JP6471756B2 - 車載ヘッドライト用led光源 - Google Patents
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Description
[1] ドミナント波長430nm以上470nm以下の青色光を発光する青色LEDと、上記青色光の発光方向前方に配置され、上記青色光を波長変換する蛍光体とを備え、上記蛍光体がLu3Al5O12:Ceで表されるセリウム賦活ルテチウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体を主蛍光体として含んでなり、波長470nm以上540nm以下の範囲の発光エネルギーの総量が、波長510nm以上610nm以下の範囲の発光エネルギーの総量の0.7倍以上であり、かつ波長430nm以上630nm以下の範囲の発光エネルギーの総量の0.4倍以上である発光スペクトルを有し、色温度が5400K以下の疑似白色光を発光することを特徴とする車載ヘッドライト用LED光源。
[2] 上記青色光を波長変換する蛍光体が、更に、K2SiF6:Mnで表されるマンガン賦活ケイフッ化カリウム蛍光体又はY3Al5O12:Ceで表されるセリウム賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体を副蛍光体として含むことを特徴とする[1]記載の車載ヘッドライト用LED光源。
[3] 上記青色光を波長変換する蛍光体が、高分子材料又は無機ガラスに上記蛍光体を分散させてなる蛍光体層により配置されていることを特徴とする[1]又は[2]記載の車載ヘッドライト用LED光源。
[4] 上記Lu3Al5O12:Ceで表されるセリウム賦活ルテチウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体のCe含有率が、0.2〜10質量%であり、上記蛍光体層中の蛍光体の量が、蛍光体の総量で5〜60質量%であり、上記蛍光体層の厚さが0.1〜10mmであることを特徴とする[3]記載の車載ヘッドライト用LED光源。
[5] 上記蛍光体層を、発光素子を封止する封止材の、青色LEDの発光方向前面から離間させて配置したリモートフォスファー方式であることを特徴とする[3]又は[4]記載の車載ヘッドライト用LED光源。
本発明の車載ヘッドライト用LED光源は、青色光を発光する青色LEDと、青色光を波長変換する蛍光体とを備え、青色光を波長変換する蛍光体として、Lu3Al5O12:Ceで表されるセリウム賦活ルテチウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体(LuAG:Ce蛍光体)を用いる。Lu3Al5O12:Ce蛍光体は、励起光(青色光)により、暗所視感度域のドミナント波長である波長500nmの近傍にピークを有する緑色の蛍光を発光する。Lu3Al5O12:Ce蛍光体は、Ce含有率が0.2質量%以上10質量%以下のものが好ましい。
青色光源として、Shenzhen Hanhua Opto Co., Ltd.製、ロイヤルブルーLEDアレイ(発光波長:445nm、50W)を用い、この発光表面に、Ceを1.4質量%含むLu3Al5O12:Ce蛍光体粒子(粒径D50=16.2μm)を、丸本ストルアス株式会社製、エポキシ樹脂組成物、Specifixに分散させたスラリー(蛍光体濃度26質量%)を塗布した。これを、オーブンで、50℃で3.5時間加熱して硬化させて、LEDの発光表面に厚さ約0.4mmの蛍光体層を積層した疑似白色LEDチップを得た。次に、図1に示されるように、得られた疑似白色LEDチップ11をリフレクター12の中央部に組み込み、厚さ2mmの乳白色のアクリル板をシェード材13として、試験用の照明装置(LED光源)1を作製した。照明の配向角は1/2配光角で115°となった。
実施例1の青色光源を、蛍光体層を積層せずにそのまま用い、実施例1のLu3Al5O12:Ce蛍光体粒子を、旭化成株式会社製、透明アクリル樹脂、デルペット60Nに練り込んだ厚さ2mmの板材(蛍光体濃度9質量%)を、蛍光体層兼シェード材として用い、リモートフォスファー型の試験用のLED光源を作製し、実施例1と同様に光学特性及び視認性を評価した。発光スペクトルを図2に、その他の結果を表1に示す。
