(57)【要約】【課題】特別な電子回路や高圧機器等を必要とせず、広い範囲で効率良く均一な明るさの可視光を発光させることができるようにした発光装置を提供することを目的とする。【解決手段】この発明の発光装置は、紫外線発光ダイオードよりなる紫外線発光源を有して紫外線を発生する紫外線発生手段と、該紫外線発生手段からの紫外線を受けて可視光を発生する蛍光体と、該蛍光体からの可視光を外部に照出する可視光透過部材とから構成されている。  このような構成によると、紫外線発生手段の紫外線発光源により紫外線を発生させ、それを蛍光体に照射することにより、特別な電子回路や高圧機器を必要とせず、広い範囲で効率良く均一な明るさの可視光を発光させることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線発光ダイオードよりなる紫外線発光源を有して紫外線を発生する紫外線発生手段と、該紫外線発生手段からの紫外線を受けて可視光を発生する蛍光体と、該蛍光体からの可視光を外部に照出する可視光透過部材とからなる発光装置。
【請求項２】
紫外線発生手段の紫外線発光源からの紫外線を蛍光体に向けて拡散させる拡散手段を有することを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
可視光透過部材を介して外部に照出される光線中の紫外線を遮断または減少させる紫外線低減手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願の発明は、紫外線を光源として可視光を発光させる発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に照明手段としての用途に使用されている蛍光灯などの発光装置は、水銀蒸気を入れた蛍光管内のフィラメント（熱陰極）に電流を流して加熱することにより、熱電子を放出させ、この熱電子を蛍光体に当てて蛍光体を発光させることにより、可視光を得るようになっている。
【０００３】
しかし、蛍光灯は円筒形の狭い蛍光管内においてのみ発光が可能であり、しかもフィラメントを高電圧に保つとともに、高周波を使って熱電子の発生を加速させる必要がある。
【０００４】
したがって、トランス（安定器）や複雑な電子回路を組み合わせる必要があり、また熱電子の衝突速度を落とさないためとフィラメントの保護のために、上記蛍光管内を真空に近い状態に保持しなければならない。したがって、平面的な発光体を形成するのには向いていない。
【０００５】
このため、従来から平面的な発光装置を形成するには、発光ダイオードを多数組み合わせることにより構成することが一般的である。
【０００６】
また、携帯電話などの一部の電子機器では有機ＥＬ等の発光装置も採用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、発光ダイオードそのものは高価であり、多数の発光ダイオードを必要とするということになると、当該発光装置そのものの製品価格は相当に高価なものとなる。また、同発光ダイオードを組み合わせる構成の場合、結局は点光源の組み合わせでしかないので、広い範囲に亘って明るさが均一な面光源の発光装置を実現するには限界がある。
【０００８】
他方、有機ＥＬの場合、製造技術上の問題もあり、非常に高価である。
【０００９】
本願発明は、このような問題を解決するためになされたもので、紫外線により蛍光体を発光させ、広い範囲で効率良く可視光を発光させることができるようにすることによって、特別な電子回路や高圧機器を必要とせず、製造も容易な低コストの発光装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、同目的を達成するために、次のような課題解決手段を備えて構成されている。
【００１１】
（１）  請求項１の発明
この発明の発光装置は、紫外線発光ダイオードよりなる紫外線発光源を有して紫外線を発生する紫外線発生手段と、該紫外線発生手段からの紫外線を受けて可視光を発生する蛍光体と、該蛍光体からの可視光を外部に照出する可視光透過部材とからなることを特徴としている。
