CN101725850B - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关一种照明装置，能确实地密封LED芯片，可发挥所期望的颜色转换性能，并能提高良品率。照明装置1包括印刷布线板5、发出蓝色光的多个发光元件7、密封构件9、配设成让发光元件7发出的蓝色光入射的颜色转换单元11及粘结层15。密封构件9具有透光性，对安装在印刷布线板5上的发光元件7进行密封。颜色转换单元11具有透光性的外罩构件12以及形成在该外罩构件12的背面的荧光体层13。粘结层15具有透光性，将密封构件9与颜色转换单元11的荧光体层13以紧贴的状态予以粘结着。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，该照明装置例如从发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)等的发光元件发出蓝色光或紫外光，利用该光来激发其他颜色的荧光体而使之发出不同的颜色，并射出使这些不同颜色的光混色而成的照明光。 
背景技术
已产品化的发光二极管一般具有以透光性的树脂来对LED芯片进行铸模(mold)的构造。而且，作为此种发光二极管，例如已知有一种在密封有发出蓝色光的LED芯片的铸模树脂中混入黄色荧光体(主要是在蓝色光的激发下主要发出黄色光的荧光体)的发光二极管(例如，参照专利文献1)。 
专利文献1的发光二极管将LED芯片发出的蓝色光与受到该蓝色光激发而由黄色荧光体发出的黄色光相混合，而发出高显色性的白色光。 
[先前技术文献] 
[专利文献] 
专利文献1：日本专利特开平5-152609号公报 
然而，专利文献1的发光二极管中，铸模树脂担负着密封LED芯片的功能和作为荧光体层的功能，所以如果欲满足任一方的功能而设计铸模树脂的材质、厚度、黄色荧光体的浓度等，则未必能满足另一方的功能。例如，如果以对于防止水分或腐蚀性气体的侵入为最佳的厚度来对LED芯片进行铸模，则有可能无法将荧光体层中的颜色转换(波长转换)效率最佳化。 
而且，专利文献1的发光二极管由于在铸模树脂中混入有黄色荧光体，因此当黄色荧光体产生缺陷或在铸模中产生气泡时，将不得不废弃该发光二极管。即，专利文献1的发光二极管因使铸模树脂具备多个功能而导致良品率变差。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种照明装置，能确实地密封LED芯片，可发挥所期望的颜色转换性能，并能提高良品率。 
为了达成所述目的，本发明的照明装置包括：多个发光元件，发出蓝色光；基板，安装所述多个发光元件；密封构件，将所述多个发光元件密封在所述基板上并具有透光性；以及颜色转换单元，在具有透光性的外罩构件的背面，设置将受到所述蓝色光激发而发出蓝色以外的光的荧光体分散在透明基材中的荧光体层，且该颜色转换单元以该荧光体层与所述密封构件相向的方式而重叠，所述荧光体层被区分为红色荧光体区域与黄色荧光体区域，所述红色荧光体区域将受到所述蓝色光激发而发出红色光的红色荧光体分散在所述透明基材中，所述黄色荧光体区域将受到所述蓝色光激发而发出黄色光的荧光体分散在所述透明基材中，所述黄色荧光体区域形成为大于所述红色荧光体区域，所述红色荧光体区域与所述黄色荧光体区域在所述外罩构件的面方向上连续且邻接地形成。
[发明的效果] 
本发明的照明装置由于具有如上所述的构成以及作用，因此能确实地密封LED芯片，可发挥所期望的颜色转换性能，并能提高良品率。 
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的照明装置的概略图。 
图2是沿II-II线而切断图1的照明装置的剖视图。 
图3是表示本发明第二实施方式的照明装置的剖视图。 
图4A、图4B是分别从背面侧观察装入至图3的照明装置中的颜色转换单元的一例的概略图。 
图5是从表面侧观察本发明第三实施方式的照明装置的平面图。 
图6是沿VI-VI线而切断图5的照明装置的局部剖视图。 
图7是对在图6中邻接的二个发光元件之间测定照度的结果而将发光元件间的间距(pitch)作为参数(parameter)而表示的图表。 
1：照明装置               2：发光模块 
3：发光组件               5：印刷布线板 
6a、6b：电极              8：框构件 
7：发光元件               9：密封构件 
11：颜色转换单元          12：外罩构件 
13：荧光体层              13a：红色荧光体区域 
13b：非红色荧光体区域     15：粘结层 
