(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記発光面を平面視した状態において、前記複数の発光素子を前記発光面の中心を中心として回転移動させた場合に、前記複数の発光素子の上面の軌跡が前記発光面の中心を中心とする1つの円を形成する、ことを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。
【0015】
図1は、本発明の実施形態に係る発光装置の平面視を示す図である。
【0016】
図1に示すように、本発明の実施形態に係る発光装置2は、複数の発光素子4が蛍光物質含有部材6で封止された発光装置である。複数の発光素子4と蛍光物質含有部材6とは、パッケージ8の凹部に収容されている。
【0017】
本発明の実施形態に係る発光装置2は、照明器具などに用いられ、リフレクタやレンズなどの集光装置に取り付けられて使用される。本発明の実施形態では、本発明の実施形態に係る発光装置2を用いた照明器具により、照明器具の斜め方向にある被照射体(例えば照明器具を部屋の天井に取り付ける場合は、当該部屋の壁など)や、照明器具の正面方向にある被照射体(例えば照明器具を部屋の天井に取り付ける場合は、当該部屋の床など)に光を照射する。
【0018】
なお、本発明の実施形態に係る発光装置2を集光装置に取り付ける場合は、発光面14の中心と集光装置の焦点とを一致させる。
【0019】
図2は、複数の発光素子4を任意の方向へ平行移動させた場合の様子を示す図であり、(a)〜(d)は平行移動の一例を示す図である。
【0020】
発光面14(本発明の実施形態では、複数の発光素子4と蛍光物質含有部材6とが収容されているパッケージ8の凹部の開口面)を平面視した状態において、発光素子4から出射した光の照明器具の斜め方向にある被照射体に到達するまでの光路を考えると、この光路は、複数の発光素子4を任意の方向へ平行移動させた場合における複数の発光素子4の上面の軌跡に等しくなる。
【0021】
したがって、上記軌跡が例えば2つに分断される場合には、光路が一方と他方の2つに分断されることとなって、一方の光路と他方の光路との間に隙間が生じてしまい、照明器具の斜め方向にある被照射体において、蛍光物質含有部材6から出射した光は届くものの、発光素子4から出射した光は届かない領域が形成されてしまい、色ムラが生じる。
【0022】
そこで、本発明の実施形態に係る発光装置2は、
図2に示すように、発光面14を平面視した状態において、複数の発光素子4を任意の方向へ平行移動させた場合に、複数の発光素子4の上面の軌跡が一体となるように、複数の発光素子4を配置することとした(例えば、
図2(a)においては軌跡16aが一体となるように、
図2(b)においては軌跡16bが一体となるように、
図2(c)においては軌跡16cが一体となるように、
図2(d)においては軌跡16dが一体となるように、複数の発光素子4を配置することとした)。
【0023】
一体となった各軌跡(例えば、
図2(a)〜
図2(d)に示した軌跡16a、軌跡16b、軌跡16c、軌跡16d)は、各発光素子4の上面の軌跡によって塗り潰された1つの路をそれぞれ形成しており、いずれの路も隙間を有していない。
【0024】
本発明の実施形態に係る発光装置2によれば、照明器具の斜め方向にある被照射体に色ムラのない光を照射できる。
【0025】
図3は、複数の発光素子を回転移動させた場合の様子を示す図である。
【0026】
発光面14を平面視した状態において、照明器具の正面方向にある被照射体に照射される光のイメージは、複数の発光素子4を発光面14の中心を中心として回転移動させた場合に形成される複数の発光素子4の上面の軌跡の相似形である。
【0027】
したがって、上記軌跡が例えばリング状に形成されてしまうと、発光装置2の正面方向にある被照射体においてリング状の色ムラが生じてしまう。
【0028】
そこで、本発明の実施形態に係る発光装置2では、
図3に示すように、発光面14を平面視した状態において、複数の発光素子4を発光面14の中心を中心として回転移動させた場合に、複数の発光素子4の上面の軌跡18が発光面14の中心を中心とする1つの円を形成するように、複数の発光素子4を配置することにした。
【0029】
本発明の実施形態に係る発光装置2によれば、照明器具の正面方向にある被照射体に色ムラのない光を照射できる。
【0030】
なお、本発明の実施形態に係る発光装置2では、発光面14を平面視した状態において、複数の発光素子4が発光面14の外周側よりも発光面14の中心側において密に配置される。
【0031】
