JP3118485U

JP3118485U - 白色光発光装置

Info

Publication number: JP3118485U
Application number: JP2005009467U
Authority: JP
Inventors: 李坤錐; 鄭子淇; 鄭榮彬
Original assignee: 優佰利股▲分▼有限公司
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2015-11-11

Abstract

【課題】演色性と色彩飽和度に優れた第二混合光を得ることができる白色光発光装置。
【解決手段】青色光を発する１つ以上の青色光ＬＥＤと、赤色光を発する１つ以上の赤色光ＬＥＤと、蛍光体とを含み、前記蛍光体が黄緑色蛍光体と青色蛍光体と透明樹脂を均一に混合して成り、該黄緑色蛍光体がアルミン酸塩系材料から構成され、活性物がセリウムであり、青色蛍光体はアルミン酸塩系材料から構成され、活性物がユーロピウムであり、該蛍光体が青色光ＬＥＤの上表面を覆って設けられ、青色光を吸収し該蛍光体が励起されて青色光と波長が異なる第一混合光を発し、該第一混合光と前記赤色光ＬＥＤが発する赤色光がさらに混合されて第二混合光を形成し、そのうち、前記蛍光体中の黄緑色蛍光体が励起する黄緑色光の波長が５００〜５８５ｎｍの間であり、青色蛍光体が励起する青色光の波長が４５０〜５００ｎｍの間であり、該二種類の異なる色の光波長の組み合わせで前記第一混合光が形成される。
【選択図】図２

Description

本考案は白色光発光装置に関し、詳細には、演色性に優れた第二混合光を発する、白色光発光装置に関する。

従来の発光装置の典型的な範例としては、日本の日亜化学工業株式会社が出願した中華民国特許公告第３８３５０８号の「発光装置及び表示装置」案があるが、該案は単一の青色光源の青色光半導体を利用し、その照射する青色光で黄色光を蛍光層に励起させ、異なる波長の白色光を出現させるものであるが、単一波長の光しか備えておらず、一部励起されていない青色光との混合であるため、演色性に優れず、白色光の純度が低い。
中華民国特許公告第３８３５０８号

本考案の主な目的は、特に、黄緑色蛍光体及び青色蛍光体を混合して成る蛍光体を用い、さらに青色光ＬＥＤが発する青色光でこの蛍光体を励起し、蛍光体に黄緑色と青色波長の第一混合光を励起させ、この第一混合光と赤色光ＬＥＤが発する赤色光を混合し、演色性及び色彩飽和度に優れた第二混合光を得る、白色光発光装置を提供することにある。

本考案の別の目的は、黄緑色蛍光体、青色蛍光体及び赤色蛍光体を混合して成る蛍光体を用い、青色光ＬＥＤが発する青色光でこの蛍光体を励起し、蛍光体に黄緑色光、青色光及び赤色光等の波長の第一混合光を励起させ、この第一混合光と赤色光ＬＥＤが発する赤色光を混合して演色性及び色彩飽和度に優れた第二混合光を得る、白色光発光装置を提供することにある。

本考案のさらに別の目的は、発光部材に黄緑色ＬＥＤを増加設置し、その発する黄緑色光と第一混合光を混合し、演色性及び色彩飽和度に優れた第二混合光を得る、白色光発光装置を提供することにある。

上述の目的を達するため、本考案について、以下図面に基づき詳細に説明する。

図１、図２に本考案の最良の実施例を示す。本考案の白色光発光装置は、青色光１５を発する少なくとも１つ以上の青色光ＬＥＤ１０と、赤色光２５を発する少なくとも１つ以上の赤色光ＬＥＤ２０と、蛍光体５０を含み、そのうち、蛍光体５０は黄緑色蛍光体５２及び青色蛍光体５３と透明樹脂（図示しない）を均一に混合して成り、そのうち、黄緑色蛍光体５２はアルミン酸塩系(Aluminate)材料から構成され、その活性物はセリウム(Ce)であり、青色蛍光体５３はアルミン酸塩系(Aluminate)材料から構成され、その活性物はユーロピウム(Eu)であり、この蛍光体５０は青色光ＬＥＤ１０の上表面を覆って設けられ、青色光１５を吸収し、蛍光体５０が励起されて青色光１５と波長が異なる第一混合光８０を発し、この第一混合光８０と赤色光ＬＥＤ２０が発する赤色光２５がさらに混合されて第二混合光９０を発する。

