专利名称：发光装置以及照明装置的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及一种使用发光二极管(Light Emitting Diode, LED)之类的发光元件的发光装置、以及照明装置。
背景技术：
LED随着输出以及发光效果提高并普及，已被用作光源。作为在室内或室外使用的照明器具，开发出使用LED的照明器具。在该照明器具中，多个LED等的发光元件作为光源而直接安装在基板上，各发光元件由包含荧光体的作为密封树脂层的荧光体层所覆盖而密封。此时，为了增大作为照明器具的光量，发光元件是高密度地安装在基板上。因此， 热会集中到安装有发光元件的部分的基板，其结果，发光元件的温度会过度上升。LED等的发光元件随着其温度上升，光的输出将下降，耐用年限也会缩短。因此，对于将LED或电致发光(electroluminescence，EL)元件等的固态发光元件作为光源的照明器具而言，必须避免发光元件的温度升高，以延长耐用年限或改善发光效果等的特性。为了抑制发光元件的温度过度上升的现象，采用有各种散热方法，例如将导热性优异的散热结构物结合于基板等。已知有将多个表面安装型的LED封装(package)安装到基板上作为光源的照明器具。该LED封装与将LED等的发光元件直接安装到基板上的情况相比，元件单体的体型大， 光输出高。因此，在相对于基板的每单位安装面积的输入电力相同的情况下，LED封装的安装密度更低，即，每单位面积的发光点的数量更少。因此，LED封装在发光的状态下易被识别为点状的光源，易产生亮度不均。如上所述，如果将发光元件高密度地直接安装于基板，则热会集中到基板上的发光元件的安装部分，而发光元件的温度会过度上升。而且，在取代发光元件而将相同输入电力的表面安装型的LED封装安装于基板的情况下，易产生亮度不均。
发明内容
为解决上述课题，本发明提供一种发光装置，包括基板；以及多个发光元件，安装在该基板上，所述发光元件是以下述方式而配置，即，当设基板上的发光元件的平均安装密度为D，流经1个发光元件的电流为A[mA]，所述发光元件的实质上的安装部的每单位面积 [cm2]的发光元件的数量为B，且具有D = AXB的关系时，满足所述安装部的每单位面积的发光元件的数量B为0. 4以上，平均安装密度D为58 334的条件。
又，所述发光元件是以下述方式而配置，S卩，当设多个所述发光元件的输入电力为 Ip [W]，基板上的面积为S [cm2]时，满足Ip/S为0. 05 0. 28的条件。而且，所述发光元件配置成至少1列发光元件列，该至少1列发光元件列排列成相邻的发光元件彼此的间隔为固定的直线状。当所述发光元件配置成至少2列所述发光元件列时，相邻的所述发光元件列彼此以相对于各列中相邻的发光元件彼此的间隔为10倍以内的间隔而配置。所述基板包含导热性相对较低的材料。所述发光装置更包括荧光体层，其含有受所述发光元件放射的光激发而发光的荧光体，通过形成为中央鼓起的圆顶形的凸形荧光部来分别覆盖所述发光元件。所述凸形荧光部在其下缘部是与相邻的凸形荧光部相连地形成。又、本发明的照明装置包括本体；以及配置在所述本体上的上述任一发光装置。
图1是从发光侧观察一实施方式的发光装置所示的平面图。图2是沿着图1中的F2-F2线的发光装置的示意剖面图。图3是沿着图1中的F3-F3线的发光装置的示意剖面图。图4是内置有图1所示的发光装置的荧光灯型灯的立体图。图5是沿着图4所示的荧光灯型灯的长度方向的纵剖面。图6是沿着图5中的F6-F6线的灯的剖面图。图7是安装有图4所示的灯的照明装置的立体图。图8是图7所示的照明装置的侧面图。图9是图7所示的照明装置的接线图。图IOA是横切将安装有比较例的LED封装的发光装置予以内置的灯的灯管部分的剖面图。图IOB是通过图IOA所示的LED封装的灯的剖面图。图IOC是沿着图IOA所示的基板的灯的剖面图。