JP2006253019A - Vehicular lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用灯具に関する。本発明の車両用灯具は、自動車等のリア部に好適に配置されうる。 The present invention relates to a vehicular lamp. The vehicular lamp of the present invention can be suitably arranged in the rear part of an automobile or the like.
従来、一般に、車両（例えば、自動車）の制動操作などの各種情報を後続車両に知らせることを目的として、それぞれの情報に対応した色を表示させる、いわゆるリアコンビネーションランプが、当該車両のリア部（リアハッチドアなど）に設置されている。 Conventionally, in general, a so-called rear combination lamp that displays a color corresponding to each information for the purpose of notifying a subsequent vehicle of various information such as a braking operation of a vehicle (for example, an automobile) is a rear portion ( It is installed on the rear hatch door.
現在一般的に用いられているリアコンビネーションランプは、焦点に光源（バルブ）が配置されてなる放物面鏡の開口部が、表示領域である有色透明の樹脂製アウターカバーにより覆われてなる構造を有する。前記アウターカバーの内側表面には、光源（バルブ）から出射された光束を拡散させるためのプリズムカット状の凹凸が形成されている。これにより、リアコンビネーションランプを構成するそれぞれのランプ（ストップランプなど）に対応する光源（バルブ）が点灯すると、前記プリズムカットに対応したパターンが表示領域（アウターカバー）に表示される。 The rear combination lamp currently generally used has a structure in which the opening of a parabolic mirror in which a light source (bulb) is arranged at the focal point is covered with a colored transparent resin outer cover which is a display area. Have On the inner surface of the outer cover, prism-cut irregularities for diffusing a light beam emitted from a light source (bulb) are formed. Thereby, when the light source (bulb) corresponding to each lamp (stop lamp or the like) constituting the rear combination lamp is turned on, a pattern corresponding to the prism cut is displayed in the display area (outer cover).
一方、近年では、消費者のデザイン意識の高まりを背景として、より意匠性に優れる製品を提供するということも、機能性を向上させることと同様に、車両の市場競争力を向上させるのに重要な観点となりつつある。 On the other hand, in recent years, against the backdrop of rising consumer awareness of design, providing products with better design is also important for improving the market competitiveness of vehicles, as well as improving functionality. It is becoming a natural viewpoint.
かような観点の下、上述したリアコンビネーションランプのアウターカバーの色調が、特に車両のデザインの自由度を大きく制限する原因となっている。一例を挙げると、ストップランプ（制動灯）では一般的に赤色のアウターカバーが採用されている。これにより、ブレーキ操作時にはリアコンビネーションランプにおいて赤色のランプが点灯し、ブレーキ操作が後続の車両によって認識されうる。しかしながら、赤色に着色された樹脂からなるアウターカバーは、ランプの消灯時においても赤色を示す。すなわち、リアコンビネーションランプのストップランプ部位は、ランプの点灯時および消灯時を問わず常に赤色を示さざるを得ない。これにより、リアコンビネーションランプが設置される部分のデザインの自由度が制限されてしまうという問題が生じる。かような問題は、橙色のアウターカバーが採用されるターンシグナルランプ（方向指示灯）などにおいても同様に生じうる。 Under such a point of view, the color tone of the outer cover of the rear combination lamp described above is a cause that greatly restricts the degree of freedom of vehicle design. For example, a red outer cover is generally used for stop lamps (braking lights). As a result, a red lamp is lit on the rear combination lamp during the brake operation, and the brake operation can be recognized by the following vehicle. However, the outer cover made of resin colored in red shows red even when the lamp is turned off. That is, the stop lamp portion of the rear combination lamp must always show red regardless of whether the lamp is turned on or off. As a result, there arises a problem that the degree of freedom in designing the portion where the rear combination lamp is installed is limited. Such a problem can also occur in a turn signal lamp (direction indicator lamp) or the like in which an orange outer cover is adopted.
上記のような問題を解決するための手段として、例えば、アウターカバーを、透明なカバー本体と、前記カバー本体の内面に設けられた表面に微細な凹凸構造を備えた偏光フィルムとから形成する技術が開示されている（特許文献１を参照）。前記文献１に記載の技術によれば、微細凹凸構造を有する偏光フィルムを採用することで特殊な光学特性が発現し、ランプ点灯時の発光色と消灯時の外観色とを変化させることが可能となる。そして最終的には、車両の外観意匠性の向上に寄与しうる。
しかしながら、前記文献１に記載の車両用灯具は、アウターカバーの内部に設置された光源（バルブ）の点灯により表示領域であるアウターカバーに各種の色を表示させる点で、一般的な灯具と同様である。このため、リアハッチドアの重量は依然として大きく、当該ドアの開閉時のユーザーに対する負担が大きい。また、リアハッチドアの厚さも依然として大きいため、車両の室内空間が狭くなってしまうという問題もある。 However, the vehicular lamp described in Document 1 is similar to a general lamp in that various colors are displayed on the outer cover, which is a display area, by turning on a light source (bulb) installed inside the outer cover. It is. For this reason, the weight of the rear hatch door is still large, and the burden on the user when opening and closing the door is large. Moreover, since the thickness of the rear hatch door is still large, there is a problem that the interior space of the vehicle becomes narrow.
