JP2013254972A - 光放出蛍光体を包含するled照明装置 - Google Patents

光放出蛍光体を包含するled照明装置 Download PDF

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Abstract

【課題】照明装置のための光学要素ならびに照明装置および光学要素を製作する方法を提供する。さらに、光学要素を被覆する照明装置における光学設計の部分としての蛍光体材料を提供する。
【解決手段】照明装置は、第一の波長範囲を有する放射を放出するように構成された、LEDチップである放射源22、前記第一の波長範囲の放射の少なくとも一部を吸収し、第二の波長範囲を有する放射を放出するように構成された、フォトルミネッセンス材料である蛍光体30、および少なくとも前記第一の波長範囲の放射が通過する、球形のシェルである光学要素26を含む。LEDは、光学要素の内部表面36上に蛍光体を備える。
【選択図】図5

Description

発明の背景
発明の分野
本発明は、フォトルミネッセンス材料である光放出蛍光体を包含する光放出ダイオード(LED)を含み、所望の色、換言すれば、LEDからの波長スペクトルの異なる部分の光を生成する、固体状態の照明用途に関するものである。とりわけ、非限定的に、本発明は、スペクトルの可視部分の光、とりわけ、非限定的に、白色光を生成する、LEDに基づく照明装置に関係する。また、本発明は、そのような照明装置のための光学要素ならびに照明装置および光学要素を製作する方法を提供する。そのうえ、本発明は、光学要素を被覆するためか、照明装置における光学設計の部分としての蛍光体材料を提供する。
当技術分野の状態
本特許出願に関連し、光を300nm(紫外線)〜1000nm(赤外線)の波長範囲の電磁放射として画定する。主として、非限定的に、本発明は、スペクトルの可視部分の380〜750nmの光を放出する照明装置に関係する。
白色光放出ダイオード(LED)は、当技術分野において公知であり、比較的最近の革新である。電磁スペクトルの青色/紫外線で放出するLEDが開発されて以降、LEDに基づく白色光源の開発が実用的となった。公知のように、白色光を生成するLED(「白色LED」)は、LEDが放出する放射の一部を吸収し、異なる色(波長)の放射を再放出する蛍光体、換言すれば、フォトルミネッセンス材料を包含する。例として、LEDがスペクトルの可視部分の青色光を放出し、蛍光体が黄色光を再放出する。あるいは、蛍光体は、緑色および赤色光、緑色および黄色または黄色および赤色光の組み合わせを放出することができる。LEDが放出する可視青色光のうち、蛍光体によって吸収されない一部は、放出された黄色光と混合し、視覚には白色として見える光を提供する。公知の黄色蛍光体は、蛍光体の組成に依存し、530〜590nmの波長範囲で変動する主要な放出波長ピークを有するYAG系蛍光体である。蛍光体のさらなる例は、フォトルミネッセンス材料が式ASiO:Eu2+Dを有し、ここで、AがSr、Ca、Ba、Mg、ZnおよびCdからなる群から選択される二価金属であり、DがF、Cl、Br、I、P、SおよびNからなる群から選択されるドーパントである、本発明者らの同時係属中の特許出願である米国特許出願第2006/0028122号に記載されている。そのような蛍光体は、公知のYAG化合物またはケイ酸塩系蛍光体のいずれも上回る強度の光を放出する。
白色LEDは、通常、多くの100、000時間というその長い動作寿命およびその高い効率のため、潜在的に、白熱光源を置き換えることができると予測される。すでに、高輝度LEDは、車両ブレーキ灯および指示器と同様に、交通信号灯およびフラッシュ灯に使用されている。
LEDから放出された光の強度を増加させるため、プラスチック材料またはガラスで作製されたレンズを包含させ、光放出を集光し、それにより、強度を増加させることが公知である。図1を参照すると、高輝度白色LED2を示している。LED2は、プラスチックまたは金属反射カップ6内に実装されたLEDチップ4を含み、LEDチップは、その後、封入用材料、通常、エポキシ樹脂8に封入される。封入材料は、色変換を提供するための蛍光体材料を包含する。通常、カップ6の内部表面は、銀めっきされ、封入用エポキシ樹脂8の表面に実装されたレンズ10に向けて迷光を反射する。
