CN104871325A - 调整部件和发光装置 - Google Patents

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Abstract

调整部件，包含由A2(M1-xMnx)F6(式中，M为选自Si、Ti、Zr、Hf、Ge和Sn中的1种或2种以上的4价元素，A为选自Li、Na、K、Rb和Cs并且至少包含Na和/或K的1种或2种以上的碱金属，x为0.001～0.3。)所示的复合氟化物荧光体，吸收波长420nm以上490nm以下的光而发出包含红色波长成分的光，调整照明光的色度和/或演色评价数。

Description

调整部件和发光装置
技术领域
本发明涉及用于改善发光装置的照明光的色度、演色性的调整部件和使用了该调整部件的发光装置。
背景技术
发光二极管在现在可利用的光源中是效率最高的光源之一。其中，白色发光二极管作为替代白炽电灯泡、荧光灯、CCFL(Cold CathodeFluorescent Lamp)背光、卤素灯等的新一代光源，正急剧地扩大市场。作为实现白色LED(Light Emitting Diode)的构成之一，蓝色发光二极管(蓝色LED)与通过蓝色光激发而发出更长波长、例如黄色、绿色光的荧光体的组合产生的LED发光装置(LED照明)已实用化。
其中现在已成为主流的是采用蓝色LED和黄色荧光体的准白色LED装置，作为该黄色荧光体，已知Y3Al5O12：Ce、(Y，Gd)3(Al，Ga)5O12：Ce、(Y，Gd)3Al5O12：Ce、Tb3Al5O12：Ce、CaGa2S4：Eu、(Sr，Ca，Ba)2SiO4：Eu、Ca-α-赛隆(SiAlON)：Eu等。
这样的准白色LED装置中，例如，通过在蓝色LED的前面配置由使黄色发光荧光体粒子分散的有机硅树脂或玻璃制成的荧光部件(波长转换部件)，从而利用入射的波长450nm左右的蓝色光产生中心波长570nm左右(波长510～600nm)的黄色荧光，与透过波长转换部件的来自蓝色LED的光汇合，从而形成准白色光。
但是，来自使用了一般的Y3Al5O12：Ce作为黄色荧光体的准白色LED装置的光中，波长500nm附近的绿色波长成分、或者波长600nm以上的红色波长成分很少，结果这样的准白色LED装置的射出光的演色性与自然光、白炽电灯泡、3波长荧光灯相比要差。
因此，目前为止，不断进行了提高白色LED装置的演色性的尝试。其中，作为给射出光带来温暖、优雅的红色发光特性的改善之一，不断进行了在准白色LED装置的波长转换部件中与黄色荧光体或绿色荧光体一起混合红色荧光体的尝试。作为使用的代表性的荧光体，公知Sr-CaAlSiN3：Eu2+等氮化物荧光体。
作为该白色LED的构造，在蓝色LED上或其极近处在树脂、玻璃等中混合的状态下配置荧光体，将蓝色光的一部分或全部用事实上与该蓝色LED一体化的这些荧光体层进行波长转换而得到白色光的、称为白色LED元件的方式是主流。
但是，除了上述的方法那样的、作为波长转换部件将黄色荧光体或绿色荧光体与红色荧光体混合以外，并列地使用红色发光的LED、LD(Laser Diode)的方法以外，尚未提出在发光中加入红色成分的方法。
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于上述实际情况而完成，目的在于提供容易地对发光装置追加红色的发光成分，同时能抑制发光效率的降低的调整部件和使用了该调整部件的发光装置。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题而进行深入研究，对以往的对于准白色光的附加红色光所产生的改善的程度进行了研究，结果发现了：对于作为射出光带来准白色光的黄色光，通过追加光量(光子的量)大约5～10％左右的红色光，可得到色再现性大幅改善的白色光。此外，对于得到这样的红色光的方法进行了研究，结果发现：通过在发出准白色光的LED发光装置中以演色性改善或色度调整的目的设置使用了锰活化复合氟化物红色荧光体的调整部件，对发光装置容易地追加红色的发光成分，同时可抑制发光效率的降低，完成了本发明。
因此，本发明提供下述的调整部件和发光装置。
[1]调整部件，其特征在于，包含由下述式(1)表示的复合氟化物荧光体，吸收波长420nm以上490nm以下的光而发出包含红色波长成分的光，调整照明光的色度和/或演色评价数。
A2(M1-xMnx)F6  (1)
(式中，M为选自Si、Ti、Zr、Hf、Ge和Sn中的1种或2种以上的4价元素，A为选自Li、Na、K、Rb和Cs并且至少包含Na和/或K的1种或2种以上的碱金属，x为0.001～0.3。)
