JP6784046B2 - 発光装置、および照明装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、発光装置、および照明装置に関する。
放射される光の色が異なる複数種類の発光素子を備えた発光装置がある。この様な発光装置は、発光色毎に発光素子の点灯と消灯の制御を行うことで、全ての色(フルカラー)の光を照射することができる。
ここで、単に、複数種類の発光素子を分散させて設けると、隣接する発光素子から放射された波長の短い光が蛍光体に入射して意図しない蛍光が生じ、色の再現性が低下するおそれがある。また、発光素子の種類によっては温度特性が悪いものがあるので、色ムラや輝度ムラが生じるおそれもある。
一方、単に、複数種類の発光素子毎に配設領域を区分すると、リング状の光が照射面に照射されたり、照射面の面積が狭くなったりするおそれがある。
そのため、色の再現性、色ムラ、輝度ムラ、光の拡散性などの光学特性を向上させることができる技術の開発が望まれていた。
特開2014−082236号公報
本発明が解決しようとする課題は、赤色系の光を照射する発光素子によるリング状の光照射や、赤色系の光を照射する発光素子の発光時の温度上昇を抑制することで、光学特性を向上させることができる発光装置、および照明装置を提供することである。
実施形態に係る発光装置は、2種類以上の原色を含む4種類以上の色の光を放射可能な発光装置である。
発光装置は、基板と;前記基板の一方の面に設けられた発光部と;を具備している。前記発光部は、赤色系の光を放射する、複数の第1の発光素子が設けられ、互いに離隔させて環状配置された複数の第1領域と;少なくとも2つの前記第1の発光素子が隣接して設けられ、前記環状配置された複数の第1領域の内側に位置し、互いに離隔させて環状配置された複数の第2領域と;を具備し、前記第1領域と、前記第2領域と、は、前記発光部の周辺領域に設けられ、前記環状配置の周方向において、前記第1領域と、前記第2領域と、が交互に設けられている。
本発明の実施形態によれば、赤色系の光を照射する発光素子によるリング状の光照射や、赤色系の光を照射する発光素子の発光時の温度上昇を抑制することで、光学特性を向上させることができる発光装置、および照明装置を提供することができる。
本実施の形態に係る発光装置1を例示するための模式平面図である。 図1におけるA−A線断面図である。 発光素子20rの配置を例示するための模式平面図である。 発光素子20c、20b1、20b2の配置を例示するための模式平面図である。 発光素子20yの配置を例示するための模式平面図である。 発光素子20oの配置を例示するための模式平面図である。 発光素子20gの配置を例示するための模式平面図である。 本実施の形態に係る照明装置100を例示するための模式断面図である。
実施形態に係る発明は、2種類以上の原色を含む4種類以上の色の光を放射可能な発光装置であって、基板と;前記基板の一方の面に設けられた発光部と;を具備し、前記発光部は、赤色系の光を放射する、複数の第1の発光素子が設けられ、互いに離隔させて環状配置された複数の第1領域と;少なくとも2つの前記第1の発光素子が隣接して設けられ、前記環状配置された複数の第1領域の内側に位置し、互いに離隔させて環状配置された複数の第2領域と;を具備し、前記第1領域と、前記第2領域と、は、前記発光部の周辺領域に設けられ、前記環状配置の周方向において、前記第1領域と、前記第2領域と、が交互に設けられている発光装置である。
この発光装置によれば、赤色系の光を照射する発光素子によるリング状の光照射や、赤色系の光を照射する発光素子の発光時の温度上昇を抑制することで、光学特性を向上させることができる。
また、記環状配置された複数の第2領域の内側には、青色系の光を放射する複数の第2の発光素子が設けられた第3の領域を設けることができる。
この様にすれば、光学特性をさらに向上させることができる。また、フルカラーの光を照射することが容易となる。
また、枠状を呈し、前記複数の第1領域、前記第2領域、および前記第3の領域を囲む枠部をさらに具備し、平面視において、前記第3の領域の中央は、前記枠部の中央と一致し、前記複数の第1の発光素子は、前記第3の領域の中心に対して点対称となるように設けることができる。
この様にすれば、光学特性をさらに向上させることができる。
また、枠状を呈し、前記複数の第1領域、前記第2領域、および前記第3の領域を囲む枠部をさらに具備し、平面視において、前記第3の領域の中央は、前記枠部の中央と一致し、前記複数の第2の発光素子は、前記第3の領域の中心に対して点対称となるように設けることができる。
この様にすれば、光学特性をさらに向上させることができる。
また、発光装置は、前記第1領域、前記第2領域、および前記第3の領域を覆う封止部をさらに具備することができる。
前記封止部の光の放射面には、入射した光を拡散する第1の拡散部を設けることができる。
この様にすれば、光の拡散性をさらに向上させることができるので、リング状の光が照射面に照射されたり、照射面の面積が狭くなったりするのを抑制することができる。
