ＬＥＤ電球
【課題】演色性の向上とグレアの低減とを実現したＬＥＤ電球を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ電球１は、ＬＥＤモジュール２と、ＬＥＤモジュール２が設置された基体部３と、基体部３に取り付けられたグローブ４とを具備する。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を備える。基体部３には点灯回路と口金６とが設けられる。グローブ４の内面には、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９が設けられている。蛍光膜９は８０〜８００μｍの範囲の膜厚を有する。ＬＥＤ電球１は、グローブ４から漏出する紫外線量が０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下とされている。
【解決手段】ＬＥＤ電球１は、ＬＥＤモジュール２と、ＬＥＤモジュール２が設置された基体部３と、基体部３に取り付けられたグローブ４とを具備する。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を備える。基体部３には点灯回路と口金６とが設けられる。グローブ４の内面には、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９が設けられている。蛍光膜９は８０〜８００μｍの範囲の膜厚を有する。ＬＥＤ電球１は、グローブ４から漏出する紫外線量が０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＬＥＤ電球に関する。
【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。ＬＥＤランプを適用した電球（以下、ＬＥＤ電球と記す）としては、例えば電球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】
従来のＬＥＤ電球においては、青色発光のＬＥＤチップ（青色ＬＥＤ）と、青色ＬＥＤから出射された青色光を吸収して黄色光を発光する黄色蛍光体（ＹＡＧ蛍光体等）との組合せが適用されており、青色ＬＥＤからの青色光と黄色蛍光体からの黄色光との混色により白色光を得ている。青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤ電球は、明るさを確保しやすいというような特徴を有する。しかしながら、青色ＬＥＤからの青色光と黄色蛍光体からの黄色光との混色に基づく白色光は、平均演色評価数（Ｒａ）等で評価される演色性に劣るという難点を有する。
【０００４】
従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤ電球は、光の分布が青色成分と黄色成分とに偏っており、赤色成分の光が不足しているため、ＬＥＤ電球からの光で物体を見たときの反射光が太陽光の下で見る自然色とは異なるという難点を有している。また、従来のＬＥＤ電球では、青色ＬＥＤから出射された光が白色光の生成に使用されるため、電球全体の輝度を均一化することが難しく、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難点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−００５５４６号公報
【特許文献２】特開２００９−１７０１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、演色性の向上とグレアの低減とを実現したＬＥＤ電球を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態のＬＥＤ電球は、ＬＥＤモジュールと、ＬＥＤモジュールが設置された基体部と、ＬＥＤモジュールを覆うように基体部に取り付けられたグローブとを具備する。ＬＥＤモジュールは、基板上に実装された紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップを備える。基体部には、ＬＥＤチップを点灯させる点灯回路と、点灯回路と電気的に接続された口金とが設けられる。グローブの内面には、ＬＥＤチップから離間させて蛍光膜が設けられる。蛍光膜は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ものであり、８０μｍ以上８００μｍ以下の範囲の膜厚を有する。実施形態のＬＥＤ電球は、グローブから漏出する紫外線量が０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下とされている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態によるＬＥＤ電球を一部断面で示す図である。
【図２】第２の実施形態によるＬＥＤ電球を示す図である。
【図３】ＬＥＤ電球における蛍光体膜の膜厚と紫外線漏れ量及び相対輝度との関係を示す図である。
【図４】蛍光体膜の膜厚の測定方法を説明する図である。
【図５】蛍光体膜が凹凸を有する場合の膜厚の規定方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態のＬＥＤ電球について、図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態によるＬＥＤ電球の構成を一部断面で示す図である。図２は第２の実施形態によるＬＥＤ電球を示す図である。これらの図に示すＬＥＤ電球１は、ＬＥＤモジュール２と、ＬＥＤモジュール２が設置された基体部３と、ＬＥＤモジュール２を覆うように基体部３上に取り付けられたグローブ４と、基体部３の下端部に絶縁部材５を介して取り付けられた口金６と、基体部３内に設けられた点灯回路（図示せず）とを具備する。
【００１０】
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には、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（図示せず）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、図示を省略した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（図示せず）と電気的に接続されている。ＬＥＤチップ８は、点灯回路を介して印加される直流電圧により点灯する。
【００１１】
グローブ４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４の内面に設けられている。ＬＥＤ電球１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。
【００１２】
ＬＥＤ電球１はグローブ４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電球とは異なり、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電球１のグレアを従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤ電球に比べて大幅に低減することが可能となる。
【００１３】
グローブ４の形状は特に限定されるものではなく、図１に示すようなドーム型形状や図２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２ではグローブ４内の構成の図示を省略したが、グローブ４の形状が異なることを除いて、図２に示すＬＥＤ電球１は図１に示すＬＥＤ電球１と同様な構成を備えている。グローブ４は透光性部材からなり、例えば透光性を有するガラス製グローブ４や樹脂製グローブ４等が使用される。グローブ４は、例えば白熱電球と同等の大きさを有している。
【００１４】
ＬＥＤ電球１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。
【００１５】
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。
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）
【００１６】
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。
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）
【００１７】
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。
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）
【００１８】
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。
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）
【００１９】
深赤色蛍光体としては、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。
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）
【００２０】
混合蛍光体を構成する各蛍光体の比率は、ＬＥＤ電球１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。
【００２１】
蛍光膜９は、例えば混合蛍光体の粉末を有機樹脂等からなるバインダと混合し、この混合物（例えばスラリー）をグローブ４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電球１の輝度を向上させることが可能となる。
【００２２】
ＬＥＤ電球１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電球１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、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電球１の実用性等を向上させることが可能となる。
【００２３】
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３７０〜４１０ｎｍの範囲であると共に、発光スペクトルの半値幅が１０〜１５ｎｍ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電球１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電球の歩留りが低下しやすい。
【００２４】
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。
【００２５】
