JP2010199144A - 光源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の光源装置は、青色発光ダイオードと、前記青色発光ダイオードから発する青色光を白色に変換する蛍光膜とから少なくとも構成されている。また、前記光源装置の蛍光膜は、金属アルコキシドおよび/または金属アルコキシドのオリゴマーに、金属酸化物微粒子、および前記青色光の一部を吸収して黄色光を発する黄色蛍光体からなる組成物を分散した分散液を塗布・焼成して形成されている。
【選択図】図1
Description
第1発明の光源装置は、青色発光ダイオードと、前記青色発光ダイオードから発する青色光を、金属アルコキシドおよび/または金属アルコキシドのオリゴマーに、金属酸化物微粒子、および前記青色光の一部を吸収して黄色光を発する黄色蛍光体からなる組成物を分散した分散液をガラス基材上に塗布・焼成して形成された蛍光体膜とから少なくとも構成され、前記青色光を前記蛍光体膜によって白色光に変換することを特徴とする。
第2発明の光源装置において、金属アルコキシドの金属は、珪素、チタン、ジルコニアから選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする。
第3発明の光源装置において、金属酸化物微粒子は、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、あるいは、これらの複合酸化物から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする。
第4発明の光源装置は、少なくとも一部がガラス基材からなる筐体と、前記筐体の内部に取り付けられている青色発光ダイオード組立体と、金属アルコキシドおよび/または金属アルコキシドのオリゴマーに、金属酸化物微粒子、および前記青色光の一部を吸収して黄色光を発する黄色蛍光体からなる組成物を分散した分散液を前記ガラス基材の内壁面および/または外壁面に塗布・焼成して形成された蛍光体膜と、前記青色発光ダイオード組立体と電気的に接続されているとともに、前記筐体に設けられている電源接続部とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
第5発明の光源装置は、少なくとも一部が電球状ガラス基材からなる筐体と、前記筐体の内部に取り付けられている青色発光ダイオード組立体と、金属アルコキシドおよび/または金属アルコキシドのオリゴマーに、金属酸化物微粒子、および前記青色光の一部を吸収して黄色光を発する黄色蛍光体からなる組成物を分散した分散液を前記電球状ガラス基材の内壁面および/または外壁面に塗布・焼成して形成された蛍光体膜と、前記青色発光ダイオード組立体に電力を供給する電源装置と、前記電源装置に電気的に接続されているソケット部とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
第6発明の光源装置において、青色発光ダイオード組立体は、前記筐体または電球状透光性部材の内部に、電気および熱の伝導体によって懸架されていることを特徴とする。
第7発明の光源装置において、蛍光体膜の膜厚は、20μmから200μmであることを特徴とする。
第8発明の光源装置において、ソケット部は、照明器具にねじ込む螺合部と放熱部分とから構成されていることを特徴とする。
第9発明の光源装置において、ガラス基材は、凸面および/または凹面を有するレンズからなることを特徴とする。
第1発明の光源装置は、青色発光ダイオードと、前記青色発光ダイオードから発する、たとえば、455nmの青色光を白色に変換する蛍光体膜とから少なくとも構成されている。また、前記光源装置の蛍光体膜は、金属アルコキシドおよび/または金属アルコキシドのオリゴマーに、金属酸化物微粒子、および前記青色光の一部を吸収して黄色光を発する黄色蛍光体からなる組成物を分散した分散液をガラス基材上に塗布・焼成して形成されている。前記ガラス基材は、必ずしも水平面ではなく、曲面も含む。
第2発明の光源装置における蛍光体膜は、金属アルコキシドの金属を珪素、チタン、ジルコニアから選ばれた少なくとも1種とするため、塗布あるいは噴霧が容易にできるとともに、均一に形成される。前記金属アルコキシドは、前記蛍光体膜の耐熱性、耐久性を向上させることができる。また、前記蛍光体膜は、酸化珪素を主成分としたSOG(Spin on Glass)、あるいは前記SOGに、エタノール、メタノール、アセトン、イソプロピレンアルコール(IPA)、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテルの内の少なくとも一つの溶媒に溶かした液体を基にして形成されたものも含む。特に、前記金属アルコキシドは、シリコンアルコキシドが好ましい。
