CN103322511A - 照明装置 - Google Patents

照明装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103322511A
CN103322511A CN2013100917228A CN201310091722A CN103322511A CN 103322511 A CN103322511 A CN 103322511A CN 2013100917228 A CN2013100917228 A CN 2013100917228A CN 201310091722 A CN201310091722 A CN 201310091722A CN 103322511 A CN103322511 A CN 103322511A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluorophor
wavelength
luminous
lighting device
crest
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2013100917228A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103322511B (zh
Inventor
石渡朋子
渡边美保
西村洁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Publication of CN103322511A publication Critical patent/CN103322511A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103322511B publication Critical patent/CN103322511B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • F21V23/004—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board
    • F21V23/006—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array arranged on a substrate, e.g. a printed circuit board the substrate being distinct from the light source holder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/02—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being transformers, impedances or power supply units, e.g. a transformer with a rectifier
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00—Globes; Bowls; Cover glasses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供一种照明装置，该照明装置具备：半导体光源，在小于480nm波长的范围内具有发光波峰；以及荧光体，受到从所述半导体光源放射的光激发，放射480nm以上的波长的光。并且，在将从所述半导体光源放射的光、与从所述荧光体放射的光合成而得的放射光的光谱中，在610nm以上且小于650nm的波长范围内具有发光波峰。进而，650nm以上且780nm以下的波长范围中的放射能量相对于600nm以上且小于650nm的波长范围中的放射能量之比为35％以下，色域面积比超过100％。

Description

照明装置
本申请案享有2012年3月23日提出的日本专利申请案第2012-068467号的优先权的权益，该日本专利申请案的所有内容被引用到本申请案中。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种照明装置。
背景技术
使用以蓝色发光二极管(Light Emitting Diode，LED)为代表的半导体光源的照明装置正不断普及。其中，放射合成光的白色光源由于容易小型化且能够简化电路结构，因此可用于广泛的用途，所述合成光是蓝色LED的蓝色光、与从受到该蓝色光激发的荧光体放射的光的合成光。例如有一种白色光源，是将蓝色LED与YAG荧光体(钇-铝-石榴石系荧光体)组合而成，所述YAG荧光体受到蓝色光激发而放射黄色光。进而，有一种高显色型的白色光源，其添加有CASN荧光体等的红色荧光体，以提高显色性。
但是，以CASN荧光体为代表的红色荧光体的放射光谱(spectrum)的宽度宽，达到超过光波长600纳米(nm)的范围。与此相对，人的视见度在光波长555nm附近具有波峰(peak)，且波长越长，则视见度越低。因此，若为了提高显色性而添加红色荧光体，则视见度低的红色区域的光增加而发光效率下降。
