JP5373754B2 - Light emitting device - Google Patents
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Description
本発明は、紫外線により蛍光体を励起して可視光を発光する発光装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device that emits visible light by exciting a phosphor with ultraviolet rays.
従来から、紫外線により蛍光体を励起して可視光を発光する発光装置として蛍光灯が周知である。また、例えば下記特許文献1に記載されているように、紫外線発光ダイオードの表面に蛍光体を塗布し、紫外線により蛍光体を励起して可視光に変換することが提案されている。 Conventionally, a fluorescent lamp is well known as a light emitting device that emits visible light by exciting a phosphor with ultraviolet rays. For example, as described in Patent Document 1 below, it has been proposed to apply a phosphor to the surface of an ultraviolet light emitting diode and excite the phosphor with ultraviolet rays to convert it into visible light.
蛍光灯の場合、一般に、使用済みの蛍光灯は粉砕され、そのまま産業廃棄物として埋め立てられているので、貴重な希土類元素はほとんどリサイクルされていなかった。一方、発光ダイオードの場合、発光ダイオードチップは主としてエポキシ樹脂中に封入されているが、エポキシ樹脂が紫外線を吸収するため、発光ダイオードの発光強度が低下するという問題を有していた。また、エポキシ樹脂は紫外線を吸収して劣化するため、紫外線発光ダイオードの寿命は、可視光発光ダイオードの寿命よりも短い傾向にあるという問題を有していた。また、発光ダイオードの発光面は曲面であるが、曲面に蛍光体を均一に塗布することは困難であり、見る方向によって発光強度が異なって見える場合があるという問題を有していた。 In the case of fluorescent lamps, in general, used fluorescent lamps are crushed and directly landfilled as industrial waste, so that rare rare earth elements are hardly recycled. On the other hand, in the case of a light emitting diode, the light emitting diode chip is mainly encapsulated in an epoxy resin. However, since the epoxy resin absorbs ultraviolet rays, there is a problem that the light emission intensity of the light emitting diode is reduced. In addition, since the epoxy resin deteriorates by absorbing ultraviolet rays, there is a problem that the lifetime of the ultraviolet light emitting diode tends to be shorter than that of the visible light emitting diode. Further, although the light emitting surface of the light emitting diode is a curved surface, it is difficult to uniformly apply the phosphor on the curved surface, and there is a problem that the light emission intensity may appear different depending on the viewing direction.
また、上記蛍光灯や発光ダイオードの場合、蛍光体はガラス管の内側や素子の表面に塗布されているので、一旦蛍光体が塗布されると、その後自由に発光色を変更することはできなかった。 In the case of the fluorescent lamp and the light emitting diode, since the phosphor is applied to the inside of the glass tube or the surface of the element, once the phosphor is applied, the emission color cannot be freely changed thereafter. It was.
さらに、蛍光体の塗布厚には一定の限界があり、かつ上記のように厚さが不均一になる場合もあるので、蛍光体によって紫外線の全てを吸収することはできず、若干紫外線が漏れる可能性がある。その場合、漏れた紫外線により人体に悪影響を与えるおそれがあるという問題を有していた。 Furthermore, there is a certain limit to the thickness of the phosphor applied, and the thickness may be non-uniform as described above. Therefore, the phosphor cannot absorb all of the ultraviolet rays and the ultraviolet rays leak slightly. there is a possibility. In that case, there was a problem that the human body may be adversely affected by leaked ultraviolet rays.
本発明は、上記従来例の問題点を解決するためになされたものであり、紫外線を発生する紫外線光源から発せられる紫外線により蛍光体を励起して可視光を発光する発光装置において、紫外線による劣化が少なく、長期間にわたって安定して発光が可能であり、かつ紫外線の外部への漏れを抑制した発光装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the conventional example, and in a light emitting device that emits visible light by exciting a phosphor with ultraviolet light emitted from an ultraviolet light source that generates ultraviolet light, deterioration due to ultraviolet light. Therefore, an object of the present invention is to provide a light emitting device that can emit light stably over a long period of time and suppresses leakage of ultraviolet rays to the outside.
上記目的を達成するため、本発明の発光装置は、紫外線を発生する紫外線光源と、前記紫外線光源からの出射光を受けて蛍光を発光する蛍光部材とを具備し、前記蛍光部材は、紫外線に対して安定な材料中に少なくとも1種類の蛍光体を分散したものの成型体であり、前記蛍光部材の光出射面に対向するようにシリコーン系樹脂中に紫外線吸収剤を含有させた紫外線吸収層または紫外線吸収部材を設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a light emitting device of the present invention comprises an ultraviolet light source that generates ultraviolet light, and a fluorescent member that emits fluorescence in response to light emitted from the ultraviolet light source. On the other hand, it is a molded body in which at least one kind of phosphor is dispersed in a stable material, and an ultraviolet absorbing layer containing an ultraviolet absorber in a silicone resin so as to face the light emitting surface of the fluorescent member or wherein the digits set an ultraviolet absorbing member.