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４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４から漏出した紫外線は、ＬＥＤ電球１の近傍やＬＥＤ電球１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４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以下としている。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。
【００２６】
グローブ４からの紫外線の漏れ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電球１は蛍光膜９からの発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電球１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電球１の明るさが低下する。そこで、実施形態のＬＥＤ電球１は膜厚が８０〜８００μｍの蛍光膜９を備えている。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電球１の明るさの低下を抑制することができる。
【００２７】
紫外線の漏れ量は、後述する測定システムにより測定された発光スペクトルにおいて、３７０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の範囲の紫外乃至紫色発光のピーク値（単位：ｍＷ／ｎｍ）を、ＬＥＤ電球１の光束（単位：ｌｍ）で除した値（単位：ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ）を示すものとする。なお、上記波長範囲の発光ピーク値とは、発光ピークが存在する波長におけるスペクトル高さを示すものであり、発光スペクトルの面積を示すものではない。３７０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の範囲の紫外乃至紫色発光のピークとは、ＬＥＤチップ８からの発光そのものである。ＬＥＤチップ８から放射される光の全量が蛍光膜９に吸収された場合、上記波長範囲に発光ピークは存在しないことになる。ただし、蛍光膜９の吸収効率は１００％ではないため、ＬＥＤチップ８から放射される光が一部に残存する。
【００２８】
この実施形態では蛍光膜９の膜厚を厚くし、ＬＥＤチップ８の残存光がＬＥＤ電球１の外部に放射されないようにしているが、それでも一部の光は外部に漏出する。この実施形態で規定する紫外線の漏れ量とは、ＬＥＤ電球１から放射される光の全量に対して、ＬＥＤチップ８からの直接光がどの程度の割合で含まれるかを簡易的に示したものである。また、紫外線の漏れ量と定義しているが、実際には紫外線以外の発光成分も含まれている。例えば、発光ピーク波長が４０５ｎｍであるＬＥＤチップ８を用いた場合、５０％以上の紫色光と５０％未満の紫外光とが混合した光がグローブ４から漏出することになる。ここでは、紫色光と紫外光との混合光に関しても一括して紫外線の漏れ量と定義する。
【００２９】
図３に蛍光膜９の膜厚とグローブ４からの紫外線の漏れ量及びＬＥＤ電球１の点灯時の明るさ（相対輝度）との関係を示す。ここではドーム形状のポリカーボネート製グローブ４の内面に膜厚が異なる蛍光膜９を形成し、蛍光膜９の膜厚と紫外線の漏れ量との関係を調べた。なお、グローブ４の厚さは約１．５ｍｍ、光透過率は８８％であった。蛍光膜９は、青色蛍光体として平均粒子径が２８．０μｍのＥｕ付活クロロリン酸塩蛍光体粉末、緑色蛍光体として平均粒子径が３０．５μｍのＥｕ及びＭｎ付活珪酸塩蛍光体粉末、赤色蛍光体として平均粒子径が２９．２μｍのＥｕ付活酸硫化ランタン蛍光体粉末を使用し、これらの混合物（色温度：２７００Ｋ）を用いて形成した。
【００３０】
図３に示すように、紫外線の漏れ量は蛍光膜９の膜厚が厚くなると共に減少し、特に膜厚１００μｍまでは急激に減少し、その後は緩やかに減少する。この点から、上記した条件では紫外線の漏れ量を抑制する上で、蛍光膜９の膜厚を１００μｍ以上とすることが望ましい。このとき、膜厚１００μｍにおける紫外線の漏れ量は０．１０４ｍＷ／ｎｍ／ｌｍであった。紫外線の漏れ量の抑制のみの観点からは、蛍光膜９の膜厚が厚いほど望ましいが、あまり厚くしすぎると蛍光膜９の明るさが低下する。上記した条件では蛍光膜９の明るさは膜厚が約５００μｍで最大となり、約７００μｍで相対輝度が７０％まで低下した。このときのＬＥＤ電球１の明るさは３５［ｌｍ／Ｗ］であり、これ以上低下すると実用上問題となる。このため、蛍光膜９の膜厚は７００μｍ以下とすることが好ましい。
【００３１】
蛍光膜９の明るさや膜密度は、それを構成する蛍光体粒子の粒子径により変化する。従って、紫外線の漏れ量や蛍光膜９の明るさは、蛍光体の粒子径の影響を受ける。通常は蛍光体の粒子径が小さくなるほど最適膜厚が薄くなる。上記条件では平均粒子径が約３０μｍの蛍光体粒子を用いたが、蛍光体の平均粒子径はそれより小さくてもよいし、また大きくてもよい。前述したように、この実施形態のＬＥＤ電球１においては、平均粒子径が３〜５０μｍの範囲の蛍光体を使用することが好ましい。
【００３２】
そこで、平均粒子径が約３μｍの蛍光体を用いて蛍光膜９を形成して紫外線の漏れ量を測定したところ、蛍光膜９の膜厚を８０μｍ以上とすることによって、紫外線の漏れ量を０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下とすることができる。また、平均粒子径が約５０μｍの蛍光体を用いた場合、最適膜厚は図３に示すデータより厚い方向にシフトするが、膜厚が８００μｍを超えるとＬＥＤ電球１の明るさが３５［ｌｍ／Ｗ］より低下する。なお、平均粒子径が３μｍの蛍光体を用いた場合、明るさの観点のみからは膜厚が８０μｍ以下でも実用的な明るさが得られたが、蛍光膜９の膜厚が一定値以下まで薄くなると紫外線の漏れ量が多くなるため、膜厚は８０μｍが限界であった。
【００３３】
ここで、蛍光膜９およびその膜厚は、以下のように定義される。蛍光膜９は、蛍光体粉末を含有する被膜状部材であって、通常は有機樹脂等をバインダとして、蛍光体粒子が連続被膜を形成しているものである。バインダとして用いる有機樹脂は、光透過性と接着能力とを有するものであれば特に限定されるものではない。蛍光体粒子を結合させて被膜状とするバインダは、有機樹脂に限られるものではなく、同様の機能を有していれば無機材料（無機バインダ）を使用することも可能である。
【００３４】
蛍光膜９は単層膜であってもよいし、また多層膜であってもよい。蛍光膜９の膜厚は、単層膜の場合にはそれ自体の膜厚を意味する。蛍光膜９が多層膜の場合には、各単層膜の個別の膜厚は無視し、多層膜全体を単一膜と見なして、重なり合った複数の単層膜の最上端から最下端までの厚さを、蛍光膜９の膜厚とする。この場合、同一種類の蛍光体からなる多層膜でも、異なる種類の蛍光体からなる多層膜であっても、膜厚の定義は同じである。また、各単層膜の一部に隙間が存在したり、介在物が存在するような場合でも、それらは無視して単一膜と見なし、全体の厚さを測定して蛍光膜９の膜厚とする。
【００３５】
蛍光膜９の膜厚の総体的な定義は上記の通りであるが、詳細な規定は以下の通りである。蛍光膜９中に蛍光体粒子が含有されていることは当然であるが、その分布状態は様々である。特に、バインダとして有機樹脂等を用いた蛍光膜９においては、蛍光膜９中で蛍光体粒子と樹脂とが分離し、蛍光体粒子が偏析する場合がある。例えば、有機樹脂としてシリコーン樹脂を使用する場合、蛍光体粉末と樹脂との混合物を塗布した後に加熱乾燥することによって、樹脂を硬化させて蛍光膜９を形成（固化）する。この際、樹脂が完全に硬化するまでの間に樹脂液中で蛍光体粒子が沈降し、蛍光膜９の下部の蛍光体粒子が密な層と上部の蛍光体粒子が疎な層とに分離することがある。このような場合には、実質的に蛍光体が存在する部分、あるいは蛍光体と同様の機能を有する部分のみを蛍光膜９と見なす。ただし、具体的には以下の二通りの状態に分けて定義される。
【００３６】
第１のケースは、バインダとして近紫外線をほとんど吸収しない樹脂等を使用した場合である。この場合、単一層の蛍光膜９であっても、実質的に蛍光体粒子の存在する部分を蛍光膜とし、実質的に蛍光体粒子の存在しない部分は単なる樹脂層と見なし、蛍光膜９の膜厚から除外する。有機バインダとしては、一般的に紫外線を吸収しない樹脂材料が使用される。なぜなら、樹脂材料が紫外線を吸収すると、蛍光体を発光させるための紫外線量が減少し、明るさが低下するおそれがある。さらに、樹脂材料が紫外線により劣化し、膜剥がれ等が生じるおそれがある。蛍光体粒子を含有しない樹脂のみの層は、発光することもなく、また紫外線を吸収することもないので、蛍光膜９とは見なさない。
【００３７】
第２のケースは、バインダとして近紫外線を一定量以上吸収する樹脂等を使用した場合である。第１のケースで述べたように、一般的にはバインダとして、紫外線を吸収する材料を選択することはない。しかし、紫外線吸収能力を積極的に活用する場合は別である。極端な例として、蛍光膜９の直上に樹脂材料（バインダ）１００％の紫外線吸収層を形成した場合が想定される。この実施形態において、蛍光体の平均粒子径は３〜５０μｍの範囲が好ましい。蛍光膜９の明るさは、構成する蛍光体の粒子径に依存しており、蛍光体の粒子径が小さいほど、輝度が最大となる膜厚が薄くなる傾向がある。蛍光膜９の膜厚は、紫外線の漏れ量を抑制する上で、少なくとも８０μｍ以上必要である。このため、蛍光体の平均粒子径は３μｍ以上であることが好ましい。
【００３８】
しかしながら、例えば平均粒子径が２．５μｍの蛍光体を使用した場合、膜厚が約６５μｍの蛍光膜でほぼ同等の輝度が得られる。ただし、蛍光膜の膜厚が８０μｍより薄くなるため、紫外線の漏れ量は０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍを超えてしまう。このような場合において、蛍光膜９上に透明樹脂による紫外線吸収層を、例えば３０μｍの膜厚で形成すると、蛍光膜の輝度は略同等で、同時に紫外線の漏れ量が低減される。このような場合、紫外線吸収層には蛍光体粒子が含有されていないが、紫外線吸収能において蛍光体粒子が存在するのと同じ効果が得られるため、紫外線吸収層も実質的に蛍光膜９の一部であると見なし、蛍光膜９の膜厚に加味することとする。この場合、蛍光膜９の膜厚は６５μｍではなく、紫外線吸収層の厚さ（３０μｍ）を加えた９５μｍとなる。
【００３９】
紫外線吸収層による効果は、蛍光膜９の膜厚の下限値近傍のみならず、上限値近傍でも同等である。例えば、膜厚が８００μｍの蛍光膜を形成し、その上に５０μｍの紫外線吸収層を形成すれば、膜厚が８００μｍの蛍光体の単独膜に対して、輝度が略同等で紫外線漏れ量をより改善した蛍光膜が得られる。この場合、膜厚が８００μｍの蛍光体の単独膜で既に紫外線の漏れ量が規定値以下となるため、この蛍光膜に膜厚が１０μｍの紫外線吸収層を形成しても、膜厚が１００μｍの紫外線吸収層を形成しても、紫外線の漏れ量は規定値以下となる。蛍光膜９の膜厚の上限値近傍において、紫外線吸収層の膜厚を蛍光膜の膜厚に加味すると、上限値が曖昧な数値となってしまう。従って、このような場合においては、便宜上実質的に蛍光体粒子が存在する部分の厚さを蛍光膜９の膜厚と解釈する。
