JP7155117B2 - Ｕｖ ｌｅｄを有する照明デバイス - Google Patents

Description

本発明は、概して照明デバイスの分野に関し、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ）と、少なくとも１つの紫外線発光ダイオード（ＵＶ ＬＥＤ）とを備える照明デバイスに関する。

一般に、健康上の利益を有し、費用対効果がより高い照明デバイスを作ることに対する関心がますます高まっている。人工的な白色光を生成する光源が、急速に採用されつつある。このような光源は、非常に高い効率で、９０を超える演色評価数（ＣＲＩ）を有する高品質の光を生成することができる。しかし、太陽光と比較したとき、このような光源の問題のうちの１つは、可視光を供給することの他に人間にとって特定の利益を有する特定のスペクトル部分が欠けていることである。例えば、（たとえ非常に低い強度でも）紫外線（ＵＶ）光は、ビタミンＤの生成（又は鮮やかな白色光、皮膚の日焼け、殺菌、誘虫性、皮膚治療など）にとって非常に重要である。この目的のために、白色及び／又は有色ＬＥＤと組み合わせてＵＶ ＬＥＤを照明デバイスに導入することが望ましい。ＵＶ ＬＥＤは通常、２００ｎｍ～４００ｎｍの波長範囲の光を生成する。ビタミンＤの生成の場合、波長は通常、２８０ｎｍ～３２０ｎｍの範囲である。

チップオンボード（Chip on Board；ＣｏＢ）は、光源の製造にますます使用されているプロセス技術に関する。ＣｏＢは基本的に、基板に直接接合されて単一モジュールを形成する複数のＬＥＤチップによる光源である。これらの光源の費用対効果及び費用対効率は、それらを非常に魅力的なものにする。したがって、ＣｏＢと１つ以上のＵＶ光源との組み合わせに関心が寄せられることがある。

一般に、ＵＶ光の上記の利益及び改善された寿命を有する照明デバイスを提供することが必要とされている。

米国特許出願公開第２００４／１４５３１２（Ａ１）号は、励起光を発するＬＥＤと、可視光の少なくとも一部分を反射し、励起光を透過させる第１の可撓性多層反射体と、可撓性多層反射体に隣接する蛍光体材料の層とを含む光源を開示している。蛍光体材料は、励起光が照射されると可視光を発する。

上述の問題のうちの１つ以上に対処する、照明デバイスを実現することが有利であろう。特に、より長い寿命の観点から、照明デバイスの性能又は動作の改善を得ることが望ましいであろう。

これらの問題のうちの１つ以上により良好に対処するために、独立請求項において定義される特徴を有する照明デバイスが提供される。従属請求項において、好ましい実施形態が定義される。

本開示の第１の態様によれば、照明デバイスが提供される。照明デバイスは、少なくとも１つの第１の光出力面から出射光方向に可視光を発するための、基板上に配設された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える。少なくとも１つの紫外線発光ダイオード（ＵＶ ＬＥＤ）が、第２の光出力面から出射光方向にＵＶ光を発するために設けられる。蛍光体層が、ＬＥＤが蛍光体層によって覆われるように、少なくとも複数のＬＥＤ上に配設される。ＵＶ光を発するための第２の光出力面は、出射光方向において基板に対して、少なくとも１つの第１の光出力面よりも高い位置に置かれる。照明デバイスは、可視光及びＵＶ光を供給する。照明デバイスは、光出射窓を備えてもよい。可視光及びＵＶ光は、光出射窓を通って照明デバイスから出る。可視光は、４００ｎｍ～８００ｎｍの波長範囲の光である。

（例えば、３１０ｎｍの）ＵＶ光は、照明デバイスに使用される材料（例えば、ポリマー）の多くを劣化させる傾向があり、照明デバイスの寿命が短くなることが確認されている。少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤからＵＶ光を発するための第２の光出力面が、出射光方向において基板に対して、少なくとも１つの第１の光出力面よりも高い位置に置かれることで、この劣化が抑制され、デバイスの寿命が改善され得る。ＵＶ光を発するための第２の光出力面のそのような配置により、ＵＶ ＬＥＤからの出射光は、蛍光体層又はＬＥＤに到達しない（又は少なくとも殆ど到達しない）ことにより、劣化が抑制され得る。

