WO2023204038A1 - 近赤外線発光装置及び近赤外線と可視光線の強度比調整方法 - Google Patents

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Definitions

  • near-infrared light-emitting devices that utilize solid-state light-emitting elements and near-infrared phosphors and emit near-infrared rays have been known. Many of these types of near-infrared light emitting devices actually output not only near-infrared light that is invisible to the human eye, but also visible light that is visible to the human eye. Specifically, the near-infrared light-emitting device reduces the primary light (e.g., blue light) emitted by the solid-state light-emitting element and the deep red light component on the shorter wavelength side of the fluorescence emitted by the near-infrared phosphor, as visible light. It is outputting without any problem.
  • the primary light e.g., blue light
  • Patent Document 1 discloses a blue light-emitting diode, a first light-emitting material that is a near-infrared emitting phosphor made of La 2.98 Gd 0.02 Ga 4.76 Al 0.2 SiO 14 :Cr 0.04 , and A second luminescent material made of Gd 2.85 Sc 1.75 Lu 0.3 Ga 3 O 12 :Cr 0.1 and is a near-infrared emitting phosphor is disclosed.
  • Another method is to use a phosphor sheet to convert the visible light into a color tone similar to natural light.
  • phosphor sheets efficiently absorb the primary light emitted by solid-state light emitting devices and convert it into visible light, which reduces the intensity of near-infrared rays and increases the intensity of natural light. There was a problem.
  • a near-infrared light emitting device includes a solid state light emitting element that emits primary light having an emission peak within a wavelength range of 420 nm or more and less than 500 nm; A wavelength converter that converts into wavelength-converted light having a fluorescence peak within a wavelength range of less than 2500 nm, and an organic polymer member through which mixed light of the primary light emitted by the solid-state light emitting device and the wavelength-converted light emitted by the wavelength converter passes through. and outputs the mixed light that has passed through the organic polymer member as output light.
  • a method for adjusting the intensity ratio between near-infrared rays and visible light includes converting the wavelength of primary light having an emission peak within a wavelength range of 420 nm or more and less than 500 nm, and A step of transmitting mixed light with a wavelength-converted light having a fluorescence peak within a wavelength range of 750 nm or more and less than 2500 nm through an organic polymer member; and a step of outputting the mixed light that has passed through the organic polymer member as output light. has.
  • the organic polymer member has a thickness of 3 ⁇ m or more and less than 300 ⁇ m, a light transmittance of less than 0.1% at a wavelength of 400 nm or less, and a light transmittance of less than 1% at the wavelength of the emission peak of the primary light,
  • the light transmittance in the wavelength range of 500 nm or less is less than 30%
  • the light transmittance in the wavelength range of 750 nm or more and less than 1100 nm is 75% or more and less than 100%
  • the longer the wavelength the larger it becomes.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a near-infrared light emitting device according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the near-infrared light emitting device according to this embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another example of the near-infrared light emitting device according to this embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing another example of the near-infrared light emitting device according to this embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing another example of the near-infrared light emitting device according to this embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a near-infrared light emitting device according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the near-infrared light emitting device according to this embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing another example of
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing another example of the near-infrared light emitting device according to this embodiment.
  • FIG. 7A is a graph showing the light transmittance in the wavelength range of 400 nm to 1100 nm regarding an organic polymer member made of aromatic polyimide.
  • FIG. 7B is a graph showing the light transmittance in the wavelength range of 400 nm to 600 nm regarding an organic polymer member made of aromatic polyimide.
  • FIG. 7C is an enlarged graph of the graph in FIG. 7B.
  • FIG. 8A is a graph showing the spectral distribution of output light output from the near-infrared light emitting devices of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.
  • FIG. 8B is an enlarged graph of the graph in FIG. 8A.
  • FIG. 9A is a graph showing the spectral distribution of output light output from the near-infrared light emitting devices of Examples 2 to 6 and Comparative Example 3.
  • FIG. 9B is an enlarged graph of the graph in FIG. 9A.
  • FIG. 10A is a diagram showing the color tones of output light output from the near-infrared light emitting devices of Examples 3, 5, 7 to 9, and Comparative Example 3 on a CIE chromaticity diagram.
  • FIG. 10B is an enlarged view of FIG. 10A.
  • a near-infrared light emitting device 100 includes a solid state light emitting element 1 that emits primary light 10, and after receiving the primary light 10, converts at least a portion of the primary light 10 into wavelength-converted light 11. and a wavelength converter 2 that converts the wavelength into the wavelength and radiates it.
  • the wavelength converter 2 receives the primary light 10 at the principal light receiving surface 2a, and emits the primary light 10A and the wavelength converted light 11 from the principal light emitting surface 2b.
  • the light emitting device 100 then outputs the light component of the mixed light 12 of the primary light 10A and the wavelength-converted light 11 as output light 13.
  • the primary light 10 emitted by the solid-state light emitting device 1 is light having an emission peak within a blue wavelength range of 420 nm or more and less than 500 nm, preferably 440 nm or more and less than 470 nm.
  • the solid-state light emitting device 1 is a blue light emitting device that emits light having a maximum intensity within a wavelength range of 420 nm or more and less than 500 nm, preferably 440 nm or more and less than 470 nm.
  • a near-infrared light component can be easily obtained as wavelength-converted light of the phosphor.
  • the solid-state light emitting device 1 that emits blue light is easily available, the light emitting device 100 is advantageous for industrial production.
  • the solid-state light emitting device 1 can be a light emitting diode.
  • Light-emitting diodes have a relatively wide half-value width of their emission spectrum, so they emit not only blue light components but also some blue-green to green light components. Therefore, the output light 13 containing a green light component can be obtained without using a green phosphor that emits green fluorescence.
  • the solid-state light emitting device 1 may be a laser diode.
  • the laser diode for example, an edge emitting laser (EEL), a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), or the like can be used.
  • the inorganic phosphor contained in the wavelength converter 2 may include at least a near-infrared phosphor having a fluorescence peak within a wavelength range of 780 nm or more and less than 2500 nm, preferably 780 nm or more and less than 1000 nm, and more preferably 800 nm or more and less than 950 nm. preferable. Thereby, the wavelength converter 2 that emits fluorescence with a high near-infrared light component intensity can be easily obtained.
  • the wavelength converter 2 can be a wavelength converter in which near-infrared phosphor is sealed with silicone resin. Moreover, the wavelength converter 2 can be an all-inorganic wavelength converter in which a near-infrared phosphor is sealed with low-melting glass. Furthermore, the wavelength converter 2 can also be made into an all-inorganic wavelength converter mainly made of near-infrared phosphor by using a binder or the like. The wavelength converter 2 can also be a sintered body formed by sintering a near-infrared phosphor, that is, a fluorescent ceramic.
  • the thickness of the wavelength converter 2 is not particularly limited, but the maximum thickness is preferably 100 ⁇ m or more and less than 5 mm, and more preferably 200 ⁇ m or more and less than 1 mm. Moreover, it is preferable that the wavelength converter 2 has translucency. Thereby, the primary light 10 and the light component wavelength-converted inside the wavelength converter 2 can be transmitted through the wavelength converter 2 and emitted.
  • an inorganic phosphor having a fluorescence peak within a wavelength range of 750 nm or more and less than 1500 nm, particularly 780 nm or more and less than 900 nm can be used.
  • an inorganic phosphor having a fluorescence peak within a wavelength range of 900 nm or more and less than 1700 nm can be used.
  • the near-infrared phosphor it is particularly preferable to use a type of phosphor called a "localized center type" in which light absorption and emission are caused by transitions within one metal ion or ion group. Since such a near-infrared phosphor is easy to manufacture and procure, it is advantageous for industrial production.
  • the rare earth-activated phosphor may have a low absorption rate for the blue primary light 10, it is preferable that the rare earth-activated phosphor further contains a transition metal ion, such as Cr 3+ , that absorbs blue light well.
  • a transition metal ion such as Cr 3+
  • the Nd 3+ activated phosphor has a property of having emission line-like fluorescence peaks at wavelengths of 880 nm, 935 nm, 1060 nm, 1105 nm, 1335 nm, and 1420 nm.
  • the Yb 3+ activated phosphor has a property of having emission line-like fluorescence peaks at wavelengths of 970 nm, 1000 nm, and 1025 nm. Therefore, from these phosphors, one that matches the purpose and use may be selected as appropriate.
  • the near-infrared phosphor is preferably a phosphor made of a metal composite oxide activated with Cr 3+ .
  • the near-infrared phosphor is at least one selected from the group consisting of borates, phosphates, silicates, aluminates, gallates, germanates, tungstates, and metal oxides.
  • the phosphor is preferably a phosphor based on Cr 3+ and activated with Cr 3+ .
  • the near-infrared phosphor is based on a solid solution of borate, phosphate, silicate, aluminate, gallate, germanate, tungstate, or metal oxide, and is activated with Cr3 + .
  • Such near-infrared phosphors include CeSc 3 (BO 3 ) 4 :Cr 3+ , (La, Y, Sc) 4 (BO 3 ) 4 :Cr 3+ , LaSc 3 (BO 3 ) 4 :Cr 3+ , ScBO 3 : Cr 3+ , KInP 2 O 7 : Cr 3+ , Sr 3 InP 3 O 12 : Cr 3+ , Sr 9 In(PO 4 ) 7 : Cr 3+ , NaScSi 2 O 6 : Cr 3+ , Mg 2 Al 4 Si 5 O 18 : Cr 3+ , La 3 (Ga, Gd) 5 GeO 14 : Cr 3+ , La 3 (Ga, Al) 5 SiO 14 : Cr 3+ , LaMgGa 11 O 19 : Cr 3+ , Mg 3 Ga 2 GeO 8 : Cr 3+ , Li( In ,Sc) Ge2O6 :C
  • near-infrared phosphors include, for example, structures related to CsCl type, structures related to NaCl type, structures related to ZnS type, structures related to NiAs type, and perovskite type.
  • a structure related to spinel, a structure related to corundum, a structure related to ⁇ -tungsten type, etc. can be appropriately selected.
  • the near-infrared phosphor is a phosphor having a garnet-type crystal structure, which has many practical results.
  • the garnet type crystal structure belongs to the related structure of the ⁇ -tungsten type.
  • Phosphors having a garnet-type crystal structure activated by Cr 3+ are, for example, RE 3 B' 2 (AlO 4 ) 3 :Cr 3+ and RE 3 B' 2 (GaO 4 ) 3 :Cr 3+ . It is shown by the formula. Note that RE is a rare earth element, and B' is at least one element selected from Al, Ga, and Sc.
  • examples of the near-infrared phosphor include a phosphor in which a part of the combination of Ln 3+ -B' 3+ in the crystal constituting the above-mentioned garnet phosphor is replaced with a combination of M 2+ -Si 4+ .
  • M is an alkaline earth metal, and is at least one element selected from the group consisting of Ca, Sr, and Ba.
  • the near-infrared phosphor may be a solid solution of the above-mentioned garnet phosphors.
  • the light emitting devices 100A to 100E include a plurality of solid state light emitting elements 1, and the solid state light emitting elements 1 are further mounted on the surface of the substrate 4.
  • a wavelength converter 2 is disposed to face the solid-state light emitting device 1.
  • an organic polymer member 3 is disposed on the opposite side of the wavelength converter 2 from the solid-state light emitting device 1. Therefore, in the light emitting device 100, the solid state light emitting element 1, the wavelength converter 2, and the organic polymer member 3 are stacked in this order.
  • the organic polymer member 3 can be placed spaced apart from the wavelength converter 2. That is, they can be arranged so that a gap exists between the principal light receiving surface 3a of the organic polymer member 3 and the principal light emitting surface 2b of the wavelength converter 2. Furthermore, as shown in FIGS. 3 to 6, the organic polymer member 3 can be placed in close contact with the wavelength converter 2. That is, they can be arranged so that the principal light receiving surface 3a of the organic polymer member 3 and the principal light emitting surface 2b of the wavelength converter 2 are in contact with each other.
  • the principal light receiving surface 3a of the organic polymer member 3 that receives the mixed light 12 of the primary light 10A and the wavelength-converted light 11 emits the principal light of the wavelength converter 2 that emits the mixed light 12.
  • the area can be made larger than that of surface 2b.
  • the principal light receiving surface 3a of the organic polymer member 3 may have substantially the same area as the principal light emitting surface 2b of the wavelength converter 2. can.
