JP2009071254A - Light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LEDチップ(発光ダイオードチップ)を利用した発光装置に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device using an LED chip (light emitting diode chip).
従来から、図12に示すように、複数個のLEDチップ1’と、当該複数個のLEDチップ1’を収納する収納凹部2a’が形成され収納凹部2a’の内底面に当該複数個のLEDチップ1’が実装されたセラミック基板からなる実装基板2’と、石英ガラスにより形成されて冷媒の流路9a’を有し実装基板2’の収納凹部2a’を閉塞する形で配置された放熱部材9’と、各LEDチップ1’から放射された光によって励起されてLEDチップ1’の発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を含有した透光性材料(例えば、透光性樹脂)により形成され放熱部材9’の光出射面側に配置された色変換部41’とを備えた発光装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、図12に示した構成の発光装置では、色変換部41’で発生した熱を放熱部材9’から放熱させることができるので、色変換部41’の蛍光体の温度上昇を抑制でき、蛍光体の変換効率の低下や色変換部41’の劣化を抑制することができるという利点がある。
By the way, in the light emitting device having the configuration shown in FIG. 12, since the heat generated in the
しかしながら、上述の発光装置では、冷媒の流路を有する放熱部材9’および冷媒を必要とするので装置全体が大掛かりなものとなり、しかも、放熱部材9’が実装基板2’の収納凹部2a’を閉塞する形で配置されているので、放熱部材9’が当該発光装置の光学特性に影響を及ぼして光出力が低下してしまう。また、上述の発光装置では、色変換部41’が平板状に形成されているので、色むらが発生しやすいという問題もあった。
However, since the above-described light emitting device requires the
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、光学特性に悪影響を与えることなく色変換部の温度上昇を抑制できて光出力の向上を図れる発光装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and an object thereof is to provide a light emitting device capable of suppressing an increase in the temperature of the color conversion unit without adversely affecting the optical characteristics and improving the light output. is there.
請求項1の発明は、LEDチップが実装基板の一表面側に実装されたLEDユニットと、LEDユニットの前記一表面側に配置されLEDチップから放射される光の配光を制御する配光レンズを有する配光ユニットとを備え、配光ユニットに、実装基板におけるLEDチップの搭載面から実装基板の厚み方向に離間して配置されLEDチップから放射される光を配光レンズ側へ反射するリフレクタと、リフレクタの内側面側に保持されLEDチップから放射された光によって励起されてLEDチップの発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を含有した透光性材料により形成された色変換部とが設けられ、リフレクタが色変換部の蛍光体で発生した熱を放熱させる放熱部材を兼ねることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an LED unit in which an LED chip is mounted on one surface side of a mounting substrate, and a light distribution lens that is disposed on the one surface side of the LED unit and controls light distribution of light emitted from the LED chip. And a reflector that is disposed in the light distribution unit at a distance from the LED chip mounting surface of the mounting substrate in the thickness direction of the mounting substrate and reflects light emitted from the LED chip to the light distribution lens side. And a color conversion formed by a translucent material containing a phosphor that is held on the inner surface side of the reflector and is excited by light emitted from the LED chip and emits light of a color different from the emission color of the LED chip And the reflector also serves as a heat radiating member that radiates heat generated in the phosphor of the color conversion unit.
この発明によれば、リフレクタが色変換部の蛍光体で発生した熱を放熱させる放熱部材を兼ねているので、色変換部で発生した熱をリフレクタから効率良く放熱することができ、光学特性に悪影響を与えることなく色変換部の温度上昇を抑制できて光出力の向上を図れる。 According to the present invention, since the reflector also serves as a heat radiating member that radiates the heat generated in the phosphor of the color conversion unit, the heat generated in the color conversion unit can be efficiently radiated from the reflector, resulting in optical characteristics. The temperature output of the color conversion unit can be suppressed without adversely affecting the light output, and the light output can be improved.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記配光ユニットは、前記色変換部がドーム状に形成され、前記色変換部の外周縁が前記リフレクタの内側面に固着されてなることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the light distribution unit of the first aspect, the color conversion portion is formed in a dome shape, and an outer peripheral edge of the color conversion portion is fixed to an inner side surface of the reflector. It is characterized by.
この発明によれば、前記色変換部がドーム状に形成され、前記色変換部の外周縁が前記リフレクタの内側面に固着されていることにより、色むらを抑制でき且つ前記色変換部の温度上昇を抑制できる。 According to this invention, the color conversion part is formed in a dome shape, and the outer peripheral edge of the color conversion part is fixed to the inner side surface of the reflector, so that color unevenness can be suppressed and the temperature of the color conversion part can be suppressed. The rise can be suppressed.
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記配光ユニットは、前記色変換部と前記配光レンズとの間に介在し前記色変換部の光出射面から出射される光を透過させる透光部を備え、透光部の外側面と前記リフレクタの内側面との間に隙間が形成されてなることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the light distribution unit is interposed between the color conversion unit and the light distribution lens, and transmits light emitted from the light emission surface of the color conversion unit. And a gap is formed between the outer surface of the light transmitting portion and the inner surface of the reflector.