21：点灯装置              22：控制部 
23：脉冲发生器            24：直流电源 
具体实施方式
以下，参照图1以及图2来说明本发明第一实施方式的照明装置1。该照明装置1一般用于照明领域。 
如图1所示，照明装置1例如包括板上芯片(Chip On Board，COB)型的发光模块(module)2及点灯装置21。本实施方式的发光模块2形成为纵横30mm×30mm左右的相对较小的矩形方块状。 
发光模块2具有发光组件(assembly)3及颜色转换单元11。发光组件3与颜色转换单元11如图2所示经由粘结层15而粘结着。 
发光组件3具有矩形板状的印刷布线板5(基板)、多个发光元件7、矩 形框状的框构件8及密封构件9。颜色转换单元11具有矩形板状的外罩(cover)构件12及荧光体层13。在以下的说明中，将图2中印刷布线板5的下侧称作背面侧，将外罩构件12的上侧称作表面侧。 
在发光组件3的印刷布线板5的表面，通过铜箔等而形成有未图示的电路图案(pattern)。并且，在该电路图案的两端设有图1所示的电极6a、6b。二个电极6a、6b延伸至印刷布线板5的周缘部为止。 
发光元件7例如是半导体发光元件，本实施方式中，使用具有460nm的主波长并发出蓝色光的LED芯片来作为发光元件7。所谓蓝色光，是指可见光中相对较短波长的光，这里包括紫外光。 
如图1所示，多个发光元件7呈纵横排列地安装在印刷布线板5的整个表面区域。本实施方式中，将多个发光元件7通过未图示的接合线(bonding wire)等而对上述的电路图案串联连接。另外，多个发光元件7既可通过倒装芯片(flip chip)而安装在印刷布线板5的表面上，也可通过芯片接合(die bonding)而安装在印刷布线板5的表面上。 
框构件8形成为比印刷布线板5小一圈的矩形框状，包围所有发光元件7并紧贴着印刷布线板5的表面周缘部而安装着。上述电路图案的电极6a、6b被导出至框构件8的外侧。框构件8优选由例如白色的合成树脂等形成，以使其内侧的侧面容易反射光。 
密封构件9填充在框构件8的内侧，以对上述框构件8所包围的多个发光元件7进行密封。密封构件9的表面是与框构件8的远离印刷布线板5的顶端面在同一平面上连续着。该密封构件9担负着防止水分或腐蚀性气体等从外部侵入的密封功能。 
而且，密封构件9由于必须使从发光元件7发出的蓝色光通过，因此是由具有透光性的材料所形成。本实施方式中，密封构件9是由透明的硅树脂(silicone resin)形成。除此以外，作为密封构件9，可使用透明的硅橡胶(silicone gum)，也可使用透明玻璃(glass)或透光性陶瓷(ceramic)等的其他透光性材料。总之，该密封构件9由于只担负发光元件7或布线图案的密封功能，因此密封构件9中并不混入后述的荧光体。 
另一方面，如图1以及图2所示，重叠在发光组件3的表面侧的颜色转换单元11的外罩构件12形成为与印刷布线板5大致相同大小的矩形板状。该外罩构件12由于必须使来自发光组件3的光良好地通过，因此也由具有透光性的材料形成。本实施方式中，外罩构件12是由透明的强化玻璃形成。另外，该外罩构件12的表面或背面中，至少背面是平坦的面。 
除此以外，外罩构件12也可由压克力(acryl)或聚碳酸酯(polycarbonate)等的硬度相对较高的树脂所形成。尤其，本实施方式的外罩构件12由于成为覆盖照明装置1的发光侧的表面的外壳构件，故而较理 想的是由不仅透光性优异，而且难以受损伤、难以破裂且耐候性优异的材料来形成外罩构件12。 
因此，本实施方式中，选择了强化玻璃来作为外罩构件12，但当外罩构件12不成为照明装置1的外壳时，较理想的是考虑到后述的通过光的反射损失(reflection loss)的问题而选择具有与所述发光组件3的密封构件9或后述荧光体层13的透明基材同程度的折射率的透明材料。 
荧光体层13被印刷在所述外罩构件12的背面，且形成为在将颜色转换单元11重叠于发光组件3的表面侧的状态下至少覆盖该密封构件9的表面的大小。本实施方式中，是通过丝网印刷(screen printing)而将该荧光体层13形成于外罩构件12的背面。本实施方式的荧光体层13在其透明基材中，例如在透明的硅树脂中均匀分散地含有粒子状的黄色荧光体。 
此处所说的黄色荧光体是指吸收从发光元件7发出的上述蓝色光并受到激发，而主要发出黄色光的荧光体。而且，此处所说的黄色光是指包括绿色光在内，且波长比蓝色光长且波长比后述的红色光短的中间色的光。作为发出此种中间色的光的黄色荧光体，例如有Ca3Sc2O4:Ce等的氧化物荧光体、或者(Ba，Sr)2SiO4:Eu或(Ba，Sr，Mg，Ca)2SiO4:Eu等的硅酸盐(silicate)系或赛隆(sialon)系的荧光体或者YAG、(Ca，Sr，Ba)Si2ON2:Eu、硫代镓酸盐(thiogallate)等。 
