CN102024805A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供颜色不均少且发光效率高的照明装置。在安装基板(10)上相互分隔地安装多个LED芯片(20)，在LED芯片(20周围及LED芯片(20)彼此的间隙部分配设荧光体部(30)。在该荧光体部(30)中覆盖LED芯片(20)间的间隙的部位设置槽部(41)。由此，从LED芯片(20)放射的光放射至荧光体部(30外部的光路长无关于光的放射方向而大致相同。因此由荧光体部(30)变换成不同颜色的光和未被变换的光的比率无关于场所而大致均匀，能够抑制颜色不均。此外，用荧光体部(30)无空隙地覆盖LED芯片(20)的周围，因此从LED芯片侧面放射的光也由荧光体变换成不同颜色等而对发光做出贡献。能够得到高发光效率。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及使用了多个发光二极管芯片的照明装置。
背景技术
以往，提出有如图6所示的照明装置，在该照明装置中，为了提高光度而将多个发光二极管(以下也记载为“LED”)芯片20安装在安装基板10上，利用由包含有荧光体的透光性材料构成的荧光体部30以无空隙的方式覆盖该LED芯片20。特别是，作为LED使用蓝色LED，作为荧光体使用将从蓝色LED放射的蓝色光变换为黄色光的荧光体，白色光源是非常有用的。
然而在上述现有例子中，以由LED芯片20和荧光体部30构成的发光部50的厚度与场所无关而均匀的方式形成荧光体部30，因此，产生了颜色不均。即，比较从蓝色LED芯片20放射的蓝色光B1～B3(参照图6)向荧光体部30外部放射的光路长可知，向LED芯片20侧方放射的B1或B3的光路长较长，向图中的上方放射的B2的光路长较短。在此，从LED芯片20放射的蓝色光通过荧光体部30被变换成黄色光的比例依存于该光放射至荧光体部30外部的光路长。因此，对从LED芯片20正上方放射的光而言，被变换的光的比例小，因此蓝色光的比率高，而对从荧光体部30的周缘部或LED芯片20彼此的间隙部分放射的光而言，被变换的光的比例大，因此黄色光的比率高，由此产生了因场所不同的颜色不同(＝颜色不均)。
作为解决该问题的方法，在专利文献1记载了一种照明装置，在该照明装置中，在相互间具有间隙地安装的多个LED芯片20的上表面，配设在覆盖LED芯片20间的间隙的部位上形成有槽部44的荧光体片材31(参照图7，21是粘结剂)。在本现有例子中，从LED芯片20的上表面朝向槽部44放射的光(B1)放射至荧光体片材31的外部的光路长比上述的现有例子的短，与从LED芯片20的上表面朝向LED芯片20的上方放射的光(B2)放射至荧光体片材31的外部的光路长大致相等。因此，蓝色光和黄色光的比率在荧光体片材31的表面上与场所无关地大致均匀，所以，能够抑制颜色不均的产生。
专利文献1：日本特开2008-294224号公报
然而，在专利文献1所记载的现有例子中，由于通过片状的荧光体片材31覆盖LED芯片20的上表面，所以在LED芯片20间产生空气层22。因此，从LED芯片20的侧面放射的光的一部分在LED芯片20的侧面间进行多重反射等而被失去该一部分的光，有可能会降低发光效力。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出，其目的在于提供一种不产生颜色不均且发光效率高的照明装置。
