JP4948818B2 - Light emitting device and lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子から発光される光を蛍光体で波長変換し外部に放射する発光装置および照明装置に関する。 The present invention relates to a light-emitting device and a lighting device that radiate light emitted from a light-emitting element to the outside after wavelength conversion with a phosphor.
近年、発光ダイオード(LED)等を用いた発光装置を照明用として利用する動きが増加しており、放射強度のよい発光装置が要求されている。 In recent years, a movement to use a light emitting device using a light emitting diode (LED) or the like for illumination is increasing, and a light emitting device with high radiation intensity is required.
従来の発光ダイオード等の発光素子が発する光を枠体の内周面で良好に反射させ外部に均一に効率よく放射させる発光装置を図8に示す。図8において、発光装置は、上側主面の中央部に発光素子15を載置するための搭載部11aを有し、搭載部11aやその周辺から発光装置の外側へ導出された、発光装置の内外を電気的に導通接続するためのリード端子やメタライズ配線等からなる配線導体(図示せず)が形成された絶縁体からなる基体11と、基体11の上側主面に接着固定され、上側開口が下側開口より大きい貫通孔12aが形成されているとともに、この貫通孔12a内周面が発光素子15から発光する光を反射する反射面とされ、上端面と貫通孔12aの内周面との間に段差12bが形成されている枠状の反射部材12と、その段差12bに端部が載置され接着された透光性部材13と、搭載部11aに載置固定された発光素子15とから主に構成されている。
FIG. 8 shows a light-emitting device that reflects light emitted from a light-emitting element such as a conventional light-emitting diode well on the inner peripheral surface of the frame and emits the light uniformly and efficiently to the outside. In FIG. 8, the light-emitting device has a mounting portion 11a for mounting the light-emitting
基体11は、セラミックス、または樹脂から成る。基体11がセラミックスから成る場合、その上側主面に配線導体が金属ペーストを高温で焼成して形成される。また、基体11が樹脂から成る場合、金属から成るリード端子が樹脂と一体にモールド成型されて基体11の内部に設けられる。
The
また、反射部材12は、上側開口が下側開口より大きい貫通孔12aが形成されるとともにその内周面に光を反射する反射面が形成された枠状となっている。なお反射部材12は、上側主面と内周面との間に段差12bが形成されている
反射部材12は、具体的には、アルミニウム(Al)やFe−Ni−コバルト(Co)合金等の金属、アルミナセラミックス等のセラミックスまたはエポキシ樹脂等の樹脂から成り、切削加工や金型成型または押し出し成型等の成形技術により形成される。
The
そして、搭載部11aの周辺に配置した配線導体と発光素子15とをボンディングワイヤや金属ボール等の電気接続手段16を介して電気的に接続し、しかる後、透光性部材13の端部を段差12bに係止させ接着等して設置される。以上により、発光素子15から発光される光を枠体の内周面で良好に反射させ外部に均一に効率よく放射させ得る(下記の特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1に示される発光装置においては、段差12bの内周面と透光性部材13の外周側面との間の隙間は、段差12bに透光性部材13を嵌め込んで位置決めするために狭くする必要があり、透光性部材13の外周側面から外へ放射される光が透光性部材13の外周側面と段差12bの内周面との間で繰り返し反射して減衰してしまい易かった。この結果、透光性部材の外周部において、発光装置から放射される光に強度むらが生じるという問題点があった。
However, in the light emitting device disclosed in
また、透光性部材13と段差12bとの接着部において、発光装置を取り扱う際に、透光性部材13に物が触れる等して、透光性部材13に反射部材12上方へ剥離するような力が作用すると、透光性部材13が外れてしまい易いという問題点があった。
Further, when the light emitting device is handled at the bonding portion between the
従って、本発明は上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、強度や輝度のばらつきを低減させ、放射強度を向上させることが可能な発光素子収納用パッケージおよび発光装置を提供することである。 Accordingly, the present invention has been completed in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to reduce a variation in intensity and luminance and improve a radiation intensity and a light emitting device storage package and a light emitting device. Is to provide.
本発明の発光装置は、上側主面に発光素子が搭載される搭載部が設けられた基体と、前記搭載部に搭載された発光素子と、前記基体の上側主面に前記発光素子を取り囲むように配置され、内周面に前記基体の上側主面と平行な支持部が設けられた枠状の反射部材と、前記支持部上に載置された蛍光体を含有するシート状の透光性部材とを具備して成り、該透光性部材は外周側面が上面から下面に向かって広がる傾斜面とされているとともに、前記透光性部材の前記外周側面が前記透光性部材の上下主面よりも面粗に形成されていることを特徴とする。
The light emitting device of the present invention includes a base provided with a mounting portion on which the light emitting element is mounted on the upper main surface, a light emitting element mounted on the mounting portion, and surrounding the light emitting element on the upper main surface of the base. A sheet-like light-transmitting material containing a frame-like reflecting member disposed on the inner peripheral surface and provided with a support portion parallel to the upper main surface of the substrate, and a phosphor placed on the support portion And the translucent member has an inclined surface whose outer peripheral side surface extends from the upper surface to the lower surface, and the outer peripheral side surface of the translucent member is the upper and lower main parts of the translucent member. It is characterized by being formed rougher than the surface .
