專利名稱：光發(fā)射設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含諸如LED(發(fā)光二極管)等的固體狀態(tài)的光發(fā)射元件的光發(fā)射設(shè)備。
背景技術(shù)：
常規(guī)地，已知有通過使用LED和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件發(fā)射具有不同顔色的光束的光發(fā)射設(shè)備。例如，如圖12中所示，此類型的光發(fā)射設(shè)備包含用于發(fā)射藍(lán)色光束的LED100、用于將從該LED100發(fā)射的藍(lán)色光束波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換至黃色光束的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件20、以及用于反射光束的反射器30。由該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器20產(chǎn)生的黃光束與未由該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器20波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的藍(lán)光束混合，因而變成白光束。該白光束從該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器20出射(見第2008-270701號(hào)、第2009-060094號(hào)、第2008-218485號(hào)和第2008-123969號(hào)日本專利申請(qǐng)公開文件)。在上文所稱的光發(fā)射設(shè)備中，通過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件20傳播的光束的光程長(zhǎng)度取決于從LED100發(fā)射的光束的照射角度而變化。例如，如圖12中所示，從LED100大體垂直地發(fā)射的光束沿光程長(zhǎng)度dl經(jīng)過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件20。相反，從LED100傾斜地發(fā)射的光束沿光程長(zhǎng)度d2經(jīng)過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件20。因?yàn)閐l小于d2，所以與從LED100大體垂直地發(fā)射的光束相比，從LED100傾斜地發(fā)射的光束比經(jīng)過了更大量的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。因?yàn)閺腖ED100發(fā)射的光束取決于其照射角度而經(jīng)過了不同的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，所以很容易產(chǎn)生顏色不均。由于反射器30在LED100的側(cè)部區(qū)域中的布置方式，不可能將光束照射至光發(fā)射設(shè)備的橫向側(cè)部。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上文所述，本發(fā)明提供了ー種能夠產(chǎn)生具有減小的顏色不均度的光束并能夠?qū)⒐馐植贾疗鋫?cè)向側(cè)的光發(fā)射設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種光發(fā)射設(shè)備，包括安裝在布線襯底上的多個(gè)固體光發(fā)射元件，所述固體光發(fā)射元件被分類成多個(gè)光發(fā)射組，所述多個(gè)光發(fā)射組中的每組包括彼此相鄰地布置的固體光發(fā)射元件；多個(gè)透明封裝構(gòu)件，與所述光發(fā)射組成對(duì)應(yīng)關(guān)系地布置，以覆蓋屬于對(duì)應(yīng)的光發(fā)射組的固體光發(fā)射元件的光發(fā)射表面；以及多個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件，與所述透明封裝構(gòu)件成對(duì)應(yīng)關(guān)系地布置，以覆蓋透明封裝構(gòu)件的光出射表面，所述各波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件起到將從固體光發(fā)射元件發(fā)射的光束波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換至具有對(duì)應(yīng)于光發(fā)射組的不同顔色的光束的作用，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的每個(gè)具有槽形狀以朝向其光出射表面凸出。所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件可以具有大于該透明封裝構(gòu)件的折射率的折射率。所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的每個(gè)可以布置為直接地或通過透明構(gòu)件、空氣層或者該透明構(gòu)件和該空氣層二者覆蓋所述透明封裝構(gòu)件的光出射表面中的每個(gè)。該透明構(gòu)件可以具有小于所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的折射率但大于所述透明封裝構(gòu)件的折射率的折射率。屬于所述光發(fā)射組中的每組的該固體狀態(tài)的光發(fā)射元件可以以交替的圖案或以 矩陣圖案安裝在該布線襯底上，所述透明封裝構(gòu)件和所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件從上方看去時(shí)具有細(xì)長(zhǎng)的形狀或四邊形形狀。
