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JP2014167974A - Screening method of fluorescent materials and light-emitting apparatus - Google Patents

Screening method of fluorescent materials and light-emitting apparatus Download PDF

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JP2014167974A
JP2014167974A JP2013039227A JP2013039227A JP2014167974A JP 2014167974 A JP2014167974 A JP 2014167974A JP 2013039227 A JP2013039227 A JP 2013039227A JP 2013039227 A JP2013039227 A JP 2013039227A JP 2014167974 A JP2014167974 A JP 2014167974A
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Japan
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phosphor
light emitting
emitting device
light
sealing material
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JP2013039227A
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Inventor
Yuuki Kawamura
有毅 河村
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Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a screening method of fluorescent materials capable of obtaining a high luminous flux fluorescent material and to provide a light-emitting apparatus formed by using the fluorescent material selected by the same.SOLUTION: The screening method of fluorescent materials related to one embodiment of the present invention includes steps of: measuring emission spectra of fluorescent materials; and screening from the fluorescent materials one whose emission center of gravity wavelength λof the emission spectra is 530nm or more and 570nm or less and a full width at half maximum is 90 nm or less.

Description

本発明は、蛍光体の選別方法及び発光装置に関する。   The present invention relates to a phosphor selection method and a light emitting device.

従来の発光装置として、LEDチップと蛍光体を含み、蛍光体がLEDチップから発せられる光を吸収して発する蛍光を利用した発光装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a conventional light-emitting device, a light-emitting device that includes an LED chip and a phosphor and that uses fluorescence emitted from the phosphor by absorbing light emitted from the LED chip is known (for example, see Patent Document 1).

特開2012−99863号公報JP 2012-99863 A

本発明の目的の一つは、より高光束の発光装置を形成するために、高光束の蛍光体を得ることのできる蛍光体の選別方法、及びその方法により選別された蛍光体を用いて形成される発光装置を提供することにある。   One of the objects of the present invention is to form a phosphor selection method capable of obtaining a phosphor having a high luminous flux, and a phosphor selected by the method, in order to form a light emitting device having a higher luminous flux. It is to provide a light emitting device.

上記目的を達成するため、本発明の一態様において、蛍光体の発光スペクトルを測定する工程と、前記蛍光体から、前記発光スペクトルの下記数式(1)で表される発光重心波長λCが530nm以上かつ570nm以下であり、かつ半値幅が90nm以下であるものを選別する工程と、を含む、蛍光体の選別方法を提供する。

Figure 2014167974
ただし、上記数式(1)において、λは波長を表し、P(λ)は波長の関数として表される前記蛍光体の発光強度を表す。 In order to achieve the above object, in one embodiment of the present invention, a step of measuring an emission spectrum of a phosphor, and an emission center-of-gravity wavelength λ C represented by the following formula (1) of the emission spectrum from the phosphor is 530 nm. And a step of selecting those having a full width at half maximum of 90 nm or less.
Figure 2014167974
However, in the above formula (1), λ represents a wavelength, and P (λ) represents the emission intensity of the phosphor expressed as a function of the wavelength.

また、本発明の他の態様において、基体上に搭載されたLEDチップと、前記LEDチップ上に設置される封止材と、前記封止材に含まれる、上記の蛍光体の選別方法により選別された蛍光体と、を有する発光装置を提供する。   In another aspect of the present invention, the LED chip mounted on the substrate, the sealing material installed on the LED chip, and the above-described phosphor selection method included in the sealing material are selected. And a phosphor.

上記発光装置において、前記LEDチップ、前記封止材、及び前記蛍光体を有する第1の蛍光部と、第2の基体上に搭載された第2のLEDチップ、前記第2のLEDチップ上に設置される第2の封止材、及び前記第2の封止材に含まれる、前記蛍光体よりも発光波長の長い第2の蛍光体を有する第2の蛍光部と、を有し、前記第1の発光部と前記第2の発光部は、水平方向に並んで配置されてもよい。   In the light emitting device, the LED chip, the sealing material, the first fluorescent part having the phosphor, the second LED chip mounted on the second base, and the second LED chip A second fluorescent part having a second phosphor that is installed, and a second phosphor having a light emission wavelength longer than that of the phosphor, which is included in the second sealant, and The first light emitting unit and the second light emitting unit may be arranged side by side in the horizontal direction.

上記発光装置において、前記封止材下に設置される第2の封止材と、前記第2の封止材に含まれる、前記蛍光体よりも発光波長の長い第2の蛍光体と、をさらに有してもよい。   In the light emitting device, a second sealing material installed under the sealing material, and a second phosphor having a light emission wavelength longer than that of the phosphor included in the second sealing material. Furthermore, you may have.

上記発光装置において、前記LEDチップ、前記封止材、及び前記蛍光体を有する蛍光部と、前記蛍光体よりも発光波長の長いランプと、を有してもよい。   The light emitting device may include the LED chip, the sealing material, and a fluorescent portion having the phosphor, and a lamp having a longer emission wavelength than the phosphor.

本発明によれば、高光束の蛍光体を得ることのできる蛍光体の選別方法、及びその方法により選別された蛍光体を用いて形成される発光装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light-emitting device formed using the fluorescent substance selection method which can obtain the fluorescent substance of a high luminous flux, and the fluorescent substance selected by the method can be provided.

