特表2019-536278(P2019-536278A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2019-536278(P2019-536278A)
(43)【公表日】2019年12月12日
(54)【発明の名称】UV LEDを有する照明デバイス
(51)【国際特許分類】
   H01L 33/48 20100101AFI20191115BHJP
   H01L 33/50 20100101ALI20191115BHJP
   F21S 2/00 20160101ALI20191115BHJP
   F21V 9/32 20180101ALI20191115BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20191115BHJP
【FI】
   H01L33/48
   H01L33/50
   F21S2/00 311
   F21V9/32
   F21Y115:10 500
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2019-524433(P2019-524433)
(86)(22)【出願日】2017年11月14日
(85)【翻訳文提出日】2019年5月9日
(86)【国際出願番号】EP2017079123
(87)【国際公開番号】WO2018091433
(87)【国際公開日】20180524
(31)【優先権主張番号】16199349.8
(32)【優先日】2016年11月17日
(33)【優先権主張国】EP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT
(71)【出願人】
【識別番号】516043960
【氏名又は名称】シグニファイ ホールディング ビー ヴィ
【氏名又は名称原語表記】SIGNIFY HOLDING B.V.
(74)【代理人】
【識別番号】100163821
【弁理士】
【氏名又は名称】柴田 沙希子
(72)【発明者】
【氏名】ヒクメット リファット アタ ムスターファ
(72)【発明者】
【氏名】ヴァン ボムメル ティース
【テーマコード(参考)】
3K243
5F142
【Fターム(参考)】
3K243MA01
5F142AA62
5F142AA66
5F142BA02
5F142BA32
5F142BA34
5F142CB11
5F142CD32
5F142CE06
5F142CE16
5F142CE32
5F142DA12
5F142DA14
5F142DA62
5F142DB18
5F142EA31
5F142GA21
5F142GA31
(57)【要約】
本発明は、複数の発光ダイオードLEDを備える照明デバイスに関する。複数のLEDは、少なくとも1つの第1の光出力面から出射光方向に可視光を発するために基板上に配設される。照明デバイスはまた、第2の光出力面から出射光方向にUV光を発するための少なくとも1つの紫外線発光ダイオードUV LEDを含む。蛍光体層が、LEDが蛍光体層によって覆われるように、少なくとも複数のLED上に配設される。少なくとも1つのUV LEDからUV光を発するための第2の光出力面は、出射光方向において基板に対して、少なくとも第1の光出力面よりも高い位置に置かれている。本発明はまた、照明デバイスを製造する方法にも関する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つの第1の光出力面から出射光方向に可視光を発するための、基板上に配設された複数の発光ダイオードLEDと、
第2の光出力面から前記出射光方向にUV光を発するための少なくとも1つの紫外線発光ダイオードUV LEDと、
蛍光体層であって、前記LEDが前記蛍光体層によって覆われるように少なくとも前記複数のLED上に配設された蛍光体層と
を備える照明デバイスであって、
前記少なくとも1つのUV LEDからUV光を発するための前記第2の光出力面が、前記出射光方向において前記基板に対して、前記少なくとも1つの第1の光出力面よりも高い位置に置かれている、照明デバイス。
【請求項2】
前記少なくとも1つのUV LEDが、前記蛍光体層によって覆われており、前記少なくとも1つのUV LEDの上部にある前記蛍光体層が、前記LEDの上部にある前記蛍光体層よりも薄い、請求項1に記載の照明デバイス。
【請求項3】
前記第2の光出力面が前記出射光方向において前記少なくとも1つの第1の光出力面よりも高くなるように、前記少なくとも1つのUV LEDが、前記基板上に配置されたベース上に配設されている、請求項1又は2に記載の照明デバイス。
