專利名稱：發(fā)光模塊以及照明裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將發(fā)光二極管(Light-emitting diode)作為光源的發(fā)光模塊 (light module)以及照明裝置。
背景技術：
近年來，發(fā)光二極管因其發(fā)光效率提高，而被用作辦公室(office)或普通照明等 中使用的較大的照明裝置的光源，且逐步商業(yè)化。在此種照明裝置中，多采用能夠密集配置 多個發(fā)光二極管的板上芯片封裝(Chip onboard, COB)模塊。 例如，有天花板直接安裝式(direct-mounted)照明裝置或懸掛式照明裝置，其 中，在形成為大致平面狀的基體上以矩陣(matrix)狀配置著多個發(fā)光二極管，從而構成發(fā) 光模塊(COB模塊)，且將所述發(fā)光模塊作為光源(例如參照日本專利特開2004-95655號公 報)。此外，有如下的照明裝置在金屬制基體上配置多個發(fā)光二極管芯片(chip)，并且利 用密封材料來覆蓋發(fā)光二極管芯片，且將發(fā)光二極管芯片的間隔設為2mm或者1. 2mm，而密 集配置著發(fā)光二極管芯片(例如參照日本專利特開2007-294621號公報)。另外，有如下的 照明裝置為了抑制眩光(glare)的產生，將發(fā)光二極管芯片的間隔設為5 10mm，而密集 配置著發(fā)光二極管芯片(例如參照日本專利特開2008-117538號公報)。
以往，所述多個照明裝置中存在如下課題用作裝置的光源體的COB模塊中，為 了利用一個模塊而獲得大光量，如何密集地安裝發(fā)光二極管芯片。例如，在日本專利特開 2007-294621號公報中揭示了將發(fā)光二極管芯片的間隔設為2mm或者1. 2mm而密集配置的 技術。 但是，由于發(fā)光二極管的亮度比較高，所以在密集配置著發(fā)光二極管時，存在整個 模塊的亮度變高，易產生眩光的問題。近年來，發(fā)光二極管逐漸高亮度、高功率化，從而眩目 感可能會更強烈。所以，為了構成辦公室等設施中使用的照明裝置等、從天花板進行全面照 明的較大的照明裝置，如果使高密度的COB模塊分散于廣大的面積，則會變成獨立的點光 源(pointsource)的像(image)，而產生亮斑或眩光，另外，如果為了防止所述情況而設置 擴散性高的光擴散板，則會發(fā)生器具效率下降的問題。 此外，當密集配置著發(fā)光二極管時，發(fā)光二極管的溫度會過度上升，發(fā)光二極管的 壽命會變短，或者對其他安裝零件、或使用焊錫來安裝各安裝零件時的所述焊錫產生熔化 或劣化等的影響。因此，在以往的COB模塊中，必須確保充分的散熱性，因此，使用鋁等的昂 貴的金屬制基體，而如果將COB模塊用作較大照明裝置的光源體，則存在成本大幅增加的 問題。 而且，在日本專利特開2008-117538號公報中有如下揭示在COB模塊中，為了抑 制眩光的產生，而將發(fā)光二極管芯片的間隔設成5 lOmm，但當在所述間隔的范圍內密集 配置發(fā)光二極管時，由于發(fā)光二極管的溫度容易過度上升，從而為了確保散熱性而必須使 用金屬制基板，因此成本方面產生了問題。 由此可見，上述現(xiàn)有的發(fā)光模塊以及照明裝置在結構與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相關廠商莫不費盡心思來謀 求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被發(fā)展完成，而一般產品又沒有適切的結構 能夠解決上述問題，此顯然是相關業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設一種新型結構的 發(fā)光模塊以及照明裝置，實屬當前重要研發(fā)課題之一，亦成為當前業(yè)界極需改進的目標。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的發(fā)光模塊以及照明裝置存在的缺陷，而提供一種 新型結構的發(fā)光模塊以及照明裝置，所要解決的技術問題是使其不易感覺到眩目、能夠抑 制發(fā)光二極管芯片溫度的上升、并且成本上也有利，從而更加適于實用。 本發(fā)明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現(xiàn)的。為達到上述目 的，依據(jù)本發(fā)明的第1發(fā)明所述的發(fā)光模塊包括基體，由導熱率(heat conductivity) 小于等于1W/mk的非金屬性構件而構成；多個發(fā)光二極管芯片，每個芯片的接通功率為 0. 06 0. IOW，且以10 30mm間隔而配置在基體的前表面上；以及密封構件，覆蓋于發(fā)光 二極管芯片和相鄰的發(fā)光二極管芯片之間，且具有透光性。 根據(jù)本發(fā)明，利用由導熱率(heat conductivity)小于等于1W/mk的非金屬性構 件而構成的基體、每個芯片的接通功率為0. 06 0. IOW且以10 30mm的間隔配置在基體 的前表面上的多個發(fā)光二極管芯片、以及覆蓋于發(fā)光二極管芯片和相鄰的發(fā)光二極管芯片 之間且具有透光性的密封構件，可防止眩光或亮斑的產生，從而不易感覺到眩目，并且，即 便不使用導熱性良好的昂貴的鋁等來作為基體，而使用導熱性低但比較廉價的玻璃環(huán)氧化 物(glassy印oxy)等的基體，也可抑制發(fā)光二極管芯片溫度的上升，從而可以構成壽命長 且成本上也有利的發(fā)光模塊。 本發(fā)明中，發(fā)光模塊適宜用在從天花板等進行全面照明的辦公室等的設施 業(yè)務 等中的較大的照明裝置中，但也可以用在住宅等普通照明中使用的小型照明裝置中。
