JP2009231228A - 照明器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、ハウジングに設けられた基板から給電されて発光する複数個の発光ダイオードの発光色を変えることができる照明器具に関するものである。
【解決手段】本発明の照明器具は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた基板と、前記基板に取り付けられ、第1の蛍光体層を備えている複数個の表面実装型パッケージと、前記ハウジングの開口部に設けられた第2の蛍光体層と、前記複数の蛍光体層を第1の位置と第2の位置に変えられる可動板と、前記可動板を移動する可動装置とから少なくとも構成されている。前記基板は、前記ハウジング内に収納されるように設けられている。前記複数個の表面実装型パッケージは、所定間隔を置いて前記基板に取り付けられている。前記表面実装型パッケージは、発光ダイオード、大電流を流すことができる金属部材、前記発光ダイオードの電極および前記金属部材とを接合するハンダ、および反射枠等から構成されている。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の照明器具は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた基板と、前記基板に取り付けられ、第1の蛍光体層を備えている複数個の表面実装型パッケージと、前記ハウジングの開口部に設けられた第2の蛍光体層と、前記複数の蛍光体層を第1の位置と第2の位置に変えられる可動板と、前記可動板を移動する可動装置とから少なくとも構成されている。前記基板は、前記ハウジング内に収納されるように設けられている。前記複数個の表面実装型パッケージは、所定間隔を置いて前記基板に取り付けられている。前記表面実装型パッケージは、発光ダイオード、大電流を流すことができる金属部材、前記発光ダイオードの電極および前記金属部材とを接合するハンダ、および反射枠等から構成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、ハウジングに設けられた基板から給電されて発光する複数個の発光ダイオードの発光色を変えることができる照明器具に関するものである。本発明は、前記発光ダイオードに大きな電流を流すことができ、その時に発生した熱の放熱、あるいは前記熱応力による伸縮等を考慮した照明器具に関するものである。また、本発明は、金線をワイヤーボンディングで接続する代わりに、金属板状部材からなる金属部材とハンダで接続することにより、振動または熱による発光ダイオードにおける発光層の損傷を防止することができる複数個の発光ダイオードからなる照明器具に関するものである。さらに、本発明は、前記発光ダイオードの上面発光部に微細な凹凸が形成され、その上面を封止材料で覆っていないため、前記発光部からの光を効率良く照射することができる照明器具に関するものである。
たとえば、特開2008−21615号公報における複数個の発光ダイオードを備えた照明器具は、球状ハウジング内に円筒状構造体内に複数の発光ダイオードを取り付け、前記球状ハウジングを保持カップで可動自在に支えている。前記発光ダイオードが取り付けられた球状ハウジングは、前記保持カップの上縁により支えられているため、発光ダイオードが取り付けられている前記円筒状構造体の角度を変えることができる。前記構造を有する照明器具は、発光ダイオードからの光の照射方向を所望の方向に容易に変えることができる。
特開2008−21615号公報
前記特許公開公報に記載されている照明器具は、光の照射方向を変えることができるが、色調を変えることができない。色調を変える場合、ユーザーは、照明器具を全部交換するか、発光体(電球、蛍光灯、発光ダイオード)を照明器具に付け替える必要があった。電球または蛍光灯は、色調の異なるものが販売されているため、交換する手間だけで、色調を変えることが容易にできる。
しかし、発光ダイオードを組み込んだ照明器具は、複数個がパッケージまたは基板に取り付けられている場合が多く、色調の異なるものに交換することができない。
以上のような課題を解決するために、本発明は、異なる蛍光体層を移動させることにより、その都度発光ダイオードの色調も変えることができる照明器具を提供することを目的とする。本発明は、量産性に優れ、大電流および熱応力に耐えるとともに高い強度で保持される照明器具を提供することを目的とする。
(第1発明)
第1発明の照明器具は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた基板と、前記基板に取り付けられている複数個の表面実装型パッケージと、前記表面実装型パッケージに実装された発光ダイオードと、前記表面実装型パッケージに設けられた第1の蛍光体層と、前記複数個の表面実装型パッケージに対応する第1の位置と異なる第2の位置に設けられた第2の蛍光体層と、前記第2の蛍光体層が形成されているとともに、第1位置および第2の位置に変えることができる前記ハウジングに設けられた可動板と、前記可動板を前記第1の位置と第2の位置に移動させる可動装置とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