したがって、本発明の実施形態に係る発光装置2によれば、発光面14の中心に近づくほど複数の発光素子4が密集して配置されることとなり、高い光度と狭い配光を得ることができる。
【0032】
なお、複数の発光素子4が発光面14の外周側よりも発光面14の中心側において密に配置される形態の一例としては、例えば、発光面14を平面視した状態において、発光面14の中心を中心とする半径Rの円Cを発光面14内に描いた場合に、この半径Rの円Cの内側(円Cの外周を含む)に上面の少なくとも一部が入る発光素子4の数を半径Rの円Cの面積で割って得られる発光素子4の面密度が半径Rが小さいほど大きくなるように複数の発光素子4を配置する形態を挙げることができる。
【0033】
図4は、本発明の実施形態に係る発光装置を用いた照明器具で壁や床を照らす様子を説明する図である。
【0034】
図4に示すように、本発明の実施形態に係る発光装置2を用いた照明器具12によれば、照明器具12の斜め方向や正面方向にある被照射体に色ムラのない光を照射することができる。
【0035】
具体的に説明すると、本発明の実施形態では、発光装置2の斜め方向及び正面方向が照明器具12の斜め方向及び正面方向と同じ方向であるところ、
図4中、A方向照射イメージA
IMGは、
図1中のA方向(照明器具12の斜め方向の一例)にある被照射体に照射される光のイメージであり、B方向照射イメージB
IMGは、
図1中のB方向(照明器具12の斜め方向の一例)にある被照射体に照射される光のイメージである。
【0036】
また、
図4中、正面方向照射イメージF
IMGは、照明器具12の正面方向にある被照射体に照射される光のイメージである。
【0037】
これらの照射イメージは、色ムラを有していない。
【0038】
以上本発明の実施形態に係る発光装置2について説明したが、本発明の実施形態に係る発光装置2によれば、高い光度と狭い配光を持った色ムラのない光を照明器具12の正面方向や斜め方向にある被照射体(壁や床など)に照射することが可能となり、集光装置10を用いて集光を行った場合に優れた照明品質を得ることができる。
【0039】
以下、各部材についてより詳細に説明する。
【0040】
[パッケージ8]
本発明の実施形態に係る発光装置2では、パッケージ8の凹部の開口面が発光装置2の発光面14とされるが、発光装置2の発光面14は、発光装置2の内部に形成されてもよい。例えば、第1の凹部と第1の凹部の底面に形成される第2の凹部とを有するようにパッケージ8を形成し、発光素子4とこれを封止する蛍光物質含有部材6とを第2の凹部に収容する場合には、第2の凹部の開口面が発光装置2の発光面14の一例となる。
【0041】
パッケージ8は、例えば樹脂成形体から構成することができる。樹脂成形体としては、例えば、PA6T、PA9Tといった芳香族系ポリアミド、LCPといった芳香族系ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂組成物、シリコーン樹脂組成物、シリコーン変性エポキシ樹脂などの変性エポキシ樹脂組成物、エポキシ変性シリコーン樹脂などの変性シリコーン樹脂組成物、ポリイミド樹脂組成物、変性ポリイミド樹脂組成物などの熱硬化性樹脂などを挙げることができる。
【0042】
[発光素子4]
発光素子4としては、発光ダイオードを用いるのが好ましく、用途に応じて任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色(波長430nm〜490nmの光)の発光素子4としては、窒化物系半導体(In
XAl
YGa
1−X−YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)を用いることができる。発光素子4は、
図1に示すように、平面視において矩形状に形成されている。また、発光素子4は、その上面の一側にp電極が、他側にn電極が設けられたフェースアップ素子であっても、フリップチップ実装されるフェースダウン構造の発光素子であっても、対向電極構造の発光素子であってもよい。なお、発光素子4の成分組成や発光色、サイズ等は上記に限定されず、目的に応じて適宜選択することが
できる。
【0043】
[蛍光物質含有部材6]
蛍光物質含有部材6としては、例えば、1種または複数種の蛍光体粒子が混入された透光性樹脂を用いる。蛍光物質含有部材6には、1種または複数種の拡散材を適時混合してもよい。このようにすれば、色ムラや輝度ムラを緩和することができ、また、内部応力を下げて信頼性を高めることができる。
【0044】
[集光装置10]
集光装置10としては、例えば、レンズやリフレクタなどを用いることができる。
【0045】
