發(fā)光模塊、發(fā)光裝置及照明裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種光模塊、發(fā)光裝置及照明裝置，發(fā)光模塊（20）具備基板（31）、玻璃蓋（27）及彈性體（28）?；澹?1）上設(shè)置具有發(fā)光元件（33）的發(fā)光部（32）。玻璃蓋（27）與發(fā)光部（32）對(duì)向。彈性體（28）插入基板（31）與玻璃蓋（27）之間，在發(fā)光部（32）與玻璃蓋（27）之間形成間隙。根據(jù)本實(shí)用新型，由于在基板與玻璃蓋之間插入彈性體，在發(fā)光部與玻璃蓋之間形成間隙，因此當(dāng)對(duì)玻璃蓋施加了外力時(shí)可由彈性體吸收該外力，因此，可期待能夠使用玻璃蓋來(lái)提高出光效率，并且可保護(hù)玻璃蓋不受外力影響。
【專利說(shuō)明】發(fā)光模塊、發(fā)光裝置及照明裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型的實(shí)施方式涉及一種使用發(fā)光元件的發(fā)光模塊、發(fā)光裝置及照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，有一種將具有發(fā)光模塊的發(fā)光裝置與散熱體組合而構(gòu)成的照明裝置。
[0003]發(fā)光模塊是在基板上安裝發(fā)光元件而形成發(fā)光部，由透光性的外罩覆蓋該基板。于是，發(fā)光部發(fā)出的光透射外罩照射到照明空間。
[0004]外罩大多由樹(shù)脂材料形成，該情況下，為了不易受到來(lái)自發(fā)光部的熱的影響而將外罩遠(yuǎn)離發(fā)光部配置。此外，外罩有時(shí)也使用透光率高于樹(shù)脂材料的玻璃蓋。
[0005]【背景技術(shù)】文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開(kāi)2013-30401號(hào)公報(bào)
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008][要解決的課題]
[0009]玻璃蓋的透光率高于樹(shù)脂材料，使光出射到外罩外部的出光效率提高，但當(dāng)施加了外力時(shí)，若由外罩本身承受外力，則有破碎飛散的可能。
[0010]本實(shí)用新型所要解決的課題是提供一種可提高出光效率并且可保護(hù)玻璃蓋的發(fā)光模塊、發(fā)光裝置及照明裝置。
[0011][解決課題的技術(shù)手段]
[0012]實(shí)施方式的發(fā)光模塊具備基板、玻璃蓋及彈性體。在基板上設(shè)置具有發(fā)光元件的發(fā)光部。玻璃蓋與發(fā)光部對(duì)向。彈性體插入基板與玻璃蓋之間，并在發(fā)光部與玻璃蓋之間形成間隙。
[0013]實(shí)施方式的發(fā)光裝置具備:所述發(fā)光模塊；散熱板，配置所述基板；及外殼，具有與所述玻璃蓋對(duì)向的開(kāi)口部，在與所述散熱板之間插入并收容所述發(fā)光模塊。
[0014]實(shí)施方式的照明裝置具備:散熱體；及所述發(fā)光裝置，以所述散熱板與所述散熱體接觸的方式安裝。
[0015][實(shí)用新型的效果]
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型，由于在基板與玻璃蓋之間插入彈性體，在發(fā)光部與玻璃蓋之間形成間隙，因此當(dāng)對(duì)玻璃蓋施加了外力時(shí)可由彈性體吸收該外力，因此，可期待能夠使用玻璃蓋來(lái)提高出光效率，并且可保護(hù)玻璃蓋不受外力影響。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是表示第I實(shí)施方式的發(fā)光模塊及發(fā)光裝置的剖視圖。
[0018]圖2是所述發(fā)光模塊及發(fā)光裝置的立體圖。[0019]圖3是使用所述發(fā)光裝置的照明裝置的立體圖。
[0020]圖4是所述發(fā)光模塊的累計(jì)光束通過(guò)率的曲線圖。
[0021]圖5是表示第2實(shí)施方式的發(fā)光模塊及發(fā)光裝置的剖視圖。
