DE102018108423A1

DE102018108423A1 - Leuchtstoffrad und Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018108423A1
Application number: DE102018108423.4A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Asano; Yosuke Honda
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2018-10-18
Also published as: US10156716B2; JP2018181711A; JP6883783B2; CN208253203U; US20180299110A1

Abstract

Ein Leuchtstoffrad (10) umfasst: ein Substrat (11); und eine Mehrzahl von Leuchtstoffschichten (12), die entlang der Umfangsrichtung getrennt voneinander auf dem Substrat (11) angeordnet sind. Jede Leuchtstoffschicht (12) umfasst einen ersten Fluoreszenzemitter (12a) und einen zweiten Fluoreszenzemitter (12b), die entlang der Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind und eine Fluoreszenz mit voneinander verschiedenen Farben emittieren. Die Fluoreszenzeffizienz des zweiten Fluoreszenzemitters (12b), wenn der zweite Fluoreszenzemitter (12b) mit Anregungslicht bestrahlt wird, ist niedriger als die Fluoreszenzeffizienz des ersten Fluoreszenzemitters (12a), wenn der erste Fluoreszenzemitter (12a) mit dem Anregungslicht bestrahlt wird. In der Draufsicht befindet sich ein blanker Abschnitt (13) in der Umfangsrichtung angrenzend an den zweiten Fluoreszenzemitter (12b), wobei der blanke Abschnitt (13) ein Abschnitt des Substrats (11) ist, bei dem keine Leuchtstoffschicht angeordnet ist. Das Leuchtstoffrad (10) dreht sich derart, dass bewirkt wird, dass der zweite Fluoreszenzemitter (12b) mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem blanken Abschnitt (13) bestrahlt wird.

Description

[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leuchtstoffrad und eine Beleuchtungsvorrichtung, die das Leuchtstoffrad umfasst.
[Stand der Technik]
In den letzten Jahren wurde eine Lichtquellenvorrichtung, bei der ein lichtemittierendes Festkörperelement, das Laserlicht emittiert, und eine Lichtwellenumwandlungsvorrichtung, die einen Leuchtstoff umfasst, vorgeschlagen. Das Patentdokument (PTL) 1 offenbart eine Projektorlichtquellenvorrichtung, die ein Leuchtstoffrad als Lichtwellenumwandlungsvorrichtung umfasst.
[Dokumentenliste]
[Patentdokument]
[PTL 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2012-123179
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Bei Leuchtstoffrädern ist es eine Herausforderung, den thermischen Effekt auf eine Leuchtstoffschicht, die einen relativ wärmeempfindlichen Leuchtstoff umfasst, zu vermindern.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Leuchtstoffrad, das den thermischen Effekt auf eine Leuchtstoffschicht, die einen relativ wärmeempfindlichen Leuchtstoff umfasst, vermindern kann, und eine Beleuchtungsvorrichtung bereit, die das Leuchtstoffrad umfasst.
[Lösung des Problems]
Ein Leuchtstoffrad gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Substrat; und eine Mehrzahl von Leuchtstoffschichten, die getrennt voneinander auf dem Substrat entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind. Jede der Mehrzahl von Leuchtstoffschichten umfasst einen ersten Fluoreszenzemitter und einen zweiten Fluoreszenzemitter, die nebeneinander entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind und eine Fluoreszenz mit voneinander verschiedenen Farben emittieren. Die Fluoreszenzeffizienz des zweiten Fluoreszenzemitters, wenn der zweite Fluoreszenzemitter mit Anregungslicht bestrahlt wird, ist niedriger als die Fluoreszenzeffizienz des ersten Fluoreszenzemitters, wenn der erste Fluoreszenzemitter mit dem Anregungslicht bestrahlt wird. In der Draufsicht ist ein blanker Abschnitt angrenzend an den zweiten Fluoreszenzemitter in der Umfangsrichtung angeordnet, wobei der blanke Abschnitt ein Abschnitt des Substrats ist, bei dem keine Leuchtstoffschicht angeordnet ist. Das Leuchtstoffrad dreht sich, so dass bewirkt wird, dass der zweite Fluoreszenzemitter mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem blanken Abschnitt bestrahlt wird.
Eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst das Leuchtstoffrad; eine Anregungslichtquelle, die das Leuchtstoffrad mit dem Anregungslicht bestrahlt; und einen Motor, der das Leuchtstoffrad dreht, so dass bewirkt wird, dass der zweite Fluoreszenzemitter mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem blanken Abschnitt bestrahlt wird.
[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung stellt ein Leuchtstoffrad, das den thermischen Effekt auf eine Leuchtstoffschicht, die einen relativ wärmeempfindlichen Leuchtstoff umfasst, vermindert, und eine Beleuchtungsvorrichtung bereit, die das Leuchtstoffrad umfasst.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, das einen Aufbau einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 ist eine Draufsicht eines Leuchtstoffrads gemäß der Ausführungsform;
3 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in der 2;
4 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in der 2;
5 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in der 2;
6 ist ein Diagramm zum Erläutern der Wärmemenge, die in dem Leuchtstoffrad gemäß der Ausführungsform erzeugt wird;
7 ist eine Draufsicht zum Erläutern der Drehrichtung des Leuchtstoffrads gemäß der Ausführungsform;
8 ist eine Draufsicht eines Leuchtstoffrads gemäß einer Variation 1;
9 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie IX-IX in der 8;
10 ist eine schematische Querschnittsansicht eines lichtreflektierenden Leuchtstoffrads gemäß einer Variation 2; und
11 ist eine schematische Querschnittsansicht eines zweiten blanken Abschnitts eines lichtreflektierenden Leuchtstoffrads gemäß einer Variation 3.

[Beschreibung einer Ausführungsform]
Nachstehend wird eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die folgende Ausführungsform ein allgemeines oder spezifisches Beispiel beschreibt. Die Zahlenwerte, Formen, Materialien, strukturellen Elemente, die Anordnung und Verbindung der strukturellen Elemente, usw., die in der nachstehenden Ausführungsform angegeben sind, beschreiben ein allgemeines oder spezifisches Beispiel. Die Zahlenwerte, Formen, Materialien, strukturellen Elemente, die Anordnung und Verbindung der strukturellen Elemente, usw., die in der nachstehenden Ausführungsform angegeben sind, sind lediglich Beispiele und beschränken die vorliegende Erfindung nicht. Ferner sind von den strukturellen Elementen in der folgenden Ausführungsform diejenigen, die nicht in irgendeinem der unabhängigen Ansprüche angegeben sind, welche die generischsten Konzepte darstellen, als optionale strukturelle Elemente beschrieben.
Es sollte auch beachtet werden, dass jede Figur eine schematische Darstellung ist und nicht notwendigerweise eine genaue Darstellung ist. Ferner sind in den Figuren dieselben Bezugszeichen im Wesentlichen denselben strukturellen Elementen zugeordnet, und eine redundante Beschreibung kann weggelassen oder vereinfacht werden.