【請求項4】
前記ベースが、前記蛍光体層の厚さよりも大きい厚さを有する、請求項3に記載の照明デバイス。
【請求項5】
前記ベースが、前記少なくとも1つのUV LEDを前記基板に電気的に接続するためのコネクタを備える、請求項3又は4に記載の照明デバイス。
【請求項6】
前記ベースが光透過性材料を含む、請求項3乃至5のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項7】
前記ベースが光反射性材料を含む、請求項3乃至5のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項8】
前記基板の近くでの前記ベースの横幅が、前記蛍光体層の表面での前記ベースの横幅よりも大きい、請求項3乃至7のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項9】
前記第2の光出力面が前記出射光方向において前記少なくとも1つの第1の光出力面よりも高くなるように、光透過性材料の層が、前記UV LEDの上部に配設されている、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項10】
前記基板が、前記少なくとも1つのUV LEDを保持するように構成された穴を備える、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項11】
前記穴が、前記基板の縁部又は中心部に配置されている、請求項10に記載の照明デバイス。
【請求項12】
前記少なくとも1つのUV LEDが、個々の表面実装デバイスSMD UV LEDである、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項13】
前記複数のLEDが、有色光及び/又は白色光を生成するように構成されている、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の照明デバイス。
【請求項14】
請求項1乃至13のいずれか一項に記載の照明デバイスを備えるランプ又は照明器具。
【請求項15】
照明デバイスを製造する方法であって、
少なくとも1つの第1の光出力面から出射光方向に可視光を発するための複数のLEDを基板上に接合するステップと、
前記複数のLED同士を電気的に接続するステップと、
第2の光出力面から前記出射光方向にUV光を発するための少なくとも1つのUV LEDを前記基板上に実装するステップと、
少なくとも前記複数のLED上に蛍光体層を設けるステップであって、前記LEDが前記蛍光体層によって覆われるようにする、ステップと、を含み、
前記少なくとも1つのUV LEDからUV光を発するための前記第2の光出力面が、前記出射光方向において前記基板に対して、前記少なくとも1つの第1の光出力面よりも高い位置に置かれる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して照明デバイスの分野に関し、特に、発光ダイオード(LED)と、少なくとも1つの紫外線発光ダイオード(UV LED)とを備える照明デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、健康上の利益を有し、費用対効果がより高い照明デバイスを作ることに対する関心がますます高まっている。人工的な白色光を生成する光源が、急速に採用されつつある。このような光源は、非常に高い効率で、90を超える演色評価数(CRI)を有する高品質の光を生成することができる。しかし、太陽光と比較したとき、このような光源の問題のうちの1つは、可視光を供給することの他に人間にとって特定の利益を有する特定のスペクトル部分が欠けていることである。例えば、(たとえ非常に低い強度でも)紫外線(UV)光は、ビタミンDの生成(又は鮮やかな白色光、皮膚の日焼け、殺菌、誘虫性、皮膚治療など)にとって非常に重要である。この目的のために、白色及び/又は有色LEDと組み合わせてUV LEDを照明デバイスに導入することが望ましい。UV LEDは通常、200nm〜400nmの波長範囲の光を生成する。ビタミンDの生成の場合、波長は通常、280nm〜320nmの範囲である。
【0003】
チップオンボード(Chip on Board;CoB)は、光源の製造にますます使用されているプロセス技術に関する。CoBは基本的に、基板に直接接合されて単一モジュールを形成する複数のLEDチップによる光源である。これらの光源の費用対効果及び費用対効率は、それらを非常に魅力的なものにする。したがって、CoBと1つ以上のUV光源との組み合わせに関心が寄せられることがある。
