JP2011199211A - Lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、ベアチップ状態のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を始めとする発光素子を実装しつつ、実装に必要な封止材、封止枠およびレンズ板などを活用して、発光素子の光の拡散及び集光を実現しつつ発光素子の排熱も実現できる発光装置に関する。 The present invention mounts a light emitting element such as a bare chip LED (Light Emitting Diode) and utilizes a sealing material, a sealing frame, a lens plate, and the like necessary for mounting to diffuse the light of the light emitting element. In addition, the present invention relates to a light emitting device capable of realizing exhaust heat while realizing light collection.
従来の蛍光灯や白熱電球に代わる新しい光源としてＬＥＤを始めとする発光素子が照明装置に用いられることが多くなっている。ＬＥＤを始めとする半導体を利用した発光素子は、小型であること、消費電力が小さいことおよび発光色や発光パターンを容易に制御できること、などのメリットを提供できる。 Light emitting elements such as LEDs are increasingly used in lighting devices as new light sources to replace conventional fluorescent lamps and incandescent lamps. A light-emitting element using a semiconductor such as an LED can provide advantages such as being small in size, low power consumption, and being capable of easily controlling a light emission color and a light emission pattern.
従来においては、単数のＬＥＤであってパッケージに封止されたＬＥＤが、樹脂等で外形を施されて発光を制御することが行なわれている（例えば特許文献１参照）。加えて、液晶画面のバックライトに用いるＬＥＤを、液晶画面に集光させる技術を開示する文献もある（例えば、特許文献２参照）。 Conventionally, an LED that is a single LED and sealed in a package is contoured with a resin or the like to control light emission (see, for example, Patent Document 1). In addition, there is a document disclosing a technique for condensing an LED used for a backlight of a liquid crystal screen on a liquid crystal screen (see, for example, Patent Document 2).
一方で、集光効率を上げ様々な発光色や発光パターンを容易に生成するためには、複数のＬＥＤ素子（ベアチップ）を狭面積にまとめて実装するほうが都合がよい。個別に封止された単数のＬＥＤを使用して発光ユニットを配列する場合には、封止材に蓄積した熱を排熱する事が難しい為に素子の持つ発光効率を引き出す事が難しく、且つ個々のＬＥＤの封止状態のばらつきによって、発光パターンや発光色の精度が得られないデメリットがあるからである。 On the other hand, in order to increase the light collection efficiency and easily generate various emission colors and emission patterns, it is more convenient to mount a plurality of LED elements (bare chips) together in a small area. When arranging light emitting units using single sealed LEDs, it is difficult to remove the heat accumulated in the sealing material, so it is difficult to draw out the luminous efficiency of the element, and This is because there is a disadvantage that the accuracy of the light emission pattern and the light emission color cannot be obtained due to variations in the sealing state of the individual LEDs.
近年では、多くのＬＥＤを配列し、コンピュータープログラムによって複雑な発光色や発光パターンを制御することが行なわれており、個別にパッケージ化されて封止されたＬＥＤを配列する場合には、ＬＥＤの封止状態のばらつきによって、発光のばらつきを生じさせる問題があった。加えて、ＬＥＤの輝度を上げるために付与する電力を増加させると、発熱が大きくなりすぎる問題もあった。 In recent years, many LEDs are arranged, and complex emission colors and emission patterns are controlled by a computer program. When arranging individually packaged and sealed LEDs, the LED There has been a problem of causing variations in light emission due to variations in the sealing state. In addition, if the power applied to increase the luminance of the LED is increased, there is a problem that heat generation becomes too large.
このため、中電力用と大電力用の照明機器及び照明装置は、複数のＬＥＤ素子を狭面積の中に実装し、実装された複数のＬＥＤ素子をまとめて封止した上で効率良く発光を制御しつつ排熱ができる構造が求められていた。この構造の実現により、中電力用と大電力用の照明機器及び照明装置の小型化やコストの低減が実現し、同商品群の普及に必要不可欠な構造として求められていた。 For this reason, lighting devices and lighting devices for medium power and high power use a plurality of LED elements mounted in a narrow area, and the plurality of mounted LED elements are sealed together to efficiently emit light. There has been a demand for a structure that can exhaust heat while controlling. Realization of this structure has realized reduction in size and cost of lighting devices and lighting devices for medium power and large power, and has been required as a structure indispensable for the spread of the product group.
このような状況下において、複数の発光素子を実装する技術が提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。 Under such circumstances, techniques for mounting a plurality of light emitting elements have been proposed (see, for example, Patent Documents 3 and 4).
特許文献１、２は、単数のＬＥＤを封止する技術を開示する。特許文献１は、単数のＬＥＤを砲弾型のケースによって封止する技術を開示する。砲弾型のケースを樹脂やレンズを用いて構成する技術を開示するが、砲弾型ケースは単数のＬＥＤにしか適用できず、複数のＬＥＤの封止を行なうことは困難である。 Patent Documents 1 and 2 disclose a technique for sealing a single LED. Patent Document 1 discloses a technique for sealing a single LED with a shell-type case. Although a technique for constructing a shell-type case using a resin or a lens is disclosed, the shell-type case can only be applied to a single LED, and it is difficult to seal a plurality of LEDs.
また、特許文献２は、単数のＬＥＤの前方に凹レンズを設けて、ＬＥＤからの光を液晶画面に集光させる技術を開示する。この技術も、複数のＬＥＤを封止しつつ集光を制御することに適用することは困難である。 Patent Document 2 discloses a technique in which a concave lens is provided in front of a single LED and light from the LED is condensed on a liquid crystal screen. This technology is also difficult to apply to controlling light collection while sealing a plurality of LEDs.
特許文献３は、複数のベアチップ状態であるＬＥＤを実装し、実装されたＬＥＤに樹脂の封止材とマイクロレンズを形成する技術を開示する。特許文献１は、樹脂による封止材で複数のＬＥＤを実装するとの解決と、複数のＬＥＤ素子のそれぞれに対応する位置に配置されるレンズ群（レンズ群がマイクロレンズとなる）を配置することで、個々のＬＥＤの発光を外部に導くという解決を図っている。 Patent Document 3 discloses a technique for mounting a plurality of bare chip LEDs and forming a resin sealing material and a microlens on the mounted LEDs. Patent Document 1 discloses a solution that a plurality of LEDs are mounted with a resin sealing material, and a lens group (a lens group is a microlens) that is disposed at a position corresponding to each of the plurality of LED elements. Thus, the solution is to guide the light emission of each LED to the outside.
しかしながら、マイクロレンズの個々のレンズが複数のＬＥＤのそれぞれのＬＥＤに対応して光を制御するため、制御のばらつきが生じる問題がある。信号や集魚灯などのように、複数のＬＥＤ全体に基づく発光色や発光パターンを生成する必要性に対しては、個々のレンズのばらつきが悪影響を及ぼす問題がある。 However, since each lens of the microlens controls light corresponding to each LED of a plurality of LEDs, there is a problem that control variation occurs. There is a problem that variations in individual lenses adversely affect the necessity of generating a light emission color or light emission pattern based on the whole of a plurality of LEDs, such as a signal or a fishing light.
加えて、マイクロレンズを用いることでコストが上昇する問題がある。 In addition, there is a problem that costs increase due to the use of microlenses.
特許文献３は、ＬＥＤを封止する機構と光を制御する機構とを別々に捉えており、光の制御のばらつきやコスト上昇といった問題に対処できない。 Patent Document 3 separately captures a mechanism for sealing an LED and a mechanism for controlling light, and cannot deal with problems such as variations in light control and cost increase.
特許文献４は、複数のＬＥＤを封止する大型のレンズ板を基礎に、レンズ板の内部においてＬＥＤと接触する部分に樹脂を充填して、この樹脂がＬＥＤを保護する構成を開示する。 Patent Document 4 discloses a configuration in which a resin is filled in a portion in contact with an LED inside the lens plate and the resin protects the LED based on a large lens plate that seals a plurality of LEDs.
しかしながら、特許文献４の技術は、レンズ板を基準にして複数のＬＥＤを封止するので、ＬＥＤの発光制御がレンズ板の精度に依存する問題がある。加えて、ＬＥＤの封止もレンズ板の大きさや耐久性に依存する問題があり、多くのＬＥＤをまとめて封止しつつ発光を制御することには適していない問題がある。 However, since the technique of Patent Document 4 seals a plurality of LEDs based on the lens plate, there is a problem that the light emission control of the LEDs depends on the accuracy of the lens plate. In addition, LED sealing also has a problem that depends on the size and durability of the lens plate, which is not suitable for controlling light emission while sealing many LEDs together.
以上のように、従来技術の照明装置は、複数のＬＥＤを封止する機構と光を制御する機構とを別々に構成しており、光の制御がばらついたりコストが上昇したりする問題を有している。加えて、複数のＬＥＤから生じる熱を排出することを考慮しておらず、高い電力での高輝度発光を実現できない問題もあった。 As described above, the illumination device of the prior art is configured with a mechanism for sealing a plurality of LEDs and a mechanism for controlling light separately, and there is a problem that light control varies and costs increase. is doing. In addition, there is a problem that high-luminance emission with high power cannot be realized without considering the heat generated from the plurality of LEDs.
本発明は、以上の課題に鑑み、中電力用と高電力用などのＬＥＤ照明に最適であって、実装コストを下げつつ複数のＬＥＤの最適な発光制御と排熱制御を実現できる照明装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention is an illumination device that is optimal for LED lighting for medium power and high power, and that can realize optimal light emission control and exhaust heat control of a plurality of LEDs while reducing the mounting cost. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、実装基板と、実装基板にベアチップ状態で実装される複数の発光素子と、実装基板上であって複数の発光素子の周囲を囲む封止枠と、封止枠内部において、発光素子と接触しつつ発光素子を封止する封止材と、を備え、封止材は、透明もしくは半透明であると共にその上面は、凹形状および凸形状の少なくとも一つを有し、封止材は、発光素子の発する光を拡散および集光の少なくとも一方を行なう In order to solve the above problems, an illumination device of the present invention includes a mounting substrate, a plurality of light-emitting elements mounted on the mounting substrate in a bare chip state, and a sealing that surrounds the periphery of the plurality of light-emitting elements on the mounting substrate. And a sealing material that seals the light emitting element while being in contact with the light emitting element inside the sealing frame. The sealing material is transparent or translucent and the upper surface has a concave shape and a convex shape. The sealing material performs at least one of diffusing and condensing the light emitted from the light emitting element.
本発明の照明装置は、封止枠、封止材およびレンズ板によって、ベアチップ状態である発光素子を封止できる。加えて、この封止状態によって、封止材とレンズ板で光の集光や拡散を行うレンズ機能を実現できる。
加えて、発光素子から発する熱を、封止枠が設ける排熱機構が排熱する。
又、封止枠内部には反射傾度を設け、リフレクターの機能も付加している。この結果、封止に必要な要素と、発光制御に必要な要素と、排熱に必要な要素を兼用したことによって、実装部品と実装工程とが簡略化され、大幅なコスト削減と照射性能の向上が得られる。
The lighting device of the present invention can seal a light emitting element in a bare chip state by a sealing frame, a sealing material, and a lens plate. In addition, this sealing state can realize a lens function for condensing and diffusing light with a sealing material and a lens plate.
In addition, a heat exhaust mechanism provided by the sealing frame exhausts heat generated from the light emitting element.
Further, a reflection gradient is provided inside the sealing frame, and a reflector function is also added. As a result, by combining the elements necessary for sealing, the elements necessary for light emission control, and the elements necessary for exhaust heat, the mounting components and the mounting process are simplified, which greatly reduces the cost and irradiation performance. An improvement is obtained.
また、本発明の照明装置は、封止枠、封止材および曲面ガラス板によって、複数の発光素子の光を一体的に制御できるので、発光状態のばらつきを生じさせず、信号装置や集魚灯などに最適に適用できる。 Further, the lighting device of the present invention can integrally control the light of the plurality of light emitting elements by the sealing frame, the sealing material, and the curved glass plate. It can be applied optimally.
