JP2015530718A - 発光アセンブリ、ランプ及び照明器具 - Google Patents

Abstract

発光アセンブリ２００、ランプ及び照明器具が、提供される。発光アセンブリ２００は、第１の光源２１４、発光層２０８、反射領域２１２及び第２の光源２１０を有する。第１の光源２１４は、第１の光源２１４から離間されて配される発光層２０８に向かって青色光２０６を発する。発光層２０８は、受け取られた青色光２０６の一部を吸収し、前記受け取られる光の一部を緑色光２０２に変換する発光材料を有する。第２の光源２１０は、オレンジ色、オレンジ色／赤色又は赤色の光を、当該光を発光層２０８に向かって反射する反射領域に向かって発する。第２の光源２１０は、発光層２０８に向かって直接的には光２０４を発しない。

Description

本発明は、特有の色の（例えば、色空間の黒体線に近い色点の）発光を得るために混合される複数の一次色を生成するための１つ以上の光源及び発光材料を使用する発光アセンブリに関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）に基づく（直管ランプの場合の照明器具と互換性を有する）レトロフィット・ライト・チューブは、重要なアプリケーションになっている。このようなライト・チューブの効率は、市場に出ている最も重要な差別化要因のうちの１つである。異なる一次色を生成するための遠隔蛍光体の使用が、効率的なＬＥＤベースのレトロフィット・ライト・チューブを得るために考慮されている。増大された効率を得ることにおける次なるステップは、比較的狭い発光帯域の一次色を発するＬＥＤの使用である。例えば、赤色、緑色及び青色発光ＬＥＤが、使用される。しかしながら、緑発光ＬＥＤは、十分に効率的でない。代替的なものとして、青色発光ＬＥＤ、赤色発光ＬＥＤ及び比較的狭い発光帯域の緑色光を発する発光材料を使用することが提案されている。しかしながら、図１に示されているように、赤色発光ＬＥＤと青色光を緑色光に変換する発光材料を備える層との使用は、特定の不利な点を有し、即ち、特有のレトロフィット・ライト・チューブの光射出窓における可視的なスポットの不利な点を有する。

図１は、ライト・チューブの長手方向におけるライト・チューブの断面図１００を示している。ライト・チューブの少なくとも一部１０２は、青色光を吸収すると共に、吸収された光を緑色光へと変換する発光材料を有する。発光材料の反対側には、発光材料に向かって光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）１０４、１０６が配されている。ＬＥＤ１０４は、青色光を発し、当該青色光の一部は前記発光材料により吸収される一方で、一部は変換されることなくライト・チューブの一部１０２を通って発される。従って、青色ＬＥＤは、ライト・チューブによる青及び緑色光の発光に直接的及び間接的に関与している。ＬＥＤ１０６は、赤色光を発する。ライト・チューブの部分１０２における発光材料は赤色光により励起されず、赤色光は部分１０２を介して周囲に発される。比較的大量の青色光が必要とされる及び青色光も部分的に変換されるので、比較的大量の青色ＬＥＤ１０４が設けられ、比較的少量の赤色発光ダイオード１０６が設けられる。従って、赤色ＬＥＤ１０６により発される光は、発光材料を備える部分１０２のサブエリアを照明するのみであり、結果として、赤みがかった色を有する可視的な明るいスポットとなる。青色ＬＥＤが多数を占めているので、青色光によって発光材料の完全な部分１０２を照明することは難しくない。図１において、青色ＬＥＤ１０４が赤色ＬＥＤ１０６の近くに配されており、青色光による完全な部分１０２の照明を得るために隣接する青色ＬＥＤ１０４間により大きい距離が存在することが分かる。図１の下に（the bottom end of Fig. 1）、ユーザが（断面図１００に示されているように）ライト・チューブに向かって方向Ａに覗き込む場合に見られ得る上面図１５０が示されている。ライト・チューブの表面の大部分１５２に沿って、青色及び緑色光の組合せが発される。赤色ＬＥＤ１０６の上方には、明らかに目に見えるスポット１５４が観察可能である。スポット１５４は、赤みがかった色を有しており、異なる色の厳密な混合に依存して、少し赤い色合いを有する白色に見え得る。スポット１５４は、少なくとも周囲の領域よりも明るく、人の肉眼により、周囲とは異なる色を有するスポットとして感じられる。ライト・チューブの表面にこのような目に見えるスポットを有することは望まれていない。

本発明の目的は、光の異なる色の混合を発する発光アセンブリであって、明るい及び／又は他の色を有するスポットの可視性が低減されている、発光アセンブリを提供することにある。

本発明の第１の見地は、発光アセンブリを提供する。本発明の第２の見地は、ランプを提供する。本発明の第３の見地は、照明器具を提供する。有利な実施例は、添付の従属請求項において規定される。

本発明の第１の見地による発光アセンブリは、第１の光源、発光層、反射領域及び第２の光源を有する。前記第１の光源は、青いスペクトルの領域の光を発する。前記発光層は、前記第１の光源から離間されて配されていると共に前記前記第１の光源からの光を受け取る。前記発光層は、青色スペクトル領域の受け取られる光の一部を吸収し、前記受け取られる光の一部を緑色スペクトル領域の光に変換する発光材料を有する。反射領域は、光を前記発光層に向かって少なくとも部分的に光を反射する。前記第２の光源は、オレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色スペクトル領域の光を発する。前記第２の光源は、前記反射領域に向かう方向に光を発し、前記発光層に向かって直接的に光を発しないように配されている。