【００４０】
なお、上述した蛍光膜９の定義において、紫外線を吸収しない有機バインダ（樹脂材料）とは、ダウコーニング社製のシリコーン樹脂・ＥＧ−６３０１（商品名）の３９０ｎｍにおける紫外線吸収量と略同等またはそれ以下の材料を指すものである。紫外線を吸収する有機バインダとは、サンユレック社製のエポキシ樹脂・ＮＬＤ−ＳＬ−２１０１（商品名）の４００ｎｍにおける紫外線吸収量と略同等またはそれ以上の材料を指すものである。紫外線吸収量の具体的な値は、前者が１０％以下、後者が５５％以上に相当する。上記２つの樹脂に対して、紫外線吸収量が中間値を示す材料が使用されることは、ほとんど想定されないが、仮に使用された場合、両者の紫外線吸収量の中間値を境界として、サンユレック社製のエポキシ樹脂・ＮＬＤ−ＳＬ−２１０１（商品名）に近い吸収量のものを、紫外線を吸収するバインダ、またダウコーニング社製のシリコーン樹脂・ＥＧ−６３０１（商品名）に近い吸収量のものを、紫外線を吸収しないバインダとして区別する。
【００４１】
蛍光膜９の膜厚は、以下のようにして測定した値を示すものとする。以下では代表例としてドーム状の蛍光膜９の測定方法を記載する。他の形状の蛍光膜９でも同様の方法を採用するものとする。測定用のサンプルは以下の手順で作製する。まず、ドーム状蛍光膜９の頂点を通過する任意の面で、蛍光膜９を略２等分する。すると、図４に示すような断面が得られる。この断面をさらに略４等分し、第１の周辺部Ｐ１、第１の中心部Ｃ１、第２の中心部Ｃ２、第２の周辺部Ｐ２に分割する。各部位から任意の１箇所を選択し、顕微鏡観察を行い、倍率が１００倍の断面写真を計４枚撮影する。
【００４２】
次に、得られた写真を利用して膜厚を計測する。膜厚の測定方法は図５に示す通りである。測定対象の蛍光膜９の表面に凹凸がある場合、図５に示すように、得られた断面写真の最頂部ａと最底部ｂとを求め、両者の平均値を表面高さとする。このような方法で蛍光膜９の膜厚を計測し、合計４個の膜厚データを得る。これら４個のデータのうち、最大値と最小値は除外し、中間値２個の平均値を求めて蛍光膜９の膜厚とする。
【００４３】
なお、ここで記載した測定対象の蛍光膜９とは、前述した蛍光膜９の定義に従うものとする。前述の定義において、実質的に蛍光体粒子が存在する部分は、写真判定法で具体的に以下のように取り扱うものとする。すなわち、蛍光体粒子とバインダ材料とが混在している部分の断面写真において、蛍光体粒子の占める面積比が４０％以上の部分を、実質的に蛍光体粒子が存在する部分とする。
【００４４】
蛍光膜９を形成するグローブ４の材質としては、前述したようにポリカーボネート、アクリル樹脂、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）等の有機樹脂やガラス等が挙げられる。ここで、グローブ４の形成材料に要求される特性としては、可視光を透過すること、内面に蛍光膜９が塗布可能であること、連続点灯時の昇温等により熱変形しないこと等である。なかでも、可視光の透過率は重要であり、グローブ４は光透過率が８０％以上の透光性部材からなることが好ましい。グローブ４の光透過率が８０％未満の場合、蛍光膜９の膜厚が膜厚範囲の下限値近傍や上限値近傍の場合に、実用的な明るさを得ることができないおそれがある。ここで、光透過率は厚さ３ｍｍの試験片を用いて、ＡＳＴＭ Ｄ １００３に規定される方法にしたがって測定した値を示すものとする。
【００４５】
また、グローブ４の形成材料には、紫外線の漏れ量を低減する観点からも様々な材料が選択可能である。紫外線の漏れ量を低減する上で、グローブ４は可視光をできるだけ多量に透過し、紫外線をほとんど透過しない材料で形成することが好ましい。材質は同じでも、グローブ４の厚さを厚くして紫外線の漏れ量を低減することも可能である。また、グローブ４の形成材料中に紫外線吸収材を混入したり、グローブ４の内外面に紫外線吸収膜を塗布することも有効であり、同様な効果が得られる。
【００４６】
グローブ４の形成材料中に混入させる紫外線吸収材としては、例えば酸化亜鉛が挙げられる。酸化亜鉛をグローブ４の形成材料中に混入すると、紫外線の漏れ量はより低減されるが、可視光の一部も吸収されてＬＥＤ電球１の明るさも低下するため、目的に応じて使い分けることが好ましい。なお、この実施形態のＬＥＤ電球１は、蛍光膜９の膜厚に基づいて紫外線の漏れ量を低減しているため、紫外線の漏れ防止の観点からグローブ４の形成材料や形状等を制限されることはない。
【００４７】
この実施形態において、より好ましい形態としては蛍光膜９の膜厚を紫外線の漏れ量と明るさの両面から設定すると共に、グローブ４の形成材料として透明ガラスを使用したＬＥＤ電球１が挙げられる。ガラス材の場合、紫外線をほとんど透過させる種類もあるが、この実施形態では紫外線を蛍光膜９で遮断しているため、グローブ４をガラス材で形成しても紫外線の漏れ量を低減することができる。その上で、可視光の透過率が高いガラス材でグローブ４を形成することによって、ＬＥＤ電球１の明るさを高めることができる。
【００４８】
グローブ４の形成材料としての樹脂材料は、一般にガラス材より紫外線の吸収量が多く、特にポリカーボネートは優れた吸収能力を有している。光透過率の高いポリカーボネートをグローブ４の形成材料として使用すれば、明るさの面でも、また紫外線の漏れ量の面でも良好な特性が得られる。さらに、樹脂材料はガラス材のように割れることがなく、安全面でも優れている。このような点から、特に好ましい形態としてはポリカーボネート製のグローブ４を有するＬＥＤ電球１が挙げられる。
【００４９】
上述したように、この実施形態のＬＥＤ電球１によれば、蛍光膜９の膜厚を８０μｍ以上８００μｍ以下の範囲とすることによって、実用的な明るさを確保しつつ、紫外線の漏れ量を０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下まで低減することができる。従って、紫外線による周辺部品の劣化等を抑制することが可能となる。蛍光膜９の膜厚は、ＬＥＤ電球１の明るさの観点から１５０μｍ以上６００μｍ以下の範囲とすることがより好ましい。この膜厚範囲は明るさが実用下限値より５％以上向上し、より明るい蛍光膜９が得られる範囲である。このため、ＬＥＤ電球１の蛍光膜９に使用可能な蛍光体の組合せの選択幅が広がり、様々な演色性を有するＬＥＤ電球１を作製することが可能となる。
【００５０】
この実施形態のＬＥＤ電球１は、例えば以下のようにして作製される。まず、蛍光体粉末を含む蛍光体スラリーを調製する。蛍光体スラリーは、例えば蛍光体粉末をシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等のバインダ樹脂やアルミナ、シリカ等の充填材と混合して調製される。蛍光体とバインダ樹脂との混合比は、蛍光体の種類や粒子径により適宜に選択されるが、例えば蛍光体を１００質量部としたとき、バインタ樹脂を２０〜１０００質量部の範囲とすることが好ましい。蛍光体の種類、平均粒子径、混合比等は目的とする白色光に応じて、前述した条件範囲から適宜に設定することが好ましい。
【００５１】
次に、グローブ４の内面に蛍光体スラリーを塗布する。蛍光体スラリーの塗布は、例えばスプレー法やディップ法、あるいはグローブ４を回転させる方法等により実施され、グローブ４の内面に均一に塗布する。次いで、蛍光体スラリーの塗布膜をドライヤやオーブン等の加熱装置を用いて加熱乾燥させることによって、グローブ４の内面に蛍光膜９を形成する。この際、蛍光膜９の膜厚は８０〜８００μｍの範囲となるように調整する。蛍光膜９の膜厚は、蛍光体スラリー中の固形分量、バインダ粘度、硬化温度や時間等により調整される。この後、ＬＥＤモジュール２や口金６等を設置した基体部３に、蛍光膜９を有するグローブ４を取り付けることによって、目的とするＬＥＤ電球１を作製する。
【実施例】
【００５２】
次に、具体的な実施例及びその評価結果について述べる。
【００５３】
（実施例１〜１０）
まず、青色（Ｂ）蛍光体として平均粒子径が４０μｍのＥｕ付活アルカリ土類クロロ燐酸塩（（Ｓｒ0.604Ｂａ0.394Ｅｕ0.002）5（ＰＯ4）3Ｃｌ）蛍光体、青緑色（ＢＧ）蛍光体として平均粒子径が２０μｍのＥｕ及びＭｎ付活アルカリ土類珪酸塩（（Ｓｒ0.225Ｂａ0.65Ｍｇ0.0235Ｅｕ0.1Ｍｎ0.0015）2ＳｉＯ4）蛍光体、緑色乃至黄色（ＢＹ）蛍光体として平均粒子径が１７μｍのＥｕ及びＭｎ付活アルカリ土類珪酸塩（（Ｓｒ0.675Ｂａ0.25Ｍｇ0.0235Ｅｕ0.05Ｍｎ0.0015）2ＳｉＯ4）蛍光体（１）、及び平均粒子径が３８μｍのＥｕ及びＭｎ付活アルミン酸珪酸塩（（Ｂａ0.9Ｍｇ0.5Ｅｕ0.2Ｍｎ0.4）Ａｌ10Ｏ17）蛍光体（２）、赤色（Ｒ）蛍光体として平均粒子径が４５μｍのＥｕ付活酸硫化ランタン（（Ｌａ0.9Ｅｕ0.1）2Ｏ2Ｓ）蛍光体（１）、及び平均粒子径が１１μｍのＥｕ付活サイアロン（（Ｓｒ0.9Ｅｕ0.1）2Ｓｉ7Ａｌ3ＯＮ13）蛍光体（２）、深赤色（ＤＲ）蛍光体として平均粒子径が１２μｍのＭｎ付活マグネシウムフロロジャーマネート（３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・（Ｇｅ0.75Ｍｎ0.25）Ｏ2）蛍光体を用意した。
【００５４】
上述した各蛍光体を表１に示す割合でそれぞれ混合し、これら混合蛍光体を用いて以下のようにしてＬＥＤ電球をそれぞれ作製した。まず、バインダ樹脂としてのシリコーン樹脂に蛍光体を分散し、脱泡を行う。次に、グローブ内に所望の膜厚となる量の蛍光体スラリーを投入し、グローブの内面に均一に広がるように角度を変化させながらグローブを回転させる。次いで、赤外線ヒータやドライヤ等を用いて、蛍光体スラリーが硬化し始めて塗布膜が流れなくなるまで加熱を行う。この後、オーブン等を用いて１００℃×５時間程度の条件で熱処理し、蛍光体スラリーの塗布膜を完全に硬化させる。このようにして形成した蛍光膜の膜厚は、それぞれ表１に示す通りである。
【００５５】
ＬＥＤモジュールは、発光ピーク波長が４００ｎｍ、発光スペクトルの半値幅が１５ｎｍのＬＥＤチップを１２６個使用し、これらＬＥＤチップを基板上に面実装し、さらにシリコーン樹脂で被覆して構成したものである。また、グローブは光透過率が８８％のポリカーボネート製のドーム型形状を有するものを使用した。グローブの厚さは約１ｍｍである。このようにして得たＬＥＤ電球を後述する特性評価に供した。
【００５６】
（比較例１〜２）
蛍光膜の膜厚を５５μｍとする以外は、実施例１と同様にしてＬＥＤ電球を作製した（比較例１）。また、蛍光膜の膜厚を９９０μｍとする以外は、実施例１と同様にしてＬＥＤ電球を作製した（比較例２）。これらのＬＥＤ電球を後述する特性評価に供した。
【００５７】
（比較例３）
青色発光のＬＥＤチップと黄色蛍光体（ＹＡＧ蛍光体）との組合せを適用したＬＥＤ電球を用意し、これを後述する特性評価に供した。黄色蛍光体からなる蛍光膜は青色ＬＥＤチップの直上に塗布してＬＥＤ電球を構成した。
【００５８】
