CN101749576B - 发光模块及照明器具 - Google Patents

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Abstract

本发明的发光模块(1)包括设置于基体(2)的安装面(2a)的至少一个发光元件(5)。透光性构件(4)配置成与所述基体(2)的所述安装面(2a)相向。所述透光性构件(4)远离所述发光元件(5)，并且包含对所述发光元件(5)所发出的光的波长进行转换的荧光物质(16)。在所述基体(2)与所述透光性构件(4)之间配置着具有导热性的框架(3)。所述框架(3)包围所述发光元件(5)。所述框架(3)包含将所述发光元件(5)所发出的光引导至所述透光性构件(4)的开口部(10)、以及与所述透光性构件(4)形成热连接的导热部(15)。所述导热部(15)具有露出于所述透光性构件(4)之外的散热部(20)。

Description

发光模块及照明器具
本申请案基于且主张2008年12月12日申请的先前的日本专利申请案第2008-316717号的优先权的权益，所述申请案的全文以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种例如将发光二极管芯片(light emitting diode chip)用作光源的发光模块(light emitting module)，更详细而言，本发明涉及一种用以抑制发光二极管芯片的温度上升并良好地维持发光效率的构造。此外，本发明涉及一种在器具本体上安装着所述发光模块的照明器具。
背景技术
例如发光二极管与如荧光灯(fluorescent lamp)或白炽灯之类的现有的光源相比，效率更高且寿命更长。近年来，随着发光二极管的发光效率的提高，将发光二极管用作光源的各种照明器具被商品化。
将发光二极管作为光源的发光模块包括发出蓝色光的发光二极管芯片、与含有黄色荧光体粒子的透明的密封构件。密封构件包裹着发光二极管芯片。发光二极管芯片所发出的蓝色光在穿过密封构件时将荧光体粒子予以激发。借此，利用荧光体粒子来对蓝色光进行波长转换，从而将白色光放射至发光模块之外。
对于先前的发光模块而言，当利用荧光体粒子来对蓝色光进行波长转换时，由于损耗而产生热。借此，荧光体粒子的温度会上升，因此，发光二极管芯片的温度也会升高。如果发光二极管芯片的温度上升，那么发光二极管芯片的发光效率就会下降，无法获得充分的光输出。
作为对策，例如在日本专利特开2008-218238号公报所揭示的照明器具中，在远离多个发光二极管的位置配置着具有荧光膜的透光性面板(panel)。该透光性面板是由散热性比树脂更优异的玻璃(glass)形成，并且在与发光二极管相向的面上具有收纳凹部。借由将荧光体涂布于所述收纳凹部来形成所述荧光膜。
根据该构成，由于荧光膜远离发光二极管，因此，即使在利用荧光膜来对发光二极管的光进行波长转换时产生热，该热也难以传递至发光二极管。而且，可将波长转换时所产生的热从透光性面板释放至照明器具之外。由此，可抑制发光二极管的发光效率的下降并使光输出提高。
根据所述公开专利公报所揭示的照明器具，具有荧光膜的透光性面板是以偏离荧光膜的透光性面板的外周部分而支撑于器具本体的框体。在此种构成中，波长转换时由荧光膜发出的热的大部分仅从透光性面板的表面释放出，热会容易充斥于透光性面板的收纳凹部。因此，在高效地将波长转换时的热予以释放的方面存在改善的余地。
另一方面，例如日本专利特开2008-147610号公报所揭示的发光装置包括安装有多个发光元件的基板、含有荧光材料的透光性的荧光体薄片(sheet)、以及介于基板与荧光体薄片之间的框架(frame)。框架将发光元件逐个地包围。
在此种发光装置中，可利用荧光体薄片来高效地对从多个发光元件放射出的光进行波长转换，并且可将经波长转换的光从荧光体薄片的表面释放出。但是，所述发光装置仅揭示了如下的构成，即，利用荧光体薄片来高效地对发光元件的光进行转换，或将从荧光体薄片向基板返回的光高效地反射至发光装置之外。换句话说，完全未涉及如下的构成，即，当荧光体薄片因波长转换时所产生的损耗而发热时，用以将该热予以释放的具体的构成。
由此可见，上述现有的发光模块及照明器具在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的发光模块及照明器具，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的发光模块存在的缺陷，而提供一种新型结构的发光模块，所要解决的技术问题是使该发光模块可高效地将荧光物质所发出的热释放至透光性构件之外，以抑制发光元件的温度上升，并可获得充分的光输出，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，克服现有的照明器具存在的缺陷，而提供一种新型结构的照明器具，所要解决的技术问题是使该照明器具可借由搭载发光效率高的发光模块来获得充分的明亮度，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。为达到上述目的，依据本发明的第一形态的发光模块包括：具有安装面的基体；设置(provide)于所述基体的所述安装面的至少一个发光元件；透光性构件，配置成与所述基体的所述安装面相向，该透光性构件远离所述发光元件，并且包含对所述发光元件所发出的光的波长进行转换的荧光物质；以及具有导热性的框架，以包围所述发光元件的方式而介于所述基体与所述透光性构件之间。所述框架包含将所述发光元件所发出的光引导至所述透光性构件的开口部、及与所述透光性构件形成热连接的导热部。所述导热部具有露出于所述透光性构件之外的散热部。
