【手続補正書】
【提出日】平成19年10月1日(2007.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】    ＬＥＤ蛍光灯
【特許請求の範囲】
【請求項１】  紫外線の照射によって発光する無機または有機材料の１以上からなる蛍光材料を含む変形自在な透明シリコンゴムを管状に加工した蛍光管状体と、
前記蛍光管状体の内部に挿入され、１または２以上のピーク発光波長が３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内である紫外線発光素子が基板上に配置され、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置と、
前記蛍光管状体の外部に取り出され、前記複数の紫外線ＬＥＤ装置に電力を供給するリード線とを具備し、
前記蛍光材料は、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなる
ことを特徴とするＬＥＤ蛍光灯。
【請求項２】  紫外線の照射によって発光する無機または有機材料の１以上からなる蛍光材料を含む変形自在な透明シリコンゴムを、蛍光材料を含まない変形自在な透明シリコンゴムの外側または内側に配して管状に加工した二重蛍光管状体と、
前記二重蛍光管状体の内部に挿入され、１または２以上のピーク発光波長が３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内である紫外線発光素子が基板上に配置され、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置と、
前記二重蛍光管状体の外部に取り出され、前記複数の紫外線ＬＥＤ装置に電力を供給するリード線とを具備し、
前記蛍光材料は、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなる
ことを特徴とするＬＥＤ蛍光灯。
【請求項３】  変形自在な透明シリコンゴムを管状に加工した管状体と、
前記管状体の外面または内面に塗布された紫外線の照射によって発光する無機または有機材料の１以上からなる蛍光材料を含む蛍光体と、
前記管状体の内部に挿入され、１または２以上のピーク発光波長が３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内である紫外線発光素子が基板上に配置され、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置と、
前記管状体の外部に取り出され、前記複数の紫外線ＬＥＤ装置に電力を供給するリード線とを具備し、
前記蛍光材料は、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなる
ことを特徴とするＬＥＤ蛍光灯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線の照射によって発光する変形自在な蛍光管状体に、その内部に挿入された複数個の紫外線発光ダイオード（以下、「紫外線ＬＥＤ」とも略する。）の紫外線を照射することによって、従来の蛍光灯に代わって様々な照明や光表現を行うことができるＬＥＤ蛍光灯に関するものである。
【０００２】
なお、本明細書中においては、ＬＥＤチップそのものは「発光素子」と呼び、ＬＥＤチップを搭載したパッケージ樹脂またはレンズ系等の光学装置を含む発光装置全体を「発光ダイオード」または「ＬＥＤ」と呼ぶこととする。
【０００３】
【従来の技術】
紫外線の照射によって発光する蛍光材料には、種々の異なる色を発光するものがある。従来、これらの蛍光材料を用いた照明装置としては、白色または昼光色の光を発する蛍光灯がある。蛍光灯は、両端に電極を備えたガラス管の内壁に紫外線で発光する蛍光材料を塗布し、内部を真空に近く減圧した状態で両電極間で放電を生じさせ、この放電によって生じた紫外エネルギーを蛍光材料によって光に変換する低圧水銀放電ランプである。明るい白色光が安定して得られるため、一般家庭用室内照明を始めとして、オフィス用照明、街灯等の幅広い分野で普及している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の蛍光灯は蛍光材料を塗布したガラス管の内部の空気を抜いて密封しなければならず、またグロースターターランプを用いた複雑な点灯回路を必要とするため、製造工程が複雑となってしまう。さらに、放電の繰り返しによって蛍光管の端部が劣化して点灯しなくなるので、比較的短期間で寿命がきて交換しなければならない。さらに、ガラス管を用いているため自由に変形させることができず、自由な光表現ができないという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、製造が容易で様々な好みの色の発光を楽しむことができ、長寿命であるとともに、自由に変形させることができて自由な光表現が可能な、従来の蛍光灯に代わる照明装置の提供を課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にかかるＬＥＤ蛍光灯は、紫外線の照射によって発光する無機または有機材料の１以上からなる蛍光材料を含む変形自在な透明シリコンゴムを管状に加工した蛍光管状体と、前記蛍光管状体の内部に挿入され、１または２以上のピーク発光波長が３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内である紫外線発光素子が基板上に配置され、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置と、前記蛍光管状体の外部に取り出され、前記複数の紫外線ＬＥＤ装置に電力を供給するリード線とを具備し、前記蛍光材料は、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなるものである。
【０００７】
ここで、「基板」としては、ガラスエポキシ基板等を用いることができる。また、「透明シリコンゴム」といっても実際は半透明の乳白色のものもあるが、中に含まれる蛍光材料の発する光が強いため、半透明でも全く問題はない。また、透明シリコンゴムを管状に加工する方法としては、押し出し成形、射出成形等の成形法を用いることができる。また、「蛍光管状体」の太さは５ｍｍ程度の小径のものから１０ｃｍ以上の大径のものまで、様々な太さのものが使用できる。さらに、「蛍光管状体」の断面形状としては、円形を始めとして、半円形、楕円形、三角形、四角形、それ以上の多角形、星形等、様々な断面形状のものが使用可能である。
【０００８】
かかる構成を有するＬＥＤ蛍光灯においては、蛍光管状体の内部に挿入された複数の紫外線ＬＥＤ装置の１または２以上の紫外線発光素子に、蛍光管状体の外部に取り出されたリード線から電力を供給することによって、複数の紫外線発光素子から紫外線が照射される。照射された紫外線が蛍光管状体に含まれる蛍光材料に当たると、蛍光材料が独自の蛍光色で発光する。
