JP2022168726A - 発光装置、灯具及び街路灯 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様は、グレアを低減することができる発光装置、灯具及び街路灯を提供することを目的とする。
M1 2Si5N8:Eu (1A)
(式(1A)中、M1は、Ca、Sr及びBaからなる群から選択される少なくとも1種を含むアルカリ土類金属元素である。)
発光素子は、400nm以上490nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する。発光素子の発光ピーク波長は、420nm以上480nm以下の範囲内にあることが好ましく、さらに440nm以上460nm以下の範囲内にあってもよい。これにより、発光装置は、屋外を照らす場合に違和感を感じさせない相関色温度を有し、屋外を照らす光に要求される演色性を満たし、グレアを低減した光を発する。発光素子の発光の少なくとも一部が第1蛍光体の励起光として利用され、第2蛍光体を含む場合は、第2蛍光体の励起光として利用される。また、発光素子の発光の一部が発光装置から発せられる光として利用される。発光素子の発光スペクトルにおける発光ピーク波長を有する発光ピークの半値全幅は、好ましくは30nm以下、より好ましくは25nm以下、さらに好ましくは20nm以下である。発光素子は、例えば、窒化物系半導体を用いた半導体発光素子を用いることが好ましい。これにより、高効率で入力に対する出力のリニアリティが高く、機械的衝撃にも強い安定した発光装置を得ることができる。
発光装置は、570nm以上680nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する第1蛍光体を備える。第1蛍光体は、400nm以上490nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する発光素子の発光によって励起され、570nm以上680nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する。第1蛍光体は、575nm以上670nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有していてもよく、580nm以上660nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有していてもよい。第1蛍光体は、第1蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長を有する発光ピークの半値全幅が、3nm以上120nm以下の範囲内であることが好ましい。第1蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長を有する半値全幅は、3nm以上15nm以下の範囲内であるか、60nm以上120nm以下の範囲内であることが好ましい。例えば屋外で使用される灯具として違和感を感じさせない相関色温度を有し、屋外で使用される灯具に要求される演色性を満たし、グレアを低減した光を発するために、第1蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長を有する発光ピークの半値全幅は前記範囲内であることが好ましい。
M1 2Si5N8:Eu (1A)
(式(1A)中、M1は、Ca、Sr及びBaからなる群から選択される少なくとも1種を含むアルカリ土類金属元素である。)
SrqCasAltSiuNv:Eu (1B)
(式(1B)中、q、s、t、u、vは、それぞれ0≦q<1、0<s≦1、q+s≦1、0.9≦t≦1.1、0.9≦u≦1.1、2.5≦v≦3.5を満たす。)
Ac[M2 1-bMn4+ bFd] (1C)
(式(1C)中、Aは、K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+及びNH4 +から成る群から選択される少なくとも1種を含み、その中でもK+が好ましい。M2は、第4族元素及び第14族元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、その中もでSi、Geが好ましい。bは、0<b<0.2を満たし、cは、[M2 1-bMn4+ bFd]イオンの電荷の絶対値であり、dは、5<d<7を満たす。)
A’c’[M2’1-b’Mn4+ b’Fd’] (1C’)
(式(1C’)中、A’は、K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+及びNH4 +からなる群から選択される少なくとも1種を含み、その中でもK+が好ましい。M2’は、第4族元素、第13族元素及び第14族元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、その中でもSi、Alが好ましい。b’は、0<b’<0.2を満たし、c’は、[M2’1-b’Mn4+ b’Fd’]イオンの電荷の絶対値であり、d’は、5<d’<7を満たす。)
本明細書において、蛍光体の組成を表す式中、コロン(:)の前は母体結晶及び蛍光体の組成1モル中の各元素のモル比を表し、コロン(:)の後は賦活元素を表す。
