專利名稱：Led模塊、led燈和照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及LED模塊、LED燈和照明裝置，特別涉及改善演色性和發(fā)光效率的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，代替白熾電燈泡，節(jié)能性優(yōu)越的LED燈被廣泛利用。作為在LED燈中利用的LED模塊，例如有將使用氮化鎵(GaN)的藍(lán)色LED和YAG類的黃色熒光體組合起來的LED 模塊。在該LED模塊中，從藍(lán)色LED產(chǎn)生藍(lán)色光，從被該光激勵的黃色熒光體產(chǎn)生黃色光， 這些光混合起來成為白色光。在通常的照明領(lǐng)域中，期望被照明光照射的物體的顏色看起來自然，即期望演色性高，歷來提出了各種各樣的使LED燈的演色性提高的技術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)1中提出了一種通過對LED燈附加將氧化釹(Nd2O3)粒子混合到樹脂等中的濾波構(gòu)件，從而使平均演色評價數(shù)Ra提高的技術(shù)。此外，在專利文獻(xiàn)2中提出了一種以熒光燈作為例子，通過在玻璃管和熒光體層之間形成由包含釹離子(Nd3+)的玻璃薄膜構(gòu)成的濾光器，從而使演色性提高的技術(shù)。再有，在JIS Z8726中，規(guī)定了使用演色評價數(shù)的光源的演色性評價方法，該演色評價數(shù)是定量地評價在成為對象的燈下，與在基準(zhǔn)光下相比，以什么樣的程度忠實地再現(xiàn)顏色的指標(biāo)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1 日本特開2004-193581號公報； 專利文獻(xiàn)2 日本特開2000-119 號公報。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
如上所述，如果使用包含氧化釹(Nd2O3)粒子的濾光器、由包含釹離子(Nd3+)的玻璃薄膜構(gòu)成的濾光器的話，能夠使演色性提高?？墒牵喾吹?，因為這些濾光器對特定波長區(qū)域的光進(jìn)行吸收，所以使LED燈的發(fā)光效率降低與吸收的光的對應(yīng)的量。當(dāng)前，作為節(jié)能性光源，LED燈受到矚目，但如果能夠在抑制發(fā)光效率降低的同時謀求演色性的提高的話，就能進(jìn)一步對節(jié)能做出貢獻(xiàn)。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在抑制發(fā)光效率的降低的同時提高演色性的LED模塊、LED燈和照明裝置。用于解決課題的方案
本發(fā)明的LED模塊包含藍(lán)色LED ；至少一種熒光體粒子，被所述藍(lán)色LED的出射光激勵；以及包含釹離子的釹玻璃粒子，吸收所述至少一種熒光體粒子的出射光中的特定的波長區(qū)域的光。
本發(fā)明的LED燈包含藍(lán)色LED ；至少一種熒光體粒子，被所述藍(lán)色LED的出射光激勵；以及包含釹離子的釹玻璃粒子，吸收所述至少一種熒光體粒子的出射光中的特定的波長區(qū)域的光。本發(fā)明的照明裝置具備上述LED燈和照明器具。發(fā)明的效果
在上述結(jié)構(gòu)中，包含釹離子的釹玻璃粒子作為吸收特定的波長區(qū)域的光的濾光器而被利用。像這樣，通過將釹玻璃粒子作為濾光器進(jìn)行利用，從而與將氧化釹(Nd2O3)粒子或釹玻璃薄膜作為濾光器進(jìn)行利用的情況相比，能夠在抑制發(fā)光效率的降低的同時提高演色性。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的LED燈的結(jié)構(gòu)的局部切缺圖。圖2是示意地表示在密封構(gòu)件的內(nèi)部分散有綠色或黃色熒光體粒子、紅色熒光體粒子和釹玻璃粒子，釹以離子的狀態(tài)存在于釹玻璃粒子中的樣子的圖。圖3是表示比較例Sl S4和實施例S5 S7的光譜的測定結(jié)果的圖。圖4是表示將比較例Sl的發(fā)光強(qiáng)度設(shè)為100時的比較例S2 S4和實施例S5 S7的發(fā)光強(qiáng)度的比例的圖。圖5是表示用于評價LED模塊的發(fā)光效率和演色性的各種指標(biāo)的測定結(jié)果的圖。圖6是表示用于評價演色性的各種指標(biāo)和光通量比的關(guān)系的圖，(a)是表示平均演色評價數(shù)Ra的圖，(b)是表示特殊演色評價數(shù)R9的圖，(c)是表示特殊演色評價數(shù)R15 的圖，(d)是表示色域面積比Ga4的圖。圖7是表示成為圖6的圖表的基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)的圖。圖8是表示釹玻璃粒子的吸收系數(shù)的測定結(jié)果、釹玻璃板的吸收系數(shù)的測定結(jié)果和它們的吸收系數(shù)比的計算結(jié)果的圖。