專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
如果把紫外光 可見光波長范圍的射出光與吸收了該射出光的熒光體顆粒射出的波長轉(zhuǎn)換光混合，則可以得到例如白光或燈光顏色的光。作為這樣的發(fā)光裝置例如有SMD (Surface Mounted Device,表面安裝器件)型結(jié)構(gòu)，該SMD型結(jié)構(gòu)用混合有熒光體顆粒且含有透明樹脂的封裝層覆蓋氮化物類發(fā)光元件的
-H-* I I
心/T 在SMD型發(fā)光裝置中，含有突光體的封裝層覆蓋發(fā)光兀件。來自發(fā)光兀件的一部分藍(lán)色光激發(fā)熒光體顆粒，射出作為波長轉(zhuǎn)換光的黃色光。另一部分藍(lán)色光透射過封裝層或被散射。如果把黃色光和藍(lán)色光混合，則變成模擬白光。模擬白光被向所有方向射出。 其中，將朝向粘接有芯片的安裝器件一側(cè)射出的光向光取出方向充分反射是困難的。其結(jié)果，因在發(fā)光裝置內(nèi)部產(chǎn)生的多重反射導(dǎo)致產(chǎn)生光損耗。這樣，在含有熒光體的封裝層覆蓋發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)中，在提高光源效率(luminous efficacy,光效,單位為lm/W)方面存在限度。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)施方式的發(fā)光裝置包括射出射出光的光源、第一突光體層和導(dǎo)光路。所述第一熒光體層至少包括第一面和與該第一面相對一側(cè)的第二面，該第一熒光體層在導(dǎo)光方向上延伸，第一熒光體層能夠吸收所述射出光并射出第一波長轉(zhuǎn)換光，該第一波長轉(zhuǎn)換光具有比所述射出光的波長長的波長。所述導(dǎo)光路具有反射體，該導(dǎo)光路包括所述射出光的入射面；反射面，與所述第一熒光體層的所述第一面接觸，設(shè)置在所述反射體的表面上；出射面，與所述第一熒光體層分開設(shè)置。此外，所述反射面和所述出射面在所述導(dǎo)光方向上延伸。


圖I的(a)是第一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的示意立體圖，圖I的(b)是沿圖I的(a) 的A-A線的示意剖面圖。圖2是參考例的發(fā)光裝置的示意立體圖。圖3是表示黃色熒光體的相對發(fā)光強(qiáng)度與溫度的相關(guān)性的曲線圖。圖4是第二實(shí)施方式的發(fā)光裝置的示意立體圖。
圖5 (a)是沿第二實(shí)施方式的發(fā)光裝置的B-B線的示意剖面圖，圖5(b)是第二實(shí)施方式的變形例的示意剖面圖。圖6是表示藍(lán)色熒光體的相對激發(fā)強(qiáng)度與波長的相關(guān)性的曲線圖。圖7是第三實(shí)施方式的發(fā)光裝置的導(dǎo)光路的示意立體圖。圖8是第四實(shí)施方式的發(fā)光裝置的示意圖。圖9 (a)是第五實(shí)施方式的發(fā)光裝置的示意平面圖，圖9(b)是沿圖9(a)的D-D線的示意剖面圖。圖10是使用了本實(shí)施方式的發(fā)光裝置的霧燈的示意立體圖。圖11是使用了本實(shí)施方式的發(fā)光裝置的燈泡的示意圖。圖12是使用了本實(shí)施方式的發(fā)光裝置的路燈的示意剖面圖。圖13(a)是第六實(shí)施方式的示意立體圖，圖13(b)是沿圖13(a)的E-E線的示意剖面圖，圖13(c)是配光特性的曲線圖。圖14是比較例的發(fā)光裝置的示意立體圖。圖15(a)是第六實(shí)施方式的變形例的發(fā)光裝置的示意立體圖，圖15(b)是沿圖 15(a)的F-F線的示意剖面圖，圖15(c)是配光特性的曲線圖。圖16(a)是第七實(shí)施方式的發(fā)光裝置的示意立體圖，圖16(b)是沿圖16(a)的H-H 線的示意剖面圖，圖16(c)是配光特性的曲線圖。圖17(a)是說明把第七實(shí)施方式的發(fā)光裝置用于IXD-BLU后的亮度分布的示意圖，圖17(b)是說明把CCFL用于LCD-BLU后的亮度分布的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖I的(a)是第一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的示意立體圖，圖I的(b)是沿圖I的(a) 的A-A線的示意剖面圖。發(fā)光裝置5包括光源10 ;導(dǎo)光路(optical waveguide,光波導(dǎo))50,從光源10離開設(shè)置；以及第一熒光體層14。光源10向?qū)Ч饴?0的入射面50a入射射出光10a。作為光源10例如可以使用由可以射出紫外光 可見光波長范圍的射出光IOa的氮化物類半導(dǎo)體材料構(gòu)成的LED(Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)或LD (Laser Diode,激光二極管)。在使用LD的情況下,發(fā)光點(diǎn)的尺寸為IOum以下，射出光IOa可以窄到垂直方向的半峰全寬(Full Width at Half Maximum)為30度、且水平方向的半峰全寬為10度等，容易成為鋒利的光束。