【0004】
一般に、UV光の上記の利益及び改善された寿命を有する照明デバイスを提供することが必要とされている。
【0005】
米国特許出願公開第2004/145312(A1)号は、励起光を発するLEDと、可視光の少なくとも一部分を反射し、励起光を透過させる第1の可撓性多層反射体と、可撓性多層反射体に隣接する蛍光体材料の層とを含む光源を開示している。蛍光体材料は、励起光が照射されると可視光を発する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述の問題のうちの1つ以上に対処する、照明デバイスを実現することが有利であろう。特に、より長い寿命の観点から、照明デバイスの性能又は動作の改善を得ることが望ましいであろう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
これらの問題のうちの1つ以上により良好に対処するために、独立請求項において定義される特徴を有する照明デバイスが提供される。従属請求項において、好ましい実施形態が定義される。
【0008】
本開示の第1の態様によれば、照明デバイスが提供される。照明デバイスは、少なくとも1つの第1の光出力面から出射光方向に可視光を発するための、基板上に配設された複数の発光ダイオード(LED)を備える。少なくとも1つの紫外線発光ダイオード(UV LED)が、第2の光出力面から出射光方向にUV光を発するために設けられる。蛍光体層が、LEDが蛍光体層によって覆われるように、少なくとも複数のLED上に配設される。UV光を発するための第2の光出力面は、出射光方向において基板に対して、少なくとも1つの第1の光出力面よりも高い位置に置かれる。照明デバイスは、可視光及びUV光を供給する。照明デバイスは、光出射窓を備えてもよい。可視光及びUV光は、光出射窓を通って照明デバイスから出る。可視光は、400nm〜800nmの波長範囲の光である。
【0009】
(例えば、310nmの)UV光は、照明デバイスに使用される材料(例えば、ポリマー)の多くを劣化させる傾向があり、照明デバイスの寿命が短くなることが確認されている。少なくとも1つのUV LEDからUV光を発するための第2の光出力面が、出射光方向において基板に対して、少なくとも1つの第1の光出力面よりも高い位置に置かれることで、この劣化が抑制され、デバイスの寿命が改善され得る。UV光を発するための第2の光出力面のそのような配置により、UV LEDからの出射光は、蛍光体層又はLEDに到達しない(又は少なくとも殆ど到達しない)ことにより、劣化が抑制され得る。
【0010】
いくつかの実施形態では、LEDは、基板上に配設された蛍光体層に埋め込まれてもよいことが理解されるであろう。
【0011】
いくつかの実施形態では、LED又はUV LEDは、基板に取り付けられてもよく、又は基板上に実装されてもよい。
【0012】
いくつかの実施形態では、LEDのそれぞれが、それ自体の光出力面を有してもよい。更に、可視光を発するための第1の光出力面は、LED自体の表面、LEDの上部にある蛍光体層の表面、又は照明デバイス内の光学的配置に応じた別の表面であってもよいことが理解されるであろう。同様に、UV光を発するための第2の光出力面は、UV LED自体の表面、又は以下の実施形態の少なくともいくつかで更に例示されるような別の表面であってもよい。
【0013】
本明細書ではUV LEDと称されるが、UV LEDが、UV光が生成される物理ダイオード又は半導体接合部のみを備えるものではないことがあるという点で、UV LEDデバイスと称され得ることもまた理解されよう。同様に、可視範囲の光を供給するように構成されたLEDは、LEDデバイスと称され得る。更に、基板上に実装/配設され、蛍光体層によって覆われたLEDは、UV LEDによって供給されるようなUV光とは異なり、蛍光体層と共に少なくとも可視光を供給するように構成される。
【0014】
蛍光体層は、LEDによって発せられるような第1の波長範囲の光を吸収し、第1の波長範囲の光を吸収した結果として第2の波長範囲の光を発することができる材料を含む層である。換言すれば、蛍光体層は、第1の波長の光を別の波長の光に変換する。
【0015】
実施形態では、少なくとも1つのUV LEDは、蛍光体層によって覆われてもよい。蛍光体層は、少なくとも1つのUV LEDの上部にあってもよく、(少なくとも1つのUV LEDの)第2の光出力面が、出射光方向において基板に対して、少なくとも1つの第1の光出力面よりも高い位置に置かれ得るように、LEDの上部の蛍光体層よりも薄くてよい。