图IlA是横切将实例1的发光装置予以内置的灯的灯管部分的剖面图。图IlB是通过图IlA所示的发光元件的灯的剖面图。图IlC是沿着图IlA所示的基板的灯的剖面图。图12A是横切将实例2的发光装置予以内置的灯的灯管部分的剖面图。图12B是通过图12A所示的发光元件的灯的剖面图。图12C是沿着图12A所示的基板的灯的剖面图。图13是表示图IlA至图IlC所示的发光元件为3列的发光装置中的安装平均密度D与温度〔°C〕的关系的图表。图14是表示图IlA至图IlC所示的发光装置的安装部的每Icm2的发光元件的数量B与最大亮度差〔％〕的关系的图表。图15是表示图12A至图12C所示的发光元件为1列的发光装置中的安装平均密度D与温度〔°C〕的关系的图表。图16是表示图12A至图12C所示的发光装置的安装部的每Icm2的发光元件的数量B与最大亮度差〔％〕的关系的图表。图17是表示一实施方式的照明装置的变形例的立体图。[符号的说明]1 发光装置2 灯3、4:照明装置11 基板12 发光元件12p =LED 封装13:荧光体层14 抗蚀剂层15:配线图案15a 安装焊垫1 :供电导体16 粘合剂17 接合线21、31 本体21a 支撑突起22 灯头22a、22b:端子销32 灯座32a、32b:供电端子33:点灯装置34 端子台35 反射板36:电源导线37 接地线38 连接器39 导线41 盒体42 前表面罩151 第一层152 第二层153 第三层AC:商用交流电源C 电容器L 发光元件的安装部的全长
Ll 各发光元件的间隔Wl 发光元件列彼此的间隔
具体实施例方式一实施方式的发光装置通过将发光元件以较佳的安装密度而安装到基板上，从而抑制基板上的发光元件的安装部分的热集中，并且减轻亮度不均。一实施方式的发光装置具备基板以及安装在该基板上的多个发光元件。发光元件是以下述方式而配置，即，当设基板上的发光元件的平均安装密度为D，流经1个发光元件的电流为A[mA]，发光元件的实质的安装部的每单位面积[cm2]的发光元件的数量为B，且具有D = AXB的关系时，满足安装部的每单位面积[cm2]的发光元件的数量B为0. 4以上， 安装平均密度D为58 334的条件。以下，参照图1至图9来说明一实施方式。图1至图3表示一实施方式的发光装置1，图4至图6表示使用发光装置1的一实施方式的荧光灯型灯2，图7至图9表示安装有该灯2的照明装置3。另外，在各图中，对于相同部分标注相同符号并省略重复的说明。如图1所示，发光装置1具备基板11、多个发光元件12以及覆盖各发光元件12的荧光体层13。基板11为玻璃环氧(glass epoxy)树脂系的绝缘性材料且为细长的长方形状。长度尺寸为200mm，与其交叉的宽度尺寸为27mm。基板11的厚度尺寸优选0. 5mm以上 1.8mm以下，在本实施方式中，适用Imm厚度的基板11。基板11的形状并不限于长方形状。也可以适用正方形状或圆形状的基板11。而且，作为基板11的材料，可适用相对较廉价且导热性低的玻璃环氧基板[FR-4]、玻璃复合 (glass composite)基板[CEM-3]或者其他的合成树脂材料。但是，为了提高各发光元件 12的散热功能，不妨适用金属制基板，该金属制基板在包含导热性良好且散热性优异的铝等的基底(base)板的一面层叠有绝缘层。在图1所示的基板11上安装有发光元件12的发光侧，安装着与电源连接的电源连接器(power input port,电源输入端口)、连结多个发光装置1时所用的连接端子、 以及电容器(condenseiOC，该电容器C用于防止成为发光元件12误点灯的原因的噪声 (noise)重叠于点灯电路。如图2及图3所示，在发光侧的基板11上，形成有配线图案(pattern)15。配线图案15包含沿长度方向排列有多个的安装焊垫(pad) 15a ；以及将这些安装焊垫1 彼此电性连接的供电导体15b。