特表 2017-502528 発光装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2017-502528(P2017-502528A)

(43)【公表日】2017年1月19日

(54)【発明の名称】発光装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/50 20100101AFI20161222BHJP

   C09K 11/08 20060101ALI20161222BHJP

   C09K 11/59 20060101ALI20161222BHJP

   C09K 11/80 20060101ALI20161222BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20161222BHJP

   F21V 9/16 20060101ALI20161222BHJP

   F21V 9/08 20060101ALI20161222BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20161222BHJP

【ＦＩ】

   H01L33/50

   C09K11/08 J

   C09K11/59CQD

   C09K11/80CPM

   F21S2/00 311

   F21V9/16 100

   F21V9/08 200

   F21Y115:10 500

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-553185(P2016-553185)

(86)(22)【出願日】2014年4月25日

(85)【翻訳文提出日】2016年5月6日

(86)【国際出願番号】KR2014003664

(87)【国際公開番号】WO2015068916

(87)【国際公開日】20150514

(31)【優先権主張番号】10-2013-0135280

(32)【優先日】2013年11月8日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2014-0049845

(32)【優先日】2014年4月25日

(33)【優先権主張国】KR

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ

(71)【出願人】

【識別番号】516134051

【氏名又は名称】ルミマイクロ コーポレーション リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＬＵＭＩＭＩＣＲＯ ＣＯＲＰ． ＬＴＤ．

(74)【代理人】

【識別番号】100080012

【弁理士】

【氏名又は名称】高石 橘馬

(74)【代理人】

【識別番号】100168206

【弁理士】

【氏名又は名称】高石 健二

(72)【発明者】

【氏名】キム テフン

(72)【発明者】

【氏名】イ サンイル

(72)【発明者】

【氏名】イ サンジェ

(72)【発明者】

【氏名】チェ ボンヨル

(72)【発明者】

【氏名】チ ビョンジュ

(72)【発明者】

【氏名】ファン ジェウン

【テーマコード（参考）】

3K243

4H001

5F142

【Ｆターム（参考）】

3K243AA01

3K243CD02

3K243CD09

4H001CA04

4H001CA05

4H001XA07

4H001XA08

4H001XA14

4H001XA20

4H001XA21

4H001XA38

4H001XA39

4H001XA56

4H001XA57

4H001XA62

4H001XA64

4H001XA71

4H001YA58

4H001YA63

5F142AA23

5F142AA25

5F142BA02

5F142BA32

5F142CA02

5F142DA03

5F142DA14

5F142DA23

5F142DA32

5F142DA44

5F142DA45

5F142DA53

5F142DA54

5F142DA56

5F142DA65

5F142DA73

5F142FA23

5F142GA21

5F142HA01

(57)【要約】

本発明は、ブルー波長帯の第１光を出射する発光素子と、前記第１光を第２光に変換する第１波長変換体と、前記第１光を第３光に変換する第２波長変換体、および前記第１光を第４光に変換する第３波長変換体を含み、前記第１光〜第４光の中心波長は下記の関係式１を満足する発光装置を開示する。
［関係式１］
λ１＜λ２＜λ３＜λ４
（ここで、λ１は第１光の中心波長であり、λ２は第２光の中心波長、λ３は第３光の中心波長、λ４は第４光の中心波長である。）

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブルー波長帯の第１光を出射する発光素子；
前記第１光を第２光に変換する第１波長変換体；
前記第１光を第３光に変換する第２波長変換体；および
前記第１光を第４光に変換する第３波長変換体；を含み、
前記第１光〜第４光の中心波長は下記の関係式１を満足する、発光装置。
［関係式１］
λ１＜λ２＜λ３＜λ４
（ここで、λ１は第１光の中心波長であり、λ２は第２光の中心波長、λ３は第３光の中心波長、λ４は第４光の中心波長である。）