因此，使用直徑數(shù)毫米的透鏡18聚光，可以容易地使射出光IOa準(zhǔn)確地向?qū)Ч饴?0入射。此外，在本圖中，表示了把LD芯片裝在CAN型封裝(package)中的例子,但封裝不限于此。導(dǎo)光路50具有反射體40，導(dǎo)光路50至少包括射出光IOa的入射面50a、分別設(shè)置在反射體40內(nèi)側(cè)的面上的反射面40a、40b、40c和出射面50b。導(dǎo)光路50的反射面40a、 40b、40c和出射面50b在導(dǎo)光方向60上延伸。此外，如果導(dǎo)光路50具有導(dǎo)光體30，該導(dǎo)光體30至少包括第一面30a和第二面30b,則可以更可靠地把射出光IOa導(dǎo)入導(dǎo)光路50。導(dǎo)光體30由透光性材料制成，導(dǎo)光體30例如可以使用透明樹脂或玻璃等，或者導(dǎo)光體30也可以是空氣層。此外，在圖I的(a)中，在反射體40中省略了反射面40b—側(cè)的下部(虛線部分)。例如，可以使導(dǎo)光體30的寬度W為I. 5mm、高度H為I. 5mm，此外，可以使沿導(dǎo)光方向60的導(dǎo)光路50的長度例如為60mm。這樣，如果使第一熒光體層14沿導(dǎo)光方向60延伸， 則來自離開的光源10的光密度降低，可以抑制熒光體飽和。導(dǎo)光路50的形狀不限于長方體。此外，把入射面50a定義為導(dǎo)光體30的與光源10相對的面。在假設(shè)導(dǎo)光體30為空氣層的情況下，也在與所述定義的入射面50a相同的位置表示入射面。使反射體40為鋁等金屬材料，如果把反射體40的表面做成鏡面，則成為反射面 40a、40b、40c。也可以把反射片貼在反射率低的材料上作為反射體40。入射光Gl G5從導(dǎo)光體30的入射面50a入射,在導(dǎo)光體30內(nèi)分別以不同的角度向與入射面50a相對的面一側(cè)導(dǎo)光，第一熒光體層14吸收所述入射光Gl G5，射出波長比射出光IOa的波長更長的第一波長轉(zhuǎn)換光Gy。在射出光IOa的波長為紫外光 藍(lán)色光波長范圍的情況下，可以使第一熒光體層14含有硅酸鹽類的黃色熒光體顆粒。第一熒光體層14的第一面14a例如與反射面40a、40b、40c接觸或接近，沿導(dǎo)光方向60設(shè)置。通過將熒光體顆粒分散在透明樹脂或玻璃等中后，涂布在反射體40內(nèi)側(cè)的面上，固化后形成第一熒光體層14。此外，也可以通過把熒光體顆粒直接涂布或印刷在反射面40a、40b、40c上來設(shè)置第一熒光體層14。在這種情況下，熒光體顆粒之間產(chǎn)生一點(diǎn)點(diǎn)間隙，即使反射面40a、40b、 40c從間隙露出，也稱為第一突光體層14。此外，在圖I的(b)中，設(shè)出射面50b是表示導(dǎo)光體30的第二面30b的面。如果在導(dǎo)光體30是空氣層的情況下，將在包括反射體40上端的面中，不與第一熒光體層14接觸、且射出光IOa和第一波長轉(zhuǎn)換光Gy能夠通過的面稱為出射面。S卩，第一突光體層14被設(shè)置成與出射面50b分離并在導(dǎo)光方向60上延伸。接著，在圖I的(a)中對導(dǎo)光路50的作用進(jìn)行說明。來自光源10的射出光IOa被從入射面50a導(dǎo)入。導(dǎo)入導(dǎo)光體30內(nèi)的入射光Gl、G2、G3被設(shè)在導(dǎo)光體30的第一面30a 上的V形槽31反射，從出射面50b向外部射出。在這種情況下，如果適當(dāng)選擇V形槽31的形狀和間隔，則可以控制射出的射出光的強(qiáng)度分布。此外，被導(dǎo)入的入射光G4、G5邊反復(fù)反射邊沿導(dǎo)光方向60行進(jìn)。S卩，在第二面30b 上，在導(dǎo)光體30和外部的界面上通過全反射等進(jìn)行反射。此外，在第一面30a上，通過導(dǎo)光體30反射或通過反射面40a、40b、40c反射。如果減小導(dǎo)光體30的折射率和第一熒光體層14的折射率的差，則可以減少在界面上的反射，入射光G4、G5容易入射到第一熒光體層14中。入射光G4、G5的一部分激發(fā)第一熒光體層14，生成第一波長轉(zhuǎn)換光Gy。第一波長轉(zhuǎn)換光Gy包括從第一熒光體層14射出，不通過反射體40而經(jīng)過導(dǎo)光體30從出射面50b射出的成分；以及通過反射體40反射并經(jīng)過第一熒光體層14和導(dǎo)光體30，從出射面50b射出的成分。所述的第一波長轉(zhuǎn)換光 Gy被合成，能夠在出射面50b上沿導(dǎo)光方向60均勻分布。在入射光G4、G5中對激發(fā)沒有貢獻(xiàn)的光通過反射面40a反射，沿導(dǎo)光方向60進(jìn)一步前進(jìn)。此外，射出光IOa在反射面40b、40c之間也可以邊反復(fù)反射邊沿導(dǎo)光方向60前進(jìn)，直接射出或者激發(fā)第一熒光體層14。如果使射出光IOa為波長450nm的藍(lán)色光，使第一熒光體層14為作為硅酸鹽類材料的黃色熒光體，則可以使第一波長轉(zhuǎn)換光Gy成為波長在560nm附近的黃色光。其結(jié)果， 發(fā)光裝置5從出射面50b發(fā)射藍(lán)色光Gb和黃色光Gy，成為可以發(fā)射作為它們的混合光的例如模擬白光的線形光源。