專利名稱：發(fā)光裝置及包括這種發(fā)光裝置的照明設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括多個(gè)作為光源的固態(tài)發(fā)光元件的發(fā)光裝置，以及包括該發(fā)光裝置的照明設(shè)備。
背景技術(shù)：
由于其低功耗、高亮度和高耐久性，所以發(fā)光二極管(LED)在聚光燈中作為用于替換白熾燈、熒光燈等的照明設(shè)備光源。然而，由于單個(gè)LED提供的光強(qiáng)度比熒光燈小，所以將包括多個(gè)LED的發(fā)光裝置用于以LED作為光源的一般照明設(shè)備。作為一個(gè)用于這種類型的發(fā)光裝置的LED封裝的示例，已知在發(fā)射藍(lán)光的LED芯片上覆蓋黃色熒光材料層的LED封裝，其中將藍(lán)光和黃光混合以便由此實(shí)現(xiàn)白光(參見，例如日本專利申請(qǐng)公開No. 2011-014695 (JP2011-014695A))。此外，如在圖IOA中所示，提出 了一種以包含熒光材料的半球形樹脂層104來覆蓋LED芯片的LED封裝(參見，例如日本專利申請(qǐng)公開No. 2008-135707 (JP2008-135707A))。而且，如在圖IlA中所示，提出了一種照明設(shè)備，其中布置了具有相應(yīng)的半球形透明樹脂部分104的多個(gè)LED封裝101以及鄰近LED封裝101的正面而設(shè)置的散射和傳輸面板107。然而，在JP2011-014695A和JP2008-135707中公開的發(fā)光裝置中，由于安裝在LED封裝上的黃色熒光材料層的輸出表面具有平面形狀或半球形狀，所以發(fā)光的分布在光輸出方向上具有高方向性，如在圖IOB中所示。S卩，LED封裝的前向上的光強(qiáng)高，而其圓周方向上的光強(qiáng)低。因此，即使設(shè)置反射體以便覆蓋LED封裝，但是由于入射到反射體的光量低，所以難以控制光的分布。另外，在以上提及的照明設(shè)備110中，LED封裝101的正上方的部分的亮度增大。這導(dǎo)致在照明設(shè)備的輸出表面(散射和傳輸面板107)上的亮度分布不均勻，因此導(dǎo)致光的顆粒狀分布并且引起表面反射。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上情況,本發(fā)明提供了一種能夠使輸出光的光分布變寬的發(fā)光裝置，從而提供了對(duì)光分布的容易的可控性并防止不均勻的光分布，同時(shí)提供了一種包括該發(fā)光裝置的照明設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種包括固態(tài)發(fā)光元件的發(fā)光裝置；以及由包含熒光材料的透明樹脂制成的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件，所述透明樹脂覆蓋在所述固態(tài)發(fā)光元件的輸出表面上。所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件在平行于所述固態(tài)發(fā)光元件的光輸出方向的橫截面中，形成為在所述固態(tài)發(fā)光元件的垂直方向上的厚度大于在所述固態(tài)發(fā)光元件的橫向方向上的厚度并且在所述光輸出方向上具有頂點(diǎn)。所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件可以形成為在所述橫截面中具有垂直的長(zhǎng)凸面形狀。所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件可以形成為在所述橫截面中具有垂直的長(zhǎng)三角形形狀。所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件可以形成為當(dāng)從上方觀察時(shí)具有圓形形狀。
所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件可以形成為當(dāng)從上方觀察時(shí)具有橢圓形形狀。所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件可以具有形成在面對(duì)所述固態(tài)發(fā)光元件的側(cè)面中的凹面部分，并且所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件可以形成為具有均勻厚度的薄構(gòu)件，以透明樹脂填充所述凹面部分。所述薄構(gòu)件可以由包含熒光材料的樹脂構(gòu)件制成，所述樹脂構(gòu)件被覆蓋在所述凹面部分中所填充的所述透明樹脂上或被模制成帽形。