該光發(fā)射設(shè)備可以進(jìn)一歩包括用于漫射光束的光漫射板，該光漫射板布置為覆蓋該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的該光出射表面的至少一部分。所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件可以構(gòu)造為出射具有紅色、緑色和藍(lán)色的光束。所述透明封裝構(gòu)件中的每個(gè)可以具有槽形狀以朝向其光出射表面凸出。在這種構(gòu)造中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件形成為槽形狀。因此，與常規(guī)的光發(fā)射設(shè)備比較，從固體光發(fā)射元件發(fā)射的光束中的大多數(shù)都以直角入射在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件上。這減小了通過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件傳播的光束的光程長(zhǎng)度的差別。由此，相應(yīng)的光束以大體上相等的程度進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。作為結(jié)果，可以減小從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件出射的光束的顏色不均度。由于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件形成為槽形狀，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件被布置成在固體光發(fā)射元件的側(cè)向側(cè)也是均勻的。這使得可以朝向光發(fā)射設(shè)備的側(cè)向側(cè)照射光束。此外，可以通過調(diào)節(jié)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的曲率而控制朝向光發(fā)射設(shè)備的側(cè)向側(cè)照射的光束的分布。


從下文結(jié)合附圖給出的對(duì)實(shí)施例的說明中可以更清楚本發(fā)明的目的和特征，在附圖中圖I是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備的立體圖；圖2是第一實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備的豎直剖視圖；圖3是表現(xiàn)由第一實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備所產(chǎn)生的光的χ-y色品的圖。圖4A、4B和4C是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的第一變型示例的光發(fā)射設(shè)備的豎直剖視圖；圖5是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的第二變型示例的光發(fā)射設(shè)備的立體圖；圖6是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的第三變型示例的光發(fā)射設(shè)備的立體圖；圖7A是示出了采用第一實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備的照明設(shè)備的立體圖，并且圖7B是該照明設(shè)備的豎直剖視圖；圖8A是示出了照明設(shè)備的變型示例的立體圖，并且圖SB是該照明設(shè)備的豎直剖視圖；圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備的立體圖；圖10是第二實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備的豎直剖視圖；圖11是示出了采用第二實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備的照明設(shè)備的立體圖；以及圖12是圖示了常規(guī)的光發(fā)射設(shè)備的豎直剖視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將結(jié)合形成本文的一部分的圖I至SB說明根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備。本實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備采用LED作為固體光發(fā)射元件。如圖I和2中所示，該光發(fā)射設(shè)備I包括安裝在矩形布線襯底2上的多個(gè)LED 3。所有LED 3都是點(diǎn)狀光源。相互毗鄰的LED 3組成獨(dú)立的組，即三個(gè)光發(fā)射組3a、3b和3c。關(guān)于LED3，期望使用能夠產(chǎn)生具有例如405nm的峰值波長(zhǎng)的近紫外光束的發(fā)光二極管。在布線襯底2的縱向方向上延伸的相應(yīng)光發(fā)射組3a、3b和3c彼此相鄰地布置。屬于光發(fā)射組3a、3b和3c中的每個(gè)的LED3以交替的圖案(或以Z字形形狀)安裝在布線襯底2上。LED3的光出射表面以組為基準(zhǔn)覆蓋有透明封裝構(gòu)件4。三個(gè)透明封裝構(gòu)件4中的每個(gè)都形成為槽(trough)形狀，以具有凸出的光出射表面。透明封裝構(gòu)件4的光出射表面以各自為基準(zhǔn)覆蓋有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5。與透明封裝構(gòu)件4相似，每個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5形成為槽形狀以具有凸出的光出射表面。該三個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5包括波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (R :紅色)、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (G :綠色)和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (B :藍(lán)色)。該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (R)包含紅色熒光物質(zhì)，用于將從LED3發(fā)射的近紫外光束波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換至紅色光束。