WO2014104150A1 - 調整部品及び発光装置 - Google Patents

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led
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津森　俊宏
美濃輪　武久
正実 金吉
和浩 綿谷
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信越化学工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an adjustment component used for improving the chromaticity and color rendering of illumination light of a light-emitting device and a light-emitting device using the adjustment component.
  • the light-emitting diode is one of the most efficient light sources currently available.
  • white light-emitting diodes are rapidly expanding in the market as next-generation light sources that replace incandescent bulbs, fluorescent lamps, CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) backlights, halogen lamps, and the like.
  • a white LED Light Emitting Diode
  • an LED light emitting device a blue light emitting diode (blue LED)
  • a phosphor that emits light having a longer wavelength, for example, yellow or green by blue light excitation ( LED lighting) has been put into practical use.
  • a fluorescent member (wavelength converting member) made of a silicone resin or glass in which yellow light emitting phosphor particles are dispersed is arranged on the front surface of a blue LED, and the incident wavelength is 450 nm.
  • Yellow fluorescent light having a central wavelength of around 570 nm (wavelength 510 to 600 nm) is generated by the blue light before and after, and is combined with the light from the blue LED that has passed through the wavelength conversion member to obtain pseudo white light.
  • the light from the pseudo white LED device using Y 3 Al 5 O 12 : Ce which is a general yellow phosphor, has few green wavelength components near the wavelength of 500 nm or red wavelength components above the wavelength of 600 nm.
  • the color rendering property of the emitted light of such a pseudo white LED device is inferior to that of natural light, an incandescent lamp, or a three-wavelength fluorescent lamp.
  • the white LED has a structure in which a phosphor is arranged on a blue LED or in the very vicinity thereof mixed with resin or glass, and a part or all of the blue light is integrated with the blue LED.
  • the so-called white LED element in which white light is obtained by wavelength conversion with the phosphor layer, is the mainstream.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an adjustment component capable of suppressing a decrease in light emission efficiency while easily adding a red light-emitting component to the light-emitting device, and a light-emitting device using the adjustment component. Objective.
  • the present inventors have intensively studied and studied the degree of improvement by adding red light to conventional pseudo white light. It has been found that white light with significantly improved color reproducibility can be obtained by adding approximately 5 to 10% of red light as the amount of photons.
  • an adjustment component using a manganese-activated bifluoride red phosphor is used for the purpose of improving color rendering or adjusting chromaticity. It has been found that it is possible to suppress a decrease in light emission efficiency while easily adding a red light emitting component to the light emitting device. Thus, the present invention has been achieved.
  • the present invention provides the following adjustment component and light-emitting device.
  • the following formula (1) A 2 (M 1-x Mn x ) F 6 (1) Wherein M is one or more tetravalent elements selected from Si, Ti, Zr, Hf, Ge and Sn, A is selected from Li, Na, K, Rb and Cs, and at least Na and And / or one or more alkali metals containing K, and x is 0.001 to 0.3.) And the light having a wavelength of 420 nm or more and 490 nm or less is absorbed to emit light including a red wavelength component, and the chromaticity and / or color rendering index of illumination light is adjusted. Adjustment parts characterized by.
  • the adjustment component according to [1], comprising the double fluoride phosphor.
  • the double fluoride phosphor, any K 2 (Si 1-x Mn x) F 6 (x is as defined above) is manganese activated potassium hexafluorosilicate represented by [1] to [3] Adjustment parts described in crab.
  • the adjustment component of the present invention does not need to be disposed on the optical axis of the light source at a position where light having a wavelength of 420 nm or more and 490 nm or less is incident. There is also an advantage that it can be arranged in the periphery and there is almost no decrease in light emission efficiency due to the adjusting parts.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating an arrangement state of adjustment components in the light emitting device of FIG. It is a schematic perspective view which shows the other structure of 1st Embodiment of the light-emitting device which concerns on this invention. It is a schematic perspective view which shows the structure of 2nd Embodiment of the light-emitting device which concerns on this invention. It is a schematic perspective view which shows the structure of 3rd Embodiment of the light-emitting device which concerns on this invention. It is a schematic perspective view which shows the structure of the pseudo white LED light-emitting device for evaluation of an Example. It is a perspective image of the state of light emission of the adjustment component of Example 3, and the wavelength conversion member of Comparative Example 3.
  • FIG. 6 is a graph showing emission spectra of light emitting devices of Examples 5 to 12 and Comparative Example 5.
  • the adjustment component which concerns on this invention is demonstrated.
  • the adjustment component according to the present invention has the following formula (1): A 2 (M 1-x Mn x ) F 6 (1) Wherein M is one or more tetravalent elements selected from Si, Ti, Zr, Hf, Ge and Sn, A is selected from Li, Na, K, Rb and Cs, and at least Na and And / or one or more alkali metals containing K, and x is 0.001 to 0.3, preferably 0.001 to 0.1.) Is an adjustment component that absorbs light having a wavelength of 420 nm or more and 490 nm or less and emits light containing a red wavelength component.
  • the adjustment component of the present invention can adjust the chromaticity and / or color rendering index of illumination light, particularly LED illumination light.
  • the double fluoride phosphor used in the present invention is a red phosphor represented by the above formula (1), and a part of the constituent elements of the double fluoride represented by A 2 MF 6 is substituted with manganese.
  • This is a manganese-activated bifluoride phosphor having the above structure.
  • the activator manganese is not particularly limited, but is obtained by substituting manganese for the tetravalent element site represented by A 2 MF 6, that is, a tetravalent element. Those substituted as manganese (Mn 4+ ) are preferred. In this case, it may be expressed as A 2 MF 6 : Mn.
  • the double fluoride phosphor is particularly preferably manganese-activated potassium silicofluoride represented by K 2 (Si 1-x Mn x ) F 6 (x is the same as above).
  • Such a manganese-activated bifluoride phosphor is excited by blue light having a wavelength of 420 to 490 nm, preferably 440 to 470 nm, and has a light emission peak or a maximum light emission peak within a wavelength range of 600 to 660 nm. To emit. Further, the double fluoride phosphor has a low absorptance at a wavelength of 500 nm or more.
  • the double fluoride phosphor represented by the above formula (1) may be produced by a conventionally known method.
  • a metal fluoride raw material is dissolved or dispersed in hydrofluoric acid and heated to evaporate. It is good to use what was obtained by making it dry.
  • the manganese-activated bifluoride phosphor is preferably in the form of particles, and the particle size thereof is such that the particle size D50 of 50% cumulative volume in the particle size distribution is 2 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, preferably 10 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less. . If the D50 value is less than 2 ⁇ m, the luminous efficiency of the phosphor may be reduced. On the other hand, when the phosphor particles are large, there is essentially no problem with light emission. However, when mixed with a resin, defects such as non-uniform distribution of the phosphor are likely to occur, so the D50 is 200 ⁇ m or less. Some have the advantage of being easy to use.
  • the particle size measurement method in the present invention is, for example, a dry laser diffraction scattering method in which the target powder is sprayed in the air or dispersed and suspended, and laser light is irradiated to obtain the particle size from the diffraction pattern. It is preferable because it is not affected by humidity and can evaluate particle size distribution.
  • the adjustment component of the present invention is preferably made of the above-mentioned double fluoride phosphor.
  • it may be formed by filling the above-mentioned particulate fluoride fluorescent material in a plane or three-dimensionally on a substrate, and the shape can also be applied to a light emitting device.
  • the shape can also be applied to a light emitting device.
  • the adjustment component of the present invention is preferably a resin molded body in which the above-mentioned double fluoride phosphor is dispersed.
  • the shape of the adjustment component in this case is not particularly limited as long as it is a shape applicable to the light emitting device, such as a plate shape, a disk shape, and a ring shape.
  • the adjustment component of the present invention is a resin molding in which a double fluoride phosphor is dispersed
  • the content of the manganese-activated double fluoride phosphor in the adjustment component that is, the concentration at which the phosphor is kneaded into the resin Is usually in the range of 2% by mass to 30% by mass, preferably 3% by mass to 20% by mass, more preferably 5% by mass, although it varies depending on the thickness of the adjustment part and the target chromaticity and color rendering. It is 10 mass% or less.