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種包括所述發(fā)光裝置的照明設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的這些方面，由于在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的橫截面中，在固態(tài)發(fā)光元件的橫向方向上比在其垂直方向上傳播的光更多，所以從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件發(fā)射的光具有所謂的盤翅型光分布曲線(pad wing type light distribution curve),以便由此加寬光分布。而且,由于在橫向方向中傳播的光更多，所以容易通過使用反射體控制光分布。此外，當(dāng)發(fā)光裝置 包含在照明設(shè)備中時(shí)，發(fā)光裝置提供了低方向性，因此防止了不均勻光分布的發(fā)生。


根據(jù)以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例的說明，本發(fā)明的目的和特征將變得明顯，附圖中圖IA和IB分別是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的照明裝置的側(cè)面橫截面圖和平面圖。圖2是示出發(fā)光裝置的光分布曲線的側(cè)面橫截面圖。圖3A和3B是分別示出利用多個(gè)固態(tài)發(fā)光元件和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的側(cè)面橫截面圖和平面圖。圖4A和4B是分別示出包含發(fā)光裝置的照明設(shè)備的縱向橫截面圖和平面圖。圖5A和5B是示出照明設(shè)備的不同改型的縱向橫截面圖。圖6A和6B是分別示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)光裝置的側(cè)面橫截面圖和由發(fā)光裝置發(fā)射的光的光分布。圖7A和7B是示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的發(fā)光裝置的側(cè)面橫截面圖和平面圖。圖8A至8D分別是示出發(fā)光裝置中的多個(gè)固態(tài)發(fā)光元件和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的平面圖、沿著包含發(fā)光裝置的照明設(shè)備的縱向方向截取的橫截面圖、沿著照明設(shè)備的橫向方向截取的橫截面圖以及照明設(shè)備的平面圖。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的發(fā)光裝置的側(cè)面橫截面圖。圖IOA和IOB分別是常規(guī)發(fā)光裝置的側(cè)面橫截面圖和示出其光分布曲線的示圖。圖IlA和IlB分別是包含多個(gè)常規(guī)發(fā)光裝置的照明設(shè)備的縱向橫截面圖和示出從照明設(shè)備上方觀察的亮度分布的示圖。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考圖IA至圖4B描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光裝置和包括該發(fā)光裝置的照明設(shè)備。在該實(shí)施例中，如在圖IA中所示，發(fā)光裝置I包括作為固態(tài)發(fā)光元件的發(fā)光二極管(LED) 2 ;在其上安裝LED2的接線板3 (在下文中簡(jiǎn)稱為“板”)；和由包含熒光材料的透明樹脂構(gòu)件制成的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4，樹脂構(gòu)件覆蓋LED2的輸出表面。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4在平行于LED2的光輸出方向的垂直橫截面(在下文中，簡(jiǎn)稱為“垂直橫截面”)中，形成為在LED2的垂直方向上的厚度大于在LED2的橫向方向上的厚度，并且該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4在LED2的光輸出方向上包括頂點(diǎn)40。在以下的說明中，通過LED2的輸出表面中央的法線被稱為光輸出軸線L。在該不例中，頂點(diǎn)40位于光輸出軸線L上。對(duì)于發(fā)光裝置I而言，只要LED2可以起到光源以發(fā)射期望顏色的光的作用，就不必對(duì)LED2進(jìn)行具體的限定。在該示例中，可以適當(dāng)?shù)厥褂冒l(fā)射具有460nm發(fā)射峰值波長(zhǎng)的藍(lán)光的GaN藍(lán)色LED芯片。LED2的尺寸也沒有具體限制，但是優(yōu)選為0. 3mm。在該示例中，將在其頂表面上形成有正電極和負(fù)電極兩者的所謂的面朝上型元件用于LED2。根據(jù)安裝LED2的方法，LED2通過管芯接合材料31而被接合在板3上，并且通過引線33，將形成在LED2的頂表面上的電極連接到形成在板3上的布線圖案32。因此，LED2電連接到布線圖案32。晶片接合材料31的示例可以包括硅樹脂、銀膏或其它高熱阻性環(huán)氧樹脂。雖然在這里示出由用于安裝LED2的引線接合來安裝面朝上型元件，但是LED2可以是具有形成在其底表面上的電極的面朝下型元件，在這種情況下LED2通過例如倒裝片安裝法來安裝。
