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CN117203782A - 发光装置、灯具以及路灯 - Google Patents

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CN117203782A
CN117203782A CN202180097556.5A CN202180097556A CN117203782A CN 117203782 A CN117203782 A CN 117203782A CN 202180097556 A CN202180097556 A CN 202180097556A CN 117203782 A CN117203782 A CN 117203782A
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light
emitting device
phosphor
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equal
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松本美佳
三木孝仁
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Original Assignee
Nichia Corp
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Abstract

提供具有更低诱虫效果的发光装置、灯具以及路灯。发光装置具备:发光元件,其在400nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长;第一荧光体,其在570nm以上且680nm以下的范围内具有发光峰值波长;其中,所述发光装置的相关色温为1950K以下,平均演色性指数Ra为51以上,所述发光装置的发光光谱中具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为110nm以下,发出诱虫性指数I为0.031以下的光,所述诱虫性指数I是250nm以上且615nm以下的考虑了昆虫的光谱光视效率的所述发光装置的有效辐射亮度相对于考虑了由CIE(国际照明委员会)规定的人的明视标准相对光视度的380nm以上且780nm以下的范围的发光装置发出的光的亮度的比。

Description

发光装置、灯具以及路灯
技术领域
本发明涉及发光装置、灯具以及路灯。
背景技术
对于路灯、道路照明灯等设置于室外的灯具的光源来说,由于与白炽灯泡相比寿命长且效率高,所以经常采用高压水银灯、金属卤化物灯、高压钠灯等HID灯。使用了这些灯的光源使用了水银作为发光材料,伴随于与水银相关的水俣公约的限制,追求着向使用安全的发光材料的照明器具的代替。
路灯、道路照明灯等在室外使用的灯具也被期望着降低吸引昆虫的效果。除了路灯、道路照明灯以外,对于例如能够在人的头部佩戴的头灯、手电筒或使用了LED的便携用提灯这样的在室外使用的灯具、即使是室内也在出入口附近、窗边等距室外近的场所使用的灯具,也期望着降低吸引昆虫的效果。很多昆虫会被光诱引。昆虫被光诱引是基于昆虫的正的趋光性,是由昆虫的光视度(光谱光视效率)引起的行动。在说明书中,有时将诱引昆虫的效果称作“诱虫效果”。另外,有时将降低吸引昆虫的诱虫效果的效果称作“低诱虫效果”。一般来说,昆虫以400nm附近的波长为界,在200nm附近~400nm附近的波长区域和400nm附近至600nm附近的波长区域具有两个光谱敏感度。为了控制这样的昆虫的光谱光视效率的波长区域中的能量强度,提出了具备控制规定的波长区域的光的透过的光学多层膜、滤色器、波长截止滤波器的发光装置。例如在专利文献1和2中提出了具备光学多层膜且控制了昆虫的光谱光视效率的波长区域中的能量强度的发光装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-26046号公报
专利文献2:日本特开2013-127928号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
光学多层膜为了在折射率不同的层的界面处使光干涉,具有入射角度依存性。例如,相对于光学多层膜斜着入射的光的光谱分布,控制规定的波长区域的光的透过的效果差,有时无法充分得到低诱虫效果。
本发明一个方案的目的在于提供具有低诱虫效果的发光装置、灯具以及路灯。
用于解决技术问题的技术方案
第一方案是一种发光装置,具备:发光元件,其在400nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长;第一荧光体,其在570nm以上且680nm以下的范围内具有发光峰值波长;所述发光装置的相关色温为1950K以下,平均演色性指数Ra为51以上,发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为110nm以下,发出诱虫性指数I为0.031以下的光,所述诱虫性指数I是250nm以上且615nm以下的考虑了昆虫的光谱光视效率的所述发光装置的有效辐射亮度相对于考虑了由CIE(国际照明委员会)规定的人的明视标准相对光视度的380nm以上且780nm以下的范围的发光装置发出的光的亮度的比,从下述式(1)导出。
(式(1)中,S(λ)是发光装置发出的光的光谱辐射亮度,V(λ)是由CIE(国际照明委员会)规定的人的明视标准相对光视度曲线,R(λ)是昆虫的光谱光视效率)
第二方案是一种发光装置,具备:发光元件,其在400nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长;第一荧光体,其在570nm以上且680nm以下的范围内具有发光峰值波长,所述第一荧光体包含具有由下述式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体,所述发光装置的相关色温为1950K以下,发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为110nm以下,发出诱虫性指数I为0.031以下的光,所述诱虫性指数I是250nm以上且615nm以下的考虑了昆虫的光谱光视效率的所述发光装置的有效辐射亮度相对于考虑了由CIE(国际照明委员会)规定的人的明视标准相对光视度的380nm以上且780nm以下的范围的发光装置发出的光的亮度的比,从所述式(1)导出。
M1 2Si5N8:Eu(1A)
(式(1A)中,M1是包含选自Ca、Sr和Ba之中的至少一种的碱土类金属元素。)
第三方案是具备所述发光装置的灯具。
第四方案是具备所述发光装置的路灯。
发明效果
根据本发明的一个方案,能够提供具有低诱虫效果的发光装置、灯具以及路灯。
附图说明
图1A是表示CIE1931色度图、示出CIE1931色度图中的光谱轨迹和纯紫轨迹内的黑体(Black Body)辐射轨迹(Duv为0.000)和相对于黑体辐射轨迹的色偏差的图。
图1B是表示图1A的局部放大图、示出CIE1931色度图中的色度坐标的x值为0.300以上且0.600以下和y值为0.250以上且0.500以下的范围的黑体辐射轨迹(Duv为0.000)、各相关色温下的相对于黑体辐射轨迹的色偏差(Duv:-0.020、-0.010、-0.008、+0.008、+0.010、+0.020)的各轨迹的图。
图2是表示第一构成例的发光装置的一例的概略剖视图。
图3是表示第一构成例的发光装置的一例的概略剖视图。
图4是表示第二构成例的发光装置的一例的概略立体图。
图5是表示第二构成例的发光装置的一例的概略剖视图。
图6是表示路灯的一例的图。
图7是表示实施例1的发光装置、比较例1和比较例3的发光装置的光谱辐射亮度、昆虫的光视度(光谱光视效率)以及人的光视度(明视标准相对光视度曲线)的图。
图8是表示实施例2和3的发光装置、比较例3的发光装置的光谱辐射亮度、昆虫的光视度(光谱光视效率)以及人的光视度(明视标准相对光视度曲线)的图。
图9是表示实施例4和5的发光装置、比较例3的发光装置的光谱辐射亮度、昆虫的光视度(光谱光视效率)以及人的光视度(明视标准相对光视度曲线)的图。
图10是表示实施例6和7的发光装置、比较例3的发光装置的光谱辐射亮度、昆虫的光视度(光谱光视效率)以及人的光视度(明视标准相对光视度曲线)的图。
图11是表示比较例1、比较例2和3的发光装置的光谱辐射亮度、昆虫的光视度(光谱光视效率)以及人的光视度(明视标准相对光视度曲线)的图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行说明。不过,以下所示的实施方式是用于将本发明的技术思想具体化的例示,本发明不限定于以下的发光装置、灯具以及路灯。另外,绝不将权利要求书所示的部件限定为实施方式的部件。尤其是,实施方式所记载的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等只要不特别有特定的记载,就并非旨在将本发明的范围仅限定于此,只不过是说明例。需要说明的是,色名与色度坐标的关系、光的波长范围与单色光的色名的关系等按照JIS Z8110。在本说明书中,组成物中的各成分的含量在组成物中存在多个符合各成分的物质的情况下,只要不特别说明,就意味着存在于组成物中的该多个物质的总量。半峰全宽意味着在发光光谱中表示最大的发光强度的50%的发光强度的发光峰值的波长宽度。