次に、実施例１〜１０、比較例１〜３の各ＬＥＤ電球を点灯させ、各ＬＥＤ電球から放出される光の光束（ルーメン）、明るさ（ｌｍ／Ｗ）、色度（ｘ／ｙ，ｕ／ｖ）、演色評価数（Ｒａ）、相関色温度（Ｔｃ）、主波長（Ｄｏｍｉｎａｎｔ）、ピーク波長（ｎｍ）、半値幅（ＦＷＨＭ）等を測定した。また、これらの測定結果から紫外線の漏れ量（３７０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の範囲の紫外乃至紫色発光のピーク値（単位：ｍＷ／ｎｍ）を、光束（単位：ｌｍ）で除した値（単位：ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ））を算出した。これらの測定・評価結果を表１に示す。
【００５９】
上記特性はラブスフェア（ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）社製の２０インチ積分球を備えた光量測定装置を用いて測定した。この装置は分光放射強度標準ランプで校正を実施しているため、従来の視感度補正フィルタ付き検出器を用いた方式と異なり、高精度の測定が可能である。校正に使用する分光放射強度標準ランプは、照明エンジニアリング協会（ＩＧＳＮＡ：Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｏｃｉｅｔｙ）により推奨されたガイドラインにしたがって校正されており、校正データはＮＩＳＴ（米国国立標準技術研究所（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ））スタンダードにトレーサブルである。測定対象については吸収補正ランプを用いて測定治具やサンプルに対して標準ランプとの補正を実施した。
【００６０】
実際の測定は、周囲温度Ｔａ＝２５℃にて、ＬＥＤ電球を２０インチ積分球内に口金を下にして固定して実施した。測定サンプルは、事前に３０分以上のエージングを実施し、灯具の温度を安定させておく。その後、測定の際の脱着を速やかに行い、点灯数分後（約３〜５分程度）に測定を行った。
【００６１】
【表１】
【００６２】
表１から明らかなように、実施例１〜１０によるＬＥＤ電球は紫外線の漏れ量が少なく、また実用的な明るさが得られていることが分かる。さらに、実施例１〜１０によるＬＥＤ電球は、比較例３のＬＥＤ電球と比べて色温度や平均演色評価数Ｒａに優れ、白熱電球の代替品として実用性に優れることが分かる。また、各ＬＥＤ電球の点灯時のぎらつきや局所的なまぶしさ（グレア）を目視で評価したところ、実施例１〜１０によるＬＥＤ電球は比較例３によるＬＥＤ電球に比べてグレアが低減されていることが確認された。
【００６３】
（実施例１１）
実施例８の蛍光膜（膜厚＝６４５μｍ）上に蛍光体粒子を含まない膜厚が１６０μｍのシリコーン樹脂膜を形成する以外は、実施例８と同様にしてＬＥＤ電球を作製した。このＬＥＤ電球の特性を測定したところ、明るさが４０ｌｍ／Ｗ、色温度が２８００Ｋ、演色評価数Ｒａが９０、紫外線の漏れ量が０．０２ｍＷ／ｎｍ／ｌｍであった。
【００６４】
（実施例１２）
比較例１の蛍光膜（膜厚＝５５μｍ）上に蛍光体粒子を含まない樹脂膜として、膜厚が５０μｍのエポキシ樹脂膜を形成する以外は、比較例１と同様にしてＬＥＤ電球を作製した。ここで、エポキシ樹脂膜は前述したサンユレック社製のエポキシ樹脂・ＮＬＤ−ＳＬ−２１０１（商品名）を用いて形成した。このＬＥＤ電球の特性を測定したところ、明るさが２２ｌｍ／Ｗ、色温度が２７０５Ｋ、演色評価数Ｒａが８９、紫外線の漏れ量が０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍであった。
【００６５】
なお、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。
【符号の説明】
【００６６】
１…ＬＥＤ電球、２…ＬＥＤモジュール、３…基体部、４…グローブ、６…口金、７…基板、８…ＬＥＤチップ、９…蛍光膜、１０…透明樹脂層。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＬＥＤ電球に関する。
【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。ＬＥＤランプを適用した電球（以下、ＬＥＤ電球と記す）としては、例えば電球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】
従来のＬＥＤ電球においては、青色発光のＬＥＤチップ（青色ＬＥＤ）と、青色ＬＥＤから出射された青色光を吸収して黄色光を発光する黄色蛍光体（ＹＡＧ蛍光体等）との組合せが適用されており、青色ＬＥＤからの青色光と黄色蛍光体からの黄色光との混色により白色光を得ている。青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤ電球は、明るさを確保しやすいというような特徴を有する。しかしながら、青色ＬＥＤからの青色光と黄色蛍光体からの黄色光との混色に基づく白色光は、平均演色評価数（Ｒａ）等で評価される演色性に劣るという難点を有する。
【０００４】
従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤ電球は、光の分布が青色成分と黄色成分とに偏っており、赤色成分の光が不足しているため、ＬＥＤ電球からの光で物体を見たときの反射光が太陽光の下で見る自然色とは異なるという難点を有している。また、従来のＬＥＤ電球では、青色ＬＥＤから出射された光が白色光の生成に使用されるため、電球全体の輝度を均一化することが難しく、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難点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−００５５４６号公報
【特許文献２】特開２００９−１７０１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、演色性の向上とグレアの低減とを実現したＬＥＤ電球を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態のＬＥＤ電球は、ＬＥＤモジュールと、ＬＥＤモジュールが設置された基体部と、ＬＥＤモジュールを覆うように基体部に取り付けられたグローブとを具備する。ＬＥＤモジュールは、基板上に実装された紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップを備える。基体部には、ＬＥＤチップを点灯させる点灯回路と、点灯回路と電気的に接続された口金とが設けられる。グローブの内面には、ＬＥＤチップから離間させて蛍光膜が設けられる。蛍光膜は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ものであり、８０μｍ以上８００μｍ以下の範囲の膜厚を有する。実施形態のＬＥＤ電球は、グローブから漏出する紫外線量が０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下とされている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態によるＬＥＤ電球を一部断面で示す図である。
【図２】第２の実施形態によるＬＥＤ電球を示す図である。
【図３】ＬＥＤ電球における蛍光体膜の膜厚と紫外線漏れ量及び相対輝度との関係を示す図である。
【図４】蛍光体膜の膜厚の測定方法を説明する図である。
【図５】蛍光体膜が凹凸を有する場合の膜厚の規定方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態のＬＥＤ電球について、図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態によるＬＥＤ電球の構成を一部断面で示す図である。図２は第２の実施形態によるＬＥＤ電球を示す図である。これらの図に示すＬＥＤ電球１は、ＬＥＤモジュール２と、ＬＥＤモジュール２が設置された基体部３と、ＬＥＤモジュール２を覆うように基体部３上に取り付けられたグローブ４と、基体部３の下端部に絶縁部材５を介して取り付けられた口金６と、基体部３内に設けられた点灯回路（図示せず）とを具備する。
【００１０】
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には、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（図示せず）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、図示を省略した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（図示せず）と電気的に接続されている。ＬＥＤチップ８は、点灯回路を介して印加される直流電圧により点灯する。
【００１１】
グローブ４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４の内面に設けられている。ＬＥＤ電球１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。
【００１２】
ＬＥＤ電球１はグローブ４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電球とは異なり、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電球１のグレアを従来の青色ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せたＬＥＤ電球に比べて大幅に低減することが可能となる。
【００１３】
グローブ４の形状は特に限定されるものではなく、図１に示すようなドーム型形状や図２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２ではグローブ４内の構成の図示を省略したが、グローブ４の形状が異なることを除いて、図２に示すＬＥＤ電球１は図１に示すＬＥＤ電球１と同様な構成を備えている。グローブ４は透光性部材からなり、例えば透光性を有するガラス製グローブ４や樹脂製グローブ４等が使用される。グローブ４は、例えば白熱電球と同等の大きさを有している。
【００１４】
ＬＥＤ電球１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。
【００１５】
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。
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）
【００１６】
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。
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）
【００１７】
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。
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）
【００１８】