[0022]圖6是表示第3實(shí)施方式的發(fā)光模塊及發(fā)光裝置的剖視圖。
[0023]圖7是表示第4實(shí)施方式的發(fā)光模塊及發(fā)光裝置的剖視圖。
[0024]符號(hào)的說(shuō)明:
[0025]10:照明裝置
[0026]11:散熱體
[0027]12:發(fā)光裝置
[0028]15:安裝面
[0029]16:散熱翼片
[0030]20:發(fā)光模塊
[0031]21:散熱板
[0032]22:外殼
[0033]23:散熱片
[0034]26:發(fā)光體
[0035]27:玻璃蓋
[0036]28:彈性體
[0037]31:基板
[0038]32發(fā)光部
[0039]33發(fā)光元件
[0040]34:壁部
[0041]35:密封樹(shù)脂
[0042]36:發(fā)光面
[0043]38:開(kāi)口部
[0044]39:收容部
[0045]40:段部
[0046]45:槽部
[0047]55: SMD 封裝體
[0048]55a:弓形發(fā)光面
[0049]56:接頭
[0050]60:片簧
【具體實(shí)施方式】
[0051]下面，參照?qǐng)D1至圖4說(shuō)明第I實(shí)施方式。
[0052]圖3中表示照明裝置。照明裝置10具備散熱體11、及可裝卸地安裝在該散熱體11上的發(fā)光裝置12。
[0053]散熱體11構(gòu)成設(shè)置在例如天花板等上的器具主體的一部分。散熱體11是由例如鋁等金屬材料形成，下表面形成以熱連接狀態(tài)安裝發(fā)光裝置12的平面狀的安裝面15，上表面突出設(shè)置著多個(gè)散熱翼片(fin) 16。
[0054]如圖1及圖2所示，發(fā)光裝置12具備發(fā)光模塊20、熱連接發(fā)光模塊20的散熱板21、收容發(fā)光模塊20的外殼22、及安裝在散熱板(plate) 21上的散熱片(sheet) 23。
[0055]發(fā)光模塊20具備發(fā)光體26、覆蓋發(fā)光體26的玻璃蓋27、及插入發(fā)光體26與玻璃蓋27之間的彈性體28。
[0056]發(fā)光體26具備基板31、及設(shè)在該基板31的作為安裝面的一表面(下面將一表面稱為前表面)上的發(fā)光部32。基板31由例如金屬、陶瓷或者樹(shù)脂等導(dǎo)熱性優(yōu)秀的材料形成為平板狀，在安裝面形成了配線圖案(pattern)。另外，當(dāng)基板31為金屬時(shí)在基板31與配線圖案之間形成絕緣層。
[0057]發(fā)光部32具有安裝在基板31上的多個(gè)發(fā)光元件33、包圍多個(gè)發(fā)光元件33周圍的壁部34、及在壁部34的內(nèi)側(cè)一體地密封多個(gè)發(fā)光元件33的密封樹(shù)脂35。也就是說(shuō)，發(fā)光部32采用板上芯片封裝(Chip On Board, COB)方式，密封樹(shù)脂35的表面形成為圓形的發(fā)光面36。發(fā)光元件33使用發(fā)出藍(lán)色光的LED元件，密封樹(shù)脂35使用含有由藍(lán)色光激發(fā)而發(fā)出黃色光的熒光體的例如矽酮樹(shù)脂等具有透光性的樹(shù)脂材料。發(fā)光部32的光輸出(Light Output)為20001m以上的高輸出。另外，作為發(fā)光元件，可以使用表面安裝器件(Surface Mount Device, SMD)封裝體(package),或者不限定于LED元件,也可以使用電激發(fā)光(Electro Luminescence, EL)兀件等。
[0058]玻璃蓋27是由具有可見(jiàn)光的透光性且耐熱溫度為100°C以上的玻璃材料形成為直徑大于發(fā)光部32及基板31的平圓板狀。
