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図面 (17)

課題

発光効率を向上できるとともに、赤色発光LED素子温度特性に着目し、この赤色発光LED素子の温度による発光色の変化の影響を軽減することができる発光装置を提供する。

解決手段

発光装置1は、照明装置に取り付けられ、放射される光の相関色温度が2400K〜3600Kの発光装置1であって、基板2、この基板2に実装された青色発光LED素子3及び赤色発光LED素子4、波長変換手段6を備える。赤色発光LED素子4は、照明装置への取付状態での通常使用温度において、青色発光LED素子3の光度に対し、0.2倍以上2.5倍以下の光度を有する。波長変換手段6は、青色発光LED素子3から出射される光に励起されて、その光を500nm〜600nmの波長ピークを有する光に変換する。

概要

背景

近時、光源としてLED素子を用いた発光装置具備した照明装置が提案されてきている。発光装置は、基板に多数のLED素子のベアチップ実装し、これらLEDチップボンディングワイヤ電気的に接続し、蛍光体を含有した封止体で複数のLEDチップを封止している。そして、白色、昼光色電球色等の光を得ようとしている。

しかし、このような発光装置で生成される光は赤み成分が少なく、演色性の高い例えば電球色の光を得るのは困難な状況にある。

このため、黄色蛍光体及び赤色蛍光体を含有した封止体で青色発光LED素子を封止することにより、赤み成分を補うことが考えられる。ところが、赤色蛍光体は、エネルギー変換効率が悪く、発光装置の発光効率の低下を招く虞がある。

また、青色発光LED素子と、赤色発光LED素子と、青色発光LED素子によって励起され青色発光LED素子と赤色発光LED素子との間の波長帯域発光スペクトル発光する蛍光体と、を備えた発光装置が提案されている。この発光装置では、赤色発光LED素子を用い、この赤色発光LED素子から赤色光を直接発光させるもので、これにより、発光装置の発光効率が低下することがないとするものである。

概要

発光効率を向上できるとともに、赤色発光LED素子の温度特性に着目し、この赤色発光LED素子の温度による発光色の変化の影響を軽減することができる発光装置を提供する。発光装置1は、照明装置に取り付けられ、放射される光の相関色温度が2400K〜3600Kの発光装置1であって、基板2、この基板2に実装された青色発光LED素子3及び赤色発光LED素子4、波長変換手段6を備える。赤色発光LED素子4は、照明装置への取付状態での通常使用温度において、青色発光LED素子3の光度に対し、0.2倍以上2.5倍以下の光度を有する。波長変換手段6は、青色発光LED素子3から出射される光に励起されて、その光を500nm〜600nmの波長ピークを有する光に変換する。

目的

本発明が解決しようとする課題は、発光効率を向上できるとともに、赤色発光LED素子の温度特性に着目し、この赤色発光LED素子の温度による発光色の変化の影響を軽減することができる発光装置及びこの発光装置を具備した照明装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
8件

この技術が所属する分野

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請求項1

照明装置に取り付けられ、放射される光の相関色温度が2400K〜3600Kの発光装置であって、基板と;この基板に実装された青色発光LED素子と;前記基板に実装され、前記照明装置への取付状態での通常使用温度において、前記青色発光LED素子の光度に対し、0.2倍以上2.5倍以下の光度である赤色発光LED素子と;前記青色発光LED素子から出射される光に励起されて、その光を500nm〜600nmの波長ピークを有する光に変換する波長変換手段と;を具備することを特徴とする発光装置。

請求項2

前記青色発光LED素子と前記赤色発光LED素子とが直列に接続された直列回路を有することを特徴とする請求項1に記載の発光装置。

請求項3

前記青色発光LED素子及び前記赤色発光LED素子は、前記基板に複数実装されており、これらは交互に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の発光装置。

請求項4

装置本体と;装置本体に配設された請求項1乃至請求項3のいずれか一に記載の発光装置と;を具備することを特徴とする照明装置。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、光源としてLED素子を用いた発光装置、及びこの発光装置を具備した照明装置に関する。

背景技術

0002

近時、光源としてLED素子を用いた発光装置が具備した照明装置が提案されてきている。発光装置は、基板に多数のLED素子のベアチップ実装し、これらLEDチップボンディングワイヤ電気的に接続し、蛍光体を含有した封止体で複数のLEDチップを封止している。そして、白色、昼光色電球色等の光を得ようとしている。

