CN202549926U

CN202549926U - 发光装置

Info

Publication number: CN202549926U
Application number: CN2010900009853U
Authority: CN
Inventors: 宫坂慎; 铃木弘一
Original assignee: CCS Inc
Current assignee: CCS Inc
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2010-07-05
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2020-07-05
Also published as: JPWO2011004796A1; TW201110805A; EP2453489A4; TWI440388B; US20120098460A1; JP5630663B2; WO2011004796A1; KR20120031182A; EP2453489A1

Abstract

本实用新型提供一种发光装置，能良好地控制白色光的色温且演色性优异，包含：多个种类的LED组件，发出不同波长的紫外线或短波长的可见光；单一波长转换构件，具有荧光体，并将该多个种类的LED组件发出的紫外线或短波长的可见光予以转换而导出白色光；电流控制部，使供给到该多个种类的LED组件的电流値产生变化。

Description

发光装置

技术领域

本实用新型是是关于发光装置，其能良好地控制白色光的色温。

背景技术

以往，已知有使用红色LED组件、绿色LED组件与蓝色LED组件3种LED组件发出白色光的发光装置。在使用该发光装置作为室内照明时，有时希望因应使用状况，令白色光的色温变成称为冷白色、温白色、暖白色的状态。

此时，宜使白色光尽可能在维持自然颜色的状态下进行变化。所以，已有技术尝试通过调整给予3种LED组件的供给电流，令白色光的色温沿着黑体轨迹或其附近变化(专利文献1)。

但是，因为3种LED组件各自的顺向电压降(V_f)不同，红色LED组件是2.0V左右，绿色LED组件是3.3V左右，蓝色LED组件是3.4V左右，故在对于各LED组件分别施加不同电压的基础上，为了调节光量的平衡，必须对于调节供给到各LED组件的电流量进行复杂的演算处理，因此产生有难以控制白色光的色温的问题。

又，红色LED组件、绿色LED组件、蓝色LED组件任一者的射出光的波长范围均是狭小，难以进行从冷白色、温白色到暖白色平滑变化的高演色性控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-6253号公报

实用新型内容

(实用新型所欲解决的问题)

本实用新型有鉴于此问题点，主要目标在于提供一种发光装置，可良好地控制白色光的色温，且演色性优异。

(解决问题的方式)

亦即本实用新型的发光装置，其特征在于包含：多个种类的LED组件，发出不同波长的紫外线或紫色光；单一波长转换构件，具有荧光体，并将该多个种类的LED组件发出的紫外线或紫色光予以转换而导出白色光；电流控制部，使供给到该多个种类的LED组件的电流値产生变化。另，就短波长的可见光而言，举例如有紫色光、蓝色光、绿色光等，且紫外线包含近紫外线。

只要是此种装置，因为可将多个种类的LED组件发出的不同波长的紫外线或短波长的可见光，利用同一波长转换构件予以转换，故色温不同的多数白色光在同一波长转换构件内良好的混合，而能得到色温沿着黑体轨迹或其附近变化的自然白色光。

又，依据本实用新型的发光装置，因为可利用容纳多个种类的LED组件的1个封装件调整白色光的色温，故相较于使用荧光体分布各异的多个种类的封装件调整白色光的色温的习知发光装置而言，能够小型化，进而亦能达到制造成本的降低。

就该LED组件而言，具体而言宜使用在200～430nm具有发射峰者，更佳者为在360～430nm的波长区域具有发射峰。

该多个种类的LED组件宜交互(交错)配置在同一基材上。通过如此交互配置，令受到各种LED组件激发的波长转换构件所发出的白色光易于混合，而能良好的获得位于白色光色温的中间色温的白色光。又，只要是此种装置，亦能令光源位置均匀化。

