JP2024042652A - 車両用発光装置及び車両用照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両用発光装置及び車両用照明装置を提供する。【解決手段】400nm以上510nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、発光素子が発した光により励起され、480nm以上530nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第1蛍光体と、発光素子が発した光により励起され、540nm以上600nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第2蛍光体と、を含む蛍光部材と、を備え、CIE1931色度図の色度座標において、(0.278,0.332)を第1L点とし、(0.468,0.458)を第2L点とし、(0.426,0.498)を第3L点とし、(0.247,0.362)を第4L点とし、第1L点と第2L点、第2L点と第3L点、第3L点と第4L点、第4L点と第1L点のそれぞれを結ぶ直線で画定された領域AL内の光を発する、車両用発光装置である。【選択図】図3
Description
本発明は、車両用発光装置及び車両用照明装置に関する。
自動車は、車体の後面に、制動灯(ストップランプ、ブレーキランプ)、方向指示器(ターンシグナルランプ、ウインカー)、尾灯(テールランプ)、後退灯(バックランプ)、および後部反射器(リフレックスリフレクタ)を設けることが義務付けられ、さらにそれぞれ、灯光、反射光の色や明るさ等の基準が規定されている。これらの各種ランプを1つのユニットにまとめ、左右一対のリアコンビネーションランプとして、車体に取り付けられている。一般的なリアコンビネーションランプは、制動灯用と尾灯用を兼用する赤色、並びに方向指示器用のアンバー(橙)色及び後退灯用の白色の少なくとも一方の、2色又は3色の光を区画された領域別に出射する車両用照明装置が使用されている。また、リアコンビネーションランプは、自動車の装飾品として、光色による配色や形状によって独自のデザインに設計されることがある。
このような車両用照明装置は、発光ダイオード(LED)等を有する発光装置を光源として、内面に反射膜を設けた基材(ハウジング)に収容し、基材の開口部を透明樹脂等からなる板状のカバー(アウタレンズ)で覆って光の照射面としている。照明装置は、反射光が赤色の後部反射器を備えるために、赤色灯の領域のカバーとして、顔料で赤色に着色された透明樹脂等からなる赤色のカバーと、白色光を出射する発光装置と組み合わされて白色灯の領域とするための透明(クリア)なカバーと、を備え、あるいはさらに、橙色灯の領域に橙色のカバーを備える。したがって、照明装置のカバーは、透明と赤色の2色、またはこれに橙色を加えた3色の板材が適用され、個別に基材に装着されるか、樹脂材料を一体成型してなる1枚で色分けされた板材が適用されることになる。表面を覆うカバーが2種類以上の板材で構成されると、デザインによっては、カバーを構成するパーツの形状が複雑化してパーツ数が多くなる場合があり、カバーを形成するための金型も複雑な形状となり、カバーの形成が困難になる場合がある。また、カバーの部位によって異なる機能を持たせる場合に、例えば車両に搭載した場合にデザインの自由度が制限される場合がある。
特許文献1には、例えばアンバー(橙)色、赤色、白色のそれぞれの光色を発する3つの有機EL表示装置光源を備え、有機EL表示装置光源の光を透過するレンズ部と、一部をレンズ部とは異なる色に着色した再帰反射部と、を設けたレンズカバーで覆った車両用灯具が開示されている。
本発明の一態様は、カラーフィルターを透過後規定の白色光が得られ、カラーフィルター透過後の光束の低下を抑制した車両用発光装置、及び、照射面全体を覆うことが可能な一つのカラーフィルターからなるカバーを備え、デザインの自由度が高い車両用照明装置を提供することを目的とする。
第1態様は、400nm以上510nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、前記発光素子が発した光により励起され、480nm以上530nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第1蛍光体と、前記発光素子が発した光により励起され、540nm以上600nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第2蛍光体と、を含む蛍光部材と、を備え、CIE1931色度図のxy色度座標において、色度座標(xL,yL)が、(xL=0.278,yL=0.332)を第1L点とし、(xL=0.468,yL=0.458)を第2L点とし、(xL=0.426,yL=0.498)を第3L点とし、(xL=0.247,yL=0.362)を第4L点とし、前記第1L点と前記第2L点を結ぶ第1L直線と、前記第2L点と前記第3L点を結ぶ第2L直線と、前記第3L点と前記第4L点を結ぶ第3L直線と、前記第4L点と前記第1L点を結ぶ第4L直線とで画定された領域AL内の光を発する、車両用発光装置である。
第2態様は、前記車両用発光装置と、前記車両用発光装置から発せられる光が入射する位置に、410nm以上480nm以下の範囲内の光の最大透過率が50%を超えて90%以下であり、500nm以上550nm以下の範囲内の光の最小透過率が20%を超えて70%以下であり、600nm以上730nm以下の範囲内の光の透過率が80%以上であるカラーフィルターと、を備え、前記車両用発光装置から発せられ、前記カラーフィルターを透過して白色光を発する車両用照明装置である。
第3態様は、前記車両用発光装置と、前記車両用発光装置の発光を透過させて白色光を発するカラーフィルターと、を備え、前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のx座標をxL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のx座標をxW値とし、前記xW値から前記xL値を差し引いた差をΔxとし、前記Δxを縦軸としたグラフGxにおいて、Δxが下記式(Ix)を満たし、前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のy座標をyL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のy座標をyW値とし、前記yW値から前記yL値を差し引いた差をΔyとし、前記Δyを縦軸としたグラフGyにおいて、Δyが下記式(Iy)を満たす、車両用照明装置である。
Δx=S1×T+I1 (Ix)
(前記グラフGxにおいて、式(Ix)中、S1は傾きを表し、I1は切片を表し、S1、I1及びTが、それぞれ-0.003≦S1≦0、0.050≦I1≦0.161、20<T≦70を満たす。)
Δy=S2×T+I2 (Iy)
(前記グラフGyにおいて、式(Iy)中、S2は傾きを表し、I2は切片を表し、S2、I2及びTが、それぞれ0≦S2≦0.002、-0.114≦I2≦-0.030、20<T≦70を満たす。)
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(前記グラフGxにおいて、式(Ix)中、S1は傾きを表し、I1は切片を表し、S1、I1及びTが、それぞれ-0.003≦S1≦0、0.050≦I1≦0.161、20<T≦70を満たす。)
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(前記グラフGyにおいて、式(Iy)中、S2は傾きを表し、I2は切片を表し、S2、I2及びTが、それぞれ0≦S2≦0.002、-0.114≦I2≦-0.030、20<T≦70を満たす。)
本発明の一態様によれば、カラーフィルターを透過後規定の白色光が得られ、カラーフィルター透過後の光束の低下を抑制した車両用発光装置、及び、照射面全体を覆うことが可能な一つのカラーフィルターからなるカバーを備え、デザインの自由度が高い車両用照明装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための、車両用発光装置及び車両用照明装置を例示するものであって、本発明は、以下に示す、車両用発光装置及び車両用照明装置に限定されない。また、特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に限定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、色名と色度座標との関係、光の波長範囲と単色光の色名との関係等は、JIS Z8110に従う。本明細書において組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。本明細書において、半値全幅は、発光スペクトルにおいて、最大の発光強度を示す発光ピーク波長における発光強度に対して発光強度が50%となる波長幅をいう。なお、以下の図面に示す部材は、大きさや位置関係において誇張していることがあり、また、形状を単純化していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号は、原則として同一又は同質の部材を示すものである。
車両用発光装置は、400nm以上510nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、発光素子が発した光により励起され、480nm以上530nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第1蛍光体と、発光素子が発した光により励起され、540nm以上600nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第2蛍光体と、を含む蛍光部材と、を備え、CIE1931色度図において、色度座標(xL,yL)が、(xL=0.278,yL=0.332)を第1L点とし、(xL=0.468,yL=0.458)を第2L点とし、(xL=0.426,yL=0.498)を第3L点とし、(xL=0.247,yL=0.362)を第4L点とし、前記第1L点と前記第2L点を結ぶ第1L直線と、前記第2L点と前記第3L点を結ぶ第2L直線と、前記第3L点と前記第4L点を結ぶ第3L直線と、前記第4L点と前記第1L点を結ぶ第4L直線とで画定された領域AL内の光を発する。図1は、CIE1931色度図のxy色度座標において、車両用発光装置が発する光の領域ALを示す図である。以下、「CIE1931色度図」は「色度図」という場合があり、「CIE1931色度図の色度座標」を、「色度座標」という場合がある。色度図における領域AL内の光は、白っぽい青緑色の発光色を呈する。
車両用発光装置は、カラーフィルターを透過してJIS D5500で規定される白色光の範囲又はECE(欧州経済委員会)によって規定される白色の範囲の光が発せられる。また、車両用発光装置を用いた車両用照明装置は、カラーフィルターを透過した後も、光束の低下が抑制された光を発する。JIS D5500で規定される白色の領域は、JIS Z8701の色度座標において、0.500≧x≧0.310、y≦0.150+0.640x、y≧0.050+0.750x、0.440≧y≧0.382の色度範囲である。図2は、色度図の色度座標において、JIS D5500又はECEで規定された白色の領域Wsを示す図である。JIS Z8701の色度座標は、CIE1931年に推奨した表色系の色度座標と同じである(JIS Z8701参照)。
車両用発光装置の一例を図面に基づいて説明する。図3は、車両用発光装置の第1例を示す概略断面図である。
車両用発光装置11は、図3に示されるように、400nm以上510nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子41と、発光素子41が発した光により励起され、480nm以上530nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第1蛍光体71と、発光素子41が発した光により励起され、540nm以上600nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第2蛍光体72と、を含む蛍光部材51と、を備える。蛍光体70は、第1蛍光体71及び第2蛍光体72を含む。
