TW201439278A - 波長變換構件及發光裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明為一種波長變換構件，其係由選自聚烯烴、聚苯乙烯、苯乙烯共聚合物、氟樹脂、丙烯酸酯樹脂、尼龍、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、氯乙烯樹脂及聚醚樹脂之群中之1種或2種以上之熱可塑性樹脂所構成之樹脂成型體，該熱可塑性樹脂中，複合氟化物螢光體以30質量%以下之含量分散，該複合氟化物螢光體係由A2(M1-xMnx)F6(式中，M為選自Si、Ti、Zr、Hf、Ge及Sn中之1種或2種以上之4價元素，A為選自Li、Na、K、Rb及Cs，且至少包含Na及/或K之1種或2種以上之鹼金屬，x為0.001~0.3)所表示，且粒度分布中，體積累計50%之粒徑D50為2μm以上200μm以下。
Description
本發明關於一種波長變換構件及使用該波長變換構件之發光裝置，其係使用於改善使用藍色發光二極體(LED)之一般照明、背光光源、前照燈光源等發光裝置之照明光的色度。
發光二極體是現在可利用之光源中，最有效率的光源之一。在這之中，白色發光二極體取代了白熾燈泡、螢光燈、CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)背光、鹵素燈等，並作為次世代光源快速地擴大於市場中。作為實現白色LED(Light Emitting Diode)之構成之一，藉由藍色發光二極體(藍色LED)、與藍色光激發，來將發出更長波長，例如組合發出黃色或綠色之螢光體所構成之白色LED(LED照明)實用化。
作為此白色LED之構造，在藍色LED上或其極為靠近之處，以混合樹脂或玻璃等狀態配置螢光體，並將藍色光的一部份或全部，以事實上與藍色LED一體化之此等螢光體層，進行波長變換，得到類似白色光，以所
謂應稱作白色LED元素之方式為主流。且，也有採用將其螢光體配置在離藍色LED數mm~數十mm之處，並將藍色光之一部份或全部以該螢光體進行波長變換之方式的發光裝置。
尤其是，自LED所發出的熱容易造成螢光體之特性降低時，離LED的距離較遠對作為發光裝置之效率之提升或抑制色調之變動來說，是有效的。像這樣將含有螢光體之波長變換構件，配置於離LED光源較遠之構件被稱作遠離螢光粉，而如此之發光方式被稱作「螢光粉遠離方式」。以如此之螢光粉遠離方式的發光方式，作為照明使用時，具有全體的色彩不均勻性被改善等優點，近年來急速地被探討。
在如此之螢光粉遠離方式的發光裝置中，一般來說，是藉由例如於藍色LED的前方配置由將作為螢光粉遠離之黃色發光螢光體粒子或綠色螢光體粒子、或紅色螢光體粒子分散之樹脂或玻璃所構成之波長變換構件，而得到白色光之發光裝置。作為使用於螢光粉遠離之螢光體，除了可使用Y3Al5O12：Ce、(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12：Ce、(Y,Gd)3Al5O12：Ce、Tb3Al5O12：Ce、(Sr,Ca,Ba)2SiO4：Eu、β-SiAlON：Eu等之外，作為用來提升照明裝置之顯色性的紅色螢光體亦可使用CaAlSiN3：Eu2+、Sr-CaAlSiN3：Eu2+等。
然而，適用於上述之LED照明裝置中的螢光體當中，雖然綠色發光或黃色發光之螢光體之示例較多，但是作為紅色發光之螢光體，稱作CASN、S-CASN之氮
化物螢光體、或稱作α-SIALON螢光體之氮氧化物螢光體等較少被人所知。且，此等之紅色發光之螢光體由於通常必須在高溫、高壓下合成，故必須有在大量合成時，耐高溫、高壓之特殊設備。
