專利名稱：發(fā)光二極管燈的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種LED燈，特別是涉及一種發(fā)白色光的LED燈。
發(fā)光二極管元件(以下稱作“LED元件”)是小型、高效并能發(fā)出色彩鮮艷的光的半導體元件，具有優(yōu)異的單色性峰值。當使用LED元件來發(fā)射白色光時，需要將例如發(fā)紅色光的LED元件、發(fā)綠色光的LED元件以及發(fā)淺藍色光的LED元件設置在相互靠近的位置上來進行擴散混色，但由于各LED元件具有優(yōu)異的單色性峰值，所以容易產(chǎn)生色斑。即，如果各LED元件所發(fā)射的光因為不均勻而導致混色不能順利進行，就會形成帶有色斑的白色光。為了解決這種色斑問題，已經(jīng)開發(fā)出了通過組合發(fā)淺藍色光的LED元件和黃色熒光體來發(fā)射白色光的技術(shù)(例如特開平10—242513號公報)。
該公報所公開的技術(shù)是利用發(fā)淺藍色光的LED元件的發(fā)光和被該發(fā)光所激發(fā)而發(fā)黃色光的黃色熒光體的發(fā)光來獲得白色光。根據(jù)該技術(shù)，只用一種LED元件就能獲得白色光，所以能解決使多種LED元件相互靠近來獲得白色光時所產(chǎn)生的色斑問題。
以往，主要是把LED元件作為顯示元件來廣泛應用的，所以很少進行把LED元件作為照明燈來應用的研究開發(fā)。當把LED元件作為顯示元件來使用時，只要把LED元件發(fā)射的自發(fā)光所具有的光色特性作為問題來考慮就可以了，但當把其作為燈來應用時，還需要把照射物體時的現(xiàn)色性也作為問題來考慮。然而實際情況是已經(jīng)討論到其現(xiàn)色性的最佳化問題的LED燈還沒有被開發(fā)出來。
雖然所述公報所公開的LED元件確實能發(fā)射白光，但當把該LED元件作為燈來使用時，卻存在著以下問題因為所述現(xiàn)有LED元件是利用發(fā)淺藍色光的LED元件的發(fā)光和黃色熒光體的發(fā)光來制作出白色系的發(fā)光顏色的，所以作為紅色成分的600nm以上波長的光譜不足。如600nm以上光譜(紅色成分)不足，就會導致以下問題即，當被應用于照明和逆光照明時其紅色再現(xiàn)性降低。而且，因為紅色成分不足，所以難以構(gòu)成相關(guān)色溫度較低的發(fā)白色光的LED元件。根據(jù)本發(fā)明者的調(diào)查結(jié)果，即使是在對紅色光譜成分要求較低的相關(guān)色溫度較高的光色下，現(xiàn)有發(fā)白色光LED的平均現(xiàn)色評價數(shù)Ra的值，由于其紅色再現(xiàn)性惡劣的影響而難以超過大約85。當用表示紅色可見度的特殊現(xiàn)色評價數(shù)R9的值來進行評價時，就會如實地反映出其紅色再現(xiàn)性的惡劣程度，現(xiàn)有發(fā)白色光LED的R9只有大約為50的低值。
而且，本發(fā)明者還進行了以下研討在所述公報所公開的LED元件構(gòu)成的基礎上，增設紅色熒光體，用以補充600nm以上的光譜。但是，按照這種構(gòu)成，因為是紅色熒光體被發(fā)淺藍色光的LED元件的發(fā)光激發(fā)而發(fā)紅色光的，所以其能量轉(zhuǎn)換效率非常差。即，意味著用淺藍色光來制造紅色，其波長轉(zhuǎn)換太大，按照斯托克斯法則，其能量轉(zhuǎn)換效率非常低。因此LED燈的發(fā)光效率極低，所以使用紅色熒光體的構(gòu)成不具有實用性。
為解決以上所述各問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種色再現(xiàn)性優(yōu)良并且發(fā)光效率較高的LED燈。
根據(jù)本發(fā)明的LED燈包括發(fā)淺藍色光的LED元件、發(fā)紅色光的LED元件、以及被所述發(fā)淺藍色光的LED元件激發(fā)而發(fā)光的熒光體；所述熒光體發(fā)射的光譜用于補充所述發(fā)淺藍色光的LED元件發(fā)射的淺藍色波長帶和所述發(fā)紅色光的LED元件發(fā)射的紅色波長帶之間的波長帶的發(fā)光強度。
所述發(fā)紅色光的LED元件的峰值波長最好是600nm以上。
所述發(fā)淺藍色光的LED元件的峰值波長最好是在450nm～470nm的范圍內(nèi)；所述發(fā)紅色光的LED元件的峰值波長最好是在610nm～630nm的范圍內(nèi)；并且，所述熒光體的發(fā)光峰值波長最好是在520nm～560nm的范圍內(nèi)。
當所述LED燈的相關(guān)色溫度是5000K以上，現(xiàn)色性評價的基準光源為合成日光時，所述發(fā)淺藍色光的LED元件的峰值波長最好是在450nm～460nm的范圍內(nèi)；所述發(fā)紅色光的LED元件的峰值波長最好是在600nm以上；并且，所述熒光體的發(fā)光峰值波長最好是在520nm～560nm的范圍內(nèi)。
當所述LED燈的相關(guān)色溫度不到5000K，現(xiàn)色性評價的基準光源為黑體放射時，所述發(fā)紅色光的LED元件的峰值波長最好是在615nm～650nm的范圍內(nèi)；并且，所述熒光體的發(fā)光峰值波長最好是在545nm～560nm的范圍內(nèi)。
在某實施例中，所述LED燈還包括調(diào)節(jié)所述發(fā)紅色光的LED芯片的發(fā)光強度的發(fā)光強度調(diào)節(jié)部件。
在某實施例中，所述發(fā)光強度調(diào)節(jié)部件是可變電阻器。
所述發(fā)淺藍色光的LED元件的峰值波長最好是在455nm～465nm的范圍內(nèi)；所述發(fā)紅色光的LED元件的峰值波長最好是在620nm～630nm的范圍內(nèi)；并且，所述熒光體的發(fā)光峰值波長最好是在540nm～550nm的范圍內(nèi)。
在某實施例中，所述熒光體是被所述發(fā)淺藍色光的LED元件所激發(fā)而發(fā)黃色光的黃色發(fā)光熒光體。
在某實施例中，所述發(fā)黃色光的熒光體為YAG熒光體或具有Mn發(fā)光中心的熒光體。
在某實施例中，所述熒光體是被所述發(fā)淺藍色光的LED元件所激發(fā)而發(fā)綠色光的綠色發(fā)光熒光體。
在某實施例中，所述發(fā)綠色光的熒光體為YAG熒光體、或者把從Tb、Ce、Eu以及Mn所形成的集團中選出來的至少一個作為發(fā)光中心的混合熒光體。
在某實施例中，把所述發(fā)淺藍色光的LED元件、所述發(fā)紅色光的LED元件、以及所述熒光體作為一體元件來構(gòu)成。
在某實施例中，把所述發(fā)淺藍色光的LED元件的發(fā)光部位和所述發(fā)紅色光的LED元件的發(fā)光部位設在一個芯片內(nèi)。
在某實施例中，所述發(fā)淺藍色光的LED元件以及包含所述熒光體的LED元件、和所述發(fā)紅色光的LED元件被集中構(gòu)成。
根據(jù)本發(fā)明的燈組合件包括所述LED燈和向所述LED燈提供電力的電力供給器；最好還包括反射所述LED燈所發(fā)射的光的反射板。
根據(jù)本發(fā)明的LED燈，因為設有發(fā)紅色光的LED元件，所以能在不降低燈的發(fā)光效率的前提下導入現(xiàn)有LED元件發(fā)射的白光中不足的600nm以上的光譜。因此，能提供一種色再現(xiàn)性優(yōu)良并且發(fā)光效率較高的能發(fā)白色光的LED燈。
而且，當所述發(fā)淺藍色光的LED元件的峰值波長最好是在450nm～470nm的范圍內(nèi)，所述發(fā)紅色光的LED元件的峰值波長最好是在610nm～630nm的范圍內(nèi)，并且，所述熒光體的發(fā)光峰值波長最好是在520nm～560nm的范圍內(nèi)時，能夠?qū)崿F(xiàn)具有優(yōu)異再現(xiàn)性的LED燈。而且，當還具有調(diào)節(jié)發(fā)紅色光的LED元件的發(fā)光強度的發(fā)光強度調(diào)節(jié)部件時，能調(diào)節(jié)發(fā)紅色光的LED元件的發(fā)光強度，所以能夠提供光色可變的LED燈。
下面，簡單說明附圖。


圖1是模式化地表示有關(guān)實施例1的LED燈100構(gòu)成的圖。
圖2是用來模式化地說明LED燈100的分光分布的曲線圖。
圖3是用來模式化地說明LED燈100的分光分布的曲線圖。
圖4是表示LED燈100的分光分布一例的曲線圖。
圖5(a)～(d)是表示在改變LED燈100分光分布情況下的一個例子的曲線圖。
圖6是模式化地表示構(gòu)成光色可變LED燈的電路200的電路圖。
圖7是表示LED燈100色度的標繪曲線圖。
圖8(a)是表示在3000K的情況下進行最佳化的LED燈100分光分布的圖。圖8(b)是表示Ga的色域面積比的圖。圖8(c)是表示Ga4的色域面積比的圖。
圖9(a)是表示在5000K的情況下進行最佳化的LED燈100分光分布的圖。圖9(b)是表示Ga的色域面積比的圖。圖9(c)是表示Ga4的色域面積比的曲線圖。
圖10(a)是表示在6700K的情況下進行最佳化的LED燈100分光分布的圖。圖10(b)是表示Ga的色域面積比的圖。圖10(c)是表示Ga4的色域面積比的曲線圖。
圖11(a)～(c)是表示紅色LED芯片12的發(fā)光峰值波長(nm)和Ra之間關(guān)系的圖表。
圖12(a)～(c)是表示紅色LED芯片12的發(fā)光峰值波長(nm)和Ra之間關(guān)系的圖表。
圖13(a)～(c)是表示紅色LED芯片12的發(fā)光峰值波長(nm)和Ra之間關(guān)系的圖表。
圖14(a)～(c)是用于說明發(fā)紅色以及淺藍色光的1個LED裸芯片制作工序的工序剖面圖。
圖15(a)～(c)是模式化地表示實施例3的LED裸芯片剖面構(gòu)成的圖。
圖16(a)～(c)是模式化地表示實施例3的LED裸芯片剖面構(gòu)成的圖。
圖17(a)～(c)是模式化地表示實施例3的LED裸芯片剖面構(gòu)成的圖。