(i-j)MgO・(j/2)Sc2O3・kMgF2・mCaF2・(1-n)GeO2・(n/2)M3 2O3:Mn (1D)
(式(1D)中、M3はAl、Ga及Inからなる群から選択される少なくとも1種である。i、j、k、m、n及びzはそれぞれ、2≦i≦4、0≦j<0.5、0<k<1.5、0≦m<1.5、0≦n<0.5を満たす。)
M4 v2M5 w2Al3-y2Siy2Nz2:M6 (1E)
(式(1E)中、M4は、Ca、Sr、Ba及びMgからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、M5は、Li、Na及びKからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、M6は、Eu、Ce、Tb及びMnからなる群より選択される少なくとも1種の元素であり、v2、w2、y2及びz2は、それぞれ0.80≦v2≦1.05、0.80≦w2≦1.05、0≦y2≦0.5、3.0≦z2≦5.0を満たす。)
(Ca,Sr)S:Eu (1F)
本明細書において、蛍光体の組成を示す式中、カンマ(,)で区切られて記載されている複数の元素は、これら複数の元素のうち少なくとも1種の元素を組成中に含むことを意味し、複数の元素から2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。
3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn (1d)
M4 v2M5 w2M6 x2Al3-y2Siy2Nz2 (1e)
(式(1e)中、M4、M5及びM6は、それぞれ式(1E)のM4、M5及びM6と同義であり、v2、w2、y2及びz2は、それぞれ式(1E)のv2、w2、y2及びz2と同義であり、x2は、0.001<x2≦0.1を満たす。)
発光装置は、480nm以上570nm未満の範囲内に発光ピーク波長を有する第2蛍光体を備えることが好ましい。第2蛍光体は、400nm以上490nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する発光素子の発光によって励起され、480nm以上570nm未満の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する。第2蛍光体は、発光素子によって励起され、490nm以上565nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有していてもよく、495nm以上560nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有していてもよい。第2蛍光体は、第2蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長を有する発光ピークの半値全幅が、20nm以上125nm以下の範囲内であることが好ましく、25nm以上124nm以下の範囲内でもよく、30nm以上123nm以下の範囲内でもよい。例えば屋外で使用される発光装置又は屋内であっても屋外に近い場所で使用される発光装置として違和感のない相関色温度であり、屋外で使用される発光装置又は屋外であっても屋内に近い場所で使用される発光装置に要求される演色性を満たし、グレアを低減した光を発するために、第2蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長を有する発光ピークの半値全幅は前記範囲内であることが好ましい。
Ln1 3(Al1-aGaa)5O12:Ce (2A)
(式(2A)中、Ln1は、Y、Gd、Tb及びLuからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、aは、0≦a≦0.5を満たす。)
LawLn2 xSi6Ny:Cez (2B)
(式(2B)中、Ln2は、Y及びGdからなる群から選択される少なくとも1種を必須として含み、Sc及びLuからなる群から選択される少なくとも1種を含んでいてもよく、組成1モルに含まれるLn2元素を100モル%としたときに、Ln2に含まれるY及びGdの合計が90モル%以上であり、w、x、y及びzは、1.2≦w≦2.2、0.5≦x≦1.2、10≦y≦12.0、0.5≦z≦1.2、1.80<w+x<2.40、2.9≦w+x+z≦3.1を満たす。)
式(2A)で表される組成を有する希土類アルミン酸塩蛍光体及び式(2B)で表される組成を有する第3窒化物蛍光体は、蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長を有する発光ピークの半値全幅が、例えば90nm以上、好ましくは100nm以上、より好ましくは110nm以上であり、また例えば125nm以下、好ましくは124nm以下、より好ましくは123nm以下である。
Sr4Al14O25:Eu (2C)
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (2D)
式(2C)中、Srの一部はMg、Ca、Ba及びZnからなる群から選択される少なくとも1種の元素で置換されていてもよい。
