ＬＥＤランプ
【課題】１基のランプ本体において使用者の嗜好や使用場所に応じてランプの発光色（発光スペクトル）、光の配向角度（指向性）やランプデザインを選択できるようなＬＥＤランプを提供する。
【解決手段】基板７と、この基板７上に実装されたＬＥＤチップ８とを備えるＬＥＤモジュール２と、このＬＥＤモジュール２が設置された基体部３と、上記ＬＥＤモジュール２を、空間をおいて覆うように上記基体部３に取り付けられたグローブ４ａと、このグローブ４ａの内面に前記ＬＥＤチップ８から離間させて設けられ、上記ＬＥＤチップ８から出射された紫外乃至紫色光を吸収して可視光を発光する蛍光膜９と、上記基体部３内に設けられ、上記ＬＥＤチップ８を点灯させる点灯回路１１と、この点灯回路１１と電気的に接続された口金６とを具備し、上記グローブ４ａと基体部３ａとが着脱自在となるように着脱機構１２を設けたことを特徴とするＬＥＤランプである。
【解決手段】基板７と、この基板７上に実装されたＬＥＤチップ８とを備えるＬＥＤモジュール２と、このＬＥＤモジュール２が設置された基体部３と、上記ＬＥＤモジュール２を、空間をおいて覆うように上記基体部３に取り付けられたグローブ４ａと、このグローブ４ａの内面に前記ＬＥＤチップ８から離間させて設けられ、上記ＬＥＤチップ８から出射された紫外乃至紫色光を吸収して可視光を発光する蛍光膜９と、上記基体部３内に設けられ、上記ＬＥＤチップ８を点灯させる点灯回路１１と、この点灯回路１１と電気的に接続された口金６とを具備し、上記グローブ４ａと基体部３ａとが着脱自在となるように着脱機構１２を設けたことを特徴とするＬＥＤランプである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＬＥＤランプに係り、特に着脱可能なグローブを有し、使用者の嗜好や使用場所に応じてランプの発光色、光の配向角度（指向性）やランプデザインを選択できるように構成したＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた発光装置は、液晶表示装置のバックライト、信号装置、各種スイッチ類、車載用ランプ、一般照明等の照明装置に幅広く利用されている。特に、ＬＥＤと蛍光体とを組合せた白色発光型のＬＥＤランプは、白熱電球の代替品として注目されており、その開発が急速に進められている。このＬＥＤランプとしては、例えばランプ口金が設けられた基体部にグローブを取り付けると共に、グローブ内にＬＥＤチップを配置し、さらに基体部内にＬＥＤチップの点灯回路を設けた一体型のランプ構造を有するものが知られている。
【０００３】
この種のＬＥＤランプとしては、ＬＥＤチップの表面に直接蛍光体層を塗布し、一定の発光スペクトルを持つランプが公知であり、また現在未公開であるが特願２０１０−１９２５３３号明細書に記載されたＬＥＤ電球のように、蛍光体層をＬＥＤチップから離れたところに設けたランプなどがある。
【０００４】
上記特願２０１０−１９２５３３号明細書に記載されたＬＥＤ電球は、図５に示すように、基板７と、この基板７上に実装された紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ８とを備えるＬＥＤモジュール２と、このＬＥＤモジュール２が設置された基体部３と、上記ＬＥＤモジュール２を覆うように上記基体部３に取り付けられたグローブ４と、このグローブ４の内面に上記ＬＥＤチップ８から離間させて設けられ、上記ＬＥＤチップ８から出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜（蛍光体層）９と、上記基体部３内に設けられ、上記ＬＥＤチップ８を点灯させる点灯回路（図示せず）と、この点灯回路と電気的に接続された口金６とを具備して構成されている。いずれも省電力が可能であり、フィラメント方の白熱電球と比較して長寿命であるという特徴を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１０−１９２５３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記ＬＥＤチップの表面に直接蛍光体層を塗布したＬＥＤランプにおいては、ＬＥＤチップ部分のみが局部的に高輝度に発光するために、ランプ（電球）全体の輝度を均一化することが困難であり、これにより電球のぎらつきや局所的な「まぶしさ」、いわゆるグレアを低減することが困難であるという問題点が提起されていた。
【０００７】
また上記特願２０１０−１９２５３３号明細書に記載されたＬＥＤ電球は、製造工場において、予め蛍光膜を形成したグローブと基体部とが強固に固着されているために、一般の使用者自身でグローブを交換することは不可能であった。
【０００８】
また、ＬＥＤランプの販売店において点灯状態でその発光性能や発光色を実演していて、その発光状態を確認した後にＬＥＤランプを購入しても、家庭等で実際に使用する場所で点灯した場合には、発光の色合いや照度が従来の電球の発光スペクトルとは大きく異なるため、利用者によっては違和感を覚えたり、周囲への配光度合が従来と異なったりして、部屋全体での配光バランスが大きく変化して効果的な照明装置には成り得ない場合が多い。
【０００９】
さらに、ＬＥＤランプは現時点では一般的に高価であるため、容易に買い換えて購入することが困難であるという問題や利用者個人のそれぞれの嗜好に沿った発光仕様への変更が困難であるという欠点を有している。
【００１０】
本発明は上記先行技術の問題点を解決するためになされたものであり、特に着脱可能なグローブを有し、蛍光体層の組成や形状を替えたグローブを取替え可能な構造とすることにより、１基のランプ本体において使用者の嗜好や使用場所に応じてランプの発光色（発光スペクトル）、光の配向角度（指向性）やランプデザインを選択できるように構成したＬＥＤランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の実施形態に係るＬＥＤランプは、基板とこの基板上に実装されたＬＥＤチップとを備えるＬＥＤモジュールと、このＬＥＤモジュールが設置された基体部と、上記ＬＥＤモジュールを、空間をおいて覆うように上記基体部に取り付けられたグローブと、このグローブの内面に前記ＬＥＤチップから離間させて設けられ、上記ＬＥＤチップから出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜と、上記基体部内に設けられ、上記ＬＥＤチップを点灯させる点灯回路と、この点灯回路と電気的に接続された口金とを具備し、上記グローブと基体部とが着脱自在となるように着脱機構を設けたことを特徴とする。このようなＬＥＤランプでは、他の蛍光体層が塗布されたグローブや形状を替えたグローブを容易に着脱交換することができ、使用者の嗜好に沿った所望の発光特性を備えるグローブに変更することが可能となる。
【００１２】
また、上記ＬＥＤランプにおいて、前記着脱機構が、前記グローブの外周縁周上に均等に配設された複数の係止片と、この係止片を係止すると共に、前記基体部の外周縁周上に形成された複数の係止部材とから成ることが好ましい。このような着脱機構によれば、グローブにおける係止片も、基体部における係止部材も樹脂材の一体成形で容易に形成することが可能である。しかも、係止片を設けたグローブを僅かに回転させるだけで着脱操作が迅速に完了できる。
【００１３】
さらに上記ＬＥＤランプにおいて、前記ＬＥＤモジュールが波長３５０〜４２０ｎｍの紫外乃至紫色発光を出射する一方、この紫外乃至紫色発光を受けて、グローブ内面に塗布された蛍光体層が可視光を出射することが好ましい。このようなＬＥＤランプでは、ＬＥＤモジュールから出射された波長３５０〜４２０ｎｍの紫外乃至紫色発光を高い変換効率で可視光に変換できる蛍光体が実現しているので、より高い発光強度が得られる。
【００１４】
また上記ＬＥＤランプにおいて、前記蛍光体層とは異なる種類の蛍光体層を設けたグローブまたは前記グローブの形状とは異なる形状を有するグローブを基体部に装着することにより、ランプの発光色または配光角度を適宜変更することが可能になるので好ましい。すなわち、それぞれの用途に適合する光を発する蛍光体層が塗布されたグローブに交換することにより、電球色や昼白色、青色、赤色、橙色、黄色など様々な発光色を出射できるＬＥＤ電球が得られる。
【００１５】
さらに上記ＬＥＤランプにおいて、前記グローブの最大径Ａが、基体部の最大径Ｂよりも大きいことが好ましい。この場合には、ランプ本体の背面方向にも光が出射されることになり、より広い配向性が得られ、広配光を実現するＬＥＤランプが得られる。
