JP2015005606A - 光電子デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】光ＵＣ（アップコンバージョン）材料を用いてＵＣした光を出射する光電子デバイスにおいて、出射光量を増大するとともに、光出射面における発光強度及び発光色のむらを解消する。【解決手段】光電子デバイス１は、三重項−三重項消滅過程により入射光をＵＣしたＵＣ光を生成する光ＵＣ材料入りのＵＣイオン液体１５を封止する封止ガラス１６と、ＵＣイオン液体１５へ向けて発光光を出射するＬＥＤチップ３と、ＵＣイオン液体１５からランバート発光により戻されたＵＣ光をＤＣ（ダウンコンバージョン）したＤＣ光を生成し該ＤＣ光をＵＣイオン液体１５へ向けて出射する蛍光材料７とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、光アップコンバージョン材料を装備する光電子デバイスに関する。

入射光を、その波長より短い波長の光に変換して、出射する光ＵＣ（Up-Conversion：アップコンバージョン）材料が存在する。このような光ＵＣ材料の使用例としては、太陽電池による光発電において、太陽電池を通過して来た赤外線を可視光にアップコンバージョンするとともに、該可視光を太陽電池の方へ反射して、太陽電池の電気変換効率を高めるものがある。なお、本明細書において、「光」には、可視光だけでなく、可視光外の赤外光や紫外光も含むものとする。

従来の光ＵＣ材料は、多光子吸収に基づいてアップコンバージョンを行う希土類元素であるので、非常に高い励起強度が必要となり、また、可視光励起の波長変換効率が非常に低いなどの問題がある。これは、希土類元素から成る光ＵＣ材料を商品化する場合に不利となる。

一方、希土類元素に代わる光ＵＣ材料として、例えば、有機光増感分子と有機発光分子とを含み、三重項−三重項消滅(Triplet-Triplet Annihilation：ＴＴＡ)過程により光ＵＣを行う有機分子が知られている（例：特許文献１）。この光ＵＣ材料の主要な利点は、非コヒーレントで、低い強度の光で励起しても、光ＵＣが可能であることである。

光ＵＣ有機分子は、媒体液（溶媒液又は分散媒液）中で有機分子同士がエネルギーのやり取りをするために、拡散運動又は相互衝突を行うことが必要とされる。そこで、媒体液として、トルエン又はベンゼン等の揮発性有機溶媒が用いられる（例：特許文献２）。

しかしながら、揮発性有機溶媒は、可燃性・毒性・揮発性などの問題をもつ。そこで、光増感分子、発光分子を溶解又は分散する媒体としてイオン液体が開発されている（例：特許文献３）。

特表２０１１−５０５４７９号公報 特開２００５−４９８２４号公報 国際公開第２０１２／０５０１３７号パンフレット

光ＵＣ材料を光電子デバイスとして使用する例は知られていないが、光ＵＣ材料を発光素子と組み合わせて使用する光電子デバイスの場合、光ＵＣ材料の発光は、ランバーシアン形状であるため、光ＵＣ材料からのＵＣ光は、光電子デバイスの光出射側だけでなく、反対側の発光素子側にも出射する。これは、光電子デバイスからのＵＣ光の出射光量の低減につながる。

また、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）やＬＤ（レーザーダイオード）のような半導体光源の発光素子は、発光面積が小さいので、このような発光素子からの光を、発光素子の発光面積より広い光ＵＣ材料から出射する光電子デバイスでは、光ＵＣ材料の光出射面において、中心部が明るく、周辺部が暗い発光強度のむらが生じてしまう。

さらに、光ＵＣ材料は、発光素子からの入射光の一部しかアップコンバージョンしないので、光ＵＣ材料からの出射光は、ＵＣ光と未ＵＣ光との混合となる。したがって、光電子デバイスの光出射面におけるＵＣ光の強度のむらは、光出射面におけるＵＣ光と未ＵＣ光との混合率のむらとなって、光出射面における色むらの原因になる。