荧光体层13的透明基材为了抑制后述的通过光的反射损失，较理想的是使用具有与上述密封构件9(以及外罩构件12)的折射率相近的折射率的材料。而且，重要的是使黄色荧光体在透明基材中得到均匀分散，以使通过荧光体层13的蓝色光的强度分布以及从黄色荧光体发出的黄色光的强度分布在外罩构件12的表面侧进行观测时在外罩构件12的表面内达到均匀。 
粘结层15是由以具有透光性的树脂材料为主成分的材料所形成。作为此种树脂材料，有硅树脂或环氧树脂。粘结层15使发光组件3的密封构件9的表面与颜色转换单元11的荧光体层13无间隙而紧贴地粘结着。 
即，在发光组件3的表面侧，亦即在射出蓝色光的一侧，经由粘结层15而层叠有颜色转换单元11。因此，从各发光元件7发出的蓝色光在通过透明的粘结层15之后入射至荧光体层13，并经由外罩构件12而射出。 
通过使用如上所述的粘结层15而在发光组件3上贴合颜色转换单元11，密封构件9与荧光体层13之间空气层不再存在。由此，可提高密封构件9与粘结层15之间以及粘结层15与荧光体层13之间的热的传导效率。 
即，通过去除空气层，可将使多个发光元件7点灯时产生的热经由密封构件9、粘结层15以及荧光体层13而良好地传导至外罩构件12。而且，通过在外罩构件12的背面印刷荧光体层13，可确保外罩构件12与荧光体层13之间的紧贴性，从而可将由多个发光元件7产生的热以及如后所述般 黄色荧光体受到激发而发光时产生的微弱的热良好地传导至外罩构件12。换言之，根据本实施方式，能够实现从照明装置1的光的照射侧，亦即从外罩构件12的表面侧的散热构造。 
而且，通过使用上述粘结层15来使密封构件9与荧光体层13紧贴，能够抑制密封构件9与粘结层15之间的界面以及粘结层15与荧光体层13之间的界面上的光的反射损失。由此，能够无浪费地利用从多个发光元件7发出的蓝色光，使蓝色光效率良好地入射至荧光体层13。 
尤其，为了抑制上述界面上的光的反射损失，在本实施方式中，使密封构件9与荧光体层13的透明基材由折射率相近的材料来形成，并且将具有与荧光体层13的透明基材以及密封构件9的折射率相近的折射率的树脂材料作为主成分而形成粘结层15。作为此种树脂材料，例如有透明硅树脂或透明环氧树脂。 
如上所述，通过有效利用从多个发光元件7发出的蓝色光，可使通过荧光体层13而从外罩构件12的表面所照射的蓝色光的光量增多，而且，能够使荧光体层13中所含的黄色荧光体吸收更多的蓝色光，也可使黄色荧光体受到激发而发出的黄色光的光量增多。 
即，根据本实施方式，可增加从外罩构件12的表面射出的蓝色光的通过量，除此以外，可使从黄色荧光体发出并从外罩构件12的表面射出的黄色光的量增多，从而可使作为照明装置1的发光效率得到提高。 
而且，在本实施方式中，如上所述以覆盖发光组件3的密封构件9的方式而使颜色转换单元11重叠并紧贴，使外罩构件12成为照明装置1的外壳构件，因而无须设置覆盖发光模块2的表面侧的外壳构件。因此，可使照明装置1较薄且轻量，也可减少零件个数，从而可降低装置的制造成本。 
返回图1，连接于上述发光模块2的点灯装置21具备控制部22以及脉冲发生器(pulse generator)23。脉冲发生器23的输出端电性连接于电极6a、6b。控制部22对脉冲发生器23所发生的脉冲的发生时序(timing)、该脉冲的脉冲宽度以及该脉冲的峰值(crest value)等进行控制。该控制部22上连接有直流电源24。另外，本实施方式中，使用了具有脉冲发生器23的点灯装置21，但发光模块2的点灯方式并不限于此。 
此处，对上述第一实施方式的照明装置1的动作进行说明。 
当点灯装置21的控制部22控制脉冲发生器23而对发光模块2供电时，多个发光元件7受到通电而分别发出以蓝色光为主波长的光。这些蓝色光依次通过透明的密封构件9以及粘结层15而入射至颜色转换单元11的荧光体层13。 
入射至荧光体层13的蓝色光的一部分照射到分散在荧光体层13内的 黄色荧光体上而被吸收，剩余的蓝色光并不被黄色荧光体吸收而是通过荧光体层13的透明基材，并通过颜色转换单元11的外罩构件12，从照明装置1射出而成为照明光的一部分。 
吸收了蓝色光的黄色荧光体受到激发而放射出与蓝色光不同色的光，具体而言主要放射出黄色光。该黄色光与上述的蓝色光同样地，通过荧光体层13的透明基材，并通过外罩构件12，从照明装置1射出而成为照明光的一部分。 
