專利名稱：Led燈泡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方式涉及LED燈泡。
背景技術(shù)：
使用發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光裝置被廣泛應(yīng)用于液晶顯示裝置的背光源、信號裝置、各種開關(guān)類、車載用燈、一般照明等的照明裝置。特別是，由LED和熒光體組合而成的白光型LED燈作為白熾電燈泡的替代品而受到關(guān)注，其研發(fā)在迅速進(jìn)展。作為采用LED燈的燈泡(以下稱為LED燈泡)，例如已知具有一體型構(gòu)造的燈泡，所述燈泡在設(shè)有燈泡燈口的基體部上安裝有球形罩，并在球形罩內(nèi)配置有LED芯片，在基體部內(nèi)還設(shè)有LED芯片的點亮電路。
現(xiàn)有的LED燈泡中，將發(fā)藍(lán)色光的LED芯片(藍(lán)色LED)和吸收從藍(lán)色LED發(fā)射的藍(lán)色光后發(fā)出黃色光的黃色熒光體(YAG熒光體等)組合使用，通過藍(lán)色LED發(fā)出的藍(lán)色光與來自黃色熒光體的黃色光的混色而得到白色光。由藍(lán)色LED與黃色熒光體組合而得到的LED燈泡具有容易確保亮度的特征。對于基于藍(lán)色LED發(fā)出的藍(lán)色光與來自黃色熒光體的黃色光的混色的白色光，其用平均顯色指數(shù)(Ra)等進(jìn)行評價的顯色性較差。對于現(xiàn)有的由藍(lán)色LED與黃色熒光體組合而成的LED燈泡，其光的分布偏向于藍(lán)色成分和黃色成分，紅色成分的光不足。因此，在LED燈泡所發(fā)出的光下觀看物體時的反射光與日光下所見的自然色有差異。此外，由于現(xiàn)有的LED燈泡中將藍(lán)色LED發(fā)射的光用于產(chǎn)生白色光，因此，難以使整個燈泡亮度均勻。據(jù)此，被認(rèn)為在降低燈泡的閃爍和局部的晃眼現(xiàn)象即所謂的眩光方面存在困難。專利文獻(xiàn)I :日本專利特開2005-005546號公報專利文獻(xiàn)2 :日本專利特開2009-170114號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明試圖解決的課題在于提供實現(xiàn)了顯色性提高和眩光降低的LED燈泡。實施方式的LED燈泡包括LED模塊、設(shè)有LED模塊的基體部、以及安裝在基體部上以覆蓋LED模塊的球形罩。LED模塊設(shè)有安裝于基板上的發(fā)射紫外或紫色光的LED芯片。基體部中設(shè)有使LED芯片點亮的點亮電路和與點亮電路進(jìn)行電連接的燈口。在球形罩的內(nèi)表面上，與LED芯片間隔開地設(shè)有熒光膜。熒光膜可吸收LED芯片發(fā)射的紫外或紫色光后發(fā)出白色光，具有80 μ m以上800 μ m以下范圍的膜厚。從實施方式的LED燈泡的球形罩漏出的紫外線量被設(shè)為O. lmff/nm/lm以下。


圖I是以局部剖面表不依據(jù)實施方式I的LED燈泡的圖。圖2是表示依據(jù)實施方式2的LED燈泡的圖。圖3是表示LED燈泡中的熒光體膜的膜厚與紫外線漏出量及相對亮度之間的關(guān)系的圖。圖4是說明熒光體膜的膜厚測定方法的圖。圖5是說明在熒光體膜有凹凸的情況下規(guī)定膜厚的方法的圖。
具體實施例方式以下，參照

實施方式的LED燈泡。圖I是以局部剖面表示依據(jù)實施方式I的LED燈泡的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示依據(jù)實施方式2的LED燈泡的圖。這兩個圖所示的LED燈泡I包括LED模塊2、設(shè)有LED模塊2的基體部3、安裝于基體部3上以覆蓋LED模塊2的球形罩4、隔著絕緣構(gòu)件5安裝于基體部3的下端部的燈口 6、以及設(shè)于基體部3內(nèi)的點売電路(未圖不)。 LED模塊2具有安裝在基板7上的發(fā)射紫外或紫色光的LED芯片8?；?上面安裝有多個LED芯片8。發(fā)射紫外或紫色光的LED芯片8采用InGaN類、GaN類、AlGaN類等的發(fā)光二極管。在基板7的表面(如果需要還可在內(nèi)部)設(shè)有布線網(wǎng)絡(luò)(未圖示)，LED芯片8的電極與基板7的布線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電連接。在LED模塊2的側(cè)面或底面上引出有省略圖示的布線，該布線與設(shè)于基體部3內(nèi)的點亮電路(未圖示)進(jìn)行電連接。LED芯片8通過經(jīng)由點亮電路而施加的直流電壓來進(jìn)行點亮。在球形罩4的內(nèi)表面上，設(shè)有吸收從LED芯片8發(fā)射的紫外或紫色光后發(fā)出白色光的熒光膜9。與現(xiàn)有的將熒光體顆粒分散在LED芯片的密封樹脂中的LED模塊不同，熒光膜9與LED芯片8隔開地設(shè)于球形罩4的內(nèi)表面。施加于LED燈泡I的電能由LED芯片8轉(zhuǎn)換成紫外或紫色光，再由熒光膜9轉(zhuǎn)換成波長更長的光后作為白色光而被發(fā)出。從LED燈泡I發(fā)出的白色光僅由熒光膜9的發(fā)光構(gòu)成，這與現(xiàn)有的由藍(lán)色LED與黃色熒光體組合而成的LED燈泡不同。