(57)【要約】【課題】  透明管に塗布される蛍光体の蛍光色と透明管内に封入される励起発光体の発光色との重ね合わせによって所望の色味の混合色を発光できるランプ構造を提供することを目的とする。【解決手段】  透明管３の周面に蛍光体９を網状あるいは散点状の散在パターンまたは濃淡パターンで塗布し、透明管３内に発光ダイオード６のような励起発光体を封入したランプ構造物が提供される。透明管３と保護体１１を二重構造として、その間に蛍光体９を散在パターンあるいは濃淡パターンで封止するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明管の周面に蛍光体を散在パターンまたは濃淡パターンで塗布し、前記透明管内に励起発光体を封入したことを特徴とするランプ構造。
【請求項２】
前記散在パターンは、前記蛍光体が網目状もしくは縞状に散在する網状パターンまたは点状に散在する散点パターンであることを特徴とする請求項１に記載のランプ構造。
【請求項３】
前記蛍光体は、有機蛍光体であることを特徴とする請求項１または２に記載のランプ構造。
【請求項４】
前記励起発光体は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のランプ構造。
【請求項５】
前記透明管の内部に透明充填材が充填されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のランプ構造。
【請求項６】
前記透明管の外表面に散在パターンまたは濃淡パターンで前記蛍光体が塗布され、さらにその外側が透明保護体で囲包されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のランプ構造。
【請求項７】
前記透明管と前記透明保護体との間に透明樹脂材を介装したことを特徴とする請求項６に記載のランプ構造。
【請求項８】
前記透明管および前記透明保護体の形状を砲弾形状または先端凸レンズ形状としたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のランプ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス管や透明アクリル管などの透明管内に封入された励起発光体からの励起光で前記透明管に塗布された蛍光体を照射して発光させるランプ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光性物質としての蛍光体や蛍光塗料は周知であり、またｐｎ接合構造をもつ半導体の電圧印加によって励起発光させる発光ダイオード、所謂ＬＥＤと称される励起発光体もすでに知られている。
【０００３】
例えば、ガラス管を二重構造とし、この二重ガラス管の間に蛍光体を封入し、内側ガラス管の底部中央に励起光を発生する発光体を配設している。この構造によれば、蛍光体が第１，第２のガラス管の間に封止状態に挟まれる形態となるので、ガラス管表面の蛍光体を保護コーティングした場合と比べて湿気に弱い蛍光体が析出したり褪色、変色したりすることがなく、野外における環境下でも劣化のおそれを低減できる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５８６９５公開公報
【特許文献２】特開２００２−８０８３８公開公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
蛍光体の材質としては、上述の特許文献１に記載するように無機材料による赤色、黄色、緑色あるいは青色などの蛍光体、およびこれらを混合した混色蛍光体があり、また、特許文献２に示されるような有機蛍光体も知られている。有機蛍光体は無機蛍光体に比べて湿気に弱いものの、廃棄した場合の分解性がよく、また輝度や発色性に優れている。しかし、有機蛍光体は一般に色味が濃く、ガラス管に塗布した有機蛍光体を励起発光体の励起光で照射してその励起光色と蛍光体の蛍光色との混合色で発光させようとすると、励起発光体からの励起光が色味の強い蛍光体を十分に透過せず、どうしても蛍光体の蛍光色寄りの色味になってしまう。例えば、黄色蛍光体と青色励起発光体との組み合わせでは、中間色である完全な白色にならず、蛍光体の黄色味の強い白色光（黄色味がかった白色）となってしまう。このように有機蛍光体をガラス管に塗布して励起発光体の発光色と組み合わせたとき、希望する混合色が得られないという問題があった。
【０００６】
