JP2008053590A - 発光装置および白色変換シート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、紫外LEDチップを有する複数個の紫外LED光源と、上記複数個の紫外LED光源に対して設けられ、かつ上記紫外LEDチップに対して、上記紫外LEDチップから放射される紫外光を可視光に変換し得る間隙をおいて配置され、上記紫外光を互いに異なる波長の可視光に変換する複数種の蛍光体を含有し、上記複数種の蛍光体からの発光の混色により実質的に白色光を得ることが可能な樹脂層を有する白色変換シートとを備えることを特徴とする発光装置を提供することにより、上記目的を達成するものである。
【選択図】図1
Description
紫外LEDにおけるLED実装部は微小なサイズであるので、LED実装部に色変換部を設ける際には、蛍光体の量を制御するのが困難である。そのため、個々の紫外LEDによって色のばらつき(色温度のばらつき)が生じやすくなる。例えば、白色光を発光する発光装置を得たい場合に、紫外LED毎に蛍光体の量にばらつきがあると、個々の紫外LEDによって得られる発光色の色調が変化する。これは、色変換部に含有される各色の蛍光体が発光する光の比率によって色調が決定されるためである。このような色調のばらつきは、特に複数個の紫外LEDを面状に設けた場合には、色むらとして容易に判別されてしまう。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、色のばらつきが生じにくい発光装置、およびそれに用いられる白色変換シートを提供することを主目的とする。
さらに、白色変換シートを構成する樹脂層は、樹脂中に蛍光体が分散されたものであり、成形性に優れているので、種々の形状を有する発光装置を得ることが可能である。
また、従来のように紫外LED光源毎に蛍光体を含有する色変換部を設ける場合と比較して、白色変換シートの大面積化が可能であるので、蛍光体の含有量の制御、および、樹脂層全体で蛍光体の含有量を均一にするのが容易である。
まず、本発明の発光装置について説明する。
本発明の発光装置は、紫外LEDチップを有する複数個の紫外LED光源と、上記紫外LEDチップに対して設けられ、かつ上記紫外LEDチップに対して、上記紫外LEDチップから放射される紫外光を可視光に変換し得る間隙をおいて配置され、上記紫外光を互いに異なる波長の可視光に変換する複数種の蛍光体を含有し、上記複数種の蛍光体からの発光の混色により実質的に白色光を得ることが可能な樹脂層を有する白色変換シートとを備えることを特徴とするものである。
図1は、本発明の発光装置の一例を示す概略平面図であり、図2は、図1のA−A線断面図である。図1および図2に例示する発光装置1は、基板2と、この基板2上にアレイ状に配列された複数個の紫外LED光源3と、この複数個の紫外LED光源3の紫外LEDチップに対して、所定の間隙をおいて配置された白色変換シート5とを有するものである。白色変換シート5は、紫外LED光源3の紫外LEDチップから放射される紫外光を互いに異なる波長の可視光に変換する複数種の蛍光体を含有する樹脂層4から構成されている。なお、図1において、白色変換シートの一部は省略されている。
一方、従来のように紫外LED光源毎に蛍光体を含有する色変換部が設けられている場合には、色変換部が紫外LED光源の一部を構成しているため、本発明における白色変換シートのように、種々の形状とすることは困難である。また、従来の場合では、発光装置においては複数個の紫外LED光源がドット状に配置されるため、本発明のように種々の形状を有する発光装置とすることも困難である。
以下、本発明の発光装置の各構成について説明する。
本発明に用いられる白色変換シートは、複数個の紫外LED光源に対して設けられ、かつ紫外LED光源の紫外LEDチップに対して、この紫外LEDチップから放射される紫外光を可視光に変換し得る間隙をおいて配置されるものである。また、白色変換シートは、紫外LEDチップから放射される紫外光を互いに異なる波長の可視光に変換する複数種の蛍光体を含有し、この複数種の蛍光体からの発光の混色により実質的に白色光を得ることが可能な樹脂層を有するものである。
なお、紫外LEDチップとは、紫外光を放射する部材、いわゆる発光層のことをいう。本発明においては、紫外LEDチップと白色変換シートとが所定の間隙をおいて配置されているので、紫外LEDチップと白色変換シートとが直接接触することがなく、樹脂や蛍光体の劣化、および蛍光体の温度消光を抑制することができる。紫外LEDチップと白色変換シートとが所定の間隙をおいて配置されていれば、紫外LED光源と白色変換シートとが接触していてもかまわない。
以下、白色変換シートの各構成について説明する。
本発明に用いられる樹脂層は、紫外LED光源の紫外LEDチップから放射される紫外光を互いに異なる波長の可視光に変換する複数種の蛍光体を含有するものであり、この複数種の蛍光体からの発光の混色により実質的に白色光を得ることが可能なものである。
本発明に用いられる蛍光体は、紫外LED光源の紫外LEDチップから放射される紫外光を可視光に変換するものである。樹脂層は、紫外光を互いに異なる波長の可視光に変換する複数種の蛍光体を含有しており、この複数種の蛍光体からの発光の混色により実質的に白色光を得ることができる。
本発明に用いられる樹脂としては、紫外LED光源の紫外LEDチップから放射される紫外光を吸収し、蛍光体から放射される可視光を透過するものであれば特に限定されるものではないが、高エネルギーの紫外光に対して劣化しにくいものであることが好ましい。
本発明における樹脂層は、蛍光体を樹脂に分散させた樹脂組成物を固化させることにより得ることができる。