0003

しかし、このような発光装置で生成される光は赤み成分が少なく、演色性の高い例えば電球色の光を得るのは困難な状況にある。

0004

このため、黄色蛍光体及び赤色蛍光体を含有した封止体で青色発光LED素子を封止することにより、赤み成分を補うことが考えられる。ところが、赤色蛍光体は、エネルギー変換効率が悪く、発光装置の発光効率の低下を招く虞がある。

0005

また、青色発光LED素子と、赤色発光LED素子と、青色発光LED素子によって励起され青色発光LED素子と赤色発光LED素子との間の波長帯域発光スペクトル発光する蛍光体と、を備えた発光装置が提案されている。この発光装置では、赤色発光LED素子を用い、この赤色発光LED素子から赤色光を直接発光させるもので、これにより、発光装置の発光効率が低下することがないとするものである。

先行技術

0006

特開2008−227412号公報
特開2002−57376号公報

発明が解決しようとする課題

0007

しかしながら、赤色発光LED素子は、温度による特性の変化が大きく、例えば、温度の変化によって、大きく発光色が変わってしまう特質がある。

0008

本発明が解決しようとする課題は、発光効率を向上できるとともに、赤色発光LED素子の温度特性に着目し、この赤色発光LED素子の温度による発光色の変化の影響を軽減することができる発光装置及びこの発光装置を具備した照明装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0009

実施形態の発光装置は、照明装置に取り付けられ、放射される光の相関色温度が2400K〜3600Kの発光装置であって、基板、この基板に実装された青色発光LED素子及び赤色発光LED素子、波長変換手段を備える。赤色発光LED素子は、照明装置への取付状態での通常使用温度において、青色発光LED素子の光度に対し、0.2倍以上2.5倍以下の光度を有する。波長変換手段は、青色発光LED素子から出射される光に励起されて、その光を500nm〜600nmの波長ピークを有する光に変換する。

発明の効果

0010

本発明によれば、演色性が良好で、発光効率を向上できるとともに、赤色発光LED素子の温度による発光色の変化の影響を軽減することができる発光装置を提供することが期待できる。

図面の簡単な説明

0011

第1の実施形態の発光装置を示す斜視図である。
図1中のX−X線に沿って示す断面図である。
同上発光装置において、枠部材及び封止部材を形成する前の状態で、青色発光LED素子及び赤色発光LED素子の実装状態を示す平面図である。
同上青色発光LED素子及び赤色発光LED素子の実装状態を拡大して示す平面図である。
上相色温度、青色発光LED素子及び赤色発光LED素子の光度、青色発光LED素子と赤色発光LED素子との光度比測定結果を示す表である。
同上相関色温度、青色発光LED素子と赤色発光LED素子との光度比の測定結果を示す表である。
同上測定結果に基づき、相関色温度が2400Kと3600Kとにおいて、青色発光LED素子の光度に対する赤色発光LED素子の光度の比率の下限値及び上限値を計算により求めた計算値を示すグラフである。
同上相関色温度と青色発光LED素子に対する赤色発光LED素子の光度比との関係を示す表である。
同上発光装置を具備した照明装置としてLEDランプを示す断面図である。
同上発光装置を具備した照明装置としてダウンライトを示す斜視図である。
第2の実施形態に係る発光装置であり、枠部材及び封止部材を形成する前の状態で、青色発光LED素子及び赤色発光LED素子の実装状態を示す平面図である。
第3の実施形態の発光装置であり、青色発光LED素子及び赤色発光LED素子の実装状態を示す平面図である。
第4の実施形態の発光装置であり、青色発光LED素子及び赤色発光LED素子の実装状態を示す平面図である。
第5の実施形態の発光装置の発光スペクトルを示すグラフである。
第6の実施形態の発光装置の発光スペクトルを示すグラフである。
同上発光装置であり、枠部材及び封止部材を形成する前の状態で、青色発光LED素子及び赤色発光LED素子の実装状態を示す平面図である。

実施例

0012

以下、第1の実施形態を、図1乃至図10を参照して説明する。なお、各図において同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。図1乃至図4は発光装置1を示し、図5乃至図8は色温度に関する測定結果を示し、図9及び図10は発光装置1を具備した照明装置41を示す。