圖18(a)～(c)是模式化地表示實施例3的LED裸芯片剖面構(gòu)成的圖。
圖19是模式化地表示實施例4的LED燈500構(gòu)成的圖。
圖20是模式化地表示實施例4的LED燈600構(gòu)成的圖。
圖21是模式化地表示有關(guān)實施例5的燈組合件1000構(gòu)成的圖。下面對附圖符號進行說明。
11—發(fā)淺藍色光的LED元件(淺藍色發(fā)光二極管芯片)；11a—發(fā)光強度調(diào)節(jié)元件(可變電阻)；12—發(fā)紅色光的LED元件(紅色發(fā)光二極管芯片)；12a—發(fā)光強度調(diào)節(jié)部件(可變電阻)；13—熒光體(發(fā)黃色光的熒光體、發(fā)綠色光的熒光體)；14—引線架；15—焊接導線；16—透明樹脂部；17—臺座；21—發(fā)淺藍色光的LED元件的發(fā)光頻譜；22—發(fā)黃色光的熒光體的發(fā)光頻譜；23—發(fā)紅色光的LED元件的發(fā)光頻譜；30—黑體放射軌跡；41—淺藍色LED芯片的色度；42—發(fā)黃色光的熒光體的色度；43—根據(jù)淺藍色LED芯片和發(fā)黃色光的熒光體的白色發(fā)光色度；44—紅色LED芯片的色度；52、62—發(fā)白色光的LED元件；54、64—發(fā)紅色光的LED元件；100—LED燈；110—反射板；120—電力供給器；122—光色可變標度盤；124—亮度可變標度盤；130—燈頭；500—LED燈；600—LED燈；1000—燈組合件；下面，參照附圖來說明本發(fā)明的實施例。在下面的附圖中，為了使說明更為簡明，用同一參照符號來表示實質(zhì)上具有同—功能的構(gòu)成要素。
實施例1圖1是模式化地表示有關(guān)本實施例的LED燈100構(gòu)成的圖。LED燈100包括發(fā)淺藍色光的LED元件11、發(fā)紅色光的LED元件12、被發(fā)淺藍色光的LED元件11激發(fā)而發(fā)光的熒光體13。
發(fā)淺藍色光的LED元件11例如可以是GaN系的淺藍色LED芯片；而且，發(fā)紅色光的LED元件12例如可以是AlInGaP系、GaAsP系、或者GaAlAs系的紅色LED芯片。在本實施例中的GaN系的淺藍色LED芯片是具有GaN系材料的發(fā)光層的發(fā)淺藍色光的LED裸芯片；紅色LED芯片是具有AlInGaP系、GaAsP系、或者GaAlAs系材料的發(fā)光層的發(fā)紅色光的LED裸芯片。把由這樣的材料所構(gòu)成的發(fā)光層作為LED的發(fā)光部位。
熒光體13發(fā)射的光譜是補充發(fā)淺藍色光的LED元件(淺藍色發(fā)光二極管芯片)11發(fā)射的淺藍色波長帶和發(fā)紅色光的LED元件(紅色發(fā)光二極管芯片)12發(fā)射的紅色波長帶之間的波長帶發(fā)光強度的發(fā)光光譜。熒光體13例如是被發(fā)淺藍色光的LED元件11所激發(fā)而發(fā)射從綠色到黃色范圍內(nèi)任意一種顏色的光的熒光體；最好是發(fā)黃色光的熒光體或發(fā)綠色光的熒光體。并且，熒光體13發(fā)射的光并不僅限于熒光，也可以是磷光。
圖2是用來模式化地說明LED燈100的分光分布(光譜分布)的圖，以波長為橫軸，以發(fā)光強度為縱軸。如圖2所示，LED燈100的光譜分布包括發(fā)淺藍色光的LED元件11發(fā)射的淺藍色光譜(B)21；被發(fā)淺藍色光的LED元件11所激發(fā)而發(fā)射的、從熒光體13的綠色到橙色范圍內(nèi)任意一種顏色(如黃色)的光譜(G—Y)22；發(fā)紅色光的LED芯片12發(fā)射的紅色光譜(R)23。
如圖2所示，LED燈100的分光分布除光譜21以及22之外，還包含有紅色成分的光譜23，所以能發(fā)射白色光來補充現(xiàn)有LED元件發(fā)射的白光中所缺少的600nm以上波長的光譜。紅色光譜23并不是被發(fā)淺藍色光的LED元件11所激發(fā)由熒光體發(fā)射的成分，而是由發(fā)紅色光的LED芯片12所發(fā)射的成分，所以不會降低燈的發(fā)光效率。即，當用發(fā)淺藍色光的LED元件11所發(fā)射的光來生成紅色光譜時，因為從淺藍色向紅色的轉(zhuǎn)換波長比較大，所以按照斯托克斯法則，燈的發(fā)光效率會顯著下降。對此，在燈100中，由發(fā)紅色光的LED芯片12直接生成紅色光譜23，所以不會發(fā)生燈的發(fā)光效率下降問題，就能發(fā)射出補充紅色成分的、顏色再現(xiàn)性良好的白色系光。
而且，當從各LED芯片分別直接生成圖2所示的光譜21、22以及23時，因為各LED芯片具有單色性峰值，所以難以進行擴散混色，以使之發(fā)射均一的白色系光，故此而導致產(chǎn)生色斑。在本實施例的LED燈100中，為了補充位于發(fā)淺藍色光的LED芯片11發(fā)射的淺藍色光譜21和發(fā)紅色光的LED芯片12發(fā)射的紅色光譜23之間的光譜的發(fā)光強度，使用被發(fā)淺藍色光的LED元件11所激發(fā)，由熒光體13發(fā)射的光譜22。因此，與從各LED芯片分別直接生成光譜21、22以及23的情況相比，容易進行擴散混色，其結(jié)果，就能發(fā)射出防止并抑制色斑的白色光。
發(fā)淺藍色光的LED芯片11、熒光體13以及發(fā)紅色光的LED芯片12可以分別按照發(fā)射的光譜21、22以及23的發(fā)光峰值波長來區(qū)分其各自的特征。發(fā)淺藍色光的LED芯片11例如具有500nm以下的發(fā)光峰值波長；發(fā)紅色光的LED芯片12例如具有600nm以上的發(fā)光峰值波長。并且，也可以使用例如具有540nm以下的發(fā)光峰值波長的發(fā)淺藍色光的LED芯片。在本說明書中，設定「發(fā)淺藍色光的LED芯片(淺藍色發(fā)光二極管元件)」中包含「藍綠色發(fā)光LED芯片(藍綠色發(fā)光二極管元件)」。當使用藍綠色發(fā)光LED芯片時，其構(gòu)成也可以使用被藍綠色發(fā)光LED芯片所激發(fā)而發(fā)光的熒光體。
熒光體13在發(fā)淺藍色光的LED芯片11發(fā)射的發(fā)光峰值波長和發(fā)紅色光的LED芯片12發(fā)射的發(fā)光峰值波長之間具有熒光體的發(fā)光峰值波長。當熒光體13為發(fā)黃色光的熒光體時，熒光體13在例如540nm～590nm之間，最好是在550nm～590nm之間具有發(fā)光峰值波長。并且，當熒光體13為發(fā)綠色光的熒光體時，熒光體13在例如480nm～560nm之間，最好是在500nm～560nm之間具有發(fā)光峰值波長。
如圖3所示，如光譜22較寬，則光譜21(B)和23(R)之間也可以不存在明確的發(fā)光峰值。當熒光體13不存在明確的發(fā)光峰值時，也可以在光譜21(B)和23(R)之間的區(qū)域設定一個假設的發(fā)光峰值，作為給熒光體13的光譜的附加特征。此時，可以把假設的發(fā)光峰值設定在例如光譜21(B)以及23(R)各自的發(fā)光峰值波長之間(例如中間點)。
再次參照圖1。如圖1所示的發(fā)白色光的LED燈100是把發(fā)淺藍色光的LED芯片11、發(fā)紅色光的LED芯片12以及熒光體13作為一個整體元件來構(gòu)成的。如果具體地說，發(fā)淺藍色光的LED芯片11和發(fā)紅色光的LED芯片12都被設置在作為引線架14的一部分來形成的例如盤形(或杯形)的臺座17上。在臺座17上形成熒光體13，使之覆蓋發(fā)淺藍色光的LED芯片11和發(fā)紅色光的LED芯片12。并且，因為可以使其構(gòu)成為讓熒光體13利用發(fā)淺藍色光的LED芯片11來發(fā)光，所以熒光體13的構(gòu)成也可以覆蓋發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12的一部分，也可以不覆蓋兩者。
發(fā)淺藍色光的LED芯片11的設置，要使其下端(下部端子)與臺座17相接觸，與引線14a電連接，而使其上端(上部端子)通過焊接導線15與引線14b電連接。另一方面，發(fā)紅色光的LED芯片12的設置，也要使其下端與臺座17相接觸，與引線14a電連接，要使其上端通過焊接導線15與引線14c電連接。
在本實施例中，表示了在LED裸芯片的上下端設置作為LED電極的正極和負極的例子，但并不局限于此，其構(gòu)成也可以是把正極和負極都設在LED裸芯片的一個面上。LED裸芯片能用公知的方法來制作，能通過在基片上使LED的發(fā)光層成長的方法來獲得LED裸芯片。而且，在本實施例中，是使用導線焊接來實現(xiàn)電連接的，但并不局限于此，也可以對LED芯片實施滑動芯片實裝。此時，就能在其構(gòu)成中不使用焊接導線15。
引線架14與無圖示的外部電路(如亮燈電路)電連接，如把電力提供給引線架14，使發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12工作，則從燈100中發(fā)射出補充紅色成分的白色光。而且，通過調(diào)節(jié)提供給引線架14的電力大小，就能控制燈100亮度。
用炮彈形的透明樹脂部16來密封設有發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12的臺座17、焊接導線15以及引線架14的一部分，透明樹脂部16例如由環(huán)氧樹脂和硅酮樹脂構(gòu)成。并且，透明樹脂部16的形狀并不局限于炮彈形，例如也可以設為SMD的芯片型(長方體型等)那樣的形狀。
