面発光ＬＥＤ光源

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【発明の名称】	面発光ＬＥＤ光源
【発明者】	【氏名】山田健一【氏名】石井健一【氏名】牧原千晴【氏名】今井康雄
【要約】	【課題】均一で発光強度が強く、紫外線ＬＥＤを使用した場合でも紫外線の洩れが生じない面発光ＬＥＤ光源を提供する。【解決手段】面に蛍光体４を有し、少なくとも一方向が開口した箱状、樋状あるいはドーム状の反射体３と、この反射体３を照射するＬＥＤ素子１と、反射体３の開口部を覆い、電源遮断手段を設けた紫外線を透過させない透光体５と、を備える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】内面に蛍光体を有し、少なくとも一方向が開口した箱状、樋状あるいはドーム状の反射体と、この反射体を照射するＬＥＤ素子と、前記反射体の開口部を覆う透光体と、を備えたことを特徴とする面発光ＬＥＤ光源。
【請求項２】ＬＥＤ素子は反射体の開口部端部に沿って複数個設けられたことを特徴とする請求項１記載の面発光ＬＥＤ光源。
【請求項３】ＬＥＤ素子は透光体の反射体側の中央部に複数個設けられたことを特徴とする請求項１記載の面発光ＬＥＤ光源。
【請求項４】ＬＥＤ素子の電源を遮断する手段を透光体に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の面発光ＬＥＤ光源。
【請求項５】透光体は、特定の波長、あるいは、特定の波長域を透過させない特性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の面発光ＬＥＤ光源。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＬＥＤ素子を使用し、面発光をさせる面発光ＬＥＤ光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８は例えば特開平７－１７６７９４号公報に示された面状ＬＥＤ光源の平面図、図９は図８の断面図である。図８は本発明の面状光源の導光板２を蛍光散乱層２３側から見た平面図である。図８において２１は導光板、１は導光板２１の端面に埋設された青色のＬＥＤ素子、２３は蛍光散乱層であり、蛍光物質と白色顔料とを調合したものが塗布されている。図９において、２６は図８に示す面状光源の第二の主面側に設けられた散乱反射層、２７はベースであり、散乱反射層２６とベース２７で反射射板を形成している。２５は第一の主面側に設けられ表面が凹凸とされている光拡散板、２４は反射膜である。
【０００３】この構成において、図９に示すように、青色ＬＥＤ素子１から出た光は、一部導光板２１以外の外部に放射されるが、大部分の光は導光板２１の中を全反射を繰り返しながら、導光板２１の端面に達する。端面では反射膜２４に反射されて、全反射を繰り返す。この時、導光板２１の第二の主面側に設けられた蛍光散乱層２３により一部の光は散乱され、また一部の光は蛍光物質により吸収され、同時に波長変換されて放射され、導光板２１の光拡散板２５から放射される光色はこれらの光を合成された色として目に感じられる。
【０００４】例えば黄色の蛍光顔料と白色顔料からなる蛍光散乱層２３を設けた面状光源では、青色ＬＥＤ素子１からの発光色が白色となって感じられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の従来のＬＥＤ素子を用いた面発状光源は、導光板２１を使用し導光板２１の端部、あるいば面部からＬＥＤ素子光を入光して面発光を得る必要があり、端部から入光する場合には、大面積を発光するのに、その発光強度は弱く、一般照明用としての実現は難しい。一方、面部から直接入光する場合には、光ムラの発生、すなわちＬＥＤ素子の局部的な光面が見えやすく、均一な面発光を得ることは難しいという問題があった。
【０００６】また、紫外線ＬＥＤ素子を使用する場合には、紫外線が外部に漏れないような対策をする必要がある。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、均一で発光強度が強く、紫外線ＬＥＤ素子を使用した場合でも紫外線の洩れが生じない面発光ＬＥＤ光源を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る面発光ＬＥＤ光源は、内面に蛍光体を有し、少なくとも一方向が開口した箱状、樋状あるいはドーム状の反射体と、この反射体を照射するＬＥＤ素子と、前記反射体の開口部を覆う透光体と、を備える。
【０００９】また、ＬＥＤ素子は反射体の開口部端部に沿って複数個設けられたものである。
【００１０】また、ＬＥＤ素子は透光体の反射体側の中央部に複数個設けられたものである。
【００１１】また、ＬＥＤ素子の電源を遮断する手段を透光体に備える。
【００１２】また、透光体は、特定の波長、あるいは、特定の波長域を透過させない特性を有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示す面発光ＬＥＤ光源の部分破断斜視図、図２は図１の断面図ある。図において１０は前面側が開口した箱体、３は箱体１０の内面に設けられ蛍光体４を有し断面が凹弧形状の樋状の反射体、１は反射体３の一つの開口部端部３ａに沿って一列に設けられた複数のＬＥＤ素子であり基板２に実装されている。５は反射体３の開口部を覆いＬＥＤ素子１から放射され、反射体３で反射された光が透過する平面状の透光体、５ａは透光体５の発光面である。７は透光体５に埋設された透明電極であり、電源コネクタ９に接続されている。ＬＥＤ素子１は電源コネクタ９と透明電極７を介して電源（図示せず）に接続されている。