在一个安装焊垫1 上，配设多个发光元件12。配线图案15为三层结构。直接形成在基板11的表面上的第一层151为铜(Cu)。 在第一层上通过电解镀敷而形成镍(Ni)作为第二层152。在第二层上通过电解镀敷而形成反射率高的银(Ag)作为第三层153。配线图案15的第三层153，即，表层通过实施镀银 (Ag)作为反射层，从而成为全光线反射率高达90%的层。优选第二层152的镍(Ni)的膜厚通过电解镀敷而形成为5μπι以上，第三层153 的银(Ag)的膜厚通过电解镀敷而形成为Iym以上。通过设为此种膜厚尺寸，从而实现均勻的膜厚形成，反射率变得均勻。在除了形成配线图案15以外的基板11的表层，除了发光元件12的安装区域或零件的安装部分以外，在大致整个面上层叠有反射率高的白色的抗蚀剂(resist)层14以作为反射层。
6
多个发光元件12包含LED裸芯片(bare chip)。为了作为发光元件12而发出白色系的光，采用发出蓝色光的裸芯片。该裸芯片通过具有绝缘性的硅酮(silicone)树脂系的粘合剂16而粘合在安装焊垫1 上。LED裸芯片为氮化铟镓andium-Gallium-Nitride，InGaN)系的元件，其是通过在透光性的蓝宝石(sapphire)元件基板上层叠发光层而制作。发光层是依序层叠η型氮化物半导体层、InGaN发光层及ρ型氮化物半导体层而形成。用于使电流流经发光层的电极包含在P型氮化物半导体层上由P型电极焊垫所形成的正(Plus)电极；以及在η型氮化物半导体层上由η型电极焊垫所形成的负(minus)电极。这些电极通过接合线(bonding wire) 17而电性连接于配线图案15。接合线17为金(Au)的细线，并经由以金(Au)为主成分的凸块(bump)而连接，以提高安装强度和降低LED裸芯片的损伤。多个发光元件12形成多列发光元件列120，该发光元件列120是沿着长度方向排列多个发光元件12而构成。本实施方式中，形成有沿长度方向延伸的2个发光元件列120。 以此方式而配设的各发光元件12中，电源连接器的正侧与安装焊垫1 相连接，安装焊垫 15a与发光元件12的正电极经由接合线17而连接，发光元件12的负电极与供电导体1 经由接合线17而连接，从而受到供电。在本实施方式中，接合线17沿着与发光元件列120 所延伸的方向正交的方向而配设。荧光体层13为具有透光性的合成树脂制，于本实施方式中为透明硅酮树脂制，且含有适量的掺杂有铺的钇铝石槽石(Yttrium Aluminum Garnet doped with Cerium, YAG Ce)等的荧光体。荧光体层13包含多个凸形荧光部130，在本实施方式中，所述荧光体层13 是分别包覆多个发光元件12的凸形荧光部130的集合体。凸形荧光部130形成为中央鼓起的圆顶(dome)形，其是在其下缘部与相邻的凸形荧光部130连续而形成。荧光体层13 沿着发光元件列120而形成为多列，于本实施方式中形成为2列，且包覆并密封各发光元件 12、接合线17。荧光体受到发光元件12发出的光激发，从而放射出与发光元件12的发光色为不同发光色的光。在发光元件12发出蓝色光的本实施方式中，为了使发光装置1出射白色光，而对于荧光体使用黄色荧光体，该黄色荧光体放射出与蓝色光存在补色关系的黄色系的光。荧光体层13为柔软的粘性流体，通过加热或放置固定时间而硬化。荧光体层13 在未硬化(imcured)的状态下对应于各发光元件12、接合线17而盛放。含有荧光体的荧光体层13的原料即透明硅酮树脂材料在粘度或量经调整的未硬化的状态下，从分配器 (dispenser)对应于各发光元件12以及接合线17而滴下。随后，通过加热或放置固定时间， 透明硅酮树脂材料硬化而成为荧光体层13。另外，荧光体层13既可以形成在多个发光元件12的整个安装范围内，而且也可以顺着发光元件列120而形成为线(line)状或点(dot) 状。