WO2020066839A1 - 暖色複合蛍光体、波長変換体及び発光装置 - Google Patents

暖色複合蛍光体、波長変換体及び発光装置 Download PDF

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充 新田
大塩 祥三
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Definitions

  • the present disclosure relates to a warm color composite phosphor, a wavelength converter, and a light emitting device.
  • a warm-color composite phosphor (hereinafter, referred to as a “warm-color composite phosphor”) composed of a combination of two or more types of warm-color phosphors that emit orange-red warm-color fluorescent light is known. Further, a wavelength converter and a light emitting device using the warm color composite phosphor are also known. These warm composite phosphors, wavelength converters, and light emitting devices are used for solid-state lighting such as LED lighting.
  • Patent Document 1 discloses a warm-color composite phosphor using Ca- ⁇ -sialon: Eu 2+ orange phosphor and CaAlSiN 3 : Eu 2 + red phosphor.
  • Patent Document 2 discloses a warm-color composite phosphor using K 2 SiF 6 : Mn 4+ red phosphor and CaAlSiN 3 : Eu 2+ red phosphor.
  • Patent Document 3 discloses a warm color composite phosphor using Sr, Ca) 2 Si 5 : N 8 : Eu 2+ red phosphor and (Sr, Ba) LiAl 3 N 4 : Eu 2+ red phosphor. ing.
  • the composite warm color phosphor is a combination of two or more orange phosphors and red phosphors having an excitation peak in the blue wavelength range. These composite warm color phosphors make the illumination light a bulb color, increase the luminous efficiency of high color rendering illumination light, expand the display color gamut of the display device, and adjust the color tone of the red fluorescent component due to the temperature rise of the phosphor. It has been developed for the purpose of suppressing change.
  • the color tone of the warm-colored fluorescent component cannot be largely changed.
  • the color tone of the warm-color fluorescent component cannot be largely changed. For this reason, it has been difficult for the above-described warm-color composite phosphor to obtain fluorescence of a desired color tone by a simple operation of changing the light color of the excitation light.
  • the Eu 2+ activated warm color phosphor used in the warm color composite phosphor has a relatively wide spectrum width over a wide wavelength range from purple to blue to green, and has a peak near the blue wavelength range. It has a light absorption band.
  • the shape of the excitation spectrum in the blue to green wavelength region is similar even if the type of Eu 2+ activated warm color phosphor is different. For example, even when the light colors are similar to each other, such as Eu 2+ activated red phosphor and another Eu 2+ activated red phosphor, or like Eu 2+ activated orange phosphor and Eu 2+ activated red phosphor. Even when the light colors are different, the shapes of the excitation spectra are similar.
  • the warm color composite phosphor using one or two or more Eu 2+ activated warm color phosphors and the wavelength converter using the same even if the excitation light is changed from blue to green, only the fluorescence intensity is reduced.
  • the color tone of the warm color fluorescent component cannot be largely changed. Therefore, the conventional warm color composite phosphor and the wavelength converter using the same cannot obtain various warm color light components even if the intensity ratio between the blue light component and the green light component in the excitation light is changed. There were challenges.
  • the color tone (orange to red) of the warm-colored fluorescent component is controlled by a simple control of changing the intensity ratio between the blue light component and the green light component in the excitation light. It is desired to obtain a warm color light component.
  • the conventional light emitting device using the warm color composite phosphor has a problem that various warm color light components cannot be obtained even if the intensity ratio between the blue light component and the green light component is changed.
  • Warm color light components have a large effect on the color rendering of illumination light.
  • the conventional warm color composite phosphor usually uses a combination of a plurality of types of warm color phosphors having different color tones.
  • the warm-colored phosphor it has been desired that the warm-colored phosphor be of a small variety in order to facilitate the adjustment work of the color tone of the output light. Therefore, one kind of warm color composite phosphor that can easily emit various color tones has been desired.
  • the present disclosure has been made to solve such problems.
  • the present disclosure provides a warm-color composite phosphor, a wavelength converter, and a light-emitting device that can obtain various warm-color light components by changing the intensity ratio of a blue light component and a green light component in excitation light.
  • the purpose is to:
  • the warm-color composite phosphor according to the first embodiment of the present disclosure has an excitation peak in a blue wavelength range of 440 nm or more and less than 480 nm, and has an excitation wavelength in an orange wavelength range of 580 nm or more and less than 610 nm. and Ce 3+ -activated orange phosphor having a fluorescent peak, has an excitation peak in the green wavelength range to less than 500 nm 550 nm, Ce 3+ -activated having a fluorescent peak in the red wavelength range of less than 660nm or 610nm And a red phosphor.
  • the wavelength converter according to the second aspect of the present disclosure includes the warm color composite phosphor.
  • the light emitting device is a combination of the warm-color composite phosphor or the wavelength converter and an excitation source that excites the warm-color composite phosphor.
  • FIG. 5 is a spectral distribution diagram of white excitation light emitted from three types of white light sources having different color tones.
  • 12 is a simulation result of a fluorescence spectrum when three types of white excitation light shown in FIG. 11 are used as excitation light.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a warm color composite phosphor according to the first embodiment.
  • the warm color composite phosphor 100 includes a first warm color phosphor 1 and a second warm color phosphor 2. Both the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 are in the form of powder, which is an aggregate of fine particles.
  • the warm color composite phosphor 100 is a mixture of a powdery first warm color phosphor 1 and a powdery second warm color phosphor 2.
  • FIG. 1 is a schematic diagram, and the particles of the first warm color phosphor 1 and the particles of the second warm color phosphor 2 are not limited to hexagons or rectangles.
  • the first warm color phosphor 1 is a Ce 3+ activated orange phosphor having an excitation peak in a blue wavelength range of 440 nm or more and less than 480 nm and a fluorescence peak in an orange wavelength range of 580 nm or more and less than 610 nm. .
  • the first warm-colored phosphor 1 has an excitation peak in the blue wavelength range of 440 nm to less than 480 nm, preferably 445 nm to less than 475 nm.
  • the first warm-colored phosphor 1 has a fluorescence peak in an orange wavelength range of 580 nm or more and less than 610 nm, preferably 590 nm or more and less than 605 nm.
  • the first warm-colored phosphor 1 Since the first warm-colored phosphor 1 has an excitation peak in the above wavelength range and has a fluorescence peak in the above wavelength range, it absorbs the blue light component in the excitation light and converts it into an orange light component. be able to.
  • the first warm color phosphor 1 is a Ce 3+ activated orange phosphor.
  • the Ce 3+ activated phosphor has a narrower excitation band than the Eu 2+ activated phosphor.
  • the width of the excitation band is reduced without being excited by the green light component that excites the second warm color phosphor 2. It can emit orange fluorescence by being excited only by the narrow blue light component. That is, in this embodiment, the fluorescence intensity of the obtained orange light can be changed by changing the intensity of the blue light component in the excitation light.
  • the Ce 3+ activated orange phosphor a garnet type silicate, more preferably a Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 base compound is used.
  • the garnet-type silicate means a silicate having a garnet crystal structure.
  • Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 base compound refers to Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 or Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 whose end component is Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3.
  • the Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 base compound is, for example, a compound in which some or all of the elements constituting the crystal of Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 : Ce 3+ orange phosphor are replaced with another element. And a compound containing a trace amount of an impurity element in the crystal.
  • the Ce 3+ activated orange phosphor is mainly composed of an oxide, industrial production is easy. Further, as the Ce 3+ activated orange phosphor, the energy difference between light absorption and fluorescence, that is, the Stokes shift is relatively small, so that it can be excited by a blue light component, and has an orange fluorescence having a fluorescence peak wavelength of about 600 nm. Those that emit light are known. Therefore, when the garnet-type silicate is used as the Ce 3+ -activated orange phosphor, it is easy to manufacture the warm-color composite phosphor 100.
  • Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 base compound for example, Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 : Ce 3+ orange phosphor having good temperature quenching or a phosphor whose composition is deformed in terms of composition can be used.
  • Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 base compound is used as the Ce 3+ activated orange phosphor, it is easy to manufacture the warm-color composite phosphor 100 that maintains highly efficient fluorescence even at high temperatures.
  • Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 base compound examples include Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 : Ce 3+ orange phosphor, and Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 : Ce 3+ orange phosphor and Lu.
  • a yellow or orange phosphor as a solid solution of 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3 + green phosphor is used.
  • the second warm color phosphor 2 is a Ce 3+ activated red phosphor having an excitation peak in a green wavelength range of 500 nm or more and less than 550 nm and a fluorescence peak in a red wavelength range of 610 nm or more and less than 660 nm. .
  • the second warm color phosphor 2 has an excitation peak in the green wavelength range of 500 nm or more and less than 550 nm, preferably 510 nm or more and less than 540 nm.
  • the second warm-color phosphor 2 has a fluorescence peak in a red wavelength range of 610 nm or more and less than 660 nm, preferably 620 nm or more and less than 650 nm.
  • the second warm color phosphor 2 Since the second warm color phosphor 2 has an excitation peak in the above wavelength range and has a fluorescence peak in the above wavelength range, it absorbs a green light component in the excitation light and converts it into a red light component. be able to.
  • the second warm color phosphor 2 is a Ce 3+ activated red phosphor.
  • the Ce 3+ activated phosphor has a narrower excitation band than the Eu 2+ activated phosphor.
  • the width of the excitation band is reduced without being excited by the blue light component that excites the first warm color phosphor 1. It can emit red fluorescence by being excited only by the narrow green light component. That is, in the present embodiment, the fluorescence intensity of the obtained red light can be changed by changing the intensity of the green light component in the excitation light.
  • the Ce 3+ -activated red phosphor preferably nitride compound, more preferably La 3 Si 6 N 11 type nitride having a La 3 Si 6 N 11 type crystal structure is used.
  • the nitride-based compound means a compound having a crystal structure containing nitrogen.
  • a nitride or an oxynitride-based compound is used as the nitride-based compound.
  • the nitride compound emits good fluorescence in terms of red purity because the fluorescence peak wavelength exceeds 620 nm, and can be excited by green light component because the energy difference between light absorption and fluorescence, that is, Stokes shift is small.
  • the above-mentioned nitride-based compound is used as the Ce 3+ activated red phosphor, it is easy to manufacture the warm composite phosphor 100.
  • the nitride-based compound for example, a La 3 Si 6 N 11- type nitride-based compound is used.
  • the La 3 Si 6 N 11 type nitride compound means a nitride compound having a La 3 Si 6 N 11 type crystal structure.
  • La 3 Si 6 N 11 type nitride compound for example, La 3 (Si, Al) 6 N 11 : Ce 3+ red phosphor having good temperature quenching and a part of the elements constituting the crystal are separated from each other. A red phosphor or the like having a similar composition replaced with an element is used. La 3 (Si, Al) 6 N 11 : Ce 3+ red phosphor is preferable because high efficiency can be maintained even at a high temperature.
  • the Ce 3+ activated orange phosphor as the first warm color phosphor 1 is a Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 base compound, and the Ce 3+ as the second warm color phosphor 2 is used.
  • the active red phosphor is a La 3 Si 6 N 11 type nitride compound.
  • the Ce 3+ activated orange phosphor composed of the chemical compound Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 base compound and the Ce 3+ activated red phosphor composed of the La 3 Si 6 N 11 type nitride-based compound have a temperature quenching behavior. Are similar.
  • the Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 base compound and the La 3 Si 6 N 11 type nitride compound are used in combination, a warm color light component accompanying a temperature rise of the warm color composite phosphor 100 or the like is used. Of the color tone of the image becomes small. Further, according to the warm-color composite phosphor 100 having such a configuration, the difference in the amount of change in the color tone with respect to the phosphor temperature of the spectral distribution in the orange to red wavelength region between the design time and the use time is reduced. Thus, a warm-color composite phosphor excellent in stability of the color tone of the warm-color fluorescent component can be obtained.
  • the warm color composite phosphor 100 shown in FIG. 1 is a powder mixture which is a mixture of a powdery first warm color phosphor 1 and a powdery second warm color phosphor 2. If the form of the warm-color composite phosphor is a powder mixture such as the warm-color composite phosphor 100, the warm-color composite phosphor 100 is mixed only with the first warm-color phosphor 1 and the powdery second warm-color phosphor 2. It is preferable because it can be manufactured and is easy to manufacture.
  • the form of the warm-color composite phosphor of the present disclosure is not particularly limited, and may be a form other than the mixture of the warm-color composite phosphor 100.
  • the form of the warm-color composite phosphor of the present disclosure is a particulate first warm-color phosphor 1 and a particulate second warm-color phosphor 2 composed of particles larger than the fine particles constituting the powder of the warm-color composite phosphor 100.
  • the form of the warm-color composite phosphor of the present disclosure is, for example, a ceramic ceramic obtained by sintering or firing a mixture of a powdery first warm-color phosphor 1 and a powdery second warm-color phosphor 2. Such a bulk shape can be used.
  • the warm color composite phosphor 100 may include a phosphor other than the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 as necessary.
  • a phosphor other than the first warm-color phosphor 1 and the second warm-color phosphor 2 for example, a phosphor that emits a color tone different from orange or red, for example, blue or green, is used.
  • the phosphor may be a Ce 3+ -activated phosphor may not be Ce 3+ -activated phosphor.
  • a phosphor other than the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 for example, a phosphor having an activation material different from Ce 3+ is used.
  • the color tone of the fluorescent light of the phosphor is not particularly limited.
  • FIG. 2 is an example of the excitation spectrum and the fluorescence spectrum of each of the first warm color phosphor and the second warm color phosphor.
  • FIG. 2 uses Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 : Ce 3 + orange phosphor as the first warm color phosphor 1 and La 3 (Si, Al) as the second warm color phosphor 2.
  • 6 N 11 when using Ce 3+ red phosphor, which is an example of the excitation spectrum and fluorescence spectrum.
  • Lu 2 CaMg 2 first a warm phosphor 1 (SiO 4) 3: represents the Ce 3+ 1ex the excitation spectrum of the orange phosphor, expressed as 1em the fluorescence spectrum of the phosphor. Also, the excitation spectrum of the La 3 (Si, Al) 6 N 11 : Ce 3+ red phosphor which is the second warm-color phosphor 2 is represented by 2ex, and the fluorescence spectrum of the phosphor is represented by 2em.
  • the first warm-colored phosphor 1 has an excitation peak in the blue wavelength range of 440 nm or more and less than 480 nm in the excitation spectrum (1ex), and an orange wavelength in the fluorescence spectrum (1 em) of 580 nm or more and less than 610 nm. It was found to have a fluorescent peak within the range. Therefore, it can be seen that the first warm-color phosphor 1 is a phosphor that absorbs a blue light component in a wavelength range of 440 nm or more and less than 480 nm and converts the wavelength into orange light in the wavelength range.
