CN202613307U - 发光装置及照明装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种发光装置及照明装置，所述发光装置具备在前表面安装有半导体发光元件的基板，且具备前表面罩，该前表面罩在半导体发光元件的周围热接触于基板的前表面，且配设在基板的前表面侧。从而形成将半导体发光元件产生的热按照基板及前表面罩的顺序进行传导并从前表面罩的前表面进行散热的导热路径，使从发光装置的前表面的散热性提高。

Description

发光装置及照明装置
技术区域 
本实用新型的实施方式涉及一种使用半导体发光元件的发光装置以及使用该发光装置的照明装置。 
背景技术
以往，例如使用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)元件来作为半导体发光元件的发光装置具备：在前表面形成有配线图案(pattern)的基板、安装在该基板的前表面的配线图案上的多个LED元件、以及配置在基板的前表面且对从各LED元件放出的光进行制光的透镜(lens)等。 
在此种发光装置中，一般而言，LED元件产生的热会传导至基板，并从该基板的背面散发至设置该基板的照明器具，从而抑制LED元件的光输出的降低或寿命的降低。 
但是，在采用从基板的背面进行散热的结构的发光装置中，当将该发光装置用于天花板直接安装型照明器具时，是从基板的背面导热至器具本体的顶板，但安装器具本体的顶板的天花板材料多使用石膏板(board)或木材等的难以导热的材料，因而也有时无法从器具本体的顶板确保必要的散热性。因此，在器具本体的顶板与天花板材料之间形成间隙等的应对措施成为必要，从而对照明器具的薄型化造成妨碍。 
而且，有一种发光装置，其加大基板的前表面所形成的配线图案的面积，使LED元件产生的热传导至大面积的配线图案，并从该配线图案散发到空气中，由此也能确保从基板前表面的散热性。 
而且，有一种发光装置，其在框体的内侧配置安装有多个LED元件的基板，在框体与基板的前表面之间介隔多个隔片(spacer)，利用插通各隔片的螺丝来将基板固定于框体。该发光装置中，LED元件产生的热传导至基板，并从基板通过隔片及螺丝而传导至框体，以从框体进行散热。 
现有技术文献 
专利文献 
专利文献1：日本专利特开2004-335880号公报 
专利文献2：日本专利特开2008-130823号公报 
实用新型内容
但是，在从基板的前表面的配线图案散热至空气中的结构的发光装置中，由于在基板的前表面侧配置有透镜等，而无法在基板的前表面侧获得充分的空气对流，因此存在难以确保充分的散热性的问题。 
而且，在从基板的前表面导热至框体并散热的发光装置中，从基板的前表面导热至框体的部位仅为隔片及螺丝的部位，除了这些隔片及螺丝的部位以外，在基板的前表面与框体之间介隔着隔热层即空气层，因此存在以下问题，即，无法获得从基板的前表面朝向框体的充分的导热性，从而无法确保从发光装置前表面的充分的散热性。 
本实用新型是有鉴于此种问题而完成，其目的在于提供一种能够确保从前表面的充分的散热性的发光装置及照明装置。 
实施方式的发光装置具备在前表面安装有半导体发光元件的基板，且具备前表面罩，该前表面罩在半导体发光元件的周围热接触于基板的前表面，且配设在基板的前表面侧。从而形成将半导体发光元件产生的热按照基板及前表面罩的顺序进行传导并从前表面罩的前表面进行散热的导热路径，使从发光装置前表面的散热性提高。 
附图说明
图1(a)、图1(b)表示第1实施方式，图1(a)是发光装置的局部剖面图，图1(b)是将发光装置的一部分放大的剖面图。 
图2是第1实施方式的发光装置的立体图。 
图3是第1实施方式的发光装置的分解状态的立体图。 
图4是表示第2实施方式的发光装置的局部剖面图。 
图5(a)、图5(b)表示使第2实施方式的发光装置的半导体发光元件点灯并测定温度所得的温度分布图，图5(a)是在前表面罩内具有空气层时的温度分布图，图5(b)是在前表面罩内无空气层时的温度分布图。 
图6是表示第3实施方式的发光装置的局部剖面图。 
图7是表示第4实施方式的发光装置的局部剖面图。 
图8是表示第5实施方式的发光装置的局部剖面图。 
图9是表示第6实施方式的发光装置的立体图。 
图10是第6实施方式的发光装置的图9中的A-A线的剖面图。 
图11是将第6实施方式的发光装置的图10的一部分放大的剖面图。 
图12是第6实施方式的发光装置的前表面罩的平面图。 
图13是表示第6实施方式的发光装置的基板的配线图案的正面图。 
图14是表示在第6实施方式的发光装置的基板的配线图案上安装发光元件，并涂布有荧光体层的状态的正面图。 
图15是表示将第6实施方式的发光装置的基板与前表面罩加以组合并以导热层予以粘结的工序的剖面图。 
图16是表示将第6实施方式的发光装置的基板与前表面罩加以组合的状态的正面图。 
图17是表示从正面方向观察第6实施方式的发光装置所见的、空气层形成机构的开口部与安装焊垫的关系的剖面图。 
图18是使用第6实施方式的发光装置的照明装置的侧面图。 
图19是从光照射方向观察第6实施方式的照明装置的正面图。 
