本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置。

背景技術：

近年來，作為發(fā)光元件而使用發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光裝置被廣泛使用于照明器具等。例如，在專利文獻1中，記載了使用如下LED單元的照明器具，該LED單元具有長條狀的LED基板以及沿著LED基板的陣列線配置的多個LED，在LED基板的端部，在從陣列線偏移了的位置處設置有連接器。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2013－251444號公報

技術實現(xiàn)要素：

在多種照明用途中，要求作為光軸的中心部分的光量多的圓形的大的發(fā)光區(qū)域。然而，在使用例如LED等發(fā)光元件的發(fā)光裝置中，單純地使發(fā)光區(qū)域大型化會導致成品率的惡化，所以困難。在專利文獻1中，記載了將部分圓弧狀地彎曲的多個LED單元相互連結(jié)而形成圓環(huán)狀的發(fā)光區(qū)域，但在該方法中，中心部分不明亮，不形成均勻的圓板形狀的發(fā)光區(qū)域。

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種與不具有本結(jié)構(gòu)的情況相比不使成品率惡化地使發(fā)光區(qū)域大型化、并使中心部分的光量增多的發(fā)光裝置。

提供一種發(fā)光裝置，其特征在于，具有：中心發(fā)光單元；以及多個外周發(fā)光單元，其配置成完全填埋中心發(fā)光單元的外周，中心發(fā)光單元和多個外周發(fā)光單元分別具有基板和安裝于基板上的發(fā)光元件，各個外周發(fā)光單元的發(fā)光區(qū)域的面積為中心發(fā)光單元的發(fā)光區(qū)域的面積以下。

在所述發(fā)光裝置中，在多個外周發(fā)光單元中，優(yōu)選包括發(fā)光顏色不同的發(fā)光單元。

在所述發(fā)光裝置中，發(fā)光顏色不同的多個外周發(fā)光單元優(yōu)選并聯(lián)連接到外部電源。

在所述發(fā)光裝置中，優(yōu)選的是，中心發(fā)光單元和多個外周發(fā)光單元分別具有密封發(fā)光元件的密封樹脂以及固定密封樹脂的樹脂框，中心發(fā)光單元的發(fā)光區(qū)域是被中心發(fā)光單元的密封樹脂覆蓋的區(qū)域，外周發(fā)光單元的發(fā)光區(qū)域是被外周發(fā)光單元的密封樹脂覆蓋的區(qū)域。

在所述發(fā)光裝置中，多個外周發(fā)光單元的樹脂框優(yōu)選未設置于面向相鄰的外周發(fā)光單元的端部。

在所述發(fā)光裝置中，多個外周發(fā)光單元的樹脂框優(yōu)選也未設置于面向中心發(fā)光單元的端部。

在所述發(fā)光裝置中，優(yōu)選的是，中心發(fā)光單元的密封樹脂具有圓板形狀，中心發(fā)光單元和多個外周發(fā)光單元完全填埋的區(qū)域的密封樹脂也整體上具有圓板形狀。

