JP5732059B2 - Led電球 - Google Patents

Led電球 Download PDF

Info

Publication number
JP5732059B2
JP5732059B2 JP2012531693A JP2012531693A JP5732059B2 JP 5732059 B2 JP5732059 B2 JP 5732059B2 JP 2012531693 A JP2012531693 A JP 2012531693A JP 2012531693 A JP2012531693 A JP 2012531693A JP 5732059 B2 JP5732059 B2 JP 5732059B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phosphor
composition represented
europium
formula
activated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012531693A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2012029305A1 (ja
Inventor
恭正 大屋
恭正 大屋
昌彦 山川
昌彦 山川
康博 白川
康博 白川
勝利 中川
勝利 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Materials Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Materials Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2012531693A priority Critical patent/JP5732059B2/ja
Publication of JPWO2012029305A1 publication Critical patent/JPWO2012029305A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5732059B2 publication Critical patent/JP5732059B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7734Aluminates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77342Silicates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/77348Silicon Aluminium Nitrides or Silicon Aluminium Oxynitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/77744Aluminosilicates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/0883Arsenides; Nitrides; Phosphides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/66Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing germanium, tin or lead
    • C09K11/664Halogenides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7728Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing europium
    • C09K11/7737Phosphates
    • C09K11/7738Phosphates with alkaline earth metals
    • C09K11/7739Phosphates with alkaline earth metals with halogens
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7783Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals one of which being europium
    • C09K11/7784Chalcogenides
    • C09K11/7787Oxides
    • C09K11/7789Oxysulfides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/507Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Description

