(57)【要約】  交流ＬＥＤ白色発光装置は、白色光ＬＥＤ製造技術領域に属するものである。本発明が解決しようとする課題は、交流駆動でのＬＥＤのチラツキ、及び多数のＬＥＤ集積パッケージによる放熱阻害等の一連の問題を低コストで解決することにある。ＬＥＤ白色発光ユニットは、ＬＥＤチップと該ＬＥＤチップの励起下で発光できる発光材料を含む。前記発光材料の発光寿命が１〜１００ｍｓであり、前記ＬＥＤチップが一つのＰＮ接合のみを含み、ＬＥＤチップが発する光と発光材料が発する光との混合が白色であり、前記ＬＥＤ白色発光ユニットが周波数１００Ｈｚ以下の交流電流で駆動される。本発明のＬＥＤ発光装置は、従来の多ＬＥＤが集積パッケージされた交流ＬＥＤチップを使用せず、単ＰＮ接合ＬＥＤチップを使用する。【選択図】図５
2014502419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップと、当該ＬＥＤチップの励起下で発光できる発光材料とを含むものであって、前記ＬＥＤチップが一つの発光ＰＮ接合のみを含み、前記発光材料の発光寿命が１〜１００ｍｓであり、発光材料の残光により非定電流における発光輝度を補い、ＬＥＤチップが発する光と発光材料が発する光との混合色が白色であること、を特徴とするＬＥＤ白色発光ユニット。
【請求項２】
前記ＬＥＤチップが、周波数１００Ｈｚ以下の交流電流で駆動され、好ましくは５０〜６０Ｈｚの交流電流で駆動されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ白色発光ユニット。
【請求項３】
前記発光材料の発光寿命が、１０〜３０ｍｓであることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ白色発光ユニット。
【請求項４】
前記発光材料が、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｂｉ２＋，Ｔｍ３＋、  ＺｎＳ：Ｔｂ３＋、ＣａＳｒＳ２：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋、  ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｄｙ３＋、  Ｇａ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、  （Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋、  Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋、  ＹＢＯ３：Ｔｂ３＋、Ｙ（Ｖ，Ｐ）Ｏ４：Ｅｕ３＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋，Ｂ３＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋，Ｂ３＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋，Ｂ３＋、ＢａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｔｂ（ａｃａｃ）２（ＡＡ）ｐｈｅｎ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｔｂ３＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ３＋、Ｃａ２Ｚｎ４Ｔｉ１５Ｏ３６：Ｐｒ３＋、ＣａＴｉＯ３：Ｐｒ３＋、Ｚｎ２Ｐ２Ｏ７：Ｔｍ３＋、Ｃａ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｙ３＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｙ３＋、Ｌｕ２Ｏ３：Ｔｂ３＋、Ｓｒ２Ａｌ６Ｏ１１：Ｅｕ２＋、Ｍｇ２ＳｎＯ４：Ｍｎ２＋、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｔｂ３＋、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（Ｆ，Ｃｌ）２：Ｓｂ３＋，Ｍｎ２、Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２ＣａＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｚｎ３（ＰＯ４）２：Ｍｎ２＋，Ｇａ３＋、ＣａＯ：Ｅｕ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｍｇ２＋，Ｔｉ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｓｍ３＋、ＳｒＭｇ２（ＰＯ４）２：Ｅｕ２＋，Ｇｄ３＋、ＣｄＳｉＯ３：Ｄｙ３＋、ＢａＭｇ２（ＰＯ４）２：Ｅｕ２＋，Ｇｄ３＋、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋，Ａｓ５＋、ＭｇＳｉＯ３：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋の内の一種又は多種の混合物であることを特徴とする請求項２又は３に記載のＬＥＤ白色発光ユニット。
