ホーム > 特許ランキング > サンケン電気株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-11
(45)【発行日】2024-03-19
(54)【発明の名称】発光装置
(51)【国際特許分類】
H01L 33/50 20100101AFI20240312BHJP
C09K 11/60 20060101ALI20240312BHJP
C09K 11/76 20060101ALI20240312BHJP
【ＦＩ】
H01L33/50
C09K11/60
C09K11/76
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020030357
(22)【出願日】2020-02-26
(65)【公開番号】P2021136293
(43)【公開日】2021-09-13
【審査請求日】2022-12-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000106276
【氏名又は名称】サンケン電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100102532
【弁理士】
【氏名又は名称】好宮 幹夫
(74)【代理人】
【識別番号】100194881
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 俊弘
(72)【発明者】
【氏名】梅津 陽介
【審査官】右田 昌士
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１８８０４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１７０９６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１２－５２３１１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１２／００８３２５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／１５９１７５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０６３３０９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１０－０９７８２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／１７０９６６（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３３／００ － ３３／６４
Ｈ０１Ｓ ５／００ － ５／５０
Ｃ０９Ｋ １１／００ － １１／８９
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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の蛍光体とを含み、
前記第１の範囲が５００～７００ｎｍであり、
前記第２の範囲が７００ｎｍ超、２０００ｎｍ以下であり、
前記第１の蛍光体は、ＳＣＡＳＮ、ＣＡＳＮ、Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋及びＫ２ＳｉＦ６：Ｍｎ４＋から選択される赤色蛍光体であり、
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の半分以下のものであることを特徴とする発光装置。
【請求項2】
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の蛍光体とを含み、
前記第１の範囲が５００～７００ｎｍであり、
前記第２の範囲が７００ｎｍ超、２０００ｎｍ以下であり、
前記第１の蛍光体は、ＳＣＡＳＮ、ＣＡＳＮ、Ｓｒ ２ Ｓｉ ５ Ｎ ８ ：Ｅｕ２＋及びＫ ２ ＳｉＦ ６ ：Ｍｎ４＋から選択される赤色蛍光体であり、
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にあることを特徴とする発光装置。
【請求項3】
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の範囲にあることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項4】
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の蛍光体とを含み、
前記第１の範囲が５００～７００ｎｍであり、
前記第２の範囲が７００ｎｍ超、２０００ｎｍ以下であり、
前記第１の蛍光体は、ＳＣＡＳＮ、ＣＡＳＮ、Ｓｒ ２ Ｓｉ ５ Ｎ ８ ：Ｅｕ２＋及びＫ ２ ＳｉＦ ６ ：Ｍｎ４＋から選択される赤色蛍光体であり、
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であることを特徴とする発光装置。
【請求項5】
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の蛍光体とを含み、
前記第１の範囲が５００～７００ｎｍであり、
前記第２の範囲が７００ｎｍ超、２０００ｎｍ以下であり、
前記第１の蛍光体は、ＳＣＡＳＮ、ＣＡＳＮ、Ｓｒ ２ Ｓｉ ５ Ｎ ８ ：Ｅｕ２＋及びＫ ２ ＳｉＦ ６ ：Ｍｎ４＋から選択される赤色蛍光体であり、
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であることを特徴とする発光装置。
【請求項6】
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であることを特徴とする請求項２～５のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項7】
前記第１の蛍光体が可視光発光蛍光体であることを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項8】
前記第２の蛍光体が近赤外発光蛍光体であることを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項9】
前記第２の蛍光体がＣｒ又はＣｕを含むものであることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】国際公開第２０１３／０１１９８４号
【文献】国際公開第２０１６／１４００２９号
【文献】国際公開第２０１７／１５９１７５号
【非特許文献】
【0005】
【文献】Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ Ｖｏｌ．１８， Ｉｓｓｕｅ １９， ｐｐ．２０２１５－２０２２１（２０１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【課題を解決するための手段】
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【発明の効果】
【0027】
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。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明に係る発光装置の一例を示す。
【図2】比較例１－６の光出力評価結果を示す。
【図3】比較例１－４で作製した発光装置の発光スペクトルを示す。
【図4】実施例１－５の光出力評価結果を示す。
【図5】実施例１－３で作製した発光装置の発光スペクトルを示す。
【図6】実施例４，５で作製した発光装置の発光スペクトルを示す。
【図7】実施例６－１２の光出力評価結果を示す。
【図8】実施例６－９で作製した発光装置の発光スペクトルを示す。
【図9】実施例１０－１２で作製した発光装置の発光スペクトルを示す。
【図10】実施例９，１３－１５の光出力評価結果を示す。
【図11】実施例９，１３－１５で作製した発光装置の発光スペクトルを示す。
【図12】実施例９と比較例３の発光スペクトルを示す。
【図13】実施例９と比較例３の発光強度の温度特性を示す。
【発明を実施するための形態】
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
（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。
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。
【0034】
（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。
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。
【0035】
（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。
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【実施例】
【0042】
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。
【0043】
（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
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
【0044】
（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。
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。
【0045】
【表1】
【0046】
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。
【0047】
【表2】
【0048】
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。
【0049】
（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
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
【0050】
（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
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
【0051】
（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
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
【0052】
（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
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
【0053】
（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
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
【0054】
【0055】
【表3】
【0056】
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。
【0057】
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。
【0058】
（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
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
【0059】
（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。
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。
【0060】
【0061】
【表4】
【0062】
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。
【0063】
（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）。
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）。
【0064】
【0065】
【表5】
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
【表6】
【0069】
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。
【0070】
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。
【0071】
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。
【符号の説明】
【0072】
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。
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。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
