(57)【要約】発光装置は、励起源、すなわち、第１の波長域の励起光を発生するため動作可能である１個以上の発光ダイオードと、励起光の少なくとも一部分を吸収し、第２の波長域の光を放射する蛍光体材料を有する発光面とを含み、装置によって放射された光が、発光面によって放射された第１の波長域および第２の波長域の組み合わされた光を含む。装置は、蛍光体材料を含むことなく、第１の波長および第２の波長の光を実質的に透過する、１個以上の窓エリアを有する発光面によって特徴付けられる。発光面は表面に蛍光体材料のパターンを有する透明基板を含むことがあり、１個以上の窓エリアが発光面に一様に分布する。
2011501865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長域の励起光を発生するため動作可能である少なくとも１個の励起源と、励起光の少なくとも一部を吸収し、第２の波長域の光を放射する少なくとも１個の蛍光体材料を有する発光面とを含み、装置によって放射された光が、該発光面によって放射された第１の波長域および第２の波長域の組み合わされた光を含む、発光装置であって、
該発光面が、該少なくとも１個の蛍光体材料を含むことなく、そして、第１の波長および第２の波長の光を実質的に透過する、少なくとも１個の窓エリアを有することを特徴とする、発光装置。
【請求項２】
該発光面が、第１の波長および第２の波長の光を実質的に透過し、そして、該少なくとも１個の蛍光体材料を表面に有する基板を含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
該少なくとも１個の蛍光体材料が、蛍光体領域の間のギャップが前記少なくとも１個の窓エリアを画定する蛍光体領域のアレイを含む、請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
該蛍光体領域が実質的に該発光面の表面全体に亘って分布している、請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
該蛍光体領域が該発光面に実質的に一様に分布している、請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
該蛍光体領域の形状が、実質的に多角形、正方形、円形、楕円形、三角形、および、長方形から成る群から選択される、請求項３に記載の発光装置。
【請求項７】
該少なくとも１個の蛍光体材料が該発光面を実質的に覆い、そして、窓エリアのアレイを含む、請求項２に記載の発光装置。
【請求項８】
該窓エリアが実質的に該発光面の表面全体に亘って分布している、請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
該窓エリアが該発光面に実質的に一様に分布している、請求項８に記載の発光装置。
【請求項１０】
該窓エリアの形状が、実質的に多角形、正方形、円形、楕円形、三角形、および、長方形から成る群から選択される、請求項７に記載の発光装置。
【請求項１１】
該基板が導波媒体を含み、そして、該励起源が励起光を該基板の中へ結合するように構成されている、請求項２に記載の発光装置。
【請求項１２】
該基板が実質的に平面状の形であり、そして、励起光が該基板のエッジの少なくとも一部分に結合される、請求項１１に記載の発光装置。
【請求項１３】
該発光面と反対側で該基板の該表面の少なくとも一部分にリフレクタをさらに含む、請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１４】
該発光面基板からの光の放射を促進するために表面トポロジを有する該基板の発光面をさらに含む、請求項１２に記載の発光装置。
【請求項１５】
少なくとも２種類の発光体材料のパターンをさらに含む、請求項２に記載の発光装置。
【請求項１６】
該基板が、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレン、および、ガラスから成る群から選択される、請求項２に記載の発光装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１個の励起源が青色発光ダイオードを含む、請求項１に記載の発光装置。
【請求項１８】
該発光面を用いて該装置によって放射された光に加わる第３の波長域の光を発生させるため動作可能である少なくも１個の発光ダイオードをさらに含む、請求項１７に記載の発光装置。
【請求項１９】
該少なくとも１個の発光ダイオードが、橙色光、赤色光、および、緑色光から成る群から選択された第３の波長域の光を発生させるため動作可能である、請求項１８に記載の発光装置。
【請求項２０】
該少なくとも１個の蛍光体材料が、ケイ酸塩系蛍光体と、アルミン酸塩系蛍光体と、窒化物系蛍光体材料と、硫酸塩系蛍光体材料と、オキシ窒化物系蛍光体と、オキシ硫酸塩系蛍光体と、ガーネット材料と、Ｓｉがシリコンであり、Ｏが酸素であり、Ａがストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）またはカルシウム（Ｃａ）を含み、Ｄが塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、窒素（Ｎ）または硫黄（Ｓ）を含む場合に、一般組成Ａ３Ｓｉ（ＯＤ）５のケイ酸塩系蛍光体と、ＡがＳｒ、Ｂａ、ＭｇまたはＣａを含み、ＤがＣｌ、Ｆ、ＮまたはＳを含む場合に、一般組成Ａ２Ｓｉ（ＯＤ）４のケイ酸塩系蛍光体と、ＭがＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｓｍまたはツリウム（Ｔｍ）を含む２価金属のうちの少なくとも１つである場合に、化学式Ｍ１−ｘＥｕｘＡｌｙＯ［１＋３ｙ／２］のアルミン酸塩系蛍光体とから成る群から選択される、請求項１に記載の発光装置。
【請求項２１】
反射内面を有するエンクロージャと、該エンクロージャの内部に収納され、第１の波長域の励起光を発生させるため動作可能である少なくとも１個の励起源と、該エンクロージャの開口部を覆い、励起光の少なくとも一部分を吸収し、第２の波長域の光を放射する少なくとも１個の蛍光体材料を有する発光面とを含み、装置によって放射された光が、該発光面によって放射された第１の波長域および第２の波長域の組み合わされた光を含む、発光装置であって、
該発光面が、少なくとも１個の蛍光体材料を含むことがなく、そして、第１の波長および第２の波長の光を実質的に透過し、それによって、励起光の一部分と反射された蛍光体発生光とが該発光面を通り抜けることを可能にさせる、少なくとも１個のエリアを有することを特徴とする、発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権主張
