JP5210109B2 - LED light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、LEDと発光波長の異なる複数の蛍光体を用いてLEDの発光波長とは異なる発光色とするLED発光装置に関する。 The present invention relates to an LED light-emitting device that uses a plurality of phosphors having different emission wavelengths from those of an LED and has an emission color different from the emission wavelength of the LED.
従来より、白色発光のLED発光装置として、紫外発光のLEDと、紫外光によって励起されて青色光、緑色光もしくは黄色光、赤色光をそれぞれ発光する3種の蛍光体とを組み合わせた発光装置が知られている。 Conventionally, as a white light-emitting LED light-emitting device, a light-emitting device that combines an ultraviolet light-emitting LED and three types of phosphors that are excited by ultraviolet light and emit blue light, green light, yellow light, and red light, respectively. Are known.
特許文献1には、LEDに近い順に青色蛍光体層、緑色蛍光体層、赤色蛍光体層として蛍光体層を積層させた構造の発光装置が示されている。蛍光体を種類ごとに積層し、その積層順をこのような順とすることで、色バランスの調整が容易となる旨の記載がある。 Patent Document 1 discloses a light emitting device having a structure in which phosphor layers are stacked as a blue phosphor layer, a green phosphor layer, and a red phosphor layer in the order closer to the LED. There is a description that it is easy to adjust the color balance by stacking the phosphors for each type and setting the stacking order in this order.
また、特許文献2には、LEDに近い順に赤色蛍光体層、緑色蛍光体層、青色蛍光体層として蛍光体層を積層させた構造の発光装置が示されている。赤色蛍光体層を緑色蛍光体層や青色蛍光体層よりもLEDに近い側とすることで、赤色光を十分な光量とすることができ、良好な色バランスとすることができる。また、青色蛍光体層をLEDから最も遠い側に配置しているので、青色蛍光体層による青色光が赤色蛍光体層によって吸収されることがなく、赤色蛍光体層、緑色蛍光体層による赤色光、緑色光によって青色蛍光体層が励起されることもないため、光取り出し効率を向上させることができる。
しかし、特許文献1、2などに示された従来の白色発光のLED発光装置では、消灯時には太陽光などの外光によって蛍光体が励起されて発光し、蛍光体層の外観が黄色、オレンジ色などの色を呈していた。そのため、発光色と外観色が異なり、外観品質が非常に低くなっていた。
However, in the conventional white light-emitting LED light emitting devices shown in
そこで本発明の目的は、消灯時の外観色の制御が容易なLED発光装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an LED light-emitting device that can easily control the appearance color when the light is turned off.
第1の発明は、LEDと、複数の積層された蛍光体層とを有し、蛍光体層の発光色がそれぞれ異なるLED発光装置において、最もLEDから離れた蛍光体層である最外蛍光体層は、蛍光体層に混合されている蛍光体のうち、励起可能な波長の最大値が最も小さい蛍光体が混合され、LED発光装置の発光色と一致した外観色を有しており、最外蛍光体層の厚さおよび蛍光体濃度は、最外蛍光体層よりもLED側の蛍光体層の外光による発光が、最外蛍光体層を透過しない値に設定されている、ことを特徴とするLED発光装置である。 1st invention has LED and several laminated | stacked fluorescent substance layers, and is the outermost fluorescent substance which is the fluorescent substance layer which is the furthest away from LED in the LED light-emitting device from which the luminescent color of a fluorescent substance layer differs, respectively Among the phosphors mixed in the phosphor layer, the layer is mixed with a phosphor having the smallest maximum excitable wavelength, and has an appearance color that matches the emission color of the LED light emitting device. The thickness and the phosphor concentration of the outer phosphor layer are set so that light emitted by the external light of the phosphor layer closer to the LED than the outermost phosphor layer is not transmitted through the outermost phosphor layer. The LED light emitting device is characterized.