其次，对发光元件12的安装密度进行说明。在本实施方式中，发光元件12以较佳的安装密度而安装在基板11上。安装密度是以下述方式进行考察。当设基板11上的发光元件12的安装平均密度为D，流经每1个发光元件12的电流〔mA〕为A，发光元件的实质的安装部的每Icm2的发光元件12的数量为B时，可认为安装平均密度D = AXB。详细内容后述，如果从结论来说，若基于改善热集中及亮度不均的观点，则可获得下述见解，即，发光元件安装部的每Icm2的发光元件的数量B为0. 4以上，优选为1. 5以上，且安装平均密度D较佳为58 334的值，更优选为58 150的值。具体而言，在本实施方式中，流经每1个发光元件12的电流A[mA]为30mA，发光元件的实质的安装部的每Icm2的发光元件12的数量B为4. 74个。因此，安装平均密度D = A (30mA) XB (4. 74个)为142. 2而较佳，包含在更优选的范围内。对于发光元件的实质的安装部的每Icm2的发光元件12的数量B，更详细而言是以下述方式而算出。首先，如图1所示，发光元件12是以大致等间隔而每1列安装有M个， 在1个基板11上有2列发光元件列120，因此在基板11上安装有合计108个发光元件12。 因此，发光元件12的合计数P为108。沿着发光元件列120的各发光元件12的间隔Ll为 4 [mm]，发光元件列彼此的间隔Wl为8[mm]。而且，发光元件的安装部的全长L为19 [cm]。 发光元件的安装部的宽度W是将发光元件列彼此的间隔Wl加上1列中的发光元件12彼此的间隔Ll所得的值(12mm)。发光元件的安装部的面积S以WlXLl算得为22. 8 [cm2]，因此通过将发光元件12 的合计数P除以该S，从而算出实质的安装部的每l[cm2]的发光元件12的数量B。发光元件的实质的安装部在以大致相同且均质的图案而安装有发光元件12的情况下，是以发光元件12的安装范围作为对象，而在随机或以不均的密度而安装有发光元件 12的情况下，是以安装密度分布的重心值作为对象。例如，在发光元件12呈线状安装有1列的情况下，将以发光元件的平均安装间隔 Ll为宽度W且在发光元件列120所延伸的方向上较长的长方形的范围作为安装部。而且， 在线状的发光元件列120形成为多列的情况下、或以具有高密度部分和低密度部分的方式而形成有多个群的情况下或者基于此的情况下，只要这些列或群之间不超过发光元件的平均安装间隔Ll的10倍，则也可以视为相连的安装范围，并将发光元件的平均安装间隔Ll 加上列间的间隔Wl所得的值设为总宽度W。如果列彼此或群彼此的间隔超过各列中或各群中的发光元件的平均安装间隔Ll的10倍，则也可以将各列或各群等各别地视为一个单位， 并将各列或各群作为各别的安装范围。根据如上所述的发光装置1，发光元件12的平均安装密度D被设定为较佳的值，因此基板11中的发光元件12的安装部分的热集中得以缓和，并且亮度不均也得以减轻。容易适用相对较廉价且导热性低的玻璃环氧基板(FR-4)或玻璃复合基板(CEMD。而且，也可以省略应设置在未安装发光元件12的基板11的背面侧的散热构件，或者简化包含散热构件的散热结构。另外，本实施方式不妨适用导热性良好的金属制的基底基板或者配设散热构件。 通过适用这些金属制的基底基板或散热构件，散热性能确实地提高。其次，参照图4至图6来说明将发光元件12作为光源的荧光灯型灯2。该灯2在内部具备前述的发光装置1，且具有与现有的直管型荧光灯同样的尺寸及外形，因此，在结构上相对于同型的直管型荧光灯而具有兼容性。本实施方式中，具有与40W的直管型荧光灯同样的尺寸及外形。图4及图5所示的灯2具备外观为细长的棒状的本体21、发光装置1以及灯头22。 本体21形成为内部具有空间的圆筒，是对透光性的合成树脂材料进行挤出成形而制作。4 个发光装置1，具体而言为4片基板11在同一面内沿着长度方向排列而安装在本体21的内部。