また、実施形態に係る発明は、上記の発光装置と;前記発光装置が収納される筐体と;を具備した照明装置である。
この照明装置によれば、色の再現性、色ムラ、輝度ムラ、光の拡散性などの光学特性を向上させることができる。
また、照明装置は、前記発光装置から放射された光を拡散する第2の拡散部をさらに具備することができる。
この様にすれば、光の拡散性をさらに向上させることができるので、リング状の光が照射面に照射されたり、照射面の面積が狭くなったりするのを抑制することができる。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
(発光装置)
図1は、本実施の形態に係る発光装置1を例示するための模式平面図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図1においては封止部40、配線パターン12などを省いて描いている。
図2は、図1におけるA−A線断面図である。
図1および図2に示すように、発光装置1には、基板10、発光部20、枠部30、および封止部40が設けられている。
基板10は、基体11および配線パターン12を有する。
基体11は、板状を呈している。基体11は、熱伝導率の高い材料を用いて形成するのが好ましい。熱伝導率の高い材料は、例えば、セラミックス(例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなど)などの無機材料や、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したものなどとすることができる。なお、金属板の表面を絶縁性材料で被覆する場合には、絶縁性材料は、有機材料からなるものであってもよいし、無機材料からなるものであってもよい。
配線パターン12は、実装パッド12a、配線部12b、導電ビア12c、および入力端子12dを有する。実装パッド12aは、基体11の一方の面に設けられている。実装パッド12aは、枠部30の内側に設けられている。
配線部12bは、基体11の、実装パッド12aが設けられる側とは反対側の面に設けられている。配線部12bの一方の端部は、導電ビア12cを介して実装パッド12aと電気的に接続されている。配線部12bの他方の端部は、入力端子12dと電気的に接続されている。
導電ビア12cは、基体11を厚み方向に貫通している。導電ビア12cの一方の端部は、実装パッド12aと電気的に接続されている。導電ビア12cの他方の端部は、配線部12bと電気的に接続されている。
入力端子12dは、基体11の、実装パッド12aが設けられる側とは反対側の面に設けられている。入力端子12dの配設位置には特に限定はない。入力端子12dは、例えば、基体11の周縁近傍に設けることができる。
なお、配線部12bおよび入力端子12dは、基体11の、実装パッド12aが設けられる側の面に設けることもできる。この場合、導電ビア12cは省略することができる。また、入力端子12dは、枠部30の外側に設けることができる。
また、実装パッド12a、配線部12b、導電ビア12c、および入力端子12dは、発光素子の種類毎(発光素子20y〜20b2毎)に1組設けることができる。
また、発光素子の種類毎に設けられた入力端子12dには、発光装置1の外部に設けられた図示しない電源や制御装置などが電気的に接続される。そのため、発光装置1は、発光素子の種類毎に点灯と消灯の制御を行うことで、全ての色(フルカラー)の光を照射することができるようになっている。
また、基体11は、図2に例示をしたような単層構造とすることもできるし、多層構造とすることもできる。
配線パターン12の材料は、導電性材料であれば特に限定はない。配線パターン12の材料は、例えば、銀、銅、金、タングステンなどの金属とすることができる。基体11の材料をセラミックスとする場合には、基板10は、例えば、LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramics)法を用いて形成することができる。例えば、基板10は、基体11と配線パターン12を900℃以下の温度で同時に焼成することで形成することができる。
また、基板10の、発光部20が設けられる側とは反対側の面に、図示しないヒートスプレッタを設けることもできる。図示しないヒートスプレッタは、熱伝導性グリースや半田などを介して基板10と接続することができる。図示しないヒートスプレッタを設けるようにすれば、発光部20において発生した熱の伝導や分散を図ることができる。そのため、発光部20に印加する電力を増加させることができるようになるので、発光装置1から照射される光の光量を増加させることができる。また、熱伝導経路を確保することが容易となるので、封止部40の温度、ひいては発光部20の温度が上昇するのを抑制することができる。
発光部20は、発光素子20y、20o、20r、20c、20b1、20g、20b2を有する。発光素子20y、20o、20r、20c、20b1、20g、20b2は、基板10の一方の面に設けられている。