图20是表示第7实施方式的照明装置的立体图。 
图21是将表示第8实施方式的发光装置的一部分放大的剖面图。 
图22是表示从正面方向观察表示第9实施方式的发光装置所见的、空气层形成机构的开口部与安装焊垫的关系的剖面图。 
图23是将表示第10实施方式的发光装置的一部分放大的剖面图。 
图24是将表示第11实施方式的发光装置的一部分放大的剖面图。 
图25是表示第12实施方式的发光装置的剖面图。 
符号的说明 
11......发光装置 
12......半导体发光元件 
13......基板 
13a......基板的前表面 
14......前表面罩 
14b......前表面罩的背面 
23......配线图案 
23a......安装焊垫 
37......纳米微粒子涂装 
45......配线图案 
52......导热层 
56......空气层形成机构 
61......照明装置 
63......装置本体 
具体实施方式
以下，参照图1(a)、图1(b)至图3来说明第1实施方式。 
发光装置11具备：基板13，在作为安装面的前表面13a上安装着多个半导体发光元件12；以及前表面罩14，覆盖该基板13的前表面13a而配设。 
半导体发光元件12例如为LED元件，使用搭载有LED芯片(chip)的附端子的发光元件即表面安装元件(Surface Mount Device，SMD)型LED元件。即，半导体发光元件12具有：四边形状的基底(base)，具有导线(lead)端子即端子12a；发蓝色光的LED芯片，搭载于该基底且与端子12a电性连接；反射罩(reflector)，内包该LED芯片并使LED芯片发出的光向前方反射；以及作为透明树脂的荧光体层，覆盖该反射罩内的LED芯片，且混合有荧光体，该荧光体受该LED芯片发出的蓝色光激发而主要放出黄色光。并且，半导体发光元件12是以将LED芯片作为一次光源，将成为面状二次光源的荧光体层的前表面作为发光面，从该发光面出射白色光的方式而被构成。 
基板13具有基板本体21，该基板本体21例如是由铝等的导热性优异的金属制或者非金属制的材料而形成为四边形状。作为基板本体21的非金属制的材料，例如也可使用陶瓷(ceramics)、或者利用玻璃环氧(glass epoxy)基板或酚醛纸(paper phenol)基板等而制成水平方向异向性导热性基板的材料。在基板本体21的前表面形成有绝缘层22，在该绝缘层22上，形成有用于串联连接多个半导体发光元件12的配线层即配线图案23， 并且在未形成有配线图案23的区域，形成有与配线图案23成为同一面的抗蚀剂(resist)层24。配线图案23是由导热性优异的铜箔等形成，从半导体发光元件12朝向前表面罩14的导热效率高，因此可使用非金属制的材料来作为基板本体21的材料。 
并且，在基板13的配线图案23上，沿着基板13的纵横方向等间隔地空开规定间隔而配置着多个半导体发光元件12，并且各半导体发光元件12的端子12a利用焊锡25而电性连接并安装于配线图案23。 
而且，前表面罩14的背面14b形成为接触面，该接触面在半导体发光元件12的周围热接触于基板13的前表面13a。该前表面罩14热接触于基板13的前表面，是意指不介隔空气层等而面接触，以确保高导热性的状态。另外，前表面罩14的背面14b优选以包围基板13的前表面13a中的半导体发光元件12周围的方式而接触，但只要可确保导热性能，则也可为与周围的一部分接触的形态。 
前表面罩14具备作为第1罩构件的反射构件31及作为第2罩构件的透光构件32，且与安装在基板13上的各半导体发光元件12的位置对应地形成有多个光出射部33。 
反射构件31是与基板13同样地一体成形为四边形状，且与安装在基板13上的各半导体发光元件12的位置对应地，即在各光出射部33形成有插通配置各半导体发光元件12的四边形状的开口部34，且以从该开口部34朝向前方而扩开开口的方式形成有四棱锥状的凹部35。该凹部35的内面构成为使半导体发光元件12发出的光朝向前方反射的反射面36。反射构件31的背面例如以环氧粘结剂等的导热层(与第6实施方式中说明的导热层52同样)而无空气层地面接触于基板13并密接，从而粘结固定成热接触的状态。另外，也可通过螺固等的机械方式，使反射构件31的背面无空气层地面接触于基板13的前表面13a并密接，从而固定成热接触的状态。 
透光构件32例如是以对固定于基板13的反射构件31的各凹部35进行填埋的方式来填充透明树脂而形成，且无空气层地直接面接触于基板13、半导体发光元件12及反射构件31的凹部35的内侧并密接，从而形成热接触。并且，透光构件32的前表面形成为半导体发光元件12发出的 光所出射的光出射面。 
并且，反射构件31与透光构件32具有1W/mk～5W/mk左右的高导热特性，并且相对于具备例如400nm～800nm的波长的光而具有90％以上的透过率，且由不同的折射率的透明树脂所形成。例如，反射构件31是由炼入有碳的环氧树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide，PPS)等的具有高导热特性的高折射率树脂所形成。而且，透光构件32是由硅酮(silicone)树脂等的低折射率树脂所形成。另外，空气层的导热率为0.01W/mk～0.02W/mk左右，一般的树脂的导热率为0.2W/mk左右。 