本発明の実施形態は、LED電球に関する。
発光ダイオード(LED)を用いた発光装置は、液晶表示装置のバックライト、信号装置、各種スイッチ類、車載用ランプ、一般照明等の照明装置に幅広く利用されている。LEDと蛍光体とを組合せた白色発光型のLEDランプは、白熱電球の代替品として注目されており、その開発が急速に進められている。LEDランプを適用した電球(以下、LED電球と記す)としては、例えば電球口金が設けられた基体部にグローブを取り付けると共に、グローブ内にLEDチップを配置し、さらに基体部内にLEDチップの点灯回路を設けた一体型のランプ構造を有するものが知られている。
従来のLED電球においては、青色発光のLEDチップ(青色LED)と、青色LEDから出射された青色光を吸収して黄色光を発光する黄色蛍光体(YAG蛍光体等)との組合せが適用されており、青色LEDから出射された青色光とそれを吸収して黄色蛍光体が発光する黄色光との混色により白色光を得ている。青色LEDと黄色蛍光体とを組合せたLED電球は、明るさを確保しやすいというような特徴を有する。しかしながら、青色LEDからの青色光と黄色蛍光体からの黄色光との混色に基づく白色光は、平均演色評価数(Ra)等で評価される演色性に劣っている。
従来の青色LEDと黄色蛍光体とを組合せたLED電球は、光の分布が青色成分と黄色成分とに偏っており、赤色成分の光が不足しているため、LED電球からの光で物体を見たときの反射光が太陽光の下で見る自然色とは異なる。従来のLED電球では、青色LEDから出射された光が白色光の生成に使用されるため、電球全体の輝度が不均一になる。このため、電球のぎらつきや局所的なまぶしさ、いわゆるグレアを低減することが困難である。青色LEDから出射された青色光は直進性が強く、水平方向に進んだ光はそのまま直進して周囲に広がらないため、いわゆる配光角を十分に大きくすることが難しい。
特開2005−005546号公報 特開2009−170114号公報
本発明が解決しようとする課題は、演色性の向上とグレアの低減とを実現すると共に、配光角を大きくすることを可能にしたLED電球を提供することにある。
実施形態のLED電球は、LEDモジュールと、LEDモジュールが設置された基体部と、LEDモジュールを覆うように基体部に取り付けられたグローブとを具備する。LEDモジュールは、基板と、基板上に実装された紫外乃至紫色発光の複数のLEDチップと、複数のLEDチップを被覆するように前記基板上に設けられた透明樹脂層とを備える。基体部には、LEDチップを点灯させる点灯回路と、点灯回路と電気的に接続された口金とが設けられている。グローブの内面には、LEDチップから離間させて蛍光膜が設けられている。蛍光膜は、青色蛍光体と、緑色乃至黄色蛍光体と、赤色蛍光体とを含有する混合蛍光体を含み、その体色をL*a*b*表色系で表したとき、a*が−10以上+10以下、b*が0以上+30以下、L*が+40以上の色を有する。
第1の実施形態によるLED電球を一部断面で示す図である。 第2の実施形態によるLED電球を示す図である。 実施形態によるLED電球の白色光の拡散状態を説明する図である。 蛍光体を含有する樹脂層でLEDチップを覆ったLED電球の白色光の透過状態を説明する図である。 実施形態によるLED電球の配光角の一例を示す図である。 蛍光体を含有する樹脂層でLEDチップを覆ったLED電球の配光角の一例を示す図である。
以下、実施形態のLED電球について、図面を参照して説明する。図1は第1の実施形態によるLED電球の構成を一部断面で示す図である。図2は第2の実施形態によるLED電球を示す図である。これらの図に示すLED電球1は、LEDモジュール2と、LEDモジュール2が設置された基体部3と、LEDモジュール2を覆うように基体部3上に取り付けられたグローブ4と、基体部3の下端部に絶縁部材5を介して取り付けられた口金6と、基体部3内に設けられた点灯回路(図示せず)とを具備する。
LEDモジュール2は、基板7上に実装された紫外乃至紫色発光のLEDチップ8を備えている。基板7上には複数のLEDチップ8が面実装されている。紫外乃至紫色発光のLEDチップ8には、InGaN系、GaN系、AlGaN系等の発光ダイオードが用いられる。基板7の表面(さらに必要に応じて内部)には、配線網(図示せず)が設けられており、LEDチップ8の電極は基板7の配線網と電気的に接続されている。LEDモジュール2の側面もしくは底面には、図示を省略した配線が引き出されており、この配線が基体部3内に設けられた点灯回路(図示せず)と電気的に接続されている。LEDチップ8は、点灯回路を介して印加される直流電圧により点灯する。
グローブ4の内面には、LEDチップ8から出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜9が設けられている。LED電球1の発光色は、LEDチップ8の発光波長と蛍光膜9を構成する蛍光体との組合せにより決定される。紫外乃至紫色光のLEDチップ8と組合せて白色光を得るにあたって、蛍光膜9は青色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体を含有する混合蛍光体(BGR又はBYR蛍光体)で構成することが好ましい。混合蛍光体は、さらに青緑色蛍光体及び深赤色蛍光体から選ばれる少なくとも1種の蛍光体を含有していてもよい。蛍光膜9はそれからの発光のみ(LEDチップ8から出射された光を含まない)で白色光を得ることが可能な混合蛍光体を含んでいる。
グローブ4の形状は特に限定されるものではなく、図1に示すようなドーム型形状や図2に示すようなナス型形状を適用することができる。図2ではグローブ4内の構成の図示を省略したが、グローブ4の形状が異なることを除いて、図2に示すLED電球1は図1に示すLED電球1と同様な構成を備えている。グローブ4は可視光の透過率が90%以上の透明又は白色の体色を有する材料、例えばガラスや樹脂で形成することが好ましい。これによって、蛍光膜9から発光された白色光を電球外部に効率よく取り出すことができる。さらに、後述するLED電球1の非点灯時の外観色を良好にすることができる。グローブ4は、例えば白熱電球と同等の大きさを有している。
この実施形態のLED電球1における蛍光膜9は、従来の蛍光体粒子をLEDチップの封止樹脂中に分散させたLEDモジュールとは異なり、LEDチップ8から離間するようにグローブ4の内面に設けられている。LED電球1に印加された電気エネルギーは、LEDチップ8で紫外乃至紫色光に変換され、さらに蛍光膜9でより長波長の光に変換されて白色光として放出される。LED電球1から放出される白色光は、従来の青色LEDと黄色蛍光体とを組合せたLED電球とは異なり、蛍光膜9の発光のみにより構成される。