  • the adjustment part may be discolored.
  • the fluorescent powder may partially aggregate in the sealing resin, resulting in non-uniform light emission distribution in the adjustment component.
  • it is less than 2% by mass, the effect as an adjustment component may be reduced, but this does not mean that the range of 2% by mass to 30% by mass is not usable.
  • the resin used for sealing the phosphor used in the present invention is not particularly limited, but is preferably a thermosetting resin or a thermoplastic resin, and particularly has high chemical resistance to acids and alkalis and is excellent in moisture resistance.
  • a thermoplastic resin is more preferable because it can be molded in a relatively short time.
  • the upper limit temperature during molding is preferably 250 ° C. or lower, and more preferably 200 ° C. or lower. If it exceeds 250 ° C., the manganese-activated bifluoride phosphor may be thermally decomposed.
  • the lower limit temperature during molding is not particularly limited as long as the thermoplastic resin used softens. However, when selecting the thermoplastic resin, it is preferable that the thermoplastic resin does not cause thermal deformation during use in consideration of heat generation of the light source.
  • thermoplastic resin used in the present invention examples include polyolefins such as polypropylene, polystyrenes such as general-purpose polystyrene (GPPS), and styrene / maleic acid copolymers, styrene / methyl methacrylate copolymers, acrylonitrile / butadiene / Examples thereof include styrene copolymers such as styrene copolymers (ABS), and it is preferable to use one or more selected from these. According to these, the phosphor can be kneaded well, and the resin and the phosphor are not decomposed or deteriorated due to the molding temperature or the heat generated from the light source.
  • GPPS general-purpose polystyrene
  • ABS styrene copolymers
  • an antioxidant as in the case of conventional thermoplastic materials, an antioxidant, a light stabilizer, a stabilizer such as an ultraviolet absorber, and a molding lubricant are used in an amount of 0.1 to 0 depending on the application. You may mix
  • a light diffusing agent can be kneaded and blended for the purpose of achieving uniform light emission of the component.
  • the light diffusing agent include fine inorganic ceramic powders such as talc, aluminum oxide, silicon oxide, aluminum silicate, and yttrium oxide, which have high optical transparency and low loss of transmitted light when kneaded into a resin. Aluminum oxide or silicon oxide is preferred.
  • the particle size D50 value of the light diffusing agent is preferably 0.005 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • thermoplastic resin and other auxiliaries are used as a raw material resin
  • manganese-activated double fluoride phosphor is used as a powder, put into a twin-screw kneading extruder, and this powder is kneaded into a heated raw material resin.
  • knead both of them in the form of heat and form them in an arbitrary shape according to the application, as in the case of general-purpose plastic materials.
  • both of them may be kneaded and molded into the desired thickness and shape suitable for the adjustment part, or may be molded into a pellet for the time being, and the desired thickness and shape adjustment part from this pellet when necessary. It may be molded into.
  • the thickness of the adjustment part is preferably 1 mm or more and 20 mm or less. If the thickness is less than 1 mm, it may be difficult to maintain the mechanical strength of the adjustment component, and if it exceeds 20 mm, the loss of light incident on the adjustment component due to the resin may be excessive.
  • the adjustment component thus obtained becomes a resin molded body sealed with a predetermined resin without deteriorating the manganese-activated bifluoride phosphor. Further, the adjustment component optically emits fluorescence having a maximum emission peak in the red wavelength region of about 600 to 660 nm by excitation with blue light having a wavelength of 420 to 490 nm.
  • the adjustment component of the invention By applying the adjustment component of the invention to a light emitting device having blue light with a wavelength of 420 to 490 nm, red light with a wavelength of about 600 to 660 nm is added to the emission spectrum, and chromaticity adjustment and color rendering can be improved.
  • the manganese-activated bifluoride phosphor has a characteristic that blue light is likely to enter the adjustment component because the absorption coefficient for blue light having a wavelength of 420 to 490 nm is relatively small. Therefore, not only the part where the blue light is incident on the adjustment component, but the entire adjustment component emits light, that is, a light emission source in a wide range according to the shape and size of the adjustment component. In this case, it is suitable for adjusting the chromaticity and color rendering of light.
  • the light-emitting device of the present invention relates to a light-emitting device having an adjustment component that converts the wavelength of excitation light including blue light having a wavelength of 420 to 490 nm from the light source.
  • an adjustment component that converts the wavelength of excitation light including blue light having a wavelength of 420 to 490 nm from the light source.
  • color rendering properties and chromaticity are improved by adding fluorescence having emission or maximum emission peak in the red wavelength region having a wavelength of about 600 to 660 nm to the emission spectrum.
  • the adjustment component is often excited by light generated from the light source to the side, etc., which causes a decrease in illuminance of the luminaire, and hardly causes attenuation of the excitation light emitted from the light source in the optical axis direction. , A decrease in luminous efficiency can be suppressed.
  • this invention is not limited to these.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a light emitting device according to a first embodiment of the present invention, and shows an embodiment of an LED projector.
  • a light emitting device 10 according to the present invention includes an LED light source 11 that emits blue light, and an irradiation region of light parallel to the optical axis A among regions irradiated with light from the LED light source 11.
  • the adjustment component 13 of the present invention disposed at a position deviated from the light source and the phosphor disposed on the optical axis A of the LED light source 11 absorbs blue light and has a wavelength different from that of the phosphor included in the adjustment component 13.
  • a wavelength conversion member 12 including a phosphor that emits light.
  • the irradiation region of light parallel to the optical axis is the peripheral surface passing through the outer periphery of the light emitting surface of the LED light source and the peripheral surface parallel to the light emitting axis, and the region inside the peripheral surface.
  • the adjustment component 13 is a position between the LED light source 11 and the wavelength conversion member 12 that does not block the region through which the excitation light passes, for example, a position other than the front of the LED light source 11 in the light emission direction (for example, side or rear). ) Is preferably provided.
  • the LED light source 11 needs to include emission light capable of exciting the phosphors of the wavelength conversion member 12 and the adjustment component 13 disposed in the light emitting device 10, and emits blue light, preferably an emission wavelength of 420 to Blue light having a wavelength of about 490 nm or light containing the blue light component is emitted.
  • the LED light source 11 has shown the structure which consists of one LED chip in FIG. 1, it may consist of a some LED chip for LED illumination.
  • the wavelength conversion member 12 is a resin molded body in which a yellow phosphor or a green phosphor is dispersed.
  • a yellow phosphor or a green phosphor is dispersed.
  • Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ or Lu 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ is known in the art.
  • This is a yellow wavelength conversion member in which a yellow phosphor is kneaded into a thermoplastic resin.
  • the content of the phosphor in the wavelength conversion member 12 is determined in consideration of the amount of incident blue light, the amount of light emitted in the yellow wavelength region, the transmittance of blue light, and the like.
  • Y 3 Al 5 O 12 Ce 3
  • the kneading concentration is preferably 0.5 to 5% by mass, and more preferably 2 to 4% by mass.
  • the adjustment component 13 is the adjustment component of the present invention described above.
  • the size and arrangement of the adjustment component 13 are based on the emission intensity distribution of the LED light source 11 and the amount of red wavelength component light (red light) emitted. It may be determined from the balance with the amount of emitted light.
  • the position of the adjustment component 13 is represented by an angle ⁇ with respect to the optical axis A of the LED light source 11, and the angle ⁇ is preferably 10 to 180 °, more preferably 30 to 90 °, More preferably, it is 60 to 90 °.
  • the emission angle is less than 10 °, there is a possibility that the amount of light emitted from the light emitting device 10 may be reduced.
  • the adjusting component 13 on the reflecting member 15 disposed behind the LED light source 11, as shown in FIG.
  • the adjustment component 13 is evenly arranged on the circumference with respect to the optical axis A of the LED light source 11 in order to make the chromaticity of the emitted light of the light emitting device 10 uniform.
  • a plurality of small disk-shaped adjustment components 13 may be equally distributed on the same circumference with respect to the optical axis A.
  • the ring-shaped (annular) adjustment component 13 may be arranged so that the center of the ring coincides with the optical axis A.