また、本発明の別の発光装置は、紫外線を発生する紫外線光源と、前記紫外線光源からの出射光を受けて蛍光を発光する蛍光部材とを具備し、前記蛍光部材は、シリコーン系樹脂中にそれぞれ異なる蛍光体を分散したものの積層体であり、前記蛍光部材の光出射面に対向するように紫外線吸収層を設けたことを特徴とする。 Another light-emitting device of the present invention includes an ultraviolet light source that generates ultraviolet light, and a fluorescent member that emits fluorescence by receiving light emitted from the ultraviolet light source, and the fluorescent member is contained in a silicone resin. It is a laminated body in which different phosphors are dispersed, and an ultraviolet absorbing layer is provided so as to face the light emitting surface of the fluorescent member.
また、本発明のさらに別の発光装置は、紫外線を発生する紫外線光源と、前記紫外線光源からの出射光を受けて蛍光を発光する蛍光部材とを具備し、前記蛍光部材は、シリコーン系樹脂中に少なくとも一種類の蛍光体と少なくとも1種類の顔料を混合分散したものの成型体であり、前記蛍光部材の光出射面に対向するように紫外線吸収層を設けたことを特徴とする。 Further, another light-emitting device of the present invention includes an ultraviolet light source that generates ultraviolet light, and a fluorescent member that emits fluorescence by receiving light emitted from the ultraviolet light source, and the fluorescent member is contained in a silicone resin. A molded product obtained by mixing and dispersing at least one type of phosphor and at least one type of pigment, and an ultraviolet absorbing layer is provided so as to face the light emitting surface of the fluorescent member.
また、本発明のさらに別の発光装置は、紫外線を発生する紫外線光源と、前記紫外線光源からの出射光を受けて蛍光を発光する蛍光部材とを具備し、前記蛍光部材は、シリコーン系樹脂中に少なくとも1種類の蛍光体を分散したものと少なくとも1種類の顔料を分散したものの積層体であることを特徴とする。 Further, another light-emitting device of the present invention includes an ultraviolet light source that generates ultraviolet light, and a fluorescent member that emits fluorescence by receiving light emitted from the ultraviolet light source, and the fluorescent member is contained in a silicone resin. And a laminate of at least one phosphor dispersed therein and at least one pigment dispersed therein.
また、本発明のさらに別の発光装置は、紫外線発光ダイオードチップを、少なくとも1種類の蛍光体を分散させたシリコーン樹脂成型体中に封入した発光装置であって、前記シリコーン樹脂成型体の光出射面に対向するように紫外線吸収部材を設けたことを特徴とする。 Further, another light-emitting device of the present invention is a light-emitting device in which an ultraviolet light-emitting diode chip is enclosed in a silicone resin molding in which at least one kind of phosphor is dispersed, and the light emission of the silicone resin molding is performed. An ultraviolet absorbing member is provided so as to face the surface.
また、本発明のさらに別の発光装置は、紫外線発光ダイオードチップをシリコーン樹脂成型体中に封入し、前記シリコーン樹脂成型体の光出射面に対向するように、シリコーン樹脂中に少なくとも1種類の蛍光体を分散したものの成型体である蛍光部材を設けた発光装置であって、前記蛍光部材の光出射面に対向するように紫外線吸収部材を設けたことを特徴とする。 According to still another light emitting device of the present invention, an ultraviolet light emitting diode chip is enclosed in a silicone resin molded body, and at least one kind of fluorescent light is contained in the silicone resin so as to face the light emitting surface of the silicone resin molded body. A light-emitting device provided with a fluorescent member that is a molded body in which a body is dispersed, wherein an ultraviolet-absorbing member is provided so as to face the light emitting surface of the fluorescent member.
さらに、前記紫外線吸収部材を、シリコーン樹脂中に紫外線吸収剤を分散したものの成型体としても良い。 Furthermore, the ultraviolet absorbing member may be a molded body in which an ultraviolet absorbent is dispersed in a silicone resin.
本発明によれば、紫外線を発生する紫外線光源から発せされる紫外線により蛍光体を励起して可視光を発光する発光装置において、紫外線による劣化が少なく、長期間にわたって安定して発光が可能であり、かつ紫外線の外部への漏れを抑制した発光装置を提供することができる。 According to the present invention, in a light-emitting device that emits visible light by exciting a phosphor with ultraviolet light emitted from an ultraviolet light source that generates ultraviolet light, the light-emitting device is less deteriorated by ultraviolet light and can emit light stably over a long period of time. And the light-emitting device which suppressed the leakage of the ultraviolet-ray outside can be provided.
蛍光部材の光出射面に対向するように紫外線吸収層や紫外線吸収部材を設けることにより、蛍光体で吸収されなかった紫外線を除去することができ、発光装置から外部に紫外線が漏れることを抑制することができる。 By providing an ultraviolet absorbing layer or an ultraviolet absorbing member so as to face the light emitting surface of the fluorescent member, it is possible to remove ultraviolet rays that have not been absorbed by the phosphor, and to prevent leakage of ultraviolet rays from the light emitting device to the outside. be able to.