  • the wavelength converter 2 can also be placed spaced apart from the solid-state light emitting element 1, as shown in FIGS. 1 and 3. Furthermore, as shown in FIGS. 2, 4, 5, and 6, the wavelength converter 2 can be placed in close contact with the solid-state light emitting element 1. As shown in FIG. 5, the wavelength converter 2 can also be arranged so as to wrap around the solid-state light emitting device 1.
  • the organic polymer member 3 can be in the form of a sheet or a film.
  • a protection member 5 for fixing the organic polymer member 3 may be provided.
  • the protection member 5 for example, a flat plate can be used. By bringing the organic polymer member 3 into close contact with the protection member 5, the flatness of the organic polymer member 3 can be maintained. Moreover, the flatness of the organic polymer member 3 can be maintained even if it is integrated with the solid-state light emitting device 1 and the wavelength converter 2, as shown in FIG.
  • a protection member 5 a structure made of an organic compound or a structure made of an inorganic compound that transmits at least near infrared rays can be used.
  • the material of the protective member 5 acrylic resin, PET (polyethylene terephthalate) resin, glass, etc. can be used.
  • aromatic polyimide examples include Kapton (registered trademark) manufactured by DuPont-Toray Co., Ltd., Apical (registered trademark) manufactured by Kaneka Corporation, and Upilex (registered trademark) manufactured by UBE Corporation. At least one selected from the group consisting of: Among these, Kapton can be used as the aromatic polyimide. Kapton consists of poly(4,4'-oxydiphenylene-pyromellitimide). Poly(4,4'-oxydiphenylene-pyromellitimide) is a polyimide obtained by polymerizing pyromellitic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether.
  • 37 ⁇ m (12 x 1 + 25 x 1) uses an aromatic polyimide sheet with a total thickness of 37 ⁇ m, which is made by laminating one sheet with a thickness of 12 ⁇ m and one sheet with a thickness of 25 ⁇ m. Show that. Note that in this specification, the light transmittance of the organic polymer member 3 can be measured according to Japanese Industrial Standards JIS K7361-1.
  • the transmitted light is output as the output light 13.
  • the output of the blue light component of the visible light component of the primary light 10A is greatly suppressed, and the intensity of the blue-green to green light components slightly included in the primary light 10 is also reduced to a considerable extent.
  • the yellow to red light components slightly included in the wavelength converted light 11 and the deep red light component with low visibility are transmitted through the organic polymer member 3.
  • the spectral distribution in the visible region of the output light 13 is such that the visible light component has an extremely low intensity in the wavelength region with high visibility (420 nm or more and less than 660 nm), but has a constant intensity over the entire wavelength region. become a state. Then, the visible light component in the wavelength range (420 nm or more and less than 660 nm) with high visibility but reduced intensity is additively mixed with the visible light component in the wavelength range (660 nm or more and less than 780 nm) with low visibility, and the output light 13 Configure. In this way, moderately weak white light is generated by additive color mixture and can be visually recognized.
  • Aromatic polyimide is known to be an indispensable material for advanced industries, and has high mechanical strength and excellent heat resistance (-269 to +400°C). Furthermore, aromatic polyimide has excellent electrical insulation properties (380 to 400 kV/mm) and chemical resistance, and also has a low coefficient of thermal expansion compared to organic materials. Furthermore, since aromatic polyimide is an organic substance that is artificially synthesized, its price level is lower than that of optical filters that use inorganic substances. Such aromatic polyimide is widely known as "Kapton" as mentioned above, and films and adhesive tapes are commercially available. Therefore, such a configuration makes the light emitting device 100 advantageous in manufacturing and providing inexpensive products with excellent reliability.
  • the sheet made of aromatic polyimide and having a thickness of 12 ⁇ m to 100 ⁇ m substantially blocks light components with a wavelength of 450 nm or less, as seen from FIGS. 7B and 7C. That is, the sheet blocks light components with a wavelength of 450 nm or less so that the light transmittance at wavelengths of 400 nm or less is less than 0.1%.
  • the wavelength of 450 nm approximately corresponds to the peak wavelength of the primary light 10 of the blue LED.
  • a sheet made of aromatic polyimide and having a thickness of 12 ⁇ m to 100 ⁇ m has a light transmittance of at least 75% or more and less than 100% at wavelengths of 750 nm or more and less than 1100 nm.
  • the thickness of the sheet is less than 50 ⁇ m, the light transmittance at least for a wavelength of 750 nm or more and less than 1100 nm is 80% or more.
  • a sheet made of aromatic polyimide and having a thickness of 12 ⁇ m to 100 ⁇ m has a light transmittance in 10 nm increments within a wavelength range of 500 nm or more and 750 nm or less, which increases as the wavelength becomes longer.
  • aromatic polyimide with a thickness of 3 ⁇ m or more and less than 300 ⁇ m, especially 10 ⁇ m or more and less than 120 ⁇ m, has light transmission characteristics similar to those shown in FIGS. 7B and 7C. It will be done.
  • a member containing aromatic polyimide can be used as the organic polymer member 3.
  • the organic polymer member 3 it is preferable to use a member containing aromatic polyimide as a main component, and it is preferable to use a member made of aromatic polyimide.
  • the organic polymer member 3 of this embodiment is not limited to a member containing aromatic polyimide, and even if a member having the following characteristics is used, it can emit light that emits both vague white light and high-output near-infrared light. You can get the equipment.
  • the light emitting device 100 of this embodiment can use the organic polymer member 3 having all of the following characteristics (1) to (6).
  • the thickness is 3 ⁇ m or more and less than 300 ⁇ m.
  • Light transmittance at a wavelength of 400 nm or less is less than 0.1%.
  • the light transmittance below the wavelength of the emission peak of the primary light 10 is less than 1%.
  • Light transmittance at a wavelength of 500 nm or less is less than 30%.
  • the light transmittance in the wavelength range of 750 nm or more and less than 1100 nm is 75% or more and less than 100%.
  • the wavelength converter 2 can be configured to include a visible phosphor that emits fluorescence having a fluorescence peak within a wavelength range of 500 nm or more and less than 780 nm.
  • the wavelength converter 2 is configured to include a visible phosphor that emits fluorescence having a fluorescence peak within at least one of the wavelength range of green from 500 nm to less than 560 nm, and from reddish-orange to deep red from 600 nm to less than 780 nm. be able to.
  • the light emitting device 100 is advantageous in controlling the color tone of the output light 13 that is visually recognized by the human eye.
  • the wavelength converter 2 may have a mixed light emitting surface (principal light emitting surface 2b), and the mixed light emitting surface may be configured to emit the mixed light 12.
  • the wavelength converter 2 and the organic polymer member 3 may be bonded together using a translucent adhesive material.
  • the wavelength converter 2 and the organic polymer member 3 are integrated, so that it is possible to suppress a shift in color tone of the output light 13 due to a positional shift between the two.
  • the organic polymer member 3 deteriorates, the deteriorated organic polymer member 3 can be peeled off and a new organic polymer member 3 can be bonded.
  • the adhesive substance either silicone resin or acrylic resin can be used as the adhesive substance.
  • the adhesive substance can be an intermediate refractive index material.
  • the adhesive substance it is preferable to use a substance with a refractive index of more than 1.55 and less than 1.65, and for example, it is preferable to use an epoxy resin.
  • the intermediate refractive index material is preferably a member that transmits at least near-infrared rays.
  • the principal light emitting surface 2b of the mixed light 12 in the wavelength converter 2 is in the stacking direction of the solid state light emitting element 1, the wavelength converter 2, and the organic polymer member 3 (vertical direction in FIG. 1). It is preferable that the shape is rectangular when viewed along. Further, the principal light emitting surface 2b of the wavelength converter 2 is preferably rectangular, more preferably square, when viewed along the lamination direction. In this case, since the plate-like or sheet-like organic polymer member can be used by simply cutting it, the light-emitting device 100 is advantageous for industrial production. Further, since the entire main light emitting surface 2b can be covered with just the cut organic polymer member 3, the output light 13 with less color tone unevenness can be obtained.
  • the output light 13 preferably has a correlated color temperature of 2000K or more and less than 10000K, more preferably 2500K or more and less than 7000K.
  • the average color rendering index Ra of the output light 13 is preferably 65 or more and less than 100, more preferably 75 or more and less than 100.
  • the output light 13 having such a correlated color temperature can be produced when the thickness of the organic polymer member 3 is approximately 35 ⁇ m or more and less than 120 nm.
  • the output light 13 having such an average color rendering index Ra can be produced when the thickness of the organic polymer member 3 is approximately 15 ⁇ m or more and less than 120 nm.
  • the light emitting device 100 of this embodiment can be widely used in electronic devices and equipment systems that utilize near-infrared rays.
  • the near-infrared light on/off state can be recognized without causing any discomfort to people. Therefore, forgetting to turn off the near-infrared rays can be suppressed. Furthermore, even if you forget to turn off the near-infrared rays, you can be reminded gently without damaging the lighting environment of the space.
  • the organic polymer member 3 has the following characteristics (1) to (6).
  • the thickness is 3 ⁇ m or more and less than 300 ⁇ m.
  • Light transmittance at a wavelength of 400 nm or less is less than 0.1%.
  • the light transmittance below the wavelength of the emission peak of the primary light 10 is less than 1%.
  • Light transmittance at a wavelength of 500 nm or less is less than 30%.
  • the light transmittance in the wavelength range of 750 nm or more and less than 1100 nm is 75% or more and less than 100%.
  • the light transmittance in 10 nm increments within the wavelength range of 500 nm or more and 750 nm or less increases as the wavelength becomes longer.
  • the near-infrared light emitting device 100 of this embodiment includes a solid state light emitting element 1 that emits primary light 10 having an emission peak within a wavelength range of 420 nm or more and less than 500 nm.
  • the light emitting device 100 further includes a wavelength converter 2 that converts the primary light 10 into wavelength converted light 11 having a fluorescence peak within a wavelength range of 750 nm or more and less than 2500 nm.
  • the light-emitting device 100 further includes an organic polymer member 3 containing aromatic polyimide, through which mixed light 12 of primary light 10A emitted by the solid-state light-emitting element 1 and wavelength-converted light 11 emitted by the wavelength converter 2 is transmitted. The light emitting device 100 then outputs the mixed light 12 that has passed through the organic polymer member 3 as output light 13.
  • Aromatic polyimide has the property of suppressing the transmission of light on the short wavelength side (violet light and blue light), while hardly suppressing the transmission of near-infrared light components. Therefore, by using aromatic polyimide as the organic polymer member 3, the light emitting device 100 emits both dim visible light and strong near-infrared rays, making it possible to visually recognize the lit state and the unlit state. In addition, aromatic polyimide has high mechanical strength and excellent heat resistance. Aromatic polyimide also has excellent electrical insulation and chemical resistance, and has a low coefficient of thermal expansion compared to organic materials. Further, since aromatic polyimide is an organic substance that is artificially synthesized, it is inexpensive. Therefore, by using aromatic polyimide as the organic polymer member 3, a highly reliable and inexpensive light emitting device can be obtained.
  • this embodiment can also be regarded as a novel method for adjusting the intensity ratio of near-infrared light and visible light with respect to mixed light of near-infrared light and visible light.
  • Example 1 the near-infrared light emitting device of Example 1 was manufactured using the following members.
  • LED base light with dimming function manufactured by Panasonic Corporation, product number: NDNN52500 DK9, power consumption 14W
  • Near-infrared LED package Externally procured product, surface mount (SMD) type, 3 mm long x 3 mm wide, power consumption 460 mW
  • Polyimide adhesive tape organic polymer material
  • Polyimide adhesive tape is known as "Kapton (registered trademark) tape” and is an adhesive tape containing aromatic polyimide. Such polyimide adhesive tapes are commercially available as general-purpose products with different thicknesses and tape widths. Note that hereinafter, “polyimide adhesive tape” is also referred to as “polyimide tape.”
  • Example 1 A light emitting device of this example was obtained through the same steps as in Example 1, except that no polyimide tape was attached to the light output surface of the near-infrared LED.
  • Example 2 A light emitting device of this example was obtained by the same steps as in Example 1, except that a YAG fluorescent film (thickness: 150 ⁇ m) was attached to the light output surface of the near-infrared LED instead of the polyimide tape.
  • the intensity of the near-infrared component gradually increased as the wavelength became longer, within a wavelength range of at least 780 nm and less than 1100 nm.