【0016】
実施形態では、少なくとも1つのUV LEDは、第2の光出力面が出射光方向において少なくとも1つの第1の光出力面よりも高くなるように、基板上に配置されたベース上に配設されてもよい。第2の光出力面は、例えば、出射光方向においてUV LEDの上部(又は上方)に配置されてもよい。第2の光出力面は、いくつかの実施形態では、UV LEDの発光部分であってもよく、またUV LEDの上部の表面であってもよい。
【0017】
実施形態では、ベースは、蛍光体層の厚さよりも大きい厚さを有してもよい。ベースが蛍光体層よりも厚いことで、第2の光出力面は、蛍光体層の上方に配置されることにより、蛍光体層及び照明デバイスの任意の他の部分へのUV光の到達を制限し得る(及び恐らくは防止/回避し得る)。
【0018】
別の実施形態では、ベースは、UV LEDを基板に電気的に接続するためのコネクタを備えてもよい。コネクタは、UV LEDが実装され基板と接続されるベースを接続する電極であってもよい。
【0019】
ベースはUV LED(又はUV LEDデバイス)の一部であってもよく、又は別個の要素であってもよいことが理解されるであろう。
【0020】
少なくとも1つの紫外線発光ダイオードUV LEDの第2の光出力面から発せられるUV光は、蛍光体層によって変換されないことが好ましい。
【0021】
実施形態では、ベースは、光透過性材料を含んでもよい。この材料は、石英、ガラス、セラミック又はポリマー材料などの透明材料であってもよい。この実施形態では、LEDからの可視光出力が、ベースを通って透過されてもよい。
【0022】
別の実施形態では、ベースは、光反射性材料を含んでもよい。この材料は、金属を含んでもよい。ベースは、散乱粒子の層又はコーティングも含むことにより、反射特性をもたらしてもよい。散乱粒子は、例えば、シリコーンマトリックスなどのポリマーマトリックス中の酸化アルミニウム(Al2O3)、硫酸バリウム(BaSO4)及び/又は二酸化チタン(TiO2)であってもよい。金属コーティングは、例えば、アルミニウム(Al)又は銀(Ag)の物理蒸着又は化学蒸着などの堆積によって設けられてもよい。(UV LEDの)ベースが光反射性材料を含むことで、ベースに到達する複数のLEDからの光は、出射光方向に反射されることにより、(可視光の)光アウトカップリングを改善し得る。
【0023】
いくつかの実施形態によれば、UV LEDのベースは、(ベースが、基板から蛍光体層の表面まで、すなわち蛍光体層を通って延び得るときに)基板の近くでのベースの横幅が、蛍光体層の表面でのベースの横幅よりも大きくなり得る形状を有してもよい。このような形状も、可視光の光アウトカップリングを向上させ得ることが理解されるであろう。
【0024】
実施形態によれば、光透過性材料の層が、第2の光出力面が出射光方向において少なくとも1つの第1の発光面よりも高くなるように、UV LEDの上部に配設されてもよい。いくつかの実施形態では、光透過性材料は、例えば、ガラス又はポリマー材料であってもよい。
【0025】
実施形態によれば、基板は、少なくとも1つのUV LEDを保持するように構成された穴を備えてもよい。穴は、いくつかの実施形態では、一定の横幅で、基板及び蛍光体層を通って延びてもよい。しかし、いくつかの実施形態では、穴は、蛍光体層の表面よりも基板との境界面でより広くてもよい。よって、穴は、(上述のような)特定の形状を有する(UV LEDの)ベースに適合し得、この場合、基板の近くでのベースの横幅が、蛍光体層の表面でのベースの横幅よりも大きくてよい。穴は、UV LEDのための固定位置を提供し得る。
【0026】
実施形態によれば、穴は、基板の縁部又は中心部に配置されてもよい。
【0027】
別の実施形態によれば、UV LEDは、個々の表面実装デバイス(surface mounted device)SMD UV LEDであってもよい。SMD UV LEDは、基板内の穴を使用する代わりとなり得る。SMD UV LEDは、基板との電気的接続を必要とせずに基板上に配設され得る。
【0028】
実施形態によれば、蛍光体層によって覆われたLEDは、白色光若しくは有色光を生成するように構成されてもよく、又は白色光と有色光との組み合わせを生成するように構成されてもよい。
【0029】
実施形態によれば、基板、複数のLED、及び蛍光体層は共に、チップオンボード(CoB)を形成してもよい。
【0030】
