CN102290407A - 发光装置以及照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在操作上有利并且可整体上实现光的照射的均匀化的发光装置以及照明装置。本发明是发光装置(1)，包括：基板(2)，长度尺寸为250mm～300mm，且形成为大致长方形状；发光元件(3)，在该基板(2)上，沿着与长度方向正交的方向排列有多个而形成多个列，并且将该多个列中的邻接的列间的隔离尺寸设定为12mm～18mm而安装着；以及密封树脂(4)，覆盖沿着与长度方向正交的方向而排列有多个的多个发光元件(3)。

Description

发光装置以及照明装置
技术领域
本发明涉及一种使用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等的发光元件的发光装置以及照明装置。
背景技术
近来，开发出一种照明装置，其将多个LED等的发光元件作为光源而配设于基板上，以获得规定的光量。该照明装置例如被用作直接安装在天花板面等上的、所谓的直接安装型的基础(base)照明，在基板上，例如呈矩阵(matrix)状地排列安装着多个LED。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2009-54989号公报
但是，在如上所述的照明装置中，并未考虑基板的有效长度尺寸或发光元件的配设图案(pattern)。
发明内容
本发明是有鉴于此类问题而完成，其目的在于提供一种在操作上有利，并且可在整体上实现光的照射的均匀化的发光装置以及照明装置。
本发明技术方案1的发光装置包括：基板，长度尺寸为250mm～300mm，且形成为大致长方形状；以及发光元件，在该基板上，沿着与长度方向正交的方向排列有多个而形成多个列地安装着。所述多个列中的邻接的列间的隔离尺寸被设定为12mm～18mm。而且，本发明的发光装置包括密封树脂，覆盖沿着与长度方向正交的方向而排列有多个的多个发光元件。
依据本发明技术方案1的发光装置，本发明技术方案2的发光装置的特征在于，
在所述多个列的邻接的列间，形成有所述基板安装用的安装孔。
本发明技术方案3提供一种照明装置，其包括：
装置本体；以及
根据技术方案1或2所述的发光装置，配设于所述装置本体上。
(发明的效果)
根据技术方案1所述的发明，能够提供一种在基板的操作上有利，并且可在整体上实现光的照射的均匀化的发光装置。
根据技术方案2所述的发明，除了技术方案1所述的发明的效果以外，还可避免基板的大型化。
根据技术方案3所述的发明，能够提供一种起到上述技术方案所述的发明效果的照明装置。
附图说明
图1是将本发明的实施方式的发光装置切开一部分而表示的平面图。
图2是表示所述基板上的配线图案以及安装焊垫(pad)的平面图。
图3是将图1中由A所包围的区域放大而表示的平面图。
图4是沿着图1中的Y-Y线的示意剖面图。
图5是表示所述发光元件的连接状态的接线图。
图6是表示配设有发光装置的天花板直接安装型照明装置的立体图。
[符号的说明]
1：发光装置
2：基板
3：发光元件(LED芯片)
4：密封树脂(荧光体层)
4a：凸状荧光体层
5：安装孔
6：铜箔
20：照明装置
20a：本体盒
20b：前表面罩
21：配线图案
21a：供电导体
21b：供电件
21c：供电端子
22：安装焊垫
23：抗蚀剂层
24：连接图案
31：接合线
51：螺丝
A：第一层
B：第二层
C：第三层
L：基板的长度尺寸
P1：发光元件列间的隔离尺寸
P2：发光元件间的隔离尺寸
W：基板的宽度尺寸
Y-Y：线
具体实施方式
以下，参照图1至图6来说明本发明的实施方式。图1至图5表示发光装置1，图6表示使用该发光装置1的照明装置20。另外，在各图中，对于相同的部分标注相同的符号并省略重复的说明。
如图1所示，发光装置1具备：基板2、多个发光元件3、以及覆盖各发光元件3的作为密封树脂的荧光体层4。图1表示切开一部分的状态(在图示上，在右侧表示去除了荧光体层4以及抗蚀剂(resist)层23的状态)。
