(57)【要約】本発明によれば、白色光を生成するための発光体であって、青色光を放射する発光ダイオードと、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を有する蛍光ランプとを備える発光体が説明される。
2006503413.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光を生成するための発光体であって、青色光を放射する発光ダイオードと、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を有する蛍光ランプとの組み合わせを備えることを特徴とする発光体。
【請求項２】
青色光を放射する前記発光ダイオードが、InGaN又はAlInGaNに基づく半導体を有することを特徴とする、請求項１に記載の発光体。
【請求項３】
前記発光ダイオードにより放射される青色光が、３８０ｎｍと５００ｎｍとの間の波長レンジにあることを特徴とする、請求項１又は２に記載の発光体。
【請求項４】
前記蛍光ランプが、コンパクト蛍光ランプ（省エネルギー型ランプ）、水銀低圧ガス放電ランプ（蛍光灯）、水銀高圧ガス放電ランプ又は硫黄ランプであることを特徴とする、請求項１乃至３の何れか１項に記載の発光体。
【請求項５】
前記蛍光ランプが、LaPO4:CeTb、LaMgAl11O19:CeTb、GdMgB5O10:CeTb、 Y2O3:Eu、Y(V,P)O4:Euの化合物、又はこれらの化合物の混合物の一つの群から選択される少なくとも一つの蛍光体を有することを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１項に記載の発光体。
【請求項６】
青色光を放射する前記発光ダイオードが、前記蛍光ランプと同じランプハウジング内に収容されることを特徴とする、請求項１乃至５の何れか１項に記載の発光体。
【請求項７】
青色光を放射する前記発光ダイオードが、前記蛍光ランプとは別のランプハウジング内に収容されることを特徴とする、請求項１乃至６の何れか１項に記載の発光体。
【請求項８】
別個の電源が、青色光を放射する前記発光ダイオードのために設けられ、前記発光ダイオードへの電流、従って前記発光ダイオードの発光が、前記蛍光ランプの発光とは無関係に制御され得ることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか１項に記載の発光体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、向上された有効寿命（耐用年数）及びより優れたカラーポイント安定性の点で際立った特徴をもつ白色光を生成するための発光体に関する。
【背景技術】
【０００２】
三色蛍光体の混合物が、白色光の生成用に高品質蛍光ランプで用いられることは知られている。その場合、ランプのカラーポイントは、蛍光体の混合比によって決定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
今日使用される青色蛍光体は、この場合、活性体ＥＵ２＋  （２価のユウロピウム）の感度のために、カラーポイントを維持するのに特定の問題を表す。その結果、蛍光ランプは、ランプ動作中に該ランプのカラーポイントにおいて望ましくないシフトを示し、これはコンパクトな蛍光ランプ（省エネルギー型ランプ）の場合、特に目障りである。
【０００４】
光スペクトルが発光ダイオードによって変更され得る蛍光ランプは、特開平１０−２７５６００号明細書から知られる。しかし、この場合の発光ダイオードはバーナに組み込まれるので、該発光ダイオードが放電と接触する。ガス放電は、発光ダイオードを急速に破壊するであろう非常に攻撃的な媒体である。更に、これまで常に使用されている青色蛍光体を完全に省略することは、上記明細書では提案されていない。
【０００５】
従って、本発明の目的は、長い有効寿命及び改善されたカラーポイント安定性に関して優れている発光体を開発することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、白色光を生成するための発光体であって、青色光（３８０ｎｍ〜５００ｎｍ）を生成する発光ダイオードと、緑色蛍光体及び赤色蛍光体を有する一つ又は複数の蛍光ランプとの組み合わせを備える発光体によって達成される。上記蛍光ランプは、青色発光が存在しないために、２５００Ｋ〜３０００Ｋ（Kelvin，ケルビン絶対温度）の色温度をもつ黄色がかった白色光を発光する。
【０００７】