第1発明の照明器具は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた基板と、前記基板に取り付けられている複数個の表面実装型パッケージと、前記表面実装型パッケージに実装された発光ダイオードと、前記表面実装型パッケージに設けられた第1の蛍光体層と、前記複数個の表面実装型パッケージに対応する第1の位置と異なる第2の位置に設けられた第2の蛍光体層と、前記第2の蛍光体層が形成されているとともに、第1位置および第2の位置に変えることができる前記ハウジングに設けられた可動板と、前記可動板を前記第1の位置と第2の位置に移動させる可動装置とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
(第2発明)
第2発明の照明器具は、ほぼ円筒状のハウジングと、前記ハウジング内に設けられたリング状基板と、前記リング状基板に取り付けられている複数個の表面実装型パッケージと、前記表面実装型パッケージに実装された発光ダイオードと、前記表面実装型パッケージに設けられた第1の蛍光体層と、前記複数個の表面実装型パッケージに対応する第1の位置と異なる第2の位置に設けられた第2の蛍光体層と、前記第2の蛍光体層が形成されているとともに、第1位置および第2の位置に変えることができる前記ハウジングに設けられた円板体と、前記円板体を前記第1の位置と第2の位置に移動させる可動装置とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
第2発明の照明器具は、ほぼ円筒状のハウジングと、前記ハウジング内に設けられたリング状基板と、前記リング状基板に取り付けられている複数個の表面実装型パッケージと、前記表面実装型パッケージに実装された発光ダイオードと、前記表面実装型パッケージに設けられた第1の蛍光体層と、前記複数個の表面実装型パッケージに対応する第1の位置と異なる第2の位置に設けられた第2の蛍光体層と、前記第2の蛍光体層が形成されているとともに、第1位置および第2の位置に変えることができる前記ハウジングに設けられた円板体と、前記円板体を前記第1の位置と第2の位置に移動させる可動装置とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
(第3発明)
第3発明の照明器具において、第1発明または第2発明の表面実装型パッケージにおける発光ダイオードは、紫外線発光ダイオードまたは青色発光ダイオードであり、前記第1の蛍光体層は、前記発光ダイオードの光を吸収して、色温度4000Kから7100Kの白色光を発光し、第2の蛍光体層は、第1の蛍光体層を通過した光の一部を吸収して、色温度2000Kから4000Kの白色光を発光することを特徴とする。
第3発明の照明器具において、第1発明または第2発明の表面実装型パッケージにおける発光ダイオードは、紫外線発光ダイオードまたは青色発光ダイオードであり、前記第1の蛍光体層は、前記発光ダイオードの光を吸収して、色温度4000Kから7100Kの白色光を発光し、第2の蛍光体層は、第1の蛍光体層を通過した光の一部を吸収して、色温度2000Kから4000Kの白色光を発光することを特徴とする。
(第4発明)
第4発明の照明器具において、第1発明または第2発明の第1の蛍光体層の発光する白色光の色温度は、前記第2の蛍光体層の発光する白色光の色温度との差が1000K以上であることを特徴とする。
第4発明の照明器具において、第1発明または第2発明の第1の蛍光体層の発光する白色光の色温度は、前記第2の蛍光体層の発光する白色光の色温度との差が1000K以上であることを特徴とする。
(第5発明)
第5発明の照明器具において、第1発明から第4発明の発光ダイオードは、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードであり、表面実装型パッケージに実装され、前記基板に取り付けられていることを特徴とする。
第5発明の照明器具において、第1発明から第4発明の発光ダイオードは、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードであり、表面実装型パッケージに実装され、前記基板に取り付けられていることを特徴とする。
本発明によれば、発光ダイオードの異なる光を吸収する、表面実装型パッケージに実装されている蛍光体層と、ハウジングの開放部に可動自在に設けられている可動板または円板体に実装されており、可動板または円板体を動かすことによって、前記二種類の蛍光体層を用いて、異なる色調に変えることができる。
本発明によれば、照明器具は、基板またはリング状基板、発光ダイオード、金属部材、反射枠、可動板または円板体、前記可動板または円板体に取り付けられた蛍光体層、あるいは表面実装型パッケージに実装された蛍光体層からなるため、放熱性が良く、大電流を流すことができ、高輝度で二種類の色調を発光することができる。
本発明によれば、ワイヤーボンディング等を使用しないため、長期間に渡り、信頼性が高いだけでなく、発光ダイオードを充填材により封止する必要がないため、安価で量産の優れた照明器具を得ることができる。
本発明によれば、一方の基板に接続された上下電極型発光ダイオードの上部電極と他方の基板が、たとえば、板状あるいはリボン状の金属部材によって接続されているため、大電流を流すことができるだけでなく、放熱性に優れ、熱応力が発生しても緩和することができる。特に、本発明は、各接続部をハンダで接合するため、接合部および/または発光層に振動が加わることがなく、複数個の発光ダイオードからなる照明器具を得ることができるようになった。
(第1発明)