對(duì)于板3而言，諸如玻璃態(tài)環(huán)氧樹脂等通用板也用作基板材料?？商娲?，由氧化鋁或氮化鋁制成的陶瓷板或在其表面上形成有絕緣層的金屬板可以用于板3。在板3上形成的布線圖案32用于對(duì)LED2進(jìn)行供電。板3可以具有足夠的尺寸和形狀，以供如LED2和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4這種構(gòu)件安裝在其上，并且可以具有足夠的厚度，以提供當(dāng)處理板3時(shí)足以防止板3的諸如彎曲等變形的強(qiáng)度。在LED2具有0. 3mm的尺寸的情況下，使用在每個(gè)單元具有40mmX 40mm正方形的板3，每個(gè)單元包括一個(gè)LED2和一個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4。通過使金表面受到鍍覆處理而在板3上形成布線圖案32。替代金，可以在諸如銀、銅、鎳等其它金屬上執(zhí)行鍍覆處理。而且，每個(gè)布線圖案的表面不限于金的單層結(jié)構(gòu)，而是可以具有例如金、鎳和銀的堆疊式結(jié)構(gòu)，以便提高對(duì)板3的粘合度。布線圖案32的表面可以受到光反射處理，以便可以由布線圖案32的表面來反射從LED2發(fā)射到板3的光。此外，優(yōu)選地可以以白色抗蝕劑覆蓋板3和布線圖案32的除了需用于連接引線33和安裝LED2的區(qū)域之外的全部表面。由例如剝離方法形成所述白色抗蝕劑。因此，由白色抗蝕劑保護(hù)的布線圖案32可以使得布線具有高穩(wěn)定性，使得在將發(fā)光裝置I結(jié)合在照明設(shè)備中的操作中易于進(jìn)行處理，并使得裝置的制造效率高。引線33的示例可以包括通用金引線、鋁引線、銀引線、銅引線，等等。通過諸如熱接合、超聲接合等任何已知的接合方法，將引線33接合到LED2和布線圖案32的電極。在該實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4形成為具有垂直的長(zhǎng)凸面形狀并且具有長(zhǎng)軸在垂直橫截面的高度方向上的半橢圓形狀，使得波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4在垂直橫截面中在LED2的垂直方向上的厚度大于在LED2的橫向方向上的厚度并且在LED2的光輸出方向上包括頂點(diǎn)40。在該實(shí)施例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的長(zhǎng)軸與短軸的長(zhǎng)度比例如是2 1，但不限于此。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4是通過將混合材料加工為上述形狀而制造的光學(xué)構(gòu)件，通過分散顆粒狀黃色熒光材料而獲得所述混合材料，該顆粒狀黃色熒光材料由從LED2發(fā)射的藍(lán)光激勵(lì)，因此在透明樹脂(例如硅樹脂)中發(fā)射黃光。透明樹脂的示例可以包括具有范圍為I. 2至I. 5的折射率的硅樹脂。熒光材料的示例可以包括已知的黃色熒光材料，該黃色熒光材料吸收從LED2發(fā)射的藍(lán)光中的一些并且由所吸收的藍(lán)光激勵(lì)并且具有500至600nm波長(zhǎng)范圍的峰值波長(zhǎng)。黃色熒光材料具有黃色波長(zhǎng)范圍內(nèi)的發(fā)射峰值波長(zhǎng)，并且其發(fā)射波長(zhǎng)范圍包括紅色波長(zhǎng)范圍。黃色熒光材料由釔和鋁的復(fù)合氧化物的石榴石結(jié)構(gòu)晶體制成。黃色熒光材料的示例可以包括但不限于所謂的YAG熒光材料。例如，多種顏色熒光材料的混合物可以用于調(diào)節(jié)色溫和顏色復(fù)現(xiàn)。具體地，紅色熒光材料和綠色熒光材料的混合物可以用于獲得具有高顏色復(fù)現(xiàn)的白光。除了以上提及的熒光材料之外，光發(fā)散材料、充填劑等可以添加到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的樹脂材料。通過例如用包含熒光材料的樹脂填充模制為上述形狀的模具，倒過來設(shè)置板3(在板3上，LED2安裝在填充模具的樹脂上)，并且使整個(gè)結(jié)構(gòu)固化，可以形成波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4?？商娲兀梢酝ㄟ^預(yù)先制備而形成波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4，所述預(yù)先制備的方式為使用包含熒光材料的樹脂、具有用作待設(shè)置LED2的空間的凹面部分的碗狀模具，以與模具相同的樹脂填充凹面部分，將模具加載到板3上以覆蓋LED2并且使整個(gè)結(jié)構(gòu)固化。