式(2C)で表される組成を有するアルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体及び式(2D)で表される組成を有するアルカリ土類金属ハロシリケート蛍光体は、480nm以上520nm未満の範囲内に発光ピーク波長を有し、好ましくは485nm以上515nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する。
式(2C)で表される組成を有するアルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光体及び式(2D)で表される組成を有するアルカリ土類金属ハロシリケート蛍光体は、蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長を有する発光ピークの半値全幅が、例えば30nm以上、好ましくは40nm以上、より好ましくは50nm以上であり、また例えば80nm以下、好ましくは70nm以下である。
Si6-gAlgOgN8-g:Eu(0<g≦4.2) (2E)
(Sr,M7)Ga2S4:Eu (2F)
(式(2F)中、M7は、Be、Mg、Ca、Ba及びZnからなる群から選択される少なくとも1種の元素である。)
(Ca,Sr)Sc2O4:Ce (2G)
(Ca,Sr)3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce (2H)
(Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu (2J)
第1構成例の発光装置の製造方法のを説明する。なお、詳細は、例えば特開2010-062272号公報の開示を参照することもできる。発光装置の製造方法は、成形体の準備工程と、発光素子の配置工程と、波長変換部材用組成物の配置工程と、樹脂パッケージ形成工程とを含むことが好ましい。成形体として、複数の凹部を有する集合成形体を用いる場合には、樹脂パッケージ形成工程後に、各単位領域の樹脂パッケージごとに分離する個片化工程を含んでいてもよい。
発光素子の配置工程において、成形体の凹部の底面に発光素子が配置され、発光素子の正負の電極が第1リード及び第2リードにワイヤにより接続される。
波長変換部材用組成物の配置工程において、成形体の凹部に波長変換部材用組成物が配置される。
樹脂パッケージ成形工程において、成形体の凹部に配置された波長変換部材用組成物を硬化させて、樹脂パッケージが形成され、発光装置が製造される。複数の凹部を含む集合体基体からなる成形体を用いた場合は、樹脂パッケージの形成工程後に、個片化工程において、複数の凹部を有する集合基体の各単位領域の樹脂パッケージごとに分離され、個々の発光装置が製造される。以上のようにして、図4又は図5に示す第1構成例の発光装置を製造することができる。
いる。
第2構成例の発光装置の製造方法の一例を説明する。第2構成例の発光装置の製造方法は、発光素子の配置工程と、波長変換部材の準備工程と、透光性部材及び接合部材の形成工程と、光反射部材の配置工程と、封止部材の配置工程と、を含み、各単位領域ごとに分離する個片化工程を含んでいてもよい。
第3構成例の発光装置の製造方法の概略を説明する。第3構成例の発光装置の製造方法は、波長変換部材の準備工程と、透光性部材及び発光素子の配置工程と、透光性部材の形成工程と、被覆部材の形成工程と、を含み、被覆部材の形成工程後に、電極の露出工程を含んでいてもよく、各単位領域ごとに分離する個片化工程を含んでいてもよい。
灯具は、上述した発光装置の少なくとも1種を備えていればよい。灯具は、上述した発光装置を備えて構成され、反射部材、保護部材、発光装置に電力を供給するための付属装置等をさらに備えていてもよい。灯具は複数の発光装置を備えていてもよい。灯具が複数の発光装置を備える場合、同一の発光装置を複数備えていてもよく、形態の異なる発光装置を複数備えていてもよい。また、複数の発光装置を個別に駆動して、個々の発光装置の明るさ等の調節が可能な駆動装置を備えていてもよい。灯具の使用形態としては、直付型、埋め込み型、吊り下げ型等のいずれであってもよい。灯具は、街路灯、港湾やトンネルなどの屋外の設置を想定した灯具であってもよく、ヘッドライト、懐中電灯、又はLEDを使用した携帯用ランタンのような屋外での使用が想定される灯具であってもよく、屋内であっても窓際等の屋外に近い場所に設置される灯具であってもよい。
街路灯は、上述した発光装置の少なくとも1種を備えていればよい。図10は、街路灯の一例を示す図である。街路灯1000は、歩道W又は車道Cに設置されるポールPと、発光装置Leの支持部Sとを備え、支持部Sには、発光装置Leの周囲を覆い、アクリル、ポリカーボネート、又はガラス等の発光装置Leが発した光の少なくとも一部を透過する光透過部Tを備えている。街路灯1000は、ポールPと一体となった支持部Sに設置された発光装置Leによって高所から低所を照らすことができる。街路灯は、図10に示す例に限定されない。
