特許 7374442 高演色性を有する照明装置及び照明装置の演色性を向上させる方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-27

(45)【発行日】2023-11-07

(54)【発明の名称】高演色性を有する照明装置及び照明装置の演色性を向上させる方法

(51)【国際特許分類】

   F21V 3/12 20180101AFI20231030BHJP

   F21V 9/32 20180101ALI20231030BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20231030BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20231030BHJP

   F21Y 113/13 20160101ALN20231030BHJP

【ＦＩ】

F21V3/12

F21V9/32

F21S2/00 340

F21Y115:10

F21Y113:13

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022089980

(22)【出願日】2022-06-02

(65)【公開番号】P2023133057

(43)【公開日】2023-09-22

【審査請求日】2022-06-02

(31)【優先権主張番号】202210239329.8

(32)【優先日】2022-03-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】317016394

【氏名又は名称】厦門普為光電科技有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】100185694

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 隆志

(72)【発明者】

【氏名】盧福星

(72)【発明者】

【氏名】林智榮

【審査官】山崎 晶

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５０２４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１０７５０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１００６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２１Ｖ ３／１２

Ｆ２１Ｖ ９／３２

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １１３／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と
前記基板上に設置される青色発光ダイオードチップと、
前記基板上に設置される紫色発光ダイオードチップと、
前記基板に設置される透明シェルと、
を備え、
前記基板と前記透明シェルとの間に収容空間を形成し、前記青色発光ダイオードチップ及び前記紫色発光ダイオードチップを前記収容空間内に位置させ、
前記透明シェルは前記青色発光ダイオードチップ及び前記紫色発光ダイオードチップを取り囲み、且つ前記透明シェルの内面には、蛍光粉が塗布され、前記透明シェルの材料はプラスチック又はガラスであり、
前記青色発光ダイオードチップが発する光線及び前記紫色発光ダイオードチップが発する光線は、前記蛍光粉を励起して白色光を発生させ、且つ前記白色光の波長範囲はＵＶＡ波長帯域全体を含み、前記ＵＶＡ波長帯域は３２０～４２０ｎｍであることを特徴とする高演色性を有する照明装置。

【請求項2】

前記蛍光粉が黄色蛍光粉であることを特徴とする請求項１に記載の高演色性を有する照明装置。

【請求項3】

前記紫色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４００～４２０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の高演色性を有する照明装置。

【請求項4】

前記青色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４４５～４６５ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の高演色性を有する照明装置。

【請求項5】

基板を提供する工程と、
青色発光ダイオードチップを前記基板に設置する工程と、
紫色発光ダイオードチップを前記基板に設置する工程と、
透明シェルの内面に蛍光粉を塗布する工程と、
前記透明シェルを前記基板に設置し、前記基板と前記透明シェルとの間に収容空間を形成し、前記青色発光ダイオードチップ及び前記紫色発光ダイオードチップを収容させる工程と、
前記青色発光ダイオードチップが発する光線及び前記紫色発光ダイオードチップが発する光線に前記蛍光粉を励起させて白色光を発生させる工程と、
を含み、
前記透明シェルは前記青色発光ダイオードチップ及び前記紫色発光ダイオードチップを取り囲み、前記透明シェルの材料はプラスチック又はガラスであり、
前記白色光の波長範囲はＵＶＡ波長帯域全体を含み、前記ＵＶＡ波長帯域は３２０～４２０ｎｍであることを特徴とする照明装置の演色性を向上させる方法。

【請求項6】

前記蛍光粉は、黄色蛍光粉であることを特徴とする請求項５に記載の照明装置の演色性を向上させる方法。

【請求項7】

前記紫色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４００～４２０ｎｍであることを特徴とする請求項５に記載の照明装置の演色性を向上させる方法。

【請求項8】

前記青色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４４５～４６５ｎｍであることを特徴とする請求項５に記載の照明装置の演色性を向上させる方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、照明装置、特に、高演色性を有する照明装置に関する。本発明は、更に、照明装置の演色性を向上させる方法に関する。