发明内容
本发明的实施方式的照明装置包括：半导体光源，在小于480nm波长的范围内具有发光波峰；以及荧光体，受到从所述半导体光源放射的光激发，放射480nm以上的波长的光；在将从所述半导体光源放射的光、与从所述荧光体放射的光合成而得的放射光的光谱中，在610nm以上且小于650nm的波长范围内具有发光波峰，650nm以上且780nm以下的波长范围中的放射能量相对于600nm以上且小于650nm的波长范围中的放射能量之比为35％以下，色域面积比超过100％。
(发明的效果)
根据本发明的实施方式，实现能够使显色性与发光效率这两者提高的照明装置。
附图说明
图1(a)、图1(b)是表示第1实施方式的照明装置的示意剖面图。
图2(a)、图2(b)是第1实施方式的照明装置的放射光谱。
图3(a)、图3(b)是第1实施方式的照明装置的放射光谱。
图4(a)、图4(b)是第1实施方式的照明装置的放射光谱。
图5(a)、图5(b)是第2实施方式的照明装置的放射光谱。
图6(a)、图6(b)是第2实施方式的照明装置的放射光谱。
图7(a)、图7(b)是表示第3实施方式的照明装置的发光特性的图表。
图8(a)、图8(b)是表示第3实施方式的照明装置的其他发光特性的图表。
图9是表示第3实施方式的荧光体的发光波峰的温度特性的图表。
图10是表示第3实施方式的荧光体的激发特性的图表。
符号的说明：
3：基板
5：半导体光源
7：第1透明树脂
9：第2透明树脂
10：发光部
13：护堤
20：框体
21：绝缘盒
30：罩
40：电力转换部
41、42：导线
50：灯头
100：照明装置
A、B：光谱
ERL：650nm以上且780nm以下的波长范围的放射能量
ERS：600nm以上且小于650nm的波长范围的放射能量
Ra：平均显色指数
S：色域面积
V(λ)：标准相对视见度
具体实施方式
实施方式的照明装置具备：半导体光源，在小于480nm波长的范围内具有发光波峰；以及荧光体，受到从所述半导体光源放射的光激发，放射480nm以上的波长的光。并且，在将从所述半导体光源放射的光、与从所述荧光体放射的光合成而得的放射光的光谱中，在610nm以上且小于650nm的波长范围内具有发光波峰。进而，650nm以上且780nm以下的波长范围中的放射能量相对于600nm以上且小于650nm的波长范围中的放射能量之比为35％以下，色域面积比超过100％。
以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，对于附图中的相同部分标注相同符号并适当省略其详细说明，对不同部分进行说明。
(第1实施方式)
图1(a)是表示第1实施方式的照明装置100的示意剖面图。如该图所示，照明装置100例如为灯泡型灯(lamp)，具备发光部10、框体20及覆盖发光部10的罩(cover)30。
在框体20的内部，设有对发光部10供给电力的电力转换部40，并经由导线41、导线42而电性连接于发光部10以及灯头50。而且，电力转换部40被收容在绝缘盒(case)21内，所述绝缘盒21设在框体20的内部。电力转换部40从未图示的商用电源经由灯头50而接受交流电力的供给，并转换为例如直流电力以供给至发光部10。
如图1(b)所示，发光部10包含基板3、安装于基板3上的多个半导体光源5、密封半导体光源5的第1透明树脂7以及第2透明树脂9。
基板3例如为绝缘性的树脂底座(base)，在其上表面具有金属配线(未图示)。半导体光源5放射出在480nm的光波长处具有强度波峰的光。例如可使用蓝色LED或紫外光LED芯片(chip)，所述蓝色LED或紫外光LED芯片是将形成在蓝宝石(sapphire)基板上的GaN系氮化物半导体作为材料。并且，多个半导体光源5使用透明粘结剂而安装(mount)于基板3上，并经由金属线(未图示)而串联或并联连接。半导体光源5经由连接于金属配线的金属线来从电力转换部40接受直流电力的供给，以放射在小于480nm波长的范围内具有强度波峰的光。
进而，设置包含白色树脂的护堤(bank)13，该护堤13包围安装有半导体光源5的部分。并且，使第1透明树脂7流入护堤13的内侧并使其固化，从而密封半导体光源5，所述第1透明树脂7使半导体光源5放射的光透过。第1透明树脂7例如包含使半导体光源5的放射光散射的构件。进而，在第1透明树脂7之上设置包含荧光体的第2透明树脂9。荧光体受到从半导体光源5放射的光激发，而放射480nm以上的波长的光。
第2透明树脂9包含黄色荧光体及绿色荧光体中的至少任一者与红色荧光体。并且，红色荧光体在610nm以上且小于650nm的波长范围内具有发光波峰。而且，红色荧光体的发光波峰的半值宽度窄于CASN荧光体的发光波峰的半值宽度，例如为20nm以下。
第1透明树脂7以及第2透明树脂9优选包含相同的主成分例如硅酮(silicone)。第1透明树脂7中所含的散射材料例如是从透光性无机物、碳化物、玻璃中选择的至少一种。透过性无机物例如为二氧化硅(SiO2)等。对于红色荧光体，例如可使用K2SiF6:Mn等的氟化物荧光体。黄色荧光体例如为YAG荧光体。而且，绿色荧光体例如为YAG荧光体、硅酸盐(silicate)系荧光体或氮化物系荧光体等。
