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技術 LEDとルミネセンス物質を有する透過性の支持体とを備えた照明装置。

出願人 コーニンクレッカフィリップスエヌヴェ
発明者 アンセムスヨハンネスピーエムヴァウマンスラルスアールシー
出願日 2009年4月1日 (10年5ヶ月経過) 出願番号 2011-503523
公開日 2011年5月26日 (8年3ヶ月経過) 公開番号 2011-517108
状態 特許登録済
技術分野 発光ダイオード LED素子のパッケージ
主要キーワード 支持箔 実効直径 砂吹き 幾何学的形 上流表面 平均壁厚 導光器 交換ランプ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2011年5月26日)のものです。
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課題・解決手段

本発明は、発光ダイオード20と、ルミネセンス物質51を有する透過性支持体50と、半透明出射窓60とを備えた照明装置10を提供する。拡散器空洞断面212とLED空洞断面211との比は、1よりも大きい。提案される照明装置10を用いると、ランプは、オフ状態である場合及び白色光照明された場合に、とりわけ白色に見えるようになる。他の利点は、本質的に効率的なシステムが提供され、暖かな白色の選択肢が提供され得る点である。

概要

背景

ルミネセンス物質を備えた透過性支持体を有する照明装置は、本分野において知られている。透過性のセラミック層又はルミネセンスセラミクス、及びこれらの作製方法は、本分野において知られている。例えば、米国特許出願公開US2005/0269582、米国特許出願公開US2006/0202105、国際特許出願公開WO2006/097868、国際特許出願公開WO2007/080555、米国特許出願公開US2007/0126017及び国際特許出願公開WO2006/114726を参照されたい。

例えば米国特許出願公開US2005/0269582は、発光層により発せられる光の経路に配置されたセラミック層と組み合わせられた半導体発光素子を開示している。該セラミック層は、ルミネセンス物質のような波長変換物質から構成されるか又は斯かる物質を含む。

概要

本発明は、発光ダイオード20と、ルミネセンス物質51を有する透過性の支持体50と、半透明出射窓60とを備えた照明装置10を提供する。拡散器空洞断面212とLED空洞断面211との比は、1よりも大きい。提案される照明装置10を用いると、ランプは、オフ状態である場合及び白色光照明された場合に、とりわけ白色に見えるようになる。他の利点は、本質的に効率的なシステムが提供され、暖かな白色の選択肢が提供され得る点である。

目的

本発明の一態様は、好適には上述した欠点の1つ以上を防ぐ、代替の照明装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

発光ダイオード発光を発するように構成された発光ダイオードと、前記発光ダイオード発光の少なくとも一部を吸収してルミネセンス物質発光を発するように構成された、ルミネセンス物質を有する透過性支持体であって、前記発光ダイオード及び前記ルミネセンス物質が所定の色の光を生成するように構成された、透過性の支持体と、前記光の少なくとも一部を透過させるように構成された半透明出射窓と、発光ダイオード空洞及び拡散器空洞であって、前記発光ダイオード空洞は発光ダイオード空洞側壁及び発光ダイオード空洞断面を持ち、前記拡散器空洞は拡散器空洞側壁及び拡散器空洞断面を持つ、発光ダイオード空洞及び拡散器空洞と、を有する照明装置において、前記発光ダイオードに対して、前記透過性の支持体は、前記発光ダイオードの下流で且つ前記半透明な出射窓の上流にあり、前記発光ダイオード空洞は、前記透過性の支持体の上流で且つ前記発光ダイオードの下流にあり、前記拡散器空洞は、前記透過性の支持体の下流で且つ前記半透明な出射窓の上流にあり、前記散器空洞断面と前記発光ダイオード空洞断面との比が1よりも大きい、照明装置。

請求項2

前記拡散器空洞断面積と発光ダイオード空洞断面との比は、約1.01乃至2の範囲内である、請求項1に記載の照明装置。

請求項3

前記発光ダイオード空洞側壁は、前記発光ダイオード発光、更に任意に前記ルミネセンス物質発光を、前記発光ダイオード空洞へと戻すように反射させるように構成された発光ダイオード空洞反射器を有し、前記発光ダイオード空洞反射器は、可視光の垂直な照射の下で、少なくとも95%の反射率を持つ、請求項1又は2に記載の照明装置。

請求項4

前記発光ダイオード空洞反射器は拡散反射器を有し、前記発光ダイオード空洞反射器は好適には、テフロン登録商標)、マイクロセルラーポリエチレンテレフタレート及びマトリクス物質粒子状TiO2から成る群から選択された1つ以上の物質を有する、請求項3に記載の照明装置。

請求項5

前記発光ダイオード空洞反射器は鏡面反射器を有する、請求項3又は4に記載の照明装置。

請求項6

前記透過性の支持体は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンポリプロピレンポリカーボネートポリメチルメタクリレートポリエチレンナフタレートポリジメチルシロキサン、及びシクロオレフィン共重合体から成る群から選択された有機物質を有する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の照明装置。

請求項7

前記透過性の支持体は、透過性のセラミックルミネセンス物質を有するルミネセンス物質を有する、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の照明装置。

請求項8

前記透過性の支持体は、0.1乃至5mm、特に0.2乃至2mmの範囲内の透過性支持体厚さを持つ、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の照明装置。

請求項9

前記発光ダイオード空洞反射器は、0.2乃至5mm、特に0.3乃至4mmの範囲内の反射器厚さを持つ、請求項3乃至5のいずれか一項に記載の照明装置。

請求項10

前記反射器厚さと前記透過性支持体厚さとの厚さ比は、0.5乃至10、特に1乃至6の範囲内である、請求項8又は9に記載の照明装置。

請求項11

前記発光ダイオード空洞及び前記拡散器空洞は円筒形の形状を持つ、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の照明装置。

請求項12

前記発光ダイオード空洞及び前記拡散器空洞は六角形の形状を持つ、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の照明装置。

技術分野

0001

本発明は、ルミネセンス物質を有する透過性支持体を備えた照明装置に関する。

背景技術

0002

ルミネセンス物質を備えた透過性の支持体を有する照明装置は、本分野において知られている。透過性のセラミック層又はルミネセンスセラミクス、及びこれらの作製方法は、本分野において知られている。例えば、米国特許出願公開US2005/0269582、米国特許出願公開US2006/0202105、国際特許出願公開WO2006/097868、国際特許出願公開WO2007/080555、米国特許出願公開US2007/0126017及び国際特許出願公開WO2006/114726を参照されたい。

0003

例えば米国特許出願公開US2005/0269582は、発光層により発せられる光の経路に配置されたセラミック層と組み合わせられた半導体発光素子を開示している。該セラミック層は、ルミネセンス物質のような波長変換物質から構成されるか又は斯かる物質を含む。

発明が解決しようとする課題

0004

先行技術のシステムの欠点は、出射窓として又は観測者に対して可視の物質としてルミネセンス物質層を適用することが、システムがオフ状態のときに、出射窓の色、特に黄橙色帰着し得る点である。このことは、ルミネセンス物質で被覆された窓が直接観測される場合、例えば該窓が発光出射窓である場合に当てはまるランプ(又は照明器具)の斯かる色付けされた外見はしばしば望ましいものではなく、無彩色の外見が一般に好ましい。