在如圖1所示的一體元件型(單元件型)LED燈100中，對發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12使用共同的引線14a，并把發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12設置到共同的臺座17上，所以能熱結(jié)合發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12。如使兩者(11或12)熱結(jié)合，則能在近乎同一溫度下使用，所以能簡化對元件溫度特性的控制。即，當不使用共同的引線14a，而使用4條引線，把發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12分別設置到不同的臺座上使其工作時，作為半導體元件的LED芯片11以及12在其工作中有溫度依存性，所以需要分別對發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12實施元件溫度特性控制，而通過在共同的臺座17上對發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12進行熱結(jié)合，就能簡單地實施工作溫度補償。而且，圖1所示的構(gòu)成與使用4條引線的構(gòu)成相比能減少引線(引出線)的數(shù)量，所以還能降低燈的制造成本。
并且，引線架14的引線的數(shù)并不局限于把其中1條作為共同引線14a的3條，當然也可以使用沒有共同引線14a的4條引線來構(gòu)成引線架14。而且，如果使發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12各自的順電流方向為同一方向，并將兩者以串聯(lián)方式電連接，則也可以把引線數(shù)減少到2條這一最小數(shù)量。
而且，因為LED燈100為一體元件型，所以能把燈的尺寸設定得比較小。而且，因為是把發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12載置到共同的臺座17上，并在其上形成熒光體13的，所以，熒光體13能使發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)射光散射擴散。因此，能更有效地減少混光照明時的混色光斑。即，雖然在使發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)射光混合時，也會產(chǎn)生某種程度的混色光斑，但在LED燈100中，各LED芯片的發(fā)射光在通過熒光體13時發(fā)生散射擴散，進行混色，所以形成混色光斑較少的白色光。而且，如以減少混色光斑為目的，使透明樹脂部16的表面有凹凸，就能使發(fā)射光進一步散射擴散。
圖4是表示LED燈100的實際光譜分布一例的圖。從圖4可知，LED燈100的光譜分布除發(fā)淺藍色光的LED芯片11發(fā)射的光譜21(發(fā)光峰值波長460nm、峰值發(fā)光強度約40)以及發(fā)黃色光的熒光體13發(fā)射的光譜22(發(fā)光峰值波長570nm、峰值發(fā)光強度約20)之外，還包含有發(fā)紅色光的LED芯片12發(fā)射的光譜23(發(fā)光峰值波長610nm、峰值發(fā)光強度約100)。因此，如使用LED燈100就能補充采用現(xiàn)有技術(shù)的LED元件來激起熒光體時所缺少的光譜功率。
而且，因為是利用發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)射光來補充該紅色光的光譜功率，與使用紅色發(fā)光熒光體來代替補充同樣的紅色光的光譜功率的情況相比，能提高具有較高發(fā)光效率的LED燈。發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長可以如以上所述那樣設為580nm以上，但如果發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長達到600nm以上，就會由于對視覺細胞L錐體(對相當于紅色的刺激進行反應的視覺細胞)的刺激純度提高而使顯示顏色鮮艷度的色再現(xiàn)方面的特性(顏色再現(xiàn)性)變得特別優(yōu)異。因此，最好是把發(fā)光峰值波長設定到600nm以上。
而且，現(xiàn)在的實際情況是以高效率來發(fā)射超過600nm光譜的LED元件用熒光體(紅色發(fā)光熒光體)并不存在，利用比較便宜的發(fā)紅色光的LED芯片12(GaAsP系或GaAlAs系的紅色LED芯片)來補充紅色成分比較有利。當然，也可以使用雖然比較貴但具有更高發(fā)光效率的AlInGaP系的LED芯片。而且，與熒光體的光譜不同，發(fā)紅色光的LED芯片12的光譜較窄，所以能很方便地只導入在現(xiàn)有構(gòu)成中所缺少的紅色成分。
在本實施例的LED燈100中，是利用發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光來提供紅色光譜功率的，所以能用電來控制紅色光譜功率。因此，能簡單調(diào)節(jié)紅色光譜的的強度，其結(jié)果，利用簡便的構(gòu)成就能提供色溫度可變的光源。即，發(fā)黃色光的熒光體13的發(fā)光強度基本上與作為其激發(fā)源的發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光強度相關(guān)，所以通過設定發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光強度和發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光強度，就能獲得任意的光色。
圖5(a)～圖5(d)是表示用于說明光色可變的LED燈100的分光分布變化的圖。從圖5(a)到圖5(d)，紅色發(fā)光光譜23的強度越來越高。隨著紅色發(fā)光光譜23的強度的增高，LED燈100的相關(guān)色溫度降低。即，通過調(diào)節(jié)紅色發(fā)光光譜23的強度，就能任意改變LED燈100的光色。因此，能夠獲得具有例如日光色、晝白色、白色、溫白色、電燈泡色等各種相關(guān)色溫度的光色。
通過使本實施例的LED燈100具有如圖6所示那樣的電路構(gòu)成，就能實現(xiàn)光色可變的LED燈。如圖6所示的電路200包括發(fā)淺藍色光的LED芯片11、調(diào)節(jié)發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光強度的發(fā)光強度調(diào)節(jié)部件(發(fā)光強度調(diào)節(jié)器)11a、發(fā)紅色光的LED芯片12、以及調(diào)節(jié)發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光強度的發(fā)光強度調(diào)節(jié)部件(發(fā)光強度調(diào)節(jié)器)12a。在圖6所示的構(gòu)成中，使用可變電阻作為發(fā)光強度調(diào)節(jié)部件。根據(jù)該構(gòu)成能調(diào)節(jié)發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光強度比，所以能發(fā)出任意的光色。而且，還能簡單地調(diào)節(jié)燈的亮度。
并且，通過改變發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光強度比就能改變發(fā)光顏色的相關(guān)色溫度，所以即使在連接發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光強度調(diào)節(jié)部件11a中使用固定電阻，而僅僅在連接發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光強度調(diào)節(jié)部件12a中使用可變電阻，也能實現(xiàn)光色可變LED燈。作為發(fā)光強度調(diào)節(jié)部件，并不局限于可變電阻，還可以使用轉(zhuǎn)換固定電阻的部件、使用階梯電阻的部件、利用頻率進行控制的部件、根據(jù)時間分頻亮燈的部件、改變作為負載的LED元件連接個數(shù)的部件、或者轉(zhuǎn)換連接線方法的部件等。并且，因為只要改變發(fā)淺藍色光的LED芯片11以及發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光強度比就能實現(xiàn)光色可變LED燈，所以其構(gòu)成也可以是固定發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光強度，而只改變發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光強度。
圖7是表示本實施例LED燈100的色度的圖。參照圖7來說明當把發(fā)黃色光的熒光體作為熒光體13來使用時，本實施例LED燈100的光色可變范圍。發(fā)黃色光的熒光體13例如為YAG熒光體或具有Mn發(fā)光中心的熒光體。如以上所述，當把YAG熒光體作為熒光體13來使用時，從提高發(fā)光效率的觀點來說，最好是使下式中的a少一些而b多一些，這樣就可以形成綠色較強的熒光體。
YAG＝(Y1－a，Gda)3(Al1－b，Gab)5O12Ce圖7中的區(qū)域41是發(fā)淺藍色光的LED芯片11的色度，發(fā)淺藍色光的LED芯片11在從440nm到480nm附近的范圍內(nèi)具有發(fā)光峰值。曲線42是發(fā)黃色光的熒光體(YAG熒光體)13的色度。YAG熒光體13的組成中，a越少而b越多則在圖7中的色度坐標上Y越大而X越小。YAG熒光體13在從440nm到480nm附近的范圍內(nèi)具有激發(fā)頻譜峰值，所以能被在區(qū)域41具有發(fā)光光色范圍的發(fā)淺藍色光的LED芯片11高效激發(fā)。
