JP2010080796A

JP2010080796A - 照明装置

Info

Publication number: JP2010080796A
Application number: JP2008249377A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Sanpei; 友広三瓶; Kiyoshi Nishimura; 潔西村
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-04-08

Abstract

【課題】本発明の目的は、同一の配線基板に複数の半導体発光素子及び回路部品を配設することのできる照明装置を提供することにある。
【課題手段】請求項１の発明は、基板２と、基板２に配設された複数の半導体発光素子３と、前記半導体発光素子３を囲む枠部４ａ及び補強部４ｂを有してなる枠部材４と、枠部材４の外側であって前記基板２に設けられた回路部品５と、前記複数の半導体発光素子３を覆うように枠部材４内側に設けられた蛍光体層６とを具備したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のＬＥＤ(発光ダイオード)チップ等の半導体発光素子を有して、例えば照明器具やディスプレイ等に使用される照明装置に関する。

例えば、ＬＥＤ(発光ダイオード)チップを配設した発光ダイオード装置は、特開２００５−２１７３６９号公報等に記載されている。この発光ダイオード装置は配線基板に接続された発光ダイオード素子の上に蛍光体含有樹脂が配置され、それをレンズで覆うようになっており、レンズの周囲には光効率を高めるための反射板が配置されている。また、配線基板の発光ダイオード素子とは反対側には放熱板もしくは筐体がある。また、反射板の代わりに蛍光体含有樹脂封止用枠を用いているものもある。

このような発光ダイオード装置は、一般に、まず、配線基板に発光ダイオード素子を実装し、次に、反射板、放熱板もしくは筐体や蛍光体含有樹脂封止用枠等を接着し、蛍光体や発光ダイオード素子を封止及びレンズを固定するために、液状樹脂を充填し、加熱して硬化することによって製造されるものである。
特開２００５−２１７３６９号公報（段落０００２−０００４、図２）

特許文献１に記載の発光ダイオード装置では、発光ダイオード素子１個に対して蛍光体含有樹脂封止用枠が設けられ、この比較的狭い領域に蛍光体含有樹脂が流し込まれるものである。さらに、配線基板には、発光ダイオード素子のみが実装されているものである。

これに対し、同一の配線基板に複数の発光ダイオード素子を実装するとともに、回路部品を実装するような場合には、蛍光体含有樹脂量が相対的に多くなることや回路部品の実装スペースが必要となることから上述したような蛍光体含有樹脂封止用枠をどのような形状にするのか、課題がある。
本発明の目的は、同一の配線基板に複数の半導体発光素子及び回路部品を配設することのできる照明装置を提供することにある。

請求項１の発明は、基板と；基板に配設された複数の半導体発光素子と；前記半導体発光素子を囲む枠部及び補強部を有してなる枠部材と；枠部材の外側であって前記基板に設けられた回路部品と；前記複数の半導体発光素子を覆うように枠部材内側に設けられた蛍光体層と；を具備したことを特徴とする。

枠部材は、例えば樹脂で成形され、枠部材に形成された補強部は、枠部材内側に配設される蛍光体層の形成時などの圧力によって枠が変形するのを抑制するものである。また、回路部品は、コネクタ、抵抗器、ツェナーダイオード等があり、枠部材の外側に臨んでいる基板に設けられるように成形されている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の照明装置において、前記基板の外形は、ほぼ四角形をなし、前記枠部材の外側であって対角線上に一対のコネクタが設けられていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、枠部材に形成された補強部は、枠部材内側に配設される蛍光体層の形成時などの圧力によって枠が変形するのを抑制するとともに基板が反るのを抑制し、さらに、枠部材外側に回路部品を配設したため、枠部材又は基板の変形や回路部品により、蛍光体層からの発光による照明装置としての配光のばらつきを抑制することができる。

請求項２の発明によれば、基板の対角線上に一対のコネクタを設けているため、照明装置をマトリクス状に配設してもコネクタが邪魔にならず、隣接する基板の各辺を接して配設することができる。

図１及び図２を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１（主に基板及び枠部材の図示。）及び図２中符号１は照明装置を示している。この照明装置１は、基板２と、基板２に配設された複数の半導体発光素子３と、前記半導体発光素子３を囲む枠部４ａ及び補強部４ｂを有してなる枠部材４と、枠部材４の外側であって前記基板２に設けられた回路部品５と、前記複数の半導体発光素子３を覆うように枠部材４内側に設けられた蛍光体層６と、を有して構成されている。また、前記基板２の外形は、ほぼ四角形をなし、前記枠部材４の外側であって対角線上に一対のコネクタ５が設けられている。