青色光を供給する発光ダイオードは、そのやり方によって良好な光の混合及び均質な光（homogeneous light）が達成される限り、さまざまなやり方で本発明による発光体に設けられることができる。しかし、上記発光ダイオードは、蛍光ランプのバーナに直接組み込まれることはできない。その理由は、放電との接触により、上記発光ダイオードの有効寿命がかなり短縮されるであろうことからである。
【０００８】
青色発光ダイオードの有効寿命は、通常のガス放電源の有効寿命よりもはるかに長いので、本発明によって、発光体の有効寿命及びカラーポイント安定性が、かなり向上される。
【０００９】
通常の発光体の短い寿命は、主に、BaMgAl10O17：Eu及びSr5(PO4)3(F,Cl)：EuのようなEu2+を含む青色発光蛍光体に起因するものである。これらの蛍光体は、比較的速い価値の低下（fast depreciation）を起こすので、この速い価値の低下を避けるために蛍光体の品質を改善することを目的とした多数の実験が行われる理由となっている。しかしながら、これらの青色発光物質に取って代わる他の蛍光体は、これまで発見されていない。
【００１０】
青色光の発光は、特に高い色温度において、白色光を放射する発光体の決定的な要素である。青色光を放射する蛍光体が、現在使用される全ての蛍光ランプ（ＴＬ、ＰＬ及びＣＦＬ）の弱点を形成するので、本発明による解決策は、このようなランプの経済性にとって本質的に重要な問題であり、これらのランプのランプ寿命に関わるこの問題をかなり減少させる。
【００１１】
本発明による発光体は、好ましくは、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を備える通常の蛍光ランプと、３８０ｎｍ〜５００ｎｍの波長レンジの青色光を供給するInGaN又はAlInGaVの発光ダイオードとの組み合わせによって形成される。２つの光源、すなわち（複数の）蛍光ランプ及び青色発光ダイオードは、１つのランプハウジングに収容されるか又は同じ照明器具に収容される。
【００１２】
本発明は、図１０及び図１乃至図６を有する図面を参照して明らかにされるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１０は、青色光を放射する発光ダイオード１と、蛍光ランプ２と、光散乱層でコーティングされる外側ランプバルブとを備える本発明による発光体を示す。この場合、例えば、４８０ｎｍの発光最大スペクトルをもつ青色光を放射する３つのInGaN（窒化インジウムガリウム）発光ダイオード（ＬＥＤ）が、外側ランプバルブ３内に収容されることが可能である。この蛍光ランプは、該蛍光ランプが単独で点灯される場合、黄色がかった白色光が生成されるように、LaMgAl11O19：CeTb（緑色）及びY2O3：Eu（赤色）でコーティングされる。発光ダイオードに対する電源は、発光体のベースに組み込まれる。この発光ダイオードが蛍光ランプと一緒にスイッチをオンにされると、光はランプバルブ内で混合され、全体的な放射光が、色温度Ｔｃ＝５０００Ｋに対応する白色に見えるであろう。発光ダイオードを流れる電流の増加は、青色光の放射の増加につながり、全体的な放射光の色温度を上昇させる。その一方で、電流の減少は、青色光の量を減少させ、従って、放出光の色温度を低下させる。
【００１４】
このように達成された演色指数（CRI ;color rendering index）の値は、全ての色温度２６００Ｋ〜１０，０００Ｋについて、８０より上にある。
【００１５】
図１及び図２に示される本発明による発光体は、ＰＭＭＡプレートで覆われる平面形状又は環状形状をもつ。この蛍光ランプは、緑色蛍光体として、例えば、LaPO4:CeTb、LaMgAl11O19:CeTb又はGdMgB5O10:CeTbを含有し、赤色蛍光体として、例えば、Y2O3:Eu又はY(V, P)O4:Euを含有している。
【００１６】
図３は、このような蛍光ランプの発光スペクトルを示す。これらの蛍光ランプ（ＦＬ）のカラーポイント（ｘ＝０．４７，ｙ＝０．４２）は、白色光を放射する発光ダイオードに用いられるYAGaG:Ceのカラーポイント（ｘ＝０．４８，ｙ＝０．５０）の近くにある（図５参照）。
【００１７】
電流の強さの増加により、青色発光ダイオードの色温度を１０，０００Ｋまで上昇させることが可能になり、その結果として、青色発光ダイオードが正確に選択されているならば、そのカラーポイントは、この色温度の黒体軌跡（BBL:blackbody locus）の近くにある。最も適切なものは、色度座標ｘ＝ ０．１及びｙ＝ ０．２においてカラーポイントをもつ青色発光ダイオードである。