なお、本明細書では、本発明の実施形態に係る発光装置2の理解を容易にするため、上記で説明した部材以外の部材の説明を省略するが、例えば発光素子4に給電するための導電部材などをパッケージ8に設けることができることはいうまでもない。
【0046】
図5A、Bは、本発明の実施形態に係る様々な発光装置の平面視を示す図である。なお、
図5A、Bに示した例においては、パッケージ8の凹部の開口面が発光装置の発光面となる。
【0047】
図5Aの(1)〜(9)に示す発光装置は、発光面を平面視した状態において、複数の発光素子4を任意の方向へ平行移動させた場合に、複数の発光素子4の上面の軌跡が一体となる発光装置の一例である。このような簡易な構成によっても、上記で説明した構成と同様に、隣接する発光素子4の間に直線を引くと必ず別の発光素子4を通るため、複数の発光素子4を任意の方向へ平行移動させた場合に複数の発光素子4の上面の軌跡を一体にすることができる。
【0048】
図5Aの(1)〜(3)と
図5Bの(5)〜(8)とに示す発光装置は、発光面が複数の発光素子4の上面の軌跡によって塗り潰される発光装置の一例である。このような簡易な構成によっても、上記で説明した構成と同様に、隣接する発光素子4の間に直線を引くと必ず別の発光素子4を通るため、複数の発光素子4を任意の方向へ平行移動させた場合に複数の発光素子4の上面の軌跡を一体にすることができる。また、これらの構成によれば、複数の発光素子4の上面の軌跡によって発光面を塗り潰すことができる。
【0049】
図5Aの(2)、(3)に示す発光装置は、発光面を平面視した状態において、複数の発光素子4を発光面の中心を中心として回転移動させた場合に、複数の発光素子4の上面の軌跡が発光面の中心を中心とする1つの円を形成する発光装置の一例である。このような簡易な構成によっても、複数の発光素子4を発光面の中心を中心として回転移動させた場合に複数の発光素子4の上面の軌跡に発光面の中心を中心とする1つの円を形成させることができる。
【0050】
図5Aの(2)、(4)、(5)と
図5Bの(6)〜(8)とに示す発光装置は、発光面を平面視した状態において、複数の発光素子4が発光面の外周側よりも発光面の中心側において密に配置されている発光装置の一例である。このような簡易な構成によっても、上記で説明した構成と同様に、発光面の外周側よりも発光面の中心側において複数の発光素子4を密に配置することができる。
【0051】
なお、
図5Aの(4)、(5)と
図5Bの(6)、(7)とに示す発光装置では、上面の形状(例:正方形状、長方形状)及び/又は上面の大きさが異なる発光素子が複数の発光素子4として用いられている。このような簡易な構成によっても、上記で説明した構成と同様に、隣接する発光素子4の間に直線を引くと必ず別の発光素子4を通るため、複数の発光素子4を任意の方向へ平行移動させた場合に複数の発光素子4の上面の軌跡を一体にすることができる。また、これらの構成によれば、複数の発光素子4の上面の軌跡によって発光面を塗り潰すことが容易になる。
【0052】
また、
図5Bの(6)〜(9)に示す発光装置では、一部の発光素子4が、発光面の円周に沿って斜めに配置されている。このような簡易な構成によっても、上記で説明した構成と同様に、隣接する発光素子4の間に直線を引くと必ず別の発光素子4を通るため、複数の発光素子4を任意の方向へ平行移動させた場合に複数の発光素子4の上面の軌跡を一体にすることができる。また、これらの構成によれば、複数の発光素子4の上面の軌跡によって発光面を塗り潰すことが容易になる。
【0053】
また、
図5Aの(1)に示す発光装置では、発光面を平面視した状態において複数の発光素子4が上下非対称及び左右非対称となるようにずらして配置されている。このような簡易な構成によっても、上記で説明した構成と同様に、隣接する発光素子4の間に直線を引くと必ず別の発光素子4を通るため、複数の発光素子4を任意の方向へ平行移動させた場合に複数の発光素子4の上面の軌跡を一体にすることができる。また、これらの構成によれば、複数の発光素子4の上面の軌跡によって発光面を塗り潰すことが容易になる。
【0054】
なお、複数の発光素子4は、発光面を平面視した状態において複数の発光素子4が上下非対称又は左右非対称となるようにずらして配置することができる。このような簡易な構成によっても、上記で説明した構成と同様に、隣接する発光素子4の間に直線を引くと必ず別の発光素子4を通るため、複数の発光素子4を任意の方向へ平行移動させた場合に複数の発光素子4の上面の軌跡を一体にすることができる。また、これらの構成によれば、複数の発光素子4の上面の軌跡によって発光面を塗り潰すことが容易になる。
