DE202016101294U1 - Wellenlängenfilter, Licht-emittierende Vorrichtung und Beleuchtungs-Einrichtung - Google Patents

Wellenlängenfilter, Licht-emittierende Vorrichtung und Beleuchtungs-Einrichtung Download PDF

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Abstract

Wellenlängenfilter bzw. Wellenlängensteuerungsfilter, umfassend: ein Pigment, das sichtbares Licht absorbiert; ein das Pigment enthaltendes Licht-durchlässiges Material; und ein Licht-emittierendes Material, das sichtbares Licht emittiert, wobei eine Spitzen-Emissions-Wellenlänge des Licht-emittierenden Materials von einer Spitzen-Absorptions-Wellenlänge des Pigments abweicht.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Wellenlängenfilter bzw. Wellenlängensteuerungsfilter, der die Wellenlänge von Licht, das von einer Licht-emittierenden Diode (LED) emittiert wird, steuert bzw. regelt, eine Licht-emittierende Vorrichtung unter Verwendung des Wellenlängenfilters und eine Beleuchtungs-Einrichtung.
  • 2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
  • Aufgrund der Fähigkeit, helles Licht bei geringer elektrischer Leistung zu emittieren, sowie langer Standzeit wird eine Licht-emittierende Diode (nachstehend als “LED” bezeichnet) als Licht-Quelle von Beleuchtungs-Einrichtungen eingesetzt, die Glühlampen, Fluoreszenzlampen und dergleichen übertreffen. Insbesondere wird eine weiße LED in einer Beleuchtungs-Einrichtung vom Licht-Diffusions-Typ, wie ein Deckenlicht und eine Standbeleuchtung und in einer Beleuchtungs-Einrichtung vom Licht-Sammel-Typ, wie ein Deckenstrahler und Punktstrahler, eingesetzt.
  • Eine typische weiße LED liefert keine ausgeprägte Spitze im roten Wellenlängen-Bereich bei den spektralen Eigenschaften des emittierten Lichts und weist somit mangelhafte Farb-Rendering-Eigenschaften auf. Daher erweist sich eine typische weiße LED üblicherweise als ungeeignet bei der Verwendung in Beleuchtungs-Einrichtungen, die zum Beleuchten von Lebensmitteln, Bekleidung und dergleichen eingesetzt werden. Zum Beispiel offenbart die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2010-267571 eine LED und eine Beleuchtungs-Einrichtung, die jeweils ein selektives sichtbares Licht-absorbierendes Material (nachstehend als “Pigment” bezeichnet) mit einer Absorptions-Spitze im Wellenlängen-Bereich von 575 nm bis 600 nm einsetzen. Eine Filter-Schicht mit einem solchen selektiv sichtbares Licht-absorbierenden Material vermindert die Intensität des Beleuchtungs-Lichts im Wellenlängen-Bereich von 575 nm bis 600 nm. Dies verursacht eine Spitzen-Wellenlänge, die im Wellenlängen-Bereich von 600 nm bis 620 nm, nahe dem vorstehend genannten Wellenlängen-Bereich, verhältnismäßig ausgeprägt ist. Folglich wird das Aussehen einer roten Farbe an einem von einem solchen Beleuchtungs-Licht beleuchteten Gegenstand verbessert. Dies bedeutet, dass die Farb-Rendering-Eigenschaften des Beleuchtungs-Lichts verbessert werden können.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Ein Wellenlängenfilter gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält ein Pigment, das sichtbares Licht absorbiert, ein das Pigment enthaltendes Licht-durchlässiges Material und ein Licht-emittierendes Material, das sichtbares Licht emittiert. Eine Spitzen-Emissions-Wellenlänge des Licht-emittierenden Materials weicht von einer Spitzen-Absorptions-Wellenlänge des Pigments ab.