圖9是表示比較例Sll S14和實施例S15 S17的光譜的測定結(jié)果的圖。圖10是表示用于評價LED模塊的發(fā)光效率和演色性的各種指標(biāo)的測定結(jié)果的圖。圖11是表示關(guān)于LED模塊的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。圖12是表示關(guān)于LED燈的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。圖13是表示關(guān)于LED燈的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。圖14是表示關(guān)于LED燈的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。圖15是表示關(guān)于LED燈的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。圖16表示照明裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施例方式參照附圖對用于實施本發(fā)明的方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。< 結(jié)構(gòu) >
圖1是表示本發(fā)明的實施方式的LED燈的結(jié)構(gòu)的局部切缺圖。LED燈1是代替白熾電燈泡的所謂電燈泡形的燈。在主體部2的一端安裝有E型的燈頭3，在另一端4安裝有出射白色光的LED模塊5以及覆蓋其的燈罩(globe) 6。
在LED模塊5中，在電路基板11安裝有藍(lán)色LED12，藍(lán)色LED 12被透光性的密封構(gòu)件13密封。在密封構(gòu)件13的內(nèi)部，分散有被藍(lán)色LED的出射光激勵的至少1種熒光體粒子。 熒光體粒子的種類根據(jù)LED燈要實現(xiàn)的光色區(qū)分(白熾燈色、暖白色、白色、中白色、日光色) 來適宜選擇。在本實施方式中，作為在密封構(gòu)件13的內(nèi)部分散的熒光體，選擇綠色或黃色熒光體粒子14和紅色熒光體粒子15。但是，并不局限于此，也可以僅選擇綠色或黃色熒光體粒子14，或僅選擇紅色熒光體粒子15。熒光體粒子的粒徑是大約30 μ m。熒光體粒子的粒徑是以激光衍射式粒度分布測定裝置對水中分散的溶液進(jìn)行測定的值。因為是激光衍射式粒度分布，所以作為存在比率的基準(zhǔn)使用體積基準(zhǔn)(體積分布)的中值粒徑(d50)的大小。 此外，使用島津制作所制的激光衍射式粒度分布測定裝置“SALD-2000A”進(jìn)行測定。在密封構(gòu)件13的內(nèi)部，還分散有包含釹離子的釹玻璃粒子16。像這樣，因為釹玻璃粒子16存在于被熒光體粒子的出射光照射的位置，所以能夠吸收熒光體粒子的出射光中的特定的波長區(qū)域的光。從LED模塊5，出射藍(lán)色LED12、綠色或黃色熒光體粒子14和紅色熒光體粒子15的出射光中沒有被釹玻璃粒子16吸收而殘留的光。釹玻璃粒子16是將釹玻璃板粉碎成粒子狀的粒子，其粒徑是10 200 μ m。以下，具體說明各結(jié)構(gòu)要素。(1)藍(lán)色 LED
藍(lán)色LED12在440nm 460nm的波長區(qū)域中具有主發(fā)光峰。作為這樣的LED，例如舉出氮化鎵類的LED。( 2 )綠色或黃色熒光體粒子
綠色或黃色熒光體粒子14被藍(lán)色LED12的出射光激勵，出射綠色或黃色光。綠色熒光體粒子在500nm MOnm的波長區(qū)域具有主發(fā)光峰，黃色熒光體粒子在M5nm 595nm的波長區(qū)域具有主發(fā)光峰。通常，熒光體的特性的偏差大，存在雖然以組成式被分類為黃色熒光體但以發(fā)光峰被分類為綠色熒光體那樣的情況、以及與其相反的情況。在本說明書中，考慮到也存在不能明確地分類兩者的情況，表述為“綠色或黃色熒光體”。作為綠色熒光體，例如舉出下述熒光體。Y3Al5O12:Ce3+、Tb3Al5O12:Ce3+、 BaY2SiAl4O12 Ce3+、Ca3Sc2Si3O12 Ce3+、(Ba, Sr)2Si04:Eu2+> CaSc2O4: Ce3+、Ba3Si6O12N2 Eu2+、 β -SiAlON:Eu2\ SrGa2S4:Eu2+o作為黃色熒光體，例如舉出下述熒光體。(Y，GcO3Al5O12:Ce3+、Y3Al5O12Ce3+, Pr3\ (Tb, Gd) 3A15012: Ce3\ (Sr, Ba) 2S i O4 Eu2\ (Sr, Ca) 2S i O4: Eu2\ CaSi2O2N2: Eu2\ Ca- α -SiAlON: Eu2+、Y2Si4N6C: Ce3+、CaGa2S4: Eu2+。(3)紅色熒光體粒子