第1発明の照明器具は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた基板と、前記基板に取り付けられている複数個の表面実装型パッケージと、前記表面実装型パッケージに実装されている発光ダイオードと、前記表面実装型パッケージに設けられた第1の蛍光体層と、前記表面実装型パッケージに対応する第1の位置と異なる第2の位置に設けられている第2の蛍光体層と、前記第1の位置から前記第2の蛍光体層が形成されている第2の位置に変えることができる可動板と、前記可動板を移動する可動装置とから少なくとも構成されている。前記ハウジングは、一方が開放され、他方に底部を有するほぼ箱体であり、照明器具を下向き、上向き、あるいは、所望の角度にして取り付けることができる。また、前記ハウジングは、開放部を所望の形状にすることができる。
第1発明の照明器具は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた基板と、前記基板に取り付けられている複数個の表面実装型パッケージと、前記表面実装型パッケージに実装されている発光ダイオードと、前記表面実装型パッケージに設けられた第1の蛍光体層と、前記表面実装型パッケージに対応する第1の位置と異なる第2の位置に設けられている第2の蛍光体層と、前記第1の位置から前記第2の蛍光体層が形成されている第2の位置に変えることができる可動板と、前記可動板を移動する可動装置とから少なくとも構成されている。前記ハウジングは、一方が開放され、他方に底部を有するほぼ箱体であり、照明器具を下向き、上向き、あるいは、所望の角度にして取り付けることができる。また、前記ハウジングは、開放部を所望の形状にすることができる。
前記基板は、前記ハウジング内に収納されるように設けられ、たとえば、印刷配線基板のように絶縁基板上に所望の形状からなる導電膜が形成されている。前記複数個の表面実装型パッケージは、所定間隔を置いて前記基板に取り付けられている。前記表面実装型パッケージは、発光ダイオード、前記基板の導電膜に接続して前記発光ダイオードの電極から大電流を流すことができる幅を有する金属部材、前記発光ダイオードの電極および前記金属部材とを接合するハンダ、および反射枠、前記反射枠に取り付けられた第1の蛍光体層から少なくとも構成されている。また、前記基板は、電源に接続するソケットが設けられている。
前記ハウジングは、開放部を閉塞するための可動板が可動自在に取り付けられている。前記可動板は、たとえば、発光ダイオードの数だけ透孔が設けられ、前記複数個の表面実装型パッケージの発光ダイオードと対応する第1の位置と異なる第2の位置に第2の蛍光体層が設けられている。
前記可動板は、前記基板に設けられた可動装置によってハウジング内で可動自在になっており、所定距離だけ移動することにより、発光ダイオードを異なる蛍光体層を介して異なる色に発光させる。前記照明器具は、前記可動板を可動装置によって所定距離だけ移動させるだけで、異なった色の光を発光させることができる。前記可動装置は、基板を所定距離移動できるものであれば、モータの代わりに手動とすることもできる。すなわち、前記照明器具は、その時の気分、あるいは、夏または冬等の季節によって、発光ダイオードから異なる色に変えて照明を行なうことができる。
(第2発明)
第2発明の照明器具は、円筒状のハウジングと、たとえば、印刷配線基板からなるリング状基板と、複数個の表面実装型パッケージと、前記ハウジングの開放部に設けられている円板体と、前記円板体を移動させる可動装置とから少なくとも構成されている。前記リング状基板は、金属基板の場合、空間または絶縁部材を介して一体に構成されている。前記表面実装型パッケージは、一方の電極が前記リング状基板の一端に、他方の電極が金属部材を介して次のリング状基板の他端にハンダにより接続されている。
第2発明の照明器具は、円筒状のハウジングと、たとえば、印刷配線基板からなるリング状基板と、複数個の表面実装型パッケージと、前記ハウジングの開放部に設けられている円板体と、前記円板体を移動させる可動装置とから少なくとも構成されている。前記リング状基板は、金属基板の場合、空間または絶縁部材を介して一体に構成されている。前記表面実装型パッケージは、一方の電極が前記リング状基板の一端に、他方の電極が金属部材を介して次のリング状基板の他端にハンダにより接続されている。
前記金属部材は、金線と異なり、金製リボン、板状部材、矩形状の金箔等からなり、大電流を流すことができるだけでなく、面積が大きいため、放熱効果を有する。また、前記円板体は、前記発光ダイオードに対応する第1の位置と異なる第2の位置に、交互に同じ間隔で前記第1の蛍光体層と異なる色を発色する第2の蛍光体層が設けられている。
前記金属部材は、金、銀、または銅、あるいは、前記銅の表面に金、銀、またはニッケルから選択された少なくとも1種のメッキが施されている。前記金属部材は、たとえば、2本のリボン状腕部またはリボン状金属部材からなり、前記腕部の間に開口部が形成される。前記発光ダイオードの発光層の側部から発射される光は、前記腕部の間に形成された開口部から上部に向かって放射できるようになっている。
前記金属部材は、前記発光ダイオードの発光層の側部からの光を上部に通し易い形状であれば、前記腕部の形状に限定されない。前記リボン状金属部材は、電流を多く流すことができるだけでなく、電気抵抗が少なく発熱も少ない。また、前記金属部材は、表面積および/または断面積が大きいため、内部に発生した熱を速く放出することができる。
前記円板体は、たとえば、前記ハウジングの一方を閉塞するとともに、たとえば、前記発光ダイオードの数の2倍の透孔が同じ間隔で設けられている。また、前記透孔は、前記表面実装型パッケージに対応する第1の位置と異なる第2の位置に第2の蛍光体層が設けられている。また、前記円板体における前記第2の蛍光体層は、第1の位置と異なる第2の位置に交互に等間隔で設けられている。前記円板体は、所定間隔移動することにより、第1の蛍光体層から第2の蛍光体層介して前記発光ダイオードからの異なる光を吸収して、異なる色を発色することができる。