Ferner weisen einige der Figuren, auf die zur Erläuterung der folgenden Ausführungsform Bezug genommen wird, Koordinatenachsen auf. Die positive Seite der Z-Achse kann als die Oberseite (oben) bezeichnet werden und die negative Seite der Z-Achse kann als die Unterseite (unten) bezeichnet werden. Anders gesagt ist die Z-Achsenrichtung eine Richtung orthogonal zu dem Substrat, das in das Leuchtstoffrad einbezogen ist. Ferner sind die X-Achsenrichtung und die Y-Achsenrichtung auf einer Ebene (horizontale Ebene) orthogonal zur Z-Achsenrichtung senkrecht zueinander. Die X-Y-Ebene ist eine Ebene parallel zu den Hauptoberflächen des Substrats, das in das Leuchtstoffrad einbezogen ist. Beispielsweise steht in der folgenden Ausführungsform „Draufsicht“ für eine Ansicht in der Z-Achsenrichtung.
(AUSFÜHRUNGSFORM)
[Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung]
Nachstehend wird der Aufbau einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform beschrieben. Die 1 ist ein schematisches Diagramm, das den Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.
Die Beleuchtungsvorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform beleuchtet einen Innenraum oder einen Außenraum. Wie es in der 1 gezeigt ist, umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 100 ein Leuchtstoffrad 10, eine Anregungslichtquelle 20 und einen Motor 30. Anders als z.B. ein Projektor umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 100 kein Bildelement, wie z.B. eine Mikrospiegelanordnung oder ein Flüssigkristallfeld.
Das Leuchtstoffrad 10 ist eine Lichtwellenumwandlungsvorrichtung, die Anregungslicht (blaues Laserlicht), das von der Anregungslichtquelle 20 emittiert wird, in weißes Licht umwandelt und das weiße Licht ausgibt. Die Leuchtstoffschicht 12, die in das Leuchtstoffrad 10 einbezogen ist, emittiert eine Fluoreszenz, wenn sie mit dem Anregungslicht bestrahlt wird. Dabei dreht sich das Leuchtstoffrad 10 durch die Leistung des Motors 30 um die Drehachse J, während die Leuchtstoffschicht 12 mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, um zu verhindern, dass ein bestimmter Punkt auf der Leuchtstoffschicht 12 intensiv mit dem Anregungslicht bestrahlt wird. Dies verhindert eine Zersetzung des Leuchtstoffs, der in die Leuchtstoffschicht 12 einbezogen ist, aufgrund der Wärme, die durch die Bestrahlung mit dem Anregungslicht erzeugt wird.
Die Leuchtstoffschicht 12 umfasst einen ersten Fluoreszenzemitter 12a und einen zweiten Fluoreszenzemitter 12b, die eine Fluoreszenz mit voneinander verschiedenen Farben emittieren. Der erste Fluoreszenzemitter 12a wandelt mindestens einen Teil des Anregungslichts, mit dem der erste Fluoreszenzemitter 12a bestrahlt wird, in eine gelbe Fluoreszenz um und emittiert die gelbe Fluoreszenz. Der zweite Fluoreszenzemitter 12b wandelt mindestens einen Teil des Anregungslichts, mit dem der zweite Fluoreszenzemitter 12b bestrahlt wird, in eine rote Fluoreszenz um und emittiert die rote Fluoreszenz. Wie es beschrieben worden ist, sind die Farbe der Fluoreszenz, die durch den ersten Fluoreszenzemitter 12a emittiert wird, und die Farbe der Fluoreszenz, die durch den zweiten Fluoreszenzemitter 12b emittiert wird, verschieden. Insbesondere ist die Fluoreszenzspitzenwellenlänge des ersten Fluoreszenzemitters 12a kürzer als die Fluoreszenzspitzenwellenlänge des zweiten Fluoreszenzemitters 12b.
Das Leuchtstoffrad 10 weist einen blanken Abschnitt 13 auf, bei dem keine Leuchtstoffschicht angeordnet ist. Der blanke Abschnitt 13 überträgt das Anregungslicht (blaues Laserlicht), das von der Anregungslichtquelle 20 emittiert wird.
Während sich das Leuchtstoffrad 10 mittels der Leistung des Motors 30 dreht, werden der erste Fluoreszenzemitter 12a, der blanke Abschnitt 13 und der zweite Fluoreszenzemitter 12b nacheinander mit dem Anregungslicht bestrahlt, das von der Anregungslichtquelle 20 emittiert wird. Als Ergebnis wird weißes Licht von dem Leuchtstoffrad 10 emittiert. Die Farbtemperatur des weißen Lichts beträgt z.B. 3000 K.
Die Anregungslichtquelle 20 bestrahlt das Leuchtstoffrad 10 mit dem Anregungslicht. Die Anregungslichtquelle 20 ist z.B. ein Halbleiterlaser, der blaues Laserlicht als Anregungslicht emittiert. Mit anderen Worten, das Anregungslicht ist blaues Licht. Die Emissionsspitzenwellenlänge (Emissionszentrumswellenlänge) der Anregungslichtquelle 20 beträgt z.B. mindestens 440 nm und höchstens 470 nm. Die Anregungslichtquelle 20 ist spezifisch ein CAN-eingekapseltes Element, kann jedoch ein Element des Chip-Typs sein. Es sollte beachtet werden, dass die Anregungslichtquelle 20 eine Lichtquelle sein kann, die blauviolettes Laserlicht oder Ultraviolettlaserlicht emittiert.
Der Motor 30 dreht das Leuchtstoffrad 10 um die Drehachse J. Der Motor 30 ist z.B. ein Außenrotormotor, ist jedoch nicht speziell beschränkt.
[Detaillierter Aufbau des Leuchtstoffrads]
Als nächstes wird der detaillierte Aufbau des Leuchtstoffrads 10 beschrieben. Die 2 ist eine Draufsicht des Leuchtstoffrads 10. Die 3 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in der 2. Die 4 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in der 2. Die 5 ist eine schematische Querschnittsansicht entlang der Linie V-V in der 2. Es sollte beachtet werden, dass in der 3 bis 5 die Dicke, usw., jedes strukturellen Elements relativ zu der Dicke, usw., der anderen strukturellen Elemente nicht genau sein muss.
Das Leuchtstoffrad 10 ist ein lichtdurchlässiges Leuchtstoffrad, das einen Teil des Anregungslichts, das durch die zweite Hauptoberfläche 11d des Substrats 11 eintritt, durchlässt, und es einem Teil des Anregungslichts ermöglicht, durch die erste Hauptoberfläche 11c des Substrats 11 auszutreten. Ein weiterer Teil des Anregungslichts wird von dem Leuchtstoffrad 10 emittiert, nachdem es einer Wellenlängenumwandlung unterzogen worden ist. Demgemäß wird insgesamt weißes Licht emittiert. Wie es in den 2 bis 5 gezeigt ist, umfasst das Leuchtstoffrad 10 das Substrat 11 und eine Mehrzahl von Leuchtstoffschichten 12.
Das Substrat 11 ist lichtdurchlässig. Das Substrat 11 umfasst spezifisch einen Substratkörper 11a und eine dichroitische Spiegelschicht 11b. Das Substrat 11 weist eine erste Hauptoberfläche 11c und eine zweite Hauptoberfläche 11d auf einer Seite des Substrats 11 gegenüber der ersten Hauptoberfläche 11c auf. Eine kreisförmige Öffnung 15 ist in der Mitte des Substrats 11 zum Verbinden mit dem Motor 30 ausgebildet.
