CN102022643A - 发光装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够使用光学元件确保配光控制性、并能够降低被照射面上的光的照度不匀的发光装置。一种发光装置(10),具有具备多个LED芯片(发光元件)(1)的光源部(9)、和在内部中配置该光源部(9)的至少一部分、使内面(2c)将来自光源部(9)的光反射的反射面为旋转面的光学元件(2),光学元件(2)的上述内部中的光源部(9)具有长度方向沿着上述旋转面的旋转轴(A)配设的多边形状的柱状体(3)、和包围该柱状体(3)、将配置在该柱状体(3)的侧面(3a)上的LED芯片(1)发光的光的至少一部分吸收而发出波长变换后的光的光变换部件(4)。
Description
技术领域
本发明涉及使用多个发光元件的发光装置。
背景技术
近年来,开发了通过使用半导体的发光元件与吸收来自该发光元件的光的一部分而发出波长变换后的光的荧光体的组合、能够发光白色光等的混色光的发光装置。这样的发光装置因为以强劲的势头开发出了光输出特性更好的发光元件,所以在一部分中开始应用到了照明用途。
作为这种发光装置,如图16所示,已知有具备在圆板状的放热板31上配置有作为发光元件的LED芯片1的光源部、和将该光源部配置为使其堵塞圆锥筒状的旋转曲面反射镜的开口部2a、内面为将来自上述光源部的光向外部反射的上述旋转曲面反射镜的旋转面的光学元件2的发光装置10′(例如参照专利文献1)。另外,光学元件2的上述旋转面的旋转轴A为发光装置10′的光轴。此外,公开了LED芯片1既可以是1个也可以是多个、也可以是带有荧光体的LED。
由此,发光装置10′由光学元件2将来自LED芯片1的光反射,能够得到希望的配光特性。
但是,从LED芯片1自身释放的光的指向性较强。因此,在图16所示的发光装置10′中,即使将LED芯片1做成面光源配置在光学元件2的开口部2a中而从上述光源部以大致均匀的亮度分布发光,不入射到光学元件2中而向发光装置10′的旋转轴A方向放射的直接光也占到许多,难以进行光学元件2的配光控制。
在由来自发光装置10′的照射光形成的照射图案中,主要发生通过在被照射面的大致中央由光学元件2控制的光变多的高照度区域、和在该高照度区域的外侧由来自LED芯片1的直接光形成的环状的低照度区域形成的照度不匀。
此外,还提出了图17所示的发光装置10′,是具备具有多个作为发光元件的LED芯片1的光源部9′、和在内部中配设有光源部9′、内面由将来自光源部9′的光向外部反射的反射板构成的光学元件2的发光装置10′,光源部9′具有将长度方向沿着光学元件2的光轴X配设的多边形状的柱状体3、和在该柱状体3的侧面3a上安装有多个LED芯片1的长条的安装基板5(例如参照专利文献2、专利文献3)。
另外,在图17所示的发光装置10′中,在柱状体3的前端部上,一体地配置有抑制发光装置10′的中心变暗并确保散热性的分体的反射部件8′。
图17的发光装置10′通过做成将以列状安装有多个LED芯片1的安装基板5搭载到呈多边柱状的柱状体3的侧面3a上的光源部9′,提高光学元件2的配光控制性,上述照射图案能够抑制主要通过被照射面的大致中央的高照度区域和在该高照度区域的外侧形成的低照度区域形成的照度不匀。
[专利文献1]特开2007-235079号公报
[专利文献2]特开2006-310502号公报
[专利文献3]特开2004-342574号公报
但是,发光装置10′以成本降低及低消耗电力为目的,有减少LED芯片1的数量的趋势,难以使LED芯片1无间隙而立体地配置在柱状体3的侧面3a上。因此,在图17的发光装置10′中,不仅安装在安装基板5上的LED芯片1之间,与搭载在相邻的安装基板5上的LED芯片1之间也成为非发光部,在光源部9′自身中发生亮度不匀。这如果将LED芯片1单单替换为上述带有荧光体的LED也同样发生。因此,发光装置10′即使设计为使得用光学元件2控制来自光源部9′的光,也会在由来自发光装置10′的照射光形成的照射图案中反映出光源部9′的亮度不匀。特别是,在发光装置10′是光学元件2将来自光源部9′的光缩窄为比广角窄角的设计构造的情况下,有在从发光装置10′照射的光中显著地发生起因于光源部9′的亮度不匀的照度不匀的倾向。
特别是,由于对能够应用到照明器具中的发光装置要求配光控制性更好、亮度不匀更小,所以通过上述发光装置10′并不够,要求进一步的改良。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出的,目的是提供一种能够使用光学元件确保配光控制性、并且能够减轻被照射面上的光的照度不匀的发光装置。
技术方案1的发明是一种发光装置,具有具备多个发光元件的光源部、和在内部中配置该光源部的至少一部分、使内面将来自上述光源部的光反射至外部的反射面为旋转面的光学元件,其特征在于,上述光学元件的上述内部中的光源部具有长度方向沿着上述旋转面的旋转轴配设的多边形状的柱状体、和包围该柱状体、将配置在该柱状体的侧面上的上述发光元件发光的光的至少一部分吸收而发出波长变换后的光的光变换部件。
根据该发明,由于发光装置具备长度方向沿着光学元件的旋转轴配设的多边形状的柱状体、发光元件配置在上述柱状体的侧面上,所以来自上述发光元件的光朝向上述光学元件的反射面的方向。
发光装置由于来自上述发光元件的光中的向上述光学元件的入射成分与在该光学元件的一端部上具备作为面光源设置的光源部的发光装置相比增加,所以容易通过上述光学元件进行配光的控制。此外,发光装置与在上述光学元件的一端部上作为面光源具备上述光源部的发光装置相比,从上述发光元件直接向外部释放的直接光变少,所以还能够减轻物体的难以看清或产生不适感那样的眩晕。
进而,发光装置由于光变换部件将长度方向沿着上述光学元件的旋转轴配设的上述柱状体包围,覆盖多个上述发光元件,所以作为设在上述柱状体的相邻的上述侧面上的上述发光元件间的前方的上述光变换部件也能够受到来自附近的上述发光元件的光的入射及来自上述光学元件的反射光而发光。
因此,发光装置的上述光源部整体的亮度不匀较小,能够受上述光学元件控制而减轻被照射面上的光的照度不匀。
技术方案2的发明在技术方案1所述的发光装置中,上述光学元件的上述内部的上述光源部是朝向释放光的上述外部变得尖细的锥形状。
根据该发明,通过上述光源部是朝向释放光的上述外部变得尖细的锥形状,容易将从上述发光元件及上述光变换部件发出的光向上述外部释放,所以能够进一步提高发光装置的光取出效率。
