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公開番号2024112491
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-21
出願番号2023017538
出願日2023-02-08
発明の名称紫外線発光装置
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 33/48 20100101AFI20240814BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】光源にLEDを用いた紫外線発光装置において、所望の波長の光を効率よく外部へ放射させる。
【解決手段】紫外線発光装置は、ピーク波長が250nmより短い波長帯の光を発する発光ダイオードと、発光ダイオードと対向して配置されたフィルタと、を備え、フィルタは、発光ダイオードのフィルタと対向する面の中心における面法線と、発光ダイオードのフィルタと対向する面の中心からフィルタに向かって伸びる直線との為す角度をθとしたときに、θ>0°において波長240nm以上250nm以下の光を反射する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ピーク波長が２５０ｎｍより短い波長帯の光を発する発光ダイオードと、
前記発光ダイオードと対向して配置されたフィルタと、
を備え、
前記フィルタは、前記発光ダイオードの前記フィルタと対向する面の中心における面法線と、前記発光ダイオードの前記フィルタと対向する面の前記中心から前記フィルタに向かって伸びる直線との為す角度をθとしたときに、θ＞０°において波長２４０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の光を反射する
紫外線発光装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記発光ダイオードから発せられる光は、２２０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の波長の光を含む
請求項１に記載の紫外線発光装置。
【請求項３】
前記フィルタにおける、前記角度θで入射した波長２４０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の光の透過率は、１０％以下である
請求項１に記載の紫外線発光装置。
【請求項４】
前記フィルタにおける、前記角度θで入射した波長２４０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の光の反射率は、９０％超である
請求項１に記載の紫外線発光装置。
【請求項５】
前記フィルタは、ＳｉＯ
２
、Ａｌ
２
Ｏ
３
、ＨｆＯ
２
、ＡｌＮ、ＡｌＯＮ、Ｔａ
２
Ｏ
５
の材料の中から複数種類が周期的に積層された誘電体多層膜を有している
請求項１に記載の紫外線発光装置。
【請求項６】
前記フィルタは、ＳｉＯ
２
層とＨｆＯ
２
層とが順に積層されて形成されており、
前記ＳｉＯ
２
層の厚さは３４ｎｍ超である
請求項５に記載の紫外線発光装置。
【請求項７】
前記発光ダイオードは、パッケージに収容されており、
前記フィルタは、前記パッケージの一部であり、前記発光ダイオードからの光を透過する窓材と接するように設けられている
請求項１に記載の紫外線発光装置。
【請求項８】
前記発光ダイオードを収容するパッケージを収容する外装体を備え、
前記フィルタは、前記外装体の一部であり、前記発光ダイオードからの光を透過する窓材と接するように設けられている
請求項１に記載の紫外線発光装置。
【請求項９】
ピーク波長が２５０ｎｍより短い波長帯の光を発する発光ダイオードと、
前記発光ダイオードと対向して配置されたフィルタと、
を備え、
前記フィルタは、前記発光ダイオードの前記フィルタと対向する面の中心における面法線と交差する前記フィルタ上の点を中心として、外側に向かって連続的又は段階的に光学特性が異なる
紫外線発光装置。
【請求項１０】
前記フィルタは、ＳｉＯ
２
層とＨｆＯ
２
層とが順に積層されて形成されており、
前記中心から外側に向かって連続的又は段階的に前記ＳｉＯ
２
層の膜厚が変化している
請求項９に記載の紫外線発光装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、紫外線発光装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
エキシマランプ光源とフィルタとを組み合わせることで、所望の波長帯のみを放射させる発光装置が開示されている（特許文献１）。先行文献１に記載の発光装置では、フィルタを用いることで人体に有害な波長の光が放射されることを抑制し、人体への有害性が低い波長の光のみを外部へ放射させて、ウイルスを不活化させている。ここでのフィルタは、フィルタ面に対して垂直に入射する光の透過率に対して設計がされている。