在所述發(fā)光裝置中，中心發(fā)光單元和多個外周發(fā)光單元優(yōu)選分別具有陶瓷制的電路基板來作為基板。

在所述發(fā)光裝置中，中心發(fā)光單元的發(fā)光元件和多個外周發(fā)光單元的發(fā)光元件優(yōu)選以相對不同的高度安裝于基板上。

根據(jù)上述發(fā)光裝置，與不具有本結(jié)構(gòu)的情況相比，能夠不使成品率惡化地使發(fā)光區(qū)域大型化、并使中心部分的光量增多。

附圖說明

圖1A是發(fā)光裝置1的俯視圖。

圖1B是發(fā)光裝置1的分解圖。

圖1C是發(fā)光裝置1的IC－IC線剖面圖。

圖2A是示出中心發(fā)光單元2與外周發(fā)光單元3的連接部分的局部放大剖面圖。

圖2B是示出中心發(fā)光單元2與外周發(fā)光單元3的連接部分的局部放大剖面圖。

圖3A是發(fā)光裝置1A的俯視圖。

圖3B是發(fā)光裝置1A的分解圖。

圖3C是發(fā)光裝置1A的IIIC－IIIC線剖面圖。

圖4A是發(fā)光裝置1B的俯視圖。

圖4B是發(fā)光裝置1B的分解圖。

圖4C是發(fā)光裝置1B的IVC－IVC線剖面圖。

圖5A是發(fā)光裝置1C的剖面圖。

圖5B是發(fā)光裝置1D的剖面圖。

圖5C是發(fā)光裝置1E的剖面圖。

圖5D是發(fā)光裝置1F的剖面圖。

具體實施方式

以下，參照附圖，說明發(fā)光裝置。但是應該理解，本發(fā)明不限定于附圖或者下面記載的實施方式。

圖1A～圖1C分別是發(fā)光裝置1的俯視圖、分解圖和IA－IA線剖面圖。另外，圖2A和圖2B是示出中心發(fā)光單元2與外周發(fā)光單元3的連接部分的局部放大剖面圖。

如圖1A和圖1B所示，發(fā)光裝置1具有配置于裝置的中心的中心發(fā)光單元2以及以包圍中心發(fā)光單元2的方式沿著其外形配置的多個外周發(fā)光單元3。多個外周發(fā)光單元3配置成完全填埋中心發(fā)光單元2的外周。這些發(fā)光單元通過相互連結(jié)而形成1個大的發(fā)光區(qū)域。即，發(fā)光裝置1通過將能夠相互連結(jié)的多個發(fā)光單元相連，實現(xiàn)發(fā)光區(qū)域的大型化。外周發(fā)光單元3的個數(shù)可以是任意個數(shù)，圖1A～圖1C示出外周發(fā)光單元3是12個的情況下的例子。

另外，如圖1C所示，發(fā)光裝置1具有正十二邊形的金屬制的散熱基板4。中心發(fā)光單元2和12個外周發(fā)光單元3配置于散熱基板4之上。散熱基板4由耐熱性和散熱性優(yōu)良的鋁材等構(gòu)成。此外，散熱基板4在圖1A和圖1B中未示出。

作為主要結(jié)構(gòu)要素，中心發(fā)光單元2具有散熱基板21、電路基板22、LED元件23、密封樹脂24和樹脂框25。

散熱基板21與散熱基板4同樣地，是由耐熱性和散熱性優(yōu)良的鋁材等構(gòu)成的金屬制的基板。散熱基板21具有圓板形狀，如圖1C所示，固定于散熱基板4的中央。由此，在發(fā)光裝置1中，與外周發(fā)光單元3相比，中心發(fā)光單元2配置于較高的位置。散熱基板21使由LED元件23產(chǎn)生的熱高效地散熱。

電路基板22是例如玻璃環(huán)氧基板、陶瓷基板等絕緣性基板，與散熱基板21同樣地具有圓板形狀。電路基板22貼附并固定于散熱基板21的上表面。如圖2A和圖2B所示，例如在電路基板22的外周部分的下表面，形成用于將中心發(fā)光單元2與各外周發(fā)光單元3電連接的連接電極221。在發(fā)光裝置1中，等間隔地配置與外周發(fā)光單元3的個數(shù)對應的12個連接電極221。另外，在電路基板22的上表面，形成有未圖示的布線圖案，該布線圖案電連接于連接電極221。此外，也可以在電路基板22形成用于將中心發(fā)光單元2直接連接到外部電源的連接電極。

LED元件23是發(fā)光元件的一個例子。在中心發(fā)光單元2中，多個LED元件23相互空出間隔地配置于電路基板22的上表面，通過透明的絕緣性的粘接劑等來固定。另外，LED元件23在上表面具有一對元件電極，相鄰的LED元件23的元件電極通過未圖示的接合導線相互連接。從位于電路基板22的外周側(cè)的LED元件23出來的接合導線連接到電路基板22的布線圖案。

密封樹脂24是環(huán)氧樹脂或者硅樹脂等無色且透明的樹脂，一體地包覆并保護LED元件23。被密封樹脂24覆蓋的區(qū)域為中心發(fā)光單元2的發(fā)光區(qū)域。密封樹脂24按圓板形狀進行塑模成型，通過樹脂框25而固定于電路基板22之上。另外，在密封樹脂24中分散混入熒光體。例如，在LED元件23是藍色LED元件和綠色LED元件的情況下，在密封樹脂24中分散混入紅色熒光體。在該情況下，發(fā)光裝置1射出通過使來自藍色LED元件的藍色光、來自綠色LED元件的綠色光和由它們激發(fā)紅色熒光體得到的紅色光進行混合而得到的白色光。