加えて、複数の発光素子をまとめて封止することによって生じうる発熱を、封止枠を通じて外部に放出できる。この結果、発光素子に対して高い電力を付与できるので、本発明の照明装置は高い輝度の光を用いることができ。信号装置や集魚灯に最適に適用できる。 In addition, heat generated by sealing a plurality of light emitting elements together can be emitted to the outside through the sealing frame. As a result, high power can be applied to the light-emitting element, so that the lighting device of the present invention can use light with high luminance. It can be optimally applied to signal devices and fish lamps.
本発明の第１の発明に係る照明装置は、実装基板と、実装基板にベアチップ状態で実装される複数の発光素子と、実装基板上であって複数の発光素子の周囲を囲む封止枠と、封止枠内部において、発光素子と接触しつつ発光素子を封止する封止材と、を備え、封止材は、透明もしくは半透明であると共にその上面は、凹形状および凸形状の少なくとも一つを有し、封止材は、発光素子の発する光を拡散および集光の少なくとも一方を行なう。 A lighting device according to a first aspect of the present invention includes a mounting substrate, a plurality of light emitting elements mounted on the mounting substrate in a bare chip state, a sealing frame on the mounting substrate and surrounding the periphery of the plurality of light emitting elements. A sealing material that seals the light emitting element while being in contact with the light emitting element inside the sealing frame, and the sealing material is transparent or translucent, and its upper surface has at least a concave shape and a convex shape. The sealing material performs at least one of diffusing and condensing the light emitted from the light emitting element.
この構成により、照明装置は、複数の発光素子を一つの封止枠および封止材で一体的に封止すると共に、封止枠および封止材によって、複数の発光素子からの光を集光もしくは拡散できる。このため、製造コストが下がると共にばらつきがなくなって、高い輝度の光を得ることができる。 With this configuration, the lighting device integrally seals a plurality of light emitting elements with one sealing frame and a sealing material, and condenses light from the plurality of light emitting elements by the sealing frame and the sealing material. Or it can diffuse. For this reason, the manufacturing cost is reduced and the variation is eliminated, so that light with high luminance can be obtained.
本発明の第２の発明に係る照明装置では、第１の発明に加えて、封止材の上層に積層されるレンズ板を更に備え、封止材およびレンズ板は、透明もしくは半透明であって、封止材およびレンズ板の積層は、発光素子の発する光を拡散および集光の少なくとも一方を行なう。 In addition to the first invention, the illumination device according to the second invention of the present invention further includes a lens plate laminated on the upper layer of the sealing material, and the sealing material and the lens plate are transparent or translucent. Thus, the lamination of the sealing material and the lens plate performs at least one of diffusing and condensing the light emitted from the light emitting element.
この構成により、複数の発光素子からの光が、封止枠、封止材およびレンズ板によって、外部に照射される。照明装置は、ばらつきの少ない状態で多数の発光素子をまとめて外部を照射できる。 With this configuration, light from the plurality of light emitting elements is irradiated to the outside by the sealing frame, the sealing material, and the lens plate. The illumination device can irradiate the outside with a large number of light-emitting elements in a state with little variation.
本発明の第３の発明に係る照明装置では、第１又は第２の発明に加えて、封止枠の高さおよび面積の少なくとも一方は、発光素子の個数に応じて定まる。 In the lighting device according to the third aspect of the present invention, in addition to the first or second aspect, at least one of the height and area of the sealing frame is determined according to the number of light emitting elements.
この構成により、封止枠および封止材は、発光素子からの光を最適に外部に照射できる。 With this configuration, the sealing frame and the sealing material can optimally radiate light from the light emitting element to the outside.
本発明の第４の発明に係る照明装置では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、レンズ板が凸レンズであって、封止材のレンズ板との積層面は凹形状である。 In the lighting device according to the fourth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to third aspects, the lens plate is a convex lens, and the laminated surface of the sealing material with the lens plate is concave. .
この構成により、照明装置は、複数の発光素子の光を集光しつつ外部に照射できる。 With this configuration, the lighting device can irradiate the light from the plurality of light emitting elements while collecting the light.
本発明の第５の発明に係る照明装置では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、レンズ板が凹レンズであって、封止材のレンズ板との積層面は、凸形状である。 In the lighting device according to the fifth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to third aspects, the lens plate is a concave lens, and the laminated surface of the sealing material with the lens plate is convex. is there.
この構成により、照明装置は、複数の発光素子の光を拡散しつつ外部に照射できる。 With this configuration, the lighting device can irradiate the light from the plurality of light emitting elements while diffusing the light.
本発明の第６の発明に係る照明装置では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、封止材とレンズ板との積層面は、空隙を有する。 In the lighting device according to the sixth aspect of the present invention, in addition to any of the first to fifth aspects, the laminated surface of the sealing material and the lens plate has a gap.
この構成により、照明装置は、発光素子の光を乱反射させて、より様々な発光パターンを形成できる。また、照明装置は、発光素子の光を均一に外部に照射できる。 With this configuration, the lighting device can diffuse the light of the light emitting element to form more various light emitting patterns. Further, the lighting device can uniformly radiate the light of the light emitting element to the outside.
本発明の第７の発明に係る照明装置では、第１から第６のいずれかの発明に加えて、封止材とレンズ板のそれぞれの透過率および屈折率の少なくとも一部が異なる。 In the lighting device according to the seventh aspect of the present invention, in addition to any one of the first to sixth aspects, at least a part of the transmittance and the refractive index of the sealing material and the lens plate are different.
この構成により、照明装置は、発光素子の光を乱反射させて、より様々な発光パターンを形成できる。また、照明装置は、発光素子の光を均一に外部に照射できる。 With this configuration, the lighting device can diffuse the light of the light emitting element to form more various light emitting patterns. Further, the lighting device can uniformly radiate the light of the light emitting element to the outside.
本発明の第８の発明に係る照明装置では、第１から第７のいずれかの発明に加えて、封止枠の側面は、レンズ板側から実装基板側にかけて傾斜する傾斜面を有し、傾斜面は、発光素子の光を反射する。 In the lighting device according to the eighth invention of the present invention, in addition to any of the first to seventh inventions, the side surface of the sealing frame has an inclined surface that is inclined from the lens plate side to the mounting substrate side, The inclined surface reflects light from the light emitting element.
この構成により、照明装置は、傾斜面を利用して発光素子からの光を外部に反射させて、発光素子の発する光の大半を効率的に外部への照射に用いることができる。 With this configuration, the illuminating device can reflect the light from the light emitting element to the outside by using the inclined surface, and can use most of the light emitted from the light emitting element for external irradiation efficiently.
本発明の第９の発明に係る照明装置では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、複数の発光素子のそれぞれの光は、隣接する発光素子の側面で反射する。 In the lighting device according to the ninth aspect of the present invention, in addition to any one of the first to eighth aspects, each light of the plurality of light emitting elements is reflected by the side surface of the adjacent light emitting element.
この構成により、照明装置は、隣接する発光素子での反射を利用して、発光素子が発する光の大半を、効率的に外部へ照射できる。 With this configuration, the illuminating device can efficiently radiate most of the light emitted from the light emitting elements to the outside by using reflection from adjacent light emitting elements.
本発明の第１０の発明に係る照明装置では、第１から第９のいずれかの発明に加えて、封止枠は、発光素子および封止材の少なくとも一部からの熱を放出する放熱機構を更に備える。 In the illuminating device according to the tenth aspect of the present invention, in addition to any of the first to ninth aspects, the sealing frame releases a heat from at least part of the light emitting element and the sealing material. Is further provided.
この構成により、照明装置は、発光素子の発光面から発生する熱を、効率的に放出できる。結果として、発光素子に付与できる電流値や電圧値を上げることができ、発光素子が発する光の輝度を増加させることができる。 With this configuration, the lighting device can efficiently release heat generated from the light emitting surface of the light emitting element. As a result, the current value and voltage value that can be applied to the light-emitting element can be increased, and the luminance of light emitted from the light-emitting element can be increased.
本発明の第１１の発明に係る照明装置では、第１０の発明に加えて、放熱機構は、封止枠の表面および側面の少なくとも一部に設けられた放熱フィンを含む。 In the illuminating device according to the eleventh aspect of the present invention, in addition to the tenth aspect, the heat dissipation mechanism includes heat dissipation fins provided on at least a part of the surface and side surfaces of the sealing frame.
この構成により、照明装置は、発光素子や封止材の熱を、効率的に外部に放出できる。 With this configuration, the lighting device can efficiently release the heat of the light emitting element and the sealing material to the outside.
本発明の第１２の発明に係る照明装置では、第１１の発明に加えて、放熱フィンは、封止枠と一体で形成されている。 In the illuminating device according to the twelfth aspect of the present invention, in addition to the eleventh aspect, the radiating fin is integrally formed with the sealing frame.
この構成により、放熱フィンと封止枠との間の熱抵抗が小さくなり、放熱フィンは、効率よく熱を放出できる。 With this configuration, the thermal resistance between the radiating fin and the sealing frame is reduced, and the radiating fin can efficiently release heat.
（実施の形態１） (Embodiment 1)
実施の形態１について説明する。
（全体概要）
Embodiment 1 will be described.
(Overview)
まず、図１、図２を用いて、実施の形態１における照明装置の全体概要を説明する。 First, the whole outline | summary of the illuminating device in Embodiment 1 is demonstrated using FIG. 1, FIG.
図１は、本発明の実施の形態１における照明装置の側面図である。図２は、本発明の実施の形態１における照明装置の正面図である。図１は、照明装置を側面から見た状態を示しており、封止枠や封止材の内部に存在する発光素子を可視状態にして示している。また、図２は、照明装置を上から見た状態を示しており、封止枠や封止材の内部に存在する発光素子を可視状態にして示している。 FIG. 1 is a side view of the lighting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a front view of the lighting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows a state in which the lighting device is viewed from the side, and shows the light emitting elements present inside the sealing frame and the sealing material in a visible state. FIG. 2 shows a state in which the lighting device is viewed from above, and shows the light emitting elements present inside the sealing frame and the sealing material in a visible state.
照明装置１は、実装基板２と、実装基板２にベアチップ状態で実装される複数の発光素子３と、複数の発光素子３の周囲を囲む封止枠４と、封止枠４内部で発光素子３と接触しつつ発光素子３を封止する封止材５と、封止材５の上層に積層されるレンズ板６と、を備える。 The illumination device 1 includes a mounting substrate 2, a plurality of light emitting elements 3 mounted on the mounting substrate 2 in a bare chip state, a sealing frame 4 surrounding the plurality of light emitting elements 3, and a light emitting element inside the sealing frame 4. 3, a sealing material 5 that seals the light emitting element 3 while being in contact with the lens 3, and a lens plate 6 that is laminated on the upper layer of the sealing material 5.
また、封止材５およびレンズ板６は、透明もしくは半透明であって、封止材５およびレンズ板６の積層は、発光素子３の発する光を拡散および集光の少なくとも一方を行なう。この構成によって、照明装置１は、発光素子を封止する部材を活用して、ベアチップ状態で実装された複数の発光素子３が発する光を、適切に外部に照射できる。 The sealing material 5 and the lens plate 6 are transparent or translucent, and the lamination of the sealing material 5 and the lens plate 6 performs at least one of diffusing and condensing the light emitted from the light emitting element 3. With this configuration, the lighting device 1 can appropriately radiate the light emitted from the plurality of light emitting elements 3 mounted in a bare chip state to the outside by using a member that seals the light emitting elements.
