説明

発光装置

【課題】特別な電子回路や高圧機器等を必要とせず、広い範囲で効率良く均一な明るさの可視光を発光させることができるようにした発光装置を提供することを目的とする。
【解決手段】この発明の発光装置は、紫外線発光ダイオードよりなる紫外線発光源を有して紫外線を発生する紫外線発生手段と、該紫外線発生手段からの紫外線を受けて可視光を発生する蛍光体と、該蛍光体からの可視光を外部に照出する可視光透過部材とから構成されている。
このような構成によると、紫外線発生手段の紫外線発光源により紫外線を発生させ、それを蛍光体に照射することにより、特別な電子回路や高圧機器を必要とせず、広い範囲で効率良く均一な明るさの可視光を発光させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この出願の発明は、紫外線を光源として可視光を発光させる発光装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に照明手段としての用途に使用されている蛍光灯などの発光装置は、水銀蒸気を入れた蛍光管内のフィラメント(熱陰極)に電流を流して加熱することにより、熱電子を放出させ、この熱電子を蛍光体に当てて蛍光体を発光させることにより、可視光を得るようになっている。
【0003】
しかし、蛍光灯は円筒形の狭い蛍光管内においてのみ発光が可能であり、しかもフィラメントを高電圧に保つとともに、高周波を使って熱電子の発生を加速させる必要がある。
【0004】
したがって、トランス(安定器)や複雑な電子回路を組み合わせる必要があり、また熱電子の衝突速度を落とさないためとフィラメントの保護のために、上記蛍光管内を真空に近い状態に保持しなければならない。したがって、平面的な発光体を形成するのには向いていない。
【0005】
このため、従来から平面的な発光装置を形成するには、発光ダイオードを多数組み合わせることにより構成することが一般的である。
【0006】
また、携帯電話などの一部の電子機器では有機EL等の発光装置も採用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、発光ダイオードそのものは高価であり、多数の発光ダイオードを必要とするということになると、当該発光装置そのものの製品価格は相当に高価なものとなる。また、同発光ダイオードを組み合わせる構成の場合、結局は点光源の組み合わせでしかないので、広い範囲に亘って明るさが均一な面光源の発光装置を実現するには限界がある。
【0008】
他方、有機ELの場合、製造技術上の問題もあり、非常に高価である。
【0009】
本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、紫外線により蛍光体を発光させ、広い範囲で効率良く可視光を発光させることができるようにすることによって、特別な電子回路や高圧機器を必要とせず、製造も容易な低コストの発光装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本願発明は、同目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【0011】
(1) 請求項1の発明
この発明の発光装置は、紫外線発光ダイオードよりなる紫外線発光源を有して紫外線を発生する紫外線発生手段と、該紫外線発生手段からの紫外線を受けて可視光を発生する蛍光体と、該蛍光体からの可視光を外部に照出する可視光透過部材とからなることを特徴としている。
【0012】
このような構成によると、紫外線発生手段の紫外線発光ダイオードよりなる紫外線発光源により紫外線を発生させ、それを蛍光体に照射することにより、特別な電子回路や高圧機器を必要とせず、広い範囲で効率良く可視光を発光させることができる。
【0013】
また、従来の発光ダイオードの組合せによる点光源から面光源にすることができ、より自然な均一光源とすることができる。
【0014】
しかも、紫外線発生手段の紫外線発光源として半導体である紫外線発光ダイオードを採用しているので、光源の寿命が長くなり、従来の蛍光灯などに比べても遥かに長寿命の発光装置を実現することが可能となる。
