JP2021136293A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子と蛍光体とを備える発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device including a light emitting element and a phosphor.
蛍光体は、優れた発光特性を有すると共に、非常に低いエネルギーで発光が可能なものであることから、環境面においても注目されている材料である。また、近年の省電力に対する社会ニーズの増大に伴い、蛍光体の優れた省エネルギー性を活かして、既存のランプに対する代替ニーズも高い。さらに、発光波長に応じて、様々な分野への応用が期待されている。 A phosphor is a material that is attracting attention from an environmental point of view because it has excellent light emitting properties and can emit light with extremely low energy. In addition, with the increasing social needs for power saving in recent years, there is also a high need for alternatives to existing lamps by taking advantage of the excellent energy saving properties of phosphors. Further, it is expected to be applied to various fields depending on the emission wavelength.
例えば、近赤外光は生体への光透過性が高いため、光干渉断層画像装置(OCT)などにも適用され、また、非破壊計測などへの応用が期待されている。例えば、特許文献1には、生体イメージング等ではブロードな発光の必要性が報告されている。特許文献2,3には、幅広い帯域の可視光によって励起されてブロードな蛍光スペクトルを発光すると共に、近赤外光を発光することができる蛍光体が記載されている。
For example, since near-infrared light has high light transmission to a living body, it is also applied to an optical interference tomographic imaging device (OCT) and the like, and is expected to be applied to non-destructive measurement and the like. For example, Patent Document 1 reports the need for broad light emission in biological imaging and the like.
ところで、従来の近赤外蛍光体の多くは、励起スペクトルのピークが青色領域にない。そのため、青色発光素子(青色LED)との組み合わせた場合に、発光効率が悪いという問題がある。例えば、特許文献3には、蛍光体を組み込んだ発光素子に言及されているが、発光素子と蛍光体との組合せの詳細については説明されていない。特許文献3の図1には、近赤外発光蛍光体の発光スペクトルと励起スペクトルが示されており(図14参照)、特に、励起スペクトルをみると、青色励起ではほとんど光らず、赤色で励起するのが良いことが示されている。このことから、赤色発光素子(赤色LED)との組合せは、その励起スペクトルから考えても一般的である。しかしながら、赤色LEDと近赤外蛍光体とを組み合わせると、近赤外領域における発光強度が弱いという問題がある。また、赤色LEDの温度特性の悪さが素子全体にも影響し、近赤外領域における発光の温度特性が悪いという問題がある。現状では、近赤外蛍光体を使った発光装置は発光強度が弱いため、需要が少ない。
By the way, most of the conventional near-infrared phosphors do not have a peak in the excitation spectrum in the blue region. Therefore, there is a problem that the luminous efficiency is poor when combined with a blue light emitting element (blue LED). For example,
このように、LEDの発光ピークの範囲と、蛍光体の励起スペクトルのピークの範囲との組合せが制限されるため、青色LEDからの発光により励起され難い蛍光体の場合には、発光強度や温度特性に優れた高品質で低コストのものが比較的容易に入手が可能な青色LEDに組み合わせることができないという問題がある。例えば、上記のような近赤外領域に発光ピークを有する発光装置などにおいて、高い発光特性を有する発光装置が得られないという問題がある。 In this way, the combination of the range of the emission peak of the LED and the range of the peak of the excitation spectrum of the phosphor is limited. Therefore, in the case of a phosphor that is difficult to be excited by the emission from the blue LED, the emission intensity and temperature. There is a problem that a high-quality, low-cost LED with excellent characteristics cannot be combined with a relatively easily available blue LED. For example, in a light emitting device having a light emitting peak in the near infrared region as described above, there is a problem that a light emitting device having high light emitting characteristics cannot be obtained.
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、高品質で低コストである青色LEDからの光による励起がされ難い蛍光体を使用した場合でも、発光強度が強く、温度特性にも優れた発光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and even when a phosphor that is difficult to be excited by light from a high-quality, low-cost blue LED is used, the emission intensity is strong and the temperature characteristics are improved. Also aims to provide an excellent light emitting device.
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、発光ピーク波長が380〜480nmの範囲にある発光素子と、前記発光素子によって励起され、発光ピーク波長が第1の範囲にある第1の蛍光体と、励起スペクトルのピーク波長が前記第1の範囲にあり、かつ、発光スペクトルのピーク波長が前記第1の範囲と異なる第2の範囲にある第2の蛍光体とを含む発光装置を提供する。 The present invention has been made to achieve the above object, and a light emitting element having an emission peak wavelength in the range of 380 to 480 nm and a light emitting element excited by the light emitting element and having an emission peak wavelength in the first range. Emission including 1 phosphor and a second phosphor having a peak wavelength of an excitation spectrum in the first range and a peak wavelength of an emission spectrum in a second range different from the first range. Provide the device.
