JP3128699U - 発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 演色評価数に優れた白色光を発する発光装置を提供する。
【解決手段】 主に装置中に３個以上の光源と蛍光体を含む。該三光源は異なる波長の発光ダイオード（ＬＥＤ）により構成される。そのうち二個の光源を利用し蛍光体を励起し、該２個の光源とは異なる波長の光を発生させる。該異なる波長の光は該２個の光源の一部の光と、さらに独立した光源の光と相互に混合し発せられる。
【選択図】図１

Description

本考案は、一種の発光装置の技術分野に属する。特に一種の３個の発光ダイオードと蛍光体により構成される装置で、蛍光体が第一、二光源の光を吸収し、励起され異なる光を発し、該異なる光と第三光源の赤色光及び第一、二光源の未励起の青色光が相互に混合し白色光を発する発光装置の技術分野に属する。

図８は自然の太陽光（すなわち自然白色光）の曲線図である。図８に示すように、該自然白色光の光の波長は３６０〜７５０nm間である。
自然の太陽光（白色光）の波長に近い白色光発光装置を製造する方法には、台湾特許公告第３８３５０８号の「発光装置及び表示装置」がある。該装置は青色発光ダイオードを青色光源として利用し蛍光体を励起し、これにより蛍光体は青色光とは異なる波長の光を発し、該異なる光と光源が発する未励起の青色光が混合し白色光を発するものである。しかし、そのスペクトル曲線Ｓ２（図９参照）と図８の自然白色光（太陽光）曲線を比較すると、両者の曲線の差異が非常に大きいことが分かる。すなわち、蛍光体が青色光により励起され発する長い波長の光と未励起の青色光が混合し現出する「白色光」は、自然の太陽光と比較すると演色評価数は劣ると言える。

公知構造には以下の欠点があった。
すなわち、該公知装置は青色発光ダイオードを青色光源として利用し蛍光体を励起し、これにより蛍光体は青色光とは異なる波長の光を発し、該異なる光と光源が発する未励起の青色光が混合し白色光を発するものであるが、そのスペクトル曲線と自然白色光（太陽光）の曲線は差異が非常に大きい。つまり、蛍光体が青色光により励起され発する長い波長の光と未励起の青色光が混合し現出する「白色光」の演色評価数は、自然の太陽光に比べ著しく劣る。
本考案は上記構造の問題点を解決し、自然の太陽光に近い白色光を作り出す発光装置を提供するものである。

上記課題を解決するため、本考案は下記の発光装置を提供する。
それは主に装置中に３個以上の光源と蛍光体を含み、
該三光源は以下の異なる波長の発光ダイオード（ＬＥＤ）により構成され、
第一光源は少なくとも一個以上の第一発光ダイオードで、発する波長が３６０nm〜４８０nmである青色光で、
第二光源は少なくとも一個以上の第二発光ダイオードで、発する波長が４８０nm〜５７０nmである青色から緑色の間の光で、
第三光源は少なくとも一個以上の第三発光ダイオードで、発する波長が５８５nm〜７８０nmである赤色光で、
該発光体は第一発光ダイオード上において包覆、封入し、該蛍光体は該第一、二光源が発する異なる波長の光を吸収し励起され、波長が該第一、二光源の波長とは異なる光を発し、波長が５００〜５８５nmであり、該異なる光と該第三光源が発する赤色光及び該第一、二光源が発する光は相互に混合し発せられ、白色光を形成し、
該蛍光体は以下の少なくとも一種の材料、すなわち、
(1).ケイ酸塩類（S_{i m} O^4- n）
(2).ほう酸塩類（BxOy^3-）
より選択し使用し、
該発光体は第一発光ダイオード及び第三発光ダイオード上において包覆、封入する。
該発光体は第一、第二、第三発光ダイオード及び第三発光ダイオード上において包覆、封入する。
該装置は回路板で、該第一、二、三光源の導電ピンはすべて該電路板上に溶接され、電気回路を形成することを特徴とする発光装置である。

上記のように、本考案の発光装置は装置中に３個以上の光源と蛍光体を含み、該三光源は異なる波長の発光ダイオード（ＬＥＤ）により構成され、そのうちの２個の光源を利用し蛍光体を励起し、該２個の光源とは異なる波長の光を発生させ、該異なる波長の光は該２個の光源の一部の光と、さらに独立した光源の光と相互に混合し発せられるため、自然の太陽光に近い白色光を発することができる。