本発明の前記第１の見地による発光アセンブリは、前記発光層にぬかって直接的にオレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光を発しないが、オレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光は反射領域により反射される。この反射は、少なくともオレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光の発光経路を増大させ、従って、特定の実施例において、オレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光ビームがより広い光ビームへと広がることができ、従って、オレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光が、前記発光層のより広い領域に当たる。他の特定の実施例において、前記反射領域は、赤色光により照明されている増大された領域に貢献する。従って、オレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光は、前記発光層に沿ってより良好に広げられ、スポットがまだ可視的なものである場合、前記スポットはあまり明るくなく、より大きい領域を有する。発光層に沿った光出力は、より一様な色であると共に明るさにおける変化がより少ない。

青色スペクトル領域は、少なくとも４４０ナノメートル乃至４９５ナノメートルの領域における波長を有する。緑色スペクトル領域は、少なくとも４９５乃至５７０ナノメートルにおける波長を有する。オレンジ色スペクトル領域は、少なくとも５９０乃至６２０ナノメートルの領域の波長を有し、赤色スペクトル領域は、少なくとも６２０乃至７５０ナノメートルまで領域の波長を有し、オレンジ色／赤色スペクトル領域は、オレンジ色スペクトル領域から赤色スペクトル領域への遷移に近い波長を有する。前記第１の光源、発光材料及び前記第２の光源は、特定のスペクトル領域の光を発することに留意されたい。このことは、発された光の比較的大きな部分が、これらのスペクトル領域の波長で発されるが、発光の波長分布の裾は、これらのスペクトル領域の外側にあり得ると解釈されなければならない。しかしながら、特定のスペクトル領域の外側で発されるエネルギの量は比較的少なく、従って、人間の目が特定の発光を受け取る場合、当該人間の肉眼は青色スペクトル領域の光を青色光として感じ、緑色スペクトル領域の光の緑色光として感じ、オレンジ色／赤色、又は赤色スペクトル領域の光をオレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光として感じる。

オプションとして、前記第２の光源は、発散する光ビーム（a diverging light beam）を発し、前記反射領域は平坦な鏡面反射領域である、又は前記反射領域は前記発光層の反射された光により照明される領域を平坦な鏡面領域により照明される領域と比較して増大させるように構成されている。従って、前記第２の光源が発散する光ビームであり、この光が『入射角は反射角である』という法則に従って反射される場合、オレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光の拡張された光経路は、結果として、赤色光ビームの幅の拡大をもたらし、この拡大は、オレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光による前記発光層のより広い照明される領域をもたらす。そうでない場合、前記反射領域は、赤色光により照明されている領域を増大させる手段とし作用する。

オプションとして、前記反射領域は、非平坦である。例えば、当該非平坦な反射領域は、特有の形状（例えば、Ｕ字形、Ｖ字形、隆起、谷、バンプ、ピラミッド又は波パターン）の突起又は凹部を有し、前記突起及び／又は前記凹部は、反射面の他の部分とは別の方向にオレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光の光ビームの一部を発する。従って、発光層のより大きい部分が、単一の第２の光源からオレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光を受け取る。この例示的な実施例において、前記反射領域は、鏡面反射性であっても良い。反射面の形状に対する前記第２の光源の特定の配置は、反射されたオレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光により照明される領域を増大させることもできる。

一実施例において、前記反射面は、角度発光分布の幅を増大させるように構成される。前記角度発光分布とは、角度発光分布の半値全幅（Full Width Half Maximum）として表されることができる。角度発光分布は、特定の発光角度で発された光強度を表す。前記発光角度とは、(前記第２の光源の)発光面の法線に対する角度として表される、又は前記光ビームの中心軸に対する角度として表されることもできる。鏡面反射性である平坦な表面は、個々の光線（each individual light ray）の入射角が、結果として前記鏡面反射性による等しい角度の反射をもたらすので、角度発光分布の幅を増大させない。鏡面反射性である平坦面は、個々の光線の入射角が結果として前記鏡面反射性による等しい反射角をもたらすので、前記角度発光分布の幅を増大させないことに留意されたい。しかしながら、全ての光線が正確に同一方向に反射されないとなるとすぐに、前記角度発光分布の幅は増大する。

オプションとして、前記反射領域は、前記第２の光源により発される光の発光分布の角度の幅を増大させる拡散反射性である。上述したように、このことにより、発光層のより大きい領域がオレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光により照明される。

オプションとして、前記反射領域は、円の一部又は楕円の一部の断面形状を有する。このような形状は、発散する反射器として作用し得る。前記第２の光源は、このような反射領域の発散特性が使用されるように配されなければならない。前記反射器が初めに光を焦点に向かって発散する場合、この焦点は、前記光が前記焦点の後ろで十分に発散するように、前記発光層に対するよりも前記反射器に対して近くに位置されなければならない。

オプションとして、前記第１の光源により発される前記光ビームの第１の中心発光ベクトルと、前記第２の光源により発される光ビームの第２の中心発光ベクトルとの間の角度は、１００乃至２６０度の範囲にある。従って、前記第１の中心発光ベクトル及び前記第２の中心発光ベクトルの始点が位置合わせされる場合、前記第１の中心発光ベクトルと前記第２の中心発光ベクトルとの間の角度は、１００度よりも大きく、かつ、２６０度よりも小さい。このことは、結果的に、前記第１の光源により発される前記第１の光ビームの前記第２の光源により発される前記第２の光ビームに対する相対的な配向であって、前記第２の光源の光が前記発光層に向かって直接的には発されないが前記発光層に向かって当該反射を介して発されるような、前記光源、前記発光層及び前記反射領域の配置を可能にする配向をもたらす。オプションとして、角度は、１３０乃至２３０度の範囲にある。他のオプションの実施例において、角度は、１６０乃至２００度の範囲にある。