根据本发明的第一形态，发光模块通过从天花板向地板放射出光来进行整体照明。具体而言，发光模块可用作住宅的普通照明用的小形照明器具的光源，或可用作办公室(office)、各种设施的业务用的比较大的照明器具的光源。而且，也可通过将发光模块收容在具备灯座的灯泡形的透光性外壳(cover)的内部，来构成灯泡形的发光二极管(Light EmittingDiode，LED)灯。
在本发明的第一形态中，基体是用以支撑作为发光元件的发光二极管芯片的构成要素，较理想的是由柔性材料(flexible material)来形成该基体。基体并不限于由柔性材料形成，例如可由如铝(aluminum)或铜之类的导热性优异的金属材料形成，也可由如玻璃环氧(glass epoxy)材料、酚醛纸(paper phenol)材料、玻璃复合材料(glass composite)之类的非金属材料形成。而且，也可利用陶瓷(ceramics)来形成基体。
此外，基体构成了使多个发光二极管芯片彼此隔着间隔而规则地排列的面状的模块，因此，优选将该基体设为例如正方形或长方形之类的四角形状、如六角形之类的多角形状、以及圆形或椭圆形状。此外，基体构成了使多个发光二极管芯片排列成直线状的线状的模块，因此，该基体也可为较长的细长形状。换句话说，基体可形成为与预期的光分布特性相对应的任意形状。
与此同时，在安装面上形成有配线图案(pattern)的基体中，可将发光二极管芯片安装在该配线图案上。如果考虑安装发光二极管芯片，那么较理想的是基体具有配线图案，但配线图案并非是必需的构成。此外，将发光二极管芯片安装在基体上的方法也并无特别限制。
根据本发明的第一形态，发光二极管芯片可由1个芯片构成，也可将多个芯片予以组合而构成。当将黄色的荧光体用作为荧光物质时，为了获得白色光，较理想的是使用发出蓝色光的蓝色发光二极管芯片。发光二极管芯片并不限定于蓝色发光二极管芯片。例如也可通过使用发出红色光的红色发光二极管芯片、发出绿色光的绿色发光二极管芯片来获得白色以外的颜色的光。
多个发光二极管芯片的一部分或全部可矩阵(matrix)状地排列在基体的安装面上，也可按照一定的顺序而规则地排列成锯齿状或放射状。排列有发光二极管芯片的区域的形状优选设为如正方形或长方形之类的四角形状、如六角形之类的多角形状、以及圆形或椭圆形状。换句话说，所述区域可设为能够高效地配置多个发光二极管芯片的形状，或设为与预期的光分布特性相对应的任意的形状。
根据本发明的第一形态，较理想的是将框架设为角锥或圆锥状，并将发光二极管芯片配置于该框架的底部。此外，框架优选在与底部相向的位置具有对从发光二极管芯片释放出的光进行引导的开口部。具体而言，为了获得以发光二极管芯片为中心而呈旋转对称的光分布，将框架设为像同轴状地包围发光二极管芯片，并且向开口部逐渐扩开的形状即可。框架的形状只要可获得预期的光分布即可，框架的形状并不受特别限定。
考虑到光的反射性能，例如可由如聚对苯二甲酸丁二醇酯(Polybutylene terephthalate，PBT)之类的具有耐候性、耐热性及电气绝缘性的白色的合成树脂材料来形成框架，也可使用丙烯酸树脂(acrylicresin)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS)树脂来一体地形成所述框架。为了提高光的反射性能，可将包围发光二极管芯片的框架的内表面涂装成白色。此外，代替涂装，例如也可将铝或银等的金属材料蒸镀于框架的内表面，或者对框架的内表面实施镀敷，借此来使框架的内表面成为镜面(mirror finished surface)或半镜面。
此外，当利用如铝或铜之类的金属材料来构成框架时，可将框架的内表面涂布成白色，也可对框架实施加工，使得该框架的内表面成为镜面或半镜面。框架优选具有光反射性，但框架具有光反射性这一点并非是必要条件。
可对应于发光二极管芯片的数量来设置框架。具体而言，在具有多个发光二极管芯片的发光模块中，可以与各个发光二极管芯片相对应的方式来设置多个框架，也可以与组合有多个发光二极管芯片的多个芯片群分别对应的方式来设置多个框架。多个框架无须全部为相同的形状，也可将形状不同的多个框架予以组合。
此外，也可针对多个发光二极管芯片或多个芯片群而设置一个共用的框架。与此同时，也可针对一个发光二极管芯片而设置一个框架。
在本发明的第一形态中，在透光性构件与发光二极管芯片之间确保有间隙。例如在发光二极管芯片放射出蓝色光的情况下，透光性构件含有黄色荧光体作为荧光物质。借此，当蓝色光穿过该透光性构件时，吸收了蓝色光的一部分的黄色荧光体借由波长转换而发出黄色光。借此，蓝色光与黄色光混合而变成白色光，该白色光被放射至透光性构件之外。
透光性构件包括：例如由硅树脂(silicone resin)或环氧树脂(epoxyresin)之类的透明或半透明的材料构成的基座(base)、以及包含于该基座中的荧光物质。透光性构件优选为柔性的薄片。薄片无需为柔性，可使用刚性(rigid)的薄片。而且，也可在透光性构件中附加如对光分布进行控制的透镜(lens)之类的光控制机构。荧光物质例如可使黄色的荧光体粒子混入至透光性构件，也可作为波长转换层而积层于透光性构件的表面。
透光性构件设置成与框架的开口部相对应。在框架具有多个开口部的情况下，透光性构件可具有横跨多个开口部的大小。具体而言，可由一片薄片来构成透光性构件，并利用该薄片同时将多个开口部予以覆盖。