発光素子20y(第1の発光素子の一例に相当する)は、例えば、黄色系の光を放射する。発光素子20yは、例えば、ピーク波長が570nm以上、590nm以下の光を放射する。発光素子20yは、例えば、青色系の光を放射する発光ダイオードと、発光ダイオードの光の放射面に設けられ黄色系の蛍光を発する蛍光体とを備えたものとすることができる。
発光素子20oは、例えば、橙色系の光を放射する。発光素子20oは、例えば、ピーク波長が590nmを超え、620nm以下の光を放射する。発光素子20oは、例えば、青色系の光を放射する発光ダイオードと、発光ダイオードの光の放射面に設けられアンバーの蛍光を発する蛍光体とを備えたものとすることができる。
発光素子20r(第1の発光素子の一例に相当する)は、例えば、赤色系の光を放射する。発光素子20rは、例えば、ピーク波長が610nm以上、660nm以下の光を放射する発光ダイオードとすることができる。
発光素子20c、発光素子20b1、および発光素子20b2は、青色系の光を放射する(第2の発光素子の一例に相当する)。
発光素子20cは、例えば、シアンの光を放射する。発光素子20cは、例えば、ピーク波長が500nm以上、505nm以下の光を放射する発光ダイオードとすることができる。
発光素子20b1は、例えば、ピーク波長が475nm程度の青色の光を放射する発光ダイオードとすることができる。
発光素子20b2は、例えば、ピーク波長が450nm程度の青色の光を放射する発光ダイオードとすることができる。
発光素子20gは、例えば、緑色系の光を放射する。発光素子20gは、例えば、ピーク波長が505nmを超え、540nm以下の光を放射する発光ダイオードとすることができる。
発光素子20y〜20b2は、COB(Chip on Board)方式を用いて、実装パッド12aの上に実装されている。発光素子20y〜20b2は、銀ペーストや銀ナノペーストなどを介して実装パッド12a1〜12g1の上に接合されている。発光素子20y〜20b2は、上下電極型の発光ダイオードや、フリップチップ型の発光ダイオードなどとすることができる。
ここで、上下電極型の発光ダイオードにおいては、光を発生させる発光層は、発光ダイオードの内部において基板10側とは反対側(上側)に設けられる。これに対して、フリップチップ型の発光ダイオードにおいては、光を発生させる発光層は、発光ダイオードの内部において基板10側(下側)に設けられる。そして、発光ダイオードに設けられた発光層は、発熱源となる。そのため、発熱源となる発光層が基板10により近いところに設けられたフリップチップ型の発光ダイオードとすれば、放熱性を向上させることができる。一方、上下電極型の発光ダイオードとすれば、上側電極と実装パッド12aとが配線21を介して電気的に接続されるので、実装パッド12aの配設位置に関する自由度を高めることができる。そのため、発光素子20y〜20b2を高密度に実装する場合であっても、配線パターン12の設計が容易となる。
なお、図2に例示をした発光素子20y〜20b2は、全てが上下電極型の発光ダイオードである。ただし、必要に応じて、発光素子20y〜20b2の全てがフリップチップ型の発光ダイオードであったり、上下電極型の発光ダイオードとフリップチップ型の発光ダイオードとが混在していたりしてもよい。
例えば、赤色系の光を放射する発光素子20rは、温度上昇に伴い発光効率が低下したり、発光色がシフトしたりする場合がある。また、発光素子20y、20oに設けられた蛍光体は発熱源となり得る。そのため、発光素子20y、20o、20rは、放熱性の高いフリップチップ型の発光ダイオードとすることもできる。
発光素子20y〜20b2が上下電極型の発光ダイオードである場合には、発光素子20y〜20b2の基板10側の電極(下側電極)は、鉛フリー半田(SAC:SnAgCuなど)、金錫(AuSn)合金ペースト、銀ペースト、銀ナノペーストなどの導電性の接合材を介して、実装パッド12aと電気的に接続される。発光素子20y〜20b2の基板10側とは反対側の電極(上側電極)は、配線21を介して、実装パッド12aと電気的に接続される。配線21は、例えば、ワイヤーボンディング法を用いて接続することができる。
発光素子20y〜20b2がフリップチップ型の発光ダイオードである場合には、発光素子20y〜20b2の電極は、鉛フリー半田、金錫合金ペースト、銀ペースト、銀ナノペーストなどの導電性の接合材を介して、実装パッド12aと電気的に接続される。
次に、発光素子20y〜20b2の配置について説明する。
発光素子が設けられる領域(例えば、枠部30の内側の領域)は、中央領域14(第3の領域の一例に相当する)と、中央領域14を囲む周辺領域13を有する。周辺領域13は、環状を呈している。
図3は、発光素子20rの配置を例示するための模式平面図である。
なお、図3は、発光素子20r以外の発光素子の記載を省略した図である。
前述したように、赤色系の光を放射する発光素子20rは、温度上昇に伴い発光効率が低下したり、発光色がシフトしたりする場合がある。発光効率が低下したり、発光色がシフトしたりすると、色ムラや輝度ムラが生じるおそれがある。そのため、発光素子20rの配設位置は、放熱性を考慮して決定することが好ましい。この場合、周辺領域13は、中央領域14よりも放熱しやすい。
