发光装置的制作方法

专利名称：发光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用led的发光装置，特别涉及一种试图提高照射光的均匀性 和亮度的发光装置。
背景技术：
作为将电力变为光方管装^置，一般为白炽灯和水银灯或荧狄等的光源。 这种光源中，白炽灯存在由于高电压时产生大量热的缺点， 水银灯存在由于高电压而 消耗的电力大的故泉。此外，由于荧光灯中不得不封入水银等重金属而对环 境的负荷增大。
地球温暖化成为近年来的深刻问题，能量消耗的降低以及碳酸气体排出量 的降低微整个地球规模的问题。为此，即使在发光装置领域，试图节育fe化等、
改进环境仍然非常重要。与此相应目应，提出了一种利用LED作为光源的^t
装置(例如专利文献l)。
LED与白炽灯相比，发光时产生的热量少，消耗电力也是1个LED为几十 毫安非常少。而且，实现了 7万小时以上的M命化。但是，利用LED的M 装置作为环*^策的有利手段仍然^1#很高。
尽管如此，与上述优点相反的一面，由于LED是泉光源，因此存在单体上 的完全光亮不足等铁泉。而且，在利用LED的发光装置中，确保宽范围的光强 度也是很困难的。最近，开发了一种高亮度的白色LED (功率白色LED)，可以 在低电压工作同时获得缺的可枧性。》W卜，还提出了按照得到足够的絲的 方式，将多个LED进行多个絲配置成平面状，并进行配置反射伞和光学透 镜等的光学设计(例如专利文献2、 3)。
专利文献l:特开2007-59163号/〉才艮
专利文献2:特开2006-171256号公报
专利文献3:特开平3-159362号公报

发明内容
但是，可以指出上述现有即使得使用发光装置存在以下问题。即，
对于功率白色LED的开发和包含光学透镜等的光学设计，尽管目标是确保光量， 但是在^J^置的大型化倾向很强的5W下，希望确保更大的光量，得到均匀 的JL在宽范围内的^J6。
jH^卜，在将多个LED^y^来的发it^置以及实施包含光学透镜等的光学 设计的^t^置中，由于装置结构容易复刺匕，因此导lit^Mt大。而且，发 出足够高的亮度的功率白色LED ，艮高。如前所述的利用LED的^^置， 正因为期待成为环境对策的有利手段，所以JM^试图提高普及化方面事业性 很高。但是，关于J^^置，不^i更有实iW个的光量的确^^光的均匀化，
而且限制制it^^也成为问题。
jth^卜，如果^ii^置结构的复杂化，^t性能也就斷氐。具^kr说，在为 了得到透^t^而通ii^"形絲学透镜的情况下，由于这种透m^ LED， 在LED发热时，热量挣使LED的发充性能不稳定。结果是，LED的寿，短。
鉴于上述状;踏出本发明，其目的是提^-"种;lit^置，可以通过极简单 的结构抑制光量损失、可以使LED的光均匀^k^射，可以斷氐制ii^Ml高 狄性能，并获m异的经济f生 可靠性。
为了iiJij上述目的，本发明提fr"种用LED作为光源的发j5t^置，其特征 在于靠i^斤述LED,或者按照在内部姿JL^^斤述LED的方式配置透明体，在所述
光储层。
包含光^]"层的光学系统需要同时^J'J^^，的作用，以及不存在通过 折射、透射传输的光量损失，可以"^l:相反的作用。为此，利用本发明的光散 射层，按照实^:佳光的储',光量损^L小化的方式，限定其素材、狄、
厚度等、结构。这种光絲层的特棘于在概明树脂作为津謝'j层的';^^且
#中均匀地*;^1球形的賴^#^。这种孩i^^^^^:的消;5b^的概 念出#该添加少量的，to为2.5 4重量份。jH^卜，光^t层的厚度她为 5~20阵
