CN115451377A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种设计自由度高、实现低成本的适合汽车后组合灯的照明装置。照明装置(10)具有:发光元件(41、42、43),在波长400~510nm具有发光峰值波长;第1荧光体(51),在波长485~700nm具有发光峰值波长;第2荧光体(52),在波长510~590nm具有发光峰值波长;第3荧光体(53),在波长600~700nm具有发光峰值波长;以及滤光器(2),波长为600~730nm的光的透过率为80%以上,波长为410~480nm的光的透过率为3%以上且50%以下,该滤光器(2)将从第1荧光体(51)射出的光(LG)的一部分、从第2荧光体(52)射出的光(LY)的至少一部分以及从第3荧光体(53)射出的光(LRi)的至少一部分透过,并且将透过滤光器(2)之后的光(LW、LA、LR)向外部射出。

Description

照明装置
相关申请的交叉参考
本申请是2019年01月29日提交的申请号为201910086770.5、发明名称为“照明装置”的分案申请。
技术领域
本发明涉及照明装置。
背景技术
在汽车中,规定车体的后表面必须设置制动灯(Stop lamp、brake lamp)、方向指示器(turn signal lamp、turn signal)、尾灯(tail lamp)、倒车灯(back lamp)以及后部反射器(Reflex reflector),而且进一步分别规定了灯光、反射光的颜色、亮度等的标准。这些灯被集中为1个单元,并且以左右一对的后组合灯的方式安装在车体。普通的后组合灯使用以下的照明装置,即:按照被划分成的区域,而射出兼作制动灯和尾灯的红色以及方向指示器的橙色和倒车灯的白色中的至少一者的双色或三色的光。另外,后组合灯作为汽车的装饰品有时通过光色所形成的配色、形状而设计成独特的设计。
这样的汽车用的照明装置具备包含发光二极管(LED)等的发光装置作为光源,并收容在内表面设有反射膜的基材(壳体)。在照明装置中,利用包含透明树脂等的板状的盖(外透镜)覆盖基材的开口部,并作为光的照射面。照明装置具有:红色的盖,为了具备反射光为红色的后部反射器,作为红色灯的区域的盖包含用颜料着色成红色的透明树脂等;以及透明(clear)的盖,用于与射出白色光的发光装置组合而作为白色灯的区域,或者照明装置还在橙色等的区域具有橙色的盖。因此,照明装置的盖应用透明和红色的双色板材,或者应用在其中还加入了橙色的三色板材,单独地安装在基材上或者使用在将树脂材料一体成型而成的1张中进行了分色后的板材。
但是,当覆盖表面的盖由2种以上的板材构成时,根据设计,会导致构成盖的零部件的形状变得复杂或零部件的数量增加。另外,为了以一体成型方式形成这样的盖,模具变成复杂的形状,甚至难以形成。因此,正在开发一种照明装置,该装置能够仅用红色的盖覆盖整个照射面就能够照射橙色光、白色光,而不仅仅是照射红色光(专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2009-117115号公报
专利文献2:特开2004-241348号公报
发明内容
发明欲解决的技术问题
专利文献1中记载的照明装置需要在盖的射出白色光的区域限制性地层叠互补色内膜,有可能导致生产率降低。专利文献2中记载的照明装置难以成为规定的光色。
本发明涉及的实施方式的课题是提供一种容易得到规定的光色、并且设计自由度高、实现低成本的适用于汽车的后组合灯的照明装置。
用于解决问题的技术手段
本发明的实施方式涉及的照明装置具有:第1发光元件,所述第1发光元件在波长400nm以上且510nm以下具有发光峰值波长;第1荧光体,所述第1荧光体被设置在将所述第1发光元件发出的光射入的位置,并被所述光激发而在波长485nm以上且700nm以下具有发光峰值波长;以及滤光器,波长为600nm以上且730nm以下的光的透过率为80%以上,波长为410nm以上且480nm以下的光的透过率为3%以上且50%以下,所述滤光器被设置在供从所述第1荧光体射出的第1光射入的位置,将所述第1光的一部分透过,本发明的照明装置构成为射出透过所述滤光器的光。
发明效果
根据本发明涉及的实施方式,即使在整个照射面具备包含红色滤光器的盖,也能够得到红色以外的规定的光色,不仅设计自由度高而且能够降低成本。
附图说明
图1是示意性地示出实施方式涉及的照明装置已安装在车体的状态的外观图。
图2是将实施方式涉及的照明装置的部分结构放大并示意性地示出的剖视图。
图3是对实施方式涉及的照明装置中的基于滤光器的光的色度的过渡进行说明的色度图。
图4是将实施方式的变形例涉及的照明装置的部分结构放大并示意性地示出的剖视图。
图5是示出实施例涉及的照明装置中的白色光和其透过滤光器之前的光的发光光谱以及滤光器的透过光谱的图表。