0005

それ故、本発明の一態様は、好適には上述した欠点の1つ以上を防ぐ、代替の照明装置を提供することである。本発明の一態様は特に、すりガラスを用いた多くの従来の電球におけるような、オフ状態において略無色の外見を持つ照明装置を提供することである。

0006

本発明の更なる態様は、改善された効率を持つ装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

第1の態様において、本発明は、
発光ダイオード発光を発するように構成された発光ダイオードと、
前記発光ダイオード発光の少なくとも一部を吸収してルミネセンス物質発光を発するように構成された、ルミネセンス物質を有する透過性の支持体であって、前記発光ダイオード及び前記ルミネセンス物質が所定の色の光を生成するように構成された、透過性の支持体と、
前記光の少なくとも一部を透過させるように構成された半透明な出射窓と、
発光ダイオード空洞及び拡散器空洞であって、前記発光ダイオード空洞は発光ダイオード空洞側壁及び発光ダイオード空洞断面を持ち、前記拡散器空洞は拡散器空洞側壁及び拡散器空洞断面を持つ、発光ダイオード空洞及び拡散器空洞と、
を有する照明装置において、前記発光ダイオードに対して、
前記透過性の支持体は、前記発光ダイオードの下流で且つ前記半透明な出射窓の上流にあり、
前記発光ダイオード空洞は、前記透過性の支持体の上流で且つ前記発光ダイオードの下流にあり、
前記拡散器空洞は、前記透過性の支持体の下流で且つ前記半透明な出射窓の上流にあり、
前記散器空洞断面と前記発光ダイオード空洞断面との比が約1よりも大きい、照明装置を提供する。

0008

このようにして、有利にも、代替の照明装置が提供される。更に、有利にも、装置の効率は、拡散器空洞断面積LED空洞断面積の比が1である装置よりも高くなると考えられる。

0009

特定の実施例においては、拡散器空洞断面積とLED空洞断面積との比は、約1.01乃至2の範囲内であり、例えば約1.01乃至1.5の範囲内であり、特に1.01乃至1.2である。ここで定義されたような拡散器空洞断面積/LED空洞断面積の比を用いると最良装置効率が得られ、約1の比を用いると効率は低くなる。高い効率により、エネルギーが節約され得る。更に、装置の光出力を保ちつつ、該装置中でより少ないLEDが利用され得る及び/又はより少ない装置が利用され得る。

0010

一実施例においては、記発光ダイオード空洞側壁は、前記発光ダイオード発光、更に任意に前記ルミネセンス物質発光を、前記発光ダイオード空洞へと戻すように反射させるように構成された発光ダイオード空洞反射器を有し、前記発光ダイオード空洞反射器は、可視光の垂直な照射の下で、少なくとも95%の反射率を持つ、特に青色領域において少なくとも約98%である。(比較的厚い)LED空洞反射器の適用は、拡散器空洞断面積に対するLED空洞の空洞断面積を低減する比較的容易な方法である。拡散器空洞断面積の壁面もまた反射器(拡散器空洞反射器)を有し得るため、例えば、拡散器空洞断面積とLED空洞断面積との比として約1よりも大きい値が、拡散器空洞反射器よりも厚いLED空洞反射器を適用することにより得られる。所望の比を得るための他の選択肢は、以下に説明される。

0011

特定の実施例においては、前記発光ダイオード空洞反射器は拡散反射器を有し、更には特に拡散反射器である。一実施例においては、前記発光ダイオード空洞反射器は好適には、テフロン登録商標)、MCPET(マイクロ発泡ポリエチレンテレフタレート)及びマトリクス物質粒子状TiO2から成る群から選択された1つ以上の物質を有する。他の実施例においては、LED空洞反射器は鏡面反射器を有し、特にLED空洞反射器が鏡面反射器である。更に他の実施例においては、LED空洞反射器は、拡散鏡面反射器を有する。例えば、該反射器は、部分的に鏡面であり、部分的に拡散性である。

0012

特定の実施例においては、透過性の支持体は、約0.1乃至5mmの範囲の透過性支持体厚さを持ち、該範囲は特に約0.1乃至2mm、例えば0.2乃至2mmであり、更には特に約0.4乃至2mmである。

0013

一実施例においては、LED空洞反射器は、約0.2乃至5mm、特に約0.3乃至4mmの範囲の反射器の厚さを持つ。特に、反射器の厚さと透過性支持体の厚さとの厚さ比は、約0.5乃至10の範囲、特に約1乃至6の範囲、更には特に約1.1乃至5の範囲内である。このようにして、照明装置の効率の点で最良の結果が得られる。

0014

一実施例においては、拡散器空洞及びLED空洞は独立して、円筒形立方体、直平行六面体長方形プリズムとも呼ばれる)、五角形プリズム及び六角形プリズム(即ち六角形状)から成る群から選択された形状を持っても良い。特定の実施例においては、LED空洞及び/又は拡散器空洞は、円筒形の形状を持つ。更に他の特定の実施例においては、LED空洞及び/又は拡散器空洞は、六角形の形状を持つ。特に六角形の形状/形態の場合には、LED空洞反射器は、鏡面反射器又は拡散器と鏡面反射器との組み合わせを有しても良い。

0015

更に、一実施例においては、拡散器空洞及びLED空洞は独立して、先端を切り取られた円錐形、先端を切り取られた回転放物面体、3つ以上の辺を持つ多角形の底面を持つ先端を切り取られたピラミッド形(例えば四辺形錐台(先端を切り取られた四角錐)、先端を切り取られた五角錐、先端を切り取られた六角錐)から成る群から選択された形状を持っても良い。ここで、先端を切り取られた、なる語句は、拡散器空洞又はLED空洞が、先端が上流であり幾何学的な形状の底部が下流にあるような幾何学的形状を持つような形状に関する。特定の実施例においては、LED空洞及び拡散器空洞は独立して、先端を切り取られた円錐及び先端を切り取られた回転放物面体から成る群から選択された形状を持つ。他の特定の実施例においては、LED空洞及び拡散器空洞は独立して、先端を切り取られた六角ピラミッドの形状を持つ。それ故、LED空洞壁及び拡散器空洞壁は独立して、直線状であっても良いし又は先細形状であっても良い。

0016

特に、LED空洞と拡散器空洞とは同一の形状を持つ(異なる大きさを持っても良い)。特に、一実施例においては、LED空洞及び拡散器空洞は円筒形の形状を持つ。別の実施例においては、LED空洞及び拡散器空洞は六角形の形状を持つ。

0017

提案される照明装置を用いると、ランプはとりわけ、オフ状態にあるとき及び白色で照明されるときに、白色に見える。特にルミネセンス物質がLEDに備えられるようなシステムに対する他の利点は、本質的に効率的なシステム(後方反射再吸収が少ない)が提供され、暖かな白色の選択肢(著しい熱的な急冷を伴わず、ルミネセンス物質の比較的「低い」放射を伴う)が提供され得る点である。更に、本発明による照明装置は、比較的単純な概念であり(比較的容易な組み立て及び駆動という利点を持つ青色LEDのみに基づくものであり得る)、調節可能な色温度の選択肢が実現可能である。