Der Substratkörper 11a ist eine kreisförmige Platte mit einer Oberfläche der positiven Seite der Z-Achse, auf der die dichroitische Spiegelschicht 11b ausgebildet ist, und einer Oberfläche der negativen Seite der Z-Achse (zweite Hauptoberfläche 11d des Substrats 11), die als Eintrittsfläche des Anregungslichts dient. Der Substratkörper 11a ist spezifisch ein Saphirsubstrat. Der Substratkörper 11a kann ein anderes lichtdurchlässiges Substrat sein, wie z.B. ein lichtdurchlässiges Keramiksubstrat, das aus polykristallinem Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid ausgebildet ist, ein transparentes Glassubstrat, ein Kristallsubstrat oder ein transparentes Harzsubstrat.
Die dichroitische Spiegelschicht 11b ist ein dünner Film, der Eigenschaften des Durchlassens von Licht mit Wellenlängen im blauen Bereich und des Reflektierens von Licht mit Wellenlängen länger als die Wellenlängen im blauen Bereich aufweist. D.h., die dichroitische Spiegelschicht 11b weist Eigenschaften des Durchlassens des Anregungslichts, das durch eine Laserlichtquelle emittiert worden ist, und des Reflektierens der Fluoreszenz, die durch die Leuchtstoffschichten 12 emittiert wird, auf. Dadurch, dass die dichroitische Spiegelschicht 11b vorliegt, ist es möglich, die Lichtemissionseffizienz des Leuchtstoffrads 10 zu erhöhen.
Die Mehrzahl von Leuchtstoffschichten 12 ist getrennt voneinander auf der ersten Hauptoberfläche 11c (auf der dichroitischen Spiegelschicht 11b) des Substrats 11 entlang der Umfangsrichtung um die Drehachse J angeordnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Leuchtstoffschichten 12 auf der ersten Hauptoberfläche 11c des Substrats 11 angeordnet; es können jedoch drei oder mehr Leuchtstoffschichten 12 angeordnet sein.
Durch derartiges Anordnen der Mehrzahl von Leuchtstoffschichten 12 getrennt voneinander, wie es beschrieben worden ist, kann Wärme, die durch Bestrahlung mit dem Anregungslicht erzeugt wird, effektiver abgeleitet werden als dann, wenn die Leuchtstoffschichten 12 in einer Ringform ohne Raum dazwischen ausgebildet sind. Die Wärmeableitung verhindert, dass das Substrat 11 verformt wird, und verhindert z.B., dass die Leuchtstoffschichten 12 abgelöst werden.
In der Draufsicht weist jede der Mehrzahl von Leuchtstoffschichten 12 eine Band (Bogen)-Form entlang der Umfangsrichtung auf. Jede der Mehrzahl von Leuchtstoffschichten 12 umfasst den ersten Fluoreszenzemitter 12a und den zweiten Fluoreszenzemitter 12b, die entlang der Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind und eine Fluoreszenz mit voneinander verschiedenen Farben emittieren.
Als erstes wird vorwiegend unter Bezugnahme auf die 3 der erste Fluoreszenzemitter 12a beschrieben. Der erste Fluoreszenzemitter 12a umfasst ein Basismaterial 12c und erste Leuchtstoffteilchen 14a. Beispielsweise wird der erste Fluoreszenzemitter 12a durch Drucken einer Paste, die aus dem Basismaterial 12c ausgebildet ist, das erste Leuchtstoffteilchen 14a enthält, auf das Substrat 11 gebildet. Die Dicke des ersten Fluoreszenzemitters 12a beträgt z.B. mindestens 20 µm und höchstens 200 µm. Es sollte beachtet werden, dass der erste Fluoreszenzemitter 12a im Vorhinein z.B. unter Verwendung eines Formwerkzeugs geformt werden kann und der erste Fluoreszenzemitter 12a nach dem Formen z.B. unter Verwendung eines Harzes an dem Substrat 11 angebracht werden kann. Ferner kann der erste Fluoreszenzemitter 12a ein Sinterkörper sein.
Das Basismaterial 12c ist aus einem anorganischen Material, wie z.B. Glas, oder einem organisch-anorganischen Hybridmaterial ausgebildet. Durch die Verwendung des Basismaterials 12c, das in der beschriebenen Weise ein anorganisches Material enthält, kann die Wärmeableitung des Leuchtstoffrads 10 verbessert werden.
Die ersten Leuchtstoffteilchen 14a sind in dem ersten Fluoreszenzemitter 12a (Basismaterial 12c) verteilt und emittieren Licht, wenn sie durch blaues Laserlicht angeregt werden, das durch die Laserlichtquelle emittiert wird. D.h., die ersten Leuchtstoffteilchen 14a emittieren eine Fluoreszenz, wenn sie durch das Anregungslicht angeregt werden. Die Teilchengröße (insbesondere die Mediangröße (d50) oder die mittlere Größe. Das Gleiche gilt nachstehend) der ersten Leuchtstoffteilchen 14a beträgt z.B. mindestens 1 µm und höchstens 40 µm.
Insbesondere sind die ersten Leuchtstoffteilchen 14a aus einem gelben Yttrium-Aluminium-Granat (YAG)-Leuchtstoff ausgebildet, wie z.B. einem Y₃(Al, Ga)₅O₁₂:Ce-Leuchtstoff, und emittieren eine Fluoreszenz. D.h., die Fluoreszenz, die durch den ersten Fluoreszenzemitter 12a emittiert wird, ist gelbes Licht. Die ersten Leuchtstoffteilchen 14a können ein Lutetium-Aluminium-Granat (LuAG)-Leuchtstoff sein, wie z.B. ein Lu₃Al₅O₁₂:Ce-Leuchtstoff. Der erste Fluoreszenzemitter 14a kann ein grüner Leuchtstoff sein. In dem in der 3 gezeigten Beispiel umfasst der erste Fluoreszenzemitter 12a einen Leuchtstofftyp, d.h., die ersten Leuchtstoffteilchen 14a; der erste Fluoreszenzemitter 12a kann jedoch zwei oder mehr Typen eines Leuchtstoffs enthalten.
Es sollte beachtet werden, dass der gelbe Leuchtstoff eine Fluoreszenzspitzenwellenlänge von z.B. mindestens 570 nm und höchstens 590 nm aufweist, und der grüne Leuchtstoff eine Fluoreszenzspitzenwellenlänge von z.B. mindestens 495 nm und höchstens 570 nm aufweist.
Als erstes wird der zweite Fluoreszenzemitter 12b vorwiegend unter Bezugnahme auf die 4 beschrieben. Der zweite Fluoreszenzemitter 12b umfasst ein Basismaterial 12c und zweite Leuchtstoffteilchen 14b. Beispielsweise wird der zweite Fluoreszenzemitter 12b durch Drucken einer Paste, die aus dem Basismaterial 12c ausgebildet ist, das zweite Leuchtstoffteilchen 14b enthält, auf das Substrat 11 gebildet. Die Dicke des zweiten Fluoreszenzemitters 12b beträgt z.B. mindestens 20 µm und höchstens 200 µm. Es sollte beachtet werden, dass der zweite Fluoreszenzemitter 12b im Vorhinein z.B. unter Verwendung eines Formwerkzeugs geformt werden kann und der zweite Fluoreszenzemitter 12b nach dem Formen z.B. unter Verwendung eines Harzes an dem Substrat 11 angebracht werden kann. Ferner kann der zweite Fluoreszenzemitter 12b ein Sinterkörper sein.