本発明は、透明管に塗布される蛍光体の蛍光色と前記透明管内に封入される励起発光体の発光色との重ね合わせによって所望の色味の混合色を発光できるランプ構造を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明はまた、透明管内の励起発光体の励起光が、蛍光体を塗布した透明管を適切な光量で透過でき、これによって有機蛍光体を前記透明管に塗布した場合に有機蛍光体の濃い色味を緩和して有機蛍光体と励起発光体との所望の混合色を得ることができるランプ構造を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明はさらに、透明管に塗布した蛍光体の劣化、褪色や変色などを防止でき、特に湿気に弱い有機蛍光体を塗布した場合にも長期間にわたって安定して使用できるランプ構造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】
【０００９】
本発明によれば、透明管の周面に蛍光体を散在パターンまたは濃淡パターンで塗布し、前記透明管内に励起発光体を封入してなるランプ構造が得られる。
【００１０】
本発明の１つの形態によれば、前記散在パターンは、前記蛍光体の網状パターンまたは散点パターンであることを特徴とする。ここで前記網状パターンとしては格子状あるいは縞状のパターンが含まれる。この網状パターンのメッシュの大きさ、あるいは散点パターンの散点密度を調整することで、蛍光色と励起発光色との所望の混合色を容易に得ることができる。
【００１１】
また本発明の他の形態によれば、前記蛍光体は、有機蛍光体であることを特徴とする。有機蛍光体とすることにより、優れた発色性が得られ、また廃棄時の処理も容易となる。
【００１２】
本発明のさらに他の形態によれば、前記励起発光体は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であることを特徴とする。発光ダイオードは組成の組み合わせにより種々の励起発光色が簡単に得られ、蛍光体の蛍光色と発光ダイオードの発光色との組み合わせで各種の鮮明な色調のランプ構造が実現できる。
【００１３】
本発明のさらに他の形態によれば、前記透明管の内部に透明充填材が充填されることを特徴とする。この形態により、透明管内部の励起発光体の保持、固定が容易となり、また、前記透明管の補強がもたらされる。透明管としてはガラス管のほか、透明アクリル管など各種の透明樹脂管が採用可能である。
【００１４】
本発明のさらに他の形態によれば、前記透明管の外表面に散在パターンまたは濃淡パターンで前記蛍光体が塗布され、さらにその外側が透明保護体で囲包されることを特徴とする。前記透明保護体を保護透明管とすることにより、有機蛍光体が二重透明管内に密封状態に封止され、湿気に弱い有機蛍光体の劣化が防止され、野外環境下でも長期間にわたって安定して使用できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によるランプ構造によれば、透明管に蛍光体を密状態に一様に塗布せずに粗状態で散在するように、あるいは部分的に濃淡が生じるように塗布するので、封入した発光体からの励起光が前記透明管を適切に透過することができ、蛍光色と前記発光体の励起光との良好な混合色の発光が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１に係るランプ構造の外観側面図である。
【図２】図１に示す実施例１の変形例を示す一部裁断した側面図である。
【図３】図２に示す変形例の縦断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係るランプ構造の外観斜視図である。
【図５】図４に示す実施例２の変形例を示す一部裁断した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明を各種の実施例およびその変形例について図面を参照して説明する。なお、これらの実施例はガラス管に有機蛍光体を塗布した例であるが、本発明は必ずしも有機蛍光体に限定されるものではなく、無機蛍光体を用いた場合にも同様に適用されることは勿論である。また、ガラス管以外にも例えばアクリル管など各種の透明樹脂管で構成してもよい。
【実施例１】
【００１８】