また、蛍光部材を構成する紫外線に対して安定なシリコーン樹脂はほとんど紫外線を吸収せず、そのまま透過させるので、蛍光部材は紫外線によってほとんど劣化せず、また蛍光体により可視光に変換される紫外線の割合が多くなる。その結果、発光装置自体の発光強度も高くなる。 In addition, since the silicone resin that is stable to ultraviolet rays constituting the fluorescent member hardly absorbs ultraviolet rays and transmits as it is, the fluorescent member hardly deteriorates due to ultraviolet rays, and the ultraviolet rays that are converted into visible light by the phosphors. The ratio increases. As a result, the light emission intensity of the light emitting device itself is increased.
(第1の実施形態)
本発明の発光装置の第1の実施形態である発光ダイオード10の構成を図1に示す。紫外線を発光する発光ダイオードチップ11は、ベース部材12のほぼ中央に設けられたステム13上に載置されており、シリコーン樹脂成型体14中に封入されている。シリコーン樹脂成型体14中には、希土類元素等の蛍光体15が分散されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows the configuration of a light-
発光ダイオードチップ11から出射された紫外線は、蛍光体15により吸収され、蛍光体15が励起される。蛍光体15が励起されると、その性質に応じて所定の分光スペクトル分布を有する蛍光を発光する。その結果、発光ダイオード10から可視光が出力される。
The ultraviolet rays emitted from the light emitting
第1の実施形態では、従来使用されていたエポキシ樹脂の代わりに、紫外線に対して安定な性質を有するシリコーン樹脂を用いたものであり、紫外線による劣化が小さいので、長期間にわたって安定して発光することができる。また、シリコーン樹脂自体は紫外線をほとんど吸収しないので、発光ダイオードチップ11から出射された紫外線は、そのほとんどが蛍光体に吸収される。その結果、発光ダイオード10自体の発光効率が高くなる。
In the first embodiment, instead of the conventionally used epoxy resin, a silicone resin having a property stable to ultraviolet rays is used, and since the deterioration due to ultraviolet rays is small, stable light emission over a long period of time. can do. Further, since the silicone resin itself hardly absorbs ultraviolet rays, most of the ultraviolet rays emitted from the light
このように、紫外線を利用して蛍光体を励起することにより、通常の可視光発光ダイオードでは得られないような色(分光スペクトル分布)を得ることが可能となる。蛍光体15としては、単一種類でも良いし、あるいは2種類以上の蛍光体を混合しても良い。特に、蛍光体15として複数種類の蛍光体を混合分散させることにより、任意の分光スペクトル分布、例えば白色光を得ることも可能である。さらに、蛍光体と顔料を混合し、シリコーン樹脂中に分散しても良い。その場合、顔料により特定波長の光が吸収されるので、発光ダイオード10自体の発光効率は若干低下するが、より所望する色に近い発光ダイオードが得られるという効果を有する。
In this way, by exciting the phosphor using ultraviolet rays, it becomes possible to obtain a color (spectral spectrum distribution) that cannot be obtained with a normal visible light emitting diode. The
なお、発光ダイオードチップ11から出射された紫外線が全て蛍光体15に吸収されることはほとんどあり得ず、一部は発光ダイオード10からの出射光に含まれる。そこで、図2に示すように、シリコン樹脂成型体14の外側に、紫外線吸収剤を含む樹脂製の紫外線吸収部材16を設ける。紫外線吸収剤としては、2−(2−ハイドロキシ−3.5−ジ−t−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール等を用いることができる。このように紫外線吸収部材16を用いることにより、発光ダイオード10から紫外線が出射されることはほとんどないので、人体に悪影響を及ぼす可能性がきわめて小さくなる。
Note that the ultraviolet light emitted from the light emitting
なお、使用済みの発光ダイオード10をリサイクルする際、シリコーン樹脂成型体14を粉砕し、蛍光体を含む樹脂ペレットとして再利用することができる。また、上記のように紫外線吸収部材16を別部材とすることにより、蛍光体と紫外線吸収部材の混合を防止することができる。
In addition, when recycling the used
(第2の実施形態)
本発明の発光装置の第2の実施形態である発光ダイオード20の構成を図3に示す。紫外線を発光する発光ダイオードチップ21は、ベース部材22のほぼ中央に設けられたステム23上に載置されており、シリコーン樹脂成型体24中に封入されている。第1の実施形態の場合と異なり、シリコーン樹脂成型体24中には、希土類元素等の蛍光体は分散されていない。一方、シリコン樹脂成型体24の外側には、蛍光体25を含む樹脂製の蛍光部材26が設けられている。蛍光部材の材料としても、紫外線に対して安定な性質を有するシリコーン系樹脂を用いることが好ましい。
(Second Embodiment)
The structure of the
