CN111755429B - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种发光装置。发光装置包括第一光源以及第二光源,第一光源在CIE1931表色系的色度图中发出,被连结第一点和第二点的第一直线、连结第二点和第三点的第二直线、从第一点向x值较小的一方延伸的纯紫轨迹、以及从第三点向色度坐标中的y较小的一方延伸的光谱轨迹划分的区域内的光,在发光光谱中,波长490nm的发光强度IPM相对于第一发光元件的最大的发光峰值波长的发光强度IPL的发光强度比IPM/IPL为0.22以上且0.95以下的范围内,第二光源在CIE1931表色系的色度图中,在相关色温为1500K以上且8000K以下的范围内时,发出以JIS Z8725为基准来测定的从黑体放射轨迹的颜色偏差duv为‑0.02以上且0.02以下的范围内的光,出射第一光源与第二光源的混色光。
Description
技术领域
本发明涉及发光装置。
背景技术
作为使用发光二极管(Light Emitting Diode,以下,简称为“LED”。)这样的发光元件的发光装置,已知有使用发出蓝色光的发光元件和被来自发光元件的光激发而发出黄色系的光的荧光体发出白色系的混色光的发光装置。这样的发光装置在一般照明、车载照明、显示器、液晶用背光灯等广泛的领域中使用。
然而,在纬度较高且日照时间比较少的地区(例如,日本国外为北欧、北美、日本国内为东北地方等。)中,报告有睡眠障碍、抑郁症发病的概率变高的倾向。
作为在日照时间较少的地域中发生睡眠障碍、抑郁症的概率变高的主要原因之一,认为关系到日周性律动紊乱。萨卡迪安(Circadian)是表示将在拉丁语中表示“约”的“Circa”和表示“1天”的“Dies”连在一起的造词,指的是“生理节律”(circadian rhythm)。人以1天周期睡醒或困倦的原因在于,位于比外界的亮度、暗度的变化所引起的外在环境因素的影响更靠身体中的体内时钟起作用。人的睡眠、体温节律周期约为25小时,比1天稍长,但在通常的生活中外部环境的变化成为刺激,通过校正体内时钟的相位来进行调谐。作为其调谐因素,生物利用光,25小时周期的人利用早晨照射的光使相位前进并调谐,在23小时周期的刺眼的系统中,以在日落前照射的光使相位后退并调谐。即,以光为触发的体内时钟的控制在形成日周性律动的方面是非常重要的。
此外,在2002年,在哺乳类的视网膜上发现与杆体、锥体不同的新的光受体,起名为内源性光敏感性视视网膜神经节细胞(intrinsically photosensitive RetinalGanglion Cell:ipRGC)。显然,ipRGC具有黑色素之类的视物质,与日周性律动的光调谐、瞳孔反射那样的非视觉功能相关。ipRGC是通过直接投放到视觉交叉上核而提供光信号的细胞。视交叉上核起到在位于脑的视床下部的非常小的区域中统一哺乳类的日周性律动的体内时钟的作用,通过约20000个神经细胞,制作睡眠、苏醒、血压、体温、激素分泌等各种生理功能的日周性律动。即,ipRGC的内源性光响应的控制在形成日周性律动的方面是非常重要的。
在ipRGC中具有的黑色素,在与视网膜神经节细胞中的1%到2%程度相当的细胞中发现了光接收蛋白质。其它大量视网膜神经节细胞不具有光敏性。已知该光接收物质的吸收特性因细胞而不同,如果是黑色素,则在480nm至490nm附近具有峰值波长。此外,锥体所具有的选项在S锥体为440nm附近、M锥体为535nm附近、L锥体为565nm附近,杆体所具有的视紫色在507nm附近具有峰值波长。
认为黑色素也参与作为睡眠促进激素的褪黑素的分泌或者抑制,例如通过增加对ipRGC的刺激量来抑制褪黑素的分泌。褪黑素在夜间表示分泌峰值,通过分泌褪黑素,人变得困倦,促进睡眠。例如,在将1天的大部分在人工光下度过的室内工作人员的情况下,其所照的光成为非常重要的要素。即,认为为了形成支持人的日周性律动形成的光,应该照射与活动时间段对应的光,从早晨到正午左右,优选褪黑素分泌被抑制的光,从傍晚到日落附近,褪黑素分泌得到促进。
近年来,以人为中心的照明即人机界面照明(Human Centric Lighting:HCL)的思想广泛普及。HCL的目的在于,通过照明的亮度、颜色的调整,提高用照明等人工光度过的人的集中力或改善日周性律动。使焦点与在建筑物内工作的人的健康接触的WELL认证(WellBuilding Standard)与环境/能量性能一起,是评价人的健康的大楼的新的认证制度,IWBI(International WELL Building Institute)进行运营,GBCI(Green BusinessCertification Incorporated)进行认证业务。在该WELL认证中,在认证的必需项目中举出设为考虑了日周性律动的照明。其中,作为影响日周性律动的亮度的定量的单位,使用了等效黑色卡(Melanopic)照度。在等效褪黑素照度中,在满足办公空间的75%以上且1天4小时以上的条件的基础上,要求铅垂面的等效褪黑素照度为250勒克斯以上。等效褪黑素照度通过下述式(1)求出。此外,在等效褪黑素照度的计算中,需要根据光源的光谱分布求出的褪黑素比(Melanopic Ratio),通过下述式(2)求出。
[数1]
等效褪黑素照度=照度×褪黑素比 (1)
[数2]
(式(2)中),“Lamp×Circadian”是光源的分光分布所包含的昼夜节律响应,“Lamp×Visual”是光源的分光分布所包含的视觉灵敏度响应,“1.218”是常数(Lux factor)。
在式(2)中,术语“Lamp”表示光源的光谱分布。在式(2)中,术语“Cirgcadian”表示作为在哺乳类的视网膜中的光受体的ipRGC的灵敏度曲线(吸光度)。在式(2)中,术语“Visual”表示人的明视觉中的视觉灵敏度曲线。
在用于求出褪黑素比的、光源的光谱分布中所包含的昼夜节律作用曲线上,使用了ipRGC的黑色素(昼夜节律:Circadian)响应。此外,在视觉灵敏度(Visual)曲线中使用人的视觉灵敏度响应。作为结果,能够判断为褪黑素比表示越高的值,越能够强烈刺激日周性律动的光谱分布。
作为支持人的日周性律动的形成的人工光,有LED风格色调光照明。该LED风格色调光照明是通过分别控制在黑体放射轨迹周边发出不同色调的LED,得到混色光,能够进行色温变化(调色)和亮度变化(调光)的照明装置。在这样的照明装置中,虽然褪黑素比与调色一起变化,但这只不过是与色温变化对应的波长成分比例的变化,例如在光色为白色的高色温下,褪黑素比比较低。在此,虽然褪黑素比受到480nm至490nm附近的成分的影响,因此随着从照明装置发出的光的显色性变高,虽然褪黑素比有变高的倾向,但作为显色性变高的权衡,存在发光效率降低的倾向。因此,为了实现考虑了日周性律动的照明,在调色时,需要兼顾与日周性律动对应的褪黑素比的控制和褪黑素比被控制时的发光效率的维持。
例如,在专利文献1中,作为能够调整出射光的色度的发光装置以及照明装置,提出了由具有位于黑体放射上的色度的白色光和从发光元件出射的蓝色的单色光组合而成的发光装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2018-129492号公报
然而,在利用黑体放射轨迹周边且色调不同的LED的以往的风格色调光照明中,难以兼顾褪黑素比的控制和发光效率的维持。在利用蓝色的单色光调整色度的情况下,大致保持相同而颜色偏差被变更,因此调整后的色度从黑体放射大幅偏离。为了设为考虑到日周性律动的照明,作为前提,需要再现太阳光的经时变化,因此在调色时得到的色度优选处于黑体放射轨迹周边,在蓝色的单色光中,调色时的色度存在课题。进而,为了根据调色来有效地调整褪黑素比,优选组合的光源包含波长480nm至490nm的发光成分,对于蓝色的单色光,其效果不充分。此外,在色度被调整的方向是颜色偏差的负方向的情况下,根据光谱分布,视觉灵敏度成分减少,因此,发光效率降低。
发明内容
本发明的一个方式的目的在于,提供一种能够兼顾考虑了日周性律动的褪黑素比的控制和发光效率的维持的发光装置。
本发明的第一个方式的发光装置具备:第一光源,具备在410nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长的第一发光元件;以及第二光源,具备在410nm以上且460nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二发光元件、和第二荧光体,
所述第一光源在CIE1931表色系的色度图中,发出:被连结色度坐标中的x为0.280以及y为0.070的第一点和色度坐标中的x为0.280以及y为0.500的第二点的第一直线、连结所述第二点和色度坐标中的x为0.013以及y为0.500的第三点的第二直线、从所述第一点向色度坐标中的x值较小的一方延伸的纯紫轨迹、以及从所述第三点向色度坐标中的y值较小的一方延伸的光谱轨迹划分的区域内的光,在发光光谱中,波长490nm处的发光强度IPM相对于所述第一发光元件的最大的发光峰值波长中的发光强度IPL的发光强度比IPM/IPL为0.22以上且0.95以下的范围内,所述第二光源在CIE1931表色系的色度图中,在相关色温为1500K以上且8000K以下的范围内时,发出以JIS Z8725为基准来测定的从黑体放射轨迹的颜色偏差duv为-0.02以上且0.02以下的范围内的光,出射从所述第一光源发出的光与从所述第二光源发出的光的混色光。
“纯紫轨迹”是连结在红色与紫色的两端光谱之间形成的色度图的两端的轨迹。纯紫轨迹上的颜色是单色光中不存在的颜色(红或红紫色),是通过混色而制作的颜色。“光谱轨迹”是指在色度图上连结单色(纯粹)光的色度点而得到的曲线。CIE表色系的色度图是国际照明委员会(CIE:Commission Internationale de l’Eclairage)所规定的。
对于第一发光元件及第二发光元件,测定使用全方位积分球测定的发光光谱,将表示该发光光谱中最高的发光强度的波长设为发光峰值波长。将第一发光元件的发光峰值波长下的发光强度设为发光强度IPL。
对于发光装置,使用分光荧光光度计测定发光光谱,将发光光谱中的波长490nm的发光强度设为发光强度IPM。
发光装置的发光色的色度坐标(色度x、y)使用组合了多通道分光器和积分球的光测量系统来进行测定。
对于第二光源,使用组合了多通道分光器和积分球的光测量系统,以发光色的色度坐标(色度x、y)、以JIS Z8725为基准的相关色温度(Tcp;K)及从黑体放射轨迹的颜色偏差duv、以及JIS Z8726为基准,测定平均显色评价数Ra。
根据本发明的一个方式,能够提供一种能够兼顾考虑了日周性律动的褪黑素比的控制和发光效率的维持的发光装置。
附图说明
图1是表示发光装置的一例的概略剖视图。
图2表示CIE1931表色系的色度图的一部分,是表示第一光源的发光区域LSa、黑体放射轨迹(duv为0)、各相关色温下的从黑体放射轨迹的颜色偏差duv为-0.02、duv为-0.01、duv为0.01、duv为0.02的轨迹的图。
图3是表示发光装置的另一例的概略剖视图。