在LED燈泡I中，由于設(shè)于球形罩4的整個內(nèi)表面的熒光膜9會發(fā)光，因此，與現(xiàn)有的將熒光體顆粒分散在密封樹脂中的LED模塊不同，能夠使整個熒光膜9表面發(fā)光，白色光會從熒光膜9全方位擴(kuò)展。還有，由于與現(xiàn)有的由藍(lán)色LED和黃色熒光體組合的LED燈泡不同，僅用來自熒光膜9的發(fā)光獲得白色光，因此，能夠抑制局部亮度不均勻等現(xiàn)象。據(jù)此，可獲得無閃爍的、均勻柔和的白色光。也就是說，與現(xiàn)有的由藍(lán)色LED和黃色熒光體組合而成的LED燈泡相比，能夠?qū)ED燈泡I的眩光大幅度降低。球形罩4的形狀并無特別限制，可以采用如圖I所示的穹頂形狀和圖2所示那樣的茄子形狀。此外，圖2省略了球形罩4內(nèi)結(jié)構(gòu)的圖示，但是除了球形罩4的形狀不同之外，圖2所示的LED燈泡I具有與圖I所示的LED燈泡I相同的結(jié)構(gòu)。球形罩4由透光性構(gòu)件構(gòu)成，例如可使用具有透光性的玻璃制球形罩4和樹脂制球形罩4等。球形罩4具有例如與白熾電燈泡同等的大小。LED燈泡I發(fā)光的顏色由LED芯片8的發(fā)光波長和構(gòu)成熒光膜9的熒光體的組合決定。與發(fā)射紫外或紫色光的LED芯片8組合而得到白色光時，熒光膜9優(yōu)選地由包含藍(lán)色熒光體、綠色或黃色熒光體和紅色熒光體的混合熒光體(BGR或者BYR熒光體)構(gòu)成?；旌蠠晒怏w還可以包含選自藍(lán)綠色熒光體和深紅色熒光體的至少一種熒光體。構(gòu)成混合熒光體的各種熒光體并無特別限制，但是，基于與LED芯片8發(fā)出的紫外或紫色光組合、還有所得到的白色光的色溫和顯色性(平均顯色指數(shù)Ra等)的觀點，優(yōu)選地使用以下所示的熒光體。優(yōu)選的是，作為藍(lán)色熒光體采用發(fā)光的峰值波長范圍為43(T460nm的熒光體，使用例如具有式(I)表示的成分的銪(Eu)激活的堿土類氯磷酸鹽熒光體。通式(Sivx_y_zBaxCayEuz)5(PO4)3· Cl... (I)(式中，x、y、及z 是滿足 O 彡 X < O. 5、0 彡 y < O. 1,0. 005 彡 z < O. I 的數(shù))優(yōu)選的是，作為綠色或黃色熒光體采用發(fā)光的峰值波長范圍為49(T580nm的熒光體，使用例如從具有式⑵表示的成分的銪(Eu)和錳(Mn)激活的堿土類鋁酸鹽熒光體、具有式⑶表示的成分的銪(Eu)和錳(Mn)激活的堿土類硅酸鹽熒光體、具有式⑷表示的成分的銪(Eu)激活的塞隆熒光體、和具有式(5)表示的成分的銪(Eu)激活的塞隆熒光體中選出的至少一種熒光體。通式(Ba1HzSrxCayEuz)(Mg1^uMnu) Al10O17--- (2)(式中，x、y、z、及u 是滿足 O < X < O. 2、0 ^ y < O. 1、0· 005 < z < O. 5、0· I < u
<O. 5的數(shù))通式(SrHnuBaxMgyEuzMnu)2SiO4... (3)(式中，x、y、z、及u是滿足O. I ^ X ^ O. 35,0. 025 ^ y ^ O. 105、0· 025 彡 z 彡 O. 25、O. 0005彡u彡O. 02的數(shù))通式(Si,Al) 6 (O, N) 8 :Eux... (4)(式中，X是滿足O< X < O. 3的數(shù))通式(SivxEux)α SieAl γ0δΝω... (5)(式中，X、α、β、Υ、δ、及ω 是滿足 O < χ < 1、0 < α ^ 3,12 ^ β 彡 14、2彡Y彡3·5、1彡δ彡3、20彡ω彡22的數(shù))優(yōu)選的是，作為紅色熒光體采用發(fā)光的峰值波長范圍為58(T630nm的熒光體，使用例如從具有式(6)表示的成分的銪(Eu)激活的氧硫化鑭熒光體、具有式(7)表示的成分的銪(Eu)激活的CASN熒光體、和具有式(8)表示的成分的銪(Eu)激活的塞隆熒光體中選出的至少一種熒光體。通式(LanyEuxMy)202S... (6)(式中,M表示從Sm、Ga、Sb、及Sn中選出的至少一種元素，x和y是滿足O.08 < χ
<O. 16,0. 000001 < O. 003 的數(shù))通式(Cah_ySrxEuy)SiAlN3…(7)(式中，χ和y是滿足O彡χ< O. 4、0 < y < O. 5的數(shù))通式(SivxEux)α SieAl γ0δΝω... (8)(式中，χ、α、β、Υ、δ、及ω 是滿足 O < χ < 1、0 < α 彡 3、5 彡 β 彡 9、
I^ Y ^ 5、0· 5 ^ δ ^ 2,5 ^ ω ^ 15 的數(shù))優(yōu)選的是，作為藍(lán)綠色熒光體采用發(fā)光的峰值波長范圍為46(T490nm的熒光體，使用例如具有式(9)表示的成分的銪(Eu)和錳(Mn)激活的堿土類硅酸鹽熒光體。通式(Bah_y_z_uSrxMgyEuzMnu)2Si04...(9)(式中，x、y、z、及u是滿足O. I ^ χ ^ O. 35,0. 025 ^ y ^ O. 105、0· 025 彡 z 彡 O. 25、O. 0005彡u彡O. 02的數(shù))優(yōu)選的是，作為深紅色熒光體采用發(fā)光的峰值波長范圍為63(T780nm的熒光體，使用例如具有式(10)表示的成分的錳(Mn)激活的氟鍺酸鎂熒光體。通式aMgO · β MgF2 · (Ge1-JVInx) O2 …(10)(式中，α、β、及χ 是滿足 3. O 彡 α 彡 4. 0,0. 4 彡 β 彡 O. 6,0. 001 彡 χ 彡 O. 5