0018

LEDベース光源において離れているルミネセンス物質は、特に低い色温度(暖かい白)を持つ光の生成のために、システムの有効性という点で非常に有利であると考えられる。透過性支持体又は膜にルミネセンス物質被覆を塗布することは、高いシステムの有効性に帰着し得る。なぜなら、僅かな光のみがLEDに反射され戻され、そこで吸収される可能性がかなり高いからである。LEDから離れたルミネセンス物質を用いることは、LEDパッケージ内にルミネセンス物質を持つシステムに比べて、約50%に上る有効性の利得に帰着し得る。

0019

上述したように、出射窓の表面、特に発光面においてルミネセンス物質を塗布することは、ランプがオフである場合及び白色光で照明されている場合に、当該面のかなり彩度の高い色点に帰着し得る。該出射窓の見かけの色の彩度の度合いは、本発明により、
LEDと照明装置の拡散性の半透明な出射窓との間に配置された透過性の担体上に(及び/又は担体内に)ルミネセンス物質を塗布することにより、低減させられ得る。

0020

該半透明な出射窓は、仮想的な発光窓(更なる光学系のため、ここで光が更に例えばビーム整形のために操作されても良い)として働く。ルミネセンス物質(層)と半透明な出射窓との間の距離(dLWと示される)が長くなると、該半透明な出射窓の色の彩度が更に低減され得る。典型的には、該彩度は、該半透明な出射窓からルミネセンス物質層を略ゼロの空隙(dLW)を伴って分離することにより約62%乃至約50%まで低減され得、当該空隙を増大させることにより約20%未満に更に低減され得る。更に、発光ルミネセンス物質層の表面積(即ち透過性支持体の上流面面積(AS1))よりも大きな上流表面積(AEW1)を持つ半透明な出射窓に亘って、発光ルミネセンス物質層からの光を分散させることも、該半透明な出射窓の色の彩度を低減させ得る。典型的には、表面積比(AEW1/AS1)が8である場合、彩度は約11%にまで低減され得、該表面積比の更なる増大により更に減少させられ得る。

0021

以上に列記した手法及び以下の手法の幾つかは、数あるなかでも、付加的な散乱又は反射をシステムに適用することに基づくものであっても良い。しかしながら驚くべきことに、システムの効率は殆ど保たれ、その一方で、より多くの散乱及びより多くの(部分的な)反射面をシステムに追加することは一般に、システムの効率の非常に大きな低下を引き起こす。

0022

LED及びルミネセンス物質
一実施例においては、LEDは青色発光を発するように構成され、ルミネセンス物質は、青色LED発光の少なくとも一部を吸収して緑色発光を発するように構成された緑色ルミネセンス物質(a)と、青色LED発光の少なくとも一部若しくは緑色発光の少なくとも一部又は青色発光の少なくとも一部及び緑色発光の少なくとも一部の両方を吸収して赤色発光を発するように構成された赤色ルミネセンス物質(b)と、を有する。このようにして、所定の色の比は白色光であっても良い。数あるなかでもLEDパワー、青色LED発光スペクトル及びルミネセンス物質量に依存して、種々の色温度の白色光が生成され得る。

0023

他の実施例においては、LEDは青色発光を発するように構成され、ルミネセンス物質は、青色LED発光の少なくとも一部を吸収して黄色発光を発するように構成された黄色ルミネセンス物質(a)と、任意に、青色LED発光の少なくとも一部若しくは黄色発光の少なくとも一部又は青色発光の少なくとも一部及び黄色発光の少なくとも一部の両方を吸収して、該黄色発光とは異なる発光波長で発光するように構成された、1つ以上の他のルミネセンス物質(b)と、有する。このようにして同様に、所定の色の比は白色光であっても良い。数あるなかでも青色LED発光スペクトル、LEDパワー及びルミネセンス物質量に依存して、種々の色温度の白色光が生成され得る。特定の実施例においては、ルミネセンス物質は、黄色ルミネセンス物質(a)に加えて、青色LED発光の少なくとも一部若しくは黄色発光の少なくとも一部又は青色発光の少なくとも一部及び黄色発光の少なくとも一部の両方を吸収して赤色発光を発するように構成された赤色ルミネセンス物質(b)を更に有する。該赤色ルミネセンス物質は、数あるなかでも、CRIを更に改善するために適用されても良い。

0024

一実施例においては、照明装置は、4乃至64といった2乃至100のオーダーにおけるような、LED発光を発するように構成された複数の発光ダイオード(LED)を有する。

0025

ここで使用される白色光なる語句は、当業者には知られている。白色光は特に、約2000Kと20000Kとの間、特に2700Kと20000Kとの間の相関色温度CCT)を持つ光に関し、一般照明については特に約2700Kと6500Kとの間であり、バックライトの目的のためには特に7000K乃至20000Kの範囲内であり、特にBBLから約15SDCM(色マッチング標準偏差)、特にBBLから約10SDCM内であり、更に特にBBLから約5SDCM内である。

0026

青色光マッピング「青色発光」なる語句は特に、約410乃至490nmの範囲の波長を持つ光に関する。「緑色光」なる語句は特に、約500乃至570nmの範囲の波長を持つ光に関する。「赤色光」なる語句は特に、約590乃至650nmの範囲の波長を持つ光に関する。「黄色光」なる語句は特に、約560乃至590nmの範囲の波長を持つ光に関する。

0027

これらの語句は、特にルミネセンス物質が、例えばそれぞれ約500乃至570nm、約590乃至650nm及び約560乃至590nmの範囲外の波長を持つ広帯域発光を持つことを除外するものではない。しかしながら、斯かるルミネセンス物質の(又はLEDの)発光の優位波長は、ここで示された範囲内に見出される。それ故、「の範囲の波長を持つ」なる語句は特に、発光が規定された範囲内に優位発光波長を持ち得ることを示している。

0028

特に好適なルミネセンス物質は、特にそれぞれ三価セリウム又は二価ユウロピウムをドープされた、ガーネット及びニトリドから選択される。ガーネットの実施例は特にA3B5O12ガーネットを含み、Aは少なくともイットリウム又はルテニウムを有し、Bは少なくともアルミニウムを有する。斯かるガーネットは、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)又はセリウムとプラセオジムとの組み合わせをドープされても良いが、特にCeをドープされる。特に、Bはアルミニウム(Al)を有するが、Bはガリウム(Ga)及び/又はスカンジウム(Sc)及び/又はインジウム(In)をも部分的に有しても良く、特に約20%のAl、更に特に約10%のAlを有しても良く(即ち、Bイオンが基本的に90モル%以上のAl及び10モル%以下のGa、Sc及びInのいずれかから成る)、Bは特に約10%のガリウムを有しても良い。別の変形例においては、B及びOは、少なくとも部分的にSi及びNにより置き換えられても良い。元素Aは特に、イットリウム(Y)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)及びルテニウム(Lu)から成る群から選択されても良い。更に、Gd及び/又はTbは特に、Aの約20%の量までのみ存在する。特定の実施例においては、ガーネットのルミネセンス物質は(Y1−xLux)3B5O12:Ceを有し、ここでxは0以上且つ1以下である。

