JP2023032473A - Light-emitting device and lighting fixture with them - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、発光装置及びそれを備えた灯具に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a light emitting device and a lamp having the same.
発光ダイオード(以下、「LED」とも記載する。)と呼ばれる発光素子を用いる発光装置として、例えば、青色に発光するLEDと黄色発光の蛍光体とを組み合わせた発光装置が挙げられる。これは、青色LEDの青色光と、その光によって励起された蛍光体の黄色発光とが混色することにより白色光を放出する発光装置である。 A light-emitting device using a light-emitting element called a light-emitting diode (hereinafter also referred to as “LED”) includes, for example, a light-emitting device that combines an LED that emits blue light and a phosphor that emits yellow light. This is a light-emitting device that emits white light by mixing blue light from a blue LED and yellow light emitted from a phosphor excited by the light.
青色光を発する発光素子と黄色に発光する蛍光体とを組み合わせた発光装置は、可視光領域における放射強度が強いので、発光効率が高い。さらに、照射物の色の見え方(演色性)の指数である平均演色評価指数が高い発光装置が求められる場合がある。 A light-emitting device that combines a light-emitting element that emits blue light and a phosphor that emits yellow light has a high radiant intensity in the visible light region, and thus has high luminous efficiency. Furthermore, there are cases where a light-emitting device with a high general color rendering index, which is an index of how colors appear (color rendering properties) of an illuminated object, is required.
光源の演色性の評価手順はJIS Z8726によって、所定の反射率特性を有する試験色(R1からR15)を、試験光源と基準光源とでそれぞれ測色した場合の色差ΔEi(iは1から15の整数)がどうなるかを数値計算して算出すると定められている。ここで演色評価数Ri(iは1から15の整数)の上限は100である。つまり、試験光源とそれに対応する色温度の基準光源の色差が小さいほど、演色性が高くなる。 In accordance with JIS Z8726, the color rendering property evaluation procedure of a light source is the color difference ΔEi (i is from 1 to 15) when test colors (R1 to R15) having predetermined reflectance characteristics are measured with a test light source and a reference light source. Integer) is calculated by numerical calculation. Here, the upper limit of the color rendering index Ri (i is an integer from 1 to 15) is 100. That is, the smaller the color difference between the test light source and the corresponding color temperature reference light source, the higher the color rendering.
上記に関連して、青色に発光するLEDと、黄色から緑色に発光する2種類の蛍光体とを用いて、色再現性のよい発光装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In relation to the above, a light emitting device with good color reproducibility has been proposed using an LED that emits blue light and two types of phosphors that emit yellow to green light (see, for example, Patent Document 1).
色再現性がよい発光装置を用いて視対象を照明しても、視対象を例えばテレビカメラなどのカメラで撮影して放送し、その放送を受信する画面に映し出した場合に、その画面を通して見る視対象の色再現性が維持されていない場合がある。 Even if a visual target is illuminated using a light-emitting device with good color reproducibility, when the visual target is photographed by a camera such as a television camera, broadcasted, and displayed on a screen that receives the broadcast, the viewer can see through the screen. Color reproducibility of visual objects may not be maintained.
本開示の一態様は、視対象の色再現性を向上できる発光装置及びそれを備えた灯具を提供することである。 One aspect of the present disclosure is to provide a light-emitting device capable of improving color reproducibility of a visual target and a lamp including the same.
本開示は、以下の態様を包含する。
第一の態様は、430nm以上470nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、蛍光部材と、を備えた発光装置であり、前記蛍光部材が、下記式(I)で表される組成を有する第1希土類アルミン酸塩蛍光体及び下記式(II)で表される組成式に含まれる組成を有する第2希土類アルミン酸塩蛍光体からなる群から選択された少なくとも1種の希土類アルミン酸塩蛍光体と、下記式(III)で表される組成式に含まれる組成を有する第1フッ化物蛍光体及び下記式(IV)で表される組成式に含まれる組成を有する第2フッ化物蛍光体からなる群から選択された少なくとも1種のフッ化物蛍光体と、下記式(V)で表される組成式に含まれる組成を有する窒化物蛍光体から選択された少なくとも2種の窒化物蛍光体と、を含み、欧州放送連合(European Broadcasting Union:EBU)によって推奨される照明一貫性指数TLCI(Television Lighting Consistency Index)-2012により算出されるTLCIの値Qaが90以上であり、値Q10が90以上の光を発する、発光装置である。
Lu3Al5O12:Ce (I)
Y3(Al1-aGaa)5O12:Ce (II)
(式(II)中、aは、0≦a≦0.5を満たす。)
Ac[M2
1-bMn4+
bFd] (III)
(式(III)中、Aは、K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+及びNH4
+からなる群から選択される少なくとも1種を含み、M2は、第4族元素及び第14族元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、bは、0<b<0.2を満たし、cは、[M2
1-bMn4+
bFd]イオンの電荷の絶対値であり、dは、5<d<7を満たす。)
A’c'[M2’1-b'Mn4+
b'Fd'] (IV)
(式(IV)中、A’は、K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+及びNH4
+からなる群から選択される少なくとも1種を含み、M2’は、第4族元素、第13族元素及び第14族元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、b’は、0<b’<0.2を満たし、c’は、[M2'
1-b'Mn4+
b'Fd']イオンの電荷の絶対値であり、d’は、5<d’<7を満たす。)
SrqCasAltSiuNv:Eu (V)
(式(V)中、q、s、t、u及びvは、それぞれ0≦q<1、0<s≦1、q+s≦1、0.9≦t≦1.1、0.9≦u≦1.1、2.5≦v≦3.5を満たす。)
The present disclosure includes the following aspects.
A first aspect is a light-emitting device comprising a light-emitting element having an emission peak wavelength in the range of 430 nm or more and 470 nm or less, and a fluorescent member, wherein the fluorescent member has a composition represented by the following formula (I): and at least one rare earth aluminate phosphor selected from the group consisting of a first rare earth aluminate phosphor having a composition represented by the following formula (II): A salt phosphor, a first fluoride phosphor having a composition included in a composition formula represented by the following formula (III), and a second fluoride having a composition included in a composition formula represented by the following formula (IV) At least one fluoride phosphor selected from the group consisting of phosphors and at least two nitrides selected from nitride phosphors having a composition included in the composition formula represented by the following formula (V) A phosphor and a TLCI value Qa calculated by the Television Lighting Consistency Index (TLCI)-2012 recommended by the European Broadcasting Union (EBU) is 90 or more, and the value Q10 This is a light-emitting device that emits light with a λ of 90 or more.
Lu3Al5O12 : Ce( I )
Y3 ( Al1 -aGaa ) 5O12 :Ce (II)
(In formula (II), a satisfies 0≤a≤0.5.)
Ac [ M21 - bMn4 + bFd ] (III)
(In formula (III), A contains at least one selected from the group consisting of K + , Li + , Na + , Rb + , Cs + and NH 4 + ; M 2 is a Group 4 element and containing at least one element selected from the group consisting of Group 14 elements, b satisfies 0<b<0.2, and c is the [M 21 -b Mn 4+ b F d ] ion is the absolute value of electric charge, and d satisfies 5<d<7.)
A'c ' [ M2'1 -b'Mn4 + b'Fd ' ] (IV)
(In formula (IV), A' includes at least one selected from the group consisting of K + , Li + , Na + , Rb + , Cs + and NH 4 + , and M 2 ' is Group 4 At least one element selected from the group consisting of elements, group 13 elements and group 14 elements, b' satisfies 0<b'<0.2, and c' is [M 2' 1 -b' Mn 4+ b' F d' ] is the absolute value of the charge of the ion, and d' satisfies 5<d'<7.)
SrqCasAltSiuNv : Eu ( V )
(In formula (V), q, s, t, u and v are 0 ≤ q < 1, 0 < s ≤ 1, q + s ≤ 1, 0.9 ≤ t ≤ 1.1, 0.9 ≤ u ≤ 1.1, 2.5 ≤ v ≤ 3.5 are satisfied.)
第二の態様は、前記発光装置を備えた灯具である。 A second aspect is a lamp including the light emitting device.
本開示に係る一態様によれば、視対象の色再現性を向上できる発光装置及びそれを備えた灯具を提供することができる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to provide a light-emitting device capable of improving color reproducibility of a visual target and a lamp including the same.
以下、本開示に係る発光装置及びそれを備えた灯具を、実施の形態に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を以下のものに特定するものではない。なお、本明細書において色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係は、JIS Z8110に従う。組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。蛍光体の平均粒径は、フィッシャー・サブ・シーブ・サイザーズ・ナンバー(Fisher Sub Sieve Sizer's No.)と呼ばれる数値であり、空気透過法を用いて測定される。 Hereinafter, a light-emitting device according to the present disclosure and a lamp including the same will be described based on embodiments. However, the embodiments shown below are for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following. In this specification, the relationship between color names and chromaticity coordinates, and the relationship between wavelength ranges of light and color names of monochromatic light conform to JIS Z8110. The content of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition unless otherwise specified when there are multiple substances corresponding to each component in the composition. The average particle size of the phosphor is a numerical value called Fisher Sub Sieve Sizer's No., which is measured using an air permeation method.
発光装置
発光装置は、430nm以上470nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、蛍光部材と、を備える。蛍光部材は、下記式(I)で表される組成式に含まれる組成を有する第1希土類アルミン酸塩蛍光体及び下記式(II)で表される組成式に含まれる組成を有する第2希土類アルミン酸塩蛍光体からなる群から選択された少なくとも1種の希土類アルミン酸塩蛍光体と、下記式(III)で表される組成式に含まれる組成を有する第1フッ化物蛍光体及び下記式(IV)で表される組成式に含まれる組成を有する第2フッ化物蛍光体からなる群から選択された少なくとも1種を含むフッ化物蛍光体と、下記式(V)で表される組成式に含まれる組成を有する窒化物蛍光体から選択された少なくとも2種の窒化物蛍光体と、を含む。また、発光装置は、欧州放送連合(European Broadcasting Union、以下「EBU」と表記する。)によって推奨される照明一貫性指数(Television Lighting Consistency Index、以下、「TLCI」と表記する。)-2012により算出されるTLCIの値Qaが90以上であり、値Q10が90以上の光を発する。
Light-Emitting Device A light-emitting device includes a light-emitting element having an emission peak wavelength in the range of 430 nm or more and 470 nm or less, and a fluorescent member. The fluorescent member includes a first rare earth aluminate phosphor having a composition included in the composition formula represented by the following formula (I) and a second rare earth phosphor having a composition included in the composition formula represented by the following formula (II) At least one rare earth aluminate phosphor selected from the group consisting of aluminate phosphors, a first fluoride phosphor having a composition included in the composition formula represented by the following formula (III), and the following formula A fluoride phosphor containing at least one selected from the group consisting of a second fluoride phosphor having a composition included in the composition formula represented by (IV), and a composition formula represented by the following formula (V) and at least two nitride phosphors selected from nitride phosphors having a composition contained in. In addition, the light emitting device is recommended by the European Broadcasting Union (hereinafter referred to as "EBU") according to the Television Lighting Consistency Index (hereinafter referred to as "TLCI")-2012. Light having a calculated TLCI value Qa of 90 or more and a value Q10 of 90 or more is emitted.