図1は、第1の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the light emitting device according to the first embodiment. 図2(a)は表1に記載された蛍光体の発光重心波長λcと光束比の関係をグラフ化したものであり、図2(b)は表1に記載された蛍光体の半値幅と光束比の関係をグラフ化したものであり、図2(c)は表1に記載された蛍光体の発光重心波長λcと半値幅との関係をグラフ化したものである。2A is a graph showing the relationship between the emission center-of-gravity wavelength λ c and the luminous flux ratio of the phosphors described in Table 1, and FIG. 2B is the half width of the phosphor described in Table 1. FIG. 2C is a graph showing the relationship between the emission center-of-gravity wavelength λ c of the phosphors shown in Table 1 and the half-value width. 図3は、表2に記載された高光束装置及び低光束装置の発光スペクトルと、明所標準比視感度を表すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the emission spectra of the high light flux device and the low light flux device described in Table 2 and the photopic standard relative luminous sensitivity. 図4は、第1の実施の形態の蛍光体の発光スペクトルと、赤色蛍光体((Ca、Sr)AlSN:Eu)の励起スペクトルを示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the emission spectrum of the phosphor according to the first embodiment and the excitation spectrum of the red phosphor ((Ca, Sr) AlSN 3 : Eu). 図5(a)は第2の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図であり、図5(b)、(c)はその変形例の垂直断面図である。FIG. 5A is a vertical sectional view of the light emitting device according to the second embodiment, and FIGS. 5B and 5C are vertical sectional views of modifications thereof. 図6は、第3の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the light emitting device according to the third embodiment. 図7(a)は第4の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図であり、図7(b)はその変形例の垂直断面図である。FIG. 7A is a vertical sectional view of the light emitting device according to the fourth embodiment, and FIG. 7B is a vertical sectional view of a modification thereof. 図8は、第5の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。FIG. 8 is a vertical sectional view of the light emitting device according to the fifth embodiment. 図9は、第6の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。FIG. 9 is a vertical sectional view of the light emitting device according to the sixth embodiment. 図10は、第6の実施の形態に係る発光部とランプの色度を表す色度図である。FIG. 10 is a chromaticity diagram illustrating the chromaticity of the light emitting unit and the lamp according to the sixth embodiment.

〔第1の実施の形態〕
図1は、第1の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。発光装置10は、ケース11と、ケース11に含まれる基体12と、ケース11の凹部内の基体12上に搭載されるLEDチップ13と、ケース11の凹部内のLEDチップ13を封止する封止材14を有する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the light emitting device according to the first embodiment. The light emitting device 10 includes a case 11, a base 12 included in the case 11, an LED chip 13 mounted on the base 12 in the recess of the case 11, and a seal that seals the LED chip 13 in the recess of the case 11. It has a stopper 14.

LEDチップ13は、例えば、チップ基板と、発光層及びそれを挟むクラッド層を含む結晶層とを有する。LEDチップ13は、結晶層が上方を向いたフェイスアップ型のLEDチップであってもよいし、結晶層が下方を向いたフェイスダウン型のLEDチップであってもよい。   The LED chip 13 includes, for example, a chip substrate and a crystal layer including a light emitting layer and a clad layer sandwiching the light emitting layer. The LED chip 13 may be a face-up type LED chip with the crystal layer facing upward, or a face-down type LED chip with the crystal layer facing downward.

ケース11は、凹部の側壁を構成する環状の側壁部を有し、側壁部に囲まれた領域内に、LEDチップ13が搭載される。ケース11の内面は、LEDチップ13から発せられた光を反射する反射部材として機能する。   The case 11 has an annular side wall that forms the side wall of the recess, and the LED chip 13 is mounted in a region surrounded by the side wall. The inner surface of the case 11 functions as a reflecting member that reflects the light emitted from the LED chip 13.

ケース11は、例えば、ポリフタルアミド樹脂、LCP(Liquid Crystal Polymer)、PCT(Polycyclohexylene Dimethylene Terephalate)等の熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。ケース11は、光反射率を向上させるための、二酸化チタン等の光反射粒子を含んでもよい。   The case 11 is made of, for example, a thermoplastic resin such as polyphthalamide resin, LCP (Liquid Crystal Polymer), or PCT (Polycyclohexylene Dimethylene Terephalate), or a thermosetting resin such as silicone resin, modified silicone resin, epoxy resin, or modified epoxy resin. Become. The case 11 may include light reflecting particles such as titanium dioxide for improving the light reflectance.

基体12は、例えば、リードフレーム、配線基板、又は導体フレームを樹脂でモールド整形して絶縁したリードフレームインサート基板である。LEDチップ13と基体12は、図示しないワイヤー、導電バンプ等により電気的に接続される。   The base body 12 is, for example, a lead frame insert board in which a lead frame, a wiring board, or a conductor frame is molded and insulated with a resin. The LED chip 13 and the base 12 are electrically connected by a wire, a conductive bump or the like (not shown).

封止材14は、例えば、シリコーン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂材料や、ガラスからなる。また、封止材14は、粒子状の蛍光体15を含む。例えば、LEDチップ13の発光色が青色であり、蛍光体15の蛍光色が黄色である場合は、発光装置10の発光色は白色になる。蛍光体15は、封止材14中に分散配置されてもよく、沈降配置されてもよい。   The sealing material 14 is made of, for example, a resin material such as a silicone resin or an epoxy resin, or glass. Further, the sealing material 14 includes a particulate phosphor 15. For example, when the emission color of the LED chip 13 is blue and the fluorescence color of the phosphor 15 is yellow, the emission color of the light emitting device 10 is white. The phosphors 15 may be dispersedly arranged in the sealing material 14 or may be settling.

なお、封止材14は、LEDチップ13の上方にLEDチップ13と離れて形成されてもよい。   The sealing material 14 may be formed above the LED chip 13 and separated from the LED chip 13.

(蛍光体の特性)
蛍光体15は、発光スペクトルの発光重心波長λcが530nm以上かつ570nm以下であり、かつ半値幅が90nm以下である。ここで、発光重心波長λcは、下記の数式(2)で表される波長である。
(Characteristics of phosphor)
The phosphor 15 has an emission center-of-gravity wavelength λ c of an emission spectrum of 530 nm to 570 nm and a half width of 90 nm or less. Here, the emission center-of-gravity wavelength λ c is a wavelength represented by the following formula (2).

Figure 2014167974
Figure 2014167974

上記の数式(2)において、λは波長を表し、P(λ)は波長の関数として表される蛍光体15の発光強度、すなわち蛍光体15の発光スペクトルを表す。   In the above formula (2), λ represents the wavelength, and P (λ) represents the emission intensity of the phosphor 15 expressed as a function of the wavelength, that is, the emission spectrum of the phosphor 15.

