发光模块及照明装置的制作方法

本实用新型的实施方式涉及一种发光模块及使用了该发光模块的照明装置。

背景技术：

有一种发光模块，其具备放射光颜色互不相同的多种发光元件。在这种发光模块中，通过对每种发光色的发光元件进行点亮与熄灭控制，从而能够照射出所有颜色(全色)的光。

全色是指在x、y色度图上能够使用三原色进行再现的颜色，其需要有波长互不相同的至少三种以上的发光元件(例如，放射出红色光的发光元件、放射出绿色光的发光元件以及放射出蓝色光的发光元件)。并且，为了获得多种发光颜色，还需要有放射出黄色光的发光元件、放射出橙色光的发光元件或放射出深蓝色光的发光元件等。

但是，由于每种发光元件的电特性不同，因此，为了能够对每种发光颜色的发光元件进行点亮与熄灭控制，需要在安装有发光元件的基板上设置与发光元件的种类数相当的彼此独立的配线图案及针对发光元件的种类而规格不同的电源。因此，若针对电特性互不相同的各个发光元件使用同一规格的电源，则会产生电源效率下降的问题。

专利文献1：日本特开平8-125229号公报

技术实现要素：

本实用新型要解决的课题在于提供一种发光模块及照明装置，其能够用同一规格的电源驱动放射光颜色互不相同的各种发光元件，并且能够抑制产生颜色不均。

实施方式的发光模块具有：基板；多个主发光元件，其至少具有波长互不相同的三种以上发光元件；副发光元件，其照射出在x、y色度图上未包含在由所述主发光元件再现的色度范围的光。与主发光元件相比，副发光元件的顶面的表面积更小，而且以使施加于所述副发光元件的电压与施加于所述主发光元件的电压成为同等程度的方式选定所述副发光元件的个数。

根据本实用新型的实施方式，期待在使用了多种发光元件的发光模块中能够用同一规格的电源驱动各种发光元件，并且抑制产生颜色不均。

附图说明

图1是表示实施方式的发光模块的俯视图。

图2是沿图1的A-A线的剖视图。

图3是表示实施方式的发光模块的x、y色度图的图。

图4是表示使用了三种主发光元件与副发光元件的发光模块的x、y色度图的图。

图5是表示实施方式的发光模块的发光元件的使用个数与施加电压之间的关系的图表。

图6是表示实施方式的发光模块的变形例的俯视图。

图7是表示实施方式所涉及的照明装置的剖视图。

图中：1-发光模块；10-基板；20r、20g、20b、20c、20y、20o-主发光元件；20i-副发光元件；30-框部；20w-照射白色光的发光元件；100-照明装置；111-框体。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的结构进行说明。

图1是用于例示实施方式所涉及的发光模块1的俯视图。另外，为了便于说明，图1中省略图示了密封部40及配线图案12等。

图2是沿图1的A-A线的剖视图。

如图1及图2所示，发光模块1设置有基板10、发光部20、框部30以及密封部40。

基板10具有基体11以及配线图案12。

基体11呈板状。基体11优选使用导热系数较高的材料制成。作为导热系数较高的材料，例如可以使用陶瓷等无机材料或用绝缘性材料包覆金属板的表面而成的材料。另外，作为陶瓷，可以使用氧化铝或氮化铝。在使用绝缘性材料包覆金属板的表面时，绝缘性材料可以使用由有机材料构成的绝缘性材料，也可以使用由无机材料构成的绝缘性材料。

配线图案12具有安装焊盘12a、配线部12b、导电孔12c以及输入端子12d。安装焊盘12a设置在基体11的一个面上并且设置在框部30的内侧。

配线部12b设置在基体11的与设置有安装焊盘12a的面相反一侧的另一个面上。配线部12b与导电孔12c及输入端子12d电连接。

导电孔12c沿厚度方向贯穿基体11。导电孔12c的一侧端部与安装焊盘12a电连接。导电孔12c的另一侧端部与配线部12b电连接。

由此，能够简化在基体11的设置有安装焊盘12a的面上的配线，能够实现发光元件的高密度安装。

与配线部12b相同，输入端子12d也设置在基体11的与设置有安装焊盘12a的面相反一侧的另一个面上。输入端子12d的配置位置并不受特别限定。输入端子12d例如可以设置在基体11的周缘附近。

