CN103748405A - 发光模块以及使用该发光模块的照明用光源和照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光模块,其中,发光模块(100)具有基板(110)以及并联于基板(110)上的多个长的发光部(101),其中,各发光部(101)具有元件列和密封部件(130),所述元件列由在基板(110)上配设成一列的多个LED(120)构成,封部件(130)密封该元件列并且包括波长转换材料。另外,从与配设有多个发光部(101)的面平行且为多个发光部(101)的并联方向上观察多个发光部(101)时,至少2个发光部(101)中,多个发光部(101)的并联方向上的配置于里侧的一方的发光部(101)的一部分处于不被另一方的发光部(101)遮挡的能够看到的位置关系。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有LED(发光二极管)等发光元件的发光模块以及使用该发光模块的照明用光源和照明装置。
背景技术
近年,在卤素灯泡、荧光灯之类的各照明用光源的领域,对节约资源的要求不断增高,利用省电且寿命长的LED进行的发光模块的开发盛行起来。利用该发光模块,可以弥补由LED的高度集成所导致的LED单体亮度不足的问题。
对于该种发光模块,公开有如下发光模块1100:例如,图20所示,基板1110上具有12列由配设成一列的多个LED1120构成的元件列。该元件列按照每2列进行集中并被密封部件1130所密封(参考专利文献1)。
这里,LED1120是发出蓝色光的蓝色LED。另外,密封部件1130由含有黄色荧光体的有机硅树脂构成。再者,LED1120进行全方位的光的照射,由LED1120放射出的光,一部分被密封部件1130转换为黄色光,LED1120放射出的蓝色光和由密封部件1130转换的黄色光进行混色,生成白色光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-244165公报
发明内容
发明要解决的课题
图21(a)示出了图20中由B-B线切断的部分截面图。
在图20所示的发光元件1100中,由于元件列是由密封部件1130按照每2列进行集中密封,因此该元件列与基板1110上配设有LED1120的面大致平行,并且在元件列的列方向正交的方向上LED1120放射出的光中,朝向被同一密封部件1130所密封的其他元件列的第1方向上放射出的光(例如,参考图21(b)的箭头L2),其传播路径中由LED1120到密封部件1130的外周面之间的距离变长。因此,对于在该方向上放射出的光,其转换为黄色光的比例增大,与白色光相比,有可能变为带有黄色的光。
另一方面,LED1120向基板1110的上方放射出的光(参考图21(b)的箭头L11),或者元件列与基板1110上配设有LED1120的面大致平行,并且在元件列的列方向正交的方向上LED1120放射出的光中,与上述第1方向呈相反方向的第2方向上放射出的光(参考图21(b)的箭头L12),其传播路径中由LED1120到密封部件1130的外周面之间的距离是适合的距离,且被转换为黄色光的比例也是适合的大小,因此为接近于白色的光。
然而,在上述第2方向上放射出的光(参考图21(b)的箭头L12)进入到与其相邻的密封部件1130,通过使其在该密封部件1130内传播,与白色光相比,有时候会被转换为带有黄色的光。
上述的这些结果,由于发光模块1100中,元件列与基板1110上配设有LED1120的面大致平行,并且在元件列的正交的方向上所放射出的光(例如,图21(a)所示,朝向发光模块1100的侧方中的领域AR01放射出的光,以下称之为在发光模块1100的侧方放射出的光。),与白色光相比,会变成带有黄色的光,因此其结果会引起发光模块的色彩不均匀。
本发明是鉴于上述课题提出的,其目的在于,提供一种在具有多个发光元件的发光模块中,也可以抑制色彩不均匀现象产生的发光模块以及照明用光源和照明装置。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,本发明的一种实施方式的发光模块,其特征在于,具有基板以及并联于基板上的多个长的发光部,其中,各发光部具有元件列和密封部件,该元件列由在基板上配设成一列的多个发光元件构成,该密封部件密封元件列,并且包括波长转换材料;从与配设有多个发光部的面平行且为多个发光部的并联方向上观察多个发光部时,至少2个发光部中,多个发光部的并联方向上的配置于里侧的一个发光部的一部分,处于比配置于近前侧的另一个发光部更加不被遮挡的可识别位置关系。
多个发光部的并联方向的中央部和端部侧上各自分别互相相邻的2个发光部优选为:处于配置于里侧的一个发光部的一部分比另一个发光部处于更加不被遮挡的可识别位置关系;与端部侧互相相邻的2个发光部中配置于里侧的1个发光部的可识别的一部分的长度相比,中央部互相相邻的2个发光部中配置于里侧的1个发光部的可识别的一部分的长度较短。
各发光部中,优选为:俯视所述基板时,沿着所述密封部件的长度方向的中心轴与俯视属于所述元件列的各发光元件时连接中心的轴一致。
发光部的长度方向的中央部优选为:在多个发光部的并联方向上一致。
至少2个互相相邻的发光部中,优选为:一个发光部中包含的发光元件与另一个发光部中包含的发光元件配置为,在与元件列的列方向正交的方向上互相错开。
各发光部中,优选为:所述密封部件的所述元件列的列方向上的两端部为R形状。
保护元件优选为:配设于基板上的包括所述多个发光部的区域的外侧。
密封部件优选为:包括透光性的树脂材料。
另外,本发明的照明用光源,其特征在于,其具有上述任意一项所述的发光模块。
再者,本发明的照明装置,其特征在于,其具有上述照明用光源。
发明效果
