WO2019164014A1 - 発光装置および照明装置 - Google Patents

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WO2019164014A1
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light
light emitting
wavelength
peak wavelength
emitting device
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秀崇 加藤
草野 民男
横井 清孝
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京セラ株式会社
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    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • H01L33/60Reflective elements

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device and a lighting device using LEDs or the like.
  • an illumination device using a light emitting element as a light source is used as a light source for appearance inspection of a painted surface of a home appliance or a passenger car.
  • Semiconductor light-emitting elements have a narrow wavelength band of emitted light and can only emit light of a single color.
  • the illumination light is desired to be white light
  • a plurality of semiconductor light emitting elements having different radiated light wavelength bands are prepared, and white light is realized by mixing the plurality of radiated light.
  • a plurality of phosphors that emit fluorescence having different wavelength bands with excitation light of the same wavelength are prepared, and a plurality of fluorescences emitted by being excited by the emitted light from the semiconductor light emitting element and the emitted light from the semiconductor light emitting element are emitted.
  • White light is achieved through color mixing. If such a color mixing method is used, a light source having a spectrum according to the purpose in addition to white light can be manufactured (see JP-A-2015-126160).
  • a light emitting device includes a light emitting element, a first phosphor, and a second phosphor.
  • the first phosphor emits light having a first peak wavelength in a wavelength region of 400 to 480 nm with respect to light emitted from the light emitting element.
  • the second phosphor emits light having a second peak wavelength in a wavelength region of 480 to 600 nm with respect to light emitted from the light emitting element.
  • the light emitting element has a third peak wavelength in the wavelength region of 280 to 315 nm and emits light of 280 to 315 nm.
  • An illuminating device includes at least one of the above light-emitting devices and a housing in which the light-emitting devices are arranged.
  • the illumination device includes a plurality of light emitting devices having light emitting elements.
  • the combined light emitted from the plurality of light emitting devices has a first peak wavelength in the wavelength region of 400 to 480 nm, a second peak wavelength in the wavelength region of 480 to 600 nm, and a first peak in the wavelength region of 280 to 315 nm. It has 3 peak wavelengths.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention. It is sectional drawing when the light-emitting device shown in FIG. 1 is cut
  • FIG. 1 is an external perspective view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the light emitting device shown in FIG. 1 cut along a plane indicated by phantom lines.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the light emitting device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing the spectrum of external radiation in the light emitting device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the spectrum of sunlight added to FIG.
  • the light emitting device 1 includes a substrate 2, a light emitting element 3, a frame body 4, a sealing member 5, and a wavelength conversion member 6.
  • the light emitting device 1 includes a substrate 2, a light emitting element 3 provided on the substrate 2, a frame body 4 provided on the substrate 2 so as to surround the light emitting element 3, and an inner space surrounded by the frame body 4.
  • the sealing member 5 filled with leaving a part of the upper part of the space surrounded by the frame body 4 and the upper surface of the sealing member 5 on the part of the upper part of the inner space surrounded by the frame body 4
  • a wavelength conversion member 6 provided so as to fit within the frame body 4.
  • the light emitting element 3 is, for example, an LED, and emits light toward the outside when electrons and holes in a pn junction using a semiconductor are recombined.
  • the substrate 2 is an insulating substrate and is made of, for example, a ceramic material such as alumina or mullite, or a glass ceramic material. Or it consists of a composite material which mixed several materials among these materials.
  • the substrate 2 can be made of a polymer resin in which metal oxide fine particles capable of adjusting the thermal expansion of the substrate 2 are dispersed.
  • the wiring conductor is made of a conductive material such as tungsten, molybdenum, manganese, or copper.
  • a metal paste obtained by adding an organic solvent to a powder such as tungsten is printed in a predetermined pattern on the ceramic green sheet to be the substrate 2, and a plurality of ceramic green sheets are laminated. And obtained by firing.
  • a nickel or gold plating layer is formed on the surface of the wiring conductor to prevent oxidation.
  • a metal reflective layer such as aluminum, silver, gold, copper, or platinum is provided on the upper surface of the substrate 2 at a distance from the wiring conductor and the plating layer. It may be formed.
  • the light emitting element 3 is mounted on the main surface of the substrate 2.
  • the light emitting element 3 is electrically connected to, for example, a brazing material or solder on a plating layer deposited on the surface of the wiring conductor formed on the main surface of the substrate 2.
  • the light emitting element 3 has a translucent base and an optical semiconductor layer formed on the translucent base.
  • the translucent substrate may be any substrate that can grow an optical semiconductor layer using a chemical vapor deposition method such as a metal organic chemical vapor deposition method or a molecular beam epitaxial growth method.
  • a material used for the translucent substrate for example, sapphire, gallium nitride, aluminum nitride, zinc oxide, zinc selenide, silicon carbide, silicone, or zirconium diboride can be used.
  • substrate is 50 micrometers or more and 1000 micrometers or less, for example.
  • the optical semiconductor layer includes a first semiconductor layer formed on the translucent substrate, a light emitting layer formed on the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer formed on the light emitting layer.
  • the first semiconductor layer, the light emitting layer, and the second semiconductor layer are, for example, a group III nitride semiconductor, a group III-V semiconductor such as gallium phosphide or gallium arsenide, or a group III nitride such as gallium nitride, aluminum nitride, or indium nitride.
  • a physical semiconductor or the like can be used.
  • the thickness of the first semiconductor layer is, for example, 1 ⁇ m to 5 ⁇ m
  • the thickness of the light emitting layer is, for example, 25 nm to 150 nm
  • the thickness of the second semiconductor layer is, for example, 50 nm to 600 nm.
  • the light emitting element 3 configured in this way can emit excitation light in a wavelength range of, for example, 280 nm to 450 nm.
  • the frame 4 is mixed with a ceramic material such as aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide or yttrium oxide, or a porous material, or a powder made of metal oxide such as aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide or yttrium oxide. Made of a resin material.
  • the frame 4 is connected to the main surface of the substrate 2 through, for example, a resin, a brazing material, solder, or the like.
  • the frame 4 is provided on the main surface of the substrate 2 so as to surround the light emitting element 3 with a space from the light emitting element 3. Further, the frame body 4 is formed such that the inclined inner wall surface expands outward as the distance from the main surface of the substrate 2 increases.
  • the inner wall surface of the frame 4 functions as a reflection surface for the excitation light emitted from the light emitting element 3. Note that when the shape of the inner wall surface of the frame 4 is circular in plan view, the light emitted from the light emitting element 3 can be uniformly reflected outward by the reflecting surface.
  • the inclined inner wall surface of the frame body 4 is made of, for example, a metal layer made of tungsten, molybdenum, manganese, or the like on the inner peripheral surface of the frame body 4 made of a sintered material, and nickel, gold, or the like that covers the metal layer.
  • a plating layer may be formed. This plating layer has a function of reflecting light emitted from the light emitting element 3.
  • the inclination angle of the inner wall surface of the frame 4 is set to an angle of 55 degrees or more and 70 degrees or less with respect to the main surface of the substrate 2, for example.