そのうち、蛍光体５０中の黄緑色蛍光体５２が青色光１５に励起されて発する黄緑色光５２１の選定波長は５００〜５８５ｎｍの間であり（図３に示す）、青色蛍光体５３が青色光１５に励起されて発する青色光５３１の選定波長は４５０〜５００ｎｍの間であり、これら二種類の異なる色の光波長を組み合わせて第一混合光８０を形成する。

前述の主な特徴に基づき、図８に示すように、蛍光体５０の材料中に赤色蛍光体５１を加え原有の黄緑色蛍光体５２及び青色蛍光体５３と混合してもよく、該赤色蛍光体５１が青色光１５により励起され赤色光５１１を発し、その選定波長は５８５〜７００ｎｍ間とする。

前述の主な特徴に基づき、図１に示すように、青色光ＬＥＤ１０及び赤色光ＬＥＤ２０は光反射カバー６０の光反射凹み槽６１内に接続され、黄緑色蛍光体５２と青色蛍光体５３を混合して成る蛍光層５０で青色光ＬＥＤ１０上を覆い、透明樹脂６５を凹み槽６１内に充填し、蛍光層５０、赤色光ＬＥＤ２０を覆う。

図１、図２に本考案の最良の実施例を示す。本考案の白色光発光装置は、青色光１５を発する少なくとも１つ以上の青色光ＬＥＤ１０と、赤色光２５を発する少なくとも１つ以上の赤色光ＬＥＤ２０と、黄緑色光３５を発する少なくとも１つ以上の黄緑色ＬＥＤ３０と(図８参照)、蛍光体５０を含み、そのうち、蛍光体５０は黄緑色蛍光体５２及び青色蛍光体５３と透明樹脂（図示しない）を混合して成り、そのうち黄緑色蛍光体５２はアルミン酸塩系(Aluminate)材料から構成され、その活性物はセリウム(Ce)であり、青色蛍光体５３はアルミン酸塩系 (Aluminate)材料から構成され、その活性物はユーロピウム(Eu)であり、この蛍光体５０は青色光ＬＥＤ１０の上表面を覆って設けられ、青色光１５を吸収し、蛍光体５０が励起されて青色光１５と波長が異なる第一混合光８０を発し、この第一混合光８０と赤色光２５及び黄緑色光３５がさらに混合されて第二混合光９０を発する。

前述の特徴に基づき、図９に示すように、青色光ＬＥＤ１０、赤色光ＬＥＤ２０及び黄緑色光ＬＥＤ３０は光反射カバー６０の凹み槽６１内に接続され、黄緑色蛍光体５２と青色蛍光体５３を混合して成る蛍光層５０を光反射凹み槽６１内に充填する。

前述の特徴に基づき、青色光ＬＥＤ１０が発する青色光１５の光波長は４００〜４８０ｎｍであり、赤色光ＬＥＤ２５が発する赤色光５１１の光波長は５８５〜７８０ｎｍであり、黄緑色ＬＥＤ３０が発する黄緑色光３５の光波長は５００〜５８５ｎｍであるものとする。

前述の特徴に基づき、蛍光体５０のうちの黄緑色、青色及び赤色蛍光体５２、５３、５１は、次の材料のうち一つまたは複数を選択し組み合わせて使用する：アルミン酸塩系、ケイ酸塩系、リン酸塩系、硼酸塩系、硫化物系。

図１に示すように、青色光ＬＥＤ１０及び赤色光ＬＥＤ２０は光反射カバー６０内に設置され、この光反封カバー６０下方が正、負電極リードフレーム６２、６３上に接続される。そのうち、青色光ＬＥＤ１０の上表面は蛍光体５０により覆われ、さらに透明樹脂６５で光反射カバー６０の凹み槽６１内に封止され、青色光ＬＥＤ１０及び赤色光ＬＥＤ２０が封止される。青色光ＬＥＤ１０及び赤色光ＬＥＤ２０に対し電極を施すと、図２に示すように、青色光ＬＥＤ１０は波長が４００〜４８０ｎｍの青色光１５を発し、蛍光体５０は黄緑色蛍光体５２及び青色蛍光体５３を混合して成り、そのうち、黄緑色蛍光体５２が青色光１５の一部を吸収し、波長が５００〜５８５ｎｍ間の黄緑色光５２１を励起すると共に、青色蛍光体５３が青色光１５の一部を吸収し、波長が４５０〜５００ｎｍ間の青色光５３１を励起する。励起された黄緑色光５２１と青色光５３１の異なる波長の混合で第一混合光８０を形成する。赤色光ＬＥＤ２０は波長が５８５〜７８０ｎｍ間の赤色光２５を発し、この赤色光２５と第一混合光８０をさらに混合して第二混合光９０を得る。