  • Bei dem vorstehend genannten Aufbau absorbiert der Wellenlängenfilter Licht in einem speziellen Wellenlängen-Bereich. Farb-Rendering-Eigenschaften von Licht, emittiert aus einer Licht-Quelle, die in Kombination den Wellenlängenfilter, ein Licht-emittierendes Material und eine weiße LED aufweist, können verbessert werden.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Explosions-Ansicht einer Licht-emittierenden Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
  • 2 ist eine Querschnitts-Seitenansicht einer LED-Licht-Quelle, die in der Licht-emittierenden Vorrichtung von 1 eingesetzt wird;
  • 3 veranschaulicht eine Strukturformel von Tetraazaporphyrin-Verbindungen zur Verwendung in einem Wellenlängenfilter der Licht-emittierenden Vorrichtung von 1;
  • 4 ist eine graphische Darstellung, die ein Licht-Absorption-Spektrum eines Wellenlängenfilters veranschaulicht, der eine Tetraazaporphyrin-Verbindung enthält;
  • 5A ist eine graphische Darstellung, die Spektren von Ausgabe-Licht veranschaulicht, das aus der Licht-emittierenden Vorrichtung emittiert wird, wenn Lichtemittierende Materialien jeweilig in einer Menge von 10 Gew.-% zu dem Wellenlängenfilter von 4 gegeben werden;
  • 5B ist eine graphische Darstellung, die Spektren von Ausgabe-Licht veranschaulicht, das von der Licht-emittierenden Vorrichtung emittiert wird, wenn die Licht-emittierenden Materialien jeweilig in einer Menge von 20 Gew.-% zu dem Wellenlängenfilter von 4 gegeben werden;
  • 5C ist eine graphische Darstellung, die ein Spektrum von Ausgabe-Licht veranschaulicht, das von der Licht-emittierenden Vorrichtung emittiert wird, wenn zwei Licht-emittierende Materialien zu dem Wellenlängenfilter von 4 gegeben werden; und
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Beleuchtungs-Einrichtung, die die Licht-emittierende Vorrichtung von 1 nutzt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen im Einzelnen
  • Vor der Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Licht-emittierende Vorrichtung des Standes der Technik beschrieben.
  • Eine kombinierte Verwendung einer typischen weißen LED, die sowohl eine blaue LED als auch einen Phosphor enthält, mit einem Filter, der in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2010-267571 offenbart wird, erzeugt Ausgabe-Licht, dessen Spektrum in einem Teil des Emissions-Wellenlängen-Bereichs von dem Licht, das von der weißen LED emittiert wird, Absorption zeigt. Somit weist das Spektrum von dem Ausgabe-Licht wiederum, ein verhältnismäßig erhöhtes Intensitäts-Verhältnis der Spitzen-Wellenlänge für die blaue LED auf, und folglich weist das Ausgabe-Licht verbesserte Farb-Rendering-Eigenschaften auf. Zudem ist die Farb-Temperatur des Ausgabe-Lichts höher als die Farb-Temperatur der weißen LED. Da außerdem der Filter Licht in einem Teil des Emissions-Wellenlängen-Bereichs absorbiert, wird die Lichtstrommenge des Ausgabe-Lichts vermindert.
  • Eine Licht-emittierende Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu verstehen, dass die nachstehend beispielhaft beschriebene Ausführungsform lediglich ein spezielles bevorzugtes Beispiel liefert. Die numerischen Werte, Formen, Materialien, Bestandteils-Elemente, die Anordnungs-Position und Verknüpfungs-Form der Bestandteils-Elemente, Schritte, und die Verfahrens-Reihenfolge der Schritte, usw., die in den nachstehenden beispielhaften Ausführungsform angegeben werden, sind lediglich beispielhafter Beschaffenheit und sind in keiner Weise vorgesehen, die vorliegende Offenbarung zu begrenzen.
  • Außerdem sind die Zeichnungen schematischer Art und daher können bestimmte Merkmale übertrieben dargestellt sein. Dieselben Bezugs-Zeichen werden innerhalb der gesamten Zeichnungen eingesetzt, um im Wesentlichen denselben Aufbau wiederzugeben und doppelte Beschreibungen von einem solchen Aufbau werden weggelassen oder vereinfacht.
  • Die Licht-emittierende Vorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Licht-emittierenden Vorrichtung 1 in Explosionsdarstellung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2 ist eine Querschnitts-Seitenansicht der in Licht-emittierender Vorrichtung 1 eingesetzten LED-Licht-Quelle 2.