图4是表示从实施例1所涉及的发光装置出射的混色光的相关色温为6500K、5000K、4000K、3000K、2700K中各自的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。
图5是表示从实施例2所涉及的发光装置出射的混色光的相关色温为6500K、5000K、4000K、3000K、2700K中各自的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。
图6是表示从比较例1所涉及的发光装置出射的混色光的相关色温为6500K、5000K、4000K、3000K、2700K中各自的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。
图7是表示从实施例3所涉及的发光装置出射的混色光的相关色温为6500K、5000K、4000K、3000K、2700K中各自的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。
图8是表示从比较例2所涉及的发光装置出射的混色光的相关色温为6500K、5000K、4000K、3000K、2700K中各自的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。
图9是表示从实施例4所涉及的发光装置出射的混色光的相关色温为6500K、5000K、4000K、3000K、2700K中各自的发光光谱、,仅第一光源的发光光谱、,昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。
图10是表示从比较例3所涉及的发光装置出射的混色光的相关色温为6500K、5000K、4000K、3000K、2700K中各自的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。
图11是表示从实施例5所涉及的发光装置出射的混色光的相关色温为6500K、5000K、4000K、3000K、2700K中各自的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。
图12是表示从实施例6所涉及的发光装置出射的混色光的相关色温为6500K、5000K、4000K、3000K、2700K中各自的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。
图13是表示从比较例4所涉及的发光装置出射的混色光的相关色温为6500K、5000K、4000K、3000K、2700K中各自的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。
图14是表示从比较例5所涉及的发光装置出射的混色光的相关色温为6500K、5000K、4000K、3000K、2700K中各自的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。
-符号说明-
11:第一发光元件,12:第二发光元件,41、42:成型体,50:覆盖构件,51、52:荧光构件,71:第一荧光体,72、72A’、72B、72C:第二荧光体,101:第一光源,102:第二光源,103:基体,100、200:发光装置。
具体实施方式
以下,基于一个实施方式对本发明所涉及的发光装置进行说明。但是,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,本发明并不限定于以下的发光装置。另外,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依据JIS Z8110。
发光装置具备:第一光源,具备在410nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长的第一发光元件的;以及第二光源,具备在410nm以上且460nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二发光元件、和被第二发光元件激发而发光的第二荧光体。第一光源在CIE1931表色系的色度图中发出:被连结色度坐标中的x为0.280以及y为0.070的第一点和色度坐标中的x为0.280以及y为0.500的第二点的第一直线、连结第二点和色度坐标中的x为0.013以及y为0.500的第三点的第二直线、从第一点向色度坐标中的x值较小的一方延伸的纯紫轨迹、以及从第三点向色度坐标中的y值较小的一方延伸的光谱轨迹划分的区域(以下,也称为“第一光源的发光区域LSa”。)内的光。“纯紫轨迹”是连结在红色与紫色的两端光谱之间形成的色度图的两端的轨迹。纯紫轨迹上的颜色是单色光中不存在的颜色(红或红紫色),是通过混色而制作的颜色。“光谱轨迹”是指在色度图上连结单色(纯粹)光的色度点而得到的曲线。CIE表色系的色度图是国际照明委员会(CIE:Commission Internationalede l’Eclairage)所规定的。进而,在发光装置的发光光谱中,波长490nm下的发光强度IPM的发光强度比IPM/IPL相对于第一发光元件的最大发光峰值波长下的发光强度IPL在0.22以上且0.95以下的范围内。第二光源在CIE1931表色系的色度图中,在相关色温在1500K以上且8000K以下的范围内时,发出了以JIS Z8725为基准来测定的从黑体放射轨迹的颜色偏差duv在-0.02以上且0.02以下的范围内的光。发光装置出射从第一光源发出的光和从第二光源发出的光的混色光。
对于第一发光元件及第二发光元件,测定使用全方位积分球测定的发光光谱,将表示该发光光谱中最高的发光强度的波长作为发光峰值波长。将第一发光元件的发光峰值波长下的发光强度设为发光强度IPL。
对于发光装置,使用分光荧光光度计测定发光光谱,将发光光谱中的波长490nm的发光强度设为发光强度IPM。
发光装置的发光色的色度坐标(色度x、y)使用组合了多通道分光器和积分球的光测量系统来进行测定。
对于第二光源,使用组合了多通道分光器和积分球的光测量系统,以发光色的色度坐标(色度x、y)、以JIS Z8725为基准的相关色温度(Tcp;K)及从黑体放射轨迹的颜色偏差duv、以及JIS Z8726为基准,测定平均显色评价数Ra。
基于附图,对本发明的一实施方式的发光装置的一例进行说明。图1是表示本发明的一实施方式的发光装置100的概略剖视图。
发光装置100具备:第一光源101,具备在410nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长的覆盖第一发光元件11的覆盖构件50;以及第二光源102,具备在410nm以上且460nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二发光元件12和被来自第二发光元件12的光激发而发光的包含第二荧光体72的荧光构件52。发光装置100具备配置第一光源101以及第二光源102的基体103。在本说明书中,将第二光源102中所含的荧光体称为第二荧光体72。如后所述,将第一光源101中所含的荧光体称为第一荧光体71。
第一光源101以及第二光源102分别具备成型体41、42和第一发光元件11或者第二发光元件12。各成型体41、42分别具备第一导线21、22和第二导线31、32,由热塑性树脂或者包含热固化性树脂的树脂部43、44一体成型而形成。各成型体41、42形成具有底面和侧面的凹部,在凹部的底面载置有第一发光元件11或者第二发光元件12。第一发光元件11或者第二发光元件12分别具有一对正负的电极,该一对正负的电极分别经由引线61、62与第一导线21、22以及第二导线31、32电连接。第一发光元件11或者第二发光元件12分别被覆盖构件50或者荧光构件52覆盖。覆盖构件50包含密封材料。荧光构件52包含对来自第二发光元件12的光进行波长转换的第二荧光体72和密封材料。第一荧光体71或者第二荧光体72也可以被来自第一发光元件11或者第二发光元件12的光激发而在特定的波长范围具有至少一个发光峰值波长,包含发光峰值波长的波长范围不同的两种以上的荧光体。经由第一导线21、22以及第二导线31、32,从外部接受电力的供给而使第一光源101以及第二光源102发光,能够使从第一光源101以及第二光源102发出的光的混色光从发光装置100出射。
第一发光元件11以及第二发光元件12被用作激发光源。第一发光元件11在410nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长。另外,第一光源101所具备的第一发光元件11也可以是多个发光元件,多个发光元件也可以分别在上述波长的范围内具有发光峰值波长,它们也可以具有相互不同的发光峰值波长。第二发光元件12在410nm以上且460nm以下的范围内具有发光峰值波长。另外,第二光源102所具备的第二发光元件12也可以是多个发光元件,多个发光元件也可以分别在上述波长的范围内具有发光峰值波长,它们也可以具有相互不同的发光峰值波长。第一发光元件11以及第二发光元件12的发光光谱的半值宽度例如也可以为30nm以下,也可以为25nm以下,也可以为20nm以下。另外,半值宽度是发光光谱中的发光峰值的半峰全宽(Full Width at Half Maximum:FWHM),是表示各发光光谱中的发光峰值的最大值的50%的值的发光峰值的波长宽度。第一发光元件11以及第二发光元件12例如优选为使用了氮化物系半导体(InxAlYGa1-X-YN、0≤X、0≤Y、X+Y≤1)的半导体发光元件。作为第一发光元件11以及第二发光元件12,通过使用半导体发光元件,能够得到具备高效率、相对于输入的线性高、机械冲击也强固稳定的第一光源101以及第二光源102的发光装置。
图2表示CIE1931表色系的色度图中的、第一光源101所具有的发光区域LSa。第一光源101是CIE1931表色系的色度图中发出由连结色度坐标中的第一点(x=0.280,y=0.070)和第二点(x=0.280,y=0.500)的第一直线、连结第二点(x=0.280,y=0.500)和第三点(x=0.013,y=0.500)的第二直线、从第一点(x=0.280,y=0.070)向色度坐标中的x较小的一方延伸的纯紫轨迹、以及从第三点(x=0.013,y=0.500)向y较小的一方延伸的光谱轨迹划分的区域的第一光源的发光区域LSa内的光。第一光源101通过发出第一光源的发光区域LSa内的光,能够从发光装置出射包含波长480nm至490nm的波长范围内的发光成分的光,能够根据成为所希望的色温那样的调色来有效地调整褪黑素比,从而能够形成考虑了日周性律动的照明。在本说明书中,有时将影响褪黑素比的波长480nm至490nm的发光成分称为昼夜节律(Circadian)成分。作为第一点,优选x为0.270以及y为0.063,更优选x为0.260以及y为0.059。作为第二点,优选x为0.270以及y为0.490,更优选x为0.260以及y为0.480。作为第三点,优选x为0.014以及y为0.490,更优选x为0.015以及y为0.480。