複数種の蛍光体の発光スペクトルを測定し、得られた測定結果に基づいて、複数種の蛍光体から上記の発光重心波長λcと半値幅の条件を満たすものを選別することにより、蛍光体15が得られる。 By measuring the emission spectra of a plurality of types of phosphors, and selecting the phosphors satisfying the above-mentioned emission center-of-gravity wavelength λ c and half-value width from the plurality of types of phosphors based on the obtained measurement results, 15 is obtained.

発光重心波長λcは、発光スペクトルにおけるその波長λcの長波長側のスペクトル面積と短波長側のスペクトル面積が等しくなるような波長である。この発光重心波長λcが、明所における標準比視感度V(λ)が最大値をとる波長555nmに近いほど、発光スペクトルP(λ)と明所における標準比視感度V(λ)の重なりが大きくなり、発光スペクトルP(λ)と標準比視感度V(λ)の重なり積分値に比例する光束Φが大きくなる。なお、光束Φは、下記の数式(3)で表される。 Emission centroid wavelength lambda c is a wavelength, such as spectral area of spectrum area and a short wavelength side of the long wavelength side of the wavelength lambda c of the emission spectrum is equal. As the emission center-of-gravity wavelength λ c is closer to the wavelength 555 nm at which the standard relative luminous sensitivity V (λ) in the bright place is maximum, the emission spectrum P (λ) overlaps with the standard relative luminous sensitivity V (λ) in the bright place. Increases, and the luminous flux Φ proportional to the overlap integral value of the emission spectrum P (λ) and the standard relative luminous sensitivity V (λ) increases. The luminous flux Φ is expressed by the following formula (3).

Figure 2014167974
Figure 2014167974

上記の数式(3)において、Kmは最大視感度(683[lm/W])を表し、Φe(λ)は放射束を表す。 In the above mathematical formula (3), K m represents the maximum visibility (683 [lm / W]), and Φ e (λ) represents the radiant flux.

また、蛍光体の発光スペクトルは、半値幅が小さい急峻なスペクトルの方が、半値幅の大きいなだらかなスペクトルよりも、明所における標準比視感度V(λ)との重なりが大きくなり、蛍光体の光束Φが大きくなる。   In addition, the emission spectrum of the phosphor has a sharp overlap with the standard relative luminous sensitivity V (λ) in the bright place is larger in the sharp spectrum with a small half-value width than in a gentle spectrum with a large half-value width. The luminous flux Φ increases.

(蛍光体の評価)
以下の表1に、9種の蛍光体の発光ピーク波長λp、発光重心波長λc、半値幅、及び光束比を表す。ここで、発光ピーク波長λp、及び半値幅は、蛍光体の発光スペクトルの測定により得られたものであり、発光重心波長λcは、発光スペクトルから上記の式(2)を用いて計算されたものである。
(Evaluation of phosphor)
Table 1 below shows the emission peak wavelengths λ p , emission centroid wavelengths λ c , half-value widths, and luminous flux ratios of nine phosphors. Here, the emission peak wavelength λ p and the full width at half maximum are obtained by measuring the emission spectrum of the phosphor, and the emission center-of-gravity wavelength λ c is calculated from the emission spectrum using the above equation (2). It is a thing.

表1の光束比とは、表1の最上段の蛍光体(No.1)の光束を基準としたときの、基準に対する光束の比である。光束は、出力25mW、主波長450nmの青色LEDチップから発せられた光の全てを蛍光体により色変換する(変換効率100%)と仮定したシミュレーションにより求めたものである。   The luminous flux ratio in Table 1 is the ratio of luminous flux to the reference when the luminous flux of the uppermost phosphor (No. 1) in Table 1 is used as a reference. The luminous flux is obtained by simulation assuming that all of the light emitted from the blue LED chip having an output of 25 mW and a main wavelength of 450 nm is color-converted by the phosphor (conversion efficiency 100%).

Figure 2014167974
Figure 2014167974

図2(a)は、表1に記載された蛍光体の発光重心波長λcと光束比の関係をグラフ化したものである。図2(a)において、表1のNo.1〜6のBOS(バリウム・オルソシリケート)系蛍光体の値をマーク“◆”、No.7〜9のYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体の値をマーク“■”で表す。 FIG. 2A is a graph showing the relationship between the emission center-of-gravity wavelength λ c and the luminous flux ratio of the phosphors described in Table 1. In FIG. The values of BOS (barium orthosilicate) phosphors 1 to 6 are marked with “♦”, The values of 7-9 YAG (yttrium, aluminum, garnet) phosphors are represented by the mark “■”.

図2(a)は、発光重心波長λcと光束に相関性があり、発光重心波長λcがおよそ530nm以上かつ570nm以下の範囲にあるときに光束が大きくなり、発光重心波長λcがおよそ535nm以上かつ565nm以下の範囲にあるときに特に光束が大きくなることを示している。これらの発光重心波長λcの数値範囲は、明所における標準比視感度V(λ)が最大値をとる波長555nmを含んでいる。 FIG. 2A shows a correlation between the emission centroid wavelength λ c and the luminous flux. When the emission centroid wavelength λ c is in the range of approximately 530 nm to 570 nm, the luminous flux increases, and the emission centroid wavelength λ c is approximately It shows that the luminous flux is particularly large when it is in the range of 535 nm or more and 565 nm or less. The numerical range of the emission center-of-gravity wavelength λ c includes a wavelength 555 nm at which the standard relative luminous sensitivity V (λ) in a bright place takes a maximum value.

図2(b)は、表1に記載された蛍光体の半値幅と光束比の関係をグラフ化したものである。図2(b)において、表1のNo.1〜6のBOS系蛍光体の値をマーク“◆”、No.7〜9のYAG系蛍光体の値をマーク“■”で表す。   FIG. 2B is a graph showing the relationship between the half-value width of the phosphors described in Table 1 and the luminous flux ratio. In FIG. The values of BOS phosphors 1 to 6 are marked with “♦”, No. The values of YAG phosphors 7 to 9 are represented by the mark “■”.