この発明によれば、前記色変換部と前記配光レンズとの間に介在し前記色変換部の光出射面から出射される光を透過させる透光部を備えていることにより、前記色変換部と前記配光レンズとの間の媒質が空気である場合に比べて、外部への光取り出し効率を高めることが可能となり、透光部の外側面と前記リフレクタの内側面との間に隙間が形成されていることにより、前記色変換部の光出射面から出射される光の一部を透光部の外側面により全反射させることができ、透光部の外側面と前記リフレクタの内側面とが密着している場合に比べて、外部への光取り出し効率を高めることが可能となる。 According to this invention, the color conversion is provided by including a translucent portion that is interposed between the color conversion portion and the light distribution lens and transmits light emitted from the light emission surface of the color conversion portion. Compared to the case where the medium between the light distribution lens and the light distribution lens is air, it is possible to increase the light extraction efficiency to the outside, and the gap between the outer side surface of the translucent part and the inner side surface of the reflector. Is formed, a part of the light emitted from the light exit surface of the color conversion unit can be totally reflected by the outer surface of the translucent unit, and the inner surface of the translucent unit and the reflector It is possible to increase the light extraction efficiency to the outside as compared with the case where the side surface is in close contact.
請求項4の発明は、請求項2または請求項3の発明において、前記リフレクタの内側面に前記色変換部の外周部を載置して位置決めする位置決め部が形成されてなることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention, a positioning portion for positioning the outer peripheral portion of the color conversion portion on the inner side surface of the reflector is formed. .
この発明によれば、前記リフレクタに対する前記色変換部の位置決めが容易になるとともに、前記リフレクタと前記色変換部との相対的な位置決め精度が向上し、配光制御性が向上する。 According to the present invention, the positioning of the color conversion unit with respect to the reflector is facilitated, the relative positioning accuracy between the reflector and the color conversion unit is improved, and the light distribution controllability is improved.
請求項5の発明は、請求項2または請求項3の発明において、前記リフレクタの内側面と前記色変換部の外周縁との一方に設けた組立爪と他方に設けた組立溝とが前記色変換部の弾性を利用して凹凸結合されてなることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention, an assembly claw provided on one of an inner surface of the reflector and an outer peripheral edge of the color conversion portion and an assembly groove provided on the other are the colors. It is characterized in that it is formed by concavity and convexity using the elasticity of the conversion part.
この発明によれば、前記色変換部を押し込むことによって前記色変換部が撓んで組立爪を組立溝に容易に凹凸結合させることができるので、前記色変換部の位置決めが容易になるとともに、前記リフレクタと前記色変換部との相対的な位置決め精度が向上し、配光制御性が向上する。 According to the present invention, since the color conversion portion is bent by pushing the color conversion portion and the assembly claw can be easily concavo-convexly coupled to the assembly groove, positioning of the color conversion portion is facilitated, and The relative positioning accuracy between the reflector and the color conversion unit is improved, and the light distribution controllability is improved.
請求項6の発明は、請求項2ないし請求項5の発明において、前記配光ユニットは、前記色変換部である第1色変換部とは別に、前記LEDチップから放射された光によって励起されて前記LEDチップよりも長波長かつ前記蛍光体である第1の蛍光体よりも長波長の光を放射する第2の蛍光体を含有した透光性材料により形成された第2色変換部を備え、第2色変換部が前記リフレクタの内側面に被着されてなることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the second to fifth aspects of the invention, the light distribution unit is excited by light emitted from the LED chip, separately from the first color conversion unit which is the color conversion unit. A second color converter formed of a translucent material containing a second phosphor that emits light having a wavelength longer than that of the LED chip and longer than that of the first phosphor that is the phosphor. And the second color conversion unit is attached to the inner side surface of the reflector.
この発明によれば、前記蛍光体である第1の蛍光体を含有した透光性材料により形成された前記色変換部である第1色変換部とは別に、第1の蛍光体よりも発光ピーク波長が長波長側にある第2の蛍光体を含有した透光性材料により形成された第2色変換部を備えているので、例えば前記LEDチップとして青色LEDチップを用い、第1の蛍光体として緑色蛍光体を用い、第2の蛍光体として赤色蛍光体を用いれば、演色性の高い白色光を得ることが可能となり、また、第2色変換部が前記リフレクタの内側面に被着されているので、第1の蛍光体から放射された光が第2の蛍光体に二次吸収されるのを抑制することができ、しかも、前記第2色変換部で発生した熱を前記リフレクタからより効率良く放熱することができる。 According to this invention, apart from the first color conversion unit that is the color conversion unit formed of a translucent material containing the first phosphor that is the phosphor, light is emitted from the first phosphor. Since the second color conversion part formed of the translucent material containing the second phosphor having the peak wavelength on the long wavelength side is provided, for example, a blue LED chip is used as the LED chip, and the first fluorescence If a green phosphor is used as the body and a red phosphor is used as the second phosphor, white light with high color rendering can be obtained, and the second color converter is attached to the inner surface of the reflector. Therefore, the light emitted from the first phosphor can be suppressed from being secondarily absorbed by the second phosphor, and the heat generated by the second color conversion unit can be suppressed. The heat can be radiated more efficiently.