紅色熒光體粒子15被藍(lán)色LED12和綠色或黃色熒光體粒子14的出射光的至少一方的出射光激勵，出射紅色光。紅色熒光體粒子15在600nm 650nm的波長區(qū)域中具有主發(fā)光峰。作為紅色熒光體，例如舉出下述熒光體。Ca-α-SiAlON: Eu2+、CaAlSiN3: Eu2+、 (Sr, Ca) AlSiN3 Eu2+、Sr2Si5N8 Eu2+、Sr2 (Si, Al) 5 (N, 0) 8 Eu2+、CaS Eu2+、La2O2S Eu3+。(4)釹玻璃粒子
釹玻璃粒子16對密封構(gòu)件的內(nèi)部包含的熒光體粒子的出射光內(nèi)的、特定的波長區(qū)域的光進(jìn)行吸收。具體地，釹玻璃粒子16在580nm 600nm的波長區(qū)域中具有主要的吸收峰。該波長區(qū)域與氧化釹(Nd2O3)粒子的吸收峰所處的605nm相比位于短波長側(cè)。釹玻璃和氧化釹(Nd2O3)的吸收峰的波長區(qū)域不同，考慮是因為在釹玻璃中釹以離子(Nd3+)狀態(tài)存在，相對于此，在氧化釹中，釹原子和氧原子共價結(jié)合，因此釹不以離子狀態(tài)存在，因為這些差異，所以引起吸收的能級間的間隔相異。圖2是示意地表示在密封構(gòu)件的內(nèi)部分散有綠色或黃色熒光體粒子、紅色熒光體粒子和釹玻璃粒子，釹以離子的狀態(tài)存在于釹玻璃粒子中的樣子的圖。釹玻璃能夠以適當(dāng)?shù)闹亓勘然旌隙趸?Si02)、堿金屬氧化物、堿土類金屬氧化物、氧化釹(Nd203)、氧化硼(B2O3),使其熔融來制作。作為堿金屬氧化物，能夠利用Na20、 Li2O, K2O等，作為堿土類金屬氧化物，能夠利用CaO、SrO, BaO, MgO等。密封構(gòu)件中的釹玻璃粒子16的含有率優(yōu)選是0. 3 50wt%，更優(yōu)選是1. 25 40wt%o通過實驗判明如果是這些范圍的話，能夠在抑制發(fā)光效率的降低的同時提高演色性。此外，當(dāng)釹玻璃粒子的重量比變大時，密封材料的重量比變小相應(yīng)的量，密封材料中的釹玻璃粒子彼此的粘接性降低。如果密封材料中的釹玻璃粒子16的含有率是50wt%以下的話，不特別存在這樣的問題。再有，當(dāng)考慮釹玻璃粒子的比重是大約2，密封構(gòu)件的比重是大約1時，即使釹玻璃粒子是50wt%，體積上也是30體積％。由此，能夠確保充分的粘接性。此外，特別優(yōu)選釹玻璃粒子中的釹的含有率以氧化物換算是2 32wt%。如果比 2wt%少的話，每一個釹玻璃粒子的光吸收量變小，因此密封構(gòu)件中的釹玻璃粒子變多，在密封構(gòu)件的表面產(chǎn)生裂縫。此外，如果比32wt%多的話，在釹玻璃中產(chǎn)生釹離子的塊。另外， 在使釹的含有率為32wt%的情況下，以二氧化硅為58wt%、Na20為5wt%，B203為5wt%實現(xiàn)玻
ο(5)密封構(gòu)件
密封構(gòu)件13是從氣氛中的濕氣、粉塵保護(hù)藍(lán)色LED12的構(gòu)件。此外，在本實施方式中， 也發(fā)揮使綠色或黃色熒光體粒子14、紅色熒光體粒子15和釹玻璃粒子16在均勻分布的狀態(tài)下固定的功能。作為密封構(gòu)件13的材料，舉出硅酮等的樹脂材料、低熔點玻璃材料。在使用硅酮的情況下，使綠色或黃色熒光體粒子14、紅色熒光體粒子15和釹玻璃粒子16在硅酮材料中分散，流入金屬模具進(jìn)行固化即可。此外，在使用低熔點玻璃材料的情況下，能夠以溶膠凝膠法進(jìn)行制作。即，對分別包含20CC、80CC、80CC的正硅酸乙酯Si (OC2H5)4、水、乙醇的溶液，加入30g的直徑20 μ m的釹玻璃粒子進(jìn)行混合而制作混合液，對該混合液添加數(shù)cc的 0. Olmol / dm3的鹽酸液(也可以是硝酸、醋酸)。然后，使該摻有釹玻璃粒子的混合液凝膠化。將該凝膠化了的混合液加入模具，在100°C干燥2小時。在干燥后，以800°C燒制1小時，制作含有釹玻璃粒子的玻璃。再有，也可以使用正硅酸乙酯以外的醇鹽(alkoxide)類的二氧化硅。像這樣，如果使用低熔點玻璃的話，能夠?qū)⑩S玻璃粒子在不使其熔融而維持粒子狀的外觀形狀的狀態(tài)下使玻璃含有。再有，各溶液的量在實際的制造工序中適宜調(diào)整即可。如果采用上述的結(jié)構(gòu)的話，與現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)相比能夠在抑制發(fā)光效率降低的同時提高演色性。在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，作為光吸收材料利用氧化釹粒子(相當(dāng)于專利文獻(xiàn)1)或釹玻璃板(相當(dāng)于專利文獻(xiàn)2)。此外，在實際的制品中，存在按照每個制品的種類使光吸收材料的光吸收量不同的情況(例如，在白熾燈色和中白色中使其不同)。在這樣的情況下，在上述的結(jié)構(gòu)中，僅使密封構(gòu)件中的釹玻璃粒子的含有率不同即可，因此與按每個制品的種類準(zhǔn)備膜厚不同的釹玻璃板的情況相比，能夠節(jié)省制造上的材料管理的工夫。< 驗證 >
