光照射装置以及光治疗仪的制作方法

文档序号:15299322发布日期:2018-08-31 19:59阅读:158来源:国知局

本发明涉及光照射装置以及光治疗仪。



背景技术:

光动力疗法(photodynamictherapy:pdt)是一种利用通过将某种特定波长的光照射至对异常细胞或肿瘤具有亲和性的光敏感性物质而引起的化学反应来生成活性氧等,并利用其杀菌力使异常细胞或肿瘤坏死的疗法。由于不会损伤正常细胞,所以基于qol(quolityoflife:生活质量)的观点,最近非常受关注。

然而,作为pdt所使用的光源,激光成为主流。作为其理由,可举出:激光是单色光可有效地激发吸收带狭窄的光敏感性物质、光强度密度高、能发出脉冲光等。但是,激光通常为点光,可照射范围狭窄,不适于皮肤疾病等的治疗。

最近,大阪市立大学大学院医学研究科的鹤田大辅教授、小泽俊幸讲师等的小组发布:世界首次在通过使用了天然氨基酸即5-胺基乙酰丙酸(ala)的全身性给药以及波长为410nm的led光的pdt治疗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(mrsa)感染皮肤溃疡上获得成功(非专利文献1)。ala在血红素生物合成路径中是卟啉类化合物的前驱物质,其本身并不具有光敏感性。在生理上,当产生一定量的血红素时,ala的生物合成被负反馈机制阻碍。但是,当外因性的ala被过量给药时,负反馈机制变得无效,血红素生物合成中的限速酶即亚铁螯合酶(ferrochelatase)枯竭,生物体内因性的卟啉类化合物,尤其是原卟啉ix(ppix)大量蓄积在细胞内。在使用了ala的pdt中,将该ppix作为光敏感性物质使用。该疗法不会产生新的耐药菌,因此作为在耐药菌治疗上停滞不前的现代医疗中的新的细菌感染疗法而被期待。

另一方面,在非专利文献1中,公开了ppix的吸收光谱。记载了ppix的光吸收峰值位于波长410nm、510nm、545nm、580nm、635nm。

一般情况下,关于光治疗,被利用于新生儿黄疸、干癣、粉刺等疾病治疗或者疼痛的缓和、美容等多种目的。在新生儿黄疸治疗中使用绿色光及蓝白色光,在干癣治疗中使用紫外光,在粉刺治疗中使用蓝色光、红色光及黄色光。在早期肺癌(病期为0期或病期为1期的肺癌)、浅表型食道癌、浅表型早期胃癌、初期宫颈癌、以及异型增生治疗中使用红色光。如此,根据用途采用各种光源。

为了普及这样的技术,需要一种能够均匀地对具有各种三维形状、尺寸的患部照射光的光照射装置。

以往,作为光照射装置,已知有使用了准分子灯或弧光灯等光源的装置、将激光作为光源使用的装置、使用光纤从而面状地照射治疗光的方式的装置等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本国公开专利公报“特开平9-38221号(1997年2月10日公开)”;

专利文献2:日本国公开专利公报“特开平11-192315号(1999年7月21日公开)”;

专利文献3:日本国公表专利公报“特表2007-518467号(2007年7月12日公表)”;

专利文献4:日本国公表专利公报“特表2013-532503号(2013年8月19日公表)”;

专利文献5:日本国公开专利公报“特开2015-24060号(2015年2月5日公开)”。

非专利文献

非专利文献1:https://www.osaka-cu.ac.jp/ja/news/2014/files/setumei_140819.pdf



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题

但是,在上述以往的光照射装置中,特别是针对数cm左右的较小面积的局部疾病进行光治疗的情况下,存在以下问题。

在使用准分子灯或弧光灯等的灯型光源的情况下,由于照射面积过大而对患部以外也照射光,所以担心对正常部位的各种副作用。因此,需要防止对正常部位的治疗光照射的某些遮蔽对策,治疗花费时间与工夫。例如,在治疗脸的一部分上出现的疾病的情况下,保护作为正常部位的眼睛的眼罩(护目镜)是必需的,进一步地,为了保护脸的正常部位,仅使脸的患部露出的面罩也是必需的。另外,患者为了治疗而必须在身体被限制的状态下,数十分钟期间保持不动的姿势,虽说是为了治疗,但并不是令人愉快的体验。另外,在患部具有例如像胳膊、脚、脸、臀部那样弯曲的表面的情况下,根据表侧、背侧、侧面等部位,若使用灯型照射装置,则很有可能强迫患者做出难以办到的姿势。另外,根据具有弯曲部的患部相对于灯的角度或距离,根据患部的位置,照射强度有所不同,所以产生了难以对患部整体进行均匀的光照射的情况。再者,就使用这种灯型光源的装置而言,由于电源或冷却装置等附属装置也多,是大型的,所以为了设置需要较大的空间,并且其价格高昂。因此只能设置在治疗设施中,为了治疗必须到医院去。

在将激光作为光源使用的装置中,由于其照射光成为照射面积小的点光,所以为了对大面积的患部整体照射治疗光,必须将点光进行扫描,装置变得复杂及高价。

在使用光纤从而面状地照射治疗光的方式的装置中,由于将光送入光纤的效率较低,所以无论怎么做,治疗光的照射功率都会变低,只适合较长时间的治疗。

因此,需要一种与患部保持一定距离(根据情况与其接触)且能沿着患部的形状覆盖患部的、具备能均匀地进行光照射的光源的柔性基板。

此外,针对这样的期望,提出了以下说明的几个技术。

专利文献1中公开了一种通过在柔性基板上安装多个led,从而形成为自由形状且可弯折的面状光源带(环带)或长袍等衣服的形状的光治疗仪。但是,在专利文献1中,不存在关于在治疗中使用具有两种波长的光的记载,也不存在用于对患部高效且均匀地进行光照射的具体性记载。

专利文献2中公开了一种在柔性基板上安装有近红外线led的温热治疗仪。但是,不存在关于在治疗中使用具有两种波长的光的记载,也不存在用于对患部高效且均匀地进行光照射的具体性记载。

专利文献3中公开了一种在柔性基板上安装有发出两种波长以上的光的有机el的治疗仪。但是,虽然存在关于在治疗中使用具有两种波长的led光的记载,但不存在用于对患部高效且均匀地进行光照射的具体性记载。

专利文献4中公开了一种具有一次性粘着片的使用了光的医疗器具。但是,不存在关于在治疗中使用具有两种波长的led光的记载,也不存在用于对患部高效且均匀地进行光照射的具体性记载。

专利文献5中公开了一种组合了蓝色led和绿色led的用于治疗黄疸的光治疗仪。但是,虽然存在关于在治疗中使用具有两种波长的led光的记载,但并不是柔性led,且不存在用于对患部高效且均匀地进行光照射的具体性记载。

也就是说,关于本申请要解决的问题,这些技术均没有实现,或者在广泛使用的状况中并不存在。

本发明是鉴于上述的问题点而作成的,其目的在于提供能够实现适用于较小的疾病部的治疗的、即使对于不平坦的患部也能对患部整体进行大致均匀且高效的两种波长的光照射的光照射装置以及光治疗仪。

解决问题的手段

为了解决上述问题,本发明的一个样态所涉及的光照射装置的特征在于,具备将至少一个led光源二维地配置在柔性基板上而成的led光源组,上述led光源组出射的光包括:在380nm以上且430nm以下的波长范围内具有发光强度的峰值的第一波长区域光;以及波长比430nm长且在635nm以下的波长范围内具有发光强度的峰值的第二波长区域光,上述led光源组的面内光照射强度均匀。

此外,在本说明书中,面内光照射强度均匀是指如下情况:例如,如图21所示,在以最外周的led芯片5的中心线所包围的区域中,

1.将380nm以上且430nm以下的波长范围(第一波长区域)光的辐照度(mw/cm2)设为p1(λ),将波长比430nm长且635nm以下的波长范围(第二波长区域)光的辐照度设为p2(λ),将上述第一波长区域光的面内最大辐照度设为p1max(λ),将上述第二波长区域光的面内最大辐照度设为p2max(λ),将ppix的吸收系数设为α(λ)时,关于上述第一波长区域光的面内均匀度u1和上述第二波长区域光的面内均匀度u2,式(1)及式(2)成立。

u1=0.5≦∫p1(λ)/∫p1max(λ)dλ≦1式(1)

u2=0.5≦∫p2(λ)dλ/∫p2max(λ)dλ≦1式(2)

在u1、u2比0.5小的情况下,将最低光能量密度设为jmin(由光敏感性物质的种类和对象疾病决定),将光照射时间设为t时,用pmin=jmin/t来表示最低辐照度pmin。在被照射物的面内,为了进行最低辐照度以上的光照射,需要比最低辐照度的至少2倍大的辐照度。在光治疗中,如果光过强,被考虑根据光敏感性物质的种类,对所有人来说都伴有难以忍受的疼痛。因此,优选为0.5以上。