このような発光装置によれば、高品質で低コストの青色LEDを使用しながら、励起スペクトルのピークに制限されることなく様々な蛍光体が適用可能な発光装置であり、発光強度が強く、温度特性にも優れた発光装置となる。 According to such a light emitting device, it is a light emitting device to which various phosphors can be applied without being limited to the peak of the excitation spectrum while using a high quality and low cost blue LED, and the light emitting intensity is strong. It is a light emitting device with excellent temperature characteristics.
このとき、前記第2の蛍光体は、前記380〜480nmの範囲における励起スペクトルの強度が、前記第1の範囲における励起スペクトルのピーク強度よりも低いもの、より好ましくは、前記第1の範囲における励起スペクトルのピーク強度の半分以下のものである発光装置とすることができる。 At this time, in the second phosphor, the intensity of the excitation spectrum in the range of 380 to 480 nm is lower than the peak intensity of the excitation spectrum in the first range, more preferably in the first range. It can be a light emitting device having a peak intensity of less than half of the excitation spectrum.
これにより、青色LEDの発光ピークが位置する領域において励起スペクトルが低い蛍光体を組み合わせた場合であっても、発光強度が強く、温度特性にも優れた発光装置となる。 As a result, even when a phosphor having a low excitation spectrum is combined in the region where the emission peak of the blue LED is located, the emission device has strong emission intensity and excellent temperature characteristics.
このとき、前記発光装置の出射光は少なくとも第1の発光ピークと第2の発光ピークを有し、前記第1の発光ピークのピーク波長が前記第2の範囲にあり、第2の発光ピークのピーク波長が380〜480nmにある発光装置とすることができる。また、前記出射光は第3の発光ピークをさらに有し、前記第3の発光ピークのピーク波長が前記第1の範囲にある発光装置とすることができる。 At this time, the emitted light of the light emitting device has at least a first light emitting peak and a second light emitting peak, the peak wavelength of the first light emitting peak is in the second range, and the second light emitting peak. A light emitting device having a peak wavelength of 380 to 480 nm can be used. Further, the emitted light may be a light emitting device having a third emission peak and the peak wavelength of the third emission peak is in the first range.
これにより、発光強度がより強く、温度特性にもより優れた発光装置となる。 As a result, the light emitting device has stronger light emitting intensity and better temperature characteristics.
このとき、前記第1の範囲が500〜700nmである発光装置とすることができる。 At this time, the light emitting device having the first range of 500 to 700 nm can be used.
これにより、発光強度がより強く、温度特性にもより優れた発光装置となる。 As a result, the light emitting device has stronger light emitting intensity and better temperature characteristics.
このとき、前記第2の範囲が700nm超、2000nm以下である発光装置とすることができる。 At this time, the light emitting device having the second range of more than 700 nm and 2000 nm or less can be used.
これにより、発光強度が強く、温度特性にも優れた近〜遠赤外領域に発光ピークを有する発光装置となる。 As a result, the light emitting device has a light emitting peak in the near to far infrared region, which has strong light emitting intensity and excellent temperature characteristics.
このとき、前記第1の蛍光体が可視光発光蛍光体である発光装置とすることができる。 At this time, the first phosphor can be a light emitting device which is a visible light emitting phosphor.
これにより、第2の蛍光体として、可視光発光蛍光体からの発光により励起可能なものを適用できるため、発光強度がより強く、温度特性にもより優れた発光装置となる。 As a result, as the second phosphor, one that can be excited by light emission from the visible light emitting phosphor can be applied, so that the light emitting device has stronger emission intensity and better temperature characteristics.
このとき、前記第2の蛍光体が近赤外発光蛍光体である発光装置とすることができる。 At this time, the second phosphor can be a light emitting device which is a near infrared emitting phosphor.
これにより、発光強度が強く、温度特性にも優れた近赤外領域に発光ピークを有する発光装置となる。 As a result, the light emitting device has a light emitting peak in the near infrared region, which has strong light emitting intensity and excellent temperature characteristics.
このとき、前記第1の蛍光体及び前記第2の蛍光体の少なくとも一方は、複数種類の蛍光体を含むものとすることができる。 At this time, at least one of the first phosphor and the second phosphor may contain a plurality of types of phosphors.
これにより、発光強度がより強く、温度特性にも優れた発光装置となる。 As a result, the light emitting device has stronger light emitting intensity and excellent temperature characteristics.