技术方案3的发明在技术方案1或2所述的发明中,其特征在于,上述光源部具有在上述柱状体的长度方向的前端部上覆盖该柱状体而设置、将光向与上述前端部对置的面侧反射的反射部件。
根据该发明,通过在上述柱状体的尖细的前端部上设置将光向与该前端部对置的面侧反射的反射部件,能够抑制从上述发光元件的端面向上述光学元件的上述外部直接放射的光,能够提高配光特性的控制性。
技术方案4的发明在技术方案1或2所述的发明中,其特征在于,上述柱状体具有导电性,与配置在该柱状体的侧面上的上述发光元件经由形成在安装该发光元件的安装基板的一表面侧上的导体图案、沿上述安装基板的厚度方向贯通设置的导通孔、与该导通孔连接并形成在上述安装基板的另一表面侧的导体图案电气地连接,形成与上述发光元件的导电通路的一部分。
根据该发明,由于上述柱状体兼作为对上述发光元件供电的导电通路的一部分,所以发光装置的连线变得容易。
技术方案5的发明在技术方案1或2所述的发明中,其特征在于,上述柱状体的内部是中空的,内周面与碳类的热传导性部件接触。
根据该发明,能够使来自上述柱状体的热经由热传导部件向发光装置的外部等散热。由此,能够抑制因通过配置在上述柱状体的上述侧面上的上述发光元件的点亮产生的热使上述发光元件等的发光效率及寿命下降。
技术方案6的发明在技术方案1~5中任一项所述的发明中,其特征在于,在上述柱状体与上述光变换部件之间,设有至少覆盖上述发光元件的由树脂材料或无机材料构成的透光性部件。
根据该发明,由于在上述柱状体与上述光变换部件之间通过折射率比空气高的透光性部件覆盖上述发光元件,所以例如能够使上述发光元件与上述透光性部件及上述透光性部件与上述光变换部件的折射率变小而提高发光装置的光取出效率。
技术方案7的发明在技术方案6所述的发明中,其特征在于,上述透光性部件具有使来自上述发光元件的光扩散的光扩散材料。
根据该发明,由于来自上述发光元件的光被光扩散材料扩散而入射到上述光变换部件中,所以能够进一步降低上述光源部的亮度不匀。特别是,在上述发光元件发光可视光、上述光变换部件释放与上述发光元件的光不同颜色的光的情况下,还能够降低颜色不匀。
技术方案8的发明在技术方案6或7所述的发明中,其特征在于,在上述透光性部件与上述光变换部件之间夹着空气层。
由此,能够容易地更换上述光源部的上述光变换部件,通过上述光变换部件的更换,能够使上述光源部的上述发光元件为原样而做成能够发光其他颜色的光的发光装置。此外,通过在上述透光性部件与上述光变换部件之间设置空气层,能够减弱上述发光元件发光的光的指向性。因此,发光装置能够抑制上述光源部的亮度不匀而得到更均匀的发光。
技术方案9的发明在技术方案1~8中任一项所述的发明中,其特征在于,上述光变换部件被用接触在该光变换部件的内侧面或外侧面的至少一个上的透光性的无机部件覆盖。
根据该发明,由上述光变换部件产生等的热被透光性的无机部件扩散,即使在上述光变换部件中发生偏倚的温度分布,也能够通过上述无机部件均匀地平准化。因此,上述光变换部件能够抑制因该光变换部件的温度消光等、仅一部分的变换效率下降而发生的亮度不匀。特别是,在上述发光元件发光可视光、上述光变换部件释放与上述发光元件的光不同颜色的光的情况下,还能够降低颜色不匀。
技术方案10的发明在技术方案9所述的发明中,其特征在于,上述无机部件的与上述光变换部件相反的侧面侧是使光散射的凹凸形状。
根据该发明,在上述无机部件的作为与上述光变换部件相反的侧面侧的内侧面是凹凸形状的情况下,发光装置能够用上述无机部件的上述内面侧促进表面反射成分的再入射而进一步降低上述光源部的亮度不匀。此外,在上述无机部件的作为与上述光变换部件相反的侧面侧的外侧面是凹凸形状的情况下,发光装置通过使上述无机部件的上述外侧面上的全反射成分降低,能够改善光取出。
在技术方案1的发明中,通过光学元件的内部中的光源部具有长度方向沿着上述光学元件的旋转面的旋转轴配设的多边形状的柱状体、和包围该柱状体、将配置在该柱状体的侧面上的发光元件发光的光的至少一部分吸收而发出波长变换后的光的光变换部件,具有能够提供能够使用上述光学元件确保配光性并且能够降低被照射面上的光的照度不匀的发光装置的显著的效果。
附图说明
图1表示实施方式1的发光装置,图1的(a)是概略剖视图,图1的(b)是主要部分剖视图。
图2表示在同上的发光装置中使用的安装基板,图2的(a)是一表面侧的示意立体图,图2的(b)是另一表面侧的示意立体图。
图3是说明同上的发光装置的主要部分的制造工序的说明图。
图4表示同上的发光装置的另一种主要部分,图4的(a)、图4的(b)是具备构造不同的发光元件的主要部分剖视图。
图5表示同上的发光装置的再另一种主要部分,图5的(a)是要部剖视图,图5的(b)是柱状体的说明图。
图6表示同上的发光装置的另一种主要部分,图6的(a)、图6的(b)是安装基板上的配光元件的配置不同的主要部分剖视图。
图7表示同上的发光装置的再另一种主要部分,图7的(a)是要部剖视图,图7的(b)是安装基板的示意立体图。
图8表示实施方式2的发光装置的主要部分,图8的(a)是要部剖视图,图8的(b)、图8的(c)是安装基板的示意立体图。
图9是实施方式3的发光装置的主要部分剖视图。
图10表示实施方式4的发光装置的主要部分,图10的(a)、图10的(b)是具备不同形状的光变换部件的主要部分剖视图,图10的(c)是安装基板的示意立体图。
图11是实施方式5的发光装置的主要部分剖视图。
图12表示实施方式6的发光装置的主要部分,图12的(a)、图12的(b)是在光变换部件上在不同的侧面上具备无机部件的主要部分剖视图。
图13表示实施方式7的发光装置的主要部分,图13的(a)、图13的(b)是在光变换部件上在不同的侧面上具备无机部件的主要部分剖视图。
图14是实施方式8的发光装置的主要部分剖视图。
图15是实施方式9的发光装置的主要部分剖视图。
图16是表示以往的发光装置的概略剖视图。
图17是表示以往的另一种发光装置的概略剖视图。
具体实施方式
(实施方式1)
以下,基于图1及图2对本实施方式的发光装置进行说明。
本实施方式的发光装置10是具有作为放射蓝色光的多个发光元件的LED芯片1的光源部9、和在内部中配设有该光源部9的至少一部分、内面2c使将来自光源部9的光向外部反射的反射面为旋转面的光学元件2的发光装置10。特别是,光学元件2的上述内部中的光源部9具有将长度方向沿着上述旋转面的旋转轴A配设的多边形状的柱状体3、和包围该柱状体3、将配置在该柱状体3的侧面3a上的LED芯片1发光的蓝色光的一部分吸收而发出波长变换后的黄色光的光变换部件4。