另外，配线部12b及输入端子12d也可以设置在基体11的设置有安装焊盘12a的面上。此时，无需形成导电孔12c。

另外，输入端子12d也可以设置在框部30的外侧。

而且，针对每一种发光元件(后述的发光元件20r～20i)设置有一组的安装焊盘12a、配线部12b、导电孔12c以及输入端子12d。

而且，基体11可以是图2所示的单层结构，也可以是多层结构。

针对配线图案12的材料而言，只要是导电性材料均可，其并不受特别限定。配线图案12的材料例如可以使用银、铜、金、钨等金属。在基体11的材料使用陶瓷的情况下，例如可以使用LTCC(Low Temper atureCo-fired Ceramics/低温共烧陶瓷)法来形成基板10。例如，可以以900℃以下的温度同时对基体11和配线图案12进行烧成从而形成基板10。

另外，还可以在基板10的与设置有发光部20的面相反一侧的面上设置散热器(未图示)。散热器可以经由导热性润滑脂或焊料与基板10连接。通过设置散热器，能够实现发光部20中产生的热量的传导或分散。因此，能够加大施加到发光部20的电力，所以能够加大从发光模块1照射出的光的光量。并且，由于容易确保热传导路径，因此能够抑制密封部40甚至发光部20的温度上升。

发光部20具有主发光元件20r、20g、20b、20c、20y、20o以及副发光元件20i。发光元件20r、20g、20b、20c、20y、20o、20i均设置在基板10的一个面上。

发光元件20r放射出红色系的光。发光元件20r是放射出光的峰值波长为610nm以上且660nm以下的光的发光元件。发光元件20g放射出绿色系的光。发光元件20g是放射出光的峰值波长为500nm以上且540nm以下的光的发光元件。发光元件20b放射出蓝色系的光。发光元件20b是放射出光的峰值波长为470nm以上且485nm以下的光的发光元件。发光元件20c放射出蓝绿色的光。发光元件20c是放射出光的峰值波长为490nm以上且500nm以下的光的发光元件。

发光元件20y放射出黄色系的光。发光元件20y是放射出光的峰值波长为570nm以上且590nm以下的光。发光元件20y具备放射出蓝色系光的发光元件以及设置在发光元件的光放射面且发出黄色系的荧光的荧光体。发光元件20o放射出橙色系的光。发光元件20o放射出光的峰值波长为590nm以上且620nm以下的光。发光元件20o具备放射出蓝色系的光的发光元件以及设置在发光元件的光放射面且发出琥珀色的荧光的荧光体。

并且，发光元件20i为副发光元件，其放射出深蓝色的光。发光元件20i是放射出光的峰值波长为445nm以上且460nm以下(比主发光元件的峰值波长更短)的光的发光元件。

发光元件20r～20i采用COB(Chip on Board/板上芯片)方式安装在安装焊盘12a上。发光元件20r～20i经由银浆料或银纳米浆料等而接合在安装焊盘12a上。发光元件20r～20i可以使用上下电极型的发光元件或倒装片型的发光元件等。

在发光元件20r～20i为上下电极型的发光元件的情况下，发光元件20r～20i的基板10侧的电极(下侧电极)经由无铅焊料(SAC：SnAgCu等)、金锡(AuSn)合金浆料、银浆料、银纳米浆料等导电性的接合材料与安装焊盘12a电连接。发光元件20r～20i的与基板10侧相反一侧的电极(上侧电极)经由接线21与安装焊盘12a电连接。配线21例如可以通过引线接合法来进行连接。

在发光元件20r～20i为倒装片型的发光元件的情况下，发光元件20r～20i的电极经由无铅焊料、金锡合金浆料、银浆料、银纳米浆料等导电性的接合材料与安装焊盘12a电连接。

框部30形成为大致圆形形状。框部30设置在基板10的设置有发光元件20r～20i的面上且包围发光元件20r～20i。框部30例如可以使用PBT(polybutylene terephthalate/聚对苯二甲酸丁二醇酯)或PC(polycarbonate/聚碳酸酯)等树脂、或陶瓷等形成。