作為另一個(gè)可替代示例，通過使用分配器，以具有熒光材料的觸變性相對(duì)高的樹脂來覆蓋其上安裝LED2的板3可以形成期望形狀的模具。進(jìn)一步地，可以對(duì)由此形成的模具進(jìn)行切割和研磨，以提供具有上述形狀的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4。從LED2發(fā)射的光主要沿著光輸出軸線L的方向呈放射狀輻射。此外，一些光照射到包含在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4中的熒光材料上，使得熒光材料從基態(tài)轉(zhuǎn)換到激發(fā)態(tài)。當(dāng)發(fā)射具有不同于從LED2發(fā)射的光波長(zhǎng)的波長(zhǎng)的光時(shí)，激發(fā)的熒光材料返回到基態(tài)。因此，熒光材料可以發(fā)射具有來自LED2的光波長(zhǎng)所轉(zhuǎn)換到的波長(zhǎng)的光。具有由熒光材料導(dǎo)致的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的波長(zhǎng)的光從熒光材料呈放射狀輻射，而不限制為僅沿著光輸出軸線L輻射。即，通過熒光材料，從LED2發(fā)射的光是經(jīng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的并且也呈放射狀散射，而不限制為沿著從LED2發(fā)射的光的輸出軸線L方向傳播。此外，可以在其它熒光材料的表面上散射經(jīng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的光。在該示例中，由于在垂直橫截面中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4在LED2的垂直方向上的厚度大于在LED2的橫向方向上的厚度，沿著從LED2發(fā)射的光的光輸出軸線L傳播的光沿著在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4中的最長(zhǎng)距離通過。因此，沿著光輸出軸線L傳播的光僅具有通過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的長(zhǎng)距離(光學(xué)路徑)，并且因此具有用于與熒光材料接觸的高可能性，這可能妨礙沿著光輸出軸線L的光的傳播。因此，當(dāng)在垂直橫截面中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4在LED2的垂直方向上的厚度大于在LED2的橫向方向上的厚度時(shí)，同樣減少沿著光輸出軸線L傳播的光量。此外，通過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的輸出表面，以散射光分布(例如，在BZ分類中的BZ5)，輸出具有由熒光材料所導(dǎo)致的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的波長(zhǎng)的光。因此，側(cè)面與頂部的較高面積比可以在側(cè)面中提供較寬的光分布。S卩，如在圖2中所示，從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4輸出的光具有所謂的盤翅型光分布曲線，其中在光輸出軸線L的方向上的輸出光通量較低,而在其橫向方向上的輸出光通量較高。因此，發(fā)光裝置I可以使從LED2發(fā)射的光的分布加寬并且使LED光源特有的方向性降低。如在圖3A和3B中所示，在發(fā)光裝置I中，優(yōu)選地在板3上以矩陣的形式安裝多個(gè)LED2和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4?？商娲?，不限于矩陣形式，可以在板3上以蜂巢形式或呈放射狀地安裝LED2和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4 (未示出)。作為另一個(gè)可替代示例，可以在矩形板3上以陣列形式安裝LED2(未示出)。雖然在該示例中示出了以相應(yīng)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4覆蓋LED2，但是可以以單個(gè)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4覆蓋密集安裝的LED2。然后，將參考圖4A和4B描述包含發(fā)光裝置I的照明設(shè)備10，其中所述發(fā)光裝置I包括多個(gè)LED2和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4。