Lu3Al5O12:Ce (I)
Y3(Al1-aGaa)5O12:Ce (II)
Ac[M2
1-bMn4+
bFd] (III)
A’c'[M2’1-b'Mn4+
b'Fd'] (IV)
SrqCasAltSiuNv:Eu (V)
Lu3Al5O12 : Ce( I )
Y3 ( Al1 -aGaa ) 5O12 :Ce (II)
Ac [ M21 - bMn4 + bFd ] (III)
A'c ' [ M2'1 -b'Mn4 + b'Fd ' ] (IV)
SrqCasAltSiuNv : Eu ( V )
式(II)中、aは、0≦a≦0.5を満たす。
式(III)中、Aは、K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+及びNH4
+からなる群から選択される少なくとも1種を含み、M2は、第4族元素及び第14族元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、Aは、K+が好ましく、M2は、Siが好ましい。bは、0<b<0.2を満たし、cは、[M2
1-bMn4+
bFd]イオンの電荷の絶対値であり、dは、5<d<7を満たす。なお、式(III)で表される組成式に含まれる組成として、例えば、K2SiF6:Mn(以下、「KSF」とも表記する。)と表記することもある。
式(IV)中、A’は、K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+及びNH4
+からなる群から選択される少なくとも1種を含み、M2’は、第4族元素、第13族元素及び第14族元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、Aは、K+が好ましく、M2は、Si及びAlが好ましい。b’は、0<b’<0.2を満たし、c’は、[M2'
1-b'Mn4+
b'Fd']イオンの電荷の絶対値であり、d’は、5<d’<7を満たす。なお、式(IV)で表される組成式に含まれ、SiおよびAlを含む組成として、例えば、「KSAF」とも表記する組成が挙げられる。
式(V)中、q、s、t、u及びvは、それぞれ0≦q<1、0<s≦1、q+s≦1、0.9≦t≦1.1、0.9≦u≦1.1、2.5≦v≦3.5を満たす。なお、式(V)で表される組成式に含まれる組成として、例えば、(Sr,Ca)AlSiN3:E
u(以下、「SCASN」とも表記する。)、CaAlSiN3:Eu(以下、「CASN」とも表記する。)と表記することもある。
In formula (II), a satisfies 0≤a≤0.5.
In formula (III), A contains at least one selected from the group consisting of K + , Li + , Na + , Rb + , Cs + and NH 4 + , and M 2 is a Group 4 element and It contains at least one element selected from the group consisting of Group 14 elements, A is preferably K + and M 2 is preferably Si. b satisfies 0<b<0.2, c is the absolute value of the charge of the [M 2 1-b Mn 4+ b F d ] ion, and d satisfies 5<d<7. A composition included in the compositional formula represented by formula (III) may be expressed as, for example, K 2 SiF 6 :Mn (hereinafter also referred to as “KSF”).
In formula (IV), A' includes at least one selected from the group consisting of K + , Li + , Na + , Rb + , Cs + and NH 4 + , and M 2 ' is a Group 4 element , and at least one element selected from the group consisting of Group 13 elements and Group 14 elements, A is preferably K + and M 2 is preferably Si and Al. b′ satisfies 0<b′<0.2, c′ is the absolute value of the charge of the [M 2′ 1-b′ Mn 4+ b′ F d′ ] ion, and d′ is 5 <d'<7 is satisfied. As a composition that is included in the composition formula represented by formula (IV) and contains Si and Al, for example, a composition that is also described as “KSAF” can be mentioned.
In formula (V), q, s, t, u and v are 0≤q<1, 0<s≤1, q+s≤1, 0.9≤t≤1.1, 0.9≤u≤ 1.1, 2.5≤v≤3.5. In addition, as a composition included in the compositional formula represented by the formula (V), for example, (Sr, Ca)AlSiN 3 :E
u (hereinafter also referred to as “SCASN”) and CaAlSiN 3 :Eu (hereinafter also referred to as “CASN”).
EBUが推奨するTLCI(略号「Q」とも表記する。)-2012は、照射物である視対象を例えばテレビカメラで撮影して放送し、その放送を受信する画面に映し出したときの照射物の演色性の評価指数である。その他、携帯用カメラで撮影し、その撮影内容を携帯用カメラの画面に映し出す場合や、パソコン用カメラで撮影し、その撮影内容をパソコンのディスプレイの画面に映し出す場合にも、上記「Q」は、照射物の演色性の評価指数になり得る。TLCIの値Qが高いほど、色再現性が高い。EBUによって推奨されたTLCI-2012により算出されるTLCIの値Qは、Q1からQ24まで、24色の各色のパッチが6個ずつ4列に配列されたテストサンプルがある。値Qaは、Q1からQ18までの平均値である。TLCI-2012により算出されるTLCIの値Qを、TLCIの値Qという場合がある。TLCIのQ1からQ24の各上限値は100である。TLCIのQ1からQ24の各値が100に近いほど、画面に映し出された照射物の映像は、優れた色再現性を示す。TLCIのテストサンプルには、白色(White)の値Q19を含むグレースケールQ19からQ24が含まれており、グレースケールは、TLCIの分析には含まれない。TLCIの値Q10は、紫色(Purple)を表す値である。TLCIのQ1からQ18の平均値である値Qaの数値が高いほど、視対象の観覧の仕方にかかわらず、視対象の色再現性を向上した光が発せられる。 TLCI (also abbreviated as “Q”)-2012 recommended by the EBU is a visual target that is an illuminated object, for example, captured by a television camera and broadcasted, and the illuminated object when projected on the screen that receives the broadcast. It is a color rendering index. In addition, when shooting with a portable camera and displaying the shooting content on the screen of the mobile camera, or shooting with a computer camera and displaying the shooting content on the screen of the computer display, the above "Q" , can be the color rendering index of the illuminated object. The higher the TLCI value Q, the higher the color reproducibility. The TLCI value Q calculated according to TLCI-2012 recommended by the EBU has a test sample from Q1 to Q24 in which 6 patches of each color of 24 colors are arranged in 4 rows. The value Qa is the average value from Q1 to Q18. The TLCI value Q calculated by the TLCI-2012 is sometimes referred to as the TLCI value Q. The upper limit of each of Q1 to Q24 of TLCI is 100. The closer each value of Q1 to Q24 of TLCI is to 100, the more excellent color reproducibility the image of the illuminated object projected on the screen is. The TLCI test samples included grayscales Q19 through Q24 with a value of White Q19, and the grayscales were not included in the TLCI analysis. The TLCI value Q10 is a value representing purple. The higher the value Qa, which is the average value of TLCI Q1 to Q18, the more light is emitted with improved color reproducibility of the visual object regardless of how the visual object is viewed.
発光装置は、上記構成を有することにより、発光装置の発光スペクトルにおいて、430nm以上470nm以下の範囲にある青紫色から青色の発光スペクトルが突出して高い強度とならないように抑制し、黄色から緑色発光の波長領域における発光スペクトルの発光強度を大きく向上させることができる。特に、発光装置の発光スペクトルにおいて、青紫色から青色の波長領域における発光スペクトルのみが突出して高い強度とならないように抑制し、黄色から緑色発光の波長領域における発光スペクトルを、基準光源により近似させて、視感度が高い緑色発光の発光成分も増やすことができるので、優れた演色性と高い発光効率を達成することが可能となる。発光装置は、赤色発光のフッ化物蛍光体及び2種の窒化物蛍光体を用いることにより、発光装置の発光スペクトルにおいて、650nm付近の発光強度を大きく向上させることができる。発光装置は、フッ化物蛍光体を用いることにより、高い発光効率を維持しつつ、さらに2種の窒化物蛍光体を用いることで、TLCIの値Qaが90以上であり、値Q10が90以上である光を発することができる。発光装置は、TLCIの値Qaが90以上である光を発し、値Qaが91以上である光を発することが好ましく、値Qaが92以上である光を発することがより好ましく、値Qaが93以上である光を発することが特に好ましい。なお、発光装置から発せられる光の値Qaの上限は、100であり、発光装置からTLCIの値Qaが100以下である光を発してもよく、値Qaが99以下である光を発してもよい。発光装置は、TLCIの値Q10が90以上である光を発し、値Q10が91以上である光を発することが好ましく、値Q10が92以上である光を発することがより好ましく、値Q10が93以上である光を発することが特に好ましい。なお、発光装置から発せられる光の値Q10の上限は、100であり、発光装置からTLCIの値Q10が100以下である光を発してもよく、値Q10が99以下である光を発してもよい。一般照明などに用いられる演色性が高い白色の混色光を発する発光装置は、TLCIの値Q10が90を下回る数値になる傾向がある。TLCIの値Q10が90以上の高い数値を示すと、値Q10を含むQ1からQ18の平均値である値Qaの数値も高い90以上の100に近い数値を示し、画面に映し出される場合であっても、色再現性を向上した光が発せられる。EBUによって推奨されるTLCIのQ1からQ24、及びQ1からQ18の平均値である値Qaは、EBUが推奨するTLCI-2012(「TECH 3355 METHOD FOR THE ASSESSMENT OF THE COLORIMETRIC PROPERTIES OF LUMINAIRES THE TELEVISION LIGHTING CONSISTENCY INDEX (TLCI-2012) AND THE TELEVISION LUMINAIRE MATCHING FACTOR(TLMF-2013)」、Euorpean Broadcasting Union、Geneva、March、2017)に記載の数式から算出することができる。 By having the above structure, the light-emitting device suppresses an emission spectrum of bluish-violet to blue in the range of 430 nm or more and 470 nm or less in the emission spectrum of the light-emitting device so that it does not have a high intensity. The emission intensity of the emission spectrum in the wavelength region can be greatly improved. In particular, in the emission spectrum of the light-emitting device, only the emission spectrum in the blue-violet to blue wavelength region is suppressed so as not to have a high intensity, and the emission spectrum in the yellow to green emission wavelength region is approximated by the reference light source. , it is possible to increase the luminous component of green luminescence with high luminosity, so that it is possible to achieve excellent color rendering properties and high luminous efficiency. By using a red-emitting fluoride phosphor and two kinds of nitride phosphors, the light-emitting device can greatly improve the emission intensity near 650 nm in the emission spectrum of the light-emitting device. The light-emitting device uses a fluoride phosphor to maintain high luminous efficiency, and further uses two kinds of nitride phosphors to achieve a TLCI value Qa of 90 or more and a value Q10 of 90 or more. It can emit some light. The light emitting device emits light with a TLCI value Qa of 90 or more, preferably emits light with a value Qa of 91 or more, more preferably emits light with a value Qa of 92 or more, and the value Qa is 93. It is particularly preferable to emit light that is above. The upper limit of the value Qa of light emitted from the light emitting device is 100, and the light emitting device may emit light with a TLCI value Qa of 100 or less, or may emit light with a TLCI value Qa of 99 or less. good. The light-emitting device emits light with a TLCI value Q10 of 90 or more, preferably emits light with a TLCI value Q10 of 91 or more, more preferably emits light with a TLCI value Q10 of 92 or more, and the value Q10 is 93. It is particularly preferable to emit light that is above. Note that the upper limit of the value Q10 of light emitted from the light emitting device is 100, and the light emitting device may emit light with a TLCI value Q10 of 100 or less, or may emit light with a TLCI value Q10 of 99 or less. good. A light-emitting device that emits mixed white light with a high color rendering property and is used for general illumination tends to have a TLCI value Q10 of less than 90. When the TLCI value Q10 shows a high numerical value of 90 or more, the value Qa, which is the average value of Q1 to Q18 including the value Q10, also shows a high numerical value of 90 or more, close to 100, and is displayed on the screen. Also, light with improved color reproducibility is emitted. The value Qa, which is the average of Q1 to Q24 and Q1 to Q18 of the TLCI recommended by the EBU, is based on the TLCI-2012 recommended by the EBU ("TECH 3355 METHOD FOR THE ASSESSMENT OF THE COLORIMETRIC PROPERTIES OF (TLCI-2012) AND THE TELEVISION LUMINAIRE MATCHING FACTOR (TLMF-2013)", Euorpean Broadcasting Union, Geneva, March, 2017).
