JP2012069787A - 発光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2つ以上の発光素子チップ12のうち、少なくとも1つの発光素子チップ12aを覆う部位とその他の発光素子チップ12bを覆う部位とで、蛍光体層14の厚み異なるように形成されている。2つ以上の発光素子チップ12が独立して駆動されて、各発光素子チップ12からの出射光の強度に差が生じることで、各発光素子チップ12からの出射光La、Lb自体の色と、出射光La、Lbを蛍光体層14が受けて得られる色との混色の、発光装置の色度に与える影響度合いを変化させ、発光装置10としての色度を変える。すなわち、発光装置10は、その色度を、各発光素子チップ12に流す電流を変化させることにより、電気的に調整するものである。
【選択図】図1
Description
このような、照明装置への使用に際しては、白熱電球や蛍光灯等と同様に、ユーザーの白色光に対する様々な嗜好(昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色等)に、柔軟に対応することが求められており、様々な白色光を実現すべく発光素子チップの色度(色温度)の調整が、重大な課題となっている。
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
本項に記載の発光装置は、各発光素子チップから出射された光が、蛍光体層を通過することにより、各発光素子チップからの出射光自体の色と、該出射光を蛍光体が受けて得られる色との混色として、発光装置の色度が調整されるものである。しかも、2つ以上の発光素子チップのうち、少なくとも1つの発光素子チップを覆う部位とその他の発光素子チップを覆う部位とで、蛍光体層の厚みが異なるように形成されている。これにより、2つ以上の発光素子チップが独立して駆動されて、各発光素子チップからの出射光の強度に差が生じることで、各発光素子チップからの出射光自体の色と、該出射光を蛍光体が受けて得られる色との混色の、発光装置の色度に与える影響度合いを変化させ、発光装置としての色度を変えるものである。すなわち、発光装置の色度を、各発光素子チップに流す電流を変化させることにより、電気的に調整するものである。
本項に記載の発光装置は、蛍光色の異なる第1の蛍光体層及び第2の蛍光体層が厚み方向に積層されてなることから、2つ以上の発光素子チップからの出射光は、何れも、第1の蛍光体層及び第2の蛍光体層の各蛍光体の影響を受けて、発光装置としての色度が決定されるものである。そして、第1の蛍光体層及び第2の蛍光体層の少なくとも一方の厚みが、少なくとも1つの発光素子チップを覆う部位とその他の発光素子チップを覆う部位とで異なるように形成されている。このため、2つ以上の発光素子チップが独立して駆動されて、各発光素子チップからの出射光の強度に差が生じることで、各発光素子チップからの出射光自体の色と、該出射光を第1の蛍光体層及び第2の蛍光体層の蛍光体が受けて得られる色との混色の、発光装置の色度に与える影響度合いを変化させ、発光装置としての色度を変えるものである。
本項に記載の発光装置は、2つ以上の発光素子チップが同一平面上に配置されていることにより、発光装置としての色度調整に、同一平面を基準とする蛍光体層の厚みの影響を及ぼすものである。又、複数の発光素子チップを同一平面上に配置した発光装置構造を実現し、その製作を可能な限り容易化するものである。
本項に記載の発光装置は、蛍光体層に2つ以上の発光素子チップが封止されて、一体の発光装置を構成するものである。そして、発光装置の色度を、各発光素子チップに流す電流を変化させることのみによって、電気的に調整するものである。
本項に記載の発光装置は、第1の発光体層と第2の発光体層とのうち、少なくとも一層が、2つ以上の発光素子チップと分離しており、分離した蛍光体層が、前記発光素子チップに対して相対移動することで、各発光素子チップからの出射光自体の色と、該出射光を第1の蛍光体層及び第2の蛍光体層の蛍光体が受けて得られる色との混色の、発光装置の色度に与える影響度合いを変化させ、発光装置としての色度を変えるものである。
本項に記載の発光装置は、各蛍光体層がモールド成形されていることで、前記蛍光体層に適切な厚みや形状が付与されるものである。