複数の発光素子３は、実装基板２にワイヤボンディングやボールグリッドによって実装されている。この実装によって、発光素子３には、電力が供給される。この供給される電力によって、発光素子３は、発光する。また、複数の発光素子３のそれぞれは、青色、赤色、緑色などの固有色を有している。それぞれの固有色を有する発光素子３に電力が供給されることで、複数の発光素子３は、青色、赤色、緑色、混合色の光を発する。 The plurality of light emitting elements 3 are mounted on the mounting substrate 2 by wire bonding or a ball grid. With this mounting, electric power is supplied to the light emitting element 3. The light emitting element 3 emits light by the supplied electric power. Each of the plurality of light emitting elements 3 has a unique color such as blue, red, or green. By supplying power to the light emitting elements 3 having the respective unique colors, the plurality of light emitting elements 3 emit light of blue, red, green, and mixed colors.
複数の発光素子３の周囲には封止枠４が設けられており、この封止枠４内部には樹脂などを素材とする封止材５が投入される。封止材５は、複数の発光素子３の表面や側面と接触した上で、複数の発光素子３を封止する。この封止によって、封止材５は、発光素子３を保護する。また、封止枠４が設置された上で、封止材５が投入されるので、封止材５は、封止枠４の形状、大きさに応じた形状や大きさを有する。 A sealing frame 4 is provided around the plurality of light emitting elements 3, and a sealing material 5 made of resin or the like is placed inside the sealing frame 4. The sealing material 5 seals the plurality of light emitting elements 3 after coming into contact with the surfaces and side surfaces of the plurality of light emitting elements 3. By this sealing, the sealing material 5 protects the light emitting element 3. Moreover, since the sealing material 5 is thrown in after the sealing frame 4 is installed, the sealing material 5 has a shape and a size corresponding to the shape and size of the sealing frame 4.
封止材５の上にレンズ板６が積層される。レンズ板６は、凸レンズや凹レンズ形状を有しており、封止材５の積層面において、レンズ板６のカーブに応じた形状で積層される。封止材５は、封止枠４に投入される際には、溶融樹脂などであるので、レンズ板６の形状に応じて、封止材５の積層面の形状が容易に対応できる。この結果、封止材５とレンズ板６とは、スムーズな曲面で接触する。 A lens plate 6 is laminated on the sealing material 5. The lens plate 6 has a convex lens shape or a concave lens shape, and is laminated in a shape corresponding to the curve of the lens plate 6 on the laminated surface of the sealing material 5. Since the sealing material 5 is molten resin or the like when it is put into the sealing frame 4, the shape of the laminated surface of the sealing material 5 can easily correspond to the shape of the lens plate 6. As a result, the sealing material 5 and the lens plate 6 are in contact with each other with a smooth curved surface.
封止材５およびレンズ板６は、半透明もしくは透明であって、発光素子３からの光を透過させる。このとき、封止材５およびレンズ板６が形成する屈折カーブに従って、発光素子３は、発する光を外部に照射する。このとき、封止材５およびレンズ板６は、カーブ形状に従って、発光素子３の光を拡散および集光の少なくとも一方を行なう。すなわち照明装置１は、複数の発光素子３の光を一つの集光機能や拡散機能によってまとめた上で、外部に照射する。 The sealing material 5 and the lens plate 6 are translucent or transparent, and transmit light from the light emitting element 3. At this time, the light emitting element 3 irradiates the emitted light to the outside according to the refraction curve formed by the sealing material 5 and the lens plate 6. At this time, the sealing material 5 and the lens plate 6 perform at least one of diffusing and condensing the light of the light emitting element 3 according to the curve shape. That is, the illuminating device 1 irradiates the light of the plurality of light emitting elements 3 to the outside after collecting them by one light collecting function and diffusion function.
封止枠４、封止材５は、ベアチップ状態である発光素子３を外部露出から保護するための封止機能を持っており、本来的には、この封止機能が封止枠４などの役割である。しかし、封止機能を有する封止枠４や封止材５に加えて、レンズ板６を積層することで、封止枠４、封止材５およびレンズ板６は、複数の発光素子３を一度に封止できると共に複数の発光素子３が発する光の集光や拡散を制御できる。 The sealing frame 4 and the sealing material 5 have a sealing function for protecting the light emitting element 3 in a bare chip state from external exposure. Role. However, by laminating the lens plate 6 in addition to the sealing frame 4 and the sealing material 5 having a sealing function, the sealing frame 4, the sealing material 5, and the lens plate 6 have a plurality of light emitting elements 3. Condensation and diffusion of light emitted from the plurality of light emitting elements 3 can be controlled while being sealed at a time.
すなわち、余分な部材を追加することなく、封止と発光を実現できるので、照明装置１は、余分なコストを必要としない。加えて、照明装置１は、複数の発光素子３をまとめて封止した上で発光を制御できるので、発光素子３毎に発光や封止のばらつきが生じない。加えて、封止と発光制御とが同時に同一の部材で実現できるので、封止と発光制御とがアンバランスになることが無くなり、発光のばらつきも防止される。特に、複数の発光素子３をまとめて封止することがそのまま発光制御につながるので、照明装置１は、複数の発光素子３をまとめて発光させた上で集光や拡散を実現できる。 That is, since sealing and light emission can be realized without adding extra members, the lighting device 1 does not require extra costs. In addition, since the lighting device 1 can control light emission after sealing a plurality of light emitting elements 3 together, there is no variation in light emission or sealing for each light emitting element 3. In addition, since the sealing and the light emission control can be realized simultaneously by the same member, the sealing and the light emission control are not unbalanced, and variations in light emission are prevented. In particular, since sealing a plurality of light emitting elements 3 together leads to light emission control as it is, the lighting device 1 can realize light condensing and diffusion after causing the light emitting elements 3 to emit light together.
図２を用いて説明する。 This will be described with reference to FIG.
図２に示されるように、複数の発光素子３は、封止枠４の中において実装基板２に実装される。これら複数の発光素子３を一体とした周囲を、封止枠４は囲む。ここで、封止枠４は、上面から見た際に略円形を有している。略円形の封止枠４の内部に複数の発光素子３が実装されているので、複数の発光素子３が発する光は、略円形から拡散したり集光したりすることになり、照明装置１は、発光方向や発光角度を調整しやすくなる。 As shown in FIG. 2, the plurality of light emitting elements 3 are mounted on the mounting substrate 2 in the sealing frame 4. A sealing frame 4 surrounds the periphery of the plurality of light emitting elements 3 integrated. Here, the sealing frame 4 has a substantially circular shape when viewed from above. Since the plurality of light emitting elements 3 are mounted inside the substantially circular sealing frame 4, the light emitted from the plurality of light emitting elements 3 diffuses or collects from the substantially circular shape, and the lighting device 1. Makes it easier to adjust the light emission direction and the light emission angle.
また、上面から見た場合には、レンズ板６、封止材５、発光素子３の順に積層されているが、レンズ板６および封止材５が半透明若しくは透明であるので、発光素子３が透過して見える。この結果、発光素子３の発する光は、封止材５およびレンズ板６を透過して外部に照射される。このとき、封止材５およびレンズ板６との積層によって形成されるカーブによって、発光素子３の発する光は拡散したり集光したりする。 When viewed from the top, the lens plate 6, the sealing material 5, and the light emitting element 3 are laminated in this order. However, since the lens plate 6 and the sealing material 5 are translucent or transparent, the light emitting element 3. Appears to be transparent. As a result, the light emitted from the light emitting element 3 is transmitted to the outside through the sealing material 5 and the lens plate 6. At this time, the light emitted from the light emitting element 3 is diffused or condensed by a curve formed by stacking the sealing material 5 and the lens plate 6.
また、実装基板２に封止枠４からレンズ板６までが実装された状態で照明装置１が構成されるので、照明装置１は、可搬性に優れており、一つのユニットとして様々な機器に組み込まれる。 Moreover, since the illuminating device 1 is configured in a state where the sealing frame 4 to the lens plate 6 are mounted on the mounting substrate 2, the illuminating device 1 is excellent in portability and can be used as a single unit for various devices. Incorporated.
照明装置１は、複数の発光素子３をまとめて封止すると共にまとめてその発光を制御するので、信号装置や集魚灯などの詳細な画像を示すよりも、発光量や発光パターンを必要とする機器に最適に組み込まれる。 The illuminating device 1 seals a plurality of light emitting elements 3 together and controls the light emission collectively, so that it requires a light emission amount and a light emission pattern rather than showing a detailed image of a signal device, a fish lamp, etc. It is optimally integrated into equipment.
以上のように、実施の形態１の照明装置１は、複数の発光素子３をまとめて一つの封止枠４内部に封止することで、封止における発光素子３ごとのばらつきを防止できる。また、封止枠４内部に封止材５とレンズ板６とが積層されることで、複数の発光素子３の発する光をまとめて制御できる。特に、封止枠４、封止材５およびレンズ板６とがそれぞれ接触した（物理的に厳密な接触を必要とするのではなく、明らかに離隔している状態ではないことを示す）状態であることによって、封止枠４、封止材５およびレンズ板６は、複数の発光素子３を封止するという機能と発光を制御するという機能を両立させる。 As described above, the lighting apparatus 1 according to Embodiment 1 can prevent variations in sealing for each light emitting element 3 by collectively sealing a plurality of light emitting elements 3 in one sealing frame 4. In addition, since the sealing material 5 and the lens plate 6 are laminated inside the sealing frame 4, the light emitted from the plurality of light emitting elements 3 can be controlled collectively. In particular, in a state where the sealing frame 4, the sealing material 5 and the lens plate 6 are in contact with each other (indicating that the sealing frame 4 is not physically separated but does not require physically strict contact). As a result, the sealing frame 4, the sealing material 5, and the lens plate 6 satisfy both a function of sealing the plurality of light emitting elements 3 and a function of controlling light emission.
以上より、照明装置１は、発光素子３の封止機能と発光制御機能を、少ない部材で実現できる。結果としてコストも低減できる。 As described above, the lighting device 1 can realize the sealing function and the light emission control function of the light emitting element 3 with a small number of members. As a result, the cost can be reduced.
なお、図１、図２においては、図の明瞭を確保するために、複数の発光素子のうち一つの発光素子に符号「３」を付している。 In FIG. 1 and FIG. 2, for the sake of clarity, one light emitting element among a plurality of light emitting elements is denoted by “3”.
次に、各部の詳細について説明する。
（実装基板）
Next, the detail of each part is demonstrated.
(Mounting board)
まず、実装基板について説明する。 First, the mounting substrate will be described.
実装基板２は、複数の発光素子３を実装する。実装基板２は、ガラスエポキシ基板のように、汎用に電子部品や半導体集積回路を実装できる基板であって、電気信号のやり取りを行なえる配線層を備えているものであればよい。 The mounting substrate 2 mounts a plurality of light emitting elements 3. The mounting substrate 2 is a substrate that can mount electronic components and semiconductor integrated circuits for general purposes, such as a glass epoxy substrate, and may be any substrate that has a wiring layer that can exchange electrical signals.
実装基板２は、照明装置１として利用される複数の発光素子３のみを実装しても良いし、発光素子３以外の電子部品や半導体集積回路を実装しても良い。例えば、実装基板２は、制御機能やプロセッシング機能を有する半導体集積回路と必要な電子部品を実装しており、これ等以外の領域において複数の発光素子３を実装しても良い。 On the mounting substrate 2, only a plurality of light emitting elements 3 used as the lighting device 1 may be mounted, or electronic components other than the light emitting elements 3 and semiconductor integrated circuits may be mounted. For example, the mounting substrate 2 is mounted with a semiconductor integrated circuit having a control function and a processing function and necessary electronic components, and a plurality of light emitting elements 3 may be mounted in a region other than these.
また、実装基板２は、発光素子３をワイヤボンディング、フリップチップあるいはボールグリッドなどによって電気的に実装し、実装基板２の内外に設けられる他の回路からの電気信号を、発光素子３に与えることができる。 In addition, the mounting substrate 2 electrically mounts the light emitting element 3 by wire bonding, flip chip, ball grid, or the like, and supplies the light emitting element 3 with an electrical signal from another circuit provided inside or outside the mounting substrate 2. Can do.