第一实施方式涉及的发光装置具备在400nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长的发光元件和在570nm以上且680nm以下的范围内具有发光峰值波长的第一荧光体。发光装置的相关色温(Correlated Color Temperature:CCT)为1950K以下,平均演色性指数Ra为51以上,发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为110nm以下。另外,发出诱虫性指数I为0.031以下的光,诱虫性指数I是250nm以上且615nm以下的考虑了昆虫的光谱光视效率的所述发光装置的有效辐射亮度相对于考虑了由CIE(国际照明委员会)规定的人的明视标准相对光视度的380nm以上且780nm以下的范围的发光装置发出的光的亮度的比,从下述式(1)导出。
(式(1)中,S(λ)是发光装置发出的光的光谱辐射亮度,V(λ)是由CIE(国际照明委员会)规定的人的明视标准相对光视度曲线,R(λ)是昆虫的光谱光视效率。)
第二实施方式涉及的发光装置具备在400nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长的发光元件和在570nm以上且680nm以下的范围内具有发光峰值波长的第一荧光体。所述第一荧光体包含具有由后述的式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体,相关色温为1950K以下,发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为110nm以下。另外,发出诱虫性指数I为0.031以下的光,诱虫性指数I是250nm以上且615nm以下的考虑了昆虫的光谱光视效率的所述发光装置的有效辐射亮度相对于考虑了由CIE(国际照明委员会)规定的人的明视标准相对光视度的380nm以上且780nm以下的范围的发光装置发出的光的亮度的比,从所述式(1)导出。
(式(1)中,S(λ)是发光装置发出的光的光谱辐射亮度,V(λ)是由CIE(国际照明委员会)规定的人的明视标准相对光视度曲线,R(λ)是昆虫的光谱光视效率。)
作为路灯、道路照明灯等设置于室外的灯具的光源使用的高压钠灯,在模拟值下相关色温为2000K~2500K左右,发出黄色成分或橙色成分多的光。如果混色光中包含的蓝色成分和/或绿色成分的光变多,则与昆虫呈现正的趋光性的光谱光视效率重叠的部分变多,容易吸引昆虫,具有诱虫效果变高的倾向。关于昆虫,可举出具有翅膀的有翅亚纲的昆虫、没有翅膀的无翅亚纲的昆虫等。关于有翅亚纲的昆虫,可举出黑尾叶蝉等半翅目、蝶、蛾等鳞翅目的昆虫。
发光装置发出相关色温为1950K以下的光。发光装置发出例如与高压钠灯发出的光相同程度或比其稍低的相关色温的光。如果发光装置发出的光的相关色温为1950K以下,则即使在作为以高压钠灯为光源的路灯、道路照明灯的灯具的光源而使用了发光装置的情况下,也发出不使人感到违和感的光。从发光装置发出的光的相关色温也可以为1920K以下,还可以为1900K以下。从发光装置发出的光为了例如作为从在室外使用的发光装置或即使是室内也在距室外近的场所使用的发光装置发出的光不使人感到违和感,相关色温优选为1000K以上,也可以为1200K以上,还可以为1500K以上,还可以为1700K以上。
发光装置发出的光的平均演色性指数Ra为5以上即可,也可以为10以上,还可以为20以上,还可以为30以上,还可以为40以上,优选为51以上,更优选为62以上。发光装置发出的光的平均演色性指数能够遵循JIS Z8726而测定。发光装置发出的光的平均演色性指数Ra的值越接近100,则越成为与基准光源近似的显色性。显色性表示照射物的视觉效果的程度。路灯、道路照明灯这些设置于室外的灯具发出平均演色性指数Ra为5以上的光即可。
发光装置发出的光的特殊显色指数R9是评价红色的指标。路灯、道路照明灯等设置于室外或者即使是室内也设置于距室外近的场所的灯具所使用的发光装置,确认红色的必要性低的情况多。发光装置发出的光的特殊显色指数R9也可以是负的数值。发光装置发出的光的特殊显色指数R9可以为负(-)150以上且正(+)99以下的范围内,也可以为-140以上且+98以下的范围内,还可以为-135以上且95以下的范围内。
在发光装置中,发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为110nm以下,也可以为100nm以下,还可以为95nm以下,还可以为90nm以下,可以为3nm以上,也可以为40nm以上,还可以为60nm以上,还可以为70nm以上。如果在发光装置的发光光谱中具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽大,则具有人难以感知的长波长侧的光的成分变大或者昆虫容易感知的短波长侧的光的成分变大的倾向。如果长波长侧的光的成分变多,则具有从发光装置发出的光的亮度下降的倾向。如果短波长侧的光的成分变多,则具有昆虫被诱引的可能性变高的倾向。另外,如果在发光装置的发光光谱中具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽小,则具有特定的波长范围的光的成分变多的倾向。在发光装置的发光光谱中具有最大的发光强度的发光峰处于短波长侧的情况下,来自发光装置的诱引昆虫的效果大的短波长侧的发光不被抑制,变得难以降低吸引昆虫的效果。另外,如果在发光装置的发光光谱中具有最大的发光强度的发光峰处于长波长侧、人难以感知的长波长侧的光的成分变大,则变得难以抑制亮度的下降。例如为了提供具有对在室外使用的发光装置或即使是室内也在距室外近的场所使用的发光装置要求的低诱虫效果、发出高效率的光的发光装置,发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽优选为110nm以下。
发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽有时比发光装置所具备的第一荧光体的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽或第二荧光体的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽窄。例如,在具备在分别不同的波长范围具有发光峰值波长的第一荧光体和第二荧光体的情况下,第一荧光体的发光光谱和第二荧光体的发光光谱重叠的部分的发光强度变化,其结果是,从发光装置发出的混色光的发光光谱与第一荧光体的发光光谱或第二荧光体的发光光谱不同,有时比第一荧光体的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽或第二荧光体的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽窄。
发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值波长优选处于570nm以上且680nm以下的范围内,也可以为575nm以上且680nm以下的范围内,还可以为575nm以上且670nm以下的范围内。发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值波长的范围也可以与第一荧光体的发光峰值波长的范围重叠。发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰也可以由第一荧光体的发光引起。
发光装置发出从所述式(1)导出的诱虫性指数I为0.031以下的光。诱虫性指数I是250nm以上且615nm以下的考虑了昆虫的光谱光视效率(Bickford的数据,以下,也称作“Bickford”)的发光装置的有效辐射亮度Li相对于考虑了由CIE规定的人的明视标准相对光视度的380nm以上且780nm以下的范围的发光装置的亮度L的比。诱虫性指数I表示作用于昆虫的正的趋光性的发光装置的有效辐射亮度相对于发光装置发出的光的亮度的比率。诱虫性指数I越是小的值,则相对于发光装置发出的光的亮度,昆虫呈现正的趋光性的发光越被抑制。
发光装置具备在400nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长的发光元件,即使在包含从发光元件发出的蓝色成分的光的情况下诱虫性指数I也为0.031以下,具有更低诱虫效果。发光装置通过发出诱虫性指数I为0.031以下的光,与昆虫的光谱光视效率重叠的400nm~615nm的波长范围的发光装置的光谱辐射亮度降低,尤其是400nm~550nm的波长范围的发光装置的光谱辐射亮度降低,能够发出具有更低诱虫效果的光。通过降低超过400nm且550nm以下的波长范围内的光谱辐射亮度,从发光装置发出具有低诱虫效果的光。通过抑制550nm以上且600nm以下的光谱辐射亮度的降低,从发光装置发出抑制了亮度的降低的光。只要发光装置发出的光的诱虫性指数I为0.031以下,就具有充分的低诱虫效果,但诱虫性指数I也可以为0.028以下,还可以为0.025以下。如果考虑昆虫的光谱光视效率,则发光装置可以发出诱虫性指数I为0.001以上的光,也可以发出诱虫性指数I为0.005以上的光,还可以发出诱虫性指数I为0.012以上的光。