樹脂框25是由例如白色的樹脂構(gòu)成的圓形的框體，將密封樹脂24固定于電路基板22之上。樹脂框25使從LED元件23向側(cè)面射出了的光向發(fā)光裝置1的上方(從LED元件23看去的與電路基板22相反的一側(cè))反射。

另外，作為主要結(jié)構(gòu)要素，各個外周發(fā)光單元3具有電路基板32、LED元件33、密封樹脂34和樹脂框35。此外，在發(fā)光裝置1中，散熱基板4作為各外周發(fā)光單元3的散熱基板而發(fā)揮功能，但也可以代替散熱基板4，作為各外周發(fā)光單元3的結(jié)構(gòu)要素而在各外周發(fā)光單元3的底部設置散熱基板。

電路基板32是玻璃環(huán)氧基板、陶瓷基板等絕緣性基板。如圖1A所示，電路基板32具有當在中心發(fā)光單元2的周圍配置有12個外周發(fā)光單元3時能夠形成更大的大致圓形的區(qū)域那樣的、關于中心軸而線對稱的大致梯形的形狀。但是，電路基板32(外周發(fā)光單元3)的形狀只要是在將多個外周發(fā)光單元3連起來時能夠形成比中心發(fā)光單元2大的大致圓形的區(qū)域的形狀，則不限定于圖1A所示的形狀。

電路基板32在中心發(fā)光單元2的周圍，貼附并固定于散熱基板4的上表面。如圖2A和圖2B所示，在當將中心發(fā)光單元2與外周發(fā)光單元3連起來時與中心發(fā)光單元2相接的一側(cè)(以下，稱為“內(nèi)周側(cè)”)的電路基板32的端部附近，形成有連接電極321。在發(fā)光裝置1中，電路基板22處于比電路基板32高出中心發(fā)光單元2的散熱基板21的厚度的量的位置。因此，通過將中心發(fā)光單元2與外周發(fā)光單元3相連，電路基板22的下表面的連接電極221與電路基板32的上表面的連接電極321相接觸，在基板彼此的連接部處實現(xiàn)中心發(fā)光單元2與外周發(fā)光單元3的電導通。

另一方面，在當將中心發(fā)光單元2與外周發(fā)光單元3連起來時成為發(fā)光裝置1的外側(cè)(外周側(cè))的電路基板32的端部附近，形成有連接電極322。各個外周發(fā)光單元3經(jīng)由連接電極322連接到外部電源。另外，在電路基板32的上表面，形成電連接于連接電極321或者連接電極322的未圖示的布線圖案。

LED元件33是發(fā)光元件的一個例子，在外周發(fā)光單元3中，也與中心發(fā)光單元2同樣地，多個LED元件33相互空出間隔地配置于電路基板32的上表面，通過透明的絕緣性的粘接劑等來固定。此外，如后面所述，各個外周發(fā)光單元3的面積比中心發(fā)光單元2的面積小，所以在各外周發(fā)光單元3中，安裝個數(shù)比中心發(fā)光單元2少的LED元件33。各LED元件33的元件電極通過未圖示的接合導線而連接到相鄰的LED元件33或者電路基板32的布線圖案。

密封樹脂34與密封樹脂24同樣地，是環(huán)氧樹脂或者硅樹脂等無色且透明的樹脂，一體地包覆并保護LED元件33。被密封樹脂34覆蓋的區(qū)域為外周發(fā)光單元3的發(fā)光區(qū)域。密封樹脂34與電路基板32的形狀相匹配地進行塑模成型，通過樹脂框35固定于電路基板32之上。另外，在密封樹脂34中也分散混入熒光體。

樹脂框35是與密封樹脂34的形狀相匹配且由例如白色的樹脂構(gòu)成的框體，將密封樹脂34固定于電路基板32之上。樹脂框35與樹脂框25同樣地，使從LED元件33向側(cè)面射出了的光向發(fā)光裝置1的上方反射。此外，如圖1A和圖1B所示，在發(fā)光裝置1的外周發(fā)光單元3中，密封樹脂34的外周全部被樹脂框35包圍。