最优选为0.7以上,在u1、u2为0.5以上且比0.7小的情况下,被考虑根据个人而伴有难以忍受的疼痛。因此,更优选为0.7以上。

或者,是指如下情况:

2.虽然分别用j1(λ)=∫p1(λ)dt、j2(λ)=∫p2(λ)dt表示第一波长区域光的能量密度j1(λ)和第二波长区域光的能量密度j2(λ),但在将上述第一波长区域光的面内最大能量密度设为j1max(λ),将上述第二波长区域光的面内最大能量密度设为j2max(λ)时,关于上述第一波长区域光的能量密度的均匀度u3和第二波长区域光的能量密度的均匀度u4,式(3)及式(4)成立。u3=0.5≦∫j1(λ)/∫j1max(λ)dλ≦1式(3)

u4=0.5≦∫j2(λ)dλ/∫j2max(λ)dλ≦1式(4)

在u3、u4比0.5小的情况下,在被照射物(患部)的面内,需要比最低光能量密度的至少2倍大的能量密度,即辐照度。在光治疗中,如果光过强,被考虑根据光敏感性物质的种类,对所有人来说都伴有难以忍受的疼痛。因此,优选为0.5以上。

最优选为0.7以上,在u3、u4为0.5以上且比0.7小的情况下,被考虑根据个人而伴有难以忍受的疼痛。因此,更优选为0.7以上。

或者,是指如下情况:

3.在使用卟啉ix(ppix)等光敏感性物质的情况下,将ppix的吸收系数设为α(λ)时,关于第一波长区域光的面内均匀度u5和第二波长区域光的面内均匀度u6,式(5)及式(6)成立。

u5=0.5≦∫p1(λ)α(λ)dλ/∫p1max(λ)α(λ)dλ≦1式(5)

u6=0.5≦∫p2(λ)α(λ)dλ/∫p2max(λ)α(λ)dλ≦1式(6)

在u5、u6比0.5小的情况下,在被照射物的面内,为了进行最低辐照度以上的光照射,需要比最低辐照度的至少2倍大的辐照度。在光治疗中,如果光过强,被考虑根据光敏感性物质的种类,对所有人来说都伴有难以忍受的疼痛。因此,优选为0.5以上。

最优选为0.7以上,在u5、u6为0.5以上且比0.7小的情况下,被考虑根据个人而伴有难以忍受的疼痛。因此,更优选为0.7以上。

或者,是指如下情况:

4.在与3.同样地使用光敏感性物质的情况下,关于第一波长区域光的面内能量均匀度u7和第二波长区域光的面内能量均匀度u8,式(7)及式(8)成立。

u7=0.5≦∫j1(λ)α(λ)dλ/∫j1max(λ)α(λ)dλ≦1式(7)

u8=0.5≦∫j2(λ)α(λ)dλ/∫j2max(λ)α(λ)dλ≦1式(8)

在u7、u8比0.5小的情况下,在被照射物(患部)的面内,需要比最低光能量密度的至少2倍大的能量密度,即辐照度。在光治疗中,如果光过强,被考虑根据光敏感性物质的种类,对所有人来说都伴有难以忍受的疼痛。因此,优选为0.5以上。

最优选为0.7以上,在u7、u8为0.5以上且比0.7小的情况下,被考虑根据个人而伴有难以忍受的疼痛。因此,更优选为0.7以上。

另外,为了解决上述问题,本发明的另一个样态所涉及的光治疗仪的特征在于,具备本发明的一个样态所涉及的光照射装置。

发明效果

根据本发明的各样态,能够实现适用于较小的疾病部的治疗的、即使对于不平坦的患部也能对患部整体进行大致均匀且高效的光照射。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的构成的剖面示意图。

图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的构成的表面示意图。

图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的构成的背面示意图。

图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第一例的图。

图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第二例的图。

图6是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第三例的图。

图7是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第四例的图。

图8是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第五例的图。

图9是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第六例的图。

图10是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第七例的图。

图11是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第八例的图。

图12是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第九例的图。

图13是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第十例的图。

图14是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第十一例的图。

图15是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第十二例的图。

图16是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第十三例的图。

图17是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第十四例的图。

图18是表示本发明的第一实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的第十五例的图。

图19是本发明的第一实施方式所涉及的各荧光体的比较表。

图20是表示本发明的第一至第八实施方式所涉及的光照射用基板的作为光治疗仪的形态的剖面示意图。

图21是用于说明本发明的第一实施方式所涉及的均匀性的定义的示意图。

图22是表示本发明的第二实施方式所涉及的光照射用基板的构成的剖面示意图。

图23是表示本发明的第二实施方式所涉及的光照射用基板的构成的表面示意图。

图24是表示本发明的第二实施方式所涉及的光照射用基板的构成的背面示意图。

图25是表示本发明的第三实施方式所涉及的光照射用基板的构成的剖面示意图。

图26是表示本发明的第三实施方式所涉及的光照射用基板的构成的表面示意图。

图27是表示本发明的第三实施方式所涉及的光照射用基板的构成的背面示意图。

图28是表示本发明的第三实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的示例的图。

图29是表示本发明的第四实施方式所涉及的光照射用基板的构成的剖面示意图。

图30是表示本发明的第四实施方式所涉及的光照射用基板的构成的表面示意图。

图31是表示本发明的第四实施方式所涉及的光照射用基板的构成的背面示意图。

图32是表示本发明的第五实施方式所涉及的光照射用基板的构成的表面示意图。

图33是表示本发明的第六实施方式所涉及的光照射用基板的构成的表面示意图。

图34是表示本发明的第六实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的示例的图。

图35是表示本发明的第七实施方式所涉及的光照射用基板的构成的表面示意图。

图36是表示本发明的第七实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的示例的图。

图37是用于说明本发明的第八实施方式所涉及的光照射用基板的表面示意图。

图38是用于说明本发明的第八实施方式所涉及的光照射用基板的背面示意图。

图39是用于说明本发明的第九实施方式所涉及的光照射用基板的剖面示意图。

图40是表示本发明的第九实施方式所涉及的光照射用基板的发光光谱的一例的图。

图41是表示本发明的第九实施方式所涉及的光照射用基板的作为光治疗仪的形态的剖面示意图。

图42是表示在本发明的第九实施方式所涉及的光照射用基板上安装有含波长转换部件间隔件时的发光光谱的一例的图。

图43是表示本发明的第十实施方式所涉及的光照射用基板的作为光治疗仪的形态的剖面示意图。

图44是表示本发明的第十一实施方式所涉及的光照射用基板的作为光治疗仪的形态的剖面示意图。

具体实施方式

以下,关于本发明的实施方式详细地进行说明。但是,在以下的实施方式中记载的构成要素的各尺寸、材质、形状、相对配置、加工方法等归根结底只是一个实施方式,不应根据它们限定解释本发明的范围。且附图为示意性的附图,尺寸的比例、形状与现实不同。

〔第一实施方式〕

关于本发明的一个实施方式,基于图1至图3说明如下。此外,以下,将光照射用基板中的led(发光二极管)搭载面作为表面(第一面),将与led芯片搭载面相反侧的面作为背面(第二面)进行说明。

(光照射用基板1)

图1是表示本实施方式所涉及的光照射用基板(光照射装置)1的构成的剖面示意图。图2是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的表面示意图。图3是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的背面示意图。

图1相当于图2所示的光照射用基板1的沿a-a′线的剖面图。但在图2中,为了图示的方便,省略了led保护树脂7的图示。

如图1至图3所示,光照射用基板1具备:柔性基板2、通过绝缘分离槽3相互绝缘分离的多条布线(布线图案、第一面布线)4、多个led芯片(led元件)5、多条接合线6、led保护树脂7、波长转换部件15、多条背侧布线8、连接部密封材9以及外部连接部10。所有的led芯片5的集合与本发明所涉及的led光源组相对应。

在柔性基板2的一个主面(表面、第一面)上形成有布线4。在布线4上搭载有作为光源的led芯片5。各布线4之间通过绝缘分离槽3绝缘分离,且在一条布线4上搭载有一个led芯片5。led芯片5分别通过接合线6而与搭载有该led芯片5的布线4以及隔着绝缘分离槽3在y方向上与该布线4相邻的布线4连接。如下文所述,多个led芯片5二维地配置在柔性基板2上。

led芯片5以及接合线6由作为保护膜的led保护树脂7覆盖。led保护树脂7中,包含有通过吸收led芯片5出射的第一波长区域光来放出第二波长区域光的波长转换部件15。关于第一波长区域光以及第二波长区域光的详情将在下文进行描述。

另一方面,在柔性基板2的另一个主面(背面、第二面)上形成有背侧布线8。

在柔性基板2上形成有贯通该柔性基板的连接孔11。布线4与背侧布线8经由连接孔11连接。另外,布线4经由背侧布线8与外部连接部10电连接。外部连接部10与背侧布线8的接线部通过连接部密封材9绝缘分离。