オプションとして、前記第２の光源が光を発する方向は、前記第１の光源が光を発する方向の実施的に反対の方向におけるものである。このオプションの実施例は、前記第２の光源からの光が前記発光層に向かって直接に発されることをより良好に防止し、これにより、観察者が、前記第２の光源から直接的に生じる光による前記発光層の照明によってもたらされるスポットを見得ることを防止する。

オプションとして、前記第１の光源、前記第２の光源及び発光材料の少なくとも１つの発光の波長分布の幅は、半値全幅値として表され、５０ナノメートルよりも小さい。前記発光の波長分布とは、特定の波長において発される光強度の分布である。前記波長分布の幅が比較的小さい場合、前記発光アセンブリは、より広い発光分布を有する発光と比較して、比較的効率的である。オプションとして、他の実施例において、前記第１の光源、前記第２の光源及び発光材料の少なくとも１つの発光の波長分布の幅は、４０ナノメートルより小さい。オプションとして、他の実施例において、前記第１の光源、前記第２の光源及び発光材料の少なくとも１つの発光の波長分布の幅は、３０ナノメートルより小さい。前記発光材料の発光は、他の色の光の吸収に応答して前記発光材料により生成される光であることに留意されたい。前記発光材料の発光は、吸収されることなく前記発光層を通って伝達される光に関連しない。

オプションとして、前記第１の光源は前記反射領域上に配される。前記第１の光源のこの位置は、前記反射領域により反射される光及び前記第１の光源により発される光が前記反射領域から前記発光層に向かってほぼ同じ発光経路を辿り、ユーザが前記発光アセンブリに向かって異なる角度から見る場合に異なる色が見えることを防止するので、有利である。

オプションとして、前記発光アセンブリは、更に、ハウジング及び光射出窓を有する。前記ハウジングは、キャビティを囲んでいる。前記第１の光源及び前記第２の光源は、キャビティ内に配されている。光は、前記光射出窓を通って前記発光アセンブリの周囲に発される。

前記ハウジングは、特有の形状に限定されるものではない。一実施例において、前記ハウジングは、円筒形状又は箱の形状を有し得る。他の実施例において、前記ハウジングは、楕円断面形状を有する。

オプションとして、前記ハウジングは、対向する表面を有する。前記対向する表面は、キャビティに面していると共に反射領域に面しているが、光射出窓には面していない。前記第２の光源は、前記対向する表面上に配される。従って、前記対向する表面は、前記第２の光源の光が、自動的に、反射される領域に向かって向けられ前記光射出窓には向けられてないように、配される。従って、前記第２の光源の光はより長い発光経路を有し、前記発光領域のより大きい領域を照明するようになり、これによりスポットの明るさ及び／又は可視的な色の違いを低減させる。

オプションとして、前記ハウジングは、キャビティ内に突出する突出要素を有する。前記突出要素の表面は、対向する表面である。従って、突出要素（突起のようなフランジでも良く又はパネル様の突起でも良い）が設けられ、前記突出要素は、前記発光層には面していないが前記反射領域に向かって面する少なくとも１つの表面を有する。このような突出要素は、スポットの明るさ及び／又は可視的な色の違いが低減されるように前記第２の光源を有利な位置に配するための効果的な解決案である。

オプションとして、前記ハウジングは少なくとも１つの平坦な壁を有し、前記平坦な壁は前記光射出窓を有する。更に、前記平坦な壁は、前記光射出窓の縁において、少なくとも、前記対向する表面を有する不透明な壁部分を有する。従って、前記光射出窓の少なくとも一方において、前記ハウジングは、キャビティに面する表面が前記対向する表面である平坦な壁部分を有する。このような実施例において、前記第２の光源及び／又は前記対向する表面は、前記光射出窓上に如何なる陰影も生成せず、前記光射出窓に沿って前記光出力の色及び強度の均一性を増大させる。他の実施例において、前記ハウジングは、前記光射出窓と前記第２の光源を備える前記平坦な壁部分を有する平坦な壁を１つだけ有する。一実施例において、前記ハウジングは、箱形状を有し得て、従って、６つの平坦な壁を有する。当該箱の全ての壁は、前記光射出窓を形成する部分を除いて、不透明であり得る。

オプションとして、前記反射領域は、前記ハウジングの表面の、少なくとも前記キャビティに面する一部である。前記キャビティに面する前記ハウジングの１つ以上の表面が反射性である場合、前記反射領域を生成するための付加的な構成要素を導入する必要はない。前記キャビティを通って進行すると共に前記光射出窓に直接的には当たらない光線が、反射され再利用され、従って、幾つか又は全ての壁が反射性である場合、高い効率を有する発光アセンブリが得られる。この実施例において、前記第２の光源の光のみが前記発光層に向かって反射されるわけではなく、例えば、前記発光層により反射され戻された光又は前記キャビティ内へと前記発光層により発される光も、吸収されず再利用される。