いくつかの実施形態では、ＬＥＤは、基板上に配設された蛍光体層に埋め込まれてもよいことが理解されるであろう。

いくつかの実施形態では、ＬＥＤ又はＵＶ ＬＥＤは、基板に取り付けられてもよく、又は基板上に実装されてもよい。

いくつかの実施形態では、ＬＥＤのそれぞれが、それ自体の光出力面を有してもよい。更に、可視光を発するための第１の光出力面は、ＬＥＤ自体の表面、ＬＥＤの上部にある蛍光体層の表面、又は照明デバイス内の光学的配置に応じた別の表面であってもよいことが理解されるであろう。同様に、ＵＶ光を発するための第２の光出力面は、ＵＶ ＬＥＤ自体の表面、又は以下の実施形態の少なくともいくつかで更に例示されるような別の表面であってもよい。

本明細書ではＵＶ ＬＥＤと称されるが、ＵＶ ＬＥＤが、ＵＶ光が生成される物理ダイオード又は半導体接合部のみを備えるものではないことがあるという点で、ＵＶ ＬＥＤデバイスと称され得ることもまた理解されよう。同様に、可視範囲の光を供給するように構成されたＬＥＤは、ＬＥＤデバイスと称され得る。更に、基板上に実装／配設され、蛍光体層によって覆われたＬＥＤは、ＵＶ ＬＥＤによって供給されるようなＵＶ光とは異なり、蛍光体層と共に少なくとも可視光を供給するように構成される。

蛍光体層は、ＬＥＤによって発せられるような第１の波長範囲の光を吸収し、第１の波長範囲の光を吸収した結果として第２の波長範囲の光を発することができる材料を含む層である。換言すれば、蛍光体層は、第１の波長の光を別の波長の光に変換する。

実施形態では、少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤは、蛍光体層によって覆われてもよい。蛍光体層は、少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤの上部にあってもよく、（少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤの）第２の光出力面が、出射光方向において基板に対して、少なくとも１つの第１の光出力面よりも高い位置に置かれ得るように、ＬＥＤの上部の蛍光体層よりも薄くてよい。

実施形態では、少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤは、第２の光出力面が出射光方向において少なくとも１つの第１の光出力面よりも高くなるように、基板上に配置されたベース上に配設されてもよい。第２の光出力面は、例えば、出射光方向においてＵＶ ＬＥＤの上部（又は上方）に配置されてもよい。第２の光出力面は、いくつかの実施形態では、ＵＶ ＬＥＤの発光部分であってもよく、またＵＶ ＬＥＤの上部の表面であってもよい。

実施形態では、ベースは、蛍光体層の厚さよりも大きい厚さを有してもよい。ベースが蛍光体層よりも厚いことで、第２の光出力面は、蛍光体層の上方に配置されることにより、蛍光体層及び照明デバイスの任意の他の部分へのＵＶ光の到達を制限し得る（及び恐らくは防止／回避し得る）。

別の実施形態では、ベースは、ＵＶ ＬＥＤを基板に電気的に接続するためのコネクタを備えてもよい。コネクタは、ＵＶ ＬＥＤが実装され基板と接続されるベースを接続する電極であってもよい。

ベースはＵＶ ＬＥＤ（又はＵＶ ＬＥＤデバイス）の一部であってもよく、又は別個の要素であってもよいことが理解されるであろう。

少なくとも１つの紫外線発光ダイオードＵＶ ＬＥＤの第２の光出力面から発せられるＵＶ光は、蛍光体層によって変換されないことが好ましい。

実施形態では、ベースは、光透過性材料を含んでもよい。この材料は、石英、ガラス、セラミック又はポリマー材料などの透明材料であってもよい。この実施形態では、ＬＥＤからの可視光出力が、ベースを通って透過されてもよい。

