CN103080634B - Led电灯泡 - Google Patents
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Abstract
实施方式的LED电灯泡(1)具备LED模块(2)、设置了LED模块(2)的基体部(3)、和安装于基体部(3)的灯罩(4)。LED模块(2)具备安装在基板(7)上的发出紫外线至紫色光的LED芯片(8)。在基体部(3)设置点灯电路和灯头(6)。灯罩(4)的内表面设有吸收自LED芯片射出的紫外线至紫色光而发出白色光的荧光膜(9)。荧光膜(9)在用L*a*b*表色系统表示其体色时，具有a*为-10以上且+10以下，b*为0以上且+30以下，L*为+40以上的色彩。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及LED电灯泡。
背景技术
采用发光二极管(LED)的发光装置被广泛利用于液晶显示装置的背光源、信号装置、各种背光源、车载用灯、一般照明等的照明装置。将LED与荧光体组合而得的白色发光型的LED灯作为白炽灯泡的替代品而受到人们的瞩目，其开发正迅速进行。作为使用LED的电灯泡(以下也记作LED电灯泡)，已知例如在设置电灯泡灯头的基体部安装灯罩，并且在灯罩内配置LED芯片，再在基体部内设置LED芯片的点灯电路而得的具有一体型的灯结构的电灯泡。
现有的LED电灯泡中，采用发蓝色光的LED芯片(蓝色LED)和吸收自蓝色LED射出的蓝色光而发黄色光的黄色荧光体(YAG荧光体等)的组合，由自蓝色LED射出的蓝色光和黄色荧光体吸收该蓝色光而发出的黄色光的混合色得到白色光。将蓝色LED和黄色荧光体组合而得的LED电灯泡具有容易确保亮度等特征。但是，基于来自蓝色LED的蓝色光和来自黄色荧光体的黄色光的混合色的白色光用平均彩色重现指数(Ra)等评价的彩色重现性(日文：演色性)差。
现有的将蓝色LED和黄色荧光体组合而得的LED电灯泡中，光的分布偏向蓝色成分和黄色成分，而红色成分的光不足，所以在用来自LED电灯泡的光观察物体时的反射光与在太阳光下观察时的自然色不同。现有的LED电灯泡中，自蓝色LED射出的光被用于白色光的生成，所以电灯泡整体的亮度不均匀。因此，难以降低电灯泡的耀眼及局部的炫目、即眩光(glare)。自蓝色LED射出的蓝色光的直进性强，在水平方向上前进的光原样地直进而不朝周围扩张，即难以将光分布角充分增大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2005-005546号公报
专利文献2:日本专利特开2009-170114号公报
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能够实现彩色重现性的改善和眩光的降低，并且增大光分布角的LED电灯泡。
实施方式的LED电灯泡具备LED模块、设置了LED模块的基体部、和以覆盖LED模块的方式安装于基体部的灯罩。LED模块具备安装于基板上的发出紫外线至紫色光的LED芯片。在基体部设置有使LED芯片点灯的点灯电路和与点灯电路电连接的灯头。在灯罩的内表面以远离LED芯片的方式设置有荧光膜。荧光膜在用L*a*b*表色系统表示其体色时，具有a*为-10以上且+10以下，b*为0以上且+30以下，L*为+40以上的色彩。
附图说明
图1是表示实施方式1的LED电灯泡的部分截面图。
图2是表示实施方式2的LED电灯泡的图。
图3是说明实施方式的LED电灯泡的白色光的扩散状态的图。
图4是说明用含有荧光体的树脂层覆盖LED芯片的LED电灯泡的白色光的透过状态的图。
图5是表示实施方式的LED电灯泡的光分布角的一例的图。
图6是表示用含有荧光体的树脂层覆盖LED芯片的LED电灯泡的光分布角的一例的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明实施方式的LED电灯泡。图1是表示实施方式1的LED电灯泡的结构的部分截面图。图2是表示实施方式2的LED电灯泡的图。这些图中示出的LED电灯泡1具备：LED模块2、设置了LED模块2的基体部3、以覆盖LED模块2的方式安装在基体部3上的灯罩4、隔着绝缘构件5安装于基体部3的下端部的灯头6、和设置在基体部3内的点灯电路(未图示)。
LED模块2具备安装在基板7上的发出紫外线至紫色光的LED芯片8。在基板7上表面安装有多个LED芯片8。发出紫外线至紫色光的LED芯片8采用InGaN系、GaN系、AlGaN系等的发光二极管。在基板7的表面(根据需要还可在内部)设置有布线网(未图示)，LED芯片8的电极与基板7的布线网电连接。在LED模块2的侧面或底面引出省略图示的布线，该布线与设置在基体部3内的点灯电路(未图示)电连接。LED芯片8通过点灯电路所施加的直流电压进行点灯。