【００１６】
また上記ＬＥＤランプにおいて、前記グローブを基体部から脱着したときに前記点灯回路をＯＦＦとする一方、前記グローブを基体部に装着したときに前記点灯回路をＯＮとするリミットスイッチを配置することが好ましい。グローブの交換に際して、通常は電源をＯＦＦとした後にランプ全体を口金部分から脱着した状態で、他の蛍光体層や他の形状を有する他のグローブに交換するのが通常である。しかしながら、上記リミットスイッチを設けることにより、上記グローブを脱着した状態では点灯しないので、有害とされる紫外光のみの出射状態を回避できるので、上記リミットスイッチは有効である。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成に係るＬＥＤランプによれば、グローブと基体部とが着脱自在となるように着脱機構が設けられているために、グローブ内面に形成する蛍光体層の組成やグローブの形状を替えたものに付け替えることが可能になり、１基のランプ本体において使用者の嗜好や使用場所に応じてランプの発光色（発光スペクトル）、光の配向角度（指向性）やランプデザインを自由に選択できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態によるＬＥＤランプについてグローブ部を破断して示す部分断面図。
【図２】第１の実施形態における着脱機構の構成例を示す斜視図。
【図３】他の実施形態に係るＬＥＤランプについてグローブ部を破断して示す部分断面図。
【図４】グローブの他の形状例を示す断面図。
【図５】先行技術としてのＬＥＤランプの構成例を示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の第１実施形態に係るＬＥＤランプ１ａは、図１および図２に示すように、基板７と、この基板７上に実装されたＬＥＤチップ８とを備えるＬＥＤモジュール２と、このＬＥＤモジュール２が設置された基体部３ａと、上記ＬＥＤモジュール２を、空間をおいて覆うように上記基体部３ａに取り付けられたグローブ４ａと、このグローブ４ａの内面に上記ＬＥＤチップ８から離間させて設けられ、上記ＬＥＤチップ８から出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜９と、上記基体部３ａ内に設けられ、上記ＬＥＤチップ８を点灯させる点灯回路１１と、この点灯回路１１と電気的に接続された口金６とを具備し、上記グローブ４ａと基体部３ａとが着脱自在となるように着脱機構１２を設けて構成されている。
【００２０】
また、図１においてＬＥＤチップ８の上面は透明樹脂層で封止されている。一方、基体部３ａと口金６とは、絶縁部材５を介して接合されている。
【００２１】
さらに、上記のＬＥＤランプ１ａにおいて、上記着脱機構１２は、上記グローブ４ａの外周縁周上に少なくも３箇所に均等間隔で配設された複数の係止片４Ｂと、この係止片４Ｂを係止すると共に、前記基体部３ａの外周縁周上の少なくも３箇所に均等間隔で形成された複数の係止部材３Ａとから構成されている。なお、上記グローブ４ａに配設された複数の係止片４Ｂと、基体部３ａの外周縁周上形成された複数の係止部材３Ａとは、それぞれに対応した位置に形成されていることは、両者がそれぞれ対応位置で係止されることから当然の構成である。
【００２２】
上記ＬＥＤモジュール２は、基板７上に実装された紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ８を備えている。基板７上には複数のＬＥＤチップ８が面実装されている。紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ８としては、ＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系等の発光ダイオードが用いられる。基板７の表面（さらに必要に応じて内部）には、配線網が設けられており、ＬＥＤチップ８の電極は基板７の配線網と電気的に接続されている。ＬＥＤモジュール２の側面もしくは底面には、配線が引き出されており、この配線が基体部３内に設けられた点灯回路１１と電気的に接続されている。ＬＥＤチップ８は、点灯回路１１を介して印加される直流電圧により点灯する。
【００２３】
グローブ４ａの内面には、ＬＥＤチップ８から出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜（蛍光体層）９が設けられている。従来の蛍光体粒子をＬＥＤチップの封止樹脂中に分散させたＬＥＤモジュールとは異なり、蛍光膜９はＬＥＤチップ８から離間するようにグローブ４ａの内面に設けられている。ＬＥＤランプ１ａに印加された電気エネルギーは、ＬＥＤチップ８で紫外乃至紫色光に変換され、さらに蛍光膜９でより長波長の光に変換されて白色光として放出される。ＬＥＤ電球１から放出される白色光は、従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤ電球とは異なり、蛍光膜９の発光のみにより構成される。
【００２４】
ＬＥＤランプ１ａはグローブ４ａの内面全体に設けられた蛍光膜９が発光するため、従来の蛍光体粒子を封止樹脂中に分散させたＬＥＤモジュールとは異なり、蛍光膜９全体を面発光させることができ、蛍光膜９から全方位に白色光が広がる。また、従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤランプとは異なり、蛍光膜９からの発光のみで白色光を得ているため、局所的な輝度ムラ等を抑制することができる。これらによって、ぎらつきが無く、均一で柔らかい白色光が得られる。すなわち、ＬＥＤランプ１ａのグレアを従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤランプ１ａと比べて大幅に低減することが可能となる。
【００２５】
グローブ４ａの形状は特に限定されるものではなく、図１に示すような半球ドーム型形状や図３に示すようなナス型形状を適用することができる。なお、図３に示すＬＥＤランプ１ｂは、グローブ４ｂの形状が異なる点以外は、図１に示すＬＥＤランプ１ａと同様な構成を備えている。グローブ４ａの形成材料は透光性を有するものであれば特に限定されず、例えばガラス製のグローブや樹脂製のグローブ等が使用される。グローブ４ａは、例えば白熱電球と同等の大きさを有している。
【００２６】
ＬＥＤランプ１ａの発光色は、ＬＥＤチップ８の発光波長と蛍光膜９を構成する蛍光体との組合せにより決定される。紫外乃至紫色光のＬＥＤチップ８と組合せて白色光を得るにあたって、蛍光膜９は青色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体を含む混合蛍光体（ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体）で構成することが好ましい。混合蛍光体は、さらに青緑色蛍光体及び深赤色蛍光体から選ばれる少なくとも１種の蛍光体を含んでいてもよい。混合蛍光体を構成する各蛍光体は特に限定されるものではないが、ＬＥＤチップ８からの紫外乃至紫色光との組合せ、また得られる白色光の色温度や演色性（平均演色評価数Ｒａ等）の観点から以下に示す蛍光体を使用することが好ましい。
【００２７】
すなわち、青色蛍光体としては、発光のピーク波長が４３０〜４６０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（１）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活アルカリ土類クロロ燐酸塩蛍光体を使用することが好ましい。
【００２８】
一般式：（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚＢａｘＣａｙＥｕｚ）５（ＰＯ４）３・Ｃｌ …（１）
（式中、ｘ、ｙ、及びｚは０≦ｘ＜０．５、０≦ｙ＜０．１、０．００５≦ｚ＜０．１を満足する数である）
また、緑色乃至黄色蛍光体としては、発光のピーク波長が４９０〜５８０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（２）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びマンガン（Ｍｎ）付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、式（３）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びマンガン（Ｍｎ）付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体、式（４）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活サイアロン蛍光体、及び式（５）で表わされる組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも１種を使用することが好ましい。