図１および図３を参照すれば、ランプ構造物１の片端部、この実施例では底部となる底板２に円筒状でかつ先端が半球状、凸レンズ状に閉塞したガラス管３が固着され、これによってガラス管３内が封止されている。底板２の内面中央にヘッダ５が固着され、このヘッダ５の上面に励起発光体である発光ダイオード６が搭載されている。発光ダイオード６から伸長する一対のリード線７はヘッダ５および底板２を通して外部へ引き出され、図示しない外部電源に接続される。なお、図３の変形例に示されるように、ガラス管３の補強を兼ねた透光性の充填材８（例えばゾルゲルガラス等の無機材料、エポキシ、アクリル等の合成樹脂材等）がガラス管３内に充填されている。発光ダイオード６およびヘッダ５は充填材８に埋め込まれ、これによって発光ダイオード６の固定がなされるとともに、ランプ構造物自体の補強が確保される。
【００１９】
発光ダイオード６は電圧印加によって紫外線〜青色可視光の励起光を発生する素子である。発光ダイオード（ＬＥＤ）の例としては、Ａｌ（アルミニウム）、Ｉｎ（インジウム）、Ｇａ（ガリウム）、Ｎ（チッ素）、Ｐ（リン）、Ａｓ（ヒ素）を主元素として、これらの材料を組み合わせた化合物半導体であり、赤色ＬＥＤ（ＧａＡｌＡｓ）、緑色ＬＥＤ（ＡｌＧａＩｎＰ）、青色ＬＥＤ（ＡｌＧａＩｎ）等がある。これらの発光色を、波長変換色素である蛍光色素即ち一般的には有機蛍光色素または有機蛍光顔料の蛍光色と組み合わせ、かつ発光ダイオードの種類も組み合わせることにより、各種の鮮やかな明るい色調の色が得られる。  また、有機蛍光体として用いる材料には、赤色有機蛍光体として、例えば、ジオキシジン系、シアニン系等が挙げられ、これらの一種もしくは二種以上の混合物として使用される。また、緑色有機蛍光体として、例えば、キサンテン系、クマリン系が挙げられ、これらの一種もしくは二種以上の混合物として使用される。さらに、青色有機蛍光体として、例えば、キノロン系、スチルベン系、オキサゾール系等が挙げられ、これらの一種もしくは二種以上の混合物として使用される。このような各色のＬＥＤと各色有機蛍光体との組み合わせにより、鮮やかな色調および耐久性のある発光装置が得られる。また、ガラス管３は発光ダイオード６から発生する紫外線〜青色可視光（例えば、波長３６０〜５００ｎｍ）の励起光を減衰させることなく透過するガラス体であり、一例として励起光が紫外線の場合に石英ガラス等の紫外線透過ガラスが用いられる。
【００２０】
実施例１では、図１に示すように、ガラス管３の外表面に有機蛍光体９が規則的な格子状あるいは網目状のパターンで塗布されている。格子の目（網目）１０の部分は蛍光体が存在せず、ガラス面が露出している。内部の発光ダイオードから放射された有色の励起光は格子状の有機蛍光体９の部分では透過度が弱いために有機蛍光体の蛍光色寄りの色味となるものの、有機蛍光体の存在しない格子の網目１０の部分では発光ダイオードの励起光はガラス管３を直接透過し、励起光の光色がそのまま現れる。したがって、ガラス管全体として見たときは有機蛍光体の蛍光色寄りの色味と格子の網目１０から漏れる励起光自体の光色とが混じりあって蛍光色寄りの色味の薄れた混合色として目視される。
【００２１】
上述したように混合色の色種は、有機蛍光体の蛍光色と発光ダイオードの励起光色との重ね合せで決まるが、その色味は格子状有機蛍光体の網目１０（メッシュ）の大きさによって変わり、このメッシュの大きさを適切に選定することにより、所望の色味の混合色を得ることができる。例えば、青色発光ダイオードの励起光と、格子状パターンによって色味を薄めた黄色有機蛍光体の蛍光色とによって中間色である良好な白色の混合色を得ることができる。本発明の実施例１に係る有機蛍光体の網状パターンとしては、上述の格子状のほかに、縦縞あるいは横縞の縞状に塗布した形態も含まれる。縞状の場合、縞をなす線幅あるいは縞の密度を調整して所望の混合色を得ることができる。
【００２２】
（実施例１の変形例）
有機蛍光体は無機蛍光体に比べて湿気に弱く、使用環境により褪色、変色などの劣化を起こしやすい。したがって実施例１の変形例では、有機蛍光体を塗布したガラス管を透明の保護体で覆って有機蛍光体を保護している。
具体的には、図２、図３に示すように、ガラス管を二重構造とし、内側の第１のガラス管３の表面に有機蛍光体９を格子状ないし網目状に塗布し、その外側に第２のガラス管１１を被せるとともに、第１のガラス管３と第２のガラス管１１との間に透明樹脂材１２を介装して両ガラス管３，１１の固定および補強を図り、さらに第１のガラス管３の内部に透明充填材８を充填して発光ダイオード６を固定した構造としている。なお、他の変形例として、ガラス管を一重とし、その内面に有機蛍光体を塗布してもよく、この場合はガラス管の外表面に塗布するよりも有機蛍光体を湿気から保護できる。また、透明樹脂材１２を介装せずにガラス管３にガラス管１１を被せるだけでもよい。
