JP2015008061A - 屋外照明 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】波長４２０〜４８０ｎｍに最大ピークを有する青色ＬＥＤチップと、該青色ＬＥＤチップの発光方向前方に配設された蛍光体層とを備え、該蛍光体層が、Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+で表され、かつＬｕに対するＣｅ賦活率が１モル％以下である蛍光体を、樹脂に混合分散させてなる屋外照明。
【効果】本発明によれば、暗所視条件下や薄明視条件下において、より明るく感じられ、高い視認性と広い範囲での明るさ感が得られる屋外照明を提供することができる。
【選択図】図３
【効果】本発明によれば、暗所視条件下や薄明視条件下において、より明るく感じられ、高い視認性と広い範囲での明るさ感が得られる屋外照明を提供することができる。
【選択図】図３
Description
本発明は、夜間等において、明るさに乏しい場所（周囲に光がない場所）で好適に用いられる屋外照明、特に、歩道、車道、広場、住宅地、トンネル等に設置される屋外照明に関するものである。
都市においては夜間でも自動車のヘッドライト、店舗照明等の多くの光源により明るく照らされている場所が多い。一方、郊外や地方においては、夜間は光に乏しいため、歩道、車道、公園、トンネルといった場所には、安全確保や防犯などの目的で街路灯をはじめとした屋外照明が設置されている。
しかしながら、郊外や地方では、過度に高輝度の照明を設置して夜間に点灯することは、住民の生活の妨げになるばかりでなく、過剰な電力を消費することになり、また、設備に多額の費用が必要になってしまう。そこで、消費電力を上げることなく、安全確保や防犯などの目的を十分に達成できる屋外照明の導入が望まれている。
一方、近年では、街路灯などの屋外照明用に、保守、経済性の観点から、従来の白熱電球や蛍光灯などより、電力消費や寿命の点で有利なＬＥＤ照明に注目が集まっている。ＬＥＤ照明は発光のバリエーションが豊富であり、また、青色ＬＥＤを用いたものは、照射される光の成分に青色成分を有しているため、近年導入が進んでいる青色街路灯などの屋外照明の光源として用いることが可能である。また、ＬＥＤ照明の電力使用効率は、極めて高く、同等の照度を得るための電力は、従来の白熱電球の１／５以下と極めて小さい。また、製品寿命も一般に数万時間と言われており、保守点検の労力、コスト削減にもつながることから、ＬＥＤ照明は、長時間連続使用する街路灯などの屋外照明として優れている。
一般的な照明用の白色ＬＥＤパッケージでは、発光波長４４０〜４７０ｎｍの青色ＬＥＤチップの前面に蛍光体を塗布し、又は青色ＬＥＤチップの発光方向前方の直近に配置した、蛍光体を含む蛍光体層を設け、蛍光体に青色光を照射することで、蛍光体から発光したピーク波長５５０ｎｍ前後のブロードな蛍光光と、波長未変換の青色光とが合わさって、白色光が生ずる構造となっている。このように、ほとんどの照明用の白色ＬＥＤがピーク波長５５０ｎｍ前後の蛍光発光を利用しているのは、人の目は波長５５５ｎｍ近傍の光に対して高い感度をもっているので、原理的にこの波長の光の成分を多く含む光が照明として高効率であるためである。しかしながら、夜間の街路などの暗所視条件下、日没直後の薄明視条件下では、人間の視感度のピーク波長は、図７に示されるように、５５５ｎｍからより短波長側に移行することが知られている（プルキンエ効果）。
このような暗所視条件下及び薄明視条件下では、白色ＬＥＤを使用する屋外照明においても、発光のピークが５５５ｎｍより短波長にシフトしたものが好ましい。夜間照明用としては、色温度の高い照明などが検討されている（非特許文献１）が、従来の夜間照明は、プルキンエ効果に基づいた視感度の変化に対して十分対応しているものとは言い難く、暗所視レベル、薄明視レベルでの最も視感度の高い波長を十分に含んでいないという問題があった。
白倉公隆、他２名、「街路照明の分光特性が空間の明るさに及ぼす影響」、照明学会誌、第９６巻、第５号、２０１２年、２５９−２７１
