JP2001156338A - 可視光線発光装置 - Google Patents
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Abstract
電力化、長寿命化、小型化、及び装置の温度上昇の防止
が可能で、かつ、容易に多様な発光色が得られる可視光
線発光装置を提供する。 【解決手段】透光部4bを有するガラス製ケース4内
に、LED1と、前記LED1と外部回路とを電気的に
接続するリードフレーム2 a、2bとを配設した可視
光線発光装置において、前記LED1が、紫外線を放射
するLED1であり、かつ前記ガラスケース4の透光部
4bが、その内面に、前記LED1から放射される紫外
線で励起する蛍光体4cを塗布されてなるものとする。
Description
に関し、特に、色ムラ、色変化、色のバラツキが無く、
低消費電力化、長寿命化、小型化、及び装置の温度上昇
の防止が可能で、かつ、容易に多様な発色光が得られる
可視光線発光装置に関する。
信号機等の光源、インテリア用光源、カラーLCD用バ
ックライト、懐中電灯等の携帯機器の光源等多種多様な
機器の光源として広く利用されている。
伴ない、可視光線発光装置は、より高度な性能が求めら
れている。すなわち、一般照明用光源等としては、より
安定した白色光源が求められ、その一方で、インテリア
用光源、カラーLCD用バックライト等としては、多様
な色が容易に得られる装飾性の高い光源が求められてい
る。また、信号機の光源等長期間設置する機器、又は懐
中電灯等の携帯機器にあっては、低電圧駆動化、低消費
電力化、長寿命化、小型化等の性能も強く求められてい
る。
光装置としては、LEDを可視光光源に用いたものと、
蛍光体を可視光光源に用いたものが知られている。
Dと、青色光を発光するLEDと、緑色光を発光するL
EDとを組み合せて白色光源とする装置(以下、第1の
可視光線発光装置という)や、青色光を発光するLED
を、この青色光により黄色光を発光する蛍光体で覆い、
この青色光により励起された黄色光と、LEDから発せ
られ蛍光体を透過した青色光を混合し、白色光を発生さ
せる装置(以下、第2の可視光線発光装置という)が知
られている。
気を封入したガラス管の内壁に蛍光体を塗布しておき、
印加電圧によりフィラメントから熱電子を発生させるこ
とでアルゴンガスと水銀の混合ガス中で放電させ、発生
する紫外線が蛍光体を励起して可視光線を発光させるこ
とを利用した光源を用いる装置(以下、第3の可視光線
発光装置という)が知られている。
線発光装置では、複数のLEDを組合わせて使用するた
め、各色を発光する光源の位置の違いに基づいて、色ム
ラが発生しやすいという問題があった。また、各LED
は、材質や使用時の電流が異なるため、劣化特性に差が
生じやすく、この結果、長時間使用すると変色が起こり
やすいという問題もあった。
Dから発光した青色光により蛍光体が励起されることに
より発光する黄色光と、LEDから発光し蛍光体を透過
した青色光を混合することにより、白色光を得るため、
蛍光体の量により、透過率と変換率が変化し、色のバラ
ツキが発生しやすいという問題があった。
電現象を利用するため、高電圧が必要であり、熱が発生
するという問題もあった。また、装置の小型化が難しい
という問題もあった。
色のバラツキが無く、低消費電力化、長寿命化、小型
化、及び装置の温度上昇の防止が可能で、かつ、容易に
多様な発光色が得られる可視光線発光装置を提供するこ
とにある。
成するため、以下の可視光線発光装置を提供する。
と、前記LEDと外部回路とを電気的に接続するリード
とを配設した可視光線発光装置において、前記LED
が、紫外線を放射する1 又は複数のLEDであり、前記
ケースの透光部が、その内面に、前記LEDから放射さ
れる紫外線で励起して可視光線を発光する蛍光体を塗布
されてなることを特徴とする可視光線発光装置。 [2]前記リードが、前記LEDを機械的に支持し、か
つ前記LEDと外部回路を電気的に接続するリードフレ
ームを有する[1]に記載の可視光線発光装置。 [3]前記リードが、前記LEDを支持する支持面に、
可視光線、紫外線の両方又は何れか一方を反射する反射
体を備えてなる[1]又は[2]に記載の可視光線発光
装置。 [4]前記ケース内に、真空又は不活性ガスを充填され
てなる[1]〜[3]のいずれかに記載の可視光線発光
装置。 [5]前記ケースが、脱気又は不活性ガスを充填するガ
ス封入部を備えてなる[1]〜[4]のいずれかに記載
の可視光線発光装置。 [6]前記蛍光体が、紫外線で励起してそれぞれ異なる
色の可視光線を発光する2種以上の蛍光物質の混合物か
らなる[1]〜[5]のいずれかに記載の可視光線発光
装置。 [7]前記蛍光体が、紫外線で励起してそれぞれ赤色の
可視光線、青色の可視光線、緑色の可視光線、を発光す
る蛍光物質の混合物からなる[6]に記載の可視光線発
光装置。 [8]前記リードが、前記LEDと外部回路を電気的に