図３に光源の青色光１５及び赤色光２５及び励起された黄緑色光５２１、青色光５３１それぞれの混合される前の波形曲線図を示す。該図からわかるように、光源の青色光１５、赤色光２５と励起されて発光する黄緑色光５２１及び青色光５３１の四者はそれぞれ特定の波長及び発光強度を持つ。

図４に青色光１５、赤色光２５と黄緑色光５２１及び青色光５３１の混合後の曲線図を示す。該第二混合光９０は混合されて形成され、その総合波長平均値は４００〜７００ｎｍの間である。図４の第二混合光９０と点線で示した太陽光スペクトル９５（即ち、自然光）を比較すると、第二混合光９０と太陽光スペクトル９５は共に４００〜６８０ｎｍの可視光区域にあり演色性が極めて高く、このため、本考案により得られる第二混合光９０の色彩（例：白色光）の演色性は自然光に近く、色彩飽和度に優れていることが分かる。

蛍光体５０は基本的に黄緑色蛍光体５２及び青色蛍光体５３を均一に混合して成り、この両者はその元素成分の比率の違いにより異なる励起色の反応を示し、黄緑色蛍光体５２の励起色は黄緑色光であり、青色蛍光体５３の励起色は青色光である。黄緑色蛍光体５２及び青色蛍光体５３は同じ材料元素を選択することができるが、両者の成分比率が異なるため、異なる励起色を発する。本考案の蛍光体５０の材料は次のうち一種類または多種類の元素の組み合わせを採用することができる：(1). アルミン酸塩系(Aluminate)；(2). ケイ酸塩系（Silicates）；(3). リン酸塩系(Phosphates)；(4). 硼酸塩系(Bornates)；(5).硫化物系(Sulfides)。

図５に本考案の別の実施例を示す。蛍光体５０中に別途赤色蛍光体５１を加え混合したものであり、そのうち、この赤色蛍光体５１はMgF2．MgO．GeO2：Mn材料から構成され、上述の黄緑色蛍光体５２及び青色蛍光体５３と混合される。これにより、蛍光体５０が青色光１５光源を受けて励起されると、赤色光５１１、青色光５３１及び黄緑色光５２１を励起し、これらが混合されて第一混合光８０’が形成される。このため、第一混合光８０’は赤色光５１１、青色光５３１及び黄緑色光５２１の３つの異なる波長を備えた混合光であり、そのうち、赤色光５１１の光波長は５８５〜７００ｎｍの間であり、図６に示すように、青色光１５、赤色光２５及び黄緑色光３５がそれぞれ混合される前の波長区域と相対する発光強度、及び励起された青色光５３１、励起された緑色光５２１及び励起された赤色光５１１波長区域及び相対する発光強度と、図６から分かるように、６種類の光が特定の波長及び発光強度を持つ。

図９に示すように本考案の別の実施例を示す。蛍光層５０は直接黄緑色光ＬＥＤ３０、赤色光ＬＥＤ２０及び青色光ＬＥＤ１０上に設置される。図８、図９に示すように、本実施例は特に、光反射カバー６０内に黄緑色ＬＥＤ３０を加え、波長が５００〜５８５ｎｍ間の黄緑色光３５を選定し別途光源とし、これにより、黄緑色光３５、赤色光２５及び青色光１５の３つの光源を前述の第一混合光８０’と混合して第二混合光９０’を得ることができ、その波長の曲線は図７に示す通りである。図７と図４中の第二混合光９０’、９０両者の波形を比較すると、図７中の第二混合光９０’には赤色光２５の一部波形強度と黄緑色光３５の波形強度が増加したことが分かる。このため、図７中の第二混合光９０’と太陽スペクトル９５（即ち、自然光）を比較すると、第二混合光９０’と太陽スペクトル９５は４００〜６８０ｎｍの間の可視光区域にあり非常に似ていることが分かる。このため、第二混合光９０’の色彩（例：白色光）の演色性はより自然光に近いものとなり、色彩の飽和度にも優れている。

本考案の装置の断面図である。本考案の演色混合のフローチャートである。本考案の発光ＬＥＤの能動的発光と蛍光体の受動的発光の各光の波長曲線図である。本考案の第二混合波長の曲線図である。本考案の蛍光体に赤色蛍光体を加えた後の演色混合のフローチャートである。本考案の第二混合波長と太陽光（daylight）波形の比較曲線図である。本考案に受動的発光の赤色光及び黄緑色光源を混合した後の第二混合波長の曲線図である。本考案の別の実施例のフローチャートである。図８の実施例の装置の断面図である。