いくつかの実施形態によれば、ランプ又は照明器具が、先の実施形態のいずれか1つに定義された照明デバイスを備えてもよい。ランプは、任意の種類のスポットライト又は電球であってもよい。
【0031】
本開示の第2の態様によれば、照明デバイスを製造する方法が提供される。方法は、少なくとも1つの第1の光出力面から出射光方向に可視光を発するための複数のLEDを基板上に接合するステップと、複数のLED同士を電気的に接続するステップとを含む。少なくとも1つのUV LEDは、第2の光出力面から出射光方向にUV光を発するために基板上に実装され得る。蛍光体層が、LEDが蛍光体層によって覆われるように、少なくとも複数のLED上に設けられ得る。少なくとも1つのUV LEDからUV光を発するための第2の光出力面は、出射光方向において基板に対して、少なくとも1つの第1の光出力面よりも高い位置に置かれ得る。
【0032】
本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」、図面、及び添付の請求項から明らかとなるであろう。当業者は、以下で説明される実施形態以外の実施形態を作り出すために、本発明の種々の特徴が組み合わされ得ることを理解するであろう。特に、本開示の第1の態様による照明デバイスを定義するための先の実施形態に記載される特徴は、本開示の第2の態様による方法と組み合わされてもよいことが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0033】
これらの態様及び他の態様が、次に、本発明の実施形態を示す添付図面を参照して、より詳細に説明される。
図1】基板及び複数のLEDを有する照明デバイスの側面図を示す。
図2】蛍光体層によって覆われた複数のLEDを有する照明デバイスの側面図を示す。
図3】UV LEDがLEDの間で基板上に実装される、照明デバイスの側面図を示す。
図4】実施形態による照明デバイスの側面図を示す。
図5】UV LEDのベースが、光アウトカップリングを改善するように成形される、実施形態による照明デバイスの側面図を示す。
図6a】UV LEDを挿入するための穴を備える基板を有する、実施形態による照明デバイスの側面図を示す。
図6b】基板の縁部に配置された穴を備える基板を有する、実施形態による照明デバイスの側面図を示す。
図6c】基板の中心部に配置された穴を備える基板を有する、実施形態による照明デバイスの側面図を示す。
図7】LEDと少なくとも1つのUV LEDとの両方が蛍光体層によって覆われる、実施形態による照明デバイスの側面図を示す。
図8】光透過性材料がUV LEDの上部に配設される、実施形態による照明デバイスの側面図を示す。
【0034】
全ての図は、概略的であり、必ずしも正確な縮尺ではなく、全般的に、実施形態を明確化するために必要な部分のみを示しており、他の部分は、省略されるか又は示唆されるのみの場合がある。同様の参照番号は、本説明の全体を通して、同様の要素を指す。
【発明を実施するための形態】
【0035】
次に、添付図面を参照して、本発明の態様及び実施形態が、より完全に以降で説明される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、完全性及び網羅性のために提供され、当業者に本発明の態様の範囲を完全に伝えるものである。
【0036】
図1は、基板101上に実装された複数のLED102を示す。本実施形態では、複数のLEDは、共通の基板101上に実装される。他の実施形態では、LEDのそれぞれが、それ自体の基板上に実装されてもよいことが理解されるであろう。LED102は、横方向に互いに離間して配置され、出射光方向に沿って(図の上方に)光を発するように向けられる。LED102は、可視光を発するように構成され得る。
【0037】
図2は、照明デバイス200の例示的な実施形態を示し、複数のLED202は、基板201上の蛍光体層204によって覆われてもよい。特に、LED202は、蛍光体層204に埋め込まれる。図2はまた、LED202と基板201との電気的接続部も示す。
【0038】
基板201、複数のLED202、及びLED202を覆う蛍光体層204は、チップオンボード(CoB)を形成してもよい。CoBは、例えば、より小さいサイズのチップによってコンパクト性を改善し、特に短い距離での光の強度を高め、短い作業距離でも均一性を高め得る。CoBは、改善された寿命、安定性、及び信頼性のための向上した熱性能を更に有する。
【0039】