請求項7の発明は、請求項1の発明において、前記配光ユニットは、前記色変換部が前記リフレクタの内側面に被着されてなり、前記LEDユニットは、前記LEDチップから放射される光を前記色変換部側へ配光する光学部材を備えることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the light distribution unit is configured such that the color conversion unit is attached to an inner surface of the reflector, and the LED unit emits light emitted from the LED chip. Is provided with an optical member that distributes light to the color conversion unit side.
この発明によれば、前記色変換部が全体に亘って前記リフレクタの内側面と密着しているので、前記色変換部で発生した熱を前記リフレクタからより効率良く放熱することができる。 According to the present invention, since the color conversion unit is in close contact with the inner surface of the reflector, heat generated in the color conversion unit can be radiated from the reflector more efficiently.
請求項8の発明は、請求項1の発明において、前記配光ユニットは、前記リフレクタにおける前記実装基板側の端縁から内方へ延設された内鍔片を有し、内鍔片における前記実装基板側とは反対側の表面に前記色変換部が被着されてなり、前記LEDチップから放射された光を前記色変換部側へ反射する反射部を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the invention according to
この発明によれば、前記色変換部が全体に亘って前記リフレクタの内鍔片と密着しているので、前記色変換部で発生した熱を前記リフレクタからより効率良く放熱することができる。 According to the present invention, since the color conversion unit is in close contact with the inner flange of the reflector, heat generated in the color conversion unit can be radiated from the reflector more efficiently.
請求項9の発明は、請求項1ないし請求項8の発明において、前記透光性材料は、ガラスであることを特徴とする。 A ninth aspect of the invention is characterized in that, in the first to eighth aspects of the invention, the translucent material is glass.
この発明によれば、前記透光性材料が樹脂である場合に比べて前記色変換部の劣化を抑制することができる。 According to this invention, it is possible to suppress the deterioration of the color conversion portion compared to the case where the translucent material is a resin.
請求項10の発明は、請求項1ないし請求項9の発明において、前記LEDユニットと前記配光ユニットとの組を複数組備え、前記配光ユニットは、前記各LEDユニットに対応する部位ごとに前記配光レンズが設けられたカバー部材と、前記各LEDユニットに対応する部位ごとに前記リフレクタが設けられたリフレクタブロックとを備え、前記リフレクタブロックにおける前記各LEDユニットとの対向面に、前記各LEDユニットの接続関係を規定した配線パターンが設けられ、当該配線パターンと前記実装基板における前記LEDチップへの給電用の導体パターンとが接合され電気的に接続されてなることを特徴とする。
The invention of
この発明によれば、リフレクタブロックを前記各LEDユニットの前記一表面側に配置することにより、前記各LEDユニットの導体パターンと配線パターンとを電気的に接続することができるので、リード線が不要になり、製造が容易になる。 According to this invention, the conductor block and the wiring pattern of each LED unit can be electrically connected by arranging the reflector block on the one surface side of each LED unit, so that no lead wire is required. And manufacturing becomes easy.
請求項11の発明は、請求項1ないし請求項9の発明において、前記LEDユニットと前記配光ユニットとの組を複数組備え、前記配光ユニットは、前記各LEDユニットに対応する部位ごとに前記配光レンズが設けられたカバー部材と、前記各LEDユニットに対応する部位ごとに前記リフレクタが設けられたリフレクタブロックとを備え、前記リフレクタブロックにおける前記各LEDユニットとの対向面側に、前記各LEDユニットの接続関係を規定した配線パターンを有する回路基板が一体に設けられ、当該配線パターンと前記実装基板における前記LEDチップへの給電用の導体パターンとが接合され電気的に接続されてなることを特徴とする。
The invention of
この発明によれば、リフレクタブロックを前記各LEDユニットの前記一表面側に配置することにより、前記各LEDユニットと回路基板とを電気的に接続することができるので、リフレクタブロックと回路基板とを前記各LEDユニットに対して各別に位置決めする場合に比べて製造工程の簡略化を図れる。 According to this invention, since each LED unit and a circuit board can be electrically connected by arranging a reflector block on the one surface side of each LED unit, the reflector block and the circuit board can be connected to each other. The manufacturing process can be simplified as compared with the case where each LED unit is positioned separately.
請求項1の発明では、光学特性に悪影響を与えることなく色変換部の温度上昇を抑制できて光出力の向上を図れるという効果がある。 According to the first aspect of the invention, there is an effect that it is possible to improve the light output by suppressing the temperature rise of the color conversion unit without adversely affecting the optical characteristics.