根据本发明的第一形态，框架的导热部是用以将荧光物质在波长转换时所发出的热释放至发光模块之外的构成要素。较理想的是将导热部例如设为一体地埋入于透光性构件的形态，以可从透光性构件处良好地接收荧光物质所发出的热。具体而言，例如在透光性构件为树脂制的情况下，在使透光性构件成形时，利用树脂来使框架的导热部成型(mold)为一体，借此，可应对该情况。此外，也可在透光性构件中形成通孔(through hole)，并将框架的导热部嵌入于该通孔。与此同时，当将多个要素予以组合而构成透光性构件时，也可将框架的导热部夹入于相邻的要素之间。因此，使框架的导热部与透光性构件形成热连接的方法并不特别限定于埋入的方法。
框架优选可将传递至导热部的荧光物质的热进一步传递至基体，并将该热从该基体释放至发光模块之外。框架将荧光物质的热传递至基体并非是必要条件。例如也可利用如铝之类的金属材料来构成框架，并将荧光物质的热从透光性构件及框架释放至发光模块之外。
在本发明的第二形态中，框架与基体形成热连接。根据第二形态，可将荧光物质所发出的热从框架传递至基体，并从该基体释放至发光模块之外。
在本发明的第三形态中，框架的导热部从框架的开口部的边缘向基体的相反侧突出。根据第三形态，由于导热部面向于透光性构件，因此，可容易地使导热部与透光性构件彼此形成热连接。
在本发明的第四形态中，框架的导热部在开口部的圆周方向上连续并且包围透光性构件。根据第四形态，可充分地确保导热部与透光性构件彼此的接触面积。借此，可将荧光物质所发出的热从透光性构件高效地传递至导热部。
根据本发明的第五形态，框架与基体及透光性构件协作地构成收容着发光元件的容器(receptacle)，具有透光性的密封构件填充在所述容器中。为了确保发光二极管芯片的防尘性及防湿性，或为了维持发光二极管芯片的充电部的电气绝缘，较理想的是使容器为气密构造。将密封构件填充于容器中，借此，可利用密封构件来覆盖发光二极管芯片。因此，可确实地防止发光二极管芯片的污染，并且可进一步提高发光二极管芯片的充电部的电气绝缘性。
在本发明的第六形态中，基体及透光性构件分别具有柔软性，并且框架可弹性变形。根据第六形态，可将发光模块弯曲成任意的形状。因此，可自由地改变发光模块的外形。
可将刚软性基板(rigid-flex board)用作基体，该刚软性基板例如是由膜(film)状的薄片或环氧树脂构成的多个刚性基板、与将刚性基板之间予以连接的膜状的柔性基板组合而成的基板。
透光性构件例如可由具有柔软性的合成树脂材料构成。而且，当将透光性构件分割成多个要素时，也可借由将多个要素可弯曲地连结来对透光性构件赋予柔软性。
框架例如可由具有柔软性的合成树脂材料构成。当由刚性的合成树脂材料或金属材料来构成框架的主要部分时，也可通过在框架的主要部分开设多个孔来使主要部分形成为可弯曲的格子状。当利用合成树脂材料来构成框架时，可通过在框架的内部设置多个空洞来使框架更易于弯曲。空洞并非是必需的构成，也可从框架的内部排除空洞。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。为达到上述目的，依据本发明的第七形态的发光模块包括：具有安装面的基体；规则地排列于所述基体的安装面的多个发光元件；透光性构件，配置成与所述基体的所述安装面相向，该透光性构件远离所述发光元件，并且包含对所述发光元件所发出的光的波长进行转换的荧光物质；以及具有导热性的框架，介于所述基体与所述透光性构件之间。框架具有包围所述发光元件的多个单元块(cell blocks)，各单元块包含将所述发光元件所发出的光引导至所述透光性构件的开口部、以及与所述透光性构件形成热连接的导热部。所述导热部具有露出于所述透光性构件之外的散热部。
在第七形态中，多个单元块可彼此分离，也可连结成一体。当单元块彼此分离时，相邻的单元块的导热部以彼此重叠的方式对接即可。
根据第七形态，可将荧光物质在波长转换时所发出的热传递至多个单元块的导热部，并从导热部的散热部直接释放至透光性构件之外。与此同时，可将荧光物质的热从导热部传递至单元块，并从该单元块释放出。
在本发明的第八形态中，多个单元块彼此分割，并且相邻的单元块的导热部彼此对接。透光性构件包含以与多个单元块相对应的方式而被划分的多个分割片，各分割片与所述各单元块的所述导热部形成热连接。根据第八形态，可在导热部的对接部位将框架予以弯折。因此，可自由地改变发光模块的外形。
在本发明的第九形态中，基体及透光性构件具有柔软性，并且框架可弹性变形。根据第九形态，可自由地将发光模块予以弯曲。
在本发明的第十形态中，透光性构件为一体构造物，并且具有供多个单元块的导热部贯穿的多个通孔。根据第十形态，可使导热部的散热部容易地露出于透光性构件之外。借此，可将传递至导热部的荧光物质的热从散热部高效地释放至透光性构件之外。与此同时，由于通孔彼此隔着间隔而规则地排列，因此，通孔成为与穿孔(perforations)相类似的形态。因此，可沿着通孔而将一体构造物的透光性构件予以弯折。
在本发明的第十一形态中，框架具有形成在单元块之间的多个空洞。根据第十一形态，可更容易地将框架予以弯曲。
本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。为达到上述目的，依据本发明第十二形态的照明器具包括：器具本体；支撑于所述器具本体的发光模块；以及使所述发光模块点灯的点灯装置。所述发光模块包括：(i)具有安装面的基体；(ii)设置于所述基体的所述安装面的至少一个发光元件；(iii)透光性构件，配置成与所述基体的所述安装面相向，该透光性构件远离所述发光元件，并且包含对所述发光元件所发出的光的波长进行转换的荧光物质；以及(iv)具有导热性的框架，以包围所述发光元件的方式而介于所述基体与所述透光性构件之间。框架包含将所述发光元件所发出的光引导至所述透光性构件的开口部、以及与所述透光性构件形成热连接的导热部，所述导热部具有露出于所述透光性构件之外的散热部。