  • the second warm-colored phosphor 2 has an excitation peak in the green wavelength range of 500 nm or more and less than 550 nm in the excitation spectrum (2ex), and has a fluorescence spectrum (2 em) in the red wavelength range of 610 nm or more and less than 660 nm. Has a fluorescent peak. Therefore, it can be seen that the second warm-color phosphor 2 is a phosphor that absorbs a green light component within the wavelength range and converts the wavelength into red light within the wavelength range.
  • the first warm-colored phosphor 1 has an excitation peak near 470 nm, and the fluorescence intensity of orange light increases as the excitation wavelength increases in the excitation wavelength region of 470 nm or more and less than 530 nm. It turns out that it shows the tendency to fall.
  • the second warm-colored phosphor 2 has an excitation peak near 530 nm, and the fluorescence intensity of red light increases as the excitation wavelength increases in a wavelength region of 470 nm or more and less than 530 nm. It turns out that it shows the tendency to increase.
  • the orange color obtained by changing the intensity ratio of the blue light component and the green light component in the excitation light is obtained.
  • the fluorescence intensity of light and red light can be changed.
  • the fluorescence intensity of the obtained orange light and red light can also be changed by changing the excitation wavelength in the blue to green wavelength range of the excitation light.
  • the change in the intensity ratio between the blue light component and the green light component in the excitation light and the change in the excitation wavelength in the blue to green wavelength region of the excitation light cause the warm-color composite fluorescence. It is possible to change the color tone of the orange to red light component emitted from the body 100.
  • the peak values of the excitation spectrum 1ex and the fluorescence spectrum 1em of the first warm-color phosphor 1 and the excitation spectrum 2ex and the fluorescence spectrum 2em of the second warm-color phosphor 2 are , Are all 1.0.
  • the first warm-color phosphor 1 When the warm-color composite phosphor 100 is excited by excitation light in which the intensity of the blue light component having a wavelength of 470 nm is significantly greater than the intensity of the green light component having a wavelength of 530 nm, the first warm-color phosphor 1 is efficiently excited and relatively excited. Emits orange fluorescent light with high intensity.
  • the second warm-color phosphor 2 emits red fluorescence having a relatively small intensity without being efficiently excited.
  • the composite warm-colored phosphor 100 when excited by the excitation light, the composite warm-colored phosphor 100 emits warm-colored fluorescent light in which the ratio of the orange fluorescent light component is larger than that of the red fluorescent light component.
  • the first warm-color phosphor 1 is not efficiently excited. It emits orange fluorescence with relatively low intensity.
  • the second warm-colored phosphor 2 is efficiently excited and emits red fluorescence having relatively high intensity.
  • the composite warm-colored phosphor 100 emits warm-colored fluorescent light in which the ratio of the red fluorescent light component is larger than that of the orange fluorescent light component.
  • the first warm-color phosphor 1 and the second warm-color phosphor 2 are efficiently excited and emit orange and red fluorescent light of similar intensity.
  • the composite warm-colored phosphor 100 emits red-orange fluorescent light having the same ratio of orange and red fluorescent components.
  • the composite warm-colored phosphor 100 by appropriately adjusting the intensities of the blue light component and the green light component in the excitation light for exciting the warm-colored composite phosphor 100, the color tone of the obtained warm-colored light component is increased. It is possible to change.
  • the change in the intensity ratio between the blue light component and the green light component in the excitation light and the spectral distribution of the composite light as the excitation light may be performed, for example, by using a plurality of types of solid-state light-emitting elements having different color tones, and changing the color distribution.
  • the use of either type of phosphor or both can be controlled relatively easily.
  • the above-mentioned intensity ratio and the above-mentioned spectral distribution are different types of solid-state light emitting devices using different color tones, using plural types of phosphors having different color tones, and using solid-state light emitting devices having different color tones and phosphors having different color tones. Can be controlled relatively easily by the combination of.
  • a light emitting diode, a laser diode, or the like is used as the solid state light emitting device.
  • the wavelength of the excitation peak of the blue light component and the wavelength of the excitation peak of the green light component are usually separated by 20 nm or more, preferably 30 nm or more, and preferably 40 nm or more. If the wavelengths of the excitation peaks of the blue light component and the green light component are separated by 20 nm or more, the second warm color phosphor 2 is unintentionally excited by the blue light component, or the first warm color fluorescent light is emitted by the green light component. It is less likely that the body 1 is unintentionally excited.
  • the wavelengths of the excitation peaks of the blue light component and the green light component are separated by 20 nm or more, the color tone of the warm light component obtained by changing the intensity ratio of the blue light component and the green light component in the excitation light is changed.
  • the control accuracy is increased.
  • the warm-color composite phosphor 100 is excited by excitation light having a wavelength of 500 nm which is located between a blue light component having a wavelength of 470 nm and a green light component having a wavelength of 530 nm. From FIG. 2, it can be seen that the difference between the fluorescence intensity of the excitation spectrum 1ex of the first warm color phosphor 1 at the wavelength of 500 nm and the fluorescence intensity of the excitation spectrum 2ex of the second warm color phosphor 2 at the same wavelength is small.
  • the first warm-color phosphor 1 and the second warm-color phosphor 2 are excited to the same degree, and each has the same intensity. Emits orange and red fluorescence. As a result, the composite warm-colored phosphor 100 emits red-orange fluorescence having the same ratio of orange and red fluorescent components when excited by the excitation light.
  • the color tone of the warm-colored light component can be largely changed by appropriately adjusting the wavelength of the excitation light in the wavelength range from blue to green for exciting the warm-colored composite phosphor 100. Is possible.
  • the change of the peak wavelength of the light component from blue to green that excites the composite warm-colored phosphor 100 can be performed, for example, by using a plurality of types of solid-state light-emitting devices having different fluorescence peaks, or by using a plurality of types of phosphors having different fluorescence peaks. And / or use can be controlled relatively easily.
  • the composite warm-colored phosphor 100 changes the intensity ratio between the blue light component and the green light component in the excitation light and changes the excitation wavelength in the blue to green wavelength region of the excitation light. By doing so, various warm color light components can be created. For this reason, the composite warm color phosphor 100 is suitable for an illumination design in which various warm color light components that are different for each application are required.
  • Example 1 ⁇ Excitation spectrum and fluorescence spectrum of conventional composite warm color phosphor>
  • the excitation spectrum and the fluorescence spectrum of the Eu 2+ activated orange phosphor and the Eu 2+ activated red phosphor which constitute the conventional composite warm color phosphor are shown.
  • FIG. 3 is an example of the excitation spectrum and the fluorescence spectrum of each of the Eu 2+ activated orange phosphor and the Eu 2+ activated red phosphor that constitute the conventional composite warm color phosphor.
  • the Eu 2+ activated orange phosphor is Ca- ⁇ -sialon: Eu 2+
  • the Eu 2+ activated red phosphor is (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu 2+ ).
  • the fluorescence spectrum of the phosphor is represented by 2emA.
  • the conventional Eu 2+ activated orange phosphor has an excitation peak near a wavelength of 400 nm, which is a violet light component of the excitation spectrum (1 exA). Further, the conventional Eu 2+ activated orange phosphor has a fluorescence peak near 580 nm within the orange wavelength range of the fluorescence spectrum (1 mA). Therefore, it can be seen that the conventional Eu 2+ activated orange phosphor is a phosphor that absorbs violet light and converts the wavelength into orange light.
  • the conventional Eu 2+ activated red phosphor has an excitation spectrum (2exA) having an excitation peak at a wavelength of 400 nm to 450 nm which is a light component ranging from purple to blue, and a fluorescence spectrum (2 emA) within a red wavelength range. Has a fluorescence peak around 625 nm.
  • exA excitation spectrum
  • emA fluorescence spectrum
  • the conventional Eu 2+ activated orange phosphor emits orange light as the excitation wavelength becomes longer in the excitation wavelength region of 470 nm or more and less than 530 nm due to the optical properties of Eu 2+. It can be seen that the strength tends to decrease.
  • the conventional Eu 2+ activated red phosphor shows a red light as the excitation wavelength becomes longer in the excitation wavelength region of 470 nm or more and less than 530 nm due to the optical properties of Eu 2+. It can be seen that the fluorescence intensity of the sample tends to decrease.
  • both the conventional Eu 2+ activated orange phosphor and the Eu 2+ activated red phosphor have a longer excitation wavelength in the excitation wavelength region of 470 nm or more and less than 530 nm due to the optical properties of Eu 2+ . It can be seen that the fluorescence intensity of orange light or red light tends to decrease as the light emission proceeds.
  • the conventional composite warm color phosphor including the Eu 2+ activated orange phosphor and the Eu 2+ activated red phosphor it can be obtained by changing the intensity ratio of the blue light component and the green light component in the excitation light.
  • the fluorescence intensity of orange light and red light cannot be changed.
  • the fluorescence intensity of the obtained orange light and red light cannot be changed even by changing the excitation wavelength in the blue to green wavelength region of the excitation light.
  • various warm-color light components can be obtained by changing the intensity ratio between the blue light component and the green light component in the excitation light.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a wavelength converter according to the second embodiment.
  • the wavelength converter 200A (200) includes a first warm color phosphor 1, a second warm color phosphor 2, and a transparent resin 3. More specifically, the wavelength converter 200A is obtained by dispersing a first warm color phosphor 1 and a second warm color phosphor 2 in a cured transparent resin 3.
  • the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 forming the wavelength converter 200A are the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 1 forming the warm color composite phosphor 100 according to the first embodiment. It is the same as the second warm color phosphor 2. Therefore, the wavelength converter 200A includes the warm color composite phosphor 100.
  • the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 constituting the wavelength converter 200A are the first warm color phosphor 1 constituting the warm color composite phosphor 100 according to the first embodiment. And the same as the second warm color phosphor 2. For this reason, in the following description of the wavelength converter 200A according to the present embodiment, the description relating to the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 is omitted or simplified.
  • Transparent resin for example, a silicon resin or an epoxy resin is used. Among them, silicone resin is preferable because of its excellent heat resistance and durability.
  • the wavelength converter 200A is made of only an inorganic material because it is excellent in thermal conductivity and easy to design for high heat radiation. That is, in the wavelength converter 200A, it is preferable that the transparent resin 3 be made of an inorganic material.
  • the wavelength converter 200A does not include a substance other than the phosphor, particularly, a substance other than the first warm-color phosphor 1 and the second warm-color phosphor 2.
  • the wavelength converter 200A having such a configuration since there is no factor that causes photon loss due to light absorption, it is easy to increase the output.
  • the wavelength converter 200A having such a configuration can increase the output ratio of the fluorescent component wavelength-converted by the wavelength converter 200 by well absorbing the excitation light. Therefore, the wavelength converter 200A having such a configuration is a wavelength converter suitable for a reflection type light emitting device.
  • the wavelength converter 200A contains a translucent inorganic compound as a substance other than the phosphor.
  • a translucent inorganic compound for example, alumina or silica is used.
  • the wavelength converter 200A having such a configuration becomes a wavelength converter suitable for a transmission type light emitting device.
  • ⁇ Action> The functions of the wavelength converter 200A regarding excitation and fluorescence are the same as those of the warm-color composite phosphor 100 according to the first embodiment. For this reason, the description of the action related to the excitation and the fluorescence of the wavelength converter 200A is omitted.
  • various warm-color light components can be obtained by changing the intensity ratio between the blue light component and the green light component in the excitation light.
  • the wavelength converter 200A since it emits fluorescence containing an orange to red light component, the wavelength converter 200A is suitable for purposes such as illumination and display.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a wavelength converter according to the second embodiment.
  • the wavelength converter 200B includes a first warm color phosphor 1 and a second warm color phosphor 2.
  • the wavelength converter 200B is obtained by bringing the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 into close contact with each other.
  • FIG. 5 is a schematic diagram.
  • the first warm-color phosphor 1 and the particles of the second warm-color phosphor 2 have a regular arrangement alternately arranged in the horizontal and vertical directions in the figure.
  • FIG. 5 is a schematic diagram.
  • the first warm-color phosphor The arrangement of the first particles and the particles of the second warm-color phosphor 2 does not need to be regular.
  • the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 forming the wavelength converter 200B are the first warm color fluorescent light forming the warm color composite phosphor 100 according to the first embodiment. Same as the body 1 and the second warm color phosphor 2. For this reason, the wavelength converter 200B includes the warm color composite phosphor 100.
  • the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 constituting the wavelength converter 200B are the first warm color phosphor 1 constituting the warm color composite phosphor 100 according to the first embodiment. And the same as the second warm color phosphor 2. For this reason, in the following description of the wavelength converter 200B according to the present embodiment, the description relating to the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 is omitted or simplified.
  • a method of sintering the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 for example, a method in which a mixed powder of the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 is subjected to pressure molding And a method of heating and cooling the obtained press-formed body.
  • the wavelength converter 200B shown in FIG. 5 in which the particles of the first warm-colored phosphor 1 and the particles of the second warm-colored phosphor 2 adhere to each other by sintering is obtained.
  • the wavelength converter 200B is made of only an inorganic material because it is excellent in thermal conductivity and easily designed for high heat radiation.
  • the wavelength converter 200B does not include a substance other than the phosphor, particularly, a substance other than the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2.
  • the wavelength converter 200B having such a configuration since there is no factor that causes photon loss due to light absorption, it is easy to increase the output. Further, the wavelength converter 200B having such a configuration can increase the output ratio of the fluorescent component wavelength-converted by the wavelength converter 200B by well absorbing the excitation light. Therefore, the wavelength converter 200B having such a configuration is a wavelength converter suitable for a reflection type light emitting device.
  • the wavelength converter 200B contains a translucent inorganic compound as a substance other than the phosphor.
  • a translucent inorganic compound for example, alumina or silica is used.
  • the wavelength converter 200B having such a configuration becomes a wavelength converter suitable for a transmission type light emitting device.
  • ⁇ Action> The functions of the wavelength converter 200B relating to excitation and fluorescence are the same as those of the warm color composite phosphor 100 according to the first embodiment. For this reason, the description of the action related to the excitation and the fluorescence of the wavelength converter 200A is omitted.
  • various warm-color light components can be obtained by changing the intensity ratio between the blue light component and the green light component in the excitation light.
  • the wavelength converter 200B since it emits fluorescence containing an orange-red light component, the wavelength converter 200B is suitable for purposes such as illumination and display.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a wavelength converter according to the second embodiment.
  • the wavelength converter 200C includes a sintered body of the first warm color phosphor 1 and a sintered body of the second warm color phosphor 2.
  • the wavelength converter 200C is obtained by bringing the sintered body of the first warm-colored phosphor 1 and the sintered body of the second warm-colored phosphor 2 into close contact with each other.
  • the sintered body of the first warm color phosphor 1 of the wavelength converter 200C is obtained by sintering the first warm color phosphor 1 constituting the warm color composite phosphor 100 according to the first embodiment. is there.
  • the sintered body of the second warm color phosphor 2 of the wavelength converter 200C is obtained by sintering the second warm color phosphor 2 constituting the warm color composite phosphor 100 according to the first embodiment. .
