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CN1465106A - 使用led的发光装置 - Google Patents

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CN1465106A
CN1465106A CN02802477A CN02802477A CN1465106A CN 1465106 A CN1465106 A CN 1465106A CN 02802477 A CN02802477 A CN 02802477A CN 02802477 A CN02802477 A CN 02802477A CN 1465106 A CN1465106 A CN 1465106A
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Abstract

提供使用LED的发光装置(10)。发光装置(10)具有：安装基板(1)、面朝下安装在安装基板(1)上的发光元件(2)、不与发光元件(2)接触而面对发光元件(2)的光输出面(S)的荧光部件(3)以及来自发光元件(2)的光经荧光部件(3)入射并向装置外部配光的光学部件(4)。从发光元件(2)发出的光向荧光部件(3)入射，激发荧光体，荧光体射出波长不同于入射光的光。荧光部件(3)不吸收而透过荧光部件(3)的来自发光元件(2)的光和由荧光体发出的光入射到光学部件(4)上并被配光。荧光部件(3)不接合在发光元件(2)上，因此，不会因热传导而受接收发光元件(2)的热，从而抑制由发热引起的劣化。面朝下安装能够在不接触发光元件(2)的范围内使荧光部件(3)及光学部件(4)靠近发光元件(2)。结果，能延长易劣化的荧光体或包含荧光体的树脂的寿命，并能有效取出光，同时，可向规定方向配光。

Description

使用LED的发光装置
技术领域
本发明涉及利用发光元件和荧光体产生混色光的发光装置。
背景技术
近年来，正在开发用氮化镓系化合物半导体来放射蓝色光或紫外线的发光二极管(LED)芯片。而且，正在通过将LED芯片和各种荧光体组合起来开发能发出白色等与LED芯片的发光色不同色调的光的LED发光装置。与利用加热灯丝或放电的发光的发光装置相比，LED发光装置具有所谓体积小、重量轻、省电等优点，目前，正在被广泛用作显示用光源、小型电灯泡的替代光源或液晶面板用光源等。作为这种公知例，有日本公开专利特开2000-208815号公报、特开平11-261114号公报等。在这些公知例的LED发光装置中，在LED芯片周围设置荧光体或混有荧光体的树脂，至少其一部分接触LED芯片。
但是，在上述LED发光装置中，因为荧光体或含有荧光体的树脂接合在LED芯片即发光元件上，所以受发光元件发热的影响而迅速劣化，使LED发光装置的寿命不是LED芯片的寿命，而由荧光体或含有荧光体的树脂来决定。
如图32和图33所示，作为现有例的是发光装置100(图32)和发光装置101(图33)等。发光装置100是用透明树脂40把连接于引线L、L的发光元件20封装成炮弹形状，在其外部贴紧并装卸自由地设置荧光部件30；而发光装置101是装卸自由地经间隙50设置荧光部件30但不贴紧其外部(例如参照日本公开专利特开2000-101148号公报)。但是，这种情况下，因为具有散射光的性质的荧光部件30设在光学部件40的外部，因此，即使用光学部件40会聚发光元件20的光等而将光配光在规定方向上，由于被荧光部件30散射，也不能进行期望的配光，不能高效地实现光照射。
鉴于以上问题，本发明的目的是提供一种可延长劣化迅速的荧光体或含有荧光体的树脂的寿命、容易形成向装置外配光的光学结构、具有混色光发光功能的发光装置。
发明的公开
为了实现上述目的，本发明的使用LED的发光装置设置有：安装基板、装载在上述安装基板上且具有用来输出光的光输出面的发光元件、在透明物质中分散了吸收来自上述发光元件的光而放射不同于该光波长的光的荧光体的且不与上述发光元件接触地面对上述发光元件的光输出面配置的荧光部件、经上述荧光部件入射来自上述发光元件的光并将该入射光向装置外部配光的光学部件。