このとき、前記発光素子に電流を65mA流したときの781〜1042nmの光出力において、15.0mW以上の発光量を有するものとすることができる。 At this time, the light output of 781 to 1042 nm when a current of 65 mA is passed through the light emitting element can have a light emitting amount of 15.0 mW or more.
このように、本発明に係る発光装置は、特に近赤外領域において優れた発光量及び優れ温度特性を有するものとなる。 As described above, the light emitting device according to the present invention has excellent light emitting amount and excellent temperature characteristics especially in the near infrared region.
以上のように、本発明の発光装置によれば、高品質で低コストの青色LEDを使用しながら、励起スペクトルのピーク位置に制限されることなく様々な蛍光体が適用可能なものであり、発光強度が強く、温度特性にも優れた発光装置となる。 As described above, according to the light emitting device of the present invention, various phosphors can be applied without being limited to the peak position of the excitation spectrum while using a high quality and low cost blue LED. It is a light emitting device with strong light emitting intensity and excellent temperature characteristics.
以下、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.
上述のように、高品質で低コストである青色LEDからの光による励起がされ難い蛍光体を使用した場合であっても、発光強度が強く、温度特性にも優れた発光装置が求められていた。 As described above, there is a demand for a light emitting device having strong light emission intensity and excellent temperature characteristics even when a phosphor that is difficult to be excited by light from a blue LED, which is high quality and low cost, is used. rice field.
本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、発光ピーク波長が380〜480nmの範囲にある発光素子と、前記発光素子によって励起され、発光ピーク波長が第1の範囲にある第1の蛍光体と、励起スペクトルのピーク波長が前記第1の範囲にあり、かつ、発光スペクトルのピーク波長が前記第1の範囲と異なる第2の範囲にある第2の蛍光体とを含む発光装置により、青色LEDからの光による励起がされ難い蛍光体であっても、発光強度が強く温度特性にも優れた高品質で低コストの青色LEDを組み合わせることができ、発光強度が強く、温度特性にも優れた発光装置を提供できること、励起スペクトルのピークに制限されることなく様々な蛍光体が適用可能な発光装置を提供できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of diligent studies on the above problems, the present inventors have a light emitting element having a emission peak wavelength in the range of 380 to 480 nm, and a first light emitting element excited by the light emitting element and having an emission peak wavelength in the first range. And a second phosphor having a peak wavelength of the excitation spectrum in the first range and a peak wavelength of the emission spectrum in a second range different from the first range. As a result, even a phosphor that is difficult to be excited by light from a blue LED can be combined with a high-quality, low-cost blue LED that has strong emission intensity and excellent temperature characteristics, and has strong emission intensity and temperature characteristics. The present invention has been completed by finding that it is possible to provide an excellent light emitting device and to provide a light emitting device to which various phosphors can be applied without being limited to the peak of the excitation spectrum.
以下、図面を参照して説明する。なお、本明細書において数値範囲を「380〜480nm」のように表記したときは、「380nm以上、480nm以下」を意味する。 Hereinafter, description will be made with reference to the drawings. In addition, when the numerical value range is expressed as "380-480 nm" in this specification, it means "380 nm or more and 480 nm or less".
(発光装置)
図1に、本発明に係る発光装置100の一例を示す。本発明に係る発光装置100は、基板40上に配置された発光素子10と、発光素子10からの光の一部を吸収して発光素子10の発光波長とは異なる波長の光Lに変換する蛍光体1とを含むものである。蛍光体1としては、第1の蛍光体1a、第2の蛍光体1bを含んでおり、これらの蛍光体1a,1bは、発光素子10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の中に分散させられ、パッケージ30に収納されている。蛍光体層20の中には樹脂のほか、例えば、フィラー2や、蛍光体1等の分散性を高めるための添加物などを、適宜添加することができる。また、パッケージ30と基板40とは一体成型されていても良い。
(Light emitting device)
FIG. 1 shows an example of a
(発光素子)
発光素子10としては、発光ピーク波長が380〜480nmの範囲にあるものを使用する。このような発光素子は、青色発光するものであり、高品質で低コストのものが比較的容易に入手が可能なものである。
(Light emitting element)
As the
(第1及び第2の蛍光体)
第1の蛍光体1aとしては、発光ピーク波長が380〜480nmの範囲にある発光素子10によって励起され、発光スペクトルにおける発光ピーク波長が第1の範囲にあるものを使用する。このとき、第1の蛍光体としては、可視光発光蛍光体を採用することもできる。