  • the inner space surrounded by the substrate 2 and the frame body 4 is filled with a light transmissive sealing member 5.
  • the sealing member 5 seals the light emitting element 3 and extracts light emitted from the inside of the light emitting element 3 to the outside. Furthermore, the light extracted outside the light emitting element 3 has a function to transmit.
  • the sealing member 5 is filled in the inner space surrounded by the substrate 2 and the frame body 4 while leaving a part of the space surrounded by the frame body 4.
  • a translucent insulating resin such as a silicone resin, an acrylic resin, or an epoxy resin, or a translucent glass material is used.
  • the refractive index of the sealing member 5 is set to 1.4 or more and 1.6 or less, for example.
  • the wavelength conversion member 6 is provided along the upper surface of the sealing member 5 in the upper part of the inner space surrounded by the substrate 2 and the frame body 4.
  • the wavelength conversion member 6 is formed so as to be accommodated in the frame body 4.
  • the wavelength conversion member 6 has a function of converting the wavelength of light emitted from the light emitting element 3. That is, in the wavelength conversion member 6, the light emitted from the light emitting element 3 enters the inside through the sealing member 5, and the phosphor contained therein is excited by the light emitted from the light emitting element 3, thereby causing fluorescence. In addition to emitting fluorescence from the body, a part of the light from the light emitting element 3 is transmitted and emitted.
  • the wavelength conversion member 6 is made of, for example, a translucent insulating resin such as a fluororesin, a silicone resin, an acrylic resin, or an epoxy resin, or a translucent glass material, and the phosphor is contained in the insulating resin and the glass material. Contained. The phosphor is uniformly dispersed in the wavelength conversion member 6. The phosphor contained in the light emitting element 3 and the wavelength conversion member 6 is selected so that the emission spectrum of the light emitted from the light emitting device 1 becomes an emission spectrum as shown in FIG.
  • a translucent insulating resin such as a fluororesin, a silicone resin, an acrylic resin, or an epoxy resin, or a translucent glass material
  • the light emitting element 3 having the third peak wavelength ⁇ 3 of 280 to 315 nm (the first light emitting element 31 when there are a plurality of types of light emitting elements) is used as a phosphor.
  • the first phosphor 61 has a first peak wavelength ⁇ 1 and emits blue fluorescence, which will be described later, and the second phosphor 62 has a second peak wavelength ⁇ 2 and emits blue-green fluorescence.
  • a phosphor that emits green fluorescence, a phosphor that emits red fluorescence, and a phosphor that emits fluorescence in the near-infrared region may be further used.
  • the first phosphor 61 showing blue is BaMgAl 10 O 17 : Eu, (Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, (Sr, Ba) 10 (PO 4 ). ) 6 Cl 2 : Eu
  • the second phosphor 62 showing blue-green is (Sr, Ba, Ca) 5 (PO 4 ) 3 Cl: Eu, Sr 4 Al 14 O 25 : Eu.
  • the phosphors exhibiting green are SrSi 2 (O, Cl) 2 N 2 : Eu, (Sr, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu 2+ , ZnS: Cu, Al, Zn 2 SiO 4 : Mn.
  • the phosphors exhibiting red are Y 2 O 2 S: Eu, Y 2 O 3 : Eu, SrCaClAlSiN 3 : Eu 2+ , CaAlSiN 3 : Eu, and CaAlSi (ON) 3 : Eu.
  • the phosphor showing the near-infrared region is 3Ga 5 O 12 : Cr.
  • the fluorescence emitted from the phosphors such as the first phosphor 61 and the second phosphor 62, and the light emission in the wavelength region of 280 to 950 nm which is the wavelength region of the emission spectrum.
  • the light emitted from the element 3 is synthesized.
  • the light having the first peak wavelength is excited in the wavelength region of 400 to 480 nm and the light having the second peak wavelength is excited in the wavelength region of 480 to 600 nm with respect to the light emitted from the light emitting element 3.
  • the temperature of the first phosphor 61 and the second phosphor 62 varies, and the output of the fluorescence at the peak wavelength emitted from each phosphor varies.
  • the variation in the color of the light emitted from the light emitting device 1 can be reduced. That is, even when the output of the fluorescence at the peak wavelength emitted from the phosphor of the first phosphor 61 or the second phosphor 62 fluctuates, the light emitted from the light emitting device 1 by the fluorescence emitted from the other phosphors. There is a high possibility that the color of the light can be maintained at the predetermined light color.
  • the light-emitting device 1 reduces variations in the color of light emitted from the light-emitting device 1 caused by fluctuations in the intensity of fluorescence emitted from the phosphor at the peak wavelength. Can do.
  • the light emitting device 1 has the third peak wavelength ⁇ 3 in the range of 280 to 315 nm (UVB region). This makes it possible to supply a light source suitable for plant growth and weather resistance testing.
  • irradiating terrestrial organisms such as reptiles and amphibians with light of 280 to 315 nm (UVB region) can produce nutrients such as vitamin D in the body, Useful for maintaining state.
  • light including near ultraviolet rays gives moderate stress to the object to be cultivated, and for example, it can be expected that the content of vitamin C increases in green-yellow vegetables and the like. In other words, food characteristics can be improved for plants.
  • the light emitting device 1 according to the embodiment of the present invention can emit light with high color rendering properties that approximates the spectrum of sunlight. That is, the difference between the relative light intensity in the spectrum of sunlight and the relative light intensity in the emission spectrum of the light-emitting device 1 according to the embodiment of the present invention can be reduced, and the light-emitting device 1 that approximates sunlight is produced. be able to.
  • the light intensity of the emission spectrum of the peak wavelength ⁇ 3 in the wavelength region of 280 to 315 nm is the light intensity of the maximum peak wavelength in the entire wavelength region of 280 to 950 nm ( 3% to 30% of the maximum peak light intensity).
  • the maximum peak light intensity is the strongest light intensity between 280 and 950 nm.
  • the maximum peak wavelength means a wavelength having the highest relative light intensity in the spectrum between 280 and 950 nm.
  • the light-emitting device 1 can emit light having an emission spectrum over the near-ultraviolet and visible light wavelength ranges, and a part of light intensity in the light-emitting element 3 and the phosphor, that is, relative light shown on the vertical axis in FIG.
  • the variation in the color of the ultraviolet region emitted from the light emitting device 1 caused by the fluctuation in intensity can be reduced.
  • the difference in light intensity between the maximum value and the minimum value of the emission spectrum in the wavelength region of 430 to 700 nm may be 20% or less.
  • the light emitting device 1 can reduce the possibility that the variation in the color of light emitted from blue to yellow will increase.
  • the maximum peak wavelength there is a maximum peak wavelength in the visible light range of 400 to 600 nm.
  • the wavelength having the maximum peak wavelength is the first peak wavelength ⁇ 1 or the second peak wavelength ⁇ 2.
  • the maximum peak wavelength is located in the range of 400 to 600 nm, it is possible to emit light that approximates the sunlight spectrum, and it is possible to supply light suitable for breeding organisms and growing plants.
  • the light emitting device 1 may further include a second light emitting element 32 in addition to the first light emitting element 31.
