CN1762061A - 发光装置及利用该发光装置的照明器具 - Google Patents

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Abstract

本发明的发光装置配备有：安装了发射短波长光的LED元件(12)的多个LED安装基板(4)；具有在凹部设有借助LED元件(12)的短波长光发出变换光的波长变换部(3)的反射面(2a)的筐体(2)；竖立设置在筐体(2)的凹部底面的中央部的热传导性的基板支撑板(5)；反射面(2a)由沿着LED基板支撑板(5)的竖立设置部的两侧形成的抛物面构成；LED安装基板(4)以将LED元件(12)的发光面分别朝向反射面(2a)的方式安装到LED基板支撑板(5)的两个面上。

Description

发光装置及利用该发光装置的照明器具
技术领域
本发明涉及采用由发光二极管构成的光源的高效率的发光装置及利用该发光装置的照明器具。
背景技术
到目前为止，有很多与采用发光二极管(LED：Light EmittingDiode)的发光装置以及照明装置相关的发明。其中，例如，对于实现将从LED发出的光变换成第二种光、通过反射将其提取出来的高效率的照明装置的方法，提出了几种方案。其中，作为将短波长LED和荧光体组合起来实现发光装置的例子，如下面所述。
传统的发光二极管，从发光二极管元件发射出来的辐射束，其一部分通向与前述发光元件的发光面侧的前述发光二极管元件对向的反射面，另外一部分直接透过光透射性构件通向出射面。在反射面处，借助通过接受来自于前述发光二极管元件的辐射束发射可见光的荧光体，进行主要为500nm以上的可见光波段的发光。另外，在直接通向光透射性构件的表面的辐射束中，400nm以下的紫外波段的成分被干涉膜20反射，再次返回到透明的树脂材料内，照射到粘结层16的荧光体上，被变换成可见光，直接或者在反射面上反射，从出射面由干涉膜中出射(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：特开2001-345483号公报(第0020～0026段，图1)。
发明的内容
传统的发光二极管，由于可以有效地充分利用来自于发光二极管元件的辐射束的紫外波段，所以，能够实现利用发光二极管的元件装置的高性能及节能化。另外，由于可以防止由来自于太阳光的紫外线引起的光透射性构件的恶化及变黄，所以，可以提高在室外使用发光二极管的情况下的寿命，特别是，作为室外用图形显示装置是非常合适的。
但是，在本结构中，具有电极构件的结构构成障碍，提取出来的光的效率降低的缺点。进而，在为了提高装置主体的发光量利用多个LED的情况下，其电极面积增加，很难在保持高的提取效率的情况下提高发光量。
另外，有一种在透光性构件的上面直接设置干涉膜的方法，因此，透光性构件当然必须是固体的。因此，例如，不能使用热传导率良好的液体、胶状体作为透明材料。另外，特别是，在将发光面作为下面使用的情况下，由于是将LED元件埋在透明光构件内的结构，所以，存在着在元件的结合部产生的热的散热效率差、从而LED的发光效率降低以及元件的寿命缩短的问题。
本发明的目的是，获得一种在使用多个像LED元件那样的短波长光源的发光装置的情况下，改进其效率降低及散热性、高效率、长寿命并且低成本的发光装置以及利用该发光装置的照明器具。
根据本发明的发光装置，配备有：安装有发射短波长光的LED元件的多个LED安装基板；筐体，该筐体具有在凹部设有借助前述LED元件的前述短波长光发出变换光的波长变换部的反射面；竖立设置在前述筐体的凹部底面的中央部的热传导性LED基板支撑板；前述反射面由沿着前述LED基板支撑板的前述竖立设置部的两侧形成的抛物面构成，将前述LED安装基板安装到LED基板支撑板的两个面上，使前述LED元件的发光面分别朝向前述反射面。
发明的效果
由于本发明包括：具有在凹部设有借助前述LED元件的前述短波长的光发出变换光的波长变换部的反射面的筐体，以及竖立设置在前述筐体的凹部底面的中央部的热传导性的LED基板支撑板，将安装LED元件的LED安装基板安装在前述LED基板支撑板的两个面上，因此，可以获得即使利用多个LED元件，发光效率也不会降低，并且，散热性优异，从发光面提取光的效率高，长寿命的发光装置及照明器具。
附图说明
图1是表示本发明的实施形式1的发光装置的剖视图。
图2是图1的俯视图。
图3是表示本发明的实施形式1的发光装置的LED安装基板的俯视图。
图4是表示本发明的实施形式1的发光装置的LED安装基板的剖视图。
图5是表示本发明的实施形式1的发光装置的波长变换材料的结构说明图。
图6是表示本发明的实施形式1的发光装置的剖视图。
图7是表示本发明的实施形式1的发光装置的剖视图。
图8是表示本发明的实施形式2的发光装置的剖视图。
图9是图8的俯视图。
图10是表示本发明的实施形式2的发光装置的俯视图。
图11是表示本发明的实施形式2的发光装置的剖视图。
图12是图11的俯视图。
图13是表示本发明的实施形式3的发光装置的剖视图。
图14是图13的俯视图。
图15是表示本发明的实施形式3的发光装置的剖视图。
图16是图15的俯视图。
图17是表示本发明的实施形式3的发光装置的剖视图。
图18是图17的俯视图。
图19是表示本发明的实施形式4的发光装置的剖视图。
图20是图19的俯视图。
图21是表示本发明的实施形式4的发光装置的剖视图。
图22是表示本发明的实施形式5的发光装置的剖视图。
图23是表示本发明的实施形式5的发光装置的剖视图。
图24是表示本发明的实施形式5的发光装置的剖视图。
图25是表示本发明的实施形式5的发光装置的剖视图。
图26是表示本发明的实施形式6的照明器具的剖视图。
图27是图26的俯视图。
图28是表示本发明的实施形式6的照明器具的剖视图。
图29是表示本发明的实施形式6的照明器具的剖视图。
图30是表示本发明的实施形式6的照明器具的剖视图。
图31是表示根据本发明的实施形式1的发光装置的基板支撑板的一个结构例的剖视图。
图32是表示根据本发明的实施形式1的发光装置的基板支撑板的一个结构例的剖视图。
图33是表示本发明的实施形式1的波长变换部的一个结构例的图示。
图34是表示本发明的实施形式1的发光装置的剖视图。
图35是表示本发明的实施形式1的发光装置的剖视图。
图36是表示本发明的实施形式2的发光装置的剖视图。
图37是表示本发明的实施形式3的发光装置的剖视图。
图38是表示本发明的实施形式7的发光装置的剖视图。
图39是表示本发明的实施形式7的发光装置的俯视图。
图40是表示本发明的实施形式7的发光装置的剖视图。
图41是表示本发明的实施形式7的发光装置的剖视图。
图42是表示本发明的实施形式7的发光装置的剖视图。
图43是表示本发明的实施形式7的发光装置的剖视图。
图44是表示本发明的实施形式7的发光装置的俯视图。
图45是表示本发明的实施形式7的发光装置的剖视图。
图46是表示本发明的实施形式7的发光装置的剖视图。
图47是利用本发明的实施形式7的发光装置的照明器具的剖视图。
图48是利用本发明的实施形式7的发光装置的照明器具的剖视图。
图49是表示本发明的实施形式7的发光装置的剖视图。
图50是表示本发明的实施形式7的发光装置的剖视图。
图51是图49、图50的平面图。
具体实施方式
实施形式1.