图6是示出实施例涉及的照明装置中的橙色光和其透过滤光器之前的光的发光光谱以及滤光器的透过光谱的图表。
图7是示出实施例涉及的照明装置中的红色光和其透过滤光器之前的光的发光光谱以及滤光器的透过光谱的图表。
图8是示出实施例涉及的照明装置的透过滤光器之前和之后的色度坐标的色度图。
符号说明
10、10A 照明装置
11、11A 第1发光装置
12、12A 第2发光装置
13、13A 第3发光装置
2 滤光器
3 壳体
41 第1发光元件
42 第2发光元件
43 第3发光元件
51、51A 第1荧光体层
52、52A 第2荧光体层
53、53A 第3荧光体层
6 封装件
6A 配线基板
LG 第1光
LY 第2光
LRi 第3光
LW 白色光
LA 橙色光
LR 红色光
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式涉及的照明装置进行说明。本实施方式涉及的照明装置适用于在汽车的车体后表面的车宽方向两端附近安装的后组合灯,并且将光向汽车的后方照射。需要说明的是,为了示意性地示出本发明的实施方式,以下的说明中所参照的附图中示出的部件有时将大小、位置关系等进行了夸大,此外,有时将形状进行了简化。另外,在以下的说明中,同一名称、符号原则上表示相同或实质上相同的部件,适当地省略详细说明。
〔照明装置〕
参照图1和图2对本发明的实施方式涉及的照明装置的结构进行说明。图1是示意性地示出实施方式涉及的照明装置已安装在车体的状态的外观图。图2是将实施方式涉及的照明装置的部分结构放大并示意性地示出的剖视图。需要说明的是,在本说明书中,如无特别说明,则以与示出图2的剖视图的附图中的上下相同的上下进行说明。
照明装置10具有:第1发光元件41,在波长400nm以上且510nm以下具有发光峰值波长;第1荧光体,设置在将第1发光元件41发出的光LB1射入的位置,并且被光LB1激发而在波长485nm以上且700nm以下具有发光峰值波长;以及滤光器2,波长为600nm以上且730nm以下的光的透过率为80%以上,波长为410nm以上且480nm以下的光的透过率为3%以上且50%以下,该滤光器设置在供从第1荧光体射出的第1光LG射入的位置,并使第1光LG的一部分透过。而且,照明装置10将透过滤光器2之后的光LW射出。另外,照明装置10具有后述的第1荧光体层51,并且在第1荧光体层51中含有粒状的第1荧光体。照明装置10还具备:第2发光元件42和第3发光元件43,在波长400nm以上且510nm以下具有发光峰值波长;第2荧光体层52,含有粒状的第2荧光体;以及第3荧光体层53,含有粒状的第3荧光体。这样的照明装置10具有在封装件6的凹部内具有第1发光元件41和第1荧光体层51的第1发光装置11、在封装件6的凹部内具有第2发光元件42和第2荧光体层52的第2发光装置12以及在封装件6的凹部内具有第3发光元件43和第3荧光体层53的第3发光装置13并将这些发光装置收容在开口的箱体即壳体3中,并且具有将壳体3的开口部堵塞的滤光器2。在图2中,为了简要说明,照明装置10以具有第1发光装置11、第2发光装置12和第3发光装置13各一个的情况为例进行示出。
照明装置10以在车体后方左右对称的2个为一组来使用。照明装置10是在所安装的汽车的车宽方向(Y方向)上较长的长方体的近似形状,并以照射面在车体后表面露出的方式埋入车体地安装。而且,照明装置10的照射面在Y方向被划分成3个区域,各区域从车宽方向中心朝向车体侧面依次照射白色光LW、红色光LR、橙色光LA。另外,照明装置10利用来自外部的光而从覆盖整个照射面的滤光器2反射红色光。需要说明的是,在本说明书中,橙色包括琥珀色。
白色光LW是汽车的倒车灯的灯光,橙色光LA是方向指示器的灯光,红色光LR是制动灯和尾灯的灯光,在JIS D5500中规定了光色。白色光LW在JIS Z8701的色度坐标中,被规定在0.500≥x≥0.310、y≤0.150+0.640x、y≥0.050+0.750x、0.440≥y≥0.382的色度范围。橙色光LA在JIS Z8701的色度坐标中被规定在0.429≥y≥0.398、z≤0.007的色度范围。红色光LR在JIS Z8701的色度坐标中被规定在y≤0.335、z≤0.008的色度范围。另外,在照明装置10的照射面反射后的光优选光色被规定在与红色光LR相同的色度范围。为了设定成这样的灯光、反射光的光色,将照明装置10的各部件设定为以下的结构。
(第1发光元件、第2发光元件、第3发光元件)