Das Basismaterial 12c ist aus einem anorganischen Material, wie z.B. Glas, oder einem organisch-anorganischen Hybridmaterial ausgebildet. Durch die Verwendung des Basismaterials 12c, das in der beschriebenen Weise ein anorganisches Material enthält, kann die Wärmeableitung des Leuchtstoffrads 10 verbessert werden.
Die zweiten Leuchtstoffteilchen 14b sind in dem zweiten Fluoreszenzemitter 12b (Basismaterial 12c) verteilt und emittieren Licht, wenn sie durch blaues Laserlicht angeregt werden, das durch die Laserlichtquelle emittiert wird. D.h., die zweiten Leuchtstoffteilchen 14b emittieren eine Fluoreszenz, wenn sie durch das Anregungslicht angeregt werden. Die Teilchengröße der zweiten Leuchtstoffteilchen 14b beträgt z.B. mindestens 1 µm und höchstens 40 µm. Es sollte beachtet werden, dass der zweite Fluoreszenzemitter 12b im Vorhinein z.B. unter Verwendung eines Formwerkzeugs geformt werden kann und der zweite Fluoreszenzemitter 12b nach dem Formen z.B. unter Verwendung eines Harzes an dem Substrat 11 angebracht werden kann.
Insbesondere sind die zweiten Leuchtstoffteilchen 14b aus einem roten Leuchtstoff ausgebildet, wie z.B. einem CaAlSiN₃:Eu-Leuchtstoff oder einem (Sr, Ca)AlSiN₃:Eu-Leuchtstoff, und emittieren eine rote Fluoreszenz. D.h., die Fluoreszenz, die durch den zweiten Fluoreszenzemitter 12b emittiert wird, ist rotes Licht. In dem Beispiel, das in der 4 gezeigt ist, umfasst der zweite Fluoreszenzemitter 12b einen Leuchtstofftyp, d.h., die zweiten Leuchtstoffteilchen 14b; der zweite Fluoreszenzemitter 12b kann jedoch zwei oder mehr Typen von Leuchtstoff umfassen. Es sollte beachtet werden, dass der rote Leuchtstoff eine Fluoreszenzspitzenwellenlänge von z.B. mindestens 600 nm und höchstens 750 nm aufweist.
Wie es in der 2 gezeigt ist, befindet sich in der Draufsicht ein blanker Abschnitt 13, der ein Abschnitt des Substrats 11 ist, bei dem keine Leuchtstoffschicht angeordnet ist, in der Umfangsrichtung zwischen einer Leuchtstoffschicht 12 und einer weiteren Leuchtstoffschicht 12. In der Draufsicht befindet sich der blanke Abschnitt 13 in der Umfangsrichtung insbesondere angrenzend an den zweiten Fluoreszenzemitter 12b. Mit anderen Worten, der blanke Abschnitt 13 ist in der Umfangsrichtung kontinuierlich mit dem zweiten Fluoreszenzemitter 12b. Wie es in der 5 gezeigt ist, liegt der blanke Abschnitt 13 dort vor, wo nichts auf dem Substrat 11 angeordnet ist. Der blanke Abschnitt 13 lässt das Anregungslicht so durch, wie es ist.
[Drehrichtung des Leuchtstoffrads]
Wie es vorstehend beschrieben ist, umfasst der erste Fluoreszenzemitter 12a die ersten Leuchtstoffteilchen 14a, die aus dem gelben YAG-Leuchtstoff ausgebildet sind, wohingegen der zweite Fluoreszenzemitter 12b die zweiten Leuchtstoffteilchen 14b umfasst, die aus einem roten Leuchtstoff, wie z.B. einem CaASiN₃:Eu-Leuchtstoff oder einem (Sr, Ca)AlSiN₃:Eu-Leuchtstoff, ausgebildet sind. Solche zweiten Leuchtstoffteilchen 14b (roter Leuchtstoff) weisen eine Fluoreszenzemissionseffizienz auf, die niedriger ist als diejenige der vorstehend beschriebenen ersten Leuchtstoffteilchen 14a (gelber Leuchtstoff), und sind wärmeempfindlicher als die ersten Leuchtstoffteilchen 14a. D.h., die Fluoreszenzemissionseffizienz des zweiten Fluoreszenzemitters 12b, wenn der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, ist niedriger als die Fluoreszenzemissionseffizienz des ersten Fluoreszenzemitters 12a, wenn der erste Fluoreszenzemitter 12a mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, und der zweite Fluoreszenzemitter 12b ist wärmeempfindlicher als der erste Fluoreszenzemitter 12a. Es sollte beachtet werden, dass die Fluoreszenzeffizienz z.B. als (Intensität (Leistung) der Fluoreszenzabgabe, wenn der Leuchtstoff mit Anregungslicht bestrahlt wird)/Intensität (Leistung) des Anregungslichts, mit dem der Leuchtstoff bestrahlt wird) ausgedrückt wird.
Dabei ist die Menge der Wärme, die als Ergebnis der Bestrahlung des Leuchtstoffrads 10 mit dem Anregungslicht erzeugt wird, in der 6 gezeigt. Die 6 ist ein Diagramm zum Erläutern der Wärmemenge, die in dem Leuchtstoffrad 10 erzeugt wird.
Wie es in (a) von 6 gezeigt ist, wird während eines Zeitraums, in dem der erste Fluoreszenzemitter 12a des Leuchtstoffrads 10 mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, als Ergebnis der Anregung und des Emittierens von Fluoreszenz der ersten Leuchtstoffteilchen 14a, die in den ersten Fluoreszenzemitter 12a einbezogen sind, Wärme erzeugt. Wie es in (b) von 6 gezeigt ist, wird während eines Zeitraums, in dem der blanke Abschnitt 13 des Leuchtstoffrads 10 mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, kein Leuchtstoff angeregt, und folglich ist die Menge der erzeugten Wärme sehr klein.
Im Gegensatz dazu wird, wie es in (c) von 6 gezeigt ist, während eines Zeitraums, in dem der zweite Fluoreszenzemitter 12b des Leuchtstoffrads 10 mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, als Ergebnis der Anregung und des Emittierens von Fluoreszenz der zweiten Leuchtstoffteilchen 14b, die in den zweiten Fluoreszenzemitter 12b einbezogen sind, Wärme erzeugt. Dabei ist die Fluoreszenzeffizienz der zweiten Leuchtstoffteilchen 14b niedriger als diejenige der ersten Leuchtstoffteilchen 14a. Als solche ist die Menge der Wärme, die in dem Zeitraum erzeugt wird, während dem der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, größer als die Menge der Wärme, die in dem Zeitraum erzeugt wird, während dem der erste Fluoreszenzemitter 12a mit dem Anregungslicht bestrahlt wird.