  • Die Licht-emittierende Vorrichtung 1 dieser beispielhaften Ausführungsform enthält LED-Licht-Quelle 2 und den vor der LED-Licht-Quelle 2 angebrachten Wellenlängenfilter 3. Wenn hierin verwendet, betrifft die Phrase “vor der LED-Licht-Quelle 2” eine Richtung, in die das Licht von der LED-Licht-Quelle 2 emittiert wird.
  • LED-Licht-Quelle 2 kann eine LED mit einem Licht-emittierenden Teil 4 an einer Oberfläche sein. Die LED ist am Substrat 5 befestigt. Die LED-Licht-Quelle 2 enthält zum Beispiel einen GaN-basierten blauen LED-Chip, der blaues Licht mit einer Spitzen-Emissions-Wellenlänge bei 460 nm emittiert und einen YAG-basierten gelben Phosphor. LED-Licht-Quelle 2 emittiert weißes Licht durch Mischen des blauen Lichts und des gelben Lichts. Zum Beispiel ist LED-Licht-Quelle 2 vorzugsweise eine Chip-on-Board (COB) LED oder eine Oberflächenmontierte Vorrichtung(SMD)-LED.
  • Die LED-Licht-Quelle 2 enthält Basis-Element 20 mit einem rechteckigen Querschnitt, eine Licht-emittierende Einheit (LED-Chip) 21, befestigt am Basis-Element 20, Rahmen-Element 22 mit einem konkaven Teil, der LED-Chip 21 umgibt und Verkapselungsstoff 23, der den konkaven Teil von Rahmen-Element 22 füllt. Verkapselungsstoff 23 ist zum Beispiel ein Licht-durchlässiges Kunstharz, wie ein Silikonharz. Verkapselungsstoff 23 enthält Phosphor 24, der die Wellenlänge des aus LED-Chip 21 emittierten Lichts ändert. Kathoden-Elektrode 25 und Anoden-Elektrode 26 sind jeweils an einer Seite und an der anderen Seite von Basis-Element 20 vorgesehen. Kathoden-Elektrode 25 und Anoden-Elektrode 26 sind jeweils an extern angeschlossene Elektroden 27, 28 angeschlossen, die jeweils in unteren horizontalen Kanten von Basis-Element 20 ausgebildet sind. Kathoden-Elektrode 25 und Anoden-Elektrode 26 sind jeweils an Elektroden-Anschlüsse (nicht dargestellt) von LED-Chip 21 unter Verwendung von Kabel 29 angeschlossen.
  • Der konkave Teil von Rahmen-Element 22 weist eine Kreisform auf, wenn in der Draufsicht beobachtet, und weist eine Bodenfläche auf, auf der LED-Chip 21 befestigt ist, eine Öffnung, die Licht in die Außen-Richtung lenkt, und eine Seiten-Fläche, so ausgebildet, dass sie von der Bodenfläche zur Öffnung konisch auseinanderläuft. Die Seiten-Fläche ist so behandelt, dass sie Licht-reflektierende Eigenschaften aufweist, sodass von LED-Chip 21 emittiertes Licht, wirksam reflektiert wird. Der konkave Teil ist mit Verkapselungsstoff 23 gefüllt, der Phosphor 24 enthält. Die Öffnung des konkaven Teils bildet Licht-emittierenden Teil 4 von LED-Licht-Quelle 2.
  • In der LED-Licht-Quelle 2 emittiert LED-Chip 21 Licht mit einer Spitzen-Emissions-Wellenlänge bei etwa 460 nm, während Phosphor 24 Licht mit einer Spitzen-Emissions-Wellenlänge bei etwa 610 nm emittiert. Somit kann LED-Licht-Quelle 2 weißes Licht emittieren, das ein Gemisch dieser zwei Licht-Komponenten ist.
