JP2012069834A - 発光装置及び照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板に発光素子を好適な実装密度で実装し、基板における発光素子の実装部分の熱集中を抑制するとともに、輝度むらを軽減できる発光装置及び照明装置を提供する。
【解決手段】本発明は、基板１１と、この基板１１上に実装された複数のベアチップの発光素子１２とを備え、基板１１上における発光素子１２の実装平均密度をＤ、発光素子１個あたりに流れる電流（ｍＡ）をＡ、実質的な発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数をＢとしたとき、Ｄ＝Ａ×Ｂの関係において、発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂが０．４以上であって、実装平均密度Ｄが５８〜３３４あることを特徴とする発光装置１である。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた発光装置及び照明装置に関する。
近時、ＬＥＤの高出力化、高効率化及び普及化に伴い、光源としてＬＥＤを用いた屋内又は屋外で使用される照明器具が開発されている。この照明器具は、光源として複数のＬＥＤ等の発光素子を基板に直接実装し、これら発光部を蛍光体を含む封止樹脂層（蛍光体層）で覆って封止するものである。
そして、この場合、光量を増大するために基板に発光素子を高密度に実装することが行われている。このため、基板における発光素子の実装部分に熱が集中し、発光素子の温度上昇を招く結果となる。
ＬＥＤ等の発光素子は、その温度が上昇するに従い、光の出力が低下し、耐用年数も短くなる。このため、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子を光源とする照明器具にとって、耐用年数を延したり発光効率等の特性を改善したりするために、発光素子の温度が上昇するのを抑制することが必要である。このため、発光素子の温度上昇を抑制するため、基板に熱伝導性に優れた放熱手段を結合する等、様々な放熱構造が採られている。
また、この種照明器具の光源として表面実装型のＬＥＤパッケージを基板に複数実装するものが知られている。このものは、ＬＥＤ等の発光素子を基板に直接実装するものに比べ、素子単体では大形であり、高光出力であるため、基板の実装面積あたりの入力電力が同じ場合では、実装密度が低くなり、つまり、発光点数が少なくなる。
したがって、ＬＥＤパッケージが発光している状態では、点状の光源として識別しやすく、輝度むらが生じやすい傾向となる。
特開２００９−５４９８９号公報 特開２００１−３５１４０２号公報
上記のように発光素子を基板に直接実装し、高密度に配設する場合は、基板における発光素子の実装部分に熱が集中し、発光素子の温度上昇を招く。また、表面実装型のＬＥＤパッケージを基板に実装する場合は、輝度むらが生じやすい傾向となる。
本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、基板に発光素子を好適な実装密度で実装し、基板における発光素子の実装部分の熱集中を抑制するとともに、輝度むらを軽減できる発光装置及び照明装置を提供することを目的とする。
本発明の実施形態による発光装置は、基板と、この基板上に実装された複数のベアチップの発光素子とを備え、基板上における発光素子の実装平均密度をＤ、発光素子１個あたりに流れる電流（ｍＡ）をＡ、実質的な発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数をＢとしたとき、Ｄ＝Ａ×Ｂの関係において、発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂが０．４以上であって、実装平均密度Ｄが５８〜３３４であることを特徴とする。
本発明の実施形態によれば、基板における発光素子の実装部分の熱集中を抑制するとともに、輝度むらを軽減できる発光装置及び照明装置を提供することが可能となる。
