(57)【要約】      （修正有）【課題】始動補助光源として安価なＬＥＤを用いることの可能な放電ランプシステムを提供する。【解決手段】始動前の予熱を行わない冷陰極紫外線放電ランプ１の近傍に始動補助光源としてのＬＥＤ１１を配置した放電ランプシステムにおいて、前記ＬＥＤ１１には、可視光または白色光を放射するＬＥＤ１１が用いられる。前記ＬＥＤ１１がＬＥＤチップを樹脂材料で覆った構造のものである場合に、前記ＬＥＤ１１の樹脂材料の部分は、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料のカバーで覆われるている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
始動前の予熱を行わない冷陰極紫外線放電ランプの近傍に始動補助光源としてのＬＥＤを配置した放電ランプシステムにおいて、前記ＬＥＤには、可視光または白色光を放射するＬＥＤが用いられることを特徴とする放電ランプシステム。
【請求項２】
請求項１記載の放電ランプシステムにおいて、前記ＬＥＤがＬＥＤチップを樹脂材料で覆った構造のものである場合に、前記ＬＥＤの樹脂材料の部分は、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料のカバーで覆われることを特徴とする放電ランプシステム。
【請求項３】
可視光または白色光を放射するＬＥＤであって、該ＬＥＤがＬＥＤチップを樹脂材料で覆った構造のものである場合に、前記ＬＥＤの樹脂材料の部分は、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料のカバーで覆われていることを特徴とするＬＥＤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプシステムおよびＬＥＤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気清浄器、エアコンや冷蔵庫に紫外線を放出する放電ランプ（紫外線放電ランプ）を設置し、ランプから放射される紫外線やそれにより発生するオゾンにより殺菌や脱臭の機能を持たせることが行われている。また、光触媒と組み合わせて脱臭を行わせるものもある。
【０００３】
紫外線は人間の目に有害であるため、目に入らない構造にしなければならない。例えば空気清浄器の場合には紫外線が外に漏れない構造にすることが必要である。また冷蔵庫の場合には扉を閉めた場合のみ点灯するようにすることが考えられる。しかし、このような構造にすることは外界からの光も遮断することになり、初期電子が不足し、放電ランプが始動し難くなる。
【０００４】
放電ランプが冷陰極放電ランプの場合、一般的に熱陰極放電ランプに比べて長寿命である。熱陰極放電ランプの場合には始動前に電極を加熱し熱電子を強制的に放出させることができるが、冷陰極放電ランプの場合は初期の熱電子放出が期待できないため、この始動性の問題は深刻であり、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３に示されているように、放電ランプの近傍に、白熱電球または発光ダイオードの始動補助光源を設置する方法が採られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０１−１３０４６２号公報
【特許文献２】特開平０５−２１７４９３号公報
【特許文献３】特開２００５−１２１２８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、長寿命の冷陰極放電ランプとして冷陰極紫外線放電ランプを用いる場合には、始動補助光源として長寿命のＬＥＤを組み合わせるのが良い。
【０００７】
長寿命のＬＥＤとして、紫外線を放射する紫外ＬＥＤを用いることが考えられる。紫外ＬＥＤは短波長であるためエネルギーが高く、初期電子を多く生成させることができるが、紫外線は樹脂材料を劣化させるため、極力樹脂を用いない構造（例えば特開２００４−１８６３０９号に記載されているように、パッケージ本体が金属のみにて構成されている構造）にする必要があり、始動補助光源として紫外ＬＥＤを用いる場合には、始動補助光源自体が高価なものとなってしまう。
【０００８】
