JP2012079671A - 補色式光源装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】低コストで寿命が長く、発光効率が高く演色評価指数の高い光源装置を提供する。
【解決手段】補色薄膜層となる複数の蛍光粒子を塗布または蒸着または噴霧して形成したもの、或いは複数の蛍光粒子を含む透明なコロイドをカバーの内側に均等に付し、発光ユニットが発する第一波長光の一部が補色薄膜層を通過することで第二波長光を得る。残りの第一波長光及び第二波長光が混合することで白光を得る。発光ユニットのパッケージング過程で蛍光体を一緒にパッケージングする必要も、蛍光体及びパッケージング材料を発光ユニットに密接させる必要もなく、第一波長光から白光を得ることができる。また補色薄膜層を発光ユニットのパッケージング層から離すことで、発光ユニットによる発熱の影響を補色薄膜層内の蛍光体に与えることなく、混合によって得られる白光の発光効率を高めることができ、本発明の目的を達成できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、補色式光源装置、特に、補色薄膜層を備えたカバーを利用することで第二波長光を作り、前記第二波長光と発光ユニットによる第一波長光の混合により白光を作り出す光源装置に関する。
従来の白色発光ダイオードは、青色発光ダイオードに補色である黄色蛍光体を組み合わせる、或いは青色発光ダイオードに補色である赤色蛍光体及び緑色蛍光体を組み合わせる等、二或いは三種の波長を持つ光源の混合により製造されている。更に蛍光体と青色発光ダイオードはパッケージング過程において、蛍光体を青色発光ダイオードに密着させ直接パッケージングすることで白色発光ダイオードを製造している。
上記のように蛍光体と青色発光ダイオードを密着させると、青色発光ダイオードにおいて電子と正孔が再結合をする際の発熱により蛍光体の寿命に影響を及ぼし、それにより白色発光ダイオードの寿命にも影響を与えてしまう。
台湾特許第Ｉ３２９３６８号明細書 米国特許第５，９５９，３１６号明細書
本発明は、上記の従来技術の問題を解決し、寿命が長い白色発光ダイオードを提供することを目的とする。
本発明は補色式光源装置であり、発光ユニットが発する第一波長光の一部を第二波長光に変換し、残りの第一波長光及び前記第二波長光を混合し白光を作り出すことを最も主要な特徴とする。
本発明の補色式光源装置は、発光ユニット、カバー及び補色薄膜層を備える。前記発光ユニットは第一波長光を発する。前記カバーには中空部があり、前記中空部は前記発光ユニットを収めることができる。前記補色薄膜層は前記カバーの片側に均等に付してあり、前記発光ユニットが発する第一波長光の一部は前記補色薄膜層を通過することで第二波長光となる。
本発明の補色式光源装置を従来の技術と比較すると、補色薄膜層を備えるカバー及び発光ユニットを備えることで、発光ユニットのパッケージング過程において蛍光体を一緒にパッケージングする必要がなく、本発明はＬＥＤチップ或いはＬＥＤパッケージである発光ユニットをそのまま応用することができる、すなわち発光ダイオードをパッケージングした後に付加される二次光学レンズである。また、パッケージング過程において蛍光体及びパッケージング材料を発光ユニットに密接させる必要もなく、第二波長光を得ることができる。本発明は補色薄膜層を発光ダイオードのパッケージング層から離すことで、発光ダイオードによる発熱の影響を蛍光体に与えることなく、混合によって得られる白光の発光効率を高めることができる。つまり、本発明は従来の技術に比べ、低コストで寿命が長く、発光効率が高く演色評価指数（ＣＲＩ）が高いという利点がある。
