JP2015144231A5 - - Google Patents

Claims (14)

1. 少なくとも、発光要素として、
   青色半導体発光素子、
   緑色蛍光体、および、
   赤色蛍光体を有する発光装置であって、
   前記発光装置から主たる放射方向に出射される光は、以下の条件１、条件３、条件４、及び条件Ｉから条件ＩＶのすべてを満たすことを特徴とする発光装置。
   条件１：
   波長をλとし、前記発光装置から前記主たる放射方向に出射される光の分光分布をφ_ＳＳＬ（λ）、
   前記発光装置から前記主たる放射方向に出射される光の相関色温度Ｔ_ＳＳＬに応じて選択される基準の光の分光分布をφ_ｒｅｆ（λ）、
   前記発光装置から前記主たる放射方向に出射される光の三刺激値を（Ｘ_ＳＳＬ、Ｙ_ＳＳＬ、Ｚ_ＳＳＬ）、
   前記発光装置から前記主たる放射方向に出射される光のＴ_ＳＳＬに応じて選択される基準の光の三刺激値を（Ｘ_ｒｅｆ、Ｙ_ｒｅｆ、Ｚ_ｒｅｆ）とし、
   前記発光装置から前記主たる放射方向に出射される光の規格化分光分布Ｓ_ＳＳＬ（λ）と、前記発光装置から前記主たる放射方向に出射される光のＴ_ＳＳＬ（Ｋ）に応じて選択される基準の光の規格化分光分布Ｓ_ｒｅｆ（λ）と、これら規格化分光分布の差ΔＳ（λ）をそれぞれ、
   Ｓ_ＳＳＬ（λ）＝φ_ＳＳＬ（λ）／Ｙ_ＳＳＬ
   Ｓ_ｒｅｆ（λ）＝φ_ｒｅｆ（λ）／Ｙ_ｒｅｆ
   ΔＳ（λ）＝Ｓ_ｒｅｆ（λ）−Ｓ_ＳＳＬ（λ）
   と定義し、
   波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲で、前記Ｓ_ＳＳＬ（λ）の最長波長極大値を与える波長をλ_{ＳＳＬ−ＲＬ−ｍａｘ}（ｎｍ）とした際に、前記λ_{ＳＳＬ−ＲＬ−ｍａｘ}よりも長波長側にＳ_ＳＳＬ（λ_{ＳＳＬ−ＲＬ−ｍａｘ}）／２となる波長Λ４が存在する場合においては、
   下記数式（１）で表される指標Ａ_ｃｇが、
   −１０．０ ＜ Ａ_ｃｇ ≦ １２０．０
   であり、
   一方、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲で、前記Ｓ_ＳＳＬ（λ）の最長波長極大値を与える波長をλ_{ＳＳＬ−ＲＬ−ｍａｘ}（ｎｍ）とした際に、前記λ_{ＳＳＬ−ＲＬ−ｍａｘ}よりも長波長側にＳ_ＳＳＬ（λ_{ＳＳＬ−ＲＬ−ｍａｘ}）／２となる波長Λ４が存在しない場合においては、
   下記数式（２）で表される指標Ａ_ｃｇが、
   −１０．０ ＜ Ａ_ｃｇ ≦ １２０．０
   である。
   条件３：
   前記光の分光分布φ_ＳＳＬ（λ）は、４３０ｎｍ以上４９５ｎｍ以下の範囲における分光強度の最大値をφ_{ＳＳＬ−ＢＭ−ｍａｘ}、４６５ｎｍ以上５２５ｎｍ以下の範囲における分光強度の最小値をφ_{ＳＳＬ−ＢＧ−ｍｉｎ}と定義した際に、
   ０．２２５０ ≦ φ_{ＳＳＬ−ＢＧ−ｍｉｎ}／φ_{ＳＳＬ−ＢＭ−ｍａｘ} ≦ ０．７０００
   である。
   条件４：
   前記光の分光分布φ_ＳＳＬ（λ）は、５９０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲における分光強度の最大値をφ_{ＳＳＬ−ＲＭ−ｍａｘ}と定義した際に、前記φ_{ＳＳＬ−ＲＭ−ｍａｘ}を与える波長λ_{ＳＳＬ−ＲＭ−ｍａｘ}が、
   ６０５（ｎｍ） ≦ λ_{ＳＳＬ−ＲＭ−ｍａｘ} ≦ ６５３（ｎｍ）
   である。
   条件Ｉ：
   前記発光装置から前記主たる放射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の＃０１から＃１５の下記１５種類の修正マンセル色票のＣＩＥ １９７６ Ｌ ^＊ ａ ^＊ ｂ ^＊ 色空間におけるａ ^＊ 値、ｂ ^＊ 値をそれぞれａ ^＊ _ｎＳＳＬ 、ｂ ^＊ _ｎＳＳＬ （ただしｎは１から１５の自然数）とし、