本体21的成形方法并无特别限定。例如，本体21也可以是将2个半圆筒状的构件予以结合而构成。进而，只要在内部能够形成足以装入发光装置1的空间即可，因此横切本体 21的长度方向的剖面也可以是四边形状，形状不受限定。较为理想的是构成为，在本体21中，具有透光性的部分在其周方向的表面积中至少确保4成以上，优选确保7成以上。由此，为了使光透过并放射到外部，在发光装置1中与安装有发光元件12的区域相向的范围不会过窄，而确保适当。在图6中，在本体21的内表面的大致中央，对置地形成有支撑基板11的一对支撑突起21a。该支撑突起21a形成为沿着本体21的长度方向的轨(rail)状。支撑突起21a 也可以利用其他成形方法而部分地形成。灯头22例如是遵照G13型之类的规格的灯头，且构成为可安装到现有的直管型荧光灯所安装的照明器具的灯座(sOCket)32中。灯头22分别具有设在本体21的两端部且从端面突出的一对端子销(Pin) 22a、22b。灯头22为金属制，但一对端子销22a、22b彼此电性绝缘。在图9中示于左侧的一对端子销2 连接于基板11的配线图案15，通过插入灯座32中而对发光元件12供给电力。在图9中示于右侧的一对端子销22b中的一个端子销 22b通过连接构件而连接于基板11，通过将灯头22插入灯座32内而接地。另外，既可以使一对端子销22b中的任一者接地，也可以使一对端子销22b双方接地。因此，当将灯头22连接于灯座32时，即使不考虑方向性，灯2也能确实地接地。而且， 灯2也可以在结构上与现有的荧光灯不具有兼容性。例如，具备发光元件12的荧光灯型灯 2具备专用的灯头，照明装置也可以具备与此适合的灯座以及点灯装置。其次，参照图7至图9来说明安装有图4至图6所示的荧光灯型灯2的照明装置 3。图7及图8所示的照明装置3作为照明器具而设置在天花板面上。该照明装置3具备 包含冷轧钢板等的细长的大致长方体形状的本体31 ；以及安装在该本体31中的灯2。本体 31具有与安装直管型荧光灯的现有的照明器具基本上相同的结构，在两端部所准备的灯座 32中安装灯2的灯头22。本体31为具有向下方打开的开放部的箱形，且具备安装在两端部的灯座32 ；收容在本体31内的点灯装置33及端子台34 ；以及覆盖开放部而安装的反射板35。灯座32为也对应于现有的直管型荧光灯的灯座，如图8所示至少具备与灯2的端子销(pin) 22a、22b连接的供电端子32a、32b。在图8中示于左侧的灯座32的供电端子3 连接于电源导线36，以对灯2的发光装置1供给电力。而且，在图8中示于右侧的灯座32 的供电端子32b的一个连接于螺固至本体31的接地线37。本体31是与端子台34的接地端子电性连接，因此连接有接地线37的供电端子32b接地。灯座32的另一个供电端子32b 即使插入灯座32也无任何连接。点灯装置33如图9所示般连接于商用交流电源AC，将由该交流电源AC获得的电力转换成直流输出。点灯装置33具有连接于全波整流电路的输出端子间的平滑电容器，且具有连接于该平滑电容器的直流电压转换电路及电流检测机构。导线39从该点灯装置33 如图8所示般导出，并经由以连接器38接线的电源导线36而连接于灯座32的供电端子 32a。端子台34连接有电源线或接地线，并通过导线而与图8所示的点灯装置33连接。反射板35具有反射面，且覆盖本体31的开放部而安装。而且，长度方向的两端部