  • the near-infrared component had a maximum intensity within a wavelength range of 800 nm or more and less than 950 nm (particularly less than 900 nm). Furthermore, the intensity of the near-infrared component gradually decreased when the wavelength exceeded 950 nm.
  • the near-infrared component of the output light of the light emitting device of Example 1 is compared with the desired specifications conveyed to the near-infrared LED package manufacturer and the well-known technology, and the electron energy of the trivalent chromium ion of the Cr3 + activated phosphor is There is a high probability that it is transition-based fluorescence.
  • Example 1 While the light emitting device of Example 1 emits output light that combines white light that glows vaguely in the dark and strong near-infrared rays, the light emitting device of Comparative Example 1 emits relatively strong blue light and strong near-infrared light. It has become something that emits. From this result, Comparative Example 1 outputs strong light with a bluish tinge that tends to give a sense of discomfort when turned on, whereas Example 1 has the advantageous effect that the output light looks white and vague without causing discomfort. That's what I found out.
  • the maximum intensity value of near-infrared rays near a wavelength of 840 nm was about 95% of that of Example 1.
  • the maximum intensity value of the blue light component near the wavelength of 450 nm was 1192% (12 times) that of Example 1.
  • the intensity of visible light components (green to red) other than blue light in Comparative Example 2 is relatively high; for example, the maximum intensity value within the wavelength range of 500 nm or more and less than 650 nm is 1737% (17 times).
  • Example 1 emits output light that combines vague white light and strong near-infrared rays
  • Comparative Example 2 emits relatively strong white light and relatively low-intensity near-infrared rays. became. From this result, it was found that Comparative Example 2 outputs bright white light and low-intensity near-infrared rays when turned on, whereas Example 1 had the advantageous effect of appearing white, vague, and natural.
  • Examples 3 to 6 Light-emitting devices of Examples 3, 4, 5, and 6 were obtained by the same process as Example 2 except that the polyimide tapes were laminated so that the total thickness of the polyimide tapes was 50 ⁇ m, 85 ⁇ m, 100 ⁇ m, and 160 ⁇ m, respectively.
  • the visible light component had a light component over the entire wavelength range of at least 510 nm to less than 780 nm, and the near-infrared component had a light component over the entire wavelength range of at least 780 nm to less than 1100 nm.
  • the visible light component had light components in wavelength regions of 410 nm, 430 nm, 450 nm, and 460 nm or more, respectively. Therefore, although there was a difference in light color, the visible light component of the output light emitted by the light emitting devices of Examples 2 to 6 could be visually recognized as weak white light that glowed vaguely in the dark.
  • Example 7 to 9 Light-emitting devices of Examples 7, 8, and 9 were obtained by the same process as Example 2 except that polyimide tapes were laminated so that the total thicknesses were 25 ⁇ m, 37 ⁇ m, and 75 ⁇ m, respectively.
  • the correlated color temperature decreased and the average color rendering index tended to increase.
  • the correlated color temperature could be controlled within the range of approximately 2000K or more and less than 9000K.
  • the correlated color temperature could be controlled within the range from light bulb color to daylight color.
  • the average color rendering index Ra could be controlled within the range of approximately 45 or more and less than 85.
  • Examples 3, 9, and 5 emitted output light with a low color temperature of 3000 K or less, which was easier to see in the dark, and the average color rendering index Ra exceeded 75. Furthermore, when the color temperature is low, below 2200K, the average color rendering index is considered to exceed 80. Therefore, it has been found that the light emitting device of this embodiment, which emits output light with such a low color temperature, is preferable in making illuminated objects look more natural.

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Abstract

近赤外線発光装置（１００）は、青色の一次光（１０）を放つ固体発光素子（１）と、一次光を近赤外の波長変換光（１１）に変換する波長変換体（２）と、一次光と波長変換光との混合光（１２）が透過する有機高分子部材（３）と、を備え、有機高分子部材を透過した混合光を出力光（１３）として出力する。有機高分子部材は、厚みが３μｍ以上３００μｍ未満であり、波長４００ｎｍ以下の光線透過率が０．１％未満であり、一次光の発光ピークの波長以下の光線透過率が１％未満であり、波長５００ｎｍ以下の光線透過率が３０％未満であり、７５０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の波長範囲の光線透過率が７５％以上１００％未満であり、５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長範囲内における１０ｎｍ刻みの光線透過率が長波長になるほど大きくなる。

Description

近赤外線発光装置及び近赤外線と可視光線の強度比調整方法
　本発明は、近赤外線発光装置及び近赤外線と可視光線の強度比調整方法に関する。
　従来より、固体発光素子と近赤外蛍光体とを利用する形態を備え、近赤外線を放つ近赤外線発光装置が知られている。このような形態の近赤外線発光装置の多くは、実際には、人の目に見えない近赤外線だけでなく、人の目で見える可視光線も出力している。具体的には、当該近赤外線発光装置は、可視光線として、固体発光素子が放つ一次光（例えば青色光）と、近赤外蛍光体が放つ蛍光における短波長側の深赤色光成分などを少なからず出力している。
　このような近赤外線発光装置として、特許文献１では、青色発光ダイオードと、La2.98Gd0.02Ga4.76Al0.2SiO14：Cr0.04からなり、近赤外放射蛍光体である第１の発光材料と、Gd2.85Sc1.75Lu0.3Ga3O12：Cr0.1からなり、近赤外放射蛍光体である第２の発光材料と、を備える発光装置を開示している。
国際公開第２０１９／０６３２９７号
　上述のような従来の近赤外線発光装置は、人の目で可視光を認識することにより、装置の点灯状態及び消灯状態を把握することができる。しかしながら、当該近赤外線発光装置は、人の目で見える可視光が概して自然光と異なるため、違和感を抱く色調になっているという問題があった。このため、当該可視光を色素吸収フィルター又は干渉フィルターを利用して自然光に近い色調に調整することが行われている。しかし、色素吸収フィルター又は干渉フィルターを用いた場合、製造コストが上昇したり、発光部の薄型化が困難になるという問題があった。
　また、別の手段として、蛍光体シートを利用して、当該可視光を自然光に近い色調に変換することも行われている。しかしながら、このような蛍光体シートは、固体発光素子が放つ一次光を効率的に吸収して可視光に変換してしまうため、近赤外線の強度が下がるとともに、自然光の強度が過大になってしまうという問題があった。
　本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、点灯状態又は消灯状態を容易に認識でき、点灯時の可視光に対する違和感が小さく、さらに近赤外線を効率的に出力することが可能な近赤外線発光装置を提供することにある。さらに、本発明の目的は、近赤外線と可視光線との強度比を調整する方法を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明の第一の態様に係る近赤外線発光装置は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内に発光ピークを持つ一次光を放つ固体発光素子と、一次光を、７５０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ波長変換光に変換する波長変換体と、固体発光素子が放つ一次光と波長変換体が放つ波長変換光との混合光が透過する有機高分子部材と、を備え、有機高分子部材を透過した混合光を出力光として出力する。有機高分子部材は、厚みが３μｍ以上３００μｍ未満であり、波長４００ｎｍ以下の光線透過率が０．１％未満であり、一次光の発光ピークの波長以下の光線透過率が１％未満であり、波長５００ｎｍ以下の光線透過率が３０％未満であり、７５０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の波長範囲の光線透過率が７５％以上１００％未満であり、５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長範囲内における１０ｎｍ刻みの光線透過率が長波長になるほど大きくなる。