第1蛍光体として、表1に示すように、それぞれ異なる発光ピーク波長及び半値全幅を有し、式(1A)で表される組成に含まれる第1窒化物蛍光体BSESN-1と、式(1B)で表される組成に含まれる第2窒化物蛍光体SCASN-2、SCASN-3、、SCASN-6、式(1C)で表される組成に含まれるフッ化物蛍光体KSF、式(1B)(式(1B)中、q=0)で表される組成に含まれる第2窒化物蛍光体CASNを準備した。
第1蛍光体として、表2に示すように、それぞれ異なる発光ピーク波長及び半値全幅を有し、式(2A)で表される組成に含まれる、Lu3Al5O12:Ceである希土類アルミン酸塩蛍光体であるLAG、式(2A)で表される組成に含まれる、Y3(Al,Ga)5O12:Ce(aは、0<a≦0.5を満たす)である希土類アルミン酸塩蛍光体G-YAG1、と、式(2A)で表される組成に含まれる、Y3Al5O12:Ceである希土類アルミン酸塩蛍光体YAG1及びYAG3を準備した。
各蛍光体は、量子効率測定装置(大塚電子株式会社製、QE-2000)を用いて、励起波長450nmの光を各蛍光体に照射し、室温(約25℃)における発光スペクトルを測定し、各発光スペクトルから発光ピーク波長及び半値全幅を測定した。結果を表1及び表2に示す。
第2構成例の発光装置を製造した。第2構成例の発光装置は、図6及び図7を参照することができる。
支持体1は、窒化アルミニウムを材料とするセラミックス基板を用いた。発光素子10は、発光ピーク波長が450nmである窒化物系半導体層が積層された発光素子10を用いた。発光素子10の大きさは、平面形状が約1.0mm四方の略正方形であり、厚さが約0.11mmである。発光素子は、光出射面が封止部材側になるように配置し、Auからなる導電部材4を用いたバンプによってフリップチップ実装した。
波長変換部材22を構成する透光性材料としてシリコーン樹脂を用いた。第1蛍光体及び第2蛍光体は、表3に示す蛍光体を用いた。波長変換部材用組成物は、透光性材料100質量部に対して、発光素子10からの光と、第1蛍光体及び第2蛍光体を含む蛍光体70の光との混色光の相関色温度が1900K付近になるように、蛍光体70の総量と、第1蛍光体と第2蛍光体の配合比率が表3に示す量となるように第1蛍光体及び第2蛍光体を配合した。波長変換部材用組成物は、シリコーン樹脂100質量部に対してフィラーとして酸化アルミニウムを2質量部を配合した。次いで、準備した波長変換部材用組成物を180℃で2時間加熱してシート状に硬化させて、発光素子10の平面形状よりも縦横に約0.1mm大きい、平面形状が約1.6mm四方の略正方形であり、厚さが約150μmの個片化したシート状の波長変換部材22を準備した。
透光性の接着材である、フェニルシリコーン樹脂を発光素子10の上面に塗布し、波長変換部材22を接合させて、さらに発光素子10と波長変換部材22の界面に透光性の接着材を塗布し、150℃、4時間硬化させて、発光素子10の側面から波長変換部材22の周辺かけて延在するように、フィレット状をなして硬化された透光性部材30及び接合部材32を形成した。
光反射部材用組成物として、ジメチルシリコーン樹脂と平均粒径(カタログ値)が0.28μmの酸化チタン粒子とを含み、ジメチルシリコーン樹脂100質量部に対して酸化チタン粒子を60質量部含む光反射部材用組成物を準備した。支持体1の上面において、波長変換部材22及び透光性部材30の側面を覆うように、白色の樹脂である光反射部材用組成物に配置して、硬化させ、光反射部材43を形成した。
最後に、フェニルシリコーン樹脂を硬化して形成された平面視で円形状で断面視で半円球状のレンズ部51と、レンズ部51の外周側に延出する鍔部52を備えた封止部材50を配置し、相関色温度が1950K以下になる光を発する、第2構成例の発光装置300を製造した。
第2構成例の発光装置を製造した。第2構成例の発光装置は、図6及び図7を参照することができる。
波長変換部材の準備工程において、透光性材料100質量部に対して、発光素子10からの光と、第1蛍光体及び第2蛍光体を含む蛍光体70の光との混色光の相関色温度が1800K付近になるように、蛍光体70の総量と、第1蛍光体と第2蛍光体の配合比率が表3に示す量となるように、第1蛍光体及び第2蛍光体を含有する波長変換部材用組成物を準備したこと以外は、実施例1と同様にして、相関色温度が1950K以下になる光を発する、第2構成例の発光装置300を製造した。
第2構成例の発光装置を製造した。第2構成例の発光装置は、図6及び図7を参照することができる。
波長変換部材の準備工程において、透光性材料100質量部に対して、発光素子10からの光と、第1蛍光体及び第2蛍光体を含む蛍光体70の光との混色光の相関色温度が2200付近になるように、蛍光体70の総量と、第1蛍光体と第2蛍光体の配合比率が表3に示す量となるように、第1蛍光体及び第2蛍光体を含有する波長変換部材用組成物を準備したこと以外は、実施例1と同様にして、相関色温度が2200K以上になる光を発する、第2構成例の発光装置300を製造した。
第1構成例の発光装置100を製造した。第1構成例の発光装置100は、第1蛍光体71のみを含み、第2蛍光体を含まない、図4を参照することができる。
発光素子10は、発光ピーク波長が450nmである窒化物系半導体層が積層された発光素子10を用いた。発光素子10の大きさは、平面形状が約700mm四方の略正方形であり、厚さが約200mmである。
