发光装置和使用该发光装置的led照明器具的制作方法

专利名称：发光装置和使用该发光装置的led照明器具的制作方法
技术领域：
本发明涉及具备LED芯片的发光装置和使用该发光装置的LED照明器具。
背景技术：
近年来，开发了一种发光装置，其具备作为半导体发光元件的LED芯片；在凹部的内底面侧安装该LED芯片的框体；和在该框体的凹部由透光性部件构成的波长转换部， 该透光性部件含有将从LED芯片放射的光的一部分吸收并进行波长转换而发出成为补色的光的荧光体，该发光装置例如，放射将来自LED芯片的蓝色光和来自波长转换部的黄色光混合而成的白色光。这种发光装置随着LED芯片的光输出增高而用于照明器具。但是，这种发光装置其LED芯片的大小，例如大的装置为Imm的方形，在小的装置为200 μ m的方形左右，为了使来自LED芯片的光高效地放出到外部，框体的凹部的大小也非常小。此外，为了制造发光装置，将成为波长转换部的、含有荧光体的透光性树脂从喷嘴的前端填充到框体的凹部内而形成，因此极难良好地控制成为波长转换部的、含有荧光体的透光性树脂的量地进行填充。发光装置在成为波长转换部的、含有荧光体的透光性树脂的填充量存在偏差时，波长转换部的厚度存在偏差，荧光体的含有量也存在偏差。发光装置在从LED芯片放射的蓝色光的光量和从波长转换部放射的黄色光的光量不同时产生制造偏差，该制造偏差造成已制造的每个发光装置放射的白色光的色调不同。因此，作为发光装置10’，如图14所示，已知一种装置，其具备发出蓝色光的LED 芯片1 ；在凹部的内底面侧安装该LED芯片1的框体3 ；在该框体3的凹部填充的透光性树脂部2 ；在填充透光性树脂部2的框体3的一个表面侧覆盖上述凹部地设置的片状的透光性的基材部4 ；和在该基材部4上通过丝网印刷法和喷墨印刷法等形成的波长转换部5 (例如，专利文献1)。图14所示的发光装置10’通过丝网印刷法和喷墨印刷法等形成波长转换部5，从而与从上述喷嘴的前端填充成为波长转换部的透光性树脂的装置相比，可均勻且较薄地形成波长转换部5的厚度。因此，发光装置10’可缩小由波长转换部5的厚度偏差所引起的制造偏差。现有技术文献专利文献1 日本特开2003-461 号公报但是，图14所示的发光装置10’在从LED芯片1放射的光的一部分经波长转换部5透射时被波长转换部5所含有的荧光体吸收。由荧光体吸收并进行波长转换的黄色光 (参照图15中细实线的箭头)从波长转换部5各向同性地放射。另外，虽然未图示，但从波长转换部5的周部也各向同性地放射来自荧光体的光。对此，可以认为，来自发光装置10’的LED芯片1的蓝色光(参照图15的中空箭头)一边由波长转换部5含有的荧光体进行反射散射等一边在基本上保持从发光装置10’ 的凹部放射的光的指向特性的状态下经波长转换部5透射而放射到外部。从发光装置10’ 放射到外部的光通过将来自波长转换部5的黄色光和来自LED芯片1的蓝色光混合而看起来成为白色光。这里，从发光装置10’的正面放射的来自LED芯片1的蓝色光具有相对于正面光度随着放射角增大而使光度急剧下降的倾向。与之相对，从发光装置10’放射的来自波长转换部5的黄色光从波长转换部5各向同性地放射，因此相对于正面光度即使放射角增大也不会达到来自LED芯片1的蓝色光的程度的光度下降。因此，在发光装置10’的正面方向的色调和发光装置10’的侧面方向(图15的纸面的左右方向)的色调中，从LED芯片1 放射的蓝色光和从荧光体放射的黄色光的比例不同，从发光装置10’放射的光的相对于放射角的色调差有可能增大。尤其，照明器具所使用的发光装置10’，例如，如车辆用的前照灯那样，在具有特定的指向性而放射光的情况下，有时将发光装置10’配置在凹状的反射镜的内部来使用。此外，发光装置10’也进行将放射光用透镜等聚光而向外部放射的动作。该情况下，从照明器具放射的光，不仅是从发光装置10’的正面方向放射的光就连从发光装置10’的侧面放射的光也照射到照射面侧。因此，存在在照明器具的照射面侧，从发光装置10’的正面方向放射的光和从发光装置10’的侧面放射的光的色调差成为色斑而易于表面化的倾向。尤其，人眼对白色光的色调差敏感，具有即使稍有不同也会视作很大的颜色差异的倾向。因此，在要求放射更均勻的白色光的现在，还无法满足需求，需要进一步改良。

发明内容