すなわち、実装基板２は、照明装置１の基本形状を形成すると共に、複数の発光素子３に電気信号を与える。実装基板２の形状や大きさは、複数の発光素子３の個数に応じてもよいし、照明装置１として使用される状態に応じてもよい。また、実装基板２は、発光素子３に加えて封止枠４を実装できるような接着面を有していることも好適である。 That is, the mounting substrate 2 forms a basic shape of the lighting device 1 and gives an electric signal to the plurality of light emitting elements 3. The shape and size of the mounting substrate 2 may depend on the number of the plurality of light emitting elements 3, or may depend on the state used as the lighting device 1. Moreover, it is also preferable that the mounting substrate 2 has an adhesive surface on which the sealing frame 4 can be mounted in addition to the light emitting element 3.
（発光素子）
次に、発光素子３について説明する。
(Light emitting element)
Next, the light emitting element 3 will be described.
発光素子３は、電気信号を受けて光を発する素子である。電気信号を受けて発光する機能を有する素子であればなんでもよいが、実装や制御の容易性から、ＬＥＤが用いられるのが好適である。ＬＥＤは、付与される電気信号の電流・電圧によって、発光状態を制御でき、青色、赤色、緑色などの固有色を有することで、発光色のパターンを容易に制御できるメリットを有するからである。 The light emitting element 3 is an element that emits light in response to an electrical signal. Any element can be used as long as it has a function of receiving an electric signal to emit light, but it is preferable to use an LED for ease of mounting and control. This is because an LED has a merit that a light emission state can be controlled by a current / voltage of an applied electric signal, and a light emission color pattern can be easily controlled by having a specific color such as blue, red, or green.
複数の発光素子３が、実装基板２に実装される。発光素子３の個数は、照明装置１の仕様に応じて適宜定められれば良く、数個から数百個（あるいは数千個）の発光素子３が実装基板２に実装される。発光素子３は、実装基板２に対して、ワイヤボンディングやボールグリッドによって実装され、実装基板２に対して（更には、実装基板２に実装されている他の電子部品に対して）電気的に接続される。この電気的な接続によって、発光素子３は、電気信号を受けて発光する。 A plurality of light emitting elements 3 are mounted on the mounting substrate 2. The number of the light emitting elements 3 may be appropriately determined according to the specification of the lighting device 1, and several to several hundreds (or several thousand) light emitting elements 3 are mounted on the mounting substrate 2. The light emitting element 3 is mounted on the mounting substrate 2 by wire bonding or a ball grid, and is electrically connected to the mounting substrate 2 (and further to other electronic components mounted on the mounting substrate 2). Connected. By this electrical connection, the light emitting element 3 emits light upon receiving an electrical signal.
発光素子３は、受ける電気信号の電流値・電圧値や、信号の波形パターンに応じて発光し、発光素子３が備えている固有色に基づいた発光を行なう。これらの発光変化に基づいて、発光素子３は、種々の発光パターンを実現する。実装基板２もしくは実装基板２とは別に設けられた制御機能に基づいて、発光素子３は、色、発光レベル、発光間隔などの様々な基準に応じた発光を実現する。 The light emitting element 3 emits light according to the current value / voltage value of the received electric signal and the waveform pattern of the signal, and emits light based on the intrinsic color of the light emitting element 3. Based on these light emission changes, the light emitting element 3 realizes various light emission patterns. Based on the mounting substrate 2 or a control function provided separately from the mounting substrate 2, the light emitting element 3 realizes light emission according to various standards such as color, light emission level, and light emission interval.
発光素子３のそれぞれは、ベアチップ状態で実装基板２に実装される。ベアチップ状態で実装されることで、発光素子３のコストや体積が削減でき、照明装置１のコストや体積を削減できる。加えて、発光素子３がベアチップ状態で実装されることで、発光素子３の発する光を、封止材５およびレンズ板６が直接受け取ることができ、余分な発光制御が不要となる。このため、発光素子３は、ベアチップ状態で実装されることが好適である。 Each of the light emitting elements 3 is mounted on the mounting substrate 2 in a bare chip state. By mounting in a bare chip state, the cost and volume of the light emitting element 3 can be reduced, and the cost and volume of the lighting device 1 can be reduced. In addition, since the light emitting element 3 is mounted in a bare chip state, the light emitted from the light emitting element 3 can be directly received by the sealing material 5 and the lens plate 6, and unnecessary light emission control is unnecessary. For this reason, it is preferable that the light emitting element 3 is mounted in a bare chip state.
また、発光素子３がベアチップ状態であることで、発光素子３は、表面、裏面および側面を有することになる。裏面は、実装基板２との実装面になり、表面および側面の少なくとも一部から、光を発する。また、実装基板２に複数の発光素子３が実装されるので、発光素子３は、隣接する発光素子との間での光の反射を生じさせることもある。 Moreover, since the light emitting element 3 is in a bare chip state, the light emitting element 3 has a front surface, a back surface, and a side surface. The back surface is a mounting surface with the mounting substrate 2 and emits light from at least a part of the front surface and the side surface. In addition, since the plurality of light emitting elements 3 are mounted on the mounting substrate 2, the light emitting elements 3 may cause reflection of light between adjacent light emitting elements.
なお、発光素子３は、それぞれに固有色を有しており、加えられる電流値および電圧値に応じて発光する。固有色の同じ発光素子３がまとめられて配列されても良いし、異なる固有色毎に配列されても良い。また、複数の発光素子３のそれぞれは、並列接続されても良いし直列接続されても良い。もちろん、並列接続と直列接続とが混在した状態で、複数の発光素子３が電気的に接続されても良い。 Each of the light emitting elements 3 has a unique color, and emits light according to an applied current value and voltage value. The light emitting elements 3 having the same intrinsic color may be arranged together or may be arranged for different intrinsic colors. Moreover, each of the some light emitting element 3 may be connected in parallel, and may be connected in series. Of course, the plurality of light emitting elements 3 may be electrically connected in a state where parallel connection and series connection are mixed.
このように、実装基板２に複数の発光素子３がベアチップ状態で実装されることにより、複数の発光素子３は、様々な発光色、発光レベル、発光パターンを作り出せる。 As described above, by mounting the plurality of light emitting elements 3 on the mounting substrate 2 in a bare chip state, the plurality of light emitting elements 3 can produce various light emission colors, light emission levels, and light emission patterns.
（封止枠）
次に、封止枠４について説明する。
(Sealing frame)
Next, the sealing frame 4 will be described.
封止枠４は、実装基板２上において実装される複数の発光素子３の周囲を囲む。図２に示されるように、封止枠４は、実装される複数の発光素子３の周囲をぐるりと囲んでいる。封止枠４は、略円形、略楕円形を形成しつつ発光素子３の周囲を囲むことが好ましいが、方形や多角形を形成しつつ発光素子３の周囲を囲んでもよい。 The sealing frame 4 surrounds the plurality of light emitting elements 3 mounted on the mounting substrate 2. As shown in FIG. 2, the sealing frame 4 surrounds a plurality of light emitting elements 3 to be mounted. The sealing frame 4 preferably surrounds the periphery of the light emitting element 3 while forming a substantially circular or substantially elliptical shape, but may surround the periphery of the light emitting element 3 while forming a square or a polygon.
封止枠４は、照明装置１の外形を形成する。すなわち、照明装置１は、封止枠４、封止材５およびレンズ板６によって、発光素子３の集光や拡散を実行する。封止枠４は、この集光や拡散を実行する機構の基本的な外形を形成する。このため封止枠４は、複数の発光素子３の集光や拡散の仕様に応じた形状や外形を有する。 The sealing frame 4 forms the outer shape of the lighting device 1. In other words, the lighting device 1 performs light collection and diffusion of the light emitting element 3 by the sealing frame 4, the sealing material 5, and the lens plate 6. The sealing frame 4 forms the basic outline of a mechanism that performs this light collection and diffusion. For this reason, the sealing frame 4 has a shape and an outer shape according to the condensing and diffusing specifications of the plurality of light emitting elements 3.
また、封止枠４の高さおよび開口面積の少なくとも一方は、発光素子３の個数に応じて定まる。発光素子３の個数が多ければ封止枠４の外周は大きくなるので、封止枠４の開口面積は大きくなる。加えて、発光素子３の個数が多ければ発光素子３からの発光量が多くなるので、多くの光を反射させるために封止枠４の高さが高くなる。 Further, at least one of the height and the opening area of the sealing frame 4 is determined according to the number of the light emitting elements 3. If the number of the light emitting elements 3 is large, the outer periphery of the sealing frame 4 becomes large, so that the opening area of the sealing frame 4 becomes large. In addition, since the amount of light emitted from the light emitting element 3 increases as the number of the light emitting elements 3 increases, the height of the sealing frame 4 increases to reflect a large amount of light.
封止枠４には封止材５が投入されるので、封止枠４の外周は、閉鎖されていることが好ましい。封止材５は、溶融樹脂であることが多く、投入される溶融樹脂が封止枠４の外部にもれ出ることを防止するためである。このため、封止枠４は、枠材であって、この枠材が実装基板２上に設置されればよい。 Since the sealing material 5 is thrown into the sealing frame 4, it is preferable that the outer periphery of the sealing frame 4 is closed. This is because the sealing material 5 is often a molten resin and prevents the molten resin to be introduced from leaking out of the sealing frame 4. For this reason, the sealing frame 4 is a frame material, and the frame material may be installed on the mounting substrate 2.
封止枠４は、樹脂、金属、合金などで形成されれば良く、実装基板２上に接着あるいは溶着される。接着においては接着剤が用いられれば良い。 The sealing frame 4 may be formed of resin, metal, alloy, or the like, and is bonded or welded on the mounting substrate 2. An adhesive may be used for bonding.
封止枠４は、透明もしくは半透明でも良いが、発光素子３からの光をレンズ板６に反射させるために光を反射可能なように非透明であることも好ましい。封止枠４は、封止材５を投入する際の枠となると共に発光素子３が発する光の反射部位となるからである。 The sealing frame 4 may be transparent or translucent, but it is also preferable that the sealing frame 4 be non-transparent so that the light can be reflected in order to reflect the light from the light emitting element 3 to the lens plate 6. This is because the sealing frame 4 becomes a frame when the sealing material 5 is thrown in and becomes a reflection part of light emitted from the light emitting element 3.
封止枠４が設置されると、この封止枠４で囲われた領域に、封止材５（溶融された樹脂など）が流し込まれる。 When the sealing frame 4 is installed, the sealing material 5 (melted resin or the like) is poured into a region surrounded by the sealing frame 4.
（封止材）
封止材５は、封止枠４で囲まれた領域を充填する。封止材５は、溶融された樹脂などで構成されており、溶融された樹脂が流し込まれて凝固することで、封止枠４内部に封止材５が形成される。
(Encapsulant)
The sealing material 5 fills the region surrounded by the sealing frame 4. The sealing material 5 is composed of a molten resin or the like, and the sealing material 5 is formed inside the sealing frame 4 when the molten resin is poured and solidified.
例えば、封止枠４が設置された後で、溶融した樹脂が封止枠４の内部に流し込まれる。流し込みの際には、空気層や空気泡が生じないように、自動投入装置が用いられる。流し込まれた後で、温度の低下によって、溶融した樹脂は凝固し、封止枠４の外形に合わせて固体の封止材５が形成される。 For example, after the sealing frame 4 is installed, molten resin is poured into the sealing frame 4. When pouring, an automatic charging device is used so that an air layer and air bubbles are not generated. After pouring, the molten resin is solidified due to a decrease in temperature, and a solid sealing material 5 is formed in accordance with the outer shape of the sealing frame 4.
封止材５は、封止枠４およびレンズ板６と合わせて、発光素子３の光を集光したり拡散したりする。このため、封止材５は、発光素子３の光の集光や拡散をさせる基本的な部材となる。 The sealing material 5 collects or diffuses the light of the light emitting element 3 together with the sealing frame 4 and the lens plate 6. For this reason, the sealing material 5 becomes a basic member for condensing and diffusing the light of the light emitting element 3.