【請求項2】

前記第２光は中心波長が480 nm〜500 nmで、第３光の中心波長は510 nm〜550 nmである、請求項１に記載の発光装置。

【請求項3】

前記第１光〜第４光が混合された出射光は白色光であり、演色性評価数R12が80以上である、請求項１に記載の発光装置。

【請求項4】

前記第１波長変換体は下記の一般式１で表現される、請求項１に記載の発光装置。
［一般式１］
M_x(1-p)Si_yO_zN_(2x+4y-2z)/3;Eu²⁺
（ここで、ＭはCa，Sr，Baから選択された少なくとも一つの元素であり、ｘは0.7〜1.2、ｙは1.5〜2.6、ｚは1.5〜2.6、ｐは０〜0.11である。）

【請求項5】

前記第２波長変換体は下記の一般式２で表現される、請求項１に記載の発光装置。
［一般式２］
M₃Al₅O₁₂:Ce³⁺
（ここで、ＭはＹ，Lu，Sc，La，GdおよびSmから選択された少なくとも一つの元素である。）

【請求項6】

前記第１波長変換体と第２波長変換体の重量比は１：７〜１：15である、請求項１に記載の発光装置。

【請求項7】

前記第１波長変換体と第２波長変換体の重量比は１：７〜１：10である、請求項１に記載の発光装置。

【請求項8】

前記第１波長変換体と第２波長変換体の重量比は１：７〜１：８である、請求項１に記載の発光装置。

【請求項9】

前記第１光の主波長は450 nm〜455 nmであり、
前記第１波長変換体と前記第２波長変換体の重量比は１：４〜１：15である、請求項１に記載の発光装置。

【請求項10】

前記第１波長変換体と前記第２波長変換体の重量比は１：７である、請求項９に記載の発光装置。

【請求項11】

前記第１光の主波長は456 nm〜460 nmであり、
前記第１波長変換体と前記第２波長変換体の重量比は１：７〜１：８である、請求項１に記載の発光装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は演色性が向上した発光装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

発光装置（LED，Light Emitting device）はGaAs，AlGaAs，GaN，InGaInPなどの化合物半導体（compound semiconductor）に蛍光体を塗布して多様な色の光を実現することができる装置をいう。発光装置はLEDから出射する波長を外部の蛍光体などを利用して波長を変化させることによって、所望の色の波長に変換して使用する。

【0003】

従来は青色LEDの光を黄色蛍光体（yellow color phosphor）を利用して白色光に波長変換させる方法を使用した。このような構造の白色発光装置は安価で、原理的および構造的に非常に簡単であるため、広く利用されている。

【0004】

しかし、単一の黄色蛍光体の発光で緑色と赤色領域のスペクトル欠乏が起こり演色性が低い問題があった。

【0005】

演色性（CRI）とは、光源の光が物体の固有な色をどれ程正確な天然色に見えるようにするかを評価する指数である。このような演色性には、R1〜R8で定められた８色の平均値を算出する平均演色評価数（Ra）と特殊演色評価数（R9〜R15）がある。このような特殊演色評価数には赤色であるR9、黄色であるR10、青色であるR12などがある。

【0006】

最近では、黄色の他に赤色蛍光体や緑色蛍光体などを混合して演色性を向上させた技術が開発されている。しかし、このような技術は平均演色評価数（Ra）は向上させることができるものの、特殊演色評価数のうちR12（青色）値は依然として低い問題がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は白色光を具現しつつ平均演色評価数の他にもR12値を向上させることができる発光装置を開示する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一特徴に係る発光装置は、ブルー波長帯の第１光を出射する発光素子；前記第１光を第２光に変換する第１波長変換体；前記第１光を第３光に変換する第２波長変換体；および前記第１光を第４光に変換する第３波長変換体；を含み、前記第１光〜第４光の中心波長は下記の関係式１を満足する。

【0009】

［関係式１］
λ１＜λ２＜λ３＜λ４
（ここで、λ１は第１光の中心波長であり、λ２は第２光の中心波長、λ３は第３光の中心波長、λ４は第４光の中心波長である。）

【0010】

本発明の一特徴に係る発光装置において、前記第２光は中心波長が480 nm〜500 nmであり、第３光の中心波長は510 nm〜550 nmである。

【0011】

本発明の一特徴に係る発光装置において、前記第１光〜第４光が混合された出射光は白色光であり、演色性評価数R12が80以上である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、白色光を具現しつつ平均演色評価数の他にもR12値を向上させて青色の表現が自然な発光素子を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施例に係る発光装置の概念図。

