(57)【要約】【課題】光源の発光色を変換する部材による表面の色付きが少ない発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１０は、光源であるＬＥＤパッケージ２０と、ＬＥＤパッケージ２０を実装するＬＥＤ基板３０と、ＬＥＤパッケージ２０の光の出射方向を制御するリフレクタ４０とを備える。そして、この発光装置１０では、リフレクタ４０の開口領域４３内にＬＥＤパッケージ２０からの光の色（色温度）を変換する色変換部材６０がリフレクタ４０の開口面４２に対し略垂直に設けられている。具体的には、色変換部材６０は、リフレクタ４０に設けられたスリット４１によって、リフレクタ４０の開口面４２に対し略垂直となるように開口領域４３内に着脱可能に設けられている。【選択図】図１
2011187896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する光源と、
開口面を有し、前記光源から放射された光を反射して前記開口面から出射するリフレクタと、
前記光源から放射された光の色を変換するシート状の色変換部材であって、前記リフレクタの開口面より光源に近い側で、前記リフレクタの開口面に対してシート面が略垂直になるように設置される色変換部材とを備えることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記リフレクタは、前記色変換部材を保持するためのスリットを有し、
前記色変換部材は、前記リフレクタのスリットに対して挿抜自在であ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】
前記リフレクタは、さらに、前記スリットの前記開口面に近い側の端部に前記色変換部材の端部を引っ掛けるための引っ掛け部を有し、
前記色変換部材は、前記リフレクタのスリットに挿入され、さらに、スライドされることにより前記リフレクタの引っ掛け部に引っ掛けられることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記発光装置は、前記色変換部材を複数備えることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の発光装置。
【請求項５】
前記発光装置は、前記色変換部材を複数備え、
前記リフレクタは、前記スリットを複数有し、
前記色変換部材は、それぞれ前記リフレクタのスリットの１つずつに対して挿抜自在であることを特徴とする請求項２又は３に記載の発光装置。
【請求項６】
前記色変換部材は、前記光源から放射された光により励起されて異なる光を放射する蛍光体を含むことを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の発光装置。
【請求項７】
前記発光装置は、さらに、
透光性を有し、前記リフレクタの開口面を覆うように設置される表面カバーを備えることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関するものである。本発明は、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ；Ｌｉｇｈｔ・Ｅｍｉｔｔｉｎｇ・Ｄｉｏｄｅ）を用いた照明器具や表示器具に適用可能な発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを用いた色温度が可変な発光装置としては、例えば、第１蛍光体領域を有する複数個のＬＥＤ発光ユニットを平面状に配列した発光装置表面に、各発光ユニットの発光特性に合わせた第２蛍光体領域を設ける構成が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７３８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の構成では複数の第２蛍光体領域が前面に露出するため、それらの境界となる目地を許容して使用する必要があり、さらに、第１蛍光体領域の周辺に設けられたリフレクタを覆うように第２蛍光体領域が配置されるため、発光装置の配光を制御する機構がなく、装置配光を変えたい場合には、第２蛍光体領域全体を覆うように大型の配光制御部材を設ける必要があり、装置が大型化してしまうという課題があった。また、一般的に蛍光体材料適用領域は、その蛍光体が自然光に励起して何かしらの色（その材料のもつボディーカラー）で色付きするが、特許文献１の構成では第１蛍光体領域の微小領域ではなく第２蛍光体領域の全体が着色してしまう傾向にあるため、装置外観は消灯時にも表面領域全体が色付いて見えてしまうという課題があった。