発明の名称がＬＩＧＨＴ  ＥＭＩＴＴＩＮＧ  ＤＥＶＩＣＥ  ＷＩＴＨ  ＰＨＯＳＰＨＯＲ  ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ  ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮであり、発明者がＹｉ−Ｑｕｎ  Ｌｉであり、２００７年１０月１７日に出願された、米国特許出願第１１／９７５，１３０号（代理人書類番号ＩＴＭＸ−００２２５ＵＳ０）
【背景技術】
【０００２】
発明の分野
本発明は、蛍光体波長変換を備える発光装置に関する。より詳細には、本実施形態は、所望の光の色および／または色温度を発生させるために蛍光フォトルミネセント波長変換を備える発光ダイオードに基づくライティングシステムを対象にする。
【０００３】
関連技術の説明
固体半導体装置、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）の開発は、新世代のエネルギー効率の良いライティングシステムの可能性を広げた。電磁スペクトルの青／紫外部分で発光するＬＥＤが開発され、ＬＥＤに基づく白色光源（「白色ＬＥＤ」）を開発することが実用的になった。
【０００４】
たとえば、ＵＳ５，９９８，８２５において教示されるように、白色ＬＥＤは、ＬＥＤチップによって放射された放射線の一部分を吸収し、異なる色（波長）の光を再放射する１個以上の蛍光体材料、すなわち、フォトルミネセント材料を含む。典型的に、ＬＥＤチップまたはダイは青色光を発生し、（１個以上の）蛍光体は青色光のある割合を吸収し、黄色光、または、緑色光と赤色光、緑色光と黄色光、もしくは、黄色光と赤色光の組み合わせを再放射する。ＬＥＤによって発生された青色光のうち蛍光体によって吸収されない部分（すなわち、蛍光体によって透過された部分）は、蛍光体によって放射された光と組み合わされ、人間の目にほとんど白色であるように見える光を供給する。蛍光体層は、典型的に、たとえば、蛍光体層が励起エネルギーを得るＬＥＤダイ／チップの発光面に隣接して、または、極めて接近して設置される。多くの場合、蛍光体層は、照明製品の所望の強度および色を実現するためＬＥＤダイに直接被覆される。
【０００５】
公知であるように、白色光源の相関色温度（ＣＣＴ）は、白色光源の色相を理論的な高温の黒体放射体と比較することにより決定される。ＣＣＴは、ケルビン（Ｋ）単位で指定され、光源と同じ白色の色相を放射する黒体放射体の温度に対応する。白色ＬＥＤのＣＣＴは、一般的に、蛍光体組成物とＬＥＤに組み込まれた蛍光体の量とによって決定される。
【０００６】
今日では、ＬＥＤを利用する殆どの照明設備設計は、ＬＥＤ（より典型的には、所望の発光の強度を実現するＬＥＤアレイ）が、白熱電球、水銀灯、および、小型蛍光灯のような従来型のシステムコンポーネントを置き換えるシステムを含む。白色光照明製品を生み出すことを目的とするライティングシステムの場合、ＬＥＤは、赤色、緑色および青色の直接光発光ＬＥＤ（すなわち、波長変換蛍光体材料を含まないＬＥＤ）のアレイ、または、より最近では、白色ＬＥＤのアレイを含むことがある。
【０００７】
ＵＳ６，３５０，０４１と、ＷＯ２００４／１００２２６と、同一出願人による同時係属中の米国特許出願第１１／８２７，８９０号および米国特許出願第１１／７１４，４６４号とに開示されているように、蛍光体材料は、蛍光体材料の関連した励起源から遠く離れて供給されることがある。
【０００８】
ＵＳ６，３５０，０４１は、室内照明および他の用途のための放射状に分散する光を放射するＬＥＤに基づく固体ランプを教示する。ランプは、所望のパターンで光を分散させ、および／または、光の色を変更する分散器へ分離器を介して光を伝達するＬＥＤまたはレーザのような固体光源を含む。一実施形態では、光源は青色発光ＬＥＤを含み、分離器は導光路または光ファイバ装置であり、分散器は光を放射状に分散させ、白色光照明製品を生成するため青色光の一部を黄色に変換する。分離器は、ＬＥＤが室内照明のため必要とされるとおりに高められた電流で作動されているとき、ＬＥＤからの熱が分散器へ伝達しないように、ＬＥＤを分散器から十分な距離遠ざける。このようなランプは、多数のパターンで光を分散させるが、ランプが既存の照明器具およびライティング設備において代替的な光源として使用されることを可能にする室内照明のための白色光の放射状分散に特に適用可能である。
【０００９】
２００７年７月１３日に出願された同一出願人の同時係属中の米国特許出願第１１／８２７，８９０号は、蛍光体材料が蛍光体材料の関連した励起源（ＬＥＤ）から遠く離れて位置しているＬＥＤライティング／照明のシステム／設備または照明器具を教示する。ＬＥＤによって発生された光は、導波媒体を介して蛍光体材料へ運ばれ、励起放射線を（１個以上の）蛍光体および／または（１層以上の）蛍光体層に供給し、フォトルミネセンスを引き起こす。（１個以上の）蛍光体からの光は、最終的な照明製品を含むことがあり、または、（たとえば、励起源としての青色ＬＥＤの場合、現れることがある）励起源からの可視光と組み合わされることがある。最終的な照明製品は、白色光でもよく、または、着色光でもよい。導波路は、手持ち用ライティング設備、デスク用ライティング設備、床置ライティング設備、卓上スタンド、トラックライティング、スポットライティング、アクセントライティング、または、吊り天井への組み込み用のライティングパネルのようなライティングシステムの形状であるように構成されることがある。ライティングパネル構造では、導波路は、実質的に平面状の形であり、導波路の発光面全体に亘って設けられた蛍光体を有する。複数のＬＥＤによって発生させられた励起放射線は、実質的に導波路の全体に伝搬するように導波路の１個以上のエッジに結合され、次に、励起放射線の少なくとも一部分が、第２の波長の光を放射する蛍光体を励起する発光面を介して放射される。光がパネルの裏面を通って失われるのを防止するため、反射層が発光面の反対の面である導波路の裏面に設けられる。
【００１０】
２００７年５月３日に出願された米国特許出願第１１／７１４，４６４号は、蛍光体が励起源（ＬＥＤ）から遠く離れて位置しているシェード部に設けられている、ライティング設備およびシステムを教示する。シェード部（光エンクロージャ）は、少なくとも部分的にＬＥＤを取り囲むために構成されている。これによって励起放射線が進み、励起源からシェード部までの少なくとも１センチメートルの距離ずつ自由空間の中を伝搬する（すなわち、励起放射線は光学媒体によって案内されない）。蛍光体は、シェード部の内面または外面に設けられることがあり、または、シェード部材料の内部に組み込まれることがある。一実施形態では、ライティングシステムは１個以上のＬＥＤを収容するハウジングを含むバルクヘッドライトを含み、シェード部はハウジング開口部を覆う前方窓を含む。不透明材料で作られたハウジングは、光をシェード部に向かって反射する反射型内面を含む。