車両用発光装置11は、成形体6と、発光素子41と、蛍光部材51とを備える。成形体6は、第1リード20及び第2リード30と、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を含む樹脂部61とが一体的に成形されてなるものである。成形体6をパッケージ6という場合もある。成形体6は底面と側面を持つ凹部を形成しており、凹部の底面に発光素子41が載置されている。発光素子41は一対の正負の電極を有しており、その一対の正負の電極はそれぞれ第1リード20及び第2リード30とそれぞれワイヤ60を介して電気的に接続されている。発光素子41は蛍光部材51により被覆されている。蛍光部材51は、第1蛍光体71及び第2蛍光体72を含む蛍光体70と、透光性材料を含む。蛍光部材51は、成形体6の凹部において、発光素子41と蛍光体70を覆う封止部材としての機能も有する。発光素子41の正負一対の電極に接続された第1リード20及び第2リード30を介して、外部から電力の供給を受けて車両用発光装置11を発光させることができる。
発光素子は、400nm以上510nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する。発光素子は、410nm以上480nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有するものがより好ましく、420nm以上460nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有するものがさらに好ましい。発光素子は、例えば発光ダイオード(LED)又はレーザダイオード(LD)を用いることができる。発光素子は、例えばLEDチップを用いることができる。発光素子は、InXAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)で表される窒化物半導体を用いた半導体発光素子を用いることができる。窒化物半導体は、半導体層の材料やその混晶度によって発光の波長を種々選択することができる。発光素子は、車両用発光装置に必要な光量を発光するものであれば、形状や大きさ、リードを含む成形体(「成形体」を「パッケージ」ともいう。)への実装形態(フリップチップ、ワイヤボンディング)等は特に限定されない。
第1蛍光体は、下記式(1a)で表される組成を有するケイ酸塩蛍光体、下記式(1b)で表される組成を有する第1希土類アルミン酸塩蛍光体、及び下記式(1c)で表される組成を有するβサイアロン蛍光体からなる群から選択される少なくとも1種の蛍光体を含むことが好ましい。
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (1a)
(Lu,Y,Gd,Tb)3(Al,Ga)5O12:Ce (1b)
Si6-zAlzOzN8-z:Eu(0<z≦4.2) (1c)
本明細書において、蛍光体の組成を表す組成式中、コロン(:)の前は母体結晶を構成する元素及びそのモル比を表し、コロン(:)の後は賦活元素を表す。本明細書において、蛍光体の組成を示す式中、カンマ(,)で区切られて記載されている複数の元素は、これら複数の元素のうち少なくとも1種の元素を組成中に含むことを意味し、複数の元素から2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。
前記式(1b)で表される組成を有する第1希土類アルミン酸塩蛍光体は、後述する式(2a)で表される組成を有する第2希土類アルミン酸塩蛍光体とは、異なる組成を有し、第1蛍光体である第1希土類アルミン酸塩蛍光体と、第2蛍光体である第2希土類アルミン酸塩蛍光体は、それぞれの組成に含まれる希土類元素が異なるか、組成に含まれる希土類元素が第1希土類アルミン酸塩蛍光体と第2希土類アルミン酸塩蛍光体で同一の場合は、第1希土類アルミン酸塩蛍光体は、組成においてGaを含む点が異なる。
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (1a)
(Lu,Y,Gd,Tb)3(Al,Ga)5O12:Ce (1b)
Si6-zAlzOzN8-z:Eu(0<z≦4.2) (1c)
本明細書において、蛍光体の組成を表す組成式中、コロン(:)の前は母体結晶を構成する元素及びそのモル比を表し、コロン(:)の後は賦活元素を表す。本明細書において、蛍光体の組成を示す式中、カンマ(,)で区切られて記載されている複数の元素は、これら複数の元素のうち少なくとも1種の元素を組成中に含むことを意味し、複数の元素から2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。
前記式(1b)で表される組成を有する第1希土類アルミン酸塩蛍光体は、後述する式(2a)で表される組成を有する第2希土類アルミン酸塩蛍光体とは、異なる組成を有し、第1蛍光体である第1希土類アルミン酸塩蛍光体と、第2蛍光体である第2希土類アルミン酸塩蛍光体は、それぞれの組成に含まれる希土類元素が異なるか、組成に含まれる希土類元素が第1希土類アルミン酸塩蛍光体と第2希土類アルミン酸塩蛍光体で同一の場合は、第1希土類アルミン酸塩蛍光体は、組成においてGaを含む点が異なる。
第2蛍光体は、下記式(2a)で表される組成を有する第2希土類アルミン酸塩蛍光体を含むことが好ましい。
(Y,Gd,Tb)3Al5O12:Ce (2a)
(Y,Gd,Tb)3Al5O12:Ce (2a)
車両用発光装置の蛍光部材は、発光素子が発した光により励起され、605nm以上670nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第3蛍光体を含んでいてもよい。
蛍光体は、メディアン粒径が、3μm以上50μm以下の範囲内であることが好ましく、5μm以上40μm以下の範囲内でもよく、8μm以上35μm以下の範囲内でもよい。メディアン粒径が3μm以上50μm以下の範囲内であれば、目的とする光束を有する光を発しやすくなる。蛍光体のメディアン粒径は、体積基準のメディアン粒径であり、体積基準の粒径分布において、小径側からの体積累積50%に対応する粒径を指す。蛍光体の粒度分布は、レーザー回折法により、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて測定される。蛍光体は、前述のように第1蛍光体及び第2蛍光体を含み、後述の第3蛍光体を含んでいてもよい。
図4は、車両用発光装置11の第2例を示す概略断面図である。図4に示されるように、蛍光部材51は、蛍光体70に、発光素子41が発した光により励起され、605nm以上670nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する第3蛍光体73を含むこと以外は、図3に示される車両用発光装置11と同じである。図4において、図3と同一の部材には同一の符号を付した。
第3蛍光体は、下記式(3a)で表される組成を有する第1窒化物蛍光体、及び下記式(3b)で表される組成を有する第2窒化物蛍光体からなる群から選択される少なくとも1種の蛍光体を含むことが好ましい。
(Sr,Ca)AlSiN3:Eu (3a)
(Ba,Sr)2Si5N8:Eu (3b)
(Sr,Ca)AlSiN3:Eu (3a)
(Ba,Sr)2Si5N8:Eu (3b)
蛍光部材は、蛍光体と透光性材料を含み、蛍光部材は、発光素子が発した光によって励起され、色度図において領域AL内の光が車両用発光装置から発せられる量の蛍光体が含まれていればよい。具体的には、透光性材料100質量部に対して、第1蛍光体及び第2蛍光体を含む蛍光体の量が10質量部以上250質量部以下の範囲内でもよく、15質量部以上200質量部以下の範囲内でもよく、20質量部以上180質量部以下の範囲内でもよい。第1蛍光体の含有量は、蛍光体の総量100質量%に対して、5質量%以上99質量%以下の範囲内でもよく、10質量%以上98質量%以下の範囲内でもよく、20質量%以上97質量%以下の範囲内でもよい。蛍光体の総量は、第3蛍光体を含まない場合は、第1蛍光体及び第2蛍光体の合計の量でもよい。蛍光体は、第3蛍光体を含まなくてもよく、蛍光体の総量100質量%に対して、第3蛍光体は、0質量%以上30質量%以下の範囲内でもよく、3質量%以上20質量%以下の範囲内でもよく、5質量%以上10質量%以下の範囲内で含まれてもよい。
蛍光部材に含まれる透光性材は、樹脂、ガラス及び無機物からなる群から選択される少なくとも一種が挙げられ、透光性材料は、樹脂であることが好ましい。樹脂は、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、及びポリイミド樹脂からなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。無機物は、酸化アルミニウム及び窒化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも一種が挙げられる。蛍光部材には、蛍光体と透光性材料の他に、必要に応じてフィラー、着色剤、光拡散材を含んでいてもよい。フィラーとしては、例えば酸化ケイ素、チタン酸バリウム、酸化チタン、酸化アルミニウム等が挙げられる。蛍光部材に含まれる蛍光体及び透光性材料以外のその他の成分の含有量は、その他の成分の合計の含有量で、透光性材料100質量部に対して、0.01質量部以上50質量部以下の範囲内とすることができ、0.1質量部以上45質量部以下の範囲内でもよく、0.5質量部以上40質量部以下の範囲内でもよい。
車両用発光装置の製造方法の一例を説明する。なお、詳細は、例えば特開2010-062272号公報の開示を参照することもできる。車両用発光装置の製造方法は、成形体の準備工程と、発光素子の配置工程と、蛍光部材用組成物の配置工程と、樹脂パッケージ形成工程とを含むことが好ましい。
成形体の準備工程において、複数のリードを熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂を用いて一体成形し、側面と底面とを有する凹部を有する成形体を準備する。
発光素子の配置工程において、成形体の凹部の底面に発光素子が配置され、発光素子の正負の電極が第1リード及び第2リードにワイヤにより接続される。
蛍光部材用組成物の配置工程において、成形体の凹部に蛍光部材用組成物が配置される。
樹脂パッケージ成形工程において、成形体の凹部に配置された蛍光部材用組成物を硬化させて、蛍光部材を形成し、樹脂パッケージが形成され、車両用発光装置が製造される。以上のようにして、図3又は図4に示す車両用発光装置を製造することができる。
発光素子の配置工程において、成形体の凹部の底面に発光素子が配置され、発光素子の正負の電極が第1リード及び第2リードにワイヤにより接続される。
蛍光部材用組成物の配置工程において、成形体の凹部に蛍光部材用組成物が配置される。
樹脂パッケージ成形工程において、成形体の凹部に配置された蛍光部材用組成物を硬化させて、蛍光部材を形成し、樹脂パッケージが形成され、車両用発光装置が製造される。以上のようにして、図3又は図4に示す車両用発光装置を製造することができる。
車両用発光装置は、底面と側面を持つ凹部を有する成形体を用いたパッケージに限定されず、例えば平板状のパッケージ(配線基板)に実装された発光素子を覆う蛍光部材を備えるものであってもよい。また、車両用発光装置は、蛍光体と無機材料とを焼結した例えば板状のセラミックス複合体を蛍光部材としても用いたものでもよい。車両用発光装置の一形態は、例えば特開2020-58695号公報の開示を参照することができる。
車両用照明装置は、上述の車両用発光装置と、車両用発光装置から発せられる光が入射する位置に、410nm以上480nm以下の範囲内の光の最大透過率が50%を超えて90%以下であり、500nm以上550nm以下の範囲内の光の最小透過率が20%を超えて70%以下であり、600nm以上730nm以下の範囲内の光の透過率が80%以上であるカラーフィルターと、を備え、車両用発光装置から発せられ、カラーフィルターを透過して白色光を発する。カラーフィルターは、各波長範囲において前述の透過率を有し、赤色又は赤色よりも少し色の薄いピンク色のカラーフィルターであってもよい。上述の色度図において領域AL内の光を発する車両用発光装置から発せられた光は、各波長範囲において特定の透過率を有するカラーフィルターを透過し、白色光を発する。車両用照明装置から発せられる白色光は、色度図において、JIS D5500又はECEで規定された白色の領域Ws内の白色光を発することができる。