在如上所述的本发明中，通it^逸明体的光應射面上形^it，层，来自 光源的M当iik^^S己光、■，可以^^自透明体的照射光均匀化。jH^卜， 由于可以^iiit^，层的光量损失抑制为最小l^1，因此可以得到^it:明体 的光赝、射面足够明亮的t)L jH^卜，由于通it^!WU光，层，因此即^it
明体的形^J^H化不起决定作用，可以容易形成。而且，可以抑制制itA^。
才娘本发明的^t^置，通ii4it明体上涂!Ut絲层这种简单的结构， 可以偵耒自光源的光^f^^^fUt并确保足够的光量，还可以得到均匀化JL
明亮的发光，并且可以抑制制造A^并提高经济性 可靠性。


图1是本发明的第一实施方式的斜视图。
图2是第一实施方式的分IW现图。
图3是本发明的第二实施方式的斜视图。
图4是第二实施方式的主^P分平面图。
图5是第二实施方式的主^4p分刚面图。
图6是本发明的其它实施方式的主^，'j面图。
符号说明
10长型^Ci^置
11端部盖子
12 M
20A、 20B电极图形
22、 41、 51 LED
30透明体
52环形透明体
31、 53光絲层
60盖子
61插座部
62电球型iL^置
*实施方式
下面参照附图具体地说明用于实祐本发明的最佳实施方式(以下称为"实 施方式")。
(1)第一实施方式
图1^4示第一实施方式的结构的 图，图2是^^W^图。本实施 方式M用于利用LED 22作为光源的长型^^置10。如图1和图2所示，
在^J^置10上设置截面;^为3字型的长型光篕12。
在M 12内安装多*为光源的LED 22,靠近LED 22 (两者的距离为0 ~ 2mm左右)，iM并賴截面;^t为圆形的,的一^l:明体30。 M明体30 的两端iM端部盖子11 (图1中示出)。M 12由4S^r、塑辨材料构成， Mit^两侧压Ai叠明体30而连接。
如图2所示，LED 22按照J^目平行的方i^平行地形^L狄13上的电 极图形20A、 20B上配置多个，电极图形20A、 20B与引线24、 26连接。透明体 30由直径5 ~ 20咖左右的丙烯酸树脂构成。扭明体30的与LED 22相反的一 侧即取出LED 22的光的照射面侧(在图2中的上侧)的圆周面上，涂敷形成作 为^"发明的主JMP分的光IMt层31。
作为光，层31，按照作为粘接剂层的50重量份的丙烯酸树脂、47重量 份的有才;ii^剂、3重量#^|痴阵的比例将它们调合成^^且合物，利用喷射法 徊t明体30的照射面侧上均匀地涂敷。有才;i^剂釆用乙醇系、酮系、酯系、甲 苯等的混合物，絲ii^斷生、挥发性、校平性等调整比例并利用。
光，层31中的填料的性^_透明的，形状^L为球形，作为材料，iMJ 二氧^^的#^# 体。二氧^ i的粒度为平均粒径0.1~10拜。jHW卜，关于添 加量的有效范围很窄，为2. 5 ~4重量份。而且，光絲层31的厚度在干燥状 态下变为5 20^m。
而且，光"Wf层31的涂lb^法也可以调整， 上述比例，^W的粘度 处于最佳值。此时，按照不会导致白^^R等的涂膜性状劣^^象的方式注 意溶觯fi^挥发逸变，同时涂lt形^J^f层31。 jtb^卜，填料添加量的范围为 2.5~4重量份，与"fit的消;5feJW目比，由于;i一半左右，因此光，层31 中均匀^::^H"是非常重要的。
由于光Wt层31是本实財式的主要构成部分，因jtbif錄涂魏场等进 行的简^iM^整不能制造，而要扭予充分注意的管理下进行制造。 说，按照不形成块或凝集物的方式慢慢添加^L调整用稀释剂，混合后按照不
发泡的方式大幅y!Wf吏其均匀混合。然后，使用'M"^器等对^H^行强
^:等，在:t耕中进行^^分酉e^目关的';給方法，^^1"&#持有的*糾，返