【請求項５】
前記発光材料が、Ｃａ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｙ３＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｙ３＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋，Ｂ３＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋，Ｂ３＋、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋，Ａｓ５＋、Ｚｎ２Ｐ２Ｏ７：Ｔｍ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｔｂ３＋、Ｚｎ３（ＰＯ４）２：Ｍｎ２＋，Ｇａ３＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋の内の一種又は多種の混合物であることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ白色発光ユニット。
【請求項６】
ＬＥＤチップは、発する光が紫外光又は可視光であり、紫外光が２００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長範囲であり、可視光が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲であることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ白色発光ユニット。
【請求項７】
交流駆動回路と少なくとも一つのＬＥＤ白色光発光ユニットとを含み、前記ＬＥＤ白色発光ユニットが請求項１〜６の何れか１項に記載のＬＥＤ白色発光ユニットであり、
前記の駆動回路がワン・ウエイ直列回路、相反的並列回路、ブリッジ整流回路、又はそれらの任意の組み合わせであることを特徴とする交流ＬＥＤ白色発光装置。
【請求項８】
ＬＥＤ発光装置が更に導光被覆層を含むことを特徴とする請求項７に記載の交流ＬＥＤ白色発光装置。
【請求項９】
前記導光被覆層に粒径５μｍ未満の非発光材料の粒子がドープされていることを特徴とする請求項８に記載の交流ＬＥＤ白色発光装置。
【請求項１０】
前記発光材料の発光寿命が１〜１００ｍｓであり、発光材料により非定電流における発光輝度を補い、前記ＬＥＤチップが一つの発光ＰＮ接合のみを含むＬＥＤチップであり、ＬＥＤチップが発する光と発光材料が発する光との混合色が白色である、ＬＥＤチップと該ＬＥＤチップの励起下で発光できる発光材料とを含む発光ユニットの、交流ＬＥＤ発光装置の製造における用途。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流ＬＥＤ白色発光装置に関するものであって、白色光ＬＥＤの製造技術の領域に属するものである。より詳しくは、本発明は、特定の寿命を有する発光材料で製造された交流ＬＥＤ白色発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在では、ＬＥＤは、照明、表示とバックライト光源等の分野に使用されており、省電力性、耐使用性、無汚染性等の長所があるので、広く注目されてきた。白色光ＬＥＤの実現には、多種類の提案がある。その中でも、青色光ＬＥＤチップと黄色蛍光粉との組合せで白色発光を実現することは、今までで最も成熟な白色光ＬＥＤ製造技術である。Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、１１巻、５３頁、１９６７年（非特許文献１）には、黄色発光を有し、最強発光波長が５５０ｎｍであり、寿命が１００ｎｓ未満である発光材料Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋が報道されている。Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ａ、６４巻、４１７頁、１９９７年（非特許文献２）には、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋の黄色発光と青色窒化ガリウムを利用して、ＬＥＤの白色発光を実現することが報道されており、該技術が、目下では最も成熟な白色光ＬＥＤ製造技術提案である。しかし、実際使用に於いては、動作中に温度が上がるにつれて、青色光ＬＥＤチップと蛍光粉は、何れも発光強度が低くなることがある。然も、蛍光粉は、発光強度の降下がより著しい。そのような状況は、ＬＥＤの使用に悪い影響を与える。
【０００３】
