WO2020045665A1 - 発光装置、照明装置、及び把持物 - Google Patents

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秀崇 加藤
草野 民男
晃平 池田
貴幸 木村
嘉基 安藤
健 二塚
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京セラ株式会社
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    • H01L33/504Elements with two or more wavelength conversion materials

Definitions

  • the present disclosure relates to a light emitting device, a lighting device, and a grasped object.
  • a lighting device including a semiconductor light emitting element that emits ultraviolet light having a sterilizing / purifying effect, and a phosphor that absorbs ultraviolet light emitted by the semiconductor light emitting element and emits secondary light having a longer wavelength than the ultraviolet light Is known (for example, see Patent Document 1). It is required to realize an antibacterial effect while hardly affecting a user.
  • a light emitting device includes a light emitting element and a wavelength conversion member.
  • the light emitting element emits light specified by a spectrum having a peak wavelength in a wavelength range from 360 nm to 430 nm.
  • the wavelength conversion member converts at least a part of the light emitted from the light emitting element into light specified by a spectrum having a peak wavelength in a wavelength region of 360 nm or more and 780 nm or less.
  • the light emitting device emits illumination light that is a combination of light not converted by the wavelength conversion member and light converted by the wavelength conversion member among light emitted by the light emitting element.
  • the total energy of light having a wavelength included in a wavelength region of 360 nm or more and 430 nm or less is 3 times the total energy of light having a wavelength included in a wavelength region of 360 nm or more and 780 nm or less. % Or more and 18% or less.
  • a lighting device includes a plurality of light emitting devices.
  • Each of the plurality of light emitting devices includes a light emitting element and a wavelength conversion member.
  • the light emitting element emits light specified by a spectrum having a peak wavelength in a wavelength range from 360 nm to 430 nm.
  • the wavelength conversion member converts at least a part of the light emitted from the light emitting element into light specified by a spectrum having a peak wavelength in a wavelength region of 360 nm or more and 780 nm or less.
  • the lighting device combines light that is not converted by the wavelength conversion member among light emitted by the light emitting elements in the plurality of light emitting devices, and light that is converted by the wavelength conversion member in the plurality of light emitting devices. And emit the illumination light.
  • the total energy of light having a wavelength included in a wavelength region of 360 nm or more and 430 nm or less is 3 times the total energy of light having a wavelength included in a wavelength region of 360 nm or more and 780 nm or less. % Or more and 18% or less.
  • a grasped object includes a grasping unit configured to be graspable by a user, and a light emitting device.
  • the light emitting device has a light emitting element that emits light specified by a spectrum having a peak wavelength in a wavelength region of 360 nm or more and 430 nm or less.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a light emitting device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the light emitting device illustrated in FIG. 1 cut along a plane indicated by a virtual line.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a circle X in FIG. 2. It is a graph which shows an example of the spectrum of illumination light. It is a graph which shows an example of the spectrum of illumination light.
  • 1 is an external perspective view of a lighting device including a light emitting device according to one embodiment.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of the lighting device of FIG. 6.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of a housing and a light-transmitting substrate in the lighting device of FIG. 6.
  • 4 is a graph illustrating an antibacterial effect realized by illumination light emitted from a light emitting device or a lighting device according to an embodiment.
  • 9 is a graph showing an example of the emission spectrum of a white LED having a peak wavelength of excitation light at 405 nm (purple) and having a standard relative light intensity of 405 nm. It is a graph which has a peak wavelength of excitation light in 405nm (purple), and shows an example of an emission spectrum of a white LED in which relative light intensity of 405nm is raised to moderate.
  • FIG. 9 is a graph showing an example of an emission spectrum of a white LED having a peak wavelength of excitation light at 405 nm (purple) and having a relative light intensity of 405 nm raised to a maximum output based on device specifications. It is a graph which shows an example of an emission spectrum of a white LED which has a peak wavelength of excitation light at 415nm (purple). It is a graph which shows an example of an emission spectrum of a white LED which has a peak wavelength of excitation light at 450 nm (blue). It is a graph showing the relationship between the length of light irradiation time and the viable count of MRSA. It is a graph which shows an example of the spectrum of the light irradiated to the cell in another test example.
  • lighting devices sometimes use a semiconductor light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) as a light source instead of a fluorescent lamp or a light bulb.
  • a semiconductor light emitting element may be used as a light source of a lighting device for inspecting the appearance of a painted surface of a home appliance or a passenger car.
  • the wavelength band of light emitted from a semiconductor light emitting element is narrow. Therefore, the semiconductor light emitting element emits light of a single color.
  • An illumination device using a semiconductor light emitting element as a light source includes a plurality of semiconductor light emitting elements to emit white light as illumination light. In this case, white light is realized by making the wavelength bands of light emitted from the respective semiconductor light emitting elements different from each other and mixing colors of the light emitted from the respective semiconductor light emitting elements.
  • a plurality of phosphors that emit fluorescence having different wavelength bands by excitation light having the same wavelength are provided.
  • white light is realized by mixing the emitted light from the semiconductor light emitting element with a plurality of fluorescent light emitted by each phosphor when excited by the emitted light from the semiconductor light emitting element.
  • illumination light specified by various spectra other than white light is emitted according to the purpose. obtain.
  • illumination light specified by a spectrum similar to the spectrum of sunlight can be realized. If the intensity of the violet light component included in the illumination light is low, it is difficult to approximate the spectrum of the illumination light to the spectrum of sunlight. Further, when the intensity of the violet light component included in the illumination light is low, it is difficult to enhance the color rendering of the illumination light. Therefore, it is required to increase the intensity of purple light.
  • Lighting devices sometimes emit illumination light for the purpose of realizing an antibacterial effect. If the illumination light includes ultraviolet light, the ultraviolet light has an antibacterial effect, but may affect the human body. There is a need for a lighting device that realizes an antibacterial effect while hardly affecting a user. On the other hand, purple light has an antibacterial effect and hardly affects the human body. Therefore, in a lighting device, it is required to increase the intensity of purple light.
  • the intensity of the violet light in the illumination light can be increased.
  • the antibacterial effect based on the purple light can be realized, and the color rendering of the illumination light can be enhanced.
  • the light emitting device 1 includes a substrate 2, a light emitting element 3 located on the substrate 2, and a frame located on the substrate 2 so as to surround the light emitting element 3. And a body 4.
  • the light emitting device 1 further includes a sealing member 5 filling an inner space surrounded by the frame 4 and a wavelength conversion member 6 located on the sealing member 5.
  • the sealing member 5 is filled with an upper part of the inner space surrounded by the frame body 4 being filled.
  • the wavelength conversion member 6 is located in a portion of the inner space surrounded by the frame 4 where the sealing member 5 is not filled.
  • the wavelength conversion member 6 is located in a part of the upper side of the inner space so as to fit in the frame 4 along the upper surface of the sealing member 5.
  • the light emitting element 3 may include, for example, an LED.
  • the light emitting element 3 includes an LED, the electrons and holes in the pn junction using a semiconductor recombine to emit light to the outside.
  • the substrate 2 is an insulating substrate, and may be configured to include, for example, a ceramic material such as alumina or mullite, or a glass ceramic material.
  • the substrate 2 may include a composite material in which a plurality of types of materials are mixed.
  • the substrate 2 may include a polymer resin in which metal oxide fine particles are dispersed so that the coefficient of thermal expansion of the substrate 2 can be adjusted.
  • the substrate 2 has a first surface 2a.
  • the first surface 2a is also called the upper surface of the substrate 2.
  • the substrate 2 has a wiring conductor that electrically connects the inside and the outside of the substrate 2 on at least one of the first surface 2 a of the substrate 2 and the inside of the substrate 2.
  • the wiring conductor may include, for example, a conductive material such as tungsten, molybdenum, manganese, or copper.
  • the substrate 2 having a wiring conductor may be formed, for example, by laminating and firing ceramic green sheets on which a metal paste is printed in a predetermined pattern.
  • the metal paste is obtained, for example, by adding an organic solvent to a powder such as tungsten.
  • a plating layer of, for example, nickel or gold may be formed on the surface of the wiring conductor to prevent oxidation.
  • a metal reflection layer such as aluminum, silver, gold, copper, or platinum may be formed at a distance from the wiring conductor and the plating layer. Thereby, the light emitted from the light emitting element 3 can be reflected above the substrate 2 with a high reflectance.
  • the light emitting element 3 is mounted on the first surface 2 a of the substrate 2.
  • the light emitting element 3 may be electrically connected, for example, via a brazing material or solder, on a plating layer that adheres to the surface of the wiring conductor formed on the first surface 2 a of the substrate 2.
  • the light emitting element 3 has a light-transmitting base and an optical semiconductor layer formed on the light-transmitting base.
  • the translucent substrate may be formed by growing the optical semiconductor layer by a chemical vapor deposition method such as a metal organic chemical vapor deposition method or a molecular beam epitaxial growth method.
  • the translucent substrate may be composed of, for example, sapphire, gallium nitride, aluminum nitride, zinc oxide, zinc selenide, silicon carbide, silicon (Si), zirconium diboride, or the like.
  • the thickness of the translucent substrate may be, for example, not less than 50 ⁇ m and not more than 1000 ⁇ m.
  • the optical semiconductor layer has a first semiconductor layer formed on the light-transmitting substrate, a light emitting layer formed on the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer formed on the light emitting layer.
  • the first semiconductor layer, the light emitting layer and the second semiconductor layer are made of, for example, a group III nitride semiconductor, a group III-V semiconductor such as gallium phosphide or gallium arsenide, or a group III nitride such as gallium nitride, aluminum nitride or indium nitride. It may be configured to include a material semiconductor or the like.
  • the thickness of the first semiconductor layer may be, for example, 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the thickness of the light emitting layer may be, for example, 25 nm or more and 150 nm or less.
  • the thickness of the second semiconductor layer may be, for example, not less than 50 nm and not more than 600 nm.
  • the light emitting element 3 configured as described above can emit light specified by a spectrum having a peak wavelength in a wavelength region of, for example, 360 nm or more and 430 nm or less.
  • the frame 4 is made of, for example, a ceramic material, a porous material, or a resin material mixed with a powder containing a metal oxide.
  • the ceramic material includes aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, yttrium oxide, or the like.
  • the metal oxide includes aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, yttrium oxide, or the like.
  • the frame 4 is joined to the first surface 2a of the substrate 2 via, for example, resin, brazing material, solder, or the like.
  • the frame 4 is located on the first surface 2 a of the substrate 2 so as to surround the light emitting element 3 while leaving an interval from the light emitting element 3.
  • the frame 4 has an inner wall surface 4a that is inclined in a cross-sectional view.
  • the inner wall surface 4a is formed so as to increase toward the outside of the frame 4 as the distance from the first surface 2a of the substrate 2 increases.
  • the inner wall surface 4a functions as a reflection surface that reflects light emitted from the light emitting element 3 upward.
  • the shape of the inner wall surface 4a is circular in plan view, the light emitted from the light emitting element 3 can be uniformly reflected outward on the inner wall surface 4a.
  • the frame 4 may have a metal layer containing tungsten, molybdenum, manganese, or the like on the inner wall surface 4a, and a plating layer containing nickel, gold, or the like covering the metal layer.
  • the plating layer reflects light emitted from the light emitting element 3.
  • the inclination angle of the inner wall surface 4a is set to, for example, an angle of 55 degrees or more and 70 degrees or less with respect to the first surface 2a of the substrate 2.
  • An inner space surrounded by the first surface 2a of the substrate 2 and the inner wall surface 4a of the frame 4 is filled with a sealing member 5 having a light transmitting property.
  • the sealing member 5 seals the light emitting element 3 so that the light emitting element 3 is not exposed to the outside, and transmits light emitted by the light emitting element 3 to the outside.
  • the sealing member 5 is filled in an inner space surrounded by the substrate 2 and the frame body 4 with an upper part of the space being opened.
  • the sealing member 5 may be configured to include, for example, a light-transmitting insulating resin such as a silicone resin, an acrylic resin, or an epoxy resin, or a light-transmitting glass material.
  • the refractive index of the sealing member 5 is set to, for example, 1.4 or more and 1.6 or less.
  • the wavelength conversion member 6 is located along the upper surface of the sealing member 5 above the inner space surrounded by the substrate 2 and the frame 4.
  • the wavelength conversion member 6 is located so as to fit below the upper surface of the frame 4.
  • the wavelength conversion member 6 includes a light transmitting member 60 having a light transmitting property and a phosphor.
  • the phosphor may include, for example, at least one of the first phosphor 61 and the second phosphor 62.
  • the light emitted from the light emitting element 3 enters the wavelength conversion member 6 via the sealing member 5, and excites the phosphor. Light emitted from the light emitting element 3 to excite the phosphor is also referred to as excitation light.
  • the excited phosphor emits light having a wavelength based on its emission characteristics.
  • the wavelength conversion member 6 converts the wavelength of the light emitted from the light emitting element 3.
  • the light not converted by the wavelength conversion member 6 is emitted to the outside of the light emitting device 1 as it is.
  • the light emitting device 1 emits light obtained by combining the light converted from the excitation light by the wavelength conversion member 6 and the light of the excitation light that has been emitted without being converted by the wavelength conversion member 6.
  • the light emitted by the light emitting device 1 is also called illumination light.
  • the illumination light corresponds to light obtained by combining the light converted from the excitation light by the wavelength conversion member 6 and the light of the excitation light that is emitted as it is without being converted by the wavelength conversion member 6.
  • the light transmitting member 60 may be made of, for example, a light transmitting insulating resin such as a fluororesin, a silicone resin, an acrylic resin, or an epoxy resin, or a light transmitting glass material.
  • the phosphor may be contained in the light transmitting member 60. The phosphor may be uniformly dispersed in the light transmitting member 60.
  • the light emitting device 1 emits light specified by a predetermined spectrum as illumination light.
  • the spectrum of light can be measured, for example, by performing spectroscopy with a spectrophotometer or the like.
  • the light emitting device 1 may be configured to emit light specified by the emission spectrum illustrated in FIGS. 4 and 5, the horizontal axis represents wavelength.
  • the vertical axis represents the relative light intensity.
  • the relative light intensity is expressed as a ratio of the light intensity of each wavelength to the light intensity of the peak wavelength. That is, the relative light intensity of the light having the peak wavelength is 1.
  • the light intensity corresponds to the magnitude of the amplitude. It can also be said that the light intensity corresponds to the number of photons contained in the light.
  • the light intensity can be measured, for example, by a monochromator.
  • the emission spectrum of the light emitting device 1 may have, for example, a peak wavelength in a wavelength region from 360 nm to 430 nm and a peak wavelength in a wavelength region from 360 nm to 780 nm.
  • Light having a peak wavelength in a wavelength region of 360 nm or more and 430 nm or less is also referred to as violet light.
  • the wavelength region of 360 nm or more and 430 nm or less is also called a violet light region.