圖2是參考例的發(fā)光裝置的示意立體圖。發(fā)光裝置包括光源110、黃色熒光體層114、導(dǎo)光路150和導(dǎo)光體130。導(dǎo)光路150 具有反射體140，導(dǎo)光路150包括射出光的入射面150a、分別設(shè)在反射體140的表面上的反射面140a、140b、140c和出射面150b。此外，反射面140a、140b、140c和出射面150b沿第一方向160延伸。導(dǎo)光體130的三個(gè)面分別與反射面140a、140b、140c接觸。黃色熒光體層114與導(dǎo)光體130的另一個(gè)面接觸設(shè)置。黃色熒光體層114的上側(cè)的面成為出射面150b。V形槽 131設(shè)在導(dǎo)光體130的下側(cè)的面上，可以把來自光源110的射出光向出射面150b反射。通過來自光源I 10的射出光照射而被激發(fā)的黃色熒光體層114射出作為波長轉(zhuǎn)換光的黃色光。其中，設(shè)向上方的光為gyl、向下方的光為gy2。黃色光gyl、gy2比來自光源10的射出光更容易發(fā)散。由于熒光體層114和反射體140分離，所以朝向下方的發(fā)散了的黃色光gy2在通過反射面140a反射后，邊朝向上方行進(jìn)邊進(jìn)一步發(fā)散。這樣,在第一方向160和與第一方向160垂直的面內(nèi)發(fā)散了的光,容易在導(dǎo)光路 150內(nèi)產(chǎn)生多重反射。例如，在導(dǎo)光體130和空氣的界面上，隨著反復(fù)進(jìn)行菲涅爾反射，光發(fā)生衰減。此外，通過反射面140反射的光也發(fā)生多重反射，光也產(chǎn)生衰減。即，因?yàn)榘ǚ颇鶢柗瓷涞亩嘀胤瓷?，在?dǎo)光路150內(nèi)光損耗增大。與此相對，在本實(shí)施方式中，第一熒光體層14的第一面14a與反射面40a、40b、40c 接觸設(shè)置?？梢允沟谝粺晒怏w層14的厚度比導(dǎo)光路50的高度H小。例如，在導(dǎo)光體30的高度H為I. 5mm的情況下，可以使第一熒光體層14的厚度為0. 2mm等。即，與成為與出射面50b相對一側(cè)的反射面40a、40b、40c接觸設(shè)置薄的第一熒光體層14。因此，可以減少碰到反射面40a而被反射的第一波長轉(zhuǎn)換光Gy的成分的發(fā)散，可以使碰到反射面40a而被反射的第一波長轉(zhuǎn)換光Gy的成分接近直接射出的第一波長轉(zhuǎn)換光Gy的成分的發(fā)散。通過這樣做，可以抑制第一波長轉(zhuǎn)換光Gy的發(fā)散，所以可以減少因多重反射造成的光損耗，可以高效率地射出包含模擬白光的混合光。第一熒光體層14起到使第一波長轉(zhuǎn)換光Gy從反射面射出的作用的本實(shí)施方式，也可以被稱為反射型的熒光體激發(fā)方式。圖3是表示黃色熒光體的相對發(fā)光強(qiáng)度與溫度的相關(guān)性的曲線圖。縱軸為以0°C的發(fā)光強(qiáng)度為I的相對發(fā)光強(qiáng)度，橫軸為溫度(V )。黃色突光體米用娃酸鹽類突光體。相對發(fā)光強(qiáng)度在100°C大體降低為0. 8,在140°C大體降低為0. 4。BP, 黃色熒光體產(chǎn)生了溫度淬滅。例如，在SMD型發(fā)光裝置的情況下，由于以覆蓋發(fā)光元件芯片的方式設(shè)置熒光體層，所以溫度上升變大，存在產(chǎn)生溫度淬滅的問題。與此相對,在本實(shí)施方式中，由于第一突光體層14與發(fā)光兀件10分離,所以可以抑制溫度上升。此外，即使第一熒光體層14吸收激發(fā)光，通過在導(dǎo)光方向60上延伸的反射體40也容易散熱。因此，可以抑制溫度淬滅，從而可以容易地保持高的發(fā)光強(qiáng)度。圖4是第二實(shí)施方式的發(fā)光裝置的示意立體圖。光源10使用由可以發(fā)射波長為405nm附近的藍(lán)紫色光的射出光IOa的氮化物類半導(dǎo)體材料制成的LED或LD。
此外，在本說明書中，把“藍(lán)紫色”定義為365nm以上且短于(小于)410nm的波長范圍，把“藍(lán)色”定義為410nm以上480nm以下的波長范圍，把“黃色”定義為540nm以上 570nm以下的波長范圍。發(fā)光裝置5還包括第二突光體層16,該第二突光體層16以覆蓋第一突光體層14 的方式設(shè)置。第二熒光體層16含有藍(lán)色熒光體，該藍(lán)色熒光體吸收射出光10a，發(fā)射波長比作為射出光IOa的波長的藍(lán)紫色的長、且比第一波長轉(zhuǎn)換光Gy的波長短的第二波長轉(zhuǎn)換光 Gb。圖5(a)是沿第二實(shí)施方式的發(fā)光裝置的B-B線的示意剖面圖，圖5 (b)是變形例的示意剖面圖。在圖5(a)中，沿導(dǎo)光體30側(cè)面的整個(gè)面設(shè)置第二熒光體層16。此外，在圖5(b) 中，第二熒光體層16把與導(dǎo)光體30的第二面30b接觸的面作為第一面，把第二熒光體層16 的背面作為第二面(出射面50b)。此外，出射面50b為與第一熒光體層14分離的區(qū)域(寬度W)。圖6是表示藍(lán)色熒光體的相對激發(fā)強(qiáng)度與波長的相關(guān)性的曲線圖?？v軸表不相對激發(fā)強(qiáng)度，橫軸表不波長(nm)。