图1是表示本发明的实施形式1的发光装置的剖视图(图2的B剖视图)，图2是发光装置的俯视图，图3是发光装置的LED安装基板的俯视图，图4发光装置的LED安装基板的剖视图(图3的B剖面)，图5是发光装置的波长变换材料的说明图。
在图1、图2中，本发光装置由以下部分构成：安装有在近紫外波段具有峰值的短波长LED元件12的LED安装基板4；在内侧具有表面构成反射面2a的凹部的筐体2；设置在筐体2内侧的反射面2a上、以LED元件12发出的光作为激发光变换波长并发出作为变换光的第二种光的波长变换部3；竖立设置在凹部的反射面2a的底部的中央、将LED安装基板4支撑在两个面上、具有热传导性的基板支撑板5；装配于筐体2的开口部的透光性板1；以及设置在筐体2的背面中央部的高热传导性构件40。并且，两个LED安装基板4以各自的LED元件12的发光中心轴指向筐体凹部的反射面a的侧面方向的方式安装在基板支撑板5的两个侧面上，透光性板1成为使从筐体内部发出的光发射到外部的发光面，例如用玻璃或树脂等透光性板构成。
凹部的反射面2a由以下部分构成：形成在底部中央的棱线部2a1，沿着该棱线部2a1的两侧具有谷部的两个在俯视图中呈长方形的抛物面所构成的反射面2a2，以及该抛物面的两端的侧面2a4。基板支撑板5配合到设于棱线部2a1上的槽内并竖立设置，基板支撑板5的一侧的端面，其一部分与高热传导性构件40接触。
另外，从加工性能好的角度出发，筐体2用耐热性好的树脂构成，但从散热性的角度出发，也可以用金属等高热传导性的构件构成。
其次，图3、图4表示LED安装基板4的结构，在本实施形式中，以提高与LED元件12的寿命及发光效率相关的LED元件12的散热性为目的，对于LED基板10使用金属基板。为了保持金属基板的电绝缘性，在基板上设置绝缘层15，在绝缘层15上设置导电图形11，在导电图形11上安装LED元件12。而且，形成在除去导电图形11上的LED元件12的安装部分之外的部分中设置绝缘层15的结构。
进而，将LED安装基板上板13经由粘结层16结合到LED基板10上，其中，所述LED安装基板上板13用于将从LED元件12向侧面方向发射的前述短波长光以具有LED安装基板4的前面方向的光度分布特性提取出来。在LED安装基板上板13上，与LED12的配置位置相一致地设置反射孔14，反射孔14的侧面构成漫射或者镜面状的高反射率的面，以便使从LED元件12发出的光高效率地向前面发射。LED安装基板上板13，例如用金属或者树脂等构成，为了提高照明效率，实施用高反射率的涂料涂布除反射孔14之外的表面、或者在表面上蒸镀高反射材料等的处理。
进而，为了提高从LED元件12的光提取效率，在LED安装基板上板13的反射孔14处以覆盖LED元件的方式模塑透明性的模塑材料17。这里，透明性的模塑材料17，由于LED元件12是短波长的，所以，例如用具有耐光性的有机硅树脂、玻璃等材料构成。LED元件12也可以是裸露状态的，但是通过制成这种结构，可以提高光提取效率。
LED基板10即使是环氧玻璃钢基板对于作为发光装置的功能也不会造成妨碍，但是，如前面所述，为了提高LED元件12所发出的热量的散热性，使用金属基板。作为其它散热性基板，也可以使用将高热传导性的薄膜基板粘贴在金属板上的基板，或者使用陶瓷材料。
这里，LED元件12并不特别限定于面朝上型、倒装片型的发光型的种类。而且，以提高反射孔14内的整体的反射率为目的，用高反射率的涂料等涂布作为金属基板的LED基板10上的表面绝缘层。
另外，作为与本实施例的LED安装基板4类似的结构，存在有LED基板和LED基板上板一体化的以陶瓷及高热传导性树脂作为主要材料的市售LED组件。本发光装置，在发光部使用装置市售的组件的情况下，也不会丧失其本质的功能，可以获得和本实施例同样的效果。
这里，通过利用本实施例的反射孔14及市售组件的反射孔相对于LED发射的短波长光具有高反射率、而且LED基板上板13的表面及市售组件的表面相对于通过波长变换部变换的变换波长的光具有高反射率的构件构成，可以获得在这些部位光损失少、发光效率高的发光装置。
波长变换部3，例如，如图5所示，作为三种混合荧光体构成，所述三种荧光体分别具有以短波长LED发光光谱S1作为激发光谱进行发光的青色发光光谱S2，绿色发光光谱S3，红色发光光谱S4。借助这种结构，实现白色的发光，但是，在荧光体混合时，以提高发光效率同时提高彩色再现性的比例来实现三种荧光体的混合比。
通过这样构成波长变换部3，与过去的利用青色发光LED元件和利用其波长激发、进行黄色发光的YAG系荧光体(钇·铝·柘榴石系荧光体)实现白色发光的方法相比较，由于在变换光波段发光光谱的光谱成分是连续的，所以，可以获得彩色再现性高的发光装置。