【０００５】
本発明は、例えば、光源の発光色を変換する部材による表面の色付きが少ない発光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の態様に係る発光装置は、
光を放射する光源と、
開口面を有し、前記光源から放射された光を反射して前記開口面から出射するリフレクタと、
前記光源から放射された光の色を変換するシート状の色変換部材であって、前記リフレクタの開口面より光源に近い側で、前記リフレクタの開口面に対してシート面が略垂直になるように設置される色変換部材とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一の態様によれば、発光装置の色変換部材が、リフレクタの開口面に対してシート面が略垂直になるように設置されるため、色変換部材による表面の色付きが少ない発光装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）実施の形態１に係る発光装置の分解斜視図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】（ａ）実施の形態１に係るＬＥＤパッケージの上面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】（ａ）実施の形態２に係る発光装置の斜視図、（ｂ）引っ掛け部近傍の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１（ａ）は本実施の形態に係る発光装置１０の分解斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２（ａ）は本実施の形態に係るＬＥＤパッケージ２０の上面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００１１】
図１（ａ）及び（ｂ）において、発光装置１０は、光を放射する光源として１２個のＬＥＤパッケージ２０を備えている。図２（ａ）及び（ｂ）において、ＬＥＤパッケージ２０は、ＬＥＤチップ２１とそれを実装する樹脂やセラミック、あるいは、金属ベース等のＬＥＤパッケージ基板２２と、蛍光体を混入したエポキシやシリコーン等のＬＥＤ封止樹脂２３により構成される。なお、図では簡略化のためダイボンド材やワイボンド材等は省略している。ＬＥＤチップ２１は３８０〜４８０ｎｍ（ナノメートル）程度の略青紫色、略青色、あるいは、略青緑色の光を発するものである。ＬＥＤパッケージ２０からの光はＬＥＤ封止樹脂２３の領域（図２（ａ）中、円形状の領域）から放射され、図２（ｂ）中の一点鎖線がＬＥＤパッケージ２０の光軸Ｙとなる。
【００１２】
ＬＥＤチップ２１として青色ＬＥＤを用いる場合には、ＬＥＤ封止樹脂２３に含まれる蛍光体として、ＬＥＤチップ２１の発光波長により励起される黄色成分（５３０〜５９０ｎｍのピーク波長をもつ光成分）を含む発光スペクトルを有するものを用いる。青色ＬＥＤチップ２１の発光色と蛍光体の励起発光色とはおよそ補色関係にあり、この場合、ＬＥＤパッケージ２０の光として白色光が生成される。
【００１３】
ＬＥＤパッケージ２０は、外部より給電可能とする導電パターンを形成したＬＥＤ基板３０上に実装している。ＬＥＤ基板３０としては例えば安価なガラスエポキシ基板を用いる。あるいは、ハイパワー系のＬＥＤパッケージ２０に対しては表面絶縁のとれたアルミ等の金属基板やセラミック基板を用いる。
【００１４】
発光装置１０は、さらに、高反射性をもち、配光制御機能を有するリフレクタ４０と、ＬＥＤパッケージ２０から放射された光の色を変換するシート状の色変換部材６０を備える。リフレクタ４０は、個々のＬＥＤパッケージ２０の周辺を囲むように設けられている。それぞれのリフレクタ４０は、開口面４２を有しており、対応するＬＥＤパッケージ２０から放射された光を反射して開口面４２から出射する。また、それぞれのリフレクタ４０は、色変換部材６０を保持するためのスリット４１を有している。色変換部材６０は、リフレクタ４０に設けられたスリット４１によって、リフレクタ４０の開口面４２に対し略垂直となるように開口領域４３内に着脱可能に設けられている。即ち、色変換部材６０は、リフレクタ４０の開口面４２よりＬＥＤパッケージ２０に近い側で、リフレクタ４０の開口面４２に対してシート面が略垂直になるように、リフレクタ４０のスリット４１に対して挿抜自在に設置される。このため、色変換部材６０を取り付けた際、照射面側から発光装置１０を見たとき、特に消灯時においても色変換部材６０による色付きが見えにくく、意匠性に優れた発光装置１０を提供することができる。また、リフレクタ４０による配光を概ね維持することが可能となり、照射領域に効率よく光を照射することができる。