発光装置は、照射物の見え方(以下、「演色性」とも表記する。)も優れた光を発することが好ましい。
発光装置などの光源から発せられる光の演色性の評価手順は、JIS Z8726によって、所定の反射率特性を有する試験色(R1からR15)を、試験光源と基準光源とでそれぞれ測色した場合の色差ΔEi(iは1から15の整数)を数値計算して演色評価数を算出して行うと定められている。演色評価数Ri(iは1から15の整数)の上限は100である。試験光源とそれに対応する色温度の基準光源の色差が小さいほど、演色評価数は100に近づき高くなる。演色評価数のうち、R1からR8の平均値を平均演色評価数(以下、「Ra」とも表記する。)とし、R9からR15を特殊演色評価数とする。演色性についてCIE(国際照明委員会)は、蛍光ランプが具備すべき演色性の指針を1986年に公表しており、その指針によれば、使用される場所に応じた好ましいRaは、一般作業を行う工場では60以上80未満、住宅、ホテル、レストラン、店舗、オフィス、学校、病院、精密作業を行う工場などでは80以上90未満、高い演色性が求められる臨床検査を行う場所、美術館などでは90以上とされている。
It is preferable that the light-emitting device emit light that is excellent in the appearance of an irradiated object (hereinafter also referred to as “color rendering”).
The procedure for evaluating the color rendering properties of light emitted from a light source such as a light emitting device is based on JIS Z8726, in which test colors (R1 to R15) having predetermined reflectance characteristics are measured using a test light source and a reference light source. It is determined that the color rendering index is calculated by numerically calculating the color difference ΔEi (where i is an integer from 1 to 15). The upper limit of the color rendering index Ri (i is an integer from 1 to 15) is 100. The smaller the color difference between the test light source and the corresponding color temperature reference light source, the higher the color rendering index, approaching 100. Of the color rendering indices, the average value of R1 to R8 is defined as a general color rendering index (hereinafter also referred to as “Ra”), and R9 to R15 are defined as special color rendering indices. In 1986, the CIE (International Commission on Illumination) published guidelines for color rendering that fluorescent lamps should possess. 60 or more and less than 80 in factories that carry out color rendering; 80 or more and less than 90 in houses, hotels, restaurants, shops, offices, schools, hospitals, and factories that perform precision work; 90 or more.
発光装置は、Raが例えば80以上の光を発し、Raが90以上の光を発することが好ましく、Raが92以上の光を発することがより好ましい。また、発光装置は、R15がより高い数値である光を発することが好ましく、R15が85以上である光を発することが好ましく、R15が90以上である光を発することがより好ましく、R15が92以上である光を発することがさらに好ましく、R15が93以上である光を発することが特に好ましい。 The light-emitting device emits light with Ra of 80 or more, preferably Ra of 90 or more, and more preferably Ra of 92 or more. In addition, the light emitting device preferably emits light with a higher R15 value, preferably 85 or more R15, more preferably 90 or more R15, and more preferably 92 R15. It is more preferable to emit light having R15 of 93 or more, and it is particularly preferable to emit light having R15 of 93 or more.
発光装置が発する光は、発光素子の光と、上述したそれぞれの蛍光体が発する蛍光との混合色であり、例えば、CIE1931に規定される色度座標が、x=0.20から0.50且つy=0.20から0.50の範囲に含まれる光とすることができ、x=0.30から0.50且つy=0.30から0.45の範囲に含まれる光とすることもできる。
発光装置が発する光の相関色温度は、例えば2000K以上とすることができ、2500K以上とすることもできる。また相関色温度は7000K以下とすることができる。
The light emitted by the light-emitting device is a mixed color of the light emitted by the light-emitting element and the fluorescence emitted by each of the phosphors described above. and light within the range of y = 0.20 to 0.50, and light within the range of x = 0.30 to 0.50 and y = 0.30 to 0.45 can also
The correlated color temperature of light emitted by the light emitting device can be, for example, 2000K or higher, or can be 2500K or higher. Also, the correlated color temperature can be 7000K or less.
発光装置の一例である発光装置100を図面に基づいて説明する。図1は、発光装置100を示す概略断面図である。
発光装置100は、発光ピーク波長が430nm以上470nm以下の範囲内にある窒化ガリウム系化合物半導体の発光素子10と、発光素子10を載置する成形体40と、を有する。成形体40は、第1のリード20及び第2のリード30と、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む樹脂部42とが一体的に成形されてなるものである。成形体40は底面と側面を持つ凹部を形成しており、凹部の底面に発光素子10が載置されている。発光素子10は一対の正負の電極を有しており、その一対の正負の電極はそれぞれ第1のリード20及び第2のリード30とワイヤ60を介して電気的に接続されている。発光素子10は蛍光部材50により被覆されている。蛍光部材50は、例えば、発光素子10からの光を波長変換する蛍光体70として、希土類アルミン酸塩蛍光体71、フッ化物蛍光体72、及び2種の窒化物蛍光体73と、樹脂とを含有してなる。蛍光部材50に含有される蛍光体70は、2種以上の蛍光体を含んでいてもよい。
A light-emitting
The light-emitting
蛍光部材50は、発光素子10が発する光を波長変換するだけではなく、外部環境から発光素子10を保護するための部材としても機能する。図1では、蛍光体70は蛍光部材50中で偏在している。このように発光素子10に接近して蛍光体70を配置することにより、発光素子10からの光を効率よく波長変換することができ、発光効率の優れた発光装置とできる。なお、蛍光体70を含む蛍光部材50と、発光素子10との配置は、それらを接近して配置させる形態に限定されることなく、蛍光体70への熱の影響を考慮して、蛍光部材50中で発光素子10と、蛍光体70との間隔を空けて配置することもできる。また蛍光体70を蛍光部材50の全体にほぼ均一の割合で混合することによって、色ムラがより抑制された光を得るようにすることもできる。
The
発光素子
発光素子は、430nm以上470nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有し、発光効率と演色性の観点から、440nm以上465nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有することが好ましく、440nm以上460nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有することがより好ましく、445nm以上460nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有することがさらに好ましく、450nm以上460nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有していてもよい。このような発光素子を励起光源として用い、発光素子からの光と蛍光体からの蛍光との混色光を発する発光装置を構成する。
Light-emitting element The light-emitting element has an emission peak wavelength in the range of 430 nm or more and 470 nm or less, and from the viewpoint of luminous efficiency and color rendering properties, preferably has an emission peak wavelength in the range of 440 nm or more and 465 nm or less. It is more preferable to have an emission peak wavelength within the following range, more preferably have an emission peak wavelength within a range of 445 nm or more and 460 nm or less, even if it has an emission peak wavelength within a range of 450 nm or more and 460 nm or less good. Using such a light-emitting element as an excitation light source, a light-emitting device that emits mixed-color light of light from the light-emitting element and fluorescence from the phosphor is configured.
発光素子の最大の発光強度を示す発光スペクトルの半値全幅は、例えば、30nm以下であってもよい。
発光素子としては、例えば、窒化物系半導体を用いた半導体発光素子を用いることが好ましい。光源として半導体発光素子を用いることによって、高効率で入力に対する出力のリニアリティが高く、機械的衝撃にも強い安定した発光装置を得ることができる。
本明細書において、半値全幅は、発光スペクトルにおいて、最大の発光強度を示す発光ピーク波長における発光強度に対して発光強度が50%となる波長幅をいう。
The full width at half maximum of the emission spectrum indicating the maximum emission intensity of the light emitting element may be, for example, 30 nm or less.
As the light emitting element, it is preferable to use, for example, a semiconductor light emitting element using a nitride-based semiconductor. By using a semiconductor light-emitting element as a light source, it is possible to obtain a stable light-emitting device with high efficiency, high output linearity with respect to input, and resistance to mechanical impact.
In this specification, the full width at half maximum refers to the wavelength width at which the emission intensity is 50% of the emission intensity at the emission peak wavelength showing the maximum emission intensity in the emission spectrum.
蛍光体
発光装置は、発光素子から発せられる光の一部を吸収し、発光素子から発せられた光とは異なる波長の光を発する前記蛍光体の少なくとも1種を含むことで、発光装置の光束を高めつつ、TLCIの値Qaを高めることができる。
The phosphor light-emitting device includes at least one phosphor that absorbs part of the light emitted from the light-emitting element and emits light of a wavelength different from that of the light emitted from the light-emitting element, thereby reducing the luminous flux of the light-emitting device. can be increased while increasing the TLCI value Qa.
希土類アルミン酸塩蛍光体
前記式(I)で表される組成式に含まれる組成を有する第1希土類アルミン酸塩蛍光体は、発光スペクトルにおける発光ピーク波長が500nm以上540nm以下の範囲内にあり、半値全幅が95nm以上105nm以下の範囲内である第1希土類アルミン酸塩蛍光体を含むことが好ましい。前記式(I)で表される組成式に含まれる組成を有する第1希土類アルミン酸塩蛍光体であり、発光スペクトルにおける発光ピーク波長が500nm以上540nm以下の範囲内にあり、半値全幅が95nm以上105nm以下の範囲内である第1希土類アルミン酸塩蛍光体は、例えばLAGと表記する希土類アルミン酸塩蛍光体が挙げられる。
Rare earth aluminate phosphor The first rare earth aluminate phosphor having a composition included in the compositional formula represented by the formula (I) has an emission peak wavelength in the emission spectrum of 500 nm or more and 540 nm or less, It is preferable to include a first rare earth aluminate phosphor having a full width at half maximum of 95 nm or more and 105 nm or less. A first rare earth aluminate phosphor having a composition included in the compositional formula represented by the formula (I), wherein the emission peak wavelength in the emission spectrum is in the range of 500 nm or more and 540 nm or less, and the full width at half maximum is 95 nm or more. The first rare earth aluminate phosphor having a wavelength of 105 nm or less includes, for example, a rare earth aluminate phosphor denoted as LAG.
前記式(II)で表される組成式に含まれる組成を有する第2希土類アルミン酸塩蛍光体は、第2希土類アルミン酸塩蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長が520nm以上550nm以下の範囲内にあり、半値全幅が95nm以上115nm以下の範囲内である第3希土類アルミン酸塩蛍光体を含むことが好ましい。前記式(II)で表される組成式に含まれる組成を有し、発光スペクトルにおける発光ピーク波長が520nm以上550nm以下の範囲内にあり、半値全幅が95nm以上115nm以下の範囲内である第2希土類アルミン酸塩蛍光体に含まれる第3希土類アルミン酸塩蛍光体は、発光ピーク波長及び半値全幅がそれぞれ異なるGYAG1又はGYAG2と表記する希土類アルミン酸塩蛍光体が挙げられる。 The second rare earth aluminate phosphor having a composition included in the compositional formula represented by the formula (II) has an emission peak wavelength in the emission spectrum of the second rare earth aluminate phosphor in the range of 520 nm or more and 550 nm or less. and a full width at half maximum of 95 nm or more and 115 nm or less. A second second compound having a composition included in the composition formula represented by the formula (II), having an emission peak wavelength in the range of 520 nm or more and 550 nm or less in the emission spectrum, and having a full width at half maximum of 95 nm or more and 115 nm or less The third rare earth aluminate phosphor contained in the rare earth aluminate phosphor includes rare earth aluminate phosphors denoted as GYAG1 or GYAG2 having different emission peak wavelengths and full widths at half maximum.