本发明鉴于上述问题而作出的，其目的是提供能抑制放射光的相对于放射角的色调差的发光装置和使用其的LED照明器具。本发明的发光装置，具有LED芯片；框体，在该框体的凹部的内底面侧安装该LED 芯片；基材部，具有透光性，在该框体中的上述凹部敞开的一个表面侧覆盖上述凹部地设置；和波长转换部，将透射过该基材部的从上述LED芯片放射的光的一部分吸收而波长转换为不同的光，其特征在于上述基材部具有通过折射或反射中的至少一个功能使从上述 LED芯片放射的光从该基材部的周部放射的光学功能部。在该发光装置中，其特征在于，上述基材部和上述波长转换部是片状。在该发光装置中，其特征在于，上述基材部具有将上述波长转换部定位而收纳的收纳部。在该发光装置中，其特征在于，上述基材部用上述基材部的厚度来调整从上述周部放射的上述LED芯片的光量。在该发光装置中，其特征在于，将上述基材部和上述波长转换部交替重叠多个，上述基材部和上述波长转换部的折射率不同。在该发光装置中，其特征在于，上述光学功能部是从上述基材部的表面凹陷形成的倾斜面。在该发光装置中，其特征在于，上述光学功能部是上述基材部中含有的、使从上述 LED芯片放射的光扩散的扩散材料。在该发光装置中，其特征在于，上述扩散材料的外形形状是球形状。在该发光装置中，其特征在于，上述基材部的上述周部设有使从该周部放射的上述LED芯片的光成为散射光的凹凸形状的出射面。在该发光装置中，其特征在于，上述基材部的上述周部设有使从该周部放射的上述LED芯片的光成为特定方向的出射光的倾斜出射面。在该发光装置中，其特征在于，上述基材部的上述周部比上述框体的上述一个表面的外周端向外部突出地形成。本发明的LED照明器具的特征在于具备上述发光装置而构成。在该发光装置中，其特征在于，在由上述倾斜面形成的空洞中填充与上述基材部的材质和折射率不同的透光性部件。在该发光装置中，其特征在于，在由上述倾斜面形成的空洞中填充上述波长转换部的一部分。发明效果本发明的发光装置具有可提供能抑制放射光的相对于放射角的色调差的发光装置这样的显著效果。此外，本发明的LED照明器具具有可提供具备能抑制放射光的相对于放射角的色调差的发光装置的LED照明器具这样的显著效果。


图1是表示实施方式1的发光装置的概要剖视图。
图2是表示实施方式1的发光装置的重要部分的立体图。
图3是表示实施方式1的发光装置的其他重要部分的立体图。
图4是表示实施方式1的其他发光装置的概要剖视图。
图5是表示实施方式1的发光装置的另一重要部分的立体图。
图6是表示实施方式2的发光装置的概要剖视图。
图7是表示实施方式3的发光装置的概要剖视图。
图8是表示实施方式4的发光装置的概要剖视图。
图9是表示实施方式5的发光装置的重要部分的概要剖视图。
图10是表示实施方式6的发光装置的概要剖视图。
图11是表示实施方式6的其他发光装置的概要剖视图。
图12是表示实施方式7的发光装置的概要剖视图。
图13是表示实施方式8的发光装置的概要剖视图。
图14是表示以往的发光装置的概要剖视图。
图15是例示表示比较例的发光装置的光的放射的说明图。
附图标记说明
1 =LED芯片
2 框体
3a 内底面
3b 一个表面
4 基材部
4a、4e 周部
4b3c、4d:出射面4f:收纳部5 波长转换部6 光学功能部9 扩散材料10 发光装置
具体实施例方式(实施方式1)下面根据图1至图5来说明本实施方式的发光装置10。另外，在图1到图5中，对于相同部件标以相同标记以省略重复说明。本实施方式的图1所示的发光装置10具有LED芯片1 ；在凹部的内底面3a侧安装该LED芯片1的框体3 ；在该框体3的上述凹部填充的透光性树脂部(例如，硅树脂)2 ； 在填充有该透光性树脂部2的框体3的上述凹部敞开的一个表面北侧覆盖上述凹部地设置的透光性的基材部4 ；和将从LED芯片1放射的经该基材部4透射的光(例如，蓝色光) 的一部分吸收而波长转换为不同的光(例如，黄色光)的波长转换部5。尤其，本实施方式的发光装置10，基材部4具有使从LED芯片1放射的光通过折射或反射中至少一个功能从基材部4的周部如放射的光学功能部6。另外，在图1所示的发光装置10中，省略了为了向LED芯片1供电而从框体3的外部向内部导通的导体图案以及用于将上述导体图案和LED芯片1电连接的凸部等。更具体地，本实施方式的发光装置10使用例如在形成有凹部的氧化铝陶瓷基板上形成有用Au电镀的一对的导体图案(未图示)的框体3。在框体3的一对导体图案，设有分别与LED芯片1的阳极电极和阴极电极电连接的Au凸部。在框体3的内底面3a安装的LED芯片1在蓝宝石基板上依次层叠η型的氮化镓类化合物半导体层、由含有^的氮化镓类化合物半导体构成的发光层、P型的氮化镓类化合物半导体层。LED芯片1的上述ρ型的氮化镓类化合物半导体层和上述发光层的一部分被除去，而使上述η型的氮化镓类化合物半导体层部分地露出。LED芯片1在同一平面侧设有分别与ρ型和η型的各氮化镓类化合物半导体层电连接的阳极电极和阴极电极。LED芯片1可将LED芯片1的同一平面侧设置的上述阳极电极和上述阴极电极在框体3的一对导体图案上的Au凸部上进行倒装片安装，而可供电地安装。在框体3的内底面3a上安装的LED芯片1通过通电而放射例如蓝色光。此类LED 芯片1的外形可以为例如大小约Imm方形，厚度约100 μ m。在框体3的上述凹部内，以覆盖LED芯片1的方式填充硅树脂并使其硬化而形成透光性树脂部2。此外，与填充有透光性树脂部2的框体3的上表面匹配地用粘接剂粘贴来形成由作为透光性材料的片状的硅树脂构成的基材部4。