根据本结构,在基板上配设有多个发光部的发光模块中,从与配设有多个发光部的面平行且为多个发光部的并联方向上观察多个发光部时,至少2个发光部中,多个发光部的并联方向上的配置于里侧的一方的发光部的一部分不被另一方的发光部遮挡而能够看到。由此,发光部的一部分射出的白色没有入射到相邻发光部,而是直接被放射到外部。因此,发光部的一部分射出的白色光可以抑制包含于相邻发光部的密封部件的波长转换材料造成的影响,从而可以抑制色彩不均匀现象的产生。
附图说明
图1是实施方式1的发光模块的平面图。
图2是实施方式1的发光模块的部分截面图。
图3是用于说明实施方式1的发光模块的光学特性的图。
图4是用于说明实施方式1的发光模块的制造方法的图。
图5是实施方式2的灯的截面图。
图6是实施方式2的灯的截面图。
图7是实施方式2的反射部件的立体图。
图8(a)是实施方式3的照明装置的截面图;图8(b)是实施方式3的灯单元的立体图。
图9是变形例的发光模块的平面图。
图10是变形例的发光模块的平面图。
图11是示出变形例的发光模块的部分的图,图11(a)是立体图,图11(b)是截面图。
图12是变形例的发光模块的截面图。
图13是变形例的发光模块的截面图。
图14是变形例的发光模块的平面图。
图15(a)是变形例的发光模块的平面图;图15(b)是变形例的发光模块的中,采用了图13所示的发光模块的灯的截面图。
图16是表示变形例的发光模块在搭载LED之前的布线图案的平面图。
图17是变形例的发光模块的平面图。
图18是变形例的发光模块的平面图。
图19是变形例的发光模块的截面图。
图20是现有例的发光模块的平面图。
图21是用于说明现有例的发光模块的光学特性的图。
具体实施方式
<实施方式1>
<1>结构
如图1所示,本实施方式的发光模块100具有基板110以及在X轴方向上并联于基板110上的11个细长的发光部101。另外,各发光部101具有元件列和密封部件130,所述元件列由配设成一列的多个LED(半导体发光元件)120构成,密封部件130被设置在该元件列的每一列上,将构成各元件列的多个LED120一同密封。
<1-1>基板
从与配设有LED120的面正交的方向观察(以下,称之为“俯视”。),基板110具有大致圆形的形状。该基板110由铝等金属构成的板材以及设置于该板材表面的聚碳酸酯等导热性树脂等构成的绝缘膜所构成。另外,在该基板110的表面上形成有由Ag和Cu等金属构成的布线图案140。并且,绝缘膜也可以由例如陶瓷构成。
基板110的形状没有特别限定,由线和曲线的组合所构成的所有形状,根据用途等适当决定即可。例如,可以是四边形或六边形等多边形,椭圆等也包含在本发明的实施方式中。另外,基板110的材质,从提高散热性的观点看来,优选为陶瓷基板和导热树脂。并且,基板110结构可以是一层构造也可以是多层构造。以氧化铝之类的陶瓷基板为底板,如果使用表面直接设置有布线图案的基板的话,在点亮时,由于LED放射出的热可以通过散热性良好的陶瓷基板传递,因此可以获得高品质的发光模块。
布线图案140具有一对供电用的地线141、142以及用于电连接LED120之间的多条地线143。
布线图案140的形成方法没有特别限定,可以使用印刷方式或电镀处理等,图案形成方式的公知的方法。
地线141、142分别形成在基板110周围的通过基板110中心且沿着发光部101的长度方向(Y轴方向)的假想轴上对应的2个部位。另外,地线143形成在与配设于基板110的多个LED120分别对应的位置上(互相相邻的2个LED120之间)。
另外,基板110的地线141、142附近形成有,例如,用于插入贯通从电源单元导出的引线的贯通孔125。
<1-2>LED
LED120是发出蓝色光的GaN系列的LED,俯视形状为大致矩形。另外,各LED120以设置有该电极的面配置在与基板110侧呈相反侧的方式固定安装(所谓的正面安装)在基板110上。
基板110上配设有85个该LED120。另外,布线图案140构成为:将5个串联连接有17个LED120的串联电路并联连接起来。由此,由于施加了与85个LED120分别相等的电压,因此可以实现LED120的亮度的平均。并且,布线图案140也可以构成为,例如,将17个串联连接有5个LED120的串联电路并联连接起来。布线图案140的LED120的连接方法并不限于上述结构。
另外,1个元件列由在基板110上配设成一列的3-11个LED120构成,11个该元件列沿基板110的X轴方向并联。具体来说设置有:以通过基板110的中心的方式将11个LED120配置成一列的元件列,以及相对于该元件列在与元件列的列方向正交的方向(X轴方向)的两侧与该元件列平行设置的、将10个LED120配置成一列的元件列。并且,分别相对于由10个LED120构成的每个元件列,在基板110的中心侧的相反侧与该元件列平行设置有由9个LED120构成的元件列。再者,分别相对于由9个LED120构成的每个元件列,在基板110的中心侧的相反侧与该元件列平行设置有由8个LED120配列而成的元件列;分别相对于所述由8个LED120构成的每个元件列,在基板110的中心侧的相反侧与该元件列平行设置有由7个LED120配列而成的元件列。另外,在基板110上,与元件列的列方向(X轴方向)正交的方向上最接近基板110的周围的各位置上设置有由3个LED120构成的元件列。也就是说,各元件列是以沿基板110的形状的方式进行配置。由此,可以增加基板110上LED120的配设区域的占有率,从而可以实现发光模块100的亮度的提高。
另外,在与元件列正交方向上相邻的2个元件列中,构成一个元件列的LED120A和构成另一个元件列的LED120B在与元件列的列方向正交的方向上处于互相错开的位置关系。
根据本结构,与构成一个元件列的LED120A和构成另一个元件列的LED120B在与元件列的列方向正交的方向上互相重叠的结构相比,可以使构成一个元件列的LED120A和构成另一个元件列的LED120B之间的距离变长。
由此,从构成一个元件列的LED120射出的光难以被构成另一个元件列的LED120遮挡,从而可以提高光的提取率。
另外,由于构成一个元件列的LED120和构成另一个元件列的LED120之间的距离变长,LED120所产生的热变得容易从基板110的表面散出。因此,可以实现散热特性的提高。