作為被發(fā)光波長為405nm的射出光激發(fā)、發(fā)光光譜的峰在450nm附近的藍(lán)色熒光體，例如可以使用由磷灰石制成的材料。如果第一波長轉(zhuǎn)換光Gy的波長為560nm附近的黃色光,則在波長560nm下的藍(lán)色突光體的相對激發(fā)強(qiáng)度大體低到0. 05。即，黃色光難以被藍(lán)色熒光體吸收，可以降低其光損耗。在圖4中，入射光Gl G5從導(dǎo)光體30的入射面50a入射，在導(dǎo)光體30內(nèi)分別向不同的方向行進(jìn)，在所述的入射光Gl G5中，入射光G1、G2、G3在導(dǎo)光體30內(nèi)行進(jìn)的過程中，照射到達(dá)的第二熒光體層16的一部分，激發(fā)照射區(qū)域的熒光體。因此從出射面50b射出第二波長轉(zhuǎn)換光Gb。另一方面，入射光的一部分G4、G5在熒光體層16的照射區(qū)域中，對熒光體的激發(fā)沒有貢獻(xiàn)，經(jīng)反射到達(dá)熒光體層16的不同的區(qū)域，到達(dá)熒光體層16的不同的區(qū)域的入射光G4、G5激發(fā)熒光體或?qū)ぐl(fā)沒有貢獻(xiàn)地進(jìn)一步反復(fù)反射，從而邊增加激發(fā)發(fā)光區(qū)域邊沿導(dǎo)光方向60行進(jìn)。此外，入射光G4、G5的一部分激發(fā)第一熒光體層14，產(chǎn)生的第一波長轉(zhuǎn)換光Gy從反射面40a邊向出射面50b擴(kuò)展邊射出。如果使第一熒光體層14含有黃色熒光體，使第二熒光體層16含有藍(lán)色熒光體，則如圖6所示，黃色光被第二熒光體層16吸收的量少。因此，可以減少光損耗，可以高效地得到含有模擬白光的混合光。圖7是第三實(shí)施方式的發(fā)光裝置的導(dǎo)光路的示意立體圖。發(fā)光裝置包括導(dǎo)光板52,導(dǎo)光板52包括多個(gè)導(dǎo)光路,該多個(gè)導(dǎo)光路可以對多個(gè)射出光進(jìn)行引導(dǎo)，發(fā)光裝置可以作為面狀光源使用?？梢酝ㄟ^用透鏡把LED的射出光聚光來作為向?qū)Ч獍?2側(cè)面52a入射的入射光，如果使用LD則可以比使用LED容易聚光。圖8是第四實(shí)施方式的發(fā)光裝置的示意圖。第一(黃色)熒光體層14設(shè)在反射體40的反射面上，在第一(黃色)熒光體層 14之上設(shè)置有導(dǎo)光板52。在導(dǎo)光板52兩側(cè)的側(cè)面52a、52b上分別配置有由八個(gè)藍(lán)色LD 構(gòu)成的光源70、71。通過透鏡把各個(gè)光源的射出光聚光，導(dǎo)入側(cè)面52a、52b。如果光源70、71是LD，則從側(cè)面52a導(dǎo)入的藍(lán)色光不會過度發(fā)散，通過設(shè)在導(dǎo)光板 52上面的光學(xué)薄膜53邊發(fā)散邊以帶狀的方式前進(jìn)。朝向下面的藍(lán)色光的一部分通過第一熒光體層14變成作為第一波長轉(zhuǎn)換光的黃色光，從光學(xué)薄膜53的上側(cè)的面射出。對激發(fā)沒有貢獻(xiàn)的剩余的藍(lán)色光Gb也從光學(xué)薄膜53的上側(cè)的面射出，與黃色光混合后成為混合光，變成模擬白光。在這種情況下，如果使光源70a的光軸和光源71a的光軸與平行于C-C線的線大體一致，則通過同時(shí)點(diǎn)亮光源70a和光源71a，可以得到與導(dǎo)光方向60平行的帶狀模擬白色發(fā)光式樣。此外，通過從光源70a、光源71a—側(cè)順序同時(shí)點(diǎn)亮，可以掃描點(diǎn)亮帶狀區(qū)域M、N 的發(fā)光式樣。另一方面，如果點(diǎn)亮一側(cè)的LD，則可以進(jìn)行左右分割成2份、縱向分割成8份的局部調(diào)光(local dimming,分區(qū)域點(diǎn)亮)。例如，如果點(diǎn)亮光源70a，則僅點(diǎn)亮左上區(qū)域 K0所述的掃描點(diǎn)亮或局部調(diào)光容易的帶狀發(fā)光式樣，用配光寬的LED光源難以實(shí)現(xiàn)。S卩，由于LED的發(fā)光面積大到0. 5mmX0. 5mm,所以會使會聚透鏡的尺寸變大。此外需要加工能夠抑制光發(fā)散的導(dǎo)光板的形狀，會導(dǎo)致價(jià)格提高。與此相對，在本實(shí)施方式中，通過使用發(fā)光點(diǎn)的尺寸小的LD，即使使用2_左右的薄的導(dǎo)光板，也能以高的耦合效率容易地進(jìn)行光耦合。即，可以提高發(fā)光裝置的生產(chǎn)率，其結(jié)果容易降低價(jià)格。圖9 (a)是第五實(shí)施方式的發(fā)光裝置的示意平面圖，圖9(b)是沿圖9(a)的D-D線的示意剖面圖。在導(dǎo)光板52的下側(cè)的面一側(cè)未設(shè)置第一熒光體層，僅配置反射體40。此外，在導(dǎo)光板52的側(cè)面52a分別配置有由8個(gè)藍(lán)色LD構(gòu)成的光源70，在側(cè)面52b分別配置有8個(gè)光源71。來自光源70的藍(lán)色光在圖9(b)的剖面內(nèi)聚光，經(jīng)過在圖9(a)的平面內(nèi)使配光發(fā)散的透鏡后，從側(cè)面52a導(dǎo)入。