一种发光器件，包括：ＬＥＤ芯片，安装在形成于安装衬底中的凹槽中；波长转换构件，其设置为覆盖该凹槽及该凹槽周围的边缘区域，并受到从该ＬＥＤ芯片发射的光的激发，以发射具有与激发波长不同的波长的光；以及发射控制构件，其设置在该波长转换构件的光输出侧，以允许来自该波长转换构件的、对应于该凹槽的区域的光发射，并抑制来自该波长转换构件的、对应于该凹槽周围边缘区域的区域的光发射。由此能够防止从波长转换构件的中央部分所发射的光与从波长转换构件的、位于安装衬底的凹槽周围边缘区域上的部分所发射的光之间的光色变化，从而降低照射面上光色的不均匀度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种发光器件，其具有作为光源的发光二极管(LED)，用以进行照明、指示等。
技术介绍
近年来，已经开发出通过氮化镓化合物半导体发射蓝光或紫外光的LED芯片。通过将这种LED芯片与诸如荧光颜料和荧光染料之类的各种波长转换材料相结合，人们尝试开发能够产生与芯片发射的光色不同的白色或其它颜色的光。LED发光器件具有小巧轻便、需要相对较少电力的优点，当前广泛用作指示灯、小灯泡替代物、液晶面板光源等。用于在上述LED发光器件中固定波长转换材料的通常方法是通过用包含波长转换材料的树脂填充发光单元所处于的部分来形成发光部分。然而，上述技术具有工艺复杂的问题，此外，难以控制滴下的树脂的量。结果，在制成的多个发光器件之间会产生光色和光亮的较大变化。为了减少这些问题，例如，在日本特开NO.2001-345482(专利文献1)公开的发光器件中，提出如下技术将发光元件放置在形成于安装衬底内的凹槽中，并以覆盖安装衬底上的凹槽及其周围区域的方式设置包含波长转换材料的树脂部分，其中该树脂部分受到发光元件发射的光的激发，从而发射与激发波长不同波长的光。图24示出专利文献1中公开的发光器件的示意性构造。在该发光器件中，LED芯片1安装在安装衬底2中形成的凹槽2a的底部。利用透光树脂111(用作发光部分)填充凹槽2a以提取光。此外，设置薄膜状波长转换构件5以覆盖凹槽2a，该波长转换构件由包含例如磷之类的波长转换材料的透光材料制成。安装衬底2设置有布线部分114，用于向LED提供电力。通过接合线112将布线部分114和LED芯片1彼此连接。在上述发光器件中，由于包含波长转换材料的波长转换构件5被制成独立构件，所以可以调节其尺寸以及波长转换材料或光吸收体的密度。因此工艺简单并且可以减小发光器件之间的光色变化和光输出变化。然而，对具有上述结构的发光器件进行仔细研究之后，本申请的专利技术人发现在这种发光器件应用如下原理的情况下会出现问题，所述原理为通过波长转换构件5将从LED芯片1发射的可见光转换成与从LED芯片发射的光的波长带不同的波长带内的可见光，从而使从LED芯片1发射的可见光与波长转换构件5产生的可见光混合。在这种情况下，已经发现通过波长转换构件5的中央区域发射的光与通过波长转换构件5的、位于安装衬底2的凹槽2a周围的外边缘区域发射的光之间可能产生很大的色差(光色不均匀)。上述问题的主要可能原因在于由于光被凹槽2a阻挡，因此从LED芯片1发射的光不能直接进入波长转换构件5的、位于安装衬底2的凹槽2a周围的边缘区域。下面更详细地描述光色不均匀的原因。在波长转换构件5的边缘区域之外的区域中，LED芯片1发射的光(基本光(primary light))，在发射或被安装衬底2的凹槽2a的内壁漫反射之后，即可通过波长转换构件5与空间(airspace)之间的界面直接进入波长转换构件5。通常，来自LED芯片的光是各向同性分布而不是局部分布。因此，基本光的强度不会随着安装衬底凹槽内的位置不同而有很大变化。因此，直接通过波长转换构件5与空间之间的界面进入波长转换构件5的基本光的强度也不会随着位置不同而有很大变化。通过波长转换构件5的光输出侧发射的光包括未被波长转换构件吸收而留下来的基本光和波长转换构件产生的与基本光具有不同波长的光(再生光(secondary light))。发射光的光色取决于基本光和再生光的混合比。由于通过波长转换构件5与空间之间的界面进入波长转换构件5的基本光强度不会随着位置不同而有很大变化，所以混合比也不会随着位置不同而有很大变化，从而可以发射光色几乎一致的光。另一方面，波长转换构件5的边缘区域位于安装衬底的凹槽外侧，并且从LED芯片看去是隐藏的。由于该凹槽，基本光不能通过波长转换构件5与空间之间的界面进入波长转换构件5的边缘区域。在该区域，可以照射到光输出侧的基本光仅仅是在通过凹槽内的区域进入波长转换构件5之后、在波长转换构件5内朝向波长转换构件5的边缘区域散射的光。因此，从边缘区域朝向光输出侧发射的基本光的大部分通过了比从该构件的其他区域发射的光路径更长的光路径，这样由于波长转换构件的更多吸收而使光强度减小。结果，从边缘区域的光输出侧发射的光所具有的再生光的比例大于基本光，从而使混合比明显不同于在波长转换构件5的中央区域的混合比。这使得波长转换构件5的中央区域和边缘区域之间的光色不均匀。除了下面将要公开的方式之外，解决上述问题的一种可能的方式为，通过在凹槽2a内放置整个波长转换构件来消除凹槽2a周围的波长转换构件的边缘区域，从而使该构件与凹槽的侧壁之间没有间隙。