Die Drehrichtung des Leuchtstoffrads 10 ist so festgelegt, dass der thermische Effekt auf den zweiten Fluoreszenzemitter 12b vermindert wird. Insbesondere ist die Drehrichtung so festgelegt, dass der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem Bestrahlen des blanken Abschnitts 13 mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, was eine geringere Wärmemenge erzeugt. Die 7 ist eine Draufsicht zum Erläutern der Drehrichtung des Leuchtstoffrads 10. Die 7 ist eine Draufsicht des Leuchtstoffrads 10 betrachtet von der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c (positive Seite der Z-Achse) des Substrats 11.
Wie es in der 7 gezeigt ist, sind der erste Fluoreszenzemitter 12a, der zweite Fluoreszenzemitter 12b und der blanke Abschnitt 13 des Leuchtstoffrads 10 im Uhrzeigersinn in der angegebenen Reihenfolge angeordnet, wenn sie von der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c des Substrats 11 betrachtet werden.
Wenn ein solches Leuchtstoffrad 10 in einer Ansicht von der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c des Substrats 11 im Uhrzeigersinn um die Drehachse J gedreht wird, durchläuft der erste Fluoreszenzemitter 12a die Bestrahlungsposition P des Anregungslichts ((a) von 7) und der blanke Abschnitt 13 durchläuft die Bestrahlungsposition P des Anregungslichts ((b) von 7). Nach dem blanken Abschnitt 13 durchläuft der zweite Fluoreszenzemitter 12b die Bestrahlungsposition P des Anregungslichts ((c) von 7). D.h., wenn das Leuchtstoffrad 10 (Substrat 11) gedreht wird, wird der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem blanken Abschnitt 13 bestrahlt.
In der beschriebenen Weise dreht sich das Leuchtstoffrad 10, so dass bewirkt wird, dass der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem blanken Abschnitt 13 bestrahlt wird. Mit dem Leuchtstoffrad 10 beginnt die Bestrahlung des zweiten Fluoreszenzemitters 12b mit dem Anregungslicht in einem Zustand, bei dem die erzeugte Wärmemenge gering ist, wodurch der thermische Effekt auf den zweiten Fluoreszenzemitter 12b vermindert wird.
Es sollte beachtet werden, dass der erste Fluoreszenzemitter 12a, der zweite Fluoreszenzemitter 12b und der blanke Abschnitt 13 des Leuchtstoffrads 10 betrachtet von der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c des Substrats 11 im Gegenuhrzeigersinn in der angegebenen Reihenfolge angeordnet sein können. In diesem Fall wird, wenn das Leuchtstoffrad 10 betrachtet von der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c des Substrats 11 im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse J gedreht wird, der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem blanken Abschnitt 13 bestrahlt.
[Variation 1]
In der vorstehenden Ausführungsform lässt der gesamte blanke Abschnitt 13 das Anregungslicht durch; dies ist jedoch nur für mindestens einen Abschnitt des blanken Abschnitts 13 erforderlich, um das Anregungslicht durchzulassen. Beispielsweise kann der blanke Abschnitt 13 einen Abschnitt umfassen, der das Anregungslicht blockiert. Die 8 ist eine Draufsicht eines Leuchtstoffrads gemäß der Variation 1.
Der blanke Abschnitt 13 des Leuchtstoffrads 10a, das in der 8 gezeigt ist, umfasst einen ersten blanken Abschnitt 13a und einen zweiten blanken Abschnitt 13b, die sich entlang der Umfangsrichtung nebeneinander befinden.
Der erste blanke Abschnitt 13a ist ein Bereich, der das Anregungslicht durchlässt, und die Querschnittsansicht des ersten blanken Abschnitts 13a ist derart, wie es in der 5 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu blockiert der zweite blanke Abschnitt 13b das Anregungslicht. Die 9 ist eine schematische Querschnittsansicht des zweiten blanken Abschnitts 13b (entlang der Linie IX-IX in der 8).
Wie es in der 9 gezeigt ist, ist der zweite blanke Abschnitt 13b durch die Lichtabschirmung 13c ausgebildet, die auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c des Substrats 11 angeordnet ist. Jedweder Gegenstand kann als die Lichtabschirmung 13c dienen, solange er Licht blockiert. Beispielsweise wird ein Lichtreflektor, der das Anregungslicht reflektiert, als Lichtabschirmung 13c verwendet. Die Lichtabschirmung 13c kann auf der zweiten Hauptoberfläche 11d angeordnet sein. Es sollte beachtet werden, dass anders als das Anregungslicht, das den ersten blanken Abschnitt 13a bestrahlt, das Anregungslicht, das den zweiten blanken Abschnitt 13b bestrahlt, kein austretendes Licht wird.
Wie es in der 8 gezeigt ist, sind der erste Fluoreszenzemitter 12a, der zweite Fluoreszenzemitter 12b, der zweite blanke Abschnitt 13b und der erste blanke Abschnitt 13a des Leuchtstoffrads 10a im Uhrzeigersinn in der angegebenen Reihenfolge angeordnet, wenn sie von der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c des Substrats 11 betrachtet werden. D.h., bei dem Leuchtstoffrad 10a ist der zweite blanke Abschnitt 13b in der Draufsicht in der Umfangsrichtung angrenzend an den zweiten Fluoreszenzemitter 12b angeordnet. Daher wird, wenn das Leuchtstoffrad 10a betrachtet von der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c im Uhrzeigersinn betrachtet wird, der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem zweiten blanken Abschnitt 13b bestrahlt.
In der beschriebenen Weise dreht sich das Leuchtstoffrad 10a derart, dass bewirkt wird, dass der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem zweiten blanken Abschnitt 13b bestrahlt wird. Während eines Zeitraums, in dem der zweite blanke Abschnitt 13b mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, wird kein Leuchtstoff angeregt und folglich ist die Menge der erzeugten Wärme sehr gering. Demgemäß beginnt bei dem Leuchtstoffrad 10a die Bestrahlung des zweiten Fluoreszenzemitters 12b mit dem Anregungslicht in einem Zustand, bei dem die Menge der erzeugten Wärme klein ist. Als Ergebnis wird der thermische Effekt auf den zweiten Fluoreszenzemitter 12b vermindert.
[Variation 2]
Obwohl das Leuchtstoffrad 10 und das Leuchtstoffrad 10a lichtdurchlässige Leuchtstoffräder sind, kann die vorliegende Erfindung als lichtreflektierendes Leuchtstoffrad implementiert werden. Die 10 ist eine schematische Querschnittsansicht eines lichtreflektierenden Leuchtstoffrads. Es sollte beachtet werden, dass, da der Grundaufbau des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10b mit demjenigen des Leuchtstoffrads 10 identisch ist, die folgende Beschreibung vorwiegend auf die Aspekte des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10b abstellt, die von denjenigen des Leuchtstoffrads 10 verschieden sind, und die Aspekte, die bereits vorstehend diskutiert worden sind, werden nicht beschrieben oder gezeigt.
Das lichtreflektierende Leuchtstoffrad 10b unterscheidet sich von dem Leuchtstoffrad 10 dahingehend, dass das Substrat 11 lichtreflektierend und nicht lichtdurchlässig ist. Wie es z.B. in der 10 gezeigt ist, ist das lichtreflektierende Substrat 11 z.B. dadurch implementiert, dass es anstelle der dichroitischen Spiegelschicht 11b den totalreflektierenden Film 11e mit einer hohen Reflexion im Bereich sichtbaren Lichts auf dem Substratkörper 11a aufweist. In diesem Fall kann der Substratkörper 11a aus einem Material ausgebildet sein, das nicht lichtdurchlässig ist. Das lichtreflektierende Substrat 11 kann dadurch implementiert werden, dass der Substratkörper 11a selbst aus einem lichtreflektierenden Material ausgebildet ist. In diesem Fall kann der totalreflektierende Film 11e weggelassen werden.