【0055】
また、
図5Aの(4)に示す発光装置と(5)に示す発光装置と比較すれば明らかなように、発光面を四角形状(例:正方形状、長方形状)とすれば、複数の発光素子4の上面の軌跡によって発光面を塗り潰すことが容易になる。
【0056】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。
【0057】
次に、比較例1〜3に係る発光装置2について説明する。
【0058】
[比較例1]
図6は、比較例1に係る発光装置の平面視を示す図であり、
図7は、比較例1に係る発光装置を用いた照明器具で壁や床を照らす様子を説明する図である。
【0059】
図6に示すように、比較例1に係る発光装置20では、複数の発光素子4が複数の真円(同心)を形成するように配置される。
【0060】
図7に示すように、比較例1に係る発光装置20を用いた照明器具22では、線状の色ムラのある光が壁に照射され、円状の色ムラのある光が床に照射される。
【0061】
具体的に説明すると、比較例1では、発光装置20の斜め方向及び正面方向が照明器具22の斜め方向及び正面方向と同じ方向であるところ、
図7中、A方向照射イメージA
IMGは、
図6中のA方向(照明器具22の斜め方向の一例)にある被照射体に照射される光のイメージであり、B方向照射イメージB
IMGは、
図6中のB方向(照明器具22の斜め方向の一例)にある被照射体に照射される光のイメージである。
【0062】
また、
図7中、正面方向照射イメージF
IMGは、照明器具22の正面方向にある被照射体に照射される光のイメージである。
【0063】
これらの照射イメージは、色ムラを有している。
【0064】
なお、これらの色ムラを改善するために拡散材などを発光装置20に取り付けると、照明器具22の光度の低下や広配光化が引き起こされてしまい、照明品質が劣化する。
【0065】
[比較例2]
図8は、比較例2に係る発光装置の平面視を示す図であり、
図9は、比較例2に係る発光装置を用いた照明器具で壁や床を照らす様子を説明する図である。
【0066】
図8に示すように、比較例2に係る発光装置24では、複数の発光素子4が縦横に整列して配置される。
【0067】
図9に示すように、比較例2に係る発光装置24を用いた照明器具26では、線状の色ムラのある光が壁に照射され、円状の色ムラのある光が床に照射される。
【0068】
具体的に説明すると、比較例2では、発光装置24の斜め方向及び正面方向が照明器具26の斜め方向及び正面方向と同じ方向であるところ、
図9中、A方向照射イメージA
IMGは、
図8中のA方向(照明器具26の斜め方向の一例)にある被照射体に照射される光のイメージであり、B方向照射イメージB
IMGは、
図8中のB方向(照明器具26の斜め方向の一例)にある被照射体に照射される光のイメージである。
【0069】
また、
図9中、正面方向照射イメージF
IMGは、照明器具26の正面方向にある被照射体に照射される光のイメージである。
【0070】
これらの照射イメージは、色ムラを有している。
【0071】
なお、これらの色ムラを改善するために拡散材などを発光装置24に取り付けると、照明器具26の光度の低下や広配光化が引き起こされてしまい、照明品質が劣化する。
【0072】
[比較例3]
図10は、比較例3に係る発光装置の平面視を示す図であり、
図11は、比較例3に係る発光装置を用いた照明器具で壁や床を照らす様子を説明する図である。
【0073】
図10に示すように、比較例3に係る発光装置28では、複数の発光素子4が千鳥状に並べて配置される。
【0074】
図11に示すように、比較例3に係る発光装置28を用いた照明器具30では、線状の色ムラのある光が壁に照射され、円状の色ムラのある光が床に照射される。
【0075】
具体的に説明すると、比較例3では、発光装置28の斜め方向及び正面方向が照明器具30の斜め方向及び正面方向と同じ方向であるところ、
図11中、A方向照射イメージA
IMGは、
図10中のA方向(照明器具30の斜め方向の一例)にある被照射体に照射される光のイメージであり、C方向照射イメージC
IMGは、
図10中のC方向(照明器具30の斜め方向の一例)にある被照射体に照射される光のイメージである。
【0076】
また、
図11中、正面方向照射イメージF
IMGは、照明器具30の正面方向にある被照射体に照射される光のイメージである。
【0077】
これらの照射イメージは、色ムラを有している。
【0078】
なお、これらの色ムラを改善するために拡散材などを発光装置28に取り付けると、照明器具30の光度の低下や広配光化が引き起こされてしまい、照明品質が劣化する。