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、郊外や地方、農村部、トンネル内などの、特に、暗所視条件下や薄明視条件下において、より明るく感じられ、高い視認性と広い範囲での明るさ感が得られる屋外照明を提供することを目的とする。
近年、街路照明としては蛍光灯に青色カバーをかけてその発色が寒色となるようにした青色街路灯の導入が進みつつある。これは、青色等の寒色光が人間心理に一定の沈静効果を与える作用を、防犯灯に利用したものである。最近ではＬＥＤ街路灯においても、このような青色街路灯を用いる試みがなされている。しかしながら、このような街路灯は、単に青色光を増やしたものであり、暗所視下や薄明視下での視感度を考慮した設計になっていない。
本発明者らは、暗所視下や薄明視下での視感度波長の変化による視認性の低下を改善できるＬＥＤ照明を検討し、光源としての青色ＬＥＤと共に用いる蛍光体として、Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体（ＬｕＡＧ蛍光体）に着目し、青色ＬＥＤに蛍光体としてＬｕＡＧ蛍光体を組み合わせたＬＥＤ照明により、暗所視下や薄明視下での明るさ感や、視認性を向上させる検討をした。
ＬｕＡＧ蛍光体は、青色光を照射することで、ピーク波長が５２０〜５６０ｎｍの蛍光を発する緑黄色発光の蛍光体であることが知られている。ＬｕＡＧ蛍光体と近い構造をもったＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+（ＹＡＧ蛍光体）の場合、より短波長の発光を得るためにはＡｌの一部をＧａで置換することがなされているが、その場合、蛍光体の量子効率の低下が避けられない。ＬｕＡＧ蛍光体においても、同様にＡｌの一部をＧａで置換することは考えられるが、蛍光体の量子効率の低下が予想されるため、照明用としては好ましくない。
そこで、本発明者らは、ＬｕＡＧ蛍光体の発光が、１つの発光プロファイルではなく２つの発光プロファイルが重なったスペクトルを有すること、２つの発光プロファイルがＣｅ3+イオンの５ｄ→2Ｆ5/2遷移（短波長側の発光ピーク）と、５ｄ→2Ｆ7/2遷移（長波長側の発光ピーク）とに基づくものであることから、これを制御することができれば、より波長の短い発光の量を増やすことができ、結果として暗所視下や薄明視下での使用に、有用な照明が得られるのではないかと考えた。
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ＬｕＡＧ蛍光体について、Ｃｅ3+イオンの５ｄ→2Ｆ5/2遷移（短波長側の発光ピーク）と、５ｄ→2Ｆ7/2遷移（長波長側の発光ピーク）の遷移確率が、Ｃｅの濃度に影響すること、Ｃｅ濃度をコントロールすることで５ｄ→2Ｆ5/2遷移の確率を上げることができ、暗所視条件下及び薄明視条件下で視感度の高い５１０ｎｍ近傍の発光量を増大させられること、ＬｕＡＧ蛍光体を青色ＬＥＤと組み合わせることで、夜間照明などの屋外照明に好適な照明が得られることを見出した。
そして、ＬｕＡＧ蛍光体に賦活剤として添加しているＣｅに着目し、Ｌｕに対するＣｅ賦活率が１モル％以下であるとき、５ｄ→2Ｆ5/2遷移の割合が高くなって、暗所視下や薄明視下で有利な５１０ｎｍ近傍の発光の割合が高くなり、青色ＬＥＤと、Ｌｕに対するＣｅ賦活率が１モル％以下のＬｕＡＧ蛍光体とを組み合わせることで、従来よりも暗所視下や薄明視下で有用な屋外照明が得られることを見出し、本発明を成すに至った。
従って、本発明は、下記の屋外照明を提供する。
請求項１：
波長４２０〜４８０ｎｍに最大ピークを有する青色ＬＥＤチップと、該青色ＬＥＤチップの発光方向前方に配設された蛍光体層とを備え、該蛍光体層が、下記組成式（１）
Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+ （１）
で表され、かつＬｕに対するＣｅ賦活率が１モル％以下である蛍光体を、樹脂に混合分散させてなることを特徴とする屋外照明。
請求項２：