本発明の目的は、光アップコンバージョン材料を用いてアップコンバージョンした光を出射する光電子デバイスにおいて、出射光量を増大するとともに、光出射面における発光強度及び発光色のむらを解消することである。

本発明の光電子デバイスは、三重項−三重項消滅過程により入射光をアップコンバージョンしたアップコンバージョン光を生成する光アップコンバージョン材料と、該光アップコンバージョン材料を封止する透明封止部材と、前記光アップコンバージョン材料へ向けて発光光を出射する発光素子と、前記光アップコンバージョン材料から発光素子側に放射されたアップコンバージョン光をダウンコンバージョンしたダウンコンバージョン光を生成し、該ダウンコンバージョン光を前記光アップコンバージョン材料へ向けて出射する蛍光材料とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、発光素子からの光は、光アップコンバージョン材料の中心部の方へ向かい、光アップコンバージョン材料によりアップコンバージョン光に変換される。アップコンバージョン光は、光アップコンバージョン材料の発光により、光電子デバイスの出射側から出射する部分と、光電子デバイスの出射側と反対側の発光素子側へ進む部分とに分かれる。発光素子側へ進むアップコンバージョン光は、発光素子の周辺の方へ広がって進み、蛍光材料に照射される。蛍光材料は、照射されたアップコンバージョン光をダウンコンバージョンし、ダウンコンバージョン光を生成する。

蛍光材料からのダウンコンバージョン光は、光アップコンバージョン材料の中心部よりは周辺部の方へ多く出射する。光アップコンバージョン材料は、蛍光材料からのダウンコンバージョン光を周辺部において受けて、アップコンバージョンする。こうして、光アップコンバージョン材料から発光素子側に戻ったアップコンバージョン光が、蛍光材料によりダウンコンバージョン光に変換されて、ダウンコンバージョン光が光アップコンバージョン材料の周辺部においてアップコンバージョン光に変換されて、光電子デバイスから出射することになるので、光電子デバイスの出射光量が増大する。また、光アップコンバージョン材料の周辺部からのアップコンバージョン光の出射量の増大により、光出射面における発光強度及び発光色のむらが解消される。

本発明において、前記発光素子の発光光と前記ダウンコンバージョン光とは、周波数スペクトルが少なくとも部分的に重なる重複周波数範囲を有し、前記光アップコンバージョン材料の光吸収周波数は、前記重複周波数範囲内に設定されていることが好ましい。

この構成によれば、光アップコンバージョン材料は、発光素子の発光光とダウンコンバージョン光とに対して共通の光吸収周波数に基づいてアップコンバージョンすることができるので、光アップコンバージョン材料の有機光増感分子の種類を１つで済ませることができる。

本発明において、前記蛍光材料は、前記透明封止部材に対して発光素子側に配置された透明内包部材に内包されていることが好ましい。

この構成によれば、各蛍光材料は、光電子デバイスにおいて位置が固定されるので、光電子デバイスを傾けたり、上下反転して使用する場合にも、出射光量が増大するとともに、光出射面における発光強度及び発光色のむらが解消される。

本発明において、前記蛍光材料は、前記透明封止部材の発光素子側の壁部分に内包されていることが好ましい。

この構成によれば、各蛍光材料は、透明封止材料に内包されているので、蛍光材料と光アップコンバージョン材料との距離が縮小され、光の損失が低下して、アップコンバージョン光の出射光量が増大する。また、部品点数が減少し、光電子デバイスの製作が合理化される。