また、本発明の発光装置において、好ましくは、前記透光性部材は、その外周側面が透光性接着剤によって接合されており、該透光性接着剤と前記透光性部材との界面に気泡が存在することを特徴とする。 In the light emitting device of the present invention, preferably, the translucent member has an outer peripheral side surface joined by a translucent adhesive, and is formed at an interface between the translucent adhesive and the translucent member. It is characterized by the presence of bubbles.
本発明の照明装置は、上記本発明の発光装置と、前記発光装置が搭載され、前記発光装置を駆動する電気配線を有する駆動部と、前記発光装置から出射される光を反射する光反射手段とを含む。 The illuminating device of the present invention includes the light emitting device of the present invention, a drive unit on which the light emitting device is mounted and having an electrical wiring for driving the light emitting device, and light reflecting means for reflecting light emitted from the light emitting device. Including.
本発明の発光装置は、上側主面に発光素子が搭載される搭載部が設けられた基体と、搭載部に搭載された発光素子と、基体の上側主面に発光素子を取り囲むように配置され、内周面に前記基体の上側主面と平行な支持部が設けられた枠状の反射部材と、支持部上に載置された蛍光体を含有するシート状の透光性部材とを具備して成り、透光性部材は外周側面が上面から下面に向かって広がる傾斜面とされていることから、反射部材に設けられた支持部上に、シート状とされた蛍光体を含有する透光性部材が載置されるため、発光素子と透光性部材との間に距離を設けることができ、発光素子から発光される光が蛍光体を含有する透光性部材を透過する光路長をほぼ一定とすることができる。その結果、発光素子から発光される光の波長変換効率をほぼ一定にすることができる。 The light-emitting device of the present invention is disposed so that the upper main surface is provided with a mounting portion on which a light-emitting element is mounted, the light-emitting element mounted on the mounting portion, and the upper main surface of the base so as to surround the light-emitting element. A frame-like reflecting member having an inner peripheral surface provided with a support portion parallel to the upper main surface of the substrate, and a sheet-like translucent member containing a phosphor placed on the support portion. Thus, the translucent member has an inclined side surface whose outer peripheral side surface extends from the upper surface toward the lower surface. Therefore, the translucent member contains a sheet-like phosphor on the support portion provided on the reflecting member. Since the light-sensitive member is placed, a distance can be provided between the light-emitting element and the light-transmitting member, and the optical path length through which the light emitted from the light-emitting element passes through the light-transmitting member containing the phosphor. Can be made substantially constant. As a result, the wavelength conversion efficiency of the light emitted from the light emitting element can be made substantially constant.
また、支持部は枠体の内周面に設けられているので、シート状の透光性部材の側面が反射部材の内周面に沿うように落とし込まれて、支持部に正確に位置合わせされた状態で、透光性部材が設置される。 In addition, since the support portion is provided on the inner peripheral surface of the frame, the side surface of the sheet-like translucent member is dropped so as to be along the inner peripheral surface of the reflecting member, and is accurately aligned with the support portion. In this state, the translucent member is installed.
また、透光性部材は外周側面が上面から下面に向かって広がる傾斜面とされていることから、透光性部材の外周側面から外側へ放射された光は、反射部材の内周面で反射して上方に反射され、発光装置から放射される光の放射強度を向上させることができる。 In addition, since the outer peripheral side surface of the translucent member is an inclined surface that spreads from the upper surface toward the lower surface, the light emitted outward from the outer peripheral side surface of the translucent member is reflected by the inner peripheral surface of the reflecting member. Thus, the radiation intensity of the light reflected upward and emitted from the light emitting device can be improved.
また、本発明の発光装置において、好ましくは、透光性部材は、その外周側面が透光性接着剤によって接合されており、透光性接着剤と透光性部材との界面に気泡が存在することから、透光性部材の外周側面から外側へ放射され、反射部材の内周面で反射して再び透光性部材の方へ向かう光は、気泡との界面で再び反射部材の内周面に向けて反射され、これを繰り返して、透光性部材の外周側面から放射する光が上方に向けて放射される。この結果、発光装置から放射される光の放射強度を向上させることができる。 In the light emitting device of the present invention, preferably, the translucent member has an outer peripheral side surface joined by a translucent adhesive, and bubbles exist at the interface between the translucent adhesive and the translucent member. Therefore, the light emitted from the outer peripheral side surface of the translucent member to the outside, reflected by the inner peripheral surface of the reflective member, and directed toward the translucent member again is again the inner periphery of the reflective member at the interface with the bubble. The light is reflected toward the surface, and this is repeated, and light emitted from the outer peripheral side surface of the translucent member is emitted upward. As a result, the radiation intensity of light emitted from the light emitting device can be improved.