灯罩4的内表面设有吸收自LED芯片8射出的紫外线至紫色光而发出白色光的荧光膜9。LED电灯泡1的发光色由LED芯片8的发光波长和构成荧光膜9的荧光体的组合确定。当与紫外线至紫色光的LED芯片8组合而获得白色光时，荧光膜9较好是由含有蓝色荧光体、绿色至黄色荧光体、及红色荧光体的混合荧光体(BGR或BYR荧光体)构成。混合荧光体可以还含有选自蓝绿色荧光体及深红色荧光体的至少1种荧光体。荧光膜9包含仅来自其自身发出的光(不包括从LED芯片8射出的光)而获得白色光的混合荧光体。
灯罩4的形状没有特别限定，可采用如图1所示的穹型形状或如图2所示的茄型形状。图2中省略了灯罩4内的结构的图示，但除了灯罩4的形状不同外，图2所示的LED电灯泡1具有与图1所示的LED电灯泡1同样的结构。灯罩4较好是由具有可见光的透射率为90％以上的透明或白色的体色的材料形成，例如由玻璃或树脂形成。由此，可将从荧光膜9发出的白色光高效地取出至电灯泡外部。还有，可使后述的LED电灯泡1的非点灯时的外观色良好。灯罩4具有与例如白炽灯泡同样的大小。
与现有的将荧光体粒子分散于LED芯片的密封树脂中而成的LED模块不同，该实施方式的LED电灯泡1中的荧光膜9以远离LED芯片8的方式设置在灯罩4的内表面。施加于LED电灯泡1的电能被LED芯片8转换成紫外线至紫色光，再被荧光膜9转换成更长波长的光，从而作为白色光被放出。与现有的将蓝色LED和黄色荧光体组合而成的LED电灯泡不同，从LED电灯泡1放出的白色光仅由荧光膜9的发光构成。
LED电灯泡1中，因设置于灯罩4的整个内表面的荧光膜9发光，所以与现有的使荧光体粒子分散于密封树脂中而成的LED模块不同，使荧光膜9整体进行面发光，白色光自荧光膜9向所有方位进行扩散。还有，与现有的将蓝色LED和黄色荧光体组合而成的LED电灯泡不同，因仅由来自荧光膜9的发光而获得白色光，所以可抑制局部的亮度不均等。由此，可获得不耀眼、均匀且柔和的白色光。即，与现有的将蓝色LED和黄色荧光体组合而成的LED电灯泡相比，能够大幅度降低LED电灯泡1的眩光。
在使用发紫外线至紫色光的LED芯片8作为LED电灯泡1的激励源时，与现有的将蓝色LED和黄色荧光体组合而成的LED电灯泡不同，可用各种荧光体构成荧光膜9。即，构成荧光膜9的荧光体种类的选择范围变宽，因此可提高从LED电灯泡1放出的白色光的彩色重现性等。具体而言，在相关色温在6500K以下可容易地获得平均彩色重现指数Ra在85以上的白色光。通过获得这种白色光，能够提高作为白炽灯泡的替代品的LED电灯泡1的实用性等。
LED芯片8可以是发紫外线至紫色光(发光峰值波长为350～430nm)的LED，特别优选使用发光峰值波长在370～415nm的范围且发光光谱的半峰宽为10～15nm的LED芯片8。将这种LED芯片8和由上述的混合荧光体(BGR或BYR荧光体，还有根据需要添加蓝绿色荧光体及深红色荧光体而得的混合荧光体)构成的荧光膜9组合使用时，对于相关色温(发光色)，不受LED芯片8的输出功率不均影响，可获得稳定的白色光，能够提高LED电灯泡1的成品率。现有的蓝色LED和黄色荧光体的组合中，LED芯片的输出功率不均直接影响相关色温(发光色)，LED电灯泡的成品率容易降低。
安装于基板7上的多个LED芯片8较好是用透明树脂层10覆盖。即，LED模块2较好是具备表面安装在基板7上的多个LED芯片8以及以覆盖多个LED芯片8的方式设置在基板7上的透明树脂层10。透明树脂层10较好是采用例如有机硅树脂或环氧树脂等，特别优选使用耐紫外线性优异的有机硅树脂。如此，通过用透明树脂层10覆盖多个LED芯片8，从各LED芯片8射出的光相互传播，可缓和成为眩光的原因的局部的光的强弱，并且可提高光的取出效率。
还有，通过在灯罩4的内表面设置发白色光的荧光膜9，可增大LED电灯泡1的光分布角，并且可抑制因荧光膜9的温度上升等引起的经时的亮度下降。这里，光分布角是指光向电灯泡的周围的扩散的指标，如果光分布角小，即使电灯泡正下方的亮度高，也会让人感觉电灯泡整体的亮度不足。该实施方式中的光分布角是，求得在左右两侧亮度为电灯泡的中心亮度的1/2的角度，并将两个角度合计而得的值。左右对称的情况下，为单侧角度的2倍的值。