根据该构成，从发光元件发出的光向荧光部件入射，激发荧光体，放射波长不同于入射光(激发光)的光。激发光和由荧光体发出的光入射到光学部件上，根据光学部件的光学形状，在规定方向上配光后投射到发光装置外。因为荧光部件不接合在发光元件上，所以不会因热传导而受发光元件的热。因此，荧光部件从发光元件的受热比两者接触的情况下少，所以，构成荧光部件的荧光体或作为使荧光体分散保持的透明物质的树脂等的发热引起的劣化得以抑制，使荧光部件的寿命延长。来自发光元件的光首先入射到具有散射光性质的荧光部件上，之后，入射到光学部件中，因此，在与入射到光学部件中后再经荧光部件投射到外部的情况相比，光学部件的配光功能就更有效。
在上述改进的发明中，上述发光元件最好面朝下安装在上述安装基板上。因为发光元件是透明的，所以面朝下安装发光元件就可将没有电极布线的面作为光输出面。因此，在光输出面上不存在面朝上安装时用于连接的导线等插入物，在不接合发光元件的范围内，可使荧光部件和光学部件靠近发光元件的光输出面。因此，能比面朝上安装时更有效地进行配光控制。而且，不会因导线等而使部分发光被遮挡，所以，从发光元件发出的光的光量不损失，可有效地入射到荧光部件。
在上述改进的发明中，上述光学部件的形状最好是凸透镜形状。按照这种构成，从荧光部件发出的光可通过凸透镜向规定方向配光。
在上述改进的发明中，面对上述光学部件的上述安装基板的部位是相对于上述发光元件的光输出面有规定角度的倾斜面，入射到该倾斜面的透过上述荧光部件的来自上述发光元件的光以及从上述发光元件发出的光中被上述荧光部件吸收而作为不同波长的光放射出来的光最好向上述发光元件的光输出面的大致法线方向反射。按照该构成，从荧光部件出来的光中，不朝发光元件的光输出面的正前方向而向横向的光可利用光学部件的反射朝规定方向配光。
上述改进的发明中，上述光学部件的发光元件侧的表面最好形成具有取入来自上述发光元件的光的开口部的光反射部。按照该构成，从荧光部件发出的光中不朝发光元件的光输出面前方而向横向的光可由光反射部反射后向前向配光。
上述改进的发明中，上述光学部件由折射率低的第一光学部件和折射率高的第二光学部件组成透过上述荧光部件的来自上述发光元件的光以及上述发光元件发出的光中被上述荧光部件吸收而作为不同波长的光放射出来的光最好经过上述第一光学部件入射到上述第二光学部件。按照该构成，从荧光部件发出的光在向低折射率材料入射后向高折射率材料入射，因此，两个光学部件界面的折射作用可使光向会聚在前向的方向弯曲。
上述改进发明中，上述光学部件最好是无机透明材料。按照该构成，由于光学部件是玻璃等无机透明材料，因此，可抑制由光学部件的光引起的劣化。
上述改进发明中，上述发光元件最好大致被上述荧光部件包围。按照该构成，大致包围发光元件的荧光部件可更完全地捕捉来自发光元件的光，因此，光泄漏造成的损失少，效率高。
上述改进发明中，上述荧光部件最好形成为：在该荧光部件中来自上述发光元件的光通路大致为等光程。按照该构成，从发光元件发出的光在通过荧光部件内时，光激发荧光体的比例对从发光元件向任何方向放射的光都是相同的。因此，由于从发光装置放射的光的颜色特性不依赖于光的放射角度而接近均一，从而，可抑制从发光装置放射的光的色斑或照射了该光的照射面的色斑，
如上所述，上述荧光部件中光的出射面最好是曲面形状。按照该构成，从发光元件发出的光在通过荧光部件内时，光激发荧光体的比例对从发光元件向任何方向放射的光都接近相同值。因此，与上述情况相比，可进一步抑制色斑。
如上所述，上述荧光部件中与上述发光元件相对的面最好是曲面形状。按照该构成，来自发光元件的光入射到荧光部件发光元件侧的曲面形状的表面上，因此，可抑制该表面上的反射，光的利用率提高。
上述改进发明中，上述安装基板具有凹部，在凹部的底部装载上述发光元件，上述荧光部件中与上述发光元件相对的表面最好与上述凹部的开口形状大致相等。按照该构成，能变换从发光元件发出的光的波长，同时还能够用作对光学部件的模拟光源，可将荧光部件的大小限制到必要的最小限度，因此，容易根据光学部件的光学形状来配光。
如上所述上述凹部的内周面最好是使从上述发光元件放射的光向着上述荧光部件来反射的抛物面形状。按照该构成，不从发光元件直接向荧光部件入射的光通过抛物面形状的凹部内周面反射后变成近似平行光的状态而有效地入射到荧光部件中。
如上所述上述凹部的内周面最好是使从上述发光元件放射的光向着上述荧光部件来反射的椭圆面形状。按照该构成，不从发光元件直接向荧光部件入射的光通过椭圆面形状的凹部内周面反射后会聚在椭圆焦点方向上，因此，向荧光部件的光入射量在荧光部件的中心部居多。因此，作为对光学部件的模拟光源的荧光部件的发光在荧光部件的中心部分变成高亮度从而能更加点光源化，光学部件有效且容易地进行配光。