更具体地讲,本实施方式的发光装置10如图1(a)的剖视图所示,发光装置10的壳体14形成为有底圆筒状,在有底圆筒状的内底面的中央部配置有光源部9。光源部9通过固定螺钉15相对于壳体14的底壁螺钉固定。这里,在光源部9与壳体14的内底面之间夹入有热传导性片19。此外,在壳体14内,收纳有控制从光源部9释放的光的配光的上述光学元件2。光学元件2形成为碗状,在底部上具有插入光源部9的开口部2a。碗状的光学元件2的内面2c为将来自光源部9的光向外部反射的旋转剖物面形状的旋转面,配置光学元件2的焦点F以使其与上述旋转面的旋转轴A的后述的光源部9的多个LED芯片1间的大致中心一致。光学元件2由铝材料构成,具有实施了铝蒸镀或银蒸镀等的镜面加工处理的反射面。
此外,将来自光源部9的光向外部放射的光学元件2的开口直径较大的开口部侧设有从开口端突出的外凸缘部2b。光学元件2的外凸缘部2b与将周部重叠在外凸缘部2b上设置的由透光性的丙烯酸树脂构成的圆板状的透光性盖11一起,被安装框12夹持在与壳体14之间,用多根(这里是两根)安装螺钉13安装固定。
光源部9如图1(b)所示,具备立设在配线基板6的中央部的多边形状的柱状体3、分别配置在柱状体3的各侧面3a上、在各自上安装有多个LED芯片1的安装基板5、和沿着柱状体3的长度方向配置以使其覆盖柱状体3的外周的圆筒形状的光变换部件4。此外,在柱状体3与光变换部件4之间,设有覆盖LED芯片1的由硅树脂构成的透光性部件7。这里,配线基板6形成为圆板状,在由铝材料构成的金属部6a上叠合由玻璃环氧树脂基板等构成的绝缘部6b,在绝缘部6b上形成有配线图案6c。柱状体3通过由热传导率较高的热硬化型的粘接剂构成的接合部20与配线基板6的金属部6a接合。
在配置安装有LED芯片1的安装基板5的本实施方式的柱状体3中,四方柱状的柱状体3的各侧面3a的形状是与安装基板5大致相似形状,并且为能够保持安装基板5的大小。此外,柱状体3由铜材料构成,将柱状体3的各侧面3a与安装基板5使用由与使柱状体3固定在金属部6a上的粘接剂相同的粘接剂构成的接合部20固定。
安装基板5如图2所示,形成为在一表面5a侧搭载LED芯片1的长条状的矩形平板。安装基板5的长边能够以彼此不接触的间隔配置多个(这里是两个)LED芯片1,短边为能够安装1个LED芯片1的大小。这里,LED芯片1间的中心比安装基板5的长度方向的中心向一个短边侧偏移而配置。
在本实施方式中,将安装基板5使用氧化铝陶瓷基板构成,在安装基板5的一表面5a侧形成有Ni镀层及Au镀层,具备与LED芯片1电气连接的导体图案5c。此外,在导体图案5c的端部上,形成有与各LED芯片1电气地连接、用来供电的一对焊接区5d、5d。多个LED芯片1通过设在安装基板5的一表面5a侧的导体图案5c串联连接。一对焊接区5d、5d设在与LED芯片1间的中心偏向的安装基板5的一个短边相反的另一个短边侧。此外,在与安装基板5的一表面5a相反的另一表面5b的大致整面上,也形成Ni镀层及Au镀层,成为矩形状的导体图案5e。
安装在安装基板5上的多个LED芯片1使用多个金属凸块(例如Au凸块或钎焊凸块等)21(参照图1(b))倒装片安装,以使其能够分别与形成在矩形平板的安装基板5的一表面5a侧的导体图案5c电气地连接固定。另外,各LED芯片1为能够发光蓝色光的发光元件,在绝缘性基板(例如蓝宝石基板或尖晶石基板等)上形成p型及n型的氮化镓类化合物半导体层而具备pn接合,在该LED芯片1的同一面侧具备与p型及n型的各氮化镓类化合物半导体层连接的正负的各电极。
配置在柱状体3的侧面3a上的安装基板5的一表面5a侧的导体图案5c的一对焊接区5d、5d通过由Au材料构成的金属配线25分别与形成在圆板状的配线基板6的绝缘部6b上的多个配线图案6c电气地连接。在配线基板6的多个配线图案6c上,在设在配线图案6c的端部上的电极端子6e、6e(参照图3(b)、图3(d))上,分别通过钎焊部22、22电气地连接着来自发光装置10外的电源单元(未图示)的一对电源线17、17。
此外,光源部9将圆筒形状或适当的多边形状的光变换部件4通过硅树脂等的固定部件23固接到在侧面3a上配置有LED芯片1、长度方向沿着上述旋转面的旋转轴A配设的柱状体3的配线基板6上,使光变换部件4的圆筒形状的中心轴与旋转轴A大致一致而配置。
沿着光学元件2的旋转轴A的光变换部件4的长度与立设在配线基板6上的柱状体3的长度方向的长度大致相同,将配置在柱状体3的各侧面3a上的多个LED芯片1配置到圆筒形状的光变换部件4的内部中。另外,在本实施方式的圆筒形状的光变换部件4的内侧与柱状体3之间,填充有由硅树脂构成的透光性部件7,覆盖配置在柱状体3的侧面3a上的LED芯片1。
在光变换部件4中,使用在硅树脂中含有受从LED芯片1释放的蓝色光激励、释放比蓝色光的激励光长波长的黄色光的粒子状的荧光体的材料。
在本实施方式的发光装置10中,在柱状体3的长度方向的前端部3b上设有覆盖柱状体3而设置、将光向与前端部3b对置的面侧反射的由金属、例如铝构成的圆板状的反射部件8。因而,圆板状的反射部件8的柱状体3侧能够将来自LED芯片1或光变换部件4的光反射。在反射部件8的柱状体3侧的中央部上设有凹陷,将柱状体3的前端部3b插入固定在反射部件8的凹陷中。发光装置10通过从外部对LED芯片1供电而使光源部9点亮,能够在使用光学元件2确保配光控制性的同时、放射亮度不匀更少的均匀的白色光。
以下,对本实施方式的发光装置10的制造工序进行说明。
为了构成本申请的发光装置10的光源部9,通过将四方柱形状的柱状体3使用由粘接剂构成的接合部20(参照图1(b))接合在图3(a)所示的圆板状的金属部6a的中央部上而立设。在立设有柱状体3的配线基板6的金属部6a上,叠合是外形与金属部6a大致相同的圆板状、在中央部具备插入柱状体3的比柱状体3大、与柱状体3的外形相似形的开口部的绝缘部6b。另外,在绝缘部6b的表面上,预先形成配线图案6c及设在配线图案6c的端部上的电极端子6e、6e。由此,能够形成具备柱状体3的配线基板6。
然后,在一表面5a上安装有LED芯片1的安装基板5的另一表面5b侧涂布作为接合部20的粘接剂,将安装基板5插入到形成在柱状体3的侧面3a与配线基板6的绝缘部6b的间隙中的凹部6d中,使其附着在柱状体3的侧面3a上(参照图3(b))。