【００１５】
色変換部材６０は、ＬＥＤパッケージ２０の発する光により励起され所定の色の光を発する（即ち、ＬＥＤパッケージ２０から放射された光により励起されて異なる光を放射する）蛍光体と光拡散フィラーが、基材となるシリコーン等の樹脂材料に練りこまれた板状部材である。なお、色変換部材６０の厚さは１００μｍ（マイクロメートル）〜３ｍｍ（ミリメートル）が実用的である。
【００１６】
図１（ａ）及び（ｂ）において、発光装置１０は、３枚の色変換部材６０を備えている。そして、リフレクタ４０は、それぞれの色変換部材６０に対応するスリット４１を有している。具体的には、リフレクタ４０は、発光装置１０の長手方向に３列に並行するスリット４１（１列分を１つとすると３つのスリット４１）を有している。色変換部材６０は、それぞれリフレクタ４０のスリット４１の１つずつに対して挿抜自在である。このため、色変換部材６０を容易に着脱することができる。
【００１７】
発光装置１０の表面には、透光性を有する表面カバー５０がリフレクタ４０の開口面４２を覆うように着脱自在に設置される。表面カバー５０は樹脂やガラスからなる平板、あるいは、表面又は裏面に配光制御のための微細凹凸を有する板材である。
【００１８】
上記の構成により、本実施の形態では、ＬＥＤパッケージ２０に対応する位置に配設されたリフレクタ４０が、ＬＥＤパッケージ２０からの光を所定の方向に反射し、リフレクタ４０の開口面４２に取り付けられた表面カバー５０を透過させて出射する。この際、開口領域４３内に色変換部材６０がＬＥＤパッケージ２０の光軸Ｙに略平行に設けられている。このため、ＬＥＤパッケージ２０から発せられた光の一部が直接、又は、リフレクタ４０を介して色変換部材６０に到達し、波長変換されることとなる。この結果、発光装置１０からＬＥＤパッケージ２０の光と色変換部材６０によって波長変換された光が混じった光を取り出すことができる。
【００１９】
以上のように本実施の形態においては、リフレクタ４０に設けたスリット４１により開口領域４３内に複数の色変換部材６０を開口面４２に対し略垂直に保持可能であり、かつ、着脱可能である。また、色変換部材６０の種類、枚数を変化させることにより、容易に任意の色温度の光を取り出すことができる。また、色変換部材６０はリフレクタ４０の開口面４２に対し略垂直（垂直であることが望ましい）に設けられているため、照射面側から発光装置１０を見た際、消灯時においても色変換部材６０による色付きが見えにくく、意匠性に優れた発光装置１０を容易に得ることができる。さらに、リフレクタ４０の開口面４２に平行に色変換部材６０を設けた場合は、色変換部材６０の蛍光体が拡散材として機能するためリフレクタ４０により整えられた配光が乱されるが、本実施の形態では開口面４２に略垂直に色変換部材６０を設けているため、リフレクタ４０による配光を概ね維持することが可能であり、照射領域に効率よく光を照射することが可能となる。
【００２０】
また、本実施の形態では、色変換部材６０に波長変換により色温度を変換する蛍光体を用いていることにより、着色材等の吸収により色温度を変換する場合に比べ、効率よく色温度を変換することができる。
【００２１】
また、開口面４２に表面カバー５０を設けているのでＬＥＤパッケージ２０から出射された光は、リフレクタ４０による反射と表面カバー５０による表面反射等の反射とにより開口領域４３内で攪拌され、色変換部材６０に到達する光の割合が増加し、効率よく光色を変換することができる。さらには、光の攪拌が進むため色むらの少ない発光装置１０を得ることができる。
【００２２】
なお、本実施の形態における各構成部材の材質、形状は一例に過ぎず、これに限定されるものではなく、適宜変更して実施することが可能である。
【００２３】
例えば、図１（ａ）及び（ｂ）に示した例では、発光装置１０が、ＬＥＤパッケージ２０を１２個備えているが、ＬＥＤパッケージ２０を１個のみ備えていてもよいし、２〜１１個、あるいは、１３個以上備えていてもよい。