  • the adjustment component 13 emits light uniformly around the emitted light with respect to the light emitted in the direction of the optical axis A of the light emitting device 10, and uniform color rendering and color as the light emitted from the light emitting device 10. Easy to get degree.
  • the phosphors included in the wavelength conversion member 12 and the adjustment component 13 are configured to excite excitation light from the same LED light source 11, so that a plurality of white LEDs Uneven emission color due to variations in LED output as in a light emitting device having a light source does not occur, color rendering properties and chromaticity are stable, and uniform light emission is obtained. Further, according to the light emitting device 10 of the present invention, the adjustment component 13 is excited by light generated laterally from the LED light source 11 or light reflected by the wavelength conversion member 12, resulting in a decrease in illuminance of the lighting fixture.
  • the excitation light emitted from the LED light source 11 in the optical axis direction and the fluorescence by the wavelength conversion member 12 are hardly attenuated, and the light emission efficiency is not lowered as compared with the conventional case.
  • the wavelength conversion member 12 and the adjustment component 13 may be assembled in accordance with the light emission of the target chromaticity, and the color rendering properties and chromaticity of the emitted light can be easily adjusted. Improvement is possible. Further, since the adjustment component 13 is spatially separated from the LED light source, the adjustment component 13 is less likely to be at a high temperature and has the advantage that the characteristic variation of the contained phosphor is small.
  • FIG. 3 is a perspective view showing another configuration of the light emitting device according to the first embodiment of the present invention.
  • the light emitting device 10 ⁇ / b> A according to the present invention includes an LED light source 11 ⁇ / b> A that emits pseudo white light including a blue wavelength component, and an optical axis A among regions irradiated with light from the LED light source 11 ⁇ / b> A.
  • the adjustment component 13 of the present invention disposed at a position deviated from the light irradiation region parallel to the.
  • the adjustment component 13 is provided at a position other than the front of the light emission direction of the LED light source 11A (for example, side or rear), avoiding the direction in which the light emitted from the LED light source 11A is emitted to the outside of the light emitting device 10A. Is preferred.
  • the LED light source 11A has a wavelength conversion in which, for example, a blue LED emitting blue light having a wavelength of 420 to 490 nm, preferably 440 to 470 nm, and a resin coating containing a yellow phosphor or a green phosphor are coated on the surface of the blue LED.
  • the adjustment component 13 and the reflecting member 15 are equivalent to those shown in FIG. 1, and the adjustment component 13 is arranged such that the angle ⁇ with respect to the optical axis A of the LED light source 11A is equivalent to that shown in FIG. Is preferred.
  • white light is emitted from the LED light source 11 ⁇ / b> A, white light emitted to the side of the LED light source 11 ⁇ / b> A is incident on the adjustment component 13, and blue light included in the white light is adjusted. Is converted into red light having a maximum light emission peak or light emission in a red wavelength region having a wavelength of about 600 to 660 nm. As a result, blue light, yellow light, and red light are emitted as a light emitting device at a predetermined ratio, and white light with improved color rendering and chromaticity is obtained.
  • FIG. 4 shows a configuration of the light emitting device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the internal configuration in a part of the right portion from the center.
  • the light emitting device 20 according to the present invention has a straight tube fluorescent lamp type shape, and includes an LED light source 21 that emits blue light and a phosphor that absorbs blue light and emits light.
  • a wavelength conversion member 22 and an adjustment component 23 are provided.
  • the reflective member 25 may be provided.
  • the LED light sources 21 and the adjustment components 23 are alternately arranged in the straight tube longitudinal direction. Further, power is supplied to the LED light source 21 from the electrode 26 at the straight tube end.
  • the blue light when blue light is emitted from the LED light source 21, the blue light enters the wavelength conversion member 22, and part of the blue light is absorbed by the phosphor included in the wavelength conversion member 22, The light is converted into light (yellow light) including the yellow wavelength region (or green wavelength region), and is emitted together with the remaining blue light transmitted through the wavelength conversion member 22.
  • blue light emitted to the side of the adjacent LED light source 21 and blue light reflected by the wavelength conversion member 22 are incident on the adjustment component 23, and these blue lights are included in the adjustment component 23. And is converted into light (red light) including a red wavelength region, and emitted in the optical axis direction (outward direction of the straight tube).
  • red light red light
  • both phosphors included in the wavelength conversion member 22 and the adjustment component 23 are configured to be excited by excitation light from the same LED light source 21, and therefore have different emission wavelengths. There is no difference in emission color due to variations in LED output as in a light emitting device based on a plurality of LED light sources, and chromaticity is stable and uniform light emission is obtained. Moreover, according to the light-emitting device 20 of this invention, the adjustment component 23 will be excited by the light which generate
  • the excitation light emitted from the LED light source 21 in the optical axis direction and the fluorescence by the wavelength conversion member 22 are hardly attenuated, and the light emission efficiency is not lowered as compared with the conventional case. Further, at the final stage of assembling the light emitting device 20, it is only necessary to assemble the adjusting component 23 in which the phosphor content is adjusted so as to correspond to the light emission of the target chromaticity. Is possible. Furthermore, since the wavelength conversion member 22 and the adjustment component 23 are spatially independent from and separated from the LED light source (light emitting chip), the temperature conversion member 22 and the adjustment component 23 are unlikely to become high temperature, and the characteristics of the contained phosphor are stabilized and the life is long.
  • FIG. 5 shows a configuration of a light emitting device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the internal configuration in a part of the left part from the center.
  • the light emitting device 30 according to the present invention is of a light bulb type, and includes a phosphor that absorbs blue light and emits light having a wavelength different from that of the phosphor included in the adjustment component 33.
  • a light bulb cover composed of the conversion member 32, a cylindrical reflecting member 35 with a thin upper portion that also serves as a support member, a LED light source 31 that emits blue light, and the plate-like plate of the present invention are housed inside the light bulb cover.
  • an adjustment component 33 is housed inside the light bulb cover.
  • the LED light source 31 and the adjustment component 33 are alternately arranged on the outer peripheral surface of the reflecting member 35 in the outer peripheral direction of the reflecting member 35.
  • the optical axis of each LED light source 31 is perpendicular to the outer peripheral surface of the reflecting member 35, and the arrangement of the adjustment component 33 is the light in the region irradiated with light from the LED light source 31.
  • the adjustment component 33 is provided on the side or rear of the LED light source 31 in the light emitting direction. Further, power is supplied from the base 36 to the LED light source 31.
  • the blue light when blue light is emitted from the LED light source 31, the blue light is incident on the wavelength conversion member 32, and part of the blue light is absorbed by the phosphor included in the wavelength conversion member 32, The light is converted into light (yellow light or green light) including a yellow wavelength region (or green wavelength region), and is emitted together with the remaining blue light transmitted through the wavelength conversion member 32.
  • blue light emitted to the side of the adjacent LED light source 31 and blue light reflected by the wavelength conversion member 32 are incident on the adjustment component 33, and these blue lights are included in the adjustment component 33. And is converted into light including a red wavelength region (red light) and emitted in the optical axis direction (outside of the bulb cover).
  • red light red wavelength region
  • red light red light
  • both phosphors included in the wavelength conversion member 32 and the adjustment component 33 are configured to be excited by excitation light from the same LED light source 31, and therefore have different emission wavelengths. There is no difference in emission color due to variations in LED output as in a light emitting device based on a plurality of LED light sources, and chromaticity is stable and uniform light emission is obtained. Further, according to the light emitting device 30 of the present invention, the adjustment component 33 is excited by the light generated laterally from the LED light source 31 or the light reflected by the wavelength conversion member 32, resulting in a decrease in illuminance of the lighting fixture.
  • the excitation light emitted from the LED light source 31 in the optical axis direction and the fluorescence by the wavelength conversion member 32 are hardly attenuated, and the light emission efficiency is not lowered as compared with the conventional case. Further, at the final stage of assembling the light emitting device 30, it is only necessary to assemble the adjustment component 33 that adjusts the phosphor content in accordance with the light emission of the target chromaticity. It becomes possible. Further, since the wavelength conversion member 32 and the adjustment component 33 are spatially independent from and separated from the LED light source (light emitting chip), the temperature conversion member 32 and the adjustment component 33 are unlikely to become high temperature, and the characteristics of the contained phosphor are stable and have a long life.