前記式(II)で表される組成式に含まれる組成を有する第2希土類アルミン酸塩蛍光体は、第2希土類アルミン酸塩蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長が535nm以上555nm以下の範囲内にあり、半値全幅が100nm以上120nm以下の範囲内である第4希土類アルミン酸塩蛍光体を含むことが好ましい。前記式(II)で表される組成式に含まれる組成を有し、発光スペクトルにおける発光ピーク波長が535nm以上555nm以下の範囲内にあり、半値全幅が100nm以上120nm以下の範囲内である第2希土類アルミン酸塩蛍光体に含まれる第4希土類アルミン酸塩蛍光体は、YAGと表記する希土類アルミン酸塩蛍光体が挙げられる。 The second rare earth aluminate phosphor having a composition included in the compositional formula represented by the formula (II) has an emission peak wavelength in the emission spectrum of the second rare earth aluminate phosphor in the range of 535 nm or more and 555 nm or less. and a full width at half maximum of 100 nm or more and 120 nm or less. A second second compound having a composition included in the composition formula represented by the formula (II), an emission peak wavelength in the emission spectrum of 535 nm or more and 555 nm or less, and a full width at half maximum of 100 nm or more and 120 nm or less. The fourth rare earth aluminate phosphor contained in the rare earth aluminate phosphor includes a rare earth aluminate phosphor denoted as YAG.
希土類アルミン酸塩蛍光体の極大励起波長は、発光効率を考慮して、380nm以上490nm以下の範囲内にあることが好ましく、430nm以上470nm以下の範囲内にあることがより好ましく、440nm以上460nm以下の範囲内にあることがさらに好ましい。 The maximum excitation wavelength of the rare earth aluminate phosphor is preferably in the range of 380 nm or more and 490 nm or less, more preferably 430 nm or more and 470 nm or less, and 440 nm or more and 460 nm or less, in consideration of luminous efficiency. is more preferably within the range of
希土類アルミン酸塩蛍光体の平均粒径は、発光強度及び発光装置の製造工程における作業性の向上を考慮して、例えば5μm以上30μm以下の範囲内であり、20μm以上25μm以下の範囲内であることが好ましい。発光装置は、希土類アルミン酸塩蛍光体を1種単独で含んでいてもよく、組成が異なる希土類アルミン酸塩蛍光体の2種以上を組合せて含んでいてもよい。以下、蛍光体の平均粒径は、レーザー回折粒度分布測定法により測定した体積基準の粒度分布における累積50%粒径(体積平均粒径)をいう。体積平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(MASTER SIZER(マスターサイザー)3000、MALVERN社製)を用いて測定することができ、レーザー回折粒度分布測定法により測定された体積平均粒径であれば、カタログ値であってもよい。
The average particle diameter of the rare earth aluminate phosphor is, for example, in the range of 5 μm or more and 30 μm or less, and in the range of 20 μm or more and 25 μm or less, in consideration of the improvement of luminous intensity and workability in the manufacturing process of the light emitting device. is preferred. The light-emitting device may contain a single rare earth aluminate phosphor, or may contain a combination of two or more rare earth aluminate phosphors having different compositions. Hereinafter, the average particle size of the phosphor refers to the cumulative 50% particle size (volume average particle size) in the volume-based particle size distribution measured by the laser diffraction particle size distribution measurement method. The volume average particle diameter can be measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer (
フッ化物蛍光体
前記式(III)で表される組成式に含まれる組成を有する第1フッ化物蛍光体は、第1フッ化物蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長が620nm以上640nm以下の範囲内にある第1フッ化物蛍光体を含むことが好ましい。前記式(III)で表される組成式に含まれる組成を有し、発光スペクトルにおける発光ピーク波長が620nm以上640nm以下の範囲内にあり、半値全幅が14nm以下である第1フッ化物蛍光体は、KSFと表記する第1フッ化物蛍光体が挙げられる。
Fluoride phosphor The first fluoride phosphor having a composition included in the composition formula represented by the formula (III) has an emission peak wavelength in the emission spectrum of the first fluoride phosphor in the range of 620 nm or more and 640 nm or less. It is preferable that the first fluoride phosphor is included in. A first fluoride phosphor having a composition included in the composition formula represented by the formula (III), having an emission peak wavelength in the range of 620 nm or more and 640 nm or less in an emission spectrum, and having a full width at half maximum of 14 nm or less , and KSF.
前記式(IV)で表される組成式に含まれる組成を有する第2フッ化物蛍光体は、第2フッ化物蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長が620nm以上640nm以下の範囲内にある第2フッ化物蛍光体を含むことが好ましい。前記式(IV)で表される組成式に含まれる組成を有し、発光スペクトルにおける発光ピーク波長が620nm以上640nm以下の範囲内にあり、半値全幅が14nm以下である第2フッ化物蛍光体は、KSAFと表記する第2フッ化物蛍光体が挙げられる。 The second fluoride phosphor having a composition included in the compositional formula represented by the formula (IV) has an emission peak wavelength in the emission spectrum of the second fluoride phosphor in the range of 620 nm or more and 640 nm or less. It preferably contains a fluoride phosphor. A second fluoride phosphor having a composition included in the composition formula represented by the formula (IV), having an emission peak wavelength in the range of 620 nm or more and 640 nm or less in an emission spectrum, and having a full width at half maximum of 14 nm or less , and KSAF.
フッ化物蛍光体の発光スペクトルにおける半値全幅は、小さいことが好ましく、例えば10nm以下であってもよい。フッ化物蛍光体の発光スペクトルにおける半値全幅は、例えば1nm以上であってもよい。フッ化物蛍光体の極大励起波長は、発光効率を考慮して、430nm以上470nm以下の範囲内にあることが好ましく、440nm以上460nm以下の範囲内にあることがより好ましい。 The full width at half maximum in the emission spectrum of the fluoride phosphor is preferably small, and may be, for example, 10 nm or less. The full width at half maximum in the emission spectrum of the fluoride phosphor may be, for example, 1 nm or more. The maximum excitation wavelength of the fluoride phosphor is preferably in the range of 430 nm or more and 470 nm or less, and more preferably in the range of 440 nm or more and 460 nm or less, in consideration of luminous efficiency.
フッ化物蛍光体の平均粒径は、発光強度及び発光装置の製造工程における作業性の向上を考慮して、例えば5μm以上50μm以下の範囲内でもよく、10μm以上30μm以下の範囲内であることが好ましい。発光装置は、フッ化物蛍光体を1種単独で含んでいてもよく、組成が異なるフッ化物蛍光体の2種以上を組合せて含んでいてもよい。 The average particle size of the fluoride phosphor may be, for example, in the range of 5 μm or more and 50 μm or less, and may be in the range of 10 μm or more and 30 μm or less, in consideration of the improvement of the light emission intensity and workability in the manufacturing process of the light emitting device. preferable. The light-emitting device may contain a single fluoride phosphor, or may contain a combination of two or more fluoride phosphors having different compositions.
窒化物蛍光体
前記式(V)で表される組成式に含まれる組成を有する窒化物蛍光体は、窒化物蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長が600nm以上630nm以下の範囲内にあり、半値全幅が80nm以下である窒化物蛍光体を含むことが好ましく、例えば、SCASNと表記する窒化物蛍光体が挙げられる。窒化物蛍光体は、発光スペクトルにおける半値全幅が40nm以上であってもよい。窒化物蛍光体はSr及びCaからなる群から選択される少なくとも1種を含むが、SrとCaの両方を含むことが好ましく、Sr及びCaのうちのSr含有率が0.8モル%以上であることがより好ましい。
Nitride phosphor Nitride phosphor having a composition included in the compositional formula represented by the formula (V) has an emission peak wavelength in the range of 600 nm or more and 630 nm or less in the emission spectrum of the nitride phosphor. It preferably contains a nitride phosphor having a full width of 80 nm or less, and examples thereof include a nitride phosphor denoted by SCASN. The nitride phosphor may have a full width at half maximum of 40 nm or more in the emission spectrum. The nitride phosphor contains at least one selected from the group consisting of Sr and Ca, and preferably contains both Sr and Ca. It is more preferable to have
前記式(V)で表される組成式に含まれる組成を有する窒化物蛍光体は、窒化物蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長が640nm以上680nm以下の範囲内にあり、半値全幅が100nm以下である窒化物蛍光体を含むことが好ましく、例えば、CASNと表記する窒化物蛍光体が挙げられる。第3窒化物蛍光体は、発光スペクトルにおける半値全幅が40nm以上であってもよい。 The nitride phosphor having a composition included in the composition formula represented by the formula (V) has an emission peak wavelength in the range of 640 nm or more and 680 nm or less in the emission spectrum of the nitride phosphor, and a full width at half maximum of 100 nm or less. and a nitride phosphor denoted by CASN, for example. The third nitride phosphor may have a full width at half maximum of 40 nm or more in the emission spectrum.
窒化物蛍光体の励起波長は、発光効率を考慮して、380nm以上490nm以下の範囲内にピーク強度があることが好ましく、430nm以上470nm以下の範囲内にあることがより好ましく、440nm以上460nm以下の範囲内にあることがさらに好ましい。 Considering luminous efficiency, the excitation wavelength of the nitride phosphor preferably has a peak intensity within the range of 380 nm or more and 490 nm or less, more preferably 430 nm or more and 470 nm or less, and 440 nm or more and 460 nm or less. is more preferably within the range of
窒化物蛍光体の平均粒径は、発光強度及び発光装置の製造工程における作業性の向上を考慮して、例えば5μm以上35μm以下の範囲内であり、15μm以上25μm以下の範囲内であることが好ましい。
発光装置は、前記式(V)で表される組成式に含まれる組成を有し、発光ピーク波長の範囲又は半値全幅が異なる2種以上の窒化物蛍光体を含む。
The average particle size of the nitride phosphor is, for example, in the range of 5 μm or more and 35 μm or less, and preferably in the range of 15 μm or more and 25 μm or less, in consideration of the improvement of the light emission intensity and workability in the manufacturing process of the light emitting device. preferable.
The light-emitting device has a composition included in the compositional formula represented by the formula (V) and contains two or more kinds of nitride phosphors having different emission peak wavelength ranges or different full widths at half maximum.
その他の蛍光体
発光装置は、上述の希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体以外のその他の蛍光体を必要に応じて含んでいてもよい。その他の蛍光体としては、(Sr、Ba、Ca)10(PO4)6(Br、Cl)2:Eu、(Y,Gd,Tb,Lu)3(Al,Ga)5O12:Ce(ただし、第1希土類アルミン酸塩蛍光体及び第2希土類アルミン酸塩蛍光体を除く。)、Ca3Sc2Si3O12:Ce、CaSc2O4:Ce、(La,Y)3Si6N11:Ce、(Ca,Sr,Ba)3Si6O9N4:Eu、(Ca,Sr,Ba)3Si6O12N2:Eu、(Ba,Sr,Ca)Si2O2N2:Eu、(Ca,Sr,Ba)2Si5N8:Eu、(Ca,Sr,Ba)S:Eu、(Ba,Sr,Ca)Ga2S4:Euなどを挙げることができる。発光装置がその他の蛍光体を含む場合、その含有量は、特定の発光特性が得られるように適宜調整される。
Other Phosphors The light-emitting device may optionally contain phosphors other than the rare earth aluminate phosphors, fluoride phosphors, and nitride phosphors described above. Other phosphors include (Sr, Ba, Ca) 10 (PO 4 ) 6 (Br, Cl) 2 :Eu, (Y, Gd, Tb, Lu) 3 (Al, Ga) 5 O 12 :Ce ( However, excluding the first rare earth aluminate phosphor and the second rare earth aluminate phosphor ) , Ca3Sc2Si3O12 :Ce, CaSc2O4 : Ce, (La, Y) 3Si6 N11 :Ce, (Ca, Sr , Ba) 3Si6O9N4 :Eu, (Ca,Sr,Ba)3Si6O12N2 : Eu , ( Ba , Sr,Ca) Si2O2 N2 :Eu, ( Ca ,Sr,Ba) 2Si5N8 :Eu, (Ca,Sr,Ba)S:Eu, (Ba,Sr,Ca) Ga2S4 :Eu and the like can be mentioned . . When the light-emitting device contains other phosphors, the content thereof is appropriately adjusted so as to obtain specific light-emitting properties.