本発明の実施形態に係る発光装置を表面側から見て示す平面図である。 図１におけるＹ−Ｙ線に沿う模式的断面図である。 図１におけるＸ−Ｘ線に沿う模式的断面図である。 蛍光灯形発光素子ランプの一部を示す斜視図である。 同蛍光灯形発光素子ランプを示す縦断面である。 図５におけるＹ−Ｙ線に沿って示す断面図である。 本発明の実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。 同照明装置を示す側面図である。 同照明装置を示す結線図である。 発光装置の比較例を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は一部縦断面図、（ｃ）は平面的に見た一部断面図である。 発光装置の実施例１を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は一部縦断面図、（ｃ）は平面的に見た一部断面図である。 発光装置の実施例２を示し、（ａ）は横断面図、（ｂ）は一部縦断面図、（ｃ）は平面的に見た一部断面図である。 発光素子が３列の場合における実装平均密度Ｄと温度（℃）との関係を示すグラフである。 同発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂと最大輝度差（％）との関係を示すグラフである。 発光素子が１列の場合における実装平均密度Ｄと温度（℃）との関係を示すグラフである。 同発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂと最大輝度差（％）との関係を示すグラフである。 照明装置の変形例を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態について図１乃至図９を参照して説明する。図１乃至図３は、発光装置１を示しており、図４乃至図６は、発光装置１を用いた蛍光灯形発光素子ランプ２を示しており、図７乃至図９は、蛍光灯形発光素子ランプ２を装着した照明装置３を示している。なお、各図において同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
発光装置１は、図１に示すように、基板１１と、複数の発光素子１２と、各発光素子１２を覆う蛍光体層１３とを備えている。
基板１１は、ガラスエポキシ樹脂系の絶縁性材料で細長の長方形状に形成されている。長さ寸法は、２００ｍｍであり、幅寸法は、２７ｍｍである。基板１１の厚さ寸法は、０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下が好ましく、本実施形態では、１ｍｍのものを適用している。
基板１１の形状は、長方形状に限らない。正方形状や円形状のものが適用できる。また、基板１１の材料には、比較的安価で熱伝導性の低いガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）、ガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）又は他の合成樹脂材料を適用できる。しかし、本発明は、各発光素子１２の放熱性を高めるうえで、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れたべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板を適用することを妨げるものではない。
基板１１の表面側には、電源側と接続される図示しない電源コネクタ、この発光装置１を複数接続する場合に用いられる接続コネクタ、点灯回路にノイズが重畳されることによる発光素子１２の誤点灯を防止するためのコンデンサＣが実装されている。
図２及び図３に示すように、基板１１上には、配線パターン１５が形成されている。配線パターン１５は、複数の発光素子１２が配設され複数長手方向に並べられた実装パッド１５ａと、これら実装パッド１５ａを電気的に接続する給電導体１５ｂとから構成されている。
配線パターン１５は、三層構成であり、基板１１の表面上に第一層１５１として銅（Ｃｕ）、第二層１５２としてニッケル（Ｎｉ）が電解めっき処理されており、第三層１５３には、反射率の高い銀（Ａｇ）が電解めっき処理されている。配線パターン１５の第三層１５３、すなわち、表層は、銀（Ａｇ）めっきが施されて反射層が形成されており、全光線反射率は、９０％と高いものとなっている。
この電解めっき処理においては、第二層１５２のニッケル（Ｎｉ）の膜厚は、５μｍ以上、第三層１５３の銀（Ａｇ）の膜厚は、１μｍ以上に形成するのが好ましく、このような膜厚寸法にすることにより、均一な膜厚形成が実現され反射率の均一化が可能となる。
また、基板１１の表層には、発光素子１２の実装領域や部品の実装部分を除いて、ほとんど全面に反射率の高い反射層として白色のレジスト層１４が積層されている。
複数の発光素子１２は、ＬＥＤのベアチップからなる。ＬＥＤのベアチップには、例えば、白色系の光を発光部で発光させるために、青色の光を発するものが用いられている。このＬＥＤのベアチップは、シリコーン樹脂系の絶縁性接着剤１６を用いて、実装パッド１５ａ上に接着されている。