380nm以上且780nm以下的范围的发光装置的亮度L由下述式(2)导出。发光装置的亮度L是380nm以上且780nm以下的范围的发光装置的光谱辐射亮度S(λ)和由CIE规定的人的明视标准相对光视度曲线V(λ)的积分值。
250nm以上且615nm以下的范围的考虑了昆虫的光谱光视效率的发光装置的有效辐射亮度Li由下述式(3)导出。考虑了昆虫的光谱光视效率的发光装置的有效辐射亮度Li是250nm以上且615nm以下的范围的发光装置的光谱辐射亮度S(λ)和昆虫的光谱光视效率(Bickford)R(λ)的积分值。
由所述式(1)导出的诱虫性指数I是由所述式(3)导出的发光装置的有效辐射亮度Li相对于由所述式(2)导出的380nm以上且780nm以下的范围的发光装置的亮度L的比(I=Li/L)。
发光元件
发光元件在400nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长。为了是在照亮室外的情况下不使人感到违和感的相关色温、满足对照亮室外的光要求的显色性、发出具有更低诱虫效果的光,发光元件的发光峰值波长优选处于420nm以上且480nm以下的范围内,也可以进一步处于440nm以上且460nm以下的范围内。发光元件发出的光的至少一部分作为第一荧光体的激发光被利用,在包含第二荧光体的情况下,作为第二荧光体的激发光被利用。另外,发光元件发出的光的一部分作为从发光装置发出的光被利用。发光元件的发光光谱中的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽优选为30nm以下,更优选为25nm以下,进一步优选为20nm以下。发光元件例如优选使用利用了氮化物系半导体的半导体发光元件。由此,能够得到高效率且输出相对于输入的线性度高、也耐机械冲击的稳定的发光装置。发光元件设置有p电极和n电极。发光元件的p电极和n电极可以形成于发光元件的相同侧的面,也可以设置于不同侧的面。
第一荧光体
发光装置具备在570nm以上且680nm以下的范围内具有发光峰值波长的第一荧光体。第一荧光体由在400nm以上且490nm以下的范围具有发光峰值波长的发光元件的发光激发,发出在570nm以上且680nm以下的范围内具有发光峰值波长的光。第一荧光体也可以在575nm以上且670nm以下的范围内具有发光峰值波长,还可以在580nm以上且660nm以下的范围内具有发光峰值波长。关于第一荧光体,第一荧光体的发光光谱中的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽优选为3nm以上且120nm以下的范围内。第一荧光体的发光光谱中的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽优选为3nm以上且15nm以下的范围内或者为60nm以上且120nm以下的范围内。为了具有作为在室外使用的发光装置或即使是室内也在距室外近的场所使用的发光装置不使人感到违和感的相关色温、满足对在室外使用的发光装置或即使是室内也在距室外近的场所使用的发光装置要求的显色性、发出具有低诱虫效果的光,第一荧光体的发光光谱中的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽优选为所述范围内。
第一荧光体在得到上述发光光谱这一点上,优选包含选自具有由下述式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体、具有由下述式(1B)表示的组成的第二氮化物荧光体、由下述式(1C)表示的氟化物荧光体和组成与下述式(1C)不同的由下述式(1C’)表示的氟化物荧光体之中的至少一种。
M1 2Si5N8:Eu (1A)
(式(1A)中,M1是包含选自Ca、Sr和Ba之中的至少一种的碱土类金属元素。)
SrqCasAltSiuNv:Eu (1B)
(式(1B)中,q、s、t、u、v分别满足0≤q<1、0<s≤1、q+s≤1、0.9≤t≤1.1、0.9≤u≤1.1、2.5≤v≤3.5。)
Ac[M2 1-bMn4+ bFd] (1C)
(式(1C)中,A包含选自K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+和NH4 +之中的至少一种,其中,K+优选。M2包含选自第四族元素和第十四族元素之中的至少一种元素,其中,Si、Ge优选。b满足0<b<0.2,c是[M2 1-bMn4+ bFd]离子的电荷的绝对值,d满足5<d<7。)
A’c’[M21-b’Mn4+ b’Fd’] (1C’)
(式(1C’)中,A’包含选自K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+和NH4 +之中的至少一种,其中,K+优选。M2’包含选自第四族元素、第十三族元素和第十四族元素之中的至少一种元素,其中,Si、Al优选。b’满足0<b’<0.2,c’是[M21-b’Mn4+ b’Fd’]离子的电荷的绝对值,d’满足5<d’<7。)
在本说明书中,在表示荧光体的组成的式中,冒号(:)之前表示母体晶体和荧光体的组成1摩尔中的各元素的摩尔比,冒号(:)之后表示活化元素。
第一荧光体也可以包含选自氟锗酸盐荧光体、第四氮化物荧光体和第一硫化物荧光体之中的至少一种荧光体。氟锗酸盐荧光体例如具有由下述式(1D)表示的组成。第四氮化物荧光体例如具有由下述式(1E)表示的组成。第一硫化物荧光体例如具有由下述式(1F)表示的组成。
(i-j)MgO·(j/2)Sc2O3·kMgF2·mCaF2·(1-n)GeO2·(n/2)M3 2O3:Mn (1D)
(式(1D)中,M3是选自Al、Ga和In之中的至少一种。i、j、k、m、n和z分别满足2≤i≤4、0≤j<0.5、0<k<1.5、0≤m<1.5、0≤n<0.5。)
M4 v2M5 w2Al3-y2Siy2Nz2:M6 (1E)
(式(1E)中,M4是选自Ca、Sr、Ba和Mg之中的至少一种元素,M5是选自Li、Na和K之中的至少一种元素,M6是选自Eu、Ce、Tb和Mn之中的至少一种元素,v2、w2、y2和z2分别满足0.80≤v2≤1.05、0.80≤w2≤1.05、0≤y2≤0.5、3.0≤z2≤5.0。)
(Ca,Sr)S:Eu (1F)
在本说明书中,在表示荧光体的组成的式中,由逗号(,)区隔地记载的多个元素意味着在组成中包含这多个元素中的至少一种元素,也可以从多个元素中组合包含两种以上。
具有由式(1D)表示的组成的氟锗酸盐荧光体也可以具有由下述式(1d)表示的组成。
3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn (1d)
具有由式(1E)表示的组成的第四氮化物荧光体体也可以具有由下述式(1e)表示的组成。
M4 v2M5 w2M6 x2Al3-y2Siy2Nz2 (1e)
(式(1e)中,M4、M5和M6分别与式(1E)中的M4、M5和M6同义,v2、w2、y2和z2分别与式(1E)中的v2、w2、y2和z2同义,x2满足0.001<x2≤0.1。)
氟锗酸盐荧光体、第四氮化物荧光体和第一硫化物荧光体在570nm以上且680nm以下的范围内具有发光峰值波长,优选在600nm以上且630nm以下的范围内具有发光峰值波长。关于氟锗酸盐荧光体、第四氮化物荧光体和第一硫化物荧光体,第一荧光体的发光光谱中的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽例如为5nm以上且100nm以下,优选为6nm以上且90nm以下。
第一实施方式的发光装置可以单独地包含至少一种第一荧光体,也可以包含两种以上的第一荧光体。发光装置通过包含第一荧光体,在设置于室外的情况下,是不使人感到违和感的1950K以下的相关色温,作为对在室外使用的发光装置或即使是室内也在距室外近的场所使用的发光装置要求的显色性而平均演色性指数Ra为51以上,发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为110nm以下,能够发出诱虫性指数I为0.031以下的具有低诱虫效果的光。
