JP2017163002A - Light-emitting device and illuminating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置、及び、発光装置を用いた照明装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device and a lighting device using the light emitting device.
従来、基板に実装されたLED(Light Emitting Diode)チップが蛍光体を含有する樹脂で形成された封止部材によって封止されたCOB(Chip On Board)型の発光装置(発光モジュール)が知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a COB (Chip On Board) type light emitting device (light emitting module) in which an LED (Light Emitting Diode) chip mounted on a substrate is sealed with a sealing member formed of a resin containing a phosphor is known. (For example, refer to Patent Document 1).
例えば、スポットライトまたは投光機などの光源として使用される発光装置は、配光制御が容易であることと、高光束であることとが要求される。このような要求を満たすために、発光装置において小さな発光領域から明るい光を出射するためには、複数のLEDチップを密集して配置する必要がある。LEDチップが密集して配置されると、一のLEDチップの側方から出射される光が他のLEDチップに吸収されることにより、光の取り出し効率が低下してしまうことが課題である。 For example, a light-emitting device used as a light source such as a spotlight or a projector is required to be easy to control light distribution and to have a high luminous flux. In order to satisfy such a requirement, in order to emit bright light from a small light emitting region in the light emitting device, it is necessary to arrange a plurality of LED chips densely. When LED chips are densely arranged, the light extraction efficiency is lowered due to absorption of light emitted from the side of one LED chip by another LED chip.
本発明は、光の取り出し効率が高められた発光装置及び照明装置を提供する。 The present invention provides a light emitting device and a lighting device with improved light extraction efficiency.
本発明の一態様に係る発光装置は、基板と、前記基板上に配置された複数の発光素子と、前記基板上に配置され、前記複数の発光素子を側方から囲むダム材と、前記複数の発光素子の上方に配置された、蛍光体を含有する波長変換材と、少なくとも前記複数の発光素子の間を埋める封止部材とを備え、前記封止部材の中には、μmオーダーの気泡が分散配置されている。 A light emitting device according to an aspect of the present invention includes a substrate, a plurality of light emitting elements disposed on the substrate, a dam material disposed on the substrate and surrounding the plurality of light emitting elements from a side, and the plurality of light emitting devices. A wavelength conversion material containing a phosphor and a sealing member that fills at least the space between the plurality of light emitting elements, and the sealing member includes bubbles in the order of μm. Are distributed.
本発明の一態様に係る照明装置は、前記発光装置と、前記発光装置に、当該発光装置を点灯させるための電力を供給する点灯装置とを備える。 An illumination device according to one embodiment of the present invention includes the light-emitting device and a lighting device that supplies power to the light-emitting device to light the light-emitting device.
本発明によれば、光の取り出し効率が高められた発光装置及び照明装置が実現される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the light-emitting device and illuminating device with which the extraction efficiency of light was improved are implement | achieved.
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. It should be noted that each of the embodiments described below shows a comprehensive or specific example. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements.
なお、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。例えば、以下の実施の形態における変形例においては、当該変形例よりも前に説明が行われた実施の形態との相違点を中心に説明が行われる。 Each figure is a schematic diagram and is not necessarily shown strictly. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the substantially same structure, and the overlapping description may be abbreviate | omitted or simplified. For example, in the modified example in the following embodiment, the description will be focused on differences from the embodiment described before the modified example.
また、以下の実施の形態で説明に用いられる図面においては座標軸が示される場合がある。座標軸におけるZ軸方向は、例えば、鉛直方向であり、Z軸+側は、上側(上方)と表現され、Z軸−側は、下側(下方)と表現される。Z軸方向は、言い換えれば、発光装置が備える基板に垂直な方向である。また、X軸方向及びY軸方向は、Z軸方向に垂直な平面(水平面)上において、互いに直交する方向である。X−Y平面は、発光装置が備える基板の主面に平行な平面である。例えば、以下の実施の形態において、「平面視形状」とは、Z軸方向から見た形状を意味する。 In the drawings used for explanation in the following embodiments, coordinate axes may be shown. The Z-axis direction in the coordinate axes is, for example, the vertical direction, the Z-axis + side is expressed as the upper side (upper), and the Z-axis-side is expressed as the lower side (lower). In other words, the Z-axis direction is a direction perpendicular to the substrate included in the light emitting device. The X-axis direction and the Y-axis direction are directions orthogonal to each other on a plane (horizontal plane) perpendicular to the Z-axis direction. The XY plane is a plane parallel to the main surface of the substrate included in the light emitting device. For example, in the following embodiments, the “planar shape” means a shape viewed from the Z-axis direction.