さらに、透光性部材は支持部に載置されるとともに、傾斜面とされた外周側面と反射部材の内周面との間に透光性の接着剤を流し込むことによって固定された場合、透光性部材が支持部に確実かつ強固に接合されるようになる。特に、透光性部材は反射部材上方への引張り応力に対して剥離し難くなる。 Further, when the translucent member is placed on the support portion and fixed by pouring a translucent adhesive between the inclined outer peripheral side surface and the inner peripheral surface of the reflecting member, The optical member is reliably and firmly joined to the support portion. In particular, the translucent member is difficult to peel off against the tensile stress upward of the reflecting member.
以上の結果、強度や輝度のむらが少なく、優れた放射強度の発光装置とし得る。 As a result, there is little unevenness in intensity and luminance, and a light emitting device with excellent radiation intensity can be obtained.
本発明の照明装置は、上記本発明の発光装置と、前記発光装置が搭載され、前記発光装置を駆動する電気配線を有する駆動部と、前記発光装置から出射される光を反射する光反射手段とを含むことから、発光素子の発する光を有効に利用することができ、小型の照明装置とすることができる。また、安定した放射強度かつ放射角度で光を放射することができるとともに、照射面における色むらや照度分布の偏りが少ない照明装置とすることができる。 The illuminating device of the present invention includes the light emitting device of the present invention, a drive unit on which the light emitting device is mounted and having an electrical wiring for driving the light emitting device, and light reflecting means for reflecting light emitted from the light emitting device. Therefore, the light emitted from the light emitting element can be used effectively, and a small lighting device can be obtained. In addition, light can be emitted with a stable radiation intensity and a radiation angle, and an illumination device with less uneven color and uneven illuminance distribution on the irradiated surface can be obtained.
また、本発明の発光装置を光源として用いるとともに、これらの発光装置の周囲に任意の形状に光学設計した光反射手段を設置することにより、任意の配光分布の光を放射する照明装置とすることができる。 In addition, the light-emitting device of the present invention is used as a light source, and a light reflecting means optically designed in an arbitrary shape is installed around these light-emitting devices, whereby an illumination device that emits light of an arbitrary light distribution is obtained. be able to.
本発明の発光装置について以下に詳細に説明する。図1は本発明の発光装置の実施の形態の一例を示す断面図であり、図2は本発明の発光装置に透光性樹脂接着剤を用いた実施の形態の一例を示す断面図、図3は図2の要部拡大断面図を示す。図3において、矢印は透光性部材の外周側面から発する光の光路を記したものである。これら図において、1は基体、1aは基体1の上側主面に設けられた発光素子5が載置される発光素子5の搭載部、2は反射部材、2aは反射部材の内周面、2bは光が反射する反射面、2cは段差部、2dは段差部2cにより形成される支持部、4は蛍光体を含有するシート状の透光性部材(以下、第二の透光性部材という)、5は発光素子であり、主としてこれらで発光素子5から発せられる光が方向性をもって外部に放射される発光装置が構成される。なお、3は発光素子を被覆するように配された蛍光体を含有しない透光性部材(以下、第一の透光性部材という)である。
The light emitting device of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of a light-emitting device of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment using a light-transmitting resin adhesive in the light-emitting device of the present invention. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the main part of FIG. In FIG. 3, the arrows indicate the optical paths of light emitted from the outer peripheral side surface of the translucent member. In these drawings, 1 is a base, 1a is a mounting portion of a
本発明の発光装置は、上側主面に発光素子5が搭載される搭載部が設けられた基体1と、搭載部に搭載された発光素子5と、基体1の上側主面に発光素子5を取り囲むように配置され、内周面2aに発光素子5が発光する光を反射する反射面2bが形成されるとともに、内周面2aに基体1の上側主面と平行な支持部2dが設けられた枠状の反射部材2と、支持部2dよりも下側の反射部材2の内側に充填された蛍光体を含有しない第一の透光性部材3と、支持部2d上に載置された蛍光体を含有するシート状の第二の透光性部材4とを具備して成り、第二の透光性部材4は外周側面4aが上面から下面に向かって広がる傾斜面とされている。