(First and second phosphors)
As the
また、第2の蛍光体1bとしては、励起スペクトルのピーク波長が第1の範囲にあり、かつ、発光スペクトルのピーク波長が第1の範囲と異なる第2の範囲にあるものを使用する。このとき、第2の蛍光体としては、380〜480nmの範囲における励起スペクトルの強度が、第1の範囲における励起スペクトルのピーク強度よりも低いものが好ましく、半分以下のものをより好適に使用することができる。励起スペクトルにおいて380〜480nmの範囲にピークを有しないものであっても使用できる。また、第2の蛍光体としては、近赤外発光蛍光体を採用することもできる。
Further, as the
このように、本発明に係る発光装置においては、380〜480nmの範囲における励起スペクトルの強度が低い、言い換えると、青色LEDからの光では励起され難く、青色LEDと組み合わせたときに発光強度が低い第2の蛍光体1bを使用する場合であっても、上記の第1の蛍光体1aを併せて用いることで、青色LEDを用いて、発光強度が強く、温度特性にも優れた発光装置とすることができる。また、様々な発光ピーク波長を有する第2の蛍光体1bを使用することが可能となり、適用範囲が広いものとなる。
As described above, in the light emitting device according to the present invention, the intensity of the excitation spectrum in the range of 380 to 480 nm is low, in other words, it is difficult to be excited by the light from the blue LED, and the emission intensity is low when combined with the blue LED. Even when the
また、第1の蛍光体及び第2の蛍光体の少なくとも一方は、複数種類の蛍光体を含むものとすることも可能である。これにより、発光波長の制御が容易になり、発光特性もより高いものとできる。 Further, at least one of the first phosphor and the second phosphor may contain a plurality of types of phosphors. As a result, the emission wavelength can be easily controlled and the emission characteristics can be improved.
また、本発明に係る発光装置の出射光は、少なくとも第1の発光ピークと第2の発光ピークを有し、第1の発光ピークのピーク波長が第2の範囲にあり、第2の発光ピークのピーク波長が380〜480nmにあるものや、第3の発光ピークをさらに有し、第3の発光ピークのピーク波長が第1の範囲にあるものとすることができる。このような発光装置は、発光強度がより強く、温度特性にもより優れたものである。 Further, the emitted light of the light emitting device according to the present invention has at least a first light emitting peak and a second light emitting peak, the peak wavelength of the first light emitting peak is in the second range, and the second light emitting peak. It can be assumed that the peak wavelength of the light emission peak is in the range of 380 to 480 nm, or that the light emitting peak has a third emission peak and the peak wavelength of the third emission peak is in the first range. Such a light emitting device has a stronger light emitting intensity and is also excellent in temperature characteristics.
また、本発明に係る発光装置においては、第1の範囲が500〜700nmであるものとすれば、第2の蛍光体1bとして可視光により励起されるものを使用できる。第2の範囲が700nm超、2000nm以下のものとすれば、近赤外発光装置とすることができる。特に、従来の近赤外発光装置は、青色LEDとの組合せが困難で、発光強度が弱く温度特性にも劣るものであったが、本発明により、高発光強度、高品質、低コストの近赤外発光装置を得ることができる。
Further, in the light emitting device according to the present invention, if the first range is 500 to 700 nm, a
さらに、本発明に係る発光装置であれば、発光素子に電流を65mA流したときの781〜1042nmの光出力において、15.0mW以上の発光量を有するものを提供することができる。 Further, the light emitting device according to the present invention can provide a light emitting device having a light emitting amount of 15.0 mW or more at an optical output of 781 to 1042 nm when a current of 65 mA is passed through the light emitting element.
以下、実施例を挙げて本発明について詳細に説明するが、これは本発明を限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but this does not limit the present invention.
(比較例1)
発光ピーク波長615nmのAlGaInP系の赤色チップと、近赤外蛍光体(以下、「NIR蛍光体」ということもある)として、特許文献3に記載されているCaCuSi4O10(以下、「CCSO」と略す)蛍光体を用いて、近赤外発光装置を作製した。熱硬化型のシリコーン樹脂と蛍光体の沈降を防ぐために、アエロジルを用いた。配合比率を以下に示す。なお、シリコーン樹脂に対する蛍光体の量が10%であるため、蛍光体濃度10%とする。蛍光体濃度の計算式は、(蛍光体濃度)=(蛍光体重量)/(蛍光体重量+シリコーン樹脂重量)×100、とする。
シリコーン樹脂A(主剤) 0.5000g
シリコーン樹脂B(硬化剤) 0.5000g
アエロジル 0.0150g
CCSO蛍光体 0.1111g
(Comparative Example 1)
CaCuSi 4 O 10 (hereinafter, "CCSO") described in
Silicone resin A (main agent) 0.5000g
Silicone resin B (hardener) 0.5000 g
Aerosil 0.0150g
CCSO phosphor 0.1111g
(比較例2−6)
比較例1と同様の材料を用い、NIR蛍光体の量を変更して、比較例2−6の近赤外発光装置を作製した。比較例1−6の条件を表1に示す。
(Comparative Example 2-6)
Using the same material as in Comparative Example 1, the amount of NIR phosphor was changed to prepare a near-infrared light emitting device of Comparative Example 2-6. The conditions of Comparative Example 1-6 are shown in Table 1.