0013

図1及び図2に示すように、発光装置1は、基板2と、この基板2に複数実装された青色発光LED素子(以下、青色LEDという。)3及び赤色発光LED素子(以下、赤色LEDという。)4と、枠部材5と、波長変換手段6としての封止部材7とを備えている。すなわち、発光装置1は、基板2上に複数のLED3,4を実装するCOB(Chip On Board)方式が採用されている。

0014

図1乃至図3に示すように、基板2は、基材21と、この基材21の表面側に設けられた実装パッド22及び給電端子23と、基材21の裏面側に設けられた金属板部材24とから構成されている。これら実装パッド22、給電端子23及び金属板部材24は、例えば銅板材料からなり、基材21に直接接合されている。

0015

基材21は、例えば、白色系の酸化アルミニウム窒化アルミニウム窒化ケイ素等のセラミックス材料平板略四角形状に形成されている。図3に代表して示すように、この基材21の表面側中央には、青色LED3及び赤色LED4が実装される四角形状の実装パッド22が配設されている。また、基材21の表面側で、実装パッド22の両側には、所定間隔離間して一対の給電端子23が配設されている。

0016

一方、基材21の裏面側には、その略全面に亘って平板状の金属板部材24が接合されている。この金属板部材24は、基板2の放熱変形防止の機能を有している。

0017

なお、基板21には、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた金属材料ベース板として、その一面に絶縁層が積層された金属製基板を適用することもできる。また、ベース板の材料を絶縁材とする場合には、ガラスエポキシ樹脂等の合成樹脂材料を適用できる。

0018

図2に示すように、実装パッド22及び給電端子23は、三層構成であり、基材21の表面上に接合された銅板を第1層Aとし、この銅板の表面上には、第2層Bとしてニッケル(Ni)がめっき処理され、第三層Cとして銀(Ag)がめっき処理されている。実装パッド22の第三層C、すなわち表層は、銀(Ag)めっきが施されており、全光線反射率は、90%と高いものとなっている。

0019

また、青色LED3及び赤色LED4は、シリコーン樹脂系絶縁性接着剤26を用いて、実装パッド22上に接着されている。

0020

青色LED3は、InGaN系又はGaN系等の450nm〜470nmの波長の青色光を発光するLEDチップで構成されている。さらに、青色LED3は、透光性サファイア等の素子基板上に青色発光をする発光層が積層され、この発光層に電流を流す正負一対素子電極27を有している。

0021

赤色LED4は、AlGalnP系又はGaAlAs混晶系等の580nm〜620nmの波長の赤色光を発光するLEDチップで構成されている。さらに、赤色LED4は、透光性のサファイア等の素子基板上に赤色発光をする発光層が積層され、この発光層に電流を流す正負一対の素子電極28を有している。

0022

これら各素子電極27,28は、ボンディングワイヤ29により電気的に接続されている。ボンディングワイヤ29は、金(Au)の細線からなっており、実装強度の向上とLEDチップの損傷低減のために金(Au)を主成分とするバンプを介して各素子電極27,28に接続されている。

0023

主として図4(赤色LED4は、図示上、網掛けして表わしている)に示すように、実装パッド22上に、青色LED3及び赤色LED4が交互でかつマトリクス状に実装され、複数の青色LED3及び赤色LED4の素子列を形成している。具体的には、図4の左右方向の素子列において、その素子列が延びる方向に青色LED3と赤色LED4とが交互に配置されている。また、電気的には、複数の素子列うちの3列ずつが直列に接続されて6個の直列回路30が形成され、これら直列回路30が一対の給電端子23に対して並列に接続されている。したがって、6個の直列回路30に、給電端子23を通じて給電されるようになっている。

0024

より詳しくは、1つの直列回路30に注目してみると、例えば、図示上、各青色LED3及び赤色LED4は、交互に並べられて配置されていて、実装パッド22の端部側でターンしてS字状に配置されている。個数的には、青色LED3が18個、赤色LED4が15個である。まず、右側の給電端子23に接続されたボンディングワイヤ29が青色LED3の正極側の素子電極27に接続され、青色LED3の他方の負極側の素子電極27がボンディングワイヤ29によって、隣接する赤色LED4の正極側の素子電極28に接続され、さらに、赤色LED4の負極側の素子電極28がボンディングワイヤ29によって、隣接する青色LED3の正極側の素子電極27に接続されている。