【０００９】
ここで、ＬＥＤ蛍光灯に用いる蛍光材料として、光の三原色である赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を配合することによって、従来の蛍光灯と同様な白色あるいは昼光色を始めとして、配合比を変えることによって赤色がかった白色、緑色がかった白色、青色がかった白色を発光させることもできる。さらには、赤色と緑色を配合することによって黄色にもなるし、緑色と青色を配合することによって青緑色にもなるし、赤色と青色を配合することによってピンク色にもできる。このように、光の三原色を発光する蛍光材料を配合することによって、あらゆる色の発光が可能になり、豊富なカラーバリエーションを楽しむことができる。
【００１０】
また、ＬＥＤ蛍光灯においては、１または２以上の紫外線発光素子が基板上に配置されているため、紫外線発光素子の取り付けが容易であり、また配線もプリント配線を用いることによって容易に行うことができ、低コスト化することができる。更に、紫外線発光素子の中心発光波長は３８０ｎｍとなり、紫外線発光素子といってもその発する光は波長の長い近紫外線であり、人体、特に眼や皮膚に対する有害性は殆どない。しかも、光の三原色である赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料の各励起スペクトルのピーク波長が全て３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内に入るため、極めて効率良く蛍光を発光させることができ、赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を用いた場合に非常に明るいＬＥＤ蛍光灯となる。
【００１１】
更に、透明シリコンゴムは、蛍光材料との混合性も良く、紫外線及び可視光線の透過性にも優れ、押し出し成形によって容易に管状に加工できる。また、柔軟性に富み容易に変形できるとともに、紫外線による柔軟性の劣化も起こさない。したがって、ＬＥＤ蛍光灯用の合成樹脂材料として適したものであり、蛍光材料を混合して管状に加工するか、管状に加工してから蛍光材料を含む蛍光体を塗布することによって、内部に挿入された複数の紫外線発光素子の紫外線によって、好みの色の発光を楽しむことができる。
【００１２】
これによって、蛍光管状体全体が発光して周囲を照らし、照明として使用することができる。また、イルミネーション用照明として、白色以外の様々な発光色を楽しむこともできる。そして、蛍光管状体が変形自在な透明シリコンゴムからできており、内部に挿入された複数の紫外線ＬＥＤ装置もリード線によって屈曲自在に互いに接続されているため、蛍光管状体を自由な形に曲げることができ、照明として自由な形状にして容易に取り付けることができる。また、１または２以上のＬＥＤ蛍光灯で文字・記号等を描くこともでき、さらには複数のＬＥＤ蛍光灯で文字列等を構成することによって、ネオンサインの代替品として使用することもできる。
【００１３】
このようなＬＥＤ蛍光灯は、蛍光材料を含む変形自在な透明シリコンゴムを押し出し成形等によって管状に加工した蛍光管状体の内部に、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置を挿入するだけで製造することができるから、従来の蛍光灯のような脱気・密封処理や複雑な点灯回路の取付けが不要であり、極めて容易に製造することができる。また、水銀を使用しないので、環境汚染の問題もない。さらに、紫外線発光素子の寿命は長いので長期間交換の必要がなく、従来の蛍光灯の１０倍以上の長期間に亘って使用することができる。
【００１４】
このようにして、製造がより容易かつ安価で、バリエーションに富んだ好みの色の発光を楽しむことができ、長寿命であるとともに、自由に変形させることができて自由な光表現が可能な、照明として長時間紫外線発光素子を点灯させても健康への影響が全くないとともに、非常に明るい発光が得られる従来の蛍光灯に代わる照明装置となる。
【００１５】
請求項２の発明にかかるＬＥＤ蛍光灯は、紫外線の照射によって発光する無機または有機材料の１以上からなる蛍光材料を含む変形自在な透明シリコンゴムを、蛍光材料を含まない変形自在な透明シリコンゴムの外側または内側に配して管状に加工した二重蛍光管状体と、前記二重蛍光管状体の内部に挿入され、１または２以上のピーク発光波長が３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内である紫外線発光素子が基板上に配置され、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置と、前記二重蛍光管状体の外部に取り出され、前記複数の紫外線ＬＥＤ装置に電力を供給するリード線とを具備し、前記蛍光材料は、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなるものである。
【００１６】
ここで、「基板」としては、ガラスエポキシ基板等を用いることができる。また、「透明シリコンゴム」といっても実際は半透明の乳白色のものもあるが、中に含まれる蛍光材料の発する光が強いため、半透明でも全く問題はない。また、透明シリコンゴムを管状に加工する方法としては、押し出し成形、射出成形等の成形法を用いることができる。また、「二重蛍光管状体」の太さは５ｍｍ程度の小径のものから１０ｃｍ以上の大径のものまで、様々な太さのものが使用できる。さらに、「二重蛍光管状体」の断面形状としては、円形を始めとして、半円形、楕円形、三角形、四角形、それ以上の多角形、星形等、様々な断面形状のものが使用可能である。
【００１７】
かかる構成を有するＬＥＤ蛍光灯においては、二重蛍光管状体の内部に挿入された複数の紫外線ＬＥＤ装置の１または２以上の紫外線発光素子に、二重蛍光管状体の外部に取り出されたリード線から電力を供給することによって、複数の紫外線発光素子から紫外線が照射される。照射された紫外線が二重蛍光管状体の蛍光材料を含む層に当たると、蛍光材料が独自の蛍光色で発光する。
【００１８】
ここで、ＬＥＤ蛍光灯に用いる蛍光材料として、光の三原色である赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を配合することによって、従来の蛍光灯と同様な白色あるいは昼光色を始めとして、配合比を変えることによって赤色がかった白色、緑色がかった白色、青色がかった白色を発光させることもできる。さらには、赤色と緑色を配合することによって黄色にもなるし、緑色と青色を配合することによって青緑色にもなるし、赤色と青色を配合することによってピンク色にもできる。このように、光の三原色を発光する蛍光材料を配合することによって、あらゆる色の発光が可能になり、豊富なカラーバリエーションを楽しむことができる。
【００１９】