第1リード2及び第2リード3として、リードフレームを用い、第1リード2及び第2リード3をエポキシ樹脂を用いて一体成形し、側面と底面とを有する凹部を有する成形体41を準備した。
成形体41の凹部の底面に発光素子10を配置し、発光素子10の正負の電極と、第1リード2及び第2リード3をAu製のワイヤ60により接続した。
波長変換部材21を構成する透光性材料としてシリコーン樹脂を用いた。第1蛍光体として表3に示すBSESN1とSCASN3の2種の第1蛍光体を用い、BSESN1とSCASN3の質量比率(BSESN1/SCASN3)を90.5/9.5とした。波長変換部材用組成物は、透光性材料100質量部に対して、発光素子10からの光と、第1蛍光体71みを含み、第2蛍光体を含まない蛍光体70の光との混色光の相関色温度が1850付K近になるように、表3に示すように第1蛍光体71を配合した。波長変換部材用組成物は、シリコーン樹脂100質量部に対してフィラーとして酸化アルミニウムを2質量部も配合した。次いで、準備した波長変換部材用組成物を成形体41の凹部に充填した。
成形体41の凹部内に充填した波長変換部材用組成物を、150℃で3時間加熱して硬化させ、第1蛍光体71を含む波長変換部材21を備えた樹脂パッケージを形成し、相関色温度が1950K以下になる光を発する、第1構成例の発光装置100を製造した。
第1構成例の発光装置200を製造した。第1構成例の発光装置200は、第1蛍光体71及び第2蛍光体72を含む図5を参照することができる。
波長変換部材21を構成する透光性材料としてフェニルシリコーン樹脂を用いた。第1蛍光体71及び第2蛍光体72として表3に示す蛍光体を用いた。
波長変換部材用組成物は、透光性材料100質量部に対して、発光素子10からの光と、第1蛍光体71を含む蛍光体70の光との混色光の相関色温度が1850付K近になるように、表3に示すように第1蛍光体71及び第2蛍光体72を配合した。波長変換部材用組成物は、フェニルシリコーン樹脂100質量部に対してフィラーとして二酸化ケイ素を15質量部も配合した。次いで、準備した波長変換部材用組成物を成形体41の凹部に充填した。
成形体41の凹部内に充填した波長変換部材用組成物を150℃で4時間加熱して硬化させ、第1蛍光体71及び第2蛍光体72を含む波長変換部材21を備えた樹脂パッケージを形成し、相関色温度が1950K以下になる光を発する、第1構成例の発光装置200を製造した。
第3構成例の発光装置400を製造した。第3構成例の発光装置は、図8及び図9を参照することができる。
波長変換部材23を構成する透光性材料としてシリコーン樹脂を用いた。第1蛍光体及び第2蛍光体は、表3に示す蛍光体を用いた。波長変換部材用組成物は、透光性材料100質量部に対して、発光素子10からの光と、第1蛍光体及び第2蛍光体を含む蛍光体70の光との混色光の相関色温度が1850K付近になるように、蛍光体70の総量と、第1蛍光体と第2蛍光体の配合比率が表3に示す量となるように第1蛍光体及び第2蛍光体を配合した。波長変換部材用組成物は、シリコーン樹脂100質量部に対してフィラーとして酸化アルミニウムを2質量部を配合した。次いで、準備した波長変換部材用組成物を180℃で2時間加熱してシート状に硬化させて、シート状の波長変換部材22を準備した。
透光性の接着材である、フェニルシリコーン樹脂を波長変換部材23の上面に塗布し、実施例1と同様の発光素子10を接合させて、さらに発光素子10と波長変換部材23の界面に透光性の接着材を塗布し、150℃、4時間硬化させて、発光素子10の側面から波長変換部材23の周辺かけて延在するように、フィレット状をなして硬化された透光性部材33を形成した。
被覆部材用組成物として、フェニルシリコーン樹脂と平均粒径(カタログ値)が0.25μmの酸化チタン粒子とを含み、フェニルシリコーン樹脂100質量部に対して酸化チタン粒子を60質量部含む光反射部材用組成物を準備した。波長変換部材23の上面において、波長変換部材23及び透光性部材33の側面を覆い、発光素子10を埋設するように、白色の樹脂である被覆部材用組成物に配置して、硬化させ、被覆部材44を形成した。被覆部材44の一部を除去することで、発光素子10の電極12p、12nを露出させた。発光素子10の平面形状よりも縦横に約0.350mm大きい、平面形状が約1.7mm四方の略正方形であり、波長変換部材33及び被覆部材44を含む全体の厚さが約350μmとなるように個片化し、相関色温度が1950K以下になる光を発する、第3構成例の発光装置400を製造した。
第1構成例の発光装置200を製造した。第1構成例の発光装置200は、第1蛍光体71及び第2蛍光体72を含む図5を参照することができる。
波長変換部材の準備工程において、透光性材料100質量部に対して、発光素子10からの光と、第1蛍光体71及び第2蛍光体72を含む蛍光体70の光との混色光の相関色温度が1950付近になるように、蛍光体70の総量と、第1蛍光体71と第2蛍光体72の配合比率が表3に示す量となるように、第1蛍光体71及び第2蛍光体72を含有する波長変換部材用組成物を準備したこと以外は、実施例5と同様にして、相関色温度が1950Kを超えて2000K以下になる光を発する、第1構成例の発光装置200を製造した。