(実施の形態1)
[発光装置の構成]
まず、実施の形態1に係る発光装置の構成について図面を用いて説明する。図1は、実施の形態1に係る発光装置の外観斜視図である。図2は、実施の形態1に係る発光装置の平面図である。図3は、実施の形態1に係る発光装置の内部構造を示す平面図である。図4は、図2のIV−IV線における模式断面図である。なお、上記の図3は、図2において波長変換材14を取り除き、LEDチップ12の配列などの内部の構造を示した平面図である。なお、図1〜図4では、基板11上の配線パターン、及び、LEDチップ12の電気的な接続に用いられるボンディングワイヤなどの図示は省略されている。
(Embodiment 1)
[Configuration of light emitting device]
First, the structure of the light-emitting device according to
図1〜図4に示されるように、実施の形態1に係る発光装置10は、基板11と、複数のLEDチップ12と、ダム材13と、波長変換材14と、封止部材15とを備える。
As shown in FIGS. 1 to 4, the light-
発光装置10は、基板11にLEDチップ12が直接実装された、いわゆるCOB(Chip On Board)構造のLEDモジュールである。発光装置10は、例えば、スポットライトまたは投光機などの光源として使用されるが、その他の照明装置の光源として使用されてもよい。発光装置10においては、小さな発光領域から明るい光を出射するために、複数のLEDチップ12が密集実装(密集配置)されている。これにより、高光束で配光制御が容易な発光装置10が実現される。
The
基板11は、配線(図示せず)が設けられた配線領域を有する基板である。なお、配線は、LEDチップ12に電力を供給するための金属配線である。基板11上には、発光装置10と外部装置とを電気的に接続するための電極が配線の一部として設けられる。基板11は、例えば、メタルベース基板またはセラミック基板である。また、基板11は、樹脂を基材とする樹脂基板であってもよい。
The board |
セラミック基板としては、酸化アルミニウム(アルミナ)からなるアルミナ基板または窒化アルミニウムからなる窒化アルミニウム基板等が採用される。また、メタルベース基板としては、例えば、表面に絶縁膜が形成された、アルミニウム合金基板、鉄合金基板または銅合金基板等が採用される。樹脂基板としては、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ基板等が採用される。 As the ceramic substrate, an alumina substrate made of aluminum oxide (alumina), an aluminum nitride substrate made of aluminum nitride, or the like is employed. As the metal base substrate, for example, an aluminum alloy substrate, an iron alloy substrate, a copper alloy substrate, or the like having an insulating film formed on the surface is employed. As the resin substrate, for example, a glass epoxy substrate made of glass fiber and epoxy resin is employed.
なお、基板11として、例えば光反射率が高い(例えば光反射率が90%以上の)基板が採用されてもよい。基板11として光反射率の高い基板が採用されることで、LEDチップ12が発する光を基板11の表面で反射させることができる。この結果、発光装置10の光の取り出し効率が向上される。このような基板としては、例えばアルミナを基材とする白色セラミック基板が例示される。
As the
また、基板11として、光透過率が高い透光性基板が採用されてもよい。このような基板としては、多結晶のアルミナや窒化アルミニウムからなる透光性セラミック基板、ガラスからなる透明ガラス基板、水晶からなる水晶基板、サファイアからなるサファイア基板または透明樹脂材料からなる透明樹脂基板が例示される。
Further, as the
なお、実施の形態1では基板11は矩形であるが、円形などその他の形状であってもよい。
In the first embodiment, the
LEDチップ12は、発光素子の一例であって、基板11上に配置(実装)される。LEDチップ12は、例えばInGaN系の材料によって構成された、中心波長(発光スペクトルのピーク波長)が430nm以上480nm以下の窒化ガリウム系の青色LEDチップである。つまり、LEDチップ12は、青色光を発する。
The
LEDチップ12の形状は、例えば、矩形である。また、LEDチップ12の実装方法は、特に限定されるものではない。LEDチップ12は、フリップチップ実装(フェイスダウン実装)されてもよいし、フェイスアップ実装されてもよい。複数のLEDチップ12は、例えば、マトリクス状に配置されるが、複数のLEDチップ12の配置は、特に限定されない。
The shape of the
基板11に実装された複数のLEDチップ12は全て、一括して点灯及び消灯が可能なように電気的に接続される。電気的な接続には、基板11上の配線、及び、ボンディングワイヤが用いられる。配線及びボンディングワイヤの金属材料としては、例えば、金(Au)、銀(Ag)、または銅(Cu)等が採用される。なお、LEDチップ12がフリップチップ実装されるときなど、ボンディングワイヤは、使用されない場合もある。
The plurality of