　本発明の第二の態様に係る近赤外線発光装置は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内に発光ピークを持つ一次光を放つ固体発光素子と、一次光を、７５０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ波長変換光に変換する波長変換体と、固体発光素子が放つ一次光と波長変換体が放つ波長変換光との混合光が透過し、芳香族ポリイミドを含む有機高分子部材と、を備え、有機高分子部材を透過した混合光を出力光として出力する。
　本発明の第三の態様に係る近赤外線と可視光線との強度比を調整する方法は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内に発光ピークを持つ一次光と、一次光を波長変換してなり、７５０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ波長変換光との混合光を、有機高分子部材に透過させる工程と、有機高分子部材を透過した混合光を出力光として出力する工程と、を有する。有機高分子部材は、厚みが３μｍ以上３００μｍ未満であり、波長４００ｎｍ以下の光線透過率が０．１％未満であり、一次光の発光ピークの波長以下の光線透過率が１％未満であり、波長５００ｎｍ以下の光線透過率が３０％未満であり、７５０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の波長範囲の光線透過率が７５％以上１００％未満であり、５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長範囲内における１０ｎｍ刻みの光線透過率が、長波長になるほど大きくなる。
図１は、本実施形態に係る近赤外線発光装置の構成を示す概略図である。 図２は、本実施形態に係る近赤外線発光装置の一例を概略的に示す断面図である。 図３は、本実施形態に係る近赤外線発光装置の他の例を概略的に示す断面図である。 図４は、本実施形態に係る近赤外線発光装置の他の例を概略的に示す断面図である。 図５は、本実施形態に係る近赤外線発光装置の他の例を概略的に示す断面図である。 図６は、本実施形態に係る近赤外線発光装置の他の例を概略的に示す断面図である。 図７Ａは、芳香族ポリイミドからなる有機高分子部材に関し、４００ｎｍ～１１００ｎｍの波長範囲における光線透過率を示すグラフである。 図７Ｂは、芳香族ポリイミドからなる有機高分子部材に関し、４００ｎｍ～６００ｎｍの波長範囲における光線透過率を示すグラフである。 図７Ｃは、図７Ｂのグラフを拡大したグラフである。 図８Ａは、実施例１、比較例１及び比較例２の近赤外線発光装置から出力された出力光の分光分布を示すグラフである。 図８Ｂは、図８Ａのグラフを拡大したグラフである。 図９Ａは、実施例２～６及び比較例３の近赤外線発光装置から出力された出力光の分光分布を示すグラフである。 図９Ｂは、図９Ａのグラフを拡大したグラフである。 図１０Ａは、実施例３、５、７～９、及び比較例３の近赤外線発光装置から出力された出力光の色調をＣＩＥ色度図上に示した図である。 図１０Ｂは、図１０Ａを拡大した図である。
　以下、図面を用いて本実施形態に係る近赤外線発光装置、及び近赤外線と可視光線の強度比調整方法について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。また、以下に説明する実施形態は、いずれも好ましい具体例を示すものである。したがって、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などは、あくまで一例であって、本実施形態を限定する趣旨ではない。
［近赤外線発光装置］
　本実施形態に係る近赤外線発光装置１００は、図１に示すように、一次光１０を放つ固体発光素子１と、一次光１０を受光した後、一次光１０の少なくとも一部を波長変換光１１に波長変換して放射する波長変換体２とを備えている。波長変換体２は、主光受光面２ａで一次光１０を受光し、主光放出面２ｂから一次光１０Ａ及び波長変換光１１を放射する。そして、発光装置１００は、一次光１０Ａ及び波長変換光１１の混合光１２が持つ光成分を出力光１３として出力する。
　固体発光素子１が放つ一次光１０は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満、好ましくは４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ未満の青色の波長範囲内に発光ピークを持つ光である。具体的には、固体発光素子１は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満、好ましくは４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ未満の波長範囲内に強度最大値を持つ光を放つ青色発光素子である。固体発光素子１が放つ青色光を波長変換体２の蛍光体に照射することで、近赤外の光成分を蛍光体の波長変換光として容易に得ることができる。また、青色光を放つ固体発光素子１は入手が容易であることから、工業生産に有利な発光装置１００となる。
　固体発光素子１は、発光ダイオードとすることができる。発光ダイオードは、発光スペクトルの半値幅が比較的広いため、青色の光成分だけでなく、若干の青緑～緑色の光成分も放つ。そのため、緑色の光成分を含む出力光１３を、緑色の蛍光を放つ緑色蛍光体を使用することなく得ることができる。なお、固体発光素子１は、レーザーダイオードであってもよい。レーザーダイオードとしては、例えば、端面発光レーザー（ＥＥＬ：Ｅｄｇｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｌａｓｅｒ）、垂直共振器面発光型レーザー（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｌａｓｅｒ）等を使用することができる。
　固体発光素子１は、複数個であることが好ましい。これにより、一次光１０の出力を大きくすることができ、高出力化に有利な発光装置１００となる。固体発光素子１が放つ一次光１０の光エネルギー密度は、０．３Ｗ／ｍｍ２を超えることが好ましく、１．０Ｗ／ｍｍ２を超えることがより好ましい。このようにすると、一次光１０の光エネルギー密度が大きいので、比較的強度が大きい出力光１３を放つことができる。なお、固体発光素子１が放つ一次光１０の光エネルギー密度の上限は特に限定されないが、例えば３０Ｗ／ｍｍ２とすることができる。
　波長変換体２が放つ波長変換光１１は、７５０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満、好ましくは７８０ｎｍ以上１０００ｎｍ未満、特に好ましくは８００ｎｍ以上９５０ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ蛍光である。そして、波長変換体２は、蛍光を放つ無機蛍光体を少なくとも含む形態とすることが好ましい。これにより、深赤色～近赤外の波長領域にピークを持つ蛍光を放つオーソドックスな蛍光体を利用して、波長変換体２を形成することができる。このため、既存技術を利用して、効率的に製造する上で有利な発光装置１００となる。
　波長変換体２に含まれる無機蛍光体は、７８０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満、好ましくは７８０ｎｍ以上１０００ｎｍ未満、より好ましくは８００ｎｍ以上９５０ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを有する近赤外蛍光体を少なくとも含むことが好ましい。これにより、近赤外の光成分強度が大きな蛍光を放つ波長変換体２を容易に得ることができる。
　波長変換体２は、近赤外蛍光体をシリコーン樹脂で封止した波長変換体とすることができる。また、波長変換体２は、近赤外蛍光体を低融点ガラスで封止した全無機の波長変換体とすることができる。さらに、波長変換体２は、結着材などを使用して、近赤外蛍光体を主体にしてなる全無機の波長変換体とすることもできる。波長変換体２は、近赤外蛍光体を焼結してなる焼結体、つまり蛍光セラミックスとすることもできる。
　波長変換体２の厚みは特に限定されないが、最大厚みが１００μｍ以上５ｍｍ未満であることが好ましく、２００μｍ以上１ｍｍ未満であることがより好ましい。また、波長変換体２は、透光性を持つことが好ましい。これにより、一次光１０と波長変換体２の内部で波長変換された光成分とを、波長変換体２を透過して放出することができる。
　波長変換体２に含まれる近赤外蛍光体としては、例えば、７５０ｎｍ以上１５００ｎｍ未満、特に７８０ｎｍ以上９００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ無機蛍光体を使用することができる。又は、波長変換体２に含まれる近赤外蛍光体としては、９００ｎｍ以上１７００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ無機蛍光体を使用することができる。近赤外蛍光体は、特に「局在中心タイプ」と呼ばれ、光の吸収及び放出が一つの金属イオン又はイオングループ内の遷移によって生じるタイプの蛍光体を利用することが好ましい。このような近赤外蛍光体は、製造及び調達が容易であることから、工業生産に有利な形態となる。
　このような近赤外蛍光体の代表例としては、遷移金属イオンで賦活した蛍光体、及び希土類イオンで賦活した蛍光体がある。具体的には、近赤外蛍光体は、Ｃｒ３＋賦活蛍光体及び希土類賦活蛍光体の少なくとも一方とすることができる。希土類賦活蛍光体は、Ｔｍ３＋、Ｅｒ３＋、Ｎｄ３＋及びＹｂ３＋からなる群より選ばれる少なくとも一つで賦活された蛍光体とすることができる。なお、希土類賦活蛍光体は、青色の一次光１０の吸収率が小さい場合があることから、Ｃｒ３＋などの青色光をよく吸収する遷移金属イオンをさらに含むことが好ましい。
　Ｃｒ３＋賦活蛍光体は、例えば、７９０ｎｍ，８００ｎｍ，８２５ｎｍ，８５０ｎｍ，８８０ｎｍ，９２５ｎｍ，９５０ｎｍ，９７０ｎｍ及び１０３５ｎｍから選択される一つの波長に、蛍光ピークを有するものが実在する。このため、これらから目的や用途に合致するものを適宜選択すればよい。
　希土類賦活蛍光体であるＴｍ３＋賦活蛍光体は、概ね波長７８５ｎｍ，８００ｎｍ及び８２０ｎｍに輝線状の蛍光ピークを有する性質を持つ。Ｅｒ３＋賦活蛍光体は、概ね波長９７０ｎｍ，１００５ｎｍ，１４７０ｎｍ，１５３０ｎｍ，１５７０ｎｍ，１６１５ｎｍ及び１６４５ｎｍに輝線状の蛍光ピークを有する性質を持つ。Ｎｄ３＋賦活蛍光体は、波長８８０ｎｍ，９３５ｎｍ，１０６０ｎｍ，１１０５ｎｍ，１３３５ｎｍ及び１４２０ｎｍに輝線状の蛍光ピークを有する性質を持つ。Ｙｂ３＋賦活蛍光体は、波長９７０ｎｍ，１０００ｎｍ及び１０２５ｎｍに輝線状の蛍光ピークを有する性質を持つ。このため、これらの蛍光体から、目的や用途に合致するものを適宜選択すればよい。
　近赤外蛍光体において、好ましい蛍光イオンはＣｒ３＋である。蛍光イオンとしてＣｒ３＋を使用することにより、青色光を吸収して近赤外の光成分に変換する近赤外蛍光体を得ることが容易になる。また、母体の種類によって、光吸収ピーク波長及び／又は蛍光ピーク波長を変えることも容易となり、励起スペクトル形状及び蛍光スペクトル形状を変える上で有利になる。
　近赤外蛍光体は、Ｃｒ３＋で賦活された金属複合酸化物からなる蛍光体であることが好ましい。具体的には、近赤外蛍光体は、ほう酸塩、りん酸塩、珪酸塩、アルミン酸塩、ガリウム酸塩、ゲルマン酸塩、タングステン酸塩、金属酸化物からなる群より選ばれる少なくとも一つを母体とし、Ｃｒ３＋で賦活された蛍光体であることが好ましい。また、近赤外蛍光体は、ほう酸塩、りん酸塩、珪酸塩、アルミン酸塩、ガリウム酸塩、ゲルマン酸塩、タングステン酸塩又は金属酸化物の固溶体を母体とし、Ｃｒ３＋で賦活された蛍光体であることも好ましい。このような近赤外蛍光体は、ＣｅＳｃ３（ＢＯ３）４：Ｃｒ３＋、（Ｌａ，Ｙ，Ｓｃ）４（ＢＯ３）４：Ｃｒ３＋、ＬａＳｃ３（ＢＯ３）４：Ｃｒ３＋、ＳｃＢＯ３：Ｃｒ３＋、ＫＩｎＰ２Ｏ７：Ｃｒ３＋、Ｓｒ３ＩｎＰ３Ｏ１２：Ｃｒ３＋、Ｓｒ９Ｉｎ（ＰＯ４）７：Ｃｒ３＋、ＮａＳｃＳｉ２Ｏ６：Ｃｒ３＋、Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８：Ｃｒ３＋、Ｌａ３（Ｇａ，Ｇｄ）５ＧｅＯ１４：Ｃｒ３＋、Ｌａ３（Ｇａ，Ａｌ）５ＳｉＯ１４：Ｃｒ３＋、ＬａＭｇＧａ１１Ｏ１９：Ｃｒ３＋、Ｍｇ３Ｇａ２ＧｅＯ８：Ｃｒ３＋、Ｌｉ（Ｉｎ，Ｓｃ）Ｇｅ２Ｏ６：Ｃｒ３＋、Ｚｎ３（Ｇａ，Ａｌ）Ｇｅ２Ｏ１０：Ｃｒ３＋、ＬｉＭｇ２ＩｎＧｅ２Ｏ８：Ｃｒ３＋、ＮａＣａ２ＧａＧｅ５Ｏ１４：Ｃｒ３＋、ＮａＧｄＭｇＷＯ６：Ｃｒ３＋、（Ｇａ，Ｓｃ）２Ｏ３：Ｃｒ３＋、ＬａＬｕＯ３：Ｃｒ３＋、Ｂａ３Ｓｃ４Ｏ９：Ｃｒ３＋、Ｚｎ２ＳｎＯ４：Ｃｒ３＋、ＬｉＩｎ２ＳｂＯ６：Ｃｒ３＋、ＬｉＳｒＡｌＦ６：Ｃｒ３＋からなる群より選ばれる少なくとも一つとすることができる。また、近赤外蛍光体は、これらの蛍光体を端成分としてなる固溶体であってもよい。
　なお、結晶構造の視点に立つと、近赤外蛍光体としては、例えば、ＣｓＣｌタイプと関連の構造、ＮａＣｌタイプと関連の構造、ＺｎＳタイプと関連の構造、ＮｉＡｓタイプと関連の構造、ペロブスカイトタイプと関連の構造、スピネルと関連の構造、コランダムと関連の構造、β－タングステンタイプと関連の構造などから適宜選択することができる。