0025

このような接続が順次行われ、その列が延びる方向に隣接された青色LED3及び赤色LED4の異極電極同士、つまり、隣接された青色LED3又は赤色LED4の正極側の素子電極27,28と、隣接された赤色LED4又は青色LED3の負極側の素子電極28,27とがボンディングワイヤ29で接続されている。そして、列の後尾の青色LED3の負極側の素子電極27が左側の給電端子23にボンディングワイヤ29によって接続されている。

0026

そして、発光装置1に用いられる青色LED3及び赤色LED4の総数は、青色LED3が108個、赤色LED4が90個となっており、青色LED3に対し、赤色LED4は、約0.8倍の個数となっている。なお、青色LED3及び赤色LED4の実装個数や配列は、格別限定されるものではない。

0027

図1及び図2に示すように、枠部材5は、例えば、ディスペンサを用いて所定の粘度を有する未硬化シリコーン樹脂を基板2上に枠状に塗布し、その後に加熱硬化することにより、基板2上に接着されている。この枠部材5は、四角形状に塗布され、実装パッド22と同様な略四角形状の内周面を有している。枠部材5の内側に、実装パッド22全体が配設され、つまり、青色LED3及び赤色LED4の実装領域は、枠部材5によって囲まれた状態となっている。

0028

波長変換手段6としての封止部材7は、透光性合成樹脂、例えば、透明シリコーン樹脂製であり、枠部材5の内側に充填されて基板2上に設けられている。封止部材7は、実装パッド22、給電端子23のボンディングワイヤ29の接続部分、各青色LED3及び赤色LED4を覆って封止している。封止部材7の表面が光を外部へ放射する発光面として構成されている。

0029

封止部材7は、蛍光体を適量含有している。蛍光体は、青色LED3が発する光で励起されて、青色LED3が発する光の色とは異なる色の光を放射する。青色LED3が発する青色光を白色光に変換できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色乃至緑色系の500nm〜600nmの波長にピーク波長を有する光を放射する黄色蛍光体が使用されている。封止部材7は、未硬化の状態で枠部材5の内側に所定量注入された後に加熱硬化させて設けられている。そのため、封止部材7の封止面積は枠部材5で規定されている。なお、波長変換手段6としては、蛍光フィルタを用いるようにしてもよい。

0030

上記のような構成の発光装置1に給電端子23を通じて給電すると、各青色LED3及び赤色LED4が発光する。青色LED3から出射された青色光は、封止部材7中に含有された黄色蛍光体を励起して、黄色蛍光体から黄色乃至緑色系の蛍光に変換されて封止部材7を透過して外部に放射される。さらに、青色LED3から出射された青色光のうち、黄色蛍光体を励起しなかった光は、そのまま封止部材7を透過して外部に放射される。また、赤色LED4から出射された赤色光は、黄色蛍光体を励起することなく封止部材7を透過して外部に放射される。

0031

また、各青色LED3及び赤色LED4の発光中において、実装パッド22は、青色LED3及び赤色LED4が発した熱を拡散するヒートスプレッダとして機能する。さらに、青色LED3及び赤色LED4が放射した光のうちで基板2側に向かった光は、実装パッド22の表層で主として光の利用方向に反射される。

0032

したがって、発光装置1から、青色LED3からの青色光、黄色蛍光体からの黄色乃至緑色系の光、及び赤色LED4からの赤色光が混色され、相関色温度が2400K〜3600Kの演色性の良好な電球色の光が放射される。

0033

この場合、赤色LED4から直接的に赤色光が放射されるので、効率良く赤み成分を混色でき、演色性が良好となる。しかし、既述のように、赤色LED4は、温度による特性の変化が大きく、温度の変化によって、大きく発光色が変わってしまう特性を有している。したがって、赤色LED4は、光度を増加させて、すなわち、例えば、個数を増やして演色性を向上する一方、温度による特性変化の影響を軽減するため、制限的に用いる必要がある。

0034

本実施形態では、赤色LED4による演色性の向上と、温度による特性変化の影響の軽減とのバランスのうえに成り立っているものであり、なおかつ、発光装置1はCOB方式を採用していて発光面が大きいため、青色LED3と赤色LED4との光度比に着目して数値を定めたものである。