  • the sintered body of the first warm-colored phosphor 1 is formed by laminating two first warm-colored phosphors 1 in the vertical direction in the drawing, and the sintered body of the second warm-colored phosphor 2 is The two warm-colored phosphors 2 are shown stacked three in the vertical direction in the figure.
  • FIG. 6 is a schematic diagram, in which the number of stacked first warm-color phosphors 1 constituting the sintered body of the first warm-color phosphor 1 and the sintered body of the second warm-color phosphor 2 are shown.
  • the number of layers of the second warm color phosphor 2 to be constituted is not particularly limited.
  • FIG. 6 shows that there is a relatively large gap between the sintered body of the first warm color phosphor 1 and the sintered body of the second warm color phosphor 2.
  • FIG. 6 is a schematic diagram, in which a sintered body of the first warm-colored phosphor 1 and a sintered body of the second warm-colored phosphor 2 use a binder described later. There is only a small gap that can be brought into close contact.
  • a sintered body of the first warm-colored phosphor 1 is arranged upward in the figure, and a sintered body of the second warm-colored phosphor 2 is arranged downward in the figure.
  • a sintered body of the second warm-colored phosphor 2 is arranged in the upper direction in the figure, and a sintered body of the first warm-colored phosphor 1 is arranged in the lower direction in the figure. Things.
  • the second warm color phosphor 2 constituting the sintered body of the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 constituting the sintered body of the first warm color phosphor 1 is the first embodiment. It is the same as the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 constituting the warm color composite phosphor 100 according to the embodiment. For this reason, in the following description of the wavelength converter 200C according to the present embodiment, the description relating to the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 is omitted or simplified.
  • the sintered body of the first warm color phosphor 1 is obtained by sintering the first warm color phosphor 1 as a raw material. Further, the sintered body of the second warm color phosphor 2 is obtained by sintering the second warm color phosphor 2 as a raw material.
  • the bonding between the sintered body of the first warm-colored phosphor 1 and the sintered body of the second warm-colored phosphor 2 uses, for example, a binder such as low-melting glass. Specifically, a binder disposed between the sintered body of the first warm-color phosphor 1 and the sintered body of the second warm-color phosphor 2 is heated and cooled to obtain a melt-solidified binder. A method of bonding the sintered body of the first warm-colored phosphor 1 and the sintered body of the second warm-colored phosphor 2 with an adhesive is used.
  • a wavelength converter 200C shown in FIG. 6 in which the sintered body of the first warm-color phosphor 1 and the sintered body of the second warm-color phosphor 2 are in close contact is obtained.
  • the wavelength converter 200C is made of only an inorganic material because it has excellent thermal conductivity and is easily designed for high heat radiation.
  • the wavelength converter 200C does not include a substance other than the phosphor, particularly, a substance other than the first warm-color phosphor 1 and the second warm-color phosphor 2.
  • the wavelength converter 200C having such a configuration since there is no factor that causes photon loss due to light absorption, high output can be easily achieved.
  • the wavelength converter 200C having such a configuration can increase the output ratio of the fluorescent component wavelength-converted by the wavelength converter 200C by well absorbing the excitation light. Therefore, the wavelength converter 200C having such a configuration becomes a wavelength converter suitable for a reflection type light emitting device.
  • the wavelength converter 200C contains a light-transmitting inorganic compound as a substance other than the phosphor.
  • a light-transmitting inorganic compound for example, alumina or silica is used.
  • the wavelength converter 200C having such a configuration becomes a wavelength converter suitable for a transmission type light emitting device.
  • ⁇ Action> The functions of the wavelength converter 200C relating to excitation and fluorescence are the same as those of the warm color composite phosphor 100 according to the first embodiment. For this reason, the description of the action regarding the excitation and the fluorescence of the wavelength converter 200C is omitted.
  • various warm-color light components can be obtained by changing the intensity ratio between the blue light component and the green light component in the excitation light.
  • the wavelength converter suitable for purposes such as illumination and display is emitted because it emits fluorescence containing orange to red light components.
  • the light emitting devices according to the fifth and sixth embodiments widely include electronic devices having a function of emitting light, and are not particularly limited as long as they emit some light.
  • the light-emitting device also includes an illumination light source, an illumination device, a display device, and the like. For this reason, an illumination device, a projector, or the like including a laser diode is also considered to be a light emitting device.
  • the light emitting devices according to the fifth and sixth embodiments use the warm color composite phosphor 100 according to the first embodiment as a wavelength conversion material. That is, the light emitting devices according to the fifth and sixth embodiments are devices each including the warm-color composite phosphor 100 according to the first embodiment, and using the fluorescence emitted by the warm-color composite phosphor 100 as output light.
  • the light emitting devices according to the fifth and sixth embodiments combine the warm-color composite phosphor 100 or the wavelength converter 200 with an excitation source that excites the warm-color composite phosphor 100.
  • the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor contained in the warm color composite phosphor 100 absorb the energy radiated by the excitation source and convert the absorbed energy into color-controlled fluorescence.
  • FIG. 7 schematically shows the light emitting devices according to the fifth and sixth embodiments.
  • FIG. 7A shows a light emitting device 300A (300) according to the fifth embodiment
  • FIG. 7B shows a light emitting device 300B (300) according to the sixth embodiment.
  • the excitation source 4 excites the phosphor contained in the warm-color composite phosphor 100 according to the first embodiment or the wavelength converter 200 according to the second embodiment.
  • a radiation device that emits a particle beam ( ⁇ ray, ⁇ ray, electron beam, etc.) or an electromagnetic wave ( ⁇ ray, X ray, vacuum ultraviolet ray, ultraviolet ray, visible light, etc.) can be used.
  • excitation source 4 various radiation generators, electron beam emitters, discharge light generators, solid state light emitting devices, solid state light emitting devices, and the like can be used.
  • Representative examples of the excitation source 4 include an electron gun, an X-ray tube, a rare gas discharge device, a mercury discharge device, a light emitting diode, a laser light generation device including a semiconductor laser, and an inorganic or organic electroluminescence element.
  • the output light 6 is an excitation line emitted by the excitation source 4 or fluorescence emitted by a phosphor in the wavelength converter 100 excited by the excitation light 5.
  • the output light 6 is used as illumination light or display light in the light emitting device.
  • the output light 6 from the phosphor is emitted in the direction in which the wavelength converter 100 is irradiated with the excitation line or the excitation light 5.
  • the light emitting device 300A is used as, for example, a fluorescent lamp, an electron tube, and the like, in addition to a white LED light source and a transmission type laser illumination device.
  • the output from the wavelength converter 100 is opposite to the direction in which the excitation light or the excitation light 5 is irradiated on the wavelength converter 100.
  • Light 6 is emitted.
  • the light emitting device 300B is used as, for example, a reflection type laser illumination device, for example, a light source device or a projector using a phosphor wheel with a reflector.
  • the light emitting devices 300A and 300B are a semiconductor light emitting device, an illumination light source, an illumination device, a display device, and the like constituted by using a phosphor, and particularly a laser illumination and a laser projector.
  • the light emitting devices 300A and 300B include solid state light emitting elements.
  • the first warm color phosphor 1 and / or the second warm color phosphor 2 included in the wavelength converter 200 converts the excitation light emitted by the solid state light emitting element into a light having a longer wavelength than the excitation light. Preferably, it is converted to light.
  • the solid state light emitting device preferably emits blue light or green light, and particularly preferably emits blue light.
  • a solid-state light-emitting element as an excitation source, it becomes possible to realize an all-solid-state light-emitting device resistant to impact, for example, a solid-state lighting.
  • Such a light emitting device can be suitably used for any of outdoor lighting, store lighting, a dimming system, facility lighting, marine lighting, a projector, and an endoscope.
  • the light emitting devices 300A and 300B include either the warm color composite phosphor 100 or the wavelength converter 200. Each of the light emitting devices 300A and 300B is a combination of the warm color composite phosphor 100 or the wavelength converter 200 and an excitation source that excites the warm color composite phosphor 100.
  • the warm color composite phosphor 100 emits fluorescent light containing an orange to red light component as output light
  • the fluorescent light can be used for illumination, display, or the like.
  • the output light emitted from the light emitting devices 300A and 300B is preferably used as illumination light or a display pixel.
  • the light emitting devices 300A and 300B are used as a lighting device or a display device.
  • the light emitting devices 300A and 300B include a warm color composite phosphor and a wavelength converter including an ultra-short afterglow Ce 3+ activated phosphor. Therefore, the light emitting devices 300A and 300B can suppress the saturation of the fluorescent output, so that high-output light can be obtained even under the condition of being excited by high-density light.
  • the light emitting devices 300A and 300B preferably include a particulate phosphor that functions as a light scatterer. According to the light emitting devices 300A and 300B having such a configuration, it is possible to suppress glare due to a coherent effect inherent to laser light and emit output light having alignment characteristics close to Lambertian.
  • the light emitting devices 300A and 300B preferably include the wavelength converter 200 made of an inorganic compound having excellent thermal conductivity.
  • the heat of the wavelength converter 200 generated due to the excitation with the high-density light is efficiently radiated, and the temperature quenching of the phosphor is suppressed. Therefore, according to the light emitting devices 300A and 300B having this configuration, high output light can be obtained.
  • the excitation source 4 includes a semiconductor light emitting element.
  • Semiconductor light-emitting devices such as light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) are small solid-state devices. Therefore, according to the light emitting devices 300A and 300B having the above configuration, a small and highly reliable light emitting device can be obtained.
  • the excitation source 4 further includes a phosphor.
  • a white LED that combines an LED that emits blue fluorescence and a garnet phosphor that emits green fluorescence is used.
  • a white LD in which an LD emitting blue fluorescence and a garnet phosphor emitting green fluorescence are used.
  • the light emitting devices 300A and 300B have such a configuration, it is easy to reduce the number of relatively expensive semiconductor light emitting elements and to obtain blue light and green light components necessary for exciting the warm color composite phosphor. Become. For this reason, the light emitting devices 300A and 300B having such a configuration are useful in industrial production.
  • the excitation source 4 emits a blue light component having a fluorescence peak in a blue wavelength range of 440 nm to less than 480 nm and a green light component having a fluorescence peak in a green wavelength range of 500 nm to less than 550 nm.
  • the blue light component emitted by the excitation source 4 preferably has a fluorescence peak in a blue wavelength range of 445 nm or more and less than 470 nm.
  • the green light component emitted by the excitation source 4 preferably has a fluorescence peak in a green wavelength range of 510 nm or more and less than 540 nm.
  • the light emitting devices 300A and 300B are configured such that the intensities of the blue light component and the green light component emitted by the excitation source 4 are independently controlled.
  • the intensity ratio between the blue light component and the green light component can be arbitrarily changed, and the color tone range of light that can be output is widened.
  • the half width of the fluorescence spectrum of the blue light component is preferably wider than the half width of the excitation band of the Ce 3+ activated orange phosphor (first warm color phosphor 1).
  • the blue light component emitted by the excitation source 4 is efficiently absorbed by the Ce 3+ activated orange phosphor, so that a strong light component of a warm color system may be included in the output light. It will be easier.
  • the light emitting devices 300A and 300B preferably have a fluorescence spectrum of the blue light component including an excitation band of the Ce 3+ activated orange phosphor (first warm phosphor 1).
  • the half-width of the fluorescence spectrum is defined as the maximum intensity of the fluorescence spectrum of a phosphor such as Ce 3+ activated orange phosphor being 1.0, and the intensity of the fluorescence spectrum being 0.1. 5 means the wavelength difference between the long wavelength side wavelength and the short wavelength side wavelength.
  • This definition of the half-width of the fluorescence spectrum is also applied to the half-width of the fluorescence spectrum of the green light component described later and the half-width of the excitation band of the Ce 3+ activated red phosphor (second warm phosphor 2).
  • the half width of the fluorescence spectrum (1 em in FIG. 2) is 144 nm (687 nm-543 nm), and the half width of the excitation band (1ex in FIG. 2) is 91 nm (1ex). 519 nm-428 nm).
  • the half width of the fluorescence spectrum of the blue light component is wider than the half width of the excitation band of the Ce 3+ activated orange phosphor (first warm color phosphor 1). You can see that it is.
  • the half width of the fluorescence spectrum of the green light component is wider than the half width of the excitation band of the Ce 3+ activated red phosphor (second warm phosphor 2).
  • the green light component emitted by the excitation source 4 is efficiently absorbed by the Ce 3+ activated red phosphor, so that a strong light component of a warm color system may be included in the output light. It will be easier.
  • the light emitting devices 300A and 300B preferably have a fluorescence spectrum of the green light component including an excitation band of the Ce 3+ activated red phosphor (second warm phosphor 2).
  • the half width of the fluorescence spectrum (2 em in FIG. 2) is 162 nm (747 nm-585 nm), and the half width of the excitation band (2ex in FIG. 2) is 76 nm (572 nm). 496 nm).
  • the half width of the fluorescence spectrum of the green light component is wider than the half width of the excitation band of the Ce 3+ activated red phosphor (the second warm color phosphor 2). You can see that it is.
  • the semiconductor light emitting element is a laser diode, and the light emitting device does not include any phosphor other than the Ce 3+ activated phosphor.
  • Light density of the laser light irradiating the wavelength converter 200 is, for example, 3W / mm 2 or more 100W / mm less than 2. If the light density is less than 3 W / mm 2 , the difference in light density from LED lighting that does not emit laser light becomes unclear. For this reason, a light emitting device having a light density of less than 3 W / mm 2 tends to have low value as a differentiated product. On the other hand, when the light density exceeds 100 W / mm 2 , heat generation due to energy loss of the wavelength converter 200 may occur.
  • the light density (maximum value) of the laser beam 101 preferable for general illumination is 3 W / mm 2 or more and less than 20 W / mm 2 .
  • the light density (maximum value) of the laser beam 101 preferable for an endoscope is 10 W / mm 2 or more and less than 50 W / mm 2 .
  • the light density (maximum value) of the laser beam 101 preferable for a projector is 40 W / mm 2 or more and less than 100 W / mm 2 .
  • the light emitting devices 300A and 300B be one of an illumination light source, an illumination device, an illumination system, a display device, and a display system because they are suitable for illumination applications and display applications that are in high demand. Further, the light emitting devices 300A and 300B can also be applied to light emitting devices using IoT or AI.
  • various warm color light components can be obtained by changing the intensity ratio between the blue light component and the green light component in the excitation light.
  • Example 1 Excitation spectrum and fluorescence spectrum of each phosphor
  • a powdery La 3 (Si, Al) 6 N 11 Ce 3+ red phosphor (fluorescence peak wavelength ⁇ p ⁇ 630 nm, center particle diameter D 50 ⁇ 10 ⁇ m) was prepared.
  • the excitation spectrum and the fluorescence spectrum of the first warm color phosphor 1 and the second warm color phosphor 2 are as shown in FIG.