LEDの発光波長のピークは、370〜450nmの範囲であることが望ましい。370nmのより短波長のLEDは量子効率が低く、LED発光装置の効率が低下してしまう。また、450nmより長波長のLEDでは、LEDの発光色自体が発光装置の発光色に大きく影響を及ぼすことになり、また青色蛍光体を励起させることができないため、蛍光体によってLEDの発光色を変換して発光装置の発光色を所望の色にすることが難しくなる。 The peak of the emission wavelength of the LED is preferably in the range of 370 to 450 nm. An LED having a shorter wavelength of 370 nm has a low quantum efficiency, and the efficiency of the LED light emitting device is lowered. In addition, in an LED having a wavelength longer than 450 nm, the emission color of the LED itself has a great influence on the emission color of the light emitting device, and the blue phosphor cannot be excited. It becomes difficult to convert the light emission color of the light emitting device to a desired color.
蛍光体層は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどに蛍光体を混合し分散させたものである。蛍光体層には異なる種類の蛍光体を複数混合してもよく、用いる蛍光体に励起可能な波長の最大値が最も小さい蛍光体が複数ある場合には、最外蛍光体層にそれら複数の蛍光体を混合してもよい。 The phosphor layer is obtained by mixing and dispersing phosphors in silicone resin, epoxy resin, glass or the like. A plurality of different types of phosphors may be mixed in the phosphor layer, and when there are a plurality of phosphors having the smallest maximum wavelength that can be excited by the phosphor used, the plurality of phosphors in the outermost phosphor layer A phosphor may be mixed.
なお、「外光」とは、太陽光下、蛍光灯下などの照明下の意味であり、数値でいえば、炎天下の直射日光下での照度である100000ルクス以下の照明下を指すものである。たとえば、蛍光体照明の場合、2000〜3000ルクスである。 The term “external light” means under illumination such as sunlight or fluorescent light, and in terms of numerical values, it refers to under illumination of 100000 lux or less, which is the illuminance under direct sunlight under the sun. is there. For example, in the case of phosphor illumination, it is 2000 to 3000 lux.
励起可能な波長の最大値が最も小さい蛍光体の、励起波長の最大値としては、たとえば450nm以下である。 The maximum value of the excitation wavelength of the phosphor having the smallest maximum excitable wavelength is, for example, 450 nm or less.
また、最外蛍光体層の厚さおよび蛍光体濃度を、最外蛍光体層よりもLED側の蛍光体層の外光による発光が、最外蛍光体層を透過しない値、としているが、最外蛍光体層の厚さをこれよりも厚くまたは蛍光体濃度を高くして、外光が最外蛍光体層よりもLED側の蛍光体層に届かないようにしてもよい。 In addition, the thickness and the phosphor concentration of the outermost phosphor layer are set to a value at which light emitted by the external light of the phosphor layer on the LED side from the outermost phosphor layer does not pass through the outermost phosphor layer, The thickness of the outermost phosphor layer may be thicker or the phosphor concentration may be increased so that the outside light does not reach the phosphor layer on the LED side of the outermost phosphor layer.
第2の発明は、第1の発明において、LEDの発光波長のピークは、370〜450nmであることを特徴とするLED発光装置である。 A second invention is the LED light emitting device according to the first invention, wherein the peak of the emission wavelength of the LED is 370 to 450 nm.
第3の発明は、第1の発明または第2の発明において、最外蛍光体層の外観色は白色であることを特徴とするLED発光装置である。 A third invention is the LED light emitting device according to the first invention or the second invention, wherein the outermost phosphor layer is white in appearance color.
第4の発明は、第1の発明から第3の発明において、最も低い励起波長の蛍光体は、青色蛍光体であることを特徴とするLED発光措置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, the phosphor having the lowest excitation wavelength is a blue phosphor.
第5の発明は、第1の発明から第4の発明において、LED発光装置は白色発光であることを特徴とするLED発光装置である。 A fifth invention is an LED light-emitting device according to any one of the first to fourth inventions, wherein the LED light-emitting device emits white light.