図2(b)は、半値幅と光束に相関性があり、半値幅がおよそ90nm以下の範囲にあるときに光束が大きくなり、半値幅がおよそ80nm以下の範囲にあるときに特に光束が大きくなることを示している。   FIG. 2B shows a correlation between the full width at half maximum and the light beam. The light beam becomes large when the half width is in the range of about 90 nm or less, and the light beam is particularly large when the half width is in the range of about 80 nm or less. It shows that it becomes.

図2(c)は、表1に記載された蛍光体の発光重心波長λcと半値幅との関係をグラフ化したものである。図2(c)において、表1のNo.1の基準となる蛍光体の値をマーク“●”、光束比が1.0以上の蛍光体の値をマーク“○”、光束比が1.0未満の蛍光体の値をマーク“×”で表す。 FIG. 2C is a graph showing the relationship between the emission center-of-gravity wavelength λ c and the half-value width of the phosphors described in Table 1. In FIG. 1 is marked with a mark “●”, a phosphor value with a luminous flux ratio of 1.0 or more is marked with “◯”, and a phosphor value with a luminous flux ratio of less than 1.0 is marked with “X”. Represented by

図2(c)中の点線で区切られた領域は、表1のNo.3〜6の光束比が1.0以上の蛍光体の値を含むように設定された高光束領域である。   The area delimited by the dotted line in FIG. This is a high luminous flux region that is set so that the luminous flux ratio of 3 to 6 includes a value of a phosphor of 1.0 or more.

以下の表2に、4種の蛍光体をそれぞれ用いて形成した発光装置の特性を示す。表2の“蛍光体特性”は、発光装置に用いられる蛍光体の特性を表し、“発光装置特性”は、発光装置の特性を表す。なお、蛍光体特性”の発光ピーク波長λpは、標準比視感度V(λ)が最大値をとる波長555nmに最も近いピークの波長を表す。 Table 2 below shows the characteristics of the light emitting device formed using each of the four types of phosphors. “Phosphor characteristics” in Table 2 represents the characteristics of the phosphor used in the light emitting device, and “Light emitting apparatus characteristics” represents the characteristics of the light emitting device. The emission peak wavelength λ p of “phosphor characteristic” represents the wavelength of the peak closest to the wavelength 555 nm at which the standard relative luminous sensitivity V (λ) takes the maximum value.

表2のNo.1、2の高光束装置1、2は、本実施の形態の条件を満たす蛍光体、すなわち発光スペクトルの発光重心波長λcが530nm以上かつ570nm以下であり、かつ半値幅が90nm以下である蛍光体を含む発光装置である。また、No.3、4の低光束装置1、2は、本実施の形態の条件を満たさない蛍光体を含む発光装置である。 No. in Table 2 The high luminous flux devices 1 and 2 are phosphors that satisfy the conditions of the present embodiment, that is, fluorescent light whose emission center-of-gravity wavelength λ c of the emission spectrum is not less than 530 nm and not more than 570 nm, and the half width is not more than 90 nm. A light emitting device including a body. No. The low luminous flux devices 1 and 3 are light emitting devices including phosphors that do not satisfy the conditions of the present embodiment.

なお、高光束装置1、2、及び低光束装置1、2は、上記の本実施の形態に係る発光装置10と同様の構成を有し、LEDチップとして青色LEDを備える。   The high luminous flux devices 1 and 2 and the low luminous flux devices 1 and 2 have the same configuration as that of the light emitting device 10 according to the present embodiment, and include blue LEDs as LED chips.

表2の光束比とは、表2の低光束装置1(No.3)の光束を基準としたときの、基準に対する光束の比である。   The luminous flux ratio in Table 2 is the ratio of luminous flux to the reference when the luminous flux of the low luminous flux device 1 (No. 3) in Table 2 is used as a reference.

Figure 2014167974
Figure 2014167974

図3は、表2に記載された高光束装置1、2、及び低光束装置1、2の発光スペクトルと、明所標準比視感度を表すグラフである。   FIG. 3 is a graph showing the emission spectra of the high light flux devices 1 and 2 and the low light flux devices 1 and 2 shown in Table 2 and the photopic standard relative luminous sensitivity.

表2は、本実施の形態の条件を満たす蛍光体を含む高光束装置1、2の光束が、本実施の形態の条件を満たさない蛍光体を含む低光束装置1、2の光束よりも大きいことを示している。   Table 2 shows that the luminous flux of the high luminous flux devices 1 and 2 including the phosphor that satisfies the conditions of the present embodiment is larger than the luminous flux of the low luminous flux devices 1 and 2 including the phosphor that does not satisfy the conditions of the present embodiment. It is shown that.

〔第2の実施の形態〕
第2の実施の形態は、発光装置の構成において第1の実施の形態と異なる。なお、第1の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
[Second Embodiment]
The second embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the light emitting device. Note that the description of the same points as in the first embodiment will be omitted or simplified.

第1の実施の形態の蛍光体15を含む発光装置においては、高い光束が得られるが、蛍光体15よりも発光波長の長い蛍光体を混合する場合、蛍光体15から発せられた光が発光波長の長い蛍光体により吸収されてしまい、光取出効率が低下する。   In the light emitting device including the phosphor 15 according to the first embodiment, a high luminous flux is obtained. However, when a phosphor having a longer emission wavelength than that of the phosphor 15 is mixed, light emitted from the phosphor 15 emits light. It is absorbed by the phosphor having a long wavelength, and the light extraction efficiency is lowered.