  • Wellenlängenfilter 3 enthält Matrix 31, die ein Licht-durchlässiges Kunstharz enthält, Pigment 32, das zu Matrix 31 zugegeben wird, um die Wellenlänge des Lichts zu steuern bzw. regeln und Licht-emittierendes Material 33, das Licht mit Spektral-Eigenschaften emittiert, die unterschiedlich von den Spektral-Eigenschaften des durch Matrix 31 tretenden Lichts sind. In anderen Worten emittiert Licht-emittierendes Material 33 sichtbares Licht und weist Spektral-Eigenschaften auf, die von jenen von LED-Chip 21 und jenen von Phosphor 24, eingesetzt in LED-Licht-Quelle 2, unterschiedlich sind. Außerdem wird Licht-emittierendes Material 33 selektiv eingesetzt, sodass die Spitzen-Emissions-Wellenlänge des Licht-emittierenden Materials 33 nicht mit der Spitzen-Absorptions-Wellenlänge von Pigment 32 überlappt. In anderen Worten unterscheiden sich die Spitzen-Emissions-Wellenlängen des Licht-emittierenden Materials 33 und der Spitzen-Absorptions-Wellenlänge von Pigment 32 voneinander. In Wellenlängenfilter 3 werden Licht-emittierendes Material 33 und Pigment 32 beide zu Matrix 31 gegeben. Licht-emittierendes Material 33 muss nicht unbedingt in Wellenlängenfilter 3 enthalten sein. Zum Beispiel kann Licht-emittierendes Material 33 an einer Oberfläche von Wellenlängenfilter 3 angeordnet sein oder zwischen LED-Licht-Quelle 2 und Wellenlängenfilter 3 angeordnet sein. In anderen Worten muss das Licht-emittierende Material 33 nur längs eines optischen Wegs von LED-Licht-Quelle 2 angeordnet sein.
  • Matrix 31 kann ein beliebiges Licht-durchlässiges Kunstharz-Material, Glas oder anderes Licht-durchlässiges Material sein. Beispiele von optisch transparentem Material schließen zum Beispiel thermoplastische Kunstharze, wie Poly(methylmethacrylat), Polycarbonat, cyclische Polyolefine, cyclische Polyolefincopolymere, Polymethylpenten usw., ein. Beispiele von durchscheinendem halb-transparentem Material schließen thermoplastische Kunstharze, wie Polyethylen, Polypropylen usw., ein. Andere Beispiele von durchscheinendem halb-transparentem Material schließen thermoplastische Kunstharze, erhalten durch Zugabe einer vernetzenden Komponente zu einem Methacrylat-Kunstharz oder zu einem Silikonharz, und dann Anwenden von Wärme-Energie, einem Elektronen-Strahl, UV-Strahlung oder dergleichen, zum Härten des Kunstharzes ein. Ein UV-Absorber, ein Licht-Stabilisator, ein Antioxidans, ein hydrolytischer Stabilisator usw. können, falls geeignet, abhängig von der Anwendung zu dem Kunstharz-Material, das Matrix 31 aufbaut, zugegeben werden. Es ist anzumerken, dass trotz der Veranschaulichung als ein ebenes, plättchenförmiges Element in dieser beispielhaften Ausführungsform Wellenlängenfilter 3 ein die Licht-Verteilung steuerndes Element mit einer Verarbeitungs-Form zum Streuen oder Sammeln des aus einer LED-Licht-Quelle emittierten Ausgabe-Lichts sein kann.
  • Nun wird eine Beschreibung mit Bezug auf 3 und 4 angegeben. 3 veranschaulicht eine Strukturformel von Tetraazaporphyrin-Verbindungen zur Verwendung in Wellenlängenfilter 3 von Licht-emittierender Vorrichtung 1. 4 veranschaulicht ein Licht-Absorption-Spektrum von einem Tetraazaporphyrin-Verbindung enthaltenden Wellenlängenfilter 3.
  • Pigment 32 ist eine Verbindung, die selektiv Licht mit einer speziellen Wellenlänge absorbiert. Beispiele von Pigment 32 schließen zum Beispiel Pigmente ein, die primäre organische Verbindungen, wie Tetraazaporphyrin, Tetraphenylporphyrin, Octaethylporphyrin, Phthalocyanin, Cyanin, Pyrromethen, Squarylium, Xanthen, Dioxan, Oxonol usw., enthalten. Insbesondere sind Tetraazaporphyrin-Verbindungen (siehe 3) sehr stabil gegen Bestrahlung mit Licht aus einer Licht-Quelle und werden somit vorzugsweise eingesetzt. In 3 gibt M ein Element wieder, das als das Zentral-Metall dient und R1 bis R8 geben Substituenten wieder.