The light emitting device of the present invention includes a
また、第二の透光性部材4は、その外周下面と支持部2dとの間を接着剤6を介して段差部2cに接合されるか、その外周側面4aが透光性の接着剤6を流し込むことによって反射部材2の段差部2cに接合されるかしており、外周側面4aで接合される場合は、接着剤6と第二の透光性部材4との界面に気泡6aが形成されている。
Further, the second translucent member 4 is joined to the stepped
本発明における基体1は、酸化アルミニウム質焼結体(アルミナセラミックス)や窒化アルミニウム質焼結体,ムライト質焼結体,ガラスセラミックス等のセラミックス、エポキシ樹脂等の樹脂、または金属等から成る。また、基体1は発光素子5を載置する搭載部1aを有しており、搭載部1aには発光素子5の電極が電気的に接続される導体層がタングステン(W),モリブデン(Mo)−マンガン(Mn)等から成る金属を主成分とする層や、銅(Cu),鉄(Fe)−ニッケル(Ni)合金等から成るリード端子が樹脂と一体にモールド成型されて形成されている。
The
好ましくは、搭載部1aは基体1の上側主面に突出する凸部の上面に形成されているのがよく、これにより、発光素子5から下方に向けて発光する光も反射部材2で反射させやすくすることができ、搭載部1aの周囲の基体1等で多重反射して光が吸収されるのを防止し、発光素子5から発せられる光の多くを発光装置からの放射光に利用することができる。その結果、発光素子5の発光特性を最大限に引き出すことができ、軸上光度や輝度,演色性等の光特性に優れた発光装置とすることができる。
Preferably, the mounting
また、基体1の上側主面から突出する凸部とされた搭載部1aにより、発光素子5を搭載部1aに実装するのが容易となり、発光素子5を所望の位置に正確かつ容易に載置することもできる。
Further, the mounting
この場合、搭載部1aは、基体1の搭載部1aの周囲を切削加工や機械研磨、ブラスト研磨等の手段で除去することによって、あるいは、金型成型やセラミックグリーンシートの積層法によって基体1と一体に形成することができる。または、基体1の上側主面に搭載部1aとなる部材を接着剤等で接合してもよい。
In this case, the mounting
基体1の上側主面の搭載部1aの上面には発光素子5の電極が半田等の電気接続手段を介して電気的に接続される導体層が形成されている。この導体層による電気接続用パターンが基体1内部に形成された配線導体(図示せず)を介して発光装置の外表面に導出されて外部電気回路基板に接続されることにより、発光素子5と外部電気回路とが電気的に接続されることとなる。
A conductor layer is formed on the upper surface of the mounting
発光素子5には、LED,レーザーダイオード(LD),エレクトロルミネッセンス(EL)素子,その他の固体発光素子等が用いられる。
As the
発光素子5を導体層に接続する方法としては、ボンディングワイヤを介して接続する方法、または、発光素子5の下面で半田バンプ等の電気接続手段により接続するフリップチップボンディング方式を用いた方法等が用いられる。好ましくは、フリップチップボンディング方式により接続するのがよい。これにより、導体層を発光素子5の直下に設けることができるため、発光素子5の周辺の基体1の上面に電気接続用パターンを設けるためのスペースを設ける必要がなくなる。よって、発光素子5から発光された光がこの基体1の電気接続用パターンで吸収されて軸上光度が低下するのを抑制することができる。
As a method of connecting the
この電気接続用パターンとなる導体層は、例えば、W,Mo,Cu,Ag等の金属粉末のメタライズ層を基体1の表面および内部に形成することによって、Fe−Ni−Co合金等のリード端子を基体1に埋設し一端を搭載部1aに露出させることによって、または、配線導体が形成された絶縁体から成る入出力端子を基体1に設けた貫通孔に嵌着接合させることによって設けられる。
The conductor layer serving as the electrical connection pattern is, for example, a lead terminal made of Fe-Ni-Co alloy or the like by forming a metallized layer of a metal powder such as W, Mo, Cu, or Ag on the surface and inside of the
なお、電気接続用パターンの露出する表面には、Niや金(Au)等の耐食性に優れる金属を1〜20μm程度の厚さで被着させておくのが良く、電気接続用パターンの酸化腐食を有効に防止し得るともに、発光素子5と電気接続用パターンとの接続を強固にし得る。従って、電気接続用パターンの露出表面には、例えば、厚さ1〜10μm程度のNiメッキ層と厚さ0.1〜3μm程度のAuメッキ層とが電解メッキ法や無電解メッキ法により順次被着されているのがより好ましい。
The exposed surface of the electrical connection pattern should be coated with a metal having excellent corrosion resistance, such as Ni or gold (Au), with a thickness of about 1 to 20 μm. Can be effectively prevented, and the connection between the light emitting
また、基体1の上面には、反射部材2が半田,Agロウ等のロウ材やエポキシ樹脂等の樹脂接着剤等の接合材により取着される。反射部材2は、中央部に貫通孔が上方が外側に向かって傾斜面となるように形成されているとともに、貫通孔の内周面2aが発光素子5が発する光を反射する反射面2bとされている。
Further, the reflecting
反射部材2は、金属やセラミックス,樹脂等から成り、切削加工や金型成形等を行なうことにより形成される。さらに、貫通孔の内周面2aに形成される反射面2bは、光を反射するものであれば特に限定されないが、より高い反射率とするために、貫通孔の内周面2aを研磨したり、金型を押し付ける等によって平滑化したり、あるいは、貫通孔の内周面2aに、例えば、メッキや蒸着等によりAl,Ag,Au,白金(Pt),チタン(Ti),クロム(Cr),Cu等の高反射率の金属薄膜層を形成することにより反射面2bが形成される。なお、平面視における貫通孔の形状は、多角形,円形,楕円形のいずれでもよい。
The reflecting
また、反射面2b表面の算術平均粗さRaは0.004〜4μmであるのが良く、これにより、反射面2bが発光素子5や蛍光体の光を良好に反射し得る。Raが4μmを超えると、発光素子5の光を均一に反射させるのが困難となり、発光装置の内部で乱反射し易くなる。一方、0.004μm未満では、そのような面を安定かつ効率よく形成することが困難となる傾向にある。
In addition, the arithmetic average roughness Ra of the surface of the reflecting