即，如图4所示，在现有的用含有荧光体的树脂层10A覆盖LED芯片8A的结构中，从LED芯片8A放射出的能量被树脂层10A中的荧光体转换成可见光，该可见光自树脂层10A朝各个方向扩散。但是，如图中箭头L1所示，光沿着与安装有LED芯片8A的基板7的表面呈水平的方向原样地直进，而不向基板7的背侧(基板7的下方)扩散。因此，如图6所示，现有的用含有荧光体的树脂层10A覆盖LED芯片8A而成的LED电灯泡的光分布角为120度左右。
现有的将蓝色LED和黄色荧光体等组合而成的LED电灯泡中，在灯罩的内表面形成由黄色荧光体等构成的荧光膜时，荧光膜所发出的光朝周围扩散，与用含有荧光体的树脂层10A覆盖LED芯片8A而成的LED电灯泡相比，光分布角变大。但是，构成白色光的一部分的从蓝色LED放射出的光的直进性高，在该状态下透过灯罩而放出到外部，不朝基板7的背侧(基板7的下方)扩散。因此，LED电灯泡的光分布角的改善受到限制。
与之相对，实施方式的LED电灯泡1中，使设置在灯罩4的内表面的荧光膜9整体面发光，仅以来自该荧光膜9的发光即可获得白色光。因此，如图3所示，白色光从荧光膜9向所有方位扩散。即，使构成白色光的发光成分全部在灯罩4的内侧发光，使白色光从荧光膜9的整个面向周围扩散，因此白色光自身向电灯泡背面的扩散变大。因此，能够更加有效地将LED电灯泡1的白色光的光分布角增大。如图5所示，LED电灯泡1的光分布角为200度或其以上。
关于由荧光膜9的温度上升等引起的经时的亮度下降，在现有的用含荧光体的树脂层10A覆盖LED芯片8A的结构中，在使LED电灯泡连续开灯时，由于LED芯片8A的温度上升，荧光体也容易温度上升。因此，容易发生由荧光体的温度上升引起的亮度劣化。对此，通过以远离LED芯片8的方式将荧光膜9设置在灯罩4的内表面，即使在LED芯片8温度上升的情况下，也能够抑制荧光膜9的温度上升。在荧光膜9和LED芯片8之间存在足够的距离时，例如荧光膜9的温度仅仅上升至60℃左右。因此，能够抑制LED电灯泡1在点灯中的经时的亮度下降。
如前所述，荧光膜9由含有蓝色荧光体、绿色至黄色荧光体及红色荧光体的混合荧光体(BGR或BYR荧光体)，以及根据需要含有选自蓝绿色荧光体及深红色荧光体的至少1种的混合荧光体构成。从与来自LED芯片8的紫外线至紫色光的组合、所得的白色光的色温及彩色重现性(平均彩色重现指数Ra等)、LED电灯泡1在非点灯时的外观色等观点考虑，构成混合荧光体的各荧光体优选使用以下所示的荧光体。
作为蓝色荧光体，使用发光的峰值波长在430～460nm的范围的荧光体，优选使用例如具有以式(1)表示的组成的带铕(Eu)的活性碱土类氯磷酸盐荧光体。
通式:(Sr1-x-y-zBaxCayEuz)5(PO4)3·Cl……(1)
(式中，x、y及z是满足0≤x＜0.5、0≤y＜0.1、0.005≤z＜0.1的数)
作为绿色至黄色荧光体，使用发光的峰值波长在490～580nm的范围的荧光体，优选使用例如选自具有以式(2)表示的组成的带铕(Eu)和锰(Mn)的活性碱土类铝酸盐荧光体、具有以式(3)表示的组成带铕(Eu)和锰(Mn)的活性碱土类硅酸盐荧光体、具有以式(4)表示的组成的带铈(Ce)的活性稀土类铝酸盐荧光体、具有以式(5)表示的组成的带铕(Eu)的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体(日文：サイアロン蛍光体)、及具有以式(6)表示的组成的带铕(Eu)的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体的至少1种。
通式:(Ba1-x-y-zSrxCayEuz)(Mg1-uMnu)Al10O17……(2)
(式中，x、y、z及u是满足0≤x＜0.2、0≤y＜0.1、0.005＜z＜0.5、0.1＜u＜0.5的数)。
通式:(Sr1-x-y-z-uBaxMgyEuzMnu)2SiO4……(3)
(式中，x、y、z及u是满足0.1≤x≤0.35、0.025≤y≤0.105、0.025≤z≤0.25、0.0005≤u≤0.02的数)。
通式:RE3AxAl5-x-yByO12:Cez……(4)
(式中，RE表示选自Y、Lu及Gd的至少1种元素；A和B是成对的元素，且(A,B)是(Mg,Si)、(B,Sc)、(B,In)中的任一对；x、y及z是满足x＜2、y＜2、0.9≤x/y≤1.1、0.05≤z≤0.5的数)。
通式:(Si,Al)6(O,N)8:Eux……(5)
(式中，x是满足0＜x＜0.3的数)。
通式:(Sr1-xEux)αSiβAlγOδNω……(6)
(式中，x、α、β、γ、δ及ω是满足0＜x＜1、0＜α≤3、12≤β≤14、2≤γ≤3.5、1≤δ≤3、20≤ω≤22的数)。