本实施方式的发光装置10的基材部4设有光学功能部6，以使其与在框体3的内底面3a的大致中央部设置的LED芯片1隔着透光性树脂部2而对置。再有，将与基材部4的大小匹配而事先形成为片状的大致相同形状的波长转换部 5使用粘接剂粘贴在基材部4上。这里，波长转换部5通过使吸收来自LED芯片1的蓝色光而可发出黄色光的黄色荧光体(例如，用Ce作活化剂的Y3Al5O12等)在成为粘合剂的硅树脂中均勻分散而形成。再有，波长转换部5也可采用使吸收来自LED芯片1的蓝色光而可发出绿色光的绿色荧光体(用Eu作活化剂的(Sr，Ba)2Si04等)和吸收来自LED芯片1的蓝色光而可发出红色光的红色荧光体(例如，用Eu作活化剂的CaAlSiN3等)在成为粘合剂的硅树脂中均勻分散而形成的结构。其次，本实施方式的发光装置10所使用的光学功能部6将倾斜面6a用作光学功能部6，该倾斜面6a以从隔着透光性树脂部2而与在框体3的上述凹部的内底面3a上安装的LED芯片1对置配置的基材部4的表面4g(参照图2)向LED芯片1侧变小的方式形成为凹陷的圆锥形状。这里，发光装置10在从LED芯片1放射的蓝色光经基材部4透射且经波长转换部5 透射时，蓝色光的一部分被波长转换部5的荧光体吸收，被波长转换为黄色光。此外，从LED 芯片1放射的蓝色光中的、没有被波长转换部5的荧光体吸收的蓝色光原样被射出到发光装置10的外部。在发光装置10的正面方向(图1的纸面的上方向)，射出蓝色光和黄色光并进行混合，通过调整从LEDl放射的蓝色光的光输出和荧光体的含有量等可得到白色光。在发光装置10中，从波长转换部5放射的黄色光从波长转换部5各向同性地放射，不仅向发光装置10的正面方向放射，也向发光装置10的侧面方向(图1的纸面的左右方向)放射。此外，在发光装置10的侧面方向，来自LED芯片1的蓝色光在被照射到波长转换部5之前被照射到与LED芯片1对置位置上的光学功能部6。光学功能部6通过位于圆锥形状的空洞内部的空气层7和作为基材部4的透光性材料的硅树脂的折射率差，在空气层7和基材部4的界面，倾斜面6a可使来自LED芯片1 的光反射等，并可使光从基材部4的周部如放射。因此，本实施方式的发光装置10与没有设置光学功能部6的发光装置相比，可从发光装置10的侧面方向更多地射出LEDl的蓝色光，通过与从波长转换部5各向同性地放射且朝向发光装置10的侧面方向的黄色光混合， 可放出使放射光的相对于放射角的色调差得到抑制的白色光。下面对本实施方式的发光装置10所使用的各构成进行详细描述。本实施方式的发光装置10所使用的LED芯片1是可通过通电来发出光的芯片。 LED芯片1放射的光可以设为例如可见光中的峰值波长是从450nm到470nm的蓝色光，但是，并不仅限于蓝色光，也可使用其他波长的光，或者，为了高效地激励波长转换部5，也可使用紫外线。作为成为发光元件的LED芯片1，例如，可举出在蓝宝石基板、尖晶石基板、氮化镓基板、氧化锌基板和碳化硅基板等结晶成长基板上依次层叠η型的氮化镓类化合物半导体层、包含有成为多个量子阱结构和单个量子阱结构的发光层的铟的氮化镓类化合物体层、P型的氮化镓类化合物半导体层的芯片。再有，使用绝缘性基板的LED芯片1通过从上述ρ型的氮化镓类化合物半导体层侧露出上述η型的氮化镓类化合物半导体层的一部分，可在同一平面侧分别形成阳极电极和阴极电极。此外，使用导电性基板的LED芯片1可在LED芯片1的厚度方向的两面侧形成阳极电极和阴极电极。在LED芯片1上设置的上述阳极电极和上述阴极电极只要是Ni膜和Au膜的层叠膜、Al膜、ITO膜等可得到与氮化镓类化合物半导体层等的良好的欧姆特性的材料，则没有特别限定。在同一平面侧设有上述阳极电极和上述阴极电极的LED芯片1可在框体3的内底面3a侧设置的未图示的一对导体图案上使用Au凸部等金属凸部来进行倒装片安装。此外， 在使用在厚度方向的两面侧形成上述阳极电极和上述阴极电极的LED芯片1来作为LED芯片1的情况下，将形成在安装有LED芯片1的框体3的内底面3a上的一对导体图案中的一个导体图案和LED芯片1的上述阳极电极或上述阴极电极经导电性部件(例如，AuSn和Ag 浆料等)进行芯片粘合(die bond)等而电连接。此外，LED芯片1的光射出面侧的其他上述阴极电极和上述阳极电极只要经由连线(例如，金线或铝线等)与其他导体图案电连接即可。再有，虽然在本实施方式的图1所示的发光装置10中，在框体3的内底面3a上安装有一个LED芯片1，但LED芯片1的数量不是仅限于一个，也可以是多个。该情况下，各 LED芯片1可适当地串联、并联或串并联地电连接。此外，LED芯片1可使用同种芯片，也可使用发出不同的发光波长的光的多个LED芯片1。本实施方式的发光装置10所使用的透光性树脂部2覆盖框体3的上述凹部的内底面3a上安装的LED芯片1，为了 LED芯片1的机械保护和光射出效率的提高而优选设置， 但是，根据发光装置10的用途也不一定必须设置。