近赤外発光装置の評価は、Instrument System CAS 140CT ISP250−211の積分球を用いて行った。近赤外発光素子に流す電流は65mAで、380〜1042nmの発光スペクトルを測定した。また、近赤外光は視感度を持たないため、光出力はmWで評価した。近赤外の発光量は、781〜1042nmの光出力とし、mWで示した。表2、図2に、比較例1−6の光出力評価結果を示す。また、作製した発光装置の発光スペクトルを図3に示す。 The evaluation of the near-infrared light emitting device was performed using an integrating sphere of Instrument System CAS 140CT ISP250-211. The current flowing through the near-infrared light emitting device was 65 mA, and the emission spectrum of 380 to 1042 nm was measured. Moreover, since near-infrared light does not have luminosity factor, the light output was evaluated by mW. The amount of light emitted in the near infrared was 781 to 1042 nm, and was shown in mW. Table 2 and FIG. 2 show the light output evaluation results of Comparative Example 1-6. Further, the emission spectrum of the produced light emitting device is shown in FIG.
表2、図2に示されるように、赤色チップとNIR蛍光体とを組み合わせた発光装置では、蛍光体濃度を調整しても発光量は最大で14.9mW程度(蛍光体濃度30〜40%)だった。また、図3に示されるように、比較例1−6の発光装置では、600〜650nmと850〜950nmに発光ピークを有するものが得られた。
As shown in Table 2 and FIG. 2, in the light emitting device in which the red chip and the NIR phosphor are combined, the maximum amount of light emitted is about 14.9 mW (
(実施例1)
発光ピーク波長が452nmのInGaN系の青色チップと、発光ピーク波長607nmの赤色蛍光体である(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+(以下、「SCASN」と略す)蛍光体と、前述のCCSO蛍光体を用いて、近赤外発光装置を作製した。熱硬化型のシリコーン樹脂と蛍光体の沈降を防ぐためにアエロジルを用いた。配合比率を以下に示す。
シリコーン樹脂A(主剤) 0.5000g
シリコーン樹脂B(硬化剤) 0.5000g
アエロジル 0.0150g
SCASN蛍光体(607nm) 0.3046g
CCSO蛍光体 0.1305g
(Example 1)
An InGaN-based blue chip having an emission peak wavelength of 452 nm, a (Sr, Ca) AlSiN 3 : Eu2 + (hereinafter abbreviated as “SCASSN”) phosphor which is a red phosphor having an emission peak wavelength of 607 nm, and the above-mentioned CCSO phosphor. A near-infrared light emitting device was manufactured using the above. Thermosetting silicone resin and Aerosil were used to prevent precipitation of the phosphor. The compounding ratio is shown below.
Silicone resin A (main agent) 0.5000g
Silicone resin B (hardener) 0.5000 g
Aerosil 0.0150g
SCASN phosphor (607 nm) 0.3046 g
CCSO phosphor 0.1305g
(実施例2)
発光ピーク波長が452nmのInGaN系の青色チップと、発光ピーク波長613nmのSCASN蛍光体と、前述のCCSO蛍光体を用いて、近赤外発光装置を作製した。熱硬化型のシリコーン樹脂と蛍光体の沈降を防ぐためにアエロジルを用いた。配合比率を以下に示す。
シリコーン樹脂A(主剤) 0.5000g
シリコーン樹脂B(硬化剤) 0.5000g
アエロジル 0.0150g
SCASN蛍光体(613nm) 0.3046g
CCSO蛍光体 0.1305g
(Example 2)
A near-infrared light emitting device was produced by using an InGaN-based blue chip having an emission peak wavelength of 452 nm, a SCASEN phosphor having an emission peak wavelength of 613 nm, and the above-mentioned CCSO phosphor. Thermosetting silicone resin and Aerosil were used to prevent precipitation of the phosphor. The compounding ratio is shown below.
