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      發(fā)光模塊及照明裝置的制作方法

      文檔序號:11369785閱讀:336來源:國知局
      發(fā)光模塊及照明裝置的制造方法

      本實用新型的實施方式涉及一種發(fā)光模塊及使用了該發(fā)光模塊的照明裝置。



      背景技術(shù):

      有一種發(fā)光模塊,其具備放射光顏色互不相同的多種發(fā)光元件。在這種發(fā)光模塊中,通過對每種發(fā)光色的發(fā)光元件進行點亮與熄滅控制,從而能夠照射出所有顏色(全色)的光。

      全色是指在x、y色度圖上能夠使用三原色進行再現(xiàn)的顏色,其需要有波長互不相同的至少三種以上的發(fā)光元件(例如,放射出紅色光的發(fā)光元件、放射出綠色光的發(fā)光元件以及放射出藍(lán)色光的發(fā)光元件)。并且,為了獲得多種發(fā)光顏色,還需要有放射出黃色光的發(fā)光元件、放射出橙色光的發(fā)光元件或放射出深藍(lán)色光的發(fā)光元件等。

      但是,由于每種發(fā)光元件的電特性不同,因此,為了能夠?qū)γ糠N發(fā)光顏色的發(fā)光元件進行點亮與熄滅控制,需要在安裝有發(fā)光元件的基板上設(shè)置與發(fā)光元件的種類數(shù)相當(dāng)?shù)谋舜霜毩⒌呐渚€圖案及針對發(fā)光元件的種類而規(guī)格不同的電源。因此,若針對電特性互不相同的各個發(fā)光元件使用同一規(guī)格的電源,則會產(chǎn)生電源效率下降的問題。

      專利文獻1:日本特開平8-125229號公報



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      本實用新型要解決的課題在于提供一種發(fā)光模塊及照明裝置,其能夠用同一規(guī)格的電源驅(qū)動放射光顏色互不相同的各種發(fā)光元件,并且能夠抑制產(chǎn)生顏色不均。

      實施方式的發(fā)光模塊具有:基板;多個主發(fā)光元件,其至少具有波長互不相同的三種以上發(fā)光元件;副發(fā)光元件,其照射出在x、y色度圖上未包含在由所述主發(fā)光元件再現(xiàn)的色度范圍的光。與主發(fā)光元件相比,副發(fā)光元件的頂面的表面積更小,而且以使施加于所述副發(fā)光元件的電壓與施加于所述主發(fā)光元件的電壓成為同等程度的方式選定所述副發(fā)光元件的個數(shù)。

      根據(jù)本實用新型的實施方式,期待在使用了多種發(fā)光元件的發(fā)光模塊中能夠用同一規(guī)格的電源驅(qū)動各種發(fā)光元件,并且抑制產(chǎn)生顏色不均。

      附圖說明

      圖1是表示實施方式的發(fā)光模塊的俯視圖。

      圖2是沿圖1的A-A線的剖視圖。

      圖3是表示實施方式的發(fā)光模塊的x、y色度圖的圖。

      圖4是表示使用了三種主發(fā)光元件與副發(fā)光元件的發(fā)光模塊的x、y色度圖的圖。

      圖5是表示實施方式的發(fā)光模塊的發(fā)光元件的使用個數(shù)與施加電壓之間的關(guān)系的圖表。

      圖6是表示實施方式的發(fā)光模塊的變形例的俯視圖。

      圖7是表示實施方式所涉及的照明裝置的剖視圖。

      圖中:1-發(fā)光模塊;10-基板;20r、20g、20b、20c、20y、20o-主發(fā)光元件;20i-副發(fā)光元件;30-框部;20w-照射白色光的發(fā)光元件;100-照明裝置;111-框體。

      具體實施方式

      以下,參照附圖對實施方式的結(jié)構(gòu)進行說明。

      圖1是用于例示實施方式所涉及的發(fā)光模塊1的俯視圖。另外,為了便于說明,圖1中省略圖示了密封部40及配線圖案12等。

      圖2是沿圖1的A-A線的剖視圖。

      如圖1及圖2所示,發(fā)光模塊1設(shè)置有基板10、發(fā)光部20、框部30以及密封部40。

      基板10具有基體11以及配線圖案12。

      基體11呈板狀?;w11優(yōu)選使用導(dǎo)熱系數(shù)較高的材料制成。作為導(dǎo)熱系數(shù)較高的材料,例如可以使用陶瓷等無機材料或用絕緣性材料包覆金屬板的表面而成的材料。另外,作為陶瓷,可以使用氧化鋁或氮化鋁。在使用絕緣性材料包覆金屬板的表面時,絕緣性材料可以使用由有機材料構(gòu)成的絕緣性材料,也可以使用由無機材料構(gòu)成的絕緣性材料。