[2][1]所述的调整部件，其由上述复合氟化物荧光体构成。
[3][1]所述的调整部件，其是分散有上述复合氟化物荧光体的树脂成型体。
[4][1]～[3]的任一项所述的调整部件，其中，上述复合氟化物荧光体是由K2(Si1-xMnx)F6(x与上述相同)表示的锰活化硅氟化钾。
[5]发光装置，是具有在发光成分中包含波长420～490nm的蓝色光成分的光源、射出蓝色光或准白色光的发光装置，其特征在于，具备[1]～[4]的任一项所述的调整部件。
发明的效果
使用了本发明的调整部件的发光装置中，能够防止发光效率的降低，同时能够防止以往的方法中未能避免的红色荧光体的分散的不同引起的发光色的波动，获得稳定的发光特性。此外，通过使调整部件的大小、荧光体的含有率变化，能够容易地调整发光装置的色度、演色性能。
此外，根据本发明的发光装置，本发明的调整部件只要是波长420nm以上490nm以下的光入射的位置，则不必配置在光源的光轴上，例如也能够配置在反射板周边、灯罩周边，也获得几乎不存在调整部件引起的发光效率的降低的优点。
附图说明
图1是表示本发明涉及的发光装置的第1实施方式的构成的概略透视图。
图2是表示图1的发光装置中的调整部件的配置状态的剖面概略图。
图3是表示本发明涉及的发光装置的第1实施方式的另一构成的概略透视图。
图4是表示本发明涉及的发光装置的第2实施方式的构成的概略透视图。
图5是表示本发明涉及的发光装置的第3实施方式的构成的概略透视图。
图6是表示实施例的评价用准白色LED发光装置的构成的概略透视图。
图7是实施例3的调整部件与比较例3的波长转换部件的发光的状态的透视图像。
图8是表示实施例5～12和比较例5的发光装置的发光光谱的图。
具体实施方式
[调整部件]
以下对本发明涉及的调整部件进行说明。
本发明涉及的调整部件是包含下述式(1)
A2(M1-xMnx)F6  (1)
(式中，M为选自Si、Ti、Zr、Hf、Ge和Sn中的1种或2种以上的4价元素，A为选自Li、Na、K、Rb和Cs并且至少包含Na和/或K的1种或2种以上的碱金属，x为0.001～0.3、优选地0.001～0.1。)
所示的复合氟化物荧光体，吸收波长420nm以上490nm以下的光而发出包含红色波长成分的光的调整部件。本发明的调整部件能够调整照明光、特别是LED照明光的色度和/或演色评价数。
在此，用于本发明的复合氟化物荧光体是上述式(1)所示的红色荧光体，是具有将由A2MF6表示的复合氟化物的构成元素的一部分用锰置换而成的结构的锰活化复合氟化物荧光体。该锰活化复合氟化物荧光体中，对活化元素的锰并无特别限定，优选锰在由A2MF6表示的4价元素的位点而成置换的产物，即，作为4价的锰(Mn4+)置换而成的产物。这种情形下，可表示为A2MF6：Mn。其中，复合氟化物荧光体特别优选为由K2(Si1-xMnx)F6(x与上述相同)表示的锰活化硅氟化钾。
这样的锰活化复合氟化物荧光体，被波长420～490nm、优选地波长440～470nm的蓝色光激发，发出在波长600～660nm的范围内具有发光峰、或者最大发光峰的红色光。此外，该复合氟化物荧光体的波长500nm以上的吸收率低。
再有，由上述式(1)表示的复合氟化物荧光体可以是采用以往公知的方法制造的产物，例如，可使用如下产物：使金属氟化物原料溶解或分散在氢氟酸中，加热使其蒸发干固而得到。
锰活化复合氟化物荧光体优选为粒子状，作为其粒径，粒度分布中的体积累计50％的粒径D50为2μm以上200μm以下，优选为10μm以上60μm以下。D50值不到2μm的情况下，有可能作为荧光体的发光效率降低。另一方面，荧光体粒子大的情况下，发光上基本上不存在问题，但与树脂的混合时容易产生荧光体的分布容易变得不均一等缺点，因此D50为200μm以下的粒子具有容易使用的优点。
再有，本发明中的粒径的测定方法，例如，在空气中将对象粉末喷雾或者使其分散浮游的状态下照射激光、由其衍射图案求出粒径的干式激光衍射散射法不受湿度的影响，并且甚至能够进行粒度分布的评价，因此优选。
此外，本发明的调整部件优选由上述复合氟化物荧光体构成。这种情况下，例如，只要将粒子状的上述复合氟化物荧光体在基板上平面地或立体地填充而形成即可，其形状只要能够应用于发光装置，也无特别限制。
此外，本发明的调整部件优选为分散有上述复合氟化物荧光体的树脂成型体。这种情形的调整部件的形状，只要是板状、圆盘状、环状等能够应用于发光装置的形状，则并无特别限制。