前記駆動装置は、前記基板に設けられ、前記円板体を所定間隔だけ回転させる。また、前記駆動装置は、モータ、たとえば、ステッピングモータとその制御装置からなり、所定の距離だけ円板体を移動させる。すなわち、前記照明器具は、たとえば、モータを所定角度回転させることにより、温かい色の光、あるいは、涼しい色の光のいずれかを選択することができる。
前記照明器具は、絶縁性基板の代わりにセラミック基板とすることができる。前記セラミック基板は、導電膜を形成することにより、複数個の発光ダイオードを、たとえば、直列に接続する。前記基板は、絶縁性基板、セラミック基板の代わりに金属基板とすることもできる。前記金属基板は、絶縁膜を形成した後に導電膜の配線を形成する。
前記照明器具は、基板、金属基板、またはセラミック基板に複数個の発光ダイオードの光を反射する反射枠が接合されている。前記反射枠は、前記金属基板の場合、前記金属基板の間にある絶縁部材による強度の劣化を防止することができる。また、前記反射枠は、金、銀、ニッケル等の反射部材を設けることにより、前記発光ダイオードの光を効率良く反射させるだけでなく、照明器具内の熱を効率良く逃がすことができる。さらに、前記反射枠は、ポーラスセラミックとすることにより、放熱効率をさらに向上させることができる。さらに、前記反射枠は、アルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミック等の部材からなり、前記それぞれの電極部分に対応するように、樹脂系、ガラス系、ロウ材系の接着剤によって前記基板部分および電極部分に接合される。また、前記反射枠の形状は、正方形、円形、楕円形、長方形等の形状にすることができる。
前記照明器具は、前記可動板または円板体を移動または回転させる駆動装置として、ステッピングモータが使用される。前記ステッピングモータは、制御装置により、所定の角度だけ正確に移動できるため、前記蛍光体層を必要以上大きくする必要がない。
前記照明器具は、前記ステッピングモータの制御装置を照明器具の調光装置に付属させる。前記調光装置は、光、赤外線、無線等により、前記照明器具における明るさおよび可動板または円板体の移動を制御することができる。
前記照明器具は、前記発光ダイオードの電極、金属部材、金属基板、および基板またはセラミック基板に設けられた導電膜がワイヤーボンディングにより接合されるのではなく、ハンダにより接合される。すなわち、前記照明器具は、前記ワイヤーボンディングによって発生する振動および圧力が発光ダイオードに伝わらないため、発光ダイオードの損傷がなく、接合強度を向上させることができる。前記照明器具は、ワイヤーボンディングを使用することなく、前記各部に対してハンダを使用して、高い信頼性により接合できるため、前記発光ダイオード近傍に絶縁部材を充填する必要がなくなった。
前記照明器具は、前記絶縁基板、金属基板、またはセラミック基板に前記発光ダイオードが直列に接続されるとともに、少なくとも一個のコンセントが設けられている。前記基板が印刷配線基板の場合、複数の発光ダイオードは、直列に接続することもできるが、前記複数の発光ダイオードを並列に接続することもできる。前記コンセントは、前記絶縁基板、金属基板、またはセラミック基板の裏側から導出される従来のものが適用できる。
前記絶縁基板、金属基板、セラミック基板は、複数個の発光ダイオードを設ける水平部に連設して凹部が設けられる。前記凹部には、たとえば、モータ等の駆動装置およびその制御装置を設けることができる。前記セラミック基板に対する凹部の作製は、グリーンシートを作製する際に、予め成形しておく。
(第3発明)
第3発明の照明器具は、表面実装型パッケージに実装する発光ダイオードを紫外線発光ダイオードまたは青色発光ダイオードを用いる。前記パッケージに設けた第1の蛍光体層は、前記発光ダイオードの光を吸収して、色温度4000Kから7100Kの白色光を発光する。また、前記円板体に形成した第2の蛍光体層は、第1の蛍光体層を通過した光の一部を吸収して、色温度2000Kから4000Kの白色光を発光する。紫外線発光ダイオードを使用する場合は、紫外線を全部吸収して、赤(R)、緑(G)、青(B)の三色の蛍光体で白色光とする。また、前記紫外線発光ダイオードは、紫外線の一部を吸収して、青色および黄色を発光する蛍光体、必要に応じて、赤色を発光する蛍光体を混ぜ、赤みを帯びた白色光とする。特に、第2の蛍光体は、赤色の発光成分が多い。青色発光ダイオードを使用する場合は、青色光の一部を吸収して、緑色および赤色を発光する蛍光体で白色光とする。前記青色発光ダイオードは、青色光の一部を吸収して、黄色、必要に応じて、赤色を混ぜた蛍光体で白色光とする。第2の蛍光体は、赤色が多くなる赤色発光成分の多いものを選択する。
第3発明の照明器具は、表面実装型パッケージに実装する発光ダイオードを紫外線発光ダイオードまたは青色発光ダイオードを用いる。前記パッケージに設けた第1の蛍光体層は、前記発光ダイオードの光を吸収して、色温度4000Kから7100Kの白色光を発光する。また、前記円板体に形成した第2の蛍光体層は、第1の蛍光体層を通過した光の一部を吸収して、色温度2000Kから4000Kの白色光を発光する。紫外線発光ダイオードを使用する場合は、紫外線を全部吸収して、赤(R)、緑(G)、青(B)の三色の蛍光体で白色光とする。また、前記紫外線発光ダイオードは、紫外線の一部を吸収して、青色および黄色を発光する蛍光体、必要に応じて、赤色を発光する蛍光体を混ぜ、赤みを帯びた白色光とする。特に、第2の蛍光体は、赤色の発光成分が多い。青色発光ダイオードを使用する場合は、青色光の一部を吸収して、緑色および赤色を発光する蛍光体で白色光とする。前記青色発光ダイオードは、青色光の一部を吸収して、黄色、必要に応じて、赤色を混ぜた蛍光体で白色光とする。第2の蛍光体は、赤色が多くなる赤色発光成分の多いものを選択する。