但是，构成本发光装置的短波长LED是发出紫外线、近紫外线或者紫色、青色光的LED，并不以上述内容限制利用青色发光LED和YAG荧光体来实现。进而，在短波长LED的光利用具有紫外光、紫色、青紫色的近紫外光的情况下，由其激发的荧光体的种类，以青、绿、红为首，存在着具有多种发光颜色的荧光体。从而，通过荧光体的选择、组合，可以获得白色之外的任意颜色的光，并且，例如通过对图5的S2、S3、S4选择具有窄的波段的光谱的荧光体，例如，可以获得能够适用于液晶显示装置的照明的颜色再现波段宽的发光装置。
另外，当用具有紫或者青紫色的发光波长(360～430nm左右)的作为近紫外线发光的荧光体构成短波长LED的发光波长时，与紫外发光的情况相比，一般地，尽管在该波长区域的荧光体的激发效率低，但是LED元件12本身的光吸收少，具有发光效率变高的特征。因此，通过利用近紫外LED，可以获得在维持高的发光效率的同时，像利用紫外线的情况中那样的构件的恶化减少，对生物体方向的恶劣影响小的发光装置。进而，如上所述，由于存在着很多在该波长区域具有激发带的荧光体，所以，具有可以任意设计发光颜色的优点。
另外，LED元件12，一般地，当元件内部温度及周围温度变高时，会导致发光效率降低，但是，在将本发光装置作为照明装置使用的情况下，在大多数情况下将本发光装置的发光面朝下使用，在这种情况下，考虑到散热性的本发明的结构，对于LED发光效率和元件的寿命起着非常有效的作用。
特别是，在用金属等热传导性良好的材料构成基板支撑板5的同时，使设置在筐体2的背面的单面与采用置于空气中的结构的高热传导性构件40接触，通过确保由LED元件12产生的热的散热通路，可以提高散热性。对于热传导性材料，采用使用热传导率高的铝、铜、金属陶瓷等。
另外，如图2所示，通过将基板支撑板5的短边侧的至少一端与筐体2的内侧的凹部的侧面2a4连接的方式构成(图2的虚线上的A点)，将接触端作为上侧作为侧面发光装置使用的情况下，由于可以确保沿着基板支撑板5的散热路径，所以可以获得高的散热效果。
在这种结构中，从安装在竖立地设置在筐体2的凹部中央的LED基板支撑板5的两个面上的LED安装基板4的LED元件12发射作为激发光的短波长光，由设置在筐体2的凹部的发射面2a上的波长变换部3变换波长所发出的变换光，经由透光性板1被发射。
这时，由LED元件产生的热量，经由LED安装基板4、基板支撑板5、高热传导性构件40散热。
如上所述，由于配备有在凹部具有设置了借助LED元件12的短波长光发出变换光的波长变换部3的反射面2a的筐体2、和竖立设置在该筐体2的凹部底面中央部的热传导性的LED基板支撑板5，将安装LED元件12的LED安装基板4装配在LED基板支撑板5的两个面上，所以，可以提高LED安装基板4的散热性，即使在使用由多个LED元件构成的大输出功率的LED安装基板的情况下，也可以抑制LED元件温度的上升，从而可以获得效率高寿命长的大光束发光装置。另外，根据本发明的效果，在LED元件是单数的情况下，也是有效的。
进而，作为LED元件，有近年来加速开发的大电流驱动、大的光输出型的LED元件，与之相关的发热量也大的LED元件(大功率元件)的装入也是可能的。
另外，在本实施形式中，以与基板支撑板5接触的方式将高热传导性构件40安装到筐体2的背面上，但是，也可以不安装高热传导性构件40，而是用高热传导性构件至少构成安装有基板支撑板5的筐体2的凹部底面中央部。
另外，如图6所示，代替与基板支撑板5的端部接触的高热传导性构件40，通过设置散热翅24等散热性构件，可以进一步给予散热效果。另外，上面所述是用金属板形成筐体2的例子，但是，由于来自于基板支撑板5的热传递到散热翅24上，所以，图1所示的筐体2的构成材料也可以是像树脂、塑料等这样的非金属性材料。
另外，除散热翅24之外，作为给予高的散热效果的构件，也可以利用冷却导管及珀耳帖(Peltier)元件，与散热翅24同样地以与LED基板支撑板5的端部接触的方式构成。
另外，如图31所示，也可以按照使LED安装基板4相对于反射面2a位于斜上方的位置上的方式制成基板支撑板5的基板安装部分5a。通过这种结构，从透光性板1的表面侧不会直接看到LED元件12的光源的像。另外，如图32所示，也可以将LED基板支撑板5的LED基板安装部分5a制成倒三角形状，LED安装基板4的背面具有较大的厚度，可以使散热效果更好。在这种结构中，优选地，LED基板安装部分5a的倒三角形的表面(图的上侧)是高反射率的反射面，另外，也可以连接到透光性板1上。