被區(qū)域41和曲線42所包圍的范圍45的色度構(gòu)成利用發(fā)淺藍色光的LED芯片11和發(fā)黃色光的熒光體(YAG熒光體)13能夠?qū)崿F(xiàn)的理論性色度范圍。但是，即使是在范圍45之內(nèi)，發(fā)光光色越接近曲線42，作為激發(fā)源的淺藍色光的LED芯片11自身的輸出越減少，所以，實際上，如果要從LED燈獲得高效率的發(fā)光，則最好把色溫度可變范圍設定在位于范圍45內(nèi)的區(qū)域41和曲線42中間的色度范圍內(nèi)。與這種范圍內(nèi)的白色光色度混色的發(fā)紅色光的LED芯片12的色度范圍44，從現(xiàn)色的觀點出發(fā)，應在600nm附近。因此，在較寬的相關(guān)色溫度范圍內(nèi)，為使被混光的光不從黑體放射軌跡30離開，根據(jù)淺藍色光的LED芯片11和發(fā)黃色光的熒光體13的白色光的色度最好是位于黑體放射軌跡30上方的、具有較高相關(guān)色溫度的范圍43之內(nèi)。
其結(jié)果是能在由范圍43內(nèi)的白色光色度和范圍44內(nèi)的發(fā)紅色光的LED芯片12的色度所包圍的色度范圍(即，圖中的線31和線32之間的區(qū)域)內(nèi)實現(xiàn)能改變相關(guān)色溫度的LED燈。換言之，就能獲得按照JIS和CIE(國際照明委員會)所規(guī)定的熒光燈的光源顏色的色度范圍的發(fā)光顏色(JIS；日光色、晝白色、白色、溫白色、電燈泡色。CIE；日光、冷白色、白色、暖白色)，并且，能夠?qū)崿F(xiàn)能在所連結(jié)的這些發(fā)光顏色色度范圍的區(qū)域色度內(nèi)改變其光色的光色可變LED燈。圖中的線33表示改變本實施例的LED燈100色度的例子。即，表示能以更接近黑體放射軌跡30的狀態(tài)來大幅度地改變相關(guān)色溫度的例子。
在圖7所示的例子中，如將發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長設定為630nm以下，則該光色變化的軌跡沿著黑體放射的軌跡，所以能在較寬的相關(guān)色溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)黑體放射軌跡30附近的光色可變。其結(jié)果是能提高平均現(xiàn)色評價數(shù)。
并且，如果不以能在較寬范圍內(nèi)改變相關(guān)色溫度為目的，而是以作為較低色溫度光源來使用，則在由發(fā)淺藍色光的LED芯片11和發(fā)黃色光的熒光體13所決定的范圍43內(nèi)的白色光色度和發(fā)紅色光的LED芯片44的色度包圍的范圍，并不限定在線31和線32之間的區(qū)域內(nèi)，可以在范圍45內(nèi)適當決定。
在所述實施例中，就使用黃色發(fā)光熒光體作為熒光體13的情況進行了說明，但取代黃色發(fā)光熒光體，也可以使用由發(fā)淺藍色光的LED芯片11所激發(fā)而發(fā)綠色光的綠色發(fā)光熒光體。綠色發(fā)光熒光體具有例如從480nm到560nm的發(fā)光峰值波長，作為綠色發(fā)光熒光體，例如可以使用YAG熒光體、或把Tb、Ce、Eu以及Mn內(nèi)的至少一個作為發(fā)光中心的混合熒光體。并且，為了改善作為照明光的現(xiàn)色性，也可以使用多種發(fā)光峰值波長不同的熒光體。因為目前尚不存在在視感效率最高的555nm附近高效發(fā)光的LED元件，所以利用熒光體發(fā)光來彌補其附近的發(fā)光具有較大的意義。而且，在所述實施例中，表示了使用無機熒光體的情況，但也可以使用具有同樣發(fā)光峰值的有機熒光體來取代無機熒光體。伴隨著有機EL的發(fā)展，近年來研究開發(fā)了適宜實用的有機熒光體，所以正在進入不僅可以使用無機熒光體，而且也可以使用有機熒光體的階段。
與黃色發(fā)光熒光體一樣，綠色發(fā)光熒光體的發(fā)光強度也基本上與作為該激發(fā)源的淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光強度相關(guān)，所以只要設定發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光強度和發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光強度，就能獲得任意的光色。因此，即使在使用綠色發(fā)光熒光體的情況下，也能實現(xiàn)具有簡便構(gòu)成的光色可變LED照明光源。
時至今日，在人的相對可見度最高的555nm附近的帶域上具有發(fā)光頻譜的達到在工業(yè)上能實際應用水平的高效率的發(fā)綠色光的LED元件，實際上還不存在，所以利用熒光體的發(fā)光來高效率實現(xiàn)在該帶域上的發(fā)光，具有很大的意義。
而且，當使用綠色發(fā)光熒光體來構(gòu)成時，能把發(fā)淺藍色光的LED芯片11、發(fā)綠色光的熒光體13、以及發(fā)紅色光的LED芯片12的各發(fā)光頻譜集中到R·G·B的比較窄的帶域范圍內(nèi)。因此，能構(gòu)成如3波長帶域發(fā)光型光源那樣表示色域面積比較大的具有鮮艷的色再現(xiàn)特性的光源。即，根據(jù)該構(gòu)成，即使在用于逆光燈的情況下，也能進行高亮度的、并且色再現(xiàn)的色域面積較廣的顯示。即使在本構(gòu)成中，如使發(fā)紅色光的LED的發(fā)光峰值波長為600nm以上，則與發(fā)黃色光的熒光體情況一樣，因為能提高對紅色的刺激純度，所以能獲得更優(yōu)良的色再現(xiàn)性。
并且，當使用綠色發(fā)光熒光體來構(gòu)成時，從照明光的現(xiàn)色性的角度考慮，發(fā)淺藍色光的LED芯片11的峰值波長最好是在440nm—470nm的范圍內(nèi)；發(fā)綠色光的熒光體的發(fā)光峰值波長最好是在520nm～560nm的范圍內(nèi)；而且，發(fā)紅色光的LED芯片12的峰值波長最好是在600nm～650nm的范圍內(nèi)。而且，從作為逆光燈的色再現(xiàn)色性的角度考慮，發(fā)淺藍色光的LED芯片11的峰值波長最好是在440nm以下；發(fā)綠色光的熒光體的發(fā)光峰值波長最好是在510nm～550nm的范圍內(nèi)；而且，發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長應在610nm以上，最好是在630nm以上。
實施例2在本實施例中，就發(fā)淺藍色光的LED芯片11、發(fā)紅色光的LED芯片12以及熒光體13的理想組合來進行說明。根據(jù)所述實施例1的LED燈100，如以上所述，由于能利用發(fā)紅色光的LED芯片12導入現(xiàn)有LED元件發(fā)射的白光中不足的紅色光譜，因此，能提供一種色再現(xiàn)性優(yōu)良的LED燈。在評價該LED燈的色再現(xiàn)性方面存在的問題是色再現(xiàn)性的評價方法。下面，就此問題進行說明。
在實施例1的LED燈100中，導入了以往不足的紅色光譜，所以不難理解，表示紅色可見度的特殊現(xiàn)色評價數(shù)R9以及平均現(xiàn)色評價數(shù)Ra與現(xiàn)有的白色LED燈相比有所提高。但是，LED燈的色再現(xiàn)性僅用根據(jù)這些評價指數(shù)的評價方法來判斷是不適當?shù)?。即，與以往作為照明用光源使用的熒光燈、電燈泡、以及HID光源的發(fā)光相比，LED的發(fā)光具有其色彩看上去非常鮮艷的特點，但是，只用以往的平均現(xiàn)色評價數(shù)和特殊現(xiàn)色評價數(shù)來進行評價，不能充分反映把LED作為光源時的現(xiàn)色性特征。LED的發(fā)光色彩看上去非常鮮艷是將LED用于照明時的特征性現(xiàn)象，并且，起因于在半值寬的較窄的窄帶域內(nèi)具有沒有副發(fā)光波長的高色純度的分光分布這一LED的特征。
實施例1的LED燈100在可視發(fā)光帶域中的短波長一側(cè)的淺藍色和長波長一側(cè)的紅色上具有在LED半值寬的較窄帶域內(nèi)的發(fā)光(參照圖4)。因此，與熒光燈等光源相比，能夠使發(fā)光色彩看上去非常鮮艷。本發(fā)明者經(jīng)反復試驗、探討，成功地導出了適合于LED燈100的分光分布。下面，首先說明本發(fā)明者所進行的有關(guān)LED燈100色再現(xiàn)性的最佳化方法，而后，說明表示LED燈100優(yōu)異色再現(xiàn)性的理想分光分布例。
首先，說明根據(jù)以往現(xiàn)色性評價數(shù)的評價問題。以往的現(xiàn)色性評價數(shù)，是當把具有與要評價的光源同等的相關(guān)色溫度的合成日光和黑體放射等基準光源的各種現(xiàn)色評價比色圖表的色再現(xiàn)設為100時，評價所要評價的評價光源的各種現(xiàn)色評價比色圖表的色再現(xiàn)究竟與該基準光源的色再現(xiàn)偏離了多少，并將其指標化。因此，當評價光源的現(xiàn)色與基準光源的現(xiàn)色一致時，評價最高。當評價比色圖表不如基準光源的現(xiàn)色鮮艷，看上去結(jié)果不理想時，當然現(xiàn)色評價就低了，但反之如果評價比色圖表比基準光源的現(xiàn)色鮮艷，看上去結(jié)果比較理想時，評價也很低。即存在著以下問題在顏色看上去很鮮艷、很醒目的情況下，現(xiàn)色評價卻很低。
在當今的日常生活中，人們經(jīng)常接觸的不僅是木、石等中等色度的自然物，還有數(shù)不盡的帶有如鮮艷的藍色和黃色那樣的人工著色的工業(yè)制品。因此，當評價比色圖表比基準光源的現(xiàn)色看上去更鮮艷時，給其光源以低評價不一定能說是恰當?shù)脑u價。為此，本發(fā)明者為了發(fā)揮LED光源的特征，對LED燈進行了最佳化的分光分布。下面，對該最佳化的方法進行說明。
光源的現(xiàn)色性評價方法具有國際調(diào)整性，在日本，則是在JIS Z8726中被公開。其中，雖然并非國際規(guī)格所規(guī)定，但把利用色域面積比的方法作為“利用現(xiàn)色評價數(shù)之外的現(xiàn)色性評價方法”作為被一般認可的方法進行了公開。該方法是利用由平均現(xiàn)色評價數(shù)計算用的試驗色(R1～R8)構(gòu)成的色域面積比來進行評價的方法。更具體地說，該評價方法是使用用來計算平均現(xiàn)色評價數(shù)的R1～R8的色度坐標，求出連結(jié)由基準光源現(xiàn)色的色度坐標上的8點時的色度坐標上的面積，和連結(jié)由評價光源現(xiàn)色的色度坐標上的8點時的色度坐標上的面積比，以此作為色域面積比Ga。