(実施形態1)
本実施形態の発光装置は、図1に示すように、LEDチップ1が実装基板2の一表面側に実装されたLEDユニットAと、LEDユニットAの上記一表面側に配置されLEDチップ1から放射される光の配光を制御する配光レンズ21を有する配光ユニットBとを備え、配光ユニットBに、実装基板2におけるLEDチップ1の搭載面から実装基板2の厚み方向に離間して配置されLEDチップ1から放射される光を配光レンズ21側へ反射するリフレクタ31と、リフレクタ31の内側面側に保持されLEDチップ1から放射された光によって励起されてLEDチップ1の発光色とは異なる色の光を放射する蛍光体を含有した透光性材料により形成された色変換部41とが設けられ、リフレクタ31が色変換部41の蛍光体で発生した熱を放熱させる放熱部材を兼ねている。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the light emitting device of this embodiment includes an LED unit A in which the
なお、本実施形態の発光装置では、LEDチップ1として、青色光を放射するGaN系青色LEDチップを用い、色変換部41の蛍光体として、LEDチップ1から放射された青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体を用いており、LEDチップ1から放射され色変換部41を透過した青色光と、色変換部41の黄色蛍光体から放射された黄色光とが色変換部41の光出射面から出射されることとなり、白色光を得ることができる。
In the light emitting device of this embodiment, a GaN-based blue LED chip that emits blue light is used as the
LEDユニットAは、上述のLEDチップ1および実装基板2と、実装基板2の上記一表面側においてLEDチップ1を封止した透光性の封止材(例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など)からなる半球状の封止部3とを備え、実装基板2が熱伝導性材料(例えば、Al、Cuなどの熱伝導率の高い金属など)からなるベース部材4に接合されて熱結合されている。なお、実装基板2には、LEDチップ1への給電用の導体パターン(図示せず)が設けられている。また、実装基板2は、上記導体パターンが設けられたセラミック基板により形成してもよいし、LEDチップ1が搭載される伝熱板と、上記導体パターンが設けられ伝熱板に重ねて配置される配線基板とで構成してもよい。ここで、後者の場合、熱伝導性材料(例えば、AlNやアルミナなど)により形成されLEDチップ1と伝熱板との間に介在させる応力緩和用のサブマウント部材を設けてもよい。
The LED unit A includes the
LEDユニットAは、シリカやアルミナなどのフィラーからなる充填材を含有し且つ加熱時に低粘度化する樹脂シート(例えば、溶融シリカを高充填したエポキシ樹脂シートのような有機グリーンシート)を用い、当該樹脂シートにより実装基板2とベース部材4とを接合してある。上記樹脂シートは電気絶縁性を有するとともに熱伝導率が高く、しかも、加熱時の流動性が高く凹凸面への密着性が高いので、上記樹脂シートと実装基板2およびベース部材4との間に空隙が発生するのを防止することができて、密着不足による熱抵抗の増大やばらつきの発生を防止することができ、ゴムシート状の放熱シートを用いる場合に比べて、LEDチップ1からベース部材4までの熱抵抗を小さくすることができて放熱性が向上するとともに熱抵抗のばらつきが小さくなり、LEDチップ1のジャンクション温度の温度上昇を抑制できるから、入力電力を大きくでき、光出力の高出力化を図れる。
LED unit A uses a resin sheet (for example, an organic green sheet such as an epoxy resin sheet highly filled with fused silica) containing a filler made of a filler such as silica or alumina and having a low viscosity when heated. The mounting
一方、配光ユニットBは、上述のように、配光レンズ21と、リフレクタ31と、色変換部41とを備えている。
On the other hand, the light distribution unit B includes the
リフレクタ31は、LEDチップ1から放射された光や色変換部41から出射された光が配光レンズ21側へ反射するように内側面の形状が設計されているが、リフレクタ31は、所望の配光特性に応じて、LEDチップ1の光軸方向においてLEDチップ1から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなる枠状に形成されていればよい。
The
リフレクタ31の材料としては、例えば、LEDチップ1や色変換部41の蛍光体から放射される光の反射率が高く且つ色変換部41に比べて熱伝導率の高い金属(例えば、Al、Cu)などを採用すればよく、本実施形態では、Alを採用している。なお、リフレクタ31の材料としてCuを採用する場合には、内側面にNi層/Ag層、Ni層/Al層などの反射層をメタライスすることが望ましい。なお、リフレクタ31の材料は金属に限らず、色変換部41に比べて熱伝導率の高い樹脂やセラミックを採用してもよく、例えば樹脂を採用する場合には、例えば内側面に銅箔を被着し、当該銅箔にNi層/Ag層、Ni層/Al層などの反射層をメタライスすることが望ましい。
As a material of the
色変換部41は、シリコーン樹脂からなる透光性材料にLEDチップ1から放射された青色光によって励起されて黄色光を放射する粒子状の黄色蛍光体を分散させた混合材料を用いてドーム状に形成されている。なお、色変換部41の材料として用いる透光性材料は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、ガラス、有機成分と無機成分とがnmレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用してもよい。また、色変換部41の材料として用いる透光性材料に含有させる蛍光体も黄色蛍光体に限らず、色調整や演色性を高めるなどの目的で複数種類の蛍光体を用いてもよく、例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを用いることで演色性の高い白色光を得ることができる。ここで、複数種類の蛍光体を用いる場合には必ずしも発光色の異なる蛍光体の組み合わせに限らず、例えば、発光色はいずれも黄色で発光スペクトルの異なる複数種類の蛍光体を組み合わせてもよい。