そして、いずれの態様で変化するように形成されたものであっても、2つ以上の発光素子チップが独立して駆動されて、各発光素子チップからの出射光の強度に差が生じることで、各発光素子チップからの出射光自体の色と、該出射光を蛍光体が受けて得られる色との混色の、発光装置の色度に与える影響度合いを変化させ、発光装置としての色度を変えるものである。
本項に記載の発光装置の製造方法は、2つ以上の発光素子チップを基板の同一平面上に実装し、該2つ以上の発光素子チップを封止するように蛍光体層をモールド成形することで、色度の調整を行うことが可能な発光装置の製作を容易とするものである。なお、蛍光体層が1層の場合には、発光素子チップが実装された基板をモールド金型にセットして、通常の手法により蛍光体層をモールド成形する。又、蛍光体層が2層の場合には、2つ以上の発光素子チップに直接的に接触する一方の蛍光体層を最初にモールド成形し、続いて、一方の蛍光体層に積層するようにして、もう一方の蛍光体層を二重成形することで、第1の蛍光体層及び第2の蛍光体層の各々が、任意の形状を有する蛍光体層を有する発光装置を製造するものである。
更に、第2の蛍光体層14bは、硬質シリコーン系樹脂中に赤色発光の蛍光体、例えば、Y2O3:Eu,Y2SiO5:Eu,Y3Al5O12:Eu,Zn3(P04)2:Mn,YBO3:Eu,(Y,Gd)BO3:Eu,GdBO3:Eu,ScBO3:Eu,LuBO3:Eu,等の微粒子を混入したものである。
なお、第1、第2の蛍光体層14a、14bの屈折率は同じであり、2つの蛍光体層の境界部分での、屈折の影響は考慮する必要は無い。
なお、各発光素子チップ12a、12bの電流制御方法としては、例えば、全体の電流値を一定として、各々の各発光素子チップ12a、12bに印加される電流値の比率を調整する、あるいは、各発光素子チップ12a、12bで独立してパルス点灯させ、なおかつ、パルスの周波数を独立して調整する、等が挙げられる。
例えば、図2(a)に示される発光装置10(10B)のごとく、蛍光体層14を、厚み方向の断面形状が直角三角形となるようにして、一体の蛍光体層14の厚みが、一方の発光素子チップ12aを覆う部位に対し、もう一方の発光素子チップ12bを覆う部位の方が厚くなるように形成されたものであっても良い。
この場合、一方の発光素子チップ12aからの出射光Laよりも、他方の発光素子チップ12bの出射光Lbの方が、蛍光体層14の厚みの大きい部分を透過する分、黄色発光の蛍光体が、発光素子チップ12aからの出射光を受けて得られる色の影響度合いが大きくなる。従って、一方の発光素子チップ12aに対して、他方の発光素子チップ12bの発光強度が強くなるように、各々独立して駆動すれば、発光装置10Bは、黄色味の強い白色に発光し、その逆であれば、青味の強い白色に発光する。
例えば、図3(a)に示される発光装置10(10C)は、第1の蛍光体層14aの厚み方向の断面形状は二等辺三角形に形成され、第2の蛍光体層14bの厚み方向の断面形状は、第1の蛍光体層14aに対して相補的な形状の傾斜面を有する多角形に形成され、互いに傾斜面が密着することで、全体として一体の直方体をなしているものである。
又、図3(c)に示される発光装置10(10E)は、第2の蛍光体層14bの厚み方向の断面形状が、一定の厚みの四角形に形成され、第1の蛍光体層14aの厚み方向の断面形状が、第2の蛍光体層14bに対して相補的な凹形状を有するように形成され、互いに密着し、蛍光体層14は全体としてかまぼこ状断面をなしているものである。なお、図3(a)〜(c)の例では、3つの発光素子チップ12a、12b、12cが、何れも基板16の同一平面上に実装されている。そして、各々、印加される電流値や電流のパルス周波数を独立して駆動することが可能な駆動回路を備えている。当然に、必要に応じより多くの発光素子チップを用い、各々、印加される電流値や電流のパルス周波数を独立して駆動することが可能な駆動回路を備えることとしても良い。
なお、いずれの例においても、蛍光体層14の厚みの変化は連続的であるが、必要に応じ、段階的に変化するように形成することとしても良い。又、各蛍光体層14、14a、14bの蛍光体の色も、適宜変更して構成ことができる。