各発光装置について、分光測光装置(PMA-12、浜松ホトニクス株式会社製)と積分球を組み合わせた光計測システムを用いて、発光スペクトルを測定した。各発光装置の発光スペクトルの測定は、室温(20℃から30℃)で行った。図11から図16は、各発光装置の発光スペクトル(分光放射輝度)S(λ)を記載した。図11から図16は、各発光装置の前記式(4)から導き出される輝度Lを同等の数値とした場合の各発光装置の発光スペクトルを記載した。
各発光装置の発光スペクトルから、CIE1931のCIE色度図上の色度座標(x値、y値)と、JIS Z8725に準拠して相関色温度(CCT:K)及び色偏差Duvと、JIS Z8726に準拠して平均演色評価数Ra、特殊演色評価数R9、及び半値全幅を測定した。
各発光装置の発光スペクトル(分光放射輝度)S(λ)から、前記式(4)に基づき、400nm以上750nm以下の範囲の第1放射輝度を100%としたときの、650nm以上750nm以下の範囲の第2放射輝度の割合Lp(%)を算出した。
各発光装置について測定した各発光スペクトル(分光放射輝度)S(λ)、図1Aから求められるヒトのS錐体の分光感度Gs(λ)、図1Bから求められるCIEで規定されたヒトの明所視標準比視感度曲線V(λ)を、前記式(1)に算入し、各発光装置の第1グレア指数Ls1/Lを求めた。
相関色温度が1950Kを超える光を発する比較例1から3の発光装置のうち、第1グレア指数Ls1/Lが最も低い、比較例2の発光装置の第1グレア指数Ls1/Lを基準第1グレア指数Ls10/L0とした。基準第1グレア指数Ls10/L0に対する各発光装置の第1グレア指数Ls1/Lの比である第1相対グレア指数(Ls1/L)(Ls10/L0)を、式(10)に基づき算出した。
各発光装置について測定した各発光スペクトル(分光放射輝度)S(λ)、図1Aから求められるヒトのS錐体の分光感度Gs(λ)、CIEで規定された視角10度におけるヒトの明所視標準視感度曲線V10(λ)、CIEで規定されたヒトの明所視標準視感度曲線V(λ)を、式(2)に算入し、各発光装置の第2グレア指数Ls2/Lを求めた。
相関色温度が1950Kを超える光を発する比較例1から3の発光装置のうち、第2グレア指数Ls2/Lが最も低い数値である、比較例3の発光装置の第2グレア指数を基準第2グレア指数Ls20/L0とした。基準第2グレア指数Ls20/L0に対する各発光装置の第2グレア指数Ls2/Lの比である第2相対グレア指数(Ls2/L)(Ls20/L0)を、式(12)に基づき算出した。
Claims (15)
- 400nm以上490nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
570nm以上680nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する第1蛍光体と、を備えた発光装置であり、
前記発光装置は、相関色温度が1950K以下であり、平均演色評価指数Raが51以上であり、前記発光装置の発光スペクトルにおける最大の発光強度を有する発光ピークの半値全幅が110nm以下であり、
CIE(国際照明委員会)で規定されたヒトの明所視標準比視感度を考慮した380nm以上780nm以下の範囲の発光装置の発光の輝度をLとし、前記ヒトの明所視標準比視感度と前記ヒトのS錐体の感度とを考慮した380nm以上780nm以下の前記発光装置の発光の第1実効放射輝度をLs1としたとき、下記式(1)により定義される、前記輝度Lに対する前記第1実効放射輝度Ls1の第1グレア指数Ls1/Lが0.493以下である光を発する、発光装置。
(式(1)中、S(λ)は発光装置の発光の分光放射輝度であり、V(λ)はCIE(国際照明委員会)で規定されたヒトの明所視標準比視感度曲線であり、Gs(λ)は波長λnmが380nm以上550nm以下の範囲におけるヒトのS錐体の分光感度である。) - 400nm以上490nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
570nm以上680nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する第1蛍光体と、を備えた発光装置であり、
前記第1蛍光体が、下記式(1A)で表される組成を有する第1窒化物蛍光体を含み、
前記発光装置は、相関色温度が1950K以下であり、前記発光装置の発光スペクトルにおける最大の発光強度を有する発光ピークの半値全幅が110nm以下であり、
CIE(国際照明委員会)で規定されたヒトの明所視標準比視感度を考慮した380nm以上780nm以下の範囲の発光装置の発光の輝度をLとし、前記ヒトの明所視標準比視感度と前記ヒトのS錐体の感度とを考慮した380nm以上780nm以下の前記発光装置の発光の第1実効放射輝度をLs1としたとき、下記式(1)により定義される、前記輝度Lに対する前記第1実効放射輝度Ls1の第1グレア指数Ls1/Lが0.493以下である光を発する、発光装置。
M1 2Si5N8:Eu (1A)
(式(1A)中、M1は、Ca、Sr及びBaからなる群から選択される少なくとも1種を含むアルカリ土類金属元素である。)