并且,在与元件列正交方向上相邻的2个元件列中,构成一个元件列的LED120A和构成另一个元件列的LED120B优选在与元件列的列方向正交的方向上处于互相不重叠的位置关系。
这里,图2示出了表示发光模块100的部分的截面图。图2(a)是沿发光部101的短边方向的截面图;图2(b)是沿发光部101的长边方向的截面图。
如图2(b)所示,各LED120通过由金属(例如,金等)构成的线150与各地线143电连接,线150的一个端部与LED120连接,同时另一个端部与地线143连接。也就是说,LED120通过线150与形成在基板110上的布线图案140电连接。并且,在安装有线150的基板110侧设置有线垫,在本附图上省略其记载。
如图1和图2(b)所示,各线150沿元件列的列方向(Y轴方向)配置,各线150的两端部也沿元件列的列方向配置。由此,即使密封部件130在元件列的列方向(参考图2(b)中的白箭头)伸缩,各线150上也只是在沿元件列的列方向的方向上被施加了力(参考图2(b)中的黑箭头),对线150而言,并没有在与元件列正交的方向上施加力。因此,可以抑制伴随密封部件130伸缩而产生的线150的扭绞。另外,由于各线150是被LED120、地线143以及密封部件130所密封,因此可以抑制其线的恶化,维持与外部的绝缘状态。
另外,如上所述,在各布线图案140上多个LED120通过线150和地线143进行电连接后,与使用形成在1条直线上的布线图案的情况相比,可以减少布线图案的使用量,因此在部件成本方面是有利的。另外,通常来讲,由于在金等金属线上形成有布线图案,虽然有一种担心是会发生光的吸收,从而降低光的提取率,但是由于其可以减少作为光吸收主要原因的布线图案,因此其结果反而可以抑制光提取率的降低。
并且,本实施方式中,虽然示出了通过线垫,LED120和线150互相连续配置的方式,但本发明并不限于此方式。例如,也可以将多个LED120连续配置。
另外,如图2(a)和(b)所示,LED120在俯视短边方向(X轴方向)的宽度W1为0.3-1.0mm,俯视长边方向(Y轴方向)的宽度W2为0.3-1.0mm,厚度(Z轴方向的宽度)为0.8-0.30mm。其中,各LED120配置为其最大宽度方向、即俯视长边方向与元件列的列方向一致。由此,各LED120的列方向的宽度变窄,从而可以使密封部件130的俯视短边方向(X轴方向)的宽度W3变窄,从而可以扩宽相邻的密封部件130之间的间隙。因此,在相邻的密封部件130之间,可以降低从对方的密封部件130通过基板110传递来的热量,也可以实现密封部件130的散热性的提高。
另外,如图2(b)所示,沿元件列的列方向(Y轴方向)相邻的LED120之间的间隔D1优选范围在1.0mm-3.0mm。由此,不仅可以将LED120放出的热充分进行散热,也可以实现抑制亮度不均匀。
<1-3>密封部件
如图1所示,密封部件130形成为细长状,且密封由多个LED120构成的元件列。该密封部件130设置在每个元件列上,将构成该元件列的多个LED120一起密封。由此,多个密封部件130在与元件列的列方向正交方向上并联。该密封部件130越靠近密封部件130的并联方向的两端其长边方向的长度越短,并且,各密封部件130的长边方向的中央部在元件列的并联方向上一致。另外,在从与配设有LED120的面平行且与元件列的列方向正交方向(也就是,密封部件130的并联方向)上观察11个密封部件130时,6个密封部件130中配置于里侧的密封部件130的一部分不与配置于近前侧的密封部件130重叠且能够看到。
密封部件130由含有荧光体的透光性树脂材料(波长转换材料)形成。作为树脂材料可以使用例如,有机硅树脂、氟树脂、硅酮环氧树脂的杂化树脂以及尿素树脂等。另外,作为荧光体,可以使用例如,YAG荧光体((Y,Gd)3Al5O12:Ce3+)、硅酸盐荧光体((Sr,Ba)2SiO4:Eu2+)、氮化物荧光体((Ca,Sr,Ba)AlSiN3:Eu2 +)、氮氧化物荧光体(Ba3Si6O12N2:Eu2+)的粉末。由此,LED120射出的蓝色光的一部分转换为黄绿色,经过混色得到白色光。并且,在各发光部101中,沿密封部件130的长边方向的中心轴优选其与元件列的定位轴一致。这是由于在密封部件130的上述中心轴与元件列的定位轴一致的状态下,射出光很难产生颜色不均匀。
另外,在密封部件130的并联方向(X轴方向)上,互相相邻的2个密封部件130之间的间隙的距离D2是1.0mm。该距离D2优选为0.2mm-3.0mm。这样以来,可以获得充分的散热效果,并且可以抑制由元件列之间的间隔扩大所产生的发光模块的亮度不均匀。
如图2(A)所示,密封部件130的沿短边方向的截面形状为其侧面是具有R形状的大致半椭圆形。另外,如图2(B)所示,密封部件130的长边方向的端部131为大致四分之一球形,即俯视形状为大致半圆形(参考图1)。沿长边方向的截面形状为具有90°中心角的大致扇形(参考图2(B))。由此,在密封部件130的长边方向的端部131上很难产生应力集中,从而容易将LED120射出的光提取到密封部件130的外部。
另外,密封部件130在短边方向(X轴方向)的宽度W3为0.8mm-3.0mm,包括LED120的最大厚度(Z轴方向的宽度)T1为0.4mm-1.5mm,不包括LED120的最大厚度T2为0.2mm-1.3mm。这里,为了确保密封部件130的密封可靠性,密封部件130的宽度W3优选是LED120的宽度W1的2倍-7倍。另外,考虑到密封部件130随着热变形向短边方向(X轴方向)两侧拓宽而变形的情况,厚度T2优选具有一定富余。具体而言,厚度T1为宽度W3的1/4倍-2/3倍即可。并且,如本实施方式所示,在形成长边方向和短边方向的截面具有R形状的密封部件130时,采用分配方式即可。对于分配方式,后文进行详细说明。