的數(shù))構(gòu)成混合熒光體的各種熒光體的比率根據(jù)LED燈泡I的發(fā)光的顏色等適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，優(yōu)選的是，例如混合熒光體含有以質(zhì)量比來表示在1(Γ60%范圍內(nèi)的藍(lán)色熒光體；以質(zhì)量比來表示在(Γ10%范圍內(nèi)的藍(lán)綠色熒光體；以質(zhì)量比來表示在f 30%范圍內(nèi)的綠色或黃色熒光體；以質(zhì)量比來表示在3(Γ90%范圍內(nèi)的紅色熒光體；以及以質(zhì)量比來表示在(Γ35%范圍內(nèi)的深紅色熒光體。采用這樣的混合熒光體，能夠以同一熒光品種得到相關(guān)色溫為6500ΙΓ2500Κ這樣大范圍的白色光。在現(xiàn)有的將藍(lán)色LED和黃色熒光體組合使用的情況下，只是2色的組合由于含有偏差而難以調(diào)整到2800Κ的燈泡色，需要增加用藍(lán)色激勵發(fā)光的紅色熒光體?！晒饽?通過以下過程形成例如先將混合熒光體的粉末同由有機(jī)樹脂等構(gòu)成的粘合劑混合，將該混合物(例如漿料)涂布在球形罩4的內(nèi)表面，然后進(jìn)行加熱、固化?；旌蠠晒怏w粉末的平均粒徑(粒度分布的中値(D50))優(yōu)選:Γ50μπι的范圍。通過使用具有這樣的平均粒徑的混合熒光體(熒光體顆粒)，能夠提高LED芯片8發(fā)射的紫外或紫色光的吸收效率，使得改善LED燈泡I的亮度成為可能。在作為LED燈泡I的激勵源使用發(fā)射紫外或紫色光的LED芯片8的情況下，與現(xiàn)有的由藍(lán)色LED和黃色熒光體組合而成的LED燈泡不同，如上所述，可以由各種熒光體構(gòu)成熒光膜9。也就是說，由于構(gòu)成熒光膜9的熒光體種類的選擇范圍較大，因此，能夠提高LED燈泡I發(fā)出的白色光的顯色性等。具體而言，能夠得到相關(guān)色溫6500Κ以下、平均顯色指數(shù)(Ra) 85以上的白色光。通過獲得這樣的白色光，能夠改善作為白熾燈泡的替代品的LED燈泡I的實用性等。LED芯片8為紫外或紫色光型(發(fā)光峰值波長為35(T430nm)的LED即可，但是特別優(yōu)選使用發(fā)光峰值波長為37(T410nm的范圍且發(fā)射光譜的半值寬度為l(Tl5nm的LED芯片8。將這樣的LED芯片8和由上述的混合熒光體(BGR或BYR熒光體、再根據(jù)需要加入藍(lán)綠熒光體和深紅色熒光體而得的混合熒光體)構(gòu)成的熒光膜9組合起來使用時，不管LED芯片8的輸出偏差如何都能得到對于相關(guān)色溫(光色)穩(wěn)定的白色光，使得提高LED燈泡I的成品率成為可能。而對于現(xiàn)有的由藍(lán)色LED和黃色熒光體的組合而言，由于LED芯片的輸出偏差直接影響到相關(guān)色溫(光色)，因此LED燈泡的成品率容易降低。還有，優(yōu)選的是面安裝于基板7上的多個LED芯片8用透明樹脂層10覆蓋。也就是說，優(yōu)選的是LED模塊2包括面安裝于基板7上的多個LED芯片8、和設(shè)于基板7上透以覆蓋多個LED芯片8的透明樹脂層10。優(yōu)選的是，透明樹脂層10采用例如硅樹脂和環(huán)氧樹脂等，特別是使用耐紫外線性優(yōu)良的硅樹脂。如此，通過用透明樹脂層10覆蓋多個LED芯片8,從各LED芯片8發(fā)射的光相互傳播,能夠緩和成為眩光形成原因之一的光的局部的強(qiáng)弱，并能提聞光的提取效率。可是，重要的是在使用發(fā)射紫外或紫色光的LED芯片8作為熒光膜9的激勵源時，抑制紫外線從球形罩4漏出。從球形罩4漏出的紫外線可能會對存在于LED燈泡I附近和設(shè)有LED燈泡I的室內(nèi)空間等中的印刷品、食品、藥品、人體等造成不良影響。考慮到這一點，實施方式的LED燈泡I將從球形罩4漏出的紫外線量(紫外線的能量)設(shè)為O. lmff/nm/Im以下。若是這樣的紫外線漏出量，則為與熒光燈等現(xiàn)有照明燈具同等水平或其以下，可極大地抑制印刷品顏色變差、食品藥品變質(zhì)、以及對人體等的不良影響，能夠提高LED燈泡I的實用性。為了降低來自球形罩4的紫外線漏出量，增加熒光膜9的膜厚是有效的。這里，為了獲得僅從熒光膜9發(fā)出的白色光，可以將實施方式的LED燈泡I的熒光膜9的膜厚增大，在這種情況下也不會給LED燈泡I發(fā)出的白色光的色度等帶來影響。但是，如果熒光膜9的膜厚過分厚，則LED燈泡I的亮度會降低。因此，實施方式的LED燈泡I具有膜厚為80^800 μ m的熒光膜9。通過采用膜厚為8(Γ800 μ m的熒光膜9，既能將從球形罩4漏出的紫外線量降至O. lmff/nm/lm以下，又能抑制LED燈泡I的亮度的降低。在通過后述的測定系統(tǒng)而測得的發(fā)射光譜中，紫外線的漏出量表示為370nm以上415nm以下范圍的紫外或紫色光的峰值(單位mW/nm)除以LED燈泡I的光束(單位1m)所得的值(單位mW/nm/lm)。此外，所謂上述波長范圍的發(fā)光峰值，是表示存在發(fā)光峰值的 波長上的光譜高度，不是表示發(fā)射光譜的面積。所謂370nm以上415nm以下范圍的紫外或紫色光的峰值是LED芯片8本身的所發(fā)出的光。在LED芯片8發(fā)射的光的總量被熒光膜9吸收的情況下，在上述波長范圍內(nèi)不存在發(fā)光峰值。但是，由于熒光膜9的吸收效率不會是100%,因此，仍有LED芯片8發(fā)射的光的一部分殘存。