基體是用來配設作為光源的發(fā)光二極管芯片的構件，為了構成不易感覺到眩目、 能抑制發(fā)光效率的下降且成本上也有利的發(fā)光模塊，也允許由與鋁等的導熱性良好的昂貴 金屬相比而言導熱性低但比較廉價的玻璃環(huán)氧化物材、酚醛紙(paper phenol)材、玻璃復 合體(glass composite)等非金屬性構件而構成。而且，只要在成本上有利，也可由陶瓷 (ceramics)而構成。此外，就基體而言，優(yōu)選的是形成為正方形或長方形，其中，為了以規(guī)定 間隔來配設多個發(fā)光二極管芯片而構成必要的面模塊，但也可以是六邊形等的多邊形狀、 及圓形或橢圓形等，還可以形成構成線模塊時的長條形的直線狀，且允許采用用于獲得所 需的光分布特性的所有形狀。另外，優(yōu)選的是，在基體上形成布線圖案(wiring pattern), 然后在所述布線圖案上安裝且配設發(fā)光二極管芯片，但基體的結構及用于安裝等的方法并 無特別限定。 發(fā)光二極管芯片優(yōu)選的是，例如使用COB (Chip On Board)技術，將其一部分或者 整體以矩陣狀配置在基體上，但只要將其一部分或者整體以鋸齒狀或者放射狀等規(guī)則地按 照一定順序配置便可。配置著發(fā)光二極管芯片的整體的形狀優(yōu)選的是整體大概為正方形， 但也可為長方形的形狀，甚至也可為多邊形、圓形、橢圓形等形狀，也就是說，允許采用能高 效配置光源即發(fā)光二極管芯片、且用來獲得所需光分布的所有形狀。 如果發(fā)光二極管芯片的間隔小于10mm，那么在通常的點燈狀態(tài)下發(fā)光二極管芯片的結溫(junction temperature)容易升高。而且，如果結溫升高，那么發(fā)光二極管芯片的 壽命會變短、或者對其他安裝零件、或使用焊錫來安裝各安裝零件時的所述焊錫產生熔化 或劣化等的影響。如果發(fā)光二極管芯片的間隔大于30mm，那么發(fā)光模塊會大型化，并且在觀 察發(fā)光模塊時，可看到一個個的發(fā)光二極管芯片而變成點光源的像，從而容易感覺到亮斑。 所以，發(fā)光二極管芯片的間隔范圍優(yōu)選的是10 30mm。 所述發(fā)光二極管芯片的間隔是指，一部分或者整體規(guī)則地按照一定順序而配置的 發(fā)光二極管芯片的中心、與相鄰的發(fā)光二極管芯片的中心間的距離尺寸，但并非嚴格地表 示各中心間的距離尺寸，而允許是包括測定誤差等在內的設計上允許的大致中心間的距離 尺寸。 此外，適宜將發(fā)光二極管芯片的結溫設為小于等于9(TC。由此，發(fā)光二極管芯片 不易達到高溫，所以壽命不會極度下降，而且即使對安裝著發(fā)光二極管芯片的基板使用焊 錫，也不會因發(fā)光二極管芯片發(fā)熱的影響而使得焊錫熔化，另外，由于其他安裝零件不易受 到熱影響，故不易產生故障。發(fā)光二極管芯片的結溫是例如構成發(fā)光二極管芯片的P型半 導體與N型半導體的接合面的溫度，該溫度值可以根據(jù)芯片等的周邊溫度且利用計算式算 出，而無需直接測定接合面的溫度。而且，結溫可以任意設定在接合面以外的其他部位，定 義的目的在于能夠確保發(fā)光二極管芯片的特性。 密封構件設置成覆蓋發(fā)光二極管芯片、并且覆蓋于相鄰的發(fā)光二極管芯片之間， 所以優(yōu)選的是例如由有機硅樹脂(silicone resin)或環(huán)氧樹脂等的透明或半透明的透光 性樹脂所構成，但也可以形成為規(guī)定的例如混合、分散有黃色熒光體等而成的層。在密封構 件的前表面，也可附加前表面護罩(cover)、或用來控制光路的透鏡(lens)體等另外的光 控制機構。 另外，本發(fā)明的發(fā)光模塊是以在基體的前表面配置多個發(fā)光二極管芯片且利用密 封構件來覆蓋所述發(fā)光二極管芯片的COB模塊為對象，而COB模塊以外的、在容器的凹部 內收納發(fā)光二極管芯片并且填充密封樹脂來進行密封的表面貼裝設備(Surface Mounting Device, SMD)模塊等并不作為對象。 根據(jù)第1發(fā)明所述的發(fā)光模塊，第2發(fā)明所述的發(fā)光模塊中，基體上，在相鄰的發(fā) 光二極管芯片之間設置著反射體，該反射體使從發(fā)光二極管芯片放射出的光向前表面方向 反射，且該反射體被透光性密封構件覆蓋。 根據(jù)本發(fā)明，可構成如下發(fā)光模塊基體上，由于相鄰的發(fā)光二極管芯片上設置著 使從發(fā)光二極管芯片放射出的光向前表面方向反射的反射體，所以更加不易感覺到亮斑。 而且，可減少密封構件的數(shù)量，從而可以進一步抑制成本。 反射體設置在相鄰的發(fā)光二極管芯片之間，使從發(fā)光二極管芯片向側方放射出的 光向前表面方向反射，從而不易感覺到亮斑，所以，反射體優(yōu)選的是對應于每個發(fā)光二極管 芯片而設置，但也可以適當選擇而對于必要部分的發(fā)光二極管芯片進行設置。所設的多個 反射體可由反射功能全部相同的構件而構成，也可由反射性能不同的構件而構成。此外，也 可對于多個發(fā)光二極管芯片而設置一個共用的反射體。 關于反射體的材質，考慮到光的反射性能，可由具有耐光性、耐熱性及電氣絕緣 性(electric insulation)的白色合成樹脂、例如是聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene ter印hthalate，PBT)、或者丙烯酸或丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯(acrylonitrile-butadiene