就该荧光体而言，适合使用发出红色光的荧光体(以下称红色荧光体。)、发出绿色光发的荧光体(以下称绿色荧光体)及发出蓝色光的荧光体(以下称蓝色荧光体。)。蓝色荧光体的激发效率(转换至蓝色光的效率)，是因激发光即紫外线或短波长的可见光的波长而异，又，绿色荧光体在受到紫外线或短波长的可见光激发之外，亦受到蓝色光激发，红色荧光体在受到紫外线或短波长的可见光激发之外，亦受到蓝色光及绿色光激发。因此，并用蓝色荧光体、绿色荧光体与红色荧光体时，因为蓝色荧光体发出的蓝色光的光强度改变，造成绿色荧光体及红色荧光体发出的绿色光及红色光的光强度亦产生变化，故能获得色温不同的自然白色光。并且，通过将其混合，能得到色温沿着黑体轨迹或其附近变化的白色光。另外，无法得到仅有蓝色光的光强度变化而色温沿着黑体轨迹或其附近变化的白色光。

(实用新型的效果)

依据此种本实用新型可获得一种发光装置，因为令白色光的色温沿着黑体轨迹或其附近变化而演色性优异。

附图说明

图1是本实用新型一实施形态的发光装置的示意性构成图。

图2是同一实施形态中的LED封装件的平面图。

图3是同一实施形态中的LED封装件的纵剖面图。

图4是显示同一实施形态的调节发光装置所发出的白色光的色温及光量的方法的流程图。

图5是其它实施形态中的LED封装件的平面图。

具体实施方式

(实施实用新型的最佳形态)

以下参考附图说明本实用新型一实施形态。

本实施形态的发光装置1如图1所示，包含：电源2；LED封装件3，具有第1LED组件321及第2LED组件322；可变电阻41、42，分别连接到LED组件321、322；以及控制装置5。

以下详述各部分。电源2，其电压是大于第1LED组件321及第2LED组件322的电压降。

LED封装件3如图2及图3所示，包含：基体31，具有在顶端面311开口的凹部312；第1LED组件321及第2LED组件322，安装在凹部312的底面313；透光性构件34，封装LED组件321、322；波长转换构件35，具有荧光体。

基体31具有在顶端面311开口的凹部312，并是例如由氧化铝或氮化铝等高热传导率的绝缘材料成型而成。

此种基体31是在其凹部312的底面313安装后述LED组件3，但该底面313形成有用于令LED组件3进行电性连接的配线导体(未图示)。此配线导体经由形成在基体31内部的配线层(未图示)而导出到发光装置1的外表面并连接到外部电路基板，藉而令LED组件3与外部电路基板电性连接。

又，基体31凹部312的侧面314及底面313的内面，通过施以银、铝、金等金属电镀等而形成有高反射率的金属薄膜，并作为反射镜发挥功能。

LED组件321、322是发出紫外线或短波长的可见光，例如是在200～430nm具有发射峰。此种LED组件3是例如由氮化镓系化合物半导体在蓝宝石基板或氮化镓基板之上依序迭层n型层、发光层及p型层而成。

第1LED组件321及第2LED组件322彼此具有不同的发射峰，例如是以在395nm具有发射峰的LED组件与在410nm具有发射峰的LED组件组合使用，或以在365nm具有发射峰的LED组件与在405nm具有发射峰的LED组件组合使用。本实施形态中，各LED组件321、322均各使用3个，并交互(交错)配置在同一基体31的凹部312底面313上。

此种LED组件321、322，是以氮化镓系化合物半导体在下(凹部312的底面313侧)的方式使用软焊导块或金属导块等(未图示)覆晶封装于凹部312的底面313。并且，波长不同的LED组件321、322分别具有独立的电路。

透光性构件34是充填在凹部312来封装LED组件321、322，例如由透光性及耐热性优异且与LED组件3的折射率差小的硅氧树脂等构成。具有此种透光性构件34时，能提升来自LED组件321、322的光的提取效率，又，能防止荧光体的热劣化。