  • the adjustment component of the present invention can also be applied to a blue light emitting device having a blue LED light source that includes blue light having a wavelength of 420 to 490 nm as a light emitting component. It is.
  • the light emitting device of the present invention is suitable as a remote phosphor type light emitting device in which a wavelength conversion member is disposed at a location away from a blue LED light source via a gas layer or a vacuum layer.
  • the remote phosphor has a light distribution characteristic different from that of a general LED light-emitting device, such as a surface emission and a large emission angle, and is particularly suitable for a lighting fixture that illuminates a wide area.
  • Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 4 An LED light emitting device was manufactured under the following conditions. Using a twin screw extruder, knead 0.5 kg of K 2 (Si 0.97 Mn 0.03 ) F 6 powder with a particle size D50 value of 17.6 ⁇ m and a D90 value of 30.2 ⁇ m into 4.5 kg of transparent polypropylene pellets. This was performed to obtain K 2 (Si 0.97 Mn 0.03 ) F 6 -containing polypropylene pellets in which the content of K 2 (Si 0.97 Mn 0.03 ) F 6 powder was 10% by mass.
  • the obtained adjustment component 43 is an LED projector (GL-RB100 (using 6 2W blue LED chips XT-E Royal Blue manufactured by Cree), manufactured by Hino Electronics Co., Ltd.) 4
  • the LED chip (LED light source) 41 was installed on the circumference with respect to the optical axis of the LED light source 41.
  • the six LED chips 41 are accommodated in the ring of the adjustment component 43.
  • the adjustment component 43 is disposed at a position with an emission angle of 90 ° with respect to the optical axis of the LED light source 41.
  • the wavelength conversion member 42 is disposed 15 mm away from the LED chip 41 on the optical axis of the front surface (light emission direction L) of the LED projector 4 to obtain an LED light emitting device.
  • the LED light-emitting device which arrange
  • the average color rendering index Ra and the special color rendering index ⁇ R9 were measured to evaluate the quality of color reproducibility. The results are shown in Table 1.
  • a plate-shaped adjustment component and a wavelength conversion member having a thickness of 2 mm and a square of 40 mm were prepared for the adjustment component of Example 3 and the wavelength conversion member of Comparative Example 3, and a blue LED (wavelength 460 nm) was irradiated from the vertical direction with respect to the 40 mm square surface of the adjustment component and the wavelength conversion member, and the light emission state of the adjustment component and the wavelength conversion member viewed from the back side of the irradiation surface was visually confirmed.
  • a perspective view of the light emission state is shown in FIG. In the case of the wavelength conversion member of Comparative Example 3 in FIG.
  • the average color rendering index Ra and the special color rendering index ⁇ R9 of the LED light emitting device using only the yellow wavelength conversion member can be greatly improved. Can do. Moreover, the tendency for illumination intensity to improve a little was seen by using adjustment components.
  • the adjustment component was disposed at a position with an emission angle of 90 ° with respect to the optical axis of the LED light source.
  • the said wavelength conversion member was arrange
  • the LED light-emitting device which arrange
  • the adjustment parts of the present invention are increased, the average color rendering index Ra and the special color rendering index ⁇ R9 can be further improved, and the amount of yellow light is changed almost as shown in FIG. It can be seen that the amount of red light can be increased without any problem.

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Abstract

　Ａ2（Ｍ1-xＭｎx）Ｆ6（式中、ＭはＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ及びＳｎから選ばれる１種又は２種以上の４価元素、ＡはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓから選ばれ、かつ少なくともＮａ及び／又はＫを含む１種又は２種以上のアルカリ金属であり、ｘは０．００１～０．３である。）で表される複フッ化物蛍光体を含んでなり、波長４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の光を吸収して赤色波長成分を含む光を発光し、照明光の色度及び／又は演色評価数を調整する調整部品。