実施の形態1では、複数のLEDチップ12は、密集実装される。図3に示されるように、平面視において、ダム材13で囲まれた領域の面積に対するLEDチップ12が実装された領域の合計面積の割合は、50%以上である。また、LEDチップ12の横方向(X軸方向)における配置間隔W1は、LEDチップ12の長手方向の幅W2及び短手方向の幅W3のいずれの幅よりも短い。LEDチップ12の縦方向(Y軸方向)における配置間隔W4は、LEDチップ12の長手方向の幅W2及び短手方向の幅W3のいずれの幅よりも短い。LEDチップ12の長手方向の幅W2は、例えば、1mm程度であり、LEDチップ12の短手方向の幅W3は、例えば、0.8mm程度である。
In the first embodiment, the plurality of
LEDチップ12の配置間隔W1及び配置間隔W4のそれぞれは、具体的には、例えば、0.1mm程度であり、LEDチップ12の長手方向の幅W2の10分の1程度である。なお、密集実装においては、LEDチップ12の配置間隔W1及び配置間隔W4のそれぞれは、例えば、LEDチップ12の長手方向の幅W2の5分の1以下である。
Specifically, each of the arrangement interval W1 and the arrangement interval W4 of the
ダム材13は、基板11上に配置される。ダム材13は、封止部材15をせき止めるための部材である。ダム材13には、例えば、絶縁性を有する熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂等が用いられる。より具体的には、ダム材13には、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、またはポリフタルアミド(PPA)樹脂などが用いられる。なお、ダム材13は、樹脂以外の材料によって形成されてもよい。ダム材13は、例えば、セラミックによって形成されてもよい。
The
ダム材13は、発光装置10の光の取り出し効率を高めるために、光反射性を有することが望ましい。そこで、実施の形態1では、ダム材13には、白色の樹脂(いわゆる白樹脂)が用いられる。なお、ダム材13の光反射性を高めるために、ダム材13の中には、TiO2、Al2O3、ZrO2、及びMgO等の光反射性粒子が含まれてもよい。
The
発光装置10においては、ダム材13は、基板11上に、複数のLEDチップ12を囲むように配置される。ダム材13の平面視形状は、矩形の環状である。そして、ダム材13に囲まれた領域には、封止部材15が配置される。なお、ダム材13の形状は、特に限定されない。例えば、ダム材13は、円環状に形成されてもよい。
In the
波長変換材14は、複数のLEDチップ12の上方に配置された、蛍光体を含有する透光性樹脂材料である。波長変換材14は、ダム材13に囲まれた領域であって、封止部材15が配置された領域を覆う。波長変換材14は、LEDチップ12の高さ方向を厚み方向とする板状であるが、波長変換材14の形状は、特に限定されない。
The
実施の形態1では、波長変換材14の下面とLEDチップ12の上面との間には、封止部材15が配置されるが、波長変換材14の下面と、LEDチップ12の上面との間には、隙間(空気層)があってもよい。また、波長変換材14の下面と、LEDチップ12の上面とは接していてもよい。波長変換材14の基材(透光性樹脂材料)は、例えば、メチル系のシリコーン樹脂であるが、エポキシ樹脂またはユリア樹脂などであってもよい。
In
波長変換材14には、例えば、黄色蛍光体が含まれる。黄色蛍光体は、具体的には、例えば、発光ピーク波長が550nm以上570nm以下の、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)系の蛍光体である。
The
LEDチップ12が青色光を発すると、発せられた青色光の一部は、波長変換材14に含まれる黄色蛍光体によって黄色光に波長変換される。そして、黄色蛍光体に吸収されなかった青色光と、黄色蛍光体によって波長変換された黄色光とは、波長変換材14中で拡散及び混合される。これにより、発光装置10(波長変換材14)からは、白色光が出射される。
When the
なお、波長変換材14に含まれる蛍光体は、特に限定されない。波長変換材14には、LEDチップ12が発する光によって励起される蛍光体が含まれればよい。例えば、波長変換材14は、黄色蛍光体に代えて、または、黄色蛍光体に加えて緑色蛍光体を含有してもよい。緑色蛍光体は、例えば、発光ピーク波長が515nm以上550nm以下の、Y3(Al,Ga)5O12:Ce3+蛍光体、または、Lu3Al5O12:Ce3+蛍光体である。
In addition, the fluorescent substance contained in the
また、波長変換材14は、黄色蛍光体に加えて赤色蛍光体を含有してもよい。これにより、発光装置10が発する白色光の演色性を高めることができる。赤色蛍光体は、例えば、発光ピーク波長が610nm以上620nm以下の、CaAlSiN3:Eu2+蛍光体または、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+蛍光体などである。
In addition to the yellow phosphor, the
封止部材15は、少なくとも複数のLEDチップ12の間を埋める透光性樹脂材料である。実施の形態1では、封止部材15は、複数のLEDチップ12を一括封止し、これにより、複数のLEDチップ12を塵芥、水分、及び、外力等から保護する機能を有する。また、封止部材15は、複数のLEDチップ12が発光することにより生じる熱の、波長変換材14への影響を低減する機能を有する。封止部材15として用いられる透光性樹脂材料(封止部材15の基材)は、例えば、メチル系のシリコーン樹脂であるが、エポキシ樹脂またはユリア樹脂などであってもよい。なお、波長変換材14の下面とLEDチップ12の上面との間に、封止部材15が配置される場合、封止部材15の基材として、波長変換材14の基材よりも屈折率の高い材料が用いられるとよい。これにより、LEDチップ12が発する光が、波長変換材14と封止部材15との界面で反射されることが抑制されるため、光の取り出し効率を向上させることができる。