車両用照明装置は、色度図において、色度座標(xW,yW)が、(xW=0.310,yW=0.300)を第1W点とし、(xW=0.500,yW=0.426)を第2W点とし(xW=0.500,yW=0.440)を第3W点とし、(xW=0.453,yW=0.440)を第4W点とし、(xW=0.310,yW=0.348)を第5W点とし、第1W点と第2W点を結ぶ第1W直線と、第2W点と第3W点を結ぶ第2W直線と、第3W点と第4W点を結ぶ第3W直線と、第4W点と第5W点を結ぶ第4W直線と、第5W点と第1W点を結ぶ第5W直線とで画定された領域AW内の白色光を発することが好ましい。図5は、色度図において、車両用照明装置の発する白色光の領域AWと、JIS D5500又はECEで規定された白色の領域Wsと、を示す図である。前述の車両用発光装置及びカラーフィルターを備えた車両用照明装置は、車両用発光装置から発せられた光がカラーフィルターを透過した後に、色度図において、JIS D5500又はECEで規定された白色の領域Ws内の特定の領域AWの白色光を発する。車両用照明装置は、一つのカラーフィルターを備えたカバー又は一つのカラーフィルターからなるカバーを用いて複数の車両用発光装置を覆うことができ、車両用照明装置の一つのカラーフィルターから規定された白色の領域Wsの白色光を発することができ、車両におけるデザインの自由度を高くすることができる。
車両用照明装置は、カラーフィルター透過後の白色光の光束を、カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光の光束で除した割合を示す光束維持率が40%以上75%以下の範囲内であることが好ましい。車両用照明装置の光束維持率が40%以上75%以下の範囲内であれば、カラーフィルターを透過して車両用照明装置から発せられる車両用発光装置の発光の光束の低下が抑制され、カラーフィルターを透過しても、光束を維持した白色光が車両用発光装置から発せられる。車両用照明装置の光束維持率は、45%以上70%以下の範囲内であることがより好ましい。
車両用照明装置の一例を図面に基づいて説明する。図6は、車両用照明装置が車体に取り付けられた状態を模式的に示す外観図である。図7は、車両用照明装置の部分的な構成を拡大して模式的に示す断面図である。なお、図7の断面図において、別途記載のない限り、図7の断面を示す図面における上下と同じく上下として説明する。
車両用照明装置10は、ハウジング3と、ハウジング3の開口部を覆うカラーフィルター2を備える。ハウジング3には、カラーフィルター2透過後に白色光を発する前述の車両用発光装置11を備える。白色光を発する前述の車両用発光装置11は、第1車両用発光装置11とする。第1車両用発光装置11は、前述のとおり、発光素子41と、パッケージ6と、第1蛍光体及び第2蛍光体を含む蛍光体を含む蛍光部材51とを備える。発光素子41を、第1発光素子41ともいう。蛍光部材51を第1蛍光部材51ともいう。第1車両用発光装置11は、第1発光素子41が発する光LB1が入射される位置に第1蛍光部材51が設けられ、発光素子41が発する光LB1を第1蛍光部材51に含まれる蛍光体で波長変換して、色度図の色度座標において領域AL内の光である光LGを発する。第1車両用発光装置11から発せられた色度図の色度座標において領域AL内の光LGは、カラーフィルター2を透過して、車両用照明装置10から、色度図の色度座標において領域AWの白色光LWが発せられる。
車両用照明装置は、第1車両用発光装置11とともに、第2車両用発光装置12と、第3車両用発光装置装置13とを備えることが好ましい。第2車両用発光装置12は、第2発光素子42と、パッケージ6と、蛍光体を含む第2蛍光部材52と、を備え、第2発光素子42が発する光LB2を第2蛍光部材52に含まれる蛍光体で波長変換して、第2車両用発光装置12から光LYを発する。第2車両用発光装置12から発せられた光LYは、カラーフィルター2を透過して、車両用照明装置10から、橙色光LAが発せられる。第3車両用発光装置13は、第3発光素子43と、パッケージ6と、蛍光体を含む第3蛍光部材53と、を備え、第3発光素子43が発する光LB3を第3蛍光部材53に含まれる蛍光体で波長変換して、第3車両用発光装置13から光LRiを発する。第3車両用発光装置13から発せられた光LRiは、カラーフィルター2を透過して、車両用照明装置10から、赤色光LRが発せられる。車両用照明装置10は、第1車両用発光装置11を少なくとも備え、第2車両用発光装置12及び第3車両用発光装置13の両方又は一方を備えていてもよい。第1車両用発光装置11を2つ以上備え、第2車両用発光装置及び/又は第3車両用発光装置を備えていなくてもよい。
車両用照明装置は、車体後方において左右対称な2台を1組として使用される。車両用照明装置は、取り付けられる自動車の車幅方向(図6又は図7においてY方向)に長い直方体の概形であり、照射面が車体後面に露出するように車体に埋め込まれて取り付けられている。そして、車両用照明装置は、照射面がY方向に3つの領域に区画されて、車幅方向中心から車体側面へ向けて順に、各領域が、白色光LW、赤色光LR、橙色光LAを照射するものである。また、車両用照明装置10は、外部からの光により、照射面全体を覆うカラーフィルター2から赤色光を反射する。なお、本明細書において、橙色はアンバーを含む。
白色光LWは自動車の後退灯の灯光、橙色光LAは方向指示器の灯光、赤色光LRは制動灯と尾灯の灯光であり、それぞれJIS D5500に光色が規定されている。白色光LWは、前述とおり、色度図において、JIS D5500で規定されている領域Ws内の領域AW内の色度座標を有する。橙色光LAは、JIS Z8701の色度座標において、0.429≧y≧0.398、z≦0.007の色度範囲に規定される。赤色光LRは、JIS Z8701の色度座標において、y≦0.335、z≦0.008の色度範囲に規定される。また、車両用照明装置の照射面で反射した光は、光色が赤色光LRと同じ色度範囲に規定されることが好ましい。
第2発光素子及び第3発光素子は、第1発光素子と同様の発光素子を用いることができる。
第2蛍光部材に含まれる蛍光体は、550nm以上630nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有することが好ましい。第2蛍光部材に含まれる蛍光体は、560nm以上に発光ピーク波長を有することがより好ましく、570nm以上に発光ピーク波長を有することがさらに好ましく、600nm以下に発光ピーク波長を有することがより好ましい。このような蛍光体として、イットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体(YAG蛍光体)、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体、テルビウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体、及びこれらの組成の一部を置換したガーネット蛍光体等の酸化物蛍光体、(Ba,Sr)2Si5N8:Euのような窒化物蛍光体が挙げられる。第2蛍光部材に含まれる蛍光体は、550nm以上630nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有するものであれば、第1蛍光部材に含まれる蛍光体と組成が同一である蛍光体を含んでいてもよい。第2車両用発光装置は、例えば特開2019-133794号公報の記載を参照することができる。
第3蛍光部材に含まれる蛍光体は、発光ピーク波長が、波長600nm以上700nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有することが好ましい。第3蛍光部材に含まれる蛍光体は、610nm以上に発光ピーク波長を有することがより好ましく、630nm以上に発光ピーク波長を有することがさらに好ましい。このような蛍光体として、CaAlSiN3:Eu(CASN蛍光体)、(Ca,Sr)AlSiN3:Eu、(Ca,Sr)3Si5N8:Eu、SrLiAl3N4:Eu、(Ba,Sr)2Si5N8:Euのような窒化物蛍光体、Cau(Si,Al)12(O,N)16:Eu(ここで、uは0<u≦2.0である。)のような酸窒化物蛍光体が挙げられる。第3車両用発光装置は、例えば特開2019-133794号公報の記載を参照することができる。
カラーフィルターは、第1車両用発光装置11、第2車両用発光装置12、及び第3車両用発光装置13から出射した光が入射する位置に設けられる。カラーフィルターは、車両用照明装置のカバー、すなわち車両用ランプのいわゆるアウタレンズとして機能し、車両用照明装置の照射面の少なくとも一部に反射器としての機能を付与するために設けられる。カラーフィルターは、外部から光が入射されると、赤色光を反射し、反射器としての機能を有する。
カラーフィルターは、410nm以上480nm以下の範囲内の光の最大透過率が50%を超えて90%以下であり、500nm以上550nm以下の範囲内の光の最小透過率が20%を超えて70%以下であり、600nm以上730nm以下の範囲内の光の透過率が80%以上である。カラーフィルターは、410nm以上480nm以下の範囲内の光の最大の透過率が50%を超えて90%以下であり、500nm以上550nm以下の範囲内の光の透過率が20%を超えて70%以下であることによって、第1車両用発光装置11から出射した第1光LGの光束の低下を抑制して、カラーフィルターを通過させ、色度図において規定された白色の領域Ws内に含まれる領域AWの白色光が発せられる。
カラーフィルターは、500nm以上550nm以下の範囲内の光の最小透過率Tが20%を超えて70%以下の範囲内(20<T≦70)であり、25%以上65%以下の範囲内(25≦T≦65)でもよく、28%以上60%以下の範囲内でもよく、30%以上60%以下の範囲内(30≦T≦60)でもよく、30%以上55%以下の範囲内(30≦T≦55)でもよい。
カラーフィルターは、600nm以上730nm以下の範囲内の光の透過率が80%以上であることによって、赤色光を反射する反射器としての機能を有しながら、第2車両用発光装置から発せられる橙色光LA、第3車両用発光装置から発せられる赤色光LRを透過させることができる。車両用照明装置は、反射器としての機能を有する一つのカラーフィルターから、高い光束を維持した後退灯用の灯光である白色光LW、方向指示器用の灯光である橙色光LA、制動灯及び/又は尾灯用の灯光である赤色光LRが発することができ、デザインの自由度を高めることができる。カラーフィルターは、600nm以上730nm以下の範囲内の光の透過率が85%以上であってもよく、100%以下であってもよい。
カラーフィルターは、アゾ化合物、シアニン化合物、ペリレン化合物、ジオキサジン化合物等の赤色の顔料で着色された、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明かつ必要な強度を有する樹脂で形成されたものを用いることができる。カラーフィルターは、アウタレンズとしての機能も有し、アウタレンズとも称されるが、レンズ機能を有してもよく、レンズ機能を有さず光を素通ししてもよい。カラーフィルターは、少なくとも一部の領域が再帰性反射体となるように、裏面(内面)又は表面に凹凸(レンズカット、マイクロプリズム)が形成されていてもよい。
ハウジングは、照射面が開口した筐体であり、車両用照明装置の外装を構成する。ハウジングは、第1車両用発光装置、第2車両用発光装置及び第3車両用発光装置を収容し、開口部を覆うようにカラーフィルターが配置され、カラーフィルターを支持する。ハウジングは、内面を反射面とする光反射体であることが好ましい。このようなハウジングにより、第1車両用発光装置、第2車両用発光装置及び第3車両用発光装置から、出射光LG、Ly、LRiがカラーフィルターに向けて発せられ、車両用照明装置から白色光LW、橙色光LA、赤色光LRが、車両における後方から所定の角度に広がって発せられる。ハウジングは、第1車両用発光装置、第2車両用発光装置、及び第3車両用発光装置を、着脱自在な構造として、各車両用発光装置を個別に交換可能な構成を有することが好ましい。第1車両用発光装置、第2車両用発光装置及び第3車両用発光装置を、ハウジングに配列する際の間隔(ピッチ)は同一でなくてもよい。各車両用発光装置の間には仕切りを設けてもよい。車両用照明装置は、凹部を有する成形体を用いた車両用発光装置に限定されず、例えばドーム型に成形した蛍光部材を備えた車両用発光装置を用いてもよく、蛍光体と無機材料とを焼結した例えば板状のセラミックス複合体を蛍光部材としても用いた車両用発光装置を用いてもよい。