Description

調整部品及び発光装置
　本発明は、発光装置の照明光の色度や演色性を改善するために用いられる調整部品及び該調整部品を用いた発光装置に関するものである。
　発光ダイオードは、現在利用可能な光源の中で最も効率的な光源の一つである。このうち、白色発光ダイオードは、白熱電球、蛍光灯、ＣＣＦＬ（Ｃｏｌｄ　Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　Ｌａｍｐ）バックライト、ハロゲンランプなどに代わる次世代光源として急激に市場を拡大している。白色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）を実現する構成の一つとして、青色発光ダイオード（青色ＬＥＤ）と、青色光励起によって、より長波長、例えば黄色や緑色に発光する蛍光体との組み合わせによるＬＥＤ発光装置（ＬＥＤ照明）が実用化されている。
　そのなかでも現在主流となっているのは、青色ＬＥＤと黄色蛍光体による擬似白色ＬＥＤ装置であり、この黄色蛍光体としては、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3（Ａｌ，Ｇａ）5Ｏ12：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｔｂ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、ＣａＧａ2Ｓ4：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、Ｃａ－α－サイアロン（ＳｉＡｌＯＮ）：Ｅｕ等が知られている。
　このような擬似白色ＬＥＤ装置においては、例えば、青色ＬＥＤの前面に黄色発光蛍光体粒子を分散したシリコーン樹脂又はガラスよりなる蛍光部材（波長変換部材）を配置することで、入射してくる波長４５０ｎｍ前後の青色光により中心波長５７０ｎｍ前後（波長５１０～６００ｎｍ）の黄色蛍光を発生させ、波長変換部材を透過した青色ＬＥＤからの光と合わせることで擬似白色光としている。
　しかしながら、黄色蛍光体として一般的なＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅを用いた擬似白色ＬＥＤ装置からの光には、波長５００ｎｍ近傍の緑色波長成分、あるいは波長６００ｎｍ以上の赤色波長成分は僅かであり、結果的に、このような擬似白色ＬＥＤ装置の出射光の演色性は自然光や白熱電球、３波長蛍光灯に比べて劣るものとなっている。
　そこで、従来より、白色ＬＥＤ装置の演色性を向上させる試みがなされてきた。そのなかでも、出射光に温かみや優しさをもたらす赤色発光特性の改善の一つとして、擬似白色ＬＥＤ装置の波長変換部材に黄色蛍光体又は緑色蛍光体とともに赤色蛍光体を混合する試みがなされてきた。使用される代表的な蛍光体としてはＳｒ－ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ2+などの窒化物蛍光体がよく知られている。
　この白色ＬＥＤの構造としては、青色ＬＥＤ上又はそのごく近傍に樹脂やガラスなどに混合した状態で蛍光体を配置し、青色光の一部又は全部を、この事実上青色ＬＥＤと一体化したこれらの蛍光体層で波長変換して白色光を得る、いわば白色ＬＥＤ素子と呼ぶべき方式が主流である。
　しかしながら、上記の方法のような、波長変換部材として黄色蛍光体又は緑色蛍光体と赤色蛍光体とを混合する他、赤色発光のＬＥＤやＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）を並列に用いる方法以外に発光に赤色成分を加える方法は提案されていなかった。
　本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、発光装置に容易に赤色の発光成分を追加しつつ、発光効率の低下を抑えられる調整部品及び該調整部品を用いた発光装置を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行い、従来の擬似白色光に対する赤色光付加による改善の程度を検討したところ、出射光として擬似白色光をもたらす黄色光に対し、光量（光子の量）として概ね５～１０％程度の赤色光を追加することで色再現性が大幅に改善された白色光が得られることを見出した。また、このような赤色光を得る方法について検討を進めた結果、擬似白色光を発するＬＥＤ発光装置において、マンガン賦活複フッ化物赤色蛍光体を用いた調整部品を演色性改善もしくは色度調整の目的で設置することで、発光装置に容易に赤色の発光成分を追加しつつ、発光効率の低下を抑えられることを見出し、本発明を成すに至った。
　従って、本発明は、下記の調整部品及び発光装置を提供する。
〔１〕　下記式（１）
　　Ａ2（Ｍ1-xＭｎx）Ｆ6　（１）
（式中、ＭはＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ及びＳｎから選ばれる１種又は２種以上の４価元素、ＡはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓから選ばれ、かつ少なくともＮａ及び／又はＫを含む１種又は２種以上のアルカリ金属であり、ｘは０．００１～０．３である。）
で表される複フッ化物蛍光体を含んでなり、波長４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の光を吸収して赤色波長成分を含む光を発光し、照明光の色度及び／又は演色評価数を調整することを特徴とする調整部品。
〔２〕　上記複フッ化物蛍光体からなる〔１〕記載の調整部品。
〔３〕　上記複フッ化物蛍光体を分散した樹脂成型体である〔１〕記載の調整部品。
〔４〕　上記複フッ化物蛍光体が、Ｋ2（Ｓｉ1-xＭｎx）Ｆ6（ｘは上記と同じ）で表されるマンガン賦活ケイフッ化カリウムである〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の調整部品。
〔５〕　発光成分に波長４２０～４９０ｎｍの青色光成分を含む光源を有し、青色光又は擬似白色光を出射する発光装置であって、〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の調整部品を備えることを特徴とする発光装置。
　本発明の調整部品を用いた発光装置では、発光効率の低下を防ぎつつ、従来の方法では避けられなかった赤色蛍光体の分散の違いに起因する発光色のばらつきを防ぐことができ、安定した発光特性が得られる。また、調整部品の大きさ、蛍光体の含有率を変化させることで発光装置の色度や演色性能を容易に調整することが可能である。
　また、本発明の発光装置によれば、本発明の調整部品は波長４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の光が入射する位置であれば光源の光軸上に配置する必要はなく、例えば反射板周辺やランプシェード周辺にも配置でき、調整部品による発光効率の低下がほとんどないという利点も得られる。
本発明に係る発光装置の第１の実施形態の構成を示す概略斜視図である。 図１の発光装置における調整部品の配置状態を示す断面概略図である。 本発明に係る発光装置の第１の実施形態の他の構成を示す概略斜視図である。 本発明に係る発光装置の第２の実施形態の構成を示す概略斜視図である。 本発明に係る発光装置の第３の実施形態の構成を示す概略斜視図である。 実施例の評価用擬似白色ＬＥＤ発光装置の構成を示す概略斜視図である。 実施例３の調整部品と比較例３の波長変換部材の発光の状態の斜視像である。 実施例５～１２及び比較例５の発光装置の発光スペクトルを示す図である。
［調整部品］
　以下に、本発明に係る調整部品について説明する。
　本発明に係る調整部品は、下記式（１）
　　Ａ2（Ｍ1-xＭｎx）Ｆ6　（１）
（式中、ＭはＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ及びＳｎから選ばれる１種又は２種以上の４価元素、ＡはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓから選ばれ、かつ少なくともＮａ及び／又はＫを含む１種又は２種以上のアルカリ金属であり、ｘは０．００１～０．３、好ましくは０．００１～０．１である。）
で表される複フッ化物蛍光体を含んでなり、波長４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の光を吸収して赤色波長成分を含む光を発光する調整部品である。本発明の調整部品は、照明光、特にＬＥＤ照明光の色度及び／又は演色評価数を調整することが可能である。