本発明者は、そのような装置が制約を有することを認識し、本発明は、少なくとも部分的にこれらの制約を緩和するための試みにおいて生じた。例として、1Wよりも大きい高強度出力を有する高強度LEDでは、LEDの出力での高い温度と蛍光体材料へのその近接とが組み合わさり、温度依存性の光特性がもたらされることができ、場合によっては、蛍光体材料の熱劣化が発生することができる。また、異なる経路長を通過する光は、相違する量の蛍光体に当たり、吸収されることから、蛍光体がエポキシ樹脂内に分散していると、そのようなLEDが放出する光の色の均一性を維持するのが困難であることができる。そのうえ、そのようなLEDの製作は、封入および後続のレンズの設置のため、時間がかかる。
本発明の第一の態様によると、第一の波長範囲を有する放射を放出するように構成された放射源;前記第一の波長範囲の放射の少なくとも一部を吸収し、第二の波長範囲を有する放射を放出するように構成された蛍光体;および少なくとも前記第一の波長範囲の放射が通過する光学要素を含み、蛍光体が光学要素の表面上に提供されることを特徴とする、照明装置を提供する。本発明は、製造工程、よってコストを削減する効果を提供し、出力光のより均一な色も提供する。
有利には、蛍光体が実質的に均一な厚さの層として光学要素の表面上に提供される。そのような配置は、放出される光のより均一な色を確保する。
光学要素は、多数の形態を有することができ、通常、放射を集光し、放出された光の強度を増加させるためのレンズを含む。あるいは、光学要素は、放射を方向付け、したがって、放射が通過する導波路または窓として機能するためのものであることができる。蛍光体を光学要素の内部または外部表面上に提供することができ、これにより、前記第二の波長範囲の放射も光学要素を通過するかどうかが決定する。例として、一つの具現化では、光学要素が実質的に平坦な表面を有し、蛍光体が前記実質的に平坦な表面上に提供される。蛍光体を平坦な表面に塗布する効果として、均一な厚さの層を作ることがより簡易である。あるいは、光学要素が凸または凹表面を有することができ、蛍光体が前記凸または凹表面上に提供される。
一つの具現化では、光学要素が実質的に半球形の表面を有し、蛍光体が前記半球形の表面上に提供される。好ましくは、光学要素が実質的に半球形のシェルを含み、蛍光体が半球形の内部表面上に提供される。あるいは、蛍光体を半球形の外部表面の少なくとも部分上に提供することができる。さらなる代替実施態様では、光学要素が実質的に球形のシェルを含み、蛍光体が球形の内部または外部表面の少なくとも部分上に提供される。そのような形態は、白熱光源を置き換えるための光源として特定の用途を見出す。なおさらなる実施態様では、光学要素が中空円筒を含み、蛍光体が内部または外部表面の少なくとも部分上に提供される。
有利には、光学要素がプラスチック材料、例えば、ポリカーボネートおよびシリコーンまたはガラス、例えば、シリカ系ガラスで作製される。光学要素は、前記第一の波長範囲の放射を少なくとも実質的に透過させる材料を含み、蛍光体が要素の内部表面上に提供される場合、材料は、さらに、第二の波長範囲の放射を実質的に透過させる。
好ましい具現化では、蛍光体が、エポキシ樹脂、シリコーン材料またはポリマー材料に組み入れられ、混合物を形成する粉末を含み、その後、蛍光体混合物が光学要素に塗布され、光学要素表面上に蛍光体の層を形成する。照明装置から放出される光の均一性を向上させるため、蛍光体混合物は、有利には、さらに光拡散材料、例えば、酸化チタン、シリカ、アルミナなどを組み入れる。そのような光拡散材料は、可能な限り低い光吸収性を有する。
蛍光体は、有利には、300nm〜550nmの波長範囲の放射によって照射されたときにルミネッセンス光を放出する蛍光体を含む。蛍光体の一つの例は、有利には、式(YA)(AlB)(OC)12:Ce3+を有し、ここで、AがGd、Tb、La、Smを含む群から選択される三価金属または二価金属イオン、例えば、Sr、Ca、Ba、Mg、ZnおよびCdであり、BがSi、B、PおよびGaを含み、CがF、Cl、Br、I、P、SおよびNを含む群から選択されるドーパントである、フォトルミネッセンス材料を含むYAG系蛍光体を含む。もう一つの具現化では、蛍光体は、式ASiO:Eu2+Dを有し、ここで、AがSr、Ca、Ba、Mg、ZnおよびCdを含む群から選択される二価金属であり、DがF、Cl、Br、I、P、SおよびNを含む群から選択されるドーパントである、フォトルミネッセンス材料を含む。