蛍光体は、市販の蛍光体を使用することができる。また、例えばフッ化物蛍光体は、出願人が先に出願した特願2014-202266号、特願2020-212532号に記載の製造方法を参照にして製造することができる。また、その他の蛍光体について、例えば以下のようにして製造することができる。蛍光体の組成に含有される元素の単体や酸化物、炭酸塩、窒化物、塩化物、フッ化物、硫化物などを原料とし、これらの各原料を所定の組成比となるように秤量する。また、原料にさらにフラックスなどの添加材料を適宜加え、混合機を用いて湿式又は乾式で混合する。これにより、固相反応を促進させて均一な大きさの粒子を形成することが可能となる。また、混合機は工業的に通常用いられているボールミルの他、振動ミル、ロールミル、ジェットミルなどの粉砕機を用いてもよい。粉砕機を用いて粉砕することで比表面積を大きくすることもできる。また、得られる蛍光体粒子の比表面積を一定範囲とするために、工業的に通常用いられている沈降槽、ハイドロサイクロン、遠心分離器などの湿式分離機、サイクロン、エアセパレータなどの乾式分級などを用いて分級することもできる。上記の混合した原料をSiC、石英、アルミナ、BNなどの坩堝に詰め、アルゴン、窒素などの不活性雰囲気、水素を含む還元雰囲気にて焼成を行う。焼成は所定の温度及び時間で行う。焼成されたものを粉砕、分散、濾過などを行い目的の蛍光体粉末を得る。固液分離は濾過、吸引濾過、加圧濾過、遠心分離、デカンテーションなどの工業的に通常用いられる方法により行うことができる。乾燥は、真空乾燥機、熱風加熱乾燥機、コニカルドライヤー、ロータリーエバポレーターなどの工業的に通常用いられる装置により行うことができる。 A commercially available phosphor can be used as the phosphor. Further, for example, a fluoride phosphor can be manufactured by referring to the manufacturing methods described in Japanese Patent Application Nos. 2014-202266 and 2020-212532 previously filed by the applicant. Further, other phosphors can be produced, for example, as follows. Elements contained in the composition of the phosphor, oxides, carbonates, nitrides, chlorides, fluorides, sulfides, and the like are used as raw materials, and these raw materials are weighed so as to obtain a predetermined composition ratio. Further, additive materials such as flux are added to the raw materials as appropriate, and the mixture is wet- or dry-mixed using a mixer. This makes it possible to promote the solid phase reaction and form particles of uniform size. Further, as the mixer, in addition to a ball mill that is usually used industrially, a pulverizer such as a vibration mill, a roll mill, and a jet mill may be used. The specific surface area can be increased by pulverizing with a pulverizer. In addition, in order to keep the specific surface area of the obtained phosphor particles within a certain range, a settling tank, a hydrocyclone, a wet separator such as a centrifugal separator, a dry classification such as a cyclone, an air separator, etc., which are usually used industrially, etc. can also be used for classification. The above mixed raw materials are packed in a crucible such as SiC, quartz, alumina, BN, etc., and fired in an inert atmosphere such as argon or nitrogen or a reducing atmosphere containing hydrogen. Firing is performed at a predetermined temperature and time. The calcined material is pulverized, dispersed, filtered, and the like to obtain the target phosphor powder. Solid-liquid separation can be carried out by a method commonly used industrially, such as filtration, suction filtration, pressure filtration, centrifugation, decantation, and the like. Drying can be carried out by means of an apparatus commonly used industrially, such as a vacuum dryer, a hot-air heating dryer, a conical dryer, a rotary evaporator, and the like.
前述の各蛍光体の含有率は、TLCIの値Qa及び値Q10を高めるために、発光装置が発する光の目的とする相関色温度に応じて、以下(1)から(5)に説明するように選択してもよい。 In order to increase the TLCI value Qa and the value Q10, the content rate of each of the phosphors described above is adjusted according to the desired correlated color temperature of the light emitted by the light emitting device, as described in (1) to (5) below. You may choose to
(1)希土類アルミン酸塩蛍光体の総含有量に対するフッ化物蛍光体の総含有量の含有率
相関色温度が4750K以上7000K以下の範囲内の光を発する発光装置とする場合、希土類アルミン酸塩蛍光体の総含有量(質量)に対するフッ化物蛍光体の総含有量(質量)の含有率(フッ化物蛍光体の総含有量/希土類アルミン酸塩蛍光体の総含有量)が0.35以上0.70以下の範囲内であることが好ましく、0.40以上0.65以下の範囲内であることがより好ましく、0.42以上0.60以下の範囲内であることがさらに好ましい。以下蛍光体の含有量は、質量をいう。
(1) Content ratio of total content of fluoride phosphor to total content of rare earth aluminate phosphor The content ratio of the total content (mass) of the fluoride phosphor to the total content (mass) of the phosphor (total content of fluoride phosphor/total content of rare earth aluminate phosphor) is 0.35 or more It is preferably within the range of 0.70 or less, more preferably within the range of 0.40 or more and 0.65 or less, and further preferably within the range of 0.42 or more and 0.60 or less. Hereinafter, the content of the phosphor refers to mass.
相関色温度が2500K以上4750K未満の範囲内の光を発する発光装置とする場合、希土類アルミン酸塩蛍光体の総含有量に対するフッ化物蛍光体の総含有量の含有率(フッ化物蛍光体の総含有量/希土類アルミン酸塩蛍光体の総含有量)が0.60以上1.30以下の範囲内であることが好ましく、0.65以上1.20以下の範囲内であることがより好ましく、0.68以上1.00以下の範囲内であることがさらに好ましい。 In the case of a light emitting device that emits light with a correlated color temperature in the range of 2500 K or more and less than 4750 K, the content ratio of the total content of fluoride phosphors to the total content of rare earth aluminate phosphors (total content of fluoride phosphors content/total content of rare earth aluminate phosphor) is preferably within the range of 0.60 or more and 1.30 or less, more preferably within the range of 0.65 or more and 1.20 or less, More preferably, it is in the range of 0.68 or more and 1.00 or less.
(2)希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量に対するフッ化物蛍光体の総含有量の含有率
相関色温度が4750K以上7000K以下の範囲内の光を発する発光装置とする場合、希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量に対するフッ化物蛍光体の総含有量の含有率(フッ化物蛍光体の総含有量/希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量)が0.25以上0.45以下の範囲内であることが好ましく、0.26以上0.40以下の範囲内であることがより好ましく、0.28以上0.34以下の範囲内であることがさらに好ましい。
(2) Content ratio of total content of fluoride phosphor to total content of rare earth aluminate phosphor, fluoride phosphor and nitride phosphor Emit light with a correlated color temperature in the range of 4750K or more and 7000K or less In the case of a light emitting device, the content ratio of the total content of the fluoride phosphor to the total content of the rare earth aluminate phosphor, fluoride phosphor and nitride phosphor (total content of fluoride phosphor/rare earth aluminum total content of acid salt phosphor, fluoride phosphor and nitride phosphor) is preferably in the range of 0.25 or more and 0.45 or less, and is in the range of 0.26 or more and 0.40 or less. is more preferable, and more preferably within the range of 0.28 or more and 0.34 or less.
相関色温度が2500K以上4750K未満の範囲内の光を発する発光装置とする場合、希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量に対するフッ化物蛍光体の総含有量の含有率(フッ化物蛍光体の総含有量/希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量)が0.35以上0.60以下の範囲内であることが好ましく、0.36以上0.55以下の範囲内であることがより好ましく、0.38以上0.53以下の範囲内であることがさらに好ましい。 In the case of a light emitting device that emits light with a correlated color temperature in the range of 2500 K or more and less than 4750 K, the total content of fluoride phosphors relative to the total content of rare earth aluminate phosphors, fluoride phosphors and nitride phosphors (total content of fluoride phosphor/total content of rare earth aluminate phosphor, fluoride phosphor and nitride phosphor) is in the range of 0.35 or more and 0.60 or less It is preferably in the range of 0.36 or more and 0.55 or less, and more preferably in the range of 0.38 or more and 0.53 or less.
(3)希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量に対する希土類アルミン酸塩蛍光体の総含有量の含有率
相関色温度が4750K以上7000K以下の範囲内の光を発する発光装置とする場合、希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量に対する希土類アルミン酸塩蛍光体の総含有量の含有率(希土類アルミン酸塩蛍光体の総含有量/希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量)が0.50以上0.75以下の範囲内であることが好ましく、0.60以上0.72以下の範囲内であることがより好ましく、0.62以上0.70以下の範囲内であることがさらに好ましい。
(3) Content ratio of total content of rare earth aluminate phosphor to total content of rare earth aluminate phosphor, fluoride phosphor and nitride phosphor Light with a correlated color temperature in the range of 4750K or more and 7000K or less In the case of a light-emitting device that emits Total content/total content of rare earth aluminate phosphor, fluoride phosphor and nitride phosphor) is preferably in the range of 0.50 or more and 0.75 or less, and 0.60 or more and 0.72 It is more preferably within the following range, and further preferably within the range of 0.62 or more and 0.70 or less.
相関色温度が2500K以上4750K未満の範囲内の光を発する発光装置とする場合、希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量に対する希土類アルミン酸塩蛍光体の総含有量の含有率(希土類アルミン酸塩蛍光体の総含有量/希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量)が0.40以上0.60以下の範囲内であることが好ましく、0.45以上0.59以下の範囲内であることがより好ましく、0.50以上0.58以下の範囲内であることがさらに好ましい。 In the case of a light-emitting device that emits light with a correlated color temperature in the range of 2500 K or more and less than 4750 K, the total content of rare earth aluminate phosphors relative to the total content of rare earth aluminate phosphors, fluoride phosphors, and nitride phosphors Content ratio (total content of rare earth aluminate phosphor/total content of rare earth aluminate phosphor, fluoride phosphor and nitride phosphor) is in the range of 0.40 or more and 0.60 or less is preferably in the range of 0.45 or more and 0.59 or less, and more preferably in the range of 0.50 or more and 0.58 or less.
(4)希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量に対するフッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量の含有率
相関色温度が4750K以上7000K以下の範囲内の光を発する発光装置とする場合、希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量に対するフッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量の含有率(フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量/希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量)が0.25以上0.50以下の範囲内であることが好ましく、0.28以上0.45以下の範囲内であることがより好ましく、0.30以上0.40以下の範囲内であることがさらに好ましい。
(4) Content ratio of total content of fluoride phosphor and nitride phosphor to total content of rare earth aluminate phosphor, fluoride phosphor and nitride phosphor Correlated color temperature range of 4750K or more and 7000K or less In the case of a light emitting device that emits light within, the content ratio of the total content of the fluoride phosphor and nitride phosphor to the total content of the rare earth aluminate phosphor, fluoride phosphor and nitride phosphor (fluorine The total content of the compound phosphor and the nitride phosphor/the total content of the rare earth aluminate phosphor, the fluoride phosphor and the nitride phosphor) is in the range of 0.25 or more and 0.50 or less. It is preferably in the range of 0.28 or more and 0.45 or less, and more preferably in the range of 0.30 or more and 0.40 or less.