【００１２】
このような構成によると、紫外線発生手段の紫外線発光ダイオードよりなる紫外線発光源により紫外線を発生させ、それを蛍光体に照射することにより、特別な電子回路や高圧機器を必要とせず、広い範囲で効率良く可視光を発光させることができる。
【００１３】
また、従来の発光ダイオードの組合せによる点光源から面光源にすることができ、より自然な均一光源とすることができる。
【００１４】
しかも、紫外線発生手段の紫外線発光源として半導体である紫外線発光ダイオードを採用しているので、光源の寿命が長くなり、従来の蛍光灯などに比べても遥かに長寿命の発光装置を実現することが可能となる。
【００１５】
さらに、蛍光灯のように発光装置内を真空状態にする必要がない。
【００１６】
（２）  請求項２の発明
この発明の発光装置は、上記請求項１の発明の構成において、紫外線発生手段の紫外線発光源からの紫外線を蛍光体に向けて拡散させる拡散手段を有することを特徴としている。
【００１７】
このように、紫外線発生手段の紫外線発光源からの紫外線を蛍光体に向けて拡散させる拡散手段を設けると、紫外線発生手段の紫外線発光源から照射された紫外線が蛍光体に向けて均一に高密度で照射されることになり、蛍光体からの可視光も蛍光体の全面から均一に外部に向けて照出される。
【００１８】
その結果、可視光の発光効率も向上し、かつ一層自然な面光源を実現することができる。
【００１９】
（３）  請求項３の発明
この発明の発光装置は、上記請求項１又は２の発明の構成において、可視光透過部材を介して外部に照出される光線中の紫外線を遮断または減少させる紫外線低減手段を有することを特徴としている。
【００２０】
このように、可視光透過部材を介して外部に照出させる光線中の紫外線を遮断または減少させる紫外線低減手段を設けると、蛍光体に照射された紫外線が可視光透過部材を通して、そのまま外部に照射されることを有効に防止することができるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
以上の結果、本願発明の発光装置によると、前述した従来の発光装置の各種課題を解決した低コストの発光装置を提供することができる。
【００２２】
特に有機ＥＬなどに比べて製造が容易で、低コストかつシンプルな構造の平面発光体を実現するのに適したものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、いくつかの本願発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２４】
（最良の形態１）
先ず図１〜図３は、本願発明の最良の形態１に係る発光装置１の構成を示している。
【００２５】
該発光装置１は、紫外線発光源を有して紫外線を発生する紫外線発生手段７と、この紫外線発生手段７の紫外線発光源からの紫外線を蛍光体４に向けて拡散させる拡散手段と、上記紫外線発生手段７からの紫外線を受けて可視光を発生する蛍光体４と、この蛍光体４からの可視光を外部に照出する可視光透過部材３とから構成されている。
【００２６】
上記紫外線発生手段７の紫外線発光部７ａは、例えば図３に詳細に示されるように紫外線発光源としての紫外線発光ダイオード１０と、（＋），（−）一対のバイアス電極１３，１３と、該一対のバイアス電極１３，１３を保持している一対の電極保持部材１２，１２と、上記紫外線発光ダイオード１０から発光された紫外線を図示のように拡散させるエポネシ系の拡散レンズ１４と、上記紫外線発光ダイオード１０の照射方向と反対方向の紫外線を照射方向に反射させる反射面１１ａを有する反射面部１１とからなり、該発光部７ａの紫外線発光ダイオード１０部分には一対のバイアス電極１３，１３および電極保持部材１２，１２を介して（＋），（−）一対のリード７ｂ，７ｂが接続されている。
【００２７】
そして、同一対のリード７ｂ，７ｂを介して上記一対のバイアス電極１３，１３間に所定の順方向バイアス電圧が印加されると、その電圧値に応じて紫外線を所定の視野角方向（矢印参照）に向けて発光する。
【００２８】