そのため、図3に示すように、発光素子20rは、周辺領域13に設けることが好ましい。
なお、複数の発光素子20rを周辺領域13に集めると、発光装置1から赤色系の光のみを照射させる場合に、リング状の光が照射面に照射される様にも思える。しかしながら、赤色系の光は、波長が長く、半値幅も広いので拡散しやすい。そのため、複数の発光素子20rを周辺領域13に集めても、リング状の赤色系の光が照射面に照射されることを抑制することができる。
またさらに、周辺領域13は、複数の発光素子20rが設けられた領域130a(第1領域の一例に相当する)と、複数の発光素子20rが設けられた領域130b(第2領域の一例に相当する)を有する。複数の領域130bは、環状配置された複数の領域130aの内側に位置する。また、領域130aは複数設けられている。複数の領域130aは、互いに離隔させて環状配置されている。そして、領域130aと、領域130aの間には、発光素子20y、20oが設けられている。また、領域130bは複数設けられている。複数の領域130bは、互いに離隔させて環状配置されている。そして、領域130bと、領域130bの間には、発光素子20y、20oが設けられている。
環状配置の周方向において、領域130aと領域130bは交互に設けられている。複数の領域130aは、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。複数の領域130bは、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。そして、複数の発光素子20rは、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。
複数の発光素子20rの配置をこの様にすれば、光の拡散性をさらに向上させることができるので、リング状の光が照射面に照射されたり、照射面の面積が狭くなったりするのを効果的に抑制することができる。
図4は、発光素子20c、20b1、20b2の配置を例示するための模式平面図である。
なお、図4は、発光素子20c、20b1、20b2以外の発光素子の記載を省略した図である。
青色系の光を放射する発光素子20c、20b1、20b2は、波長が短く、半値幅も狭いので拡散しにくい。そのため、発光素子20c、20b1、20b2を周辺領域13に集めると、発光装置1から青色やシアンの光のみを照射させる場合に、リング状の光が照射面に照射されるおそれがある。
そのため、図4に示すように、発光素子20c、20b1、20b2は、中央領域14に設けることが好ましい。
なお、発光素子20c、20b1、20b2は、温度上昇に伴い発光効率が低下したり、発光色がシフトしたりするおそれが少ない。そのため、放熱しにくい中央領域14に発光素子20c、20b1、20b2を設けるようにしても、色ムラや輝度ムラが生じるおそれは少ない。
またさらに、中央領域14は、発光素子20c、20b1、20b2が設けられた領域140aと、発光素子20cが設けられた領域140bを有する。領域140bは、領域140aよりも中央領域14の中心側にある。領域140bは、中央領域14の中心を含んでいる。また、領域140aは複数設けられている。複数の領域140aは、互いに離隔させて環状配置されている。そして、領域140aと、領域140aの間には、発光素子20gが設けられている。
複数の領域140aは、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。そして、複数の発光素子20cは、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。複数の発光素子20b1は、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。複数の発光素子20b2は、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。
領域140bに設けられた複数の発光素子20cは、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。
発光素子20c、20b1、20b2の配置をこの様にすれば、光の拡散性をさらに向上させることができるので、リング状の光が照射面に照射されたり、照射面の面積が狭くなったりするのを効果的に抑制することができる。
図5は、発光素子20yの配置を例示するための模式平面図である。
なお、図5は、発光素子20y以外の発光素子の記載を省略した図である。
黄色系の光を放射する発光素子20yは、蛍光体を有している。そのため、発光素子20yが、波長の短い光を放射する発光素子20c、20b1、20b2と隣接していると、発光素子20c、20b1、20b2から放射された波長の短い光が蛍光体に入射して意図しない蛍光が生じるおそれがある。意図しない蛍光が生じると、色の再現性が低下するおそれがある。そのため、発光素子20yは、なるべく発光素子20c、20b1、20b2と隣接しないようにすることが好ましい。