本发明的调整部件为分散有复合氟化物荧光体的树脂成型体的情形下，虽然该调整部件中的锰活化复合氟化物荧光体的含量、即，将该荧光体在树脂中混炼时的浓度因调整部件的厚度和目标的色度、演色性而异，但通常为2质量％以上30质量％以下的范围，优选为3质量％以上20质量％以下，更优选为5质量％以上10质量％以下。如果荧光体含量超过30质量％，混炼时的荧光粉体与成型机的混炼螺杆的摩擦和磨损增大，其结果，有可能在调整部件中产生变色。此外，如果是过高的含量，有时在密封树脂内荧光粉体部分地凝聚，调整部件中的发光分布变得不均一。另一方面，如果不到2质量％，有可能作为调整部件的效果变弱，但并不是不能在偏离2质量％以上30质量％以下的范围下使用。
作为将本发明中使用的荧光体密封的树脂，并无特别限定，优选热固化性树脂或热塑性树脂，特别地，由于对于酸、碱的化学耐性高，防湿性也优异，注射成型时也能够用比较短的时间成型，因此更优选热塑性树脂。
此外，将本发明中使用的荧光体密封的树脂为热塑性树脂的情况下，成型时的上限温度优选250℃以下，更优选200℃以下。再有，如果超过250℃，有可能锰活化复合氟化物荧光体热分解。另一方面，成型时的下限温度，只要使用的热塑性树脂软化，则并无特别限定。不过，热塑性树脂的选择时，考虑光源的发热，优选为在使用中不产生热变形的热塑性树脂。
作为本发明中使用的光透过性的热塑性树脂，可列举聚丙烯等聚烯烃、通用聚苯乙烯(GPPS)等聚苯乙烯、和苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等苯乙烯共聚物，优选使用从这些中选择的1种或2种以上。采用这些，能够进行荧光体的良好的混炼，不发生成型温度、来自光源的发热的影响导致的漫射树脂、荧光体的分解、劣化。
本发明的调整部件中，与以往的热塑性塑料材料同样地，可根据用途在0.1～0.3质量％的范围配合以抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂为首的稳定化剂以及成型润滑剂。
此外，出于实现该部件的发光的均一化的目的等，也能够将光漫射剂混炼配合。作为光漫射剂，可列举滑石、氧化铝、氧化硅、硅酸铝、氧化钇等无机陶瓷微粉体，优选光学的透明度高、在树脂中混炼时的透过光的损失小的氧化铝或氧化硅。此外，光漫射剂的粒径D50值优选0.005μm以上5μm以下。
本发明中，优选以上述热塑性树脂、其他助剂等作为原料树脂，使锰活化复合氟化物荧光体作为粉体，投入双螺杆混炼挤出机，以在加热的原料树脂中将该粉体混炼的形式将两者混炼，与通用的塑料材料同样地热成型为适于用途的任意的形状。例如，可将两者混炼，直接地成型为适于调整部件的目标的厚度、形状，可预先成型为粒料状，必要时由该粒料成型为目标的厚度、形状的调整部件。
调整部件的厚度优选1mm以上20mm以下。如果厚度不到1mm，有时难以维持调整部件的机械强度，如果超过20mm，有可能入射到调整部件的光的由树脂引起的损失变得过大。
这样得到的调整部件成为锰活化复合氟化物荧光体不会变质、用规定的树脂密封的树脂成型体。此外，该调整部件通过光学上波长420～490nm的蓝色光激发，发出在波长约600～660nm的红色波长区域中具有发光或最大发光峰的荧光，因此通过将包含上述锰活化复合氟化物的本发明的调整部件应用于具有波长420～490nm的蓝色光的发光装置，从而在其发光光谱中加入波长约600～660nm的红色光，色度调整和演色性的提高成为可能。此外，本发明的调整部件中，上述锰活化复合氟化物荧光体由于对于波长420～490nm的蓝色光的吸收系数比较小，因此具有蓝色光容易入射到调整部件的内部的特性。因此，调整部件中，并不是只有蓝色光入射的部分发光，而是调整部件全体发光，即，根据该调整部件的形状、大小，成为范围广的发光源，适合在发光装置中作为辅助地调整光的色度、演色性的部件。
[发光装置]
接下来，对本发明涉及的发光装置进行说明。
本发明的发光装置涉及具有对来自光源的包含波长420～490nm的蓝色光的激发光进行波长转换的调整部件的发光装置，该发光装置中，通过在光源的周边位置等配置调整部件，作为LED发光装置的演色性、色度得到了改善。
即，本发明的发光装置，在具有有波长420～490nm的蓝色光的光源的发光装置中，在不妨碍光源的周边部的作为发光装置的发光的位置配置调整部件。由此，在发光光谱中加入在波长约600～660nm的红色波长区域具有发光或最大发光峰的荧光，演色性、色度得到改善。此时，调整部件多被从光源在侧方产生的光等激发，几乎不会引起成为照明器具的照度降低的、从光源在光轴方向射出的激发光的衰减，可抑制发光效率的降低。
以下对本发明的发光装置具体地说明，但本发明并不限定于这些。
图1为表示本发明涉及的发光装置的第1实施方式中的构成的透视图，表示LED投光机的实施方式。