符号の説明

１０青色光ＬＥＤ
１５、５３１青色光
２０赤色光ＬＥＤ
２５、５１１赤色光
３０黄緑色ＬＥＤ
５０蛍光体
５１赤色蛍光体
５２黄緑色蛍光体
５３青色蛍光体
５２１、３５黄緑色光
６０光反射カバー
６１凹み槽
６５透明樹脂
８０、８０’ 第一混合光
９０、９０’ 第二混合光
９５太陽光スペクトル

Claims

青色光を発する少なくとも１つ以上の青色光ＬＥＤと、赤色光を発する少なくとも１つ以上の赤色光ＬＥＤと、蛍光体とを含み、そのうち、前記蛍光体が黄緑色蛍光体及び青色蛍光体と透明樹脂を均一に混合して成り、そのうち、該黄緑色蛍光体がアルミン酸塩系(Aluminate)材料から構成され、その活性物はセリウム(Ce)であり、青色蛍光体はアルミン酸塩系 (Aluminate)材料から構成され、その活性物はユーロピウム(Eu)であり、該蛍光体が青色光ＬＥＤの上表面を覆って設けられ、青色光を吸収し、前記蛍光体が励起されて前記青色光と波長が異なる第一混合光を発し、該第一混合光と前記赤色光ＬＥＤが発する赤色光がさらに混合されて第二混合光を形成し、そのうち、前記蛍光体中の黄緑色蛍光体が青色光により励起されて発する黄緑色光の波長が５００〜５８５ｎｍの間であり、前記青色蛍光体が青色光により励起されて発する青色光の波長が４５０〜５００ｎｍの間であり、該二種類の異なる色の光波長の組み合わせで前記第一混合光が形成される、白色光発光装置。
前記蛍光体材料の中に赤色蛍光体を加え、原有の黄緑色蛍光体及び青色蛍光体と混合し、該赤色蛍光体が青色光により励起され発する赤色光の波長が５８５〜７００ｎｍの間である、請求項１に記載の白色光発光装置。
前記青色光ＬＥＤ及び赤色光ＬＥＤが光反射カバーの光反射凹み槽内に接続され、黄緑色蛍光体と青色蛍光体を混合して成る蛍光層で該青色光ＬＥＤ上を覆い、透明樹脂を前記凹み槽内に充填し、蛍光層と赤色光ＬＥＤを覆う、請求項１に記載の白色光発光装置。
青色光を発する少なくとも１つ以上の青色光ＬＥＤと、赤色光を発する少なくとも１つ以上の赤色光ＬＥＤと、黄緑色光を発する少なくとも１つ以上の黄緑色ＬＥＤと、蛍光体とを含み、そのうち、蛍光体是由黄緑色蛍光体及び青色蛍光体と透明樹脂を均一に混合して成り、そのうち、該黄緑色蛍光体がアルミン酸塩系(Aluminate)材料から構成され、その活性物はセリウム(Ce)であり、青色蛍光体はアルミン酸塩系 (Aluminate)材料から構成され、その活性物はユーロピウム(Eu)であり、該蛍光体が青色光ＬＥＤの上表面を覆って設けられ、青色光を吸収し、前記蛍光体が励起されて前記青色光と波長が異なる第一混合光を発し、前記第一混合光と赤色光及び黄緑色光がさらに混合されて第二混合光を形成し、そのうち、蛍光体中の黄緑色蛍光体が青色光により励起されて発する黄緑色光の波長が５００〜５８５ｎｍの間であり、前記青色蛍光体が青色光により励起されて発する青色光の波長が４５０〜５００ｎｍの間であり、該二種類の異なる色の光波長の組み合わせで前記第一混合光が形成される、白色光発光装置。
前記青色光ＬＥＤ、赤色光ＬＥＤ及び黄緑色光ＬＥＤが光反射カバーの凹み槽内に接続され、黄緑色蛍光体と青色蛍光体を混合して成る蛍光層を光反射凹み槽内に充填した、請求項４に記載の白色光発光装置。
前記青色光ＬＥＤが発する青色光の光波長が４００〜４８０ｎｍであり、赤色光ＬＥＤが発する赤色光の光波長が５８５〜７８０ｎｍであり、黄緑色ＬＥＤが発する黄緑色光の光波長が５００〜５８５ｎｍである、請求項１または４に記載の白色光発光装置。
前記蛍光体中の黄緑色、青色及び赤色蛍光体が、アルミン酸塩系、ケイ酸塩系、リン酸塩系、硼酸塩系、硫化物系材料のうちの一つまたは複数を組み合わせて使用する、請求項１または４に記載の白色光発光装置。