前記可動板または円板体は、第2の蛍光体層が設けられ、前記表面実装型パッケージに設けた第1の蛍光体層から所定距離移動できるようになっており、青色発光ダイオードを暖く感じる色、または冷たく感じる色に変換することができる。紫外線発光ダイオードまたは青色発光ダイオードは、紫外線を吸収して青色、緑色、および赤色を発色する蛍光体を含む蛍光体層を用いてほぼ白色を出したり、あるいは紫外線を吸収して青色を発色する蛍光体層と、紫外線および前記青色を吸収して緑色と赤色を発色する蛍光体層を用いてもほぼ白色光を出すことができる。前記白色光は、前記蛍光体層を変えるだけで、温かい色または冷たい色等所望の色に変換することができる。
(第4発明)
第4発明における照明器具は、第1の蛍光体層の色温度と、第2の蛍光体層の色温度差を1000Kとしている。前記色温度差は、温かい色と涼しい色を十分に認識できるものであることを発見した。
第4発明における照明器具は、第1の蛍光体層の色温度と、第2の蛍光体層の色温度差を1000Kとしている。前記色温度差は、温かい色と涼しい色を十分に認識できるものであることを発見した。
(第5発明)
第5発明の照明器具は、発光ダイオードを窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードとして、表面実装型パッケージに実装され、基板に取り付けられる。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、たとえば、下から下部電極、基板と、n型窒化ガリウム系半導体層、量子井戸構造型活性層、p型窒化ガリウム系半導体層、上部部分電極の順に形成されている。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、各電極と金属部材をハンダによって接合が容易にできるだけでなく、大電流(たとえば、350mA)を流しても放熱性が良く、高い輝度を得ることができる。
第5発明の照明器具は、発光ダイオードを窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードとして、表面実装型パッケージに実装され、基板に取り付けられる。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、たとえば、下から下部電極、基板と、n型窒化ガリウム系半導体層、量子井戸構造型活性層、p型窒化ガリウム系半導体層、上部部分電極の順に形成されている。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、各電極と金属部材をハンダによって接合が容易にできるだけでなく、大電流(たとえば、350mA)を流しても放熱性が良く、高い輝度を得ることができる。
図1(イ)から(ニ)は本発明の第1実施例で、(イ)は表面実装型パッケージの取り付け状態を示す図、(ロ)は表面実装型パッケージを説明する図、(ハ)は異なる蛍光体膜が形成されている円板体を説明する図、(ニ)は照明器具の断面図である。図1(イ)において、照明器具は、ほぼ円筒状のハウジング11と、前記ハウジング11に取り付けられた表面実装型パッケージ12と、前記ハウジングの開口部に設けられた円板体13とから少なくとも構成されている。前記照明器具は、ハウジング11に6個の表面実装型パッケージ12が取り付けられている例である。
前記ハウジング11は、図1(ニ)に示す形状のもの以外に、円形、楕円形、方形にすることができる。また、前記ハウジング11は、前記表面実装型パッケージ12に電力を供給する導電膜112、112′、・・・が形成されている。前記導電膜112、112′、・・・は、たとえば、リング状基板111の一部において、ソケット113が接続されている。前記リング状基板111は、絶縁製合成樹脂部材またはセラミック部材とした場合、電気的に絶縁されている複数個の導電膜112が形成されている。前記リング状基板111は、いわゆる、印刷配線基板とすることができる。
また、前記リング状基板111は、金属基板とした場合、絶縁部材または空間を介してリング状に構成される。前記リング状基板111は、6個の表面実装型パッケージ12を介して直列に接続され、ソケット113に至る。前記リング状基板111は、表面実装型パッケージ12を並列に接続するように導電膜112を形成することもできる。
図1(ロ)において、表面実装型パッケージ12は、発光ダイオード121と、金属部材122と、反射枠123と、蛍光体膜15とから少なくとも構成されている。前記発光ダイオード121は、たとえば、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードであり、下部電極が前記導電膜112にハンダにより接合されている。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの上部部分電極は、金属部材122を介して他方の導電膜112′に接合されている。
反射枠123は、前記導電膜112、112′上にシリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材の接着剤によって接合されている。前記発光ダイオード121は、たとえば、図1(イ)において、6個であり、導電膜12を介して直列に接続されているが、数は任意に増減できる。前記反射枠123は、たとえば、アルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミック等の部材とすることができる。