ＬＥＤのベアチップは、例えば、ＩｎＧａＮ系の素子であり、透光性のサファイア素子基板に発光層が積層されており、発光層は、ｎ型窒化物半導体層と、ＩｎＧａＮ発光層と、ｐ型窒化物半導体層とが順次積層されて形成されている。そして、発光層に電流を流すための電極は、ｐ型窒化物半導体層上にｐ型電極パッドで形成されたプラス側電極と、ｎ型窒化物半導体層上にｎ型電極パッドで形成されたマイナス側電極とで構成されている。これら、電極は、ボンディングワイヤ１７によって配線パターン１５上に電気的に接続されている。ボンディングワイヤ１７は、金（Ａｕ）の細線からなっており、実装強度の向上とＬＥＤのベアチップの損傷低減のため金（Ａｕ）を主成分とするバンプを介して接続されている。
複数の発光素子１２は、長手方向に並べられて複数の列を形成するように発光素子列を形成している。具体的には、長手方向に２列の発光素子列を形成している。このように配設された各発光素子１２は、例えば、プラス側電源から実装パッド１５ａ、ボンディングワイヤ１７を介して発光素子１２のプラス側電極、発光素子１２のマイナス側電極からボンディングワイヤ１７を介して給電導体１５ｂへと順次接続され、各発光素子１２に給電されるようになっている。したがって、本実施形態では、ボンディングワイヤ１７は、発光素子列が延びる方向と直交する方向に配設されている。
蛍光体層１３は、透光性合成樹脂、例えば、透明シリコーン樹脂製であり、ＹＡＧ：Ｃｅ等の蛍光体を適量含有している。蛍光体層１３は、複数の凸状蛍光体層から構成されており、本実施形態においては、個々の発光素子１２を発光素子１２ごとに被覆する凸状蛍光体層の集合から構成されている。凸状蛍光体層は、山形の形状をなしていて、円弧状の凸状をなし、その裾部において隣接する凸状蛍光体層と連なるように連続して形成されている。したがって、前記発光素子列に沿って複数の列を形成して、すなわち、２列に形成されており、各発光素子１２、ボンディングワイヤ１７を被覆し封止している。
蛍光体は、発光素子１２が発する光で励起されて、発光素子１２が発する光の色とは異なる色の光を放射する。発光素子１２が青色光を発する本実施形態では、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。
蛍光体層１３は、未硬化の状態で各発光素子１２、ボンディングワイヤ１７に対応して塗布され、その後に加熱硬化又は所定時間放置して硬化されて設けられている。詳しくは、図示しないディスペンサから、粘度や量が調整された蛍光体を含有する透明シリコーン樹脂材料を未硬化の状態で各発光素子１２、ボンディングワイヤ１７に対応して滴下して供給する。
なお、蛍光体層１３は、複数の発光素子１２の実装範囲全体に形成してもよいし、また、発光素子列に従ってライン状に形成するようにしてもよい。
次に、発光素子１２の実装密度について説明する。本実施形態では、基板に発光素子１２が好適な実装密度で実装されている。実装密度については、以下のように考えることができる。
基板１１上における発光素子１２の実装平均密度をＤ、発光素子１２における１個あたりに流れる電流（ｍＡ）をＡ、実質的な発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子１２の数をＢとしたとき、実装平均密度Ｄ＝Ａ×Ｂと考えることができる。そして、詳細は後述するが、熱集中及び輝度むらの改善の観点から、発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂが０．４以上、好ましくは１．５以上であって、実装平均密度Ｄが５８〜３３４の値であることが好適であり、５８〜１５０の値であることがより好ましいとの見解を得ている。
具体的に、本実施形態においては、発光素子１２における１個あたりに流れる電流（ｍＡ）Ａは、３０ｍＡであり、実質的な発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子１２の数Ｂは、４．７４個である。したがって、実装平均密度Ｄ＝Ａ（３０ｍＡ）×Ｂ（４．７４個）は、１４２．２となり、好適であり、より好ましい範囲に含まれている。
実質的な発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子１２の数Ｂについて、より詳しくは、次のように算出する。まず、図１に示すように、発光素子１２は、１列に略等間隔で５４個実装されており、２列の発光素子列からなっているので合計で１０８個の発光素子１２が実装されている。したがって、発光素子１２の合計数Ｐは、１０８となる。発光素子列の延びる方向における各発光素子１２の間隔Ｌ1は４ｍｍであり、列間の間隔Ｗ1は、８ｍｍである。また、発光素子実装部の全長Ｌは、１９ｃｍある。ここで、発光素子実装部の幅Ｗは、列間の間隔Ｗ1に各発光素子１２の間隔Ｌ1を加えた値（１２ｍｍ）とすることができる。