The sealing
封止部材15は、蛍光体を含まないが、含んでもよい。ただし、波長変換材14への入射光量を増やすためには、蛍光体は含まれないほうがよい。蛍光体は光を散乱するため、LEDチップ12から波長変換材14へ向かう光の量が減少する場合があるからである。
The sealing
封止部材15の中には、μm(マイクロメートル、ミクロン)オーダーの気泡16が分散配置されている。言い換えれば、封止部材15の中には、マイクロバブルが均一に含まれる。このような気泡16は、意図的に作られたものである。これにより、発光装置10は、波長変換材14へ向かう光の量を増やすことができる。つまり、光の取り出し効率を高めることができる。図5は、封止部材15に気泡16が含まれることにより得られる効果を説明するための図である。
In the sealing
LEDチップ12は、主として上方に向けて光を発する。つまり、LEDチップ12は、主として波長変換材14に向けて光を発する。しかしながら、LEDチップ12が当該LEDチップ12の側方に出射する光も存在する。上述のように、発光装置10においては、複数のLEDチップ12が密集して配置されている。つまり、複数のLEDチップ12の間隔が狭いため、一のLEDチップ12が当該LEDチップ12の側方に出射する光が他のLEDチップ12に当たって吸収されてしまう確率が高い。したがって、光の取り出し効率が低下してしまう。
The
ここで、複数のLEDチップ12の間を埋める封止部材15に気泡16が含まれると、図5に示されるように、光は気泡16によって反射される。なぜなら、気泡16内の屈折率は封止部材15の屈折率よりも低いからである。このように、光が気泡16によって反射されることで、一のLEDチップ12が当該LEDチップ12の側方に出射する光が他のLEDチップ12に吸収されてしまうことが抑制され、LEDチップ12から波長変換材14に向かう光を増やすことができる。つまり、光の取り出し効率を向上させることができる。なお、図5に示されるように、気泡16に入射した光は、屈折する場合もある。
Here, when the
μmオーダーの大きさとは、例えば、直径が1μm以上100μm以下の大きさである。上述のように、複数のLEDチップ12の配置間隔が、0.1mm程度である場合、封止部材15の中には、直径が1μm以上50μm以下の気泡16が分散配置されるとよい。これにより、LEDチップ12が当該LEDチップ12の側方に出射する光が気泡16に1または複数回当たる確率が高められる。
The size on the order of μm is, for example, a size having a diameter of 1 μm to 100 μm. As described above, when the arrangement interval of the plurality of
なお、同様の効果を得るために、封止部材15に気泡16に代えて光拡散粒子を含めることも考えられる。ここで、気泡16は、大きさを製法によって自由に変更可能である点で、大きさに一定の制限がある光拡散粒子よりも優れている。また、製造コストの点でも気泡16は光拡散粒子よりも優れている。
In order to obtain the same effect, it is also conceivable to include light diffusion particles in the sealing
[発光装置の製造方法]
次に、発光装置10の製造方法について説明する。図6は、発光装置10の製造方法のフローチャートである。なお、以下の製造方法は、一例である。
[Method for Manufacturing Light Emitting Device]
Next, a method for manufacturing the
まず、基板11の上面に複数のLEDチップ12を実装する(S11)。LEDチップ12の実装は、ダイアタッチ剤等によってLEDチップ12をダイボンディングすることにより行われる。このとき、複数のLEDチップ12は、例えば、ボンディングワイヤ及び配線により電気的に接続される。
First, a plurality of
次に、基板11の上面に、複数のLEDチップ12を囲む矩形環状にダム材13を形成する(S12)。ダム材13の形成には、白樹脂を吐出するディスペンサが用いられる。
Next, the
次に、複数のLEDチップ12を一括封止する封止部材15を形成する(S13)。具体的には、ダム材13で囲まれる領域に、気泡16を含む透光性樹脂材料(封止材)が充填(注入)され、加熱または光照射等によって硬化される。透光性樹脂材料は、LEDチップ12とLEDチップ12との間に十分に充填されるように、粘度が低いほうがよい。
Next, the sealing
次に、波長変換材14を形成する(S14)。具体的には、封止部材15の上に、波長変換材14を形成するための、蛍光体を含む透光性樹脂材料が塗布(注入)される。その後、塗布された透光性樹脂材料が加熱または光照射等によって硬化されることにより、波長変換材14が形成される。
Next, the
なお、気泡16を含む透光性樹脂材料の作製には、既存のどのような方法が用いられてもよく、特に限定されない。気泡16を含む透光性樹脂材料は、例えば、以下のように作製される。図7は、気泡16を含む透光性樹脂材料の生成方法を説明するための模式図である。
In addition, what kind of existing methods may be used for preparation of the translucent resin material containing the
図7に示される円筒体20は、気体(空気)が注入される気体注入口21と、透光性樹脂材料が注入される液体注入口22とを側部に有する。また、円筒体20の内部には、筒軸に沿って配置されたシャフト23と、シャフト23に接続された撹拌器24及び撹拌器25(プロペラ)とが配置される。
The