M(OR)n R’4-n ・・・(I)
(n=1〜4の整数でR、R’は炭素数1〜4のアルキル基であり、MはSi、Ti、Zr等の前周期遷移金属)
で示される金属アルコキシドおよび/またはこのオリゴマーある。
前記金属アルコキシドの具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシ等のシリコンアルコキシド、チタンテトラメトキシド、チタンテトラエトキシド等のチタンアルコキシド、ジルコニアテトラプロポキシド、ジルコニアテトライソプロポキシド、ジルコニアテトラブトキシド等のジルコニアアルコキシド等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、また2種以上を組合わせて用いてもよい。なお、前記金属アルコキシドの中では、特にシリコンアルコキシドが好ましい。
第3発明の光源装置におけ前記金属酸化物微粒子は、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、あるいは、これらの複合酸化物から選ばれた少なくとも1種からなる。前記組成物を含んだ蛍光体膜は、粘度を上げることができるため、分散液中の金属酸化物微粒子が沈殿することなく、均一な厚さに塗布することができる。前記組成物を含んだ蛍光体膜は、屈折率が1.4から1.7の範囲にあり、照明器具に用いた場合、発光効率を向上させることができる。
第4発明の光源装置は、一部が透光性部材からなる筐体と、青色発光ダイオードからの光を白色光に変換する蛍光体膜と、青色発光ダイオード組立体と、前記筐体に設けられた電源接続部とから少なくとも構成されている。前記筐体は、前記発光ダイオードからの光を外部に照射するため、少なくとも一部が透光性部材から構成されている。前記蛍光体膜は、金属アルコキシドおよび/または金属アルコキシドのオリゴマーに、BET表面積が30m2 /gから300m2 /gの金属酸化物微粒子、および前記青色光の一部を吸収して黄色光を発する黄色蛍光体からなる組成物からなる分散液を塗布・焼成して形成される。
第5発明の光源装置は、第4発明の筐体の形状が特定されていないのに対して従来の電球にとって代わることができるよう、電球状透光性部材(ガラス基材)から構成されている。蛍光体膜および青色発光ダイオード組立体は、第4発明とほぼ同じものであってもよい。前記蛍光体膜は、前記電球状透光性部材の内壁面および/または外壁面にコーティングされている。青色発光ダイオード組立体は、前記電球状透光性部材の内部に取り付けられている。また、前記電球状透光性部材は、下部にソケット部が設けられており、前記青色発光ダイオード組立体と電源装置を介して前記ソケット部の導電螺合部に接続されている。
第6発明の光源装置における青色発光ダイオード組立体は、前記筐体または電球状透光性部材の内部において、たとえば、アルミニウムまたはアルミニウムにアルマイト処理した部材からなる支柱によって懸架されている。前記アルミニウム等は、電気および熱の伝導が優れいるため、放熱性に優れている。また、前記放熱性に優れている前記支柱は、ソケットを介して電力線に接続されているため、前記青色発光ダイオードから発生する熱を前記電力線に対して放熱することで、放熱効率を向上させることができる。
第7発明の光源装置における蛍光体膜は、前記溶液によりコーティングされているため、膜厚を20μmから200μmとすることができる。前記蛍光体膜は、前記コーティング後に、加熱温度を100℃から500℃、焼成時間を10分から60分とすることで、60℃90%1000時間、85℃85%1000時間、あるいは、プレシャー クッカー テスト(PCT)121℃ 2atom 96時間に合格し、膜質に変化が見られなかった。また、前記蛍光体膜は、温度に強く、一度焼成すると、1000℃によっても変化がないものを得ることができた。さらに、前記蛍光体膜は、蛍光体材料を溶媒に溶かして噴霧または塗布した後、焼成しているため、膜厚を薄く均一にできるとともに、経年変化の少ない耐久性の高いものとすることができる。