したがって、発光素子実装部の面積Ｓは、Ｗ×Ｌで２２．８ｃｍ２となり、発光素子１２の合計数ＰをこのＳで除することにより、実質的な発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子１２の数Ｂを算出することができる。
因みに、実質的な発光素子実装部については、略同じパターンで発光素子１２が実装されている場合は、発光素子１２の実装範囲を対象とすればよく、ランダムや偏った密度で実装されている場合には、実装密度分布の重心値を対象とすればよい。また、例えば、発光素子１２が線状に１列実装されている場合は、平均の発光素子実装間隔Ｌ1を幅Ｗとして発光素子列の延びる方向に長い長方形の範囲を実装部としてよい。
さらに、前記のように発光素子列が複数列で線状に実装されている場合、複数の群が形成されている場合（高密度部分と低密度部分がある）又はこれに準じる場合は、その列又は群間が、平均の発光素子実装間隔Ｌ1の１０倍を超えないときは同一の実装面と考え、平均の発光素子実装間隔Ｌ1に列間の間隔Ｗ1を加えた値を幅Ｗとみなすことができる。
以上のような発光装置１によれば、発光素子１２の実装平均密度Ｄが好適な値に設定されているので、基板１１における発光素子１２の実装部分の熱集中を緩和し抑制できるとともに、輝度むらを軽減することができる。よって、比較的安価で熱伝導性の低いガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）やガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）の適用が容易となる。また、例えば、基板１１の裏面側へ放熱部材を配設するのを省略したり、放熱構造を簡易化したりすることが可能となる。
なお、本実施形態は、熱伝導性の良好な金属製のべース基板の適用や放熱部材を配設することを妨げるものではない。これらの適用によって、一層の放熱性能の向上を図ることが可能となる。
次に、図４乃至図６を参照して蛍光灯形発光素子ランプ２につて説明する。この蛍光灯形発光素子ランプ２には、前述の発光装置１が配設されている。蛍光灯形発光素子ランプ２は、既存の直管形蛍光灯と同様な寸法及び外形を備えていて、構造的に互換性を有している。具体的には、４０Ｗの直管形蛍光灯と同様な寸法及び外形を有している。
蛍光灯形発光素子ランプ２は、細長で外観が略円筒状の本体２１、発光装置１、口金２２を備えている。
本体２１は、内部空間を有し、略円筒状に形成され、透光性の合成樹脂材料から押出成形によって作られている。本体２１の内部には、前述の発光装置１が４個、具体的には４枚の基板１１が長手方向に並べられて取付けられている。なお、本体２１の成形方法は、格別限定されるものではない。また、例えば、本体２１を半円筒状の２つの部材を結合して構成するようにしてもよい。さらに、内部空間が形成できれば、断面が四角形状であってもよく、形状が限定されるものではない。
なお、本体２１において、透光性を有する部分は、その周方向の表面積において少なくとも４割以上、好ましくは７割以上確保するように構成するのが望ましい。これにより、発光装置１における発光素子１２の実装領域と対向して、光を透過し外方に放射する範囲を過度に狭めることなく適正に確保することが可能となる。
本体２１の内面側の略中央には、基板１１を支持する一対の支持突起２１ａが対向して形成されている（図６参照）。この支持突起２１ａは、本体２１の長手方向に沿ってレール状に形成されている。なお、支持突起２１ａは、成形方法によっては、部分的に形成することもできる。
口金２２は、例えば、Ｇ１３タイプの口金であり、既存の直管形蛍光灯が取付けられる照明器具のソケット３２に取付け可能に構成されており、本体２１の両端部に設けられていて、口金２２部分には、それぞれ一対の端子ピン２２ａ、２２ｂが突出して取付けられている。ここで、口金２２は、金属製であるが、一対の端子ピン２２ａ、２２ｂ同士は、電気的に絶縁状態に構成されている。
図９を併せて参照して分かるように、一端側（図示上、左側）の一対の端子ピン２２ａは、基板１１の配線パターン１５に接続されており、ソケット３２を介して発光素子１２に電力を供給するようになっている。一方、他端側（図示上、右側）の一対の端子ピン２２ｂのうち、一つの端子ピン２２ｂは、アース接続されるようになっており、例えば、一つの端子ピン２２ｂは、接続部材によって基板１１に接続されている。
なお、一対の端子ピン２２ｂのうち、いずれをアース接続してもよい。また、例えば、一対の端子ピン２２ｂの双方をアース接続するようにしてもよい。これにより、口金２２をソケットに接続するに際し、方向性を考慮することなく、確実にアース接続がなされるようになる。また、蛍光灯形発光素子ランプ２は、既存の蛍光灯と構造的に互換性がないものであってもよい。例えば、蛍光灯形発光素子ランプ２専用の口金を備えていて、照明装置側には、これに適合するソケット、点灯装置を備える場合であってもよい。