【0015】
さらに、蛍光灯のように発光装置内を真空状態にする必要がない。
【0016】
(2) 請求項2の発明
この発明の発光装置は、上記請求項1の発明の構成において、紫外線発生手段の紫外線発光源からの紫外線を蛍光体に向けて拡散させる拡散手段を有することを特徴としている。
【0017】
このように、紫外線発生手段の紫外線発光源からの紫外線を蛍光体に向けて拡散させる拡散手段を設けると、紫外線発生手段の紫外線発光源から照射された紫外線が蛍光体に向けて均一に高密度で照射されることになり、蛍光体からの可視光も蛍光体の全面から均一に外部に向けて照出される。
【0018】
その結果、可視光の発光効率も向上し、かつ一層自然な面光源を実現することができる。
【0019】
(3) 請求項3の発明
この発明の発光装置は、上記請求項1又は2の発明の構成において、可視光透過部材を介して外部に照出される光線中の紫外線を遮断または減少させる紫外線低減手段を有することを特徴としている。
【0020】
このように、可視光透過部材を介して外部に照出させる光線中の紫外線を遮断または減少させる紫外線低減手段を設けると、蛍光体に照射された紫外線が可視光透過部材を通して、そのまま外部に照射されることを有効に防止することができるようになる。
【発明の効果】
【0021】
以上の結果、本願発明の発光装置によると、前述した従来の発光装置の各種課題を解決した低コストの発光装置を提供することができる。
【0022】
特に有機ELなどに比べて製造が容易で、低コストかつシンプルな構造の平面発光体を実現するのに適したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
次に、いくつかの本願発明を実施するための最良の形態について説明する。
【0024】
(最良の形態1)
先ず図1〜図3は、本願発明の最良の形態1に係る発光装置1の構成を示している。
【0025】
該発光装置1は、紫外線発光源を有して紫外線を発生する紫外線発生手段7と、この紫外線発生手段7の紫外線発光源からの紫外線を蛍光体4に向けて拡散させる拡散手段と、上記紫外線発生手段7からの紫外線を受けて可視光を発生する蛍光体4と、この蛍光体4からの可視光を外部に照出する可視光透過部材3とから構成されている。
【0026】
上記紫外線発生手段7の紫外線発光部7aは、例えば図3に詳細に示されるように紫外線発光源としての紫外線発光ダイオード10と、(+),(−)一対のバイアス電極13,13と、該一対のバイアス電極13,13を保持している一対の電極保持部材12,12と、上記紫外線発光ダイオード10から発光された紫外線を図示のように拡散させるエポネシ系の拡散レンズ14と、上記紫外線発光ダイオード10の照射方向と反対方向の紫外線を照射方向に反射させる反射面11aを有する反射面部11とからなり、該発光部7aの紫外線発光ダイオード10部分には一対のバイアス電極13,13および電極保持部材12,12を介して(+),(−)一対のリード7b,7bが接続されている。
【0027】
そして、同一対のリード7b,7bを介して上記一対のバイアス電極13,13間に所定の順方向バイアス電圧が印加されると、その電圧値に応じて紫外線を所定の視野角方向(矢印参照)に向けて発光する。
【0028】
一方、蛍光体4は、上記紫外線発光ダイオード10からの紫外線を受けて可視光を発生する所望の種類の蛍光物質よりなり、一例として図示のような長方形状で所望の平面面積を有する平板状の可視光透過部材3の内面側全面に所望の厚さにコーティングした形で設けられている。
【0029】
可視光透過部材3には、例えば上記蛍光体4部分を透過した紫外線を遮断又は十分に低減することができる透明な紫外線カットガラス(UVカットガラス)が採用されており、可視光のみを外部に照出するようになっている。
【0030】
ところで、この形態の場合、上記蛍光体4をコーティングした上記可視光透過部材3に対して所定の幅の紫外線光路6を介して対向する位置には、当該可視光透過部材3と同じ形状、同じ平面面積の例えばアルミ等金属製の取付用プレート2が設けられており、同取付用プレート2の内面は、上記紫外線発光ダイオード10からの紫外線を蛍光体4側に反射させる紫外線反射面2aに形成されている。