如上所述,根据本发明,在具有多个发光部101的发光模块100中,从与配设有LED120的面平行且为与元件列的列方向正交的方向上观察多个密封部件时,至少2个发光部101中,配置于里侧的发光部101的一部分处于不被配置于近前侧的发光部101遮挡而能够看到的位置关系。由此,尤其在发光部101的端部附近,LED120放射的光散入到相邻发光部101的现象被抑制,因此可以抑制转换成黄色光的比率增加,结果可以实现抑制色彩不均匀后得到均匀的白色光。
另外,由于密封部件130被设置在每个由多个LED120配设成一列的元件列上,例如,与1个密封部件将全部的LED120一起密封这样的结构相比,局部很难产生高温的部分,可以抑制LED120的亮度和荧光体的激发效率的局部下降,从而抑制亮度不均匀和颜色不均匀的产生。
另外,由于可以将从密封部件130向与元件列的列方向正交方向放射出的光的传播路径中,在相当于从LED120的外周面到密封部件130的外周面的距离上的,光的放射方向依存性变小,因此可以抑制从密封部件130的外周面向与元件列正交方向放射出的光的颜色不均匀。
再者,通过在密封部件130之间设置间隙,可以只在该间隙上降低用于形成密封部件130所必要的材料,因此可以实现由材料费降低导致的发光模块100的低成本化。
根据本发明,在具有多个发光部101的发光模块100中,至少2个发光部101中,配置于里侧的发光部101的一部分处于不被配置于近前侧的发光部101遮挡而能够看到的位置关系。另外,在基板110上的全部发光部101中,对于配置于里侧的发光部101的一部分,没有必要将其配置为处于比不被配置于近前侧的发光部101遮挡而能够看到的位置关系,一部分的发光部101的端部之间在发光部101的并联方向一致即可。
另外,本实施方式的发光模块100中,多个发光部101的并联方向的中央部上互相相邻的2个发光部101中配置于里侧的一方发光部101的能够看到部分的长度,比上述并联方向的端部侧上互相相邻的2个发光部101中配置于里侧的一方发光部101的能够看到部分的长度短。
另外,各发光部101的长边方向的中央部在多个发光部101的并联方向上一致。
在所有发光部101的长边方向的长度均相同的情况下,从发光模块100向发光部101的排列方向和沿基板110表面方向射出的光上,由于光射入到相邻的发光部101之间而产生颜色不均匀。并且,这种颜色不均匀会不断增大直到基板110的发光部101的长边方向的中央部的大小。
因此,从可以有效地抑制发光模块100的颜色不均匀的观点来看,多个发光部101的并联方向的中央部上互相相邻的2个发光部101中配置于里侧的一方发光部101的能够看到部分的长度,比上述并联方向的端部侧上互相相邻的2个发光部101中配置于里侧的一方发光部101的能够看到部分的长度短。
并且,互相相邻的2个发光部101中配置于里侧的一方发光部101的能够看到部分的长度优选为:在发光部101的并联方向上,从基板110的中心部越接近基板110的周缘部,即在发光部101的排列方向上,越接近端部侧越增大。
另外,根据假想线(渐近线)L100上的形状的不同,发光部101的排列方向以及沿基板110表面方向射出的光所产生的颜色不均匀的程度也不同,其中,假想线L100是可以将通过各发光部101的中心轴的中心线与端部的交叉点(图1中的点A1—A5,也可只称之为“发光部101的端部”。)之间相连接描绘出的线。因此,在这里将该假想线的形状设定为根据从发光模块101向发光部101的排列方向和沿基板110表面的方向射出的光(从多个发光部101向与配设有LED120的面平行且与由多个LED120构成的元件列的列方向正交方向放射出的光)的颜色不均匀所规定出的规定形状。
另外,该假想线的形状没有特别限定。另外,假想线的形状也可以根据基板110的形状来规定。再者,通过各发光部101的全部端部的点也可以构成圆弧形。
<2>有关发光模块的光学特性
从LED120与元件列的列方向正交且沿基板110的方向放射出的光,由于放射所述光的LED120的位置不同,因此插入传播路径的密封部件130的数量也有所不同。
图3(a)示出了本实施方式的发光模块100的LED120以及密封部件130的配置以及向发光模块100的侧方放射出的光的颜色(黄色的色度);图3(b)示出了比较例的发光模块的LED120以及密封部件2130的配置以及与基板110的配设有LED120的面大致平行且向与元件列正交方向放射出的光,即向发光模块100的侧方放射出的光的颜色。在图3(a)和(b)中,ARO区域是放射有最带有黄色光的区域,AR1,AR2,AR3按照顺序为放射有接近白色光的区域。尤其AR3区域中可以提取大致接近白色的光。
如图3(a)所示,本实施方式的发光模块100中,在元件列的并联方向上发光模块100的侧方除了AR0区域之外还产生了AR1和AR3区域。另一方面,如图3(b)所示,比较例的发光模块中,在元件列的并联方向上发光模块100的侧方仅产生了AR0区域。也就是说,本实施方式的发光模块100与比较例的发光模块不同,向基板110的侧方放射出的光的一部分,即在AR3区域放射出的光可以作为白色光利用。
结果,本实施方式的发光模块100中,在从与配设有LED120的面平行且与元件列的列方向正交方向上观察11个密封部件130中的每个密封部件时,6个密封部件130中,由于配置于里侧的密封部件130的一部分是按照不与配置于近前侧的密封部件130重叠能够看到的方式配置的,因此6个密封部件130中,配置于里侧的密封部件130的一部分放射出的白色光是直接向发光模块100的侧方放射的,因此可以将向发光模块100的侧方放射出的光的一部分转换为白色光。
由此,通过将向发光模块100的侧方放射出的光的一部分转换为白色光并提取从而向照射区域配光,可以提高光的使用效率。
<发光模块的制造方法>
下面对本实施方式的发光模块100的制造工序进行说明。
首先,通过将由聚碳酸酯制成的树脂薄膜热熔接在板材111上等方式进行粘贴,由此形成基板110,该基板110由板材111以及形成在该板材111的表面的绝缘膜112构成。(参考图4(a)。)