即，根据本实施方式的照明装置1，将荧光体层13中所含的黄色荧光体放射出的黄色光与直接通过荧光体层13的透明基材的蓝色光混合而成的白色光作为照明光而射出。 
如上所述，根据本实施方式，将作为成为蓝色光的补色的黄色光的光源的黄色荧光体只混入颜色转换单元11的荧光体层13中，而不在密封发光元件7的密封构件9中混入荧光体。即，本实施方式中，由于将担负颜色转换功能的荧光体层13与担负密封功能的密封构件9分为二层，因此可满足上述的颜色转换功能与密封功能这两者。 
即，根据本实施方式，不用考虑荧光体层13的颜色转换特性(波长转换特性)，能够以对于发光元件7的密封最佳的厚度来形成密封构件9，相反地，不用考虑密封构件9的密封性能，能够以可将荧光体层13的颜色转换特性最佳化的厚度来形成荧光体层，并且黄色荧光体的浓度也可最佳化。换言之，通过分开该密封构件9与该荧光体层13，能够将密封性能与颜色转换性能这两者最佳化。 
而且，通过如上所述般将荧光体层13与密封构件9分为二层，即使在荧光体层13的制造过程中因气泡或异物的混入等而产生缺陷的情况下，也无需废弃整个发光模块2，可使产品的良品率提高。即，即使产生荧光体层13的缺陷时，也可以对具备印刷布线板5、发光元件7以及密封构件9的发光组件3而只将颜色转换单元11更换为适当的颜色转换单元。 
而且，如本实施方式所示，通过以外罩构件12来覆盖荧光体层13的表面，能够防止水分或腐蚀性气体侵入荧光体层13，从而能够保护荧光体层13使不受损伤。而且，由于外罩构件12是由强化玻璃形成，因此可在其平坦的背面上通过丝网印刷而容易地设置荧光体层13。即，可利用外罩构件12来作为荧光体层13的支撑构件。 
由此，与以单体来处理荧光体层13的情况相比较，可使照明装置1的装配时的荧光体层13的处理变得容易。尤其，当如后述的第二、第三实施方式般，在多个区域中对荧光体层13进行图案化(patterning)时，在外罩构件12的背面上对荧光体层13进行丝网印刷较为有效。 
即，本实施方式中，在制造发光模块2时，分别制造密封多个发光元 件7的发光组件3与在外罩构件12的背面印刷有荧光体层13的颜色转换单元11，再经由粘结层15将两者粘结。因此，可使各层的厚度管理变得容易，可控制(control)成所期望的层厚。尤其，由于在外罩构件12的背面以丝网印刷而形成荧光体层13，因此可将荧光体层13的层厚或黄色荧光体的浓度控制为所期望的值，从而能够将照明装置1的发光特性容易地控制成所期望的特性。 
进而，本实施方式的照明装置1具有如图1所示般将多个发光元件7呈纵横地以等间隔排列的构造，所以较理想的是外罩构件12具有扩散机构。此处所说的扩散机构，包括使经由荧光体层13而从外罩构件12的背面侧入射的光受到扩散并从外罩构件12的表面侧出射的所有机构。尤其，当如本实施方式的照明装置1般，从成为光源的多个发光元件7到成为光射出面的外罩构件12的表面之间的距离较短的情况下，该扩散机构较为有效。 
与此相对，例如当外罩构件12是由透明的强化玻璃形成的情况下，在与各发光元件7相向的区域和不与发光元件7相向的区域中，通过外罩构件12的光的强度不同，所以能从外罩构件12的表面侧明显看到多个发光元件而导致美观性变差。即，只有与各发光元件7相向的区域的亮度与其他区域相比较高。 
作为扩散机构，可考虑对外罩构件12的表面或背面中的至少一方实施磨砂(frost)加工的方法；及使外罩构件12的原材料自身由不透明的材料来形成的方法。本实施方式的照明装置1中，例如对外罩构件12的表面实施磨砂加工，制成外罩构件的表面的粗糙度为0.30μm～1.50μm左右的光扩散面。 
如上所述，通过对外罩构件12的至少一面进行磨砂加工，可在与多个发光元件7的正前方相向的外罩构件12的多个部位使光得到扩散，从而抑制这些部位的亮度明显比其周围高而变得显眼的情况。由此，可降低外罩构件12的表面上的亮度不均。这样的亮度不均的降低也可以通过如上所述般使外罩构件12自身由具有扩散透光性的材料制作而实现。 
以下，参照图3以及图4A、图4B来说明本发明第二实施方式的照明装置1。本实施方式的照明装置1除了荧光体层13的构造不同以外，具有与上述的第一实施方式大致相同的构造。因此，此处对与上述第一实施方式同样地发挥功能的构成要素标注同一符号并省略其详细说明。 
本实施方式的荧光体层13具有红色荧光体区域13a和与该红色荧光体区域13a区分开来的非红色荧光体区域13b。在本实施方式中，荧光体层13也是通过丝网印刷而形成在外罩构件12的背面，所以即使在沿着外罩构件12的面方向而将荧光体层13区分为多个区域的情况下，也无需特别在所区分的多个区域间设置间隔壁等。 