図8は、色度図において、、カラーフィルターを透過して白色光を発する車両用発光装置である第1車両用発光装置が発する光の領域ALと、第1車両用発光装置から発せられた光がカラーフィルターを透過して、車両用照明装置から発せられる白色光の領域AWと、JIS D5500又はECEで規定された白色の領域Wsとを示す図である。第1車両用発光装置が領域AL内の光を発し、第1車両用発光装置から発せられた光がカラーフィルターを透過して、車両用照明装置から領域AWの白色光が発せられると、反射器としての機能を有するカラーフィルターを透過しても、第1車両用発光装置から発せられ光の光束の低下を抑制して、光束を維持した白色光が車両用照明装置から発せられ、車両用照明装置のデザインの自由度を向上することができる。
車両用照明装置は、カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率T(%)を横軸とし、色度図の色度座標における、カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のx座標をxL値とし、カラーフィルター透過後の白色光のx座標をxW値とし、xW値からxL値を差し引いた差をΔxとし、Δxを縦軸としたグラフGxにおいて、Δxが下記式(Ix)を満たし、カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率T(%)を横軸とし、色度図の色度座標における、カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のy座標をyL値とし、カラーフィルター透過後の白色光のy座標をyW値とし、yW値からyL値を差し引いた差をΔyとし、Δyを縦軸としたグラフGyにおいて、Δyが下記式(Iy)を満たすことが好ましい。カラーフィルターは、410nm以上480nm以下の範囲内の光の最大透過率が50%を超えて90%以下であり、500nm以上550nm以下の範囲内の光の最小透過率が20%を超えて70%以下であり、600nm以上730nm以下の範囲内の光の透過率が80%以上であるものが好ましい。
Δx=S1×T+I1 (Ix)
(前記グラフGxにおいて、式(Ix)中、S1は傾きを表し、I1は切片を表し、S1、I1及びTが、それぞれ-0.003≦S1≦0、0.050≦I1≦0.161、20<T≦70を満たす。)
Δy=S2×T+I2 (Iy)
(前記グラフGyにおいて、式(Iy)中、S2は傾きを表し、I2は切片を表し、S2I2及びTが、それぞれ0≦S2≦0.002、-0.114≦I2≦-0.030、20<T≦70を満たす。)
Δx=S1×T+I1 (Ix)
(前記グラフGxにおいて、式(Ix)中、S1は傾きを表し、I1は切片を表し、S1、I1及びTが、それぞれ-0.003≦S1≦0、0.050≦I1≦0.161、20<T≦70を満たす。)
Δy=S2×T+I2 (Iy)
(前記グラフGyにおいて、式(Iy)中、S2は傾きを表し、I2は切片を表し、S2I2及びTが、それぞれ0≦S2≦0.002、-0.114≦I2≦-0.030、20<T≦70を満たす。)
カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを考慮し、カラーフィルター透過後の白色光のxW値と、カラーフィルター透過前の第1車両用発光装置の発光のxL値との差Δxが式(Ix)を満たし、カラーフィルター透過後の白色光のyW値とカラーフィルター透過前の第1車両用発光装置の発光のyL値との差Δyが式(Iy)を満たしていれば、カラーフィルター透過後も、光束の低下が抑制されたJIS D5500又はECEで規定された白色の領域Ws内の特定の領域AWの白色光が車両用照明装置から発せられ、1つのカラーフィルターで規定の白色光を発することができるため、車体のリアコンビネーションランプとして用いることができる車両用照明装置のデザインの自由度を向上することができる。
車両用照明装置は、前記式(Ix)において、Δxが0.025以上0.085以下の範囲内であり、前記式(Iy)において、Δyが-0.055以上-0.005以下の範囲内である、白色光を発することが好ましい。前記式(Ix)において、Δxが0.025以上0.085以下の範囲内であり、前記式(Iy)において、Δyが-0.055以上-0.005以下の範囲内であれば、500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率が20%を超えて70%以下の範囲内のカラーフィルターを用いて、車両用発光装置の発光の光束の低下を抑制して、JIS D5500又はECEで規定された白色の領域Wsの白色光を車両用照明装置から発することができる。
式(Ix)中S1、I1及びΔxの各数値範囲、並びに式(Iy)中のS2、I2及びΔyの各数値範囲は、500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tが異なる少なくとも2つ以上のカラーフィルターを用いた車両用照明装置を用いて測定することができる。車両用照明装置は、式(Ix)及び式(Iy)を満たす白色光を発することができ、第1車両用発光装置が発する光の光束を維持して、JIS D5500又はECEで規定された白色の領域Ws内の白色光を発することができる。
本発明に係る実施形態は、以下の車両用発光装置及び車両用照明装置を含む。
[項1]
400nm以上510nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
前記発光素子が発した光により励起され、480nm以上530nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第1蛍光体と、前記発光素子が発した光により励起され、540nm以上600nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第2蛍光体と、を含む蛍光部材と、を備え、
CIE1931色度図のxy色度座標において、色度座標(xL,yL)が、(xL=0.278,yL=0.332)を第1L点とし、(xL=0.468,yL=0.458)を第2L点とし、(xL=0.426,yL=0.498)を第3L点とし、(xL=0.247,yL=0.362)を第4L点とし、前記第1L点と前記第2L点を結ぶ第1L直線と、前記第2L点と前記第3L点を結ぶ第2L直線と、前記第3L点と前記第4L点を結ぶ第3L直線と、前記第4L点と前記第1L点を結ぶ第4L直線とで画定された領域AL内の光を発する、車両用発光装置。
[項2]
前記第1蛍光体が、下記式(1a)で表される組成を有するケイ酸塩蛍光体、下記式(1b)で表される組成を有する第1希土類アルミン酸塩蛍光体、及び下記式(1c)で表される組成を有するβサイアロン蛍光体からなる群から選択される少なくとも1種の蛍光体を含む、項1に記載の車両用発光装置。
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (1a)
(Lu,Y,Gd,Tb)3(Al,Ga)5O12:Ce (1b)
Si6-zAlzOzN8-z:Eu(0<z≦4.2) (1c)
[項3]
前記第2蛍光体が、下記式(2a)で表される組成を有する第2希土類アルミン酸塩蛍光体を含む、項1又は2に記載の車両用発光装置。
(Y,Gd,Tb)3Al5O12:Ce (2a)
[項4]
前記蛍光部材が、前記発光素子が発した光により励起され、605nm以上670nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する光を発する第3蛍光体を含む、項1から3のいずれか1項に記載の車両用発光装置。
[項5]
前記第3蛍光体が、下記式(3a)で表される組成を有する第1窒化物蛍光体、及び下記式(3b)で表される組成を有する第2窒化物蛍光体からなる群から選択される少なくとも1種の蛍光体を含む、項4に記載の車両用発光装置。
(Sr,Ca)AlSiN3:Eu (3a)
(Ba,Sr)2Si5N8:Eu (3b)
[項6]
項1から5のいずれか1項に記載の車両用発光装置と、前記車両用発光装置から発せられる光が入射する位置に、410nm以上480nm以下の範囲内の光の最大透過率が50%を超えて90%以下であり、500nm以上550nm以下の範囲内の光の最小透過率が20%を超えて70%以下であり、600nm以上730nm以下の範囲内の光の透過率が80%以上であるカラーフィルターと、を備え、前記車両用発光装置から発せられ、前記カラーフィルターを透過して白色光を発する車両用照明装置。
[項7]
CIE1931色度図のxy色度座標において、色度座標(xW,yW)が、(xW=0.310,yW=0.300)を第1W点とし、(xW=0.500,yW=0.426)を第2W点とし(xW=0.500,yW=0.440)を第3W点とし、(xW=0.453,yW=0.440)を第4W点とし、(xW=0.310,yW=0.348)を第5W点とし、前記第1W点と前記第2W点を結ぶ第1W直線と、前記第2W点と前記第3W点を結ぶ第2W直線と、前記第3W点と前記第4W点を結ぶ第3W直線と、前記第4W点と第5W点を結ぶ第4W直線と、第5W点と前記第1W点を結ぶ第5W直線とで画定された領域AW内の白色光を発する、項6に記載の車両用照明装置。
[項8]
前記カラーフィルター透過後の白色光の光束を、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光の光束で除した割合を示す光束維持率が40%以上75%以下の範囲内である、項6又は7に記載の車両用照明装置。
[項9]
前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のx座標をxL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のx座標をxW値とし、前記xW値から前記xL値を差し引いた差Δxとし、前記Δxを縦軸としたグラフGxにおいて、Δxが下記式(Ix)を満たし、
前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のy座標をyL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のy座標をyW値とし、前記yW値から前記yL値を差し引いた差Δyとし、前記Δyを縦軸としたグラフGyにおいて、Δyが下記式(Iy)を満たす、項6から8のいずれか1項に記載の車両用照明装置。
Δx=S1×T+I1 (Ix)
(前記グラフGxにおいて、式(Ix)中、S1は傾きを表し、I1は切片を表し、S1、I1及びTが、それぞれ-0.003≦S1≦0、0.050≦I1≦0.161、20<T≦70を満たす。)
Δy=S2×T+I2 (Iy)
(前記グラフGyにおいて、式(Iy)中、S2は傾きを表し、I2は切片を表し、S2、I2及びTが、それぞれ0≦S2≦0.002、-0.114≦I2≦-0.030、20<T≦70を満たす。)
[項10]
前記式(Ix)において、Δxが0.025以上0.085以下の範囲内であり、前記式(Iy)において、Δyが-0.055以上-0.005以下の範囲内である、項9に記載の車両用照明装置。
[項11]
項1から5のいずれか1項に記載の車両用発光装置と、前記車両用発光装置の発光を透過させて白色光を発するカラーフィルターと、を備え、
前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のx座標をxL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のx座標をxW値とし、前記xW値から前記xL値を差し引いた差をΔxとし、前記Δxを縦軸としたグラフGxにおいて、Δxが下記式(Ix)を満たし、
前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のy座標をyL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のy座標をyW値とし、前記yW値から前記yL値を差し引いた差をΔyとし、前記Δyを縦軸としたグラフGyにおいて、Δyが下記式(Iy)を満たす、車両用照明装置。
Δx=S1×T+I1 (Ix)
(前記グラフGxにおいて、式(Ix)中、S1は傾きを表し、I1は切片を表し、S1、I1及びTが、それぞれ-0.003≦S1≦0、0.050≦I1≦0.161、20<T≦70を満たす。)
Δy=S2×T+I2 (Iy)
(前記グラフGyにおいて、式(Iy)中、S2は傾きを表し、I2は切片を表し、S2、I2及びTが、それぞれ0≦S2≦0.002、-0.114≦I2≦-0.030、20<T≦70を満たす。)
[項12]