  • the second light emitting element 32 has a fourth peak wavelength ⁇ 4 in the wavelength region of 315 to 400 nm, and emits light of 315 to 400 nm. Since the light emitting device 1 has the fourth peak wavelength ⁇ 4 in the range of 315 to 400 nm, light closer to sunlight is further irradiated in the ultraviolet region. This makes it possible to supply a light source suitable for plant growth and weather resistance testing.
  • life-raising functions can be improved by irradiating 315-400 nm (UVA region) light to terrestrial organisms such as reptiles and amphibians when raising organisms for indoor breeding. it can.
  • UVA region 315-400 nm
  • light including near ultraviolet rays gives moderate stress to the object to be cultivated, and for example, it can be expected that the content of vitamin C increases in green-yellow vegetables and the like. In other words, food characteristics can be improved for plants.
  • FIGS. 4 and 5 show an example of a fluorescence spectrum including the first phosphor 61 and the second phosphor 62 which are phosphors used in the light emitting device 1 of the present embodiment.
  • the spectrum is indicated by the relative light intensity where the highest light intensity is 1.
  • the emission spectrum and each fluorescence spectrum shown in FIGS. 4 to 5 show the relative light intensity based on the actually measured values.
  • the light intensity below the UVB region may be 50% or less of the light intensity at the peak wavelength ⁇ 4 in the UVA region (315 to 400 nm). By this, it can reduce that the light of an ultraviolet region becomes too strong.
  • the light intensity at the fourth peak wavelength ⁇ 4 may be 20% or more and 60% or less of the maximum peak light intensity in the entire wavelength region 280 to 950 nm. By this, it can reduce that the light of an ultraviolet region becomes strong too much, and deterioration (so-called sunburn) etc. of skin by excessive exposure to an ultraviolet-ray can be reduced. Further, when the light intensity at the fourth peak wavelength ⁇ 4 is 20% or more of the maximum peak light intensity, it is possible to irradiate a spectrum close to sunlight.
  • the light-emitting device 1 is used in, for example, a configuration in which a plurality of light-emitting devices 1 are arranged in a building or a lighting device used indoors such as a house.
  • a lighting device in a living space, it is possible to construct an illumination environment in which sunlight is irradiated even indoors.
  • an inspection environment in which sunlight is irradiated can be constructed even indoors.
  • the lighting device 10 has a first peak wavelength in a wavelength region of 400 to 480 nm and a wavelength of 480 to 600 nm, as in the light emitting device 1 described above.
  • the region has a second peak wavelength.
  • the illumination device 10 has the third peak wavelength ⁇ 3 at 280 to 315 nm, light closer to sunlight is irradiated in the ultraviolet region. This makes it possible to supply a light source suitable for plant growth and weather resistance testing.
  • irradiating terrestrial organisms such as reptiles and amphibians with light of 280 to 315 nm (UVB region) can produce nutrients such as vitamin D in the body, Useful for maintaining state.
  • light including near ultraviolet rays gives moderate stress to the object to be cultivated, and for example, it can be expected that the content of vitamin C increases in green-yellow vegetables and the like. In other words, food characteristics can be improved for plants.
  • the light intensity of the emission spectrum of the peak wavelength ⁇ 3 in the wavelength region of 280 to 315 nm is the light intensity of the maximum peak wavelength in the entire wavelength region of 280 to 950 nm ( 3% to 30% of the maximum peak light intensity).
  • the illumination device 10 can radiate light that approximates the spectrum of sunlight in the ultraviolet region, and can radiate light with small variations in color.
  • the wavelength having the maximum peak wavelength is the first peak wavelength ⁇ 1 or the second peak wavelength ⁇ 2.
  • the maximum peak wavelength is located in the range of 400 to 600 nm, it is possible to emit light that approximates the sunlight spectrum, and it is possible to supply light suitable for breeding organisms and growing plants.
  • the light intensity difference between the maximum value and the minimum value of the emission spectrum in the wavelength region of 430 to 700 nm may be 20% or less. As a result, the illumination device 10 can reduce the possibility of a large variation in the color of light emitted from blue to yellow.
  • the light intensity below the UVB region may be 50% or less of the light intensity at the peak wavelength ⁇ 4 in the UVA region (315 to 400 nm). By this, it can reduce that the light of an ultraviolet region becomes too strong.
  • the light intensity at the fourth peak wavelength ⁇ 4 may be 20% or more and 60% or less of the maximum peak light intensity in the entire wavelength region 280 to 950 nm. By this, it can reduce that the light of an ultraviolet region becomes strong too much, and deterioration (so-called sunburn) etc. of skin by excessive exposure to an ultraviolet-ray can be reduced. Further, when the light intensity at the fourth peak wavelength ⁇ 4 is 20% or more of the maximum peak light intensity, it is possible to irradiate a spectrum close to sunlight.
  • ⁇ Configuration of lighting device> 6 is an external perspective view of a lighting device including the light emitting device according to the present embodiment
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the lighting device shown in FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a state in which the translucent substrate is removed from the housing of the lighting device shown in FIG.
  • the illumination device 10 includes a plurality of light emitting devices having light emitting elements. The light emitted from the plurality of light emitting devices is combined and has a first peak wavelength in a wavelength region of 400 to 480 nm, a second peak wavelength in a wavelength region of 480 to 600 nm, and a wavelength of 280 to 315 nm. It has a third peak wavelength in the wavelength region.
  • the illuminating device 10 is mounted with a long housing 11 opened upward, a plurality of light emitting devices 1 arranged in a line along the longitudinal direction in the housing 11, and a plurality of light emitting devices 1. And a long translucent substrate 13 that is supported by the housing 11 and closes the opening of the housing 11.
  • the spectrum in the light-emitting device 1 was demonstrated, the spectrum in the illuminating device 10 may become as mentioned above.
  • the light emitting element 3 also has the third peak wavelength ⁇ 3 at 280 to 315 nm, and can be reproduced by appropriately changing the type of the phosphor.
  • the housing 11 has a function of holding the translucent substrate 13 and a function of dissipating heat generated by the light emitting device 1 to the outside.
  • the housing 11 is made of, for example, a metal such as aluminum, copper, or stainless steel, plastic, resin, or the like.
  • the casing 11 has a bottom portion 21a extending in the longitudinal direction and a pair of support portions 21b extending from both ends in the width direction of the bottom portion 21a, and is open on both the upper side and the longitudinal direction.
  • the main body portion 21 includes a long main body portion 21 and two lid portions 22 that respectively close the openings on one side and the other side in the longitudinal direction of the main body portion 21.
  • a holding portion is formed in which recesses for holding the translucent substrate 13 are opposed to each other along the longitudinal direction.
  • the length of the casing 11 in the longitudinal direction is set to, for example, 100 mm or more and 2000 mm or less.
  • the wiring board 12 is fixed to the bottom surface in the housing 11.
  • a printed board such as a rigid board, a flexible board, or a rigid flexible board is used.