其次，本实施方式的发光装置10所使用的框体3是可在上述凹部的内底面3a安装LED芯片1、在框体3的上述凹部敞开的一个表面北侧设置覆盖上述凹部的基材部4的部件。此外，框体3可利用框体3上的上述一对导体图案(例如，外表面用Au电镀的导体图案)来构成LED芯片1的通电路径。该框体3可使用以下基板使用了氧化铝或氮化铝等的陶瓷基板、使用了 Fe、Cu或Al等金属材料的金属基体基板或者玻璃环氧树脂基板等。 此外，框体3也可将一对金属引线插入模具内以通过环氧树脂等的注射成形来形成在上述凹部的内底面3a上一对对置的金属导线露出的框体3。在使用氧化铝陶瓷基板来作为框体3的情况下，在烧制成为氧化铝陶瓷基板材料的生片(green sheet)的同时形成上述凹部和上述导体图案。再有，氧化铝陶瓷基板与玻璃环氧树脂基板等相比导热率较高，可使通过LED芯片1的点亮而产生的热高效地放出到外部，提高发光装置10的散热性。在通过树脂的注射成形来形成框体3的情况下，可根据模具的形状而比较简单地形成具备期望形状凹部的框体3。再有，框体3通过使内侧壁成为从框体3的内底面3a向外部逐渐扩展的锥部，能够使光易于射出到发光装置10的外部，可进一步抑制对于发光装置10的放射角的色调差。 此外，作为具备锥部的框体3，可使用具备杯部的引线框。在使用具备杯部的引线框来作为框体3的情况下，发光装置10只要在上述杯部的内底面安装LED芯片1即可。框体3可以构成为，使导体图案从框体3的内底面3a向侧面和背面延伸地作为发光装置10的外部电极。这样的发光装置10的外部电极可通过回流(reflow)工序等与布线基板(未图示)电连接。基材部4具有透光性，在框体3的上述凹部敞开的一个表面3a侧覆盖上述凹部地设置。尤其，基材部4具有使从LED芯片1放射的光通过折射或反射中至少一个功能而从周部如放射的光学功能部6。即，基材部4改变从LED芯片1放射的光的传播方向，以使来自LED芯片1的光的一部分在基材部4中导引等，而可从成为发光装置10的侧面方向的基材部4的周部如放出。作为此类基材部4的材料，例如，可使用硅树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂等透光性树脂或者玻璃等。尤其，在来自LED芯片1的光输出高的情况下，耐光性优良的树脂较理想，从易于加工的观点出发硅树脂更理想。为了导引来自LED芯片1的光以从周部如高效地放出，基材部4与波长转换部5 的折射率差大较理想，为了经由波长转换部5使来自LED芯片1的光高效地放出，波长转换部5和发光装置10外部的折射率差小较理想。因此，基材部4按照从发光装置10的侧面放出的混色光而适当地采用具有合适的折射率的材料即可。环氧树脂通过调整架桥密度等而可使折射率成为例如1. 55 1. 61，硅树脂可使折射率成为1. 35 1. 53。如果基材部4使用例如硅树脂等透光性树脂，则通过将基材部4的厚度切薄等，可通过基材部4的厚度调整从基材部4的周部如放射的LED芯片1的光量。发光装置10在框体3的一个表面3a侧形成基材部4后，通过微调整基材部4的厚度，而可调整从发光装置10的侧面放射的白色光的色调。此外，作为本实施方式的发光装置10所使用的其他基材部4，如图3所示，可在多个(这里为5个)位置设置以从基材部4的表面4g向LED芯片1侧变小的方式形成为凹陷的圆锥形状的倾斜面6a，以作为光学功能部6。本实施方式的发光装置10通过圆锥形状的倾斜面6a使来自LED芯片1的光被反射等而向基材部4的周部如侧放射。由此，发光装置10可增加发光装置10的侧面的、来自LED芯片1的蓝色光的比例，且可调整从发光装置10的侧面方向射出的白色光的色调。再有，作为本实施方式的其他发光装置10，如图4所示，光学功能部6，通过使以从基材部4的表面4g向LED芯片1侧变小的方式形成为凹陷的圆锥形状的倾斜面6b相对于表面4g的角度比图3所示的倾斜面6a大，从而改变从LED芯片1放射的光的反射角，可调整从基材部4的周部如射出的LED芯片1的蓝色光。因此，在基材部4设置多个光学功能部6的情况下，不必设置相同形状和相同大小的光学功能部6，而是根据从发光装置10的侧面方向放出的光量来适当调整即可。此外，作为光学功能部6的倾斜面6b不需要一定是平的固定的，也可使倾斜面6a、6b相对于基材部4的表面4g的角度平滑地变化，或者也可进行以下变化，随着距基材部4的表面4g较深地接近LED芯片1侧，使倾斜面6a、6b的角度阶段性地增大。此外，在基材部4设置的光学功能部6的形状不是仅限于圆锥形状，例如，如图5 所示，也可设为倾斜面6c，该倾斜面6c从基材部4的表面4g凹陷而形成的V形槽形状。在基材部4设置的光学功能部6，在从LED芯片1放射的光的指向角较窄的情况下，通过与LED 芯片1对置地配置，能够高效地从基材部4的周部如放出LED芯片1的光。因此，如果光学功能部6是从发光装置10的基材部4的周部如射出LED芯片1 的蓝色光的结构，则可成为各种倾斜面6a、6b、6c。