本発明は、かような問題に鑑みなされたものであり、例えば自動車のリア部に設置される車両用灯具において、当該灯具の設置箇所のより一層の軽量化および小型化を可能としつつ、車両のデザイン性能を向上させうる手段を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem. For example, in a vehicular lamp installed in a rear portion of an automobile, a vehicle can be further reduced in weight and size while the installation location of the lamp can be further reduced. An object of the present invention is to provide a means for improving the design performance of the present invention.
本発明は、平均粒径が３８０ｎｍ以下の蛍光体粒子が透明基材に担持されてなる発光部と、紫外光発光手段を備え、紫外光を出射するための光源部と、を備えた車両用灯具である。 The present invention is for a vehicle including a light emitting unit in which phosphor particles having an average particle size of 380 nm or less are carried on a transparent substrate, and a light source unit that includes ultraviolet light emitting means and emits ultraviolet light. It is a lamp.
本発明の車両用灯具にあっては、平均粒径が可視光の波長以下に制御された蛍光体粒子が発光部に含まれ、光源より出射された紫外光が光導波路により導かれて前記発光部に入射されることにより、前記蛍光体粒子を構成する蛍光体が種々の波長（すなわち、色）を有する光を発する。ここで、表示領域である発光部は、光源部の駆動時以外には透明であって車両外板の塗装色を呈するため、車両のデザインに影響を及ぼす虞が少ない。従って、本発明の車両用灯具は、車両のデザイン性能の向上に有効に寄与しうる。また、本発明の車両用灯具は、従来の一般的な車両用灯具よりも比較的コンパクトな装置により構成されうる。このため、本発明の車両用灯具は、車両のより一層の軽量化および小型化にも有効に寄与しうる。 In the vehicular lamp of the present invention, the phosphor particles whose average particle diameter is controlled to be equal to or less than the wavelength of visible light are included in the light emitting portion, and the ultraviolet light emitted from the light source is guided by the optical waveguide to emit the light. By being incident on the part, the phosphors constituting the phosphor particles emit light having various wavelengths (that is, colors). Here, since the light emitting part which is the display area is transparent except when the light source part is driven and exhibits the paint color of the vehicle outer plate, there is little possibility of affecting the vehicle design. Therefore, the vehicular lamp of the present invention can effectively contribute to the improvement of the design performance of the vehicle. Further, the vehicular lamp of the present invention can be configured by a device that is relatively compact as compared with a conventional general vehicular lamp. For this reason, the vehicular lamp of the present invention can effectively contribute to further reduction in weight and size of the vehicle.
本発明は、平均粒径が３８０ｎｍ以下の蛍光体粒子が透明基材に担持されてなる発光部と、紫外光発光手段を備え、紫外光を出射するための光源部と、を備えた車両用灯具である。 The present invention is for a vehicle including a light emitting unit in which phosphor particles having an average particle size of 380 nm or less are carried on a transparent substrate, and a light source unit that includes ultraviolet light emitting means and emits ultraviolet light. It is a lamp.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明するが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、以下の形態のみには制限されない。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention should be determined based on the description of the scope of claims, and is not limited to the following embodiments. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In addition, the dimensional ratios in the drawings are exaggerated for convenience of explanation, and may be different from the actual ratios.
（第１実施形態）