別の実施形態では、ベースは、光反射性材料を含んでもよい。この材料は、金属を含んでもよい。ベースは、散乱粒子の層又はコーティングも含むことにより、反射特性をもたらしてもよい。散乱粒子は、例えば、シリコーンマトリックスなどのポリマーマトリックス中の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）及び／又は二酸化チタン（ＴｉＯ２）であってもよい。金属コーティングは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）又は銀（Ａｇ）の物理蒸着又は化学蒸着などの堆積によって設けられてもよい。（ＵＶ ＬＥＤの）ベースが光反射性材料を含むことで、ベースに到達する複数のＬＥＤからの光は、出射光方向に反射されることにより、（可視光の）光アウトカップリングを改善し得る。

いくつかの実施形態によれば、ＵＶ ＬＥＤのベースは、（ベースが、基板から蛍光体層の表面まで、すなわち蛍光体層を通って延び得るときに）基板の近くでのベースの横幅が、蛍光体層の表面でのベースの横幅よりも大きくなり得る形状を有してもよい。このような形状も、可視光の光アウトカップリングを向上させ得ることが理解されるであろう。

実施形態によれば、光透過性材料の層が、第２の光出力面が出射光方向において少なくとも１つの第１の発光面よりも高くなるように、ＵＶ ＬＥＤの上部に配設されてもよい。いくつかの実施形態では、光透過性材料は、例えば、ガラス又はポリマー材料であってもよい。

実施形態によれば、基板は、少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤを保持するように構成された穴を備えてもよい。穴は、いくつかの実施形態では、一定の横幅で、基板及び蛍光体層を通って延びてもよい。しかし、いくつかの実施形態では、穴は、蛍光体層の表面よりも基板との境界面でより広くてもよい。よって、穴は、（上述のような）特定の形状を有する（ＵＶ ＬＥＤの）ベースに適合し得、この場合、基板の近くでのベースの横幅が、蛍光体層の表面でのベースの横幅よりも大きくてよい。穴は、ＵＶ ＬＥＤのための固定位置を提供し得る。

実施形態によれば、穴は、基板の縁部又は中心部に配置されてもよい。

別の実施形態によれば、ＵＶ ＬＥＤは、個々の表面実装デバイス（surface mounted device）ＳＭＤ ＵＶ ＬＥＤであってもよい。ＳＭＤ ＵＶ ＬＥＤは、基板内の穴を使用する代わりとなり得る。ＳＭＤ ＵＶ ＬＥＤは、基板との電気的接続を必要とせずに基板上に配設され得る。

実施形態によれば、蛍光体層によって覆われたＬＥＤは、白色光若しくは有色光を生成するように構成されてもよく、又は白色光と有色光との組み合わせを生成するように構成されてもよい。

実施形態によれば、基板、複数のＬＥＤ、及び蛍光体層は共に、チップオンボード（ＣｏＢ）を形成してもよい。

いくつかの実施形態によれば、ランプ又は照明器具が、先の実施形態のいずれか１つに定義された照明デバイスを備えてもよい。ランプは、任意の種類のスポットライト又は電球であってもよい。

本開示の第２の態様によれば、照明デバイスを製造する方法が提供される。方法は、少なくとも１つの第１の光出力面から出射光方向に可視光を発するための複数のＬＥＤを基板上に接合するステップと、複数のＬＥＤ同士を電気的に接続するステップとを含む。少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤは、第２の光出力面から出射光方向にＵＶ光を発するために基板上に実装され得る。蛍光体層が、ＬＥＤが蛍光体層によって覆われるように、少なくとも複数のＬＥＤ上に設けられ得る。少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤからＵＶ光を発するための第２の光出力面は、出射光方向において基板に対して、少なくとも１つの第１の光出力面よりも高い位置に置かれ得る。

本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」、図面、及び添付の請求項から明らかとなるであろう。当業者は、以下で説明される実施形態以外の実施形態を作り出すために、本発明の種々の特徴が組み合わされ得ることを理解するであろう。特に、本開示の第１の態様による照明デバイスを定義するための先の実施形態に記載される特徴は、本開示の第２の態様による方法と組み合わされてもよいことが理解されるであろう。