　ここで、本発明に用いる複フッ化物蛍光体は、上記式（１）で表される赤色蛍光体であり、Ａ2ＭＦ6で表される複フッ化物の構成元素の一部がマンガンで置換された構造を有するマンガン賦活複フッ化物蛍光体である。このマンガン賦活複フッ化物蛍光体において、賦活元素のマンガンは、特に限定されるものではないが、Ａ2ＭＦ6で表される４価元素のサイトにマンガンが置換したもの、即ち、４価のマンガン（Ｍｎ4+）として置換したものが好適である。この場合、Ａ2ＭＦ6：Ｍｎと表記してもよい。このうち、複フッ化物蛍光体が、Ｋ2（Ｓｉ1-xＭｎx）Ｆ6（ｘは上記と同じ）で表されるマンガン賦活ケイフッ化カリウムであることが特に好ましい。
　このようなマンガン賦活複フッ化物蛍光体は、波長４２０～４９０ｎｍ、好ましくは波長４４０～４７０ｎｍの青色光により励起されて、波長６００～６６０ｎｍの範囲内に発光ピーク、あるいは最大発光ピークを有する赤色光を発する。また、該複フッ化物蛍光体は、波長５００ｎｍ以上の吸収率が低い。
　なお、上記式（１）で表される複フッ化物蛍光体は、従来公知の方法で製造したものでよく、例えば、金属フッ化物原料をフッ化水素酸に溶解又は分散させ、加熱して蒸発乾固させて得たものを用いるとよい。
　マンガン賦活複フッ化物蛍光体は、粒子状であることが好ましく、その粒径としては、粒度分布における体積累計５０％の粒径Ｄ５０が２μｍ以上２００μｍ以下であり、好ましくは１０μｍ以上６０μｍ以下である。Ｄ５０値が２μｍ未満の場合は、蛍光体としての発光効率が低下してしまうおそれがある。一方、蛍光体粒子が大きい場合は、発光に本質的に問題はないが、樹脂との混合時に、蛍光体の分布が不均一になりやすいなどの欠点が生じやすくなるため、Ｄ５０で２００μｍ以下であるものが使いやすいという利点がある。
　なお、本発明における粒径の測定方法は、例えば、空気中に対象粉末を噴霧、あるいは分散浮遊させた状態でレーザー光を照射して、その回折パターンから粒径を求める乾式レーザー回折散乱法が、湿度の影響を受けず、なお且つ粒度分布の評価までできるため好ましい。
　また、本発明の調整部品は、上記複フッ化物蛍光体からなるものが好ましい。この場合、例えば、粒子状の上記複フッ化物蛍光体を基板上に平面的に、又は立体的に充填して形成したものであればよく、その形状も発光装置に適用可能なものであれば特に制限はない。
　また、本発明の調整部品は、上記複フッ化物蛍光体を分散した樹脂成型体であることが好ましい。この場合の調整部品の形状は、板状、円盤状、リング状等、発光装置に適用可能な形状であれば特に制限はない。
　本発明の調整部品が、複フッ化物蛍光体を分散した樹脂成型体である場合、該調整部品におけるマンガン賦活複フッ化物蛍光体の含有量、即ち、該蛍光体を樹脂に練り込む際の濃度は、調整部品の厚み及び目的とする色度や演色性により異なるものの、通常２質量％以上３０質量％以下の範囲であり、好ましくは３質量％以上２０質量％以下、より好ましくは５質量％以上１０質量％以下である。蛍光体含有量が３０質量％超となると、練り込みの際の蛍光粉体と成型機の練り込みスクリューとの摩擦及び摩耗が増大し、その結果、調整部品に変色が生じてしまうおそれがある。また、過度に高い含有量とすると、封止樹脂内で蛍光粉体が部分的に凝集して、調整部品における発光分布が不均一なものとなる場合がある。一方、２質量％未満では、調整部品としての効果が薄くなってしまうおそれがあるが、２質量％以上３０質量％以下の範囲をはずれて使用できないわけではない。
　本発明で用いる蛍光体を封止する樹脂としては、特に限定されないが、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂が好ましく、特に、酸、アルカリへの化学的耐性が高く、防湿性にも優れており、射出成型の際にも、より比較的短時間で成型できることから熱可塑性樹脂がより好ましい。
　また、本発明で用いる蛍光体を封止する樹脂が熱可塑性樹脂の場合、成型の際の上限温度は、２５０℃以下、更に、２００℃以下が好ましい。なお、２５０℃超では、マンガン賦活複フッ化物蛍光体が熱分解する可能性がある。一方、成型の際の下限温度は、使用する熱可塑性樹脂が軟化すれば特に限定されない。但し、熱可塑性樹脂の選択の際には、光源の発熱を考慮し、使用中に、熱変形を生じない熱可塑性樹脂であることが好ましい。
　本発明で用いる光透過性の熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン等のポリオレフィン、汎用ポリスチレン（ＧＰＰＳ）等のポリスチレン、及びスチレン・マレイン酸共重合体、スチレン・メタクリル酸メチル共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＡＢＳ）等のスチレン共重合体が挙げられ、これらの中から選ばれる１種又は２種以上を用いることが好ましい。これらによれば、蛍光体の良好な練り込みが可能であり、成型温度や光源からの発熱の影響による、樹脂や蛍光体の分解、劣化を生じない。
　本発明の調整部品では、従来の熱可塑性プラスチック材と同様に、酸化防止剤、光安定化剤、紫外線吸収剤をはじめとした安定化剤並びに成型滑剤を用途に応じて、０．１～０．３質量％の範囲で配合してもよい。
　また、当該部品の発光の均一化を図る目的などで、光拡散剤を練り込み配合することもできる。光拡散剤としては、タルク、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、ケイ酸アルミニウム、酸化イットリウム等の無機セラミックス微粉体が挙げられ、光学的な透明度が高く、樹脂への練り込み時の透過光の損失が小さい、酸化アルミニウム又は酸化ケイ素が好ましい。また、光拡散剤の粒径Ｄ５０値は０．００５μｍ以上５μｍ以下が好ましい。
　本発明では、上記熱可塑性樹脂、その他助剤等を原料樹脂とし、マンガン賦活複フッ化物蛍光体を粉体として、二軸混練押出機に投入して、加熱した原料樹脂にこの粉体を練り込む形で両者を混練し、汎用のプラスチック材料と同様に、用途に応じた任意の形状に熱成型することが好ましい。例えば、両者を混練し、そのまま調整部品に適した目的の厚み、形状に成型してもよいし、とりあえずペレット状に成型しておき、必要なときにこのペレットから目的の厚み、形状の調整部品に成型してもよい。
　調整部品の厚みは、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下が好ましい。厚み１ｍｍ未満では、調整部品の機械強度を維持することが困難な場合があり、２０ｍｍ超では、調整部品に入射した光の樹脂による損失が過大となるおそれがある。
　このようにして得られた調整部品は、マンガン賦活複フッ化物蛍光体が変質することなく所定の樹脂で封止された樹脂成型体となる。また、該調整部品は光学的に波長４２０～４９０ｎｍの青色光励起により、波長約６００～６６０ｎｍの赤色波長領域に発光もしくは最大発光ピークを有する蛍光を発することから、上記マンガン賦活複フッ化物を含む本発明の調整部品を波長４２０～４９０ｎｍの青色光を有する発光装置に適用することで、その発光スペクトルに波長約６００～６６０ｎｍの赤色光が加わり、色度調整及び演色性の向上が可能となる。また、本発明の調整部品では、上記マンガン賦活複フッ化物蛍光体は、波長４２０～４９０ｎｍの青色光に対する吸収係数が比較的小さいため、調整部品の内部まで青色光が入射しやすい特性をもっている。そのため、調整部品のうち、青色光が入射した部分だけが発光するのではなく、調整部品全体が発光し、即ち、その調整部品の形状、大きさに応じて広範囲での発光源となり、発光装置において補助的に光の色度や演色性を調整するものとして好適なものとなる。
［発光装置］
　次に、本発明に係る発光装置について説明する。
　本発明の発光装置は、光源からの波長４２０～４９０ｎｍの青色光を含む励起光を波長変換する調整部品を有する発光装置に関するものであり、該発光装置において、光源の周辺位置等に、調整部品を配置することで、ＬＥＤ発光装置としての演色性や色度が改善されるものである。
　即ち、本発明の発光装置は、波長４２０～４９０ｎｍの青色光を有する光源をもつ発光装置において、光源の周辺部のような発光装置としての発光を阻害しないような位置に調整部品が配置されるものである。これにより、発光スペクトルに波長約６００～６６０ｎｍの赤色波長領域に発光もしくは最大発光ピークを有する蛍光を加えて、演色性や色度の改善がなされる。この際、調整部品は光源から側方に発生する光などで励起されることが多く、照明器具の照度低下となる、光源から光軸方向に出射される励起光の減衰を引き起こすことはほとんどなく、発光効率の低下を抑えられる。
　以下、本発明の発光装置を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
　図１は、本発明に係る発光装置の第１の実施形態における構成を示す斜視図であり、ＬＥＤ投光機の実施形態を示すものである。
　本発明に係る発光装置１０は、図１に示すように、青色光を出射するＬＥＤ光源１１と、ＬＥＤ光源１１から光が照射される領域のうち、その光軸Ａに平行な光の照射領域から外れた位置に配置される本発明の調整部品１３と、ＬＥＤ光源１１の光軸Ａ上に配置される、青色光を吸収して調整部品１３に含まれる蛍光体とは波長の異なる光を発する蛍光体を含む波長変換部材１２とを備える。光軸に平行な光の照射領域は、具体的には、ＬＥＤ光源の発光面の外周を通る、発光軸と平行な周面を仮想した場合の、該周面とその内側の領域とすることができる。また、調整部品１３は、ＬＥＤ光源１１と波長変換部材１２との間の、励起光が通過する領域を遮らない位置、例えば、ＬＥＤ光源１１の発光方向前方以外の位置（例えば、側方又は後方）に設けることが好ましい。
