(57)【要約】【課題】構造が簡単で小型軽量に製造でき、さらに、照射光角が広角で単体当たりの照射面積が広く例えば電飾掲示板などに対する指向特性に優れ、しかも、実装板にその複数個を簡単に組み付けできるＬＥＤチップを提供すること。【解決手段】放熱機能を有する基板中央部に内方に窪む穴５が形成され、該穴５の底面に、電源につながり電源から給電され紫外線を発光するＬＥＤ３が、ミクロ基板（絶縁薄膜）６を介し搭載されているところに特徴があり、前記穴５に複数個のＬＥＤ３が備えられてもの、前記穴の内面に反射材が備えられているもの、前記穴の上方に指向特性を広くするための散光板が備えられているもの、前記基板がプリント基板又はマスキング基板のいずれかであるものなどを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放熱機能を有する基板中央部に内方に窪む穴が形成され、該穴の底面に、電源につながり電源から給電されて紫外線を発光するＬＥＤが、絶縁薄膜を介し、搭載されていることを特徴とするＬＥＤチップ。
【請求項２】
前記穴の内面に、複数個のＬＥＤが備えられていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤチップ。
【請求項３】
前記穴の内面に反射材が備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤチップ。
【請求項４】
前記ＬＥＤの指向特性を広くするための散光板が、略円錐台形の穴の上方に備えられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤチップ。
【請求項５】
前記放熱機能を有する基板が、プリント基板又はマスキング基板のいずれかであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紫外線ＬＥＤチップに関し、より詳しくは、紫外線の照射光角が広角であって単体当たりの指向特性が広く、例えば電飾掲示板などに対する照明効率に優れたＬＥＤチップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のＬＥＤ部材としては、リング部材を回動して、庇部の位置を調整した後、絶縁シーラを充填して、楕円形の広角ＬＥＤ及びアンカー部を埋設させ、ランプの取付場所に応じて庇部を最適位置に調整するとともに、絶縁シーラを利用してプリント基板及びリング部材をケーシングに組み付けるように構成されたものが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
また、有底筒形に成形されたケーシングの内側に、多数の真円形ＬＥＤを配列したプリント基板を基板ごと収容してなるＬＥＤ集合ランプも公知である。この技術は、ケーシングの基端にＬＥＤの照射方向を変更する傾斜取付面が形成され、先端には外部からの光を遮る庇部が一体的に突設されており、そして、傾斜取付面に埋設したナットにボルトを締め付け、集合ランプの取付位置に応じＬＥＤの光軸を任意の向きに傾けた状態で、ケーシングを実装板に取り付け、実装板上に多数の集合ランプを並設するように構成されている。
【０００４】
さらに、ケーシングにエンボス加工を施てＬＥＤからの照射方向を乱反射させることにより指向特性を大きくしたものなどが公知である。
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−５０４３４、（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の上記ＬＥＤはいずれも、有底筒形に成形されたケーシングの内側に収容された真円形タイプに形成されており、ケーシング頂部の凸レンズ効果を期待するものである。そのため、光を集光させて輝度を高めることはできるものの、光軸の照射角度が鋭角的で狭くすなわち、単体当たりに照射できる指向特性（照射面積）が狭いため、電飾掲示板などの被照射体全面に照射するためには多数のＬＥＤを配する必要がある。
【０００７】
特許文献１に記載のＬＥＤによると一応、ＬＥＤの光軸がどの方向へ傾いていても常に優れた遮光機能を発揮できるものの、その構成が複雑であるために製造が面倒であることに加えて、ランプの取付場所に応じ庇部を最適位置に調整したり、絶縁シーラを利用して各構成部品を強固に組み付ける面倒な作業が必要になるという問題点があった。
【０００８】