上記樹脂が、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１記載の屋外照明。
請求項３：
上記樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン及びＡＢＳ樹脂からなる群から選ばれる１種又は２種以上の熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の屋外照明。
請求項４：
照射される光の、波長５１０ｎｍにおける強度（Ｓ１）と、波長５４５ｎｍにおける強度（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が０．９５以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の屋外照明。
請求項１：
波長４２０〜４８０ｎｍに最大ピークを有する青色ＬＥＤチップと、該青色ＬＥＤチップの発光方向前方に配設された蛍光体層とを備え、該蛍光体層が、下記組成式（１）
Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+ （１）
で表され、かつＬｕに対するＣｅ賦活率が１モル％以下である蛍光体を、樹脂に混合分散させてなることを特徴とする屋外照明。
請求項２：
上記樹脂が、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１記載の屋外照明。
請求項３：
上記樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン及びＡＢＳ樹脂からなる群から選ばれる１種又は２種以上の熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の屋外照明。
請求項４：
照射される光の、波長５１０ｎｍにおける強度（Ｓ１）と、波長５４５ｎｍにおける強度（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が０．９５以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の屋外照明。
本発明によれば、暗所視条件下や薄明視条件下において、より明るく感じられ、高い視認性と広い範囲での明るさ感が得られる屋外照明を提供することができる。
以下、本発明の屋外照明について詳細に説明する。
本発明の屋外照明は、波長４２０〜４８０ｎｍに最大ピークを有する青色ＬＥＤチップを備える。このような青色ＬＥＤチップとしては、青色ＬＥＤチップが封止材で配線等と共に封止された公知の青色ＬＥＤパッケージを用いればよく、公知のもの、市販品を用いることができる。最大ピークが上記波長より短波長又は長波長の青色ＬＥＤチップを使用した場合、蛍光体の励起効率が極端に低下してしまうため好ましくない。
本発明の屋外照明は、波長４２０〜４８０ｎｍに最大ピークを有する青色ＬＥＤチップを備える。このような青色ＬＥＤチップとしては、青色ＬＥＤチップが封止材で配線等と共に封止された公知の青色ＬＥＤパッケージを用いればよく、公知のもの、市販品を用いることができる。最大ピークが上記波長より短波長又は長波長の青色ＬＥＤチップを使用した場合、蛍光体の励起効率が極端に低下してしまうため好ましくない。
また、本発明の屋外照明は、蛍光体層を備え、蛍光体層は、青色ＬＥＤチップの発光方向前方に配設される。この蛍光体層としては、下記組成式（１）
Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+ （１）
で表され、かつＬｕに対するＣｅ賦活率（ＬｕとＣｅの総量に対するＣｅの割合）が１モル％以下であり、好ましくは０．１モル％以上である蛍光体（ＬｕＡＧ蛍光体）を、樹脂に混合分散させたものが用いられる。上記組成式（１）で表されるＬｕＡＧ蛍光体の含有率は、蛍光体層中、０．１質量％以上であることが好ましく、５０質量％以下であることが好ましい。
Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+ （１）