【0031】
そして、同可視光透過部材3と取付用プレート2との間の紫外線光路6は、その外周囲4方を蛍光体を混入した合成樹脂製シールド部材5a〜5dで枠状にシールドすることによって紫外線の漏出がないように密閉されている。
【0032】
上記構成の紫外線発生手段7は、そのようにして形成された偏平な発光装置1の本体ケーシングの長手方向一端側シールド部材(側壁部)5aの中央部に位置して設けられ、その先端側の拡散レンズ14部分を上記密閉された紫外線光路6内に臨ませたシールド状態で設置されている。
【0033】
したがって、以上の構成では、紫外線発生手段7の紫外線発光部7aの紫外線発光ダイオード10から発光された紫外線は、拡散レンズ12による拡散作用(図3参照)によって効果的に拡散しながら、上記蛍光体が混入されたシールド部材5a〜5dに囲まれ、かつ上記蛍光体4がコーティングされた可視光透過部材3と紫外線反射面2aを有する取付用プレート2との間に形成された紫外線光路6を介して上記蛍光体4およびシールド部材5a〜5dに照射される。この時、上記紫外線発光部7aからの紫外線は、取付用プレート2の内側の反射面2aにも照射されるが、同紫外線は当該反射面2aで反射されて、やはり上記蛍光体4等に照射される。
【0034】
そして、蛍光体4およびシールド部材5a〜5d中の蛍光体は、上記紫外線が照射されると、その蛍光作用によって可視光を発生し、同可視光を上記可視光透過部材3を介して外部に照出する。
【0035】
この外部への可視光の照出は、図示可視光透過部材3の広い発光面全面で均一に行われ、その平面部全体が均一な明るさで効率良く発光することになる。
【0036】
このため、以上の構成の発光装置では、従来の蛍光灯のような特別な電子回路や高圧機器、水銀蒸気を入れた管球などを必要とせず、広い平面範囲で効率良く可視光を発光させることができる。また、発光装置内を真空状態にする必要がない。
【0037】
また、従来の発光ダイオードの組合せによる点光源と違って、全体に亘って均一な明るさの面光源にすることができ、より自然な平面光源とすることができる。
【0038】
また以上の発光装置では、上記紫外線発生手段7の紫外線発光部7a部分に紫外線発光ダイオード10からの紫外線を蛍光体4方向に向けて拡散させる拡散手段としての拡散レンズ12が設けられている。
【0039】
このように、紫外線発光部7aに紫外線発光ダイオード10からの紫外線を蛍光体4方向に向けて拡散させる拡散レンズ12を設けると、紫外線が蛍光体4およびシールド部材5a〜5d方向に向けて均一に高密度で照射されることになり、蛍光体4およびシールド部材5a〜5d中の蛍光体からの可視光も可視光透過部材3の全面から均一に外部に向けて照出されるようになる。
【0040】
その結果、可視光の発光効率も向上し、かつ一層自然な発光状態の面光源を実現することができる。
【0041】
また以上の発光装置では、上記可視光透過部材3に当該可視光透過部材3を介して外部に照出される光線中の紫外線を遮断または減少させる紫外線低減手段としての紫外線カット機能(UVカット機能)が具備されている。
【0042】
このように、可視光透過部材3に対して当該可視光透過部材3を介して外部に照出させる光線中の紫外線を遮断または減少させる紫外線カット機能を設けると、蛍光体4に照射された紫外線が同可視光透過部材3を通して、そのまま外部に照射されることを有効に防止することができるようになる。
【0043】
さらに以上の発光装置では、上記紫外線発生手段7の紫外線発光部7aは、紫外線発光ダイオード10を発光源として構成されている。
【0044】
このように、上述の紫外線発生手段7の紫外線発光源として半導体である紫外線発光ダイオード10を採用すると、光源の寿命が長くなり、従来の蛍光灯などに比べても遥かに長寿命の発光装置を実現することが可能となる。
【0045】
これらの結果、以上の発光装置によると、前述した従来の発光装置の各種の課題を解決した低コストかつ簡易な構造の発光装置を提供することができる。
【0046】