[0059]彈性體28是由具有彈性的例如矽酮樹(shù)脂等樹(shù)脂材料形成為直徑大于發(fā)光部32且直徑小于或等于基板31的圓環(huán)狀。彈性體28在基板31的安裝面上配設(shè)在發(fā)光部32的周圍，插入基板31與玻璃蓋27之間且以分別密接在基板31和玻璃蓋27上的狀態(tài)進(jìn)行粘接。由彈性體28在基板31與玻璃蓋27之間形成隔開(kāi)規(guī)定空間的間隙并且保持該間隙，并且將發(fā)光體26與玻璃蓋27之間的內(nèi)側(cè)空間密閉。發(fā)光部32與玻璃蓋27之間的間隔設(shè)為當(dāng)彈性體28在彈性變形范圍內(nèi)產(chǎn)生變形時(shí)發(fā)光部32與玻璃蓋27也不會(huì)接觸的間隔。此外，作為彈性體28的形成方法，例如在基板31上涂布硬化前具有流動(dòng)性狀態(tài)的樹(shù)脂材料，在將玻璃蓋27抵壓在樹(shù)脂材料上而密接后，通過(guò)使樹(shù)脂材料硬化而形成彈性體28。
[0060]此外，散熱板21為例如均熱片(heat spreader),且形成為直徑大于基板31及玻璃蓋27的平圓板狀。散熱板21的前表面接觸基板31的與安裝面為相反側(cè)的背面。
[0061]此外，外殼22由例如樹(shù)脂材料形成，在前表面形成圓形的開(kāi)口部38，在與前表面為相反側(cè)的背面開(kāi)口形成將發(fā)光模塊20收容在外殼22與散熱板21之間的圓形收容部39。開(kāi)口部38的直徑小于收容部39的直徑，在開(kāi)口部38與收容部39之間形成著段部40。開(kāi)口部38的直徑形成為比玻璃蓋27的直徑小的尺寸。
[0062]此外，散熱片23是由導(dǎo)熱性優(yōu)秀的材料形成的。
[0063]并且，外殼22的收容部39收容發(fā)光模塊20，在外殼22的背面?zhèn)劝惭b散熱板21而形成發(fā)光裝置12?；?1與散熱板21面接觸而熱連接，玻璃蓋27與外殼22的段部40接觸，在散熱板21與外殼22的段部40之間插入并保持著發(fā)光模塊20。
[0064]此外，如圖3所示，發(fā)光裝置12的散熱板21是隔著散熱片23以與散熱體11的安裝面15面接觸的狀態(tài)安裝，由此發(fā)光裝置12的散熱板21與散熱體11熱連接。另外，在包含散熱體11的器具主體側(cè)配置電源裝置，該電源裝置與發(fā)光裝置12是通過(guò)纜線等連接元件而電連接。
[0065]并且，從電源裝置供給使多個(gè)發(fā)光元件33發(fā)光的電力至發(fā)光模塊20。當(dāng)發(fā)光裝置12的多個(gè)發(fā)光元件33發(fā)光時(shí)，從發(fā)光部32的發(fā)光面36出射的光入射到玻璃蓋27，并且從玻璃蓋27的前表面輻射到照明空間。
[0066]玻璃蓋27具有透射率高于樹(shù)脂材料(聚碳酸酯(polycarbonate)的透射率為89%左右，相對(duì)于此，玻璃的透射率為92%)的特性。因此，透射玻璃蓋27的來(lái)自發(fā)光部32的光束增加，可使發(fā)光裝置12的出光效率提高。
[0067]而且，如果將外殼22的開(kāi)口部38的直徑(或者彈性體的內(nèi)徑)設(shè)為A，將發(fā)光部32(發(fā)光面36)與玻璃蓋27之間的間隔設(shè)為B，則發(fā)光裝置12具有tarT1 (2B/A)>70°的關(guān)系O
[0068]圖4中表示從發(fā)光部32的發(fā)光面36的中心出射的光束通過(guò)玻璃蓋27從外殼22的開(kāi)口部38通向外部的比率即累計(jì)光束通過(guò)率。并且，由于具有tarT1 (2B/A) > 70°的關(guān)系，因此可獲得94%以上的累計(jì)光束通過(guò)率，可使充足的光束出射到發(fā)光裝置12外。
[0069]而且，如果將外殼22的開(kāi)口部38的直徑(或者彈性體的內(nèi)徑)設(shè)為A，將發(fā)光部32(發(fā)光面36)與玻璃蓋27之間的間隔設(shè)為B，將發(fā)光部32 (發(fā)光面36)的直徑設(shè)為C，則發(fā)光裝置12優(yōu)選具有tarT1 (2B/A) >70°、C/A > 0.8的關(guān)系。
[0070]發(fā)光裝置12是將電源裝置及散熱機(jī)構(gòu)分別設(shè)置，因此可縮小發(fā)光裝置12的外形，適用于小型的筒燈或聚光燈等照明裝置10。為使發(fā)光裝置12為小型，必須盡可能增大發(fā)光部32的直徑C相對(duì)于外殼22的開(kāi)口部38的直徑A的比率而確保出光效率，但是一般來(lái)說(shuō)，縮小發(fā)光部32的直徑C的比率可以使出光效率變得良好。因此，通過(guò)保持tarT1 (2B/A) > 70°的關(guān)系，并且設(shè)為C/A > 0.8，可提供小型且出光效率良好的發(fā)光裝置12。