　ここで、ＬＥＤ光源１１は、発光装置１０に配置される波長変換部材１２及び調整部品１３の蛍光体を励起することが可能な発光光を含む必要があり、青色光、好ましくは発光波長４２０～４９０ｎｍ程度の青色光、又は該青色光成分を含む光を出射する。また、ＬＥＤ光源１１は、図１では１つのＬＥＤチップからなる構成を示しているが、ＬＥＤ照明用としては、複数のＬＥＤチップからなるものでもよい。
　波長変換部材１２は、黄色蛍光体又は緑色蛍光体が分散された樹脂成型体であり、例えばＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+やＬｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+等の従来公知の黄色蛍光体を熱可塑性樹脂に練り込んだ黄色系波長変換部材である。
　波長変換部材１２における蛍光体の含有量は、入射する青色光の光量、黄色波長領域の光の発光量、青色光の透過率等を考慮して決定され、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ3+蛍光体を練り込んだ場合は、厚み２ｍｍの板材の場合、練り込み濃度は０．５～５質量％が好ましく、２～４質量％がより好ましい。
　調整部品１３は、上述した本発明の調整部品であり、その大きさ、配置はＬＥＤ光源１１の発光強度分布に基づいて、発光する赤色波長成分の光（赤色光）の量と、発光装置としての出射光の光量との兼ね合いから決定するとよい。調整部品１３の位置は、図２に示すように、ＬＥＤ光源１１の光軸Ａに対する角θで表され、角θは、１０～１８０°であることが好ましく、３０～９０°がより好ましく、６０～９０°が更に好ましい。出射角１０°未満の位置では、発光装置１０の出射光の光量を低下させるおそれがある。
　また、調整部品１３は、図２に示すように、ＬＥＤ光源１１の背後に配置される反射部材１５上に配することが好ましい。
　また、調整部品１３は、発光装置１０の出射光の色度を均一にするために、ＬＥＤ光源１１の光軸Ａに対して円周上に均等に配置されることが好ましい。例えば、図１に示すように、複数の小型円盤状の調整部品１３を光軸Ａに対して同一円周上に均等配分するとよい。あるいは、リング状（環状）の調整部品１３を、光軸Ａにそのリング中心を一致させるように配置するとよい。これにより、発光装置１０の光軸Ａ方向に出射される光に対して、調整部品１３がその出射光の周囲で均等に発光し、発光装置１０から出射される光として均一な演色性及び色度を得やすい。
　本発明の発光装置１０によれば、波長変換部材１２及び調整部品１３に含まれる双方の蛍光体を、同じＬＥＤ光源１１からの励起光が励起する構成となっていることから、複数の白色ＬＥＤ光源をもつ発光装置におけるようなＬＥＤの出力のばらつきによる発光色のむらは生じず、演色性や色度が安定し、かつ均一な発光が得られる。また、本発明の発光装置１０によれば、調整部品１３はＬＥＤ光源１１から側方に発生する光や波長変換部材１２で反射された光で励起されることとなり、照明器具の照度低下となるＬＥＤ光源１１から光軸方向に出射される励起光や波長変換部材１２による蛍光を減衰させることはほとんどなく、従来と比べても発光効率を低下させることはない。また、発光装置１０の組み立ての最終段階で、目的の色度の発光に対応させて、波長変換部材１２及び調整部品１３を組み付ければよく、簡単な調整で出射光の演色性及び色度の改善が可能となる。更に、調整部品１３はＬＥＤ光源と空間的に離れているため、調整部品１３が高温になりにくく、含有される蛍光体の特性変動が小さいという長所をもつ。
　図３は、本発明に係る発光装置の第１の実施形態における他の構成を示す斜視図である。
　本発明に係る発光装置１０Ａは、図３に示すように、青色波長成分を含む擬似白色光を出射するＬＥＤ光源１１Ａと、該ＬＥＤ光源１１Ａから光が照射される領域のうち、その光軸Ａに平行な光の照射領域から外れた位置に配置される本発明の調整部品１３とを備える。調整部品１３は、ＬＥＤ光源１１Ａから発光した光が発光装置１０Ａの外側に照射される方向を避けて、例えば、ＬＥＤ光源１１Ａの発光方向前方以外の位置（例えば、側方又は後方）に設けることが好ましい。
　ここで、ＬＥＤ光源１１Ａは、例えば、波長４２０～４９０ｎｍ、好ましくは４４０～４７０ｎｍの青色光を発光する青色ＬＥＤと、青色ＬＥＤ表面に黄色蛍光体又は緑色蛍光体を含む樹脂塗料を塗布した波長変換部とからなる色温度４０００Ｋ以上の擬似白色光を出射する光源である。
　調整部品１３及び反射部材１５は、図１に示すものと同等であり、調整部品１３は、ＬＥＤ光源１１Ａの光軸Ａに対する角θが、図１に示すものと同等の位置に配置されることが好ましい。
　上記構成の発光装置１０Ａにおいて、ＬＥＤ光源１１Ａから白色光が出射されると共に、ＬＥＤ光源１１Ａの側方に発せられる白色光が調整部品１３に入射し、白色光に含まれる青色光が調整部品１３によって波長約６００～６６０ｎｍの赤色波長領域に発光もしくは最大発光ピークを有する赤色光に変換される。その結果、発光装置として、青色光、黄色光、赤色光が所定の比率で出射されることになり、演色性及び色度の改善された白色光が得られることになる。
　次に、図４に、本発明に係る発光装置の第２の実施形態における構成を示す。図４では、中央から右側の部分の一部において内部の構成がわかるような透視図としてある。
　本発明に係る発光装置２０は、図４に示すように、直管型蛍光灯タイプの形状をしており、青色光を出射するＬＥＤ光源２１、青色光を吸収して光を発する蛍光体を含む波長変換部材２２、調整部品２３を備える。他に、反射部材２５をもつこともある。ＬＥＤ光源２１及び調整部品２３は、直管長手方向に交互に配置されている。また、直管端部の電極２６からＬＥＤ光源２１に電力が供給される。
　上記構成の発光装置２０では、ＬＥＤ光源２１から青色光が出射されると、青色光が波長変換部材２２に入射し、青色光の一部が波長変換部材２２に含まれる蛍光体に吸収され、黄色波長領域（又は緑色波長領域）を含む光（黄色光）に変換され、波長変換部材２２を透過した残りの青色光と共に出射される。一方、調整部品２３には、隣接するＬＥＤ光源２１の側方に発せられる青色光及び波長変換部材２２で反射された青色光が入射し、これらの青色光が調整部品２３に含まれる赤色蛍光体に吸収され、赤色波長領域を含む光（赤色光）に変換され、光軸方向（直管外側方向）に出射される。その結果、発光装置２０として、青色光、黄色光、赤色光が所定の比率で出射されることになり、温かみのある擬似白色光が得られる。
　本発明の発光装置２０によれば、波長変換部材２２及び調整部品２３に含まれる双方の蛍光体を、同じＬＥＤ光源２１からの励起光が励起する構成となっていることから、発光波長の異なる複数のＬＥＤ光源に基づいた発光装置におけるようなＬＥＤの出力のばらつきによる発光色の違いは生じず、色度が安定し、かつ均一な発光が得られる。また、本発明の発光装置２０によれば、調整部品２３はＬＥＤ光源２１から側方に発生する光や波長変換部材２２で反射された光で励起されることとなり、照明器具の照度低下となるＬＥＤ光源２１から光軸方向に出射される励起光や波長変換部材２２による蛍光を減衰させることはほとんどなく、従来と比べても発光効率を低下させることはない。また、発光装置２０の組み立ての最終段階で、目的の色度の発光に対応させて、蛍光体含有量を調整した調整部品２３を組み付ければよく、簡単な調整で自由度の高い発光調色が可能となる。更に、波長変換部材２２及び調整部品２３がＬＥＤ光源（発光チップ）と空間的に独立し、離れているため、高温になりにくく、含有される蛍光体の特性が安定し、長寿命となる。
　次に、図５に、本発明に係る発光装置の第３の実施形態における構成を示す。図５では、中央から左側の部分の一部において内部の構成がわかるような透視図としてある。
　本発明に係る発光装置３０は、図５に示すように、電球タイプのものであり、青色光を吸収して調整部品３３に含まれる蛍光体とは波長の異なる光を発する蛍光体を含む波長変換部材３２からなる電球カバーと、該電球カバー内部に収納される、支持部材を兼ねた上部が細くなった円柱状の反射部材３５、青色光を出射するＬＥＤ光源３１及び本発明の板状の調整部品３３とを備える。また、ＬＥＤ光源３１及び調整部品３３は、反射部材３５の外周面上であって、反射部材３５の外周方向に交互に配置されている。この場合、ＬＥＤ光源３１それぞれの光軸は、反射部材３５の外周面に対して垂直方向となっており、調整部品３３の配置は、ＬＥＤ光源３１から光が照射される領域のうち、その光軸に平行な光の照射領域から外れた位置となっており、調整部品３３は、ＬＥＤ光源３１の発光方向の側方乃至後方に設けられている。また、口金３６からＬＥＤ光源３１に電力が供給される。
　上記構成の発光装置３０では、ＬＥＤ光源３１から青色光が出射されると、青色光が波長変換部材３２に入射し、青色光の一部が波長変換部材３２に含まれる蛍光体に吸収され、黄色波長領域（又は緑色波長領域）を含む光（黄色光又は緑色光）に変換され、波長変換部材３２を透過した残りの青色光と共に出射される。一方、調整部品３３には、隣接するＬＥＤ光源３１の側方に発せられる青色光及び波長変換部材３２で反射された青色光が入射し、これらの青色光が調整部品３３に含まれる赤色蛍光体に吸収され、赤色波長領域を含む光（赤色光）に変換され、光軸方向（電球カバー外側方向）に出射される。その結果、発光装置３０として、青色光、黄色光、赤色光が所定の比率で出射されることになり、演色性の高い白色光が得られる。