本实施方式的发光装置10的光学功能部6可事先在基材部4形成，或者，例如，也可在形成作为基材部的片状的透光部后，为了调整从LED芯片1的基材部4的周部如放射的光量，而后添加形成。这样的发光装置10的光学功能部6的制造的自由度高，可适当地形成光学功能部6。例如，最初，将作为基材部4的材料而由玻璃构成的上述透光部配置在框体3的上述凹部敞开的一个表面北侧。接着，在上述透光部上形成在使光学功能部6形成的部位具有通孔的掩模材料(未图示)，可从上述通孔通过蚀刻使玻璃熔解从而形成光学功能部6。 此外，作为在基材部4形成光学功能部6的其他方法，可通过向玻璃照射激光使其部分熔化来取代通过蚀刻使玻璃熔解，而形成光学功能部6。波长转换部5吸收经基材部4透射的从LED芯片1放射的光的至少一部分，而波长转换为不同的光，发出具有的发光峰值比来自LED芯片1的光更靠长波长侧的荧光。作为波长转换部5的材料，例如，可使用硅树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂等透光性树脂或者玻璃等。尤其，在来自LED芯片1的光输出高的情况下，耐光性优良的材料较理想，从加工比较容易的观点出发硅树脂更理想。波长转换部5只要是形成为以下结构即可例如在硅树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂或玻璃等透光性材料中含有吸收从LED芯片1放射的光的一部分而放射在更靠近长波长侧具有发光峰值的荧光的荧光体。波长转换部5吸收从LED芯片1放射的光的一部分，而放射在更靠近长波长侧具有发光峰值的荧光，放射与LED芯片1的光相比波长更长的光。为了使从发光装置10放射的光成为演色性更高的白色光，在放射蓝色光的LED芯片1和波长转换部5的组合中，例如，将波长转换部5所使用的荧光体设为绿色荧光体和红色荧光体即可。作为波长转换部5所使用的荧光体，例如，除了用Ce作活化剂的Y3Al5O12和/或用 Ce作活化剂的Tb3Al5O12等铝酸盐类荧光体之外，还可采用用Eu作活化剂的Ba2SiO4和/或用Eu作活化剂的(SrBa) 2Si04等硅酸类的荧光体、用Eu作活化剂的CaAlSm3、用Eu作活化剂的Sr2Si5N8、用Eu作活化剂的Qi2Si5N8、用Eu作活化剂的SrSi7Nltl和/或用Eu作活化剂的CaSi7Nltl等氮化物类的荧光体。此外，波长转换部5的厚度根据作为从发光装置10放射的光的目标的色温度、从 LED芯片1放射的蓝色光的发光强度和/或荧光体的含有量等来适当地调整即可。再有，波长转换部5可通过在具有光学功能部6的基材部4的表面4g侧利用丝网印刷法或喷墨印刷法来涂敷含有荧光体的透光性材料并使其硬化而形成。由此，能够以薄膜均勻地形成含有荧光体的波长转换部5的厚度。本实施方式的发光装置10可增大向发光装置10的侧面方向放射的来自LED芯片 1的光，因此可减小向发光装置10的正面方向放射的光的色调和向发光装置10的侧面方向放射的光的色调的色调差。尤其，使用了本实施方式的发光装置10的LED照明器具即使通过透镜和/或反射镜等使从发光装置10放射的光会聚或扩散，也可减小LED照明器具的照射面的色斑。此外，使用了本实施方式的发光装置10的LED照明器具即使在LED照明器具中不另外设置用于消除照射面的色斑的扩散板，也可抑制来自发光装置10的放射光的相对于放射角的色调差。再有，在不另外使用抑制发光装置10的色斑的上述扩散板的情况下，具备本实施方式的发光装置10的LED照明器具可有助于使LED照明器具缩小上述扩散板的大小且减小成本。(实施方式2)本实施方式的发光装置10的不同之处在于，取代图1所示的实施方式1的将基材部4的倾斜面6a形成的空洞的内部设为空气层7，而设为如图6所示，填充与基材部4的材质和折射率不同的透光性部件8。再有，对与实施方式1相同的构成要素标注相同标记以适当地省略说明。
本实施方式的图6所示的发光装置10，将以从基材部4的表面4g向LED芯片1侧变小的方式形成为凹陷的圆锥形状的倾斜面6a作为光学功能部6形成。此外，在光学功能部6的圆锥形状的空洞的内部填充与基材部4折射率不同的透光性部件8，以使基材部4的表面4g侧平坦地形成。透光性部件8可使用例如与基材部4折射率不同的硅树脂等透光性树脂材料。从LED芯片1放射的蓝色光经基材部4透射，在经波长转换部5透射时，蓝色光的一部分被波长转换部5的荧光体吸收并被波长转换为黄色光。此外，从LED芯片1放射的蓝色光中，未被波长转换部5的荧光体吸收的蓝色光原样射出到发光装置10的外部。从波长转换部5放射的黄色光从波长转换部5各向同性地放射，不仅向发光装置 10的正面方向(图6的纸面的上方向)放射，也向发光装置10的侧面方向(图6的纸面的左右方向)放射。另一方面，经波长转换部5透射的来自LED芯片1的蓝色光原样地向发光装置10的正面方向射出。