作为红色荧光体，使用发光的峰值波长在580～630nm的范围的荧光体，优选使用例如选自具有以式(7)表示的组成的带铕(Eu)的活性氧硫化镧荧光体、具有以式(8)表示的组成的带铕(Eu)的活性氧化钇荧光体、具有以式(9)表示的组成的带铕(Eu)的活性氮化铝硅钙荧光体、及具有以式(10)表示的组成的带铕(Eu)的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体的至少1种。
通式:(La1-x-yEuxMy)2O2S……(7)
(式中，M表示选自Sm、Ga、Sb及Sn的至少1种元素；x及y是满足0.08≤x＜0.16、0.000001≤y＜0.003的数)。
通式:(Y1-x-yEuxBiy)2O3……(8)
(式中，x及y是满足0.01≤x＜0.15、0.001≤y＜0.05的数)。
通式:(Ca1-x-ySrxEuy)SiAlN3……(9)
(式中，x及y是满足0≤x＜0.4、0＜y＜0.5的数)。
通式:(Sr1-xEux)αSiβAlγOδNω……(10)
(式中，x、α、β、γ、δ及ω是满足0＜x＜1、0＜α≤3、5≤β≤9、1≤γ≤5、0.5≤δ≤2、5≤ω≤15的数)。
作为蓝绿色荧光体，使用发光的峰值波长在460～490nm的范围的荧光体，优选使用例如具有以式(11)表示的组成的带铕(Eu)和锰(Mn)的活性碱土类硅酸盐荧光体。
通式:(Ba1-x--y-z-uSrxMgyEuzMnu)2SiO4……(11)
(式中，x、y、z及u是满足0.1≤x≤0.35、0.025≤y≤0.105、0.025≤z≤0.25、0.0005≤u≤0.02的数)。
作为深红色荧光体，使用发光的峰值波长在630～780nm的范围的荧光体，优选使用例如具有以式(12)表示的组成的带锰(Mn)的活性氟锗酸镁荧光体。
通式:αMgO·βMgF2·(Ge1-xMnx)O2……(12)
(式中，α、β及x是满足3.0≤α≤4.0、0.4≤β≤0.6、0.001≤x≤0.5的数)。
构成混合荧光体的各荧光体的比率可根据LED电灯泡1的发光色等进行适当设定，优选例如混合荧光体中以各荧光体的合计量达到100质量％的条件含有10～60质量％的范围的蓝色荧光体、0～10质量％的范围的蓝绿色荧光体、1～30质量％的范围的绿色至黄色荧光体、30～90质量％的范围的红色荧光体、及0～35质量％的范围的深红色荧光体。如果采用这种混合荧光体，则能够以同一荧光种类获得相关色温为6500K～2500K这样的宽范围的白色光。如果是现有的蓝色LED和黄色荧光体的组合，仅仅依靠2色的组合难以包括偏差在内进行调整2800K的电灯泡色彩，所以必须增加通过蓝色激励进行发光的红色荧光体。
另外，现有的白炽灯泡中，灯罩的原材料使用透明玻璃或乳白色玻璃等，对使用者而言，电灯泡灯罩的外观为透明或白色是一般概念上的常识，是多年来喜好的外观色。与此相对，如果是LED电灯泡，根据荧光体的种类不同，非点灯时的外观色有时为黄色或橙色等。现有的将蓝色LED和黄色荧光体等组合而成的LED电灯泡中，如果在灯罩的内表面形成荧光膜，则容易成为接近荧光膜的体色的外观色。
LED电灯泡的非点灯时的外观色与灯的发光特性没有直接的关系，但会给予非点灯时的外观色与电灯泡的发光色相同这种误解，而且如果限定于特定色，则无法应对对LED电灯泡的各种要求，导致商品价值下降。从该情况考虑，LED电灯泡的非点灯时的外观色优选为白色或透明，此外，即使在被着色的情况下，也较好是尽可能接近白色。
该实施方式的LED电极1中，荧光膜9在用L*a*b*表色系统表示其体色时，具有a*为-10以上且+10以下，b*为0以上且+30以下，L*为+40以上的色彩。L*a*b*表色系统(CIELAB表色系统(日文：エスタ一·エ一スタ一·ビ—スタ一表色系))是用于表示物体色彩的方法，由国际照明委员会(CIE)于1976年标准化，在日本规定为JIS Z-8729。L*表示亮度，a*和b*表示色相和色度。L*越大表示越明亮。a*和b*表示色彩的方向，a*表示红色方向，-a*表示绿色方向，b*表示黄色方向，-b*表示蓝色方向。
上述的L*a*b*表色系统的数值表示荧光膜9的体色具有白色至浅绿或浅黄色的色相，且色度及亮度高。通过使用具有这种体色的荧光膜9，可以使LED电灯泡1的非点灯时的外观色接近于白炽灯泡，且能够提高LED电灯泡1的商品价值。该实施方式的LED电灯泡1中，用混合荧光体形成荧光膜9，因此通过适当选择构成混合荧光体的各荧光体，可以容易地获得具有如上所述的体色的荧光膜9。