  • the wiring pattern of the wiring substrate 12 and the wiring pattern of the substrate 2 in the light emitting device 1 are electrically connected via solder or a conductive adhesive. Then, a signal from the wiring board 12 is transmitted to the light emitting element 3 through the substrate 2, and the light emitting element 3 emits light. In addition, electric power is supplied to the wiring board 12 from the power supply provided outside via the wiring.
  • the translucent substrate 13 is made of a material through which light emitted from the light emitting device 1 is transmitted, and is made of, for example, a light transmissive material such as acrylic resin or glass.
  • the translucent substrate 13 is a rectangular plate, and the length in the longitudinal direction is set to, for example, 98 mm or more and 1998 mm or less.
  • the translucent substrate 13 is inserted into the recess formed in each of the support portions 21b described above from the opening on one side or the other side in the longitudinal direction of the main body portion 21, and is slid along the longitudinal direction. It is supported by a pair of support parts 21b at a position away from the light emitting device 1.
  • the illuminating device 10 is comprised by obstruct
  • said illuminating device 10 is a linear light-emitting illuminating device which arranged the some light-emitting device 1 in linear form, it is not restricted to this,
  • the surface which arranged the some light-emitting device 1 in the matrix form or the staggered lattice form It may be a light emitting lighting device.
  • the light emitting device 1 includes the first phosphor 61 that emits blue fluorescence and the first phosphor that emits blue green fluorescence as phosphors contained in one wavelength conversion member 6.
  • 2 phosphors 62 a phosphor that emits green fluorescence, a phosphor that emits red fluorescence, and a phosphor that emits fluorescence in the near-infrared region.
  • two types of wavelength conversion members may be provided. When two types of wavelength conversion members are provided, the first wavelength conversion member is used, and different phosphors are dispersed in the second wavelength conversion member, or the phosphors are dispersed in different combinations to form a single light emitting device. These two wavelength conversion members may be provided, and light emitted through the respective wavelength conversion members may be mixed. By doing so, the color rendering properties of the emitted light can be easily controlled.
  • the plurality of light-emitting elements 3 that emit excitation light are light-emitting elements made of gallium nitride having a plurality of peak wavelengths in the wavelength band of 280 to 315 nm.
  • the first phosphor 61 is (Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu
  • the second phosphor 62 showing blue-green is Sr 4 Al 14 O 25 : Eu
  • the phosphor showing green is SrSi 2 (O, Cl) 2 N 2 : Eu.
  • the phosphor showing red is CaAlSi (ON) 3 : Eu.
  • the phosphor showing the near-infrared region is 3Ga 5 O 12 : Cr.
  • the emission spectrum of the manufactured light emitting device 1 is the emission spectrum shown in FIG.

Abstract

本発明の一実施形態に係る発光装置は、発光素子と、第1蛍光体と、第2蛍光体とを備えている。第1蛍光体は、発光素子から発光される光に対して400~480nmの波長領域に第1ピーク波長を有する光を放射する。第2蛍光体は、発光素子から発光される光に対して480~600nmの波長領域に第2ピーク波長を有する光を放射する。発光素子は、280~315nmの波長領域に第3ピーク波長を有しており、280~315nmの光を放射する。

Description

発光装置および照明装置
 本発明は、LED等を使用した発光装置および照明装置に関する。
 近年、蛍光灯や電球に代わってLED(Light Emitting Diode)などの半導体発光素子を光源とする照明装置が用いられていれる。また、例えば、家電製品や乗用自動車などの塗装面の外観検査用光源としても発光素子を光源とする照明装置が用いられている。
 半導体発光素子は、放射光の波長帯域が狭く、単一色の光しか放射できない。照明光を白色光としたい場合は、放射光の波長帯域が異なる複数の半導体発光素子を準備し、複数の放射光の混色によって白色光を実現している。または、同一波長の励起光によって波長帯域の異なる蛍光を発光する複数の蛍光体を準備し、半導体発光素子からの放射光と、半導体発光素子からの放射光によって励起されて発光する複数の蛍光の混色によって白色光を実現している。このような混色の手法を用いれば、白色光以外にも目的に応じたスペクトルを有する光源を作製することができる(特開2015-126160号公報参照)。
 しかしながら、特開2015-126160号公報に開示された技術は、白色光を照射したときの照射面における外観と、太陽光のもとで見たときの照射面における外観とでは、見え方が異なる場合があった。
 本発明の一実施形態に係る発光装置は、発光素子と、第1蛍光体と、第2蛍光体とを備えている。第1蛍光体は、発光素子から発光される光に対して400~480nmの波長領域に第1ピーク波長を有する光を放射する。第2蛍光体は、発光素子から発光される光に対して480~600nmの波長領域に第2ピーク波長を有する光を放射する。発光素子は、280~315nmの波長領域に第3ピーク波長を有しており、280~315nmの光を放射する。