9具有嵌合于灯座32的切口部。如图9的接线图所示，点灯装置33连接于商用交流电源AC， 点灯装置33的输出被供给至灯2的发光元件12。此时，点灯装置33的输出从灯座32经由灯头22的一对端子销2 而供给至基板11、发光元件12。未连接于点灯装置33的灯头 22的端子销22b中的一个端子销2 经由灯座32而接地。在以上述方式构成的照明装置3中，当对点灯装置33供给交流电力时，从导线39、 电源导线36、灯座32、灯头22经由基板11而对发光元件12供给直流电力，各发光元件12 发光。从发光元件12出射的光透过灯2的透光性的本体21而出射至下方，以照亮规定范围。根据本实施方式的照明装置3，可适用在结构上与现有的荧光灯具有兼容性的灯 2。该灯2中的发光元件12的平均安装密度D被设定为较佳的值，因此可提供下述照明装置3，该照明装置3的热集中于基板11中的发光元件12的安装部分的现象得以缓和，并且亮度不均也得以减轻。当制作上述实施方式的发光装置1时，本发明人等准备各种发光装置来进行实验。参照图IOA至图12C来说明其中的一部分。各图表示内置发光元件作为光源的荧光灯型灯2，图IOA至图IOC表示比较例，图IlA至图IlC表示实例1，图12A至图12C表示实例 2。图10A、图11A、图12A是横切灯2的长度方向的剖面图。图10B、图11B、图12B是沿着灯2的长度方向的端部的剖面图。图10C、图11C、图12C是沿着与基板11平行的面的灯2 的端部的剖面图。各图中，对于具有与上述实施方式相同功能的部分标注相同的符号，并省略详细的说明。在图IOA至图IOC所示的比较例的灯2中，基板11为玻璃环氧基板(FR-4)，长度尺寸为200mm，宽度尺寸为27mm。基板11沿长度方向以IOmm的间隔而安装着多个表面安装型的LED封装12p。灯2在形成为内径^mm的圆筒且具有扩散性及透光性的本体21内， 沿长度方向排列而具有4个基板11。各LED封装分别被施加M[V]的电压，流经有30[mA]的电流。当将成为该条件的电力供给至灯2时，LED封装12p发光，由此使LED封装12p的最高温度将达到100°C。而且，沿着灯2的本体21的外表面相对于使沿长度方向排列的LED封装12p的中心垂直地通过基板11的面而交叉的线，对灯2的最大亮度进行计测的结果是，其偏差为30%。其次，在图IlA至图IlC所示的实例1的灯2中，基板11为玻璃环氧基板(FR-4)， 长度尺寸为200mm，宽度尺寸为27mm。基板11是将LED裸芯片即多个发光元件12排列成沿着长度方向的3列而安装。各列中的发光元件12的长度方向的间隔Ll为4mm，列间的间隔 Wl 为 12mm。各发光元件12分别被施加3[V]的电压，流经有30[mA]的电流。此处，发光元件的安装部中的每l[cm2]的发光元件的数量B为2. 7，平均安装密度D为80. 4。与比较例同样地，实例1的灯2在形成为内径^mm的圆筒且具有扩散性及透光性的本体21内，沿长度方向排列而具有4个上述条件的基板11。输入电力[W]是与比较例相同。当将与比较例为相同条件的输入电力[W]供给至实例1的灯2时，发光元件12的发光期间内的1个发光元件12的最高温度将达到70°C。而且，沿着灯2的本体21的外表面相对于使沿长度方向排列的发光元件12的中心垂直地通过基板11的面而交叉的线，对灯2的最大亮度进行计测的结果是，其偏差为3%。
继而，在图12A至图12C所示的实例2的灯2中，与实例1同样地，基板11为玻璃环氧基板(FR-4)，长度尺寸为200mm，宽度尺寸为27mm。基板11是将LED裸芯片即多个发光元件12排列成沿着长度方向的1列而安装。列中的发光元件12的长度方向的间隔Ll 为 3mm0各发光元件12分别被施加3[V]的电压，流经有30[mA]的电流。此处，发光元件的安装部中的每l[cm2]的发光元件的数量B为11.1，平均安装密度D为333。实例2的灯 2在形成为内径^mm的圆筒且具有扩散性及透光性的本体21内，沿长度方向排列而具有4 个上述条件的基板。当将与比较例以及实例1为相同条件的输入电力供给至实例2的灯2时，发光元件12的发光期间内的1个发光元件12的最高温度将达到45°C。而且，沿着灯2的本体21 的外表面相对于使沿长度方向排列的发光元件12的中心垂直地通过基板11的面而交叉的线，对灯2的最大亮度进行计测的结果是，其偏差为4%。