如上所述，上述荧光部件最好嵌合在上述凹部的开口部。按照该构成，可仅更换比其它部件提前劣化的荧光部件，就能进一步延长发光装置本身的寿命。
上述改进发明中，上述安装基板最好用导热性材料形成。按照该构成，可提高发光元件的散热性，从而可进一步延长发光元件的寿命。用温度限制来抑制接通功率的发光元件有效的散热就能够增大对发光元件的输入，增加发光量。
上述改进发明中，上述发光元件用透光性树脂封装起来，该透光性树脂的光出射面最好是曲面形状。按照该构成，用折射率比空气大、比发光元件小的透光性树脂封装发光元件，可提高对发光元件外部的光输出效率。而且，由于把封装树脂的表面作成曲面，由封装树脂与空气层的界面反射的光分量减少，因此，可进一步提高光输出效率，提高发光元件的效率。
上述改进发明中，最好在上述荧光部件和上述发光元件之间插入抑制上述荧光部件表面对来自上述发光元件的光的光反射而使入射到该荧光部件中的光入射量增加的防反射膜。按照该构成，来自发光元件向着荧光部件的光中经荧光部件表面反射的光可入射到荧光体部件中，因此，能提高发光装置的效率。
上述改进发明中，最好在上述荧光部件和上述光学部件之间插入使透过上述荧光部件的来自上述发光元件的光或来自上述发光元件的光中被上述荧光部件吸收而作为不同波长的光放射出来的光散射的光扩散材料。按照该构成，来自荧光部件的光被光扩散材料扩散，因此，使光强度的分布平均化。从发光装置放射的光的颜色特性不依赖于光的放射角度而被缓和，所以可抑制从发光装置放射出来的光的色斑或照射了该光的照射面的色斑。
上述改进发明中，上述荧光部件最好位于上述光学部件中形成的凹部内。按照该构成，光学部件可更靠近基板和发光元件，因此，容易进行光学部件的光学形状设计。通过在光学部件上形成凹部、在形成凹部的整个表面涂敷荧光材料、用例如刮板等扫除多余的荧光材料等制造工序，可在凹部中均匀地形成荧光部件。因此，可缓和每个发光装置的色差，从而能够提高制造成本的削减效果。特别地，该构成在具有多个发光元件一体化的发光装置中是有效的。
附图简要说明
图1是本发明实施例1的发光装置的截面图，是图2、3的B1-B1截面图；
图2是图1中A1-A1箭头方向的平面图；
图3是图1中A2-A2箭头方向的平面图；
图4是实施例2的发光装置的截面图；
图5是图4中主要部分的放大截面图；
图6是实施例3的发光装置的截面图；
图7是实施例3的发光装置的截面图；
图8是实施例4的发光装置的截面图；
图9是实施例5的发光装置的截面图；
图10是实施例5的发光装置的截面图；
图11是实施例5的发光装置的截面图；
图12是实施例5的发光装置的截面图；
图13是实施例6的发光装置的截面图；
图14是实施例8的发光装置的截面图；
图15是图14中主要部分的放大截面图；
图16是实施例9的发光装置的截面图；
图17是图16中主要部分的放大截面图；
图18是实施例10的发光装置的截面图；
图19是图18中主要部分的放大截面图；
图20是实施例11的发光装置的截面图；
图21是实施例11的发光装置的平面图，是图22的A3-A3箭头方向的平面图；
图22是图21中B3-B3截面图；
图23是实施例12的发光装置的截面图；
图24是实施例13的发光装置的截面图；
图25是实施例14的发光装置的截面图；
图26是实施例15的发光装置的截面图；
图27是实施例15的发光装置的截面图；
图28是实施例16的发光装置的截面图；
图29是实施例16的发光装置的截面图；
图30是实施例17的发光装置的截面图；
图31是实施例17的发光装置的截面图；
图32是现有发光装置的截面图；
图33是现有发光装置的截面图。
实施发明的最佳方式
以下参照附图说明本发明的实施例。在下面所述的实施例中，特别把在全透明的蓝宝石基板上形成的发蓝光的氮化镓系化合物半导体构成的发光二极管(LED)用作发光元件。在使形成有p侧电极、n侧电极的表面侧面对安装基板而把蓝宝石基板侧作成为与安装基板相对的对侧的面朝下状态下，把发光元件安装在安装基板上。构成荧光部件的荧光体使用受蓝色光激发而放射黄色光的、由铈激活了的钇铝石榴石(YAG)系荧光体。特别地，光学部件的材料使用全透明的丙烯树脂，采用注塑成型法成型。但是，发光元件的种类和发光色不限于本实施例。荧光体的种类不限于YAG系荧光体，受来自发光元件的光激发并放射与发光元件的光不同波长的光的荧光体都可以。光学部件的材料和成型法不限于特定实施例。通常，发光装置将光配光到外部的方向(配光方向或前向)是朝向发光元件外部、发光元件的光输出面的法线方向，是光学部件的光学形状(透镜等)或荧光部件的中心轴方向。在荧光部件和光学部件中各自有光入射侧面和光输出侧面，通常，在配置于装置内的各部件中面对，发光元件的光输出面的面是该部件的光入射面，其相反侧是光输出面。在以下说明中，省略说明各实施例中重复的构成。