接着,在形成了基板110上作为布线图案140的基础的金属层940之后(参考图4(b)),利用光刻和刻蚀技术形成布线图案140(参考图4(c))。接着,以覆盖基板110和布线图案140整体的方式形成玻璃膜(未图示),再利用光刻和刻蚀技术,按照覆盖布线图案140中除了地线141,142,143的对应部位以及分别配设有多个LED120的部位之外部位的方式,在玻璃膜上形成抗蚀剂掩模之后,利用刻蚀技术去除地线141,142,143的对应部位。由此,可以形成覆盖布线图案140中除了地线141,142,143的对应部位以及分别配设有多个LED120的部位之外部位的绝缘膜。
之后,在基板110上配设LED120(参考图4(d))。这时,LED120通过例如由热传导性树脂等构成的粘结剂(未图示)粘结在基板110上。
接着,进行引线接合,将LED120的电极和地线143由线150进行电连接(参考图4(e))。
之后,利用例如分配器N,沿着由多个LED120构成元件列将树脂膏涂抹成线状(参考图4(f)箭头AR),之后,通过使树脂膏135固化,形成密封部件130(参考图4(g))。在所述涂抹树脂膏的工序中,例如,掌握由多个LED120构成的元件列中列方向两端的2个LED120的位置,计算各LED120的基板110的短边方向的中心位置,将通过所计算出的2个中心位置的直线作为由72个LED120构成的元件列的对准轴,并且在该对准轴上实施分配。
树脂膏135的粘度优选在20-60Pa·sec的范围。如果比该范围小的话,在涂抹完树脂膏135之后立即该树脂膏135的形状会毁坏,形成预定设计形状的密封部件130很困难。另外,如果密封部件130的形状不是预定设计的话,射出光上有可能产生颜色不均匀,线150会从密封部件130露出,难以维持密封可靠性。如此以来,将树脂膏135设在20-60Pa·sec这样比较高粘度的范围,可以将密封部件130的长边方向的端部131设为曲面形状或将沿着基板110的短边方向的截面的形状设为大致半椭圆形。另外,如果将树脂膏135设为高粘度的话,具有如下优点:树脂膏135内所含的荧光体很难沉淀,射出光上难以产生颜色不均匀。并且,为了调整粘度优选在树脂膏135上含有5wt%以上的填充剂或荧光体。所述填充剂可以使用例如白色的物体。另外,为了维持密封部件130的形状,密封部件130的邵尔A硬度优选在20以上。
密封部件130的形成方法除了可以采用上述的分配方式外也可以采用模具的形成方式。然而,在形成使用多个发光元件的发光部时,由点灯时的发光元件的发热而产生亮度不均匀的可能性很高。对于这一点,如果采用分配方式形成密封部件130的话,可以形成相对两端部和侧面部具有R形状的密封部件130,其结果可以提高密封部件130中的散热性,从而可以有效地抑制亮度不均匀。
<实施方式2>
图5是本实施方式的灯1的截面图。图6是图5中由A-A线切断的截面图。
如图5所示,本实施方式的照明用光源灯1具有框体10、支架20、电源单元30、外壳40、灯头50、球壳60以及发光模块100。其中,发光模块100与实施方式1中说明的模块相同,因此这里省略其说明。
框体10呈大致圆筒状,其一方开口侧配置有发光模块100,另一方开口侧配置有灯头50。并且,由于框体0是作为用于散出发光模块100所产生的热的散热部件(散热器)使用的,其由导热性良好的材料,例如铝等金属形成。
支架20具有模块保持部21和电路保持部22。
如图6所示,模块保持部21是用于将发光模块100安装到框体10的大致圆板状的部件。并且,如图5所示,在模块保持部21中发光模块100侧的主面上大致中央形成有与基板110的形状配合的大致圆形的凹部23。另外,在发光模块100嵌入该凹部23且发光模块100的基板110的背面与凹部23的底面抵接的状态下,发光模块100由粘结剂固定。另外,在对发光模块100的模块保持部21固定时,例如也可以采用拧紧的方式。
另外,在模块保持部21上设置有用于连接电路保持部22的螺孔24。并且,模块保持部21由铝等高导热性材料构成,由于该种材料特性,模块保持部21也可以作为导热部件发挥作用,将来自发光模块100的热传导至框体10。
电路保持部22在俯视时呈大致圆形,其中央设置有用于连接模块保持部21的大孔(ボス孔/boss hole)26。另外,在插入贯通于大孔26的螺丝27与形成在模块保持部21的螺丝孔24处于拧紧的状态下,电路保持部22被固定在模块保持部21上。并且,在电路保持部22的外周部设置有用于将电路保持部22卡合在外壳40上的卡合爪28。另外,电路保持部22优选由合成树脂(例如,苯二甲酸丁二醇酯(PBT))这样的轻质材料形成。
电源单元30由电路基板31以及安装有电路基板31的多个电子部件32构成,在电路基板31固定在电路保持部22的状态下,所述电源单元30收纳于框体10内。另外,2根引线35和供电线33、34从该电源单元30导出。
外壳40由主体部41和灯头安装部42构成,所述主体部41形成为圆筒状,其内部配置有电源单元30;所述灯头安装部42从该主体部41的圆轴方向的一端部延伸,且比主体部41的半径小。这里,主体部41上设置有与电路保持部22的卡和爪28卡合的卡合孔43。并且,在将所述电路保持部22上设置的卡合爪28卡合到该卡合孔43的状态下,电路保持部22上安装有外壳40。该外壳40由聚对苯二甲酸等的合成树脂形成。
灯头50是符合JIS(日本工业标准)规定的,例如,E型灯头标准的灯头,一般安装在白炽灯泡用灯座上进行使用。具体而言,在相当于白炽灯泡的60W的情况下,使用E26灯头,在相当于白炽灯泡的40W的情况下使用E17灯头。
另外,灯头50由形成为圆筒状的壳体51、形成为圆形器皿状的孔眼52以及由玻璃等绝缘性材料构成的与壳体51和孔眼(アイレット)52绝缘的绝缘体部53构成。在将壳体51外嵌于灯头安装部42的状态下,所述灯头50安装在外壳40上。另外,灯头安装部42上设置有贯通灯头安装部42的周壁的贯通孔44,由电源单元30导出的供电线33通过该贯通孔44被导出到灯头安装部42的外部。并且,供电线33中被导出到灯头安装部42的外部的部位通过焊锡54与外壳51连接。另外,孔眼52的中央部设置有贯通孔55,从电源单元30导出的供电线34通过贯通孔55被导出到外部。在供电线34中被导出到外部的部位通过焊锡56与孔眼52连接。