次に、図７乃至図９を参照して前記蛍光灯形発光素子ランプ２が装着された照明装置３について説明する。
図７及び図８において、照明装置として天井面へ設置される照明器具が示されており、この照明器具は、冷間圧延鋼板等によって形成された横長の略直方体形状の器具本体３１と、この器具本体３１に取付けられた蛍光灯形発光素子ランプ２とを備えている。器具本体３１は、基本的には既存の構成をなしており、長手方向の両端部に取付けられたソケット３２に蛍光灯形発光素子ランプ２が装着されるようになっている。
器具本体３１は、下面側が開放した開放部を有する箱状に形成されており、両端部に取付けられたソケット３２と、器具本体３１内に収容された点灯装置３３及び端子台３４と、前記下面側の開放部を覆うように取付けられた反射板３５とを備えている。
ソケット３２は、既存のソケットであり、蛍光灯形発光素子ランプ２の端子ピン２２ａ、２２ｂが接続される給電端子３２ａ、３２ｂ等を備えている。一端側（図示上、左側）のソケット３２の給電端子３２ａには、蛍光灯形発光素子ランプ２の発光装置１に電力を供給するため、電源リード線３６が接続されている。また、他端側（図示上、右側）のソケット３２の給電端子３２ｂの一つには、アース線３７が器具本体３１にねじ止め等によって接続されている。器具本体３１は、端子台３４のアース端子と電気的に接続されているため、これによって接地がなされるようになっている。したがって、ソケット３２のもう一方の給電端子３２ｂには、何も接続されていない状態となっている。
点灯装置３３は、商用交流電源ＡＣに接続されており、この交流電源ＡＣを受けて直流出力を生成するものである。点灯装置３３は、例えば、全波整流回路の出力端子間に平滑コンデンサを接続し、この平滑コンデンサに直流電圧変換回路及び電流検出手段を接続して構成されている。この点灯装置３３からはリード線３７が導出されており、このリード線３７は、コネクタ３８を介して電源リード線３６からソケット３２の給電端子３２ａに接続されている。
端子台３４には、図示しない電源線やアース線が接続されるようになっている。また、端子台３４には、点灯装置３３がリード線によって接続されている。
反射板３５は、反射面を有し、器具本体３１の下面側の開放部を覆うように取付けられている。また、長手方向の両端部には、ソケット３２が嵌合する切欠き部が形成されている。
図９の結線図に示すように、点灯装置３３は、商用交流電源ＡＣに接続され、点灯装置３３からの出力が発光素子１２に供給されるようになっている。この場合、点灯装置３３からの出力は、ソケット３２から口金２２の一対の端子ピン２２ａを介して、基板１１、発光素子１２へと供給される。一方、他端側の口金２２の端子ピン２２ｂのうち、一つの端子ピン２２ｂは、ソケット３２を介してアース接続されるようになる。
以上のように構成された照明器具において、点灯装置３３に電力が供給されると、リード線３７、電源リード線３６、ソケット３２、口金２２から基板１１を介して発光素子１２に通電され、各発光素子５２が発光する。発光素子１２から出射された光は、透光性の本体２１を透過して下方に放射され所定範囲が照射される。
本実施形態によれば、既存の蛍光灯と構造的に互換性のある蛍光灯形発光素子ランプ２を適用でき、また、発光素子１２の実装平均密度Ｄが好適な値に設定されているので、基板１１における発光素子１２の実装部分の熱集中を緩和し抑制できるとともに、輝度むらを軽減できる照明装置３を提供することが可能となる。
ところで、上記実施形態に係る発光装置１の製作にあたり、本発明者は、種々の発光装置を用意し実験を行った。そのうちの一部を図１０乃至図１２を参照して説明する。図は、蛍光灯形発光素子ランプ２示しており、図１０は、比較例、図１１は、実施例１、図２は、実施例２を示している。また、各図において、（ａ）は横断面図、（ｂ）は一部縦断面図、（ｃ）は平面的に見た一部断面図である。なお、図中、上記実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し詳細な説明は省略する。
図１０の比較例において、基板１１は、ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）であり、長さ寸法は、２００ｍｍであり、幅寸法は、２７ｍｍである。基板１１には、表面実装型のＬＥＤパッケージ１２ｐが長手方向に１０ｍｍ間隔で複数実装してある。この基板１１を４枚長手方向に並べて、円筒状の内径２９ｍｍの拡散性を有する透光性の本体２１内に配設してある。また、ＬＥＤパッケージ１個あたりに印加される電圧は２４Ｖであり、流れる電流は３０ｍＡである。