また、上記集合ランプによると、庇部がケーシングに一体形成されているので、ＬＥＤの光軸を例えば傾けた場合、ケーシングと共に庇部も横向きになるため、その遮光機能が著しく低下するという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記した問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、構造が簡単で小型軽量に製造でき、さらに、照射光角が広角で単体当たりの照射面積が広く例えば電飾掲示板などに対する指向特性に優れ、しかも、実装板にその複数個を簡単に組み付けできるＬＥＤチップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、放熱機能を有する基板中央部に内方に窪む穴が形成され、該穴の底面に、電源につながり電源から給電され紫外線を発光するＬＥＤが、絶縁薄膜を介し、搭載されているところに特徴を有する、広角紫外線発光ＬＥＤチップがある。
【００１１】
本発明に係るＬＥＤチップによると、穴の底面に、紫外線を発光するＬＥＤが搭載されているため、従来のバレットタイプのＬＥＤよりも照射光角を広角にすることができ、広範囲にわたり効果的に紫外線を発光できる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載のＬＥＤチップにおいて、放熱機能を有する基板中央部の穴に、複数個のＬＥＤが備えられているところに特徴がある。このＬＥＤチップによると、紫外線を発光するＬＥＤの複数個の搭載されているので、紫外線の発光量を自在調整できる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２記載のＬＥＤチップにおいて、前記穴の内面に反射材が備えられているところに特徴がある。このＬＥＤチップによると、請求項１又は２記載のＬＥＤチップで得られる作用に加え、被照射体に対する紫外線照射量をより増強できる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤチップにおいて、前記ＬＥＤの指向特性を広くするための散光板が前記穴の上方に備えられているところに特徴がある。このＬＥＤチップによると、請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤチップで得られる作用に加え、被照射体に向けて放射される紫外線を、散光板によってさらに広く拡散でき、指向特性をより広角で効率的に照射できる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤチップにおいて、前記放熱機能を有する基板が、プリント基板又はマスキング基板のいずれかであるところに特徴がある。このＬＥＤチップによると、請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤチップで得られる作用に加え、当該ＬＥＤチップの複数個を例えば実装板などに自在に配し、連結することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、とりわけ、基板中央部に内方に窪む穴を備え、この穴の底面にＬＥＤを搭載するように構成されているので、照射光角が広角となり、光の指向特性を幅広く確保できる。すなわち、高価なＬＥＤチップの取付け数量を少なくしても、光の指向特性の広い光源として使用できる。すなわち、モバイルのような大きさに制約のあるものに使用することにより例えば電飾掲示板やディスプレーなどを薄型、小型軽量に製造でき、発光ムラを低減または無くしたりできるなど、実効性に優れる。
【００１７】
本発明に係るキャップライト型のＬＥＤと、従来のバレット（真円形）型ＬＥＤの特徴をまとめ、表１に示す。
【００１８】
【表１】
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【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態について実施例に基づいて説明する。
【００２０】
図１は実施例１の広角ＬＥＤチップ１０を概略的に示す平面図であり、図２は同ＬＥＤチップ１０の回路図である。図３は、同ＬＥＤチップ１０に搭載したＬＥＤに印荷して光出力させた時の光角を説明するための正面図である。
【００２１】
図において、実施例１の広角ＬＥＤチップ１０は、アルミなどの放熱特性を有する素材により厚さ３ｍｍ、一辺１５ｍｍのボード形状に形成された放熱板と、該放熱板の中央部に内方に窪む略円錐台形状の穴５（大径３ｍｍ、深さ約０．６ｍｍ）と、前記穴５の底面に、ポリカーボネートなどの耐光性合成樹脂製の絶縁薄膜６（ＬＥＤのミクロ基板に相当する）を介して搭載された２個のＬＥＤ３、３とからなる。なお、ＬＥＤとしては、ホモ接合型のものであっても、ダブルヘテロ接合型のものであっても構わない。なお、穴の寸法形状などを限定するものではなく、また、マスキング基板に代えてプリント基板などを使用できることは云うまでもないことである。
【００２２】
図２は配線図であり、２個のＬＥＤ３、３は直列接続されている。また、図３に示すように、ポリカーボネートなどの耐光性合成樹脂材料により形成されたミクロ基板６の上に載置されており、ＤＣ１２Ｖの電源につながり印加できるようになっている。
【００２３】