作为第一光源的色度坐标中的发光区域LSa,优选的范围是被连结第一点(x=0.270,y=0.063)和第二点(x=0.270,y=0.490)的第一直线、连结第二点(x=0.270,y=0.490)和第三点(x=0.014,y=0.490)的第二直线、从第一点(x=0.270,y=0.063)向色度坐标中的x的较小的一方延伸的纯紫轨迹、以及从第三点(x=0.014,y=0.490)向y的较小的一方延伸的光谱轨迹划分的区域。
作为第一光源的色度坐标中的发光区域LSa,更优选的范围是被连结第一点(x=0.260,y=0.059)和第二点(x=0.260,y=0.480)的第一直线、连结第二点(x=0.260,y=0.480)和第三点(x=0.015,y=0.480)的第二直线、从第一点(x=0.260,y=0.059)向色度坐标中的x的较小一方延伸的纯紫轨迹、以及从第三点(x=0.015,y=0.480)向y的较小一方延伸的光谱轨迹划分的区域。
第一光源101在发光装置的发光光谱中,波长490nm处的发光强度IPM相对于由第一光源101发出的光引起的第一发光元件11的最大的发光峰值波长处的发光强度IPL的发光强度比IPM/IPL在0.22以上且0.95以下的范围内。波长490nm的光是与对褪黑素的分泌产生影响的ipRGC的黑色素相关的光,在发光光谱中,有时也将波长490nm的发光强度称为黑视素(Melanopic)发光强度IPM。在发光装置的发光光谱中,对第一发光元件11的最大的发光峰值波长处的发光强度,相对于IPL,如果黑视素发光强度IPM的发光强度比IPM/IPL在0.22以上且0.95以下的范围内,则能够得到接近使用了ipRGC的黑色素(Circadian)响应的昼夜节律作用曲线的发光光谱,能够根据人的日周性律动来控制褪黑素比。进而,发光装置通过从第一光源101发出的光和从第二光源102发出的光,能够得到维持了所希望的发光效率的混色光。在发光装置的发光光谱中,如果发光强度比IPM/IPL在0.22以上且0.95以下的范围内,则利用来自第一光源的光和来自第二光源的光进行调色,在相关色温为4000K以上且8000K以下的情况下,例如在将由来自第二光源彼此的光进行了调色的情况下的褪黑素比设为100%的情况下,相对地,能够在1%以上且35%以下的范围内提高褪黑素比,能够控制刺激人的日周性律动的褪黑素比。在发光装置的发光光谱中,发光强度比IPM/IPL优选为0.25以上且0.90以下的范围内,更优选为0.29以上且0.85以下的范围内,进一步优选为0.30以上且0.82以下的范围内,特别优选为0.35以上且0.80以下的范围内。
发光强度IPM表示作为使用了ipRGC的黑色素响应的昼夜节律作用曲线的最大的发光峰值波长的490nm处的发光强度(黑视素发光强度)。发光强度IPL表示成为激发光源的最大的发光峰值波长的发光强度。发光强度比IPM/IPL表示黑视素发光强度IPM相对于激发光源的发光强度IPL的比。如果发光强度比IPM/IPL小于0.22,则黑视素发光强度相对于激发光源的发光强度过小,发光装置无法根据人的日周性律动来控制褪黑素比。如果发光强度比IPM/IPL超过0.95,则黑视素发光强度相对于激发光源的发光强度过大,无法根据人的日周性律动来控制褪黑素比。图2表示CIE1931表色系的色度图中的黑体放射轨迹与作为距黑体放射轨迹的偏差的颜色偏差duv为-0.02以上且0.02以下的范围。第二光源在CIE1931表色系的色度图中,在相关色温在1500K以上且8000K以下的范围内时,发出以JIS Z8725为基准测定的从黑体放射轨迹的颜色偏差duv在-0.02以上且0.02以下的范围内的光。如果从第二光源发出的光以JIS Z8725为基准测定的从黑体放射轨迹的颜色偏差duv在-0.02以上且0.02以下的范围内,则不会减少影响人的视觉灵敏度响应的视觉灵敏度成分的光,能够得到接近使用人的视觉灵敏度响应的视觉灵敏度曲线的发光光谱。此外,如果从第二光源发出的光在从黑体放射轨迹的颜色偏差duv在-0.02以上且0.02以下的范围内,则能够根据影响褪黑素比的与来自第一光源的光的混色光,根据日周性律动控制褪黑素比,来得到维持发光效率的混色光。第二光源在CIE1931表色系的色度图中,在相关色温在1500K以上且8000K以下的范围内时,电可以发出以JIS Z8725为基准测定的从黑体放射轨迹的颜色偏差duv在-0.01以上且0.01以下的范围内的光。
发光装置的相关色温在1500K以上且8000K以下的范围内,从发光装置出射的混色光的平均显色指数Ra优选为70以上,平均显色指数Ra更优选为75以上。发光装置的平均显色指数Ra为100以下。发光装置的平均显色指数Ra能够以JIS Z8726为基准进行测定。发光装置的平均显色指数Ra越接近100,越能够得到与基准光源近似的发光色。由于从第一光源发出包含波长480nm至490nm的昼夜节律成分的光,光谱分布接近基准光源,因此发光装置能够使平均显色指数变得比较高。在不利用来自第一光源的光和来自第二光源的光的混色光进行调色的情况下,例如在单一的光源中使荧光体等的种类变化而得到相关色温在4000K以上且8000K以下的范围内的光的情况下,在使用包含波长480nm至490nm的昼夜节律成分的光的光源的情况下,存在平均显色指数Ra略微增加,但以某点为基准反而降低的倾向。这是因为,在仅使用包含较多波长480nm至490nm的昼夜节律成分的光的光源的单一的光源的情况下,从发光装置得到的作为发光光谱的色平衡被破坏。此外,仅通过含有较多波长480nm至490nm的昼夜节律成分的光源,存在视认性降低的倾向,难以用于一般的照明用途。根据CIE1986年公布的指针,荧光灯应具备的平均显色指数在进行一般作业的工厂中为60以上且小于80。根据成为所希望的色温那样的调色,能够有效地调整褪黑素比,为了设为考虑了日周性律动的照明,从第一光源发出的光和从第二光源发出的光的混色光的平均显色指数Ra也可以为95以下。
第一光源101优选具备由第一发光元件11激发而发光的第一荧光体71。图3是表示本发明的其他实施方式的发光装置200的概略剖视图。表示其他实施方式的发光装置200与发光装置100的不同点在于,第一光源101具备包含第一荧光体71的荧光构件51来代替覆盖构件50,其他共用。第一光源101优选具备荧光构件51,该荧光构件51包含由在410nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长的第一发光元件11激发而发光的第一荧光体71。第一光源101通过具备第一荧光体71,容易调整为从第一光源101发出特定的发光区域LSa的光,在利用从第一光源发出的光和从第二光源发出的光进行调色时,以便发出所希望的相关色温的光,在维持所希望的发光效率的同时,考虑到日周性律动,容易获得能够控制褪黑素比的混色光。
第一光源101中所含的第一荧光体71优选为由在440nm以上且526nm以下的范围内具有发光峰值波长的、由以下的(A1)、(A2)、(A3)以及(A4)的荧光体构成的组中选择的至少一种构成的荧光体A,也可以包含两种以上的荧光体。第一光源101所含的第一荧光体71更优选至少包含由以下的(A1)碱土类金属铝酸盐构成的荧光体。如果第一光源101所含的第一荧光体71在440nm以上且526nm以下的范围内具有发光峰值波长,则能够抑制发光强度IPM的降低。
(A1)发光光谱中的半值宽度优选为58nm以上且78nm以下的范围内,更优选为在63nm以上且73nm以下的范围内、被Eu激活的碱土类金属铝酸盐荧光体。
(A2)发光光谱中的半值宽度优选为50nm以上且75nm以下的范围内,更优选为在50nm以上且60nm以下的范围内,在组成中具有从由Ca、Sr以及Ba构成的组中选择的至少一种元素、Mg、和从由F、Cl以及Br构成的组中选择的至少一种元素,被Eu激活的硅酸盐荧光体。
(A3)发光光谱中的半值宽度优选为50nm以上且75nm以下的范围内,更优选为在58nm以上且68nm以下的范围内的、在组成中具有从由Ba、Sr以及Ca构成的组中选择的至少一种元素、且被Eu激活的硅酸盐荧光体。
(A4)发光光谱中的半值宽度优选为90nm以上且115nm以下的范围内,更优选为95nm以上且110nm以下的范围内的、在组成中具有从由Y、Gd、Tb及Lu构成的组中选择的至少一种稀土类元素和Al,根据需要还具有Ga,且被Ce激活的稀土类铝酸盐荧光体。
半值宽度(Full Width at HalfMacimum:FWHM)是指表示荧光体的发光光谱中的发光峰值的最大值的50%的值的发光峰值的波长宽度。
在第一光源101中作为第一荧光体71、含有从由(A1)、(A2)、(A3)以及(A4)的荧光体构成的组选择的荧光体,由此,在利用从第一光源发出的光和从第二光源发出的光,为了发出所希望的相关色温的光而进行调色时,从发光装置得到的混色光的色度接近黑体放射轨迹,颜色偏差duv在-0.02以上且0.02以下的范围内,一边维持所希望的发光效率,一边可以获得考虑了日周性律动而能够控制褪黑素比的混色光。例如,优选在相关色温低、相关色温从3000K附近到2700K附近,从傍晚到日落的光附近,从发光装置得到具有褪黑素比的值低的发光光谱的混色光,使得容易促进褪黑素的分泌。另一方面,在相关色温超过3000K且6500K附近的情况下,接近从早晨到正午左右的太阳光,容易抑制褪黑素的分泌地,从发光装置获得具有刺激日周性律动的、具有褪黑素比的值高的发光光谱的混色光。
第一光源101中所含的第一荧光体71进一步优选为从由具有下述式(a1)、(a2)、(a3)以及(a4)所示的组成的荧光体构成的组中选择的至少一种荧光体,也可以同时采用两种以上。在第一光源101中,通过使第一荧光体71包含从由具有式(a1)、(a2)、(a3)以及(a4)所示的组成的荧光体构成的组中选择的至少一种荧光体,可以得到包含大量波长480nm至490nm的昼夜节律成分的光,通过从第一光源101发出的光和从第二光源102发出的光,得到平均显色指数Ra为70以上的混色光。
Sr4Al14O2s:Eu (a1)
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (a2)
(Ca,Sr,Ba)25iO4:Eu (a3)
(Y,Gd,Tb,Lu)3(Al,Ga)5O12:Ce (a4)
在此,在表示荧光体的组成的组成式中,用逗号(,)划分记载的多个元素是指在组成中包含这些多个元素中的至少一种元素,也可以从所述多个元素中组合含有两种以上。此外,在本说明书中,表示荧光体的组成的式中,冒号(:)之前表示构成母体晶体的元素以及其摩尔比,冒号(:)之后表示激活元素。“摩尔比”表示荧光体的组成的1摩尔中的元素的摩尔量。
第一光源101中所含的第一荧光体71的量根据与第一光源101组合的第二光源102的第二发光元件12的波长范围以及第二荧光体72的种类、发光装置200的大小而不同。第一光源101中所含的第一荧光体71的量只要从第一光源101发出的光在第一光源的发光区域LSa内,在发光装置200的发光光谱中,只要是波长490nm处的发光强度IPM相对于第一发光元件11的最大的发光峰值波长IPL的发光强度比IPM/IPL在0.22以上且0.95以下的范围内的量即可。