オプションとして、前記発光層は、前記光射出窓に配される。

本発明の第２の見地によれば、本発明の第１の見地による発光アセンブリを有するランプが、提供される。ランプは、例えば、レトロフィット電球又はレトロフィット・ライト・チューブであっても良い。他の実施例において、前記ランプは、小さい箱（長方形又は円筒状）であるＬＥＤモジュールであっても良く、発光ダイオードは、前記第１の光源及び前記第２の光源を形成し、前記箱の表面の１つは光射出窓である。

本発明の第３の見地によれば、本発明の第１の見地による発光アセンブリを有する又は本発明の第２の見地によるランプを有する照明器具が、提供される。

本発明の第２の見地によるランプ及び本発明の第３の見地による照明器具は、本発明の第１の見地による発光アセンブリと同じ利点を提供し、当該システムの対応する実施例と類似の効果を有する類似の実施例を有する。

本発明のこれら及び他の見地は、以下に記載される実施例を参照して明らかになり説明されるであろう。

当業者によって、上述のオプション、実施化及び／又は本発明の見地の２つ以上が役立つと見なされる何らかの仕方において組み合わされることができると理解されたい。

発光アセンブリの修正及び変更、並びに／又は（前記発光アセンブリの記載されている上述の修正に対応する）ランプ及び／若しくは照明器具の修正及び変更は、本明細書に基づいて当業者により行われることができる。

従来技術の段落の背景において議論されるライト・チューブの実施例を模式的に示している。 本発明の第１の見地による発光アセンブリの実施例を模式的に示している。 本発明の第１の見地による発光アセンブリを有するレトロフィット・ライト・チューブの実施例を模式的に示している。 発光アセンブリを有するレトロフィット・ライト・チューブの他の実施例を模式的に示している。 本発明の第１の見地による発光アセンブリを有するＬＥＤモジュールを模式的に示している。 発光アセンブリを有するレトロフィット・ライト・バルブを模式的に示している。 本発明の第３の見地による照明器具を模式的に示している。

異なる図において、同一符号により示されている項目は、同一の構造的なフィーチャ及び同一の機能を有している又は同一の信号であることに留意されたい。このような項目の機能または構造は説明されているので、詳細な説明においては当該機能又は構造に関する反復説明の必要はない。

これらの図は、単に概略であり、縮尺で描かれているわけではない。特に明確さのために、一部の寸法は、強く誇張されている。

図２は、本発明の第１の見地による発光アセンブリ２００の実施例を模式的に示している。図２は、断面図を示している。発光アセンブリ２００の提示されている要素が、図の平面に対して直角をなす方向において、幾らかの距離にわたって延在し得る。

発光アセンブリ２００は、第１の光源２１４、第２の光源２１０、発光層２０８及び反射領域２１２を有する。第１の光源２１４は、第１の光源２１４が動作中である場合、青色スペクトル領域における光２０６を発する。青色スペクトル領域は、４４０ｎｍから４９５ｎｍの領域における波長を有する。従って、第１の光源２１４により発される光は、人の肉眼によって、青色の光２０６として知覚される。青色光２０６は、発光層２０８に向かって発される。

発光層２０８は、第１の光源２１４から距離ｄだけ離れて配されている。距離ｄは、１ミリメートルあっても良く、大きい値（例えば、１又は２センチメートル）であっても良い。特に、発光層２０８が第１の光源２１４から２ミリメートルより大きく離れて配されている場合、発光層２０８は、いわゆる遠隔的なコンフィギュレーションにおいて配される。発光層２０８は、受け取られた青色光２０６の一部を吸収するように構成されている発光材料であって、受け取られた光の一部を緑色スペクトル領域における光２０２に変換するように構成されている発光材料を有する。緑色スペクトル領域は、４９５ナノメートル乃至５７０ナノメートルの領域の波長を有する。従って、前記第１の光源により発される光２０６に基づいて、発光層２０８を通って伝達され発光層２０８により発される光は、少なくとも青色光２０６及び緑色光２０２を有する。

第２の光源２１０は、動作中、オレンジ色、オレンジ色／赤色又は赤色スペクトル領域２０４における光を発する。オレンジ色スペクトル領域は、５９０乃至６２０ｎｍの領域の波長を有し、赤色スペクトル領域は、６２０乃至７５０ｎの領域の波長を有し、オレンジ色／赤色スペクトル領域は、前記オレンジ色のスペクトル領域から前記赤色スペクトル領域への遷移に近い波長を有する。従って、第２の光源２１０は、オレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光２０４として人の肉眼により知覚される光２０４を発する。当該明細書の以下において、「赤色光２０４」なる語は、第２の光源２０４により発されるオレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光２０４を称するのに使用され、従って、当該語「赤色光」が使用されている場合、赤色光の代わりに、オレンジ色光及びオレンジ色／赤色光と読み取られることが可能である。第２の光源２１０は、第２の光源２１０により発される光２０４が発光層２０８に向かって直接的に発されず、かつ、第２の光源２１０により発される光２０４が反射領域２１２に向かって発されるように、反射領域２１２及び発光層２０８に関して相対的な位置に配される。

