CN204516800U - 发光模块及照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种发光模块及照明装置，根据实施方式的发光模块，其包括：层叠体，具有发光元件及设置在所述发光元件的至少上表面的荧光体层，且具有从所述发光元件朝向所述荧光体层的第1方向的第1厚度(W1)；框体，设置在所述层叠体的周围，具有比所述第1厚度(W1)大的所述第1方向的第2厚度(W2)；封闭构件，以完全覆盖所述层叠体的方式填充在所述框体的内部；以及透镜，设置在所述封闭构件上，所述透镜的折射率是与所述封闭构件的折射率相等或者比所述封闭构件的折射率小。根据实施方式的照明装置包括该发光模块以及对所述发光模块供给电力的点灯电路。该发光模块及照明装置抑制了色不均并提高了光导出率。

Description

发光模块及照明装置

技术领域

本实用新型的实施方式涉及一种发光模块及照明装置。

背景技术

有使用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)来作为光源的发光模块。此种发光模块被利用于照明装置等，能够以较少的电力消耗来获得更高的亮度。

在发光模块中，发光元件及荧光体层被设置在同一基板上。发光元件与荧光体层由树脂等封闭体予以封闭。发光模块将来自发光元件的光、与通过来自发光元件的光入射至荧光体而产生的光予以混合，从而放射出目标色的光。在此种发光模块中，期望抑制色不均并且提高光导出率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013-239712号公报

实用新型内容

[实用新型所要解决的问题]

本实用新型的实施方式提供一种抑制了色不均并且提高了光导出率的发光模块及照明装置。

[解决问题的技术手段]

根据本实用新型的实施方式，提供一种发光模块，其具备层叠体、框体、封闭构件及透镜。所述层叠体具有发光元件及荧光体层。所述层叠体具有从所述发光元件朝向所述荧光体层的第1方向的第1厚度W1。所述荧光体层设置在所述发光元件的至少上表面。所述框体设置在所述层叠体的周围。所述框体具有比所述第1厚度W1大的所述第1方向的第2厚度W2。所述封闭构件以完全覆盖所述层叠体的方式填充在所述框体的内部。所述透镜设置在所述封闭构件上。所述透镜的折射率是与所述封闭构件的折射率相等或者比所述封闭构件的折射率小。

根据本实用新型实施方式的发光模块，其中所述发光元件具有硅基板，所述发光元件的折射率比所述荧光体层的折射率大，所述荧光体层的折射率是与所述封闭构件的折射率相等或者比所述封闭构件的折射率大。

根据本实用新型实施方式的发光模块，其中所述透镜由具有荧光体的透射性树脂形成，所述荧光体层具有红色荧光体，所述荧光体是绿色荧光体及黄色荧光体中的至少任一种。

根据本实用新型实施方式的发光模块，其中所述封闭构件与所述透镜接合，在所述封闭构件及所述透镜中的任一者的接合面上设置有凹凸部。

根据本实用新型的实施方式，提供一种照明装置，其包括：如上所述的发光模块；以及点灯电路，对所述发光模块供给电力。

(实用新型的效果)

