专利名称：Led照明装置的制作方法
技术领域：
本发明关于利用了 LED的照明装置，更详细地，关于即使远离照明装置其照度也 不会降低的利用了 LED的照明装置。
背景技术：
利用了 LED的照明装置非常多见(例如专利文献1 2)。另外，作为通用照明装置 的代替品，模仿通用照明装置的外观，并把LED的透光通过磨砂玻璃的光漫射进行面发光 也是周知的(例如非专利文献1)。这些利用了 LED的照明装置代替品与通用照明装置相比，具有发热少，耗电低，寿 命长的优点，但由于是点发光的集合体，因此存在即使并置一个以上的LED，其照度还是不 足的问题。为了确保充分的照度而并列配置更多的LED而使之变成面发光，则会使照明装 置整体变得高价而产生成本上的问题。另外，更为严重的是，并列配置更多的LED，会使LED的发热成为问题，若不考虑散 热，会产生热破坏或者照度急剧下降的问题。为此，利用了 LED的照明装置虽然具有很多优点，但是由于上述问题的存在，而无 法完全替代通用照明装置而使用，从而也无法不受阻碍地作为一般照明装置而使用。近年来，对节能，使用寿命长等环境特性的要求越来越高。但是，由于在远离照明 装置的地方以及角度偏离的地方其照度不足，因此利用了 LED的照明装置没有成为通用的 产品，具有改善的空间。专利文献1特开2009-111346公报专利文献2特开2009-286995公报
非专利文献1RoHs商品目录(PoelLED Series)。
发明内容
本发明借鉴了上述的背景技术，其课题为，在保持发热少，耗电低，寿命长等LED 的优点的同时，提供即使远离LED其照度不会急剧下降，或者角度偏离LED的照射方向其照 度也不会急剧下降的“并列配置有一个以上LED结构体的照明装置”。为了解决上述的课题，本发明人经过全心全意的探讨，发现如果在每个LED前方 设置具光漫射效果的透光体时，与不设置时相比，其照度即使在远处也不会降低，且在斜方 向上其照度也不会降低。于是，确认通过并列配置一个以上设有这种透光体的LED结构体 可成为通用照明装置的替代品，完成了本发明。S卩，本发明为具有并列配置的一个以上的LED结构体，以及包围这些LED结构体的 把硫化锌(ZnS-Ag)化合物扩散配置以形成的透光体的照明装置。其特征在于，在该LED结 构体中，各LED的前方有“带光漫射效果的透光体”。另外，本发明的LED结构体中，具有把所述硫化锌化合物扩散配置所形成的透光 体包围至LED结构体的基板缓冲层且包围至连接焊线上面的，具有“光漫射效果的折光体，，。另外，本发明提供的所述光照明装置极薄，且面发光时可以使配置在内部的每一 个LED的轮廓无法以肉眼识别。另外，本发明中，在光照射方向上从所述照明装置的中央离开1米的平面上，通过 所述照明装置的中央，从所述照明装置垂直伸出的直线与该平面呈10°角的地点的照度， 为通过所述照明装置中央的直线并与该平面呈90°角的地点的照度的1/3以上。根据本发明，可发挥发热少而效率高，耗电低而可削减发电所需的天然资源，减少 CO2而对环境有利，且使用寿命长等LED的特长的同时，可提供解决了远离LED时其照度急 剧降低，或角度偏离LED的照射方向时其照度急剧下降等LED的缺点的LED面发光照明装 置。另外，通过并列配置一个以上的被硫化锌(ZnS-Ag)化合物扩散配置而形成的透光 体包围的LED结构体，可在光学上提供与通用照明装置性能大致一样的照明装置。即，即 使远离LED结构体或照明装置，其照度与通用照明装置同样地不会降低，或者角度偏离LED 结构体或照明装置的照射方向，其照度也与通用照明装置同样地不会降低。因此，可提供无 论从光学上还是使用上具有与通用照明装置同样的亮度，可代替其被使用的薄型的照明装 置。
图1利用在本发明照明装置中的一般的LED的截面图一例。图2本发明中“具有光漫射效果的透光体”与LED的位置关系的例子的模式图。图3“一般的透光体”与LED的位置关系的例子的模式图。图4本发明中“具有光漫射效果的透光体”与LED的位置关系的更为有效的例 子的模式图。图5图2，图3，图4的照射面的测量角度以及亮度测量位置的示意图。符号说明
ι Ρ电极
2ρ层
3pn连接层
5η层
6η层
7η电极 8缓冲层
9蓝宝石基板等 10频率变换层(钇等荧光层) 11具有光漫射效果的透光体 12焊线(电极间连接)
13LED
14LED结构体的安装基板