为了实现上述目的，在技术方案1的发明中，照明装置的其特征在于，具备：安装基板；多个发光二极管芯片，在该安装基板上相互分隔地安装；以及荧光体部，在透光性材料中包含有将从该发光二极管芯片放射的光变换为与该光不同颜色的光的荧光体而形成；所述荧光体部，以与该发光二极管芯片之间不产生空隙的方式覆盖所述发光二极管芯片的面之中除了安装在所述安装基板上的面之外的所有的面，并且以与所述安装基板之间不产生空隙的方式覆盖在这些发光二极管芯片彼此间形成的间隙，进而，在覆盖该间隙的该荧光体部的表面设置沿着形成该间隙的所述发光二极管芯片的端面的槽部。
在技术方案1的发明中，由于在荧光体部的覆盖发光二极管芯片彼此的间隙的部位设有槽部，因此，从发光二极管芯片放射的光放射至荧光体部外部的光路长无关于光的放射方向而大致相同。因此，由荧光体部变换成不同颜色的光和和未被变换的光的比率无关于场所而大致均匀，所以能够抑制颜色不均的产生。此外，由于通过荧光体部无空隙地覆盖多个发光二极管芯片的周围，因此从该发光二极管芯片的侧面放射的光，通过位于发光二极管芯片间的间隙部分的荧光体而被变换为不同颜色的光等而放射至外部，对发光做出贡献。因此，与专利文献1所记载的现有例子相比能够提高发光效率。
在技术方案2的发明中，根据技术方案1所述的照明装置，其特征在于，将所述槽部的最深部与所述安装基板之间的距离设定成比所述发光二极管芯片的面之中距离所述安装基板最远的面与该安装基板之间的距离近。
在技术方案2的发明中，在荧光体部形成的槽部的深度比位于覆盖发光二极管芯片的部位的荧光体部的厚度深，因此，槽部的最深部位于发光二极管芯片的侧方。因此，对于从发光二极管芯片的侧面向侧方放射的光，也能够控制放射至该荧光体部外部的光路长，所以比槽部的深度浅的情况能够得到较大的颜色不均抑制效果。
在技术方案3的发明中，根据技术方案1或2所述的照明装置，形成该荧光体部，使得所述荧光体部的截面形状与来自所述发光二极管芯片的出射光的配光分布大致相同。
在技术方案3的发明中，通过将荧光体部的截面形状形成为与来自发光二极管芯片的出射光的配光分布大致相同，能够使由荧光体部变换为不同颜色的光和未被变换的光的比率无关于场所而均匀。因此，能够更可靠第抑制颜色不均。
发明效果
本发明能够提供不产生颜色不均且发光效率高的照明装置。
附图说明
图1是实施方式1的LED芯片20附近的剖视图。
图2是实施方式1的立体图。
图3(a)、(b)、(c)、(d)分别表示实施方式1中的通过切削法进行的荧光体部30的形成步骤的图。
图4是实施方式2的图，(a)是立体图，(b)是LED芯片20附近的剖视图。
图5是实施方式3的LED芯片20附近的剖视图。
图6是现有例子的剖视图。
图7是其他现有例子的剖视图。
附图标记说明
10安装基板
20LED芯片
30荧光体部
40倾斜面
41槽部
具体实施方式
(实施方式1)
参照图1～图3对本发明的第1实施方式进行说明。其中，在以下的说明中，将图1的上下规定为上下方向。
如图2所示，本实施方式的照明装置A具备：平板状的安装基板10；多个(图示为4个)LED芯片20，以相互具有间隙的方式安装在安装基板10的上表面侧；荧光体部30，包含有受到从各LED芯片20放射的光的激励而放射与该光不同颜色的光的荧光体，并以覆盖全部LED芯片20的形式配置在安装基板10的上表面侧；以及圆顶状的透明透镜80(图中以虚线示出)，以覆盖荧光体部30的形式配置在安装基板10的上表面侧。即，本实施方式的照明装置A由多个LED芯片20和1个荧光体部30构成发光部50。
安装基板10将例如氧化铝基板或氮化铝作为次粘着基台(sub-mount)，由铜或铝等高散热材料构成，形成为平板状。并且，在上表面侧形成有布线图案11(图2中仅示出了布线图案11的一部分)。