第8発明の光源装置におけるソケット部は、電球状透光性部材の下部に設けられており、照明器具にねじ込む導電螺合部と放熱部分とから構成されている。前記放熱部分は、前記導電螺合部と同じように、凹凸を形成することにより、光源装置として放熱性に優れているのみならず、デザイン的にも優れている。
第9発明の光源装置は、透光性部材を凸面および/または凹面を有するレンズとすることができる。前記レンズは、たとえば、懐中電灯等小型の光源装置の先端部に設けることで、より強い光を照射することができる。
11・・・アウタバルブ(電球状透光性部材)
12・・・SOG蛍光体膜(蛍光体膜)
13・・・基板(青色発光ダイオード組立体)
131・・・発光ダイオード(青色発光ダイオードチップ)
132・・・セラミック基板
133、134・・・電極
135・・・リード線(ボンディングワイヤ)
14、14′・・・支柱
15・・・放熱材(放熱部)
151・・・フィラー(凹凸部)
152・・・ヒートシンク
153・・・空間部
16・・・ソケット
161・・・口金(導電螺合部)
162・・・口金(導電端部)
17・・・点灯回路(電源部)
18、18′・・・リード線
19、19′・・・リード線
20・・・表面実装型LED(光源装置)
21・・・ヒートシンク(取付基板)
211、212・・・電極
22・・・反射枠
23・・・青色発光ダイオード組立体
231・・・基板
232・・・発光ダイオード(青色発光ダイオードチップ)
233・・・リード線(ボンディングワイヤ)
24・・・樹脂モールド(透光性部材)
25・・・蛍光体膜
Claims (9)
- 青色発光ダイオードと、
前記青色発光ダイオードから発する青色光を、金属アルコキシドおよび/または金属アルコキシドのオリゴマーに、金属酸化物微粒子、および前記青色光の一部を吸収して黄色光を発する黄色蛍光体からなる組成物を分散した分散液をガラス基材上に塗布・焼成して形成された蛍光膜と、
から少なくとも構成され、前記青色光を前記蛍光膜によって白色光に変換することを特徴とする光源装置。 - 前記金属アルコキシドの金属は、珪素、チタン、ジルコニアから選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載された光源装置。
- 前記金属酸化物微粒子は、酸化珪素、酸化チタン、酸化アルミニウム、あるいは、これらの複合酸化物から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載されている光源装置。
- 少なくとも一部がガラス基材からなる筐体と、
前記筐体の内部に取り付けられている青色発光ダイオード組立体と、
金属アルコキシドおよび/または金属アルコキシドのオリゴマーに、金属酸化物微粒子、および前記青色光の一部を吸収して黄色光を発する黄色蛍光体からなる組成物を分散した分散液を前記ガラス基材の内壁面および/または外壁面に塗布・焼成して形成された蛍光体膜と、
前記青色発光ダイオード組立体と電気的に接続されているとともに、前記筐体に設けられている電源接続部と、
から少なくとも構成されている光源装置。 - 少なくとも一部が電球状ガラス基材からなる筐体と、
前記筐体の内部に取り付けられている青色発光ダイオード組立体と、
金属アルコキシドおよび/または金属アルコキシドのオリゴマーに、金属酸化物微粒子、および前記青色光の一部を吸収して黄色光を発する黄色蛍光体からなる組成物を分散した分散液を前記電球状ガラス基材の内壁面および/または外壁面に塗布・焼成して形成された蛍光体膜と、
前記青色発光ダイオード組立体に電力を供給する電源装置と、
前記電源装置に電気的に接続されているソケット部と、
から少なくとも構成されている光源装置。 - 前記青色発光ダイオード組立体は、前記筐体または電球状ガラス基材の内部に、電気および熱の伝導体によって懸架されていることを特徴とする請求項4または請求項5に記載されている光源装置。
- 前記蛍光体膜の膜厚は、20μmから200μmであることを特徴とする請求項4から請求項6のいずれか1項に記載されている光源装置。
- 前記ソケット部は、照明器具にねじ込む螺合部と放熱部分とから構成されていることを特徴とする請求項5に記載された光源装置。
- 前記ガラス基材は、凸面および/または凹面を有するレンズからなることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載された光源装置。
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