15一般的透光体16折光体的实质焦点距离 17与发光面成90度的方向 18与发光面的方向成40度的角度 19离发光面1米的地点 20平面照明装置(照明板)发光面 21测量点。
具体实施例方式以下对本发明进行说明，但是本发明并不限于以下所述的具体实施例，而可以在 构思的范围内进行任意变换。本发明的照明装置中并列配置有一个以上的LED结构体，在每个LED结构体中， LED前方设置有[具有光漫射效果的透光体](以下把括弧内略称为(透光体))。图1为LED结构体1的截面图的具有代表性一例的示意图。LED结构体1中，从图 1的符号1所示的P电极的照射方向(以下有略称为(前方)的场合)包围至符号8的基板的 透光体11如图2所示地被设置。设置透光体11是为了得到“远离LED其照度不会降低”， “角度偏离LED照射方向其照度也不会降低”这两个上述的发明效果。透光体11由以下方 法制成。透光体11，由添加有作为溶剂的BaCl，MgCl，NaCl等适合的卤化物的 硫化锌(ZnS-Ag)，与作为活性剂的硫化银Ag2S混合形成混合物。把混合物在摄氏1250度中加热2小时，对从加热炉中取出的烧成物进行水洗以除 去残留溶剂并干燥后，分级粉碎使粒子大致保持一定。在这个阶段还不具备作为透光体的 活性。把干燥后分级粉碎使粒子大致保持一定的材料与硫化锌(ZnS-Ag)—同在加热炉 中以摄氏730度加热8小时30分钟，把取出的烧成物分级粉碎使之成为20微米至40微米 的粒子，用稀醋酸水洗净，并用去离子水水洗使之活性化，把活性化后的粒子与作为透明粘 合剂的热固型硅树脂或UV硬化型树脂混合而作为透光体提供实用化。把混合比率为7%至 15%的被活性化粒子与粘合剂混合而成为透光体。如图2所示，构成LED照明装置的透光体11包含一个以上的LED13，其前方设有 LED的频率变换剂。通过初期烧成透光体11时选择活性剂，LED可有效率地对应UV-LED或蓝色LED任 意一个，还可以利用多个种类的LED。在LED结构体中，LED13与透光体11的位置关系并没有特别的限制，但一个以上 的LED13与LED13之间的间隔，为LED13的光照面上符号2的截面的宽度的5倍以上，通过 LED13的发光点与LED13的发光点之间的透光体11，点状光源通过光漫射效果进行面发光， 从而得到“远离LED其照度不会降低”，“角度偏离LED照射方向其照度也不会降低”的本发 明效果。LED 13的发光强度存在与4附近，把透光体11与一个以上的LED13之间按图2所 示设置时相比，其间的设置如图4所示时，LED13的发光强度可发挥更好的效果。由于发光 强度的最大值存在与4，如符号16所示，在LED之间设置凹槽并使凹槽的深度为从LED的基板面9起为ρ电极面的厚度的3倍以上时，与按照符号14把LED13进行配置时相比可得到 更好的效果。本发明的照明装置的形状没有特别的限制，可为平面状，也可为平坦的(高度极低 的)圆柱形状，截面为多边形的柱形状任意一个。以下通过实施例以及比较例对对本发明进行更具体的说明，只要不超越本发明的 发明要旨，并不限定于这些实施例。<实施例1 >
为了得到与通用照明装置40型荧光灯具形同的亮度，如图4所示，把31个LED13 均一地并列配置在以符号14所示的铝基板上。作为LED13，把1毫米角的350mA蓝色LED 芯片以217mA的电流进行使用。即，把1毫米角的LED13以5毫米的间隔直列地进行安装， 并以具有光漫射效果的透光体11包围，再利用焊线等进行电气配线使之可以通过恒流电 路与整流二极管连接于商用电源。耗电为同样形状的照明装置的约1/2，且使用寿命应当为 10倍以上。作为具有光漫射效果的透光体11的扩散剂，其作为第1的加热材料进行以下的 准备，把含氯化物的适量的硫化锌(ZnS-Ag)，作为主要活性剂的(与硫化锌的重量比而言) 0. 1%的硫酸锰(MnSO4), 0. 015%的氯化铪，0. 5%的氧化锌，3%的氯化钡，3%的氯化镁，0. 012% 的氯化铱，0. 02%的硫酸银与0. 37%的三氧化二镓，28%的硫磺以及21的氯化钠一起混合。 混合后的材料在高温反应炉中以1250°C加热2小时。在第1的加热反应后的烧成物质中添加1%的硫酸锌ZnSO4 7 H2 0,0. 5% 的氯化钡(BaCl2), 1. 5%的氯化钠，2%的氯化镁，3%的硫酸锰，0. 5%的三氧化二镓，以及2. 5% 的硫磺，装入铝坩埚中，盖上铝盖，在氮气流中以730°C加热8小时30分，得到作为第2阶段 烧成物质的立方晶系的结晶。