根據(jù)該評價方法，當Ga小于100時，因為顏色的色度減少了，所以有看上去不鮮艷的傾向性，另外，當Ga大于100時，因為顏色的色度增加了，所以有看上去鮮艷的傾向性。這樣，如果不用根據(jù)與基準光源的色再現(xiàn)性的偏差來評價，而用色域面積比來評價，則在看上去鮮艷時，即使Ra較低也仍能得到表示有看上去鮮艷的傾向的評價。似乎可以認為，該評價方法在評價作為LED特征的鮮艷現(xiàn)色性方面，是有效的評價指標。但當僅使用該指標時，雖然如提高Ga就會評價良好，但對同樣的評價試驗色進行了評價的Ra較低，與根據(jù)與基準光源的色再現(xiàn)性的偏差來進行評價的不協(xié)調(diào)感很強。即，當僅使用Ga的指標時，就失去了與Ra的指標之間的協(xié)調(diào)性。
因此，作為新的評價指標，本發(fā)明者導入了使用作為有關(guān)色彩鮮艷的紅、黃、綠、藍的特殊現(xiàn)色評價數(shù)的R9～R12的色域面積比。根據(jù)該評價指標的評價方法是利用公開使用所述R1～R8評價試驗色的Ga的JISZ8726所披露的計算方法，使用R9～R12來代替R1～R8評價試驗色，求出色域面積比。以下，將根據(jù)特殊現(xiàn)色評價數(shù)R9～R12的色域面積比稱作Ga4。
R1～R8原本是為了評價自然物看上去的微妙差異而選出的具有中等色度的試驗色。與此相對，R9—R12原本是為了評價色彩鮮艷物的外部顏色而選出的評價比色圖表。因此，通過使用Ga4，抽出認為鮮艷的物體，檢查一下看上去是否鮮艷，就能正確地進行評價。即，由于中等色度的微妙差異，對于要求正確判斷其顏色的物體外觀，對Ga和Ra的值接近100的自然物顏色進行忠實的再現(xiàn)，并且，對希望進行鮮艷色再現(xiàn)的物體外觀，實施Ga上升那種色彩鮮艷的色再現(xiàn)，就能使色再現(xiàn)達到最佳化。如果進行這種最佳化，就能使色彩的對比度提高，有利于增強與減弱，從而能進行更自然的色再現(xiàn)。
本發(fā)明者對所述實施例1的LED燈100實施最佳化處理，取得如下效果。
(1)如果發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長是600nm以上，就能提高平均現(xiàn)色評價數(shù)Ra。而且，如果設定在610nm—630nm的范圍內(nèi)，則能一面提高Ra一面提高Ga4，并且，能提高Ga4使其高于Ga。即如果是在該范圍內(nèi)，就能對要求微妙且精密色再現(xiàn)的中等色度的顏色，進行忠實的色再現(xiàn)，而對高色度的顏色則能進行色彩鮮艷的色再現(xiàn)。
如果發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長是470nm以下，就能提高Ra。而且，如果設定在450nm～470nm的范圍內(nèi)，則能一面提高Ra一面提高Ga4，并且，能提高Ga4使其高于Ga。
與這種LED芯片組合的熒光體13的發(fā)光峰值波長最好是在520nm～560nm的范圍內(nèi)。如果設定在545nm～560nm的范圍內(nèi)，則往往能提高Ra，就會更好。
(2)在LED燈100的相關(guān)色溫度是5000K以上，現(xiàn)色性評價的基準光源為合成日光的情況下，發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長最好是在450nm～460nm的范圍內(nèi)，發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長最好是在600nm以上，并且，熒光體13的發(fā)光峰值波長最好是在520nm～560nm的范圍內(nèi)。
(3)在LED燈100的相關(guān)色溫度是5000K未滿，現(xiàn)色性評價的基準光源為黑體放射的情況下，發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長最好是在615nm～650nm的范圍內(nèi)，并且，熒光體13的發(fā)光峰值波長最好是在545nm～560nm的范圍內(nèi)。
(4)當能使LED燈100的相關(guān)色溫度從低到高進行變化的情況下，發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長最好是在455nm～465nm的范圍內(nèi)，發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長最好是在620nm～630nm的范圍內(nèi)，并且，熒光體13的發(fā)光峰值波長最好是在540nm～550nm的范圍內(nèi)。
用圖8～圖10以及表1～表3來表示實施了色再現(xiàn)的最佳化的LED燈100的例子。
圖8(a)作為相關(guān)色溫度較低的代表，表示在3000K的情況下進行最佳化的LED燈100分光分布的一個例子。3000K是在常用照明光源中的接近相關(guān)色溫度下限的水平。3000K時，在計算Ra時，進行比較的基準光源是黑體放射。在該例中的發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長是460nm，發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長是625nm，并且，熒光體13的發(fā)光峰值波長是545nm。
圖8(b)是表示有關(guān)具有圖8(a)所表示的分光分布的LED燈100的根據(jù)Ga的色域面積比的圖。而且，圖8(c)是表示根據(jù)Ga4的色域面積比的圖。在以下所述表1中，在以上所述條件的基礎上，再結(jié)合有關(guān)圖8(a)的LED燈100的光色色度值(x，y)、Duv、現(xiàn)色性(Ra、R1～R15)、色域面積比來進行表示。
下面說明表1。
與圖8(a)相同，圖9(a)作為相關(guān)色溫度中等的代表，是表示在5000K的情況下進行最佳化的LED燈100的分光分布的一例。5000K是在計算Ra時，把進行比較的基準光源從黑體放射轉(zhuǎn)換為合成日光的關(guān)鍵。在該例中的發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長是460nm，發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長是640nm，并且，熒光體13的發(fā)光峰值波長是545nm。圖9(b)以及圖9(c)分別是表示Ga以及Ga4的色域面積比的圖。與表1相同，在以下所述表2中，在以上所述條件的基礎上，再結(jié)合有關(guān)圖9的LED燈100的光色色度值(x，y)、Duv、現(xiàn)色性(Ra、R1～R15)、色域面積比來進行表示。
下面說明表2。
而且，圖10(a)是表示在6700K的情況下進行最佳化的LED燈100分光分布的一例。6700K是在常用照明光源中的接近相關(guān)色溫度上限的水平。6700K時，在計算Ra時，進行比較的基準光源是合成日光。在該例中的發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長是460nm，發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長是640nm，并且，熒光體13的發(fā)光峰值波長是545nm。圖10(b)以及圖10(c)分別是表示Ga以及Ga4的色域面積比的圖。與表1相同，在以下所述表3中，在以上所述條件的基礎上，再結(jié)合有關(guān)圖10的LED燈100的光色色度值(x，y)、Duv、現(xiàn)色性(Ra、R1～R15)、色域面積比來進行表示。
下面說明表3。
關(guān)于發(fā)淺藍色光的LED芯片11、發(fā)紅色光的LED芯片12、以及熒光體13的組合，將本發(fā)明者在最佳化時所探討的類型代表例表示在圖11～圖13中。在圖中的縱軸上取LED燈100的Ra，在橫軸上取發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長(nm)。LED燈100的Ra根據(jù)實測值或模擬試驗的結(jié)果來獲得。對圖中各要點(圓標記、三角標記、四角標記)實施圖8(a)～(c)以及表1那樣的探討。
圖11(a)～(c)分別表示相關(guān)色溫度為3000K、5000K、6700K時的例子。把發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長固定在450nm，使熒光體13的發(fā)光峰值從520nm的綠色變化到560nm的黃色(560nm(圓標記)、545nm(三角標記)、520nm(四角標記))。使發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長(nm)從595nm變化到670nm的。
同樣，圖12(a)～(c)分別表示相關(guān)色溫度為3000K、5000K、6700K時的例子，把發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長固定在460nm。另外，圖13(a)～(c)分別表示相關(guān)色溫度為3000K、5000K、6700K時的例子，把發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長固定在470nm。
根據(jù)圖8～圖13以及表1～3的結(jié)果，進一步詳細說明所述本發(fā)明者的觀點。