まず、第１実施形態の車両用灯具１０について説明する。図１は、第１実施形態の車両用灯具を示す概略斜視図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
(First embodiment)
First, the
本実施形態の車両用灯具１０は、発光部２０と、光源部３０と、光導波路４０とを備える。そして、これらの要素から構成される車両用灯具１０は、車両外板１２上に設置されている。ただし、本発明の車両用灯具の必須の構成要素は発光部２０および光源部３０であり、後述するように、本発明において、光導波路４０は場合によっては省略されうる。また、本発明の車両用灯具の設置形態は、必ずしも車両外板上のみに制限されない。
The
発光部２０は、光源部３０から出射された紫外光（ＵＶ）に基づいて発光する要素であり、図２に示すように、蛍光体粒子２２が透明基材２４に担持されてなる構成を有する。蛍光体粒子２２は、紫外光により励起されて可視域の蛍光を発する蛍光体を含む。なお、図１においては、蛍光体粒子２２および透明基材２４の図示を省略する。また、図２に示す発光部２０において、蛍光体粒子２２は規則的に配置されるように担持されているが、蛍光体粒子２２の担持形態は規則的な形態のみに制限されない。例えば、蛍光体粒子２２が発光部２０の基材中にランダムに分散するように担持される形態もまた、採用されうる。
The
光源部３０は、発光部２０に対して紫外光を出射する要素であり、紫外光発光手段を備える。
The
光導波路４０は、光源部３０から出射された紫外光を発光部２０へ入射させるための要素である。上記の各構成要素の詳細については、後述する。
The
車両用灯具１０が作動する際には、まず、図示しない制御手段から制御信号が光源部３０へ入力され、入力された制御信号に応じて、光源部３０の備える紫外光発生手段が駆動して紫外光が発生し、光源部３０から紫外光が出射される。光源部３０から出射された紫外光は、発光部２０へと導かれるようにして光導波路４０を通過し、最終的に発光部２０へ入射する。その結果、発光部２０が発光する。この発光部２０の発光について微視的に観察すると、まず、発光部２０へ入射した紫外光の有する光エネルギに応じて、発光部２０に担持されている蛍光体粒子２２を構成する蛍光体が励起される。励起された蛍光体は、直ちに可視光に対応する光エネルギを有する光（すなわち、蛍光）を放出する。これにより、発光部２０全体の発光が観察されるのである。
When the
以下、本実施形態の車両用灯具１０の各構成要素について、詳細に説明する。
Hereinafter, each component of the
まず、発光部２０について説明する。
First, the
図２に示すように、発光部２０においては、蛍光体を含む蛍光体粒子２２が透明基材２４に担持されている。
As shown in FIG. 2, in the
「蛍光体」とは、紫外光により励起されて可視光を発する物質を意味する。本発明において用いられる蛍光体の具体的な形態は特に制限されず、蛍光体に関する従来公知の知見が適宜参照されうる。また、新たに開発された蛍光体が用いられてもよい。蛍光体の一例としては、例えば、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＰｂＳ、Ｙ２Ｏ３、ＳｉなどのＩＩ−ＶＩ族半導体化合物や、Ｓｍ、Ｅｕ、およびＤｙなどの希土類金属、アルミニウム、ベリリウム等の金属のイオンと特定の配位子との錯体などが挙げられるが、これらに制限されることはない。 “Fluorescent substance” means a substance that emits visible light when excited by ultraviolet light. The specific form of the phosphor used in the present invention is not particularly limited, and conventionally known knowledge about the phosphor can be appropriately referred to. In addition, a newly developed phosphor may be used. Examples of phosphors include, for example, II-VI group semiconductor compounds such as ZnS, ZnSe, CdS, CdSe, CdTe, PbS, Y 2 O 3 , Si, rare earth metals such as Sm, Eu, and Dy, aluminum, Although the complex of metal ions, such as beryllium, and a specific ligand is mentioned, it is not limited to these.
本実施形態の発光部２０において、蛍光体は、図２に示すように、球状の蛍光体粒子２２の形態で、透明基材２４に担持される。すなわち、発光部２０においては、透明基材２４に、上記で例示したような物質を含む蛍光体粒子２２が、担持される。なお、蛍光体粒子２２は、１次粒子の形態であってもよく、複数の１次粒子が凝集してなる２次粒子の形態であってもよい。
In the
蛍光体には、Ｍｎ、Ｃｕなどの遷移金属や、Ｅｕ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔｂ、Ｓｍ、Ｄｙなどの希土類金属のイオンがドープされていてもよい。これらのイオンがドープされることで、蛍光体粒子２２を構成する蛍光体の発光効率が向上しうる。
The phosphor may be doped with ions of transition metals such as Mn and Cu and rare earth metals such as Eu, Er, Tm, Tb, Sm and Dy. By doping these ions, the luminous efficiency of the phosphor constituting the
なお、蛍光体粒子２２の組成は、例えば、蛍光Ｘ線分析法、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法などにより測定されうる。正確な値が測定されうるのであれば、その他の測定方法が用いられても、勿論よい。このことは、後述するその他の測定方法についても同様である。
Note that the composition of the
本発明の車両用灯具１０は、発光部２０において担持される前記蛍光体粒子２２の平均粒径が３８０ｎｍ以下、すなわち、可視光の有する波長以下である点に特徴を有する。これにより、担持された蛍光体粒子２２による外光（可視光）の散乱が抑制されうる。従って、光源部３０の駆動時以外には発光部２０は透明であることから、本発明の車両用灯具１０が自動車等の車両外板上に設置された場合であっても、車両外板の塗装色が透視されうる。このため、本発明の車両用灯具１０は、車両のデザイン性能の向上に有効に寄与しうる。なお、本発明において「粒径」とは、１次粒子からなる蛍光体粒子２２にあっては当該１次粒子の粒径を意味し、２次粒子からなる蛍光体粒子２２にあっては当該２次粒子の粒径を意味する。すなわち、本発明において「平均粒径」とは、１次粒子であるか２次粒子であるかを問わず、全ての蛍光体粒子２２の各粒径の平均値である。蛍光体粒子２２が発光部２０において均一に分散しているのであれば、発光部２０の一部についてのみ蛍光体粒子２２の平均粒径を測定し、蛍光体粒子２２の平均粒径としてもよい。なお、蛍光体粒子２２の平均粒径は、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いた観察により測定されうる。