該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (G)包含綠色熒光物質(zhì)，用于將從LED3發(fā)射的近紫外光束波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換至綠色光束。該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (B)包含藍(lán)色熒光物質(zhì)，用于將從LED3發(fā)射的近紫外光束波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換至藍(lán)色光束。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (R) ,5(G)和5 (B)與光發(fā)射組3a、3b和3c成對(duì)應(yīng)關(guān)系地布置。
布線襯底2通過使用諸如鋁的具有高導(dǎo)熱性的金屬或諸如玻璃鋼的樹脂作為其基礎(chǔ)材料而形成。在該布線襯底2的表面上施加有具有10 μ m或更厚的厚度的白色阻焊劑(solder resist)。該布線襯底2包括布置在其LED安裝表面上的具有高反射率的光反射構(gòu)件(未示出)。該光反射構(gòu)件由例如銀或招制成。布線襯底2進(jìn)ー步包括負(fù)責(zé)向LED3供給電カ的布線圖案(未示出)。該布線襯底2的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成材料并不限于本實(shí)施例的布線襯底2的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成材料。此外，該布線襯底2包括保持器(未示出)，該布線襯底2通過該保持器接合至例如天花板或墻壁。安裝在布線襯底2上的LED3的數(shù)量沒有特別的限制，而是取決于所要求的光通量而適當(dāng)?shù)剡x擇。該LED3可以面向上安裝或倒裝安裝至該布線襯底2的布線圖案中。透明封裝構(gòu)件4由具有大約I. 2至大約I. 7的折射率的光傳輸材料制成。該光傳輸材料的示例包括透明硅樹脂、透明環(huán)氧樹脂和透明玻璃。該透明封裝構(gòu)件4的形狀不必要限于槽形狀，而是可以為例如半橢圓形狀。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5通過使用諸如透明硅樹脂或透明玻璃的光傳輸材料作為其基礎(chǔ)材料而形成。該光傳輸材料的折射率設(shè)定為大于制成透明封裝構(gòu)件4的材料的折射率。該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5布置為與透明封裝構(gòu)件4的光出射表面直接接觸。此結(jié)構(gòu)可以通過將透明封裝構(gòu)件4裝入槽形的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的凹進(jìn)部分中，將構(gòu)件4和5倒轉(zhuǎn)以封裝LED3，并且然后將透明封裝構(gòu)件4固化而獲得。光發(fā)射設(shè)備I包括驅(qū)動(dòng)器(未不出)，用于控制LED3的光發(fā)射。驅(qū)動(dòng)器中的姆個(gè)都包括由開關(guān)和微機(jī)構(gòu)成的調(diào)光單元。該驅(qū)動(dòng)器連接至商用電源并經(jīng)由布線圖案電連接至LED3。該控制器通過控制從商用電源到LED3的電カ供給而控制LED3的開/關(guān)和調(diào)光操作。該驅(qū)動(dòng)器設(shè)置為多個(gè)并由三種驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，該三種驅(qū)動(dòng)器中的每種共同地控制屬于光發(fā)射組3a、3b和3c中的每組的LED3?，F(xiàn)將說明如上文所述地構(gòu)造的第一實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備I的操作。從LED3發(fā)射的光束穿過透明封裝構(gòu)件4，然后進(jìn)入波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5。因?yàn)樵摬ㄩL(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5形成為槽形狀，進(jìn)入該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的光束大部分如圖2中的虛線箭頭所指示地以直角入射在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5上。這減小了通過波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5傳播的光束的光程長(zhǎng)度的差別。由此，相應(yīng)的光束以大體相等的程度進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。作為結(jié)果，從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5出射的光束具有減小的顏色不均度。此外，進(jìn)入波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的光束撞擊被包含在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5中的熒光分子，并分散至不同方向。這減小了波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的照度不均度。由此，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5就成為了能夠跨過其整個(gè)表面產(chǎn)生均勻光束的平坦型光源。