第1发光元件41、第2发光元件42和第3发光元件43是发出光LB1、LB2、LB3的半导体发光元件,该光LB1、LB2、LB3在波长400nm以上且510nm以下具有峰值波长。第1发光元件41、第2发光元件42和第3发光元件43只要在上述范围内,则可以是不同的发光峰值波长,可以在相同种类的半导体发光元件或者不同种类的半导体发光元件中应用。特别是,第1发光元件41的发光峰值波长优选为480nm以下,另外,优选为420nm以上。
作为这样的发光元件,可以列举:InXAlYGa1-X-YN(0≤X≤1、0≤Y≤1、X+Y<1)等InGaN系的氮化物半导体。在本实施方式中,第1发光元件41、第2发光元件42和第3发光元件43作为相同结构,在不特指的情况下称为发光元件4,将蓝色光LB1、LB2、LB3称为蓝色光LB。发光元件4被安装在封装件6,并且与以在封装件6的凹部的底面露出的方式设置的引线电极连接。发光元件4只要以所述波长的光发出每个的必要光量即可,对形状、大小、安装方式(倒装芯片、引线接合)等没有特别限定。
(第1荧光体层)
第1荧光体层51被设置在将第1发光元件41所发出的光LB1射入的位置,被蓝色光LB1的至少一部分光激发而放出将波长转换为比该光的波长更长的特定波长的光。第1荧光体层51被设置为用于使蓝色光LB1在透过滤光器2之后成为白色光LW。因此,第1荧光体层51的发光峰值波长为485nm以上且700nm以下,优选为500nm以上,并优选为580nm以下。作为这样的荧光体,可以列举:Ca8MgSi4O16Cl2:Eu这样的氯硅酸盐类荧光体等硅酸盐类氧化物荧光体、Sr4Al14O25:Eu这样的铝酸盐类荧光体、(Si、Al)6(O、N)8:Eu、BaSi2O2N2:Eu、Cax(Si、Al)12(O、N)16:Eu这样的氧氮化物荧光体、钇铝石榴石荧光体(YAG荧光体)、镥铝石榴石荧光体、铽铝石榴石荧光体以及将它们的一部分组成置换后的石榴石荧光体等的氧化物荧光体、CaAlSiN3:Eu(CASN荧光体)、(Ca、Sr)AlSiN3:Eu、(Ca、Sr)2Si5N8:Eu、(Ba、Sr)2Si5N8:Eu、SrLiAl3N4:Eu这样的氮化物荧光体。
在第1发光装置11中,第1荧光体层51作为第1发光元件41的密封部件具有分散有第1荧光体的环氧树脂、硅酮树脂等透明的树脂,并且通过填充在封装件6的凹部内而设置。而且,第1荧光体层51对第1发光元件41发出的光LB1的至少一部分进行波长转换。详细情况如后所述,关于第1荧光体层51,选择具有期望的发光波长者,并设定第1发光元件41发出的光LB1的波长转换率。波长转换率能够根据第1荧光体层51的、透明树脂中的荧光体含量以及第1发光元件41上的厚度等而进行调整。
(第2荧光体层)
第2荧光体层52被设置在将第2发光元件42发出的光LB2射入的位置,被蓝色光LB2的至少一部分光激发而放出将波长转换为比该光的波长更长的特定波长的光。第2荧光体层52被设置为用于使蓝色光LB2在透过滤光器2之后成为橙色光LA。因此,第2荧光体层52的发光峰值波长为波长510nm以上且590nm以下,优选为530nm以上,进一步优选为550nm以上,另外,优选为580nm以下。作为这样的荧光体,可以列举:钇铝石榴石荧光体(YAG荧光体)、镥铝石榴石荧光体、铽铝石榴石荧光体以及将它们的部分组成置换后的石榴石荧光体等的氧化物荧光体、Ca8MgSi4O16Cl2:Eu这样的氯硅酸盐类荧光体等硅酸盐类氧化物荧光体、(Si、Al)6(O、N)8:Eu这样的氧氮化物荧光体。在第2发光装置12中,第2荧光体层52与第1荧光体层51同样,作为第2发光元件42的密封部件具有分散有第2荧光体的透明的树脂,并且通过填充在封装件6的凹部内而设置。而且,第2荧光体层52对第2发光元件42发出的光LB2的至少一部分进行波长转换,优选对大部分进行波长转换。
(第3荧光体层)
第3荧光体层53被设置在将第3发光元件43所发出的光LB3射入的位置,被蓝色光LB3的至少一部分光激发而放出将波长转换为比该光的波长更长的特定波长的光。第3荧光体层53被设置为用于使蓝色光LB3在透过滤光器2之后成为红色光LR。因此,第3荧光体层53的发光峰值波长为波长600nm以上且700nm以下,优选为610nm以上,更优选为630nm以上。作为这样的荧光体,可以列举:CaAlSiN3:Eu(CASN荧光体)、(Ca、Sr)AlSiN3:Eu、(Ca、Sr)2Si5N8:Eu、SrLiAl3N4:Eu、(Ba、Sr)2Si5N8:Eu这样的氮化物荧光体、Cax(Si、Al)12(O、N)16:Eu这样的氧氮化物荧光体。在第3发光装置13中,第3荧光体层53与第1荧光体层51同样,作为第3发光元件43的密封部件而具有分散有第3荧光体的透明的树脂,并且通过填充在封装件6的凹部内而设置。而且,第3荧光体层53对第3发光元件43所发出的光LB3的至少一部分进行波长转换,优选对大部分进行波长转换。
(滤光器)