円筒体20の内部に、空気と、透光性樹脂材料とが注入された後、シャフト23が回転されることにより、円筒体20内の空気と透光性樹脂材料とが、撹拌器24及び撹拌器25によって撹拌される。これにより、透光性樹脂材料内に気泡16が発生する。気泡16の大きさは、空気の注入量、及び、シャフト23の回転速度などによって調整できる。
After the air and the translucent resin material are injected into the
[変形例1]
上記実施の形態1では、波長変換材14の下面とLEDチップ12の上面との間には、封止部材15が配置された。しかしながら、封止部材15が波長変換材14の下面とLEDチップ12の上面との間に配置されると、LEDチップ12が上方に向けて発する光の一部が気泡16によって反射されてしまう。このため、波長変換材14の下面とLEDチップ12の上面との間には、封止部材15は配置されないほうがよい。そこで、例えば、LEDチップ12の上面と波長変換材14の下面とが接していてもよい。図8は、このような変形例1に係る発光装置の模式断面図である。
[Modification 1]
In the first embodiment, the sealing
図8に示される発光装置10aにおいては、封止部材15は、複数のLEDチップ12の上面と、波長変換材14の下面との間には配置されず、LEDチップ12の上面と波長変換材14の下面とは接している。これにより、LEDチップ12が上方に向けて発する光の一部が気泡16によって反射されてしまうことが抑制される。なお、発光装置10aにおいては、封止部材15の上面と、波長変換材14の下面とも接している。
In the
このような発光装置10aは、封止部材15を形成するための透光性樹脂材料が複数のLEDチップ12の上面に達しない程度に充填され、硬化された後、波長変換材14を形成するための、蛍光体を含む透光性樹脂材料が塗布及び硬化されるとよい。
Such a
ここで、発光装置10aが備えるダム材13aは、材料(基材)などはダム材13と同様であるが、形状がダム材13と異なる。具体的には、発光装置10aが備えるダム材13aの内側面の高さhは、複数のLEDチップ12の高さに等しい。これにより、ダム材13aの内側面の高さhを目安として、封止部材15を形成するための透光性樹脂材料が充填されることにより、発光装置10aを容易に製造することができる。なお、ダム材13aの内側面の高さhは、複数のLEDチップ12の高さと等しい必要はなく、複数のLEDチップ12の高さ以下であればよい。なお、ダム材13aの内側面の高さとは、発光装置10aのように波長変換材14が載置される段差があるときには、基板11の上面から段差(波長変換材14が載置される面)までの長さである。
Here, the
なお、LEDチップ12が上方に向けて発する光の一部が気泡16などの空気層において反射されてしまうことを抑制するためには、波長変換材14の下面とLEDチップ12の上面との間に気泡16を含まない透光性樹脂材料が配置されていればよい。波長変換材14の下面とLEDチップ12の上面との間には、気泡16を含まない封止部材15、つまり、封止部材15の基材のみが配置されていてもよい。
In addition, in order to suppress that a part of light emitted upward from the
[変形例2]
上記実施の形態1では、波長変換材14は、当該波長変換材14を形成するための、蛍光体を含む透光性樹脂材料が塗布及び硬化されることにより形成されたが、複数のLEDチップ12の上面に、成型済みの(固体の)波長変換材14が載置されてもよい。図9は、このような変形例2に係る発光装置の模式断面図である。
[Modification 2]
In the first embodiment, the
図9に示されるように、発光装置10bが備える波長変換材14bは、シート状の部材であり、接着用シート材17を間に挟んで、複数のLEDチップ12の上面に載置される。波長変換材14bは、成型済みである点を除けば、波長変換材14と同様の構成である。
As shown in FIG. 9, the
接着用シート材17は、波長変換材14bを接着するための、透光性を有する樹脂部材である。接着用シート材17は、波長変換材14bと複数のLEDチップ12とのそれぞれに密着するように、柔軟性を有しているほうがよい。また、接着用シート材17は、蛍光体を含んでもよい。
The
また、接着用シート材17に代えて、液状の透光性樹脂材料が複数のLEDチップ12及び封止部材15の上面に塗布され、塗布された透光性樹脂材料の上に波長変換材14bが載置された後、透光性樹脂材料が硬化されてもよい。
Further, instead of the
[変形例3]
上記実施の形態1では、ダム材13は白樹脂であり、透光性を有しないが、ダム材13は透光性を有してもよい。このとき、透光性を有するダム材は、気泡16を有してもよい。図10は、このような変形例3に係る発光装置の模式断面図である。
[Modification 3]
In the first embodiment, the
図10に示されるように、発光装置10cが備えるダム材13cは、透光性を有する樹脂材料からなり、気泡16を含む。この樹脂材料は、例えば、メチル系のシリコーン樹脂であるが、エポキシ樹脂またはユリア樹脂などであってもよい。
As shown in FIG. 10, the
これにより、ダム材13cの側方に位置するLEDチップ12がダム材13cに向けて発した光が、気泡16により上方に反射されるため、ダム材13cが透光性を有しない場合よりも、光の取り出し効率が向上される。なお、ダム材13cが透光性を有しない場合は、ダム材13cが反射性の高い白樹脂であっても、光が吸収されることによるロスが生じる。
Thereby, the light emitted from the