【００２９】
一般式：（Ｂａ１−ｘ−ｙ−ｚＳｒｘＣａｙＥｕｚ）（Ｍｇ１−ｕＭｎｕ）Ａｌ１０Ｏ１７ …（２）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０≦ｘ＜０．２、０≦ｙ＜０．１、０．００５＜ｚ＜０．５、０．１＜ｕ＜０．５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ−ｕＢａｘＭｇｙＥｕｚＭｎｕ）２ＳｉＯ４ …（３）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）
一般式：（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕｘ …（４）
（式中、ｘは０＜ｘ＜０．３を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ１−ｘＥｕｘ）αＳｉβＡｌγＯδＮω …（５）
（式中、ｘ、α、β、γ、δ、及びωは０＜ｘ＜１、０＜α≦３、１２≦β≦１４、２≦γ≦３．５、１≦δ≦３、２０≦ω≦２２を満足する数である）
一方、赤色蛍光体としては、発光のピーク波長が５８０〜６３０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（６）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活酸硫化ランタン蛍光体、式（７）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活カズン蛍光体、及び式（８）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも１種を使用することが好ましい。
【００３０】
一般式：（Ｌａ１−ｘ−ｙＥｕｘＭｙ）２Ｏ２Ｓ …（６）
（式中、ＭはＳｍ、Ｇａ、Ｓｂ、及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、ｘ及びｙは０．０８≦ｘ＜０．１６、０．０００００１≦ｙ＜０．００３を満足する数である）
一般式：（Ｃａ１−ｘ−ｙＳｒｘＥｕｙ）ＳｉＡｌＮ３ …（７）
（式中、ｘ及びｙは０≦ｘ＜０．４、０＜ｘ＜０．５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ１−ｘＥｕｘ）αＳｉβＡｌγＯδＮω …（８）
（式中、ｘ、α、β、γ、δ、及びωは０＜ｘ＜１、０＜α≦３、５≦β≦９、１≦γ≦５、０．５≦δ≦２、５≦ω≦１５を満足する数である）
さらに青緑色蛍光体としては、発光のピーク波長が４６０〜４９０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（９）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びマンガン（Ｍｎ）付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体を使用することが好ましい。
【００３１】
一般式：（Ｂａ１−ｘ−ｙ−ｚ−ｕＳｒｘＭｇｙＥｕｚＭｎｕ）２ＳｉＯ４ …（９）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）
また深赤色（ＤＲ）蛍光体としては、発光のピーク波長が６３０〜７８０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（１０）で表される組成を有するマンガン（Ｍｎ）付活マグネシウムフロロジャーマネート蛍光体を使用することが好ましい。
【００３２】
一般式：αＭｇＯ・βＭｇＦ２・（Ｇｅ１−ｘＭｎｘ）Ｏ２ …（１０）
（式中、α、β、及びｘは３．０≦α≦４．０、０．４≦β≦０．６、０．００１≦ｘ≦０．５を満足する数である）
混合蛍光体を構成する各蛍光体の比率は、ＬＥＤランプ１ａの発光色等に応じて適宜に設定されるものであるが、例えば混合蛍光体は質量割合で、１０〜６０％の範囲の青色蛍光体、０〜１０％の範囲の青緑色蛍光体、１〜３０％の範囲の緑色乃至黄色蛍光体、３０〜９０％の範囲の赤色蛍光体、及び０〜３５％の範囲の深赤色蛍光体を含むことが好ましい。このような混合蛍光体によれば、相関色温度が６５００Ｋ〜２５００Ｋというような広範囲の白色光を同一蛍光種で得ることができる。従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体との組合せの場合、２色の組合せのみでは２８００Ｋの電球色を、偏差を含めて調整することは困難であり、青色励起で発光する赤色蛍光体を追加することが必要となる。
【００３３】
蛍光膜９は、例えば混合蛍光体の粉末をバインダ樹脂等と混合し、この混合物（例えばスラリー）をグローブ４ａの内面に塗布した後に加熱・硬化させることによって形成される。混合蛍光体粉末は平均粒子径（粒度分布の中位値（Ｄ５０））が３〜５０μｍの範囲であることが好ましい。このような平均粒子径を有する混合蛍光体（蛍光体粒子）を使用することによって、ＬＥＤチップ８から出射される紫外乃至紫色光の吸収効率を高めることができ、ＬＥＤランプ１ａの輝度を向上させることが可能となる。
【００３４】
ＬＥＤランプ１ａの励起源として紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ８を使用した場合には、従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤ電球とは異なり、上述したように蛍光膜９を種々の蛍光体で構成することができる。すなわち、蛍光膜９の構成する蛍光体種の選択幅が広がるため、ＬＥＤランプ１ａから放出される白色光の演色性等を高めることができる。具体的には、相関色温度が６５００Ｋ以下で、黒体軌跡からの偏差が−０．０１以上０．０１以下の範囲であると共に、平均演色評価数（Ｒａ）が８５以上の白色光を得ることができる。このような白色光を得ることによって、白熱電球の代替品としてのＬＥＤランプ１ａの実用性等を向上させることが可能となる。
【００３５】
ＬＥＤチップ８は紫外乃至紫色発光タイプ（発光ピーク波長が３５０〜４３０ｎｍ）のＬＥＤであればよいが、特に発光ピーク波長が４００〜４２０ｎｍの範囲、さらに好ましくは３７０〜４１０ｎｍの範囲であると共に、発光スペクトルの半値幅が１０〜２０ｎｍのＬＥＤチップ８を使用することが好ましい。このようなＬＥＤチップ８と上述した混合蛍光体（ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体、さらに必要に応じて青緑蛍光体や深赤色（ＤＲ）蛍光体を加えた混合蛍光体）で構成した蛍光膜９とを組合せて使用した場合、相関色温度（発光色）についてはＬＥＤチップ８の出力バラツキにかかわらず安定した白色光を得ることができ、ＬＥＤランプ１ａの歩留りを高めることが可能となる。従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体との組合せは、ＬＥＤチップの出力バラツキが直接相関色温度（発光色）に影響するため、ＬＥＤランプの歩留りが低下しやすい。
【００３６】
また、基板７上に面実装された複数のＬＥＤチップ８は、透明樹脂層１０で覆われていることが好ましい。すなわち、ＬＥＤモジュール２は、基板７上に面実装された複数のＬＥＤチップ８と、複数のＬＥＤチップ８を覆うように基板７上に設けられた透明樹脂層１０とを備えることが好ましい。透明樹脂層１０には、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等が用いられ、特に耐紫外線性に優れるシリコーン樹脂を使用することが好ましい。このように、複数のＬＥＤチップ８を透明樹脂層１０で覆うことによって、各ＬＥＤチップ８から出射された光が互いに伝播し、グレアの一因となる局所的な光の強弱が緩和されると共に、光の取出し効率を高めることができる。
【００３７】