另外，也可以不是图1、图6所示的那样的壁厚大的筐体2，而是如图7所示那样制成用薄的金属板构成的形状。在图7中，除筐体2之外，设置波长变换部3的反射部29也用同样的金属板构成。另外，通过用LED支撑板压板41支承由高热传导性材料构成的基板支撑板5、将其安装到金属筐体2上，可以提高散热效果。另外，通过在筐体2的背面安装散热翅24等高散热性构件，可以进一步使散热特性更好。
进而，提高LED元件12的散热性的结果，可以将LED特有的波长偏移抑制在相当低的范围内，从而，即使在使用多个荧光体的情况下，它们各自的发光光谱的变动也极小，可以获得稳定的发光颜色。
另外，除将波长变换部3直接设置到筐体2的凹部的反射面2a上之外，也可以采用在图7所示的附加波长变换材料用的柔性片上预先涂布波长变换部3，将其粘结到反射部29上的方法。通过制成这种结构，可以消除在直接涂布波长变换部3的情况下、由于反射面2a及反射部29的形状复杂而引起的涂布膜厚的匀称都变差等现象。另外，制造方法简单，可以提高发光效率。
这时，如图33所示，波长变换部3，将作为主要结构材料的单一或者多种荧光体60包含在将它们固定用的粘结剂61内。这种粘结剂的主要材料例如是树脂及水，以与荧光体之间不发生化学变化及不对光功能造成障碍作为前提进行选择。在本实施形式中，利用加工性能、耐气候性、透光性良好，并且具有能够适应于弯曲的反射面2a的形状的柔软性的材料，例如有机硅材料形成。
另外，利用至少相对于LED元件12发射的短波长光具有高反射率的镜面或者漫射性的材料，构成附加波长变换材料用片25的表面。借助这种结构，利用该附加波长变换材料用片25的表面，高效率地使一次穿过波长变换部3的光(UV11)再次向粘结剂入射(UV12)，可以给予再次进行波长变换的机会，从而，可以提高波长变换效率。如果这时所使用的材料是附加波长变换材料用片25的表面反射率相对于波长变换后的光也具有高的反射率的材料的话，由于可以将在粘结剂内被进行过波长变换的光高效率地向装置内反射，所以，可以进一步获得发光效率更高的发光装置。另外，作为附近波长变换材料用片25，例如，可以使用由PET、铝、银等的多层结构制成的片。
这样可以获得和在将波长变换部3直接设置在筐体2的凹部的反射面2a时，通过用高反射率材料形成至少涂敷有波长变换部3的部分的情况同样的效果。本高反射率材料可以和筐体是同一种材料，或者也可以在筐体2上通过金属蒸镀及金属镀敷铝及银等形成。
另外，发光装置的波长变换部3，可以在波长变换部3的配置部上直接涂布或者喷雾混有荧光体的粘结剂材料，或者，在所述配置部上蒸镀形成荧光体，这时，和上面所述一样，通过用高反射率材料形成波长变换部3的配置部，可以获得具有高发光效率的发光装置。
进而，如图7所示，由于通过在透光性板1的内侧背面上设置反射LED12的发光波长、使除此之外的波长区域的光透射的薄膜及蒸镀膜等的LED发射光反射部26，可以作为不使LED元件12发射的光直接发射到外部、而是再次对来自于波长变换部3的发射光作出贡献的构件使用，所以，可以提高发光效率。
另外，不管有无LED发射光发射部26，也可以用透光性板1将筐体2的表面完全封闭，进而通过在筐体2内部封入氮气，或者抽成真空状态等，制成提高气密性的结构。另外，本透光性板1具有防止触及装置内部的部件的接触保护功能及提高耐气候性的功能，但根据使用条件，对于本发光装置的基本功能的实现而言，并不一定安装所述透光性板1。
另外，通过在筐体2的开口部使用透镜系统27，可以容易地改变光度分布。透镜用耐光性好的光学玻璃或有机硅材料构成，根据不同的目的，可以将透镜的形状制成凸型或者凹型形状(在图中，是将光在某种程度上集中到装置前面的中央的透镜)。
另外，通过在基板支撑板5上设置高反射率的漫反射性遮光板28，可以消除从发光面侧观察时的LED元件12的光源像，同时，也可以减弱漫反射性遮光板28本身的像。
另外，在图1、6、7中，将筐体2的凹部的形状制成弯曲状，但是，例如，凹部底面也可以形成平面，本发光装置的功能不会因凹部的形状而丧失。作为例子，在图34中表示将凹部底面及侧面制成平面状时的结构图，在图35中表示将凹部的一部分底面制成平面、将侧面制成弯曲状时的结构图。
反射面2a优选地为抛物面，但是，也可以将抛物面的至少一部分抛物面用与前述抛物面近似的平面代替，可以提高加工性能。
另外，在上面的描述中，将基板支撑板作为单独的结构部件进行了说明，但是，也可以将其制成与热传导性的筐体2成一整体的结构，或者，将其制成与设置在图7的反射面下部的金属板等成一整体的结构，与单独构件结构时保持同样的散热功能。
实施形式2.