      配線圖案12具有安裝焊盤12a、配線部12b、導(dǎo)電孔12c以及輸入端子12d。安裝焊盤12a設(shè)置在基體11的一個面上并且設(shè)置在框部30的內(nèi)側(cè)。

      配線部12b設(shè)置在基體11的與設(shè)置有安裝焊盤12a的面相反一側(cè)的另一個面上。配線部12b與導(dǎo)電孔12c及輸入端子12d電連接。

      導(dǎo)電孔12c沿厚度方向貫穿基體11。導(dǎo)電孔12c的一側(cè)端部與安裝焊盤12a電連接。導(dǎo)電孔12c的另一側(cè)端部與配線部12b電連接。

      由此,能夠簡化在基體11的設(shè)置有安裝焊盤12a的面上的配線,能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光元件的高密度安裝。

      與配線部12b相同,輸入端子12d也設(shè)置在基體11的與設(shè)置有安裝焊盤12a的面相反一側(cè)的另一個面上。輸入端子12d的配置位置并不受特別限定。輸入端子12d例如可以設(shè)置在基體11的周緣附近。

      另外,配線部12b及輸入端子12d也可以設(shè)置在基體11的設(shè)置有安裝焊盤12a的面上。此時,無需形成導(dǎo)電孔12c。

      另外,輸入端子12d也可以設(shè)置在框部30的外側(cè)。

      而且,針對每一種發(fā)光元件(后述的發(fā)光元件20r~20i)設(shè)置有一組的安裝焊盤12a、配線部12b、導(dǎo)電孔12c以及輸入端子12d。

      而且,基體11可以是圖2所示的單層結(jié)構(gòu),也可以是多層結(jié)構(gòu)。

      針對配線圖案12的材料而言,只要是導(dǎo)電性材料均可,其并不受特別限定。配線圖案12的材料例如可以使用銀、銅、金、鎢等金屬。在基體11的材料使用陶瓷的情況下,例如可以使用LTCC(Low Temper atureCo-fired Ceramics/低溫共燒陶瓷)法來形成基板10。例如,可以以900℃以下的溫度同時對基體11和配線圖案12進行燒成從而形成基板10。

      另外,還可以在基板10的與設(shè)置有發(fā)光部20的面相反一側(cè)的面上設(shè)置散熱器(未圖示)。散熱器可以經(jīng)由導(dǎo)熱性潤滑脂或焊料與基板10連接。通過設(shè)置散熱器,能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光部20中產(chǎn)生的熱量的傳導(dǎo)或分散。因此,能夠加大施加到發(fā)光部20的電力,所以能夠加大從發(fā)光模塊1照射出的光的光量。并且,由于容易確保熱傳導(dǎo)路徑,因此能夠抑制密封部40甚至發(fā)光部20的溫度上升。

      發(fā)光部20具有主發(fā)光元件20r、20g、20b、20c、20y、20o以及副發(fā)光元件20i。發(fā)光元件20r、20g、20b、20c、20y、20o、20i均設(shè)置在基板10的一個面上。

      發(fā)光元件20r放射出紅色系的光。發(fā)光元件20r是放射出光的峰值波長為610nm以上且660nm以下的光的發(fā)光元件。發(fā)光元件20g放射出綠色系的光。發(fā)光元件20g是放射出光的峰值波長為500nm以上且540nm以下的光的發(fā)光元件。發(fā)光元件20b放射出藍(lán)色系的光。發(fā)光元件20b是放射出光的峰值波長為470nm以上且485nm以下的光的發(fā)光元件。發(fā)光元件20c放射出藍(lán)綠色的光。發(fā)光元件20c是放射出光的峰值波長為490nm以上且500nm以下的光的發(fā)光元件。

      發(fā)光元件20y放射出黃色系的光。發(fā)光元件20y是放射出光的峰值波長為570nm以上且590nm以下的光。發(fā)光元件20y具備放射出藍(lán)色系光的發(fā)光元件以及設(shè)置在發(fā)光元件的光放射面且發(fā)出黃色系的熒光的熒光體。發(fā)光元件20o放射出橙色系的光。發(fā)光元件20o放射出光的峰值波長為590nm以上且620nm以下的光。發(fā)光元件20o具備放射出藍(lán)色系的光的發(fā)光元件以及設(shè)置在發(fā)光元件的光放射面且發(fā)出琥珀色的熒光的熒光體。