根据本实用新型的实施方式，能够提供一种抑制了色不均并且提高了光导出率的发光模块及照明装置。

附图说明

图1是表示第1实施方式的发光模块的示意平面图。

图2是表示第1实施方式的发光模块的示意剖面图。

图3是表示第1实施方式的另一发光模块的示意剖面图。

图4是表示安装有第1实施方式的发光模块的照明装置的示意剖面图。

图5是表示第2实施方式的发光模块的示意剖面图。

图6(a)及图6(b)是对第2实施方式的封闭构件与透镜的粘接进行说明的示意剖面图。

附图标记说明：

10：基板；

11：发光元件；

11a：硅基板；

11b：蓝色LED；

12、12a：荧光体层；

13：框体；

14：封闭构件；

15：透镜；

16：粘接部；

17：凹凸部；

20：器具本体；

21：固定构件；

22：凹部；

30：点灯电路；

100、110：发光模块；

150：照明装置；

L、L1：光；

W1、W2、W3：厚度(尺寸)；

X、Y、Z：方向。

具体实施方式

实施方式的实用新型是一种发光模块，其包括：层叠体，具有发光元件及设置在所述发光元件的至少上表面的荧光体层，且具有从所述发光元件朝向所述荧光体层的第1方向的第1厚度W1；框体，设置在所述层叠体的周围，具有比所述第1厚度W1大的所述第1方向的第2厚度W2；封闭构件，以完全覆盖所述层叠体的方式填充在所述框体的内部；以及透镜，设置在所述封闭构件上，所述透镜的折射率是与所述封闭构件的折射率相等或者比所述封闭构件的折射率小。

根据该发光模块，能够抑制色不均并且提高光导出率。

而且，在所述发光模块中，所述发光元件具有硅基板，所述发光元件的折射率比所述荧光体层的折射率大，所述荧光体层的折射率是与所述封闭构件的折射率相等或者比所述封闭构件的折射率大。

根据该发光模块，能够提高光导出率。

而且，在所述发光模块中，所述透镜由具有荧光体的透射性树脂形成，所述荧光体层具有红色荧光体，所述荧光体是绿色荧光体及黄色荧光体中的至少任一种。

根据该发光模块，能够抑制色不均并且提高光导出率。

而且，在所述发光模块中，所述封闭构件与所述透镜接合，在所述封闭构件及所述透镜中的任一者的接合面上设置有凹凸部。

根据该发光模块，能够抑制色不均并且提高所述封闭构件与所述透镜的接合强度。

实施方式的实用新型是一种照明装置，其包括：所述任一项所述的发光模块；以及点灯电路，对所述发光模块供给电力。

根据该照明装置，能够抑制色不均并且提高光导出率。

以下，参照附图来说明本实用新型的各实施方式。

另外，附图是示意性或概念性者，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小比率等未必与现实情况相同。而且，即使在表示相同部分的情况下，也有时会视附图而以彼此不同的尺寸或比率来表示。

另外，在本申请说明书与各图中，对于与关于已提出的图而前述的要素同样的要素，标注相同的符号并适当省略详细说明。

(第1实施方式)

图1是例示第1实施方式的发光模块100的示意平面图。

图2是例示第1实施方式的发光模块100的示意剖面图。

图3是例示第1实施方式的另一发光模块100的示意剖面图。

图2是图1中的A1-A2线的示意剖面图。

发光模块100具备：基板10、设置在基板10上的发光元件11、至少设置在发光元件11上的荧光体层12、以包围发光元件11及荧光体层12的方式设置在基板10上的框体13、封闭构件14、以及设置在框体13及封闭构件14上的透镜15。

将从基板10朝向透镜15的方向设为Z轴方向。将相对于Z轴方向而垂直的1个方向设为X轴方向。将相对于X轴方向而垂直且相对于Z轴方向而垂直的方向设为Y轴方向。Z轴方向为第1方向。

基板10可由陶瓷(ceramics)所形成。陶瓷对可见光的反射率高，因此能够提高发光模块100的发光效率。而且，也可使用多晶氧化铝(alumina)、蓝宝石(sapphire)、氮化铝、氮化硅、氧化硅等来形成基板10。也可使用玻璃(glass)、硅等来形成基板10。

当在基板10上设置多个发光元件11时，发光元件11在基板10的X轴方向上以规定的间隔并列配置。例如，由陶瓷形成的基板10由于散热性佳，因此能够抑制基板10上所设的发光元件11间的热影响。因此，可缩短发光元件11间的间隔距离，从而发光模块100的小型化成为可能。

基板10例如具有大致矩形形状。在基板10的表面侧，网版(screen)印刷金属等的膏(paste)而形成配线图案(pattern)，发光元件11与配线图案电连接。可在基板10的端部设置供电端子。可使用此种供电端子来将发光模块100电连接于照明装置的要素(例如点灯电路)。另外，基板10上也可无配线图案。也可安装硅(Si)等的成长基板并打线(wire)连接于发光元件11上所设的电极。