本発明において、前記光アップコンバージョン材料に対して発光素子側に配置された散乱材料を備えることが好ましい。

この構成によれば、散乱材料より、光電子デバイスの光出射面における発光強度及び発光色のむらを一層抑制することができる。

第１実施形態の光電子デバイスを、光軸を含む面で切った断面で示す構造図。 （ａ）は蛍光体装備の光電子デバイスの出射面における発光強度分布を示す図、（ｂ）は蛍光体装備の光電子デバイスの出射面における発光強度分布のグラフ、（ｃ）は蛍光体未装備の光電子デバイスの出射面における発光強度分布を示す図、（ｄ）は蛍光体未装備の光電子デバイスの出射面における発光強度分布のグラフ。 第２実施形態の光電子デバイスを、光軸を含む面で切った断面で示す構造図。 第３実施形態の光電子デバイスを、光軸を含む面で切った断面で示す構造図。 第４実施形態の光電子デバイスを、光軸を含む面で切った断面で示す構造図。 第５実施形態の光電子デバイスを、光軸を含む面で切った断面で示す構造図。

図１を参照して、本発明の第１実施形態の光電子デバイス１の構成を説明する。説明の便宜上、図１の上下方向を光電子デバイス１の上下方向として光電子デバイス１の構成を説明する。なお、この上下方向は、光電子デバイス１の現実の使用における上下方向を限定するものではない。

光電子デバイス１は、主要構成要素として基板２、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）チップ３、環状枠４及びＵＣ板５を備える。基板２は、薄板状であり、表面に所定の配線が配置されている。ＬＥＤチップ３の発光部は、ＡｌIｎＧａＮやＡｌIｎＧａＰなどIII-V族化合物半導体から成り、電流印加によって、半導体のバンドギャップに応じた波長で発光する。ＬＥＤチップ３は、上下に電極を有し、下面側を基板２の上面側に固定され、上側の電極には金属ワイヤー１１を介して基板２上の配線から電力を供給される。

ＬＥＤチップ３の中心線は、光電子デバイス１の光軸に一致する。後述の図２の（ａ）及び（ｃ）のｏは、光電子デバイス１の光出射面の中心に位置するとともに、光出射面と光軸との交点となっている。

上方視で矩形（図２（ａ）参照）の環状枠４は、内周側に空洞６を画成し、該空洞６とＬＥＤチップ３とが同心となるように、下面において基板２の上面に固定される。環状枠４は、非透明材料となっている。空洞６は、側面が上方へ向かって外方へ広がるように、形成されている。環状枠４の高さは、ＬＥＤチップ３の高さより高く設定されている。

粉末の蛍光材料７は、空洞６内にほぼＬＥＤチップ３の上面の高さまで、入れられている。光電子デバイス１では、蛍光材料７は、空洞６内に、上部に所定の隙間を残して、入れられているので、光電子デバイス１の振動や傾き等に伴い空洞６内で移動する。

ＵＣ板５は、ＵＣイオン液体１５と、ＵＣイオン液体１５を内部に封止する封止ガラス１６とを備える。ＵＣイオン液体１５内には、所定の有機光増感分子と有機発光分子とが溶解又は分散されている。この結果、有機光増感分子と有機発光分子とは、ＵＣイオン液体１５内で拡散運動又は相互衝突を行って、三重項−三重項消滅過程（ＴＴＡ過程）により光ＵＣを行う。

図１において、ＬａはＬＥＤチップ３の発光光、Ｌｂは、Ｌａに対してＵＣイオン液体１５からランバート発光される光、ＬｃはＬｂに対する蛍光材料７の発光光、Ｌｄは、Ｌｃに対してＵＣイオン液体１５からランバート発光される光となっている。

Ｌａの周波数＜Ｌｂの周波数、Ｌｂの周波数＞Ｌｃの周波数、Ｌｃの周波数＜Ｌｄの周波数、Ｌａの周波数≒Ｌｃの周波数、Ｌｂの周波数≒Ｌｄの周波数の関係がある。

この光電子デバイス１では、例えば、Ｌａ，Ｌｃは赤色又は赤外光とし、Ｌｂ，Ｌｄは青色又は紫外光とされる。その他の色の例として、Ｌａ，Ｌｃは青又は緑色であり、Ｌｂ，Ｌｄは紫外光とすることもできる。