従来の全てのＬＥＤは、直流電流を駆動エネルギー源とするが、目下では、家庭用から工業用、商業用或いは公衆用電力まで、交流で送電されている。そのため、ＬＥＤが照明等の用途に用いられる場合は、交流を直流に変換するための整流器変圧器を付帯しなければならない。しかし、交流直流変換の過程中には、１５〜３０％と高い電力が消耗する。同時に、交直変換設備は、寿命が短いだけではなく、コストもかなり高く、また、取り付けで手間や時間が掛かり、効率が低い。
【０００４】
米国特許第７，４８９，０８６号明細書（特許文献２）（「ＡＣ  ＬＩＧＨＴ  ＥＩＴＴＩＮＧ  ＤＩＯＤＥ  ＡＮＤ  ＡＣ  ＬＥＤ  ＤＲＩＶＥ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ」）には、交流ＬＥＤ部品が提供されている。該文献の発明は、主に、ＬＥＤ集積パッケージ部品を１００Ｈｚより高い周波数で働かせ、人間の肉眼の「視覚の存続」効果によって交流で働いているＬＥＤ部品が発する光のチラツキを補う。中国特許２００９１０３０７３５７．３は、黄色長残光現象を有するＹ２Ｏ３・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２：Ｃｅ・Ｂ・Ｎａ・Ｐ発光材料及びそれを使用した白色光ＬＥＤ照明装置という発明が記載されている。
【０００５】
中国特許第１００４６４１１１号明細書（特許文献１）には、違う発光色のＬＥＤチップが交流電源に並列接続した交流ＬＥＤランプが公開されている。該文献には、違う色のＬＥＤチップ（例えば、赤色、緑色及び青色発光チップ）からなる白色光及びその具体な電気回路が主に記載されている。国際特許第２００４０２３５６８号明細書（特許文献３）（「ＬＩＧＨＴ−ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥ  ＨＡＶＩＮＧ  ＬＩＧＨＴ−ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＥＬＥＭＥＮＴＳ」  ）には、サファイア基板上に多数の小さいＬＥＤチップ配列が取り付けられることで、交流電源で駆動されることが可能な発光装置を提供することが記載されている。韓国ソウル半導体と台湾工研院は、同じような考えに基づいて、大量の超細ＬＥＤ結晶粒子を一つの基板に集積パッケージし、それを交流ＬＥＤチップと呼ぶ。前記の交流電ＬＥＤ技術のコアは、大量な微結晶粒子を集積パッケージするマイクロエレクトロニクス回路加工技術であり、例えば、台湾工業技術研究院の交流ＬＥＤチップは、数百個の微小な発光二極管が１ｍｍ２の面積に集積パッケージされたものである。しかし、このような交流ＬＥＤチップは、加工困難であり、且つ、非常に沢山のマイクロチップが狭い基板空間内に集積されることにより、放熱阻害などの問題が生じる。
【０００６】
当業者は、ＬＥＤ白色発光装置に交流で給電する場合、発光のチラツキという問題を克服するため、同時に、放熱問題を解決するため、努力しつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中国特許第１００４６４１１１号明細書
【特許文献２】米国特許第７４８９０８６号明細書
【特許文献３】国際特許第２００４０２３５６８号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、１１巻、５３頁、１９６７年
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ａ、６４巻、４１７頁、１９９７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、交流給電方式でのチラツキという問題を解決すると共に、従来のＬＥＤ白色発光部品の放熱阻害等の一連の問題を解決するための新たなＬＥＤ白色発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の技術構成は、以下のとおりである。即ち、ＬＥＤチップと該ＬＥＤチップの励起下で発光できる発光材料とを含むものであって、前記ＬＥＤチップが一つの発光ＰＮ接合のみを含み、前記発光材料の発光寿命が１〜１００ｍｓであり、発光材の残光により非定電流（定電流ではない電流）におけるチップの停電時の発光輝度を補い、ＬＥＤチップが発する光と発光材料が発する光との混合色が白色であることを特徴とするＬＥＤ白色発光ユニットである。
【００１１】
更に、ＬＥＤチップと当該ＬＥＤチップの励起下で発光できる発光材料とを含むものであって、前記ＬＥＤチップが一つの発光ＰＮ接合のみを含み、前記発光材料の発光寿命が１０〜３０ｍｓであり、ＬＥＤチップが発する光と発光材料が発する光との混合色が白色であるＬＥＤ白色発光ユニットを提供する。
【００１２】
発光学の定義によれば、発光材料の発光寿命を、材料発光強度が励起時の最大強度の１／ｅに下がるまでの時間とする。
【００１３】
前記ＬＥＤ白色発光ユニットは、周波数１００Ｈｚ以下の交流電流で駆動され、特に５０〜６０Ｈｚの交流電流で駆動されるものであって、発光材料の残光で非定電流におけるチップの停電時の発光輝度を補うことができるものであり、そして、交流電流で駆動されるので、より実用的である。