在红色荧光体区域13a中，均匀地分散有吸收上述蓝色光并受到激发而发出主波长为620nm～650nm左右的红色光的红色荧光体的粒子。此处所说的红色光，是指波长比上述黄色光长的光。另外，作为红色荧光体，例如有Sr2Si5N8:Eu、CaAlSiN3:Eu、La2O2S等。 
而且，在该红色荧光体区域13a中，也可混入其他颜色的荧光体，例如也可混入受到从发光元件7发出的蓝色光激发而发出主波长为520nm左右的绿色光的绿色荧光体。然而，如果在所区分的一个区域内混入激发波长不同的多种荧光体，则光的一部分会在这些不同种类的荧光体间被吸收而导致发光效率降低，因此较理想的是将绿色荧光体混入与红色荧光体的区域不同的区域。 
另一方面，在非红色荧光体区域13b中，均匀地分散有吸收上述蓝色光并受到激发而发出与红色不同色的光的红色以外的荧光体。作为该红色以外的荧光体，可使用通过激发而发出主波长为540nm或565nm左右的黄色光的黄色荧光体。该黄色荧光体与第一实施方式的黄色荧光体同样。本实施方式中，使用该黄色荧光体来作为非红色荧光体。 
红色荧光体区域13a与非红色荧光体区域13b既可如图4A所示般均呈长条状，并且印刷成这两个区域交替排列配设的条纹(stripe)状，也可如图4B所示般红色荧光体区域13a形成为井字形格子状，且印刷成由该红色荧光体区域13a来包围非红色荧光体区域(黄色荧光体区域)13b。总之，红色荧光体区域13a与非红色荧光体区域13b在外罩构件12的面方向上彼此无缝隙地连续而邻接着。 
而且，本实施方式中，如图3所示将荧光体层13图案化成，从外罩构件12的表面侧观察印刷布线板5上的发光元件7时，在与各发光元件7相向的位置上配置非红色荧光体区域(黄色荧光体区域)13b，在偏离各发光元件7的正前方的位置上配置红色荧光体区域13a。换言之，本实施方式中，将各荧光体区域图案化成，多个发光元件7与非红色荧光体区域13b相向。 
于是，当对该第二实施方式的照明装置1进行点灯时，从各发光元件7发出的蓝色光入射至荧光体层13，红色荧光体区域13a中所含的红色荧光体与非红色荧光体区域13b中所含的黄色荧光体分别被激发。通过该激发，红色荧光体发出用于改善显色性的红色光，非红色荧光体发出成为蓝色的补色的黄色光。并且，荧光体层13中所含的红色以及黄色的荧光体分别发出的红色及黄色光、与未被荧光体层13的荧光体吸收而通过的蓝色光相混合而使显色性得到改善的白色光作为照明光而从照明装置1射出。 
此时，重要的是将各荧光体区域13a、13b中的荧光体的浓度以及各区域13a、13b的大小设计成，如上所述般通过图案化的荧光体层13而从照明装置1射出的照明光在面方向上达到均匀的颜色以及光量。 
即，较理想的是，将各区域13a、13b中的荧光体的浓度设为大致相同的浓度，以使得未被荧光体吸收而通过荧光体层13的透明基材的蓝色光在面方向上达到均匀。并且，较理想的是，将红色荧光体区域13a相对于非红色荧光体区域13b的大小之比设计成适当的值，以使得从红色荧光体发出的红色光以满足所期望的显色性的程度而从照明装置1射出。 
而且，在使颜色转换单元11的荧光体层13经由粘结层15而粘结于发光组件3的密封构件9的表面时，重要的是将荧光体层13的红色荧光体区域13a与非红色荧光体区域13b的厚度设为相同的厚度，以使得荧光体层13与粘结层15之间不会产生间隙。本实施方式中，通过丝网印刷将各区域图案化，使荧光体层13的厚度遍及整个面而达到均匀。 
然而，众所周知的是红色荧光体具有不仅会吸收蓝色光，而且会吸收绿色光或黄色光而发出红色光的性质。因此，如果对于黄色荧光体而在相同区域内混合使用用于改善显色性的红色荧光体，则由黄色荧光体发出的黄色光(包括绿色光)的一部分将会被位于黄色荧光体周围的红色荧光体所吸收。其结果，光输出将下降而变暗，换言之，作为照明装置1的发光效率会降低。 
因此，本实施方式中，将荧光体层13区分为红色荧光体区域13a与非红色荧光体区域13b。由此，由黄色荧光体发出的黄色光的一部分作为激发能量而被红色荧光体吸收的程度变得极少，可使作为照明装置1的发光效率得到提高。 
而且，因为由黄色荧光体发出的黄色光比由红色荧光体发出的红色光要亮，所以如本实施方式般通过使非红色荧光体区域(黄色荧光体区域)13b与各发光元件7相向，可抑制光输出的下降。即，通过以使非红色荧光体区域13b与发光元件7相向的方式来对荧光体层13进行图案化，可提高照明装置1的亮度。 
另外，在本实施方式中，也可与上述的第一实施方式同样地来对外罩构件12实施磨砂加工。此时，例如可与第一实施方式同样地来对外罩构件12的整个面来实施磨砂加工，但也可设法磨砂加工成使荧光体层13的图案(pattern)难以从照明装置1的表面侧被看到。 