本实施方式中，利用例如含有20％以上的二氧化硅的第1透明树脂7来密封半导体光源5，并将包含荧光体的第2透明树脂9设置于第1透明树脂7之上，以此来减轻半导体光源5的发热对荧光体的影响。例如，荧光体的发光强度随着温度上升而下降。对于红色荧光体而言，斯托克斯能量损失(Stokes loss)以及非发光再结合的比例大，因此发光强度的温度变化要大于YAG荧光体。因此，包含YAG荧光体与红色荧光体这两者的照明装置的相关色温存在随着温度上升而变高的倾向。本实施方式中，通过将包含荧光体的第2透明树脂9设置在密封半导体光源5的第1透明树脂7之上，能够抑制荧光体的温度上升，从而抑制相关色温的变化。
而且，也可使红色荧光体、黄色荧光体与绿色荧光体分别含在不同的透明树脂中。例如，使第1透明树脂7含有黄色荧光体以及绿色荧光体，使第2透明树脂9含有红色荧光体。由此，能够抑制红色荧光体的温度上升，从而抑制相关色温的上升。即，较为理想的是，在靠近半导体光源5的一侧，配置发光强度的温度变化小的荧光体。
接下来，参照图2(a)、图2(b)～图4(a)、图4(b)，对第1实施方式的照明装置100的特性进行说明。本实施方式中的第2透明树脂9包括：红色荧光体(第1荧光体)，在波长610nm以上且小于650nm的范围内具有发光波峰；黄色荧光体(第2荧光体)，在波长540nm以上且580nm以下的范围内具有发光波峰；以及绿色荧光体(第3荧光体)，在波长480nm以上且小于540nm的范围内具有发光波峰。
图2(a)表示照明装置100的放射光谱，图2(b)表示比较例的照明装置的放射光谱。图2(a)、图2(b)均表示出相关色温2800开尔文(K)、平均显色指数Ra为83的例子。而且，图2(a)以及图2(b)这两图中表示标准相对视见度V(λ)。横轴为光波长，纵轴为将各光谱以各自的最大强度来标准化的相对发光强度。
如图2(a)所示，本实施方式的光谱A在450nm、560nm、630nm的光波长的附近具有发光波峰。450nm附近的波峰对应于半导体光源的发光波峰，560nm附近的波峰以及630nm附近的波峰分别对应于黄色荧光体以及红色荧光体的发光波峰。
例如，在光谱A中，650nm以上且780nm以下的波长范围的放射能量ERL相对于600nm以上且小于650nm的波长范围的光强度的积分值(放射能量)ERS之比(ERL/ERS)为约33％。
另一方面，图2(b)所示的比较例的光谱B在450nm以及630nm的光波长附近具有发光波峰。并且，在450nm与630nm之间的560nm附近具有肩部。450nm附近的波峰对应于半导体光源5的发光波峰，630nm附近的波峰对应于CASN荧光体的发光波峰。并且，560nm附近的肩部对应于黄色荧光体的发光波峰。
光谱B中的650nm以上且780nm以下的波长范围的放射能量ERL相对于600nm以上且小于650nm的波长范围的放射能量ERS之比(ERL/ERS)为约114％。
如标准相对视见度V(λ)所示，在600nm以上的红色区域中，波长越长则视见度越低，例如600nm～650nm的波长范围的光对于显色性的贡献要大于650nm～780nm的波长范围的光。因此，本实施方式中，使用红色荧光体，该红色荧光体在600nm～650nm的波长范围内具有发光波峰，且其半值宽度为20nm以下。由此，如上所述，能够使650nm～780nm的光波长以下的波长范围的光谱成分减少，从而使发光效率提高。
例如，对于具有光谱A与光谱B的照明装置而言，Ra均为83且显色性无差异。另一方面，就理论效率(发光效率)而言，光谱A为338流明/瓦特(lumen/watt，lm/W)，光谱B为294lm/W。此处，理论效率是指：以标准相对视见度V(λ)来对放射光谱进行加权(weighting)所得的、从电向光的转换效率。即，本实施方式中，既能维持显色性，又能提高发光效率。
图3(a)、图3(b)以及图4(a)、图4(b)表示将相关色温分别设为4000K、4500K、5000K以及6500K时的本实施方式的放射光谱A。横轴为光波长，纵轴为相对发光强度。为了进行比较，也示出使用CASN荧光体的比较例的放射光谱B。
如图3(a)～图4(b)所示，随着相关色温从4000K上升到6500K，600nm以上的红色光的光强度相对地减少。而且，在图3(b)～图4(b)所示的光谱A中，随着相关色温变大，明确地出现波长520附近的肩部。该肩部对应于绿色荧光体的发光波峰。
表1表示本实施方式以及比较例的照明装置的理论效率(lm/W)以及特殊显色指数R9相对于各相关色温的值。平均显色指数Ra全部为83。
[表1]
在任一相关色温下，本实施方式的理论效率均高于比较例的理论效率，本实施方式的理论效率的值为310(lm/W)以上。而且，若将相关色温限于5000K以下，则理论效率为320(lm/W)以上。进而，表示红色的显色性的R9的值也大于比较例的值。
接下来，表2示出表示各相关色温下的长波长侧的红色光的贡献的2个指标。
[表2]