なおさらなる実施態様では、ケイ酸塩系橙色−赤色蛍光体が式(SrM1)Si(OD):Euを有し、ここで、M1がBa、Ca、Mg、Znを含む群から選択され、DがF、Cl、SおよびNを含む群から選択される。そのような蛍光体は、有利には、緑色から黄色(580〜630nm)の波長範囲の光を放出するために使用される。
あるいは、蛍光体は、式(SrM1)Siを有し、ここで、M1がSr、Ca、MgおよびZnを含む群から選択される、窒化ケイ素系赤色蛍光体を含む。
もう一つの実施態様では、蛍光体は、(SrM1)Sの式を有し、ここで、M1がCa、BaおよびMgを含む群から選択される、硫酸塩系赤色蛍光体を含む。
なおもう一つの実施態様では、蛍光体は、(SrM1)(GaM2):Euの式を有し、ここで、M1がCa、BaおよびMgを含む群から選択され、M2がAlおよびInを含む群から選択される、硫酸塩系緑色蛍光体を含むことができる。
好ましくは、放射源が光放出ダイオード、有利には、窒化ガリウム系LEDを含む。
本発明は、白色光源のための特定の用途を見出し、300〜500nmの波長範囲を有する放射を放出するように放射源が動作可能である。好ましくは、450〜700nmの範囲にわたる波長を有する放射を放出するように蛍光体組成が構成される。
本発明の第二の態様によると、第一の波長範囲を有する放射を放出するように構成された放射源;前記第一の波長範囲の放射の少なくとも一部を吸収し、第二の波長範囲を有する放射を放出するように構成された蛍光体;および少なくとも前記第一の波長範囲の放射が光学要素を通過するように構成された前記光学要素を含み、前記蛍光体が前記光学要素の表面上に提供されることを特徴とする、一種の照明装置のための光学要素を提供する。
そのような光学要素は、製造工程を削減、よってコストを削減する効果を提供し、より均一な色の光を放出する。また、そのような光学要素を使用し、LED装置における直接的な色変換を提供することができる。
光学要素によって生成される光の色の均一性を確保するため、蛍光体は、有利には、実質的に均一な厚さの層として光学要素の前記表面上に提供される。
製作を簡易にするため、光学要素は、好ましくは、実質的に平坦な表面を有し、蛍光体が前記実質的に平坦な表面上に提供される。あるいは、光学要素が凸または凹表面を有し、例として、噴霧または印刷に関する被覆方法により、蛍光体を前記凸または凹表面上に提供する。
一つの具現化では、光学要素が実質的に半球形の表面を有し、蛍光体が前記半球形の表面上に提供される。光学要素が実質的に半球形のシェルを含むことができ、蛍光体が半球形の内部表面上に提供される。そのような装置は、蛍光体の環境的保護を提供する。あるいは、蛍光体が半球形の外部表面上に提供される。さらなる実施態様では、光学要素が実質的に球形のシェルを含み、蛍光体が球形の内部または外部表面の少なくとも部分上に提供される。なおさらなる具現化では、光学要素が中空円筒を含み、蛍光体が内部または外部表面の少なくとも部分上に提供される。
好ましくは、蛍光体が、エポキシ樹脂、シリコーン材料またはポリマー材料に組み入れられ、混合物を形成する粉末を含み、その後、蛍光体混合物が光学要素に塗布され、光学要素表面上に蛍光体の層を形成する。均一な光強度出力を確保するため、蛍光体混合物は、有利には、さらに光拡散材料を含む。
好ましくは、光学要素がプラスチック材料またはガラスから製作される。
蛍光体は、有利には、式ASiO:Eu2+Dを有し、ここで、AがSr、Ca、Ba、Mg、ZnおよびCdを含む群から選択される二価金属であり、DがF、Cl、Br、I、P、SおよびNを含む群から選択されるドーパントである、フォトルミネッセンス材料を含む。
本発明の第三の態様によると、照明装置を製作する方法であって、:第一の波長範囲を有する放射を放出するように構成された放射源および前記放射が通過する光学要素を提供する工程;ならびに前記第一の波長範囲の放射の少なくとも一部を吸収し、第二の波長範囲を有する放射を放出するように構成された蛍光体を光学要素の表面上に提供する工程を含む、方法を提供する。