我們以往有對於一種期望之紅色螢光體之合成方法進行探討，其係以下述式(1)所表示之LED用螢光體作為期望之紅色螢光體之合成方法，A2(M1-xMnx)F6 (1)(式中，M為選自Si、Ti、Zr、Hf、Ge及Sn中之1種或2種以上之4價元素，A為選自Li、Na、K、Rb及Cs，且至少包含Na及/或K之1種或2種以上之鹼金屬，x為0.001~0.3。)(日本特開2012-224536號公報(專利文獻1))。以本人所開發之合成方法，上述螢光體之合成能夠在100℃以下之低溫、常壓下合成，且得到粒徑、量子效率良好之螢光體，但是此螢光體在高濕度下有耐久性之問題。
[專利文獻1]日本特開2012-224536號公報
基於以上之事由，本發明之目的在於提供一種使用適用於LED之紅色螢光體之波長變換構件及使用該波長變換構件之發光裝置。
本發明者們，著眼於熱可塑性樹脂中混合螢光體之樹脂螢光板作為新的波長變換構件，並對混合方法、混合量、螢光板之厚度及LED裝置中的配置進行探討。且，此時，為了提升LED裝置之色彩再現性，對作為在類似白色LED裝置中，能夠補足黃色螢光體之發光特性的紅色螢光體之錳活化複合氟化物螢光體進行探討。另外，本發明者們，進行嚴密探討之後發現藉由以下事實：藉由將錳活化複合氟化物所構成之紅色螢光體，分散於特定之熱可塑性樹脂上之樹脂成型體之波長變換構件，能夠改善耐濕性，且，在LED光源之光軸上，裝配此波長變換構件，例如，與黃色系或綠色系之波長變換構件另外獨立，且將錳活化複合氟化物所構成之紅色螢光體，分散於特定之熱可塑性樹脂上之樹脂成型體之波長變換構件，裝配於黃色系或綠色系之波長變換構件的前面或後面，能夠改善LED裝置之色彩再現性，進而完成本發明。
因此，本發明為提供一種下述之波長變換構件及發光裝置。
〔1〕一種波長變換構件，其特徵係由選自聚烯烴、
聚苯乙烯、苯乙烯共聚合物、氟樹脂、丙烯酸酯樹脂、尼龍、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、氯乙烯樹脂及之聚醚樹脂之群中之1種或2種以上之熱可塑性樹脂所構成之樹脂成型體，該熱可塑性樹脂中，複合氟化物螢光體以30質量%以下之含量分散，且複合氟化物螢光體為以該下述式(1)所示A2(M1-xMnx)F6 (1)(式中，M為選自Si、Ti、Zr、Hf、Ge及Sn中之1種或2種以上之4價元素，A為選自Li、Na、K、Rb及Cs，且至少包含Na及/或K之1種或2種以上之鹼金屬，x為0.001~0.3)，且在粒度分布中，體積累計50%之粒徑D50為2μm以上200μm以下。
〔2〕如〔1〕之波長變換構件，其中上述複合氟化物螢光體為以K2(Si1-xMnx)F6(x與上述相同)所表示之錳活化矽氟化鉀。
〔3〕如〔1〕或〔2〕之波長變換構件，其中上述熱可塑性樹脂包含聚丙烯及/或聚苯乙烯。
〔4〕如〔1〕或〔2〕之波長變換構件，其中上述熱可塑性樹脂包含40質量%以上之聚丙烯及/或聚苯乙烯。
〔5〕一種發光裝置，其特徵係具備：射出包含波長為420~490nm之藍色光成分之光之藍色LED光源或類似白色LED光源、與配置於該LED光源之光軸上之〔1〕~〔4〕中任一之波長變換構件。
〔6〕一種發光裝置，其特徵係具備：射出藍色光之
LED光源、與配置於該LED光源之光軸上之〔1〕~〔4〕中任一之波長變換構件、與包含吸收上述藍色光，並發出波長與上述複合氟化物螢光體相異之光之螢光體之其他波長變換構件。
由本發明之波長變換構件，能夠提供一種將特定量之錳活化複合氟化物粒子均勻地混入熱可塑性樹脂並成型之新穎的波長變換構件。且，藉由將本發明之波長變換構件用於發光裝置(照明裝置)，由於能夠在波長600~660nm之區域中賦予起因於Mn4+之尖銳的發光波峰，故能夠將LED照明之顯色性能大幅地提升。
1，1A‧‧‧LED光源
2‧‧‧其他波長變換構件
3，13‧‧‧紅色系波長變換構件
5‧‧‧反射板
10，20‧‧‧發光裝置
11‧‧‧藍色LED光源
12‧‧‧黃色系波長變換構件
16‧‧‧外殼
A‧‧‧光軸
Lb‧‧‧藍色光