実施例1のLu3Al5O12:Ce蛍光体粒子と、Mnを2質量%含むK2SiF6:Mn蛍光体粒子(粒径D50=20μm)とを併用した厚さ2mmの板材(Lu3Al5O12:Ce蛍光体濃度10質量%、K2SiF6:Mn蛍光体5質量%)を蛍光体層兼シェード材とした以外は実施例2と同様にして、リモートフォスファー型の試験用のLED光源を作製し、実施例1と同様に光学特性及び視認性を評価した。発光スペクトルを図3に、その他の結果を表1に示す。
実施例1の青色光源の発光表面に、Ceを1.6質量%含むY3Al5O12:Ce蛍光体粒子(粒径D50=14μm)を、実施例1のエポキシ樹脂組成物に分散させたスラリー(蛍光体濃度32質量%)を塗布した以外は実施例1と同様にして、試験用のLED光源を作製し、実施例1と同様に光学特性及び視認性を評価した。発光スペクトルを図4に、その他の結果を表1に示す。
実施例1の青色光源の発光表面に、Ceを1.6質量%含むY3Al5O12:Ce蛍光体粒子(粒径D50=14μm)を、実施例1のエポキシ樹脂組成物に分散させたスラリー(蛍光体濃度32質量%)を、塗布量を比較例1の21%として塗布した以外は実施例1と同様にして、試験用のLED光源を作製し、実施例1と同様に光学特性及び視認性を評価した。発光スペクトルを図4に、その他の結果を表1に示す。
図1に示される試験用の照明装置1において、疑似白色LEDチップ11の代わりに、市販の昼白色のハロゲン球を、その光球面(発光面)の先端が、実施例1の疑似白色LEDチップ11の先端と同位置となるように、リフレクター12の中央部後方に、基板を貫通させて配置し、厚さ1.5mmのガラス板をシェード材13とした以外は実施例1と同様にして、試験用の照明装置を作製し、実施例1と同様に光学特性及び視認性を評価した。発光スペクトルを図5に、その他の結果を表1に示す。
図1に示される試験用の照明装置1において、ハロゲン球の代わりに、市販の白色の白熱電球を用いた以外は比較例3と同様にして、試験用の照明装置を作製し、実施例1と同様に光学特性及び視認性を評価した。発光スペクトルを図5に、その他の結果を表1に示す。
・S/P比
(発光スペクトルの波長470〜540nmの範囲の発光エネルギーの総量)/(発光スペクトルの波長510〜610nmの範囲の発光エネルギーの総量)
・発光エネルギー総量比(比率B)
(発光スペクトルの波長470〜540nmの範囲の発光エネルギーの総量)/(発光スペクトルの波長430〜630nmの範囲の発光エネルギーの総量)
11 疑似白色LEDチップ
12 リフレクター
13 シェード材又は蛍光体層
Claims (5)
- ドミナント波長430nm以上470nm以下の青色光を発光する青色LEDと、上記青色光の発光方向前方に配置され、上記青色光を波長変換する蛍光体とを備え、上記蛍光体がLu3Al5O12:Ceで表されるセリウム賦活ルテチウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体を主蛍光体として含んでなり、波長470nm以上540nm以下の範囲の発光エネルギーの総量が、波長510nm以上610nm以下の範囲の発光エネルギーの総量の0.7倍以上であり、かつ波長430nm以上630nm以下の範囲の発光エネルギーの総量の0.4倍以上である発光スペクトルを有し、色温度が5400K以下の疑似白色光を発光することを特徴とする車載ヘッドライト用LED光源。
- 上記青色光を波長変換する蛍光体が、更に、K2SiF6:Mnで表されるマンガン賦活ケイフッ化カリウム蛍光体又はY3Al5O12:Ceで表されるセリウム賦活イットリウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体を副蛍光体として含むことを特徴とする請求項1記載の車載ヘッドライト用LED光源。
- 上記青色光を波長変換する蛍光体が、高分子材料又は無機ガラスに上記蛍光体を分散させてなる蛍光体層により配置されていることを特徴とする請求項1又は2記載の車載ヘッドライト用LED光源。
- 上記Lu3Al5O12:Ceで表されるセリウム賦活ルテチウム・アルミニウム・ガーネット蛍光体のCe含有率が、0.2〜10質量%であり、上記蛍光体層中の蛍光体の量が、蛍光体の総量で5〜60質量%であり、上記蛍光体層の厚さが0.1〜10mmであることを特徴とする請求項3記載の車載ヘッドライト用LED光源。
- 上記蛍光体層を、発光素子を封止する封止材の、青色LEDの発光方向前面から離間させて配置したリモートフォスファー方式であることを特徴とする請求項3又は4記載の車載ヘッドライト用LED光源。
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