また、発光装置10が備える波長変換材14cは、平面視形状が矩形のドーム状であり、ダム材13cを側方から囲む。言い換えれば、波長変換材14cは、さらに、ダム材13cを側方から囲む側壁部を有する。これにより、ダム材13cから側方に抜ける光を、波長変換材14cに入射させることによって、白色光として利用することができる。つまり、光の取り出し効率が向上される。なお、波長変換材14cの材料(基材)などは、波長変換材14と同様である。
Moreover, the
[効果等]
以上説明したように、発光装置10は、基板11と、基板11上に配置された複数のLEDチップ12と、基板11上に配置され、複数のLEDチップ12を側方から囲むダム材13とを備える。発光装置10は、複数のLEDチップ12の上方に配置された、蛍光体を含有する波長変換材14と、少なくとも複数のLEDチップ12の間を埋める封止部材15とを備え、封止部材15の中には、μmオーダーの気泡16が分散配置されている。
[Effects]
As described above, the light-emitting
これにより、一のLEDチップ12が当該LEDチップ12の側方に出射する光が気泡16によって上方に向けて反射されるため、当該光が他のLEDチップ12に吸収されてしまうことが抑制され、LEDチップ12から波長変換材14に向かう光を増やすことができる。つまり、光の取り出し効率を向上させることができる。
Thereby, since the light emitted from one
また、封止部材15は、複数のLEDチップ12と、波長変換材14との間には配置されなくてもよい。
Further, the sealing
これにより、LEDチップ12が上方に向けて発する光の一部が気泡16によって反射されてしまうことが抑制される。
Thereby, it is suppressed that a part of light which
また、発光装置10aのように、ダム材13aの内側面の高さは、複数のLEDチップ12の高さ以下であってもよい。
Further, like the
これにより、ダム材13aの内側面の高さを目安として、封止部材15を形成するための透光性樹脂材料が充填されることにより、発光装置10aを容易に製造することができる。
Thereby, the
また、発光装置10cのように、ダム材13cは、透光性を有し、ダム材13cの中には、μmオーダーの気泡16が分散配置され、波長変換材14は、さらに、ダム材13cを側方から囲む側壁部を有してもよい。
Further, like the
これにより、これにより、LEDチップ12がダム材13cに向けて発した光が、気泡16により上方に反射されるため、ダム材13cが透光性を有しない場合よりも、光の取り出し効率が向上される。
Thereby, since the light emitted from the
また、封止部材15の中には、直径が1μm以上50μm以下の気泡16が分散配置されていてもよい。
In the sealing
これにより、LEDチップ12が当該LEDチップ12の側方に出射する光が気泡16に1または複数回当たる確率が高められる。
Thereby, the probability that the light emitted from the
また、複数のLEDチップ12の配置間隔は、複数のLEDチップ12のうちの一つのLEDチップ12の幅よりも短い。
The arrangement interval of the plurality of
このように、複数のLEDチップ12が密集実装(密集配置)されることにより、高光束で配光制御が容易な発光装置10が実現される。
As described above, the plurality of
(実施の形態2)
次に、実施の形態2に係る照明装置200について、図11及び図12を用いて説明する。図11は、実施の形態2に係る照明装置200の断面図である。図12は、実施の形態2に係る照明装置200及びその周辺部材の外観斜視図である。
(Embodiment 2)
Next,
図11及び図12に示されるように、実施の形態2に係る照明装置200は、例えば、住宅等の天井に埋込配設されることにより下方(廊下または壁等)に光を照射するダウンライト等の埋込型照明装置である。
As shown in FIGS. 11 and 12, the
照明装置200は、発光装置10を備える。照明装置200はさらに、基部210と枠体部220とが結合されることで構成される略有底筒状の器具本体と、当該器具本体に配置された、反射板230及び透光パネル240とを備える。なお、照明装置200のように光の出射口が円形の照明装置に発光装置10が用いられる場合、発光装置10が有するダム材13は、円環状に形成されるとよい。
The
基部210は、発光装置10が取り付けられる取付台であるとともに、発光装置10で発生する熱を放熱するヒートシンクである。基部210は、金属材料を用いて略円柱状に形成されており、実施の形態2ではアルミニウムにより形成される。
The
基部210の上部(天井側部分)には、上方に向かって突出する複数の放熱フィン211が一方向に沿って互いに一定の間隔をあけて設けられている。これにより、発光装置10で発生する熱を効率よく放熱させることができる。
A plurality of radiating
枠体部220は、内面に反射面を有する略円筒状のコーン部221と、コーン部221が取り付けられる枠体本体部222とを有する。コーン部221は、金属材料を用いて成形されており、例えば、アルミニウム合金等を絞り加工またはプレス成形することによって作製することができる。枠体本体部222は、硬質の樹脂材料または金属材料によって成形されている。枠体部220は、枠体本体部222が基部210に取り付けられることによって固定されている。
The
反射板230は、内面反射機能を有する円環枠状(漏斗状)の反射部材である。反射板230は、例えばアルミニウム等の金属材料を用いて形成することができる。なお、反射板230は、金属材料ではなく、硬質の白色樹脂材料によって形成してもよい。
The reflecting