　近赤外蛍光体は、多くの実用実績を持つガーネット型の結晶構造を有する蛍光体であることも好ましい。ガーネット型の結晶構造は、β－タングステンタイプの関連の構造に属する。そして、Ｃｒ３＋で賦活されたガーネット型の結晶構造を有する蛍光体は、例えば、ＲＥ３Ｂ’２（ＡｌＯ４）３：Ｃｒ３＋、ＲＥ３Ｂ’２（ＧａＯ４）３：Ｃｒ３＋の一般式で示される。なお、ＲＥは希土類元素であり、Ｂ’はＡｌ、Ｇａ及びＳｃから選択される少なくとも一つの元素である。また、近赤外蛍光体としては、上述のガーネット蛍光体を構成する結晶におけるＬｎ３＋－Ｂ’３＋の組み合わせの一部を、Ｍ２＋－Ｓｉ４＋の組み合わせで置換した蛍光体も挙げることができる。なお、Ｍはアルカリ土類金属であり、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａからなる群より選ばれる少なくとも一つの元素である。また、近赤外蛍光体としては、上述のガーネット蛍光体同士の固溶体であってもよい。
　近赤外蛍光体としては、希土類アルミニウムガーネット蛍光体及び希土類ガリウムガーネット蛍光体の少なくとも一方であることが好ましい。具体的には、近赤外蛍光体は、Ｙ３Ａｌ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｌａ３Ａｌ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｇｄ３Ａｌ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｙ３Ｇａ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｌａ３Ｇａ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｇｄ３Ｇａ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｙ３Ｓｃ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｌａ３Ｓｃ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｇｄ３Ｓｃ２（ＡｌＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｙ３Ｇａ２（ＧａＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｌａ３Ｇａ２（ＧａＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｇｄ３Ｇａ２（ＧａＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｙ３Ｓｃ２（ＧａＯ４）３：Ｃｒ３＋、Ｌａ３Ｓｃ２（ＧａＯ４）３：Ｃｒ３＋，Ｇｄ３Ｓｃ２（ＧａＯ４）３：Ｃｒ３＋からなる群より選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。また、近赤外蛍光体は、これらの蛍光体を端成分としてなる固溶体であってもよい。
　上述のように、本実施形態に係る近赤外線発光装置１００は、固体発光素子１及び波長変換体２に加えて、固体発光素子１が放つ一次光１０Ａと波長変換体２が放つ波長変換光１１との混合光１２が透過する有機高分子部材３を備えている。そして、発光装置１００では、混合光１２が有機高分子部材３を透過した後、透過光を出力光１３として出力する。
　図２から図６では、本実施形態に係る近赤外線発光装置１００Ａ～１００Ｅの構成を概略的に示している。発光装置１００Ａ～１００Ｅでは、複数の固体発光素子１を備えており、さらに固体発光素子１は基板４の表面に実装されている。そして、固体発光素子１と対向するように、波長変換体２が配設されている。また、波長変換体２における固体発光素子１と反対側に、有機高分子部材３が配設されている。そのため、発光装置１００では、固体発光素子１、波長変換体２及び有機高分子部材３がこの順で積層されている。
　図２に示すように、有機高分子部材３は、波長変換体２と空間を隔てて配置することができる。つまり、有機高分子部材３の主光受光面３ａと波長変換体２の主光放出面２ｂとの間に間隙が存在するように、これらを配置することができる。また、図３～６に示すように、有機高分子部材３は、波長変換体２に密着するように配置することもできる。つまり、有機高分子部材３の主光受光面３ａと波長変換体２の主光放出面２ｂとが接触するように、これらを配置することができる。
　図４に示すように、有機高分子部材３は、固体発光素子１と波長変換体２を包み込むように配置することもできる。つまり、有機高分子部材３は、基板４の実装面、固体発光素子１及び波長変換体２の側面、並びに波長変換体２の主光放出面２ｂを覆うように配置することもできる。
　一次光１０Ａと波長変換光１１との混合光１２を受光する有機高分子部材３の主光受光面３ａは、図２に示すように、混合光１２を放出する波長変換体２の主光放出面２ｂよりも面積を大きくすることができる。また、図３、図５及び図６に示すように、有機高分子部材３の主光受光面３ａは、波長変換体２の主光放出面２ｂと面積が実質的に同じものとすることもできる。
　なお、波長変換体２は、図１及び図３に示すように、固体発光素子１と空間を隔てて配置することもできる。また、図２、図４、図５及び図６に示すように、波長変換体２は、固体発光素子１に密着するように配置することもできる。図５に示すように、波長変換体２は、固体発光素子１を包み込むように配置することもできる。
　一次光１０を受光する波長変換体２の主光受光面２ａは、図３に示すように、固体発光素子１の主光放出面１ｂよりも面積を大きくすることができる。また、図２、図４及び図６に示すように、波長変換体２の主光受光面２ａは、固体発光素子１の主光放出面１ｂと面積が実質的に同じものとすることもできる。
　本実施形態の発光装置において、有機高分子部材３は、シート状又はフィルム状とすることができる。ただ、このような有機高分子部材３は、波打つような形状となりやすい。そのため、図２、３及び５に示すように、有機高分子部材３を固定する保護部材５を設けてもよい。保護部材５としては、例えば平板を用いることができる。有機高分子部材３を保護部材５に密着させることにより、有機高分子部材３の平坦性を維持することができる。また、有機高分子部材３の平坦性は、図６に示すように、固体発光素子１及び波長変換体２と一体化させるようにしても維持することができる。
　このような保護部材５としては、少なくとも近赤外線を透過する有機化合物からなる構造物又は無機化合物からなる構造物を使用することができる。保護部材５の材質としては、アクリル樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ガラスなどを用いることができる。
　本実施形態において、有機高分子部材３は、芳香族ポリイミドを含んでいる。芳香族ポリイミドは、芳香族化合物が直接イミド結合で連結された構造を有している。また、芳香族ポリイミドは、イミド結合により直接結合された隣接する芳香環が共役構造をとっており、分子内及び分子間で電荷移動錯体を形成している。そのため、芳香族ポリイミドは、短波長可視光の一部を吸収する性質を有している。
　有機高分子部材３に含まれ得る芳香族ポリイミドとしては、東レ・デュポン株式会社製のカプトン（登録商標）、株式会社カネカ製のアピカル（登録商標）、ＵＢＥ株式会社製のユーピレックス（登録商標）からなる群より選ばれる少なくとも一つを用いることができる。この中でも、芳香族ポリイミドとしては、カプトンを用いることができる。カプトンは、ポリ（４，４’－オキシジフェニレン－ピロメリットイミド）からなる。また、ポリ（４，４’－オキシジフェニレン－ピロメリットイミド）は、ピロメリット酸二無水物と４，４’－ジアミノジフェニルエーテルを重合してなるポリイミドである。
　ここで、芳香族ポリイミドを含む有機高分子部材３における、光線透過率の波長依存性について説明する。図７Ａは、芳香族ポリイミドシートの一例であるカプトンシートにおける、４００ｎｍ～１１００ｎｍの波長範囲の光線透過率を示しており、図７Ｂ及び図７Ｃは、４００ｎｍ～６００ｎｍの波長範囲の光線透過率を示している。なお、図７Ａ～図７Ｃにおいて、「１２μｍ（１２×１）」は、厚みが１２μｍである芳香族ポリイミドシートを１枚使用したことを示す。また、「３７μｍ（１２×１＋２５×１）」は、厚みが１２μｍである１枚のシートと、厚みが２５μｍである１枚のシートを積層し、総厚みが３７μｍの芳香族ポリイミドシートを使用したことを示す。なお、本明細書において、有機高分子部材３の光線透過率は、日本産業規格ＪＩＳ　Ｋ７３６１－１に準じて測定することができる。
　図７Ａ及び図７Ｂに示すように、芳香族ポリイミドは、可視光、特に短波長側の光（紫色光及び青色光）の透過を抑制する一方で、近赤外の光成分の透過を殆ど抑制しない性質を持つ。また、芳香族ポリイミドは、少なくとも２００ｎｍ以上４００ｎｍ未満の波長範囲内の光線透過率が実質０％であり、少なくとも１１００ｎｍを超え２０００ｎｍ未満の波長範囲内の光線透過率は、波長１１００ｎｍの光線透過率の水準を維持する。
　また、図７Ｂ及び図７Ｃから分かるように、芳香族ポリイミドの可視光の透過率は、短波長になればなるほど小さくなり、波長４５０ｎｍ付近以下の光を殆ど遮断する。なお、波長４５０ｎｍは、偶然のことながら、一般的な市販の青色発光ダイオードが放つ発光のピーク波長にほぼ等しい。
　上述のように、発光装置１００では、一次光１０Ａと波長変換光１１との混合光１２が芳香族ポリイミドを含む有機高分子部材３を透過した後、透過光を出力光１３として出力する。このような構成により、一次光１０Ａの可視光成分は、青色光成分の出力が大きく抑えられ、一次光１０に少し含まれる青緑～緑色の光成分も少なからず強度が低下する。そして、波長変換光１１に僅かに含まれる黄～赤色の光成分及び視感度が小さな深赤色の光成分は、有機高分子部材３を透過する。この結果、出力光１３の可視領域の分光分布は、視感度が高い波長領域（４２０ｎｍ以上６６０ｎｍ未満）の強度が極端に低下した可視光成分が、当該波長領域全体に亘って一定の強度を持つ状態になる。そして、視感度は高いが強度が低下した波長領域（４２０ｎｍ以上６６０ｎｍ未満）の可視光成分が、視感度が低い波長領域（６６０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満）の可視光成分と加法混色されて、出力光１３を構成する。このようにして、ほどよい微弱な白色光が加法混色によって生成され、視認されることになる。
　一方、波長変換光１１の近赤外線成分は、有機高分子部材３に殆ど吸収されることなく透過する。その結果、微弱な白色光と強度が高い近赤外光との相乗効果によって、ぼんやり光る自然光と高出力の近赤外線とを両立することができる。そのため、発光装置１００は、高出力の近赤外線を出力するとともに、微弱な白色光により点灯状態と消灯状態を人に認識させることができ、さらに点灯時に周囲環境に違和感を殆ど与えないという特性を有する。
　なお、芳香族ポリイミドは、先端産業に欠かせない素材であることで知られ、高い機械強度と優れた耐熱性（―２６９～＋４００℃）を持つ。また、芳香族ポリイミドは、電気絶縁性（３８０～４００ｋＶ／ｍｍ）及び耐薬品性にも優れ、熱に対する膨張率も有機物としては低い特性も有する。さらに、芳香族ポリイミドは、人工合成する有機物であるため、無機物を利用する光学フィルターなどと比べると、価格水準も安価である。このような芳香族ポリイミドは、上述のように「カプトン」として広く知られており、フィルムや粘着テープが市販されている。このため、このような構成により、信頼性に優れる安価な商品を製造及び提供する上で有利な発光装置１００になる。
　ここで、芳香族ポリイミドからなり、厚みが１２μｍ～１００μｍのシートは、図７Ｂ及び図７Ｃから分かるように、波長４５０ｎｍ以下の光成分を実質的に遮断する。つまり、当該シートは、波長４００ｎｍ以下の光線透過率が０．１％未満となるように、波長４５０ｎｍ以下の光成分を遮断する。なお、波長４５０ｎｍは、青色ＬＥＤの一次光１０のピーク波長にほぼ相当する。
　また、芳香族ポリイミドからなり、厚みが１２μｍ～１００μｍのシート、特に厚みが２５μｍ～１００μｍのシートは、波長４５０ｎｍ以下の光成分の光線透過率が１％未満、特に０．１％未満である。そして、当該シートは、波長５００ｎｍ以下の光線透過率が３０％未満であり、厚みが増すにつれて、２０％未満あるいは１０％未満へと低下する。
　芳香族ポリイミドからなり、厚みが１２μｍ～１００μｍのシートは、少なくとも波長７５０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の光線透過率が７５％以上１００％未満である。当該シートは、厚みが５０μｍ未満では、少なくとも波長７５０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の光線透過率が８０％以上である。
　芳香族ポリイミドからなり、厚みが１２μｍ～１００μｍのシートは、５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長範囲内における１０ｎｍ刻みの光線透過率が、長波長になるほど大きくなる。
　なお、芳香族ポリイミドの特性ばらつき及び改良技術などを考慮すると、３μｍ以上３００μｍ未満、特に１０μｍ以上１２０μｍ未満の厚みの芳香族ポリイミドは、図７Ｂ及び図７Ｃと同様の光透過特性が認められると考えられる。
　上述のように、本実施形態の発光装置１００において、有機高分子部材３としては、芳香族ポリイミドを含む部材を用いることができる。また、有機高分子部材３としては、芳香族ポリイミドを主成分として含む部材を用いることが好ましく、芳香族ポリイミドからなる部材を用いることが好ましい。ただ、本実施形態の有機高分子部材３は、芳香族ポリイミドを含む部材に限定されず、次の特性を有する部材を用いても、ぼんやり光る白色光と高出力の近赤外線とを両立した発光装置を得ることができる。