これらの態様及び他の態様が、次に、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、より詳細に説明される。
基板及び複数のＬＥＤを有する照明デバイスの側面図を示す。 蛍光体層によって覆われた複数のＬＥＤを有する照明デバイスの側面図を示す。 ＵＶ ＬＥＤがＬＥＤの間で基板上に実装される、照明デバイスの側面図を示す。 実施形態による照明デバイスの側面図を示す。 ＵＶ ＬＥＤのベースが、光アウトカップリングを改善するように成形される、実施形態による照明デバイスの側面図を示す。 ＵＶ ＬＥＤを挿入するための穴を備える基板を有する、実施形態による照明デバイスの側面図を示す。 基板の縁部に配置された穴を備える基板を有する、実施形態による照明デバイスの側面図を示す。 基板の中心部に配置された穴を備える基板を有する、実施形態による照明デバイスの側面図を示す。 ＬＥＤと少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤとの両方が蛍光体層によって覆われる、実施形態による照明デバイスの側面図を示す。 光透過性材料がＵＶ ＬＥＤの上部に配設される、実施形態による照明デバイスの側面図を示す。

全ての図は、概略的であり、必ずしも正確な縮尺ではなく、全般的に、実施形態を明確化するために必要な部分のみを示しており、他の部分は、省略されるか又は示唆されるのみの場合がある。同様の参照番号は、本説明の全体を通して、同様の要素を指す。

次に、添付図面を参照して、本発明の態様及び実施形態が、より完全に以降で説明される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、完全性及び網羅性のために提供され、当業者に本発明の態様の範囲を完全に伝えるものである。

図１は、基板１０１上に実装された複数のＬＥＤ１０２を示す。本実施形態では、複数のＬＥＤは、共通の基板１０１上に実装される。他の実施形態では、ＬＥＤのそれぞれが、それ自体の基板上に実装されてもよいことが理解されるであろう。ＬＥＤ１０２は、横方向に互いに離間して配置され、出射光方向に沿って（図の上方に）光を発するように向けられる。ＬＥＤ１０２は、可視光を発するように構成され得る。

図２は、照明デバイス２００の例示的な実施形態を示し、複数のＬＥＤ２０２は、基板２０１上の蛍光体層２０４によって覆われてもよい。特に、ＬＥＤ２０２は、蛍光体層２０４に埋め込まれる。図２はまた、ＬＥＤ２０２と基板２０１との電気的接続部も示す。

基板２０１、複数のＬＥＤ２０２、及びＬＥＤ２０２を覆う蛍光体層２０４は、チップオンボード（ＣｏＢ）を形成してもよい。ＣｏＢは、例えば、より小さいサイズのチップによってコンパクト性を改善し、特に短い距離での光の強度を高め、短い作業距離でも均一性を高め得る。ＣｏＢは、改善された寿命、安定性、及び信頼性のための向上した熱性能を更に有する。

図３は、ＵＶ ＬＥＤ３０３が複数のＬＥＤ３０２の間で基板３０１上に実装される照明デバイスの図である。この図では、図２に示される照明デバイス２００と比較して、ＬＥＤ３０２のそれぞれが、それ自体の蛍光体層を含み、すなわち、ＬＥＤ３０２のそれぞれが、対応する蛍光体層と共に基板３０２上に別個のデバイスとして実装される。白い矢印は、出射光方向、すなわち、ＬＥＤ３０２が照明デバイス３００から可視光を発する方向を示す。図３はまた、ＵＶ ＬＥＤ３０３が、ＵＶ光を出射光方向に沿って発するが、横方向、すなわち、出射光方向と垂直な方向にも（すなわち、出射光方向が照明デバイスの軸線方向と一致すると見なされる場合には径方向にも）発し得ることも、黒い矢印によって示す。図３は、ＵＶ ＬＥＤ３０３が、その第２の光出力面３０５がＬＥＤ３０２の第１の光出力面３０９よりも高い位置になるように配置されるときに、照明デバイスの他の部分へのＵＶ光の到達が防止されることにより、デバイスをＵＶ光曝露から保護することを示す。