 本発明の一実施形態に係る照明装置は、少なくとも1つの上記の発光装置と、発光装置が配置された筐体と、を備えることを特徴とする。
 本発明の一実施形態に係る照明装置は、発光素子を有する複数の発光装置を備えている。複数の発光装置から放射された合成光は、400~480nmの波長領域に第1ピーク波長を有し、480~600nmの波長領域に第2ピーク波長に有し、280~315nmの波長領域に第3ピーク波長を有している。
本発明の一実施形態に係る発光装置の外観斜視図である。 図1に示す発光装置を仮想線で示す平面で切断したときの断面図である。 図2に示す発光装置の拡大図である。 本発明の実施形態の発光装置における外部放射光のスペクトルを示すグラフである。 図4に太陽光のスペクトラムを加えて示すグラフである。 本発明の実施形態に係る発光装置を備える照明装置の外観斜視図である。 本発明の実施形態に係る照明装置の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る照明装置の筐体から透光性基板を取り外した状態を示す斜視図である。
 以下に本発明の実施形態に係る発光装置および照明装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
  <発光装置の構成>
 図1は、本発明の一実施形態に係る発光装置の外観斜視図である。図2は、図1に示す発光装置を仮想線で示す平面で切断したときの断面図である。図3は、図2に示す発光装置の拡大図である。図4は、本発明の実施形態の発光装置における外部放射光のスペクトルを示すグラフである。図5は、図4に太陽光のスペクトラムを加えて示すグラフである。これらの図において、発光装置1は、基板2と、発光素子3と、枠体4と、封止部材5と、波長変換部材6とを備えている。
 発光装置1は、基板2と、基板2上に設けられた発光素子3と、基板2上に発光素子3を取り囲むように設けられた枠体4と、枠体4で囲まれた内側の空間内に、枠体4で囲まれる空間の上部の一部を残して充填された封止部材5と、枠体4で囲まれた内側の空間の上部の一部に、封止部材5の上面に沿って枠体4内に収まるように設けられた波長変換部材6と、を備えている。なお、発光素子3は、例えば、LEDであって、半導体を用いたpn接合中の電子と正孔が再結合することによって、外部に向かって光を放出する。
 基板2は、絶縁性の基板であって、例えば、アルミナまたはムライト等のセラミック材料、あるいはガラスセラミック材料等からなる。または、これらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から成る。また、基板2は、基板2の熱膨張を調整することが可能な金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂を用いることができる。
 少なくとも基板2の主面または基板2の内部には、基板2の内外を電気的に導通する配線導体が設けられている。配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。基板2がセラミック材料から成る場合は、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、基板2となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層して、焼成することにより得られる。なお、配線導体の表面には、酸化防止のために、例えば、ニッケルまたは金等のめっき層が形成されている。また、基板2の上面には、基板2上方に効率良く光を反射させるために、配線導体およびめっき層と間隔を空けて、例えば、アルミニウム、銀、金、銅またはプラチナ等の金属反射層を形成してもよい。
 発光素子3は、基板2の主面上に実装される。発光素子3は、基板2主面上に形成される配線導体の表面に被着するめっき層上に、例えば、ろう材または半田を介して電気的に接続される。発光素子3は、透光性基体と、透光性基体上に形成される光半導体層とを有している。透光性基体は、有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、光半導体層を成長させることが可能なものであればよい。透光性基体に用いられる材料としては、例えば、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコーンまたは二ホウ化ジルコニウム等を用いることができる。なお、透光性基体の厚みは、例えば50μm以上1000μm以下である。
 光半導体層は、透光性基体上に形成される第1半導体層と、第1半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第2半導体層とから構成されている。第1半導体層、発光層および第2半導体層は、例えば、III族窒化物半導体、ガリウム燐またはガリウムヒ素等のIII-V族半導体、あるいは、窒化ガリウム、窒化アルミニウムまたは窒化インジウム等のIII族窒化物半導体等を用いることができる。なお、第1半導体層の厚みは、例えば1μm以上5μm以下であって、発光層の厚みは、例えば25nm以上150nm以下であって、第2半導体層の厚みは、例えば50nm以上600nm以下である。また、このように構成された発光素子3は、例えば280nm以上450nm以下の波長範囲の励起光を発することができる。
 枠体4は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等のセラミック材料、あるいは多孔質材料、あるいは酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等の金属酸化物からなる粉末を混合させた樹脂材料から成る。枠体4は、基板2の主面に、例えば樹脂、ろう材または半田等を介して接続されている。枠体4は、発光素子3と間隔を空けて、発光素子3を取り囲むように基板2の主面上に設けられている。また、枠体4は、傾斜する内壁面が、基板2の主面から遠ざかるに従い、外方に向かって広がるように形成されている。そして、枠体4の内壁面が、発光素子3から発せられる励起光の反射面として機能する。なお、平面視して、枠体4の内壁面の形状を円形とすると、発光素子3が放射する光を一様に反射面にて外方に向かって反射させることができる。
 また、枠体4の傾斜する内壁面は、例えば、焼結材料からなる枠体4の内周面にタングステン、モリブデン、マンガン等から成る金属層と、金属層を被覆するニッケルまたは金等から成るめっき層を形成してもよい。このめっき層は、発光素子3の発する光を反射させる機能を有する。なお、枠体4の内壁面の傾斜角度は、基板2の主面に対して例えば55度以上70度以下の角度に設定されている。
 基板2および枠体4で囲まれる内側の空間には、光透過性の封止部材5が充填されている。封止部材5は、発光素子3を封止するとともに、発光素子3の内部から発せられる光を外部に光を取り出す。さらに、発光素子3の外部に取り出された光が透過する機能を備えている。封止部材5は、基板2および枠体4で囲まれる内側の空間内に、枠体4で囲まれる空間の一部を残して充填されている。封止部材5は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂や透光性のガラス材料が用いられる。封止部材5の屈折率は、例えば1.4以上1.6以下に設定されている。
 波長変換部材6は、基板2および枠体4で囲まれた内側の空間の上部に、封止部材5の上面に沿って設けられている。波長変換部材6は、枠体4内に収まるように形成されている。波長変換部材6は、発光素子3の発する光の波長を変換する機能を有している。すなわち、波長変換部材6は、発光素子3から発せられる光が封止部材5を介して内部に入射して、内部に含有される蛍光体が発光素子3から発せられる光によって励起されて、蛍光体からの蛍光を発するとともに、発光素子3からの光の一部を透過させて放射するものである。波長変換部材6は、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂、または透光性のガラス材料からなり、その絶縁樹脂、ガラス材料中に、蛍光体が含有されている。蛍光体は、波長変換部材6中に均一に分散するようにしている。発光素子3および波長変換部材6中に含有される蛍光体としては、発光装置1から発せられる光の発光スペクトルが、図4に示すような発光スペクトルとなるように選ばれる。
 本発明の実施形態の発光装置1では、第3ピーク波長λ3が280~315nmである発光素子3(発光素子が複数種類の場合には、第1発光素子31)を用い、蛍光体として、例えば、後述する第1ピーク波長λ1を有するとともに青色の蛍光を発する第1蛍光体61と、第2ピーク波長λ2を有するとともに青緑色の蛍光を発する第2蛍光体62と、を用いている。この他にも、緑色の蛍光を発する蛍光体と、赤色の蛍光を発する蛍光体と、近赤外領域の蛍光を発する蛍光体とをさらに用いてもよい。