発光ダイオードチップ21から出射された紫外線は、蛍光体25により吸収され、蛍光体25が励起される。蛍光体25が励起されると、その性質に応じて所定の分光スペクトル分布を有する蛍光を発光する。その結果、発光ダイオード20の蛍光部材26から可視光が出力される。
The ultraviolet rays emitted from the light emitting
第2の実施形態は、実質的に紫外線発光ダイオードにキャップとなる蛍光部材26を被せたのと同様である。すなわち、蛍光体を含む蛍光部材26をシリコーン樹脂成型体24とは別部材とし、それぞれ蛍光体の種類、蛍光体の密度、厚さ等が異なる複数種類の蛍光部材26を用意しておき、適宜交換することにより、単一種類の紫外線発光ダイオードをベースとして、任意の分光スペクトル分布を有する可視光発光ダイオードを得ることが可能となる。
The second embodiment is substantially the same as the ultraviolet light emitting diode covered with the
また、蛍光部材26は成型体であるので、従来例のように蛍光体を塗布する場合と比較して、その厚さを均一にし又その厚さをコントロールすることが容易である。さらに、蛍光部材26をキャップ状にすることにより、発光ダイオードの指向性を緩和することが可能となる。すなわち、発光ダイオードチップ21から出射された紫外線は蛍光部材26に入射するが、全ての光が直接蛍光部材26に入射するのではなく、一部の光は蛍光部材26の表面で反射されてシリコーン樹脂成型体24側に戻る。シリコーン樹脂成型体24側に反射された光はシリコーン樹脂成型体24の表面で再反射されて、蛍光部材26側に向かう。蛍光部材26の表面では上記と同じ現象が繰り返されるので、このような反射を無限に繰り返すことにより、発光ダイオードチップ21から出射された紫外線は散乱され、蛍光部材26のほぼ全体に入射する。蛍光部材26にはほぼ均一に蛍光体が含まれているので、蛍光部材26のほぼ全体が光源となり、発光すると考えられる。
Further, since the
使用済みの発光ダイオード20をリサイクルする際、蛍光部材26を取り外してそのまま再利用したり、粉砕して蛍光体を含む樹脂ペレットとして再利用することができる。
When the used
さらに、図2に示す第1の実施形態の変形例と同様に、蛍光部材26の外側に、紫外線吸収剤を含む樹脂製の紫外線吸収部材(自明につき図示せず)を設ける。なお、蛍光体25に関しては、第1の実施形態における蛍光体15と同様であるため、その説明を省略する。
Further, similarly to the modification of the first embodiment shown in FIG. 2, a resin-made ultraviolet absorbing member (not shown) that includes an ultraviolet absorber is provided outside the
(第3の実施形態)
第3の実施形態である照明装置30の構成を図4に示す。照明装置30は、例えば紙面に垂直な方向に配列された複数の紫外線発光ダイオード31と、発光ダイオード31からの出射光を所定方向に反射する反射板32と、反射板32の開口部に設けられた蛍光部材33等で構成されている。
(Third embodiment)
The structure of the illuminating
発光ダイオード31として、公知の紫外線発光ダイオードを用いても良いが、第2の実施形態のようにエポキシ樹脂の代わりにシリコーン樹脂を用いたものが好ましい。また、発光ダイオード31自体に蛍光体が含まれている必要はない。
A known ultraviolet light emitting diode may be used as the
蛍光部材33は、シリコーン樹脂中に蛍光体を分散したものを板状又はフィルム状に成型したものであり、単層であっても良いし、あるいは積層体であっても良い。蛍光体34に関しては、第1の実施形態における蛍光体15と同様であり、単一種類でも良いし、あるいは2種類以上の蛍光体を混合しても良い。蛍光体34として複数種類の蛍光体を混合分散させたり、あるいは異なった種類の蛍光体を含む層を積層することにより、任意の分光スペクトル分布を有する光を発光させることも可能である。特に、照明装置30としては、白色、昼光色又は電球色等が好ましい。さらに、図2に示す第1の実施形態の変形例と同様に、蛍光部材33の外側に、紫外線吸収剤を含む樹脂製の紫外線吸収部材(自明につき図示せず)を設けている。
The
照明装置30を廃棄処分する際、容易に蛍光部材33を他の部分から分離することができるので、蛍光部材33を取り外してそのまま再利用したり、粉砕して蛍光体を含む樹脂ペレットとして再利用することができる。
When the
(蛍光体の具体例)
次に、上記各実施形態で用いる蛍光部材を試作し、色度、輝度分光スペクトル分布を測定したので、その結果を示す。測定は図5に示す方法で行い、蛍光部材を所定厚さの平行平面板状に成型し、紫外線光源としてブラックライト(スタンレー社製)を用い、紫外線を蛍光部材に照射し、発光面を分光放射温度計PR−704(Photo Research社製)で測定した。
(Specific examples of phosphors)
Next, the fluorescent member used in each of the above-described embodiments was prototyped, and the chromaticity and luminance spectral spectrum distribution were measured. The results are shown below. The measurement is performed by the method shown in FIG. 5, the fluorescent member is molded into a parallel flat plate with a predetermined thickness, black light (manufactured by Stanley) is used as an ultraviolet light source, the ultraviolet ray is irradiated to the fluorescent member, and the light emitting surface is spectrally separated. It measured with radiation thermometer PR-704 (made by Photo Research).