  • the fluorescence spectrum for each excitation wavelength of the warm-color composite phosphor formed by mixing the first warm-color phosphor 1 and the second warm-color phosphor 2 can be relatively easily simulated, and the obtained simulation result is an experimental result. It was confirmed that it was close to. Therefore, the effect of the warm color composite phosphor 100 was confirmed by simulation.
  • the fluorescent component in the wavelength region overlapping with the excitation spectrum of La 3 (Si, Al) 6 N 11 : Ce 3 + red phosphor is Is converted to red light.
  • a fluorescent component in a wavelength region overlapping with the excitation spectrum of the red phosphor interferes with the red phosphor, is absorbed by the red phosphor, and has a wavelength of red light. Is converted. For this reason, this simulation was performed in consideration of the above-described interference effect in order to increase the accuracy.
  • the maximum value of the light absorption rate of La 3 (Si, Al) 6 N 11 : Ce 3 + red phosphor was set to 70%.
  • the reason why the maximum value of the light absorptance was set to 70% is that the practical maximum value was estimated to be 70%.
  • the excitation spectrum of the orange phosphor and the red phosphor and the fluorescence spectrum of the red phosphor had substantially no interference effect due to the mixing of the phosphors.
  • the mixing ratio of the mixed phosphor was set so that the orange phosphor and the red phosphor each had the same maximum fluorescence spectrum intensity at the excitation peak wavelength.
  • FIG. 8 is a diagram showing an excitation spectrum and a fluorescence spectrum of each of the first warm-color phosphor and the second warm-color phosphor used in the simulation. Specifically, FIG. 8 shows the first and second warm-colored phosphors shown in FIG. 2 in addition to the excitation spectrum and the fluorescence spectrum, respectively, in addition to the first and second warm-colored phosphors, which are modified in consideration of the interference effect of both phosphors. 4 is a graph showing a fluorescence spectrum of one warm color phosphor.
  • the excitation spectrum of the first warm-color phosphor Lu 2 CaMg 2 (SiO 4 ) 3 : Ce 3+ orange phosphor is represented by 1ex, and the fluorescence spectrum of the phosphor is 1 em. It expresses.
  • the excitation spectrum of La 3 (Si, Al) 6 N 11 : Ce 3+ red phosphor, which is the second warm-color phosphor 2 is expressed as 2ex, and the fluorescence of the phosphor is shown as 2ex.
  • the spectrum is represented as 2 em.
  • the fluorescence spectrum of the first warm-colored phosphor corrected in consideration of the interference effect between the two phosphors is expressed as 1 emB.
  • the fluorescence spectra 1 em and 1 emB of the first warm color phosphor coincide with each other in a region having a wavelength of 600 nm or more.
  • FIG. 9 is a simulation result of a fluorescence spectrum when excited by monochrome light having a changed wavelength within a wavelength range of 450 nm to 550 nm. Specifically, FIG. 9 is a simulation result of a fluorescence spectrum when excitation light is monochrome light whose wavelength is changed in steps of 25 nm within a wavelength range from 450 nm to 550 nm from blue to green.
  • the fluorescence spectra when excited by each of the monochrome lights of 450 nm, 475 nm, 500 nm, 525 nm and 550 nm are represented as 9-1, 9-2, 9-3, 9-4 and 9-5, respectively.
  • the warm-color composite phosphor according to the present example functions as a red-orange phosphor that emits red-orange light of about 610 nm when excited by blue-monochrome light of 450 to 475 nm.
  • the fluorescence peak wavelength became longer as the excitation light became longer.
  • the warm color composite phosphor according to the present example was a warm color composite phosphor capable of controlling the color tone of the red light component by the color tone of the excitation light within the blue to green wavelength range.
  • FIG. 10 is a simulation result of a fluorescence spectrum when using excitation light in which the intensity ratio between blue monochrome light and green monochrome light is changed. More specifically, FIG. 10 shows the fluorescence when the excitation light is the light in which the intensity ratio of the green monochrome light is changed from 0% to 100% in 25% of the mixed light of the blue monochrome light and the green monochrome light. It is a simulation result of a spectrum.
  • the fluorescence spectrum when excited by a mixed light consisting of 0% of blue monochromatic light having a wavelength of 470 nm and 100% of green monochromatic light having a wavelength of 530 nm is represented as 10-1.
  • the fluorescence spectrum when excited by a mixed light consisting of the blue monochromatic light 25% -the green monochromatic light 75% is represented by 10-2.
  • the fluorescence spectrum when excited by a mixed light consisting of the blue monochromatic light 50% -the green monochromatic light 50% is represented by 10-3.
  • the fluorescence spectrum when excited by a mixed light consisting of the blue monochromatic light 75% and the green monochromatic light 25% is represented by 10-4.
  • a fluorescence spectrum when excited by a mixed light composed of the blue monochromatic light 100% and the green monochromatic light 0% is represented by 10-5.
  • the warm-color composite phosphor according to the present example emits red-orange fluorescent light that emits red-orange light having a fluorescent peak wavelength of 608 nm when excited by a single light of blue monochromatic light of 470 nm (10-5). It turned out to function as a body. Then, as the intensity ratio of the green monochrome light increases, the fluorescent peak wavelength becomes longer, and when excited by a single light of the green monochromatic light of 530 nm (10-1), red light emitting red light having a fluorescent peak wavelength of 630 nm is emitted. It turned out to function as a phosphor.
  • the warm-color composite phosphor according to the present example was a warm-color phosphor capable of controlling the color tone of the red light component depending on the intensity ratio of the blue light component and the green light component constituting the excitation light.
  • a white light source As a white light source, a white light source combining a blue laser diode (blue LD, fluorescence peak wavelength: 450 nm) and Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3 + green phosphor (fluorescence peak wavelength: 540 nm) was used. . Specifically, three types of white light sources that emit the following three types of white output light (white excitation light) were used as the white light sources.
  • the color tone of the white light source can be controlled by controlling the light absorptance of the wavelength converter including the aforementioned Y 3 Al 2 (AlO 4 ) 3 : Ce 3 + green phosphor.
  • FIG. 11 is a spectral distribution diagram of white excitation light emitted from three types of white light sources having different color tones.
  • the spectral distribution diagrams of the white excitation light 1, the white excitation light 2, and the white excitation light 3 are represented as 11-1, 11-2, and 11-3, respectively.
  • FIG. 12 shows a simulation result of a fluorescence spectrum when the three types of white excitation light shown in FIG. 11 are used as excitation light.
  • the simulation results of the fluorescence spectrum when the white excitation light 1, the white excitation light 2, and the white excitation light 3 are used as the excitation light are represented as 12-1, 12-2, and 12-3, respectively.
  • the fluorescent tones have different color tones of 622 nm, 625 nm, and 630 nm, respectively. It was found to function as a red phosphor that emits red light.
  • the warm color composite phosphor according to this example was a warm color composite phosphor capable of controlling the color tone of the red light component by the light color of the white excitation light emitted from the white light source.
  • the warm-color composite phosphor according to the present embodiment can obtain various warm-color light components by controlling the blue light component and the green component serving as the excitation light of the warm-color composite phosphor. I understood.