前記式(Ix)において、Δxが0.025以上0.085以下の範囲内であり、前記式(Iy)において、Δyが-0.055以上-0.005以下の範囲内である、項11に記載の車両用照明装置。
400nm以上510nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
前記発光素子が発した光により励起され、480nm以上530nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第1蛍光体と、前記発光素子が発した光により励起され、540nm以上600nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第2蛍光体と、を含む蛍光部材と、を備え、
CIE1931色度図のxy色度座標において、色度座標(xL,yL)が、(xL=0.278,yL=0.332)を第1L点とし、(xL=0.468,yL=0.458)を第2L点とし、(xL=0.426,yL=0.498)を第3L点とし、(xL=0.247,yL=0.362)を第4L点とし、前記第1L点と前記第2L点を結ぶ第1L直線と、前記第2L点と前記第3L点を結ぶ第2L直線と、前記第3L点と前記第4L点を結ぶ第3L直線と、前記第4L点と前記第1L点を結ぶ第4L直線とで画定された領域AL内の光を発する、車両用発光装置。
[項2]
前記第1蛍光体が、下記式(1a)で表される組成を有するケイ酸塩蛍光体、下記式(1b)で表される組成を有する第1希土類アルミン酸塩蛍光体、及び下記式(1c)で表される組成を有するβサイアロン蛍光体からなる群から選択される少なくとも1種の蛍光体を含む、項1に記載の車両用発光装置。
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (1a)
(Lu,Y,Gd,Tb)3(Al,Ga)5O12:Ce (1b)
Si6-zAlzOzN8-z:Eu(0<z≦4.2) (1c)
[項3]
前記第2蛍光体が、下記式(2a)で表される組成を有する第2希土類アルミン酸塩蛍光体を含む、項1又は2に記載の車両用発光装置。
(Y,Gd,Tb)3Al5O12:Ce (2a)
[項4]
前記蛍光部材が、前記発光素子が発した光により励起され、605nm以上670nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する光を発する第3蛍光体を含む、項1から3のいずれか1項に記載の車両用発光装置。
[項5]
前記第3蛍光体が、下記式(3a)で表される組成を有する第1窒化物蛍光体、及び下記式(3b)で表される組成を有する第2窒化物蛍光体からなる群から選択される少なくとも1種の蛍光体を含む、項4に記載の車両用発光装置。
(Sr,Ca)AlSiN3:Eu (3a)
(Ba,Sr)2Si5N8:Eu (3b)
[項6]
項1から5のいずれか1項に記載の車両用発光装置と、前記車両用発光装置から発せられる光が入射する位置に、410nm以上480nm以下の範囲内の光の最大透過率が50%を超えて90%以下であり、500nm以上550nm以下の範囲内の光の最小透過率が20%を超えて70%以下であり、600nm以上730nm以下の範囲内の光の透過率が80%以上であるカラーフィルターと、を備え、前記車両用発光装置から発せられ、前記カラーフィルターを透過して白色光を発する車両用照明装置。
[項7]
CIE1931色度図のxy色度座標において、色度座標(xW,yW)が、(xW=0.310,yW=0.300)を第1W点とし、(xW=0.500,yW=0.426)を第2W点とし(xW=0.500,yW=0.440)を第3W点とし、(xW=0.453,yW=0.440)を第4W点とし、(xW=0.310,yW=0.348)を第5W点とし、前記第1W点と前記第2W点を結ぶ第1W直線と、前記第2W点と前記第3W点を結ぶ第2W直線と、前記第3W点と前記第4W点を結ぶ第3W直線と、前記第4W点と第5W点を結ぶ第4W直線と、第5W点と前記第1W点を結ぶ第5W直線とで画定された領域AW内の白色光を発する、項6に記載の車両用照明装置。
[項8]
前記カラーフィルター透過後の白色光の光束を、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光の光束で除した割合を示す光束維持率が40%以上75%以下の範囲内である、項6又は7に記載の車両用照明装置。
[項9]
前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のx座標をxL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のx座標をxW値とし、前記xW値から前記xL値を差し引いた差Δxとし、前記Δxを縦軸としたグラフGxにおいて、Δxが下記式(Ix)を満たし、
前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のy座標をyL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のy座標をyW値とし、前記yW値から前記yL値を差し引いた差Δyとし、前記Δyを縦軸としたグラフGyにおいて、Δyが下記式(Iy)を満たす、項6から8のいずれか1項に記載の車両用照明装置。
Δx=S1×T+I1 (Ix)
(前記グラフGxにおいて、式(Ix)中、S1は傾きを表し、I1は切片を表し、S1、I1及びTが、それぞれ-0.003≦S1≦0、0.050≦I1≦0.161、20<T≦70を満たす。)
Δy=S2×T+I2 (Iy)
(前記グラフGyにおいて、式(Iy)中、S2は傾きを表し、I2は切片を表し、S2、I2及びTが、それぞれ0≦S2≦0.002、-0.114≦I2≦-0.030、20<T≦70を満たす。)
[項10]
前記式(Ix)において、Δxが0.025以上0.085以下の範囲内であり、前記式(Iy)において、Δyが-0.055以上-0.005以下の範囲内である、項9に記載の車両用照明装置。
[項11]
項1から5のいずれか1項に記載の車両用発光装置と、前記車両用発光装置の発光を透過させて白色光を発するカラーフィルターと、を備え、
前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のx座標をxL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のx座標をxW値とし、前記xW値から前記xL値を差し引いた差をΔxとし、前記Δxを縦軸としたグラフGxにおいて、Δxが下記式(Ix)を満たし、
前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のy座標をyL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のy座標をyW値とし、前記yW値から前記yL値を差し引いた差をΔyとし、前記Δyを縦軸としたグラフGyにおいて、Δyが下記式(Iy)を満たす、車両用照明装置。
Δx=S1×T+I1 (Ix)
(前記グラフGxにおいて、式(Ix)中、S1は傾きを表し、I1は切片を表し、S1、I1及びTが、それぞれ-0.003≦S1≦0、0.050≦I1≦0.161、20<T≦70を満たす。)
Δy=S2×T+I2 (Iy)
(前記グラフGyにおいて、式(Iy)中、S2は傾きを表し、I2は切片を表し、S2、I2及びTが、それぞれ0≦S2≦0.002、-0.114≦I2≦-0.030、20<T≦70を満たす。)
[項12]
前記式(Ix)において、Δxが0.025以上0.085以下の範囲内であり、前記式(Iy)において、Δyが-0.055以上-0.005以下の範囲内である、項11に記載の車両用照明装置。
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
各実施例及び比較例の車両用発光装置には、以下の第1蛍光体及び第2蛍光体を用いた。
第1蛍光体
第1蛍光体として、前記式(1a)で表される組成式に含まれる組成を有するケイ酸塩蛍光体(クロロシリケート)と、前記式(1b)で表される組成式に含まれる組成を有し、希土類元素としてLuを含み、組成にGaを含む第1希土類アルミン酸塩蛍光体(G-LAG)、前記式(1c)で表される組成式に含まれる組成を有するβサイアロン蛍光体(βサイアロン)を準備した。
第1蛍光体として、前記式(1a)で表される組成式に含まれる組成を有するケイ酸塩蛍光体(クロロシリケート)と、前記式(1b)で表される組成式に含まれる組成を有し、希土類元素としてLuを含み、組成にGaを含む第1希土類アルミン酸塩蛍光体(G-LAG)、前記式(1c)で表される組成式に含まれる組成を有するβサイアロン蛍光体(βサイアロン)を準備した。
第2蛍光体
第2蛍光体として、前記式(2a)で表される組成式に含まれる組成を有し、希土類元素としてYを含む第2希土類アルミン酸塩蛍光体(YAG)を準備した。
第2蛍光体として、前記式(2a)で表される組成式に含まれる組成を有し、希土類元素としてYを含む第2希土類アルミン酸塩蛍光体(YAG)を準備した。
第3蛍光体
第3蛍光体として、前記式(3a)で表される組成式に含まれる組成を有する窒化物蛍光体(SCASN)を準備した。
第3蛍光体として、前記式(3a)で表される組成式に含まれる組成を有する窒化物蛍光体(SCASN)を準備した。
蛍光体の色度座標、発光ピーク波長、半値全幅
各蛍光体は、量子効率測定装置(QE-2000、大塚電子株式会社製)を用いて、励起波長450nmの光を各蛍光体に照射し、室温(約25℃)における発光スペクトルを測定し、各発光スペクトルからCIE1931のxy色度座標におけるxp値及びyp値、発光ピーク波長、半値全幅を測定した。結果を表1に示す。
各蛍光体は、量子効率測定装置(QE-2000、大塚電子株式会社製)を用いて、励起波長450nmの光を各蛍光体に照射し、室温(約25℃)における発光スペクトルを測定し、各発光スペクトルからCIE1931のxy色度座標におけるxp値及びyp値、発光ピーク波長、半値全幅を測定した。結果を表1に示す。
蛍光体のメディアン粒径
各蛍光体は、蛍光体の体積基準の粒度分布を、レーザー回折法により、レーザー回折式粒度分布測定装置(MASTER SIZER2000、MALVERN社製)を用いて測定し、体積基準の粒径分布において、小径側からの体積累積50%に対応する粒径をメディア粒径とした。結果を表1に示す。
各蛍光体は、蛍光体の体積基準の粒度分布を、レーザー回折法により、レーザー回折式粒度分布測定装置(MASTER SIZER2000、MALVERN社製)を用いて測定し、体積基準の粒径分布において、小径側からの体積累積50%に対応する粒径をメディア粒径とした。結果を表1に示す。
実施例1から5及び比較例1
図3に示される形態の発光装置を製造した。
発光素子41は、発光ピーク波長が450nmである窒化物半導体層が積層された発光素子41を用いた。発光素子41は、平面形状において縦が約2mm、横が約3mmの略長方形であり、厚さが約0.7mmである。
第1リード20及び第2リード30をエポキシ樹脂を用いて一体成形し、側面と底面とを有する凹部を有する樹脂部61を備えた成形体(パッケージ)6を準備した。
成形体6の凹部の底面に発光素子41を配置し、発光素子41の正負の電極と、第1リード20及び第2リード30を金(Au)製のワイヤ60により接続した。
蛍光部材51を構成する透光性材料としてシリコーン樹脂を用いた。蛍光部材用組成物は、透光性材料100質量部に対して、第1蛍光体及び第2蛍光体の合計である蛍光体の総量と、第1蛍光体及び第2蛍光体の合計量100質量%に対して、第1蛍光体及び第2蛍光体の配合比率(質量%)が表3に示す配合となるようにした。次いで、準備した蛍光部材用組成物を成形体6の凹部に充填した。表3中、「-」の記号は、該当する項目又は数値がないことを表す。
成形体6の凹部内に充填した波長変換部材用組成物を、150℃で3時間加熱して硬化させ、第1蛍光体71及び第2蛍光体72を含む蛍光部材51を備えたパッケージ6を形成して、車両用発光装置100を製造した。
図3に示される形態の発光装置を製造した。
発光素子41は、発光ピーク波長が450nmである窒化物半導体層が積層された発光素子41を用いた。発光素子41は、平面形状において縦が約2mm、横が約3mmの略長方形であり、厚さが約0.7mmである。
第1リード20及び第2リード30をエポキシ樹脂を用いて一体成形し、側面と底面とを有する凹部を有する樹脂部61を備えた成形体(パッケージ)6を準備した。
成形体6の凹部の底面に発光素子41を配置し、発光素子41の正負の電極と、第1リード20及び第2リード30を金(Au)製のワイヤ60により接続した。