例如，在外罩构件12的材质是由不透明的材料所形成而对外罩构件12整体实施磨砂加工的情况下，无需加工外罩构件12，相应地可降低照明装置1的制造成本。而且，此时，可使通过外罩构件12的照明光遍及外罩构件12的整个面而扩散，可使从照明装置1射出的照明光的颜色有效地混色，并可抑制照明光的色斑。 
而且，例如也可只对外罩构件12的重叠于红色荧光体区域13a的部位实施磨砂加工，只使红色光扩散而混入黄色光中。此时，只有通过红色荧 光体区域13a而射出的红色光得到有效扩散，可防止红色荧光体区域13a的图案形状显着醒目。而且，此时，对于经由非红色荧光体区域13b而射出的接近白色的光，通过连接于该区域13b的红色荧光体区域13a以及经过磨砂加工的外罩构件12的部位而扩散并射出的红色光容易混入，能够抑制照明光的色斑。 
下表1中，将对上述的第一以及第二实施方式的照明装置1的发光量进行测定的结果与比较例1以及比较例2相比较而示出。 
[表1] 
表1 
Figure G2009101798910D00101
另外，第一实施方式的照明装置1使用了在透明基材中均匀地分散有YAG荧光体来作为黄色荧光体的具有100μm的膜厚的荧光体层13，并且使用了具有800μm的膜厚的由硅树脂形成的密封构件9。 
而且，第二实施方式的照明装置1使用了以与图4A同样的条纹图案而形成着分散有YAG荧光体来作为黄色荧光体的非红色荧光体区域13b与分散有CASN(CaAlSiN3:Eu)来作为红色荧光体的红色荧光体区域13a的荧光体层13。该荧光体层13的条纹图案具有50μm的线宽，荧光体层13的膜厚形成为100μm。而且，第二实施方式的照明装置1的密封构件9也是由具有800μm的膜厚的硅树脂形成。 
与此相对，比较例1的照明装置使YAG荧光体(黄色荧光体)分散在由硅树脂形成的膜厚800μm的密封构件中。而且，比较例2的照明装置使YAC荧光体与CASN(红色荧光体)混入由硅树脂形成的膜厚800μm的密封构件中。另外，在第一实施方式、第二实施方式、比较例1以及比较例2的各装置中，对于发光元件7使用蓝色LED。 
由表1可知的是，当设比较例1的照明装置中测定出的发光量为100时，相对于该比较例1的装置而改善了显色性的比较例2的装置的光量比为95。可认为其原因在于，在比较例2的装置中，除了混入有与YAG荧光体相比而发光量较少的CASN以外，从YAG荧光体发出的黄色光的一部分被CASN吸收也造成了发光效率下降。 
而且，第一实施方式的照明装置相对于比较例1的光量比为115。可认为其原因在于，在第一实施方式的照明装置中，将分散有YAG荧光体的荧光体层13在密封发光元件7的密封构件9之外另行重叠。即可认为，如第一实施方式所示，通过与密封构件9不同体地形成荧光体层13，可以不用考虑密封功能而将荧光体层13设计成只满足所期望的发光特性，从而使照明光的光量变多。 
进而，相对于该第一实施方式而改善了显色性的第二实施方式的照明装置的光量比为110。即可知的是，第二实施方式的照明装置与第一实施方式的照明装置相比较而光量变少。可认为其原因在于，在第二实施方式的照明装置中，对分散有与黄色荧光体相比较而发光量较少的红色荧光体的红色荧光体区域13a进行了图案化。 
然而，可确认的是，第一、第二实施方式的照明装置1至少可使发光量大于比较例1、2的照明装置。 
其次，参照图5至图7来说明本发明的第三实施方式。 
本实施方式的照明装置1除了荧光体层13的构造不同以外，具有与上述的第一实施方式大致相同的构造。因此，对于与上述的第一实施方式同样发挥功能的构成要素，标注同一符号并省略其详细说明。 
在本实施方式中，通过丝网印刷而形成在外罩构件12的背面的荧光体层13如图5所示，具有遍及荧光体层13的整个区域而扩展的非红色荧光体区域(黄色荧光体区域)13b、与散布在该非红色荧光体区域13b中并以大致等间隔呈纵横排列而配置的红色荧光体区域13a。该非红色荧光体区域13b相当于上述的第一实施方式的荧光体层13。 
在相对于该非红色荧光体区域13b而区分的多个点(dot)状的红色荧光体区域13a中，分别分散有受到从发光元件7发出的蓝色光激发而发出例如主波长为620nm～650nm的红色光的红色荧光体。各红色荧光体区域13a为大致相同形状的点状，该点状并不限于图5所示的矩形，也可设为圆形或其他形状。本实施方式中，因为各发光元件7具有矩形的发光区域，所以将红色荧光体区域13a设为矩形。 