第二光源102中所含的第二荧光体72优选包含从在601nm以上且小于650nm的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体72B以及在650nm以上670nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体72C中选择的至少一种、以及在440nm以上且600nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体72A’。第二荧光体72可以分别包含发光峰值波长的波长范围不同的第二荧光体72A’和从由第二荧光体72B以及第二荧光体72C构成的组选择的两种以上的荧光体,也可以包含三种荧光体。如果在第二光源102中含有这样的荧光体,则能够从第二光源102发出调光为所希望的相关色温的白色光,通过从该第二光源102发出的光和从第一光源101发出的光,能够一边维持所希望的发光效率,一边考虑了日周性律动来获得能够控制褪黑素比的混色光。
在第二荧光体72中,在440nm以上且600nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体72A’优选包含从由以下的(A1)、(A2)、(A3)以及(A4)的荧光体构成的组中选择的至少一种,也可以包含两种以上的荧光体。在第二荧光体72中,在440nm以上且600nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体72A’也可以包含从与第一光源101中所含的第一荧光体71相同种类的荧光体构成的组中选择的至少一种荧光体。在440nm以上且600nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体72A’可以是与第一荧光体71相同种类的荧光体,也可以是与第一荧光体71不同的荧光体。
(A1)发光光谱中的半值宽度优选为58nm以上且78nm以下的范围内,更优选为63nm以上且73nm以下的范围内的、被Eu激活的碱土类金属铝酸盐荧光体。
(A2)发光光谱中的半值宽度优选为50nm以上且75nm以下的范围内,更优选为在50nm以上且60nm以下的范围内的、在组成中具有从由Ca、Sr以及Ba构成的组中选择的至少一种元素、Mg、和从由F、Cl以及Br构成的组中选择的至少一种元素,被Eu激活的硅酸盐荧光体。
(A3)发光光谱中的半值宽度优选为50nm以上且75nm以下,更优选为58nm以上且68nm以下的范围内的、在组成中具有从由Ba、Sr以及Ca构成的组中选择的至少一种元素,且被Eu激活的硅酸盐荧光体。
(A4)发光光谱中的半值宽度优选为90nm以上且115nm以下的范围内,更优选为95nm以上且110nm以下的范围内的、在组成中具有从由Y、Gd、Tb及Lu构成的组中选择的至少一种稀土类元素和Al,根据需要还具有Ga,且被Ce激活的稀土类铝酸盐荧光体。
在第二荧光体72中,在601nm以上且小于650nm的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体72B优选为从由以下的(B1)、(B2)以及(B3)的荧光体构成的组中选择的至少一种荧光体,也可以包含两种以上的荧光体。
(B1)发光光谱中的半值宽度优选为65nm以上且100nm以下的范围内,更优选为70nm以上且95nm以下的范围内的、在组成中具有从由Sr以及Ca构成的组中选择的至少一种元素和Al,被Eu激活的氮化硅荧光体。
(B2)发光光谱中的半值宽度优选为80nm以上且100nm以下的范围内,更优选为85nm以上且95nm以下的范围内的、被Eu激活的碱土类金属氮化硅荧光体,以及
(B3)发光光谱中的半值宽度优选为10nm以下,通常为1nm以上的、被Mn激活的氟化物荧光体。
在第二荧光体72中,在650nm以上且680nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体72C优选为从由以下的(C1)以及(C2)的荧光体构成的组中选择的至少一种荧光体,也可以包含两种荧光体。
(C1)发光光谱中的半值宽度优选为45nm以下,更优选为40nm以下,通常为1nm以上的、被Mn激活的氟锗酸盐荧光体。
(C2)发光光谱中的半值宽度优选为40nm以上且70nm以下的范围内,更优选为45nm以上且65nm以下的范围内的、在组成中具有从由Ca、Sr、Ba以及Mg构成的组中选择的至少一种元素和从由Li、Na以及K构成的组中选择的至少一种元素和Al,且被Eu激活的碱性氮化物(alkali-nitride)荧光体。
第二荧光体72包含从第二荧光体72A’和第二荧光体72B以及第二荧光体72C中选择的至少一种,第二荧光体72A’优选为具有下述式(a1)所示的组成的碱土类金属铝酸盐荧光体,具有下述式(a2)所示的组成的硅酸盐荧光体,具有下述式(a3)所示的组成的硅酸盐荧光体,以及具有下述式(a4)所示的组成的稀土类铝酸盐荧光体构成的组中选择的至少一种,也可以是两种以上。
Sr4Al14O25:Eu (a1)
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (a2)
(Ca,Sr,Ba)25iO4:Eu (a3)
(Y,Gd,Tb,Lu)3(Al,Ga)5O12:Ce (a4)
第二荧光体72B优选为具有下述式(b1)所示的组成的氮化硅荧光体,具有下述式(b2)所示的组成的碱土类金属氮化硅荧光体,以及具有下述式(b3)所示的组成的由氟化物荧光体构成的组中选择的至少一种,也可以是两种以上。
(Ca,Sr)AlSiN3:Eu (b1)
(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu (b2)
K2(Si,Ge,Ti)F6:Mn (b3)
第二荧光体72C优选为从由具有下述式(c1)所示的组成的氟锗酸盐荧光体、以及具有下述式(c2)所示的组成的碱性氮化物荧光体构成的组中选择的至少一种,也可以是两种以上。
3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn (c1)
(Sr,Ca)(Li,Na,K)Al3N4:Eu (c2)
第二光源102所含的第二荧光体72的量根据组合使用的第一光源101的第一发光元件11的种类,第一荧光体71的种类、发光装置100、200的大小而不同。第二光源102所含的第二荧光体72的量只要是在从第二光源102发出的光的相关色温在1500K以上且8000K以下的范围内时,以JIS Z7825为基准测定的从黑体放射轨迹的颜色偏差duv在-0.02以上且0.02以下的范围内的量即可。
第一光源101所含的第一荧光体71、或者第二光源102所含的第二荧光体72分别包含于荧光构件51、52。荧光构件51、52优选分别包含第一荧光体71或者第二荧光体72和密封材料。覆盖构件50、荧光构件51、以及荧光构件52所含的密封材料能够使用选自热塑性树脂以及热固化性树脂中的树脂。从制造的容易性出发,作为密封材料使用的树脂例如可以举出硅酮树脂、环氧树脂。覆盖构件50、荧光构件51、以及荧光构件52除了第一荧光体或者第二荧光体以及密封材料以外,还可以包含填料、光稳定剂、着色剂等成分。作为填料,例如可举出二氧化硅、钛酸钡、氧化钛、氧化铝等。覆盖构件50、荧光构件51、以及荧光构件52中的第一荧光体、第二荧光体以及密封材料以外的成分的含量根据设为目的的发光装置的大小、设为目的的混色光的相关色温、混色光的颜色偏差duv、混色光的色调而不同,基于设为目的的相关色温、颜色偏差duv、色调,能够设定为优选范围。例如,覆盖构件50、荧光构件51、以及荧光构件52中的荧光体以及密封材料以外的成分的含量相对于密封材料100质量份能够为0.01质量份以上且20质量份以下的范围内。
发光装置100、200也可以具备多个第一光源101和多个第二光源102。发光装置100、200优选具备驱动装置,该驱动装置具备能够分别独立地控制第一光源101的光输出和第二光源102的光输出,使能够调色地控制为所希望的色温的控制部和能够设定为所希望的调色的设定部联动的驱动电路和从外部接受电力的供给的电源。作为具备这样的驱动装置的发光装置,能够利用已经公知的方法,例如日本特开2012-113959号公报所公开的方法。通过具备分别独立地控制来自第一光源101的光输出和来自第二光源102的光输出的驱动装置,发光装置100、200能够从低色温出射高色温的所希望的色温、所希望的色度的混色光。
[实施例]
以下,通过实施例具体地说明本发明。本发明并不限定于这些实施例。
实施例1
制造与图3所示的发光装置200相同的发光装置。
实施例1:第一发光元件11以及第二发光元件12
作为发光装置200的第一光源101中的第一发光元件11和第二光源102中的第二发光元件12,使用发光峰值波长为446nm的氮化物半导体。第一发光元件11以及第二发光元件12的发光峰值波长使用全方位积分球测定发光光谱,将表示发光光谱的最大的发光强度的波长设为发光峰值波长。
实施例1:用于荧光构件51、52的密封材料
作为第一光源101中的荧光部件51、以及第二光源102中的荧光部件52的密封材料,使用了硅酮树脂。
实施例1:第一荧光体71
第一光源101所含的第一荧光体71被从第一发光元件11发出的光激发而在495nm具有发光峰值波长,使用了Sr4Al14O25:具有由Eu所示的组成且半值宽度为68nm的、(A1)碱土类金属铝酸盐荧光体(以下,也称为“SAE荧光体”。)。第一光源101所含的第一荧光体71的量使用从第一光源101发出的光在CIE1931表色系的色度图中成为x=0.149、y=0.234的量。此外,第一光源101所含的第一荧光体71的量使用在发光装置200的发光光谱中,波长490nm处的发光强度IPMIPM/IPL相对于第一发光元件11的最大的发光峰值波长IPL的发光强度比在0.22以上且0.95以下的范围内的量。
实施例1:第二荧光体72
第二光源102所含的第二荧光体72如以下说明的那样,作为第二荧光体A’使用了两种荧光体,作为第二荧光体B使用了一种荧光体。作为第二荧光体A’,使用了被从第二发光元件12发出的光激发而在533nm具有发光峰值波长,Y3Al5O12:具有Ce所示的组成且半值宽度为108nm的(A4-1)稀土类铝酸盐荧光体(以下,也称为“YAG荧光体”。)、以及被从第二发光元件12发出的光激发而在538nm具有发光峰值波长,半值宽度为105nm的、(A4-2)Lu3Al5O12:具有Ce所示的组成的稀土类铝酸盐荧光体(以下,也称为“LAG荧光体”。)。作为第二荧光体B,使用了被从第二发光元件12发出的光激发而在630nm具有发光峰值波长,半值宽度为81nm的(Bl)(Sr,Ca)AlSiN3:具有Eu所示的组成的氮化硅荧光体(以下,也称为“SCASN荧光体”。)。第二荧光体72使用从第二光源102发出的光的相关色温为2700K附近、以JIS Z8725为基准测定的从黑体放射轨迹的颜色偏差duv为0附近、或者duv为-0.02以上且0.02以下的范围内,从第一光源101发出的光以及从第二光源102发出的光的混色光的平均显色指数Ra为75以上的量。