有利には、方法は、さらに、蛍光体を実質的に均一な厚さの層として光学要素の表面上に提供する工程を含む。
光学要素は、実質的に平坦な表面、凸または凹表面を有することができ、方法は、蛍光体を前記実質的に平坦な表面、凸または凹表面上に提供する工程を含む。
一つの具現化では、光学要素が実質的に半球形の表面を有し、方法が蛍光体を前記半球形の表面上に提供する工程を含む。好ましくは、光学要素が実質的に半球形のシェルを含み、方法が蛍光体を半球形の内部または外部表面上に提供する工程を含む。あるいは、光学要素が実質的に球形のシェルを含むことができ、方法が蛍光体を球形の内部または外部表面の少なくとも部分上に提供する工程を含む。さらなる代替配置では、光学要素が中空円筒を含み、方法が蛍光体を内部または外部表面の少なくとも部分上に提供する工程を含む。
好ましくは、光学要素がプラスチック材料またはガラスから製作される。
本発明のさらなる態様によると、第一の波長範囲を有する放射を放出するように構成された放射源;前記第一の波長範囲の放射の少なくとも一部を吸収し、第二の波長範囲を有する放射を放出するように構成された蛍光体;および少なくとも前記第一の波長範囲の放射が光学要素を通過するように構成される前記光学要素を含む、一種の照明装置のための光学要素を製作する方法であって、前記蛍光体を光学要素の表面上に提供する工程を含む、方法を提供する。
均一な色変換を確保するため、方法は、有利には、蛍光体を実質的に均一な厚さの層として提供する工程を含む。
光学要素が実質的に平坦な表面を有するとき、方法は、好ましくは、蛍光体を前記実質的に平坦な表面上に提供する工程を含む。
あるいは、光学要素が凸または凹表面を有する場合、方法は、蛍光体を前記凸または凹表面上に提供する工程を含むことができる。
なおさらなる代替配置では、光学要素が実質的に半球形の表面を有し、方法が蛍光体を前記半球形の表面上に提供する工程を含む。光学要素が実質的に半球形のシェルを含む場合、方法は、蛍光体を半球形の内部または外部表面上に提供する工程を含む。また、光学要素が実質的に球形のシェルを含む場合、方法は、蛍光体を球形の内部または外部表面の少なくとも部分上に提供する工程を含む。あるいは、光学要素が中空円筒を含むことができ、方法が蛍光体を内部または外部表面の少なくとも部分上に提供する工程を含む。
好ましい方法では、蛍光体が粉末を含み、方法は、エポキシ樹脂またはシリコーン材料またはポリマー材料に蛍光体を組み入れ、混合物を形成する工程と、その後、蛍光体混合物を光学要素に塗布し、光学要素表面上に蛍光体の層を形成する工程とを含む。光学要素の表面上への混合物の塗装、噴霧または他の公知の堆積手法により、混合物を塗布することができる。蛍光体を平坦な表面に塗布するとき、有利には、光学要素を回転またはテープ成形し、表面にわたって均一に混合物を分散させ、それにより、蛍光体形態の均一な厚さを確保する。
有利には、方法は、さらに、光拡散材料、例として、酸化チタン、シリカ、アルミナを蛍光体混合物に組み入れる工程を含む。あるいは、光拡散材料を別の層として提供することができる。
有利には、蛍光体は、式ASiO:Eu2+Dを有し、ここで、AがSr、Ca、Ba、Mg、ZnおよびCdを含む群から選択される二価金属であり、DがF、Cl、Br、I、P、SおよびNを含む群から選択されるドーパントである、フォトルミネッセンス材料を含む。
方法は、さらに、光学要素をプラスチック材料またはガラスから製作する工程を含む。
製作を簡易にするため、本発明の特に好ましい方法に従い、共通の平坦な表面を有する光学要素の配列の形態で複数の光学要素であり、蛍光体を平坦な表面上に堆積させる。有利には、蛍光体を実質的に均一な厚さの層として光学要素の配列の平坦な表面上に提供する。
本発明のさらなる態様に従い、LEDの光学要素を被覆するための蛍光体材料であって、エポキシ樹脂、シリコーン材料またはポリマー材料に組み入れられた蛍光体粉末を含む、蛍光体材料を提供する。有利には、蛍光体材料は、さらに光拡散材料を組み入れる。