發(fā)明者們通過實驗，評價了作為光吸收材料利用釹玻璃粒子的情況(相當(dāng)于本實施方式)、利用了氧化釹粒子的情況(相當(dāng)于專利文獻(xiàn)1)、采用釹玻璃板的情況(相當(dāng)于專利文獻(xiàn) 2)的發(fā)光效率和演色性。實驗按照J(rèn)IS Z9112規(guī)定的光色區(qū)分以相當(dāng)于“白熾燈色”的LED 模塊和相當(dāng)于“中白色”的LED模塊來進(jìn)行。(白熾燈色)
首先，使用圖3 圖5，說明用于比較釹玻璃粒子和氧化釹粒子的實驗及其結(jié)果，接著， 使用圖6 圖8，說明用于比較釹玻璃粒子和釹玻璃板的實驗及其結(jié)果。
( 1)釹玻璃粒子和氧化釹粒子的比較
圖3是測定比較例Sl S4和實施例S5 S7的光譜的測定結(jié)果，圖4是將比較例Sl 的發(fā)光強(qiáng)度設(shè)為100時的比較例S2 S4和實施例S5 S7的發(fā)光強(qiáng)度的比率。比較例Sl是僅使熒光體粒子分散在密封構(gòu)件的內(nèi)部的LED模塊(圖中，表示為“非摻雜”)。比較例Sl因為不含有光吸收材料，所以能夠作為評價在含有光吸收材料的情況下發(fā)光效率和演色性變化了多少時的基準(zhǔn)進(jìn)行利用。比較例S2、S3、S4是在密封構(gòu)件的內(nèi)部使熒光體粒子和氧化釹(Nd2O3)粒子分散了的LED模塊，密封構(gòu)件中的氧化釹粒子的含有率分別是0. 5wt %、1. Owt %、3. Owt %。在這里的含有率是將密封構(gòu)件、熒光體粒子和氧化釹粒子的總量設(shè)為100時的氧化釹粒子的比率。實施例S5、S6、S7是使熒光體粒子和釹玻璃粒子分散在密封構(gòu)件的內(nèi)部的LED模塊，密封構(gòu)件中的釹玻璃粒子的含有率分別是5. Owt7. Owt% ,10. 0Wt%。在這里的含有率是將密封構(gòu)件、熒光體粒子和釹玻璃粒子的總量設(shè)為100時的釹玻璃粒子的比率。LED模塊的相關(guān)色溫度均設(shè)定為^OOK附近，這相當(dāng)于JIS Z9112中規(guī)定的光色區(qū)分中的“白熾燈色”。在熒光體粒子中，使用綠色或黃色熒光體粒子和紅色熒光體粒子的兩方。它們的粒徑均是30 μ m左右。釹玻璃粒子是通過使釹玻璃材料在1200°C熔融而成形為板玻璃，一邊對該板玻璃以IOcc/分的流量流過氮氣，一邊實施1000°C、2小時的退火，粉碎該板玻璃而獲得的。在測定釹玻璃粒子的粒徑時，是180 μ m左右。釹玻璃的材料是二氧化硅(SiO2)為65. 6wt%、堿金屬氧化物(妝20、Li2O, K2O)為 15. 9wt%、堿土類金屬氧化物(Ca0、Sr0、Ba0、Mg0)為 10. 6wt%、氧化釹(Nd2O3)為 7. 9wt%, 在堿金屬氧化物中，Na20、Li20、K2O分別是同量，在堿土類金屬氧化物中，CaO、SrO、BaO、MgO 分別是同量。作為密封構(gòu)件，使用硅酮樹脂。觀察圖3可知，在比較例S2 S4和實施例S5 S7中，通過光吸收材料的效果， 特定的波長區(qū)域的光被吸收。此外，可知密封構(gòu)件中的光吸收材料的含有率越高，光的吸收
率越高。
觀察圖4可知，在實施例S5 S7中在580nm附近具有吸收峰(參照Al )，相對于此在比較例S2 S4中，在600nm附近具有吸收峰(參照A2)。S卩，實施例S5 S7的吸收峰的波長區(qū)域與比較例S2 S4的吸收峰的波長區(qū)域相比位于短波長側(cè)。像這樣，通過使吸收峰向短波長側(cè)移動，從而能夠在黃色的波長區(qū)域中也能夠吸收更純粹的黃色的光。在通過熒光體和LED構(gòu)成的LED模塊、燈中，當(dāng)光源中的黃色的波長區(qū)域的光太強(qiáng)時，鮮艷的紅色、日本人的皮膚顏色看上去黃色增加，有演色性變差的傾向。在實施例S5 S7中，與比較例S2 S4相比，能夠吸收更純粹的黃色的光，因此特別提高鮮艷的紅色、日本人的皮膚的顏色的演色性，進(jìn)而提高LED燈的演色性。圖5是用于評價LED模塊的發(fā)光效率和演色性的各種指標(biāo)的測定結(jié)果。作為各種指標(biāo)，有光通量、光通量比、平均演色評價數(shù)Ra、色域面積比Ga、醒目指數(shù)M、特殊演色評價數(shù)R9、Rl5、色域面積比fei4。光通量比是以比較例Sl的光通量對比較例S2 S4和實施例S5 S7的光通量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值。光通量比越高，意味著光吸收材料導(dǎo)致的發(fā)光效率降低越少。平均演色評價數(shù)Ra由JIS Z8726規(guī)定，基于號碼1 8的8個試驗色(中彩度的試驗色)計算，是用于評價是否能自然地看到中彩色的指標(biāo)。色域面積比( 是在JIS Z8726的參考欄中作為“利用顏色評價數(shù)以外的演色性的評價方法”而記載的參數(shù)。具體來說，是對號碼1 8的8個試驗色求取根據(jù)基準(zhǔn)光的色度坐標(biāo)和根據(jù)試料光源的色度坐標(biāo)，求取將它們在U*V*平面上進(jìn)行描繪而分別獲得的8角形的面積，求取根據(jù)試料光源的8角形的面積除以根據(jù)基準(zhǔn)光的8角形的面積的比的值，使該比變?yōu)?00倍而獲得的值。