図1(ハ)において、円板体13は、図示されていないが、ハウジング11の開口部に可動自在に取り付けられている。前記円板体13は、前記表面実型パッケージ12と同じ間隔に、前記表面実装型パッケージ12に設けられている蛍光体膜15と異なる波長の光を吸収する蛍光体膜131が形成されている。たとえば、前記表面実装型パッケージ12に設けられている蛍光体膜15は、昼光色(白熱電球色)であり、前記蛍光体膜131は、冷光色(青い蛍光灯色)からなる。前記円板体13は、自動または手動により、所定角度移動させることにより、発光ダイオード121における光を一部吸収して、異なる色の光を照射することになる。すなわち、前記照明器具は、円板体13の移動により、同じ発光源から異なる色の光を照射して、温かい光または涼しい光に変えることができる。
図1(ニ)において、ハウジング11は、たとえば、凹部112と基板111とから少なくとも構成されている。前記基板111は、図1(ロ)に示す表面実装型パッケージ12が、たとえば、6個取り付けられている。前記凹部112には、前記円板体13を移動させるモータ14およびその制御回路142が少なくとも収納されている。前記モータ14は、前記制御回路142からの指令により、モータ軸141を介して前記円板体13を所定角度移動させ、前記蛍光体膜131を選択することができる。また、前記ハウジング11は、開口部に前記円板体13が可動状態で取り付けられている。
前記ハウジング11の形状は、必ずしも、凹部112およびモータ14を設ける必要がなく、手動で前記円板体13を移動させることもできる。また、ハウジング11および円板体13は、必ずしも円形である必要がなく、方形、楕円形として、移動を回転ではなく、平行移動させることもできる。また、モータ14および制御回路142を用いる場合は、照明器具の調光装置からの指令によって、蛍光体膜を選択することができるようにすると便利である。
図1におけるハウジング11の形状は、全体を筒状、筒状と方形、これらの形状に限らず、楕円形、正方形、長方形、その他、変形した形状のものを含む。前記蛍光体膜は、枠を介せずに前記表面実装型パッケージ12に直接設けることもできる。前記表面実装型パッケージ12は、たとえば、正方形の10mm×10mmで、その間にあるスリット13の幅は、0.5mmである。また、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード11の大きさは、1.0mm×1.0mmで、厚さ0.5mmである。
前記発光ダイオード121の電極と導電膜112′を接続する金属部材122は、たとえば、金製リボンであり、厚さが25μm、幅が150μmであり、前記長さを中心にして増減できる。前記金製リボンは、短冊状の金からなるため、熱伝導が良く、大電流を流すことができる。また、前記金製リボンは、光を良く反射するため、影を作らずに光を効率良く外部に放射することができる。
前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード121は、たとえば、p型窒化ガリウム半導体層とn型窒化ガリウム半導体層との間に活性層を有する。前記窒化ガリウム系窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、前記一方の半導体層の上部に上面発光部と部分電極を有し、他方の半導体層の最下層に前記パッケージ電極と接合する下部電極を有する。
本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードにおける電極の上部表面は、微細な凹凸が形成されており、大電流を流すことにより、高い輝度を得ることができる。
図2(イ)は本発明の第2実施例であり、ハウジング内に表面実装型パッケージが設けられており、ハウジングの開放部に、一部に蛍光体層が設けられた可動板を取り付けた照明器具を説明するための概略図、(ロ)照明器具の側面図である。図2(イ)において、照明器具21は、ハウジング22と、基板23と、表面実装型パッケージ12と、可動板または円板体26とから少なくとも構成されている。前記照明器具21は、図1と同様に、ハウジング22の内部に、基板23を介して6個の表面実装型パッケージ12が取り付けられている。蛍光体層15は、前記表面実装型パッケージ12の上面に予め設けられている。
前記可動板または円板体26は、前記ハウジング22の開放端に可動自在に取り付けられている。前記可動板または円板体26は、発光ダイオード121に対応する位置に前記蛍光体層15と異なる波長の光を吸収する蛍光体層131が少なくとも一部に設けられている。また、前記可動板または円板体26は、図2(ロ)に示すように、図における左右方向に移動できるような構造になっている。たとえば、前記可動板または円板体26は、突出部25が前記ハウジング22のスリット24から突出しており、前記突出部25をにより移動ができる。
前記前記前記可動板または円板体26は、前記突出部25を移動させることにより、発光ダイオード121の光が蛍光体層15および蛍光体層131を通過する場合と、蛍光体層15のみを通過する場合を選択できる。すなわち、前記照明器具21は、突出部25を動かすだけで、昼光色または冷白色を選択することができる。