发光元件11配置在基板10的上表面。发光元件11为半导体发光元件。发光元件11例如具有依次层叠有n型氮化物半导体层、InGaN发光层及p型氮化物半导体层的多层结构。发光元件11也可由硅基板形成。发光元件11例如是通过电流供给而发出蓝色光的蓝色LED。

以下，将发光元件11设为蓝色LED来进行说明，但也可为有机电致发光(Electroluminescence，EL)装置(有机发光二极管(Organic Light EmittingDiode))、半导体激光器(laser)等通过电流供给而发出规定色的光的其他发光元件。

荧光体层12对从蓝色LED发出的蓝色光的一部分进行波长转换。即，荧光体层12使从蓝色LED照射的蓝色光透射，并且通过蓝色光激发黄色荧光体而转换成黄色光，通过透射的蓝色光与黄色光混合而放射白色的光。通过波长转换，从荧光体层12照射白色光L。

荧光体层12是在透明树脂中分散/混合黄色荧光体并涂布到蓝色LED上而形成。透明树脂例如为硅酮(silicone)树脂。而且，荧光体层12也可通过成型机或浸渍(dipping)而形成。例如，在荧光体层12与发光元件11之间设置粘接材，将荧光体层12与发光元件11予以粘接。荧光体层12至少设置在发光元件11的正上方。荧光体层12例如也可基于发光元件11的种类等，以覆盖发光元件11的上表面及侧面的方式而设置。

框体13包围发光元件11及荧光体层12层叠而成的层叠体。框体13由陶瓷或树脂等形成。框体13例如包含反射度高的材料。也可在框体13的表面设置反射膜。层叠体的Z轴方向的尺寸(厚度)W1比框体13的Z轴方向的尺寸W2小。框体13的形状在俯视时为大致圆状(包含圆形状或椭圆形状)，在剖视时为大致半圆状(包含半圆形状或半椭圆形状)。

封闭构件14可通过向在基板10、框体13与透镜15之间所围成的区域内填充树脂而形成。封闭构件由环氧(epoxy)树脂、脲(urea)树脂、硅酮树脂等树脂形成。封闭构件14是通过填充使从荧光体层12照射的光透射的构件并固化而形成。封闭构件14的Z轴方向的尺寸W3与框体13的尺寸W2大致相同。

透镜15贴合在封闭构件14的上表面。透镜15具有规定的透镜直径及曲率半径。透镜15与封闭构件14例如为同径。透镜15由树脂等形成。透镜15的形状在俯视时为大致圆状，在剖视时为大致半圆状。透镜15与封闭构件14通过透明性的粘接剂等而接合。通过将透镜15设置于封闭构件14的上表面，从而从荧光体层12照射的光的导出效率提高。

若将发光元件11、荧光体层12、封闭构件14及透镜15的折射率分别设为n1、n2、n3及n4，则较为理想的是满足以下的关系式(1)。

n1＞n2≥n3≥n4…(1)

例如，当发光元件11由硅基板形成时，仅在蓝色LED的正上方配置荧光体层12。由封闭构件14与透镜15的界面全反射的光有时会在封闭构件14内反复进行反射等，从而导致光被发光元件11的侧面吸收。如关系式(1)般，通过使折射率按照来自发光元件11的光所通过的顺序降低，从而能够效率良好地导出光。

荧光体层12的光的折射率n2与封闭构件14的光的折射率n3也可大致相同。封闭构件14的光的折射率n3与透镜15的光的折射率n4也可大致相同。而且，较为理想的是，折射率n3和折射率n4与粘接封闭构件14及透镜15的粘接剂的折射率大致相同。从发光元件11经由荧光体层12而照射的光穿过封闭构件14而从透镜15导出至外部。

如图3所示，也可将多个荧光体设置在基板10上。在基板10上，形成包含硅基板11a及蓝色LED 11b的发光元件11，在发光元件11的正上方，设置有包含第1荧光体的荧光体层12a。发光元件11及荧光体层12a由包含透射性树脂的封闭构件14包围。而且，在封闭构件14上设置有包含透射性树脂的透镜15，所述透射性树脂包含第2荧光体。

