JP2005285408A

JP2005285408A - 照明装置および照明器具

Info

Publication number: JP2005285408A
Application number: JP2004094398A
Authority: JP
Inventors: Kiyoko Kawashima; 淨子川島
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】本発明は、光学特性に影響を及ぼしにくいように、光制御手段を接合した照明装置および照明器具を提供することを目的とする。
【解決手段】請求項１の照明装置は、複数の発光素子が配設された基板２２と；基板上に配設された着色材を含む熱可塑性樹脂４１と；前記発光素子間における前記熱可塑性樹脂部分と当該部分に対向する部分に形成されるレーザ溶解部を有してなり、前記発光素子から放射される光を制御する熱可塑性樹脂製の光制御手段３４と；を具備していることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光素子を有する照明装置および照明器具に関する。

従来、ＬＥＤアレイ１０は、基板１２と、この基板１２に等間隔ずつ離間して配置される複数のＬＥＤチップ（発光素子）１４とを備える。

基板１２は、銅やアルミニウム等の金属の他、シリコンウエハやガラス等の材料により構成されており、前記基板１２の表面１６側には、所定の深さにかつ互いに等間隔離間して複数の穴部１８が設けられている。各穴部１８は、ＬＥＤチップ１４が配置される底面２０と、前記ＬＥＤチップ１４を周回する略放物面２２とを有するとともに、前記略放物面２２に鏡面処理部２４が設けられる。この鏡面処理部２４は、略放物面２２に銀、アルミニウムまたはクロム等の金属を蒸着あるいはメッキ処理することにより形成されている。ＬＥＤチップ１４は、略放物面２２の焦点位置に対応して底面２０に配置されている。

基板１２には、穴部１８の開口２６に対応してマイクロレンズ２８が配置される。マイクロレンズ２８を、それぞれ単独で接着剤により基板１２の表面１６に固定するようにしてもよいが、複数の前記マイクロレンズ２８を一体的に構成したマイクロレンズアレイ３０を、前記表面１６に接着剤等により固定しているものである。

各穴部１８を構成する底面２０に貫通穴が形成され、この貫通穴に絶縁材を介してリード（駆動電流供給用配線）が施される。このリードの一端とＬＥＤチップ１４とがワイヤによりボンディングされる一方、前記リードの他端が基板１２の裏面側に導出されて配線されている。（特許文献１）
特開２０００−１１４６０４号公報（第３頁、図１、図２）

しかしながら、複数の前記マイクロレンズ２８を一体的に構成したマイクロレンズアレイ３０を、前記表面１６に接着剤等により固定している場合には、マイクロレンズアレイ３０を接着する際の加熱等によりレンズの光学特性に影響を及ぼす可能性がある。

発光ダイオードの光は指向性があり、この指向性にあわせてレンズ設計していることから、レンズが熱などにより変形した場合には、レンズの光学特性を悪化させることも考えられる。

本発明は、光学特性に影響を及ぼしにくいように、光制御手段を接合した照明装置および照明器具を提供することを目的とする。

請求項１の照明装置は、複数の発光素子が配設された基板と；基板上に配設された着色材を含む熱可塑性樹脂と；前記発光素子間における前記熱可塑性樹脂部分と当該部分に対向する部分に形成されるレーザ溶解部を有してなり、前記発光素子から放射される光を制御する熱可塑性樹脂製の光制御手段と；を具備していることを特徴とする。

発光素子は、例えば発光ダイオードのような小形の光源である。基板は、例えばガラスエポキシ樹脂基板（ガラエポ基板）またはアルミニウム基板（アルミ基板）等である。ガラエポ基板の場合には、配線パターンが形成されており、この上に発光ダイオードチップが実装される。また、アルミ基板の場合には、絶縁層を介して配線パターンを形成し、この上に発光ダイオードチップが実装される。アルミ基板は放熱性がよく発光ダイオードチップからの熱を効果的に放熱するため、熱による発光ダイオードに用いられる蛍光体や蛍光体を含ませている樹脂材、さらには熱可塑性樹脂製の光制御手段の劣化を防止して光透過性の低下を防止することができるものである。