在发光装置10的正面方向，蓝色光和黄色光射出并混合，通过调整从LED芯片1放射的蓝色光的光输出和荧光体的含有量等而可得到白色光。此外，在发光装置10的侧面方向，从LED芯片1放射的蓝色光照射到波长转换部 5前被照射到位于与LED芯片1对置位置处的光学功能部6。光学功能部6通过圆锥形状的内部的透光性部件8和基材部4的折射率差，在透光性部件8和基材部4的界面处，倾斜面6a可使来自LED芯片1的光反射等，并可使光从基材部4的周部如放射。因此，本实施方式的发光装置10与未设置光学功能部6的装置相比，可从发光装置10的侧面方向更多地射出LED芯片1的蓝色光，并与从波长转换部5 各向同性地放射、朝向发光装置10的侧面方向的黄色光混合，从而可放出抑制放射光的相对于放射角的色调差的白色光。本实施方式的发光装置10在光学功能部6具备调整了与基材部4的折射率差的透光性部件8，从而即使与图1所示的从基材部4的表面凹陷而形成的倾斜面6a的角度相同，也可在基材部4和透光性部件8的界面调整来自LED芯片1的光的反射等。因此，本实施方式的发光装置10可调整朝向发光装置10的侧面方向的、来自LED芯片1的蓝色光的光量。再有，本实施方式的发光装置10可平坦地形成基材部4的表面4g，因此可在基材部4的光学功能部6上以更均勻的膜厚形成波长转换部5。此外，在用粘接剂(未图示)在基材部4上粘贴片状的波长转换部5的情况下，通过进入基材部4的光学功能部6的圆锥形状空洞的内部中的粘接剂量的偏差，可抑制已制造的发光装置10的发光特性的不同。此外，本实施方式的发光装置10，由于基材部4的表面4g平坦，因此可使用丝网印刷法和/或喷墨印刷法来将波长转换部5直接形成在基材部4的表面4g上，可厚度的控制性良好地形成波长转换部5。因此，发光装置10可抑制随着波长转换部5的膜厚偏差而产生的向发光装置10的正面方向发射的光的色斑。(实施方式3)本实施方式的发光装置10的不同之处在于，取代图1所示的实施方式1的将基材部4的倾斜面6a形成的圆锥形状空洞的内部设为空气层7，而如图7所示，使波长转换部5 直到圆锥形状空洞的内部地形成。再有，对与实施方式1相同的构成要素标注相同标记以适当地省略说明。
本实施方式的发光装置10，如图7所示，将以从基材部4的表面4g向LED芯片1 侧变小的方式形成为凹陷的圆锥形状的倾斜面6a作为光学功能部6形成。此外，在基材部 4形成的波长转换部5的一部分填充到由上述倾斜面6a形成的圆锥形状空洞的内部。再有，基材部4和波长转换部5由折射率不同的材料形成。基材部4和波长转换部5优选使用例如各自的折射率不同的硅树脂等透光性树脂。即使在本实施方式的发光装置10中，从LED芯片1放射的蓝色光通过基材部4，在经波长转换部5透射时，蓝色光的一部分照射到荧光体上并被波长转换为黄色光，其他部分原样射出。来自波长转换部5的黄色光各向同性地放射，向发光装置10的正面方向和侧面方向射出，LED芯片1的蓝色光原样向正面方向射出。因此，朝向发光装置10的正面方向，蓝色光和黄色光射出并混合，可得到白色光。此外，照射到波长转换部5前的从LED芯片1放射的蓝色光通过光学功能部6，在基材部4和波长转换部5的界面发生反射等，向基材部4的周部如放射。因此，发光装置 10可从侧面方向更多地放射LED芯片1的蓝色光，通过与从波长转换部5向侧面方向射出的黄色光混合，而可与正面方向同样地发出白色光。尤其，在指向角较窄的LED芯片1中，向与LED芯片1对置配置的光学功能部6照射的光增多。本实施方式的发光装置10与实施方式1的发光装置10相比，光学功能部6 上的波长转换部5的厚度变厚。发光装置10可在抑制发光装置10的正面方向的色调差的状态下提高正面光度。(实施方式4)本实施方式的发光装置10的不同之处在于，作为光学功能部6，取代设置图1所示的实施方式1的从基材部4的表面4g凹陷地形成的倾斜面6a，而是如图8所示，使用在基材部4中含有与构成基材部4的透光部折射率不同的粒子状的扩散材料9的结构。再有， 对与实施方式1相同的构成要素标注相同标记以适当地省略说明。本实施方式的发光装置10，如图8所示，作为光学功能部6，使用在基材部4中含有与构成基材部4的透光部折射率不同的粒子状的扩散材料9的结构。这里，本实施方式的发光装置10的扩散材料9的外形形状为球形状。虽然从发光装置10的LED芯片1放射的蓝色光向基材部4中入射并到达光学功能部6，但由于使光学功能部6和基材部4的折射率不同，因此蓝色光反复进行反射和折射并扩散。向发光装置10的正面方向扩散的从LED芯片1放射的蓝色光在经波长转换部5 透射时，一部分被荧光体吸收而被波长转换为黄色光，其他部分原样地射出。黄色光从荧光体各向同性地放射并向发光装置10的正面方向和侧面方向射出，蓝色光从荧光体原样地向正面方向射出。因此，向发光装置10的正面方向射出蓝色光和黄色光并混合，可得到白色光。另一方面，通过发光装置10的光学功能部6向侧面方向扩散的蓝色光从基材部4 的周部如放射。