在这些折射率不同的反射构件31与透光构件32的界面上形成有使光反射的反射面36，可通过折射率差的设定来设定反射率，无须变更形状便可实现各种配光控制。 
另外，反射构件31优选具有高导热特性，但并非必要条件。其原因在于，确保反射构件31与基板13的前表面13a的接触面积及露出至前方的散热面积的大小，在提高散热性方面是重要的设计要素。进而，反射构件31既可具有透光性也可为不透明，或者，只要在与基板13的前表面13a之间介隔绝缘层，则也可使用金属材料。 
而且，在前表面罩14的前表面14a上实施有纳米微粒子涂装37。该纳米微粒子涂装37具有高导热特性及热辐射特性，是由下述微粒子而形成为100nm～200nm的膜厚，该微粒子例如为Al2O3或TiO2等的无机微粒子，且是具有在平均粒径30nm～50nm优选40nm附近具备峰值(peak)的粒度分布的微粒子。进而，纳米微粒子涂装37具有光扩散性，可对从半导体发光元件12出射的光进行扩散。另外，只要前表面罩14具有高散热功能，则也可省略纳米微粒子涂装37。 
接下来，对发光装置11的动作进行说明。 
通过基板13的配线图案23来对各半导体发光元件12进行供电，从而各半导体发光元件12出射白色光，该光透过前表面罩14的透光构件32而从前表面14a向前方出射。 
点灯的各半导体发光元件12所产生的热的一部分传导至基板13并从该基板13传导至前表面罩14的反射构件31，而且，一部分传导至前表面 罩14的透光构件32，并从这些反射构件31及透光构件32的前表面即前表面罩14的前表面14a散热到与光照射方向相同的前方的空气中。 
此时，点灯的各半导体发光元件12所产生的热主要有效地传导至安装着半导体发光元件12的基板13，并从导热特性特别优异的半导体发光元件12的端子12a效率非常良好地传导至基板13的配线图案23。传导至该基板13的热沿着该基板13而扩散，并从以相对较大的面积而形成为同一面的基板13的前表面13a有效地传导至通过无空气层地面接触并密接而形成热接触的前表面罩14，再从以大表面积而露出至前方的前表面罩14的前表面14a散发到空气中。 
这样，在发光装置11中，配设于基板13的前表面13a的前表面罩14在半导体发光元件12的周围热接触于基板13的前表面13a，因此形成使半导体发光元件12产生的热按照基板13及前表面罩14的顺序而效率良好地传导并从前表面罩14的前表面14a进行散热的导热路径，从而可提高从发光装置11的前表面的散热性。 
尤其，前表面罩14直接面接触于基板13的前表面13a及半导体发光元件12并密接，因此在他们之间未介隔空气层，从基板13及半导体发光元件12朝向前表面罩14的导热效率高，可提高从发光装置11的前表面的散热性。 
进而，前表面罩14热接触于基板13的前表面13a上形成的配线图案23，因此半导体发光元件12的热经由端子12a并通过效率良好地导热的配线图案23而传导至前表面罩14，因此导热效率高，可提高从发光装置11的前表面的散热性。另外，在该配线图案23的前表面进而形成有抗蚀剂层24，因此可经由抗蚀剂层24而导热至前表面罩14。 
而且，在前表面罩14的前表面14a，实施有具有高导热特性及热辐射特性的纳米微粒子涂装37，因此可提高从发光装置11的前表面的散热性。 
并且，以此方式构成的发光装置11也可作为照明装置而适用于例如天花板直接安装型照明器具。当适用于该天花板直接安装型照明器具时，是将发光装置11的背面安装于天花板材料上所安装的装置本体的顶板的下表面，但即使对安装装置本体的顶板的天花板材料使用石膏板或木材等的难以导热的材料，而无法从装置本体的顶板确保充分的散热性，也能够 从发光装置11的前表面确保足以抑制半导体发光元件12的光输出的降低或寿命的降低的散热性，因此不需要在装置本体的顶板与天花板材料之间形成间隙等的应对措施，可实现照明装置的薄型化。另外，照明装置的具体例将在后文叙述。 
接下来，图4及图5(a)、图5(b)表示第2实施方式。另外，对于与所述实施方式同样的结构使用相同的符号并省略其说明。 
如图4所示，发光装置11是在图1(a)、图1(b)至图3所示的第1实施方式的发光装置11中，当前表面罩14的透光构件32由柔软的硅酮树脂形成时，出于保护该透光构件32的目的，前表面罩14具备一体地覆盖反射构件31及透光构件32整体的透明的罩41。该罩41例如是由相对于具备400nm～800nm的波长的光而具有90％以上的透过率的透明树脂所形成，且安装成通过无空气层地面接触于反射构件31及透光构件32的前表面并密接而形成热接触的状态。在前表面罩14的前表面14a即罩41的前表面形成有纳米微粒子涂装37。 