5-styrene，ABS)等的合成樹脂而一體形成。而且，可以將其表面涂裝成白色，還可以蒸鍍或者鍍敷鋁或銀等的金屬等而加工成鏡面或者半鏡面。另外，也可以由鋁等的金屬來構成，且與所述合成樹脂同樣地進行白色涂裝、或蒸鍍或者鍍敷等。 作為反射體，優(yōu)選的是，例如由合成樹脂構成，且利用樹脂成形時必然形成的澆道(sprue ru皿er)而一體形成多個反射體，并在基體上的發(fā)光二極管芯片之間一次性同時配置多個反射體，但也可以利用自動機械而逐個地配置反射體，反射體的形成方法以及配置到基體上的方法并不限于特定的方法。 根據(jù)第1發(fā)明或第2發(fā)明所述的發(fā)光模塊，第3發(fā)明所述的發(fā)光模塊中，在密封構件的前表面?zhèn)染邆渚哂型腹庑缘那氨砻孀o罩，該前表面護罩配置成與密封構件之間不存在空氣層。 根據(jù)本發(fā)明，由于在密封構件的前表面?zhèn)扰渲弥c所述密封構件之間不存在空氣
層的前表面護罩，所以，使得將發(fā)光二極管芯片的熱傳遞到前表面護罩的導熱性變得良好，
這樣可以提高前表面的散熱性，從而可抑制發(fā)光二極管芯片溫度的上升。 前表面護罩配置成例如使由具有透光性的合成樹脂形成的成形品緊貼于密封構
件的前表面，或者配置成在成形品與密封構件之間填充材質與成形品相同且具有透光性的
填充樹脂，而成型品與密封構件之間不存在空氣層。而且，即便以覆蓋發(fā)光模塊的整個前表
面的方式來涂布或填充具有透光性的合成樹脂且一體地形成，也可配置成與密封構件之間
不存在空氣層。前表面護罩也可為透鏡等的具有光學作用的構件。 本發(fā)明的目的及解決其技術問題還采用以下的技術方案來實現(xiàn)。為達到上述目的，依據(jù)本發(fā)明的第4發(fā)明所述的照明裝置包括第1至第3發(fā)明中任一發(fā)明所述的發(fā)光模塊；器具本體，配設著發(fā)光模塊；以及點燈裝置，使發(fā)光模塊點燈。 本發(fā)明中，照明裝置適宜由多個發(fā)光模塊組合成長條形的、用于辦公室等的設施 業(yè)務中的較長的大型照明器具，但也可以使用一個發(fā)光模塊而構成住宅等中用于普通照明的小型照明裝置。 器具本體優(yōu)選由導熱性良好的鋼板、不銹鋼、鋁等的金屬構成，但也可由例如PBT(聚對苯二甲酸丁二酯)等的具有耐熱性、耐光性、及電氣絕緣性的合成樹脂構成。
點燈裝置是由例如將100V的交流電壓轉換成24V的直流電壓后提供給發(fā)光二極管芯片的點燈電路構成，且可內置在器具本體內，也可另設在器具本體之外。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。借由上述技術方案，本發(fā)明發(fā)光模塊以及照明裝置至少具有下列優(yōu)點及有益效果 根據(jù)第1發(fā)明所述的發(fā)光模塊，可提供一種發(fā)光模塊，其利用由導熱率小于等于1W/mk的非金屬性構件而構成的基體、每個芯片的接通功率為0. 06 0. IOW且以10 30mm的間隔而配置在基體的前表面的多個發(fā)光二極管芯片、以及覆蓋于發(fā)光二極管芯片和相鄰的發(fā)光二極管芯片之間且具有透光性的密封構件，而使發(fā)光模塊不易感覺到眩目，即使在通常點燈時發(fā)光二極管芯片的溫度也不易達到高溫，且壽命長，而且對成本也有利。
根據(jù)第2發(fā)明所述的發(fā)光模塊，除了可獲得第1發(fā)明所述的發(fā)光模塊的效果以外，還可以提供一種發(fā)光模塊，其中，由于在基體上的相鄰的發(fā)光二極管芯片之間，設置著使從發(fā)光二極管芯片放射出的光向前表面方向反射的反射體，所以更加不易感覺到亮斑。而且，可減少密封構件的數(shù)量，從而可進一步抑制成本。
根據(jù)第3發(fā)明所述的發(fā)光模塊，除了可獲得第1發(fā)明或第2發(fā)明所述的發(fā)光模塊
的效果以外，由于在密封構件的前表面?zhèn)扰渲弥氨砻孀o罩，且該前表面護照與所述密封
構件之間不存在空氣層，所以使得將發(fā)光二極管芯片的熱傳遞到前表面護罩的導熱性變得
良好，且可提高前表面的散熱性，從而可抑制發(fā)光二極管芯片溫度的上升。 根據(jù)第4發(fā)明所述的照明裝置，可提供一種不易感覺到眩目、壽命長、且成本上有
利的照明裝置。 綜上所述，本發(fā)明是有關于一種發(fā)光模塊以及照明裝置。本發(fā)明提供了一種不易感覺到眩目、能抑制發(fā)光效率下降且成本上也有利的發(fā)光模塊。本發(fā)明的發(fā)光模塊包括基體11，由導熱率小于等于1W/mk的非金屬性構件而構成；多個發(fā)光二極管芯片12，以10 30mm的間隔而配置在基體11上，且配置成通常的點燈狀態(tài)下的結溫小于等于9(TC;以及密封構件13，覆蓋于發(fā)光二極管芯片12和相鄰的發(fā)光二極管芯片12之間，且具有透光性。同時，本發(fā)明還提供了一種使用上述發(fā)光模塊的照明裝置。 上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。


圖l是表示本發(fā)明的發(fā)光模塊的一實施形態(tài)的示意圖，圖1A是發(fā)光模塊的主視圖，圖1B是沿圖1A的A-A線的發(fā)光模塊的截面圖。
圖2是同上的發(fā)光模塊的放大截面圖。 圖3是表示對同上的發(fā)光模塊進行實驗后的結果圖，圖3A是表示芯片間隔與結溫的關系的圖，圖3B是表示芯片間隔與平均亮度的關系的圖。 圖4是表示對同上的發(fā)光模塊進行實驗后的結果，且是表示芯片間隔與結溫的關系的圖。 圖5是表示使用同上的發(fā)光模塊的發(fā)光裝置的示意圖，圖5A是發(fā)光裝置的主視