The
蛍光体粒子２２の形状は、図２に示すような球状の形態のみに制限されず、板状、針状、柱状、角状、不定形状などの形態であってもよい。蛍光体粒子の形状は、所望の発光特性や製造条件などを考慮して適宜選択されうる。蛍光体粒子２２の形状が球状以外の場合には粒子の形状が一様ではないため、蛍光体粒子２２の絶対最大長を当該粒子の粒径とする。ここで「絶対最大長」とは、図３に示すように、蛍光体粒子２２の輪郭線上の任意の２点間の距離のうち、最大の距離Ｌをいう。絶対最大長を利用して蛍光体粒子２２の平均粒径を測定する際には、例えば、電子顕微鏡写真の一定の領域中に存在する各蛍光体粒子２２の絶対最大長の平均値を蛍光体粒子２２の平均粒径としてもよい。
The shape of the
上述したように、本発明に用いられる蛍光体粒子２２の平均粒径は、３８０ｎｍ以下であればよいが、発光部２０の透明性をより向上させるという観点からは、発光部２０において担持される蛍光体粒子２２の、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上、特に好ましくは１００質量％が、３８０ｎｍ以下の粒径を有する。
As described above, the average particle diameter of the
蛍光体粒子２２は、好ましくはナノ粒子である。なお、本発明において「ナノ粒子」とは、粒径が１００ｎｍ以下の粒子を意味する。ナノ粒子である蛍光体粒子２２の粒径は、好ましくは１〜１００ｎｍである。
The
蛍光体粒子２２をナノ粒子とすることにより、発光部２０の透明性をより一層向上させることに加えて、さらに他の好ましい効果が得られる。例えば、蛍光体粒子２２をナノ粒子とすると、量子サイズ効果が発現しうる。
By making the
一般に、半導体材料のバルクをナノ粒子とすると、原子数の減少に伴い、連続的とみなされていたバンド準位が不連続となって、価電子帯（ＨＯＭＯ）のエネルギが低下し、伝導帯（ＬＵＭＯ）のエネルギが増大する。その結果、価電子帯と伝導帯との間のエネルギギャップ（バンドギャップ）は増大し、価電子帯の電子を伝導帯へ励起させるのに必要なエネルギも増大する。この現象を、一般に「量子サイズ効果」と称する。 In general, when the bulk of a semiconductor material is a nanoparticle, with the decrease in the number of atoms, the band level considered to be continuous becomes discontinuous, the energy of the valence band (HOMO) decreases, and the conduction band. (LUMO) energy increases. As a result, the energy gap (band gap) between the valence band and the conduction band increases, and the energy required to excite the electrons in the valence band to the conduction band also increases. This phenomenon is generally called “quantum size effect”.
本発明において用いられる蛍光体粒子２２をナノ粒子とすると、上記で説明した量子サイズ効果が発現するため、蛍光体粒子２２の粒径の調節によってバンドギャップが制御されうる。すなわち、蛍光体粒子２２の粒径を調節することにより、励起された電子の緩和に伴って放出される光のエネルギ（波長）が制御され、所望の色の可視光を発する蛍光体粒子２２が得られる。例えば、可視光の発光波長を短縮させるには、蛍光体粒子２２の粒径を小さくすればよい。また、量子サイズ効果の発現により、発光効率や彩度も向上しうる。これは、量子サイズ効果によりバンドギャップの大きさが一様になり、また結晶格子内でのエネルギーロスが減少するためであると考えられる。なお、この量子サイズ効果を確実に発現させるという観点からは、蛍光体粒子２２の粒径は好ましくは２０ｎｍ程度以下であり、より好ましくは１０ｎｍ以下である。また、同様の観点から、発光部２０において担持される蛍光体粒子２２の、好ましくは９０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上、特に好ましくは１００質量％が、ナノ粒子である。
When the
蛍光体粒子２２をナノ粒子とすると、粒子表面に存在する原子の割合が増大する。その結果、表面欠陥が発生し、発光効率が低下する虞がある。かような発光効率の低下を抑制することを目的として、蛍光体粒子２２に表面修飾処理を施してもよい。表面修飾処理としては、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）などの透明無機材料による表面被覆処理や、クエン酸、トリテトラオクチルホスフィン酸オキシドなどの改質剤による表面改質処理などが例示される。蛍光体粒子２２にかような表面修飾処理が施されていると、場合によっては、表面欠陥が封止されることによる発光効率の改善に加えて、蛍光体粒子２２の耐久性が向上したり、蛍光体粒子２２どうしの凝集が抑制されて分散性が向上したりするという効果も得られる。なかでも、蛍光体粒子２２は、透明無機材料により表面が被覆されてなることが好ましい。
When the
本発明の車両用灯具１０における発光部２０の発光が単色発光で充分であれば、１種のみの蛍光体粒子２２を単独で担持させればよい。多色発光を所望する場合には、例えば、発光波長の異なる複数の蛍光体をそれぞれ含む２種以上の蛍光体粒子２２を担持させればよい。また、場合によっては、上記で説明した量子サイズ効果を利用することにより、同一の蛍光体を含むが粒径の異なる２種以上の蛍光体粒子２２を用いても、多色発光が可能である。なお、発光部２０において異なる色の蛍光を発光させるには、それぞれの蛍光に対応した、エネルギ（換言すれば、波長）の異なる紫外光を光源部３０から出射させて、発光部２０へ入射させればよい。
If the
蛍光体粒子２２としては、市販の材料を用いてもよいし、自ら調製した材料を用いてもよい。蛍光体粒子２２を自ら調製する場合には、蛍光体として用いられる物質を、例えば、共沈法、逆ミセル法、ホットソープ法や、レーザアブレーション法等の気相法などにより粒子化し、その後、必要に応じて分級すればよい。ただし、これらの手法のみに制限されず、その他の手法が用いられても、勿論よい。
As the