ところで、蛍光膜９の励起源として紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ８を用いた場合、グローブ４ａからの紫外線の漏出を抑制することが重要となる。グローブ４ａから漏出した紫外線は、ＬＥＤランプ１ａの近傍やＬＥＤランプ１ａが配置された室内空間等に存在する印刷物、食品、薬品、人体等に悪影響を及ぼすおそれがある。このような点から、実施形態のＬＥＤ電球１はグローブ４ａから漏出する紫外線量（紫外線のエネルギー量）を０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下とすることが好ましい。このような紫外線の漏れ量であれば、蛍光灯等の従来の照明器具と同等レベルもしくはそれ以下であり、印刷物の色劣化、食品や薬品の変質、人体等への悪影響を極力抑えることができ、ＬＥＤ電球１の実用性を高めることが可能となる。
【００３８】
グローブ４ａから漏出する紫外線量を低減するためには、蛍光膜９の膜厚を厚くすることが有効である。ここで、実施形態のＬＥＤランプ１ａは蛍光膜９からの発光光のみで白色光を得ているため、蛍光膜９の膜厚を厚くすることができ、その場合にもＬＥＤランプ１ａから放出される白色光の色度等に影響を及ぼすことがない。ただし、蛍光膜９の膜厚を厚くしすぎると、ＬＥＤランプの明るさが低下する。そこで、実施形態のＬＥＤランプ１ａでは膜厚が８０〜８００μｍの蛍光膜９を適用している。膜厚が８０〜８００μｍの蛍光膜９を適用することによって、グローブ４から漏出する紫外線量を０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下まで低減しつつ、ＬＥＤランプ１ａの明るさの低下を抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態ではグローブ４ａと基体部３とを着脱自在にする着脱機構を設けている。この着脱機構は、特に限定されるものではないが、例えばグローブ４ａ下縁部と基体部３の上縁部に雌ねじと雄ねじ部をそれぞれ形成し、両者をねじで螺合する方式でも良い。
【００４０】
また、従来の円環状蛍光ランプを固定する金具のように、常時は基体部からランプ外方向に拡開するようにばね付勢された複数の弾性体を基体部上面に植設し、グローブ内部に一体に形成した突起部に上記弾性体を係止することにより、グローブ４ａと基体部３とを着脱自在に固定する方式も採用できる。
【００４１】
本第１実施形態では、特に着脱機構１２が、前記グローブ４ａの外周縁周上に均等に配設された複数の係止片４Ｂと、この係止片４Ｂを係止すると共に、前記基体部の外周縁周上に形成された複数の係止部材３Ａとから構成されている。グローブ４ａを基体部３に装着する場合は、グローブ４ａの係止片４Ｂが、図２において矢印方向に移動するように、グローブ４ａを右回りに回転すると、係止片４Ｂが基体部３の係止部材３Ａに係止されてグローブ４ａが固定される。
【００４２】
ここで、係止部材３Ａの内側端部には、グローブ４ａを基体部３から脱着したときに前記点灯回路１１をＯＦＦとする一方、グローブ４ａを基体部３に装着したときに点灯回路１１をＯＮとするリミットスイッチ３Ａａが配置されている。
【００４３】
そのため、グローブ４ａを基体部３に装着したときは、係止片４Ｂが係止部材３Ａの内部に十分に進入する結果、係止片４Ｂの先端部がリミットスイッチ３Ａａに当接してリミットスイッチ３Ａａが動作して点灯回路１１がＯＮとなる。
【００４４】
一方、グローブ４ａを基体部３から脱着する時には、図２において係止部材３Ａに係止していた係止片４Ｂを外すべく、グローブ４ａを左回りに回転すると、係止片４Ｂが係止部材３Ａから外れるので、グローブ４ａは基体部３から脱着される。このとき、リミットスイッチ３Ａａが開放されるように動作して点灯回路１１がＯＦＦとなる。したがって、グローブ４ａを脱着した状態では、たとえランプ電源を入れたとしても点灯回路１１はＯＦＦのままであり、ＬＥＤランプ１ａは点灯しない。
【００４５】
そのため、上記リミットスイッチ３Ａａを設けることにより、上記グローブ４ａを脱着した状態ではＬＥＤランプ１ａは点灯しないので、有害とされる紫外光のみの出射状態を回避できるので、このＬＥＤランプ１ａが配置された室内空間等に存在する印刷物、食品、薬品、人体等に悪影響を及ぼすおそれがない。また、上記のような着脱機構１２によれば、グローブ４ａにおける係止片４Ｂも、基体部３における係止部材３Ａも樹脂材の一体成形で容易に形成することが可能である。
【００４６】
次に本発明の第２実施形態について図３を参照して説明する。
【００４７】
図３に示す第２実施形態に係るＬＥＤランプ１ｂは、グローブ４ｂの最大径Ａが、基体部３ａの最大径Ｂよりも大きい点以外の構成は、第１実施形態に係るＬＥＤランプ１ａと同一である。同一構成要素には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４８】
本実施形態のように、グローブ４ｂの最大径Ａを、基体部３ａの最大径Ｂよりも大きくすることにより、蛍光体層９から出射される光の方向がランプ本体の背面方向まで拡大されることになるために、ランプ本体の背面方向にも光が出射されることになり、より広い配向性が得られ、広配光を要する照明空間に最適なＬＥＤランプが得られる。
【００４９】
次に本発明の第３実施形態について図４を参照して説明する。
【００５０】
この第３実施形態では、特にグローブ４ｃの形状を有底円筒状に形成した点に特徴が有り、他の構成は図１および図３に示すＬＥＤランプ１ａ，１ｂと同一である。本第３実施形態のＬＥＤランプでは、図１および図３に示す「半球ドーム形状」および「なす型」に形成したグローブ４ａ，４ｂを使用したＬＥＤランプ１ａ，１ｂと比較して、蛍光膜９から出射される光の方向がグローブ４ｃの平坦な発光面方向に集中する指向性が発揮されるので、この平坦面に対向する部位の照度を高めることができる。
【００５１】
以上の詳細な説明では、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の実施形態に係るＬＥＤランプによれば、グローブと基体部とが着脱自在となるように着脱機構が設けられているために、グローブ内面に形成する蛍光体層の組成やグローブの形状を替えた他のグローブに容易に付け替えることが可能になり、１基のランプ本体において使用者の嗜好や使用場所に応じてランプの発光色（発光スペクトル）、光の配向角度（指向性）やランプデザインを自由に選択できる効果が得られる。
【符号の説明】
【００５３】
１，１ａ，１ｂ…ＬＥＤランプ、２…ＬＥＤモジュール、３，３ａ…基体部、３Ａ…係止部材、３Ａａ…リミットスイッチ、４，４ａ，４ｂ，４ｃ…グローブ、４Ｂ…係止片、５…絶縁部材、６…口金、７…基板、８…ＬＥＤチップ（発光素子）、９…蛍光膜（蛍光体層）、１０…透明樹脂層、１１…点灯回路、１２…着脱機構。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＬＥＤランプに係り、特に着脱可能なグローブを有し、使用者の嗜好や使用場所に応じてランプの発光色、光の配向角度（指向性）やランプデザインを選択できるように構成したＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた発光装置は、液晶表示装置のバックライト、信号装置、各種スイッチ類、車載用ランプ、一般照明等の照明装置に幅広く利用されている。特に、ＬＥＤと蛍光体とを組合せた白色発光型のＬＥＤランプは、白熱電球の代替品として注目されており、その開発が急速に進められている。このＬＥＤランプとしては、例えばランプ口金が設けられた基体部にグローブを取り付けると共に、グローブ内にＬＥＤチップを配置し、さらに基体部内にＬＥＤチップの点灯回路を設けた一体型のランプ構造を有するものが知られている。
【０００３】
この種のＬＥＤランプとしては、ＬＥＤチップの表面に直接蛍光体層を塗布し、一定の発光スペクトルを持つランプが公知であり、また現在未公開であるが特願２０１０−１９２５３３号明細書に記載されたＬＥＤ電球のように、蛍光体層をＬＥＤチップから離れたところに設けたランプなどがある。
【０００４】