例えば、発光素子20yは、なるべく周辺領域13に設けるようにすることが好ましい。なお、波長の長い赤色系の光が発光素子20yの蛍光体に入射しても蛍光は生じない。そのため、赤色系の光を放射する発光素子20rと、発光素子20yとを周辺領域13に設けても意図しない蛍光が生じるおそれはない。
またさらに、周辺領域13は、複数の発光素子20yが設けられた領域131a(第1領域の一例に相当する)と、複数の発光素子20yが設けられた領域131b(第2領域の一例に相当する)を有する。複数の領域131bは、環状配置された複数の領域131aの内側に位置する。また、領域131aは複数設けられている。複数の領域131aは、互いに離隔させて環状配置されている。そして、領域131aと、領域131aの間には、発光素子20o、20r、20gが設けられている。また、領域131bは複数設けられている。複数の領域131bは、互いに離隔させて環状配置されている。そして、領域131bと、領域131bの間には、発光素子20o、20r、20gが設けられている。
環状配置の周方向において、領域131aと領域131bは交互に設けられている。複数の領域131aは、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。複数の領域131bは、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。そして、複数の発光素子20yは、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。
また、中央領域14にも複数の発光素子20yが設けられている。複数の発光素子20yは、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。
複数の発光素子20yの配置をこの様にすれば、光の拡散性をさらに向上させることができるので、リング状の光が照射面に照射されたり、照射面の面積が狭くなったりするのを効果的に抑制することができる。
図6は、発光素子20oの配置を例示するための模式平面図である。
なお、図6は、発光素子20o以外の発光素子の記載を省略した図である。
橙色系の光を放射する発光素子20oは、蛍光体を有している。そのため、発光素子20oが、波長の短い光を放射する発光素子20c、20b1、20b2と隣接していると、発光素子20c、20b1、20b2から放射された波長の短い光が蛍光体に入射して意図しない蛍光が生じるおそれがある。意図しない蛍光が生じると、色の再現性が低下するおそれがある。そのため、発光素子20oは、なるべく発光素子20c、20b1、20b2と隣接しないようにすることが好ましい。
例えば、発光素子20oは、なるべく周辺領域13に設けるようにすることが好ましい。なお、波長の長い赤色系の光が発光素子20oの蛍光体に入射しても蛍光は生じない。そのため、赤色系の光を放射する発光素子20rと、発光素子20oとを周辺領域13に設けても意図しない蛍光が生じるおそれはない。
複数の発光素子20oは、周辺領域13の外周側に設けられている。複数の発光素子20oは、中央領域14にも設けられている。複数の発光素子20oは、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。
複数の発光素子20oの配置をこの様にすれば、光の拡散性をさらに向上させることができるので、リング状の光が照射面に照射されたり、照射面の面積が狭くなったりするのを効果的に抑制することができる。
図7は、発光素子20gの配置を例示するための模式平面図である。
なお、図7は、発光素子20g以外の発光素子の記載を省略した図である。
複数の発光素子20gは、周辺領域13の内周側に設けられている。複数の発光素子20gは、中央領域14にも設けられている。複数の発光素子20gは、中央領域14の中心に対して点対称となるように設けられている。
複数の発光素子20gの配置をこの様にすれば、光の拡散性をさらに向上させることができるので、リング状の光が照射面に照射されたり、照射面の面積が狭くなったりするのを効果的に抑制することができる。
また、発光装置1から白色系の光を照射することを考慮すると、発光素子20c、20b1、20b2の総数は、発光素子20y、20o、20r、20gの総数の1/4程度で足りる。そのため、数の少ない発光素子20c、20b1、20b2を面積の小さい中央領域14に設けるようにすれば、発光素子同士の間の距離が過度に長くなったり、過度に短くなったりするのを抑制することができる。
前述したように、複数の発光素子20y、複数の発光素子20o、および複数の発光素子20rの少なくとも一部は、複数の発光素子20c、複数の発光素子20b1、および複数の発光素子20b2が設けられる領域の外側に設けられている。