圖，圖5B是沿圖5A的B-B線的發(fā)光裝置的截面圖。 圖6是使用同上的發(fā)光模塊的照明裝置的立體圖。 圖7是沿同上的圖6的C-C線的上下顛倒的截面圖。 圖8是表示同上的發(fā)光模塊的變形例的示意圖，圖8A是發(fā)光模塊的主視圖，圖8B是沿圖8A的D-D線的發(fā)光模塊的截面圖。 圖9是同上的發(fā)光模塊的變形例中使用的反射體的主視圖。 圖10是同上的發(fā)光模塊的變形例的放大截面圖。 圖11是表示同上的發(fā)光模塊的其他變形例的截面圖。
IO:發(fā)光模塊 ll:基體 lla:電路圖案 llb:支撐部 12 :發(fā)光二極管芯片(LED芯片)13 :密封構件 13a :黃色熒光體 14 :粘合劑 15 :框體 15a:—端開口部 15b :頸部 15c:另一端開口部
15d:周圍四面的斜面 31 :器具本體 40 :反射體 a、b、c、d、e:曲線 A1、A2、A3:光 L2、L3:開口尺寸 S:間隔空間
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定發(fā)明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的發(fā)光模塊以及使用所述發(fā)光模塊的照明裝置其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。 有關本發(fā)明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實施方式
的說明，當可對本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。 首先，在圖1以及圖2中說明發(fā)光模塊10的結構。所述發(fā)光模塊10是由基體11、配置在基體11上的發(fā)光二極管芯片12 (以下稱作LED芯片)、以及覆蓋LED芯片12的透光性密封構件13而構成。 基體11是由用來配設LED芯片12的導熱率小于等于1W/mk的非金屬性的構件、例如是玻璃環(huán)氧化物材所形成的大致正方形的平板而構成?；w11的前表面上形成著由銅箔構成的布線圖案lla，且在所述布線圖案lla上利用粘合劑14而粘合固定著多個LED芯片12。 作為LED芯片12，準備具有相同性能的多個LED芯片12。所述各LED芯片12在
本實施形態(tài)中是由高亮度、高功率的藍色LED芯片而構成。 利用C0B(Chip on board)技術在基體11的布線圖案lla上以矩陣狀安裝多個LED芯片12，從而由基體11及LED芯片12構成外形大致呈正方形的發(fā)光模塊10。
多個LED芯片12是以寬松的間隔而配置著。即，本實施形態(tài)中，在一邊的寬度LI約為100mm的大致正方形的基體11上，以10 30mm的間隔而配置著縱向7個、橫向8個共計56個LED芯片12，從而配置成圖1中LED芯片12之間的縱向間隔尺寸al約為14mm、LED芯片12之間的橫向間隔尺寸a2約為12mm。如圖1所示，間隔尺寸al、 a2是LED芯片12的中心與相鄰的LED芯片12的中心間的距離尺寸。以所述間隔尺寸al、a2且以矩陣狀規(guī)則配置的各LED芯片12，是利用布線圖案11a而串聯(lián)地電連接。圖中的lib是一體形成在基體11的兩端部的支撐部，且是用來將基體11支撐在下述框體15上的構件。
發(fā)光模塊10的前表面上填充著具有透光性的密封構件13。 S卩，密封構件13是由在透明的有機硅樹脂中混合黃色熒光體13a而形成，且是以埋入包括LED芯片12及布線圖案lla等在內的構件的方式，而涂布或填充在基體ll的整個前表面上。由此，被埋入的LED芯片12的周圍與相鄰的LED芯片12之間所形成的間隔空間(space)S，就被由在透明的有機硅樹脂中混合、分散黃色熒光體13a而形成的密封構件13的層覆蓋，從而，各LED芯片12
20 :發(fā)光裝置35 :點燈裝置50 :前表面護罩al、a 2 :間隔尺寸LI :寬度
hi :高度尺寸被密封在基體ll的前表面。本實施形態(tài)中，各LED芯片12是由藍色LED芯片構成，所以黃色熒光體13a被所述藍色LED芯片的藍色光激發(fā)，而發(fā)出黃色光，由此，從密封構件13的前表面會發(fā)出白色光。即，構成發(fā)出白色光且光軸為x-x(參照圖2)的外形大致為正方形的發(fā)光模塊10。 于是，為了構成不易感覺到眩目、且能抑制LED芯片12溫度的上升從而能抑制發(fā)光效率下降、并且成本上也有利的發(fā)光模塊，將多個LED芯片12以10 30mm的間隔而配置在基體11上，更適宜的是將通常的點燈狀態(tài)下的結溫設成小于等于9(TC。
所述間隔尺寸以及結溫是由如下所示的實驗而決定的。首先，使用與鋁相比導熱性低但比較廉價的玻璃環(huán)氧化物基板來作為基體ll，而構成發(fā)光部尺寸約為100mmX 100mm的COB模塊，將十個該COB模塊以100mm間隔而配置成直線狀，且與寬度約為lOOmmX長度約為1000mm、高度約為20mm的鋁框體組合，此時，通常的點燈狀態(tài)下的LED芯片12的結溫Tj的測定結果如圖3A所示，器具平均亮度與模塊平均亮度的測定結果如圖3B所示。此處，所謂通常的點燈狀態(tài)，并非指例如周圍溫度為異常狀態(tài)、或者未預想到的使用狀態(tài)，而是指作為所述多個發(fā)光模塊10的使用形態(tài)而允許(預想)的范圍內的使用狀態(tài)。