本発明は、始動補助光源として安価なＬＥＤを用いることの可能な放電ランプシステムおよびＬＥＤを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、始動前の予熱を行わない冷陰極紫外線放電ランプの近傍に始動補助光源としてのＬＥＤを配置した放電ランプシステムにおいて、前記ＬＥＤには、可視光または白色光を放射するＬＥＤが用いられることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の放電ランプシステムにおいて、前記ＬＥＤがＬＥＤチップを樹脂材料で覆った構造のものである場合に、前記ＬＥＤの樹脂材料の部分は、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料のカバーで覆われることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、可視光または白色光を放射するＬＥＤであって、該ＬＥＤがＬＥＤチップを樹脂材料で覆った構造のものである場合に、前記ＬＥＤの樹脂材料の部分は、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料のカバーで覆われていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１乃至請求項２記載の発明によれば、始動前の予熱を行わない冷陰極紫外線放電ランプの近傍に始動補助光源としてのＬＥＤを配置した放電ランプシステムにおいて、前記ＬＥＤには、可視光または白色光を放射するＬＥＤが用いられるので、始動補助光源自体を安価なものにすることができ、安価な放電ランプシステムを提供できる。
【００１３】
特に、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の放電ランプシステムにおいて、前記ＬＥＤがＬＥＤチップを樹脂材料で覆った構造のものである場合に、前記ＬＥＤの樹脂材料の部分は、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料のカバーで覆われるので、冷陰極紫外線放電ランプからの紫外線による樹脂材料の劣化を防止でき、始動補助光源としてのＬＥＤ（安価なＬＥＤ）の長寿命化を図ることができて（長期間にわたって安定的に始動できて）、長寿命かつ安価な放電ランプシステムを提供できる。
【００１４】
また、請求項３記載の発明によれば、可視光または白色光を放射するＬＥＤであって、該ＬＥＤがＬＥＤチップを樹脂材料で覆った構造のものである場合に、前記ＬＥＤの樹脂材料の部分は、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料のカバーで覆われているので、このＬＥＤを冷陰極紫外線放電ランプの始動補助光源として用いるとき、始動補助光源自体を安価なものにすることができ、始動補助光源としてのＬＥＤ（安価なＬＥＤ）の長寿命化を図ることができて（長期間にわたって安定的に始動できて）、長寿命かつ安価な放電ランプシステムを構築できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の放電ランプシステムの構成例を示す図である。
【図２】本発明の放電ランプシステムの構成例を示す図である。
【図３】本発明の放電ランプシステムの構成例を示す図である。
【図４】本発明の放電ランプシステムのより具体的な構成例を示す図である。
【図５】本発明の放電ランプシステムのより具体的な構成例を示す図である。
【図６】本発明の放電ランプシステムのより具体的な構成例を示す図である。
【図７】砲弾型ＬＥＤの構成例を示す図である。
【図８】表面実装型ＬＥＤの構成例を示す図である。
【図９】表面実装型ＬＥＤの他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
本発明は、始動前の予熱を行わない冷陰極紫外線放電ランプの近傍に始動補助光源としてのＬＥＤを配置した放電ランプシステムに関するものである。
【００１８】
図１、図２、図３は本発明の放電ランプシステムの構成例をそれぞれ示す図である。なお、図１、図２、図３において、同様の箇所には同じ符号を付している。