Silicone resin A (main agent) 0.5000g
Silicone resin B (hardener) 0.5000 g
Aerosil 0.0150g
SCASN phosphor (613 nm) 0.3046 g
CCSO phosphor 0.1305g
(実施例3)
発光ピーク波長が452nmのInGaN系の青色チップと、発光ピーク波長622nmのSCASN蛍光体と、前述のCCSO蛍光体を用いて、近赤外発光装置を作製した。熱硬化型のシリコーン樹脂と蛍光体の沈降を防ぐためにアエロジルを用いた。配合比率を以下に示す。
シリコーン樹脂A(主剤) 0.5000g
シリコーン樹脂B(硬化剤) 0.5000g
アエロジル 0.0150g
SCASN蛍光体(622nm) 0.3046g
CCSO蛍光体 0.1305g
(Example 3)
A near-infrared light emitting device was produced by using an InGaN-based blue chip having an emission peak wavelength of 452 nm, a SCASEN phosphor having an emission peak wavelength of 622 nm, and the above-mentioned CCSO phosphor. Thermosetting silicone resin and Aerosil were used to prevent precipitation of the phosphor. The compounding ratio is shown below.
Silicone resin A (main agent) 0.5000g
Silicone resin B (hardener) 0.5000 g
Aerosil 0.0150g
SCASN phosphor (622 nm) 0.3046 g
CCSO phosphor 0.1305g
(実施例4)
発光ピーク波長が452nmのInGaN系の青色チップと、発光ピーク波長632nmのSCASN蛍光体と、前述のCCSO蛍光体を用いて近赤外発光装置を作製した。熱硬化型のシリコーン樹脂と蛍光体の沈降を防ぐためにアエロジルを用いた。配合比率を以下に示す。
シリコーン樹脂A(主剤) 0.5000g
シリコーン樹脂B(硬化剤) 0.5000g
アエロジル 0.0150g
SCASN蛍光体(632nm) 0.3046g
CCSO蛍光体 0.1305g
(Example 4)
A near-infrared light emitting device was produced using an InGaN-based blue chip having an emission peak wavelength of 452 nm, a SCASEN phosphor having an emission peak wavelength of 632 nm, and the above-mentioned CCSO phosphor. Thermosetting silicone resin and Aerosil were used to prevent precipitation of the phosphor. The compounding ratio is shown below.
Silicone resin A (main agent) 0.5000g
Silicone resin B (hardener) 0.5000 g
Aerosil 0.0150g
SCASN phosphor (632 nm) 0.3046 g
CCSO phosphor 0.1305g
(実施例5)
発光ピーク波長が452nmのInGaN系の青色チップと、発光ピーク波長650nmの赤色蛍光体であるCaAlSiN3:Eu2+(以下、CASNと略す)蛍光体と前述のCCSO蛍光体を用いて近赤外発光装置を作製した。熱硬化型のシリコーン樹脂と蛍光体の沈降を防ぐためにアエロジルを用いた。配合比率を以下に示す。
シリコーン樹脂A(主剤) 0.5000g
シリコーン樹脂B(硬化剤) 0.5000g
アエロジル 0.0150g
CASN蛍光体(650nm) 0.3046g
CCSO蛍光体 0.1305g
(Example 5)
A near-infrared light emitting device is provided by using an InGaN-based blue chip having an emission peak wavelength of 452 nm, a CaAlSiN3: Eu2 + (hereinafter abbreviated as CASN) phosphor which is a red phosphor having an emission peak wavelength of 650 nm, and the above-mentioned CCSO phosphor. Made. Thermosetting silicone resin and Aerosil were used to prevent precipitation of the phosphor. The compounding ratio is shown below.
Silicone resin A (main agent) 0.5000g
Silicone resin B (hardener) 0.5000 g
Aerosil 0.0150g
CASN phosphor (650 nm) 0.3046 g
CCSO phosphor 0.1305g
表3、図4に実施例1−5の光出力評価結果を示す。また、作製した発光装置の発光スペクトルを図5,6に示す。 Tables 3 and 4 show the light output evaluation results of Example 1-5. The emission spectra of the manufactured light emitting device are shown in FIGS. 5 and 6.
表3、図4に示されるように、実施例1−5のいずれの場合も、比較例よりも優れた発光特性を示し、発光量が15.0mW以上のものを得ることができた。また、図5,6に示されるように、実施例1−5の発光装置では、380〜480nm、500〜700nm、700nm超、特に800〜2000nmに発光ピークを有するものが得られた。また、特に、赤色蛍光体の発光ピーク波長は622nmが良いことが分かった。 As shown in Tables 3 and 4, in each of Examples 1-5, it was possible to obtain an emission amount of 15.0 mW or more, which was superior to that of Comparative Example. Further, as shown in FIGS. 5 and 6, in the light emitting device of Example 1-5, one having a light emitting peak at 380 to 480 nm, 500 to 700 nm, more than 700 nm, particularly 800 to 2000 nm was obtained. Further, it was found that the emission peak wavelength of the red phosphor is particularly good at 622 nm.