此時的測定條件如下作為基體11，使用導熱率為0. 4W/mk的玻璃環(huán)氧化物基板；作為布線圖案lla，使用導熱率為383W/mk的銅；將LED芯片12粘合到基體11上的粘合劑14的導熱率為0. 2W/mk ;構成LED芯片12的底板(base)的藍寶石(s即phire)的導熱率為46W/mk ;密封構件13的導熱率為0. 2W/mk ;環(huán)境溫度為35°C ;每個芯片的輸入電流為30mA(0.10W)。 在圖3A中，橫軸表示LED芯片12的間距間隔，縱軸表示結溫Tj。如果LED芯片12的結溫Tj高于9(TC，則LED芯片12的壽命會變短、或者對其他安裝零件、或使用焊錫來安裝各安裝零件時的焊錫產生熔化或劣化等的影響，故優(yōu)選的是小于等于90°C 。所以，可知為了將結溫Tj設成小于等于90°C， LED芯片12的間隔尺寸約大于等于lOrnm。
在圖3B中，橫軸表示LED芯片12的間距間隔，縱軸表示平均亮度，曲線a表示器具平均亮度，曲線b表示模塊平均亮度。根據(jù)曲線a可知，如果間隔尺寸大于等于10mm，則可達到不感覺到眩目的亮度，即，小于等于舒適界限(Between Comfort and Discomfort, BCD)亮度、即開始感覺到不適眩光時的亮度、也就是10000cd/m2。如果亮度小于等于lOOOOcd/m、則亮度程度與使用普通的熒光燈的照明裝置相同，所以不會眩目。 另外，關于LED芯片12的間隔尺寸，如果減小每個芯片的輸入電流則可減小間隔尺寸，如果增大每個芯片的輸入電流則可擴大間隔尺寸。而且，如果增大照明裝置的散熱面積來降低結溫Tj，則可減小LED芯片12的間隔尺寸，但是在將照明裝置直接安裝在天花板上等的情況下，散熱條件會變差，所以必須擴大間隔尺寸。 當考慮到所述要素，而使用廉價的玻璃環(huán)氧化物材料來作為基體11而構成較大的照明裝置中使用的COB模塊時，LED芯片12的間隔尺寸設為大于等于lOmm，則可使通常的點燈狀態(tài)下的結溫小于等于9(TC，且可使亮度小于等于10000cd/m2。
另外，有時，例如在構成照明裝置時，在發(fā)光模塊10的前表面?zhèn)扰渲酶采w于發(fā)光模塊10的前表面的前表面護罩。在發(fā)光模塊10的前表面?zhèn)扰渲们氨砻孀o罩時，有如下兩種情況配置成前表面護罩與密封構件13之間夾著空氣層、以及配置成前表面護罩與密封構件13之間不存在空氣層。而且，圖4表示在無前表面護罩、有前表面護罩且有空氣層、以
9及有前表面護罩而無空氣層的情況下，通常的點燈狀態(tài)下的LED芯片12的結溫Tj的測定 結果。此外，測定條件與上述相同。 在圖4中，橫軸表示LED芯片12的間距間隔，縱軸表示結溫Tj。曲線c表示無前 表面護罩的情況，曲線d表示有前表面護罩且有空氣層的情況，曲線e表示有前表面護罩而 無空氣層的情況。根據(jù)曲線d可知，與其他曲線c及曲線d相比，在有前表面護罩且有空氣 層的情況下結溫Tj變高，為了將結溫Tj設為小于等于9(TC， LED芯片12的間隔尺寸約大 于等于25. 5mm。 但是，如果LED芯片12的間隔尺寸大于30rnm，則單位面積的光束會減少并且廣泛 分布，所以基體11變得大型。為了彌補這一缺陷必須增加LED芯片12的使用個數(shù)，進而需 要擴大基體ll，從而會導致照明裝置大型化。此外，變得接近于各LED芯片12各自獨立地 發(fā)光的點光源的狀態(tài)，且可以看到一個個的LED芯片12，所以會感覺到亮斑或眩目。
根據(jù)以上說明，發(fā)光模塊10中各LED芯片12是以10 30mm的間隔尺寸而配置， 本實施形態(tài)中，各LED芯片12是以LED芯片12間的縱向間隔尺寸al約為14mm、 LED芯片 12間的橫向間隔尺寸a2約為12mm的方式配置，從而構成發(fā)光模塊10。當使所述發(fā)光模塊 10點燈時，由于縱向及橫向的間隔尺寸均不小于lOmm，所以不會變成LED芯片12密集的狀 態(tài)，單位面積的光束不會過度增加，故平均亮度不會變高。所以，不會超過BCD亮度、S卩，不 會超過開始感覺到不適眩光時的亮度也就是10000cd/tf，可防止產生眩光，從而確保了規(guī) 定的亮度又不易感覺到眩目。 此外，由于不會變成LED芯片12密集的狀態(tài)，所以也可將LED芯片12的結溫抑制 成小于等于9(TC。由此，即便不使用導熱性良好的昂貴的鋁來作為基體ll，而使用導熱性 低但比較廉價的玻璃環(huán)氧化物材料，也可抑制LED芯片12溫度的上升，從而可構成能抑制 LED芯片12的發(fā)光效率的下降且成本上也有利的發(fā)光模塊10。 而且，由于LED芯片12的縱向及橫向的間隔尺寸均不超過30mm，所以單位面積的 光束不會減少，故無需增加LED芯片12的使用個數(shù)，從而不會導致照明裝置大型化。另外， 即使LED芯片12呈點狀發(fā)光，也不易看到一個個的LED芯片12，從而可防止產生亮斑，且可 將發(fā)光模塊10的整個前表面視作面狀發(fā)光部，且不易感覺到眩目。 另外，覆蓋于LED芯片12和相鄰的LED芯片12之間而設置透光性密封構件13，這 樣，如圖2所示，從LED芯片12的前表面向光軸x-x方向射出的藍色光線會穿過密封構件 13內，激發(fā)了混合而分散于密封構件13中的黃色熒光體13a，而發(fā)出黃色的光，從而，從密 封構件13的前表面放射出白色的光A1。另外，從LED芯片12的側面向側方射出的光A2射 向LED芯片12之間的間隔空間S，激發(fā)所述間隔空間S內的混合而分散于密封構件13中的 黃色熒光體13a，而發(fā)出黃色的光，從而，從密封構件13的空間S的位置的前表面也放射出 白色的光A2。因所述多個光Al、 A2混合地放射，所以，包括間隔空間S在內該發(fā)光模塊10 整體發(fā)出白色光，更加不易看到一個個的LED芯片12，從而可防止產生亮斑，且在所述間隔 尺寸al、 a2的防止產生亮斑的作用的配合下，可整體上成為不會感覺到眩目的面狀光源而 發(fā)光。 如圖5所示，以所述方式構成的發(fā)光模塊10可視需要與框體15組合而構成發(fā)光 裝置20。另外，在本實施形態(tài)中，發(fā)光裝置20是由發(fā)光模塊10與框體15組合而成，但如果 使用了發(fā)光模塊IO，也可不使用框體15。