实施例1:第一光源101
将作为密封材料的硅酮树脂和第一荧光体71混合,使第一荧光体71分散在硅酮树脂中,得到荧光构件用的树脂组成物。将该树脂组成物填充到构成第一光源101的成型体41的凹部内,在150℃下加热3小时,使树脂组成物固化,形成荧光构件51,制造第一光源101。
对于第一光源,使用组合了多通道分光器和积分球的光测量系统,测定了发光色的色度坐标(色度x、y)。
实施例1:第二光源102
将作为密封材料的硅酮树脂和第二荧光体72混合,使第二荧光体72分散在硅酮树脂中,得到荧光构件用的树脂组成物。将该树脂组成物填充到构成第二光源102的成型体42的凹部内,在150℃下加热3小时,使树脂组成物固化,形成荧光构件52,制造第二光源102。
对于第二光源,使用组合了多通道分光器和积分球的光测量系统,以发光色的色度坐标(色度x、y)、以JIS Z8725为基准的相关色温度(Tcp;K)及从黑体放射轨迹的颜色偏差duv、以及JIS Z8726为基准,测定平均显色评价数Ra。
实施例1:发光装置200
使用所得到的第一光源101以及第二光源102制造发光装置200。发光装置200使用多个第一光源101以及多个第二光源102,以便通过来自第一光源101的光输出的控制和来自第二光源102的光输出的控制,得到3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的混色光。发光装置200控制第一光源101的光输出和第二光源102的光输出,能够与能够调色地控制为所希望的色温的控制部和能够设定为所希望的调色的设定部联动,通过控制来自第一光源101的光输出和来自第二光源102的光输出,能够出射所希望的色温以及色度的混色光。
评价
发光光谱(光谱分布)、发光强度比
对从各实施例以及各比较例的发光装置发出的混色光的发光光谱(光谱分布)使用分光荧光光度计(产品名:F-4500,日立高新技术株式会社制)进行测定。在发光装置的发光光谱中,求出了波长490nm处的发光强度IPM相对于第一发光元件11的最大的发光峰值波长中的发光强度IPL的发光强度比IPM/IPL。
发光强度IPM表示作为使用了ipRGC的黑色素响应的昼夜节律作用曲线的最大的发光峰值波长的490nm处的发光强度(黑视素发光强度)。发光强度IPL表示成为激发光源的最大的发光峰值波长的发光强度。发光强度比IPM/IPL表示黑视素发光强度IPM相对于激发光源的发光强度IPL的比。
发光效率(lm/W)、色度(x、y)、相关色温、平均显色指数Ra
对于各实施例以及比较例的发光装置,在组合了多通道分光器和积分球的光测量系统中,用从光源得到的总光通量(lm)除以所投入的电能,从而以发光效率(lm/W)、发光色的色度坐标(色度x、y)、JIS Z8725为基准来测定相关色温(Tcp;K),以JIS Z8726为基准来测定平均显色指数Ra、特殊显色评价数R9、R12。特殊显色评价数R9、R12分别是评价红色和蓝色的显色性指标。另外,为了使发光装置的计测所涉及的投入电流为发光装置的额定正向电流,为65mA,此时的正向电压为2.89V。
褪黑素比
为了评价从各实施例以及各比较例的发光装置出射的混色光对日周性律动造成的影响的刺激量的大小,根据所得到的发光光谱,通过下述式(2)求出褪黑素比。将从比较例1的发光装置出射的各相关色温中的光的褪黑素比设为100%,将各实施例以及比较例1以外的各比较例的褪黑素比的各相关色温中的褪黑素比表示为相对褪黑素比。
[数3]
(式(2)中),“Lamp×Circadian”是光源的分光分布所包含的昼夜节律响应,“Lamp×Visual”是光源的分光分布所包含的视觉灵敏度响应,“1.218”是常数(Lux factor)。
在式(2)中,术语“Lamp”表示光源的光谱分布。在式(2)中,术语“Cirgcadian”表示作为在哺乳类的视网膜中的光受体的ipRGC的灵敏度曲线(吸光度)。在式(2)中,术语“Visual”表示人的明视觉中的视觉灵敏度曲线。
黑视素发光效率
为了评价从各实施例以及各比较例的发光装置出射的混色光对一定的消耗电力影响到何种程度的日周性律动,求出通过褪黑素比和发光效率(lm/w)的积求出下述式(3)所示的黑视素发光效率。将从比较例1的发光装置出射的、各相关色温下的光的黑视素发光效率设为100%,将各实施例以及比较例1以外的各比较例的各相关色温中的黑视素发光效率表示为相对黑视素发光效率。
[数4]
黑视素发光效率=褪黑素比×发光效率(lm/W) (3)
表1表示实施例1所涉及的发光装置的第一光源以及第二光源的设定色温、发光元件、第一荧光体或者第二荧光体、CIE1931表色系的色度图的坐标x以及y、颜色偏差、平均显色指数。表2表示实施例1所涉及的发光装置的评价结果。
[表1]
[表2]
实施例1所涉及的发光装置在对从第一光源发出的光和从第二光源发出的光进行了调色的混色光的色温分别为3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近时,与比较例1所涉及的发光装置相比,随着色温变高,相对褪黑素比从9%提高到35%,相对黑视素发光效率也从5%提高到16%。根据该结果,在相关色温为3000K至6500K的从早晨到正午左右的接近太阳光的相关色温的情况下,能够控制为抑制褪黑素的分泌,能够控制为刺激日周性律动的、褪黑素比成为高值。此外,从实施例1所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL高至0.79,包含较多影响褪黑素比的波长480nm至490nm的昼夜节律成分。此外,实施例1所涉及的发光装置随着从2700K附近向6500K附近、从早晨向正午左右的色温进行调色,平均显色性Ra、特殊显色性R9、以及特殊显色性R12的值变高,具有人进行一般作业的视觉环境中的充分的显色性。特别是在3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近,从实施例1所涉及的发光装置出射的混色光的平均显色性Ra为85以上,得到例如学习、读书、办公作业等作为白天进行生产活动时的人的环境光特别适合的混色光。例如,在5000K附近、6500K附近,使用太阳光的发光光谱作为基准光源,实施例1所涉及的发光装置能够确认从发光装置得到近似太阳光的混色光,适合作为了考虑日周性律动的照明。
图4是表示实施例1所涉及的发光装置的相关色温为2700K附近、3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。在实施例1所涉及的发光装置的发光光谱中,从2700K附近向6500K附近以相关色温变高的方式进行了调色的混色光从波长480nm至490nm的昼夜节律成分增加。这样,实施例1所涉及的发光装置能够控制为对日周性律动赋予刺激,以便褪黑素比成为高值。
实施例2
作为用于第二光源102的第二荧光体72,除了使用在557nm具有发光峰值波长且半值宽度为111nm的、(A4)YAG荧光体和在620nm具有发光峰值波长且半值宽度为75nm的、(B1)SCASN荧光体以外,与实施例1同样地制造发光装置200。
表3表示实施例2所涉及的发光装置中使用的第一光源以及第二光源的设定色温、发光元件、第一荧光体或者第二荧光体、CIE1931表色系的色度图的坐标x以及y、颜色偏差、平均显色指数。表4表示实施例2所涉及的发光装置的评价结果。
[表3]
[表4]
实施例2所涉及的发光装置对从第一光源发出的光和从第二光源发出的光进行了调色的混色光的色温分别为4000K附近、5000K附近、6500K附近时,与比较例1所涉及的发光装置相比,随着色温变高,相对褪黑素比从15%提高到31%,相对黑视素发光效率也从14%提高到20%。根据该结果,在相关色温为4000K至6500K的从早晨到正午左右的接近太阳光的相关色温的情况下,能够控制为抑制褪黑素的分泌、刺激日周性律动、褪黑素比成为高值。从实施例2所涉及的发光装置得到的混色光在从3000K附近到2700K附近的傍晚到日落的光接近的相关色温时,得到褪黑素比的值低的发光光谱,以便促进促进睡眠的褪黑素的分泌,适合作为考虑了日周性律动的照明。此外,从实施例2所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL高0.79,包含校对影响褪黑素比的波长480nm至490nm的昼夜节律成分。此外,实施例2所涉及的发光装置随着从2700K附近到6500K附近和从早晨到正午左右的色温进行调色,平均显色性Ra、特殊显色性R9、以及特殊显色性R12的值变高,具有人进行一般作业的视觉环境中的充分的显色性。
图5是表示实施例2所涉及的发光装置的相关色温为2700K附近、3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。在实施例2所涉及的发光装置的发光光谱中,从2700K附近向6500K附近以相关色温变高的方式进行了调色的混色光,从波长480nm至490nm的昼夜节律成分增加。这样,实施例2所涉及的发光装置能够控制褪黑素比,以便对日周性律动赋予刺激。
比较例1
在不使用第一光源101的情况下,将相关色温设定为2700K附近的与实施例1相同的一个第二光源102(以下,也称为“2700K第二光源”。)、和将相关色温设定为6500K附近的另一个第二光源102(以下,也称为“6500K第二光源”。)这两个第二光源102来制造发光装置。
比较例1:6500K第二光源102
6500K第二光源102使用发光峰值波长为446nm的氮化物半导体作为第二发光元件12。作为荧光构件52的密封材料,使用硅酮树脂。6500K第二光源102所含的第二荧光体72作为第二荧光体A’,使用在533nm具有发光峰值波长且半值宽度为108nm的(A4-1)YAG荧光体和在538nm具有发光峰值波长且半值宽度为105nm的(A4-2)LAG荧光体这两种,作为第二荧光体B,使用在630nm具有发光峰值波长且半值宽度为63nm的(B1)SCASN荧光体。第二荧光体72使用从第二光源102发出的光的相关色温为6500K附近、以JIS Z8725为基准来测定的颜色偏差duv为0附近,从2700K第二光源102发出的光、和与从6500K第二光源102发出的光的混色光的平均显色指数Ra为85以上的量。
比较例1:发光装置
使用所得到的2700K第二光源102以及6500K第二光源102这两个第二光源来制造发光装置。发光装置使用多个2700K第二光源102以及多个6500K第二光源102,以便通过来自2700K第二光源102的光输出的控制、和来自6500K第二光源102的光输出的控制,得到3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的混色光。发光装置控制2700K第二光源102的光输出和6500K第二光源102的光输出,能够使能够调色地控制为所希望的色温的控制部和能够设定为所希望的调色的设定部联动,通过控制来自2700K第二光源102的光输出和来自6500K第二光源102的光输出,能够出射所希望的色温以及色度的混色光。发光装置能够从设定为相关色温为2700K附近的较低的色温的2700K第二光源102出射相关色温为2700K的低的色温的光,能够从6500K第二光源102出射相关色温为6500K附近的高的色温的光,通过控制2700K第二光源102的光输出以及6500K第二光源102的光输出,从而能够出射使从低的色温到高的色温的包含黑体放射轨迹上的黑体放射轨迹的颜色偏差duv为-0.02以上且0.02以下的范围内的混色光。