第1荧光体是在波长620nm～650nm处具有发光峰值(peak)的红色荧光体。第2荧光体是在波长510nm～570nm处具有发光峰值的黄色荧光体或绿色荧光体。此时，也可将包含黄色荧光体及绿色荧光体中的至少任一者的透镜15设置在封闭构件14上。

例如，若将红色荧光体的层与绿色荧光体的层或黄色荧光体的层予以层叠，则波长500nm～600nm的光容易被红色的荧光体层吸收。即，若来自绿色荧光体的层或黄色荧光体的层的光被红色荧光体的层吸收，则会产生绿色荧光体的层或黄色荧光体的层的发光损失(loss)。如图3般，在发光元件11的正上方设置包含第1荧光体的荧光体层12a，且在封闭构件14上设置有包含树脂的透镜15，所述树脂包含第2荧光体。借助此种结构，抑制来自绿色荧光体的层或黄色荧光体的层的光被红色荧光体的层吸收的现象。而且，色不均也得到抑制。

图4是表示安装有第1实施方式的发光模块的照明装置的示意剖面图。另外，在图4中，省略了照明装置150下部的具体结构。

如图4所示，照明装置150具备发光模块100、器具本体20及点灯电路30。器具本体20具有对基板10的缘部进行固定的固定构件21。而且，在器具本体20中设置有收容发光模块100的凹部22。即，基板10被收容在器具本体20的凹部22内。照明器具150的上部也可由罩(cover)等予以覆盖。

通过固定构件21的下方(-Z轴方向)的按压力来固定基板10的缘部，从而将发光模块100固定于器具本体20。从而将发光模块100安装于照明装置150中。将发光模块100安装于照明装置150中的方法并不限定于图4所示的方法，也可为粘接、嵌合、螺合、卡止等任一种方法。

而且，发光模块100与照明装置150的点灯电路30电连接。通过发光模块100与点灯电路30的电连接，对发光模块100供给电力。

此处，若将封闭构件的形状设为半球状等，则可提高光导出效率。然而，在将树脂固化而形成封闭构件的情况下，难以将封闭构件加工成规定的形状。

而且，当在发光模块中设置透镜时，为了将从荧光体层照射的光由透镜导出至外部，荧光体层形成在发光元件的附近，例如形成在发光元件的表面。此种情况下，若荧光体层的铅垂方向(Z轴方向)的厚度存在偏差，则关于从荧光体层放射的光的色彩，会产生色不均差或每个角度下的色差(以下有时也称作角度色差)。关于发光元件的铅垂方向(Z轴方向)与侧面方向(X轴方向)，会产生角度色差。

本实施方式中，框体的尺寸W2比具有发光元件11及荧光体层12的层叠体的尺寸W1大，且框体13以包围层叠体的方式设置在基板10上。而且，封闭构件14被设置在基板10、框体13与透镜15之间所围成的区域内，透镜15被设置在封闭构件14的上表面。根据此种发光模块100的结构，发光元件11朝侧面方向照射的光的一部分被框体13阻断。而且，发光元件11朝铅垂方向照射的色温高，朝侧面方向照射的色温低。若发光元件11朝侧面方向照射的光的一部分被框体13阻断，则可降低角度色差。

根据本实用新型的实施方式，可提供一种抑制了色不均并且提高了光导出率的发光模块及照明装置。

(第2实施方式)

图5是例示第2实施方式的发光模块110的示意剖面图。

图6(a)及图6(b)是对第2实施方式的封闭构件与透镜的粘接进行说明的示意剖面图。

图5中示出了发光模块110的剖面图。图6(a)及图6(b)中示出了对封闭构件14与透镜15进行粘接的放大剖面图。

如图5所示，发光模块110具备基板10、设置在基板10上的发光元件11、设置在发光元件11上的荧光体层12、以包围发光元件11及荧光体层12的方式设置在基板10上的框体13、封闭构件14、以及设置在封闭构件14上表面的透镜15。

在发光模块110中，透镜15与封闭构件14通过粘接部16而接合。例如，粘接部16为透明性的粘接剂。透镜15贴合在封闭构件14的上表面。而且，在封闭构件14上设置有凹凸部17。