(式(1)中、S(λ)は発光装置の発光の分光放射輝度であり、V(λ)はCIE(国際照明委員会)で規定されたヒトの明所視標準比視感度曲線であり、Gs(λ)は波長λnmが380nm以上550nm以下の範囲におけるヒトのS錐体の分光感度である。) - 400nm以上490nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
570nm以上680nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する第1蛍光体と、を備えた発光装置であり、
前記発光装置は、相関色温度が1950K以下であり、平均演色評価指数Raが51以上であり、前記発光装置の発光スペクトルにおける最大の発光強度を有する発光ピークの半値全幅が110nm以下であり、
CIE(国際照明委員会)で規定されたヒトの明所視標準比視感度を考慮した380nm以上780nm以下の範囲の発光装置の発光の輝度をLとし、CIEで規定された中心視野角度に対して-10度から+10度ずれたときのヒトの明所視標準比視感度と、ヒトのS錐体の感度を考慮した380nm以上780nm以下の前記発光装置の発光の第2実効放射輝度をLs2としたとき、下記式(2)により定義される、前記輝度Lに対する前記第2実効放射輝度Ls2の第2グレア指数Ls2/Lが1.082以下である光を発する、発光装置。
(式(2)中、S(λ)は発光装置の発光の分光放射輝度であり、V(λ)はCIE(国際照明委員会)で規定されたヒトの明所視標準比視感度曲線であり、Gs(λ)は波長λnmが380nm以上550nm以下の範囲におけるヒトのS錐体の分光感度であり、V10(λ)はCIEで規定された中心視野角度に対して-10度から+10度ずれたときのヒトの明所視標準比視感度曲線である。) - 400nm以上490nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
570nm以上680nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する第1蛍光体と、を備えた発光装置であり、
前記第1蛍光体が、下記式(1A)で表される組成を有する第1窒化物蛍光体を備え、
前記発光装置は、相関色温度が1950K以下であり、前記発光装置の発光スペクトルにおける最大の発光強度を有する発光ピークの半値全幅が110nm以下であり、
CIE(国際照明委員会)で規定されたヒトの明所視標準比視感度を考慮した380nm以上780nm以下の範囲の発光装置の発光の輝度をLとし、中心視野角度に対して-10度から+10度ずれたときのヒトの明所視標準比視感度と、CIEで規定されたヒトのS錐体の感度と、を考慮した380nm以上780nm以下の前記発光装置の発光の第2実効放射輝度Ls2としたとき、下記式(2)により定義される、前記輝度Lに対する前記第2実効放射輝度Ls2の第2グレア指数Ls2/Lが1.082以下である光を発する、発光装置。
M1 2Si5N8:Eu (1A)
(式(1A)中、M1は、Ca、Sr及びBaからなる群から選択される少なくとも1種を含むアルカリ土類金属元素である。)
(式(2)中、S(λ)は発光装置の発光の分光放射輝度であり、V(λ)はCIE(国際照明委員会)で規定されたヒトの明所視標準比視感度曲線であり、Gs(λ)は波長λnmが380nm以上550nm以下の範囲におけるヒトのS錐体の分光感度であり、V10(λ)はCIEで規定された中心視野角度に対して-10度から+10度ずれたときのヒトの明所視標準比視感度曲線である。) - 前記第1蛍光体は、前記第1蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長を有する発光ピークの半値全幅が3nm以上120nm以下の範囲内である、請求項1から4のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第1蛍光体が、下記式(1A)で表される組成を有する第1窒化物蛍光体、下記式(1B)で表される組成を有する第2窒化物蛍光体、下記式(1C)で表される組成を有するフッ化物蛍光体、及び下記式(1C)とは組成が異なる下記式(1C’)で表される組成を有するフッ化物蛍光体からなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1、3又は5に記載の発光装置。
M1 2Si5N8:Eu (1A)
(式(1A)中、M1は、Ca、Sr及びBaからなる群から選択される少なくとも1種を含むアルカリ土類金属元素である。)
SrqCasAltSiuNv:Eu (1B)
(式(1B)中、q、s、t、u及びvは、それぞれ0≦q<1、0<s≦1、q+s≦1、0.9≦t≦1.1、0.9≦u≦1.1、2.5≦v≦3.5を満たす。)
Ac[M2 1-bMn4+ bFd] (1C)
(式(1C)中、Aは、K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+及びNH4 +からなる群から選択される少なくとも1種を含み、M2は、第4族元素及び第14族元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、bは、0<b<0.2を満たし、cは、[M2 1-bMn4+ bFd]イオンの電荷の絶対値であり、dは、5<d<7を満たす。)