【００１９】
図１は、冷陰極紫外線放電ランプの長さが長い場合の例であり、図２は、冷陰極紫外線放電ランプの長さが短い場合の例であり、図３は、冷陰極紫外線放電ランプがＵ字型に曲がっている場合の例である。
【００２０】
図１、図２、図３の各例において、冷陰極紫外線放電ランプ１は、紫外線を透過するガラス製の気密容器２内に一対の電極（例えばカップ状電極）３が配置され、気密容器２内には、例えばアルゴンとネオンの混合ガス等の不活性ガス及び水銀が封入されたものとなっている。
【００２１】
なお、図１、図２、図３の各例のような冷陰極紫外線放電ランプ１の放電開始に必要な電圧（放電開始電圧）は定常点灯時のランプ電圧に比べて高い。例えば管長１４０ｍｍ、電極間距離１２７ｍｍ、管内径３．７ｍｍの冷陰極紫外線放電ランプの定常点灯時（１０ｍＡ）のランプ電圧は２７０Ｖ（ｒｍｓ）であるのに対し、放電開始電圧は５８０Ｖ（ｒｍｓ）である。さらに、暗黒環境、低温度の場合には、放電開始電圧は９００Ｖ（ｒｍｓ）に上昇する。
【００２２】
また、図１、図２、図３の各例において、冷陰極紫外線放電ランプ１の近傍には、始動補助光源としてのＬＥＤ１１が配置されている。より詳細には、図１に示すように冷陰極紫外線放電ランプの長さが長い場合には、冷陰極紫外線放電ランプ１の一対の電極３の近傍に、始動補助光源としてのＬＥＤ１１がそれぞれ配置される。また、図２に示すように冷陰極紫外線放電ランプの長さが短い場合には、冷陰極紫外線放電ランプ１の例えば中央の近傍に、始動補助光源としてのＬＥＤ１１が１個配置される。また、図３に示すように冷陰極紫外線放電ランプがＵ字型に曲がっている場合には、冷陰極紫外線放電ランプ１の一対の電極３の近傍に、始動補助光源としてのＬＥＤ１１が１個配置される。なお、図３では、ＬＥＤ１１から放射される光の中心軸線が紙面と垂直となるようにＬＥＤ１１が配置された例が示されている。
【００２３】
ここで、本発明では、始動補助光源としてのＬＥＤ１１には、可視光（青色光や緑色光）を放射するＬＥＤ（青色ＬＥＤや緑色ＬＥＤ）、または、白色光を放射するＬＥＤが用いられる。換言すれば、始動補助光源としてのＬＥＤ１１には、４００ｎｍ〜５００ｎｍ程度のオーダーの波長成分を含む光を放射するＬＥＤが用いられる。
【００２４】
このような構成の放電ランプシステムでは、冷陰極紫外線放電ランプ１の放電開始前に、先ず、ＬＥＤ１１（例えば青色ＬＥＤ）を点灯させる（ＬＥＤ１１（例えば青色ＬＥＤ）に直流を流し発光させる）。これにより、冷陰極紫外線放電ランプ１内に電子が生成される。しかる後、冷陰極紫外線放電ランプ１に高電圧を印加して、冷陰極紫外線放電ランプ１の放電を開始させる。冷陰極紫外線放電ランプ１の放電開始後、ランプ電圧が安定したときに（例えば、ランプ電圧が所定電圧（例えば２７０Ｖ（ｒｍｓ）程度）に低下したことを検知したときに）、ＬＥＤ１１（例えば青色ＬＥＤ）を消灯する。
【００２５】
このように、冷陰極紫外線放電ランプ１の放電開始前にＬＥＤ１１を点灯させ、冷陰極紫外線放電ランプ１の始動性を向上させることができる。
【００２６】
そして、本発明では、始動補助光源としてのＬＥＤ１１に、可視光または白色光を放射するＬＥＤ（安価なＬＥＤ）を用いているので、始動補助光源自体を安価なものにすることができ、安価な放電ランプシステムを提供できる。
【００２７】
ところで、可視光または白色光を放射するＬＥＤには、ＬＥＤチップを樹脂材料で覆った構造のものが良く用いられる。ここで、樹脂材料は、屈折率の高いものであって、ＬＥＤチップからの光の取り出しを効率よくする（光の取り出しを高める）ために用いられ、樹脂材料としては、具体的には安価なエポキシ樹脂などが用いられる。なお、樹脂材料自体は、透明なものであって、ＬＥＤチップに例えば青色光を出射するものが用いられる場合、樹脂材料に蛍光体粉末等が分散されていないときには、このＬＥＤから青色光を放射させることができ（このＬＥＤを青色ＬＥＤとすることができ）、また、樹脂材料に例えば黄色蛍光体粉末が分散されているときには、ＬＥＤチップからの青色光と黄色蛍光体粉末の黄色発光との混色によって、このＬＥＤから白色光を放射させることができる。
【００２８】