Lb’‧‧‧反射光
Lr，Lr’‧‧‧紅色光
Ly，Ly’‧‧‧黃色光
Lw‧‧‧類似白色光
[圖1]表示本發明相關之發光裝置之第1實施形態之構成之概略斜視圖。
[圖2]表示圖1之發光裝置中，光之波長變換的樣子之剖面概略圖。
[圖3]表示本發明相關之發光裝置之第2實施形態之構成之概略斜視圖。
[圖4]表示實施例2之評估用類似白色LED發光裝置之構成之剖面概略圖。
[圖5]表示實施例3-2之發光裝置之發光光譜之圖。
[圖6]表示比較例3之發光裝置之發光光譜之圖。
[圖7]實施例3-2與比較例3之波長變換構件之發光狀態之斜視圖。
以下針對本發明相關之波長變換構件進行說明。
本發明相關之波長變換構件為選自由聚烯烴，聚苯乙烯，苯乙烯共聚合物，氟樹脂，丙烯酸酯樹脂，尼龍，聚酯樹脂，聚碳酸酯樹脂，氯乙烯樹脂及聚醚樹脂之群中之1種或2種以上之熱可塑性樹脂之樹脂成型體，熱可塑性樹脂中特定之複合氟化物螢光體以30質量%以下之含量分散。
於此，本發明中所使用之複合氟化物螢光體為以下述式(1)所表示之紅色螢光體，A2(M1-xMnx)F6 (1)(式中，M為選自Si、Ti、Zr、Hf、Ge及Sn中之1種或2種以上之4價元素，A為選自Li、Na、K、Rb及Cs，且至少包含Na及/或K之1種或2種以上之鹼金屬，x為0.001~0.3，較佳為0.001~0.1。)。
此螢光體為，具有以A2MF6所表示之複合氟化物之構成元素的一部分被錳取代之構造之錳活化複合氟
化物螢光體。此錳活化複合氟化物螢光體中，活化元素之錳並沒有特別限定，以錳會在A2MF6所表示之4價元素之位置上取代者，亦即，作為4價之錳(Mn4+)，以會取代者較適合。此時，亦可以A2MF6：Mn4+來表示。本發明中，其中，複合氟化物螢光體特別以K2(Si1-xMnx)F6(x與上述相同)所表示之錳活化矽氟化鉀為佳。
如此之錳活化複合氟化物螢光體，被波長為420~490nm，較佳為被波長為440~470nm之藍色光所激發，且發出在波長600~660nm之範圍內具有發光波峰、或最大發光波峰之紅色光。
且，上述式(1)所表示之複合氟化物螢光體為以往習知之方法所製造者即可，亦可使用例如，將金屬氟化物原料溶解或分散於氟化氫中，再加熱、蒸發乾燥後所得者。
且，作為錳活化複合氟化物螢光體之粒徑，在粒度分布之體積累計50%的粒徑D50為2μm以上、200μm以下，較佳為10μm以上、60μm以下。D50值未滿2μm時，作為螢光體的發光效率會下降。另一方面，若螢光體粒子較大，對發光並沒有本質上的問題，但是與熱可塑性樹脂混合時，會容易發生使螢光體之分布容易不均勻等缺點，故D50為200μm以下者具有容易使用之優點。
另外，本發明中之粒徑測定方法，例如，將對象粉末對空氣中噴灑、或分散懸浮，並以此狀態，以雷射光照射，由其繞射圖求出粒徑的乾式雷射繞射散射法，由於不
會受到濕度的影響，且能夠作為粒度分布之評估，故較佳。
本發明之波長變換構件中，錳活化複合氟化物螢光體之含量雖然會依照變換構件的厚度及目的之色彩再現性的狀態，有所不同，但較佳為0.1質量%以上，更佳為2質量%以上，再較佳為3質量%以上，特別佳為5質量%以上，30質量%以下，較佳為15質量%以下，更佳為12質量%以下，在較佳為10質量%以下之範圍。
螢光體含量若超過30質量%，混入時螢光粉體與成型機的混入螺旋之間摩擦及摩耗會變大，其結果，樹脂密封螢光材(波長變換構件)中會發生變色。且，若為過高之含量，則密封樹脂內，螢光粉體會部分凝集，且樹脂密封螢光材中發光分布會不均勻。另一方面，雖然未滿2質量%時，由於會有紅色光的發光量變少、顯色性改善效果降低之情形，但並非完全不能使用未滿2質量%之含量。為了得到更高的顯色性改善效果，以2質量%以上較令人期望。
對於在密封本發明中所使用之螢光體之樹脂的探討中，本發明者們著眼於對鹼之化學性耐性高，且防濕性優異之熱可塑性樹脂，並針對成型溫度、(實用環境中之)光透過性、耐濕性、耐熱性進行嚴密之探討。