上記特願２０１０−１９２５３３号明細書に記載されたＬＥＤ電球は、図５に示すように、基板７と、この基板７上に実装された紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ８とを備えるＬＥＤモジュール２と、このＬＥＤモジュール２が設置された基体部３と、上記ＬＥＤモジュール２を覆うように上記基体部３に取り付けられたグローブ４と、このグローブ４の内面に上記ＬＥＤチップ８から離間させて設けられ、上記ＬＥＤチップ８から出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜（蛍光体層）９と、上記基体部３内に設けられ、上記ＬＥＤチップ８を点灯させる点灯回路（図示せず）と、この点灯回路と電気的に接続された口金６とを具備して構成されている。いずれも省電力が可能であり、フィラメント方の白熱電球と比較して長寿命であるという特徴を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１０−１９２５３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記ＬＥＤチップの表面に直接蛍光体層を塗布したＬＥＤランプにおいては、ＬＥＤチップ部分のみが局部的に高輝度に発光するために、ランプ（電球）全体の輝度を均一化することが困難であり、これにより電球のぎらつきや局所的な「まぶしさ」、いわゆるグレアを低減することが困難であるという問題点が提起されていた。
【０００７】
また上記特願２０１０−１９２５３３号明細書に記載されたＬＥＤ電球は、製造工場において、予め蛍光膜を形成したグローブと基体部とが強固に固着されているために、一般の使用者自身でグローブを交換することは不可能であった。
【０００８】
また、ＬＥＤランプの販売店において点灯状態でその発光性能や発光色を実演していて、その発光状態を確認した後にＬＥＤランプを購入しても、家庭等で実際に使用する場所で点灯した場合には、発光の色合いや照度が従来の電球の発光スペクトルとは大きく異なるため、利用者によっては違和感を覚えたり、周囲への配光度合が従来と異なったりして、部屋全体での配光バランスが大きく変化して効果的な照明装置には成り得ない場合が多い。
【０００９】
さらに、ＬＥＤランプは現時点では一般的に高価であるため、容易に買い換えて購入することが困難であるという問題や利用者個人のそれぞれの嗜好に沿った発光仕様への変更が困難であるという欠点を有している。
【００１０】
本発明は上記先行技術の問題点を解決するためになされたものであり、特に着脱可能なグローブを有し、蛍光体層の組成や形状を替えたグローブを取替え可能な構造とすることにより、１基のランプ本体において使用者の嗜好や使用場所に応じてランプの発光色（発光スペクトル）、光の配向角度（指向性）やランプデザインを選択できるように構成したＬＥＤランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の実施形態に係るＬＥＤランプは、基板とこの基板上に実装されたＬＥＤチップとを備えるＬＥＤモジュールと、このＬＥＤモジュールが設置された基体部と、上記ＬＥＤモジュールを、空間をおいて覆うように上記基体部に取り付けられたグローブと、このグローブの内面に前記ＬＥＤチップから離間させて設けられ、上記ＬＥＤチップから出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜と、上記基体部内に設けられ、上記ＬＥＤチップを点灯させる点灯回路と、この点灯回路と電気的に接続された口金とを具備し、上記グローブと基体部とが着脱自在となるように着脱機構を設けたことを特徴とする。このようなＬＥＤランプでは、他の蛍光体層が塗布されたグローブや形状を替えたグローブを容易に着脱交換することができ、使用者の嗜好に沿った所望の発光特性を備えるグローブに変更することが可能となる。
【００１２】
また、上記ＬＥＤランプにおいて、前記着脱機構が、前記グローブの外周縁周上に均等に配設された複数の係止片と、この係止片を係止すると共に、前記基体部の外周縁周上に形成された複数の係止部材とから成ることが好ましい。このような着脱機構によれば、グローブにおける係止片も、基体部における係止部材も樹脂材の一体成形で容易に形成することが可能である。しかも、係止片を設けたグローブを僅かに回転させるだけで着脱操作が迅速に完了できる。
【００１３】
さらに上記ＬＥＤランプにおいて、前記ＬＥＤモジュールが波長３５０〜４２０ｎｍの紫外乃至紫色発光を出射する一方、この紫外乃至紫色発光を受けて、グローブ内面に塗布された蛍光体層が可視光を出射することが好ましい。このようなＬＥＤランプでは、ＬＥＤモジュールから出射された波長３５０〜４２０ｎｍの紫外乃至紫色発光を高い変換効率で可視光に変換できる蛍光体が実現しているので、より高い発光強度が得られる。
【００１４】
また上記ＬＥＤランプにおいて、前記蛍光体層とは異なる種類の蛍光体層を設けたグローブまたは前記グローブの形状とは異なる形状を有するグローブを基体部に装着することにより、ランプの発光色または配光角度を適宜変更することが可能になるので好ましい。すなわち、それぞれの用途に適合する光を発する蛍光体層が塗布されたグローブに交換することにより、電球色や昼白色、青色、赤色、橙色、黄色など様々な発光色を出射できるＬＥＤ電球が得られる。
【００１５】
さらに上記ＬＥＤランプにおいて、前記グローブの最大径Ａが、基体部の最大径Ｂよりも大きいことが好ましい。この場合には、ランプ本体の背面方向にも光が出射されることになり、より広い配向性が得られ、広配光を実現するＬＥＤランプが得られる。
【００１６】
また上記ＬＥＤランプにおいて、前記グローブを基体部から脱着したときに前記点灯回路をＯＦＦとする一方、前記グローブを基体部に装着したときに前記点灯回路をＯＮとするリミットスイッチを配置することが好ましい。グローブの交換に際して、通常は電源をＯＦＦとした後にランプ全体を口金部分から脱着した状態で、他の蛍光体層や他の形状を有する他のグローブに交換するのが通常である。しかしながら、上記リミットスイッチを設けることにより、上記グローブを脱着した状態では点灯しないので、有害とされる紫外光のみの出射状態を回避できるので、上記リミットスイッチは有効である。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成に係るＬＥＤランプによれば、グローブと基体部とが着脱自在となるように着脱機構が設けられているために、グローブ内面に形成する蛍光体層の組成やグローブの形状を替えたものに付け替えることが可能になり、１基のランプ本体において使用者の嗜好や使用場所に応じてランプの発光色（発光スペクトル）、光の配向角度（指向性）やランプデザインを自由に選択できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施形態によるＬＥＤランプについてグローブ部を破断して示す部分断面図。
【図２】第１の実施形態における着脱機構の構成例を示す斜視図。
【図３】他の実施形態に係るＬＥＤランプについてグローブ部を破断して示す部分断面図。
【図４】グローブの他の形状例を示す断面図。
【図５】先行技術としてのＬＥＤランプの構成例を示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の第１実施形態に係るＬＥＤランプ１ａは、図１および図２に示すように、基板７と、この基板７上に実装されたＬＥＤチップ８とを備えるＬＥＤモジュール２と、このＬＥＤモジュール２が設置された基体部３ａと、上記ＬＥＤモジュール２を、空間をおいて覆うように上記基体部３ａに取り付けられたグローブ４ａと、このグローブ４ａの内面に上記ＬＥＤチップ８から離間させて設けられ、上記ＬＥＤチップ８から出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜９と、上記基体部３ａ内に設けられ、上記ＬＥＤチップ８を点灯させる点灯回路１１と、この点灯回路１１と電気的に接続された口金６とを具備し、上記グローブ４ａと基体部３ａとが着脱自在となるように着脱機構１２を設けて構成されている。
【００２０】
また、図１においてＬＥＤチップ８の上面は透明樹脂層で封止されている。一方、基体部３ａと口金６とは、絶縁部材５を介して接合されている。
【００２１】
さらに、上記のＬＥＤランプ１ａにおいて、上記着脱機構１２は、上記グローブ４ａの外周縁周上に少なくも３箇所に均等間隔で配設された複数の係止片４Ｂと、この係止片４Ｂを係止すると共に、前記基体部３ａの外周縁周上の少なくも３箇所に均等間隔で形成された複数の係止部材３Ａとから構成されている。なお、上記グローブ４ａに配設された複数の係止片４Ｂと、基体部３ａの外周縁周上形成された複数の係止部材３Ａとは、それぞれに対応した位置に形成されていることは、両者がそれぞれ対応位置で係止されることから当然の構成である。
【００２２】