照明設(shè)備10包括主體5 ;用于將發(fā)光裝置I固定到主體5的連接板6 ;設(shè)置在發(fā)光裝置I的光輸出方向上的光散射和傳輸面板7(在下文中簡(jiǎn)稱為“光散射面板”)；和用于將從發(fā)光裝置I發(fā)射的光朝光散射面板7反射的反射體8。雖然，在該示例中，將照明設(shè)備10例示為正方形基礎(chǔ)燈(base light)，但是照明設(shè)備10的形狀不受限制。例如，照明設(shè)備10可以是矩形基礎(chǔ)燈或圓形下照燈(downlight)。包含在照明設(shè)備10中的發(fā)光裝置I可以包括一個(gè)LED2和一個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4，正如在圖IA中所示。主體5包括連接框架51，發(fā)光裝置I固定到該連接框架51的底部；以及連接到連接框架51的開口的開口框架52，用于保持光散射面板7。連接框架51是前側(cè)打開的管狀構(gòu)件，并且包括大于板3的矩形底部和在底部的四側(cè)上豎立的側(cè)部以容納發(fā)光裝置I。連 接框架51的側(cè)部形成為陰裝配部分，該陰裝配部分的外圍在開口一側(cè)被減薄。當(dāng)開口框架52的側(cè)部安裝到陰裝配部分中并且螺釘53從外部插入時(shí)，連接框架51和開口框架52被固定到一起。開口框架52是中央打開以便發(fā)光；并且外圍向內(nèi)突出以保持光散射面板7的框架狀的構(gòu)件。開口框架52的開口形成為大于板3的尺寸并且在光輸出方向上加寬。通過將具有剛性的諸如鋁板或鋼板等板材壓制為特定形狀而制成連接框架51和開口框架52?？梢砸园咨推岬韧扛策B接框架51的內(nèi)側(cè)。連接板6用于保持發(fā)光裝置I并且在發(fā)光裝置I的板3和連接框架51的底部之間提供間隙，并且通過將具有剛性的諸如鋁板或鋼板等板材壓制為具體的形狀而制成該連接板6。通過穿通螺釘61將發(fā)光裝置I的板3和連接板6固定到一起。連接板6通過螺釘(未示出)、粘合劑等固定到連接框架51。可替代地，可以在板3的端部與連接板6之間插入樹脂薄層或停止層(stop)(未示出)而將它們固定到一起。連接板6優(yōu)選地由具有高熱導(dǎo)率的材料制成以便可以有效地耗散來自發(fā)光裝置I的熱量，并且可以在連接框架51的底部的相對(duì)表面上形成熱耗散針。容納在板3與連接框架51底部之間的是電源、引線等(未示出)，用于打開并且驅(qū)動(dòng)發(fā)光裝置I。在分離設(shè)置電源的情況下，發(fā)光裝置I的安裝結(jié)構(gòu)不限于此。例如，發(fā)光裝置I可以直接固定到連接框架51的底部，而不必穿過連接框架6。光散射面板7是通過將乳白色材料機(jī)器加工為大體上與開口框架52的內(nèi)部尺寸相同的形狀而制成的矩形板狀構(gòu)件，通過將諸如氧化鈦顆粒等散射顆粒添加到諸如丙烯酸樹脂等透明樹脂而獲得乳白色材料。而且，通過用于在透明玻璃板或樹脂板的前表面或后表面上執(zhí)行噴砂的粗加工工藝，或其上的織構(gòu)化工藝(texturing process),可以制成光散射面板7。反射體8是以矩陣形式圍繞設(shè)置在板3上的LED2和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的外圍的反射彎曲板，并且相對(duì)于光輸出軸線L傾斜。對(duì)于反射體8，充分地使用光散射反射體，通過將高反射性白色油漆覆蓋在具有預(yù)定形狀的樹脂結(jié)構(gòu)上來制造所述光散射反射體。如果將照明設(shè)備10用作下照燈，則反射體8可以具有表面上沉積反射率較高的銀或鋁的碗形。在以上構(gòu)成的照明設(shè)備10中，從發(fā)光裝置I發(fā)射的光直接或者由反射體8反射后入射到光散射面板7上，并且之后被輸出到照明設(shè)備10的外部。在這時(shí)，即使鄰近發(fā)光裝置I設(shè)置光散射面板7，但由于發(fā)光裝置I發(fā)射具有如圖2所示的盤翅型光分布的光，入射到光散射面板7上的光的方向性增強(qiáng)。光也由光散射面板7散射并且輸出。因此,在照明設(shè)備10中，光從光散射面板7本身的整個(gè)面積發(fā)射，從而使光散射面板7的亮度分布均勻。此外，由于可以鄰近發(fā)光裝置I很接近地設(shè)置光散射面板7，所以照明設(shè)備10可以被制得更薄。而且，可以在照明設(shè)備10的光散射面板7的輸出表面上，防止對(duì)作為光源的LED2特有的顆粒狀分布被感受到，以便由此減少表面反射。此外，在用于照明設(shè)備10的照明裝置I中，由于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4具有從上方觀察時(shí)的圓形，正如圖IB中所示，所以光在LED2的橫向方向上各向同性地輸出。因此，當(dāng)以矩陣形式布置多個(gè)發(fā)光裝置I時(shí)，光可以被均勻地輻射到光散射面板7，因此使光散射面板7的亮度分布均勻。然后，將參考圖5A和5B描述根據(jù)本發(fā)明的改型的照明設(shè)備10。