また、ＬＥＤ蛍光灯においては、１または２以上の紫外線発光素子が基板上に配置されているため、紫外線発光素子の取り付けが容易であり、また配線もプリント配線を用いることによって容易に行うことができ、低コスト化することができる。更に、紫外線発光素子の中心発光波長は３８０ｎｍとなり、紫外線発光素子といってもその発する光は波長の長い近紫外線であり、人体、特に眼や皮膚に対する有害性は殆どない。しかも、光の三原色である赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料の各励起スペクトルのピーク波長が全て３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内に入るため、極めて効率良く蛍光を発光させることができ、赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を用いた場合に非常に明るいＬＥＤ蛍光灯となる。
【００２０】
更に、透明シリコンゴムは、蛍光材料との混合性も良く、紫外線及び可視光線の透過性にも優れ、押し出し成形によって容易に管状に加工できる。また、柔軟性に富み容易に変形できるとともに、紫外線による柔軟性の劣化も起こさない。したがって、ＬＥＤ蛍光灯用の合成樹脂材料として適したものであり、蛍光材料を混合して管状に加工するか、管状に加工してから蛍光材料を含む蛍光体を塗布することによって、内部に挿入された複数の紫外線発光素子の紫外線によって、好みの色の発光を楽しむことができる。
【００２１】
これによって、二重蛍光管状体全体が発光して周囲を照らし、照明として使用することができる。また、イルミネーション用照明として、白色以外の様々な発光色を楽しむこともできる。ここで、本発明のＬＥＤ蛍光灯においては、蛍光管状体が蛍光材料を含む層と含まない層の二重構造になっていることから、蛍光管状体の厚さを請求項１のＬＥＤ蛍光灯と同じ厚さにした場合でも、蛍光材料を含む層が薄くなり、したがって、使う蛍光材料の量を少なくすることができてＬＥＤ蛍光灯を低コスト化することができる。
【００２２】
そして、蛍光材料を含む層が外側にある場合には、紫外線発光素子から照射された紫外線が蛍光材料を含まない層を通過して蛍光材料を含む層に当たって蛍光を発する。また、蛍光材料を含む層が内側にある場合には、紫外線発光素子から照射された紫外線が蛍光材料を含む層に当たって蛍光を発し、発せられた蛍光が蛍光材料を含まない層を通過して外部に照射される。
【００２３】
そして、二重蛍光管状体が変形自在な透明シリコンゴムからできており、内部に挿入された複数の紫外線ＬＥＤ装置もリード線によって屈曲自在に互いに接続されているため、二重蛍光管状体を自由な形に曲げることができ、照明として自由な形状にして容易に取り付けることができる。また、１または２以上のＬＥＤ蛍光灯で文字・記号等を描くこともでき、さらには複数のＬＥＤ蛍光灯で文字列等を構成することによって、ネオンサインの代替品として使用することもできる。
【００２４】
このようなＬＥＤ蛍光灯は、蛍光材料を含む変形自在な透明シリコンゴムを蛍光材料を含まない変形自在な透明シリコンゴムの外側または内側に配して押し出し成形等によって管状に加工した二重蛍光管状体の内部に、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置を挿入するだけで製造することができるから、従来の蛍光灯のような脱気・密封処理や複雑な点灯回路の取付けが不要であり、極めて容易に製造することができる。また、水銀を使用しないので、環境汚染の問題もない。さらに、紫外線発光素子の寿命は長いので長期間交換の必要がなく、従来の蛍光灯の１０倍以上の長期間に亘って使用することができる。
【００２５】
このようにして、製造がより容易かつ安価で、バリエーションに富んだ好みの色の発光を楽しむことができ、長寿命であるとともに低コスト化ができ、自由に変形させることができて自由な光表現が可能な、照明として長時間紫外線発光素子を点灯させても健康への影響が全くないとともに、非常に明るい発光が得られる従来の蛍光灯に代わる照明装置となる。
【００２６】
請求項３の発明にかかるＬＥＤ蛍光灯は、変形自在な透明シリコンゴムを管状に加工した管状体と、前記管状体の外面または内面に塗布された紫外線の照射によって発光する無機または有機材料の１以上からなる蛍光材料を含む蛍光体と、前記管状体の内部に挿入され、１または２以上のピーク発光波長が３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内である紫外線発光素子が基板上に配置され、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置と、前記管状体の外部に取り出され、前記複数の紫外線ＬＥＤ装置に電力を供給するリード線とを具備し、前記蛍光材料は、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなるものである。
【００２７】
ここで、「基板」としては、ガラスエポキシ基板等を用いることができる。また、「透明シリコンゴム」といっても実際は半透明の乳白色のものもあるが、蛍光体に含まれる蛍光材料の発する光が強いため、半透明でも全く問題はない。また、透明シリコンゴムを管状に加工する方法としては、押し出し成形、射出成形等の成形法を用いることができる。また、「管状体」の太さは５ｍｍ程度の小径のものから１０ｃｍ以上の大径のものまで、様々な太さのものが使用できる。さらに、「管状体」の断面形状としては、円形を始めとして、半円形、楕円形、三角形、四角形、それ以上の多角形、星形等、様々な断面形状のものが使用可能である。
【００２８】
かかる構成を有するＬＥＤ蛍光灯においては、管状体の内部に挿入された複数の紫外線ＬＥＤ装置の１または２以上の紫外線発光素子に、管状体の外部に取り出されたリード線から電力を供給することによって、複数の紫外線発光素子から紫外線が照射される。照射された紫外線が管状体の外面または内面に塗布された蛍光材料を含む蛍光体に当たると、蛍光材料が独自の蛍光色で発光する。
【００２９】
ここで、ＬＥＤ蛍光灯に用いる蛍光材料として、光の三原色である赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を配合することによって、従来の蛍光灯と同様な白色あるいは昼光色を始めとして、配合比を変えることによって赤色がかった白色、緑色がかった白色、青色がかった白色を発光させることもできる。さらには、赤色と緑色を配合することによって黄色にもなるし、緑色と青色を配合することによって青緑色にもなるし、赤色と青色を配合することによってピンク色にもできる。このように、光の三原色を発光する蛍光材料を配合することによって、あらゆる色の発光が可能になり、豊富なカラーバリエーションを楽しむことができる。
【００３０】