一个指标是光波长650nm中的发光强度相对于光波长600nm～650nm的波长范围中的发光波峰的强度之发光强度比PR。如图2(a)～图3(b)所示的放射光谱般，在波长650nm以上无发光波峰的情况下，波长650nm中的发光强度与光波长600nm～650nm的波长范围中发光的波峰强度的发光强度比PR，是表示视见度低的长波长侧的红色光的贡献。
由图2(a)～图3(b)所示的光谱可明确的是，实施方式的发光强度比PR要小于比较例的CASN荧光体的波长650nm中的发光强度相对于发光波峰的强度之比。并且，随着相关色温变高，PR的值变大，但不超过0.29。
表2中所示的另一个指标是：650nm以上且780nm以下的波长范围的放射能量ERL相对于600nm以上且小于650nm的波长范围的放射能量ERS之比。ERL/ERS无关乎650nm以上且780nm以下的波长范围中的发光波峰的有无，而表示长波长侧的红色光的贡献。
如表2所示，实施方式的ERL/ERS小于比较例，在2800K至5000K的相关色温下不超过35％。
如此，本实施方式中，使用红色荧光体，该红色荧光体在600nm以上且小于650nm的波长范围内具有发光波峰，且ERL/ERS为35％以下。由此，能够实现使发光效率以及显色性这两者提高的照明装置。
(第2实施方式)
图5(a)、图5(b)以及图6(a)、图6(b)是第2实施方式的照明装置的放射光谱。本实施方式的照明装置具有与图1(a)、图1(b)所示的照明装置100相同的结构，第2透明树脂9中所含的荧光体不同。即，第2透明树脂9包含红色荧光体及黄色荧光体。红色荧光体在600nm～650nm的波长范围内具有发光波峰，其半值宽度为20nm以下。黄色荧光体在530nm～570nm内具有发光波峰，其半值宽度为60nm～120nm。
图5(a)是将发光波峰的半值宽度作为参数(parameter)，来表示将相关色温设为5000K时的黄色荧光体的波峰波长与Ra的关系的图表。图5(b)是本实施方式的照明装置的放射光谱。
根据图5(a)，发光波峰的半值宽度越宽，则能够使Ra越大。例如，通过使用下述黄色荧光体，能够获得80以上的Ra，所述黄色荧光体在530nm～570nm的波长范围内具有发光波峰，且其半值宽度为110nm以上。而且，只要发光波峰的波长为550nm，则即使其半值宽度为60nm，也能够使Ra为80。
例如，具有在图5(b)中以实线所示的放射光谱的照明装置包括发光波峰的波长为450nm的半导体光源5。第2透明树脂9包含：红色荧光体，发光波峰的波长为630nm，且其半值宽度为16nm；以及黄色荧光体，发光波峰的波长为550nm，且其半值宽度为60nm。结果获得Ra为80且理论效率为331lm/W的照明装置。
进而，根据图5(a)，若使用下述荧光体，则能够获得具有90以上的Ra的照明装置，所述荧光体在540nm～560nm的波长范围内具有发光波峰，且其半值宽度为110nm以上。而且，只要发光波峰的波长为550nm，则即使其半值宽度为90nm，也能够使Ra为90。
例如，具有在图5(b)中以虚线所示的放射光谱的照明装置包括发光波峰的波长为450nm的半导体光源5，第2透明树脂9包含：红色荧光体，发光波峰的波长为630nm，且其半值宽度为16nm；以及发光波峰的波长为550nm且其半值宽度为90nm的荧光体。并且，能够获得Ra为91且理论效率为325lm/W的照明装置。
图6(a)是将发光波峰的半值宽度作为参数，来表示将相关色温设为2800K时的黄色荧光体的波峰波长与Ra的关系的图表。图6(b)是本实施方式的照明装置的放射光谱。
根据图6(a)，例如，通过使用下述黄色荧光体，能够获得80以上的Ra，所述黄色荧光体在555nm～580nm的波长范围内具有发光波峰，且其半值宽度为90nm以上。而且，只要发光波峰的波长为555nm～565nm，则即使其半值宽度为60nm，也能够使Ra为80。
例如，具有在图6(b)中以实线所示的放射光谱的照明装置包括发光波峰的波长为450nm的半导体光源5，第2透明树脂9包含：红色荧光体，发光波峰的波长为630nm，且其半值宽度为16nm；以及黄色荧光体，发光波峰的波长为565nm，且其半值宽度为60nm。并且，能够获得Ra为81且理论效率为368lm/W的照明装置。
进而，根据图6(a)，若使用下述荧光体，则能够获得具有90以上的Ra的照明装置，所述荧光体在565nm光波长处具有发光波峰，且其半值宽度为80nm以上。并且，随着发光波峰的半值宽度从80nm开始变宽，获得90以上的Ra的发光波峰的波长范围变宽。
例如，具有在图6(b)中以虚线所示的放射光谱的照明装置包括发光波峰的波长为450nm的半导体光源5，第2透明树脂9包含：红色荧光体，发光波峰的波长为630nm，且其半值宽度为16nm；以及发光波峰的波长为565nm且其半值宽度为80nm的荧光体。并且，能够获得Ra为91且理论效率为354lm/W的照明装置。
如上所述，本实施方式中，第2透明树脂9包含：红色荧光体，在600nm～650nm的波长范围内具有发光波峰，且其半值宽度为20nm以下；以及黄色荧光体，在530nm～570nm内具有发光波峰，且其半值宽度为60nm～120nm。并且，通过控制黄色荧光体的发光波峰的波长及其半值宽度，能够使Ra以及发光效率提高。