本发明涉及的发光装置10，如图1中所示，具备：射出蓝色光的LED光源11；在从LED光源11照射光的区域中在与其光轴A平行的光的照射区域之外的位置配置的本发明的调整部件13；在LED光源11的光轴A上配置的、包含吸收蓝色光而发出波长不同于调整部件13中所含的荧光体的光的荧光体的波长转换部件12。与光轴平行的光的照射区域，具体地说，能够为假想在通过LED光源发光面外周的与发光轴平行的周面的情形下的该周面及其内侧的区域。此外，调整部件13优选设置在LED光源11与波长转换部件12之间的没有遮挡激发光通过的区域的位置，例如，LED光源11的发光方向前方以外的位置(例如，侧方或后方)。
在此，LED光源11必须包含能够激发发光装置10中配置的波长转换部件12和调整部件13的荧光体的发光光，射出蓝色光、优选地发光波长420～490nm左右的蓝色光、或者包含该蓝色光成分的光。此外，LED光源11在图1中表示包含1个LED芯片的构成，但作为LED照明用，可包含多个LED芯片。
波长转换部件12是分散有黄色荧光体或绿色荧光体的树脂成型体，例如为将Y3Al5O12：Ce3+、Lu3Al5O12：Ce3+等以往公知的黄色荧光体在热塑性树脂中混炼的黄色系波长转换部件。
波长转换部件12中的荧光体的含量，考虑入射的蓝色光的光量、黄色波长区域的光的发光量、蓝色光的透过率等而决定，混炼Y3Al5O12：Ce3+荧光体的情形下，厚2mm的板材的情形下，混炼浓度优选0.5～5质量％，更优选2～4质量％。
调整部件13是上述的本发明的调整部件，其大小、配置可基于LED光源11的发光强度分布，由发光的红色波长成分的光(红色光)的量和作为发光装置的射出光的光量的保持均衡决定。调整部件13的位置，如图2中所示，用相对于LED光源11的光轴A的角θ表示，角θ优选为10～180°，更优选30～90°，进一步优选60～90°。如果是射出角小于10°的位置，有可能使发光装置10的射出光的光量降低。
此外，调整部件13，如图2中所示，优选在LED光源11的背后配置的反射部件15上配置。
此外，调整部件13，为了使发光装置10的射出光的色度均一，优选相对于LED光源11的光轴A，在圆周上均等地配置。例如，如图1中所示，可将多个小型圆盘状的调整部件13相对于光轴A在同一圆周上均等分配。或者，可以配置环状(环状)的调整部件13以使其环中心与光轴A一致。由此，相对于在发光装置10的光轴A方向射出的光，调整部件13在该射出光的周围均等地发光，作为从发光装置10射出的光，容易获得均一的演色性和色度。
根据本发明的发光装置10，由于成为了来自相同的LED光源11的激发光激发波长转换部件12和调整部件13中所含的两者的荧光体的构成，因此不会发生具有多个白色LED光源的发光装置中的LED的输出的波动引起的发光色的不均，得到演色性、色度稳定并且均一的发光。此外，根据本发明的发光装置10，用从LED光源11在侧方产生的光、被波长转换部件12反射的光将调整部件13激发，使照明器具变得照度降低的从LED光源11在光轴方向射出的激发光或波长转换部件12产生的荧光衰减几乎不会发生，与以往相比不会使发光效率降低。此外，在发光装置10的组装的最终阶段，可根据目标的色度的发光，组装波长转换部件12和调整部件13，通过简单的调整，射出光的演色性和色度的改善成为可能。此外，由于调整部件13与LED光源在空间上分离，因此调整部件13不易成为高温，具有含有的荧光体的特性变动小的优点。
图3是表示本发明涉及的发光装置的第1实施方式中的其他构成的透视图。
本发明涉及的发光装置10A，如图3中所示，具备：射出包含蓝色波长成分的准白色光的LED光源11A、在从该LED光源11A照射光的区域中与其光轴A平行的光的照射区域之外的位置配置的本发明的调整部件13。调整部件13优选回避从LED光源11A发出的光照射在发光装置10A的外侧的方向，例如，设置在LED光源11A的发光方向前方以外的位置(例如，侧方或后方)。
在此，LED光源11A是包含例如发出波长420～490nm、优选地440～470nm的蓝色光的蓝色LED和在蓝色LED表面涂布了包含黄色荧光体或绿色荧光体的树脂涂料的波长转换部的射出色温度4000K以上的准白色光的光源。
调整部件13和反射部件15与图1中所示的部件等同，优选将调整部件13配置在相对于LED光源11A的光轴A的角θ与图1中所示的角等同的位置。
上述构成的发光装置10A中，从LED光源11A射出白色光的同时，在LED光源11A的侧方发出的白色光入射到调整部件13，白色光中所含的蓝色光被调整部件13转换为在波长约600～660nm的红色波长区域具有发光或最大发光峰的红色光。其结果，作为发光装置，以规定的比率射出蓝色光、黄色光、红色光，得到演色性和色度改善的白色光。