【００１８】
本発明による発光体の利点は、改善された視感度効率（luminous efficacy）及びより高められたカラーポイント安定性にある。なぜならば、発光ダイオードの有効寿命は、蛍光ランプにおいてこれまで使用されている通常の青色蛍光体の有効寿命よりもはるかに長いからである。
【００１９】
更に、発光ダイオードの青色光の放射が、ただ単に電流の強さを増加させるか又は低減させることによって変化されるという点で、光の色は、本発明による発光体においてより簡単に変更されることができる。このためには、発光ダイオードへの電流、従って該発光ダイオードの発光が、蛍光ランプの発光とは無関係に制御され得るように、別個の電源が発光ダイオードのために準備されることが必要である。これにより、青色発光ダイオードの色温度を、例えば、２６６０Ｋ〜１０，０００Ｋの間の幅広いレンジにわたって調節することが可能になる。
【００２０】
ただ一つの光源であるように見えるべき２つの光源の組み合わせは、適切なやり方で光を混合するためのある光学的手段を必要とする。このような手段が存在しない場合、光の組み合わせが目に見えるだけでなく、放射光が不均質であるように見えるであろう。従って、良好な光の分布及び光の混合が保護されるように、発光ダイオードをランプに組み込むことが必要である。
【００２１】
このことは、ＧＬＳに類似のＣＦＬ−Ｉランプにおいて容易に達成され得る。なぜならば、外側の熱可塑性（thermoplastic，サーモプラスチック）バルブが、これらのＣＦＬ−Ｉランプのために既に開発されており、このバルブは、粉末層によって光を散乱させるからである。その場合、青色発光ダイオードは、単にＣＦＬ−Ｉランプの外側バルブ内に収容されることのみが必要であるに過ぎず、必要な電子制御手段は、ランプベースに収容されることが可能である。本発明を実施するための他の構造、例えば、青色発光ダイオードを同じランプハウジング内に収容する構造、又はその代わりに、上記発光ダイオードを蛍光ランプとは別のランプハウジングに収容する構造も考えられ得る。発光ダイオードは、一方の側において光散乱層で覆われるＰＭＭＡプラスチックフォイル又はプラスチックプレートと共に用いられ、他方の側において光をカプリングアウトするための構造体と共に用いられることもできる。
【００２２】
コンパクトな蛍光ランプ、水銀（Ｈｇ）低圧ガス放電ランプ、水銀（Ｈｇ）高圧ガス放電ランプ又は硫黄（sulphur）ランプが、本発明による発光体の蛍光ランプとして用いられることができる。発光体の有効寿命及びカラーポイント安定性は、あらゆる場合における白色光の生成に関してかなり改善される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１０】青色光を供給する発光ダイオードを備える本発明によるランプを示す図である。
【図１】青色光を供給する発光ダイオード及び蛍光管ランプを備える矩形の光タイルを示す図である。
【図２】青色光を供給する発光ダイオード及び環状蛍光管ランプを備える円形の光タイルを示す図である。
【図３】LaMgAl11O19：CeTb及びY2O3：Euを含有する蛍光ランプの発光スペクトルを示す図である。
【図４】青色光を放射する発光ダイオード（ＬＥＤ）の発光スペクトルを示す図である。
【図５】青色光を放射する発光ダイオードのカラーポイント、蛍光ランプのカラーポイント、及び色温度５０００ＫＣＣＴにて前者の発光ダイオード及び蛍光ランプの２つによって形成された光源のカラーポイントを示す図である。
【図６】青色光を放射する発光ダイオードと、LaMgAl11O19：CeTb及びY2O3:Euを含有する蛍光ランプとを、色温度５０００ＫＣＣＴにて組み合わせる発光体の発光スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  青色光を放射する発光ダイオード
２  蛍光ランプ
３  外側ランプバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006503413.tif 000006
【図６】
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【図１０】
2006503413.tif 000008
【図５】
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【国際調査報告】
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