球壳60具有大致圆顶形状,且以覆盖发光模块100的方式被配置。在该开口端部61配置与框体10和模块保持部21之间的状态下,该球壳60由粘结剂62被固定。
反射部件70配置于发光模块100的基板110上的4处位置。在从密封部件130向与元件列的并联方向放射出的光中,将比较接近白色光的光反射到灯1的前方。该反射部件70由聚碳酸酯树脂等形成。
图7示出了反射部件70的立体图。反射部件70具有底面71和反射面72,所述底面71呈大致矩形状且为基板110的安装面,所述反射面72反射从密封部件130向元件列的并联方向放射出的光。这里,底面71的2个角部以沿基板110的外周形状的方式形成为弧状。并且,在底面71与基板110的表面对置的状态下,反射部件70由粘着剂(未图示)被固定安装。
如图5所示,发光模块100安装于支架20的模块保持部21上。并且,如图6所示,构成布线图案140的一部分的地线141、142上连接有电源单元30导出的一对引线35,且电源单元30通过各引线35对各LED120进行供电。
另外,本实施方式中虽示出了作为照明用光源的灯泡形LED等,但并不限于此,也可以是由可替代卤素灯泡的其他结构的灯。
<实施方式3>
图8(a)示出了本实施方式的照明装置2的断面图。
照明装置2以埋入顶棚C的方式被安装,即天花灯。照明装置2具有器具3、电源单元4以及作为照明用光源的灯单元6。
器具3为金属制,具有灯收容部3a、电路收容部3b以及外锷部3c。灯收容部3a呈有底圆筒状,其内部(底部)以脱卸自如的方式安装有灯单元6。电路收容部3b延长设置在灯收容部3a的底侧,内部收容有电源单元4。外锷部3c呈圆环状,从灯收容部3a的开口部向外部延伸设置。
也就是说,器具3在相对于顶棚C正交方向的中央部分具有隔离壁3D,且呈筒状。另外,在从器具3的隔离壁3D到接近顶棚C侧的端部(下端部)为止的内部空间收容有灯单元6,且,在从隔离壁3D到远离顶棚C侧的端部(上端部)为止的内部空间收容有电源单元4。
在灯收容部3a和电路收容部3b被埋入贯通设置在顶棚C上的埋入孔C1,且外锷部3c与顶棚C的下面C2的埋入孔C1的周部抵接的状态下,器具3被安装到顶棚C。
电源单元4中组合有使灯单元6点灯的点灯电路。另外,电源单元4具有与灯单元6电连接的电源线4a。电源线4a的前端安装有与灯单元6的引线271的连接部272装卸自如地连接的连接部4b。
上述点灯电路将商用交流电源输入的电力进行转换并供给到发光模块100。
图8(b)示出了灯单元6的立体图。
灯单元6中内置有发光模块100。所述灯单元6还具有底座80、罩250、框体260以及布线部件270等。该灯单元6以固定于器具3的隔离壁3D的状态,配置在器具3的等收容部3a内。
底座80可以利用例如导热性高的材料。这类的材料,可以是例如铝等金属材料。底座80为铝压铸制成的圆板状,在上面侧的大致中央部配置有发光模块100。另外,在底座80的周部设置有用于将灯单元6安装在器具3侧的插通孔83。
罩250由有机硅树脂、丙烯酸树脂、玻璃等透光性材料形成。也就是说,发光模块100射出的光透过罩250,被提取到灯单元6的外部。
框体260由铝等金属和白色不透明的树脂之类的非透光性材料构成,框体260为不阻碍罩250的中央部射出的光的圆环板状。罩250的周部被框体260和底座80所夹持。
布线部件270具有与发光模块100电连接的一组引线271。引线271通过底座80的切口部85被导出到灯单元6的外部,其端部安装有连接部272。与引线271的连接部272相反侧的端部与发光模块100连接。
另外,本实施方式中虽示出了天花灯(Downlight)的例子,但并不限于天花灯,也可以是其他结构的照明装置。
<变形例>
(1)实施方式1虽然对发光模块100具有俯视圆形的基板110的例进行了说明,但并不限于此。例如,如图9所示,发光模块200也可以具有俯视矩形的基板210。在该基板210上形成有用于将LED120之间进行电连接的布线图案24。并且,夹着基板210的中心对置的2个角部各自分别贯通设置有贯通孔225。另外,基板210内的各贯通孔225附近的基板210的中心侧形成有地线241、242。地线241、242和各LED设置有9个细长的发光部201,其中,所述细长的发光部210利用密封部件230密封沿基板210内的贯通孔225的并联方向排列成一列的多个LED120构成的元件列。并且,构成9个发光部210的LED120合计有62个。
这里,多个发光部210中以通过基板210的中心的方式配置的发光部的长边方向的长度最长,比配置于基板210的角部侧的发光部的长边方向的长度短。另外,布线图案240构成为2个由31个LED120串联连接的串联电路并联。由此,62个LED120各自分别被施加相同的电压,从而实现LED120的亮度的均匀化。
(2)实施方式1中虽然对发光模块100的发光部101的长度逐渐减少的例子进行了说明,但并不限于此。例如,如图10所示,也可以是发光部101的长度相同,各发光部101配置为其长边方向的两端部互相错开。这里,在密封部件330的并联方向的相邻2个密封部件330的端部,优选为至少对应1个LED120的长度(参考图10中的长度W4)在密封部件330的长边方向错开。由此,可以使从密封部件330的外周面放射出的、到达基板310的外周部的白色光的强度更加长。
(3)实施方式1中虽然对将LED120以正面安装的方式安装于基板110的例子,但并不限于此。例如,如图11(a)和(b)所示,LED120也可以以倒装方式安装在基板410上。在这种情况下,各LED120的电极直接连接在布线图案440上,布线图案440和LED120被密封部件430所密封。并且,布线图案440具有用于与外部电源连接的地线441和442。