表示荧光膜9的体色的L*a*b*表色系统的各数值中，如果a*不足-10，则形成绿色浓的体色，此外如果超过+10，则形成红色浓的体色。如果b*不足0，则形成蓝色浓的体色，此外如果超过+30则形成黄色浓的体色。如果L*不足+40，则形成亮度差的体色。在任何情况下，LED电灯泡1的非点灯时的外观色都会形成商品价值低的浓色或暗色。荧光膜9的体色更好是，a*为-5以上且+5以下，b*为0以上且20以下，L*为70以上。
将上述的各荧光体的体色示于表1。表1所示的体色是，单独将各荧光体涂布在灯罩的内表面，用L*a*b*表色系统表示各个荧光膜的体色而得的结果。体色(L*a*b*)表示用柯尼卡美能达株式会社(コニカミノタ社)制的分光光度计CM2500d进行测定，使测色部与荧光膜表面的任意3点直接接触而测得的值的平均值。对于各荧光体的体色，在各个荧光体允许的组成范围内，用具有任意的代表组成的荧光体进行测得。荧光体的体色尽管在允许的组成范围内也会因微妙的组成偏差而不同，但与因在允许范围内的组成差引起的体色的差异相比，由荧光体种类及发光色的不同引起的体色的差异更大。因此，在表1中以各自的代表组成进行比较评价。
[表1]
表1中示出的12种荧光膜的体色大致可分为3组。表中带◎标记的荧光体具有白色或相当于白色的体色，能满足上述的荧光膜9的体色中特别接近白色区域的体色。另一方面，带△标记的荧光体具有深黄色、深绿色、深粉红色等的体色，在单独使用时不能满足上述的荧光膜9的体色。带○标记的荧光体显示出两者中间的特性，能够满足上述的荧光膜9的体色。
LED电灯泡1的发光色为白色，不单独使用表1示出的荧光体而混合多种荧光体就可获得白色发光。因此，即使是表1中带有△标记的荧光体，也可通过与其他的荧光体混合来使用。但是，即使在该情况下，即如果带有△标记的荧光体的混合比率过高，则有可能无法满足上述的荧光膜9的体色。因此，构成荧光膜9的混合荧光体中，带有△标记的荧光体的合计含量优选为20质量％以下。
即，通过将具有以(3)式表示的组成的带铕和锰的活性碱土类硅酸盐荧光体(GY荧光体)、具有以(4)式表示的组成的带铈的活性稀土类铝酸盐荧光体(GY荧光体)、具有以(5)式表示的组成的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体(GY荧光体)、具有以(6)式表示的组成的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体(GY荧光体)、具有以(9)式表示的组成的带铕的活性氮化铝硅钙荧光体(R荧光体)、具有以(10)式表示的组成的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体(R荧光体)、及具有以(11)式表示的组成的带铕和锰的活性碱土类硅酸盐荧光体(BG荧光体)的合计含量设为混合荧光体的20质量％以下，可实现重现性良好地使荧光膜9的体色成为白色至浅绿或浅黄色。更优选将上述荧光体的合计含量设为10质量％以下。
荧光膜9通过下述方法形成：例如将混合荧光体的粉末与粘合剂树脂等混合，将该混合物(例如浆料)涂布在灯罩4的内表面后进行加热，使其固化而形成。混合荧光体粉末较好是平均粒径(粒度分布的中位值(D50))在3～50μm的范围内。通过使用具有这种平均粒径的混合荧光体(荧光体粒子)，可提高从LED芯片8射出的紫外线至紫色光的吸收效率，能够提高LED电灯泡1的亮度。
荧光膜9的膜厚较好是在80～800μm的范围内。作为荧光膜9的激励源使用发紫外线至紫色光的LED芯片8时，抑制紫外线从灯罩4中漏出，较为理想。从灯罩4漏出的紫外线有可能对存在于LED电灯泡1附近及配置空间内的印刷物、食品、化学药品、人体等产生不良影响。荧光膜9的膜厚低于80μm时，紫外线的漏出量增多。另一方面，如果荧光膜9的膜厚超过800μm，则LED电灯泡1的亮度下降。如果使用膜厚为80～800μm的荧光膜9，则可以将从灯罩4漏出的紫外线量(紫外线的能量)减少至例如0.3mW/nm/lm以下，并且可抑制LED电灯泡1的亮度的下降。荧光膜9的膜厚更好是在150～600μm的范围内。
该实施方式的LED电灯泡1例如可以按照以下方法来制造。首先，制备含有荧光体粉末的荧光体浆料。荧光体浆料可通过例如将荧光体粉末与有机硅树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂等粘合剂树脂及氧化铝、二氧化硅等填充材料混合来制备。荧光体和粘合剂树脂的混合比可根据荧光体的种类及粒径来适当选择，例如在荧光体为100质量份时，粘合剂树脂较好是在20～1000质量份的范围内。荧光体的种类、平均粒径、混合比等较好是根据目标的白色光，在上述的条件范围内适当设定。