封止材５は、透明もしくは半透明であり、透明もしくは半透明であることで、発光素子３が発する光を透過させる。透過した光は、後述のレンズ板６の集光もしくは拡散作用によって外部に放射され、複数の発光素子３からの光が外部に放射される。封止材５は、このように発光素子３の光を透過させることによって、照明装置１が光を出力する機能を実現する。 The sealing material 5 is transparent or translucent, and is transparent or translucent, thereby transmitting light emitted from the light emitting element 3. The transmitted light is radiated to the outside by the condensing or diffusing action of the lens plate 6 described later, and the light from the plurality of light emitting elements 3 is radiated to the outside. The sealing material 5 realizes the function of the lighting device 1 to output light by transmitting the light of the light emitting element 3 in this way.
封止材５は、後述のレンズ板６の形状に合わせて上層面の形状が定まる。 The shape of the upper surface of the sealing material 5 is determined according to the shape of the lens plate 6 described later.
すなわち、封止材５は、レンズ板６の形状に合わせてその形状が定まる。このレンズ板６の形状と封止材５の形状とによって、照明装置１は、発光素子３の光を集光させるか拡散させるかを切り分けることができる。
照明装置１は、後述のレンズ板６を用いず、レンズ板６によって表面が成型された封止材５によって、発光素子３の光を外部に照射しても良い。
That is, the shape of the sealing material 5 is determined according to the shape of the lens plate 6. Depending on the shape of the lens plate 6 and the shape of the sealing material 5, the lighting device 1 can determine whether the light of the light emitting element 3 is condensed or diffused.
The illuminating device 1 may irradiate the light of the light emitting element 3 outside with the sealing material 5 by which the surface was shape | molded by the lens plate 6, without using the lens plate 6 mentioned later.
（レンズ板）
次に、レンズ板６について説明する。
(Lens plate)
Next, the lens plate 6 will be described.
レンズ板６は、封止材５の上層に積層される。レンズ板６は、封止枠４および封止材５と合わせて、複数の発光素子３からの光を集光させたり拡散させたりする。レンズ板６の形状および構造が、発光素子３からの光を制御する。 The lens plate 6 is laminated on the upper layer of the sealing material 5. The lens plate 6 collects or diffuses the light from the plurality of light emitting elements 3 together with the sealing frame 4 and the sealing material 5. The shape and structure of the lens plate 6 controls the light from the light emitting element 3.
レンズ板６は、ガラスや樹脂などで構成される。レンズ板６は、透明もしくは半透明であって、封止材５と共に、発光素子３の光を透過させる。この光の透過の過程において、封止材５およびレンズ板６の形状によって、照明装置１は、発光素子３の光を集光もしくは拡散させて外部に出力する。 The lens plate 6 is made of glass or resin. The lens plate 6 is transparent or translucent, and transmits the light of the light emitting element 3 together with the sealing material 5. During the light transmission process, the illumination device 1 collects or diffuses the light from the light emitting element 3 and outputs the light to the outside depending on the shapes of the sealing material 5 and the lens plate 6.
レンズ板６は、封止枠４の外周に合わせた外周を有してもよいし、封止枠４の外周より小さい外周を有していてもよい。但し、レンズ板６は、封止枠４の外周に合わせた形状を有することで、封止材５は、封止枠４とレンズ板６とに封止されるので、照明装置１の耐久性や強度が向上するメリットがある。 The lens plate 6 may have an outer periphery that matches the outer periphery of the sealing frame 4, or may have an outer periphery that is smaller than the outer periphery of the sealing frame 4. However, since the lens plate 6 has a shape matched to the outer periphery of the sealing frame 4, the sealing material 5 is sealed by the sealing frame 4 and the lens plate 6, and thus the durability of the lighting device 1. And there is a merit that strength improves.
レンズ板６は、封止材５の上層に積層されるので、レンズ板６の形状によって、封止材５の形状（封止材５のレンズ板６との積層面の形状）が定まる。また、レンズ板６と封止材５とが合わさった形状によって、複数の発光素子３の光は、集光されるか拡散されるかが決まる。 Since the lens plate 6 is laminated on the upper layer of the sealing material 5, the shape of the sealing material 5 (the shape of the laminated surface of the sealing material 5 with the lens plate 6) is determined by the shape of the lens plate 6. The shape of the lens plate 6 and the sealing material 5 combined determines whether the light from the plurality of light emitting elements 3 is collected or diffused.
例えば、レンズ板６が凸レンズである場合には、封止材５のレンズ板６との積層面は、凹形状となる。図３は、本発明の実施の形態１における照明装置の側面図である。 For example, when the lens plate 6 is a convex lens, the laminated surface of the sealing material 5 with the lens plate 6 has a concave shape. FIG. 3 is a side view of the lighting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
図３は、レンズ板６が凸レンズであって、封止材５のレンズ板６との積層面が凹形状である形態を示している。矢印は、発光素子３の光の進む向きを示している。発光素子３の光は、透明もしくは半透明である封止材５内部を直進する。直進した光は、封止材５からレンズ板６に到達する。レンズ板６は、凸レンズであるので、矢印の通り、光はレンズ板６によって集光される。集光されることで、複数の発光素子３からの光が所定領域に集められることになり、非常に高い輝度を所定領域に実現できる。 FIG. 3 shows a form in which the lens plate 6 is a convex lens and the laminated surface of the sealing material 5 with the lens plate 6 has a concave shape. The arrow indicates the direction in which the light of the light emitting element 3 travels. The light from the light emitting element 3 travels straight inside the sealing material 5 which is transparent or translucent. The light traveling straight reaches the lens plate 6 from the sealing material 5. Since the lens plate 6 is a convex lens, the light is collected by the lens plate 6 as indicated by the arrow. By collecting the light, the light from the plurality of light emitting elements 3 is collected in a predetermined area, and very high luminance can be realized in the predetermined area.
例えば、遠くからでも光を視認しやすいことが望まれる照明装置に適用される。例えば信号装置や集魚灯などに、図３に示される照明装置１は、適用される。 For example, the present invention is applied to a lighting device that is desired to easily recognize light from a distance. For example, the lighting device 1 shown in FIG. 3 is applied to a signal device, a fish collecting light, and the like.
また、図３では、レンズ板６は、凸レンズであって、これに合わせて封止材５の積層面は凹形状となっているが、レンズ板６は、上面のみが凸形状を有し積層面は平坦である形状でも良い。このような形状によって、照明装置１は、発光素子３の光を緩やかに集光させることができる。 In FIG. 3, the lens plate 6 is a convex lens, and the laminated surface of the sealing material 5 has a concave shape in accordance with this, but the lens plate 6 has a convex shape only on the upper surface and is laminated. The surface may be flat. With such a shape, the lighting device 1 can gently collect the light of the light emitting element 3.
あるいは、レンズ板６は、平坦形状を有しており、封止材５の積層面も平坦形状であってもよい。この場合には、照明装置１は、発光素子３の光をほぼ直進させることができる。 Alternatively, the lens plate 6 may have a flat shape, and the laminated surface of the sealing material 5 may also have a flat shape. In this case, the illuminating device 1 can substantially straighten the light of the light emitting element 3.
また、レンズ板６は、図４に示されるように凹レンズであって、封止材５のレンズ板６との積層面は、凸形状であってもよい。図４は、本発明の実施の形態１における照明装置の側面図である。また、図４中の矢印は、発光素子３からの光の進行方向を示している。 Further, the lens plate 6 is a concave lens as shown in FIG. 4, and the laminated surface of the sealing material 5 with the lens plate 6 may be convex. FIG. 4 is a side view of the lighting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Further, the arrows in FIG. 4 indicate the traveling direction of light from the light emitting element 3.
レンズ板６は、凹レンズであって、この形状に合わせて封止材５のレンズ板６との積層面は凸形状となっている。図４の矢印に示されるように、発光素子３の光は封止材５を透過してレンズ板６に到達する。レンズ板６が凹レンズであるので、矢印に示されるようにレンズ板６は、発光素子３の光を拡散させる。この拡散によって、照明装置１は、発光素子３の光を広い範囲に照射することが可能となる。 The lens plate 6 is a concave lens, and the laminated surface of the sealing material 5 with the lens plate 6 has a convex shape according to this shape. As indicated by the arrows in FIG. 4, the light from the light emitting element 3 passes through the sealing material 5 and reaches the lens plate 6. Since the lens plate 6 is a concave lens, the lens plate 6 diffuses the light of the light emitting element 3 as indicated by an arrow. By this diffusion, the lighting device 1 can irradiate the light of the light emitting element 3 over a wide range.
例えば、様々な角度からでも光を視認しやすいことが望まれる照明装置に適用される。夜間の作業において、広い範囲を均一に明るくする必要がある機器などに適用される。 For example, the present invention is applied to a lighting device that is desired to easily recognize light from various angles. It is applied to equipment that needs to brighten a wide area uniformly during night work.
また、封止枠４は、封止材５を進む光の進行方向を調整する機能を有しているので、封止枠４とレンズ板６との形状の組み合わせによっても、発光素子３の光の進行方向は調整される。 Further, since the sealing frame 4 has a function of adjusting the traveling direction of the light traveling through the sealing material 5, the light of the light emitting element 3 can also be obtained by combining the shapes of the sealing frame 4 and the lens plate 6. The direction of travel is adjusted.
レンズ板６は、封止枠４および封止材５と共に、発光素子３の光を透過させつつ、集光もしくは拡散させる。また、封止材５は、本来的にはベアチップ状態で実装される発光素子３を保護する機能を有しており、レンズ板６との積層によって、保護に加えて光の照射方向を制御する機能を有する。このように、封止材５およびレンズ板６は、複数の機能を少ない部材で実現できる。結果として、照明装置１の製造工程が簡略化されて、製造コストも低減できる。 The lens plate 6 condenses or diffuses the light of the light emitting element 3 together with the sealing frame 4 and the sealing material 5. In addition, the sealing material 5 originally has a function of protecting the light emitting element 3 mounted in a bare chip state, and controls the light irradiation direction in addition to the protection by stacking with the lens plate 6. It has a function. Thus, the sealing material 5 and the lens plate 6 can realize a plurality of functions with a small number of members. As a result, the manufacturing process of the lighting device 1 is simplified, and the manufacturing cost can be reduced.
以上のように、照明装置１は、発光素子３の光を集光させたり拡散させたりしつつ、外部に多くの光を照射させる。 As described above, the lighting device 1 irradiates a large amount of light to the outside while condensing or diffusing the light of the light emitting element 3.
加えて、複数の発光素子３が一つの封止枠４および封止材５で封止されているので、耐久性に優れると共にばらつきがなく、高い電流値や高い電圧値を、発光素子３に付与できる。この結果、発光素子３は、高い輝度で発光できる。 In addition, since the plurality of light emitting elements 3 are sealed with the single sealing frame 4 and the sealing material 5, the light emitting element 3 has a high current value and a high voltage value with excellent durability and no variation. Can be granted. As a result, the light emitting element 3 can emit light with high luminance.
（製造工程）
次に、照明装置１の製造工程を説明する。
(Manufacturing process)
Next, the manufacturing process of the lighting device 1 will be described.
図５は、本発明の実施の形態１における照明装置の製造工程図である。 FIG. 5 is a manufacturing process diagram of the illumination device according to Embodiment 1 of the present invention.
図５は、各工程を示している。 FIG. 5 shows each step.
まず、実装基板２が設置される。 First, the mounting substrate 2 is installed.
次いで、実装基板２に、ベアチップ状態である複数の発光素子３が実装される。実装においては、ワイヤボンディングなどで、発光素子３に電気的な接続が実現される。複数の発光素子３の個数や種類は、照明装置１の仕様に応じて定められる。 Next, a plurality of light emitting elements 3 in a bare chip state are mounted on the mounting substrate 2. In mounting, electrical connection to the light emitting element 3 is realized by wire bonding or the like. The number and type of the plurality of light emitting elements 3 are determined according to the specifications of the lighting device 1.