(实施例1)
参照图1至图3说明本发明的实施例1。本实施例的发光装置10具有：装载在形成于平板状安装基板1的一个面的倒圆锥状的截面为梯形的凹部1a底面的发光元件2、使平坦表面与装载发光元件2的安装基板1的表面相对的光学部件4和埋入设在光学部件4的面对安装基板1的表面中央的凹部中且使其与光学部件4的上述表面成为一个平面的圆盘形状的荧光部件3。发光元件2是发蓝光的LED，在基板上形成的布线C、C和发光元件2的布线用金等电气连接用补片B、B连接而面朝下安装。以不接触发光元件2的状态把荧光部件3设置在成型透明树脂作成的光学部件4的最靠近发光元件侧，荧光部件3的大小是与设在安装基板1中的凹部1a的开口形状大致相同的形状。如图2所示，布线C、C在安装基板1的表面上形成为带状，经过凹部1a的斜面到达发光元件2的下表面，与发光元件2经补片焊接起来。如图3所示，光学部件4对来自荧光部件3的光进行会聚等在其中央部位具有用于向发光装置外部投射配光的轴对称的凸部，由透光性的丙烯树脂形成。
图1中，安装基板1和光学部件4经间隙配置起来，因此，需要有保持两者的框架，但图中省略了框架。此外，也可以没有该间隙。
在这样构成的发光装置10中，通过布线C、C给发光元件2供电，发光元件2发蓝色光。来自发光元件2的蓝色光从发光元件2的蓝宝石基板侧的表面即光输出面S入射到与该表面相对的荧光部件3中，一部分变换为黄色光，未变换的和原来的蓝色一起入射到光学部件4中。这样，这些光在光学部件4的光学形状即上述轴对称凸部的表面上被折射，向发光装置10的外部配光。被配光的光是来自蓝色LED的蓝色和由蓝色光变换的黄色光2色混色按照混色比变成例如白色。
荧光部件3是将YAG荧光体分散到作为透明物质的硅树脂中而构成，硅树脂使用折射率几乎和用于光学部件4的丙烯树脂相同的树脂。荧光部件3使用的树脂种类不限于本实施例，但在配光这一点上，希望使用和光学部件4相同的材料或折射率相近的材料。在本实施例中，将YAG荧光体粒子混合后成型的硅树脂作为荧光部件3，配置在穿过光学部件4的发光元件侧的凹部中，但在使荧光体分散在透明物质中的荧光部件3的概念上，也可以仅仅在上述凹部中填充荧光体，在其上面作成用成型为薄板状的透光性树脂盖，将这种填充构造作为荧光部件3。
按照这种构成，从发光元件2发出的光向荧光部件3入射，激发荧光体，荧光体放射具有和入射光(激发光)不同波长的光。该激发光和由荧光体发出的光入射到光学部件4上，基于光学部件4的光学形状，在规定方向上配光并投射到发光装置10外。因为荧光部件3不接合在发光元件2上，所以由构成荧光部件3的荧光体或作为使荧光体分散来保持的透明物质的树脂等发热引起的劣化得到抑制，荧光部件3的寿命得以延长。来自发光元件2的光首先入射到具有散射光性质的荧光部件3中，之后入射到光学部件4中，因此，与先入射到光学部件4中之后再通过荧光部件3投射到外部的情况相比，光学部件4的配光功能更有效。
因为发光元件2是透明的，所以通过面朝下安装发光元件2，可将没有电极布线的面作为光输出面S。因此，在光输出面S上不存在面朝上安装时用于连接的导线等插入物，在不接合发光元件2的范围内，可使荧光部件3和光学部件4靠近发光元件2的光输出面S。因此，能比面朝上安装时更有效地进行配光。而且，不会因导线等而使部分发光被遮挡，所以，从发光元件2发出的光的光量不损失，可有效地入射到荧光部件3中。
荧光部件3的大小是大致和设在安装基板1中的凹部1a的开口形状大体相同的形状，因此，具有变换从发光元件2发出的光波长功能，同时还具有作为对光学部件4的模拟光源的功能。荧光部件3的大小可限制为所需要的最小限度。而且，对于光学部件4来说，光源可被看作模拟点光源，因此，容易基于光学部件4的光学形状来配光。
(实施例2)
参照图4和图5来说明本发明的实施例2。在为装载发光元件2而设置的安装基板上的凹部1a开口部上部设置台阶，在该台阶部分中以可装卸的嵌合状态设置荧光部件3。按照该构成，可仅替换比其它部件提前劣化的荧光部件，因此，能进一步延长发光装置本身的寿命。
(实施例3)