0029

「:Ce」なる表記は、ルミネセンス物質中の金属イオンの一部(即ちガーネットにおいては「A」イオンの一部)がCeにより置換されていることを示す。例えば、(Y1−xLux)3B5O12:Ceの場合には、Y及び/又はLuの一部がCeにより置換されている。このことは、当業者には知られている。Ceは、一般に10%以下だけAを置換し、一般に、Ce濃度は0.1乃至4%、特に0.1乃至2%(Aに対して)の範囲内となる。1%のCe及び10%のYを仮定すると、完全に正確な化学式は(Y0.1Lu0.89Ce0.01)3Al5O12となる。当業者には知られているように、Ceは、ガーネットにおいて、殆ど三価状態で又は三価状態でのみ存在する。

0030

一実施例においては、赤色ルミネセンス物質は、(Ba,Sr,Ca)S:Eu、(Ba,Sr,Ca)AlSiN3:Eu及び(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Euから成る群から選択された1つ以上の物質を有しても良い。これらの化合物において、ユウロピウム(Eu)は殆ど二価状態で又は三価状態でのみ存在し、示された二価の陽イオンのうち1つ以上のを置換する。一般に、Euは陽イオンの10%を超える量は存在せず、Euの存在量は特に、Euが置換する陽イオンに対して約0.5乃至10%の範囲、更には特に約0.5乃至5%の範囲内となる。「:Eu」なる表記は、金属イオンの一部がEuにより(これらの例においてはEu2−により)置換されていることを示す。例えば、CaAlSiN3:Euにおいて2%のEuを仮定すると、完全に正確な化学式は(Ca0.98Eu0.02)AlSiN3となる。二価のユウロピウムは一般に、上述の二価のアルカリ土類陽イオン、特にCa、Sr又はBaのような、二価の陽イオンを置換する。

0031

物質(Ba,Sr,Ca)S:Euは、MS:Euとも示されることができ、ここでMはバリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)及びカルシウム(Ca)から成る群から選択された1つ以上の元素であり、特にMは本化合物においてはカルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、更に特にはカルシウムを有する。ここでEuが導入され、Mの少なくとも一部(即ちBa、Sr及びCaのうち1つ以上)を置換する。

0032

更に、物質(Ba,Sr,Ca)2Si5N8:Euは、M2Si5N8:Euとも示されることができ、ここでMはバリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)及びカルシウム(Ca)から成る群から選択された1つ以上の元素であり、特にMは本化合物においてはSr及び/又はBaを有する。更なる特定の実施例においては、MはSr及び/又はBaから成り(Euの存在を考慮に入れない)、特に50乃至100%、更には特に50乃至90%のBa、及び50乃至0%、特に50乃至10%のSrを含む(例えばBa1.5Sr0.5Si5N8:Eu、即ち75%のBa及び25%Sr)。ここでEuが導入され、Mの少なくとも一部(即ちBa、Sr及びCaのうち1つ以上)を置換する。

0033

同様に、物質(Ba,Sr,Ca)AlSiN3:EuはMAlSiN3とも示されることができ、ここでMはバリウム(Ba)、ストロンチウム(Sr)及びカルシウム(Ca)から成る群から選択された1つ以上の元素であり、特にMは本化合物においてはカルシウム若しくはストロンチウム、又はカルシウム及びストロンチウム、更に特にはカルシウムを有する。ここでEuが導入され、Mの少なくとも一部(即ちBa、Sr及びCaのうち1つ以上)を置換する。

0034

ルミネセンス物質なる語句はここでは特に、時に蛍光体とも示される無機ルミネセンス物質に関する。これらの語句は、当業者には知られている。

0035

透過性の支持体
特にLEDから(即ち特にLEDの発光面(又は色素)から)のゼロでない距離において、透過性の支持体が配置される。

0036

ここで使用される「透過性」なる語は、一実施例においては透明を意味し、別の実施例においては半透明を意味する。これらの語は、当業者には知られている。透過性なる語は特に、少なくとも青色範囲において、より一般的には可視範囲の全体(即ち約380乃至680nm)において、透過性の支持体による光の透過率が、少なくとも約20%、更には特に少なくとも約50%、更には特に少なくとも約80%(光による該透過性の支持体の垂直な放射の下で)であることを示す。

0037

透過性の支持体は自己支持型であっても良いが、一実施例においては、例えば伸張された(例えば装置のLED空洞壁間又は拡散器空洞壁間で(以下を参照))柔軟な膜であっても良い。該透過性の支持体は、板のような略平坦な形状を持っても良いが、別の実施例においては、例えばドームのような略凸型の形状を持っても良い。

0038

透過性の支持体は、一実施例においては、有機物質を有しても良い。好適な有機物質は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、P(M)MA(ポリメチルメタクリレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PDMS(ポリジメチルシロキサン)及びCOC(シクロオレフィン共重合体)から成る群から選択される。例えばポリカーボネートは優れた結果をもたらす。

0039

しかしながら、別の実施例においては、透過性の支持体は無機物質を有する。好適な無機物質は、ガラス、(溶融石英、セラミクス及びシリコーンから成る群から選択される。

0040

上述したように、透過性の支持体は、ルミネセンス物質の少なくとも一部を有する。透過性の支持体がルミネセンス物質を有するという事実は、ルミネセンス物質の一部が照明装置における他のどこかに配置され得ることを除外するものではなく、特定の実施例においては、略全てのルミネセンス物質が透過性の支持体に含まれる。「透過性の支持体はルミネセンス物質を有する」なるは、ルミネセンス物質が透過性の支持体に埋め込まれた透過性の支持体、ルミネセンス物質自体である透過性の支持体、ルミネセンス物質を有する下流の被覆を持つ(出射窓に面する側)透過性の支持体、ルミネセンス物質を有する上流の被覆を持つ(LEDに面する側)、及びルミネセンス物質を有する上流及び下流の被覆を持つ透過性の支持体から成る群から選択された透過性の支持体に関し得る。

0041

好適な実施例においては、透過性の支持体は、被覆を有する上流面を持ち、該被覆はルミネセンス物質の少なくとも一部を有する。斯かる実施例は、ルミネセンス物質の離れた(即ちLEDから離れた)位置により、及び、出射窓から比較的離れた位置により(白色光で照明された場合の出射窓の色の彩度低下)、利益を得る。

0042

特定の実施例においては、ルミネセンス物質の少なくとも一部は透過性のセラミックのルミネセンス物質を有し、透過性の支持体が透過性のセラミックのルミネセンス物質を有する。それ故、本実施例においては、該透過性の支持体は、ルミネセンスセラミックである。特に適切なルミネセンスセラミックは、以上に説明したように、セリウム含有ガーネットに基づく。透過性のセラミック層又はルミネセンスセラミクス、並びにその製造方法は、当業者には知られている。例えば、米国特許出願シリアル番号11/080,801(米国特許出願公開US2006/0202105)、国際特許出願公開WO2006/097868、国際特許出願公開WO2007/080555、米国特許出願公開US2007/0126017及び国際特許出願公開WO2006/114726を参照されたい。これら文献、及び特にこれら文献に示されるセラミック層の製造についての情報は、ここで参照により本明細書に組み込まれたものとする。