しかしながら、冷陰極紫外線放電ランプ１の近傍に、始動補助光源としてのＬＥＤ（可視光または白色光を放射するＬＥＤ）１１として、ＬＥＤチップを樹脂材料で覆った構造のものを用いる場合には、冷陰極紫外線放電ランプ１から放射される紫外線によりＬＥＤ１１に使用されている樹脂材料が劣化し（例えば、樹脂材料が着色したり、不透明になったりして）、ＬＥＤ１１からの可視光または白色光の放射が弱くなったり、ＬＥＤ１１からの可視光または白色光が冷陰極紫外線放電ランプ１に効率的に照射されなくなり、このため冷陰極紫外線放電ランプ１内の初期電子が効率的に生成されず、冷陰極紫外線放電ランプ１が始動しなくなるといった事態が考えられる。
【００２９】
また、この場合、冷陰極紫外線放電ランプ１の始動時だけでなく、冷陰極紫外線放電ランプ１の定常動作時も、始動補助光源としてのＬＥＤ（可視光または白色光を放射するＬＥＤ）１１に紫外線が放射され続けるため、本来長い寿命（例えば５０，０００時間）の冷陰極紫外線放電ランプ１に比べて、始動補助光源としてのＬＥＤ（可視光または白色光を放射するＬＥＤ）１１の寿命が非常に短くなる（始動補助光源として安定的に始動できる期間が非常に短いものとなる））といった事態が考えられる。
【００３０】
このような事態が生じるのを防止するため、本発明では、ＬＥＤ（可視光または白色光を放射するＬＥＤ）１１がＬＥＤチップを樹脂材料で覆った構造のものである場合に、ＬＥＤ１１の樹脂材料の部分を、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料のカバーで覆うようにしている。ここで、可視光を透過させるが紫外線（特に、樹脂を強く劣化させるＵＶＣ（波長２８０ｎｍ未満の短波長紫外線））を実質的に透過させない特性を有する材料としては、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない軟質ガラス（例えばソーダ石灰ガラスなど）といったＦｅ３＋、Ｃｅ３＋、Ｔｉ４＋、Ｖ５＋、Ｃｒ６＋等の紫外線を透過しにくい成分が含まれるガラスや、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない硬質ガラス（例えば硼珪酸ガラスなど）、あるいは、透明樹脂は基本的にはＵＶＣを通さないが、耐紫外線も考慮すると、例えばシリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂などが用いられる。
【００３１】
図４、図５、図６は、それぞれ、図１、図２、図３の放電ランプシステムの各構成例に対応した図であり、図４、図５、図６では、始動補助光源としてのＬＥＤ（可視光または白色光を放射するＬＥＤ）１１に、図７に拡大して示すような砲弾型ＬＥＤが用いられる場合が示されている。
【００３２】
ここで、砲弾型ＬＥＤは、図７に示すように、アノード電極側のリードフレーム２８と、カソード電極側のリードフレーム２９とを有し、例えばカソード電極側のリードフレーム２９と一体成形したカップ２５内には、ＬＥＤチップ（可視光（例えば青色光）を出射するＬＥＤチップ）２４が載置されている。そして、この砲弾型ＬＥＤが白色光を放射するものである場合には、カップ２５内（符号２３の部分）は蛍光体分散樹脂（例えば黄色蛍光体分散樹脂）が充填され、また、この砲弾型ＬＥＤが可視光（例えば青色光）を放射するものである場合には、カップ２５内（符号２３の部分）は蛍光体分散樹脂は充填されていない（この場合には、カップ２５内（符号２３の部分）は例えば後述の樹脂材料の部分２２が充填される）。この砲弾型ＬＥＤにおいて、便宜上、ＬＥＤチップ２４とカップ２５の部分（この砲弾型ＬＥＤが白色光を放射するものである場合には、さらに蛍光体分散樹脂をも含む部分）をＬＥＤチップ部分２１と称するとき、この砲弾型ＬＥＤは、ＬＥＤチップ部分２１を取り囲んで（覆って）、レンズとして機能する砲弾型の樹脂材料（エポキシ樹脂など）の部分２２を備えている（いずれにしても、この場合、この砲弾型ＬＥＤは、ＬＥＤチップ２４を樹脂材料の部分２２で覆った構造のものとなっている）。なお、図７において、符号２６、２７はボンディングワイヤーである。
【００３３】