図４を参照して、本開示の実施形態が説明される。図４は、複数のＬＥＤ４０２が基板４０１上に実装される、照明デバイス４００を示す。蛍光体層４０４が、少なくとも複数のＬＥＤ４０２上に配設され得る。複数のＬＥＤ４０２は、蛍光体層４０４によって覆われてもよい。ＵＶ ＬＥＤ４０３が、ＵＶ ＬＥＤ４０３の第２の光出力面４０５が、出射光方向において基板４０１に対して、少なくとも１つの第１の光出力面４０９よりも高い位置になり得るように、基板４０１上に実装される。可視光を発するための第１の光出力面は、この実施形態では、蛍光体層４０４の表面と見なされ得ることが理解されるであろう。

本実施形態では、ＵＶ ＬＥＤ４０３のベース４０６が基板４０１に取り付けられてよく、すなわち、ＵＶ ＬＥＤ４０３は、基板４０１上に直接実装されない。第２の光出力面４０５は、基板４０１に対してベース４０６の反対側に配置され得る。例えば、第２の光出力面４０５は、ＵＶ ＬＥＤ４０３の表面又は上部であり得る。ベース４０６は、ＵＶ ＬＥＤ４０３のうちＵＶ ＬＥＤ４０３を基板４０１に接続する部分であり得る。いくつかの実施形態では、複数のＬＥＤ４０２は、蛍光体層４０４に埋め込まれてもよい。いくつかの実施形態では、ＵＶ ＬＥＤ４０３は、ベース４０６を伴わずに基板４０１に直接接続されてもよいが、依然として、ＵＶ光を発する出力面が、可視光を発する第１の出力面よりも高い位置になるように実装される。

換言すれば、複数のＬＥＤ４０２は、基板４０１の上部に実装される。ＬＥＤ４０２は、蛍光体層４０４によって覆われる。次いで、ＵＶ ＬＥＤ４０３は、ＵＶ ＬＥＤ４０３の第２の光出力面４０５が出射光方向において蛍光体層４０４の表面４３１の上方になるように実装される。第２の光出力面４０５と蛍光体層４０４の表面との距離は、ＬＥＤ４０２及び蛍光体層４０４に到達するＵＶ光の劣化を最小限にするために、０．０５～２０ｍｍの範囲、例えば０．０８～１５ｍｍの範囲、更により具体的には０．１～１２ｍｍの範囲であってもよい。

よって、光線がＵＶ ＬＥＤ４０３の第２の光出力面４０５から出現するときに、光線は、ＵＶ ＬＥＤ４０３から離れるように出射する。次いで、ＵＶ ＬＥＤ４０３からの光線は、他のＬＥＤ４０２の材料及び蛍光体層４０４への到達を防止されることにより、劣化を抑制し得る。

ベース４０６は、蛍光体層４０４の厚さよりも大きい厚さを有してもよい。

ベース４０６はまた、ＵＶ ＬＥＤ４０３を基板４０１に電気的に接続するためにコネクタ４３２を備えてもよい。例示的な実施形態では、コネクタ４３２は、ＵＶ ＬＥＤ４０３を基板４０１に接続する少なくとも２つの電極を備えてもよい。電極は、例えば、ＵＶ ＬＥＤ４０３と基板４０１との間にはんだ付けされてもよい。

ベース４０６は、複数のＬＥＤ４０２からの光がベース４０６で出射光方向に反射されるように、光反射性材料で作られてもよい。この材料は、金属を含んでもよい。ベース４０６は、散乱粒子の層又はコーティングも含むことにより、反射特性をもたらしてもよい。散乱粒子は、例えば、シリコーンマトリックスなどのポリマーマトリックス中の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）及び／又は二酸化チタン（ＴｉＯ２）であってもよい。金属コーティングは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）又は銀（Ａｇ）の物理蒸着又は化学蒸着などの堆積によって設けられてもよい。

代わりに、ベース４０６は、光がベース４０６を通って伝播し得るように、光透過性材料で作られてもよい。そのような材料のいくつかの例は、石英、ガラス、又はセラミックなどの透明材料である。