【図2】実施例１に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図3】実施例１に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図4】実施例２に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図5】実施例２に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図6】実施例３に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図7】実施例３に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図8】実施例４に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図9】実施例４に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図10】実施例５に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図11】実施例５に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図12】実施例６に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図13】実施例６に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図14】比較例１に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図15】比較例１に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図16】比較例２に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図17】比較例２に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図18】比較例３に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図19】比較例３に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図20】比較例４に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図21】比較例４に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図22】実施例７に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図23】実施例７に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図24】実施例８に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図25】実施例８に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図26】実施例９に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図27】実施例９に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図28】比較例５に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図29】比較例５に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図30】比較例６に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図31】比較例６に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図32】実施例10に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図33】実施例10に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図34】実施例11に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図35】実施例11に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図36】比較例７に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図37】比較例７に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【図38】比較例８に係る混合光の励起スペクトルを示すグラフ。

【図39】比較例８に係る混合光の色座標および演色性を測定した表。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明は多様な変更を加えることができ、多様な実施例を有することができるところ、特定実施例を図面に例示して詳細に説明する。

【0015】

しかし、これは本発明を特定の実施形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものとして理解されるべきである。

【0016】

本発明で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであり、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものとして理解されるべきである。

【0017】

また、本発明で添付された図面は説明の便宜のために拡大または縮小して図示されたものとして理解されるべきである。

【0018】

以下、本発明に対して図面を参照して詳細に説明し、図面符号にかかわらず同一または対応する構成要素は同じ参照番号を付与し、これに対する重複する説明は省略する。

【0019】

図１は本発明の一実施例に係る発光装置の概念図である。

【0020】

図１を参照すれば、本発明に係る発光装置は、ブルー波長帯の第１光を出射する発光素子10と、発光素子が取り付けられるハウジング20、およびハウジングに充填される蛍光体30を含む。

【0021】

発光素子10は420 nm〜470 nmで中心波長を有する青色光を放出する。このような発光素子は多様な光源（LED，OLEDなど）を選択することができるが、一例として本発明の発光素子は量子井戸構造を有する窒化物系化合物半導体であり得る。

【0022】

ハウジング20は発光素子10が装着される開口部を有し、外部の電源と連結された電極22とワイヤー21を通じて発光素子10に電源を注入する。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、発光素子10がフリップチップタイプである場合にはワイヤーを省略することもできる。ハウジング20の開口部には蛍光体（以下、波長変換体、30）が樹脂に混合されて充填される。

【0023】

本発明に係る波長変換体30は青色光を吸収して青緑色波長帯の光に変換する第１波長変換体と、青色光を吸収して黄緑色波長帯の光に変換する第２波長変換体と、青色光を吸収して赤色波長帯の光に変換する第３波長変換体を含む。

【0024】

第１波長変換体は下記の一般式１または一般式３により表現することができる。

【0025】

［一般式１］
M_x(1-p)Si_yO_zN_(2x+4y-2z)/3;Eu²⁺
ここで、MはCa，Sr，Baから選択された少なくとも一つの元素であり、ｘは0.7〜1.2、ｙは1.5〜2.6、ｚは1.5〜2.6、ｐは０〜0.11である。

【0026】

［一般式３］
BaSi_x(O、Cl)N_x:Eu²⁺(0<x≦2)

【0027】

第１波長変換体は青色光を吸収して480 nm〜500 nmで中心波長を有する青緑色光を放出する。したがって、第１波長変換体によって変換された光によって青色光の強度を補強することができる。

【0028】

第２波長変換体は下記の一般式２または一般式４により表現することができる。

【0029】

［一般式２］
M₃Al₅O₁₂:Ce³⁺
ここでＭはＹ、Lu、Sc、La、GdおよびSmから選択された少なくとも一つの元素である。

【0030】

［一般式４］
(Lu_x、Ce_1-x)₃Al₅O₁₂(0<X<1)