而且，图5(a)、图5(b)表示使发光装置11的半导体发光元件12点灯并测定温度所得的温度分布图。图5(a)是在前表面罩14内具有空气层的情况，即，在前表面罩14的反射构件31的凹部35内未形成透光构件32，在前表面罩14内由基板13、反射构件31的凹部35和罩41所围成的空间内具有空气层的情况。图5(b)表示在前表面罩14内无空气层的情况，即，在前表面罩14的反射构件31的凹部35内形成有透光构件32的情况。温度分布是以等高线表示，t1的温度为最高，从t1开始，按照t2、t3、t4、t5、t6的顺序而温度变低。而且，在基板13的背面配置隔热材料并进行测定。 
如图5(a)所示，当在前表面罩14内存在空气层时，基板13的温度变高，此时的最高温度为80.64℃。其原因在于，由于在前表面罩14内具有空气层，因此可从基板13导热的前表面罩14的热容量变少，从前表面罩14的前表面14a的散热降低。 
如图5(b)所示，当在前表面罩14内不存在空气层时，基板13的温度与图5(a)所示的具有空气层的情况相比变低，此时的最高温度为69.69℃。这是因为，由于在前表面罩14内不存在空气层，因此可从基板13导 热的前表面罩14的热容量增大，从前表面罩14的前表面14a的散热性提高。 
这样，前表面罩14无空气层地面接触于基板13的前表面13a并密接，从而形成热接触，且在前表面罩14内不存在空气层，由此可提高从发光装置11的前表面的散热性。 
接下来，图6及表1表示第3实施方式。另外，对于与所述各实施方式同样的结构使用相同的符号并省略其说明。 
如图6所示，发光装置11是在图4所示的第2实施方式的发光装置11中，在前表面罩14的反射构件31的凹部35内未形成透光构件32而具有空气层的情况，即在前表面罩14内由基板13、反射构件31的凹部35和罩41围成的空间内具有空气层的情况。 
前表面罩14的反射构件31是由反射面36的反射率为80％以上的材料所形成，用于防止炫目(glare)的、反射面36相对于半导体发光元件12的发光面的遮光角α形成为20°～30°的范围，用于防止炫目的更优选的范围是形成为25°～30°的范围。 
并且，将除了凹部35的部分以外的反射构件31的前表面的面积(反射构件31与罩41的接触部分的面积)、与反射构件31的凹部35的开口端的面积之比规定为1∶1～2∶1的范围，从而即使在前表面罩14内存在空气层的情况下，也能够提高从发光装置11的前表面的散热性。 
表1表示对改变发光装置11的前表面罩14的条件而测定半导体发光元件12(LED芯片)的温度的结果进行汇总的表。 
表1 
Figure DEST_PATH_GDA0000133514710000101
条件为反射构件31的厚度、反射构件31的开口面积(反射构件31的凹部35的开口端的面积)/接触面积(反射构件31与罩41的接触部分的面积)的面积比、罩41的厚度、反射构件31和罩41的总厚度。改变这些条件，对半导体发光元件12(LED芯片)的最高温度进行测定。 
如果考虑到寿命或发光效率，则半导体发光元件12(LED芯片)优选为85℃以下，因此若半导体发光元件12(LED芯片)的最高温度为85℃以下则为适合(OK)，若超过85℃则为不适合(NG)。 
其结果，反射构件31的开口面积(反射构件31的凹部35的开口端的面积)/接触面积(反射构件31与罩41的接触部分的面积)的面积比为35～124的范围为佳，且反射构件31和罩41的总厚度为6mm以下为佳。 
关于反射构件31的开口面积(反射构件31的凹部35的开口端的面积)/接触面积(反射构件31与罩41的接触部分的面积)的面积比，如果反射构件31的凹部35的开口端的面积比率大，则从反射构件31朝向罩41的导热效率将降低，或者无法获得所期望的遮光角α，而且，如果反射构件31的凹部35的开口端的面积比率小，则无法获得所期望的遮光角α。 因此，反射构件31的开口面积(反射构件31的凹部35的开口端的面积)/接触面积(反射构件31与罩41的接触部分的面积)的面积比为35～124的范围为佳。 
关于反射构件31和罩41的总厚度，如果该总厚度过厚，则从基板13到罩41的前表面为止的导热路径的距离变长而无法有效地导热，因此6mm以下为佳。但是，如果该总厚度薄于4mm，则热容量变小，从基板13朝向反射构件31的导热效率降低。因此，反射构件31和罩41的总厚度优选为4mm～6mm的范围。 
接下来，图7表示第4实施方式。另外，对于与所述各实施方式同样的结构使用相同的符号并省略其说明。 
前表面罩14包含1个罩43，该罩43无空气层地面接触于安装着半导体发光元件12的基板13的前表面13a并密接，从而形成为热接触的状态。要形成该罩43，可通过对安装有半导体发光元件12的基板13的整个前表面13a以进行铸模(mold)的方式来全面涂布透明树脂而形成。此时，也可在罩43的前表面形成有纳米微粒子涂装37。 
另外，半导体发光元件12在为LED元件的情况下，除了SMD(Surface Mount Device)型以外，也可为板上芯片(Chip On Board，COB)型等，该板上芯片型是将多个LED芯片直接安装于基板13的前表面13a的配线图案23，且覆盖这些LED芯片而形成荧光体层，该荧光体层包含混合有荧光体的透明树脂。 