接下来，在图4中示出本发明涉及的发光装置的第2实施方式中的构成。图4为在中央的右侧的部分的一部分中可看到内部的构成的透视图。
本发明涉及的发光装置20，如图4中所示，形成直管型荧光灯型的形状，具备射出蓝色光的LED光源21、包含吸收蓝色光而发光的荧光体的波长转换部件22、和调整部件23。此外，有时也具有反射部件25。在直管纵向交替地配置LED光源21和调整部件23。此外，从直管端部的电极26向LED光源21供给电力。
上述构成的发光装置20中，从LED光源21射出蓝色光时，蓝色光入射到波长转换部件22，蓝色光的一部分被波长转换部件22中所含的荧光体吸收，转换为包含黄色波长区域(或绿色波长区域)的光(黄色光)，与透过波长转换部件22的剩余的蓝色光一起被射出。另一方面，在邻接的LED光源21的侧方发出的蓝色光和被波长转换部件22反射的蓝色光入射到调整部件23，这些蓝色光被调整部件23中所含的红色荧光体吸收，转换为包含红色波长区域的光(红色光)，在光轴方向(直管外侧方向)上被射出。其结果，作为发光装置20，以规定的比率射出蓝色光、黄色光、红色光，得到温暖的准白色光。
根据本发明的发光装置20，由于成为了来自相同的LED光源21的激发光激发波长转换部件22和调整部件23中所含的两者的荧光体的构成，因此不会产生基于发光波长不同的多个LED光源的发光装置中的LED的输出的波动导致的发光色的不同，得到色度稳定并且均一的发光。此外，根据本发明的发光装置20，调整部件23被来自LED光源21在侧方产生的光、被波长转换部件22反射的光激发，几乎不会发生成为照明器具的照度降低的、使从LED光源21在光轴方向上射出的激发光、波长转换部件22产生的荧光衰减，与以往相比，不会使发光效率降低。此外，在发光装置20的组装的最终阶段，可根据目标的色度的发光，组装对荧光体含量进行了调整的调整部件23，通过简单的调整，自由度高的发光调色成为可能。进而，由于波长转换部件22和调整部件23与LED光源(发光芯片)在空间上独立、分离，因此不易成为高温，含有的荧光体的特性稳定，变得长寿命。
接下来，在图5中示出本发明涉及的发光装置的第3实施方式中的构成。图5为在中央的左侧的部分的一部分中可看到内部的构成的透视图。
本发明涉及的发光装置30，如图5中所示，为电灯泡型，具备：由包含吸收蓝色光而发出与调整部件33中所含的荧光体波长不同的光的荧光体的波长转换部件32构成的电灯泡罩；容纳于该电灯泡罩内部的、兼作支持部件的上部变细的圆柱状的反射部件35；射出蓝色光的LED光源31和本发明的板状的调整部件33。此外，LED光源31和调整部件33在反射部件35的外周面上、即在反射部件35的外周方向交替地配置。这种情况下，LED光源31各自的光轴，相对于反射部件35的外周面成为垂直方向，调整部件33的配置成为了在从LED光源31照射光的区域中与其光轴平行的光的照射区域以外的位置，调整部件33设置在LED光源31的发光方向的侧方至后方。此外，从灯头36向LED光源31供给电力。
上述构成的发光装置30中，如果从LED光源31射出蓝色光，则蓝色光入射到波长转换部件32，蓝色光的一部分被波长转换部件32中所含的荧光体吸收，被转换为包含黄色波长区域(或绿色波长区域)的光(黄色光或绿色光)，与透过波长转换部件32的剩余的蓝色光一起被射出。另一方面，在邻接的LED光源31的侧方发出的蓝色光和被波长转换部件32反射的蓝色光入射到调整部件33，这些蓝色光被调整部件33中所含的红色荧光体吸收，被转换为包含红色波长区域的光(红色光)，在光轴方向(电灯泡罩外侧方向)上射出。其结果，作为发光装置30，将蓝色光、黄色光、红色光以规定的比率射出，得到演色性高的白色光。
根据本发明的发光装置30，由于成为了来自相同的LED光源31的激发光激发波长转换部件32和调整部件33中所含的两者的荧光体的构成，因此不产生基于发光波长不同的多个LED光源的发光装置中的LED的输出的波动引起的发光色的不同，得到色度稳定并且均一的发光。此外，根据本发明的发光装置30，调整部件33被从LED光源31在侧方产生的光、用波长转换部件32反射的光激发，使照明器具变得照度降低的从LED光源31在光轴方向射出的激发光、波长转换部件32产生的荧光衰减几乎没有发生，与以往相比，没有使发光效率降低。此外，在发光装置30的组装的最终阶段，可根据目标的色度的发光组装荧光体含量经调整的调整部件33，通过简单的调整，自由度高的调色成为可能。进而，由于波长转换部件32和调整部件33与LED光源(发光芯片)在空间上独立、分离，因此不易成为高温，含有的荧光体的特性稳定，变得长寿命。