シリコーンゴムに無機蛍光体であるYS−A(根元特殊化学社製)を2重量部分散させ、加熱プレスして厚さ0.5mmのシート状の蛍光部材を成型した。この蛍光部材に紫外線を照射した。その結果、色度はx=0.5249、y=0.2711の赤色で、輝度は158.1Cd/m2であった。この時の発光の分光スペクトル分布を図6に示す。図6中、横軸は波長、縦軸は放射輝度をあらわす(以下の実施例でも同様である)。 2 parts by weight of YS-A (manufactured by Nemoto Special Chemical Co., Ltd.), which is an inorganic phosphor, was dispersed in silicone rubber and heated to form a sheet-like fluorescent member having a thickness of 0.5 mm. This fluorescent member was irradiated with ultraviolet rays. As a result, the chromaticity was red with x = 0.5249 and y = 0.2711, and the luminance was 158.1 Cd / m 2 . FIG. 6 shows the spectral spectrum distribution of light emission at this time. In FIG. 6, the horizontal axis represents wavelength and the vertical axis represents radiance (the same applies to the following examples).
シリコーンゴムに無機蛍光体であるSPE−A(根元特殊化学社製)を2重量部分散させ、加熱プレスして厚さ0.5mmのシート状の蛍光部材を成型した。この蛍光部材に紫外線を照射した。その結果、色度はx=0.1543、y=0.0372の青色で、輝度は54.4Cd/m2であった。この時の発光の分光スペクトル分布を図7に示す。 Two parts by weight of SPE-A (manufactured by Nemoto Special Chemical Co., Ltd.), which is an inorganic phosphor, was dispersed in silicone rubber, and heated to form a sheet-like fluorescent member having a thickness of 0.5 mm. This fluorescent member was irradiated with ultraviolet rays. As a result, the chromaticity was blue with x = 0.1543 and y = 0.0372, and the luminance was 54.4 Cd / m 2 . FIG. 7 shows the spectral spectrum distribution of light emission at this time.
シリコーンゴムに有機蛍光体であるSINLOIHI COLOR FZ-5005(シンロイヒ社製)を1重量部分散させ、加熱プレスして厚さ0.5mmのシート状の蛍光部材を成型した。この蛍光部材に紫外線を照射した。その結果、色度はx=0.2462、y=0.5370の緑色で、輝度は260.8Cd/m2であった。この時の発光の分光スペクトル分布を図8に示す。 One part by weight of SINLOIHI COLOR FZ-5005 (manufactured by Sinloihi Co., Ltd.), an organic phosphor, was dispersed in silicone rubber and heated to form a sheet-like fluorescent member having a thickness of 0.5 mm. This fluorescent member was irradiated with ultraviolet rays. As a result, the chromaticity was green with x = 0.2462 and y = 0.5370, and the luminance was 260.8 Cd / m 2 . FIG. 8 shows the spectral spectrum distribution of light emission at this time.
シリコーンゴムに有機蛍光体であるNKP-8303(日本蛍光化学社製)を1重量部分散させ、加熱プレスして厚さ0.5mmのシート状の蛍光部材を成型した。この蛍光部材に紫外線を照射した。その結果、色度はx=0.5325、y=0.3080の赤色で、輝度は175.8Cd/m2であった。この時の発光の分光スペクトル分布を図9に示す。 One part by weight of organic phosphor NKP-8303 (manufactured by Nippon Fluorescent Chemical Co., Ltd.) was dispersed in silicone rubber, and heated to form a sheet-like fluorescent member having a thickness of 0.5 mm. This fluorescent member was irradiated with ultraviolet rays. As a result, the chromaticity was red with x = 0.5325 and y = 0.080, and the luminance was 175.8 Cd / m 2 . FIG. 9 shows the spectral spectrum distribution of light emission at this time.
第1蛍光体層として、シリコーンゴムに有機蛍光体であるSINLOIHI COLOR FZ-5005(シンロイヒ社製)を1重量部分散させ、加熱プレスして厚さ0.25mmのシート状の蛍光部材を成型した。第2蛍光体層として、シリコーンゴムに無機蛍光体であるSPE−A(根元特殊化学社製)を2重量部分散させ、加熱プレスして厚さ0.5mmのシート状の蛍光部材を成型した。第3蛍光体層として、シリコーンゴムに無機蛍光体であるYS−A(根元特殊化学社製)を2重量部分散させ、加熱プレスして厚さ0.5mmのシート状の蛍光部材を成型した。これら第1〜第3蛍光体層を積層して蛍光部材とし、この蛍光部材に紫外線を照射した。その結果、色度はx=0.3282,y=0.3165の白色で、輝度は263.4Cd/m2であった。この時の発光の分光スペクトル分布を図10に示す。 As a first phosphor layer, 1 part by weight of SINLOIHI COLOR FZ-5005 (manufactured by Sinloihi), which is an organic phosphor, is dispersed in silicone rubber and heated to form a sheet-like phosphor member having a thickness of 0.25 mm. . As a second phosphor layer, 2 parts by weight of SPE-A (manufactured by Root Special Chemical Co.), which is an inorganic phosphor, is dispersed in silicone rubber, and heated to form a sheet-like phosphor member having a thickness of 0.5 mm. . As the third phosphor layer, 2 parts by weight of inorganic phosphor YS-A (manufactured by Root Special Chemical Co., Ltd.) was dispersed in silicone rubber, and heated to form a sheet-like phosphor member having a thickness of 0.5 mm. . These first to third phosphor layers were laminated to form a fluorescent member, and the fluorescent member was irradiated with ultraviolet rays. As a result, the chromaticity was white with x = 0.3282 and y = 0.3165, and the luminance was 263.4 Cd / m 2 . FIG. 10 shows the spectral spectrum distribution of the light emission at this time.