波长转换构件35是设于透光性构件34之上，且内部具有红色荧光体、绿色荧光体及蓝色荧光体。就该红色荧光体而言，举例如有发光峰值波长在640nm的铕活化氮氧硅化物荧光体，就该绿色荧光体而言，举例如有发光峰值波长在530nm的铕活化硅酸盐荧光体，就该蓝色荧光体而言，举例如有发光峰值波长在460nm的铕活化铝酸盐荧光体。

就此种波长转换构件35而言，举例如有将荧光体分散在透光性及耐热性优异且与透光性构件34的折射率差小的硅氧树脂中，但亦可将分散有荧光体的未硬化硅氧树脂充填到凹部312，亦可加工成薄板状并切割成规定尺寸来使用。

可变电阻41、42是具有3个端子，两端的端子间的电阻是固定，且以通过旋转轴杆令中央的端子与两端的端子间电阻値产生改变的方式构成，藉此以可逆性的方式调节流经LED组件321、322的电流量I₁、I₂。

控制装置5是利用具有CPU或内存、A/D转换器、D/A转换器等的数字及模拟电路构成，可以是专用品，亦可以部分或全部利用个人计算机等泛用计算机而成。又，亦能以不使用CPU而仅利用模拟电路达成前述各部功能的方式构成，亦可不具有物理上一体性，而由利用有线或无线互相连接的多数机器构成。并且在该内存中存放规定的程序，依据该程序令CPU或其周边机器协同动作，藉而至少发挥作为色温设定部51、光量设定部52及电流控制部53的功能。

色温设定部51例如具有刻度盘，并接受通过旋转该刻度盘而在1800～16000K之间选择的具有色温値的色温数据。

光量设定部52是例如具有刻度盘，并接受通过旋转该刻度盘而选择的具有光量値(亮度)的光量数据。

电流控制部53分别从色温设定部51取得色温数据、从光量设定部52取得光量资料，并依据该色温数据及光量数据产生控制信号，将该控制信号输出到各可变电阻41、42而调节电阻値。

其次参考图4的流程图说明使用发光装置1调节LED封装件3所发出的白色光的色温及光量的方法。

首先，操作者通过旋转刻度盘输入具有规定色温値的色温数据(步骤S1)，令色温设定部51接受该色温数据(步骤S2)。

同样，操作者通过旋转刻度盘输入具有规定光量値的光量数据(步骤S3)，令光量设定部52接受该光量数据(步骤S4)。

电流控制部53分别从色温设定部51取得色温数据、从光量设定部52取得光量资料，并依据该色温数据及光量数据，进行规定的演算处理，计算流经各LED组件321、322的电流値的比例I₁∶I₂，以及流经各LED组件321、322的电流的总流量値I₁+I₂，再依此计算各可变电阻41、42的电阻値V₁、V₂，并产生具有该电阻値V₁、V₂的控制信号，输出到各可变电阻41、42(步骤S5)。

各可变电阻41、42接收控制信号，并依据控制信号变更其电阻値V₁、V₂(步骤S6)。

各可变电阻41、42的电阻値V₁、V₂受到变更时，流经各LED组件321、322的电流値I₁、I₂产生变动，令各LED组件321、322所发出的光量値产生变动(步骤S7)。

其结果即是控制LED封装件3所发出的白色光的色温及光量。

只要是此种实施形态的发光装置1，因为从安装在同一基体31的2种LED组件321、322发出的不同波长的紫外线或短波长的可见光，在同一波长转换构件35受到转换，故色温不同的2种白色光在同一封装件3内良好地混合，沿着黑体轨迹或其附近令色温变化而能获得自然的白色光。