接着,使柱状体3的前端部3b及安装基板5的前端部侧(图3(c)的上侧)收纳到图3(c)所示的平板状夹具24的凹陷(未图示)内。通过在此状态下将配线基板6等加热、使上述粘接剂加热硬化,将各安装基板5分别固定在柱状体3的各侧面3a上。
然后,将平板状夹具24取除,通过金属配线25等将各安装基板5的焊接区5d和配线基板6的配线图案6c电气地连接,以便能够从外部对各LED芯片1供电(例如参照图5)。接着,在圆筒形状的光变换部件4的周端部上,涂布作为固定部件23的硅树脂,设置并加热硬化到配线基板6上以使其包围柱状体3,通过固定部件23固定。
接着,在减压环境下,光变换部件4与在侧面3a上固定有各安装基板5、从配线基板6立设的柱状体3之间,填充作为透光性部件7的硅树脂,直到各LED芯片1被覆盖(参照图1(b))。
在被填充作为透光性部件7的硅树脂、被固定了光变换部件4及安装基板5的柱状体3的前端部3b上,经由作为固定部件23的硅树脂配置反射部件8,通过使上述各硅树脂加热硬化,能够形成光源部9(参照图3(d))。
将这样的光源部9用图1(a)所示的圆板状的配线基板6的周缘部从立设有柱状体3的一表面侧对形成为有底圆筒状的壳体14的底壁经由热传导性片19压接,通过固定螺钉15进行螺钉固定。
接着,将使从光源部9释放的光反射而控制配光的光学元件2收纳在壳体14内,以夹持从光学元件2的开口缘突出的外凸缘部2b、和保护壳体14的开口内部的透光性盖11的形式,在与壳体14的开口缘之间将圆环状的安装框12通过多根(这里是两根)安装螺钉13相对于壳体14固定。由此,能够制造在使用光学元件2配光控制的同时、能够抑制从发光装置10照射的光的照度不匀的发光装置10。
以下,对在本实施方式的发光装置10中使用的各结构详细地说明。
本实施方式的发光元件是使用能够发出光变换部件4能够吸收并波长变换的光的半导体的发光元件。作为发光元件,例如可以使用能够以高输出发光蓝色光或紫外线的具备pn接合的由氮化镓类化合物半导体构成的LED芯片1等。LED芯片1例如可以举出作为结晶成长用基板而使用蓝宝石、尖晶石、GaN、SiC或氧化锌等的基板、在该基板上分别形成p型及n型的氮化镓类化合物半导体层、具备与上述p型及n型氮化镓类化合物半导体层分别电气地连接的正负的各电极的结构。
在图1(b)所示的发光装置10的光源部9中,使用在同一面侧形成有正负的各电极的LED芯片1,将LED芯片1面朝下安装在安装基板5上,但如图4(b)所示,发光装置10的光源部9也可以使用在同一面侧形成有正负的各电极的LED芯片1、将LED芯片1面朝上安装在安装基板5上。
在将LED芯片1面朝下安装的情况下,可以将LED芯片1的正负的各电极和安装基板5的各导体图案5c、5c经由金属凸块(例如Au凸块或钎焊凸块等)21或Ag膏等电气地连接。此外,在将LED芯片1面朝上安装的情况下,只要在将LED芯片1用环氧树脂等固定在安装基板5上之后、将LED芯片1的正负的各电极与安装基板5的各导体图案5c、5c分别用金属线(例如金线或铝线)16电气地连接就可以。
此外,发光装置10也可以使用导电性基板(例如氮化镓基板、SiC基板或氧化锌基板等)、使用在LED芯片1的厚度方向的两面上形成有正负的各电极的发光元件。图4(a)所示的发光装置10的光源部9只要在将在厚度方向的两面上形成有正负的各电极的LED芯片1用AuSn、Ag膏等固定在安装基板5上、将安装基板5的一个导体图案5c与LED芯片1的一个电极电气地连接之后、将LED芯片1的另一个电极与安装基板5的另一个导体图案5c用金属线16电气地连接就可以。另外,图4对于与图1同样的结构要素赋予相同的标号。
LED芯片1既可以使用相同种类的,也可以使用发光不同的发光波长的多个LED芯片1。例如,除了以调节发光色等的目的而能够发光蓝色光的LED芯片1以外,也可以具备能够发光红色光的LED芯片。此外,LED芯片1可以根据希望而在同一个安装基板5上设置多个,也可以将其分别使用设在安装基板5上的导体图案5c电气地串联连接、并联连接或串并联连接。另外,LED芯片1也可以经由热沉(未图示)安装在安装基板5上。
在本实施方式中使用的光学元件2能够将来自光源部9的光配光控制而向外部反射。
光学元件2将内面2c的形状设计为,使其将从光源部9放射的光向透光性盖11侧反射而能够得到窄角配光等,内面2c形成为以配置在柱状体3的侧面3a上的LED芯片1间的大致中心为焦点F的旋转剖物面状。光学元件2的内面2c的形状不仅是剖物面状,也可以形成为作为旋转体的椭圆面状或双曲面状。此外,光学元件2可以根据希望的配光特性而形成为具备随着远离光源部9而开口面积逐渐变大的多种旋转面的由不同的形状的组合构成的碗状的形状等。
作为光学元件2的材料,例如可以举出将从LED芯片1或光变换部件4放射的光的波长高效率地反射的金属(例如铝或不锈钢等)、或高耐热性树脂(例如PBT(Polybutylene Terephthalate)等)等。此外,光学元件2的内面2c为了将来自发光装置10的光高效率地反射,既可以根据希望而实施铝蒸镀或银蒸镀等的镜面加工处理,也可以涂布白色等的涂料。
在本实施方式中使用的柱状体3是构成光源部9的一部分、能够在柱状体3的侧面3a上配置LED芯片1的结构。
在柱状体3的各侧面3a上配置安装有LED芯片1的安装基板5的情况下,优选地使侧面3a的形状为与安装基板5相似形状、并且为能够保持安装基板5的大小。此外,在将安装基板5用由热传导率较高的热硬化型粘接剂构成的接合部20固定到柱状体3的各侧面3a上的情况下,作为接合部20的材料,例如可以举出含有硅石或Ag填充剂的环氧树脂等,也可以使用钎焊。
柱状体3既可以通过嵌入或粘接等立设在配线基板6上,也可以将柱状体3与配线基板6一体地形成。此外,作为柱状体3的材质,可以使用热传导性较高以便能够将由LED芯片1产生的热向外部放射等的各种合金、氮化铝、铜或铝的金属材料等。
另外,与柱状体3的长度方向垂直的横截面不仅是正方形,还可以做成适当的多边形状。此外,柱状体3的各侧面3a的大小也并不需要一定以相同的大小形成,例如也可以将柱状体3的外形做成六边锥台形状、每隔一个地将3个侧面3a形成得比另外3个侧面3a大。此外,配置在柱状体3的侧面3a上的LED芯片1只要能够从光学元件2得到需要的配光图案就可以,也并不需要一定同样配置在所有的各侧面3a上。