发光装置10使从基材部4的周部如放射的LED芯片1的蓝色光与从波长转换部5各向同性地放射的光中的向侧面方向放射的黄色光混合，而能够使发光装置10 的侧面方向的光发出与发光装置10的正面方向同样的白色光。再有，本实施方式的发光装置10通过适当地调整构成基材部4的透光部所含有的扩散材料9的含有量，而可调整射向发光装置10的侧面方向的蓝色光。作为此类扩散材料9的材料，可举出氧化铝、二氧化硅、氧化钛等无机材料和/或氟类树脂等有机材料、将有机成分和无机成分以分子等级或离子等级复合化后的有机无机混合材料等，平均粒径也可在例如从数Pm到数十μm的范围内适当地选择。本实施方式的发光装置10，从LED芯片1放射的蓝色光即使在被LED芯片1的表面上形成的电极等遮蔽、根据从LED芯片1放射的光的放射角而存在光输出的偏差的情况下，也在通过基材部4期间被扩散，而从基材部4的表面4g作为更均勻的光向波长转换部 5侧照射。因此，本实施方式的发光装置10，由于蓝色光和黄色光更均勻地从波长转换部5 射出，因此从发光装置10的正面方向放射的光可成为色斑更少的白色光。(实施方式5)本实施方式的发光装置10的不同之处在于，取代图1所示的实施方式1的基材部 4的周部如为平坦的出射面，而如图9所示，在基材部4的周部如上形成使从周部如放射的LED芯片1的光成为散射光的凹凸形状的出射面4b。再有，对与实施方式1相同的构成要素标注相同标记以适当地省略说明。本实施方式的发光装置10在图9中例示基材部4和波长转换部5的端部处的部分放大图。本实施方式的发光装置10在基材部4的周部如上形成使从周部如放射的LED 芯片1的光成为散射光的细密的凹凸形状的出射面4b，提高来自周部如的光的射出效率。 因此，在本实施方式的发光装置10中，可从周部如各向同性地射出更多的蓝色光。再有，本实施方式的发光装置10可在上述实施方式1至实施方式4的发光装置10 的基材部4的任一周部如上形成上述凹凸形状的出射面4b。(实施方式6)本实施方式的发光装置10的不同之处在于，取代使图1所示的实施方式1的基材部4的周部如成为与基材部4的表面4g大体垂直的出射面，而如图10的发光装置10所示那样使基材部4的周部如成为相对于基材部4的表面4g倾斜的出射面如。再有，对与实施方式1相同的构成要素标注相同标记以适当地省略说明。如图10所示，本实施方式的发光装置10在基材部4的周部如设有使从该周部如放射的LED芯片1的光成为特定方向的出射光的倾斜的出射面如，可向发光装置10的斜前方的正面方向更多地出射蓝色光。S卩，本实施方式的发光装置10，从LED芯片1放射的蓝色光中的到达与LED芯片1 对置的正面的光学功能部6的光在作为空气层和基材部4的界面的倾斜面6a处发生反射并使其朝向基材部4的周部如的方向。此外，基材部4的周部如成为倾斜的出射面如，按照倾斜的出射面4c (这里，向发光装置10的斜前方的正面方向)可放出更多的蓝色光。因此，发光装置10可在向发光装置10的侧面方向的色斑中高效地调整预定角度的色调。此外，如图11所示，作为本实施方式的其他发光装置10，使基材部4的周部如比框体3的一个表面北的外周端更向外部突出。进而，可成为设有倾斜的出射面4d的结构， 该出射面4d使从基材部4的周部如放射的LED芯片1的光成为发光装置10的斜前方向的出射光或发光装置10的斜后方向的出射光。但是，在发光装置10中，由框体3的上述凹部的内侧壁将来自LED芯片1的光遮蔽而成为阴影，框体3的外周边部的光度急剧下降，有时会使观察者产生不协调感。但是，通过成为图11所示的发光装置10的结构，可照亮框体3的周边部。因此，本实施方式的图 11所示的发光装置10可抑制在发光装置10的发光时框体3的上述外周边部变暗而使视觉辨认者产生不协调感的情况。(实施方式7)本实施方式的发光装置10的不同之处在于，取代图1所示的实施方式1的将波长转换部5形成在平坦的基材部4的表面4g上，而如图12所示，在将波长转换部5定位、收纳的收纳部4f中收纳该波长转换部5。再有，对与实施方式1相同的构成要素标注相同标记以适当地省略说明。本实施方式的发光装置10在基材部4的表面具有凹状的收纳部4f，将片状的波长转换部5定位、收纳。本实施方式的发光装置10例如可预先将波长转换部5形成为片状， 通过使波长转换部5嵌合到预先形成的基材部4的凹状的收纳部4f中来进行定位而形成。再有，通过对基材部4和波长转换部5的材料设置折射率差，可抑制从波长转换部 5各向同性地放出的光在波长转换部5的周端部fe和基材部4的收纳部4f的内侧的界面处反射并从基材部4的周部如放出。(实施方式8)本实施方式的发光装置10的不同之处在于，如图13的发光装置10所示，使图8 所示的实施方式4的基材部4和波长转换部5交替重叠而设置多个。再有，对与实施方式 4相同的构成要素标注相同标记以适当地省略说明。本实施方式的发光装置10将多个基材部和波长转换部5交替组合，在基材部4中含有与构成基材部4的透光部折射率不同的扩散材料9。