更に、実装された複数の発光素子３の周囲を囲むように、封止枠４が実装される。封止枠４は、接着や溶着によって、実装基板２に設置される。 Further, the sealing frame 4 is mounted so as to surround the periphery of the plurality of mounted light emitting elements 3. The sealing frame 4 is installed on the mounting substrate 2 by adhesion or welding.
次いで、封止枠４の内部に溶融した樹脂などが投入される。溶融した樹脂は、封止材５として、ベアチップ状態である発光素子３を保護する。封止材５は、透明もしくは半透明の素材で形成され、固化することで、発光素子３の光を透過させつつ外部に照射させることができる。 Next, molten resin or the like is put into the sealing frame 4. The molten resin protects the light emitting element 3 in a bare chip state as the sealing material 5. The sealing material 5 is formed of a transparent or translucent material and solidifies, so that the light from the light emitting element 3 can be transmitted to the outside while being transmitted.
更に、封止材５の上層にレンズ板６が積層される。レンズ板６が積層されることで、封止材５の表面形状が定まる。更には、レンズ板６と封止材５との積層によって、照明装置１は、発光素子３の光を外部に出力できる。更に、封止材５とレンズ板６の形状および積層構造に基づいて、照明装置１は、発光素子３の光を集光もしくは拡散できる。 Further, a lens plate 6 is laminated on the upper layer of the sealing material 5. By laminating the lens plate 6, the surface shape of the sealing material 5 is determined. Furthermore, the lighting device 1 can output the light of the light emitting element 3 to the outside by stacking the lens plate 6 and the sealing material 5. Furthermore, based on the shape and laminated structure of the sealing material 5 and the lens plate 6, the lighting device 1 can collect or diffuse the light from the light emitting element 3.
このように、照明装置１は、それぞれの部材が順次組み合わされることで、製造される。 Thus, the illuminating device 1 is manufactured by combining each member sequentially.
（他の態様） (Other aspects)
また、図１〜図５を用いた説明では、レンズ板６が封止材５の上に積層されている態様を示しているが、レンズ板６を備えずに、封止枠４および封止材５のみによって、発光素子３の保護と光の照射とを実現しても良い。 In addition, in the description using FIGS. 1 to 5, the lens plate 6 is stacked on the sealing material 5. However, the lens frame 6 is not provided and the sealing frame 4 and the sealing plate are sealed. The protection of the light emitting element 3 and the light irradiation may be realized only by the material 5.
図６は、本発明の実施の形態１における他の態様を有する照明装置の側面図である。レンズ板６は、図５の製造工程の後で、封止材５の上層から取り除かれる。レンズ板６は、封止材５の上層の形状を形成するためだけに用いられる。溶融した樹脂などが封止材５として封止枠４の内周に投入された後で、封止材４の上層（表面）の形状を成型するために、レンズ板６が積層される。 FIG. 6 is a side view of a lighting apparatus having another aspect according to Embodiment 1 of the present invention. The lens plate 6 is removed from the upper layer of the sealing material 5 after the manufacturing process of FIG. The lens plate 6 is used only for forming the shape of the upper layer of the sealing material 5. After molten resin or the like is poured into the inner periphery of the sealing frame 4 as the sealing material 5, the lens plate 6 is laminated in order to mold the shape of the upper layer (surface) of the sealing material 4.
レンズ板６は、封止材４の表面形状が成型された後に取り除かれる。レンズ板６が取り除かれると、封止材４の表面形状が、レンズ板６の形状に応じて成型される。図６では、レンズ板６が凸レンズであるので、封止材４の表面形状は凹形状となる。この凹形状によって、封止材５は、発光素子３からの光を集光させる。 The lens plate 6 is removed after the surface shape of the sealing material 4 is molded. When the lens plate 6 is removed, the surface shape of the sealing material 4 is molded according to the shape of the lens plate 6. In FIG. 6, since the lens plate 6 is a convex lens, the surface shape of the sealing material 4 is a concave shape. Due to the concave shape, the sealing material 5 collects light from the light emitting element 3.
また、レンズ板６が凹レンズである場合には、封止材５の表面形状は凸形状となる。封止材５の表面が凸形状となることで、封止材５は、発光素子３からの光を拡散させる。 When the lens plate 6 is a concave lens, the surface shape of the sealing material 5 is a convex shape. Since the surface of the sealing material 5 has a convex shape, the sealing material 5 diffuses light from the light emitting element 3.
このように、レンズ板６が取り除かれた状態であることで、照明装置１の製造コストは更に低減する。 Thus, the manufacturing cost of the illuminating device 1 further reduces because the lens plate 6 is removed.
以上のように、実施の形態１における照明装置１は、少ない部材と製造工程によって、複数の発光素子３の保護と光の出力を制御できる。結果として、信号装置や集魚灯に最適な照明装置１が実現できる。 As described above, the lighting device 1 according to Embodiment 1 can control the protection of the plurality of light-emitting elements 3 and the output of light with a small number of members and manufacturing processes. As a result, the illuminating device 1 that is optimal for a signal device or a fish lamp can be realized.
（実施の形態２） (Embodiment 2)
次に、実施の形態２について説明する。 Next, a second embodiment will be described.
実施の形態２では、封止材５およびレンズ板６の形態によって、発光素子３からの光を更に細かく制御する照明装置を説明する。 In the second embodiment, an illuminating device that controls the light from the light emitting element 3 more finely by the form of the sealing material 5 and the lens plate 6 will be described.
（封止材とレンズ板との積層面に空隙が存在する態様） (Mode in which a gap exists on the laminated surface of the sealing material and the lens plate)
図７は、本発明の実施の形態２における照明装置の側面図である。図１と同じ符号を付しているものは、実施の形態１で説明した場合と同様の構成や機能を有する。 FIG. 7 is a side view of the lighting apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. Components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 have the same configurations and functions as those described in the first embodiment.
図７においては、照明装置１は、封止材５とレンズ板６との積層面に空隙１０を有する。空隙１０は、封止材５とレンズ板６との積層の段階において形成されても良いし、封止材５が予め隙間となるような形状を有していることで形成されても良い。 In FIG. 7, the lighting device 1 has a gap 10 on the laminated surface of the sealing material 5 and the lens plate 6. The gap 10 may be formed at the stage of stacking the sealing material 5 and the lens plate 6, or may be formed by having a shape in which the sealing material 5 becomes a gap in advance.
封止材５とレンズ板６との積層面が、空隙１０を備えていることで、発光素子３からの光は、この空隙１０において乱反射する。この乱反射によって、照明装置１は、発光素子３からの光をより拡散できるようになる。 Since the laminated surface of the sealing material 5 and the lens plate 6 includes the gap 10, the light from the light emitting element 3 is irregularly reflected in the gap 10. Due to this irregular reflection, the illumination device 1 can diffuse the light from the light emitting element 3 more.
照明装置１は、信号装置や集魚灯に好適に用いられる。信号装置や集魚灯は、広い角度に渡って出力することが望まれる。空隙１０において、発光素子３からの光が乱反射することで、レンズ板６を透過して出力される光は、より広い範囲にわたって拡散されることになる。この結果、照明装置１から出力される光は、広い範囲を照らすことができる。 The illuminating device 1 is suitably used for a signal device or a fish collection lamp. It is desirable to output the signal device and the fish collecting light over a wide angle. Since the light from the light emitting element 3 is diffusely reflected in the gap 10, the light output through the lens plate 6 is diffused over a wider range. As a result, the light output from the lighting device 1 can illuminate a wide range.
また、空隙１０において発光素子３からの光が乱反射することで、照明装置１は、艶やかな光を発することができる。特に、空隙１０の形状によって、発光素子３からの光の乱反射が様々に制御されることになり、照明装置１は、様々な発光を実現できる。 In addition, the light from the light emitting element 3 is irregularly reflected in the gap 10, so that the lighting device 1 can emit gorgeous light. In particular, the irregular reflection of light from the light emitting element 3 is controlled in various ways depending on the shape of the gap 10, and the lighting device 1 can realize various light emission.
なお、空隙１０は、空気層となってもよいが、封止材５と異なる素材の充填材が充填されても良い。例えば、封止材５と屈折率や透過率の異なる充填材が充填されることで、発光素子３からの光は、封止材５、充填材、レンズ板６の順序で透過する。この際に、それぞれで異なる屈折率や透過率に応じて光の進行方向が定められることで、照明装置１は、更に種々の発光を実現できる。 In addition, although the space | gap 10 may become an air layer, the filler of the raw material different from the sealing material 5 may be filled. For example, by filling with a filler having a refractive index or transmittance different from that of the sealing material 5, light from the light emitting element 3 is transmitted in the order of the sealing material 5, the filler, and the lens plate 6. At this time, the lighting device 1 can realize further various types of light emission by determining the traveling direction of light according to different refractive indexes and transmittances.
（封止材とレンズ板との透過率） (Transmissivity between sealing material and lens plate)
また、封止材５とレンズ板６との透過率および屈折率の少なくとも一方が異なる照明装置１も好適である。 Moreover, the illuminating device 1 from which at least one of the transmittance | permeability and refractive index of the sealing material 5 and the lens board 6 differs is also suitable.
封止枠４の内部に封止材５およびレンズ板６が積層される場合には、発光素子３の光は、封止材５を透過して次いでレンズ板６を透過する。すなわち、発光素子３の光は、２つの部材を連続して透過することになる。 When the sealing material 5 and the lens plate 6 are laminated inside the sealing frame 4, the light from the light emitting element 3 passes through the sealing material 5 and then passes through the lens plate 6. That is, the light of the light emitting element 3 is transmitted through the two members continuously.
このため、発光素子３からの光は、封止材５およびレンズ板６の透過率や屈折率に従って、外部に出力することになる。言い換えると、照明装置１は、封止材５およびレンズ板６の透過率や屈折率に基づいて、外部に光を照射する。 For this reason, the light from the light emitting element 3 is output to the outside according to the transmittance and refractive index of the sealing material 5 and the lens plate 6. In other words, the lighting device 1 irradiates light to the outside based on the transmittance and refractive index of the sealing material 5 and the lens plate 6.
このとき、封止材５とレンズ板６のそれぞれの透過率および屈折率の少なくとも一方が異なる場合には、発光素子３の光の集光や拡散にバリエーションが広がる。 At this time, when at least one of the transmittance and the refractive index of the sealing material 5 and the lens plate 6 is different, variations of light collection and diffusion of the light emitting element 3 are widened.
このバリエーションの広がりによって、照明装置１は、均一に光を拡散したり、不均一に光を拡散したりできる。あるいは、このバリエーションの広がりによって、照明装置１は、光を特定の領域に集光したり、集光と拡散とをバランスよく行なったりすることもできる。 Due to the spread of this variation, the lighting device 1 can diffuse light uniformly or diffuse light non-uniformly. Alternatively, with the spread of this variation, the lighting device 1 can condense light in a specific region, or can perform light collection and diffusion in a balanced manner.
照明装置１は、信号装置や集魚灯に最適に用いられるので、信号装置や集魚灯に必要となる仕様に対応した発光を実現できることが好ましい。発光素子３からの光の進行方向は、封止材５とレンズ板６との形状によって定まるが、それぞれの透過率や屈折率が異なることによっても定まる。すなわち、封止材５とレンズ板６の透過率や屈折率のアンバランスを調整することで、発光素子３からの光の進行方向は、様々に調整される。 Since the illuminating device 1 is optimally used for a signal device or a fish lamp, it is preferable that light emission corresponding to specifications required for the signal device or the fish lamp can be realized. The traveling direction of light from the light emitting element 3 is determined by the shapes of the sealing material 5 and the lens plate 6, but is also determined by the difference in transmittance and refractive index. That is, by adjusting the imbalance between the transmittance and the refractive index of the sealing material 5 and the lens plate 6, the traveling direction of light from the light emitting element 3 is variously adjusted.