此外,LED芯片1也并不一定需要设在安装基板5上,也可以如图5(a)的发光装置10的光源部9所示那样直接安装到在表面上形成有导体图案5c的柱状体3上。另外,在将柱状体3通过铝或铜等的金属形成的情况下,只要在导体图案5c与柱状体3的侧面3a之间设置适当的绝缘层就可以。
进而,柱状体3也并不一定需要一体地形成,例如也可以如图5(b)所示那样在通过发光装置10的旋转轴A的面对称地2分割,以便能够不损伤配置在各侧面3a上的LED芯片1而用芯片焊接机等的安装装置安装。以2分割构成的柱状体3构成为使其能够将分割面彼此密接,只要立设固定在配线基板6上就可以。柱状体3不仅是2分割,可以根据需要分为多个而形成。另外,图5对与图1同样的结构要素赋予相同的标号。
光学元件2一般将光学元件2的焦点F匹配于光源部9中心的虚拟的点光源而设计。但是,实际的光源部9由于具有某种程度的大小、从光学元件2的焦点F离开,所以来自光源部9的光被光学元件9反射而成为焦点模糊的光。因此,在发光装置10中,为了将来自光源部9的光尽量聚光(窄角配光),优选地使放射光的光源部9的大小更接近于光学元件2的焦点F。
本实施方式的光源部9的LED芯片1装备在柱状体3的侧面3a上,立体地配置。因此,能够使光学元件2的焦点F与放射光的光源部9的距离比将LED芯片1作为面光源配置在光学元件2的一端部上的结构更小,能够减小焦点模糊的光的比例。具备这样的立体的光源部9的发光装置10使作为主要由受光学元件2配光配置的光构成的照射图案的主要部分的被照射面的中央的光成分增加,能够有利于得到更均匀的照射图案。
在本实施方式中使用的光变换部件4构成光源部9的一部分,是包围长度方向衍射光学元件2的旋转轴A配设的多边形状的柱状体3、将配设在该柱状体3的侧面3a上的LED芯片1发光的光的至少一部分吸收而波长变换后的光的部件。光变换部4例如可以沿着具备安装有LED芯片1的安装基板5的柱状体3的长度方向、做成包围柱状体3的外周的圆筒形状。此外,光变换部件4由于将LED芯片1发光的光的至少一部分吸收而发出波长变换后的光,所以例如可以举出在由硅树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等的有机材料或玻璃等的无机材料构成的透光性材料中含有荧光体的结构。
作为在光变换部件4中使用的上述荧光体,例如可以举出吸收从LED芯片1释放的蓝色光而能够发光黄色光的物质。上述荧光体可以均匀地分散含有在上述透光性材料中。
在光变换部件4中使用的上述荧光体可以使用受从LED芯片1释放的光激励、释放比激励光长波长的光的粒子状的荧光体(例如受蓝色光激励而释放发光波长域较宽的黄色系的光的荧光体、或受紫外线激励而分别能够发光蓝色、绿色、红色的3种荧光体等)。作为吸收蓝色光而发光黄色光的上述荧光体,除了例如用Ce激活的Y3Al5O12、用Ce激活的Tb3Al5O12等的铝酸盐类荧光体以外,还可以采用由Eu激活的Ba2SiO4等的碱土类硅酸盐类的荧光体、Ca2BO3Cl2等的氯硼酸盐(フアロボレ一ト)类荧光体等。此外,在光变换部件4中含有的上述荧光体并不限于黄色荧光体,也可以使用绿色荧光体、橙色荧光体、红色荧光体或它们的组合的上述荧光体。例如,也可以以颜色调节及提高显色性等的目的而使用多个种类的荧光体,如果代替本实施方式的黄色荧光体而含有红色荧光体和绿色荧光体,也能够得到白色光。
在使来自发光装置10的光为白色光的情况下,还已知有用含有吸收蓝色光而释放黄色光的树脂将发光蓝色光的LED芯片1覆盖的白色LED,还可以考虑代替本实施方式的LED芯片1及光变换部件4而单使用白色LED的情况。但是,如果将这样的白色LED单单配置在柱状体3的侧面3a上,则白色LED间成为非发光部,所以作为光源部9整体发生亮度不匀,有可能在从发光装置10释放的光中亮度不匀变得醒目。此外,在使用多个白色LED的情况下,也有各白色LED间的不均匀变得醒目的情况。特别是,在用到照明装置中的高输出的发光装置10中,在使用混色了作为上述互补色的光的白色LED的情况下,混色光的稍稍的颜色偏差会偏离互补色关系,所以有被人的眼显著地识别出的倾向。
在本实施方式的发光装置10中,由于光源部9的柱状体3的侧面被光变换部件4覆盖,并且在LED芯片1与光变换部件4之间具有间隔,所以从LED芯片1发出的光也到达处于配置在柱状体3的作为不同的平面的各侧面3a上的LED芯片1间的前方或配置在侧面3a的相同平面侧的LED芯片1间的前方的光变换部件4的部位,能够发出白色光。因而,发光装置10的光源部9整体成为更均匀的亮度分布,能够改善放射的光的颜色不匀或亮度不匀。
此外,在本实施方式的发光装置10中,从光源部9放射的光不仅有被光学元件2反射而沿着旋转轴A向外部放射的光,还有从光源部9放射而由光学元件2再次射往光源部9的光。这样的朝向光源部9的光有入射到光变换部件4中、或被光变换部件4反射、由光学元件2再次向外部释放的情况。
因而,发光装置10即使光源部9仅在多边形状的柱状体3的侧面3a上配置LED芯片1,设在柱状体3的相邻的侧面3a上的LED芯片1间也在来自光学元件2的反射光等的作用下而光变换部件4发光等,所以考虑能够改善放射的光的颜色不匀及亮度不匀。
在本实施方式中,吸收LED芯片1发光的光而发出波长变换后的光的光变换部件4的形状可以不是匹配于从LED芯片1放射的光的指向特性及安装LED芯片1的安装基板5的配置形状而设计,而是匹配于发光装置10的光学元件2的形状在光学上设计。即,发光装置10通过将光变换部件4的形状做成以与光学元件2的旋转轴A大致相同的轴旋转的圆柱形状或圆锥台形状,能够进一步降低受光学元件2控制的照射图案的照度不匀及上述颜色不匀。
在本实施方式中使用的安装基板5是为了使得容易将LED芯片1配置到柱状体3的侧面3a上而使用的,可以使用在一表面5a上形成有导电性图案5c的基板。
更具体地讲,安装基板5可以使用在由陶瓷基板(例如氧化铝陶瓷基板、氮化铝基板等)构成的绝缘性基板的一表面5a侧形成有使用金属材料(例如Au等)的导体图案5c的结构。另外,安装基板5并不限于陶瓷基板,也可以使用玻璃环氧树脂基板或在表面上形成有绝缘膜(例如玻璃结晶层或金属氧化物层等)的由金属构成的金属基础基板。进而,安装基板5也可以使用能够卷绕以覆盖柱状体3的柔性基板。
安装基板5上的多个LED芯片1也不需要如图2所示那样沿着安装基板5的长度方向是一列,也可以如图6(a)的光源部9所示那样沿着安装基板5的长度方向将LED芯片1配置为多列(这里是两列)。此外,也可以如图2及图6(a)所示那样沿着安装基板5的长条方向将多个LED芯片1以交错状配置。由此,能够抑制从LED芯片1的侧方放射的放射光被向相邻配置的LED芯片1吸收、降低吸收损失。另外,图6对于与图1同样的结构要素赋予相同的标号。