表5表示比较例1所涉及的发光装置中使用的2700K第二光源以及6500K第二光源的设定色温、发光元件、第一荧光体或者第二荧光体、CIE1931表色系的色度图的坐标x以及y、颜色偏差、平均显色指数。表6表示比较例1所涉及的发光装置的评价结果。
[表5]
[表6]
比较例1所涉及的发光装置得到对从2700K第二光源发出的光和从6500K第二光源发出的光进行了调色的混色光。比较例1所涉及的发光装置中的各相关色温中的褪黑素比以及黑视素发光效率成为实施例以及比较例1以外的比较例所涉及的发光装置的各相关色温中的褪黑素比以及黑视素发光效率的基准。从比较例1所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL低至0.19,影响黑视素的波长480nm至490nm的昼夜节律成分少。比较例1所涉及的发光装置即使从2700K附近到6500K附近和从早晨到正午左右的色温进行调色,平均显色指数Ra也不会大幅变化,在6500K附近,平均显色指数Ra变低。
图6是表示比较例1所涉及的发光装置的相关色温为2700K附近、3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。在比较例1所涉及的发光装置的发光光谱中,随着从2700K附近到6500K附近的相关色温变高,具有刺激日周性律动的波长480nm至490nm的昼夜节律成分的发光光谱稍微变高的倾向。但是,比较例1所涉及的发光装置与实施例1所涉及的发光装置相比,昼夜节律成分变少,不适合作为考虑了日周性律动的照明。
实施例3
作为第一光源101中使用的第一荧光体71,被从第一发光元件11发出的光激发而在510nm具有发光峰值波长且半值宽度为55nm的、(A2)Ca8Mg(SiO4)4Cl2:除了使用具有由Eu所示的组成的氯硅酸盐荧光体以外,与实施例1同样地制造发光装置200。
表7表示实施例3所涉及的发光装置中使用的第一光源以及第二光源的设定色温、发光元件、第一荧光体或者第二荧光体、CIE1931表色系的色度图的坐标x以及y、颜色偏差、平均显色指数。表8表示实施例3所涉及的发光装置的评价结果。
[表7]
[表8]
实施例3所涉及的发光装置在对从第一光源发出的光和从第二光源发出的光进行了调色的混色光的色温分别为4000K附近、5000K附近、6500K附近时,与比较例1所涉及的发光装置相比,随着色温变高,相对褪黑素比从10%提高到19%,相对黑视素发光效率也从2%提高到8%。根据该结果,在相关色温为4000K至6500K的从早晨到正午左右的接近太阳光的相关色温的情况下,能够抑制褪黑素的分泌,能够控制为刺激日周性律动的褪黑素比成为高的值。此外,从实施例3所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL比较高,高达0.31,包含较多影响褪黑素比的波长480nm至490nm的昼夜节律成分,适合作为考虑了日周性律动的照明。此外,实施例3所涉及的发光装置随着从4000K附近到6500K附近和从早晨到正午左右的色温进行调色,平均显色性Ra、特殊显色性R9、以及特殊显色性R12的值变高,特别是平均显色指数Ra为85以上。这样,实施例3所涉及的发光装置特别适合例如学习、读书、办公作业等作为白天进行生产活动时的人的环境光。
图7是表示实施例3所涉及的发光装置的相关色温为2700K附近、3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。在实施例3所涉及的发光装置的发光光谱中,从2700K附近向6500K附近相关色温变高地进行调色的混色光从波长480nm至490nm的昼夜节律成分增加。这样,实施例3所涉及的发光装置能够控制褪黑素比,以便对日周性律动赋予刺激。
比较例2
在不使用第一光源101的情况下,将相关色温设定为2700K附近的与实施例1相同的一个第二光源102(以下,也称为“2700K第二光源”。)、和将相关色温设定为6500K附近的另一个第二光源102(以下,也称为“6500K第二光源”。)这两个第二光源102来制造发光装置。
比较例2:6500K第二光源102
6500K第二光源102使用发光峰值波长为446nm的氮化物半导体作为第二发光元件12。作为荧光构件52的密封材料,使用硅酮树脂。6500K第二光源102所含的第二荧光体72作为第二荧光体A’使用在515nm具有发光峰值波长且半值宽度为58nm的、(A2)Ca8Mg(SiO4)4Cl2:具有Eu所示的组成的氯硅酸盐荧光体、和在533nm具有发光峰值波长且半值宽度为108nm的、(A4)YAG荧光体这两种,作为第二荧光体B使用在630nm具有发光峰值波长且半值宽度为81nm的(B1)SCASN荧光体。第二荧光体72使用从第二光源102发出的光的相关色温为6500K附近、以JIS Z8725为基准来测定的颜色偏差duv为0附近,从2700K第二光源102发出的光与从6500K第二光源102发出的光的混色光的平均显色指数Ra为95以上的量。
表9表示比较例2所涉及的发光装置中使用的2700K第二光源以及6500K第二光源的设定色温、发光元件、第一荧光体或者第二荧光体、CIE1931表色系的色度图的坐标x以及y、颜色偏差、平均显色指数。表10表示比较例2所涉及的发光装置的评价结果。
[表9]
[表10]
比较例2所涉及的发光装置得到对从2700K第二光源发出的光和从6500K第二光源发出的光进行了调色的混色光。从比较例2所涉及的发光装置得到的混色光的色温分别在4000K附近、5000K附近、6500K附近的相对褪黑素比高于从比较例1所涉及的发光装置出射的光。但是,2700K附近至3000K附近的相对褪黑素比的值变高,在成为接近从傍晚到日落的光的色温时,本来应该促进褪黑素的分泌,但出射褪黑素的分泌被抑制且睡眠被阻碍那样的光。即,比较例2所涉及的发光装置不适合作为考虑了日周性律动的照明。此外,从比较例2所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL为0.21,比从比较例1所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL高,但由于发光效率低,因此从比较例2所涉及的发光装置出射的被调色的混色光的相对黑视素发光效率与从比较例1所涉及的发光装置出射的混色光的相对黑视素发光效率为相同程度。此外,从比较例2所涉及的发光装置出射的混色光的平均显色指数Ra、特殊显色评价数R9、特殊显色评价数R12高于比较例1,维持所希望的发光效率。但是,如上所述,比较例2所涉及的发光装置的相关色温低的2700K附近至3000K附近的相对褪黑素比的值变高,无法实现褪黑素比的控制,而不成为考虑了日周性律动的照明。
图8是表示比较例2所涉及的发光装置的相关色温为2700K附近、3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。在比较例2所涉及的发光装置的发光光谱中,随着从2700K附近到6500K附近的相关色温变高,具有刺激日周性律动的波长480nm至490nm的昼夜节律成分的发光光谱稍微变高的倾向。但是,比较例2所涉及的发光装置与实施例3所涉及的发光装置相比,不适合作为昼夜节律成分少、考虑了日周性律动的照明。
实施例4
作为第一光源101中使用的第一荧光体71,除了使用被从第一发光元件11发出的光激发而在496nm具有发光峰值波长且半值宽度为96nm的、(A4)LAG荧光体以外,与实施例1同样地制造发光装置200。
表11表示实施例4所涉及的发光装置中使用的第一光源以及第二光源的设定色温、发光元件、第一荧光体或者第二荧光体、CIE1931表色系的色度图的坐标x以及y、颜色偏差、平均显色指数。表12表示实施例4所涉及的发光装置的评价结果。
[表11]
[表12]
实施例4所涉及的发光装置对从第一光源发出的光和从第二光源发出的光进行了调色的混色光的色温分别为3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近时,与比较例1所涉及的发光装置相比,随着色温变高,相对褪黑素比从4%提高到24%,相对黑视素发光效率也从1%提高到13%。根据该结果,在相关色温为3000K附近至6500K附近的从早晨到正午左右的接近太阳光的相关色温的情况下,能够控制为抑制褪黑素的分泌,能够控制为刺激日周性律动的、成为褪黑素比高值。此外,从实施例4所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL比较高,高达0.50,包含较多影响褪黑素比的波长480nm至490nm的昼夜节律成分。此外,实施例4所涉及的发光装置随着从3000K附近向6500K附近、从早晨向正午左右的色温进行调色,平均显色性Ra、特殊显色性R9、以及特殊显色性R12的值变高,具有人进行一般作业的视觉环境中的充分的显色性。特别是在3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近,从实施例4所涉及的发光装置出射的混色光的平均显色性Ra为75以上,得到例如学习、读书、办公作业等作为白天进行生产活动时的人的环境光特别适合的混色光。例如,在5000K附近、6500K附近,使用太阳光的发光光谱作为基准光源,实施例4所涉及的发光装置能够确认从发光装置得到近似太阳光的混色光,适合作为了考虑日周性律动的照明。
图9是表示实施例4所涉及的发光装置的相关色温为2700K附近、3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。在实施例4所涉及的发光装置的发光光谱中,从2700K附近向6500K附近相关色温变高地进行了调色的混色光从波长480nm至490nm的昼夜节律成分增加,能够控制褪黑素比,以便对日周性律动赋予刺激,实施例4所涉及的发光装置非常适合作为考虑了日周性律动的照明。
比较例3
不使用第一光源101,与实施例1同样地,将相关色温设定为2700K附近的一个第二光源102(以下,也称为“2700K第二光源”。)、和将相关色温设定为6500K附近的另一个第二光源102(以下,也称为“6500K第二光源”。)这两个第二光源102来制造发光装置。
比较例3:2700K第二光源102
2700K第二光源102使用发光峰值波长为446nm的氮化物半导体作为第二发光元件12。作为荧光构件52的密封材料,使用硅酮树脂。2700K第二光源102所含的第二荧光体72作为第二荧光体A’,使用在523nm具有发光峰值波长且半值宽度为63nm的(A2)Ca8Mg(SiO4)4Cl2:具有Eu所示的组成的氯硅酸盐荧光体、和在538nm具有发光峰值波长且半值宽度为105nm的(A4-2)LAG荧光体这两种,作为第二荧光体B,使用在640nm具有发光峰值波长且半值宽度为92nm的(B1)SCASN荧光体、和作为第二荧光体C,在660nm具有发光峰值波长且半值宽度为31nm的、(C1)3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:具有Mn所示的组成的氟锗酸盐荧光体(以下,也称为“MGF荧光体”。)这四种荧光体。