（封止枠に基づく反射） (Reflection based on the sealing frame)
封止枠４の側面が、レンズ板６から実装基板２側にかけて傾斜する傾斜面１１を備えることも好適である。図８は、本発明の実施の形態２における照明装置の側面図である。図８では、封止枠４は、傾斜面１１を有している。 It is also preferable that the side surface of the sealing frame 4 includes an inclined surface 11 that is inclined from the lens plate 6 toward the mounting substrate 2 side. FIG. 8 is a side view of the lighting apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 8, the sealing frame 4 has an inclined surface 11.
封止枠４は、複数の発光素子３の周囲を囲んで設置される。このため、封止枠４の内側には、複数の発光素子３が並ぶことになる。このため、発光素子３からの光の一部は、封止枠４に衝突する。 The sealing frame 4 is installed so as to surround the plurality of light emitting elements 3. For this reason, a plurality of light emitting elements 3 are arranged inside the sealing frame 4. For this reason, a part of the light from the light emitting element 3 collides with the sealing frame 4.
このとき、封止枠４が実装基板２に対して略垂直である場合には、発光素子３からの光は、衝突しても封止材５内部に反射される。このため、発光素子３の光の一部が照明装置１の外部に出力できないことになる。照明装置１が十分な発光量を確保する必要がある場合には、発光素子３の光の一部が照明装置１内部に留まることはデメリットである。 At this time, when the sealing frame 4 is substantially perpendicular to the mounting substrate 2, the light from the light emitting element 3 is reflected inside the sealing material 5 even if it collides. For this reason, a part of the light of the light emitting element 3 cannot be output to the outside of the lighting device 1. It is a demerit that a part of the light of the light emitting element 3 stays in the lighting device 1 when the lighting device 1 needs to secure a sufficient amount of light emission.
これに対して、封止枠４が傾斜面１１を有する場合には、図８中の矢印１２のように、発光素子３からの光が傾斜面１１で反射しつつレンズ板６を通じて外部に出力する。すなわち、発光素子３からの光が傾斜面１１での反射を利用して、照明装置１の外部に出力できる。 On the other hand, when the sealing frame 4 has the inclined surface 11, the light from the light emitting element 3 is output to the outside through the lens plate 6 while being reflected by the inclined surface 11 as indicated by an arrow 12 in FIG. To do. That is, the light from the light emitting element 3 can be output to the outside of the lighting device 1 using the reflection on the inclined surface 11.
複数の発光素子３は、配置される位置によっては、発する光の大半は、封止材５およびレンズ板６を直接透過して外部に出力する。一方、複数の発光素子３の内、封止枠４に近接して配置される発光素子３の光は、その一部が封止枠４に衝突する。傾斜面１１は、この衝突する光を、照明装置１の外部に出力できる。 Depending on the position where the plurality of light emitting elements 3 are arranged, most of the emitted light is directly transmitted through the sealing material 5 and the lens plate 6 and output to the outside. On the other hand, among the plurality of light emitting elements 3, a part of the light of the light emitting element 3 disposed close to the sealing frame 4 collides with the sealing frame 4. The inclined surface 11 can output the colliding light to the outside of the illumination device 1.
また、発光素子３の光は、隣接する発光素子３において反射する可能性もある。この他の発光素子３によって反射した光も、封止枠４に衝突する可能性がある。このようにして封止枠４に衝突した光も、傾斜面１１によって、封止材５内部ではなく、封止材５やレンズ板６を透過して外部に出力されるようになる。 Further, the light of the light emitting element 3 may be reflected by the adjacent light emitting element 3. The light reflected by the other light emitting elements 3 may also collide with the sealing frame 4. Light that has collided with the sealing frame 4 in this way is transmitted to the outside through the sealing material 5 and the lens plate 6 instead of the inside of the sealing material 5 by the inclined surface 11.
封止枠４が備える傾斜面１１によって、複数の発光素子３からの光の大半が、照明装置１の外部に出力されるようになる。結果として、照明装置１は、複数の発光素子３が発することのできる発光能力を、十分に活用して光を照射できる。照明装置１は、高い輝度での照射を実現できる。 Due to the inclined surface 11 provided in the sealing frame 4, most of the light from the plurality of light emitting elements 3 is output to the outside of the lighting device 1. As a result, the illuminating device 1 can irradiate light by fully utilizing the light emission capability that can be emitted by the plurality of light emitting elements 3. The lighting device 1 can realize irradiation with high luminance.
また、複数の発光素子３のそれぞれが発する光は、隣接する発光素子３の側面において反射して、照明装置１の外部に出力する。 The light emitted from each of the plurality of light emitting elements 3 is reflected on the side surface of the adjacent light emitting element 3 and output to the outside of the illumination device 1.
図８における矢印１３は、隣接する発光素子３の側面において反射する発光素子３からの光である。隣接する発光素子３の側面が、隣接する発光素子３からの光を反射させることで、発光素子３からの光の大半が、照明装置１の外部に出力できるようになる。この場合にも、照明装置１は、複数の発光素子３が発光できる発光能力を最大限活用した光の照射を実現できる。 An arrow 13 in FIG. 8 is light from the light emitting element 3 that is reflected on the side surface of the adjacent light emitting element 3. The side surfaces of the adjacent light emitting elements 3 reflect the light from the adjacent light emitting elements 3, so that most of the light from the light emitting elements 3 can be output to the outside of the lighting device 1. Also in this case, the illuminating device 1 can implement | achieve irradiation of the light using the light emission capability which the some light emitting element 3 can light-emit to the maximum.
なお、複数の発光素子３は、隣接する発光素子３からの光をその側面において反射させることができるような距離間隔で配置されることが好ましい。例えば、隣接する発光素子３同士の間隔は、発光素子３のサイズ以下となるようにするなどである。 In addition, it is preferable that the plurality of light emitting elements 3 are arranged at a distance interval so that the light from the adjacent light emitting elements 3 can be reflected on the side surfaces thereof. For example, the interval between the adjacent light emitting elements 3 is set to be equal to or smaller than the size of the light emitting elements 3.
以上のように、実施の形態２における照明装置１は、複数の発光素子３の発光能力を最大限に活用して、外部に高い輝度の光を照射できる。 As described above, the lighting device 1 according to Embodiment 2 can radiate light with high luminance to the outside by making the best use of the light emitting ability of the plurality of light emitting elements 3.
（実施の形態３） (Embodiment 3)
次に、実施の形態３に付いて説明する。 Next, the third embodiment will be described.
実施の形態３では、封止枠４が、発光素子３および封止材５の少なくとも一部からの熱を放出する放熱機構を備える場合を説明する。 In the third embodiment, the case where the sealing frame 4 includes a heat dissipation mechanism that releases heat from at least a part of the light emitting element 3 and the sealing material 5 will be described.
発光素子３に、電流や電圧が加えられることによって、発光素子３が発光する。照明装置１は、高い輝度を必要とする信号装置や集魚灯に好適に用いられる。このため、発光素子３には、高い電流値や電圧値が付与される。高い電流値や電圧値によって、発光素子３の輝度が高まるからである。 When current or voltage is applied to the light emitting element 3, the light emitting element 3 emits light. The illuminating device 1 is suitably used for a signal device and a fish collection lamp that require high luminance. For this reason, a high current value or voltage value is applied to the light emitting element 3. This is because the luminance of the light emitting element 3 is increased by a high current value or voltage value.
このように、発光素子３に高い電流値や電圧値が加わる場合には、発光素子３は、高い熱を生じさせる。発光素子３は、付与された電流値や電圧値の一部を熱エネルギーに変えるからである。この熱エネルギーによって、発光素子３は、高い熱を生じさせる。 Thus, when a high current value or voltage value is applied to the light emitting element 3, the light emitting element 3 generates high heat. This is because the light emitting element 3 changes a part of the applied current value or voltage value to heat energy. The light emitting element 3 generates high heat by this thermal energy.
照明装置１は、発光素子３を封止する封止材５を備え、発光素子３が発する熱の一部は、発光素子３の発光面から封止材５に伝導する。すなわち、発光素子３および封止材５は、熱を有することになる。この熱が高くなりすぎると、発光素子３の実装に悪影響が生じたり、照明装置１に悪影響が生じたりする。たとえば、発光素子３の実装が外れたり、発光素子３そのものが故障したりする。 The lighting device 1 includes a sealing material 5 that seals the light emitting element 3, and part of heat generated by the light emitting element 3 is conducted from the light emitting surface of the light emitting element 3 to the sealing material 5. That is, the light emitting element 3 and the sealing material 5 have heat. If this heat becomes too high, the mounting of the light emitting element 3 is adversely affected, or the lighting device 1 is adversely affected. For example, the light emitting element 3 is unmounted or the light emitting element 3 itself fails.
発光素子３の裏面である実装面からの熱は、実装基板２を通じて放出できるが、発光素子３の表面である発光面からの熱および封止材５内部に封じ込まれる熱は、実装基板２と接触しないので、放出されにくい。一方で、封止材５は、封止枠４に囲まれており、封止材５は、封止枠４と接触している。加えて、発光素子３の発光面は、封止材５を介して封止枠４と接触することになる。 The heat from the mounting surface that is the back surface of the light emitting element 3 can be released through the mounting substrate 2, but the heat from the light emitting surface that is the surface of the light emitting element 3 and the heat sealed inside the sealing material 5 Because it does not come into contact with, it is difficult to be released. On the other hand, the sealing material 5 is surrounded by the sealing frame 4, and the sealing material 5 is in contact with the sealing frame 4. In addition, the light emitting surface of the light emitting element 3 comes into contact with the sealing frame 4 through the sealing material 5.
このため、封止枠４が放熱気候を備えることで、発光素子３および封止材５の少なくとも一部の熱を、外部に放出できる。発光素子３および封止材５の少なくとも一部の熱を外部に放出できれば、照明装置１の故障や劣化を未然に防止できるようになる。 For this reason, when the sealing frame 4 has a heat radiation climate, heat of at least a part of the light emitting element 3 and the sealing material 5 can be released to the outside. If at least a part of the heat of the light emitting element 3 and the sealing material 5 can be released to the outside, the lighting device 1 can be prevented from being broken or deteriorated.
放熱機構は、種々の形態を有することが考えられるが、一例を図９に示す。 Although it is conceivable that the heat dissipation mechanism has various forms, an example is shown in FIG.
図９は、本発明の実施の形態３における照明装置の側面図である。 FIG. 9 is a side view of the lighting apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
図９に示されるとおり、封止枠４は、その側面および表面の少なくとも一部に、放熱フィン２０、２１を備える。 As shown in FIG. 9, the sealing frame 4 includes radiating fins 20 and 21 on at least a part of the side surface and the surface thereof.
放熱フィン２０は、封止枠４の側面から突出しており、放熱フィン２１は、封止枠４の表面から突出している。なお、図９では、放熱フィン２０および放熱フィン２１が表示されているが、実際の照明装置１は、放熱フィン２０および放熱フィン２１のいずれか一方だけを備えても良いし、両方を備えても良い。また、放熱フィン２０は、封止枠４の側面の少なくとも一部から突出しても良い。 The radiating fins 20 protrude from the side surface of the sealing frame 4, and the radiating fins 21 protrude from the surface of the sealing frame 4. In FIG. 9, the radiation fins 20 and the radiation fins 21 are displayed. However, the actual lighting device 1 may include only one of the radiation fins 20 and the radiation fins 21 or both. Also good. Further, the heat radiating fins 20 may protrude from at least a part of the side surface of the sealing frame 4.