根据第十二形态，照明器具可用作住宅的普通照明，或用作办公室、各种设施的业务用的照明。而且，可将一个发光模块组合于器具本体，也可将多个发光模块组合于器具本体。此外，发光模块可在将安装有发光元件的基体、透光性构件及框架组装成为一个组件(assembly)的状态下装入于器具本体，也可将基体、透光性构件及框架分别装入于器具本体。
器具本体较理想的是由例如钢板、不锈钢(stainless)、铝之类的导热性优异的金属材料构成。此外，器具本体也可由例如PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)之类的具有耐热性、耐候性及电气绝缘性的合成树脂材料构成。
点灯装置例如包含点灯电路，该点灯电路将100V的交流电压转换成24V的直流电压并供给至发光元件。点灯装置可安装在器具本体上，例如也可设置在如天花板之类的远离器具本体的部位。此外，点灯装置也可具有调光功能。
在本发明的第十三形态中，具有导热性的间隔件(spacer)介于器具本体与发光模块的基体之间。根据第十三形态，可将发光模块的热从间隔件传递至器具本体，并从该器具本体释放至照明器具之外。
在本发明的第十四形态中，发光模块的基体及透光性构件分别具有柔软性，并且框架可弹性变形。根据第十四形态，可将发光模块弯曲成任意的形状。借此，即使对于对发光模块进行支撑的器具本体而言，也可采用例如混杂着曲面及平面的独创的设计(design)。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明发光模块及照明器具至少具有下列优点及有益效果：
根据本发明的发光模块，可将波长转换时由荧光物质发出的热高效地释放至透光性构件之外。借此，可提高发光元件的发光效率并获得充分的光输出。
根据本发明的照明器具，可抑制发光模块的发光效率的下降，获得充分的明壳度。
综上所述，本发明是有关于一种发光模块及照明器具。该发光模块包括设置于基体的安装面的至少一个发光元件。透光性构件配置成与所述基体的所述安装面相向。所述透光性构件远离所述发光元件，并且包含对所述发光元件所发出的光的波长进行转换的荧光物质。在所述基体与所述透光性构件之间配置着具有导热性的框架。所述框架包围所述发光元件。所述框架包含将所述发光元件所发出的光引导至所述透光性构件的开口部、以及与所述透光性构件形成热连接的导热部。所述导热部具有露出于所述透光性构件之外的散热部。本发明还提供了一种具有该发光模块的照明器具。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的发光模块的平面图。
图2是沿着图1的F2-F2线的剖面图。
图3是表示透光性构件与框架的导热部的位置关系的剖面图。
图4是本发明的第1实施方式中，构成框架的单元块的立体图。
图5是应用了图1的发光模块的本发明的第1实施方式的照明器具的主视图。
图6是本发明的第1实施方式的照明器具的侧视图。
图7是本发明的第2实施方式的照明器具的立体图。
图8是本发明的第3实施方式的发光模块的平面图。
图9是本发明的第3实施方式中，构成框架的单元块的立体图。
图10是本发明的第4实施方式的发光模块的框架的平面图。
图11是本发明的第4实施方式的发光模块的剖面图。
图12是本发明的第5实施方式的发光模块的平面图。
图13是本发明的第6实施方式的发光模块的剖面图。
图14是本发明的第7实施方式的发光模块的剖面图。
1、43、51、61、71、81、91：发光模块    2：基体
2a：安装面                             2b：背面
3：框架                4：透光性构件
5：发光二极管芯片      7：单元块
8：周壁                9：第1开口部
10：第2开口部          11：光反射面
12、18：粘接剂         14：空洞
15、52、62：导热部     16：荧光体粒子
17：分割片             20、54、63：散热部
21：容器               31：照明器具
32、42：器具本体       33、44：点灯装置
34：天花板             35：本体外壳
36a、36b：光源支撑部   37a、37b：间隔件
41：LED灯              42a：开口
45：透光性外壳         46：灯座
53：切口               72：发光区域
73：狭缝               82：密封构件
83：光扩散剂
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的发光模块及照明器具其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
以下，基于图1至图6来对本发明的第1实施方式的发光模块及应用了该发光模块的照明器具进行说明。
图1及图2表示了发光模块1。该发光模块1包括基体(substrata)2、框架3以及透光性构件4。
基体2例如为大致正方形的板，且由如环氧树脂之类的柔性材料形成。基体2具有平坦的安装面(mount surface)2a与位于该安装面2a的相反侧的背面2b。