另外，在该红色荧光体区域13a中，也可混入发出红色以外的颜色的荧光体。作为红色以外的荧光体，例如也可将受到从发光元件7发出的蓝色光激发而发出主波长为520nm左右的绿色光的绿色荧光体混入红色荧光体区域13a中。然而，当相同区域13a内混合存在不同色的荧光体时，从激发能量较高的荧光体发出的光的一部分会被激发能量较低的荧光体所吸收。因此，当混入绿色荧光体时，较理想的是使分散有绿色荧光体的区域在红色荧光体区域13a之外而散布于非红色荧光体区域13b中，且配置于与非红色荧光体区域13b不同的位置。 
另一方面，在非红色荧光体区域13b中，使受到从发光元件7发出的蓝色光激发而发出与红色不同色的光的其他色的荧光体分散且包含在透明基材中。作为其他色的荧光体，本实施方式中，使用通过激发而发出主波长为540nm或565nm的黄色光的黄色荧光体。该黄色荧光体使用与上述的第一及第二实施方式中使用的同样的黄色荧光体。 
并且，如图5以及图6所示，从外罩构件12的表面侧观察，各发光元件7配设在从纵横方向上彼此邻接的四个红色荧光体区域13a算起为等距离的位置上。即，在这些发光元件7的正前方，有非红色荧光体区域(黄色荧光体区域)13b相向。除了以上说明的各点以外的构成，包括图5以及图6未示出的构成而与上述的第一实施方式的照明装置1相同。 
当对该第三实施方式的照明装置1进行点灯时，通过从多个发光元件7发出的蓝色光，荧光体层13的红色荧光体区域13a中所含的红色荧光体与荧光体层13的非红色荧光体区域13b中所含的黄色荧光体受到激发。通过该激发，红色荧光体发出用于改善显色性的红色光，非红色荧光体发出黄色光。并且，将荧光体层13中所含的红色及黄色的荧光体分别发出的红色及黄色光、与未被荧光体层13的荧光体吸收而通过的蓝色光相混合而改善了显色性的白色光作为照明光而从照明装置1射出。 
如上所述，即使在本实施方式中也将荧光体层13区分为红色荧光体区域13a与非红色荧光体区域13b，所以从黄色荧光体发出的黄色光的一部分作为激发能量而被红色荧光体吸收的程度变得极少，可使作为照明装置1的发光效率提高。 
而且，从黄色荧光体发出的黄色光比从红色荧光体发出的红色光要亮，因此如本实施方式所示，通过使非红色荧光体区域(黄色荧光体区域)13b与各发光元件7相向，可抑制光输出的下降。换言之，通过以使非红色荧光体区域13b与发光元件7相向的方式来对荧光体层13进行图案化，可提高照明装置1的亮度。 
一般而言，从此种照明装置1射出的照明光中所含的红色光是为了提高用来评价显色性的平均显色指数(average color rendering index)(Ra)而混入照明光中。但另一方面，可通过丝网印刷而印刷在玻璃基板上的红色荧光体区域13a的最小点径存在界限。即，当为了改善照明光的显色性而欲以相对较少的混合比来使红色光混合时，如上述的第三实施方式的照明装置1所示，使红色荧光体区域13a为点形状而散布地分散在透明基材中的方法较为有效。 
例如，如果设想使本实施方式的照明装置1射出色温为5000K且平均显色指数(Ra)为70的白色光的情况，则红色荧光体区域13a相对于黄色荧光体区域13b的大小之比为97∶3左右。如果假设欲在该条件下将图4A所 示的条纹状的红色荧光体区域13a形成于30mm×30mm的黄色荧光体区域13b内，则红色荧光体区域13a的宽度为0.9mm，并且可形成的条纹的条数仅为一条。 
因此，如果假设利用上述的丝网印刷可印刷的最小点径为1mm，则在该条件下将无法印刷条纹状的红色荧光体区域13a。而且，即使假设在该条件下能够印刷条纹状的红色荧光体区域13a，则在只具有这样极细的一条红色荧光体区域13a的构造中，光的混入也会出现问题，并且发光面的色斑会变得醒目。 
因此，在欲使红色荧光体区域13a相对于黄色荧光体区域13b的比相对较大的情况下，如本实施方式的照明装置1所示，将红色荧光体区域13a设为点形状较为有效。具体而言，当在上述条件下印刷点状的红色荧光体区域13a时，可将纵横1.04mm大小的矩形的点呈纵横5列排列于30mm×30mm的黄色荧光体区域13b内。 
除此以外，作为同样达成显色性的其他方法，也可考虑降低分散在红色荧光体区域13a内的红色荧光体的密度，而增加红色荧光体区域13a的面积的方法，但若采用此方法，则通过红色荧光体区域13a的蓝色光会相应地增加红色荧光体的密度降低的部分。即，此时，相对于通过黄色荧光体区域13b的蓝色光，通过红色荧光体区域13a的蓝色光的量将变多，照明光会产生色斑。 
在图7中，表示将上述的第三实施方式的照明装置1的分别成斜向而邻接的二个发光元件7间的间距设为5.00mm、2.50mm、2.00mm、1.25mm时的照度分布的图表。此处所说的发光元件7的间距是指沿着图5的VI-VI线的斜向的间距，并非纵横的间距。而且，图7的图表的横轴表示将各间距设为1时的相对距离，图表的左右中央的值表示二个发光元件7的中间位置，即正好与红色荧光体区域13a的中心相向的位置的照度。另外，照度是在连接二个发光元件7的线上距离外罩构件12的表面为1mm的位置上分别测定出的照度。 