下面,关于光照射用基板1中的各构成要素,更加详细地进行说明。

(柔性基板2)

柔性基板2为绝缘性基板,例如由聚酰亚胺等绝缘性膜形成。但柔性基板2的材料无需局限于聚酰亚胺,只要是绝缘性原材料且具有所需要的强度与柔韧性,则什么样的材料都可使用。作为上述柔性基板2,除了聚酰亚胺树脂膜以外,还可以使用例如氟树脂、有机硅树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂等膜、或者在这些膜的表面涂布含有白色颜料的树脂(白树脂、白色保护层等)而得到的高反射性的树脂膜,混合了白色颜料的高反射性树脂膜等各种材料。高反射性材料虽然成本高,但是基板的反射性高,可以提高光照射效率。若是便宜的透明树脂,则存在需要有针对泄露至基板的背面的光的对策的情况。

适用光治疗的患部具有各种形状、尺寸和面积。因此,柔性基板2的大小以及柔性基板2的形状没有特别限定。虽然柔性基板2具有覆盖患部的大小即可,但通过具有光照射用基板1仅覆盖患部进行光照射的大小,能够降低对患者的约束性,将对患者的负担抑制在最低限度。

光照射用基板1可合适地使用于数cm左右的较小面积的局部疾病。优选地,柔性基板2形成为与该局部的疾病对应的大小。

就柔性基板2的厚度而言,只要具有所需要的强度与柔韧性即可,没有特别限定。在本实施方式中,虽然使用了50μm厚的膜,但其他厚度也可以。

(布线4)

柔性基板2上形成有由镀银层12和表面被镀银层12覆盖的镀铜层13(镀铜布线、第一导电材料)构成的布线4。

布线4例如可以通过对由聚酰亚胺制膜构成的柔性基板2的表面实施镀铜,通过形成绝缘分离槽3而形成图案化的镀铜层13,并在该镀铜层13的表面镀银来形成。

布线材料电阻低,其表面的反射率必须高。尤其是,为了降低光照射时的损失,需要使由反射引起的能量损失为最低限度。为此,必须使总光通量反射率至少为80%,优选90%以上。这里,所谓总光通量反射率并非表示镜面反射的反射率,而是表示对被漫反射的全部反射光进行积分而得到的光能量相对于入射光的能量的比例。

因此,柔性基板2的表侧的布线4的至少表面使用总光通量反射率为80%以上的反射材料(以下称为“高反射率材料”),优选使用总光通量反射率为90%以上的高反射率材料。这是为了尽可能反射从患部反射来的光以使其回到患部,从而将光损失抑制在最低限度。

在布线4于表面不具有镀银层12的情况下,存在产生由镀铜层13进行的光吸收而必须将光照射用基板1的照射时间延长为1.2倍的情况。

此外,作为上述高反射率材料,可以是镜面反射材料,也可以是漫反射材料。在本实施方式中,虽然如上述那样对布线4使用了由表面实施了镀银的镀铜层13构成的铜布线,但也可以对布线4或布线4的表面使用例如铝等材料。

以下,将布线4形成的布线图案称为第一导电材料图案14。在本实施方式中,第一导电材料图案14遍及尽可能广的面积覆盖柔性基板2的表面,这在提高光照射效率方面是重要的。

(led芯片5以及接合线6)

必须根据治疗目的来选择led芯片5。在本实施方式中,选择了具有405nm的峰值(发光强度的峰值)波长的led芯片。只要能激发波长转换部件15,则无需限定为405nm。

为了如光治疗那样均匀地对具有一定范围的患部进行光照射,相较于使用少数个高功率的(尺寸大的)led芯片5,配置多个较小的led芯片5更好。在本实施方式中,作为多个led芯片5,将六十四个尺寸为440μm×550μm的led芯片搭载于柔性基板2。

led芯片5配置为如图2所示那样沿着x方向(第一方向)及与该x方向在相同面内且与该x方向正交的y方向(第二方向)的八个×八个的二维阵列状(二维配置)。如图2所示,将在x方向上互相邻接的led芯片5之间的间距设为px,将在与上述x方向正交的y方向上互相邻接的led芯片5之间的间距设为py,则led芯片5以大致一定的间隔(px、py)配置成二维阵列状。

此外,这里,x方向及y方向为led芯片5的排列方向,在本实施方式中,将led芯片5与矩形(例如正方形)的柔性基板2的各边平行地排列。另外,在上述x方向或y方向上互相邻接的led芯片5之间的间距,表示在上述x方向或y方向上互相邻接的led芯片5的中心之间的距离。

如此,通过在光照射用基板1内将led芯片5以大致一定的间隔(px、py)配置成二维阵列状,能够提高光照射用基板1内的光照射强度的均匀性。

此外,一般来说,虽然px=py,但存在根据led芯片5的形状而在上述x方向与y方向上光输出分布不同的情况。该情况下,优选在上述x方向与y方向上变更led芯片5之间的间距(px、py)。例如,在细长形状的led芯片5中,存在如下倾向:在垂直于其长边的方向容易出光,而在垂直于其短边的方向出光少。另外,在led芯片5的长边例如与上述x方向平行的情况下,优选使px<py。为了最单纯化,优选使用大致接近正方形的led芯片5,使px=py。此外,上述倾向有时会受led芯片5的电极配置的影响。因此,优选根据实际的led芯片5的发光特性进行优化。

在本实施方式中,上述led芯片5的平均间距为5mm-10mm左右。作为这尺寸的led芯片5,在蓝宝石基板上使氮化物半导体层外延生长且阴极电极与阳极电极形成在同一面的最常见结构的led芯片的发光效率最佳。

在本实施方式中,通过透明的芯片粘接膏将上述的、阴极电极与阳极电极形成在同一面的led芯片5粘着在布线4上,且如图1至图3所示,通过接合线6将led芯片5的未图示的阴极电极及阳极电极与布线4连接(接线)。

接合线6使用金(金接合线)。但是,作为接合线6,未必一定是金,可使用由银或铝等构成的公知的接合线。

此外,在led芯片5为所谓的上下电极结构时,即在使用阴极电极及阳极电极具有上下电极结构的led芯片5时,通过银膏等导电材料将成为led芯片5的下部电极的led芯片5的下表面粘着在布线4上,并通过接合线6将上部电极连接至与搭载有该led芯片5的布线4不同的布线4。

(led保护树脂7以及波长转换部件15)

为了保护led芯片5以及接合线6,用led保护树脂7来覆盖这些led芯片5以及接合线6。在led保护树脂7中大致均匀地混合有波长转换部件15。在本实施方式中,预先将led保护树脂7与波长转换部件15搅拌、除气,然后进行密封。

作为波长转换部件15,若使用通式basi2(o,cl)2n2:eu、(ba,sr)mgal10o17:eu,mn、(ba,sr)si2o4:eu、sr4al14o25:eu、sral2o4:eu、(sr,al)6(o,n)8:eu、(lu,y,gd)3(al,ga)5o12:ce、(ca1.7si8.2)al3.8o0.3n15.7:eu、la3si6n11:ce、(sr,ca)alsin3:eu、以及k2sif6:mn,则能够在led芯片5发出的波长为405nm的光中有效地进行激发。也可以进一步添加峰值波长为例如450nm的led芯片5。

图4中示出使用了basi2(o,cl)2n2:eu荧光体的情况下的发光光谱。

图5中示出使用了(ba,sr)mgal10o17:eu,mn荧光体的情况下的发光光谱。

图6中示出使用了(ba,sr)si2o4:eu荧光体的情况下的发光光谱。

图7中示出使用了sral2o4:eu荧光体的情况下的发光光谱。

图8中示出使用了(sr,al)6(o,n)8:eu荧光体的情况下的发光光谱。

图9中示出使用了(sr,al)6(o,n)8:eu荧光体的情况下的发光光谱。

图10中示出使用了(lu,y,gd)3(al,ga)5o12:ce荧光体的情况下的发光光谱。

图11中示出使用了(ca1.7si8.2)al3.8o0.3n15.7:eu荧光体的情况下的发光光谱。

图12中示出使用了(sr,ca)alsin3:eu荧光体的情况下的发光光谱。

图13中示出使用了(sr,ca)alsin3:eu荧光体的情况下的发光光谱。

图14中示出使用了(sr,ca)alsin3:eu荧光体的情况下的发光光谱。

图15中示出使用了(sr,ca)alsin3:eu荧光体的情况下的发光光谱。

图16中示出使用了(lu,y,gd)3(al,ga)5o12:ce荧光体的情况下的发光光谱。

图17中示出使用了(lu,y,gd)3(al,ga)5o12:ce荧光体的情况下的发光光谱。

图18中示出使用了k2sif6:mn荧光体的情况下的发光光谱。

如图4至图18所示,发光光谱中含有第一波长区域光和第二波长区域光。

在图16至图18中示出的发光光谱中,加入了具有峰值波长为450nm的光的led芯片5,led芯片5的发光存在于峰值波长405nm以及450nm双方。峰值波长为450nm的光主要有助于荧光体激发。