参照图6和图7说明本发明的实施例3。在本实施例的发光装置中，如图6所示光学部件4的形状为作成炮弹形的凸透镜形状。按照这样的光学形状，来自荧光部件3的光a1被配光成折射光a2，以便会聚在光学部件4表面的发光装置10的中心方向上。
如图7所示，在安装基板上安装多个荧光部件3，设置有形成了对于这些荧光部件3的各个凸透镜的多透镜4m作为光学部件4的发光装置10构成为能够用多个光源向外部照射更多光量的装置。这种多透镜构成的光学部件4因一体成形而具有容易制造的优点。
(实施例4)
参照图8说明本发明的实施例4。光学部件4的光学形状为：对着发光装置10外部的光输出面侧平坦，向发光元件2的表面侧是具有倾斜部41的凸形。荧光部件3设置在作为光学部件4最靠近发光元件侧的凸形前端。
按照该构成，来自荧光部件的光中，与向着光学部件的规定配光方向的光b1、b2不同，向着横向的光a1在入射到光学部件4的倾斜部41上时被反射而变成反射光a2，向规定方向配光。
(实施例5)
参照图9至图12说明本发明的实施例5。发光装置10在面向光学部件4的安装基板1的侧面设置反射部R而使配光性能提高，有效利用来自发光元件的光。首先，图9所示的装置是在与图8相同结构的发光装置10中，在面向光学部件4的安装基板1的侧面上，除了设置荧光部件的地方之外，通过镀铝形成具有高反射率的反射部R。按照该构成，入射到荧光部件3的倾斜部41上的光a1与实施例4时不同，光几乎不透过倾斜部41，而由光反射部R反射后变成反射光a2，可没有损失地朝前向配光。
图10所示的装置的光学部件4的光学形状是在光出射侧具有平坦表面，在面向安装基板1的侧面具有2段凸形面42、43。和上述同样，在光学部件4面向安装基板1的侧面上，除了设置荧光部件3的地方之外，通过镀铝形成具有高反射率的反射部R。按照该构成，来自荧光部件3的光中，向着横向的光a1几乎都被凸面形状42的反射部R反射而变成反射光a2。向着光学部件4的光出射侧的平坦表面的光c1被反射后返回的光c2几乎都被凸面形状43的反射部R反射后变成反射光c3。结果，在光学部件4中，不向着配光方向的光可经反射部R反射后向规定方向配光。
图11所示的装置是上述图10中光学部件4的光出射的侧面为凸透镜45形状。按照该构成，由荧光部件3发出的光中，像光b1那样，通过凸透镜形状45的光经透镜界面向配光方向折射，因此，与上述构成相比，可进一步提高光的配光性能。这样，按照发光装置10，由荧光部件3发出的光几乎全部都能向配光方向射出。
图12所示的装置是上述图11中的设在光学部件4的面向安装基板1侧的2段凸形面42、43的曲折点位置P形成切口形状，同时，将凸形面42延长并进入凸形面43侧。按照该构成，由荧光部件3发出的光几乎全部都能向配光方向射出，得到光利用率最高的光学部件形状。
(实施例6)
参照图13说明本发明的实施例6。光学部件4由折射率低的第一光学部件4e和折射率高的第二光学部件4f构成。这里，作为折射率低的第一光学部件4e，例如可使用硅石气凝胶，折射率高的第二光学部件4f可使用上述丙烯树脂。来自荧光部件3的光a1首先通过上述第一光学部件4e并经界面折射后向第二光学部件4f入射(光a2)，然后，由光学部件4的光学形状面45折射而向装置外部配光(光a3)。这样，从荧光部件3发出的光向低折射率介质入射后，向高折射率介质入射，因此，通过两光学部件界面的折射作用，可使光向会聚在前向的方向弯曲。按照该构成，从荧光部件发出的光向低折射率材料入射后，向高折射率材料入射，因此，通过两光学部件的界面的折射作用，可向将光会聚在前向的方向弯曲。
(实施例7)
本发明实施例7的发光装置是上述任一种发光装置中的光学部件4由成型的透明玻璃构成。这种构成由于将光学部件4作成玻璃等无机透明材料，因此可抑制由光学部件4的光引起的劣化。特别地，和蓝色发光LED的情况相比，发紫外光的LED的光学部件4劣化大，因此，具有进一步抑制光劣化的效果。因此，发紫外光的LED作为发光元件2安装在安装基板上并用紫外光激发的RGB发光荧光体作为荧光部件3的构成因为使用透明玻璃制成的光学部件4而能够改善耐久性，所以发光装置的应用范围广。
(实施例8)
参照图14和图15说明本发明的实施例8。在发光装置10中，和上述实施例不同，在安装基板1上不设置凹部，通过补片B、B将发光元件2面朝下安装在平坦的安装基板1表面上。和上述实施例不同荧光部件3不填充凹部，而是留下内置发光元件2的空间，在设在光学部件4上的凹部3a中把荧光部件3均匀涂敷在凹部3a的内表面上。按照这种构成，大致包围发光元件2的荧光部件3可更完全地捕捉来自发光元件2的光，因此，光泄漏带来的损失小效率高。