使用各種熱可塑性樹脂材料，試作樹脂密封螢光材料之波長變換構件，並針對錳活化複合氟化物螢光體之混合的可行性、光學特性、耐濕性進行嚴密之探討。
其結果得知：作為熱可塑性樹脂，有聚烯烴、聚苯乙烯或苯乙烯共聚合物，特別是聚丙烯及/或聚苯乙烯，在這之中，使用聚丙烯時，能夠與螢光體混合，樹脂及螢光體之分解、惡化較少。另外，也針對氟樹脂、丙烯酸酯樹脂、尼龍(聚醯胺樹脂)、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、氯乙烯樹脂、聚醚樹脂進行探討，並確認能夠作為波長變換構件使用。
因此，作為本發明中所使用之光透過性之熱可塑性樹脂，可舉例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴、廣用之聚苯乙烯(GPPS)等聚苯乙烯、及苯乙烯．馬來酸共聚合物、苯乙烯．甲基丙烯酸甲酯共聚合物、丙烯晴．丁二烯．苯乙烯共聚合物(ABS)等苯乙烯共聚合物，另外，亦可舉例有氟樹脂、丙烯酸酯樹脂、尼龍、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、氯乙烯樹脂、聚醚樹脂，於此等之中選出1種或2種以上來使用。
且，本發明中所使用之熱可塑性樹脂為含有聚丙烯及/或聚苯乙烯，尤其是含有40質量%以上之聚丙烯之熱可塑性樹脂較佳。且，作為聚丙烯，亦可為同元聚合物、嵌段共聚物及無規共聚物中之任一者，但共聚合物以與乙烯之共聚合物較佳。尤其是，在共聚合物中，含有少量之2質量%以上、6質量%以下之乙烯單位之無規共聚物型態較佳，JIS K 7210所規定之熔流速率(MFR)能夠為5~30g/10min左右之射出成型者更佳。
且，成型方法並無特別限定，但以在短時間
內可成型之射出成型較佳。
本發明之波長變換構件中，與以往之熱可塑性塑膠材料一樣，能夠將抗氧化劑、光安定化劑、紫外線吸收劑等安定化劑以及成型滑劑作為助劑，並以0.1~0.3質量%之範圍調配。且，尤其是，使用聚丙烯時，長時間的使用所造成強度下降之問題時，亦可添加大約最大0.3質量%之重金屬不活性化劑。
此外，錳活化複合氟化物螢光體之含量(混入的濃度)較低、或作為增加霧度，並提升透過該構件之光的擴散性之助劑，能夠混合光擴散劑。作為光擴散劑，有舉例滑石、氧化鋁、矽氧化物、矽酸鋁、氧化釔等無機陶瓷粉體，其中又以透明度高，透過光損失小的氧化鋁粉或矽氧化物粉較佳。且，光擴散劑之粒徑D50值為0.1μm以上、20μm以下較佳。粒徑D50值未滿0.1μm或超過20μm時，作為光擴散劑的效力有時會降低。且，光擴散劑之調配量較佳為0.05~5質量%，更佳為0.05~1.5質量%，再較佳為0.1~0.5質量%。配合量未滿0.05質量%時，光擴散效果有時會不充分，超過5質量%時，會有波長變換構件之光透過性低下之虞。
作為本發明之波長變換構件之通常成型步驟，將上述熱可塑性樹脂、錳活化複合氟化物螢光體、其他助劑等作為原料，在混合機中混合，並因應其用途而熱成型成任意之形狀。例如，可在混合時直接成型成發光裝置之波長變換構件所適用之目的之形狀，亦可暫且成型成
粒狀，必要時再由此粒狀成型成目的之形狀之波長變換構件。
波長變換構件之平均厚度，因應於所要求之波長變換性能(對於入射之藍色激發光的光量，吸收後所發光之紅色波長區域的光量或藍色激發光之透過率等)，並由與錳活化複合氟化物螢光體之含量之間的關係來決定，例如0.5~5mm較佳。