【００１４】
本発明のＬＥＤ発光ユニットは、従来の多数の微結晶粒子が集積された交流ＬＥＤチップを使用せず、普通の単一ＰＮ接合のＬＥＤチップを使用することで、交流電源によるチラツキという問題を解決でき、又、製造簡単となり、コストが低くなる。
【００１５】
尚、ＬＥＤチップが発する光は、紫外光（紫外線）又は可視光である。紫外光が２００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長範囲であり、可視光が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲である。
【００１６】
本発明では、発光材料は、ＬＥＤチップの励起下で発光し、且つ発する光の全体的視覚効果が白色光であり、或いは発光材料が発する光とチップが発する光との全体的視覚効果が白色光である。
【００１７】
発光材料は下記の材料のうちの少なくとも一種である。すなわち、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｂｉ２＋，Ｔｍ３＋、  ＺｎＳ：Ｔｂ３＋、ＣａＳｒＳ２：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋、  ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｄｙ３＋、  Ｇａ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、  （Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋、  Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋、  ＹＢＯ３：Ｔｂ３＋、Ｙ（Ｖ，Ｐ）Ｏ４：Ｅｕ３＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋，Ｂ３＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋，Ｂ３＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋，Ｂ３＋、ＢａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｔｂ（ａｃａｃ）２（ＡＡ）ｐｈｅｎ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｔｂ３＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ３＋、Ｃａ２Ｚｎ４Ｔｉ１５Ｏ３６：Ｐｒ３＋、ＣａＴｉＯ３：Ｐｒ３＋、Ｚｎ２Ｐ２Ｏ７：Ｔｍ３＋、Ｃａ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｙ３＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｙ３＋、Ｌｕ２Ｏ３：Ｔｂ３＋、Ｓｒ２Ａｌ６Ｏ１１：Ｅｕ２＋、Ｍｇ２ＳｎＯ４：Ｍｎ２＋、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｔｂ３＋、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（Ｆ，Ｃｌ）２：Ｓｂ３＋，Ｍｎ２、Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２ＣａＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｚｎ３（ＰＯ４）２：Ｍｎ２＋，Ｇａ３＋、ＣａＯ：Ｅｕ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｍｇ２＋，Ｔｉ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｓｍ３＋、ＳｒＭｇ２（ＰＯ４）２：Ｅｕ２＋，Ｇｄ３＋、ＢａＭｇ２（ＰＯ４）２：Ｅｕ２＋，Ｇｄ３＋、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋，Ａｓ５＋、ＣｄＳｉＯ３：Ｄｙ３＋、ＭｇＳｉＯ３：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋のうちの少なくとも一種である。
【００１８】
材料は、Ｃａ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｙ３＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｙ３＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋，Ｂ３＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋，Ｂ３＋、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋，Ａｓ５＋、Ｚｎ２Ｐ２Ｏ７：Ｔｍ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｔｂ３＋、Ｚｎ３（ＰＯ４）２：Ｍｎ２＋，Ｇａ３＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋のうちの少なくとも一種であることが好ましい。