(实施例9)
参照图16和图17说明的本发明的实施例9。在发光装置10中，荧光部件3的外形形状是几乎以发光元件2为中心的半球状。因此，荧光部件3中来自发光元件2的光a、b的通路大致为等光程。通过该构成，从发光元件2发出的光a、b在通过荧光部件3内时，光激发荧光体的比例无论从发光元件2向哪个方向放射都是一样的。因此，从发光装置放射的光的颜色特性由于不依赖于光的放射角度而接近均一，因此，可抑制从发光装置放射的光的色斑和照射了该光的照射面的色斑。
(实施例10)
参照图18和图19说明本发明的实施例10。本实施例的发光装置10是上述实施例8的图14和图15中的荧光部件3构成为几乎以发光元件2为中心的球壳状。这样，荧光部件3的形状是将发光元件2包含在中心部分，同时，荧光部件3的光入射侧面形状和光出射侧面形状为同心球的曲面，因此，来自发光元件的光程几乎相同。按照该构成，从发光元件发出的光在通过荧光部件内时，光激发荧光体的比例对无论从发光元件向哪个方向放射的光都接近相同值，可抑制从发光装置放射的光的色斑和照射了该光的照射面的色斑。而且，因为来自发光元件的光入射到荧光部件发光元件侧的曲面形状的面上，因此，可抑制该面的放射，光的利用率提高。
(实施例11)
参照图20至图22说明本发明的实施例11。该发光装置在安装基板1上形成的凹部1a具有抛物面形状1c。在抛物面形状1c的面上镀铝，形成镜面反射面。该镀铝面为了和设在安装基板1平坦部中的布线C、C连接并构成布线的一部分，在中央部进行绝缘分离。按照该构成，不直接从发光元件2向荧光部件3入射的光a1被抛物面形状的凹部内周面反射后变成近似平行光的光a2，有效地向荧光部件3入射。而且，具有可一次形成布线C、C和反射面两方的优点。
(实施例12)
参照图23说明本发明的实施例12。发光装置是上述实施例11中的抛物面形状为椭圆面形状1c，和上述同样，通过镀铝形成镜面反射面。按照该构成，不直接从发光元件2向荧光部件3入射的光a1被椭圆面形状的凹部内周面反射后会聚在椭圆焦点方向上(光a2)，因此，向荧光部件3的光入射量在荧光部件3的中心部居多。因此，相对于光学部件4为模拟光源的荧光部件3的发光在荧光部件3的中心部分为高亮度，因此可进一步点光源化，通过光学部件进行的配光更有效且更容易。
(实施例13)
参照图24说明本发明的实施例13。本发光装置在安装基板1的下部具有散热性好的金属基板5。按照该构成，能提高发光元件2的散热性，能进一步延长发光元件2的寿命。通过温度限制来抑制接通功率的发光元件2有效的散热，就可增大对发光元件的输入，可增加发光量。作为提高散热性的结构，除了图示以外，如实施例8和实施例10所示那样在安装基板1上不设置凹部的结构的情况下，也可经金属板和向发光元件的布线间的电气绝缘膜来安装发光元件。这种情况下，只要使电气绝缘膜的热阻小就能够提高发光元件的散热效果。
(实施例14)
参照图25说明本发明的实施例14。发光装置10是在上述实施例1所示的发光装置的构成中用形成的透光性封装树脂6封装发光元件2的周围，使得截面形状为曲面。在本实施例中，用透光性的硅树脂作为封装树脂6，但不特别限于硅树脂。按照该构成，由于用折射率比空气大、比发光元件小的透光性树脂封装发光元件，因此可提高对发光元件外部的光输出效率。而且，由于将封装树脂的表面作成曲面，可减少经封装树脂和空气层的界面反射的光分量，因此，可进一步提高光输出效率，可提高发光元件的效率。
(实施例15)
参照图26和图27说明本发明的实施例15。本实施例的发光装置10是在上述图1及图8中面向荧光部件3的发光元件2侧上形成防反射膜7。防反射膜7将由控制各个膜厚的SiO2膜/TiO2膜组合构成的光学多层膜交替10层而形成，使得荧光部件3入射侧的表面对发光元件2放射的光波长的反射最小。但是，防反射膜的种类不限于本实施例。作为光学部件4中和安装基板1相对的面，通过镀铝在未形成防反射膜7的位置形成光反射膜R。但是，光反射膜R的种类不限于本实施例。
按照这些构成，从发光元件2向着荧光部件3的光中，在没有防反射膜7时，被荧光部件3的表面反射的光可入射到荧光部件3上，因此，可提高发光装置10的光利用率。而且，由于光反射膜R可防止光从光学部件4中流出，因此，也能提高光利用率。
(实施例16)