根據(jù)如在圖5A中示出的第一改型，發(fā)光裝置I包括不同的輸出顏色。通過調(diào)節(jié)用于LED2的芯片的種類、用于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的熒光材料的種類和/或量、添加到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的顏料或油漆的種類和/或量等，將來自發(fā)光裝置I的輸出光的光顏色設(shè)置為一色度。根據(jù)照明設(shè)備10的外圍環(huán)境可以選擇照明設(shè)備10的輻射光的顏色。例如，如果照明設(shè)備10是用于臥室的一般照明設(shè)備，則其可以包括用于發(fā)射白光的發(fā)光裝置Ia和用于發(fā)射燈泡顏色光的發(fā)光裝置Ib的組合，如在圖中所示。在常規(guī)的LED照明設(shè)備中，可以由光散射面板7將具有這種不同顏色的光以某種程度混合。然而，當(dāng)發(fā)光裝置I和光散射面板7彼此緊密地鄰近布置時(shí)，不能充分地實(shí)現(xiàn)光混合，并且在光散射面板7的輸出表面上可能存在不均勻的顏色分布。相反，根據(jù)該改型，以重疊的方式從發(fā)光裝置Ia和Ib以較寬角度輸出的光被入射到光散射面板7的入射表面上并且在光散射面板7中散射。因此，從光散射面板7的輸出表面均勻地發(fā)射白光和燈泡顏色光的混合物，由此防止照明設(shè)備10上的顏色不均勻。發(fā)光裝置I的光顏色不限于以上的白光和燈泡顏色光。例如，可以使用用于發(fā)射紅色(R)、綠色(G)和藍(lán)色(B)的光的多個(gè)發(fā)光裝置。根據(jù)在圖5B中示出的第二改型，依據(jù)照明設(shè)備10的種類和用途而設(shè)置反射體8。在該改型中，假設(shè)下照燈照明，并且照明設(shè)備10在光輸出方向上包括大于上述實(shí)施例中的反射體的反射體8。如上所述，由于發(fā)光裝置I可以以寬角度發(fā)光，所以當(dāng)反射體8設(shè)置在發(fā)光裝置I周圍時(shí)，更多的光入射到反射體8上。因此，通過調(diào)節(jié)反射體8的反射表面的形狀，可以以高光分布可控性來實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備。然后，將參考圖6A和6B描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)光裝置和包括該發(fā)光裝置的照明設(shè)備。該實(shí)施例的發(fā)光裝置I在垂直橫截面中包括形成為具有垂直的長(zhǎng)三角形狀的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4，正如在圖6A中所示。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的頂點(diǎn)40形成為具有代替穗形的圓形。其它結(jié)構(gòu)與以上第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同。在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4中，從LED2發(fā)射的光的光輸出軸線L的方向上傳播的光在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4中沿著長(zhǎng)距離輸出，并且因此包括在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4中的熒光材料可以干擾在光輸出軸線L的方向上傳播的光。此外，通過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的輸出表面，以散射光的分布(BZ5)，輸出具有由熒光材料導(dǎo)致的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的波長(zhǎng)的光。因此，與第一實(shí)施例相比，側(cè)面與頂部的面積比進(jìn)一步增大，這導(dǎo)致更顯著的盤翅型光分布，正如圖6B中所示。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在包括發(fā)光裝置I的照明設(shè)備10中，光散射面板7與發(fā)光裝置I之間的距離可以被制得更小，照明設(shè)備10可以被制得更薄，因此通過反射體8提高了光分布的可控性。然后，將參考圖7和8描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的發(fā)光裝置和包括該發(fā)光裝置的照明設(shè)備。