這個實施方式中，將熒光膜9的膜厚加厚，使得LED芯片8的殘存光不發(fā)射到LED燈泡I的外部，然而盡管如此還是有一部分光漏到外部。這個實施方式中規(guī)定的紫外線的漏出量簡單地表示為相對于LED燈泡I發(fā)射光的總量、以何種程度的比率包含LED芯片8所直接發(fā)出的光。還有，雖然定義為紫外線的漏出量，但實際上也包含紫外線以外的發(fā)光成分。例如，在使用發(fā)光峰值波長為405nm的LED芯片8的情況下，有50%以上的紫色光和不到50%的紫外線的混合光從球形罩4漏出。這里，將紫色光和紫外線的混合光總括地定義為紫外線的漏出量。圖3表示熒光膜9的膜厚與來自球形罩4的紫外線漏出量和LED燈泡I點亮?xí)r的亮度(相對亮度)之間的關(guān)系。這里，在穹頂形狀的聚碳酸酯制球形罩4的內(nèi)表面形成膜厚不同的熒光膜9，調(diào)查了熒光膜9的膜厚與紫外線的漏出量之間的關(guān)系。再有，球形罩4的厚度為約I. 5_、透光率為88%。熒光膜9用以下熒光體粉末的混合物(色溫2700K)形成作為藍(lán)色熒光體的平均粒徑28. O μ m的Eu激活的氯磷酸鹽熒光體粉末、作為綠色熒光體的平均粒徑30. 5 μ m的Eu和Mn激活的硅酸鹽熒光體粉末、以及作為紅色熒光體的平均粒徑29. 2 μ m的Eu激活的氧硫化鑭熒光體粉末。如圖3所示，紫外線的漏出量隨著熒光膜9的膜厚增大而減小，特別是在達(dá)到膜厚100 μ m之前急劇減小，其后緩慢減小。根據(jù)這一點，在上述條件下，對于抑制紫外線的漏出量來說，希望將熒光膜9的膜厚設(shè)為100 μ m以上。這時，膜厚100 μ m下的紫外線的漏出量為O. 104mW/nm/lm。僅從抑制紫外線漏出量的觀點看，熒光膜9的膜厚越厚越好，但是如果過分厚，則熒光膜9的亮度會降低。在上述條件下熒光膜9的亮度在膜厚為約500 μ m時成為最大，在約700 μ m處相對亮度降至70%。這時的LED燈泡I的亮度為35 [lm/ff]，再降低就會有實用上的問題。因此，熒光膜9的膜厚優(yōu)選設(shè)為700 μ m以下。熒光膜9的亮度和膜密度根據(jù)構(gòu)成熒光膜9的熒光體顆粒的粒徑而變化。因此，紫外線的漏出量和熒光膜9的亮度受到熒光體粒徑的影響。通常熒光體的粒徑越小最適膜厚就越薄。在上述條件下，使用平均粒徑為約30 μ m的熒光體顆粒，然而，熒光體的平均粒徑也可以小于或大于該值。如前文所述，這個實施方式的LED燈泡I優(yōu)選使用平均粒徑為3 50 μ m范圍的熒光體。因此，用平均粒徑為約3 μ m的熒光體形成熒光膜9來測定紫外線漏出量的情況下，能夠通過將熒光膜9的膜厚設(shè)為80 μ m以上，使紫外線的漏出量成為O. lmff/nm/lm以下。還有，在使 用平均粒徑為約50 μ m的熒光體的情況下，最適膜厚向厚于圖3所示的數(shù)據(jù)的方向偏移，但是如果膜厚超過800 μ m,則LED燈泡I的亮度會低于35 [lm/ff]。此外，在使用平均粒徑為3 μ m的熒光體的情況下，僅考慮亮度的話，即使膜厚為80 μ m以下，也能得到實用的亮度，但是如果熒光膜9的膜厚薄到一定的値以下，則紫外線的漏出量會增多，因此膜厚以80 μ m為界限。這里，將熒光膜9及其膜厚定義如下。熒光膜9是含有熒光體粉末的被膜狀構(gòu)件，通常以有機(jī)樹脂等為粘合劑，由熒光體顆粒形成連續(xù)被膜。用作粘合劑的有機(jī)樹脂并無特別限定，凡是具有透光性和粘接能力的有機(jī)樹脂均可。使熒光體顆粒結(jié)合而成為被膜狀的粘合劑不限于有機(jī)樹脂，只要具有同樣性能，則也可使用無機(jī)材料(無機(jī)粘合劑)。熒光膜9可以是單層膜，也可以是多層膜。如果為單層膜，熒光膜9的膜厚即指其自身的膜厚。在熒光膜9為多層膜的情況下，無視各單層膜各自的膜厚而將多層膜整體看作單個膜，以從重疊的多個單層膜的最上端到最下端的厚度作為熒光膜9的膜厚。在這種情況下，不論是由同一種類的熒光體構(gòu)成的多層膜，還是由不同種類的熒光體構(gòu)成的多層膜，膜厚的定義均相同。還有，即使在各單層膜的一部分存在間隙、或存在夾雜物的情況下，也無視其存在而看作單個膜，測定其整體厚度作為熒光膜9的膜厚。熒光膜9的膜厚的整體定義如上，詳細(xì)規(guī)定如下。熒光膜9中當(dāng)然含有熒光體顆粒，而其分布狀態(tài)卻各種各樣。特別是，在使用有機(jī)樹脂等作為粘合劑的熒光膜9中，存在熒光膜9中熒光體顆粒與樹脂分離、熒光體顆粒偏析的情況。例如，在將硅樹脂用作有機(jī)樹脂的情況下，通過在涂布熒光體粉末與樹脂的混合物后進(jìn)行加熱干燥，使樹脂固化后形成(固化)熒光膜9。這時，在直到樹脂完全固化的期間會出現(xiàn)這樣的情況樹脂液中熒光體顆粒發(fā)生沉淀，熒光膜9下部的熒光體顆粒緊密的層與上部的熒光體顆粒疏松的層發(fā)生分離。在這樣的情況下，實質(zhì)上只是熒光體存在的部分或者具有與熒光體相同功能的部分被看作熒光膜9。但是，具體分為如下的兩種狀態(tài)加以定義。第一種狀態(tài)是，使用幾乎不吸收近紫外線的樹脂等作為粘合劑。在這種情況下，即使是單層的熒光膜9，也是將實質(zhì)上存在熒光體顆粒的部分視為熒光膜，而將實質(zhì)上不存在熒光體顆粒的部分視為單純的樹脂層而從熒光膜9的膜厚中去除。作為有機(jī)粘合劑，一般使用不吸收紫外線的樹脂材料。其原因在于，如果樹脂材料吸收紫外線，則存在這樣的可能性即，用于使熒光體發(fā)光的紫外線量會減少，亮度會降低。