接着，在灯罩4的内表面涂布荧光体浆料。荧光体浆料的涂布可通过例如喷雾法、浸渍法、或使灯罩4旋转的方法等来实施，在灯罩4的内表面均匀涂布。接着，通过使用干燥器或烤炉等加热装置对荧光体浆料的塗布膜进行加热使其干燥，从而在灯罩4的内表面形成荧光膜9。然后，在设置有LED模块2和灯头6等的基体部3中安装具有荧光膜9的灯罩4，从而制造目标LED电灯泡1。
实施例
接着，对具体实施例及其评价结果进行描述。
(实施例1～9)
首先，作为蓝色(B)荧光体，准备平均粒径为40μm的带Eu的活性碱土类氯磷酸盐((Sr0.604Ba0.394Eu0.002)5(PO4)3Cl)荧光体；作为蓝绿色(BG)荧光体，准备平均粒径为20μm的带Eu和Mn的活性碱土类硅酸盐((Sr0.225Ba0.65Mg0.0235Eu0.1Mn0.0015)2SiO4)荧光体；作为绿色至黄色(GY)荧光体，准备平均粒径为38μm的带Eu和Mn的活性碱土类铝硅酸盐((Ba0.9Mg0.5Eu0.2Mn0.4)Al10O17)荧光体(GY1)、平均粒径为17μm的带Eu和Mn的活性碱土类硅酸盐((Sr0.675Ba0.25Mg0.0235Eu0.05Mn0.0015)2SiO4)荧光体(GY2)、平均粒径为10μm的带Ce的活性稀土类铝酸盐(Y3MgAl3SiO12:Ce3+)荧光体(GY3)、平均粒径为15μm的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料((Si,Al)6(O,N)8:Eu2+)荧光体(GY4)、平均粒径为20μm的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料((Sr0.8Eu0.2)3Si13Al3O3N22)荧光体(GY5)。
作为红色(R)荧光体，准备平均粒径为45μm的带Eu的活性氧硫化镧((La0.9Eu0.1)2O2S)荧光体(R1)、平均粒径为4μm的带Eu的活性氧化钇((Y0.89Eu0.1Bi0.01)2O3)荧光体(R2)、平均粒径为25μm的带Eu的活性氮化铝硅钙((Ca0.6Sr0.3Eu0.1)SiAlN3)荧光体(R3)、平均粒径为11μm的带Eu的活性硅铝氧氮聚合材料((Sr0.6Eu0.4)2Si7Al4ON14)荧光体(R4)；作为深红色(DR)荧光体，准备平均粒径为12μm的带Mn的活性氟锗酸镁(3.5MgO·0.5MgF2·(Ge0.75Mn0.25)O2)荧光体。
将各荧光体按照表2所示的比率混合，使用这些混合荧光体按照以下方法制造LED电灯泡。首先，将荧光体分散在作为粘合剂树脂的有机硅树脂中，进行脱泡。接着，在灯罩内投入形成所需膜厚的量的荧光体浆料，一边变化角度一边旋转灯罩以使荧光体浆料在灯罩的内表面均匀扩散。接着，使用红外线加热器或干燥器等进行加热，直到荧光体浆料开始固化且涂布膜不再流动。然后，使用烤炉等在100℃×5小时左右的条件下进行热处理，使荧光体浆料的涂布膜完全固化。将荧光膜的膜厚制为300～600μm。
LED模块的结构是使用112个发光峰值波长为405nm、发光光谱的半峰宽为15nm的LED芯片，将这些LED芯片表面安装在基板上，再用有机硅树脂被覆而成。此外，灯罩使用由半透明且可见光的透射率为88％的聚碳酸酯构成、且厚度约为1mm的具有穹型形状的材料。将由此得到的LED电灯泡用于后述的特性评价。
(比较例1～2)
除了在覆盖发蓝色光的LED芯片(发光峰值波长:450nm)的树脂层中分散表2所示的绿色至黄色荧光体以外，与实施例1同样地制造LED电灯泡。没有在灯罩的内表面形成荧光膜。将它们用于后述的特性评价。
(比较例3)
除了在覆盖LED芯片(发光峰值波长:405nm)的树脂层中分散表2所示的混合荧光体以外，与实施例1同样地制造LED电灯泡。没有在灯罩的内表面形成荧光膜。将其用于后述的特性评价。
(比较例4)
除了使用发蓝色光的LED芯片(发光峰值波长:450nm)，并且在灯罩的内表面形成仅包含表2所示的绿色至黄色荧光体的荧光膜以外，与实施例1同样地制造LED电灯泡。将其用于后述的特性评价。
[表2]
接着，对于实施例1～9及比较例1～4的各LED电灯泡，用柯尼卡美能达株式会社制的分光光度计CM2500d测定荧光膜的体色(L*a*b*)。使各LED电灯泡点灯，测定从各LED电灯泡放出的白色光的亮度(发光效率)、相关色温、平均彩色重现指数Ra、连续点灯200小时后德尔亮度劣化特性。这些特性通过用蓝菲光学公司(ラブズスエア社)制的SLMS全光束测定系统来测定。此外，用柯尼卡美能达株式会社制的照度计T-10测定各LED电灯泡的光分布角。这些测定和评价的结果示于表3。以四个等级评价亮度劣化特性，将不合格的结果记为×，合格级别中自良好的结果开始以◎、○、△三个等级表示。