該實(shí)施例的發(fā)光裝置I包括形成為當(dāng)從上方觀察時(shí)具有橢圓形的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4，正如圖7B中所示，盡管波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4具有與第一實(shí)施例相同的橫截面，正如圖7A中所示。在當(dāng)從上方觀察時(shí)具有橢圓形的 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4中，當(dāng)從短軸軸線方向觀察時(shí)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的側(cè)面積大于當(dāng)從長(zhǎng)軸軸線方向觀察時(shí)的其側(cè)面積，這導(dǎo)致在短軸軸線方向上比在長(zhǎng)軸軸線方向上增加了輸出光通量。然后，將參考圖8A至8D描述包含多個(gè)發(fā)光裝置I (包括多個(gè)LED2和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4)的照明設(shè)備10。在該照明設(shè)備10中，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的縱向直徑方向上以陣列的形式在長(zhǎng)板3上設(shè)置發(fā)光裝置1，正如圖8A中所示。而且，以在如圖SB至SC中示出的反射體8之間插置發(fā)光裝置I的方式，在長(zhǎng)板3的縱向方向上設(shè)置一對(duì)反射體8。主體5、連接板6和光散射面板7也形成為對(duì)應(yīng)于發(fā)光裝置I的長(zhǎng)形。例如,光散射面板7的較短邊形成為大于板3的較短邊。而且，在該實(shí)施例中，在具有如圖4A和4B中示出的正方形狀的板3上可以布置發(fā)光裝置I的多個(gè)陣列。而且，不具體地限制板3的尺寸。例如，板3的尺寸可以是200_X20_。在該實(shí)施例中，當(dāng)以具有等間距的行在長(zhǎng)板3上設(shè)置多個(gè)發(fā)光裝置時(shí)，可以增大在沿著板3的短邊的方向上產(chǎn)生的光量。如果以陣列形式設(shè)置的多個(gè)發(fā)光裝置I的行之間的間隔較寬，甚至當(dāng)光散射面板7緊密地鄰近發(fā)光裝置I設(shè)置時(shí)，可以使在光發(fā)射面板7的輸出表面上的亮度分布均勻，而不會(huì)產(chǎn)生對(duì)于每行而言不均勻的光分布。然后，將參考圖9描述根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的發(fā)光裝置。在該實(shí)施例中，發(fā)光裝置I包括具有在面對(duì)LED2的側(cè)面中形成的凹面部分41的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4形成為具有均勻厚度的薄構(gòu)件42，以透明樹脂43填充凹面部分41。薄構(gòu)件42是通過以包含熒光材料的樹脂涂覆透明樹脂43而形成的構(gòu)件，或是模制成帽形的包含熒光材料的樹脂構(gòu)件。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4(薄構(gòu)件42)的厚度范圍例如是從0. I到0. 5mm。除了不包含熒光材料之外，透明樹脂43是與薄構(gòu)件42相同的樹脂。例如，透明樹脂43可以是硅樹脂。其它結(jié)構(gòu)與上述的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同。如上所述，如果波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4具有長(zhǎng)軸軸線在高度方向上的半橢圓形狀，則由于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4中的LED2發(fā)射的光的路徑長(zhǎng)度之間存在差異，可以產(chǎn)生不均勻的顏色分布。相反，當(dāng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的厚度被制造得薄且均勻時(shí)，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4(薄構(gòu)件42)中的光的路徑長(zhǎng)度之間的差異變得均勻，而與波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的形狀無關(guān)，因此防止不均勻的顏色分布。而且，優(yōu)選地，形成波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4以便在頂點(diǎn)40附近增加熒光材料的濃度。