透光パネル240は、光拡散性及び透光性を有する透光部材である。透光パネル240は、反射板230と枠体部220との間に配置された平板プレートであり、反射板230に取り付けられている。透光パネル240は、例えば、アクリル及びポリカーボネート等の透明樹脂材料によって円盤状に形成することができる。
The
なお、照明装置200は、透光パネル240を備えなくてもよい。透光パネル240を備えないことで、照明装置200から出射される光の光束を向上させることができる。照明装置200は、透光パネル240に代えて、配光を制御するためのレンズを備えてもよい。
Note that the
また、図12に示されるように、照明装置200には、発光装置10に、当該発光装置10を点灯させるための電力を供給する点灯装置250と、商用電源からの交流電力を点灯装置250に中継する端子台260とが接続される。点灯装置250は、具体的には、端子台260から中継される交流電力を直流電力に変換して発光装置10に出力する。
In addition, as illustrated in FIG. 12, the
点灯装置250及び端子台260は、器具本体とは別体に設けられた取付板270に固定される。取付板270は、金属材料からなる矩形板状の部材を折り曲げて形成されており、その長手方向の一端部の下面に点灯装置250が固定されるとともに、他端部の下面に端子台260が固定される。取付板270は、器具本体の基部210の上部に固定された天板280と互いに連結される。
The
以上説明したように、照明装置200は、発光装置10と、発光装置10に、当該発光装置10を点灯させるための電力を供給する点灯装置250とを備える。このような照明装置200においては、発光装置10からの光の取り出し効率が向上されている。なお、照明装置200は、発光装置10に代えて、発光装置10a、発光装置10b、または発光装置10cを備えてもよい。
As described above, the
なお、実施の形態2では、照明装置として、ダウンライトが例示されたが、本発明は、スポットライトなどの他の照明装置として実現されてもよい。 In the second embodiment, the downlight is exemplified as the lighting device, but the present invention may be realized as another lighting device such as a spotlight.
(他の実施の形態)
以上、実施の形態に係る発光装置、及び、照明装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
(Other embodiments)
Although the light-emitting device and the lighting device according to the embodiment have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment.
上記実施の形態では、発光装置は、青色光を発するLEDチップと黄色蛍光体との組み合わせによって白色光を放出したが、白色光を放出するための構成はこれに限らない。 In the above embodiment, the light emitting device emits white light by a combination of an LED chip that emits blue light and a yellow phosphor, but the configuration for emitting white light is not limited thereto.
例えば、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する波長変換材と、青色光を発するLEDチップとが組み合わせられてもよい。つまり、波長変換材は、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含んでもよい。 For example, a wavelength conversion material containing a red phosphor and a green phosphor and an LED chip that emits blue light may be combined. That is, the wavelength conversion material may include a red phosphor and a green phosphor.
あるいは、青色光を発するLEDチップよりも短波長である紫外光を放出する紫外LEDチップと、主に紫外光により励起されることで青色光、赤色光及び緑色光を発する、青色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色蛍光体とが組み合わされてもよい。つまり、LEDチップは、紫外光を発してもよい。波長変換材は、青色蛍光体、緑色蛍光体、及び、赤色蛍光体を含んでもよい。 Alternatively, an ultraviolet LED chip that emits ultraviolet light having a shorter wavelength than an LED chip that emits blue light, and a blue phosphor or green that emits blue light, red light, and green light when excited mainly by ultraviolet light. A phosphor and a red phosphor may be combined. That is, the LED chip may emit ultraviolet light. The wavelength conversion material may include a blue phosphor, a green phosphor, and a red phosphor.