該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5將從LED3發(fā)射的近紫外光束波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換至就光發(fā)射組3a、3b和3c中的每個(gè)而言的不同顔色(紅色、緑色和藍(lán)色)的光束。作為結(jié)果，從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5出射的光束具有紅色、緑色和藍(lán)色。因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (R) ,5(G)和5 (B)彼此相鄰地布置，所以光束容易地混合并變成具有減小的顏色不均度的白色光束。從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5出射的白色光束的色調(diào)可以通過使用對(duì)應(yīng)于相應(yīng)顏色的驅(qū)動(dòng)器而自由調(diào)節(jié)，只要白色光束的色調(diào)位于在圖3中示出的色品圖中所表明的使紅色、緑色和藍(lán)色三個(gè)點(diǎn)相互連接的三角形中。例如,使用用于控制屬于光發(fā)射組3a的LED3的驅(qū)動(dòng)器以增大LED3的輸出并且增大從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (R)出射的紅色光束。這使得可以將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5出射的白色光束轉(zhuǎn)換至微紅的白色光束。可以通過改變包含在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5中的熒光物質(zhì)的種類和濃度以及包含在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5中的熒光物質(zhì)的濃度與其他熒光物質(zhì)的濃度的比率而調(diào)節(jié)從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5出射的白色光束的色調(diào)和亮度。
因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5形成為槽形狀，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5被布置成在LED3的側(cè)向側(cè)也是均勻的。這使得可以將光束均勻地照射至光發(fā)射設(shè)備I的側(cè)向側(cè)?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)槽形狀的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的曲率而控制照射至側(cè)向側(cè)的光束的分布。制成波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的光傳輸材料的折射率設(shè)定為大于制成透明封裝構(gòu)件4的光傳輸材料的折射率。這使得可以防止從LED3發(fā)射的光束在構(gòu)件4和5之間的界面(見圖2)中完全反射。因此，可以增強(qiáng)該光發(fā)射設(shè)備I的出光效率。在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5中分散的光束中的ー些，以及在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5和外部環(huán)境(外界空氣)之間的界面中完全反射的光束在構(gòu)件4和5之間的界面中完全反射。作為結(jié)果，可以減小朝向光發(fā)射設(shè)備I的內(nèi)側(cè)返回的光束的量。因?yàn)楣夥瓷錁?gòu)件設(shè)置在布線襯底2的LED安裝表面上，所以沒有在構(gòu)件4和5之間的界面中完全反射并朝向光發(fā)射設(shè)備I的內(nèi)側(cè)返回的光束由光反射構(gòu)件反射并再次朝向光發(fā)射設(shè)備I的外側(cè)移動(dòng)。這使得可以增強(qiáng)光發(fā)射設(shè)備I的出光效率。由于布線襯底2是由具有增大的導(dǎo)熱性的材料制成的事實(shí)，在LED3中的光發(fā)射的過程中所產(chǎn)生的熱量以及在由波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的熒光物質(zhì)進(jìn)行的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的過程中所產(chǎn)生的熱量可以通過布線襯底2耗散至外部環(huán)境。作為結(jié)果，可以防止光發(fā)射設(shè)備I中的反常的溫度升高。因此可以延長(zhǎng)LED3的壽命并且抑制熒光物質(zhì)的熱降解。因?yàn)長(zhǎng)ED3以交替的圖案(或以Z字形形狀)布置在布線襯底2上，所以在相互毗鄰的LED3之間留下了間隙。這使得可以有效地耗散在LED3中的光發(fā)射的過程中產(chǎn)生的熱量。因?yàn)長(zhǎng)ED3以相等的間隔布置，在從LED3發(fā)射的光束中幾乎不產(chǎn)生照明度不均。光發(fā)射設(shè)備I可以包括紫外濾光器(未示出)用于覆蓋該光發(fā)射設(shè)備I的光出射表面。該紫外濾光器是由例如樹脂或玻璃制成的波長(zhǎng)控制光學(xué)濾光器。該紫外濾光器起到切斷近紫外光射線的作用。在光發(fā)射設(shè)備I的光出射表面上設(shè)置該紫外濾光器，使得可以切斷包含在由該光發(fā)射設(shè)備I照射的光束中的近紫外光射線。作為結(jié)果，可以安全地使用該光發(fā)射設(shè)備I而不會(huì)不利地影響該光發(fā)射設(shè)備I的使用者。圖4A、4B和4C不出了根據(jù)第一實(shí)施例的第一變型不例的光發(fā)射設(shè)備。圖4A中不出的光發(fā)射設(shè)備I包括能夠傳輸從透明封裝構(gòu)件4出射的光束的槽形狀的透明構(gòu)件6a。該透明構(gòu)件6a布置在透明封裝構(gòu)件4和該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5之間。此結(jié)構(gòu)可以通過將透明封裝構(gòu)件4裝入槽形的透明構(gòu)件6a的凹進(jìn)部分中，將構(gòu)件4和6a倒轉(zhuǎn)以封裝LED3，然后用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5覆蓋透明構(gòu)件6a的光出射表面而獲得。