本発明の実施例１の補色式光源装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施例１の補色式光源装置のもう一つの構成を示す説明図である。 本発明の実施例２の補色式光源装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施例３の補色式光源装置の構成を示す説明図である。 本発明の実施例４の補色式光源装置の構成を示す説明図である。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の実施例１の補色式光源装置の構成を図１に示す。本実施例の補色式光源装置２は、発光ユニット１、カバー４及び補色薄膜層６を有する。発光ユニット１は一つの或いは複数の発光ダイオードであり、前記発光ダイオードはＬＥＤチップ或いはＬＥＤパッケージである。また、発光ユニット１は点光源或いは面光源とする。カバー４は中空部４２を有し、中空部４２は発光ユニット１を収めることができる。また、別の実施例として、カバー４はレンズを備えることができ、前記レンズにより光束の指向性を強化することができる。補色薄膜層６は複数の蛍光粒子６２を塗布、蒸着または噴霧することにより形成、或いは複数の蛍光粒子６２を含む透明なコロイドである。補色薄膜層６はカバー４の内側に均等に付してあり、発光ユニット１が発する第一波長光λａの一部を補色薄膜層６に通過させることで第二波長光λｂ（図１において図示せず）を得る。残りの第一波長光λａ及び第二波長光λｂが混合することで白光λｗを得る。例えば、発光ユニットの第一波長光λａを青色の光、蛍光粒子６２を補色である黄色にすると、補色式光源装置２は混合した白光λｗを作り出すことができる。
補色薄膜層６はカバー４の内側或いは外側のどちらかに付す（それぞれのケースを図１及び図２に示す）。補色薄膜層６がカバー４のどちら側にあっても、本発明の目的である発光ユニット１が発する第一波長光λａの一部を第二波長光λｂに変換し、残りの第一波長光λａ及び第二波長光λｂが混合することで作り出される白光λｗを得ることができる。
本発明の実施例２の補色式光源装置の構成を図３に示す。本実施例の補色式光源装置２ａは、発光ユニット１、カバー４及び補色薄膜層６を有する。補色薄膜層６は複数の薄膜層８（図３において図示せず）及び薄膜層１０（図３において図示せず）により構成される。薄膜層８は赤色、薄膜層１０は緑色であり、これにより黄色の補色薄膜層６を形成する。或いは、補色薄膜層は複数の蛍光粒子８２及び蛍光粒子１０２を含む透明コロイド８ａ及び透明コロイド１０ａであり、カバー４の内側或いは外側に重ねて付す。蛍光粒子８２及び蛍光粒子１０２は異なる特性を持った粒子であり、蛍光粒子８２及び蛍光粒子１０２の組み合わせにより発光ユニット１が発する第一波長光λａから第二波長光λｂ（図３において図示せず）を得る。
更に、上述の各実施例は共に、図１や図３のように中空部４２に設置された発光ユニット１が発する第一波長光λａをカバー４及び補色薄膜層６に直接入射させるか、図４に示すように、中空部４２に設置された発光ユニット１が発する第一波長光λａを反射、屈折或いは回折のいずれかにより間接的にカバー４及び補色薄膜層６に入射させる。
本発明の実施例３の補色式光源装置の構成を図４に示す。発光ユニット１は点光源を例に取る。発光ユニット１は集光ユニット１２の焦点にあたる位置に設置し、発光ユニット１が発する第一波長光λａは集光ユニット１２に反射することにより平行光となり、カバー４及び補色薄膜層６に入射する。集光ユニット１２は複数でもよい。
本発明の実施例４の補色式光源装置の構成を図５に示す。集光ユニット１２は反射層７及び補色薄膜層６を有し、発光ユニット１は集光ユニット１２の焦点にあたる位置に設置する。発光ユニット１は点光源を例に取る。発光ユニット１が発する第一波長光λａはまず集光ユニット１２の補色薄膜層６に入射し、第一波長光λａの一部が励起され第二波長光λｂが得られる。そして残りの第一波長光λａ及び第二波長光λｂが反射層７によって平行光となり、カバー４に入射し発光λｗを得る。集光ユニット１２は複数でもよい。
従来の技術と比較すると、本発明の補色式光源装置２は補色薄膜層６を備えるカバー４と発光ユニット１を組み合わせることにより、発光ユニットのパッケージング過程で蛍光体を一緒にパッケージングする必要がなく、本発明はＬＥＤチップ或いはＬＥＤパッケージである発光ユニット１をそのまま応用することができる、すなわちパッケージングした後に付加される二次光学レンズである。また、パッケージング過程において蛍光体及びパッケージング材料を発光ユニット１に密接させる必要もなく、発光ユニット１が発する第一波長光λａから白光λｗを得ることができる。また本発明は補色薄膜層６を発光ユニット１のパッケージング層から離すことで、発光ユニット１による発熱の影響を補色薄膜層６内の蛍光体に与えることなく、混合によって得られる白光の発光効率を高めることができる。つまり、本発明は従来の技術に比べ、低コストで寿命が長く、発光効率が高く演色評価指数が高いという利点がある。
