JP2008084990A

JP2008084990A - 発光装置及び照明器具

Info

Publication number: JP2008084990A
Application number: JP2006261512A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Tanaka; 健一郎田中
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】製造コストを下げつつ色むらが抑制できる発光装置及び照明器具を提供する。
【解決手段】各ＬＥＤチップ１０の光軸Ｌは、実装部１１の実装面１１ａが底面に対して傾斜していることで平行とならず、カバー１４の厚み方向におけるほぼ中央で互いに交差する。故に、従来例のように平板状の実装基板に並べて複数のＬＥＤチップが実装される場合と比較して、各ＬＥＤチップ１０が放射する光を混色する範囲が広くなって色むらが抑制できる。しかも、全体としては光の照射範囲が狭まるため、ＬＥＤチップ１０から放射される光を拡散するための拡散部１６をカバー１４の天頂部分にだけ設ければよく、従来例のようにカバー１４全体に拡散部材１６ａを混入する必要がないことから拡散部１６が小さくて済むために製造コストを下げることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオードのような固体発光素子を光源とする発光装置及び照明器具に関するものである。

従来、白色光を得る発光装置として、例えば、青色光、赤色光、緑色光を各々放射する３種類の固体発光素子（ＬＥＤチップ）と、これら３種類のＬＥＤチップが実装される平板状の実装基板と、透光性材料によりガラスビーズのような拡散部材とともにＬＥＤチップを封止してなる封止部とを備え、拡散部材で拡散された青色光、赤色光、緑色光を混色することで白色光を外部に照射するものがある（特許文献１参照）。
特開２００２−２８０６１７号公報

ところで、上記従来例のように複数の固体発光素子（ＬＥＤチップ）が平板状の実装基板に並べて実装された構造においては、各固体発光素子の光軸が概ね平行となるために各色の光を混色する範囲が狭くなって色むらが生じやすくなってしまう。そのために上記従来例のようにＬＥＤチップを封止する封止部にガラスビーズのような拡散部材を均一に配置しなければならず、多量の拡散部材が必要となってしまうために製造コストが高くなるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、製造コストを下げつつ色むらが抑制できる発光装置及び照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、互いに波長の異なる光を放射する複数の固体発光素子と、これら複数の固体発光素子が実装される実装部と、透光性材料により固体発光素子を封止してなる封止部と、封止部に設けられて固体発光素子から放射される光を拡散させる拡散部とを備え、実装部は、複数の固体発光素子の光軸が互いに交差するように少なくとも１つの固体発光素子が他の固体発光素子に対して傾けて実装されることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、複数の固体発光素子から放射される光を拡散部に集光する集光部を備えたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、封止部は、拡散部で拡散された光を配光する配光部が一体に設けられてなることを特徴とする。

請求項４の発明は、上記目的を達成するために、請求項１〜３の何れか１項の発光装置と、１乃至複数の発光装置を支持する器具本体とを備えたことを特徴とする。

請求項１並びに請求項４の発明によれば、複数の固体発光素子の光軸が互いに交差するように少なくとも１つの固体発光素子が他の固体発光素子に対して傾けて実装部に実装されるので、従来例のように平板状の実装基板に並べて複数の固体発光素子が実装される場合と比較して、各固体発光素子が放射する光を混色する範囲が広くなって色むらが抑制でき、しかも、全体としては光の照射範囲が狭まることから拡散部が小さくて済むために製造コストを下げることができる。

請求項２の発明によれば、集光部によって拡散部に光を集光するので、効率よく混色することができるとともに、拡散部を小型化することができて配光制御が容易になる。

請求項３の発明によれば、混色された光を配光部によって配光するので、別に配光部材を設ける必要がなく、発光装置を使った照明器具等の小型化が図れる。

以下、図面を参照して本発明に係る発光装置と照明器具の実施形態について詳細に説明する。

図１（ａ）は本実施形態の発光装置の一部破断した斜視図、同図（ｂ）は断面図をそれぞれ示している。

本実施形態の発光装置は、互いに波長の異なる光を放射する複数（図示例では３つ）のＬＥＤチップ１０と、これら３つのＬＥＤチップ１０が実装された実装部１１と、実装部１１が載置され且つ固定される基台１２と、各ＬＥＤチップ１０および個々のＬＥＤチップ１０に接続されたボンディングワイヤ（図示せず）を封止する封止部１３とを備えている。なお，３つのＬＥＤチップ１０は、青色、赤色、緑色の３種類の光をそれぞれ放射するＧａＮ系青色ＬＥＤチップ、ＧａＡｓ系赤色ＬＥＤチップ、ＧａＰ系緑色ＬＥＤチップである。

実装部１１は、直角三角形の鋭角となる頂点から離間した位置を通る中心線の回りに当該直角三角形を回転させてできる回転体の形状を有し、基台１２に載置される底面が平坦面であって、当該底面に対してＬＥＤチップ１０が実装される実装面１１ａが傾斜している。３つのＬＥＤチップ１０は、実装部１１の実装面１１ａ上に等間隔に並べて実装され、実装面１１ａ上に形成されている導電パターン（図示せず）にアノード電極とカソード電極が各々図示しないボンディングワイヤで接続される。