【００１１】
ＷＯ２００４／１００２２６は、複数のＵＶ放射ＬＥＤを収納するエンクロージャと、１個以上のＵＶ励起可能な蛍光体材料を収容する着脱式前方発光パネルとを含む、ＬＥＤパネルランプを開示する。蛍光体材料は、全方向（等方的）に光を発生するので、蛍光体発生光の一部がエンクロージャの中へ後方に向けられることになる。このように光がエンクロージャに入り、失われることを防止するため、前方パネルは、ＬＥＤの波長に対し透過性があり、しかし、（１個以上の）蛍光体によって生成された波長に対し反射性がある前方パネルの内面にコーティングを含む。さらに、非変換ＵＶ光のブリードスルーを防止するため、前方パネルは、ＵＶ光に対し反射性があり、（１個以上の）蛍光体によって発生された光に対し透過性がある前方パネルの外面に第２のコーティングを含むことがある。この文献は、１個以上の蛍光体材料が電球エンベロープの内面に含まれている標準的な白熱電球に類似したライティングシステムについても記述している。
【００１２】
このようなライティングシステム設計は、一部の顧客にとって許容できる特性、たとえば、強度、色温度、および、色知覚のような特性を実証している可能性があるが、より高い効率の固体コンポーネントに基づくライティングシステムの必要性が存在する。
【発明の開示】
【００１３】
本発明は、少なくとも部分的に公知の装置の限界を克服する蛍光体波長変換を備える発光装置を提供しようとする試みの中で生まれた。本発明の実施形態は、たとえば、ＬＥＤまたはレーザダイオードでもよい励起源と、１個以上の蛍光体フォトルミネセント材料を含む発光面とを含む発光装置を対象にする。励起源からの光は、フォトルミネセンスを引き起こす（１個以上の）蛍光体に励起放射線を供給する。励起源からの光と組み合わされた蛍光体によって発生された光は、装置の照明製品を構成する。公知の装置と対比して、発光エリアは、蛍光体材料を含まず、蛍光体によって発生された光と励起源によって発生された光の両方を実質的に透過する１個以上のエリア（窓）をさらに含む。このような窓は、装置によって放射される光を最大化することにより装置の効率を改善する。
【００１４】
本発明によれば、発光装置は、第１の波長域の励起光を発生するため動作可能である１個以上の青色発光ダイオードのような少なくとも１個の励起源と、励起光の少なくとも一部を吸収し、第２の波長域の光を放射する少なくとも１個の蛍光体材料を有する発光面とを含み、装置によって放射された光が発光面によって放射された第１の波長域および第２の波長域の組み合わされた光を含み、発光面が、少なくとも１個の蛍光体材料を含むことなく、そして、第１の波長および第２の波長の光を実質的に透過する少なくとも１個の窓エリアを有することを特徴とする。
【００１５】
発光面は、好ましくは、第１の波長および第２の波長の光を実質的に透過し、そして、少なくとも１個の蛍光体材料を表面に有する、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレン、または、ガラス材料のような透明基板を含む。蛍光体材料は、蛍光体領域（アイランド）のアレイ（パターン）を含むことがあり、蛍光体領域の間のギャップが少なくとも１個の窓エリアを画定する。放射された光の一様な色および／または色温度を確実にするため、蛍光体領域のパターンは、実質的に発光面のエリア全体に亘って、好ましくは、実質的に一様に分布する。蛍光体領域のアレイが正方形蛍光体領域の規則正しいアレイを含む１つのこのような配置では、窓エリアは、格子状の形になり、発光面に分布する。蛍光体領域は、たとえば、実質的に多角形、正方形、円形、楕円形、三角形または長方形の形になることがある。逆に、蛍光体材料は、発光面全体を覆い、窓エリアのアレイを含むことがある。放射された光の一様な色および／または色温度を確実にするため、窓エリア領域のパターンは、実質的に発光面のエリア全体に亘って、好ましくは、実質的に一様に分布する。蛍光体領域の場合と同様に、窓エリアは、たとえば、実質的に多角形、正方形、円形、楕円形、三角形、または、長方形の形になることがある。蛍光体領域および／または窓エリアのアレイは、規則正しいパターンまたは不規則なパターンになることがある。
【００１６】
基板は、励起光および蛍光体発生光が通り抜ける光学コンポーネントとして構成されることがある。代替的に、基板は導波（導光）媒体として構成されることがあり、励起源は励起光を基板に結合するように構成されることがある。１つのこのような配置では、基板は、実質的に平面状の形であり、励起光は基板の１個のエッジの少なくとも一部分に結合される。好ましくは、装置は、実質的にすべての光が発光面から放射されることを確実にするのに役立つように、発光面と反対側で基板の表面の少なくとも一部分にリフレクタをさらに含む。発光面からの光の放射を促進するため、基板の発光面は、表面パターニングのような表面トポロジを含むことがある。表面トポロジは、レーザ、または基板表面メカニカルスクライビング、表面トポロジを組み込むための基板成形、または、表面ラフニングによって画定されることがある。基板は、発光面が導波路の実質的に平坦面または湾曲面である場合に、細長い形または円筒状の形のような他の導波路の形を含むことがある。
【００１７】
特定の色および／またはＣＣＴをもつ光を発生させることが必要とされる場合、発光面は、好ましくは、少なくとも２種類の蛍光体材料のパターンを含む。蛍光体組成物と、蛍光体材料の密度と、蛍光体材料および（１個以上の）窓エリアの総面積比とが放射された光の色および／またはＣＣＴを制御するため使用されることがある。
【００１８】
高いＣＲＩ（演色指数）をもつ白色光を発生させることを目的としている発光装置の場合、装置は、発光面を用いて装置によって放射された光に加わる第３の波長域の光を発生させるため動作可能である１個以上のＬＥＤをさらに含むことがある。１つの配置では、青色ＬＥＤが緑色放射蛍光体材料を励起するため使用され、橙色または赤色ＬＥＤが最終的な発光製品の橙色光または赤色光成分を発生させるため使用される。このような配置では、発光製品は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および、青（Ｂ）色成分を含むことが認められるであろう。好ましくは、青色ＬＥＤの橙色または赤色ＬＥＤチップに対する比率は、緑色光の寄与が所要のＣＲＩを実現するのに十分であることを確実にするため実質的に２対１である。このような配置では、橙色または赤色ＬＥＤによって発生された光は、蛍光体の励起をもたらすことがなく、このような光は発光蛍光体面の中の１個以上の窓エリアを介して放射されることが認められるであろう。代替的な配置では、青色ＬＥＤが橙色または赤色放射蛍光体を励起するため使用され、１個以上の緑色放射ＬＥＤチップが発光製品に緑色光を提供するため使用される。