LED電球1は、グローブ4の内面全体に設けられた蛍光膜9が発光するため、従来の蛍光体粒子を封止樹脂中に分散させたLEDモジュールとは異なり、蛍光膜9全体を面発光させることができ、蛍光膜9から全方位に白色光が広がる。さらに、従来の青色LEDと黄色蛍光体とを組合せたLED電球とは異なり、蛍光膜9からの発光のみで白色光を得ているため、局所的な輝度ムラ等を抑制することができる。これらによって、ぎらつきが無く、均一で柔らかい白色光が得られる。すなわち、LED電球1のグレアを従来の青色LEDと黄色蛍光体とを組合せたLED電球に比べて大幅に低減することが可能となる。
LED電球1の励起源として紫外乃至紫色発光のLEDチップ8を使用した場合には、従来の青色LEDと黄色蛍光体とを組合せたLED電球とは異なり、蛍光膜9を種々の蛍光体で構成することができる。すなわち、蛍光膜9の構成する蛍光体種の選択幅が広がるため、LED電球1から放出される白色光の演色性等を高めることができる。具体的には、相関色温度が6500K以下で、平均演色評価数Raが85以上の白色光を容易に得ることができる。このような白色光を得ることによって、白熱電球の代替品としてのLED電球1の実用性等を向上させることが可能となる。
LEDチップ8は紫外乃至紫色発光(発光ピーク波長が350〜430nm)のLEDであればよいが、特に発光ピーク波長が370〜415nmの範囲であると共に、発光スペクトルの半値幅が10〜15nmのLEDチップ8を使用することが好ましい。このようなLEDチップ8と上述した混合蛍光体(BGR又はBYR蛍光体、さらに必要に応じて青緑色蛍光体や深赤色蛍光体を加えた混合蛍光体)で構成した蛍光膜9とを組合せて使用した場合、相関色温度(発光色)についてはLEDチップ8の出力バラツキにかかわらず安定した白色光を得ることができ、LED電球1の歩留りを高めることが可能となる。従来の青色LEDと黄色蛍光体との組合せは、LEDチップの出力バラツキが直接相関色温度(発光色)に影響するため、LED電球の歩留りが低下しやすい。
基板7上に実装された複数のLEDチップ8は、透明樹脂層10で覆われていることが好ましい。すなわち、LEDモジュール2は、基板7上に面実装された複数のLEDチップ8と、複数のLEDチップ8を覆うように基板7上に設けられた透明樹脂層10とを備えていることが好ましい。透明樹脂層10には、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等が用いられ、特に耐紫外線性に優れるシリコーン樹脂を使用することが好ましい。このように、複数のLEDチップ8を透明樹脂層10で覆うことによって、各LEDチップ8から出射された光が互いに伝播し、グレアの一因となる局所的な光の強弱が緩和されると共に、光の取出し効率を高めることができる。
さらに、グローブ4の内面に白色発光する蛍光膜9を設けることによって、LED電球1の配光角を大きくすることができ、加えて蛍光膜9の温度上昇等に起因する経時的な輝度低下を抑制することができる。ここで、配光角とは電球の周囲への光の広がりを示すものであり、配光角が小さいと電球直下の輝度が高くても電球全体として明るさが不足しているように感じられるものである。この実施形態における配光角は、電球の中心輝度に対して輝度が1/2になる角度を左右両側に求め、両者の角度を合計したものである。左右対称の場合には、片側角度の2倍の値となる。
すなわち、図4に示すように、従来の蛍光体を含有する樹脂層10AでLEDチップ8Aを覆った構造において、LEDチップ8Aから放射されたエネルギーは樹脂層10A中の蛍光体で可視光に変換され、この可視光は樹脂層10Aから様々な方向に拡散する。ただし、図中矢印L1で示すように、LEDチップ8Aが実装された基板7の表面と水平に進んだ光はそのまま直進し、基板7の裏側(基板7より下方)には光が広がらない。このため、図6に示すように、従来の蛍光体を含有する樹脂層10AでLEDチップ8Aを覆ったLED電球の配光角は120度程度である。
従来の青色LEDと黄色蛍光体等とを組合せたLED電球において、黄色蛍光体等からなる蛍光膜をグローブの内面に形成した場合、蛍光膜からの発光が周囲に拡散するため、蛍光体を含有する樹脂層10AでLEDチップ8Aを覆ったLED電球より配光角が大きくなる。しかしながら、白色光の一部を構成する青色LEDから放射された光は直進性が高く、その状態でグローブを透過して外部に放出されるため、基板7の裏側(基板7より下方)には広がらない。従って、LED電球の配光角の改善には限界がある。
これらに対して、実施形態のLED電球1はグローブ4の内面に設けられた蛍光膜9全体を面発光させ、この蛍光膜9からの発光のみで白色光を得ている。このため、図3に示すように、蛍光膜9から全方位に白色光が広がる。すなわち、白色光を構成する発光成分の全てをグローブ4の内側で発光させ、蛍光膜9の全面から周囲に白色光を拡散させているため、電球背面への白色光自体の広がりが大きくなる。従って、LED電球1の白色光の配光角をより効果的に大きくすることが可能となる。図5に示すように、LED電球1の配光角は200度もしくはそれ以上となる。
蛍光膜9の温度上昇等に起因する経時的な輝度低下に関して、従来の蛍光体含有の樹脂層10AでLEDチップ8Aを覆った構造では、LED電球を連続点灯させた際にLEDチップ8Aの温度上昇に基づいて蛍光体も温度上昇しやすい。このため、蛍光体の温度上昇による輝度劣化が生じやすい。これに対して、蛍光膜9をLEDチップ8から離間するようにグローブ4の内面に設けることによって、LEDチップ8が温度上昇した場合においても蛍光膜9の温度上昇を抑制することができる。蛍光膜9とLEDチップ8との間には十分な距離があるとき、例えば蛍光膜9の温度は60℃前後までしか上昇しない。従って、LED電球1の点灯中の経時的な輝度低下を抑制することができる。
前述したように、蛍光膜9は青色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体を含有する混合蛍光体(BGR又はBYR蛍光体)、さらに必要に応じて青緑色蛍光体及び深赤色蛍光体から選ばれる少なくとも1種を含有する混合蛍光体で構成されている。混合蛍光体を構成する各蛍光体は、LEDチップ8からの紫外乃至紫色光との組合せ、得られる白色光の色温度や演色性(平均演色評価数Ra等)、LED電球1の非点灯時の外観色等の観点から以下に示す蛍光体を使用することが好ましい。