并且，還有樹脂材料受紫外線照射而劣化、從而發(fā)生膜剝離等的可能性。不含熒光體顆粒的僅為樹脂的層不發(fā)光也不吸收紫外線，因此不被看作熒光膜9。第2種狀態(tài)是，使用吸收近紫外線一定量以上的樹脂等作為粘合劑。如第一種狀態(tài)中所述，一般不選擇吸收紫外線的材料作為粘合劑。但是，主動利用紫外線吸收能力的情況屬于例外。作為極端的例子，設(shè)想在熒光膜9上直接形成100%樹脂材料(粘合劑)的紫外線吸收層的情況。在這個實施方式中，熒光體的平均粒徑優(yōu)選為Γ50 μ m的范圍。熒光膜9的亮度依賴于所構(gòu)成的熒光體的粒徑，存在熒光體粒徑越小、亮度最大的膜厚越薄的傾向。對于抑制紫外線的漏出量來說，熒光膜9的膜厚需要至少80 μ m以上。因此，以熒光體的平均粒徑為3 μ m以上為優(yōu)選。但是，在使用例如平均粒徑2. 5 μ m的熒光體的情況下，膜厚為約65 μ m的熒光膜可得到大致相同的亮度。但是，由于熒光膜的膜厚比80 μ m薄，因此，紫外線的漏出量超出了 O. lmW/nm/lm。在這種情況下,如果以例如30 μ m的膜厚在突光膜9上形成透明樹脂的紫外線吸收層，則熒光膜的亮度大致相等，同時紫外線的漏出量降低。這時，紫外線吸收層中不含熒光體顆粒，但是在紫外線吸收能力方面能取得與熒光體顆粒存在時相同的效果，因此，實質(zhì)上也可將紫外線吸收層看作熒光膜9的一部分而添加到熒光膜9的膜厚上。在這種情況下，熒光膜9的膜厚不是65 μ m，而成為增加了紫外線吸收層的厚度(30 μ m)后的 95 μ m0紫外線吸收層產(chǎn)生的效果不僅在熒光膜9的膜厚的下限値附近，在其上限値附近也同樣。例如，如果形成膜厚800 μ m的熒光膜并在其上形成50 μ m的紫外線吸收層，則可得到其亮度與膜厚為800 μ m的熒光體的單獨膜大致相等、而紫外線漏出量有改善的熒光膜。在這種情況下，由于膜厚800 μ m的熒光體的單獨膜的紫外線的漏出量已經(jīng)成為規(guī)定値以下，因此，在該熒光膜上形成膜厚10 μ m的紫外線吸收層也好，形成膜厚為100 μ m的紫外線吸收層也好，紫外線的漏出量均在規(guī)定値以下。如果在熒光膜9的膜厚的上限値附近將紫外線吸收層的膜厚添加到熒光膜的膜厚上，則上限値成了含糊的數(shù)値。因此，在這樣的情況下，為了方便起見將實質(zhì)上有熒光體顆粒存在的部分的厚度理解為熒光膜9的膜厚。此外，在上述的熒光膜9的定義中，所謂不吸收紫外線的有機(jī)粘合劑(樹脂材料)，是指與道康寧公司制的硅樹脂·Ε6-6301 (商品名)的390nm上的紫外線吸收量大致相等或該量以下的材料。所謂吸收紫外線的有機(jī)粘合劑，是指與SANYU LEC (寸公司制的環(huán)氧樹脂^nLD-SLHOI (商品名)的400nm上的紫外線吸收量大致相等或該值以上的材料。就具體的紫外線吸收量值而言，前者相當(dāng)于10%以下，后者相當(dāng)于55%以上。幾乎不會設(shè)想有使用紫外線吸收量顯示為上述兩種樹脂的中間値的材料的情況，而假定在使用的情況下，以兩者的紫外線吸收量的中間値為界限加以區(qū)別，以將具有與SANYU LEC公司制的環(huán)氧樹脂· NLD-SL-2101 (商品名)接近的吸收量的樹脂作為吸收紫外線的粘合劑，而將具有與道康寧公司制的硅樹脂·Ε6-6301 (商品名)接近的吸收量的樹脂作為不吸收紫外線的粘合劑。熒光膜9的膜厚設(shè)為表現(xiàn)出用以下方式測定的値的膜厚。以下，作為代表例，描述穹頂狀熒光膜9的測定方法。其他形狀的熒光膜9也可采用同樣的方法。測定用的樣品按以下的步驟制作。首先，用通過穹頂狀熒光膜9的頂點的任意面將熒光膜9大致二等分。于是，得到圖4所示那樣的截面。將該截面再大致四等分，分割成第I周邊部Ρ1、第I中心部Cl、第2中心部C2、第2周邊部Ρ2。從各部位任意選擇I個部位進(jìn)行顯微鏡觀察，拍攝倍率為100倍的截面照片共4張。接著，利用所得到的照片測量膜厚。膜厚的測定方法如圖5所示。在測定對象的熒光膜9的表面有凹凸的情況下，如圖5所示，求出所得截面照片的最頂部a和最底部b，將兩者的平均値作為表面高度。用這樣的方法測量熒光膜9的膜厚，共得到四個膜厚數(shù)據(jù)。在這四個數(shù)據(jù)中去除最大値和最小値，并求出兩個中間値的平均値，將其作為熒光膜9的膜厚。此外，這里描述的測定對象的熒光膜9是指按照前文所述的熒光膜9的定義的熒光膜。在前文的定義中，通過照片判定法具體地以如下方式對實質(zhì)上有熒光體顆粒存在的部分進(jìn)行處理。也就是說，在由熒光體顆粒和粘合劑材料混合而成的部分的截面照片中，將熒光體顆粒所占面積比為40%以上的部分作為實質(zhì)上有熒光體顆粒存在的部分。作為形成熒光膜9的球形罩4的材質(zhì)，如前文所述，可以舉出聚碳酸酯、丙烯酸樹月旨、環(huán)狀烯烴共聚物(COC)等的有機(jī)樹脂和玻璃等。這里，球形罩4的形成材料所要求的特性是透過可見光；內(nèi)表面可涂布熒光膜9 ;以及不會因連續(xù)點亮?xí)r的升溫等產(chǎn)生熱變形等。其中，可見光的透過率為要點，優(yōu)選的是球形罩4由透光率為80%以上的透光性構(gòu)件構(gòu)成。在球形罩4的透光率不到80%的情況下，在熒光膜9的膜厚處于膜厚范圍的下限値附近或上限値附近的情況下，有可能存在得不到實用亮度的情況。這里，透光率表示用厚度3mm的試驗片按照ASTM D1003所規(guī)定的方法進(jìn)行測定而得的値。