The
上述の色変換部41は、LEDチップ1側が開口され光入射面および光出射面がそれぞれ球面の一部からなるドーム状に形成されており、外周縁がリフレクタ31の内側面に対して、例えば接着剤(例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂など)を用いて固着してある。なお、リフレクタ31が実装基板2に直接固定されている場合には、公差に起因して色変換部41に機械的なストレスがかかる恐れがあるが、本実施形態の発光装置では、配光ユニットBのリフレクタ31が、実装基板2の厚み方向において実装基板2から離間して配置され隙間が形成されているので、リフレクタ31が実装基板2に直接固定されている場合に比べて色変換部41にかかる機械的ストレスを低減することができる。
The above-described
また、配光レンズ21は、光入射面が平面状で光出射面が凸曲面状に形成された平凸レンズであり、リフレクタ31の光取り出し側の開口面を閉塞する形で配置されている。なお、配光レンズ21は、透光性材料(例えば、アクリル樹脂、ガラスなど)により形成されている。なお、配光レンズ21の形状は平凸レンズの形状に限定するものではなく、所望の配光特性に応じて適宜設定すればよい。
The
ところで、本実施形態の発光装置は、配光レンズ21を有するカバー部材20がベース部材4に対して固着され、カバー部材20の内側に、リフレクタ31を有するリフレクタブロック30が配置されている。ここで、ベース部材4は、円板状に形成され、カバー部材20は、ベース部材4から離間して配置されLEDユニットAに対応する部位に配光レンズ21が形成された前板部20aと、前板部20aの周縁からベース部材4の一表面側へ連続一体に突出した円環状の側板部20bとを備えており、リフレクタブロック30は、前板部20aの後面に配置されLEDユニットAに対応する部位にリフレクタ31が形成された平板部30aと、平板部30aの周縁からベース部材4の上記一表面側へ連続一体に突出した円環状の側板部30bとを備えている。ここにおいて、リフレクタブロック30は、側板部30bとベース部材4とが上記樹脂シートを用いて接合され熱結合されている。なお、ベース部材4の外周形状は特に限定するものではなく、ベース部材4の外周形状に応じてカバー部材20およびリフレクタブロック30それぞれの外周形状も適宜設定すればよい。
By the way, in the light emitting device of this embodiment, the
図1では、LEDユニットAと配光ユニットBとの組を1組だけ図示してあるが、LEDユニットAと配光ユニットBとの組を適宜配置で複数組設けるようにしてもよく、この場合には、例えば図2に示すように、カバー部材20において各LEDユニットAに対応する部位ごとに配光レンズ21を設けるとともに、リフレクタブロック30において各LEDユニットAに対応する部位ごとにリフレクタ31を設け、さらにリフレクタ31ごとに色変換部41を設け、複数個のLEDユニットAの接続関係を規定した配線パターンが形成され各リフレクタ31それぞれが挿入される窓孔11が形成された回路基板10をベース部材4とカバー部材20とで囲まれる空間内に配置してリード線や端子板などにより電気的に接続したり、上記接続関係に応じてLEDユニットA同士をリード線などにより接続するようにしてもよい。なお、LEDユニットAと配光ユニットBとの組を適宜配置で複数組設けて照明器具に応用する場合には、例えば、ベース部材4を器具本体により構成したり、発光装置を金属などの熱伝導性材料により形成した器具本体に収納してベース部材4を当該器具本体に上記樹脂シートなどにより熱結合させるようにしてもよい。
In FIG. 1, only one set of the LED unit A and the light distribution unit B is illustrated, but a plurality of sets of the LED unit A and the light distribution unit B may be provided in an appropriate arrangement. In this case, for example, as shown in FIG. 2, a
ただし、図2に示した構成では、回路基板10をベース部材4上に配置する工程が必要となるので、製造時の工程数が増加してしまう。これに対して、例えば図3に示すように、リフレクタブロック30の平板部30aの厚み寸法を大きくして、リフレクタブロック30における各LEDユニットAとの対向面に、各LEDユニットAの接続関係を規定した配線パターン12を設け、当該配線パターン12と実装基板2におけるLEDチップ1への給電用の導体パターン2bとを接合して電気的に接続するようにすれば、リフレクタブロック30を各LEDユニットAの上記一表面側に配置することにより、各LEDユニットAの導体パターン2b,2bと配線パターン12,12とを接合して電気的に接続することができるので、リード線が不要になるとともに、工程数が増加することもないから、製造が容易になる。また、例えば図4に示すように、リフレクタブロック30の平板部30aの厚み寸法を大きくして、リフレクタブロック30における各LEDユニットAとの対向面側に、各LEDユニットAの接続関係を規定した配線パターン12を有する回路基板10を一体に設け、リフレクタブロック30を各LEDユニットAの上記一表面側に配置することにより、各LEDユニットAの導体パターン2bと回路基板10の配線パターン12とを接合して電気的に接続するようにすれば、リフレクタブロック30と回路基板10とを各LEDユニットAに対して各別に位置決めする場合に比べて製造工程の簡略化を図れる。
However, in the configuration shown in FIG. 2, a process of arranging the
以上説明した本実施形態の発光装置では、LEDチップ1が実装基板2の上記一表面側に実装されたLEDユニットAと、LEDユニットAの上記一表面側に配置されLEDチップ1から放射される光の配光を制御する配光レンズ21を有する配光ユニットBとを備え、配光ユニットBに、実装基板2におけるLEDチップ1の搭載面から実装基板2の厚み方向に離間して配置されLEDチップ1から放射される光を配光レンズ21側へ反射するリフレクタ31と、リフレクタ31の内側面側に保持された色変換部41とが設けられており、色変換部41がリフレクタ31に熱結合され、リフレクタ31が色変換部41の蛍光体で発生した熱を放熱させる放熱部材を兼ねているので、別途に専用の放熱部材を設けることなく色変換部41で発生した熱をリフレクタ31から効率良く放熱することができるから、光学特性に悪影響を与えることなく色変換部41の温度上昇を抑制でき、蛍光体の発光効率の向上およびLEDチップ1への投入電力の増大による光出力の向上を図れ、しかも、色変換部41の温度上昇が抑制されることにより、信頼性が向上する。また、色変換部41の透光性材料としてガラスを採用すれば、シリコーン樹脂などの樹脂を採用している場合に比べて色変換部41の劣化を抑制することができる。