一方、蛍光体４は、上記紫外線発光ダイオード１０からの紫外線を受けて可視光を発生する所望の種類の蛍光物質よりなり、一例として図示のような長方形状で所望の平面面積を有する平板状の可視光透過部材３の内面側全面に所望の厚さにコーティングした形で設けられている。
【００２９】
可視光透過部材３には、例えば上記蛍光体４部分を透過した紫外線を遮断又は十分に低減することができる透明な紫外線カットガラス（ＵＶカットガラス）が採用されており、可視光のみを外部に照出するようになっている。
【００３０】
ところで、この形態の場合、上記蛍光体４をコーティングした上記可視光透過部材３に対して所定の幅の紫外線光路６を介して対向する位置には、当該可視光透過部材３と同じ形状、同じ平面面積の例えばアルミ等金属製の取付用プレート２が設けられており、同取付用プレート２の内面は、上記紫外線発光ダイオード１０からの紫外線を蛍光体４側に反射させる紫外線反射面２ａに形成されている。
【００３１】
そして、同可視光透過部材３と取付用プレート２との間の紫外線光路６は、その外周囲４方を蛍光体を混入した合成樹脂製シールド部材５ａ〜５ｄで枠状にシールドすることによって紫外線の漏出がないように密閉されている。
【００３２】
上記構成の紫外線発生手段７は、そのようにして形成された偏平な発光装置１の本体ケーシングの長手方向一端側シールド部材（側壁部）５ａの中央部に位置して設けられ、その先端側の拡散レンズ１４部分を上記密閉された紫外線光路６内に臨ませたシールド状態で設置されている。
【００３３】
したがって、以上の構成では、紫外線発生手段７の紫外線発光部７ａの紫外線発光ダイオード１０から発光された紫外線は、拡散レンズ１２による拡散作用（図３参照）によって効果的に拡散しながら、上記蛍光体が混入されたシールド部材５ａ〜５ｄに囲まれ、かつ上記蛍光体４がコーティングされた可視光透過部材３と紫外線反射面２ａを有する取付用プレート２との間に形成された紫外線光路６を介して上記蛍光体４およびシールド部材５ａ〜５ｄに照射される。この時、上記紫外線発光部７ａからの紫外線は、取付用プレート２の内側の反射面２ａにも照射されるが、同紫外線は当該反射面２ａで反射されて、やはり上記蛍光体４等に照射される。
【００３４】
そして、蛍光体４およびシールド部材５ａ〜５ｄ中の蛍光体は、上記紫外線が照射されると、その蛍光作用によって可視光を発生し、同可視光を上記可視光透過部材３を介して外部に照出する。
【００３５】
この外部への可視光の照出は、図示可視光透過部材３の広い発光面全面で均一に行われ、その平面部全体が均一な明るさで効率良く発光することになる。
【００３６】
このため、以上の構成の発光装置では、従来の蛍光灯のような特別な電子回路や高圧機器、水銀蒸気を入れた管球などを必要とせず、広い平面範囲で効率良く可視光を発光させることができる。また、発光装置内を真空状態にする必要がない。
【００３７】
また、従来の発光ダイオードの組合せによる点光源と違って、全体に亘って均一な明るさの面光源にすることができ、より自然な平面光源とすることができる。
【００３８】
また以上の発光装置では、上記紫外線発生手段７の紫外線発光部７ａ部分に紫外線発光ダイオード１０からの紫外線を蛍光体４方向に向けて拡散させる拡散手段としての拡散レンズ１２が設けられている。
【００３９】
このように、紫外線発光部７ａに紫外線発光ダイオード１０からの紫外線を蛍光体４方向に向けて拡散させる拡散レンズ１２を設けると、紫外線が蛍光体４およびシールド部材５ａ〜５ｄ方向に向けて均一に高密度で照射されることになり、蛍光体４およびシールド部材５ａ〜５ｄ中の蛍光体からの可視光も可視光透過部材３の全面から均一に外部に向けて照出されるようになる。
【００４０】
その結果、可視光の発光効率も向上し、かつ一層自然な発光状態の面光源を実現することができる。
【００４１】
また以上の発光装置では、上記可視光透過部材３に当該可視光透過部材３を介して外部に照出される光線中の紫外線を遮断または減少させる紫外線低減手段としての紫外線カット機能（ＵＶカット機能）が具備されている。
【００４２】