樹脂層の成膜方法としては、例えば、上記樹脂組成物を用いてシート状に成形する方法や、上記樹脂組成物を基材上に塗布する方法を用いることができる。また、樹脂組成物の固化方法としては、用いる樹脂の種類に応じて適宜選択され、例えば、加熱、乾燥、光照射等の方法が用いられる。
本発明においては、樹脂層上に光導入層が形成されていてもよい。この光導入層としては、例えば、点光源(紫外LED光源)からの光(紫外光)を平行光にするものであってもよく、紫外LED光源からの紫外光を拡散させるものであってもよい。光導入層が紫外LED光源からの紫外光を平行光にするものである場合には、紫外LED光源から全方位に放射される紫外光を光導入層によって平行光にし、紫外光を樹脂層に効率良く入射させることができる。また、光導入層が紫外LED光源からの紫外光を拡散させるものである場合には、樹脂層表面での光の反射を抑制し、紫外光を樹脂層に効率良く入射させたり、樹脂層から白色光を効率良く取り出したりすることができる。
本発明においては、樹脂層が基材上に形成されていてもよい。特に、樹脂層が自己支持性をもたない場合には、基材上に樹脂層が形成されていることが好ましい。
中でも、基材は、樹脂フィルム等のフレキシブルな基材であることが好ましい。樹脂フィルムは、成形性に優れており、曲面への適用等の種々のアプリケーションへの適用可能性が広がるからである。
本発明に用いられる紫外LED光源は、紫外LEDチップを有するものである。この紫外LED光源としては、特に限定されるものではなく、一般的に使用される紫外LED光源を用いることができる。例えば、LEDの種類としては、砲弾型、表面実装(SMD)型、Chip On Board(COB)型、パワーLED Face Up(FU)型、パワーLED Face Down(FD)型などのいずれであってもよい。
上記金属板の構成材料としては、熱伝導性のよい金属が用いられ、例えば、アルミニウム、銅などが挙げられる。
封止材の構成材料としては、通常、樹脂が用いられる。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらは、耐候性に優れているため、好適に用いられる。
本発明の発光装置は、例えば、信号機、広告等の表示用光源、照明装置等の照明用光源、液晶表示装置のバックライト等の表示装置用光源などに適用することができる。
特に、本発明における白色変換シートは成形性に優れているので、種々の形状を有する発光装置を得ることができる。
紫外LED光源と白色変換シートとの間に充填される媒体としては、特に限定されるものではない。
本発明の白色変換シートは、上述の発光装置に用いられ、紫外LED光源の紫外LEDチップから放射される紫外光を互いに異なる波長の可視光に変換する複数種の蛍光体を含有し、上記複数種の蛍光体からの発光の混色により実質的に白色光を得ることが可能な樹脂層を有することを特徴とするものである。
なお、白色変換シートについては、上記「A.発光装置」の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
[実施例]
1.白色変換シートの作製
青色蛍光体(BaMgAl10O17:Eu2+)と、緑色蛍光体((Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu2+)と、赤色蛍光体(CaAlSiN3:Eu2+)とを、PMMA樹脂ペレットに混練させ、蛍光体および樹脂が混合したペレットを作製した。この蛍光体・樹脂混合ペレットを300μmの厚さのシート状に加工し、10cm×10cmの白色変換シートを作製した。
紫外LED光源が9個配列されたものを準備した。これらの紫外LED光源の紫外LEDチップに対して、上記の白色変換シートを3mm程度の間隙をおいて配置した。
得られた白色変換シートについて、紫外LED(405nm)の光励起による発光色を観察した。紫外LEDチップからの紫外光により励起されて発生した、BaMgAl10O17:Eu2+の青色蛍光と、(Ca,Sr,Ba)2SiO4:Eu2+の緑色蛍光と、CaAlSiN3:Eu2+の赤色蛍光とが混色されて、白色光が観測された。
2 … 基板
3 … 紫外LED光源
4 … 樹脂層
5 … 白色変換シート
6a、6b … 光導入層
Claims (4)
- 紫外LEDチップを有する複数個の紫外LED光源と、
前記複数個の紫外LED光源に対して設けられ、かつ前記紫外LEDチップに対して、前記紫外LEDチップから放射される紫外光を可視光に変換し得る間隙をおいて配置され、前記紫外光を互いに異なる波長の可視光に変換する複数種の蛍光体を含有し、前記複数種の蛍光体からの発光の混色により実質的に白色光を得ることが可能な樹脂層を有する白色変換シートと
を備えることを特徴とする発光装置。 - 前記複数種の蛍光体が、前記紫外光を青色光に変換する青色蛍光体、前記紫外光を緑色光に変換する緑色蛍光体、および、前記紫外光を赤色光に変換する赤色蛍光体であることを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記白色変換シートが、前記樹脂層上に形成された光導入層をさらに有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の発光装置。
- 請求項1から請求項3までのいずれかに記載の発光装置に用いられ、紫外LED光源の紫外LEDチップから放射される紫外光を互いに異なる波長の可視光に変換する複数種の蛍光体を含有し、前記複数種の蛍光体からの発光の混色により実質的に白色光を得ることが可能な樹脂層を有することを特徴とする白色変換シート。
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