回均匀^l状态。 [作用細 具有上述结构的第一实施方^C挥了以下作用^。尽管需要;Jt^光"Wf 层31上均匀，，但A^的，性变大时光的it^作用增强，因》k^得了光量 斷氐、十分明亮的结果。在^实施方式中，通itib^f层31中的填料的添加量 的范围i殳为上述的2. 5 ~ 4重量份，可以同时ii^最佳的光，'l^防止光量损 失的g。
更详细地说，填料添加量为2. 5重量份的情况下，虽然也看到若干的照度
不均匀^a^:有到妨碍均匀性等，确保了足够的扩散性，可以照射明亮的光。此
夕卜，》^添加量为3重量# 4重量^j情况下，光的照##、扩散^tp同时 4艮好，也没有照度不均匀问题。而且，填料添加量为3重量份的情况下和4重 量份的情况下，前者在照度方面优异，后者^T"^性方面优异。
另一方面，如果》耕添加量小于2. 5重量份，则，絲不够，LED 22的 ^f、样显现出来，光的M不够。特别是，如果:^^F完全没有，尽管可以照 射没有损失的明亮的光，由于扩^t性不足，因此产生光的分光现象。jHJ卜，如 果Jt^添加量超过4重量份，则相反，光的扩散性过于增强，光量损失增大。 结果是，变暗，失去了作为LED 22的光的特征的可视性的^K生。
在 实施方式中，填料添加量为2. 5 ~4重量份，可以使来自LED 22的光 适当地配光、 ，可以获得均匀的照射光。而且，由于可以員it^!Mt层 31光量损失抑制为最小，因jtbf线明体30的光照射面足够明亮。而且，由于 通iti^敷形成这种光絲层31，因ith^L其容易向透明体30上形成。而且，在 可以获4秋异的^^性能的同时，可以大幅度剩氐制iiA本，在经济上是有利 的。》Uf，光絲层31中的*糾的添加量可以##*立度以及要产生的絲的状 减行微调。
jtUf，光絲层31的涂ltf度在干燥状态下为5 ~ 20"，如果小于5^irn， 尽管变亮但光的，性不足，光的均匀性变差。与jH^目反，如果光，层31的 涂Mvt^过20^m狄，尽管光的絲'I^L够，但是这样光量不足。而且，如 果光IUt层31的涂lfc^度在5 ~ 20拜范围内，可确保光的均匀寸沐明亮两者。
jh^卜，尽管光，层3i的涂m^度在上i范围内可以确保光的均匀',明亮度
而是to的，但是也可以才M^Ut^置10所需的M^进^it当调整。
如上所述，才Mt本实施方式的发jt^置10，尽管LED 22作为点光源，但 絲明体30上涂敷的光"fMt层31,可以^^自LED 22的;5t^^W的同时，
确保足够的光量。即，通过iM涂敷了光Wt层31的透明体30,使LED22的 光均匀地，，通过由透明体30构成的简单的光学系统进4預己光控制，可以发 棒比异的;lit性能。
而且，作为;^^置10徘，由于在^^r向上取出均匀的高强度的光， 因此可以作为4j^旨示板等的长型指示装置中《腺的光源，il;l非常合适的。 长的长型^t^置可作为射出均匀的平4亍itM的特殊的照明用^^，或者可
实施方式中，可以以低电力J^t,消耗电力小，并抑制发热。因此，例如，可 作为航空机等的点照明光源来使用。
》!^卜，#实施方式中，由于透明体30相对于LED 22空出若干空的间隙 而设置，因此在LED22的周围留出空间。因此，可以提高LED 22的放热效果。 这一点，与通ii^制的光学透镜使LED发热的贿^M^目比，存在较大的区别。 也狄，不用担心由于热量使LED22的^iblt能下降，可以进一步延")^/fi胃长 寿* LED 22寿*优点。
itl^卜，在^实施方式中，徊菱明体30上涂IUtWt层31,实现了简单的 结构。而且，即佳在形iU^，层31时，不用iMl特别难的方法，通过喷#凃 lt就可以实现。因此，制造容易，成本M异。