接続する第1のリードフレーム、及び前記LEDを機械
的に支持するとともに前記LEDに電気的に接続される
ステムに接続された第2のリードフレームを有する
[1]、[3]〜[7]のいずれかに記載の可視光線発
光装置。 [9]前記リードが、前記LEDと外部回路を電気的に
接続する基板の上面および底面に形成された導電パター
ンであり、前記ケースが、前記基板上に形成される光反
射用スペーサー部を有する[1]、[3]〜[7]のい
ずれかに記載の可視光線発光装置。 [10]前記LEDが、それぞれ異なる波長の紫外線を
放射する複数のLEDであり、前記蛍光体が、前記LE
Dから放射される異なる波長の紫外線に励起してそれぞ
れ異なる色の可視光線を発光する2種以上の蛍光物質の
混合物からなる[1]〜[9]のいずれかに記載の可視
光線発光装置 [11]前記LEDが、その内に、前記紫外線を放射す
るLEDに加え、可視光線を発光するLEDを備えてな
る[1]〜[10]のいずれかに記載の可視光線発光装
置。
することができるため、複数光源を用いる場合のような
光源位置のズレによる色のバラツキを防止でき、光源の
劣化による色の変化も防止することができる。
Dを用いることで、紫外線により励起される各種蛍光物
質から発光する可視光線のみを利用することができる。
このため、例えば、赤色光と青色光と緑色光との混合に
より白色光を得る場合に、ホワイトバランスが各種蛍光
物質の塗布量の比のみで決定することができ、安定した
白色光を得ることができる。また、各種蛍光物質の塗布
量の比により、容易に多様な発光色を得ることができる
ため、より装飾光源としての自由度を大きくすることが
できる。
ため、可視光線発光装置を低電圧で駆動することがで
き、装置の消費電力の低減化、長寿命化、小型化等を実
現することができる。また、発熱による装置の温度上昇
を防止することもできる。
面を参照しつつ具体的に説明する。
第1の実施の形態の可視光線発光装置では、光源位置の
違いによる色ムラ、及びLED間の劣化特性の相違によ
る変色を防止する観点から紫外線を発光する単数のLE
D1(例えば、GaN系半導体からなるLED)を用い
ている。LED1上のP、N両電極は、外部回路と接続
している2つのリードフレーム2a、2bにボンデング
ワイヤー3a、3bを介して電気的に接続されている。
光時に可視光線及び紫外線を反射する反射体となるカッ
プ部2cを設け、これにより、効率的な可視光線の照射
を可能としている。LED1は、このカップ部2cに機
械的に支持されている。2つのリードフレーム2a、2
bの一部は、ガラス製ケース4の一部であるガラスビー
ズ部4aで固定されている。
と、透光性のガラスからなる透光部4bとを加熱により
溶着させて、その内にLED1を封入している。ただ
し、ガラス製ケース4は、ケース全体が透光部をなすも
のでも、一部に透光部を有するものでもいずれであって
もよい。また、透光部4bの材料は、可視光線を透過す
る透光性のものであればよく、樹脂製等のものであって
もよい。なお、可視光線に変換されなかった紫外線の外
部への漏洩を防止して安全な光源にするという観点か
ら、透光部4bの材料は、紫外線を通しにくいものを用
いることが好ましい。
される紫外線で励起して可視光線を発光する蛍光体4c
が塗布されている。蛍光体4cは、1種の蛍光物質から
なるものでも、2種以上の蛍光物質を混合してなるもの
であってもよい。例えば、蛍光体4cが、単色を発光す
る1種の蛍光物質からなる場合は、青色、赤色、緑色等
の単色発光光源とすることができ、青色、赤色、緑色を
発光する3種の蛍光物質を混合してなる場合は、各色の
光が合成されて白色光の光源とすることができる。
線で励起し、可視光線を発光するものであればよく、こ
れに用いられる蛍光物質としては、例えば、青色及び緑
色発光物質として、バリウム(Ba)と、マグネシウム
(Mg)と、アルミネイト(A12 O3 )の混合物(B
AM系蛍光物質)、赤色発光物質として、イットリウム
(Y)、ガリウム(Ga)、ボレイト(BO3 )等を挙
げることができる。
ってもよいが、湿度によるLED1の劣化を無くし、空
気による紫外線の吸収を押さえるため、また、高効率、
高信頼性の装置とするため、真空にしたり、不活性ガス
を充填することが好ましい。ガラス製ケース4内部が真
空状態、又は不活性ガスを充填した状態の装置は、真空
中、又は不活性ガス中で、ガラス製ケース4の溶着を行
うことによって作製することができる。
第2の実施の形態の可視光線発光装置では、ガラスビー
ズ部4aが、ガス封入部4dを備えている点を除いては
第1の実施の形態の可視光線発光装置と同様の構成とな
っている。このガス封入部4d部は、ガラス製ケース4
内部に通じており、ガラス製ケース内部4を脱気した
り、不活性ガスを充填したりした後、加熱によりこのガ
ス封入部4d部を封止することでガラス製ケース4内部
の真空状態、又は不活性ガス充填状態を維持することが
できる。