  • Light having a peak wavelength in a wavelength region of 360 nm or more and 780 nm or less is also referred to as visible light.
  • the wavelength region from 360 nm to 780 nm is also referred to as a visible light region.
  • the peak wavelength may be represented by a wavelength at which the relative light intensity has a maximum value, that is, a wavelength corresponding to a peak of a peak located between two adjacent valleys of the spectrum.
  • the spectrum may have minute peaks and valleys when various colors are emitted using the phosphor.
  • the maximum value when the wavelength width from a certain trough to an adjacent trough is 20 nm or less may not be regarded as the peak wavelength.
  • the wavelength corresponding to the peak of the peak may not be regarded as the peak wavelength.
  • the predetermined value may be, for example, 0.001.
  • the 4 and 5 have a first peak wavelength ⁇ 1 and a plurality of second peak wavelengths ⁇ x.
  • the first peak wavelength ⁇ 1 is included in a wavelength range from 360 nm to 430 nm.
  • At least a part of the light emitting element 3 is configured to emit light specified by a spectrum having the first peak wavelength ⁇ 1 as excitation light.
  • the material of the phosphor may be selected such that the light emitted by the light emitting device 1 is specified by an emission spectrum as shown in FIG.
  • the phosphor material may be configured to convert the excitation light to light specified by a spectrum having at least one peak wavelength of the plurality of second peak wavelengths ⁇ x.
  • the second peak wavelength ⁇ x is included in a wavelength range from 360 nm to 780 nm.
  • the phosphor may be configured to convert the excitation light into light of various colors, such as blue, blue-green, green or red.
  • the wavelength of the blue light may be included in a wavelength region of 400 nm or more and 500 nm or less.
  • the wavelength of the blue-green light may be included in a wavelength range of 450 nm or more and 550 nm or less.
  • the wavelength of the green light may be included in a wavelength region of 500 nm or more and 600 nm or less.
  • the wavelength of the red light may be included in a wavelength range of 600 nm or more and 700 nm or less.
  • the phosphor may be configured to convert the excitation light into light having a wavelength in the near infrared region.
  • the near-infrared region may correspond to a wavelength region of 680 nm or more and 2500 nm or less.
  • the wavelength conversion member 6 is at least one of a phosphor that converts excitation light into blue, blue-green, green, and red light, and a phosphor that converts excitation light into light having a wavelength in the near infrared region. May be included.
  • the first phosphor 61 and the second phosphor 2 may include a material that converts excitation light into different colors.
  • the light emitting device 1 may include a plurality of wavelength conversion members 6. In this case, each wavelength conversion member 6 may have a combination of different types of phosphors.
  • the light-emitting device 1 may emit, as illumination light, light obtained by mixing light emitted by being converted by each wavelength conversion member 6. By doing so, the light emitting device 1 can easily control the color rendering of the emitted light.
  • the phosphor that converts the excitation light into blue light is, for example, BaMgAl 10 O 17 : Eu or (Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu, (Sr, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu or the like may be contained.
  • Phosphor that converts excitation light to blue green light for example, (Sr, Ba, Ca) 5 (PO 4) 3 Cl: Eu, Sr 4 Al 14 O 25: may include Eu or the like.
  • Phosphors that convert excitation light into green light include, for example, SrSi 2 (O, Cl) 2 N 2 : Eu, (Sr, Ba, Mg) 2 SiO 4 : Eu 2+ , or ZnS: Cu, Al , Zn 2 SiO 4 : Mn and the like.
  • Phosphor that converts excited light into red light for example, Y 2 O 2 S: Eu , Y 2 O 3: Eu, SrCaClAlSiN 3: Eu 2+, CaAlSiN 3: Eu, or, CaAlSi (ON) 3: Eu or the like may be included.
  • Phosphor that converts the excitation light into light having a wavelength in the near infrared region, 3Ga 5 O 12: may include a Cr or the like.
  • the light emitting device 1 combines the light emitted by the light emitting element 3 and the light converted by the phosphor in the wavelength region of 360 nm or more and 780 nm or less. By doing so, not only light having the first peak wavelength ⁇ 1 emitted by the light emitting element 3 but also light having a plurality of second peak wavelengths ⁇ x is emitted.
  • the temperature of the phosphor may change.
  • the output of light emitted by the phosphor can change.
  • the light output includes the peak wavelength or intensity of the light.
  • the wavelength conversion member 6 has a plurality of phosphors. By having a plurality of phosphors, even if the output of light emitted by one phosphor changes, the output of light emitted by the light emitting device 1 as a whole is averaged by the light emitted by another phosphor. . As a result, variations in the output of the light emitted from the light emitting device 1 as a whole can be reduced.
  • the light emitting device 1 shown in FIGS. 1 and 2 was actually manufactured, and its color rendering properties were evaluated.
  • the light-emitting element 3 that emits the excitation light was configured to emit light specified by a spectrum having a plurality of peak wavelengths in a wavelength band of 360 nm or more and 780 nm or less using gallium nitride as a material.
  • (Sr, Ca, Ba) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu was used as a phosphor for converting the excitation light into blue light.
  • Sr 4 Al 14 O 25 Eu was used as a phosphor for converting the excitation light into blue-green light.
  • the emission spectrum of the illumination light emitted from the light emitting device 1 configured as described above corresponds to the emission spectrum shown in FIG. In the emission spectrum shown in FIG. 4, the difference between the relative light intensities at each of the plurality of second peak wavelengths ⁇ x is small. As a result, it can be said that the emission spectrum shown in FIG. 4 is a spectrum showing high color rendering properties.
  • the antibacterial effect changes depending on how much light energy is given to a certain bacterium. For example, in the case of light having a large light energy in a violet light region, an antibacterial effect can be exerted even if the time of light exposure to a certain bacterium is short. For example, in the case of light having a small light energy in a violet light region, an antibacterial effect is exhibited by lengthening the time of irradiating a certain bacterium with light. However, if the light energy in the violet light region is too large, there is a possibility that the skin of the user or the like may be deteriorated regardless of the time of light application. If the light energy in the violet light region is too small, certain bacteria may grow before the antibacterial effect is obtained. Therefore, the light energy given to a certain bacterium may be appropriately set in consideration of the balance between the antibacterial effect and the problem that depends on the light energy.
  • the total energy of light having a wavelength included in the wavelength region of 360 nm or more and 430 nm or less has a wavelength included in the wavelength region of 360 nm or more and 780 nm or less. It may be 3% or more and 18% or less with respect to the total energy of light. That is, in the illumination light, the total energy of light in the visible light region may be 3% or more and 18% or less with respect to the total energy of light in the violet light region.
  • the energy of light is the sum of the energies of photons contained in light. The energy of a photon is determined based on the wavelength of the photon.
  • the energy of light is determined based on the relative light intensity at each wavelength of the spectrum specifying the light.
  • the energy of light can be measured by, for example, a photon meter or the like.
  • the light emitting device 1 can realize the antibacterial effect by the violet light while emitting the visible light.
  • the energy of the violet light is 18% or less of the energy of the entire visible light, deterioration of the skin of the human body due to the violet light can be reduced in daily life.
  • the energy of the violet light is 3% or more of the energy of the entire visible light, the antibacterial effect can be enhanced.
  • the emission spectrum that specifies the illumination light emitted by the light emitting device 1 according to the present embodiment may have a peak wavelength in a wavelength region of 400 nm or more and 410 nm or less. As described later, light having a peak wavelength in the wavelength region of 400 nm or more and 410 nm or less can exhibit a higher antibacterial effect than light of other wavelengths in the violet light region.
  • the total energy of light having a wavelength included in the wavelength region of 430 nm or more and 500 nm or less has a wavelength included in the wavelength region of 360 nm or more and 780 nm or less.
  • the energy of light may be 5% or more and 30% or less.
  • Light having a wavelength included in the wavelength range of 430 nm or more and 500 nm or less can correspond to blue light. By limiting the energy of the blue light within the predetermined range, so-called blue light is reduced. As a result, the burden on the eyeball or the like due to the blue light included in the illumination light can be reduced, and the color rendering of the illumination light can be enhanced.
  • the half width of the spectrum having the peak wavelength in the wavelength region of 360 nm or more and 430 nm or less may be 8 nm or more and 24 nm or less.
  • the half width is the width of the wavelength at which the relative light intensity in the spectrum is 50% of the peak intensity.
  • the half width can be calculated based on the measurement result of the spectrum. With the half-value width determined as described above, energy can be concentrated on a specific wavelength region in the violet light region. As a result, the illumination light can exhibit a high antibacterial effect on specific bacteria.
  • the total energy of light having a wavelength included in a wavelength region less than 360 nm is equal to the energy of light having a wavelength included in a wavelength region of 360 nm or more and 780 nm or less. May be 2% or less with respect to the sum of That is, the energy of the ultraviolet light may be 2% or less of the energy of the visible light. By doing so, the intensity of the ultraviolet light in the illumination light is reduced. Compared to the case where the energy of the ultraviolet light is 2% or more of the energy of the visible light, deterioration of the human skin due to the ultraviolet light can be reduced.
  • the half width of the spectrum having a peak wavelength in the wavelength region of 430 nm or more and 500 nm or less may be 25 nm or more and 60 nm or less.
  • the intensity of light having a wavelength included in and 400nm or less in the wavelength region above 360nm is, 0.003J / cm 2 per hour or more and 18J / cm 2 or less It may be. In this way, skin deterioration and the like can be reduced while an antibacterial effect is exhibited.
  • the irradiance of light having a wavelength included in the wavelength region of 360 nm or more and 400 nm or less may be less than 10 W ⁇ m ⁇ 2 .
  • the irradiance corresponds to the illuminance of the illuminating light received by a target object such as a living being illuminated by the illuminating light at a distance that can approach the light emitting device 1 within a range of ordinary life.
  • the irradiance of light having a wavelength included in a wavelength region of 360 nm or more and 430 nm or less may be 33 W ⁇ m ⁇ 2 or less.
  • the radiance of light having a wavelength included in the wavelength region of 430 nm or more and 500 nm or less may be less than 100 W ⁇ sr ⁇ 1 ⁇ m ⁇ 2.
  • the radiance corresponds to the luminance of the illumination light received by the object such as a living being illuminated by the illumination light at a distance within a range of ordinary life that can approach the light emitting device 1.
  • the antibacterial effect depends on how much energy is given to a certain bacterium.
  • a large antibacterial effect can be exerted even if the light irradiation time is short.
  • the energy of the violet light is smaller than a predetermined value, by extending the light irradiation time, the same antibacterial effect as in the case of the light having the energy of the violet light equal to or more than the predetermined value can be exhibited.
  • the energy of the violet light is too large, there is a possibility that deterioration of the skin or the like irradiated with the light may be promoted.
  • the light emitting device 1 can emit illumination light that can enhance the antibacterial effect while using visible light used in daily life.
  • the light emitting device 1 according to the present embodiment can emit light with high color rendering properties that approximates the spectrum of sunlight. That is, the difference between the relative light intensity of each wavelength in the spectrum of the illumination light emitted by the light emitting device 1 according to the present embodiment and the relative light intensity of each wavelength in the spectrum of sunlight can be reduced. As a result, the light emitting device 1 according to the present embodiment can emit illumination light specified by a spectrum that approximates the spectrum of sunlight.
  • the light emitting device 1 may have a plurality of light emitting elements 3.
  • the plurality of light emitting elements 3 may include a first light emitting element 31 and a second light emitting element 32.
  • the intensity of the excitation light emitted from the first light emitting element 31 and the intensity of the excitation light emitted from the second light emitting element 32 may be controlled independently or in association with each other.
  • the light emitting device 1 may cause the excitation light from the first light emitting element 31 to enter a part of the wavelength conversion member 6 and the excitation light from the second light emitting element 32 to another part of the wavelength conversion member 6.
  • Different types of phosphors may be arranged in the wavelength conversion member 6 at a portion where excitation light is incident from the first light emitting element 31 and at a portion where excitation light is incident from the second light emitting element 32.
  • the light emitting device 1 makes the spectrum of the light obtained by converting the excitation light from the first light emitting element 31 and the spectrum of the light obtained by converting the excitation light from the second light emitting element 32 different from each other.
  • the light emitting device 1 controls each wavelength of the excitation light by the wavelength conversion member 6 by controlling the intensity of the excitation light emitted from the first light emitting element 31 and the intensity of the excitation light emitted from the second light emitting element 32 in association with each other.
  • the spectrum of the light obtained by combining the converted light may be controlled.
  • Light obtained by combining light obtained by converting the excitation light from each of the first light emitting element 31 and the second light emitting element 32 by the wavelength conversion member 6 is also referred to as combined light.
  • the light emitting device 1 may emit the combined light as illumination light.
  • the light emitting device 1 may select at least one of the first light emitting element 31 and the second light emitting element 32 and emit the excitation light.
  • the light-emitting device 1 may be used in a form in which a plurality of light-emitting devices 1 are arranged, for example, to illuminate a building or a house. For example, by illuminating the living space with the light emitting device 1, it is possible to construct an illumination environment in which sunlight is irradiated even indoors. In addition, in order to inspect the appearance of a painted article, for example, a car, the light emitting device 1 illuminates an inspection target, thereby constructing an inspection environment in which sunlight is irradiated even indoors. be able to. Even when indoors, by irradiating light close to sunlight, it is possible to make the appearance close to the color seen under sunlight. That is, the color rendering properties are enhanced.
  • the light emitting device 1 can exert an antibacterial effect at the same time as illuminating an environment such as a breeding space in activities in a living environment indoors or in breeding creatures for indoor breeding. That is, the light emitting device 1 may be used as antibacterial lighting. As a result, the light emitting device 1 is useful for maintaining the health of the living thing. Therefore, the light-emitting device 1 according to the present embodiment can be used in a facility that requires an antibacterial effect, such as a hospital or a hot spring, an animal breeding facility such as a pet shop, or an indoor space where bacteria can easily propagate, such as a kitchen, a washroom, or a bathroom. It is effectively used to illuminate etc. Further, the light emitting device 1 can be effectively used in places such as a refrigerator or a showcase of a sushi bar where it is desired to suppress the growth of bacteria for hygiene reasons while making the food look delicious.
  • the light emitting device 1 may be included in a part of the lighting device 10 as shown in FIGS. 6, 7 and 8.
  • the lighting device 10 includes a plurality of light emitting devices 1 having the light emitting elements 3.
  • the lighting device 10 emits light obtained by combining the light emitted by the light emitting devices 1 as illumination light.
  • the illumination light emitted by the illumination device 10 may be specified by the various spectra described so far as the spectrum of the light emitted by one light emitting device 1.
  • the lighting device 10 including the plurality of light emitting devices 1 has a first peak wavelength ⁇ 1 in a wavelength region of 360 nm or more and 430 nm or less, and a plurality of second peak wavelengths ⁇ x in a wavelength region of 360 nm or more and 780 nm or less.