図3は本発明の第3実施例であり、ハウジング内に表面実装型パッケージが設けられており、ハウジングの開放部に、一部に蛍光体層が設けられたモータによる可動板を取り付けた照明器具を説明するための概略図である。図3において、照明器具31は、ハウジング32と、基板33と、表面実装型パッケージ12と、駆動装置と、円板体36とから少なくとも構成されている。前記照明器具は、図1と同様に、ハウジング32の内部に、基板33を介して6個の表面実装型パッケージ12が取り付けられている。蛍光体層15は、前記表面実装型パッケージ12の上面に予め設けられている。
前記円板体36は、前記ハウジング32の開放端にモータ34およびモータ回転軸341を介して可動自在に取り付けられている。前記円板体36は、発光ダイオード121に対応する位置に前記蛍光体層15と異なる波長の光を吸収する蛍光体層131が少なくとも一部に設けられている。たとえば、前記円板体31は、制御回路342により、モータ34を回転することにより、発光ダイオード121の光が蛍光体層15のみを通過する場合、あるいは、蛍光体層15と蛍光体層131を通過する場合によって光の吸収が異なり、異なる色調の照明ができる。
従来例の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、上部電極と金属基板との接合に、超音波ワイヤーボンディングを用いた場合、発光不良の不良品が約10%発生した。また、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、350mAを通電した場合、約4%の通電異常による焼けが発生した。本発明の実施例では、金製リボンを介してハンダにより接合しているため、350mAから500mAの通電においても、不良品の発生がなかった。
前記実施例の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオード(青色)は、発光面が凹凸に加工され、波長450nmの青色を発光するものを使用したため、3.2V、350mAの電流を流し青色光の光度を測定したところ、5000mcd〜5700mcdであった。従来の発光面が凹凸加工されておらず、シリコーン系のエラストマータイプとゲルタイプの充填材で封止されたものは、600mcd〜900mcd程度の光度の低下があった。
また、ユーロピウム系黄色蛍光体をシリコーン樹脂に配合した蛍光体膜をそれぞれに反射体の上部の段差に接合し、発光ダイオードの青色と蛍光体の発光する黄色により白色光を出させ、上記と同様に、3.2V、350mΛの電流を流して白色光の光度を測定したところ、実施例は25800〜26900mcd、比較例は、21600〜23600mcdであった。同時に光束を測定したところ、実施例は、67.6〜74.2ルーメン、平均70.5ルーメンであり、エラストマータイプの封止材を用いた比較例は、57.4〜64.ハレーメン、平均60ルーメンであり、ゲルタイプの封止材を用いた比較例は、60.2〜63.1ルーメン、平均61.5ルーメンであった。実施例の白色光の光束は、比較例に比べて14.6〜1 7.5%の増加であった。なお、光度の測定は、福興システム社製のLHDテスターを用い、光東の測定は、LABSPHERE社製の光束計を用いた。
次に、第1の蛍光体膜および第2の蛍光体膜における蛍光体の配合例を説明する。第1の蛍光体膜は、たとえば、インテマテックス社製の黄色26重量%、サーノフ社製の赤1.2重量%、三菱化学社製の緑1.5重量%、残りをシリコン樹脂として、膜厚を260μmとした場合、色温度が6800Kであった。これをベースにした第2の蛍光体膜は、サーノフ社製の赤15重量%、残りをシリコン樹脂として膜厚を120μmとして、第1の蛍光体膜に重ねた場合、色温度が2400Kであった。また、第2の蛍光体膜は、サーノフ社製の赤を10重量%で同じ厚さにして、第1の蛍光体膜に重ねた場合、色温度が3000Kであった。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本実施例は、絶縁された一対の金属基板またはパッケージ電極で説明されているが、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードおよびパッケージ電極等を複数個にして、直列および/または並列に接続した発光装置にできることはいうまでもないことである。本発明に使用した蛍光体層、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、公知または周知のものを使用することができる。
11・・・ハウジング
111・・・基板
112、112′・・・導電膜
12・・・表面実装型パッケージ
121・・・発光ダイオード
122・・・金属部材
123・・・反射枠
13・・・円板体
131・・・蛍光体膜
14・・・モータ
141・・・モータ軸
142・・・制御回路
15・・・蛍光体膜
111・・・基板
112、112′・・・導電膜
12・・・表面実装型パッケージ
121・・・発光ダイオード
122・・・金属部材
123・・・反射枠
13・・・円板体
131・・・蛍光体膜
14・・・モータ
141・・・モータ軸
142・・・制御回路
15・・・蛍光体膜
Claims (5)
- ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられた基板と、
前記基板に取り付けられている複数個の表面実装型パッケージと、
前記表面実装型パッケージに実装された発光ダイオードと、
前記表面実装型パッケージに設けられた第1の蛍光体層と、
前記複数個の表面実装型パッケージに対応する第1の位置と異なる第2の位置に設けられた第2の蛍光体層と、
前記第2の蛍光体層が形成されているとともに、第1位置および第2の位置に変えることができる前記ハウジングに設けられた可動板と、