在色域面積比( 比100小時，因為處于彩度減小的方向，所以有看上去顏色變暗淡的傾向，在比100大時，因為處于彩度增加的方向，所以有看上去顏色變鮮艷的傾向。通常的物體顏色總的來說看上去彩度越增加越感覺漂亮，所以作為評價顏色是否看上去良好的指標(biāo)，使用色域面積比( 是有效的。醒目指數(shù)M是評價顏色的醒目感的指標(biāo)。以試料光源照明的色彩對象物的醒目感的程度，是以作為表色系以納谷等人的非線性色知覺模型的明亮度(B)、彩色度(Mr-g、 My-b))(例如，納谷等人“色研究和應(yīng)用”(Color Research and Application), 20, 3( 1995)) 表示的4色試驗色的色域面積的大小來表示?；谠?色試驗色的色域面積，以下式表示醒目指數(shù)M。M = [G (S, 1000 (Ix)) / G (D65,1000 (Ix))] 16X 100
在這里，G (S, 1000 (Ix))表示基于試驗光源和照度1000 (Ix)的4色試驗色的色域面積，G (D65，1000 (Ix))表示基于基準(zhǔn)光D65和照度1000 (Ix)的4色試驗色的色域面積。該醒目指數(shù)M越高，越能使鮮花、樹葉的綠色等的色彩對象物醒目。特殊演色評價數(shù)R9是基于JIS Z8726中規(guī)定的號碼9的試驗色(鮮艷的紅色)而計算的。此外，特殊演色評價數(shù)R15是基于JIS中規(guī)定的號碼15的試驗色(日本人的皮膚顏色)而計算的。色域面積比Ga4是基于號碼9 12的4個試驗色(高彩度的試驗色)而計算的色域面積比。即，按照與使用號碼1 8的試驗色的( 同樣的計算手法，通過代替號碼1 8 的試驗色使用號碼9 12來獲得。號碼1 8的試驗色是為了評價自然物的微妙的顏色的外觀差異而選定的試驗色，是中彩度的試驗色。相對于此，號碼9 12的試驗色是為了評價本來鮮艷的顏色的外觀而選定的試驗色，是高彩度的試驗色。因此，通過使用fei4，能夠正確地評價希望顯得鮮艷的物體是否看上去鮮艷。觀察圖5，在比較例和實施例中光通量比近似的是比較例S2和實施例S7的組。光通量比近似，意味著光吸收材料導(dǎo)致的發(fā)光效率降低的程度近似。在比較例S2中，平均演色評價數(shù)Ra是81. 6、色域面積比( 是99. 6、醒目指數(shù)M是 119. 0、特殊演色評價數(shù)R9是54. 3、特殊演色評價數(shù)Rl5是85. 0、色域面積比Ga4是102. 1。在實施例S7中，平均演色評價數(shù)Ra是87. 5、色域面積比fei是103. 5、醒目指數(shù) M是124. 0、特殊演色評價數(shù)R9是51. 6、特殊演色評價數(shù)R15是91. 3、色域面積比Ga4是 103. 1。由此，可知在平均演色評價數(shù)Ra、色域面積比Ga、醒目指數(shù)M、特殊演色評價數(shù) R15、色域面積比Ga4這5種指標(biāo)中，實施例S7比比較例S2優(yōu)越。再有，雖然在特殊演色評價數(shù)R9中，實施例S7比比較例S2差，但考慮這是由于光通量比近似但不完全相同導(dǎo)致的。 如果使實施例S7的釹玻璃粒子的含有率稍微增加而使實施例S7和比較例S2的光通量比相同的話，特殊演色評價數(shù)R9在實施例S7的數(shù)值也提高到與比較例S2的數(shù)值相同程度或其以上。如上所述，可知通過作為光吸收材料使用釹玻璃粒子，與使用氧化釹粒子相比，能夠在抑制發(fā)光效率的降低的同時提高演色性。再有，當(dāng)設(shè)密封構(gòu)件中的釹玻璃粒子的含有率為R1，設(shè)釹玻璃粒子中的釹的含有率(氧化物換算)為R2，設(shè)密封構(gòu)件中的釹的含有率(氧化物換算)為R3時，R3 = R1XR2X 100。在上述實驗中，因為Rl是5. 0 10. Owt %、R2是7. 9wt %，所以R3是0. 4 0. 8wt%原理上，如果密封構(gòu)件中的釹的含有率相同的話，認(rèn)為獲得相同的效果。因此，如果密封構(gòu)件中的釹的含有率以氧化物換算是0. 4 0. 8wt%的話，能夠獲得在抑制發(fā)光效率的降低的同時提高演色性的效果。此外，在上述實驗中，雖然R2是7. 9wt%，但如上述那樣，R2能夠在2 32wt%的范圍內(nèi)任意變更。根據(jù)R2是2 32wt%、R3是0. 4 0. 8wt%進(jìn)行逆運算，密封構(gòu)件中的釹玻璃粒子的含有率Rl能在1. 25 40wt%的范圍中變更。此外，在上述實驗中，R3是0.4 0.8wt%，但考慮到制造誤差，可以說是大致 0. 1 lwt%。由此進(jìn)行逆運算，可以說密封構(gòu)件中的釹玻璃粒子的含有率Rl能夠在0.3
范圍中變更。(2)釹玻璃粒子和釹玻璃板的比較