本発明によると、外光によって内側の蛍光体層が励起されて発光しても、その発光によって最外蛍光体層が励起されて発光することはなく、また内側の蛍光体層の発光は最外蛍光体層に吸収されて透過しないため、LED発光装置の蛍光体層の外観色を最外蛍光体層の外観色とすることができる。そのため、LED発光装置の消灯時の外観色の制御が容易となる。特に、白色発光のLED発光装置の場合、発光していないときの外観色を白色にして一致させることができるため、外観品質を向上させることができる。 According to the present invention, even if the inner phosphor layer is excited by external light to emit light, the outermost phosphor layer is not excited by the light emission to emit light, and the inner phosphor layer emits light most. Since it is absorbed by the outer phosphor layer and does not transmit, the appearance color of the phosphor layer of the LED light-emitting device can be the appearance color of the outermost phosphor layer. Therefore, it becomes easy to control the appearance color when the LED light emitting device is turned off. In particular, in the case of an LED light emitting device that emits white light, the appearance color when no light is emitted can be matched with white, so that the appearance quality can be improved.
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the examples.
図1は、実施例1のLED発光装置1の構成を示した図である。LED発光装置1は、LED10と、実装基板11と、ケース12と、蛍光体層13と、によって構成されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an LED light emitting device 1 according to the first embodiment. The LED light emitting device 1 includes an
LED10は、III 族窒化物半導体からなる紫外発光素子である。LED10は、配線パターン(図示しない)が形成された実装基板11上に実装されている。LED10には従来より知られている種々の構造のものを採用することができ、実装方式はワイヤボンディング方式でもよいし、フリップチップ方式でもよい。また、III 族窒化物半導体以外の材料からなる紫外発光素子であってもよい。
The
また、LED10は実装基板11上に配置されたケース12によって周囲を囲われていて、ケース12のLED10側側面12aは上部に向かって開口が広がるよう傾斜している。そのケース12と実装基板11による凹部の内側には透光性部材14が形成されていて、LED10を封止している。透光性部材14は、たとえばシリコーン樹脂であり、硫酸バリウムなどの拡散材を混合して面発光に近い配光特性が得られるようにしてもよい。透光性部材14を設けることにより、LED10の発光による熱が蛍光体層13に伝導、拡散し、蛍光体の変換効率が低下してしまうのを抑制することができる。
Further, the
蛍光体層13は、シリコーン樹脂に蛍光体を混合させたものであり、黄色蛍光層13a、赤色蛍光体層13b、青色蛍光体層13cの3層によって構成されている。この蛍光体層13は、LED10を封止する透光性部材14上に平板状に形成されており、LED10に近い方から黄色蛍光層13a、赤色蛍光体層13b、青色蛍光体層13cの順に積層されている。青色蛍光体層13cは、本発明の最外蛍光体層に相当している。
The
黄色蛍光体層13aに混合される黄色蛍光体には、化学式(Sr,Ba)2 SiO4 :Eu、で表わされる蛍光体を用いた。この黄色蛍光体は、波長520nm以下の光によって励起されて黄色光を発光する。
A phosphor represented by the chemical formula (Sr, Ba) 2 SiO 4 : Eu was used as the yellow phosphor mixed with the
赤色蛍光体層13bに混合される赤色蛍光体には、化学式(Sr,Ca)AlSiN3 :Eu、で表わされる蛍光体を用いた。この赤色蛍光体は、波長550nm以下の光によって励起されて赤色光を発光する。
As the red phosphor mixed in the
青色蛍光体層13cに混合される青色蛍光体には、化学式BaMgAl10O17:Eu、で表わされる蛍光体を用いた。この青色蛍光体は、波長430nm以下の光によって励起されて青色光を発光する。青色蛍光体層13cの外観色は白色である。
As the blue phosphor mixed in the
このように、蛍光体層13に用いられている黄色蛍光体、赤色蛍光体、青色蛍光体のうち、励起可能な波長の最大値が最も小さい蛍光体は青色蛍光体であり、青色蛍光体の混合された青色蛍光体層13cが最もLED10から離れた側に形成されている。
Thus, among the yellow phosphor, red phosphor, and blue phosphor used in the