Bei dem lichtreflektierenden Leuchtstoffrad 10b tritt das Anregungslicht von der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c ein und austretendes Licht wird in die Richtung der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c emittiert. Beispielsweise wandelt der erste Fluoreszenzemitter 12a mindestens einen Abschnitt des Anregungslichts, mit dem der erste Fluoreszenzemitter 12a bestrahlt wird, in eine gelbe Fluoreszenz um. Ein Teil der gelben Fluoreszenz und ein Teil des Anregungslichts, die nicht der Wellenlängenumwandlung unterliegen, werden durch den totalreflektierenden Film 11e reflektiert.
Ferner wandelt, obwohl dies nicht gezeigt ist, der zweite Fluoreszenzemitter 12b des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10b mindestens einen Teil des Anregungslichts, mit dem der zweite Fluoreszenzemitter 12b bestrahlt wird, in eine rote Fluoreszenz um. Ein Teil der roten Fluoreszenz und ein Teil des Anregungslichts, die nicht der Wellenlängenumwandlung unterliegen, werden durch den totalreflektierenden Film 11e reflektiert. Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist keine Leuchtstoffschicht in dem blanken Abschnitt 13 des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10b angeordnet und das Anregungslicht, das den blanken Abschnitt 13 bestrahlt, wird durch den totalreflektierenden Film 11e reflektiert.
Wie z.B. in der 7 sind der erste Fluoreszenzemitter 12a, der zweite Fluoreszenzemitter 12b und der blanke Abschnitt 13 des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10b ebenfalls im Uhrzeigersinn angeordnet, wenn sie von der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c des Substrats 11 betrachtet werden.
Wenn das lichtreflektierende Leuchtstoffrad 10b in einer Ansicht von der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c des Substrats 11 im Uhrzeigersinn um die Drehachse J gedreht wird, durchläuft der blanke Abschnitt 13 die Bestrahlungsposition des Anregungslicht, nachdem der erste Fluoreszenzemitter 12a die Bestrahlungsposition des Anregungslichts durchlaufen hat. Nach dem blanken Abschnitt 13 durchläuft der zweite Fluoreszenzemitter 12b die Bestrahlungsposition des Anregungslichts. D.h., wenn das lichtreflektierende Leuchtstoffrad 10b gedreht wird, wird der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem blanken Abschnitt 13 bestrahlt.
In der beschriebenen Weise dreht sich das lichtreflektierende Leuchtstoffrad 10b derart, dass bewirkt wird, dass der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem blanken Abschnitt 13 bestrahlt wird. Auch bei dem lichtreflektierenden Leuchtstoffrad 10b beginnt die Bestrahlung des zweiten Fluoreszenzemitters 12b mit dem Anregungslicht in einem Zustand, bei dem die Menge der erzeugten Wärme klein ist, wodurch der thermische Effekt auf den zweiten Fluoreszenzemitter 12b vermindert wird.
[Variation 3]
Bei dem lichtreflektierenden Leuchtstoffrad 10b ist es lediglich erforderlich, dass mindestens ein Abschnitt des blanken Abschnitts 13 das Anregungslicht reflektiert. Beispielsweise kann der blanke Abschnitt 13 einen ersten blanken Abschnitt 13a, der das Anregungslicht reflektiert, und einen zweiten blanke Abschnitt 13b umfassen, der das Anregungslicht durchlässt. Die 11 ist eine schematische Querschnittsansicht des zweiten blanken Abschnitts 13b eines lichtreflektierenden Leuchtstoffrads. Es sollte beachtet werden, dass, da der Grundaufbau des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10c mit demjenigen des Leuchtstoffrads 10b identisch ist, die folgende Beschreibung vorwiegend auf die Aspekte des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10c abstellt, die von denjenigen des Leuchtstoffrads 10b verschieden sind, und die Aspekte, die bereits vorstehend diskutiert worden sind, werden nicht beschrieben oder gezeigt.
Der zweite blanke Abschnitt 13b des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10c, der in der 11 gezeigt ist, ist ein Abschnitt des Substrats 11, bei dem eine Öffnung 13d ausgebildet ist. Es sollte beachtet werden, dass das Anregungslicht, das den zweiten blanken Abschnitt 13b des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10c bestrahlt, nicht reflektiert wird, und folglich kein austretendes Licht wird.
Wie in der 8 sind der erste Fluoreszenzemitter 12a, der zweite Fluoreszenzemitter 12b, der zweite blanke Abschnitt 13b und der erste blanke Abschnitt 13a des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10c ebenfalls im Uhrzeigersinn in der genannten Reihenfolge angeordnet, wenn sie von der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c des Substrats 11 betrachtet werden. D.h., auch bei dem lichtreflektierenden Leuchtstoffrad 10c ist der zweite blanke Abschnitt 13b in der Draufsicht in der Umfangsrichtung angrenzend an den zweiten Fluoreszenzemitter 12b angeordnet.
Daher wird, wenn das lichtreflektierende Leuchtstoffrad 10c betrachtet von der Seite der ersten Hauptoberfläche 11c im Uhrzeigersinn gedreht wird, der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem zweiten blanken Abschnitt 13b bestrahlt.
In der beschriebenen Weise dreht sich das lichtreflektierende Leuchtstoffrad 10c derart, dass bewirkt wird, dass der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem zweiten blanken Abschnitt 13b bestrahlt wird. Während eines Zeitraums, in dem der zweite blanke Abschnitt 13b mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, wird kein Leuchtstoff angeregt, und folglich ist die Menge der erzeugten Wärme sehr klein. Demgemäß beginnt bei dem lichtreflektierenden Leuchtstoffrad 10c die Bestrahlung des zweiten Fluoreszenzemitters 12b mit dem Anregungslicht in einem Zustand, bei dem die Menge der erzeugten Wärme klein ist. Als Ergebnis wird der thermische Effekt auf den zweiten Fluoreszenzemitter 12b vermindert.
Es sollte beachtet werden, dass der zweite blanke Abschnitt 13b des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10c nicht der Abschnitt des Substrats 11 sein muss, bei dem die Öffnung 13d ausgebildet ist. Beispielsweise kann, wenn der Substratkörper 11a lichtdurchlässig ist, der zweite blanke Abschnitt 13b des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10c ein Bereich des Substrats 11 sein, bei dem der totalreflektierende Film 11e entfernt ist. Für den zweiten blanken Abschnitt 13b des lichtreflektierenden Leuchtstoffrads 10c ist es lediglich erforderlich, das Anregungslicht durchzulassen.
[Vorteilhafte Effekte, usw.]