如此所得之波長變換構件為，錳活化複合氟化物螢光體被特定之熱可塑性樹脂密封之樹脂成型體，並為耐濕性經顯著改善者。且，由於該波長變換構件會藉由光學性波長420~490nm之藍色光激發，而發出波長約600~660nm之紅色波長區域之螢光，並藉由將包含特定錳活化複合氟化物之本發明波長變換構件適用於發光裝置中，能夠容易地將紅色波長成分附加於其發光光譜中，並期待能夠提生發光裝置之顯色性、特別是提升平均顯色評估數Ra及特殊顯色評估數△R9。另外，本發明之波長變換構件中，上述錳活化複合氟化物螢光體由於相對於波長為420~490nm之藍色光，其吸收係數比較小，故具有藍色光容易入射至波長變換構件內部之特性。因此，波長變換構件中，不僅只有藍色光所入射之部分會發光，波長變換構件全體皆會發光，亦即，依照其波長變換構件的形狀、大小，會成為大範圍下之發光源，特別是適合於面發光之發光裝置中。
接著，針對本發明相關之發光裝置進行說明。
圖1為表示本發明相關之發光裝置之第1實施形態之構成的斜視圖。
本發明相關之發光裝置10如圖1所示，具備有：射出藍色光之LED光源1、配置於該LED光源1之光軸A上之含有上述本發明之複合氟化物螢光體之波長變換構件(紅色系波長變換構件)3、及含有會吸收藍色光，且會發出波長與本發明之複合氟化物螢光體相異之光之螢光體的其他波長變換構件(例如，黃色系波長變換構件、綠色系波長變換構件等)2。
於此，LED光源1必須要包含：能夠激發配置於發光裝置10上全部的波長變換構件2、3中所含之螢光體之發光光，較佳為射出包含藍色光，例如，發光波長420~490nm左右之藍色光、或該藍色光成分之光。且，LED光源1作為LED照明用，以複數LED片所構成者較佳。
發光裝置10之出射光的色度能夠依照波長變換構件2、3分別的厚度、螢光體含量、LED光源1之光軸上之配置等來調整。
於此，如圖1所示，其係一種在LED光源1之光軸上，由LED光源1之側開始，以其他波長變換構件2、本發明之波長變換構件3之順序而配置之構成，並對得到顯色性高之白色光之一形態進行說明。
其他波長變換構件2為分散有黃色螢光體或綠色螢光體之樹脂成型體，例如，將Y3Al5O12：Ce3+、(Y,Gd)3(Al,Ga)5O12：Ce3+、(Y,Gd)3Al5O12：Ce3+、Tb3Al5O12：Ce3+，(Sr,Ca,Ba)2SiO4：Eu2+、β-SiAlON：Eu2+等螢光體混入熱可塑性樹脂之黃色或綠色系波長變換構件較佳。
其他波長變換構件2中螢光體之含量是考慮入射之藍色光的光量、黃色波長區域之光的發光量、藍色光的透過率等來決定，例如，混入Y3Al5O12：Ce3+之螢光體且厚度為2mm之板材時，混入濃度較佳為0.2~5質量%，更佳為1~4質量%。
波長變換構件3為上述之本發明之波長變換構件，來自LED光源1及波長變換構件2之光會射入，且作為發光裝置具有有效率地射出光之形狀。此等之波長變換構件2、3在發光裝置10中較佳為分別且獨自處理之獨立的構件較佳。波長變換構件2、3之形狀並不限定於圖1所示之圓盤形狀，亦可為如白熾燈泡之曲面，亦可為其他形狀。
且，波長變換構件3之波長420~490nm的激發光透過率較佳為20%以上90%以下，更佳為30%以上70%以下。激發光透過率未滿20%時，會有由發光裝置所射出的藍色光不充足，且其色調之平衡變差之虞，超過90%時，會有紅色光不充足，且顯色性提升效果無法如預期之虞。
且，波長變換構件3與LED光源1之間隔較佳為2~100mm，更佳為5~10mm。超過上述範圍時，也可以使用，但是上述間隔未滿2mm時，會有受到來自LED光源1之熱的影響，使波長變換構件惡化之虞，超過100mm時，波長變換構件有時會變得過大。
在上述構成之發光裝置10中，如圖2所示，藍色光Lb從LED光源1被射出射後，首先藍色光Lb會射入其他波長變換構件2，藍色光Lb的一部分會被波長變換構件2中所含之螢光體吸收，而轉換成含有黃色波長區域(或綠色波長區域)之光(此處稱作黃色光)Ly，透過波長變換構件2之剩餘的藍色光Lb也會一起被射出。接著，黃色光Ly與剩餘之藍色光Lb會射入波長變換構件3，剩餘之藍色光Lb之一部分會被波長變換構件3所含之紅色螢光體吸收，而轉換成含有紅色波長領域之光(於此稱作紅色光)Lr，透過波長變換構件3之黃色光Ly及在剩餘之藍色光Lb也會一起被射出。其結果，藍色光Lb、黃色光Ly、紅色光Lr會以特定之比率被射出射，而得到顯色性高之白色光Lw。