多个发光二极管芯片5设置在基体2的安装面2a上。发光二极管芯片5为发光元件的一例，且在安装面2a上规则地排列成矩阵状。此外，在安装面2a上形成有未图示的配线图案。发光二极管芯片5排列在配线图案上，并且经由该配线图案而串联连接。发光二极管芯片5的性能彼此相同。在本实施方式中，使用发出蓝色光的高亮度、高输出的蓝色发光二极管芯片。
框架3例如是由如白色的PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)之类的具有导热性及电气绝缘性的合成树脂材料所形成。借由将多个单元块7予以组合来构成框架3。如图4所示，各单元块7为四角的角锥形，并具有薄的四个周壁8。该周壁8具有柔软性。周壁8彼此协作地规定正方形(square)的第1开口部9及正方形的第2开口部10。第1开口部9在单元块7的一端形成开口。第2开口部10在单元块7的另一端形成开口，并与第1开口部9相向。四个周壁8随着从第1开口部9向第2开口部10的方向前进而向彼此远离的方向倾斜。由于该倾斜，第2开口部10具有比第1开口部9更大的开口形状。此外，对周壁8的内表面实施了例如蒸镀铝的镜面加工。因此，周壁8的内表面成为光反射面11。
如图1至图3所示，多个单元块7以与多个发光二极管芯片5分别对应的方式而规则地排列在基体2的安装面2a上。各单元块7的第1开口部9与安装面2a相向。规定第1开口部9的周壁8的边缘是经由具有耐热性及电气绝缘性的硅树脂或环氧树脂制的粘接剂12而固定在安装面2a上。通过该固定，多个单元块7彼此连结而构成格子状的框架3，并且，发光二极管芯片5位于各单元块7的第1开口部9的中央。
单元块7的四个光反射面11包围发光二极管芯片5。光反射面11呈从发光二极管芯片5的背后向光的放射方向扩开的形状。由此，单元块7的光反射面11构成为使发光二极管芯片5所发出的光向第2开口部10反射，获得以发光二极管芯片5为中心而呈旋转对称的光分布。
在将单元块7固定于基体2的安装面2a的状态下，在相邻的单元块7的周壁8与基体2之间形成有多个空洞14。由于存在空洞14，因此，将多个单元块7予以连结的框架3维持着柔软性。结果，框架3可弯曲成任意的形状。
如图2至图4所示，单元块7分别具有导热部15。该导热部15一体地形成于规定单元块7的第2开口部10的周壁8的边缘。导热部15从周壁8的边缘向基体2的相反侧突出，并且在第2开口部10的圆周方向上连续。因此，导热部15具有四角的开口形状。相邻的单元块7的导热部15以彼此重叠的方式对接。结果，多个单元块7的导热部15成格子状地连续。
如图1及图2所示，透光性构件4配置成与基体2的安装面2a相向。透光性构件4包括以与多个单元块7相对应的方式而被划分的多个分割片17。该些分割片17包括例如使用了透明的硅树脂的基座、以及混入至该基座中的黄色的荧光体粒子16。该荧光体粒子16是将发光二极管芯片5所发出的蓝色光转换成黄色光的荧光物质的一例，作为优选的例子，该荧光体粒子16均等地分散在基座中。
分割片17为柔性的四角薄片，并具有可进入至单元块7的导热部15的内侧的大小。分割片17例如使用导热性优异的硅树脂制的粘接剂18而固定于单元块7的导热部15的内表面。通过该固定，单元块7的第2开口部10被分割片17覆盖，并且单元块7的导热部15与分割片17形成热连接。此外，彼此对接的导热部15夹在相邻的分割片17之间。因此，导热部15的前端构成了从相邻的分割片17之间露出于透光性构件4之外的散热部20。根据本实施方式，散热部20位于与透光性构件4的表面相同的面上。
如图2所示，透光性构件4远离发光二极管芯片5。此外，框架3的单元块7介于基体2的安装面2a与透光性构件4之间，并与基体2及分割片17协作地规定多个容器21。容器21逐个地收容着发光二极管芯片5。连接于发光二极管芯片5的配线图案露出于容器21。在本实施方式中，容器21气密地形成着。借此，保护发光二极管芯片5及将发光二极管芯片5与配线图案之间予以电性连接的部分不受灰尘或湿气的影响。
根据第1实施方式，将安装有多个发光二极管芯片5的基体2、具有多个单元块7的框架3以及具有多个分割片17的透光性构件4加以组合，借此来构成平坦的发光模块1。该发光模块1的基体2及透光性构件4的分割片17柔软，并且框架3也具有柔软性。结果，发光模块1可弹性变形，从而可弯曲成任意的形状。
此种构成的发光模块1可用作照明器具用的光源。图5及图6表示了例如用于办公室的整体照明的照明器具31。该照明器具31包括器具本体32、多个发光模块1以及点灯装置33。
器具本体32包括本体外壳(case)35。该本体外壳35例如是借由对经涂装的钢板进行加工而构成，该本体外壳35具有沿着办公室的天花板34而笔直地延伸的细长形状。本体外壳35经由未图示的多个支架(bracket)而直接安装(表面安装(surface mounted))于天花板34。本体外壳35具有一对光源支撑部36a、36b。光源支撑部36a、36b向本体外壳35的长度方向延伸，并且相对于本体外壳35而彼此向相反侧立起。而且，光源支撑部36a、36b以随着靠近天花板34而彼此远离的方式弯曲成圆弧状。
本体外壳35的光源支撑部36a、36b分别经由间隔件37a、37b来对多个发光模块1进行支撑。间隔件37a、37b例如由铝或铜之类的导热性优异的金属材料所构成，并沿着光源支撑部36a、36b而弯曲成圆弧状。
如图6所示，多个发光模块1沿着本体外壳35的长度方向排列成一行。发光模块1的基体2的背面2b经由硅树脂或环氧树脂制的粘接剂或粘接薄片而粘接于间隔件37a、37b。粘接剂或粘接薄片具有电气绝缘性，并且导热性优异。