【００１９】
蛍光体材料は、ケイ酸塩系蛍光体と、アルミン酸塩系蛍光体と、窒化物系蛍光体材料と、硫酸塩系蛍光体材料と、オキシ窒化物系蛍光体と、オキシ硫酸塩系蛍光体と、ガーネット材料と、Ｓｉがシリコンであり、Ｏが酸素であり、Ａが、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）またはカルシウム（Ｃａ）を含み、Ｄが塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、窒素（Ｎ）または硫黄（Ｓ）を含む場合に、一般組成Ａ３Ｓｉ（ＯＤ）５のケイ酸塩系蛍光体と、ＡがＳｒ、Ｂａ、ＭｇまたはＣａを含み、ＤがＣｌ、Ｆ、ＮまたはＳを含む場合に、一般組成Ａ２Ｓｉ（ＯＤ）４のケイ酸塩系蛍光体５と、または、ＭがＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｓｍ、または、ツリウム（Ｔｍ）を含む２価金属のうちの少なくとも１つである場合に、化学式Ｍ１−ｘＥｕｘＡｌｙＯ［１＋３ｙ／２］のアルミン酸塩系蛍光体とを含むことがある。
【００２０】
本発明のさらなる態様によれば、発光装置は、反射内面を有するエンクロージャと、エンクロージャの内部に収納され、第１の波長域の励起光を発生させるため動作可能である少なくとも１個の励起源と、エンクロージャの開口部を覆い、励起光の少なくとも一部分を吸収し、第２の波長域の光を放射する少なくとも１個の蛍光体材料を有する発光面とを含み、装置によって放射された光が、発光面によって放射された第１の波長域および第２の波長域の組み合わされた光を含み、発光面が、少なくとも１個の蛍光体材料を含むことがなく、そして、第１の波長および第２の波長の光を実質的に透過し、それによって、励起光の一部分と反射された蛍光体発生光とが発光面を通り抜けることを可能にさせる少なくとも１個のエリアを有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明がより良く理解されるように、本発明の実施形態が今度は、ほんの一例として、添付図面を参照して説明される。
【図１】本発明による逆光ライティングパネルの部分分解斜視概略図である。
【図２】図１の逆光ライティングパネルの平面ＡＡによる概略断面図である。
【図３】図１および２のライティングパネルで用いる本発明による発光蛍光体パネルを示す図である。
【図４ａ】本発明のさらなる実施形態による発光蛍光体パネルを示す図である。
【図４ｂ】本発明のさらなる実施形態による発光蛍光体パネルを示す図である。
【図５】本発明によるエッジライト方式ライティングパネルの部分分解斜視概略図である。
【図６ａ】図５のエッジライト方式ライティングパネルの概略断面図である。
【図６ｂ】本発明のさらなる態様によるエッジライト方式ライティングパネルの概略断面図である。
【図７】本発明によるリフレクタランプの部分断面斜視図である。
【図８】本発明による電球の部分断面斜視図である。
【図９】本発明による直管ランプの部分断面斜視概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１および図２は、それぞれ、本発明による白色発光ライティングパネル１０の斜視概略図および断面概略図である。ライティングパネル１０は、支持部材（Ｔバー）の格子が天井からケーブルを使って吊り下げられ、天井タイル／ライティングパネルが支持部材の格子によって支持されている、事務所および商業建物で一般的に使用されるタイプの吊り（ドロップ）天井での使用を目的としている。典型的に、天井タイルは正方形（２フィート×２フィート、６０ｃｍ×６０ｃｍ）または長方形（４フィート×２フィート、１２０ｃｍ×６０ｃｍ）の形であり、本発明のライティングパネルはこのような開口の内部に嵌るように構成されている。
【００２３】
ライティングパネル１０は、逆光ユニット１２と発光蛍光体パネル１４とを含む。逆光ユニット１２は、たとえば、シートメタルから製作され、プラスチック材料から成形され、または、任意の他の適当な材料から構築されたライトボックス１６を含む。ライティングパネルからの光放射を最大限にするため、ライトボックス１６の内面１８は、好ましくは、発光パネル１４へ向かって光を反射する光反射面を含む。発光ダイオード（ＬＥＤ）２０のアレイがライトボックス１６の内部に設けられている。各ＬＥＤ２０は波長λ１の光２２を発生するため動作可能であり、それぞれが、好ましくは、波長４００〜４８０ｎｍをもつ青色光を発生するＩｎＧａＮ／ＧａＮ（窒化インジウムガリウム／窒化ガリウム）系ＬＥＤチップを含む。９個のＬＥＤチップ２０の正方形アレイが図示されているが、ＬＥＤの個数およびレイアウトが所要の用途に適するように変更され得ることは認められるであろう。後述されるように、ＬＥＤ２０によって発生された光２２は２つの機能を提供し、第１に、この光は最終的な照明製品３２の一部を構成し、第２に、この光は蛍光体パネル１４の蛍光体材料を励起する励起放射線を供給する。第２の機能を考慮して、光２２は、以下の記載では励起光と称される。
【００２４】
発光蛍光体パネル１４は、たとえば、アクリルシートのような透明基板２４を含み、蛍光体材料（フォトルミネセント材料）２６の層が下面に、すなわち、ＬＥＤに対向する基板の表面に設けられている。他の配置では、透明基板２４は、たとえば、ポリカーボネート、ポリエチレン、または、ガラスのような他の透明材料を含むことがある。蛍光体材料２６は、励起光２２によって励起される能力がある任意のフォトルミネセント材料、たとえば、ケイ酸塩、オルトケイ酸塩、窒化物、オキシ窒化物、硫酸塩、オキシ硫酸塩、ガーネット、または、アルミン酸塩系蛍光体材料を含むことがある。好ましい実施形態では、蛍光体材料は、Ｓｉがシリコンであり、Ｏが酸素であり、Ａが、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）またはカルシウム（Ｃａ）を含み、Ｄが塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）、窒素（Ｎ）または硫黄（Ｓ）を含む場合に、一般組成Ａ３Ｓｉ（ＯＤ）５またはＡ２Ｓｉ（ＯＤ）４のケイ酸塩系蛍光体である。ケイ酸塩系蛍光体の実施例は、それぞれの内容が参照によって本明細書に組み込まれた、同一出願人による同時係属中の３０件の特許出願ＵＳ２００６／０１４５１２３、ＵＳ２００６／０２８１２２、ＵＳ２００６／２６１３０９、ＵＳ２００７０２９５２６、および、２００７年４月９日に出願された１１／７８６，０４４に開示されている。