【００１４】蛍光体４はＬＥＤ素子１の放射が青色光のときは例えばＹＡＧを使用し、紫外線のときは、紫外線の照射により赤色光を発する蛍光体（Ｒ）と緑色光を発光する蛍光体（Ｇ）と青色光を発する蛍光体（Ｂ）を混合したものを使用する。例えば蛍光体（Ｒ）はピーク波長が６１９ｎｍのＹＶＯ₄：Ｅｕ、Ｂｉを使用し、蛍光体（Ｇ）は例えばピーク波長が５４３ｎｍのＹ₂ＳｉＯ₅Ｃｅ、Ｔｂを使用し、蛍光体（Ｂ）は例えばピーク波長が４５０ｎｍのＢａＭｇＡｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕを使用する。なお、ＹＡＧは青色光を黄色の可視光に波長変換する。このとき一部は波長変換されないで青色のままで反射する。
【００１５】この構成において、まず、電源コネクタ９と透明電極７を介してＬＥＤ素子１に電源が供給されると、ＬＥＤ素子１が青色光または紫外線を放射し、反射体３で反射されるとともに、反射体３の蛍光体４によりＬＥＤ素子１が青色の放射光の場合は、黄色の可視光に波長変換されるとともに、拡散されて透光体５から放射される。このとき、青色の放射光の一部は波長変換されず、青色のまま透光体５の外に放射される。この波長変換された黄色光と、波長変換されなかった青色光とが合成され白色光として感じられる。
【００１６】ＬＥＤ素子１が紫外線放射の場合は、蛍光体４により赤、緑、青の可視光に波長変換されるとともに、拡散されて透光体５から放射される。そして、これらの光が合成され白色光として感じられる。なお、この場合に透光体５は紫外線を透過しないものを使用する。
【００１７】また、蛍光体４の膜厚あるいは含有量または含有量比などを調整することにより透過体５から放射される光色を変更させることができる。
【００１８】次に、面発光ＬＥＤ光源を使用中に透光体５が何らかの理由により外れた場合は、透光体５に埋設されている透明電極７の通電が切断されることにより、ＬＥＤ素子１への通電も遮断され安全性が向上する。
【００１９】さらに、ＬＥＤ素子１が紫外線放射の場合には、紫外線が面発光ＬＥＤ光源から放射されるのを防止することができる。
【００２０】以上のように、透光体５からの面状で均一な光を得ることができ、また、何らかの理由により、透光体５が外されたり、一部が欠落した場合でも、ＬＥＤ素子１ので放射が停止され、安全が確保されるとともに、紫外線ＬＥＤを使用した場合でも常に紫外線の外部への放射を防止できる。なお、蛍光体４は反射体３に塗布する場合や、シート状のもので反射体３に密着させてもよい。また、透光体５は透明とするだけではなく、表面仕上げにより拡散性のあるものとしたり、着色したりすることにより、さまざまな種類の光をえることができる。
【００２１】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形態２を示す面発光ＬＥＤ光源の断面図である。実施の形態１では、ＬＥＤ素子１を反射体３一つの開口部端部３ａに沿って一列に複数個設けたが、図３に示すように、ＬＥＤ素子１を反射体３の二つの開口部端部３ａ、３ｂに沿ってに列に設けたものである。この構成において、透光体５からの面状の発光強度をより均一でより強くすることができる。なお、図４、図５、図６に示すように反射体３を平板形状としたり、複数の平面の合成としてもよい。また、図示してないが反射体３をドーム状にしてもよい。
【００２２】実施の形態３．図７はこの発明の実施の形態３を示す面発光ＬＥＤ光源の断面図である。図７に示すように、ＬＥＤ素子１は反射体３ｎ開口部中央の透光体５の上に設けたもので、ＬＥＤ素子１から反射体３の有効な部分へのみこみ角度（立体角）が実施の形態１や実施の形態２よりも大きくなるために、ＬＥＤ素子１からの放射の反射体３へ入射する効率が向上し、効率のよい面発光ＬＥＤ光源とすることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、内面に蛍光体を有し、少なくとも一方向が開口した箱状、樋状あるいはドーム状の反射体と、この反射体を照射するＬＥＤ素子と、前記反射体の開口部を覆う透光体と、を備えたので、均一な面状の発光光源とすることができる。
【００２４】また、ＬＥＤ素子は反射体の開口部端部に沿って複数個設けられたので、面状の発光強度をより均一でより強くすることができる。
【００２５】また、ＬＥＤ素子は透光体の反射体側の中央部に複数個設けられたので、透光体かあらあ出る発光強度や発光効率を高くするすることができる。
【００２６】また、ＬＥＤ素子の電源を遮断する手段を透光体に備えたので、何らかの理由により透光体が外されたり、一部が欠落した場合にはＬＥＤ素子への通電が遮断され安全性が向上する。
【００２７】また、透光体は、特定の波長、あるいは、特定の波長域を透過させない特性を有するので、紫外線を放射するＬＥＤを使用した場合でも紫外線が外部に放射されることを防止できる。

【出願人】	【識別番号】３９００１４５４６【氏名又は名称】三菱電機照明株式会社
【出願日】	平成１２年２月２８日（２０００．２．２８）
【代理人】	【識別番号】１０００６１２７３【弁理士】【氏名又は名称】佐々木宗治（外３名）
【公開番号】	特開２００１－２４３８２１（Ｐ２００１－２４３８２１Ａ）
【公開日】	平成１３年９月７日（２００１．９．７）
【出願番号】	特願２０００－５１７０７（Ｐ２０００－５１７０７）