0043

ルミネセンス物質がLEDに塗布される代わりに、ルミネセンス物質を有する透過性のセラミック層による構成は、ルミネセンス物質とLEDとの間のゼロでない距離を実現する。該距離はここではdLL(ルミネセンス物質からLEDまでの距離)と示される。距離dLLは、特に最短の距離である。このことは、一実施例においては、LEDとルミネセンス物質との間のいずれの最短距離もが、0mmに等しいか又は特に0mmよりも長いことを意味する。一実施例においては、ルミネセンス物質からLEDまでの距離(dLL)は、0.5乃至50mmの範囲、特に3乃至20mmの範囲内である。

0044

透過性の支持体は、実効透過性支持体上流面直径(DS1)を持つ上流面を持つ。ここで「実効直径」なる語が利用される。透過性の支持体は、或る直径を持つ円形の形状を持っても良いが、別の形状を持っても良い。しかしながら、いずれの上流面の表面積(AS1)もが、実効直径を算出するために適用され得る(DS1=2√(As1/π))。特定の実施例においては、比dLL/DS1は0.01乃至1の範囲内であり、特に0.05乃至0.5の範囲内であり、更には特に0.1乃至0.4の範囲内である。これらの範囲内で、とりわけ優れた結果が得られる。

0045

本照明装置は、1つよりも多い透過性の支持体を有しても良く、ここで斯かる透過性の支持体の1つ以上がルミネセンス物質を有し、ことによると異なるルミネセンス物質からLEDまでの距離(dLL)を持つ。該1つよりも多い透過性の支持体は例えば、異なるルミネセンス物質を有しても良い。

0046

半透明の出射窓
特に透過性の窓の下流面からゼロでない距離において、即ち透過性の窓の下流において、半透明の出射窓が配置される。該出射窓は、照明装置の光が、該照明装置から脱出することを可能とするように構成される。

0047

該半透明の出射窓は、板のような略平坦な形状を持っても良いが、別の実施例においては、例えばドームのような略凸型の形状を持っても良い。

0048

該半透明の出射窓は、一実施例においては、有機物質を有しても良い。好適な有機物質は、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、P(M)MA(ポリ(メチル)メタクリレート)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PDMS(ポリジメチルシロキサン)及びCOC(シクロオレフィン共重合体)から成る群から選択される。

0049

しかしながら、別の実施例においては、半透明の出射窓は無機物質を有する。好適な無機物質は、ガラス、(溶融)石英、セラミクス及びシリコーンから成る群から選択される。

0050

しかしながら、半透明の出射窓は半透明である。例えば、上述の物質は本質的に半透明な特性を持つものであっても良いし、又は例えばフロスティング(frosting)、例えば同様に「フロスティング」として知られる砂吹き又は酸腐食により、半透明にされても良い。斯かる方法は、本分野において知られている。該半透明の出射窓は、幾分かの光を通過させても良いが、半透明の物質を通して観測される内部(即ち該出射窓から上流の、照明装置の上流オブジェクト)は、略拡散され不明瞭にされる。

0051

他の構成とは異なり、本発明の照明装置においては、好適には出射窓の上流面又は下流面においてルミネセンス物質が略配置されない。一実施例においては、以上に説明したように、略全てのルミネセンス物質が透過性の支持体に含まれ、これにより、好適には0mmよりも長いルミネセンス物質から出射窓までの距離(dLW)をもたらす。一実施例においては、ルミネセンス物質は透過性の支持体の下流面に配置されても良く、該ルミネセンス物質は少なくとも部分的に出射窓に接触していても良く、これにより、略ゼロに等しいルミネセンス物質から出射窓までの距離をもたらすが、好適にはルミネセンス物質から出射窓までの距離(dLW)はゼロより大きい。

0052

距離dLWは、特に最短の距離である。このことは、一実施例においては、出射窓とルミネセンス物質との間のいずれの最短距離もが、0mmに等しいか又は特に0mmよりも長いことを意味する。一実施例においては、ルミネセンス物質から出射窓までの距離(dLW)は、0.01乃至100mmの範囲、特に1乃至50mmの範囲、更には特に10乃至30mmの範囲内である。一般に、該距離が長くなる程、半透明な出射窓の色の彩度が低く見える。

0053

半透明な出射窓は、出射窓上流面面積(AEW1)を持つ上流面を持つ。上述したように、透過性の支持体は、上流面面積(AS1)を持つ。特定の実施例においては、出射窓と透過性の支持体とは、表面積比AEW1/AS1>1、特に≧2を持ち、更には特に2乃至20、更には特に3乃至10の表面積比を持つ。ここでもまた、一般に、該比が大きい程、半透明な出射窓の色の彩度が低く見える。更に、比dLW/DS1(即ち、ルミネセンス層から出射窓までの距離と実効透過性支持体上流面直径との比)は、好適には0.01乃至1の範囲内であり、特に0.1乃至0.5の範囲内である。一般に、該比が大きい程、半透明な出射窓の色の彩度が低く見える。

0054

照明装置
LEDに対して、透過性の支持体はLEDの下流に配置される。透過性の支持体は好適には、LEDにより生成される略全ての発光が該透過性の支持体の方向に向けられるように配置され、即ち該透過性の支持体はLEDにより発せられる光の経路に配置される。それ故、好適な実施例においては、ルミネセンス物質及び/又は透過性の支持体は、略全てのLED発光を受光する。一実施例においては、ルミネセンス物質とLEDとの間の距離はゼロではないため、LEDを支持するLED支持体、透過性の支持体、及び任意にLED空洞壁により囲まれたLED室又はLED空洞が存在し得る。該ルミネセンス物質及び/又は透過性の支持体は、該LED室又はLED空洞における内部反射の後に、略全てのLED発光を受光しても良い。

0055

ルミネセンス物質を有する透過性の支持体は特に、LED発光の少なくとも一部を透過させるように構成される。このようにして、透過されたLED発光を伴うLED(透過性の支持体)、及びルミネセンス物質発光を伴うルミネセンス物質が、(白色光のような)所定の色の光を生成するように構成される。

0056

半透明な出射窓は、透過性の支持体より下流に配置される。それ故、該透過性の支持体は、LEDに向く上流面と、該半透明な出射窓に向く下流面とを持ち、該半透明な出射窓は、該透過性の支持体の下流面に向く上流面と、照明装置の外部に向く下流面とを持つ。

0057

一実施例においては、ルミネセンス物質と出射窓との間の距離はゼロではないため、透過性の支持体、出射窓、及び任意に拡散器空洞壁、更に任意にLED支持体、更に任意にLED空洞壁により囲まれた、(他の)内部室又は拡散器空洞(ここでは「混合室」とも示される)が存在し得る。特定の実施例においては、ルミネセンス物質の少なくとも一部と出射窓との間において(従って特に拡散器空洞において)、空気、二酸化炭素ヘリウムアルゴン又は真空(真空とは実質的にいずれの物質もがないこと)のような、1.2以下の屈折率を持つ物質が配置される。