圖6是表示用于評價演色性的各種指標(biāo)和光通量比的關(guān)系的圖，(a)表示平均演色評價數(shù)Ra，(b)表示特殊演色評價數(shù)R9，(c)表示特殊演色評價數(shù)R15，(d)表示色域面積比 Ga4。圖7表示成為圖6的圖表的基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)。再有，在圖7中，Tc是相關(guān)色溫度，duv是偏差。觀察圖6，可知關(guān)于平均演色評價數(shù)Ra、特殊演色評價數(shù)R9、R15、色域面積比fei4， 都是連結(jié)釹玻璃粒子的數(shù)據(jù)的線與連結(jié)釹玻璃板的數(shù)據(jù)的線相比位于光通量比高的一側(cè)。 這意味著釹玻璃粒子與釹玻璃板相比，即使是相同的發(fā)光效率，演色性也高。進(jìn)而，可知在平均演色評價數(shù)Ra、特殊演色評價數(shù)R9、R15、色域面積比Ga4中，連結(jié)釹玻璃粒子的數(shù)據(jù)的線的傾斜度比連結(jié)釹玻璃板的數(shù)據(jù)的線的傾斜度大。這意味著釹玻璃粒子與釹玻璃板相比，僅使發(fā)光效率稍微降低就能較大地提高演色性。如上所述，可知通過作為光吸收材料使用釹玻璃粒子，與使用釹玻璃板相比，能夠在抑制發(fā)光效率的降低的同時提高演色性。再有，釹玻璃粒子和釹玻璃板的材質(zhì)相同，僅是外觀形狀不同。像這樣僅使外觀形狀不同就能獲得上述的效果，這是本發(fā)明者們實際進(jìn)行實驗而首次判明的。圖8中表示釹玻璃粒子的吸收系數(shù)的測定結(jié)果、釹玻璃板的吸收系數(shù)的測定結(jié)果和它們的吸收系數(shù)比的計算結(jié)果。吸收系數(shù)比是將釹玻璃板的吸收系數(shù)除以釹玻璃粒子的吸收系數(shù)而獲得的值。當(dāng)著眼于吸收系數(shù)時，釹玻璃粒子的吸收峰的波長區(qū)域與釹玻璃板的吸收峰的波長區(qū)域相比位于短波長側(cè)。像這樣，通過使吸收峰向短波長側(cè)移動，從而能夠吸收純粹的黃色的波長區(qū)域的光。因此，能夠提高LED燈的演色性。此外，當(dāng)著眼于吸收系數(shù)比時，在吸收峰存在的波長區(qū)域(參照A3)中，吸收系數(shù)比是1 2左右，相對于此，在比其短波長側(cè)(參照A4)和長波長側(cè)(參照A5)中，吸收系數(shù)比是2 4左右。即，可以說釹玻璃粒子與釹玻璃板相比，在吸收峰存在的波長區(qū)域以外的波長區(qū)域中的吸收率相對地小。因此，釹玻璃粒子與釹玻璃板相比，在吸收峰存在的波長區(qū)域以外的波長區(qū)域中的無用的光吸收少，能夠抑制發(fā)光效率的降低。像這樣，即使是同一材質(zhì)的釹玻璃中，根據(jù)粒子狀和板狀而吸收的效果不同，這考慮是光學(xué)路徑的差異導(dǎo)致的。在板狀的情況下，來自熒光體粒子的出射光經(jīng)由空氣(折射率n=l)入射到釹玻璃板(折射率n=l. 7)，因此折射率差大，向玻璃板的入射光率容易變低。 另一方面，在粒子狀的情況下，來自熒光體粒子的出射光經(jīng)由密封構(gòu)件(是樹脂的話折射率 n=l. 4)入射到釹玻璃粒子(折射率n=l. 7)，因此向釹玻璃粒子的入射光率高。再有，在密封構(gòu)件中形成釹玻璃粒子，與板狀相比制造容易。(中白色)
在實驗中使用的LED模塊的結(jié)構(gòu)，除了相關(guān)色溫度設(shè)定為5200K附近，以及熒光體粒子僅使用綠色或黃色熒光體粒子之外，與白熾燈色的情況是相同的。圖9是比較例Sll S14和實施例S15 S17的光譜的測定結(jié)果。圖10是用于評價LED模塊的發(fā)光效率和演色性的各種指標(biāo)的測定結(jié)果。觀察圖9，在比較例和實施例中光通量比近似的是比較例S12和實施例S17的組。在比較例S12中，平均演色評價數(shù)Ra是76. 2、色域面積比fei是92. 5、醒目指數(shù)M 是95. 9、特殊演色評價數(shù)R9是39. 7、特殊演色評價數(shù)Rl5是79. 5、色域面積比( 是97. 3。在實施例S17中，平均演色評價數(shù)Ra是86. 5、色域面積比fei是98. 6、醒目指數(shù) M是102. 6、特殊演色評價數(shù)R9是57. 0、特殊演色評價數(shù)R15是91. 4、色域面積比Ga4是 101. 3。由此，在平均演色評價數(shù)Ra、色域面積比( 、醒目指數(shù)M、特殊演色評價數(shù)R9、Rl5、 色域面積比Ga4的全部指標(biāo)中，可知實施例S17比比較例S12優(yōu)越。如上所述，可知作為光吸收材料使用釹玻璃粒子，與使用氧化釹粒子相比，能夠在抑制發(fā)光效率的降低的同時提高演色性。<變形例>(1)在實施方式中，公開了 LED模塊的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不局限于此，考慮有以下那樣的變形例。圖11是表示關(guān)于LED模塊的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。在LED模塊fe中，在電路基板11上配置有在內(nèi)表面具有反射面的環(huán)狀的反射構(gòu)件17。