【００２５】
ＵＳ２００６／０１４５１２３において教示されるように、ユウロピウム（Ｅｕ２＋）活性化ケイ酸塩系緑色蛍光体は、一般化学式（Ｓｒ，Ａ１）ｘ（Ｓｉ，Ａ２）（Ｏ，Ａ３）２＋ｘ：Ｅｕ２＋を有し、ここで、Ａ１は、たとえば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、亜鉛（Ｚｎ）、ナトリウム（Ｎａ）、リチウム（Ｌｉ）、ビスマス（Ｂｉ）、イットリウム（Ｙ）、または、セリウム（Ｃｅ）のような２価陽イオンと、１価陽イオンおよび３価陽イオンの組み合わせとのうちの少なくとも１つであり、Ａ２は、たとえば、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、炭素（Ｃ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、Ｎまたは燐（Ｐ）のような３価、４価または５価陽イオンであり、Ａ３は、たとえば、Ｆ、Ｃｌ、臭素（Ｂｒ）、ＮまたはＳのような１価、２価、または、３価陰イオンである。化学式は、Ａ１陽イオンがＳｒを置き換え、Ａ２陽イオンがＳｉを置き換え、Ａ３陰イオンがＯを置き換えることを示すように記述されている。ｘの値は２．５から３．５の間の整数または非整数である。
【００２６】
ＵＳ２００６／０２８１２２は、Ａが、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎまたはカドミウム（Ｃｄ）を含む２価金属のうちの少なくとも１つであり、Ｄが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、ヨウ素（Ｉ）、Ｐ、ＳおよびＮを含む添加物である場合に、化学式Ａ２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｄを有するケイ酸塩系黄緑色蛍光体を開示する。添加物Ｄは、約０．０１から２０モルパーセントまでの量で蛍光体の中に存在することがある。蛍光体は、ＭがＣａ、Ｍｇ、ＺｎまたはＣｄを含む場合に、（Ｓｒ１−ｘ−ｙＢａｘＭｙ）ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋Ｆを含むことがある。
【００２７】
ＵＳ２００６／２６１３０９は、Ｍ１およびＭ２がそれぞれＳｒ、Ｂａ、Ｍｇ、ＣａまたはＺｎを含む場合に、（Ｍ１）２ＳｉＯ４の結晶構造と実質的に同じ結晶構造をもつ第１の相と、（Ｍ２）３ＳｉＯ５の結晶構造と実質的に同じ結晶構造をもつ第２の相とを有する２相のケイ酸塩系蛍光体を教示する。少なくとも１つの相が２価ユウロピウム（Ｅｕ２＋）を使って活性化され、少なくとも一方の相がＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＳまたはＮを含む添加物Ｄを含有する。添加物原子の少なくとも一部はホストケイ酸塩結晶の酸素原子格子サイトに位置していると考えられる。
【００２８】
ＵＳ２００７／０２９５２６は、ＭがＢａ、Ｍｇ、ＣａまたはＺｎを含む２価金属のうちの少なくとも１つであり、０＜ｘ＜０．５、２．６＜ｙ＜３．３、および、０．００１＜ｚ＜０．５である場合に、化学式（Ｓｒ１−ｘＭｘ）ｙＥｕｚＳｉＯ５を有するケイ酸塩系橙色蛍光体を開示する。蛍光体は約５６５ｎｍより長いピーク放射波長を有する可視光を放射するように構成されている。
【００２９】
１１／７８６，０４４は、一般化学式（Ａ１Ａ２）３（ＳｉＢ１）（ＯＣ１）５の橙赤色蛍光体を教示し、ここで、Ａ１およびＡ２はそれぞれがＳｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｙ、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、サマリウム（Ｓｍ）、または、Ｂｉを含み、Ｂ１がＡｌ、Ｂ、ＰまたはＧｅを含み、Ｃ１がＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＳまたはＮを含む。
【００３０】
蛍光体は、それぞれの内容が参照によって本明細書に組み込まれた、同一出願人による同時係属中の特許出願ＵＳ２００６／０１５８０９０およびＵＳ２００６／００２７７８６において教示されているようなアルミン酸塩系材料を含むこともある。
【００３１】
ＵＳ２００６／０１５８０９０は、ＭがＢａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｓｍおよびツリウム（Ｔｍ）を含む２価金属のうちの少なくとも１つであり、０．１＜ｘ＜０．９かつ０．５≦ｙ≦１２である場合に、化学式Ｍ１−ｘＥｕｘＡｌｙＯ［１＋３ｙ／２］のアルミン酸塩系緑色蛍光体を教示する。
【００３２】
ＵＳ２００６／００２７７８６は、ＭがＢａまたはＳｒの２価金属のうちの少なくとも１つである場合に、化学式（Ｍ１−ｘＥｕｘ）２−ｚＭｇｚＡｌｙＯ［１＋３ｙ／２］を有するアルミン酸塩系蛍光体を開示する。１つの組成では、蛍光体は、約２８０ｎｍから４２０ｎｍまで変動する波長の放射線を吸収し、約４２０ｎｍから５６０ｎｍまで変動する波長を有する可視光を放射するように構成され、０．０５＜ｘ＜０．５または０．２＜ｘ＜０．５であり、３≦ｙ≦１２であり、０．８≦ｚ≦１２である。蛍光体は、Ｃｌ、ＢｒまたはＩのようなハロゲン添加物Ｈがさらに添加され、一般組成（Ｍ１−ｘＥｕｘ）２−ｚＭｇ２ＡｌｙＯ［１＋３ｙ／２］：Ｈをもつことがある。
【００３３】
蛍光体は本明細書中に記載された実施例に限定されることはなく、たとえば、窒化物系および硫酸塩蛍光体材料、オキシ窒化物およびオキシ硫酸塩蛍光体、または、ガーネット材料を含む、任意の無機蛍光体材料を含み得ることが認められるであろう。
【００３４】
図３は発光蛍光体パネル１４の平面図である。図示された実施形態では、蛍光体層２６は、パネルの表面全体に亘って一様な蛍光体材料の層を含み、蛍光体材料を含まない円形エリア２８の規則正しいアレイ（パターン）を有する。円形エリア２８は、発光蛍光体パネル１４の内部に窓または開口のアレイまたはパターンを構成する。発光蛍光体パネル１４は、蛍光体材料と、ＮＡＺＤＡＲ社の透明スクリーンインク９７００のようなバインダとの混合物を透明基板２４の表面にスクリーン印刷することにより作られることがある。蛍光体パターンは、噴霧、インクジェット印刷などの他の堆積方法によっても生成できることが認められるであろう。蛍光体パターン２６を保護するため、パネル１４は、蛍光体パターン２６がＬＥＤ２０と対向する状態で逆光ユニット１２に搭載されることがある。他の配置では、発光蛍光体パネルは、蛍光体層を覆う透明保護層または膜（図示せず）をさらに含むことがある。