这个阶段为把剩余的6面结晶体硫化锌转换为立方结晶体硫化锌，且立方结晶体 硫化锌的大部分为活性光漫射材料。灼烧后，把带盖的坩埚从加热炉取出并冷却至室温，且 利用去离子水一同洗净混合的材料。通过2个或3个的DI水洗净后，为了去除未反应的氧 化锌以及若干没有混合的氧化铜，把材料用醋酸进行洗净。被酸洗净后的材料至少还要被 DI水洗净2次，然后为了从光漫射材料去除渣滓的大部分，利用KCN再次进行洗净。洗净 后，KCN洗净前光漫射粒子具有的暗灰的实体颜色变为明亮的实体颜色。通过这样，光漫射粒子被分级粉碎，形成20微米至40微米的粒子，干燥后被分级 粉碎的粒子大致保持一定，与作为透明粘合剂的热固型硅树脂混合而作为透光体使用。被 活性化的光漫射粒子与粘合剂以8%至10%的混合比率混合而成为透光体。在图5中，从实施例1的照明装置的中央21，测量在光照射方向上隔1米而存在的 17上的照度。从所述照明装置垂直伸出的直线17测量了该平面角为90°的地点的照度。另外，从照明装置的17向20即18的方向每10度进行测量直至10度。亮度的测 量利用了拓普康公司制造的亮度计。<比较例1>
在实施例1中，除了把透光体11变为符号15以外与实施例1同样地形成照明装 置。即，除了不利用具有光漫射效果的透光体而仅利用了透明粘合剂以外，形成与实施例1 同样的照明装置，并同样对其照度进行了测量。表格1为其结果。
表1所示为各地点的照度。表中所有的单位为“cd/m2”。另外，在表1中，还显示 了在图5中哪一个角度上的亮度。表1中的条件中，条件A为不利用图3的透光体的情形， 条件B为利用具有光漫射效果的透光体并如图4所示的LED间的基板16上设有凹槽的情 形，条件C为如图2所示的在LED间的基板16上没有凹槽的平面状态的情形。表1。
角度10度20度30度40度50度60度70度80度90度条件A73301467025340390804101052010558705998061230条件B283603948044260520506127068280683006856068810条件C232902867036330412305312055230597606091061900 本发明中利用了 LED的照明装置在保持了 LED发热少，耗电低，寿命长的特长的同 时，即使远离LED其照度不会降低，或角度偏离LED照射方向其照度也不会降低，从而消除 了利用LED的照明装置的缺陷，因此不但可以代替通用照明装置，并且由于面发光的面照 明装置可制造成在其厚度方向上仅为3mm至5mm，因此可广泛利用于需要照明的各领域。
权利要求
1.一种照明装置，其特征在于具有并列配置的一个以上的LED结构体，以及包围这些 LED结构体的把硫化锌(ZnS-Ag)化合物扩散配置以形成的透光体。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于把所述硫化锌化合物扩散配置所形成的 透光体包围至LED结构体的基板缓冲层且包围至连接焊线上面。
3.如权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于把所述硫化锌化合物扩散配置所形 成的透光体具有带光漫射效果的折光体。
4.如权利要求1至3任意一项所述的照明装置，其特征在于所述光照明装置在面发光 时包围在内部的每一个LED结构体的轮廓无法以肉眼识别。
5.如权利要求1至5任意请求项所述的照明装置，其特征在于在光照射方向上从所 述照明装置的中央离开1米的平面上，通过所述照明装置的中央，从所述照明装置垂直伸 出的直线与该平面呈10°角的地点的照度，为通过所述照明装置中央的直线并与该平面呈 90°角的地点的照度的1/3以上。
全文摘要
本发明提供一种在保持LED使用寿命长等特长的同时，即使远离LED其照度不会急剧下降，或者角度偏离LED的照射方向其照度也不会急剧下降的，并列配置有一个以上LED结构体的面发光照明装置。一种照明装置，其特征在于具有并列配置的一个以上的LED结构体，以及包围这些LED结构体1整体的把硫化锌(ZnS-Ag)化合物扩散配置以形成的透光体。
文档编号F21Y101/02GK102128369SQ201010610620
公开日2011年7月20日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年1月14日
发明者吕静芯, 嵯峨透, 渡边佳代子, 盐谷辰美, 高桥宏 申请人:尼克斯光电股份