[表3]
根据表2～3可知，实施例1～9的LED电灯泡中荧光膜的体色良好，而且具有实用的发光色(白色)、亮度和彩色重现性。还有，可知实施例1～9的LED电灯泡的光分布角大，且亮度的经时劣化也少。另一方面，可知在覆盖LED芯片的树脂层中分散有荧光体的比较例1～3的LED电灯泡的光分布角小，亮度的经时劣化也大。在灯罩的内表面形成有仅包含绿色至黄色荧光体的荧光膜的比较例4的LED电灯泡中，确认与比较例1～3相比光分布角虽然有改善，但与实施例1～9相比时光分布角小，且白色光的彩色重现性差。
说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式仅是作为例子而举出，并不是用来限定本发明的范围。这些新的实施方式是可以通过其他各种方式实施的方式，在不脱离发明宗旨的范围内，可以进行各种省略、替代、变更。这些实施方式及其变形都包括在发明的范围和宗旨内，也包括在与权利要求记载的发明等同的范围内。
Claims (12)
1.一种LED电灯泡，其特征在于，具备：
具有基板、和安装于所述基板上的发出紫外线至紫色光的LED芯片的LED模块；
设置了所述LED模块的基体部；
以覆盖所述LED模块的方式安装于所述基体部的灯罩；
以远离所述LED芯片的方式设置在所述灯罩的内表面，吸收从所述LED芯片射出的紫外线至紫色光而发出白色光的荧光膜；
设置在所述基体部内且使所述LED芯片点灯的点灯电路；和
与所述点灯电路电连接的灯头；
所述荧光膜包括包含蓝色荧光体、绿色至黄色荧光体及红色荧光体的混合荧光体，
所述蓝色荧光体是具有以通式:(Sr1-x-y-zBaxCayEuz)5(PO4)3Cl……(1)
表示的组成的带铕的活性碱土类氯磷酸盐荧光体，式中，x、y及z是满足0≤x＜0.5、0≤y＜0.1、0.005≤z＜0.1的数；
所述绿色至黄色荧光体是选自下述物质的至少1种：
具有以通式:(Ba1-x-y-zSrxCayEuz)(Mg1-uMnu)Al10O17……(2)
表示的组成的带铕和锰的活性碱土类铝酸盐荧光体，式中，x、y、z及u是满足0≤x＜0.2、0≤y＜0.1、0.005＜z＜0.5、0.1＜u＜0.5的数；
具有以通式:(Sr1-x-y-z-uBaxMgyEuzMnu)2SiO4……(3)
表示的组成的带铕和锰的活性碱土类硅酸盐荧光体，式中，x、y、z及u是满足0.1≤x≤0.35、0.025≤y≤0.105、0.025≤z≤0.25、0.0005≤u≤0.02的数；
具有以通式:RE3AxAl5-x-yByO12:Cez……(4)
表示的组成的带铈的活性稀土类铝酸盐荧光体，式中，RE表示选自Y、Lu及Gd的至少1种元素，A和B是成对的元素且(A,B)是(Mg,Si)、(B,Sc)、(B,In)中的任一对，x、y及z是满足x＜2、y＜2、0.9≤x/y≤1.1、0.05≤z≤0.5的数；
具有以通式:(Si,Al)6(O,N)8:Eux……(5)
表示的组成的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体，式中，x是满足0＜x＜0.3的数；以及
具有以通式:(Sr1-xEux)αSiβAlγOδNω……(6)
表示的组成的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体，式中，x、α、β、γ、δ及ω是满足0＜x＜1、0＜α≤3、12≤β≤14、2≤γ≤3.5、1≤δ≤3、20≤ω≤22的数；
所述红色荧光体是选自下述物质的至少1种：
具有以通式:(La1-x-yEuxMy)2O2S……(7)
表示的组成的带铕的活性氧硫化镧荧光体，式中，M表示选自Sm、Ga、Sb及Sn的至少1种元素，x及y是满足0.08≤x＜0.16、0.000001≤y＜0.003的数；
具有以通式:(Y1-x-yEuxBiy)2O3……(8)
表示的组成的带铕的活性氧化钇荧光体，式中，x及y是满足0.01≤x＜0.15、0.001≤y＜0.05的数；
具有以通式:(Ca1-x-ySrxEuy)SiAlN3……(9)
表示的组成的带铕的活性氮化铝硅钙荧光体，式中，x及y是满足0≤x＜0.4、0＜y＜0.5的数；以及
具有以通式:(Sr1-xEux)αSiβAlγOδNω……(10)