  • the warm-color composite phosphor according to the present embodiment can emit warm-color light components of various tones only by using one kind of warm-color composite phosphor including two kinds of warm-color phosphors. understood.
  • the warm color composite phosphor according to the present example can easily be applied to various uses only by using one kind of warm color composite phosphor.
  • a warm-color composite phosphor, a wavelength converter, and a light-emitting device capable of obtaining various warm-color light components by changing the intensity ratio of a blue light component and a green light component in excitation light are disclosed. Can be provided.

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Abstract

暖色複合蛍光体は、440nm以上480nm未満の青色の波長範囲内に励起ピークを有し、580nm以上610nm未満の橙色の波長範囲内に蛍光ピークを有するCe3+付活橙色蛍光体と、500nm以上550nm未満の緑色の波長範囲内に励起ピークを有し、610nm以上660nm未満の赤色の波長範囲内に蛍光ピークを有するCe3+付活赤色蛍光体と、を含む。前記Ce3+付活赤色蛍光体は、窒化物系化合物であることが好ましい。

Description

暖色複合蛍光体、波長変換体及び発光装置
 本開示は、暖色複合蛍光体、波長変換体及び発光装置に関する。
 従来、橙色~赤色の暖色系の蛍光を放射する複種類の暖色蛍光体を組み合わせて構成される暖色複合蛍光体(以後、「暖色複合蛍光体」という)が知られている。また、この暖色複合蛍光体を用いた波長変換体及び発光装置も知られている。これらの暖色複合蛍光体、波長変換体及び発光装置は、例えばLED照明等の固体照明に用いられている。
 従来、Eu2+付活赤色蛍光体やEu2+付活橙色蛍光体を用いる暖色複合蛍光体が知られている。例えば、特許文献1には、Ca-α-サイアロン:Eu2+橙色蛍光体とCaAlSiN:Eu2+赤色蛍光体とを用いる暖色複合蛍光体が開示されている。また、特許文献2には、KSiF:Mn4+赤色蛍光体とCaAlSiN:Eu2+赤色蛍光体とを用いる暖色複合蛍光体が開示されている。さらに、特許文献3には、Sr,Ca)Si:N:Eu2+赤色蛍光体と(Sr,Ba)LiAl:Eu2+赤色蛍光体とを用いる暖色複合蛍光体が開示されている。
 上記複合暖色蛍光体は、青色の波長範囲内に励起ピークを有する橙色蛍光体や赤色蛍光体を複種類組み合わせたものである。これらの複合暖色蛍光体は、照明光を電球色にしたり、高演色照明光の発光効率を上げたり、表示装置の表示色域を広げたり、蛍光体の温度上昇に伴う赤色蛍光成分の色調の変化を抑制したりする目的で開発されてきた。
特許第3837588号公報 特表2016-503579号公報 特表2017-536694号公報
 しかしながら、上記暖色複合蛍光体では、励起光の光色を変えても、暖色系の蛍光成分の色調を大きく変えることができない。具体的には、上記暖色複合蛍光体では、励起光の光色を青から緑に変えても、暖色系の蛍光成分の色調を大きく変えることができない。このため、上記暖色複合蛍光体では、励起光の光色を変えるという簡単な操作で、所望の色調の蛍光を得ることは困難であった。
 この理由を説明する。上記暖色複合蛍光体で用いられるEu2+付活暖色蛍光体は、その光物性上、紫~青~緑の広い波長範囲に亘りスペクトル幅が比較的広く、かつ青の波長範囲付近にピークがある光吸収帯を有する。このうち、青~緑色の波長領域における励起スペクトルの形状は、Eu2+付活暖色蛍光体の種類が異なっていても類似する。例えば、Eu2+付活赤色蛍光体と他のEu2+付活赤色蛍光体のように光色が類似する場合でも、また、Eu2+付活橙色蛍光体とEu2+付活赤色蛍光体のように光色が異なる場合でも、励起スペクトルの形状は類似する。
 このため、Eu2+付活暖色蛍光体を1種又は2種以上用いた上記暖色複合蛍光体及びこれを用いる波長変換体では、励起光を青色から緑色に変えても蛍光強度が低下するだけで暖色系の蛍光成分の色調を大きく変えることができない。したがって、従来の暖色複合蛍光体及びこれを用いる波長変換体には、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合を変えても多様な暖色系の光成分を得ることができないという課題があった。
 また、発光装置では、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合の変更という簡単な制御により、暖色系の蛍光成分の色調(橙~赤)を制御し、この結果、多様な暖色系の光成分を得ることが望まれている。しかし、従来の暖色複合蛍光体を用いた発光装置には、上記青色光成分と緑色光成分との強度割合を変えても多様な暖色系の光成分を得ることができないという課題があった。
 なお、暖色系の光成分は照明光の演色性に与える影響が大きい。このため、従来の暖色複合蛍光体では、通常、色調が異なる複数種類の暖色蛍光体を組み合わせて用いている。しかし、近年、出力光の色調の調整作業の容易化等のために、暖色蛍光体が少品種であることが望まれている。このため、多様な色調を放つことが容易にできる一種類の暖色複合蛍光体が望まれていた。
 本開示はこのような課題を解決するためになされたものである。本開示は、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合を変えることにより、多様な暖色系の光成分を得ることができる暖色複合蛍光体、波長変換体及び発光装置を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、本開示の第1の態様に係る暖色複合蛍光体は、440nm以上480nm未満の青色の波長範囲内に励起ピークを有し、580nm以上610nm未満の橙色の波長範囲内に蛍光ピークを有するCe3+付活橙色蛍光体と、500nm以上550nm未満の緑色の波長範囲内に励起ピークを有し、610nm以上660nm未満の赤色の波長範囲内に蛍光ピークを有するCe3+付活赤色蛍光体と、を含む。
 本開示の第2の態様に係る波長変換体は、前記暖色複合蛍光体を含む。
 本開示の第3の態様に係る発光装置は、前記暖色複合蛍光体又は前記波長変換体と、前記暖色複合蛍光体を励起する励起源と、を組み合わせたものである。
第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体を示す概略図である。 第一の暖色蛍光体及び第二の暖色蛍光体のそれぞれの励起スペクトル及び蛍光スペクトルの一例である。 従来の複合暖色蛍光体を構成する、Eu2+付活橙色蛍光体及びEu2+付活赤色蛍光体のそれぞれの、励起スペクトルと蛍光スペクトルの一例である。 第2の実施形態に係る波長変換体を示す概略図である。 第3の実施形態に係る波長変換体を示す概略図である。 第4の実施形態に係る波長変換体を示す概略図である。 第5の実施形態に係る発光装置の一例の概略図である。 シミュレーションで用いた、第一の暖色蛍光体及び第二の暖色蛍光体のそれぞれの励起スペクトル及び蛍光スペクトルを示す図である。 450nmから550nmの波長範囲内において波長を変えたモノクロ光で励起した場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果である。 青色モノクロ光と緑色モノクロ光との強度割合を変えた励起光を用いた場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果である。 色調が異なる3種類の白色光源が放射する白色励起光の分光分布図である。 図11に示す3種類の白色励起光を励起光として用いた場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果である。
 以下、本実施形態に係る暖色複合蛍光体、波長変換体及び発光装置について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。すなわち、以下の実施形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。このため、以下の実施形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明については省略又は簡略化する。
[暖色複合蛍光体]
 (第1の実施形態)
 第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体について、図面を参照して説明する。図1は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体を示す概略図である。図1に示すように、暖色複合蛍光体100は、第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2とを備える。第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2は、共に微粒子の集合体である粉末状になっている。暖色複合蛍光体100は、粉末状の第一の暖色蛍光体1と粉末状の第二の暖色蛍光体2との混合物になっている。
 なお、図1では、第一の暖色蛍光体1の粒子が六角形、第二の暖色蛍光体2の粒子が長方形で示されている。しかし、図1は模式的な図であり、第一の暖色蛍光体1の粒子及び第二の暖色蛍光体2の粒子は、六角形や長方形に限定されない。
  <第一の暖色蛍光体>
 第一の暖色蛍光体1は、440nm以上480nm未満の青色の波長範囲内に励起ピークを有し、580nm以上610nm未満の橙色の波長範囲内に蛍光ピークを有するCe3+付活橙色蛍光体である。
 第一の暖色蛍光体1は、440nm以上480nm未満、好ましくは445nm以上475nm未満の青色の波長範囲内に励起ピークを有する。また、第一の暖色蛍光体1は、580nm以上610nm未満、好ましくは590nm以上605nm未満の橙色の波長範囲内に蛍光ピークを有する。
 第一の暖色蛍光体1は、上記波長範囲内に励起ピークを有しかつ上記波長範囲内に蛍光ピークを有するため、励起光中の青色光成分を吸収して、橙色の光成分に変換することができる。
 第一の暖色蛍光体1は、Ce3+付活橙色蛍光体である。Ce3+付活蛍光体は、一般的に、Eu2+付活蛍光体よりも励起帯の幅が狭い。本実施形態では、第一の暖色蛍光体1としてCe3+付活橙色蛍光体を用いることにより、第二の暖色蛍光体2を励起する緑色光成分で励起されることなく、励起帯の幅が狭い上記青色光成分のみで励起して橙色の蛍光を放射することができる。すなわち、本実施形態では、励起光中の青色光成分の強度を変えることにより、得られる橙色光の蛍光強度を変えることができる。
 Ce3+付活橙色蛍光体としては、好ましくはガーネット型珪酸塩、より好ましくはLuCaMg(SiOベース化合物が用いられる。ここで、ガーネット型珪酸塩とは、ガーネットの結晶構造を有する珪酸塩を意味する。
 また、LuCaMg(SiOベース化合物とは、LuCaMg(SiO、又は端成分がLuCaMg(SiOであるLuCaMg(SiO固溶体、の結晶構造を有する化合物を意味する。LuCaMg(SiOベース化合物は、例えば、LuCaMg(SiO:Ce3+橙色蛍光体の結晶を構成する元素の一部又は全部を別の元素で置換した化合物や、微量の不純物元素を上記結晶中に含む化合物、を含む概念である。
 上記Ce3+付活橙色蛍光体は、酸化物を主体にしてなるため、工業生産が容易である。また、上記Ce3+付活橙色蛍光体として、光吸収と蛍光とのエネルギー差、すなわちストークスシフトが比較的小さいために青色光成分で励起可能であり、かつ蛍光ピーク波長が600nm前後の橙色の蛍光を放射するものが知られている。このため、上記Ce3+付活橙色蛍光体として上記ガーネット型珪酸塩を用いると、暖色複合蛍光体100の製造が容易である。
 さらに、LuCaMg(SiOベース化合物としては、例えば、温度消光が良好なLuCaMg(SiO:Ce3+橙色蛍光体や組成の面でこれを変形した蛍光体が知られている。このため、Ce3+付活橙色蛍光体としてLuCaMg(SiOベース化合物を用いると、高温下でも高効率な蛍光を維持する暖色複合蛍光体100の製造が容易である。
 LuCaMg(SiOベース化合物としては、例えば、LuCaMg(SiO:Ce3+橙色蛍光体や、LuCaMg(SiO:Ce3+橙色蛍光体とLuAl(AlO:Ce3+緑色蛍光体の固溶体としての黄色又は橙色蛍光体等が用いられる。
  <第二の暖色蛍光体>
 第二の暖色蛍光体2は、500nm以上550nm未満の緑色の波長範囲内に励起ピークを有し、610nm以上660nm未満の赤色の波長範囲内に蛍光ピークを有するCe3+付活赤色蛍光体である。
 第二の暖色蛍光体2は、500nm以上550nm未満、好ましくは510nm以上540nm未満の緑色の波長範囲内に励起ピークを有する。また、第二の暖色蛍光体2は、610nm以上660nm未満、好ましくは620nm以上650nm未満の赤色の波長範囲内に蛍光ピークを有する。
 第二の暖色蛍光体2は、上記波長範囲内に励起ピークを有しかつ上記波長範囲内に蛍光ピークを有するため、励起光中の緑色光成分を吸収して、赤色の光成分に変換することができる。
 第二の暖色蛍光体2は、Ce3+付活赤色蛍光体である。Ce3+付活蛍光体は、一般的に、Eu2+付活蛍光体よりも励起帯の幅が狭い。本実施形態では、第二の暖色蛍光体2としてCe3+付活赤色蛍光体を用いることにより、第一の暖色蛍光体1を励起する青色光成分で励起されることなく、励起帯の幅が狭い上記緑色光成分のみで励起して赤色の蛍光を放射することができる。すなわち、本実施形態では、励起光中の緑色光成分の強度を変えることにより、得られる赤色光の蛍光強度を変えることができる。
 Ce3+付活赤色蛍光体としては、好ましくは窒化物系化合物、より好ましくはLaSi11型結晶構造を有するLaSi11型窒化物が用いられる。ここで、窒化物系化合物とは、窒素を含む結晶構造を有する化合物を意味する。窒化物系化合物としては、例えば、窒化物又は酸窒化物系化合物が用いられる。
 上記窒化物系化合物として、蛍光ピーク波長が620nmを超えるため赤色純度の面で良好な蛍光を放射し、かつ光吸収と蛍光とのエネルギー差、すなわちストークスシフトが小さいために緑色光成分で励起可能なものが知られている。このため、Ce3+付活赤色蛍光体として上記窒化物系化合物を用いると、暖色複合蛍光体100の製造が容易である。
 窒化物系化合物としては、例えば、LaSi11型窒化物系化合物が用いられる。ここで、LaSi11型窒化物系化合物とは、LaSi11型の結晶構造を有する窒化物系化合物を意味する。
 LaSi11型窒化物系化合物としては、例えば、温度消光が良好なLa(Si,Al)11:Ce3+赤色蛍光体やこの結晶を構成する元素の一部を別の元素で置換した類似組成の赤色蛍光体等が用いられる。La(Si,Al)11:Ce3+赤色蛍光体は、高温下でも高効率を保つことができるため好ましい。
  <第一の暖色蛍光体と第二の暖色蛍光体との組み合わせ>
 暖色複合蛍光体100では、第一の暖色蛍光体1であるCe3+付活橙色蛍光体がLuCaMg(SiOベース化合物であり、第二の暖色蛍光体2であるCe3+付活赤色蛍光体がLaSi11型窒化物系化合物であることが好ましい。
 化学式LuCaMg(SiOベース化合物からなるCe3+付活橙色蛍光体と、LaSi11型窒化物系化合物からなるCe3+付活赤色蛍光体とは、温度消光の挙動が類似する。
 このため、LuCaMg(SiOベース化合物と、LaSi11型窒化物系化合物とを組み合わせて用いると、暖色複合蛍光体100の温度上昇等に伴う暖色系の光成分の色調の変化量が小さくなる。また、このような構成の暖色複合蛍光体100によれば、橙~赤色の波長領域における分光分布の蛍光体温度に対する色調の変化量の、設計時と使用時との間の差異が小さくなるため、暖色系蛍光成分の色調の安定性に優れる暖色複合蛍光体が得られる。
  <暖色複合蛍光体の形態>
 図1に示す暖色複合蛍光体100は、粉末状の第一の暖色蛍光体1と粉末状の第二の暖色蛍光体2との混合物である粉末混合物である。暖色複合蛍光体の形態が暖色複合蛍光体100のような粉末混合物であると、第一の暖色蛍光体1と粉末状の第二の暖色蛍光体2との混合のみで暖色複合蛍光体100を作成することができ、作製が容易であるため好ましい。
 なお、本開示の暖色複合蛍光体の形態は特に限定されず、暖色複合蛍光体100の混合物以外の形態にすることができる。例えば、本開示の暖色複合蛍光体の形態は、暖色複合蛍光体100の粉末を構成する微粒子より大きい粒子からなる粒子状の第一の暖色蛍光体1と粒子状の第二の暖色蛍光体2と、の混合物にすることができる。また、本開示の暖色複合蛍光体の形態は、例えば、粉末状の第一の暖色蛍光体1と粉末状の第二の暖色蛍光体2との混合物を焼結又は焼成して得られるセラミックスのようなバルク状にすることができる。
  <第一の暖色蛍光体及び第二の暖色蛍光体以外の成分>
 暖色複合蛍光体100は、必要により、第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2以外の蛍光体を含んでいてもよい。
第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2以外の蛍光体としては、例えば、橙色や赤色とは異なる色調、例えば青色や緑色、の蛍光を放射する蛍光体が用いられる。この蛍光体は、Ce3+付活蛍光体であってもよいしCe3+付活蛍光体でなくてもよい。
また、第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2以外の蛍光体としては、例えば、Ce3+と異なる付活物質を有する蛍光体が用いられる。この蛍光体の蛍光の色調は特に限定されない。
  <励起スペクトル及び蛍光スペクトル>
 図2は、第一の暖色蛍光体及び第二の暖色蛍光体のそれぞれの励起スペクトル及び蛍光スペクトルの一例である。具体的には、図2は、第一の暖色蛍光体1としてLuCaMg(SiO:Ce3+橙色蛍光体を用い、第二の暖色蛍光体2としてLa(Si,Al)11:Ce3+赤色蛍光体を用いたときの、励起スペクトル及び蛍光スペクトルの一例である。
 図2において、第一の暖色蛍光体1であるLuCaMg(SiO:Ce3+橙色蛍光体の励起スペクトルを1exと表し、同蛍光体の蛍光スペクトルを1emと表す。また、第二の暖色蛍光体2であるLa(Si,Al)11:Ce3+赤色蛍光体の励起スペクトルを2exと表し、同蛍光体の蛍光スペクトルを2emと表す。