例えば、第1の実施の形態の表1に記載された蛍光体の評価結果によれば、第1の実施の形態に係る蛍光体15の条件を満たす蛍光体の発光色は黄緑〜緑であり、発光色が黄色の蛍光体は条件を満たさない傾向がある。このため、蛍光体15を用いて白色、特に赤みがかった暖色系白色の発光装置を形成する場合、青色LEDと蛍光体15に加えて、赤色系蛍光体が用いられる。この場合、赤色系蛍光体は蛍光体15よりも発光波長が大きいため、蛍光体15から発せられた光を吸収する。   For example, according to the evaluation result of the phosphor described in Table 1 of the first embodiment, the emission color of the phosphor satisfying the condition of the phosphor 15 according to the first embodiment is yellow green to green. There is a tendency that a phosphor having a yellow emission color does not satisfy the condition. For this reason, when a white, particularly reddish, warm white light emitting device is formed using the phosphor 15, a red phosphor is used in addition to the blue LED and the phosphor 15. In this case, since the red phosphor has a longer emission wavelength than the phosphor 15, the red phosphor absorbs light emitted from the phosphor 15.

図4は、第1の実施の形態の蛍光体15の発光スペクトルと、赤色蛍光体((Ca、Sr)AlSN:Eu)の励起スペクトルを示すグラフである。 FIG. 4 is a graph showing the emission spectrum of the phosphor 15 according to the first embodiment and the excitation spectrum of the red phosphor ((Ca, Sr) AlSN 3 : Eu).

図4は、高光束装置1に用いられる蛍光体15の発光スペクトルが赤色蛍光体の励起スペクトルに大きく重なっていることを示しており、このことから、蛍光体15の発光が赤色蛍光体に吸収されることがわかる。   FIG. 4 shows that the emission spectrum of the phosphor 15 used in the high luminous flux device 1 largely overlaps with the excitation spectrum of the red phosphor. From this, the emission of the phosphor 15 is absorbed by the red phosphor. You can see that

(発光装置の構成)
図5(a)は、第2の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。発光装置20aは、水平方向に並んで配置される発光部201と発光部202を有する。発光部201及び発光部202は、台座26に設置される。
(Configuration of light emitting device)
FIG. 5A is a vertical cross-sectional view of the light emitting device according to the second embodiment. The light emitting device 20a includes a light emitting unit 201 and a light emitting unit 202 arranged side by side in the horizontal direction. The light emitting unit 201 and the light emitting unit 202 are installed on the base 26.

発光部201は、第1の実施の形態の発光装置10と同じ構成を有する。すなわち、発光部201は、ケース11と、ケース11に含まれる基体12と、ケース11の凹部内の基体12上に搭載されるLEDチップ13と、ケース11の凹部内のLEDチップ13を封止する封止材14を有し、封止材14は蛍光体15を含む。   The light emitting unit 201 has the same configuration as the light emitting device 10 of the first embodiment. That is, the light emitting unit 201 seals the case 11, the base 12 included in the case 11, the LED chip 13 mounted on the base 12 in the recess of the case 11, and the LED chip 13 in the recess of the case 11. The sealing material 14 includes a phosphor 15.

発光部202は、封止材14中に蛍光体15の代わりに蛍光体25を含む点で発光部201と異なる。   The light emitting unit 202 is different from the light emitting unit 201 in that the phosphor 25 is included in the sealing material 14 instead of the phosphor 15.

発光部201に含まれる蛍光体15は、第1の実施の形態に係る蛍光体であり、発光スペクトルの発光重心波長λcが530nm以上かつ570nm以下であり、かつ半値幅が90nm以下である。 The phosphor 15 included in the light emitting unit 201 is the phosphor according to the first embodiment, and the emission center-of-gravity wavelength λ c of the emission spectrum is not less than 530 nm and not more than 570 nm, and the half width is not more than 90 nm.

発光部202に含まれる蛍光体25は、蛍光体15よりも発光波長の長い蛍光体である。例えば、蛍光体15の発光色が緑色や黄緑色である場合、発光色が赤系の蛍光体を蛍光体25として用いる。この場合、LEDチップ13が青色LEDチップであれば、発光部201と発光部202の発光色の混色により、発光装置20aの発光色は白色となる。   The phosphor 25 included in the light emitting unit 202 is a phosphor having a longer emission wavelength than the phosphor 15. For example, when the emission color of the phosphor 15 is green or yellowish green, a phosphor having a red emission color is used as the phosphor 25. In this case, if the LED chip 13 is a blue LED chip, the light emission color of the light emitting device 20a is white due to the color mixture of the light emission parts 201 and 202.

発光装置20aにおいては、発光部201内の蛍光体15から発せられた光が直接発光部202内へ入射することがない。このため、蛍光体15から発せられた光が蛍光体25に吸収されることによる発光装置の光取出効率の低下を抑えることができる。   In the light emitting device 20 a, the light emitted from the phosphor 15 in the light emitting unit 201 does not enter the light emitting unit 202 directly. For this reason, the fall of the light extraction efficiency of the light-emitting device by the light emitted from the fluorescent substance 15 being absorbed by the fluorescent substance 25 can be suppressed.

図5(b)は、第2の実施の形態に係る発光装置の変形例の垂直断面図である。発光装置20bは、発光部201と発光部202のケース11及び基体12が一体になるように形成される。   FIG. 5B is a vertical cross-sectional view of a modification of the light emitting device according to the second embodiment. The light emitting device 20b is formed such that the light emitting unit 201, the case 11 of the light emitting unit 202, and the base 12 are integrated.

発光装置20bにおいても、発光部201内の蛍光体15から発せられた光が直接発光部202内へ入射することがない。このため、蛍光体15から発せられた光が蛍光体25に吸収されることによる発光装置の光取出効率の低下を抑えることができる。   Also in the light emitting device 20 b, the light emitted from the phosphor 15 in the light emitting unit 201 does not directly enter the light emitting unit 202. For this reason, the fall of the light extraction efficiency of the light-emitting device by the light emitted from the fluorescent substance 15 being absorbed by the fluorescent substance 25 can be suppressed.