此外,安装基板5也可以如图7(b)的安装基板5所示那样使在安装基板5的内部中电气地连接的针26、26从各安装基板5的长条方向的一端部(图7(b)的下侧)经由连接在导体图案5c上的一对导通孔5f、5f突出而装备。安装基板5的针26、26插入在设于图7(a)的光源部9所示的立设有柱状体3的配线基板6上的多个插槽27、27中,与配线基板6的配线图案6c电气地连接。安装基板5通过将安装基板5的针26、26插入到配线基板6上的插槽27、27中,能够进行电气的连接和机械的固定。由此,能够将安装基板5和配线基板6的配线图案6c不使用图1(b)所示的金属配线25、25而较容易地电气连接,所以能够做成连接可靠性更高的发光装置10。另外,图7对与图1同样的结构要素赋予相同的标号。
在本实施方式中使用的配线基板6构成光源部9的一部分,为了立设柱状体3而使用。因此,配线基板6并不限于在由铝材料构成的金属部6a上叠合玻璃环氧树脂等的绝缘部6b、在绝缘部6b上形成配线图案6c的结构,例如也可以是形成有由铝材料构成的圆板状的金属部6a、和在表面上形成有由氧化膜等构成的绝缘部6b、在绝缘部6b上具备配线图案6c的结构。进而,配线基板6可以使用铜基板、氮化铝基板、氧化铝陶瓷基板或玻璃环氧基板等。
此外,配线基板6的形状也不需要是圆板状,也可以使用三角形状、四边形状等多边形状的平板状等各种形状。
在本实施方式中使用的透光性部件7由至少覆盖作为发光元件的LED芯片1的树脂材料或无机材料构成,为了LED芯片1的保护及将来自LED芯片1的光高效率地取出等而设置在柱状体3与光变换部件4之间。作为这样的透光性部件7的具体的材料,例如可以举出硅树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂及玻璃等。
此外,既可以在透光性部件7中含有使来自作为发光元件的LED芯片1的光扩散的由硅石或氧化钛等构成的扩散材料(未图示),也可以通过设在透光性部件7中的空孔使光扩散。
在本实施方式中使用的反射部件8覆盖柱状体3而设在柱状体3的长度方向的前端部3b上,能够使来自LED芯片1或光变换部件4的光向与前端部3b对置的面侧反射。在反射部件8的表面上,柱状体3侧也可以具备将来自LED芯片1或光变换部件4的光扩散反射的凹凸(未图示)。
此外,在将安装基板5通过由柱状体3和配线基板6构成的凹部6d定位并临时固定的情况下,为了使光源部9的制造变得容易,也可以在反射部件8的柱状体3侧的中央部设置凹陷、通过插入固定柱状体3的前端部3b来提高生产性。另外,也可以将上述平板状夹具24挪用到反射部件8中。
作为反射部件8的材质,例如可以使用铝、氧化铝陶瓷、氮化铝或白色树脂等。在反射部件8中使用金属等放热性良好的材料的情况下,也能够有利于将通过LED芯片1的点亮产生的柱状体3的热放热。
本实施方式的透光性盖11为了从外部保护配置在壳体14的内部中的光源部9及光学元件2而适当地设置,例如作为透光性的材料,可以由玻璃或丙烯酸树脂等形成。另外,透光性盖11不仅可以形成为平板状,也可以形成为凸透镜形状或凹透镜形状,以便能够将来自发光装置10的光进行希望的配光。
本实施方式的壳体14是收纳光源部9及光学元件2等的部件,例如可以由铝等的金属材料形成为各种形状。
本实施方式的热传导性片19是为了使光源部9的热热传导给壳体14等而适当使用的,例如可以使用在非粘接性的热传导性丙烯酸层上形成有粘接性的热传导性低高度丙烯酸层的结构。此外,也可以使用含有硅石等的热传导性填充剂的硅树脂。热传导性片19优选的是,具有电绝缘性并且热传导率较高、通过其弹性而粘接面上的密接性较高。如果能够通过热传导性片19防止在光源部9与壳体14的上述底壁之间产生间隙,则能够防止光源部9与壳体14的密接不足带来的热阻的增大。另外,如果在设在光源部9与壳体14之间的热传导性片19中有粘接性,则也可以省略将光源部9固定在壳体14上的固定螺钉15。
(实施方式2)
本实施方式除了将在图1(b)的实施方式1的光源部9中表示的柱状体3单单为了配置LED芯片1而使用以外、还如图8(a)的光源部9所示、将导电性的柱状体3用在与LED芯片1的导电通路的一部分中这一点不同。另外,对于与实施方式1同样的结构要素赋予相同的标号而适当省略说明。
本实施方式的安装基板5如图8(b)、图8(c)分别表示那样,在安装基板5的一表面5a侧,形成有分别与使用金属凸台21倒装片安装的LED芯片1的正负的各电极(未图示)分别电气地连接的导体图案5c。安装基板5的一表面5a侧的导体图案5c经由沿安装基板5的厚度方向贯通设置的实施了镀金的导通孔5f与设在安装基板5的与一表面5a侧对置的另一表面5b侧的矩形状的导体图案5e电气地连接。
此外,本实施方式的图8(a)所示的光源部9的柱状体3由具有导电性的金属材料(例如铜材料)构成,经由由导电性的粘接剂构成的接合部20固定在配线基板6的金属部6a上。柱状体3和设在安装基板5的另一表面5b侧的导体图案5e通过导电性的接合部20电气地连接固定。
由此,柱状体3具有导电性,经由形成在安装该LED芯片1的安装基板5的一表面5a侧的导体图案5c、沿安装基板5的厚度方向贯通设置的导通孔5f、和与该导通孔5f连接并形成在安装基板5的另一表面侧5b上的导体图案5e电气地连接,形成与LED芯片1的导电通路的一部分。
因此,发光装置10的LED芯片1与外部电源(未图示)的电气连接变得容易,还能够削减使安装基板5的导体图案5c与配线基板6的配线图案6c电气连接的金属配线25的根数,所以也不会有因金属配线25断线等而发生的光源部9的不亮,能够进一步提高发光装置10的可靠性。
(实施方式3)
本实施方式代替图8(a)所示的实施方式2的光源部9使用四方柱状的柱状体3构成、如图9所示那样使构成光学元件2的内部的光源部9的柱状体3及光变换部件4为朝向释放光的外部变得尖细的锥形状这一点不同。另外,对于与实施方式2同样的结构要素赋予相同的标号,适当省略说明。
基于图9,对本实施方式的发光装置10的光源部9进行说明。
光源部9的柱状体3使柱状体3的外形为朝向释放光的外部变得尖细的锥形状而做成四方锥台状,将倒装片安装有LED芯片1的安装基板5固定在柱状体3上。另外,柱状体3使柱状体3与配线基板6的金属部6a一体地形成,省略了将柱状体3立设固定在配线基板6上的由导电性的粘接剂构成的接合部20。