In the light emitting device of the present embodiment described above, the
また、本実施形態の発光装置では、色変換部41がドーム状に形成され、色変換部41の外周縁がリフレクタ31の内側面に固着されていることにより、色むらを抑制でき且つ色変換部41の温度上昇を抑制できる。また、本実施形態の発光装置では、リフレクタ31に色変換部41が実装基板2などの別部材を介することなく上記接着剤により直接固着されるので、色変換部41とリフレクタ31との相対的な位置精度が向上し、配光制御性が向上するという利点もある。
Further, in the light emitting device of the present embodiment, the
また、本実施形態の発光装置では、封止部3と色変換部41との間に空気層が形成されており、色変換部41の蛍光体から放射された光やLEDチップ1から放射され蛍光体で散乱された光が封止部3側へ戻るのを抑制することができ、外部への光取り出し効率を高めることができるが、実装基板2との間にLEDチップ1を囲むドーム状の光学部材を実装基板2に固着して、当該光学部材と実装基板2とで囲まれた空間に封止部3が充実されるようにし、当該光学部材と色変換部41との間に空気層が形成されるようにしてもよい。なお、光学部材は、シリコーン樹脂やガラスなどの透光性材料により形成すればよい。
Further, in the light emitting device of this embodiment, an air layer is formed between the sealing
(実施形態2)
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態1と略同じであり、図5に示すように、リフレクタ31の内側面において色変換部41が固着されていない部位に、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)を発泡させて10μm以下の超微細な気泡を多数形成した光反射板(超微細発泡光反射板)32を装着してある点が相違するだけである。ここにおいて、光反射板32としては、例えば、MCPET(登録商標)を採用すればよい。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
The basic configuration of the light emitting device of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 5, a polyethylene terephthalate resin (PET) is provided on the inner surface of the
ところで、実施形態1にて説明した発光装置では、リフレクタ31の内側面が金属鏡面により形成されており、拡散反射率および全反射率が低いが、本実施形態の発光装置では、上述の光反射板32を設けたことにより、外部への光取り出し効率を高めることができ、光出力の向上を図れる。
By the way, in the light emitting device described in the first embodiment, the inner surface of the
(実施形態3)
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態1と略同じであり、図6に示すように、配光ユニットBが、色変換部41と配光レンズ21との間に介在し色変換部41の光出射面から出射される光を透過させる透光性材料(例えば、ガラス、シリコーン樹脂など)からなる透光部51を備え、透光部51の外側面とリフレクタ31の内側面との間に隙間61が形成されている点などが相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
The basic configuration of the light emitting device of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 6, the light distribution unit B is interposed between the
本実施形態の発光装置では、色変換部4と配光レンズ21との間に介在し色変換部41の光出射面から出射される光を透過させる透光部51を備えていることにより、色変換部41と配光レンズ21との間の媒質が空気である場合に比べて、外部への光取り出し効率を高めることが可能となり、透光部51の外側面とリフレクタ31の内側面との間に隙間61が形成されていることにより、色変換部41の光出射面から出射される光の一部を透光部51の外側面により全反射させることができ、透光部51の外側面とリフレクタ31の内側面とが密着している場合に比べて、外部への光取り出し効率を高めることが可能となる。ここにおいて、透光部51を色変換部41と同じ透光性材料により形成することにより、透光部51と色変換部41との屈折率差をより小さくすることができる。
In the light emitting device of the present embodiment, by including a
また、本実施形態の発光装置では、リフレクタブロック30における平板部30aの厚み寸法をカバー部材20の側板部20bの突出寸法と揃えてあり、平板部30aを実施形態1にて説明した樹脂シートを用いてベース部材4に接合して熱結合してある。
In the light emitting device of the present embodiment, the thickness dimension of the
しかして、本実施形態の発光装置では、実施形態1に比べて、リフレクタブロック30とベース部材4との接合面積が大きくなるので、色変換部41で発生した熱をより効率良く放熱させることが可能となる。
Therefore, in the light emitting device of the present embodiment, since the joining area between the
(実施形態4)