LED芯片20是大致长方体状的、从上表面及侧面放射蓝色光的例如GaN系的蓝色LED芯片，在安装基板10上相互具有间隙地配置。并且，虽未进行图示，但是，通过例如在倒装片安装或芯片焊接之后进行引线接合等的安装方法，与布线图案11电连接的同时被安装在安装基板10上。
如图1所示，荧光体部30以与各LED芯片20之间不产生空隙的方式覆盖该LED芯片20而进行配设，在其侧面形成有平面状的平面状的倾斜面40，覆盖LED芯片20彼此的间隙的部位上形成有大致V字状的槽部41。若将多个LED芯片20配设在安装基板10上，则在LED芯片20的侧端面与侧端面之间形成沿着该侧端面的间隙，而槽部41沿着形成该间隙的LED芯片20的侧端面而设置。
该荧光体部30通过在热硬化型的硅酮树脂中均匀地分散有受到从LED芯片20放射的蓝色光的激励而放射黄色系的光的粒子状的黄色荧光体而构成。本实施方式的照明装置A中，从LED芯片20放射的蓝色光和由黄色荧光体变换成的黄色光从荧光体部30的表面放射，能够得到白色光。
在此，简单地说明荧光体部30的形成方法例子。
首先，荧光体部30通过铸型(mold)法或网板印刷法(铸型法及网板印刷法由于是公知的，因此省略其说明。)，覆盖被安装在安装基板10上的多个LED芯片20而形成为大致长方体形状(图3(a))。
接着，利用旋转切削刀片60在荧光体部30的侧面形成倾斜面40(图3(b))。在此，倾斜面40仅在图3中示出了截面，但是，如图2所示，该倾斜面40沿着荧光体部30的侧面形成。
同样，利用旋转切削刀片60，在荧光体部30的覆盖LED芯片20彼此的间隙的部位形成V字状的槽部41(图3(c))。
另外，倾斜面40沿着荧光体部30的整个侧面形成，槽部41对应由多个LED芯片20形成的每个间隙来形成。此外，关于倾斜面40和槽部41的形成顺序，哪个先形成均可。
通过以上的步骤，形成了具有倾斜面40和槽部41的荧光体部30(图3(d))。
另外，上述对由切削法进行的倾斜面40和槽部41的形成步骤进行了说明，但是也可以是，利用具有能够形成倾斜面40和槽部41的形状的模具，通过铸型法一步形成图2的形状的荧光体部30。
透明透镜80用于提高从荧光体部30取出光的光取出效率，将例如具有透光性的热硬化型的硅酮树脂形成为圆顶状，在安装基板10的上表面侧以覆盖整个荧光体部30的方式配设。另外，透明透镜80的材料不限于硅酮树脂，例如也可以是环氧树脂或玻璃等。
本实施方式的照明装置A通过在荧光体部30上形成倾斜面40和槽部41，如图1所示，从LED芯片20放射的光(由箭头B1～B4表示)放射至荧光体部30外部的光路长无关于光的出射方向而几乎均匀。因此，被变换成黄色光的蓝色光的比例无关于光的出射方向而几乎均匀，所以蓝色光和黄色光的比率在荧光体部30的表面上无关于场所而几乎均匀，能够抑制颜色不均。此外，在LED芯片20间的间隙部分也配设有荧光体部30，因此，从LED芯片20的侧面放射的光(B4)也是，通过配设在间隙部分的荧光体部30中的荧光体被变换成黄色光或被散射等，向外部放射。即，该光也对发光做出贡献，能够提高发光效率。
另外，在本实施方式中，说明了具备4个LED芯片20的照明装置A，但是，LED芯片20的个数不限于4个，只要是2个以上即可。此外，荧光体部30中的荧光体不限于黄色荧光体，可以出于颜色调整或色或彩色再现性等目的而使用多种荧光体，例如，通过使用红色荧光体和绿色荧光体能够得到彩色再现性高的白色光。此外，LED芯片20不限于蓝色LED芯片，例如可以是，作为放射紫外光的LED芯片等，在荧光体部30中含有蓝色荧光体和黄色荧光体而能够从发光部50得到白色光。进而，在本实施方式中，作为发光部50的发光色示例了白色，但是，发光部50的发光色不限于白色系的颜色。在该情况下，可以作为LED芯片20使用红色LED芯片或绿色LED芯片等。此外，倾斜面40的形状不限于平面状而也可以是曲面状等，槽部41的形状也不限于V字状而也可以是U字状等。