青色蛍光体層13cの厚さ、および蛍光体濃度は、外光によって黄色蛍光体層13a、赤色蛍光体層13bが励起されて黄色光、赤色光を発した場合に、その黄色光、赤色光が青色蛍光体層13cを透過しない値に設定されている。たとえば厚さ0.5mmでは蛍光体濃度を20wt%、厚さ1.0mmでは蛍光体濃度を10Wt%とすればよい。
The thickness of the
一般に、外側の蛍光体層の厚さをd(mm)、蛍光体層の蛍光体濃度をw(wt%)とした場合、d×wの値を一定とすれば蛍光体層の吸収率が一定となり、d×w≧10の関係を満たすようにすれば、外光によって内側の蛍光体層が励起されても、その発光が外側の蛍光体層を透過しないようにすることができる。 In general, when the thickness of the outer phosphor layer is d (mm) and the phosphor concentration of the phosphor layer is w (wt%), the absorptivity of the phosphor layer can be increased if the value of d × w is constant. If the relationship is constant and d × w ≧ 10 is satisfied, even if the inner phosphor layer is excited by external light, the light emission can be prevented from passing through the outer phosphor layer.
このLED発光装置1は、LED10の発する紫外光によって黄色蛍光層13a、赤色蛍光体層13b、青色蛍光体層13cを励起させて黄色光、赤色光、青色光を発光させ、これらを混色させることによって白色発光を得る発光装置である。蛍光体層13が、黄色蛍光層13a、赤色蛍光体層13b、青色蛍光体層13cの順に積層された構造であるため、青色蛍光体層13cによる青色光が黄色蛍光層13a、赤色蛍光体層13bによって吸収、励起されることがないため、発光効率の低下を防ぐことができ、色バランスを容易に調整することができる。
The LED light emitting device 1 excites the
LED発光装置1の消灯時においては、蛍光体層13の外観色は白色である。これは、外光によって黄色蛍光層13a、赤色蛍光体層13bが励起されて発光しても、その発光は青色蛍光体層13cを励起せず、青色蛍光体層13cによって吸収されるため、あるいは反射されることによって青色蛍光体層13cよりも内側に反射されるため、蛍光体層13の外観色が青色蛍光体層13cの外観色である白色となるからである。LED発光装置1の発光色と、消灯時の蛍光体層13の外観色が白色で一致しているため、LED発光装置1は外観品質の高いものとなっている。
When the LED light emitting device 1 is turned off, the appearance color of the
以上のように、LED発光装置1消灯時の蛍光体層13の外観色は、最外蛍光体層である青色蛍光体層13cの外観色によって決まり、黄色蛍光体層13a、赤色蛍光体層13bの外観色には依らない。そのため、最外蛍光体層の外観色の制御によって容易に蛍光体層13の外観色を決定することができる。
As described above, the appearance color of the
実施例2のLED発光装置2は、図2に示すように、実施例1のLED発光装置1において蛍光体層13を蛍光体層23に替えたものである。蛍光体層23は、黄色蛍光体と赤色蛍光体が混合された蛍光体層23aと、青色蛍光体が混合された青色蛍光体層23bの2層によって構成されていて、LED10に近い側から蛍光体層23a、青色蛍光体層23bの順に積層されている。青色蛍光体層23bは、本発明の最外蛍光体層に相当するものである。黄色蛍光体、赤色蛍光体、青色蛍光体はいずれも実施例1で用いたものと同一である。
As shown in FIG. 2, the LED light-emitting
青色蛍光体層23bの厚さ、および蛍光体濃度は、外光によって蛍光体層23aが励起されて黄色光、赤色光を発した場合に、その黄色光、赤色光が青色蛍光体層23bを透過しない値に設定されている。
When the
LED発光装置2は、LED10の発する紫外光によって蛍光体層23a、青色蛍光体層23bを励起させて黄色光、赤色光、青色光を発光させ、これらを混色させることによって白色発光を得る発光装置である。LED発光装置2の消灯時における蛍光体層23の外観色は、実施例1と同様の理由により白色である。したがって、LED発光装置2の発光色と、消灯時の蛍光体層23の外観色は白色で一致しており、実施例1のLED発光装置1と同様に外観品質の高いものとなっている。
The LED
このように、黄色蛍光体は赤色光によって励起されず、赤色蛍光体は黄色光によって励起されないため、実施例1のように、黄色蛍光体層と赤色蛍光体層の2層としてもよいし、実施例2のように、黄色蛍光体と赤色蛍光体の双方を混合した蛍光体層の1層としてもよい。 Thus, since the yellow phosphor is not excited by red light and the red phosphor is not excited by yellow light, it may be two layers of the yellow phosphor layer and the red phosphor layer as in Example 1, Like Example 2, it is good also as one layer of the fluorescent substance layer which mixed both yellow fluorescent substance and red fluorescent substance.