還有，從降低紫外線漏出量的觀點看，作為球形罩4的形成材料也有各種各樣的材料可供選擇。在降低紫外線的漏出量方面，優(yōu)選的是以盡可能多地透過可見光、而幾乎不透過紫外線的材料來形成球形罩4。即使材質(zhì)相同，也有可通過增加球形罩4的厚度來降低紫外線的漏出量。還有，在球形罩4的形成材料中混入紫外線吸收材料，或者在球形罩4的內(nèi)外表面涂布紫外線吸收膜也是有效的，可以取得同樣的效果。作為混入球形罩4的形成材料中的紫外線吸收材料，例如可舉出氧化鋅。如果將氧化鋅混入球形罩4的形成材料中，則紫外線的漏出量會進(jìn)一步降低，但是由于可見光的一部分也被吸收而致使LED燈泡I的亮度降低，因此，最好根據(jù)目的區(qū)別使用。此外，這個實施方式的LED燈泡I基于熒光膜9的膜厚降低了紫外線的漏出量，因此，從防止紫外線漏出的觀點看，對于球形罩4的形成材料或形狀等不構(gòu)成限制。在這個實施方式中，作為更優(yōu)選的方式可以舉出LED燈泡1，所述LED燈泡I根據(jù)紫外線的漏出量和亮度兩方面來設(shè)定熒光膜9的膜厚，并使用透明玻璃作為球形罩4的形成材料。在采用玻璃材料的情況下，有讓紫外線大部分透過的種類，但在這個實施方式中，由于用熒光膜9遮擋紫外線，因此，即使以玻璃材料形成球形罩4，也能降低紫外線的漏出量。在這方面，能夠通過用可見光的透過率高的玻璃材料形成球形罩4來提高LED燈泡I的亮度。作為球形罩4的形成材料的樹脂材料一般比玻璃材料吸收更多的紫外線，尤其是聚碳酸酯具有優(yōu)良的吸收能力。如果用透光率高的聚碳酸酯作為球形罩4的形成材料，則在亮度和紫外線的漏出量方面均可獲得良好特性。并且，樹脂材料不會像玻璃材料那樣發(fā)生破裂，安全方面也較為出色。在這方面，作為特別優(yōu)選的方式，可以舉出具有聚碳酸酯制的球形罩4的LED燈泡I。如上所述，根據(jù)這個實施方式的LED燈泡1，通過將熒光膜9的膜厚設(shè)置在80μπι以上800 μ m以下的范圍內(nèi)，既能確保實用的亮度，又能將紫外線的漏出量降低到O. Imff/nm/lm以下。因此，能夠抑制因紫外線造成周圍元器件的劣化等。從熒光膜9的膜厚、LED燈泡I的亮度的觀點考慮，膜厚范圍設(shè)為150 μ m以上600 μ m以下更好。該膜厚范圍可使亮度比實用下限値提高5%以上，可獲得亮度更高的熒光膜9。因此，能夠制作可用于LED燈泡I的熒光膜9的熒光體的組合的選擇范圍大的、具有各種各樣的顯色性的LED燈泡I。這個實施方式的LED燈泡I例如以如下方式制作。首先，調(diào)制含熒光體粉末的熒光體漿料。熒光體漿料通過將例如熒光體粉末與硅樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂等粘合劑樹脂和氧化鋁、二氧化硅等填充材料進(jìn)行混合調(diào)制而成。熒光體與粘合劑樹脂的混合比根據(jù)熒光體的種類和粒徑進(jìn)行適當(dāng)選擇，優(yōu)選的是例如在熒光體為100質(zhì)量份時，將粘合劑樹脂設(shè)定為2(Γ1000質(zhì)量份的范圍。優(yōu)選的是，熒光體的種類、平均粒徑、混合比等按照最終 要的白色光，根據(jù)前文所述的條件范圍適當(dāng)設(shè)定。接著，在球形罩4的內(nèi)表面涂布熒光體漿料。熒光體漿料的涂布通過例如噴涂法和浸潰法、或者使球形罩4旋轉(zhuǎn)的方法等來實施，在球形罩4的內(nèi)表面均勻地進(jìn)行涂布。接著，用烘干機(jī)和烘箱等加熱裝置對熒光體漿料的涂布膜進(jìn)行加熱干燥，從而在球形罩4的內(nèi)表面形成熒光膜9。這時，將熒光膜9的膜厚調(diào)整成8(Γ800μπι的范圍。通過熒光體漿料中的固體成分、粘合劑粘度、固化溫度和時間等對熒光膜9的膜厚進(jìn)行調(diào)整。之后，在設(shè)有LED模塊2和燈口 6等的基體部3上安裝具有熒光膜9的球形罩4，從而制作所要的LED燈泡I。實施例接著，就具體的實施例及其評價結(jié)果進(jìn)行說明。(實施例I 10)首先，作為藍(lán)色(B)熒光體準(zhǔn)備平均粒徑為40 μ m的Eu激活的堿土類氯磷酸鹽((Sra6tl4Baa 394Euacici2)5(PO4)3Cl)熒光體，作為藍(lán)綠色(BG)熒光體準(zhǔn)備平均粒徑為20 μ m的Eu和Mn激活的堿土類硅酸鹽((Srci 225Baci 65Mgci ci235EuaiMnacicil5)2SiO4)熒光體，作為綠色或黃色(BY)熒光體準(zhǔn)備平均粒徑為17μπι的Eu和Mn激活的堿土類硅酸鹽((Sra 675Baa25Mgo.O235Eu0.05Mn0.0015)2Si04)熒光體(I)和平均粒徑為38μπι的Eu和Mn激活的鋁酸硅酸鹽((Baa9Mga5Eua2Mna4)Al10O17)熒光體(2)，作為紅色(R)熒光體準(zhǔn)備平均粒徑為45 μ m的Eu激活的氧硫化鑭((Laa9Euai)2O2S)熒光體(I)和平均粒徑為Ilym的Eu激活的塞隆((Sra9Euai)2Si7Al3ON13)熒光體(2)，作為深紅色(DR)熒光體準(zhǔn)備平均粒徑為12μπι的Mn激活的氟鍺酸鎂(3. 5Mg0 · O. 5MgF2 · (Gea75Mntl25)O2)熒光體。將上述的各熒光體以表I所示的比例進(jìn)行混合，并用這些混合熒光體以如下方式分別制作了 LED燈泡。首先，將熒光體分散于作為粘合劑樹脂的硅樹脂，并進(jìn)行脫泡。接著，在球形罩內(nèi)投入可成為所需膜厚的量的熒光體漿料，邊改變角度邊旋轉(zhuǎn)球形罩，使?jié){料在球形罩的內(nèi)表面均勻擴(kuò)展。