图8是表示本发明的实施形式2的发光装置的剖视图(图9的B剖面)，图9是发光装置的俯视图。
在图8、图9中，与实施形式1的图1相同或者相当的部分赋予相同的标号，省略其说明。
高热传导性构件40以将侧面朝向凹部的底部的反射面2a2的方式、向内侧伸出地倾斜地安装在筐体2的开口部边缘的对向的两个边上。底部的反射面2a2是平面，安装高热传导性构件40的对向的侧面2a3，从底部反射面2a2朝着开口部向外侧展宽地形成，另外的对向侧面2a4垂直于底部的反射面2a2形成。
并且，在高热传导性构件40的内表面侧上，以LED元件的发光面朝向凹部底面的反射面2a2的方式，安装LED安装基板4。
在这种结构中，将从LED安装基板4的LED元件12发出的光作为激发光，用设置在筐体2的凹部反射面2a上的波长变换部3进行波长变换发射出来的第二种光，经由透光性板1被发射出去。这时，由LED元件12产生的热，经由LED安装基板4、基板支撑板5、高热传导性构件40、散热翅24散热。
如上所述，由于以LED元件12的发光面朝向底部的反射面2a2的方式，将LED安装基板4安装在将内侧面朝向凹部底面的反射面2a2地装配在筐体2的开口边缘内侧的高热传导性构件40上，所以，从透光性板1的表面侧不会直接看到LED元件12的光源像，并且，将波长变换部3作为和实施形式同样的结构，可以获得白色发光。
另外，可以提高LED安装基板4的散热性，可以防止LED元件12本身的发光效率的降低、并防止其缩短寿命。
另外，在本实施形式中，LED安装基板4，在筐体2的开口部边缘部处作为对向的两个边，但也可以如图10所示，设置在四个边上。另外，将筐体2的凹部底面的形状制成平面状，但是，例如，也可以制成弯曲状，不会因此对发光功能产生影响。在图36中表示这种情况的侧视图。
另外，筐体2的凹部，在俯视图中呈四边形，但也可以是圆形。
另外，如图11(图12的平剖视图B)、图12所示，也可以在高热传导性构件40的背面设置散热翅24，进一步获得更好的散热效果。
另外，在本实施形式中，在筐体2的开口边缘部上安装支撑LED安装基板4的高热传导性构件40，但是，也可以代替高热传导性构件40的部分，用高热传导性构件至少构成该部分。
另外，也可以将上述基板支撑板制成与热传导性的筐体成一整体的结构，在这种情况下，与用单独部件构成时保持同样的散热功能。
实施形式3.
图13是表示本发明的实施形式3的发光装置的剖视图(图14的B剖面)，图14是发光装置的俯视图。在图13、图14中，与实施形式1的图1相同或相当的部分赋予相同的标号，省略其说明。
筐体2的凹部的反射面2a，由中央部的棱线部2a1和沿着该棱线部2a1在两侧具有谷部的槽形的两个抛物面状的反射面2a2构成，以将LED元件12的发光面分别朝向反射面2a2的方式，将LED安装基板4安装到平行于棱线部2a1的对向的两个侧面2a3上。
并且，在筐体2的两个侧面2a3的背面安装散热翅24等高散热形构件。另外，在光提取侧的筐体开口面的边缘部，以向内侧伸出的方式设置漫反射性的遮光板28，以便不会直接看到LED元件12的光源像。
在这种结构中，以从LED安装基板4的LED元件12发出的光作为激发光，用设置在筐体2的凹部的反射面2a2上的波长变换部3进行波长变换所发出的第二种光(白色光)经由透光性板1发射出来。这时，由LED元件12产生的热经由LED安装基板4、筐体2的侧面2a3、散热翅24散热。
如上所述，由于筐体2的凹部的反射面2a由中央部的棱线部2a1和沿着该棱线部2a1在两侧具有谷部的槽形的两个抛物面状形成的反射面2a2构成，以将LED元件12的发光面分别朝向反射面2a2的方式，将LED安装基板4安装到平行于棱线部2a1的对向的两个侧面2a3上，在两个侧面2a3上安装散热翅24，所以，由LED元件12产生的热经由筐体2的侧面的散热翅24向空气中散热，从而可以确保LED元件12的高的发光效率，同时可以延长LED元件12的寿命。
另外，由于在开口面的边缘部设置漫反射性遮光板28，所以，可以消除在从发光面侧观察时的LED元件12的光源像。
另外，也可以不安装散热翅24，用高热传导性构件至少构成安装了LED安装基板4的筐体2的凹部的两个侧面2a3，也可以安装散热翅24，以便进一步提高散热效果。
另外，如图15(图16的B剖面)、图16所示，也可以在筐体2的凹部的两个侧面2a3的安装了LED安装基板4的部分上，设置和LED安装基板4相同大小的开口部，制成不会从该筐体凹部漏光、并且LED安装基板4经由开口部直接与空气接触的结构，使散热特性良好。这时，通过在LED安装基板4的背面设置散热翅24，可以进一步提高散热特性。
另外，通过使图13的设有波长变换部3的筐体凹部的棱线部2a1比LED元件12的光轴中心(图13中的C线)更靠上方的位置，可以将从LED元件12发出的光高效率地照射的波长变换部上，可以获得高的波长变换效率。另外，在图13中，作为棱线部构成的反射面，即使是如图37所示在该反射面上具有平面部的结构，也可以保持波长变换的功能。
另外，如图17、图18所示，筐体2的凹部也可以制成圆形，在中央部设置由凸出部2a5和沿着该凸出部1a5的外周形成的圆形的抛物面构成的反射面2a2。借助这种结构，可以提高波长变换效率及光提取效率。另外，筐体2的凹部的圆形形状也可以是接近圆形的多角形。
另外，作为LED安装基板4，可以用散热性高的金属基板或陶瓷基板构成，但考虑到向筐体2上的安装容易性，例如，也可以用耐热性高的像聚酰亚胺那样的柔性基板构成。进而，如图14所示，通过在筐体2的背面安装散热翅24，可以提高散热效果。
实施形式4.
图19是表示本发明的实施形式4的发光装置的剖视图(图20的B剖面)，图20是发光装置的俯视图，图21是发光装置的剖视图(图20的A剖面)。
在图19至21中，与实施形式1的图1相同或相当的部分赋予相同的标号，省略其说明。
筐体2的凹部的反射面2a，由两侧的棱线2a1和在该棱线2a1之间具有谷部的在俯视图中呈长方形的槽状的抛物面构成的反射面2a2用多个棱线部2a1连接排列起来构成，各个反射面2a2在棱线部2a1方向的两个端部，由筐体的侧面2a3支撑。并且，安装在LED安装基板4上的LED元件12的光轴以通过由各个抛物面构成的反射面2a2的方式，安装在LED安装基板4对向的筐体的侧面2a3上。
这样，以沿着LED元件12的发光轴的方式、并且棱线部2a1位于相邻的LED元件12之间的方式，构成多个弯曲的条带状。
在这种结构中，以从LED安装基板4的LED元件12发出的光作为激发光，由设置在筐体2的凹部的各个反射面2a2上的波长变换部3变换波长发出的第二种光，经由透光性板1发射。这时，LED元件产生的热经由LED安装基板4、筐体2的侧面2a3、散热翅24散热。
如上所述，由于反射面2a由多个棱线2a1和沿着该棱线2a1在两侧具有谷部的槽状的多个抛物面形成的反射面2a2构成，以将LED安装基板4的发光面分别朝向反射面2a2的方式将LED安装基板4安装到各个反射面2a2的各自的两端的筐体的侧面2a3上，所以，可以将从LED元件12在多个方面发出的光在沿着光轴的限定的范围内进行波长变换，由于在没有大的光的损失的状态下在波长变换部3进行波长变换，所以，可以提高波长变换效率以及从本发光装置中的光的提取效率。
实施形式5.