該透明構(gòu)件6a由具有増大的導(dǎo)熱性的光傳輸材料，例如透明玻璃制成。由于該透明構(gòu)件6a的設(shè)置，在由波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的熒光物質(zhì)進(jìn)行的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的過程中所產(chǎn)生的熱量可以通過通過該透明構(gòu)件6a和該透明封裝構(gòu)件4有效地耗散至布線襯底2。這使得可以抑制熒光物質(zhì)的熱降解。制成透明構(gòu)件6a的材料的折射率設(shè)定為大于制成透明封裝構(gòu)件4的材料的折射率，但小于制成波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的材料的折射率。這使得可以防止從LED3發(fā)射的光束在透明封裝構(gòu)件4和透明構(gòu)件6a之間的界面中或在透明構(gòu)件6a和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5之間的界面中完全反射。因此可以增強(qiáng)光發(fā)射設(shè)備I的出光效率。此外，可以制止在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5中波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的光束朝向光發(fā)射設(shè)備I的內(nèi)側(cè)返回。圖4B中所示出的光發(fā)射設(shè)備I包括布置在透明封裝構(gòu)件4和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5之間的空氣層6b。此結(jié)構(gòu)可以通過用透明封裝構(gòu)件4封裝LED3，然后用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5覆蓋透明封裝構(gòu)件4的光出射表面，并且在該透明封裝構(gòu)件4和該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5之間留有間 隙而獲得。該空氣層6b的設(shè)置使得可以防止從LED3發(fā)射的光束在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5和空氣層6b之間的界面中完全反射。因此可以增強(qiáng)光發(fā)射設(shè)備I的出光效率。此外，可以抑制在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5中波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的光束朝向光發(fā)射設(shè)備I的內(nèi)側(cè)返回。因?yàn)樵摽諝鈱?b具有熱絕緣功能，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的熱量幾乎不會(huì)傳送至透明封裝構(gòu)件4。這使得可以抑制透明封裝構(gòu)件4的熱降解。圖4C中示出的光發(fā)射設(shè)備I包括布置在透明封裝構(gòu)件4和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5之間的透明構(gòu)件6a和空氣層6b。該透明構(gòu)件6a和空氣層6b以從布線襯底2的LED安裝表面的被提名順序布置。此結(jié)構(gòu)可以通過將透明封裝構(gòu)件4裝入透明構(gòu)件6a的凹進(jìn)部分中，將構(gòu)件4和6a倒轉(zhuǎn)以封裝LED3，然后用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5覆蓋透明構(gòu)件6a的光出射表面，并且在該透明構(gòu)件6a和該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5之間留有間隙而獲得。該透明構(gòu)件6a和該空氣層6b的設(shè)置使得可以防止從LED3發(fā)射的光束在透明封裝構(gòu)件4和透明構(gòu)件6a之間的界面中或在空氣層6b和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5之間的界面中完全反射。因此可以增強(qiáng)光發(fā)射設(shè)備I的出光效率。此外，可以制止在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5中波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的光束朝向光發(fā)射設(shè)備I的內(nèi)側(cè)返回。因?yàn)樵诓ㄩL(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的熱量幾乎不會(huì)傳送至透明封裝構(gòu)件4，這使得可以抑制透明封裝構(gòu)件4的熱降解。
圖5示出了根據(jù)第一實(shí)施例的第二變型示例的光發(fā)射設(shè)備。圖5中示出的光發(fā)射設(shè)備I包括以矩陣圖案布置在光發(fā)射組3a、3b和3c中的每個(gè)中的LED3、透明封裝構(gòu)件4和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5，其中后兩者在從上方看去時(shí)具有四邊形平坦形狀。該第二變型示例的光發(fā)射設(shè)備I具有與圖I中所示出的光發(fā)射設(shè)備I的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，除了 LED3的布置方式、透明封裝構(gòu)件4的結(jié)構(gòu)和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的結(jié)構(gòu)外。在第二變型示例中，對(duì)應(yīng)于相應(yīng)顏色的光發(fā)射表面中的每個(gè)都能夠形成為具有在從上方看光發(fā)射設(shè)備I時(shí)的大體正方形的形狀。圖6示出了根據(jù)第一實(shí)施例的第三變型示例的光發(fā)射設(shè)備。