【００１９】
本発明では、ＬＥＤ白色発光ユニットに於いて、一つのＬＥＤチップごとに一個の発光ＰＮ接合のみが含まれる。
【００２０】
本発明のＬＥＤ白色発光装置は、前記白色発光ユニットと駆動回路を含む。前記交流電流駆動の駆動回路は、図１〜４に示されるように、ワン・ウエイ直列回路（一方向直列回路、片方向直列回路）、相反的並列回路、またはブリッジ整流回路でもよく、又は前記回路のうちの任意の組み合わせでもよい。前記交流電流駆動回路は、周波数が１００Ｈｚ以下である。
【００２１】
又、本発明のＬＥＤ白色発光装置は、導光被覆層も含み、非平面型導光構造である。導光被覆層によりＬＥＤチップからの発光と発光材料からの発光を反射、屈折、乱反射や均一化し、最終に混合し、均一的で一致な光（均一で一定の光）を導き出す。尚、前記導光被覆層は、チップが出力する光をより均一に乱反射させるように粒径５μｍ未満の非発光材料の粒子がドープされてもよいレンズ又は他の透明被覆層である。
【発明の効果】
【００２２】
従来のＬＥＤ白色発光装置は、ＹＡＧ：Ｃｅを発光材料とし、１００Ｈｚでの商用周波数の交流電流の周期変化により発光のチラツキという現象が起きる。本発明では、特定の発光寿命を有する発光材料を採用することにより、励起光源からの光が無くなる時にも発光を維持することができる。このように、本発明の技術構成に基づく交流ＬＥＤ白色発光装置において、電流が周期的に変化しているときに、発光材料からの発光は、周期内において一定の時間維持されることで、交流電流の波動によるＬＥＤチップからの発光のチラツキを補い、白色発光装置に交流周期における光出力を安定に保持させる。又、ＬＥＤチップは、交流周期内における半周期において働かないことで、ＬＥＤチップの発熱量が下がる。それは、従来のＬＥＤ白色発光装置においてチップが熱を発することによる一連の難題を解決するに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の交流ＬＥＤ白色発光装置のワン・ウエイ直列回路の略図である。
【図２】本発明の交流ＬＥＤ白色発光装置の相反的並列回路の略図である。
【図３】本発明の交流ＬＥＤ白色発光装置の常導通型ＬＥＤチップを有するブリッジ整流回路の略図である。
【図４】本発明の交流ＬＥＤ白色発光装置の常導通型ＬＥＤチップを有しないブリッジ整流回路の略図である。
【図５】ＬＥＤ白色発光ユニット組成の略図であって、１：発光材料、又は発光材料と透明媒質からなる発光層、２：ＬＥＤチップである。
【図６】実施例１〜８のＣＩＥ１９３１色度図における色度点である。数字１〜８は、其々実施例１〜８に対応する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、実施例としての発明を実施するための形態により、本発明の前記内容を更に詳細に説明する。しかし、本発明の前記主題の範囲はこれら実例のみに限定されるものではないと理解すべきである。本発明の前記内容に基づいて実現した技術は、いずれも本発明の範囲に属するものである。特に、基本回路組成上では、本発明の実施例には、最も簡単な相反的並列回路のみが挙げられるが、しかし、本発明の交流ＬＥＤ白色発光装置の回路はそれに限定されるものではなく、例えばワン・ウエイ直列回路（一方向直列回路）やブリッジ整流回路も含む。
【実施例】
【００２５】
実施例１〜８には、表１に示される発光材料と市販の普通ＬＥＤチップが採用されており、通用のパッケージ技術で得られたＬＥＤ白色発光装置が採用されており、交流ＬＥＤのために専用する集積チップを採用することなく、チラツキという問題を解決することができる。
【００２６】
【表１】
2014502419.tif 000003
【００２７】
試験例１    本発明の交流ＬＥＤ白色発光装置の発光特性
表２には、実施例１〜８における交流ＬＥＤ白色発光装置が５０Ｈｚ交流電流で駆動される場合の、Ｓａｒｎｏｆｆ会社のＣＡＭ５１２型高速科学級カメラ（３００コマ／秒で撮ることができる）で撮られる２０ｍｓ内の発光輝度が示される。対比サンプル１は、市販の４６０ｎｍ青色光チップに黄色発光材料であるＹＡＧ：Ｃｅ（発光寿命は１００ｎｓである）が封止され、実施例１〜８と同じように組成された白色発光装置である。対比サンプル２は、市販の４６０ｎｍ青色光チップに長寿命材料であるＳｒＡ１２０４：Ｅｕ，ＤｙとＹ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ，Ｍｇ，Ｔｉ（発光寿命が１秒超である）が封止され、実施例１〜８と同じように組成された交流電流駆動のＬＥＤ白色発光装置である。表２における輝度データは、相対輝度であり、単位は無次元である。
【００２８】
【表２】
2014502419.tif 000004