青色蛍光体としては、発光のピーク波長が430〜460nmの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式(1)で表される組成を有するユーロピウム(Eu)付活アルカリ土類クロロ燐酸塩蛍光体を使用することが好ましい。
一般式:(Sr1-x-y-zBaxCayEuz5(PO43・Cl …(1)
(式中、x、y、及びzは0≦x<0.5、0≦y<0.1、0.005≦z<0.1を満足する数である)
緑色乃至黄色蛍光体としては、発光のピーク波長が490〜580nmの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式(2)で表される組成を有するユーロピウム(Eu)及びマンガン(Mn)付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、式(3)で表される組成を有するユーロピウム(Eu)及びマンガン(Mn)付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体、式(4)で表される組成を有するセリウム(Ce)付活希土類アルミン酸塩蛍光体、式(5)で表される組成を有するユーロピウム(Eu)付活サイアロン蛍光体、及び式(6)で表される組成を有するユーロピウム(Eu)付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも1種を使用することが好ましい。
一般式:(Ba1-x-y-zSrxCayEuz)(Mg1-uMnu)Al1017 …(2)
(式中、x、y、z、及びuは0≦x<0.2、0≦y<0.1、0.005<z<0.5、0.1<u<0.5を満足する数である)
一般式:(Sr1-x-y-z-uBaxMgyEuzMnu2SiO4 …(3)
(式中、x、y、z、及びuは0.1≦x≦0.35、0.025≦y≦0.105、0.025≦z≦0.25、0.0005≦u≦0.02を満足する数である)
一般式:RE3xAl5-x-yy12:Cez …(4)
(式中、REはY、Lu、及びGdから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、A及びBは対をなす元素であって、(A,B)が(Mg,Si)、(B,Sc)、(B,In)のいずれかであり、x、y、及びzはx<2、y<2、0.9≦x/y≦1.1、0.05≦z≦0.5 を満足する数である)
一般式:(Si,Al)6(O,N)8:Eux …(5)
(式中、xは0<x<0.3を満足する数である)
一般式:(Sr1-xEuxαSiβAlγδω …(6)
(式中、x、α、β、γ、δ、及びωは0<x<1、0<α≦3、12≦β≦14、2≦γ≦3.5、1≦δ≦3、20≦ω≦22を満足する数である)
赤色蛍光体としては、発光のピーク波長が580〜630nmの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式(7)で表される組成を有するユーロピウム(Eu)付活酸硫化ランタン蛍光体、式(8)で表される組成を有するユーロピウム(Eu)付活酸化イットリウム蛍光体、式(9)で表される組成を有するユーロピウム(Eu)付活カズン蛍光体、及び式(10)で表される組成を有するユーロピウム(Eu)付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも1種を使用することが好ましい。
一般式:(La1-x-yEuxy22S …(7)
(式中、MはSm、Ga、Sb、及びSnから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、x及びyは0.08≦x<0.16、0.000001≦y<0.003を満足する数である)
一般式:(Y1-x-yEuxBiy23 …(8)
(式中、x及びyは0.01≦x<0.15、0.001≦y<0.05を満足する数である)
一般式:(Ca1-x-ySrxEuy)SiAlN3 …(9)
(式中、x及びyは0≦x<0.4、0<y<0.5を満足する数である)
一般式:(Sr1-xEuxαSiβAlγδω …(10)
(式中、x、α、β、γ、δ、及びωは0<x<1、0<α≦3、5≦β≦9、1≦γ≦5、0.5≦δ≦2、5≦ω≦15を満足する数である)
青緑色蛍光体としては、発光のピーク波長が460〜490nmの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式(11)で表される組成を有するユーロピウム(Eu)及びマンガン(Mn)付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体を使用することが好ましい。
一般式:(Ba1-x-y-z-uSrxMgyEuzMnu2SiO4 …(11)
(式中、x、y、z、及びuは0.1≦x≦0.35、0.025≦y≦0.105、0.025≦z≦0.25、0.0005≦u≦0.02を満足する数である)
深赤色蛍光体としては、発光のピーク波長が630〜780nmの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式(12)で表される組成を有するマンガン(Mn)付活マグネシウムフロロジャーマネート蛍光体を使用することが好ましい。
一般式:αMgO・βMgF2・(Ge1-xMnx)O2 …(12)
(式中、α、β、及びxは3.0≦α≦4.0、0.4≦β≦0.6、0.001≦x≦0.5を満足する数である)
混合蛍光体を構成する各蛍光体の比率は、LED電球1の発光色等に応じて適宜に設定されるものであるが、例えば混合蛍光体は10〜60質量%の範囲の青色蛍光体、0〜10質量%の範囲の青緑色蛍光体、1〜30質量%の範囲の緑色乃至黄色蛍光体、30〜90質量%の範囲の赤色蛍光体、及び0〜35質量%の範囲の深赤色蛍光体を、各蛍光体の合計量が100質量%となるように含有することが好ましい。このような混合蛍光体によれば、相関色温度が6500K〜2500Kというような広範囲の白色光を同一蛍光種で得ることができる。従来の青色LEDと黄色蛍光体との組合せの場合、2色の組合せのみでは2800Kの電球色を、偏差を含めて調整することは困難であり、青色励起で発光する赤色蛍光体を追加することが必要となる。
ところで、従来の白熱電球ではグローブの素材に透明ガラスや乳白色ガラス等が使用されており、使用者にとって電球グローブの外観は透明又は白色であることが通念上の常識であり、長年親しまれた外観色である。これに対して、LED電球では蛍光体の種類によっては非点灯時の外観色が黄色やオレンジ色等になる場合がある。従来の青色LEDと黄色蛍光体等とを組合せたLED電球において、蛍光膜をグローブの内面に形成すると蛍光膜の体色に近い外観色となりやすい。