且，如圖2所示，從LED光源1被射出的藍色光Lb之一部分，被其他波長變換構件2或波長變換構件3反射時，只要於LED光源1之側設置反射板5，並將藍色光作為反射光Lb’，使之再回到其他波長變換構件2及波長變換構件3之側，由反射光Lb’亦能得到黃色光Ly’及紅色光Lr’，使此等也能夠對白色光Lw之發光有所貢獻。
本發明之發光裝置10係一種，來自相同之LED光源1的激發光會依次地激發波長變換構件2、3中雙方的螢光體之構成，故如複數白色LED光源之發光裝置般之LED的輸出不均勻所造成之發光色之差異並不會產生，能夠得到色度安定，且均勻之發光。且，藉由本發明之發光裝置10，在組裝該發光裝置10的最後階段時，對應目的色度之發光，分別組裝調整螢光體含量之波長變換構件2、3，即能以簡單之調整而達到自由度高之發光調色。且，本發明之波長變換構件3，由於會透過黃色波長區域(或綠色波長區域)之大部分的光，故發光裝置10之調光容易。另外，波長變換構件2、3由於與LED光源(發光片)1在空間上各自獨立，故波長變換構件2、3難以變為高溫，且所含有之螢光體的特性安定，壽命長。
且，亦可更改LED光源1之光軸上的波長變換構件2、3之配置順序，亦可從LED光源1側開始，以本發明之波長變換構件3、其他波長變換構件2之順序來配置。
圖3為表示本發明之發光裝置之第2實施形態之構成的斜視圖。
本發明之發光裝置20如圖3所示，具備：射出包含藍色波長成分之類似白色光之LED光源1A、與配置於該LED光源1A之光軸A上配置之上述本發明之波長變換構件3。
於此，LED光源1A為：例如射出在發出波長
為420~490nm，較佳為波長440~470nm之藍色光之藍色LED表面上塗佈包含黃色螢光體或綠色螢光體之樹脂塗料之類似白色光之光源。
波長變換構件3及反射板5與第1實施形態者相同。
上述構成之發光裝置20中，若類似白色光從LED光源1A被射出，類似白色光會射入波長變換構件3，類似白色光中的藍色光之一部份會被波長變換構件3中所含有之紅色螢光體而被轉換成紅色光。其結果，能夠得到顯色性高之白色光。
由本發明之發光裝置20為來自LED光源1A之類似白色光的一部份會作為激發光，並且激發波長變換構件3中的螢光體之構成，故如複數LED光源之發光裝置般，LED之輸出不均勻所造成之發光色之差異並不會產生，能夠得到色度安定，且均勻之發光。且，本發明之發光裝置20中，由於紅色波長用之波長變換構件3與LED光源1A之波長變換部分別獨立，故於該發光裝置20之組裝的最後階段，對應目的色度之發光，若能組裝成特定之螢光體含量之波長變換構件3，即能以簡單的調整而達到自由度高之發光調色。另外，由於波長變換構件3與LED光源(發光片)1A在空間上各自獨立，且分開，故該波長變換構件3難以變得高溫，且所含有之螢光體的特性安定，壽命長。
關於本發明發光裝置，在不改變本發明主旨
之範圍內，能夠變更各構成之形態，且不限定於上述所說明之實施形態。例如，圖3所示之LED光源1A為藍色LED時，若藍色光從藍色LED被射出，藍色光會射入波長變換構件3，藍色光的一部分會被波長變換構件3中所含之紅色螢光體而轉換成紅色光，混合藍色光與紅色光之光會被發光。
本發明之發光裝置適合作為，自藍色LED光源透過氣體層或真空層，在較遠之處配置有波長變換構件之螢光粉遠離方式之發光裝置。螢光粉遠離具有在表面發射之放射角較大等，與一般LED發光裝置不同之配光特性，並且特別適合於欲照射廣泛範圍之照明器具等。
以下列舉出實施例及比較例，更具體說明本發明，但本發明並不限於實施例。