  • Zum Beispiel ist Pigment 32 ein Pigment mit einer maximalen Licht-Absorptions-Wellenlänge im Bereich von einschließlich 450 nm bis 650 nm. Besonders bevorzugt ist eine Tetraazaporphyrin-Verbindung, die ein Pigment mit einer maximalen Licht-Absorption-Wellenlänge von etwa 590 nm (im Bereich von einschließlich 590 nm bis 600 nm) darstellt. 4 veranschaulicht die Licht-Absorptions-Eigenschaften von Wellenlängenfilter 3, der Matrix 31 aus einem Acryl-Kunstharz enthält (z.B. VH001, Produkt von Mitsubishi Rayon Co., Ltd.), zu dem eine Tetraazaporphyrin-Verbindung mit Kupfer als Zentral-Metall bei einer Konzentration von 3,0 ppm gegeben worden ist. Die Licht-Absorptions-Eigenschaften können zum Beispiel unter Verwendung eines autographischen Spektrophotometers (U4100, Produkt von Hitachi High-Technologies Corporation) gemessen werden.
  • Der Wellenlängen-Unterschied zwischen der Spitzen-Emissions-Wellenlänge von Licht-emittierendem Material 33 und der Spitzen-Absorptions-Wellenlänge von Pigment 32 liegt vorzugsweise im Bereich von einschließlich 10 nm bis 70 nm. Die Spitzen-Absorptions-Wellenlänge von Pigment 32, die von der Spitzen-Emissions-Wellenlänge von Licht-emittierendem Material 33 um nur 10 nm oder weniger verschieden ist, verursacht, dass das Licht, emittiert aus Licht-emittierendem Material 33, durch Absorption von Pigment 32 vermindert wird. Im Gegensatz dazu verhindert eine Spitzen-Absorptions-Wellenlänge von Pigment 32, die von der Spitzen-Emissions-Wellenlänge von Licht-emittierendem Material 33 um 70 nm oder mehr verschieden ist, dass eine Spitze bei der Spitzen-Emissions-Wellenlänge ausgeprägt ist.
  • Licht-emittierendes Material 33 kann ein organisches Phosphor-Pigment sein, wie zum Beispiel ein Cumarin-basierter Phosphor, ein Pyridin-basierter Phosphor, ein Imidazol-basierter Phosphor, ein Oxazin-basierter Phosphor, ein Perylen-basierter Phosphor, ein Rhodamin-basierter Phosphor, ein DCJTB-basierter Phosphor oder dergleichen sein Licht-emittierendes Material 33 kann auch ein anorganischer Phosphor, wie zum Beispiel ein CASN-basierter Phosphor, ein Nitrid-Phosphor, ein Silikat-Phosphor oder dergleichen, sein.
  • Wenn Pigment 32 eine Spitzen-Absorptions-Wellenlänge im Bereich von einschließlich 590 nm bis 600 nm, wie vorstehend beschrieben, aufweist, liegt die Spitzen-Emissions-Wellenlänge von Licht-emittierendem Material 33 vorzugsweise im Bereich von einschließlich 520 nm bis 570 nm oder im Bereich von einschließlich 610 nm bis 670 nm. Licht-emittierendes Material 33 kann eine Spitzen-Emissions-Wellenlänge in jedem von einem Bereich von einschließlich 520 nm bis 570 nm und einem Bereich von einschließlich 610 nm bis 670 nm aufweisen. Konfigurieren, sodass die Spitzen-Emissions-Wellenlänge(n) und die Spitzen-Absorptions-Wellenlänge in den vorstehend genannten Wellenlängen-Bereichen liegen, gestattet, dass die Spitzen-Wellenlängen von grünen und roten Licht-Komponenten ausgeprägt sind und sich folglich die Farb-Rendering-Eigenschaften des Ausgabe-Lichts verbessern. Licht-emittierendes Material 33 ist vorzugsweise ein Silikat-Phosphor oder ein Nitrid-Phosphor.