  • the illumination light specified by the spectrum may be emitted. Since the spectrum of the illumination light emitted by the illumination device 10 has the first peak wavelength ⁇ 1 in a wavelength region of 360 nm or more and 430 nm or less, the spectrum of the illumination light is closer to the spectrum of sunlight.
  • the spectra illustrated in FIG. 4 and FIG. 5 represent an example of the spectrum of the illumination light emitted from the light emitting device 1.
  • the spectrum of the illumination light emitted by the illumination device 10 as a whole may be the spectrum illustrated in FIGS. 4 and 5.
  • the lighting device 10 includes a long casing 11, a plurality of light emitting devices 1, a long wiring board 12, and a translucent board 13.
  • the housing 11 is open upward.
  • the plurality of light emitting devices 1 are arranged in a line along the longitudinal direction in the housing 11 and mounted on the wiring board 12.
  • the translucent substrate 13 is supported by the housing 11 and closes an opening of the housing 11.
  • the housing 11 holds the translucent substrate 13.
  • the housing 11 can radiate heat generated from the light emitting device 1 to the outside.
  • the housing 11 is configured to include, for example, metal such as aluminum, copper, or stainless steel, plastic, or resin.
  • the housing 11 has a longitudinal direction and a lateral direction.
  • the housing 11 has a main body 21 and two lids 22 located at both ends in the longitudinal direction.
  • the main body 21 has a bottom 21a having a longitudinal direction and a lateral direction, and a pair of support portions 21b.
  • the pair of support portions 21b are erected from each of a pair of sides located at both ends in the short direction of the bottom portion 21a, and extend in the longitudinal direction.
  • the main body 21 has a U-shape in a cross-sectional view crossing the longitudinal direction.
  • the main body 21 has openings at both ends in the longitudinal direction.
  • the lid part 22 is located so as to close the openings at both ends in the longitudinal direction of the main body part 21.
  • a holding part At the upper part of the inside of the housing 11 of each support part 21b, there is provided a holding part in which concave portions for holding the translucent substrate 13 are formed along the longitudinal direction so as to face each other.
  • the length in the longitudinal direction of the housing 11 is set to, for example, 100 mm or more and 2000 mm or less.
  • the wiring board 12 is fixed to the bottom surface (bottom portion 21a) inside the housing 11.
  • the wiring board 12 is configured by, for example, a printed board such as a rigid board, a flexible board, or a rigid flexible board.
  • the wiring pattern of the wiring substrate 12 and the wiring pattern of the substrate 2 in the light emitting device 1 are electrically connected via solder or a conductive adhesive. Then, a signal from the wiring substrate 12 is transmitted to the light emitting element 3 via the substrate 2, and the light emitting element 3 emits light.
  • Power is supplied to the wiring board 12 from a power supply provided outside via wiring.
  • the power supply may include, for example, a button battery or the like, or may include various other power supplies.
  • the wiring board 12 may mount a control unit that outputs a control signal for controlling the light emitting element 3.
  • the control unit may be composed of, for example, a processor.
  • the translucent substrate 13 is made of a material that transmits light emitted by the light emitting device 1.
  • the light-transmitting substrate 13 is made of, for example, a light-transmitting material such as acrylic resin or glass.
  • the translucent substrate 13 may be a rectangular plate.
  • the length of the translucent substrate 13 in the longitudinal direction is set to, for example, 98 mm or more and 1998 mm or less.
  • the translucent substrate 13 is inserted into the recess formed in each of the support portions 21b from the opening located on one side in the longitudinal direction of the main body portion 21 and slid along the longitudinal direction. As a result, the translucent substrate 13 is supported by the pair of supporting portions 21b at a position separated from the plurality of light emitting devices 1.
  • the illumination device 10 is configured by closing the openings at both ends in the longitudinal direction of the main body 21 with the lid 22.
  • the plurality of light emitting devices 1 are arranged in a straight line.
  • the illuminating device 10 functions as linearly lit illumination.
  • the plurality of light emitting devices 1 may be arranged not only in a straight line but also in a matrix or a staggered lattice. In this case, the lighting device 10 functions as illumination for surface emission.
  • the lighting device 10 may be used to illuminate an interior such as a building or a house, or may be used to illuminate an inspection target of a visual inspection. .
  • the lighting device 10 may be used as antibacterial lighting, like the light emitting device 1.
  • ⁇ Antibacterial effect> By making the emission spectrum of the light emitting device 1 or the lighting device 10 close to the sunlight spectrum, the user of the environment where the illumination light of the light emitting device 1 or the lighting device 10 is irradiated can feel comfortable in daily life. In addition, the effects on human eyes and skin can be reduced, and the antibacterial effect against various bacteria, molds, and the like can be exhibited.
  • the bacteria against which purple light exerts an antibacterial effect as described above may include, for example, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, drug-resistant Staphylococcus aureus, Salmonella, Shigella, Legionella, or Bacillus cereus.
  • Viruses for which purple light exerts an antibacterial effect may include norovirus and the like.
  • Molds for which purple light exerts an antibacterial effect may include red mold, black aspergillus or black mold.
  • the antibacterial effect when the illumination light emitted from the light emitting device 1 according to the present embodiment is irradiated on the drug-resistant Staphylococcus aureus was verified.
  • the horizontal axis represents the irradiation time (unit: minute) of the illumination light.
  • the vertical axis represents the viable cell count (unit: CFU (Colony Forming Unit)).
  • the illumination light was controlled so that the irradiance of the light in the violet light region was about 10 W ⁇ m ⁇ 2 and was irradiated for 60 minutes.
  • the peak wavelength of the illumination light was 385 nm or 405 nm, a decrease in the number of viable bacteria was observed.
  • the viable cell count hardly changed. That is, when the peak wavelength of the illumination light is 385 nm or 405 nm, it is understood that the antimicrobial effect by the illumination light irradiation is exhibited. In view of this result, it was proved that the illuminating light exhibited an antibacterial effect by containing light in the violet light region even when the illuminating light contained almost no ultraviolet component having a wavelength of less than 360 nm.
  • the effect of the illumination light emitted by the light emitting device 1 according to the present embodiment on living cells of humans or animals was verified by conducting a test with reference to a phototoxicity test based on the OECD432 guidelines.
  • cell culture, administration of a test substance, light irradiation, culture for recovery after light irradiation, staining, and measurement of the number of viable cells based on the number of stained cells are sequentially performed.
  • the step of administering the test substance was omitted in order to verify only the effect of light on the cells regardless of the presence or absence of the test substance.
  • the spectrum of the light applied to the cells was from (1) to (8) below.
  • White LED having a peak wavelength of excitation light at 405 nm (purple) (5)
  • White LED having a peak wavelength of excitation light at 405 nm (purple) (6)
  • White LED having a peak wavelength of excitation light at 415 nm (purple) White LED having a peak wavelength of excitation light at 450 nm (blue)
  • 10A, 10B, 10C, 10D and 10E respectively correspond to the spectra of (4), (5), (6), (7) and (8).
  • the horizontal axis and the vertical axis represent the wavelength and the relative light intensity, respectively.
  • the spectra of (4), (5) and (6) are distinguished by a relative light intensity of 405 nm.
  • the relative light intensity at 405 nm is a standard.
  • the relative light intensity at 405 nm is increased to a moderate level.
  • the relative light intensity at 405 nm is increased to the maximum output based on the device specifications.
  • the cells were irradiated with the light specified in the spectra from (1) to (8) for 50 minutes.
  • the cell survival rate was 2% in the case of irradiation with ultraviolet rays (2), assuming that the cell without irradiation (1) was 100%.
  • the cell survival rates were as follows. (4) 88%, (5) 104%, (6) 90%, (7) 107%, (8) 91%
  • Illumination light is required to have no harm to living organisms and exhibit an antibacterial effect.
  • MRSA methicillin-resistant Staphylococcus aureus
  • FIG. 11 shows the change in the number of viable bacteria when the MRSA is irradiated with light specified in each spectrum from (1) to (8) for 60 minutes and 120 minutes.
  • the horizontal axis represents light irradiation time.
  • the vertical axis represents the viable cell count.
  • the data of (1) is plotted by a white triangle, and the change in the number of viable bacteria is represented by a solid line.
  • Regarding the data of (2) there is no plot because the number of viable bacteria is greatly reduced, and the change in the number of viable bacteria is represented by a solid line.
  • the data of (3) is plotted by a white square, and the change in the number of viable bacteria is represented by a broken line.
  • the data of (4) is plotted by a white circle, and the change in the number of viable cells is represented by a dashed line.
  • the data of (5) is plotted by a white circle, and the change in the number of viable bacteria is represented by a broken line.
  • the data of (6) is plotted by a white circle, and the change in the number of viable bacteria is represented by a solid line.
  • the data of (7) is plotted by a white triangle, and the change in the number of viable bacteria is represented by a broken line.
  • the data of (8) is plotted by a white triangle, and the change in the number of viable cells is represented by a dashed line.
  • the decrease in the number of viable cells in (7) having a peak wavelength at 415 nm and (8) having a peak wavelength at 450 nm is larger than that in (1) which was left in the dark. That is, the light specified by the spectra of (7) and (8) exerts a certain antibacterial effect on MRSA. It was confirmed that the decrease in the number of viable bacteria in (4), (5) and (6) having a peak wavelength at 405 nm was even larger than in (7) and (8). Furthermore, it was confirmed that the higher the relative light intensity at 405 nm, the lower the viable cell count. That is, the light specified in the spectra (4), (5) and (6) exerts a higher antibacterial effect on MRSA than the light specified in the spectra (7) and (8). I have.
  • the light specified by the spectrum having a peak wavelength at 405 nm is determined to have no effect on the cell viability and exhibits an antibacterial effect on MRSA. Further, light specified by a spectrum having a peak wavelength at 405 nm exhibits a higher antibacterial effect on MRSA than light specified by a spectrum having a peak wavelength at 415 nm. Therefore, the emission spectrum that specifies the illumination light emitted by the light emitting device 1 according to the present embodiment may have a peak wavelength in a wavelength region of 400 nm or more and 410 nm or less. By doing so, the illumination light can exhibit a higher antibacterial effect than light of other wavelengths in the violet light region.
  • the light emitting device 1 and the lighting device 10 can exhibit an antibacterial effect by including the light emitting element 3 that emits violet light.
  • VLA visible light antimicrobial activity
  • test examples include an antibacterial test and a cell viability confirmation test.
  • the amount of light specified in each of the spectra (3), (4) and (8) excluding the spectrum of (1) corresponding to darkness is 100,000 lux, which is equivalent to the light of an operating lamp.
  • the light irradiation time was 4 hours.
  • the subject to be irradiated with the light was prepared by preparing MRSA at about 10 5 CFU in 20 ⁇ L of a normal broth medium diluted to 1/500 concentration with reference to JIS R1702, and closely adhering it between two glass plates. .
  • the number of viable MRSA bacteria changed as shown in the graph of FIG. In the graph of FIG. 13, the horizontal axis represents the irradiation time (unit: minute). The vertical axis represents the number of viable bacteria (unit: CFU).
  • the amount of decrease in the viable bacterial count of MRSA is larger than that in (1) which was left in the dark. That is, the light specified by the spectrum (8) exerts a certain antibacterial effect on MRSA.
  • the amount of decrease in the viable bacterial count of MRSA when irradiated with light specified by the spectrum (4) having a peak wavelength at 405 nm is even greater than when irradiated with light specified by the spectrum (8). It was confirmed that it had become. That is, the light specified by the spectrum (4) exerts a higher antibacterial effect on MRSA than the light specified by the spectrum (8).
  • the amount of light specified in each of the spectra (3), (4) and (8) excluding the spectrum (1) corresponding to darkness is 100,000, which is equivalent to the light amount of the operating lamp.
  • the light irradiation time was 1 hour.
  • the target of light irradiation was a rabbit corneal cell line (SIRC) with reference to OECD491.
  • the light emitting device 1 or the illuminating device 10 according to the present embodiment emits light having a peak wavelength at 405 nm, thereby exhibiting an antibacterial effect in a state where the light does not easily affect living cells.
  • the light-emitting device 1 and the lighting device 10 according to the present embodiment can exert an antibacterial effect while hardly affecting a user, and therefore are used in a place where light may be applied to a human body. obtain.
  • the light emitting device 1 and the illuminating device 10 can be used, for example, to irradiate light having an antibacterial effect to a grasped object held by a user.
  • the gripping object 100 includes the light emitting device 1 and the gripper 20.
  • the gripping object 100 may include the lighting device 10 having the light emitting device 1.
  • the grip 20 is a member that can be gripped by a user.
  • the grippable member includes at least a member that can be touched by a user.
  • a member that can be touched by a user is also called a contacted portion.
  • the grasped object 100 including the contacted portion is also referred to as a contacted object.
  • the grip 20 may include, for example, a handrail or an umbrella to which the user's hand contacts (see FIG. 15 or FIG. 16).
  • the gripper 20 may include, for example, a floor or the like with which a user's foot contacts (see FIG. 17).
  • the grip 20 may be configured as, for example, a door knob.
  • the grip 20 may be configured, for example, as a handle for a sliding door.
  • the grip 20 may be configured, for example, as a handle of a bicycle or a motorcycle.
  • the grip 20 may be configured, for example, as a handle of a motorcycle of a sports club.
  • the gripper 20 may be configured, for example, as a hand-held portion of a muscle training device.
  • the gripper 20 may be configured, for example, as a staircase or a ramp handrail.
  • the grip 20 may be configured as, for example, a glowing keyboard included in an electric tone or an electronic piano.
  • the grip 20 may be configured as a strap used in public transportation such as a bus, for example.
  • the gripper 20 may be configured as, for example, a button of an elevator or the like.
  • the gripper 20 may be configured as, for example, an escalator handrail.
  • the grip 20 may be configured as, for example, a hand rest of a chair in a movie theater or the like.
  • the grip 20 may be configured, for example, as a desk.
  • the gripper 20 may be configured, for example, as a kitchen faucet handle or a flush outlet.
  • the grip 20 may be configured as, for example, a handle portion of a shower or a water outlet.
  • the grip 20 may be configured as, for example, an operation button or a touch panel included in a mobile device such as a smartphone.
  • the grip 20 may be configured as a case of a mobile device such as a smartphone.
  • the grip 20 may be configured as a liquid crystal light of a portable device.
  • the grip 20 may be configured as an input device such as a keyboard or a mouse, for example.
  • the grip 20 may be configured as, for example, a backlight of a keyboard.
  • the gripper 20 may be configured as, for example, a handle of a pachinko machine or a push button of a slot machine.
  • the gripper 20 may be configured as, for example, a handle of an umbrella.
  • the grip 20 may be configured as, for example, a floor of a hot spring facility or the like.
  • the grip 20 may be configured as, for example, a controller of a game machine or an operation button included in the controller.