      并且,發(fā)光元件20i為副發(fā)光元件,其放射出深藍(lán)色的光。發(fā)光元件20i是放射出光的峰值波長為445nm以上且460nm以下(比主發(fā)光元件的峰值波長更短)的光的發(fā)光元件。

      發(fā)光元件20r~20i采用COB(Chip on Board/板上芯片)方式安裝在安裝焊盤12a上。發(fā)光元件20r~20i經(jīng)由銀漿料或銀納米漿料等而接合在安裝焊盤12a上。發(fā)光元件20r~20i可以使用上下電極型的發(fā)光元件或倒裝片型的發(fā)光元件等。

      在發(fā)光元件20r~20i為上下電極型的發(fā)光元件的情況下,發(fā)光元件20r~20i的基板10側(cè)的電極(下側(cè)電極)經(jīng)由無鉛焊料(SAC:SnAgCu等)、金錫(AuSn)合金漿料、銀漿料、銀納米漿料等導(dǎo)電性的接合材料與安裝焊盤12a電連接。發(fā)光元件20r~20i的與基板10側(cè)相反一側(cè)的電極(上側(cè)電極)經(jīng)由接線21與安裝焊盤12a電連接。配線21例如可以通過引線接合法來進行連接。

      在發(fā)光元件20r~20i為倒裝片型的發(fā)光元件的情況下,發(fā)光元件20r~20i的電極經(jīng)由無鉛焊料、金錫合金漿料、銀漿料、銀納米漿料等導(dǎo)電性的接合材料與安裝焊盤12a電連接。

      框部30形成為大致圓形形狀。框部30設(shè)置在基板10的設(shè)置有發(fā)光元件20r~20i的面上且包圍發(fā)光元件20r~20i??虿?0例如可以使用PBT(polybutylene terephthalate/聚對苯二甲酸丁二醇酯)或PC(polycarbonate/聚碳酸酯)等樹脂、或陶瓷等形成。

      并且,框部30并不是必需的,可以省去框部30。另外,在沒有框部30的情況下,密封部40的形狀例如可以形成為圓頂狀。

      密封部40由具有透光性的材料形成。密封部40例如可以由硅酮樹脂等透明樹脂形成。

      在該發(fā)光模塊1中,針對每種發(fā)光元件而設(shè)置的輸入端子12d上電連接有設(shè)置在發(fā)光模塊1的外部的未圖示的電源或控制裝置等。因此,在發(fā)光模塊1中,針對按照放射光的顏色而分類的各種發(fā)光元件分別設(shè)置點燈電路并進行點亮與熄滅控制,由此照射出所有顏色(全色)的光。

      接下來,參照圖3對實施方式的發(fā)光模塊1的x、y色度圖進行說明。

      在實施方式中,使用發(fā)光元件20r、20g、20b、20c、20y、20o作為主發(fā)光元件,使用發(fā)光元件20i作為副發(fā)光元件。因此,如圖3所示,在x、y色度圖中,由主發(fā)光元件再現(xiàn)的范圍為圖中的斜線部,副發(fā)光元件20i位于未包含在由主發(fā)光元件再現(xiàn)的色度范圍的位置。

      作為實施方式,例示了設(shè)置有六種主發(fā)光元件20r、20g、20b、20c、20y、20o和副發(fā)光元件20i的情況,但是,也可以設(shè)置有具有波長互不相同的至少三種以上發(fā)光元件的多個發(fā)光元件(例如,放射出綠色光的發(fā)光元件20g、放射出藍(lán)色光的發(fā)光元件20b、放射出紅色光的發(fā)光元件20r)以及副發(fā)光元件(例如,放射出深藍(lán)色光的發(fā)光元件20i)。此時的x、y色度圖如圖4所示,在該圖4中,由主發(fā)光元件20r、20g、20b再現(xiàn)的范圍為圖中的斜線部,副發(fā)光元件20i位于未包含在由主發(fā)光元件再現(xiàn)的色度范圍的位置。如此,通過在未包含于由主發(fā)光元件再現(xiàn)的色度范圍的位置設(shè)置副發(fā)光元件,可以擴大能夠再現(xiàn)的色度范圍,能夠獲得多種光顏色。