第二实施方式的发光装置必须包含具有由式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体作为第一荧光体。发光装置通过包含具有由式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体作为第一荧光体,与来自在400nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长的发光元件的光一起,通过来自包含第一氮化物荧光体的第一荧光体的光,相关色温为1950K以下,发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为110nm以下,能够发出诱虫性指数I为0.031以下的具有低诱虫效果的光。第二实施方式的发光装置必须包含具有由式(1A)表示的组成的第一荧光体作为第一荧光体,也可以包含选自具有由式(1B)表示的组成的第二氮化物荧光体、具有由式(1C)表示的组成的氟化物荧光体和具有由式(1C’)表示的组成的氟化物荧光体之中的至少一种。另外,第二实施方式的发光装置必须包含具有由式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体作为第一荧光体,也可以包含选自具有由式(1B)表示的组成的第二氮化物荧光体、由式(1C)表示的氟化物荧光体、由式(1C’)表示的氟化物荧光体、具有由式(1D)表示的组成的氟锗酸盐荧光体、具有由式(1E)表示的组成的氟锗酸盐荧光体、具有由式(1F)表示的组成的第四氮化物荧光体和由式(1G)表示的第一硫化物荧光体之中的至少一种荧光体。
第二实施方式的发光装置必须包含具有由式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体作为第一荧光体,也可以包含选自具有由式(1D)表示的组成的氟锗酸盐荧光体、具有由式(1E)表示的组成的氟锗酸盐荧光体、具有由式(1F)表示的组成的第四氮化物荧光体和由式(1G)表示的第一硫化物荧光体之中的至少一种荧光体。
在必须包含具有由式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体作为第一荧光体的情况下,也可以是,第一荧光体的全部是第一氮化物荧光体。在必须包含具有由式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体作为第一荧光体且包含具有由式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体以外的第一荧光体的情况下,第一荧光体中的第一氮化物荧光体与第一氮化物荧光体以外的第一荧光体的调配的质量比率(第一氮化物荧光体/第一氮化物荧光体以外的第一荧光体)可以为99/1~1/99的范围,也可以为98/2~10/90的范围,还可以为95/5~30/70的范围。具有由式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体以外的第一荧光体是指选自具有由式(1B)表示的组成的第二氮化物荧光体、由式(1C)表示的氟化物荧光体、由式(1C’)表示的氟化物荧光体、具有由式(1D)表示的组成的氟锗酸盐荧光体、具有由式(1E)表示的组成的氟锗酸盐荧光体、具有由式(1F)表示的组成的第四氮化物荧光体和由式(1G)表示的第一硫化物荧光体之中的至少一种荧光体。
发光装置中包含的第一荧光体的含量因发光装置的形态等而变化。在发光装置的波长转换部件中包含第一荧光体的情况下,波长转换部件优选包含荧光体和透光性材料。波长转换部件也可以具备包含荧光体和透光性材料的波长转换体。波长转换部件中包含的荧光体相对于透光性材料100质量部,荧光体的总量可以为10质量部以上且900质量部以下的范围内,也可以为15质量部以上且850质量部以下的范围内,还可以为20质量部以上且800质量部以下的范围内。在发光装置中仅包含第一荧光体且不包含第一荧光体以外的其他的荧光体的情况下,荧光体的总量是指第一荧光体的总量。在发光装置中包含第一荧光体和第二荧光体的情况下,荧光体的总量是指第一荧光体和第二荧光体的总量。
在发光装置具备后述的第二荧光体的情况下,发光装置中包含的第一荧光体的含量相对于第一荧光体和第二荧光体的总量优选为5质量%以上且95质量%以下的范围内。如果发光装置中包含的第一荧光体的含量相对于第一荧光体和第二荧光体的总量为5质量%以上且95质量%以下的范围内,则相关色温为1950K以下,发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为110nm以下,能够发出诱虫性指数I为0.031以下的具有低诱虫效果的光。发光装置中包含的第一荧光体的含量相对于第一荧光体和第二荧光体的总量也可以为8质量%以上且80质量%以下的范围内,还可以为10质量%以上且70质量%以下的范围内,还可以为11质量%以上且60质量%以下的范围内。
第二荧光体
发光装置优选具备在大于或等于480nm且小于570nm的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体。第二荧光体由在400nm以上且490nm以下的范围具有发光峰值波长的发光元件的发光激发,发出在大于或等于480nm且小于570nm的范围内具有发光峰值波长的光。第二荧光体也可以由发光元件激发而在490nm以上且565nm以下的范围内具有发光峰值波长,还可以在495nm以上且560nm以下的范围内具有发光峰值波长。关于第二荧光体,第二荧光体的发光光谱中的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽优选为20nm以上且125nm以下的范围内,也可以为25nm以上且124nm以下的范围内,还可以为30nm以上且123nm以下的范围内。为了是作为在室外使用的发光装置或即使是室内也在距室外近的场所使用的发光装置没有违和感的相关色温、满足对在室外使用的发光装置或即使是室内也在距室外近的场所使用的发光装置要求的显色性、发出具有低诱虫效果的光,第二荧光体的发光光谱中的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽优选为所述范围内。
第二荧光体在得到上述发光光谱这一点上,优选包含选自具有由下述式(2A)表示的组成的稀土类铝酸盐荧光体和具有由下述式(2B)表示的组成的第三氮化物荧光体之中的至少一种。
Ln1 3(Al1-aGaa)5O12:Ce (2A)
(式(2A)中,Ln1是选自Y、Gd、Tb和Lu之中的至少一种元素,a满足0≤a≤0.5。)
LawLn2 xSi6Ny:Cez (2B)
(式(2B)中,Ln2必须包含选自Y和Gd之中的至少一种,也可以包含选自Sc和Lu之中的至少一种,在将组成1摩尔中包含的Ln2元素设为100摩尔%时,Ln2中包含的Y和Gd的总和为90摩尔%以上,w、x、y和z满足1.2≤w≤2.2、0.5≤x≤1.2、10≤y≤12.0、0.5≤z≤1.2、1.80<w+x<2.40、2.9≤w+x+z≤3.1。)
具有由式(2A)表示的组成的稀土类铝酸盐荧光体和具有由式(2B)表示的组成的第三氮化物荧光体,荧光体的发光光谱中的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽例如为90nm以上,优选为100nm以上,更优选为110nm以上,另外,例如为125nm以下,优选为124nm以下,更优选为123nm以下。
第二荧光体也可以包含选自碱土类金属铝酸盐荧光体和碱土类金属卤硅酸盐荧光体之中的至少一种荧光体。碱土类金属铝酸盐荧光体例如是至少包含锶且由铕活化的荧光体,例如具有由下述式(2C)表示的组成。另外,碱土类金属卤硅酸盐荧光体例如是至少包含钙和氯且由铕活化的荧光体,例如具有由下述式(2D)表示的组成。
Sr4Al14O25:Eu (2C)
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (2D)
式(2C)中,Sr的一部分也可以由选自Mg、Ca、Ba和Zn之中的至少一种元素置换。
具有由式(2C)表示的组成的碱土类金属铝酸盐荧光体和具有由式(2D)表示的组成的碱土类金属卤硅酸盐荧光体,在大于或等于480nm且小于520nm的范围内具有发光峰值波长,优选在485nm以上且515nm以下的范围内具有发光峰值波长。
具有由式(2C)表示的组成的碱土类金属铝酸盐荧光体和具有由式(2D)表示的组成的碱土类金属卤硅酸盐荧光体,荧光体的发光光谱中的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽例如为30nm以上,优选为40nm以上,更优选为50nm以上,另外,例如为80nm以下,优选为70nm以下。
第二荧光体也可以包含选自β塞隆荧光体、第二硫化物荧光体、钪系荧光体和碱土类金属硅酸盐系荧光体之中的至少一种荧光体。β塞隆荧光体例如具有由下述式(2E)表示的组成。第一硫化物荧光体例如具有由下述式(2F)表示的组成。钪系荧光体例如具有由下述式(2G)表示的组成。碱土类金属硅酸盐系荧光体例如具有由下述式(2H)表示的组成或由下述式(2J)表示的组成。
Si6-gAlgOgN8-g:Eu(0<g≤4.2) (2E)
(Sr,M7)Ga2S4:Eu (2F)
(式(2F)中,M7表示选自Be、Mg、Ca、Ba和Zn之中的至少一种元素。)
(Ca,Sr)Sc2O4:Ce (2G)
(Ca,Sr)3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce (2H)
(Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu (2J)