で表され、かつＬｕに対するＣｅ賦活率（ＬｕとＣｅの総量に対するＣｅの割合）が１モル％以下であり、好ましくは０．１モル％以上である蛍光体（ＬｕＡＧ蛍光体）を、樹脂に混合分散させたものが用いられる。上記組成式（１）で表されるＬｕＡＧ蛍光体の含有率は、蛍光体層中、０．１質量％以上であることが好ましく、５０質量％以下であることが好ましい。
Ｌｕに対するＣｅ賦活率が１モル％を超える場合は、５ｄ→2Ｆ7/2遷移の割合が５ｄ→2Ｆ5/2遷移よりも多く、発光スペクトルのピーク位置は長波長側にシフトして、発光波長と暗所視下又は薄明視下との視感度とのずれが大きくなってしまい、暗所視下又は薄明視下での明るさに劣る照明となってしまう。一方、Ｌｕに対するＣｅ賦活率が０．１モル％に満たない場合は、蛍光体自体の吸収率が低くなり、暗所視下又は薄明視下で明るく感じられる波長５１０ｎｍ付近の光が不足するおそれがある。
本発明のＬｕＡＧ蛍光体は、粒子状のものが用いられる。蛍光体粒子の粒径は、発光の効率の観点から、平均粒径が１．５〜５０μｍであることが好ましい。平均粒径が１．５μｍ未満の場合、蛍光体の発光効率が低下して、照明の効率が低下するおそれがある。一方、平均粒径が５０μｍを超える場合、照明の特性としては特に問題はないが、粒子数を増やすために多量の蛍光体を用いることになり、蛍光体の使用量が増えるため、コストが高くなるおそれがある。本発明における蛍光体粒子の粒径は、例えば、気流中又は水流中に蛍光体粒子を分散し、レーザー回折散乱法により測定した値が適用できる。
本発明のＬｕＡＧ蛍光体は、公知の方法で製造することができる。例えば、目的の組成になるように混合された酸化ルテチウム、酸化セリウム、酸化アルミニウムの各粉末に、フラックスとしてフッ化バリウムを加え、この混合粉末を大気下、窒素などの不活性雰囲気下、アルゴンの一部を水素で置換した還元雰囲気下などで、高温で加熱し、複合酸化物とし、得られた複合酸化物を適当な大きさにまで、ボールミルなどで解砕することで製造することができる。
本発明の蛍光体層には、屋外照明としての色調、演色性改善などの目的で、本発明の上記組成式（１）で表されるＬｕＡＧ蛍光体以外の蛍光体を、本発明の目的を損なわない範囲で使用してもよい。
蛍光体層の樹脂としては、透明又は半透明の樹脂を用いることができ、例えば、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂を用いることができる。蛍光体層は、未硬化の樹脂組成物に蛍光体を混合、分散させたものを、青色ＬＥＤチップや青色ＬＥＤパッケージ表面に塗布して硬化させて形成してもよいし、また、別途、硬化、成形して蛍光体層を得、これを青色ＬＥＤチップや青色ＬＥＤパッケージの発光方向前方に配設してもよい。
また、蛍光体層の樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂を１種単独で又は２種以上混合して用いることもできる。熱可塑性樹脂の場合は、熱可塑性樹脂と蛍光体とを混練し、熱可塑性樹脂に蛍光体を分散させて成形して蛍光体層を得、これを青色ＬＥＤチップや青色ＬＥＤパッケージの発光方向前方に配設してもよい。
蛍光体層の成形は、圧縮成形、押出成形、射出成形等の公知の成形方法が適用でき、フィルム状、薄板状等の任意の形状で、所望の大きさに成形すればよい。蛍光体層の形状及び大きさは、蛍光体層の使用態様に合わせて適宜選定すればよく、特に限定されるものではないが、その厚さは通常０．５〜３ｍｍ程度となる。
蛍光体層には、樹脂及び蛍光体の他に、本発明の目的を損なわない範囲で、添加物を用いてもよい。添加物としては、紫外線などによる劣化など、耐候性を向上する目的でラジカル捕捉剤、酸化防止剤等の助剤、シリカ、タルク等の光の散乱を促進するための光散乱剤などを用いることができる。添加物の含有量は、蛍光体層中、通常１０質量％以下、特に０．０１以上５質量％以下である。