0058

上述したように、該出射窓は、本照明装置から光が脱出することを可能とするように構成される。しかしながら、該出射窓の下流に配置され得る、該照明装置の光を導く又は該光に影響を与えるための、コリメータ、反射器、導光器光学層等のような更なる光学素子が除外されるものではない。

0059

本発明によれば、非常に高い効率及び優れた演色性を持ち、オフ状態において白色に見えるか又は略無彩色に見える、離れたルミネセンス物質モジュールとランプとが実現され得る。薄膜のような透過性の支持体中における又は該支持体上におけるルミネセンス物質を伴う提案されるシステムは、ロール・ツー・ロール(roll-to-roll)処理により安価な大量生産をも可能とし、均一化と効率の最適化とを両立する。

0060

上述したように、本発明の照明装置は有利にも、約1よりも大きい、拡散器空洞断面積とLED空洞断面積との比を持つ。好適には、このことはLED空洞反射器、特に上述した拡散器空洞断面積とLED空洞断面積との比をもたらすように攻勢されたLED空洞反射器によって、実現されても良い。望ましい比を得るための代替の又は付加的な方法は、以下に説明される。

0061

提案される構成は、大面積照明、アンビエンス(ambience)照明(例えば照明タイル)、バックライト(例えばポスターボックス)、ダウンライト白熱電球(GLS)又はTL交換ランプのような拡散型レトロフィットランプ、ウォールウォッシャ(wall washer)において適用されることができ、体積及びビーム制約に依存して、幾つかのスポットランプにも適用され得る。

0062

任意に、透過性の支持体は、ルミネセンス物質の不均一な分布を有しても良い。例えば、蛍光体の不均一な分布は、調節機能を向上させ得る。

0063

本発明の実施例は、添付される模式的な図面を参照しながら、例としてのみ、以下に説明され、図面において、対応する参照記号は対応する部分を示す。

0064

本質的な要素のみが示されている。当業者には知られているドライバや、光フィルタ、コリメータ、取り付け具等のような更なる光学素子といった他の要素は、これら模式的な図面には図示されていない。

図面の簡単な説明

0065

本発明の照明装置のとり得る実施例を側面図で模式的に示す。
本発明の照明装置のとり得る実施例を側面図で模式的に示す。
本発明の照明装置のとり得る実施例を側面図で模式的に示す。
本発明の実施例を斜視図で示す。

実施例

0066

図1a(更には図1b図1c及び図2)は、LED発光21を発するように構成された発光ダイオード20を備えた、照明装置10を模式的に示す。LED20の下流には、ルミネセンス物質51を有する透過性の支持体50が配置される。

0067

透過性の支持体50は例えば、ルミネセンス物質の被覆52(即ちルミネセンス物質51を有する被覆52)を持つPET薄膜であっても良く、ここでは該被覆は透過性の支持体50の上流と示される。ルミネセンス物質51は、LED発光21の少なくとも一部を吸収し、ルミネセンス物質発光13を発するように構成される。透過性の支持体50は、LEDにより発せられる光の経路に配置される。該透過性の支持体は例えば、参照番号80により示される空洞壁の間で伸張された薄膜であっても良い。

0068

LED発光21は、透過性の支持体50(ルミネセンス物質51を含む)によって少なくとも部分的に透過させられる。それ故、透過性の支持体50の下流、LED発光21及びルミネセンス物質発光13は、光115をもたらす。それ故、LED20及びルミネセンス物質51は、例えば白色のような、所定の色の光115を生成するように構成される。例えば、LED発光21は青色光であっても良く、ルミネセンス物質発光13は黄色光であっても良く、それによりもたらされる光115が白色となり得る。

0069

透過性の支持体50は、上流面又は上流側53と、下流面又は下流側54とを持つ。

0070

照明装置10は更に、光115の少なくとも一部を透過させ、それにより照明装置の光15を提供するように構成された、半透明な出射窓60を有する。半透明な出射窓60は特に、該照明装置からの光15を拡散させるように構成される。半透明な出射窓60は、ルミネセンス物質51により発せられ及び/又は透過性の支持体50により透過させられた光の経路に配置される。該半透明な出射窓は例えば、フロスティングされたポリカーボネート(PC)であっても良い。半透明な出射窓60は、上流面又は上流側63と、下流面又は下流側64とを持つ。

0071

ここで、LED20に対して、透過性の支持体50はLED20の下流に配置される。ルミネセンス物質51とLED20との間の距離は、参照記号dLLにより示される。ここで、dLLは0mmよりも大きい。LED20に対して、半透明な出射窓60もまた、透過性の支持体50より下流にある。ルミネセンス物質51と出射窓60との間の距離は、参照記号dLWにより示される。

0072

本模式的な実施例において、半透明な出射窓60は略平坦な形状を持ち、透過性の支持体50もまた略平坦な形状を持つ。

0073

本模式的な実施例において、照明装置10は、LEDを支持するLED支持体30、透過性の支持体50及びLED空洞壁45に囲まれた、LED室又はLED空洞11を持つ。LED支持体30は、(メタルコア)PCB(印刷回路基板)及びアルミニウム筐体32を有しても良い。LED空洞11の内部の少なくとも一部、特にLED空洞壁45及び支持体30は、反射器のような反射性物質を備えても良い。該反射器は、支持体30において参照番号240により示され、LED空洞壁45において参照番号40により示される。

0074

本実施例において、拡散器空洞12の拡散器空洞壁41もまた、参照番号140により示される反射器を備える。それ故、一実施例においては、拡散器空洞壁41もまた反射器を有する。

0075

支持体30における反射器240、拡散器空洞壁41における反射器140、及びLED空洞壁45における反射器40として、例えばMCPET(マイクロセルラー・ポリエチレンテレフタレート)が利用されても良い。反射器として利用され得る他の反射性物質は、例えばテフロン(登録商標)又はマトリクス物質中の粒子状TiO2である。それ故、反射器として、例えばテフロン(登録商標)、MCPET(例えば古河電工社によるもの)、E60L、E6SL又はE6SV(例えば東レ社によるもの)のような略拡散性の反射器が利用されても良いし、マトリクス物質中の粒子状TiO2のような散乱性粒子、若しくはNorbridge(3M社の小品名Vikuiti(登録商標)ESR)若しくはMIRO(Alanod社によるもの)が利用されても良いし、又は一部が拡散的に反射性のものであり一部が鏡面反射性のものである反射器のような反射器の組み合わせが利用されても良い。

0076

上述したように、半透明な出射窓60は透過性の支持体50の下流に配置され、透過性の支持体50は、LED20に向く上流面53と、半透明な出射窓60に向く下流面54とを持ち、半透明な出射窓60は、支持体50の下流面54に向く上流面63と、照明装置10の外部に向く下流面64とを持つ。

