから2500Kの範囲にあることを特徴とする請求項12から15のいずれかに記載の発光装置。
- 前記発光部が発光ダイオード(LED)であることを特徴とする請求項12から17のいずれかに記載の発光装置。
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