反射面2bとなる内周面2aは、例えば、縦断面形状が、上側に向かうにともなって外側に広がった図1に示すような直線状の傾斜面、上側に向かうにともなって外側に広がった曲面状の傾斜面、あるいは途中で傾斜角度の変化する直線状の傾斜面等の形状が挙げられる。
The inner
また、内周面2a上に段差部2cが形成される。この段差部2cは、底面が基体1の上側主面と平行に形成されて支持部2dとされるとともに、側面が底面に対して垂直に形成されているものである。支持部2dは、第二の透光性部材4の下面に接して第二の透光性部材4を内周面2aの所定位置に支持する機能を有し、段差部2cの底面または底面に設けられた複数の凸部で構成される。なお、段差部2cの側面は、基体1の上側主面と完全に垂直である必要はなく、わずかに上側に向かうにともなって外側に広がる傾斜面とされていてもよい。
Further, a
段差部2cは、図1に示すように反射部材2と一体に設けられ、反射部材2を作製する際に切削加工や金型成形等を行なうことにより形成される。または、反射部材2を段差部2cを境に上下を別体とすることによって形成される。
As shown in FIG. 1, the stepped
このように内周面2a上に段差部2cが形成されることによって、第一の透光性部材3は段差部2cの支持部2dを目印にして、支持部2dを越えないように反射部材2の内側に充填させることができ、ディスペンサー等を用いて第一の透光性部材3を充填する際の作業効率を改善できるとともに、第一の透光性部材3をほぼ正確に所定の量だけ充填させることが可能となる。また、内周面2a上に段差部2cが形成されることにより、内周面2a上を這い上がるように濡れ広がろうとする第一の透光性部材3を支持部2dで阻止することができ、反射部材2の内側に注入される第一の透光性部材3の上面の表面形状を安定させることができる。その結果、発光素子5から発光される光の第一の透光性部材3の上面から放射される光の放射角度を一定にすることができるとともに、第一の透光性部材3の上面から放射される光の光束がばらつくことなく光の放射強度を一定にできる。
By forming the
図1に示すように段差部2cは支持部2dが基体1の上側主面と平行に形成されるとともに側面が底面に対して垂直に形成されることによって、即ち、内周面2aを直角に切り欠くようにして形成されていることによって、シート状の第二の透光性部材4の側面を反射部材2の内周面2aに沿うようにして落とし込めば、第二の透光性部材4を段差部2cの側面によって正確に位置合わせされた状態で、支持部2d上に載置される。従って、反射部材2の所定の位置に正確かつ容易に第二の透光性部材4を設置できるようになる。
As shown in FIG. 1, the
また、段差部2cの形成される位置は、反射部材2の内周面2aの発光素子5の上面から反射部材2の上端までの間のどこに形成されていてもよい。即ち、段差部2cは図1に示すように内周面2aの発光素子5の上面から反射部材2の上端までの間に形成されていてもよいし、図8に示すように内周面2aの上端に形成されていてもよい。
Further, the position where the
好ましくは、内周面2aの発光素子5の上面から反射部材2の上端までの間に形成されているのがよく、この構成により第二の透光性部材4から放射された光を第二の透光性部材4よりも上方の反射面2bで反射させ、発光装置から所定の放射角度で光を放射させることができる。またこの構成により、第二の透光性部材4は反射部材2の上端から突出することがないので、第二の透光性部材4が外部装置に触れて傷が付いたり、第二の透光性部材4を反射部材2の上方へ引っ張る引張り応力が作用し第二の透光性部材4が剥離してしまったりするのを防止できる。
Preferably, it is good to form between the upper surface of the
さらに、蛍光体を含有しない第一の透光性部材3の上に、蛍光体を含有し、シート状とされた第二の透光性部材4が配置されることから、第二の透光性部材4と発光素子5との間に距離が設けられることになり、発光素子5から発光される光が蛍光体を含有する第二の透光性部材4を透過する光路長をほぼ一定とすることができる。その結果、発光素子5から発光される光の波長変換効率をほぼ一定にすることができる。
Furthermore, since the 2nd translucent member 4 containing fluorescent substance and made into the sheet form is arrange | positioned on the 1st
さらに、第二の透光性部材4は、その外周側面4aが上面から下面に向かって広がる傾斜面とされており、第二の透光性部材4は、段差部2cに設置されるとともに、第二の透光性部材4の下面と支持面2dとが接着剤6を介して固定されるか、外周側面4aと段差部2cとの間に透光性の接着剤6を流し込むことによって固定される。
Furthermore, the second translucent member 4 is an inclined surface whose outer
なお、外周側面4aは第二の透光性部材4の上下主面よりも面粗とされていると、接着剤6を流し込むときに空気が噛みこんで、第二の透光性部材4と接着剤6との界面に気泡6aが形成される。気泡6aが形成されることから、図2に示すように、第二の透光性部材4の外周側面4aから外側へ放射された光は、段差部2cの側面で反射し、さらに第二の透光性部材4と接着剤6との界面に形成された気泡6aで反射することを繰り返し、第二の透光性部材4の外周側面から放射する光が上方に向けて放射されることとなる。
When the outer
即ち、第二の透光性部材4は外周側面4aが上面から下面に向かって広がる傾斜面とされており、第二の透光性部材4と接着剤6との界面に形成された気泡6aが下から上に向かって段差部2cの側面との距離が広がるように配置されることから、第二の透光性部材4の外周側面4aから外側へ放射された光を第二の透光性部材4の上方に反射させることができる。
In other words, the second translucent member 4 has an inclined surface in which the outer
第二の透光性部材4の下面が接着剤6で固定される場合は、第二の透光性部材4の外周側面4aで上方に向けて光が反射される。
When the lower surface of the second translucent member 4 is fixed with the adhesive 6, the light is reflected upward by the outer
この結果、発光装置から放射される光に強度むらが生じるのを低減できるとともに、発光装置から放射される光の放射強度を向上させることができる。 As a result, unevenness in the intensity of light emitted from the light emitting device can be reduced, and the radiation intensity of the light emitted from the light emitting device can be improved.