  • the gripper 20 may be configured as, for example, a remote controller for operating a device or an operation button of the remote controller.
  • the gripper 20 may be configured as, for example, a switch of a table tap.
  • the grip 20 may be configured as, for example, operation buttons of various devices.
  • the grip 20 may be configured as, for example, a glowing sphere for hand holding.
  • the gripper 20 may be configured, for example, as a hand-held glowing toy.
  • the grip 20 may be configured as a kitchen appliance such as a kitchen knife or peeler, for example.
  • the grip 20 may be configured, for example, as a toilet lever or button.
  • the gripper 20 may be configured as, for example, a ballpoint pen.
  • a door knob is employed as the grip 20.
  • the gripping object 100 is configured by inserting the illumination device 10 having the light emitting device 1 into the doorknob from one side or the other side in the longitudinal direction of the doorknob. Accordingly, the gripping object 100 in which the light emitting device 1 or the lighting device 10 is incorporated can realize an antibacterial effect while hardly affecting the user. That is, the grasped object 100 has an antibacterial effect and can be used as highly safe lighting.
  • the grip 20 is at least partially formed of a material that transmits light emitted by the light emitting device 1 or the lighting device 10 at a predetermined transmittance. Since the grip portion 20 is formed of a material having light transmissivity, a portion of the grip portion 20 that contacts a user is irradiated with light in a violet light region that is a part of the visible light region. In this way, the gripping object 100 can realize an antibacterial effect while hardly affecting the user. In addition, since the holding unit 20 is formed of a material having optical transparency, when the light emitting device 1 or the lighting device 10 is located inside the holding unit 20, light emitted from the light emitting device 1 or the lighting device 10 is held. The light can easily pass through the part 20. As a result, the function of the gripper 100 as illumination can be enhanced.
  • the shape of the lighting device 10 is not particularly limited, and may be a shape that matches the shape of the grip 20.
  • the shape of the grip portion 20 is a cylindrical shape
  • the shape of the illumination device 10 may be a rectangular shape (see FIG. 14).
  • the shape of the lighting device 10 may be square (see FIG. 15).
  • the shape of the lighting device 10 may be various shapes such as a circular shape, an elliptical shape, and a rectangular shape.
  • a plurality of light emitting devices 1 may be mounted on the lighting device 10.
  • the plurality of light emitting devices 1 are mounted on the lighting device 10 in an arbitrary arrangement such as a matrix, a houndstooth check, a circle, an ellipse, and a rectangle.
  • the gripping object 100 includes the light emitting device 1 or the illuminating device 10 that emits light in the violet light region and the gripping portion 20.
  • the light in the violet light region has an antibacterial effect and does not easily affect the human body. Therefore, the gripping object 100 including the illumination device 10 that emits light in the purple light region can realize an antimicrobial effect while hardly affecting the user. That is, the gripper 100 having an antibacterial effect and having excellent safety can be realized. Moreover, the gripper 100 can clean the gripper 20.
  • the light emitting device 1 or the illuminating device 10 can emit light having various spectra such as an emission spectrum approximated to the spectrum of sunlight, for example, by including the wavelength conversion member 6. That is, the light emitting device 1 can emit light having high color rendering properties.
  • the gripping object 100 has an antibacterial function and also has an illumination function having high safety and high color rendering properties. As a result, the usefulness of the gripping object 100 increases.
  • the gripping object 100 may be configured as a handrail that can be gripped by a user, for example.
  • the gripper 20 may correspond to the handrail itself.
  • the light emitting device 1 or the lighting device 10 may be housed inside the grip 20.
  • the light emitting device 1 or the illuminating device 10 may be located outside the holding unit 20 and irradiate the holding unit 20 with light including violet light from the outside.
  • the handrail may be installed on a wall surface such as a staircase or a passage in a nursing home or a hospital.
  • a handrail that may be gripped by an unspecified number of people is likely to have bacteria or the like adhere thereto or proliferate.
  • the handrail as the gripping object 100 has an antibacterial effect by emitting light having a peak wavelength in a purple light region.
  • a handrail having an antibacterial function can reduce bacteria and the like on the surface even when it is gripped by an unspecified number of people. As a result, the handrail can be kept clean.
  • the handrail since the handrail has an antibacterial effect, it becomes difficult for bacteria to move between users.
  • an effect of antibacterial against bacteria attached to the user can be expected. As a result, maintenance of the user's health and prevention of illness can be realized.
  • the handrail as the gripping object 100 may emit light having a peak wavelength in the visible light region.
  • the handrail functions as lighting and can be used as an interior with high design in a nursing home or a hospital.
  • the handrail can be easily recognized by a user in a dark indoor such as a nursing home or a hospital.
  • the handrail may have high color rendering properties and emit light that the user feels comfortable in daily life. In this case, the handrail can enhance the relaxing effect of the user who spends in a nursing home or a hospital.
  • the place where the handrail is installed is not limited to the above example.
  • the handrail as the gripping object 100 may be installed in various places.
  • the gripping object 100 may be configured as, for example, an umbrella that can be inserted by a user.
  • the umbrella may include, for example, a parasol or a rain umbrella of a general type that a user walks while inserting.
  • the grip 20 may correspond to a handle of an umbrella.
  • the handle of an umbrella is also called a handle or a hand.
  • the light emitting device 1 or the lighting device 10 may be housed inside the grip 20.
  • the light emitting device 1 or the illuminating device 10 may be located outside the holding unit 20 and irradiate the holding unit 20 with light including violet light from the outside.
  • the umbrella as the gripping object 100 exerts an antibacterial effect by emitting light having a peak wavelength in a purple light region. For this reason, even if the user repeatedly grips the handle of the umbrella, bacteria and the like hardly grow on the handle of the umbrella. As a result, the umbrella can be kept clean. In addition, an antibacterial effect against bacteria adhered to a user's hand or the like in contact with the grasped object can be expected.
  • the umbrella as the gripping object 100 can function as illumination when emitting light having a peak wavelength in the visible light region. For this reason, when a user walks on a night road or the like while holding an umbrella, the user himself can easily be visually recognized, and the user can easily visually recognize the surrounding situation.
  • the light emitting device 1 or the lighting device 10 may be located on the shaft of the umbrella or on the bone of the umbrella.
  • the light emitting device 1 or the illuminating device 10 can exhibit an antibacterial effect on the entire umbrella and can also function as illumination by being located in each part of the umbrella.
  • the umbrella may be installed, for example, on a veranda or balcony of an apartment house, or on a terrace seat of a store.
  • the umbrella can be used indoors or outdoors as a highly designed interior.
  • the umbrella may have high color rendering properties and emit light that the user feels comfortable in daily life.
  • the umbrella can enhance the relaxing effect of the user who spends a meal on the balcony.
  • the gripping object 100 may be configured as, for example, a floor on which a user can walk.
  • the floor as the gripping object 100 is installed, for example, in a bathroom of a general household, an accommodation facility such as a hotel or an inn, an entertainment facility such as a public bath or a shower room, or a bathroom or a large bath such as a hospital or a nursing facility. Good.
  • the floor may be installed in a place where many users gather, such as a gymnasium, a gym, or a hall.
  • the floor as the gripping object 100 exerts an antibacterial effect by emitting light having a peak wavelength in the purple light region. For this reason, even if an unspecified number of people walk on the floor, bacteria and the like hardly grow on the surface of the floor. In particular, bacteria and the like easily grow in places that are easily wetted by water, such as bathrooms. By installing the floor as the gripping object 100, even in a place where bacteria and the like easily proliferate, the bacteria and the like may be difficult to proliferate. As a result, the floor can be kept clean. In addition, since the floor exhibits the antibacterial effect, it becomes difficult for the user to transfer bacteria from an unspecified number of people. In addition, an antibacterial effect against bacteria attached to the feet of the user who comes into contact with the floor can be expected. As a result, maintenance of the user's health and prevention of disease can be realized.
  • the floor may emit light having a peak wavelength in the visible light region.
  • the floor can function as lighting.
  • the floor can be used as a highly designed interior in general bathrooms, accommodation facilities such as hotels or inns, recreational facilities such as public baths or shower rooms, or bathrooms or large public baths such as hospitals or nursing homes. is there.
  • the floor can be easily recognized by the user in a dark room.
  • the floor may have high color rendering properties and emit light that the user feels comfortable in daily life. In this case, the relaxing effect of the user who spends the place where the floor is installed can be enhanced.
  • the place where the floor is installed is not limited to the above example.
  • the floor as the gripping object 100 may be installed in various places.
  • the gripping object 100 includes the light emitting device 1 or the lighting device 10 that emits light in the violet light region, so that bacteria and the like attached to the gripping portion 20 can be reduced.
  • the gripping object 100 further includes a wavelength conversion member 6 that converts light in the violet light region into light having a peak wavelength in the visible light region, it can function as illumination.
  • the gripping object 100 that has an antibacterial effect, is excellent in safety, and functions as illumination having high color rendering properties can be realized.
  • the light emitting device 1 or the lighting device 10 may be attachable to a grip 20 that can be gripped by a user. Further, the light emitting device 1 or the lighting device 10 may be provided at a position where at least light can be emitted to the grip 20 that can be gripped by the user. The light emitting device 1 or the illuminating device 10 may be provided at a position where light is emitted to the grip 20 from inside. When the light emitting device 1 or the lighting device 10 is provided at a position where the light is emitted from the inside to the grip portion 20, the light emitting device 1 or the lighting device 10 is less likely to be directly touched by a user. As a result, the safety of the light emitting device 1 or the lighting device 10 and the holding object 100 can be enhanced.
  • the light emitting device 1 or the illuminating device 10 may be provided at a position where light is emitted to the grip 20 from outside.
  • the light emitting device 1 or the lighting device 10 is provided at a position that irradiates light to the grip portion 20 from outside, the light emitting device 1 or the lighting device 10 is easily attached to the grip portion 20.
  • the convenience of the light emitting device 1 or the lighting device 10 and the grip 100 can be improved.
  • the light emitting device 1 or the lighting device 10 may be provided at a position where light is emitted from above to the grip portion 20.
  • the light emitting device 1 or the illuminating device 10 may be provided at a position that irradiates the grip 20 with light from below.
  • descriptions such as “first” and “second” are identifiers for distinguishing the configuration.
  • the numbers in the configurations can be exchanged.
  • the first peak wavelength can exchange the second peak wavelength with the identifiers “first” and “second”.
  • the exchange of identifiers takes place simultaneously.
  • the configuration is distinguished.
  • the identifier may be deleted.
  • the configuration from which the identifier is deleted is distinguished by a code. Do not use the interpretation of the order of the configuration or the grounds for the existence of an identifier with a small number based only on the description of the identifier such as “first” and “second” in the present disclosure.