并且，框部30并不是必需的，可以省去框部30。另外，在没有框部30的情况下，密封部40的形状例如可以形成为圆顶状。

密封部40由具有透光性的材料形成。密封部40例如可以由硅酮树脂等透明树脂形成。

在该发光模块1中，针对每种发光元件而设置的输入端子12d上电连接有设置在发光模块1的外部的未图示的电源或控制装置等。因此，在发光模块1中，针对按照放射光的颜色而分类的各种发光元件分别设置点灯电路并进行点亮与熄灭控制，由此照射出所有颜色(全色)的光。

接下来，参照图3对实施方式的发光模块1的x、y色度图进行说明。

在实施方式中，使用发光元件20r、20g、20b、20c、20y、20o作为主发光元件，使用发光元件20i作为副发光元件。因此，如图3所示，在x、y色度图中，由主发光元件再现的范围为图中的斜线部，副发光元件20i位于未包含在由主发光元件再现的色度范围的位置。

作为实施方式，例示了设置有六种主发光元件20r、20g、20b、20c、20y、20o和副发光元件20i的情况，但是，也可以设置有具有波长互不相同的至少三种以上发光元件的多个发光元件(例如，放射出绿色光的发光元件20g、放射出蓝色光的发光元件20b、放射出红色光的发光元件20r)以及副发光元件(例如，放射出深蓝色光的发光元件20i)。此时的x、y色度图如图4所示，在该图4中，由主发光元件20r、20g、20b再现的范围为图中的斜线部，副发光元件20i位于未包含在由主发光元件再现的色度范围的位置。如此，通过在未包含于由主发光元件再现的色度范围的位置设置副发光元件，可以扩大能够再现的色度范围，能够获得多种光颜色。

接下来，参照图5对实施方式中的发光元件的使用个数与施加电压进行说明。

考虑到发光模块1照射出白色系的光，在发光元件的顶面的表面积为长×宽＝1.0mm×1.0mm＝1.0mm²的情况下，发光元件20y、20o、20r的数量分别为28～32个左右，发光元件20b、20g、20c的数量分别为12个左右。对此，发光元件20i有6个即可。发光元件20r的施加电压成为31～35V左右，发光元件20y、20o的施加电压成为42～48V左右，发光元件20b、20g、20c的施加电压成为36V左右，发光元件20i的施加电压成为18V左右。由于发光元件20i的使用个数比其他发光元件少，因此其施加电压变低。因此，若使用与其他发光元件的电源相同规格的电源，则电源效率会降低，因而需要特别设置发光元件20i专用的电源。

对此，若将发光元件20i的顶面的表面积设为上述表面积的一半，即长×宽＝0.5mm×1.0mm＝0.5mm²，则每个发光元件20i的光输出会变为原来的一半左右，所以发光元件20i的所需个数就会成为12个。但是，即使顶面的表面积发生变化，一个发光元件20i的施加电压也不会发生变化，因此，发光元件20i的施加电压会成为上述18V的两倍(即36V)左右。由此，副发光元件20i的施加电压成为主发光元件的施加电压的一半以上且最大施加电压以下的范围，因此，能够使副发光元件的施加电压与主发光元件的施加电压成为同等程度。

另外，通过缩小发光元件20i的顶面的表面积以增加其使用个数，能够使发光元件20i广泛地分散配置于发光面内。

在该实施方式的发光模块1中，通过缩小发光元件20i的顶面的表面积并选定其使用个数以使其施加电压与其他发光元件的施加电压成为同等程度，从而可以使用同一规格的电源。

并且，若缩小发光元件20i的顶面的表面积以增加使用个数，则能够将其在发光面内广泛地分散配置，因此，能够抑制颜色混合时出现颜色不均的情况。

接下来，参照图6对变形例的发光模块1A进行说明。另外，在图6中，对与图1相同的部分标注相同的符号，并省略重复说明。在发光模块1A中，在基板10上安装有波长互不相同的多个主发光元件20r、20g、20b、20c和多个副发光元件20i，并且还安装有多个照射出白色光的发光元件20w。