滤光器2被设置在供从第1荧光体层51射出的第1光LG、从第2荧光体层52射出的第2光LY以及从第3荧光体层53射出的第3光LRi射入的位置。滤光器2是照明装置10中的盖、即汽车用灯的所谓外透镜,并且被设置为用于对照明装置10的照射面的至少一部分赋予作为汽车的反射器的功能。作为反射器,滤光器2为了使光从外部射入并将所述色度范围的红色光反射,相对较多地吸收红色光以外的光,并且使其余的光透过。
进一步地,为了使照明装置10射出白色光LW,滤光器2将红色光以外的光限制性地透过。具体而言,滤光器2对于波长600nm以上且730nm以下的光的透过率是80%以上。而且,滤光器2对于波长为410nm以上且480nm以下的光的透过率是3%以上且50%以下,优选为5%以上。另外,进一步优选滤光器2对于波长为410nm以上且480nm以下的光的最大透过率是20%以上。如果在该波长区域中的光的透过率高,则白色光LW的提取效率变高。另外,滤光器2对于波长为500nm以上且550nm以下的光的透过率优选为20%以下。由于滤光器2的上述特性,照明装置10将透过1个滤光器2之后的光作为三色的光LW、LA、LR而照射。
滤光器2通过偶氮化合物、花青化合物、苝化合物、二嗪化合物等红色颜料着色,并且由丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等透明且具有必要强度的树脂形成。滤光器2利用这样的结构从而将其至少一部分,优选整体,在JIS Z8701的色度坐标中规定为y≤0.335、z≤0.008的色度范围。需要说明的是,滤光器2虽然被称为外透镜,但可以具有透镜功能,也可以是透明。另外,滤光器2优选以至少一部分区域成为回归反射体的方式在背面(内表面)或者表面形成有凹凸(镜头琢型(lens cut)、微棱镜)。
(封装件)
封装件6是构成第1发光装置11、第2发光装置12和第3发光装置13各自的外包装并且支承发光元件4的基台,并且是容纳第1荧光体层51、第2荧光体层52和第3荧光体层53的树脂成型体。另外,封装件6是光反射部件,用于高效地向上方(照射面侧)发出光,并且以上方为中心地扩大为期望的角度地发射。封装件6是外形为薄型的大致长方体,并且形成有向上方扩大地开口的凹部。封装件6由在硅酮树脂、改性硅酮树脂、环氧树脂、改性环氧树脂、丙烯酸树脂或者含有这些树脂中的至少一种以上的混合树脂等树脂中添加氧化钛(TiO2)等光反射性物质而得到物质形成。另外,封装件6具有用于与发光元件4连接而从外部供给电流的一对引线电极。
(壳体)
壳体3是照射面开口的箱体,构成照明装置10的外包装,容纳第1发光装置11、第2发光装置12和第3发光装置13,并且以覆盖开口部的方式支承滤光器2。另外,壳体3优选是将内表面作为反射面的光反射体。利用这样的壳体3,能够将来自第1发光装置11、第2发光装置12和第3发光装置13的射出光LG、LY、LRi高效地朝向滤光器2发射,并且进一步地,能够从照明装置10以上方(汽车的后方)为中心且扩大为预定角度地发射光LW、LA、LR。另外,壳体3中,优选将第1发光装置11、第2发光装置12和第3发光装置13作为可自由拆装的结构而能够单独地进行更换。
〔照明装置的动作〕
参照图2和图3对本实施方式涉及的照明装置的动作进行说明。图3是说明实施方式涉及的照明装置中的基于滤光器的光的色度的过渡的色度图。
对照射白色光LW的动作进行说明。第1发光元件41发出的蓝色光LB1在穿过第1荧光体层51时,至少一部分被第1荧光体层51的第1荧光体进行波长转换,波长转换后的光或者该波长转换后的光与未被波长转换而穿过第1荧光体层51的透明树脂的光LB1混色而得到的光作为第1光LG从第1发光装置11射出。而且,第1光LG在透过滤光器2时,波长为410~480nm的光的一部分和波长为500~550nm的光的至少一部分被滤光器2吸收,从而移位到白色光LW并从照明装置10照射。更详细地,由于波长为500~550nm的以绿色为主的光的80%以上被滤光器2吸收,因此,白色光LW主要是蓝紫~蓝~绿的蓝色光与黄~泛黄的橙色光的混色光。
此处,透过使波长为600~730nm的光相对较多地透过的红色滤光器之后的光能够成为JIS D5500中规定的白色光LW的在透过前的色度范围是图3所示的带有右下方向斜线的阴影线的区域。这是包含相对于波长为600~730nm的光所呈现的泛红的橙~红色的补色的区域。但是,由于滤光器2使波长小于600nm的光限制性地透过,因此,透过滤光器2之前的光LG成为比带有阴影线的区域窄的色度范围。具体而言,对靠近x坐标负方向的、即靠近单色光轨迹的区域而言,色度向白色光LW的移位量大,难以成为规定的白色光LW,特别是波长为500~550nm的光的80%以上被滤光器2吸收。