将这些使用了各荧光体的试作的特征总结在图19中。作为荧光体,可自由地选择与治疗光所要求的特性对应的荧光体,且可定制发光光谱。

此外,为了尽可能地确保光照射用基板1的柔软性,led保护树脂7最好使用尽可能柔软的树脂。因为若使用较硬的树脂,则在使光照射用基板1弯曲时存在接合线6断线的情况。

(外部连接部10以及背侧布线8)

外部连接部10是用于将光照射用基板1与向光照射用基板1供给电流的外部电源连接的布线部。外部连接部10用于从外部经由布线4向led芯片5供给电力。

在本实施方式中,如图1以及图3所示,将外部连接部10设置在柔性基板2的背面侧。外部连接部10通过焊料连接等而与背侧布线8接线。背侧布线8经由连接孔11而与表侧布线4的一部分连接。如此,通过使背侧布线8与布线4相互电连接,从而将外部连接部10经由背侧布线8而与布线4电连接。

外部连接部10例如具备引线、以及用于将该引线连接于柔性基板2的连接器等。另外,为了提高与电源的连接的便利性,外部连接部10优选构成为以插座、插头等为终端,可简单地与电源相连接。因此,在图3中,作为外部连接部10记载了引线。但是,这归根结底只是示例,实际上也可以在柔性基板2的背面侧设置用于连接引线的连接器等。

另外,如图3所示,外部连接部10具备阴极外部连接部10a与阳极外部连接部10b。图3是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的背面示意图。优选地,上述背侧布线8分别被由绝缘性的树脂构成的连接部密封材9披覆以覆盖外部连接部10与背侧布线8的接线部。如此,通过用连接部密封材9分别覆盖上述背侧布线8(接线部),从而能够使其相互绝缘分离,并且能够确保光照射用基板1的背面的绝缘性。

如下文所述,在光照射用基板1的表面侧设置有间隔件21(参照图20),该间隔件21将与患部之间的距离保持为一定,并固定光照射用基板1与患部20的位置关系。因此,虽然在光照射用基板1的表面侧难以设置针对光照射用基板1的布线的外部连接部10,但在表面侧设置外部连接部10也是可以的。

(间隔件21)

如图20所示,在实际治疗中,在治疗光18的光照射之际,为了将光照射用基板1的表面(具体为led芯片5的表面)与例如小白鼠17等的皮肤19的患部20之间的距离保持为一定,并固定光照射用基板1与患部20的位置关系,尤其是固定led芯片5与患部20的位置关系,间隔件21是必要的。

作为间隔件21,可以使用在以保持一定厚度的方式加工而成的塑料制的袋子中填满水或空气的间隔件、环氧类或聚氨酯类的具有柔软性的透明的树脂板、加工成板状的吸水性聚合物等各种形态。

间隔件21以及光照射用基板1可以被互相一体化,也可以作为不同的部件分别使用。

就间隔件21而言,通过例如在患部20及其周边薄薄地涂覆白色凡士林,能够使其与患部20贴紧。同样地,通过在光照射用基板1与间隔件21之间薄薄地涂覆例如白色凡士林,能够使光照射用基板1与间隔件21相互贴紧。

但是,通过将间隔件21例如预先粘着在光照射用基板1的表面侧,能够使得对患部20贴附光照射用基板1的工序变得容易。

在间隔件21与光照射用基板1的粘着中,例如可以使用公知的各种粘着剂。

即,光照射用基板1可以是带间隔件的光照射用基板,也可以在led保护树脂7上进一步具备例如未图示的粘着层以及上述间隔件21。换句话说,本实施方式所涉及的带间隔件的光照射用基板,也可以具备图1至图3所涉及的光照射用基板1、间隔件21以及粘着该光照射用基板1与间隔件21的粘着层。

作为间隔件21的材质,优选使用橡胶硬度为10-20左右的材质。由此,能够沿着像胳膊、脚、脸、臀部那样弯曲的表面顺利地弯折。间隔件21还具有降低在治疗中按压光照射用基板1时施加给光照射用基板1的应力的作用。

在使向患部20的光照射强度均匀化方面,间隔件21的厚度与led芯片5的中心间的间距(也就是间距px以及间距py)的关系是重要的。

因此,若将相邻的led芯片5之间的间距的平均值设为d,将间隔件21的平均厚度设为t(严格来说,为从led芯片5的表面到间隔件21的距离),则t/d优选为t/d≧0.5,更优选为t/d≧0.8。一般来说,在t/d小于0.5的情况下,led芯片5的正下方部与led芯片5之间的中央部的正下方部的光照射强度的差存在增大的倾向,因此t/d优选为0.5以上。

此外,本实施方式中,作为间隔件21,使用例如将环氧类的透明低粘度树脂、日新树脂股份有限公司制的cep-10a以厚度约7mm成型为40mm见方的树脂板,使t/d为7mm/5mm=1.4。

此外,从光照射强度的均匀性的观点来看,t/d的值并无特别上限。然而,就实际治疗时的操作容易性而言,间隔件21越薄则操作性越提升。因此,从操作性的观点来看,优选将间隔件21的厚度设定为使t/d成为例如2.0以下。

在以下的实施方式中,仅关于d与t的记载且t/d=1.4这样的结构进行说明。

(效果)

根据本实施方式,能够提供可实现适用于较小的疾病部的治疗的、即使对于不平坦的患部也能进行大致均匀且高效的光照射的光照射用基板1。

在本实施方式中,得到了u1=0.75、u2=0.8。

作为光敏感性物质使用其他物质的情况也能使用同样的关系式导出。

为了实现包含第一波长区域光和第二波长区域光的led,最单纯的手段是对发出第一波长区域光的led元件和发出第二波长区域光的led元件进行组合。本实施方式中的光照射用基板1相对于该方法具有以下的优越性。

(1)荧光体的发光是全向地进行传播,因此在光照射用基板1的第一波长区域的辐照度(mw/cm2)的面内均匀性、第二波长区域的辐照度的面内均匀性方面是有利的。

(2)通过改变荧光体的浓度,能够自由地改变上述第一波长区域的光照射强度与第二波长区域的光照射强度之比。这在批量生产中的成品率、作业容易性方面也是有利的。在如上述那样单纯地组合两种led元件的方法中,必须控制工作电流,且是困难的。

图20是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的适用于治疗的示例的示意图。

在使用了光照射用基板1的治疗中,使led芯片5与患部20对向,将外部连接部10与外部电源连接,进行光照射。

接下来,从外部电源经由外部连接部10以200ma的电流对上述光照射用基板1通电8分钟,来测定光照射强度。此外,虽然输出会随着时间而稍微减少,但由于在第一短波长区域、第二长波长区域的各自中,平均为210mw/cm2的辐照度,因此为了达成目标的约100j/cm2的剂量,将通电时间(光照射时间)决定为8分钟。

在重复进行5次左右上述“metvixa”局部给药和光照射之后,可以确认癌细胞数的减少。由于癌细胞整体死灭,所以可以推测出具有在患部20整个面上大致均匀地使癌细胞死灭的效果。因此,证明了通过使用光照射用基板1,即使对于如图20所示的患部20的背部那样具有弯曲面的不平坦的较小的患部20,也能大致均匀地进行光照射。

另外,从防止柔性基板2的端部比间隔件21突出于外侧的情况下的能量浪费、或对正常部位的光照射的观点来看,优选地,间隔件21形成为与光照射用基板1相同或比光照射用基板1大。但是,即使在间隔件21比光照射用基板1小的情况下,与以大灯对患部一齐照射光的现在的光治疗仪相比,损失也小得多。

通过光照射用基板1,能够将由光照射引起的副作用抑制在最低限度,同时实现高效且均匀的光照射,因此能够实现抑制了患者、家属的负担的光治疗效果。通过光照射用基板1,能够提供可根据患部的大小进行分割的光治疗仪。

此外,在以下的实施例中,省略作为上述光治疗仪的说明。

〔第二实施方式〕

关于本发明的其他实施方式,基于图22至图24说明如下。此外,在本实施方式中,对于与第一实施方式的不同点进行说明,而对于与第一实施方式中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素,则赋予相同的符号,并省略其说明。

图22是表示本实施方式所涉及的光照射用基板(光照射装置)1的构成的剖面示意图。图23是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的表面示意图。图24是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的背面示意图。

此外,图22相当于图23所示的光照射用基板1的沿b-b′线的剖面图。

(光照射用基板1的概略构成)

如图22至图24所示,光照射用基板1具备:柔性基板2、通过绝缘分离槽3相互绝缘分离的多条布线4、多个led芯片(led元件)5、多条接合线6、led保护树脂7、led保护树脂圆顶16、外部连接部10、背侧布线8、连接孔11、连接部密封材9、以及波长转换部件15。