在以陣列狀設(shè)置有8個(gè)光源70的反射體41a上，在光源70 的接合區(qū)域以外設(shè)置有第一熒光體層15a。此外，在以點(diǎn)陣狀設(shè)置有8個(gè)光源71的反射體41b上，在光源71的接合區(qū)域以外設(shè)置有第一熒光體層15b。此外，設(shè)置有第一熒光體層15c的反射體41c靠近側(cè)面52c設(shè)置，設(shè)置有第一熒光體層15d的反射體41d靠近側(cè)面52d設(shè)置。從光源70射出的藍(lán)色光從側(cè)面52a入射,在導(dǎo)光板52內(nèi)邊發(fā)散邊從導(dǎo)光板52上側(cè)的面均勻射出，并且也從側(cè)面52b射出。從側(cè)面52b射出的藍(lán)色光激發(fā)設(shè)置在反射體41b 上的第一熒光體層15b，波長變換成的黃色光從側(cè)面52b向?qū)Ч獍?2入射。其結(jié)果，在側(cè)面 52b—側(cè)廣闊的區(qū)域中產(chǎn)生模擬白光，有助于面發(fā)光。在側(cè)面52a—側(cè)也同樣，可以得到模擬白光。如果作為光源采用邊緣光型的LED陣列光源，則由于其光輸出遠(yuǎn)比LD小，所以需要配置更多數(shù)量的LED。因此，來自相對一側(cè)的藍(lán)色光的吸收損耗會增大，并且設(shè)置第一熒光體層的面積會減小，導(dǎo)致不能充分射出黃色光。與此相對，如果像本實(shí)施方式那樣使用藍(lán)色LD，則由于相對于反射體41的整個(gè)面積，藍(lán)色LD的接合面積小，所以會減少藍(lán)色LD的吸收損耗，并可以容易地增加第一熒光體層的涂布面積。在導(dǎo)光板52內(nèi)傳送并到達(dá)了側(cè)面52c的藍(lán)色光，激發(fā)第一熒光體層15c，產(chǎn)生黃色光，在側(cè)面52c—側(cè)廣闊的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生模擬白光。此外，在導(dǎo)光板52內(nèi)傳送并到達(dá)了側(cè)面 52d的藍(lán)色光，激發(fā)第一熒光體層15d，產(chǎn)生黃色光，在側(cè)面52d —側(cè)廣闊的區(qū)域產(chǎn)生模擬白光。由于在反射體41c、41d上沒有設(shè)置光源，所以光損耗少。通過采用所述的結(jié)構(gòu)，從導(dǎo)光板52的四個(gè)側(cè)面52a、52b、52c、52d入射的藍(lán)色光和黃色光，通過光學(xué)薄膜53射出，能夠以高效率得到模擬白光。模擬白光的色度作為從導(dǎo)光板52直接射出的藍(lán)色成分、在側(cè)面附近波長變換成的黃色成分以及藍(lán)色的反射成分的混合被求出來。通過減少藍(lán)色LD附近部分的導(dǎo)光板52的圖案(pattern)可以緩解藍(lán)色LD 附近的顏色不均。在本實(shí)施方式中，由于第一熒光體層15僅涂布在導(dǎo)光板52的側(cè)面上，所以可以減少第一熒光體層15的量，可以降低發(fā)光裝置的價(jià)格。圖10是使用了本實(shí)施方式的發(fā)光裝置的霧燈的示意立體圖。這是使用了作為第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式中的任意一個(gè)實(shí)施方式的線形光源的發(fā)光裝置5的霧燈的應(yīng)用例子。與用分開的LED形成的陣列光源相比，可以成為沒有顆粒感的、效率優(yōu)良的線形光源。發(fā)光裝置5配置在燈體80內(nèi)，可以使發(fā)光裝置5的射出光通過反射件82平滑地照射光束。在前側(cè)的面上通過透明蓋81蓋住的該結(jié)構(gòu)，也可以用于高亮度前照燈。此外，通過改變多個(gè)線形光源的配置，可以應(yīng)用于多種用途的聚光燈中。圖11是使用了本實(shí)施方式發(fā)光裝置的燈泡的示意圖。燈泡包括光源10、第一突光體層14、反射體42和導(dǎo)光體30。導(dǎo)光體30由把圓筒形的前端密封的玻璃管等構(gòu)成。在作為導(dǎo)光體(玻璃管)30的內(nèi)邊緣的第一面30a上涂布有第一(黃色)熒光體層14。成為第一熒光體層14內(nèi)側(cè)的第一面14a與白色的反射體42 接觸。光源10為藍(lán)色LD。藍(lán)色光被導(dǎo)入玻璃管的圓環(huán)形的剖面部分，藍(lán)色光沿作為玻璃管的中心軸的導(dǎo)光方向61被引導(dǎo)。在這種情況下，反射面是填充在內(nèi)側(cè)的圓柱形反射體42的表面，以包圍該表面的方式設(shè)置有第一突光體層14。因此，模擬白光從成為導(dǎo)光體30外邊緣的第二面30b朝向其徑向(360度全方位)射出。以包住這樣的線形光源的方式設(shè)置燈泡外罩87和金屬口 86， 成為外形與燈絲燈泡相同的燈泡。此外，在將藍(lán)紫色LD用于光源10的情況下，只要在玻璃管的外邊緣上設(shè)置藍(lán)色熒光體即可。與光源使用LED、且在燈泡外罩內(nèi)側(cè)整個(gè)面上涂布熒光體的結(jié)構(gòu)相比，可以減少熒光體的使用量，并可以容易地提高效率。圖12是使用了本實(shí)施方式發(fā)光裝置的路燈的示意剖面圖。路燈包括由激發(fā)用LD陣列等構(gòu)成的光源10、光纖95、導(dǎo)光板52、第一突光體層