実施例3のLED発光装置3は、図3に示すように、実施例1のLED発光装置1において蛍光体層13を蛍光体層33に替えたものである。
As shown in FIG. 3, the LED light-emitting
蛍光体層33は、黄色蛍光体と緑色蛍光体が混合された蛍光体層33aと、赤色蛍光体と青色蛍光体が混合された蛍光体層33bの2層によって構成されていて、LED10に近い側から蛍光体層33a、蛍光体層33bの順に積層されている。蛍光体層33bは、本発明の最外蛍光体層に相当するものである。黄色蛍光体と青色蛍光体は実施例1で用いたものと同一である。緑色蛍光体は、黄色蛍光体と同一の化学式で表わされ、その組成割合が黄色蛍光体とは異なるものを用いた。この緑色蛍光体は、波長500nm以下の光によって励起されて緑色光を発光する。赤色蛍光体には、化学式Ba3 MgSi2 O8 :Eu,Mn、で表わされる蛍光体を用いた。この赤色蛍光体は、波長430nm以下の光によって励起されて赤色光を発光する。蛍光体層33に用いられている黄色蛍光体、緑色蛍光体、赤色蛍光体、青色蛍光体のうち、励起可能な波長の最大値が最も小さい蛍光体は青色蛍光体と赤色蛍光体である。
The
蛍光体層33bの厚さ、および蛍光体濃度は、外光によって蛍光体層33aが励起されて黄色光、緑色光を発した場合に、その黄色光、緑色光が蛍光体層33bを透過しない値に設定されている。また、蛍光体層33bの外観色は白色である。
The thickness and the phosphor concentration of the
LED発光装置3は、LED10の発する紫外光によって蛍光体層33a、蛍光体層33bを励起させて黄色光、緑色光、赤色光、青色光を発光させ、これらを混色させることによって白色発光を得る発光装置である。LED発光装置3の消灯時における蛍光体層33の外観色は、実施例1と同様の理由により白色である。したがって、LED発光装置3の発光色と、消灯時の蛍光体層33の外観色は白色で一致しており、実施例1のLED発光装置1と同様に外観品質の高いものとなっている。
The LED
この実施例3のように、用いる蛍光体のうち、励起可能な波長の最大値が最も小さい蛍光体が複数ある場合には、それら複数の蛍光体を混合した蛍光体層を最外蛍光体層とすることができる。 In the case where there are a plurality of phosphors having the smallest maximum excitable wavelength among the phosphors used as in Example 3, the outermost phosphor layer is formed by mixing the phosphor layers. It can be.