比较例3:6500K第二光源102
6500K第二光源102使用了发光峰值波长为446nm的氮化物半导体作为第二发光元件12。作为荧光构件52的密封材料,使用硅酮树脂。6500K第二光源102所含的第二荧光体72作为第二荧光体A’,使用在495nm具有发光峰值波长且半值宽度为68nm的、(A1)SAE荧光体、和在544nm具有发光峰值波长且半值宽度为106nm的(A4)LAG荧光体这两种,作为第二荧光体B,使用在640nm具有发光峰值波长且半值宽度为91nm的、(B1)SCASN荧光体,作为第二荧光体C,使用在660nm具有发光峰值波长且半值宽度为31nm的(C1)3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:具有Mn所示的组成的MGF荧光体。除了使用这些第二荧光体72以外,与比较例1同样地制造第二光源102。第二荧光体72使用从第二光源102发出的光的相关色温为6500K附近、以JISZ8725为基准来测定的颜色偏差duv为0附近,从2700K第二光源102发出的光与从6500K第二光源102发出的光的混色光的平均显色指数Ra为95以上的量。
表13表示比较例3所涉及的发光装置中使用的2700K第二光源以及6500K第二光源的设定色温、发光元件、第一荧光体或者第二荧光体、CIE1931表色系的色度图的坐标x以及y、颜色偏差、平均显色指数。表14表示比较例3所涉及的发光装置的评价结果。
[表13]
[表14]
比较例3所涉及的发光装置得到对从2700K第二光源发出的光和从6500K第二光源发出的光进行了调色的混色光。从比较例3所涉及的发光装置得到的混色光的色温在4000K附近、5000K附近、6500K附近的相对褪黑素比高于从比较例1所涉及的发光装置出射的光。但是,2700K附近至3000K附近的相对褪黑素比的值变高,在成为接近从傍晚到日落的光的色温时,本来应该促进褪黑素的分泌,但出射褪黑素的分泌被抑制且睡眠被阻碍那样的光。即,比较例3所涉及的发光装置不适合作为考虑了日周性律动的照明。此外,从比较例3所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL为0.33,比从比较例1所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL高,但由于发光效率低,因此从比较例3所涉及的发光装置出射的被调色的混色光的相对黑视素发光效率比从比较例1所涉及的发光装置出射的混色光的相对黑视素发光效率低。此外,从比较例3所涉及的发光装置出射的混色光的平均显色指数Ra、特殊显色评价数R9、特殊显色评价数R12比较高,维持所希望的发光效率。但是,如上所述,比较例3所涉及的发光装置的相关色温低的2700K附近至3000K附近的相对褪黑素比的值变高。这样,比较例3所涉及的发光装置无法实现褪黑素比的控制,而未成为考虑了日周性律动的照明。
图10是表示比较例3所涉及的发光装置的相关色温为2700K附近、3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。在比较例3所涉及的发光装置的发光光谱中,随着从2700K附近到6500K附近的相关色温变高,具有刺激日周性律动的波长480nm至490nm的昼夜节律成分的发光光谱稍微变高的倾向。但是,比较例3所涉及的发光装置与实施例3所涉及的发光装置相比,不适合作为昼夜节律成分少、考虑了日周性律动的照明。
实施例5
作为第一光源101中使用的第一荧光体71,除了使用被从第一发光元件11发出的光激发而在517nm具有发光峰值波长且半值宽度为97nm的、(A4)LAG荧光体以外,与实施例1同样地制造发光装置200。
表15表示实施例5所涉及的发光装置中使用的第一光源以及第二光源的设定色温、发光元件、第一荧光体或者第二荧光体、CIE1931表色系的色度图上的x以及y、颜色偏差、平均显色指数。表16表示实施例5所涉及的发光装置的评价结果。
[表15]
[表16]
实施例5所涉及的发光装置对从第一光源发出的光和从第二光源发出的光进行了调色的混色光的色温分别为4000K附近、5000K附近、6500K附近时,与比较例1所涉及的发光装置相比,随着色温变高,相对褪黑素比从5%提高到18%,相对黑视素发光效率也从3%提高到11%。根据该结果,在相关色温为4000K至6500K的从早晨到正午左右的接近太阳光的相关色温的情况下,能够控制为抑制褪黑素的分泌,能够控制为刺激日周性律动的、褪黑素比成为高值。此外,从实施例5所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL比较高至0.41,有效地包含影响褪黑素比的波长480nm至490nm的昼夜节律成分。此外,实施例5所涉及的发光装置随着从3000K附近向6500K附近、即、从早晨向正午左右的色温进行调色,平均显色性Ra、特殊显色性R9、以及特殊显色性R12的值变高,特别是平均显色指数Ra为70以上,具有人进行一般作业的视觉环境中的充分的显色性。
图11是表示实施例5所涉及的发光装置的相关色温为2700K附近、3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。在实施例5所涉及的发光装置的发光光谱中,从2700K附近向6500K附近相关色温变高地进行了调色的混色光从波长480nm至490nm的昼夜节律成分增加,能够控制褪黑素比,以便对日周性律动赋予刺激。实施例5所涉及的发光装置能够确认从发光装置得到了近似太阳光的混色光,适合作为了考虑日周性律动的照明。
实施例6
作为第一光源101中使用的第一荧光体71,除了使用被从第一发光元件11发出的光激发而在517nm具有发光峰值波长且半值宽度为104nm的(A4)YAG荧光体以外,与实施例1同样地制造发光装置200。
表17表示实施例6所涉及的发光装置中使用的第一光源以及第二光源的设定色温、发光元件、第一荧光体或者第二荧光体、CIE1931表色系的色度图上的x以及y、颜色偏差、平均显色指数。表18表示实施例6所涉及的发光装置的评价结果。
[表17]
[表18]
实施例6所涉及的发光装置对从第一光源发出的光和从第二光源发出的光进行了调色的混色光的色温分别为4000K附近、5000K附近、6500K附近时,与比较例1所涉及的发光装置相比,随着色温变高,相对褪黑素比从6%提高到12%,相对黑视素发光效率也从2%提高到9%。根据该结果,在相关色温为4000K附近至6500K附近的从早晨到正午左右的接近太阳光的相关色温的情况下,能够控制为抑制褪黑素的分泌,能够控制为刺激日周性律动的、褪黑素比成为高值。此外,从实施例6所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL比较高至0.29,包含较多影响褪黑素比的波长480nm至490nm的昼夜节律成分。此外,实施例6所涉及的发光装置随着从4000K附近向6500K附近、从早晨向正午左右的色温进行调色,平均显色性Ra、特殊显色性R9、以及特殊显色性R12的值变高,特别是平均显色指数Ra为85以上。这表示实施例6所涉及的发光装置例如学习、读书、办公作业等作为白天进行生产活动时的人的环境光特别适合。
图12是表示实施例6所涉及的发光装置的相关色温为2700K附近、3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的发光光谱、仅第一光源的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。在实施例6所涉及的发光装置的发光光谱中,从2700K附近向6500K附近相关色温变高地进行了调色的混色光从波长480nm至490nm的昼夜节律成分增加,能够控制褪黑素比,以便对日周性律动赋予刺激。能够确认从实施例6所涉及的发光装置得到了近似太阳光的混色光,实施例6所涉及的发光装置适合作为了考虑日周性律动的照明。
比较例4
使用与将后述的第一光源101和相关色温设定为2700K附近的实施例1同样的第二光源102(以下,也称为“2700K第二光源”。)来制造发光装置。作为在第一光源101中使用的第一荧光体71,被从第一发光元件11发出的光激发而在527nm具有发光峰值波长且半值宽度为64nm的、(A2)Ca8Mg(SiO4)4Cl2:使用具有Eu所示的组成的氯硅酸盐荧光体。第一光源101所含的第一荧光体71在CIE1931表色系的色度图中,使用x=0.199,y=0.265的量。此外,第一光源101所含的第一荧光体71的量使用在发光装置200的发光光谱中、由从第一光源101发出的光引起的、波长490nm处的发光强度IPM相对于第一发光元件11的最大的发光峰值波长IPL的发光强度比IPM/IPL为0.14的量。除了使用该第一光源101以外,与实施例1同样地制造发光装置200。由于第一光源101所包含的第一荧光体71的发光峰值波长为527nm,故比较例4的发光装置的发光强度(黑视素发光强度)IPM较小。因此,比较例4的发光装置的发光强度比IPM/IPL小于0.22。
表19表示比较例4所涉及的发光装置200中使用的第一光源101以及第二光源102的设定色温、发光元件、第一荧光体或者第二荧光体、CIE1931表色系的色度图的坐标x以及y、颜色偏差、平均显色指数。表20表示比较例4所涉及的发光装置的评价结果。
[表19]
[表20]
比较例4所涉及的发光装置得到对从第一光源发出的光和从2700K第二光源发出的光进行了调色的混色光。从比较例4所涉及的发光装置得到的混色光在4000K附近、5000K附近、6500K附近的相对褪黑素比虽然比从比较例1所涉及的发光装置出射的光略高1%至5%,但相对黑视素发光效率比来自比较例1所涉及的发光装置的出射光低3%至5%。从比较例4所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL为0.14,从比较例1所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL低,发光效率也低,因此相对黑视素发光效率变低,相对于一定的消耗电力,对日周性律动造成影响的效果较少,不适合作为考虑了日周性律动的照明。此外,从比较例4所涉及的发光装置出射的混色光的平均显色指数Ra、特殊显色评价数R9、特殊显色评价数R12为与比较例1相同的程度。这表示比较例4所涉及的发光装置维持了所希望的发光效率,另一方面,如前所述,未成为考虑了日周性律动的照明。
图13是表示比较例4所涉及的发光装置的相关色温为2700K附近、3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。在比较例4所涉及的发光装置的发光光谱中,即使从2700K附近向6500K附近相关色温变高,刺激日周性律动的波长480nm至490nm的昼夜节律成分的发光光谱几乎没有变化,昼夜节律成分少,不适合作为考虑了日周性律动的照明。