在JIS中，把高現(xiàn)色性的3波長域發(fā)光型熒光燈規(guī)定為Ra80以上。以Ra80以上的高現(xiàn)色性為目標來設計LED燈100時，如果綜合所述結(jié)果。則提高平均現(xiàn)色評價數(shù)的范圍是把發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值設定為600nm以上的范圍。如果設定這種范圍，就能實現(xiàn)Ra80以上的LED燈100。特別是平均現(xiàn)色評價數(shù)較高的點或者看上去平均現(xiàn)色評價數(shù)有飽和傾向的理想范圍是紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值為610nm～630nm。當設定這種范圍時，就能對要求微妙且精密色再現(xiàn)的中等色度的顏色進行忠實的色再現(xiàn)，而且，因為在可視發(fā)光帶域的短波長一側(cè)和長波長一側(cè)兩方具有半值寬較窄且色純度較高的LED光譜，所以，能對高色度的顏色進行色彩鮮艷的色再現(xiàn)。即能夠?qū)崿F(xiàn)除了Ra的高度之外，還具有色度對比度的、即具有顏色變化層次的理想視環(huán)境。
提高平均現(xiàn)色評價數(shù)的范圍是把發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長設定在470nm以下的范圍。當發(fā)光峰值波長比470nm長時，相關(guān)色溫度高的LED燈100的實現(xiàn)特別困難，并且，根據(jù)試驗的確認，Ra超過80很困難。并且，當發(fā)光峰值波長比470nm長時，即使要實現(xiàn)相關(guān)色溫度較低的LED燈100，也會因為能提高Ra的發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值的組合范圍較窄而受到限制。另外，發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長下限最好是450nm以上。如低于450nm，則，Ra超過90很困難。并且，特別是當實現(xiàn)相關(guān)色溫度較高的LED燈100時，能組合的熒光體13的發(fā)光波長的帶域進一步受到限制。
如從發(fā)光效率的角度來討論，則可以這樣說，如果發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長離開610nm～630nm的范圍，則發(fā)光效率(1m/W)降低，所以即使從發(fā)光效率的角度來考慮，也最好設定在610nm～630nm的范圍內(nèi)。并且，如降低發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長至450nm以下，則發(fā)光效率(1m/W)降低，所以與發(fā)紅色光的LED燈12一樣，最好把發(fā)淺藍色光的LED燈11也設定在450nm以上。
而且可知，與LED芯片(特別是LED燈11)組合的熒光體13的發(fā)光峰值范圍最好是設定在520nm～560nm的范圍內(nèi)。在與各種LED芯片的組合中，總的來看，把熒光燈13的發(fā)光峰值范圍設定在能獲得較高Ra值的545nm～560nm的范圍內(nèi)更為理想。
而且，還明確了以下問題，即，在從低色溫度到高色溫度的廣大相關(guān)色度范圍內(nèi)使用同一LED芯片和同一熒光體，并具有同一峰值波長，而只改變其功率比的LED燈100的情況下，為了提高平均現(xiàn)色評價數(shù)，把發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長最好是設定在455nm—465nm的范圍內(nèi)，把發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長最好是設定在620nm～630nm的范圍內(nèi)，把熒光體13的發(fā)光峰值波長最好是設定在540nm～550nm的范圍內(nèi)。
不對能大幅度改變光色的光源進行特殊化，如果考慮以各種相關(guān)色溫度來對Ra為90以上的高現(xiàn)色性的實現(xiàn)進行特殊化的情況，就可如以下所說。并且，Ra為90以上的高現(xiàn)色性是用CIE的現(xiàn)色性區(qū)分所說的現(xiàn)色性集團1A(Ra≥90)，精密的現(xiàn)色性應達到對所需的用途(例如美術(shù)館用)具有能充分使用的水平。當相關(guān)色溫度比較高，現(xiàn)色性評價的基準光源為合成日光時(即，5000K以上的情況)，發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長最好是在600nm以上，并且，發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長最好是在450nm～460nm的范圍內(nèi)，而且，被組合的熒光體13的發(fā)光峰值波長最好是在520nm～545nm的范圍內(nèi)。另一方面，當相關(guān)色溫度比較低，并且現(xiàn)色性評價的基準光源為黑體放射時，發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長是在615nm～650nm的范圍內(nèi)，并且，被組合的熒光體的峰值波長可以在545nm～560nm的范圍內(nèi)。
而且，Ra以及Ga較高，并且Ga4也較高的理想例子是圖8～圖10所示的組合例子。并且，不難理解，即使是在該組合的各發(fā)光峰值波長稍微偏離的情況下(例如，±5～10nm)，也能夠?qū)崿F(xiàn)Ra以及Ga較高，并且Ga4也較高的LED燈100。
在相關(guān)色溫度較低的情況下(例如，3000K)，發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長是460nm，發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長是625nm，并且，熒光體13的發(fā)光峰值波長是545nm。在該范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)Ra＝92.4、Ga＝103.3、以及Ga4＝109.3的LED燈100。
在相關(guān)色溫度中等的情況下(例如，5000K)，發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長是460nm，發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長是640nm，并且，熒光體13的發(fā)光峰值波長是545nm。在該范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)Ra＝94.3、Ga＝101.6、以及Ga4＝112.9的LED燈100。
在相關(guān)色溫度較高的情況下(例如，6700K)，發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)光峰值波長是460nm，發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)光峰值波長是640nm，并且，熒光體13的發(fā)光峰值波長是545nm。在該范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)Ra＝92.2、Ga＝96.6、以及Ga4＝107.5的LED燈100。
本實施例的LED燈在Ra較高的范圍內(nèi)進行了根據(jù)Ga以及Ga4的最佳化的討論，所以在各試驗色的色再現(xiàn)分布中歪斜較少，并且，能形成看上去色彩更鮮艷的光源。即，用于特殊現(xiàn)色評價數(shù)的R9～R12的鮮艷的紅、黃、綠、淺藍的試驗色是代表人工制作的鮮艷色彩的試驗比色圖表，所以在Ra(以及Ga)較高的條件下，把由該試驗比色圖表所構(gòu)成的Ga4最大化，就能使自然色看上去更自然，同時還能實現(xiàn)只把鮮艷的顏色更鮮艷地現(xiàn)色的光源。這些鮮艷顏色的物體分光反射率，一般以特定的波長為界，表示急峻的分光分布，所以能夠合理地利用分光分布的半值寬較窄的發(fā)光二極管。其結(jié)果，能更自然地再現(xiàn)自然物的顏色，并且，能夠?qū)崿F(xiàn)以更鮮艷的色彩來再現(xiàn)具有人工性鮮艷色彩的物體的、色彩對比度鮮明并且以往所沒有的高品位的照明光源。
當把使色彩看上去更鮮艷作為主要目的時，因為可以不必使Ra的值超過所需值太多，所以能實現(xiàn)這種LED燈的范圍應比以上所述的范圍更廣。
實施例3參照圖14～圖18來說明有關(guān)本發(fā)明實施例3的LED燈。在所述實施例1中，LED燈100是由一個發(fā)淺藍色光的LED裸芯片11以及一個發(fā)紅色光的LED裸芯片12，共計兩個LED裸芯片來構(gòu)成的，但是在本實施例中，LED燈是由包含發(fā)淺藍色光的LED的發(fā)光部位和發(fā)紅色光的LED的發(fā)光部位兩者的一個LED裸芯片來構(gòu)成的。這一點與所述實施例1的LED燈100不同。其他方面，因為與所述實施例1相同，所以為了說明的簡單化，這里省略或簡化對與實施例1相同點的說明。并且，實現(xiàn)LED燈100最佳化的所述實施例2的構(gòu)成，不用說也能適用于本實施例的LED燈。
在本實施例中，由于使用發(fā)射兩種顏色的一個LED裸芯片，所以與必須并列設置兩個發(fā)光裸芯片的實施例1相比，具有以下優(yōu)點。即，因為只使用一個LED裸芯片，所以紅色以及淺藍色兩者的發(fā)光位置在一個LED裸芯片上不受限制，接近同一。其結(jié)果是，能實現(xiàn)更有利于混色的LED燈。而且，因為紅色發(fā)光部位和淺藍色發(fā)光部位兩者的熱結(jié)合更方便，所以能把兩發(fā)光部位之間的溫度均一化。其結(jié)果是，可以把兩者在熱性方面看作是同一體，從而能使對于熱對光發(fā)射的影響所進行的反饋控制變得比較容易。
最初，參照圖14(a)～(c)來說明制作發(fā)射紅色光和淺藍色光的一個LED裸芯片的工序。