更に、詳細な図示は省略するが、2つ以上の発光素子チップ12と、1層の蛍光体層或いは2層の蛍光体層14の少なくとも一層とが分離し、該分離した蛍光体層が、従来技術(図5参照)と同様に、2つ以上の発光素子チップ12に対して相対移動可能な発光装置を構成することとしても良い。
まず、図4(a)に示されるように、2つの発光素子チップ12を基板16の同一平面上に実装し、第2の蛍光体層14bを形成するためのキャビティ形状を有する第1のモールド金型18にセットする。そして、そのキャビティに第2の蛍光体層14bを構成するための樹脂材料を射出し、熱圧縮成形により、図4(b)に示されるように、第2の蛍光体層14をモールド成形した半完成品を得る。
続いて、この半完成品を、図4(c)に示されるように、第1の蛍光体層14aを形成するためのキャビティ形状を有する第2のモールド金型20にセットする。そして、そのキャビティに第1の蛍光体層14aを構成するための樹脂材料を射出し、熱圧縮成形により、図4(d)に示されるように、第1、第2の蛍光体層14a、14bをモールド成形した発光装置10(10A)の完成品を得るものである。
まず、本発明の実施の形態に係る発光装置10は、各発光素子チップ12(12a、12b、12c)から出射された光が、蛍光体層14を通過することにより、各発光素子チップ12からの出射光La、Lb自体の色と、出射光La、Lbを蛍光体層14の蛍光体が受けて得られる色との混色として、発光装置10の色度が調整されるものである。
しかも、2つ以上の発光素子チップ12のうち、少なくとも1つの発光素子チップ12aを覆う部位とその他の発光素子チップ12bを覆う部位とで、蛍光体層14の厚み異なるように形成されている。このことにより、2つ以上の発光素子チップ12が独立して駆動されて、各発光素子チップ12からの出射光の強度に差が生じることで、各発光素子チップ12からの出射光La、Lb自体の色と、出射光La、Lbを蛍光体層14が受けて得られる色との混色の、発光装置の色度に与える影響度合いを変化させ、発光装置10としての色度を変えることができる。すなわち、本発明の実施の形態に係る発光装置10は、その色度を、各発光素子チップ12に流す電流を変化させることにより、電気的に調整するものである。よって、色度の調整を、広範囲にわたり瞬時にかつ容易に行うことが可能となる。又、調整された色度の安定性にも優れたものである。
又、蛍光体層14に2つ以上の発光素子チップ12が封止されて、一体の発光装置10を構成することにより、発光装置10の色度を、各発光素子チップ12に流す電流を変化させることのみによって、電気的に調整することができる。
Claims (6)
- 独立して駆動される2つ以上の発光素子チップと、該2つ以上の発光素子チップを覆う一体の蛍光体層とを含み、該一体の蛍光体層の厚みが、少なくとも1つの発光素子チップを覆う部位とその他の発光素子チップを覆う部位とで異なるように形成されていることを特徴とする発光装置。
- 前記蛍光体層は、蛍光色の異なる第1の蛍光体層及び第2の蛍光体層が厚み方向に積層されてなり、第1の蛍光体層及び第2の蛍光体層の少なくとも一方の厚みが、少なくとも1つの発光素子チップを覆う部位とその他の発光素子チップを覆う部位とで異なるように形成されていることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
- 前記2つ以上の発光素子チップは、同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項1又は2記載の発光装置。
- 前記2つ以上の発光素子チップは、前記蛍光体層に封止さていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項記載の発光装置。
- 前記2つ以上の発光素子チップと、前記各蛍光体層の少なくとも一層とが分離し、該分離した蛍光体層が、前記発光素子チップに対して相対移動可能であることを特徴とする請求項1から4いずれか1項記載の発光装置。
- 前記蛍光体層がモールド成形されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項記載の発光装置。
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