上記ＬＥＤモジュール２は、基板７上に実装された紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ８を備えている。基板７上には複数のＬＥＤチップ８が面実装されている。紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ８としては、ＩｎＧａＮ系、ＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系等の発光ダイオードが用いられる。基板７の表面（さらに必要に応じて内部）には、配線網が設けられており、ＬＥＤチップ８の電極は基板７の配線網と電気的に接続されている。ＬＥＤモジュール２の側面もしくは底面には、配線が引き出されており、この配線が基体部３内に設けられた点灯回路１１と電気的に接続されている。ＬＥＤチップ８は、点灯回路１１を介して印加される直流電圧により点灯する。
【００２３】
グローブ４ａの内面には、ＬＥＤチップ８から出射された紫外乃至紫色光を吸収して白色光を発光する蛍光膜（蛍光体層）９が設けられている。従来の蛍光体粒子をＬＥＤチップの封止樹脂中に分散させたＬＥＤモジュールとは異なり、蛍光膜９はＬＥＤチップ８から離間するようにグローブ４ａの内面に設けられている。ＬＥＤランプ１ａに印加された電気エネルギーは、ＬＥＤチップ８で紫外乃至紫色光に変換され、さらに蛍光膜９でより長波長の光に変換されて白色光として放出される。ＬＥＤ電球１から放出される白色光は、従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤ電球とは異なり、蛍光膜９の発光のみにより構成される。
【００２４】
ＬＥＤランプ１ａはグローブ４ａの内面全体に設けられた蛍光膜９が発光するため、従来の蛍光体粒子を封止樹脂中に分散させたＬＥＤモジュールとは異なり、蛍光膜９全体を面発光させることができ、蛍光膜９から全方位に白色光が広がる。また、従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤランプとは異なり、蛍光膜９からの発光のみで白色光を得ているため、局所的な輝度ムラ等を抑制することができる。これらによって、ぎらつきが無く、均一で柔らかい白色光が得られる。すなわち、ＬＥＤランプ１ａのグレアを従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤランプ１ａと比べて大幅に低減することが可能となる。
【００２５】
グローブ４ａの形状は特に限定されるものではなく、図１に示すような半球ドーム型形状や図３に示すようなナス型形状を適用することができる。なお、図３に示すＬＥＤランプ１ｂは、グローブ４ｂの形状が異なる点以外は、図１に示すＬＥＤランプ１ａと同様な構成を備えている。グローブ４ａの形成材料は透光性を有するものであれば特に限定されず、例えばガラス製のグローブや樹脂製のグローブ等が使用される。グローブ４ａは、例えば白熱電球と同等の大きさを有している。
【００２６】
ＬＥＤランプ１ａの発光色は、ＬＥＤチップ８の発光波長と蛍光膜９を構成する蛍光体との組合せにより決定される。紫外乃至紫色光のＬＥＤチップ８と組合せて白色光を得るにあたって、蛍光膜９は青色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体を含む混合蛍光体（ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体）で構成することが好ましい。混合蛍光体は、さらに青緑色蛍光体及び深赤色蛍光体から選ばれる少なくとも１種の蛍光体を含んでいてもよい。混合蛍光体を構成する各蛍光体は特に限定されるものではないが、ＬＥＤチップ８からの紫外乃至紫色光との組合せ、また得られる白色光の色温度や演色性（平均演色評価数Ｒａ等）の観点から以下に示す蛍光体を使用することが好ましい。
【００２７】
すなわち、青色蛍光体としては、発光のピーク波長が４３０〜４６０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（１）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活アルカリ土類クロロ燐酸塩蛍光体を使用することが好ましい。
【００２８】
一般式：（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚＢａｘＣａｙＥｕｚ）５（ＰＯ４）３・Ｃｌ …（１）
（式中、ｘ、ｙ、及びｚは０≦ｘ＜０．５、０≦ｙ＜０．１、０．００５≦ｚ＜０．１を満足する数である）
また、緑色乃至黄色蛍光体としては、発光のピーク波長が４９０〜５８０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（２）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びマンガン（Ｍｎ）付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、式（３）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びマンガン（Ｍｎ）付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体、式（４）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活サイアロン蛍光体、及び式（５）で表わされる組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも１種を使用することが好ましい。
【００２９】
一般式：（Ｂａ１−ｘ−ｙ−ｚＳｒｘＣａｙＥｕｚ）（Ｍｇ１−ｕＭｎｕ）Ａｌ１０Ｏ１７ …（２）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０≦ｘ＜０．２、０≦ｙ＜０．１、０．００５＜ｚ＜０．５、０．１＜ｕ＜０．５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ１−ｘ−ｙ−ｚ−ｕＢａｘＭｇｙＥｕｚＭｎｕ）２ＳｉＯ４ …（３）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）
一般式：（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕｘ …（４）
（式中、ｘは０＜ｘ＜０．３を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ１−ｘＥｕｘ）αＳｉβＡｌγＯδＮω …（５）
（式中、ｘ、α、β、γ、δ、及びωは０＜ｘ＜１、０＜α≦３、１２≦β≦１４、２≦γ≦３．５、１≦δ≦３、２０≦ω≦２２を満足する数である）
一方、赤色蛍光体としては、発光のピーク波長が５８０〜６３０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（６）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活酸硫化ランタン蛍光体、式（７）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活カズン蛍光体、及び式（８）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも１種を使用することが好ましい。
【００３０】
一般式：（Ｌａ１−ｘ−ｙＥｕｘＭｙ）２Ｏ２Ｓ …（６）
（式中、ＭはＳｍ、Ｇａ、Ｓｂ、及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素を示し、ｘ及びｙは０．０８≦ｘ＜０．１６、０．０００００１≦ｙ＜０．００３を満足する数である）
一般式：（Ｃａ１−ｘ−ｙＳｒｘＥｕｙ）ＳｉＡｌＮ３ …（７）
（式中、ｘ及びｙは０≦ｘ＜０．４、０＜ｘ＜０．５を満足する数である）
一般式：（Ｓｒ１−ｘＥｕｘ）αＳｉβＡｌγＯδＮω …（８）
（式中、ｘ、α、β、γ、δ、及びωは０＜ｘ＜１、０＜α≦３、５≦β≦９、１≦γ≦５、０．５≦δ≦２、５≦ω≦１５を満足する数である）
さらに青緑色蛍光体としては、発光のピーク波長が４６０〜４９０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（９）で表される組成を有するユーロピウム（Ｅｕ）及びマンガン（Ｍｎ）付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体を使用することが好ましい。