与第一实施方式不同之处在于,如图22以及图23所示,形成有混合了波长转换部件15的led保护树脂圆顶16。

led保护树脂圆顶16虽然也可以通过例如使用了分配器的灌封(potting)来形成,但为了确保形状的再现性,最好使用模具进行树脂模制。

通过在没有被led保护树脂圆顶16埋住的部分形成led保护树脂7,与第一实施方式相比,能够削减波长转换部件15的使用量,能够降低成本。

(发光光谱)

在本实施方式中,针对波长为405nm的led芯片5,作为波长转换部件15,与第一实施方式的图5相同地,使用了(ba,sr)mgal10o17:eu,mn荧光体。得到了与图5相同的光谱。

(间隔件21)

在本实施方式中,将间隔件21的厚度t设为与第一实施方式相同。

(效果)

在本实施方式中,与第一实施方式大致相同地,得到了u1=0.74、u2=0.78。

〔第三实施方式〕

关于本发明的其他实施方式,基于图25至图27说明如下。对于与第一实施方式中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素,赋予相同的符号,并省略其说明。

图25是表示本实施方式所涉及的光照射用基板(光照射装置)1的构成的剖面示意图。图26是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的表面示意图。图27是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的背面示意图。

此外,图25相当于图26所示的光照射用基板1的沿c-c′线的剖面图。

如图25至图27所示,光照射用基板1具备:柔性基板2、通过绝缘分离槽3相互绝缘分离的多条布线(布线图案、第一面布线)4、多个第一led芯片(led元件)5a、多个第二led芯片(led元件)5b、多条接合线6、led保护树脂7、多条背侧布线8、连接部密封材9以及外部连接部10。所有的第一led芯片5a以及第二led芯片5b的集合与本发明所涉及的led光源组相对应。

在柔性基板2的一个主面(表面、第一面)上形成有布线4。在布线4上搭载有作为光源的第一led芯片5a以及第二led芯片5b。各布线4之间通过绝缘分离槽3绝缘分离,且一条布线4上搭载有一个第一led芯片5a或第二led芯片5b。第一led芯片5分别通过接合线6而与搭载有该led芯片5的布线4以及隔着绝缘分离槽3在y方向上与该布线4相邻的布线4连接,第二led芯片5也是同样的。

在图26所示的光照射用基板中,在最左边的列中第一led芯片5a、在其右侧的列中第二led芯片5b、在其右侧的列中第一led芯片5a以相同的方式排列。

第一led芯片5a、第二led芯片5b以及接合线6由作为保护膜的led保护树脂7覆盖。

另一方面,在柔性基板2的另一个主面(背面、第二面)上形成有背侧布线8。

在柔性基板2上形成有贯通该柔性基板的连接孔11。布线4与第一led芯片用背侧布线8a、布线4与第二led芯片用背侧布线8b经由连接孔11连接。另外,布线4经由第一led芯片用背侧布线8a而与第一led芯片用阴极外部连接部10c以及第一led芯片用阳极外部连接部10d电连接。布线4经由第二led芯片用背侧布线8b而与第二led芯片用阴极外部连接部10e以及第二led芯片用阳极外部连接部10f电连接。外部连接部10与背侧布线8的接线部通过连接部密封材9绝缘分离。

下面,关于光照射用基板1中的各构成要素,更加详细地进行说明。

(第一led芯片5a、第二led芯片5b以及接合线6)

在本实施方式中,作为第一led芯片5a,选择了具有405nm的峰值波长的led芯片,作为第二led芯片5b,选择了具有505nm的峰值波长的led芯片。

为了如光治疗那样均匀地对具有一定范围的患部进行光照射,相较于使用少数个高功率的(尺寸大的)第一led芯片5a以及第二led芯片5b,配置多个较小的第一led芯片5a以及第二led芯片5b更好。在本实施方式中,作为第一led芯片5a,与第一实施方式相同地,将三十二个尺寸为440μm×550μm的led芯片搭载于柔性基板2。作为第二led芯片5b,将三十二个尺寸为440μm×550μm的led芯片搭载于柔性基板2。

第一led芯片5a以及第二led芯片5b配置为如图26所示那样沿着x方向(第一方向)及与该x方向在相同面内且与该x方向正交的y方向(第二方向)的八个×八个的二维阵列状(二维配置)。如图26所示,将在x方向上互相邻接的第一led芯片5a或第二led芯片5b之间的间距设为px,将在与上述x方向正交的y方向上互相邻接的第一led芯片5a或第二led芯片5b之间的间距设为py,则第一led芯片5a以及第二led芯片5b以大致一定的间隔(px、py)配置成二维阵列状。

在本实施方式中,上述led芯片5的平均间距为5mm-10mm左右。作为这个尺寸的led芯片5,在蓝宝石基板上使氮化物半导体层外延生长且阴极电极与阳极电极形成在同一面的最常见结构的led芯片的发光效率最佳。

(外部连接部10以及背侧布线8)

一般来说,第一led芯片5a与第二led芯片5b的工作电压不限于相同。如图27所示,在用于驱动八个第一led芯片5a的电压与用于驱动八个第二led芯片5b的电压不同的情况下,第一led芯片用背侧布线8a、第二led芯片用背侧布线8b是必要的。

如图27所示,外部连接部10具备:第一led芯片用阴极外部连接部10c、第一led芯片用阳极外部连接部10d、第二led芯片用阴极外部连接部10e、以及第二led芯片用阳极外部连接部10f。图27是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的背面示意图。优选地,上述背侧布线8分别被由绝缘性的树脂构成的连接部密封材9披覆以覆盖外部连接部10与背侧布线8的接线部。如此,通过用连接部密封材9分别覆盖上述背侧布线8(接线部),从而能够使其相互绝缘分离,并且能够确保光照射用基板1的背面的绝缘性。

(发光光谱)

如图28所示,在波长405nm可观察到第一led芯片5a的发光,在波长505nm可观察到第二led芯片5b的发光。如所期望的那样,可实现同时具有第一波长区域光与第二波长区域光的柔性led。

(间隔件21)

在本实施方式中,所谓led芯片之间的平均间距d是第一led芯片5a和第二led芯片5b的重复周期,其为第一实施方式的2倍。因此,将间隔件21的厚度t设为第一实施方式的2倍。

(效果)

在本实施方式中,得到了u1=0.71、u2=0.72。

〔第四实施方式〕

关于本发明的其他实施方式,基于图29至图31说明如下。在本实施方式中,主要关于与第三实施方式的差异进行说明,而对于与第三实施方式中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素,则赋予相同的符号,并省略其说明。

图29是表示本实施方式所涉及的光照射用基板(光照射装置)1的构成的剖面示意图。图30是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的表面示意图。图31是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的背面示意图。

此外,图29相当于图30所示的光照射用基板1的沿d-d′线的剖面图。

在柔性基板2的一个主面(表面、第一面)上形成有布线4。在布线4上搭载有作为光源的第一led芯片5a以及第二led芯片5b。各布线4之间通过绝缘分离槽3绝缘分离,且一条布线4上搭载有一个第一led芯片5a或第二led芯片5b。第一led芯片5a分别通过接合线6与搭载有该第一led芯片5a的布线4以及隔着绝缘分离槽3在y方向上与该布线4相邻的布线4连接。第二led芯片5b分别通过接合线6与搭载有该第二led芯片5b的布线4以及隔着绝缘分离槽3在y方向上与该布线4相邻的布线4连接。

(第一led芯片5a以及第二led芯片5b)

如图29以及图30所示,在本实施方式所涉及的光照射用基板1中,第一led芯片5a和第二led芯片5b交替地四个一列地配置在y方向(第二方向)上,右侧的列顺序相反地四个一列地配置在y方向上,右侧的列顺序相反地四个一列地配置在y方向上,右侧的列顺序相反地四个一列地配置在y方向上(二维配置)。即,第一led芯片5a的相邻芯片是第二led芯片5b,而第二led芯片5b的相邻芯片是第一led芯片5a。

另一方面,在柔性基板2的另一个主面(背面、第二面)上形成有背侧布线8。

在柔性基板2上形成有贯通该柔性基板的连接孔11。布线4与背侧布线8经由连接孔11连接。另外,布线4经由背侧布线8而与外部连接部10电连接。外部连接部10与背侧布线8的接线部通过连接部密封材9绝缘分离。

下面,关于光照射用基板1中的各构成要素,更加详细地进行说明。

在本实施方式中,如图30所示,作为第一led芯片5a,与第一实施方式相同地,将三十二个尺寸为440μm×550μm的led芯片搭载于柔性基板2。作为第二led芯片5b,将三十二个尺寸为440μm×550μm的led芯片搭载于柔性基板2。