在發(fā)光裝置1中，如圖1A所示，中心發(fā)光單元2的密封樹脂24具有圓板形狀，中心發(fā)光單元2與多個外周發(fā)光單元3完全填埋的區(qū)域的密封樹脂24、34也在整體上具有圓板形狀。這是由于，如果考慮將發(fā)光裝置使用于實際的照明器具等中，則發(fā)光區(qū)域的形狀優(yōu)選是圓形。例如，以圓形的發(fā)光區(qū)域作為前提來制作照明器具的反射部的情況較多，所以發(fā)光區(qū)域的形狀盡量接近于圓形，這樣能夠提高反射部處的反射效率。但是，中心發(fā)光單元2的樹脂區(qū)域和作為發(fā)光裝置1整體的樹脂區(qū)域可以是六邊形、八邊形等接近于圓的多邊形，可以不一定是完全的圓形。

另外，在發(fā)光裝置1中，如圖1A和圖1B所示，1個外周發(fā)光單元3的樹脂區(qū)域比中心發(fā)光單元2的樹脂區(qū)域小。這是由于，在照明用途中，需要使作為光軸的中心部分明亮，所以優(yōu)選在能夠保證品質(zhì)的范圍內(nèi)盡量大地制造中心發(fā)光單元2。如果將中心發(fā)光單元2的面積在能夠保證品質(zhì)的范圍內(nèi)設為最大，則各個外周發(fā)光單元3的面積為中心發(fā)光單元2的面積以下。因此，各個外周發(fā)光單元3的密封樹脂34優(yōu)選具有中心發(fā)光單元2的密封樹脂24以下的面積。

另外，在發(fā)光裝置1中，在多個外周發(fā)光單元3中，也可以包括發(fā)光顏色不同的發(fā)光單元。例如，在1個發(fā)光裝置中，也可以包括發(fā)光顏色的色溫為4000K的外周發(fā)光單元3和發(fā)光顏色的色溫為5000K的外周發(fā)光單元3等配色不同的發(fā)光單元。因此，例如，改變混入到外周發(fā)光單元3的密封樹脂34中的熒光體的種類、配合(組合)或者針對每個外周發(fā)光單元3改變發(fā)出藍色光的藍色LED元件與發(fā)出綠色光的綠色LED元件的個數(shù)的比率即可。在該情況下，如果將例如發(fā)光顏色不同的多個外周發(fā)光單元3并聯(lián)連接到外部電源，并針對每種顏色區(qū)分外周發(fā)光單元3的電源系統(tǒng)，則能夠使全部的顏色的外周發(fā)光單元3發(fā)光并使它們的光進行顏色混合，或者僅使某種顏色的外周發(fā)光單元3發(fā)光。這樣，在發(fā)光裝置1中，能夠根據(jù)用途而自由調(diào)整作為整體的配色、光量，提高彩色再現(xiàn)性。

圖3A～圖3C分別是發(fā)光裝置1A的俯視圖、分解圖和IIIC－IIIC線剖面圖。發(fā)光裝置1A具有中心發(fā)光單元2A、配置于其周圍的多個外周發(fā)光單元3A以及散熱基板4。發(fā)光裝置1A的結(jié)構(gòu)除了外周發(fā)光單元3A的樹脂框35A的形狀之外，與圖1A～圖1C所示的發(fā)光裝置1的結(jié)構(gòu)相同。因此，針對對應的結(jié)構(gòu)要素使用同一符號，省略重復的說明。

如圖3A和圖3B所示，在發(fā)光裝置1A中，各外周發(fā)光單元3A的樹脂框35A未設置于在將中心發(fā)光單元2A與多個外周發(fā)光單元3A連起來時面向相鄰的外周發(fā)光單元3A的側(cè)端部351。由此，在發(fā)光裝置1A中，與發(fā)光裝置1相比，被密封樹脂34覆蓋的區(qū)域變寬了側(cè)端部351的量，所以發(fā)光區(qū)域的面積變大。另外，在發(fā)光裝置1A中，在相鄰的外周發(fā)光單元3A之間沒有樹脂框35A，所以與發(fā)光裝置1相比，來自多個外周發(fā)光單元3A的發(fā)光顏色容易進行顏色混合。由于能夠根據(jù)有沒有樹脂框而改變顏色的混合程度，所以在發(fā)光裝置1A中，通過適當調(diào)整各外周發(fā)光單元3A的發(fā)光顏色，能夠進一步提高彩色再現(xiàn)性。