本発明の屋外照明は、蛍光体層、特に、樹脂として熱可塑性樹脂を用いた蛍光体層を、青色ＬＥＤパッケージから気体層又は真空層を介して、離れた場所に配設したリモートフォスファー方式を採用することが好ましい。リモートフォスファー方式の照明器具は、面発光で放射角が大きいなど、一般的なＬＥＤ照明とは異なる配光特性を有しており、屋外照明などの広範囲を照らしたい照明器具には特に好適な方式である。
本発明の屋外照明は、照射される光の、波長５１０ｎｍにおける強度（Ｓ１）と、波長５４５ｎｍにおける強度（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）を０．９５以上、特に１以上とすることが好ましい。このような屋外照明は、プルキンエ効果に基づいた視感度の変化に対して、暗所視レベル及び薄明視レベルで視感度の高い波長を十分に含んだものとなる。
また、本発明は、夜間等において、明るさに乏しい場所（周囲に光がない場所）における屋外照明、特に、歩道、車道、広場、住宅地、トンネル等に設置される屋外照明、例えば、街路灯など、屋外での使用に好適な照明であるが、暗所視下や薄明視下での使用に好適であることから、同様の使用環境であれば、屋内での使用においても好適である。
以下に実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
［実施例１］
純度９９．９％、平均粒径１．０μｍの酸化ルテチウム（Ｌｕ2Ｏ3）粉末と、純度９９．０％、平均粒径０．５μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と、純度９９．９％、平均粒径０．２μｍの酸化セリウム（ＣｅＯ2）粉末とを、各々、Ｌｕ：Ａｌ：Ｃｅ＝２．９７：５．０：０．０３のモル比で混合し、１，０００ｇの混合粉を得た。得られた混合粉に、更に、フラックスとしてフッ化バリウムを２００ｇ添加した上で、十分に混合し、これをアルミナ坩堝に充填して、アルゴンガス中、１，４００℃で、１０時間熱処理した。このようにして得られた焼成体をボールミルにて解砕した後、約０．５モル／Ｌの塩酸で洗浄後、純水で水洗し、固液分離、乾燥して、平均粒径２０μｍのＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子（Ｌｕに対するＣｅ賦活率が１モル％）を得た。
純度９９．９％、平均粒径１．０μｍの酸化ルテチウム（Ｌｕ2Ｏ3）粉末と、純度９９．０％、平均粒径０．５μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と、純度９９．９％、平均粒径０．２μｍの酸化セリウム（ＣｅＯ2）粉末とを、各々、Ｌｕ：Ａｌ：Ｃｅ＝２．９７：５．０：０．０３のモル比で混合し、１，０００ｇの混合粉を得た。得られた混合粉に、更に、フラックスとしてフッ化バリウムを２００ｇ添加した上で、十分に混合し、これをアルミナ坩堝に充填して、アルゴンガス中、１，４００℃で、１０時間熱処理した。このようにして得られた焼成体をボールミルにて解砕した後、約０．５モル／Ｌの塩酸で洗浄後、純水で水洗し、固液分離、乾燥して、平均粒径２０μｍのＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子（Ｌｕに対するＣｅ賦活率が１モル％）を得た。
この蛍光体粒子のＸＲＤ分析を行った結果を図１に示す。この蛍光体粒子の回折パターンは、主相がルテチウムアルミニウムガーネット相の回折ピークと合致しており、ガーネット相を主相として含むＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+が得られていることが確認された。
このＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子を、丸本ストルアス株式会社製、透明エポキシ樹脂（ＳｐｅｃｉＦｉｘ−４０ｋｉｔ）を用い、蛍光体濃度２０質量％で分散させたスラリーを、日亜化学工業株式会社製、青色ＬＥＤパッケージ（ＮＳ６ｂ０８３Ｔ）の発光面に滴下し、５０℃で３時間硬化させることで、エポキシ樹脂に蛍光体粒子が混合分散された蛍光体層を有するＬＥＤパッケージを得た。