図１、５に示すように、本考案は装置１０中に３個以上の光源と蛍光体５０
を含む。
該三光源は以下の異なる波長の発光ダイオード（ＬＥＤ）により構成される。
第一光源Ａは少なくとも一個以上の第一発光ダイオード２０で、発する波長が３６０nm〜４８０nmである青色光である。
第二光源Ｂは少なくとも一個以上の第二発光ダイオード３０で、発する波長が４８０nm〜５７０nmである緑色光である。
第三光源は少なくとも一個以上の第三発光ダイオード４０で、発する波長が５８５nm〜７８０nmである赤色光であり、
該発光体は第一発光ダイオード上において包覆、封入し、
該蛍光体５０は該第一、二光源Ａ、Ｂが発する異なる波長の光を吸収し励起され、波長が該第一、二光源Ａ、Ｂの波長とは異なる光６０を発すし、波長が５００〜５８５nmであり、該異なる光６０と該第三光源が発する赤色光及び該第一、二光源Ａ、Ｂが発する光は相互に混合し発せられ、白色光Ｗを形成する。

上 記の主要な特?に基づき、該蛍光体５０は以下の少なくとも一種の材料を選択し使用する。
(1).ケイ酸塩類（S_{i m} O^4- n）
(2).ほう酸塩類（BxOy^3-）
該発光体は第一発光ダイオード及び第三発光ダイオード上において包覆、封入する。
該発光体は第一、第二、第三発光ダイオード及び第三発光ダイオード上において包覆、封入する。
上記の主要な特徴に基づき、該装置１０は回路板８０で、第一、二、三光源Ａ、Ｂ、の導電ピンはすべて該電路板８０上に溶接され、電気回路を形成する。

次に実施方式について説明する。
(1).図１、６に示すように、該装置１０は回路板或いは他のモジュール化されたベースを含む。第一発光ダイオード２０、第二発光ダイオード３０及び第三発光ダイオード４０の導電ピン２２、３２、４２はそれぞれ該装置１０上に溶接され、電気回路を形成する。該第三発光ダイオード４０は該第一、二発光ダイオード２０、３０間に設置され、蛍光体５０は透明のプラスチックと蛍光粉を均一に混合し構成し、該第一発光ダイオード２０上において包覆、封入する。該第一発光ダイオード２０が電極の触発を受けると、波長が３６０〜４８０nmである青色光を発する。これを第一光源Ａとする。該第二発光ダイオード３０は電極の触発を受けると、波長が４８０〜５７０nmである光を発し、人の眼には青色から緑色の光源と認識される。これを第二光源Ｂとする。該第三発光ダイオード４０は電極の触発を受けると、波長が５８５〜７８０nmである赤色光源となり、これを第三光源とする。
図五に示すように、該蛍光体５０は青色の第一光源Ａを受け、該第一光源Ａは該蛍光体５０内部より外に向けて光を発する。該第一光源Ａは該蛍光体５０により吸收され、同時に該第二光源Ｂが発する青色から緑色の光の一部は該蛍光体５０の外表面より透過し射し込む。これにより、該第一、二光源Ａ、Ｂは同時に該蛍光体５０に作用する。こうして、該蛍光体５０は同時に該第一、二光源Ａ、Ｂの光波長を吸収し励起され、発する波長は５００〜５８５nm間の「異なる光６０」となる。該異なる光６０と該第一光源Ａ、該第二光源Ｂ及び該第三光源は相互に混合し、白色光Ｗを発する。

(2).図２に示すように、本考案の別種の実施例では、二組の左、右各一個の第一発光ダイオード２０と第三発光ダイオード４０は同時に蛍光体５０により封入され、包覆される。これにより、装置１０上の左、右側にはそれぞれ左、右各一個の蛍光体５０(５０)を具えることとなり、該装置１０の中央は第二発光ダイオード３０に接続する。
この時、該第三光源は５８５〜７８０ｎｍ波長の赤色光であるため、大体において（理論上は）該蛍光体５０に吸收されることはない。すなわち赤色光は原則上は蛍光体５０を励起することはできない。
よって、該左、右両側の２個の第一発光ダイオード２０（２０）が発する波長が３６０〜４８０nm間にある青色光は、該蛍光体５０の内部から外に向って透過、発せられ、励起され波長の異なる「異なる光６０」を発する。
同時に該第三光源（赤色光）は該蛍光体５０の内部から外に向って透過、発せられ、該第二発光ダイオード３０は波長が４８０〜５７０nm間（色はおよそ青色から緑色の間）である第二光源Ｂとなる。よって、該第一、二、三光源Ａ、Ｂ、及び該異なる光６０は装置１０上方で相互に混合し、人の眼により白色光Ｗとして認識される。該白色光Ｗは３個の独立した第一、二、三光源Ａ、Ｂ、及び異なる光６０という異なる波長の光が相互に混合し形成されたものであるため、その演出評価数は極めて高い。
(3).図７は本考案により得られる白色光Ｗの実験におけるスペクトル曲線図である。図中の曲線Ｓと図８に示す太陽光の曲線Ｓ１を比較すると、二曲線Ｓ、Ｓ１は非常に似通っており、本考案により得られる白色光Ｗの演色評価数（CRI）は９０％以上に達する。