図５は、照明デバイス５００の実施形態を示しており、この照明デバイスは、基板５０１と、蛍光体層５０４によって覆われたＬＥＤ５０２と、基板５０１上に実装されたＵＶ ＬＥＤ５０３とを有し、ＵＶ ＬＥＤ５０３が、例えば、光アウトカップリングを改善するために特定の形状を有し得る光反射性材料のベース５０６を含むことを除いて、図４を参照して説明された照明デバイス４００と同等である。特に、基板５０１の近くでのベース５０６の横幅が、蛍光体層５０４の表面５３１でのベース５０６の横幅よりも大きくてよい。換言すれば、ベース５０６の横幅は、基板５０１から蛍光体層５０４の表面５３１へと出射光方向に沿って減少し得る。したがって、ＵＶ ＬＥＤ５０３のベース５０６は、蛍光体層５０４を通って延びる２つの傾斜壁を含み得る。結果として、ＬＥＤ５０２からの光は、ベース５０６の傾斜した壁で反射して、出射光方向において照明デバイス５００の外へ反射され得る。

図６ａを参照すると、別の実施形態による照明デバイス６００が示されており、この照明デバイスは、基板６０１と、蛍光体層６０４によって覆われた複数のＬＥＤ６０２とを有し、照明デバイス６００がその基板６０１に穴６０７を備えることを除いて、照明デバイス４００と同等である。穴６０７は、少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤ６０３を保持するように構成され得る。穴６０７は、基板６０１全体及び蛍光体層６０４を通って延び得る。

穴は、いくつかの実施形態では、図５に関連して上で説明したようなＵＶ ＬＥＤ６０３の形状を包含するために、基板６０１の近くでのベース６０６の横幅が、蛍光体層６０４の表面６３１でのベース６０６の横幅よりも大きいような形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、基板６０１の異なる位置に２つ以上の穴６０７が存在してもよい。穴６０７は、基板６０１に既に固定された位置を提供することにより、１つ以上のＵＶ ＬＥＤ６０３の取り付け／実装を容易にし得る。

図６ｂを参照すると、別の実施形態による照明デバイス６１０が示されており、この照明デバイスは、基板６１１と、蛍光体層６１４によって覆われた複数のＬＥＤ６１２とを有し、ＵＶ ＬＥＤ６１３を保持するように構成された穴６１７が、基板６１１の縁部６１８に配置されることを除いて、照明デバイス６００と同等である。この実施形態では、穴６１７は、蛍光体層６１４の外側に配置されてよく、このことは、照明デバイス６２０の製造及び組み立てを容易にし得る。

図６ｃを参照すると、別の実施形態による照明デバイス６２０が示されており、この照明デバイスは、基板６２１と、蛍光体層６２４によって覆われた複数のＬＥＤ６２２とを有し、少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤ６２３を保持するように構成された穴６２７が、基板６２１の中心部に配置されることを除いて、照明デバイス６００と同等である。

基板の穴による接続を使用する代わりに、ＵＶ ＬＥＤは、個々の表面実装デバイス（ＳＭＤ）ＵＶ ＬＥＤであってもよい。ＳＭＤ ＵＶ ＬＥＤは、基板及び他のＬＥＤに電気的に接続されずに、基板又は蛍光体層の上部に実装され得る。複数のＬＥＤは、ＣｏＢ上のＬＥＤチップとして構成されてもよい。よって、ＳＭＤ ＵＶ ＬＥＤは、基板又は蛍光体層の異なる位置に容易に集積され得る。

ＣｏＢ上の複数のＬＥＤは、有色光、若しくは白色光、又は有色光と白色光との両方の組み合わせを生成するように構成されてもよい。

図７は、照明デバイス７００の実施形態を示しており、この照明デバイスは、基板７０１と、蛍光体層７０４によって覆われたＬＥＤ７０２と、基板７０１上に実装されたベースの上部に実装されたＵＶ ＬＥＤ７０３とを有し、少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤ５０３もまた蛍光体層７０４によって覆われることを除いて、図４を参照して説明した照明デバイス４００と同等である。少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤ７０３の上部の蛍光体層７０４は、ＬＥＤ７０２の上部の蛍光体層７０４よりも薄くてよい。このようにして、少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤ７０３の第２の光出力面７０５は、出射光方向において基板７０１に対して、少なくとも１つの第１の光出力面７０９よりも高い位置に置かれる。ＵＶ光は、他のＬＥＤ４０２への到達が防止され、これにより、劣化を抑制し得る。