このＬＥＤパッケージを７個、内寸で幅３９ｍｍ、長さ２２０ｍｍ、深さ３０ｍｍの長方形のアルミシャーシに設置した状態で直列につなぎ、更に、ＬＥＤパッケージの発光面から２５ｍｍの位置に、保護カバーとして２ｍｍ厚の透明マット地アクリル板を取り付け、図２に示されるようなＬＥＤ照明を作製した。なお、図２中、１はＬＥＤパッケージ、２はアルミシャーシ、３は保護カバー、４は電源端子、５は出力切り替えスイッチである。
このＬＥＤ照明の照射光のスペクトルを、コニカミノルタ株式会社製、分光光度計（ＣＬ−５００、以下同じ）にて測定した。結果を図３に示す。このスペクトルの波長５１０ｎｍでの強度をＳ１、波長５４５ｎｍでの強度をＳ２とし、それらの比Ｓ１／Ｓ２を計測したところ、１．０７６であった。
［実施例２］
純度９９．９％、平均粒径１．０μｍの酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）粉末と、純度９９．０％、平均粒径０．５μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と、純度９９．９％、平均粒径０．２μｍの酸化セリウム（ＣｅＯ2）粉末とを、各々、Ｙ：Ａｌ：Ｃｅ＝２．９４：５．０：０．０６のモル比で混合し、１，０００ｇの混合粉を得た。得られた混合粉に、更に、フラックスとしてフッ化バリウムを２００ｇ添加した上で、十分に混合し、これをアルミナ坩堝に充填して、アルゴンガス中、１，４００℃で、１０時間熱処理した。このようにして得られた焼成体をボールミルにて解砕した後、約０．５モル／Ｌの塩酸で洗浄後、純水で水洗し、固液分離、乾燥して、平均粒径２０μｍのＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子を得た。
純度９９．９％、平均粒径１．０μｍの酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）粉末と、純度９９．０％、平均粒径０．５μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と、純度９９．９％、平均粒径０．２μｍの酸化セリウム（ＣｅＯ2）粉末とを、各々、Ｙ：Ａｌ：Ｃｅ＝２．９４：５．０：０．０６のモル比で混合し、１，０００ｇの混合粉を得た。得られた混合粉に、更に、フラックスとしてフッ化バリウムを２００ｇ添加した上で、十分に混合し、これをアルミナ坩堝に充填して、アルゴンガス中、１，４００℃で、１０時間熱処理した。このようにして得られた焼成体をボールミルにて解砕した後、約０．５モル／Ｌの塩酸で洗浄後、純水で水洗し、固液分離、乾燥して、平均粒径２０μｍのＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子を得た。
蛍光体粒子を、実施例１で得たＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子と、上記のＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子とを、それぞれ１５質量％、５質量％となるように、透明エポキシ樹脂に混合分散させた以外は、実施例１と同様にして、蛍光体層を有するＬＥＤパッケージを得、得られたＬＥＤパッケージを用いて、ＬＥＤ照明を作製した。
このＬＥＤ照明の照射光のスペクトルを、実施例１と同様にして測定したところ、Ｓ１／Ｓ２は、０．９８３であった。
［実施例３］
Ｃｒｅｅ社製、青色ＬＥＤパッケージ、ＸＬａｍｐ ＬＸ−Ｅ Ｒｏｙａｌ Ｂｌｕｅを７個、実施例１と同様のアルミシャーシに設置した状態で直列につなぎ、更に、青色ＬＥＤパッケージの発光面から２５ｍｍの位置に、実施例１で得られたＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子を、ポリカーボネートに、蛍光体濃度５質量％で練り込んで成形した２ｍｍ厚のポリカーボネート板を蛍光体層として取り付け、図２に示されるようなリモートフォスファー型のＬＥＤ照明を作製した。なお、この態様の場合、図２中、３は保護カバーとしての機能を備える蛍光体層である。