【００３５】
図１および図２のライティングパネル１０は相関色温度（ＣＣＴ）約７０００Ｋを有する冷白色（ＣＷ）光を発生するように構成され、蛍光体材料２６は、たとえば、約５００〜５４０ｎｍである波長λ２の光を発生するケイ酸塩系緑色発光蛍光体材料、約５４０〜５８０ｎｍである波長λ２の光を発生するガーネットまたはケイ酸塩系黄色発光蛍光体、または、ケイ酸塩系緑色および橙色発光蛍光体の混合物、または、ケイ酸塩系緑色発光蛍光体と窒化物系赤色発光蛍光体との混合物を含むことがある。動作中に、ＬＥＤ２０によって放射された励起光２２は、発光蛍光体パネル１４を照らす。蛍光体材料２６は、波長λ２の緑色光３０を再放射する蛍光体の励起を引き起こす励起光２２のある割合を吸収する。パネルの上面（発光面）３４から放射され、最終的な照明製品を構成する光３２は、蛍光体によって発生された緑色光（λ２）と蛍光体によって吸収されなかった青色励起光（λ１）との組み合わせであり、この光は人間の目には白色であるように見える。蛍光体によって吸収される青色励起光２２の割合は、単位面積当たりの蛍光体材料の密度と蛍光体層２６の厚さとに依存することになる。蛍光体ルミネセンスの等方性のため、このことは、蛍光体が、蛍光体の放射線の約５０％をライティングパネルへ戻る方向に放射することになる、ということを意味する。このような光は、ライトボックスの反射内面１８によってパネルの発光面３４へ戻る方向に反射されることになる。窓２８は、ＬＥＤによって放射された光（λ１）と蛍光体によって発生された光（λ２）を透過するので、窓は、青色光および緑色光の両方がライティングパネルから放射されることを可能にする。本発明の発光装置の利点は、公知の配置に対し強化された光出力と、ゆえに、改良された効率とである。本発明のさらなる利点は、蛍光体材料が蛍光体を組み込むＬＥＤより比較的大きいエリアに亘って設けられているので、このことが蛍光体材料の熱劣化を防止する。
【００３６】
図４ａおよび４ｂは本発明のさらなる実施形態による発光蛍光体パネル１４を示す。これらの実施形態では、蛍光体は２種類の蛍光体材料のパターンを含む。選択されたＣＣＴをもつ白色光を発生すべきライティングパネルに対し、蛍光体材料は、たとえば、ケイ酸塩系緑色（約５００〜５４０ｎｍ）放射蛍光体および橙色（約５７５〜６１０ｎｍ）放射蛍光体を含むことがある。好ましい配置において、蛍光体パネルは、緑色発光蛍光体および赤色発光蛍光体のパターンを含む。
【００３７】
図４ａでは、蛍光体パターンは、緑色蛍光体領域４０が無色の正方形で表示され、橙色蛍光体領域４２が斜交平行線で影を付けられた正方形によって表示された、交互の蛍光体材料の間隔を置いた正方形領域の規則正しい（正方形）アレイを含む。蛍光体材料の正方形アイランド部の間のエリアのすべては、すなわち、蛍光体材料を収容していないエリアは、格子状の形をした窓２８を含み、パネルの表面エリア全体に亘って一様に分布している。蛍光体パターンは、粉末状蛍光体材料を透明スクリーンインクまたは透明ペイントと混合することによってスクリーン印刷されることがある。典型的に、堆積材料の中の蛍光体の重量負荷は１０〜３０％であるが、望ましい照明製品に依存して１から９９％まで変動可能である。単位面積当たりに十分な密度、たとえば、約０．０２〜０．０４ｇ／ｃｍ２の蛍光体材料を堆積するため、複数回の印刷パス（４〜１２回のパス）を行うことが必要である可能性があり、パスの回数は印刷スクリーンのメッシュサイズに依存する。図４ａの蛍光体パターンの利点は、蛍光体領域が間隔を置いているので、この蛍光体パターンがパネルの製作中に異なる蛍光体材料の間で考えられる相互作用を防止することである。改良された演色指数（ＣＲＩ）をもつ光を発生することを目的とした代替的な実施形態では、橙色発光蛍光体は赤色発光蛍光体によって置き換えられる。しかし、赤色蛍光体のより低い効率のため、パネルによって放射された光の輝度の点に関してどちらを重視するかという関係がある。
【００３８】
図４ｂにおいて、蛍光体パターンは、緑色蛍光体領域４０が無色の正方形で表示され、橙色蛍光体領域４２が斜交平行線で影を付けられた正方形によって表示され、透明窓領域２８（すなわち、蛍光体材料を含有しない領域）が輪郭だけの正方形によって表示された、２個の蛍光体材料の規則正しい正方形領域のアレイ、すなわち、格子縞（チェッカー盤状）パターンを含む。図４ａの実施形態と対比して、蛍光体領域の隅部は互いに当接している。図示されているように、存在する窓領域のおよそ２倍の緑色蛍光体領域および橙色蛍光体領域が存在する。蛍光体パターンは透明基板にスクリーン印刷されると都合がよいが、任意の適当な堆積技術が使用されることがあると認められるであろう。他の蛍光体パターンが当業者にとって明らかであり、望ましい照明製品に依存することになり、たとえば、多角形、三角形、四角形、六角形、または、不規則な形をした窓領域および／または蛍光体領域を含むことがある。さらに、窓領域および／または蛍光体領域は規則正しいパターンまたは不規則なパターンを含むことがある。インクまたはペイントの中の蛍光体の濃度と、異なる蛍光体領域の厚さおよび面積比率と、（１個以上の）窓領域の面積および幾何学形状は、放射された光の望ましい色に対し最大光出力効率を実現するため最適化されることがある。たとえば、他の実施形態では、各蛍光体領域は、励起光の１００％を吸収するように構成されることがある。さらに、実質的に一様な照明製品を生み出すため、窓領域および蛍光体領域はパネルの発光面に実質的に均一に分布すべきであることが認められるであろう。
【００３９】
代替的な実施形態では、透明基板２４の表面トポロジは蛍光体パターンを画定するため使用されることがある。１つの配置では、表面トポロジは１個以上の蛍光体材料を受承する凹部のアレイを画定する。このような配置では、透明基板は、精密成形と、たとえば、Ａｓｙｍｔｅｋ社製のようなナノリットルサイズのプランジャタイプのディスペンサヘッドを使用して各凹部の中に分配された、予め選択された体積の蛍光体／バインダ混合物とによって製作される。さらに、発光パネルの発光面３４は、レンズのアレイまたはレンズ構造体のような１個以上の光学コンポーネントを画定する表面トポロジをさらに含むことがある。このような構造体も同様に透明基板の精密成形によって製作されることがある。
【００４０】
図５および図６ａは、それぞれ、本発明のさらなる実施形態によるエッジライト方式白色発光ライティングパネル５１０の斜視概略図および断面概略図である。本明細書中、所定の実施形態に対応する最初の図面番号が先行する類似した参照番号は類似した部品を示すために使用される。たとえば、図１の発光蛍光体パネル１４は図５および図６ａにおいて５１４で示されている。