図８は、照明デバイス８００の別の実施形態を示しており、この照明デバイスは、基板８０１と、ＬＥＤ８０２と、基板８０１上に実装されたＵＶ ＬＥＤ８０３とを有し、各ＬＥＤがそれ自体の蛍光体層８０４を有することを除いて、図４を参照して説明した照明デバイス４００と同等である。代わりに、蛍光体層８０４は、図４の場合のような連続蛍光体層であってもよい。第２の光出力面８０５が、可視光を発する少なくとも１つの第１の光出力面８０９よりも高くなるように、光透過性材料８１１の層がＵＶ ＬＥＤ８０３の上部に配設される。第２の光出力面８０５は、光透過性材料層８１１の表面のうちＵＶ ＬＥＤ８０３と接触する表面とは反対側の、層８１１の表面である。結果として、第２の光出力面８０５は、出射光方向において基板８０１に対して、少なくとも１つの第１の光出力面８０９よりも高い位置にあり得る。光透過性材料８１１は、例えば、ガラス、石英、セラミック、又はポリマー材料などの光透過性材料であってもよい。

実施のための実施形態のいくつかの例は、ランプ、例えばスポットライト、又は照明器具であってもよい。

本開示の第２の態様によれば、照明デバイスを製造する方法が説明される。図１～図４を参照して、照明デバイスの製造プロセスの実施形態が説明され得る。

図１に示されるように、製造は、少なくとも１つの第１の光出力面から出射光方向に可視光を発するために複数のＬＥＤ１０２を基板１０１上に接合するステップを含み得る。複数のＬＥＤ１０２は、ＬＥＤ１０２と基板１０１との間に電極をはんだ付けすることにより、基板１０１に電気的に接続され得る。図３は、製造方法が、第２の光出力面４０５から出射光方向にＵＶ光を発するために、基板３０１上に少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤ３０３を実装するステップを含み得ることを示す。図２を参照すると、製造方法は、複数のＬＥＤ２０２が蛍光体層２０４によって覆われるように、少なくとも複数のＬＥＤ上に蛍光体層２０４を設けるステップを含み得る。少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤは、図１～図８を参照して上で説明された実施形態のいずれかに従って実装されてもよい。結果として、例えば図４を参照すると、ＵＶ光が照明デバイスを出る（少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤ４０３の）第２の光出力面４０５は、出射光方向において基板４０１に対して、少なくとも１つの第１の光出力面４３１よりも高い位置に置かれる。

いくつかの実施形態では、複数のＬＥＤ４０２は、蛍光体層によって埋め込まれてもよい。実施形態では、蛍光体層４０４はまた、図７に見られ得るように、少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤ４０３の上に設けられてもよい。少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤ７０３の上部の蛍光体層７０４は、少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤ７０３の第２の光出力面７０５が、出射光方向において基板７０１に対して、少なくとも１つの第１の光出力面７０９よりも高い位置に置かれ得るように、ＬＥＤ７０２の上部の蛍光体層７０４よりも薄くてよい。例示のみを目的として、ＬＥＤ７０２の上部の蛍光体７０４は、少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤ７０３の上部の蛍光体層の厚さの少なくとも２倍であってもよい。他の例では、ＵＶ ＬＥＤ７０５の上部の蛍光体層７０４は、１００マイクロメートル未満の厚さであってもよく、ＬＥＤ７０２の上部の蛍光体層は、１００マイクロメートル超の厚さであってもよい。

複数のＬＥＤの接合は、ワイヤボンディングによって行われてもよい。蛍光体層は、場合によっては、ＬＥＤを覆うためにシリコーンマトリックス中に分散されてもよい。例示のみを目的として、ＬＥＤのそれぞれが、特定の幅Ｗ及び特定の長さＬ（すなわち、ＬＥＤが実装される基板によって規定される平面におけるＬＥＤの寸法）を有すると見なされてもよい。ＬＥＤは、互いに距離Ｄだけ離間して配置されてもよい。いくつかの実施形態では、距離Ｄ（ＬＥＤ同士の間隔）は、ＬＥＤの幅Ｗ及び長さＬの５倍未満（Ｄ＜５Ｗ及びＤ＜５Ｌ）であってもよい。いくつかの用途では、ＬＥＤの幅Ｗは、その長さＬに等しくてもよいことが理解されるであろう。更に、蛍光体層の厚さは、ＬＥＤの幅Ｗ及び／又は長さＬより大きくてもよい。