图22～图25是表示本发明的实施形式5的发光装置的剖视图。
图22、图23、图24分别是重新绘制的实施形式1的图6、实施形式2的图8、实施形式3的图13的图示，图25是表示图6的波长变换部3的大小的图示。
在图22～图24中，调整实施形式1的图4所示的LED安装基板上板13的反射孔14的反射部角度及透明性模塑材料17的模塑形状，如图22～图24所示，制成这样一种结构，使得从LED安装基板4的LED元件12发出的光的光度分布成为从LED元件12观察时进入筐体2的凹部内(进入从图中的LED元件12的光轴算起的角度δ以下)。
通过制成这种结构，可以将从LED元件12发出的光高效率地照射到波长变换部3上，可以实现高效率的发光装置。
进而，如图25所示，使得设置在筐体2的凹部的反射面2a上的波长变换部3占有的部分与LED元件12所发出的光照射的范围(照射角度β)相一致。
借助这种结构，可以缩小波长变换部3的面积，能够降低波长变换部的成本，可以将装置制成廉价的。
这时，通过使未施加波长变换部材料的反射面2a处于高腐反射性状态，可以保持高的发光效率。也可以用铝等镜面反射材料构成反射面2a，但是，如果用漫反射性高的白色材料制成的话，可以获得从发光面侧观察时不容易辨认出波长变换部3与反射面2a的交界的外观好的发光装置。
实施形式6.
图26、图28～30是表示利用本发明的实施形式6所示的发光装置的照明器具的剖视图(图27A剖视图)，图27是图26、图28～图30的俯视图。
本实施形式是分别利用4台实施形式1～3所示的发光装置的结构最简单的下面敞开的照明器具。
在图26～图30中，在照明器具的上部备有点亮发光装置51用的点灯装置52，可以经由照明器具的电源输入部53向点灯装置52供应商用电源，另外，经由点灯装置52向设置在发光装置51上的电源输入部供应LED元件12点亮用的电力。发光装置51，向中心部向四个方向配置4台。
图26表示利用实施形式1的发光装置51的照明器具，由发光装置51的金属等构成的高热传导性构件40直接或者经由高热传导性密封件设置在照明器具的照明器具筐体50上。
在这种结构中，从发光装置51的LED产生的热经由LED安装基板4、基板支撑板5、高热传导性构件40向照明器具筐体50散热。
图28是将安装散热翅24的实施形式1的发光装置51应用到照明器具上的例子。在照明器具的发光装置51的安装部上，发光装置51的散热翅24，以直接接触空气的方式构成。
通过制成这种结构，可以利用照明器具上部的对流进行冷却，可以进一步提高散热效果。
图29是利用在实施形式2中，安装高热传导性构件40的发光装置51的照明器具，发光装置51的高热传导性构件40，直接或者经由高热传导性密封件配置在照明器具的照明器具筐体50上。
在这种结构中，从发光装置51的LED产生的热经由LED安装基板4、高热传导性构件40，向照明器具筐体50散热。
图30是使用在实施形式3中，代替散热翅24安装高热传导性构件40的发光装置51的照明器具，发光装置51的筐体2的LED安装基板4的安装部分直接或者经由高热传导性的密封件等设置在照明器具的照明器具筐体50上。
在这种结构中，从发光装置51的LED产生的热经由LED安装基板4、筐体2的高热传导性构件40向照明器具筐体50散热。
如上所述，可以获得能够抑制LED元件12的温度上升、发光效率良好长寿命的照明装置。
另外，照明光，其一部分作为从发光装置51发出的光，其另一部分作为被反射板56反射的光，可以通过将所述光混合获得该照明光。
这时，反射板56，从提高照明效率的角度出发，优选地使用高反射性材料，根据所需的用途，也可以进行漫射面或者镜面加工。
实施形式7.