ＵＣイオン液体１５内の有機光増感分子は、その吸収周波数がＬａの周波数に一致するように選択され、ＵＣイオン液体１５内の有機発光分子は、その発光周波数がＬｂの周波数に一致するように選択される。また、蛍光材料７は、Ｌｂに対して、Ｌｃ（Ｌｃの周波数≒Ｌａの周波数）を生成するものが選択される。

蛍光材料７は、Ｌａに対する透明性を有する材料が選択される。透明性とは、Ｌａの発光スペクトルを吸収しない又は吸収率が所定値以下の材料を意味する。なお、封止ガラス１６は、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄの全部に対する透明性を有する。

光電子デバイス１の全体の作用について説明する。Ｌａは、光電子デバイス１の光軸に近い範囲、すなわち空洞６の中心部においてＬＥＤチップ３からＵＣイオン液体１５の中心部に入射する。ＵＣイオン液体１５は、入射光としてのＬａに対し、Ｌａをアップコンバージョンして、ＵＣ光（アップコンバージョン光）としてのＬｂを生成する。Ｌｂは、ランバーシアン形状で周囲に放射（ランバート発光）する。上側に向かったＬｂは、そのまま光電子デバイス１の出射光として、ＵＣ板５の上面（光電子デバイス１の光出射面）の中心部から外へ出射する。

下側に向かったＬｂは、ＵＣ板５の下面の中心部から空洞６の方へ進み、空洞６において光軸から離れる方向へ進み、空洞６の周辺部に存在する蛍光材料７に照射される。蛍光材料７は、ＬｂをダウンコンバージョンしたＬｃ光（ダウンコンバージョン光）としてのＬｃを生成する。Ｌｃは、空洞６の周辺部においてＵＣ板５の方へ進み、ＵＣ板５の周辺部に入射する。

ＵＣ板５の周辺部のＵＣイオン液体１５は、Ｌｃを入射されて、ＬｃをアップコンバージョンしたＵＣ光としてのＬｄを生成する。Ｌｄは、Ｌｂと同様に、ランバーシアン形状で周囲に放射する。上側に向かったＬｄは、ＵＣ板５の上面の周辺部から外へ出射する。

なお、蛍光材料７は、ＵＣイオン液体１５から下側に進んで来るＬｄをＬｃに変換して、ＵＣイオン液体１５へ返す。このＬｃは、ＵＣイオン液体１５により再度Ｌｄに変換されて、Ｌｄとして光電子デバイス３１の光出射部から出射する。

図２を参照して、光電子デバイス１の発光強度分布について説明する。光電子デバイス１の発光強度分布は、光電子デバイス１の光出射面としてのＵＣ板５の上面における発光強度を意味する。図２において、（ａ）及び（ｂ）は、光電子デバイス１自体の発光強度分布を示している。（ｃ）及び（ｄ）は、光電子デバイス１から蛍光材料７を除去したときの発光強度分布を示している。

図２において、また、（ａ）及び（ｃ）は発光機強度分布をＵＣ板５の上面上に図示しており、黒っぽい部位ほど発光が強いことを意味している。（ｂ）及び（ｄ）は、（ａ）及び（ｃ）においてＵＣ板５における光軸の通過点、すなわちＵＣ板５の上面の中心点を原点ｏとし、ＵＣ板５の長辺方向をｘ軸方向としたしたときの強度分布のグラフとなっている。該強度分布は、Ｌｂ，Ｌｄの合計の強度分布でもある。

図１で説明したように、ＬＥＤチップ３からのＬａは、ＵＣイオン液体１５によりＬｂに変換されるが、ＵＣイオン液体１５のランバート発光のために、Ｌｂは、ほぼその半分が下側へ戻され、Ｌｂのほぼ半分しか光電子デバイス１から出射しない。また、光電子デバイス１の光出射面における光出射は光軸近辺の中心部のみとなってしまう。したがって、蛍光材料７がないと、発光強度は、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、中心部の明るさと周辺部の暗さとの相違が目立つむらの大きいものなる。