さらに、第二の透光性部材4は段差部2cの支持部4dに設置されるとともに、傾斜面とされた外周側面4aと段差部2cとの間に透光性の接着剤6を流し込むことによって固定されることから、第二の透光性部材4が段差部2cに確実かつ強固に接合されるようになる。特に、第二の透光性部材4は反射部材2上方への引張り応力に対して剥離し難くなる。
Furthermore, the second translucent member 4 is installed on the support portion 4d of the stepped
第一の透光性部材3にはエポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂、ゾルゲルガラス等から成る透明部材が用いられる。第一の透光性部材3は、図1に示すように、未硬化の液状のものをディスペンサー等の注入機で発光素子5の上面に注いだ後に硬化させることにより形成することができる。この第一の透光性部材3は発光素子5を保護する機能も有する。なお、第一の透光性部材3は、必ず用いられなくてもよいが、発光素子5と空気層との間に、発光素子5の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を持つ第一の透光性部材3を介在させることにより、発光素子5の発する光を外側へ導き出しやすくできる。
For the first
第二の透光性部材4は、第一の透光性部材3と同じ透明樹脂または異なる種類の透明樹脂であり、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂に発光素子5が発する光により励起されて長波長の蛍光に変換する蛍光体を含有させたものである。第二の透光性部材4は、金型によるモールド成型で貫通孔の内周面2aの平面視形状に合わせてシート状に成形する、または、第二の透光性部材4となるシート状の透明樹脂をあらかじめ準備し、ポンチを用い打ち抜き加工を施すことによって第二の透光性部材4を所定形状に形成する。そして、シート状の第二の透光性部材4を段差部2cの上側に載置して固定することにより枠状の反射部材2の内面に設置する。ここで、第二の透光性部材4は一定厚みにされるとともに蛍光体が均一に分散されていることが重要であり、この構成により、発光素子5が発光する光を蛍光体により長波長側に効率よく波長変換し、所望の波長スペクトルを有する光とすることができる。
The second translucent member 4 is the same transparent resin as the first
打ち抜き加工においては、第二の透光性部材4の材料として引張り強さが5MPa〜7MPa程度の比較的柔らかい材料を用い、シート状に成形された第二の透光性部材4を秒速1mm程度のゆっくりした打ち抜き速度で下側から打ち抜くことによって形成すればよい。これによって、第二の透光性部材4の外周側面4aを上面から下面に向かって広がる傾斜面とさせるとともに、外周側面4aを第二の透光性部材4の上下主面よりも面粗とさせることができる。この場合、好ましくは、第二の透光性部材4はシリコーン樹脂から成るのがよく、引張り強さ5MPa〜7MPaを満足させることができる。
In the punching process, a relatively soft material having a tensile strength of about 5 MPa to 7 MPa is used as the material of the second light transmissive member 4, and the second light transmissive member 4 formed into a sheet shape is about 1 mm per second. It may be formed by punching from the lower side at a slow punching speed. Accordingly, the outer
また、第二の透光性部材4を反射部材2の段差部2cに固定するための透光性の接着剤6は、第一の透光性部材3または第二の透光性部材4と同様、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等の透明樹脂、ゾルゲルガラス等から成る。なお、接着剤6は第一の透光性部材3と同様蛍光体を含有していない。これは、接着剤6に蛍光体を含有させると、接着剤6内の蛍光体を均一に分散させるのが困難であるためであり、発光素子5が発光する光を均一に波長変換させることができない場合があるからである。
Moreover, the translucent adhesive 6 for fixing the 2nd translucent member 4 to the level | step-
ここで、好ましくは、第二の透光性部材4の下側主面と外周側面4aとのなす角度は45°以上90°未満、より好ましくは75°以上89°以下であるのがよい。45°未満の場合は外周側面4aの傾斜面によって第二の透光性部材4の外周部に厚みが薄くなる部分が大きくなり、色むらや照度分布の偏りが生じ易い。また、90°以上の場合、第二の透光性部材4の外周側面4aから外へ放射された光が、第二の透光性部材4の外周側面4aに覆われてしまって上方へ出射され難くなり、発光装置の放射強度を向上させることができない傾向にある。また、第二の透光性部材4の反射部材2上方への引張り応力に対しての接着が弱くなり、第二の透光性部材4を強固に接着固定できない傾向にある。角度が70°程度以上の場合は、第二の透光性部材4を上記打ち抜き法で形成することが可能である。
Here, preferably, the angle formed between the lower main surface of the second translucent member 4 and the outer
以上の結果、放射強度や軸上光度、輝度、演色性等が各発光装置で一定となり、色むらや強度むらが生ずるのを有効に防止することができ、放射強度や軸上光度,輝度,演色性等の光特性に優れた発光装置とし得る。 As a result, the radiant intensity, the axial luminous intensity, the brightness, the color rendering properties, etc. are constant in each light emitting device, and it is possible to effectively prevent the occurrence of uneven color and uneven intensity. A light emitting device having excellent light characteristics such as color rendering can be obtained.