[0071]此外，多個(gè)發(fā)光元件33產(chǎn)生的熱主要通過(guò)基板31、散熱板21及散熱片23傳導(dǎo)到散熱體11，并且從散熱體11擴(kuò)散到大氣中。
[0072]玻璃蓋27具有導(dǎo)熱率高于樹(shù)脂構(gòu)件(聚碳酸酯的導(dǎo)熱率為0.19W/mK，相對(duì)于此玻璃的導(dǎo)熱率為0.55ff/mK?0.75ff/mK)的特性。因此，來(lái)自發(fā)光部32的輻射熱由玻璃蓋27吸收而從玻璃蓋27的前表面擴(kuò)散到大氣中的散熱性變高，從而可提高發(fā)光模塊20的發(fā)光效率。
[0073]另外，也可以在玻璃蓋27的外圍側(cè)即前表面?zhèn)刃纬晌⑿〉陌纪?。通過(guò)這樣在玻璃蓋27的前表面?zhèn)刃纬晌⑿〉陌纪?，可將從玻璃蓋27出射的光擴(kuò)散,抑制光斑產(chǎn)生,此外,可擴(kuò)大玻璃蓋27的表面積,形成良好的散熱性。
[0074]并且，在以此方式構(gòu)成的發(fā)光裝置12中，由于在發(fā)光模塊20的基板31與玻璃蓋27之間插入彈性體28，在發(fā)光部32與玻璃蓋27之間形成間隙，因此當(dāng)從玻璃蓋27的前表面施加外力時(shí)，可通過(guò)由彈性體28產(chǎn)生彈性變形來(lái)吸收該外力。因此,可使用玻璃蓋27提高出光效率，并且可保護(hù)玻璃蓋27不受外力影響。
[0075]此外，發(fā)光部32與玻璃蓋27之間的間隔設(shè)為當(dāng)彈性體28在彈性變形范圍內(nèi)發(fā)生變形時(shí)發(fā)光部32與玻璃蓋27也不會(huì)接觸的間隔，因此可防止玻璃蓋27與發(fā)光部32接觸。因此，可防止因玻璃蓋27的接觸對(duì)發(fā)光部32施加負(fù)荷，而對(duì)發(fā)光部32造成損傷。
[0076]此外，由于彈性體28是由矽酮樹(shù)脂材料在發(fā)光部32的周圍形成為環(huán)狀，因此可密閉基板31與玻璃蓋27之間的內(nèi)側(cè)空間，可防止灰塵或蟲(chóng)、或者水等侵入到該內(nèi)側(cè)空間，可維持出光效率。
[0077]此外，由于外殼22的開(kāi)口部38的尺寸小于玻璃蓋27的外形，因此即便玻璃蓋27與發(fā)光模塊20偏離，也可以防止玻璃蓋27從外殼22的開(kāi)口部38脫落。
[0078]接著，在圖5中表示第2實(shí)施方式。另外，針對(duì)與第I實(shí)施方式相同的構(gòu)成及作用效果使用相同的符號(hào)并且省略其說(shuō)明。
[0079]在彈性體28的內(nèi)周的前后方向(厚度方向)的中間形成供玻璃蓋27的周緣部嵌合的槽部45，彈性體28形成為截面大致-字形。彈性體28的后表面?zhèn)日辰庸潭ㄔ诨?1上。并且，當(dāng)將發(fā)光模塊20組裝到外殼22時(shí)，彈性體28的前表面?zhèn)扰c外殼22的段部40接觸，在外殼22與散熱板21之間插入彈性體28并保持發(fā)光模塊20。
[0080]通過(guò)這樣將彈性體28嵌合在玻璃蓋27的周圍，可由彈性體28保持玻璃蓋27，可防止玻璃蓋27與彈性體28偏離。而且，當(dāng)將發(fā)光模塊20組裝到外殼22時(shí)，通過(guò)在外殼22與散熱板21之間插入彈性體28并保持發(fā)光模塊20，利用彈性體28的彈性將基板31按壓到散熱板21，可提高基板31與散熱板21的導(dǎo)熱性。
[0081]接著，在圖6中表示第3實(shí)施方式。另外，針對(duì)與各實(shí)施方式相同的構(gòu)成及作用效果使用相同的符號(hào)并省略其說(shuō)明。
[0082]發(fā)光模塊20的基板31由陶瓷板形成。在基板31的安裝面的中央?yún)^(qū)域安裝多個(gè)SMD封裝體55作為構(gòu)成發(fā)光部32的發(fā)光元件33，并且在周邊部安裝著通過(guò)安裝面的配線圖案與多個(gè)SMD封裝體55電連接的接頭56。
[0083]SMD封裝體55是在封裝體內(nèi)配置LED元件，在封裝體前表面形成供光出射的弓形發(fā)光面55a。