また、熱可塑性樹脂製の光制御手段は、どのような形状であってもよいが、配光制御するためにその肉厚が厚い部分や薄い部分が形成されている場合には、過度の熱が加わった場合には、光制御手段は変形を生ずることがあるが、レーザ溶接の場合には、このような変形を生じにくくするものである。なお、熱可塑性樹脂製の光制御手段は、例えばアクリル樹脂のような樹脂であり、透光性のよいものがよい。

レーザ溶解部は、発光素子間における前記熱可塑性樹脂部分と当該部分に対向する部分に形成される。すなわち、熱可塑性樹脂製の光制御手段と複数の発光素子が配設された基板とをレーザ溶接によって接合された部分をいう。このレーザ溶解部は、前記光制御手段の光学特性に影響を及ぼさない部分に形成されているため、照明装置全体として光学特性を低下させることを防止できる。

請求項２の照明装置は、複数の発光素子が配設された放熱性基板と；放熱性基板上に配設された熱可塑性樹脂と；熱可塑性樹脂上に配設された導電層と；導電層上に配設された着色材を含む第２の熱可塑性樹脂と；第２の熱可塑性樹脂上に配設された反射手段と；反射手段上に配設された第３の熱可塑性樹脂と；前記発光素子間における前記第３の熱可塑性樹脂部分と当該部分に対向する部分に形成されるレーザ溶解部を有してなり、前記発光素子から放射される光を制御する熱可塑性樹脂製の光制御手段と；を具備していることを特徴とする。

放熱性基板は、アルミニウム基板（アルミ基板）等である。アルミ基板は放熱性がよく発光ダイオードチップからの熱を効果的に放熱するため、熱による発光ダイオードに用いられる蛍光体や蛍光体を含ませている樹脂材、さらには熱可塑性樹脂製の光制御手段の劣化を防止して光透過性の低下を防止することができるものである。なお、基板上や導電層上等に熱可塑性樹脂等を形成する場合には、直接的に形成してもよいし、別部材を介して間接的に形成してもよい。他の場合でも同様である。また、熱可塑性樹脂と第２の熱可塑性樹脂と第３の熱可塑性樹脂とは、同材質であってもよいし、別材質であってもよい。

請求項３の照明器具は、器具本体と；請求項１または２の照明装置と；を具備していることを特徴とする。器具本体は、照明装置を支持するシャーシであり、電源等も配設されてもよいものである。

請求項１ないし３に記載の発明は、光学設計された光制御手段が熱などによる変形を生じにくく、光制御手段の光学特性を損なわないようにできる。

以下、本発明の一実施の形態の照明装置について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施の形態を示す照明装置（照明器具）の正面図、図２は、同じく、照明装置の一部拡大断面図である。

図において、照明装置１１は、基板２２としての放熱性基板、放熱性基板２２上に配設された発光素子２１および反射手段２８、放熱性基板２２上に配設された熱可塑性樹脂４１、この熱可塑性樹脂上に配設された導電層４２、導電層上に配設された着色材を含む第２の熱可塑性樹脂４１、第３の熱可塑性樹脂４１上に配設された熱可塑性樹脂製の光制御手段３４とを具備して構成されている。

放熱性基板２２は、アルミニウム基板（アルミ基板）等である。アルミ基板は放熱性がよく発光ダイオードチップ２１からの熱を効果的に放熱するため、熱による発光ダイオード２１に用いられる蛍光体や蛍光体を含ませている樹脂材２８ａ、さらには熱可塑性樹脂製の光制御手段３４の劣化を防止して光透過性の低下を防止することができるものである。

アルミ基板２２上には、熱可塑性樹脂層４１が形成され、この層４１上には、導電層２４が形成されている。導電層２４は、下から銅層、ニッケル層および金層で構成されている。そして、複数の発光素子２１、例えば発光ダイオード２１がマトリクス状に複数個、銀ペースト３６介して一方の電極を導電層２４に接続して実装している。また、符号２７は発光ダイオード２１の他の電極を導電層２４に接続する金属ワイヤである。なお、発光ダイオードはベアチップでも表面実装形でもよい。