將透明聚丙烯粒料於90℃下乾燥3小時後，添加作為添加劑之硬脂醯-β-(3,5-t-丁基-4-羥苯基)丙酸酯、環新戊烷四基雙(2,6-二-t-丁基-4-甲基苯基)亞磷酸酯、雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、2-(2’-羥基-3’-tert-丁基-5’-甲基苯基)-5-氯代苯並三唑、硬脂酸鈣使之分別成為0.1質量%、0.1質量%、0.3質量%、0.1質量%、0.05質量%之濃度，並攪拌混合。
對此添加劑混合之聚丙烯粒料4.5kg，使用雙軸擠出機，混合0.5kg之粒徑D50值為17.6μm之K2(Si0.97Mn0.03)F6螢光體，得到含有10質量%K2(Si0.97Mn0.03)F6之聚丙烯粒料狀沈澱物。另外，以相同步驟得到將K2(Si0.97Mn0.03)F6含量設在1~33質量%之含有K2(Si0.97Mn0.03)F6之聚丙烯粒料沈澱物。
接著，使用所得之含有K2(Si0.97Mn0.03)F6之聚丙烯粒料，以20t橫型射出成型機，成型厚度2mm、直徑20mm之板狀構件。
針對所得之板狀波長變換構件，以量子效率測定系統QE1100(大塚電子(股)製)，進行將激發光之透過率及激發光進行波長變換後所得之紅色發光之外部量子效率之評估。另外，照射藍色光之發光不均的有無從內側以目視來觀察。以上之評估結果表示於表1。
實施例1-1~實施例1-4中，雖然由於實施例1-1之螢光體的含有率較低，故光幾乎都會透過，作為波長變換構件之發光非常少，但隨著紅色螢光體之含量的增加，激發光之透過率會減少，且紅色發光會變強。且，照射藍色光之發光不均的有無從內側以目視來觀察，但並不認為有發光不均。
雖認為比較例1中有較強之紅色發光，但認為其發光中有明亮部分與暗部分之發光不均。
以與實施例1相同之方法，製作紅色螢光體含量為5質量%、10質量%之板狀的波長變換構件。且，製作含有5質量%之YAG：Ce3+螢光體之相同波長變換構件，製造將此等組合並如圖4所示之構成的發光裝置。且，圖4中，11為藍色LED光源，12為黃色系波長變換構件，13為紅色系波長變換構件，16為外殼。作為激發光為使用發出450nm之光之Cree公司製2W型藍色LED片之藍色光源。將各種發光裝置之波長變換構件的組合表示於表2中。關於各種發光裝置之色溫度、平均顯色評估數Ra、特殊顯色評估數△R9使用光譜輻照度計CL-500A(konicaminolta optics(股)製)來測定。且，為了用來比較，也試作並評估不使用上述紅色系波長變換構件之發光裝置。其結果統整於表2。可得知藉由調整波長變換構件中所含有之螢光體的量及厚度，能夠改變發光裝置之色溫度，且，藉由使用紅色系波長變換構件，會提升平均顯
色評估數Ra及特殊顯色評估數△R9。
以以下之條件製作發光裝置。
使用雙軸擠出機，對透明聚丙烯粒料，進行實施例1所用之K2(Si0.97Mn0.03)F6螢光體之混合，得到將K2(Si0.97Mn0.03)F6螢光體之濃度設為2.5質量%、10質量%之含有K2(Si0.97Mn0.03)F6之螢光體聚丙烯粒料。
接著，使用所得之含有K2(Si0.97Mn0.03)F6之聚丙烯粒料，以20t橫型射出成型機進行成型，得到厚度2mm、100mm之角之板狀紅色系之波長變換構件。
且，製作於聚碳酸酯樹脂中分別以2.5、3.0、4.0、5.0質量%混入Y3Al5O12：Ce粉體之粒料，將此等作為原料進行射出成型，得到厚度2mm、100mm之角之板狀黃色系之波長變換構件。
將所得之2種類的波長變換構件配置於藍色LED發
光裝置(使用6個GL-RB100(Cree公司製2W型藍色LED片XT-E之Royal Blue)，日野電子(股)製)前面的光軸上，作為白色LED發光裝置。作為波長變換構件之組合為如表3所示之從LED發光裝置側開始以作為第1波長變換構件、第2波長變換構件之黃色系波長變換構件、紅色系波長變換構件之順序配置，將以紅色系波長變換構件、黃色系波長變換構件之順序所配置者分別變化其螢光體含量之組合並製作，進一步製作只有配置黃色系波長變換構件(螢光體含量為4質量%)者。