圖6中示出的光發(fā)射設(shè)備I包括兩套光發(fā)射組3a、3b和3c，在對(duì)應(yīng)的光發(fā)射組3a、3b和3c中線性地布置的LED3、透明封裝構(gòu)件4和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5，其中后兩者在從上方看去時(shí)具有細(xì)長(zhǎng)的形狀。在這點(diǎn)上，光發(fā)射組3a、3b和3c包括并排布置的第一套光發(fā)射組3a-3b-3c和第二套光發(fā)射組3a-3b-3c。該第三變型示例的光發(fā)射設(shè)備I具有與圖I中所示出的光發(fā)射設(shè)備I的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，除了 LED3的布置方式、透明封裝構(gòu)件4的結(jié)構(gòu)和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的結(jié)構(gòu)。在第三變型示例中，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5中的每個(gè)的光出射區(qū)域都比圖I中所示出的光發(fā)射設(shè)備I的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5中的每個(gè)的光出射區(qū)域小。由此，從毗鄰的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5出射的不同顔色的光束容易地混合。這使得可以進(jìn)ー步減小從光發(fā)射設(shè)備I所出射的白色光束的顔色不均度。圖7A和7B示出了采用多個(gè)上文所說明的光發(fā)射設(shè)備I的照明設(shè)備。該照明設(shè)備10包括以端到端的關(guān)系布置的四個(gè)光發(fā)射設(shè)備I。該光發(fā)射設(shè)備I通過設(shè)置在光發(fā)射設(shè)備I的布線襯底2中的保持器(未示出)保持在外殼7中。該外殼7由輕質(zhì)并高度剛性的材料，例如聚對(duì)苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)樹脂制成。該外殼7是具有一個(gè)開ロ表面的矩形容器。各光發(fā)射設(shè)備I容納在外殼7的凹進(jìn)部分的中心區(qū)中，光發(fā)射設(shè)備I的光發(fā)射表面面向該外殼7的開ロ表面。平的反射器板7a傾斜地安裝，以使光發(fā)射設(shè)備I的邊緣和外殼7的開ロ的邊緣相互連接。各反射器板7a由具有高反射系數(shù)的材料，例如鋁板形成。如圖7B中的虛線箭頭所指示，反射板7a將朝向光發(fā)射設(shè)備I的側(cè)向側(cè)照射的光束反射，并將所反射的光束朝向照明設(shè)備10的外側(cè)反射，由此增強(qiáng)該照明設(shè)備10的出光效率。在該照明設(shè) 備10中，可以獲得能夠照射具有減小的照度不均度和顏色不均度的白色光束的線性照明設(shè)備。安裝至該照明設(shè)備10中的光發(fā)射設(shè)備I的數(shù)量和布置方式并不限于本實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備I的數(shù)量和布置方式。同樣地，制成外殼7和反射器板7a的材料及其結(jié)構(gòu)也不限于上文所說明的材料及其結(jié)構(gòu)。如圖8A和8B所不,照明設(shè)備10可以包括布置在其光出射表面上的光漫射板8。該光漫射板8由例如具有散布在其中的諸如碳酸鈣顆?；驂嚎衰w粒的光漫射顆粒的聚碳酸酯樹脂或壓克カ樹脂制成?？商鎿Q地，該光漫射板8可以由這樣的聚碳酸酯樹脂或壓克カ樹脂形成其具有通過結(jié)霜處理或其他方法而形成在其前表面或后表面中的至少ー個(gè)上的細(xì)波紋。該光漫射板8的設(shè)置使得可以將從波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (R)、5 (G)、5 (B)出射的紅色、緑色和藍(lán)色的光束漫射至多個(gè)不同方向。與圖7A和7B中示出的照明設(shè)備10比較，其因此可以進(jìn)ー步減小從照明設(shè)備10所照射的白色光束的顏色不均度和照度不均度。如果該光漫射板8由相對(duì)硬的材料制成，則該光漫射板8可以起到作為用于保護(hù)發(fā)光設(shè)備10不受震動(dòng)等影響的外部殼體構(gòu)件的作用。盡管該光漫射板8布置為覆蓋本實(shí)施例中的照明設(shè)備10的整個(gè)光出射表面，該光漫射板8也可以布置為覆蓋該照明設(shè)備10的光出射表面的一部分。通過該第一實(shí)施例、其變型示例和采用該第一實(shí)施例及其變型示例的照明設(shè)備中，可以獲得能夠產(chǎn)生具有減小的顏色不均度和照度不均度的白色光束同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制的光發(fā)射設(shè)備I和照明設(shè)備10。該光發(fā)射設(shè)備I和該照明設(shè)備10能夠照射能夠分布至側(cè)向側(cè)的光束。下面，將結(jié)合圖9至11說明根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備。參考圖9和10，該光發(fā)射設(shè)備11包括布線襯底2和安裝在布線襯底2上并分類為三個(gè)光發(fā)射組3a、3b和3c的多個(gè)LED3。相應(yīng)的光發(fā)射組3a、3b和3c的LED3通過布置在布線襯底2上的框架構(gòu)件9相互隔離。該框架構(gòu)件9由諸如鋁等的具有高反射系數(shù)的材料制成。該框架構(gòu)件9包括具有與布線襯底2的尺寸大體相等的尺寸并在其光入射側(cè)和光出射側(cè)都敞開的矩形邊框，以及將該邊框的內(nèi)側(cè)劃分為多個(gè)空間區(qū)的多個(gè)帶狀板。在這點(diǎn)上，該框架構(gòu)件9的空間區(qū)中的每個(gè)都形成為倒梯形的形狀，以朝向光出射側(cè)漸漸變寬。各透明封裝構(gòu)件4填充在框架構(gòu)件9的相應(yīng)的空間區(qū)中。相應(yīng)的透明封裝構(gòu)件4中的每個(gè)將屬于光發(fā)射組3a、3b和3c中的每個(gè)的LED3封裝。