0035

本発明者は、演色性及び赤色LED4の温度による発光色の変化について、実験、観察を実施した。

0036

実験における測定条件は、積分球を用い、この積分球により封止部材7による封止前の発光装置1の青色LED3及び赤色LED4の光度、及び色温度を測定したもので、青色LED3及び赤色LED4に対する投入電流を変えて、青色LED3及び赤色LED4の光度、及び色温度について複数の測定値を取得した。青色LED3及び赤色LED4の温度は、照明装置41への発光装置1の取付状態での通常使用温度の範囲内であり、つまり青色LED3及び赤色LED4の各素子ジャンクション温度が120℃以下の範囲内とする。なお、青色LED3及び赤色LED4の各素子のジャンクション温度の下限は発光装置1の雰囲気温度である。

0037

測定の結果の一部を図5の表に示す。色温度2874K及び3283Kのときの青色LED3の光度及び赤色LED4の光度を測定して、青色LED3の光度に対する赤色LED4の光度の比率を求めた結果を示す。また、色温度2500K、3000K、3500Kについて同様に測定して、青色LED3の光度に対する赤色LED4の光度の比率を求めた結果を図6に示す。

0038

図7には、図5及び図6に示す測定の結果に基づいて作成したグラフを示す。図7のグラフの横軸は相対色温度、縦軸は青色LED3の光度に対する赤色LED4の光度の比率を示し、図7のグラフ中の3つの線のうち、中央の線は図5及び図6の表に示す複数の実測値をつないだ線である。さらに、図7のグラフ中の中央の線に対して上下の2つの線は、封止部材7に含有する黄色蛍光体で変換する光が短波長長波長かといった波長の長さの範囲に応じて導き出された許容値の範囲である。

0039

図8には、測定結果に基づき、相関色温度が2400Kと3600Kとにおいて、青色LED3の光度に対する赤色LED4の光度の比率の下限値及び上限値を計算により求めた計算値を示す。

0040

このような測定の結果から、照明装置41への発光装置1の取付状態での通常使用温度の範囲内において、つまり点灯状態の青色LED3及び赤色LED4の各素子のジャンクション温度120℃以下の範囲内において、相関色温度が2400K〜3600Kの演色性の良好な電球色の光を得るには、青色LED3の光度に対し、赤色LED4の光度が1.7倍以下0.2倍以上、つまり0.2倍以上1.7倍以下となるように設定するのが望ましいとの見解を得た。

0041

また、観察によれば、青色LED3に対し、赤色LED4の光度が、0.2倍未満であると、赤み成分が少なくなって演色性が悪くなることを確認した。また、1.7倍を超えても2.5倍未満であれば、赤み成分が多くなるものの電球色として許容できる範囲内にあるが、2.5倍を超えると、赤み成分が多くなりすぎて電球色からは外れてしまうとともに、赤色LED4の温度による発光色の変化の影響の度合いが顕著になることを確認した。

0042

そして、本実施形態の赤色LED4は青色LED3に比較して温度が上昇することに伴う出力低下の率が大きく、青色LED3及び赤色LED4の温度が上昇した場合には赤色LED4の光度が減少し、赤み成分が減るため、青色LED3の光度に対し、赤色LED4の光度の比率が小さくなる傾向がある。また、その逆に、青色LED3及び赤色LED4の温度が低下した場合には、赤色LED4の光度が増加し、赤み成分が増えるため、青色LED3の光度に対し、赤色LED4の光度の比率が大きくなる傾向がある。

0043

したがって、実験、観察を実施した結果から、このような温度特性の赤色LED4および青色LED3を用いた発光装置1を通常使用温度の範囲内において照明装置41に取り付けた状態で使用した場合、つまり点灯状態の青色LED3及び赤色LED4の各素子のジャンクション温度120℃以下の場合であって、相関色温度が2400K〜3600Kの範囲内において青色LED3の光度に対し、赤色LED4の光度を0.2倍以上2.5倍以下となるよう設定するのが望ましく、より好ましくは0.2倍以上1.7倍以下となるように設定するのが望ましいとの見解を得た。要するに、青色LED3の光度に対し、赤色LED4の光度の比率が0.2倍以上2.5倍以下の範囲、より好ましくは0.2倍以上1.7倍以下の範囲にあれば、温度変化による色温度の変化は許容されるものである。