【0031】

本発明の第２波長変換体は、好ましくはLu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺であり得るが、必ずしもこれに限定されるものではない。第２波長変換体は青色光を吸収して510 nm〜550 nmで中心波長を有する黄緑色光を放出する。

【0032】

また、第３波長変換体はCa₁Al₁Si₁N₃;Euで構成されて青色光を吸収し、600 nm〜700 nmで中心波長を有する赤色光を放出する。

【0033】

したがって、発光素子10から放出された第１光の一部と、第１波長変換体で変換された第２光と、第２波長変換体で変換された第３光、および第３波長変換体で変換された第４光が混合されてCIE座標系上の白色光が生成される。このとき、第１光および第４光は下記の関係式１を満足する。

【0034】

［関係式１］
λ１＜λ２＜λ３＜λ４
ここで、λ１は第１光の中心波長であり、λ２は第２光の中心波長、λ３は第３光の中心波長、λ４は第４光の中心波長である。

【0035】

本発明によれば、白色光の平均演色評価数（Ra，R1〜R8）と特殊演色評価数（R9〜R15）を80以上に維持することができる。特に、第１波長変換体で変換された青緑色光によって青色光が補強されて演色性座標のうちR12値が80以上を維持することができる。したがって、青色の表現力が優秀となる。

【0036】

以下、本発明の発光装置の実施形態を具体的に説明する。しかし、各実施例は本発明の理解を助けるためのものであり、本発明の権利範囲は本実施例によって制限されない。

【0037】

［実施例１］
混合蛍光体12.5 wt%と封止材87.5 wt%を混合して、サイズが1000μm×500μmで波長ピーク（peak wavelength）が446.3 nmである青色LEDチップ上に塗布した。混合蛍光体は波長ピークが497 nmである第１蛍光体（BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺）5.4 wt%と、波長ピークが520 nmである第２蛍光体（Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺）80.7 wt%、および波長ピークが650 nmである第３蛍光体（CaAlSiN₃）１３.9 wt％を封止材に混合して製造した。このとき、各蛍光体の重量比は100 wt％で換算した。第１蛍光体と第２蛍光体の比は１：15にした。製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図２に図示し、演色性評価表を図３に図示した。

【0038】

図３を参照すれば、R1〜R15の演色評価数がすべて80以上であることがわかり、R12も85と非常に高い値が測定されたことがわかる。

【0039】

［実施例２］
混合蛍光体13.3 wt%と封止材86.7 wt%を混合して、サイズが1000μm×500μmで波長ピークが446.3 nmである青色LEDチップ上に塗布した。混合蛍光体は波長ピークが497 nmである第１蛍光体（BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺）7.7 wt%と、波長ピークが520 nmである第２蛍光体（Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺）76.9 wt%、および波長ピークが650 nmである第３蛍光体（CaAlSiN₃）15.4 wt%を封止材に混合して製造した。このとき、第１蛍光体と第２蛍光体の比は1：10にした。

【0040】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図４に図示し、演色性評価表を図５に図示した。図５を参照すれば、R1〜R15の演色評価数がすべて90以上と測定されて演色性が非常に向上したことがわかる。

【0041】

［実施例３］
混合蛍光体13.9 wt%と封止材86.1 wt%を混合して、サイズが1000μm×500μmで波長ピークが446.9 nmである青色LEDチップ上に塗布した。混合蛍光体は波長ピークが497 nmである第１蛍光体（BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺）10.5 wt%と、波長ピークが520 nmである第２蛍光体（Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺）73.4 wt%、および波長ピークが650 nmである第３蛍光体（CaAlSiN₃）16.1 wt%を封止材に混合して製造した。第１蛍光体と第２蛍光体の比は１：７にした。

【0042】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図６に図示し、演色性評価表を図７に図示した。図７を参照すれば、R1〜R15の演色評価数がすべて80以上であり、特にR12が99と非常に高くなったことがわかる。