図3は、UV LED303が複数のLED302の間で基板301上に実装される照明デバイスの図である。この図では、図2に示される照明デバイス200と比較して、LED302のそれぞれが、それ自体の蛍光体層を含み、すなわち、LED302のそれぞれが、対応する蛍光体層と共に基板302上に別個のデバイスとして実装される。白い矢印は、出射光方向、すなわち、LED302が照明デバイス300から可視光を発する方向を示す。図3はまた、UV LED303が、UV光を出射光方向に沿って発するが、横方向、すなわち、出射光方向と垂直な方向にも(すなわち、出射光方向が照明デバイスの軸線方向と一致すると見なされる場合には径方向にも)発し得ることも、黒い矢印によって示す。図3は、UV LED303が、その第2の光出力面305がLED302の第1の光出力面309よりも高い位置になるように配置されるときに、照明デバイスの他の部分へのUV光の到達が防止されることにより、デバイスをUV光曝露から保護することを示す。
【0040】
図4を参照して、本開示の実施形態が説明される。図4は、複数のLED402が基板401上に実装される、照明デバイス400を示す。蛍光体層404が、少なくとも複数のLED402上に配設され得る。複数のLED402は、蛍光体層404によって覆われてもよい。UV LED403が、UV LED403の第2の光出力面405が、出射光方向において基板401に対して、少なくとも1つの第1の光出力面409よりも高い位置になり得るように、基板401上に実装される。可視光を発するための第1の光出力面は、この実施形態では、蛍光体層404の表面と見なされ得ることが理解されるであろう。
【0041】
本実施形態では、UV LED403のベース406が基板401に取り付けられてよく、すなわち、UV LED403は、基板401上に直接実装されない。第2の光出力面405は、基板401に対してベース406の反対側に配置され得る。例えば、第2の光出力面405は、UV LED403の表面又は上部であり得る。ベース406は、UV LED403のうちUV LED403を基板401に接続する部分であり得る。いくつかの実施形態では、複数のLED402は、蛍光体層404に埋め込まれてもよい。いくつかの実施形態では、UV LED403は、ベース406を伴わずに基板401に直接接続されてもよいが、依然として、UV光を発する出力面が、可視光を発する第1の出力面よりも高い位置になるように実装される。
【0042】
換言すれば、複数のLED402は、基板401の上部に実装される。LED402は、蛍光体層404によって覆われる。次いで、UV LED403は、UV LED403の第2の光出力面405が出射光方向において蛍光体層404の表面431の上方になるように実装される。第2の光出力面405と蛍光体層404の表面との距離は、LED402及び蛍光体層404に到達するUV光の劣化を最小限にするために、0.05〜20mmの範囲、例えば0.08〜15mmの範囲、更により具体的には0.1〜12mmの範囲であってもよい。
【0043】
よって、光線がUV LED403の第2の光出力面405から出現するときに、光線は、UV LED403から離れるように出射する。次いで、UV LED403からの光線は、他のLED402の材料及び蛍光体層404への到達を防止されることにより、劣化を抑制し得る。
【0044】
ベース406は、蛍光体層404の厚さよりも大きい厚さを有してもよい。
【0045】
ベース406はまた、UV LED403を基板401に電気的に接続するためにコネクタ432を備えてもよい。例示的な実施形態では、コネクタ432は、UV LED403を基板401に接続する少なくとも2つの電極を備えてもよい。電極は、例えば、UV LED403と基板401との間にはんだ付けされてもよい。
【0046】
ベース406は、複数のLED402からの光がベース406で出射光方向に反射されるように、光反射性材料で作られてもよい。この材料は、金属を含んでもよい。ベース406は、散乱粒子の層又はコーティングも含むことにより、反射特性をもたらしてもよい。散乱粒子は、例えば、シリコーンマトリックスなどのポリマーマトリックス中の酸化アルミニウム(Al2O3)、硫酸バリウム(BaSO4)及び/又は二酸化チタン(TiO2)であってもよい。金属コーティングは、例えば、アルミニウム(Al)又は銀(Ag)の物理蒸着又は化学蒸着などの堆積によって設けられてもよい。
【0047】
代わりに、ベース406は、光がベース406を通って伝播し得るように、光透過性材料で作られてもよい。そのような材料のいくつかの例は、石英、ガラス、又はセラミックなどの透明材料である。
【0048】