0044

本実施形態では、青色LED3及び赤色LED4の点灯時において、一例として、青色LED3及び赤色LED4の各素子のジャンクションが約90℃のときに、青色LED3に対し、赤色LED4の光度が1.1倍であって、相関色温度が2900Kになるように、青色LED3及び赤色LED4の特性や個数等を考慮して設計されている。これにより、演色性が良好で、赤色LED4の温度による特性の変化の影響が少ない相関色温度が2400K〜3600Kの電球色の発光が可能となる。

0045

なお、蛍光体の量子効率は、50%〜95%の範囲で使用することが好ましく、この範囲の量子効率の蛍光体と、青色LED3に対し、赤色LED4の光度を0.2倍以上2.5倍以下とする各素子とを組み合わせて2400K〜3600Kの色温度を実現するのが好適である。

0046

なお、本実施形態において、例えば、全光状態から調光状態にする場合には、上記の記載から理解できるように、調光状態の電流値は、全光状態の電流値より低いものであるため、調光状態の方が全光状態に比較して各素子のジャンクション温度が低くなる。すると、全光状態に比べて調光状態の方が赤み成分が多くなるので色温度が高くなる。この調光状態における赤み成分の変化の度合は、白熱電球と同様の傾向を示すものであるため、白熱電球代替に用いる場合には非常に好適な状態である。

0047

以上のように、本実施形態によれば、照明装置41への発光装置1の取付状態での通常使用温度の範囲内において、つまり点灯状態の青色LED3及び赤色LED4の各素子のジャンクション温度120℃以下の範囲内において、青色LED3の光度に対し、赤色LED4の光度を0.2倍以上2.5倍以下とし、より好ましくは0.2倍以上1.7倍以下とすることにより、演色性が良好で、発光効率を向上できるとともに、赤色LED4の温度による発光色の変化の影響を軽減することができる発光装置1を提供することができる。

0048

また、青色LED3と赤色LED4とは、交互に配置されているので、青色LED3から出射される光と赤色LED4から出射される光との混色が良好となり、所期の光色を得ることができる。

0049

さらに、青色LED3と赤色LED4とを封止部材7で一体に封止しているため、青色LED3の温度と赤色LED4の温度とを均一化でき、青色LED3の特性と赤色LED4の特性とのばらつきが少なくなり、青色LED3から出射される光と赤色LED4から出射される光との混色が良好となり、所期の光色を得ることができる。また、青色LED3と赤色LED4とを封止部材7で一体に封止できるので、製造性も良い。

0050

さらに、青色LED3と赤色LED4とは、直列に接続された直列回路30を有しているので、青色LED3と赤色LED4とをそれぞれ別個回路点灯制御することなく、これらを1つの制御系で点灯制御することが可能となり、制御系を簡素化できる。例えば、直列回路30の中で、青色LED3と赤色LED4との個数を選択して混色した所定の光色を実現できる。

0051

次に、発光装置1を照明装置41に適用した例を図9及び図10を参照して説明する。

0052

図9において、照明装置41として電球形のLEDランプ42が示されている。LEDランプ42は、発光装置1、この発光装置1と熱的に結合された装置本体42a、発光装置1を点灯制御する点灯回路42b、この点灯回路42bが収納されたカバー部材42c、カバー部材42cに取付けられた口金42d、及び発光装置1を覆って装置本体42aに取付けられたグローブ42eを備えて構成されている。

0053

装置本体42aは、例えば、熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属材料からなり、一端側から他端側へ向かって徐々に拡径された略円柱をなし、外周面には複数の放熱フィンが一体に形成されている。

0054

点灯回路42bは、四角形平板状の点灯回路基板回路部品が実装されて構成されている。点灯回路基板には、その両面に亘って、トランジスタ抵抗素子定電圧ダイオード全波整流器及びコンデンサ等の回路部品が実装されている。また、点灯回路基板は、長手方向を上下に縦形配置して、PBT樹脂等の絶縁性を有する材料により形成されたカバー部材42c内に収納されている。なお、発光装置1と点灯回路42bとは、装置本体42aに設けられている図示しない配線孔挿通するリード線によって電気的に接続されている。