【0043】

［実施例４］
混合蛍光体13.3 wt%と封止材86.7 wt%を混合して、サイズが1000μm×500μmで波長ピークが456.5 nmである青色LEDチップ上に塗布した。混合蛍光体は波長ピークが497 nmである第１蛍光体（BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺）9.5 wt%と、波長ピークが520 nmである第２蛍光体（Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺）76.0 wt%、および波長ピークが650 nmである第３蛍光体（CaAlSiN₃）14.5 wt%を封止材に混合して製造した。このとき、第１蛍光体と第２蛍光体の比は１：８にした。

【0044】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図８に図示し、演色性評価表を図９に図示した。

【0045】

［実施例５］
混合蛍光体18.9 wt%と封止材81.1 wt%を混合して、サイズが1000μm×500μmで波長ピークが448.7 nmである青色LEDチップ上に塗布した。混合蛍光体は波長ピークが497 nmである第１蛍光体（BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺）3.9 wt%と、波長ピークが520 nmである第２蛍光体（Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺）77.3 wt%、および波長ピークが650 nmである第３蛍光体（CaAlSiN₃）18.9 wt%を封止材に混合して製造した。このとき、第１蛍光体と第２蛍光体の比は1：20にし、色温度は3000 kで実験した。

【0046】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図10に図示し、演色性評価表を図11に図示した。

【0047】

［実施例６］
混合蛍光体9.8 wt%と封止材90.2 wt%を混合して、サイズが1000μm×500μmで波長ピークが448.7nmである青色LEDチップ上に塗布した。混合蛍光体は波長ピークが497nmである第１蛍光体（BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺）7.9 wt%と、波長ピークが520 nmである第２蛍光体（Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺）79.1 wt%、および波長ピークが650 nmである第３蛍光体（CaAlSiN₃）13.0 wt%を封止材に混合して製造した。このとき、第１蛍光体と第２蛍光体の比は１：10にし、色温度は6700 kで実験した。

【0048】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図12に図示し、演色性評価表を図13に図示した。

【0049】

［比較例１］
混合蛍光体13.7 wt%と封止材86.3 wt%を混合して、サイズが1000μm×500μmで波長ピークが456 nmである青色LEDチップ上に塗布した。混合蛍光体は波長ピークが517 nmである(Sr、Ba)₂SiO₄:Eu 88.0 wt%と、波長ピークが630 nmである(Si、Ca)AlSiN₃:Eu 12.0 wt%を封止材に混合して製造した。製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図14に図示し、演色性評価表を図15に図示した。

【0050】

［比較例２］
混合蛍光体11.8 wt%と封止材88.2 wt%を混合して、サイズが1000μm×500μmで波長ピークが453.8 nmである青色LEDチップ上に塗布した。混合蛍光体は波長ピークが520 nmであるLu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺69.3 wt%と、波長ピークが546 nmであるY₃Al₅O₁₂:Ce³⁺17.3 wt%、および波長ピークが650 nmであるCaAlSiN₃ 13.3 wt%を封止材に混合して製造した。製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図16に図示し、演色性評価表を図17に図示した。

【0051】

［比較例３］
混合蛍光体12.0 wt%と封止材88.0 wt%を混合して、サイズが1000μm×500μmで波長ピークが454.1 nmである青色LEDチップ上に塗布した。混合蛍光体は波長ピークが497 nmである第１蛍光体（BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺）3.3 wt%と、波長ピークが520 nmである第２蛍光体（Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺）83.3 wt%、および波長ピークが650 nmである第３蛍光体（CaAlSiN₃）6.7 wt%を封止材に混合して製造した。製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図18に図示し、演色性評価表を図19に図示した。

【0052】

［比較例４］
混合蛍光体13.3 wt%と封止材86.7 wt%を混合して、サイズが1000μm×500μmで波長ピークが457.8nmである青色LEDチップ上に塗布した。混合蛍光体は波長ピークが497 nmである第１蛍光体（BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺）7.8 wt%と、波長ピークが520 nmである第２蛍光体（Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺）77.7 wt%、および波長ピークが650 nmである第３蛍光体（CaAlSiN₃）14.5wt%を封止材に混合して製造した。製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図20に図示し、演色性評価表を図21に図示した。