【００４１】
本実施形態では、発光蛍光体パネル５１４は、導波（導光）媒体としての機能を果たし、エッジライティング・ユニット５１２のＬＥＤ５２０からの励起光５２２を案内する。発光蛍光体パネル５１４は、パネルの周辺エッジの周りのエッジライティング・ユニット５１２を含むライティングパネルが、標準的な吊り下げ天井のタイル開口に嵌るように寸法が定められた、アクリル材料のような透明材料からなる平面シート５２４を含む。各エッジライティング・ユニット５１２は、ライティングバー５３６の長手方向に搭載された青色放射ＬＥＤチップ５２０の直線アレイを含む。ライティングバー５３６は、ＬＥＤチップ５２０への電気接続を行い、そして、ライティングパネルからの放熱を助けるため一連の放熱フィン（図示せず）を含むことがあるライティングバーの外面へ熱を伝達することによりチップの熱管理を行う。ライティングバー５３６の内面、すなわち、透明導波路５２４のエッジに対向する表面は、平面導波路５２４のエッジから光が逃げることを防止するため反射面５３８を含むことがある。代替的に、導波路５２４のエッジは、エッジからの光の逃げを最小限に抑えるため反射面を含むことがある。図示された実施例では、エッジライティング・ユニット５１２は、２本の直交するエッジに沿って設けられているが、他の実施形態では、エッジライティング・ユニットは平面導波路シート５２４の１本、２本、３本、または、全部のエッジに沿って設けられることがある。導波路５２４の発光面５３４（すなわち、図示されているように上面）には、窓エリア５２８のアレイを有する蛍光体材料の層５２６が存在する。導波路５２４の下面には、すなわち、支持天井の方へ向けられた面には、実質的にすべての光が発光蛍光体パネル５１４の発光面５３４から放射されることを確実にするため高反射材料の層５４０が存在する。
【００４２】
動作中に、第１の波長域λ１のＬＥＤチップ５２０によって発生された励起光５２２は、平面導波路５２４に結合され、導波路５２４の表面全体に亘って案内される。上面（発光面）を通して放射された光は、蛍光体パターンの中の窓５２８を通り過ぎるか、または、第２のより長い波長域λ２の光５３０を再放射する蛍光体材料の励起を引き起こすかのいずれかである。最終的な照明製品を構成する発光蛍光体パネル５１４の上面から放射される光５３２は、励起光５２２と蛍光体によって放射された光５３０との組み合わせである。典型的に、照明製品は白色光であり、蛍光体層は、緑色（５００〜５４０ｎｍ）または橙色（５８０〜６２０ｎｍ）放射蛍光体、または、青色励起光によって活性化された蛍光体材料の組み合わせを含むことがある。パネル５１０によって作り出された光の相関色温度（ＣＣＴ）は、蛍光体エリアに対する窓エリアを含む発光パネルの表面積の割合と、（１個以上の）蛍光体材料の量、厚さ、および、組成とによって選択されることがある。他の配置では、パネルは、蛍光体材料、厚さ、および、パターンの適切な選択によって着色光を生じるように構成されることがある。
【００４３】
導波路５２４の発光面５３４は、発光面からの光放射および／または放射角度を高める（促進）するため、レンズのアレイまたはレンズ構造体のような１個以上の光学コンポーネントを画定する表面トポロジをさらに含むことがある。１つの配置では、導波路５２４の表面は、蛍光体パターンが堆積される前に相補的パターンを用いてレーザスクライブ加工される。代替的な配置では、導波路は、導波路の放射面から出る光の放射を促進するためレンズのアレイまたは他の光学機能を含むように精密成形されることがある。代替的に、導波路の表面は、表面の粗加工、または、表面の規則正しいパターニングを含むことがある。
【００４４】
他の配置では、図６ｂに示されているように、導波路表面トポロジは、蛍光体／窓パターンを画定し、そして、導波路の発光面からの光の放射を促進するために使用されることがある。図示された配置では、平面導波路５２４の発光面５３４は、蛍光体材料５２６を受承する浅い凹部５４２のアレイを含む。発光蛍光体パネル５１４は、透明基板５２４を精密成形し、そして、その後に、たとえば、Ａｓｙｍｔｅｋ社製のようなナノリットルサイズのプランジャタイプのディスペンサヘッドを使用して、予め選択された体積の蛍光体／バインダ混合物を各凹部の中に分配することによって製作されることがある。代替的に、蛍光体／バインダ混合物は、導波路の発光面全体に亘って洗浄され、その発光面はその後に蛍光体材料が凹部だけに残るように、余った蛍光体材料を拭き取るため柔軟性のあるブレードまたはローラ（スキージ）を使って拭われる。さらに、発光蛍光体パネル５１４は、ライティングパネルの光放射線５３２を集中させるか、または、そうでなければ、案内するためレンズ５４４のアレイ、または、他の光学コンポーネントを含むことがある。
【００４５】
本発明のエッジライト方式ライティングパネルの利点は、パネルの小型性、特に、発光蛍光体パネル５１４の厚さ（すなわち、約５〜１０ｍｍ）と同じであることがある全体的な厚さである。
【００４６】
ライティングパネル５１０は、吊り下げ天井で用いるものとして説明されているが、ライティングパネルは、天井と同一平面である壁で、床、もしくは、カウンタトップのような何らかの水平面の一部分として、または、階段踏み板もしくは蹴り上げ板のような他の平面状表面の一部分として使用されることもある。さらに、パネルは、建物の構造コンポーネントまたは家具の一部分として使用されることもある。階段踏み板または蹴り上げ板の場合、導波路は、好ましくは、蛍光体パターンが介在する積層のうちの１つの内部に組み込まれている積層ガラス構造を含む。平坦なパネルライティングの他に、発光パネルは必要に応じて曲面または他の形として製作されることがあると認められるであろう。
【００４７】
図７は、本発明のさらなる実施形態によるリフレクタランプ７１０の部分断面斜視図であり、従来型のＭＲ１６タイプのハロゲンリフレクタランプの直接的な置き換えを対象としている。ランプ７１０は、ＧＵ１０口金７５２付きの半球状リフレクタ７５０を含み、コンセント動作１１０−２４０Ｖ  ＡＣ向きである。他のリフレクタ構成、および／または口金、たとえば、ＧＵ４、ＧＵ５．３、ＧＸ５．３、ＧＹ４およびＧＺ４型リフレクタランプ口金が使用されることがあると認められるであろう。本発明のリフレクタランプ７１０において、ハロゲン電球は、ヒートシンク７５４に搭載された青色発光ＬＥＤチップ７２０のアレイで置き換えられる。ドライバ回路７５６は、ＬＥＤチップが電源コンセントから直接的に動かされることを可能にするため口金の内部に収納されている。
【００４８】