   前記主たる放射方向に出射される光の相関色温度Ｔ _ＳＳＬ （Ｋ）に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の前記１５種類の修正マンセル色票のＣＩＥ １９７６ Ｌ ^＊ ａ ^＊ ｂ ^＊ 色空間におけるａ ^＊ 値、ｂ ^＊ 値をそれぞれａ ^＊ _ｎｒｅｆ 、ｂ ^＊ _ｎｒｅｆ （ただしｎは１から１５の自然数）とした場合に、飽和度差ΔＣ _ｎ が、
   −４．００ ≦ ΔＣ _ｎ ≦ ８．００ （ｎは１から１５の自然数）
   である。
   条件ＩＩ：
   下記式（３）で表される前記飽和度差の平均が、
   である。
   条件ＩＩＩ：
   前記飽和度差の最大値をΔＣ _ｍａｘ 、前記飽和度差の最小値をΔＣ _ｍｉｎ とした場合に、前記飽和度差の最大値と、前記飽和度差の最小値との間の差｜ΔＣ _ｍａｘ −ΔＣ _ｍｉｎ ｜が、
   ２．００ ≦ ｜ΔＣ _ｍａｘ −ΔＣ _ｍｉｎ ｜ ≦ １０．００
   である。
   ただし、ΔＣ _ｎ ＝√｛（ａ ^＊ _ｎＳＳＬ ） ^２ ＋（ｂ ^＊ _ｎＳＳＬ ） ^２ ｝−√｛（ａ ^＊ _ｎｒｅｆ ） ^２ ＋（ｂ ^＊ _ｎｒｅｆ ） ^２ ｝とする。
   １５種類の修正マンセル色票
   ＃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
   条件ＩＶ：
   前記発光装置から前記主たる放射方向に出射される光による照明を数学的に仮定した場合の前記１５種類の修正マンセル色票のＣＩＥ １９７６ Ｌ ^＊ ａ ^＊ ｂ ^＊ 色空間における色相角をθ _ｎＳＳＬ （度）（ただしｎは１から１５の自然数）とし、
   前記主たる放射方向に出射される光の相関色温度Ｔ _ＳＳＬ に応じて選択される基準の光での照明を数学的に仮定した場合の前記１５種類の修正マンセル色票のＣＩＥ １９７６
   Ｌ ^＊ ａ ^＊ ｂ ^＊ 色空間における色相角をθ _ｎｒｅｆ （度）（ただしｎは１から１５の自然数）とした場合に、色相角差の絶対値｜Δｈ _ｎ ｜が、
   ０．００ 度 ≦ ｜Δｈ _ｎ ｜ ≦ １２．５０ 度 （ｎは１から１５の自然数）
   である。
   ただし、Δｈ _ｎ ＝θ _ｎＳＳＬ −θ _ｎｒｅｆ とする。
2. 請求項１に記載の発光装置であって、
   前記φ _ＳＳＬ （λ）から導出される波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下の範囲の放射効率Ｋ（ｌｍ／Ｗ）が条件７を満たすことを特徴とする発光装置。
   条件７：
   ２１０．０ ｌｍ／Ｗ ≦ Ｋ ≦ ２９０．０ ｌｍ／Ｗ
   である。
3. 請求項１又は２に記載の発光装置であって、
   前記Ｔ _ＳＳＬ （Ｋ）が条件８を満たすことを特徴とする発光装置。
   条件８：
   ２６００ Ｋ ≦ Ｔ _ＳＳＬ ≦ ７７００ Ｋ
   である。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光装置であって、
   前記φ _ＳＳＬ （λ）は３８０ｎｍ以上４０５ｎｍ以下の範囲において前記発光要素由来の実効強度を有さないことを特徴とする発光装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光装置であって、
   前記青色半導体発光素子は、前記青色半導体発光素子単体のパルス駆動時のドミナント波長λ _{ＣＨＩＰ−ＢＭ−ｄｏｍ} が４４５ｎｍ以上４７５ｎｍ以下であることを特徴とする発光装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の発光装置であって、
   前記緑色蛍光体は広帯域緑色蛍光体であることを特徴とする発光装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光装置であって、