(4)实施方式1中虽然对密封部件130的长边方向的长度越接近其并联方向的两端越短的例子进行了说明,但在从与配设有LED120的面平行且与元件列的列方向正交方向上观察所有密封部件时,配置于里侧的密封部件的一部分不与配置于近前侧的密封部件重叠且能够看到的情况下,也可以不限于此。
例如,如图12所示,基板510的安装有LED120的面侧也可以设置有阶梯部510a。这里,这些阶梯部510a之间的阶梯差T3比密封部件530的厚度T1小,在从与配设有LED120的面(阶梯部510a)平行且与元件列的列方向正交方向上观察11个密封部件530时,6个密封部件530配置为:配置于里侧的密封部件530的大致上半部分的部位不与配置于近前侧的密封部件530重叠且能够看到。另外,基板510中,按照将以底面为基准从该底面到位于最高位置的密封部件530之间的高度T4设置为与搭载有发光模块500的灯厚度最合适的高度这样的方式,将各阶梯部510a之间的阶梯差设置成合适的大小即可。
另外,如图12(a)所示,基板610也可以具有配置有LED120和密封部件130的平坦的阶梯部610a以及与该阶梯部610a交叉的倾斜面610b。在该情况下,如图12(b)所示,从LED120和密封部件630向倾斜面610b放射出的光(参考图13(b)的箭头L3)被倾斜面610b反射向基板110的上方(参考图13(b)的箭头L3)。由此,可以提高LED120和密封部件630放射出的光的利用效率。
(5)再者,本发明的实施方式中,如图14所示,也可以是在具有设置于基板2110上的多个发光部2101的发光模块2000上(附带4个电路的发光模块)、基板2110上,在形成有多个发光部2101区域的外侧配设保护元件2102。这里,保护元件2102被密封部件密封。保护元件2102用于保护LED(未图示)不受到静电等,一般设置为接近LED,但是这也是LED放射出的光被吸收的原因。对于这一点,本发明,一边利用多个通过将多个发光元件一起密封而构成的发光部2010,一边将至少2个发光部2101之间的端部以不重叠的方式进行设置,可以构建绝缘距离。这样以来,可以将保护元件2102从发光部2101分离进行设置,由于可以在多个发光部2101形成区域的外侧设置保护元件2102,可以抑制光的吸收。并且,在图14中,由于在本发明中对于已经说明的部件使用了相同的符号,这里省略其详细说明。
(6)如上所述,发光部2101的外侧设置有保护元件2102的发光模块2000,例如,如图15(a)所示,可以作为具有俯视时圆形的开口部2201的灯2200的电源使用。该灯2200具有俯视时圆环状的外壳部件2201以及配置于外壳部件2201的内侧的俯视圆环状的内壳部件2202。
另外,如图15(b)所示,灯2200具有金属板构成的散热器2207,散热器2207的主面侧载置有外壳部件2201。并且,在外壳部件2201与散热器2207之间形成的空隙中配置有内壳部件2202。另外,内壳部件2202的内侧的区域配置有光学部件(也称作保护玻璃)2205,该光学部件2205由玻璃以覆盖开口部2201的方式构成。
本发明的发光模块2000,由于多个发光部各自分别形成,且可以将保护元件设置在发光部的外侧区域,因此发光元件列的配置和密封部件的形状等容易适合地变更,由此,如图15(b)所示,可以容易形成与开口部2201的大小和形状等配合的发光部2101的形状。这样以来,如图15(a)所示的、在具有俯视时圆形的开口部2201的灯2200安装发光模块2000的情况下,利用内壳部件2202的内侧的反射面,可以将发光模块2000放射出的光从安装有光学部件2205的开口部2201放出至外侧,其结果可以获得具有较高光的提取率的灯。并且,保护元件2102没有必要聚集在1个位置进行配置,也可以分割为2个以上位置进行配置。
(7)另外,本发明的发光模块,如前所述,其结构并没有特殊限定,例如也可以是由2个电路以上的多个电路构成。通常,如果采用多个电路,会有布线图案变复杂的担心,但是本发明,在各自分别设置发光部时,布线图案不会变得复杂,是优选的。
(8)实施方式1说明了,发光模块100中,将布线图案140和多个LED(未图示)通过地线143和线150相连接后,从成本方面和光的提取效率方面的效果而言都是有用的。
从这点考虑的话,例如,如图16所示,优选相对于基板110面积安装多个LED且高密度安装的区域(图16中是在基板的对角线相交叉的中心部附近,用虚线圈起的区域A),在通过供电端子(未图示)和地线141、142连接的直线上延长布线图案140的状态下所设置的发光模块3000。由此,该布线图案140作用是热分流,因此可以从热容易蓄积的高密度安装的区域A,向设置有供电端子的基板110的周边部有效地散热。因此,可以有效地降低发光模块3000的温度,从而可以降低传达至LED120的热,进而可以提高发光模块3000的发光效率。
(9)实施方式1的发光模块100并不限定于多个发光部101的发光色均匀这样的结构,例如,也可以是多个发光部101各自的发光色(色温度)在每一列都不同的结构。
图17示出了本发明的发光模块4000的平面图。
发光模块4000具有圆板状的基板4110以及2种发光部4101、4201。基板4110上形成有用于对发光部4101、4201各自分别进行供电的布线图案(未图示)。另外,发光部4101射出色温度大约2000K的光,发光部4201射出色温度大约7000K的光。并且,从发光模块4000中射出与发光部4101、4201分别射出的光混合后的光。
发光部4101将多个LED利用含有黄色荧光体的透光性材料进行密封。发光部4201将多个LED利用含有绿色荧光体的透光性材料进行密封。这里,LED是发出前述蓝色光(例如,400nm以上480nm以下)的GaN系列的LED。另外,黄色荧光体可以利用前述YAG荧光体等;绿色荧光体可以利用前述硅酸盐荧光体。并且,透光性材料可以利用前述的有机硅树脂灯。
另外,发光模块4000可以利用发光部4101和发光部4201从其他的电源电路供给电力。由此,可以分别单独调节发光部4101的光量和发光部4201的光量。并且,由于发光模块4000可以使发光部4101的光量和发光部4201的光量的比率发生变化,因此可以射出各种色温度的光。