A’c’[M2’1-b’Mn4+ b’Fd’] (1C’)
(式(1C’)中、A’は、K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+及びNH4 +からなる群から選択される少なくとも1種を含み、M2’は、第4族元素、第13族元素及び第14族元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、b’は、0<b’<0.2を満たし、c’は、[M2’1-b’Mn4+ b’Fd’]イオンの電荷の絶対値であり、d’は、5<d’<7を満たす。) - 前記第1蛍光体が、さらに下記式(1B)で表される組成を有する第2窒化物蛍光体、下記式(1C)で表される組成を有するフッ化物蛍光体、及び下記式(1C)とは組成が異なる下記式(1C’)で表される組成を有するフッ化物蛍光体からなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項2、4又は5に記載の発光装置。
SrqCasAltSiuNv:Eu (1B)
(式(1B)中、q、s、t、u及びvは、それぞれ0≦q<1、0<s≦1、q+s≦1、0.9≦t≦1.1、0.9≦u≦1.1、2.5≦v≦3.5を満たす。)
Ac[M2 1-bMn4+ bFd] (1C)
(式(1C)中、Aは、K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+及びNH4 +からなる群から選択される少なくとも1種を含み、M2は、第4族元素、第13族元素及び第14族元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、bは、0<b<0.2を満たし、cは、[M2 1-bMn4+ bFd]イオンの電荷の絶対値であり、dは、5<d<7を満たす。)
A’c’[M2’1-b’Mn4+ b’Fd’] (1C’)
(式(1C’)中、A’は、K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+及びNH4 +からなる群から選択される少なくとも1種を含み、M2’は、第4族元素、第13族元素及び第14族元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、b’は、0<b’<0.2を満たし、c’は、[M2’1-b’Mn4+ b’Fd’]イオンの電荷の絶対値であり、d’は、5<d’<7を満たす。) - 480nm以上570nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する第2蛍光体を備える、請求項1から7のいずれか1項に記載の発光装置。
- 前記第2蛍光体は、前記第2蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長を有する発光ピークの半値全幅が20nm以上125nm以下の範囲内である、請求項8に記載の発光装置。
- 前記第2蛍光体が、下記式(2A)で表される組成を有する希土類アルミン酸塩蛍光体、及び下記式(2B)で表される組成を有する第3窒化物蛍光体からなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項8又は9に記載の発光装置。
Ln1 3(Al1-aGaa)5O12:Ce (2A)
(式(2A)中、Ln1は、Y、Gd、Tb及びLuからなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、aは、0≦a≦0.5を満たす。)
LawLn2 xSi6Ny:Cez (2B)
(式(2B)中、Ln2は、Y及びGdからなる群から選択される少なくとも1種を必須として含み、Sc及びLuからなる群から選択される少なくとも1種を含んでいてもよく、組成1モル中に含まれるLn2元素を100モル%としたときに、Ln2に含まれるY及びGdの合計が90モル%以上であり、w、x、y及びzは、1.2≦w≦2.2、0.5≦x≦1.2、10≦y≦12、0.5≦z≦1.2、1.80<w+x<2.40、2.9≦w+x+z≦3.1を満たす。) - 前記第1蛍光体及び前記第2蛍光体の総量に対する前記第1蛍光体の含有量が5質量%以上95質量%以下の範囲内である、請求項8から10のいずれか1項に記載の発光装置。
- 黒体放射軌跡からの色偏差Duvがマイナス0.008以上プラス0.008以下の範囲内の光を発する、請求項1から11のいずれか1項に記載の発光装置。
- 400nm以上750nm以下の範囲の第1放射輝度100%に対して、650nm以上750nm以下の第2放射輝度が50%以下である光を発する、請求項1から12のいずれか1項に記載の発光装置。
- 請求項1から13のいずれか1項に記載の発光装置を備えた灯具。
- 請求項1から13のいずれか1項に記載の発光装置を備えた街路灯。
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