実施例4のLED発光装置4は、図4に示すように、実施例1のLED発光装置1において蛍光体層13を蛍光体層43に替えたものである。
As shown in FIG. 4, the LED light-emitting device 4 of Example 4 is obtained by replacing the
蛍光体層43は、オレンジ色蛍光体が混合されたオレンジ色蛍光体層43aと、青色蛍光体が混合された青色蛍光体層43bの2層によって構成されていて、LED10に近い側からオレンジ色蛍光体層43a、青色蛍光体層43bの順に積層されている。青色蛍光体層43bは、本発明の最外蛍光体層に相当している。青色蛍光体は実施例1で用いたものと同一である。オレンジ色蛍光体には、化学式(Sr,Ca,Ba)2 SiO4 :Eu、で表わされる蛍光体を用いた。このオレンジ色蛍光体は、波長520nm以下の光によって励起されてオレンジ色光を発光する。
The
青色蛍光体層43bの厚さ、および蛍光体濃度は、外光によってオレンジ色蛍光体層43aが励起されてオレンジ色光を発した場合に、そのオレンジ色光が青色蛍光体層43bを透過しない値に設定されている。
When the
LED発光装置4は、LED10の発する紫外光によってオレンジ色蛍光体層43a、青色蛍光体層43bを励起させてオレンジ色光、青色光を発光させ、これらを混色させることによって赤橙色発光を得る発光装置である。LED発光装置4の消灯時における蛍光体層43の外観色は、実施例1と同様の理由により白色であり、最外蛍光体層である青色蛍光体層43bの外観色によって蛍光体層43の外観色が制御可能となっている。
The LED light-emitting device 4 emits red-orange light by exciting the
実施例5のLED発光装置5は、図5に示すように、実施例1のLED発光装置1において蛍光体層13を蛍光体層53に替えたものである。
As shown in FIG. 5, the LED light-emitting
蛍光体層53は、緑色蛍光体が混合された緑色蛍光体層53aと、青色蛍光体が混合された青色蛍光体層53bの2層によって構成されていて、LED10に近い側から緑色蛍光体層53a、青色蛍光体層53bの順に積層されている。青色蛍光体層53bは、本発明の最外蛍光体層に相当している。青色蛍光体は実施例1で用いたものと同一であり、緑色蛍光体は実施例3で用いたものと同一である。
The
青色蛍光体層53bの厚さ、および蛍光体濃度は、外光によって緑色蛍光体層53aが励起されて緑色光を発した場合に、その緑色光が青色蛍光体層43bを透過しない値に設定されている。
The thickness and the phosphor concentration of the
LED発光装置5は、LED10の発する紫外光によって緑色蛍光体層53a、青色蛍光体層53bを励起させて緑色光、青色光を発光させ、これらを混色させることによって薄水色の発光を得る発光装置である。LED発光装置4の消灯時における蛍光体層53の外観色は、実施例1と同様の理由により白色であり、最外蛍光体層である青色蛍光体層53bの外観色によって蛍光体層53の外観色が制御可能となっている。
The LED
なお、いずれの実施例でも蛍光体層は平板状に積層した構造としているが、LEDを中心とした厚さの均一な球殻状に蛍光体層を積層させた構造としてもよい。たとえば図6は、ケース12に囲われた凹部に、透光性部材64を表面が球面状となるように形成してLED10を封止し、その透光性部材64上に球殻状の蛍光体層63a、63bを順に形成した例である。また図7は、ケース12を用いずに、透光性部材74を半球状に形成してLED10を封止し、透光性部材74上に球殻状の蛍光体層73a、73bを順に形成した例である。このように厚さの均一な球殻状に蛍光体層を積層させると、LEDから各蛍光体層までが等距離となり、色度の視野角依存性を軽減することができる。
In any of the embodiments, the phosphor layer is structured to be laminated in a flat plate shape. However, the phosphor layer may be laminated in a spherical shell shape with a uniform thickness centering on the LED. For example, in FIG. 6, a
また、いずれの実施例でも、透光性部材によってLEDを封止し、透光性部材上に蛍光体層を設ける構造としているが、透光性部材は必ずしも必要ではない。たとえば実施例2において、透光性部材14を設けずに蛍光体層23aによって直接LED10を封止してもよい(図8参照)。
In any of the embodiments, the LED is sealed with a translucent member and the phosphor layer is provided on the translucent member. However, the translucent member is not necessarily required. For example, in Example 2, the
また、各実施例では、LEDを紫外発光のものとしたが、発光波長はこれに限定されるものではない。ただし、発光波長のピークは370〜450nmの範囲であることが望ましい。370nmより短波長のLEDは量子効率が低く、LED発光装置の効率が低下してしまうからである。また、450nmより長波長のLEDでは、LEDの発光色自体が発光装置の発光色に大きく影響を及ぼすことになり、また青色蛍光体を励起させることができないため、蛍光体によってLEDの発光色を変換して発光装置の発光色を所望の色にすることが難しくなる。 In each embodiment, the LED emits ultraviolet light, but the emission wavelength is not limited thereto. However, the peak of the emission wavelength is preferably in the range of 370 to 450 nm. This is because an LED having a wavelength shorter than 370 nm has a low quantum efficiency and the efficiency of the LED light emitting device is lowered. In addition, in an LED having a wavelength longer than 450 nm, the emission color of the LED itself has a great influence on the emission color of the light emitting device, and the blue phosphor cannot be excited. It becomes difficult to convert the light emission color of the light emitting device to a desired color.