 各蛍光体は例えば、青色を示す第1蛍光体61は、BaMgAl1017:Eu、(Sr,Ca,Ba)10(POCl:Eu,(Sr,Ba)10(POCl:Euであり、青緑色を示す第2蛍光体62は、(Sr,Ba,Ca)(POCl:Eu,SrAl1425:Euである。緑色を示す蛍光体は、SrSi(O,Cl):Eu、(Sr,Ba,Mg)SiO:Eu2+、ZnS:Cu,Al、ZnSiO:Mnである。赤色を示す蛍光体としては、YS:Eu、Y:Eu、SrCaClAlSiN:Eu2+、CaAlSiN:Eu、CaAlSi(ON):Euである。近赤外領域を示す蛍光体は、3Ga12:Crである。
 本発明の実施形態に係る発光装置1は、発光スペクトルの波長領域となる280~950nmの波長領域において、第1蛍光体61、第2蛍光体62等の蛍光体から放射される蛍光と、発光素子3から放射される光を合成する。このことにより、発光素子3から発光される光に対して400~480nmの波長領域に第1ピーク波長の光が励起され、480~600nmの波長領域に第2ピーク波長の光が励起される。
 このことによって、本発明の実施形態に係る発光装置1は、第1蛍光体61、第2蛍光体62の温度が変動し、それぞれの蛍光体から放射される、ピーク波長における蛍光の出力が変動することによって生じる、発光装置1から放射される光の色のバラツキを小さくすることができる。すなわち、第1蛍光体61または第2蛍光体62の蛍光体から放射される、ピーク波長における蛍光の出力が変動する場合であっても、他の蛍光体から放射される蛍光によって発光装置1からの光の色を所定の光の色に保持できる可能性が高くなる。よって、本発明の実施形態に係る発光装置1は、蛍光体から放射される、ピーク波長における蛍光の強度が変動することによって生じる、発光装置1から放射される光の色のバラツキを低減することができる。
 発光装置1が、280~315nm(UVB領域)における第3ピーク波長λ3を有することによって、紫外領域においてより太陽光に近い光が照射される。このことによって、植物育成や耐候性試験用に適した光源を供給することが可能となる。また、屋内飼育用の生物の育成において、爬虫類および両生類等の陸上生物に、280~315nm(UVB領域)の光を照射することで、体内でビタミンDなどの栄養素を生成することができ、健康状態の維持に有用となる。また植物栽培においては、近紫外線を含む光が育成対象物に対して程よいストレスを与え、例えば緑黄色野菜などではビタミンC含有量が増加することなどが期待できる。すなわち、植物に対して、食物としての特性を向上させることができる。
 さらに、本発明の実施形態に係る発光装置1は、太陽光のスペクトルに近似する、演色性の高い光を放射することができる。即ち、太陽光のスペクトルにおける相対光強度と、本発明の実施形態に係る発光装置1の発光スペクトルにおける相対光強度との差を小さくすることができ、太陽光に近似した発光装置1を作製することができる。
 本発明の他の実施形態に係る発光装置1は、280~315nmの波長領域(UVB領域)のピーク波長λ3の発光スペクトルの光強度は、全波長領域280~950nmの最大ピーク波長の光強度(最大ピーク光強度)の3%以上30%以下である。最大ピーク光強度とは、280~950nmの間で最も強い光強度のことである。また、最大ピーク波長とは、280~950nmの間のスペクトルのうち、最も光強度の相対強度が高い波長のことをいう。この結果、発光装置1は、紫外および紫領域において、太陽光のスペクトルに近似する光を放射することができるとともに、色のバラツキが小さい光を放射できる。すなわち、発光装置1は、近紫外および可視光の波長領域にわたる発光スペクトルを有する光を放射できるとともに、発光素子3や蛍光体における一部の光強度、すなわち、図4の縦軸に示す相対光強度が変動することによって生じる、発光装置1から放射される紫外域の色のバラツキを低減させることができる。
 また、本発明の実施形態に係る発光装置1は、430~700nmの波長領域における発光スペクトルの最大値と最小値の光強度差が20%以下であってもよい。このことによって、発光装置1は、青色から黄色にかけて放射する光の色のバラツキが大きくなる可能性を低減できる。
 また、可視光域の400~600nmに最大ピーク波長がある。この最大ピーク波長を有する波長が第1ピーク波長λ1または第2ピーク波長λ2である。最大ピーク波長が400~600nmに位置していることにより、太陽光スペクトルに近似する光を放射することができ、生物の飼育や植物の育成に適した光を供給することが可能となる。
 さらに、発光装置1が、第1発光素子31の他に、第2発光素子32をさらに有していてもよい。第2発光素子32は、315~400nmの波長領域に第4ピーク波長λ4を有しており、315~400nmの光を放射する。発光装置1が、315~400nmにおける第4ピーク波長λ4を有することによって、さらに紫外領域においてより太陽光に近い光が照射される。このことによって、植物育成や耐候性試験用に適した光源を供給することが可能となる。また、屋内飼育用の生物の育成において、爬虫類および両生類等の陸上生物に、315~400nm(UVA領域)の光を照射することで、生命維持機能(体温調節、成長促進)を向上させることができる。また植物栽培においては、近紫外線を含む光が育成対象物に対して程よいストレスを与え、例えば緑黄色野菜などではビタミンC含有量が増加することなどが期待できる。すなわち、植物に対して、食物としての特性を向上させることができる。
 図4および図5は、本実施形態の発光装置1で用いられる蛍光体の第1蛍光体61および第2蛍光体62を含む蛍光スペクトルの一例を示している。それぞれのスペクトルにおいて、最も高い光強度を1とする相対光強度で示したスペクトルである。なお、図4~5に示す発光スペクトルおよび各蛍光スペクトルは、測定された実測値に基づき、相対光強度を示している。
 また、UVB領域以下、つまり315nm以下の光強度はUVA領域(315~400nm)のピーク波長λ4の光強度の50%以下であってもよい。このことによって、紫外域の光が強くなりすぎることを低減させることができる。
 さらに、第4ピーク波長λ4の光強度は、全波長領域280~950nmの最大ピーク光強度の20%以上60%以下であってもよい。このことによって、紫外域の光が強くなりすぎることを低減させることができ、紫外線の浴びすぎによる皮膚の劣化等(いわゆる日焼け)を低減させることができる。また、第4ピーク波長λ4の光強度が最大ピーク光強度の20%以上であることによって、太陽光に近いスペクトルを照射することが可能となる。
 本発明の実施形態の発光装置1は、建物内、家屋内などの屋内で用いられる照明装置において、例えば、複数個配列して構成される形態などで利用される。例えば、居住空間の照明装置であれば、屋内であっても太陽光が照射されたような照明環境を構築することができる。また、塗装された物品、例えば乗用自動車などの外観検査用の照明装置として用いれば、屋内であっても太陽光が照射されたような検査環境を構築することができる。屋内にいても太陽光に近い光が照射されることによって、太陽光の下で見える色に近い見え方にすること(演色性の向上)ができ、色の検査を行なう場合に、より正確に検査することができる。また、屋内飼育用の生物の育成において、爬虫類および両生類等の陸上生物に、280~315nm(UVB領域)の光を照射することで、体内でビタミンDなどの栄養素を生成することができ、健康状態の維持に有用となる。
 なお、これまで発光装置1の実施形態について説明してきたが、複数の発光装置を備えた照明装置10の実施形態として、同様の発光スペクトルを有していてもよい。すなわち、発光素子3を有する複数の発光装置を組み合わせることにより、上述した発光装置1と同様に、照明装置10として、400~480nmの波長領域に第1ピーク波長を有し、480~600nmの波長領域に第2ピーク波長を有している。
 照明装置10が、280~315nmにおける第3ピーク波長λ3を有することによって、紫外領域においてより太陽光に近い光が照射される。このことによって、植物育成や耐候性試験用に適した光源を供給することが可能となる。また、屋内飼育用の生物の育成において、爬虫類および両生類等の陸上生物に、280~315nm(UVB領域)の光を照射することで、体内でビタミンDなどの栄養素を生成することができ、健康状態の維持に有用となる。また植物栽培においては、近紫外線を含む光が育成対象物に対して程よいストレスを与え、例えば緑黄色野菜などではビタミンC含有量が増加することなどが期待できる。すなわち、植物に対して、食物としての特性を向上させることができる。
 本発明の他の実施形態に係る照明装置10は、280~315nmの波長領域(UVB領域)のピーク波長λ3の発光スペクトルの光強度は、全波長領域280~950nmの最大ピーク波長の光強度(最大ピーク光強度)の3%以上30%以下である。この結果、照明装置10は、紫外域において、太陽光のスペクトルに近似する光を放射することができるとともに、色のバラツキが小さい光を放射できる。
 また、可視光域の400~600nmに最大ピーク波長がある。この最大ピーク波長を有する波長が第1ピーク波長λ1または第2ピーク波長λ2である。最大ピーク波長が400~600nmに位置していることにより、太陽光スペクトルに近似する光を放射することができ、生物の飼育や植物の育成に適した光を供給することが可能となる。また、430~700nmの波長領域における発光スペクトルの最大値と最小値の光強度差が20%以下であってもよい。このことによって、照明装置10は、青色から黄色にかけて放射する光の色のバラツキが大きくなる可能性を低減できる。