上述において、本発明の説明の利便性のために最良の実施例を挙げて説明したが、これらの実施例は本発明の請求の範囲を限定するものではなく、本発明に基づく本発明の要旨を逸脱しないあらゆる変更は全て本発明の特許請求の範囲に含まれる。
１ 発光ユニット
２、２ａ 補色式光源装置
４ カバー
４２ 中空部
６ 補色薄膜層
６２、８２、１０２ 蛍光粒子
７ 反射層
８ 赤色薄膜層
８ａ 透明コロイド
１０ 緑色薄膜層
１０ａ 透明コロイド
１２ 集光ユニット
λａ 第一波長光
λｂ 第二波長光
λｗ 白光

Claims (14)

  1. 補色式光源装置であって、
    本光源装置は、第一波長光を発するＬＥＤチップ或いはＬＥＤパッケージである発光ユニットと、
    中空部を有し、前記中空部には前記発光ユニットを収めることができるカバーと、
    前記カバーの片側に均等に付され、前記発光ユニットが発する前記第一波長光の一部を第二波長光に変換する補色薄膜層と、
    を備える補色式光源装置。
  2. 前記カバーはレンズを備えることを特徴とする
    請求項１に記載の補色式光源装置。
  3. 前記補色薄膜層は複数の蛍光粒子を塗布、蒸着または噴霧することにより形成することを特徴とする
    請求項１に記載の補色式光源装置。
  4. 前記補色薄膜層は複数の蛍光粒子を含む透明コロイドであることを特徴とする
    請求項１に記載の補色式光源装置。
  5. 前記蛍光粒子は前記第一波長光の一部を前記第二波長光へと変換し、前記第一波長光の残り及び前記第二波長光を混合することで白光を得ることを特徴とする
    請求項３または４に記載の補色式光源装置。
  6. 前記発光ユニットが発する第一波長光は青色であり、前記蛍光粒子は補色である黄色であることを特徴とする
    請求項５に記載の補色式光源装置。
  7. 前記補色薄膜層は前記カバーの内側或いは外側に付すことを特徴とする
    請求項５に記載の補色式光源装置。
  8. 前記発光ユニットは点光源或いは面光源であることを特徴とする
    請求項１に記載の補色式光源装置。
  9. 前記補色薄膜層は複数の薄膜層で構成されることを特徴とする
    請求項１に記載の補色式光源装置。
  10. 前記薄膜層はそれぞれ赤色薄膜層及び緑色薄膜層により、補色である黄色薄膜層を形成することを特徴とする
    請求項９に記載の補色式光源装置。
  11. 前記薄膜層はそれぞれ複数の蛍光粒子を含む複数の透明コロイドであり、前記カバーの内側或いは外側に重ねて付すことを特徴とする
    請求項９に記載の補色式光源装置。
  12. 前記蛍光粒子は異なる性質を持つ粒子であり、前記蛍光粒子の組み合わせにより前記発光ユニットが発する第一波長光の一部を第二波長光へと変換することを特徴とする
    請求項１１に記載の補色式光源装置。
  13. 補色式光源装置であって、
    本光源装置は、第一波長光を発するＬＥＤチップ或いはＬＥＤパッケージである発光ユニットと、
    中空部を有し、前記中空部には前記発光ユニットを収めることができるカバーと、
    集光ユニットと、
    前記カバーの片側に均等に付され、前記発光ユニットが発する前記第一波長光の一部を第二波長光に変換する補色薄膜層と、
    を備え、前記発光ユニットは前記集光ユニットの焦点にあたる位置に設置し、前記第一波長光の残り及び前記第二波長光を混合することで白光を作り出す補色式光源装置。
  14. 補色式光源装置であって、
    本光源装置は、第一波長光を発するＬＥＤチップ或いはＬＥＤパッケージである発光ユニットと、
    中空部を有し、前記中空部には前記発光ユニットを収めることができるカバーと、
    反射層を有する集光ユニットと、
    前記反射層の片側に均等に付され、前記発光ユニットが発する前記第一波長光の一部を第二波長光に変換する補色薄膜層と、
    を備え、前記発光ユニットは前記集光ユニットの焦点にあたる位置に設置し、前記第一波長光の残り及び前記第二波長光を混合することで白光を作り出す補色式光源装置。
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