これに対し、光電子デバイス１では、ＵＣ板５から下側へ進んだＬｂは、蛍光材料７によりＬｃに変換され、Ｌｃが、ＵＣ板５の周辺部に進み、ＵＣイオン液体１５によりＬｄに変換され、ＬｄがＵＣ板５の周辺部から外部へ出射する。この結果、ＵＣ板５の上面において中心部はＬｂが出射し、周辺部はＬｄが出射し、発光強度は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、周辺部の発光強度が中心部の発光強度まで上昇し、発光強度のむらが解消されたものとなる。また、この結果、中心部と周辺部との色の相違としての色むらも消される。さらに、光電子デバイス１の発光量も、蛍光材料７無しのときに比してＬｄの出射分だけ増大する。

図３は別の光電子デバイス３１の断面構造図である。光電子デバイス３１において、光電子デバイス１の各要素と同一の要素については、光電子デバイス１の要素に付けた符号で指示して、その説明は省略し、光電子デバイス１との相違点を中心に説明する。

光電子デバイス３１では、透明内包部材３２は、空洞６（図１）内に嵌挿される。透明内包部材３２は、ＵＣ板５の封止ガラス１６と同様に、Ｌａ〜Ｌｄに対する透明性を有し、例えば、透光性の材料（エポキシ系、シリコーン系など）や無機材料系のバインダー又は低融点のガラス等）から成る。これは、発光素子（＝ＬＥＤチップ３）からの光取り出し効率の向上という観点と、発光素子（＝ＬＥＤチップ３）や金属ワイヤー１１の保護機能を兼ね備えている。

一般的に、ＬＥＤチップ３は、その材料の屈折率ｎが空気と比べて高い（ＧａＮのｎ＝２．４、空気のｎ＝１）。ＬＥＤチップ３からの光取り出しという観点においては、空気中よりも例えば屈折率ｎ＝１．５などの樹脂等の部材に接触して覆われている方が、効率よく発光光を取り出すことができる。

蛍光材料７は、透明内包部材３２内に所定の分布で内包されている。透明内包部材３２における蛍光材料７の分布は、ＬｄがＵＣ板５の上面周辺部から出射するようにしたものに設定される。

蛍光材料７を透明内包部材３２に内包する利点は、ＵＣ板５及び蛍光材料７からの光の取り出し効率が高まること、及び蛍光材料７を空間的に固定することである。蛍光材料７の固定は、光電子デバイス３１の向きの変更や振動にもかかわらず、ＵＣ板５に対する相対位置を固定される。したがって、光電子デバイス３１の発光強度分布を、光電子デバイス３１の向きの変更や振動に関係なく固定することかできる。

光電子デバイス３１では、蛍光材料７の分布が固定されるので、光電子デバイス３１の発光強度分布を調整して、図２（ａ）のような点対称以外のもの、例えば、楕円や、ｏに対して一側に偏倚した円状の発光強度分布を得ることも可能になる。

図４は別の光電子デバイス４１の断面構造図である。光電子デバイス４１において、光電子デバイス３１の各要素と同一の要素については、光電子デバイス３１の要素に付けた符号で指示して、その説明は省略し、光電子デバイス３１との相違点を中心に説明する。

光電子デバイス４１では、透明内包部材３２は、さらに、光散乱材料４２を適当な分布で内包する。光散乱材料４２は、例えば、ガラス、アルミナ、酸化チタン又は酸化亜鉛等の粒である。透明内包部材３２における光散乱材料４２の分布位置は、ＬＥＤチップ３の上面より下に制限されない。ＬＥＤチップ３の上面より上であってもよい。すなわち、光散乱材料４２は、下方に反射して来たＬｂ、Ｌｄだけでなく、上方に向かうＬａ，Ｌｃも散乱してもよい。