雖然在以上的實(shí)施例中已經(jīng)介紹了將用于轉(zhuǎn)換來自LED2的輸出光波長(zhǎng)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4用于加寬輸出光的光分布，但是本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例，而是可以以不同的方式進(jìn)行修改。例如，可以在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件4的外部設(shè)置用于調(diào)節(jié)光分布的分離的光學(xué)構(gòu)件。雖然已經(jīng)參考實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解在不脫離以下權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范 圍的情況下，可以進(jìn)行各種變化和改型。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置，包括 固態(tài)發(fā)光元件；以及 由包含熒光材料的透明樹脂制成的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件，所述透明樹脂涂覆在所述固態(tài)發(fā)光元件的輸出表面上，其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件形成為在平行于所述固態(tài)發(fā)光元件的光輸出方向的橫截面中，所述固態(tài)發(fā)光元件的垂直方向上的厚度大于所述固態(tài)發(fā)光元件的橫向方向上的厚度，并且在所述光輸出方向上具有頂點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光裝置，其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件形成為在所述橫截面中具有垂直的長(zhǎng)凸面形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光裝置，其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件形成為在所述橫截面中具有垂直的長(zhǎng)三角形形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件形成為當(dāng)從上方觀察時(shí)具有圓形形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件形成為當(dāng)從上方觀察時(shí)具有橢圓形形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置，其中所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件具有在面對(duì)所述固態(tài)發(fā)光元件的側(cè)面中形成的凹面部分，并且所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件形成為具有均勻厚度的薄構(gòu)件，以透明樹脂填充所述凹面部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光裝置，其中所述薄構(gòu)件由包含熒光材料的樹脂構(gòu)件制成，所述樹脂構(gòu)件被涂覆在所述凹面部分中所填充的所述透明樹脂上或被模制成帽形。
8.一種包括根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置的照明設(shè)備。
全文摘要
一種發(fā)光裝置及包括這種發(fā)光裝置的照明設(shè)備，所述發(fā)光裝置包括固態(tài)發(fā)光元件；以及由包含熒光材料的透明樹脂制成的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件，所述透明樹脂涂覆在所述固態(tài)發(fā)光元件的輸出表面上。所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件形成為在平行于所述固態(tài)發(fā)光元件的光輸出方向的橫截面中，在所述固態(tài)發(fā)光元件的垂直方向上的厚度大于在所述固態(tài)發(fā)光元件的橫向方向上的厚度并且在所述光輸出方向上具有頂點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L33/48GK102760819SQ201210127528
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者橫谷良二 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社