接著，用紅外加熱器和烘干機(jī)等進(jìn)行加熱，直到熒光體漿料開始固化、涂布膜不再流動為止。之后，用烘箱等在100°C X 5小時左右的條件下進(jìn)行熱處理，使熒光體漿料的涂布膜完全固化。這樣形成的熒光膜的膜厚分別如表I所示。LED模塊具有以下結(jié)構(gòu)S卩，使用126個發(fā)光峰值波長為400nm、發(fā)射光譜的半值寬度為15nm的LED芯片，將這些LED芯片面安裝在基板上，再用硅樹脂進(jìn)行覆蓋。還有，球形罩具有穹頂形狀，用透光率為88%的聚碳酸酯制成。球形罩的厚度約為1mm。這樣制成的LED燈泡參與后述的特性評價。(比較例Γ2)除了將熒光膜的膜厚設(shè)為55 μ m以外，以與實施例I相同的方式制作LED燈泡(比較例I)。還有，除了將熒光膜的膜厚設(shè)為990 μ m以外，以與實施例I相同的方式制作LED燈泡(比較例2)。這些LED燈泡參與后述的特性評價。(比較例3)準(zhǔn)備采用藍(lán)色光的LED芯片與黃色熒光體(YAG熒光體)的組合的LED燈泡，該燈泡參與后述的特性評價。將由黃色熒光體構(gòu)成的熒光膜直接涂布在藍(lán)色LED芯片上而構(gòu)成了 LED燈泡。接著，將實施例f 10、比較例f 3的各LED燈泡點亮，并測定了各LED燈泡發(fā)出的光的光束(流明)、亮度(lm/W)、色度(x/y，u/v)、顯色指數(shù)(Ra)、相關(guān)色溫(Tc)、主波長(Dominant)、峰值波長(nm)、半值寬度(FWHM)等。還有，根據(jù)這些測定結(jié)果算出紫外線的漏出量(370nm以上415nm以下范圍的紫外或紫色光的峰值(單位mW/nm)除以光束(單位Im)所得到的値(單位mW/nm/lm))。這些測定、評價結(jié)果如表I所示。
用設(shè)有藍(lán)菲光學(xué)(Iabsphere)公司制的20英寸積分球的光量測定裝置測定上述特性。用光譜輻射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈對該裝置實施校正，因此，與采用現(xiàn)有的裝有視覺靈敏度修正濾波器的檢測器的方式不同，能夠進(jìn)行高精度的測定。用于校正的光譜輻射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)燈按照照明工程協(xié)會(IGSNA :Illuminating Engineering Society)推薦的準(zhǔn)則進(jìn)行校正，校正數(shù)據(jù)源于NIST (美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所(National Institute of StandardsandTechnology))標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)于測定對象，用吸收修正燈對測定夾具和樣品比照標(biāo)準(zhǔn)燈實施了修正。在周圍溫度Ta=25°C下，將LED燈泡在20英寸積分球內(nèi)固定在燈口下來實施實際的測定。測定樣品、事先實施30分鐘以上的老化，先使燈具的溫度穩(wěn)定。其后，在測定時迅速進(jìn)行拆裝，點亮數(shù)分鐘后(約3飛分鐘左右)進(jìn)行測定。表I
權(quán)利要求
1.一種LED燈泡，其特征在于，包括 LED模塊，該LED模塊具有基板和安裝于所述基板上的發(fā)射紫外或紫色光的LED芯片； 基體部，該基體部設(shè)有所述LED模塊； 球形罩，該球形罩安裝在所述基體部上以覆蓋所述LED模塊； 熒光膜，該熒光膜與所述LED芯片相隔離地設(shè)置在所述球形罩的內(nèi)表面，吸收從所述LED芯片發(fā)射的紫外或紫色光后發(fā)出白色光； 點亮電路，該點亮電路設(shè)置在所述基體部內(nèi)，用以使所述LED芯片點亮；以及 燈口，該燈口與所述點亮電路進(jìn)行電連接， 所述熒光膜具有80 μ m以上800 μ m以下范圍的膜厚，從所述球形罩漏出的紫外線量為O. lmff/nm/lm 以下。
2.如權(quán)利要求I所述的LED燈泡，其特征在于， 所述熒光膜具有150 μ m以上600 μ m以下范圍的膜厚。
3.如權(quán)利要求I所述的LED燈泡，其特征在于， 所述熒光膜包含藍(lán)色熒光體、綠色或黃色熒光體、以及紅色熒光體。
4.如權(quán)利要求3所述的LED燈泡，其特征在于， 所述藍(lán)色熒光體是具有由通式(Sr1HBaxCayEuz) 5 (PO4) 3C1 (式中，x、y、及z是滿足O彡X < O. 5、0彡y < O. 1,0. 005彡z < O. I的數(shù)) 來表示的成分的銪激活的堿土類氯磷酸鹽突光體， 所述綠色或黃色熒光體是選自以下熒光體的至少一種熒光體具有由通式(Ba1HzSrxCayEuz) (Mg1^uMnu)Al10O17(式中，X、y> z、及 u 是滿足 O < X < 0.2、0 ^ y < O. I、O. 005 < z < O. 5>0. I < u<O. 5的數(shù)) 來表示的成分的銪和錳激活的堿土類鋁酸鹽熒光體； 具有由通式(Sr1HuBaxMgyEuzMnu)2SiO4(式中，x、y、z、及 u 是滿足 O. I 彡 X 彡 O. 35,0. 025 彡 y 彡 O. 105,0. 