圖4A～圖4C分別是發(fā)光裝置1B的俯視圖、分解圖和IVC－IVC線剖面圖。發(fā)光裝置1B具有中心發(fā)光單元2B、配置于其周圍的多個外周發(fā)光單元3B以及散熱基板4。關于發(fā)光裝置1B的結(jié)構(gòu)，在中心發(fā)光單元2B處沒有散熱基板，外周發(fā)光單元3B在其底部具有散熱基板31B，并且外周發(fā)光單元3B的樹脂框35B的形狀不同，除此之外，與圖1A～圖1C所示的發(fā)光裝置1的結(jié)構(gòu)相同。因此，針對對應的結(jié)構(gòu)要素使用同一符號，省略重復的說明。

如圖4A和圖4B所示，在發(fā)光裝置1B中，各外周發(fā)光單元3B的樹脂框35B不僅在面向相鄰的外周發(fā)光單元3B的側(cè)端部沒有設置，在面向中心發(fā)光單元2B的內(nèi)周側(cè)端部352也沒有設置。由此，在發(fā)光裝置1B中，與發(fā)光裝置1A相比，發(fā)光區(qū)域的面積進一步變大了內(nèi)周側(cè)端部352的量，并且來自中心發(fā)光單元2B和多個外周發(fā)光單元3B的發(fā)光顏色更加容易進行顏色混合。

另外，如圖4C所示，在發(fā)光裝置1B中，與發(fā)光裝置1、1A相反，電路基板32處于比電路基板22高出外周發(fā)光單元3B的散熱基板31B的厚度的量的位置。在發(fā)光裝置1B中，在外周發(fā)光單元3B的內(nèi)周側(cè)端部352處沒有樹脂框35B，所以如果使中心發(fā)光單元2B的高度變低，則來自各外周發(fā)光單元3B的光還朝向中心發(fā)光單元2B而在橫向上射出。因此，在這一點上，在發(fā)光裝置1B中，與發(fā)光裝置1A相比來自各發(fā)光單元的發(fā)光顏色也更加容易進行顏色混合。

也可以如發(fā)光裝置1、1A、1B那樣，將中心發(fā)光單元2、2A、2B的LED元件23和多個外周發(fā)光單元3、3A、3B的LED元件33以相對不同的高度安裝到電路基板22、32之上。或者也可以以相同高度安裝全部的LED元件23、33。另外，根據(jù)用途，也可以使得在四方有樹脂框的外周發(fā)光單元3、在側(cè)端部351沒有樹脂框的外周發(fā)光單元3A以及進一步地在內(nèi)周側(cè)端部352也沒有樹脂框的外周發(fā)光單元3B中的兩方或者全部混合存在于1個發(fā)光裝置中?；蛘哧P于中心發(fā)光單元2、2A、2B，也可以去除樹脂框25或者僅在密封樹脂24的外周的一部分設置樹脂框25。能夠根據(jù)中心發(fā)光單元和外周發(fā)光單元的高度以及有沒有樹脂框，適當改變發(fā)光顏色的混合程度。

圖5A～圖5D分別是發(fā)光裝置1C～1F的剖面圖。在這些圖中，與圖1C等同樣地，示出通過各發(fā)光裝置的中心的縱剖面。發(fā)光裝置1C～1F也具有與已經(jīng)說明的發(fā)光裝置1、1A、1B同樣的結(jié)構(gòu)，所以省略重復的說明。