LED電球の非点灯時の外観色は、ランプの発光特性と直接の関係はないが、非点灯時の外観色が電球の発光色と同一であるかのような誤解を与えたり、また特定色に限定されるとLED電球に対する様々な要求に答えることができず、商品価値が低下してしまう。このようなことから、LED電球の非点灯時の外観色は白色又は透明であることが好ましく、また着色される場合であってもなるべく白色に近いものが望まれる。
この実施形態のLED電極1おいて、蛍光膜9はその体色をL*a*b*表色系で表したとき、a*が−10以上+10以下、b*が0以上+30以下、L*が+40以上の色を有している。L*a*b*表色系(エルスター・エースター・ビースター表色系)は物体色を表すのに用いられる方法で、1976年に国際照明委員会(CIE)で規格化され、日本ではJIS Z−8729に規定されている。L*は明度を表し、a*とb*とで色相と彩度を表すものである。L*が大きいほど明るいことを示す。a*とb*は色の方向を示しており、a*は赤方向、−a*は緑方向を示し、b*は黄方向、−b*は青方向を示す。
上記したL*a*b*表色系の数値は、蛍光膜9の体色が白色乃至薄緑又は薄黄色の色相を有し、かつ彩度や明度が高いことを示している。このような体色を有する蛍光膜9を使用することで、LED電球1の非点灯時の外観色を白熱電球に近付けることができ、LED電球1の商品価値を高めることが可能となる。この実施形態のLED電球1は混合蛍光体で蛍光膜9を形成しているため、混合蛍光体を構成する各蛍光体を適宜に選択することによって、上述したような体色を有する蛍光膜9を容易に得ることができる。
蛍光膜9の体色を表すL*a*b*表色系の各数値のうち、a*が−10未満であると緑の強い体色となり、また+10を超えると赤みが強い体色となる。b*が0未満であると青みの強い体色となり、また+30を超えると黄色みの強い体色となる。L*が+40未満であると明度が劣った体色となる。いずれの場合にもLED電球1の非点灯時の外観色が商品価値の低い濃色や暗色となる。蛍光膜9の体色はa*が−5以上+5以下、b*が0以上20以下、L*が70以上であることがより好ましい。
前述した各蛍光体の体色を表1に示す。表1に示す体色は、各蛍光体を単独でグローブの内面に塗布し、それぞれの蛍光膜の体色をL*a*b*表色系で表したものである。体色(L*a*b*)はコニカミノルタ社製スペクトロフォトメータCM2500dを用いて測定し、蛍光膜表面の任意の3点に測色部を直接接触させて測定した値の平均値を示す。各蛍光体の体色は、それぞれの蛍光体に許容される組成範囲のうち、任意の代表組成の蛍光体を用いて測定した。蛍光体の体色は許容組成範囲のうちでも微妙な組成ずれにより異なるものの、許容範囲内の組成差による体色の違いよりも、蛍光体種や発光色の違いによる体色の差異の方が大きい。このため、表1ではそれぞれの代表組成で比較評価している。
Figure 0005732059
表1に示す12種類の蛍光膜の体色は大きく3つのグループに分かれる。表中に◎印を付した蛍光体は白色又は白色に準ずる体色を有し、上述した蛍光膜9の体色のうち特に白色に近い領域の体色を満足させることが可能なものである。一方、△印を付した蛍光体は濃い黄色、濃い緑色、濃いピンク色等の体色を有し、単独で使用した場合には上述した蛍光膜9の体色を満足させることができないものである。○印を付した蛍光体は両者の中間的な特性を示し、上述した蛍光膜9の体色を満足させることが可能なものである。
LED電球1の発光色は白色であり、表1に示した蛍光体を単独で使用することはなく、複数種の蛍光体を混合して白色発光を得ている。従って、表1で△印を付した蛍光体であっても、他の蛍光体と混合することで使用することができる。ただし、そのような場合であっても、△印を付した蛍光体の混合比率が高すぎると上述した蛍光膜9の体色を満足させることができないおそれがある。このため、蛍光膜9を構成する混合蛍光体において、△印を付した蛍光体の合計含有量は20質量%以下とすることが好ましい。
すなわち、(3)式で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体(GY蛍光体)、(4)式で表される組成を有するセリウム付活希土類アルミン酸塩蛍光体(GY蛍光体)、(5)式で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体(GY蛍光体)、(6)式で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体(GY蛍光体)、(9)式で表される組成を有するユーロピウム付活カズン蛍光体(R蛍光体)、(10)式で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体(R蛍光体)、及び(11)式で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体(BG蛍光体)の合計含有量を、混合蛍光体の20質量%以下とすることによって、蛍光膜9の体色を再現性よく白色乃至薄緑又は薄黄色とすることができる。上記蛍光体の合計含有量は10質量%以下とすることがより好ましい。
蛍光膜9は、例えば混合蛍光体の粉末をバインダ樹脂等と混合し、この混合物(例えばスラリー)をグローブ4の内面に塗布した後に加熱・硬化させることによって形成される。混合蛍光体粉末は平均粒子径(粒度分布の中位値(D50))が3〜50μmの範囲であることが好ましい。このような平均粒子径を有する混合蛍光体(蛍光体粒子)を使用することによって、LEDチップ8から出射される紫外乃至紫色光の吸収効率を高めることができ、LED電球1の輝度を向上させることが可能となる。
蛍光膜9の膜厚は80〜800μmの範囲とすることが好ましい。蛍光膜9の励起源として紫外乃至紫色発光のLEDチップ8を用いた場合、グローブ4からの紫外線の漏出を抑制することが好ましい。グローブ4から漏出した紫外線は、LED電球1の近傍や配置空間に存在する印刷物、食品、薬品、人体等に悪影響を及ぼすおそれがある。蛍光膜9の膜厚が80μm未満の場合、紫外線の漏出量が多くなる。一方、蛍光膜9の膜厚が800μmを超えるとLED電球1の明るさが低下する。膜厚が80〜800μmの蛍光膜9によれば、グローブ4から漏出する紫外線量(紫外線のエネルギー量)を例えば0.3mW/nm/lm以下まで低減しつつ、LED電球1の明るさの低下を抑制することができる。蛍光膜9の膜厚は150〜600μmの範囲とすることがより好ましい。