発光部２０において蛍光体粒子２２を担持するための透明基材２４は、蛍光体粒子２２を分散担持しうる透明な基材であればよく、その具体的な形態は特に制限されない。透明基材２２を構成する材料の一例を挙げると、熱可塑性樹脂、硬化性樹脂、シリコーン樹脂、およびゾルゲル法により形成される金属酸化物系材料などが例示される。また、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、スチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、多官能アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂のほか、アクリル系の光硬化性樹脂が挙げられる。さらに、ゾルゲル法により形成される金属酸化物系材料としては、シリカ、チタニア、アルミナ、ジルコニアなどが例示される。なお、透明基材２２を車両外板上などに形成する場合のように、車両外板の熱寸法変化や可撓性への追随性を重視する場合には、透明基材２２を構成する材料として、シリコーン樹脂や硬化性樹脂が好ましく用いられる。また、発光部２０の耐擦傷性を重視する場合には、透明基材２４を構成する材料として、硬化性樹脂または前記金属酸化物系材料、シリコーン樹脂が好ましく用いられる。また、これらの材料は、１種のみが単独で透明基材２４として用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
The
発光部２０に占める蛍光体粒子２２の質量比は、特に制限されないが、発光部２０全体の質量に対して、好ましくは１〜５０質量％程度であり、より好ましくは５〜３０質量％である。発光部２０に占める蛍光体粒子２２の質量比が１質量％未満であると、発光部２０における発光が不充分となり、灯具としての機能が充分に発揮されない虞がある。一方、蛍光体粒子２２の質量比が５０質量％を超えると、基材の特性が維持できなくなる場合があり、耐久性や形状追随性、塗布性などが低下する虞がある。ただし、場合によっては、上記の範囲を外れる量の蛍光体粒子２２が用いられてもよい。
The mass ratio of the
本実施形態において、発光部２０は直方体の形状を有する。ただし、発光部２０の有する形状は直方体のみに制限されず、発光部２０が設置される箇所の形状などに応じて、円柱状、三角柱状、多角柱状、意匠に合わせた曲面形状などの他の形状が採用されてもよい。
In the present embodiment, the
発光部２０の厚さは特に制限されず、発光部２０の設置箇所の形状および面積や、所望の発光性能を考慮して、適宜設定すればよい。
The thickness of the
透明基材２４に蛍光体粒子２２を担持させて発光部２０を形成する手法については特に制限はなく、粒子の分散担持技術についての従来公知の知見が適宜参照されうる。一例としては、透明基材２４を構成する材料が熱可塑性樹脂やシリコーン樹脂である場合には、樹脂を重合させる際のモノマー溶液に蛍光体粒子２２を添加し、その後重合させる方法が挙げられる。また、場合によっては、重合後の樹脂（透明基材）に蛍光体粒子２２を混錬する方法や、重合後の樹脂を溶剤に溶かし、この溶液に蛍光体粒子２２を添加して乾燥させる方法が採用されてもよい。蛍光体粒子２２を透明基材２４に均一に分散させて担持させるという観点からは、蛍光体粒子２２をモノマー溶液に添加後重合させる方法や、樹脂溶液に蛍光体粒子２２を添加後乾燥させる方法が好ましく用いられる。一方、透明基材２４を構成する材料が硬化性樹脂や金属酸化物系材料である場合には、熱や光による硬化またはゾルゲル法による縮重合を行う前のモノマー溶液に蛍光体粒子２２を添加し、その後硬化または縮重合させるとよい。かような方法によっても、担持される蛍光体粒子２２の分散性に優れる発光部２０が得られる。
There is no particular limitation on the method of forming the
蛍光体粒子２２が担持された透明基材２４を成形して発光部２０を形成する手法についても特に制限はなく、成形技術についての従来公知の知見が適宜参照されうる。一例を挙げると、射出成形する方法や、キャステングコートする方法等が例示される。なお、後述する保護層が発光部２０の表面に設置される場合には、蛍光体粒子２２が担持された透明基材２４を当該保護層上に直接塗布して発光部２０としてもよい。
There is no particular limitation on the method of forming the
上述したように、本発明の車両用灯具１０においては、発光部２０に担持される蛍光体粒子２２の粒径が制御されており、発光部２０は高い透明性を有する。従って、発光部２０の可視光透過率は、好ましくは７０％以上であり、より好ましくは８０％以上である。ここで、「可視光透過率」とは、３８０〜７８０ｎｍの波長領域における平均値である。
As described above, in the
上述したように、発光部２０は、後述する光源部３０から出射された紫外光の入射により発光する。図１および図２は、発光部３０が一方向のみに向かって発光するように記載されているが、蛍光体から放射される蛍光の向きは一方向のみに揃っているわけではなく、蛍光体からの発光は通常は全方向に向かって生じる。図１および図２において上記のように発光部２０が一方向のみに向かって発光するように記載されているのは、発光部２０からの発光が所望の方向から（例えば、後続車両から）視認されうるように車両外板１２の所定の位置（例えば、自動車のリアハッチドアの外板など）に設置されて用いられるような場合について例示したものであって、本発明の技術的範囲を制限する目的のものではない。
As described above, the
続いて、光源部３０について説明する。
Next, the
上述したように、光源部３０は、発光部３０へ紫外光を出射する要素であり、紫外光発生手段（図示せず）を備える。なお、本願において「紫外光」とは、蛍光体粒子を励起して蛍光を発光させうるエネルギを有する電磁波を意味し、その波長は特に制限されない。
As described above, the
紫外光発生手段の具体的な形態は特に制限されず、紫外光を発生しうる従来公知の手段が適宜用いられうる。紫外光発生手段は、例えば、キセノンランプや高圧水銀灯などのランプ光源であってもよい。ただし、コストが低く、小型化が可能であり、制御も容易で、発生する熱量も少ないという観点から、紫外光発生手段の好ましい形態は、紫外線発光ダイオードまたは紫外線レーザである。 The specific form of the ultraviolet light generating means is not particularly limited, and conventionally known means capable of generating ultraviolet light can be appropriately used. The ultraviolet light generating means may be a lamp light source such as a xenon lamp or a high pressure mercury lamp. However, from the viewpoints of low cost, miniaturization, easy control, and low heat generation, the preferred form of the ultraviolet light generating means is an ultraviolet light emitting diode or an ultraviolet laser.