特に同装置の場合、有機ELなどに比べて、製造の容易な低コストかつシンプルな構造の平面発光体を実現するのに適したものとなる。
【0047】
(最良の形態2)
次に図4および図5は、本願発明の最良の形態2に係る発光装置の構成を示している。
【0048】
上記最良の形態1の構成では、可視光透過部材3と取付用プレート2とを共に完全なプレート部材により形成し、それらを光路6間隔規定用のスペーサ機能を具備したシールド部材5a〜5dで接合一体化する構成としたが、この最良の形態2の構成では、取付用プレート2側を、例えば図4および図5に示すように、シールド部材5a〜5dに対応する側壁部5a′〜5d′を一体に有する皿状のものに形成し、その開口部内側に上記最良の形態1の構成のものと同様の可視光透過部材3を嵌合して周囲を接着一体化したことを特徴とするものである。そして、必要に応じて、上記側壁部5a′〜5d′の内面にも蛍光体4がコーティングされる。
【0049】
その他の構成は、紫外線発生手段7を含めて全て上述の最良の形態1の構成のものと同様である。
【0050】
このような構成によると、シールド部材5a〜5dが別部材となっている最良の形態1の場合に比べて、部品点数も減少し、組み立ても容易になる。
【0051】
(その他の形態)
(1) 可視光透過部材3について
1−1) 以上の各形態では、紫外線カット機能を具備したガラス体を採用したが、これは同様の機能を持ったアクリル等の合成樹脂体を採用してもよい。
【0052】
1−2) また、必ずしも紫外線カット機能を可視光透過部材3に具備させる必要はなく、例えば別部材として紫外線カット部材(UVカット機能をもった膜体、ガラス体、合成樹脂等)を並設するようにしてもよい。
【0053】
(2) 蛍光体4について
これも必ずしも可視光透過部材3の内面にコーティングする必要はなく、例えばシール部材として貼設してもよいし、全くの別部材として並設するようにしてもよい。
【0054】
(3) 取付用プレート2について
これも必ずしも金属板である必要はなく、合成樹脂成型によるものの内面に鏡面部材を設置して反射面2aとしたものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】本願発明を実施するための最良の形態1に係る発光装置の構成を示す断面図である。
【図2】同発光装置の正面図である。
【図3】同発光装置における紫外線発生手段の構成を示す断面図である。
【図4】本願発明を実施するための最良の形態2に係る発光装置の構成を示す断面図である。
【図5】同発光装置の正面図である。
【符号の説明】
【0056】
1は発光装置、2は取付用プレート、2aは反射面、4は蛍光体、5a〜5dはシールド部材、5a′〜5d′は側壁部、6は紫外線光路、7は紫外線発生手段、7aは紫外線発光部、7bはリード、10は紫外線発光ダイオード、11は反射面部、11aは反射面、14は拡散レンズである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
紫外線発光ダイオードよりなる紫外線発光源を有して紫外線を発生する紫外線発生手段と、該紫外線発生手段からの紫外線を受けて可視光を発生する蛍光体と、該蛍光体からの可視光を外部に照出する可視光透過部材とからなる発光装置。
【請求項2】
紫外線発生手段の紫外線発光源からの紫外線を蛍光体に向けて拡散させる拡散手段を有することを特徴とする請求項1記載の発光装置。
【請求項3】
可視光透過部材を介して外部に照出される光線中の紫外線を遮断または減少させる紫外線低減手段を有することを特徴とする請求項1又は2記載の発光装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2008−21812(P2008−21812A)
【公開日】平成20年1月31日(2008.1.31)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−192270(P2006−192270)
【出願日】平成18年7月13日(2006.7.13)
【出願人】(390000594)隆祥産業株式会社 (64)
【Fターム(参考)】