首先，如圖14(a)所示，在發(fā)光二極管成膜用的基板115上形成至少包含P型半導體層、N型半導體層以及活性層的第一發(fā)光二極管發(fā)光層111(以下，將「發(fā)光二極管發(fā)光層」稱作「LED發(fā)光層」)。
其次，如圖14(b)所示，剝離基板115，得到第一LED發(fā)光層111。基板115的剝離，可以根據(jù)基板115以及LED發(fā)光層的種類適當?shù)剡M行選擇，例如，可以采用利用基板115的研磨、機械性的剝離、或腐蝕的方法來除去基板115，也可以采用利用熱壓來剝離等方法。
然后，如圖14(c)所示，在形成有第二LED發(fā)光層112的基板115’上粘上第一LED發(fā)光層111，就得到發(fā)射兩種顏色光的LED裸芯片。這樣，當把發(fā)淺藍色光的LED發(fā)光層和發(fā)紅色光的LED發(fā)光層雙方或其中任意一方剝離之后，粘在一起，制作成一個LED裸芯片。
下面，參照圖15～圖18來例示粘接組合的類型。這種粘接組合的變化有很多，但下面只表示主要類型。并且，為方便起見，把第一LED發(fā)光層作為發(fā)淺藍色光的LED發(fā)光層111，把第二LED發(fā)光層作為發(fā)紅色光的LED發(fā)光層112。在這些LED發(fā)光層的周圍形成熒光體13。
圖15(a)是表示在基板115具有導電性情況下的雙面電極構(gòu)造的例子。在這種構(gòu)造的情況下，可以夾著基板115，在上側(cè)的發(fā)淺藍色光的LED發(fā)光層111的上面設置一個電極，在下側(cè)的發(fā)紅色光的LED發(fā)光層112的下面設置一個電極。
圖15(b)是表示發(fā)光二極管基板為非導電性情況下的單面電極構(gòu)造的例子。在這種構(gòu)造的情況下，可以夾著基板115，在上側(cè)的發(fā)淺藍色光的LED發(fā)光層111的上面設置兩個電極，在下側(cè)的發(fā)紅色光的LED發(fā)光層112的下面設置兩個電極。
圖15(c)是表示在基板115具有導電性情況下的單面電極構(gòu)造和雙面電極構(gòu)造組合的例子。在這種構(gòu)造的情況下，可以夾著基板115，在上側(cè)的發(fā)淺藍色光的LED發(fā)光層111的上面設置一個電極，在下側(cè)的發(fā)紅色光的LED發(fā)光層112的下面設置兩個電極。
圖16(a)是表示在基板115具有導電性情況下，在基板115的單側(cè)堆積LED發(fā)光層的例子。在這種構(gòu)造的情況下，可以在上側(cè)的發(fā)紅色光的LED發(fā)光層112的上面設置一個電極，在基板115的下面設置一個電極。
圖16(b)是表示在基板115具有導電性情況下，在基板115的單側(cè)堆積雙面電極以及單面電極的LED發(fā)光層的例子。在這種構(gòu)造的情況下，可以在基板115的上面設置一個電極，在下側(cè)的發(fā)紅色光的LED發(fā)光層112的下面設置兩個電極。
圖16(c)是表示夾著基板115，在下側(cè)配置發(fā)射短波長光的LED發(fā)光層(發(fā)淺藍色光的LED發(fā)光層)111，而在上側(cè)配置被來自發(fā)射該短波長光的LED發(fā)光層111的光所激發(fā)而發(fā)光的LED活性層(發(fā)紅色光的LED活性層)112’的構(gòu)造。在這種構(gòu)造的情況下，可以在LED發(fā)光層111的下面設置兩個電極。
圖15以及圖16所示的構(gòu)造是許多可以考慮的組合中的一例，各種發(fā)光色的LED發(fā)光層的替換組合的變動，原本在圖15(c)、圖16(a)～(c)所示的構(gòu)造中就有上下關(guān)系倒置的類型。
而且，也可以不將各種LED發(fā)光層(111，112)積層到同一基板115的單側(cè)或雙側(cè)來構(gòu)成，而是將其在空間上并列設置在同一基板115上構(gòu)成。圖17以及圖18表示這種構(gòu)成例。
圖17(a)表示把各種顏色LED發(fā)光層(111，112)形成到一個導電性基板115上的構(gòu)造。在這種構(gòu)造的情況下，可以在基板115的下側(cè)設置一個共同電極，并且，在各LED發(fā)光層的上面各設置一個電極。
圖17(b)表示把各種顏色LED發(fā)光層(111，112)形成到一個非導電性基板115上的構(gòu)造。在這種構(gòu)造的情況下，可以在各LED發(fā)光層的上面各設置兩個電極。
圖17(c)表示將圖17(b)所示構(gòu)造的上下關(guān)系倒置的類型。
圖18(a)是表示把各種顏色的LED發(fā)光層(111，112)形成到一個導電性基板115上的構(gòu)造。在這種構(gòu)造的情況下，可以在基板115的下側(cè)設置一個共同電極，并且，在各LED發(fā)光層的上面各設置一個電極和在各LED發(fā)光層的上面各設置兩個電極的情況混合存在。
圖18(b)表示原樣并列設置LED發(fā)光層的構(gòu)造。在這種構(gòu)造情況下，不需要基板115，同時也可以不進行圖14(c)所示的粘合工序。
圖18(c)表示原樣積層兩個雙面電極LED發(fā)光層的構(gòu)造。在這種構(gòu)造情況下，不需要基板115，而且，按照這種考慮問題的方法，還可以有積層單面電極以及雙面電極的LED發(fā)光層的變動和積層4個LED發(fā)光層的變動。
圖17以及圖18所示的構(gòu)造也是以上多種可選擇組合中的一例，各種發(fā)光色的LED發(fā)光層的替換組合的變動，原本也有在圖17(a)、圖18(a)以及(b)所示的構(gòu)造中的上下關(guān)系倒置的類型。
本實施例是把發(fā)淺藍色光的LED元件11的發(fā)光層111、發(fā)紅色光的LED元件12的發(fā)光層112、作為一個LED芯片來一體構(gòu)成的，所以，兩者的發(fā)光位置不受限制并接近同一，更有利于混色。而且，因為兩者的熱結(jié)合更方便，所以能把兩發(fā)光層之間的溫度均一化，可以把兩者在熱性方面看作是同一體。其結(jié)果是，能夠使對于熱對光發(fā)射的影響所進行的反饋控制變得比較容易。
實施例4下面參照圖19來說明有關(guān)本發(fā)明實施例4的LED燈500。圖19是模式化地表示LED燈500構(gòu)成的圖。相對于所述實施例1的LED燈100的一體元件構(gòu)成，本實施例的LED燈500不是一體元件構(gòu)成而是集團構(gòu)成，這一點與實施例1不同。以下為了說明的簡單化，主要說明與實施例1不同的地方，而省略或簡化對與實施例1相同點的說明。
如圖19所示，本實施例的LED燈500具有平面集團構(gòu)成，包括由發(fā)淺藍色光的LED芯片11和被發(fā)淺藍色光的LED芯片11激發(fā)而發(fā)光的黃色發(fā)光熒光體13所構(gòu)成的發(fā)白色光的LED元件52；包含發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)紅色光的LED元件54。即，平面排列設置發(fā)白色光的LED元件52和發(fā)紅色光的LED元件54。
在本實施例中，發(fā)白色光的LED元件52包含密封設置在線架14的臺座17上的發(fā)淺藍色光的LED芯片11和覆蓋它的黃色發(fā)光熒光體13的炮彈型透明樹脂部16；發(fā)紅色光的LED元件54包含設置在線架14的臺座17上的紅色光的LED芯片12和密封它的炮彈型透明樹脂部16。例如交替設置發(fā)白色光的LED元件52和發(fā)紅色光的LED元件54。
在本實施例的LED燈500中，能夠在分別單獨制作了構(gòu)成材料不同的發(fā)白色光的LED元件52以及發(fā)紅色光的LED元件54之后，將它們集中到一個燈組合件中，所以能最佳化地單獨設置各種LED元件。而且，能選擇各種LED元件中的優(yōu)良品，將它們集中到一個燈組合件中，所以能提高工業(yè)成品率。而且還具有容易進行散熱設計這一優(yōu)點。
而且，即使是在發(fā)淺藍色光的LED芯片11的發(fā)射光束和發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)射光束不同的情況下，因為各種LED芯片是被作為單個元件來構(gòu)成的，所以能任意設定該集團數(shù)的比率，其結(jié)果是能提高燈設計上的自由度。即，與集中按一定的比率事先裝在一個元件內(nèi)的發(fā)淺藍色光的LED芯片11和發(fā)紅色光的LED芯片12的元件相比，本實施例的構(gòu)成能提高燈設計上的自由度。
并且，在LED燈500的情況下，作為發(fā)光源的各種光色的LED芯片52以及54作為單獨元件，在空間上互相遠離的地方發(fā)光，所以與所述實施例1的LED燈100的一體元件構(gòu)成相比，具有混光斑增大的傾向。為了降低這種混色光斑，也可以采用如圖20那種具有立體性集中構(gòu)成的LED燈600。
LED燈600包括由發(fā)淺藍色光的LED芯片11和被發(fā)淺藍色光的LED芯片11激發(fā)而發(fā)光的黃色發(fā)光熒光體13所構(gòu)成的發(fā)白色光的LED元件62；包含發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)紅色光的LED元件64，其設置要使發(fā)白色光的LED元件62和發(fā)紅色光的LED元件64分別具有不同的高度。根據(jù)LED燈600，因為是分別立體設置單獨元件62以及64，所以能使LED元件62以及LED元件64所發(fā)射的光互相反射和折射，其結(jié)果是能降低混色光斑。并且，LED燈600的構(gòu)成，要使之通過組合配光特性較窄的炮彈形狀的LED元件62和配光特性較寬的角形形狀的LED元件64，能進一步改善混光特性。