进而，图5(b)以及图6(b)所示的放射光谱中，650nm以上且780nm以下的波长区域中的红色光谱受到抑制，ERL/ERS为10％以下。例如，图6(b)所示的放射光谱中的ERL/ERS为8.2％～8.4％。并且，如上所述，可获得比表1所示的第1实施方式的示例更大的发光效率。
如此，本实施方式中，第2透明树脂9含有红色荧光体与黄色荧光体，所述红色荧光体在600nm～650nm的波长范围内具有发光波峰且其半值宽度为20nm以下的红色荧光体。由此，能够使ERL/ERS例如为10％以下，从而使Ra与发光效率提高。
(第3实施方式)
图7(a)、图7(b)是表示第3实施方式的照明装置在相关色温2800K、Ra83下的发光特性的图表。图7(a)表示本实施方式的照明装置的放射光谱A与比较例的照明装置的放射光谱B。图7(b)表示相关色温2800K、Ra83下的JIS显色评价测试色No.1～No.8的色彩坐标。横轴为a*轴，纵轴为b*轴。
本实施方式中，第2透明树脂9例如包含K2SiF6:Mn作为红色荧光体。K2SiF6:Mn的发光波峰位于光波长615nm、635nm、648nm的附近，半值宽度分别为20nm以下。而且，第2透明树脂9包含：黄色荧光体，在波长540nm以上且580nm以下的范围内具有发光波峰；以及绿色荧光体，在波长480nm以上且小于540nm的范围内具有发光波峰。
图7(a)所示的放射光谱A中，ERL/ERS为33％，理论效率为339lm/W。与此相对，在使用CASN荧光体来作为红色荧光体的比较例的放射光谱B中，ERL/ERS为114％，理论效率为269lm/W。
如图7(b)所示，将测试色No.1～No.8的色彩坐标连接而成的色域面积A大于基准光的色域面积S，色域面积比为102％。本实施方式的照明装置的相关色温为2800K，作为基准光，可使用2800K下的黑体放射。
图8(a)、图8(b)是表示第3实施方式的照明装置在相关色温2800K、Ra90下的发光特性的图表。
在图8(a)所示的放射光谱A中，ERL/ERS为27％，理论效率为3351m/W。与此相对，在比较例的放射光谱B中，ERL/ERS为124％，理论效率为252lm/W。而且，图8(b)所示的色域面积A大于基准光的色域面积S，色域面积比为106％。
如此，本实施方式中，通过使用K2SiF6:Mn来作为红色荧光体，能够降低ERL/ERS而使发光效率提高。
进而，例如根据JIS Z8726(参考：借助显色指数以外的显色性的评价方法)，相对于表示以基准光照射时的被照射体的显色性的、将色度坐标上的8点连接而形成的色域面积，若表示由试料光源照射的被照射体的显色性的色域面积之比(色域面积比)超过100％，则能够期待该试料光源可鲜艳地(vividly)展现出被照射光的物体的色彩。因此，对于本实施方式的照明装置的色域面积比而言，使用上述基准来进行评价的结果是：Ra83时为102％，Ra90时为106％。即，本实施方式中，能够鲜艳地展现出被照射体的色彩，显色性也提高。
而且，若色域面积比为100％以下，则有可能损及被照射体的色彩而导致误认，因而不佳。若色域面积比达到130％以上，则存在例如红色过度增加等而无法识别原本的色彩的情况，从而产生色彩过度鲜艳的弊病。因此，色域面积比的较佳范围为100％以上且130％以下。
如此，本实施方式中，通过使用蓝色LED、红色荧光体及至少黄色荧光体，从而能够提高发光效率并使显色性提高，所述红色荧光体在610nm以上且小于650nm的波长范围内具有发光波峰且其半值宽度为20nm以下。由此，能够实现非常有益的照明装置，该照明装置能够在实际使用时防止被照射体的视觉性受损，从而提高光(照明)的品质。
而且，也可使用放射出波长比蓝色LED短的光的半导体光源、例如紫外LED。此时，也可附加蓝色荧光体，该蓝色荧光体受到紫外LED的放射光激发，并在例如450nm以上且480nm以下具有发光波峰。
图9是表示本实施方式的红色荧光体的发光波峰的温度特性的图表。横轴为荧光体的温度，纵轴为以25℃的发光波峰的强度进行标准化的相对波峰强度。
如该图所示，光波长635nm的发光波峰的强度在25℃～200℃的温度范围内，随着温度上升而下降至约70％。与此相对，615nm光波长的发光波峰的强度即使温度上升也不会降低，在25℃～200℃的温度范围内，高于25℃的波峰强度。
如此，对于本实施方式的红色荧光体而言，视见度高的短波长侧的发光波峰的温度变动小于长波长侧的发光波峰的温度变动。由此，能够实现抑制了相关色温以及Ra的温度变化的照明装置。
图10是表示本实施方式的红色荧光体的激发特性的图表。为了进行比较，也一并示出CASN荧光体的激发特性。横轴为光波长，纵轴为以峰值进行标准化的相对光吸收率。
如图10所示，本实施方式的红色荧光体K2SiF6:Mn是在350nm以及450nm的光波长附近具有吸收波峰。因此，能够通过半导体光源5来进行激发，所述半导体光源5在光波长小于480nm的波长范围内具有发光波峰。
另一方面，比较例的CASN荧光体的激发光谱B延伸至该发光波峰附近的光波长为止。即，CASN荧光体吸收绿色以及黄色的波长区域的光并发出红色光。即，CASN荧光体不仅会吸收半导体光源5的蓝色光，也会吸收绿色荧光体以及黄色荧光体所放射出的光。因此，当将CASN荧光体与绿色荧光体以及黄色荧光体混合使用时，发光效率会下降。