平的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5布置為將三個(gè)透明封裝構(gòu)件4的光出射表面覆蓋。該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5包括布置在對(duì)應(yīng)于光發(fā)射組3a的位置上的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (R)、布置在對(duì)應(yīng)于光發(fā)射組3b的位置上的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5(G)和布置在對(duì)應(yīng)于光發(fā)射組3c的位置上的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (B)。該第二實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備11具有與圖I中所示出的光發(fā)射設(shè)備I的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)，除了框架構(gòu)件9的設(shè)置以及透明封裝構(gòu)件4和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的結(jié)構(gòu)上的不同。現(xiàn)將說明第二實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備11的操作。從LED3發(fā)射的光束經(jīng)過透明封裝構(gòu)件4，然后進(jìn)入波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5。進(jìn)入波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的光束在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5 (R) ,5(G)和5 (B)中被轉(zhuǎn)換至紅色、綠色和藍(lán)色的光束，并從該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5出射。因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5(R)、5(G)和5(B)彼此相鄰地布置，所以紅色、緑色和藍(lán)色光束容易地混合并變成具有減小的顏色不均度的白色光束。此外，進(jìn)入波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的光束撞擊包含在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換 構(gòu)件5中的熒光分子，并分散至不同方向。這減小了波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5的照度不均度。由此，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5就成為了能夠跨過其整個(gè)表面產(chǎn)生均勻光束的平坦型光源。該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5形成為簡(jiǎn)單的平的形狀，并且因此與第一實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備I中所采用的槽形的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5相比能夠更容易地制造。因此，可以減小在該光發(fā)射設(shè)備11的制造中所要求的時(shí)間和努力。因?yàn)榭蚣軜?gòu)件9由具有高反射系數(shù)的材料制成，并且其空間區(qū)形成為倒轉(zhuǎn)梯形的形狀，所以從LED3發(fā)射的朝向側(cè)向側(cè)的光束能夠由該框架構(gòu)件9反射，井能夠如圖10中的虛線箭頭所指示地入射在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件5上。這使得可以增強(qiáng)該光發(fā)射設(shè)備11的出光效率。圖11示出了采用多個(gè)上文所說明的光發(fā)射設(shè)備11的照明設(shè)備11a。該照明設(shè)備Ila包括以端到端的關(guān)系布置的四個(gè)光發(fā)射設(shè)備11、用于保持光發(fā)射設(shè)備11的外殼7和用于反射從該光發(fā)射設(shè)備11出射的光束的反射器板7a。該外殼7和該反射器板7a與照明設(shè)備10中所采用的外殼7和反射器板7a相同。因?yàn)槿缟衔乃U明的，在該光發(fā)射設(shè)備11的制造中所要求的時(shí)間和努力減小了，所以該照明設(shè)備Ila可以比照明設(shè)備10更容易地制造。與光發(fā)射設(shè)備I和照明設(shè)備10比較，在該第二實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備和采用該第二實(shí)施例的光發(fā)射設(shè)備的照明設(shè)備中，更容易制造能夠產(chǎn)生具有減小的顏色不均度和照度不均度的白色光束同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)光控制的光發(fā)射設(shè)備11和照明設(shè)備11a。本發(fā)明的光發(fā)射設(shè)備并不限于上文所說明的實(shí)施例，而是可以變型為多個(gè)不同形式。例如，固體光發(fā)射元件并不限于在前述實(shí)施例中所采用的近紫外LED，而是可以為例如用于產(chǎn)生具有另ー顏色的光束的LED或有機(jī)EL (電致發(fā)光)元件。該固體光發(fā)射元件不必要由單個(gè)種類的固體光發(fā)射元件形成。在相應(yīng)的光發(fā)射組中所采用的固體光發(fā)射元件種類可以相互不同?？梢栽讴`個(gè)相同的光發(fā)射組中采用不同種類的固體光發(fā)射元件。盡管在前述的實(shí)施例中，光發(fā)射設(shè)備構(gòu)造為照射白色光束，該光發(fā)射設(shè)備也可以形成為照射具有另一顏色的光束。