14、反射體40、散熱部91和電源94。由與第一熒光體層14接觸的反射體40和導(dǎo)光板52 構(gòu)成的光學(xué)部設(shè)置在路燈的支柱93的上部。因此可以使路燈的上部重量輕。另一方面，光源10、散熱部91和電源94設(shè)置在支柱93下部的內(nèi)部。因此光源 10和電源94的維護(hù)是容易的。來自光源10的射出光通過反射件92聚光，通過透鏡和光纖95等，導(dǎo)入導(dǎo)光板52的側(cè)面，可以射出模擬白光。此外，光源10也可以采用LED陣列或 OLED (Organic LED，有機(jī)LED，有機(jī)EL)。此外，來自設(shè)在支柱93下部的光源10的射出光也可以不通過光纖，在空氣中傳送。在第一實(shí)施方式 第五實(shí)施方式中提供了高效、且使用熒光體可以容易地進(jìn)行波長轉(zhuǎn)換的發(fā)光裝置。所述的發(fā)光裝置可以用于照明裝置、顯示裝置、霧燈、燈泡和路燈等。圖13(a)是第六實(shí)施方式的發(fā)光裝置的示意立體圖，圖13(b)是沿圖13(a)的E-E 線的示意剖面圖，圖13(c)是配光特性的曲線圖。發(fā)光裝置包括光源10,由藍(lán)紫色光 藍(lán)色光波長范圍構(gòu)成；導(dǎo)光路50,離開光源10設(shè)置；以及第一突光體層14,由黃色突光體構(gòu)成。導(dǎo)光路50包括反射體40和導(dǎo)光體30。 此外，光源10可以采用LED或LD。如果光源10采用LD，則由于射出的是鋒利的光束，所以容易向細(xì)線形的導(dǎo)光體30進(jìn)行光耦合。例如，導(dǎo)光體30為具有直徑為2mm的圓形剖面、且長度為600mm的玻璃棒。在成為導(dǎo)光體30下側(cè)的面一側(cè)或側(cè)面一側(cè)的第一面30a上，設(shè)置有寬度比導(dǎo)光體30的寬度(作為直徑的2mm)小的寬度為0. 2mm的第一熒光體層14，此外，在第一熒光體層14的下側(cè)的面上例如設(shè)置有反射體40，該反射體40具有與第一熒光體層14相同的寬度。來自光源10的射出光向?qū)Ч怏w30入射。入射光的一部分照射第一熒光體層14， 射出作為第一波長轉(zhuǎn)換光的黃色光Gy。射出光和第一波長轉(zhuǎn)換光直接從出射面射出，或者通過第一熒光體層14的表面和反射體40反射后從導(dǎo)光體30射出。其結(jié)果，可以得到能射出模擬白光的線形光源。此外，也可以在導(dǎo)光體的下側(cè)的面一側(cè)設(shè)置V形槽。但是，來自細(xì)的第一熒光體層14的第一波長轉(zhuǎn)換光和通過細(xì)的反射體40反射的反射光較多地包含邊發(fā)散邊被導(dǎo)光體30的側(cè)面全反射的成分。因此，即使不設(shè)置V形槽也可以容易地沿導(dǎo)光方向 60傳播。由于該結(jié)構(gòu)在第一熒光體層14和反射體40的附近沒有光吸收體，所以可以容易地提高波長轉(zhuǎn)換效率。即，根據(jù)薄的第一熒光體層14和反射體40的各自的反射率和吸收系數(shù)、以及熒光體層的波長轉(zhuǎn)換效率，決定發(fā)光裝置的效率。如圖13(b)所不,從寬度窄的第一突光體層14射出的第一波長轉(zhuǎn)換光,直接從導(dǎo)光體30的第二面30b射出，或者通過反射面反射后從導(dǎo)光體30的第二面30b射出。第二面30b是導(dǎo)光體30的比虛線MM更靠上的區(qū)域。導(dǎo)光體30的圓形的剖面形狀相對于射出模擬白光的細(xì)的發(fā)光區(qū)域具有作為準(zhǔn)直透鏡的功能。如果改變第一熒光體層14和反射體 40的形狀,貝U可以沿導(dǎo)光方向60控制發(fā)光分布。此外,如圖13(c)所不,從光軸63傾斜了角度9的方向看的表示發(fā)光強(qiáng)度的相對值的配光特性是陡峭的。圖14是比較例的發(fā)光裝置的示意立體圖。比較例的發(fā)光裝置包括光源110、導(dǎo)光體130、沿導(dǎo)光體130設(shè)置的熒光體層114 和反射體141。在這種情況下，配光特性成為向一側(cè)擴(kuò)展的朗伯分布。為了使配光特性變窄，例如需要在與出射一側(cè)相對的一側(cè)，設(shè)置包括反射體141表面的凹面鏡141a的新的光學(xué)系統(tǒng)。例如，把凹面鏡141a的剖面做成拋物線，把發(fā)光點(diǎn)配置在凹面鏡141a的焦點(diǎn)上，從而容易聚光?；蛘咭部梢栽诔錾涿嬉粋?cè)設(shè)置包括會聚透鏡(converging lens)的新的光學(xué)系統(tǒng)。可是，所述的光學(xué)系統(tǒng)的寬度都比導(dǎo)光體130的寬度大，會使發(fā)光裝置的尺寸增大。與此相對，在第六實(shí)施方式中，通過把導(dǎo)光體30和會聚透鏡做成一體的結(jié)構(gòu)，可以容易地使發(fā)光裝置小型化。例如，可以使導(dǎo)光板的厚度薄到2. 5_，并可以實(shí)現(xiàn)高的入射效率。這樣的線形光源可以用于LCD-BLU(液晶顯示器裝置的背光單元)等。此外，如果使導(dǎo)光體30的寬度變窄，則可以進(jìn)一步減小導(dǎo)光板的厚度。圖15(a)是第六實(shí)施方式的變形例的發(fā)光裝置的示意立體圖，圖15(b)是沿圖 15(a)的F-F線的示意剖面圖，圖15(c)是配光特性的曲線圖。第一波長轉(zhuǎn)換光通過設(shè)在導(dǎo)光體30下側(cè)的面一側(cè)的拋物線剖面的曲面全反射后，通過上側(cè)的面一側(cè)的曲面聚光，從導(dǎo)光體30的第二面30b射出。因此，可以得到如圖 15(c)所示的陡峭的配光特性。