また、ＬＥＤ蛍光灯においては、１または２以上の紫外線発光素子が基板上に配置されているため、紫外線発光素子の取り付けが容易であり、また配線もプリント配線を用いることによって容易に行うことができ、低コスト化することができる。更に、紫外線発光素子の中心発光波長は３８０ｎｍとなり、紫外線発光素子といってもその発する光は波長の長い近紫外線であり、人体、特に眼や皮膚に対する有害性は殆どない。しかも、光の三原色である赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料の各励起スペクトルのピーク波長が全て３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内に入るため、極めて効率良く蛍光を発光させることができ、赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を用いた場合に非常に明るいＬＥＤ蛍光灯となる。
【００３１】
更に、透明シリコンゴムは、蛍光材料との混合性も良く、紫外線及び可視光線の透過性にも優れ、押し出し成形によって容易に管状に加工できる。また、柔軟性に富み容易に変形できるとともに、紫外線による柔軟性の劣化も起こさない。したがって、ＬＥＤ蛍光灯用の合成樹脂材料として適したものであり、蛍光材料を混合して管状に加工するか、管状に加工してから蛍光材料を含む蛍光体を塗布することによって、内部に挿入された複数の紫外線発光素子の紫外線によって、好みの色の発光を楽しむことができる。
【００３２】
これによって、管状体全体が発光して周囲を照らし、照明として使用することができる。また、イルミネーション用照明として、白色以外の様々な発光色を楽しむこともできる。そして、管状体が変形自在な透明シリコンゴムからできており、内部に挿入された複数の紫外線ＬＥＤ装置もリード線によって屈曲自在に互いに接続されているため、管状体を自由な形に曲げることができ、照明として自由な形状にして容易に取り付けることができる。また、１または２以上のＬＥＤ蛍光灯で文字・記号等を描くこともでき、さらには複数のＬＥＤ蛍光灯で文字列等を構成することによって、ネオンサインの代替品として使用することもできる。
【００３３】
このようなＬＥＤ蛍光灯は、変形自在な透明シリコンゴムを押し出し成形等によって管状に加工した管状体の外面または内面に蛍光材料を含む蛍光体を塗布して、管状体の内部に互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置を挿入するだけで製造することができるから、従来の蛍光灯のような脱気・密封処理や複雑な点灯回路の取付けが不要であり、極めて容易に製造することができる。また、水銀を使用しないので、環境汚染の問題もない。さらに、紫外線発光素子の寿命は長いので長期間交換の必要がなく、従来の蛍光灯の１０倍以上の長期間に亘って使用することができる。
【００３４】
このようにして、製造がより容易かつ安価で、バリエーションに富んだ好みの色の発光を楽しむことができ、長寿命であるとともに、自由に変形させることができて自由な光表現が可能な、照明として長時間紫外線発光素子を点灯させても健康への影響が全くないとともに、非常に明るい発光が得られる従来の蛍光灯に代わる照明装置となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３６】
図１（ａ）は本発明の実施の形態にかかるＬＥＤ蛍光灯の全体構成を示す破断斜視図、（ｂ）はＬＥＤ蛍光灯の一部を拡大して示す縦断面図である。図２（ａ）は本発明の実施の形態にかかるＬＥＤ蛍光灯に使用される紫外線ＬＥＤ基板の全体構成を示す平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はＬＥＤ蛍光灯全体の回路図である。図３（ａ）は本発明の実施の形態にかかるＬＥＤ蛍光灯の蛍光管状体の構成を示す断面図、（ｂ），（ｃ）は本発明の実施の形態の変形例にかかるＬＥＤ蛍光灯の蛍光管状体の構成を示す断面図である。図４（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態の変形例にかかるＬＥＤ蛍光灯の蛍光管状体の構成を示す断面図である。図５は本発明の実施の形態にかかるＬＥＤ蛍光灯に用いられる蛍光材料の励起スペクトルを示す図である。図６は本発明の実施の形態にかかるＬＥＤ蛍光灯に用いられる蛍光材料の発光スペクトルを示す図である。
【００３７】
図１（ａ）に示されるように、本実施の形態のＬＥＤ蛍光灯１は、透明または半透明の変形自在な合成樹脂材料としての透明シリコンゴム２ｂの外側に蛍光材料を含む透明シリコンゴム２ａを配して、押し出し成形によって管状とした二重蛍光管状体２の内部に、二重蛍光管状体２とほぼ同じ長さになるように、８枚の紫外線ＬＥＤ装置としての紫外線ＬＥＤ基板３を互いに１対ずつのリード線７Ａ，７Ｂで接続して挿入したものである。なお、透明シリコンゴム２ａ，２ｂは、押し出し成形後、２００℃で１０分間加熱されることによって加硫されて、柔軟性に富んだゴムになる。８枚の紫外線ＬＥＤ基板３の両端にはそれぞれ１対のリード線９Ａ，９Ｂが接続されて、二重蛍光管状体２の両端に嵌め込まれたテフロン製の蓋８を貫通して、外部に取り出されている。
【００３８】
紫外線ＬＥＤ基板３には、ガラスエポキシ基板に銅箔からなるプリント配線６Ａ，６Ｂ等が印刷されて、２個の紫外線発光素子（以下、単に「発光素子」ともいう。）４及び抵抗５が配置されている。したがって、ＬＥＤ蛍光灯１は全部で１６個の紫外線発光素子４を有している。これらの紫外線発光素子４に１対のリード線９Ａ，９Ｂを通じて外部の電源から電圧（本実施例においては、１２Ｖ）が加えられると、図１（ｂ）に示されるように、紫外線発光素子４から紫外線が放射され、この紫外線が蛍光材料を含む透明シリコンゴム２ａを照射することによって蛍光材料が励起されて、独自の色の蛍光を発する。例えば、蛍光材料が光の三原色の赤色、緑色、青色の蛍光をそれぞれ発する３種類の蛍光材料を混合したものである場合には、従来の蛍光灯と同様に白色の光が発せられる。その他にも、蛍光材料を選択することによって、赤色、緑色、青色を始めとして、様々な色を発するＬＥＤ蛍光灯１とすることができる。
【００３９】
そして、二重蛍光管状体２は柔軟性に富む透明シリコンゴム２ａ，２ｂからなり、内部に挿入されている８枚の紫外線ＬＥＤ基板３もそれぞれ１対のリード線７Ａ，７Ｂによって屈曲自在に接続されているため、ＬＥＤ蛍光灯１は自由な形状に曲げることができる。また、紫外線発光素子４は寿命が長く、従来の蛍光灯の１０倍以上の長期間に亘って発光させることができる。さらに、ＬＥＤ蛍光灯１は、従来の蛍光灯のような脱気・密封処理や複雑な点灯回路の取付けが不要であり、極めて容易に製造することができる。
【００４０】
このようにして、本実施の形態のＬＥＤ蛍光灯１は、製造が容易でバリエーションに富んだ好みの色の発光を楽しむことができ、長寿命であるとともに、自由に変形させることができて自由な光表現が可能な、従来の蛍光灯に代わる照明装置となる。
【００４１】