相関色温度が2500K以上4750K未満の範囲内の光を発する発光装置とする場合、希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量に対するフッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量の含有率(フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量/希土類アルミン酸塩蛍光体、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量)が0.40以上0.60以下の範囲内であることが好ましく、0.41以上0.55以下の範囲内であることがより好ましく、0.42以上0.50以下の範囲内であることがさらに好ましい。 In the case of a light emitting device that emits light with a correlated color temperature in the range of 2500 K or more and less than 4750 K, the total content of the rare earth aluminate phosphor, the fluoride phosphor and the nitride phosphor relative to the fluoride phosphor and nitride phosphor The content ratio of the total content of the body (total content of fluoride phosphor and nitride phosphor / total content of rare earth aluminate phosphor, fluoride phosphor and nitride phosphor) is 0.40 or more 0 It is preferably within the range of 0.60 or less, more preferably within the range of 0.41 or more and 0.55 or less, and further preferably within the range of 0.42 or more and 0.50 or less.
(5)フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量に対するフッ化物蛍光体の総含有量の含有率
相関色温度が3250K以上7000K以下の範囲内の光を発する発光装置とする場合、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量に対するフッ化物蛍光体の総含有量の含有率(フッ化物蛍光体の総含有量/フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量)が0.80以上0.99以下の範囲内であることが好ましく、0.85以上0.98以下の範囲内であることがより好ましく、0.90以上0.95以下の範囲内であることがさらに好ましい。
(5) Content ratio of total content of fluoride phosphor to total content of fluoride phosphor and nitride phosphor The content ratio of the total content of the fluoride phosphor to the total content of the fluoride phosphor and the nitride phosphor (total content of the fluoride phosphor/total content of the fluoride phosphor and the nitride phosphor) is 0 It is preferably within the range of 0.80 or more and 0.99 or less, more preferably within the range of 0.85 or more and 0.98 or less, and further preferably within the range of 0.90 or more and 0.95 or less. preferable.
相関色温度が2500K以上3250K未満の範囲内の光を発する発光装置とする場合、フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量に対するフッ化物蛍光体の総含有量の含有率(フッ化物蛍光体の総含有量/フッ化物蛍光体及び窒化物蛍光体の総含有量)が0.80以上0.95以下の範囲内であることが好ましく、0.82以上0.93以下の範囲内であることがより好ましく、0.85以上0.92以下の範囲内であることがさらに好ましい。 In the case of a light emitting device that emits light with a correlated color temperature in the range of 2500 K or more and less than 3250 K, the content ratio of the total content of the fluoride phosphor with respect to the total content of the fluoride phosphor and the nitride phosphor (fluoride fluorescence (total content of solids/total content of fluoride phosphor and nitride phosphor) is preferably in the range of 0.80 or more and 0.95 or less, and in the range of 0.82 or more and 0.93 or less more preferably 0.85 or more and 0.92 or less.
発光スペクトル
発光装置の発光スペクトルは、横軸に波長、縦軸に発光強度を有する分光分布で表される。発光装置の発光スペクトルにおいて、発光素子の発光ピークに対するフッ化物蛍光体の発光ピークの発光ピーク強度比は、TLCIの値Qa及び値Q10を高めるために、発光装置が目的とする相関色温度に応じて、選択することが好ましい。
相関色温度が4750K以上7000K以下の範囲内の光を発する発光装置とする場合、発光装置の発光スペクトルにおける、発光素子の発光ピークに対するフッ化物蛍光体の発光ピークの発光ピーク強度比が、1.00以上2.00以下の範囲内であることが好ましく、1.10以上1.80以下の範囲内であることがより好ましく、1.20以上1.70以下の範囲内であることがさらに好ましい。
Emission Spectrum The emission spectrum of a light-emitting device is represented by a spectral distribution having wavelength on the horizontal axis and emission intensity on the vertical axis. In the emission spectrum of the light-emitting device, the emission peak intensity ratio of the emission peak of the fluoride phosphor to the emission peak of the light-emitting element is determined according to the correlated color temperature intended for the light-emitting device in order to increase the TLCI values Qa and Q10. It is preferable to select
In the case of a light-emitting device that emits light with a correlated color temperature in the range of 4750K to 7000K, the emission peak intensity ratio of the emission peak of the fluoride phosphor to the emission peak of the light-emitting element in the emission spectrum of the light-emitting device is 1. It is preferably within the range of 00 or more and 2.00 or less, more preferably within the range of 1.10 or more and 1.80 or less, and further preferably within the range of 1.20 or more and 1.70 or less. .
相関色温度が3250K以上4750K未満の範囲内の光を発する発光装置とする場合、発光装置の発光スペクトルにおける、発光素子の発光ピークに対するフッ化物蛍光体の発光ピークの発光ピーク強度比が、2.00以上4.50以下の範囲内であることが好ましく、2.20以上4.00以下の範囲内であることがより好ましく、2.50以上3.75以下の範囲内であることがさらに好ましい。 In the case of a light-emitting device that emits light with a correlated color temperature in the range of 3250K or more and less than 4750K, the emission peak intensity ratio of the emission peak of the fluoride phosphor to the emission peak of the light-emitting element in the emission spectrum of the light-emitting device is 2. It is preferably within the range of 00 or more and 4.50 or less, more preferably within the range of 2.20 or more and 4.00 or less, and further preferably within the range of 2.50 or more and 3.75 or less. .
相関色温度が2850K以上3250K未満の範囲内の光を発する発光装置とする場合、発光装置の発光スペクトルにおける、発光素子の発光ピークに対するフッ化物蛍光体の発光ピークの発光ピーク強度比が、4.00以上6.00以下の範囲内であることが好ましく、4.20以上5.50以下の範囲内であることがより好ましく、4.80以上5.40以下の範囲内であることがさらに好ましい。 In the case of a light emitting device that emits light with a correlated color temperature in the range of 2850 K or more and less than 3250 K, the emission peak intensity ratio of the emission peak of the fluoride phosphor to the emission peak of the light emitting element in the emission spectrum of the light emitting device is 4. It is preferably within the range of 00 or more and 6.00 or less, more preferably within the range of 4.20 or more and 5.50 or less, and further preferably within the range of 4.80 or more and 5.40 or less. .
相関色温度が2500K以上2850K未満の範囲内の光を発する発光装置とする場合、発光装置の発光スペクトルにおける、発光素子の発光ピークに対するフッ化物蛍光体の発光ピークの発光ピーク強度比が、5.50以上9.00以下の範囲内であることが好ましく、6.00以上8.50以下の範囲内であることがより好ましく、7.00以上8.40以下の範囲内であることがさらに好ましい。 When the light emitting device emits light with a correlated color temperature in the range of 2500 K or more and less than 2850 K, the emission peak intensity ratio of the emission peak of the fluoride phosphor to the emission peak of the light emitting element in the emission spectrum of the light emitting device is 5. It is preferably within the range of 50 or more and 9.00 or less, more preferably within the range of 6.00 or more and 8.50 or less, and further preferably within the range of 7.00 or more and 8.40 or less. .
蛍光部材
発光装置は、例えば、蛍光体及び樹脂を含み、発光素子を被覆する蛍光部材を備える。蛍光部材を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂として、具体的には、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂などを挙げることができる。
Fluorescent Member The light-emitting device includes, for example, a fluorescent member that contains a phosphor and a resin and covers the light-emitting element. Thermoplastic resins and thermosetting resins are examples of resins that constitute the fluorescent member. Specific examples of thermosetting resins include epoxy resins, silicone resins, and modified silicone resins such as epoxy-modified silicone resins.
蛍光部材は、蛍光体及び樹脂に加えてその他の成分を必要に応じて含んでいてもよい。その他の成分としては、シリカ、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウムなどのフィラー、光安定化剤、着色剤などを挙げることができる。蛍光部材がその他の成分を含む場合、その含有量は特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、その他の成分として、フィラーを含む場合、その含有量は樹脂に対して、0.01質量%以上60質量%以下の範囲内とすることができる。 The fluorescent member may optionally contain other components in addition to the fluorescent material and resin. Other components include fillers such as silica, barium titanate, titanium oxide and aluminum oxide, light stabilizers, colorants and the like. When the fluorescent member contains other components, the content thereof is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, when a filler is included as another component, the content thereof can be in the range of 0.01% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the resin.
灯具
灯具は、上述した発光装置の少なくとも1種を備えていればよい。さらに、灯具は、上述した発光装置の少なくとも1種と、既に公知の白色系の混色光を発光する発光装置とを組み合わせて備えることもできる。灯具は、上述した発光装置の他、反射部材、保護部材、発光装置に電力を供給するための装置などをさらに備えていてもよい。なお、灯具は上述した発光装置を複数備えていてもよい。灯具が複数の発光装置を備える場合、同一の発光装置を複数備えていてもよく、例えば相関色温度が異なる発光装置を複数備えていてもよい。また、複数の発光装置を個別に駆動して、明るさや相関色温度を好みに合わせて調節可能な駆動装置を備えていてもよい。灯具の使用形態としては、直付型、埋め込み型、吊り下げ型のいずれであってもよい。
Lamp The lamp should include at least one of the light emitting devices described above. Furthermore, the lamp may be equipped with a combination of at least one of the light emitting devices described above and a known light emitting device that emits mixed white light. In addition to the light emitting device described above, the lamp may further include a reflecting member, a protective member, a device for supplying power to the light emitting device, and the like. Note that the lamp may include a plurality of the light emitting devices described above. When the lamp has a plurality of light emitting devices, it may have a plurality of identical light emitting devices, or may have a plurality of light emitting devices with different correlated color temperatures, for example. Further, a driving device may be provided that can individually drive a plurality of light emitting devices to adjust brightness and correlated color temperature according to preference. The lighting fixture may be used in any of a direct mounting type, an embedded type, and a hanging type.
以下、本開示の実施例を具体的に説明する。 Examples of the present disclosure will be specifically described below.
蛍光体
発光装置の製造に先立ち、実施例及び比較例に使用する蛍光体として以下に示す蛍光体をそれぞれ準備した。
第1希土類アルミン酸塩蛍光体:LAG、第1希土類アルミン酸塩蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長521nm、半値全幅100nm、
第2希土類アルミン酸塩蛍光体:GYAG1、第2希土類アルミン酸塩蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長535nm、半値全幅106nm、
第2希土類アルミン酸塩蛍光体:GYAG2、第2希土類アルミン酸塩蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長541nm、半値全幅107nm、
第2希土類アルミン酸塩蛍光体:YAG、第2希土類アルミン酸塩蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長546nm、半値全幅110nm、
第1フッ化物蛍光体:KSF、第1フッ化物蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長630nm、半値全幅14nm、
窒化物蛍光体:SCASN、窒化物蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長600nm以上630nm以下の範囲内、半値全幅80nm、
窒化物蛍光体:CASN、窒化物蛍光体の発光スペクトルにおける発光ピーク波長640nm以上680nm以下の範囲内、半値全幅100nm。
Phosphor Before manufacturing the light-emitting device, the following phosphors were prepared as phosphors used in Examples and Comparative Examples.
First rare earth aluminate phosphor: LAG, an emission peak wavelength of 521 nm and a full width at half maximum of 100 nm in the emission spectrum of the first rare earth aluminate phosphor,
Second rare earth aluminate phosphor: GYAG1, an emission peak wavelength of 535 nm and a full width at half maximum of 106 nm in the emission spectrum of the second rare earth aluminate phosphor,
Second rare earth aluminate phosphor: GYAG2, an emission peak wavelength of 541 nm and a full width at half maximum of 107 nm in the emission spectrum of the second rare earth aluminate phosphor,
Second rare earth aluminate phosphor: YAG, an emission peak wavelength of 546 nm and a full width at half maximum of 110 nm in the emission spectrum of the second rare earth aluminate phosphor,
First fluoride phosphor: KSF, an emission peak wavelength of 630 nm in the emission spectrum of the first fluoride phosphor, a full width at half maximum of 14 nm,
Nitride phosphor: SCASN, an emission peak wavelength in the range of 600 nm or more and 630 nm or less in the emission spectrum of the nitride phosphor, full width at half maximum of 80 nm,
Nitride phosphor: CASN, an emission peak wavelength in the range of 640 nm or more and 680 nm or less in the emission spectrum of the nitride phosphor, full width at half maximum of 100 nm.