  • Light-emitting device (2: substrate, 3: light-emitting element, 4: frame, 5: sealing member, 6: wavelength conversion member, 60: light-transmitting member, 61: first phosphor, 62: second phosphor) 10
  • Lighting device (11: housing, 12: wiring board, 13: translucent board, 21: main body, 21a: bottom, 21b: support, 22: lid) 20 gripper 100 gripper ⁇ 1 first peak wavelength ⁇ x second peak wavelength

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Abstract

発光装置は、360nm以上且つ430nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光を射出する発光素子と、発光素子が射出する光の少なくとも一部を、360nm以上且つ780nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光に変換する波長変換部材とを備える。発光装置は、発光素子が射出する光のうち波長変換部材で変換されなかった光と、波長変換部材で変換された光とを合わせた照明光を射出する。照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計は、360nm以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計に対して、3%以上且つ18%以下である。

Description

発光装置、照明装置、及び把持物 関連出願へのクロスリファレンス
 本出願は、日本国特許出願2018-161704号(2018年8月30日出願)及び日本国特許出願2018-222335号(2018年11月28日出願)の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 本開示は、発光装置、照明装置、及び把持物に関する。
 従来、殺菌・浄化効果を有する紫外線を放出する半導体発光素子と、半導体発光素子が放出する紫外線を吸収して、紫外線よりも長い波長を有する2次光を放出する蛍光体と、を備える照明装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。利用者に対して影響を及ぼしにくくしつつ、抗菌効果を実現することが求められる。
特開平11-87770号公報
 本開示の一実施形態に係る発光装置は、発光素子と、波長変換部材とを備える。前記発光素子は、360nm以上且つ430nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光を射出する。前記波長変換部材は、前記発光素子が射出する光の少なくとも一部を、360nm以上且つ780nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光に変換する。前記発光装置は、前記発光素子が射出する光のうち前記波長変換部材で変換されなかった光と、前記波長変換部材で変換された光とを合わせた照明光を射出する。前記照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計は、360nm以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計に対して、3%以上且つ18%以下である。
 本開示の一実施形態に係る照明装置は、複数の発光装置を備える。前記複数の発光装置のそれぞれは、発光素子と、波長変換部材とを備える。前記発光素子は、360nm以上且つ430nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光を射出する。前記波長変換部材は、前記発光素子が射出する光の少なくとも一部を、360nm以上且つ780nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光に変換する。前記照明装置は、前記複数の発光装置において前記発光素子が射出する光のうち前記波長変換部材で変換されなかった光と、前記複数の発光装置において前記波長変換部材で変換された光とを合わせた照明光を射出する。前記照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計は、360nm以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計に対して、3%以上且つ18%以下である。
 本開示の一実施形態に係る把持物は、利用者が把持可能に構成されている把持部と、発光装置とを備える。前記発光装置は、360nm以上且つ430nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光を射出する発光素子を有する。
一実施形態に係る発光装置の外観斜視図である。 図1に示す発光装置を仮想線で示す平面で切断した断面図である。 図2の丸囲み部Xの拡大図である。 照明光のスペクトルの一例を示すグラフである。 照明光のスペクトルの一例を示すグラフである。 一実施形態に係る発光装置を備える照明装置の外観斜視図である。 図6の照明装置の分解斜視図である。 図6の照明装置における、筐体と透光性基板との分解斜視図である。 一実施形態に係る発光装置又は照明装置が射出する照明光によって実現される抗菌効果を説明するグラフである。 405nm(紫色)に励起光のピーク波長を有し、405nmの相対光強度が標準である白色LEDの発光スペクトルの一例を示すグラフである。 405nm(紫色)に励起光のピーク波長を有し、405nmの相対光強度が中程度にまで高められている白色LEDの発光スペクトルの一例を示すグラフである。 405nm(紫色)に励起光のピーク波長を有し、405nmの相対光強度が装置仕様に基づく最大出力にまで高められている白色LEDの発光スペクトルの一例を示すグラフである。 415nm(紫色)に励起光のピーク波長を有する白色LEDの発光スペクトルの一例を示すグラフである。 450nm(青色)に励起光のピーク波長を有する白色LEDの発光スペクトルの一例を示すグラフである。 光の照射時間の長さと、MRSAの生菌数との関係を表すグラフである。 他の試験例で細胞に照射した光のスペクトルの一例を示すグラフである。 他の試験例における、光の照射時間の長さと、MRSAの生菌数との関係を表すグラフである。 把持物の一例であるドアノブを示す図である。 把持物の一例である手すりを示す図である。 把持物の一例である傘を示す図である。 把持物の一例である床を示す図である。
 近年、照明装置は、蛍光灯又は電球等を光源とする代わりに、LED(Light Emitting Diode)等の半導体発光素子を光源とすることがある。例えば、家電製品又は乗用自動車等の塗装面の外観を検査するための照明装置の光源として、半導体発光素子が用いられることがある。
 一般的に、半導体発光素子が射出する光の波長帯域は狭い。したがって、半導体発光素子は、単一色の光を射出する。半導体発光素子を光源とする照明装置は、照明光として白色光を射出するために、複数の半導体発光素子を備える。この場合、各半導体発光素子が射出する光の波長帯域を互いに異ならせ、各半導体発光素子が射出する光を混色することによって白色光を実現している。または、同一波長の励起光によって波長帯域の異なる蛍光を発光する複数の蛍光体を備える。この場合、半導体発光素子からの放射光と、半導体発光素子からの放射光によって励起されて各蛍光体が発光する複数の蛍光とを混色することによって白色光を実現している。このような混色の手法が用いられることによって、例えば特開2015-126160号公報に記載されているように、目的に応じて、白色光以外にも種々のスペクトルで特定される照明光が射出され得る。例えば、太陽光のスペクトルに近似したスペクトルで特定される照明光が実現され得る。仮に、照明光に含まれる紫色光の成分の強度が低い場合、照明光のスペクトルを太陽光のスペクトルに近似させにくい。また、照明光に含まれる紫色光の成分の強度が低い場合、照明光の演色性が高められにくい。よって、紫色光の強度を高めることが求められる。
 照明装置は、抗菌効果を実現することを目的とした照明光を射出することがある。仮に照明光が紫外線を含む場合、紫外線は、抗菌効果を有するものの、人体に対して影響を及ぼし得る。利用者に対して影響を及ぼしにくくしつつ、抗菌効果を実現する照明装置が求められる。一方で、紫色光は、抗菌効果を有しつつ、人体に対して影響を及ぼしにくい。よって、照明装置において、紫色光の強度を高めることが求められる。
 本開示の一実施形態に係る発光装置及び照明装置によれば、照明光における紫色光の強度が高められ得る。これによって、紫色光に基づく抗菌効果が実現され得るとともに、照明光の演色性が高められ得る。
 以下、本開示の一実施形態に係る発光装置1(図1参照)及び照明装置10(図6参照)が図面を参照しながら説明される。
<発光装置1の構成>
 図1、図2及び図3に示されるように、発光装置1は、基板2と、基板2の上に位置する発光素子3と、基板2の上において発光素子3を取り囲むように位置する枠体4とを備える。発光装置1は、枠体4で囲まれる内側の空間に充填されている封止部材5と、封止部材5の上に位置する波長変換部材6とを更に備える。封止部材5は、枠体4で囲まれる内側の空間のうち、上側の一部を空けて充填されている。波長変換部材6は、枠体4で囲まれる内側の空間のうち、封止部材5が充填されていない部分に位置する。波長変換部材6は、内側の空間の上側の一部に、封止部材5の上面に沿って枠体4内に収まるように位置する。発光素子3は、例えば、LEDを含んでよい。発光素子3は、LEDを含む場合、半導体を用いたpn接合中の電子と正孔が再結合することによって、外部に向かって光を放出する。
 基板2は、絶縁性の基板であって、例えば、アルミナ若しくはムライト等のセラミック材料、又は、ガラスセラミック材料等を含んで構成されてよい。基板2は、複数の種類の材料を混合した複合系材料を含んで構成されてもよい。基板2は、基板2の熱膨張率を調整することができるように、金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂を含んで構成されてもよい。
 基板2は、第1面2aを有する。第1面2aは、基板2の上面とも称される。基板2は、基板2の第1面2aの上及び基板2の内部の少なくとも一方に、基板2の内外を電気的に導通する配線導体を有する。配線導体は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン又は銅等の導電材料を含んで構成されてよい。基板2がセラミック材料で構成される場合、配線導体を有する基板2は、例えば、金属ペーストを所定パターンで印刷したセラミックグリーンシートを積層して焼成することによって形成されてよい。金属ペーストは、例えば、タングステン等の粉末に有機溶剤を添加することによって得られる。配線導体の表面には、酸化防止のために、例えば、ニッケル又は金等のめっき層が形成されていてよい。基板2の第1面2aには、配線導体及びめっき層と間隔を空けて、例えば、アルミニウム、銀、金、銅又はプラチナ等の金属反射層が形成されていてもよい。これにより、発光素子3が射出する光を基板2の上方に高い反射率で反射させることができる。
 発光素子3は、基板2の第1面2aに実装される。発光素子3は、基板2の第1面2aの上に形成されている配線導体の表面に被着するめっき層上に、例えば、ろう材または半田を介して電気的に接続されてよい。発光素子3は、透光性基体と、透光性基体上に形成される光半導体層とを有している。透光性基体は、有機金属気相成長法又は分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法によって光半導体層を成長させることによって形成されてよい。透光性基体は、例えば、サファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、セレン化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコン(Si)又は二ホウ化ジルコニウム等を材料として構成されてよい。透光性基体の厚みは、例えば50μm以上1000μm以下であってよい。
 光半導体層は、透光性基体上に形成される第1半導体層と、第1半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第2半導体層とを有する。第1半導体層、発光層及び第2半導体層は、例えば、III族窒化物半導体、ガリウム燐若しくはガリウムヒ素等のIII-V族半導体、又は、窒化ガリウム、窒化アルミニウム若しくは窒化インジウム等のIII族窒化物半導体等を含んで構成されてよい。第1半導体層の厚みは、例えば1μm以上5μm以下であってよい。発光層の厚みは、例えば25nm以上150nm以下であってよい。第2半導体層の厚みは、例えば50nm以上600nm以下であってよい。このように構成された発光素子3は、例えば360nm以上430nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光を射出できる。
 枠体4は、例えば、セラミック材料、多孔質材料又は金属酸化物を含む粉末を混合した樹脂材料で構成される。セラミック材料は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸化イットリウム等を含む。金属酸化物は、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム又は酸化イットリウム等を含む。枠体4は、基板2の第1面2aに、例えば樹脂、ろう材又は半田等を介して接合されている。枠体4は、発光素子3に対して間隔を空けつつ発光素子3を取り囲むように、基板2の第1面2aの上に位置する。枠体4は、断面視において傾斜している内壁面4aを有する。内壁面4aは、基板2の第1面2aから遠ざかるほど、枠体4の外側に向かって広がるように形成されている。内壁面4aは、発光素子3から射出される光を上方に反射させる反射面として機能する。内壁面4aの形状が平面視において円形である場合、発光素子3が射出する光は、内壁面4aにおいて一様に外側に向かって反射され得る。
 枠体4は、内壁面4aにおいて、タングステン、モリブデン又はマンガン等を含む金属層と、金属層を被覆するニッケル又は金等を含むめっき層とを有してもよい。めっき層は、発光素子3が射出する光を反射させる。内壁面4aの傾斜角度は、基板2の第1面2aに対して、例えば55度以上70度以下の角度に設定されている。
 基板2の第1面2a及び枠体4の内壁面4aで囲まれる内側の空間に、光透過性を有する封止部材5が充填されている。封止部材5は、発光素子3が外部に露出しないように発光素子3を封止するとともに、発光素子3が射出する光を外部に透過させる。封止部材5は、基板2及び枠体4で囲まれる内側の空間において、その空間の上方の一部を空けて充填されている。封止部材5は、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂若しくはエポキシ樹脂等の透光性を有する絶縁樹脂、又は、透光性を有するガラス材料を含んで構成されてよい。封止部材5の屈折率は、例えば1.4以上1.6以下に設定されている。
 波長変換部材6は、基板2及び枠体4で囲まれる内側の空間の上部に、封止部材5の上面に沿って位置する。波長変換部材6は、枠体4の上面よりも下側に収まるように位置する。波長変換部材6は、透光性を有する透光部材60と、蛍光体とを有する。蛍光体は、例えば、第1蛍光体61及び第2蛍光体62の少なくとも一方の蛍光体を含んでよい。発光素子3が射出する光は、封止部材5を介して波長変換部材6に入射し、蛍光体を励起する。発光素子3が射出し蛍光体を励起する光は、励起光とも称される。励起された蛍光体は、その発光特性に基づく波長を有する光を射出する。その結果、発光素子3が射出する光の少なくとも一部は、波長変換部材6によって異なる波長を有する光に変換され、発光装置1の外部に射出される。このようにすることで、波長変換部材6は、発光素子3が射出する光の波長を変換する。発光素子3が射出する光のうち、波長変換部材6によって変換されなかった光は、そのまま発光装置1の外部に射出される。その結果、発光装置1は、波長変換部材6によって励起光から変換された光と、励起光のうち波長変換部材6で変換されずそのまま射出された光とを合わせた光を射出する。発光装置1が射出する光は、照明光とも称される。照明光は、波長変換部材6によって励起光から変換された光と、励起光のうち波長変換部材6で変換されずそのまま射出された光とを合わせた光に対応する。
 透光部材60は、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂若しくはエポキシ樹脂等の透光性を有する絶縁樹脂、又は、透光性を有するガラス材料で構成されてよい。蛍光体は、透光部材60の中に含有されていてよい。蛍光体は、透光部材60の中で均一に分散していてよい。
 発光装置1は、所定のスペクトルで特定される光を照明光として射出する。光のスペクトルは、例えば、分光測光装置等によって分光法を実行することによって測定され得る。発光装置1は、図4及び図5に例示される発光スペクトルで特定される光を射出するように構成されてよい。図4及び図5において、横軸は、波長を表す。縦軸は、相対光強度を表す。相対光強度は、ピーク波長の光の強度に対する各波長の光の強度の比として表される。つまり、ピーク波長の光の相対光強度は1である。ここで、光の強度は、振幅の大きさに対応する。また、光の強度は、光に含まれる光子の数に対応するともいえる。光の強度は、例えばモノクロメータによって測定され得る。発光装置1の発光スペクトルは、例えば、360nm以上且つ430nm以下の波長領域にピーク波長を有するとともに、360nm以上且つ780nm以下の波長領域にピーク波長を有してよい。360nm以上且つ430nm以下の波長領域にピーク波長を有する光は、紫色光ともいう。360nm以上且つ430nm以下の波長領域は、紫色光領域ともいう。360nm以上且つ780nm以下の波長領域にピーク波長を有する光は、可視光ともいう。360nm以上且つ780nm以下の波長領域は、可視光領域ともいう。