另外，半导体发光元件12在为COB型的情况下，只要在安装有多个LED芯片的基板13的前表面13a上全面涂布含有荧光体的透明树脂而形成荧光体层，或者利用荧光体层来呈圆顶(dome)状地覆盖安装于基板13的各LED芯片，并在该基板13的前表面13a上全面涂布透明树脂而形成罩43即可。 
接下来，图8表示第5实施方式。另外，对于与所述各实施方式同样的结构使用相同的符号并省略其说明。 
前表面罩14具备反射构件31以及配置在该反射构件31的前表面的罩41，在反射构件31的凹部35内未形成透光构件32。在反射构件31的背面，形成有用于串联连接多个半导体发光元件12的配线图案45。 
半导体发光元件12具有电性连接于LED芯片的一对端子12a，这些端子12a向半导体发光元件12的侧方突出而设。 
并且，半导体发光元件12从反射构件31的背面插入配置于反射构件31的开口部34，半导体发光元件12的端子12a通过焊接或熔接等而电性及热连接于反射构件31的背面的配线图案45而安装。 
以此方式构成的发光装置11中，将半导体发光元件12电性及热连接于前表面罩14的背面所形成的配线图案45，因此形成使半导体发光元件12产生的热按照配线图案45及前表面罩14的顺序进行传导并从前表面罩14的前表面14a进行散热的导热路径，从而可提高从发光装置11的前表面的散热性。 
接下来，参照图9至图19来说明第6实施方式。另外，对于与所述各实施方式同样的结构使用相同的符号并省略其说明。 
发光装置11如图9至图11所示，具备多个半导体发光元件12、基板13、覆盖各半导体发光元件12的荧光体层51、覆盖基板13的前表面13a的前表面罩14以及介隔在基板13与前表面罩14之间的导热层52。 
基板13形成为大致四边形状。基板13是由为绝缘材料且导热性低的合成树脂材料的玻璃环氧树脂等所形成。对于基板13，也可适用陶瓷材料或其他合成树脂材料。另外，基板13优选使用由导热性低的材料形成的基板，但不妨适用铝制等的导热性良好的材料。 
在基板13的前表面13a形成有配线图案23。如图9(图13)所示，配线图案23包括：大致六边形状的安装焊垫(pad)23a，配设各半导体发光元件12；规定图案的供电导体23b，电性连接这些安装焊垫23a；以及供电端子23c。多个安装焊垫23a以形成为多列的方式而排列成矩阵(matrix)状，具体而言，以8个×6列而形成有合计48个。 
如图11所示，配线图案23为三层结构，在基板13的基板本体21的前表面，通过蚀刻(etching)而设有铜图案以作为第一层231。在第一层231上，对镍(Ni)进行电镀处理以作为第二层232，在第二层232上，对银(Ag)进行电镀处理以作为第三层233。配线图案23的第三层233即表层均实施有镀银(Ag)，全光线反射率高达90％以上。 
而且，半导体发光元件12包含LED的裸芯片(bare chip)。对于LED 的裸芯片，例如使用发出蓝色光的LED裸芯片，以使发光部发出白色系的光。该LED的裸芯片使用硅酮树脂系的绝缘性粘结剂54而粘结于安装焊垫23a上。所述多个半导体发光元件12以安装成多列的方式而排列成矩阵状，具体而言，以8个×6列而安装有合计48个。 
LED的裸芯片例如为InGaN系的元件，在透光性的蓝宝石(sapphire)元件基板上层叠有发光层，该发光层是依次层叠n型氮化物半导体层、InGaN发光层及p型氮化物半导体层而形成。并且，用于使电流流经发光层的电极包含：在p型氮化物半导体层上以p型电极焊垫形成的正(plus)侧电极；以及在n型氮化物半导体层上以n型电极焊垫形成的负(minus)侧电极。这些电极通过接合线(bonding wire)55而电性连接于配线图案23上。接合线55包含金(Au)的细线，并经由以金(Au)为主成分的凸块(bump)而连接，以提高安装强度和降低LED裸芯片的损伤。 
而且，荧光体层51为透光性合成树脂，例如为透明硅酮树脂制，且适量含有荧光体。荧光体层51的侧面形状为山形且呈圆弧状的凸状，且各别地覆盖并密封各半导体发光元件12、接合线55。荧光体受半导体发光元件12发出的光激发，而放射出与半导体发光元件12发出的光的颜色为不同色的光。当半导体发光元件12发出蓝色光时，对于荧光体使用黄色荧光体以可出射白色光，所述黄色荧光体放射出与蓝色光存在补色关系的黄色系的光。并且，荧光体层51是在未硬化的状态下对应于各半导体发光元件12、接合线55而涂布，随后进行加热硬化或放置规定时间以使其硬化而设。 
而且，如图9至图12所示，前表面罩14将荧光体层51包括在内而覆盖基板13的前表面13a的整个区域，因而由具有透光性，且透明的丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂而成形为大致四边形的盘状。在前表面罩14的背面14b形成有收纳基板13的收纳凹部14c，在该收纳凹部14c的背面，形成有与各半导体发光元件12及各荧光体层51相向的空气层形成机构56。即，多个空气层形成机构56以形成为多列的方式而排列成矩阵状，具体而言，以8个×6列而形成有合计48个。各空气层形成机构56包含收容各半导体发光元件12及各荧光体层51的圆锥形状的凹部，且具有向收纳凹部14c的背面开口的圆形的开口部56a。另外，空气层形成机构56 也可由与前表面罩14不同的构件所形成，且以将该构件设置于前表面罩14的方式而构成。 