基板2是由玻璃环氧树脂等的材料而形成为细长的大致长方形状。基板2的长度尺寸L为250mm～300mm，宽度尺寸W为30mm～40mm。本实施方式中，具体而言，长度尺寸L形成为280mm，宽度尺寸W形成为32mm。基板2的厚度尺寸优选0.5mm以上1.8mm以下，本实施方式中适用1mm的厚度。
基板2的形状例如也可为长度方向的两端形成为R形状。而且，对于基板2的材料，可适用陶瓷(ceramics)材料或其他的合成树脂材料。进而，本发明也可适用在铝等的导热性良好且散热性优异的基底板的一面层叠有绝缘层的金属制的基底基板，以提高各发光元件3的散热性。
如图2作为代表所示，在基板2上，形成有配线图案21以及安装焊垫22。配线图案21由供电导体21a、供电件21b以及供电端子21c构成。供电导体21a沿着基板2的长度方向空开规定的间隔而形成有一对(正(plus)侧以及负(minus)侧)，且呈直线状地平行配置着。从这些供电导体21a分别朝向内侧而连续形成有多个供电件21b。
在图示上，从上侧的供电导体21a以等间隔而形成有大致L字状的18个供电件21b。另一方面，从下侧的供电导体21a以与所述上侧的供电件21b相向的方式，同样以等间隔而形成有大致F字状的18个供电件21b。大致L字状的供电件21b具有一个电极端子，大致F字状的供电件21b具有两个电极端子。
在上下的供电导体21a间，以与供电导体21a以及供电件21b隔开绝缘距离且在大致一面上形成多个区块(block)的方式而设有安装焊垫22。该安装焊垫22并不电性连接，但为了进行后述的电解电镀处理，各区块以可电性导通的方式而连接着。
供电端子21c连接于供电导体21a且配置于基板2的一端侧。在该供电端子21c上，连接有电源连接器(connector)。
如图4所示，配线图案21以及安装焊垫22为三层结构，在基板2的表面上，对铜(Cu)进行电解电镀处理以作为第一层A，并对镍(Ni)进行电解电镀处理以作为第二层B，在第三层C上，对反射率高的银(Ag)进行电解电镀处理。安装焊垫22的第三层C，即，表层，通过实施镀银(Ag)而形成反射层，因而全光线反射率高达90％。
在该电解电镀处理中，第二层B的镍(Ni)的膜厚优选形成为5μm以上，第三层C的银(Ag)的膜厚优选形成为1μm以上，通过采用此种膜厚尺寸，可实现均匀的膜厚形成而达成反射率的均匀化。
而且，在基板2的表层，除了发光元件3的安装区域或零件的安装部分以外，在大致整个面上层叠有反射率高的白色的抗蚀剂层23。
如图1、图3以及图4所示，多个发光元件3由LED裸芯片(bare chip)构成。对于LED裸芯片，例如为了使发光部发出白色系的光，而使用发出蓝色光的裸芯片。该LED裸芯片使用硅酮(silicone)树脂系的绝缘性粘合剂而粘合在安装焊垫22上。
LED裸芯片例如为InGaN系的元件，在透光性的蓝宝石(sapphire)元件基板上层叠有发光层，发光层是将n型氮化物半导体层、InGaN发光层及p型氮化物半导体层依序层叠而形成。并且，用于使电流流经发光层的电极是由在p型氮化物半导体层上由p型电极焊垫形成的正侧电极和在n型氮化物半导体层上由n型电极焊垫形成的负侧电极构成。这些电极通过接合线(bonding wire)31而电性连接。接合线31由金(Au)的细线构成，为了提高安装强度和降低LED裸芯片的损伤，接合线31经由以金(Au)为主成分的凸块(bump)而连接着。
多个发光元件3是在基板2的安装焊垫22上，沿着与基板2的长度方向正交的方向排列有多个而形成多个列地安装着。具体而言，在图示上，从上侧的各供电导体21a的供电件21b遍及下侧的各供电导体21a的供电件21b而以大致等间隔配设有6个发光元件3。因此，沿着与基板2的长度方向正交的方向，形成有18列发光元件列而构成发光元件3的配设图案。
而且，在各个发光元件列中，在该列所延伸的方向上邻接的发光元件3的异极的电极之间，即，邻接的发光元件3中的一个发光元件3的正侧电极与邻接的发光元件3中的另一个发光元件3的负侧电极利用接合线31而依序连接。由此，构成各个发光元件列的多个发光元件3电性串联连接着。因此，多个发光元件3在通电状态下一齐发光。