但是实际上，上述方式存在如下问题，即，由于凹槽2a和波长转换构件的尺寸容限(tolerance)以及进一步由于在凹槽2a内放置波长转换构件的容限，导致自动组装困难，从而无法提高生产率。图25示出采用LED芯片的另一传统发光器件。在该器件中，均具有LED芯片1的多个安装衬底2安装在布线板3上，该布线板3位于照明设备的外壳10内。为LED芯片1设置光控制透镜40。利用锁紧帽12将光控制透镜40固定到照明设备的外壳10上。还已知一种发光器件，其具有穹顶状透镜，用以以适当的发射角提供来自LED芯片的光；该发光器件被设计为在发光面上具有均匀亮度(参见日本特开No.2000-58925(专利文献2))。图26(a)示出与专利文献2公开的发光器件比较相似的结构。在该结构中，在安装有LED芯片的安装衬底2上设置光分布控制构件。图26(a)所示的光分布控制构件为将凸透镜收集的光和通过全反射收集的光结合在一起的构件，因此后面将其称为混合透镜。混合透镜41通过由树脂制成的圆柱形固定装置60固定，该固定装置60利用粘合剂7固定到布线板3上。固定装置60的直径基本等于光控制透镜41的轮廓直径，并且该固定装置60利用突出部41b来固定透镜41，其中该突出部41b形成于透镜41的上侧外围边缘，并容纳在固定装置60上端的沟槽60a中。在底部中央区域，固定装置60具有基本与安装衬底2的轮廓形状相同的孔。通过将封装(package)2装配到孔中，定位和固定透镜41和封装2。透镜41具有与其焦点相邻的LED发光部分，从而透镜的光轴与LED的光轴重合(参见LumiledsLuxeon Star/0)。在上述结构中，从LED芯片1射出的大部分光进入光控制透镜41。一部分光进入透镜下侧的下凸部分，然后进入透镜上侧的上凸部分。该部分光在这两个部分的表面被折射后射出，从而具有窄角(narrow angle)光分布。一部分射出的光通过透镜下侧凸部周围的内壁进入透镜。该部分光在该壁表面被折射，然后被该透镜的侧面全反射，从而处于窄角中。之后，该部分光进一步在凸部周围的透镜顶表面折射后射出，从而实现与从透镜上侧的凸部射出光的情况相似的光分布。但是，在上述专利文献2中公开的这种发光器件存在如下问题。与通常使用的灯相比，从该器件发射的光束较小。因此，通常在控制聚光的同时使用该器件。此外，混合透镜的光输入部分的尺寸基本与从LED发射的光相同。在这种光系统中，必需精确保持LED与透镜之间的相对位置。当安装精度降低(即，二者的光轴错位或者二者之间的距离变大)时，光进入混合透镜的效率降低，或者射出的光产生变形本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用发光二极管芯片的发光器件，包括：安装衬底，其具有凹槽并具有用以向该发光二极管芯片提供电力的布线部分；该发光二极管芯片，其安装在该凹槽底部；波长转换构件，其设置为覆盖该凹槽及该凹槽周围的边缘区域，并受到从该发光 二极管芯片发射的光的激发，以发射具有与激发波长不同的波长的光；以及发射控制构件，其设置在该波长转换构件的光输出侧，以允许来自该波长转换构件的、对应于该凹槽的区域的光发射，并抑制来自该波长转换构件的、对应于该凹槽周围边缘区域的区域的光 发射。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-11-25 394230/2003;JP 2003-11-25 394532/2001.一种采用发光二极管芯片的发光器件，包括安装衬底，其具有凹槽并具有用以向该发光二极管芯片提供电力的布线部分；该发光二极管芯片，其安装在该凹槽底部；波长转换构件，其设置为覆盖该凹槽及该凹槽周围的边缘区域，并受到从该发光二极管芯片发射的光的激发，以发射具有与激发波长不同的波长的光；以及发射控制构件，其设置在该波长转换构件的光输出侧，以允许来自该波长转换构件的、对应于该凹槽的区域的光发射，并抑制来自该波长转换构件的、对应于该凹槽周围边缘区域的区域的光发射。2.如权利要求1所述的发光器件，其中该发射控制构件为光学构件，该光学构件设置于该波长转换构件的光输出侧，并具有面向该波长转换构件的光输出侧的光输入部分，该光学构件的光输入部分具有基本与该凹槽的开口端形状相同的端部。3.如权利要求1所述的发光器件，其中该发射控制构件为阻光框架构件，其在对应于该凹槽周围边缘区域的位置处设置于该波长转换构件的光输出侧，并且该框架构件具有基本与该凹槽的开口形状相同的开口。4.如权利要求3所述的发光器件，其中该波长转换构件由具有高弹性的材料制成，并且利用压向该波长转换构件的框架构件来压缩该波长转换构件的外边缘区域。5.如权利要求1所述的发光器件，其中该波长转换构件的光输出侧为凸状。6.如权利要求1所述的发光器件，其中该波长转换构件中的波长转换材料的密度随着接近该波长转换构件的中央而增大。7.如权利要求1所述的发光器件，其中该发射控制构件是设置在该安装衬底上的透镜，并且该透镜的光轴与该发光二极管芯片的光轴重合，以及其中该器件还包括布线板，其具有固定到该...
【专利技术属性】
技术研发人员：西冈浩二，杉本胜，木村秀吉，横谷良二，岩堀裕，桥本拓磨，石崎真也，森哲，关井广行，盐滨英二，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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