  • Nun wird eine Beschreibung mit Bezug auf 5A bis 5C angegeben. Farb-Temperaturen von in den nachstehend angeführten Proben eingesetzten LED-Licht-Quellen 2 sind jeweils 4000 K. Wellenlängenfilter 3 verwendet eine Tetraazaporphyrin-Verbindung (TAP18) als Pigment 32 und verwendet einen roten Phosphor (R670, BR101A, BR102C) oder einen grünen Phosphor (G2060, BG201B) als Licht-emittierendes Material 33. 5A veranschaulicht Spektren von Ausgabe-Licht, wenn rotes bzw. grünes Licht emittierende Materialien 33 jeweils in einer Menge von 10 Gew.-% zu Wellenlängenfilter 3 zugegeben werden. 5B veranschaulicht Spektren von Ausgabe-Licht, wenn rotes und grünes Licht emittierende Materialien 33 jeweils in einer Menge von 20 Gew.-% zugegeben werden. 5C veranschaulicht ein Spektrum von Ausgabe-Licht, wenn sowohl rotes als auch grünes Licht emittierende Materialien 33 jeweils in einer Menge von 20 Gew.-% zugegeben werden. In jeder der Proben weist Licht-emittierendes Material 33 mit einer Konzentration von 20 Gew.-% eine höhere Spitzen-Intensität bei der Spitzen-Wellenlänge auf, als die Spitzen-Intensität, die einem Licht-emittierenden Material 33 mit einer Konzentration von 10 Gew.-% in dem Spektrum einer grünen oder einer roten Komponenten-Wellenlänge entspricht.
  • Tabelle 1 stellt Bewertungs-Ergebnisse für Ausgabe-Licht von Proben von Lichtemittierender Vorrichtung 1 zusammen. Es ist anzumerken, dass Wellenlängenfilter 3 von Probe Nr. 0 keinen Phosphor enthält.
  • Tabelle 1
    Figure DE202016101294U1_0002
  • In Probe Nr. 0 wird Pigment 32 (TAP18) zu Wellenlängenfilter 3 gegeben. Der mittlere Farb-Rendering-Index (Ra) von Probe Nr. 0 weist eine Höhe von 92,6 auf. Die korrelierte Farb-Temperatur ist 4553 K, was höher ist als die Farb-Temperatur (4000 K) von LED-Licht-Quelle 2. Im Gegensatz dazu halten Proben Nr. 1 bis Nr. 3 mit roten Phosphoren R670, BR101A bzw. BR102C, zugegeben als Licht-emittierende Materialien 33 jeweils in einer Konzentration von 10 Gew.-%, hohe Werte von Ra aufrecht, die höher als 90 sind. Außerdem sind die korrelierten Farb-Temperaturen von Proben Nr. 1 bis Nr. 3 geringer als jene von Probe Nr. 0. Die Feeling-of-Contrast-Indices (FCI) [Index für die Wahrnehmung von Farbkontrasten] von Proben Nr. 1 bis Nr. 3 übersteigen 120.
  • Proben Nr. 4 und Nr. 5 mit grünen Phosphoren G2060 bzw. BG201B, zugegeben als Licht-emittierende Materialien 33 jeweils in einer Konzentration von 10 Gew.-%, zeigen Licht-emittierende Effizienzen größer als 100%, die zur Lichtemittierenden Effizienz von Probe Nr. 0 verbessert sind. Zudem zeigen Proben Nr. 9 und Nr. 10, deren Konzentrationen von Licht-emittierenden Materialien 33 jeweils 20 Gew.-% sind und die Proben Nr. 4 bzw. Nr. 5 entsprechen, noch höhere Licht-emittierende Effizienzen. Wenn hierin verwendet, betrifft der Begriff “Licht-emittierende Effizienz” einen relativen Wert hinsichtlich jenem von Probe Nr. 0, die als 100% definiert wird.
  • Die bevorzugten Index-Werte von Haut-Farbe (PS), ein Maß nahe der Haut-Farbe, die sich japanische Frauen als klar oder hell vorstellen, übersteigen in allen Proben Nr. 1 bis Nr. 10 90. Dies sind gute Ergebnisse.
  • Proben Nr. 1 bis Nr. 3 und Proben Nr. 6 bis Nr. 8 mit zugegebenen roten Phosphoren (R670, BR101A, BR102C) zeigen Farb-Temperaturen, die geringer sind als die Farb-Temperatur von Probe Nr. 0. Die Licht-emittierenden Effizienzen dieser Proben liegen unterhalb 100% und sind folglich geringer als jene von Probe Nr. 0. Proben Nr. 4, Nr. 5, Nr. 9 und Nr. 10 mit zugegebenen grünen Phosphoren (G2060, BG201B) zeigen Licht-emittierende Effizienzen von größer als 100%, und folglich größer als jene von Probe Nr. 0. Die Farb-Temperaturen dieser Proben sind geringer als die Farb-Temperatur von Probe Nr. 0.