圖5A所示的發(fā)光裝置1C是與發(fā)光裝置1、1A同樣的發(fā)光裝置，但在發(fā)光裝置1C中，中心發(fā)光單元2C的電路基板22C和各外周發(fā)光單元3C的電路基板32C分別具有通孔222、323，LED元件直接安裝于散熱基板21C、4之上。另外，圖5B所示的發(fā)光裝置1D是與發(fā)光裝置1B同樣的發(fā)光裝置，但在發(fā)光裝置1D中，中心發(fā)光單元2D的電路基板22D和各外周發(fā)光單元3D的電路基板32D分別具有通孔222、323，LED元件直接安裝于散熱基板4、31D之上。也可以這樣將各LED元件直接安裝于金屬制的散熱基板，進一步地提高散熱性。

圖5C所示的發(fā)光裝置1E是與發(fā)光裝置1、1A同樣的發(fā)光裝置，但在發(fā)光裝置1E中，僅中心發(fā)光單元2E的電路基板22E具有通孔222，中心發(fā)光單元2E的LED元件直接安裝于散熱基板21E之上。另外，圖5D所示的發(fā)光裝置1F是與發(fā)光裝置1B同樣的發(fā)光裝置，但在發(fā)光裝置1F中，僅各外周發(fā)光單元3F的電路基板32F具有通孔323，外周發(fā)光單元3F的LED元件直接安裝于散熱基板31F之上。也可以這樣使在電路基板開鑿有通孔的發(fā)光單元和未開鑿有通孔的發(fā)光單元混合存在。在該情況下，根據(jù)散熱性的觀點，優(yōu)選將發(fā)熱量較多的LED元件配置于有通孔的發(fā)光單元，將發(fā)熱量較少的LED元件配置于沒有通孔的發(fā)光單元。此外，在多個外周發(fā)光單元中，也可以使得在電路基板開鑿有通孔的發(fā)光單元和未開鑿有通孔的發(fā)光單元混合存在。

在以上說明的發(fā)光裝置中，通過配置于裝置的中心的中心發(fā)光單元以及以包圍中心發(fā)光單元的方式沿著其外形配置的多個外周發(fā)光單元，形成1個大的大致圓形(圓板形狀)的發(fā)光區(qū)域。即，在這些發(fā)光裝置中，通過將能夠相互連結(jié)的多個發(fā)光單元相連，能夠不使成品率惡化地使發(fā)光區(qū)域大型化、并使中心部分的光量增多。

只要是這樣的發(fā)光裝置，則通過改變組合的外周發(fā)光單元的個數(shù)、形狀、連結(jié)方法等，作為發(fā)光裝置，能夠做成各種模塊結(jié)構(gòu)。特別是，各個發(fā)光單元構(gòu)成為1個封裝體，所以能夠?qū)⑺鼈儾⒙?lián)或者串聯(lián)地自由組合來構(gòu)成整體的電路。此時，如果使串聯(lián)連接的發(fā)光單元的個數(shù)增加，則能夠抑制由于各發(fā)光單元中包括的LED元件的正向電壓(forward voltage，VF)的偏差所引起的發(fā)光強度的偏差。

另外，在上述發(fā)光裝置中，能夠針對每個發(fā)光單元改變發(fā)光顏色，所以還能夠提高彩色再現(xiàn)性。由于將面積較小的多個發(fā)光區(qū)域組合，所以能夠抑制在使1個發(fā)光區(qū)域大型化了時可能發(fā)生的發(fā)光顏色的偏差，能夠減輕色度不良。另外，樹脂區(qū)域的面積越大，則越容易產(chǎn)生縮痕，但在上述發(fā)光裝置中，由于將面積小的多個發(fā)光區(qū)域組合，所以能夠抑制各發(fā)光單元中的密封樹脂的上表面縮痕的產(chǎn)生。

另外，在作為電路基板而使用陶瓷基板的情況下，如果使其面積增大，則由于LED元件的發(fā)熱而電路基板容易產(chǎn)生裂縫。然而，在上述發(fā)光裝置中，各個發(fā)光單元的面積較小，所以即使在使用陶瓷基板的情況下，也存在電路基板不易產(chǎn)生裂縫這樣的優(yōu)點。

另外，在上述的例子中，全部是以一重包圍中心發(fā)光單元的周圍的方式配置外周發(fā)光單元，但也能夠在中心發(fā)光單元的周圍兩重、三重地配置外周發(fā)光單元，形成更加大的發(fā)光區(qū)域。