この実施形態のLED電球1は、例えば以下のようにして作製される。まず、蛍光体粉末を含む蛍光体スラリーを調製する。蛍光体スラリーは、例えば蛍光体粉末をシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等のバインダ樹脂やアルミナ、シリカ等の充填材と混合して調製される。蛍光体とバインダ樹脂との混合比は、蛍光体の種類や粒子径により適宜に選択されるが、例えば蛍光体を100質量部としたとき、バインタ樹脂を20〜1000質量部の範囲とすることが好ましい。蛍光体の種類、平均粒子径、混合比等は目的とする白色光に応じて、前述した条件範囲から適宜に設定することが好ましい。
次に、グローブ4の内面に蛍光体スラリーを塗布する。蛍光体スラリーの塗布は、例えばスプレー法やディップ法、あるいはグローブ4を回転させる方法等により実施され、グローブ4の内面に均一に塗布する。次いで、蛍光体スラリーの塗布膜をドライヤやオーブン等の加熱装置を用いて加熱乾燥させることによって、グローブ4の内面に蛍光膜9を形成する。この後、LEDモジュール2や口金6等を設置した基体部3に、蛍光膜9を有するグローブ4を取り付けることによって、目的とするLED電球1を作製する。
次に、具体的な実施例及びその評価結果について述べる。
(実施例1〜9)
まず、青色(B)蛍光体として平均粒子径が40μmのEu付活アルカリ土類クロロ燐酸塩((Sr0.604Ba0.394Eu0.0025(PO43Cl)蛍光体、青緑色(BG)蛍光体として平均粒子径が20μmのEu及びMn付活アルカリ土類珪酸塩((Sr0.225Ba0.65Mg0.0235Eu0.1Mn0.00152SiO4)蛍光体、緑色乃至黄色(GY)蛍光体として平均粒子径が38μmのEu及びMn付活アルカリ土類アルミン酸珪酸塩((Ba0.9Mg0.5Eu0.2Mn0.4)Al1017)蛍光体(GY1)、平均粒子径が17μmのEu及びMn付活アルカリ土類珪酸塩((Sr0.675Ba0.25Mg0.0235Eu0.05Mn0.00152SiO4)蛍光体(GY2)、平均粒子径が10μmのCe付活希土類アルミン酸塩(Y3MgAl3SiO12:Ce3+)蛍光体(GY3)、平均粒子径が15μmのユーロピウム付活サイアロン((Si,Al)6(O,N)8:Eu2+)蛍光体(GY4)、平均粒子径が20μmのユーロピウム付活サイアロン((Sr0.8Eu0.23Si13Al3322)蛍光体(GY5)を用意した。
赤色(R)蛍光体として平均粒子径が45μmのEu付活酸硫化ランタン((La0.9Eu0.122S)蛍光体(R1)、平均粒子径が4μmのEu付活酸化イットリウム((Y0.89Eu0.1Bi0.0123)蛍光体(R2)、平均粒子径が25μmのEu付活カズン((Ca0.6Sr0.3Eu0.1)SiAlN3)蛍光体(R3)、平均粒子径が11μmのEu付活サイアロン((Sr0.6Eu0.42Si7Al4ON14)蛍光体(R4)、深赤色(DR)蛍光体として平均粒子径が12μmのMn付活マグネシウムフロロジャーマネート(3.5MgO・0.5MgF2・(Ge0.75Mn0.25)O2)蛍光体を用意した。
各蛍光体を表2に示す割合で混合し、これら混合蛍光体を用いて以下のようにしてLED電球を作製した。まず、バインダ樹脂としてのシリコーン樹脂に蛍光体を分散し、脱泡する。次に、グローブ内に所望の膜厚となる量の蛍光体スラリーを投入し、グローブの内面に均一に広がるように角度を変化させながらグローブを回転させる。次いで、赤外線ヒータやドライヤ等を用いて蛍光体スラリーが硬化し始めて塗布膜が流れなくなるまで加熱を行う。この後、オーブン等を用いて100℃×5時間程度の条件で熱処理し、蛍光体スラリーの塗布膜を完全に硬化させる。蛍光膜の膜厚は300〜600μmとした。
LEDモジュールは、発光ピーク波長が405nm、発光スペクトルの半値幅が15nmのLEDチップを112個使用し、これらLEDチップを基板上に面実装し、さらにシリコーン樹脂で被覆して構成したものである。また、グローブは半透明で可視光の透過率が88%のポリカーボネートからなり、厚さが約1mmのドーム型形状を有するものを使用した。このようにして得たLED電球を後述する特性評価に供した。
(比較例1〜2)
青色発光のLEDチップ(発光ピーク波長:450nm)を覆う樹脂層中に表2に示す緑色乃至黄色蛍光体を分散させる以外は、実施例1と同様にしてLED電球を作製した。グローブの内面には蛍光膜を形成していない。これらを後述する特性評価に供した。
(比較例3)
LEDチップ(発光ピーク波長:405nm)を覆う樹脂層中に表2に示す混合蛍光体を分散させる以外は、実施例1と同様にしてLED電球を作製した。グローブの内面には蛍光膜を形成していない。これを後述する特性評価に供した。
(比較例4)
青色発光のLEDチップ(発光ピーク波長:450nm)を使用すると共に、表2に示す緑色乃至黄色蛍光体のみを含む蛍光膜をグローブの内面に形成する以外は、実施例1と同様にしてLED電球を作製した。これを後述する特性評価に供した。
Figure 0005732059
次に、実施例1〜9及び比較例1〜4の各LED電球について、蛍光膜の体色(L*a*b*)をコニカミノルタ社製スペクトロフォトメータCM2500dで測定した。各LED電球を点灯させ、各LED電球から放出される白色光の明るさ(発光効率)、相関色温度、平均演色評価数Ra、200時間連続点灯後の輝度劣化特性を測定した。これらの特性はラブズフェア社製SLMS全光束測定システムにより測定した。さらに、各LED電球の配光角をコニカミノルタ社製照度計T−10により測定した。これらの測定・評価結果を表3に示す。輝度劣化特性は四段階で評価し、不合格のものを×、合格レベルのうち良好なものから◎、○、△の三段階で示した。
Figure 0005732059
表2〜3から明らかなように、実施例1〜9によるLED電球は蛍光膜の体色が良好であり、また実用的な発光色(白色)と明るさと演色性を有していることが分かる。さらに、実施例1〜9によるLED電球は配光角が大きく、また輝度の経時劣化も少ないことが分かる。一方、LEDチップを覆う樹脂層中に蛍光体を分散させた比較例1〜3のLED電球は配光角が小さく、輝度の経時劣化も大きいことが分かる。グローブの内面に緑色乃至黄色蛍光体のみを含む蛍光膜を形成した比較例4のLED電球は、比較例1〜3より配光角が改善されているものの、実施例1〜9と比較して配光角が小さく、さらに白色光の演色性に劣ることが確認された。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (14)