在前表面罩14的周边部，形成有向外周突出的凸缘(flange)14d。该凸缘14d是作为通过作为固定机构的螺丝14e将发光装置11安装至照明装置的本体或基底等的被安装部时的安装部而发挥功能。 
在与前表面罩14组合的基板13的背面形成有隔热层57。该隔热层57是以在基板13的背面与被安装部之间形成空气层的方式而构成。即，基板13的背面与被安装部之间以空开规定间隔的方式而构成。具体而言，通过收纳凹部14c的深度尺寸或将基板13固定于规定位置的安装螺丝58，从而在基板13的背面与被安装部之间设置规定间隔而形成隔热层57。因此，收纳凹部14c或安装螺丝58构成隔热层形成机构。另外，该隔热层57也可不由空气层构成，而是例如在该空气层的部分配设隔热材料而构成。 
而且，如图10及图11所示，导热层52无间隙地密接并介隔在基板13的前表面13a与前表面罩14的背面14b即收纳凹部14c的背面之间，且包含具有粘结性的透明的硅酮系粘结剂。即，导热层52作为用于将基板13固接于前表面罩14的收纳凹部14c的粘结剂而发挥功能。 
具体而言，导热层52是在基板13的前表面13a与前表面罩14的除了空气层形成机构56以外的区域之间遍布大致整个区域而介隔。因此，基板13通过导热层52和安装螺丝58而确实地安装于前表面罩14。 
另外，作为导热层52，并不限于硅酮系粘结剂，可使用环氧树脂系等的其他材料的粘结剂。进而，导热层52优选具有粘结性，但只要是密接并介隔在基板13的前表面13a与前表面罩14的背面14b之间且可使他们的导热为良好的材料，则未必需要粘结性。 
这样，在基板13安装于前表面罩14的状态下，在与各半导体发光元件12相向的空气层形成机构56与基板13的前表面13a之间形成圆锥形的空气层59。 
接下来，参照图12至图17，对以此方式构成的第6实施方式的发光装置11与制造工序的概略一并详述。 
如图12所示，在前表面罩14上，呈矩阵状地排列形成着包含圆锥形 状的凹部的空气层形成机构56。 
如图13所示，在基板13的前表面13a形成有配线图案23。配线图案23包含安装焊垫23a、供电导体23b及供电端子23c。在安装焊垫23a的六边形状的一边侧，沿着与该边正交的方向而延伸有接合线连接用的细宽度的供电导体部23b1。而且，在另一边侧，形成有绝缘用的切口部23a1，该切口部23a1用于放入配置邻接的安装焊垫23a的接合线连接用的供电导体部23b1。该接合线连接用的供电导体部23b1与切口部23a1成为不接触的位置关系，供电导体部23b1与邻接的安装焊垫23a成为电性绝缘的状态。在此种位置关系下，多个安装焊垫23a呈矩阵状配置。 
安装焊垫23a呈多列(6列)而形成在基板13的表面上，该列的彼此之间通过供电导体23b而电性连接。另外，邻接的安装焊垫23a间虽呈通过供电导体23b而连接的状态，但在该供电导体23b的中间部形成有贯穿基板13的贯穿孔13b，供电导体23b被该贯穿孔13b切断，因而邻接的安装焊垫23a间被电性阻断。 
供电端子23c为正极及负极侧的供电端子，并连接于左右两端侧的供电导体23b。在该供电端子23c上，通过焊锡等而连接有导线，以从未图示的电源电路供给电力。 
在以此方式形成的配线图案23的安装焊垫23a上，如图14所示，安装有多个半导体发光元件12，且以覆盖这些半导体发光元件12的方式而形成有荧光体层51。各半导体发光元件12的正侧电极及负侧电极通过接合线55而分别连接于安装焊垫23a及邻接的安装焊垫23a的供电导体部23b1。因此，将正极及负极侧的供电端子23c作为连接点而连接有多个半导体发光元件12的2个串联电路并联地连接着。即，在图14上，上侧的3列各半导体发光元件12串联连接，下侧的3列各半导体发光元件12串联连接，这2个串联电路相对于电源而并联地连接着。 
荧光体层51是以对应于各半导体发光元件12及接合线55来各别地覆盖的方式而涂布。在该涂布时，是在未硬化的状态下涂布，随后进行加热硬化或放置规定时间而使其硬化。 
继而，如图15所示，将前表面罩14的收纳凹部14c朝向上侧，在收纳凹部14c的背面，除了空气层形成机构56的开口部56a的区域以外而 涂布形成导热层52的透明的硅酮系粘结剂。然后，将图14所示的基板13从上方配置到前表面罩14的收纳凹部14c内，将安装螺丝58通过基板13而螺入前表面罩14，将基板13安装至前表面罩14。在基板13配置于前表面罩14的收纳凹部14c内的状态下，导热层52无间隙地密接并介隔在基板13的前表面13a与前表面罩14的背面14b之间，将他们予以粘结。 
如图16所示，当将基板13与前表面罩14加以组合时，各空气层形成机构56将各荧光体层51包括在内而与各半导体发光元件12相向，从而形成空气层59。此时，如图17所示，空气层形成机构56的开口部56a形成得大于荧光体层51，但形成得小于六边形状的安装焊垫23a。换言之，安装焊垫23a较空气层形成机构56的开口部56a的区域延伸至更外侧。因此，在该安装焊垫23a的延伸出的延伸部23d上涂布导热层52，且以接触的方式而配设该导热层52，因此可从安装焊垫23a经由导热层52而向前表面罩14进行导热。 