次に、本実施の形態の紫外線ＬＥＤ基板３の構成について、図２を参照してさらに詳しく説明する。図２（ａ）に示されるように、紫外線ＬＥＤ基板３の２個の発光素子４は、間に抵抗５を挟んでプリント配線１０によって配線されている。左側の発光素子４の一方の端子は、プリント配線１０によって（＋）極側のプリント配線６Ａに接続され、この発光素子４の反対側の端子はプリント配線１０によって抵抗５に接続されている。抵抗５の反対側の端子は、プリント配線１０によって右側の発光素子４の左側の端子に接続され、この発光素子４の反対側の端子はプリント配線１０によって（−）極側のプリント配線６Ｂに接続されている。
【００４２】
図２（ｂ）に示されるように、このような回路がガラスエポキシ基板３ａの上に構成されている。さらに、２個の発光素子４は、透明なエポキシ樹脂１１によって封止されている。これによって、発光素子４の劣化が防止されるとともに、放射される紫外線の光量が多くなる（一般に、発光素子の放射光量は、樹脂封止されると封止されていないときの約２倍となる。）。
【００４３】
以上説明した紫外線ＬＥＤ基板３が１対ずつのリード線７Ａ，７Ｂで８個接続されたＬＥＤ蛍光灯１の構成を回路図にしたものが、図２（ｃ）である。図２（ｃ）に示されるように、各紫外線ＬＥＤ基板３の２個の発光素子４と抵抗５は、（＋）側のプリント配線６Ａと（−）側のプリント配線６Ｂがリード線７Ａ，７Ｂによってそれぞれ一列に接続されることによって、プリント配線６Ａとプリント配線６Ｂの間に並列に接続されている。したがって、二重蛍光管状体２をもっと長くして、紫外線ＬＥＤ基板３の数をもっと増やしてもＬＥＤ蛍光灯１を発光させるのに必要な電圧（本実施例においては、１２Ｖ）は殆ど変わらないので、好みの長さにすることができる。例えば、二重蛍光管状体２の長さを１ｍとした場合には、必要な紫外線ＬＥＤ基板３の数は約３０個となる。
【００４４】
本実施の形態の紫外線発光素子４のピーク発光波長は３６０ｎｍから４００ｎｍまでであり、光出力強度のピークは中間波長の３８０ｎｍであって、光出力強度のパターンは３８０ｎｍを中心として左右対称となっている。したがって、紫外線発光素子といっても波長の長い近紫外線であり、人体、特に、眼や皮膚に対する有害性は殆どなく、照明として長時間紫外線発光素子を点灯させても健康への影響が全くない。なお、本発明の紫外線発光素子４とは、少なくとも波長の長い近紫外線を含むものであればよく、可視光の発光の有無を問うものではない。
【００４５】
次に、本実施の形態の二重蛍光管状体２の構造とその変形例について、図３及び図４を参照して説明する。図３（ａ）に示されるように、本実施の形態の二重蛍光管状体２は、円筒形の透明または半透明の変形自在な合成樹脂材料としての透明シリコンゴム２ｂの外側に、薄い円筒形の蛍光材料２ｃを含む透明シリコンゴム２ａを配したものである。前述の如く、二重蛍光管状体２内に挿入された紫外線ＬＥＤ基板３から照射された紫外線によって発生した蛍光がそのまま外部に照射されるので、この構造は可視光（蛍光）の減衰が起こる心配がなく、高輝度のＬＥＤ蛍光灯１となる。
【００４６】
図３（ｂ），（ｃ），図４（ａ），（ｂ）は、いずれも蛍光管状体の変形例の構造を示したものである。図３（ｂ）は、円筒形の透明シリコンゴム１２ａの内側に、薄い円筒形の蛍光材料１２ｃを含む透明シリコンゴム１２ｂを配した二重蛍光管状体１２の断面を示したものである。この構造においては、二重蛍光管状体１２内に挿入された紫外線ＬＥＤ基板３から照射された紫外線によって発生した蛍光が、透明シリコンゴム１２ａを通過して外部に照射されることになる。透明シリコンゴムと言っても、乳白色の半透明のものもあるので、その場合は発生した蛍光が外部に出る前に減衰してしまうという難点がある。
【００４７】
図３（ｃ）は、円筒形の透明シリコンゴム１３の全体に蛍光材料１３ａを分散させたものである。蛍光材料１３ａの量が多くなるので、より強力な蛍光の発光が得られる反面、蛍光材料１３ａを多く使用しなければならないためコスト高になるという問題点がある。
【００４８】
図４（ａ）は、円筒形の透明シリコンゴム１４ａの内面に蛍光材料を含む蛍光体１４ｂを塗布した蛍光管状体１４の断面を示すものである。蛍光体１４ｂの塗布の方法としては、大径の管状体１４ａに塗布する場合には、液状にした蛍光体１４ｂをエアスプレーで吹き付けて乾燥させれば良いが、管状体１４ａがそれほど大径でない場合には、管状体１４ａの一端を液状にした蛍光体１４ｂ内に浸して他端から真空ポンプで管状体１４ａ内を減圧することによって、管状体１４ａの内壁に蛍光体１４ｂが付着して、図４（ａ）のように塗布される。
【００４９】
図４（ｂ）は、円筒形の透明シリコンゴム１５ｂの外面に蛍光材料を含む蛍光体１５ａを塗布した蛍光管状体１５の断面を示すものである。この場合には、小径の管状体１５ｂであっても、エアスプレーによる吹き付けで蛍光体１５ａを塗布することができる。
【００５０】
本実施の形態のＬＥＤ蛍光灯１に用いられる蛍光材料には、赤、緑、青の光の三原色を始めとして様々な発光色のものがある。ここで、近紫外線の照射を受けて赤色を発光する赤色蛍光材料Ｒの具体例としては、化学式  Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｓｍ，Ｅｕ  で表されるユーロピウム及びサマリウム付活硫化ランタン蛍光体が挙げられる。
【００５１】
また、近紫外線の照射を受けて緑色を発光する緑色蛍光材料Ｇの具体例としては、化学式  ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｅｕ，Ｍｎ  で表されるユーロピウム及びマンガン付活アルミン酸バリウムマグネシウム蛍光体が挙げられる。
【００５２】
さらに、近紫外線の照射を受けて青色を発光する青色蛍光材料Ｂの具体例としては、化学式  （Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ）10（ＰＯ4）6・Ｃｌ2：Ｅｕ  で示されるユーロピウム付活リン酸クロロストロンチウム蛍光体が挙げられる。
【００５３】
したがって、これらの組み合わせによって白色を含めて白色に近い発光色をも出すことができる。また、イルミネーション用照明として、白色以外の様々な発光色を楽しむこともできる。
【００５４】
次に、これらの赤色蛍光材料Ｒ、緑色蛍光材料Ｇ、青色蛍光材料Ｂの励起スペクトル及び発光スペクトルについて、図５及び図６を参照して説明する。
【００５５】
図５に示されるように、赤色蛍光材料Ｒの励起ピーク波長は３７０ｎｍであり、青色蛍光材料Ｂの励起ピーク波長は３８５ｎｍである。また、緑色蛍光材料Ｇの励起ピーク波長は遠紫外域にあるものの、３６０ｎｍ近辺においても励起ピークに劣らない励起強度を示している。前述の如く、本実施の形態のＬＥＤ蛍光灯１に用いられる紫外線発光素子４のピーク発光波長は３６０ｎｍから４００ｎｍまでであり、この波長領域においては赤色蛍光材料Ｒ、緑色蛍光材料Ｇ、青色蛍光材料Ｂのいずれもが高い励起強度を示していることから、極めて効率良く蛍光を発光させることができ、赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を用いた場合に非常に明るいＬＥＤ蛍光灯となる。
【００５６】