次に、赤色蛍光体の発光ピーク波長を622nmに固定し、赤色蛍光体とNIR蛍光体の比率を変えて検討を行った。 Next, the emission peak wavelength of the red phosphor was fixed at 622 nm, and the ratio of the red phosphor and the NIR phosphor was changed for examination.
(実施例6)
発光ピーク波長が452nmのInGaN系の青色チップと、発光ピーク波長622nmのSCASN蛍光体と、前述のCCSO蛍光体を用いて近赤外発光装置を作製した。熱硬化型のシリコーン樹脂と蛍光体の沈降を防ぐためにアエロジルを用いた。配合比率を以下に示す。
シリコーン樹脂A(主剤) 0.5000g
シリコーン樹脂B(硬化剤) 0.5000g
アエロジル 0.0150g
SCASN蛍光体(622nm) 0.0670g
CCSO蛍光体 0.6030g
(Example 6)
A near-infrared light emitting device was produced using an InGaN-based blue chip having an emission peak wavelength of 452 nm, a SCASEN phosphor having an emission peak wavelength of 622 nm, and the above-mentioned CCSO phosphor. Thermosetting silicone resin and Aerosil were used to prevent precipitation of the phosphor. The compounding ratio is shown below.
Silicone resin A (main agent) 0.5000g
Silicone resin B (hardener) 0.5000 g
Aerosil 0.0150g
SCASEN phosphor (622 nm) 0.0670 g
CCSO phosphor 0.6030g
(実施例7−12)
実施例6において、赤色蛍光体(SCASN蛍光体)とNIR蛍光体(CCSO蛍光体)の比率を変更して近赤外発光装置を作製し、評価を行った。
(Example 7-12)
In Example 6, a near-infrared light emitting device was produced by changing the ratio of the red phosphor (SCASN phosphor) and the NIR phosphor (CCSO phosphor), and evaluated.
表4、図7に実施例6−12の光出力評価結果を示す。表4中で、赤色蛍光体とNIR蛍光体の数値は、合計を100としたときの比率である。また、作製した発光装置の発光スペクトルを図8,9に示す。 Tables 4 and 7 show the light output evaluation results of Examples 6-12. In Table 4, the numerical values of the red phosphor and the NIR phosphor are the ratios when the total is 100. The emission spectra of the manufactured light emitting device are shown in FIGS. 8 and 9.
表4、図7に示されるように、実施例6−12の発光装置では、いずれの結果も比較例よりも優れた特性を示した。また、図8,9に示されるように、実施例6−12の発光装置でも、380〜480nm、500〜700nm、700nm超、特に800〜2000nmに発光ピークを有するものが得られた。特に、赤色蛍光体とNIR蛍光体の比率は、50:50が良いことが分かった。 As shown in Table 4 and FIG. 7, in the light emitting device of Example 6-12, all the results showed superior characteristics as compared with the comparative example. Further, as shown in FIGS. 8 and 9, even in the light emitting device of Example 6-12, one having a light emitting peak at 380 to 480 nm, 500 to 700 nm, more than 700 nm, particularly 800 to 2000 nm was obtained. In particular, it was found that the ratio of the red phosphor to the NIR phosphor was good at 50:50.
(実施例9,13−15)
次に、シリコーン樹脂に対する蛍光体の量(蛍光体濃度:%)を変化させて検討を行った。このときの赤色蛍光体とNIR蛍光体の比率は、50:50とした(上記実施例9に相当)。
(Examples 9, 13-15)
Next, the study was conducted by changing the amount of the phosphor (fluorescent concentration:%) with respect to the silicone resin. The ratio of the red phosphor to the NIR phosphor at this time was 50:50 (corresponding to Example 9 above).
表5、図10に、実施例13−15の評価結果を、上記実施例9の結果も併せて示す。また、作製した発光装置の発光スペクトルを図11に示す。 Table 5 and FIG. 10 show the evaluation results of Examples 13-15 together with the results of Example 9 above. Further, the emission spectrum of the produced light emitting device is shown in FIG.