因此,第1光LG优选设定为主波长485~580nm处的激发纯度(彩度)不高的色度范围内的蓝绿色或者接近蓝绿色的颜色。详细而言,第1光LG的色度可以根据滤光器2的透过光谱以及白色光LW的色度的目标坐标而设定。对于这样的第1光LG,作为波长380~780nm的主要的发光峰值波长,至少具有强度最大的发光峰值波长和与其没有过大差距的发光峰值波长这两者,或者具有半值宽度宽的1个发光峰值波长。而且,为了得到设定色度的光LG,如下所述地,根据第1发光元件41发出的蓝色光LB1的波长等,针对第1荧光体层51,选择具有适合的发光波长的荧光体层,并进一步设定蓝色光LB1的波长转换率。
在第1光LG具有2个发光峰值波长的情况下,优选短波长侧的发光峰值波长为400nm以上且480nm以下,长波长侧的发光峰值波长为510nm以上且580nm以下。这2个发光峰值波长是第1发光元件41和第1荧光体层51各自的发光峰值波长。另外,优选长波长侧的发光峰值波长越长,越相对地提高短波长侧的发光峰值波长的强度。特别是,在长波长侧的发光峰值波长超过550nm的情况下,优选短波长侧的发光峰值波长的强度高。另外,这样的第1光LG如果短波长侧的发光峰值波长的强度高,则白色光LW的提取效率变高。
另一方面,在第1光LG具有1个发光峰值波长的情况下,该发光峰值波长优选为485nm以上且550nm以下,更优选为530nm以下,另外,半值宽度优选为50nm以上,更优选为70nm以上。该发光峰值波长是第1荧光体层51的发光峰值波长。通过设定为这样的1个发光峰值波长的光LG,从而不易发生白色光LW的色斑。因此,可以说第1光LG无论发光峰值波长的数量如何,都优选最大强度的发光峰值波长为400nm以上且550nm以下。
对照射橙色光LA的动作进行说明。第2发光元件42发出的蓝色光LB2在穿过第2荧光体层52时,至少一部分被第2荧光体层52的第2荧光体进行波长转换,波长转换后的光或者该波长转换后的光与未波长转换而穿过第2荧光体层52的透明树脂后的光LB2混色而得到的光作为第2光LY从第2发光装置12射出。而且,当第2光LY透过滤光器2时,变为橙色光LA并从照明装置10照射。由于滤光器2吸收波长为410~480nm的光的一部分和波长为500~550nm的光的至少一部分,因此,在第2光LY包含这些波长区域的光的情况下,在透过滤光器2时颜色移位成橙色光LA
透过使波长为600~730nm的光透过的红色滤光器之后的光能够成为JIS D5500中规定的橙色光LA的在透过前的色度范围是图3所示的带有右上方向斜线的阴影线的区域。但是,越是x坐标负方向、y坐标正方向即波长越短,向橙色光LA的色度的移位量越大,越难以成为规定的橙色光LA,另外,波长为480nm以下的光的一部分透过滤光器2。因此,在带阴影线的区域中,透过滤光器2之前的光LY优选被设置为主波长与530~590nm相当的色度范围内的黄色或者接近黄色的颜色。
这样的光LY在波长510~590nm具有强度最大的发光峰值波长作为波长380~780nm处的主要的发光峰值波长,是通过蓝色光LB2更多的在第2荧光体层52被波长转换而得到,最优选蓝色光LB2全部被波长转换。进一步地,光LY的发光峰值波长越长,橙色光LA的提取效率越高。另一方面,如果发光峰值波长超过550nm而成为更长的波长,则从第2光LY到橙色光LA的发光光谱变化小,半值宽度也不变窄。这样的第2荧光体层52优选使用发光波长的半值宽度不过宽的荧光体层,基于此,第2光LY成为与橙色光LA同色或者极其接近的颜色。第2光LY的色度可以根据滤光器2的透过光谱以及橙色光LA的色度的目标坐标而设定,并且为了设定为这样的光LY,针对第2荧光体层52,选择前述的具有适合的发光波长的荧光体层。
对照射红色光LR的动作进行说明。第3发光元件43发出的蓝色光LB3在穿过第3荧光体层53时,至少一部分被第3荧光体层53的第3荧光体进行波长转换,波长转换后的光或者该波长转换后的光与未波长转换而穿过第3荧光体层53的透明树脂之后的光LB3混色而得到的光作为第3光LRi从第3发光装置13射出。而且,当第3光LRi透过滤光器2时,变为红色光LR并从照明装置10照射。由于滤光器2使波长为600~730nm的光的大部分透过,因此,主波长难以从短波长侧向与610~780nm相当的色度范围内的红色光LR移位。因此,为了得到预定的色度范围内的红色光LR,透过滤光器2之前的光LRi优选为与红色光LR同色或者极其接近的红色。或者,第3光LRi也可以是蓝色光LB3被滤光器2吸收到几乎不含有的程度的红紫色。
这样的光LRi在波长600~700nm具有强度最大的发光峰值波长作为波长380~780nm处的主要的发光峰值波长,是通过蓝色光LB3更多的在第3荧光体层53被波长转换而得到,最优选蓝色光LB3全部被波长转换。第3光LRi的色度可以根据滤光器2的透过光谱以及红色光LR的色度的目标坐标而设定,为了设定为这样的光LRi,针对第3荧光体层53,选择前述的具有适合发光波长的荧光体层。