ところで、実施形態1の発光装置では、上述のように、色変換部41の材料として用いる透光性材料に含有させる蛍光体として、例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを用いることにより、蛍光体として黄色蛍光体のみを用いる場合に比べて、演色性の高い白色光を得ることができる。
(Embodiment 4)
By the way, in the light emitting device according to the first embodiment, as described above, for example, a red phosphor and a green phosphor are used as the phosphor to be contained in the translucent material used as the material of the
しかしながら、実施形態1の発光装置において色変換部41に、互いに発光ピーク波長の異なる赤色蛍光体と緑色蛍光体とを含有させた場合、緑色蛍光体から放射された光が第赤色蛍光体に二次吸収されてしまう。
However, in the light emitting device of the first embodiment, when the
これに対して、本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態1と略同じであり、図7に示すように、配光ユニットBが、ドーム状に形成された色変換部41である第1色変換部とは別に、LEDチップ10から放射された光によって励起されてLEDチップ10よりも長波長かつ第1色変換部41の蛍光体である第1の蛍光体よりも長波長の光を放射する第2の蛍光体を含有した透光性材料により形成された第2色変換部42を備え、第2色変換部42がリフレクタ31の内側面に被着されている点などが相違する。ここにおいて、第2色変換部42の透光性材料としては、第1色変換部41と同様に、シリコーン樹脂を採用しているが、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、ガラス、有機成分と無機成分とがnmレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用してもよい。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
On the other hand, the basic configuration of the light emitting device according to the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 7, the light distribution unit B is a
本実施形態の発光装置は、第1の蛍光体を含有した透光性材料により形成されたドーム状の第1色変換部41とは別に、第1の蛍光体よりも発光ピーク波長が長波長側にある第2の蛍光体を含有した透光性材料により形成された第2色変換部42を備えているので、例えばLEDチップ10として青色LEDチップを用い、第1色変換部41の第1の蛍光体として緑色蛍光体を用い、第2色変換部42の第2の蛍光体として赤色蛍光体を用いれば、演色性の高い白色光を得ることが可能となり、また、第2色変換部42がリフレクタ31の内側面に被着されているので、第1の蛍光体である緑色蛍光体から放射された光が第2の蛍光体である赤色蛍光体に二次吸収されるのを抑制することができ、しかも、第2色変換部42で発生した熱をリフレクタ31からより効率良く放熱することができる。なお、LEDチップ10、第1の蛍光体および第2の蛍光体それぞれの発光色は特に限定するものではなく、所望の混色光の光色に応じて適宜設定すればよい。また、実施形態2,3における色変換部41の代わりに、本実施形態にて説明した第1色変換部41を設けて、リフレクタ31の内側面側に本実施形態にて説明した第2色変換部42を設けてもよい。
In the light emitting device of this embodiment, the emission peak wavelength is longer than that of the first phosphor, apart from the dome-shaped
(実施形態5)
ところで、実施形態1〜4の発光装置は、色変換部41がドーム状に形成されているので、平板状に形成されている場合に比べて色むらの発生を抑制することができる。
(Embodiment 5)
By the way, since the
しかしながら、実施形態1〜4の発光装置では、ドーム状に形成された色変換部41の外周縁をリフレクタ31の内側面に固着しているので、リフレクタ31に対する色変換部41の位置決め精度を向上させることが重要である。
However, in the light-emitting devices of
これに対して、本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態1と略同じであり、図8に示すように、リフレクタ31の内側面に色変換部41の外周部を載置して位置決めする位置決め部31aが連続一体に形成され、色変換部41の外周縁に、位置決め部31aに係合する切欠部41aが形成されている点が相違する。ここにおいて、位置決め部31aは、リフレクタ31の光軸に直交する平面を有しており、当該平面上に色変換部41の外周部が載置される。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
On the other hand, the basic configuration of the light emitting device of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 8, the outer peripheral portion of the
本実施形態の発光装置では、リフレクタ31の内側面に色変換部41の外周縁を位置決めする位置決め部31aが連続一体に形成され、色変換部41の外周縁に、位置決め部31aに係合する切欠部41aが形成されているので、リフレクタ31に対する色変換部41の位置決めが容易になるとともに、リフレクタ31と色変換部41との相対的な位置決め精度が向上し、配光制御性が向上する。なお、本実施形態の位置決め部31aおよび切欠部41aを実施形態2〜4の発光装置において適用してもよい。また、色変換部41の切欠部41aは必ずしも設ける必要はない。
In the light emitting device of the present embodiment, a
(実施形態6)