図5(c)は、第2の実施の形態に係る発光装置の他の変形例の垂直断面図である。発光装置20cは、ケース11の代わりにケース21を有する点で発光装置20bと異なる。ケース21は、ケース11の発光部201と発光部202との境界における部分が除去された形状を有する。   FIG. 5C is a vertical cross-sectional view of another modified example of the light emitting device according to the second embodiment. The light emitting device 20 c is different from the light emitting device 20 b in that it has a case 21 instead of the case 11. The case 21 has a shape in which a portion at the boundary between the light emitting unit 201 and the light emitting unit 202 of the case 11 is removed.

発光装置20cにおいては、発光部201内の蛍光体15から発せられて発光部202内へ入射する光の方向が、水平方向の一部の方向に限定されている。このため、蛍光体15から発せられた光が蛍光体25に吸収されることによる発光装置の光取出効率の低下を抑えることができる。   In the light emitting device 20c, the direction of light emitted from the phosphor 15 in the light emitting unit 201 and entering the light emitting unit 202 is limited to a part of the horizontal direction. For this reason, the fall of the light extraction efficiency of the light-emitting device by the light emitted from the fluorescent substance 15 being absorbed by the fluorescent substance 25 can be suppressed.

〔第3の実施の形態〕
第3の実施の形態は、発光装置の構成において第1、第2の実施の形態と異なる。なお、第1、第2の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
[Third Embodiment]
The third embodiment is different from the first and second embodiments in the configuration of the light emitting device. Note that description of the same points as in the first and second embodiments is omitted or simplified.

(発光装置の構成)
図6は、第3の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。発光装置30は、水平方向に並んで配置される発光部301と発光部302を有する。発光部301と発光部302は、図6に示されるように、交互に配置されることが好ましい。
(Configuration of light emitting device)
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view of the light emitting device according to the third embodiment. The light emitting device 30 includes a light emitting unit 301 and a light emitting unit 302 that are arranged side by side in the horizontal direction. The light emitting units 301 and the light emitting units 302 are preferably arranged alternately as shown in FIG.

発光部301は、基体31に接続されるLEDチップ13と、LEDチップ13を封止するドーム型の封止材32を有する。封止材32は蛍光体15を含む。   The light emitting unit 301 includes an LED chip 13 connected to the base 31 and a dome-shaped sealing material 32 that seals the LED chip 13. The sealing material 32 includes the phosphor 15.

発光部302は、封止材32中に蛍光体15の代わりに蛍光体25を含む点で発光部301と異なる。   The light emitting unit 302 is different from the light emitting unit 301 in that the phosphor 25 is included in the sealing material 32 instead of the phosphor 15.

封止材32は、第1の実施の形態の封止材14と同様の材料からなる。   The sealing material 32 is made of the same material as the sealing material 14 of the first embodiment.

発光装置30においては、発光部301内の蛍光体15から上方及び斜め上方に発せられた光が直接発光部302内へ入射することがない。このため、蛍光体15から発せられた光が蛍光体25に吸収されることによる発光装置の光取出効率の低下を抑えることができる。   In the light emitting device 30, light emitted upward and obliquely upward from the phosphor 15 in the light emitting unit 301 does not directly enter the light emitting unit 302. For this reason, the fall of the light extraction efficiency of the light-emitting device by the light emitted from the fluorescent substance 15 being absorbed by the fluorescent substance 25 can be suppressed.

〔第4の実施の形態〕
第4の実施の形態は、発光装置の構成において第1、第2の実施の形態と異なる。なお、第1、第2の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
[Fourth Embodiment]
The fourth embodiment differs from the first and second embodiments in the configuration of the light emitting device. Note that description of the same points as in the first and second embodiments is omitted or simplified.

(発光装置の構成)
図7(a)は、第4の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。発光装置40aは、ケース11と、ケース11に含まれる基体12と、ケース11の凹部内の基体12上に搭載されるLEDチップ13と、ケース11の凹部内のLEDチップ13を封止する封止材14aと、ケース11の凹部内の封止材14a上の中間層41と、ケース11の凹部内の中間層41上の封止材14bと、を有する。封止材14aは蛍光体25を含み、封止材14bは蛍光体15を含む。
(Configuration of light emitting device)
FIG. 7A is a vertical sectional view of the light emitting device according to the fourth embodiment. The light emitting device 40 a includes a case 11, a base 12 included in the case 11, an LED chip 13 mounted on the base 12 in the recess of the case 11, and a seal that seals the LED chip 13 in the recess of the case 11. It has a stopper 14 a, an intermediate layer 41 on the sealing material 14 a in the recess of the case 11, and a sealing material 14 b on the intermediate layer 41 in the recess of the case 11. The sealing material 14 a includes the phosphor 25, and the sealing material 14 b includes the phosphor 15.

発光装置40aにおいては、蛍光体25を含む封止材14aと蛍光体15を含む封止材14bとが中間層41により分離されており、蛍光体15から上方及び側方に発せられた光が蛍光体25へ直接向かうことがない。このため、蛍光体15から発せられた光が蛍光体25に吸収されることによる発光装置の光取出効率の低下を抑えることができる。   In the light emitting device 40a, the sealing material 14a including the phosphor 25 and the sealing material 14b including the phosphor 15 are separated by the intermediate layer 41, and light emitted upward and laterally from the phosphor 15 is emitted. It does not go directly to the phosphor 25. For this reason, the fall of the light extraction efficiency of the light-emitting device by the light emitted from the fluorescent substance 15 being absorbed by the fluorescent substance 25 can be suppressed.

図7(b)は、第4の実施の形態に係る発光装置の変形例の垂直断面図である。発光装置40bにおいては、蛍光体15を含むプレート42がケース11上、すなわちケース11の凹部の外側に形成される。プレート42は、ガラスや樹脂等からなる板状の部材である。   FIG. 7B is a vertical cross-sectional view of a modified example of the light emitting device according to the fourth embodiment. In the light emitting device 40b, the plate 42 including the phosphor 15 is formed on the case 11, that is, outside the concave portion of the case 11. The plate 42 is a plate-like member made of glass or resin.