基板２の平面視形状は例えば図１に示すように四角形であり、角部は面取りしてある。この基板２は、厚さ約１ｍｍのアルミニウム製の基体２ａ上に熱伝導率１．０Ｗ／ｍ・Ｋの絶縁層２ｂが形成され、この絶縁層２ｂ上に銅パターン２ｃ、ニッケル層２ｄ及び無電解銀めっき層２ｅで構成されてなる導電層が形成されている。なお、表面の無電解銀めっき層２ｅは高い光反射率を有しており、光反射率維持するためには０．３μｍ以上が好ましく、剥がれを考慮すると０．７μｍ以下の厚みが好ましい。従って、０．３μｍ〜０．７μｍが好適である。また、ニッケル層２ｄは、銅パターン２ｃからの銅の拡散進入（マイグレーション）を抑制するために、３．０μｍ以上が好ましい。

複数の半導体発光素子３は、発光ダイオード（ＬＥＤ）３であり青色発光するものである。各ＬＥＤ３には、例えば窒化物半導体を用いてなるダブルワイヤー型のものが採用されている。これらＬＥＤ３は、サファイア等からなる透光性の素子基板の一面に半導体発光層を設けて形成されている。半導体発光層は例えば青色の光を発する。又、これら青色発光をするＬＥＤ３は、その半導体発光層側に図示しないが正極用及び負極用の一対の素子電極を有している。

図１及び２に示すように各ＬＥＤ３は、基板２の表面に二次元的に配設されている。各ＬＥＤ３の基板２への実装は、半導体発光層が積層された一面と平行でかつ半導体発光層が積層されていない素子基板の他面を、透光性のダイボンド材であるシリコーンで接着することでなされている。

ボンディングワイヤ８は金属細線例えばＡｕの線材からなる。前記導電層間に配設されて基板２の左右方向に列をなした並べられたＬＥＤ３同士は、その素子電極にワイヤボンディングにより接続されるボンディングワイヤ８で電気的に直列に接続されている。

枠部材４は、枠部４ａ及び補強部４ｂを有してなり、枠部４ａは合成樹脂等の電気絶縁材料により全てのＬＥＤ３を内側に収める大きさの内側円形形状をなしていて、基板２に接着剤を用いて装着されている。補強部４ｂは、枠部材４内側に配設される蛍光体層６の形成時などの圧力によって枠部４ａが変形するのを抑制するものであり、基板２の四辺方向に向けて形成されている。これにより、蛍光体層６からの発光による照明装置１としての配光のばらつきを抑制することができる。

すなわち、蛍光体層６は、枠部４内に略満杯状態に充填され、この枠部４に収容された全てのＬＥＤ3及びボンディングワイヤ８等を封止するため、枠部４ａ内壁面に圧力がかかる。しかし、補強部４ｂによって、この圧力を抑制しているものである。このため、枠部４ａの変形が抑制されるとともに、接着されている基板２の変形も抑制できるものである。蛍光体層６は、透光性材料、例えば透光性樹脂、具体的には熱硬化性のシリコーン樹脂からなる。この蛍光体層６は未硬化の液状状態で枠部４内に所定量注入された後に加熱炉で加熱されることにより硬化される。

この蛍光体層６内には図示しない蛍光体が好ましくは均一に分散された状態に混入されている。蛍光体は、各ＬＥＤ３から放出された光の一部により励起されてＬＥＤ３から放出された光の色とは異なる色の光を放射し、それによって、照明装置１から出射される照明光の色を規定するために用いられている。本実施形態では、照明装置１から出射される照明光の色を白色光とするために、各ＬＥＤ３が放出する青色の光に対して補色の関係にある黄色の光を放射する蛍光体が使用されている。

回路部品５はコネクタであり、５ａは抵抗器、５ｂはツェナーダイオードであり、枠部材４の外側に臨んでいる基板２上に設けられるように成形されている。さらに、コネクタ７は、基板２の対角線上に一対設けているため、照明装置１をマトリクス状に配設してもコネクタ５が邪魔にならず、隣接する基板２の各辺を接して配設することができる。

前記構成の照明装置１の各ＬＥＤ列に銅パターン２ｃを通じて給電することにより、これらＬＥＤ列に含まれる複数のＬＥＤ３が一斉に発光する。以上のように照明装置１は、基板２からばらつきの少ない白色光を取出すことができるので、照明用途に好適に使用できる。

本発明の一実施形態に係る照明装置の正面図。図１中矢印Ｆ１−Ｆ１線に沿って示す照明装置の一部断面図。

符号の説明

１…照明装置、２…基板、３…ＬＥＤ（半導体発光素子）、４…枠部材、５…回路部品、６…蛍光体層。

Claims

基板と；
基板に配設された複数の半導体発光素子と；
前記半導体発光素子を囲む枠部及び補強部を有してなる枠部材と；
枠部材の外側であって前記基板に設けられた回路部品と；
前記複数の半導体発光素子を覆うように枠部材内側に設けられた蛍光体層と；
を具備したことを特徴とする照明装置。
前記基板の外形は、ほぼ四角形をなし、前記枠部材の外側であって対角線上に一対のコネクタが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。