 本実施形態において、ピーク波長は、相対光強度が極大値となる波長、つまりスペクトルの隣接する2つの谷の間に位置する山の頂点に相当する波長によって表されてよい。このとき、蛍光体を用いて様々な色を出射する場合など、スペクトルは、微小な山および谷を有することがある。このため、例えば、ある谷から隣接する谷までの波長の幅が20nm以下における極大値は、ピーク波長とみなされなくてもよい。また、谷における相対光強度と山における相対光強度との差が所定値以下である場合、その山の頂点に相当する波長は、ピーク波長とみなされなくてもよい。前記所定値は、例えば、0.001としてもよい。
 図4及び図5の発光スペクトルは、第1ピーク波長λ1と、複数の第2ピーク波長λxとを有する。第1ピーク波長λ1は、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に含まれる。発光素子3の少なくとも一部は、第1ピーク波長λ1を有するスペクトルで特定される光を励起光として射出するように構成される。蛍光体の材料は、発光装置1が射出する光が図4に示されるような発光スペクトルで特定されるように選択されてよい。蛍光体の材料は、励起光を複数の第2ピーク波長λxのうち少なくとも1つのピーク波長を有するスペクトルで特定される光に変換するように構成されてよい。第2ピーク波長λxは、360nm以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる。蛍光体は、励起光を、青色、青緑色、緑色又は赤色等の種々の色の光に変換するように構成されてよい。青色の光の波長は、400nm以上且つ500nm以下の波長領域に含まれてよい。青緑色の光の波長は、450nm以上且つ550nm以下の波長領域に含まれてよい。緑色の光の波長は、500nm以上且つ600nm以下の波長領域に含まれてよい。赤色の光の波長は、600nm以上且つ700nm以下の波長領域に含まれてよい。蛍光体は、励起光を、近赤外領域の波長を有する光に変換するように構成されてもよい。近赤外領域は、680nm以上且つ2500nm以下の波長領域に対応してよい。
 波長変換部材6は、励起光を青色、青緑色、緑色及び赤色の光にそれぞれ変換する蛍光体、並びに、励起光を近赤外領域の波長を有する光に変換する蛍光体のうち少なくとも1種類の蛍光体を含んで構成されてよい。第1蛍光体61及び第2蛍光体2は、励起光をそれぞれ異なる色に変換する材料を含んで構成されてよい。発光装置1は、複数の波長変換部材6を備えてよい。この場合、各波長変換部材6は、異なる種類の蛍光体の組み合わせを有してよい。発光装置1は、各波長変換部材6で変換されて射出される光を混合した光を照明光として射出してよい。このようにすることで、発光装置1は、射出する光の演色性を制御しやすくなる。
 励起光を青色の光に変換する蛍光体は、例えば、BaMgAl1017:Eu、又は、(Sr,Ca,Ba)10(PO46Cl2:Eu,(Sr,Ba)10(PO46Cl2:Eu等を含んでよい。励起光を青緑色の光に変換する蛍光体は、例えば、(Sr,Ba,Ca)5(PO43Cl:Eu,Sr4Al1425:Eu等を含んでよい。励起光を緑色の光に変換する蛍光体は、例えば、SrSi2(O,Cl)22:Eu、(Sr,Ba,Mg)2SiO4:Eu2+、又は、ZnS:Cu,Al、Zn2SiO4:Mn等を含んでよい。励起光を赤色の光に変換する蛍光体は、例えば、Y22S:Eu、Y23:Eu、SrCaClAlSiN3:Eu2+、CaAlSiN3:Eu、又は、CaAlSi(ON)3:Eu等を含んでよい。励起光を近赤外領域の波長を有する光に変換する蛍光体は、3Ga512:Cr等を含んでよい。
 本実施形態に係る発光装置1は、360nm以上且つ780nm以下の波長領域において、発光素子3が射出する光と、蛍光体で変換された光とを合成する。このようにすることで、発光素子3が射出する第1ピーク波長λ1を有する光だけでなく、複数の第2ピーク波長λxを有する光が射出される。
 蛍光体が励起光によって励起されることによって、蛍光体の温度が変化し得る。蛍光体の温度が変化することによって、蛍光体が射出する光の出力が変化し得る。光の出力は、光のピーク波長又は強度等を含む。本実施形態に係る発光装置1において、波長変換部材6は、複数の蛍光体を有する。複数の蛍光体を有することによって、1つの蛍光体が射出する光の出力が変化したとしても、他の蛍光体が射出する光によって発光装置1が全体として射出する光の出力が平均化される。その結果、発光装置1が全体として射出する光の出力のバラツキが小さくなり得る。
 図1及び図2に示す発光装置1が実際に作製され、その演色性が評価された。励起光を射出する発光素子3は、窒化ガリウムを材料として、360nm以上且つ780nm以下の波長帯域に複数のピーク波長を有するスペクトルで特定される光を射出するように構成された。励起光を青色の光に変換する蛍光体として、(Sr,Ca,Ba)10(PO46Cl2:Euが用いられた。励起光を青緑色の光に変換する蛍光体として、Sr4Al1425:Euが用いられた。励起光を緑色の光に変換する蛍光体として、SrSi2(O,Cl)22:Euが用いられた。励起光を赤色の光に変換する蛍光体として、CaAlSi(ON)3:Euが用いられた。励起光を近赤外領域の波長を有する光に変換する蛍光体として、3Ga512:Crが用いられた。このように構成された発光装置1が射出する照明光の発光スペクトルは、図4に示されている発光スペクトルに対応している。図4に示されている発光スペクトルにおいて、複数の第2ピーク波長λxそれぞれにおける相対光強度の差が小さい。その結果、図4に示されている発光スペクトルは、高い演色性を示すスペクトルであるといえる。
 抗菌効果は、ある菌に対して、どの程度の光エネルギーを与えるかに依存して変化する。例えば、紫色光領域の光エネルギーが大きい光の場合、ある菌に対して光を当てる時間が短くても抗菌効果が発揮される。例えば、紫色光領域の光エネルギーが小さい光の場合、ある菌に対して光を当てる時間を長くすることで抗菌効果が発揮される。しかしながら、紫色光領域の光エネルギーが大きすぎる光の場合、光を当てる時間に関らず利用者の皮膚などが劣化する可能性がある。また、紫色光領域の光エネルギーが小さすぎる光の場合、抗菌効果を得る前にある菌が増殖する可能性がある。従って、抗菌効果と光エネルギーに依存して生じる不具合とのバランスを考慮して、ある菌に対して与える光エネルギーは適宜設定されてよい。
 本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計は、360nm以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計に対して、3%以上且つ18%以下であってもよい。つまり、照明光において、可視光領域の光のエネルギーの合計は、紫色光領域の光のエネルギーの合計に対して、3%以上且つ18%以下であってもよい。ここで、光のエネルギーは、光に含まれる光子のエネルギーの和である。光子のエネルギーは、光子の波長に基づいて定まる。したがった、光のエネルギーは、その光を特定するスペクトルの各波長における相対光強度に基づいて定まる。光のエネルギーは、例えば光量子計等によって測定され得る。照明光のエネルギーがこのように特定されることによって、発光装置1は、可視光を射出しつつ、紫色光による抗菌効果を実現できる。紫色光のエネルギーが可視光全体のエネルギーの18%以下であることによって、日常生活を送る上で、紫色光による人体の皮膚の劣化等が低減され得る。また、紫色光のエネルギーが可視光全体のエネルギーの3%以上であることによって、抗菌効果を高めることができる。
 本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光を特定する発光スペクトルは、400nm以上且つ410nm以下の波長領域にピーク波長を有してよい。後述するように、400nm以上且つ410nm以下の波長領域にピーク波長を有する光は、紫色光領域の他の波長の光よりも高い抗菌効果を発揮できる。
 本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光において、430nm以上且つ500nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計は、360nm以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーに対して、5%以上且つ30%以下であってもよい。430nm以上且つ500nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光は、青色光に対応し得る。青色光のエネルギーが所定範囲内に限定されることによって、いわゆるブルーライトが低減される。その結果、照明光に含まれるブルーライトによる眼球等への負担が低減されるとともに、照明光の演色性が高められ得る。
 本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルの半値幅は、8nm以上且つ24nm以下であってもよい。ここで、半値幅は、スペクトルにおける相対光強度がピーク強度の50%となる波長の幅である。半値幅は、スペクトルの測定結果に基づいて算出され得る。半値幅が上述のように定められることで、紫色光領域の中の特定の波長領域にエネルギーを集中させることができる。その結果、照明光は、特定の菌に対して高い抗菌効果を発揮し得る。
 本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光において、360nm未満の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計は、360nm以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計に対して、2%以下であってもよい。つまり、紫外線のエネルギーが可視光のエネルギーに対して2%以下であってもよい。このようにすることで、照明光における紫外線の強度が低減される。紫外線のエネルギーが可視光のエネルギーに対して2%以上である場合と比較して、紫外線による人体の皮膚の劣化等が低減され得る。
 本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光において、430nm以上且つ500nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルの半値幅は、25nm以上且つ60nm以下であってもよい。このようにすることで、照明光における白色光としての演色性が高められつつ、青色光のエネルギーが低減され得る。青色光のエネルギーが低減されることで、眼球への負担が低減され得る。
 本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光において、360nm以上且つ400nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光の強度は、1時間当たり0.003J/cm2以上且つ18J/cm2以下であってもよい。このようにすることで、抗菌効果が発揮されつつ、皮膚の劣化等が低減され得る。
 本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光において、360nm以上且つ400nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光の放射照度は、10W・m-2未満であってもよい。放射照度は、照明光で照らされる生物等の対象物が一般生活における範囲内で発光装置1に近づき得る距離において受ける照明光の照度に対応する。放射照度がこのように特定されることによって、抗菌効果が発揮されつつ、JIS(Japanese Industrial Standards)における、目に対する近紫外放射傷害の免除グループに属することを満たすことができる。その結果、発光装置1は、室内灯等の機能を保持すると同時に、眼球等に障害を生じさせる可能性を低減させることができる。
 本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光の放射照度は、33W・m-2以下であってもよい。このようにすることで、抗菌効果が発揮されつつ、JISにおける、目に対する近紫外放射傷害の低危険度グループに属することを満たすことができる。その結果、発光装置1は、室内灯等の機能を保持すると同時に、眼球等に障害を生じさせる可能性を低減させることができる。
 本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光において、430nm以上且つ500nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光の放射輝度は、100W・sr-1・m-2未満であってもよい。放射輝度は、照明光で照らされる生物等の対象物が一般生活における範囲内で発光装置1に近づき得る距離において受ける照明光の輝度に対応する。放射輝度がこのように特定されることによって、抗菌効果が発揮されつつ、JISにおける、青色光による網膜傷害の免除グループに属することを満たすことができる。その結果、発光装置1は、網膜等に障害を生じさせる可能性を低減させることができる。
 そもそも、抗菌効果は、ある菌に対してどの程度のエネルギーを与えるかによって定まる。紫色光のエネルギーが大きい光の場合、光を照射する時間が短くても大きい抗菌効果が発揮され得る。紫色光のエネルギーが所定値より小さい光の場合、光を照射する時間を長くすることによって、紫色光のエネルギーが所定値以上である光の場合と同等の抗菌効果を発揮できる。ただし、紫色光のエネルギーが大きすぎる光の場合、光を照射した皮膚等の劣化を促進する可能性がある。紫色光のエネルギーが小さすぎる光の場合、抗菌効果が十分に発揮できず、菌の増殖が生じてしまう可能性がある。本実施形態に係る発光装置1は、上述してきたように構成されていることによって、日常生活に使われる可視光を用いつつも抗菌効果を高めることができる照明光を射出できる。
 さらに、本実施形態に係る発光装置1は、太陽光のスペクトルに近似する、演色性の高い光を射出できる。つまり、本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光のスペクトルにおける各波長の相対光強度と、太陽光のスペクトルにおける各波長の相対光強度との間の差が小さくされ得る。その結果、本実施形態に係る発光装置1は、太陽光のスペクトルに近似したスペクトルで特定される照明光を射出できる。
 発光装置1は、複数の発光素子3を有してよい。複数の発光素子3は、第1発光素子31と第2発光素子32とを含んでよい。第1発光素子31が射出する励起光の強度、及び、第2発光素子32が射出する励起光の強度は、それぞれ独立に制御されてもよいし、関連づけて制御されてもよい。発光装置1は、波長変換部材6の一部に第1発光素子31から励起光を入射させ、波長変換部材6の他の一部に第2発光素子32から励起光を入射させてよい。波長変換部材6の、第1発光素子31から励起光が入射する部分と第2発光素子32から励起光が入射する部分とそれぞれにおいて、異なる種類の蛍光体が配置されていてよい。このようにすることで、発光装置1は、第1発光素子31からの励起光を変換した光のスペクトルと、第2発光素子32からの励起光を変換した光のスペクトルとを互いに異ならせることができる。発光装置1は、第1発光素子31が射出する励起光の強度と、第2発光素子32が射出する励起光の強度とを関連づけて制御することによって、それぞれの励起光を波長変換部材6で変換した光を合成した光のスペクトルを制御してもよい。第1発光素子31及び第2発光素子32それぞれからの励起光を波長変換部材6で変換した光を合成した光は、合成光とも称される。発光装置1は、合成光を照明光として射出してもよい。発光装置1は、第1発光素子31及び第2発光素子32の少なくとも一方の素子を選択して励起光を射出させてもよい。
 本実施形態に係る発光装置1は、建物内又は家屋内等の屋内を照明するために、例えば、複数個配列される形態で利用されてよい。例えば、発光装置1が居住空間を照明することによって、屋内であっても太陽光が照射されているような照明環境を構築することができる。また、塗装された物品、例えば乗用自動車等の外観を検査するために、発光装置1が検査対象を照明することによって、屋内であっても太陽光が照射されているような検査環境を構築することができる。屋内にいても太陽光に近い光が照射されることによって、太陽光の下で見える色に近い見え方にすることができる。つまり、演色性が高められる。演色性が高められることによって、色の検査の精度が向上される。また、発光装置1は、屋内での生活環境における活動、又は、屋内飼育用の生物の育成等において、育成空間等の環境を照明すると同時に抗菌効果を発揮させることができる。つまり、発光装置1は、抗菌用の照明として使用されてよい。その結果、発光装置1は、生物の健康状態の維持に有用となる。よって、本実施形態に係る発光装置1は、病院又は温泉等の抗菌効果を必要とする施設、ペットショップ等の動物育成施設、又は、台所、洗面所若しくは浴室等の菌が繁殖しやすい屋内空間等を照明するために有効に用いられる。また、発光装置1は、冷蔵庫又は寿司屋のショーケース等の、食品を美味しく見せつつ、衛生上の理由で細菌の増殖を抑えたい場所においても有効に用いられる。
<照明装置10の構成>
 発光装置1の実施形態が説明されてきたが、発光装置1は、図6、図7及び図8に示されるように照明装置10の一部に含まれてもよい。
 照明装置10は、発光素子3を有する複数の発光装置1を備える。照明装置10は、各発光装置1が射出する光を合わせた光を照明光として射出する。照明装置10が射出する照明光は、1つの発光装置1が射出する光のスペクトルとしてここまで説明してきた種々のスペクトルで特定されてよい。複数の発光装置1を備える照明装置10は、全体として、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に第1ピーク波長λ1を有し、360nm以上且つ780nm以下の波長領域に複数の第2ピーク波長λxを有するスペクトルで特定される照明光を射出してよい。照明装置10が射出する照明光のスペクトルが360nm以上且つ430nm以下の波長領域に第1ピーク波長λ1を有することによって、照明光のスペクトルが太陽光のスペクトルに近づけられる。
 図4及び図5に例示されるスペクトルは、発光装置1が射出する照明光のスペクトルの一例を表している。照明装置10が全体として射出する照明光のスペクトルは、図4及び図5に例示されるスペクトルであってもよい。
 照明装置10は、長尺の筐体11と、複数の発光装置1と、長尺の配線基板12と、透光性基板13と、を備える。筐体11は、上方に開口している。複数の発光装置1は、筐体11内に長手方向に沿ってライン状に配列され、配線基板12に実装される。透光性基板13は、筐体11によって支持され、筐体11の開口を閉塞する。