また、いずれの実施例でも最外蛍光体層は青色蛍光体を含むものとしているが、用いる蛍光体のうち、励起可能な波長の最大値が最も小さい蛍光体であれば、青色以外の蛍光体を混合した蛍光体層であってもよい。 In any of the embodiments, the outermost phosphor layer includes a blue phosphor. Among phosphors to be used, phosphors other than blue may be used as long as the maximum excitable wavelength is the smallest. The phosphor layer may be a mixture of these.
また、いずれの実施例でも最外蛍光体層の外観色は白色としているが、白色に限るものではない。 In any of the examples, the outer color of the outermost phosphor layer is white, but is not limited to white.
また、LED発光装置のパッケージ構造は各実施例に示した表面実装型の構造に限るものではなく、砲弾型などのパッケージ構造に対しても本発明を適用することができる。 Further, the package structure of the LED light emitting device is not limited to the surface mount type structure shown in each embodiment, and the present invention can be applied to a package structure such as a shell type.
また、実施例1〜3のLED発光装置は白色発光、実施例4のLED発光装置は赤橙色発光、実施例5のLED発光装置は薄水色発光であったが、これら以外の発光色であってもよい。 In addition, the LED light emitting devices of Examples 1 to 3 emitted white light, the LED light emitting device of Example 4 emitted red-orange light, and the LED light emitting device of Example 5 emitted light blue light, but emitted light other than these. May be.
また、上記全実施例において、最外蛍光体層の厚さは、0.2〜5mmの範囲とし、最外蛍光体層の蛍光体濃度は、2〜50wt%としている。 In all the above-mentioned examples, the thickness of the outermost phosphor layer is in the range of 0.2 to 5 mm, and the phosphor concentration of the outermost phosphor layer is 2 to 50 wt%.
最外蛍光体層の厚さが0.2mmよりも薄いと、最外蛍光体層を十分に励起させるためだけの蛍光体粒子を存在させることができなくなる。また、膜厚のばらつきによって、外光による内側蛍光体層(最外蛍光体層よりもLED側の蛍光体層)の発光が最外蛍光体層を透過してしまい、外観職にむらを生じるため望ましくない。また、最外蛍光体層の厚さが5mmよりも厚いと、蛍光体粒子の密度を均一化して層形成することが困難になり、さらにLED発光装置のサイズが大きすぎて高コストとなるため望ましくない。より望ましい最外蛍光体層の厚さは、0.3〜1mmの範囲である。 When the thickness of the outermost phosphor layer is thinner than 0.2 mm, it is not possible to have phosphor particles only for sufficiently exciting the outermost phosphor layer. In addition, due to variations in film thickness, the light emitted from the inner phosphor layer (the phosphor layer closer to the LED than the outermost phosphor layer) due to external light passes through the outermost phosphor layer, resulting in uneven appearance. Therefore, it is not desirable. In addition, if the thickness of the outermost phosphor layer is greater than 5 mm, it is difficult to form a layer with a uniform phosphor particle density, and the size of the LED light emitting device is too large, resulting in high costs. Not desirable. A more desirable thickness of the outermost phosphor layer is in the range of 0.3 to 1 mm.