 図2より、第一の暖色蛍光体1は、励起スペクトル(1ex)が440nm以上480nm未満の青色の波長範囲内に励起ピークを有し、蛍光スペクトル(1em)が580nm以上610nm未満の橙色の波長範囲内に蛍光ピークを有することが判った。このため、第一の暖色蛍光体1は、440nm以上480nm未満の波長範囲内の青色光成分を吸収して、前記波長範囲内の橙色光に波長変換する蛍光体であることが判る。
 また、第二の暖色蛍光体2は、励起スペクトル(2ex)が500nm以上550nm未満の緑色の波長範囲内に励起ピークを有し、蛍光スペクトル(2em)が610nm以上660nm未満の赤色の波長範囲内に蛍光ピークを有する。このため、第二の暖色蛍光体2は、前記波長範囲内の緑色光成分を吸収して、前記波長範囲内の赤色光に波長変換する蛍光体であることが判る。
  <作用>
 以下、図2に示すグラフについて、詳細に検討する。具体的には、図2に示すグラフのうち、励起光の色調が青色~緑色となる波長領域、具体的には、470nm以上530nm未満の励起波長領域における作用について検討する。
 図2の励起スペクトル1exより、第一の暖色蛍光体1は、470nm近辺に励起ピークを有し、かつ470nm以上530nm未満の励起波長領域において励起波長が長波長化するにつれて橙色光の蛍光強度が低下する傾向を示すことが判る。
 一方、図2の励起スペクトル2exより、第二の暖色蛍光体2は、530nm近辺に励起ピークを有し、かつ470nm以上530nm未満の波長領域において励起波長が長波長化するにつれて赤色光の蛍光強度が増大する傾向を示すことが判る。
 このため、第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2とを備える暖色複合蛍光体100では、励起光中の青色光成分と緑色光成分の強度割合を変えることにより、得られる橙色光及び赤色光の蛍光強度を変えることができる。また、暖色複合蛍光体100では、励起光の青色~緑色の波長領域内における励起波長を変えることによっても、得られる橙色光及び赤色光の蛍光強度を変えることができる。
 すなわち、暖色複合蛍光体100によれば、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合の変更や励起光の青色~緑色の波長領域内での励起波長の変更により、暖色複合蛍光体100から放射される橙色~赤色の光成分の色調を変えることが可能である。
 以下、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合の変更による作用、及び励起光の青色~緑色の波長領域内での励起波長の変更による作用、について説明する。なお、以下の説明では、図2に示すように、第一の暖色蛍光体1の励起スペクトル1ex及び蛍光スペクトル1em、並びに第二の暖色蛍光体2の励起スペクトル2ex及び蛍光スペクトル2emのピーク値が、全て1.0になっているものとする。
 第1に、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合の変更による作用について説明する。
 暖色複合蛍光体100を波長470nmの青色光成分の強度が波長530nmの緑色光成分の強度よりも大幅に大きい励起光で励起した場合、第一の暖色蛍光体1は効率よく励起されて相対的に強度が大きい橙色の蛍光を放射する。一方、第二の暖色蛍光体2は効率よく励起されず相対的に強度が小さい赤色の蛍光を放射する。この結果、複合暖色蛍光体100は、上記励起光で励起した場合に、赤色の蛍光成分よりも橙色の蛍光成分の割合が大きい暖色系の蛍光を放射する。
 また、暖色複合蛍光体100を波長470nmの青色光成分の強度が波長530nmの緑色光成分の強度よりも大幅に小さい励起光で励起した場合、第一の暖色蛍光体1は効率よく励起されず相対的に強度が小さい橙色の蛍光を放射する。一方、第二の暖色蛍光体2は効率よく励起されて相対的に強度が大きい赤色の蛍光を放射する。この結果、複合暖色蛍光体100は、上記励起光で励起した場合に、橙色の蛍光成分よりも赤色の蛍光成分の割合が大きい暖色系の蛍光を放射する。
 さらに、暖色複合蛍光体100を波長470nmの青色光成分の強度と波長530nmの緑色光成分の強度が同等の励起光で励起した場合、第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2はいずれも効率よく励起されて同程度の強度の橙色及び赤色の蛍光を放射する。この結果、複合暖色蛍光体100は、上記励起光で励起した場合に、橙色と赤色の蛍光成分の割合が同等な赤橙色の蛍光を放射する。
 このように、複合暖色蛍光体100によれば、暖色複合蛍光体100を励起する励起光中の青色光成分と緑色光成分の強度を適宜調整することによって、得られる暖色光成分の色調を大きく変えることが可能である。
 なお、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合や励起光としての複合光の分光分布の変更は、例えば、色調が異なる複数種類の固体発光素子の使用、及び色調が異なる複数種類の蛍光体の使用、のいずれか又は両方により比較的容易に制御することができる。具体的には、上記強度割合や上記分光分布は、色調が異なる複数種類の固体発光素子の使用、色調が異なる複数種類の蛍光体の使用、色調が異なる固体発光素子と色調が異なる蛍光体との組み合わせ等により、比較的容易に制御することができる。ここで、固体発光素子としては、発光ダイオードやレーザーダイオード等が用いられる。
 暖色複合蛍光体100は、青色光成分の励起ピークの波長と緑色光成分の励起ピークの波長とが、通常20nm以上、好ましくは30nm以上、好ましくは40nm以上離れていることが望ましい。青色光成分と緑色光成分との励起ピークの波長が20nm以上離れていると、青色光成分によって第二の暖色蛍光体2が意図せずに励起されたり、緑色光成分によって第一の暖色蛍光体1が意図せずに励起されたりすること、が生じにくくなる。
 このため、青色光成分と緑色光成分との励起ピークの波長が20nm以上離れていると、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合の変更により得られる暖色光成分の色調の制御の精度が高くなる。
 第2に、励起光の青~緑色の波長領域内での励起波長の変更による作用について説明する。
 例えば、波長470nmの青色光成分と波長530nmの緑色光成分の中間に位置する波長500nmの励起光で暖色複合蛍光体100を励起した場合を考える。図2より、波長500nmにおける第一の暖色蛍光体1の励起スペクトル1exの蛍光強度と、同波長における第二の暖色蛍光体2の励起スペクトル2exの蛍光強度と、の差異が小さいことが判る。このため、波長500nmの励起光で暖色複合蛍光体100を励起した場合、第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2は、同程度に励起されて、それぞれが、同程度の強度の橙色及び赤色の蛍光を放射する。この結果、複合暖色蛍光体100は、上記励起光で励起した場合に、橙色と赤色の蛍光成分の割合が同等な赤橙色の蛍光を放射するようになる。
 このように、複合暖色蛍光体100によれば、暖色複合蛍光体100を励起する青色から緑色の波長範囲内の励起光の波長を適宜調整することによっても、暖色光成分の色調を大きく変えることが可能である。
 なお、複合暖色蛍光体100を励起する青色~緑色に亘る光成分のピーク波長の変更は、例えば、蛍光ピークが異なる複数種類の固体発光素子の使用、及び蛍光ピークが異なる複数種類の蛍光体の使用、のいずれか又は両方により比較的容易に制御することができる。
 以上説明したように、複合暖色蛍光体100は、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合の変更、及び励起光の青色~緑色の波長領域内での励起波長の変更、を行うことにより、多様な暖色光成分を作成することができる。このため、複合暖色蛍光体100は、用途毎に異なる多様な暖色光成分が求められる照明設計に好適である。
  <従来の複合暖色蛍光体の励起スペクトル及び蛍光スペクトル>
 なお、参考のため、従来の複合暖色蛍光体を構成する、Eu2+付活橙色蛍光体及びEu2+付活赤色蛍光体の、励起スペクトル及び蛍光スペクトルを示す。図3は、従来の複合暖色蛍光体を構成する、Eu2+付活橙色蛍光体及びEu2+付活赤色蛍光体のそれぞれの、励起スペクトルと蛍光スペクトルの一例である。ここで、Eu2+付活橙色蛍光体はCa-α-サイアロン:Eu2+であり、Eu2+付活赤色蛍光体は(Sr,Ca)AlSiN:Eu2+)である。
 図3において、従来のEu2+付活橙色蛍光体であるCa-α-サイアロン:Eu2+橙色蛍光体の励起スペクトルを1exAと表し、同蛍光体の蛍光スペクトルを1emAと表す。また、従来のEu2+付活赤色蛍光体である(Sr,Ca)AlSiN:Eu2+)赤色蛍光体の励起スペクトルを2exAと表し、同蛍光体の蛍光スペクトルを2emAと表す。
 図3より、従来のEu2+付活橙色蛍光体は、励起スペクトル(1exA)が紫色の光成分である波長400nm付近に励起ピークを有することが判った。また、従来のEu2+付活橙色蛍光体は、蛍光スペクトル(1emA)が橙色の波長範囲内の580nm付近に蛍光ピークを有する。このため、従来のEu2+付活橙色蛍光体は、紫色光を吸収して橙色光に波長変換する蛍光体であることが判る。
 また、従来のEu2+付活赤色蛍光体は、励起スペクトル(2exA)が紫色から青色に亘る光成分である波長400nm~450nmに励起ピークを有し、蛍光スペクトル(2emA)が赤色の波長範囲内の625nm付近に蛍光ピークを有する。このため、従来のEu2+付活赤色蛍光体は、紫色光~青色光を吸収して赤色光に波長変換する蛍光体であることが判る。
  <従来の複合暖色蛍光体の作用>
 以下、図3に示すグラフについて、詳細に検討する。具体的には、図3に示すグラフのうち、励起光の色調が青色~緑色となる波長領域、具体的には、470nm以上530nm未満の励起波長領域における作用について検討する。
 図3の励起スペクトル1exAより、従来のEu2+付活橙色蛍光体は、Eu2+の光物性に起因して、470nm以上530nm未満の励起波長領域において励起波長が長波長化するにつれて橙色光の蛍光強度が低下する傾向を示すことが判る。
 一方、図3の励起スペクトル2exAより、従来のEu2+付活赤色蛍光体は、Eu2+の光物性に起因して、470nm以上530nm未満の励起波長領域において励起波長が長波長化するにつれて赤色光の蛍光強度が低下する傾向を示すことが判る。
 このように、従来のEu2+付活橙色蛍光体及びEu2+付活赤色蛍光体は、共に、Eu2+の光物性に起因して、470nm以上530nm未満の励起波長領域で励起波長が長波長化するにつれて橙色光又は赤色光の蛍光強度が低下する傾向を示すことが判る。
 このため、Eu2+付活橙色蛍光体とEu2+付活赤色蛍光体とを備える従来の複合暖色蛍光体では、励起光中の青色光成分と緑色光成分の強度割合を変えることにより、得られる橙色光及び赤色光の蛍光強度を変えることはできない。また、従来の複合暖色蛍光体では、励起光の青色~緑色の波長領域内における励起波長を変えることによっても、得られる橙色光及び赤色光の蛍光強度を変えることはできない。
  <効果>
 暖色複合蛍光体100によれば、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合を変えることにより、多様な暖色系の光成分を得ることができる。
[波長変換体]
(第2の実施形態)
 第2の実施形態に係る波長変換体について、図面を参照して説明する。図4は、第2の実施形態に係る波長変換体を示す概略図である。図4に示すように、波長変換体200A(200)は、第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2と透明樹脂3を備える。具体的には、波長変換体200Aは、硬化した透明樹脂3中に、第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2とを分散させたものである。
 ここで、波長変換体200Aを構成する第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100を構成する第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2と同じである。このため、波長変換体200Aは、暖色複合蛍光体100を含むものである。
 上記のように波長変換体200Aを構成する第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100を構成する第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2と同じである。このため、以下の本実施形態に係る波長変換体200Aの説明では、第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2に関する説明を省略又は簡略化する。
  <透明樹脂>
 透明樹脂3としては、例えば、シリコン樹脂やエポキシ樹脂等が用いられる。このうち、シリコン樹脂は耐熱性や耐久性に優れるため好ましい。
 なお、波長変換体200Aは、無機材料のみからなると、熱伝導性に優れ、高放熱設計が容易であるため好ましい。すなわち、波長変換体200Aは、透明樹脂3が無機材料からなると好ましい。
 波長変換体200Aは、蛍光体以外の物質、特に、第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2以外の物質を含まないと好ましい。このような構成の波長変換体200Aでは、光吸収によって光子損失する因子が皆無になるため、高出力化が容易になる。また、このような構成の波長変換体200Aは、励起光をよく吸収することにより波長変換体200で波長変換された蛍光成分の出力割合が多くすることができる。このため、このような構成の波長変換体200Aは、反射型の発光装置に好適な波長変換体となる。
 また、波長変換体200Aは、蛍光体以外の物質として、透光性を有する無機化合物を含むことが好ましい。透光性を有する無機化合物としては、例えば、アルミナやシリカが用いられる。
 このような構成の波長変換体200Aは、励起光が光透過しやすくなるため、励起光の光透過を阻害しにくくなる。このため、このような構成の波長変換体200Aは、透過型の発光装置に好適な波長変換体になる。
  <作用>
 波長変換体200Aの励起及び蛍光に関する作用は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100の作用と同じである。このため、波長変換体200Aの励起及び蛍光に関する作用の説明を省略する。
  <効果>
 波長変換体200Aによれば、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合を変えることにより、多様な暖色系の光成分を得ることができる。
 また、波長変換体200Aによれば、橙~赤色の光成分を含む蛍光を放射するため、照明や表示等の目的に適する波長変換体になる。
[波長変換体]
(第3の実施形態)
 第3の実施形態に係る波長変換体について、図面を参照して説明する。図5は、第2の実施形態に係る波長変換体を示す概略図である。図5に示すように、波長変換体200B(200)は、第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2を備える。具体的には、波長変換体200Bは、第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2とを密着させたものである。
 なお、図5では、第一の暖色蛍光体1の粒子と第二の暖色蛍光体2の粒子とが、図中横方向及び縦方向に交互に配列された規則的な配置になっている。しかし、図5は模式的な図であり、波長変換体200Bでは、第一の暖色蛍光体1の粒子と第二の暖色蛍光体2の粒子とが密着する限りにおいて、第一の暖色蛍光体1の粒子と第二の暖色蛍光体2の粒子との配列が規則的である必要はない。
 波長変換体200Bにおいて、波長変換体200Bを構成する第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100を構成する第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2と同じである。このため、波長変換体200Bは、暖色複合蛍光体100を含むものである。
 上記のように波長変換体200Bを構成する第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100を構成する第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2と同じである。このため、以下の本実施形態に係る波長変換体200Bの説明では、第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2に関する説明を省略又は簡略化する。
  <第一の暖色蛍光体と第二の暖色蛍光体との密着>
 第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2とを密着させる方法としては、例えば、第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2とを焼結させる方法が用いられる。
 第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2とを焼結させる方法としては、例えば、第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2との混合粉末を加圧成形後、得られた加圧成形体を加熱及び冷却する方法が用いられる。
 これにより、図5に示す、第一の暖色蛍光体1の粒子と第二の暖色蛍光体2の粒子とが焼結により密着した波長変換体200Bが得られる。
 なお、波長変換体200Bは、無機材料のみからなると、熱伝導性に優れ、高放熱設計が容易であるため好ましい。
 波長変換体200Bは、蛍光体以外の物質、特に、第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2以外の物質を含まないと、と好ましい。このような構成の波長変換体200Bでは、光吸収によって光子損失する因子が皆無になるため、高出力化が容易になる。また、このような構成の波長変換体200Bは、励起光をよく吸収することにより波長変換体200Bで波長変換された蛍光成分の出力割合が多くすることができる。このため、このような構成の波長変換体200Bは、反射型の発光装置に好適な波長変換体となる。
 また、波長変換体200Bは、蛍光体以外の物質として、透光性を有する無機化合物を含むことが好ましい。透光性を有する無機化合物としては、例えば、アルミナやシリカが用いられる。
 このような構成の波長変換体200Bは、励起光が光透過しやすくなるため、励起光の光透過を阻害しにくくなる。このため、このような構成の波長変換体200Bは、透過型の発光装置に好適な波長変換体になる。