【背景技術】

【0002】

演色性は、照明品質を評価する重要な指標である。照明装置の演色性が良好であるほど、照明装置が発する光線が物体に照射した時に物体の色をより完全に表現することができる。従来の白色照明装置は、通常、１つ又は複数の青色発光ダイオードチップを１つの発光ダイオードビード内にパッケージし、これらの青色発光ダイオードチップが発する光線によって蛍光粉を励起して白色光を発生させる。しかしながら、上記方式で製造する白色照明装置の演色性は、通常良好ではなく、その照明品質を有効に向上させることはできない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の目的は、高演色性を有する照明装置及び照明装置の演色性を向上させる方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の一実施形態に基づき、基板、青色発光ダイオードチップ、紫色発光ダイオードチップ及び透明シェルを備える、高演色性を有する照明装置を提供する。青色発光ダイオードチップは、基板に設置される。紫色発光ダイオードチップは、基板に設置される。透明シェルは、基板上に設置され、基板と透明シェルとの間に収容空間を形成し、青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップを収容空間内に位置させ、且つ透明シェルの内面には、蛍光粉が塗布される。

【0005】

一実施形態において、蛍光粉が黄色蛍光粉である。

【0006】

一実施形態において、紫色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４００～４２０ｎｍである。

【0007】

一実施形態において、青色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４４５～４６５ｎｍである。

【0008】

一実施形態において、青色発光ダイオードチップが発する光線及び紫色発光ダイオードチップが発する光線は、蛍光粉を励起して白色光を発生させ、且つ白色光の波長範囲は、ＵＶＡ波長帯域と部分的に重なる。

【0009】

本発明の一実施形態に基づき、基板を提供する工程と、青色発光ダイオードチップを基板に設置する工程と、紫色発光ダイオードチップを基板に設置する工程と、透明シェルの内面に蛍光粉を塗布する工程と、透明シェルを基板に設置し、基板と透明シェルとの間に収容空間を形成し、青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップを収容させる工程と、青色発光ダイオードチップが発する光線及び紫色発光ダイオードチップが発する光線に蛍光粉を励起させて白色光を発生させる工程と、を含む照明装置の演色性を向上させる方法を更に提供する。

【0010】

一実施形態において、蛍光粉は、黄色蛍光粉である。

【0011】

一実施形態において、紫色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４００～４２０ｎｍである。

【0012】

一実施形態において、青色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４４５～４６５ｎｍである。

【0013】

一実施形態において、白色光の波長範囲は、ＵＶＡ波長帯域と部分的に重なる。

【発明の効果】

【0014】

上記を受けて、本発明の実施形態の高演色性を有する照明装置及びその方法は、以下の利点を1つ以上有することができる。
（１）本発明の一実施形態において、照明装置は、青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップを備え、且つ青色発光ダイオードチップが発する光線及び紫色発光ダイオードチップが発する光線は、同時に蛍光粉を励起して白色光を発生し、白色光の波長範囲をＵＶＡ波長帯域と部分的に重ならせる。これにより、照明装置の演色性を大幅に向上させることができ、照明装置が発する光線が物体に照射する時に物体の色をより完全に表現できるようにし、照明装置の照明品質を効果的に改善する。
（２）本発明の一実施形態において、照明装置は、発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップを備え、且つ青色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲が、４４５～４６５ｎｍ（４５５±１０ｎｍ）であり、紫色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲が、４００～４２０ｎｍ（４１０±１０ｎｍ）である。上記青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップの組み合わせは、照明装置の演色性を効果的に向上させ、照明装置の照明品質を効果的に改善することができる。
（３）本発明の一実施形態において、照明装置は、青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップを備え、且つ透明シェルの内面に黄色蛍光粉を塗布し、青色発光ダイオードチップ、紫色発光ダイオードチップ及び黄色蛍光粉によって、照明装置の演色性を更に向上させ、照明装置の照明品質を効果的に改善することができる。
（４）本発明の一実施形態において、照明装置の設計は、各種異なるタイプの照明製品に応用することができるため、使用上優れた柔軟性を有し、より広く応用することができる。
（５）本発明の一実施形態において、照明装置は、簡単な構造設計によって照明装置の演色性を効果的に向上させ、照明装置の照明品質を改善することができるため、コストを大幅に増加させることなく、所望の効果を達成することができ、高い商業価値を有する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態の高演色性を有する照明装置の断面図である。

【図2】本発明の別の実施形態の高演色性を有する照明装置の断面図である。

【図3】本発明の一実施形態の照明装置の演色性を向上させる方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下の実施形態では、本発明の詳細な特徴及び利点を説明し、その内容は、当業者に本発明の技術内容を理解し、それに応じて実施可能にさせるのに十分であり、且つ本明細書の開示内容、特許請求の範囲及び図面により、当業者が本発明に関する目的及び利点を容易に理解できるようにする。