第3の実施の形態の可視光線発光装置は、LED1が、
金属で形成され導電性を示すステム5に固定されている
点を除いては図1の可視光線発光装置と同様の構成とな
っている。すなわち、紫外線を発光するLED1(例え
ば、GaN系半導体からなるLED)を用い、このLE
D1上のP、N両電極は、外部回路と接続している2つ
のリードフレーム5a,5bにボンデングワイヤー3
a、3bを介して電気的に接続され、ステム接続側端子
5aは、ステム5と電気的及び機械的に接合され、ま
た、ステム非接続側端子5bは、ステム5と機械的に接
合されているが、絶縁体5dを介することで電気的には
絶縁されている。
透光性の材料(例えば、ガラス、樹脂等)により形成さ
れる透光部8bで構成され、その内にLED1が配設さ
れている。金属部8aは、金属ベース部5cとスポット
溶接することにより接合されており、透光部8bは、そ
の内面に、LED1から放射される紫外線で励起して可
視光線を発光する蛍光体8cが塗布されている。ケース
8は、透光性の樹脂により側面と上面を一体的に形成し
たものであってもよい。
第4の実施の形態の可視光線発光装置では、紫外線を発
光するLED1(例えば、GaN系半導体からなるLE
D)を用い、このLED1上のP、N両電極は、基板9
(例えば、白色セラミック等で形成することができる)
上に形成した2つのLED実装側導体パターン端子9
a、9bにボンデングワイヤー3a、3bを介して電気
的に接続されている。
は、スルーホール部9e、9fを通じてLED非実装側
の導体パターン端子9c、9dに接続され、外部回路と
の電気的接続が可能となっている。
線及び紫外線光を反射するスペーサー部10(例えば、
白色セラミック等で形成することができる)が配設さ
れ、基板9と一体化して反射体としての役割を果たし、
効率的な可視光線の照射を可能としている。スペーサー
部10は、予め基板9と一体化したものを用いてもよ
い。
性のガラスからなる透光部11が接着によって配置さ
れ、その内面には、LED1から放射される紫外線で励
起して可視光線を発光する蛍光体12が塗布されてい
る。
第5の実施の形態の可視光線発光装置では、ガラス製ケ
ース4を一方向に長尺化したこと以外は、すべて第1の
実施の形態と同様の構成となっている。
第6の実施の形態の可視光線発光装置では、ガラス製ケ
ース4を一方向に長尺化し、その内に2つのLED1、
リードフレーム2a、2b及びボンデングワイヤー3
a、3bを配設したこと以外は、第1の実施の形態と同
様の構成となっている。
第7の実施の形態の可視光線発光装置では、同一基板上
に複数のLED1、ボンデングワイヤー3a、3b、及
び導体パターン端子9a、9bを直列又は並列配設した
こと以外は、第4の実施の形態と同様の構成となってい
る。
列又は並列配設することで、面状の光源を実現すること
ができる。また、第7実施の形態では、同一基板上にそ
れぞれ異なる波長の紫外線を放射するLED1等を複数
配設するとともに、この異なる特定波長の紫外線の放射
によって励起し、それぞれ異なる色の可視光線を発光す
る2種以上の蛍光物質の混合物からなる蛍光体12を透
光部11の内面に塗布することで、多様な色彩を容易に
得ることができる可視光線発光装置とすることができ
る。
を発光する蛍光物質と、波長370nmの紫外線で緑色
光を発光する蛍光物質と、波長350nmの紫外線で青
色光を発色する蛍光物質とを混合した蛍光体を塗布して
おき、その一方で、それぞれ各波長の紫外線を発光する
複数のLEDを設置することを挙げることができる。こ
の場合、各1種類のLEDのみを点灯させて、対応する
各1種類の蛍光物質のみを励起、発光させると、青色、
赤色、緑色等の単色光源とすることができ、2種又は3
種の波長のLEDを同時に点灯させて、対応する2種又
は3種の蛍光物質を励起、発光させると、多様な発色光
が容易に得られる光源を実現することができる。しか
も、各LEDの発光強度を変化させることで、混色の度
合いを精密に制御することができるので、微妙な色彩表
現を容易に行うことができる。
て用い、LEDからの可視光線と蛍光体からの可視光線
を組合せて、さらに多様な発色光が容易に得られる光源
を得ることもできる。
光装置によると、色ムラ、色変化、色のバラツキが無
く、低消費電力化、長寿命化、小型化、及び装置の温度
上昇の防止が可能で、かつ、容易に多様な発光色が得る
ことができる。
ことができるので、色ムラを防止でき、光源の劣化によ
る色の変化も防止することができる。
視光線のみを利用できるので、白色光を得る場合にホワ
イトバランスを各種蛍光物質の塗布量の比のみで決定で
き、安定した白色光を得ることができる。また、各種蛍
光物質の塗布量の比により、容易に多様な発光色を得る
ことができるので、より装飾光源としての自由度を大き
くすることができる。
用するので、可視光線発光装置を低電圧で駆動すること
ができ、装置の消費電力の低減化、長寿命化、小型化等
を実現することができ、発熱による装置の温度上昇を防