反射領域２１２は、鏡面性又は拡散反射性のものであり、受け取られる光の少なくとも一部を発光層２０８に向かって反射する。発光アセンブリ２００内で、反射領域２１２は、第２の光源２１０により発される赤色光２０４を受け取り、従って、赤色光２０４の少なくとも一部は、発光層２０８に向かって反射される。図２に示されるように、第２の光源２１０により発される光ビームは発散する光ビームであり、反射領域２１２を介する反射のため、赤色光２０４は、比較的大きい距離に沿って進まなければならず、発散する光ビームの幅は、光が発光層２０８に到達する際に比較的広い光ビームへと増大された。従って、赤色光２０４は、発光層２０８の比較的広い面積に当たる。発光層２０８は、赤色光２０４を他の色の光に変換する材料を有さず、従って、赤色光２０４は、発光層２０８を通って伝達される。最後に、発光層２０８により発され発光層２０８を通って伝達される光は、緑色光２０２、赤色光２０４及び青色光２０６を有する。光の異なる色は、発光層２０８の比較的広い領域に沿って発され、光のあらゆる色が、発光層２０８の比較的広い面積に沿って比較的一様な分布において発される。明るいスポット又は異なる色のスポットは、発光層２０８において見られ得ない。

図２において、第１の光源２１０により発される光ビームの第１の中心発光ベクトル２１８及び第２の光源により発される光ビームの第２の中心発光ベクトル２１６が描かれている。前記中心発光ベクトルは、光ビームの光が発される全ての方向における平均を表している。第１の中心発光ベクトル２１８と第２の中心発光ベクトル２１６との間の角度は、１００乃至２６０度の範囲にある。任意には、前記角度は、１３０から２３０度の範囲にある。図２の実施例において、前記角度は、１６０乃至２００度の範囲にある。前記角度は、前記ベクトルの始点を共通の点に位置合わせし、第１の中心発光ベクトル２１８と第２の中心発光ベクトル２１６との間の角度を測定することにより測定されなければならないことに留意されたい。

要約すると、発光アセンブリ２００は、第１の光源２１４、発光層２０８、反射領域２１２及び第２の光源２１０を有する。第１の光源２１０は、第１の光源２１４から離間されて配されている発光層２０８に向かって青色光２０６を発する。発光層２０８は、受け取られた青色光２０６の一部を吸収し、受け取られる光の一部を緑色光２０２に変換する発光材料を有する。第２の光源２１０は、オレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光を反射領域に向かって発し、前記反射領域は、前記オレンジ色、オレンジ色／赤色、又は赤色光を発光層２０８に向かって反射する。第２の光源２１０は、発光層２０８に向かって直接的には光２０４を発しない。

図３ａは、本発明の第１の見地による発光アセンブリを有するレトロフィット・ライト・チューブ３００の一実施例を模式的に示している。図３ａは、断面図を示しており、当該断面図に示されている全ての要素が、当該図面に対して垂直な方向において、幾らかの距離にわたって延在し得ることを意味している。更に、要素の幾らかは、前記垂直な方向において反復し得る。例えば、より多くの光源２１０、２１４が、当該図の平面に垂直な線上に位置するライト・チューブ３００において設けられ得る。

レトロフィット・ライト・チューブ３００は、円筒状のキャビティ３１０を封入する中空ガラス管３０４を有する。キャビティ３１０内で、ガラス・チューブ３０４の一部に反射層３０６が設けられており、反射層３０６は、図３ａの例において鏡面性の反射層である。反射層３０６の一方の端部において、フランジ様の要素３０８がキャビティ３１０内に突出している。フランジ様の要素３０８は、細長いパネル様の要素としても記述されることもでき、前記細長いパネル様の要素は、反射層３０６の縁に対する自身の（最も長い）縁を備えて配されていると共に、ガラス・チューブ３０４の中心軸の方向へとキャビティ内に延在している。ガラス・チューブ３０４の反射層３０６によって覆われていない部分は、光射出窓３１２である。光射出窓３１２に、発光層２０８が設けられている。反射層３０６は、反射層３０６に当たる光を光射出窓３１２に向かって、従って発光層２０８に向かって反射するように構成されている。レトロフィット・ライト・チューブ３００は、更に、第１の光源２１４及び第２の光源２１０を有する。前記レトロフィット・ライト・チューブの長手方向（lateral direction）において、複数の第１の光源２１４が反射層３０６上に設けられている。第１の光源２１４は、青色光２１４を発光層２０８に向かって発する。フランジ様の要素３０８は、反射領域３０６に面しているが光射出窓３１２に直接的には面していない対向する表面３０２を有する。第２の光源２１０は、フランジ様の要素３０８の対向する表面３０２上に設けられ、動作中、反射領域３０６に向かって赤色光３０６を発する。反射領域３０６の断面形状は、この特定の実施例において円形であり、従って、前記反射領域に当たる光は最初に焦点まで反射され、前記焦点の後に広い光ビームへと広げられる。反射領域３０６の特定のコンフィギュレーションは、結果として、およそ発光層２０８全体に当たるような赤色光の反射２０４をもたらす。図２の状況において上述したように、赤色光２０４は発光層２０８を通って伝達される。また、発光層２０８に関する上述の議論に即して青色光の一部２０４は発光層２０８を通って伝達され、前記青色光の一部は、発光層２０８の発光材料によって緑色光２０２へと変換される。従って、レトロフィット・ライト・チューブ３００は、自身の光射出窓３１２に沿って、非常に明るいスポット又は他の色の光のスポットを有していない比較的一様な光を発する。反射層３０６は、発光層２０８が反射層３０６に向かって後方に幾らかの緑色光２０２を発することもできるという事実、及び発光層２０８に当たる光は反射層３０６に向かって部分的に反射され戻されることもできるという事実から得られる他の有利な点を有することに留意されたい。前記反射層は、この反射され戻された又は後方に発された光を、この光が周囲に伝達されるための他の可能性を得るように、いま一度、発光層２０８に向かって反射する。従って、反射層３０６は、反射され戻された及び後方に発された光の再利用を助け、従って、反射層３０６はレトロフィット・ライト・チューブ３００の効率に貢献する。