表示的组成的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体，式中，x、α、β、γ、δ及ω是满足0＜x＜1、0＜α≤3、5≤β≤9、1≤γ≤5、0.5≤δ≤2、5≤ω≤15的数，
所述混合荧光体中的具有以所述(3)式表示的组成的带铕和锰的活性碱土类硅酸盐荧光体、具有以所述(4)式表示的组成的带铈的活性稀土类铝酸盐荧光体、具有以所述(5)式表示的组成的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体、具有以所述(6)式表示的组成的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体、具有以所述(9)式表示的组成的带铕的活性氮化铝硅钙荧光体、及具有以所述(10)式表示的组成的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体的合计含量在20质量％以下，
用L*a*b*表色系统表示所述荧光膜的体色时，所述荧光膜具有a*为-10以上且+10以下，b*为0以上且+30以下，L*为+40以上的色彩。
2.如权利要求1所述的LED电灯泡，其特征在于，所述荧光膜包含所述混合荧光体，该混合荧光体以各荧光体的合计量达到100质量％的条件含有10质量％以上60质量％以下的所述蓝色荧光体、1质量％以上30质量％以下的所述绿色至黄色荧光体、及30质量％以上90质量％以下的所述红色荧光体。
3.如权利要求1所述的LED电灯泡，其特征在于，所述混合荧光体还包含选自蓝绿色荧光体及深红色荧光体的至少1种的荧光体。
4.如权利要求3所说的LED电灯泡，其特征在于，
所述蓝绿色荧光体是具有以通式:(Ba1-x-y-z-uSrxMgyEuzMnu)2SiO4……(11)
表示的组成的带铕和锰的活性碱土类硅酸盐荧光体，式中，x、y、z及u是满足0.1≤x≤0.35、0.025≤y≤0.105、0.025≤z≤0.25、0.0005≤u≤0.02的数；
所述深红色荧光体是具有以通式:αMgO·βMgF2·(Ge1-xMnx)O2……(12)
表示的组成的带锰的活性氟锗酸镁荧光体，式中，α、β及x是满足3≤α≤4、0.4≤β≤0.6、0.001≤x≤0.5的数。
5.如权利要求3所述的LED电灯泡，其特征在于，所述荧光膜包含所述混合荧光体，该混合荧光体以各荧光体的合计量达到100质量％的条件含有10质量％以上60质量％以下的所述蓝色荧光体、0质量％以上10质量％以下的所述蓝绿色荧光体、1质量％以上30质量％以下的所述绿色至黄色荧光体、30质量％以上90质量％以下的所述红色荧光体、及0质量％以上35％质量％以下的所述深红色荧光体。
6.如权利要求5所述的LED电灯泡，其特征在于，所述混合荧光体中的具有以所述(3)式表示的组成的带铕和锰的活性碱土类硅酸盐荧光体、具有以所述(4)式表示的组成的带铈的活性稀土类铝酸盐荧光体、具有以所述(5)式表示的组成的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体、具有以所述(6)式表示的组成的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体、具有以所述(9)式表示的组成的带铕的活性氮化铝硅钙荧光体、具有以所述(10)式表示的组成的带铕的活性硅铝氧氮聚合材料荧光体、及具有以所述(11)式表示的组成的带铕和锰的活性碱土类硅酸盐荧光体的合计含量在20质量％以下。
7.如权利要求1所述的LED电灯泡，其特征在于，所述荧光膜具有80μm以上800μm以下的范围的膜厚。
8.如权利要求1所述的LED电灯泡，其特征在于，所述灯罩由具有透明或白色的体色、且可见光的透射率为90％以上的材料构成。
9.如权利要求1所述的LED电灯泡，其特征在于，从所述LED芯片射出的紫外线至紫色发光的发光峰值波长在370nm以上415nm以下的范围，并且发光光谱的半峰宽在10nm以上15nm以下的范围。
10.如权利要求1所述的LED电灯泡，其特征在于，从所述荧光膜发出的所述白色光的相关色温在6500K以下，且平均彩色重现指数Ra在85以上。
11.如权利要求1所述的LED电灯泡，其特征在于，所述LED模块具备安装于所述基板上的多个所述LED芯片，和以覆盖所述多个LED芯片的方式设置在所述基板上的透明树脂层。
12.如权利要求1所述的LED电灯泡，其特征在于，所述灯罩具有穹型形状或茄型形状。
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