圖16(a)是第七實(shí)施方式的發(fā)光裝置的示意立體圖，圖16(b)是沿圖16(a)的H-H 線的示意剖面圖，圖16(c)是配光特性的曲線圖。第一突光體層14具有兩個(gè)區(qū)域14a、14b。此外，反射體40具有兩個(gè)區(qū)域40d、40e。 如果使導(dǎo)光體30具有圓形剖面，則來自兩個(gè)區(qū)域的第一波長轉(zhuǎn)換光分別向相互不同的方向聚光。即，分別從第二面30b朝向斜上方等射出，所述第二面30b是導(dǎo)光體30的比虛線 MM更靠上的區(qū)域。因此,如圖16(c)所示，例如可以成為雙峰性的配光特性。圖17(a)是說明把第七實(shí)施方式的發(fā)光裝置用于IXD-BLU后的亮度分布的示意圖，圖 17(b)是把 CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp,冷陰極突光燈)用于 LCD-BLU 后的亮度分布的示意圖。第七實(shí)施方式的發(fā)光裝置具有雙峰性的配光特性(light distribution characteristic,光分布特征),即使減小背光單元57的厚度T57,也可以使漫射板54上方的亮度分布BDl均勻。另一方面，如果使用CCFL156，則如圖17(b)所示，在發(fā)光區(qū)域上方的亮度分布BD2產(chǎn)生峰，如果不使漫射板154離開CCFL156，則難以使亮度分布BD2均勻。SP， 背光單元157的厚度T157變大。按照第六實(shí)施方式、第七實(shí)施方式和與其相關(guān)的變形例，可以實(shí)現(xiàn)具有配光控制功能、且非常細(xì)的線形光源。盡管上文已說明了一些實(shí)施方式，但所述的實(shí)施方式只是作為示例，而并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)際上，這里所述的這些新的實(shí)施方式也可以以其它形式實(shí)現(xiàn)，而且， 在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，可以對所述的實(shí)施方式作出各種省略、替換和改變。本發(fā)明的權(quán)利要求及其等同物旨在覆蓋落入本發(fā)明的范圍和宗旨的形式及其變型。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，其特征在于包括光源，能夠射出射出光；第一熒光體層，至少包括第一面和與該第一面相對一側(cè)的第二面，該第一熒光體層在導(dǎo)光方向上延伸，該第一熒光體層能夠吸收所述射出光并射出第一波長轉(zhuǎn)換光，該第一波長轉(zhuǎn)換光具有比所述射出光的波長長的波長；以及導(dǎo)光路，具有反射體，該導(dǎo)光路包括所述射出光的入射面；反射面，與所述第一突光體層的所述第一面接觸，設(shè)置在所述反射體的表面上；出射面，與所述第一熒光體層分開設(shè)置，所述反射面和所述出射面在所述導(dǎo)光方向上延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置還包括導(dǎo)光體，該導(dǎo)光體的第一面和第二面在所述導(dǎo)光方向上延伸，該導(dǎo)光體具有矩形剖面，所述導(dǎo)光體的所述第一面與所述第一熒光體層的所述第二面接觸，所述導(dǎo)光體的所述第二面是所述出射面一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，在所述導(dǎo)光體的所述第一面上設(shè)置有能夠向所述出射面反射所述射出光的槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光體是玻璃、透明樹脂及空氣中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述射出光的波長在藍(lán)色光波長范圍內(nèi)，所述第一波長轉(zhuǎn)換光的波長在黃色光波長范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置還包括第二熒光體層， 該第二熒光體層具有第一面和第二面，該第二熒光體層能夠吸收所述射出光并射出第二波長轉(zhuǎn)換光，該第二波長轉(zhuǎn)換光具有比所述射出光的波長長、且比所述第一波長轉(zhuǎn)換光的波長短的波長，所述第二熒光體層的所述第一面與所述導(dǎo)光體的所述第二面接觸設(shè)置，所述第二熒光體層的所述第二面成為所述出射面，所述射出光的波長在藍(lán)紫色光波長范圍內(nèi)，所述第一波長轉(zhuǎn)換光的波長在黃色光波長范圍內(nèi)，所述第二波長轉(zhuǎn)換光的波長在藍(lán)色光波長范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述第二熒光體層覆蓋所述導(dǎo)光體的整個(gè)側(cè)面。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述光源是半導(dǎo)體激光元件。