      接下來,參照圖5對實施方式中的發(fā)光元件的使用個數(shù)與施加電壓進行說明。

      考慮到發(fā)光模塊1照射出白色系的光,在發(fā)光元件的頂面的表面積為長×寬=1.0mm×1.0mm=1.0mm2的情況下,發(fā)光元件20y、20o、20r的數(shù)量分別為28~32個左右,發(fā)光元件20b、20g、20c的數(shù)量分別為12個左右。對此,發(fā)光元件20i有6個即可。發(fā)光元件20r的施加電壓成為31~35V左右,發(fā)光元件20y、20o的施加電壓成為42~48V左右,發(fā)光元件20b、20g、20c的施加電壓成為36V左右,發(fā)光元件20i的施加電壓成為18V左右。由于發(fā)光元件20i的使用個數(shù)比其他發(fā)光元件少,因此其施加電壓變低。因此,若使用與其他發(fā)光元件的電源相同規(guī)格的電源,則電源效率會降低,因而需要特別設(shè)置發(fā)光元件20i專用的電源。

      對此,若將發(fā)光元件20i的頂面的表面積設(shè)為上述表面積的一半,即長×寬=0.5mm×1.0mm=0.5mm2,則每個發(fā)光元件20i的光輸出會變?yōu)樵瓉淼囊话胱笥?,所以發(fā)光元件20i的所需個數(shù)就會成為12個。但是,即使頂面的表面積發(fā)生變化,一個發(fā)光元件20i的施加電壓也不會發(fā)生變化,因此,發(fā)光元件20i的施加電壓會成為上述18V的兩倍(即36V)左右。由此,副發(fā)光元件20i的施加電壓成為主發(fā)光元件的施加電壓的一半以上且最大施加電壓以下的范圍,因此,能夠使副發(fā)光元件的施加電壓與主發(fā)光元件的施加電壓成為同等程度。

      另外,通過縮小發(fā)光元件20i的頂面的表面積以增加其使用個數(shù),能夠使發(fā)光元件20i廣泛地分散配置于發(fā)光面內(nèi)。

      在該實施方式的發(fā)光模塊1中,通過縮小發(fā)光元件20i的頂面的表面積并選定其使用個數(shù)以使其施加電壓與其他發(fā)光元件的施加電壓成為同等程度,從而可以使用同一規(guī)格的電源。

      并且,若縮小發(fā)光元件20i的頂面的表面積以增加使用個數(shù),則能夠?qū)⑵湓诎l(fā)光面內(nèi)廣泛地分散配置,因此,能夠抑制顏色混合時出現(xiàn)顏色不均的情況。

      接下來,參照圖6對變形例的發(fā)光模塊1A進行說明。另外,在圖6中,對與圖1相同的部分標(biāo)注相同的符號,并省略重復(fù)說明。在發(fā)光模塊1A中,在基板10上安裝有波長互不相同的多個主發(fā)光元件20r、20g、20b、20c和多個副發(fā)光元件20i,并且還安裝有多個照射出白色光的發(fā)光元件20w。

      發(fā)光元件20w具備放射出藍(lán)色系的光的發(fā)光元件以及設(shè)置在發(fā)光元件的光放射面且發(fā)出黃色系的熒光的熒光體。像發(fā)光元件20w那樣的具備藍(lán)色發(fā)光元件和黃色熒光體而照射出白色光的方式的發(fā)光效率較高。因此,由于發(fā)光模塊1A具有發(fā)光元件20w,因此其發(fā)光效率得到提高。

      在該實施方式的發(fā)光模塊中,同樣可以縮小發(fā)光元件20i的頂面的表面積并且選定其使用個數(shù)以使其施加電壓與其他發(fā)光元件的施加電壓成為同等程度,從而可以使用同一規(guī)格的電源。

      另外,在實施方式及變形例中,在縮小發(fā)光元件20i的頂面的表面積并且選定其使用個數(shù)以使其施加電壓與其他發(fā)光元件的施加電壓成為同等程度時,在選定發(fā)光元件的使用個數(shù)的同時還可以追加電阻以調(diào)整施加電壓。