此外，发光模块1的基体2使用如多个螺钉之类的固定机构，与间隔件37a、37b一同固定于本体外壳35的光源支撑部36a、36b。通过该固定，发光模块1沿着光源支撑部36a、36b而弯曲成圆弧状，并且，发光模块1的基体2经由间隔件37a、37b而与器具本体32形成热连接。此外，支撑于器具本体32的多个发光模块1彼此串联连接着。
如图5所示，点灯装置33收容在本体外壳35的内部。点灯装置33包含点灯电路，该点灯电路将100V的交流电压转换成24V的直流电压并供给至发光二极管芯片5。点灯电路的输出端被引导至本体外壳35的内侧，并连接于多个发光模块1的输入端子。
此种构成的照明器具31以单体的方式安装于办公室的天花板34，或在利用馈送电缆(cable)来将多个照明器具31之间予以连接的状态下，安装于天花板34。在使照明器具31点灯之后，多个发光模块1的所有的发光二极管芯片5发出蓝色光。从发光二极管芯片5放射出的蓝色光的大部分被直接引导至单元块7的第2开口部10，并且，剩余的光由单元块7的光反射面11反射之后被引导至第2开口部10。被引导至第2开口部10的蓝色光入射至透光性构件4的分割片17。入射至分割片17的蓝色光的一部分被黄色的荧光体粒子16吸收。剩余的蓝色光不被荧光体粒子16吸收，而是穿过分割片17。吸收了蓝色光的荧光体粒子16受到激发，借由波长转换来发出黄色光。结果，蓝色光与黄色光彼此混合而变成白色光，该白色光放射至透光性构件4之外。
由此，从多个发光模块1发出的遵循预期的光分布特性的白色光从办公室的天花板34向地板放射。在本实施方式的照明器具31中，由于多个发光模块1直线状地排列成一行，因此，进行具有横宽的光分布的照明。
根据本发明的第1实施方式，从发光二极管芯片5放射出的蓝色光在由荧光体粒子16进行波长转换时产生损耗，导致荧光体粒子16发热。荧光体粒子16的热扩散至透光性构件4的分割片17。
扩散至分割片17的荧光体粒子16的热从分割片17的表面释放至发光模块1之外。而且，由于分割片17与单元块7的导热部15形成热连接，因此，荧光体粒子16的热也会传递至导热部15。该导热部15的散热部20露出于透光性构件4之外。借此，传递至导热部15的荧光体粒子16的热从散热部20直接释放至发光模块1之外。
此外，荧光体粒子16的热从导热部15经由单元块7的周壁8而传递至基体2。基体2与器具本体32形成热连接。借此，荧光体粒子16的热也会从单元块7的集合体即框架3及器具本体32释放出。
发光二极管芯片5在点灯时伴有发热。发光二极管芯片5的热从单元块7的光反射面11传递至透光性构件4的分割片17，接着从分割片17的表面释放至发光模块1之外。与此同时，发光二极管芯片5的热从基体2传递至器具本体32，且也从该器具本体32释放出。
根据本发明的第1实施方式，可将因波长转换时的损耗而由荧光体粒子16发出的热从框架3及透光性构件4高效地释放出，并且也可使该热从框架3传递至基体2并从该基体2释放出。此外，发光二极管芯片5所发出的热也可从透光性构件4及基体2释放出。
结果，可抑制发光二极管芯片5的温度上升，并可良好地维持发光效率。由此，可获得充分的光输出来用于普通照明。同时，发光二极管芯片5的寿命也变长，可提供具有可靠性高的发光模块1的照明器具31。
此外，由于可将荧光体粒子16所发出的热从框架3及基体2释放出，因此，可利用散热性比玻璃更差的树脂材料来构成含有荧光体粒子16的透光性构件4。因此，对于透光性构件4的材质并无限制，并且可节省材料费。
此外，由于发光二极管芯片5及荧光体粒子16的散热性变得良好，因此，无需将例如铝制的昂贵的散热器(heat sink)及散热用的散热片(fins)附加于发光模块1。换句话说，可从发光模块1中省略散热器及散热用的散热片，从而可降低发光模块1的成本。
由于发光模块1可产生弹性变形，因此，该发光模块1可弯曲成任意的形状。借此，发光模块1可用作多种多样的形状的照明器具的光源，该发光模块1的通用性丰富。而且，即使对于装入着发光模块1的器具本体32而言，也可采用混杂着曲面及平面的独创的设计。因此，可获得先前因光源形状的制约而难以实现的多种多样的设计的照明器具31。由此，在对照明器具31进行设计的方面的自由度增大，并且也可提高照明器具31的创新效果。
本发明并不限定于第1实施方式，可在不脱离发明主旨的范围内实施各种变形。
例如，图7表示了本发明的第2实施方式的灯泡形的LED灯41。该LED灯41为照明器具的一例，且包括器具本体42、发光模块43、点灯装置44以及透光性外壳45。器具本体42呈在一端具有开口42a的半球形。E形的灯座(base)46安装在与器具本体42的开口42a相向的顶部。
发光模块43是使所述第1实施方式的发光模块1形成为圆筒状而成的发光模块，该发光模块43的基本构成与上述发光模块1相同。因此，对与上述发光模块1相同的构成要素标注相同的参照符号，并省略其说明。圆筒形的发光模块43的一端支撑于器具本体42。发光模块43配置在与灯座46相同的轴上，并从器具本体42的开口42a突出。发光模块43所具有的多个发光二极管芯片5在发光模块43的轴向及圆周方向上隔着间隔地排列着。因此，发光二极管芯片5向发光模块43的周围释放出放射状的光。
点灯装置44收容在器具本体42的内部。该点灯装置44与发光模块43所具有的多个发光二极管芯片5及灯座46形成电性连接。
透光性外壳45为透光性构件的一例，且具有与普通的白炽灯的玻璃灯泡(glass bulb)相类似的形状。透光性外壳45例如是由含有黄色的荧光体粒子的透明的硅树脂所构成。该透光性外壳45以覆盖发光模块43的方式而支撑于器具本体42。