与此相对，红色荧光体K2SiF6:Mn的激发光谱A的光波长为520nm以下，绿色荧光体的吸收得以减轻，且不吸收黄色荧光体的放射光。因此，当将红色荧光体K2SiF6:Mn与绿色荧光体以及黄色荧光体混合使用时，能够抑制发光效率的下降。
而且，当将CASN荧光体与黄色荧光体混合使用时，为了补偿因CASN荧光体的吸收而减少的黄色光，必须增多黄色荧光体的量。另一方面，当将红色荧光体K2SiF6:Mn与黄色荧光体混合使用时，由于无黄色光的吸收，因此只要混合规定量的黄色荧光体即可。即，能够削减黄色荧光体的量。
例如，当将红色荧光体K2SiF6:Mn与YAG荧光体加以混合而获得2800K的放射光谱时，红色荧光体相对于黄色荧光体的重量比至少为3倍。若荧光体的平均粒径变大，则体积密度会降低，因此红色荧光体相对于黄色荧光体的重量比增加并达到3倍以上。具体而言，当荧光体的平均粒径为20微米(micrometer)～30微米时，红色荧光体K2SiF6:Mn的量为YAG荧光体的6倍～7倍。即，在本实施方式中，当将放射光谱的相关色温设为3000K以下时，红色荧光体的重量为黄色荧光体的重量的3倍以上。
如上所述，根据第1实施方式～第3实施方式，通过使用红色荧光体，能够使650nm以上且780nm以下的波长范围中的放射能量相对于600nm以上且小于650nm的波长范围中的放射能量之比ERL/ERS为35％以下，所述红色荧光体在610nm以上且小于650nm的波长范围内具有发光波峰，且其半值宽度为20nm以下。由此，能够实现既维持显色性、又使发光效率提高的照明装置。而且，通过将JIS规格中的色域面积比设为100％以上，而实现鲜艳地展现出被照射体的色彩的照明装置。
进而，通过使用视见度高的短波长侧的发光波峰的温度变动小的红色荧光体K2SiF6:Mn，能够抑制相关色温以及Ra的温度变动。而且，能够削减分散到透明树脂中的黄色荧光体的量。
对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式仅为例示，并不意图限定发明的范围。确切来说，这些新颖的实施方式能以其他的各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可进行各种省略、替换及变更。这些实施方式或其变形包含在发明的范围或主旨内，并且包含在权利要求书中记载的发明及其均等的范围内。

Claims (14)

1.一种照明装置，其特征在于，包括：
半导体光源，在小于480nm波长的范围内具有发光波峰；以及
荧光体，受到从所述半导体光源放射的光激发，放射480nm以上的波长的光，
在将从所述半导体光源放射的光、与从所述荧光体放射的光合成而得的放射光的光谱中，在610nm以上且小于650nm的波长范围内具有发光波峰，650nm以上且780nm以下的波长范围中的放射能量相对于600nm以上且小于650nm的波长范围中的放射能量之比为35％以下，色域面积比超过100％。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述荧光体包括：第1荧光体，在波长610nm以上且小于650nm的范围内具有发光波峰；第2荧光体，在波长540nm以上且580nm以下的范围内具有发光波峰；以及第3荧光体，在波长480nm以上且小于540nm的范围内具有发光波峰。
3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述荧光体包括：第1荧光体，在波长610nm以上且小于650nm的范围内具有发光波峰；以及第2荧光体，在波长540nm以上且580nm以下的范围内具有发光波峰。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，650nm以上且780nm以下的波长范围中的放射能量相对于600nm以上且小于650nm的波长范围中的放射能量之比为10％以下。
5.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，光波长650nm中的发光强度相对于610nm以上且小于650nm的波长范围中的所述发光波峰的强度之比小于0.29。
6.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，将从所述半导体光源放射的光与从所述荧光体放射的光合成而得的放射光的相关色温为3000开尔文以下，所述第1荧光体的重量为所述第2荧光体的重量的3倍以上。
7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述荧光体在610nm以上且小于650nm的波长范围内具有至少2个所述发光波峰，短波长侧的所述发光波峰的温度变动比长波长侧的所述发光波峰的温度变动小。
8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于还包括：
基板，安装有所述半导体光源；以及
透明树脂，设在所述基板上且包含所述荧光体。
9.根据权利要求8所述的照明装置，其特征在于，所述透明树脂包括：
第1透明树脂，在所述基板上密封所述半导体光源，且含有将所述半导体光源的放射光散射的构件；以及