【0053】

下記の表は前述した実施例と比較例のチップ波長および蛍光体の重量％による演色性R12値を整理した表である。

【0054】

【表1】

【0055】

図２〜図21、および表１を参照すれば、実施例１〜実施例６はすべて平均演色評価数と特殊演色評価数が80以上で、特に、R12が80以上と測定され、青色強度が高くなったことを確認することができる。したがって、第１蛍光体と第２蛍光体の比率を１：７〜１：15で調節すれば、白色LEDを照明として使用する場合、青色の色感を高めることができる。

【0056】

さらに、第１蛍光体と第２蛍光体の比率を１：７〜１：10で調節すればR12を90以上に向上させることができることがわかる。実施例６の場合、実施例５に比べてR12が減少したが、実施例５は色温度を3000 Kにし、実施例６は色温度を6700 Kにしたためである。したがって、第１蛍光体と第２蛍光体の比率を１：７〜１：10で調節すれば、色温度が6700 Kである場合にもR12を80以上に向上させることができることがわかる。

【0057】

実施例４の場合、チップ波長が長波長（456.5 nm）の場合にもR12を80以上に維持できることがわかる。したがって、第１蛍光体と第２蛍光体の比率を１：７〜１：８で調節する場合、短波長LEDチップと長波長LEDチップのうちいずれを使用してもR12値を80以上に維持できることがわかる。

【0058】

比較例１の場合、従来の緑色蛍光体と赤色蛍光体だけを使用したため、R12値が67と低いことがわかる。図15に示されたように、比較例１の場合にも白色光が具現され、演色性（CRI）が96と優秀であるがR12は67と相対的に低いことがわかる。

【0059】

比較例３と４は実施例５と同じ蛍光体を使用し、類似の含量で含まれたがR12値が低いことがわかる。このような結果から見ると、青色LEDのピーク波長が高くなるほど（長波長であるほど）第１蛍光体の含量が高くなるべきであることがわかる。

【0060】

一例として、実施例４の場合、LEDチップのピーク波長が456.5 nmと、比較例３、４と類似しているが、第１蛍光体の含量が9.5 wt%と高く、R12値が高くなったことがわかる。

【0061】

したがって、第１蛍光体と第２蛍光体の質量比が１：７〜１：８で制御される場合、青色LEDチップの全波長帯（約420 nm〜460 nm）でR12を80以上に維持できることがわかる。

【0062】

本発明者は、前記実験によって、青色LEDチップの波長帯に応じて第１蛍光体と第２蛍光体の適正範囲が変わることを確認した。したがって、青色LEDチップの波長帯に応じて第１蛍光体と第２蛍光体の比率を異ならせて追加的に実験した。

【0063】

［実施例７］短波長チップ
混合蛍光体12.5 wt%と封止材87.5 wt%を混合して、サイズが1000μm×500μmで主波長（Dominant Wavelength）が452 nmである青色ＬＥＤチップ上に塗布した。混合蛍光体は波長ピークが497 nmである第１蛍光体（BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺）0.68 wt%と、波長ピークが520 nmである第２蛍光体（Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺）10.1 wt%、および波長ピークが650 nmである第３蛍光体（CaAlSiN₃）1.72 wt%を封止材に混合して製造した。このとき、第１蛍光体と第２蛍光体の比率は1：15にした。

【0064】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図22に図示し、演色性評価表を図23に図示した。

【0065】

［実施例８］短波長チップ
蛍光体混合比率を第１蛍光体1.46 wt%と第２蛍光体1.2 wt%、および第３蛍光体2.24 wt%にして第１蛍光体と第２蛍光体の比率を１：７で調節したこと以外には実施例７と同一に製造した。

【0066】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図24に図示し、演色性評価表を図25に図示した。

【0067】

［実施例９］短波長チップ
蛍光体混合比率を第１蛍光体2.5 wt%と第２蛍光体10.1 wt%、および第３蛍光体2.1 wt%にして第１蛍光体と第２蛍光体の比率を１：４で調節したこと以外には実施例７と同一に製造した。

【0068】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図26に図示し、演色性評価表を図27に図示した。