さらに、比較例の発光装置に使用する蛍光体として、下記式(VI)で表される組成式に含まれる組成を有し、発光ピーク波長が521nmであり、半値幅が63nmであるクロロシリケート蛍光体を準備した。
Ca8MgSi4O16Cll2:Eu (VI)
なお、上述した各蛍光体の発光ピーク波長及び半値全幅は、蛍光体の製造条件、組成の変更により調整することが可能である。
Furthermore, as a phosphor used in the light emitting device of the comparative example, chlorosilicate fluorescence having a composition included in the composition formula represented by the following formula (VI), an emission peak wavelength of 521 nm, and a half width of 63 nm prepared the body.
Ca8MgSi4O16Cl12 : Eu ( VI)
The emission peak wavelength and full width at half maximum of each phosphor described above can be adjusted by changing the production conditions and composition of the phosphor.
発光素子として、発光ピーク波長が450nmである窒化ガリウム系の半導体発光素子をそれぞれ準備した。 A gallium nitride-based semiconductor light-emitting device having an emission peak wavelength of 450 nm was prepared as the light-emitting device.
実施例1から6
発光装置の作製
発光ピーク波長が450nmの発光素子と、前記LAG、前記GYAG1、前記GYAG2及び前記YAG、前記KSF、前記SCASN、前記CASNのいずれかを表1に示すように組合せて、蛍光体を含む蛍光部材と、を備えた発光装置を作製した。表中に記載されている「-」の記号は、該当する蛍光体を含んでいない又は該当する単位の数値がないことを表す。
相関色温度が6500K、5000K、4000K、3500K、3000K、2700Kの各相関色温度付近になるように各蛍光体及び各蛍光体の含有率を以下の表2に示す値となるように調節して、配合した蛍光体をシリコーン樹脂に添加し、混合分散した後、更に脱泡することにより蛍光体含有樹脂組成物を得た。次にこの蛍光体含有樹脂組成物を発光素子の上に注入、充填し、さらに加熱することで樹脂組成物を硬化させて蛍光部材を作製した。このような工程により発光装置を作製した。
Examples 1 to 6
Fabrication of Light-Emitting Device A light-emitting element having an emission peak wavelength of 450 nm was combined with any one of LAG, GYAG1, GYAG2, YAG, KSF, SCASN, and CASN as shown in Table 1, and a phosphor was produced. A light-emitting device including a fluorescent member including The "-" symbol in the table indicates that the corresponding phosphor is not included or there is no corresponding unit value.
Each phosphor and the content of each phosphor are adjusted to the values shown in Table 2 below so that the correlated color temperature is around each of the correlated color temperatures of 6500K, 5000K, 4000K, 3500K, 3000K and 2700K. , the phosphor-containing resin composition was obtained by adding the blended phosphor to the silicone resin, mixing and dispersing the mixture, and then defoaming. Next, this phosphor-containing resin composition was injected and filled on the light emitting element, and the resin composition was cured by heating to produce a fluorescent member. A light-emitting device was manufactured through such steps.
比較例1から6
発光装置の作製
発光ピーク波長が450nmの発光素子と、フッ化物蛍光体を含むことなく、前記GYAG2、前記SCASN、前記クロロシリケート蛍光体のいずれかを表2に示すように組合せて、蛍光体を含む蛍光部材と、を備えた発光装置を作製した。
相関色温度が6500K、5000K、4000K、3500K、3000K、2700Kの各相関色温度付近になるように各蛍光体及び各蛍光体の含有率を以下の表4に示す値となるように調節したこと以外は、実施例1から6に係る発光装置と同様にして、発光装置を作製した。
Comparative Examples 1 to 6
Fabrication of Light-Emitting Device A light-emitting element having an emission peak wavelength of 450 nm was combined with any of the GYAG2, SCASN, and chlorosilicate phosphors without containing a fluoride phosphor as shown in Table 2, and the phosphor was A light-emitting device including a fluorescent member including
Each phosphor and the content of each phosphor were adjusted to the values shown in Table 4 below so that the correlated color temperature is around each of the correlated color temperatures of 6500K, 5000K, 4000K, 3500K, 3000K and 2700K. A light-emitting device was fabricated in the same manner as the light-emitting devices according to Examples 1 to 6, except for the above.
以下のように、実施例に係る各発光装置及び比較例に係る各発光装置を測定した。結果は、表3及び表4に示す。 Each light emitting device according to the example and each light emitting device according to the comparative example were measured as follows. The results are shown in Tables 3 and 4.
発光ピーク強度比
実施例に係る各発光装置及び比較例に係る各発光装置の発光スペクトルは、分光蛍光光度計を用いて測定した。また、各発光装置からの発光の発光スペクトルから、450nm付近の発光素子の発光ピークの発光ピーク強度に対する630nm付近のフッ化物蛍光体の発光ピークの発光ピーク強度の発光ピーク強度比を求めた。図3から図8は、実施例1から6に係る各発光装置及び比較例1から6に係る各発光装置の各発光スペクトルと各相関色温度における基準光源のスペクトルを示す。図3から図8に示す各発光装置の発光スペクトル及び基準光源のスペクトルは、最大の発光強度を1とした発光スペクトルである。
Emission Peak Intensity Ratio The emission spectrum of each light emitting device according to Examples and each light emitting device according to Comparative Example was measured using a spectrofluorophotometer. Also, from the emission spectrum of the light emission from each light emitting device, the emission peak intensity ratio of the emission peak intensity of the emission peak of the fluoride phosphor around 630 nm to the emission peak intensity of the emission peak of the light emitting element around 450 nm was determined. 3 to 8 show the emission spectrum of each light emitting device according to Examples 1 to 6 and each light emitting device according to Comparative Examples 1 to 6 and the spectrum of the reference light source at each correlated color temperature. The emission spectrum of each light emitting device and the spectrum of the reference light source shown in FIGS.
相関色温度、色度座標(x、y)、演色評価数(Ra,R15)、相対光束(%)
実施例に係る各発光装置及び比較例に係る各発光装置について、発光色の色度座標、相関色温度(K)、平均演色評価数(Ra)、特殊演色評価数(R15)を測定した。具体的には、実施例及び比較例に用いた各発光装置について、分光測光装置(PMA-12、浜松ホトニクス株式会社)と積分球を組み合わせた光計測システムを用いて、CIE1931色度図の色度座標系における色度座標(x、y)、相関色温度(K)、平均演色評価数Ra、特殊演色評価数R15及び光束を測定した。実施例に係る各発光装置の発光の相対光束は、各相関色温度における比較例に係る各発光装置の光束を100%として求めた。
Correlated color temperature, chromaticity coordinates (x, y), color rendering index (Ra, R15), relative luminous flux (%)
The chromaticity coordinates of the emitted color, the correlated color temperature (K), the general color rendering index (Ra), and the special color rendering index (R15) were measured for each light emitting device according to the example and each light emitting device according to the comparative example. Specifically, for each light-emitting device used in Examples and Comparative Examples, a light measurement system combining a spectrophotometer (PMA-12, Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) and an integrating sphere was used to measure the color of the CIE 1931 chromaticity diagram. Chromaticity coordinates (x, y), correlated color temperature (K), general color rendering index Ra, special color rendering index R15 and luminous flux in the degree coordinate system were measured. The relative luminous flux of light emitted from each light-emitting device according to the example was obtained by setting the luminous flux of each light-emitting device according to the comparative example at each correlated color temperature as 100%.
TLCIの値Qa、値Q10
実施例に係る各発光装置及び比較例に係る各発光装置について、分光測光装置(PMA-12、浜松ホトニクス株式会社)と積分球を組み合わせた光計測システムを用いて、先に説明した、EBUで推奨されたTLCI-2012に記載された数式に基づき、TLCIの値Qa及び値Q10を算出した。
TLCI value Qa, value Q10
Each light-emitting device according to the example and each light-emitting device according to the comparative example was measured by EBU as described above using an optical measurement system combining a spectrophotometer (PMA-12, Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) and an integrating sphere. Based on the formula described in the recommended TLCI-2012, the TLCI values Qa and Q10 were calculated.
表3及び表4に示されるように、相関色温度がほぼ同じ実施例及び比較例の各発光装置の平均変色評価数RaとTLCIの値Qaを比べると、平均演色評価数Raについては、実施例及び比較例において、ほぼ同等の数値が得られた。一方、TLCIの値Qaについては、各相関色温度において、実施例の発光装置のほうが比較例よりも高い数値が得られていた。また、R15についても、各相関色温度において、実施例の発光装置のほうが比較例よりも高い数値が得られていた。実施例の発光装置は、TLCIの値Qaが高く、視対象の観覧の仕方にかかわらず、視対象の色再現性を向上した光が発せられていることが分かる。また、実施例の各発光装置の相対光束は、表3と表4に示されるように各比較例の発光装置の光束を基準(100%)として、相関色温度がほぼ同じ実施例の発光装置及び比較例の発光装置を比べると、いずれの実施例の発光装置においても高い光束が得られた。
以上のことから、実施例に係る発光装置は、高い光束を有し、視対象の色再現性が向上し、優れた演色性を有することが分かる。
As shown in Tables 3 and 4, when comparing the average color change index Ra and the TLCI value Qa of the light emitting devices of Examples and Comparative Examples having substantially the same correlated color temperature, the average color rendering index Ra Almost the same values were obtained in Examples and Comparative Examples. On the other hand, for the TLCI value Qa, the light emitting device of the example obtained a higher numerical value than the comparative example at each correlated color temperature. Also, regarding R15, at each correlated color temperature, the light emitting device of the example obtained a higher numerical value than that of the comparative example. It can be seen that the light emitting device of the example has a high TLCI value Qa, and emits light with improved color reproducibility of the visual object regardless of how the visual object is viewed. Also, as shown in Tables 3 and 4, the relative luminous flux of each light-emitting device of the example is determined by using the luminous flux of each comparative example as a reference (100%), and the light-emitting device of the example having substantially the same correlated color temperature. When comparing the light emitting devices of the comparative example and the comparative example, a high luminous flux was obtained in each of the light emitting devices of the examples.
From the above, it can be seen that the light emitting device according to the example has a high luminous flux, improved color reproducibility of a visual target, and excellent color rendering.
図2は、相関色温度がほぼ同程度の光を発する実施例の発光装置及び比較例の発光装置のTLCIのQ10を示す図である。図2に示すように、各相関色温度において、各実施例の各発光装置は、比較例の各発光装置よりも値Q10が高く、値Q10が90以上である光を発した。 FIG. 2 is a diagram showing Q10 of TLCI of a light emitting device of an example and a light emitting device of a comparative example which emit light having approximately the same correlated color temperature. As shown in FIG. 2, at each correlated color temperature, each light-emitting device of each example emitted light having a value Q10 higher than that of each light-emitting device of the comparative example, and having a value Q10 of 90 or more.
図3から図8に、各相関色温度における実施例に係る発光装置の発光スペクトル、比較例に係る発光装置の発光スペクトル、及び基準光源の発光スペクトルを示した。
実施例1から6の発光装置の発光スペクトルは、6500K付近、5000K付近、4000K付近、3500K付近、3000K付近、2700K付近の各相関色温度において、430nm以上470nm以下の範囲の発光ピークの発光強度が基準光源の発光強度を超えることなく、青紫色から青色の発光強度が突出して高くなることなく、色バランスが維持されていた。実施例1から6に係る発光装置は、TLCIの値Q10の数値が90以上と高く、各色の色バランスが維持されてTLCIの値Qaも90以上に高くなる光を発した。
3 to 8 show the emission spectrum of the light emitting device according to the example, the emission spectrum of the light emitting device according to the comparative example, and the emission spectrum of the reference light source at each correlated color temperature.