また、図６に示されるように、赤色蛍光材料Ｒ、緑色蛍光材料Ｇ、青色蛍光材料Ｂの発光スペクトルはいずれも波形がブロードであり、蛍光体独特の目に優しい光であることが分かる。したがって、上述したように単色のＬＥＤ蛍光灯としてイルミネーションやネオンサインの代替品として用いた場合にも、目を過剰に刺激することのない柔らかい光として用いることができる。なお、イルミネーション、ネオンサインとして用いる場合には、単に点灯させるだけでなく、点滅、端から順番に点灯、部分的に時間帯を変えて点灯等の工夫を凝らす必要もある。さらに、色についても、一色ではなく数種類の蛍光材料を用いて数種類の発光色を出すことが望ましい。
【００５７】
本実施の形態のＬＥＤ蛍光灯１の二重蛍光管状体２を構成する蛍光材料を含む透明シリコンゴム２ａにおける各蛍光材料の配合比は、透明シリコンゴム１００部に対して、赤色蛍光材料Ｒが３０部、緑色蛍光材料Ｇが１０部、青色蛍光材料Ｂが１０部である。赤色蛍光材料Ｒは他の２色に対して輝度が低いので、この配合比で美しい白色の発光が得られる。また、各色を単色として用いる場合の透明シリコンゴム１００部に対する配合比は、赤色蛍光材料Ｒが２０部、緑色蛍光材料Ｇが３０部、青色蛍光材料Ｂが３０部である。
【００５８】
本実施の形態のＬＥＤ蛍光灯１は、その他にも種々の用途に応用することができる。例えば、照明としても室内照明のみでなく、自動車の車内ランプの代替品として、またブレーキランプ等の自動車の外回りの光源としても用いることができる。さらに、小型で多色の複数のＬＥＤ蛍光灯は、オーディオ機器のグラフィックイコライザー等の表示やその他の表示器に応用できる。さらに、白色の発光色を有するＬＥＤ蛍光灯は、ＬＣＤ（液晶表示）のバックライト光源としても応用が可能である。
【００５９】
本実施の形態においては、蛍光管状体の断面形状としては円形のものを用いているが、半円形、楕円形、三角形、四角形、それ以上の多角形、星形等、様々な断面形状のものが使用可能である。
【００６０】
さらに、基板としてはガラスエポキシ基板３ａを用いているが、このようなリジッドなものだけでなく、ポリイミドのフィルム基板のようなフレキシブルな基板をも用いることができる。これによって、ＬＥＤ蛍光灯のフレキシブル性がより向上し、より自由な形状に曲げることができる。
【００６１】
ＬＥＤ蛍光灯のその他の部分の構造、形状、数量、材質、大きさ、接続関係等についても、本実施の形態に限定されるものではない。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明にかかるＬＥＤ蛍光灯は、紫外線の照射によって発光する無機または有機材料の１以上からなる蛍光材料を含む変形自在な透明シリコンゴムを管状に加工した蛍光管状体と、前記蛍光管状体の内部に挿入され、１または２以上のピーク発光波長が３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内である紫外線発光素子が基板上に配置され、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置と、前記蛍光管状体の外部に取り出され、前記複数の紫外線ＬＥＤ装置に電力を供給するリード線とを具備し、前記蛍光材料は、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなるものである。
【００６３】
かかる構成を有するＬＥＤ蛍光灯においては、蛍光管状体の内部に挿入された複数の紫外線ＬＥＤ装置の１または２以上の紫外線発光素子に、蛍光管状体の外部に取り出されたリード線から電力を供給することによって、複数の紫外線発光素子から紫外線が照射される。照射された紫外線が蛍光管状体に含まれる蛍光材料に当たると、蛍光材料が独自の蛍光色で発光する。
【００６４】
ここで、ＬＥＤ蛍光灯に用いる蛍光材料として、光の三原色である赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を配合することによって、従来の蛍光灯と同様な白色あるいは昼光色を始めとして、配合比を変えることによって赤色がかった白色、緑色がかった白色、青色がかった白色を発光させることもできる。さらには、赤色と緑色を配合することによって黄色にもなるし、緑色と青色を配合することによって青緑色にもなるし、赤色と青色を配合することによってピンク色にもできる。このように、光の三原色を発光する蛍光材料を配合することによって、あらゆる色の発光が可能になり、豊富なカラーバリエーションを楽しむことができる。
【００６５】
また、ＬＥＤ蛍光灯においては、１または２以上の紫外線発光素子が基板上に配置されているため、紫外線発光素子の取り付けが容易であり、また配線もプリント配線を用いることによって容易に行うことができ、低コスト化することができる。更に、紫外線発光素子の中心発光波長は３８０ｎｍとなり、紫外線発光素子といってもその発する光は波長の長い近紫外線であり、人体、特に眼や皮膚に対する有害性は殆どない。しかも、光の三原色である赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料の各励起スペクトルのピーク波長が全て３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内に入るため、極めて効率良く蛍光を発光させることができ、赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を用いた場合に非常に明るいＬＥＤ蛍光灯となる。
【００６６】
更に、透明シリコンゴムは、蛍光材料との混合性も良く、紫外線及び可視光線の透過性にも優れ、押し出し成形によって容易に管状に加工できる。また、柔軟性に富み容易に変形できるとともに、紫外線による柔軟性の劣化も起こさない。したがって、ＬＥＤ蛍光灯用の合成樹脂材料として適したものであり、蛍光材料を混合して管状に加工するか、管状に加工してから蛍光材料を含む蛍光体を塗布することによって、内部に挿入された複数の紫外線発光素子の紫外線によって、好みの色の発光を楽しむことができる。
【００６７】
これによって、蛍光管状体全体が発光して周囲を照らし、照明として使用することができる。また、イルミネーション用照明として、白色以外の様々な発光色を楽しむこともできる。そして、蛍光管状体が変形自在な透明シリコンゴムからできており、内部に挿入された複数の紫外線ＬＥＤ装置もリード線によって屈曲自在に互いに接続されているため、蛍光管状体を自由な形に曲げることができ、照明として自由な形状にして容易に取り付けることができる。また、１または２以上のＬＥＤ蛍光灯で文字・記号等を描くこともでき、さらには複数のＬＥＤ蛍光灯で文字列等を構成することによって、ネオンサインの代替品として使用することもできる。
【００６８】
このようなＬＥＤ蛍光灯は、蛍光材料を含む変形自在な透明シリコンゴムを押し出し成形等によって管状に加工した蛍光管状体の内部に、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置を挿入するだけで製造することができるから、従来の蛍光灯のような脱気・密封処理や複雑な点灯回路の取付けが不要であり、極めて容易に製造することができる。また、水銀を使用しないので、環境汚染の問題もない。さらに、紫外線発光素子の寿命は長いので長期間交換の必要がなく、従来の蛍光灯の１０倍以上の長期間に亘って使用することができる。