这样,在照明装置10中,非白色的第1光LG被红色滤光器2移位到白色光LW而提取。另一方面,第2光LY和第3光LRi通过滤光器2而分别成为同色的或者移位后的橙色光LA、红色光LR。另外,第1光LG由分别具有特定发光峰值波长的第1发光元件41与第1荧光体层51的组合而得到,从而成为在蓝色光和黄色光各自的波长范围内具有某一程度以上强度的光。另一方面,第2光LY通过第2发光元件42和具有特定发光峰值波长的第2荧光体层52的组合而得到,因此与直接从发光元件发光相比,更加稳定且容易控制。同样地,第3光LRi通过第3发光元件43和具有特定发光峰值波长的第3荧光体层53的组合而得到,从而与直接从发光元件发光相比,更加稳定且容易控制。
需要说明的是,照明装置10中,对于白色光LW、橙色光LA、红色光LR以及反射光而言,不限于JIS D5500中规定的光色,能够根据用途而设计成期望的光色,并且根据需要设定光LG、LY、LRi的色度、滤光器2的透过光谱。
照明装置10将第1发光装置11、第2发光装置12和第3发光装置13在壳体3内的底面上分别排列在期望形状的区域,从而白色光LW、橙色光LA、红色光LR以各个前述区域的形状被提取。需要说明的是,第1发光装置11、第2发光装置12和第3发光装置13的各个阵列间距不必相同。特别是,相对于第3光LRi的约80%以上透过滤光器2而言,由于第1光LG的大部分被吸收,因此,从第1光LG到白色光LW的光量衰减很大。因此,优选将第1发光装置11、第2发光装置12和第3发光装置13各自的数量、阵列间距或者安装的发光元件4的亮度等设计为能够分别以必要的光量提取白色光LW、橙色光LA、红色光LR
另外,在照明装置10中,为了防止白色光LW、橙色光LA、红色光LR的混色,优选设定为在透过滤光器2之前第1光LG、第2光LY、第3光LRi中的2个以上光路不重复的结构。具体而言,将第1发光装置11与第3发光装置13的间隔、第2发光装置12与第3发光装置13的间隔等分别隔开地排列。或者,也可以在排列了第1发光装置11的区域与排列了第3发光装置13的区域之间、排列了第2发光装置12的区域与排列了第3发光装置13的区域之间等设置分隔物。或者,例如在白色光LW和红色光LR同时点亮时,第1发光装置11和第3发光装置13中的至少一者也可以设计为在分别排列有它们的区域彼此的边界附近配置的一部分不点亮。另一方面,在照明装置10中,通过使第1发光装置11、第2发光装置12和第3发光装置13中不同的2种以上接近、混在一起地配置,从而能够仅选择任一种点亮,并且成为从1个区域切换地照射白色光LW、橙色光LA、红色光LR的结构。
(变形例)
壳体3也可以是针对分别排列有第1发光装置11、第2发光装置12和第3发光装置13的每个区域而划分的形状。利用壳体3,在区域间设置具有反射面的壁,从而容易控制白色光LW、橙色光LA、红色光LR各自的照射方向,另外,光的提取效率变高。另外,壳体3内的底面不必是平面,例如,也可以被构成为每个区域以中央膨起的凸面的形式,将光LG、LY、LRi从在这样的底面上排列的第1发光装置11、第2发光装置12和第3发光装置13的各组扩大地射出。
另外,第1荧光体层51、第2荧光体层52和第3荧光体层53(非特指时,称为荧光体层5)也可以通过基于模具的成型等形成,例如,可以成形为将安装于平板状的封装件6(配线基板6A)的发光元件4覆盖的圆顶型。另外,荧光体层5也可以不作为发光元件4的密封部件,而是将分散有荧光体的透明树脂通过灌封、印刷、喷雾等涂布在玻璃等透明基板上而得到的板材。或者,荧光体层5也可以是使粒子分散于有机溶剂并在发光元件4上凝聚而成的板材或者与玻璃等无机材料一起烧制而成的板材。通过这种未分散于树脂的结构的荧光体层5,蓝色光LB的波长转换效率变高,另外,容易抑制光LG、LY、LRi的色斑。需要说明的是,板状的荧光体层5能够以利用透明树脂等粘合在发光元件4的上表面的方式形成,这种情况下,优选是用添加有光反射性物质的树脂覆盖发光元件4的侧面等以防止蓝色光LB泄露的结构。或者,如后述变形例那样,板状的荧光体层5也能够以固定在安装后的发光元件4的上侧的方式形成。
在照明装置10中,虽然第1发光装置11、第2发光装置12和第3发光装置13各安装有一个发光元件4,但是不限于此,也可以在每个区域具有将多个发光元件4排列安装而成的面状发光装置。以下,参照图4对本发明的实施方式的变形例涉及的照明装置的结构进行说明。图4是将实施方式的变形例涉及的照明装置的部分结构放大并示意性地示出的剖视图。