另外,图18示出了其他变形例的发光模块5000的平面图。
发光模块5000具有圆板状的基板5110以及3种发光部5101、5201和5301。基板5110上形成有用于对发光部5101、5201和5301各自分别进行供电的布线图案(未图示)。另外,发光部5101射出蓝色光,发光部5201射出绿色光,发光部5301射出红色光。并且,从发光模块5000中射出与发光部5101、5201和5301分别射出的光混合后的光。
发光部5101将多个LED利用透明材料进行密封。发光部5201将多个LED利用含有绿色荧光体的透光性材料进行密封。发光部5301将多个LED利用含有红色荧光体的透光性材料进行密封。这里,LED是发出前述蓝色光(例如,400nm以上480nm以下)的GaN系列的LED。另外,绿色荧光体可以利用前述硅酸盐荧光体。红色荧光体可以利用例如氧化钇荧光体(Y2O3:EU+)。并且,透光性材料可以利用前述的有机硅树脂灯。
另外,发光模块5000可以对发光部5101、5201和5301从各自其他的电源电路供给电力。由此,可以分别单独调节发光部5101、5201和5301的光量。
由于发光模块5000可以使发光部5101、5201和5301的光量的比率发生变化,因此可以射出各种色温度的光。
(10)实施方式1虽然对LED120之间通过地线143电连接的例子进行了说明,但是将LED120之间进行电连接的方法并不限于使用地线143的方法。
图19示出了本变形例的发光模块的一部分的截面图。
这里,互相相连的2个LED120中,各LED120的电极之间由线6150相连接。
根据本结构,由于不需要设置地线143,可以抑制地线143导致的光吸收损失,也可以降低制造成本。
标号说明
1:灯;
10:框体;
20:支架;
30:电源单元;
40:外壳;
50:灯头;
60:球壳;
70:反射部件;
100,2000,3000,4000,5000:发光模块;
101:发光部;
110:基板;
120:LED(发光元件);
125:贯通孔;
130:密封部件;
140:布线图案;
141,142,143:地线;
150:线
Claims (10)
1.一种发光模块,其特征在于,所述发光模块具有基板以及并联于所述基板上的多个长的发光部,其中,
各发光部具有元件列和密封部件,所述元件列由在所述基板上配设成一列的多个发光元件构成,所述密封部件密封所述元件列并且包括波长转换材料;
从与配设有所述多个发光部的面平行且为所述多个发光部的并联方向上观察所述多个发光部时,至少2个发光部处于如下的位置关系:多个所述发光部的并联方向上的配置于里侧的一方的发光部的一部分不被配置于近前侧的另一方的发光部遮挡而能够看到。
2.根据权利要求1所述的发光模块,其特征在于,
在所述多个发光部的并联方向的中央部和端部侧上分别互相相邻的2个发光部处于如下的位置关系:配置于里侧的一方的发光部的一部分不被另一方的发光部遮挡而能够看到;
所述中央部互相相邻的2个发光部中配置于里侧的一方的发光部的能够看到的部分的长度比所述端部侧互相相邻的2个发光部中配置于里侧的一方的发光部的能够看到的两端部各自的长度短。
3.根据权利要求1所述的发光模块,其特征在于,
在各发光部中,俯视所述基板时沿着所述密封部件的长度方向的中心轴与俯视各发光元件时连接中心的轴一致。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的发光模块,其特征在于,
所述发光部的长度方向的中央部,在所述多个发光部的并联方向上一致。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的发光模块,其特征在于,
在至少2个互相相邻的发光部中,一方的发光部中包含的发光元件与另一方的发光部中包含的发光元件处于在所述多个发光部的并联方向上互相错开的位置关系。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的发光模块,其特征在于,
在各发光部中,所述密封部件的所述元件列的列方向上的两端部为R形状。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的发光模块,其特征在于,
所述发光模块还具有保护元件,所述保护元件配设于所述基板上的包括所述多个发光部的区域的外侧。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的发光模块,其特征在于,
在各发光部中,所述密封部件包括透光性的树脂材料。
9.一种照明用光源,其特征在于,
所述照明用光源具有权利要求1-8中任意一项所述的发光模块。
10.一种照明装置,其特征在于,
所述照明装置具有权利要求9所述的照明用光源。
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Effective date of registration: 20160225 Address after: Osaka Japan Applicant after: PANASONIC INTELLECTUAL PROPERTY MANAGEMENT Co.,Ltd. Address before: Osaka Japan Applicant before: Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd. |
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Granted publication date: 20170905 Termination date: 20191016 |
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