図5は、照明デバイス500の実施形態を示しており、この照明デバイスは、基板501と、蛍光体層504によって覆われたLED502と、基板501上に実装されたUV LED503とを有し、UV LED503が、例えば、光アウトカップリングを改善するために特定の形状を有し得る光反射性材料のベース506を含むことを除いて、図4を参照して説明された照明デバイス400と同等である。特に、基板501の近くでのベース506の横幅が、蛍光体層504の表面531でのベース506の横幅よりも大きくてよい。換言すれば、ベース506の横幅は、基板501から蛍光体層504の表面531へと出射光方向に沿って減少し得る。したがって、UV LED503のベース506は、蛍光体層504を通って延びる2つの傾斜壁を含み得る。結果として、LED502からの光は、ベース506の傾斜した壁で反射して、出射光方向において照明デバイス500の外へ反射され得る。
【0049】
図6aを参照すると、別の実施形態による照明デバイス600が示されており、この照明デバイスは、基板601と、蛍光体層604によって覆われた複数のLED602とを有し、照明デバイス600がその基板601に穴607を備えることを除いて、照明デバイス400と同等である。穴607は、少なくとも1つのUV LED603を保持するように構成され得る。穴607は、基板601全体及び蛍光体層604を通って延び得る。
【0050】
穴は、いくつかの実施形態では、図5に関連して上で説明したようなUV LED603の形状を包含するために、基板601の近くでのベース606の横幅が、蛍光体層604の表面631でのベース606の横幅よりも大きいような形状を有してもよい。いくつかの実施形態では、基板601の異なる位置に2つ以上の穴607が存在してもよい。穴607は、基板601に既に固定された位置を提供することにより、1つ以上のUV LED603の取り付け/実装を容易にし得る。
【0051】
図6bを参照すると、別の実施形態による照明デバイス610が示されており、この照明デバイスは、基板611と、蛍光体層614によって覆われた複数のLED612とを有し、UV LED613を保持するように構成された穴617が、基板611の縁部618に配置されることを除いて、照明デバイス600と同等である。この実施形態では、穴617は、蛍光体層614の外側に配置されてよく、このことは、照明デバイス620の製造及び組み立てを容易にし得る。
【0052】
図6cを参照すると、別の実施形態による照明デバイス620が示されており、この照明デバイスは、基板621と、蛍光体層624によって覆われた複数のLED622とを有し、少なくとも1つのUV LED623を保持するように構成された穴627が、基板621の中心部に配置されることを除いて、照明デバイス600と同等である。
【0053】
基板の穴による接続を使用する代わりに、UV LEDは、個々の表面実装デバイス(SMD)UV LEDであってもよい。SMD UV LEDは、基板及び他のLEDに電気的に接続されずに、基板又は蛍光体層の上部に実装され得る。複数のLEDは、CoB上のLEDチップとして構成されてもよい。よって、SMD UV LEDは、基板又は蛍光体層の異なる位置に容易に集積され得る。
【0054】
CoB上の複数のLEDは、有色光、若しくは白色光、又は有色光と白色光との両方の組み合わせを生成するように構成されてもよい。
【0055】
図7は、照明デバイス700の実施形態を示しており、この照明デバイスは、基板701と、蛍光体層704によって覆われたLED702と、基板701上に実装されたベースの上部に実装されたUV LED703とを有し、少なくとも1つのUV LED503もまた蛍光体層704によって覆われることを除いて、図4を参照して説明した照明デバイス400と同等である。少なくとも1つのUV LED703の上部の蛍光体層704は、LED702の上部の蛍光体層704よりも薄くてよい。このようにして、少なくとも1つのUV LED703の第2の光出力面705は、出射光方向において基板701に対して、少なくとも1つの第1の光出力面709よりも高い位置に置かれる。UV光は、他のLED402への到達が防止され、これにより、劣化を抑制し得る。
【0056】