通過該結(jié)構(gòu)，通過擴(kuò)散而朝向側(cè)方向的光在反射面向正面反射。因此，能夠提高LED 燈的正面的照度。在LED模塊恥中，密封構(gòu)件13由內(nèi)層13a和外側(cè)1 構(gòu)成，在內(nèi)層13a的內(nèi)部分散有綠色或黃色熒光體粒子14和紅色熒光體粒子15，在外層1 的內(nèi)部分散有釹玻璃粒子 16。釹玻璃粒子16的吸收峰不在藍(lán)色LED12的出射光的波長區(qū)域，而存在于熒光體粒子的出射光的波長區(qū)域。因此，釹玻璃粒子16配置在熒光體粒子的出射光通過的地方即可，即使配置在熒光體粒子的出射光幾乎不通過的地方也是浪費。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠不浪費地配置釹玻璃粒子16。LED模塊5c是LED模塊fe和5b的組合。(2)在實施方式中，公開了 LED燈的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不局限于此，只要在藍(lán)色LED 的出射光照射的位置存在熒光體粒子，在熒光體粒子的出射光照射的位置存在釹玻璃粒子的話，是任何結(jié)構(gòu)均可。例如，考慮以下那樣的變形例。圖12、13、14是表示關(guān)于LED燈的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。在LED燈Ia中，在LED模塊5d的密封構(gòu)件13的內(nèi)部分散有綠色或黃色熒光體粒子14和紅色熒光體粒子15，在燈罩6a的透光性基材18的內(nèi)部分散有釹玻璃粒子16。在LED燈Ib中，在燈罩6b的透光性基材18的內(nèi)表面附著有釹玻璃粒子16。作為燈罩6b的制造方法，考慮如下方法。在基材18是丙烯酸類等的樹脂的情況下，以煉成成形基材18(熔融溫度300°C左右)，在該樹脂熔融的溶液中使釹玻璃粒子16分散并進(jìn)行涂覆。由此，基材18的表面的一部分通過溶液而熔化，以釹玻璃粒子16陷入的狀態(tài)而固化?；蛘撸瑢?8進(jìn)行成形，將與其樹脂相同的樹脂作為粘合劑來涂覆釹玻璃粒子16。在基材18是玻璃的情況下，以煉成成形基材18 (熔融溫度600°以下的低溫成形)，對釹玻璃粒子16進(jìn)行溶射，熔接到基材18的表面。在LED燈Ic中，在燈罩6c的透光性基材18的外表面附著有釹玻璃粒子16。在LED燈Id中，在LED模塊k的密封構(gòu)件13的內(nèi)部沒有分散有熒光體粒子和釹玻璃粒子，而在燈罩6d的透光性基材18的內(nèi)部分散有綠色或黃色熒光體粒子14、紅色熒光體粒子15和釹玻璃粒子16。在LED燈Ie中，在燈罩6e的透光性基材18的內(nèi)表面附著有綠色或黃色熒光體粒子14和紅色熒光體粒子15，在基材18的內(nèi)部分散有釹玻璃粒子16。熒光體粒子也能夠通過與釹玻璃粒子相同的過程來附著。在LED燈If中，在燈罩6f的透光性基材18的內(nèi)表面附著有綠色或黃色熒光體粒子14、紅色熒光體粒子15和釹玻璃粒子16。此外，也可以在密封構(gòu)件和燈罩以外的其它構(gòu)件中使熒光體粒子和釹玻璃粒子分散。(3)在實施方式中公開了 LED燈是所謂電燈泡形，但本發(fā)明并不局限于此。例如，考慮以下那樣的變形例。圖15是表示關(guān)于LED燈的結(jié)構(gòu)的變形例的圖。LED燈Ig是代替直管形的熒光燈的燈。在直管形的玻璃管7的內(nèi)部排列配置有LED模塊5。在玻璃管7的兩端配備有接受對LED模塊5供給的電力的燈頭8。(4)在實施方式中僅公開了 LED燈，但也能夠與照明器具組合作為照明裝置來利用。圖16表示照明裝置的結(jié)構(gòu)的圖。照明裝置20具備LED燈1和照明器具21。照明器具21具備碗狀的反射鏡22和燈座23。LED燈1的燈頭3螺合于燈座23。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
本發(fā)明例如能夠利用于一般的照明。附圖標(biāo)記說明 l、la、lb、lc、ld、le、lf、lg LED 燈; 2主體部；
3燈頭；
4主體部的另一端；
5、5a、5b、5c、5d、5eLED 模塊；
6、6a、6b、6c、6d、6f燈罩； 7玻璃管；
8燈頭； 11電路基板； 12藍(lán)色LED ； 13密封構(gòu)件； 13a內(nèi)層； 13b外層；
14綠色或黃色熒光體粒子； 15紅色熒光體粒子； 16釹玻璃粒子； 17反射構(gòu)件； 18基材； 20照明裝置； 21照明器具； 22反射鏡； 23燈座。
權(quán)利要求
