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公開番号2025026033
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023131364
出願日2023-08-10
発明の名称白色発光装置
出願人サンケン電気株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10H 20/851 20250101AFI20250214BHJP()
要約【課題】輝度が高く高演色が容易な白色発光装置を提供する。
【解決手段】半導体発光素子13と、半導体発光素子の光で励起され、該光のピーク波長より大きいピーク波長の光を発光する第1の蛍光体1と、半導体発光素子から出る光及び第1の蛍光体から出る光の少なくとも一方で励起されて発光する第2の蛍光体2とを含み、半導体発光素子及び第1の蛍光体から出る光には、波長範囲430～480nmにピーク波長P1の第1のピーク及びピーク波長P2の第2のピークを有する青色光が含まれ、第1のピーク及び第2のピークの少なくとも一方は第1の蛍光体が励起された発光に由来し、ピーク波長P1、ピーク波長P2、第1のピークにおける発光強度Ip1及び第2のピークにおける発光強度Ip2は、
430nm≦P1<P2≦480nm…(1)
P2-P1≧16nm…(2)
0.5≦(Ip1/Ip2)≦2…(3)
を満たす。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体発光素子と、前記半導体発光素子から出る光により励起され、前記半導体発光素子から出る光が有するピーク波長より大きいピーク波長を有する光を発光する第１の蛍光体と、前記半導体発光素子から出る光及び前記第１の蛍光体から出る光の少なくとも一方により励起されて発光する第２の蛍光体とを含む白色発光装置であって、
前記半導体発光素子及び前記第１の蛍光体から出る光には、発光スペクトルの波長範囲４３０～４８０ｎｍにおいて、ピーク波長Ｐ１の第１のピーク及びピーク波長Ｐ２の第２のピークを有する青色光が含まれ、
前記第１のピーク及び前記第２のピークの少なくとも一方は、前記第１の蛍光体が前記半導体発光素子から出る光により励起される発光に由来するものであり、
前記ピーク波長Ｐ１及び前記ピーク波長Ｐ２は、
４３０ｎｍ≦Ｐ１＜Ｐ２≦４８０ｎｍ・・・（１）
Ｐ２－Ｐ１≧１６ｎｍ・・・（２）
を満たし、
前記第１のピーク及び第２のピークにおける発光強度をそれぞれＩｐ１、Ｉｐ２としたときに、
０．５≦（Ｉｐ１／Ｉｐ２）≦２・・・（３）
を満たすものであることを特徴とする白色発光装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記半導体発光素子は紫外光又は紫色光を発光するものであり、
前記第１の蛍光体は、前記半導体発光素子から出る前記紫外光又は紫色光により励起されて前記第１のピーク及び前記第２のピークを有する青色光を発光するものであることを特徴とする請求項１に記載の白色発光装置。
【請求項３】
前記半導体発光素子は前記第１のピークを有する第１の青色光を発光するものであり、
前記第１の蛍光体は、前記半導体発光素子から出る前記第１の青色光により励起されて前記第２のピークを有する第２の青色光を発光するものであることを特徴とする請求項１に記載の白色発光装置。
【請求項４】
前記半導体発光素子として、第１の半導体発光素子及び第２の半導体発光素子を含み、
前記第１の半導体発光素子は紫外光又は紫色光を発光するものであり、
前記第１の蛍光体は、前記第１の半導体発光素子から出る前記紫外光又は紫色光により励起されて前記第１のピークを有する第１の青色光を発光するものであり、
前記第２の半導体発光素子は前記第２のピークを有する第２の青色光を発光するものであることを特徴とする請求項１に記載の白色発光装置。
【請求項５】
前記第１のピークの半値幅及び前記第２のピークの半値幅の少なくとも一方は、５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の白色発光装置。
【請求項６】
前記発光スペクトルにおいて、前記第１のピークと前記第２のピークとの間に谷を備え、第１のピークの発光強度をＩｐ１、第２のピークの発光強度をＩｐ２とし、第１のピークと第２のピークの間にある谷の発光強度をＩｖとすると、
０．３≦Ｉｖ／｛（Ｉｐ１＋Ｉｐ２）／２｝≦０．５・・・（４）
の条件を満たすことを特徴とする請求項５に記載の白色発光装置。
【請求項７】
前記第１の蛍光体は、量子ドット蛍光体であることを特徴とする請求項６に記載の白色発光装置。
【請求項８】
前記第１の蛍光体は、（Ｂａ、Ｓｒ）
３
ＭｇＳｉ
２
Ｏ
８
：Ｅｕ系の蛍光体であることを特徴とする請求項６に記載の白色発光装置。
【請求項９】
前記第２の蛍光体が、ＳＡＥ蛍光体と、ＬｕＡＧ系蛍光体又はＹＡＧ系蛍光体と、ＣＡＳＮ系蛍光体又はＳＣＡＳＮ系蛍光体とを含むものであることを特徴とする請求項６に記載の白色発光装置。
【請求項１０】
前記半導体発光素子と前記第２の蛍光体を含む層との間に前記第１の蛍光体を含む層を備えることを特徴とする請求項６に記載の白色発光装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、白色発光装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子と、発光素子によって励起される蛍光体とを用いた発光装置が実用化されている。ＬＥＤ照明器具では、表現したい連続的なスペクトルを、発光素子と蛍光体からそれぞれ出射される光の発光スペクトルを組み合わせて実現する。例えば、平均演色評価数Ｒａ（Ｒ１～Ｒ８の平均）、及び特殊演色評価数Ｒｉ（ｉ＝９～１５）を例えばすべて９０以上に高くすることにより、国際照明委員会（ＣＩＥ）で定めた太陽光の連続スペクトルを、ＬＥＤと蛍光体の出射光によって近似的に表現している。