比较例5
使用与将后述的第一光源101和相关色温设定为2700K附近的实施例1同样的第二光源102(以下,也称为“2700K第二光源”。)来制造发光装置。作为在第一光源101中使用的第一荧光体71,被第一发光元件11发出的光激发而在540nm具有发光峰值波长且半值宽度为55nm的、Si6-zAlzOzN8-z:使用具有Eu(0<z≤4.2)所示的组成的β赛隆荧光体。第一光源101所含的第一荧光体71在CIE1931表色系的色度图中,使用x=0.234、y=0.293的量。此外,第一光源101所含的第一荧光体71的量使用在发光装置200的发光光谱中,由从第一光源101发出的光引起的、波长490nm处的发光强度IPM相对于第一发光元件11的最大的发光峰值波长IPL的发光强度比IPM/IPL为0.02的量。除了使用该第一光源101以外,与实施例1同样地制造发光装置200。由于第一光源101所包含的第一荧光体71的发光峰值波长为540nm,故比较例5的发光装置的发光强度(黑视素发光强度)IPM较小。因此,比较例5的发光装置的发光强度比IPM/IPL,小于0.22。
表21表示比较例5所涉及的发光装置中使用的第一光源以及第二光源的设定色温、发光元件、第一荧光体或者第二荧光体、CIE1931表色系的色度图上的x以及y、颜色偏差、平均显色指数。表22表示比较例5所涉及的发光装置的评价结果。
[表21]
[表22]
比较例5所涉及的发光装置是得到对从第一光源发出的光和从2700K第二光源发出的光进行了调色的混色光的发光装置。从比较例5所涉及的发光装置得到的混色光在3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的相对褪黑素比比从比较例1所涉及的发光装置出射的光低,相对黑视素发光效率也比来自比较例1所涉及的发光装置的出射光低。从比较例5所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL为0.02,比从比较例1所涉及的发光装置出射的混色光的发光强度比IPM/IPL低很多,发光效率也低,因此,相对褪黑素比的相对黑视素发光效率也低,几乎没有对日周性律动赋予影响的效果,不适合作为考虑了日周性律动的照明。此外,从比较例5所涉及的发光装置出射的混色光的平均显色指数Ra、特殊显色评价数R9、特殊显色评价数R12也比从比较例1所涉及的发光装置出射的混色光低,比较例5所涉及的发光装置无法维持所希望的发光效率。
图14是表示比较例5所涉及的发光装置的相关色温为2700K附近、3000K附近、4000K附近、5000K附近、6500K附近的发光光谱、昼夜节律作用曲线以及视觉灵敏度曲线的图。在比较例5所涉及的发光装置的发光光谱中,即使从2700K附近向6500K附近相关色温变高,刺激日周性律动的波长480nm至490nm的昼夜节律成分的发光光谱也几乎没有变化。这样,比较例5所涉及的发光装置的昼夜节律成分非常少,不适合作为考虑了日周性律动的照明。
-工业可用性-
本发明的一个方式的发光装置能够兼顾与日周性律动对应的褪黑素比的控制和发光效率的维持。即,本发明的一个方式的发光装置能够进行适合于HCL的思想的照明,因此能够作为根据WELL认证的要求而考虑了日周性律动的照明用的发光装置来利用。
Claims (8)
1.一种发光装置,其中,具备:
第一光源,具备在410nm以上且490nm以下的范围内具有发光峰值波长的第一发光元件;以及
第二光源,具备在410nm以上且460nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二发光元件、和被所述第二发光元件激发而进行发光的第二荧光体,
所述第一光源在CIE1931表色系的色度图中发出:被连结色度坐标中的x为0.280以及y为0.070的第一点和色度坐标中的x为0.280以及y为0.500的第二点的第一直线、连结所述第二点和色度坐标中的x为0.013以及y为0.500的第三点的第二直线、从所述第一点向色度坐标中的x值较小的一方延伸的纯紫轨迹、以及从所述第三点向色度坐标中的y值较小的一方延伸的光谱轨迹划分的区域内的光,
在发光装置的发光光谱中,波长490nm处的发光装置的发光强度IPM相对于所述第一发光元件的最大的发光峰值波长中的发光强度IPL的发光强度比IPM/IPL为0.22以上且0.95以下的范围内,
所述第二光源在CIE1931表色系的色度图中,在相关色温为1500K以上且8000K以下的范围内时,发出以JIS Z8725为基准来测定的从黑体放射轨迹的颜色偏差duv为-0.02以上且0.02以下的范围内的光,
相关色温在1500K以上且5000K以下的范围内,出射从所述第一光源发出的光与从所述第二光源发出的光的混色光。
2.根据权利要求1所述的发光装置,其中,
所述混色光的平均显色性评价数为70以上。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置,其中,
所述第一光源具备被所述第一发光元件激发而进行发光的第一荧光体。
4.根据权利要求3所述的发光装置,其中,
所述第一荧光体在440nm以上且526nm以下的范围内具有发光峰值波长,包括从以下荧光体构成的组中选择的至少一种荧光体A:
(A1)发光光谱中的半值宽度为58nm以上且78nm以下的范围内,被Eu激活的碱土类金属铝酸盐荧光体;
(A2)发光光谱中的半值宽度为50nm以上且75nm以下的范围内,在组成中具有从由Ca、Sr以及Ba构成的组中选择的至少一种元素、Mg、和从由F、Cl以及Br构成的组中选择的至少一种元素,被Eu激活的硅酸盐荧光体;
(A3)发光光谱中的半值宽度为50nm以上且75nm以下的范围内,在组成中具有从由Ba、Sr以及Ca构成的组中选择的至少一种元素,被Eu激活的硅酸盐荧光体;以及
(A4)发光光谱中的半值宽度为90nm以上且115nm以下的范围内,在组成中具有从由Y、Gd、Tb及Lu构成的组中选择的至少一种稀土类元素和Al,根据需要在组成中还具有Ga,且被Ce激活的稀土类铝酸盐荧光体。
5.根据权利要求1或2所述的发光装置,其中,
所述第二荧光体包含从在601nm以上且小于650nm的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体B以及在650nm以上且670nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体C中选择的至少一种、和在440nm以上且600nm以下的范围内具有发光峰值波长的第二荧光体A’,
所述第二荧光体A’为从以下荧光体构成的组中选择的至少一种:
(A1)发光光谱中的半值宽度为58nm以上且78nm以下的范围内,被Eu激活的碱土类金属铝酸盐荧光体;
(A2)发光光谱中的半值宽度为50nm以上且75nm以下的范围内,在组成中具有从由Ca、Sr以及Ba构成的组中选择的至少一种元素、Mg、和从由F、Cl以及Br构成的组中选择的至少一种元素,被Eu激活的硅酸盐荧光体;
(A3)发光光谱中的半值宽度为50nm以上且75nm以下的范围内,在组成中具有从由Ba、Sr以及Ca构成的组中选择的至少一种元素,被Eu激活的硅酸盐荧光体;以及
(A4)发光光谱中的半值宽度为90nm以上且115nm以下的范围内,在组成中具有从由Y、Gd、Tb及Lu构成的组中选择的至少一种稀土类元素和Al,根据需要在组成中还具有Ga,且被Ce激活的稀土类铝酸盐荧光体,
所述第二荧光体B为从以下荧光体构成的组中选择的至少一种:
(B1)发光光谱中的半值宽度为65nm以上100nm以下的范围内,在组成中具有从由Sr以及Ca构成的组中选择的至少一种元素和Al,且被Eu激活的氮化硅荧光体;
(B2)发光光谱中的半值宽度为80nm以上100nm以下的范围内,被Eu激活的碱土类金属氮化硅荧光体;以及
(B3)发光光谱中的半值宽度为10nm以下,被Mn激活的氟化物荧光体,
所述第二荧光体C为从以下荧光体构成的组中选择的至少一种:
(C1)发光光谱中的半值宽度为45nm以下,被Mn激活的氟锗酸盐荧光体;以及
(C2)发光光谱中的半值宽度为40nm以上70nm以下的范围内,在组成中具有从由Ca、Sr、Ba以及Mg构成的组中选择的至少一种元素、和从由Li、Na以及K构成的组中选择的至少一种元素以及Al,且被Eu激活的碱性氮化物荧光体。
6.根据权利要求3所述的发光装置,其中,
所述第一荧光体是从由具有下述式(a1)所示的组成的碱土类金属铝酸盐荧光体、具有下述式(a2)所示的组成的硅酸盐荧光体、具有下述式(a3)所示的组成的硅酸盐荧光体、以及具有下述式(a4)所示的组成的稀土类铝酸盐荧光体构成的组中选择的至少一种:
Sr4Al14O25:Eu (a1)
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (a2)
(C,Sr,Ba)2SiO4:Eu (a3)
(Y,Gd,Tb,Lu)3(Al,Ga)5O12:Ce (a4)。
7.根据权利要求1或2所述的发光装置,其中,
所述第二荧光体包含第二荧光体A’、和从第二荧光体B以及第二荧光体C中选择的至少一种,
所述第二荧光体A’是从由具有下述式(a1)所示的组成的碱土类金属铝酸盐荧光体、具有下述式(a2)所示的组成的硅酸盐荧光体、具有下述式(a3)所示的组成的硅酸盐荧光体、以及具有下述式(a4)所示的组成的稀土类铝酸盐荧光体构成的组中选择的至少一种,
所述第二荧光体B是从由具有下述式(b1)所示的组成的氮化硅荧光体、具有下述式(b2)所示的组成的碱土类氮化硅荧光体、以及具有下述式(b3)所示的组成的氟化物荧光体构成的组中选择的至少一种,
所述第二荧光体C是从由具有下述式(c1)所示的组成的氟锗酸盐荧光体、以及具有下述式(c2)所示的组成的碱性氮化物荧光体构成的组中选择的至少一种,
Sr4Al14O25:Eu (a1)
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (a2)
(Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu (a3)
(Y,Gd,Tb,Lu)3(Al,Ga)5O12:Ce (a4)
(Ca,Sr)AlSiN3:Eu (b1)
(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu (b2)
K2(Si,Ge,Ti)F6:Mn (b3)
3.5MgO·0.5MgF2·GeO2:Mn (c1)
(Sr,Ca)(Li,Na,K)Al3N4:Eu (c2)。
8.根据权利要求1或2所述的发光装置,其中,
具备独立控制所述第一光源、所述第二光源的驱动装置。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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