第一led芯片5a以及第二led芯片5b配置为如图30所示那样沿着x方向(第一方向)及与该x方向在相同面内且与该x方向正交的y方向(第二方向)的八个×八个的二维阵列状(二维配置)。如图30所示,将在x方向上互相邻接的第一led芯片5a与第二led芯片5b之间的间距设为px,将在与上述x方向正交的y方向上互相邻接的第一led芯片5a与第二led芯片5b之间的间距设为py,则第一led芯片5a以及第二led芯片5b以大致一定的间隔(px、py)配置成二维阵列状。

(外部连接部10以及背侧布线8)

与第三实施方式不同地,各列中串联地连接有四个第一led芯片5a与四个第二led芯片5b,因此各列的工作电压大致相同。如图31所示,与第三实施方式不同地,背侧布线与第一实施方式相同地是一系统。

(发光光谱)

如图28所示,与第三实施方式相同地,在波长405nm可观察到第一led芯片5a的发光,在波长505nm可观察到第二led芯片5b的发光。如所期望的那样,可实现同时具有第一波长区域光与第二波长区域光的led。

(间隔件21)

在本实施方式中,所谓led芯片之间的平均间距d是第一led芯片5a和第二led芯片5b的重复周期,其为第三实施方式的倍。伴随于此,将间隔件21的厚度t减薄为第一实施方式的倍。

(效果)

在本实施方式中,得到了u1=0.74、u2=0.75。

〔第五实施方式〕

关于本发明的其他实施方式,基于图32说明如下。在本实施方式中,主要关于与第四实施方式的差异进行说明,而对于与第四实施方式中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素,则赋予相同的符号,并省略其说明。

图32是表示本实施方式所涉及的光照射用基板(光照射装置)1的构成的表面示意图。

在柔性基板2的一个主面(表面、第一面)上形成有布线4。在布线4上搭载有作为光源的第一led芯片5a以及第二led芯片5b。各布线4之间通过绝缘分离槽3绝缘分离,且一条布线4上搭载有一个第一led芯片5a和一个第二led芯片5b。第一led芯片5a分别通过接合线6而与第二led芯片5b以及隔着绝缘分离槽3在y方向上与搭载有该第一led芯片5a的布线4相邻的布线4连接。第二led芯片5b分别通过接合线6而与搭载有第二led芯片5b的布线4以及第一led芯片5a连接。

(第一led芯片5a以及第二led芯片5b)

如图32所示,在本实施方式所涉及的光照射用基板1中,将一个第一led芯片5a和一个第二led芯片5b作为一个单元,8×8列地配置在x方向、y方向(第二方向)上(二维配置)。

下面,关于光照射用基板1中的各构成要素,更加详细地进行说明。

如图32所示,将x方向的第一led芯片5a之间的间距设为px,将与上述x方向正交的y方向的第一led芯片5a之间的间距设为py,则一个第一led芯片5a和一个第二led芯片5b作为一个单元以大致一定的间隔(px、py)配置成二维阵列状。

(发光光谱)

如图28所示,与第四实施方式相同地,在波长405nm可观察到第一led芯片5a的发光,在波长505nm可观察到第二led芯片5b。如所期望的那样,可实现同时具有第一波长区域光与第二波长区域光的led。

(间隔件21)

在本实施方式中,所谓led芯片之间的平均间距d是第一led芯片5a和第二led芯片5b的重复周期,其为第四实施方式的倍。伴随于此,相较于第四实施方式,将间隔件21的厚度t设为与第一实施方式相同。

(效果)

在本实施方式中,得到了u1=0.75、u2=0.74。

〔第六实施方式〕

关于本发明的其他实施方式,基于图33说明如下。在本实施方式中,主要关于与第五实施方式的差异进行说明,而对于与第五实施方式中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素,则赋予相同的符号,并省略其说明。

图33是表示本实施方式所涉及的光照射用基板(光照射装置)1的构成的表面示意图。

一般来说,在第二led芯片5b的峰值波长在470nm以上的情况下,相较于第一led芯片5a,同一工作电压下的第二led芯片5b的光强度较弱。该情况下,例如搭载两个第二led芯片5b是必要的。但是,由于第二led芯片5b会吸收第一led芯片5a发出的光,因此优选将第一led芯片5a与第二led芯片5b尽可能拉开距离配置。此外,为了大致均匀地照射第一波长区域光和第二波长区域光,将一个第一led芯片5a和两个第二led芯片5b作为一个单元配置是必要的。具体来说,使两个第二led芯片5b的重心与一个第一led芯片5a的位置一致是重要的。

在柔性基板2的一个主面(表面、第一面)上形成有布线4。在布线4上搭载有作为光源的第一led芯片5a与第二led芯片5b。各布线4之间通过绝缘分离槽3绝缘分离,且一条布线4上搭载有一个第一led芯片5a和两个第二led芯片5b。以布线4、第二led芯片5b、第一led芯片5a、第二led芯片5b、隔着绝缘分离槽3在y方向上相邻的布线4的顺序,分别通过接合线6连接。

(第一led芯片5a以及第二led芯片5b)

如图33所示,在本实施方式所涉及的光照射用基板1中,将一个第一led芯片5a和两个第二led芯片5b作为一个单元,8×8列地配置在x方向、y方向(第二方向)上(二维配置)。

下面,关于光照射用基板1中的各构成要素,更加详细地进行说明。

如图33所示,将x方向的第一led芯片5a之间的间距设为px,将与上述x方向正交的y方向的第一led芯片5a之间的间距设为py,则一个第一led芯片5a和两个第二led芯片5b作为一个单元以大致一定的间隔(px、py)配置成二维阵列状。

(发光光谱)

如图34所示,与第五实施方式相同地,在波长405nm可观察到第一led芯片5a的发光,在波长505nm可观察到第二led芯片5b的发光。与此同时,如所期望的那样,第二波长区域光的峰值强度增大。可确认将第二led芯片5b配置两个得到的效果。可实现同时具有第一波长区域光与第二波长区域光的led。

(间隔件21)

在本实施方式中,所谓led芯片之间的平均间距d是一个第一led芯片5a和两个第二led芯片5b的重复周期,其与第五实施方式相同。伴随于此,将间隔件21的厚度t设为与第五实施方式相同。

(效果)

在本实施方式中,得到了u1=0.74、u2=0.73。

虽然在本实施方式中,作为示例举出了搭载有两个第二led芯片5b的情况,但也可以配置为多于两个。该情况下,基于同样的技术构思,可设想空间性配置。

通过光照射用基板1,能够将由光照射引起的副作用抑制在最低限度,同时实现高效且均匀的光照射,因此能够实现抑制了患者、家属的负担的光治疗效果。通过光照射用基板1,能够提供可根据患部的大小进行分割的光治疗仪。

〔第七实施方式〕

关于本发明的其他实施方式,基于图35说明如下。在本实施方式中,主要关于与第六实施方式的差异进行说明,而对于与第六实施方式中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素,则赋予相同的符号,并省略其说明。

图35是表示本实施方式所涉及的光照射用基板(光照射装置)1的构成的表面示意图。

一般来说,在如图35所示那样,第一led芯片5a以及第二led芯片5b的俯视为矩形时,在第一led芯片5a以及第二led芯片5b中,从芯片的四个边出射光。第二led芯片5b吸收第一led芯片5a发出的光。为了改善本现象,不仅在x方向,在y方向也将一个第一led芯片5a、两个第二led芯片5b错开。换句话说,在布线4单元中,两个第二led芯片5b中的上述矩形的各边与第一led芯片5a中的上述矩形的各边以不对向的方式配置。由此,能够进一步降低上述吸收。与第六实施方式相同地,为了大致均匀地照射第一波长区域光和第二波长区域光,将一个第一led芯片5a和两个第二led芯片5b作为一个单元配置是必要的。具体来说,使两个第二led芯片5b的重心与一个第一led芯片5a的位置一致。

如图35所示,在本实施方式所涉及的光照射用基板1中,将一个第一led芯片5a和两个第二led芯片5b作为一个单元,8×8列地配置在x方向、y方向(第二方向)上(二维配置)。

下面,关于光照射用基板1中的各构成要素,更加详细地进行说明。

如图35所示,将x方向的第一led芯片5a之间的间距设为px,将与上述x方向正交的y方向的第一led芯片5a之间的间距设为py,则一个第一led芯片5a和两个第二led芯片5b作为一个单元以大致一定的间隔(px、py)配置成二维阵列状。

(发光光谱)

如图36所示,与第六实施方式相同地,在波长405nm可观察到第一led芯片5a的发光,在波长505nm可观察到第二led芯片5b的发光。与此同时,如所期望的那样,第一波长区域光的峰值强度增大。可确认由降低第二led芯片5b对第一led芯片5a发出的光的吸收所带来的效果。可实现同时具有第一波长区域光与第二波长区域光的led。

(间隔件21)