　具体的には、本実施形態の発光装置１００は、次の（１）から（６）の全ての特性を有する有機高分子部材３を用いることができる。（１）厚みが３μｍ以上３００μｍ未満である。（２）波長４００ｎｍ以下の光線透過率が０．１％未満である。（３）一次光１０の発光ピークの波長以下の光線透過率が１％未満である。（４）波長５００ｎｍ以下の光線透過率が３０％未満である。（５）７５０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の波長範囲の光線透過率が７５％以上１００％未満である。（６）５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長範囲内における１０ｎｍ刻みの光線透過率が、長波長になるほど大きくなる。なお、（３）一次光１０の発光ピークの波長以下の光線透過率は、０．１％未満であることがより好ましい。また、（４）波長５００ｎｍ以下の光線透過率は、２０％未満であることが好ましく、１０％未満であることがより好ましい。
　本実施形態の発光装置１００において、波長変換体２は、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ蛍光を放つ可視蛍光体を含まない構成とすることができる。この構成では、固体発光素子１、近赤外蛍光体からなる波長変換体２及び有機高分子部材３のみで発光装置を構成することができるため、装置の構造が単純化する。このため、構成部材の管理を省力化することができる。また、混合光１２及び出力光１３の色調について、ロット間のばらつきを抑制することができる。
　一方、本実施形態の発光装置１００において、波長変換体２は、５００ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ蛍光を放つ可視蛍光体を含む構成とすることができる。特に、波長変換体２は、５００ｎｍ以上５６０ｎｍ未満の緑色、及び、６００ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の赤橙～深赤色の少なくとも一方の波長範囲内に蛍光ピークを持つ蛍光を放つ可視蛍光体を含む構成とすることができる。この構成では、人の眼で視認される出力光１３の色調制御に有利な発光装置１００となる。
　本実施形態の発光装置１００において、波長変換体２は、混合光放出面（主光放出面２ｂ）を有し、混合光放出面は混合光１２を放射する構成としてもよい。これにより、有機高分子部材３で波長変換体２の混合光放出面を覆うだけで、混合光１２が有機高分子部材３を透過する構成になる。そのため、有機高分子部材３における出力光放出面３ｂの小面積化に有利な発光装置１００になる。
　本実施形態の発光装置１００において、波長変換体２は、一次光１０の少なくとも一部を吸収して波長変換光１１に変換し、かつ、吸収しなかった一次光１０を透過する構成とすることが好ましい。このような構成により、固体発光素子１の主光放出面１ｂの上方に、波長変換体２と有機高分子部材３を積層することにより、可視光と近赤外線の光成分を合わせ持つ出力光１３を出力する構成となる。そして、このような構成によっても、出力光放出面３ｂの小面積化に有利な発光装置１００になる。
　本実施形態の発光装置１００において、波長変換体２は、混合光１２の光出力面（主光放出面２ｂ）が平坦な形状であることが好ましい。これにより、オーソドックスなシート状の有機高分子部材３を、波長変換体２に容易に密着させることができる。そのため、波長変換体２と有機高分子部材３の一体化が容易になることから、コンパクト化を図る上で有利な発光装置１００になる。
　本実施形態の発光装置１００において、波長変換体２は、透光性を有する樹脂中に近赤外蛍光体の粒子を分散させた樹脂蛍光膜とすることができる。このような樹脂蛍光膜は、ＬＥＤ照明光源で利用されるオーソドックスな技術である。このため、工業生産上の課題を気にすることなく製造する上で有利な発光装置１００になる。また、図５に示すような、波長変換体２が固体発光素子１を包み込むような構成の発光装置１００Ｄを容易に製造することが可能となる。
　本実施形態の発光装置１００において、波長変換体２は、蛍光セラミックスとすることもできる。蛍光セラミックスは、近赤外蛍光体を焼結してなる焼結体であり、耐熱性と熱伝導性に優れる。そのため、このような構成により、高出力化に有利な発光装置１００になる。
　本実施形態の発光装置１００において、有機高分子部材３は、シート状又はフィルム状とすることができる。この場合、有機高分子部材３の厚みが小さくなるため、薄型化に有利な発光装置１００になる。また、この場合、有機高分子部材３を簡単に重ね合わせることができ、嵩張りもしない。そのため、可視光の透過率の調整に有利な発光装置１００になる。なお、有機高分子部材３は、厚みが３μｍ以上３００μｍ未満であることが好ましく、１０μｍ以上１００μｍ未満であることがより好ましく、２０μｍ以上７５μｍ以下であることがさらに好ましい。
　本実施形態の発光装置１００において、波長変換体２と有機高分子部材３は、透光性を持つ粘着物質で接着されていてもよい。これにより、波長変換体２と有機高分子部材３が一体化するので、両者の位置ずれによる出力光１３の色調ずれを抑制することができる。また、仮に有機高分子部材３が劣化した場合でも、劣化した有機高分子部材３を剥離して、新たな有機高分子部材３を接着することができる。なお、粘着物質としては、シリコーン樹脂及びアクリル樹脂の一方を用いることができる。
　ここで、有機高分子部材３に含まれ得る芳香族ポリイミドの屈折率は１．６５以上１．７０以下であり、空気の屈折率（１．０）、並びにシリコーン樹脂及びアクリル樹脂の屈折率（１．４０以上１．５５以下）と比べると大きい。そのため、芳香族ポリイミドと空気の境界、芳香族ポリイミドとシリコーン樹脂の境界、芳香族ポリイミドとアクリル樹脂の境界では屈折率段差が生じ、これが光の取出し効率を低下させる可能性がある。
　このため、有機高分子部材３における、混合光１２の入射面（主光受光面３ａ）が、これよりも屈折率が小さい低屈折率物と接する場合、当該入射面に、有機高分子部材３の屈折率より小さく、低屈折率物より屈折率が大きい中間屈折率材を配置するとよい。また、有機高分子部材３における出力光１３の出射面（出力光放出面３ｂ）が、これよりも屈折率が小さい低屈折率物と接する場合、当該出射面に、有機高分子部材３の屈折率よりも小さく、低屈折率物より屈折率が大きい中間屈折率材を配置するとよい。このような形態により、屈折率段差が緩和され、出力光１３の取出し効率を高めることが可能となる。
　具体的には、有機高分子部材３が、粘着物質を介して、シリコーン樹脂を主成分とする波長変換体２と密着する場合、粘着物質を中間屈折率材とすることができる。そして、粘着物質として、屈折率が１．５５を超え１．６５未満の物質を用いることが好ましく、例えばエポキシ系の樹脂を用いることが好ましい。
　また、有機高分子部材３が空気層に接する場合、空気層に接する面（出力光放出面３ｂ）に、中間屈折率材を配置することができる。この場合、中間屈折率材の屈折率は１．６５未満とすることが好ましく、１．４０以上１．５５未満とすることが好ましい。例えば、シリコーン樹脂で予め表面コートしたポリイミドテープを利用することにより、有機高分子部材３の出力光放出面３ｂに、中間屈折率材を配置することができる。
　なお、中間屈折率材は、少なくとも近赤外線を透過する部材であることが好ましい。
　本実施形態の発光装置１００において、波長変換体２における混合光１２の主光放出面２ｂは、固体発光素子１、波長変換体２及び有機高分子部材３の積層方向（図１の上下方向）に沿って見た場合、その形状が四角形であることが好ましい。また、波長変換体２の主光放出面２ｂは、当該積層方向に沿って見た場合、直方形であることが好ましく、正方形であることがより好ましい。この場合、板状又はシート状の有機高分子部材を、単純に切断することで使用することができるため、工業生産に有利な発光装置１００となる。また、単純に切断した有機高分子部材３で、主光放出面２ｂの全体を過不足なく覆うことができるため、色調むらが少ない出力光１３を得ることができる。
　本実施形態の発光装置１００において、混合光１２は、４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の波長範囲内にある青色の光成分と、４９０ｎｍ以上５５０ｎｍ未満の波長範囲内にある緑色の光成分と、６４０ｎｍ以上７７０ｎｍ未満の波長範囲内にある赤色の光成分を含むことが好ましい。なお、青色の光成分は、４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ未満の波長範囲内にある光成分であることが好ましい。緑色の光成分は、５１０ｎｍ以上５４０ｎｍ未満の波長範囲内にある光成分であることが好ましい。赤色の光成分は、６４０ｎｍ以上７００ｎｍ未満の波長範囲内にある光成分であることが好ましい。この場合、混合光１２は光の三原色の光成分を含むため、これらの加法混色による白色光を、出力光１３として出力することが可能となる。
　本実施形態の発光装置１００において、混合光１２は、波長が３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満である可視光の強度最大値が、波長が７８０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満である近赤外線の強度最大値よりも小さくすることができる。また、混合光１２は、可視光の強度最大値が、近赤外線の強度最大値の１０％以上５０％未満とすることができ、３０％以上４０％未満とすることもできる。これにより、高出力の近赤外線を出力する上で有利な発光装置１００となる。また、人の眼でぼんやり見える可視光と高出力の近赤外線とを両立する出力光１３を出力する上で有利な発光装置１００になる。
　本実施形態の発光装置１００において、出力光１３は、相関色温度が２０００Ｋ以上１００００Ｋ未満であることが好ましく、２５００Ｋ以上７０００Ｋ未満であることがより好ましい。また、出力光１３は、平均演色評価数Ｒａが６５以上１００未満であることが好ましく、７５以上１００未満であることがより好ましい。これにより、自然光に近い可視光を放つことができるため、点消灯状態を人に違和感を与えることなく知らせる上で有利な発光装置１００になる。なお、このような相関色温度の出力光１３は、有機高分子部材３の厚みが概ね３５μｍ以上１２０ｎｍ未満の範囲内で実施可能である。また、このような平均演色評価数Ｒａの出力光１３は、有機高分子部材３の厚みが概ね１５μｍ以上１２０ｎｍ未満の範囲内で実施可能である。
　本実施形態の発光装置１００では、出力光１３を被照射物に直接照射する構成で利用することができる。また、出力光１３を被照射物に間接照射する形態で利用することもできる。間接照射の場合は、近赤外線を反射する反射体又は近赤外線を拡散する光拡散体に出力光１３を照射する形態とする。そして、反射体で反射した近赤外線又は光拡散体で光拡散した近赤外線を被照射物に照射する。このような構成により、拡散された近赤外線が被照射物を照射されるため、近赤外線を複数方向から強度むらや色調むらなく照射することができる。なお、反射体及び光拡散体は、無機物質又は有機物質で形成された部材を適宜使用すればよい。
　本実施形態の発光装置１００は、近赤外線を利用する電子機器及び機器システムに広く利用できる。そして、発光装置１００を用いて構成した電子機器及び機器システムでは、人が違和感を与えることなく、近赤外線の点消灯状態を認識できる。このため、近赤外線の消灯忘れを抑制することができる。また、仮に近赤外線の消灯忘れがあったとしても、空間の照明環境を損ねることなく、優しく気付かせることができる。
　このように、本実施形態の近赤外線発光装置１００は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内に発光ピークを持つ一次光１０を放つ固体発光素子１を備える。発光装置１００は、一次光１０を、７５０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ波長変換光１１に変換する波長変換体２をさらに備える。発光装置１００は、固体発光素子１が放つ一次光１０Ａと波長変換体２が放つ波長変換光１１との混合光１２が透過する有機高分子部材３をさらに備える。そして、発光装置１００は、有機高分子部材３を透過した混合光１２を出力光１３として出力する。有機高分子部材３は、次の（１）～（６）の特性を有する。
（１）厚みが３μｍ以上３００μｍ未満である。
（２）波長４００ｎｍ以下の光線透過率が０．１％未満である。
（３）一次光１０の発光ピークの波長以下の光線透過率が１％未満である。
（４）波長５００ｎｍ以下の光線透過率が３０％未満である。
（５）７５０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の波長範囲の光線透過率が７５％以上１００％未満である。
（６）５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長範囲内における１０ｎｍ刻みの光線透過率が、長波長になるほど大きくなる。
　発光装置１００において、有機高分子部材３は、可視光、特に短波長側の光（紫色光及び青色光）の透過を抑制する一方で、近赤外の光成分の透過を殆ど抑制しない性質を有する。このため、一次光１０Ａと波長変換光１１の混合光１２が有機高分子部材３を透過した場合、一次光１０Ａの青色光成分の出力が大きく抑えられ、一次光１０Ａに僅かに含まれる青緑～緑色の光成分と、波長変換光１１に僅かに含まれる赤色の光成分が透過する。この結果、有機高分子部材３を透過した可視光成分は、加法混色によって、微弱な白色光となり、視認することができる。一方、波長変換光１１の近赤外の光成分は、有機高分子部材３に殆ど吸収されることなく透過する。このように、発光装置１００は、ぼんやり光る可視光と強い近赤外線を両立し、点灯状態と消灯状態を視認することが可能な構成を備えている。
　また、本実施形態の近赤外線発光装置１００は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内に発光ピークを持つ一次光１０を放つ固体発光素子１を備える。発光装置１００は、一次光１０を、７５０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ波長変換光１１に変換する波長変換体２をさらに備える。発光装置１００は、固体発光素子１が放つ一次光１０Ａと波長変換体２が放つ波長変換光１１との混合光１２が透過し、芳香族ポリイミドを含む有機高分子部材３をさらに備える。そして、発光装置１００は、有機高分子部材３を透過した混合光１２を出力光１３として出力する。