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。
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）
【００１９】
深赤色蛍光体としては、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。
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）
【００２０】
混合蛍光体を構成する各蛍光体の比率は、ＬＥＤ電球１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。
【００２１】
蛍光膜９は、例えば混合蛍光体の粉末を有機樹脂等からなるバインダと混合し、この混合物（例えばスラリー）をグローブ４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電球１の輝度を向上させることが可能となる。
【００２２】
ＬＥＤ電球１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電球１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、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電球１の実用性等を向上させることが可能となる。
【００２３】
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３７０〜４１０ｎｍの範囲であると共に、発光スペクトルの半値幅が１０〜１５ｎｍ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電球１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電球の歩留りが低下しやすい。
【００２４】
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。
【００２５】
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４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４から漏出した紫外線は、ＬＥＤ電球１の近傍やＬＥＤ電球１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４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以下としている。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。
【００２６】
グローブ４からの紫外線の漏れ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電球１は蛍光膜９からの発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電球１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電球１の明るさが低下する。そこで、実施形態のＬＥＤ電球１は膜厚が８０〜８００μｍの蛍光膜９を備えている。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電球１の明るさの低下を抑制することができる。
【００２７】
紫外線の漏れ量は、後述する測定システムにより測定された発光スペクトルにおいて、３７０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の範囲の紫外乃至紫色発光のピーク値（単位：ｍＷ／ｎｍ）を、ＬＥＤ電球１の光束（単位：ｌｍ）で除した値（単位：ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ）を示すものとする。なお、上記波長範囲の発光ピーク値とは、発光ピークが存在する波長におけるスペクトル高さを示すものであり、発光スペクトルの面積を示すものではない。３７０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の範囲の紫外乃至紫色発光のピークとは、ＬＥＤチップ８からの発光そのものである。ＬＥＤチップ８から放射される光の全量が蛍光膜９に吸収された場合、上記波長範囲に発光ピークは存在しないことになる。ただし、蛍光膜９の吸収効率は１００％ではないため、ＬＥＤチップ８から放射される光が一部に残存する。
【００２８】
この実施形態では蛍光膜９の膜厚を厚くし、ＬＥＤチップ８の残存光がＬＥＤ電球１の外部に放射されないようにしているが、それでも一部の光は外部に漏出する。この実施形態で規定する紫外線の漏れ量とは、ＬＥＤ電球１から放射される光の全量に対して、ＬＥＤチップ８からの直接光がどの程度の割合で含まれるかを簡易的に示したものである。また、紫外線の漏れ量と定義しているが、実際には紫外線以外の発光成分も含まれている。例えば、発光ピーク波長が４０５ｎｍであるＬＥＤチップ８を用いた場合、５０％以上の紫色光と５０％未満の紫外光とが混合した光がグローブ４から漏出することになる。ここでは、紫色光と紫外光との混合光に関しても一括して紫外線の漏れ量と定義する。
【００２９】
図３に蛍光膜９の膜厚とグローブ４からの紫外線の漏れ量及びＬＥＤ電球１の点灯時の明るさ（相対輝度）との関係を示す。ここではドーム形状のポリカーボネート製グローブ４の内面に膜厚が異なる蛍光膜９を形成し、蛍光膜９の膜厚と紫外線の漏れ量との関係を調べた。なお、グローブ４の厚さは約１．５ｍｍ、光透過率は８８％であった。蛍光膜９は、青色蛍光体として平均粒子径が２８．０μｍのＥｕ付活クロロリン酸塩蛍光体粉末、緑色蛍光体として平均粒子径が３０．５μｍのＥｕ及びＭｎ付活珪酸塩蛍光体粉末、赤色蛍光体として平均粒子径が２９．２μｍのＥｕ付活酸硫化ランタン蛍光体粉末を使用し、これらの混合物（色温度：２７００Ｋ）を用いて形成した。
【００３０】
図３に示すように、紫外線の漏れ量は蛍光膜９の膜厚が厚くなると共に減少し、特に膜厚１００μｍまでは急激に減少し、その後は緩やかに減少する。この点から、上記した条件では紫外線の漏れ量を抑制する上で、蛍光膜９の膜厚を１００μｍ以上とすることが望ましい。このとき、膜厚１００μｍにおける紫外線の漏れ量は０．１０４ｍＷ／ｎｍ／ｌｍであった。紫外線の漏れ量の抑制のみの観点からは、蛍光膜９の膜厚が厚いほど望ましいが、あまり厚くしすぎると蛍光膜９の明るさが低下する。上記した条件では蛍光膜９の明るさは膜厚が約５００μｍで最大となり、約７００μｍで相対輝度が７０％まで低下した。このときのＬＥＤ電球１の明るさは３５［ｌｍ／Ｗ］であり、これ以上低下すると実用上問題となる。このため、蛍光膜９の膜厚は７００μｍ以下とすることが好ましい。
【００３１】
蛍光膜９の明るさや膜密度は、それを構成する蛍光体粒子の粒子径により変化する。従って、紫外線の漏れ量や蛍光膜９の明るさは、蛍光体の粒子径の影響を受ける。通常は蛍光体の粒子径が小さくなるほど最適膜厚が薄くなる。上記条件では平均粒子径が約３０μｍの蛍光体粒子を用いたが、蛍光体の平均粒子径はそれより小さくてもよいし、また大きくてもよい。前述したように、この実施形態のＬＥＤ電球１においては、平均粒子径が３〜５０μｍの範囲の蛍光体を使用することが好ましい。
【００３２】
そこで、平均粒子径が約３μｍの蛍光体を用いて蛍光膜９を形成して紫外線の漏れ量を測定したところ、蛍光膜９の膜厚を８０μｍ以上とすることによって、紫外線の漏れ量を０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下とすることができる。また、平均粒子径が約５０μｍの蛍光体を用いた場合、最適膜厚は図３に示すデータより厚い方向にシフトするが、膜厚が８００μｍを超えるとＬＥＤ電球１の明るさが３５［ｌｍ／Ｗ］より低下する。なお、平均粒子径が３μｍの蛍光体を用いた場合、明るさの観点のみからは膜厚が８０μｍ以下でも実用的な明るさが得られたが、蛍光膜９の膜厚が一定値以下まで薄くなると紫外線の漏れ量が多くなるため、膜厚は８０μｍが限界であった。
【００３３】
ここで、蛍光膜９およびその膜厚は、以下のように定義される。蛍光膜９は、蛍光体粉末を含有する被膜状部材であって、通常は有機樹脂等をバインダとして、蛍光体粒子が連続被膜を形成しているものである。バインダとして用いる有機樹脂は、光透過性と接着能力とを有するものであれば特に限定されるものではない。蛍光体粒子を結合させて被膜状とするバインダは、有機樹脂に限られるものではなく、同様の機能を有していれば無機材料（無機バインダ）を使用することも可能である。
【００３４】
蛍光膜９は単層膜であってもよいし、また多層膜であってもよい。蛍光膜９の膜厚は、単層膜の場合にはそれ自体の膜厚を意味する。蛍光膜９が多層膜の場合には、各単層膜の個別の膜厚は無視し、多層膜全体を単一膜と見なして、重なり合った複数の単層膜の最上端から最下端までの厚さを、蛍光膜９の膜厚とする。この場合、同一種類の蛍光体からなる多層膜でも、異なる種類の蛍光体からなる多層膜であっても、膜厚の定義は同じである。また、各単層膜の一部に隙間が存在したり、介在物が存在するような場合でも、それらは無視して単一膜と見なし、全体の厚さを測定して蛍光膜９の膜厚とする。
【００３５】
蛍光膜９の膜厚の総体的な定義は上記の通りであるが、詳細な規定は以下の通りである。蛍光膜９中に蛍光体粒子が含有されていることは当然であるが、その分布状態は様々である。特に、バインダとして有機樹脂等を用いた蛍光膜９においては、蛍光膜９中で蛍光体粒子と樹脂とが分離し、蛍光体粒子が偏析する場合がある。例えば、有機樹脂としてシリコーン樹脂を使用する場合、蛍光体粉末と樹脂との混合物を塗布した後に加熱乾燥することによって、樹脂を硬化させて蛍光膜９を形成（固化）する。この際、樹脂が完全に硬化するまでの間に樹脂液中で蛍光体粒子が沈降し、蛍光膜９の下部の蛍光体粒子が密な層と上部の蛍光体粒子が疎な層とに分離することがある。このような場合には、実質的に蛍光体が存在する部分、あるいは蛍光体と同様の機能を有する部分のみを蛍光膜９と見なす。ただし、具体的には以下の二通りの状態に分けて定義される。
【００３６】
第１のケースは、バインダとして近紫外線をほとんど吸収しない樹脂等を使用した場合である。この場合、単一層の蛍光膜９であっても、実質的に蛍光体粒子の存在する部分を蛍光膜とし、実質的に蛍光体粒子の存在しない部分は単なる樹脂層と見なし、蛍光膜９の膜厚から除外する。有機バインダとしては、一般的に紫外線を吸収しない樹脂材料が使用される。なぜなら、樹脂材料が紫外線を吸収すると、蛍光体を発光させるための紫外線量が減少し、明るさが低下するおそれがある。さらに、樹脂材料が紫外線により劣化し、膜剥がれ等が生じるおそれがある。蛍光体粒子を含有しない樹脂のみの層は、発光することもなく、また紫外線を吸収することもないので、蛍光膜９とは見なさない。
【００３７】