【００３１】
一般式：（Ｂａ１−ｘ−ｙ−ｚ−ｕＳｒｘＭｇｙＥｕｚＭｎｕ）２ＳｉＯ４ …（９）
（式中、ｘ、ｙ、ｚ、及びｕは０．１≦ｘ≦０．３５、０．０２５≦ｙ≦０．１０５、０．０２５≦ｚ≦０．２５、０．０００５≦ｕ≦０．０２を満足する数である）
また深赤色（ＤＲ）蛍光体としては、発光のピーク波長が６３０〜７８０ｎｍの範囲の蛍光体が用いられ、例えば式（１０）で表される組成を有するマンガン（Ｍｎ）付活マグネシウムフロロジャーマネート蛍光体を使用することが好ましい。
【００３２】
一般式：αＭｇＯ・βＭｇＦ２・（Ｇｅ１−ｘＭｎｘ）Ｏ２ …（１０）
（式中、α、β、及びｘは３．０≦α≦４．０、０．４≦β≦０．６、０．００１≦ｘ≦０．５を満足する数である）
混合蛍光体を構成する各蛍光体の比率は、ＬＥＤランプ１ａの発光色等に応じて適宜に設定されるものであるが、例えば混合蛍光体は質量割合で、１０〜６０％の範囲の青色蛍光体、０〜１０％の範囲の青緑色蛍光体、１〜３０％の範囲の緑色乃至黄色蛍光体、３０〜９０％の範囲の赤色蛍光体、及び０〜３５％の範囲の深赤色蛍光体を含むことが好ましい。このような混合蛍光体によれば、相関色温度が６５００Ｋ〜２５００Ｋというような広範囲の白色光を同一蛍光種で得ることができる。従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体との組合せの場合、２色の組合せのみでは２８００Ｋの電球色を、偏差を含めて調整することは困難であり、青色励起で発光する赤色蛍光体を追加することが必要となる。
【００３３】
蛍光膜９は、例えば混合蛍光体の粉末をバインダ樹脂等と混合し、この混合物（例えばスラリー）をグローブ４ａの内面に塗布した後に加熱・硬化させることによって形成される。混合蛍光体粉末は平均粒子径（粒度分布の中位値（Ｄ５０））が３〜５０μｍの範囲であることが好ましい。このような平均粒子径を有する混合蛍光体（蛍光体粒子）を使用することによって、ＬＥＤチップ８から出射される紫外乃至紫色光の吸収効率を高めることができ、ＬＥＤランプ１ａの輝度を向上させることが可能となる。
【００３４】
ＬＥＤランプ１ａの励起源として紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ８を使用した場合には、従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤ電球とは異なり、上述したように蛍光膜９を種々の蛍光体で構成することができる。すなわち、蛍光膜９の構成する蛍光体種の選択幅が広がるため、ＬＥＤランプ１ａから放出される白色光の演色性等を高めることができる。具体的には、相関色温度が６５００Ｋ以下で、黒体軌跡からの偏差が−０．０１以上０．０１以下の範囲であると共に、平均演色評価数（Ｒａ）が８５以上の白色光を得ることができる。このような白色光を得ることによって、白熱電球の代替品としてのＬＥＤランプ１ａの実用性等を向上させることが可能となる。
【００３５】
ＬＥＤチップ８は紫外乃至紫色発光タイプ（発光ピーク波長が３５０〜４３０ｎｍ）のＬＥＤであればよいが、特に発光ピーク波長が４００〜４２０ｎｍの範囲、さらに好ましくは３７０〜４１０ｎｍの範囲であると共に、発光スペクトルの半値幅が１０〜２０ｎｍのＬＥＤチップ８を使用することが好ましい。このようなＬＥＤチップ８と上述した混合蛍光体（ＢＧＲ又はＢＹＲ蛍光体、さらに必要に応じて青緑蛍光体や深赤色（ＤＲ）蛍光体を加えた混合蛍光体）で構成した蛍光膜９とを組合せて使用した場合、相関色温度（発光色）についてはＬＥＤチップ８の出力バラツキにかかわらず安定した白色光を得ることができ、ＬＥＤランプ１ａの歩留りを高めることが可能となる。従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体との組合せは、ＬＥＤチップの出力バラツキが直接相関色温度（発光色）に影響するため、ＬＥＤランプの歩留りが低下しやすい。
【００３６】
また、基板７上に面実装された複数のＬＥＤチップ８は、透明樹脂層１０で覆われていることが好ましい。すなわち、ＬＥＤモジュール２は、基板７上に面実装された複数のＬＥＤチップ８と、複数のＬＥＤチップ８を覆うように基板７上に設けられた透明樹脂層１０とを備えることが好ましい。透明樹脂層１０には、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等が用いられ、特に耐紫外線性に優れるシリコーン樹脂を使用することが好ましい。このように、複数のＬＥＤチップ８を透明樹脂層１０で覆うことによって、各ＬＥＤチップ８から出射された光が互いに伝播し、グレアの一因となる局所的な光の強弱が緩和されると共に、光の取出し効率を高めることができる。
【００３７】
ところで、蛍光膜９の励起源として紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップ８を用いた場合、グローブ４ａからの紫外線の漏出を抑制することが重要となる。グローブ４ａから漏出した紫外線は、ＬＥＤランプ１ａの近傍やＬＥＤランプ１ａが配置された室内空間等に存在する印刷物、食品、薬品、人体等に悪影響を及ぼすおそれがある。このような点から、実施形態のＬＥＤ電球１はグローブ４ａから漏出する紫外線量（紫外線のエネルギー量）を０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下とすることが好ましい。このような紫外線の漏れ量であれば、蛍光灯等の従来の照明器具と同等レベルもしくはそれ以下であり、印刷物の色劣化、食品や薬品の変質、人体等への悪影響を極力抑えることができ、ＬＥＤ電球１の実用性を高めることが可能となる。
【００３８】
グローブ４ａから漏出する紫外線量を低減するためには、蛍光膜９の膜厚を厚くすることが有効である。ここで、実施形態のＬＥＤランプ１ａは蛍光膜９からの発光光のみで白色光を得ているため、蛍光膜９の膜厚を厚くすることができ、その場合にもＬＥＤランプ１ａから放出される白色光の色度等に影響を及ぼすことがない。ただし、蛍光膜９の膜厚を厚くしすぎると、ＬＥＤランプの明るさが低下する。そこで、実施形態のＬＥＤランプ１ａでは膜厚が８０〜８００μｍの蛍光膜９を適用している。膜厚が８０〜８００μｍの蛍光膜９を適用することによって、グローブ４から漏出する紫外線量を０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下まで低減しつつ、ＬＥＤランプ１ａの明るさの低下を抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態ではグローブ４ａと基体部３とを着脱自在にする着脱機構を設けている。この着脱機構は、特に限定されるものではないが、例えばグローブ４ａ下縁部と基体部３の上縁部に雌ねじと雄ねじ部をそれぞれ形成し、両者をねじで螺合する方式でも良い。
【００４０】
また、従来の円環状蛍光ランプを固定する金具のように、常時は基体部からランプ外方向に拡開するようにばね付勢された複数の弾性体を基体部上面に植設し、グローブ内部に一体に形成した突起部に上記弾性体を係止することにより、グローブ４ａと基体部３とを着脱自在に固定する方式も採用できる。
【００４１】
本第１実施形態では、特に着脱機構１２が、前記グローブ４ａの外周縁周上に均等に配設された複数の係止片４Ｂと、この係止片４Ｂを係止すると共に、前記基体部の外周縁周上に形成された複数の係止部材３Ａとから構成されている。グローブ４ａを基体部３に装着する場合は、グローブ４ａの係止片４Ｂが、図２において矢印方向に移動するように、グローブ４ａを右回りに回転すると、係止片４Ｂが基体部３の係止部材３Ａに係止されてグローブ４ａが固定される。
【００４２】
ここで、係止部材３Ａの内側端部には、グローブ４ａを基体部３から脱着したときに前記点灯回路１１をＯＦＦとする一方、グローブ４ａを基体部３に装着したときに点灯回路１１をＯＮとするリミットスイッチ３Ａａが配置されている。
【００４３】
そのため、グローブ４ａを基体部３に装着したときは、係止片４Ｂが係止部材３Ａの内部に十分に進入する結果、係止片４Ｂの先端部がリミットスイッチ３Ａａに当接してリミットスイッチ３Ａａが動作して点灯回路１１がＯＮとなる。
【００４４】