リフレクタランプ７１０は、リフレクタ７５０の開口部を覆う前方カバー部７５８をさらに含む。ランプの発光面７３４を構成する前方カバー部７５８は、内面、すなわち、ＬＥＤチップに対向する面に蛍光体材料の層７２６を有する透明シート、たとえば、アクリルシートを含む。蛍光体層（パターン）７２６は、蛍光体材料を含むことがない窓７２８の規則正しいアレイ（パターン）を含む。蛍光体ルミネセンスの等方性のため、ランプによって放射される光７３２は、リフレクタ７５０の存在にもかかわらず、正確に定められたビームパターンをもたないことになる。放射された光を望ましい方向にコリメートおよび／または案内するため、前方カバー部７５８は、レンズとして形成されることがあり、および／または、前方カバー部の外面にレンズ構造体を含むことがある。１つの配置では、フレネルレンズが、たとえば、前方カバー部を精密成形することによりカバー部の外面に画定される。他の実施形態と同様に、前方カバー部７５６の表面（好ましくは、内面）の表面トポロジは、蛍光体および／または窓パターンを画定するため使用されることがある。
【００４９】
図８は、従来型の白熱電球の直接的な置き換えを対象としている本発明による電球８１０の部分断面斜視図である。コンセント動作１１０−２４０Ｖ  ＡＣ向きである電球８１０は、透明エンベロープ８５０と、Ｅ２６標準口金（ねじ込み式コネクタ）８６０とを含む。他のエンベロープ形状および／またはコネクタが、たとえば、差し込み式コネクタが使用されることがあると認められるであろう。本発明の電球８１０では、タングステンフィラメント配置が、ヒートシンク８５４に搭載された青色放射ＬＥＤチップ８２０のアレイによって置き換えられている。ドライバ回路（図示せず）は、ＬＥＤチップが電源コンセントから直接的に動かされることを可能にするためねじ込みコネクタ８６０の内部に収納されている。
【００５０】
電球の発光面８３４を構成するエンベロープ８５８は、好ましくは、アクリルのような透明プラスチック材料を含み、エンベロープの表面全体に亘って蛍光体材料の層８２６を有する。蛍光体層８２６は、蛍光体材料を含むことがない窓８２８のパターン（アレイ）を含む。蛍光体層はエンベロープの内面または外面に設けられることがあるが、内面の方が製作を簡単にするため好ましい。蛍光体材料はエンベロープの外面により容易に設けられるので、電球は、好ましくは、蛍光体層を覆う透明外側保護層（図示せず）をさらに含む。
【００５１】
図９は、本発明のさらなる実施形態による直管ランプ９１０の部分断面斜視概略図である。ランプ９１０は従来型の直管白熱電球を置き換えるため使用されることがあり、または、蛍光灯の代替品として使用されることがあり、コンセント動作１１０−２４０Ｖ  ＡＣ向きである。本実施形態では、ランプ９１０は細長い形であり、青色ＬＥＤチップ９２０の直線アレイを含むライティングバー９６４を収納する細長いエンクロージャ９６２を含む。ＬＥＤチップ９２０は、エンクロージャの内部で実質的に一様な照明を行うためライティングバー９６４の長手方向に沿って等間隔に置かれている。ライティングバー９６４およびエンクロージャ９６２は、熱伝導性材料（金属または金属吸蔵エポキシ／シリコン）から作られることがあり、好ましくは、ＬＥＤチップ９２０によって発生された熱をランプの後方部から外へ導くため互いに熱的に連通している。エンクロージャの後方部は、効率的な熱の散逸を助けるため一連の放熱フィン（図示せず）をさらに含むことがある。ドライバ回路（図示せず）は、ＬＥＤチップが電源コンセントから接続用リード線９６６を介して直接的に動かされることを可能にするため、エンクロージャに収納されている。
【００５２】
ランプ９１０の発光面９３４は、長手方向に沿って延びる開口部を有するほぼ管状の透明カバー部９５０を含み、アクリルのような透明プラスチック材料で作られている。カバー部は、カバー部の表面全体に亘って蛍光体材料の層９２６を有し、蛍光体材料を含むことがない窓９２８のパターンを含む。カバー部９６８の開放エッジはエンクロージャ９６２の中に搭載され、不透明端部キャップ９７０がランプの端部から光が逃げることを防止するためカバー部の開放端部を覆う。
【００５３】
本発明が記載された特定の実施形態に限定されないこと、そして、本発明の範囲に含まれる変形が行われることがあることが認められるであろう。本発明の実施形態は、励起光および蛍光体発生光の放射を可能にする１個以上の蛍光体材料および１個以上の窓エリアを含む発光面を有する発光装置およびライティングシステムを対象としている。
【００５４】
蛍光体領域および／または窓エリアの配置および比率は、放射された光の望ましい色および／または色温度を実現するために選択されることがある。発光面のエリア全体に亘って実質的に一様なカラー照明製品の生成を確実にするため、窓エリアおよび／または蛍光体領域は発光面に実質的に一様に分布すべきである。発光面は、光伝達光学配置および導波光学配置として構成されることがある。１つの配置では、発光面は蛍光体材料のパターンが堆積する透明膜を含む。このような膜は、したがって、既存の光学コンポーネントの発光面に適用されることがある。
【００５５】
放射された光の色均一性をさらに高めるため、装置は、たとえば、二酸化ケイ素のような光散乱粒子を担持する透明材料を含むことがある光拡散層をさらに含むことがある。
【００５６】
さらに、上記の実施例では、単色ＬＥＤ（好ましくは、青色）が、蛍光体励起源として、そして、光を放射製品に提供するための両方に使用される。一方さらなる実施形態では、必要とされる光放射製品を生み出すために２個以上の異なるカラーＬＥＤと、１個以上の蛍光体材料との組み合わせを使用することが考えられている。たとえば、高ＣＲＩ（演色指数）をもつ白色光を発生させることを目的とする１つの配置では、青色ＬＥＤチップが緑色蛍光体材料を励起するため使用され、橙色または赤色ＬＥＤチップが最終的な放射製品の橙色または赤色光成分を発生させるため使用される。このような配置では、放射製品は、赤色（Ｒ）成分、緑色（Ｇ）成分、および、青色（Ｂ）成分を含む。好ましくは、橙色および／または赤色ＬＥＤチップに対する青色ＬＥＤの比率は、必要とされるＣＲＩを実現するために緑色光の寄与が十分であることを確実にするため、実質的に２対１である。このような配置では、橙色および／または赤色ＬＥＤによって発生された光は蛍光体の励起をもたらすことがなく、このような光は発光蛍光体表面の１個以上の窓を通って放射されることが認められるであろう。代替的な配置では、青色ＬＥＤが橙色または赤色放射蛍光体を励起するため使用されることがあり、１個以上の緑色放射ＬＥＤチップが緑色光を放射製品に提供するため使用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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