また、人体に有害な波長を含む波長帯の光を発する発光ダイオード（ＬＥＤ：Light-Emitting Diode）を光源として用いた発光装置も開示されている（特許文献２）。このＬＥＤも、特許文献１に開示されたフィルタを組み合わせれば人体への有害性が低い所望の波長帯の光を放射することが出来ると考える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１２／１２２２１０号明細書
特開２０２２－１１７２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らが鋭意検討を行った結果、人体に有害な波長を含む波長帯光を発するＬＥＤは、ＬＥＤ中心から対向するフィルタ面へ向かう面法線方向への放射強度より、角度を付けた放射方向の方が、強度が強くなることが分かった。しかしながら、上述したフィルタは、このようなＬＥＤの特性を活かすフィルタとして設計されていなかった。
【０００５】
上述した課題を解決するために、本開示は、光源にＬＥＤを用いた紫外線発光装置において、所望の波長の光を効率よく外部へ放射させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、本開示の一態様に係る紫外線発光装置は、ピーク波長が２５０ｎｍより短い波長帯の光を発する発光ダイオードと、発光ダイオードと対向して配置されたフィルタと、を備え、フィルタは、発光ダイオードのフィルタと対向する面の中心における面法線と、発光ダイオードのフィルタと対向する面の中心からフィルタに向かって伸びる直線との為す角度をθとしたときに、θ＞０°において波長２４０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の光を反射する。
【０００７】
また、本開示の他の態様に係る紫外線発光装置は、ピーク波長が２５０ｎｍより短い波長帯の光を発する発光ダイオードと、発光ダイオードと対向して配置されたフィルタと、を備え、フィルタは、発光ダイオードのフィルタと対向する面の中心における面法線と交差するフィルタ上の点を中心として、外側に向かって連続的又は段階的に光学特性が異なっている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の紫外線発光装置によれば、光源にＬＥＤを用いた紫外線発光装置において、所望の波長の光を効率よく外部へ放射させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の第一実施形態に係る紫外線発光装置の一構成例を示す模式図である。
本開示の第一実施形態に係る紫外線発光装置の一構成例を示す断面図である。
ピーク波長２２９ｎｍの発光ダイオードの角度ごとの発光スペクトルを示すグラフである。
ピーク波長２２９ｎｍの光の発光角度ごとの強度を示すグラフである。
本開示の第一実施形態に係る発光ダイオードの発光強度の測定方法を示す概略図である。
本開示の第一実施形態に係る紫外線発光装置の発光ダイオードの一構成例を示す断面図である。
本開示の第一実施形態に係る紫外線発光装置の第一の構成例を示す断面図である。
本開示の第一実施形態に係る紫外線発光装置の第二の構成例を示す断面図である。
本開示の第二実施形態に係る紫外線発光装置の一構成例を示す断面図である。
本開示の第二実施形態に係る紫外線発光装置の第一の構成例を示す断面図である。
本開示の第二実施形態に係る紫外線発光装置の第一の構成の変形例を示す断面図である。
本開示の第二実施形態に係る紫外線発光装置の第一の構成の変形例を示す断面図である。
本開示の第二実施形態に係る紫外線発光装置の第一の構成の変形例を示す断面図である。
本開示の第二実施形態に係る紫外線発光装置の第二の構成の一例を示す断面図である。
本開示の第二実施形態に係る紫外線発光装置の第二の構成の他の例を示す断面図である。
本開示の第二実施形態に係る紫外線発光装置の第三の構成の一例を示す断面図である。
本開示の第二実施形態に係る紫外線発光装置の第三の構成の他の例を示す断面図である。
本開示の実施例１のフィルタを用いた場合の角度θごとの光の透過率とＬＥＤが発する光の波長との関係を示す透過率スペクトル図である。
本開示の実施例２のフィルタを用いた場合の角度θごとの光の透過率とＬＥＤが発する光の波長との関係を示す透過率スペクトル図である。
本開示の実施例３のフィルタを用いた場合の角度θごとの光の透過率とＬＥＤが発する光の波長との関係を示す透過率スペクトル図である。
本開示の比較例１のフィルタを用いた場合の角度θごとの光の透過率とＬＥＤが発する光の波長との関係を示す透過率スペクトル図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態を通じて本開示に係る紫外線発光装置を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明に限定されない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
（【００１１】以降は省略されています）

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