本発明の特定の実施形態が、ここで説明されてきた。しかしながら、当業者には明らかであるように、いくつかの代替形態が可能である。

当業者は、本発明が、上述の好ましい実施形態に決して限定されるものではないことを、理解するものである。むしろ、多くの修正形態及び変形形態が、添付の請求項の範囲内で可能である。したがって、図面、本開示、及び添付の請求項の検討によって、開示される実施形態に対する変形形態が、当業者によって理解されることができ、特許請求される発明を実施する際に遂行されることができる。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (14)

1. 少なくとも１つの第１の光出力面から出射光方向に可視光を発するための、基板上に配設された複数の発光ダイオードＬＥＤと、
   第２の光出力面から前記出射光方向にＵＶ光を発するための少なくとも１つの紫外線発光ダイオードＵＶ ＬＥＤと、
   蛍光体層であって、前記ＬＥＤが前記蛍光体層によって覆われるように少なくとも前記複数のＬＥＤ上に配設された蛍光体層と
   を備える照明デバイスであって、
   前記少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤからＵＶ光を発するための前記第２の光出力面が、前記出射光方向において前記基板に対して、前記少なくとも１つの第１の光出力面よりも高い位置に置かれており、
   前記複数のＬＥＤが、有色光及び／又は白色光を生成するように構成されている、
   照明デバイス。
2. 前記少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤが、前記蛍光体層によって覆われており、前記少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤの上部にある前記蛍光体層が、前記ＬＥＤの上部にある前記蛍光体層よりも薄い、請求項１に記載の照明デバイス。
3. 前記第２の光出力面が前記出射光方向において前記少なくとも１つの第１の光出力面よりも高くなるように、前記少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤが、前記基板上に配置されたベース上に配設されている、請求項１又は２に記載の照明デバイス。
4. 前記ベースが、前記蛍光体層の厚さよりも大きい厚さを有する、請求項３に記載の照明デバイス。
5. 前記ベースが、前記少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤを前記基板に電気的に接続するためのコネクタを備える、請求項３又は４に記載の照明デバイス。
6. 前記ベースが光透過性材料を含む、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の照明デバイス。
7. 前記ベースが光反射性材料を含む、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の照明デバイス。
8. 前記基板の近くでの前記ベースの横幅が、前記蛍光体層の表面での前記ベースの横幅よりも大きい、請求項３乃至７のいずれか一項に記載の照明デバイス。
9. 前記第２の光出力面が前記出射光方向において前記少なくとも１つの第１の光出力面よりも高くなるように、光透過性材料の層が、前記ＵＶ ＬＥＤの上部に配設されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明デバイス。
10. 前記基板が、前記少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤを保持するように構成された穴を備える、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明デバイス。
11. 前記穴が、前記基板の縁部又は中心部に配置されている、請求項１０に記載の照明デバイス。
12. 前記少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤが、個々の表面実装デバイスＳＭＤ ＵＶ ＬＥＤである、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明デバイス。
13. 請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の照明デバイスを備えるランプ又は照明器具。
14. 照明デバイスを製造する方法であって、
    少なくとも１つの第１の光出力面から出射光方向に可視光を発するための複数のＬＥＤを基板上に接合するステップと、
    前記複数のＬＥＤ同士を電気的に接続するステップと、
    第２の光出力面から前記出射光方向にＵＶ光を発するための少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤを前記基板上に実装するステップと、
    少なくとも前記複数のＬＥＤ上に蛍光体層を設けるステップであって、前記ＬＥＤが前記蛍光体層によって覆われるようにする、ステップと、を含み、
    前記少なくとも１つのＵＶ ＬＥＤからＵＶ光を発するための前記第２の光出力面が、前記出射光方向において前記基板に対して、前記少なくとも１つの第１の光出力面よりも高い位置に置かれ、
    前記複数のＬＥＤが、有色光及び／又は白色光を生成するように構成されている、
    方法。

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