表5、図10に示されるように、実施例13−15の発光装置のいずれの結果も、比較例よりも優れた特性を示した。シリコーン樹脂に対する蛍光体の量(蛍光体濃度)は、50%が最も出力が高いことが分かった。また、図11に示されるように、実施例13−15の発光装置でも、380〜480nm、500〜700nm、700nm超、特に800〜2000nmに発光ピークを有するものが得られた。 As shown in Table 5 and FIG. 10, all the results of the light emitting device of Examples 13-15 showed superior characteristics to those of the comparative example. It was found that 50% of the amount of the phosphor (fluorescent concentration) with respect to the silicone resin had the highest output. Further, as shown in FIG. 11, even in the light emitting device of Example 13-15, one having a light emitting peak at 380 to 480 nm, 500 to 700 nm, more than 700 nm, particularly 800 to 2000 nm was obtained.
以上の検討結果に基づいて、赤色LEDとNIR蛍光体を組み合わせた比較例のうち最も出力が高い比較例3と、青色LEDと赤色蛍光体とNIR蛍光体を組み合わせた実施例9の比較を行った。結果を表6、図12に示す。青色LEDと赤色蛍光体とNIR蛍光体の組合せの方が、近赤外領域の発光が強いことが分かる。 Based on the above examination results, a comparison was made between Comparative Example 3 having the highest output among the comparative examples in which the red LED and the NIR phosphor were combined, and Example 9 in which the blue LED, the red phosphor and the NIR phosphor were combined. rice field. The results are shown in Table 6 and FIG. It can be seen that the combination of the blue LED, the red phosphor, and the NIR phosphor emits stronger light in the near infrared region.
また、比較例3と実施例9の温度特性を測定した。25℃のときの発光量を100%とした。結果を図13に示す。図13から分かるとおり、実施例9の温度特性が優れていることが分かる(温度上昇に伴う発光強度の低下が抑えられる)。これは、赤色素子と青色素子の温度特性の違いが大きく影響しているためである。 Moreover, the temperature characteristics of Comparative Example 3 and Example 9 were measured. The amount of light emitted at 25 ° C. was set to 100%. The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 13, it can be seen that the temperature characteristics of Example 9 are excellent (the decrease in emission intensity due to the temperature rise is suppressed). This is because the difference in temperature characteristics between the red element and the blue element has a great influence.
実施例では、近赤外蛍光体としてはCaCuSi4O10を用いたが、他の領域の蛍光体についても、本発明を適用できる。例えば、励起スペクトルの形状から青色領域で励起強度の低い、他の近赤外発光蛍光体でも、本発明を適用することができる。このような近赤外発光蛍光体としては、非特許文献1の図1.(a)に示されるLa3Ga5GeO14:Cr,Znでも可能である。また、赤色蛍光体としては、SCASNを用いたが、CASNやSr2Si5N8:Eu2+、K2SiF6:Mn4+やその他の材料でも、本発明は適用できる。 In the examples, CaCuSi 4 O 10 was used as the near-infrared phosphor, but the present invention can also be applied to phosphors in other regions. For example, the present invention can be applied to other near-infrared emitting phosphors having a low excitation intensity in the blue region due to the shape of the excitation spectrum. As such a near-infrared emitting phosphor, FIG. 1 of Non-Patent Document 1. La 3 Ga 5 GeO 14 : Cr and Zn also shown in (a) can also be used. Although SCANS was used as the red phosphor, the present invention can also be applied to CASN, Sr 2 Si 5 N 8 : Eu2 +, K 2 SiF 6: Mn4 +, and other materials.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an example, and any object having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibiting the same effect and effect is the present invention. Is included in the technical scope of.
1…蛍光体、 1a…第1の蛍光体、 1b…第2の蛍光体、 2…フィラー、
10…発光素子、 20…蛍光体層、 30…パッケージ、 40…基板、 L…光、
100…発光装置。
1 ... Fluorescent material, 1a ... 1st fluorescent material, 1b ... 2nd fluorescent material, 2 ... Filler,
10 ... light emitting element, 20 ... phosphor layer, 30 ... package, 40 ... substrate, L ... light,
100 ... Light emitting device.
Claims (11)
前記発光素子によって励起され、発光ピーク波長が第1の範囲にある第1の蛍光体と、
励起スペクトルのピーク波長が前記第1の範囲にあり、かつ、発光スペクトルのピーク波長が前記第1の範囲と異なる第2の範囲にある第2の蛍光体とを含むことを特徴とする発光装置。 A light emitting element whose emission peak wavelength is in the range of 380 to 480 nm, and
A first phosphor excited by the light emitting element and having a emission peak wavelength in the first range,
A light emitting device characterized in that the peak wavelength of the excitation spectrum is in the first range and the peak wavelength of the emission spectrum includes a second phosphor in a second range different from the first range. ..
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