 筐体11は、透光性基板13を保持する。筐体11は、発光装置1からの発熱を外部に放散させ得る。筐体11は、例えば、アルミニウム、銅又はステンレス等の金属、プラスチック又は樹脂等を含んで構成される。筐体11は、長手方向と短手方向とを有する。筐体11は、本体部21と、長手方向の両端に位置する2つの蓋部22とを有する。本体部21は、長手方向と短手方向とを有する底部21aと、一対の支持部21bとを有する。一対の支持部21bは、底部21aの短手方向の両端に位置する一対の辺それぞれから立設されており、長手方向に延在している。本体部21は、長手方向に交差する断面視においてU字形状を有する。本体部21は、長手方向の両端に開口を有する。蓋部22は、本体部21の長手方向の両端の開口を閉塞するように位置する。各支持部21bの筐体11の内側における上部には、長手方向に沿って透光性基板13を保持するための凹部が互いに対向するように形成された保持部が設けられている。筐体11の長手方向の長さは、例えば、100mm以上且つ2000mm以下に設定されている。
 配線基板12は、筐体11内の底面(底部21a)に固定される。配線基板12は、例えば、リジッド基板、フレキシブル基板又はリジッドフレキシブル基板等のプリント基板で構成される。配線基板12の配線パターンと発光装置1における基板2の配線パターンとが、半田または導電性接着剤を介して電気的に接続される。そして、配線基板12からの信号が基板2を介して発光素子3に伝わり、発光素子3が光を射出する。配線基板12には、外部に設けられた電源から配線を介して電力が供給される。電源は、例えばボタン電池等を含んでよいし、他の種々の電源を含んでよい。配線基板12は、発光素子3を制御する制御信号を出力する制御部を実装していてよい。制御部は、例えばプロセッサ等で構成されてよい。
 透光性基板13は、発光装置1が射出する光を透過させる材料で構成される。透光性基板13は、例えば、アクリル樹脂又はガラス等の光透過性を有する材料で構成される。透光性基板13は、矩形状の板体であってよい。透光性基板13の長手方向の長さは、例えば、98mm以上且つ1998mm以下に設定されている。透光性基板13は、本体部21における長手方向の一方の側に位置する開口から、上述の各支持部21bに形成されている凹所内に挿し込まれ、長手方向に沿ってスライドされる。これによって、透光性基板13は、複数の発光装置1から離れた位置で、一対の支持部21bによって支持される。そして、本体部21における長手方向の両端に位置する開口が蓋部22で閉塞されることによって、照明装置10は構成される。
 図6、図7及び図8に例示される照明装置10において、複数の発光装置1は、直線状に配列されている。この場合、照明装置10は、線発光の照明として機能する。複数の発光装置1は、直線状に配列されるだけでなく、マトリクス状又は千鳥格子状に配列されてもよい。この場合、照明装置10は、面発光の照明として機能する。
 本実施形態に係る照明装置10は、発光装置1と同様に、建物内又は家屋内等の屋内を照明するために利用されたり、外観検査の検査対象を照明するために利用されたりしてよい。また、照明装置10は、発光装置1と同様に、抗菌用の照明として使用されてよい。
<抗菌効果>
 発光装置1又は照明装置10の発光スペクトルが太陽光スペクトルに近づけられることによって、発光装置1又は照明装置10の照明光が照射される環境の利用者は、日常生活において快適に感じ得る。また、人体の目及び皮膚等への影響が低減され得るとともに、種々の菌又はカビ等に対する抗菌効果が発揮され得る。
 これまで述べてきた紫色光が抗菌効果を発揮する対象となる菌は、例えば、大腸菌、黄色ブドウ球菌、薬剤耐性黄色ブドウ球菌、サルモネラ菌、赤痢菌、レジオネラ菌又はセレウス菌等を含んでよい。紫色光が抗菌効果を発揮する対象となるウイルスは、ノロウイルス等を含んでよい。紫色光が抗菌効果を発揮する対象となるカビ類は、赤カビ、黒コウジカビ又はクモノスカビ等を含んでよい。
 図9に示されるように、本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光を薬剤耐性黄色ブドウ球菌に照射した場合の抗菌効果が検証された。図9のグラフにおいて、横軸は、照明光の照射時間(単位:分)を表す。縦軸は、生菌数(単位:CFU(Colony Forming Unit))を表す。本検証において、照明光は、紫色光領域の光の放射照度が10W・m-2程度となるように制御され、60分間照射された。照明光のピーク波長が385nm又は405nmである場合、生菌数の減少が認められた。一方で、暗闇の場合、及び、照明光のピーク波長が450nmである場合、生菌数がほとんど変化しなかった。つまり、照明光のピーク波長が385nm又は405nmである場合、照明光の照射による抗菌効果が発揮されることがわかる。この結果に鑑みれば、照明光が360nm未満の波長を有する紫外線の成分をほとんど含まなくとも、紫色光領域の光を含むことによって、抗菌効果を発揮することが証明された。
 一方で、本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光による人間又は動物の生体細胞に対する影響が、OECD432ガイドラインに基づく光毒性試験を参考にして試験を実施することによって検証された。ガイドラインでは、細胞の培養、被験物質の投与、光照射、光照射後の回復のための培養、染色、及び、染色された細胞数に基づく生細胞数の測定が順に実行される。本検証においては、被験物質の有無に関係なく細胞に対する光の影響だけを検証するために、被験物質の投与のステップを省略した。
 本試験のパラメータは、以下のように設定された。
 細胞種:BALB/3T3 A31
 播種数:1×104個/ウェル
(ウェルは、細胞培養プレートの1区画に対応する。)
 培養時間:24時間
 バッファー:PBS(Phosphate Buffered Saline)
(バッファーは、光照射時に培地の代わりに添加される緩衝液である。)
 光の照射時間:50分
 照度:10万ルクス
(ソーラーシミュレータのスペクトルで換算した場合、33mW/cm2に相当)
 回復のための培養時間:18時間
 生細胞測定:CCK-8(Cell Counting Kit-8)
 細胞に照射した光のスペクトルは、以下の(1)から(8)までとした。
(1)暗闇(各波長の光強度が0)
(2)254nmにピーク波長を有する紫外線
(3)ソーラーシミュレータによる太陽光に近似した光
(4)405nm(紫色)に励起光のピーク波長を有する白色LED
(5)405nm(紫色)に励起光のピーク波長を有する白色LED
(6)405nm(紫色)に励起光のピーク波長を有する白色LED
(7)415nm(紫色)に励起光のピーク波長を有する白色LED
(8)450nm(青色)に励起光のピーク波長を有する白色LED
 図10A、図10B、図10C、図10D及び図10Eそれぞれに示されているスペクトルは、(4)、(5)、(6)、(7)及び(8)のスペクトルに対応する。図10Aから図10Eまでのグラフにおいて、横軸及び縦軸はそれぞれ、波長及び相対光強度を表す。(4)、(5)及び(6)のスペクトルは、405nmの相対光強度によって区別される。(4)のスペクトルにおいて、405nmの相対光強度は、標準である。(5)のスペクトルにおいて、405nmの相対光強度は、中程度にまで強められている。(6)のスペクトルにおいて、405nmの相対光強度は、装置仕様に基づく最大出力にまで強められている。
 上述の試験において、(1)から(8)までのスペクトルで特定される光が細胞に50分間照射された。その結果、細胞の生存率は、光を照射しない(1)を100%としたとき、紫外線を照射した(2)において2%であった。また、(4)から(8)までのスペクトルについて、細胞の生存率は、以下のとおりであった。
(4)88%、(5)104%、(6)90%、(7)107%、(8)91%
 ガイドラインの光毒性試験においては、細胞の生存率が80%以上であれば、被験物質に毒性がないと判定されている。これを参考に、本試験では(4)から(8)までのスペクトルで特定される光には細胞の生存率に影響がないと判定された。
 照明光は、生体為害性を有しないとともに、抗菌効果を発揮することが求められる。そこで、(1)から(8)までのスペクトルで特定される光をメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA:Methicillin Resistant Staphylococcus Aureus)に照射した場合に、MRSAの生菌数の変化が検証された。生菌数が減少するほど、MRSAに対する抗菌効果が高いといえる。
 図11に、(1)から(8)までの各スペクトルで特定される光をMRSAに60分間及び120分間照射した場合の生菌数の変化が示されている。図11のグラフにおいて、横軸は、光の照射時間を表す。縦軸は、生菌数を表す。(1)のデータは、白抜きの三角形でプロットされ、生菌数の変化を実線で表している。(2)のデータについて、生菌数が大幅に減少しているためプロットがなく、生菌数の変化を実線で表している。(3)のデータは、白抜きの四角形でプロットされ、生菌数の変化を破線で表している。(4)のデータは、白抜きの円でプロットされ、生菌数の変化を一点鎖線で表している。(5)のデータは、白抜きの円でプロットされ、生菌数の変化を破線で表している。(6)のデータは、白抜きの円でプロットされ、生菌数の変化を実線で表している。(7)のデータは、白抜きの三角形でプロットされ、生菌数の変化を破線で表している。(8)のデータは、白抜きの三角形でプロットされ、生菌数の変化を一点鎖線で表している。
 紫外線を照射した(2)、及び、紫外線を多く含む(3)において、生菌数が大幅に減少している。つまり、(2)及び(3)のスペクトルで特定される光は、MRSAに対して高い抗菌効果を発揮する。
 光を照射しない(1)において、生菌数はほとんど減少していない。つまり、光を照射しない(1)は、MRSAに対して抗菌効果を発揮しない。
 415nmにピーク波長を有する(7)及び450nmにピーク波長を有する(8)における生菌数の減少量は、暗闇で静置された(1)に比べれば大きい。つまり、(7)及び(8)のスペクトルで特定される光は、MRSAに対してある程度の抗菌効果を発揮している。405nmにピーク波長を有する(4)、(5)及び(6)における生菌数の減少量は、(7)及び(8)に比べて更に大きくなっていることが確認できた。さらに、405nmの相対光強度が高くなるほど生菌数が減少していることが確認できた。つまり、(4)、(5)及び(6)のスペクトルで特定される光は、(7)及び(8)のスペクトルで特定される光よりも、MRSAに対して高い抗菌効果を発揮している。
 以上の結果に鑑みて、405nmにピーク波長を有するスペクトルで特定される光は、細胞の生存率に影響なしと判定されるとともに、MRSAに対する抗菌効果を発揮する。さらに、405nmにピーク波長を有するスペクトルで特定される光は、415nmにピーク波長を有するスペクトルで特定される光よりも、MRSAに対して高い抗菌効果を発揮する。したがって、本実施形態に係る発光装置1が射出する照明光を特定する発光スペクトルは、400nm以上且つ410nm以下の波長領域にピーク波長を有してよい。このようにすることで、照明光は、紫色光領域の他の波長の光よりも高い抗菌効果を発揮できる。
 上述の試験において、紫色光で励起した光を含む白色光による抗菌効果が検証されたが、紫色光のみを照射した場合にも抗菌効果が発揮されることが確認されている。したがって、発光装置1及び照明装置10は、紫色光を射出する発光素子3を備えることによって、抗菌効果を発揮できる。
 上述の試験は、可視光線による菌に対する抗菌作用、いわゆる可視光抗菌効果(Visible light antimicrobial activity:VLA)について検証しているともいえる。
 上述の試験とは異なる他の試験例として、紫色光と、太陽光又は青色光との比較を目的とした試験が行われた。他の試験例において、上述の試験で用いられた(1)から(8)までのスペクトルのうち(1)、(3)、(4)及び(8)に対応するスペクトルで特定される光を細胞に照射した場合の細胞への影響が検証された。他の試験例で用いられた(3)、(4)及び(8)のスペクトルが図12に例示されている。
 他の試験例は、抗菌試験と、細胞生存率確認試験とを含む。抗菌試験において、暗闇に対応する(1)のスペクトルを除く(3)、(4)及び(8)の各スペクトルで特定される光の光量は、手術灯の光量と同等の10万ルクスとされた。光の照射時間は、4時間とされた。光を照射する対象は、JIS R1702を参考に1/500濃度に希釈した普通ブイヨン培地20μL中に105CFU程度にMRSAを調製し、2枚のガラス板に挟んで密着させたものとされた。
 光の照射によってMRSAの生菌数は、図13のグラフで示されるように変化した。図13のグラフにおいて、横軸は、照射時間(単位:分)を表している。縦軸は、生菌数(単位:CFU)を表している。450nmにピーク波長を有する(8)のスペクトルで特定される光を照射した場合のMRSAの生菌数の減少量は、暗闇で静置された(1)に比べれば大きい。つまり、(8)のスペクトルで特定される光は、MRSAに対してある程度の抗菌効果を発揮している。405nmにピーク波長を有する(4)のスペクトルで特定される光を照射した場合のMRSAの生菌数の減少量は、(8)のスペクトルで特定される光を照射した場合に比べて更に大きくなっていることが確認できた。つまり、(4)のスペクトルで特定される光は、(8)のスペクトルで特定される光よりも、MRSAに対して高い抗菌効果を発揮している。
 細胞生存率確認試験において、暗闇に対応する(1)のスペクトルを除く(3)、(4)及び(8)の各スペクトルで特定される光の光量は、手術灯の光量と同等の10万ルクスとされた。光の照射時間は、1時間とされた。光を照射する対象は、OECD491を参考に、ウサギ角膜細胞株(SIRC)とされた。
 太陽光に近い(3)のスペクトルで特定される光を1時間照射した後のSIRCの細胞生存率は、暗闇で静置された場合と比べて、1/10以下に低下した。一方で、(4)のスペクトルで特定される光を1時間照射した後のSIRCの細胞生存率は、暗闇で静置された場合と比べて、低下しなかった。つまり、(4)のスペクトルで特定される光は、角膜細胞に対して影響を及ぼさなかった。
 他の試験例によれば、(4)のスペクトルで特定される光は、抗菌効果を発揮しながら、角膜細胞に対して影響を及ぼさないことが明らかになった。よって、本実施形態に係る発光装置1又は照明装置10は、405nmにピーク波長を有する光を射出することによって、生体細胞に対して影響を及ぼしにくい状態で抗菌効果を発揮できる。
<把持物としての実施形態>
 本実施形態に係る発光装置1及び照明装置10は、利用者に対して影響を及ぼしにくくしつつ、抗菌効果を発揮できるので、人体に対して光が照射される可能性のある場所で用いられ得る。発光装置1及び照明装置10は、例えば、利用者によって把持される把持物に対して抗菌効果を有する光を照射するために用いられ得る。
 図14に示されるように、一実施形態に係る把持物100は、発光装置1と、把持部20とを備える。把持物100は、発光装置1を有する照明装置10を備えてもよい。
 把持部20は、利用者が把持可能な部材である。ここで、把持可能な部材は、少なくとも利用者が触れることができる部材を含むとする。利用者が触れることができる部材は、被接触部とも称される。被接触部を備える把持物100は、被接触物とも称される。把持部20は、例えば、利用者の手が接触する手すり又は傘等を含んでよい(図15又は図16参照)。把持部20は、例えば、利用者の足が接触する床等を含んでよい(図17参照)。
 把持部20は、例えば、ドアノブとして構成されてよい。把持部20は、例えば、引き戸型ドアの取手として構成されてよい。把持部20は、例えば、自転車又はバイクのハンドルとして構成されてよい。把持部20は、例えば、スポーツクラブのバイクのハンドルとして構成されてよい。把持部20は、例えば、筋肉トレーニング用器具の手持ち部分として構成されてよい。把持部20は、例えば、階段又はスロープの手すりとして構成されてよい。把持部20は、例えば、エレクトーン又は電子ピアノが有する光る鍵盤として構成されてよい。把持部20は、例えば、バス等の公共交通機関で用いられるつり革として構成されてよい。把持部20は、例えば、エレベータ等のボタンとして構成されてよい。把持部20は、例えば、エスカレータの手すりとして構成されてよい。把持部20は、例えば、映画館等の椅子の手置き台として構成されてよい。把持部20は、例えば、机として構成されてよい。把持部20は、例えば、台所の蛇口取手部分又は流水口として構成されてよい。把持部20は、例えば、シャワーの取手部分又は流水口として構成されてよい。把持部20は、例えば、スマートフォン等の携帯機器が有する操作ボタン、タッチパネルとして構成されてよい。把持部20は、スマートフォン等の携帯機器のケースとして構成されてよい。把持部20は、携帯機器の液晶ライトとして構成されてよい。把持部20は、例えば、キーボード又はマウス等の入力デバイスとして構成されてよい。把持部20は、例えば、キーボードのバックライトとして構成されてよい。把持部20は、例えば、パチンコ台のハンドル又はスロットマシンの押しボタンとして構成されてよい。把持部20は、例えば、傘のハンドルとして構成されてよい。把持部20は、例えば、温泉施設等の床として構成されてよい。把持部20は、例えば、ゲーム機のコントローラ又はコントローラが有する操作ボタンとして構成されてよい。把持部20は、例えば、機器を操作するリモコン又はリモコンが有する操作ボタンとして構成されてよい。把持部20は、例えば、テーブルタップのスイッチとして構成されてよい。把持部20は、例えば、種々の器具の操作ボタンとして構成されてよい。把持部20は、例えば、手持ち用の光る球として構成されてよい。把持部20は、例えば、手持ち用の光るおもちゃとして構成されてよい。把持部20は、例えば、包丁又はピーラ―等の台所用品として構成されてよい。把持部20は、例えば、トイレのレバー又はボタンとして構成されてよい。把持部20は、例えば、ボールペンとして構成されてよい。
 図14の例において、把持部20としてドアノブが採用されている。この場合、発光装置1を有する照明装置10が、ドアノブにおける長手方向の一方側或いは他方側から内部へと挿し込まれて収容されることで、把持物100が構成される。これにより、発光装置1又は照明装置10が組み込まれた把持物100は、利用者に影響を及ぼしにくくしつつ、抗菌効果を実現できる。つまり、把持物100は、抗菌効果を有し、且つ、安全性の高い照明として利用可能となる。