接下来，参照图18及图19，对使用发光装置11的照明装置61进行说明。照明装置61是安装于天花板62而使用，具备装置本体63及配设于该装置本体63中的多个发光装置11。装置本体63例如为铝制，且形成为大致长方形状。发光装置11通过螺固等固接于该装置本体63，另一方面，装置本体63通过螺栓(bolt)等的固定机构而安装于天花板62。而且，在发光装置11上，连接着内置有未图示的电源电路的电源单元(unit)。另外，发光装置11的个数可适当选择而配设。 
接下来，对第6实施方式的发光装置11的作用进行说明。 
当通过电源单元的电源电路来对各发光装置11进行通电时，各发光装置11的各半导体发光元件12一齐发光，各发光装置11被用作出射白色光的面状光源。 
在半导体发光元件12的发光过程中，安装焊垫23a作为对各半导体发光元件12发出的热进行扩散的散热片(heat spreader)而发挥功能。进而，在半导体发光元件12的发光过程中，半导体发光元件12放射出的光中的朝向基板13的光在安装焊垫23a的表层主要反射向光的利用方向即前方。 
与各半导体发光元件12相向地设有空气层形成机构56，由此而形成 空气层59，因此如图11所示，从各半导体发光元件12出射的光分别在空气层59与前表面罩14的界面上得以扩散并从前表面罩14的前表面14a向前方照射。因此，从发光装置11的前表面罩14照射的光的亮度得到均匀化，可抑制亮度不均，并且可抑制光从半导体发光元件12的导出效率的降低。 
在各半导体发光元件12的发光过程中，会从半导体发光元件12产生热，该热主要向半导体发光元件12、基板13、导热层52、前表面罩14传导并得以散热。即，来自半导体发光元件12的热向发光装置11的前表面传导并得以散热。这是因为，在基板13与前表面罩14之间密接并介隔着导热层52，热阻得以减轻。因此，来自半导体发光元件12的热向前表面罩14传导，朝向基板13的背面的导热得以抑制，向天花板62等传导的热得以减少。 
尤其，在安装焊垫23a上，以接触的方式而配设着导热层52，因此来自半导体发光元件12的热从安装焊垫23a效率良好地传导至导热层52，并进一步传导至前表面罩14而得以散发。 
而且，导热层52具有粘结性，被兼用作基板13与前表面罩14的粘结剂，因此可实现结构的简化。进而，基板13与前表面罩14通过导热层52而粘结，因此也不会有尘埃侵入基板13与前表面罩14之间，从而难以受到污染，还可实现防水功能。 
而且，基板13是由导热性低的玻璃环氧树脂等形成，而且，在基板13的背面形成有隔热层57，因此可抑制热向发光装置11的背面传导，可促进朝向发光装置11的前表面的导热。 
进而，发光装置11具备前表面罩14，因此无须设置作为照明装置61的前表面罩，可简化结构。 
而且，荧光体层51是以对应于各半导体发光元件12及接合线55来各别地覆盖的方式而涂布，因此可降低荧光体层51所含有的荧光体的量，在成本(cost)方面有利。 
如上所述，根据第6实施方式，可提供一种发光装置11及使用该发光装置11的照明装置61，该发光装置11可使从半导体发光元件12产生的热传导至发光装置11的前表面，并且可使来自半导体发光元件12的光 均匀化，可抑制亮度不均，且可抑制光从半导体发光元件12的导出效率的降低。 
接下来，参照图20来说明第7实施方式。另外，对于与所述各实施方式同样的结构使用相同的符号并省略其说明。 
本实施方式中，表示设置于天花板62而使用的天花板直接安装型的照明装置61。照明装置61具备细长且为大致长方体形状的装置本体63，在该装置本体63内，呈直线状地配设着多个发光装置11。而且，电源单元内置在装置本体63内。另外，在装置本体63的下方开口部，未设置作为照明装置61的前表面罩。 
根据本实施方式，可提供一种照明装置61，该照明装置61可将从半导体发光元件12产生的热传导至发光装置11的前表面，可降低向天花板62传导的热，而且，可抑制亮度不均。 
接下来，参照图21来说明第8实施方式。另外，对于与所述各实施方式同样的结构使用相同的符号并省略其说明。 
本实施方式中，使用具有规定的粘度和流动性的透明硅酮树脂的材料来作为导热层52。在基板13的前表面13a上，将覆盖各半导体发光元件12的各荧光体层51包括在内而在大致整个区域涂布该透明硅酮树脂之后，将前表面罩14套至基板13的前表面13a，构成发光装置11。另外，导热层52优选具有粘结性，但只要可确保导热，则未必需要粘结性。 
在本实施方式中，也能起到与所述各实施方式同样的效果。 
接下来，参照图22来说明第9实施方式。另外，对于与所述各实施方式同样的结构使用相同的符号并省略其说明。 
本实施方式表示改变了空气层形成机构56的开口部56a的大小的形态。 
即，将空气层形成机构56的开口部56a的大小设定得大于第6实施方式(参照图17)。由此，空气层形成机构56变大，因此可提高半导体发光元件12的光的扩散效果。 