进而，在各个发光元件列中，配置在列的端部的一个发光元件3的电极通过接合线31而连接于上侧的大致L字状的供电件21b的电极端子，另一个发光元件3的电极连接于下侧的大致F字状的供电件21b中的两个电极端子中的下方的电极端子。
此处，在本实施方式中，由6个发光元件3形成一个发光元件列，但例如在由5个发光元件3形成一个发光元件列时，可采用将另一个发光元件3的电极连接于下侧的大致F字状的供电件21b中的两个电极端子中的上方的电极端子的结构。此时，可获得即使将发光元件列中的发光元件3的个数变更为5个或6个也能够共用基板2的效果。因此，通过将供电件21b的电极端子分支成多个而设置，可在同一基板上根据规格来适当选择发光元件列中的发光元件3的个数。
如图3中代表性说明的那样，更详细而言，多个发光元件列中的邻接的发光元件列间的隔离尺寸P1设定为12mm～18mm，而且，发光元件列所延伸的方向上的各邻接的发光元件3间的隔离尺寸P2设定为3mm～3.5mm。
通过将发光元件列间的隔离尺寸P1设定为12mm～18mm，能够在整体上实现光的照射的均匀化。例如，如果加大隔离尺寸P1，则可能会因亮度差而导致邻接的发光元件列间的隔离部分的暗部容易变得显眼。而且，如果隔离尺寸P1过小，则发光元件3的密度会变得过高，从而产生温度上升或效率的问题。
本发明人对发光元件列间的隔离尺寸P1进行各种变更并作了观测的结果，获得以下见解，即，优选将隔离尺寸P1设定为12mm～18mm。
而且获得以下认识，即，通过将发光元件3间的隔离尺寸P2设定为3mm～3.5mm，能够抑制各个发光元件3独立发光而被看到的所谓的颗粒感，而且，能够抑制发光元件3的过度的温度上升。
以上述方式连接的发光元件3成为图5所示的连接状态。即，串联连接有6个发光元件3的18个串联电路并联连接着。因此，所述各发光元件列电性并联设置，并通过配线图案21而受到供电。因此，即使各发光元件列中的任一列有时因接合不良等而无法发光，发光装置1整体的发光也不会停止。
而且，如图1以及图2所示，在基板2的靠两端且邻接的发光元件列间，形成有基板安装用的一对安装孔5。该安装孔5被用于将发光装置1安装于照明装置的本体等时。具体而言，将作为固定机构的安装螺丝51贯穿安装孔5而螺入照明装置的本体等，从而安装发光装置1。
通常，该安装孔5是设在基板2的两端部，因此必须确保其空间(space)，从而基板2会相应地大型化。但是，根据上述结构，发光元件列间的隔离尺寸P1被设定为12mm～18mm，因此可形成安装孔5并通过安装螺丝51来安装，从而能够避免大型化。而且，此时，当固定机构为金属制时，能够确保绝缘距离。进而，固定机构并非固定基板2的两端部，而是固定长度方向的内侧即基板2的中间部，因此能够有效地抑制基板2的翘曲等的变形。另外，作为固定机构，也可使用合成树脂制等的具有绝缘性的构件。
进而，在基板2的另一端侧，形成有3个连接图案24。该连接图案24连接于供电导体21a以及安装焊垫22，因此被用于对配线图案21以及安装焊垫22进行电解电镀处理时。即，当在第一层A的铜(Cu)图案上对第二层B的镍(Ni)、第三层C的银(Ag)进行电解电镀时，该连接图案24作为用于使配线图案21以及安装焊垫22的部分成为同电位的连接路径而发挥功能。
如图1、图3以及图4所示，荧光体层4为透光性合成树脂例如透明硅酮树脂制，且适量含有YAG:Ce等的荧光体。荧光体层4是由包覆各个发光元件3中的每个发光元件3的多个凸状荧光体层4a的集合而构成。凸状荧光体层4a呈山形的形状，并呈圆弧状的凸状，且以在其裙部与邻接的凸状荧光体层4a相连的方式而形成。因此，荧光体层4沿着所述发光元件列而形成多个列，即形成为18列，且包覆并密封各发光元件3、接合线31。
荧光体受到发光元件3发出的光激发，而放射出与发光元件3所发出的光的颜色为不同色的光。在发光元件3发出蓝色光的本实施方式中，对于荧光体使用放射出与蓝色光存在补色关系的黄色系的光的黄色荧光体，以能够出射白色光。