应予说明，在此对于得到白色光的发光装置进行了说明，但本发明的调整部件也能够应用于具有在发光成分中包含波长420～490nm的蓝色光的蓝色LED光源的蓝色光的发光装置。
本发明的发光装置适合作为从蓝色LED光源经由气体层或真空层在远离的场所配置了波长转换部件的远程荧光体方式的发光装置。远程荧光体具有由于是面发光而放射角大等与一般的LED发光装置不同的配光特性，特别适合要照射宽范围的照明器具等。
实施例
以下列举实施例和比较例，对本发明更具体地说明，但本发明并不限定于实施例。
[实施例1～4、比较例1～4]
在以下的条件下制作LED发光装置。
使用双螺杆挤出机，进行粒径D50值17.6μm、D90值30.2μm的K2(Si0.97Mn0.03)F6的粉体0.5kg在透明聚丙烯粒料4.5kg中的混炼，得到了使K2(Si0.97Mn0.03)F6粉体的含量为10质量％的含有K2(Si0.97Mn0.03)F6的聚丙烯粒料。
接下来，使用得到的含有K2(Si0.97Mn0.03)F6的聚丙烯粒料，采用20t卧式注射成型机进行成型，得到了内径90mm、外径96mm、厚10mm的环状的红色系的调整部件。
此外，制作在聚碳酸酯树脂中以含量3～10质量％将粒径D50值50μm的Y3Al5O12：Ce粉体混炼的粒料，将其作为原料进行注射成型，得到了厚2mm、直径100mm的圆盘状的黄色系的波长转换部件。
如图6中所示，将得到的调整部件43设置于LED投光机4(GL-RB100(使用6个Cree社制造的2W型蓝色LED芯片XT-Eロイヤルブルー)、日野电子(株)制造)的LED芯片(LED光源)41设置面，即相对于LED光源41的光轴，设置在圆周上。由此将6个LED芯片41容纳于调整部件43的环内。此时，将调整部件43相对于LED光源41的光轴配置于射出角90°的位置。此外，使上述波长转换部件42与LED芯片41相距15mm而配置在LED投光机4的前面(发光方向L)的光轴上，制成LED发光装置。此外，作为比较用，也准备了没有配置调整部件而只配置了波长转换部件的LED发光装置。
使用制作的LED发光装置，从相对于白色屏幕距离20cm的位置照射白色光的状态下，采用分光辐射照度计CL-500A(コニカミノルタオプティクス(株)制造)测定白色光的照度、色温度、平均演色评价数Ra、特殊演色评价数△R9，评价色再现性的好否。将其结果示于表1。
[表1]
*因测定对象的白色光的蓝色成分相对于其他的色成分过大而不能测定
此外，使用上述粒料，对于实施例3的调整部件和比较例3的波长转换部件，制作厚2mm、40mm见方的板状的调整部件和波长转换部件，相对于调整部件和波长转换部件的40mm见方的面从垂直方向照射来自蓝色LED(波长460nm)的光，通过目视确认从照射面的里侧看到的调整部件和波长转换部件的发光的状态。将发光状态的透视图像示于图7。图7(B)的比较例3的波长转换部件的情形下，只是照射了作为激发光的蓝色光的部分(图的右侧部)发光而闪亮，而图7(A)的实施例3的调整部件的情形下，与照射了作为激发光的蓝色光的部分一起，其周缘部(图的中央部的左侧部)也发光，可知调整部件的发光范围广。
如以上所述，根据使用了本发明的调整部件的LED发光装置，能够大大改善只使用了黄色系波长转换部件的LED发光装置的平均演色评价数Ra和特殊演色评价数△R9。此外，通过使用调整部件，发现了照度略有提高的倾向。
[实施例5～12、比较例5]
在以下的条件下制作LED发光装置。
使用双螺杆挤出机，在透明聚丙烯粒料中进行粒径D50值17.6μm、D90值30.2μm的K2(Si0.97Mn0.03)F6的粉体的混炼，得到了使K2(Si0.97Mn0.03)F6粉体的含量为12质量％的含有K2(Si0.97Mn0.03)F6的聚丙烯粒料。
接下来，使用得到的含有K2(Si0.97Mn0.03)F6的聚丙烯粒料，采用20t卧式注射成型机进行成型，得到了厚2mm、25mm×30mm方形的板状的调整部件。
此外，制作在聚甲基丙烯酸甲酯树脂中以含量4质量％将粒径D50值50μm的Y3Al5O12：Ce粉体混炼而成的粒料，将其作为原料进行注射成型，得到了厚2mm、直径100mm的圆盘状的黄色系的波长转换部件。
将得到的调整部件1～8片设置于LED投光机(GL-100、输入15W、发光波长450nm、日野电子(株)制造)的LED芯片设置面。此时，将调整部件相对于LED光源的光轴配置于射出角90°的位置。此外，使上述波长转换部件与LED芯片相距40mm而配置于LED投光机的前面的光轴上，制成LED发光装置。此外，作为比较用，也准备了没有配置调整部件而只配置了波长转换部件的LED发光装置。