発光ダイオード２１から放射された光は、反射手段２８としての反射板で反射されて光制御手段３４方向に配光制御する。反射板２８は、反射板２８の下側の第２の熱可塑性樹脂層４１を介して導電層２４上に配設されている。

熱可塑性樹脂製の光制御手段としてのレンズ３４は、反射板２８の上側の第３熱可塑性樹脂層４１を介して配設される。

当該第３の熱可塑性樹脂層４１には、レーザ溶接するためにレーザ光を吸収しやすくするように、着色材としての顔料が含まれている。そして、この熱可塑性樹脂４１部分と当該部分に対向する部分に形成されるレーザ溶解部３４ａが形成されている。なお、熱可塑性樹脂層４１、第２の熱可塑性樹脂層４１および第３の熱可塑性樹脂層４１をレーザ溶接により一度に接合してもよい。また、熱可塑性樹脂の材質は、ＡＢＳ、ＣＯＣ、Ｐａ、ＰＢＴ、ＰＣ、ＰＥ、ＰＭＭＡ、ＰＳ、ＳＡＮ等である。なお、レーザ光をさらに吸収し易くするために、特殊染料液体を塗布して溶着してもよい。液体は溶剤としてメトキシプロパノール系、アセトン系、ＭＥＫ系またはメタノール系等が使用可能である。

また、レーザ接着に際し、レンズ３４および第３の熱可塑性樹脂層４１が受ける熱吸収は一般的には、レーザはレンズを透過することで、精密に設計されたレンズへの熱損傷や変形がなく、かつ熱可塑性樹脂の熱損傷部分も最小限にとどめられることから、既に実装してある発光ダイオード２１や発光ダイオード２１からの光を変換する蛍光体が含まれた蛍光体樹脂層２８ａおよびその他の樹脂等への熱損傷や変形も低減できる。

また、きれいに接合面を形成でき、接合強度も強い。さらに他の接着工程のような溶接時間や大設備も不要であり、レーザのビーム径も例えば標準で0.6mm等任意に絞ることができ、発光ダイオード２１間におけるレンズ３４と熱可塑性樹脂４１を適切に接合することができる。

熱可塑性樹脂製の光制御手段３４は、発光ダイオード２１のように、その光に指向性があり、この指向性にあわせてレンズ３４を設計している場合であっても、レーザ溶接の場合、レンズ３４が熱などによる変形を生じにくく、レンズ３４の光学特性を損なわないようにすることができるものである。

なお、器具本体５０は、金属で形成され表面側には化粧版を有しており、上述した照明装置を配設している。

本発明の一実施の形態を示す照明装置（照明器具）の正面図。同じく、照明装置の一部拡大断面図。従来の照明装置の断面図。

符号の説明

１１…照明装置、２１…発光素子、２２…基板、２８…反射手段、３４…熱可塑性樹脂製の光制御手段、４１…熱可塑性樹脂、第２の熱可塑性樹脂、第３の熱可塑性樹脂、４２…導電層。

Claims

複数の発光素子が配設された基板と；
基板上に配設された着色材を含む熱可塑性樹脂と；
前記発光素子間における前記熱可塑性樹脂部分と当該部分に対向する部分に形成されるレーザ溶解部を有してなり、前記発光素子から放射される光を制御する熱可塑性樹脂製の光制御手段と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
複数の発光素子が配設された放熱性基板と；
放熱性基板上に配設された熱可塑性樹脂と；
熱可塑性樹脂上に配設された導電層と；
導電層上に配設された着色材を含む第２の熱可塑性樹脂と；
第２の熱可塑性樹脂上に配設された反射手段と；
反射手段上に配設された第３の熱可塑性樹脂と；
前記発光素子間における前記第３の熱可塑性樹脂部分と当該部分に対向する部分に形成されるレーザ溶解部を有してなり、前記発光素子から放射される光を制御する熱可塑性樹脂製の光制御手段と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
器具本体と；
請求項１または２記載の照明装置と；
を具備していることを特徴とする照明器具。