  1. 基板と、前記基板上に実装された紫外乃至紫色発光の複数のLEDチップと、前記複数のLEDチップを被覆するように前記基板上に設けられた透明樹脂層とを備えるLEDモジュールと、
    前記LEDモジュールが設置された基体部と、
    前記LEDモジュールを覆うように、前記基体部に取り付けられたグローブと、
    青色蛍光体と、緑色乃至黄色蛍光体と、赤色蛍光体とを含有する混合蛍光体を含み、前記グローブの内面に前記LEDチップから離間させて設けられ、前記LEDチップから出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜と、
    前記基体部内に設けられ、前記LEDチップを点灯させる点灯回路と、
    前記点灯回路と電気的に接続された口金とを具備し、
    前記蛍光膜の体色をL*a*b*表色系で表したとき、前記蛍光膜はa*が−10以上+10以下、b*が0以上+30以下、L*が+40以上の色を有することを特徴とするLED電球。
  2. 請求項記載のLED電球において、
    前記混合蛍光体は、10質量%以上60質量%以下の前記青色蛍光体、1質量%以上30質量%以下の前記緑色乃至黄色蛍光体、及び30質量%以上90質量%以下の前記赤色蛍光体を、各蛍光体の合計量が100質量%となるように含有することを特徴とするLED電球。
  3. 請求項1または請求項2記載のLED電球において、
    前記青色蛍光体は
    一般式:(Sr1-x-y-zBaxCayEuz5(PO43Cl …(1)
    (式中、x、y、及びzは0≦x<0.5、0≦y<0.1、0.005≦z<0.1を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活アルカリ土類クロロ燐酸塩蛍光体であり、
    前記緑色乃至黄色蛍光体は
    一般式:(Ba1-x-y-zSrxCayEuz)(Mg1-uMnu)Al1017 …(2)
    (式中、x、y、z、及びuは0≦x<0.2、0≦y<0.1、0.005<z<0.5、0.1<u<0.5を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、
    一般式:(Sr1-x-y-z-uBaxMgyEuzMnu2SiO4 …(3)
    (式中、x、y、z、及びuは0.1≦x≦0.35、0.025≦y≦0.105、0.025≦z≦0.25、0.0005≦u≦0.02を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体、
    一般式:RE3xAl5-x-yy12:Cez …(4)
    (式中、REはY、Lu、及びGdから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、A及びBは対をなす元素であって、(A,B)が(Mg,Si)、(B,Sc)、(B,In)のいずれかであり、x、y、及びzはx<2、y<2、0.9≦x/y≦1.1、0.05≦z≦0.5を満足する数である)
    で表される組成を有するセリウム付活希土類アルミン酸塩蛍光体、
    一般式:(Si,Al)6(O,N)8:Eux …(5)
    (式中、xは0<x<0.3を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体、及び
    一般式:(Sr1-xEuxαSiβAlγδω …(6)
    (式中、x、α、β、γ、δ、及びωは0<x<1、0<α≦3、12≦β≦14、2≦γ≦3.5、1≦δ≦3、20≦ω≦22を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも1種であり、
    前記赤色蛍光体は
    一般式:(La1-x-yEuxy22S …(7)
    (式中、MはSm、Ga、Sb、及びSnから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、x及びyは0.08≦x<0.16、0.000001≦y<0.003を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体、
    一般式:(Y1-x-yEuxBiy23 …(8)
    (式中、x及びyは0.01≦x<0.15、0.001≦y<0.05を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体、
    一般式:(Ca1-x-ySrxEuy)SiAlN3 …(9)
    (式中、x及びyは0≦x<0.4、0<y<0.5を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活カズン蛍光体、及び
    一般式:(Sr1-xEuxαSiβAlγδω …(10)
    (式中、x、α、β、γ、δ、及びωは0<x<1、0<α≦3、5≦β≦9、1≦γ≦5、0.5≦δ≦2、5≦ω≦15を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とするLED電球。
  4. 請求項記載のLED電球において、
    前記混合蛍光体における前記(3)式で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体、前記(4)式で表される組成を有するセリウム付活希土類アルミン酸塩蛍光体、前記(5)式で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体、前記(6)式で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体、前記(9)式で表される組成を有するユーロピウム付活カズン蛍光体、及び前記(10)式で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体の合計含有量が20質量%以下であることを特徴とするLED電球。
  5. 請求項記載のLED電球において、
    前記混合蛍光体は、さらに青緑色蛍光体及び深赤色蛍光体から選ばれる少なくとも1種の蛍光体を含有することを特徴とするLED電球。
  6. 請求項5記載のLED電球において、
    前記混合蛍光体は、10質量%以上60質量%以下の前記青色蛍光体、0質量%以上10質量%以下の前記青緑色蛍光体、1質量%以上30質量%以下の前記緑色乃至黄色蛍光体、30質量%以上90質量%以下の前記赤色蛍光体、及び0質量%以上35%質量%以下の前記深赤色蛍光体を、各蛍光体の合計量が100質量%となるように含有することを特徴とするLED電球。
  7. 請求項5または請求項6記載のLED電球において、
    前記青色蛍光体は
    一般式:(Sr 1-x-y-z Ba x Ca y Eu z 5 (PO 4 3 Cl …(1)
    (式中、x、y、及びzは0≦x<0.5、0≦y<0.1、0.005≦z<0.1を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活アルカリ土類クロロ燐酸塩蛍光体であり、
    前記緑色乃至黄色蛍光体は
    一般式:(Ba 1-x-y-z Sr x Ca y Eu z )(Mg 1-u Mn u )Al 10 17 …(2)
    (式中、x、y、z、及びuは0≦x<0.2、0≦y<0.1、0.005<z<0.5、0.1<u<0.5を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、
    一般式:(Sr 1-x-y-z-u Ba x Mg y Eu z Mn u 2 SiO 4 …(3)
    (式中、x、y、z、及びuは0.1≦x≦0.35、0.025≦y≦0.105、0.025≦z≦0.25、0.0005≦u≦0.02を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体、
    一般式:RE 3 x Al 5-x-y y 12 :Ce z …(4)
    (式中、REはY、Lu、及びGdから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、A及びBは対をなす元素であって、(A,B)が(Mg,Si)、(B,Sc)、(B,In)のいずれかであり、x、y、及びzはx<2、y<2、0.9≦x/y≦1.1、0.05≦z≦0.5を満足する数である)
    で表される組成を有するセリウム付活希土類アルミン酸塩蛍光体、
    一般式:(Si,Al) 6 (O,N) 8 :Eu x …(5)
    (式中、xは0<x<0.3を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体、及び
    一般式:(Sr 1-x Eu x α Si β Al γ δ ω …(6)
    (式中、x、α、β、γ、δ、及びωは0<x<1、0<α≦3、12≦β≦14、2≦γ≦3.5、1≦δ≦3、20≦ω≦22を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも1種であり、
    前記赤色蛍光体は
    一般式:(La 1-x-y Eu x y 2 2 S …(7)
    (式中、MはSm、Ga、Sb、及びSnから選ばれる少なくとも1種の元素を示し、x及びyは0.08≦x<0.16、0.000001≦y<0.003を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体、
    一般式:(Y 1-x-y Eu x Bi y 2 3 …(8)
    (式中、x及びyは0.01≦x<0.15、0.001≦y<0.05を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活酸化イットリウム蛍光体、
    一般式:(Ca 1-x-y Sr x Eu y )SiAlN 3 …(9)
    (式中、x及びyは0≦x<0.4、0<y<0.5を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活カズン蛍光体、及び
    一般式:(Sr 1-x Eu x α Si β Al γ δ ω …(10)
    (式中、x、α、β、γ、δ、及びωは0<x<1、0<α≦3、5≦β≦9、1≦γ≦5、0.5≦δ≦2、5≦ω≦15を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも1種であり、
    前記青緑色蛍光体は
    一般式:(Ba1-x-y-z-uSrxMgyEuzMnu2SiO4 …(11)
    (式中、x、y、z、及びuは0.1≦x≦0.35、0.025≦y≦0.105、0.025≦z≦0.25、0.0005≦u≦0.02を満足する数である)
    で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体であり、
    前記深赤色蛍光体は
    一般式:αMgO・βMgF2・(Ge1-xMnx)O2 …(12)
    (式中、α、β、及びxは3≦α≦4、0.4≦β≦0.6、0.001≦x≦0.5を満足する数である)
    で表される組成を有するマンガン付活マグネシウムフロロジャーマネート蛍光体であることを特徴とするLED電球。
  8. 請求項記載のLED電球において、
    前記混合蛍光体における前記(3)式で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体、前記(4)式で表される組成を有するセリウム付活希土類アルミン酸塩蛍光体、前記(5)式で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体、前記(6)式で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体、前記(9)式で表される組成を有するユーロピウム付活カズン蛍光体、前記(10)式で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体、及び前記(11)式で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体の合計含有量が20質量%以下であることを特徴とするLED電球。
  9. 請求項1乃至請求項8のいずれか一項記載のLED電球において、
    前記蛍光膜は80μm以上800μm以下の範囲の膜厚を有することを特徴とするLED電球。
  10. 請求項1乃至請求項9のいずれか一項記載のLED電球において、
    前記グローブは、透明又は白色の体色を有し、かつ可視光の透過率が90%以上の材料からなることを特徴とするLED電球。
  11. 請求項1乃至請求項10のいずれか一項記載のLED電球において、
    前記LEDチップから出射される紫外乃至紫色発光は、発光ピーク波長が370nm以上415nm以下の範囲であると共に、発光スペクトルの半値幅が10nm以上15nm以下の範囲であることを特徴とするLED電球。
  12. 請求項1乃至請求項11のいずれか一項記載のLED電球において、
    前記蛍光膜から発光される前記白色光は、相関色温度が6500K以下で、平均演色評価数Raが85以上であることを特徴とするLED電球。
  13. 請求項1乃至請求項12のいずれか一項記載のLED電球において、
    配光角が200度以上であることを特徴とするLED電球。
  14. 請求項1乃至請求項13のいずれか一項記載のLED電球において、
    前記グローブは、ドーム型形状又はナス型形状を有することを特徴とするLED電球。
JP2012531693A 2010-08-31 2011-08-31 Led電球 Active JP5732059B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012531693A JP5732059B2 (ja) 2010-08-31 2011-08-31 Led電球