Ｃｒｅｅ社製、青色ＬＥＤパッケージ、ＸＬａｍｐ ＬＸ−Ｅ Ｒｏｙａｌ Ｂｌｕｅを７個、実施例１と同様のアルミシャーシに設置した状態で直列につなぎ、更に、青色ＬＥＤパッケージの発光面から２５ｍｍの位置に、実施例１で得られたＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子を、ポリカーボネートに、蛍光体濃度５質量％で練り込んで成形した２ｍｍ厚のポリカーボネート板を蛍光体層として取り付け、図２に示されるようなリモートフォスファー型のＬＥＤ照明を作製した。なお、この態様の場合、図２中、３は保護カバーとしての機能を備える蛍光体層である。
このＬＥＤ照明の照射光のスペクトルを、実施例１と同様にして測定したところ、Ｓ１／Ｓ２は、１．０６７であった。
［比較例１］
蛍光体粒子を、実施例２で得たＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子とした以外は、実施例１と同様にして、蛍光体層を有するＬＥＤパッケージを得、得られたＬＥＤパッケージを用いて、ＬＥＤ照明を作製した。
蛍光体粒子を、実施例２で得たＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子とした以外は、実施例１と同様にして、蛍光体層を有するＬＥＤパッケージを得、得られたＬＥＤパッケージを用いて、ＬＥＤ照明を作製した。
このＬＥＤ照明の照射光のスペクトルを、コニカミノルタ株式会社製、分光光度計にて測定した。結果を図４に示す。このスペクトルの波長５１０ｎｍでの強度をＳ１、波長５４５ｎｍでの強度をＳ２とし、それらの比Ｓ１／Ｓ２を計測したところ、０．６６８であった。
［比較例２］
Ｃｒｅｅ社製、白色ＬＥＤパッケージ、ＸＬａｍｐ ＬＸ−Ｅ Ｃｏｏｌ Ｗｈｉｔｅを７個、実施例１と同様に、アルミシャーシに設置した状態で直列につなぎ、更に、ＬＥＤパッケージの発光面から２５ｍｍの位置に、２ｍｍ厚の透明マット地アクリル板を取り付け、図２に示されるようなＬＥＤ照明を作製した。
Ｃｒｅｅ社製、白色ＬＥＤパッケージ、ＸＬａｍｐ ＬＸ−Ｅ Ｃｏｏｌ Ｗｈｉｔｅを７個、実施例１と同様に、アルミシャーシに設置した状態で直列につなぎ、更に、ＬＥＤパッケージの発光面から２５ｍｍの位置に、２ｍｍ厚の透明マット地アクリル板を取り付け、図２に示されるようなＬＥＤ照明を作製した。
このＬＥＤ照明の照射光のスペクトルを、実施例１と同様にして測定したところ、Ｓ１／Ｓ２は、０．６５７であった。
［比較例３］
純度９９．９％、平均粒径１．０μｍの酸化ルテチウム（Ｌｕ2Ｏ3）粉末と、純度９９．０％、平均粒径０．５μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と、純度９９．９％、平均粒径０．２μｍの酸化セリウム（ＣｅＯ2）粉末とを、各々、Ｌｕ：Ａｌ：Ｃｅ＝２．９４：５．０：０．０６のモル比で混合し、１，０００ｇの混合粉を得た。得られた混合粉に、更に、フラックスとしてフッ化バリウムを２００ｇ添加した上で、十分に混合し、これをアルミナ坩堝に充填してアルゴンガス中、１，４００℃で、１０時間熱処理した。このようにして得られた焼成体をボールミルにて解砕した後、約０．５モル／Ｌの塩酸で洗浄後、純水で水洗し、固液分離、乾燥して、平均粒径２０μｍのＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子（Ｌｕに対するＣｅ賦活率が２モル％）を得た。
純度９９．９％、平均粒径１．０μｍの酸化ルテチウム（Ｌｕ2Ｏ3）粉末と、純度９９．０％、平均粒径０．５μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）粉末と、純度９９．９％、平均粒径０．２μｍの酸化セリウム（ＣｅＯ2）粉末とを、各々、Ｌｕ：Ａｌ：Ｃｅ＝２．９４：５．０：０．０６のモル比で混合し、１，０００ｇの混合粉を得た。得られた混合粉に、更に、フラックスとしてフッ化バリウムを２００ｇ添加した上で、十分に混合し、これをアルミナ坩堝に充填してアルゴンガス中、１，４００℃で、１０時間熱処理した。このようにして得られた焼成体をボールミルにて解砕した後、約０．５モル／Ｌの塩酸で洗浄後、純水で水洗し、固液分離、乾燥して、平均粒径２０μｍのＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子（Ｌｕに対するＣｅ賦活率が２モル％）を得た。