(その他の実施形態)
上記各実施形態では、リサイクル性を考慮して、シリコーン樹脂中に蛍光体を分散させたものを材料として用い、シリコーン樹脂成型体や蛍光部材を成型するように構成したが、これに限定されるものではなく、リサイクル性は劣るが、紫外線発光ダイオード等の紫外線光源の光出射面に蛍光体を塗布しても良い。同様に、上記各実施形態では、シリコーン樹脂中に紫外線吸収剤を分散させたものを材料として用い、紫外線吸収部材を成型するように構成したが、これに限定されるものではなく、シリコーン樹脂成型体や蛍光部材の発光面に紫外線吸収剤を塗布しても良い。さらに、発光装置としての発光強度は低下するが、シリコーン樹脂中に蛍光体及び紫外線吸収剤を混合分散したものを用いて、シリコーン樹脂成型体や蛍光部材を成型するように構成しても良い。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, in consideration of recyclability, a material in which a phosphor is dispersed in a silicone resin is used as a material, and a silicone resin molded body or a fluorescent member is molded. However, the present invention is limited to this. Although not recyclable, the phosphor may be applied to the light exit surface of an ultraviolet light source such as an ultraviolet light emitting diode. Similarly, in each of the above embodiments, the ultraviolet absorbing member is molded using a material in which an ultraviolet absorbent is dispersed in a silicone resin, but the present invention is not limited to this. An ultraviolet absorber may be applied to the light emitting surface of the body or the fluorescent member. Furthermore, although the light emission intensity as a light emitting device is reduced, a silicone resin molded body or a fluorescent member may be molded using a mixture of a phosphor and an ultraviolet absorber mixed in a silicone resin.
以上説明したように、本発明の発光装置によれば、紫外線を発生する紫外線光源と、紫外線光源からの出射光を受けて蛍光を発光する蛍光部材とを具備し、蛍光部材は、紫外線に対して安定な材料中に少なくとも1種類の蛍光体を分散したものの成型体であることを特徴とするので、紫外線光源と蛍光体を含む蛍光部材とが別体となり、発光装置の廃棄処理の際、紫外線光源と蛍光部材とを分離することができ、蛍光体(希土類元素)の回収及びリサイクルが可能、かつ容易となる。また、蛍光部材を成型体とするので、その厚さを均一にしたり、厚さを制御することが容易になり、方向依存性の少ない発光装置を得ることが可能となる。 As described above, according to the light emitting device of the present invention, the light source includes an ultraviolet light source that generates ultraviolet light, and a fluorescent member that emits fluorescence by receiving light emitted from the ultraviolet light source. Since it is a molded body in which at least one kind of phosphor is dispersed in a stable material, the ultraviolet light source and the fluorescent member containing the phosphor are separated, and when the light emitting device is disposed of, The ultraviolet light source and the fluorescent member can be separated, and the phosphor (rare earth element) can be recovered and recycled. Further, since the fluorescent member is formed into a molded body, it becomes easy to make the thickness uniform or control the thickness, and a light emitting device with less direction dependency can be obtained.
また、本発明の別の発光装置によれば、紫外線を発生する紫外線光源と、紫外線光源からの出射光を受けて蛍光を発光する蛍光部材とを具備し、蛍光部材は、紫外線に対して安定な材料中にそれぞれ異なる蛍光体を分散したものの積層体であることを特徴とするので、同様に、発光装置の廃棄処理の際、紫外線光源と蛍光部材とを分離することができ、蛍光体の回収及びリサイクルが可能、かつ容易となる。また、蛍光部材を、例えばフィルムの積層体とするので、その厚さを均一にしたり、厚さを制御することが容易になり、方向依存性の少ない発光装置を得ることが可能となる。 According to another light-emitting device of the present invention, the light-emitting device includes an ultraviolet light source that generates ultraviolet light and a fluorescent member that emits fluorescence when receiving light emitted from the ultraviolet light source, and the fluorescent member is stable against ultraviolet light. In the same manner, the ultraviolet light source and the fluorescent member can be separated at the time of disposal of the light emitting device. Collection and recycling are possible and easy. In addition, since the fluorescent member is, for example, a laminated body of films, it is easy to make the thickness uniform or control the thickness, and it is possible to obtain a light emitting device with less direction dependency.