発光装置40bにおいても、蛍光体25を含む封止材14aと蛍光体15を含むプレート42とが中間層41により分離されており、蛍光体15から上方及び側方に発せられた光が蛍光体25へ直接向かうことがない。このため、蛍光体15から発せられた光が蛍光体25に吸収されることによる発光装置の光取出効率の低下を抑えることができる。   Also in the light emitting device 40b, the sealing material 14a including the phosphor 25 and the plate 42 including the phosphor 15 are separated by the intermediate layer 41, and light emitted upward and laterally from the phosphor 15 is phosphor. There is no direct heading to 25. For this reason, the fall of the light extraction efficiency of the light-emitting device by the light emitted from the fluorescent substance 15 being absorbed by the fluorescent substance 25 can be suppressed.

〔第5の実施の形態〕
第5の実施の形態は、発光装置の構成において第1、第2の実施の形態と異なる。なお、第1、第2の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
[Fifth Embodiment]
The fifth embodiment is different from the first and second embodiments in the configuration of the light emitting device. Note that description of the same points as in the first and second embodiments is omitted or simplified.

(発光装置の構成)
図8は、第5の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。発光装置50は、ケース11と、ケース11に含まれる基体12と、ケース11の凹部内の基体12上に搭載されるLEDチップ13と、ケース11の凹部内のLEDチップ13を封止する封止材14aと、ケース11の凹部内の封止材14a上の封止材14bと、を有する。封止材14aは蛍光体25を含み、封止材14bは蛍光体15を含む。
(Configuration of light emitting device)
FIG. 8 is a vertical sectional view of the light emitting device according to the fifth embodiment. The light emitting device 50 includes a case 11, a base 12 included in the case 11, an LED chip 13 mounted on the base 12 in the recess of the case 11, and a seal that seals the LED chip 13 in the recess of the case 11. It has a stop material 14 a and a sealing material 14 b on the sealing material 14 a in the recess of the case 11. The sealing material 14 a includes the phosphor 25, and the sealing material 14 b includes the phosphor 15.

発光装置50においては、蛍光体25が封止材14a中に沈降配置されているため、蛍光体15と蛍光体25とが分離されており、蛍光体15から上方及び側方に発せられた光が蛍光体25へ直接向かうことがない。このため、蛍光体15から発せられた光が蛍光体25に吸収されることによる発光装置の光取出効率の低下を抑えることができる。   In the light emitting device 50, since the fluorescent material 25 is disposed in the sealing material 14a, the fluorescent material 15 and the fluorescent material 25 are separated, and light emitted upward and laterally from the fluorescent material 15. Does not go directly to the phosphor 25. For this reason, the fall of the light extraction efficiency of the light-emitting device by the light emitted from the fluorescent substance 15 being absorbed by the fluorescent substance 25 can be suppressed.

〔第6の実施の形態〕
第6の実施の形態は、発光装置の構成において第1の実施の形態と異なる。なお、第1の実施の形態と同様の点については、説明を省略又は簡略化する。
[Sixth Embodiment]
The sixth embodiment is different from the first embodiment in the configuration of the light emitting device. Note that the description of the same points as in the first embodiment will be omitted or simplified.

(発光装置の構成)
図9は、第6の実施の形態に係る発光装置の垂直断面図である。発光装置60は、ケース61と、ケース61の凹部内に搭載された発光部62と、ケース61の凹部内に搭載されたランプ63を有する。
(Configuration of light emitting device)
FIG. 9 is a vertical sectional view of the light emitting device according to the sixth embodiment. The light emitting device 60 includes a case 61, a light emitting unit 62 mounted in the recess of the case 61, and a lamp 63 mounted in the recess of the case 61.

発光部62は、第1の実施の形態の発光装置10と同じ構成を有する。すなわち、発光部62は、ケース11と、ケース11に含まれる基体12と、ケース11の凹部内の基体12上に搭載されるLEDチップ13と、ケース11の凹部内のLEDチップ13を封止する封止材14を有し、封止材14は蛍光体15を含む。   The light emitting unit 62 has the same configuration as the light emitting device 10 of the first embodiment. That is, the light emitting unit 62 seals the case 11, the base 12 included in the case 11, the LED chip 13 mounted on the base 12 in the recess of the case 11, and the LED chip 13 in the recess of the case 11. The sealing material 14 includes a phosphor 15.

ランプ63は、発光部62に含まれる蛍光体15よりも発光波長の長いランプである。例えば、蛍光体15の発光色が緑色や黄緑色である場合、ナトリウムランプ等の発光色が橙色系のランプをランプ63として用いる。この場合、発光部62のLEDチップ13が青色LEDチップであれば、発光部62とランプ63の発光色の混色により、発光装置60の発光色は白色となる。   The lamp 63 is a lamp having an emission wavelength longer than that of the phosphor 15 included in the light emitting unit 62. For example, when the emission color of the phosphor 15 is green or yellowish green, a lamp whose emission color is orange such as a sodium lamp is used as the lamp 63. In this case, if the LED chip 13 of the light emitting unit 62 is a blue LED chip, the light emission color of the light emitting device 60 becomes white due to the color mixture of the light emission colors of the light emitting unit 62 and the lamp 63.

発光装置60においては、蛍光体15の発する光よりも波長の長い光を発するために、蛍光体ではなくランプ63を用いるため、蛍光体15から発せられた光が蛍光体15よりも発光波長の長い蛍光体に吸収されることによる発光装置の光取出効率の低下を抑えることができる。   Since the light emitting device 60 uses the lamp 63 instead of the phosphor in order to emit light having a longer wavelength than the light emitted from the phosphor 15, the light emitted from the phosphor 15 has an emission wavelength that is greater than that of the phosphor 15. A decrease in light extraction efficiency of the light-emitting device due to absorption by a long phosphor can be suppressed.