照明装置10A具有:第1发光装置11A,具有第1荧光体层51A和多个第1发光元件41;第2发光装置12A,具有第2荧光体层52A和多个第2发光元件42;以及第3发光装置13A,具有第3荧光体层53A和多个第3发光元件43,并将它们逐个地容纳在壳体3,并且以封闭壳体3的开口部的方式在照明装置10A的上表面固定有滤光器2。进一步地,第1发光装置11A、第2发光装置12A以及第3发光装置13A分别具有配线基板6A和框体7,另外,根据需要,也可以具有将发光元件4密封的透明树脂并填充在框体7的内侧。第1发光装置11A中,将多个第1发光元件41排列安装在配线基板6A上,另外,粘合在配线基板6A上的周缘部的框体7支承一个第1荧光体层51A。第2发光装置12A和第3发光装置13A也是与第1发光装置11A同样的结构。第1荧光体层51A、第2荧光体层52A以及第3荧光体层53A如前所述地,分别是预定的发光峰值波长的荧光体与无机材料一起烧制而得到的板材。配线基板6A与封装件6同样地,是支承发光元件4的基台,并且具有引线电极。框体7是为了使蓝色光LB不会从发光元件4直接到达滤光器2而设置,优选是与配线基板6A一起反射光的结构。
进一步地,照明装置10也可以是例如具有期望数量的第1发光装置11和第2发光装置12以及一个第3发光装置13A的结构。另外,照明装置10也可以仅具有第1发光装置11,并且在熄灭时成为从照射面的至少一部分反射红色光的反射器,能够作为白色光LW的照明装置。或者,照明装置10也可以根据用途而具有第1发光装置11和第2发光装置12或第3发光装置13这两种,并且成为照射白色光LW和橙色光LA或者白色光LW和红色光LR的双色光的结构。即,照明装置10具有:第2荧光体层52和第3荧光体层53中的至少一者与第1荧光体层51的两种以上的荧光体层;发光元件4,针对每个荧光体层在光射入的各个位置设置;以及滤光器2,设置在供从各个荧光体层射出的光射入的位置。对于照明装置10A,同样地,也可以是仅具有第1发光装置11A的结构,或者是具有第1发光装置11A和第2发光装置12A或第3发光装置13A这两种的结构。
以上,本发明的实施方式涉及的照明装置通过使发出蓝色光的发光元件组合具有特定发光波长的荧光体,从而即使在照射面设置有红色的盖,也能够射出白色光。进一步地,通过具有黄色系、红色系等荧光体与发光元件的组合,从而能够将照射面的至少一部分作为红色的反射器,并且照射规定光色的白色光、橙色光、红色光作为汽车的信号灯、显示灯。因此,能够作为利用发光元件的排列等来照射期望的配色图案的光而不用将盖分色的照明装置。
[实施例]
以下,作为本发明的实施例,对模拟了实施方式涉及的照明装置的样品进行试制,以确认其效果。在实施例中,制作射出在透过滤光器之前的光的三种发光装置,测量在透过滤光器之前和之后提取的光的发光光谱。图5、图6和图7是示出实施例涉及的照明装置中的滤光器的透过光谱以及透过滤光器之前和之后的发光光谱的图表,图5是白色光,图6是橙色光,图7是红色光。图8是示出实施例涉及的照明装置的透过滤光器之前和之后的色度坐标的色度图。
(样品的制作)
将发光光谱的发光峰值波长为445nm的LED的芯片作为共用的发光元件。用添加了27phr的发光光谱的发光峰值波长为520nm的氯硅酸盐类荧光体(Ca8MgSi4O16Cl2:Eu)后的硅酮树脂来密封该发光元件,并制作发光装置的样品1。另外,用添加了150phr的发光峰值波长为550nm的YAG荧光体后的硅酮树脂来密封发光元件,并制作发光装置的样品2。另外,用添加了120phr的发光峰值波长为660nm的CASN荧光体后的硅酮树脂来密封发光元件,并制作发光装置的样品3。另外,将图5~7所示的透过光谱的红色滤光器作为滤光器(CF)。
(评价)
针对制成的样品1、2、3,分别使发光元件发光,并测量发光光谱、色度以及光束
Figure BDA0003833487460000182
接着,对透过滤光器之后的光,同样地进行测量。将色度和光束示于表1。图5、图6和图7中示出的发光光谱的强度作为各个样品的相对值。
[表1]
Figure BDA0003833487460000181
从样品1射出的光利用荧光体而在波长520nm具有最大强度的发光峰值波长,并且,在波长445nm也具有由于发光元件的发光而形成的较强的发光峰值波长,并且呈现蓝绿色。当该光透过滤光器时,波长为420~480nm的光的约15~25%被滤光器吸收,波长445nm处的发光峰值波长变弱。另外,对于最大强度的发光峰值波长,波长为500~550nm的光的约90%以上被吸收,大幅变弱,强度成为与波长445nm处的发光峰值波长同等程度,并且,发光峰值波长向约580nm移位。其结果,成为泛紫的蓝色与泛黄的橙色混色而得到的白色光,相对于透过滤光器之前,光的色度x向正方向移位,y向负方向移位,达到JIS D5500规定的色度范围。