蛍光部材51を構成する透光性材料としてシリコーン樹脂を用いた。蛍光部材用組成物は、透光性材料100質量部に対して、第1蛍光体及び第2蛍光体の合計である蛍光体の総量と、第1蛍光体及び第2蛍光体の合計量100質量%に対して、第1蛍光体及び第2蛍光体の配合比率(質量%)が表3に示す配合となるようにした。次いで、準備した蛍光部材用組成物を成形体6の凹部に充填した。表3中、「-」の記号は、該当する項目又は数値がないことを表す。
成形体6の凹部内に充填した波長変換部材用組成物を、150℃で3時間加熱して硬化させ、第1蛍光体71及び第2蛍光体72を含む蛍光部材51を備えたパッケージ6を形成して、車両用発光装置100を製造した。
カラーフィルター
各波長における透過率が異なるカラーフィルター1、カラーフィルター2、及びカラーフィルター3を準備した。カラーフィルター1から3について、カラーフィルターの法線方向(入射角度0度)から光を照射し、分光光度計(U-3900、株式会社日立ハイテクサイエンス社製)を用いて、室温(25℃±5℃)で、波長が300nm以上800nm以下の範囲内の透過スペクトルを測定した。図9は、カラーフィルター1から3の透過スペクトルを示す。表2に、カラーフィルター1から3の410nm以上480nm以下の範囲内の光の最大透過率(%)、500nm以上550nm以下の範囲内の光の最小透過率(%)、及び600nm以上730nm以下の光の透過率を示す。600nm以上730nm以下の光の透過率は、80%以上である場合には、「80以上」と示す。
各波長における透過率が異なるカラーフィルター1、カラーフィルター2、及びカラーフィルター3を準備した。カラーフィルター1から3について、カラーフィルターの法線方向(入射角度0度)から光を照射し、分光光度計(U-3900、株式会社日立ハイテクサイエンス社製)を用いて、室温(25℃±5℃)で、波長が300nm以上800nm以下の範囲内の透過スペクトルを測定した。図9は、カラーフィルター1から3の透過スペクトルを示す。表2に、カラーフィルター1から3の410nm以上480nm以下の範囲内の光の最大透過率(%)、500nm以上550nm以下の範囲内の光の最小透過率(%)、及び600nm以上730nm以下の光の透過率を示す。600nm以上730nm以下の光の透過率は、80%以上である場合には、「80以上」と示す。
実施例6
実施例1に係る車両用発光装置に用いた発光素子の発光に励起されて、表1に示す第2蛍光体及び第3蛍光体から発せられる色度図の色度座標において(x=0.434,y=0.399)の色調となる発光スペクトルの各波長における強度を、カラーフィルター1の各波長の透過率で除して、カラーフィルター1透過後に(x=0.434,y=0.399)の色調となる発光スペクトルを算出した。得られたスペクトルをスペクトルシミュレーションソフト(日亜化学工業株式会社製)で色調予測したところ、(x=0.394,y=0.419)であった。実施例1に係る車両用発光装置に用いた発光素子の色度と、第1蛍光体と第2蛍光体の色度から第1蛍光体と第2蛍光体だけでは、(x=0.394,y=0.419)の色調を得られないと予測でき、第3蛍光体が必要と考えられた。さらに、第1蛍光体、第2蛍光体及び第3蛍光体から発せられる、カラーフィルター1透過後に(x=0.434,y=0.399)の色調となる発光スペクトルと、カラーフィルター1の透過率から前述のスペクトルシミュレーションソフトで実際にカラーフィルター1透過後に(x=0.434,y=0.399)の色調となることを確認し、カラーフィルター透過前後の光束から後述する光束維持率を算出した。
実施例1に係る車両用発光装置に用いた発光素子の発光に励起されて、表1に示す第2蛍光体及び第3蛍光体から発せられる色度図の色度座標において(x=0.434,y=0.399)の色調となる発光スペクトルの各波長における強度を、カラーフィルター1の各波長の透過率で除して、カラーフィルター1透過後に(x=0.434,y=0.399)の色調となる発光スペクトルを算出した。得られたスペクトルをスペクトルシミュレーションソフト(日亜化学工業株式会社製)で色調予測したところ、(x=0.394,y=0.419)であった。実施例1に係る車両用発光装置に用いた発光素子の色度と、第1蛍光体と第2蛍光体の色度から第1蛍光体と第2蛍光体だけでは、(x=0.394,y=0.419)の色調を得られないと予測でき、第3蛍光体が必要と考えられた。さらに、第1蛍光体、第2蛍光体及び第3蛍光体から発せられる、カラーフィルター1透過後に(x=0.434,y=0.399)の色調となる発光スペクトルと、カラーフィルター1の透過率から前述のスペクトルシミュレーションソフトで実際にカラーフィルター1透過後に(x=0.434,y=0.399)の色調となることを確認し、カラーフィルター透過前後の光束から後述する光束維持率を算出した。
実施例7、比較例2
実施例1に係る車両用発光装置に用いた発光素子の発光に励起されて、表1に示す第2蛍光体及び第3蛍光体から発せられる(x=0.434,y=0.399)の色調となる発光スペクトルの各波長における強度を、カラーフィルター2又は3の各波長の透過率で除して、カラーフィルター2又は3透過後に(x=0.434,y=0.399)の色調となる発光スペクトルを算出した。得られたスペクトルを前述のスペクトルシミュレーションソフトで色調予測したところ、実施例7では(x=0.365,y=0.440)、比較例2では(x=0.292,y=0.501)であった。実施例1に係る車両用発光装置に用いた発光素子の色度と第1蛍光体と第2蛍光体の色度から第1蛍光体と第2蛍光体を使用すれば、第3蛍光体を使用する必要なく(x=0.434,y=0.399)の色調を得られると予測できた。さらに、第1蛍光体及び第2蛍光体から発せられる、カラーフィルター2又は3透過後に(x=0.434,y=0.399)の色調となる発光スペクトルと、カラーフィルター2又は3のそれぞれ透過率から前述のスペクトルシミュレーションソフトで実際にカラーフィルター2又は3透過後に(x=0.434,y=0.399)の色調となることを確認し、カラーフィルター透過前後の光束から後述する光束維持率を算出した。
実施例1に係る車両用発光装置に用いた発光素子の発光に励起されて、表1に示す第2蛍光体及び第3蛍光体から発せられる(x=0.434,y=0.399)の色調となる発光スペクトルの各波長における強度を、カラーフィルター2又は3の各波長の透過率で除して、カラーフィルター2又は3透過後に(x=0.434,y=0.399)の色調となる発光スペクトルを算出した。得られたスペクトルを前述のスペクトルシミュレーションソフトで色調予測したところ、実施例7では(x=0.365,y=0.440)、比較例2では(x=0.292,y=0.501)であった。実施例1に係る車両用発光装置に用いた発光素子の色度と第1蛍光体と第2蛍光体の色度から第1蛍光体と第2蛍光体を使用すれば、第3蛍光体を使用する必要なく(x=0.434,y=0.399)の色調を得られると予測できた。さらに、第1蛍光体及び第2蛍光体から発せられる、カラーフィルター2又は3透過後に(x=0.434,y=0.399)の色調となる発光スペクトルと、カラーフィルター2又は3のそれぞれ透過率から前述のスペクトルシミュレーションソフトで実際にカラーフィルター2又は3透過後に(x=0.434,y=0.399)の色調となることを確認し、カラーフィルター透過前後の光束から後述する光束維持率を算出した。
発光スペクトル、色度座標(xL,yL)(xW,yW)、Δx、Δy
実施例1から5及び比較例1に係る各車両用発光装置の発光について、分光測光装置(PMA-11、浜松ホトニクス株式会社製)と積分球を組み合わせた光計測システムを用いて、室温(25℃±5℃)における発光スペクトルを測定した。各車両用発光装置の発光スペクトルから、色度図の色度座標(xL,yL)を求めた。実施例6、7及び比較例2に係る各車両用発光装置の発光は、前述のとおりスペクトルシミュレーションソフトによって各車両用発光装置の発光の色度座標(xL,yL)導き出した。実施例1から7及び比較例1から2の各車両用発光装置は、スペクトルシミュレーションソフトによって、各車両用発光装置の発光スペクトルと、各カラーフィルター各波長における透過率から、カラーフィルター透過後の発光スペクトルを導き出し、実施例1から7及び比較例1から2の各車両用照明装置の発光スペクトルとした。得られたカラーフィルター透過後の各車両用照明装置の発光スペクトルから、カラーフィルター透過後の車両用照明装置の白色光の色度座標(xw,yW)を導き出した。カラーフィルター透過前の各車両用発光装置の色度座標(xL,yL)と、カラーフィルター透過後の各車両用正面装置の色度座標(xW,yW)と、xW値からxL値を差し引いた差Δxと、yW値からyL値を差し引いた差Δyを表3に示す。
実施例1から5及び比較例1に係る各車両用発光装置の発光について、分光測光装置(PMA-11、浜松ホトニクス株式会社製)と積分球を組み合わせた光計測システムを用いて、室温(25℃±5℃)における発光スペクトルを測定した。各車両用発光装置の発光スペクトルから、色度図の色度座標(xL,yL)を求めた。実施例6、7及び比較例2に係る各車両用発光装置の発光は、前述のとおりスペクトルシミュレーションソフトによって各車両用発光装置の発光の色度座標(xL,yL)導き出した。実施例1から7及び比較例1から2の各車両用発光装置は、スペクトルシミュレーションソフトによって、各車両用発光装置の発光スペクトルと、各カラーフィルター各波長における透過率から、カラーフィルター透過後の発光スペクトルを導き出し、実施例1から7及び比較例1から2の各車両用照明装置の発光スペクトルとした。得られたカラーフィルター透過後の各車両用照明装置の発光スペクトルから、カラーフィルター透過後の車両用照明装置の白色光の色度座標(xw,yW)を導き出した。カラーフィルター透過前の各車両用発光装置の色度座標(xL,yL)と、カラーフィルター透過後の各車両用正面装置の色度座標(xW,yW)と、xW値からxL値を差し引いた差Δxと、yW値からyL値を差し引いた差Δyを表3に示す。
光束維持率
実施例1から5及び比較例1の車両用発光装置について、積分球を使用した全光束測定装置を用いて、カラーフィルター透過前の各車両用発光装置の発光の光束を測定した。スペクトルシミュレーションソフトによって、実施例6、7及び比較例2の車両用発光装置の発光スペクトルからカラーフィルター透過前の各車両用発光装置の発光の光束を求めた。さらに、スペクトルシミュレーションソフトによって、実施例1から7及び比較例1から2の車両用発光装置の発光スペクトルと各カラーフィルターの透過率から、カラーフィルター透過後の各車両用照明装置の光束を導き出した。カラーフィルター透過後の白色光の光束をカラーフィルター透過前の発光の光束で除した割合を光束維持率(%)として算出した。結果を表3に記載した。
実施例1から5及び比較例1の車両用発光装置について、積分球を使用した全光束測定装置を用いて、カラーフィルター透過前の各車両用発光装置の発光の光束を測定した。スペクトルシミュレーションソフトによって、実施例6、7及び比較例2の車両用発光装置の発光スペクトルからカラーフィルター透過前の各車両用発光装置の発光の光束を求めた。さらに、スペクトルシミュレーションソフトによって、実施例1から7及び比較例1から2の車両用発光装置の発光スペクトルと各カラーフィルターの透過率から、カラーフィルター透過後の各車両用照明装置の光束を導き出した。カラーフィルター透過後の白色光の光束をカラーフィルター透過前の発光の光束で除した割合を光束維持率(%)として算出した。結果を表3に記載した。
表3及び図10から図12に示す結果から、実施例1から5に係る車両用発光装置は、カラーフィルター1又は2を透過する前に領域ALの範囲に含まれる色度座標(xL,yL)を有する光を発し、カラーフィルター1又は2を透過した後の実施例1から5に係る車両用照明装置は、シミュレーションにより領域AWの範囲内に含まれる色度座標(xW,yW)を有する白色光を発した。表3及び図13に示す結果から、実施例6及び7に係る車両用発光装置は、カラーフィルター1又は2を透過する前にシミュレーションにより領域ALの範囲に含まれる色度座標(xL,yL)を有する光を発し、カラーフィルター1又は2を透過した後の実施例6及び7に係る車両用照明装置のサンプルからシミュレーションにより領域AWの範囲内に含まれる色度座標(xW,yW)を有する白色光を発した。実施例1から7において、カラーフィルター透過後の白色光の光束維持率は45%以上であり、光束の低下を抑制できていた。