【００２９】
表２に示される実施例における各サンプルの輝度の、このサンプルの最大発光輝度に対する正規化値を表３に示す。
【００３０】
【表３】
2014502419.tif 000005
【００３１】
表２と表３とから分かるように、本発明は、交流電流周期中における発光が比較的安定であり、交流電流周期内において起伏が比較的小さい。それに対して、対比サンプル１からの発光（すなわち、従来の市販の青色光チップに発光寿命が比較的短い従来の黄色ＹＡＧ：Ｃｅ発光材料が封止されたＬＥＤ白色発光装置を採用することにより得られた発光）は、不安定であり、交流電流周期内において起伏が極めて大きい。それにより分かるように、本発明は、効果的、且つ低コスト的に交流ＬＥＤのチラツキという問題を解決した。
【００３２】
対比サンプル２に示されるように、発光寿命が長すぎる発光材料を使用した時にも、該交流ＬＥＤ白色発光装置の発光輝度が交流電流周期内において波動が小さい。しかし、材料は、励起光が存在するときに得られた能量（エネルギー）が速やかに放出できないことにより、その発光が比較的に弱く（表１を参照）、発光材料としての使用に好ましくない。
【００３３】
表４は、表１に記載の実施例の色座標と色温度（Ｍｉｎｏｌｔａ  ＣＳ−１００Ａ色度計で測定）である。
【００３４】
【表４】
2014502419.tif 000006
【００３５】
表４から分かるように、前記の実施例で得られたＬＥＤ白色発光装置の発光色は、白色光である。各実施例の発光のＣＩＥ１９３１色度図における色度点の位置を図６に示す。
【００３６】
試験例２    本発明の交流ＬＥＤ白色発光装置の光減衰
表５には、実施例１〜１８と対比サンプルの光減衰データが示される。対比サンプルは、市販の４６０ｎｍ青色光チップにＹＡＧ：Ｃｅが封止された白色光ＬＥＤチップが直流給電できるように（直流給電方式が目下では通用するものである）取り付けられたＬＥＤ白色発光装置である。測定方法は、以下のとおりである。即ち、実施例の前記交流ＬＥＤ白色発光装置と対比装置が通電された後から、一定の間隔時間を置いて、発光輝度を測定する。測定機器は、Ｍｉｎｏｌｔａ  ＣＳ−１００輝度計である。結果を表５に示す。表５におけるデータは、相対輝度であり、単位が無次元であり、最初のデータに基づいて正規化されている。
【００３７】
【表５】
2014502419.tif 000007
【００３８】
表５のデータから分かるように、本発明の交流ＬＥＤ白色発光装置の輝度減衰は、従来方式を採用したＬＥＤ白色発光装置より小さい。
【図１】
2014502419.tif 000008
【図２】
2014502419.tif 000009
【図３】
2014502419.tif 000010
【図４】
2014502419.tif 000011
【図５】
2014502419.tif 000012
【図６】
2014502419.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月6日(2012.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップと、当該ＬＥＤチップの励起下で発光できる発光材料とを含むものであって、前記ＬＥＤチップが一つの発光ＰＮ接合のみを含み、前記ＬＥＤチップが周波数１００Ｈｚ以下の交流電流で駆動され、前記発光材料の発光寿命が１〜１００ｍｓであり、発光材料の残光により非定電流における発光輝度を補い、ＬＥＤチップが発する光と発光材料が発する光との混合色が白色であること、を特徴とするＬＥＤ白色発光ユニット。
【請求項２】
前記ＬＥＤチップが、５０〜６０Ｈｚの交流電流で駆動されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ白色発光ユニット。
【請求項３】
前記発光材料の発光寿命が、１０〜３０ｍｓであることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ白色発光ユニット。
【請求項４】
前記発光材料が、ＣａＳ：Ｅｕ２＋、ＣａＳ：Ｂｉ２＋，Ｔｍ３＋、  ＺｎＳ：Ｔｂ３＋、ＣａＳｒＳ２：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋、  ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｄｙ３＋、  Ｇａ２Ｏ３：Ｅｕ３＋、  （Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋、  Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋、  