また、本発明のさらに別の発光装置によれば、紫外線を発生する紫外線光源と、紫外線光源からの出射光を受けて蛍光を発光する蛍光部材とを具備し、蛍光部材は、紫外線に対して安定な材料中に少なくとも一種類の蛍光体と少なくとも1種類の顔料を混合分散したものの成型体であることを特徴とするので、同様に、発光装置の廃棄処理の際、紫外線光源と蛍光部材とを分離することができ、蛍光体の回収及びリサイクルが可能、かつ容易となる。また、蛍光部材を成型体とするので、その厚さを均一にしたり、厚さを制御することが容易になり、方向依存性の少ない発光装置を得ることが可能となる。 According to yet another light-emitting device of the present invention, the light-emitting device includes an ultraviolet light source that generates ultraviolet light, and a fluorescent member that emits fluorescence upon receiving light emitted from the ultraviolet light source. Since it is a molded product in which at least one kind of phosphor and at least one kind of pigment are mixed and dispersed in a stable material, similarly, in the disposal of the light emitting device, an ultraviolet light source, a fluorescent member, Can be separated, and the phosphor can be collected and recycled. Further, since the fluorescent member is formed into a molded body, it becomes easy to make the thickness uniform or control the thickness, and a light emitting device with less direction dependency can be obtained.
また、本発明のさらに別の発光装置によれば、紫外線を発生する紫外線光源と、紫外線光源からの出射光を受けて蛍光を発光する蛍光部材とを具備し、蛍光部材は、紫外線に対して安定な材料中に少なくとも1種類の蛍光体を分散したものと少なくとも1種類の顔料を分散したものの積層体であることを特徴とするので、同様に、発光装置の廃棄処理の際、紫外線光源と蛍光部材とを分離することでき、蛍光体の回収及びリサイクルが可能、かつ容易となる。また、蛍光部材を、例えばフィルムの積層体とするので、その厚さを均一にしたり、厚さを制御することが容易になり、方向依存性の少ない発光装置を得ることが可能となる。 According to yet another light-emitting device of the present invention, the light-emitting device includes an ultraviolet light source that generates ultraviolet light, and a fluorescent member that emits fluorescence upon receiving light emitted from the ultraviolet light source. Since it is a laminate of a material in which at least one kind of phosphor is dispersed in a stable material and at least one kind of pigment is dispersed, similarly, in the disposal of the light emitting device, an ultraviolet light source and The fluorescent member can be separated, and the phosphor can be collected and recycled. In addition, since the fluorescent member is, for example, a laminated body of films, it is easy to make the thickness uniform or control the thickness, and it is possible to obtain a light emitting device with less direction dependency.
また、蛍光部材を構成する紫外線に対して安定な材料(例えばシリコーン樹脂等)はほとんど紫外線を吸収せず、そのまま透過させるので、蛍光部材は紫外線によってほとんど劣化せず、また蛍光体により可視光に変換される紫外線の割合が多くなる。その結果、発光装置自体の発光強度も高くなる。 In addition, since the material that is stable to ultraviolet rays (such as silicone resin) that constitutes the fluorescent member hardly absorbs ultraviolet rays and transmits as it is, the fluorescent member is hardly deteriorated by ultraviolet rays, and is made visible light by the phosphor. The percentage of ultraviolet rays that are converted increases. As a result, the light emission intensity of the light emitting device itself is increased.
さらに、2種以上の蛍光体を組み合わせることにより、任意の分光スペクトル分布を得ることが可能となり、発光装置としての自由度が高くなる。あるいは、蛍光体の種類、蛍光体の密度、厚さ等の異なる複数の蛍光部材を用意しておき、適宜蛍光部材を交換することにより、発光装置の発光色を変更することが可能となる。 Furthermore, by combining two or more kinds of phosphors, an arbitrary spectral spectrum distribution can be obtained, and the degree of freedom as a light emitting device is increased. Alternatively, it is possible to change the emission color of the light-emitting device by preparing a plurality of fluorescent members having different phosphor types, phosphor densities, thicknesses, and the like and appropriately replacing the fluorescent members.
また、蛍光部材の光出射面に対向するように紫外線吸収層を設けることにより、蛍光体で吸収されなかった紫外線を紫外線吸収層により除去することができ、発光装置から外部に紫外線が漏れることはほとんどなくなる。その結果、紫外線により人体に悪影響を与えるおそれはほとんどなくなる。 Further, by providing an ultraviolet absorbing layer so as to face the light emitting surface of the fluorescent member, ultraviolet rays that are not absorbed by the phosphor can be removed by the ultraviolet absorbing layer, and ultraviolet rays leak from the light emitting device to the outside. Almost disappear. As a result, there is almost no possibility that the human body will be adversely affected by ultraviolet rays.
また、本発明のさらに別の発光装置によれば、紫外線発光ダイオードチップを、少なくとも1種類の蛍光体を分散させたシリコーン樹脂成型体中に封入したことを特徴とするので、発光装置に廃棄処理の際、シリコーン樹脂成型体を他の部分と分離することにより、その中に含まれている蛍光体のリサイクルが可能となる。また、シリコーン樹脂は紫外線による劣化が少ないので、長期間にわたって安定して可視光を発光することが可能となる。 According to still another light-emitting device of the present invention, the ultraviolet light-emitting diode chip is enclosed in a silicone resin molding in which at least one kind of phosphor is dispersed. At this time, by separating the silicone resin molded body from other parts, the phosphor contained therein can be recycled. In addition, since the silicone resin is less deteriorated by ultraviolet rays, visible light can be emitted stably over a long period of time.
また、シリコーン樹脂成型体の光出射面に対向するように紫外線吸収部材を設けることにより、発光装置からの紫外線の漏れをほとんどなくすることができる。 Further, by providing the ultraviolet absorbing member so as to face the light emitting surface of the silicone resin molded body, leakage of ultraviolet rays from the light emitting device can be almost eliminated.
また、本発明のさらに別の発光装置によれば、紫外線発光ダイオードチップをシリコーン樹脂成型体中に封入し、シリコーン樹脂成型体の光出射面に対向するように、シリコーン樹脂中に少なくとも1種類の蛍光体を分散したものの成型体である蛍光部材を設けたことを特徴とするので、発光装置に廃棄処理の際、蛍光部材を他の部分と分離することにより、その中に含まれている蛍光体のリサイクルが可能となる。また、シリコーン樹脂は紫外線による劣化が少ないので、長期間にわたって安定して可視光を発光することが可能となる。 According to yet another light-emitting device of the present invention, the ultraviolet light-emitting diode chip is enclosed in a silicone resin molded body, and at least one kind of the silicone resin molded body is opposed to the light emitting surface of the silicone resin molded body. Since the fluorescent member is provided as a molded product in which the fluorescent material is dispersed, the fluorescent member contained in the fluorescent member is separated by separating the fluorescent member from other parts during disposal of the light emitting device. The body can be recycled. In addition, since the silicone resin is less deteriorated by ultraviolet rays, visible light can be emitted stably over a long period of time.
また、2種以上の蛍光体を組み合わせることにより、任意の分光スペクトル分布を得ることが可能となり、発光装置としての自由度が高くなる。あるいは、蛍光体の種類、蛍光体の密度、厚さ等の異なる複数の蛍光部材を複数用意しておき、適宜蛍光部材を交換することにより、発光装置の発光色を変更することが可能となる。 Further, by combining two or more kinds of phosphors, an arbitrary spectral spectrum distribution can be obtained, and the degree of freedom as a light emitting device is increased. Alternatively, it is possible to change the emission color of the light emitting device by preparing a plurality of fluorescent members having different phosphor types, phosphor densities, thicknesses, etc., and appropriately replacing the fluorescent members. .
また、蛍光部材の光出射面に対向するように紫外線吸収部材を設けることにより、発光装置からの紫外線の漏れをほとんどなくすることができる。 Further, by providing the ultraviolet absorbing member so as to face the light emission surface of the fluorescent member, leakage of ultraviolet rays from the light emitting device can be almost eliminated.
さらに、紫外線吸収部材として、シリコーン樹脂中に紫外線吸収剤を分散したものの成型体を用いることにより、発光装置の廃棄処理の際蛍光体を含む部分と紫外線吸収剤を含む部分とを分離することができ、リサイクル材料の分別が容易になる。 Further, as a UV absorbing member, by using a molded body in which a UV absorber is dispersed in a silicone resin, a portion containing a phosphor and a portion containing a UV absorber can be separated during disposal of the light emitting device. This makes it easier to separate recycled materials.
10:発光ダイオード
11:発光ダイオードチップ
14:シリコーン樹脂成型体
15:蛍光体
16:紫外線吸収部材
20:発光ダイオード
21:発光ダイオードチップ
24:シリコーン樹脂成型体
25:蛍光体
26:蛍光部材
30:照明装置
31:発光ダイオード
32:反射板
33:蛍光部材
34:蛍光体
10: Light-emitting diode 11: Light-emitting diode chip 14: Silicone resin molding 15: Phosphor 16: Ultraviolet absorbing member 20: Light-emitting diode 21: Light-emitting diode chip 24: Silicone resin molding 25: Phosphor 26: Fluorescent member 30: Illumination Device 31: Light emitting diode 32: Reflector 33: Fluorescent member 34: Phosphor
Claims (7)
前記蛍光部材は、シリコーン系樹脂中に少なくとも1種類の蛍光体を分散したものの成型体であり、
前記蛍光部材の光出射面に対向するように、シリコーン系樹脂中に紫外線吸収剤を含有させた紫外線吸収層または紫外線吸収部材を設けたことを特徴とする発光装置。 An ultraviolet light source that generates ultraviolet light, and a fluorescent member that emits fluorescence in response to light emitted from the ultraviolet light source,
The fluorescent member is a molded body in which at least one type of phosphor is dispersed in a silicone resin,
The so as to face the light emitting surface of the fluorescent member, the light emitting device, characterized in that an ultraviolet absorbing layer or UV-absorbing member which contains an ultraviolet absorber digits set in a silicone-based resin.
前記蛍光部材が該シリコーン系樹脂封止体を覆うように配されている請求項1に記載の発光装置。 The ultraviolet light source is an ultraviolet light emitting diode chip, and the ultraviolet light emitting chip is encapsulated in a silicone resin encapsulant;
The light emitting device according to claim 1, wherein the fluorescent member is disposed so as to cover the silicone-based resin sealing body .
The light-emitting device according to claim 1, wherein the fluorescent member is a plate-shaped or film-shaped molded body .
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