上述实验的结果是，相对于安装有LED封装12p的比较例，在以固定的安装密度D 而安装有包含LED裸芯片的发光元件12的实例1及实例2中，发光中的发光元件12的温度变低。而且，灯2的外表面的最高亮度的偏差也变小，因此可知实例1以及实例2的灯2 能够减轻亮度不均。其次，参照图13至图16，对包括上述实例1及实例2在内的相对于发光装置1的平均安装密度D的发光元件的温度[°C ]、相对于安装部的单位面积的发光元件的数量B的最大亮度差]进行说明。首先，图13及图14是以与实例1同样地将发光元件12安装成3列的发光装置1 作为对象。准备对发光元件列120所延伸的方向上的发光元件12彼此的间隔进行了改变的(a) (e)的5种发光装置1。(a) (e)的发光装置1的平均安装密度D及安装部的每 l[cm2]的发光元件的数量B分别如以下所示。在(a)中，0 = 46、8 = 0.2，在(b)中，D = 58、B = 0. 5，在(c)中，D = 70、B = 1. 2，在(d)中，D = 80、B = 2. 7，在(e)中，D = 80、B =5. 5。(d)相当于实例1。在(a) (e)中，输入电力[W]均相同。在图13中，横轴表示平均安装密度D，纵轴表示发光元件的温度[°C ]。如图13所示，随着平均安装密度D的值变大，发光元件的温度存在下降的倾向。(a)的情况下的发光元件的温度为115°C，与此相对，(e)的情况下的发光元件的温度为68°C，比(a)要低。在图14中，横轴表示发光元件的安装部的每l[cm2]的发光元件的数量B，纵轴表示最大亮度差[%]。如图14所示，随着安装部的每l[cm2]的发光元件的数量B变多，最大亮度差(％ )存在变小的倾向。但是，在(a)的情况下，最大亮度差]相对较大，为 40%。图15及图16是以与实例2同样地将发光元件安装成1列的发光装置1作为对象。 与图13以及图14的情况同样地，准备对发光元件列120所延伸的方向上的发光元件12彼此的间隔进行了改变的(a) (e)的5种发光装置1。(a) (e)的发光装置的平均安装密度D及安装部的每l[cm2]的发光元件的数量B分别如以下所示。在(a)中，D = 40、B =0. 2，在(b)中，D = 66、B = 0. 4，在(c)中，D = 124, B = 1. 6，在(d)中，D = 333, B = 11. 1，在(e)中，D = 663,B = 44. 2。(d)相当于实例2。在(a) (e)中，输入电力[W]均相同。
在图15中，横轴表示安装平均密度D，纵轴表示发光元件的温度[°C ]。如图15所示，随着平均安装密度D的值变大，发光元件的温度存在下降的倾向。图15的任一情况下， 发光元件的温度均为100°C以下。在图16中，横轴表示发光元件的安装部的每l[cm2]的发光元件的数量B，纵轴表示最大亮度差[%]。如图16所示，随着安装部的每l[cm2]的发光元件的数量B变多，最大亮度差]存在变小的倾向。但是，在(a)的情况下，最大亮度差]较大，为55%。发明人等基于上述实施方式以及图13至图16所示的实验结果，根据改善热集中及亮度不均的观点进行观察，就发光元件12的平均安装密度D的范围追加考察。其结果， 获得如下见解，即，当发光元件的安装部的每1 [cm2]的发光元件的数量B为0. 4以上，优选为1. 5以上，且平均安装密度D为58 334的范围，优选为58 150的范围时，可抑制发光元件的发热，且改善亮度不均。进而，当进一步就多个发光元件12的输入电力[W]进行考察时，可确认的是，当将多个发光元件12的输入电力[W]设为Ip，将基板11上的面积[cm2]设为S时，在Ip/S为 0. 05 0. 28的情况下，热集中得到有效抑制。在上述实施方式中，照明装置3是以安装着用来内置发光装置1的荧光灯型灯2 的形式的照明装置为例进行了说明。只要是用来内置满足上述条件的发光装置1的照明装置，则也可以是图17所示的照明装置4。