 また、UVB領域以下、つまり315nm以下の光強度はUVA領域(315~400nm)のピーク波長λ4の光強度の50%以下であってもよい。このことによって、紫外域の光が強くなりすぎることを低減させることができる。
 さらに、第4ピーク波長λ4の光強度は、全波長領域280~950nmの最大ピーク光強度の20%以上60%以下であってもよい。このことによって、紫外域の光が強くなりすぎることを低減させることができ、紫外線の浴びすぎによる皮膚の劣化等(いわゆる日焼け)を低減させることができる。また、第4ピーク波長λ4の光強度が最大ピーク光強度の20%以上であることによって、太陽光に近いスペクトルを照射することが可能となる。
 以下に添付図面を参照して、本実施形態に係る発光装置1を備える照明装置の一例を説明する。
  <照明装置の構成>
 図6は、本実施形態に係る発光装置を備える照明装置の外観斜視図であり、図7は、図6に示す照明装置の分解斜視図である。図8は、図6に示す照明装置の筐体から透光性基板を取り外した状態を示す斜視図である。照明装置10は、発光素子を有する複数の発光装置を備えている。そして、複数の発光装置から放射された光は、合成されて400~480nmの波長領域に第1ピーク波長を有し、480~600nmの波長領域に第2ピーク波長に有し、280~315nmの波長領域に第3ピーク波長を有している。
 照明装置10は、上方に開口している長尺の筐体11と、筐体11内に長手方向に沿ってライン状に複数個配列された発光装置1と、複数の発光装置1が実装される長尺の配線基板12と、筐体11によって支持され、筐体11の開口を閉塞する長尺の透光性基板13とを備えている。
 なお、発光装置1におけるスペクトルについて説明したが、照明装置10におけるスペクトルが上述のようになっていてもよい。この場合には、発光素子3は同じく280~315nmに第3ピーク波長λ3を有するものであり、蛍光体の種類を適宜変更して、再現することができる。
 筐体11は、透光性基板13を保持する機能と、発光装置1の発する熱を外部に放散させる機能とを有している。筐体11は、例えば、アルミニウム、銅またはステンレス等の金属、プラスチックまたは樹脂等から構成される。筐体11は、長手方向に延びる底部21a、および底部21aの幅方向の両端部から立設し、長手方向に延びる一対の支持部21bを有し、上方および長手方向の両側で開口している長尺の本体部21と、本体部21における長手方向一方側および他方側の開口をそれぞれ閉塞する2つの蓋部22とから成っている。各支持部21bの筐体11の内側における上部には、長手方向に沿って透光性基板13を保持するための凹所が互いに対向するように形成された保持部が設けられている。筐体11は、長手方向の長さが、例えば、100mm以上2000mm以下に設定されている。
 配線基板12は、筐体11内の底面に固定される。配線基板12は、例えば、リジッド基板、フレキシブル基板またはリジッドフレキシブル基板等のプリント基板が用いられる。配線基板12の配線パターンと発光装置1における基板2の配線パターンとが、半田または導電性接着剤を介して電気的に接続される。そして、配線基板12からの信号が基板2を介して発光素子3に伝わり、発光素子3が発光する。なお、配線基板12には、外部に設けられた電源から配線を介して電力が供給される。
 透光性基板13は、発光装置1から発せられる光が透過する材料からなり、例えば、アクリル樹脂またはガラス等の光透過性材料から構成される。透光性基板13は、矩形状の板体であって、長手方向の長さが、例えば、98mm以上1998mm以下に設定されている。透光性基板13は、本体部21における長手方向一方側または他方側の開口から、上述の各支持部21bに形成されている凹所内に挿し込み、長手方向に沿ってスライドさせることにより、複数の発光装置1から離れた位置で、一対の支持部21bによって支持される。そして、本体部21における長手方向一方側および他方側の開口を蓋部22で閉塞することにより、照明装置10は構成される。
 なお、上記の照明装置10は、複数の発光装置1を直線状に配列した線発光の照明装置であるが、これに限らず複数の発光装置1をマトリクス状や千鳥格子状に配列した面発光の照明装置であってもよい。
 本発明の実施形態における発光装置1は、1つの波長変換部材6中に含まれる蛍光体として、上記のように、青色の蛍光を放射する第1蛍光体61、青緑色の蛍光を放射する第2蛍光体62、緑色の蛍光を放射する蛍光体、赤色の蛍光を放射する蛍光体および近赤外領域の蛍光を放射する蛍光体からなる5種類の蛍光体を含む構成としたが、これに限らず、2種類の波長変換部材を備えるようにしてもよい。2種類の波長変換部材を備える場合には、第1の波長変換部材とし、第2の波長変換部材とに異なる蛍光体を分散あるいは、異なる組合せで蛍光体を分散させて、1つの発光装置にこれら2つの波長変換部材を設け、それぞれの波長変換部材を通過して出射される光を混合するようにしてもよい。このようにすることで、放射される光の演色性をコントロールしやすくできる。
 図1、図2に示す発光装置1を実際に作製し、演色性について評価した。励起光を放射する複数の発光素子3は、ピーク波長が280~315nmの波長帯域に複数あり、窒化ガリウムから成る発光素子である。
 第1蛍光体61は、(Sr,Ca,Ba)10(POCl:Euであり、青緑色を示す第2蛍光体62は、SrAl1425:Euである。緑色を示す蛍光体は、SrSi(O,Cl):Euである。赤色を示す蛍光体は、CaAlSi(ON):Euである。近赤外領域を示す蛍光体は、3Ga12:Crである。
 作製した発光装置1の発光スペクトルは、図4に示した発光スペクトルである。
 なお、本発明は上述の実施形態の例に限定されるものではなく、数値などの種々の変形は可能である。本実施形態における特徴部の種々の組み合わせは上述の実施形態の例に限定されるものではない。
1 発光装置
10 照明装置
11 筐体
12 配線基板
13 透光性基板
2 基板
21 本体部
21a 底部
21b 支持部
22 蓋部
3 発光素子
31 第1発光素子
32 第2発光素子
4 枠体
5 封止部材
6 波長変換部材
61 第1蛍光体
62 第2蛍光体
λ1 第1ピーク波長
λ2 第2ピーク波長
λ3 第3ピーク波長
λ4 第4ピーク波長
 

Claims (13)

  1.  発光素子と、
    前記発光素子から発光される光に対して400~480nmの波長領域に第1ピーク波長を有する光を放射する第1蛍光体と、
    前記発光素子から発光される光に対して480~600nmの波長領域に第2ピーク波長を有する光を放射する第2蛍光体と、を備えており、
    前記発光素子は、280~315nmの波長領域に第3ピーク波長を有しており、280~315nmの光を放射することを特徴とする発光装置。
  2.  前記第1ピーク波長または前記第2ピーク波長が、放射された光の全波長領域のうち最大光強度を有する最大ピーク波長 であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
  3.  第3ピーク波長の光強度は、放射された光の全波長領域のうち最大光強度を有する最大ピーク波長の光強度の3%以上30%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の発光装置。
  4.  315~400nmの波長領域に第4ピーク波長を有する第2発光素子をさらに備えていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載の発光装置。
  5.  315nm以下の波長領域における光強度は前記第4ピーク波長の光強度の50%以下であることを特徴とする請求項4に記載の発光装置。
  6.  前記第4ピーク波長の光強度は、放射された光の全波長領域のうち最大光強度を有する最大ピーク波長の光強度の20%以上60%以下であることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の発光装置。
  7.  前記発光素子を複数備えたことを特徴とする請求項1~6のいずれか1つに記載の発光装置。
  8.  少なくとも1つの請求項1~7のいずれか1つに記載の発光装置と、
    前記発光装置が配置された筐体と、を備えたことを特徴とする照明装置。
  9.  発光素子を有する複数の発光装置を備えており、
    前記複数の発光装置から放射された合成光は、400~480nmの波長領域に第1ピーク波長を有し、480~600nmの波長領域に第2ピーク波長に有し、280~315nmの波長領域に第3ピーク波長を有していることを特徴とする照明装置。
  10.  前記第1ピーク波長または第2ピーク波長が、放射された光の全波長領域のうち最大光強度を有する最大ピーク波長であることを特徴とする請求項9に記載の照明装置。
  11.  第3ピーク波長の光強度は、放射された光の全波長領域のうち最大光強度を有する最大ピーク波長の光強度の3%以上30%以下であることを特徴とする請求項9または10に記載の照明装置。
  12.  315~400nmの波長領域に第4ピーク波長を有しており、315nm以下の波長領域における光強度は前記第4ピーク波長の光強度の50%以下であることを特徴とする請求項9~11のいずれか1つに記載の照明装置。