また、最外蛍光体層の蛍光体濃度が2wt%より小さいと、蛍光体粒子の存在しない領域が大きくなるため、外光による内側蛍光体層のはっ降雨が透過し、所望の外観色が得られなくなるため望ましくない。また、最外蛍光体層の蛍光体濃度が50wt%より大きいと、蛍光体粒子自体の吸収、反射、および散乱の効果が顕在化してしまい、蛍光体層の発光がLED発光装置から外部へ放射されにくくなり、発光効率の低下を招くため望ましくない。より望ましい最外蛍光体層の蛍光体濃度は、10〜30wt%の範囲である。 In addition, when the phosphor concentration of the outermost phosphor layer is less than 2 wt%, the area where the phosphor particles do not exist increases, so that the rain falls on the inner phosphor layer due to external light and the desired appearance color is obtained. It is not desirable because it cannot be obtained. In addition, if the phosphor concentration of the outermost phosphor layer is greater than 50 wt%, the effects of absorption, reflection, and scattering of the phosphor particles themselves become obvious, and the phosphor layer emits light from the LED light emitting device to the outside. This is not desirable because it is less likely to cause light emission efficiency. A more desirable phosphor concentration of the outermost phosphor layer is in the range of 10 to 30 wt%.
また、いずれの実施例においても、最外蛍光体層の厚さおよび蛍光体濃度を、内側蛍光体層の外光による発光が最外蛍光体層を透過しない値、としているが、最外蛍光体層の厚さをこれよりも厚くまたは蛍光体濃度を高くして、外光が内側蛍光体層に届かないようにしてもよい。 In any of the examples, the thickness of the outermost phosphor layer and the phosphor concentration are values that do not allow light emitted by the outside light of the inner phosphor layer to pass through the outermost phosphor layer. The thickness of the body layer may be thicker or the phosphor concentration may be increased to prevent outside light from reaching the inner phosphor layer.
本発明のLED発光装置は、照明や表示等に用いることができる。 The LED light-emitting device of the present invention can be used for illumination, display, and the like.
1、2、3、4、5:LED発光装置
10:LED
11:実装基板
12:ケース
13、23、33、43、53:蛍光体層
13a:黄色蛍光体層
13b:赤色蛍光体層
13c:青色蛍光体層
1, 2, 3, 4, 5: LED light emitting device 10: LED
11: mounting substrate 12:
Claims (5)
最も前記LEDから離れた前記蛍光体層である最外蛍光体層は、前記蛍光体層に混合されている蛍光体のうち、励起可能な波長の最大値が最も小さい蛍光体が混合され、前記LED発光装置の発光色と一致した外観色を有しており、
前記最外蛍光体層の厚さおよび蛍光体濃度は、前記最外蛍光体層よりも前記LED側の前記蛍光体層の外光による発光が、前記最外蛍光体層を透過しない値に設定されている、
ことを特徴とするLED発光装置。 In an LED light emitting device having an LED and a plurality of laminated phosphor layers, each of the phosphor layers having different emission colors,
Outermost phosphor layer is the fluorescent layer farthest from the LED, the out of the phosphor mixed in the phosphor layer, the smallest phosphor maximum value of the excitable wavelength are mixed, the It has an appearance color that matches the emission color of the LED light emitting device,
The thickness and the phosphor concentration of the outermost phosphor layer are set to such values that light emitted from the phosphor layer on the LED side from the outermost phosphor layer is not transmitted through the outermost phosphor layer. Being
An LED light emitting device characterized by that.
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