第２のケースは、バインダとして近紫外線を一定量以上吸収する樹脂等を使用した場合である。第１のケースで述べたように、一般的にはバインダとして、紫外線を吸収する材料を選択することはない。しかし、紫外線吸収能力を積極的に活用する場合は別である。極端な例として、蛍光膜９の直上に樹脂材料（バインダ）１００％の紫外線吸収層を形成した場合が想定される。この実施形態において、蛍光体の平均粒子径は３〜５０μｍの範囲が好ましい。蛍光膜９の明るさは、構成する蛍光体の粒子径に依存しており、蛍光体の粒子径が小さいほど、輝度が最大となる膜厚が薄くなる傾向がある。蛍光膜９の膜厚は、紫外線の漏れ量を抑制する上で、少なくとも８０μｍ以上必要である。このため、蛍光体の平均粒子径は３μｍ以上であることが好ましい。
【００３８】
しかしながら、例えば平均粒子径が２．５μｍの蛍光体を使用した場合、膜厚が約６５μｍの蛍光膜でほぼ同等の輝度が得られる。ただし、蛍光膜の膜厚が８０μｍより薄くなるため、紫外線の漏れ量は０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍを超えてしまう。このような場合において、蛍光膜９上に透明樹脂による紫外線吸収層を、例えば３０μｍの膜厚で形成すると、蛍光膜の輝度は略同等で、同時に紫外線の漏れ量が低減される。このような場合、紫外線吸収層には蛍光体粒子が含有されていないが、紫外線吸収能において蛍光体粒子が存在するのと同じ効果が得られるため、紫外線吸収層も実質的に蛍光膜９の一部であると見なし、蛍光膜９の膜厚に加味することとする。この場合、蛍光膜９の膜厚は６５μｍではなく、紫外線吸収層の厚さ（３０μｍ）を加えた９５μｍとなる。
【００３９】
紫外線吸収層による効果は、蛍光膜９の膜厚の下限値近傍のみならず、上限値近傍でも同等である。例えば、膜厚が８００μｍの蛍光膜を形成し、その上に５０μｍの紫外線吸収層を形成すれば、膜厚が８００μｍの蛍光体の単独膜に対して、輝度が略同等で紫外線漏れ量をより改善した蛍光膜が得られる。この場合、膜厚が８００μｍの蛍光体の単独膜で既に紫外線の漏れ量が規定値以下となるため、この蛍光膜に膜厚が１０μｍの紫外線吸収層を形成しても、膜厚が１００μｍの紫外線吸収層を形成しても、紫外線の漏れ量は規定値以下となる。蛍光膜９の膜厚の上限値近傍において、紫外線吸収層の膜厚を蛍光膜の膜厚に加味すると、上限値が曖昧な数値となってしまう。従って、このような場合においては、便宜上実質的に蛍光体粒子が存在する部分の厚さを蛍光膜９の膜厚と解釈する。
【００４０】
なお、上述した蛍光膜９の定義において、紫外線を吸収しない有機バインダ（樹脂材料）とは、ダウコーニング社製のシリコーン樹脂・ＥＧ−６３０１（商品名）の３９０ｎｍにおける紫外線吸収量と略同等またはそれ以下の材料を指すものである。紫外線を吸収する有機バインダとは、サンユレック社製のエポキシ樹脂・ＮＬＤ−ＳＬ−２１０１（商品名）の４００ｎｍにおける紫外線吸収量と略同等またはそれ以上の材料を指すものである。紫外線吸収量の具体的な値は、前者が１０％以下、後者が５５％以上に相当する。上記２つの樹脂に対して、紫外線吸収量が中間値を示す材料が使用されることは、ほとんど想定されないが、仮に使用された場合、両者の紫外線吸収量の中間値を境界として、サンユレック社製のエポキシ樹脂・ＮＬＤ−ＳＬ−２１０１（商品名）に近い吸収量のものを、紫外線を吸収するバインダ、またダウコーニング社製のシリコーン樹脂・ＥＧ−６３０１（商品名）に近い吸収量のものを、紫外線を吸収しないバインダとして区別する。
【００４１】
蛍光膜９の膜厚は、以下のようにして測定した値を示すものとする。以下では代表例としてドーム状の蛍光膜９の測定方法を記載する。他の形状の蛍光膜９でも同様の方法を採用するものとする。測定用のサンプルは以下の手順で作製する。まず、ドーム状蛍光膜９の頂点を通過する任意の面で、蛍光膜９を略２等分する。すると、図４に示すような断面が得られる。この断面をさらに略４等分し、第１の周辺部Ｐ１、第１の中心部Ｃ１、第２の中心部Ｃ２、第２の周辺部Ｐ２に分割する。各部位から任意の１箇所を選択し、顕微鏡観察を行い、倍率が１００倍の断面写真を計４枚撮影する。
【００４２】
次に、得られた写真を利用して膜厚を計測する。膜厚の測定方法は図５に示す通りである。測定対象の蛍光膜９の表面に凹凸がある場合、図５に示すように、得られた断面写真の最頂部ａと最底部ｂとを求め、両者の平均値を表面高さとする。このような方法で蛍光膜９の膜厚を計測し、合計４個の膜厚データを得る。これら４個のデータのうち、最大値と最小値は除外し、中間値２個の平均値を求めて蛍光膜９の膜厚とする。
【００４３】
なお、ここで記載した測定対象の蛍光膜９とは、前述した蛍光膜９の定義に従うものとする。前述の定義において、実質的に蛍光体粒子が存在する部分は、写真判定法で具体的に以下のように取り扱うものとする。すなわち、蛍光体粒子とバインダ材料とが混在している部分の断面写真において、蛍光体粒子の占める面積比が４０％以上の部分を、実質的に蛍光体粒子が存在する部分とする。
【００４４】
蛍光膜９を形成するグローブ４の材質としては、前述したようにポリカーボネート、アクリル樹脂、環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）等の有機樹脂やガラス等が挙げられる。ここで、グローブ４の形成材料に要求される特性としては、可視光を透過すること、内面に蛍光膜９が塗布可能であること、連続点灯時の昇温等により熱変形しないこと等である。なかでも、可視光の透過率は重要であり、グローブ４は光透過率が８０％以上の透光性部材からなることが好ましい。グローブ４の光透過率が８０％未満の場合、蛍光膜９の膜厚が膜厚範囲の下限値近傍や上限値近傍の場合に、実用的な明るさを得ることができないおそれがある。ここで、光透過率は厚さ３ｍｍの試験片を用いて、ＡＳＴＭ Ｄ １００３に規定される方法にしたがって測定した値を示すものとする。
【００４５】
また、グローブ４の形成材料には、紫外線の漏れ量を低減する観点からも様々な材料が選択可能である。紫外線の漏れ量を低減する上で、グローブ４は可視光をできるだけ多量に透過し、紫外線をほとんど透過しない材料で形成することが好ましい。材質は同じでも、グローブ４の厚さを厚くして紫外線の漏れ量を低減することも可能である。また、グローブ４の形成材料中に紫外線吸収材を混入したり、グローブ４の内外面に紫外線吸収膜を塗布することも有効であり、同様な効果が得られる。
【００４６】
グローブ４の形成材料中に混入させる紫外線吸収材としては、例えば酸化亜鉛が挙げられる。酸化亜鉛をグローブ４の形成材料中に混入すると、紫外線の漏れ量はより低減されるが、可視光の一部も吸収されてＬＥＤ電球１の明るさも低下するため、目的に応じて使い分けることが好ましい。なお、この実施形態のＬＥＤ電球１は、蛍光膜９の膜厚に基づいて紫外線の漏れ量を低減しているため、紫外線の漏れ防止の観点からグローブ４の形成材料や形状等を制限されることはない。
【００４７】
この実施形態において、より好ましい形態としては蛍光膜９の膜厚を紫外線の漏れ量と明るさの両面から設定すると共に、グローブ４の形成材料として透明ガラスを使用したＬＥＤ電球１が挙げられる。ガラス材の場合、紫外線をほとんど透過させる種類もあるが、この実施形態では紫外線を蛍光膜９で遮断しているため、グローブ４をガラス材で形成しても紫外線の漏れ量を低減することができる。その上で、可視光の透過率が高いガラス材でグローブ４を形成することによって、ＬＥＤ電球１の明るさを高めることができる。
【００４８】
グローブ４の形成材料としての樹脂材料は、一般にガラス材より紫外線の吸収量が多く、特にポリカーボネートは優れた吸収能力を有している。光透過率の高いポリカーボネートをグローブ４の形成材料として使用すれば、明るさの面でも、また紫外線の漏れ量の面でも良好な特性が得られる。さらに、樹脂材料はガラス材のように割れることがなく、安全面でも優れている。このような点から、特に好ましい形態としてはポリカーボネート製のグローブ４を有するＬＥＤ電球１が挙げられる。
【００４９】
上述したように、この実施形態のＬＥＤ電球１によれば、蛍光膜９の膜厚を８０μｍ以上８００μｍ以下の範囲とすることによって、実用的な明るさを確保しつつ、紫外線の漏れ量を０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下まで低減することができる。従って、紫外線による周辺部品の劣化等を抑制することが可能となる。蛍光膜９の膜厚は、ＬＥＤ電球１の明るさの観点から１５０μｍ以上６００μｍ以下の範囲とすることがより好ましい。この膜厚範囲は明るさが実用下限値より５％以上向上し、より明るい蛍光膜９が得られる範囲である。このため、ＬＥＤ電球１の蛍光膜９に使用可能な蛍光体の組合せの選択幅が広がり、様々な演色性を有するＬＥＤ電球１を作製することが可能となる。
【００５０】
この実施形態のＬＥＤ電球１は、例えば以下のようにして作製される。まず、蛍光体粉末を含む蛍光体スラリーを調製する。蛍光体スラリーは、例えば蛍光体粉末をシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等のバインダ樹脂やアルミナ、シリカ等の充填材と混合して調製される。蛍光体とバインダ樹脂との混合比は、蛍光体の種類や粒子径により適宜に選択されるが、例えば蛍光体を１００質量部としたとき、バインタ樹脂を２０〜１０００質量部の範囲とすることが好ましい。蛍光体の種類、平均粒子径、混合比等は目的とする白色光に応じて、前述した条件範囲から適宜に設定することが好ましい。
【００５１】
次に、グローブ４の内面に蛍光体スラリーを塗布する。蛍光体スラリーの塗布は、例えばスプレー法やディップ法、あるいはグローブ４を回転させる方法等により実施され、グローブ４の内面に均一に塗布する。次いで、蛍光体スラリーの塗布膜をドライヤやオーブン等の加熱装置を用いて加熱乾燥させることによって、グローブ４の内面に蛍光膜９を形成する。この際、蛍光膜９の膜厚は８０〜８００μｍの範囲となるように調整する。蛍光膜９の膜厚は、蛍光体スラリー中の固形分量、バインダ粘度、硬化温度や時間等により調整される。この後、ＬＥＤモジュール２や口金６等を設置した基体部３に、蛍光膜９を有するグローブ４を取り付けることによって、目的とするＬＥＤ電球１を作製する。
【実施例】
【００５２】
次に、具体的な実施例及びその評価結果について述べる。
【００５３】
（実施例１〜１０）
まず、青色（Ｂ）蛍光体として平均粒子径が４０μｍのＥｕ付活アルカリ土類クロロ燐酸塩（（Ｓｒ0.604Ｂａ0.394Ｅｕ0.002）5（ＰＯ4）3Ｃｌ）蛍光体、青緑色（ＢＧ）蛍光体として平均粒子径が２０μｍのＥｕ及びＭｎ付活アルカリ土類珪酸塩（（Ｓｒ0.225Ｂａ0.65Ｍｇ0.0235Ｅｕ0.1Ｍｎ0.0015）2ＳｉＯ4）蛍光体、緑色乃至黄色（ＢＹ）蛍光体として平均粒子径が１７μｍのＥｕ及びＭｎ付活アルカリ土類珪酸塩（（Ｓｒ0.675Ｂａ0.25Ｍｇ0.0235Ｅｕ0.05Ｍｎ0.0015）2ＳｉＯ4）蛍光体（１）、及び平均粒子径が３８μｍのＥｕ及びＭｎ付活アルミン酸珪酸塩（（Ｂａ0.9Ｍｇ0.5Ｅｕ0.2Ｍｎ0.4）Ａｌ10Ｏ17）蛍光体（２）、赤色（Ｒ）蛍光体として平均粒子径が４５μｍのＥｕ付活酸硫化ランタン（（Ｌａ0.9Ｅｕ0.1）2Ｏ2Ｓ）蛍光体（１）、及び平均粒子径が１１μｍのＥｕ付活サイアロン（（Ｓｒ0.9Ｅｕ0.1）2Ｓｉ7Ａｌ3ＯＮ13）蛍光体（２）、深赤色（ＤＲ）蛍光体として平均粒子径が１２μｍのＭｎ付活マグネシウムフロロジャーマネート（３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ2・（Ｇｅ0.75Ｍｎ0.25）Ｏ2）蛍光体を用意した。