【0017】

以下では、関連する図面を参照し、本発明の高演色性を有する照明装置及び照明装置の演色性を向上させる方法の実施形態について説明するが、分かり易く且つ図面で説明し易くするために、図面内の各部材は、寸法及び比率を誇張又は縮小して示し得る。以下の説明及び／又は特許請求の範囲において、部材が別の部材に「接続」又は「結合」すると述べる場合、それは、当該別の部材に直接的な接続又は結合してもよく、仲介する部材が存在してもよい。部材が別の部材に「直接接続」又は「直接結合」すると述べる場合、仲介する部材が存在せず、部材又は層間の関係を説明するための他の用語についても同様に解釈されるべきである。理解し易くするため、以下の実施形態における同じ部材は、同じ符号で示して説明する。

【0018】

図１は、本発明の一実施形態の高演色性を有する照明装置の断面図である。図に示すように、照明装置１は、基板１１、青色発光ダイオードチップ１２、紫色発光ダイオードチップ１３及び透明シェル１４を備える。

【0019】

青色発光ダイオードチップ１２は、基板１１に設置され、電源（図示せず）に接続される。一実施形態において、発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４４５～４６５ｎｍ（４５５±１０ｎｍ）である。

【0020】

紫色発光ダイオードチップ１３は、基板１１に設置され、電源（図示せず）に接続される。一実施形態において、発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４００～４２０ｎｍ（４１０±１０ｎｍ）である。

【0021】

透明シェル１４は、基板１１に設置され、基板１１と透明シェル１４との間に収容空間Ｓを形成する。青色発光ダイオードチップ１２及び紫色発光ダイオードチップ１３は、収容空間Ｓ内に位置する。また、透明シェル１４の内面には、蛍光粉Ｐが塗布される。一実施形態において、透明シェル１４の材料は、プラスチック、ガラス又はその他の類似の材料であってよい。一実施形態において、蛍光粉Ｐは、黄色蛍光粉であってよい。別の実施形態において、蛍光粉Ｐは、その他の異なる色を有する蛍光粉であってもよい。

【0022】

青色発光ダイオードチップ１２及び紫色発光ダイオードチップ１３は、電源によって駆動された後、青色発光ダイオードチップ１２が発する光線及び紫色発光ダイオードチップ１３が発する光線が同時に蛍光粉Ｐを励起して白色光を発生させる。このように、白色光の波長範囲は、ＵＶＡ波長帯域（３２０～４２０ｎｍ）と少なくとも部分的に重なることができる（又は白色光の波長範囲がＵＶＡ波長帯域全体を含んでもよい）。白色光の波長範囲がＵＶＡ波長帯域を含むことによって、照明装置１の演色性を大幅に向上させることができる。照明装置１が発する光線が物体に照射した時に物体の色をより完全に表現することができ、照明装置１の照明品質を顕著に改善させる。

【0023】

上記から、本実施形態は、青色発光ダイオードチップ１２及び紫色発光ダイオードチップ１３が同時に同じ１つの発光ダイオードビード（照明装置）内にパッケージされ、且つ青色発光ダイオードチップ１２が発する光線及び紫色発光ダイオードチップ１３が発する光線が同時に透明シェル１４の内面に塗布された蛍光粉Ｐを励起し、白色光を発生するという方式によって、発生する白色光の波長範囲が少なくとも部分的にＵＶＡ波長帯域を含むことができ、故にこの白色光の演色性が大幅に向上できることが分かる。

【0024】

また、青色発光ダイオードチップ１２が発する光線の波長範囲は、４４５～４６５ｎｍ（４５５±１０ｎｍ）であり、紫色発光ダイオードチップ１３が発する光線の波長範囲は、４００～４２０ｎｍ（４１０±１０ｎｍ）であり、上記の組み合わせによって照明装置１の演色性を効果的に向上させ、照明装置１の照明品質を効果的に改善することができる。

【0025】

本実施形態の照明装置１の設計は、各種異なるタイプの照明製品に応用することができ、故に異なる応用の必要を満たすことができる。

【0026】

当然ながら、本実施形態は、例示説明に用いるのみであって、本発明の範囲を制限するものではなく、本実施形態の高演色性を有する照明装置に基づいて行われる均等の修正又は変更は、依然として本発明の特許範囲内に含まれるべきである。

【0027】

図２は、本発明の別の実施形態の高演色性を有する照明装置の断面図である。図に示すように、照明装置２は、基板２１，３つの青色発光ダイオードチップ２２、３つの紫色発光ダイオードチップ２３及び透明シェル２４を備える。