图17表示设置于天花板面而使用的天花板直装型的照明装置4。照明装置4具备细长的大致长方体形状的盒体(caseMi，且在该盒体41中装备有多个发光装置1。在图17 所示的照明装置4的情况下，2个发光装置1呈直线状配置及连接。具备电源电路的电源单元(unit)内置在盒体41中。盒体41在向下方打开的开口部上具有前表面罩(COVer)42， 该前表面罩42具有扩散性。发光装置1也可以适用于图17所示的照明装置4，此时也能达成所期待的效果。本发明并不限定于上述各实施方式的结构，在不脱离发明的主旨的范围内可实施各种变形。例如，发光元件(light emitting element)是指LED或有机电致发光 (Electroluminescence,EL)元件等的固态发光元件。而且，发光元件的个数并无特别限定。 发光色为红色、绿色或蓝色等白色以外的发光色的发光元件也能够适用作发光元件。进而， 作为照明装置，可以适用于灯、在室内或室外使用的照明器具、显示器(display)装置等。
权利要求
1.一种发光装置，包括基板；以及多个发光元件，安装在该基板上，所述发光元件是以下述方式而配置，即，当设基板上的发光元件的平均安装密度为D， 流经1个发光元件的电流为A[mA]，所述发光元件的实质上的安装部的每单位面积[cm2]的发光元件的数量为B，且具有D = AXB的关系时，满足所述安装部的每单位面积的发光元件的数量B为0. 4以上，平均安装密度D为58 334的条件。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述发光元件是以下述方式而配置，即，当设多个所述发光元件的输入电力为Ip[W]， 基板上的面积为S[cm2]时，满足Ip/S为0. 05 0. 28的条件。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述发光元件配置成至少1列发光元件列，该至少1列发光元件列排列成相邻的发光元件彼此的间隔为固定的直线状。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其中当所述发光元件配置成至少2列所述发光元件列时，相邻的所述发光元件列彼此以相对于各列中相邻的发光元件彼此的间隔为10倍以内的间隔而配置。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其中所述基板包含导热性相对较低的材料。
6.根据权利要求1所述的发光装置，更包括荧光体层，含有受所述发光元件放射的光激发而发光的荧光体，通过形成为中央鼓起的圆顶形的凸形荧光部来分别覆盖所述发光元件。
7.根据权利要求6所述的发光装置，其中所述凸形荧光部在其下缘部是与相邻的所述凸形荧光部相连地形成。
8.一种照明装置，其特征在于包括本体；以及权利要求1至7中任一项所述的发光装置，配置在所述本体上。
全文摘要
一种发光装置(1)，包括基板(11)以及安装在该基板(11)上的多个发光元件(12)。发光元件(12)是以下述方式而配置，即，当设基板(11)上的发光元件(12)的安装平均密度为D，流经1个发光元件(12)的电流为A[mA]，发光元件(12)的实质的安装部的每单位面积[cm2]的发光元件(12)的数量为B，且具有D＝A×B的关系时，满足安装部的每单位面积[cm2]的发光元件(12)的数量B为0.4以上，安装平均密度D为58～334的条件。
文档编号F21Y101/02GK102418862SQ20111028853
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月26日 优先权日2010年9月27日
发明者上村幸三, 别田惣彦, 松田周平, 涉泽壮一, 熊谷昌俊, 西村洁 申请人:东芝照明技术株式会社