光散乱材料４２は、ＬＥＤチップ３の上面より上においてＬａ〜Ｌｄを散乱し、ＬＥＤチップ３の上面より下においてＬｂ〜Ｌｄを散乱する。これにより、光電子デバイス４１のＵＣ板５の上面におけるＬｂ，Ｌｄによる発光強度分布は一層均一化する。

図５は別の光電子デバイス４５の断面構造図である。光電子デバイス４５は、図４の光電子デバイス４１における光散乱材料４２の配置場所を透明内包部材３２から封止ガラス１６においてＵＣイオン液体１５より下側の肉厚部に変更したものである。

光電子デバイス４５では、光散乱材料４２を封止ガラス１６の下側肉厚部に内包させるために、封止ガラス１６において下側肉厚部の厚さは、上側肉厚部の厚さより増大される。なお、下側肉厚部の厚さを増大することなく、内包してもよいが、その場合は、光散乱材料４２の内包量が減少し、分布状態の設定自由度が制限される。

封止ガラス１６の下側肉厚部における光散乱材料４２は、上側へ向かうＬａ，Ｌｃ及び下側へ向かうＬｂ，Ｌｄ（Ｌａ〜Ｌｄは図１で定義したとおり）の両方を散乱して、ＵＣ板５の上面におけるＬｂ，Ｌｄによる発光強度分布の均一化を図る。

図６は別の光電子デバイス５１の断面構造図である。光電子デバイス５１において、光電子デバイス１の各要素と同一の要素については、光電子デバイス１の要素に付けた符号で指示して、その説明は省略し、光電子デバイス１との相違点を中心に説明する。

光電子デバイス５１では、蛍光材料７が、透明内包部材３２ではなく、封止ガラス１６においてＵＣイオン液体１５より下側の壁部分に所定の分布で内包される。

図６における図示は省略しているが、図１の光電子デバイス１の場合と同様に、Ｌａ〜Ｌｄを定義して、光電子デバイス５１について説明する。

封止ガラス１６の下側肉厚部の蛍光材料７は、ＵＣイオン液体１５からのＬｂをＬｃに変換して、ＬｃをＵＣイオン液体１５へ出射し、ＵＣイオン液体１５は、ＬｃをＬｄに変換して、上方へ出射する。

光電子デバイス５１では、光電子デバイス１に比して、蛍光材料７がＵＣイオン液体１５に近い位置にあるので、光の損失量が低下し、ＵＣイオン液体１５が下側から受光するＬｃの光量が増大する。この結果、光電子デバイス５１からのＬｄの出射光量が増大する。

なお、蛍光材料７がＵＣイオン液体１５に近い位置にある結果、Ｌｂは光軸から離れる方向に十分に広がる前に蛍光材料７に照射されて、ダウンコンバージョンされてしまうので、光電子デバイス５１の光出射面の発光強度は中心部が大きくなり、発光強度のむらは光電子デバイス１よりは幾分大きくなる。

以上、本発明の実施形態について説明した。ＬＥＤチップ３は発光素子の一例である。ＵＣイオン液体１５及びそれに含まれる有機光増感分子と有機発光分子は、光アップコンバージョン材料の一例である。

ＵＣイオン液体１５の発光は、ランバート発光となっているが、本発明において、光アップコンバージョン材料から発光素子側に放射される光は、ランバート発光に限定されない。封止ガラス１６は透明封止部材の一例である。透明内包部材３２は、透明封止部材としての封止ガラス１６に対して発光素子側に配置された透明内包部材の一例である。

