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GLASS PHOSPHOR AND ILLUMINATION DEVICE

Patent code P200016875
File No. 5919
Posted date May 12, 2020
Application number P2018-243275
Publication number P2019-120946A
Date of filing Dec 26, 2018
Date of publication of application Jul 22, 2019
Priority data
  • P2017-250731 (Dec 27, 2017) JP
Inventor
  • (In Japanese)篠崎 健二
  • (In Japanese)三原 敏行
  • (In Japanese)北村 直之
  • (In Japanese)赤井 智子
  • (In Japanese)村井 俊介
  • (In Japanese)田中 勝久
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人産業技術総合研究所
  • (In Japanese)国立大学法人京都大学
Title GLASS PHOSPHOR AND ILLUMINATION DEVICE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass phosphor having high luminous efficiency without increasing the thickness thereof.
SOLUTION: Luminous efficiency of a glass phosphor is enhanced by increasing a path length of incident light by making use of a light diffraction phenomenon. The glass phosphor 1 emits fluorescence when irradiated with light having a wavelength λ (350 nm≤λ≤470 nm), and has a diffractive structure 2 for diffracting light formed on at least a portion of an outer surface thereof. The diffractive structure 2 comprises a plurality of protruded strips aligned in a predetermined direction. The wavelength of the light is λ, and a pitch d of the protruded strips is in a range expressed as: 0.75×λ≤d≤2.00×λ.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

白色LEDやプロジェクタなどの照明部材および表示部材などでは、青色LEDあるいは紫外LEDなどの励起光源からの光を、蛍光体を含む波長変換部材に照射して波長を変換することにより、所望の色を得る方法が広く用いられている。現行の波長変換部材としては、結晶蛍光体粉末を樹脂に分散ないし塗布(成膜)したものが広く用いられている。しかし、そのような波長変換部材では、より明るい光を得るため高出力化すると、励起光源の発熱や光による加熱により樹脂が劣化しやすく、透明性、放熱性に乏しいことから、高出力の励起光源には適さない。また、単結晶や透明セラミックスを用いた蛍光部材も存在するが、コストが高く、加工が難しいという問題がある。

これに対し、透明性、高耐候性、放熱性において現行の波長変換部材より優位なガラス蛍光体が注目されている(例えば、特許文献1)。ガラス蛍光体は、所望の形状に加工しやすい点で、単結晶や透明セラミックスを用いた蛍光部材に対しても優位性がある。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、光の波長を変換する波長変換部材に用いられるガラス蛍光体に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
波長がλ(350nm≦λ≦470nm)の光を照射すると蛍光を発するガラス蛍光体であって、
外面の少なくとも一部に、光を回折させる回折構造が形成されている、ガラス蛍光体。

【請求項2】
 
前記ガラス蛍光体は平板形状であり、
前記回折構造は、前記平板形状のガラス蛍光体の少なくとも一方の平板面に形成されている、請求項1に記載のガラス蛍光体。

【請求項3】
 
前記回折構造は、前記平板形状のガラス蛍光体の両方の平板面に形成されている、請求項2に記載のガラス蛍光体。

【請求項4】
 
前記回折構造は、所定の方向に配列された複数の突条である、請求項1~3のいずれかに記載のガラス蛍光体。

【請求項5】
 
前記光の波長がλであり、
前記突条の間隔dは0.75×λ≦d≦2.00×λである、請求項4に記載のガラス蛍光体。

【請求項6】
 
前記光の波長がλであり、
前記突条の間隔dは0.90×λ≦d≦λである、請求項5に記載のガラス蛍光体。

【請求項7】
 
前記光の波長が400nm~410nmであり、
前記突条の間隔は300nm~800nmである、請求項4に記載のガラス蛍光体。

【請求項8】
 
前記光の波長が400nm~410nmであり、
前記突条の間隔は365nm~405nmである、請求項7に記載のガラス蛍光体。

【請求項9】
 
前記光の波長が450~470nmであり、
前記突条の間隔は340nm~900nmである、請求項4に記載のガラス蛍光体。

【請求項10】
 
前記光の波長が450~470nmであり、
前記突条の間隔は405nm~450nmである、請求項9に記載のガラス蛍光体。

【請求項11】
 
請求項1~10のいずれかに記載のガラス蛍光体と、
前記ガラス蛍光体に前記光を照射する光源と、を備えた、照明装置。

【請求項12】
 
前記光の波長がλであり、
回折次数がmであり、
前記ガラス蛍光体の周囲媒体の屈折率がn0であり、
前記ガラス蛍光体の屈折率がn1であり、
前記光が入射する平板面に前記突条が形成されており、
前記光が入射する前記平板面に対する角度(°)が、
【数1】
 
(省略)
以上である、請求項11に記載の照明装置。

【請求項13】
 
前記光の波長がλであり、
回折次数がmであり、
前記ガラス蛍光体の周囲媒体の屈折率がn0であり、
前記ガラス蛍光体の屈折率がn1であり、
前記光が入射する平板面、または前記平板面の反対側の平板面に前記突条が形成されており、
前記光が入射する前記平板面に対する角度が垂直であり、
前記突条の間隔dが、
【数2】
 
(省略)
以下である、請求項11に記載の照明装置。

【請求項14】
 
前記光の波長がλであり、
回折次数がmであり、
前記ガラス蛍光体の周囲媒体の屈折率がn0であり、
前記光が入射する平板面の反対側の平板面に前記突条が形成されており、
前記光が前記ガラス蛍光体から出射する前記平板面に対する角度(°)が、
【数3】
 
(省略)
以上である、請求項11に記載の照明装置。

【請求項15】
 
前記光が入射する前記平板面に対する角度(°)が、
arcsin(1-mλ/n0d)である、請求項12または14に記載の照明装置。

【請求項16】
 
前記光の波長が400nm~410nmであり、
前記光が入射する平板面に前記突条が250nm~700nmの間隔で形成されており、
前記光の入射方向の前記平板面に平行な成分が、前記突条の長手方向に垂直であり、
前記光が入射する前記平板面に対する角度が0°~33°である、請求項11に記載の照明装置。

【請求項17】
 
前記光の波長が400nm~410nmであり、
前記光が入射する平板面に前記突条が900nm~2000nmの間隔で形成されており、
前記光の入射方向の前記平板面に平行な成分が、前記突条の長手方向に垂直であり、
前記光が入射する前記平板面に対する角度が33°~54°である、請求項11に記載の照明装置。

【請求項18】
 
前記光の波長が400nm~410nmであり、
前記光が入射する平板面に前記突条が形成されており、
前記光の入射方向の前記平板面に平行な成分が、前記突条の長手方向に平行であり、
前記光が入射する前記平板面に対する角度が30°~80°である、請求項11に記載の照明装置。

【請求項19】
 
前記光の波長が400nm~410nmであり、
前記光が入射する平板面と反対側の平板面に前記突条が250nm~2000nmの間隔で形成されており、
前記光の入射方向の前記平板面に平行な成分が、前記突条の長手方向に垂直であり、
前記光が入射する前記平板面に対する角度が0°~32°である、請求項11に記載の照明装置。

【請求項20】
 
前記光の波長が400nm~410nmであり、
前記光が入射する平板面と反対側の平板面に前記突条が形成されており、
前記光の入射方向の前記平板面に平行な成分が、前記突条の長手方向に平行であり、
前記光が入射する前記平板面に対する角度が30°~80°である、請求項11に記載の照明装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2018243275thum.jpg
State of application right Published
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