図３ｂは、レトロフィット・ライト・チューブ３５０の他の実施例を模式的に示している。レトロフィット・ライト・チューブ３５０は、図３ａのレトロフィット・ライト・チューブ３００と類似しているが、違いは、レトロフィット・ライト・チューブ３５０が鏡面的反射層３０６の代わりに拡散的反射層３５２を有する点にある。従って、第２の光源２１０により発される赤色光２０４は、拡散的反射層３５２に当たり複数の方向に発される。このことは、位置３５４において示されており、赤色光２０４の１つの光ビームは拡散的反射層３５２に当たり、赤色光２０４は複数の方向に反射される。このことにより、第２の光源２１０により発される光ビームの角度の幅が、増大される。前記光ビームの角度の幅とは、前記光ビームの中心軸に関して測定されることができ、前記中心軸と前記光ビームの最も外側の光線との間の最大角度である。拡散的反射層３５２は、少なくとも、２０度だけ（又は他の実施例においては４０°だけ）赤色光の光ビームの角度の幅を増大させる。拡散的反射層３５２は、赤色光がより均一な光分布において前記発光層に到達し、従って結果としてレトロフィット・ライト・チューブ３５０の光射出窓を通って出力される更に均一な光出力をもたらすように、赤色光２０４をより良好に広げることに貢献する。上述したように、拡散的反射層３５２も、光の再利用に貢献し、従って、レトロフィット・ライト・チューブ３５０の効率に貢献する。

図４は、本発明の第１の見地による発光アセンブリを有するＬＥＤモジュール４００を模式的に示している。ＬＥＤモジュール４００は、キャビティ４０４を封入する不透明な拡散反射性の壁のハウジング４０２を有する。前記壁の内面４０６（前記壁のキャビティ４０４に面する表面４０６）は拡散反射性であり、従って、前記内面に当たる光を拡散的に反射する。前記壁のうちの１つは、少なくとも部分的に光透過性である光射出窓４０８を有する。光射出窓４０８を備える前記壁は、やはり、光射出窓４０８の縁４０において前記壁の不透明な部分４１２を有する。キャビティに面する壁の不透明な部分４１２の表面は、対向する表面３０２と称される。対向する表面３０２は、ハウジング４０２の壁の拡散反射性の内面４０６のうちの少なくとも１つに面しており、光射出窓４０８には面していない。第２の光源２１０が対向する表面３０２上に配されており、第２の光源２１０はキャビティ内に赤色光２０４を発するが、光射出窓４０８に向かって直接には赤色光２０４を発しない。赤色光２０４は、前記壁の内面４０６によって拡散的に反射され、実質的に一様な光発光分布において光射出窓４０８に到達する。複数の第１の光源２１４は、光射出窓４０８に対向する拡散反射性の表面４０６の１つに設けられる。全ての第１の光源２１４は、少なくとも光射出窓４０８に向かって青色光２０６を発し、このように比較的一様な発光の青色光２０６が前記光射出窓に到着する。光射出窓４０８は、発光材料を有する発光層２０８により形成される。前記発光材料は、青色光２０６の一部を吸収し、吸収された光の一部を緑色光２０２へと変換する。青色光の吸収されない部分は、発光層２０８を通ってＬＥＤモジュール４００の周囲に伝達される。生成された緑色光２０２のかなり多くの部分が、周囲へと発される。前記発光層に当たる赤色光２０２は、大部分に関して発光層２０８を通って伝達される。従って、ＬＥＤモジュールの発光は、青色光２０６、緑色光２０２及び赤色光２０４を有する実質的に一様な光出力を有する。

図４において、前記キャビティは何らかの特定な（固体）材料を有さず、少なくとも光伝達性伝送である点に留意されたい。従って、前記キャビティは、環境大気又は何らかの特定の光伝達性ガスを充填されることができる。他の実施例において、前記キャビティは、光源２１０、２１４からの赤色光２０４及び青色光２０６を前記壁の拡散反射性表面４０６及び／又は光射出窓４０８に伝達する光伝達性樹脂により充填されている。このような実施例において、光伝達性樹脂は、光２０４、２０６が発光層２０８内に伝達されるように、光源２１０、２１４の発光表面に光学的に結合されなければならず、拡散反射性面４０６の比較的広い部分に光学的に結合されなければならず、発光層２０８に光学的に結合されなければならない。前記光伝達樹脂は、光源２１０、２１４からの光の結合導出を助ける。

図４の実施例は、ＬＥＤモジュール４００を示しており、光源が固体発光体であることを意味している。発光ダイオード（ＬＥＤ）は、固体発光体の一例である。更に、図４は、ＬＥＤモジュール４００の断面図を示しており、ＬＥＤモジュール４００が更に図面の平面に対して垂直な方向へと延在していることを意味している。示された断面図は、２つの平坦な壁と環状断面形状を有する壁とを持つ環形のＬＥＤモジュール４００であって、前記平坦な壁のうちの一方は光射出窓４０８を有する、ＬＥＤモジュール４００の断面であり得る。代替的には、ＬＥＤモジュール４００は、６枚の平坦な壁を有する箱形のＬＥＤモジュール４００であって、前記平坦な壁のうちの１つは光射出窓４０８を有する、ＬＥＤモジュール４００であり得る。