在本实施方式中,所谓led芯片之间的平均间距d是一个第一led芯片5a和两个第二led芯片5b的重复周期,其与第六实施方式相同。伴随于此,将间隔件21的厚度t设为与第六实施方式相同。

(效果)

在本实施方式中,得到了u1=0.8、u2=0.73。

〔第八实施方式〕

关于第八实施方式,基于图37至图38说明如下。此外,对于与到此为止的实施方式中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素,赋予相同的符号,并省略其说明。

光照射用基板1的构成、间隔件21的厚度与第一实施方式相同。

图21是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的作为光治疗仪的适用例的剖面示意图。

但是,患部20的大小是各种各样的。在患部20的大小明显小于已经制作好的光照射用基板1且不想使光照射患部20以外时,如图37以及图38所示,可以通过可切割线22来切下光照射用基板1。这正是因为光照射用基板1可用剪刀简单地切割,换句话说正是因为光照射用基板1由柔性基板2、布线4、背侧布线8、led保护树脂7、间隔件21等构成才可能。在患部20的大小明显大于已经制作好的光照射用基板1时,基于同样的技术构思,只要切下光照射用基板1并组合没有切下的光照射用基板1即可。

如图38所示,如果是预先安装了外部连接部10的光照射用基板1,则必须将外部连接部10安装于合适的背侧布线8。或者预先安装多个外部连接部10也具有特别的效果。

基于上述,本实施方式所涉及的光照射用基板1适合较小的疾病部的治疗,并且不用像灯型照射装置那样强迫患者做出难以办到的姿势,另外,即使对于不平坦的患部,也能实现大致均匀且高效的光照射。关于具备光照射用基板1的光治疗仪也是同样的。

(效果)

在本实施方式中,与第七实施方式相同地,得到了u1=0.8、u2=0.73。

〔第九实施方式〕

关于本发明的其他实施方式,基于图2至图3以及图39至图42说明如下。在本实施方式中,主要关于与第一实施方式的差异进行说明,而对于与第一实施方式中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素,则赋予相同的符号,并省略其说明。

图39是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的剖面示意图。图2是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的表面示意图。图3是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成的背面示意图。此外,图39相当于图2所示的光照射用基板1的沿a-a′线的剖面图。

(光照射用基板1的概略构成)

如图2至图3以及图39所示,光照射用基板1具备:柔性基板2、通过绝缘分离槽3相互绝缘分离的多条布线4、多个led芯片(led元件)5、多条接合线6、led保护树脂7、外部连接部10、背侧布线8、连接孔11、以及连接部密封材9。

与第一实施方式不同之处在于,如图39所示,不具备波长转换部件15。

图40中示出本实施方式所涉及的光照射用基板1的发光光谱的一例。这里,作为led芯片5,示出仅载置了第一led芯片5a的情况。如图40所示,可知在出射光中仅含有第一波长区域光。

图41是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的适用于治疗的示例的示意图。

与第一实施方式的图20的不同之处在于,如图41所示,具备含有波长转换部件15的含波长转换部件间隔件23,以替代不含有波长转换部件15的间隔件21。如此,含波长转换部件间隔件23包含波长转换部件15。

(含波长转换部件间隔件23)

在第一实施方式所示的间隔件21中混合波长转换部件15来制造含波长转换部件间隔件23。在本实施方式中,使用了例如将有机硅(silicone)系透明树脂和(ba,sr)si2o4:eu荧光体预先混合、搅拌,并硬化、成型得到的间隔件。此外,厚度设为与第一实施方式相同。这里,作为含波长转换部件间隔件23的材料,使用了有机硅系透明树脂。但并不局限于此,作为间隔件21,可以使用在以保持一定厚度的方式加工而成的塑料制的袋子中填满水或空气的间隔件、环氧类或聚氨酯类的具有柔软性的透明的树脂板、或者加工成板状的吸水性聚合物等各种形态。

此外,作为含波长转换部件间隔件23中含有的波长转换部件15,当然可以使用第一实施方式中示出的荧光体。该情况下,如第一实施方式所示,也可以改变搭载于光照射用基板1的led芯片5的种类,来变更出射光的波长。

(发光光谱)

图42表示在本实施方式所涉及的光照射用基板1上安装有含波长转换部件间隔件23时的发光光谱的一例。

如图42所示,可知在出射光中含有:led芯片5发出的第一波长区域光、以及由第一波长区域光激发的、含波长转换部件间隔件23内的(ba,sr)si2o4:eu荧光体发出的第二波长区域光。

此外,通过改变含波长转换部件间隔件23中(ba,sr)si2o4:eu荧光体相对于有机硅系透明树脂的重量比,能自由地改变第一波长区域光与第二波长区域光的比率。

另外,可以预先准备要混合的(ba,sr)si2o4:eu荧光体相对于有机硅系透明树脂的重量比改变后的含波长转换部件间隔件23。其结果,通过组合所期望的含波长转换部件间隔件23,也能自由地改变第一波长区域光与第二波长区域光的比率。

例如,准备好仅装配有第一led芯片的光照射用基板1。由此,通过准备(ba,sr)si2o4:eu荧光体相对于有机硅系透明树脂的重量比改变后的含波长转换部件间隔件23,同样能够自由地改变第一波长区域光与第二波长区域光的比率,从而能够发出各种波长的光。

换句话说,可以将含波长转换部件间隔件23作为其他产品个别地进行转让。此外,在大量生产中的成品率、作业容易性方面也是有利的。

另外,还能在光动力治疗现场适宜地选择与患者的皮肤疾病相应的第二波长区域光的光谱,从而进行定制的治疗。

(效果)

在本实施方式中,得到了u1=0.85、u2=0.82。

〔第十实施方式〕

关于本发明的其他实施方式,基于图43说明如下。在本实施方式中,主要关于与第九实施方式的差异进行说明,而对于与第九实施方式中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素,则赋予相同的符号,并省略其说明。

本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成与第九实施方式相同。

图43是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的适用于治疗的示例的剖面示意图。

与第九实施方式不同之处在于,如图43所示,具备不含有波长转换部件15的间隔件21、以及含有波长转换部件15的含波长转换部件间隔件23两者。作为含波长转换部件间隔件23,使用与第九实施方式相同构成的间隔件,将间隔件21的厚度与含波长转换部件间隔件23的厚度之和设定为与第九实施方式的含波长转换部件间隔件23的厚度相同。

(发光光谱)

图42是表示在本实施方式所涉及的光照射用基板1上安装有间隔件21和含波长转换部件间隔件23两者时的发光光谱的一例的图。

可知通过具备间隔件21和含波长转换部件间隔件23两者,与上述第九实施方式中示出的图42相同地,在出射光中含有:led芯片5发出的第一波长区域光、以及由第一波长区域光激发的、含波长转换部件间隔件23内的(ba,sr)si2o4:eu荧光体发出的第二波长区域光。

此外,通过改变含波长转换部件间隔件23中(ba,sr)si2o4:eu荧光体相对于有机硅系透明树脂的重量比,能自由地改变第一波长区域光与第二波长区域光的比率。

另外,预先准备要混合的(ba,sr)si2o4:eu荧光体相对于有机硅系透明树脂的重量比改变后的含波长转换部件间隔件23,由此,通过组合所期望的含波长转换部件间隔件23,也能自由地改变第一波长区域光与第二波长区域光的比率。

例如,准备好仅装配有第一led芯片的光照射用基板1。由此,在准备了(ba,sr)si2o4:eu荧光体相对于有机硅系透明树脂的重量比改变后的含波长转换部件间隔件23的情况下,同样能够自由地改变第一波长区域光与第二波长区域光的比率,从而能够发出各种波长的光。

换句话说,可以将含波长转换部件间隔件23作为其他产品个别地进行转让。此外,在大量生产中的成品率、作业容易性方面也是有利的。

另外,还能在光动力治疗现场适宜地选择与患者的皮肤疾病相应的第二波长区域光的光谱,从而进行定制的治疗。

此外,在图43中,虽然是在光照射用基板1上配置间隔件21,在其上配置含波长转换部件间隔件23,但在同样的构思下,也可以在光照射用基板1上配置含波长转换部件间隔件23,并在其上配置间隔件21。该情况下,考虑到间隔件21与皮肤直接接触,可以将其做成具有所谓生物相容性的材料。

〔第十一实施方式〕

关于本发明的其他实施方式,基于图44说明如下。在本实施方式中,主要关于与第十实施方式的差异进行说明,而对于与第十实施方式中说明过的构成要素具有相同功能的构成要素,则赋予相同的符号,并省略其说明。

本实施方式所涉及的光照射用基板1的构成与第十实施方式相同。

图44是表示本实施方式所涉及的光照射用基板1的适用于治疗的示例的剖面示意图。

与第十实施方式不同之处在于,如图44所示,在光照射用基板1上具备第一间隔件21a、含波长转换部件间隔件23、以及第二间隔件21b。作为含波长转换部件间隔件23,使用与第十实施方式相同构成的间隔件,将第一间隔件21a、含波长转换部件间隔件23及第二间隔件21b的厚度之和设定为与第十实施方式的间隔件21的厚度及含波长转换部件间隔件23的厚度之和相同。