【実施例２】
【００２３】
図４は本発明の実施例２によるランプ構造物１の側面図であり、この例ではガラス管３の外表面に有機蛍光体９が梨地散点状のパターンで塗布されている。この梨地模様の点の部分が有機蛍光体９であり、点と点の間の部分はガラス管３の表面が直接露出し、実施例１と同様にこの部分では内部の発光ダイオード（図４では図示せず）からの励起光がガラス管３をそのまま透過する。実施例２はガラス管表面の有機蛍光体９の塗布パターンが実施例１と異なるのみで、他の部分は実施例１と同様である。このような散点状の有機蛍光体により、ガラス管全体の蛍光色は弱まり、発光ダイオードの励起光と重なったときの混合色が蛍光色寄りの色味となるのが避けられる。散点状パターンの散点密度を変えることで、発光ダイオードの励起光と重なって所望の色味の混合色を得ることができる。
【００２４】
（実施例２の変形例）
図５は実施例２の変形例を示した側面図である。図２，図３に関して説明したように、ガラス管３表面の有機蛍光体９の劣化を防止するために、ガラス管の外側に透明保護体が密封状態に被せられる。この例では透明保護体として第２のガラス管１１が用いられている。より具体的に説明すれば、前述した実施例１の変形例と同様にガラス管は二重構造に構成され、内側の第１のガラス管３の表面に散点パターンで有機蛍光体９が塗布され、この第１のガラス管３の外側に透明保護体となる第２のガラス管１１が密封状態に被せられ、これによって第１のガラス管３の有機蛍光体９が湿気にさらされるのを防止している。この変形例でも第１のガラス管３の内部が透光性の充填材で充填され、該充填材で発光ダイオードが固定されることは実施例１の変形例と同様である。
【実施例３】
【００２５】
実施例１，２ではガラス管に網状あるいは散点状のパターンで有機蛍光体を塗布したが、本発明ではこのほかにガラス管の表面に有機蛍光体を濃淡を有して塗布してもよい。有機蛍光体を濃く塗った部分では発光ダイオードの励起光の透過光量が減少し、蛍光色寄りの色味となるが、淡い塗布部分では発光ダイオードの励起光の色味が強く現われ、全体としては適切な色味の混合色となる。有機蛍光体の濃淡の度合いを変えることで所望の色味の混合色を得ることができる。
【００２６】
実施例１，２では有機蛍光体の塗布パターンを規則的配列の網状パターンあるいは散点密度の等しい散点状パターンとしたが、本発明ではこの形態のほかに、網状あるいは散点状パターンの配列に粗、密の変化をもたせることも可能である。例えば、ガラス管の左半分をメッシュの細かい密な網状パターンとし、右半分をメッシュの粗い網状パターンとすることにより、同じガラス管に蛍光色寄りの混合色と発光ダイオードの励起光色寄りの混合色が区別状態に現われることとなり、意外性、趣向性に富んだ表示用ランプとすることも可能である。また上述の各実施例では、ガラス管として先端が半球状となった円筒体に構成したが、ガラス管の形状としてはこのほかにも円錐形、角形、球体形など種々の形状に形成してもよい。
【００２７】
また、上記実施例においては、青色発光ダイオードと黄色蛍光体から白色光を照射することを例に説明したが、発光ダイオードの色と蛍光体の色の組み合わせはこれに限られるものではない。また上述の各実施例では、ガラス管として先端が半球状、凸レンズ状となった円筒体に構成したが、ガラス管の形状としてはこのほかにも砲弾状、円錐形、角形、球体形など種々の形状に形成してもよい。
【００２８】
また、有機蛍光体９をガラス管３表面に直接塗布する例を示したが、有機蛍光体９を直接塗布することに限られず、有機蛍光体９を印刷により塗布してもよいし、蛍光体粉末を塗着性のバインダーに混入してこれを塗着することにより塗布することもできる。また、ガラス管３内に透光性の充填材８を充填する例を示したが、これ以外にもガラス管３内を真空状態としたり、湿気の少ない空気やガスを充填してもよい。
【００２９】
このように本発明は特許請求の範囲に記載された発明を逸脱することなく種々の変形、修正形態で実施することができ、これらは本発明の範囲に含まれることは明らかである。
【符号の説明】
【００３０】
１  ランプ構造物
２  底板
３  ガラス管（第１のガラス管）
５  ヘッダ
６  発光ダイオード
７  リード線
８  透光性の充填材
９  有機蛍光体
１１  第２のガラス管
１２  透明樹脂材
【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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