   前記緑色蛍光体は、前記緑色蛍光体単体の光励起時の発光強度最大値を与える波長λ _{ＰＨＯＳ−ＧＭ−ｍａｘ} が５１１ｎｍ以上５４３ｎｍ以下であり、
   その半値全幅Ｗ _{ＰＨＯＳ−ＧＭ−ｆｗｈｍ} が９０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下であることを特徴とする発光装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光装置であって、
   前記発光装置は、実質的に黄色蛍光体を含まないことを特徴とする発光装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光装置であって、
   前記赤色蛍光体は、前記赤色蛍光体単体の光励起時の発光強度最大値を与える波長λ _{ＰＨＯＳ−ＲＭ−ｍａｘ} が６２２ｎｍ以上６６３ｎｍ以下であり、
   その半値全幅Ｗ _{ＰＨＯＳ−ＲＭ−ｆｗｈｍ} が８０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であることを特徴とする発光装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の発光装置であって、
    前記青色半導体発光素子は、ＡｌＩｎＧａＮ系発光素子であることを特徴とする発光装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の発光装置であって、
    前記緑色蛍光体は、Ｃａ _３ （Ｓｃ，Ｍｇ） _２ Ｓｉ _３ Ｏ _１２ ：Ｃｅ（ＣＳＭＳ蛍光体）、ＣａＳｃ _２ Ｏ _４ ：Ｃｅ（ＣＳＯ蛍光体）、Ｌｕ _３ Ａｌ _５ Ｏ _１２ ：Ｃｅ（ＬｕＡＧ蛍光体）、またはＹ _３ （Ａｌ，Ｇａ） _５ Ｏ _１２ ：Ｃｅ（Ｇ−ＹＡＧ蛍光体）であることを特徴とする発光装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の発光装置であって、
    前記赤色蛍光体は（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ _３ ：Ｅｕ（ＳＣＡＳＮ蛍光体）、ＣａＡｌＳｉ（ＯＮ） _３ ：Ｅｕ（ＣＡＳＯＮ蛍光体）、またはＣａＡｌＳｉＮ _３ ：Ｅｕ（ＣＡＳＮ蛍光体）を含むことを特徴とする発光装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の発光装置であって、
    前記青色半導体発光素子は、前記青色半導体発光素子単体のパルス駆動時のドミナント
    波長λ _{ＣＨＩＰ−ＢＭ−ｄｏｍ} が４５２．５ｎｍ以上４７０ｎｍ以下であるＡｌＩｎＧａＮ系発光素子であり、
    前記緑色蛍光体は、前記緑色蛍光体単体の光励起時の発光強度最大値を与える波長λ _{ＰＨＯＳ−ＧＭ−ｍａｘ} が５１５ｎｍ以上５３５ｎｍ以下で、その半値全幅Ｗ _{ＰＨＯＳ−ＧＭ−ｆｗｈｍ} が９０ｎｍ以上１１０ｎｍ以下であることを特徴とするＣａＳｃ _２ Ｏ _４ ：Ｃｅ（ＣＳＯ蛍光体）またはＬｕ _３ Ａｌ _５ Ｏ _１２ ：Ｃｅ（ＬｕＡＧ蛍光体）であり、
    前記赤色蛍光体は、前記赤色蛍光体単体の光励起時の発光強度最大値λ _{ＰＨＯＳ−ＲＭ−ｍａｘ} を与える波長が６４０ｎｍ以上６６３ｎｍ以下で、その半値全幅Ｗ _{ＰＨＯＳ−ＲＭ−ｆｗｈｍ} が８０ｎｍ以上１０５ｎｍ以下であることを特徴とするＣａＡｌＳｉ（ＯＮ） _３ ：Ｅｕ（ＣＡＳＯＮ蛍光体）またはＣａＡｌＳｉＮ _３ ：Ｅｕ（ＣＡＳＮ蛍光体）である
    ことを特徴とする発光装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の発光装置が、パッケージ化ＬＥＤ、チップオンボード型ＬＥＤ、ＬＥＤモジュール、ＬＥＤ電球、ＬＥＤ照明器具、またはＬＥＤ照明システムであることを特徴とする発光装置。