【０００３】
従来、波長の異なる２つの青色ＬＥＤで緑、黄、赤の蛍光体を励起させて演色性の高い白色光を得る方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、波長の異なる２つの青色ＬＥＤで黄、赤の蛍光体を励起させ、更に緑色ＬＥＤを加える方法や、２つの青色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを用いる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、波長の異なる２つの青色ＬＥＤで緑、赤などの蛍光体を励起させて演色性の高い白色光を得る方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００４】
図７に、従来（例えば、特許文献３）の白色発光装置の一例を示す。また、図８は発光ピークの関係を説明するための図面である。従来の白色発光装置４００は、発光スペクトルの波長範囲４３０～４８０ｎｍにおいて、ピーク波長Ｐ１の第１のピークを有する青色光を発光する青色半導体発光素子（青色ＬＥＤ）１１及びピーク波長Ｐ２の第２のピークを有する青色光を発光する青色半導体発光素子（青色ＬＥＤ）１２を備え、青色半導体発光素子（青色ＬＥＤ）１１、１２を被覆する樹脂やガラスなどからなる封止体としても機能する蛍光体層２０の中に緑色蛍光体２１、赤色蛍光体２２などの第２の蛍光体２が、フィラー３などと共に分散させられている。このような白色発光装置は、これら波長の異なる２つの青色ＬＥＤ１１、１２で第２の蛍光体２を励起させて演色性の高い白色光Ｌを得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００８－０３４１８８号公報
特開２０１１－１９２７３８号公報
特開２０１６－２１９５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
青色半導体発光素子（青色ＬＥＤということもある）は、通常、ウエハ上に形成される発光層を含むエピタキシャル層の組成比率のずれや結晶性などにより、発光特性（例えば発光のピーク波長やピークの半値幅等）にバラツキが生じる。その結果、上記従来技術のように、緑、黄、赤等の蛍光体を励起させるための青色光の光源として複数個の青色ＬＥＤを用いる場合に、それぞれの青色ＬＥＤに由来する発光ピークにおける発光特性が異なることにより、個々の青色ＬＥＤの発光特性のバラツキを考慮して適切に組み合わせを変える必要があった。具体的には、複数の青色ＬＥＤを使用する場合、短波長側の発光ピークのピーク波長Ｐ１と、長波長側の発光ピークのピーク波長Ｐ２との差Ｐ２－Ｐ１が高演色性を出すために重要な要素であり、あるバラツキを有する短波長側に発光ピークを有する青色ＬＥＤと、あるバラツキを有する長波長側に発光ピークを有する青色ＬＥＤのそれぞれの中から、組み合わせたときの特性を考慮して、適切なものを選定する必要があった。このため、発光装置設計の自由度に制限が生じたり、適切な組み合わせとするために多大な労力を要したりしていた。さらに、組み合わせることができなかった青色ＬＥＤが無駄になるなどの問題があった。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、輝度が高く高演色が容易な白色発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、半導体発光素子と、前記半導体発光素子から出る光により励起され、前記半導体発光素子から出る光が有するピーク波長より大きいピーク波長を有する光を発光する第１の蛍光体と、前記半導体発光素子から出る光及び前記第１の蛍光体から出る光の少なくとも一方により励起されて発光する第２の蛍光体とを含む白色発光装置であって、
前記半導体発光素子及び前記第１の蛍光体から出る光には、発光スペクトルの波長範囲４３０～４８０ｎｍにおいて、ピーク波長Ｐ１の第１のピーク及びピーク波長Ｐ２の第２のピークを有する青色光が含まれ、
前記第１のピーク及び前記第２のピークの少なくとも一方は、前記第１の蛍光体が前記半導体発光素子から出る光により励起される発光に由来するものであり、
前記ピーク波長Ｐ１及び前記ピーク波長Ｐ２は、
４３０ｎｍ≦Ｐ１＜Ｐ２≦４８０ｎｍ・・・（１）
Ｐ２－Ｐ１≧１６ｎｍ・・・（２）
を満たし、
前記第１のピーク及び第２のピークにおける発光強度をそれぞれＩｐ１、Ｉｐ２としたときに、
０．５≦（Ｉｐ１／Ｉｐ２）≦２・・・（３）
を満たすものである白色発光装置を提供する。
【０００９】
このような白色発光装置によれば、輝度が高く高演色が容易な白色発光装置となる。
【００１０】
このとき、前記半導体発光素子は紫外光又は紫色光を発光するものであり、
前記第１の蛍光体は、前記半導体発光素子から出る前記紫外光又は紫色光により励起されて前記第１のピーク及び前記第２のピークを有する青色光を発光するものである白色発光装置とすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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