本实施方式的发光装置10，从LED芯片1放出的蓝色光在每次经波长转换部5透射时都照射到荧光体上，黄色光成分逐渐增加。此外，经波长转换部5透射且到达基材部4 的光从各周部如侧分别射出。因此，从发光装置10的侧面放射的光变为在蓝色光中逐渐含有黄色光，可提高蓝色光和黄色光的混色性。此外，发光装置10，从接近LED芯片1侧以折射率逐渐增大的方式形成将基材部4 和波长转换部5组合的结构。此外，发光装置10可随着从与LED芯片1最靠近的部分远离而改变波长转换部5所含有的荧光体的种类。再有，发光装置10可随着从与LED芯片1最靠近的部分远离而改变基材部4所含有的扩散材料9的含有量，也可改变扩散材料9和基材部4的折射率差。再有，具备实施方式1所示的发光装置10的LED照明器具也可以使用上述实施方式2至实施方式8所示的发光装置10来取代实施方式1所示的发光装置10而构成。虽然说明了本发明的优选实施方式，但本发明并不限于这些特定实施方式，在不脱离后续的请求保护范围的情况下，可得到各种变化和变形，可以说这些变化和变形也包含在本发明的范围内。
权利要求
1.一种发光装置，具有 LED芯片；框体，在该框体的凹部的内底面侧安装该LED芯片；基材部，具有透光性，在该框体的上述凹部敞开的一个表面侧覆盖上述凹部地设置；和波长转换部，将透射过该基材部的从上述LED芯片放射的光的一部分吸收而波长转换为不同的光，其特征在于上述基材部具有通过折射或反射中的至少一个功能使从上述LED芯片放射的光从该基材部的周部放射的光学功能部。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于， 上述基材部和上述波长转换部是片状。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于， 上述基材部具有将上述波长转换部定位而收纳的收纳部。
4.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，上述基材部用上述基材部的厚度来调整从上述周部放射的上述LED芯片的光量。
5.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，将上述基材部和上述波长转换部交替重叠多个，上述基材部和上述波长转换部的折射率不同。
6.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于， 上述光学功能部是从上述基材部的表面凹陷形成的倾斜面。
7.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，上述光学功能部是上述基材部中含有的、使从上述LED芯片放射的光扩散的扩散材料。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于， 上述扩散材料的外形形状是球形状。
9.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，上述基材部的上述周部设有使从该周部放射的上述LED芯片的光成为散射光的凹凸形状的出射面。
10.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，上述基材部的上述周部设有使从该周部放射的上述LED芯片的光成为特定方向的出射光的倾斜出射面。
11.根据权利要求1或2所述的发光装置，其特征在于，上述基材部的上述周部比上述框体的上述一个表面的外周端向外部突出地形成。
12.—种LED照明器具，其特征在于， 具备权利要求1或2所述的发光装置。
13.根据权利要求6所述的发光装置，其特征在于，在由上述倾斜面形成的空洞中填充与上述基材部的材质和折射率不同的透光性部件。
14.根据权利要求6所述的发光装置，其特征在于，在由上述倾斜面形成的空洞中填充上述波长转换部的一部分。
全文摘要
本发明提供能抑制放射光的相对于放射角的色调差的发光装置和使用该发光装置的LED照明器具。发光装置(10)具有LED芯片(1)；在凹部的内底面(3a)侧安装该LED芯片(1)的框体(3)；在该框体(3)中的凹部敞开的一个表面(3b)侧覆盖上述凹部地设置的透光性的基材部(4)；和将经该基材部(4)透射的从LED芯片(1)放射的光的一部分吸收而波长转换为不同的光的波长转换部(5)，基材部(4)具有使从LED芯片(1)放射的光通过折射或反射中的至少一个功能从该基材部(4)的周部(4a)放射的光学功能部(6)。
文档编号F21Y101/02GK102299238SQ201110179988
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月24日 优先权日2010年6月25日
发明者金井教郎 申请人:松下电工株式会社