框體15構成為兩端具有開口部且中心軸為y-y的角筒狀的盒體構件，且是由具有 耐光性、耐熱性以及電氣絕緣性的白色合成樹脂、本實施形態(tài)中是PBT(聚對苯二甲酸丁二 酯)而構成?？蝮w15上一體形成著頸部15b，具有大致呈正方形的一端開口部15a;另一 端開口部15c，大致形成為正方形；以及作為周圍四面的斜面15d，從一端開口部15a起跨及 另一端開口部15c而連續(xù)形成。 頸部15b的一端開口部15a的形狀形成為包圍大致正方形的發(fā)光模塊10的大致 正方形的形狀。斜面15d從大致呈正方形的一端開口部15a起朝向另一端開口部15c而形 成，且斜面15d的橫截面形狀大致呈正方形。 框體15中，使發(fā)光模塊10的基體11的前表面?zhèn)扰c一端開口部15a的內表面相對 向，且在該開口部15a的內表面與該基體11的各邊之間涂布含有具有電氣絕緣性且具有導 熱性的有機硅樹脂或環(huán)氧樹脂等的粘合劑來進行固定。由此，發(fā)光模塊10與一端開口部 15a相對向地配置，且熱結合后得到固定，從而構成發(fā)光模塊10的光軸x-x與框體15的中 心軸y-y大致一致的發(fā)光裝置20。 在本實施形態(tài)的發(fā)光裝置20中，尺寸構成為框體15的一端開口部15a的開口尺 寸L2為四邊約100mm的正方形，另一端開口部15c的開口尺寸L3為四邊約200mm的大致 正方形，且高度尺寸hl (斜面15d的縱深尺寸)約為20mm。 所述發(fā)光裝置20通過單獨或者組合多個來使用，可構成具有各種形態(tài)及光功率 的照明裝置。 如圖6以及圖7所示，本實施形態(tài)中，使用組裝著發(fā)光模塊10的十個發(fā)光裝置20， 來構成辦公室等設施中使用的照明裝置30。 照明裝置30包括發(fā)光裝置20，組裝著發(fā)光模塊10 ;器具本體31，配設著發(fā)光裝 置20 ;以及點燈裝置35，使發(fā)光裝置30點燈。 器具本體31包括本體盒體32，為了構成辦公室等設施中使用的照明裝置而形成 較長較大的形態(tài)；以及器臺33，支撐本體盒體32。本體盒體32是由前表面?zhèn)刃纬芍氨砻?開口部32a、背面?zhèn)刃纬芍趁骈_口部32b的長條形框狀構件而構成，且是由對涂裝鋼板進 行彎折加工而形成。前表面開口部32a的長度尺寸L4形成為約2000mm，在長度方向上以直 線狀并列配設著十個具有所述結構的四邊約200mm的發(fā)光裝置20。 由此，寬度約100mm的發(fā)光模塊10是利用相鄰兩側的寬度約100mm的框體15 ( — 個框體15的寬度尺寸是50mmX2個=100mm)而配設著。換句話說，發(fā)光模組10是以約 100mm的間隔尺寸L5而配置在本體盒體32的長度方向上。另外，十個發(fā)光裝置20中的各 個發(fā)光模塊10是以串聯(lián)的方式而布線連接。 就發(fā)光裝置20而言，將十個發(fā)光裝置20沿長度方向以直線狀排列在由長條形鋼 板構成的支撐板32c上，并利用螺釘?shù)鹊墓潭C構使基體11的底面固定在支撐板32c上。 利用點焊(spot welding)等的方法，將固定著發(fā)光裝置20的支撐板32c，以堵塞其背面開 口部32b的方式而固定在本體盒體32上。由此，發(fā)光模塊10的基體11與本體盒體32會 隔著支撐板32c而熱接合，并且，在本體盒體32的前表面開口部32a，沿長度方向、隔著規(guī)定 的一定間隔且以直線狀連續(xù)配設著十個發(fā)光裝置20。 與本體盒體32同樣地，器臺33也是由涂裝鋼板所形成的長條形盒體而構成，且在 其上面?zhèn)鹊膬啥瞬客怀鲂纬芍S支部33a，本體盒體32的兩端部軸支在所述軸支部33a上。由此，本體盒體32如圖7中的箭頭所示，能夠以軸O為中心而在規(guī)定的角度范圍內轉動地 被支撐著。而且，在器臺33的背面?zhèn)刃纬芍尾?未圖示)，用來將照明裝置30設置在 天花板等的被設置部。在器臺33的內部內置著點燈裝置35。 點燈裝置35是由將100V的交流電壓轉換成24V的直流電壓后提供給LED芯片12 的點燈電路(未圖示)而構成，且點燈電路的輸出線經過軸支部33a而導出到本體盒體32 中，且連接到串聯(lián)布線連接的各發(fā)光模塊10的輸入端子，從而構成照明裝置30。
接著，利用輸送用電纜，將單個照明裝置30、或者多個照明裝置30連接且設置在 被設置部即天花板等上。若使所設置的照明裝置30點燈，則十個發(fā)光模塊10中配置的 56X10 = 560個的各LED芯片12全部發(fā)光，從LED芯片12放射出的光穿過框體15內，而 從本體盒體32的前表面開口部32a放射。 關于設置在天花板上的照明裝置30，是由在長度方向上配置十個發(fā)光裝置20而 構成的，其中，在器具本體31的長度方向上連續(xù)形成著十個四邊為200mm的面光源，從而構 成長度約為2000mm的長條的面光源，該照明裝置30例如設置在辦公室內，以沿著并排的辦 公桌等的橫長的光分布而進行照明。 此時，如上所述，各發(fā)光模塊10中，將各LED芯片12以縱向約14mm、橫向約12mm 的間隔而配置在基體ll上，所以，照明裝置30整體的平均亮度不會超過開始感覺到不適眩 光時的亮度即10000cd/m2，從而可防止產生眩光，且能確保規(guī)定的亮度又不易感覺到眩目。 同時，不易看到一個個的所述多個LED芯片12，而可防止產生亮斑，從而，可整體上形成不 易感覺到眩目的長條形的面狀光源而發(fā)光。 此外，關于各LED芯片12產生的熱，由于不會變成LED芯片12密集的狀態(tài)，所以 也可將LED芯片12的結溫抑制成小于等于9(TC，且經過支撐板32c而從本體盒體32的背 面開口部32b散熱，并且也從與支撐板32c熱連接的本體盒體32散熱。