図４は、ＬＥＤモジュール４００の如何なる特有の寸法も示していない。ＬＥＤモジュール４００は、ミリメートル領域における寸法を有し得て、このことは、幅、高さ及び奥行が１センチメートルより大きくないことを意味する。このような比較的小さいＬＥＤモジュールは、例えば、レトロフィット・ライト・バルブ内の組み込まれたＬＥＤモジュール４００を可能にする。ＬＥＤモジュール４００の寸法はより大きくても良く、例えば、幅、高さ又は奥行が５センチメートルより大きいように、大きくても良い。このようなＬＥＤモジュール４００は、特有の寸法のＬＥＤモジュールを有するように設計されている特定の照明器具内に組み込まれることもできる。寸法、幅、高さ及び奥行は、上述の範囲間にある値を有することもできる。

本明細書において議論されている実施例は、光源の如何なる特有の種類にも限定されていない。青色スペクトル領域の光を発する光源が使用されること、及びオレンジ色、オレンジ色／赤色又は赤色スペクトル領域の光を発する光源が使用されることのみが重要である。一実施例において、光源は、固体発光体である。固体発光体の例は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）又は、例えば、レーザダイオードである。例えば、ＧａＮ又はＩｎＧａＮベースのＬＥＤは、４４０乃至４６０ナノメートルの領域の波長を有する青色光を発することができる。代替的な実施例においては、従来の白熱ランプが、色フィルタと組み合わせて使用される。

任意の実施例において、上述された実施例の光源及び／又は発光材料は、比較的狭い波長分布の光を発し、大部分の光エネルギが可視スペクトル領域の比較的狭い部分において発されることを意味する。例えば、前記光源及び／又は発光材料の発光の波長分布の幅は、半値全幅（ＦＷＨＭ）において測定される５０ナノメートルよりも小さい。他の実施例において、前記光源及び／又は発光材料の発光の波長分布の幅は、４０ナノメートルＦＷＨＭより小さい。更に他の実施例において、前記光源及び／又は発光材料の発光の波長分布の幅は、３０ナノメートルＦＷＨＭより小さい。

前記発光材料は、有機蛍光体、無機蛍光体、又は量子閉じ込めを示すと共に少なくとも一次元においてナノメートル領域の寸法を有する粒子を有する発光材料のグループから選択されることができる。

前記発光材料が量子閉じ込めを示す粒子を有する場合、前記粒子は、粒子の寸法に依存する光学特性を有することを意味する。このような材料の例は、量子ドット、量子ロッド及び量子テトラポッドである。前記ナノメートル領域における寸法とは、少なくとも一次元において、例えば、前記粒子が実質的に球形である場合、当該粒子の直径がナノメートル領域にあることを意味する。又は、このことは、前記粒子がワイヤ形状である場合、例えば、当該ワイヤの断面の寸法が、一方向において、ナノメートル領域にあることを意味する。前記ナノメートル領域における寸法とは、前記粒子の寸法が、少なくとも１マイクロメートル未満であり、従って、５００ナノメートル未満であり、０．５ナノメートル以上であることを意味する。一実施例において、一次元における前記寸法は、５０ナノメートル未満である。他の実施例において、一次元における前記寸法は、２乃至３０ナノメートルの範囲にある。

本発明の一実施例において、前記波長変換材料は、量子ドット（ＱＤ）を有することができる。量子ドットとは、一般的にわずか２、３ナノメートルの幅又は直径を有する半導性材料の小さい結晶である。入射光線により励起される場合、量子ドットは、当該結晶の寸法及び材料により決定される色の光を発する。従って、特有の色の光が、当該ドットの寸法を適応化させることにより生成されることができる。このことは、量子ドットが狭帯域発光体であるので、量子ドットを使用することにより如何なるスペクトルも得られることを意味している。

可視領域の発光を有する大部分の既知の量子ドットは、硫化カドミウム（ＣｄＳ）及び硫化亜鉛（ＺｎＳ）のようなシェルを有するカドミウム・セレン化物（ＣｄＳｅ）に基づいている。インジウム・リン化物（ＩｎＰ）、硫化銅インジウム（ＣｕＩｎＳ_２）及び／又は硫化銀インジウム（ＡｇＩｎＳ_２）のような、カドミウムフリーの量子ドットが使用されることもできる。量子ドットは、非常に狭い発光帯域を示し、従って、これらは飽和色を示す。更に、発光色は、量子ドットの寸法を適応化させることによって容易に調整されることができる。従来技術において知られている如何なる種類の量子ドットも、これらが適当な波長変換特性を有しているならば、本発明において使用されることができる。しかしながら、カドミウムフリーの量子ドット、又は少なくとも非常に低いカドミウム含有量を有する量子ドットを使用することが、環境の安全性及び関心の理由のために好まれ得る。

有機蛍光体は、比較的狭い発光帯域において発光し、本発明の実施例における使用に非常に適している。有機蛍光体は、比較的低い光化学物質安定性の影響を受ける。これらの安定性は、強く、材料の温度及び変換する光の量に強く依存する。この理由のために、有機蛍光体は、遠隔的なコンフィギュレーションにおいて使用されるのに適切な候補であり、このことは、前記光源と前記発光材料を有する発光層との間に間隙が設けられていることを意味する。有機遠隔蛍光体を使用している照明アセンブリは、比較的安価な有機発光材料の使用のために、比較的安価である。更に、有機発光材料は、可視光領域の緑色部のどこかにおける発光スペクトルを有する特定の有機発光材料の容易な設計を可能にする。このような分子は合成されることができ、分子構造に依存して特定の波長において発光する。