  <作用>
 波長変換体200Bの励起及び蛍光に関する作用は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100の作用と同じである。このため、波長変換体200Aの励起及び蛍光に関する作用の説明を省略する。
  <効果>
 波長変換体200Bによれば、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合を変えることにより、多様な暖色系の光成分を得ることができる。
 また、波長変換体200Bによれば、橙~赤色の光成分を含む蛍光を放射するため、照明や表示等の目的に適する波長変換体になる。
[波長変換体]
(第4の実施形態)
 第4の実施形態に係る波長変換体について、図面を参照して説明する。図6は、第2の実施形態に係る波長変換体を示す概略図である。図6に示すように、波長変換体200C(200)は、第一の暖色蛍光体1の焼結体と第二の暖色蛍光体2の焼結体を備える。具体的には、波長変換体200Cは、第一の暖色蛍光体1の焼結体と第二の暖色蛍光体2の焼結体とを密着させたものである。
 ここで、波長変換体200Cの第一の暖色蛍光体1の焼結体は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100を構成する第一の暖色蛍光体1を焼結させたものである。また、波長変換体200Cの第二の暖色蛍光体2の焼結体は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100を構成する第二の暖色蛍光体2を焼結させたものである。
 なお、図6では、第一の暖色蛍光体1の焼結体は第一の暖色蛍光体1が図中上下方向に2個積層したもの、第二の暖色蛍光体2の焼結体は第二の暖色蛍光体2が図中上下方向に3個積層したもの、として示されている。しかし、図6は模式的な図であり、第一の暖色蛍光体1の焼結体を構成する第一の暖色蛍光体1の積層数、及び第二の暖色蛍光体2の焼結体を構成する第二の暖色蛍光体2の積層数は、特に限定されない。
 また、図6では、第一の暖色蛍光体1の焼結体と第二の暖色蛍光体2の焼結体との間に比較的大きな隙間があるもの、として示されている。しかし、図6は模式的な図であり、第一の暖色蛍光体1の焼結体と第二の暖色蛍光体2の焼結体との間には、これらが後述の結着剤を用いて密着することができる程度の小さな隙間のみが存在するようになっている。
 また、図6では、図中上方向に第一の暖色蛍光体1の焼結体、図中下方向に第二の暖色蛍光体2の焼結体、がそれぞれ配置されている。しかし、波長変換体200Cの変形例として、図中上方向に第二の暖色蛍光体2の焼結体、図中下方向に第一の暖色蛍光体1の焼結体、がそれぞれ配置されたものとすることができる。
 上記第一の暖色蛍光体1の焼結体を構成する第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2の焼結体を構成する第二の暖色蛍光体2は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100を構成する第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2と同じである。このため、以下の本実施形態に係る波長変換体200Cの説明では、第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2に関する説明を省略又は簡略化する。
  <第一の暖色蛍光体の焼結体及び第二の暖色蛍光体の焼結体>
 第一の暖色蛍光体1の焼結体は、原料である第一の暖色蛍光体1を焼結させることにより得られる。また、第二の暖色蛍光体2の焼結体は、原料である第二の暖色蛍光体2を焼結させることにより得られる。
  <第一の暖色蛍光体の焼結体と第二の暖色蛍光体の焼結体との密着>
 第一の暖色蛍光体1の焼結体と第二の暖色蛍光体2の焼結体とを密着させる方法としては、例えば、第一の暖色蛍光体1の焼結体と第二の暖色蛍光体2の焼結体とを接着させる方法等が用いられる。
 第一の暖色蛍光体1の焼結体と第二の暖色蛍光体2の焼結体との接着は、例えば、低融点ガラス等の結着剤を用いる。具体的には、第一の暖色蛍光体1の焼結体と第二の暖色蛍光体2の焼結体との間に配置した結着剤を加熱・冷却して得られた融解凝固した結着剤で、第一の暖色蛍光体1の焼結体と第二の暖色蛍光体2の焼結体とを接着する方法が用いられる。
 これにより、図6に示す、第一の暖色蛍光体1の焼結体と第二の暖色蛍光体2の焼結体とが密着した波長変換体200Cが得られる。
 なお、波長変換体200Cは、無機材料のみからなると、熱伝導性に優れ、高放熱設計が容易であるため好ましい。
 波長変換体200Cは、蛍光体以外の物質、特に、第一の暖色蛍光体1と第二の暖色蛍光体2以外の物質を含まないと好ましい。このような構成の波長変換体200Cでは、光吸収によって光子損失する因子が皆無になるため、高出力化が容易になる。また、このような構成の波長変換体200Cは、励起光をよく吸収することにより波長変換体200Cで波長変換された蛍光成分の出力割合が多くすることができる。このため、このような構成の波長変換体200Cは、反射型の発光装置に好適な波長変換体となる。
 また、波長変換体200Cは、蛍光体以外の物質として、透光性を有する無機化合物を含むことが好ましい。透光性を有する無機化合物としては、例えば、アルミナやシリカが用いられる。
 このような構成の波長変換体200Cは、励起光が光透過しやすくなるため、励起光の光透過を阻害しにくくなる。このため、このような構成の波長変換体200Cは、透過型の発光装置に好適な波長変換体になる。
  <作用>
 波長変換体200Cの励起及び蛍光に関する作用は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100の作用と同じである。このため、波長変換体200Cの励起及び蛍光に関する作用の説明を省略する。
  <効果>
 波長変換体200Cによれば、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合を変えることにより、多様な暖色系の光成分を得ることができる。
 また、波長変換体200Cによれば、橙~赤色の光成分を含む蛍光を放射するため、照明や表示等の目的に適する波長変換体になる。
[発光装置]
 (第5及び第6の実施形態)
 第5及び第6の実施形態に係る発光装置について説明する。
 第5及び第6の実施形態に係る発光装置は、発光する機能を備えた電子装置を広く包含するものであり、何らかの光を発する電子装置であれば特に限定されるものではない。また、発光装置は、照明光源及び照明装置並びに表示装置等も包含する。このため、レーザーダイオードを備える照明装置やプロジェクター等も発光装置とみなされる。
 第5及び第6の実施形態に係る発光装置は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100を波長変換材料として用いる。すなわち、第5及び第6の実施形態に係る発光装置は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100を備え、暖色複合蛍光体100が放射する蛍光を出力光として用いる装置である。第5及び第6の実施形態に係る発光装置は、暖色複合蛍光体100又は波長変換体200と、暖色複合蛍光体100を励起する励起源とを組み合わせたものである。暖色複合蛍光体100に含まれる第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体は、励起源が放射するエネルギーを吸収し、吸収したエネルギーを色調制御された蛍光に変換する。
 以下、図面を参照して第5及び第6の実施形態に係る発光装置を説明する。図7は、第5及び第6の実施形態に係る発光装置の概略を示す。図7中、図7(a)は第5の実施形態に係る発光装置300A(300)、図7(b)は第6の実施形態に係る発光装置300B(300)を示す。
 図7(a)及び図7(b)において、励起源4は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100又は第2の実施形態に係る波長変換体200が含む蛍光体を励起するための励起光5を生成する光源である。励起源4は、粒子線(α線、β線、電子線等)や、電磁波(γ線、X線、真空紫外線、紫外線、可視光等)を放射する放射装置を用いることができる。なお、励起源4は、青色光及び/又は緑色光を放射する放射装置を用いることが好ましい。
 励起源4としては、各種の放射線発生装置や電子ビーム放射装置、放電光発生装置、固体発光素子、固体発光装置等を用いることができる。励起源4の代表的なものとしては、電子銃、X線管球、希ガス放電装置、水銀放電装置、発光ダイオード、半導体レーザーを含むレーザー光発生装置、無機又は有機のエレクトロルミネッセンス素子等が挙げられる。
 図7(a)及び図7(b)において、出力光6は、励起源4が放射する励起線、又は励起光5によって励起された波長変換体100中の蛍光体が放射する蛍光である。そして、出力光6は、発光装置において照明光や表示光として用いられる。
 図7(a)に示す第5の実施形態に係る発光装置300Aでは、励起線又は励起光5を波長変換体100に照射する方向に、蛍光体からの出力光6が放出される。なお、発光装置300Aは、例えば、白色LED光源や透過型のレーザー照明装置のほか、蛍光ランプ、電子管等として使用される。
 一方、図7(b)に示す第6の実施形態に係る発光装置300Bでは、励起線又は励起光5を波長変換体100に照射する方向とは逆の方向に、波長変換体100からの出力光6が放出される。発光装置300Bは、例えば、反射型のレーザー照明装置、例えば、反射板付き蛍光体ホイールを用いる光源装置やプロジェクター等として使用される。
 発光装置300A及び300Bの具体例として好ましいものは、蛍光体を用いて構成した半導体発光装置、照明光源、照明装置、表示装置等であり、特にレーザー照明やレーザープロジェクターである。
 発光装置300A及び300Bは固体発光素子を備える。発光装置300A及び300Bは、波長変換体200に含まれる第一の暖色蛍光体1及び/又は第二の暖色蛍光体2が、固体発光素子が放射する励起光を、励起光よりも長波長の光に変換することが好ましい。また、固体発光素子は、青色光又は緑色光を放射することが好ましく、特に青色光を放射することが好ましい。励起源として固体発光素子を用いることにより、衝撃に強い全固体の発光装置、例えば固体照明を実現することが可能となる。このような発光装置は、屋外照明、店舗照明、調光システム、施設照明、海洋照明、プロジェクター、及び内視鏡のいずれかの用途に好適に用いることができる。
 発光装置300A及び300Bは、暖色複合蛍光体100又は波長変換体200のいずれかを備える。発光装置300A及び300Bは、暖色複合蛍光体100、又は、波長変換体200と、暖色複合蛍光体100を励起する励起源とを組み合わせたものである。
 発光装置300A及び300Bは、暖色複合蛍光体100が、橙~赤色の光成分を含む蛍光を出力光として放射するため、蛍光を照明や表示等の目的で用いることができる。
 なお、発光装置300A及び300Bが放射する出力光は、照明光又は表示画素として用いられることが好ましい。この場合、発光装置300A及び300Bは、照明装置又は表示装置として用いられる。
 また、発光装置300A及び300Bは、超短残光性のCe3+付活蛍光体を含む暖色複合蛍光体や波長変換体を備える。このため、発光装置300A及び300Bは、蛍光出力飽和が抑制されるため、高密度光で励起する条件下であっても高出力の発光を得ることができる。
 発光装置300A及び300Bは、好ましくは光散乱体として機能する粒子状の蛍光体を備える。この構成の発光装置300A及び300Bによれば、レーザー光に固有のコヒーレント効果によるギラギラ感が抑制され、かつ、ランバーシアンに近い配向特性を有する出力光を放射することが可能となる。
 発光装置300A及び300Bは、好ましくは熱伝導性に優れる無機化合物からなる波長変換体200を備える。この構成の発光装置300A及び300Bでは、高密度光での励起に伴い生じる波長変換体200の熱を効率よく放散し、蛍光体の温度消光が抑制される。したがって、この構成の発光装置300A及び300Bによれば、高出力光を得ることが可能となる。
 発光装置300A及び300Bは、好ましくは、励起源4が半導体発光素子を含む。発光ダイオード(LED)やレーザーダイオード(LD)等の半導体発光素子は、小型の固体素子である。このため、上記構成の発光装置300A及び300Bによれば、小型で信頼性の高い発光装置が得られる。
 発光装置300A及び300Bは、好ましくは、励起源4がさらに蛍光体を含む。蛍光体を含む励起源4としては、例えば、青色の蛍光を放射するLEDと緑色の蛍光を放射するガーネット蛍光体とを組み合わせた白色LEDが用いられる。また、蛍光体を含む励起源4としては、例えば、青色の蛍光を放射するLDと緑色の蛍光を放射するガーネット蛍光体とを組み合わせた白色LDが用いられる。
 発光装置300A及び300Bをこのような構成にすると、比較的高価な半導体発光素子の個数を減らして、暖色複合蛍光体の励起に必要な、青色光と緑色光の光成分を得ることが容易になる。このため、このような構成の発光装置300A及び300Bによれば、工業生産上、有用である。
 励起源4は、440nm以上480nm未満の青色の波長範囲内に蛍光ピークを有する青色光成分と、500nm以上550nm未満の緑色の波長範囲内に蛍光ピークを有する緑色光成分を放射することが好ましい。また、励起源4が放射する青色光成分は、445nm以上470nm未満の青色の波長範囲内に蛍光ピークを有することが好ましい。さらに、励起源4が放射する緑色光成分は、510nm以上540nm未満の緑色の波長範囲内に蛍光ピークを有することが好ましい。
 発光装置300A及び300Bの励起源4がこのような構成を有すると、第一の暖色蛍光体1であるCe3+付活橙色蛍光体と第二の暖色蛍光体2であるCe3+付活赤色蛍光体とを効率よく励起することができる。このため、このような構成の発光装置300A及び300Bによれば、暖色系の強い光成分を出力光に含ませることが容易になる。
 発光装置300A及び300Bは、好ましくは、励起源4が放射する青色光成分と緑色光成分の強度とが、独立して制御される構成にする。
 発光装置300A及び300Bがこのような構成を有すると、青色光成分と緑色光成分との強度割合を任意に変えることができ、出力可能な光の色調範囲が広くなる。
 発光装置300A及び300Bは、好ましくは、青色光成分の蛍光スペクトル半値幅がCe3+付活橙色蛍光体(第一の暖色蛍光体1)の励起帯の半値幅よりも広い。発光装置300A及び300Bが上記構成を有すると、励起源4が放射する青色光成分をCe3+付活橙色蛍光体が効率よく吸収するため、暖色系の強い光成分を出力光に含ませることが容易になる。また、発光装置300A及び300Bは、好ましくは、上記青色光成分の蛍光スペクトルがCe3+付活橙色蛍光体(第一の暖色蛍光体1)の励起帯を含む。
 ここで、蛍光スペクトルの半値幅とは、Ce3+付活橙色蛍光体等の蛍光体の蛍光スペクトルの最大強度が1.0となるようにして規格化したときに、蛍光スペクトルの強度が0.5となる長波長側の波長と短波長側の波長との波長差を意味する。この蛍光スペクトルの半値幅の定義は、後述の緑色光成分の蛍光スペクトル半値幅及びCe3+付活赤色蛍光体(第二の暖色蛍光体2)の励起帯の半値幅についても適用する。
 例えば、図2に示す第一の暖色蛍光体1では、蛍光スペクトル(図2中1em)の半値幅は144nm(687nm-543nm)であり、励起帯(図2中1ex)の半値幅は91nm(519nm-428nm)である。このため、図2に示す第一の暖色蛍光体1では、青色光成分の蛍光スペクトル半値幅がCe3+付活橙色蛍光体(第一の暖色蛍光体1)の励起帯の半値幅よりも広くなっていることが判る。
 発光装置300A及び300Bは、好ましくは、緑色光成分の蛍光スペクトル半値幅がCe3+付活赤色蛍光体(第二の暖色蛍光体2)の励起帯の半値幅よりも広い。発光装置300A及び300Bが上記構成を有すると、励起源4が放射する緑色光成分をCe3+付活赤色蛍光体が効率よく吸収するため、暖色系の強い光成分を出力光に含ませることが容易になる。また、発光装置300A及び300Bは、好ましくは、上記緑色光成分の蛍光スペクトルがCe3+付活赤色蛍光体(第二の暖色蛍光体2)の励起帯を含む。
 図2に示す第二の暖色蛍光体2では、蛍光スペクトル(図2中2em)の半値幅は162nm(747nm-585nm)であり、励起帯(図2中2ex)の半値幅は76nm(572nm-496nm)である。このため、図2に示す第二の暖色蛍光体2では、緑色光成分の蛍光スペクトル半値幅がCe3+付活赤色蛍光体(第二の暖色蛍光体2)の励起帯の半値幅よりも広くなっていることが判る。
 発光装置300A及び300Bは、好ましくは、半導体発光素子はレーザーダイオードであり、発光装置はCe3+付活蛍光体以外の蛍光体を含まない。
 発光装置300A及び300Bがこのような構成を有すると、レーザー光による蛍光出力飽和を起こしにくい超短残光性のCe3+付活蛍光体のみを用いるため、高出力の点光源とすることが容易になる。
 波長変換体200を照射するレーザー光の光密度は、例えば、3W/mm以上100W/mm未満である。光密度が3W/mm未満であると、レーザー光を照射しないLED照明との光密度の違いが不明瞭となる。このため、光密度が3W/mm未満の発光装置は、差別化商品としての価値が低くなりやすい。一方、光密度が100W/mmを超えると、波長変換体200のエネルギー損失に起因する発熱が生じるおそれがある。
 一般照明用として好ましいレーザー光101の光密度(最大値)は、3W/mm以上20W/mm未満である。内視鏡用として好ましいレーザー光101の光密度(最大値)は、10W/mm以上50W/mm未満である。プロジェクタ用として好ましいレーザー光101の光密度(最大値)は、40W/mm以上100W/mm未満である。
 発光装置300A及び300Bは、照明光源、照明装置、照明システム、表示装置、表示システムのいずれかであると、需要が多い照明用途や表示用途に好適であるため好ましい。また、発光装置300A及び300Bは、IoTやAIを用い発光装置に応用することもできる。
  <作用>
 発光装置300A及び300Bの励起及び蛍光に関する作用は、第1の実施形態に係る暖色複合蛍光体100の作用と同じである。このため、波長変換体200Cの励起及び蛍光に関する作用の説明を省略する。
  <効果>
 発光装置300A及び300Bによれば、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合を変えることにより、多様な暖色系の光成分を得ることができる。
 以下、本実施形態を実施例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
 (各蛍光体の励起スペクトル及び蛍光スペクトル)