所以，安裝著發(fā)光模塊10而構成發(fā)光裝置20的框體15無需具備散熱功能，且框 體15無需使用導熱性良好的昂貴的鋁等的金屬，而可由廉價的合成樹脂來構成，從而可以 提供成本上有利的發(fā)光裝置20，且組裝著發(fā)光裝置20的照明裝置30在成本上也有利。
此外，通過單獨、或者使用組合多個發(fā)光模塊10，可構成具有各種形態(tài)或光功率、 甚至是各種光分布特性的辦公室等設施中使用的照明裝置等，并且可提供不易感覺到眩 目、能抑制發(fā)光效率下降且成本上有利的照明裝置30。而且，即使使用十個等多個發(fā)光模塊 10來構成照明裝置30，也能抑制整個裝置產生的熱量，并且各LED芯片12產生的熱會從發(fā) 光模塊10的基體11經過支撐板32c，而從本體盒體32的背面開口部32b散熱，并且也從與 支撐板32c熱連接的本體盒體32散熱，從而能高效地散熱。 由此，可提供一種照明裝置30，在抑制產生熱量的作用的配合下可進一步防止 LED芯片12的發(fā)光效率下降，且可防止光束伴隨溫度上升而減少，又可實現(xiàn)LED芯片12的 長壽命化。并且，由于發(fā)光模塊10是以間隔尺寸L5、本實施形態(tài)中是約100mm的間隔而以 直線狀配置在本體盒體32的長度方向上，所以，能防止相鄰的發(fā)光模塊IO彼此產生熱干 擾，從而可進一步高效地散熱。 而且，由于是利用COB技術將LED芯片12以矩陣狀安裝在基體11上，從而構成外 形大致為正方形的發(fā)光模塊IO，所以，例如在變更LED芯片12的規(guī)格，LED芯片12單體的 光束增加等情況下，在10 30mm的范圍內適當選擇LED芯片12的配置間隔而進行配設，這樣，可簡單地構成所需的不易感覺到眩目的發(fā)光模塊以及照明裝置。并且，僅通過變更發(fā) 光模塊10的配置，例如使用四個發(fā)光模塊IO而配置成大致正方形等方法，便可簡單地實現(xiàn) 所需的光分布特性。 如上所述，本實施形態(tài)中構成為設置覆蓋于LED芯片12與相鄰的LED芯片12之 間的透光性密封構件13，使各LED芯片12間的間隔空間S也發(fā)光，從而成為面狀光源，但為 了使間隔空間S更高效地發(fā)光且防止產生亮斑，如圖8所示，也可以構成為在相鄰的LED芯 片12之間設置反射體40，且利用透光性密封構件13來覆蓋反射體40。
反射體40設置成位于安裝在基體11上的相鄰的LED芯片12之間，使從LED芯片 12向側方放射出的光向光軸x-x方向反射，且該反射體40是由周圍具有傾斜的斜面40a且 橫截面大致呈圓形的圓錐體構成。反射體40配設在56個LED芯片12之間的所有間隔空 間S內，共計形成了 56個。 關于反射體40的材質，考慮到光的反射性能，由具有耐光性、耐熱性以及電氣絕 緣性的白色的合成樹脂、本實施形態(tài)中是由PBT(聚對苯二甲酸丁二酯)來一體形成56個 反射體40。另外，為了提高反射性能，也可蒸鍍或者鍍敷鋁或銀等的金屬等而加工成鏡面或 者半鏡面。 如圖9所示，在利用樹脂成形而一體地形成56個反射體40時，利用必然形成的澆 道40b而使多個反射體40在全部連結的狀態(tài)下一體形成，且使56個反射體在維持由澆道 40b連結的狀態(tài)下，一次性地同時配置在基體11上的間隔空間S的規(guī)定位置上。并且，在配 設著反射體40的狀態(tài)下，與發(fā)光模塊10同樣地，在反射體40的前表面涂布或者填充密封 構件13而進行密封，由此，將反射體40固定在基體11上從而構成發(fā)光模塊10。
若使所述發(fā)光模塊10點燈，則如圖IO所示，從LED芯片12的側面向側方發(fā)出的 藍色的光線會射向各LED芯片12之間的間隔空間S，然后經反射體40的斜面40a而大致朝 向光軸x-x的方向反射。穿過間隔空間S的密封構件13內的藍色光線激發(fā)了混合而分散 于密封構件13中的黃色熒光體13a，而發(fā)出黃色的光線，從而從密封構件13的間隔空間S 的前表面放射出白色的光A 3。光A3與所述朝向光軸x-x方向而從密封構件13的前表面 放射出的白色的光Al —同混合放射，由此，發(fā)光模塊10的整個前表面會發(fā)出白色光，進一 步形成面狀光源而發(fā)光，從而更加不易觀察到一個個的LED芯片12，這樣可防止產生亮斑， 且可將發(fā)光模塊10的整個前表面視作面狀的發(fā)光部，從而更加不易感覺到眩目。