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態5と略同じであり、図9に示すように、リフレクタ31の内側面に設けた組立爪31bと色変換部41の外周縁に設けた組立溝41bとが色変換部41の弾性を利用して凹凸結合されている点が相違する。ここにおいて、組立爪31bは、リフレクタ31の内周面の全周に亘って設けられており、リフレクタ31の光取り出し側の開口面から離れるにつれて開口面積が徐々に小さくなるように傾斜した第1の傾斜面と、リフレクタ31の光取り出し側の開口面から離れるにつれて開口面積が徐々に大きくなるように傾斜した第2の傾斜面とが形成されている。なお、実施形態5と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 6)
The basic configuration of the light emitting device of this embodiment is substantially the same as that of the fifth embodiment. As shown in FIG. 9, the
しかして、本実施形態の発光装置では、色変換部41をリフレクタ31の前方からリフレクタ31内へ押し込むことによって色変換部41が撓んで組立爪31bを組立溝41bに容易に凹凸結合させることができるので、色変換部41の位置決めが容易になるとともに、リフレクタ31と色変換部41との相対的な位置決め精度が向上し、配光制御性が向上する。なお、本実施形態では、リフレクタ31の内側面に組立爪31bを設けて色変換部41の外周縁に組立溝41bを設けてあるが、逆に、リフレクタ31の内側面に組立溝41bを設けて色変換部41の外周縁に組立爪31bを設けてもよい。また、本実施形態の組立爪31bおよび組立溝41bを実施形態1〜4の発光装置において適用してもよい。
Therefore, in the light emitting device of this embodiment, the
(実施形態7)
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態1と略同じであり、図10に示すように、配光ユニットBの色変換部41がリフレクタ31の内側面に被着されてなり、LEDユニットAがLEDチップ1から放射される光を色変換部41側へ配光する光学部材5を備えている点などが相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 7)
The basic configuration of the light emitting device of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 10, the
光学部材5は、実装基板2との間に封止部3を囲むドーム状の主部5aの頂部から円柱状の突出部5bが連続一体に突設され、突出部5bの先端面に円錐状の凹部5cが形成されており、LEDチップ1から側方へ放射された光は封止部3および主部5aを透過して色変換部41へ入射し、LEDチップ1から上方へ放射された光は凹部5cの内側面で反射されて色変換部41へ入射する。なお、光学部材5は、シリコーン樹脂やガラスなどの透光性材料により形成すればよい。
The
しかして、本実施形態の発光装置では、色変換部41が全体に亘ってリフレクタ31の内側面と密着しているので、色変換部41で発生した熱をリフレクタ31からより効率良く放熱することができる。
Therefore, in the light emitting device of this embodiment, since the
(実施形態8)
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態1と略同じであり、図11に示すように、配光ユニットBが、リフレクタ31における実装基板2側の端縁から内方へ延設された内鍔片32を有し、内鍔片32における実装基板2側とは反対側の表面に色変換部41が被着され、LEDチップ1から放射された光を色変換部41側へ反射する反射部6を備えている点などが相違する。なお、実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 8)
The basic configuration of the light emitting device of the present embodiment is substantially the same as that of the first embodiment. As shown in FIG. 11, the light distribution unit B is extended inward from the edge of the
反射部6は、カバー部材20の前板部20aの後面から封止部3へ向かって突出した突台部20cの先端面に被着されている。ここにおいて、反射部6は、例えば液晶ポリマー系の樹脂あるいはセラミックにより形成することにより、LEDチップ1からの光を色変換部41側へ拡散反射させることができる。
The reflecting
本実施形態の発光装置では、色変換部41が全体に亘ってリフレクタ31の内鍔片32と密着しているので、色変換部41で発生した熱をリフレクタ31からより効率良く放熱することができる。なお、本実施形態においても、実施形態2で説明した光反射板32をリフレクタ31の内側面に装着してもよい。
In the light emitting device of this embodiment, since the
ところで、上述の各実施形態では、LEDチップ1として、青色光を放射する青色LEDチップを採用しているが、LEDチップ1は青色光を放射するものに限らず、例えば、紫外光から青色光までの光を放射するものでもよく、色変換部41における蛍光体の発光色も特に限定するものではない。
By the way, in each above-mentioned embodiment, although the blue LED chip which radiates | emits blue light is employ | adopted as
A LEDユニット
B 配光ユニット
1 LEDチップ
2 実装基板
2b 導体パターン
3 封止部
5 光学部材
6 反射部
10 回路基板
12 配線パターン
20 カバー部材
21 配光レンズ
30 リフレクタブロック
31 リフレクタ
31a 位置決め部
31b 組立爪
41b 組立溝
32 内鍔片
41 色変換部(第1色変換部)
42 第2色変換部
51 透光部
61 隙間
A LED unit B
42
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