【0028】

青色発光ダイオードチップ２２及び紫色発光ダイオードチップ２３は、基板２１に設置され、電源（図示せず）に接続される。透明シェル２４は、基板２１に設置され、基板２１と透明シェル２４との間に収容空間Ｓを形成する。青色発光ダイオードチップ２２及び紫色発光ダイオードチップ２３は、収容空間Ｓ内に位置する。同様に、透明シェル２４の内面に蛍光粉Ｐが塗布される（蛍光粉Ｐは、黄色蛍光粉であってよい）。

【0029】

前述の実施形態と異なるのは、本実施形態の照明装置２は、３つの青色発光ダイオードチップ２２及び３つの紫色発光ダイオードチップ２３を備え、且つ青色発光ダイオードチップ２２及び紫色発光ダイオードチップ２３の数量が同じであることである。別の実施形態において、青色発光ダイオードチップ２２及び紫色発光ダイオードチップ２３の数量は、実際の必要に応じて増減させることができる。更に別の実施形態において、青色発光ダイオードチップ２２の数量は、紫色発光ダイオードチップ２３の数量と異なってもよい。青色発光ダイオードチップ２２及び紫色発光ダイオードチップ２３を交互に設置して、青色発光ダイオードチップ２２が発する光線及び紫色発光ダイオードチップ２３が発する光線を均等に混合できるようにしてもよい。

【0030】

上記から、本実施形態は、複数の青色発光ダイオードチップ２２及び複数の紫色発光ダイオードチップ２３が同時に同じ１つの発光ダイオードビード（照明装置）内にパッケージされ、且つ青色発光ダイオードチップ２２が発する光線及び紫色発光ダイオードチップ２３が発する光線が同時に透明シェル２４の内面に塗布された蛍光粉Ｐを励起し、白色光を発生するという方式によって、発生する白色光の波長範囲が少なくとも部分的にＵＶＡ波長帯域を含むことができ、故にこの白色光の演色性が大幅に向上できることが分かる。

【0031】

本実施形態の照明装置２の設計は、同様に各種異なるタイプの照明製品に応用することができ、故に異なる応用の必要を満たすことができる。

【0032】

当然ながら、本実施形態は、例示説明に用いるのみであって、本発明の範囲を制限するものではなく、本実施形態の高演色性を有する照明装置に基づいて行われる均等の修正又は変更は、依然として本発明の特許範囲内に含まれるべきである。

【0033】

尚、従来の白色光照明装置は、通常、１つ又は複数の青色発光ダイオードチップを１つの発光ダイオードビード内にパッケージし、これら青色発光ダイオードチップが発する光線によって蛍光粉を励起して白色光を発生させる。しかしながら、従来の白色光照明装置の演色性は、通常良好ではなく、その照明品質を効果的に向上させることができない。これに対し、本発明の実施形態に基づき、照明装置は、青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップを備え、且つ青色発光ダイオードチップが発する光線及び紫色発光ダイオードチップが発する光線が同時に蛍光粉を励起して白色光を発生させ、白色光の波長範囲をＵＶＡ波長帯域と少なくとも部分的に重ならせる。これにより、照明装置の演色性は、大幅に向上し、照明装置が発する光線を物体に照射する時に物体の色をより完全に表現し、照明装置の照明品質を効果的に改善することができる。

【0034】

また、本発明の実施形態に基づき、照明装置は、青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップを備え、且つ青色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４４５～４６５ｎｍ（４５５±１０ｎｍ）であり、紫色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４００～４２０ｎｍ（４１０±１０ｎｍ）である。上記の青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップの組み合わせによって照明装置の演色性を効果的に向上させ、照明装置の照明品質を効果的に改善することができる。

【0035】

また、本発明の実施形態に基づき、照明装置は、青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップを備え、且つ透明シェルの内面に黄色蛍光粉を塗布し、青色発光ダイオードチップ、紫色発光ダイオードチップ及び黄色蛍光粉によって、照明装置の演色性を更に向上させ、照明装置の照明品質を効果的に改善することができる。

【0036】

また、本発明の実施形態に基づき、照明装置の設計は、各種異なるタイプの照明製品に応用することができるため、使用上優れた柔軟性を有し、より広く応用することができる。上記から、本発明の実施形態の照明装置は、極めて良好な技術効果を確実に達成できることが分かる。