如所述實施例1所說明的那樣，LED燈500以及600的構(gòu)成，要使之能夠改變發(fā)白色光的LED芯片52(或62)和發(fā)紅色光的LED芯片54(或64)的發(fā)光強度比，還要使之成為光色可變的LED燈。而且，還可以使用綠色發(fā)光熒光體來代替黃色發(fā)光熒光體。此時，可以集中組合發(fā)淺藍色光的LED芯片11和被發(fā)淺藍色光的LED芯片11激發(fā)而發(fā)光的綠色發(fā)光熒光體的發(fā)深綠色光的LED元件52(或62)，和具有發(fā)紅色光的LED芯片12的發(fā)紅色光的LED元件54(或64)來構(gòu)成，作為LED燈500(或600)。
并且，在所述實施例中，雖然作為發(fā)淺藍色光的LED元件(發(fā)淺藍色光的LED芯片)11，使用了GaN系的發(fā)淺藍色光的LED芯片(GaN系不僅有GaN，還包含AlInGaN和InGaN)，并組合GaN系的發(fā)淺藍色光的LED芯片和黃色發(fā)光熒光體來使用；但并不局限于此，也可以使用ZnSe系的發(fā)淺藍色光的LED元件(ZnSe系的發(fā)淺藍色光的LED芯片)，并利用ZnSe系的發(fā)淺藍色光的LED元件(ZnSe系的發(fā)淺藍色光的LED芯片)來使ZnSe基板發(fā)射黃色熒光，來作為發(fā)白色光的LED元件的構(gòu)成。
實施例5所述實施例1的LED燈和向所述LED燈提供電力的電力供給器組合能構(gòu)成燈組合件。圖21是模式化地表示有關(guān)實施例5的燈組合件1000構(gòu)成的圖。
本實施例的燈組合件1000包括所述實施例1的LED燈100、反射由LED燈100所發(fā)射的光的反射板110、向所述LED燈100提供電力的電力供給器120、連結(jié)電力供給器120的燈頭130。在反射板110的底面上可以設置多個LED燈100，例如，可以設置10～200個。而且，如果反射板110與LED燈100熱結(jié)合，則反射板110能起到散熱器的作用，所以能對LED燈100散熱性的提高做出貢獻。其結(jié)果是能延長LED燈100的使用壽命。可以使用擴散反射板(例如，白色反射板)和鏡面反射板(反射鏡)作為反射板110。
經(jīng)本發(fā)明者確認，在設有約60個LED燈100的燈組合件1000的情況下，光束(包含在光束角內(nèi)的光束)是60lm，燈的使用壽命是10000小時，而且發(fā)光效率約為30～50lm/w。可知該特性與組合非LED燈的鹵素電燈泡和分色鏡的以往的燈組合件的特性(光束約60lm，壽命2000小時，發(fā)光效率約15lm/w)相比，非常優(yōu)異。而且，因為安裝在LED燈組合件1000上的LED燈100是半導體元件，所以也沒有電燈泡破裂的問題。因此，還具有容易使用的優(yōu)點。
而且，通過把LED燈100設定為光色可變的LED燈，還能提供光色可變的LED燈組合件1000。此時，可以在電力供給器120上設置如圖6所示的電路200。例如可以在電力供給器120上設置AC/DC轉(zhuǎn)換器等。在如圖21所示的例子中，其構(gòu)成是在電力供給器120上安裝光色可變標度盤122和亮度可變標度盤124，通過操作標度盤就能分別調(diào)節(jié)照明的光色和亮度。
在本實施例中使用LED燈100進行了說明，但并不局限于此，也可以通過組合實施例2以及實施例3的LED燈、實施例4的LED燈500或600、以及電力供給器120，來構(gòu)成燈組合件。并且，能根據(jù)各種實際用途來決定設置或不設置燈組合件1000的反射板110和燈頭130。而且，也可以使其構(gòu)成為把60個左右的LED燈100作為一個組合件，而把該一個組合件作為一個光源來使用。而且，也可以使其構(gòu)成為使用多個該組合件。
因為在本發(fā)明的LED燈中設有發(fā)紅色光的LED元件，所以本發(fā)明能提供一種色再現(xiàn)性優(yōu)良并且發(fā)光效率也較高的能發(fā)白色光的LED燈。而且，當還具有用于調(diào)整發(fā)紅色光LED元件的發(fā)光強度的發(fā)光強度調(diào)整部件時，還能調(diào)整發(fā)紅色光LED元件的發(fā)光強度，所以能夠提供能改變光色的LED燈。
表1
表2
表權(quán)利要求
1.一種LED燈，其特征是包括發(fā)淺藍色光的LED元件、發(fā)紅色光的LED元件、以及被所述發(fā)淺藍色光的LED元件激發(fā)的熒光體；所述熒光體發(fā)射的光譜用于補充所述發(fā)淺藍色光的LED元件發(fā)射的淺藍色波長帶和所述發(fā)紅色光的LED元件發(fā)射的紅色波長帶之間的波長帶的發(fā)光強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征是所述發(fā)紅色光的LED元件的峰值波長是600nm以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征是所述發(fā)淺藍色光的LED元件的峰值波長是在450nm～470nm的范圍內(nèi)；所述發(fā)紅色光的LED元件的峰值波長是在610nm～630nm的范圍內(nèi)；并且，所述熒光體的發(fā)光峰值波長是在520nm～560nm的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征是當所述LED燈的相關(guān)色溫度是5000K以上，并且現(xiàn)色性評價的基準光源為合成日光時，所述發(fā)淺藍色光的LED元件的峰值波長是在450nm～460nm的范圍內(nèi)；所述發(fā)紅色光的LED元件的峰值波長是在600nm以上；并且，所述熒光體的發(fā)光峰值波長是在520nm～560nm的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征是當所述LED燈的相關(guān)色溫度為不到5000K，并且現(xiàn)色性評價的基準光源為黑體放射時，所述發(fā)紅色光的LED元件的峰值波長是在615nm～650nm的范圍內(nèi)；并且，所述熒光體的發(fā)光峰值波長是在545nm～560nm的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征是還包括調(diào)節(jié)所述發(fā)紅色光的LED元件的發(fā)光強度的發(fā)光強度調(diào)節(jié)部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED燈，其特征是所述發(fā)光強度調(diào)節(jié)部件是可變電阻器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED燈，其特征是所述發(fā)淺藍色光的LED元件的峰值波長是在455nm～465nm的范圍內(nèi)；所述發(fā)紅色光的LED元件的峰值波長是在620nm～630nm的范圍內(nèi)；并且，所述熒光體的發(fā)光峰值波長是在540nm～550nm的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任意1項所述的LED燈，其特征是所述熒光體是被所述發(fā)淺藍色光的LED元件所激發(fā)而發(fā)黃色光的黃色發(fā)光熒光體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED燈，其特征是所述發(fā)黃色光的熒光體為YAG熒光體或具有Mn發(fā)光中心的熒光體。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～8中任意1項所述的LED燈，其特征是所述熒光體是被所述發(fā)淺藍色光的LED元件所激發(fā)而發(fā)綠色光的綠色發(fā)光熒光體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的LED燈，其特征是所述發(fā)綠色光的熒光體是YAG熒光體、或把從Tb、Ce、Eu以及Mn所形成的族中選出的至少一個作為發(fā)光中心的混合熒光體。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征是所述發(fā)淺藍色光的LED元件、所述發(fā)紅色光的LED元件、以及所述熒光體被作為一體元件來構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的LED燈，其特征是所述發(fā)淺藍色光的LED元件的發(fā)光部位和所述發(fā)紅色光的LED元件的發(fā)光部位被設置在一個芯片內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED燈，其特征是所述發(fā)淺藍色光的LED元件以及包含所述熒光體的LED元件、和所述發(fā)紅色光的LED元件被成組構(gòu)成。
16.一種燈組合件，其特征是包括權(quán)利要求1所述的LED燈和向所述LED燈提供電力的電力供給器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的燈組合件，其特征是還包括反射所述LED燈所發(fā)射的光的反射板。
全文摘要
一種LED燈100,包括:發(fā)淺藍色光的LED元件11;發(fā)紅色光的LED元件12;被所述發(fā)淺藍色光的LED元件11所激發(fā),發(fā)射用于補充所述發(fā)淺藍色光的LED元件11發(fā)射的淺藍色波長帶和所述發(fā)紅色光的LED元件12發(fā)射的紅色波長帶之間的波長帶的發(fā)光強度的光譜的熒光體13。是一種色再現(xiàn)性優(yōu)良并且發(fā)光效率較高的LED燈。
文檔編號F21K7/00GK1326230SQ0111592
公開日2001年12月12日 申請日期2001年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月31日
發(fā)明者清水正則, 下村容子, 田村哲志, 永井秀男, 松井伸幸 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社