各ＬＥＤ３，３（ピーク波長３７５〜３８５ｎｍ）の電気的特性は、電圧４Ｖ、電流１００ｍＡであり、４３Ωの抵抗と共に直列接続されており、電源によって印加されると、ＬＥＤ３，３は発光し、基板１の穴５から光角約１２０°で光出力されるようになっている。なお、ＬＥＤ３，３のピーク波長は、いわゆる外線領域にピーク波長を有するものであればよく、また、その搭載量などは適宜設計変更可能な事項とするが、複数個のＬＥＤが備えられていると、紫外線を発光量を自在調整できるので好適である。
【００２４】
なお、光の拡散角度は、略円錐台形状の穴の大径と深さによってほぼ一義的に決まるため、これらを設計変更することによって光角を自在に設計変更することができる。
【００２５】
実施例１の広角ＬＥＤチップ１０と、従来の真円形タイプのＬＥＤとを対比すると、消費電力及び発熱量がやや多いものの、指向特性が広く光出力が多いという利点がある。そのため、紫外線で励起される例えば光触媒活性物や蓄光化合物などを励起する場合、従来よりも配設するＬＥＤの数量が少なくてもこれらに満遍なく紫外線照射できるため、極めて好適である。
【００２６】
実施例２の広角ＬＥＤチップ２０（図示されていない）は、上記実施例１の放熱板１において、前記穴５の内面に反射材が備えられており、かつ、当該穴の上方に、例えば穴の大径部分を被覆するように、光を拡散させる散光板（紫外線乱反射ネット５７を含む）が備えられているものである。なおここで、反射材を有するものは請求項４に相当し、散光板（紫外線乱反射ネット５７を含む）を有するものは請求項５に相当する。
【００２７】
実施例２の広角ＬＥＤチップによると、上記各作用に加えて、反射材によって反射させて光を上方に収束することができ、散光板によって光をより広角度に拡散できるから、上記実施例１の広角ＬＥＤチップや従来の真円形タイプのＬＥＤよりも配設するＬＥＤの数量が少なく、しかも、広範囲にわたり満遍なく照射できる。
【００２８】
ついで、本発明に係る広角ＬＥＤチップを組み込んだ空気清浄装置５０（図４参照）を実施例３とし簡単に説明する。
【００２９】
本空気清浄装置５０は、吸気口５１ａ及び吹出口５１ｂを有する空気流路５１と、前記吸気口５１ａから前記空気流路５１を経て前記吹出口５１ｂに流れる空気流を形成するファン５３と、前記空気流路５１に配置され、前記空気流路を通過する空気流と接触する光触媒物質５５と、該光触媒物質５５を活性化させる発光ダイオード点灯装置とを具備している。前記発光ダイオード点灯装置には上記実施例２のＬＥＤチップ２０が組み付けされており、また、ＬＥＤチップ２０の上方には、紫外線を乱反射させる紫外線乱反射ネット５７が配設されている。
【００３０】
光触媒物質５５は、アパタイトで部分被覆された酸化チタン（商品名を「ジュピターＦ４−ＡＰＳ」、昭和電工（株）製）を、軽量な多孔質ポリスチレンビーズ表面に担持させたものである。
【００３１】
本空気清浄装置５０によると、ファン５３により光触媒物質５５を浮遊、混合されながら上下方向に対流させて空気流に接触させることができ、さらに、ＬＥＤチップから放射される紫外線により効率的に光触媒物質５５を光励起させ、光触媒機能を発現させることができるのである。
【００３２】
なお、上記空気清浄装置５０は、本発明に係る広角ＬＥＤチップのより具体的な適用例として記載したにすぎず、様々な分野における様々な装置等に使用できることは無論のことである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１（ａ）は、本発明の１実施例となるＬＥＤチップを概略的に示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に添った要部部分断面図である。
【図２】図２は、図１のＬＥＤチップに搭載したＬＥＤ回路図である。
【図３】図３は、同ＬＥＤチップに搭載したＬＥＤに印荷して光出力させた時の光角を説明するための部分断面図である。
【図４】図４は、同ＬＥＤチップの好適な適用例を説明するため、模式的に示す空気清浄装置の要部概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    …   放熱板（マスキング基板）
３    …   ＬＥＤ
５    …   穴
６    …   ミクロ基板（絶縁薄膜）
１０    …   広角ＬＥＤチップ
２０    …   広角ＬＥＤチップ
５０    …   空気清浄装置
５１    …   空気流路
５１ａ  …   吸気口
５１ｂ  …   吹出口
５３    …   ファン
５５    …   光触媒物質
５６    …   実装板
５７    …   紫外線乱反射ネット
５９    …   照明用ＬＥＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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