【0037】

図３は、本発明の一実施形態の照明装置の演色性を向上させる方法のフローチャートである。本実施形態の照明装置の演色性を向上させる方法は、以下の工程を含む。
工程Ｓ３１：基板を提供する。
工程Ｓ３２：青色発光ダイオードチップを基板に設置する。前述のように、青色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４４５～４６５ｎｍである。
工程Ｓ３３：紫色発光ダイオードチップを基板に設置する。前述のように、紫色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲は、４００～４２０ｎｍである。
工程Ｓ３４：透明シェルの内面に蛍光粉を塗布する。前述のように、蛍光粉は、黄色蛍光粉であってよい。
工程Ｓ３５：透明シェルを基板に設置し、基板と透明シェルとの間に収容空間を形成し、青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップを収容させる。この工程において、青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップは、同時に１つのランプビード（照明装置）内にパッケージされる。
工程Ｓ３６：青色発光ダイオードチップが発する光線及び紫色発光ダイオードチップが発する光線に蛍光粉を励起させて白色光を発生させる。この方式によって、照明装置が発生する白色光の波長範囲は、ＵＶＡ波長帯域と部分的に重なることができる。

【0038】

当然ながら、本実施形態は、例示説明に用いるのみであって、本発明の範囲を制限するものではなく、本実施形態の照明装置の演色性を向上させる方法に基づいて行われる均等の修正又は変更は、依然として本発明の特許範囲内に含まれるべきである。

【0039】

本発明が説明する方法のステップは、特定の順序で示されて説明されているが、各方法の操作順序は、変更可能であり、幾つかのステップを反対の順序で実行してもよく、又は幾つかのステップをその他のステップと同時に実行してもよい。別の実施形態において、異なるステップは、間歇及び／又は交互に実施してもよい。

【0040】

まとめると、本発明の実施例に基づき、照明装置は、青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップを備え、且つ青色発光ダイオードチップが発する光線及び紫色発光ダイオードチップが発する光線が蛍光粉を同時に励起して白色光を発生させ、白色光の波長範囲をＵＶＡ波長帯域と少なくとも部分的に重ならせる。これにより、照明装置の演色性を大幅に向上させることができ、照明装置が発する光線が物体に照射する時に物体の色をより完全に表現できるようにし、照明装置の照明品質を効果的に改善する。

【0041】

また、本発明の実施形態に基づき、照明装置は、発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップを備え、且つ青色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲が、４４５～４６５ｎｍ（４５５±１０ｎｍ）であり、紫色発光ダイオードチップが発する光線の波長範囲が、４００～４２０ｎｍ（４１０±１０ｎｍ）である。上記青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップの組み合わせは、照明装置の演色性を効果的に向上させ、照明装置の照明品質を効果的に改善することができる。

【0042】

また、本発明の実施形態に基づき、照明装置は、青色発光ダイオードチップ及び紫色発光ダイオードチップを備え、且つ透明シェルの内面に黄色蛍光粉を塗布し、青色発光ダイオードチップ、紫色発光ダイオードチップ及び黄色蛍光粉によって、照明装置の演色性を更に向上させ、照明装置の照明品質を効果的に改善することができる。

【0043】

また、本発明の実施形態に基づき、照明装置の設計は、各種異なるタイプの照明製品に応用することができるため、使用上優れた柔軟性を有し、より広く応用することができる。

【0044】

更に、本発明の実施形態に基づき、照明装置は、簡単な構造設計によって照明装置の演色性を効果的に向上させ、照明装置の照明品質を改善することができるため、コストを大幅に増加させることなく、所望の効果を達成することができ、高い商業価値を有する。

【0045】

本明細書では上記各実施形態につき説明を行っているが、本発明の特許請求の範囲を制限するものではないことに留意すべきである。従って、本発明の革新的理念に基づく、本明細書に記載の実施形態への変更及び修正、又は本発明の明細書及び図面の内容を用いて行われる均等の構造又は均等のプロセスの置換、直接的又は間接的に上記技術案をその他の関連する技術分野に適用することは、何れも本発明の特許請求の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0046】

１ 照明装置
１１ 基板
１２ 青色発光ダイオードチップ
１３ 紫色発光ダイオードチップ
１４ 透明シェル
２ 照明装置
２１ 基板
２２ 青色発光ダイオードチップ
２３ 紫色発光ダイオードチップ
２４ 透明シェル
Ｓ 収容空間
Ｐ 蛍光粉
Ｓ３１ 工程
Ｓ３２ 工程
Ｓ３３ 工程
Ｓ３４ 工程
Ｓ３５ 工程
Ｓ３６ 工程

【図1】

【図2】

【図3】