β塞隆荧光体、第二硫化物荧光体、钪系荧光体和碱土类金属硅酸盐系荧光体荧光体,在520nm以上且短于580nm的范围内具有发光峰值波长,优选在525nm以上且565nm以下的范围内具有发光峰值波长。β塞隆荧光体、第二硫化物荧光体、钪系荧光体和碱土类金属硅酸盐系荧光体,第二荧光体的发光光谱中的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽例如为20nm以上,优选为30nm以上,另外,例如为120nm以下,优选为115nm以下。
第二荧光体也可以包含选自具有由式(2A)表示的组成的稀土类铝酸盐荧光体、具有由式(2B)表示的组成的第一氮化物荧光体、具有由式(2C)表示的组成的碱土类金属铝酸盐荧光体、具有由式(2D)表示的组成的碱土类金属卤硅酸盐荧光体、具有由式(2E)表示的组成的β塞隆荧光体、具有由式(2F)表示的组成的第一硫化物荧光体、具有由式(2G)表示的组成的钪系荧光体、具有由式(2H)表示的组成的碱土类金属硅酸盐系荧光体和具有由式(2J)表示的组成的碱土类金属硅酸盐系荧光体之中的至少一种荧光体。第二荧光体可以单独地包含至少一种荧光体,也可以包含两种以上。
发光装置优选发出相对于黑体辐射轨迹的偏差即色偏差Duv为负(-)0.008以上且正(+)0.008以下的光。色偏差Duv是从发光装置发出的光的相对于黑体辐射轨迹的偏差,遵循JIS Z8725而测定。即使在相关色温为1950K以下的相关色温比较低的情况下,如果在CIE1931色度图上相对于黑体辐射轨迹(Duv为0.000)的色偏差Duv为-0.008以上且+0.008以下的范围内,则也从发光装置发出照射物的色调自然、不使人感到违和感的光。发光装置优选发出1950K以下的相对于黑体辐射轨迹的偏差即色偏差Duv为-0.008以上且+0.008以下的范围内的光,更优选发出Duv为-0.006以上且+0.006以下的范围内的光,进一步优选发出Duv为-0.003以上且+0.003以下的范围内的光。如果发出1950K以下的相对于黑体辐射轨迹的偏差即色偏差Duv小于-0.008的光或色偏差Duv超过+0.008的光,则照射物从自然的色调偏离,有时会使人感到违和感。
图1A是表示CIE1931色度图中的光谱轨迹和纯紫轨迹内的黑体(Black Body)辐射轨迹(Duv为0.000)和相对于黑体辐射轨迹的色偏差的图。图1B是表示图1A的局部放大图、示出CIE1931色度图中的色度坐标的x值为0.300以上且0.600以下和y值为0.250以上且0.500以下的范围的黑体辐射轨迹、相对于黑体辐射轨迹的色偏差即Duv为-0.020、Duv为-0.010、Duv为-0.008、Duv为+0.008、Duv为+0.010、Duv为+0.020的轨迹的图。在图1B中,与黑体辐射轨迹(Duv为0.000)交叉的直线是各相关色温(CCT为1700K、1950K、2000K、2700K、3000K、4000K、5000K、6500K)下的等色温线。在从发光装置发出的混色光的色偏差Duv为0.000的情况下,不存在相对于黑体辐射轨迹的偏差,与黑体辐射轨迹近似。
发光装置优选发出650nm以上且750nm以下的范围的第二辐射亮度相对于400nm以上且750nm以下的范围的第一辐射亮度100%为50%以下的光。在发光装置的发光中,将650nm以上且750nm以下的范围的第二辐射亮度相对于400nm以上且750nm以下的范围的第一辐射亮度100%的比例也称作Lp。如果发光装置发出的光的第二辐射亮度相对于第一辐射亮度的比例Lp为50%以下,则在从发光装置发出的混色光中,红色成分的光比较少,不使亮度下降地从发光装置发出具有低诱虫效果的光。发光装置发出的光的第二辐射亮度相对于第一辐射亮度的比例Lp也可以为45%以下,还可以为40%以下,还可以为35%以下,还可以为30%以下。为了发出具有良好的显色性的光,发光装置发出的光的第二辐射亮度相对于第一辐射亮度的比例Lp可以为5%以上,也可以为8%以上。
发光装置发出的光的第二辐射亮度相对于第一辐射亮度的比例Lp由下述式(4)导出。发光装置发出的光的第二辐射亮度相对于第一辐射亮度的比例Lp表示从发光装置发出的混色光中的、长波的红色成分的光的比例。
发光装置优选发出相对诱虫性指数I/I0为99%以下的光。相对诱虫性指数I/I0是指将发出相关色温超过1950K的光的发光装置的基准诱虫性指数I0设为100%时的、发出相关色温为1950K以下的光的发光装置的从所述式(1)导出的诱虫性指数I的比率。关于基准诱虫性指数I0,能够将在成为发出相关色温超过1950K的光的测定对象的发光装置中最低的数值的诱虫性指数作为基准诱虫性指数I0。如果相对诱虫性指数I/I0小到99%以下,则吸引昆虫的效果降低,从发光装置发出具有低诱虫效果的光。如果从发光装置发出相对诱虫性指数I/I0小于10%的光,则与发出相关色温超过1950K的光的发光装置相比,低诱虫效果变大,但光的色平衡失衡,显色性下降。为了满足对在室外使用的发光装置或在室内的距室外近的场所使用的发光装置要求的显色性并且增大低诱虫效果,发光装置优选发出相对诱虫性指数I/I0为10%以上且99%以下的范围内的光。发出相关色温为1950K以下的光的发光装置的相对诱虫性指数I/I0也可以为10%以上且99%以下的范围内,还可以为30%以上且97%以下的范围内,还可以为40%以上且95%以下的范围内。
发出相关色温超过1950K的光的发光装置的诱虫性指数I0能够通过下述式(5)而导出。
(式(5)中,I0是相关色温超过1950K的发光装置的诱虫性指数,S0(λ)是相关色温超过1950K的发光装置发出的光的光谱辐射亮度,V(λ)和R(λ)与式(1)同义。)
相对诱虫性指数I/I0(%)能够通过下述式(6)而导出。
基于附图来说明发光装置的一例。图2和图3是表示第一构成例的发光装置的概略剖视图。
如图2所示,发光装置100具备在400nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长的发光元件10和由来自发光元件的光激发而发光的第一荧光体71。
发光装置100具备成形体41、发光元件10以及波长转换部件21。成形体40是第一引线2、第二引线3和包含热塑性树脂或热固性树脂的树脂部42一体地成形而成的。成形体41形成了具有底面和侧面的凹部,在凹部的底面载置有发光元件10。发光元件10具有一对正负的电极,该一对正负的电极分别与第一引线2、第二引线3经由导线60而电连接。发光元件10由波长转换部件21包覆。波长转换部件21例如包含对来自发光元件10的光进行波长转换的荧光体70和透光性材料。波长转换部件21也具有作为在成形体40的凹部覆盖发光元件10和荧光体70的密封部件的功能。荧光体70包含由来自发光元件的光激发而在570nm且680nm以下的范围内具有发光峰值波长的第一荧光体71。连接于发光元件10的正负一对的电极的第一引线2、第二引线3的一部分朝向构成发光装置100的封装的外方露出。经由这些第一引线2、第二引线3,能够从外部接受电力的供给而使发光装置100发光。
如图3所示,发光装置200除了荧光体70包含在480nm以上且570nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体72以外,与图2所示的发光装置100相同,对相同的部件标注有相同的附图标记。
第一构成例的发光装置中的波长转换部件包含荧光体和透光性材料。关于在波长转换部件中使用的透光性材料,可举出选自树脂、玻璃以及无机物之中的至少一种,透光性材料优选为树脂。树脂优选是选自环氧树脂、硅树脂、酚醛树脂以及聚酰亚胺树脂之中的至少一种。关于无机物,可举出选自氧化铝以及氮化铝之中的至少一种。在波长转换部件中,除了荧光体和透光性材料之外,也可以根据需要而包含填料、着色剂、光扩散材料。作为填料,可举出例如氧化硅、钛酸钡、氧化钛、氧化铝等。波长转换部件中包含的荧光体和透光性材料以外的其他的成分的含量以其他的成分的总和的含量计,相对于透光性材料100质量部能够为0.01质量部以上且50质量部以下的范围内,也可以为0.1质量部以上且45质量部以下的范围内,还可以为0.5质量部以上且40质量部以下的范围内。
第一构成例的发光装置的制造方法
说明第一构成例的发光装置的制造方法。需要说明的是,详情也能够参照例如日本特开2010-062272号公报的公开。发光装置的制造方法优选包括成形体的准备工序、发光元件的配置工序、波长转换部件用组成物的配置工序和树脂封装形成工序。在作为成形体而使用具有多个凹部的集合成形体的情况下,也可以包括在树脂封装形成工序后针对各单位区域的树脂封装进行分离的单片化工序。
在成形体的准备工序中,将多个引线使用热固性树脂或热塑性树脂而一体成形,准备具备具有侧面和底面的凹部的成形体。成形体也可以是由包含多个凹部的集合基体构成的成形体。
在发光元件的配置工序中,在成形体的凹部的底面配置发光元件,将发光元件的正负的电极通过导线而与第一引线和第二引线连接。
在波长转换部件用组成物的配置工序中,在成形体的凹部配置波长转换部件用组成物。
在树脂封装成形工序中,使配置于成形体的凹部的波长转换部件用组成物固化,形成树脂封装,制造发光装置。在使用了由包含多个凹部的集合基体构成的成形体的情况下,在树脂封装的形成工序后,在单片化工序中,针对具有多个凹部的集合基体的各单位区域的树脂封装进行分离,制造各发光装置。如以上这样,能够制造图2或图3所示的第一构成例的发光装置。
图4是表示第二构成例的发光装置的概略立体图。图5是表示第二构成例的发光装置的概略剖视图。