0055

このように構成されたLEDランプ42によれば、点灯回路42bを通じて発光装置1に給電することにより、グローブ42eを透過して効率よく所期の光色の放射を得ることができる。

0056

また、図10において、照明装置41として天井に埋め込んで使用されるダウンライト43を示している。ダウンライト43は、発光装置1、この発光装置1が収容された装置本体43a、この装置本体43aに取付けられた配光部材43b、発光装置1を覆って前方に配設された透光性のカバー43c、発光装置1に電力を供給する図示しない電源ユニットを備えている。また、装置本体43aの外周側には、取付用板ばね43dが装着されている。

0057

装置本体43aは、熱伝導性の良好な材料、例えば、アルミニウム合金製のダイカストで形成されている。また、装置本体43aの外面には、鉛直方向に延びる複数の放熱フィンが形成されている。

0058

このように構成されたダウンライト43によれば、電源ユニットを通じて発光装置1に給電することにより、カバー43cを透過して配光部材43bによって制御された所期の光色の放射を得ることができる。

0059

次に、第2の実施形態を、図11を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。

0060

本実施形態では、青色LED3の個々の配置において、青色LED3の一対の素子電極27の並びが図中左右方向の素子列が延びる方向と直交する方向になるように配置したものである。これにより、素子列が延びる方向の寸法を小さくすることが可能となる。

0061

青色LED3と赤色LED4とは、実装パッド22上に交互に並べられて、6個の直列回路が相互に並列に接続されている。

0062

そして、照明装置41への発光装置1の取付状態での通常使用温度の範囲内において、つまり点灯状態の青色LED3及び赤色LED4の各素子のジャンクション温度が120℃以下の範囲内において、青色LED3の光度に対し、赤色LED4の光度が0.2倍以上2.5倍以下の範囲に設定され、より好ましくは0.2倍以上1.7倍以下の範囲に設定されている。

0063

したがって、第2の実施形態によれば、上述した第1の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

0064

次に、第3の実施形態を、図12を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。

0065

本実施形態では、赤色LED4を両側の給電端子23側に寄せて配置したものである。つまり、赤色LED4を実装パッド22の両側に寄せて実装したものである。

0066

青色LED3と赤色LED4とは、実装パッド22上に並べられて、5個の直列回路30が相互に並列に接続されている。1つの直列回路30をとってみると、まず、図示上、右側の給電端子23に接続されたボンディングワイヤ29が赤色LED4の正極側の素子電極28に接続され、さらに、この赤色LED4の負極側の素子電極28がボンディングワイヤ29によって、隣接する赤色LED4の正極側の素子電極28に接続され、次いで、この赤色LED4の負極側の素子電極28がボンディングワイヤ29によって、青色LED3の正極側の素子電極27に接続されている。以降、青色LED3の素子電極27がボンディングワイヤ29によって順次接続され、左側の2個の赤色LED4へと接続され、左側の給電端子23に接続されている。

0067

そして、上記各実施形態と同様に、照明装置41への発光装置1の取付状態での通常使用温度の範囲内において、つまり点灯状態の青色LED3及び赤色LED4の各素子のジャンクション温度が120℃以下の範囲内において、青色LED3の光度に対し、赤色LED4の光度が0.2倍以上2.5倍以下の範囲に設定され、より好ましくは0.2倍以上1.7倍以下の範囲に設定されている。

0068

したがって、第3の実施形態によれば、第1の実施形態の作用効果に加え、赤色LED4の温度変化による特性の変化の影響をより軽減することが可能となる。つまり、基板2上に複数の青色LED3及び複数の赤色LED4が実装された場合、基板2の中央部の温度が上昇しやすく、温度変化が大きくなる傾向となる。そこで、赤色LED4を基板2の端部側、すなわち、中央部に配置しないようにすることにより、赤色LED4が温度変化を受ける度合いを少なくすることができる。

0069

次に、第4の実施形態を、図13を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。

0070

本実施形態では、赤色LED4を並列に接続したものを、青色LED3と交互に直列接続して配置し、直列回路30を構成したものである。そして、これら各赤色LED4と青色LED3との間には、四角形状の接続導体32が絶縁性の接着剤によって接着されている。この直列回路30が9個設けられており、これらが電源側に対して相互に並列に接続されるようになっている。