止することもできる。
の形態を模式的に示す説明図であり、ケースの一部にガ
ラスビーズ部を備えている形態を示す説明図である。
の形態を模式的に示す説明図であり、ガラスビーズ部
が、さらにガス封入部を備えている形態を示す説明図で
ある。
の形態を模式的に示す説明図であり、リードがステムを
有する形態を示す説明図である。
の形態を模式的に示す説明図であり、リードが基板上に
形成された導電パターンと基板上に形成された光反射用
スペーサー部を有する形態を示す説明図である。
の形態を模式的に示す説明図であり、ケースを一方向に
長尺化した形態を示す説明図である。
の形態を模式的に示す説明図であり、ケースを一方向に
長尺化し、そのケース内に複数のLEDを配設した形態
を示す説明図である。
の形態を模式的に示す説明図であり、同一基板上に複数
のLED部を直列又は並列配設し、面光源を実現した形
態を示す説明図である。
Claims (11)
- 【請求項1】透光部を有するケース内に、LEDと、前
記LEDと外部回路とを電気的に接続するリードとを配
設した可視光線発光装置において、 前記LEDが、紫外線を放射する1 又は複数のLEDで
あり、 前記ケースの透光部が、その内面に、前記LEDから放
射される紫外線で励起して可視光線を発光する蛍光体を
塗布されてなることを特徴とする可視光線発光装置。 - 【請求項2】前記リードが、前記LEDを機械的に支持
し、かつ前記LEDと外部回路を電気的に接続するリー
ドフレームを有する請求項1に記載の可視光線発光装
置。 - 【請求項3】前記リードが、前記LEDを支持する支持
面に、可視光線、紫外線の両方又は何れか一方を反射す
る反射体を備えてなる請求項1又は2に記載の可視光線
発光装置。 - 【請求項4】前記ケース内に、真空又は不活性ガスを充
填されてなる請求項1〜3のいずれかに記載の可視光線
発光装置。 - 【請求項5】前記ケースが、脱気又は不活性ガスを充填
するガス封入部を備えてなる請求項1〜4に記載の可視
光線発光装置。 - 【請求項6】前記蛍光体が、紫外線で励起してそれぞれ
異なる色の可視光線を発光する2種以上の蛍光物質の混
合物からなる請求項1〜5のいずれかに記載の可視光線
発光装置。 - 【請求項7】前記蛍光体が、紫外線で励起してそれぞれ
赤色の可視光線、青色の可視光線、緑色の可視光線、を
発光する蛍光物質の混合物からなる請求項6に記載の可
視光線発光装置。 - 【請求項8】前記リードが、前記LEDと外部回路を電
気的に接続する第1のリードフレーム、及び前記LED
を機械的に支持するとともに前記LEDに電気的に接続
されるステムに接続された第2のリードフレームを有す
る請求項1、3〜7のいずれかに記載の可視光線発光装
置。 - 【請求項9】前記リードが、前記LEDと外部回路を電
気的に接続する基板の上面および底面に形成された導電
パターンであり、 前記ケースが、前記基板上に形成される光反射用スペー
サー部を有する請求項1、3〜7のいずれかに記載の可
視光線発光装置。 - 【請求項10】前記LEDが、それぞれ異なる波長の紫
外線を放射する複数のLEDであり、 前記蛍光体が、前記LEDから放射される異なる波長の
紫外線に励起してそれぞれ異なる色の可視光線を発光す
る2種以上の蛍光物質の混合物からなる請求項1〜9の
いずれかに記載の可視光線発光装置。 - 【請求項11】前記LEDが、前記紫外線を放射するL
EDに加え、可視光線を発光するLEDを備えてなる請
求項1〜10のいずれかに記載の可視光線発光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33282399A JP2001156338A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 可視光線発光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33282399A JP2001156338A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 可視光線発光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001156338A true JP2001156338A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18259209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33282399A Pending JP2001156338A (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 可視光線発光装置 |
Country Status (1)
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