 把持部20は、少なくとも一部において、発光装置1又は照明装置10が発光する光を所定の透過率で透過させる材料で形成される。把持部20が光透過性を有する材料で形成されることで、把持部20のうち利用者が接触する部分に、可視光領域の一部である紫色光領域の光が照射される。このようにすることで、把持物100は、利用者に影響を及ぼしにくくしつつ、抗菌効果を実現することが可能となる。また、把持部20が光透過性を有する材料で形成されることで、発光装置1又は照明装置10が把持部20の内部に位置する場合に発光装置1又は照明装置10が射出する光が把持部20を透過し易くなる。その結果、把持物100の照明としての機能が高まり得る。
 照明装置10の形状は、特に限定されるものではなく、把持部20の形状に合わせた形状であってよい。例えば、把持部20の形状が筒形状である場合、照明装置10の形状は、矩形状であってよい(図14参照)。例えば、把持部20の形状が正方形状である場合、照明装置10の形状は、正方形状であってよい(図15参照)。この他、照明装置10の形状は、円形状、楕円形状、矩形状、などの種々の形状であってよい。
 照明装置10には、複数の発光装置1が実装されてよい。複数の発光装置1は、例えば、マトリクス状、千鳥格子状、円形状、楕円形状、矩形状、など任意の配置で、照明装置10に実装される。
 本実施形態に係る把持物100は、紫色光領域の光を射出する発光装置1又は照明装置10と把持部20とを備える。上述してきたとおり、紫色光領域の光は、抗菌効果を有するとともに、人体に影響を及ぼしにくい。したがって、紫色光領域の光を射出する照明装置10を備える把持物100は、利用者に影響を及ぼしにくくしつつ、抗菌効果を実現できる。つまり、抗菌効果を有し、且つ、安全性に優れた把持物100が実現され得る。また、把持物100は、把持部20を清浄化できる。
 上述してきたとおり、発光装置1又は照明装置10は、波長変換部材6を備えることによって、例えば太陽光のスペクトルに近似した発光スペクトル等の種々のスペクトルを有する光を発光できる。つまり、発光装置1は、高い演色性を有する光を発光できる。発光装置1が波長変換部材6を備える場合、把持物100は、抗菌の機能を備えるとともに、高い安全性と高い演色性とを有する照明の機能も備える。その結果、把持物100の有用性が高まる。
<把持物の他の一例>
 図15、図16及び図17を参照して、本実施形態に係る把持物100の他の一例が説明される。図15に示されるように、把持物100は、例えば、利用者が握ることができる手すりとして構成されてよい。この場合、把持部20は、手すりそのものに対応してよい。発光装置1又は照明装置10は、把持部20の内部に収容されていてよい。発光装置1又は照明装置10は、把持部20の外部に位置し、把持部20に対して紫色光を含む光を外部から照射してもよい。
 手すりは、例えば、老人ホーム又は病院等の階段又は通路等の壁面に設置されてよい。不特定多数の者によって把持される可能性がある手すりには、菌等が付着したり増殖したりしやすい。
 把持物100としての手すりは、紫色光領域にピーク波長を有する光を射出することによって抗菌効果を有する。抗菌の機能を備える手すりは、不特定多数の者に把持される場合でも、表面における菌等を低減できる。その結果、手すりが清潔に保たれうる。また、手すりが抗菌効果を有することで、利用者間で菌が移動しにくくなる。また、抗菌効果を有する手すりに利用者の体の一部が接触することで、利用者に付着した菌を抗菌する効果も期待できる。その結果、利用者の健康の維持、及び、病気の予防が実現されうる。
 把持物100としての手すりは、可視光領域にピーク波長を有する光を射出してもよい。この場合、手すりは、照明として機能し、老人ホーム又は病院などにおいて、デザイン性の高いインテリアとして利用可能である。手すりは、照明として機能することによって、老人ホーム又は病院などの暗い屋内において、利用者に視認されやすくなる。手すりは、演色性が高く、利用者が日常生活において快適に感じる光を射出してよい。この場合、手すりは、老人ホーム又は病院などで過ごす利用者のリラックス効果を高めることができる。
 手すりが設置される場所は、上述の例に限られない。把持物100としての手すりは、種々の場所に設置されてよい。
 図16に示されるように、把持物100は、例えば、利用者が差すことができる傘として構成されてよい。傘は、例えば、利用者が差しながら歩く可般式の日傘又は雨傘等を含んでよい。この場合、把持部20は、傘のハンドルに対応してよい。傘のハンドルは、持ち手又は手元とも称される。発光装置1又は照明装置10は、把持部20の内部に収容されていてよい。発光装置1又は照明装置10は、把持部20の外部に位置し、把持部20に対して紫色光を含む光を外部から照射してもよい。
 把持物100としての傘は、紫色光領域にピーク波長を有する光を射出することによって、抗菌効果を発揮する。このため、利用者が傘のハンドルを繰り返し把持しても、傘のハンドルにおいて菌等が増殖しにくくなる。その結果、傘が清潔に保たれ得る。また、把持物に接触した利用者の手等に付着した菌に対する抗菌効果が期待され得る。
 把持物100としての傘は、可視光領域にピーク波長を有する光を射出する場合、照明として機能し得る。このため、利用者が傘を差しながら夜道等を歩く場合に、利用者自身が視認されやすくなるとともに、利用者が周囲の状況を視認しやすくなる。発光装置1又は照明装置10は、傘のシャフトに位置してもよいし、傘の骨に位置してもよい。発光装置1又は照明装置10は、傘の各部に位置することによって、傘全体に対する抗菌効果を発揮できるとともに、照明としても機能し得る。
 傘は、例えば、集合住宅のベランダ若しくはバルコニー、又は店舗のテラス席などに設置されてもよい。この場合、傘は、屋内或いは屋外において、デザイン性の高いインテリアとして利用可能である。更に、傘は、演色性が高く、利用者が日常生活において快適に感じる光を射出してよい。この場合、傘は、バルコニーで食事などをして過ごす利用者のリラックス効果を高めることができる。
 図17に示されるように、把持物100は、例えば、利用者が歩くことができる床として構成されてよい。
 把持物100としての床は、例えば、一般家庭の浴室、ホテル若しくは旅館等の宿泊施設、公衆浴場若しくはシャワールーム等の娯楽施設、又は、病院若しくは介護施設等の浴室若しくは大浴場等に設置されてよい。床は、体育館、ジム、又はホール等の利用者が多く集まる場所に設置されてもよい。
 把持物100としての床は、紫色光領域にピーク波長を有する光を射出することによって、抗菌効果を発揮する。このため、床の上を不特定多数の者が歩いても、床の表面において菌等が増殖しにくくなる。特に、浴室等の水に濡れやすい場所において、菌等は、増殖しやすい。把持物100としての床が設置されることによって、菌等が増殖しやすい場所においても、菌等が増殖しにくくなり得る。その結果、床が清潔に保たれ得る。また、床が抗菌効果を発揮することで、利用者は、不特定多数の者から菌を移されにくくなる。また、床に接触した利用者の足などに付着した菌に対する抗菌効果が期待され得る。その結果、利用者の健康の維持、及び、病気の予防が実現され得る。
 床は、可視光領域にピーク波長を有する光を発光してもよい。この場合、床は、照明として機能しうる。床は、一般家庭の浴室、ホテル若しくは旅館等の宿泊施設、公衆浴場若しくはシャワールーム等の娯楽施設、又は、病院若しくは介護施設等の浴室若しくは大浴場等において、デザイン性の高いインテリアとして利用可能である。また、床は、暗い屋内において、利用者に視認されやすくなる。床は、演色性が高く、利用者が日常生活において快適に感じる光を射出してよい。この場合、床が設置される場所で過ごす利用者のリラックス効果が高められ得る。
 床が設置される場所は、上述の例に限られない。把持物100としての床は、種々の場所に設置されてよい。
 本実施形態に係る把持物100は、紫色光領域の光を射出する発光装置1又は照明装置10を備えることによって、把持部20に付着している菌等を低減することができる。把持物100は、紫色光領域の光を可視光領域にピーク波長を有する光に変換する波長変換部材6をさらに備える場合、照明として機能し得る。その結果、抗菌効果を有し、安全性に優れ、且つ、演色性が高い照明として機能する把持物100が実現され得る。
 発光装置1又は照明装置10は、利用者が把持可能な把持部20に取り付け可能であってよい。また、発光装置1又は照明装置10は、利用者が把持可能な把持部20に対して、少なくとも光を照射できる位置に設けられてよい。発光装置1又は照明装置10は、把持部20に対して内側から光を照射する位置に設けられてよい。発光装置1又は照明装置10が把持部20に対して内側から光を照射する位置に設けられる場合、発光装置1又は照明装置10は、利用者から直接触れられにくくなる。その結果、発光装置1又は照明装置10及び把持物100の安全性が高まりうる。発光装置1又は照明装置10は、把持部20に対して外側から光を照射する位置に設けられてよい。発光装置1又は照明装置10が把持部20に対して外側から光を照射する位置に設けられる場合、発光装置1又は照明装置10は、把持部20に対して取り付けられやすくなる。その結果、発光装置1又は照明装置10及び把持物100の利便性が向上しうる。例えば、発光装置1又は照明装置10は、把持部20に対して上から光を照射する位置に設けられてよい。例えば、発光装置1又は照明装置10は、把持部20に対して下から光を照射する位置に設けられてよい。
 本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
 本開示において「第1」及び「第2」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第1」及び「第2」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第1ピーク波長は、第2ピーク波長と識別子である「第1」と「第2」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第1」及び「第2」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。
1 発光装置(2:基板、3:発光素子、4:枠体、5:封止部材、6:波長変換部材、60:透光部材、61:第1蛍光体、62:第2蛍光体)
10 照明装置(11:筐体、12:配線基板、13:透光性基板、21:本体部、21a:底部、21b:支持部、22:蓋部)
20 把持部
100 把持物
λ1 第1ピーク波長
λx 第2ピーク波長

Claims (24)

  1.  360nm以上且つ430nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光を射出する発光素子と、
     前記発光素子が射出する光の少なくとも一部を、360nm以上且つ780nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光に変換する波長変換部材と
    を備え、
     前記発光素子が射出する光のうち前記波長変換部材で変換されなかった光と、前記波長変換部材で変換された光とを合わせた照明光を射出し、
     前記照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計は、360nm以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計に対して、3%以上且つ18%以下である、発光装置。
  2.  前記照明光は、400nm以上且つ410nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される、請求項1に記載の発光装置。
  3.  前記照明光において、430nm以上且つ500nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計は、360nm以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計に対して、5%以上且つ30%以下である、請求項1又は2に記載の発光装置。
  4.  前記照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルの半値幅は、8nm以上且つ24nm以下である、請求項1から3までのいずれか一項に記載の発光装置。
  5.  前記照明光において、360nm未満の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計は、360以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計の2%以下である、請求項1から4までのいずれか一項に記載の発光装置。
  6.  前記照明光において、430nm以上且つ500nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルの半値幅は、25nm以上且つ60nm以下である、請求項1から5までのいずれか一項に記載の発光装置。
  7.  前記照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光の強度は、1時間当たり0.003J/cm2以上且つ18J/cm2以下である、請求項1から6までのいずれか一項に記載の発光装置。
  8.  前記照明光において、360nm以上且つ400nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光の放射照度は、10W・m-2未満である、請求項1から7までのいずれか一項に記載の発光装置。
  9.  前記照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光の放射照度は、33W・m-2以下である、請求項1から8までのいずれか一項に記載の発光装置。
  10.  前記照明光において、430nm以上且つ500nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光の放射輝度は、100W・sr-1・m-2未満である、請求項1から9までのいずれか一項に記載の発光装置。
  11.  複数の発光装置を備える照明装置であって、
     前記複数の発光装置のそれぞれは、発光素子と、波長変換部材とを備え、
     前記発光素子は、360nm以上且つ430nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光を射出し、
     前記波長変換部材は、前記発光素子が射出する光の少なくとも一部を、360nm以上且つ780nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光に変換し、
     前記複数の発光装置において前記発光素子が射出する光のうち前記波長変換部材で変換されなかった光と、前記複数の発光装置において前記波長変換部材で変換された光とを合わせた照明光を射出し、
     前記照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計は、360nm以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計に対して、3%以上且つ18%以下である、照明装置。
  12.  前記照明光は、400nm以上且つ410nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される、請求項11に記載の照明装置。
  13.  前記照明光において、430nm以上且つ500nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計は、360nm以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計に対して、5%以上且つ30%以下である、請求項11又は12に記載の照明装置。
  14.  前記照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルの半値幅は、8nm以上且つ24nm以下である、請求項11から13までのいずれか一項に記載の照明装置。
  15.  前記照明光において、360nm未満の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計は、360以上且つ780nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光のエネルギーの合計の2%以下である、請求項11から14までのいずれか一項に記載の照明装置。
  16.  前記照明光において、430nm以上且つ500nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルの半値幅は、25nm以上且つ60nm以下である、請求項11から15までのいずれか一項に記載の照明装置。
  17.  前記照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光の強度は、1時間当たり0.003J/cm2以上且つ18J/cm2以下である、請求項11から16までのいずれか一項に記載の照明装置。
  18.  前記照明光において、360nm以上且つ400nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光の放射照度は、10W・m-2未満である、請求項11から17までのいずれか一項に記載の照明装置。
  19.  前記照明光において、360nm以上且つ430nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光の放射照度は、33W・m-2以下である、請求項11から18までのいずれか一項に記載の照明装置。
  20.  前記照明光において、430nm以上且つ500nm以下の波長領域に含まれる波長を有する光の放射輝度は、100W・sr-1・m-2未満である、請求項11から19までのいずれか一項に記載の照明装置。
  21.  抗菌用の照明として使用される、請求項11から20までのいずれか一項に記載の照明装置。
  22.  利用者が把持可能に構成されている把持部と、
     360nm以上且つ430nm以下の波長領域にピーク波長を有するスペクトルで特定される光を射出する発光素子を有する発光装置と
    を備える把持物。
  23.  利用者が把持可能に構成されている把持部と、
     請求項1から10までのいずれか一項に記載の発光装置、又は、請求項11から21までのいずれか一項に記載の照明装置と、
    を備える把持物。
  24.  請求項1から10までのいずれか一項に記載の発光装置を少なくとも1つ備える照明装置。
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