即，在将发光元件7的间距设为5.00mm时，二个发光元件7的正中间位置上的蓝色光的照度大致接近零，红色荧光体区域13a的中心几乎未受到蓝色光照射。另一方面，在将发光元件7的间距设为1.25mm时，二个发光元件7变得大致邻接，在位于二个发光元件7的中间位置的红色荧光体区域13a上，被照射有与在各发光元件7的正上方测量到的照度大致相同照度的蓝色光。即，二个发光元件7间的间距越窄，照射在位于这二个发光元件7之间的红色荧光体区域13a上的蓝色光的照度越高，当间距扩大时，照射在位于这二个发光元件7之间的红色荧光体区域13a上的蓝色光的照度变低。 
因此，当要在照明装置1的表面内与照度变得最低的红色荧光体区域13a相向的部位上，将红色光的照度控制成固定的值时，结合发光元件7的间距来变更红色荧光体区域13a的面积即可。例如，当发光元件7间的间距为5mm时，从二个发光元件7算起为等距离的位置上的照度相对于各发光元件7的正上方的照度成为约5％的照度，所以增大红色荧光体区域13a的面积即可。另一方面，当发光元件7间的间距为2mm时，从二个发光元件7算起为等距离的位置上的照度相对于各发光元件7的正上方的照度成为约50％的照度，所以红色荧光体区域13a的面积不需要那么大。 
然而，若增大散布在非红色荧光体区域13b内的各红色荧光体区域13a的面积，则邻接的红色荧光体区域13a的相互间隔会变窄，因此可期待红色荧光体区域13a变得显着醒目的情况可得到抑制，而发光面上的色斑难以被察觉的进一步的效果。 
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，在实施阶段，在不脱离其主旨的范围内可对构成要素进行变形而具体化。而且，通过上述的实施方式中揭示的多个构成要素的适当组合，可形成各种发明。例如，也可从上述的实施方式中所示的所有构成要素中删除若干个构成要素。进而，也可将跨及不同实施方式的构成要素适当组合。 
例如，在上述的第二、第三实施方式中，对将红色荧光体区域中所含的红色荧光体与非红色荧光体区域中所含的黄色荧光体的浓度设为大致相同的浓度的情况进行了说明，但并不限于此，为了提高照明装置1中的显色性，也可使各区域的荧光体浓度不同。 
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。 

Claims (6)

1.一种照明装置，其特征在于包括：
多个发光元件，发出蓝色光；
基板，安装所述多个发光元件；
密封构件，将所述多个发光元件密封在所述基板上并具有透光性；以及
颜色转换单元，在具有透光性的外罩构件的背面，设置将受到所述蓝色光激发而发出蓝色以外的光的荧光体分散在透明基材中的荧光体层，且该颜色转换单元以该荧光体层与所述密封构件相向的方式而重叠，
所述荧光体层被区分为红色荧光体区域与黄色荧光体区域，所述红色荧光体区域将受到所述蓝色光激发而发出红色光的红色荧光体分散在所述透明基材中，所述黄色荧光体区域将受到所述蓝色光激发而发出黄色光的荧光体分散在所述透明基材中，所述黄色荧光体区域形成为大于所述红色荧光体区域，
所述红色荧光体区域与所述黄色荧光体区域在所述外罩构件的面方向上连续且邻接地形成。
2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
所述荧光体层被印刷在所述外罩构件的背面，且以与所述密封构件之间不存在空气层的方式而紧贴着。
3.根据权利要求2所述的照明装置，其特征在于，
在所述密封构件与所述荧光体层之间介入有将两者以紧贴状态粘结的具有透光性的粘结层。
4.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，
所述密封构件、透明基材及粘结层是由具有相同的折射率的透光性材料所形成。
5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
所述外罩构件具有扩散机构，该扩散机构将经由所述荧光体层而自其背面侧入射的光予以扩散并使该光自其表面侧出射。
6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
分散在所述红色荧光体区域中的所述红色荧光体的浓度以及分散在所述非红色荧光体区域中的所述红色以外的荧光体的浓度被设定成，通过这些区域的所述蓝色光的光量达到相同。
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