封闭构件14被设置在基板10、框体13与透镜15之间所围成的区域内。封闭构件14的Z轴方向的尺寸W3与框体13的Z轴方向的尺寸W1大致相同。框体13的Z轴方向的尺寸W2比层叠体的Z轴方向的尺寸W1大。

如图6(a)所示，凹凸部17设置在封闭构件14的与透镜15的接合面上。例如通过对封闭构件14的表面进行加工，从而在封闭构件14上设置凹凸部17。凹凸部17经由粘接部16而与透镜15接合。通过在封闭构件14上设置微细的凹凸部17，从荧光体层12放射的白色光L在封闭构件14与透镜15的边界面发生散射，从而产生散射光L1。

作为在封闭构件14上设置凹凸部17的方法，例如在封闭构件14由树脂形成时，有在射出成形或压制(press)成形后转印微细凹凸结构的方法。而且，也可对封闭构件14的表面照射激光来设置微细凹凸结构。

在封闭构件14的材料与透镜15的材料不同的情况下，因两种材料的膨胀系数不同，封闭构件14与透镜15容易剥离。如本实施方式般，在封闭构件14上设置有凹凸部17，因此封闭构件14与透镜15的接触面积增加。而且，也产生增粘(anchor)效果。因此可抑制封闭构件14与透镜15的剥离。而且，借助凹凸部17，使从荧光体层12放射的白色光L散射而进行混色。若进行混色，则色不均得以降低。

如图6(b)所示，也可对透镜15的与封闭构件14的接合面进行加工，从而在透镜15上设置凹凸部17。凹凸部17经由粘接部16而与封闭构件14接合。通过在透镜15上设置微细的凹凸部17，从而抑制封闭构件14与透镜15的剥离，通过因光散射产生的混色，从而降低色不均。

根据本实施方式，能够提供一种抑制了色不均并且提高了光导出率的发光模块及照明装置。

以上，参照具体例对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型并不限定于这些具体例。例如关于发光模块中所含的基板、发光元件、荧光体层、框体、封闭构件、透镜、粘接部、及照明装置中所含的器具本体、固定构件、点灯电路等各要素的具体结构，只要本领域技术人员通过从公知的范围内适当选择而同样实施本实用新型，并获得同样的效果，则均包含在本实用新型的范围内。而且，对于将各具体例中的任意2个以上的要素在技术可行的范围内组合而成者，只要包含本实用新型的主旨，则也包含在本实用新型的范围内。

另外，对于本领域技术人员以作为本实用新型的实施方式而上述的发光模块及照明装置为基础来适当地进行设计变更并可实施的所有发光模块及照明装置，只要包含本实用新型的主旨，则也属于本实用新型的范围。另外，应当了解，在本实用新型的思想范畴内，只要是本领域技术人员，便可想到各种变更例及修正例，这些变更例及修正例也属于本实用新型的范围。

Claims (4)

1.一种发光模块，其特征在于包括：

层叠体，具有发光元件及设置在所述发光元件的至少上表面的荧光体层，且具有从所述发光元件朝向所述荧光体层的第1方向的第1厚度(W1)；

框体，设置在所述层叠体的周围，具有比所述第1厚度(W1)大的所述第1方向的第2厚度(W2)；

封闭构件，以完全覆盖所述层叠体的方式填充在所述框体的内部；以及

透镜，设置在所述封闭构件上，

所述透镜的折射率是与所述封闭构件的折射率相等或者比所述封闭构件的折射率小。

2.根据权利要求1所述的发光模块，其特征在于，

所述发光元件具有硅基板，

所述发光元件的折射率比所述荧光体层的折射率大，所述荧光体层的折射率是与所述封闭构件的折射率相等或者比所述封闭构件的折射率大。

3.根据权利要求1或2所述的发光模块，其特征在于，

所述封闭构件与所述透镜接合，

在所述封闭构件及所述透镜中的任一者的接合面上设置有凹凸部。

4.一种照明装置，其特征在于包括：

权利要求1至3中任一项所述的发光模块；以及

点灯电路，对所述发光模块供给电力。