表3及び図10に示す結果から、比較例1に係る車両用発光装置は、カラーフィルター3を透過する前に領域ALには含まれない範囲の色度座標(xL,yL)を有する光を発し、カラーフィルター3を透過することによって比較例1に係る車両用照明装置は、シミュレーションにより領域AWに含まれる色度座標(xW,yW)を有する光を発した。表3及び図13に示す結果から、比較例2に係る車両用発光装置は、カラーフィルター3を透過する前にシミュレーションにより領域ALには含まれない範囲の色度座標(xL,yL)を有する光を発し、カラーフィルター3を透過することによって比較例2に係る車両用照明装置のサンプルからシミュレーションにより領域AWに含まれる色度座標(xW,yW)を有する光を発した。比較例1及び2において、カラーフィルター透過後の白色光の光束維持率が25%未満であり、カラーフィルター透過後に光束が低下した。
実施例1から7に係る車両用発光装置及び車両用照明装置のカラーフィルター透過後白色光の色度座標(xW,yW)からカラーフィルター透過前の発光の色度座標(xL,yL)を差し引いた差Δx、Δyと、カラーフィルター1又は2の500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを考慮した1次直線を導き出し、その傾きの範囲及び切片を規定した。
カラーフィルター1の500nm以上550nmの範囲内の最小透過率Tは50%とした。カラーフィルター2の500nm以上550nmの範囲内の最小透過率Tは30%とした。
色度図の領域AWの最小xW値は0.310であり、領域AWの最大のxW値は0.500である。この範囲のカラーフィルター透過後のxW値を横軸とし、カラーフィルター透過後の白色光のxW値からカラーフィルター透過前の発光のxLを差し引いた差Δxを縦軸としたグラフにおいて、カラーフィルター1(最小透過率T:50%)を用いた実施例1,2及び6に係る車両用照明装置のサンプルの各xW値及びΔxをプロットし、カラーフィルター1を用いた場合の一次直線を示す下記式(I-1x)を導き出した。また、カラーフィルター透過後の白色光のxW値を横軸とし、Δxを縦軸としたグラフにおいて、カラーフィルター2(最小透過率T:30%)を用いた実施例4,5及び7に係る車両用照明装置のサンプルの各xW値及びΔxをプロットし、カラーフィルター2を用いた場合の一次直線を示す下記式(I-2x)を導き出した。図14は、カラーフィルター透過後の白色光のxW値を横軸とし、Δxを縦軸としたグラフにおいて、カラーフィルター1又は2を用いた場合の実施例1から7に係る車両用発光装置の発光及び車両用照明装置の白色光から求められる各カラーフィルターごとの2つの1次直線を示す図である。
Δx=0.075xW+0.008 (I-1x)
Δx=0.143xW+0.007 (I-2x)
Δx=0.075xW+0.008 (I-1x)
Δx=0.143xW+0.007 (I-2x)
カラーフィルター1(最小透過率T:50%)を透過した場合の1次直線を示す前記式(I-1x)から領域AWのx座標の最小値0.310におけるΔxは約0.030であり、領域AWのx座標の最大値0.500におけるΔxは約0.050であることが確認できる。
また、カラーフィルター2(最小透過率T:30%)を透過した場合の1次直線を示す前記式(I-2x)から領域AWのx座標の最小値0.310におけるΔxは約0.050であり、領域AWのx座標の最大値0.500におけるΔxは約0.080であることが確認できる。
また、カラーフィルター2(最小透過率T:30%)を透過した場合の1次直線を示す前記式(I-2x)から領域AWのx座標の最小値0.310におけるΔxは約0.050であり、領域AWのx座標の最大値0.500におけるΔxは約0.080であることが確認できる。
カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを考慮し、カラーフィルター透過後に、高い光束を維持した白色光が得られる、カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光の色度座標を求めるために、次の4つの1次直線を表す4つの式(I-3x)から(I-6x)を導き出した。カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率T(%)を横軸とし、カラーフィルター透過後の白色光のxW値からカラーフィルター透過前の発光のxL値を差し引いた差Δxを縦軸としたグラフGxにおいて、前記式(I-1x)及び前記式(I-2x)から求められる領域AWのx座標の最小値0.310におけるΔxの値と、領域AWのx座標の最大値0.500におけるΔxの値をプロットした。プロットした4つの点からカラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを考慮した4つの1次直線を示す式(I-3x)、(I-4x)、(I-5x)及び(I-6x)を導き出した。図15は、カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率T(%)を横軸とし、Δxを縦軸としたグラフGxにおいて、式(I-1x)及び(I-2x)から導き出せる4つの点をプロットし、4つの点から導き出される4つの1次直線を示した図である。
Δx=-0.001T+0.082 (I-3x)
Δx=0.050 (I-4x)
Δx=-0.003T+0.161 (I-5x)
Δx=-0.002T+0.128 (I-6x)
Δx=-0.001T+0.082 (I-3x)
Δx=0.050 (I-4x)
Δx=-0.003T+0.161 (I-5x)
Δx=-0.002T+0.128 (I-6x)
前記式(I-3x)から(I-6x)において、傾きをS1、切片をI1とした場合、以下の式(Ix)を導き出すことができる。前記式(I-3x)から(I-6x)において、傾きS1の最小値は-0.003であり、傾きS1の最大値は0である。前記式(I-3x)から(I-6x)において、切片I1の最小値は0.050であり、切片I1の最大値は0.161である。
Δx=S1×T+I1 (Ix)
式(Ix)中、S1は傾きを表し、I1は切片を表し、Tはカラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率を表し、S1、I1及びTは、それぞれ-0.003≦S1≦0、0.050≦I1≦0.161、20<T≦70を満たす。Tは、25以上65以下の範囲内(25≦T≦65)でもよく、30以上60以下の範囲内(30≦T≦60)でもよく、30以上55以下の範囲内(30≦T≦55)でもよく、30以上50以下の範囲内(30≦T≦50)でもよい。前記式(Ix)において、Δxは0.025以上0.085以下の範囲内(0.025≦Δx≦0.085)でもよい。
Δx=S1×T+I1 (Ix)
式(Ix)中、S1は傾きを表し、I1は切片を表し、Tはカラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率を表し、S1、I1及びTは、それぞれ-0.003≦S1≦0、0.050≦I1≦0.161、20<T≦70を満たす。Tは、25以上65以下の範囲内(25≦T≦65)でもよく、30以上60以下の範囲内(30≦T≦60)でもよく、30以上55以下の範囲内(30≦T≦55)でもよく、30以上50以下の範囲内(30≦T≦50)でもよい。前記式(Ix)において、Δxは0.025以上0.085以下の範囲内(0.025≦Δx≦0.085)でもよい。
色度図の領域AWの最小yW値は0.300であり、領域AWの最大のyW値は0.440である。この範囲をカラーフィルター透過後のyW値を横軸とし、カラーフィルター透過後の白色光のyW値からカラーフィルター透過前の発光のyLを差し引いた差Δyを縦軸としたグラフにおいて、カラーフィルター1(最小透過率T:50%)を用いた実施例1,2及び6に係る車両用照明装置のサンプルの各yW値をプロットし、カラーフィルター1を用いた場合の一次直線を示す下記式(I-1y)を導き出した。また、カラーフィルター透過後の白色光のyW値を横軸とし、Δyを縦軸としたグラフにおいて、カラーフィルター2(最小透過率T:30%)を用いた実施例4,5及び7に係る車両用照明装置のサンプルyWをプロットし、カラーフィルター2を用いた場合の一次直線を示す下記式(I-2y)を導き出した。図16は、カラーフィルター透過後の白色光のyW値を横軸とし、Δyを縦軸としたグラフにおいて、カラーフィルター1又は2を用いた場合の実施例1から7に係る車両用発光装置及び車両用照明装置の発光から求められる各カラーフィルターごとの2つの1次直線を示す図である。
Δy=-0.014yW-0.014 (I-1y)
Δy=-0.041yW+-0.025 (I-2y)
Δy=-0.014yW-0.014 (I-1y)
Δy=-0.041yW+-0.025 (I-2y)
カラーフィルター1(最小透過率T:50%)を透過した場合の1次直線を示す前記式(I-1y)から領域AWのy座標の最小値0.300におけるΔyは約-0.010であり、領域AWのy座標の最大値0.440におけるΔyは約-0.030であることが確認できる。
また、カラーフィルター2(最小透過率T:30%)を透過した場合の1次直線を示す前記式(I-2y)から領域AWのy座標の最小値0.300におけるΔyは約-0.030であり、領域AWのy座標の最大値0.440におけるΔyは約-0.050であることが確認できる。
また、カラーフィルター2(最小透過率T:30%)を透過した場合の1次直線を示す前記式(I-2y)から領域AWのy座標の最小値0.300におけるΔyは約-0.030であり、領域AWのy座標の最大値0.440におけるΔyは約-0.050であることが確認できる。
カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを考慮し、カラーフィルター透過後に、高い光束を維持した白色光が得られる、カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光の色度座標を求めるために、次の4つの1次直線を表す4つの式(I-3y)から(I-6y)を導き出した。カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率T(%)を横軸とし、カラーフィルター透過後の白色光のyW値からカラーフィルター透過前の発光のyL値を差し引いた差Δyを縦軸としたグラフGyにおいて、前記式(I-1y)及び前記式(I-2y)から求められる領域AWのy座標の最小値0.300におけるΔyの値と、領域AWのy座標の最大値0.440におけるΔyの値をプロットした。プロットした4つの点からカラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを考慮した4つの1次直線を示す式(I-3y)、(I-4y)、(I-5y)及び(I-6y)を導き出した。図17は、カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率T(%)を横軸とし、Δyを縦軸とたグラフGyにおいて、式(I-1y)及び(I-2y)から導き出せる4つの点をプロットし、4つの点から導き出される4つの1次直線を示した図である。
Δy=0.001T-0.082 (I-3y)
Δy=0.002T-0.114 (I-4y)
Δy=-0.030 (I-5y)
Δy=0.001T-0.062 (I-6y)
Δy=0.001T-0.082 (I-3y)
Δy=0.002T-0.114 (I-4y)
Δy=-0.030 (I-5y)
Δy=0.001T-0.062 (I-6y)
前記式(I-3y)から(I-6y)において、傾きをS2、切片をI2とした場合、以下の式(Iy)を導き出すことができる。前記式(I-3y)から(I-6y)において、傾きS2の最小値は0であり、傾きS2の最大値は0.002である。前記式(I-3y)から(I-6y)において、切片I2の最小値は-0.114であり、切片I2の最大値は-0.030である。
Δy=S2×T+I2 (Iy)
式(Iy)中、S2は傾きを表し、I2は切片を表し、Tはカラーフィルタの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率を表し、S2、I2及びTは、それぞれ0≦S2≦0.002、-0.114≦I2≦-0.030、20<T≦70を満たす。Tは、25以上65以下の範囲内(25≦T≦65)でもよく、30以上60以下の範囲内(30≦T≦60)でもよく、30以上55以下の範囲内(30≦T≦55)でもよく、30以上50以下の範囲内(30≦T≦50)でもよい。前記式(Iy)において、Δyは-0.055以上-0.005以下の範囲内(-0.055≦Δy≦-0.005)でもよい。