 第一の暖色蛍光体1として、粉末状のLuCaMg(SiO:Ce3+橙色蛍光体(蛍光ピーク波長λp≒597nm、中心粒径D50≒13μm)を用意した。第二の暖色蛍光体2として、粉末状のLa(Si,Al)11:Ce3+赤色蛍光体(蛍光ピーク波長λp≒630nm、中心粒径D50≒10μm)を用意した。第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2の励起スペクトルと蛍光スペクトルは図2に示した通りである。
 (シミュレーションで用いた励起スペクトル及び蛍光スペクトル)
 第一の暖色蛍光体1及び第二の暖色蛍光体2を混合してなる暖色複合蛍光体の励起波長別の蛍光スペクトルは、比較的容易にシミュレーションすることができ、得られるシミュレーション結果が実験結果に近いことが確認された。このため、暖色複合蛍光体100の作用効果はシミュレーションにより確認した。
 なお、LuCaMg(SiO:Ce3+橙色蛍光体の蛍光成分のうち、La(Si,Al)11:Ce3+赤色蛍光体の励起スペクトルと重なる波長領域の蛍光成分は、赤色光に波長変換される。具体的には、前記橙色蛍光体の蛍光成分のうち、前記赤色蛍光体の励起スペクトルと重なる波長領域の蛍光成分は、前記赤色蛍光体と干渉し前記赤色蛍光体に吸収されて赤色光に波長変換される。このため、本シミュレーションは、精度を高めるために上記干渉効果を考慮して実施した。
 より具体的には、はじめに、La(Si,Al)11:Ce3+赤色蛍光体の光吸収率の最大値を70%に設定した。光吸収率の最大値を70%に設定した理由は、実用上の最大値が70%であると推定したことによる。次に、LuCaMg(SiO:Ce3+橙色蛍光体の蛍光スペクトルとLa(Si,Al)11:Ce3+赤色蛍光体の励起スペクトルとが重なる波長領域(500~600nm)において橙色蛍光体の蛍光成分の強度が低下すると仮定した。この仮定は、上記波長領域(500~600nm)において、橙色蛍光体の蛍光成分の強度が赤色蛍光体により吸収されることを考慮したものである。なお、橙色蛍光体の蛍光成分の強度の低下は、橙色蛍光体の蛍光スペクトル形状が、赤色蛍光体の波長毎に異なる光吸収特性の影響を直接受けて、波長毎に変化すると仮定して設定した。そして、上記前提条件下で得られる蛍光スペクトルをLuCaMg(SiO:Ce3+橙色蛍光体の蛍光スペクトルと仮定し、シミュレーションで用いた。
 また、シミュレーションの簡略化のために、橙色蛍光体及び赤色蛍光体の励起スペクトルと、赤色蛍光体の蛍光スペクトルについては、蛍光体の混合に伴う干渉効果が実質的にないものと仮定した。そして、混合蛍光体の混合割合は、橙色蛍光体と赤色蛍光体の各々が、励起ピーク波長における蛍光スペクトル強度の最大値が同じになる割合とした。
 図8は、シミュレーションで用いた第一の暖色蛍光体及び第二の暖色蛍光体のそれぞれの励起スペクトル及び蛍光スペクトルを示す図である。具体的には、図8は、図2に示す第一の暖色蛍光体及び第二の暖色蛍光体のそれぞれの励起スペクトル及び蛍光スペクトルに加え、両蛍光体の干渉効果を考慮して修正した第一の暖色蛍光体の蛍光スペクトルを示したグラフである。
 図8では、図2と同様に、第一の暖色蛍光体1であるLuCaMg(SiO:Ce3+橙色蛍光体の励起スペクトルを1exと表し、同蛍光体の蛍光スペクトルを1emと表す。また、図8では、図2と同様に、第二の暖色蛍光体2であるLa(Si,Al)11:Ce3+赤色蛍光体の励起スペクトルを2exと表し、同蛍光体の蛍光スペクトルを2emと表す。
 さらに、図8では、上記両蛍光体の干渉効果を考慮して修正した第一の暖色蛍光体の蛍光スペクトルを1emBと表す。なお、図8において、第一の暖色蛍光体の蛍光スペクトル1emと1emBとは、波長600nm以上の領域で一致する。
 (シミュレーション結果)
 以下、得られた暖色複合蛍光体を種々の励起光で励起したシミュレーション結果について説明する。
  <波長が異なるモノクロ光で励起した場合>
 はじめに、波長が異なるモノクロ光で励起した場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果を説明する。
 図9は、450nmから550nmの波長範囲内において波長を変えたモノクロ光で励起した場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果である。具体的には、図9は、450nmから550nmの青から緑に亘る波長範囲内において25nm刻みで波長を変えたモノクロ光を励起光とした場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果である。
 図9中、450nm、475nm、500nm、525nm及び550nmの各モノクロ光で励起した場合の蛍光スペクトルを、それぞれ、9-1、9-2、9-3、9-4及び9-5と表す。
 図9より、本実施例に係る暖色複合蛍光体は、450~475nmの青色モノクロ光で励起した場合には610nm前後の赤橙色光を放射する赤橙色蛍光体として機能することが判った。
 また、青色モノクロ光よりも長波長の緑色モノクロ光で励起した場合には、励起光の長波長化に伴って蛍光ピーク波長が長波長化することが判った。
 なお、550nmの緑色モノクロ光で励起した場合には蛍光ピーク波長630nmの赤色光を放射する赤色蛍光体として機能することが判った。
 このように、本実施例に係る暖色複合蛍光体は、青~緑の波長範囲内の励起光の色調によって、赤色光成分の色調を制御できる暖色複合蛍光体であることが判った。
  <青色モノクロ光と緑色モノクロ光との強度割合を変えた励起光を用いた場合>
 次に、青色モノクロ光と緑色モノクロ光との強度割合を変えた励起光を用いた場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果を説明する。具体的には、波長470nmの青色モノクロ光と波長530nmの緑色モノクロ光の強度割合が異なる二色光を励起光とした場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果を説明する。
 図10は、青色モノクロ光と緑色モノクロ光との強度割合を変えた励起光を用いた場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果である。具体的には、図10は、青色モノクロ光と緑色モノクロ光の混合光のうち、緑色モノクロ光の強度割合を0%から100%まで25%刻みで変えた光を励起光とした場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果である。
 図10中、波長470nmの青色モノクロ光0%-波長530nmの緑色モノクロ光100%からなる混合光で励起した場合の蛍光スペクトルを10-1と表す。また、上記青色モノクロ光25%-上記緑色モノクロ光75%からなる混合光で励起した場合の蛍光スペクトルを10-2と表す。さらに、上記青色モノクロ光50%-上記緑色モノクロ光50%からなる混合光で励起した場合の蛍光スペクトルを10-3と表す。また、上記青色モノクロ光75%-上記緑色モノクロ光25%からなる混合光で励起した場合の蛍光スペクトルを10-4と表す。さらに、上記青色モノクロ光100%-上記緑色モノクロ光0%からなる混合光で励起した場合の蛍光スペクトルを10-5と表す。
 図10より、本実施例に係る暖色複合蛍光体は、470nmの青色モノクロ光の単独光で励起した場合(10-5)には、蛍光ピーク波長が608nmの赤橙色光を放射する赤橙色蛍光体として機能することが判った。
 そして、緑色モノクロ光の強度割合が増すにつれて蛍光ピーク波長は長波長化し、530nmの緑色モノクロ光の単独光で励起した場合(10-1)には蛍光ピーク波長が630nmの赤色光を放射する赤色蛍光体として機能することが判った。
 このように、本実施例に係る暖色複合蛍光体は、励起光を構成する青色光成分と緑色光成分の強度割合によって、赤色光成分の色調を制御できる暖色蛍光体となることが判った。
  <色調が異なる白色光源で励起した場合>
 最後に、色調が異なる白色光源が放射する出力光を励起光とした場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果を説明する。
 白色光源としては、青色レーザーダイオード(青色LD、蛍光ピーク波長:450nm)とYAl(AlO:Ce3+緑色蛍光体(蛍光ピーク波長:540nm)とを組み合わせた白色光源を用いた。
 具体的には、上記白色光源として、以下の3種類の白色出力光(白色励起光)を放射する3種類の白色光源を用いた。
 〔白色励起光1〕 相関色温度:29693K、duv:-17
 〔白色励起光2〕 相関色温度:5371K、duv:23
 〔白色励起光3〕 相関色温度:4361K、duv:54
 なお、白色光源の色調は、前記のYAl(AlO:Ce3+緑色蛍光体を含む波長変換体の光吸収率を制御することによって、制御することができる。
 図11は、色調が異なる3種類の白色光源が放射する白色励起光の分光分布図である。図11中、白色励起光1、白色励起光2及び白色励起光3の分光分布図を、それぞれ、11-1、11-2及び11-3と表す。
 図12は、図11に示す3種類の白色励起光を励起光として用いた場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果である。図12中、白色励起光1、白色励起光2及び白色励起光3を励起光として用いた場合の蛍光スペクトルのシミュレーション結果を、それぞれ、12-1、12-2及び12-3と表す。
 図12より、本実施例に係る暖色複合蛍光体は、白色励起光1、白色励起光2及び白色励起光3で励起した場合には、蛍光ピーク波長がそれぞれ622nm、625nm及び630nmの色調が異なる赤色光を放射する赤色蛍光体として機能することが判った。
 このように、本実施例に係る暖色複合蛍光体は、白色光源が放射する白色励起光の光色によって赤色光成分の色調を制御可能な暖色複合蛍光体であることが判った。
  <シミュレーション結果のまとめ>
 上記3種類のシミュレーション結果により、本実施例に係る暖色複合蛍光体は、暖色複合蛍光体の励起光となる青色光成分と緑色成分の制御によって、多様な暖色系の光成分を得ることができることが判った。
 このため、本実施例に係る暖色複合蛍光体は、二種類の暖色蛍光体を含む一種類の暖色複合蛍光体を用いるだけで、多様な色調の暖色系の光成分を放射することができることが判った。また、本実施例に係る暖色複合蛍光体は、一種類の暖色複合蛍光体を用いるだけで、多様な用途への対応が容易であることが判った。
 特願2018-179960号(出願日:2018年9月26日)の全内容は、ここに援用される。
 以上、実施例に沿って本実施形態の内容を説明したが、本実施形態はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
 本開示によれば、励起光中の青色光成分と緑色光成分との強度割合を変えることにより、多様な暖色系の光成分を得ることができる暖色複合蛍光体、波長変換体及び発光装置を提供することができる。
1 第一の暖色蛍光体
2 第二の暖色蛍光体
3 透明樹脂
4 励起源
5 励起光
6 出力光
100 暖色複合蛍光体
200、200A、200B、200C 波長変換体
300、300A、300B 発光装置
 

Claims (17)

  1.  440nm以上480nm未満の青色の波長範囲内に励起ピークを有し、580nm以上610nm未満の橙色の波長範囲内に蛍光ピークを有するCe3+付活橙色蛍光体と、
     500nm以上550nm未満の緑色の波長範囲内に励起ピークを有し、610nm以上660nm未満の赤色の波長範囲内に蛍光ピークを有するCe3+付活赤色蛍光体と、
     を含むことを特徴とする暖色複合蛍光体。
  2.  前記Ce3+付活赤色蛍光体は、窒化物系化合物である請求項1に記載の暖色複合蛍光体。
  3.  前記Ce3+付活赤色蛍光体は、LaSi11型結晶構造を有するLaSi11型窒化物系化合物である請求項2に記載の暖色複合蛍光体。
  4.  前記Ce3+付活橙色蛍光体は、ガーネット型珪酸塩である請求項1~3のいずれか1項に記載の暖色複合蛍光体。
  5.  前記Ce3+付活橙色蛍光体は、LuCaMg(SiO又は端成分がLuCaMg(SiOであるLuCaMg(SiO固溶体、の結晶構造を有するLuCaMg(SiOベース化合物である請求項1~4のいずれか1項に記載の暖色複合蛍光体。
  6.  前記Ce3+付活橙色蛍光体が前記LuCaMg(SiOベース化合物であり、前記Ce3+付活赤色蛍光体が前記LaSi11型窒化物系化合物である請求項5に記載の暖色複合蛍光体。
  7.  請求項1~6のいずれか1項に記載の暖色複合蛍光体を含むことを特徴とする波長変換体。
  8.  無機材料のみからなる請求項7に記載の波長変換体。
  9.  請求項1~6のいずれか1項に記載の暖色複合蛍光体又は請求項7もしくは8に記載の波長変換体と、前記暖色複合蛍光体を励起する励起源と、を組み合わせたことを特徴とする発光装置。
  10.  前記励起源は、半導体発光素子を含む請求項9に記載の発光装置。
  11.  前記励起源は、さらに蛍光体を含む請求項10に記載の発光装置。
  12.  前記励起源は、440nm以上480nm未満の青色の波長範囲内に蛍光ピークを有する青色光成分と、500nm以上550nm未満の緑色の波長範囲内に蛍光ピークを有する緑色光成分と、を放射する請求項10又は11に記載の発光装置。
  13.  前記励起源から放射される前記青色光成分の強度と前記緑色光成分の強度とが、独立して制御される請求項12に記載の発光装置。
  14.  前記青色光成分の蛍光スペクトル半値幅が前記Ce3+付活橙色蛍光体の励起帯の半値幅よりも広い請求項12又は13に記載の発光装置。
  15.  前記緑色光成分の蛍光スペクトル半値幅が前記Ce3+付活赤色蛍光体の励起帯の半値幅よりも広い請求項12~14のいずれか1項に記載の発光装置。
  16.  前記半導体発光素子はレーザーダイオードであり、発光装置はCe3+付活蛍光体以外の蛍光体を含まない請求項10に記載の発光装置。
  17.  照明光源、照明装置、照明システム、表示装置、及び表示システムのいずれかである請求項9~16のいずれか1項に記載の発光装置。
     
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013030631A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Olympus Corp 光源装置
JP2016503579A (ja) 2012-11-01 2016-02-04 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 色域を有するled系デバイス
JP2017149963A (ja) * 2013-04-26 2017-08-31 日亜化学工業株式会社 蛍光体及びそれを用いた発光装置
JP2017536694A (ja) 2014-10-31 2017-12-07 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 温度安定フラックスと飽和赤色ポイントを用いた蛍光変換led
WO2018163830A1 (ja) * 2017-03-08 2018-09-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 光源装置
JP2018179960A (ja) 2017-04-06 2018-11-15 株式会社明治 ケトン食の有効状態のモニタリング装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011095915A1 (en) * 2010-02-03 2011-08-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Phosphor converted led
WO2012050199A1 (ja) * 2010-10-15 2012-04-19 三菱化学株式会社 白色発光装置及び照明器具
KR101467808B1 (ko) * 2014-07-14 2014-12-03 엘지전자 주식회사 황색 발광 형광체 및 이를 이용한 발광 소자 패키지
US10364963B2 (en) * 2014-12-12 2019-07-30 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Light-emitting device
CN109417841B (zh) * 2016-01-28 2021-10-29 生态照明公司 用于led光转化的组合物
WO2018008282A1 (ja) * 2016-07-04 2018-01-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 蛍光体を用いた発光装置
US10541353B2 (en) * 2017-11-10 2020-01-21 Cree, Inc. Light emitting devices including narrowband converters for outdoor lighting applications
US11884202B2 (en) * 2019-01-18 2024-01-30 Kyocera Sld Laser, Inc. Laser-based fiber-coupled white light system
KR20220114352A (ko) * 2021-02-08 2022-08-17 엘지전자 주식회사 디스플레이 디바이스

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013030631A (ja) * 2011-07-28 2013-02-07 Olympus Corp 光源装置
JP2016503579A (ja) 2012-11-01 2016-02-04 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 色域を有するled系デバイス
JP2017149963A (ja) * 2013-04-26 2017-08-31 日亜化学工業株式会社 蛍光体及びそれを用いた発光装置
JP2017536694A (ja) 2014-10-31 2017-12-07 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 温度安定フラックスと飽和赤色ポイントを用いた蛍光変換led
WO2018163830A1 (ja) * 2017-03-08 2018-09-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 光源装置
JP2018179960A (ja) 2017-04-06 2018-11-15 株式会社明治 ケトン食の有効状態のモニタリング装置

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