荧光体层4是在未固化的状态下对应于各发光元件3、接合线31而涂布，随后进行加热固化或放置规定时间而固化地设置着。详细而言，自未图示的分配器(dispenser)，将粘度或量经调整的含有荧光体的透明硅酮树脂材料在未固化的状态下对应于各发光元件3、接合线31而滴下以进行供给。
另外，上述结构中，对利用凸状荧光体层4a来包覆各个发光元件3中的每个发光元件3的情况进行了说明，但例如也可形成为，包覆该多个发光元件3中的每2个或3个发光元件3。
如图4所示，在基板2的背面侧，遍及整个面而形成有散热用的铜箔6的图案。借助此种结构，能够实现基板2整体的均热化，从而能够提高散热性能。另外，在铜箔6上层叠有抗蚀剂层。
其次，参照图6，对配设有上述发光装置1的照明装置20进行说明。在图中，示出了天花板直接安装型的照明装置20，其设置于天花板面而使用且具有与一般的40W荧光灯型照明装置同等的尺寸(size)。照明装置20具备细长且大致长方体形状的本体盒(case)20a，在该本体盒20a内，呈直线状地连接而配设有4个所述发光装置1。而且，在本体盒20a中内置有具备电源电路的电源单元(unit)。另外，在本体盒20a的下方开口部，安装着具有扩散性的前表面罩(cover)20b。
当通过电源电路来对上述结构的发光装置1进行通电时，各发光元件3一齐点灯，从发光元件3出射的光透过荧光体层4而放射，发光装置1作为出射白色光的面状光源而使用。
在发光元件3的发光过程中，该安装焊垫22作为对各发光元件3发出的热进行扩散的散热片而发挥功能。在发光装置1的发光过程中，发光元件3放射出的光中的朝向基板2侧的光主要被该安装焊垫22的表层反射而朝向光的利用方向。因此，能够使光的导出效率变得良好。除此以外，发光元件3放射出的光中的朝向横向的光被反射率高的白色的抗蚀剂层23的表面反射而向前表面侧放射。
其次，基板2的长度尺寸L被设定为250mm～300mm。一般作为天花板直接安装型的基础照明而使用的40W荧光灯型照明装置的长度尺寸为1200cm～1300cm。因此，要与该照明装置取得匹配性，如果是所述长度尺寸的基板2，则可通过并列使用4块基板2而在尺寸上相符以取得匹配性，从而容易配设。而且，所述长度尺寸并不过长，具有在制造上或操作上均有利的优点。
而且，多个发光元件3是在基板2的安装焊垫22上，沿着与基板2的长度方向正交的方向排列多个而形成发光元件列，因此可适当选择该发光元件列的列数的增减而获得所需的输出。
如上所述，根据本实施方式，将基板2的长度尺寸L设定为250mm～300mm，将发光元件列间的隔离尺寸P1设定为12mm～18mm，因此可提供一种在基板2的操作上有利，并且能够在整体上实现光的照射的均匀化的发光装置1以及照明装置20。
而且，由于可在发光元件列间形成基板安装用的安装孔5并通过安装螺丝51来安装，因此可避免基板2的大型化。
另外，本发明并不限定于上述各实施方式的结构，可在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变形。例如，发光元件为LED等的固态发光元件。而且，发光元件的安装个数不受特别限定。
作为照明装置，可适用于在室内或室外使用的照明器具、显示器(display)装置等。

Claims (3)

1.一种发光装置，其特征在于包括：
基板，长度尺寸为250mm～300mm，且形成为大致长方形状；
发光元件，在该基板上，沿着与长度方向正交的方向排列有多个而形成多个列，并且将该多个列中的邻接的列间的隔离尺寸设定为12mm～18mm而安装着；以及
密封树脂，覆盖沿着与长度方向正交的方向而排列有多个的多个所述发光元件。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于，
在所述多个列的邻接的列间，形成有所述基板安装用的安装孔。
3.一种照明装置，其特征在于包括：
装置本体；以及
根据权利要求1或2所述的发光装置，配设于所述装置本体上。
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