Wie es bisher beschrieben worden ist, umfasst das Leuchtstoffrad 10 das Substrat 11 und eine Mehrzahl von Leuchtstoffschichten 12, die in der Umfangsrichtung getrennt voneinander auf dem Substrat 11 angeordnet sind. Jede der Mehrzahl von Leuchtstoffschichten 12 umfasst einen ersten Fluoreszenzemitter 12a und einen zweiten Fluoreszenzemitter 12b, die entlang der Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind und eine Fluoreszenz mit voneinander verschiedenen Farben emittieren. Die Fluoreszenzeffizienz des zweiten Fluoreszenzemitters 12b, wenn der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit Anregungslicht bestrahlt wird, ist niedriger als die Fluoreszenzeffizienz des ersten Fluoreszenzemitters 12a, wenn der erste Fluoreszenzemitter 12a mit dem Anregungslicht bestrahlt wird. In der Draufsicht befindet sich der blanke Abschnitt 13 in der Umfangsrichtung angrenzend an den zweiten Fluoreszenzemitter 12b. Der blanke Abschnitt 13 ist ein Abschnitt des Substrats 11, bei dem keine Leuchtstoffschicht angeordnet ist. Das Leuchtstoffrad 10 dreht sich derart, dass bewirkt wird, dass der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem blanken Abschnitt 13 bestrahlt wird.
Dadurch beginnt die Bestrahlung des zweiten Fluoreszenzemitters 12b mit dem Anregungslicht in einem Zustand, bei dem die Menge der erzeugten Wärme klein ist, wodurch der thermische Effekt auf den zweiten Fluoreszenzemitter 12b vermindert wird. D.h., es wird ein Leuchtstoffrad 10 bereitgestellt, das den thermischen Effekt auf die Leuchtstoffschichten, einschließlich den relativ wärmeempfindlichen Leuchtstoff, vermindern kann. Ferner ist es dadurch, dass die Mehrzahl von Leuchtstoffschichten 12 getrennt voneinander angeordnet ist, möglich, die Wärme, die erzeugt wird, wenn die Leuchtstoffschichten 12 mit dem Anregungslicht bestrahlt werden, abzuleiten.
Ferner ist bei dem Leuchtstoffrad 10 oder dem Leuchtstoffrad 10a das Substrat 11 lichtdurchlässig und mindestens ein Abschnitt des blanken Abschnitts 13 lässt das Anregungslicht durch.
Dadurch wird ein lichtdurchlässiges Leuchtstoffrad 10 (oder Leuchtstoffrad 10a) bereitgestellt, das den thermischen Effekt auf die Leuchtstoffschichten, einschließlich den relativ wärmeempfindlichen Leuchtstoff, vermindern kann.
Ferner umfasst bei dem Leuchtstoffrad 10a der blanke Abschnitt 13 den ersten blanken Abschnitt 13a und den zweiten blanken Abschnitt 13b, die sich in der Umfangsrichtung nebeneinander befinden. Der erste blanke Abschnitt 13a lässt das Anregungslicht durch und der zweite blanke Abschnitt 13b blockiert das Anregungslicht. In der Draufsicht ist der zweite blanke Abschnitt 13b in der Umfangsrichtung angrenzend an den zweiten Fluoreszenzemitter 12b angeordnet. Wenn das Substrat 11 gedreht wird, wird der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem zweiten blanken Abschnitt 13b bestrahlt.
Dadurch beginnt die Bestrahlung des zweiten Fluoreszenzemitters 12b mit dem Anregungslicht in einem Zustand, bei dem die Menge der erzeugten Wärme klein ist, wodurch der thermische Effekt auf den zweiten Fluoreszenzemitter 12b vermindert wird. D.h., es wird ein Leuchtstoffrad 10a bereitgestellt, das den thermischen Effekt auf die Leuchtstoffschichten, einschließlich den relativ wärmeempfindlichen Leuchtstoff, vermindern kann.
Ferner ist bei dem Leuchtstoffrad 10b oder dem Leuchtstoffrad 10c das Substrat 11 lichtreflektierend und mindestens ein Abschnitt des blanken Abschnitts 13 reflektiert das Anregungslicht.
Dadurch wird ein lichtreflektierendes Leuchtstoffrad 10b (oder Leuchtstoffrad 10c) bereitgestellt, das den thermischen Effekt auf die Leuchtstoffschichten, einschließlich den relativ wärmeempfindlichen Leuchtstoff, vermindern kann.
Ferner umfasst bei dem Leuchtstoffrad 10c der blanke Abschnitt 13 den ersten blanken Abschnitt 13a und den zweiten blanken Abschnitt 13b, die in der Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Der erste blanke Abschnitt 13a reflektiert das Anregungslicht und der zweite blanke Abschnitt 13b lässt das Anregungslicht durch. In der Draufsicht ist der zweite blanke Abschnitt 13b in der Umfangsrichtung angrenzend an den zweiten Fluoreszenzemitter 12b angeordnet. Wenn das Substrat 11 gedreht wird, wird der Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem zweiten blanken Abschnitt 13b bestrahlt.
Dadurch beginnt die Bestrahlung des zweiten Fluoreszenzemitters 12b mit dem Anregungslicht in einem Zustand, bei dem die Menge der erzeugten Wärme klein ist, wodurch der thermische Effekt auf den zweiten Fluoreszenzemitter 12b vermindert wird. D.h., es wird ein Leuchtstoffrad 10c bereitgestellt, das den thermischen Effekt auf die Leuchtstoffschichten, einschließlich den relativ wärmeempfindlichen Leuchtstoff, vermindern kann.
Ferner kann bei dem Leuchtstoffrad 10c der zweite blanke Abschnitt 13b ein Abschnitt des Substrats 11 sein, bei dem eine Öffnung ausgebildet ist.
Dadurch kann durch Bilden einer Öffnung in dem Substrat 11 der zweite blanke Abschnitt 13b einfach gebildet werden.
Ferner ist das Anregungslicht blaues Licht, die durch den ersten Fluoreszenzemitter 12a emittierte Fluoreszenz ist gelbes Licht und die durch den zweiten Fluoreszenzemitter 12b emittierte Fluoreszenz ist rotes Licht.
Dadurch beginnt die Bestrahlung des zweiten Fluoreszenzemitters 12b, der den roten Leuchtstoff umfasst, mit dem Anregungslicht in einem Zustand, bei dem die Menge der erzeugten Wärme klein ist, wodurch der thermische Effekt auf den zweiten Fluoreszenzemitter 12b, der den roten Leuchtstoff umfasst, vermindert wird.
Ferner umfasst die Beleuchtungsvorrichtung 100 das Leuchtstoffrad 10; die Anregungslichtquelle 20, die das Leuchtstoffrad 10 mit dem Anregungslicht bestrahlt; und einen Motor, der das Leuchtstoffrad 10 so dreht, dass bewirkt wird, dass der zweite Fluoreszenzemitter 12b mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem blanken Abschnitt 13 bestrahlt wird. Die Beleuchtungsvorrichtung 100 kann das Leuchtstoffrad 10a, das Leuchtstoffrad 10b oder das Leuchtstoffrad 10c anstelle des Leuchtstoffrads 10 umfassen.
Dadurch beginnt die Bestrahlung des zweiten Fluoreszenzemitters 12b mit dem Anregungslicht in einem Zustand, bei dem die Menge der erzeugten Wärme klein ist, wodurch der thermische Effekt auf den zweiten Fluoreszenzemitter 12b vermindert wird. D.h., es wird eine Beleuchtungsvorrichtung 100 bereitgestellt, die den thermischen Effekt auf die Leuchtstoffschichten, einschließlich den relativ wärmeempfindlichen Leuchtstoff, vermindern kann.
(WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN)
Obwohl vorstehend eine Ausführungsform beschrieben worden ist, ist die die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt.
Beispielsweise umfasst in der vorstehenden Ausführungsform der erste Fluoreszenzemitter einen gelben Leuchtstoff oder einen grünen Leuchtstoff und der zweite Fluoreszenzemitter umfasst einen roten Leuchtstoff. Für den zweiten Fluoreszenzemitter ist es jedoch lediglich erforderlich, dass er eine niedrige Fluoreszenzeffizienz relativ zu der Fluoreszenzeffizienz des ersten Fluoreszenzemitters aufweist, und der Leuchtstoff, der in den ersten Fluoreszenzemitter einbezogen ist, und der Leuchtstoff, der in den zweiten Fluoreszenzemitter einbezogen ist, sind nicht speziell beschränkt.
Ferner kann, obwohl die Anregungslichtquelle in der vorstehenden Ausführungsform als Halbleiterlaser beschrieben worden ist, die Anregungslichtquelle ein Laser sein, der von einem Halbleiterlaser verschieden ist. Die Laserlichtquelle kann z.B. ein Festkörperlaser, wie z.B. ein YAG-Laser, ein Flüssigkeitslaser, wie z.B. ein Farbstofflaser, oder ein Gaslaser, wie z.B. ein Ar-Ionenlaser, ein He-Cd-Laser, ein Stickstofflaser oder ein Excimerlaser sein. Ferner kann die Beleuchtungsvorrichtung eine Mehrzahl von Anregungslichtquellen umfassen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann als die Anregungslichtquelle ein lichtemittierendes Festkörperelement umfassen, das von dem Halbleiterlaser verschieden ist, wie z.B. eine lichtemittierende Diode (LED)-Lichtquelle, ein organisches Elektrolumineszenz (EL)-Element oder ein anorganisches EL-Element.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, die durch Anwenden von verschiedenen Modifizierungen auf die Ausführungsform und jede Variation, die von einem Fachmann vorgesehen werden können, erhalten werden, sowie Ausführungsformen, die durch beliebiges Kombinieren von strukturellen Elementen und Funktionen der Ausführungsformen, ohne von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abzuweichen, erhalten werden.
Bezugszeichenliste

10, 10a, 10b, 10c: Leuchtstoffrad
11: Substrat
12: Leuchtstoffschicht
12a: Erster Fluoreszenzemitter
12b: Zweiter Fluoreszenzemitter
13: Blanker Abschnitt
13a: Erster blanker Abschnitt
13b: Zweiter blanker Abschnitt
13d: Öffnung
20: Anregungslichtquelle
30: Motor
100: Beleuchtungsvorrichtung

Claims

Leuchtstoffrad, umfassend: ein Substrat; und eine Mehrzahl von Leuchtstoffschichten, die getrennt voneinander auf dem Substrat entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sind, wobei jede der Mehrzahl von Leuchtstoffschichten einen ersten Fluoreszenzemitter und einen zweiten Fluoreszenzemitter umfasst, die nebeneinander entlang der Umfangsrichtung angeordnet sind und eine Fluoreszenz mit voneinander verschiedenen Farben emittieren, wobei die Fluoreszenzeffizienz des zweiten Fluoreszenzemitters, wenn der zweite Fluoreszenzemitter mit Anregungslicht bestrahlt wird, niedriger ist als die Fluoreszenzeffizienz des ersten Fluoreszenzemitters, wenn der erste Fluoreszenzemitter mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, wobei in der Draufsicht ein blanker Abschnitt angrenzend an den zweiten Fluoreszenzemitter in der Umfangsrichtung angeordnet ist, wobei der blanke Abschnitt ein Abschnitt des Substrats ist, bei dem keine Leuchtstoffschicht angeordnet ist, und wobei sich das Leuchtstoffrad so dreht, dass bewirkt wird, dass der zweite Fluoreszenzemitter mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem blanken Abschnitt bestrahlt wird.
Leuchtstoffrad nach Anspruch 1, bei dem das Substrat lichtdurchlässig ist und mindestens ein Abschnitt des blanken Abschnitts das Anregungslicht durchlässt.
Leuchtstoffrad nach Anspruch 2, bei dem der blanke Abschnitt einen ersten blanken Abschnitt und einen zweiten blanken Abschnitt umfasst, die sich in der Umfangsrichtung nebeneinander befinden, der erste blanke Abschnitt das Anregungslicht durchlässt, und der zweite blanke Abschnitt das Anregungslicht blockiert, in der Draufsicht der zweite blanke Abschnitt in der Umfangsrichtung angrenzend an den zweiten Fluoreszenzemitter angeordnet ist, und wenn das Substrat gedreht wird, der zweite Fluoreszenzemitter mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem zweiten blanken Abschnitt bestrahlt wird.
Leuchtstoffrad nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei dem das Substrat eine dichroitische Spiegelschicht mit Eigenschaften des Durchlassens des Anregungslichts und des Reflektierens der Fluoreszenz, die durch die Mehrzahl von Leuchtstoffschichten emittiert wird, umfasst und die Mehrzahl von Leuchtstoffschichten entlang der Umfangsrichtung getrennt voneinander auf der dichroitischen Spiegelschicht angeordnet ist.
Leuchtstoffrad nach Anspruch 1, bei dem das Substrat lichtreflektierend ist und mindestens ein Abschnitt des blanken Abschnitts das Anregungslicht reflektiert.
Leuchtstoffrad nach Anspruch 5, bei dem der blanke Abschnitt einen ersten blanken Abschnitt und einen zweiten blanken Abschnitt umfasst, die entlang der Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind, der erste blanke Abschnitt das Anregungslicht reflektiert, der zweite blanke Abschnitt das Anregungslicht durchlässt, in der Draufsicht der zweite blanke Abschnitt in der Umfangsrichtung angrenzend an den zweiten Fluoreszenzemitter angeordnet ist, und wenn das Substrat gedreht wird, der zweite Fluoreszenzemitter mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem zweiten blanken Abschnitt bestrahlt wird.
Leuchtstoffrad nach Anspruch 6, bei dem der zweite blanke Abschnitt ein Abschnitt des Substrats ist, bei dem eine Öffnung ausgebildet ist.
Leuchtstoffrad nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem das Substrat einen totalreflektierenden Film umfasst und die Mehrzahl von Leuchtstoffschichten entlang der Umfangsrichtung getrennt voneinander auf dem totalreflektierenden Film angeordnet ist.
Leuchtstoffrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Anregungslicht blaues Licht ist, die Fluoreszenz, die durch den ersten Fluoreszenzemitter emittiert wird, gelbes Licht ist und die Fluoreszenz, die durch den zweiten Fluoreszenzemitter emittiert wird, rotes Licht ist.
Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: das Leuchtstoffrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9; eine Anregungslichtquelle, die das Leuchtstoffrad mit dem Anregungslicht bestrahlt; und einen Motor, der das Leuchtstoffrad so dreht, dass es bewirkt, dass der zweite Fluoreszenzemitter mit dem Anregungslicht unmittelbar nach dem blanken Abschnitt bestrahlt wird.