参照图28和图29说明本发明的实施例16。本实施例的发光装置10大致和图1的结构相同，但在面向荧光部件3的光学部件4侧上形成光扩散件8，以便包围荧光部件3。作为光扩散件8的材料，用粒度为大约1～2μm的SiO2粒子。光扩散件8的种类不限于本实施例。而且，光扩散件8的形状也不限于本实施例。如图29所示，荧光部件3和光扩散件8均为半球状时，从荧光部件3向光学部件4侧放射的光在光扩散件8中的光程平均且相等，因此，可以降低基于观测的方向的发光面的色斑。按照该构成，来自荧光部件3的光通过光扩散件8散射，光强度的分布被平均化，因此，从发光装置10放射的光的颜色特性不依赖于光的放射角度而得到缓和。这样，可抑制从发光装置放射的光的色斑和照射了该光的照射面的色斑。
(实施例17)
参照图30和图31说明本发明的实施例17。这些图所示的发光装置10利用流过设在包含发光元件2的安装基板1和包含荧光部件3的光学部件4之间的间隙的气流来实现散热。图30所示的发光装置10是把与实施例1的发光装置大致相同的装置包围在铝制的壳体9内而构成为纵向型。在铝制壳体9的上下设置空气孔9a、9b。空气孔9a、9b与发光装置10具有的间隙G连通。按照这种构成，在发光装置10工作时，在上述连通的空气孔及间隙中自然地产生上升气流，促进发光元件2的散热。因此，进一步促进发光元件2的散热，具有延长寿命的效果。
图31所示的发光装置10是在上述图30的装置单侧的空气孔9b侧设置送风用或排风用风扇F。按照这种构成，用风扇F强制地使空气流动，从而进一步促进发光元件2的散热，具有延长寿命的效果。和上述不同的是，因为有风扇F，即使将发光装置10横过来使用也能维持散热特性。
此外，本申请要求2001年7月26日的专利申请的优先权。该申请的全部内容通过参考结合到本申请中。
工业实用性
在利用电能产生的光作为混色光的光源的技术领域中可广泛利用。而且，由于荧光部件寿命延长的结果和发光装置寿命的延长，拓宽了用作要求长期可靠性的领域或更换修理等困难的场所设置的光源的可能性。例如，可用作照明用的光源、各种开关的指示器显示用光源、交通信号机用光源、汽车的各种警告显示用光源以及广告宣传用光源等。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
1.一种使用LED的发光装置，具有：
安装基板、
装载在上述安装基板上且具有用来输出光的光输出面的发光元件、
在透明物质中分散有吸收来自上述发光元件的光而放射不同于该光波长的光的荧光体且经间隙面对上述发光元件的光输出面配置的荧光部件、以及
经上述荧光部件入射来自上述发光元件的光并将该入射光向装置外部配光的光学部件。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述发光元件面朝下安装在上述安装基板上。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述光学部件的形状是凸透镜形状。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述光学部件的与上述安装基板相面对的部位是相对上述发光元件的光输出面具有规定角度的倾斜面，入射到该倾斜面上的透过上述荧光部件的来自上述发光元件的光以及从上述发光元件发出的光中被上述荧光部件吸收而作为不同波长的光放射出来的光向上述发光元件的光输出面的大致法线方向反射。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述光学部件的发光元件侧的表面形成具有取入来自上述发光元件的光的开口部的光反射部。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述光学部件由折射率低的第一光学部件和折射率高的第二光学部件组成透过上述荧光部件的来自上述发光元件的光以及上述发光元件发出的光中被上述荧光部件吸收而作为不同波长的光放射出来的光经过上述第一光学部件入射到上述第二光学部件。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述光学部件是无机透明材料。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述发光元件大致被上述荧光部件包围。
9.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于在上述荧光部件中来自

Claims (20)