本発明のなおさらなる態様に従い、第一の波長範囲を有する放射を放出するように構成された放射源;前記第一の波長範囲の放射の少なくとも一部を吸収し、第二の波長範囲を有する放射を放出するように構成された蛍光体;および少なくとも前記第一の波長範囲の放射が光学要素を通過するように構成される前記光学要素を含み、前記蛍光体が前記光学要素に組み入れられることを特徴とする、一種の照明装置のための光学要素を提供する。
すでに記載されているような公知の白色LEDの模式図である。 本発明に従ったLED照明装置の模式図である。 本発明に従ったLED照明装置の模式図である。 本発明に従ったLED照明装置の模式図である。 本発明に従ったLED照明装置の模式図である。 本発明に従ったLED照明装置の模式図である。 本発明に従ったLED照明装置の模式図である。 本発明に従ったLED照明装置のための光学要素を製作する方法の模式図である。
発明の実施態様の詳細な説明
本発明がより良く理解されるため、次に、添付の図面を参照しながら、本発明の実施態様を例としてのみ記載する。
図2を参照すると、本発明に従ったLED照明装置20を示している。LED照明装置20は、選択した色の光、例として、白色光を生成するためのものである。照明装置は、好ましくは、300〜500nmの範囲の波長の放射である光を作るように動作可能なLEDチップ22、好ましくは、窒化ガリウムチップを含む。LEDチップ22は、その内部表面に堆積された金属性銀を有し、照明装置の出力に向けて光を反射するステンレス鋼の囲いまたは反射カップ24の内側に実装される。凸レンズ26が提供され、装置から出力された光を集光する。例示する例では、レンズ26は、実質的に半球形の形態である。レンズ26は、プラスチック材料、例えば、ポリカーボネートもしくはガラス、例えば、シリカ系ガラスまたはLEDチップ22によって生成される光の波長を実質的に透過させる任意の材料で作製することができる。
図2の実施態様では、レンズ26は、レンズを囲い22に実装する前に蛍光体30の層が提供される、平坦な、実質的に平面である表面28を有する。その参照により本明細書に内容が組み入れられる、本発明者らの同時係属中の特許出願である米国特許出願第2006/0028122号に開示されているように、蛍光体30は、好ましくは、式ASiO:Eu2+Dを有し、ここで、AがSr(ストロンチウム)、Ca(カルシウム)、Ba(バリウム)、Mg(マグネシウム)、Zn(亜鉛)およびCd(カドミウム)を含む群から選択される二価金属であり、DがF(フッ素)、Cl(塩素)、Br(臭素)、I(ヨウ素)、P(リン)、S(硫黄)およびN(窒素)を含む群から選択されるドーパントである、フォトルミネッセンス材料を含む。粉末の形態である蛍光体と接着材料、例えば、エポキシもしくはシリコーン樹脂または透過ポリマー材料とを混合し、その後、混合物をレンズの表面に塗布し、蛍光体層30を提供する。塗装、滴下もしくは噴霧または当業者に容易に明らかである他の堆積手法により、混合物を塗布することができる。また、蛍光体混合物は、好ましくは、さらに光拡散材料、例えば、酸化チタン、シリカまたはアルミナを包含し、より均一な光出力を確保する。
照明装置から放出される光の色は、蛍光体組成と同様に、蛍光体から発する出力光の比率を決定する蛍光体層の厚さの適切な選択により、制御することができる。均一な出力色を確保するため、蛍光体層は、好ましくは、均一な厚さであり、20〜500μmの範囲の通常の厚さを有する。
本発明の照明装置の効果として、蛍光体をLEDパッケージの封入材料に組み入れる必要がない。また、適切な蛍光体層を有する異なるレンズを提供することにより、装置によって出力される光の色を容易に変化させることができる。これにより、共通のレーザパッケージを大規模に生産することができる。また、そのようなレンズは、LED照明装置における直接的な色変換を提供する。
図3を参照すると、蛍光体30がレンズ26の外部凸表面32上の層として提供される、さらなる実施態様に従ったLED照明装置を示している。この実施態様では、レンズ26がドーム状の形態である。
図4は、レンズ26が実質的に半球形のシェルを含み、蛍光体30がレンズ26の内部表面34上に提供される、さらなる実施態様に従ったLED照明装置を示す。内部表面上に蛍光体を提供する効果として、レンズ26は、その後、LEDおよび蛍光体に環境的保護を提供する。あるいは、蛍光体をレンズ26の外部表面の層として塗布することができる(図示せず)。