また、上記実施の形態では、発光装置に用いる発光素子としてLEDチップが例示された。しかしながら、半導体レーザ等の半導体発光素子、または、有機EL(Electro Luminescence)もしくは無機EL等のEL素子等の他の種類の固体発光素子が、発光素子として採用されてもよい。 Moreover, in the said embodiment, the LED chip was illustrated as a light emitting element used for a light-emitting device. However, other types of solid-state light-emitting elements such as semiconductor light-emitting elements such as semiconductor lasers or EL elements such as organic EL (Electro Luminescence) or inorganic EL may be employed as the light-emitting elements.
また、発光装置には、発光色が異なる2種類以上の発光素子が用いられてもよい。例えば、発光装置は、演色性を高めるなどの目的で、青色光を発するLEDチップに加えて赤色光を発するLEDチップを備えてもよい。 In the light emitting device, two or more types of light emitting elements having different emission colors may be used. For example, the light emitting device may include an LED chip that emits red light in addition to an LED chip that emits blue light for the purpose of enhancing color rendering.
また、上記実施の形態の断面図に示される積層構造は、一例であり、本発明は上記積層構造に限定されない。つまり、上記積層構造と同様に、本発明の特徴的な機能を実現できる積層構造も本発明に含まれる。例えば、上記積層構造と同様の機能を実現できる範囲で、上記積層構造の層間に別の層が設けられてもよい。 The stacked structure shown in the cross-sectional view of the above embodiment is an example, and the present invention is not limited to the stacked structure. That is, the present invention also includes a stacked structure that can realize the characteristic functions of the present invention, as in the above-described stacked structure. For example, another layer may be provided between the layers of the stacked structure as long as the same function as the stacked structure can be realized.
また、上記実施の形態では、積層構造の各層を構成する主たる材料について例示しているが、積層構造の各層には、上記積層構造と同様の機能を実現できる範囲で他の材料が含まれてもよい。 In the above embodiment, the main materials constituting each layer of the stacked structure are illustrated, but each layer of the stacked structure includes other materials as long as the same function as the stacked structure can be realized. Also good.
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。 In addition, it is realized by variously conceiving various modifications conceived by those skilled in the art for each embodiment, or by arbitrarily combining the components and functions in each embodiment without departing from the spirit of the present invention. This form is also included in the present invention.
10、10a、10b、10c 発光装置
11 基板
12 LEDチップ(発光素子)
13、13a、13c ダム材
14、14b、14c 波長変換材
15 封止部材
16 気泡
200 照明装置
10, 10a, 10b, 10c
13, 13a,
Claims (7)
前記基板上に配置された複数の発光素子と、
前記基板上に配置され、前記複数の発光素子を側方から囲むダム材と、
前記複数の発光素子の上方に配置された、蛍光体を含有する波長変換材と、
少なくとも前記複数の発光素子の間を埋める封止部材とを備え、
前記封止部材の中には、μmオーダーの気泡が分散配置されている
発光装置。 A substrate,
A plurality of light emitting elements disposed on the substrate;
A dam material disposed on the substrate and surrounding the plurality of light emitting elements from a side;
A wavelength conversion material containing a phosphor, disposed above the plurality of light emitting elements;
A sealing member that fills at least between the plurality of light emitting elements,
A light emitting device in which bubbles in the order of μm are dispersed in the sealing member.
請求項1に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein the sealing member is not disposed between the plurality of light emitting elements and the wavelength conversion material.
請求項2に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 2, wherein a height of an inner surface of the dam material is equal to or less than a height of the plurality of light emitting elements.
前記ダム材の中には、μmオーダーの気泡が分散配置され、
前記波長変換材は、さらに、前記ダム材を側方から囲む側壁部を有する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の発光装置。 The dam material has translucency,
In the dam material, bubbles in the order of μm are dispersed and arranged,
The light emitting device according to claim 1, wherein the wavelength conversion material further includes a side wall portion surrounding the dam material from the side.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の発光装置。 The light-emitting device according to claim 1, wherein bubbles having a diameter of 1 μm or more and 50 μm or less are dispersed in the sealing member.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の発光装置。 The light emitting device according to claim 1, wherein an interval between the plurality of light emitting elements is shorter than a width of one of the plurality of light emitting elements.
前記発光装置に、当該発光装置を点灯させるための電力を供給する点灯装置とを備える
照明装置。 The light emitting device according to any one of claims 1 to 6,
A lighting device comprising: a lighting device that supplies power for lighting the light emitting device to the light emitting device.
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JP2020053637A (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 日亜化学工業株式会社 | Light-emitting device |
JP7184852B2 (en) | 2017-11-13 | 2022-12-06 | デンカ株式会社 | Lighting device having mounting board for LED lighting |
-
2016
- 2016-03-09 JP JP2016046363A patent/JP2017163002A/en active Pending
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