第2透明树脂，设在所述第1透明树脂之上，且含有所述荧光体。
10.根据权利要求8所述的照明装置，其特征在于，所述透明树脂包括：
第1透明树脂，密封所述半导体光源，且含有荧光体，所述荧光体在波长540nm以上且580nm以下的范围内具有发光波峰；以及
第2透明树脂，设在所述第1透明树脂之上，且含有荧光体，所述荧光体在波长610nm以上且小于650nm的范围内具有发光波峰。
11.根据权利要求10所述的照明装置，其特征在于，所述第1透明树脂包含与所述第2透明树脂相同的主成分。
12.根据权利要求8所述的照明装置，其特征在于，所述透明树脂包括：
含有第1荧光体的树脂，所述第1荧光体在波长610nm以上且小于650nm的范围内具有发光波峰；
含有第2荧光体的树脂，所述第2荧光体在波长540nm以上且580nm以下的范围内具有发光波峰；以及
含有第3荧光体的树脂，所述第3荧光体在波长480nm以上且小于540nm的范围内具有发光波峰。
13.根据权利要求12所述的照明装置，其特征在于，所述第1荧光体、所述第2荧光体以及所述第3荧光体是依照发光强度的温度变化小的顺序，而从所述基板侧起进行配置。
14.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述荧光体含有氟化物荧光体，所述氟化物荧光体在波长610nm以上且小于650nm的范围内具有发光波峰。
CN201310091722.8A 2012-03-23 2013-03-21 照明装置 Expired - Fee Related CN103322511B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012068467A JP2013201274A (ja) 2012-03-23 2012-03-23 照明装置
JP2012-068467 2012-03-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103322511A true CN103322511A (zh) 2013-09-25
CN103322511B CN103322511B (zh) 2015-09-09

Family

ID=47901799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310091722.8A Expired - Fee Related CN103322511B (zh) 2012-03-23 2013-03-21 照明装置

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8847264B2 (zh)
EP (1) EP2642519A3 (zh)
JP (1) JP2013201274A (zh)
CN (1) CN103322511B (zh)
TW (1) TWI535067B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104576893A (zh) * 2013-10-23 2015-04-29 株式会社东芝 发光装置
CN105716038A (zh) * 2014-12-19 2016-06-29 欧司朗有限公司 提供红色光谱范围波长转换光的光模块、方法、投影设备
CN106104822A (zh) * 2014-04-30 2016-11-09 夏普株式会社 发光装置
CN108799849A (zh) * 2017-05-02 2018-11-13 三星电子株式会社 白光发光器件

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013201274A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置
FR2994788B1 (fr) * 2012-08-27 2016-09-16 Valeo Vision Dispositif d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule comprenant un module d'éclairage avec un dispositif de commande maintenu de manière amovible
JP2014165225A (ja) * 2013-02-21 2014-09-08 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光モジュールおよび照明装置
JP6548104B2 (ja) * 2013-12-12 2019-07-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源モジュール及び光源ユニット
NL2012028C2 (en) * 2013-12-24 2015-06-26 Gemex Consultancy B V Spectral equalizer.