【００２４】
また、図１（ａ）及び（ｂ）に示した例では、発光装置１０が、ＬＥＤパッケージ２０を１２個備えるとともに、それぞれのＬＥＤパッケージ２０に対応するようにリフレクタ４０の凹部が構成されているが１つの凹部として全てのＬＥＤパッケージ２０を囲うように構成してもよい。あるいは、ＬＥＤパッケージ２０の数と異なる数の凹部として１つの凹部が１個又は複数のＬＥＤパッケージ２０を囲うように構成してもよい。
【００２５】
また、図１（ａ）及び（ｂ）に示した例では、発光装置１０が、色変換部材６０を３枚備えているが、色変換部材６０を１枚のみ備えていてもよいし、２枚、あるいは、４枚以上備えていてもよい。また、発光装置１０が、１個又は複数のＬＥＤパッケージ２０に対応するように分離した色変換部材６０を備えていてもよい。例えば、発光装置１０が１個のＬＥＤパッケージ２０及び１個のリフレクタ４０の凹部に対応する色変換部材６０を備える場合、リフレクタ４０のスリット４１をリフレクタ４０の凹部の両側ではなく片側のみに設けて、色変換部材６０の一端のみをスリット４１で支持するようにしてもよい。このとき、スリット４１が色変換部材６０を片側だけで固定できるように、スリット４１の幅を色変換部材６０の厚さと略同じにする。色変換部材６０の他端（スリット４１に挿し込まれる側と反対側）の形状は、リフレクタ４０の凹部に沿うような形状としてもよい。これにより、リフレクタ４０の凹部の両側で均等に光色の変換が行える。本実施の形態では、さらに、例えば、ＬＥＤパッケージ２０ごとに用いる色変換部材６０の種類、枚数を適宜選択することにより、ＬＥＤパッケージ２０の色合いのばらつきによる色むら等の品質の低下を抑制した発光装置１０を得ることができる。
【００２６】
また、図１（ａ）及び（ｂ）に示した例では、リフレクタ４０が、発光装置１０の長手方向にスリット４１を有しているが、短手方向にスリット４１を有していてもよいし、長手方向と短手方向との両方に有していてもよい。リフレクタ４０が、発光装置１０の長手方向と短手方向との両方にスリット４１を有している場合には、方向によって、あるいは、対応するＬＥＤパッケージ２０によって（即ち、位置によって）、スリット４１の数、幅、深さ、形状等を変えてもよい。このような構成を採用することで、用途に応じて異なる形態（種類）の色変換部材６０を異なる態様（数、方向等）で設置することができる。
【００２７】
さらに、図１（ａ）及び（ｂ）に示した例では、ＬＥＤパッケージ２０が１列に配置されているが、配置方法はこれに限らず、例えば２列又は３列以上に配置されていてもよいし、リング状あるいはその他の任意の形状をなすように配置されていてもよい。これに合わせて、リフレクタ４０及びそのスリット４１、色変換部材６０の位置、大きさ、形状等は適宜変更されるものとする。例えば複数のＬＥＤパッケージ２０がリング状に配置されているとする。この場合、例えば同数のリフレクタ４０をリング状に配置して、ＬＥＤパッケージ２０に１対１で対応させる。それぞれのリフレクタ４０には、全体としてリング状をなすようにスリット４１を設ける。スリット４１は、例えば本実施の形態のように３列に配置して、それぞれに対して例えば１枚の色変換部材６０を挿抜可能とする。なお、この例のようにＬＥＤパッケージ２０及び対応するリフレクタ４０がリング状に複数配置されている場合であっても、スリット４１を直線方向に設けることができる。スリット４１が複数列に並べられる場合、全て同じ方向に設けてもよい（複数のスリット４１が互いに平行に配置される）。あるいは、半径方向に設けてもよい（複数のスリット４１が平面視で中心に向かうように配置される）。
【００２８】
なお、色変換部材６０は蛍光体を混入したシートに限らず、例えば顔料系や染料系等の任意の波長範囲の光を吸収する着色剤を樹脂等の基材に混ぜ込んだものでもよい。また、色変換部材６０の形状は矩形状に限らず、例えばスリット４１に対応する位置ごとに突起部等を有していてもよい。この場合、突起部等がスリット４１の奥に引っ掛かるようにすることで、色変換部材６０を取り付けやすくなり、また、取り付けた色変換部材６０が発光装置１０の長手方向で位置ずれを起こしにくくなる（勝手にスライドしてしまうようなことがなくなる）。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態では、発光装置１０が、光源であるＬＥＤパッケージ２０と、ＬＥＤパッケージ２０を実装するＬＥＤ基板３０と、ＬＥＤパッケージ２０の光の出射方向を制御するリフレクタ４０とを備える。