【００６９】
このようにして、製造がより容易かつ安価で、バリエーションに富んだ好みの色の発光を楽しむことができ、長寿命であるとともに、自由に変形させることができて自由な光表現が可能な、照明として長時間紫外線発光素子を点灯させても健康への影響が全くないとともに、非常に明るい発光が得られる従来の蛍光灯に代わる照明装置となる。
【００７０】
請求項２の発明にかかるＬＥＤ蛍光灯は、紫外線の照射によって発光する無機または有機材料の１以上からなる蛍光材料を含む変形自在な透明シリコンゴムを、蛍光材料を含まない変形自在な透明シリコンゴムの外側または内側に配して管状に加工した二重蛍光管状体と、前記二重蛍光管状体の内部に挿入され、１または２以上のピーク発光波長が３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内である紫外線発光素子が基板上に配置され、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置と、前記二重蛍光管状体の外部に取り出され、前記複数の紫外線ＬＥＤ装置に電力を供給するリード線とを具備し、前記蛍光材料は、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなるものである。
【００７１】
かかる構成を有するＬＥＤ蛍光灯においては、二重蛍光管状体の内部に挿入された複数の紫外線ＬＥＤ装置の１または２以上の紫外線発光素子に、二重蛍光管状体の外部に取り出されたリード線から電力を供給することによって、複数の紫外線発光素子から紫外線が照射される。照射された紫外線が二重蛍光管状体の蛍光材料を含む層に当たると、蛍光材料が独自の蛍光色で発光する。
【００７２】
ここで、ＬＥＤ蛍光灯に用いる蛍光材料として、光の三原色である赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を配合することによって、従来の蛍光灯と同様な白色あるいは昼光色を始めとして、配合比を変えることによって赤色がかった白色、緑色がかった白色、青色がかった白色を発光させることもできる。さらには、赤色と緑色を配合することによって黄色にもなるし、緑色と青色を配合することによって青緑色にもなるし、赤色と青色を配合することによってピンク色にもできる。このように、光の三原色を発光する蛍光材料を配合することによって、あらゆる色の発光が可能になり、豊富なカラーバリエーションを楽しむことができる。
【００７３】
また、ＬＥＤ蛍光灯においては、１または２以上の紫外線発光素子が基板上に配置されているため、紫外線発光素子の取り付けが容易であり、また配線もプリント配線を用いることによって容易に行うことができ、低コスト化することができる。更に、紫外線発光素子の中心発光波長は３８０ｎｍとなり、紫外線発光素子といってもその発する光は波長の長い近紫外線であり、人体、特に眼や皮膚に対する有害性は殆どない。しかも、光の三原色である赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料の各励起スペクトルのピーク波長が全て３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内に入るため、極めて効率良く蛍光を発光させることができ、赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を用いた場合に非常に明るいＬＥＤ蛍光灯となる。
【００７４】
更に、透明シリコンゴムは、蛍光材料との混合性も良く、紫外線及び可視光線の透過性にも優れ、押し出し成形によって容易に管状に加工できる。また、柔軟性に富み容易に変形できるとともに、紫外線による柔軟性の劣化も起こさない。したがって、ＬＥＤ蛍光灯用の合成樹脂材料として適したものであり、蛍光材料を混合して管状に加工するか、管状に加工してから蛍光材料を含む蛍光体を塗布することによって、内部に挿入された複数の紫外線発光素子の紫外線によって、好みの色の発光を楽しむことができる。
【００７５】
これによって、二重蛍光管状体全体が発光して周囲を照らし、照明として使用することができる。また、イルミネーション用照明として、白色以外の様々な発光色を楽しむこともできる。ここで、本発明のＬＥＤ蛍光灯においては、蛍光管状体が蛍光材料を含む層と含まない層の二重構造になっていることから、蛍光管状体の厚さを請求項１のＬＥＤ蛍光灯と同じ厚さにした場合でも、蛍光材料を含む層が薄くなり、したがって、使う蛍光材料の量を少なくすることができてＬＥＤ蛍光灯を低コスト化することができる。
【００７６】
そして、蛍光材料を含む層が外側にある場合には、紫外線発光素子から照射された紫外線が蛍光材料を含まない層を通過して蛍光材料を含む層に当たって蛍光を発する。また、蛍光材料を含む層が内側にある場合には、紫外線発光素子から照射された紫外線が蛍光材料を含む層に当たって蛍光を発し、発せられた蛍光が蛍光材料を含まない層を通過して外部に照射される。
【００７７】
そして、二重蛍光管状体が変形自在な透明シリコンゴムからできており、内部に挿入された複数の紫外線ＬＥＤ装置もリード線によって屈曲自在に互いに接続されているため、二重蛍光管状体を自由な形に曲げることができ、照明として自由な形状にして容易に取り付けることができる。また、１または２以上のＬＥＤ蛍光灯で文字・記号等を描くこともでき、さらには複数のＬＥＤ蛍光灯で文字列等を構成することによって、ネオンサインの代替品として使用することもできる。
【００７８】
このようなＬＥＤ蛍光灯は、蛍光材料を含む変形自在な透明シリコンゴムを蛍光材料を含まない変形自在な透明シリコンゴムの外側または内側に配して押し出し成形等によって管状に加工した二重蛍光管状体の内部に、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置を挿入するだけで製造することができるから、従来の蛍光灯のような脱気・密封処理や複雑な点灯回路の取付けが不要であり、極めて容易に製造することができる。また、水銀を使用しないので、環境汚染の問題もない。さらに、紫外線発光素子の寿命は長いので長期間交換の必要がなく、従来の蛍光灯の１０倍以上の長期間に亘って使用することができる。
【００７９】
このようにして、製造がより容易かつ安価で、バリエーションに富んだ好みの色の発光を楽しむことができ、長寿命であるとともに低コスト化ができ、自由に変形させることができて自由な光表現が可能な、照明として長時間紫外線発光素子を点灯させても健康への影響が全くないとともに、非常に明るい発光が得られる従来の蛍光灯に代わる照明装置となる。
【００８０】