包含在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的熒光物質(zhì)并不限于前述實(shí)施例中的熒光物質(zhì)，而是可以為其他種類的熒光物質(zhì)。負(fù)責(zé)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的材料并不限于熒光物質(zhì)，而是可以為例如磷。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的每個(gè)可以包括光學(xué)濾光器，用于僅傳輸從固體光發(fā)射元件發(fā)射的光束中的具有特殊波長(zhǎng)的光束。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的布置方式并不限于前述實(shí)施例中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的布置方式。上文所說明的實(shí)施例和變型示例可以結(jié)合使用。盡管結(jié)合實(shí)施例示出并說明了本發(fā)明，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離下文的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出各種改變和變型。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)射設(shè)備，包括 安裝在布線襯底上的多個(gè)固體光發(fā)射元件，所述固體光發(fā)射元件被分類成多個(gè)光發(fā)射組，所述多個(gè)光發(fā)射組中的每組包括彼此相鄰地布置的所述固體光發(fā)射元件； 多個(gè)透明封裝構(gòu)件，其與所述光發(fā)射組成對(duì)應(yīng)關(guān)系地布置，以覆蓋屬于對(duì)應(yīng)的光發(fā)射組的所述固體光發(fā)射元件的光發(fā)射表面；以及 多個(gè)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件，其與所述透明封裝構(gòu)件成對(duì)應(yīng)關(guān)系地布置，以覆蓋所述透明封裝構(gòu)件的光出射表面，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件起到將從所述固體光發(fā)射元件發(fā)射的光束波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換至具有對(duì)應(yīng)于光發(fā)射組的不同顔色的光束的作用，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的每個(gè)具有槽形狀以朝向其光出射表面凸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件具有大于所述透明封裝構(gòu)件的折射率的折射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的每個(gè)布置為直接地或通過透明構(gòu)件、空氣層或者所述透明構(gòu)件和所述空氣層二者覆蓋所述透明封裝構(gòu)件的光出射表面中的姆個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述透明構(gòu)件具有小于所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的折射率但大于所述透明封裝構(gòu)件的折射率的折射率。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，屬于所述光發(fā)射組中的每個(gè)的所述固體狀態(tài)的光發(fā)射元件以交替的圖案或以矩陣圖案安裝在所述布線襯底上，所述透明封裝構(gòu)件和所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件從上方看去時(shí)具有細(xì)長(zhǎng)的形狀或四邊形形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在干，進(jìn)ー步包括 用于漫射光束的光漫射板，所述光漫射板布置為覆蓋所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件的所述光出射表面的至少一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件構(gòu)造為出射具有紅色、緑色和藍(lán)色的光束。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述透明封裝構(gòu)件中的每個(gè)具有槽形狀以朝向其光出射表面凸出。
全文摘要
一種光發(fā)射設(shè)備，包括被分類成多個(gè)光發(fā)射組的固體光發(fā)射元件，該多個(gè)光發(fā)射組中的每組包括彼此相鄰地布置的所述固體光發(fā)射元件；透明封裝構(gòu)件，所述透明封裝構(gòu)件與光發(fā)射組成對(duì)應(yīng)關(guān)系地布置，以覆蓋屬于對(duì)應(yīng)的光發(fā)射組的固體光發(fā)射元件的光發(fā)射表面；以及波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件與該透明封裝構(gòu)件成對(duì)應(yīng)關(guān)系地布置，以覆蓋該透明封裝構(gòu)件的光出射表面，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件起到將從固體光發(fā)射元件發(fā)射的光束波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換至具有不同顏色的光束的作用，該波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換構(gòu)件中的每個(gè)具有槽形狀。
文檔編號(hào)H01L33/60GK102693971SQ20121006368
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者山本祐也 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社