[0084]接頭56可在已將發(fā)光模塊20收容在外殼22內(nèi)的狀態(tài)下從外殼22的側(cè)面的缺口部分露出到外側(cè)，從照明裝置10的電源電路接頭連接纜線。
[0085]一般來(lái)說(shuō)，陶瓷板向厚度方向的導(dǎo)熱為良好，但向與厚度方向交叉的面方向的導(dǎo)熱并不良好。因此，由于基板31為陶瓷，因此可將發(fā)光元件33產(chǎn)生的熱從基板31良好地傳達(dá)到散熱板21，并且可抑制熱導(dǎo)向接頭56而減輕接頭56的熱影響。
[0086]另外，由陶瓷板構(gòu)成的基板31的發(fā)光部32并不限定于SMD封裝體55，也可以使用所述COB方式。
[0087]接著，在圖7中表示第4實(shí)施方式。另外，針對(duì)與各實(shí)施方式相同的構(gòu)成及作用效果使用相同的符號(hào)并省略其說(shuō)明。
[0088]作為彈性體28，使用金屬制的片簧60。片簧60例如是從形成為環(huán)狀的基部的多個(gè)部位撬起按壓部，插入基板31與玻璃蓋27之間，在基板31與玻璃蓋27之間形成隔開(kāi)規(guī)定空間的間隙。
[0089]對(duì)本實(shí)用新型的若干實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但這些實(shí)施方式是作為例子而提出的，并不試圖限定新型的范圍。這些新穎的實(shí)施方式能以其他各種方式實(shí)施，可在不脫離新型主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式及其變形包含在新型的范圍及主旨中，并且包含在與其均等的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光模塊，其特征在于，具備: 基板，設(shè)置著具有發(fā)光元件的發(fā)光部； 玻璃蓋，與所述發(fā)光部對(duì)向；及 彈性體，插入所述基板與所述玻璃蓋之間，并在所述發(fā)光部與所述玻璃蓋之間形成間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于:所述發(fā)光部與所述玻璃蓋之間的間隔設(shè)為所述彈性體在彈性變形范圍內(nèi)產(chǎn)生變形時(shí)所述發(fā)光部與所述玻璃蓋不會(huì)接觸的間隔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光模塊，其特征在于:所述彈性體嵌合在所述玻璃蓋的周圍。
4.一種發(fā)光裝置，其特征在于，具備: 權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光模塊； 散熱板，配置所述基板； 及外殼，具有與所述玻璃蓋對(duì)向的開(kāi)口部，在與所述散熱板之間插入并收容所述發(fā)光模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于:將所述開(kāi)口部的直徑設(shè)為A，將所述發(fā)光部與所述玻璃蓋之間的間隔設(shè)為B,具有tan 1 (2B/A) > 70°的關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，其特征在于:將所述開(kāi)口部的直徑設(shè)為A，將所述發(fā)光部與所述玻璃蓋之間的間隔設(shè)為B，將所述發(fā)光部的直徑設(shè)為C，具有tarT1 (2B/A)、C/A > 0.8的關(guān)系。
7.一種照明裝置，其特征在于，具備: 散熱體； 及權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，以所述散熱板與所述散熱體接觸的方式安裝。
【文檔編號(hào)】F21V29/00GK203477959SQ201320561458
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月20日
【發(fā)明者】石田正純, 木宮淳一, 佐佐木淳, 松田良太郎, 松永啟之, 大塚誠(chéng) 申請(qǐng)人:東芝照明技術(shù)株式會(huì)社