  13.  前記第4ピーク波長の光強度は、放射された光の全波長領域の最大ピーク光強度の20%以上60%以下であることを特徴とする請求項12に記載の照明装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019175926A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 京セラ株式会社 発光装置および照明装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020121720A1 (ja) * 2018-12-14 2020-06-18 富士フイルム株式会社 植物育成用灯具

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10241631A (ja) * 1997-02-25 1998-09-11 Toshiba Lighting & Technol Corp 蛍光ランプ
JP2007188799A (ja) * 2006-01-16 2007-07-26 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置
JP2012204609A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 量子ドット太陽光led用積層体
JP2015060921A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 独立行政法人産業技術総合研究所 疑似太陽光照射装置及び該装置用蛍光体粉末
JP2015126160A (ja) 2013-12-27 2015-07-06 サンケン電気株式会社 発光装置
WO2017017632A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 Hipromine S.A. A modular lamp system for insect breeding, use thereof for stimulation of insect reproduction and a method of insect breeding
WO2017069206A1 (ja) * 2015-10-20 2017-04-27 京セラ株式会社 屋内用光源および照明装置
JP2017222750A (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 シャープ株式会社 蛍光体、発光装置および表示装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08235903A (ja) * 1995-02-23 1996-09-13 Agency Of Ind Science & Technol ソーラーシミュレーター
DE59814117D1 (de) 1997-03-03 2007-12-20 Philips Intellectual Property Weisse lumineszenzdiode
JP5081370B2 (ja) * 2004-08-31 2012-11-28 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP4932248B2 (ja) 2005-12-21 2012-05-16 Necライティング株式会社 黄色発光蛍光体、それを用いた白色発光素子、およびそれを用いた照明装置
WO2007088966A1 (ja) * 2006-02-02 2007-08-09 Mitsubishi Chemical Corporation 複合酸窒化物蛍光体、それを用いた発光装置、画像表示装置、照明装置及び蛍光体含有組成物、並びに、複合酸窒化物
JP4948015B2 (ja) * 2006-03-30 2012-06-06 スタンレー電気株式会社 アルミン酸系青色蛍光体およびそれを用いた発光装置
US8567973B2 (en) 2008-03-07 2013-10-29 Intematix Corporation Multiple-chip excitation systems for white light emitting diodes (LEDs)
KR100924912B1 (ko) * 2008-07-29 2009-11-03 서울반도체 주식회사 웜화이트 발광장치 및 그것을 포함하는 백라이트 모듈
JP5544161B2 (ja) * 2009-12-28 2014-07-09 三菱化学株式会社 蛍光体
JP2012009684A (ja) 2010-06-25 2012-01-12 Citizen Electronics Co Ltd 半導体発光装置
KR20130079804A (ko) * 2012-01-03 2013-07-11 삼성전자주식회사 백색 발광 장치 및 이를 이용한 디스플레이 및 조명장치
EP2998381B1 (en) * 2013-05-14 2018-08-01 National Institute for Materials Science Phosphor, production method for same, light-emitting device, image display device, pigment, and ultraviolet absorber
US9923126B2 (en) * 2014-04-30 2018-03-20 Sharp Kabushiki Kaisha Light emitting device having high color rendering using three phosphor types
US9750105B2 (en) * 2015-05-13 2017-08-29 Juha Rantala LED structure with quasi-continuous spectrum and method of illumination
CN107735480A (zh) * 2015-07-07 2018-02-23 大电株式会社 蓝绿色发光荧光体、发光元件、发光装置以及白色光发光装置
CN108290050B (zh) * 2015-11-10 2020-05-19 飞利浦照明控股有限公司 具有可变uv分量的可调白光源
JP6728869B2 (ja) * 2016-02-25 2020-07-22 豊田合成株式会社 発光装置
KR102291493B1 (ko) * 2016-08-11 2021-08-20 삼성디스플레이 주식회사 컬러 필터 및 이를 포함하는 표시 장치
EP3648183B1 (en) * 2017-06-28 2022-08-24 KYOCERA Corporation Light emitting device and illumination device
US10340426B2 (en) * 2017-07-06 2019-07-02 Epistar Corporation Phosphor and illumination device utilizing the same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10241631A (ja) * 1997-02-25 1998-09-11 Toshiba Lighting & Technol Corp 蛍光ランプ
JP2007188799A (ja) * 2006-01-16 2007-07-26 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置
JP2012204609A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 量子ドット太陽光led用積層体
JP2015060921A (ja) * 2013-09-18 2015-03-30 独立行政法人産業技術総合研究所 疑似太陽光照射装置及び該装置用蛍光体粉末
JP2015126160A (ja) 2013-12-27 2015-07-06 サンケン電気株式会社 発光装置
WO2017017632A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 Hipromine S.A. A modular lamp system for insect breeding, use thereof for stimulation of insect reproduction and a method of insect breeding
WO2017069206A1 (ja) * 2015-10-20 2017-04-27 京セラ株式会社 屋内用光源および照明装置
JP2017222750A (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 シャープ株式会社 蛍光体、発光装置および表示装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3761379A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019175926A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 京セラ株式会社 発光装置および照明装置

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