亦即，蓝色荧光体的激发效率(转换至蓝色光的效率)，是因激发光即紫外线或短波长的可见光的波长而异，又，绿色荧光体在受到紫外线或短波长的可见光激发之外亦受蓝色光激发，红色荧光体在受到紫外线或短波长的可见光激发之外亦受到蓝色光及绿色光激发。因此，并用蓝色荧光体、绿色荧光体与红色荧光体时，从蓝色荧光体发出的蓝色光的光强度产生改变，导致从绿色荧光体及红色荧光体发出的绿色光及红色光的光强度亦产生变化，而获得色温不同的自然白色光。并且，通过将其混合，可获得色温沿着黑体轨迹或其附近变化的白色光。

又，依据本实施形态，因为能利用容纳2个LED组件321、322的1个封装件3调整白色光的色温，与使用分别令荧光体分布不同的多个种类的封装件来调整白色光的色温的习知发光装置相较之下，能够小型化，进而亦能达到制造成本的降低。

另，本实用新型不限于前述实施形态。

例如，LED封装件3亦可如图5(a)(b)所示，在长条状同一基板上将LED组件321、322交互配置，若为此种构成则可使用作为具有调光功能的荧光管的代替品。

又，就电流控制方法(调光方式)并无特别限定，例如可以是以下方式：(1)利用可变电流源的定电流调光；(2)利用可变电压源与限流电阻的定电压调光；(3)使用固定或可变电压源与限流电阻的脉冲宽度调光或PWM调光；(4)使用固定或可变电流源与限流电阻的脉冲宽度调光或PWM调光等。

就波长转换构件35所含的荧光体而言，不特定限定于蓝色荧光体、绿色荧光体及红色荧光体，亦可是蓝色荧光体及黄色荧光体的组合。

使用于LED封装件3的LED组件不限定于2种，亦可为3种以上，又，各种LED组件的设置数可分别均为1个，亦可均为2个以上。

又，同种类的LED组件之间，彼此亦可不串联连接，例如亦可并联连接，亦可并用串联与并联。

LED组件321、322亦可使用引线接合连接到设置在基体31的配线导体。

本实用新型的发光装置亦可不包含可变电阻，例如就简便的形态而言，亦可对于发出不同波长的光的多种各LED组件，分别设置可控制ON/OFF的控制电路。若为此种装置，使用令受激发的波长转换构件发出的白色光的色温分别为A与B的LED组件时，通过ON/OFF的组合，即能输出来自各LED组件的色温A、B的白色光，与输出位在A、B中间的色温C的白色光，而能使发光装置发出的白色光的色温产生3种变化。此时，开关只要是能在以下状态中切换者即可：仅令色温为A的LED组件ON、仅令色温为B的LED组件ON、双方ON、双方OFF。使用此种可控制各LED组件的ON/OFF控制的控制电路作为电流控制部，并使用n种LED组件时，可控制的色温种类最多如下述算式。

Σ_{i = 1}^{n} C_{i}^{n}

在此，_nC_i记号是表示由n个不同物中选出i个不同物的组合。

此外，本实用新型不限于上述各实施形态，在不脱离本实用新型精神的范畴内，亦可将前述各种构成的部分或全部予以适当组合来构成。

(产业上利用性)

本实用新型的发光装置因为令白色光的色温沿着黑体轨迹或其附近变化而能获得演色性优异的光。

主要组件符号说明

1…发光装置

31…基体

321、322…LED组件

35…波长转换构件

53…电流控制部。

Claims

1.一种发光装置，其特征在于，包含：

多个种类的LED组件，发出不同波长的紫外线或紫色光；

单一波长转换构件，具有荧光体，并将所述多个种类的LED组件发出的紫外线或紫色光予以转换而导出白色光；及

电流控制部，使供给到所述多个种类的LED组件的电流値产生变化。

2.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述LED组件是在200～430nm具有发射峰。

3.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述多个种类的LED组件交互配置在同一基材上。

4.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，所述荧光体是发出红色光的荧光体、发出绿色光荧光体，以及发出蓝色光的荧光体。

5.如权利要求1所述的发光装置，其特征在于，其发出色温沿黑体轨迹或其附近变化的白色光。