図5は、光学要素であるレンズ26が実質的に球形のシェルを含み、蛍光体30が球形の内部36または外部38表面の少なくとも部分上の層として堆積され、LEDチップ22が球形のシェル内に実装される、LED装置を例示する。放射の均一な放出を確保するため、有利には、複数のLEDチップを組み入れ、それぞれが相違する方向に光を放出するようにチップを位置付ける。そのような形態は、既存の白熱光源(光電球)を置き換えるための光源として好ましい。
図6を参照すると、光学要素26が中空円筒状の形態を含み、蛍光体が湾曲した内部40または外部42表面に塗布される、さらなる装置を示している。そのような装置では、レーザチップは、好ましくは、円筒の軸に沿って配置されるレーザチップの直線配列を含む。あるいは、レンズ26が固体の円筒を含むことができる(図示せず)。
図7は、光学要素が固体の実質的に球形のレンズ26を含み、蛍光体が球形の表面44の少なくとも部分上に提供される、LED装置を示す。好ましい配置では、例示するように、蛍光体を表面の一部のみに塗布し、その後、囲いによって画定される体積内に表面を実装する。このようにレンズ26を実装することにより、蛍光体30の環境的保護を提供する。
図8を参照すると、本発明に従ったレンズを製作する好ましい方法を示している。蛍光体30が提供される共通の平坦な表面48を有する、レンズ46の配列が提供される。例示する例では、レンズ36が実質的に半球形の形態である。蛍光体を堆積させた後、レンズを分離させ、LEDアセンブリに実装することができる。そのような方法は、光学要素の大量生産に特に有利であることが見出される。
本発明は、記載した具体的な実施態様に制限されず、本発明の範囲内にある変形を作製することができることが認識される。例として、先の説明ではレンズを参照しているが、蛍光体を他の光学要素、例えば、例として、光が必ずしも集光されるか、方向付けられることなく通過する窓または光を誘導し、方向付ける導波路上に堆積させることができる。また、光学要素は、当業者に容易に明らかである多くの形態を有することができる。
蛍光体およびLEDチップを要求される用途に依存して選択し、所望の色の光を提供することができることが認識される。二つ以上の蛍光体材料を提供し、放出される光のスペクトルの内容である所望の色を得ることも想定される。粉末状材料を混合し、それらを単一の層内に組み入れるか、あるいは異なる蛍光体の多重の層を提供することにより、異なる蛍光体を提供することができる。
好ましい蛍光体の例は、:
・式(YA)(AlB)(OC)12:Ce3+を有し、ここで、AがGd(ガドリニウム)、Tb(テルビウム)、La(ランタン)、Sm(サマリウム)を含む群から選択される三価金属または二価金属イオン、例えば、Sr(ストロンチウム)、Ca(カルシウム)、Ba(バリウム)、Mg(マグネシウム)、Zn(亜鉛)およびCd(カドミウム)であり、BがSi(ケイ素)、B(ホウ素)、P(リン)およびGa(ガドリニウム)を含み、CがF(フッ素)、Cl(塩素)、Br(臭素)、I(ヨウ素)、P(リン)、S(硫黄)およびN(窒素)を含む群から選択されるドーパントである、フォトルミネッセンス材料を含むYAG系蛍光体;
・一般式(SrM1)Si(OD):Euであり、ここで、M1がBa、Ca、Mg、Znを含む群から選択され、DがF、Cl、SおよびNを含む群から選択される、ケイ酸塩系橙色−赤色蛍光体(そのような蛍光体は、緑色から黄色(580〜630nm)の波長範囲の光を放出するために使用することができる);
・(SrM1)Siの一般式であり、ここで、M1がSr、Ca、MgおよびZnを含む群から選択される、窒化ケイ素系赤色蛍光体;
・一般式(SrM1)Sを有し、ここで、M1がCa、BaおよびMgを含む群から選択される、硫酸塩系赤色蛍光体;ならびに
・一般式(SrM1)(GaM2):Euを有し、ここで、M1がCa、BaおよびMgを含む群から選択され、M2がAlおよびInを含む群から選択される、硫酸塩系緑色蛍光体
である。
LED照明装置を提供することに加え、本発明は、さらに、新規な光学要素およびその製作の方法を提供する。