　芳香族ポリイミドは、短波長側の光（紫色光及び青色光）の透過を抑制する一方で、近赤外の光成分の透過を殆ど抑制しない性質を有する。そのため、有機高分子部材３として芳香族ポリイミドを用いることにより、発光装置１００は、ぼんやり光る可視光と強い近赤外線を両立し、点灯状態と消灯状態を視認することが可能となる。また、芳香族ポリイミドは、高い機械強度と優れた耐熱性を持つ。芳香族ポリイミドは、さらに、電気絶縁性及び耐薬品性にも優れ、熱に対する膨張率も有機物としては低い特性を有している。また、芳香族ポリイミドは、人工合成する有機物であるため、価格も安価である。そのため、芳香族ポリイミドを有機高分子部材３として用いることにより、信頼性に優れ、安価な発光装置を得ることができる。
　なお、本実施形態は、専ら近赤外線を放射する近赤外線発光装置１００の点灯状態及び消灯状態を人に認識させる新規な方法とみなすこともできる。具体的には、本実施形態は、近赤外線を放射する近赤外線発光装置１００の点灯状態又は消灯状態の確認方法であって、近赤外線と近赤外線よりも強度が小さな可視光との混合光１２を、有機高分子部材３に透過させることによって、白色光として出力することを特徴とする方法とみることもできる。
［近赤外線と可視光線の強度比調整方法］
　次に、本実施形態に係る近赤外線と可視光線の強度比調整方法について説明する。
　上述のように、有機高分子部材３は、可視光、特に短波長側の光（紫色光及び青色光）の透過を抑制する一方で、近赤外光の透過を殆ど抑制しない性質を有する。そのため、近赤外光と可視光との混合光を有機高分子部材３に透過させることにより、可視光、特に紫色光及び青色光の出力を大きく抑制しつつも、近赤外光を効率的に透過することができる。
　このように、近赤外光と可視光との混合光を有機高分子部材３に透過させることにより、可視光、特に紫色光及び青色光の透過が抑制されるため、有機高分子部材３を用いることで、近赤外光と可視光との強度比を調整することが可能となる。そのため、本実施形態は、近赤外光と可視光との混合光に対して、近赤外光と可視光との強度比を調整する新規な方法とみなすこともできる。
　具体的には、本実施形態は、近赤外線と、近赤外線よりも強度が小さな可視光線を出力する近赤外線発光装置１００において、近赤外線と可視光線の強度比を調整する方法であって、近赤外線と可視光線との混合光１２を、有機高分子部材３を透過させて出力することを特徴とする近赤外線と可視光線の強度比調整方法である。
　また、本実施形態に係る近赤外線と可視光線の強度比調整方法は、４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内に発光ピークを持つ一次光１０と、一次光１０を波長変換してなり、７５０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ波長変換光１１との混合光１２を、有機高分子部材３に透過させる工程を有する。当該調整方法は、さらに有機高分子部材３を透過した混合光１２を出力光１３として出力する工程を有する。有機高分子部材３は、次の（１）～（６）の特性を有する。
（１）厚みが３μｍ以上３００μｍ未満である。
（２）波長４００ｎｍ以下の光線透過率が０．１％未満である。
（３）一次光１０の発光ピークの波長以下の光線透過率が１％未満である。
（４）波長５００ｎｍ以下の光線透過率が３０％未満である。
（５）７５０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の波長範囲の光線透過率が７５％以上１００％未満である。
（６）５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長範囲内における１０ｎｍ刻みの光線透過率が、長波長になるほど大きくなる。
　ここで、上述のように、有機高分子部材３は、厚みが増すにつれて短波長側の光の透過を抑制することができる。具体的に、図７に示すように、有機高分子部材３が芳香族ポリイミドからなる場合、有機高分子部材３の厚みが増すにつれて、波長３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の可視光の光線透過率が低下し、特に短波長になるほど光線透過率が低下する。このように、有機高分子部材３の厚みが増すにつれて、短波長側の光が遮断されるため、有機高分子部材３を透過した出力光１３の相関色温度を低下させることができる。
　このように、有機高分子部材３の厚みが増すにつれて、可視光の光線透過率が低下し、特に短波長になるほど光線透過率が低下する。そのため、有機高分子部材３の厚みを調整することにより、可視光の色調も調整することが可能となる。したがって、本実施形態は、近赤外光と可視光との混合光に関し、可視光の色調を調整する新規な方法とみなすこともできる。
　具体的には、本実施形態は、近赤外線と可視光線を出力する近赤外線発光装置１００において、可視光線の色調を調整する方法であって、近赤外線と可視光線との混合光１２を、有機高分子部材３に透過させて出力することを特徴とする出力光１３の色調調整方法である。
　以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
　まず、次の部材を使用して、実施例１の近赤外線発光装置を作製した。
（１）調光機能付きＬＥＤベースライト；パナソニック（株）製、品番：ＮＤＮＮ５２５００　ＤＫ９、消費電力１４Ｗ
（２）近赤外ＬＥＤパッケージ；外部調達品、表面実装（ＳＭＤ）型、縦３ｍｍ横３ｍｍ、消費電力４６０ｍＷ
（３）ポリイミド粘着テープ（有機高分子部材）；厚み５０μｍ
　ＬＥＤベースライトは、光色が異なる二種類の白色ＬＥＤパッケージを、３２個ずつ交互に等間隔で一直線状に配置した構造を持つ照明器具である。また、二種類の白色ＬＥＤパッケージは、昼白色と電球色であり、全てＳＭＤ型である。そして、昼白色と電球色の白色ＬＥＤに投入する電力を、各々、独立制御する制御回路を有しており、これにより、ＬＥＤベースライトが放つ白色光の光色を制御することができる。
　近赤外ＬＥＤパッケージは、青色ＬＥＤと近赤外蛍光体を組み合わせてなるＬＥＤパッケージである。そして、一般には、無機蛍光体を利用するＬＥＤパッケージの製造技術を持つメーカーに、希望仕様（分光分布、駆動電圧・電流、サイズなど）を伝えて試作依頼すれば、試作品を調達することができる。なお、以下、「近赤外ＬＥＤパッケージ」を「近赤外ＬＥＤ」ともいう。
　ポリイミド粘着テープは、「カプトン（登録商標）テープ」として知られており、芳香族ポリイミドを含む粘着テープである。このようなポリイミド粘着テープは、厚み及びテープ幅が異なるものが汎用品として市販されている。なお、以下、「ポリイミド粘着テープ」を「ポリイミドテープ」ともいう。
　具体的には、まず、ＬＥＤベースライトの前面に備えられた照明グローブを外し、ＬＥＤベースライトが備える合計６４個の白色ＬＥＤを露出させた。なお、ＬＥＤベースライトの照明グローブは、脱着が容易な構造となっている。次に、６４個の白色ＬＥＤのうちの、電球色の白色ＬＥＤ（３２個）を全て取り外した。次いで、その取り外した場所に、３２個の近赤外ＬＥＤを取り付けた。そして、点灯試験を行い、交換した近赤外ＬＥＤに電気的な接続不良がないことを確認した。その後、近赤外ＬＥＤ（３２個）の光出力面の全面を覆い隠すように、ポリイミドテープを貼付した。
　このようにして、昼白色の白色光を放つ白色ＬＥＤと近赤外線を放つ近赤外ＬＥＤとを備え、昼白色と近赤外の光出力を独立制御できる本例の発光装置を得た。なお、本例では装置構成の簡略化のため、取り外した照明グローブを取り付けない構成としたが、照明グローブを取り付けた構成とすることもできる。
［比較例１］
　近赤外ＬＥＤの光出力面に、ポリイミドテープを貼付しなかったこと以外は、実施例１と同じ工程により、本例の発光装置を得た。
［比較例２］
　近赤外ＬＥＤの光出力面に、ポリイミドテープに変えてＹＡＧ蛍光膜（厚み：１５０μｍ）を貼付したこと以外は、実施例１と同じ工程により、本例の発光装置を得た。
　なお、ＹＡＧ蛍光膜は、次のように作製した。まず、蛍光体メーカーから入手したＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋の一般式で示されるＹＡＧ蛍光体粉末と透明シリコーン樹脂とを準備した。なお、ＹＡＧ蛍光体の蛍光色は、黄緑色であった。次に、ＹＡＧ蛍光体粉末と透明シリコーン樹脂を、体積割合が１０％と９０％（重量比は、ＹＡＧ：Ａ剤：Ｂ剤≒１：１：１）となるように秤量した後、これらを混合して蛍光体ペースト（総量：約３ｇ）を得た。次いで、得られた蛍光体ペーストを型に投入した後、１００～１５０℃の温度で熱硬化させることにより、ＹＡＧ蛍光膜を得た。
［実施例１並びに比較例１及び２の発光装置の評価］
　上述のようにして得られた実施例１の近赤外線発光装置に通電して点灯させた後、その出力光の分光分布を評価した。ただ、都合上、以下の説明では、照明器具の調光機能を利用して白色ＬＥＤを消灯状態にし、近赤外ＬＥＤのみを点灯させた場合を説明する。なお、実施例１の近赤外線発光装置は、照明器具の調光機能を利用して、白色ＬＥＤも点灯させることができる。また、近赤外線と白色光の強度比を変えることもできるし、近赤外線の出力強度を調整することもできる。
　図８Ａは、実施例１、比較例１及び比較例２の近赤外線発光装置が放つ出力光の分光分布を示すグラフである。参考のため、図８Ａの分光分布における可視領域の拡大図を図８Ｂに示す。図８Ａ及び図８Ｂより、実施例１の発光装置が放つ出力光の分光分布は、４００ｎｍ以上６１０ｎｍ未満の波長領域に強度を持つごく微弱な可視光成分と、近赤外領域（７８０ｎｍ～２．５μｍ）に位置する強い近赤外線成分からなっていた。なお、４００ｎｍ以上６１０ｎｍ未満の波長領域は、可視領域（３８０～７８０ｎｍ）の暗所視感度が比較的高い領域である。そして、可視光成分は、少なくとも４２０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の波長範囲内の全体に亘って光成分を持ち、近赤外線成分は、少なくとも７８０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の全体に亘って光成分を持っていた。このため、実施例１の発光装置が放つ出力光の可視光成分は、暗がりでぼんやり光る微弱な白色光として視認することができた。
　ここで、波長４００ｎｍ以上６１０ｎｍ未満の光成分である暗所高視感度光成分及び近赤外線成分の強度最大値の比を検討した。その結果、暗所高視感度光成分の強度最大値は、近赤外線成分の強度最大値の０．２７％であり、１％どころか０．３％にも満たない値であった。
　次に、実施例１の出力光における暗所高視感度光成分と近赤外線成分の分光分布を説明する。図８Ｂに示すように、暗所高視感度光成分は、４６０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内の光成分（青色）が相対的に強かった。そして、５００ｎｍ以上６１０ｎｍ未満の波長範囲内の光成分（青緑～赤色）の強度変動幅が小さく、最小強度が最大強度の８０％を超えていた。また、６１０ｎｍよりも長波長の可視光成分は、波長が長くなるにつれて強度が大きくなっていた。
　一方、近赤外線成分は、図８Ａに示すように、少なくとも７８０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の波長範囲内において、波長が長くなるにつれて次第に強度が大きくなっていた。そして、近赤外線成分は、８００ｎｍ以上９５０ｎｍ未満（特に９００ｎｍ未満）の波長範囲内に強度最大値を持っていた。また、近赤外線成分は、波長９５０ｎｍを超えると次第に強度が小さくなっていた。
　なお、実施例１の発光装置の出力光における近赤外線成分は、近赤外ＬＥＤのパッケージメーカーに伝えた希望仕様及び周知技術と照らし合わせると、Ｃｒ３＋賦活蛍光体の三価クロムイオンの電子エネルギー遷移に基づく蛍光である蓋然性が高い。
　次に、実施例１の発光装置の出力光と、比較例１及び比較例２の発光装置の出力光との相違を説明する。図８Ａ及び図８Ｂより、比較例１の出力光の分光分布において、波長８４０ｎｍ付近の近赤外線の強度最大値は、実施例１に対して約１０６％であった。その一方で、比較例１の出力光の分光分布において、波長４５０ｎｍ付近の青色光成分の強度最大値は、実施例１に対して９２７５％（９３倍）であった。さらに、比較例１は、青色光以外の可視光成分（緑～赤色）が少なく、青色に偏った可視光成分になっていた。
　このため、実施例１の発光装置が、暗がりでぼんやり光る白色光と強い近赤外線を両立する出力光を放つのに対して、比較例１の発光装置は、比較的強い青色光と強い近赤外線を放つものになった。この結果から、比較例１は、点灯時に違和感を抱きやすい青色味を帯びた強い光を出力するのに対して、実施例１は、出力光が白くぼんやりと違和感なく見えるという有利な効果を持つことが分かった。
　また、図８Ａ及び図８Ｂより、比較例２の出力光の分光分布において、波長８４０ｎｍ付近の近赤外線の強度最大値は、実施例１に対して約９５％であった。その一方で、波長４５０ｎｍ付近の青色光成分の強度最大値は、実施例１に対して１１９２％（１２倍）であった。さらに、比較例２の青色光以外の可視光成分（緑～赤色）の強度は比較的大きく、例えば５００ｎｍ以上６５０ｎｍ未満の波長範囲内の強度最大値は、実施例１に対して１７３７％（１７倍）であった。
　このため、実施例１が、ぼんやり光る白色光と強い近赤外線を両立する出力光を放つのに対して、比較例２は、比較的強い白色光と比較的強度が小さな近赤外線を放つものになった。この結果から、比較例２は、点灯時に明るい白色光と強度が小さな近赤外線を出力するのに対して、実施例１は、白くぼんやりと違和感なく見えるという有利な効果を持つことが分かった。