  • Probe Nr. 11 mit sowohl einem zugegebenen roten Silikat-Phosphor als auch einem grünen Phosphor (Sr, Ca) AlSiN jeweils in einer Konzentration von 20% zeigt eine geringere Farb-Temperatur und eine größere Licht-emittierende Effizienz als jene von Probe Nr. 0.
  • Die Werte der “DUV”-Spalte in Tabelle 1 sind jeweils durch Multiplizieren einer Abweichung duv von einem Planckschen Kurvenzug mit 1000 berechnet worden. Damit Licht als weißes Licht wahrgenommen wird, ist ein DUV-Wert vorzugsweise innerhalb ±20, bevorzugter innerhalb ±10 und weiterhin vorzugsweise innerhalb ±5. In Proben Nr. 1 bis Nr. 11 fallen alle DUV-Werte in einen Bereich von ±20. Insbesondere zeigt Probe Nr. 11 einen DUV-Wert von 3,15, was stark bevorzugt ist.
  • Gemäß Wellenlängenfilter 3 dieser beispielhaften Ausführungsform verursacht Zugabe von Pigment 32 zu Wellenlängenfilter 3 Absorption von Licht in einem speziellen Wellenlängen-Bereich und somit wird die Spitze bei der Spitzen-Emissions-Wellenlänge von aus LED-Licht-Quelle 2 emittiertem Licht ausgeprägt, was eine Verbesserung der Farb-Rendering-Eigenschaften gestattet. Außerdem kann eine Zugabe von Licht-emittierendem Material 33, das primär einen roten Phosphor enthält, den Anstieg der Farb-Temperatur aufgrund der Zugabe von Pigment 32 unterdrücken, während eine Zugabe von Licht-emittierendem Material 33, das primär einen grünen Phosphor enthält, eine Verminderung in der Lichtstrommenge unterdrücken kann. Außerdem werden, wie vorstehend beschrieben, die in Pigment 32 und in Licht-emittierendem Material 33 von Wellenlängenfilter 3 eingesetzten Materialien so ausgewählt, dass die Spitzen-Emissions-Wellenlänge von Licht-emittierendem Material 33 nicht mit der Spitzen-Absorptions-Wellenlänge von Pigment 32 überlappt. Gemäß einem solchen Aufbau wird Licht, das aus Licht-emittierendem Material 33 emittiert wird, weniger wahrscheinlich von Pigment 32 absorbiert und somit kann die Licht-emittierende Effizienz verbessert werden.
  • Beleuchtungs-Vorrichtung 10, die Wellenlängenfilter 3 nutzt, wird nun mit Bezug auf 6 beschrieben. 6 ist eine perspektivische Ansicht von Beleuchtungs-Einrichtung 10, die Licht-emittierende Vorrichtung 1 nutzt.
  • In Beleuchtungs-Einrichtung 10 ist eine LED-Licht-Quelle (nicht dargestellt) in einem Gerätegehäuse 11 mit Kugelform vorgesehen. Wellenlängenfilter 3 mit Kreisform ist an einer Öffnung befestigt, die in dem Gerätegehäuse 11 vorgesehen ist. Aufgrund der Verwendung von Wellenlängenfilter 3 mit hoher Licht-Stabilität ist Beleuchtungs-Einrichtung 10 in der Lage, Beleuchtungs-Licht mit verbesserten Farb-Rendering-Eigenschaften über einen längeren Zeitraum stabil zu emittieren.
  • Wellenlängenfilter 3 enthält, wie vorstehend beschrieben, Pigment 32, das sichtbares Licht absorbiert, Pigment 32 enthaltendes Licht-durchlässiges Material 31 und Licht-emittierendes Material 33, das sichtbares Licht emittiert. Die Spitzen-Emissions-Wellenlänge von Licht-emittierendem Material 33 weicht von der Spitzen-Absorptions-Wellenlänge von Pigment 32 ab.