前記可動板を前記第1の位置と第2の位置に移動させる可動装置と、
から少なくとも構成されていることを特徴とする照明器具。 - ほぼ円筒状のハウジングと、
前記ハウジング内に設けられたリング状基板と、
前記リング状基板に取り付けられている複数個の表面実装型パッケージと、
前記表面実装型パッケージに実装された発光ダイオードと、
前記表面実装型パッケージに設けられた第1の蛍光体層と、
前記複数個の表面実装型パッケージに対応する第1の位置と異なる第2の位置に設けられた第2の蛍光体層と、
前記第2の蛍光体層が形成されているとともに、第1位置および第2の位置に変えることができる前記ハウジングに設けられた円板体と、
前記円板体を前記第1の位置と第2の位置に移動させる可動装置と、
から少なくとも構成されていることを特徴とする照明器具。 - 前記表面実装型パッケージにおける発光ダイオードは、紫外線発光ダイオードまたは青色発光ダイオードであり、
前記第1の蛍光体層は、前記発光ダイオードの光を吸収して、色温度4000Kから7100Kの白色光を発光し、
第2の蛍光体層は、第1の蛍光体層を通過した光の一部を吸収して、色温度2000Kから4000Kの白色光を発光することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された照明器具。 - 前記第1の蛍光体層の発光する白色光の色温度は、前記第2の蛍光体層の発光する白色光の色温度との差が1000K以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載された照明器具。
- 前記発光ダイオードは、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードであり、表面実装型パッケージに実装され、前記基板に取り付けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載された照明器具。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011129354A (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | Stanley Electric Co Ltd | 光源装置および照明装置 |
JP2011129406A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Stanley Electric Co Ltd | 光源装置および照明装置 |
JP2011134619A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Stanley Electric Co Ltd | 光源装置および照明装置 |
JP2011142000A (ja) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Stanley Electric Co Ltd | 光源装置および照明装置 |
CN102410462A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-04-11 | 深圳市中景科瑞光电科技有限公司 | 一体化led照明光源 |
US9318672B2 (en) | 2010-07-08 | 2016-04-19 | Koninklijke Philips N.V. | Leadframe LED lighting assembly |
JP2019212363A (ja) * | 2018-05-31 | 2019-12-12 | シーシーエス株式会社 | 照明装置及び照明装置の調光方法 |
-
2008
- 2008-03-25 JP JP2008078363A patent/JP2009231228A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011129354A (ja) * | 2009-12-17 | 2011-06-30 | Stanley Electric Co Ltd | 光源装置および照明装置 |
JP2011129406A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Stanley Electric Co Ltd | 光源装置および照明装置 |
JP2011134619A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Stanley Electric Co Ltd | 光源装置および照明装置 |
JP2011142000A (ja) * | 2010-01-07 | 2011-07-21 | Stanley Electric Co Ltd | 光源装置および照明装置 |
US9318672B2 (en) | 2010-07-08 | 2016-04-19 | Koninklijke Philips N.V. | Leadframe LED lighting assembly |
CN102410462A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-04-11 | 深圳市中景科瑞光电科技有限公司 | 一体化led照明光源 |
JP2019212363A (ja) * | 2018-05-31 | 2019-12-12 | シーシーエス株式会社 | 照明装置及び照明装置の調光方法 |
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