光源部9的安装基板5使与安装基板5的导体图案5c电气连接的由导电性的金属材料构成的针26从安装基板5的一表面5a侧向大致垂直方向突出形成。安装基板5配置为,使得在固定在柱状体3上时、安装基板5的针26成为配线基板6的配线图案6c之上。在本实施方式的光源部9中,将各安装基板5的针26和配线基板6的配线图案6c分别通过钎焊部22进行电气连接和固定。
此外,光源部9的光变换部件4为了使包围柱状体3的光变换部件4也成为朝向释放光的外部变得尖细的锥形状,形成为内部为中空的圆锥台的筒形状。
在本实施方式中,通过光学元件2的内部中的光源部9为朝向释放光的外部变得尖细的锥形状、以使从LED芯片1或光变换部件4放射的光整体上朝向外部,能够抑制向配线基板6侧入射而被吸收的光,进一步提高光取出效率。
(实施方式4)
本实施方式代替在图1(b)所示的实施方式1的光源部9的柱状体3的前端部3b上设置反射部件8、如图10(a)、图10(b)所示那样在柱状体3的前端部3b上固定安装有1个LED芯片1的安装基板5并用光变换部件4覆盖这一点不同。另外,对于与实施方式1同样的结构要素赋予相同的标号而适当省略说明。
基于图10(a)、图10(b)、图10(c)对本实施方式的发光装置10的光源部9进行说明。
图10(a)所示的本实施方式的光源部9使与倒装片安装有1个LED芯片1的柱状体3的前端部3b大致相等的大小的安装基板5固定在柱状体3的前端部3b上,设有具备覆盖设在柱状体3的前端部3b上的LED芯片1的平板部4a的光变换部件4。另外,各安装基板5的导体图案5c通过是金线的金属配线25与配线基板6的配线图案6c电气连接,以使各LED芯片1能够点亮。此时,配置在柱状体3的前端部3b上的LED芯片1用搭载有该LED芯片1的安装基板5的通电用焊接区(未图示)经由金属配线25与配置在柱状体3的侧面3a上的图10(c)所示的安装基板5的从一端部通到另一端部的一对导体图案5g的一端部上配设的焊接区5d连接,配设在安装基板5的一对导体图案5g的另一端部上的焊接区5d通过金属配线25与配线基板6的配线图案6c分别电气地连接。另外,设在柱状体3的前端部3b上的LED芯片1的数量及安装基板5的形状只要匹配于柱状体3的形状及大小而适当变更就可以。
本实施方式的发光装置10通过在柱状体3的前端部3b上设置LED芯片1、和具备覆盖LED芯片1上的平板部4a的光变换部件4,当从发光装置10的正面远方观察发光装置10时,光学元件2的内部整体发光而能够看到,所以与实施方式1的发光装置10相比能够提高正面光度。
此外,图10(b)所示的另一发光装置10的光源部9在柱状体3的前端部3b上与图10(a)同样设有LED芯片1,具有覆盖设在柱状体3的前端部3b上的LED芯片1上的外形是半球状、具备在内部中填充有透光性部件7的拱顶部4b的光变换部件4。即,本实施方式的光变换部件4代替具备图10(a)所示的平板部4a、具备拱顶部4b而构成。图10(b)所示的光源部9由于从设在柱状体3的前端部3b上的LED芯片1发出的光以大致相同的角度入射到拱顶部4b的任意的内面中,所以光变换部件4的拱顶部4b内的光路长变得均匀,能够改善拱顶部4b上的亮度不匀及颜色不匀。
(实施方式5)
本实施方式在与图9所示的实施方式3的光源部9的配线基板6的金属部6a一体化立设的柱状体3的内部中,形成图11的光源部9所示的沿着柱状体3的长度方向的贯通孔3c,形成为,使得内部为中空的贯通孔3c的内周面与碳类的热传导性部件28接触。另外,对于与实施方式3同样的结构要素赋予相同的标号而适当省略说明。
基于图11对本实施方式的发光装置10的光源部9进行说明。
光源部9的柱状体3是外形为朝向释放光的外部变得尖细的锥形状的四方锥台状,与配线基板6的金属部6a一体地形成。在与金属部6a一体地形成的柱状体3的内部中,沿着柱状体3的长度方向,从柱状体3的前端部3b到与该前端部3b对置的金属部6a的一表面贯通设置有贯通孔3c。柱状体3的内部通过贯通孔3c而成为中空,在中空的内部中作为碳类的热传导性部件28而重叠压入有短条状的石墨片。由此,碳类的热传导性部件28与柱状体3的贯通孔3c的内周面接触。
作为碳类的热传导性部件28,例如可以使用在聚酰亚胺树脂或聚碳酸酯树脂等的树脂中含有石墨而加工为片状的石墨片。这样的石墨片例如片的面方向的热传导率高到铜的热传导率的4倍到5倍,能够使来自LED芯片1的热高效率地散热。此外,石墨可以取各种形状,例如也可以使用将呈纤维状的直径8~10μm左右的石墨切断为长度几十μm~几百μm单位的短纤维的结构。
此外,将呈纤维状的直径8~10μm左右的石墨切断为长度几十μm~几百μm单位的短纤维后的结构与铜相比具有约2倍的热传导率,也可以将这样的石墨的填充物自身作为碳类的热传导性部件28压入到柱状体3的内部中。
由此,由LED芯片1产生的热从柱状体3经由碳类的热传导性部件28热传导,能够高效率地向壳体14侧散热,所以能够抑制LED芯片1等的温度上升。
(实施方式6)
本实施方式与图9所示的实施方式3相比,在实施方式3的光源部9的呈圆锥台的筒形状的光变换部件4上覆盖图12(a)、图12(b)所示的透光性的无机部件29以使其与光变换部件4的内侧面4c或外侧面4d接触这一点不同。另外,对于与实施方式3相同的结构要素赋予相同的标号而适当省略说明。
基于图12(a)、图12(b)对本实施方式的发光装置10进行说明。
图12(a)所示的发光装置10的光源部9将呈圆锥台的筒形状的光变换部件4的内侧面4c整体用由玻璃材料构成的透光性的无机部件29覆盖。另一方面,图12(b)所示的发光装置10的光源部9将呈圆锥台的筒形状的光变换部件4的外侧面4d的整体用由玻璃材料构成的透光性的无机部件29覆盖。
图12(a)、图12(b)的光源部9在哪种情况下都能够提高比光变换部件4靠内侧的气密性。此外,也能够将由光变换部件4产生等的热通过由玻璃材料构成的无机部件29热扩散,所以能够使光变换部件4的偏倚的温度分布均匀地平准化、能够抑制光变换部件4的变换效率的下降。另外,透光性的无机部件29并不仅限于覆盖光变换部件4的内侧面4c或外侧面4d的一个面,当然也可以覆盖光变换部件4的内侧面4c及外侧面4d的两面。
(实施方式7)
本实施方式代替使用图12(a)、图12(b)所示的实施方式6的光源部9中的侧面平滑的无机部件29、如图13(a)、图13(b)所示那样无机部件29的与光变换部件4相反的侧面侧呈使光散射的凹凸形状29a这一点不同。另外,对于与实施方式6同样的结构要素赋予相同的标号而适当省略说明。