また、発光素子20rは蛍光体を有していないので、発光素子20rと、発光素子20c、20b1、20b2とを隣接させても意図しない蛍光が生じるおそれはない。そのため、発光素子20y、20oと、発光素子20c、20b1、20b2との間に発光素子20rを設ける様にすることがより好ましい。この様にすれば、発光素子20y、20oと、発光素子20c、20b1、20b2との間の距離を長くすることができるので、発光素子20y、20oにおいて意図しない蛍光が生じるのを抑制することができる。
この場合、発光素子20c、20b1、20b2に隣接する発光素子20y、20oの数は、発光素子20c、20b1、20b2に隣接する発光素子20rの数よりも少なくすることが好ましい。
また、発光素子20gは、発光素子20c、20b1、20b2よりも波長の長い光を放射するので、発光素子20y、20oと、発光素子20c、20b1、20b2との間に発光素子20gを設けることもできる。この場合、発光素子20rと、発光素子20c、20b1、20b2との間に発光素子20gを設けることがより好ましい。この様にすれば、発光素子20y、20oと、発光素子20c、20b1、20b2との間の距離をさらに長くすることができるので、発光素子20y、20oにおいて意図しない蛍光が生じるのをさらに抑制することができる。
また、封止部40の光の放射面40aの面積(発光装置1の発光面積)をS1、発光素子20y〜20b2の総面積をS2とした場合に、S2/S1が0.2未満となるようにすると、発光素子20y〜20b2同士の間の距離が長くなるので、発光素子20y、20oにおいて意図しない蛍光が生じるのを抑制することが容易となる。
ところが、S2/S1が0.2未満となるようにすると、発光素子20y〜20b2同士の間の距離が長くなりすぎて、同じ光量を得るためにはより大きな発光面積が必要となる。
一方、S2/S1が0.3を超えると、発光素子20y〜20b2同士の間の距離が短くなりすぎて、発光素子20y、20oにおいて意図しない蛍光が生じ易くなる。
そのため、S2/S1は、0.2以上、0.3以下となるようにすることが好ましい。
枠部30は、枠状を呈している。枠部30は、基板10の発光素子20y〜20b2が設けられる面に設けられている。枠部30は、発光素子20y〜20b2を囲むように設けられている。枠部30は、例えば、PBT(polybutylene terephthalate)やPC(polycarbonate)などの樹脂や、セラミックスなどから形成することができる。
また、枠部30の材料を樹脂とする場合には、酸化チタンなどからなる粒子を混合して、発光素子20y〜20b2から照射された光に対する反射率を向上させることができる。なお、酸化チタンの粒子に限定されるわけではなく、発光素子20y〜20b2から照射された光に対する反射率が高い材料からなる粒子を混合させるようにすればよい。また、枠部30は、例えば、白色の樹脂から形成することもできる。すなわち、枠部30は、封止部40が形成される領域を規定する機能とリフレクタの機能を併せ持つものとすることができる。なお、枠部30の形状は、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、枠部30は必ずしも必要ではなく省くこともできる。なお、枠部30が設けられない場合には、封止部40の形状は、例えば、ドーム状などとすることができる。
封止部40は、枠部30の内側に設けられている。封止部40は、中央領域14、および周辺領域13を覆っている。封止部40の光の放射面40aを平坦面とする場合には、封止部40の高さは、枠部30の高さよりも低くすることが好ましい。この様にすれば、後述する樹脂の供給を行う際に、樹脂が枠部30の外側に溢れ出るのを抑制することができる。封止部40は、発光素子20y〜20b2を覆うように設けられている。封止部40の光の放射面40aを平坦面とする場合には、封止部40の高さ寸法は、例えば、発光素子20y〜20b2の厚み寸法の2倍〜5倍程度とすることができる。なお、発光素子20y〜20b2の厚み寸法は、0.1mm程度とすることができる。
また、封止部40の光の放射面40aは、例えば、ドーム状の曲面などとすることもできる。
また、封止部40には拡散部40bを設けることができる。
拡散部40bは、例えば、光の放射面40aに設けられた微細な凹凸とすることができる。凹凸の大きさや形状には特に限定はなく、拡散部40bに入射した光が拡散されるようになっていればよい。
また、凹凸は、光の放射面40aの全領域に設けることもできるし、所定の領域に設けることもできる。凹凸の密度は一定であってもよいし、部分的に異なっていてもよい。
凹凸は、例えば、封止部40の光の放射面40aにブラスト処理や薬品処理を施したり、封止部40を形成する際に型材を光の放射面40aに押し付けたりすることで形成することができる。
また、拡散部40bとして、封止部40の上、または封止部40の光の放射面40a側に拡散材(例えば、酸化シリコンなどの粒子)を含む層を設けることもできる。ただし、拡散材を含む層を設けると、光の取り出し効率が悪くなるおそれがある。そのため、拡散部40bは、光の放射面40aに設けられた微細な凹凸とすることがより好ましい。