如图4和图5所示,发光装置300具备支承体1、配置于该支承体1上的发光元件10、配置于该发光元件10的上表面的包含荧光体70的波长转换部件22、以及在波长转换部件22和发光元件10的侧方配置于支承体1的光反射部件43。在波长转换部件22的上表面具备密封部件50。密封部件50具有俯视为圆形状且剖视为半圆球状的透镜部51和向该透镜部51的外周侧延伸出的凸缘部52。透镜部51使俯视为圆形状,使剖视为半圆球状。另外,使凸缘部52向透镜部51的外周侧延伸出。
波长转换部件22在俯视下形成得比发光元件10大。另外,在发光元件10的侧面与光反射部件40之间设置有与发光元件10的侧面和波长转换部件22的一部分接触的透光性部件30。透光性部件30包含设置于发光元件10与波长转换部件22之间的透光性接合部件32。透光性接合部件32能够为将发光元件10和波长转换部件22接合的粘接剂。该透光性接合部件32也可以使其一部分向由发光元件10的侧面和波长转换部件22的发光元件10侧的主面形成的角部延伸。另外,如图5所示,延伸的透光性接合部件32的剖面形状能够为向光反射部件43的方向扩展的倒三角形。透光性部件30和接合部件32能够利用具有透光性的树脂。支承体1是用于在上表面安装发光元件10、密封部件50等的部件。支承体1具备绝缘性的母材和在母材的表面安装发光元件的配线图案等导电部件4。光反射部件43是用于包覆透光性部件30、接合部件32以及波长转换部件22的部件。需要说明的是,第二构成例的发光装置和后述第二构成例的发光装置的制造方法的详情也能够参照例如日本特开2020-57756号公报的公开。
第二构成例的发光装置的波长转换部件与第一构成例的发光装置的波长转换部件同样包含荧光体和透光性材料。荧光体包含由来自发光元件的光激发而在570nm以上且680nm以下的范围内具有发光峰值波长的第一荧光体。荧光体也可以包含由来自发光元件的光激发而在480nm以上且570nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体。透光性材料能够使用与在第一构成例的发光装置的波长转换部件中使用的透光性材料同样的透光性材料。另外,第二构成例的发光装置的波长转换部件除了荧光体和透光性材料之外,与第一构成例的发光装置的波长转换部件相同,也可以根据需要而包含填料、着色剂、光扩散材料。
第二构成例的发光装置的制造方法
说明第二构成例的发光装置的制造方法的一例。第二构成例的发光装置的制造方法包括发光元件的配置工序、波长转换部件的准备工序、透光性部件和接合部件的形成工序、光反射部件的配置工序以及密封部件的配置工序,也可以包括针对各单位区域进行分离的单片化工序。
在发光元件的配置工序中,在预先准备的支承体以倒装芯片的方式安装发光元件。在波长转换部件的准备工序中,使包含荧光体和透光性材料的波长转换部件用组成物固化而预先形成为板状、片状或层状,单片化成能够在发光元件上配置的大小,准备板状、片状或层状的波长转换部件。在透光性部件和接合部件的形成工序中,在发光元件的上表面涂布透光性的粘接剂,使波长转换部件接合于发光元件的上表面。从发光元件和波长转换部件的界面溢出的粘接剂从发光元件的侧面朝向波长转换部件的周边延伸而附着,呈填角状地固化,形成透光性部件和接合部件。在光反射部件的配置工序中,在支承体的上表面以覆盖波长转换部件和透光性部件的侧面的方式配置白色的树脂并使其固化,配置光反射部件。最后,在波长转换部件和光反射部件的上表面配置密封部件。由此,能够制造第二构成例的发光装置。
灯具
灯具具备上述发光装置的至少一种即可。灯具构成为具备上述发光装置,也可以还具备反射部件、保护部件、用于向发光装置供给电力的附属装置等。灯具也可以具备多个发光装置。在灯具具备多个发光装置的情况下,可以具备多个相同的发光装置,也可以具备多个形态不同的发光装置。另外,也可以具备能够将多个发光装置单独地驱动而调整各发光装置的亮度等的驱动装置。作为灯具的使用方式,可以是直装型、埋入型、悬吊型等的任一种。
路灯
路灯具备上述发光装置的至少一种即可。图6是表示路灯的一例的图。路灯1000具备设置于人行道W或行车道C的电线杆P和发光装置Le的支承部S,在支承部S具备覆盖发光装置Le的周围且由丙烯酸、聚碳酸酯或玻璃等构成的使发光装置Le发出的光的至少一部分透过的光透过部T。路灯1000能够利用设置于与电线杆P成为了一体的支承部S的发光装置Le从高处照亮低处。路灯不限定于图6所示的例子。
路灯不仅是具备能够任意地设定支承部的高度的电线杆的电线杆型的路灯,也可以是取代电线杆而利用托架来支承支承部的托架型的路灯,还可以是从下方照亮上方的投光型的路灯,还可以是向支柱、块体等景观件嵌入的景观材嵌入型的路灯。
实施例
以下,将本发明通过实施例来具体地说明。本发明不限定于这些实施例。
在各实施例和比较例的发光装置中,使用了以下的第一荧光体和/或第二荧光体。
第一荧光体
作为第一荧光体,如表1所示,准备了具有分别不同的发光峰值波长和半峰全宽且包含于由式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体即BSESN-1、BSESN-2、BSESN-3和包含于由式(1B)表示的组成的第二氮化物荧光体即SCASN-1、SCASN-2、SCASN-3、SCASN-4、SCASN-5、SCASN-6。
第二荧光体
作为第二荧光体,如表2所示,准备了具有分别不同的发光峰值波长和半峰全宽且在由式(2A)表示的组成中包含Y、Al和Ga的稀土类铝酸盐荧光体即G-YAG1、G-YAG2和在由式(2A)表示的组成中包含Y和Al的稀土类铝酸盐荧光体即YAG1和YAG3。
荧光体的发光光谱的测定
关于各荧光体,使用量子效率测定装置(QE-2000,大塚電子株式会社制),将激发波长450nm的光向各荧光体照射,测定了室温(约25℃)下的发光光谱,从各发光光谱测定了发光峰值波长和半峰全宽。结果如表1和表2所示。
[表1]
峰值波长(nm) 半峰全宽(nm)
SCASN1 608 73.5
SCASN2 612 74.6
SCASN3 620 72.9
SCASN4 628 75.4
SCASN5 639 83.7
SCASN6 642 96.4
BSESN1 582 69.2
BSESN2 586 74.2
BSESN3 594 80.6
[表2]
峰值波长(nm) 半峰全宽(nm)
G-YAG1 539 108.8
G-YAG2 540 109
YAG1 548 111.2
YAG3 565 118.9
实施例1
制造了第二构成例的发光装置。第二构成例的发光装置能够参照图4和图5。
发光元件的配置工序
支承体1使用了以氮化铝为材料的陶瓷基板。发光元件10使用了层叠有发光峰值波长为450nm的氮化物系半导体层的发光元件10。关于发光元件10的大小,平面形状为边长约1.0mm的大致正方形,厚度为约0.11mm。发光元件以使光出射面成为密封部件侧的方式配置,利用使用了由Au构成的导电部件4的凸点而以倒装芯片的方式安装。
波长转换部件的准备工序
作为构成波长转换部件22的透光性材料,使用了硅树脂。关于波长转换部件用组成物,相对于透光性材料100质量部,以使来自发光元件10的光与包含第一荧光体和第二荧光体的荧光体70的光的混色光的相关色温成为1850附近的方式,以使荧光体70的总量和第一荧光体与第二荧光体的调配比率成为表3所示的量的方式调配了第一荧光体和第二荧光体。关于波长转换部件用组成物,相对于硅树脂100质量部,作为填料而调配了2质量部的氧化铝。接着,将准备的波长转换部件用组成物以180℃加热2小时而使其固化成片状,准备了纵横比发光元件10的平面形状大约0.1mm的平面形状为边长约1.6mm的大致正方形且厚度为约150μm的单片化的片状的波长转换部件22。
透光性部件和接合部件的形成工序
将作为透光性的粘接剂的苯基硅树脂向发光元件10的上表面涂布,使波长转换部件22接合,进一步向发光元件10与波长转换部件22的界面涂布透光性的粘接剂,在150℃下使其固化4小时,形成了以从发光元件10的侧面朝向波长转换部件22的周边延伸的方式呈填角状地固化的透光性部件30和接合部件32。
光反射部件的配置工序
作为光反射部件用组成物,准备了包含二甲基硅树脂和平均粒径(模拟值)为0.28μm的氧化钛粒子且相对于二甲基硅树脂100质量部包含60质量部的氧化钛粒子的光反射部件用组成物。在支承体1的上表面,以覆盖波长转换部件22和透光性部件30的侧面的方式配置白色的树脂即光反射部件用组成物,使其固化,形成了光反射部件43。
密封部件的配置工序
最后,配置具备使苯基硅树脂固化而形成的俯视为圆形状且剖视为半圆球状的透镜部51和向透镜部51的外周侧延伸出的凸缘部52的密封部件50,制造了发出相关色温成为1950K以下的光的第二构成例的发光装置300。
比较例1
在波长转换部件的准备工序中,相对于透光性材料100质量部,以使来自发光元件10的光与包含第一荧光体和第二荧光体的荧光体70的光的混色光的相关色温成为2200附近的方式,以使荧光体70的总量和第一荧光体与第二荧光体的调配比率成为表3所示的量的方式准备了含有第一荧光体和第二荧光体的波长转换部件用组成物,除此以外,与实施例1同样地制造了发出相关色温成为2200K以上的光的第二构成例的发光装置300。
实施例2至5