而且，通過在間隔空間S內設置反射體40，使得間隔空間S被呈圓錐體的反射體 40及澆道40b填滿，所以，由昂貴的有機硅樹脂及熒光體的密封構件13的用于涂布或填充 的使用量變少，從而成本上也有利。 另外，就反射體40而言，在由樹脂成形而一體形成時，可在維持由必然形成的澆 道40b而連結的狀態(tài)下， 一次性地同時配置56個反射體40，所以可以簡化安裝作業(yè)。而且， 作為使56個反射體40 —體化的方法，可利用樹脂成形時必然產生的澆道40b，從而無需另 外的加工等，所以成本上也有利。此外，澆道40b可用作安裝時的抓扶部位，使得作業(yè)變得 更加容易。此外，在反射體40的表面上蒸鍍鋁等的金屬時，也可以用作握持部位等蒸鍍用 的夾具，從而可以輕松地進行蒸鍍作業(yè)。另外，如果使用鋁等導熱性良好的金屬來一體形成 反射體40，并隔著由具有電氣絕緣性、且具有導熱性的有機硅樹脂或環(huán)氧樹脂等而構成的 薄片，來使該反射體40與電路圖案lla電氣絕緣地熱性緊貼地配置在基體11上，則可以兼具用來對LED芯片12的熱進行散熱的散熱片(fin)的作用。 并且，一體化的56個反射體40可以簡單地與澆道40b分開。所以，可選擇是否在 基體11的間隔空間S內安裝反射體40，也可將必要數(shù)量的反射體40任意且自由地安裝在 任一位置上的間隔空間S內，從而可獲得各種所需的光分布特性。此外，圖8至圖10中對 與圖1及圖3相同的部分標注相同的符號，且省略詳細的說明。 而且，本實施形態(tài)中，也可將透明的前表面護罩設成覆蓋于照明裝置30的前表面 開口部32a，而使發(fā)光模塊10中的電裝零件等防塵或防水。此外，根據(jù)照明用途，也可將用 于使光進一步擴散的乳白色等半透明的光擴散構件設置成覆蓋于前表面開口部32a。所述 前表面護罩及光擴散構件可設置成能夠相對于前表面開口部32a而裝卸。
另外，圖11表示使用所述前表面護罩的發(fā)光模塊10的其他變形例。所述發(fā)光模 塊10中，配置在基體11前表面上的LED芯片12被山形的密封構件13覆蓋，且在所述基體 11的前表面?zhèn)扰渲弥哂型腹庑缘那氨砻孀o罩50。 前表面護罩50是由具有透光性的合成樹脂制成，其中，形成著收納基體11的收納 凹部51，且在與基體11相對向的收納凹部51的內表面上，對應于各LED芯片12及密封構 件13的位置而形成著凹部52。在前表面護罩50的收納凹部51的內表面與基體11的前表 面之間填充著填充樹脂53，使得所述兩者之間沒有空氣層而彼此緊貼。作為所述填充樹脂 53，為了使其與密封構件13以及前表面護罩50的界面上的光的折射率差減小，可使用與密 封樹脂13以及前表面護罩50相同的材質、或折射率差較小的材質。 當基體11收納到收納凹部51之后，背面護罩54安裝在前表面護罩50的背面?zhèn)取?在以所述方式構成的發(fā)光模塊10中，LED芯片12點燈時產生的熱可以不經過空
氣層而有效地傳遞到密封構件13、填充樹脂53以及前表面護罩50，從而可從前表面護罩50
的前表面高效地散熱到空氣中。所以，可從發(fā)光模塊10的前表面獲得充分的散熱性，因此，
也可以應用在背面?zhèn)鹊纳嵝砸紫陆档奶旎ò逯苯影惭b式照明裝置等中。 以上，說明了本發(fā)明的適宜的實施形態(tài)，但本發(fā)明并不限定于所述實施形態(tài)，可在
不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內進行各種設計變更。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人 員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾 為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對 以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。
權利要求
一種發(fā)光模塊，其特征在于包括基體，由導熱率小于等于1W/mk的非金屬性構件而構成；多個發(fā)光二極管芯片，每個芯片的接通功率為0.06～0.10W，且以10～30mm的間隔而配置在該基體的前表面上；以及密封構件，覆蓋于發(fā)光二極管芯片和相鄰的發(fā)光二極管芯片之間，且具有透光性。
2. 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光模塊，其特征在于基體上，在相鄰的發(fā)光二極管芯片之間，設置著使從發(fā)光二極管芯片放射出的光向前 表面方向反射的反射體，且該反射體被透光性密封構件覆蓋。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的發(fā)光模塊，其特征在于在密封構件的前表面?zhèn)染邆渚哂型腹庑缘那氨砻孀o罩，該前表面護罩是以其與密封構 件之間不存在空氣層的方式而配置。
4. 一種照明裝置，其特征在于包括權利要求1或權利要求2中任一權利要求所述的發(fā)光模塊； 器具本體，配設著發(fā)光模塊；以及點燈裝置，使發(fā)光模塊點燈。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種發(fā)光模塊以及照明裝置。本發(fā)明提供了一種不易感覺到眩目、能抑制發(fā)光效率下降且成本上也有利的發(fā)光模塊。本發(fā)明的發(fā)光模塊包括基體11，由導熱率小于等于1W/mk的非金屬性構件而構成；多個發(fā)光二極管芯片12，以10～30mm的間隔而配置在基體11上，且配置成通常的點燈狀態(tài)下的結溫小于等于90℃；以及密封構件13，覆蓋于發(fā)光二極管芯片12和相鄰的發(fā)光二極管芯片12之間，且具有透光性。同時，本發(fā)明還提供了一種使用上述發(fā)光模塊的照明裝置。
文檔編號F21Y101/02GK101737672SQ200910209690
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權日2008年11月7日
發(fā)明者小川光三, 西村潔 申請人:東芝照明技術株式會社