このように、可視光透過部材３に対して当該可視光透過部材３を介して外部に照出させる光線中の紫外線を遮断または減少させる紫外線カット機能を設けると、蛍光体４に照射された紫外線が同可視光透過部材３を通して、そのまま外部に照射されることを有効に防止することができるようになる。
【００４３】
さらに以上の発光装置では、上記紫外線発生手段７の紫外線発光部７ａは、紫外線発光ダイオード１０を発光源として構成されている。
【００４４】
このように、上述の紫外線発生手段７の紫外線発光源として半導体である紫外線発光ダイオード１０を採用すると、光源の寿命が長くなり、従来の蛍光灯などに比べても遥かに長寿命の発光装置を実現することが可能となる。
【００４５】
これらの結果、以上の発光装置によると、前述した従来の発光装置の各種の課題を解決した低コストかつ簡易な構造の発光装置を提供することができる。
【００４６】
特に同装置の場合、有機ＥＬなどに比べて、製造の容易な低コストかつシンプルな構造の平面発光体を実現するのに適したものとなる。
【００４７】
（最良の形態２）
次に図４および図５は、本願発明の最良の形態２に係る発光装置の構成を示している。
【００４８】
上記最良の形態１の構成では、可視光透過部材３と取付用プレート２とを共に完全なプレート部材により形成し、それらを光路６間隔規定用のスペーサ機能を具備したシールド部材５ａ〜５ｄで接合一体化する構成としたが、この最良の形態２の構成では、取付用プレート２側を、例えば図４および図５に示すように、シールド部材５ａ〜５ｄに対応する側壁部５ａ′〜５ｄ′を一体に有する皿状のものに形成し、その開口部内側に上記最良の形態１の構成のものと同様の可視光透過部材３を嵌合して周囲を接着一体化したことを特徴とするものである。そして、必要に応じて、上記側壁部５ａ′〜５ｄ′の内面にも蛍光体４がコーティングされる。
【００４９】
その他の構成は、紫外線発生手段７を含めて全て上述の最良の形態１の構成のものと同様である。
【００５０】
このような構成によると、シールド部材５ａ〜５ｄが別部材となっている最良の形態１の場合に比べて、部品点数も減少し、組み立ても容易になる。
【００５１】
（その他の形態）
（１）  可視光透過部材３について
１−１）  以上の各形態では、紫外線カット機能を具備したガラス体を採用したが、これは同様の機能を持ったアクリル等の合成樹脂体を採用してもよい。
【００５２】
１−２）  また、必ずしも紫外線カット機能を可視光透過部材３に具備させる必要はなく、例えば別部材として紫外線カット部材（ＵＶカット機能をもった膜体、ガラス体、合成樹脂等）を並設するようにしてもよい。
【００５３】
（２）  蛍光体４について
これも必ずしも可視光透過部材３の内面にコーティングする必要はなく、例えばシール部材として貼設してもよいし、全くの別部材として並設するようにしてもよい。
【００５４】
（３）  取付用プレート２について
これも必ずしも金属板である必要はなく、合成樹脂成型によるものの内面に鏡面部材を設置して反射面２ａとしたものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本願発明を実施するための最良の形態１に係る発光装置の構成を示す断面図である。
【図２】同発光装置の正面図である。
【図３】同発光装置における紫外線発生手段の構成を示す断面図である。
【図４】本願発明を実施するための最良の形態２に係る発光装置の構成を示す断面図である。
【図５】同発光装置の正面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１は発光装置、２は取付用プレート、２ａは反射面、４は蛍光体、５ａ〜５ｄはシールド部材、５ａ′〜５ｄ′は側壁部、６は紫外線光路、７は紫外線発生手段、７ａは紫外線発光部、７ｂはリード、１０は紫外線発光ダイオード、１１は反射面部、１１ａは反射面、１４は拡散レンズである。
【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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