9.一種發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置包括光源，能夠射出射出光；導(dǎo)光體，為筒形，包括所述射出光入射的入射面、成為內(nèi)邊緣的第一面以及成為外邊緣的第二面，所述第一面和所述第二面在導(dǎo)光方向上延伸；第一熒光體層，至少包括第一面和與該第一面相對一側(cè)的第二面，該第一熒光體層在所述導(dǎo)光方向上延伸，該第一熒光體層能夠吸收所述射出光并射出第一波長轉(zhuǎn)換光，該第一波長轉(zhuǎn)換光具有比所述射出光的波長長的波長，所述第二面與所述導(dǎo)光體的所述第一面接觸；以及反射體，與所述第一熒光體層的所述第一面內(nèi)切，該反射體在所述導(dǎo)光方向上延伸，其中，所述導(dǎo)光體的所述第二面是所述出射面一側(cè)，并向外射出所述射出光和所述第一波長轉(zhuǎn)換光。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光體是玻璃和透明樹脂中的任一種。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述射出光的波長在藍(lán)色光波長范圍內(nèi)，所述第一波長轉(zhuǎn)換光的波長在黃色光波長范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述光源是半導(dǎo)體激光元件。
13.一種發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置包括光源，能夠射出射出光；第一熒光體層，至少包括第一面和與該第一面相對一側(cè)的第二面，該第一熒光體層在導(dǎo)光方向上延伸，該第一熒光體層能夠吸收所述射出光并射出第一波長轉(zhuǎn)換光，該第一波長轉(zhuǎn)換光具有比所述射出光的波長長的波長；以及導(dǎo)光體，包括所述射出光的入射面；第一面，與所述第一熒光體層的所述第一面接觸；以及出射面，與所述第一突光體層分開設(shè)置，該導(dǎo)光體在所述導(dǎo)光方向上延伸，其中，所述出射面在與所述導(dǎo)光方向垂直的剖面上具有透鏡曲線，并且具有比所述第一熒光體層的寬度寬的寬度，會聚所述第一波長轉(zhuǎn)換光和所述射出光并從所述出射面射出。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述第一熒光體層包括分開的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域和第二區(qū)域的寬度分別比所述導(dǎo)光體的所述寬度窄，來自所述第一區(qū)域的波長轉(zhuǎn)換光和來自所述第二區(qū)域的波長轉(zhuǎn)換光通過所述導(dǎo)光體會聚在各自的方向上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光裝置，其特征在于，從所述出射面射出的光的配光特性是雙峰性的。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光裝置還包括反射體，該反射體與所述熒光體層的所述第二面接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光體在與所述導(dǎo)光方向垂直的剖面上包括圓的一部分。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光體是玻璃和透明樹脂中的任一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述射出光的波長在藍(lán)色光波長范圍內(nèi)，所述第一波長轉(zhuǎn)換光的波長在黃色光波長范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述光源是半導(dǎo)體激光元件。
全文摘要
本發(fā)明提供發(fā)光裝置，該發(fā)光裝置包括能夠射出射出光的光源、第一熒光體層以及導(dǎo)光路。所述第一熒光體層至少包括第一面和與該第一面相對一側(cè)的第二面，該第一熒光體層在導(dǎo)光方向上延伸，能夠吸收所述射出光并射出第一波長轉(zhuǎn)換光，該第一波長轉(zhuǎn)換光具有比所述射出光的波長長的波長。所述導(dǎo)光路具有反射體，該導(dǎo)光路包括所述射出光的入射面；反射面，與所述第一熒光體層的所述第一面接觸，設(shè)置在所述反射體的表面上；以及出射面，與所述第一熒光體層分開設(shè)置。所述反射面和所述出射面在所述導(dǎo)光方向上延伸。
文檔編號F21S2/00GK102537717SQ20111034095
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者上野岬, 川崎要二, 服部靖, 木下順一, 武田雄士, 遠(yuǎn)山政樹 申請人:哈利盛東芝照明株式會社, 株式會社東芝