　ここで、本実施形態に係る近赤外線発光装置の出力光の分光分布は、ポリイミドテープの一枚あたりの厚み及び積層枚数に関わらず、ポリイミドテープの総厚みによって略決定される。そのため、ポリイミドテープの総厚みを変えて近赤外線発光装置の出力光の分光分布を評価した。
［実施例２］
　実施例１で使用した近赤外ＬＥＤを一つとポリイミドテープとを用いて、図１に示す構成の発光装置を作製した。具体的には、実施例１で使用した近赤外ＬＥＤの光出力面の全面を覆うように、ポリイミドテープ（カプトンテープ）を貼付した。なお、本例において、ポリイミドテープは、総厚みが３５μｍとなるように複数枚積層した。このようにして、近赤外ＬＥＤの表面にポリイミドテープを設けた本例の発光装置を得た。
［実施例３～６］
　ポリイミドテープの総厚みが各々５０μｍ、８５μｍ、１００μｍ及び１６０μｍとなるようにポリイミドテープを積層したこと以外は実施例２と同じ工程により、実施例３，４，５及び６の発光装置を得た。
［比較例３］
　近赤外ＬＥＤの光出力面に、ポリイミドテープを貼付しなかったこと以外は、実施例２と同じ工程により、本例の発光装置を得た。
［実施例２～６及び比較例３の発光装置の評価］
　上述のようにして得られた実施例２～６及び比較例３の発光装置について、これらを同じ条件で通電して点灯させた後、その出力光の分光分布を評価した。
　図９Ａは、実施例２～６及び比較例３の発光装置が放つ出力光の分光分布を示すグラフである。参考のため、図９Ａの分光分布における可視領域の拡大図を図９Ｂに示す。図９Ａ及び図９Ｂより、実施例２～６の発光装置が放つ出力光の分光分布は、実施例１と同様に、可視領域（３８０～７８０ｎｍ）に位置するごく微弱な可視光成分と近赤外領域（７８０ｎｍ～２．５μｍ）に位置する強い近赤外線成分からなっていた。そして、可視光成分は、少なくとも５１０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の波長範囲内の全体に亘って光成分を持ち、近赤外線成分は、少なくとも７８０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の全体に亘って光成分を持っていた。
　なお、実施例２，３，４，５では、可視光成分は、各々４１０ｎｍ，４３０ｎｍ，４５０ｎｍ，４６０ｎｍ以上の波長領域に光成分を持っていた。このため、光色の差があるものの、実施例２～６の発光装置が放つ出力光の可視光成分は、暗がりでぼんやりと光る微弱な白色光として視認することができた。
　ここで、波長４００ｎｍ以上６１０ｎｍ未満の光成分である暗所高視感度光成分及び近赤外線成分の強度最大値の比を検討した。その結果、実施例２，３，４，５及び６における暗所高視感度光成分の強度最大値は、各々、近赤外線成分の強度最大値の２．９８％，０．３１％，０．１０％，０．０９％及び０．０８％であった。つまり、実施例２，３，４，５及び６における暗所高視感度光成分の強度最大値は、近赤外線成分の強度最大値の３％に満たない値であった。なお、この強度比は、実施例３～６では０．５％に満たない値であり、実施例４～６では０．１％以下の値であった。
　次に、実施例２～６の出力光における暗所高視感度光成分と近赤外線成分の分光分布を説明する。図９Ｂに示すように、実施例２～４の暗所高視感度光成分は、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内にピークを持ち、４６０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内の光成分（青色）が相対的に強かった。そして、５５０ｎｍ以上６１０ｎｍ未満の波長範囲内の光成分（青緑～赤色）の強度変動幅は小さく、最小強度が最大強度の８０％を超えていた。なお、６１０ｎｍよりも長波長の可視光成分は、波長が長くなるにつれて強度が大きくなっていた。
　これに対して、実施例５及び６の暗所高視感度光成分は、４００ｎｍ以上６１０ｎｍ未満の波長範囲内にピークを持たなかった。さらに、当該暗所高視感度光成分は、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内の光成分の強度最大値よりも、５００ｎｍ以上６１０ｎｍ未満の波長範囲内の光成分の強度最大値の方が大きかった。そして、波長５５０ｎｍよりも長波長の暗所高視感度光成分は、波長が長くなるにつれて強度が大きくなっていた。なお、６１０ｎｍよりも長波長の可視光成分は、実施例２～４と同様に、波長が長くなるにつれて強度が大きくなっていた。
　一方、実施例２～６の近赤外線成分は、図８Ａ及び図９Ａから分かるように、実施例１と同様の分光分布を示した。
　次に、実施例２～６の発光装置の出力光と、比較例３の発光装置の出力光との相違を説明する。図９Ａ及び図９Ｂより、比較例３の出力光の分光分布は、実施例２，３，４，５及び６の分光分布と比較すると、波長８４０ｎｍ付近の近赤外線の強度最大値は、各々１０５％、１１０％、１１４％、１１９％及び１３２％であった。その一方で、比較例３の暗所高視感度光成分の強度最大値は、実施例２，３，４，５及び６と比較すると、各々１３０８％（１３倍）、１３３３４％（１３３倍）、４０３３７％（４０３倍）、５１７３６％（５１７倍）及び６１９４６％（６１９倍）であった。また、比較例３は、青色光以外の可視光成分（緑～赤色）が少なく、青色に偏った可視光成分になっていた。
　このため、実施例２～６、特に実施例３～６は、暗がりでぼんやり光る白色光と強い近赤外線とを両立する出力光を放つのに対して、比較例３は、比較的強い青色光と強い近赤外線を放つものになった。この結果から、比較例３は、点灯時に違和感を抱きやすい青色味を帯びた強い光を出力するのに対して、実施例２～６は、白くぼんやりと違和感なく見えるという有利な効果を持つことが分かった。
［実施例７～９］
　総厚みが各々２５μｍ，３７μｍ及び７５μｍとなるようにポリイミドテープを積層したこと以外は実施例２と同じ工程により、実施例７，８及び９の発光装置を得た。
［実施例７～９の発光装置の評価］
　上述のようにして得られた実施例７～９の発光装置について、実施例２～６と同じ条件で通電して点灯させた後、その出力光を評価した。具体的には、出力光の光色（相関色温度）と、ＣＩＥ色度図上の色度ｘｙ及び黒体輻射からのずれ（偏差ｄｕｖ）と、平均演色評価数Ｒａを評価した。また、上述の実施例３（総厚み５０μｍ）、実施例５（総厚み１００μｍ）及び比較例３の発光装置についても、その出力光の光色（相関色温度）と、ＣＩＥ色度図上の色度ｘｙ及び黒体輻射からのずれ（偏差ｄｕｖ）と、平均演色評価数Ｒａを評価した。
　図１０Ａ及び図１０Ｂは、実施例３，５，７～９及び比較例３の発光装置の出力光の色調をＣＩＥ色度図上に纏めた図である。なお、図１０Ａ及び図１０Ｂでは、参考のため、ＣＩＥ色度図における白色光の色の種類（昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色）の範囲も示す。また、表１では、相関色温度、色度座標ｘｙ、偏差ｄｕｖ、平均演色評価数Ｒａの数値データを纏めて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　図１０Ａ及び図１０Ｂ並びに表１で示すように、ポリイミドテープの厚みを２５μｍ以上１００μｍ以下とした実施例３，５，７～９では、光色が白色である出力光を得ることができた。
　なお、白色の出力光は、ポリイミドテープの厚みが増すにつれて、相関色温度は低くなり、平均演色評価数が大きくなる傾向が認められた。本実施例の場合では、ポリイミドテープの厚みを変えることで、相関色温度は、概ね２０００Ｋ以上９０００Ｋ未満の範囲内で制御できた。つまり、当該相関色温度は、電球色から昼光色の範囲で制御できた。また、平均演色評価数Ｒａは、概ね４５以上８５未満の範囲内で制御できた。
　特に、実施例３，９及び５は、暗がりでいっそうぼんやりと見えやすい３０００Ｋ以下の低色温度の出力光を放ち、さらに平均演色評価数Ｒａが７５を超える結果となった。また、２２００Ｋ未満の低色温度になると、平均演色評価数は８０を超えるとみなされる。このため、このような低色温度の出力光を放つ本実施形態の発光装置は、照らされたものをいっそう自然な見え方にする上で好ましいものになることが分かった。
　なお、注目すべきは、偏差ｄｕｖである。本実施形態の発光装置では、ポリイミドテープの厚みを変えても黒体輻射の軌跡から大きくずれることがなかった。つまり、偏差ｄｕｖはいずれも０．００±０．０２の範囲内にあり、本実施形態によれば、自然光に近い白色光を得ることができることが分かった。
　このように、芳香族ポリイミドテープ又は芳香族ポリイミドフィルムを用いることにより、高出力の近赤外線を出力するとともに、暗がりの中における近赤外線の点消灯状態を、ほんのり光る違和感のない白色光で視認できる発光装置を提供することができる。
　以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
　特願２０２２－０７００２１号（出願日：２０２２年４月２１日）の全内容は、ここに援用される。
　本開示によれば、点灯状態又は消灯状態を容易に認識でき、点灯時の可視光に対する違和感が小さく、さらに近赤外線を効率的に出力することが可能な近赤外線発光装置、及び近赤外線と可視光線との強度比を調整する方法を提供することができる。
　１　固体発光素子
　２　波長変換体
　３　有機高分子部材
　１０，１０Ａ　一次光
　１１　波長変換光
　１２　混合光
　１３　出力光
　１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ　近赤外線発光装置

Claims (10)

  1. 　４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内に発光ピークを持つ一次光を放つ固体発光素子と、
    　前記一次光を、７５０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ波長変換光に変換する波長変換体と、
    　前記固体発光素子が放つ一次光と前記波長変換体が放つ波長変換光との混合光が透過する有機高分子部材と、
    　を備え、
    　前記有機高分子部材は、
    　　厚みが３μｍ以上３００μｍ未満であり、
    　　波長４００ｎｍ以下の光線透過率が０．１％未満であり、前記一次光の発光ピークの波長以下の光線透過率が１％未満であり、波長５００ｎｍ以下の光線透過率が３０％未満であり、
    　　７５０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の波長範囲の光線透過率が７５％以上１００％未満であり、
    　　５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長範囲内における１０ｎｍ刻みの光線透過率が、長波長になるほど大きくなり、
    　前記有機高分子部材を透過した前記混合光を出力光として出力する、近赤外線発光装置。
  2. 　４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内に発光ピークを持つ一次光を放つ固体発光素子と、
    　前記一次光を、７５０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ波長変換光に変換する波長変換体と、
    　前記固体発光素子が放つ一次光と前記波長変換体が放つ波長変換光との混合光が透過し、芳香族ポリイミドを含む有機高分子部材と、
    　を備え、
    　前記有機高分子部材を透過した前記混合光を出力光として出力する、近赤外線発光装置。
  3. 　前記有機高分子部材は芳香族ポリイミドを含む、請求項１に記載の近赤外線発光装置。
  4. 　前記固体発光素子は発光ダイオードである、請求項１から３のいずれか一項に記載の近赤外線発光装置。
  5. 　前記波長変換体は、７８０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ蛍光を放つ近赤外蛍光体を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の近赤外線発光装置。
  6. 　前記波長変換体は、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ蛍光を放つ可視蛍光体を含まない、請求項１から５のいずれか一項に記載の近赤外線発光装置。
  7. 　前記有機高分子部材は、シート状又はフィルム状である、請求項１から６のいずれか一項に記載の近赤外線発光装置。
  8. 　前記有機高分子部材は、厚みが１０μｍ以上１００μｍ未満である、請求項１から７のいずれか一項に記載の近赤外線発光装置。
  9. 　前記出力光が白色光を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の近赤外線発光装置。
  10. 　近赤外線と可視光線との強度比を調整する方法であって、
    　４２０ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長範囲内に発光ピークを持つ一次光と、前記一次光を波長変換してなり、７５０ｎｍ以上２５００ｎｍ未満の波長範囲内に蛍光ピークを持つ波長変換光との混合光を、有機高分子部材に透過させる工程と、
    　前記有機高分子部材を透過した混合光を出力光として出力する工程と、
    　を有し、
    　前記有機高分子部材は、
    　　厚みが３μｍ以上３００μｍ未満であり、
    　　波長４００ｎｍ以下の光線透過率が０．１％未満であり、前記一次光の発光ピークの波長以下の光線透過率が１％未満であり、波長５００ｎｍ以下の光線透過率が３０％未満であり、
    　　７５０ｎｍ以上１１００ｎｍ未満の波長範囲の光線透過率が７５％以上１００％未満であり、
    　　５００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の波長範囲内における１０ｎｍ刻みの光線透過率が、長波長になるほど大きくなる、方法。
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