1.一種LED模塊，其特征在于，包含 藍(lán)色LED ；至少一種熒光體粒子，被所述藍(lán)色LED的出射光激勵；以及包含釹離子的釹玻璃粒子，吸收所述至少一種熒光體粒子的出射光中的特定的波長區(qū)域的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED模塊，其特征在于， 還包含透光性的密封構(gòu)件，對所述藍(lán)色LED進(jìn)行密封， 在所述密封構(gòu)件的內(nèi)部分散有所述釹玻璃粒子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED模塊，其特征在于，在所述密封構(gòu)件的內(nèi)部還分散有所述至少一種熒光體粒子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED模塊，其特征在于， 所述密封構(gòu)件中的釹玻璃粒子的含有率是0. 3 50wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LED模塊，其特征在于，所述釹玻璃粒子中的釹的含有率以氧化物換算是2 32wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED模塊，其特征在于， 所述釹玻璃粒子的粒徑是10 200 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED模塊，其特征在于，所述至少一種熒光體粒子包含出射黃色光的熒光體粒子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED模塊，其特征在于，所述至少一種熒光體粒子包含出射綠色光或黃色光的熒光體粒子和出射紅色光的熒光體粒子。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED模塊，其特征在于， 還包含透光性的密封構(gòu)件，對所述藍(lán)色LED進(jìn)行密封， 在所述密封構(gòu)件的內(nèi)部分散有所述釹玻璃粒子，所述密封構(gòu)件是在包含正硅酸乙酯的醇鹽類的二氧化硅中添加釹玻璃粒子來制作的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED模塊，其特征在于， 還包含透光性的密封構(gòu)件，對所述藍(lán)色LED進(jìn)行密封，在所述密封構(gòu)件的內(nèi)部分散有所述釹玻璃粒子和所述至少一種熒光體粒子， 通過利用溶膠凝膠法來制作所述密封構(gòu)件，從而在該密封構(gòu)件中使所述釹玻璃粒子和所述至少一種熒光體粒子一起混合。
11.一種LED燈，其特征在于包含 藍(lán)色LED ；至少一種熒光體粒子，被所述藍(lán)色LED的出射光激勵；以及包含釹離子的釹玻璃粒子，吸收所述至少一種熒光體粒子的出射光中的特定的波長區(qū)域的光。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LED燈，其特征在于， 還包含透光性的燈罩，對所述藍(lán)色LED進(jìn)行覆蓋，所述釹玻璃粒子附著在所述燈罩的外表面或內(nèi)表面，或在所述燈罩的內(nèi)部分散。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的LED燈，其特征在于，在所述燈罩的外表面或內(nèi)表面還附著有所述至少一種熒光體粒子，或在所述燈罩的內(nèi)部還分散有所述至少一種熒光體粒子。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的LED燈，其特征在于， 所述密封構(gòu)件中的釹玻璃粒子的含有率是0. 3 50wt%。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的LED燈，其特征在于，所述釹玻璃粒子中的釹的含有率以氧化物換算是2 32wt%。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LED燈，其特征在于， 所述釹玻璃粒子的粒徑是10 200 μ m。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LED燈，其特征在于，所述至少一種熒光體粒子包含出射黃色光的熒光體粒子。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LED燈，其特征在于，所述至少一種熒光體粒子包含出射綠色光或黃色光的熒光體粒子和出射紅色光的熒光體粒子。
19.一種照明裝置，具備權(quán)利要求11所述的LED燈和照明器具。
全文摘要
一種LED燈(5)，在抑制發(fā)光效率的降低的同時提高演色性，包含藍(lán)色LED(12)；至少一種熒光體粒子(14，15)，被藍(lán)色LED的出射光激勵；以及包含釹離子的釹玻璃粒子(16)，吸收至少一種熒光體粒子的出射光中的特定的波長區(qū)域的光。
文檔編號F21Y101/02GK102473821SQ20118000352
公開日2012年5月23日 申請日期2011年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者元家淳志, 八木裕司, 堀內(nèi)誠, 森利雄, 真鍋由雄, 青木郁子 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社