根据此种构成的LED灯41，发光二极管芯片5所发出的蓝色光从圆筒形的发光模块43中放射状地放射。蓝色光的一部分在穿过透光性外壳45时，在荧光体粒子的作用下经波长转换而变成黄色光。借此，黄色光与蓝色光彼此混合而变成白色光，该白色光均等地向透光性外壳45的周围放射。
因此，LED灯41具有与普通的白炽灯相类似的光分布特性，可替代现有的白炽灯来使用。
图8及图9表示了本发明的第3实施方式的发光模块51。在第3实施方式中，框架3的单元块7及透光性构件4的分割片17的形状与上述第1实施方式不同。除此以外的发光模块51的构成与第1实施方式相同。
如图9所示，单元块7具有四个导热部52。该导热部52一体地形成于规定单元块7的第2开口部10的周壁8的边缘。导热部52从周壁8的边缘向基体2的相反侧突出，并且彼此隔开间隔地排列在第2开口部10的圆周方向上。相邻的单元块7的导热部52以彼此重叠的方式对接。
透光性构件4的分割片17分别为柔性的四角薄片。分割片17的外周缘部重叠在规定单元块7的第2开口部10的周壁8的边缘上。相邻的分割片17的外周缘部彼此对接。四个切口53形成于分割片17的外周缘部。切口53以与单元块7的导热部52相对应的方式，隔着间隔地排列在分割片17的圆周方向上。
单元块7的导热部52嵌入于切口53，并且经由粘接剂而固定于分割片17。而且，导热部52的前端构成从切口53露出于透光性构件4之外的散热部54。该散热部54位于与透光性构件4的表面相同的面上。
根据此种第3实施方式，可将波长转换时由荧光体粒子发出的热从单元块7的散热部52及单元块7的集合体即框架3释放出。由此，与第1实施方式相同地，可抑制发光二极管芯片5的温度上升，并可良好地维持发光效率。
图10及图11表示了本发明的第4实施方式的发光模块61。在第4实施方式中，与框架3相关的事项与所述第3实施方式不同。除框架3以外的发光模块61的构成基本上与第3实施方式相同。
在第4实施方式中，构成框架3的多个单元块7彼此成形为一体。借此，框架3成为一体构造物，规定单元块7的第2开口部10的周壁8的边缘是以格子状地连续着。
单元块7具有四个导热部62。该导热部62一体地形成于规定单元块7的第2开口部10的周壁8的边缘。导热部62从周壁8的边缘向基体2的相反侧突出，并且彼此隔开间隔地排列在第2开口部10的圆周方向上。相邻的单元块7的导热部62彼此成为一体。
此外，导热部62的前端构成露出于透光性构件4之外的散热部63。该散热部63位于与透光性构件4的表面相同的面上。
图12表示了本发明的第5实施方式的发光模块71。
在第5实施方式中，与透光性构件4相关的事项与所述第4实施方式不同。除透光性构件4以外的发光模块71的构成基本上与第4实施方式相同。
如图12所示，透光性构件4成为具有与框架3相对应的大小的薄片状的一体构造物。透光性构件4包括与多个单元块7相对应的多个发光区域72、以及多个狭缝(slit)73。该狭缝73为通孔的一例，且在与各发光区域72的外周部相对应的位置，在厚度方向上贯穿透光性构件4。而且，狭缝73彼此隔开间隔并规则地排列着。因此，狭缝73成为与穿孔(perforations)相类似的形态。
单元块7的导热部62嵌入于狭缝73。导热部62的散热部63从狭缝73露出于透光性构件4之外。
根据第5实施方式，可将波长转换时由荧光体粒子发出的热传递至单元块7的导热部62，接着从散热部63释放至发光模块71之外。此外，形成于透光性构件4的狭缝73如穿孔那样规则地排列着。借此，可沿着狭缝73容易地将经一体成形的透光性构件4予以弯曲，从而可将透光性构件4设为富有柔软性的构成。由此，例如即使在利用如铝之类的金属材料来构成框架3以提高散热性能时，也可充分地确保发光模块71整体的柔软性。
图13表示了本发明的第6实施方式的发光模块81。
在第6实施方式中，在由基体2、单元块7及透光性构件4所规定的多个容器21的内部填充着密封构件82。该密封构件82例如由含有光扩散剂83的透明的硅树脂所构成。例如可使用如二氧化钛(TiO2)或二氧化硅(SiO2)之类的光扩散性微粒子作为光扩散剂83。光扩散剂均等地分散于密封构件82的内部。
密封构件82是以将容器21完全填满的方式而被填充。借此，发光二极管芯片5、配线图案以及将发光二极管芯片5与配线图案之间予以电性连接的部分被密封构件82覆盖。
根据第6实施方式，从发光二极管芯片5放射出的光穿过含有光扩散剂83的密封构件82。借此，从发光二极管芯片5朝向透光性构件4的光被扩散，并且，由透光性构件4反射之后向基体2返回的光也被扩散。因此，可在透光性构件4的宽广的范围内，均等地对指向性强的发光二极管芯片5的光进行引导。与此同时，可将从发光二极管芯片5释放出的光的损耗抑制得较少，从而可使发光二极管芯片5所发出的光高效地射出至发光模块81之外。
而且，从发光二极管芯片5放射出的光在密封构件82的内部扩散并混合。借此，可防止透光性构件4的表面的颜色的不均，并且可使透光性构件4的表面的亮度分布均等化。
此外，将密封构件82的折射率设定为发光二极管芯片5的半导体发光层的折射率与透光性构件4的折射率之间的值，借此，可使位于从发光二极管芯片5朝向透光性构件4的光路(optical path)上的多个构成要素的折射率缓慢地减小。因此，可使被密封构件82及透光性构件4反射之后向基体2的方向返回的光减少，从而可使从发光二极管芯片5放射出的光高效地射出至发光模块81之外。
在第6实施方式中，发光二极管芯片5以及将发光二极管芯片5与配线图案之间予以电性连接的部分被密封构件82覆盖。因此，可防止发光二极管芯片5的污损，并且可进一步提高发光二极管芯片5的电气绝缘性能。
而且，当将密封构件82填充于容器21时，单元块7的周壁8发挥作为堤坊的功能。因此，无需防止密封构件82的渗漏的特别的构成要素，从而可使发光模块81的构成简单化。