【0069】

［比較例５］短波長チップ
蛍光体混合比率を第１蛍光体0.4 wt%と第２蛍光体10.0 wt%、および第３蛍光体1.6 wt%にして第１蛍光体と第２蛍光体の比率を１：25で調節したこと以外には実施例７と同一に製造した。

【0070】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図28に図示し、演色性評価表を図29に図示した。

【0071】

［比較例６］短波長チップ
蛍光体混合比率を第１蛍光体3.3 wt%と第２蛍光体9.8 wt%、および第３蛍光体2.3 wt%にして第１蛍光体と第２蛍光体の比率を１：３で調節したこと以外には実施例７と同一に製造した。

【0072】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図30に図示し、演色性評価表を図31に図示した。

【0073】

［実施例10］長波長チップ
混合蛍光体11.2 wt%と封止材88.8 wt%を混合して、サイズが1000μm×500μmで主波長（Dominant Wavelength）が457 nmである青色LEDチップ上に塗布した。混合蛍光体は波長ピークが497 nmである第１蛍光体（BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺）1.1 wt%と、波長ピークが520 nmである第２蛍光体（Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺）8.8 wt%、および波長ピークが650 nmである第３蛍光体（CaAlSiN₃）1.3 wt%を封止材に混合して製造した。このとき、第１蛍光体と第２蛍光体の比率は１：８にした。

【0074】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図32に図示し、演色性評価表を図33に図示した。

【0075】

［実施例11］長波長チップ
蛍光体混合比率を第１蛍光体1.3 wt%と第２蛍光体8.8 wt%、および第３蛍光体1.7 wt%にして第１蛍光体と第２蛍光体の比率を１：７で調節したこと以外には実施例10と同一に製造した。

【0076】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図34に図示し、演色性評価表を図35に図示した。

【0077】

［比較例７］長波長チップ
蛍光体混合比率を第１蛍光体0.85 wt%と第２蛍光体8.5 wt%、および第３蛍光体1.05 wt%にして第１蛍光体と第２蛍光体の比率を１：10で調節したこと以外には実施例10と同一に製造した。

【0078】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図36に図示し、演色性評価表を図37に図示した。

【0079】

［比較例８］長波長チップ
蛍光体混合比率を第１蛍光体2.6 wt%と第２蛍光体7.9 wt%、および第３蛍光体1.9 wt%にして第１蛍光体と第２蛍光体の比率を１：３で調節したこと以外には実施例10と同一に製造した。

【0080】

製造された白色LEDから放出された光のスペクトルを図38に図示し、演色性評価表を図39に図示した。

【0081】

下記の表２は前述した実施例と比較例のチップ波長および蛍光体の重量％による演色性R12値を整理した表である。

【0082】

【表2】

【0083】

表２を参照すれば、チップの主波長が452 nmと短波長である場合、第１蛍光体と第２蛍光体の比が１：４〜１：15である場合、演色評価数が80以上に維持されることがわかり、R12も80以上に維持できることがわかる。特に、第１蛍光体と第２蛍光体の比が１：７である場合、R12が99と非常に優秀となることがわかる。

【0084】

これに比べて、比較例５のように、第１蛍光体と第２蛍光体の比が１：25である場合、R12が80未満と低くなり、青色の色感が低くなることがわかる。また、第１蛍光体と第２蛍光体の比が１：25である場合、R12は87と比較的高い値を有するが、R9とR10が80未満と低くなり、特殊演色評価数が悪化する問題がある。

【0085】

チップの主波長が457 nmと長波長である場合、第１蛍光体と第２蛍光体の比が１：７〜１：８である場合、演色評価数を80以上に維持できることがわかる。しかし、第１蛍光体と第２蛍光体の比が１：10を超過したり１：３未満の場合にはR12が80未満に低下することを確認することができる。

【0086】

このような結果から見ると、第１蛍光体と第２蛍光体の比を１：７〜１：８で調節する場合、短波長チップまたは長波長チップにかかわらず平均演色評価数と特殊演色評価数を80以上に維持することができ、特にR12を80以上に向上させることができることがわかる。

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【国際調査報告】