因此，对于重视从半导体发光元件12产生的热的散热效果与半导体发光元件12的光的扩散效果中的哪一个，可通过设定开口部56a的大小来进行调整。 
接下来，参照图23来说明第10实施方式。另外，对于与所述各实施方式同样的结构使用相同的符号并省略其说明。 
本实施方式中，表示改变了空气层形成机构56的形状，从而改变了空气层59的形状的形态。 
本实施方式中，将空气层形成机构56形成为圆锥台形状的凹部。 
在通过该空气层形成机构56而形成空气层59的情况下，也能对来自半导体发光元件12的光进行扩散，从而可抑制亮度不均。这样，空气层形成机构56的形状可适当选择。 
接下来，参照图24来说明第11实施方式。另外，对于与所述各实施方式同样的结构使用相同的符号并省略其说明。 
本实施方式中，表示改变了空气层形成机构56的形状，从而改变了空气层59的形状的形态。 
本实施方式中，将空气层形成机构56形成为圆顶状的凹部。 
在通过该空气层形成机构56而形成空气层59的情况下，也能对来自半导体发光元件12的光进行扩散，从而可抑制亮度不均。这样，空气层形成机构56的形状可适当选择。 
接下来，参照图25来说明第12实施方式。另外，对于与所述各实施方式同样的结构使用相同的符号并省略其说明。 
本实施方式中，在前表面罩14的收纳凹部14c的背面形成有凹凸部14f。该凹凸部14f是以位于半导体发光元件12间的方式而形成。 
因此，当从半导体发光元件12出射的光或被安装焊垫23a反射的光照射至凹凸部14f时，这些光得以扩散而照射向外方，从而可与空气层59的作用相辅相成地有效抑制发光装置11的亮度不均。 
另外，安装焊垫23a也可不被用作配线图案23。即，只要具有导热性，则未必需要电性连接，有时只要具备作为散热片的功能即可。 
而且，空气层形成机构56只要可形成空气层59以对从半导体发光元件12出射的光进行扩散即可，其形状、尺寸等并无特别限定。 
而且，导热层52在基板13的前表面13a与前表面罩14的除了空气层形成机构56以外的区域之间，既可介隔在其整个区域，也可局部介隔。而且，“以与安装焊垫接触的方式而配设的导热层”是指热可从安装焊垫23a向导热层52传导的形态。 
而且，对于发光部，例如也可不使用荧光体，而以从半导体发光元件12直接出射红色光、绿色光、蓝色光的方式而构成。 
而且，在前表面罩14中，也可混入氧化铝(alumina)或二氧化硅(silica)等的扩散剂，以提高扩散效果。 
而且，作为半导体发光元件，并不限于LED元件，也可使用电致发光(Electroluminescence，EL)元件。 
而且，作为照明装置，可适用于灯泡形的光源、在室内或室外使用的照明器具、显示器(display)装置等。 
对本实用新型的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式仅为例示，并不意图限定实用新型的范围。这些新颖的实施方式能够以其他的各种形态来实施，在不脱离实用新型的主旨的范围内，可进行各种省略、替换及变更。这些实施方式或其变形包含在实用新型的范围或主旨内，并且包含在权利要求书所揭示的实用新型和其均等的范围内。 

Claims (8)

1.一种发光装置，其特征在于包括：
基板，在前表面安装有半导体发光元件；
前表面罩，在所述半导体发光元件的周围，热接触于所述基板的前表面，且配设在所述基板的前表面侧。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：
所述前表面罩密接于所述基板的前表面及所述半导体发光元件。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：
在所述基板的前表面形成有所述半导体发光元件电性连接的配线图案，所述前表面罩热接触于该配线图案。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其特征在于：
所述基板的前表面所形成的配线图案具有安装所述半导体发光元件的安装焊垫，
所述前表面罩具有覆盖所述半导体发光元件并且与所述半导体发光元件相向的空气层形成机构，
以介隔在所述基板的前表面与所述前表面罩的除了空气层形成机构以外的区域之间，且与所述安装焊垫接触的方式，而配设有导热层。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于：
所述导热层具有粘结性。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的发光装置，其特征在于：
所述前表面罩的前表面实施有纳米微粒子涂装。
7.一种发光装置，其特征在于包括：
前表面罩，在背面形成有配线图案；
半导体发光元件，配设于该前表面罩的背面侧，且电性及热连接于所述前表面罩的所述配线图案。
8.一种照明装置，其特征在于包括：
装置本体；
根据权利要求1至7中任一项所述的发光装置，配设于该装置本体中。
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