使用制作的LED发光装置，从相对于白色屏幕距离20cm的位置照射白色光的状态下，采用分光辐射照度计CL-500A(コニカミノルタオプティクス(株)制造)测定色温度、偏差(Δuv)、平均演色评价数Ra、特殊演色评价数△R9，评价色再现性的好否。将其结果示于表2。此外，将这些的发光光谱示于图8。
[表2]
如以上所述，如果使本发明的调整部件增加，则能够进一步改善平均演色评价数Ra和特殊演色评价数△R9，如图8中所示，可知在几乎没有使黄色光的光量变化的情况下能够使红色光的光量增加。
应予说明，目前为止通过实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些实施方式，其他的实施方式、追加、变更、删除等，能够在本领域技术人员能够想到的范围内变更，只要所有方式都发挥本发明的作用效果，则都包含在本发明的范围内。
附图标记的说明
10，10A，20，30 发光装置
11，11A，21，31，41 LED光源
12，22，32，42 波长转换部件
13，23，33，43 调整部件
15，25，35 反射部件
26 电极
36 灯头
4 LED投光机
A 光轴
L 发光方向

Claims (5)

1.调整部件，其特征在于，包含由下述式(1)所示的复合氟化物荧光体，吸收波长420nm以上490nm以下的光，发出包含红色波长成分的光，调整照明光的色度和/或演色评价数，
A2(M1-xMnx)F6   (1)
式中，M为选自Si、Ti、Zr、Hf、Ge和Sn中的1种或2种以上的4价元素，A为选自Li、Na、K、Rb和Cs并且至少包含Na和/或K的1种或2种以上的碱金属，x为0.001～0.3。
2.权利要求1所述的调整部件，其由上述复合氟化物荧光体制成。
3.权利要求1所述的调整部件，其为分散有上述复合氟化物荧光体的树脂成型体。
4.权利要求1～3的任一项所述的调整部件，其中，上述复合氟化物荧光体为用K2(Si1-xMnx)F6表示的锰活化硅氟化钾，x与上述相同。
5.发光装置，是具有在发光成分中包含波长420～490nm的蓝色光成分的光源、射出蓝色光或准白色光的发光装置，其特征在于，具备权利要求1～4的任一项所述的调整部件。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108461607A (zh) * 2017-02-21 2018-08-28 夏普株式会社 发光装置及图像显示装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6550889B2 (ja) * 2015-04-22 2019-07-31 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
JP7067857B2 (ja) * 2015-11-17 2022-05-16 株式会社東芝 蛍光体、およびその製造方法、ならびにその蛍光体を用いた発光装置
US20200161506A1 (en) * 2018-11-21 2020-05-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh Method for Producing a Ceramic Converter Element, Ceramic Converter Element, and Optoelectronic Component

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060169998A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-03 Gelcore, Llc Red line emitting phosphor materials for use in LED applications
JP2010272687A (ja) * 2009-05-21 2010-12-02 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置および照明器具
CN101960624A (zh) * 2008-03-03 2011-01-26 夏普株式会社 发光装置