このＬＥＤ（可視光または白色光を放射するＬＥＤ）１１の樹脂材料の部分（いまの例では、砲弾型ＬＥＤの樹脂材料の部分２２）を、冷陰極紫外線放電ランプ１から放射される紫外線から保護するため、図４、図５、図６に示すように、冷陰極紫外線放電ランプ１とＬＥＤ（可視光または白色光を放射するＬＥＤ）１１との間には、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料（例えばガラス）のカバー１３が設けられている（より正確には、ＬＥＤ（可視光または白色光を放射するＬＥＤ）１１の樹脂材料の部分（いまの例では、砲弾型ＬＥＤの樹脂材料の部分２２）を覆うように、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料（例えばガラス）のカバー１３が設けられている）。
【００３４】
このように、図４、図５、図６の例では、ＬＥＤ（可視光または白色光を放射するＬＥＤ）１１がＬＥＤチップ部分２１（ＬＥＤチップ２４）を樹脂材料２２で覆った構造のものである場合に、ＬＥＤ１１の樹脂材料の部分２２は、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料（例えばガラス）のカバー１３で覆われるので、冷陰極紫外線放電ランプ１からの紫外線による樹脂材料２２の劣化を防止でき、始動補助光源としてのＬＥＤ（安価なＬＥＤ）１１の長寿命化を図ることができて（長期間にわたって安定的に始動する機能を維持することができて）、長寿命かつ安価な放電ランプシステムを提供できる。
【００３５】
なお、図４、図５、図６の例では、ＬＥＤ（可視光または白色光を放射するＬＥＤ）１１には、図７に示すような砲弾型ＬＥＤを用いたが、砲弾型ＬＥＤに限らず、任意の型のＬＥＤを用いることができる。例えば、ＬＥＤ（可視光または白色光を放射するＬＥＤ）１１には、図８あるいは図９に示すような表面実装型ＬＥＤを用いることもできる。
【００３６】
図８に示す表面実装型ＬＥＤは、基板３０上にＬＥＤチップ３１が実装され、ＬＥＤチップ３１を樹脂材料３２が覆った構造のものとなっており、この場合には、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料（例えばガラス）のカバー（図８の例ではドーム状（半球状）のガラスカバー）１３によって、表面実装型ＬＥＤの樹脂材料３２を覆うことができる。
【００３７】
また、図９に示す表面実装型ＬＥＤは、セラミックキャビティ基板４０上にＬＥＤチップ４１が実装され、ＬＥＤチップ４１を樹脂材料４２が覆った構造のものとなっており、この場合には、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料（例えばガラス）のカバー（図９の例では平板状のガラスカバー）１３によって、表面実装型ＬＥＤの樹脂材料４２を覆うことができる。
【００３８】
なお、上述の説明からもわかるように、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料のカバー１３は、ＬＥＤ１１と分離して（ＬＥＤ１１とは別体のものとして）設けられてもよいし、ＬＥＤ１１の一部として構成されてもよい。すなわち、ＬＥＤ１１として、可視光を透過させるが紫外線を実質的に透過させない特性を有する材料のカバー１３を備えた構成にすることもできる。
【００３９】
また、図１、図２、図３、図４、図５、図６におけるＬＥＤ１１の配置は、一例に過ぎず、ＬＥＤ１１の点灯によって冷陰極紫外線放電ランプ１内に必要量の電子を生成させることができれば、冷陰極紫外線放電ランプ１に対して任意の配置をとることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、空気清浄器、エアコン、脱臭器、冷蔵庫の殺菌・脱臭などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１          冷陰極紫外線放電ランプ
３          冷陰極紫外線放電ランプの電極
１１        ＬＥＤ
１３        カバー
２４、３１、４１          ＬＥＤチップ
２２、３２、４２          樹脂材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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