請求項３の発明にかかるＬＥＤ蛍光灯は、変形自在な透明シリコンゴムを管状に加工した管状体と、前記管状体の外面または内面に塗布された紫外線の照射によって発光する無機または有機材料の１以上からなる蛍光材料を含む蛍光体と、前記管状体の内部に挿入され、１または２以上のピーク発光波長が３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内である紫外線発光素子が基板上に配置され、互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置と、前記管状体の外部に取り出され、前記複数の紫外線ＬＥＤ装置に電力を供給するリード線とを具備し、前記蛍光材料は、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって赤色を発光する赤色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって緑色を発光する緑色蛍光材料と、前記紫外線ＬＥＤ装置からの紫外線の照射によって青色を発光する青色蛍光材料とからなるものである。
【００８１】
かかる構成を有するＬＥＤ蛍光灯においては、管状体の内部に挿入された複数の紫外線ＬＥＤ装置の１または２以上の紫外線発光素子に、管状体の外部に取り出されたリード線から電力を供給することによって、複数の紫外線発光素子から紫外線が照射される。照射された紫外線が管状体の外面または内面に塗布された蛍光材料を含む蛍光体に当たると、蛍光材料が独自の蛍光色で発光する。
【００８２】
ここで、ＬＥＤ蛍光灯に用いる蛍光材料として、光の三原色である赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を配合することによって、従来の蛍光灯と同様な白色あるいは昼光色を始めとして、配合比を変えることによって赤色がかった白色、緑色がかった白色、青色がかった白色を発光させることもできる。さらには、赤色と緑色を配合することによって黄色にもなるし、緑色と青色を配合することによって青緑色にもなるし、赤色と青色を配合することによってピンク色にもできる。このように、光の三原色を発光する蛍光材料を配合することによって、あらゆる色の発光が可能になり、豊富なカラーバリエーションを楽しむことができる。
【００８３】
また、ＬＥＤ蛍光灯においては、１または２以上の紫外線発光素子が基板上に配置されているため、紫外線発光素子の取り付けが容易であり、また配線もプリント配線を用いることによって容易に行うことができ、低コスト化することができる。更に、紫外線発光素子の中心発光波長は３８０ｎｍとなり、紫外線発光素子といってもその発する光は波長の長い近紫外線であり、人体、特に眼や皮膚に対する有害性は殆どない。しかも、光の三原色である赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料の各励起スペクトルのピーク波長が全て３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲内に入るため、極めて効率良く蛍光を発光させることができ、赤色、緑色、青色の３色を発光する蛍光材料を用いた場合に非常に明るいＬＥＤ蛍光灯となる。
【００８４】
更に、透明シリコンゴムは、蛍光材料との混合性も良く、紫外線及び可視光線の透過性にも優れ、押し出し成形によって容易に管状に加工できる。また、柔軟性に富み容易に変形できるとともに、紫外線による柔軟性の劣化も起こさない。したがって、ＬＥＤ蛍光灯用の合成樹脂材料として適したものであり、蛍光材料を混合して管状に加工するか、管状に加工してから蛍光材料を含む蛍光体を塗布することによって、内部に挿入された複数の紫外線発光素子の紫外線によって、好みの色の発光を楽しむことができる。
【００８５】
これによって、管状体全体が発光して周囲を照らし、照明として使用することができる。また、イルミネーション用照明として、白色以外の様々な発光色を楽しむこともできる。そして、管状体が変形自在な透明シリコンゴムからできており、内部に挿入された複数の紫外線ＬＥＤ装置もリード線によって屈曲自在に互いに接続されているため、管状体を自由な形に曲げることができ、照明として自由な形状にして容易に取り付けることができる。また、１または２以上のＬＥＤ蛍光灯で文字・記号等を描くこともでき、さらには複数のＬＥＤ蛍光灯で文字列等を構成することによって、ネオンサインの代替品として使用することもできる。
【００８６】
このようなＬＥＤ蛍光灯は、変形自在な透明シリコンゴムを押し出し成形等によって管状に加工した管状体の外面または内面に蛍光材料を含む蛍光体を塗布して、管状体の内部に互いに屈曲自在にリード線で接続された複数の紫外線ＬＥＤ装置を挿入するだけで製造することができるから、従来の蛍光灯のような脱気・密封処理や複雑な点灯回路の取付けが不要であり、極めて容易に製造することができる。また、水銀を使用しないので、環境汚染の問題もない。さらに、紫外線発光素子の寿命は長いので長期間交換の必要がなく、従来の蛍光灯の１０倍以上の長期間に亘って使用することができる。
【００８７】
このようにして、製造がより容易かつ安価で、バリエーションに富んだ好みの色の発光を楽しむことができ、長寿命であるとともに、自由に変形させることができて自由な光表現が可能な、照明として長時間紫外線発光素子を点灯させても健康への影響が全くないとともに、非常に明るい発光が得られる従来の蛍光灯に代わる照明装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１（ａ）は本発明の実施の形態にかかるＬＥＤ蛍光灯の全体構成を示す破断斜視図、（ｂ）はＬＥＤ蛍光灯の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図２】  図２（ａ）は本発明の実施の形態にかかるＬＥＤ蛍光灯に使用される紫外線ＬＥＤ基板の全体構成を示す平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はＬＥＤ蛍光灯全体の回路図である。
【図３】  図３（ａ）は本発明の実施の形態にかかるＬＥＤ蛍光灯の蛍光管状体の構成を示す断面図、（ｂ），（ｃ）は本発明の実施の形態の変形例にかかるＬＥＤ蛍光灯の蛍光管状体の構成を示す断面図である。
【図４】  図４（ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態の変形例にかかるＬＥＤ蛍光灯の蛍光管状体の構成を示す断面図である。
【図５】  図５は本発明の実施の形態にかかるＬＥＤ蛍光灯に用いられる蛍光材料の励起スペクトルを示す図である。
【図６】  図６は本発明の実施の形態にかかるＬＥＤ蛍光灯に用いられる蛍光材料の発光スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１  ＬＥＤ蛍光灯
２，１２，１３，１４，１５  蛍光管状体
３  紫外線ＬＥＤ装置
４  紫外線発光素子
７Ａ，７Ｂ，９Ａ，９Ｂ  リード線
１４ｂ，１５ａ  蛍光体
Ｂ  青色蛍光材料
Ｇ  緑色蛍光材料
Ｒ  赤色蛍光材料