图38是表示本发明的实施形式7的发光装置的剖视图(图39的B剖面)，图39是发光装置的俯视图。在图37、38中，与实施形式1的图1相同或者相当的部分赋予相同的标号，省略其说明。配备有和实施例1等同样的安装发射短波长的光的LED元件12的LED安装基板4、和在具有在凹部设置利用LED元件的短波长的光发出变换光的波长变换部3的反射面2a的筐体。
这里，反射面2a由与LED安装基板4对向地形成的抛物面构成，LED安装基板4以使LED安装基板4的发光面分别朝向反射面2a的方式安装在筐体凹部内的一个侧面上。在这种在筐体2内的一个边上设置LED安装基板4的发光装置中，除将其透光性板1朝下使用之外，在以LED安装基板4侧(散热翅24侧)成为上侧的方式将透光性板1朝向横向的使用方法中，LED元件12所产生的热可以沿着筐体向上方散热，可以获得散热性良好、发光效率高的发光装置。
这时，通过将LED发出的光的最大光度分布角如图38的最大光度分布角度δ所示限制在反射面2a内，可以将成为波长变换部的一次激发光的LED发出的光高效率地照射到波长变换部3上，可以实现发光效率高的发光装置。另外，如图40所示，即使使用与实施形式3类似的表面是镜面或者漫射性的、高反射率的光反射遮光板62，可以降低直接入射到透光性板1上的LED发出的光的比例，仍然可以获得发光效率高的发光装置。另外，光反射遮光板62也可以是与筐体成整体结构的。另外，凹部反射面2a，例如，如图41所示，也可以由与抛物面基本上近似的平面构成，另外，如图42所示，也可以由抛物面和平面部构成，也可以实现波长变换功能。
另外，在图43(图44的B剖面)中，波长变换部3由与LED基板4对向形成的抛物面构成，以将LED安装基板4的发光面朝向反射面2a的方式，安装到作为设置在筐体凹部的开口边缘部上的一个倾斜构件的高热传导性构件40上。与图38、图39同样，除将透光性板1朝向下侧使用之外，在LED安装基板4变成上侧的方式将透光性板1朝向横向使用的方法中，也可以获得散热性良好、发光效率高的发光装置。
图45是用LED安装基板4的背面具有厚度的高热传导性构件54构成的例子，可以获得高的散热效果。这里，如图45所示，也可以在光源设置侧的侧面上，配置波长变换部3。
另外，在图43、45中，表示了反射面2a是抛物面时的情况，但是也可以用与前述抛物面近似的平面代替抛物面的至少一部分的抛物面，由于LED安装基板4的安装位置，底部也可以是平面，用抛物面和平面构成可以提高加工性能。
另外，如图46所示，在筐体2内部的底面的一部分上设置凹部，在该凹部内配置波长变换部3，通过制成至少将从LED光轴算起，透光性板1侧的LED元件12的最大光度分布角度δ集中在该区域之内的结构，可以获得发光效率高的发光装置。进而，通过使光度分布角变窄、缩小波长变换部的区域，可以获得成本低廉的发光装置。
另外，例如，如图47(表示器具的剖视图)所示，将在本实施形式中所表示的结构的发光装置51装入到提高本发光装置的散热性的照明器具筐体50中，可以作为发光效率高的大光束照明器具使用。在将多个本发光装置沿着纸面方向排列的长方形状的照明器具的情况下，如图所示，令装置侧面或者筐体背面与利用高热传导性材料构成的照明器具筐体50接触(贴紧)，制成确保散热性的结构。这时，由于发光装置51可以从其宽的波长变换部提取出漫射的白色光，所以，可以获得降低令人不快的眩光的照明器具。
另外，如图48(表示器具的剖视图)所示，可以将多个发光装置51作为以提高其散热性的结构配置的照明器具使用，通过在纸面的纵深方向也配置多个发光装置，可以获得宽阔的大光束面的照明器具。图48是表示在用热传导性材料形成的照明器具筐体50上设置开口部50c，与该开口部50c相一致地设置发光装置的发光面(透光性板1)的例子。
照明器具筐体50，在前面具有前面开口部50a(照明器具的发光面表面)，在底部50b上具有发光装置51的筐体2的发光面侧插入安装的开口部50c，形成箱状，底部50b的内侧表面用高反射率材料覆盖，前面开口部50a用漫射透射板63覆盖。
另外，从前面开口部50a向里侧设置竖立设置部50d，使照明器具筐体50与发光装置51的热传导良好，同时容易固定。另外，照明器具筐体50的底部50b和发光装置的透光性板1的各个面最好是没有阶梯差。
在这种结构中，从发光装置51发射的光，透过漫射透射板63发射，并且，被漫射透射板63反射的光被照明器具筐体50的底部50b的高反射铝材料反射，透过漫射透射板63发射。
另外，从发光装置51发发生的热，从筐体2经由照明器具筐体50的竖立设置部50d向照明器具50散热。
这样，可以抑制LED元件12的温度上升，可以获得发光效率好长寿命的照明装置。
另外，由于照明光的一部分是从发光装置51发出的光，另外的部分是被照明器具筐体50的底部50b的高反射率材料反射的光透过漫射透射板63被发射，所以，可以使照明光成为均匀的，可以获得高发光效率均匀的照明光的照明器具。
进而，通过控制各个发光装置的驱动电力，也可以进行发光面的分区点灯控制。另外，对于本结构的照明器具，例如，可以作为液晶显示装置等的照明光源使用。
下面，利用图49、图50、图51，对于本发光装置的波长变换部3的另外的结构进行说明。图49是图48的发光装置的剖视图，图51是图49、图50的平面图。
图49的波长变换部3，由高反射率面构成其配置部分，将波长变换部3表面形状形成凹凸状。在借助这种结构具有一定的固定尺寸的筐体中，相对于平坦地构成波长变换部3的情况而言，可以确保其表面的LED照射面积比较宽，结果可以获得高效率的发光装置。进而，如图50所示，将波长变换部3的表面形成凹凸的形状，同时，借助与该形状相一致地形成反射面2a的结构，在增加LED照射面积的同时，可以使荧光体变换部的厚度一定，所以，与图49同样，可以获得高发光效率并且廉价的发光装置。
另外，波长变换部3的凹凸形状，例如，如图图51(a)所示，可以形成棱锥体状，也可以如图51(b)所示，形成直线的三角形波的形状(虚线表示棱线，实线表示谷)。另外，也可以如图51(c)所示，形成曲线的三角形波的形状。在任何一种情况下，都使反射面2a的倾斜部分的间距比平面部小。图51(c)所示的情况，在LED元件12的数目少的情况下，可以使凹凸形成部谷LED元件12的距离相等，是很有效的。