さらなる実施態様では、光学要素を含む材料に蛍光体を組み入れることも想定される。また、蛍光体を封入用材料上の層として提供することができる。

Claims (13)

  1. 光透過性で実質的に球形のシェルと、前記シェルの中に配置され、第1の波長範囲の光を生成するように動作可能である少なくとも一つのLEDと、前記LEDにより放出された光の少なくとも一部を吸収し、異なる波長範囲の光を放出するように動作可能である少なくとも一つの蛍光体と、を備える照明装置であって、前記装置により生成された光は、前記LEDと前記蛍光体により放出された複合光であり、前記少なくとも一つの蛍光体は、前記シェルの内部表面の少なくとも部分上の層、前記シェルの外部表面の少なくとも部分上の層、前記シェルの中に組み入れられたもの、及びこれらの組合せ、からなる群から選択される、照明装置。
  2. 請求項1に記載の照明装置において、さらに、前記シェルの内部表面の少なくとも部分上の個別の層、前記シェルの外部表面の少なくとも部分上の個別の層、前記シェルの内部表面の少なくとも部分上の層としての前記第1の蛍光体との混合物、前記シェルの外部表面の少なくとも部分上の層としての前記第1の蛍光体との混合物、前記第1の蛍光体との混合物としての前記シェルの少なくとも一部に組み入れられたもの、及びこれらの組合せ、からなる群から選択された第2の蛍光体を備える、照明装置。
  3. 請求項1に記載の照明装置において、前記シェルが、プラスチック材料、ポリカーボネート、ガラス及びシリカガラス、からなる群から選択される照明装置。
  4. 請求項1に記載の照明装置において、前記少なくとも一つの蛍光体は、光透過性のエポキシ樹脂、シリコーン材料およびポリマー材料の一つの中に組み入れられる粉末を含む照明装置。
  5. 請求項1に記載の照明装置において、前記蛍光体に組み入れられた光拡散材料を含む照明装置。
  6. 請求項5に記載の照明装置において、前記光拡散材料は、酸化チタン、シリカ、アルミナからなる群から選択される照明装置。
  7. 請求項1に記載の照明装置において、前記LEDは300nmから500nmの範囲の波長を有する光を放出するように動作可能である照明装置。
  8. 請求項1に記載の照明装置において、前記蛍光体は450nmから700nmの範囲にわたる波長を有する光を放出するように構成されている照明装置。
  9. 請求項1に記載の照明装置において、前記装置は白色光を生成するように構成されている照明装置。
  10. 照明装置のための光学要素であって、該照明装置は第1の波長範囲の励起光を生成するように動作可能である少なくとも一つのLEDと、前記LEDにより生成された光の少なくとも一部を吸収し、第2の波長範囲の光を放出するように動作可能である少なくとも一つの蛍光体で、前記装置により生成される光は前記第1と前記第2の波長範囲の複合光からなる蛍光体と、前記LEDをその内部に配置することができるように構成された、光透過性の実質的に球形のシェルからなる前記光学要素と、を含み、前記蛍光体は、前記シェルの内部の曲がった表面の少なくとも部分上の層、前記シェルの外部の曲がった表面の少なくとも部分上の層、前記シェルの中に組み入れられたもの、及びこれらの組合せ、からなる群から選択される、光学要素。
  11. 請求項10に記載の光学要素において、さらに、前記球形シェルの内部表面の少なくとも部分上の個別の層、前記球形シェルの外部表面の少なくとも部分上の個別の層、前記球形シェルの内部表面の少なくとも部分上の層としての前記第1の蛍光体との混合物、前記球形シェルの外部表面の少なくとも部分上の層としての前記第1の蛍光体との混合物、前記球形シェルの少なくとも一部内の第1の蛍光体との混合物、及びそれらの組合せ、からなる群から選択された第2の蛍光体を備える、光学要素。
  12. 請求項10に記載の光学要素において、さらに、前記蛍光体に組み入れられる光拡散材料を含む光学要素。
  13. 請求項12に記載の光学要素において、前記光拡散材料は、酸化チタン、シリカ、アルミナからなる群から選択される光学要素。
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