このような条件でランプ２に通電し、ＬＥＤパッケージ１２ｐの発光状態では、ＬＥＤパッケージ１２ｐの最高温度は１００℃となった。また、ＬＥＤパッケージ１２ｐが実装された長手方向の上方を結ぶ線分上における本体２１の外表面での最大輝度差は３０％の結果となった。
次に、図１１の実施例１において、基板１１は、ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）であり、長さ寸法は、２００ｍｍであり、幅寸法は、２７ｍｍである。基板１１には、ＬＥＤのベアチップの発光素子１２が３列、各長手方向に４ｍｍ間隔Ｌ1で複数実装してある。列間の間隔Ｗ1は、１２ｍｍである。発光素子１２の１個あたりに印加される電圧は３Ｖであり、流れる電流は３０ｍＡである。ここで、発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂは、２．７であり、実装平均密度Ｄは、８０．４となっている。
このような基板１１を前記比較例と同様に、４枚長手方向に並べて、円筒状の内径２９ｍｍの拡散性を有する透光性の本体２１内に配設してある。入力電力（Ｗ）は、比較例と同じである。
上記条件でランプ２に通電し、発光素子１２の発光状態では、発光素子１２の最高温度は７０℃となった。また、発光素子１２が実装された長手方向の上方を結ぶ線分上における本体２１の外表面での最大輝度差は３％の結果となった。
続いて、図１２の実施例２において、実施例１と同様に、基板１１は、ガラスエポキシ基板（ＦＲ−４）であり、長さ寸法は、２００ｍｍであり、幅寸法は、２７ｍｍである。基板１１には、ＬＥＤのベアチップの発光素子１２が１列、各長手方向に３ｍｍ間隔Ｌ1で複数実装してある。発光素子１２の１個あたりに印加される電圧は３Ｖであり、流れる電流は３０ｍＡである。ここで、発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂは、１１．１であり、実装平均密度Ｄは、３３３となっている。
このような基板１１を４枚長手方向に並べて、円筒状の内径２９ｍｍの拡散性を有する透光性の本体２１内に配設してある。
上記条件でランプ２に通電し、発光素子１２の発光状態では、発光素子１２の最高温度は４５℃となった。また、発光素子１２が実装された長手方向の上方を結ぶ線分上における本体２１の外表面での最大輝度差は４％の結果となった。
このような実験の結果からして、ＬＥＤパッケージ１２ｐを実装した比較例に対し、ＬＥＤのベアチップの発光素子１２を所定の実装平均密度Ｄで実装した実施例１及び実施例２では、発光素子１２の温度を低くでき、また、輝度差も小さく、輝度むらが軽減できることが分かる。
次に、図１３乃至図１６を参照して、上記実施例１及び実施例２を含め用意した発光装置の実装平均密度Ｄによる発光素子の温度（℃）、最大輝度差（％）について説明する。
まず、図１３及び図１４は、上記実施例１と同様に発光素子が３列実装されている発光装置を対象としている。発光素子列が延びる方向における各発光素子１２の間隔を変えて（ａ）〜（ｄ）の５種類のものを用意した。実装平均密度Ｄ及び発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂをそれぞれ示すと、（ａ）は、Ｄ＝４６、Ｂ＝０．２、（ｂ）は、Ｄ＝５８、Ｂ＝０．５、（ｃ）は、Ｄ＝７０、Ｂ＝１．２、（ｄ）は、Ｄ＝８０、Ｂ＝２．７（実施例１に相当）、（ｅ）は、Ｄ＝８０、Ｂ＝５．５である。なお、各入力電力（Ｗ）は、一定としている。
図１３は、横軸を実装平均密度Ｄとし、縦軸を発光素子の温度（℃）としている。図１３に示すように、実装平均密度Ｄの値が大きくなるに従って温度が低下する傾向となっている。因みに、（ａ）の場合は、温度が１１５℃と高くなっており、（ｅ）の場合は、６８℃と低下している。
図１４は、横軸を発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂとし、縦軸を最大輝度差（％）としている。図１４に示すように、発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂが多くなるに従って最大輝度差（％）が少なくなる傾向となっている。しかしながら、（ａ）の場合は、最大輝度差（％）が４０％と比較的大きなものとなっている。