制造了第一构成例的发光装置。第一构成例的发光装置能够参照包含第一荧光体和第二荧光体的图3。
发光元件10使用了层叠有发光峰值波长为450nm的氮化物系半导体层的发光元件10。关于发光元件10的大小,平面形状为边长约700mm的大致正方形,厚度为约200mm。
作为第一引线2和第二引线3,使用了引线框架,将第一引线2和第二引线3使用环氧树脂而一体成形,准备了具备具有侧面和底面的凹部的成形体41。
在成形体41的凹部的底面配置发光元件10,将发光元件10的正负的电极和第一引线2和第二引线3利用Au制的导线60而连接。
作为构成波长转换部件21的透光性材料,使用了硅树脂。关于波长转换部件用组成物,相对于透光性材料100质量部,以使来自发光元件10的光与包含第一荧光体71和第二荧光体72的荧光体70的光的混色光的相关色温成为1850K附近的方式,以使荧光体70的总量和第一荧光体71与第二荧光体72的调配比率成为表3所示的量的方式调配了第一荧光体71和第二荧光体。关于波长转换部件用组成物,相对于硅树脂100质量部,作为填料也调配了2质量部的氧化铝。接着,将准备的波长转换部件用组成物填充到成形体41的凹部。
将填充到成形体41的凹部内的波长转换部件用组成物以150℃加热3小时而使其固化,形成具备包含第一荧光体71和第二荧光体72的波长转换部件21的树脂封装,制造了发出相关色温成为1950K以下的光的第一构成例的发光装置200。
实施例6
制造了第一构成例的发光装置。第一构成例的发光装置能够参照仅包含第一荧光体且不包含第二荧光体的图2。
作为波长转换部件用组成物,使用表3的各实施例所示的第一荧光体71,相对于荧光体70的总量(第一荧光体71的总量)和第一荧光体71与第二荧光体的总量,使第一荧光体71成为100质量%,除此以外,与实施例2同样地形成树脂封装,制造了发出相关色温成为1950K以下的光的第一构成例的发光装置100。如表3所示,作为第一荧光体,使用了具有由式(1A)表示的组成且组成不同的两种第一氮化物荧光体BSESN2和BSESN3,使BSESN2与BSESN3的质量比率(BSESN2/BSESN3)为40/60。
实施例7
如表3所示,作为第一荧光体,使用了具有由式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体(BSESN1)和由式(1B)表示的第二氮化物荧光体(SCASN5)这两种,且使BSESN1与SCASN5的质量比率(BSESN1/SCASN5)为93.3/6.7,除此以外,与实施例6同样地制造了发出相关色温成为1950K以下的光的第一结构的发光装置100。
比较例2和3
制造了第一构成例的发光装置。第一构成例的发光装置能够参照包含第一荧光体和第二荧光体的图3。
作为波长转换部件用组成物,作为透光性材料,相对于苯基硅树脂100质量部,以使来自发光元件10的光与包含第一荧光体71和第二荧光体72的荧光体70的光的混色光的相关色温成为2000附近的方式,以使荧光体70的总量和第一荧光体71与第二荧光体72的调配比率成为表3所示的量的方式准备了含有第一荧光体71和第二荧光体72的波长转换部件用组成物。
将波长转换部件用组成物向成形体41的凹部的发光元件10上注入,向所述凹部充填,而且以150℃加热4小时,使荧光构件用组成物固化,形成荧光构件21,制造了发出相关色温超过1950K且成为2000K以下的光的第一构成例的发光装置200。
关于各发光装置,进行了以下的测定。结果如表3所示。
发光装置的发光光谱
关于各发光装置,使用组合了分光测光装置(PMA-12,滨松光子学株式会社制)和积分球的光计测系统,测定了发光光谱。各发光装置的发光光谱的测定在室温(20℃~30℃)下进行。图7~图11记载了使各发光装置的从所述式(2)导出的亮度L为同等的数值的情况下的各发光装置的发光光谱(光谱辐射亮度)S(λ)、人的明视标准相对光视度曲线V(λ)(人的光视度)以及昆虫的光谱光视效率(Bickford)R(λ)(昆虫的光视度)。
色度坐标(x,y)、相关色温(K)、色偏差Duv、平均演色性指数Ra、特殊显色指数R9、半峰全宽
根据各发光装置的发光光谱,测定了CIE1931的CIE色度图上的色度坐标(x值,y值),遵循JIS Z8725而测定了相关色温(CCT:K)和色偏差Duv,遵循JIS Z8726而测定了平均演色性指数Ra、特殊显色指数R9和半峰全宽。
第二辐射亮度相对于第一辐射亮度的比例Lp
根据各发光装置的发光光谱(光谱辐射亮度)S(λ),基于所述式(4),算出了将400nm以上且750nm以下的范围的第一辐射亮度设为100%时的、650nm以上且750nm以下的范围的第二辐射亮度的比例Lp(%)。
诱虫性指数I
将关于各发光装置测定的各发光光谱(光谱辐射亮度)S(λ)、由CIE规定的人的明视标准相对光视度曲线V(λ)、昆虫的光谱光视效率(Bickford)R(λ)向所述式(1)带入,测定了各发光装置的诱虫性指数I。人的明视标准相对光视度曲线V(λ)使用了将最大的发光强度(发光峰值波长)设为1的发光光谱。昆虫的光谱光视效率R(λ)使用了将最大的发光强度(发光峰值波长)设为1的发光光谱。
相对诱虫性指数I/I0
将发出相关色温超过1950K的光的比较例1~3的发光装置中的、诱虫性指数I是最低的数值的比较例3的发光装置的诱虫性指数设为了基准诱虫性指数I0。基于式(6)算出了各发光装置的诱虫性指数I相对于基准诱虫性指数I0的比即相对诱虫性指数I/I0
[表3]
如表1所示,实施例1~7涉及的发光装置,相关色温为1950K以下,发出了例如与高压钠灯发出的光相同程度或稍低的相关色温的光。实施例1~7的发光装置,在作为在室外使用的灯具的光源而使用了发光装置作为高压钠灯的代替的情况下,也发出照射物的色调自然、不使人感到违和感的光。另外,实施例1~7涉及的发光装置,发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为3nm以上且110nm以下的范围内。另外,发光装置的发光光谱中的发光峰值波长为570nm以上且680nm以下的范围内。发光装置由于发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为3nm以上且110nm以下,所以能够抑制人难以感知的长波长侧的光的成分。另外,实施例1~7涉及的发光装置发出从所述式(1)导出的诱虫性指数I为0.031以下的光,相对于发光装置发出的光的亮度,诱引昆虫的效果降低,具有低诱虫效果。
实施例1~7涉及的发光装置发出相对于黑体辐射轨迹的偏差即色偏差Duv为0.000的光,在发出相关色温为1950K以下的光的情况下,也从发光装置发出了照射物的色调自然、不使人感到违和感的光。
实施例1~7涉及的发光装置发出了650nm以上且750nm以下的范围的第二辐射亮度相对于400nm以上且750nm以下的范围的第一辐射亮度100%的比例Lp为30%以下的光。实施例1~7涉及的发光装置,在从发光装置发出的混色光中,红色成分的光比较少,不使人感到违和感地发出了具有低诱虫效果的光。
实施例1至7涉及的发光装置,相对诱虫性指数I/I0为30%以上且95%以下,诱引昆虫的效果降低,具有低诱虫效果。
实施例1至5涉及的发光装置,平均演色性指数Ra为51以上,发出了例如在照亮交通量、很多人往来的道路等的情况下也具有充分的显色性的光。
实施例6和7涉及的发光装置,平均演色性指数Ra为30以上,具有照亮道路等的充分的显色性,诱虫性指数I也低至0.020以下、相对诱虫性指数I/I0也为40~50%的范围内,发出了低诱虫效果大的光。
比较例1~3涉及的发光装置发出比高压钠灯发出的光稍高的相关色温的光,在作为例如路灯、道路照明灯这些在室外使用的灯具的光源而代替了高压钠灯的情况下,照射物的色调看起来不自然,有可能使人感到违和感。另外,比较例1~3涉及的发光装置,诱虫性指数I超过了0.031,相对诱虫性指数I/I0也为100%以上,诱引昆虫的效果未降低。
如图7所示,实施例1涉及的发光装置的光谱辐射亮度在与昆虫的光谱光视效率重叠的400nm~615nm的波长范围、尤其是400nm~550nm的波长范围中比比较例1和3涉及的发光装置的光谱辐射亮度低,吸引昆虫的效果降低,具有低诱虫效果。
如图8所示,实施例2和3涉及的发光装置的光谱辐射亮度在与昆虫的光谱光视效率重叠的400nm~615nm的波长范围中比比较例3涉及的发光装置的光谱辐射亮度低一些,吸引昆虫的效果降低,具有低诱虫效果。另外,实施例2和3涉及的发光装置的光谱辐射亮度在600nm~750nm的波长范围中比比较例3涉及的发光装置的光谱辐射亮度大一些,发出了平均演色性指数Ra为60以上的显色性优异的光。
如图9所示,实施例4和5涉及的发光装置的光谱辐射亮度在与昆虫的光谱光视效率重叠的400nm~615nm的波长范围、尤其是400nm~550nm的波长范围中比比较例3涉及的发光装置的光谱辐射亮度低,吸引昆虫的效果降低,具有低诱虫效果。
如图10所示,实施例6和7涉及的发光装置的光谱辐射亮度在与昆虫的光谱光视效率重叠的400nm~615nm的波长范围、尤其是400nm~550nm的波长范围中大幅低于比较例3涉及的发光装置的光谱辐射亮度,吸引昆虫的效果大幅降低,低诱虫效果变大。