      接下來,參照圖7對設(shè)置有上述發(fā)光模塊1的照明裝置100進行例示。

      圖7是用于例示實施方式所涉及的照明裝置100的示意剖視圖。

      圖7中例示的照明裝置100是設(shè)置于建筑物或體育場等的聚光燈。

      另外,本實施方式所涉及的照明裝置100并不限定于聚光燈。照明裝置100只要是能夠照射全色光的裝置均可。

      如圖7所示,照明裝置100設(shè)置有照射部110及光源部120。照射部110具有框體111和反射器112。

      框體111呈箱狀。框體111例如可以由鋁合金等制成。框體111的與光源部120側(cè)相反一側(cè)的端部具有開口。該開口被未圖示的透光罩蓋住。在框體111的光源部120側(cè)的端部設(shè)置有孔部111a。

      反射器112設(shè)置在框體111的內(nèi)部。在反射器112的與光源部120側(cè)相反一側(cè)的端部設(shè)置有向外突出的凸緣112a。反射器112的光源部120側(cè)的端部設(shè)置在孔部111a的內(nèi)部。另外,在發(fā)光模塊1的光放射側(cè)還可以設(shè)置例如半球狀的透鏡等。另外,還可以在透鏡的出光面實施擴散處理或在透鏡的出光面粘貼擴散片。通過實施擴散處理或粘貼擴散片,能夠使從發(fā)光元件20r~20i放射出的光擴散,從而能夠進一步抑制出現(xiàn)顏色不均。

      光源部120具有發(fā)光模塊1、框體121、安裝部122、散熱部123、密封墊124、散熱片125及熱管126。

      框體121呈箱狀??蝮w121例如可以由鋁合金等制成。在框體121的照射部100側(cè)的端部設(shè)置有孔部。在該孔部的內(nèi)部設(shè)置有發(fā)光模塊1,該發(fā)光模塊1安裝在安裝部122。即,發(fā)光模塊1容納于框體121內(nèi)。

      安裝部122呈板狀。安裝部122例如可以由鋁合金等制成。安裝部122通過螺釘?shù)染o固部件安裝在散熱部123上。在安裝部122的照射部110側(cè)的端面設(shè)置有凹部。發(fā)光模塊1設(shè)置在該凹部的內(nèi)部。

      散熱部123呈板狀。散熱部123例如可以由鋁合金等制成。散熱部123通過未圖示螺釘?shù)染o固部件安裝在框體121的內(nèi)部。

      密封墊124呈環(huán)狀。密封墊124設(shè)置在散熱部123和框體121的內(nèi)壁面之間。

      散熱片125呈薄板狀,并且設(shè)置在散熱部123的背面?zhèn)?。散熱?25設(shè)置有多個。散熱片125例如可以由鋁合金等制成。散熱片125設(shè)置在散熱部123的與設(shè)置有安裝部122的一側(cè)相反一側(cè)的面上。

      熱管126設(shè)置在散熱部123與散熱片125之間。熱管126可以設(shè)置有多個。

      此外,還可以設(shè)置用于控制發(fā)光模塊1的未圖示的控制裝置。例如,控制裝置控制每個發(fā)光元件20r~20i的點亮與熄滅。并且,控制裝置控制供給至每個發(fā)光元件20r~20i的電力,從而控制每個發(fā)光元件20r~20i的光輸出。并且,還設(shè)置有驅(qū)動該發(fā)光模塊1的未圖示的電源,并且按照放射光顏色分類的各種發(fā)光元件均使用同一規(guī)格的電源。

      并且,光源部120還可以具備擴散部127。擴散部127例如可以是由玻璃或透明樹脂等形成的板狀體。擴散部127可以在表面具有細(xì)微凹凸。凹凸的大小或形狀并不受特別限制,只要能夠使入射至擴散部127的光(從發(fā)光模塊1放射出的光)擴散即可。若設(shè)置擴散部127,則能夠使從發(fā)光元件20r~20i放射出的光擴散,因此能夠抑制產(chǎn)生顏色不均。

      根據(jù)上述實施方式,提供一種能夠用同一規(guī)格的電源驅(qū)動放射光顏色互不相同的各種發(fā)光元件,并且能夠抑制產(chǎn)生顏色不均的發(fā)光模塊及照明裝置。

      以上,對本實用新型的實施方式進行了說明,但這些實施方式只是舉例說明,并沒有限定實用新型范圍的意圖。這些新的實施方式能夠以其它各種方式實施,在不脫離本實用新型宗旨的范圍內(nèi),可進行各種省略、置換、變更等。這些實施方式或其變形均屬于本實用新型的范圍或宗旨內(nèi),并且也包含在技術(shù)方案中記載的實用新型及其等同的范圍內(nèi)。

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