另外，该波长变换部的结构，并不局限于本实施形式，在构成前述实施例的波长变换中也可以实施。
例如，利用实施形式7的图46所示的波长变换部3等时，也是有效的。
上面，本实施形式，揭示了发光装置51及利用该发光装置的照明器具，但是将本实施形式所示的发光装置51用于实施形式6中所示的照明器具，也可以获得同样的效果。

Claims (23)

1.一种发光装置，其特征在于，该发光装置包括：
安装有发射短波长光的LED元件的多个LED安装基板，
筐体，该筐体具有在凹部设有借助前述LED元件的前述短波长光发出变换光的波长变换部的反射面，
竖立设置在前述筐体的凹部底面的中央部的热传导性LED基板支撑板，
前述反射面由形成于前述LED基板支撑板的前述竖立设置部的两侧的抛物面构成，
将前述LED安装基板安装到LED基板支撑板的两个面上，使前述LED元件的发光面分别朝向前述反射面。
2.一种发光装置，其特征在于，该发光装置包括：
安装有发射短波长光的LED元件的LED安装基板，
筐体，该筐体具有在凹部设有借助前述LED元件的前述短波长光发出变换光的波长变换部的反射面，
将内侧面朝向前述凹部底面设置在前述筐体的开口边缘部内侧的LED基板支撑板，
将前述LED安装基板安装在前述LED基板支撑板上，使前述LED元件的发光面朝向前述反射面的前述凹部底面。
3.一种发光装置，其特征在于，该发光装置包括：
安装有发射短波长光的LED元件的多个LED安装基板，
筐体，该筐体具有在凹部设有借助前述LED元件的前述短波长光发出变换光的波长变换部的反射面，
前述反射面由中央部的棱线部和沿着该棱线部在两侧具有谷部的槽状的抛物面构成，
将前述LED安装基板安装到与前述棱线部对向的筐体的两个侧面上，使前述LED元件的发光面朝向前述反射面。
4.一种发光装置，其特征在于，该发光装置包括：
安装有发射短波长光的LED元件的LED安装基板，
筐体，该筐体具有在凹部设有借助前述LED元件的前述短波长光发出变换光的波长变换部、由中央部的凸出部及沿着该凸出部的外周形成的大致圆形的抛物面构成的反射面，
将前述LED安装基板安装到围着前述凸出部的筐体的侧面上，使前述LED元件的发光面分别朝向前述反射面。
5.如权利要求3或权利要求4所述的发光装置，其特征在于，前述反射面的棱线部或者凸出部的顶点，位于比前述LED元件的光轴更靠近前述筐体的开口面侧。
6.一种发光装置，其特征在于，该发光装置包括：
安装有发射短波长光的LED元件的多个LED安装基板，
筐体，该筐体具有在凹部设有借助前述LED元件的前述短波长光发出变换光的波长变换部的反射面，
前述反射面由多个棱线部和沿着该棱线部在两侧具有谷部的槽状的多个抛物面构成，
将前述LED安装基板安装到前述各个抛物面的各自的两端的筐体侧面上，使前述LED安装基板的发光面分别朝向前述反射面。
7.一种发光装置，其特征在于，该发光装置包括：
安装有发射短波长光的LED元件的LED安装基板，
筐体，该筐体具有在凹部设有借助前述LED元件的前述短波长光发出变换光的波长变换部的反射面，
前述反射面由与前述LED安装基板对向形成的抛物面构成，前述LED安装基板安装到前述筐体凹部内的一个侧面上，或者安装到设置于前述筐体凹部的开口边缘部的一个边上的倾斜构件上，使前述LED元件的发光面朝向前述反射面。
8.如权利要求1、3～6中任何一项所述的发光装置，其特征在于，将构成前述反射面的抛物面的至少一部分的放射面用基本上近似于前述抛物面的平面代替。
9.如权利要求1～8中任何一项所述的发光装置，其特征在于，至少安装有前述LED安装基板的前述筐体的一部分为热传导性材料。
10.如权利要求1～9中任何一项所述的发光装置，其特征在于，在安装有前述LED安装基板的前述筐体的背面装配散热片。
11.如权利要求1～10中任何一项所述的发光装置，其特征在于，从前述LED元件发出的光的光度分布角度是前述发出的光以进入对向的反射面内的方式照射的角度。
12.如权利要求1～10中任何一项所述的发光装置，其特征在于，只在被从LED元件发出的光照射的反射面的部分上设置波长变换材料，在不被前述发出的光照射的反射面的部分上设置反射性材料。
13.如权利要求1～12中任何一项所述的发光装置，其特征在于，该发光装置包括LED发射光反射部，所述LED发射光反射部在前述透光性板的至少一个面上反射前述短波长光的一部分或者全部波长的光，将由前述波长变换部变换的变换光中的、包含一部分或者全部的波长的光以透射的方式提取出来。
14.如权利要求1～13中任何一项所述的发光装置，其特征在于，前述反射面的至少配置有前述波长变换部的表面，由相对于前述LED元件发射的短波长光以及进行过波长变换的光具有高反射率的材料形成。
15.如权利要求1～14中任何一项所述的发光装置，其特征在于，在前述反射面的至少配置有前述波长变换部的表面上，至少配置相对于前述LED元件发射的短波长光以及进行过波长变换的光具有高反射率的反射片。
16.如权利要求1～15中任何一项所述的发光装置，其特征在于，构成前述波长变换部的材料是将荧光体混入具有透光性且具有形状柔性的树脂中的片状材料。
17.如权利要求1～16中任何一项所述的发光装置，其特征在于，前述波长变换部的表面形成凹凸状。
18.如权利要求1～17中任何一项所述的发光装置，其特征在于，前述LED安装基板的表面由相对于前述LED元件发射的短波长光及利用波长变换部变换过的变换波长光具有高反射率的材料形成。
19.如权利要求1～18中任何一项所述的发光装置，其特征在于，前述LED安装基板用高热传导性材料构成。
20.如权利要求1～19中任何一项所述的发光装置，其特征在于，前述短波长光是紫色或者青紫色的光。
21.一种照明器具，其特征在于，该照明器具使用如权利要求1～20中任何一项所述的发光装置。
22.如权利要求21所述的照明器具，其特征在于，照明器具的筐体由热传导性材料构成，前述发光装置的筐体的热传导性构件的至少一部分与前述照明器具的前述筐体接触。
23.如权利要求22所述的照明器具，其特征在于，前述照明器具的筐体形成箱状，所述箱状在前面具有前面开口部，在底部具有前述发光装置的前述筐体的发光面侧插入的开口部，前述底部的表面由高反射率的材料构成，前述前面开口部由漫射透射板覆盖。
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