(实施方式2)
参照图4说明本发明的第2实施方式。本实施方式中，将槽部42的深度D形成得比LED芯片20上部的荧光体部30的厚度T深，除此之外的结构与上述实施方式1相同，因此对共同的结构要素赋予相同的标号并省略其说明。
从LED芯片20，不仅从上表面而从侧面也放射光。在此，在本实施方式中，将槽部42的深度D形成得比配设在LED芯片20的上表面的荧光体部30的厚度T深。由此，能够控制从LED芯片20的侧面向侧方放射的光(B5)放射至荧光体部30外部光路长，能够适当地控制该光在荧光体部30被变换成黄色光的比例。因此，与在槽部42的深度比配设在LED芯片20上表面的荧光体部30的厚度T浅的情况相比能够得到较大的颜色不均抑制效果。
(实施方式3)
参照图5说明本发明的第3实施方式。在本实施方式中，以荧光体部30的截面形状与LED芯片20的配光分布70大致相同的方式形成该荧光体部30，除此之外的结构与上述实施方式1或2相同，因此对共同的结构要素赋予相同的标号并省略其说明。
LED芯片20的配光分布70，在LED芯片20的中心附近强，随着朝向侧方而变弱，表示为图5的虚线所示的曲面。在本实施方式中，对应于该配光分布70，使荧光体部30的厚度变化。通过由此形成荧光体部30，使得在从LED芯片20放射的蓝色光的强度较强的部位上荧光体部30的厚度较厚，由荧光体部30变换为黄色光的光的强度也较强。相反，在从LED芯片20放射的蓝色光的强度较弱的部位，荧光体部30的厚度较薄，因此，由荧光体部30变换为黄色光的光的强度也较弱。由此，由荧光体部30变换成的黄色光和未被变换的蓝色光的比率在荧光体部30的表面上无关于场所而均匀，所以能够实质上不产生颜色不均。
另外，该荧光体部30例如使用所需形状的模具通过铸型法来进行制造。

Claims (4)

1.一种照明装置，其特征在于，
具备：
安装基板；
多个发光二极管芯片，在该安装基板上相互分隔地安装；以及
荧光体部，在透光性材料中含有将从该发光二极管芯片放射的光变换为与该光不同颜色的光的荧光体而形成；
所述荧光体部，以与该发光二极管芯片之间不产生空隙的方式覆盖所述发光二极管芯片的面之中除了安装在所述安装基板上的面之外的所有的面，并且以与所述安装基板之间不产生空隙的方式覆盖在这些发光二极管芯片彼此间形成的间隙，进而，在覆盖该间隙的该荧光体部的表面设置沿着形成该间隙的所述发光二极管芯片的端面的槽部。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
将所述槽部的最深部与所述安装基板之间的距离设定成比所述发光二极管芯片的面之中距离所述安装基板最远的面与该安装基板之间的距离近。
3.如权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，
形成该荧光体部，使得所述荧光体部的截面形状与来自所述发光二极管芯片的出射光的配光分布大致相同。
4.如权利要求3所述的照明装置，其特征在于，
形成该荧光体部，使得所述荧光体部的截面形状与来自所述发光二极管芯片的出射光的配光分布相对应，在从所述发光二极管芯片放射的光的强度较强的部位使所述荧光体部的厚度较厚，在从所述发光二极管芯片放射的光的强度较弱的部位使所述荧光体部的厚度较薄。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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