無機蛍光体は、典型的な広帯域発光体である。しかしながら、２、３の蛍光体の種類は、狭帯域発光体である。我々は、例えば、ＳｒＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ^２＋のような、狭い発光特性を有するこれら「緑色」蛍光体の使用を提案する。

前記発光層は、光伝達基板上に発光材料を有する層を平坦に堆積させることにより製造されることもできる。他の実施例において、量子ドット又は有機蛍光体はマトリックス重合体において分散される、又は有機蛍光体はマトリックス重合体において希釈され、前記発光材料を有する前記マトリックス重合体の層が製造される。適切なマトリックス重合体の例は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン・テレフタル酸塩（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）又はポリカーボネート（ＰＣ）である。他の実施例において、無機蛍光体は、セラミック発光層の主成分を形成する。

図５は、発光アセンブリを有するレトロフィット・ライト・バルブ５００を模式的に示している。レトロフィット・ライト・バルブ５００は、この上に本発明の第１の見地による発光アセンブリ５０２が設けられるベースを有する。発光アセンブリ５０２は、図４のＬＥＤボックス４００と類似しているＬＥＤボックスであっても良い。

図６は、本発明の第３の見地による照明器具６００を模式的に示している。照明器具６００は、本発明の第１の見地による１つ以上の発光アセンブリを有する又は本発明の第２の見地によるランプを有する。当該ランプは、それぞれ、例えば、図３ａ又は図３ｂのレトロフィット・ライト・チューブ３００、３５０であっても良く、又は当該ランプは、例えば、図５のレトロフィット・ライト・バルブ５００である。

上述の実施例は、本発明を制限するというよりは、むしろ説明しているものであり、当業者であれば、添付請求項の要旨を逸脱することなく多くの代替的な実施例を設計できることに留意されたい。

前記請求項において括弧内に配されている如何なる符号も、前記請求項を制限するものとして解釈されてはならない。「有する」なる語の使用は、添付の請求項において述べられているもの以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。単数形の構成要素は、複数の構成要素の存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの異なった要素を有するハードウェアにより行うことができる。幾つかの手段を列挙している装置の請求項において、これらの手段の幾つかがハードウェアの全く同一の項目により実施されることもできる。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利になるように使用されることができないと示すものではない。

Claims (15)

1. 青色スペクトル領域における光を発する第１の光源と、
   前記第１の光源から離間されて配されていると共に前記第１の光源からの光を受け取る発光層であって、前記青色スペクトル領域の受け取られる前記光の一部を吸収すると共に前記受け取られる光の一部を緑色スペクトル領域の光に変換する発光材料を有する、発光層と、
   前記発光層に向かって光を少なくとも部分的に反射するための反射領域と、
   オレンジ色、オレンジ色／赤色又は赤色スペクトル領域の光を発する第２の光源であって、前記反射領域に向かう方向に光を発するが、前記発光層に向かって直接的には光を発しない前記第２の光源と、
   を有する発光アセンブリ。
2. 前記第２の光源は発散する光ビームを発し、前記反射領域は平坦な鏡面領域である、又は前記反射領域は、平坦な鏡面領域により照明される領域と比較して、反射される前記光により照明される発光層の領域を増大するように構成されている、請求項１に記載の発光アセンブリ。
3. 前記反射領域は、円の一部又は楕円の一部の断面形状を有する、請求項１又は２に記載の発光アセンブリ。
4. 前記反射領域は、前記第２の光源により発される光の発光分布の角度の幅を増大するように拡散反射性である、請求項１又は２に記載の発光アセンブリ。
5. 前記第１の光源により発される光ビームの第１の中心発光ベクトルと前記第２の光源って発される光ビームの第２の中心発光ベクトルとの間の角度は、１００乃至２６０度の領域にある、請求項１に記載の発光アセンブリ。
6. 前記第１の光源、前記第２の光源及び前記発光材料の少なくとも１つの発光の波長分布の幅は、半値全幅として表されている幅であって、５０ナノメートル未満である、請求項１に記載の発光アセンブリ。
7. 前記第１の光源は前記反射領域上に配されている、請求項１に記載の発光アセンブリ。
8. キャビティ、並びに前記キャビティ内に配されている前記第１の光源及び前記第２の光源を囲むためのハウジングと、
   前記発光アセンブリの周囲に光を発するための光射出窓と、
   を更に有する、請求項１に記載の発光アセンブリ。
9. 前記ハウジングは、前記キャビティに面しており前記反射領域に面しているが前記光射出窓には面していない対向する表面を有しており、前記第２の光源は、前記対向する表面上に配されている、請求項８に記載の発光アセンブリ。
10. 前記ハウジングは前記キャビティ内に突出している突出要素を有し、前記突出要素の表面は、前記対向する表面である、請求項９に記載の発光アセンブリ。
11. 前記ハウジングは、少なくとも１つの平坦な壁を有し、
    前記平坦な壁は前記光射出窓を有し、前記平坦な壁は、少なくとも前記光射出窓の縁において前記対向する表面を有する不透明な壁部分を有している、
    請求項９に記載の発光アセンブリ。
12. 前記反射領域は、前記キャビティに面するハウジングの表面の少なくとも一部である、請求項８に記載の発光アセンブリ。
13. 前記発光層は、前記光射出窓において配される、請求項８に記載の発光アセンブリ。
14. 請求項１乃至１３の何れか一項に記載の発光アセンブリを有するランプ。
15. 請求項１乃至１３の何れか一項に記載の発光アセンブリを有する又は請求項１４によるランプを有する照明器具。

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