図１０は、図９に示される照明装置１を正面から見た状態を示す。図１０は、本発明の実施の形態３における照明装置の正面図である。放熱フィン２０は、図１０に示されるように、封止枠４の両サイドから突出してもよい。このような形状により、実装基板２の大きさや形状を小さくできるメリットがある。もちろん、封止枠４の側面の全体に渡って放熱フィン２０が設けられても良い。 FIG. 10 shows the lighting device 1 shown in FIG. 9 as viewed from the front. FIG. 10 is a front view of the lighting apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The radiating fins 20 may protrude from both sides of the sealing frame 4 as shown in FIG. With such a shape, there is an advantage that the size and shape of the mounting substrate 2 can be reduced. Of course, the radiation fin 20 may be provided over the entire side surface of the sealing frame 4.
放熱フィン２０は、発光素子３から発する熱と封止材５を伝導する熱を外部に放出する。発光素子３からの熱は、封止材５を伝導する。封止材５は、封止枠４によって外周が囲われているので、封止材５を伝導する熱は、封止枠４の側面に到達しやすい。放熱フィン２０は、この封止枠４の側面から突出しているので、封止枠４の側面に到達した熱を外部に放出できる。 The heat radiating fin 20 releases heat generated from the light emitting element 3 and heat conducted through the sealing material 5 to the outside. Heat from the light emitting element 3 is conducted through the sealing material 5. Since the outer periphery of the sealing material 5 is surrounded by the sealing frame 4, the heat conducted through the sealing material 5 easily reaches the side surface of the sealing frame 4. Since the radiating fin 20 protrudes from the side surface of the sealing frame 4, the heat reaching the side surface of the sealing frame 4 can be released to the outside.
放熱フィン２０は、その表面積が大きいことによって、その表面から外部に熱を伝えることで熱を放出できる。加えて、放熱フィン２０の柱状部材同士の間において熱の対流を生じさせることで、外部に熱を放出できる。放熱フィン２０は、このように伝導や対流によって、外部に熱を放出できる。また、必要に応じて、放熱フィン２０に風を送る送風ファンを更に備えることで、放熱フィン２０による放熱能力が更に高まる。 Since the heat radiation fin 20 has a large surface area, it can release heat by transferring heat from the surface to the outside. In addition, heat can be radiated to the outside by causing heat convection between the columnar members of the radiation fins 20. The radiating fin 20 can release heat to the outside by conduction and convection in this way. Moreover, the heat dissipation capability by the heat dissipation fin 20 is further enhanced by further providing a blower fan that sends air to the heat dissipation fin 20 as necessary.
このため、放熱フィン２０は、棒状部材であってもよいし板状部材であっても良いし、これらの部材が混在した状態でも良い。 For this reason, the radiating fin 20 may be a rod-shaped member, a plate-shaped member, or a state in which these members are mixed.
放熱フィン２１は、封止枠４の表面から突出する。 The heat radiating fins 21 protrude from the surface of the sealing frame 4.
放熱フィン２１は、封止枠４から突出することで、封止材５を伝導する熱の一部であって、封止枠４の表面に到達する熱を放出すると共に、封止枠４の側面から表面に伝導する熱を放出する。封止枠４は、複数の発光素子３の周囲を囲むので、封止枠４の側面に伝導する熱量が大きい。このため、側面から突出する放熱フィン２０による放熱効果が高いが、表面から突出する放熱フィン２１は、放熱フィンを形成する部材同士の間で生じさせる対流を生じさせやすい。 The radiating fin 21 protrudes from the sealing frame 4, thereby releasing a part of heat conducted through the sealing material 5 and reaching the surface of the sealing frame 4. Dissipates heat conducted from side to surface. Since the sealing frame 4 surrounds the periphery of the plurality of light emitting elements 3, the amount of heat conducted to the side surface of the sealing frame 4 is large. For this reason, although the heat dissipation effect by the radiation fin 20 protruding from the side surface is high, the radiation fin 21 protruding from the surface tends to cause convection between the members forming the radiation fin.
この対流によって、放熱フィン２１は、封止材５から伝導される熱を、効率的に放出できる。 By this convection, the heat radiation fin 21 can efficiently release the heat conducted from the sealing material 5.
このように、封止枠４の側面より突出する放熱フィン２０と封止枠４の表面より突出する放熱フィン２１とが組み合わさって設けられることで、発光素子３および封止材５の少なくとも一部からの熱が、効率的に放出される。放熱フィン２１は、棒状部材であってもよいし板状部材であってもよい。 As described above, the radiation fin 20 protruding from the side surface of the sealing frame 4 and the radiation fin 21 protruding from the surface of the sealing frame 4 are provided in combination, so that at least one of the light emitting element 3 and the sealing material 5 is provided. The heat from the part is released efficiently. The radiating fins 21 may be rod-like members or plate-like members.
また、放熱フィン２０および放熱フィン２１の少なくとも一部は、封止枠４と一体で形成されても良い。一体で形成されることで、封止枠４から放熱フィン２０、２１への熱伝導の際の熱抵抗が小さくなり、放熱フィン２０、２１による熱の放出効率が高まるからである。 Further, at least a part of the radiating fins 20 and the radiating fins 21 may be formed integrally with the sealing frame 4. It is because the heat resistance at the time of the heat conduction from the sealing frame 4 to the radiation fins 20 and 21 becomes small by forming integrally, and the heat | fever discharge | release efficiency by the radiation fins 20 and 21 increases.
もちろん、放熱フィン２０および放熱フィン２１の少なくとも一部は、封止枠４と別体で形成されても良い。製造コストが低減するからである。 Of course, at least a part of the radiation fins 20 and the radiation fins 21 may be formed separately from the sealing frame 4. This is because the manufacturing cost is reduced.
以上のように、封止枠４は、放熱フィン２０、放熱フィン２１などの放熱機構を備えることで、発光素子３や封止材５で生じる熱を放出できる。この結果、熱の問題が解消されて、照明装置１は、その発光素子３に高い電流値や電圧値を加えることができ、より高い輝度の照射を実現できる。 As described above, the sealing frame 4 can release heat generated by the light emitting element 3 and the sealing material 5 by including the heat radiation mechanisms such as the heat radiation fins 20 and the heat radiation fins 21. As a result, the problem of heat is solved, and the lighting device 1 can apply a high current value or voltage value to the light emitting element 3, and can realize irradiation with higher luminance.
なお、放熱フィン２０、２１は、放熱機構の一例であるが、放熱フィン以外でも、放熱機構は、液冷機構や強制空冷機構などを含む。 In addition, although the heat radiating fins 20 and 21 are examples of the heat radiating mechanism, the heat radiating mechanism includes a liquid cooling mechanism, a forced air cooling mechanism, and the like other than the heat radiating fins.
（実施の形態４） (Embodiment 4)
次に、図１１を用いて実施の形態４について説明する。 Next, Embodiment 4 will be described with reference to FIG.
実施の形態４では、実施の形態１〜３で説明した照明装置１と、照明装置１を格納する筐体３２と、照明装置１に電力を供給する電力供給部３１と、を備える信号装置３０について説明する。 In the fourth embodiment, the signal device 30 includes the lighting device 1 described in the first to third embodiments, a housing 32 that stores the lighting device 1, and a power supply unit 31 that supplies power to the lighting device 1. Will be described.
図１１は、本発明の実施の形態４における信号装置３０のブロック図である。図１１は、筐体３２に照明装置１が格納されている状態を模式的に表している。 FIG. 11 is a block diagram of signal device 30 according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 11 schematically illustrates a state in which the lighting device 1 is stored in the housing 32.
照明装置１は、筐体３２に格納されると共に、電力供給部３１より電力の供給を受ける。電力供給部３１は、バッテリーや蓄電池などの電力を供給できる機能に合わせて、発光素子３に対して所定の電流値や電圧値を与える制御機能を有している。この電力供給部３１からの電力を受けて、発光素子３は光を発し、照明装置１は、封止枠４、封止材５およびレンズ板６によって、外部に光を照射する。もちろん、レンズ板６を用いない場合には、照明装置１は、封止枠４および封止材５によって、発光素子３の光を外部に照射する。 The lighting device 1 is stored in the housing 32 and also receives power from the power supply unit 31. The power supply unit 31 has a control function of giving a predetermined current value or voltage value to the light emitting element 3 in accordance with a function of supplying power such as a battery or a storage battery. The light emitting element 3 emits light in response to the power from the power supply unit 31, and the lighting device 1 irradiates the outside with the sealing frame 4, the sealing material 5, and the lens plate 6. Of course, when the lens plate 6 is not used, the illumination device 1 irradiates the light of the light emitting element 3 to the outside by the sealing frame 4 and the sealing material 5.
発光素子３は、電力供給部３１より与えられる電力の変化パターンに応じた発光パターンで発光可能である。このような電力供給部３１による制御によって、照明装置１は、様々な発光パターンで光を外部に照射できる。また、照明装置１は、実施の形態１〜３で説明したように、低コストで製造されるので、信号装置３０のコストも低減できる。特に、複数の発光素子３の封止と集光などの制御が一体的に行なわれるので、発光素子３ごとのばらつきが少なくなり、照明装置１全体での発光が最適に制御される。 The light emitting element 3 can emit light with a light emission pattern corresponding to a change pattern of power supplied from the power supply unit 31. By such control by the power supply unit 31, the lighting device 1 can irradiate the outside with various light emission patterns. Moreover, since the illuminating device 1 is manufactured at low cost as demonstrated in Embodiment 1-3, the cost of the signal apparatus 30 can also be reduced. In particular, since the sealing and condensing control of the plurality of light emitting elements 3 are integrally performed, variations among the light emitting elements 3 are reduced, and light emission in the entire lighting device 1 is optimally controlled.
照明装置１全体での発光が一体的に制御できることで、信号装置３０は、最適な発光パターンを形成できる。 Since the light emission of the entire lighting device 1 can be controlled integrally, the signal device 30 can form an optimal light emission pattern.
以上、実施の形態１〜４で説明された照明装置および信号装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。 As described above, the lighting device and the signal device described in the first to fourth embodiments are examples for explaining the gist of the present invention, and include modifications and alterations without departing from the gist of the present invention.
１ 照明装置
２ 実装基板
３ 発光素子
４ 封止枠
５ 封止材
６ レンズ板
１０ 空隙
１１ 傾斜
１２、１３ 矢印
２０、２１ 放熱フィン
３０ 信号装置
３１ 電力供給部
３２ 筐体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illuminating device 2 Mounting board 3 Light emitting element 4 Sealing frame 5 Sealing material 6 Lens board 10 Space | gap 11 Inclination 12, 13 Arrow 20, 21 Radiation fin 30 Signal apparatus 31 Power supply part 32 Case
Claims (14)
前記実装基板にベアチップ状態で実装される複数の発光素子と、
前記実装基板上であって前記複数の発光素子の周囲を囲む封止枠と、
前記封止枠内部において、前記発光素子と接触しつつ前記発光素子を封止する封止材と、を備え、
前記封止材は、透明もしくは半透明であると共にその上面は、凹形状および凸形状の少なくとも一つを有し、
前記封止材は、前記発光素子の発する光を拡散および集光の少なくとも一方を行なう照明装置。 A mounting board;
A plurality of light emitting elements mounted in a bare chip state on the mounting substrate;
A sealing frame on the mounting substrate and surrounding the plurality of light emitting elements;
A sealing material that seals the light emitting element in contact with the light emitting element inside the sealing frame; and
The sealing material is transparent or translucent and the upper surface has at least one of a concave shape and a convex shape,
The sealing material is an illumination device that performs at least one of diffusion and collection of light emitted from the light emitting element.
前記封止材および前記レンズ板は、透明もしくは半透明であって、
前記封止材および前記レンズ板の積層は、前記発光素子の発する光を拡散および集光の少なくとも一方を行なう、請求項１記載の照明装置。 A lens plate laminated on the upper layer of the sealing material;
The sealing material and the lens plate are transparent or translucent,
The lighting device according to claim 1, wherein the sealing material and the lens plate are laminated to perform at least one of diffusing and condensing light emitted from the light emitting element.
前記照明装置を格納する筐体と、
前記照明装置に電力を供給する電力供給部と、を備える信号装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 13,
A housing for storing the lighting device;
And a power supply unit that supplies power to the lighting device.
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