また、反射部材2の内周面2aに設けられた段差部2cは、例えば、支持部2dの位置において反射部材2を上下別体として作製し、両者を接合することによってもよい。このように反射部材2を上下で別体とすることによって、段差部2cの加工を容易なものとすることができ、反射部材2を量産に適した形状とすることが可能となる。
Further, the stepped
反射部材2は、基体1の上面の搭載部1a以外のどの部位に取着されてもよいが、発光素子5の周囲に所望の面精度、例えば、発光装置の縦断面において、発光素子5を間に挟んで発光素子5の両側に設けられた反射面2bが対称になっている状態で反射面2bが設けられるように取着されるのがよい。これにより、発光素子5からの光を第二の透光性部材4に含まれる蛍光体で波長変換して外部へ直接放射できるだけでなく、発光素子5から横方向等に発せられた光や蛍光体から下方に発せられた光を反射面2bで均一にむらなく反射させることができ、軸上光度および輝度さらには演色性等を効果的に向上させることができる。
The reflecting
特に、反射部材2が搭載部1aに近接しているほど上記の効果が顕著に現れる。これにより、搭載部1aの周囲を反射部材2で取り囲むことによって、より多くの光を反射させることができ、より高い軸上光度を得ることが可能となる。
In particular, the closer the
蛍光体を含有する第二の透光性部材4を取り囲むように設置された反射部材2は、蛍光体を含有する第二の透光性部材4から発光された光を集光し、所望の放射角度を有する放射光にすることができる。
The
また、本発明の発光装置は、1個を光源として用いることにより、または複数個を、例えば、格子状や千鳥状,放射状,円状や多角形状等の同心状等の所定の配置となるように配列させた光源として用いることにより、照明装置とすることができる。これにより本発明の照明装置は、半導体から成る発光素子5による発光を利用した場合に、従来の放電を用いた照明装置よりも低消費電力であり、長寿命とすることが可能であり、さらに発熱の少ない小型の照明装置とすることができる。また、蛍光体を含有する第二の透光性部材4をシート状に形成して厚みを一定にするとともに発光素子5と距離を離して設置することにより、発光装置の色むらを低減でき、長期間にわたり安定した放射強度かつ放射角度で光を放射することができるとともに、照射面における色むらや照度分布の偏りが少ない照明装置とすることができる。
In addition, the light emitting device of the present invention may be arranged in a predetermined arrangement by using one light source as a light source, or a plurality of light emitting devices, for example, a lattice shape, a staggered shape, a radial shape, a concentric shape such as a circular shape or a polygonal shape. It can be set as an illuminating device by using as a light source arranged in the. As a result, the illumination device of the present invention has lower power consumption and longer life than the illumination device using the conventional discharge when light emission by the
例えば、図4,図5に示す平面図,断面図のように複数個の本発明の発光装置101が発光装置駆動回路基板等の駆動部102に複数列に配置され、発光装置101の周囲に所要の形状に光学設計された金属反射板等の光反射手段103が設置されて成る照明装置の場合、一列に配置された複数個の発光装置101の間に隣り合う列の発光装置101が配置された配置、いわゆる千鳥状配置とすることが好ましい。すなわち、発光装置101が格子状に配置される際には、光源となる発光装置101が直線上に配列されることによりグレアが強くなり、このような照明装置が人の視覚に入ってくることにより、不快感を起こしやすくなるのに対し、千鳥状とすることにより、発光装置101がほぼ均等間隔で平面上に配置されるので、グレアが抑制され人間の目に対する不快感を低減することができる。さらに、発光装置101が直線上に配列される場合に比べ、隣り合う発光装置101間の距離が長くなることにより、隣接する発光装置101間の熱的な干渉が抑制され、発光装置101が実装された駆動部102内における熱のこもりが抑制され、発光装置101の外部に効率よく熱が放散される。その結果、人の目に対しても不快感の少ない長期間にわたり光学特性の安定した長寿命の照明装置を作製することができる。
For example, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, a plurality of light emitting
また、照明装置が、図6,図7に示す平面図,断面図のような駆動部102上に複数の発光装置101から成る円状や多角形状の発光装置101群を、同心状に複数群配列した照明装置の場合、1つの円状や多角形状の発光装置101群における発光装置101の配置数を照明装置の中央側より外周側ほど多くすることが好ましい。これにより、発光装置101同士の間隔を適度に保ちながら発光装置101をより多く配置することができ、照明装置の照度をより向上させることができる。また、照明装置の中央部の発光装置101の密度を低くして駆動部102の中央部における熱のこもりを抑制することができる。よって、駆動部102内における温度分布が一様となり、照明装置を設置した外部電気回路基板やヒートシンクに効率よく熱が伝達され、発光装置101の温度上昇を抑制することができる。その結果、発光装置101は長期間にわたり安定して動作することができるとともに長寿命の照明装置を作製することができる。
In addition, the lighting device includes a plurality of concentric groups of circular or polygonal