1.一种便用LED的发光装置，具有：
安装基板、
装载在上述安装基板上且具有用来输出光的光输出面的发光元件、
在透明物质中分散了吸收来自上述发光元件的光而放射不同于该光波长的光的荧光体的且不与上述发光元件接触地面对上述发光元件的光输出面配置的荧光部件、以及
经上述荧光部件入射来自上述发光元件的光并将该入射光向装置外部配光的光学部件。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述发光元件面朝下安装在上述安装基板上。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述光学部件的形状是凸透镜形状。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述光学部件的与上述安装基板相面对的部位是相对上述发光元件的光输出面具有规定角度的倾斜面，入射到该倾斜面上的透过上述荧光部件的来自上述发光元件的光以及从上述发光元件发出的光中被上述荧光部件吸收而作为不同波长的光放射出来的光向上述发光元件的光输出面的大致法线方向反射。
5.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述光学部件的发光元件侧的表面形成具有取入来自上述发光元件的光的开口部的光反射部。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述光学部件由折射率低的第一光学部件和折射率高的第二光学部件组成透过上述荧光部件的来自上述发光元件的光以及上述发光元件发出的光中被上述荧光部件吸收而作为不同波长的光放射出来的光经过上述第一光学部件入射到上述第二光学部件。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述光学部件是无机透明材料。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述发光元件大致被上述荧光部件包围。
9.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于在上述荧光部件中来自上述发光元件的光通路大致为等光程。
10.根据权利要求9所述的发光装置，其特征在于上述荧光部件的光出射面为曲面形状。
11.根据权利要求10所述的发光装置，其特征在于上述荧光部件中与上述发光元件相对的面是曲面形状。
12.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述安装基板具有凹部，在凹部的底部装载上述发光元件，上述荧光部件中与上述发光元件相对的表面和上述凹部的开口形状大致相等。
13.根据权利要求12所述的发光装置，其特征在于上述凹部的内周面是使从上述发光元件放射的光朝上述荧光部件反射的抛物面形状。
14.根据权利要求12所述的发光装置，其特征在于上述凹部的内周面是使从上述发光元件放射的光朝上述荧光部件反射的椭圆面形状。
15.根据权利要求12所述的发光装置，其特征在于上述荧光部件嵌合在上述凹部的开口部中。
16.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述安装基板用导热性材料形成。
17.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述发光元件用透光性树脂封装，该透光性树脂的光出射面是曲面形状。
18.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于在上述荧光部件和上述发光元件之间插入有抑制上述荧光部件表面对来自上述发光元件的光的光反射而使入射到该荧光部件的光入射量增加的防反射膜。
19.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于在上述荧光部件和上述光学部件之间插入有使透过上述荧光部件的来自上述发光元件的光或来自上述发光元件的光中被上述荧光部件吸收而作为不同波长的光放射出来的光散射的光扩散材料。
20.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于上述荧光部件位于上述光学部件中形成的凹部内。
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