0077

ルミネセンス物質51と出射窓60との間の距離dLWは特にゼロでない(ここで透過性の支持体の下流面54と出射窓の上流面63との間の距離もゼロでない)ため、(他の)内部室又は拡散器空洞が存在し得る。図1aの模式的に示された実施例においては、該拡散器空洞は、参照番号12により示されている。ここで、該拡散器空洞12は、透過性の支持体50、出射窓60及び拡散器空洞壁41により囲まれている。特定の実施例においては、ルミネセンス物質51の少なくとも一部と出射窓60との間、即ちここでは実際には透過性の支持体50と出射窓60との間、更に正確には、拡散器空洞12内において、空気、二酸化炭素、アルゴン又は真空のような、1乃至1.2の範囲内といった、1.2以下の屈折率を持つ物質が配置されても良い。一般に、空気が利用される。それ故、LED20の下流で且つ透過性の支持体50の上流にある空洞、即ちLED30と透過性の支持体50との間の空洞は、LED空洞11として示され、該LED空洞11の下流、即ち透過性の支持体50の下流で且つ半透明な出射窓60の上流において、透過性の支持体50と半透明な出射窓60との間の空洞は拡散器空洞12として示される。

0078

模式的な図1aにおいて、ルミネセンス物質51は、透過性の支持体50の上流、即ち透過性の支持体50の上流面53に配置される。しかしながら、以上に示されたように、透過性の支持体50の下流面54において、上流面53と下流面54との両方において、透過性の支持体50に含まれるように、又は透過性の支持体50自体となる(例えばルミネセンスセラミック)ように、といった、他の構成も可能である。斯かる実施例の組み合わせもまた可能である。

0079

透過性の支持体50は、透過性支持体厚さd1(即ちルミネセンス物質51を有する任意の被覆52を含んだ該支持体の厚さ)を持ち、該厚さは特に約0.1乃至5mmの範囲内であり、更には特に約0.2乃至2mmの範囲内である。LED空洞反射器40は反射器厚さd2を持ち、該厚さは約0.2乃至5mmの範囲内であり、更には特に0.3乃至4mmの範囲内である。特に、反射器厚さd2と透過性支持体厚さd1との厚さ比は、約0.5乃至10の範囲内であり、特に約1乃至6の範囲内である。このようにして、照明装置の効率の点で最良の結果が得られる。

0080

LED空洞の断面即ちLED空洞断面は参照番号211で示され、拡散器空洞の断面即ち拡散器空洞断面は参照番号212で示される。それぞれ(任意の)反射器40及び140を含むこれら空洞の断面は、それぞれ参照番号211'及び212'により示される。

0081

拡散器空洞断面212とLED空洞断面211との比は、約1よりも大きい。斯かる構成を得るための比較的容易な方法は、拡散器空洞12よりも狭いLED空洞11を適用することである。

0082

このことは、幾つかの方法によって達成され得る。比較的容易な方法は、比較的厚いLED空洞反射器40を利用することである。拡散器空洞反射器140をも利用する場合には、前者の厚さ(d2)は、後者の厚さ(参照記号d5により示される)よりも大きくても良い。それ故、約1よりも大きい拡散器空洞断面212とLED空洞断面211との比は例えば、拡散器空洞反射器140よりも厚い(d2)LED空洞反射器40を利用することにより得られる。

0083

厚い反射器は、単に厚い反射器を利用することにより得られるのみならず、複数の反射層又は反射器をLED空洞反射器40として利用することによっても得られる。

0084

しかしながら、代替として及び/又はこれに加えて、このことは、拡散器空洞壁41によって得られるよりも小さな、LED空洞壁45によって得られる断面積を課すことによっても得られる。即ちここでは、断面211は断面212よりも小さい。例えば、参照記号d3により示されるLED空洞壁45は、参照記号d4により示される拡散器空洞壁41(図1cも参照されたい)よりも厚くても良く、又は、LEDの比較的近くに配置されても良い(即ち、LED空洞壁45からLEDまでの最短横方向距離が、拡散器空洞壁からLEDまでの最短横方向距離よりも短くても良い)。実際には、このようにして、断面211'が断面211よりも小さくされ得る。それ故、このようにして、約1より大きい拡散器空洞断面212とLED空洞断面211との比が得られる。

0085

それ故、該約1より大きい比は、一実施例においては、LED空洞反射器40、とりわけ上述した拡散器空洞断面212とLED空洞断面211との比をもたらすように構成されたLED空洞反射器40の実施例によって、実現され得る。

0086

LED空洞反射器40は特に、LED発光21を(拡散的に)反射させるように構成される。しかしながら、ルミネセンス物質の発光13の一部もLED空洞11に入るため、LED空洞反射器40はまた、ルミネセンス物質の発光13を(拡散的に)反射させるようにも構成される。更に、拡散器空洞反射器140は特に、ルミネセンス物質の発光13及びLED発光21(透過性の支持体50を透過させられたもの、即ち光115)を(拡散的に)反射させるように構成される。しかしながら、一実施例においては、該LED空洞反射器は、LED発光21、更には任意にルミネセンス物質の発光13を、鏡面的に反射させるようにも構成される。

0087

側面図である図1aの模式的な図においては、LED空洞11及び拡散器空洞12は独立して円筒形の形状を持ち得、即ち装置10を上から見ると、これら空洞について略円対称性が観測される。上述したように、本発明の装置は斯かる形状に限定されるものではない。

0088

図1bは、照明装置10の他の実施例の模式的な図である。本実施例は、図1aに模式的に示された実施例(以上に説明された)とは大きくは異ならないが、本実施例においては、透過性の支持体の上流面53に配置されたルミネセンス物質51を有する被覆52を有する透過性の支持体50の代わりに、ここでは透過性の支持体50はルミネセンスセラミック物質を有する。このようにして、透過性の支持体50は、ルミネセンス物質51を含む。

0089

図1a及び1bの模式的な実施例においては、参照記号AS1で示される透過性の支持体50の上流面面積と、参照記号AEW1で示される半透明な出射窓60の上流面面積とは、略等しい(即ちAEW1/AS1≒1)。

0090

図1cは、図1a及び1b、特に1bにおいて模式的に示されたものと同様の実施例を模式的に示すが、異なる点はAEW1/AS1>1である点である。また、拡散器空洞断面212とLED空洞断面211との比は1よりもかなり大きくても良く、例えば1.1乃至2の範囲内であっても良い。

0091

LED空洞壁45及び/又は拡散器空洞壁41が傾斜を持つ場合には、空洞断面211及び212(並びに断面211'及び212')が平均空洞断面を指す。同様にここでは、壁厚d3及びd4が平均壁厚である。ここで、図1cにおいて、拡散器空洞壁41は、LED空洞壁45の平均壁厚d3よりも小さな平均壁厚d4を持つ。

0092

図1cは、1より大きい拡散器空洞断面212とLED空洞断面211との比が比較的容易に得られる実施例を模式的に示している。それ故、LED空洞11及び/又は拡散器空洞12は先細とされるか又はそれぞれ傾斜した壁45及び41であり、ここでこれら壁は先細とされ、下流よりも上流で小さな空洞断面をもたらす。例えば、LEDにおける即ち支持体30におけるLED空洞11の空洞断面は、透過性の支持体50におけるよりも小さい。