発光部２０の発光が単色発光で充分であれば、発光部２０に担持される蛍光体粒子２２を構成する蛍光体の励起波長に対応するエネルギを有する単一の紫外光を、紫外光発生手段から発生させればよい。一方、必要に応じて複数の色の光を発光させたい場合には、波長の異なる複数の紫外光の発生を可能とするために、複数の紫外光発生手段が設けられてもよい。かような形態としては、例えば、それぞれ異なる波長の紫外光を発生する複数種の紫外線発光ダイオードが、所望のパターンに（例えば、交互に）配置されて紫外光発生手段を構成する形態が挙げられる。
If the light emission of the
上記で説明した発光部２０に含まれる蛍光体粒子２２を構成する蛍光体と、当該蛍光体を発光させるために光源部３０から出射される紫外光の波長との組み合わせの具体的な形態については、特に制限はなく、従来公知の知見に基づき、蛍光体と当該蛍光体を発光させうる紫外光波長との組み合わせが選択されうる。本発明の車両用灯具１０を例えばストップランプ（制動灯）として用いる場合には、赤色の蛍光を発光しうる蛍光体を選択し、当該蛍光体を発光させうるエネルギ（波長）を有する紫外光を光源部３０から出射すればよい。同様に、ターンシグナルランプ（方向指示灯）として用いる場合には、橙色の蛍光を発光しうる蛍光体を選択し、当該蛍光体を発光させうるエネルギ（波長）を有する紫外光を光源部３０から出射すればよい。
Regarding a specific form of the combination of the phosphor constituting the
続いて、光導波路４０について説明する。
Next, the
光導波路４０は、光源部４０から出射された紫外光が発光部２０へと入射しうるように、当該紫外光を導く役割を有する。
The
本実施形態の車両用灯具１０において、光導波路４０は、図１および図２に示すように、コア部４２と、前記コア部４２に隣接するように配置されたクラッド部４４とから構成されている。コア部４４は、上述した光源部３０から出射された紫外光を通すための通路として機能する。一方、クラッド部４４は、前記コア部４２よりも屈折率の小さい材料から構成され、光源部３０から出射された紫外光のコア部４２からの漏れを防止する機能を有する。かような構成により紫外光の漏れが防止されるメカニズムは、以下の通りである。
In the
一般に、光が屈折率の大きい媒質から屈折率の小さい媒質へと進行する場合、入射角（図２に示すθ）が所定の値（臨界角）以上であると、光は全反射する性質を有する。本実施形態の車両用灯具１０の光導波路４０はこの性質を利用したものである。つまり、前記光導波路４０は、光ファイバと同様の原理により、紫外光を発光部２０へと導く。
In general, when light travels from a medium with a high refractive index to a medium with a low refractive index, if the incident angle (θ shown in FIG. 2) is equal to or greater than a predetermined value (critical angle), the light is totally reflected. Have. The
具体的に説明すると、光源部３０から出射された紫外光は、図２に示すように、コア部４２に入射される。この際、光導波路４０がコア部４２のみから構成されていると、光源部３０の備える紫外光発生手段の形態によっては、コア部４２に入射された紫外光の一部（例えば、図２に示す仮想矢印ＵＶ’）がコア部４２の外部へと放射されてしまう。その結果、出射された紫外光の必ずしも全てが発光部２０に到達できるとは限らず、灯具としての機能を発揮するのに充分な発光が達成されない虞がある。ここで、図２に示すようなクラッド部４４がコア部４２に隣接するように配置されていると、コア部４２とクラッド部４４との境界において上記で説明したような全反射が起こり、出射された紫外光の全てが発光部２０へと入射されうるのである。ただし、出射された紫外光の全てが発光部２０へと到達する形態のみに本発明の技術的範囲が制限されるべきではなく、場合によっては、紫外光の一部が発光部２０へと到達しない形態もまた、本発明の技術的範囲に含まれる。
More specifically, the ultraviolet light emitted from the
光導波路４０を構成する材料は特に制限されず、発光部２０を構成する透明基材２４として上記で説明した材料が、光導波路４０を構成する材料として同様に用いられうる。ただし、本実施形態のように光導波路４０をコア部４２とクラッド部４４とから構成する場合には、より大きい屈折率を有する材料によりコア部４２を構成し、より小さい屈折率を有する材料によりクラッド部４４を構成する必要がある。コア部４２およびクラッド部４４のそれぞれを構成する材料の組み合わせについては特に制限されず、各材料について従来公知の屈折率の値を参考にして、それぞれの部位を構成する材料を選択すればよい。一例としては、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）（屈折率：１．４９）によりコア部４２を構成し、非晶性フッ素樹脂（屈折率：１．３４）によりクラッド部４４を構成する形態が例示されうる。なお、臨界角を小さくすることで全反射しうる紫外光の割合を増大させるには、コア部４２を構成する材料の屈折率とクラッド部４４を構成する材料の屈折率の差がより大きくなるように、それぞれの部位を構成する材料を選択すればよい。
The material that constitutes the
本実施形態において、光導波路４０は直方体の形状を有する。ただし、光導波路４０の形状についても発光部２０と同様に直方体のみには制限されず、光導波炉４０が設置される箇所の形状や発光部２０の形状に応じて、円柱状、三角柱状、多角柱状、意匠に合わせた曲面形状などの他の形状が採用されてもよい。
In the present embodiment, the
光導波路４０の厚さや、本実施形態におけるコア部４２およびクラッド部４４のそれぞれの厚さも特に制限されず、光導波路４０の設置箇所の形状および面積や、所望の光導波性能を考慮して、適宜設定すればよい。
