[发明专利]发光装置

说明书

技术领域

本发明是关于发光二极管灯等发光装置。

背景技术

使用发光二极管(LED：Light Emitting Diode)的LED灯的技术正朝着多方向飞速发展，例如液晶显示器、移动电话、信息终端等的背光源以及室内外广告等。而且，LED灯的使用寿命较长、可靠性较高，而且具有功耗低、抗冲击性强、响应速度快、显示色纯度高、轻薄、短小等优势，不仅可以用于产业用途，而且用于普通照明时也倍受关注。将这样的LED灯用于各种用途时，关键在于能够获得白色发光。

作为LED灯以实现白色发光的代表方式，可列举以下三种：(1)使用发出蓝、绿以及红各色光的3种LED芯片的方式；(2)组合发出蓝色光的LED芯片以及发出黄色至橙色光的荧光体的方式；(3)组合发出紫外线光的LED芯片以及发出蓝色、绿色以及红色光的三色混合荧光体(以下称作RGB荧光体)的方式。其中，一般而言，方式(2)得到了广泛实用化。

作为应用所述方式(2)的LED灯的构造，提出了以下构造：使混有荧光体的透明树脂流入到装配有LED芯片的杯状框架(frame)内，使其固化，从而形成含有荧光体的树脂层(例如，参照日本专利特开2001-148516公报)。而且，为了提高亮度，还开发出了板上芯片(Chip On Board，COB)构造，即，在搭载于基板(board)上的大量LED芯片上，涂布混有荧光体的透明树脂，从而形成含荧光体的树脂层。此外，还提出了以下技术：将混有荧光体的透明树脂成形为片(sheet)状而形成含荧光体的树脂片，将此含荧光体的树脂片固定在配置着LED芯片的框架上，从而减少色彩不均以及杯间的色差。

近年来，就用于普通照明的LED灯而言，被称作显色性的色彩呈现受到重视。显色性是指，将接近自然光的照明作为标准光，对光源照射下的色彩呈现进行评估，显色性是以显色指数来表示的。显色指数，是以数值来表示用样品光源及标准光分别对JIS所规定的测试色进行照明时所产生的色偏移的大小，将在标准光下观察时的显色指数设为100，随着色偏移变大，数值会变小，越接近100则显色性越好。

显色指数有平均显色指数Ra以及特殊显色指数Ri，平均显色指数Ra表示测试No.1～No.8的显色指数值的平均值。而且，特殊显色指数Ri中，使用的是测试No.i的显色指数的各个数值。

成为目前主流的白色LED，是采用组合蓝色发光的LED芯片以及黄色至橙色发光的荧光体的方式，此方式的LED中，红色成分不足，所以显色性不足。因此，除了黄色至橙色发光的荧光体以外，还调配氮化物系或硫化物系等的红色发光荧光体，由此来提高显色性。

亦即，Ra较高的所谓高显色类型的LED灯中，是通过在由来自LED芯片的蓝色光来发光的黄色荧光体所发出的黄色光中，混合由红色荧光体发出的红色光(例如，主波长为620nm)，从而合成显色性优异的白色光。

但是，这样的高显色类型的LED灯中，红色荧光体不仅吸收来自LED芯片的波长为460nm的蓝色光以用于激发，而且还吸收由黄色荧光体发出的黄色光以用于激发，因此有光的取出效率大幅降低的问题。

因此，针对所述问题，提出了一种将绿色荧光体与红色荧光体(或者橙色荧光体)一并混合使用的LED灯(例如，参照日本专利特开2004-327518公报)。而且，也提出了选择红色荧光体的主波长的方法(例如，参照日本专利特开2005-322674公报)。红色区域通常大于等于600nm，一般而言是670nm，但可宽泛地选择主波长到780nm为止的区域。

然而，就日本专利特开2004-327518公报中所揭示的LED灯而言，由于多数情况下由绿色荧光体发出的绿色光也用作激发光，所以无法充分提高发光效率以及Ra。

而且，在日本专利特开2005-322674公报所揭示的LED灯中，若要考虑减少发光效率的降低且提高Ra，则必须严格地选择主波长。而且，Ca₂Sr₅N₈:Eu、CaAlSiN₃:Eu等氮化物系红色荧光体难以进行结晶成长，而且就其他氮化物系红色荧光体而言，由于粒径会对效率降低产生较大影响，因此除了必须从较宽的波长范围中选择最好的波长以外，还必须严格地设定荧光体粒径。若荧光体的粒径较小，则不仅无法提高发光效率，而且来自LED芯片的蓝色发光与由此蓝色激发而发光的黄色系发光的光路都会被堵塞，从而导致光取出效率降低。