　本発明の発光装置３０によれば、波長変換部材３２及び調整部品３３に含まれる双方の蛍光体を、同じＬＥＤ光源３１からの励起光が励起する構成となっていることから、発光波長の異なる複数のＬＥＤ光源に基づいた発光装置におけるようなＬＥＤの出力のばらつきによる発光色の違いは生じず、色度が安定し、かつ均一な発光が得られる。また、本発明の発光装置３０によれば、調整部品３３はＬＥＤ光源３１から側方に発生する光や波長変換部材３２で反射された光で励起されることとなり、照明器具の照度低下となるＬＥＤ光源３１から光軸方向に出射される励起光や波長変換部材３２による蛍光を減衰させることはほとんどなく、従来と比べても発光効率を低下させることはない。また、発光装置３０の組み立ての最終段階で、目的の色度の発光に対応させて、蛍光体含有量を調整した調整部品３３を組み付ければよく、簡単な調整で自由度の高い調色が可能となる。更に、波長変換部材３２及び調整部品３３がＬＥＤ光源（発光チップ）と空間的に独立し、離れているため、高温になりにくく、含有される蛍光体の特性が安定し、長寿命となる。
　なお、ここでは白色光を得る発光装置について説明したが、本発明の調整部品は、発光成分に波長４２０～４９０ｎｍの青色光を含む青色ＬＥＤ光源を有した青色光の発光装置への適用も可能である。
　本発明の発光装置は、青色ＬＥＤ光源から気体層又は真空層を介して、離れた場所に波長変換部材を配設したリモートフォスファー方式の発光装置として好適である。リモートフォスファーは、面発光で放射角が大きいなど、一般的なＬＥＤ発光装置とは異なる配光特性を有しており、広範囲を照らしたい照明器具などに特に好適である。
　以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
　　［実施例１～４、比較例１～４］
　以下の条件で、ＬＥＤ発光装置を作製した。
　二軸押出機を用いて、透明ポリプロピレンペレット４．５ｋｇに、粒径Ｄ５０値１７．６μｍ、Ｄ９０値３０．２μｍのＫ2（Ｓｉ0.97Ｍｎ0.03）Ｆ6の粉体０．５ｋｇの練り込みを行い、Ｋ2（Ｓｉ0.97Ｍｎ0.03）Ｆ6粉体の含有量を１０質量％としたＫ2（Ｓｉ0.97Ｍｎ0.03）Ｆ6含有ポリプロピレンペレットを得た。
　次に、得られたＫ2（Ｓｉ0.97Ｍｎ0.03）Ｆ6含有ポリプロピレンペレットを用いて、２０ｔ横型射出成型機により成型を行い、内径９０ｍｍ、外径９６ｍｍ、厚み１０ｍｍのリング状の赤色系の調整部品を得た。
　また、ポリカーボネート樹脂に、粒径Ｄ５０値５０μｍのＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ粉体を含有量３～１０質量％で練り込んだペレットを作製し、これを原料として射出成型を行い、厚み２ｍｍ、直径１００ｍｍの円盤状の黄色系の波長変換部材を得た。
　図６に示すように、得られた調整部品４３を、ＬＥＤ投光機（ＧＬ－ＲＢ１００（Ｃｒｅｅ社製２Ｗ型青色ＬＥＤチップＸＴ－Ｅロイヤルブルー６個使用）、日野電子（株）製）４のＬＥＤチップ（ＬＥＤ光源）４１設置面であってＬＥＤ光源４１の光軸に対して円周上に設置した。これにより、調整部品４３のリング内に６個のＬＥＤチップ４１が収まるようになる。このとき、調整部品４３は、ＬＥＤ光源４１の光軸に対して出射角９０°の位置に配置されることになる。また、上記波長変換部材４２をＬＥＤ投光機４の前面（発光方向Ｌ）の光軸上にＬＥＤチップ４１から１５ｍｍ離間して配置し、ＬＥＤ発光装置とした。また、比較用として、調整部品を配置せず、波長変換部材のみを配置したＬＥＤ発光装置も準備した。
　作製したＬＥＤ発光装置を用いて白色スクリーンに対して２０ｃｍ離れた位置から白色光を照射した状態で、分光放射照度計ＣＬ－５００Ａ（コニカミノルタオプティクス（株）製）により白色光の照度、色温度、平均演色評価数Ｒａ、特殊演色評価数△Ｒ９を測定し、色再現性の良否を評価した。その結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　更に、上記ペレットを用いて、実施例３の調整部品と、比較例３の波長変換部材について、厚み２ｍｍ、４０ｍｍ角の板状の調整部品及び波長変換部材を作製し、青色ＬＥＤ（波長４６０ｎｍ）からの光を調整部品及び波長変換部材の４０ｍｍ角の面に対して垂直方向から照射し、照射面の裏側から見た調整部品及び波長変換部材の発光の状態を目視で確認した。発光状態の斜視像を図７に示す。図７（Ｂ）の比較例３の波長変換部材の場合、励起光である青色光が照射された部分（図の右側部）のみが発光して輝いているのに対して、図７（Ａ）の実施例３の調整部品の場合、励起光である青色光が照射された部分と共に、その周縁部（図の中央部から左側部）も発光しており、調整部品の発光範囲が広いことがわかる。
　以上のように、本発明の調整部品を用いたＬＥＤ発光装置によれば、黄色系波長変換部材のみを用いたＬＥＤ発光装置の平均演色評価数Ｒａ及び特殊演色評価数△Ｒ９を大きく改善することができる。また、調整部品を用いることで、照度が若干向上する傾向が見られた。
　　［実施例５～１２、比較例５］
　以下の条件で、ＬＥＤ発光装置を作製した。
　二軸押出機を用いて、透明ポリプロピレンペレットに、粒径Ｄ５０値１７．６μｍ、Ｄ９０値３０．２μｍのＫ2（Ｓｉ0.97Ｍｎ0.03）Ｆ6の粉体の練り込みを行い、Ｋ2（Ｓｉ0.97Ｍｎ0.03）Ｆ6粉体の含有量を１２質量％としたＫ2（Ｓｉ0.97Ｍｎ0.03）Ｆ6含有ポリプロピレンペレットを得た。
　次に、得られたＫ2（Ｓｉ0.97Ｍｎ0.03）Ｆ6含有ポリプロピレンペレットを用いて、２０ｔ横型射出成型機により成型を行い、厚み２ｍｍ、２５ｍｍ×３０ｍｍ角の板状の調整部品を得た。
　また、ポリメタクリル酸メチル樹脂に、粒径Ｄ５０値５０μｍのＹ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ粉体を含有量４質量％で練り込んだペレットを作製し、これを原料として射出成型を行い、厚み２ｍｍ、直径１００ｍｍの円盤状の黄色系の波長変換部材を得た。
　得られた調整部品を、ＬＥＤ投光機（ＧＬ－１００、入力１５Ｗ、発光波長４５０ｎｍ、日野電子（株）製）のＬＥＤチップ設置面に１～８枚設置した。このとき、調整部品は、ＬＥＤ光源の光軸に対して出射角９０°の位置に配置した。また、上記波長変換部材をＬＥＤ投光機の前面の光軸上にＬＥＤチップから４０ｍｍ離間して配置し、ＬＥＤ発光装置とした。また、比較用として、調整部品を配置せず、波長変換部材のみを配置したＬＥＤ発光装置も準備した。
　作製したＬＥＤ発光装置を用いて白色スクリーンに対して２０ｃｍ離れた位置から白色光を照射した状態で、分光放射照度計ＣＬ－５００Ａ（コニカミノルタオプティクス（株）製）により色温度、偏差（Δｕｖ）、平均演色評価数Ｒａ、特殊演色評価数△Ｒ９を測定し、色再現性の良否を評価した。その結果を表２に示す。また、これらの発光スペクトルを図８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　以上のように、本発明の調整部品を増やせば、平均演色評価数Ｒａ及び特殊演色評価数△Ｒ９をより改善することができ、図８に示されるように、黄色光の光量をほとんど変化させることなく、赤色光の光量を増加させることが可能であることがわかる。
　なお、これまで本発明を、実施形態をもって説明してきたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
１０，１０Ａ，２０，３０　発光装置
１１，１１Ａ，２１，３１，４１　ＬＥＤ光源
１２，２２，３２，４２　波長変換部材
１３，２３，３３，４３　調整部品
１５，２５，３５　反射部材
２６　電極
３６　口金
４　ＬＥＤ投光機
Ａ　光軸
Ｌ　発光方向

Claims (5)

  1. 　下記式（１）
    　　Ａ2（Ｍ1-xＭｎx）Ｆ6　（１）
    （式中、ＭはＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ及びＳｎから選ばれる１種又は２種以上の４価元素、ＡはＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓから選ばれ、かつ少なくともＮａ及び／又はＫを含む１種又は２種以上のアルカリ金属であり、ｘは０．００１～０．３である。）
    で表される複フッ化物蛍光体を含んでなり、波長４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の光を吸収して赤色波長成分を含む光を発光し、照明光の色度及び／又は演色評価数を調整することを特徴とする調整部品。
  2. 　上記複フッ化物蛍光体からなる請求項１記載の調整部品。
  3. 　上記複フッ化物蛍光体を分散した樹脂成型体である請求項１記載の調整部品。
  4. 　上記複フッ化物蛍光体が、Ｋ2（Ｓｉ1-xＭｎx）Ｆ6（ｘは上記と同じ）で表されるマンガン賦活ケイフッ化カリウムである請求項１～３のいずれか１項記載の調整部品。
  5. 　発光成分に波長４２０～４９０ｎｍの青色光成分を含む光源を有し、青色光又は擬似白色光を出射する発光装置であって、請求項１～４のいずれか１項記載の調整部品を備えることを特徴とする発光装置。
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