(2 )第二实施方式
图3U示第二实施方式的结构的斜视图，图4是其主要部分的平面图， 图5是其主，分的侧面图。第二实施方式的电球型^J^置62由上部为半球 状的圆筒形盖子60、和固定在盖子60的下部的插座部61构成。jtW卜，插座部 61容纳电源部，成为祠—有可以与现有的白炽灯互换的可交^^态。
^EiCit^置62的内部^E截面^为圆形的圆Wit:明体52。由于圆环 ^it明体52是通，出成型丙烯酸树脂来制作的，因jt诚面部分的直径为5 ~ 20咖。如图4所示，沿着圆环状透明体52的圆周部，在圆环状透明体52的下 方以预定间隔并离开0-2咖左右距离设置8个LED 51。然后，在圆环状透明 体52的取出来自LED 51的光的-H^ (图4的上侧)的圆周面上，通it^敷形 絲絲层53。光絲层53的糾添加量的范围和涂絲度与上i^一实施 方式的相同。
it(^卜，第一实施方式的光"fUt层31的组讀包含以下实施方式。即，不使 用有积溶剂，代替丙烯酸树脂，可以^U聚氨S旨树脂、叙旨树脂等。
由于聚氨酯树脂是通i^且合多^TL酸酯4^物和多元醇^^得到所希望 的硬度，因此可以提高硬度。具^t说，也可以在涂敷前^^相对于丙烯酸树 脂只相当于15。/。的量的多^IL酸酯^^物，供于涂敷。完4Hh^在保持50 。C的炉中放置10小时，石更化后形威^it，层。
如此形成的光，层与通过第一实施方，到的光^f层31相比，进一步 提高了硬度，并Jj^于摩擦的杀伤性^f。具#^说，测量铅ite变的结果， 在第一实施方式的光Wt层31中铅^ 级为F,对于使用多^IL酸酯^^物的 光Wt，^^t被提高到3H。
jH^卜，提高了硬度的光綠层可以提高杨氏模量，絲M过硬^^^l璃 #^多点变高从而提高了耐气候性(咏显、咏显度)的优点。这样，光絲层通 过硬化反应而具有三维结构，提高了耐药品性，因此可以不fe心有才;u^剂的飞 ^:等4&AiblUt层，提高了耐久性。
沐关光Wt层的津謝'J层的無实施方式……不^^J有才Aig:剂]
在第一实施方式的光li^层31的组^中，在^^J聚酯树脂的情况下，例 如，也可以使用聚酯多元醇，在涂敷前:^^相对于聚酯多元醇为10%量的多异 氰酸酯^R^而供于涂敷。
同样，也可以代替丙烯酸树脂，使用氯乙烯-醋酸乙烯酯-乙烯§|^聚体，
在涂敷之前:^^相当于其的8%的量的多^酸酯> ^，使^^更化而供给涂 敷。或者，作为不^D有4;i^剂的情况下的光Wt层31的组合物，有由作为环 ，脂的环氧改性多元醇和多^IL酸酯硬化剂作为主要成分构成的无才A^剂型 糾，或作为有*1*#旨的硅-^聚体等，即^^l^些材料也可以获得同 样的作用效果。由这种组^7构成的光M层31,在涂lthiii且^之后，进 行完針燥，并在4緣5(TC的炉中^t^ 10小时4^^膜硬化。而且，4M二氧 赠微1#^作为耕。
如上所述制作的光Wt层，其耐久性高，可以获得在涂敷之后的长逸明体 的长M向上的均匀的、没有强度的不均匀性的光赝、射。》b^卜，即^ft^涂敷了 前述光，层的圆环拔逸明体中，也可以实现均匀的没有强度不均匀的光應射。 特别是，在使用硅-^"聚体的情况下，可以得到J^W生优异的光W"层。 [有关光IU^层的》耕的其它实施方式……交^^乙烯孩狄^^] 关于光 "层的^#,其材质可以适当^。即，第一实施方式的光Wt 层31的組#中，代脊ft为填^f吏用的二氧^^圭，可以采用以下10中#^# 体中的^^T一种。