このような照明装置としては、例えば、室内や室外で用いられる、一般照明用器具、シャンデリア用照明器具、住宅用照明器具、オフィス用照明器具、店装,展示用照明器具、街路灯用照明器具、誘導灯器具および信号装置、舞台およびスタジオ用の照明器具、広告灯、照明用ポール、水中照明用ライト、ストロボ用ライト、スポットライト、電柱等に埋め込む防犯用照明、非常用照明器具、懐中電灯、電光掲示板等や、調光器、自動点滅器、ディスプレイ等のバックライト、動画装置、装飾品、照光式スイッチ、光センサ、医療用ライト、車載ライト等が挙げられる。 Examples of such lighting devices include general lighting fixtures, chandelier lighting fixtures, residential lighting fixtures, office lighting fixtures, store lighting, display lighting fixtures, and street lamp lighting fixtures that are used indoors and outdoors. , Guide light fixtures and signaling devices, stage and studio lighting fixtures, advertising lights, lighting poles, underwater lighting lights, strobe lights, spotlights, security lights embedded in power poles, emergency lighting fixtures, flashlights , Electronic bulletin boards and the like, backlights such as dimmers, automatic flashers, displays, moving image devices, ornaments, illuminated switches, optical sensors, medical lights, in-vehicle lights, and the like.
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更を行なうことは何等支障ない。 In addition, this invention is not limited to the example of the above embodiment, If it is in the range which does not deviate from the summary of this invention, it will not interfere at all.
例えば、放射強度の向上のために基体1に発光素子5が複数個載置されても良い。また反射面2bの角度を任意に調整することも可能であり、これによって補色域を設けることによりさらに良好な演色性を得ることができる。
For example, a plurality of
また、本発明の照明装置は、複数個の発光装置101を所定の配置となるように設置したものだけでなく、1個の発光装置101を所定の配置となるように設置したものでもよい。例えば、1個の発光装置101を照明装置の中央部に配置したものでもよい。
Further, the lighting device of the present invention is not limited to one in which a plurality of light emitting
1:基体
1a:搭載部
2:反射部材
2a:内周面
2b:反射面
2c:段差部
2d:支持部
3:第一の透光性部材
4:第二の透光性部材
4a:(第二の透光性部材の)外周側面
5:発光素子
6:接着剤
6a:気泡
101:発光装置
102:駆動部
103:光反射手段
1:
101: Light-emitting device
102: Drive unit
103: Light reflection means
Claims (3)
前記搭載部に搭載された発光素子と、
前記基体の上側主面に前記発光素子を取り囲むように配置され、内周面に前記基体の上側主面と平行な支持部が設けられた枠状の反射部材と、
前記支持部上に載置された蛍光体を含有するシート状の透光性部材とを具備して成り、
該透光性部材は外周側面が上面から下面に向かって広がる傾斜面とされているとともに、前記透光性部材の前記外周側面が前記透光性部材の上下主面よりも面粗に形成されていることを特徴とする発光装置。 A base provided with a mounting portion on which the light emitting element is mounted on the upper main surface;
A light emitting element mounted on the mounting portion;
A frame-shaped reflecting member disposed on the upper main surface of the base so as to surround the light emitting element, and provided with a support portion parallel to the upper main surface of the base on the inner peripheral surface;
Comprising a sheet-like translucent member containing a phosphor placed on the support,
The translucent member has an inclined surface whose outer peripheral side surface extends from the upper surface toward the lower surface, and the outer peripheral side surface of the translucent member is formed to be rougher than the upper and lower main surfaces of the translucent member. the light emitting device characterized in that is.
The light-emitting device according to claim 1, a drive unit that includes the light-emitting device and has an electrical wiring that drives the light-emitting device, and a light reflecting unit that reflects light emitted from the light-emitting device. Including lighting device.
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