基于图13(a)、图13(b)对本实施方式的发光装置10的光源部9进行说明。图13(a)所示的光源部9用与光变换部件4相反的侧面侧为凹凸形状29a的透光性的无机部件29密接覆盖在光变换部件4的内侧面4c的整体上。另一方面,图13(b)所示的光源部9用与光变换部件4相反的侧面侧为凹凸形状29a的透光性的无机部件29密接覆盖在光变换部件4的外侧面4d的整体上。
使用图13(a)的光源部9的发光装置10通过接触于光变换部件4的内侧面4c而设置的透光性的无机部件29在与光变换部件4相反的侧面侧具备凹凸形状29a,将LED芯片1发光的光通过凹凸形状29a散射,入射到光变换部件4中,所以能够进一步降低配置在多边形状的柱状体3的相邻的侧面3a上的LED芯片1间的亮度不匀。
另一方面,使用图13(b)的光源部9的发光装置10通过接触于光变换部件4的外侧面4d而设置的透光性的无机部件29在与光变换部件4相反的侧面侧具备凹凸形状29a,能够减少向光源部9的内部侧反射的光的全反射成分,能够进一步提高光取出效率。
(实施方式8)
本实施方式的发光装置10中的图14所示的光源部9使图12(b)所示的实施方式6的光源部9中的配置在作为圆锥台的筒形状的光变换部件4的内侧的透光性部件7中含有吸收来自LED芯片1的光而发出波长变换后的光的荧光体,与透光性部件7兼作为光变换部件4的构造类似。另外,对于与实施方式6同样的结构要素赋予相同的标号而适当省略说明。
基于图14对本实施方式的光源部9进行说明。
图14所示的光源部9包围配置有LED芯片1的柱状体3的各侧面3a设有具有圆锥台的圆筒形状的透光性的无机部件29。在透光性的无机部件29的内侧面侧,填充有在硅树脂中含有吸收来自LED芯片1的光而发出波长变换后的光的荧光体的光变换部件4。
本实施方式的光源部9与实施方式6的光源部9相比,由于为透光性部件7兼作为光变换部件4的构造,所以能够减少部件件数而使结构简单化。
(实施方式9)
本实施方式代替在图1(b)所示的实施方式1的光源部9的光变换部件4与LED芯片1之间填充透光性部件7、而如图15所示那样将透光性部件7功能分离为透光性的封固部7a和透光性的筒状部7b、使空气层30夹在透光性部件7与光变换部件4之间这一点不同。另外,对于与实施方式1同样的结构要素赋予相同的标号而适当省略说明。
基于图15对本实施方式的光源部9进行说明。
图15所示的光源部9将透光性部件7功能分离为具有透光性的筒状部(例如成形为圆筒状的硅树脂或玻璃等)7b、和将在侧面3a上具备LED芯片1的柱状体3包围而封固的透光性的封固部7a而形成。由此,透光性部件7能够在与光变换部件4之间夹着空气层30。
光源部9通过在透光性部件7与光变换部件4之间夹着空气层30,能够容易地更换光变换部件4,通过光变换部件4的更换,能够实现共用光源部9的LED芯片1而发出不同的颜色的发光装置10。
此外,空气层30能够抑制使光变换部件4波长变换后的光入射到光源部9的内部中,有利于发光效率的提高。进而,透光性部件7的筒状部7b能够在筒状部7b与空气层30的界面上减弱LED芯片1发光的光的指向性,所以能够使从光源部9释放的光的亮度分布变得更均匀。另外,光源部9也可以设置贯通孔(未图示),以使得不会因LED芯片1的发热、通过空气层30的热膨胀而损坏。
[标号说明]
A旋转轴
1LED芯片(发光元件)
2光学元件
2c内面
3柱状体
3a侧面
3b前端部
4光变换部件
4c内侧面
4d外侧面
5安装基板
5a一表面
5b另一表面
5c、5e导体图案
5f导通孔
7透光性部件
8反射部件
9光源部
10发光装置
28热传导性部件
29无机部件
29a凹凸形状
30空气层
Claims (11)
1.一种发光装置,具有:具备多个发光元件的光源部、和在内部配置该光源部的至少一部分、使内面将来自上述光源部的光反射至外部的反射面作为旋转面的光学元件,其特征在于,
上述光学元件的上述内部的光源部具有:长度方向沿着上述旋转面的旋转轴配设的多边形状的柱状体、和包围该柱状体、将配置在该柱状体的侧面上的上述发光元件发光的光的至少一部分吸收而发出波长变换后的光的光变换部件。
2.如权利要求1所述的发光装置,其特征在于,上述光变换部件配置为,将配置在上述柱状体的侧面上的多个发光元件及这些发光元件间的间隙包围。
3.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,上述光学元件的上述内部的上述光源部是朝着释放光的上述外部变得尖细的锥形状。
4.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,上述光源部具有在上述柱状体的长度方向的前端部上覆盖该柱状体而设置、将光向与上述前端部对置的面一侧反射的反射部件。
5.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,上述柱状体具有导电性,与配置在该柱状体的侧面上的上述发光元件经由形成在安装该发光元件的安装基板的一表面侧上的导体图案、沿上述安装基板的厚度方向贯通设置的导通孔、与该导通孔连接并形成在上述安装基板的另一表面侧的导体图案电连接,形成与上述发光元件的导电通路的一部分。
6.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,上述柱状体的内部是中空的,内周面与碳类的热传导性部件接触。
7.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,在上述柱状体与上述光变换部件之间,设有至少覆盖上述发光元件的由树脂材料或无机材料构成的透光性部件。
8.如权利要求7所述的发光装置,其特征在于,上述透光性部件具有使来自上述发光元件的光扩散的光扩散材料。
9.如权利要求7所述的发光装置,其特征在于,在上述透光性部件与上述光变换部件之间夹着空气层。
10.如权利要求1或2所述的发光装置,其特征在于,上述光变换部件被与该光变换部件的内侧面或外侧面的至少一个接触的透光性的无机部件覆盖。
11.如权利要求10所述的发光装置,其特征在于,上述无机部件在与上述光变换部件相反的侧面一侧是使光散射的凹凸形状。
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