図8は、照明デバイス800の別の実施形態を示しており、この照明デバイスは、基板801と、LED802と、基板801上に実装されたUV LED803とを有し、各LEDがそれ自体の蛍光体層804を有することを除いて、図4を参照して説明した照明デバイス400と同等である。代わりに、蛍光体層804は、図4の場合のような連続蛍光体層であってもよい。第2の光出力面805が、可視光を発する少なくとも1つの第1の光出力面809よりも高くなるように、光透過性材料811の層がUV LED803の上部に配設される。第2の光出力面805は、光透過性材料層811の表面のうちUV LED803と接触する表面とは反対側の、層811の表面である。結果として、第2の光出力面805は、出射光方向において基板801に対して、少なくとも1つの第1の光出力面809よりも高い位置にあり得る。光透過性材料811は、例えば、ガラス、石英、セラミック、又はポリマー材料などの光透過性材料であってもよい。
【0057】
実施のための実施形態のいくつかの例は、ランプ、例えばスポットライト、又は照明器具であってもよい。
【0058】
本開示の第2の態様によれば、照明デバイスを製造する方法が説明される。図1図4を参照して、照明デバイスの製造プロセスの実施形態が説明され得る。
【0059】
図1に示されるように、製造は、少なくとも1つの第1の光出力面から出射光方向に可視光を発するために複数のLED102を基板101上に接合するステップを含み得る。複数のLED102は、LED102と基板101との間に電極をはんだ付けすることにより、基板101に電気的に接続され得る。図3は、製造方法が、第2の光出力面405から出射光方向にUV光を発するために、基板301上に少なくとも1つのUV LED303を実装するステップを含み得ることを示す。図2を参照すると、製造方法は、複数のLED202が蛍光体層204によって覆われるように、少なくとも複数のLED上に蛍光体層204を設けるステップを含み得る。少なくとも1つのUV LEDは、図1図8を参照して上で説明された実施形態のいずれかに従って実装されてもよい。結果として、例えば図4を参照すると、UV光が照明デバイスを出る(少なくとも1つのUV LED403の)第2の光出力面405は、出射光方向において基板401に対して、少なくとも1つの第1の光出力面431よりも高い位置に置かれる。
【0060】
いくつかの実施形態では、複数のLED402は、蛍光体層によって埋め込まれてもよい。実施形態では、蛍光体層404はまた、図7に見られ得るように、少なくとも1つのUV LED403の上に設けられてもよい。少なくとも1つのUV LED703の上部の蛍光体層704は、少なくとも1つのUV LED703の第2の光出力面705が、出射光方向において基板701に対して、少なくとも1つの第1の光出力面709よりも高い位置に置かれ得るように、LED702の上部の蛍光体層704よりも薄くてよい。例示のみを目的として、LED702の上部の蛍光体704は、少なくとも1つのUV LED703の上部の蛍光体層の厚さの少なくとも2倍であってもよい。他の例では、UV LED705の上部の蛍光体層704は、100マイクロメートル未満の厚さであってもよく、LED702の上部の蛍光体層は、100マイクロメートル超の厚さであってもよい。
【0061】
複数のLEDの接合は、ワイヤボンディングによって行われてもよい。蛍光体層は、場合によっては、LEDを覆うためにシリコーンマトリックス中に分散されてもよい。例示のみを目的として、LEDのそれぞれが、特定の幅W及び特定の長さL(すなわち、LEDが実装される基板によって規定される平面におけるLEDの寸法)を有すると見なされてもよい。LEDは、互いに距離Dだけ離間して配置されてもよい。いくつかの実施形態では、距離D(LED同士の間隔)は、LEDの幅W及び長さLの5倍未満(D<5W及びD<5L)であってもよい。いくつかの用途では、LEDの幅Wは、その長さLに等しくてもよいことが理解されるであろう。更に、蛍光体層の厚さは、LEDの幅W及び/又は長さLより大きくてもよい。
【0062】
本発明の特定の実施形態が、ここで説明されてきた。しかしながら、当業者には明らかであるように、いくつかの代替形態が可能である。
【0063】
当業者は、本発明が、上述の好ましい実施形態に決して限定されるものではないことを、理解するものである。むしろ、多くの修正形態及び変形形態が、添付の請求項の範囲内で可能である。したがって、図面、本開示、及び添付の請求項の検討によって、開示される実施形態に対する変形形態が、当業者によって理解されることができ、特許請求される発明を実施する際に遂行されることができる。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。請求項中のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
図1
図2
図3
図4
図5
図6a
図6b
図6c
図7
図8
【国際調査報告】