Δy=S2×T+I2 (Iy)
式(Iy)中、S2は傾きを表し、I2は切片を表し、Tはカラーフィルタの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率を表し、S2、I2及びTは、それぞれ0≦S2≦0.002、-0.114≦I2≦-0.030、20<T≦70を満たす。Tは、25以上65以下の範囲内(25≦T≦65)でもよく、30以上60以下の範囲内(30≦T≦60)でもよく、30以上55以下の範囲内(30≦T≦55)でもよく、30以上50以下の範囲内(30≦T≦50)でもよい。前記式(Iy)において、Δyは-0.055以上-0.005以下の範囲内(-0.055≦Δy≦-0.005)でもよい。
実施例1から7に係る車両用発光装置の発光の色度座標(xL,yL)及び車両用照明装置のサンプルの白色光の色度座標(xW,yW)から導き出されるΔx,Δyと、カラーフィルター1及び2の500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率T(%)から、実施例1から7の発光が式(Ix)及び式(Iy)を満たしているか否かを確認した。
図18は、カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率T(%)を横軸とし、カラーフィルター透過後の白色光のxW値からカラーフィルター透過前の発光のxL値を差し引いた差Δxを縦軸としたグラフGxにおいて、実施例1から7に係る車両用発光装置及び車両用照明装置のサンプルの発光をプロットした点から導き出される近似1次直線を示した図である。グラフGxにおいて、実施例1から7に係る車両用発光装置の発光及び車両用照明装置のサンプルの白色光から導き出される近似1次直線は、下記式(I-8x)で表される。
Δx=-0.001T+0.097 (I-8x)
Δx=-0.001T+0.097 (I-8x)
グラフGxにおいて、実施例1から7に係る車両用発光装置の発光及び車両用照明装置のサンプルの白色光から導き出される近似1次直線を表す前記式(I-8x)は、傾きS1が-0.001であり、切片I1が0.097である。式(I-8x)は、式(Ix)における傾きS1の-0.003以上0以下の範囲(-0.003≦S1≦0)を満たし、切片I1の0.050以上0.161以下の範囲(0.050≦I1≦0.161)を満たし、式(Ix)を満たしている。
図19は、カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率T(%)を横軸とし、カラーフィルター透過後の白色光のyW値からカラーフィルター透過前の発光のyL値を差し引いた差Δyを縦軸としたグラフGyにおいて、実施例1から7に係る車両用発光装置及び車両用照明装置のサンプルの発光をプロットした点から導き出される近似1次直線を示した図である。グラフGyにおいて、実施例1から7に係る車両用発光装置の発光及び車両用照明装置のサンプルの白色光から導き出される近似1次直線は、下記式(I-8y)で表される。
Δy=0.001T-0.072 (I-8y)
Δy=0.001T-0.072 (I-8y)
グラフGyにおいて、実施例1から7に係る車両用発光装置の発光及び車両用照明装置のサンプルの白色光から導き出される近似1次直線を表す前記式(I-8y)は、傾きS2が0.001であり、切片I2が-0.072である。式(I-8y)は、式(Iy)における傾きS2の0以上0.002以下の範囲(0≦S2≦0.002)を満たし、切片I2の-0.114以上-0.030以下の範囲(-0.114≦I2≦-0.030)を満たし、式(Ix)を満たしている。
実施例1から7に係る車両用発光装置及び車両用照明装置のサンプルは、式(Ix)及び式(Iy)を満たしているため、カラーフィルター透過後も、光束の低下を抑制したJIS D5500又はECEで規定された白色の領域Wsの白色光が発せられ、1つのカラーフィルターで規定の白色光を発することができるため、車体のリアコンビネーションランプとして用いることができる車両用照明装置のデザインの自由度を向上することができる。
本開示の実施形態の車両用発光装置は、車両用照明装置に用いることができる。車両用照明装置は、例えば自動二輪車、自動四輪車等の道路運送車両や、鉄道車両、整地・運搬・積込用機械のようなトラクター系又は堀削用機械等のショベル系の車両系建設機械に用いる車両のリアコンビネーションランプに用いることができる。
2:カラーフィルター、3:ハウジング、6:成形体又はパッケージ、10:車両用照明装置、11:車両用発光装置又は第1車両用発光装置、12:第2車両用発光装置、13:第3車両用発光装置、20:第1リード、30:第2リード、41:発光素子又は第1発光素子、42:第2発光素子、43:第3発光素子、51:蛍光部材又は第1蛍光部材、52:第2蛍光部材、53:第3蛍光部材、60:ワイヤ、70:蛍光体、71:第1蛍光体、72:第2蛍光体、73:第3蛍光体。
Claims (12)
- 400nm以上510nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する発光素子と、
前記発光素子が発した光により励起され、480nm以上530nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第1蛍光体と、前記発光素子が発した光により励起され、540nm以上600nm以下の範囲内に発光ピーク波長を有する光を発する第2蛍光体と、を含む蛍光部材と、を備え、
CIE1931色度図のxy色度座標において、色度座標(xL,yL)が、(xL=0.278,yL=0.332)を第1L点とし、(xL=0.468,yL=0.458)を第2L点とし、(xL=0.426,yL=0.498)を第3L点とし、(xL=0.247,yL=0.362)を第4L点とし、前記第1L点と前記第2L点を結ぶ第1L直線と、前記第2L点と前記第3L点を結ぶ第2L直線と、前記第3L点と前記第4L点を結ぶ第3L直線と、前記第4L点と前記第1L点を結ぶ第4L直線とで画定された領域AL内の光を発する、車両用発光装置。 - 前記第1蛍光体が、下記式(1a)で表される組成を有するケイ酸塩蛍光体、下記式(1b)で表される組成を有する第1希土類アルミン酸塩蛍光体、及び下記式(1c)で表される組成を有するβサイアロン蛍光体からなる群から選択される少なくとも1種の蛍光体を含む、請求項1に記載の車両用発光装置。
(Ca,Sr,Ba)8MgSi4O16(F,Cl,Br)2:Eu (1a)
(Lu,Y,Gd,Tb)3(Al,Ga)5O12:Ce (1b)
Si6-zAlzOzN8-z:Eu(0<z≦4.2) (1c) - 前記第2蛍光体が、下記式(2a)で表される組成を有する第2希土類アルミン酸塩蛍光体を含む、請求項1又は2に記載の車両用発光装置。
(Y,Gd,Tb)3Al5O12:Ce (2a) - 前記蛍光部材が、前記発光素子が発した光により励起され、605nm以上670nm以下の範囲に発光ピーク波長を有する光を発する第3蛍光体を含む、請求項1又は2に記載の車両用発光装置。
- 前記第3蛍光体が、下記式(3a)で表される組成を有する第1窒化物蛍光体、及び下記式(3b)で表される組成を有する第2窒化物蛍光体からなる群から選択される少なくとも1種の蛍光体を含む、請求項4に記載の車両用発光装置。
(Sr,Ca)AlSiN3:Eu (3a)
(Ba,Sr)2Si5N8:Eu (3b) - 請求項1に記載の車両用発光装置と、前記車両用発光装置から発せられる光が入射する位置に、410nm以上480nm以下の範囲内の光の最大透過率が50%を超えて90%以下であり、500nm以上550nm以下の範囲内の光の最小透過率が20%を超えて70%以下であり、600nm以上730nm以下の範囲内の光の透過率が80%以上であるカラーフィルターと、を備え、前記車両用発光装置から発せられ、前記カラーフィルターを透過して白色光を発する車両用照明装置。
- CIE1931色度図のxy色度座標において、色度座標(xW,yW)が、(xW=0.310,yW=0.300)を第1W点とし、(xW=0.500,yW=0.426)を第2W点とし(xW=0.500,yW=0.440)を第3W点とし、(xW=0.453,yW=0.440)を第4W点とし、(xW=0.310,yW=0.348)を第5W点とし、前記第1W点と前記第2W点を結ぶ第1W直線と、前記第2W点と前記第3W点を結ぶ第2W直線と、前記第3W点と前記第4W点を結ぶ第3W直線と、前記第4W点と第5W点を結ぶ第4W直線と、第5W点と前記第1W点を結ぶ第5W直線とで画定された領域AW内の白色光を発する、請求項6に記載の車両用照明装置。
- 前記カラーフィルター透過後の白色光の光束を、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光の光束で除した割合を示す光束維持率が40%以上75%以下の範囲内である、請求項6又は7に記載の車両用照明装置。
- 前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のx座標をxL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のx座標をxW値とし、前記xW値から前記xL値を差し引いた差Δxとし、前記Δxを縦軸としたグラフGxにおいて、Δxが下記式(Ix)を満たし、
前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のy座標をyL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のy座標をyW値とし、前記yW値から前記yL値を差し引いた差Δyとし、前記Δyを縦軸としたグラフGyにおいて、Δyが下記式(Iy)を満たす、請求項6又は7に記載の車両用照明装置。
Δx=S1×T+I1 (Ix)
(前記グラフGxにおいて、式(Ix)中、S1は傾きを表し、I1は切片を表し、S1、I1及びTが、それぞれ-0.003≦S1≦0、0.050≦I1≦0.161、20<T≦70を満たす。)
Δy=S2×T+I2 (Iy)
(前記グラフGyにおいて、式(Iy)中、S2は傾きを表し、I2は切片を表し、S2、I2及びTが、それぞれ0≦S2≦0.002、-0.114≦I2≦-0.030、20<T≦70を満たす。) - 前記式(Ix)において、Δxが0.025以上0.085以下の範囲内であり、前記式(Iy)において、Δyが-0.055以上-0.005以下の範囲内である、請求項9に記載の車両用照明装置。
- 請求項1に記載の車両用発光装置と、前記車両用発光装置の発光を透過させて白色光を発するカラーフィルターと、を備え、
前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のx座標をxL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のx座標をxW値とし、前記xW値から前記xL値を差し引いた差をΔxとし、前記Δxを縦軸としたグラフGxにおいて、Δxが下記式(Ix)を満たし、
前記カラーフィルターの500nm以上550nm以下の範囲内の最小透過率Tを横軸とし、CIE1931色度図の色度座標における、前記カラーフィルター透過前の車両用発光装置の発光のy座標をyL値とし、前記カラーフィルター透過後の白色光のy座標をyW値とし、前記yW値から前記yL値を差し引いた差をΔyとし、前記Δyを縦軸としたグラフGyにおいて、Δyが下記式(Iy)を満たす、車両用照明装置。
Δx=S1×T+I1 (Ix)
(前記グラフGxにおいて、式(Ix)中、S1は傾きを表し、I1は切片を表し、S1、I1及びTが、それぞれ-0.003≦S1≦0、0.050≦I1≦0.161、20<T≦70を満たす。)
Δy=S2×T+I2 (Iy)
(前記グラフGyにおいて、式(Iy)中、S2は傾きを表し、I2は切片を表し、S2、I2及びTが、それぞれ0≦S2≦0.002、-0.114≦I2≦-0.030、20<T≦70を満たす。) - 前記式(Ix)において、Δxが0.025以上0.085以下の範囲内であり、前記式(Iy)において、Δyが-0.055以上-0.005以下の範囲内である、請求項11に記載の車両用照明装置。
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