【００５４】
上述した各蛍光体を表１に示す割合でそれぞれ混合し、これら混合蛍光体を用いて以下のようにしてＬＥＤ電球をそれぞれ作製した。まず、バインダ樹脂としてのシリコーン樹脂に蛍光体を分散し、脱泡を行う。次に、グローブ内に所望の膜厚となる量の蛍光体スラリーを投入し、グローブの内面に均一に広がるように角度を変化させながらグローブを回転させる。次いで、赤外線ヒータやドライヤ等を用いて、蛍光体スラリーが硬化し始めて塗布膜が流れなくなるまで加熱を行う。この後、オーブン等を用いて１００℃×５時間程度の条件で熱処理し、蛍光体スラリーの塗布膜を完全に硬化させる。このようにして形成した蛍光膜の膜厚は、それぞれ表１に示す通りである。
【００５５】
ＬＥＤモジュールは、発光ピーク波長が４００ｎｍ、発光スペクトルの半値幅が１５ｎｍのＬＥＤチップを１２６個使用し、これらＬＥＤチップを基板上に面実装し、さらにシリコーン樹脂で被覆して構成したものである。また、グローブは光透過率が８８％のポリカーボネート製のドーム型形状を有するものを使用した。グローブの厚さは約１ｍｍである。このようにして得たＬＥＤ電球を後述する特性評価に供した。
【００５６】
（比較例１〜２）
蛍光膜の膜厚を５５μｍとする以外は、実施例１と同様にしてＬＥＤ電球を作製した（比較例１）。また、蛍光膜の膜厚を９９０μｍとする以外は、実施例１と同様にしてＬＥＤ電球を作製した（比較例２）。これらのＬＥＤ電球を後述する特性評価に供した。
【００５７】
（比較例３）
青色発光のＬＥＤチップと黄色蛍光体（ＹＡＧ蛍光体）との組合せを適用したＬＥＤ電球を用意し、これを後述する特性評価に供した。黄色蛍光体からなる蛍光膜は青色ＬＥＤチップの直上に塗布してＬＥＤ電球を構成した。
【００５８】
次に、実施例１〜１０、比較例１〜３の各ＬＥＤ電球を点灯させ、各ＬＥＤ電球から放出される光の光束（ルーメン）、明るさ（ｌｍ／Ｗ）、色度（ｘ／ｙ，ｕ／ｖ）、演色評価数（Ｒａ）、相関色温度（Ｔｃ）、主波長（Ｄｏｍｉｎａｎｔ）、ピーク波長（ｎｍ）、半値幅（ＦＷＨＭ）等を測定した。また、これらの測定結果から紫外線の漏れ量（３７０ｎｍ以上４１５ｎｍ以下の範囲の紫外乃至紫色発光のピーク値（単位：ｍＷ／ｎｍ）を、光束（単位：ｌｍ）で除した値（単位：ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ））を算出した。これらの測定・評価結果を表１に示す。
【００５９】
上記特性はラブスフェア（ｌａｂｓｐｈｅｒｅ）社製の２０インチ積分球を備えた光量測定装置を用いて測定した。この装置は分光放射強度標準ランプで校正を実施しているため、従来の視感度補正フィルタ付き検出器を用いた方式と異なり、高精度の測定が可能である。校正に使用する分光放射強度標準ランプは、照明エンジニアリング協会（ＩＧＳＮＡ：Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｏｃｉｅｔｙ）により推奨されたガイドラインにしたがって校正されており、校正データはＮＩＳＴ（米国国立標準技術研究所（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ））スタンダードにトレーサブルである。測定対象については吸収補正ランプを用いて測定治具やサンプルに対して標準ランプとの補正を実施した。
【００６０】
実際の測定は、周囲温度Ｔａ＝２５℃にて、ＬＥＤ電球を２０インチ積分球内に口金を下にして固定して実施した。測定サンプルは、事前に３０分以上のエージングを実施し、灯具の温度を安定させておく。その後、測定の際の脱着を速やかに行い、点灯数分後（約３〜５分程度）に測定を行った。
【００６１】
【表１】
【００６２】
表１から明らかなように、実施例１〜１０によるＬＥＤ電球は紫外線の漏れ量が少なく、また実用的な明るさが得られていることが分かる。さらに、実施例１〜１０によるＬＥＤ電球は、比較例３のＬＥＤ電球と比べて色温度や平均演色評価数Ｒａに優れ、白熱電球の代替品として実用性に優れることが分かる。また、各ＬＥＤ電球の点灯時のぎらつきや局所的なまぶしさ（グレア）を目視で評価したところ、実施例１〜１０によるＬＥＤ電球は比較例３によるＬＥＤ電球に比べてグレアが低減されていることが確認された。
【００６３】
（実施例１１）
実施例８の蛍光膜（膜厚＝６４５μｍ）上に蛍光体粒子を含まない膜厚が１６０μｍのシリコーン樹脂膜を形成する以外は、実施例８と同様にしてＬＥＤ電球を作製した。このＬＥＤ電球の特性を測定したところ、明るさが４０ｌｍ／Ｗ、色温度が２８００Ｋ、演色評価数Ｒａが９０、紫外線の漏れ量が０．０２ｍＷ／ｎｍ／ｌｍであった。
【００６４】
（実施例１２）
比較例１の蛍光膜（膜厚＝５５μｍ）上に蛍光体粒子を含まない樹脂膜として、膜厚が５０μｍのエポキシ樹脂膜を形成する以外は、比較例１と同様にしてＬＥＤ電球を作製した。ここで、エポキシ樹脂膜は前述したサンユレック社製のエポキシ樹脂・ＮＬＤ−ＳＬ−２１０１（商品名）を用いて形成した。このＬＥＤ電球の特性を測定したところ、明るさが２２ｌｍ／Ｗ、色温度が２７０５Ｋ、演色評価数Ｒａが８９、紫外線の漏れ量が０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍであった。
【００６５】
なお、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。
【符号の説明】
【００６６】
１…ＬＥＤ電球、２…ＬＥＤモジュール、３…基体部、４…グローブ、６…口金、７…基板、８…ＬＥＤチップ、９…蛍光膜、１０…透明樹脂層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に実装された紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップとを備えるＬＥＤモジュールと、
前記ＬＥＤモジュールが設置された基体部と、
前記ＬＥＤモジュールを覆うように前記基体部に取り付けられたグローブと、
前記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、前記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、
前記基体部内に設けられ、前記ＬＥＤチップを点灯させる点灯回路と、
前記点灯回路と電気的に接続された口金とを具備し、
前記蛍光膜は８０μｍ以上８００μｍ以下の範囲の膜厚を有し、前記グローブから漏出する紫外線量が０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下であることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項２】
請求項１記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜は１５０μｍ以上６００μｍ以下の範囲の膜厚を有することを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項３】
請求項１又は２項記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜は、青色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体を含むことを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項４】
請求項３記載のＬＥＤ電球において、
前記青色蛍光体は
一般式：（Ｓｒ1-x-y-zＢａxＣａyＥｕz）5（ＰＯ4）3Ｃｌ
（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）
で表される組成を有するユーロピウム付活アルカリ土類クロロ燐酸塩蛍光体であり、
前記緑色乃至黄色蛍光体は
一般式：（Ｂａ1-x-y-zＳｒxＣａyＥｕz）（Ｍｇ1-uＭｎu）Ａｌ10Ｏ17
（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）
で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、
一般式：（Ｓｒ1-x-y-z-uＢａxＭｇyＥｕzＭｎu）2ＳｉＯ4
（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）
で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体、
一般式：（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕx
（式中、ｘは０＜ｘ＜０．３を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体、及び
一般式：（Ｓｒ1-xＥｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω
（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）
で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも１種であり、
前記赤色蛍光体は
一般式：（Ｌａ1-x-yＥｕxＭy）2Ｏ2Ｓ
（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）
で表される組成を有するユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体、
一般式：（Ｃａ1-x-yＳｒxＥｕy）ＳｉＡｌＮ3
（式中、ｘ及びｙは０≦ｘ＜０．４、０＜ｘ＜０．５を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム付活カズン蛍光体、及び
一般式：（Ｓｒ1-xＥｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω
（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）
で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項５】
請求項３又は４項記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜は、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種の蛍光体を含むことを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項６】
請求項５記載のＬＥＤ電球において、
前記青緑色蛍光体は
一般式：（Ｂａ1-x-y-z-uＳｒxＭｇyＥｕzＭｎu）2ＳｉＯ4