JP2011029497A (ja) * 2009-07-28 2011-02-10 Mitsubishi Chemicals Corp 白色発光装置およびそれを用いた照明装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60305958T2 (de) * 2002-10-14 2007-01-25 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Lichtemittierendes bauelement mit einem eu(ii)-aktivierten leuchtstoff
JP4661147B2 (ja) 2004-09-24 2011-03-30 日亜化学工業株式会社 半導体装置
US20070114562A1 (en) * 2005-11-22 2007-05-24 Gelcore, Llc Red and yellow phosphor-converted LEDs for signal applications
US7648649B2 (en) 2005-02-02 2010-01-19 Lumination Llc Red line emitting phosphors for use in led applications
KR100946015B1 (ko) * 2007-01-02 2010-03-09 삼성전기주식회사 백색 발광장치 및 이를 이용한 ｌｃｄ 백라이트용 광원모듈
JP2009016689A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置
JP2009206459A (ja) * 2008-02-29 2009-09-10 Sharp Corp 色変換部材およびそれを用いた発光装置
JP5423120B2 (ja) * 2009-04-17 2014-02-19 三菱化学株式会社 半導体発光装置
JP2010287680A (ja) * 2009-06-10 2010-12-24 Mitsubishi Chemicals Corp 発光装置
KR101077990B1 (ko) * 2010-02-12 2011-10-31 삼성엘이디 주식회사 형광체, 발광장치, 면광원장치, 디스플레이 장치 및 조명장치
WO2012121304A1 (ja) 2011-03-08 2012-09-13 三菱化学株式会社 発光装置及び発光装置を備えた照明装置
JP2012227516A (ja) 2011-04-05 2012-11-15 Nitto Denko Corp 封止シート、発光ダイオード装置およびその製造方法
KR101907390B1 (ko) * 2012-04-23 2018-10-12 삼성전자주식회사 백색 발광 장치 및 이를 이용한 디스플레이 장치
EP2988340B1 (en) * 2014-08-18 2017-10-11 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Light emitting diode package and manufacturing method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060169998A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-03 Gelcore, Llc Red line emitting phosphor materials for use in LED applications
CN101960624A (zh) * 2008-03-03 2011-01-26 夏普株式会社 发光装置
JP2010272687A (ja) * 2009-05-21 2010-12-02 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置および照明器具
JP2011029497A (ja) * 2009-07-28 2011-02-10 Mitsubishi Chemicals Corp 白色発光装置およびそれを用いた照明装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108461607A (zh) * 2017-02-21 2018-08-28 夏普株式会社 发光装置及图像显示装置
CN108461607B (zh) * 2017-02-21 2020-08-04 夏普株式会社 发光装置及图像显示装置

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