图14表示了本发明的第7实施方式的发光模块91。
根据第7实施方式，填充于容器21的密封构件82以拱顶状(domeshape)而仅覆盖发光二极管芯片5及将发光二极管芯片5与配线图案之间予以电性连接的部分。
根据该构成，可减少昂贵的硅树脂或光扩散剂83的使用量，并且可获得与所述第6实施方式相同的效果。因此，可提供在成本方面有利的发光模块91。
在本发明中，框架所具有的导热部的散热部也可从透光性构件的表面突出。如此，可借由散热部的前端来对遮光角进行设定，从而可减少人仰视照明器具时的刺眼的眩光(discomfort glare)。
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 (14)

1.一种发光模块，其特征在于包括：
具有安装面(2a)的基体(2)；
设置于所述基体(2)的所述安装面(2a)的至少一个发光元件(5)；
透光性构件(4)，配置成与所述基体(2)的所述安装面(2a)相向，所述透光性构件(4)远离所述发光元件(5)，并且包含对所述发光元件(5)所发出的光的波长进行转换的荧光物质(16)；以及
具有导热性的框架(3)，以包围所述发光元件(5)的方式介于所述基体(2)与所述透光性构件(4)之间，所述框架(3)包含将所述发光元件(5)所发出的光引导至所述透光性构件(4)的开口部(10)、及与所述透光性构件(4)形成热连接的导热部(15、52、62)，所述导热部(15、52、62)具有露出于所述透光性构件(4)之外的散热部(20、54、63)。
2.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于：所述框架(3)与所述基体(2)形成热连接。
3.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于：所述框架(3)的所述导热部(15、52、62)从所述开口部(10)的边缘向所述基体(2)的相反侧突出。
4.根据权利要求3所述的发光模块，其特征在于：所述框架(3)的所述导热部(15)在所述开口部(10)的圆周方向上连续，并且包围所述透光性构件(4)。
5.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于：所述框架(3)与所述基体(2)及所述透光性构件(4)协作地构成收容着所述发光元件(5)的容器(21)，具有透光性的密封构件(82、92)填充于所述容器(21)。
6.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于：所述基体(2)及所述透光性构件(4)分别具有柔软性，并且所述框架(3)可弹性变形。
7.一种发光模块，其特征在于包括：
具有安装面的基体；
规则地排列于所述基体的安装面的多个发光元件；
透光性构件，配置成与所述基体的所述安装面相向，所述透光性构件远离所述发光元件，并且包含对所述发光元件所发出的光的波长进行转换的荧光物质；以及
具有导热性的框架，介于所述基体与所述透光性构件之间，所述框架具有包围所述发光元件的多个单元块，各单元块包含将所述发光元件所发出的光引导至所述透光性构件的开口部、及与所述透光性构件形成热连接的导热部，所述导热部具有露出于所述透光性构件之外的散热部。
8.根据权利要求7所述的发光模块，其特征在于：所述多个单元块彼此被分割，并且相邻的单元块的所述导热部彼此对接，所述透光性构件包含以与所述多个单元块相对应的方式而被划分的多个分割片，各分割片与所述各单元块的所述导热部形成热连接。
9.根据权利要求7所述的发光模块，其特征在于：所述基体及所述透光性构件分别具有柔软性，并且所述框架可弹性变形。
10.根据权利要求7所述的发光模块，其特征在于：所述透光性构件为一体构造物，并且具有供所述多个单元块的所述导热部贯穿的多个通孔(through holes)。
11.根据权利要求9所述的发光模块，其特征在于：所述框架具有形成在所述单元块之间的多个空洞。
12.一种照明器具，其特征在于包括：
器具本体(32、42)；
支撑于所述器具本体(32、42)的发光模块(1、43)；以及
使所述发光模块(1、43)点灯的点灯装置(33、44)，
其中，所述发光模块(1、43)包括：
具有安装面(2a)的基体(2)；
设置于所述基体(2)的所述安装面(2a)的至少一个发光元件(5)；
透光性构件(4)，配置成与所述基体(2)的所述安装面(2a)相向，所述透光性构件(4)远离所述发光元件(5)，并且包含对所述发光元件(5)所发出的光的波长进行转换的荧光物质(16)；及
具有导热性的框架(3)，以包围所述发光元件(5)的方式而介于所述基体(2)与所述透光性构件(4)之间，所述框架(3)包含将所述发光元件(5)所发出的光引导至所述透光性构件(4)的开口部(10)、及与所述透光性构件(4)形成热连接的导热部(15)，所述导热部(15)具有露出于所述透光性构件(4)之外的散热部(20)。
13.根据权利要求12所述的照明器具，其特征在于：更包括设置在所述器具本体(32)与所述发光模块(1)的所述基体(2)之间的间隔件(37a、37b)，所述间隔件(37a、37b)具有导热性。
14.根据权利要求12所述的照明器具，其特征在于：所述发光模块(1)的所述基体(2)及所述透光性构件(4)分别具有柔软性，并且所述框架(3)可弹性变形。
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