即，作为耕，辆玻璃(平均并到圣5~6拜)、氧化铝(平均并到圣5拜)、 氧化钬(4重量份，平均粒径0.26拜)、聚丙烯(平均粒径5拜)、聚乙烯(平 均沭到圣5萨)、交联聚曱基丙烯酸丁酯(平均#到圣5啤)、聚曱基丙烯酸丁酯(平 均粒径5艸)、交联聚笨乙烯(平均粒径6iiun)、聚氛酯(平均粒径7艸)、丙烯 酸 - 硅共聚体(平均并到圣5 ~ )中的^^一种制成JJN^且^/，并将^_供 给涂敷。制造将这些材#^为^#的光，层，通it^it明体上涂ltii种光散 射层，透明体不论其形状:M可，；tPT以均匀ilk^射没有强度不均匀性的LED光。
关于透明体，不必P艮^7截面为組圓形，只要能iiS'J将来自LED的錢 向特定方向导入的目的，也可以诏文其它^ft形状，如截面为半圓形或侧面为 任意形状等的树形状，可以才M^fM目的选鄉状。此时，为了使作为光源 的LED的光^i^ffiyt的目的而形威JU^层，如果可以取出均匀的光J 、射，就可 以iiJi^^发明的目的。
iH^卜，透明体的夕卜观不限于象第一实施方式那样的直线形状，或者象第二 实施方式那样的圆环状，例如也可以是扭有的氖管那样自由弯曲的形状，不
固定为特定形状。透明体的材质也可以适当地改变，只要性良吁， 考虑成#加工性，除了在上述实施方式中使用的丙烯酸树脂以外，还可以使 用聚碳酸酯树脂和聚S旨树脂、有枳^t脂、玻璃、二氧化硅，氧化铝等。
权利要求
1、一种发光装置，以LED作为光源，其特征在于按照靠近所述LED或者将所述LED组装在内部的方式配置透明体，在所述透明体中，在所述LED的光通过的光照射面上涂敷使所述LED的光进行散射的光散射层。
2、 ##权利要求1记载的;SUt^置，^ft棘于所iWJUt层是将丙烯 酸树脂、硝酸纤维素和醇酸树脂的;i^^、聚^l旨、聚氨酯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、有才;u^t脂或氯乙烯树脂作为粘接刑层，在所ii^^剂层中均匀地 、填充由无4感或有才膽构成的撰^#体的填料，其中所述iM^包含二 氧4说、玻璃、氧化铝、氧4撒中的至少一种，所述有才膽包棘丙烯、聚乙 烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、絲乙烯、聚^J旨、有^^t脂 中的至少一种。
3、 條权利要求2记栽的iUt^置，絲絲于所絲絲絲有2. 5 ~ 4重量顺所述駢。
4、 才M^U'J要求1记载的^^置，^#*于所^>，层的厚^ 5 ~20拜。
5、 #^权利要求1记载的发jfe^置，其特征在于所逃逸明体由丙烯酸树 脂、聚碳酸S旨树脂、聚酯树脂、有枳樹寸脂、聚丙烯树脂、玻璃、二氧^^ 氧化铝构成。
6、 才Nt权利要求1记栽的发Je^置，《特机在于所iiit明^^i长圓筒形 城圆环形状。
7、 ##似"要求1记载的^^置，^##于设有截面为W3字型 并且具有开口部的M，按照所i^t絲錄于所iD^的开口部的方式，将 所iiit明体安^所iiit^的内侧。
全文摘要
本发明提供一种发光装置，通过极简单的结构就可以抑制光量损失，同时可以均匀地照射LED的光，可以降低制造成本和提高发光性能，获得优异的经济性可靠性。在LED(22)附近配置透明体(30)，在透明体(30)的使LED(22)透过的光照射面上，涂敷使LED(22)的光散射的光散射层(31)。光散射层(31)含有2.5～4重量份的填料，其厚度为5～20μm。
文档编号F21V13/00GK101392890SQ20081017691
公开日2009年3月25日 申请日期2008年7月25日 优先权日2007年7月27日
发明者大门末吉, 成濑常秀, 铃木幸春 申请人:株式会社田村制作所;莱特浩斯科技有限公司