The thickness of the
上記で説明したように、本実施形態の車両用灯具１０において、光導波路４０は、コア部４２とクラッド部４４とからなる。これにより、光源部３０から出射された紫外光が効率的に発光部２０へと導かれる。かような光導波機能は、図１および図２に示すように光導波路４０が光源部３０から発光部２０へと真っ直ぐに設置される場合は勿論のこと、光導波路４０が湾曲している場合であっても同様に発揮されうる。従って、本実施形態の車両用灯具１０が例えば車両外板上に設置される場合には、平滑な車両外板上、および湾曲した車両外板上のいずれにも設置されうる。場合によっては、凹凸を有する車両外板上に設置されることも可能である。このように、光導波路４０を採用すれば、車両のデザイン性能がより一層向上しうる。
As described above, in the
以上、光導波路４０がコア部４２とクラッド部４４とから構成される実施形態について詳細に説明したが、かような形態のみに本発明の技術的範囲が制限されることはなく、光導波路４０が単一の部材から構成される形態もまた、本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、出射される紫外光の直進性に優れる紫外線レーザが光源部３０の紫外光発生手段として採用される場合には、光導波路４０の外部への紫外光の放射がほとんど生じないため、光導波路４０を単一の部材から構成しても、発光部２０の効率的な発光が達成されうる。さらに、光源部３０と発光部２０とが極めて近接している場合のように、光導波路４０を設ける意義が少ない場合には、光導波路４０を設置することなく、発光部２０と光源部３０とから車両用灯具１０を構成してもよい。
As described above, the embodiment in which the
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の車両用灯具について説明する。図４は、第２実施形態の車両用灯具を示す概略斜視図である。図５は、図４に示すＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
(Second Embodiment)
Next, the vehicular lamp of the second embodiment will be described. FIG. 4 is a schematic perspective view showing the vehicular lamp of the second embodiment. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV shown in FIG.
本実施形態の車両用灯具１０は、発光部２０の表面に、当該発光部２０を保護するための保護層５０が設置されている点で、上記の第１実施形態とは異なるが、その他の構成要素については第１実施形態と同様である。よって以下、本実施形態の特徴的な構成である保護層５０について、詳細に説明する。
The
保護層５０は、発光部２０を保護するための要素である。
The
保護層５０の具体的な機能は特に制限されず、発光部２０を傷つきや薬品付着などの損傷から保護しうる層であればよい。保護層５０を構成する材料についても、特に制限はない。保護層５０は、例えば、上述した発光部２０を構成する透明基材２４として説明した材料から構成されうる。場合によっては、その他の材料から構成されてもよい。例えば、一般的なガラスにより保護層５０が構成されてもよい。
The specific function of the
本発明の車両用灯具１０は紫外光による蛍光体の発光により点灯する。このため、光源部３０から出射される紫外光以外の非意図的紫外光（例えば、太陽光中の紫外光）が発光部２０に入射してしまうと、蛍光体の形態によっては発光部２０全体がぼんやりと発光してしまい、例えば車両のリア部に配置される場合などには後続車両の運転者の運転操作に悪影響を及ぼす虞がある。かような虞を低減させるという観点から、保護層５０は、上記の非意図的紫外光の発光部２０への入射を防止する機能を有することが好ましい。
The
保護層５０にかような機能を持たせるための手段としては、図５に示すように、保護層５０に紫外光吸収剤５２を担持させることが挙げられる。かような紫外光吸収剤５２としては、例えば、レゾルシノール、サリシレート、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノンなどが例示される。これらの紫外光吸収剤５２は、１種のみが単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。場合によっては、これらの紫外光吸収剤５２を用いずに、従来公知の紫外光カットガラスを用いて、紫外光遮蔽機能を有する保護層５０を構成してもよい。
As a means for imparting such a function to the
本実施形態によれば、上述したような外光（例えば、太陽光）中の紫外光による所望のタイミング以外のタイミングでの発光部２０の発光が抑制され、車両用灯具１０としての信頼性が向上しうる。
According to the present embodiment, light emission of the
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、上記の第２実施形態の車両用灯具１０の用途である。本実施形態では具体的には、上記の第２実施形態の車両用灯具１０を自動車のリア部に配置して、ストップランプ（制動灯）として用いる。
(Third embodiment)
3rd Embodiment of this invention is a use of the
図６は、第３実施形態の車両用灯具１０の設置形態を示す概略図である。図７は、図６に示すＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。なお、図６および図７には、車両用灯具１０が自動車のリア部の片側に設置される形態のみを図示するが、車両用灯具１０が自動車のリア部に設置される場合には左右対称に設置されるのが一般的である。ただし、かような形態のみには制限されず、車両のデザインによっては左右対称でないように車両用灯具１０が設置されてもよい。