0071

より詳しくは、1つの直列回路30をとってみると、図示上、右側の給電端子23に接続されたボンディングワイヤ29が青色LED3の正極側の素子電極27に接続され、この青色LED3の負極側の素子電極27が接続導体32に接続されている。さらに、この接続導体32に2本のボンディングワイヤ29が接続され、これらボンディングワイヤ29がそれぞれ隣接する2個の赤色LED4の正極側の素子電極28に接続されている。次いで、この2個の赤色LED4の負極側の素子電極28に接続された各ボンディングワイヤ29が接続導体32に接続され、この接続導体32と隣接する青色LED3の正極側の素子電極27とがボンディングワイヤ29によって接続されている。このように順次青色LED3と赤色LED4とは、ボンディングワイヤ29によって接続されている。

0072

そして、上記各実施形態と同様に、照明装置41への発光装置1の取付状態での通常使用温度の範囲内において、つまり点灯状態の青色LED3及び赤色LED4の各素子のジャンクション温度が120℃以下の範囲内において、青色LED3の光度に対し、赤色LED4の光度が0.2倍以上2.5倍以下の範囲に設定され、より好ましくは0.2倍以上1.7倍以下の範囲に設定されている。

0073

したがって、第4の実施形態によれば、第1の実施形態の作用効果に加え、赤色LED4を並列に接続することにより、赤色LED4に流れる電流を少なくすることができる。したがって、電流の増加によって効率の低下が大きい赤色LED4の効率の低下を抑制することができる。

0074

次に、第5の実施形態を、図14を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。

0075

本実施形態は、第1の実施形態を前提に、第1の実施形態における封止部材7に含有された500nm〜600nmの波長にピーク波長を有する光を放射する黄色蛍光体(第1の蛍光体)に加え、これよりも長波長側に変換する蛍光体(第2の蛍光体)を含有させたものである。

0076

具体的には、基板2に青色LED3及び赤色LED4を実装し、その上を第1の蛍光体と第2の蛍光体との2種類の蛍光体を含有させた封止部材7で覆うものである。つまり、青色LED3及び赤色LED4を、青色LED3から出射された青色光によって励起されて黄色乃至緑色系の蛍光を発する黄色蛍光体と、同様に、青色LED3から出射された青色光によって励起されて赤色の蛍光を発する赤色蛍光体とを所望の混合比で混入させた封止部材7で封止するようになっている。

0077

このような構成により、図14に示すような分光スペクトルが得られる。図14において、横軸は波長(nm)を示しており、縦軸は相対強度を示している。この図からも分かるように、第2の蛍光体によって長波長側の光が追加され、赤み成分の不足を補うことが可能となる。

0078

したがって、第5の実施形態によれば、青色LED3及び赤色LED4によって発光効率が向上でき、一方、赤み成分を赤色蛍光体を用いて補うことにより、赤色LED4の光度を少なくして、赤色LED4の温度変化による特性変化の影響を少なくすることが可能となる。

0079

次に、第6の実施形態を、図15及び図16を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。

0080

本実施形態は、第3の実施形態における基板2に実装された青色LED3及び赤色LED4(第1の赤色LED4a)に加え、第2の赤色LED4bを実装するものである。この第2の赤色LED4bは、図15の発光スペクトルに示すように第1の赤色LED4aより長波長の625nm〜645nmの発光波長を有するものである。このような構成により、赤み成分を補い、さらに演色性の向上を図ることができる。

0081

図16に示すように、例えば、第2の赤色LED4bは、中央の3列の素子列において配置するようにしてもよい。具体的には、素子列における両側の第1の赤色LED4aに隣接して配置されている。また、この場合、第2の赤色LED4bは、発光効率が低いので第1の赤色LED4aの光度よりも低く設定するのが好ましい。例えば、第1の赤色LED4aが14個実装されているのに対し、第2の赤色LED4bは6個実装されるようになっている。

0082

なお、照明装置41としては、光源や屋内又は屋外で使用される照明器具ディスプレイ装置等に適用が可能である。

0083

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

0084

1発光装置
2基板
3青色発光LED素子
4赤色発光LED素子
6波長変換手段
30直列回路
41照明装置
42a,43a 装置本体

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