0093

図1cは、装置10の実施例の側面図を示す。空洞が上から見たときに略円対称性を持つ(即ち空洞断面211、212が円形である)ことを仮定すると、図1における空洞は先端が切り取られた円錐の形状を持ち、ここで底部(即ち支持体300)又は上流において切り取られた先端を持つ。しかしながら、図1cにおける空洞は、底部(即ち支持体300)又は上流において切り取られた先端を持つ、先端が切り取られた正方形ピラミッドの形状を持っても良い。上から見ると、正方形の対称性が見出されることとなり、即ち断面211、212は正方形である。

0094

上述したように、他の形状も可能である。壁45及び41、又は少なくとも空洞に向く部分は、曲線状にされても良い。このようにして、先端を切り取られた回転放物面体が得られる。空洞の対称性の組み合わせが利用されても良い。それ故、断面211及び212は独立して、円形、正方形、長方形、五角形又は六角形であっても良く、特に円形、正方形又は六角形であり、更には特に円形又は六角形である。

0095

図2は、図1a又は1bの実施例を、これら実施例を更に説明するために斜視図で模式的に示す。ここでは、透過性の支持体50及び半透明な出射窓60はともに円形の(出射)窓であり、それぞれ上流/下流面53/54及び63/64を持つ。透過性の支持体50の上流面53は実効直径DS1を持ち、半透明な出射窓60の上流面63は実効直径DS2を持つ。透過性の支持体50の上流面53は面積AS1を持ち、半透明な出射窓60の上流面63は面積AEW1を持つ。

0096

図1a乃至1c及び2において、拡散器空洞壁41とLED空洞壁45とは一体化された部品であっても良い(即ち単一の壁80)ことに留意されたい。

0097

以上に説明され模式的に示された実施例は、限定的なものではない。透過性の支持体50及び出射窓60は、平坦な支持体又は窓として示された。しかしながら、他の構成も可能である。例えば、略平坦な出射窓60、及び平坦でない、例えば略凸型の透過性の支持体50も、一実施例となり得る。又は略平坦な透過性の支持体50、及び平坦でない、例えば略凸型の出射窓60が利用されても良い。

0098

例においては、DS1は60mmに固定され、AEW1/AS1は1に固定され、LED20から出射窓60までの距離(即ち略dLL+dLW)は30mmに固定され、dLLの値は5mmと30mmとの間で変化させられた。以下の結果が得られた。

0099

ルミネセンス物質からLEDまでの距離dLLに依存して、色温度が調節されることができると考えられる。ここでは、白色光13を得るために、青色発光LED20と、ルミネセンス物質51としてセリウムをドープされたガーネットが利用された。

0100

半透明な出射窓60の上流面面積AEW1をルミネセンス物質の表面積に等しく保ち(簡単のためここでは透過性の窓の上流面面積AS1がとられる)、双方の間の距離dLWを増大させて、ルミネセンス物質51と半透明な出射窓60との間に壁41(即ち拡散器空洞12の壁41)を形成する物質の高い拡散反射率を確実にすることは、システムの有効性を殆ど低減させずに、彩度の減少に帰着する。

0101

一実施例における(オフ状態での)出射窓60の色の彩度の低下は、以下のようなものとなる。ルミネセンス物質51と半透明な出射窓60との間の距離dLWを、ルミネセンス物質面積(ここでもAS1がとられる)の直径の0%から80%まで増大させることにより、彩度は約50%から約20%まで低下する。典型的には、ダウンライトの用途において、体積の制約のためアスペクト比を約50%に制限することが望ましい。それ故、ルミネセンス物質51をLED20に比較的近接して装着することが有利である。

0102

LED20及び離れたルミネセンス物質51の適用における他の関心事は、照明装置の光15の均一性である。出射窓60において十分な均一性を達成するため、半透明な出射窓60は好適には、LED20から十分に離れた距離に配置され、典型的には少なくともLED間の間隔の1.5倍、例えばLED間の距離(間隔)の1.5乃至5倍のオーダーの距離である。ルミネセンス物質を有する透過性の支持体を、不均一な光を発し得るLED20の近くに設置し、半透明な出射窓60をルミネセンス物質51から幾分かの距離に設置することは、半透明な出射窓60から発せられる光15の優れた均一性に帰着し、同時に離れたルミネセンス物質51の効率を最適化する。

0103


ルミネセンス物質で被覆された箔から成るルミネセンス物質51を有する透過性の支持体50を備えた装置10が作製された。透過性の支持体50の全体の直径は60mmであった。該ルミネセンス物質は、YAG:Ce3+から成る。該被覆は、YAG:Ce3+(及び結合物質)を有する。LEDと支持体との距離、ルミネセンス物質と透過性の支持体との距離dLWは、15mmとされた。それ故、双方の空洞の総空洞高は約30mmとされた。透過性の支持箔(ルミネセンス物質51を含む)は約250μmの厚さを持ち、透過性の支持体50は空洞の壁間に配置される。LED空洞反射器の厚さd2は2*0.8mmであり(MCPET)、拡散器空洞反射器140は0.8mmの厚さd5を持つ(同様にMCPET)。空洞の断面の比は1.053とされた。出射窓60(拡散器)は、約2mmの厚さを持つフロスティングされたポリカーボネート(フロスティングされたPC)を有する。18個の、均一に分布させられた、青色光を発するLED20が利用された。効率は、断面211と212とが略同一であるような類似した装置よりも、本装置のほうが高くなった。

0104

「略全ての発光」又は「略…から成る」といった「略(substantially)」なる語はここでは、当業者には理解されるであろう。「略」なる語は、「全く」、「完全に」、「全て」等の実施例をも含み得る。それ故、実施例において、「略」なる形容詞は省略され得る。適切な場合には、「略」なる語は90%以上、例えば95%以上、特に99%以上、更には特に99.5%以上に関し得、100%を含む。「有する(comprise)」なる語は、「有する」なる語が「から成る」を意味する実施例をも含む。ここでの装置は、数あるなかでも、動作の間を説明された。例えば「青色LED」なる語句は動作の間に青色光を生成するLEDを指し、換言すれば、該LEDは青色光を発するように構成される。当業者には明らかであろうように、本発明は動作の方法又は動作中の装置に限定されるものではない。

0105

上述の実施例は本発明を限定するものではなく説明するものであって、当業者は添付する請求項の範囲から逸脱することなく多くの代替実施例を設計することが可能であろうことは留意されるべきである。請求項において、括弧に挟まれたいずれの参照記号も、請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。動詞「有する(comprise)」及びその語形変化の使用は、請求項に記載されたもの以外の要素又はステップの存在を除外するものではない。要素に先行する詞「1つの(a又はan)」は、複数の斯かる要素の存在を除外するものではない。本発明は、幾つかの別個の要素を有するハードウェアによって、及び適切にプログラムされたコンピュータによって実装されても良い。幾つかの手段を列記した装置請求項において、これら手段の幾つかは同一のハードウェアのアイテムによって実施化されても良い。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これら手段の組み合わせが有利に利用されることができないことを示すものではない。

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