拡散部40bを設けるようにすれば、発光素子20y〜20b2から放射された光を拡散させることができるので、色ムラの発生をさらに抑制することができる。また、リング状の光が照射面に照射されたり、照射面の面積が狭くなったりするのをさらに抑制することができる。
封止部40は、透光性を有する材料から形成されている。封止部40は、例えば、シリコーン系樹脂などの透明樹脂から形成することができる。この場合、封止部40は、メチルシリコーン樹脂から形成することが好ましい。メチルシリコーン樹脂は、耐熱性と柔軟性を有しているからである。この場合、メチルシリコーン樹脂の硬度は、ショアA20〜A40程度とすることが好ましい。
封止部40は、例えば、枠部30の内側に樹脂を供給することで形成することができる。樹脂の供給は、例えば、ディスペンサなどの液体定量吐出装置を用いて行うことができる。
(発光装置1の製造方法)
次に、発光装置1の製造方法について例示をする。
まず、配線パターン12を有する基板10に発光素子20y〜20b2を実装する。この際、発光素子20y〜20b2の配置が前述したものの様になるようにする。なお、発光素子20y〜20b2の実装には、既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
次に、発光素子20y〜20b2を囲むように枠部30を設ける。この場合、基板10に枠状の枠部30を接着するようにしてもよいし、基板10に樹脂を枠状に塗布しこれを硬化させるようにしてもよい。
次に、枠部30の内側に、透光性を有する樹脂を供給して封止部40を形成する。
樹脂の供給は、例えば、ディスペンサなどの液体定量吐出装置を用いて行うことができる。この際、供給する樹脂の粘度を調整して、封止部40の光の放射面40aの形状を制御する。例えば、粘度の低い樹脂を供給することで、封止部40の光の放射面40aが平坦面となるようにする。例えば、粘度の高い樹脂を供給することで、封止部40の光の放射面40aがドーム状の曲面となるようにする。なお、供給する樹脂の粘度は、例えば、予め実験やシミュレーションを行うことで決定することができる。
また、封止部40の光の放射面40aにブラスト処理や薬品処理を施したり、封止部40を形成する際に型材を光の放射面40aに押し付けたりすることで拡散部40bを形成する。
次に、必要に応じて、基板10の、発光素子20y〜20b2が設けられる側とは反対側の面に、ヒートスプレッタを設ける。
以上のようにして、発光装置1を製造することができる。
(照明装置)
次に、本実施の形態に係る照明装置100について例示をする。
図8は、本実施の形態に係る照明装置100を例示するための模式断面図である。
図8に例示をした照明装置100は、建造物や競技場などに設置される投光器である。なお、本実施の形態に係る照明装置100は、投光器に限定されるわけではない。照明装置100は、フルカラーの光を照射することができるものであればよい。
図8に示すように、照明装置100には、照射部110および光源部120が設けられている。
照射部110は、筐体111およびリフレクタ112を有する。
筐体111は、箱状を呈している。筐体111は、例えば、アルミニウム合金などから形成することができる。筐体111の、光源部120側とは反対側の端部は開口している。この開口は、図示しない透光カバーにより塞がれている。筐体111の、光源部120側の端部には、孔部111aが設けられている。
リフレクタ112は、筐体111の内部に設けられている。リフレクタ112の、光源部120側とは反対側の端部には、外方に向けて突出するフランジ112aが設けられている。フランジ112aは、筐体111の内壁に設けられた図示しない取り付け板に固定されている。
リフレクタ112は、両端部が開口した筒状体とすることができる。リフレクタ112は、光源部120側に向かうに従い断面寸法が漸減する形態を有している。リフレクタ112の内面は、鏡面となっている。リフレクタ112の光源部120側の端部は、孔部111aの内部に設けられている。リフレクタ112の光源部120側の端部は、発光装置1と対峙する位置に設けられている。
光源部120は、発光装置1、筐体121、取付部122、放熱部123、パッキン124、放熱フィン125、およびヒートパイプ126を有する。
筐体121は、箱状を呈している。筐体121は、例えば、アルミニウム合金などから形成することができる。筐体121の照射部110側の端部には、孔部が設けられている。この孔部の内部には、取付部122に取り付けられた発光装置1が設けられている。すなわち、発光装置1は、筐体121に収納されている。
取付部122は、板状を呈している。取付部122は、例えば、アルミニウム合金などから形成することができる。取付部122は、ネジなどの締結部材を用いて、放熱部123に取り付けられている。取付部122の照射部110側の端面には凹部が設けられている。この凹部の内部には、発光装置1が取り付けられている。
放熱部123は、板状を呈している。放熱部123は、例えば、アルミニウム合金などから形成することができる。放熱部123は、図示しないネジなどの締結部材を用いて、筐体121の内部に取り付けられている。