JP6191453B2 (ja) * 2013-12-27 2017-09-06 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP6287268B2 (ja) * 2014-01-29 2018-03-07 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2015230903A (ja) * 2014-06-03 2015-12-21 株式会社東芝 発光装置
JP6503929B2 (ja) * 2014-06-30 2019-04-24 日亜化学工業株式会社 半導体発光装置
JP6471756B2 (ja) * 2014-12-09 2019-02-20 信越化学工業株式会社 車載ヘッドライト用ｌｅｄ光源
WO2016129495A1 (ja) 2015-02-13 2016-08-18 シャープ株式会社 光源装置および発光装置
JPWO2016159141A1 (ja) * 2015-04-03 2018-01-18 シャープ株式会社 発光装置
JP2017017059A (ja) * 2015-06-26 2017-01-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 照明用光源及び照明装置
KR101995000B1 (ko) 2016-05-16 2019-07-01 엘지이노텍 주식회사 발광소자 패키지 및 조명장치
EP3575670B1 (en) * 2017-04-07 2022-08-10 Suzhou Opple Lighting Co., Ltd. Light source module, and illumination device comprising light source module
US20190103522A1 (en) * 2017-09-26 2019-04-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Lighting apparatus and light emitting apparatus
JP7432891B2 (ja) * 2020-04-24 2024-02-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置及び照明装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326230A (zh) * 2000-05-31 2001-12-12 松下电器产业株式会社 发光二极管灯
CN1633718A (zh) * 2001-09-03 2005-06-29 松下电器产业株式会社 半导体发光元件、发光装置及半导体发光元件的制造方法
WO2011142127A1 (ja) * 2010-05-14 2011-11-17 パナソニック株式会社 Ｌｅｄモジュール、ｌｅｄランプおよび照明装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4386693B2 (ja) * 2000-05-31 2009-12-16 パナソニック株式会社 Ｌｅｄランプおよびランプユニット
JP3940596B2 (ja) * 2001-05-24 2007-07-04 松下電器産業株式会社 照明光源
US7497973B2 (en) 2005-02-02 2009-03-03 Lumination Llc Red line emitting phosphor materials for use in LED applications
WO2006095285A1 (en) * 2005-03-09 2006-09-14 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Illumination system comprising a radiation source and a fluorescent material
WO2007002234A1 (en) * 2005-06-23 2007-01-04 Rensselaer Polytechnic Institute Package design for producing white light with short-wavelength leds and down-conversion materials
JP2007180377A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Sharp Corp 発光装置
CN101960624B (zh) * 2008-03-03 2012-09-26 夏普株式会社 发光装置
WO2010126065A1 (ja) * 2009-04-27 2010-11-04 東芝ライテック株式会社 照明装置
WO2011108053A1 (ja) * 2010-03-01 2011-09-09 パナソニック株式会社 Ｌｅｄランプおよびｌｅｄ照明装置
JP5519440B2 (ja) * 2010-08-03 2014-06-11 日東電工株式会社 発光装置
JP2013201274A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1326230A (zh) * 2000-05-31 2001-12-12 松下电器产业株式会社 发光二极管灯
CN1633718A (zh) * 2001-09-03 2005-06-29 松下电器产业株式会社 半导体发光元件、发光装置及半导体发光元件的制造方法
WO2011142127A1 (ja) * 2010-05-14 2011-11-17 パナソニック株式会社 Ｌｅｄモジュール、ｌｅｄランプおよび照明装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104576893A (zh) * 2013-10-23 2015-04-29 株式会社东芝 发光装置
CN106104822A (zh) * 2014-04-30 2016-11-09 夏普株式会社 发光装置
CN106104822B (zh) * 2014-04-30 2018-12-25 夏普株式会社 发光装置
CN105716038A (zh) * 2014-12-19 2016-06-29 欧司朗有限公司 提供红色光谱范围波长转换光的光模块、方法、投影设备
CN105716038B (zh) * 2014-12-19 2020-03-24 欧司朗有限公司 提供红色光谱范围波长转换光的光模块、方法、投影设备
CN108799849A (zh) * 2017-05-02 2018-11-13 三星电子株式会社 白光发光器件
CN108799849B (zh) * 2017-05-02 2021-10-29 三星电子株式会社 白光发光器件

Also Published As

Publication number Publication date
US20140354146A1 (en) 2014-12-04
EP2642519A2 (en) 2013-09-25
CN103322511B (zh) 2015-09-09
EP2642519A3 (en) 2016-05-25
JP2013201274A (ja) 2013-10-03
US8847264B2 (en) 2014-09-30
TWI535067B (zh) 2016-05-21
TW201340415A (zh) 2013-10-01
US20130249389A1 (en) 2013-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103322511B (zh) 照明装置
US9647181B2 (en) Light emitting device with phosphors
JP4559496B2 (ja) 発光装置
CN105255494B (zh) 黄色发光荧光体及使用其的发光装置封装
US7859182B2 (en) Warm white LED-based lamp incoporating divalent EU-activated silicate yellow emitting phosphor
WO2007120582A1 (en) WHITE LEDs WITH TAILORABLE COLOR TEMPERATURE
US10236423B2 (en) Light-emitting device
US7834372B2 (en) High luminous flux warm white solid state lighting device
US11315908B2 (en) LED package structure having improved brightness
US8519611B2 (en) Hybrid illumination system with improved color quality
CN104009027A (zh) 发光模块
JP5918827B2 (ja) 発光装置
JP4729281B2 (ja) 発光ダイオード及び発光ダイオード製造方法
JP2016157965A (ja) 発光装置、並びに、当該発光装置を用いた照明器具及び表示装置
CN104009148A (zh) 发光模块
JP2016207824A (ja) 発光装置及びその製造方法
EP2830093B1 (en) LED-module with high color rendering index
CN112216683A (zh) 发光二极管混光结构
KR20160008443A (ko) 발광 장치
JP5921631B2 (ja) 発光装置
KR102159984B1 (ko) 고연색성 비전 세이프가드용 엘이디 광원
WO2020246395A1 (ja) 蛍光体、波長変換部材および照明装置
CN105295914A (zh) 黄色发光荧光体及使用其的发光装置封装

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150909

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee