JP7469678B2 - 光学部材、複合光学部材、及び照明装置 - Google Patents
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Description
本開示に係る光学部材は、長尺形状の第一導光部材であって、端面と前記端面から長手方向に延在する側面とを含む第一導光部材と、前記第一導光部材の前記側面に配置された、蛍光体を含む波長変換層と、を有する。
本開示に係る実施形態1は、光学部材101に関する。本開示に係る実施形態1の光学部材101を、図1を用いて説明する。図1は、光学部材101の模式斜視図である。
長尺形状の第一導光部材1であって、端面2と端面2から長手方向に延在する側面3とを含む第一導光部材1と、
第一導光部材1の側面3に配置された、蛍光体を含む波長変換層4と、
を有する。
第一導光部材1は、長尺形状であって、端面2と、端面2から長手方向に延在する側面3と、を含む。
波長変換層4は、蛍光体を含み、第一導光部材1の側面3に配置される。
上記蛍光体としては、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Y3(Al,Ga)5O12:Ce)、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Lu3(Al,Ga)5O12:Ce)、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Tb3(Al,Ga)5O12:Ce)、CCA系蛍光体(例えば、Ca10(PO4)6Cl2:Eu)、SAE系蛍光体(例えば、Sr4Al14O25:Eu)、クロロシリケート系蛍光体(例えば、Ca8MgSi4O16Cl2:Eu)、βサイアロン系蛍光体(例えば、(Si,Al)3(O,N)4:Eu)若しくはαサイアロン系蛍光体(例えば、Ca(Si,Al)12(O,N)16:Eu)等の酸窒化物系蛍光体、SLA系蛍光体(例えば、SrLiAl3N4:Eu)、CASN系蛍光体(例えば、CaAlSiN3:Eu)若しくはSCASN系蛍光体(例えば、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)等の窒化物系蛍光体、KSF系蛍光体(例えば、K2SiF6:Mn)、KSAF系蛍光体(Kを含むアルカリ金属と、Siと、Alと、Mnと、Fとを含む蛍光体、例えば、K2Si0.99Al0.01F5.99:Mn)若しくはMGF系蛍光体(例えば、3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn)等のフッ化物系蛍光体、ペロブスカイト構造を有する蛍光体(例えば、CsPb(F,Cl,Br,I)3)、又は、量子ドット蛍光体(例えば、CdSe、InP、AgInS2又はAgInSe2)等を用いることができる。蛍光体としては、1種類の蛍光体を用いてもよく、複数種類の蛍光体を用いてもよい。
M2[SipAlqMnrFs] (I)
図3は、フッ化物蛍光体の製造方法の工程の一例を示すフローチャートである。フッ化物蛍光体の製造方法は、第一のフッ化物粒子を準備すること(S101)と、第二のフッ化物粒子を準備すること(S102)と、第一の熱処理すること(S103)とを含んでいてよい。第一のフッ化物粒子を準備すること(S101)と、第二のフッ化物粒子を準備すること(S102)とはどちらを先におこなってもよく、同時に行ってもよい。また、フッ化物蛍光体の製造方法は、第一の熱処理すること(S103)の後に、洗浄すること(S104)を含んでいてよく、さらに洗浄すること(S104)の後に、第二の熱処理すること(S105)を含んでいてよい。
第一準備工程では、第二の組成を有する第一のフッ化物粒子を準備する。第二の組成は、アルカリ金属の総モル数2に対して、SiとMnの総モル数の比が0.9以上1.1以下であり、Mnのモル数の比が0を超えて0.2以下であり、Fのモル数の比が5.9以上6.1以下であってよい。SiとMnの総モル数の比は、好ましくは0.95以上1.05以下、又は0.97以上1.03以下であってよい。また、Mnのモル数の比は、好ましくは0.005以上0.15以下、0.01以上0.12以下、又は0.015以上0.1以下であってよい。さらにFのモル数の比は、好ましくは5.95以上6.05以下、又は5.97以上6.03以下であってよい。
M2[SibMncFd] (III)
第二準備工程では、第三の組成を有する第二のフッ化物粒子を準備する。第三の組成は、Alのモル数1に対して、アルカリ金属の総モル数の比が1以上3以下であり、Fのモル数の比が4以上6以下であってよい。一態様において、第三の組成は、Alのモル数1に対して、アルカリ金属の総モル数の比が2以上3以下であり、Fのモル数の比が5以上6以下であってよい。
Me[AlFf] (IV)
M3[AlF6] (IVa)
M2[AlF5] (IVb)
第一熱処理工程は、準備した第一のフッ化物粒子及び第二のフッ化物粒子を混合して混合物を得ることと、得られた混合物を不活性ガス雰囲気中で、600℃以上780℃以下の温度範囲で第一の熱処理をして第一熱処理物を得ることとを含んでいてよい。第一熱処理物は目的とするフッ化物蛍光体を含んでいる。
フッ化物蛍光体の製造方法は、液媒体と接触させた後の第一熱処理物を、フッ素含有物質と接触させた状態で、400℃以上の第二熱処理温度で第二の熱処理をして第二熱処理物を得る第二熱処理工程をさらに含んでいてよい。第二熱処理物は目的とするフッ化物蛍光体を含んでいる。
変形例1の光学部材102において、波長変換層4は、第一導光部材1の側面3のうち、一方向から視認される部分に配置される。
変形例2の光学部材において、第一導光部材1は、光拡散材を含む。第一導光部材1が光拡散材を含むことにより、端面2から入射した光が、第一導光部材1の側面3から外部に出射しやすくなる。
本開示に係る複合光学部材は、
上記した本開示に係る光学部材と、
前記光学部材とは異なる波長の光を出射する第二光学部材と、を有し、
前記第二光学部材は、長尺形状の第二導光部材であって、端面と前記端面から長手方向に延在する側面とを含む第二導光部材を有する。
本開示に係る実施形態2は、複合光学部材201に関する。実施形態2の複合光学部材201を、図5を用いて説明する。図5は、複合光学部材201の模式斜視図である。
本開示に係る照明装置は、本開示に係る光学部材又は複合光学部材と、前記光学部材、又は前記複合光学部材の端面に対向して配置された光源と、を有する。
(実施形態3)
光源31は、複合光学部材201の端面に対向して配置される。光源31から出射される光は、複合光学部材201の第一導光部材1又は第二導光部材11のいずれかに入射する。
複合光学部材201において、好ましくは、光学部材111は、610~650nmにピーク波長を有する光を出射し、第二光学部材112は、380~485nmにピーク波長を有する光を出射し得る。
上記遮光板32は、光源31から出射される光の入射先を、第一導光部材1又は第二導光部材11のいずれかに切り替え可能である切替装置の一部であり得る。遮光板32は、光源31と、第一導光部材1又は第二導光部材11との間に位置し、第一導光部材1又は第二導光部材11のいずれか一方への光の入射を遮断するように移動可能である。例えば、図6Aに示すように、遮光板32が第一導光部材1の端面に対向する場所に位置する場合には、第一導光部材1への光の入射が遮断され、第二光学部材112のみから光が出射される。また、遮光板32が第二導光部材11の端面に対向する場所に位置する場合には、第二導光部材11への光の入射が遮断され、光学部材111のみから光が出射される。
図7に示すように、変形例3の照明装置302において、切替装置33は、光源31を、第一導光部材1の端面に対向する位置、又は第二導光部材11の端面に対向する位置に移動させることにより、光源31から出射される光の入射先を切り替える。具体的には、切替装置33は、光源31を、光学部材111の端面に対向する位置(図7中、実線で示す)から第二光学部材112の端面に対向する位置(図7中、破線で示す)に、或いはその逆に移動させる。
1…第一導光部材、2…端面、3…側面、4…波長変換層、
201…複合光学部材、111…光学部材、112…第二光学部材、
11…第二導光部材、12…端面、13…側面、
21…第一導光部材1の中心線、22、23…波長変換層の端辺、
24…第一照射側面、25…第二照射側面、26…照射領域、
301…照明装置、31…光源、32…遮光板、33…切替装置
Claims (25)
- 長尺形状の第一導光部材であって、端面と前記端面から長手方向に延在する側面とを含む第一導光部材と、
前記第一導光部材の前記側面に配置された、蛍光体を含む波長変換層と、
を有し、
前記蛍光体は、Kを含むアルカリ金属と、Siと、Alと、Mnと、Fと、を含む第一の組成を有し、
前記第一の組成は、アルカリ金属の総モル数を2とする場合に、SiとAlとMnの総モル数が0.9以上1.1以下であり、Alのモル数が0を超えて0.1以下であり、Mnのモル数が0を超えて0.2以下であり、Fのモル数が5.9以上6.1以下であり、
立方晶系の結晶構造を有し、格子定数が0.8138nm以上である、光学部材。 - 前記蛍光体は、50°以上の安息角を有する、請求項1に記載の光学部材。
- 前記波長変換層は、前記第一導光部材の一端又はその近傍から他端又はその近傍までの領域に配置されている、請求項1又は2に記載の光学部材。
- 前記波長変換層は、前記第一導光部材の前記側面のうち一方向から視認される部分に配置されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の光学部材。
- 前記波長変換層は、前記第一導光部材の前記側面の全周にわたって配置されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の光学部材。
- 前記第一導光部材は、円柱状である、請求項1~5のいずれか1項に記載の光学部材。
- 前記第一導光部材の表面の表面粗さ(Ra)は、0.2~1.0の範囲にある、請求項1~6のいずれか1項に記載の光学部材。
- 前記第一導光部材は、光拡散材を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載の光学部材。
- 前記第一導光部材は、シリコーン樹脂、シリコーン変性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、メチルペンテン樹脂、及びポリノルボルネン樹脂から選択される樹脂材料を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の光学部材。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の光学部材と、
前記光学部材とは異なる波長の光を出射する第二光学部材と、を有し、
前記第二光学部材は、長尺形状の第二導光部材であって、端面と前記端面から長手方向に延在する側面とを含む第二導光部材を有する、複合光学部材。 - 前記第二導光部材の前記側面上に、波長変換層を有しない、請求項10に記載の複合光学部材。
- 前記第一導光部材と、前記第二導光部材とは、平行に配置される、請求項10又は11に記載の複合光学部材。
- 前記光学部材と、前記第二光学部材とは、接している、請求項12に記載の複合光学部材。
- 前記第二導光部材は、前記第一導光部材と同じ樹脂材料から構成される、請求項10~13のいずれか1項に記載の複合光学部材。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の光学部材、又は請求項10~14のいずれか1項に記載の複合光学部材と、
前記光学部材、又は前記複合光学部材の端面に対向して配置された光源と、
を有する、照明装置。 - 前記光源は、380~485nmにピーク波長を有する光を発する、請求項15に記載の照明装置。
- 前記第一導光部材の表面の表面粗さは、前記光源からの距離が大きいほど大きくなる、請求項15又は16に記載の照明装置。
- 前記第一導光部材は、光拡散材を含み、前記第一導光部材中の前記光拡散材の含有量は、前記光源からの距離が大きいほど大きくなる、請求項15~17のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記複合光学部材を有し、
前記光学部材は、610~650nmにピーク波長を有する光を出射し、
前記第二光学部材は、380~485nmにピーク波長を有する光を出射する、
請求項10~14のいずれか1項を引用する請求項15~18のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記複合光学部材を有し、前記第一導光部材と前記第二導光部材は平行に配置され、
前記光源から出射される光の入射先を、前記第一導光部材又は前記第二導光部材のいずれかに切り替え可能な切替装置を有する、
請求項10~14のいずれか1項を引用する請求項15~19のいずれか1項に記載の照明装置。 - 前記切替装置は、遮光板を有し、
前記遮光板が、前記第一導光部材又は前記第二導光部材のいずれかに入射される光を遮光することにより、前記光源から出射される光の入射先を切り替える、請求項20に記載の照明装置。 - 前記切替装置は、前記光源を、前記第一導光部材の端面に対向する位置、又は前記第二導光部材の端面に対向する位置に移動させることにより、前記光源から出射される光の入射先を切り替える、請求項20に記載の照明装置。
- 前記光学部材又は前記複合光学部材の一の端面に対して、一の前記光源が配置される、請求項15~22のいずれか1項に記載の照明装置。
- 前記光源は、前記光学部材又は前記複合光学部材の両端面のそれぞれに対向して配置される、請求項15~23のいずれか1項に記載の照明装置。
- 植物の育成に用いられる、請求項15~24のいずれか1項に記載の照明装置。
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