FIG. 6 is a schematic view showing an installation form of the
上述したように、本実施形態の車両用灯具１０は、自動車のリア部に配置されている。各構成要素について見ると、図６および図７に示すように、保護層５０が設置されてなる発光部２０、および光導波路４０はハッチバックドア６０を構成する車体外板の塗装層上に設置されており、光源部３０はリアフェンダー７０により構成される車体構造の内部に設置されている。発光部２０は外部から視認される必要があることから、車体構造外部（例えば、図６および図７に示すような車体外板の塗装層上）に設置されることが必要である。しかしながら、光導波路４０および光源部３０の設置形態は図示する形態のみに制限されず、場合によっては光導波路４０および光源部３０が車体構造内部に設置されてもよいし、発光部２０および光導波路４０に加えて光源部３０もが車体構造外部に設置されてもよい。また、光導波路４０および光源部３０については、一部分が車体構造内部に含まれ、残りの部分が車体構造外部に露出するように設置されてもよい。ただし、光源部３０は、外光の影響を少なくし、耐候性や保守性を向上させるという観点からは、図６および図７に示すように車体構造内部に設置されることが好ましい。なお、光源部３０や光導波路４０が車体構造内部に設置される場合には、光源部３０から出射された紫外光が、車体構造を構成する部材（例えば、図６および図７に示すリアフェンダー７０）により遮られてしまわないように、当該部材の出射された紫外光が通過する部位に、図７に示すような透明樹脂などからなる透明板７２を設置すべきである。
As described above, the
本実施形態の車両用灯具１０によれば、上記と同様の効果が得られる。すなわち、光源部３０の駆動時以外には、車両外板上に設置された発光部２０は透明であり、車両外板の塗装色が透視されうる。よって、本実施形態の車両用灯具１０では車両のリア部のデザインに影響を及ぼす虞が格段に低減されており、車両のデザイン性能が向上しうる。
According to the
さらに、本実施形態の車両用灯具１０によれば、バルブ光源などを用いた従来の車両用灯具よりもコンパクトな構成によって、灯具として機能するのに充分な発光を確保することが可能となる。よって本実施形態によれば、ハッチバックドアがより一層軽量化および小型化されうる。その結果、ハッチバックドアの開閉時のユーザーに対する負担が軽減され、また、自動車の室内空間がより大きくなりうる。
Furthermore, according to the
以上述べた効果を発揮することにより、本実施形態の車両用灯具１０は、自動車の市場競争力の増大に有効に寄与しうる。
By exhibiting the effects described above, the
本実施形態では、本発明の車両用灯具１０がストップランプ（制動灯）として用いられる場合を例に挙げて説明したが、かような形態のみには制限されず、その他の用途にも用いられうる。自動車のリア部に配置される場合には、例えば、ストップランプの他にターンシグナルランプ（方向指示灯）、テールランプ、リバースランプ、記号や文字を表示するための表示装置などとして用いられうる。なお、図６および図７にはストップランプのみを図示したが、通常は、これらの複数のランプが組み合わされたリアコンビネーションランプの形態で自動車のリア部に設置されるのが一般的である。本発明の車両用灯具１０がリアコンビネーションランプとして用いるには、それぞれのランプの所望の発光色に対応する蛍光体粒子２２を含む複数の発光部２０を設置し、さらにそれぞれの発光部２０に対応する複数の光源部３０（および、必要に応じて光導波路４０）を設置すればよい。なお、可能であれば、発光部２０の数よりも少ない個数（例えば、１個）の光源部３０から紫外光を出射させて、複数の発光部２０へと入射させてもよい。さらに、本発明の車両用灯具の設置箇所はリア部のみに制限されず、場合によっては、フロント部やサイド部などのリア部以外の箇所に設置されてもよいことは勿論である。
In the present embodiment, the case where the
１０ 車両用灯具、
２０ 発光部、
２２ 蛍光体粒子、
２４ 透明基材、
３０ 光源部、
４０ 光導波路、
４２ コア部、
４４ クラッド部、
５０ 保護層、
５２ 紫外光吸収剤、
６０ ハッチバックドア、
７０ リアフェンダー、
７２ 透明板、
Ｌ 最大の距離。
10 Vehicle lamps,
20 light emitting part,
22 phosphor particles,
24 transparent substrate,
30 light source section,
40 optical waveguide,
42 core part,
44 Cladding section,
50 protective layer,
52 ultraviolet light absorbers,
60 hatchback door,
70 Rear fender,
72 transparent plate,
L Maximum distance.
Claims (9)
紫外光発光手段を備え、紫外光を出射するための光源部と、
を備えた車両用灯具。 A light emitting part in which phosphor particles having an average particle size of 380 nm or less are supported on a transparent substrate;
A light source unit for emitting ultraviolet light, comprising ultraviolet light emitting means;
Vehicular lamp equipped with
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