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010193170 2010-08-31
JP2010193170 2010-08-31
PCT/JP2011/004863 WO2012029305A1 (ja) 2010-08-31 2011-08-31 Led電球
JP2012531693A JP5732059B2 (ja) 2010-08-31 2011-08-31 Led電球

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2012029305A1 JPWO2012029305A1 (ja) 2013-10-28
JP5732059B2 true JP5732059B2 (ja) 2015-06-10

Family

ID=45772429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012531693A Active JP5732059B2 (ja) 2010-08-31 2011-08-31 Led電球

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8796915B2 (ja)
EP (1) EP2613076B1 (ja)
JP (1) JP5732059B2 (ja)
CN (1) CN103080634B (ja)
WO (1) WO2012029305A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4875198B1 (ja) * 2010-09-17 2012-02-15 株式会社東芝 Led電球
KR101503977B1 (ko) * 2012-07-31 2015-03-19 삼성전기주식회사 발광 다이오드 조명 구동 장치 및 방법
JP6356606B2 (ja) * 2012-10-04 2018-07-11 株式会社東芝 歯科用照明装置
CN104919606A (zh) 2012-12-28 2015-09-16 信越化学工业株式会社 波长转换部件和发光装置
US9541241B2 (en) * 2013-10-03 2017-01-10 Cree, Inc. LED lamp
JP6036728B2 (ja) * 2014-02-28 2016-11-30 信越化学工業株式会社 照明装置
JP6384302B2 (ja) * 2014-12-05 2018-09-05 日亜化学工業株式会社 発光装置
US9401468B2 (en) 2014-12-24 2016-07-26 GE Lighting Solutions, LLC Lamp with LED chips cooled by a phase transformation loop
CN107636113B (zh) * 2015-06-12 2020-09-22 株式会社东芝 荧光体及其制造方法、以及led灯
WO2017045901A1 (en) * 2015-09-15 2017-03-23 Philips Lighting Holding B.V. Barrier layer delaying oxygen depletion in sealed gas-filled led lamps
CN106369290A (zh) * 2016-10-17 2017-02-01 江门市雨点照明科技有限公司 无基板led灯源
KR20220030989A (ko) 2019-06-28 2022-03-11 덴카 주식회사 형광체 플레이트 및 그것을 사용한 발광 장치

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11250861A (ja) * 1998-02-27 1999-09-17 Toshiba Lighting & Technology Corp ラピッドスタート形蛍光ランプおよび照明装置
JP2001243807A (ja) * 2000-02-28 2001-09-07 Mitsubishi Electric Lighting Corp Led電球
JP2007081234A (ja) * 2005-09-15 2007-03-29 Toyoda Gosei Co Ltd 照明装置
JP2009040918A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Mitsubishi Chemicals Corp 蛍光体及びその製造方法、蛍光体含有組成物、発光装置、並びに画像表示装置及び照明装置
WO2009145259A1 (ja) * 2008-05-30 2009-12-03 株式会社東芝 白色光源、バックライト、液晶表示装置および照明装置
JP2010040364A (ja) * 2008-08-06 2010-02-18 Panasonic Corp 照明用光源
JP2010199145A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Ushio Inc 光源装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3475566B2 (ja) * 1995-04-17 2003-12-08 化成オプトニクス株式会社 3波長域発光形蛍光ランプ
JP2000109826A (ja) * 1998-10-05 2000-04-18 Kasei Optonix Co Ltd アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体及び蛍光ランプ
JP2001172623A (ja) * 1999-12-20 2001-06-26 Toshiba Corp 蛍光体およびそれを用いた蛍光ランプ
JP5157029B2 (ja) * 2001-05-31 2013-03-06 日亜化学工業株式会社 蛍光体を用いた発光装置
JP2005005546A (ja) 2003-06-13 2005-01-06 Hitachi Lighting Ltd Led照明装置
WO2005022032A1 (ja) * 2003-08-28 2005-03-10 Mitsubishi Chemical Corporation 発光装置及び蛍光体
KR20080081054A (ko) * 2005-12-27 2008-09-05 가세이 옵토닉스 가부시키가이샤 냉음극 형광 램프용 청색발광 알칼리토류 클로로 인산염형광체, 냉음극 형광 램프 및 컬러 액정표시장치
JP2009170114A (ja) 2008-01-10 2009-07-30 Toshiba Lighting & Technology Corp Led電球及び照明器具
CN201221693Y (zh) * 2008-06-11 2009-04-15 朱志明 Led球泡灯
CN201242128Y (zh) * 2008-06-27 2009-05-20 中海阳(北京)新能源电力工程有限公司 一种led球泡灯
JP5081746B2 (ja) * 2008-07-04 2012-11-28 パナソニック株式会社 ランプ
JP2010027725A (ja) * 2008-07-16 2010-02-04 Toshiba Corp パッケージ型発光装置およびそれを用いたバックライト、液晶表示装置並びに照明装置
US8506103B2 (en) * 2008-11-26 2013-08-13 Keiji Iimura Semiconductor lamp and light bulb type LED lamp
RU2538098C2 (ru) * 2009-05-04 2015-01-10 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Источник света, содержащий излучатель света, скомпонованный внутри прозрачной внешней колбы

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11250861A (ja) * 1998-02-27 1999-09-17 Toshiba Lighting & Technology Corp ラピッドスタート形蛍光ランプおよび照明装置
JP2001243807A (ja) * 2000-02-28 2001-09-07 Mitsubishi Electric Lighting Corp Led電球
JP2007081234A (ja) * 2005-09-15 2007-03-29 Toyoda Gosei Co Ltd 照明装置
JP2009040918A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Mitsubishi Chemicals Corp 蛍光体及びその製造方法、蛍光体含有組成物、発光装置、並びに画像表示装置及び照明装置
WO2009145259A1 (ja) * 2008-05-30 2009-12-03 株式会社東芝 白色光源、バックライト、液晶表示装置および照明装置
JP2010040364A (ja) * 2008-08-06 2010-02-18 Panasonic Corp 照明用光源
JP2010199145A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Ushio Inc 光源装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012029305A1 (ja) 2012-03-08
EP2613076B1 (en) 2019-05-08
US8796915B2 (en) 2014-08-05
CN103080634A (zh) 2013-05-01
JPWO2012029305A1 (ja) 2013-10-28
EP2613076A1 (en) 2013-07-10
EP2613076A4 (en) 2014-12-10
CN103080634B (zh) 2015-07-22
US20130169147A1 (en) 2013-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5732059B2 (ja) Led電球
JP4875198B1 (ja) Led電球
JP5509333B2 (ja) Led電球
JP5864851B2 (ja) 発光装置
US8955996B2 (en) LED light bulb
WO2017200097A1 (ja) 白色光源
US8710532B2 (en) White light emitting lamp and white LED lighting apparatus including the same
US8723412B2 (en) White lighting device
WO2014203841A1 (ja) 発光装置
WO2016159141A1 (ja) 発光装置
JP5300935B2 (ja) Led電球
JP5918827B2 (ja) 発光装置
JP6106307B2 (ja) 発光装置、並びに、当該発光装置を用いた照明器具及び表示装置
JP6405738B2 (ja) 発光装置
JP5566822B2 (ja) Led電球
JP5921631B2 (ja) 発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140402

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150317

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150410

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5732059

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250