ＹＢＯ３：Ｔｂ３＋、Ｙ（Ｖ，Ｐ）Ｏ４：Ｅｕ３＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋，Ｂ３＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋，Ｂ３＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋，Ｂ３＋、ＢａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、Ｓｒ３ＳｉＯ５：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋、Ｔｂ（ａｃａｃ）２（ＡＡ）ｐｈｅｎ、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｙ２ＳｉＯ５：Ｔｂ３＋、ＳｒＧａ２Ｓ４：Ｃｅ３＋、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｔｂ３＋、Ｃａ２Ｚｎ４Ｔｉ１５Ｏ３６：Ｐｒ３＋、ＣａＴｉＯ３：Ｐｒ３＋、Ｚｎ２Ｐ２Ｏ７：Ｔｍ３＋、Ｃａ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｙ３＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｙ３＋、Ｌｕ２Ｏ３：Ｔｂ３＋、Ｓｒ２Ａｌ６Ｏ１１：Ｅｕ２＋、Ｍｇ２ＳｎＯ４：Ｍｎ２＋、ＣａＡｌ２Ｏ４：Ｃｅ３＋，Ｔｂ３＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｔｂ３＋、Ｃａ１０（ＰＯ４）６（Ｆ，Ｃｌ）２：Ｓｂ３＋，Ｍｎ２、Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｓｒ２ＣａＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ２＋、Ｚｎ３（ＰＯ４）２：Ｍｎ２＋，Ｇａ３＋、ＣａＯ：Ｅｕ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｍｇ２＋，Ｔｉ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｓｍ３＋、ＳｒＭｇ２（ＰＯ４）２：Ｅｕ２＋，Ｇｄ３＋、ＣｄＳｉＯ３：Ｄｙ３＋、ＢａＭｇ２（ＰＯ４）２：Ｅｕ２＋，Ｇｄ３＋、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋，Ａｓ５＋、ＭｇＳｉＯ３：Ｅｕ２＋，Ｍｎ２＋の内の一種又は多種の混合物であることを特徴とする請求項２又は３に記載のＬＥＤ白色発光ユニット。
【請求項５】
前記発光材料が、Ｃａ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｙ３＋、Ｓｒ２Ｐ２Ｏ７：Ｅｕ２＋，Ｙ３＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋，Ｂ３＋、ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋，Ｄｙ３＋，Ｂ３＋、Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋，Ａｓ５＋、Ｚｎ２Ｐ２Ｏ７：Ｔｍ３＋、Ｙ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ３＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｔｂ３＋、Ｚｎ３（ＰＯ４）２：Ｍｎ２＋，Ｇａ３＋、ＣａＳ：Ｅｕ２＋の内の一種又は多種の混合物であることを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ白色発光ユニット。
【請求項６】
ＬＥＤチップは、発する光が紫外光又は可視光であり、紫外光が２００ｎｍ〜３８０ｎｍの波長範囲であり、可視光が３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長範囲であることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ白色発光ユニット。
【請求項７】
交流駆動回路と少なくとも一つのＬＥＤ白色光発光ユニットとを含み、前記ＬＥＤ白色発光ユニットが請求項１〜６の何れか１項に記載のＬＥＤ白色発光ユニットであり、前記の駆動回路がワン・ウエイ直列回路、相反的並列回路、ブリッジ整流回路、又はそれらの任意の組み合わせであることを特徴とする交流ＬＥＤ白色発光装置。
【請求項８】
ＬＥＤ発光装置が更に導光被覆層を含むことを特徴とする請求項７に記載の交流ＬＥＤ白色発光装置。
【請求項９】
前記導光被覆層に粒径５μｍ未満の非発光材料の粒子がドープされていることを特徴とする請求項８に記載の交流ＬＥＤ白色発光装置。
【請求項１０】
前記発光材料の発光寿命が１〜１００ｍｓであり、発光材料により非定電流における発光輝度を補い、前記ＬＥＤチップが一つの発光ＰＮ接合のみを含むＬＥＤチップであり、ＬＥＤチップが発する光と発光材料が発する光との混合色が白色である、ＬＥＤチップと該ＬＥＤチップの励起下で発光できる発光材料とを含む発光ユニットの、交流ＬＥＤ発光装置の製造における用途。
【国際調査報告】
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