この蛍光体粒子のＸＲＤ分析を行ったところ、この蛍光体粒子の回折パターンは、主相がルテチウムアルミニウムガーネット相の回折ピークと合致しており、ガーネット相を主相として含むＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+が得られていることが確認された。
また、この蛍光体粒子の波長４５０ｎｍの励起光による蛍光スペクトルを、コニカミノルタ株式会社製、分光光度計にて測定した。結果を図５に示す。この蛍光体粒子では、波長５１０ｎｍ付近の発光ピークは波長５４５ｎｍに比べ小さくなった。
蛍光体粒子を、上記のＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体粒子（Ｌｕに対するＣｅ賦活率が２モル％）とした以外は、実施例１と同様にして、蛍光体層を有するＬＥＤパッケージを得、得られたＬＥＤパッケージを用いて、ＬＥＤ照明を作製した。
このＬＥＤ照明の照射光のスペクトルを、コニカミノルタ株式会社製、分光光度計にて測定した。結果を図６に示す。このスペクトルの波長５１０ｎｍでの強度をＳ１、波長５４５ｎｍでの強度をＳ２とし、それらの比Ｓ１／Ｓ２を計測したところ、０．９３９であった。
実施例１〜３及び比較例１〜３のＬＥＤ照明について、仮設ポールのアスファルト道路から高さ３ｍの位置に取り付けて、夜間に２４Ｖの電圧で発光させ、道路面及び周辺の見え方について比較したところ、空間が明るく見える点、影の部分が少ない点、及び周辺部がはっきり見える点において、比較例のＬＥＤ照明に比べて、実施例のＬＥＤ照明の方が優れていた。
このように、実施例のＬＥＤ照明は、空間全体の明るさや、周辺部分での明るさ感など広い空間での視認性に効果的な照明であり、屋外照明として優れていることがわかった。また、リモートフォスファー方式とした実施例３では面発光による光の広がりから影の部分の少ない、眩しくない照明が得られていることがわかった。本発明の屋外照明は、プルキンエ効果に基づいた暗所視下、薄明視下での視感度の変化に対して、効果的に対応した屋外照明に好適な照明が得られる。
１ ＬＥＤパッケージ
２ アルミシャーシ
３ 保護カバー又は蛍光体層
４ 電源端子
５ 出力切り替えスイッチ
２ アルミシャーシ
３ 保護カバー又は蛍光体層
４ 電源端子
５ 出力切り替えスイッチ
Claims (4)
- 波長４２０〜４８０ｎｍに最大ピークを有する青色ＬＥＤチップと、該青色ＬＥＤチップの発光方向前方に配設された蛍光体層とを備え、該蛍光体層が、下記組成式（１）
Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+ （１）
で表され、かつＬｕに対するＣｅ賦活率が１モル％以下である蛍光体を、樹脂に混合分散させてなることを特徴とする屋外照明。 - 上記樹脂が、シリコーン樹脂又はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１記載の屋外照明。
- 上記樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン及びＡＢＳ樹脂からなる群から選ばれる１種又は２種以上の熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１記載の屋外照明。
- 照射される光の、波長５１０ｎｍにおける強度（Ｓ１）と、波長５４５ｎｍにおける強度（Ｓ２）との比（Ｓ１／Ｓ２）が０．９５以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の屋外照明。
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