（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）
で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体であり、
前記深赤色蛍光体は
一般式：αＭｇＯ・βＭｇＦ2・（Ｇｅ1-xＭｎx）Ｏ2
（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）
で表される組成を有するマンガン付活マグネシウムフロロジャーマネート蛍光体であることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜は質量割合で、１０％以上６０％以下の前記青色蛍光体、０％以上１０％以下の前記青緑色蛍光体、１％以上３０％以下の前記緑色乃至黄色蛍光体、３０％以上９０％以下の前記赤色蛍光体、及び０％以上３５％以下の前記深赤色蛍光体を含むことを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜は、平均粒子径が３μｍ以上５０μｍ以下の範囲の蛍光体粒子を含有することを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記グローブは、光透過率が８０％以上の透光性部材からなることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記ＬＥＤチップから出射される紫外乃至紫色発光は、発光ピーク波長が３７０ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の範囲であると共に、発光スペクトルの半値幅が１０ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲であることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜から発光される前記白色光は、相関色温度が６５００Ｋ以下で、平均演色評価数（Ｒａ）が８５以上であることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記ＬＥＤモジュールは、前記基板上に面実装された複数の前記ＬＥＤチップと、前記複数のＬＥＤチップを被覆するように前記基板上に設けられた透明樹脂層とを備えることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記グローブは、ドーム型形状又はナス型形状を有することを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項１】
基板と、前記基板上に実装された紫外乃至紫色発光のＬＥＤチップとを備えるＬＥＤモジュールと、
前記ＬＥＤモジュールが設置された基体部と、
前記ＬＥＤモジュールを覆うように前記基体部に取り付けられたグローブと、
前記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、前記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、
前記基体部内に設けられ、前記ＬＥＤチップを点灯させる点灯回路と、
前記点灯回路と電気的に接続された口金とを具備し、
前記蛍光膜は８０μｍ以上８００μｍ以下の範囲の膜厚を有し、前記グローブから漏出する紫外線量が０．１ｍＷ／ｎｍ／ｌｍ以下であることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項２】
請求項１記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜は１５０μｍ以上６００μｍ以下の範囲の膜厚を有することを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項３】
請求項１又は２項記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜は、青色蛍光体、緑色乃至黄色蛍光体、及び赤色蛍光体を含むことを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項４】
請求項３記載のＬＥＤ電球において、
前記青色蛍光体は
一般式：（Ｓｒ1-x-y-zＢａxＣａyＥｕz）5（ＰＯ4）3Ｃｌ
（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）
で表される組成を有するユーロピウム付活アルカリ土類クロロ燐酸塩蛍光体であり、
前記緑色乃至黄色蛍光体は
一般式：（Ｂａ1-x-y-zＳｒxＣａyＥｕz）（Ｍｇ1-uＭｎu）Ａｌ10Ｏ17
（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）
で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類アルミン酸塩蛍光体、
一般式：（Ｓｒ1-x-y-z-uＢａxＭｇyＥｕzＭｎu）2ＳｉＯ4
（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）
で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体、
一般式：（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕx
（式中、ｘは０＜ｘ＜０．３を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体、及び
一般式：（Ｓｒ1-xＥｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω
（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）
で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも１種であり、
前記赤色蛍光体は
一般式：（Ｌａ1-x-yＥｕxＭy）2Ｏ2Ｓ
（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）
で表される組成を有するユーロピウム付活酸硫化ランタン蛍光体、
一般式：（Ｃａ1-x-yＳｒxＥｕy）ＳｉＡｌＮ3
（式中、ｘ及びｙは０≦ｘ＜０．４、０＜ｘ＜０．５を満足する数である）
で表される組成を有するユーロピウム付活カズン蛍光体、及び
一般式：（Ｓｒ1-xＥｕx）αＳｉβＡｌγＯδＮω
（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）
で表される組成を有するユーロピウム付活サイアロン蛍光体から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項５】
請求項３又は４項記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜は、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種の蛍光体を含むことを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項６】
請求項５記載のＬＥＤ電球において、
前記青緑色蛍光体は
一般式：（Ｂａ1-x-y-z-uＳｒxＭｇyＥｕzＭｎu）2ＳｉＯ4
（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）
で表される組成を有するユーロピウム及びマンガン付活アルカリ土類珪酸塩蛍光体であり、
前記深赤色蛍光体は
一般式：αＭｇＯ・βＭｇＦ2・（Ｇｅ1-xＭｎx）Ｏ2
（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）
で表される組成を有するマンガン付活マグネシウムフロロジャーマネート蛍光体であることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜は質量割合で、１０％以上６０％以下の前記青色蛍光体、０％以上１０％以下の前記青緑色蛍光体、１％以上３０％以下の前記緑色乃至黄色蛍光体、３０％以上９０％以下の前記赤色蛍光体、及び０％以上３５％以下の前記深赤色蛍光体を含むことを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜は、平均粒子径が３μｍ以上５０μｍ以下の範囲の蛍光体粒子を含有することを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記グローブは、光透過率が８０％以上の透光性部材からなることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記ＬＥＤチップから出射される紫外乃至紫色発光は、発光ピーク波長が３７０ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の範囲であると共に、発光スペクトルの半値幅が１０ｎｍ以上１５ｎｍ以下の範囲であることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記蛍光膜から発光される前記白色光は、相関色温度が６５００Ｋ以下で、平均演色評価数（Ｒａ）が８５以上であることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記ＬＥＤモジュールは、前記基板上に面実装された複数の前記ＬＥＤチップと、前記複数のＬＥＤチップを被覆するように前記基板上に設けられた透明樹脂層とを備えることを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項記載のＬＥＤ電球において、
前記グローブは、ドーム型形状又はナス型形状を有することを特徴とするＬＥＤ電球。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−７４３４８（Ｐ２０１２−７４３４８Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４８９２６（Ｐ２０１１−４８９２６）
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【特許番号】特許第４８６２０９８号（Ｐ４８６２０９８）
【特許公報発行日】平成２４年１月２５日（２０１２．１．２５）
【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４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【特許番号】特許第４８６２０９８号（Ｐ４８６２０９８）
【特許公報発行日】平成２４年１月２５日（２０１２．１．２５）
【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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