一方、グローブ４ａを基体部３から脱着する時には、図２において係止部材３Ａに係止していた係止片４Ｂを外すべく、グローブ４ａを左回りに回転すると、係止片４Ｂが係止部材３Ａから外れるので、グローブ４ａは基体部３から脱着される。このとき、リミットスイッチ３Ａａが開放されるように動作して点灯回路１１がＯＦＦとなる。したがって、グローブ４ａを脱着した状態では、たとえランプ電源を入れたとしても点灯回路１１はＯＦＦのままであり、ＬＥＤランプ１ａは点灯しない。
【００４５】
そのため、上記リミットスイッチ３Ａａを設けることにより、上記グローブ４ａを脱着した状態ではＬＥＤランプ１ａは点灯しないので、有害とされる紫外光のみの出射状態を回避できるので、このＬＥＤランプ１ａが配置された室内空間等に存在する印刷物、食品、薬品、人体等に悪影響を及ぼすおそれがない。また、上記のような着脱機構１２によれば、グローブ４ａにおける係止片４Ｂも、基体部３における係止部材３Ａも樹脂材の一体成形で容易に形成することが可能である。
【００４６】
次に本発明の第２実施形態について図３を参照して説明する。
【００４７】
図３に示す第２実施形態に係るＬＥＤランプ１ｂは、グローブ４ｂの最大径Ａが、基体部３ａの最大径Ｂよりも大きい点以外の構成は、第１実施形態に係るＬＥＤランプ１ａと同一である。同一構成要素には同一符号を付してその説明は省略する。
【００４８】
本実施形態のように、グローブ４ｂの最大径Ａを、基体部３ａの最大径Ｂよりも大きくすることにより、蛍光体層９から出射される光の方向がランプ本体の背面方向まで拡大されることになるために、ランプ本体の背面方向にも光が出射されることになり、より広い配向性が得られ、広配光を要する照明空間に最適なＬＥＤランプが得られる。
【００４９】
次に本発明の第３実施形態について図４を参照して説明する。
【００５０】
この第３実施形態では、特にグローブ４ｃの形状を有底円筒状に形成した点に特徴が有り、他の構成は図１および図３に示すＬＥＤランプ１ａ，１ｂと同一である。本第３実施形態のＬＥＤランプでは、図１および図３に示す「半球ドーム形状」および「なす型」に形成したグローブ４ａ，４ｂを使用したＬＥＤランプ１ａ，１ｂと比較して、蛍光膜９から出射される光の方向がグローブ４ｃの平坦な発光面方向に集中する指向性が発揮されるので、この平坦面に対向する部位の照度を高めることができる。
【００５１】
以上の詳細な説明では、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の実施形態に係るＬＥＤランプによれば、グローブと基体部とが着脱自在となるように着脱機構が設けられているために、グローブ内面に形成する蛍光体層の組成やグローブの形状を替えた他のグローブに容易に付け替えることが可能になり、１基のランプ本体において使用者の嗜好や使用場所に応じてランプの発光色（発光スペクトル）、光の配向角度（指向性）やランプデザインを自由に選択できる効果が得られる。
【符号の説明】
【００５３】
１，１ａ，１ｂ…ＬＥＤランプ、２…ＬＥＤモジュール、３，３ａ…基体部、３Ａ…係止部材、３Ａａ…リミットスイッチ、４，４ａ，４ｂ，４ｃ…グローブ、４Ｂ…係止片、５…絶縁部材、６…口金、７…基板、８…ＬＥＤチップ（発光素子）、９…蛍光膜（蛍光体層）、１０…透明樹脂層、１１…点灯回路、１２…着脱機構。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板上に実装されたＬＥＤチップとを備えるＬＥＤモジュールと、このＬＥＤモジュールが設置された基体部と、上記ＬＥＤモジュールを、空間をおいて覆うように上記基体部に取り付けられたグローブと、このグローブの内面に前記ＬＥＤチップから離間させて設けられ、上記ＬＥＤチップから出射された紫外乃至紫色光を吸収して可視光を発光する蛍光膜と、上記基体部内に設けられ、上記ＬＥＤチップを点灯させる点灯回路と、この点灯回路と電気的に接続された口金とを具備し、上記グローブと基体部とが着脱自在となるように着脱機構を設けたことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
請求項１記載のＬＥＤランプにおいて、前記着脱機構が、前記グローブの外周縁周上に均等に配設された複数の係止片と、この係止片を係止すると共に、前記基体部の外周縁周上に形成された複数の係止部材とから成ることを特徴とするＬＥＤランプ
【請求項３】
請求項１記載のＬＥＤランプにおいて、前記ＬＥＤモジュールが波長３５０〜４２０ｎｍの紫外乃至紫色発光を出射する一方、この紫外乃至紫色発光を受けて、グローブ内面に塗布された蛍光体層が可視光を出射することを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項４】
請求項１記載のＬＥＤランプにおいて、前記蛍光体層とは異なる種類の蛍光体層を設けたグローブまたは前記グローブの形状とは異なる形状を有するグローブを基体部に装着することにより、ランプの発光色または配光角度を変更したことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項５】
請求項１記載のＬＥＤランプにおいて、前記グローブの最大径Ａが、基体部の最大径Ｂよりも大きいことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項６】
請求項１記載のＬＥＤランプにおいて、前記グローブを基体部から脱着したときに前記点灯回路をＯＦＦとする一方、前記グローブを基体部に装着したときに前記点灯回路をＯＮとするリミットスイッチを配置したことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項１】
基板と、この基板上に実装されたＬＥＤチップとを備えるＬＥＤモジュールと、このＬＥＤモジュールが設置された基体部と、上記ＬＥＤモジュールを、空間をおいて覆うように上記基体部に取り付けられたグローブと、このグローブの内面に前記ＬＥＤチップから離間させて設けられ、上記ＬＥＤチップから出射された紫外乃至紫色光を吸収して可視光を発光する蛍光膜と、上記基体部内に設けられ、上記ＬＥＤチップを点灯させる点灯回路と、この点灯回路と電気的に接続された口金とを具備し、上記グローブと基体部とが着脱自在となるように着脱機構を設けたことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
請求項１記載のＬＥＤランプにおいて、前記着脱機構が、前記グローブの外周縁周上に均等に配設された複数の係止片と、この係止片を係止すると共に、前記基体部の外周縁周上に形成された複数の係止部材とから成ることを特徴とするＬＥＤランプ
【請求項３】
請求項１記載のＬＥＤランプにおいて、前記ＬＥＤモジュールが波長３５０〜４２０ｎｍの紫外乃至紫色発光を出射する一方、この紫外乃至紫色発光を受けて、グローブ内面に塗布された蛍光体層が可視光を出射することを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項４】
請求項１記載のＬＥＤランプにおいて、前記蛍光体層とは異なる種類の蛍光体層を設けたグローブまたは前記グローブの形状とは異なる形状を有するグローブを基体部に装着することにより、ランプの発光色または配光角度を変更したことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項５】
請求項１記載のＬＥＤランプにおいて、前記グローブの最大径Ａが、基体部の最大径Ｂよりも大きいことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項６】
請求項１記載のＬＥＤランプにおいて、前記グローブを基体部から脱着したときに前記点灯回路をＯＦＦとする一方、前記グローブを基体部に装着したときに前記点灯回路をＯＮとするリミットスイッチを配置したことを特徴とするＬＥＤランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−６４８０５（Ｐ２０１２−６４８０５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８４３０（Ｐ２０１０−２０８４３０）
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０３０５８３２８）東芝マテリアル株式会社 (252)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０３０５８３２８）東芝マテリアル株式会社 (252)
【Ｆターム（参考）】
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