In the emission spectra of the light emitting devices of Examples 1 to 6, the emission intensity of the emission peak in the range of 430 nm or more and 470 nm or less is The color balance was maintained without exceeding the luminescence intensity of the reference light source and without the luminescence intensity of bluish-purple to blue being significantly high. The light emitting devices according to Examples 1 to 6 had a high TLCI value Q10 of 90 or more, and emitted light with a high TLCI value Qa of 90 or more while maintaining the color balance of each color.
比較例1から6の発光装置の発光スペクトルは、6500K付近、5000K付近、4000K付近、3500K付近、3000K付近、2700K付近の各相関色温度において、430nm以上470nm以下の範囲の発光ピークの発光強度が基準光源の発光強度と同等であるか、基準光源の発光強度を超えており、青紫色から青色の発光の強度が高くなり、色バランスが崩れTLCIの値Q10の数値が低くなり、相関色温度によっては、TLCIの値Qaが90よりも低くなると推測された。 In the emission spectra of the light emitting devices of Comparative Examples 1 to 6, the emission intensity of the emission peak in the range of 430 nm or more and 470 nm or less is The emission intensity of the reference light source is equal to or exceeds the emission intensity of the reference light source, the emission intensity of bluish purple to blue color increases, the color balance is lost, the TLCI value Q10 decreases, and the correlated color temperature Some speculated that the TLCI value Qa would be lower than 90.
本開示の発光装置は、発光特性に優れた照明器具、LEDディスプレイ、カメラのフラッシュライトなどに利用することができる。さらに、この発光装置を備えた灯具として利用することができる。 The light-emitting device of the present disclosure can be used for lighting fixtures, LED displays, camera flashlights, and the like, which have excellent light-emitting properties. Furthermore, it can be used as a lamp equipped with this light emitting device.
10:発光素子、50:蛍光部材、70:蛍光体、71:希土類アルミン酸塩蛍光体、72:フッ化物蛍光体、73:窒化物蛍光体、100:発光装置。 10: Light emitting element, 50: Fluorescent member, 70: Phosphor, 71: Rare earth aluminate phosphor, 72: Fluoride phosphor, 73: Nitride phosphor, 100: Light emitting device.
Claims (14)
前記蛍光部材が、下記式(I)で表される組成式に含まれる組成を有する第1希土類アルミン酸塩蛍光体及び下記式(II)で表される組成式に含まれる組成を有する第2希土類アルミン酸塩蛍光体からなる群から選択された少なくとも1種の希土類アルミン酸塩蛍光体と、
下記式(III)で表される組成式に含まれる組成を有する第1フッ化物蛍光体及び下記式(IV)で表される組成式に含まれる組成を有する第2フッ化物蛍光体からなる群から選択された少なくとも1種のフッ化物蛍光体と、
下記式(V)で表される組成式に含まれる組成を有する少なくとも2種の窒化物蛍光体と、を含み、
欧州放送連合(European Broadcasting Union:EBU)によって推奨される照明一貫性指数TLCI(Television Lighting Consistency Index)-2012により算出される値Qaが90以上であり、値Q10が90以上である光を発する、発光装置。
Lu3Al5O12:Ce (I)
Y3(Al1-aGaa)5O12:Ce (II)
(式(II)中、aは、0≦a≦0.5を満たす。)
Ac[M2 1-bMn4+ bFd] (III)
(式(III)中、Aは、K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+及びNH4 +からなる群から選択される少なくとも1種を含み、M2は、第4族元素及び第14族元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、bは、0<b<0.2を満たし、cは、[M2 1-bMn4+ bFd]イオンの電荷の絶対値であり、dは、5<d<7を満たす。)
A’c'[M2’1-b'Mn4+ b'Fd'] (IV)
(式(IV)中、A’は、K+、Li+、Na+、Rb+、Cs+及びNH4 +からなる群から選択される少なくとも1種を含み、M2’は、第4族元素、第13族元素及び第14族元素からなる群から選択される少なくとも1種の元素を含み、b’は、0<b’<0.2を満たし、c’は、[M2' 1-b'Mn4+ b'Fd']イオンの電荷の絶対値であり、d’は、5<d’<7を満たす。)
SrqCasAltSiuNv:Eu (V)
(式(V)中、q、s、t、u及びvは、それぞれ0≦q<1、0<s≦1、q+s≦1、0.9≦t≦1.1、0.9≦u≦1.1、2.5≦v≦3.5を満たす。) A light-emitting device comprising a light-emitting element having an emission peak wavelength in the range of 430 nm or more and 470 nm or less, and a fluorescent member,
The fluorescent member includes a first rare earth aluminate phosphor having a composition included in a composition formula represented by the following formula (I) and a second rare earth aluminate phosphor having a composition included in a composition formula represented by the following formula (II) at least one rare earth aluminate phosphor selected from the group consisting of rare earth aluminate phosphors;
A group consisting of a first fluoride phosphor having a composition included in the composition formula represented by the following formula (III) and a second fluoride phosphor having a composition included in the composition formula represented by the following formula (IV) at least one fluoride phosphor selected from
At least two nitride phosphors having a composition included in the composition formula represented by the following formula (V),
Emitting light having a value Qa of 90 or more and a value Q10 of 90 or more calculated according to the Television Lighting Consistency Index (TLCI)-2012 recommended by the European Broadcasting Union (EBU); Luminescent device.
Lu3Al5O12 : Ce( I )
Y3 ( Al1 -aGaa ) 5O12 :Ce (II)
(In formula (II), a satisfies 0≤a≤0.5.)
Ac [ M21 - bMn4 + bFd ] (III)
(In formula (III), A contains at least one selected from the group consisting of K + , Li + , Na + , Rb + , Cs + and NH 4 + ; M 2 is a Group 4 element and containing at least one element selected from the group consisting of Group 14 elements, b satisfies 0<b<0.2, and c is the [M 21 -b Mn 4+ b F d ] ion is the absolute value of electric charge, and d satisfies 5<d<7.)
A'c ' [ M2'1 -b'Mn4 + b'Fd ' ] (IV)
(In formula (IV), A' includes at least one selected from the group consisting of K + , Li + , Na + , Rb + , Cs + and NH 4 + , and M 2 ' is Group 4 At least one element selected from the group consisting of elements, group 13 elements and group 14 elements, b' satisfies 0<b'<0.2, and c' is [M 2' 1 -b' Mn 4+ b' F d' ] is the absolute value of the charge of the ion, and d' satisfies 5<d'<7.)
SrqCasAltSiuNv : Eu ( V )
(In formula (V), q, s, t, u and v are 0 ≤ q < 1, 0 < s ≤ 1, q + s ≤ 1, 0.9 ≤ t ≤ 1.1, 0.9 ≤ u ≤ 1.1, 2.5 ≤ v ≤ 3.5 are satisfied.)
相関色温度が4750K以上7000K以下の範囲内の光を発する場合、0.35以上0.70以下の範囲内であり、
相関色温度が2500K以上4750K未満の範囲内の光を発する場合、0.60以上1.30以下の範囲内である請求項1に記載の発光装置。 The content ratio of the total content of the fluoride phosphor to the total content of the rare earth aluminate phosphor is
When the correlated color temperature emits light within the range of 4750 K or more and 7000 K or less, it is within the range of 0.35 or more and 0.70 or less,
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the correlated color temperature is in the range of 0.60 to 1.30 when emitting light in the range of 2500K or more and less than 4750K.
相関色温度が4750K以上7000K以下の範囲内の光を発する場合、0.25以上0.45以下の範囲内であり、
相関色温度が2500K以上4750K未満の範囲内の光を発する場合、0.35以上0.60以下の範囲内である請求項1に記載の発光装置。 The content ratio of the total content of the fluoride phosphor to the total content of the rare earth aluminate phosphor, the fluoride phosphor and the nitride phosphor is
When the correlated color temperature emits light within the range of 4750 K or more and 7000 K or less, it is within the range of 0.25 or more and 0.45 or less,
2. The light-emitting device according to claim 1, wherein the correlated color temperature is in the range of 0.35 to 0.60 when emitting light in the range of 2500K or more and less than 4750K.
相関色温度が4750K以上7000K以下の範囲内の光を発する場合、0.50以上0.75以下の範囲内であり、
相関色温度が2500K以上4750K未満の範囲内の光を発する場合、0.40以上0.60以下の範囲内である請求項1に記載の発光装置。 The content ratio of the total content of the rare earth aluminate phosphor to the total content of the rare earth aluminate phosphor, the fluoride phosphor and the nitride phosphor is
When the correlated color temperature emits light within the range of 4750 K or more and 7000 K or less, it is within the range of 0.50 or more and 0.75 or less,
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the correlated color temperature is in the range of 0.40 to 0.60 when emitting light in the range of 2500K or more and less than 4750K.
相関色温度が4750K以上7000K以下の範囲内の光を発する場合、0.25以上0.50以下の範囲内であり、
相関色温度が2500K以上4750K未満の範囲内の光を発する場合、0.40以上0.60以下の範囲内である請求項1に記載の発光装置。 The content ratio of the total content of the fluoride phosphor and the nitride phosphor to the total content of the rare earth aluminate phosphor, the fluoride phosphor and the nitride phosphor is
When the correlated color temperature emits light within the range of 4750 K or more and 7000 K or less, it is within the range of 0.25 or more and 0.50 or less,
2. The light emitting device according to claim 1, wherein the correlated color temperature is in the range of 0.40 to 0.60 when emitting light in the range of 2500K or more and less than 4750K.
相関色温度が3250K以上7000K以下の範囲内の光を発する場合、0.80以上0.99以下の範囲内であり、
相関色温度が2500K以上3250K以下の範囲内の光を発する場合、0.80以上0.95以下の範囲内である請求項1に記載の発光装置。 The content ratio of the total content of the fluoride phosphor with respect to the total content of the fluoride phosphor and the nitride phosphor is
When the correlated color temperature emits light within the range of 3250 K or more and 7000 K or less, it is within the range of 0.80 or more and 0.99 or less,
2. The light-emitting device according to claim 1, wherein the correlated color temperature is in the range of 0.80 to 0.95 when emitting light in the range of 2500K to 3250K.
相関色温度が4750K以上7000K以下の範囲内の光を発する場合、1.00以上2.00以下の範囲内であり、
相関色温度が3250K以上4750K未満の範囲内の光を発する場合、2.00以上4.00以下の範囲内であり、
相関色温度が2850K以上3250K未満の範囲内の光を発する場合、4.00以上6.00以下の範囲内であり、
相関色温度が2500K以上2850K未満の範囲内の光を発する場合、5.50以上9.00以下の範囲内である請求項1に記載の発光装置。 The emission peak intensity ratio of the emission peak of the fluoride phosphor to the emission peak of the light emitting element in the emission spectrum of the light emitting device is
When the correlated color temperature emits light within the range of 4750 K or more and 7000 K or less, it is within the range of 1.00 or more and 2.00 or less,
When the correlated color temperature emits light within the range of 3250 K or more and less than 4750 K, it is in the range of 2.00 or more and 4.00 or less,
When the correlated color temperature emits light within the range of 2850 K or more and less than 3250 K, it is in the range of 4.00 or more and 6.00 or less,
2. The light-emitting device according to claim 1, wherein the correlated color temperature is in the range of 5.50 to 9.00 when emitting light in the range of 2500K or more and less than 2850K.
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