如图11所示,比较例2和3涉及的发光装置的光谱辐射亮度在与昆虫的光谱光视效率重叠的400nm~615nm的波长范围中与比较例3涉及的发光装置的光谱辐射亮度为相同程度,吸引昆虫的效果未降低。另外,比较例2涉及的发光装置的光谱辐射亮度在600nm~750nm的波长范围中,与比较例3相比红色成分变大,混色光的色平衡失衡。
工业实用性
本发明一个方案的发光装置能够作为要求低诱虫效果的路灯,在港湾、隧道等室外设置的灯具,头灯、手电筒或使用了LED的便携用提灯这样的设想室外使用的灯具,即使是室内也在出入口附近、窗边等靠近室外的场所使用的灯具的光源来使用。
附图标记说明
1:支承体,2:第一引线,3:第二引线,4:导电部件,10:发光元件,21、22:波长转换部件,30:透光性部件,32:透光性接合部件,41:成形体,42:树脂部,43:光反射部件,50:密封部件,51:透镜部,52:凸缘部,60:导线,70:荧光体,71:第一荧光体,72:第二荧光体,100、200、300:发光装置,1000:路灯,C:行车道,Le:光源,P:电线杆,S:支承部,T:光透过部,W:人行道。

Claims (13)

1.一种发光装置,具备:
发光元件,其在400nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长;
第一荧光体,其在570nm以上且680nm以下的范围内具有发光峰值波长;
其中,所述发光装置的相关色温为1950K以下,平均演色性指数Ra为51以上,所述发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为110nm以下,
发出诱虫性指数I为0.031以下的光,所述诱虫性指数I是250nm以上且615nm以下的考虑了昆虫的光谱光视效率的所述发光装置的有效辐射亮度相对于考虑了由国际照明委员会CIE规定的人的明视标准相对光视度的380nm以上且780nm以下的范围的发光装置发出的光的亮度的比,从下述式(1)导出,
式(1)中,S(λ)是发光装置发出的光的光谱辐射亮度,V(λ)是由国际照明委员会CIE规定的人的明视标准相对光视度曲线,R(λ)是昆虫的光谱光视效率。
2.一种发光装置,具备:
发光元件,其在400nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长;
第一荧光体,其在570nm以上且680nm以下的范围内具有发光峰值波长;
其中,所述第一荧光体包含具有由下述式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体,
所述发光装置的相关色温为1950K以下,所述发光装置的发光光谱中的具有最大的发光强度的发光峰值的半峰全宽为110nm以下,
发出诱虫性指数I为0.031以下的光,所述诱虫性指数I是250nm以上且615nm以下的考虑了昆虫的光谱光视效率的所述发光装置的有效辐射亮度相对于考虑了由国际照明委员会CIE规定的人的明视标准相对光视度的380nm以上且780nm以下的范围的发光装置发出的光的亮度的比,从下述式(1)导出,
M1 2Si5N8:Eu(1A)
式(1A)中,M1是包含选自Ca、Sr和Ba之中的至少一种的碱土类金属元素;
式(1)中,S(λ)是发光装置发出的光的光谱辐射亮度,V(λ)是由国际照明委员会CIE规定的人的明视标准相对光视度曲线,R(λ)是昆虫的光谱光视效率。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置,
所述发光装置还具备在大于或等于480nm且小于570nm的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体。
4.根据权利要求1或3所述的发光装置,
所述第一荧光体包含选自具有由下述式(1A)表示的组成的第一氮化物荧光体、具有由下述式(1B)表示的组成的第二氮化物荧光体、具有由下述式(1C)表示的组成的氟化物荧光体以及组成与下述式(1C)不同的具有由下述式(1C’)表示的组成的氟化物荧光体之中的至少一种,
M1 2Si5N8:Eu(1A)
式(1A)中,M1是包含选自Ca、Sr和Ba之中的至少一种的碱土类金属元素;
SrqCasAltSiuNv:Eu(1B)
式(1B)中,q、s、t、u和v分别满足0≤q<1、0<s≤1、q+s≤1、0.9≤t≤1.1、0.9≤u≤1.1、2.5≤v≤3.5;
Ac[M2 1-bMn4+ bFd](1C)
式(1C)中,A包含选自K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+和NH4 +之中的至少一种,M2包含选自第四族元素和第十四族元素之中的至少一种元素,b满足0<b<0.2,c是[M2 1-bMn4+ bFd]离子的电荷的绝对值,d满足5<d<7;
A’c’[M21-b’Mn4+ b’Fd’] (1C’)
式(1C’)中,A’包含选自K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+和NH4 +之中的至少一种,M2’包含选自第四族元素、第十三族元素和第十四族元素之中的至少一种元素,b’满足0<b’<0.2,c’是[M2’ 1-b’Mn4+ b’Fd’]离子的电荷的绝对值,d’满足5<d’<7。
5.根据权利要求2或3所述的发光装置,
所述第一荧光体还包含选自具有由下述式(1B)表示的组成的第二氮化物荧光体、具有由下述式(1C)表示的组成的氟化物荧光体以及组成与下述式(1C)不同的具有由下述式(1C’)表示的组成的氟化物荧光体之中的至少一种,
SrqCasAltSiuNv:Eu (1B)
式(1B)中,q、s、t、u和v分别满足0≤q<1、0<s≤1、q+s≤1、0.9≤t≤1.1、0.9≤u≤1.1、2.5≤v≤3.5;
Ac[M2 1-bMn4+ bFd] (1C)
式(1C)中,A包含选自K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+和NH4 +之中的至少一种,M2包含选自第四族元素和第十四族元素之中的至少一种元素,b满足0<b<0.2,c是[M2 1-bMn4+ bFd]离子的电荷的绝对值,d满足5<d<7;
A’c’[M21-b’Mn4+ b’Fd’] (1C’)
式(1C’)中,A’包含选自K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+和NH4 +之中的至少一种,M2’包含选自第四族元素、第十三族元素和第十四族元素之中的至少一种元素,b’满足0<b’<0.2,c’是[M2’ 1-b’Mn4+ b’Fd’]离子的电荷的绝对值,d’满足5<d’<7。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的发光装置,
对于所述第一荧光体来说,所述第一荧光体的发光光谱中的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽为3nm以上且120nm以下的范围内。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的发光装置,
所述第二荧光体包含选自具有由下述式(2A)表示的组成的稀土类铝酸盐荧光体和具有由下述式(2B)表示的组成的第三氮化物荧光体之中的至少一种,
Ln1 3(Al1-aGaa)5O12:Ce (2A)
式(2A)中,Ln1是选自Y、Gd、Tb和Lu之中的至少一种元素,a满足0≤a≤0.5;
LawLn2 xSi6Ny:Cez(2B)
式(2B)中,Ln2必须包含选自Y和Gd之中的至少一种,也可以包含选自Sc和Lu之中的至少一种,在将组成1摩尔中包含的Ln2元素设为100摩尔%时,Ln2中包含的Y和Gd的总和为90摩尔%以上,w、x、y和z满足1.2≤w≤2.2、0.5≤x≤1.2、10≤y≤12、0.5≤z≤1.2、1.80<w+x<2.40、2.9≤w+x+z≤3.1。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的发光装置,
对于所述第二荧光体来说,所述第二荧光体的发光光谱中的具有发光峰值波长的发光峰值的半峰全宽为20nm以上且125nm以下的范围内。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的发光装置,
所述第一荧光体的含量相对于所述第一荧光体和所述第二荧光体的总量为5质量%以上且95质量%以下的范围内。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的发光装置,
发出相对于黑体辐射轨迹的色偏差Duv为负0.008以上且正0.008以下的光。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的发光装置,
发出650nm以上且750nm以下的范围的第二辐射亮度相对于400nm以上且750nm以下的范围的第一辐射亮度100%为50%以下的光。
12.一种灯具,具备权利要求1至11中任一项所述的发光装置。
13.一种路灯,具备权利要求1至11中任一项所述的发光装置。
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