(4).図３は本考案のさらに別種の実施例を示す。図に示すように、蛍光体５０は全て第一、二、三発光ダイオード２０、３０、４０上において封入、包覆される。このため、該第一、二光源Ａ、Ｂが該蛍光体５０を励起し発する「異なる光６０」の波長は、該第一、二光源Ａ、Ｂの一部の光の波長に、該第三光源の光の波長を加えたものである。四者の光の波長を相互に混合し、白色光Ｗを該装置１０上において現出させることができる。
図４は本考案のさらに別種の実施例を示す。図に示すように、装置１０中の左、右両側にはそれぞれ第一、二発光ダイオード２０、３０を溶接し、第三発光ダイオード４０は該装置１０中央に接続する。２個の蛍光体５０（５０）は第一、二発光ダイオード２０、３０を包覆する。これにより、該第一、二、三発光ダイオード２０、３０、４０が第一、二、三光源Ａ、Ｂ、を発する時、該二蛍光体５０（５０）は「異なる光６０」を発し、該「異なる光６０」と該第一、二、三光源Ａ、Ｂ、の光の波長が相互に混合することにより、人の眼に白色光Ｗを認識させる。
該蛍光体５０の材質は.ケイ酸塩類（S_{i m} O^4- n）、或いはほう酸塩類（BxOy^3-）とすることができる。

本考案の１個の装置中に３個の発光ダイオードと１個の蛍光体を含む組合せの指示図である。 本考案の１個の装置中に３個の発光ダイオードと２個の蛍光体を含む組合せの指示図である。 本考案の１個の装置中の３個の発光ダイオードがすべて蛍光体により封入される組合せの指示図である。 本考案の１個の装置中に３個の発光ダイオードと２個の蛍光体を含む組合せの指示図である。 本考案の白色光を形成する様子を示すブロックチャートである。 本考案装置の回路板上の平面指示図である。 本考案の白色光のスペクトル曲線図である。 太陽光のスペクトル曲線図である。 青色光のスペクトル曲線図である。

符号の説明

１０ 装置
２０ 第一発光ダイオード
２２ ピン
３２ ピン
４２ ピン
３０ 第二発光ダイオード
４０ 第三発光ダイオード
５０ 蛍光体
６０ 異なる光
A 第一光源
B 第二光源
R 第三光源
W 白色光
S 曲線
Ｓ１ 曲線
Ｓ２ 曲線

Claims (4)

1. 主に装置中に３個以上の光源と蛍光体を含み、
   該三光源は以下の異なる波長の発光ダイオード（ＬＥＤ）により構成され、
   第一光源は少なくとも一個以上の第一発光ダイオードで、発する波長が３６０nm〜４８０nmである青色光で、
   第二光源は少なくとも一個以上の第二発光ダイオードで、発する波長が４８０nm〜５７０nmである青色から緑色の間の光で、
   第三光源は少なくとも一個以上の第三発光ダイオードで、発する波長が５８５nm〜７８０nmである赤色光で、
   発光体は第一発光ダイオード上において包覆、封入し、
   該蛍光体は該第一、二光源が発する異なる波長の光を吸収し励起され、波長が該第一、二光源の波長とは異なる光を発し、波長が５８５〜７８０nmであり、該異なる光と該第三光源が発する赤色光及び該第一、二光源が発する光は相互に混合し発せられ、白色光を形成し、
   蛍光体は以下の少なくとも一種の材料、すなわち
   (1)ケイ酸塩類（S_imO^4- _n）
   (2)ほう酸塩類（BxOy^3-）
   より選択し使用することを特徴とする白色発光装置。
2. 前記蛍光体は第一発光ダイオード及び第三発光ダイオード上において包覆、封入する
   ことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
3. 前記蛍光体は第一、二、三発光ダイオード上において包覆、封入することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
4. 前記装置は回路板で、前記第一、二、三光源の導電ピンはすべて該電路板上に溶接され、電気回路を形成することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
   

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