从样品2射出的光利用荧光体而在波长550nm具有最大强度的发光峰值波长,另一方面,由于发光元件的发光而引起的波长445nm处的发光峰值波长的强度极弱,呈现主波长约为570nm的泛绿的黄色。当该光透过滤光器时,波长为420~480nm的光被滤光器吸收,不再观察到波长445nm处的发光峰值波长。另外,对于最大强度的发光峰值波长,波长为500~550nm的光的约90%以上被吸收,另一方面,波长为595nm以上的光的约80%以上透过,因此,半值宽度变窄,发光峰值波长向约595nm移位,并且强度下降。其结果,成为该发光峰值波长示出的橙色光,并且激发纯度变高,相对于透过滤光器之前,光的色度x向正方向移位,y向负方向移位,达到JIS D5500规定的色度范围。
从样品3射出的光利用荧光体而在波长660nm具有发光峰值波长,另一方面,未观察到波长445nm处的发光峰值波长,成为主波长约为625nm的红色光,达到JIS D5500规定的色度范围。当该光透过滤光器时,波长为615nm以上的光的约90%以上透过,因此,发光峰值波长不移位,强度的下降也很轻微。其结果,光的色度几乎不移位,在透过滤光器之后,也达到JIS D5500规定的色度范围。
对样品1和样品2的光透过滤光器之前和之后的变化进行比较可知,色度的移位方向和移位量的差异小。但是,样品1的光量大幅衰减。
通过将荧光体的发光波长以及滤光器的透过光谱设定在预定的范围,从而能够使白色光、橙色光和红色光从同一滤光器透过,并提取。
产业实用性
本发明涉及的照明装置能够利用在汽车的后组合灯中。

Claims (11)

1.一种照明装置,其特征在于,
所述照明装置具有:
第1发光元件,所述第1发光元件在波长400nm以上且510nm以下具有发光峰值波长;
第1荧光体,所述第1荧光体被设置在所述第1发光元件发出的光射入的位置,并被所述光激发而在波长485nm以上且700nm以下具有发光峰值波长;以及
滤光器,波长为600nm以上且730nm以下的光的透过率为80%以上,波长为410nm以上且480nm以下的光的最大透过率为20%以上,所述滤光器被设置在供从所述第1荧光体射出的第1光射入的位置,将所述第1光的一部分透过,
所述滤光器为汽车用灯的外透镜,
透过所述滤光器的光为白色。
2.根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于,
所述滤光器为红色。
3.根据权利要求1所述的照明装置,其特征在于,
所述滤光器的至少一部分在JIS Z8701的色度坐标中具有y≤0.335、z≤0.008的色度范围。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的照明装置,其特征在于,
透过所述滤光器之后的所述第1光在JIS Z8701的色度坐标中具有0.500≥x≥0.310、y≤0.150+0.640x、y≥0.050+0.750x、0.440≥y≥0.382的色度范围。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的照明装置,其特征在于,
所述第1荧光体包含氯硅酸盐荧光体。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的照明装置,其特征在于,
所述照明装置还具有:
第2发光元件,所述第2发光元件在波长400nm以上且510nm以下具有发光峰值波长;以及
第2荧光体,所述第2荧光体被设置在所述第2发光元件发出的光射入的位置,并被所述光激发而在波长510nm以上且590nm以下具有发光峰值波长,
所述滤光器被设置在供从所述第2荧光体射出的第2光射入的位置,将所述第2光的至少一部分透过。
7.根据权利要求6所述的照明装置,其特征在于,
透过所述滤光器之后的所述第2光在JIS Z8701的色度坐标中具有0.429≥y≥0.398、z≤0.007的色度范围。
8.根据权利要求6或7所述的照明装置,其特征在于,
所述第2荧光体包含YAG荧光体。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的照明装置,其特征在于,
所述照明装置还具有:
第3发光元件,所述第3发光元件在波长400nm以上且510nm以下具有发光峰值波长;以及
第3荧光体,所述第3荧光体被设置在所述第3发光元件发出的光射入的位置,并被所述光激发而在波长600nm以上且700nm以下具有发光峰值波长,
所述滤光器被设置在供从所述第3荧光体射出的第3光射入的位置,将所述第3光的至少一部分透过。
10.根据权利要求9所述的照明装置,其特征在于,
透过所述滤光器之后的所述第3光在JIS Z8701的色度坐标中具有y≤0.335、z≤0.008的色度范围。
11.根据权利要求9或10所述的照明装置,其特征在于,
所述第3荧光体包含CASN荧光体。
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