025 ^ z ^ O. 25、O. 0005彡u彡O. 02的數(shù)) 來表示的成分的銪和錳激活的堿土類硅酸鹽熒光體； 具有由通式(Si，Al)6 (0，n)8 =Eux (式中，X是滿足O <x <0.3的數(shù)) 來表示的成分的銪激活的塞隆突光體；以及 具有由通式=(SivxEux) aSieAlY0sNu (式中，χ、α、β、Υ、6、及(0是滿足0<叉<1、0< a ( 3,12 彡 β 彡 14、2彡Y彡3.5、1彡δ彡3、20彡ω彡22的數(shù)) 來表示的成分的銪激活的塞隆突光體， 所述紅色熒光體是選自以下熒光體的至少一種熒光體 具有由通式(La1^yEuxMy)2O2S (式中，M表示從Sm、Ga、Sb、及Sn選出的至少一種元素，x及y是滿足O. 08彡x < O. 16、O. 000001 ^ y < O. 003 的數(shù))來表示的成分的銪激活的氧硫化鑭熒光體； 具有由通式(CanySrxEuy) SiAlN3 (式中，X及y是滿足O彡X < O. 4、0 < y < O. 5的數(shù)) 來表示的成分的銪激活的CASN熒光體；以及 具有由通式=(SivxEux) aSieAlYOsNu (式中，X、a、β、Υ、δ、及 ω 是滿足 O < X < 1、0 < a ^ 3,5 ^ β 彡 9、I 彡 Y 彡 5、O. 5 彡 δ ^ 2,5 ^ ω ^ 15 的數(shù)) 來表示的成分的銪激活的塞隆突光體。
5.如權(quán)利要求3所述的LED燈泡，其特征在于， 所述熒光膜按質(zhì)量比包含10%以上60%以下的所述藍(lán)色熒光體、1%以上30%以下的所述綠色或黃色熒光體、和30%以上90%以下的所述紅色熒光體，使所述藍(lán)色熒光體、所述綠色或黃色熒光體、和所述紅色熒光體的總量成為100%。
6.如權(quán)利要求3所述的LED燈泡，其特征在于， 所述突光膜還包含從藍(lán)綠色突光體和深紅色突光體中選出的至少一種突光體。
7.如權(quán)利要求6所述的LED燈泡，其特征在于， 所述藍(lán)綠色熒光體是具有由通式(Bah_y_z_uSrxMgyEuzMnu)2Si04(式中，x、y、z、及 u 是滿足 O. I 彡 X 彡 O. 35,0. 025 彡 y 彡 O. 105,0. 025 ^ z ^ O. 25、O. 0005彡u彡O. 02的數(shù)) 來表示的成分的銪和錳激活的堿土類硅酸鹽熒光體， 所述深紅色熒光體是具有由 通式a MgO · β MgF2 · (Ge1-JVInx) O2 (式中，α、β、及X是滿足3. O彡α彡4. 0,0. 4彡β彡O. 6,0. 001彡χ彡O. 5的數(shù))來表示的成分的猛激活的氟鍺酸鎂(manganese-activated magnesiumfIuorogermanate)突光體。
8.如權(quán)利要求6所述的LED燈泡，其特征在于， 所述熒光膜按質(zhì)量比包含10%以上60%以下的所述藍(lán)色熒光體、0%以上10%以下的所述藍(lán)綠色熒光體、1%以上30%以下的所述綠色或黃色熒光體、30%以上90%以下的所述紅色熒光體、以及0%以上35%以下的所述深紅色熒光體，使所述藍(lán)色熒光體、所述藍(lán)綠色熒光體、所述綠色或黃色熒光體、所述紅色熒光體、所述深紅色熒光體的總量成為100%。
9.如權(quán)利要求I所述的LED燈泡，其特征在于， 所述熒光膜含有平均粒徑在3μπι以上50μπι以下范圍內(nèi)的熒光體顆粒。
10.如權(quán)利要求I所述的LED燈泡，其特征在于， 所述球形罩由透光率為80%以上的透光性構(gòu)件構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求I所述的LED燈泡，其特征在于， 從所述LED芯片發(fā)射的紫外或紫色光的發(fā)光峰值波長在370nm以上410nm以下的范圍內(nèi)，且所述紫外或紫色光的發(fā)射光譜的半值寬度在IOnm以上15nm以下的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求I所述的LED燈泡，其特征在于， 從所述熒光膜發(fā)射的所述白色光的相關(guān)色溫為6500K以下，所述白色光的平均顯色指數(shù)(Ra)為85以上。
13.如權(quán)利要求I所述的LED燈泡，其特征在于， 所述LED模塊具有面安裝于所述基板上的多個所述LED芯片、和設(shè)于所述基板上以覆蓋所述多個LED芯片的透明樹脂層。
14.如權(quán)利要求I所述的LED燈泡，其特征在于， 所述球形罩具有穹頂形狀或者茄子形狀。
全文摘要
實施方式的LED燈泡(1)包括LED模塊(2)、設(shè)有LED模塊(2)的基體部(3)、和安裝于基體部(3)的球形罩(4)。LED模塊(2)具有安裝于基板(7)上的發(fā)射紫外或紫色光的LED芯片(8)?；w部(3)設(shè)有點亮電路和燈口(6)。球形罩(4)的內(nèi)表面設(shè)有吸收從LED芯片發(fā)射的紫外或紫色光后發(fā)出白色光的熒光膜(9)。熒光膜(9)具有80~800μm范圍的膜厚。從LED燈泡(1)的球形罩(4)漏出的紫外線量被設(shè)定為0.1mW/nm/lm以下。
文檔編號F21V3/04GK102959310SQ201180029169
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者大屋恭正, 山川昌彥, 白川康博, 中川勝利 申請人:株式會社東芝, 東芝高新材料公司