図10は、第6の実施の形態に係る発光部とランプの色度を表す色度図である。図10のマーク“△”は、発光重心波長λCが558nmである蛍光体15を含む発光部62の色度を表し、マーク“◇”は、発光重心波長λCが545nmである蛍光体15を含む発光部62の色度を表し、マーク“■”は、ナトリウムランプであるランプ63の色度を表す。 FIG. 10 is a chromaticity diagram illustrating the chromaticity of the light emitting unit and the lamp according to the sixth embodiment. The mark “Δ” in FIG. 10 represents the chromaticity of the light emitting unit 62 including the phosphor 15 having the emission center of gravity wavelength λ C of 558 nm, and the mark “◇” represents the phosphor 15 having the emission center of gravity wavelength λ C of 545 nm. The mark “■” represents the chromaticity of the lamp 63 which is a sodium lamp.

また、図10には、JISZ9112で規格された、昼光色、昼白色、及び電球色の色度範囲を示す。図10において、発光部62の色度とランプ63の色度は、これらの色度範囲を挟む位置にプロットされている。このことは、発光部62中の蛍光体15の含有量等を調節することにより、発光部62とランプ63の発光による発光装置60の発光の色度をこれらの色度範囲に収められることを示している。   FIG. 10 shows chromaticity ranges of daylight color, daylight white color, and light bulb color, which are standardized by JISZ9112. In FIG. 10, the chromaticity of the light emitting unit 62 and the chromaticity of the lamp 63 are plotted at positions sandwiching these chromaticity ranges. This means that the chromaticity of light emission of the light emitting device 60 by the light emission of the light emitting part 62 and the lamp 63 can be kept within these chromaticity ranges by adjusting the content of the phosphor 15 in the light emitting part 62 and the like. Show.

(実施の形態の効果)
第1の実施の形態に記載された条件を満たす蛍光体を選別し、選別された蛍光体を用いて発光装置を製造することにより、高光束の発光装置が得られる。また、第2〜6の実施の形態に係る発光装置の形態によれば、選別した蛍光体から発せられた光が発光波長の長い蛍光体に吸収されることによる発光装置の光取出効率の低下を抑えることができる。
(Effect of embodiment)
By selecting phosphors that satisfy the conditions described in the first embodiment and manufacturing a light emitting device using the selected phosphors, a light emitting device with a high luminous flux can be obtained. Moreover, according to the form of the light-emitting device according to the second to sixth embodiments, the light extraction efficiency of the light-emitting device is reduced due to the light emitted from the selected phosphor being absorbed by the phosphor having a long emission wavelength. Can be suppressed.

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

また、上記の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。   Moreover, said embodiment does not limit the invention which concerns on a claim. In addition, it should be noted that not all the combinations of features described in the embodiments are essential to the means for solving the problems of the invention.

10、20a、20b、20c、30、40a、40b、50、60 発光装置
12、22、31 基体
13 LEDチップ
14、14a、14b、32 封止材
15、25 蛍光体
42 プレート
63 ランプ
201、202、301、302 発光部
10, 20a, 20b, 20c, 30, 40a, 40b, 50, 60 Light emitting device 12, 22, 31 Base 13 LED chip 14, 14a, 14b, 32 Sealing material 15, 25 Phosphor 42 Plate 63 Lamp 201, 202 , 301, 302 Light emitting part

Claims (5)

蛍光体の発光スペクトルを測定する工程と、
前記蛍光体から、前記発光スペクトルの下記数式(1)で表される発光重心波長λCが530nm以上かつ570nm以下であり、かつ半値幅が90nm以下であるものを選別する工程と、
を含む、蛍光体の選別方法。
Figure 2014167974
ただし、上記数式(1)において、λは波長を表し、P(λ)は波長の関数として表される前記蛍光体の発光強度を表す。
Measuring the emission spectrum of the phosphor;
A step of selecting, from the phosphors, those having an emission center-of-gravity wavelength λ C represented by the following formula (1) of the emission spectrum of 530 nm or more and 570 nm or less and a half width of 90 nm or less;
A method for selecting phosphors.
Figure 2014167974
However, in the above formula (1), λ represents a wavelength, and P (λ) represents the emission intensity of the phosphor expressed as a function of the wavelength.
基体上に搭載されたLEDチップと、
前記LEDチップ上に設置される封止材と、
前記封止材に含まれる、請求項1に記載の蛍光体の選別方法により選別された蛍光体と、
を有する発光装置。
An LED chip mounted on a substrate;
A sealing material installed on the LED chip;
The phosphor selected by the phosphor selection method according to claim 1, which is included in the sealing material,
A light emitting device.
前記LEDチップ、前記封止材、及び前記蛍光体を有する第1の蛍光部と、
第2の基体上に搭載された第2のLEDチップ、前記第2のLEDチップ上に設置される第2の封止材、及び前記第2の封止材に含まれる、前記蛍光体よりも発光波長の長い第2の蛍光体を有する第2の蛍光部と、
を有し、
前記第1の発光部と前記第2の発光部は、水平方向に並んで配置される、請求項2に記載の発光装置。
A first fluorescent part having the LED chip, the sealing material, and the phosphor;
More than the second LED chip mounted on the second substrate, the second sealing material installed on the second LED chip, and the phosphor contained in the second sealing material A second fluorescent part having a second phosphor having a long emission wavelength;
Have
The light emitting device according to claim 2, wherein the first light emitting unit and the second light emitting unit are arranged side by side in a horizontal direction.
前記封止材下に設置される第2の封止材と、
前記第2の封止材に含まれる、前記蛍光体よりも発光波長の長い第2の蛍光体と、
をさらに有する、請求項2に記載の発光装置。
A second sealing material installed under the sealing material;
A second phosphor having a longer emission wavelength than the phosphor, contained in the second sealing material;
The light emitting device according to claim 2, further comprising:
前記LEDチップ、前記封止材、及び前記蛍光体を有する蛍光部と、
前記蛍光体よりも発光波長の長いランプと、
を有する、請求項2に記載の発光装置。
A fluorescent portion having the LED chip, the sealing material, and the phosphor;
A lamp having an emission wavelength longer than that of the phosphor;
The light emitting device according to claim 2, comprising:
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