そして、この発光装置１０では、リフレクタ４０の開口領域４３内にＬＥＤパッケージ２０からの光の色（色温度）を変換する色変換部材６０がリフレクタ４０の開口面４２に対し略垂直に設けられている。このような構成を採用したことにより、リフレクタ４０による発光装置１０の配光を概ね維持したまま、ＬＥＤパッケージ２０からの光の色（色温度）を変換することができる。また、色変換部材６０による発光装置１０の色付きを軽減することができる。つまり、ＬＥＤを用いた発光装置１０において、着脱可能な部材を用いて容易に光色が変更可能となり、光の制御性及び意匠性の高い発光装置１０を得ることができる。
【００３０】
実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を説明する。
【００３１】
図３（ａ）は本実施の形態に係る発光装置１５の斜視図であり、図３（ｂ）は発光装置１５が備える引っ掛け部４６近傍の拡大図である。発光装置１５には、実施の形態１と同様の表面カバー５０を装着可能であるが、図中では省略している。
【００３２】
本実施の形態では、図３（ａ）及び（ｂ）に示すようにリフレクタ４５のスリット４７をリフレクタ４５の出射面（開口面４２）側端まで設けず、色変換部材６０の端を引っ掛けて保持するための引っ掛け部４６を設けている。引っ掛け部４６はリフレクタ４５の両端のスリット４７上方のみに設けられている。色変換部材６０の取り付け時には、色変換部材６０を図３（ａ）中の矢印Ｃのように一方向にスライドさせ片側のスリット４７に挿入した後、逆方向に一定量スライドさせることで、もう一方のスリット４７にも挿入する。
【００３３】
このように、本実施の形態では、リフレクタ４５が、スリット４７の開口面４２に近い側の端部に色変換部材６０の端部を引っ掛けるための引っ掛け部４６を有している。色変換部材６０は、リフレクタ４５のスリット４７に挿入され、さらに、スライドされることによりリフレクタ４５の引っ掛け部４６に引っ掛けられる。なお、発光装置１５の長手方向で両端のスリット４７の上方のみに引っ掛け部４６が設けられており、それ以外のスリット４１は実施の形態１と同様のものである。
【００３４】
本実施の形態では、引っ掛け部４６を設けることにより、発光装置１５を、照射面を下向きに（天井等に）設置する場合、表面カバー５０を外したときの色変換部材６０の落下を防止することができる。したがって、発光装置１５の安全性が向上する。さらに、表面カバー５０と色変換部材６０との間に隙間を設けることで照射面側から発光装置１５を見た際に表面カバー５０に色変換部材６０の線が見えるのを防ぐことができる。したがって、発光装置１５の意匠性も向上する。
【００３５】
なお、本実施の形態における各構成部材の材質、形状は一例に過ぎず、これに限定されるものではなく、実施の形態１の説明で述べたように、適宜変更して実施することが可能である。
【００３６】
また、本実施の形態では、実施の形態１と同様に、色変換部材６０の形状は矩形状に限らず、例えば色変換部材６０の長手方向の一端又は両端に突起部等を設けてもよい。この場合、色変換部材６０の端部全体ではなく、突起部等のみをスリット４７に挿入し、引っ掛け部４６に引っ掛けることで、色変換部材６０を取り付けられる。そのため、スリット４７の長さを短くできる。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらのうち、２つ以上の実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、１つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらのうち、２つ以上の実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。
【符号の説明】
【００３８】
１０，１５  発光装置、２０  ＬＥＤパッケージ、２１  ＬＥＤチップ、２２  ＬＥＤパッケージ基板、２３  ＬＥＤ封止樹脂、３０  ＬＥＤ基板、４０，４５  リフレクタ、４１，４７  スリット、４２  開口面、４３  開口領域、４６  引っ掛け部、５０  表面カバー、６０  色変換部材。
【図１】
2011187896.tif 000003
【図２】
2011187896.tif 000004
【図３】
2011187896.tif 000005