パッキン124は、環状を呈している。パッキン124は、放熱部123と筐体121の内壁面との間に設けられている。
放熱フィン125は、薄板状を呈している。放熱フィン125は、複数設けられている。放熱フィン125は、例えば、アルミニウム合金などから形成することができる。放熱フィン125は、放熱部123の、取付部122が設けられる側とは反対側の面に設けられている。
ヒートパイプ126は、放熱部123と放熱フィン125の間に設けられている。ヒートパイプ126は、複数設けることができる。
その他、発光装置1を制御する図示しない制御装置を設けることができる。例えば、制御装置は、発光素子20y〜20b2毎に点灯と消灯を制御する。また、制御装置は、発光素子20y〜20b2毎に供給する電力を制御して、発光素子20y〜20b2毎に発光出力を制御する。
また、光源部120は、拡散部127をさらに備えることができる。
拡散部127は、例えば、ガラスや透明樹脂などから形成された板状体とすることができる。拡散部127は、表面に微細な凹凸を有したものとすることができる。凹凸の大きさや形状には特に限定はなく、拡散部127に入射した光(発光装置1から放射された光)が拡散されるようになっていればよい。
また、凹凸は、板状体の全領域に設けることもできるし、所定の領域に設けることもできる。凹凸の密度は一定であってもよいし、部分的に異なっていてもよい。
凹凸は、例えば、板状体の表面にブラスト処理や薬品処理を施したり、板状体を形成する際に型材を板状体の表面に押し付けたりすることで形成することができる。
また、拡散部127は、例えば、拡散材(例えば、酸化シリコンなどの粒子)を含む板状体とすることもできる。ただし、拡散材を含む板状体とすると、光の取り出し効率が悪くなるおそれがある。そのため、拡散部127は、表面に微細な凹凸を有した板状体とすることがより好ましい。
拡散部127を設けるようにすれば、発光素子20y〜20b2から放射された光を拡散することができるので、色ムラの発生をさらに抑制することができる。また、リング状の光が照射面に照射されたり、照射面の面積が狭くなったりするのをさらに抑制することができる。
なお、前述した拡散部40b、および拡散部127は、少なくともいずれかが設けられるようにすることができる。この場合、光の取り出し効率を考慮すれば、拡散部40b、および拡散部127のいずれか一方が設けられるようにすることが好ましい。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
1 発光装置、10 基板、11 基体、12 配線パターン、12a 実装パッド、12b 配線部、12c 導電ビア、12d 入力端子、20y〜20b2 発光素子、30 枠部、40 封止部、40a 光の放射面、40b 拡散部、100 照明装置、110 照射部、111 筐体、120 光源部、127 拡散部

Claims (7)

  1. 2種類以上の原色を含む4種類以上の色の光を放射可能な発光装置であって、
    基板と;
    前記基板の一方の面に設けられた発光部と;
    を具備し、
    前記発光部は、
    赤色系の光を放射する、複数の第1の発光素子が設けられ、互いに離隔させて環状配置された複数の第1領域と;
    少なくとも2つの前記第1の発光素子が隣接して設けられ、前記環状配置された複数の第1領域の内側に位置し、互いに離隔させて環状配置された複数の第2領域と;
    を具備し、
    前記第1領域と、前記第2領域と、は、前記発光部の周辺領域に設けられ、
    前記環状配置の周方向において、前記第1領域と、前記第2領域と、が交互に設けられている発光装置。
  2. 記環状配置された複数の第2領域の内側には、青色系の光を放射する複数の第2の発光素子が設けられた第3の領域が設けられている請求項1記載の発光装置。
  3. 枠状を呈し、前記複数の第1領域、前記第2領域、および前記第3の領域を囲む枠部をさらに具備し、
    平面視において、前記第3の領域の中央は、前記枠部の中央と一致し、前記複数の第1の発光素子は、前記第3の領域の中心に対して点対称となるように設けられている請求項に記載の発光装置。
  4. 枠状を呈し、前記複数の第1領域、前記第2領域、および前記第3の領域を囲む枠部をさらに具備し、
    平面視において、前記第3の領域の中央は、前記枠部の中央と一致し、前記複数の第2の発光素子は、前記第3の領域の中心に対して点対称となるように設けられている請求項2または3に記載の発光装置。
  5. 前記第1領域、前記第2領域、および前記第3の領域を覆う封止部をさらに具備し、
    前記封止部の光の放射面には、入射した光を拡散する第1の拡散部が設けられている請求項1〜4のいずれか1つに記載の発光装置。
  6. 請求項1〜5のいずれか1つに記載の発光装置と;
    前記発光装置が収納される筐体と;
    を具備した照明装置。
  7. 前記発光装置から放射された光を拡散する第2の拡散部をさらに具備した請求項6記載の照明装置。
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