  • Licht-emittierendes Material 33 kann zu Licht-durchlässigem Material 31 gegeben werden.
  • Der Wellenlängen-Unterschied zwischen der Spitzen-Emissions-Wellenlänge von Licht-emittierendem Material 33 und der Spitzen-Absorptions-Wellenlänge von Pigment 32 liegt vorzugsweise im Bereich von einschließlich 10 nm bis 70 nm.
  • Die Spitzen-Absorptions-Wellenlänge von Pigment 32 liegt vorzugsweise im Bereich von einschließlich 590 nm bis 600 nm. Die Spitzen-Emissions-Wellenlänge von Licht-emittierendem Material 33 liegt vorzugsweise im Bereich von einschließlich 520 nm bis 570 nm oder im Bereich von einschließlich 610 nm bis 670 nm.
  • Pigment 32 ist vorzugsweise eine Tetraazaporphyrin-Verbindung. Licht-emittierendes Material 33 ist vorzugsweise ein Silikat-Phosphor oder ein Nitrid-Phosphor.
  • Es sollte selbstverständlich sein, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die hier beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass stattdessen zahlreiche Varianten und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Zum Beispiel weist jeder Wellenlängenfilter 3 der vorstehend beschriebenen Proben eine Matrix 31 auf, die sowohl Pigment 32 als auch Licht-emittierendes Material 33 enthält. Jedoch können Pigment 32 bzw. Licht-emittierendes Material 33 zu unterschiedlichen Matrizes 31 zugegeben werden, um jeweils Schichten entsprechend Matrizes 31 zu bilden, und Wellenlängenfilter 3 kann einen Stapel dieser Schichten einschließen. In diesem Fall verwenden diese Schichten vorzugsweise als Matrizes 31 Licht-durchlässige Materialien mit einem Brechungsindex, der im Wesentlichen identisch miteinander sind. Ein solcher Aufbau kann Totalreflexion an der Grenzfläche dieser Schichten verhindern und somit eine Verminderung in der Licht-Nutzungs-Effizienz unterdrücken. Vorstehend beschriebener Wellenlängenfilter 3 kann an einem gesonderten Licht-durchlässigen Element befestigt sein. In einem solchen Fall kann Wellenlängenfilter 3 nur in einem Teil gegenüber dem Licht-emittierenden Teil 4 von LED-Licht-Quelle 2 von dem gesonderten Licht-durchlässigen Element vorgesehen sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2010-267571 [0003, 0015]

Claims (7)

  1. Wellenlängenfilter bzw. Wellenlängensteuerungsfilter, umfassend: ein Pigment, das sichtbares Licht absorbiert; ein das Pigment enthaltendes Licht-durchlässiges Material; und ein Licht-emittierendes Material, das sichtbares Licht emittiert, wobei eine Spitzen-Emissions-Wellenlänge des Licht-emittierenden Materials von einer Spitzen-Absorptions-Wellenlänge des Pigments abweicht.
  2. Wellenlängenfilter nach Anspruch 1, wobei das Licht-emittierende Material zu dem Licht-durchlässigen Material gegeben wird.
  3. Wellenlängenfilter nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Wellenlängen-Unterschied zwischen der Spitzen-Emissions-Wellenlänge des Licht-emittierenden Materials und der Spitzen-Absorptions-Wellenlänge des Pigments im Bereich von einschließlich 10 nm bis 70 nm besteht.
  4. Wellenlängenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Spitzen-Absorptions-Wellenlänge des Pigments im Bereich von einschließlich 590 nm bis 600 nm liegt und die Spitzen-Emissions-Wellenlänge des Lichtemittierenden Materials im Bereich von einschließlich 520 nm bis 570 nm oder im Bereich von einschließlich 610 nm bis 670 nm liegt.
  5. Wellenlängenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Pigment eine Tetraazaporphyrin-Verbindung ist und das Licht-emittierende Material ein Silikat-Phosphor oder ein Nitrid-Phosphor ist.
  6. Licht-emittierende Vorrichtung, umfassend: den Wellenlängenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5; und ein Licht-emittierendes Halbleiter-Bauelement.
  7. Beleuchtungs-Einrichtung, umfassend die Licht-emittierende Vorrichtung nach Anspruch 6.
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