封止部１３は、ＬＥＤチップ１０と実装部１１を内側に収納する形で基台１２に固定されるドーム状のカバー１４の内側に透明樹脂材料を充填して形成される。カバー１４は、シリコーン樹脂のような透明材料の成形品によってドーム形状に形成されており、内側に実装部１１を収める形で開口部の周縁が基台１２に対して接着される。そして、シリコーン樹脂やアクリル樹脂などの透明樹脂材料１５がカバー１４内に充填されることで封止部１３が形成される。

また、カバー１４の天頂部分（３つのＬＥＤチップ１０の光軸Ｌが交差する点を中心とした円形の部分）にはガラスビーズ等の拡散部材１６ａが混入されており、拡散部材１６ａが混入されている前記天頂部分がＬＥＤチップ１０から放射される光を拡散する拡散部１６となる。但し、図１（ｃ）に示すように拡散部材１６ａを混入する代わりにカバー１４の天頂部分における外側表面に断面形状略三角形の凹凸を形成することで拡散部１６を設けてもよい。なお、カバー１４の材料として用いる透明材料は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを採用してもよい。

而して、図１（ａ），（ｂ）に示すように各ＬＥＤチップ１０の光軸Ｌは、実装部１１の実装面１１ａが底面に対して傾斜していることで平行とならず、カバー１４の厚み方向におけるほぼ中央で互いに交差することになる。このように実装部１１の実装面１１ａに実装された３つのＬＥＤチップ１０の光軸Ｌがカバー１４の天頂部分に設けられた拡散部１６の位置で互いに交差するので、従来例のように平板状の実装基板に並べて複数のＬＥＤチップが実装される場合と比較して、各ＬＥＤチップ１０が放射する光を混色する範囲が広くなって色むらが抑制できる。しかも、全体としては光の照射範囲が狭まるため、ＬＥＤチップ１０から放射される光を拡散するための拡散部１６をカバー１４の天頂部分にだけ設ければよく、従来例のようにカバー１４全体に拡散部材１６ａを混入する必要がないことから拡散部１６が小さくて済むために製造コストを下げることができる。

ここで、図２（ａ）に示すように３つのＬＥＤチップ１０から放射される光を各々拡散部１６に集光する３つの集光部１７を封止部１３に設けてもよい。これら３つの集光部１７は、カバー１４の天頂部分における内側より突出し、ＬＥＤチップ１０と対向する入射面が凸曲面状に形成された凸レンズからなり、ＬＥＤチップ１０から放射される光を各々拡散部１６に集光する。このように集光部１７を設けることによって効率よく混色することができるとともに、拡散部１６を小型化することができて配光制御が容易になるという利点がある。

さらに、図２（ｂ）に示すように拡散部１６で拡散された光を配光する配光部１８を封止部１３と一体に設けても構わない。図示例の配光部１８は、カバー１４の天頂部分（拡散部１６）の外側に突出し且つ先端面が凸曲面状に形成された凸レンズからなる。このように拡散部１６を通して混色された光（白色光）を配光部１８によって配光すれば、別途配光部材を設ける必要がなく、発光装置を使った照明器具等の小型化が図れるという利点がある。

なお、実装部１１の形状は本実施形態のものに限定されるものではなく、複数のＬＥＤチップ１０の光軸Ｌが互いに交差するように実装可能であれば、どのような形状であっても構わない。また、実装部１１に実装されるＬＥＤチップ１０の個数並びに発光色の種類も３つに限定されるものではなく、２つあるいは４つ以上のＬＥＤチップ１０を実装部１１に実装しても良いし、青色、赤色、緑色に加えて橙色や黄色の光を放射するＬＥＤチップ１０を実装しても良い。

図３は本実施形態の照明器具を示す一部省略した斜視図である。この照明器具は所謂ダウンライトであって、有底円筒形の器具本体１００の底面１００ａに、上述した複数の発光装置１が取り付けられ、ガラスや透明樹脂材料からなる保護カバー（図示せず）によって器具本体１００の開口面が閉塞されて構成される。但し、本発明に係る照明器具はダウンライトに限定されるものではない。

本発明に係る発光装置の実施形態を示し、（ａ）は一部破断した斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は拡散部の他の構造を示す部分断面図である。（ａ）は集光部を設けた場合の同上の断面図、（ｂ）は集光部と配光部を設けた場合の同上の断面図である。本発明に係る照明器具の実施形態を示す要部の斜視図である。

符号の説明

１０ＬＥＤチップ
１１実装部
１１ａ実装面
１３封止部
１４カバー
１６拡散部

Claims

互いに波長の異なる光を放射する複数の固体発光素子と、これら複数の固体発光素子が実装される実装部と、透光性材料により固体発光素子を封止してなる封止部と、封止部に設けられて固体発光素子から放射される光を拡散させる拡散部とを備え、
実装部は、複数の固体発光素子の光軸が互いに交差するように少なくとも１つの固体発光素子が他の固体発光素子に対して傾けて実装されることを特徴とする発光装置。
複数の固体発光素子から放射される光を拡散部に集光する集光部を備えたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
封止部は、拡散部で拡散された光を配光する配光部が一体に設けられてなることを特徴とする請求項１または２記載の発光装置。
請求項１〜３の何れか１項の発光装置と、１乃至複数の発光装置を支持する器具本体とを備えたことを特徴とする照明器具。