実施形態では、ＬＥＤチップ３の発光光としてのＬａの周波数≒蛍光材料７の生成光としてのＬｃの周波数となるように、ＬＥＤチップ３及びの蛍光材料７が選択される。その場合、厳密にＬａの周波数≒Ｌｃの周波数にしなくても、所定レベル以上のＬａの周波数スペクトルと所定レベル以上のＬｃの周波数スペクトルとが少なくとも部分的に重なる重複周波数範囲を有するようにし、かつＵＣイオン液体１５内の光増感分子の光吸収周波数がこの重複周波数範囲内のものとして設定すればよい。

実施形態の光電子デバイス１は、上方視で矩形となっているが、円形や正方形、その他の正多角形でもよい。

実施形態では、ＬＥＤチップ３が使用されているが、ＬＥＤチップ３の代わりにＬＤ（レーザーダイオード）を使用することもできる。

封止ガラス１６は、無機又は有機系のガラスから成るが、封止ガラス１６の代わりに、柔軟性を有し自由な曲面形状が作製可能な樹脂等を用いることができる。さらに、封止ガラス１６内に、拡散部材や反射部材などを適宜内包させて、光電子デバイス１からのＬｄの出射方向の強度を調整することができる。

実施形態では、光電子デバイス１等が単独で使用されているが、光電子デバイス１等に、リフレクター部材、レンズ部材、フィルター部材、ディフューザー部材、及び光学多層膜のうちの１つ以上を組み合わせて使用することができる。これにより、Ｌｂ，Ｌｃの反射・屈折などによる集光や拡散、外部への光の取り出し効率の向上、所望の波長のみを取り出す波長選択、さらには色みや色むらなどを均一化させる等の、光学的な機能や、入力電力に対する放射光出力の効率化などをさらに付加することができる。

実施形態では、光電子デバイス１はＬＥＤチップ３を１つ備えるだけであるが、１つのＵＣ板５に対して複数のＬＥＤチップ３を適切な配列で設けることもできる。

実施形態では、ＬＥＤチップ３は、上下に電極を有しているが、金バンプ接合などを用いて上側には電極を有しない発光素子も使用することができる。また、ＬＥＤチップ３が上側電極を複数備え、各上側電極に対して金属ワイヤー１１を接続するようにすることもできる。

１，３１，４１，４５，５１・・・光電子デバイス、３・・・ＬＥＤチップ、７・・・蛍光材料、１５・・・ＵＣイオン液体、１６・・・封止ガラス（透明封止部材）、３２・・・透明内包部材、４２・・・光散乱材料。

Claims (5)

1. 三重項−三重項消滅過程により入射光をアップコンバージョンしたアップコンバージョン光を生成する光アップコンバージョン材料と、
   該光アップコンバージョン材料を封止する透明封止部材と、
   前記光アップコンバージョン材料へ向けて発光光を出射する発光素子と、
   前記光アップコンバージョン材料から発光素子側に放射されたアップコンバージョン光をダウンコンバージョンしたダウンコンバージョン光を生成し、該ダウンコンバージョン光を前記光アップコンバージョン材料へ向けて出射する蛍光材料とを備えることを特徴とする光電子デバイス。
2. 請求項１記載の光電子デバイスにおいて、
   前記発光素子の発光光と前記ダウンコンバージョン光とは、周波数スペクトルが少なくとも部分的に重なる重複周波数範囲を有し、
   前記光アップコンバージョン材料の光吸収周波数は、前記重複周波数範囲内に設定されていることを特徴とする光電子デバイス。
3. 請求項１又は２記載の光電子デバイスにおいて、
   前記蛍光材料は、前記透明封止部材に対して発光素子側に配置された透明内包部材に内包されていることを特徴とする光電子デバイス。
4. 請求項１又は２記載の光電子デバイスにおいて、
   前記蛍光材料は、前記透明封止部材の発光素子側の壁部分に内包されていることを特徴とする光電子デバイス。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の光電子デバイスにおいて、
   前記光アップコンバージョン材料に対して発光素子側に配置された散乱材料を備えることを特徴とする光電子デバイス。