使用光譜輻照度計CL-500A(konicaminolta optics(股)製)，將此等之LED發光裝置的色溫度、平均顯色評估數Ra、特殊顯色評估數△R9於離光源20cm之位置進行測定，其結果表示於表3。
由表3可得知，使用紅色系波長變換構件之實施例3-1~3-5與不使用紅色系波長變換構件之比較例3比較後，其特殊顯色評估數△R9皆較高。
且，將實施例3-2之發光光譜表示於圖5，將比較例3之發光光譜表示於圖6。由對比圖5、圖6可得知，使用本發明之波長變換構件之發光裝置的光譜(圖5)具有波長為600nm以上之發光波峰，並認為此事實是提升平均顯色評估數Ra及特殊顯色評估數△R9之理由。
如以上所述，藉由使用本發明之波長變換構件之LED發光裝置，能夠大幅地改善僅使用黃色系波長變換構件之LED發光裝置的平均顯色評估數Ra及特殊顯色評估數△R9。且，即使在組裝LED發光裝置之後，僅藉由交換波長變換構件，就能調整射出光的色度、顯色性。
另外，使用上述粒料，對實施例3-2之紅色系波長變換構件、與比較例3之黃色系波長變換構件，製作厚度2mm、40mm之角之板狀波長變換構件，將來自藍色LED(波長460nm)的光，對著波長變換構件之40mm角之面，由垂直方向照射，從照射面之內側所看見之波長變換構件的發光狀態以目視來確認。發光狀態之斜視圖表示於圖7。為圖7(B)之比較例3的黃色系波長變換構件時，僅有經激發光之藍色光照射之部分(圖的右側部分)會發光並閃耀，相對於此，為圖7(A)之實施例3-2的紅色系波長變換構件時，與經激發光的藍色光照射之部分一起，其周邊部分(從圖之中央部分的左側部分)也會發光，且波長變換構件之發光範圍較廣。
且，至此已經將本發明以實施形態來說明，但本發明並不限定於此等之實施形態，其他實施形態、追加、變更、刪除等，在該領域技術人員所能想到之範圍內能夠進行變更，任一態樣只要能達到本發明之作用效果，皆包含於本發明之範圍內。
1‧‧‧LED光源
2‧‧‧其他波長變換構件
3‧‧‧紅色系波長變換構件
5‧‧‧反射板
10‧‧‧發光裝置
A‧‧‧光軸
Claims (6)
- 一種波長變換構件，其特徵為由選自聚烯烴、聚苯乙烯、苯乙烯共聚合物、氟樹脂、丙烯酸酯樹脂、尼龍、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、氯乙烯樹脂及聚醚樹脂之群中之1種或2種以上之熱可塑性樹脂所構成之樹脂成型體，該熱可塑性樹脂中，複合氟化物螢光體以30質量%以下之含量分散，該複合氟化物螢光體係由下述式(1)所表示，A2(M1-xMnx)F6 (1)(式中，M為選自Si、Ti、Zr、Hf、Ge及Sn中之1種或2種以上的4價元素，A為選自Li、Na、K、Rb及Cs，且為至少包含Na及/或K之1種或2種以上之鹼金屬，x為0.001~0.3)，且粒度分布中，體積累計50%之粒徑D50為2βm以上200μm以下。
- 如請求項1之波長變換構件，其中上述複合氟化物螢光體為由K2(Si1-xMnx)F6(x與上述相同)所表示之錳活化矽氟化鉀。
- 如請求項1之波長變換構件，其中上述熱可塑性樹脂包含聚丙烯及/或聚苯乙烯。
- 如請求項1之波長變換構件，其中上述熱可塑性樹脂包含40質量%以上之聚丙烯及/或聚苯乙烯。
- 一種發光裝置，其特徵為具備：射出包含波長420~490nm之藍色光成分之光之藍色LED光源或類似白色LED光源、與配置於該LED光源之光軸上之請求項1 之波長變換構件。
- 一種發光裝置，其特徵為具備：射出藍色光之LED光源、與配置於該LED光源之光軸上之請求項1之波長變換構件、與包含吸收上述藍色光，且會發出波長與上述複合氟化物螢光體相異之光之螢光體之其他波長變換構件。
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