(发光光谱)

图42是表示在本实施方式所涉及的光照射用基板1上安装有第一间隔件21a、含波长转换部件间隔件23及第二间隔件21b时的发光光谱的一例的图。

可知通过具备第一间隔件21a、含波长转换部件间隔件23及第二间隔件21b,与上述第十实施方式中示出的图42相同地,在出射光中含有:led芯片5发出的第一波长区域光、以及由第一波长区域光激发的、含波长转换部件间隔件23内的(ba,sr)si2o4:eu荧光体发出的第二波长区域光。

此外,通过改变含波长转换部件间隔件23中(ba,sr)si2o4:eu荧光体相对于有机硅系透明树脂的重量比,能自由地改变第一波长区域光与第二波长区域光的比率。

另外,预先准备要混合的(ba,sr)si2o4:eu荧光体相对于有机硅系透明树脂的重量比改变后的含波长转换部件间隔件23,由此,通过组合所期望的含波长转换部件间隔件23,也能自由地改变第一波长区域光与第二波长区域光的比率。

例如,准备好仅装配有第一led芯片的光照射用基板1。由此,在准备了(ba,sr)si2o4:eu荧光体相对于有机硅系透明树脂的重量比改变后的含波长转换部件间隔件23的情况下,同样能够自由地改变第一波长区域光与第二波长区域光的比率,从而能够发出各种波长的光。

另外,还能在光动力治疗现场适宜地选择与患者的皮肤疾病相应的第二波长区域光的光谱,从而进行定制的治疗。

进而,使含波长转换部件间隔件23和第二间隔件21b的至少一方具有粘着性,由此能够预先准备好在含波长转换部件间隔件23上安装第二间隔件21b而成的组件。

也就是说,可以将在含波长转换部件间隔件23上安装第二间隔件21b而成的组件作为其他产品个别地进行转让。此外,在大量生产中的成品率、作业容易性方面也是有利的。

这里,通过弱化第一间隔件21a与在含波长转换部件间隔件23上安装第二间隔件21b而成的组件的粘着强度,从而在光动力治疗现场,相较于第十实施方式,能够更加容易地对在含波长转换部件间隔件23上安装第二间隔件21b而成的组件适宜地进行更换。由此,能够更加容易地定制第一波长区域光和第二波长区域光。

而且,也可以进一步追加间隔件21或者追加含波长转换部件间隔件23。

(效果)

在本实施方式中,得到了u1=0.83、u2=0.81。

应当认为本次公开的实施方式以及实施例在所有方面均为例示而不是限定性的。本发明的范围由权利要求书示出,而不是由上述说明示出,意在包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。

〔总结〕

本发明的第一样态所涉及的光照射装置具备将至少一个led光源二维地配置在柔性基板上而成的led光源组,上述led光源组出射的光包括:在380nm以上且430nm以下的波长范围内具有发光强度的峰值的第一波长区域光;以及波长比430nm长且在635nm以下的波长范围内具有发光强度的峰值的第二波长区域光,上述led光源组的面内光照射强度均匀。

根据上述结构,能够提供可实现适用于较小的疾病部的治疗的、即使对于不平坦的患部也能进行大致均匀且高效的光照射的光照射装置。根据上述结构,能够将由光照射引起的副作用抑制在最低限度,同时实现高效且均匀的光照射,因此能够实现抑制了患者、家属的负担的光治疗效果。根据上述结构,能够提供可根据患部的大小进行分割的光治疗仪。

本发明的第二样态所涉及的光照射装置优选为,在上述第一样态中,至少一个上述led光源具有:出射上述第一波长区域光的led元件(led芯片5);以及吸收上述led元件出射的上述第一波长区域光,并放出上述第二波长区域光的波长转换部件。

根据上述结构,光照射装置能够出射第一波长区域光和第二波长区域光两者。

本发明的第三样态所涉及的光照射装置优选为,在上述第二样态中,上述波长转换部件是荧光体,上述荧光体由通式basi2(o,cl)2n2:eu、(ba,sr)mgal10o17:eu,mn、(ba,sr)si2o4:eu、sr4al14o25:eu、sral2o4:eu、(sr,al)6(o,n)8:eu、(lu,y,gd)3(al,ga)5o12:ce、la3si6n11:ce、(sr,ca)alsin3:eu、以及k2sif6:mn中的至少一种材料构成。

根据上述结构,能够使用荧光体来实现波长转换部件。

本发明的第四样态所涉及的光照射装置优选为,在上述第一样态中,上述led光源组具备:第一led元件(第一led芯片5a),其是上述led光源中的一个,且出射上述第一波长区域光;以及第二led元件(第二led芯片5b),其是上述led光源中的与上述第一led元件不同的一个,且出射上述第二波长区域光。

根据上述结构,光照射装置能够出射第一波长区域光和第二波长区域光两者。

本发明的第五样态所涉及的光照射装置优选为,在上述第四样态中,上述led光源组分别具备多个上述第一led元件以及上述第二led元件,关于第一方向和相对于上述第一方向垂直的第二方向两者,在两个上述第一led元件之间配置有一个上述第二led元件,并且在两个上述第二led元件之间配置有一个上述第一led元件。

根据上述结构,能够交替地配置第一led元件和第二led元件,由此能够实现更均匀的光照射。

本发明的第六样态所涉及的光照射装置优选为,在上述第五样态中,上述第一led元件和第二led元件配置为相同的布线图案,分别构成上述led光源。

根据上述结构,能够出射第一波长区域光和第二波长区域光两者。

本发明的第七样态所涉及的光照射装置优选为,在上述第六样态中,上述第二led元件的重心与上述第一led元件的中心位置一致。

根据上述结构,能够将第一led元件和第二led元件作为一个单元,从而实现更均匀的光照射。

本发明的第八样态所涉及的光照射装置优选为,在上述第四样态中,上述led光源组具备至少两个第二led元件,上述第一led元件以及上述两个第二led元件的俯视为矩形,在上述两个第二led元件之间配置有一个上述第一led元件,上述两个第二led元件中的上述矩形的各边与上述一个第一led元件中的上述矩形的各边以不对向的方式配置。

根据上述结构,第二led元件对第一led元件发出的光的吸收成为最低限度,因此能够进一步增大第一波长区域光。

本发明的第九样态所涉及的光照射装置,在上述第二样态中,可构成为:在二维地配置有上述led元件的柔性基板的出射光侧表面,具备至少一层间隔件,并且,上述波长转换部件是荧光体,在上述至少一层间隔件中的至少一层间隔件内含有上述荧光体。

根据上述结构,若准备好一个二维地配置有led元件的柔性基板,则能够对含有作为波长转换部件的荧光体的间隔件进行更换。

其结果,在想要使第二波长区域光的波长区域不同时,只要准备好含有种类不同的荧光体的间隔件,即可容易地对二维地配置有led元件的柔性基板和含有荧光体的间隔件进行组合,从而容易地得到期望的波长区域的出射光。

本发明的第十样态所涉及的光照射装置优选为,在上述第九样态中,上述间隔件在二维地配置有上述led元件的柔性基板上可装卸。

根据上述结构,只要准备多种含有种类不同的荧光体的间隔件,即使是用户也可对柔性基板装卸间隔件,由此能够容易地得到期望的波长区域的出射光。

本发明的第十一样态所涉及的光治疗仪具备上述第一样态至第十样态中任一的光照射装置。

根据上述结构,能够实现起到了与上述各光照射装置相同的效果的光治疗仪。

本发明并不局限于上述各实施方式,在权利要求所示的范围内可以有各种变更,关于适当地组合不同的实施方式中分别公开的技术手段而得到的实施方式,也包含在本发明的技术范围内。进而,通过组合各实施方式中分别公开的技术手段,能够形成新的技术特征。

附图标记的说明

1光照射用基板(光照射装置)

2柔性基板

3绝缘分离槽

4布线

5led芯片(led元件)

5a第一led芯片(第一led元件)

5b第二led芯片(第二led元件)

6接合线

7led保护树脂

8背侧布线

8a第一led芯片用背侧布线

8b第二led芯片用背侧布线

9连接部密封材

10外部连接部

10a阴极外部连接部

10b阳极外部连接部

10c第一led芯片用阴极外部连接部

10d第一led芯片用阳极外部连接部

10e第二led芯片用阴极外部连接部

10f第二led芯片用阳极外部连接部

11连接孔

12镀银层

13镀铜层

14第一导电材料图案

15波长转换部件

16led保护树脂圆顶

17小白鼠

18治疗光

19皮肤

20患部

21间隔件

21a第一间隔件

21b第二间隔件

22可切割线

23含波长转换部件间隔件

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