続いて、図１５及び図１６は、上記実施例２と同様に発光素子が１列実装されている発光装置を対象としている。前記と同様に、発光素子列が延びる方向における各発光素子１２の間隔を変えて（ａ）〜（ｄ）の５種類のものを用意した。実装平均密度Ｄ及び発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂをそれぞれ示すと、（ａ）は、Ｄ＝４０、Ｂ＝０．２、（ｂ）は、Ｄ＝６６、Ｂ＝０．４、（ｃ）は、Ｄ＝１２４、Ｂ＝１．６、（ｄ）は、Ｄ＝３３３、Ｂ＝１１．１（実施例２に相当）、（ｅ）は、Ｄ＝６６３、Ｂ＝４４．２である。なお、各入力電力（Ｗ）は、一定としている。
図１５は、横軸を実装平均密度Ｄとし、縦軸を発光素子の温度（℃）としている。図１５に示すように、実装平均密度Ｄの値が大きくなるに従って温度が低下する傾向となっている。そして、これらの場合、温度は、全て１００℃以内に収まっている。
図１６は、横軸を発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂとし、縦軸を最大輝度差（％）としている。図１６に示すように、発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂが多くなるに従って最大輝度差（％）が少なくなる傾向となっている。しかしながら、（ａ）の場合は、最大輝度差（％）が５５％と大きなものとなっている。
上述の実施形態及び以上の実験結果を踏まえ、発光素子１２の好適な実装平均密度Ｄの範囲を熱集中及び輝度むらの改善の観点から観察を行い、考察を加えた結果、発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂが０．４以上、好ましくは１．５以上であって、実装平均密度Ｄの値が５８〜３３４であることが好適であり、５８〜１５０であることがより好ましいとの見解を得た。
さらに、加えて、複数の発光素子１２の入力電力（Ｗ）を考慮すると、複数の発光素子１２の入力電力（Ｗ）をＩｐ、基板１１上の面積（ｃｍ２）をＳとしたとき、Ｉｐ／Ｓが０．０５〜０．２８である場合が熱集中をより抑制可能であるとの確認を得ることができた。
なお、上記実施形態の照明装置３においては、発光装置１を配設した蛍光灯形発光素子ランプ２を装着する形式のものについて説明したが、図１７に示すような照明装置４であってもよい。
図１７においては、天井面に設置して使用される天井直付タイプの照明装置４を示している。照明装置４は、細長で略直方体形状の本体ケース４１を備えており、この本体ケース４１内には、前記発光装置１が複数個、具体的には２個直線状に接続されて配設されている。また、電源回路を備えた電源ユニットは、本体ケース４１に内蔵されている。なお、本体ケース４１の下方開口部には、拡散性を有する前面カバー４２が取付けられている。
前記発光装置１は、このような照明装置４においても適用可能であり、また、所期の効果を達成することができる。
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、発光素子は、ＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子を意味する。また、発光素子の個数は格別限定されるものではない。発光素子としては、赤色、緑色や青色等の発光色のものを適用できる。さらに、照明装置としては、ランプ、屋内又は屋外で使用される照明器具、ディスプレイ装置等に適用が可能である。
１・・・発光装置、２・・・蛍光灯形発光素子ランプ、３・・・照明装置、
１１・・・基板、１２・・・発光素子（ＬＥＤのベアチップ）、１３・・・蛍光体層

Claims (4)

  1. 基板と、この基板上に実装された複数のベアチップの発光素子とを備え、基板上における発光素子の実装平均密度をＤ、発光素子１個あたりに流れる電流（ｍＡ）をＡ、実質的な発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数をＢとしたとき、Ｄ＝Ａ×Ｂの関係において、発光素子実装部の１ｃｍ２あたりの発光素子の数Ｂが０．４以上であって、実装平均密度Ｄが５８〜３３４であることを特徴とする発光装置。
  2. 前記複数の発光素子の入力電力（Ｗ）をＩｐ、基板上の面積（ｃｍ２）をＳとしたとき、Ｉｐ／Ｓが０．０５〜０．２８であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
  3. 前記基板は、比較的熱伝導性の低い材料から形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
  4. 装置本体と；
    装置本体に配設された請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光装置と；
    を具備することを特徴とする照明装置。
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