发光元件20w具备放射出蓝色系的光的发光元件以及设置在发光元件的光放射面且发出黄色系的荧光的荧光体。像发光元件20w那样的具备蓝色发光元件和黄色荧光体而照射出白色光的方式的发光效率较高。因此，由于发光模块1A具有发光元件20w，因此其发光效率得到提高。

在该实施方式的发光模块中，同样可以缩小发光元件20i的顶面的表面积并且选定其使用个数以使其施加电压与其他发光元件的施加电压成为同等程度，从而可以使用同一规格的电源。

另外，在实施方式及变形例中，在缩小发光元件20i的顶面的表面积并且选定其使用个数以使其施加电压与其他发光元件的施加电压成为同等程度时，在选定发光元件的使用个数的同时还可以追加电阻以调整施加电压。

接下来，参照图7对设置有上述发光模块1的照明装置100进行例示。

图7是用于例示实施方式所涉及的照明装置100的示意剖视图。

图7中例示的照明装置100是设置于建筑物或体育场等的聚光灯。

另外，本实施方式所涉及的照明装置100并不限定于聚光灯。照明装置100只要是能够照射全色光的装置均可。

如图7所示，照明装置100设置有照射部110及光源部120。照射部110具有框体111和反射器112。

框体111呈箱状。框体111例如可以由铝合金等制成。框体111的与光源部120侧相反一侧的端部具有开口。该开口被未图示的透光罩盖住。在框体111的光源部120侧的端部设置有孔部111a。

反射器112设置在框体111的内部。在反射器112的与光源部120侧相反一侧的端部设置有向外突出的凸缘112a。反射器112的光源部120侧的端部设置在孔部111a的内部。另外，在发光模块1的光放射侧还可以设置例如半球状的透镜等。另外，还可以在透镜的出光面实施扩散处理或在透镜的出光面粘贴扩散片。通过实施扩散处理或粘贴扩散片，能够使从发光元件20r～20i放射出的光扩散，从而能够进一步抑制出现颜色不均。

光源部120具有发光模块1、框体121、安装部122、散热部123、密封垫124、散热片125及热管126。

框体121呈箱状。框体121例如可以由铝合金等制成。在框体121的照射部100侧的端部设置有孔部。在该孔部的内部设置有发光模块1，该发光模块1安装在安装部122。即，发光模块1容纳于框体121内。

安装部122呈板状。安装部122例如可以由铝合金等制成。安装部122通过螺钉等紧固部件安装在散热部123上。在安装部122的照射部110侧的端面设置有凹部。发光模块1设置在该凹部的内部。

散热部123呈板状。散热部123例如可以由铝合金等制成。散热部123通过未图示螺钉等紧固部件安装在框体121的内部。

密封垫124呈环状。密封垫124设置在散热部123和框体121的内壁面之间。

散热片125呈薄板状，并且设置在散热部123的背面侧。散热片125设置有多个。散热片125例如可以由铝合金等制成。散热片125设置在散热部123的与设置有安装部122的一侧相反一侧的面上。

热管126设置在散热部123与散热片125之间。热管126可以设置有多个。

此外，还可以设置用于控制发光模块1的未图示的控制装置。例如，控制装置控制每个发光元件20r～20i的点亮与熄灭。并且，控制装置控制供给至每个发光元件20r～20i的电力，从而控制每个发光元件20r～20i的光输出。并且，还设置有驱动该发光模块1的未图示的电源，并且按照放射光颜色分类的各种发光元件均使用同一规格的电源。

并且，光源部120还可以具备扩散部127。扩散部127例如可以是由玻璃或透明树脂等形成的板状体。扩散部127可以在表面具有细微凹凸。凹凸的大小或形状并不受特别限制，只要能够使入射至扩散部127的光(从发光模块1放射出的光)扩散即可。若设置扩散部127，则能够使从发光元件20r～20i放射出的光扩散，因此能够抑制产生颜色不均。

根据上述实施方式，提供一种能够用同一规格的电源驱动放射光颜色互不相同的各种发光元件，并且能够抑制产生颜色不均的发光模块及照明装置。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是举例说明，并没有限定实用新型范围的意图。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离本实用新型宗旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式或其变形均属于本实用新型的范围或宗旨内，并且也包含在技术方案中记载的实用新型及其等同的范围内。