JP2012181953A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広配光角で実用的な照明装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ベース部と、発光部と、を備えた照明装置が提供される。前記発光部は、前記ベース部の上に設けられる。前記発光部は、基板と、発光素子と、反射層と、を含む。前記基板は、前記ベース部から前記発光部に向かう方向に沿う第１軸の周りを囲み、上から下に向けて拡開した筒状の部分を有する。前記筒状の部分は、前記第１軸の周りに交互に配設された複数の発光側面と複数の反射側面とを有する。前記発光素子は、前記複数の発光側面のそれぞれの面上に設けられる。前記反射層は、前記複数の反射側面のそれぞれの面上に設けられ、前記発光素子から放出された光の少なくとも一部を反射する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、照明装置に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子を用いた照明装置が注目されている。半導体発光素子から放射される光は直進性が高いため、これを用いた照明装置においては、配光角が狭い。広い配光角を有する実用的な照明装置が望まれている。

特開２０１０−１３５３０８号公報

本発明の実施形態は、広配光角で実用的な照明装置を提供する。

本発明の実施形態によれば、ベース部と、発光部と、を備えた照明装置が提供される。前記発光部は、前記ベース部の上に設けられる。前記発光部は、基板と、発光素子と、反射層と、を含む。前記基板は、前記ベース部から前記発光部に向かう方向に沿う第１軸の周りを囲み、上から下に向けて拡開した筒状の部分を有する。前記筒状の部分は、前記第１軸の周りに交互に配設された複数の発光側面と複数の反射側面とを有する。前記発光素子は、前記複数の発光側面のそれぞれの面上に設けられる。前記反射層は、前記複数の反射側面のそれぞれの面上に設けられ、前記発光素子から放出された光の少なくとも一部を反射する。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式的断面図である。 図５は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式的平面図である。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、実施形態に係る照明装置の動作を例示する模式図である。 図７（ａ）〜図７（ｃ）は、第１参考例の照明装置の構成を示す模式図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第２参考例の照明装置の構成を示す模式図である。 図９（ａ）〜図９（ｃ）は、実施形態に係る照明装置の構成を示す模式図である。 図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（実施の形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。
図１（ａ）は斜視図であり、図１（ｂ）は平面図である。
図１（ａ）に表したように、実施形態に係る照明装置１１０は、ベース部２０と、発光部１０Ｅと、を備える。発光部１０Ｅは、ベース部２０の上に設けられる。図１（ｂ）においては、ベース部２０は省略されている。

ベース部２０から発光部１０Ｅに向かう方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸に対して垂直な１つの軸をＸ軸とする。Ｚ軸とＸ軸とに対して垂直な軸をＹ軸とする。例えば、Ｚ軸に沿ってみたときに、発光部１０Ｅに外接する円の中心を通りＺ軸に対して垂直な軸を中心軸Ｚ０とする。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に表したように、発光部１０Ｅは、基板１０と、発光素子１１ａと、反射層１２ａと、を含む。

基板１０は、筒状の部分を含む。筒状の部分は、Ｚ軸方向に沿う１つの軸（第１軸）の周りを囲む。第１軸は、例えば、中心軸Ｚ０である。筒状の部分は、上から下に向けて拡開している。すなわち、基板１０の上部の径（Ｘ−Ｙ平面内における幅）は、下部の径（Ｘ−Ｙ平面内における幅）よりも小さい。

筒状の部分は、複数の発光側面１１と、複数の反射側面１２と、を含む。複数の発光側面１１と、複数の反射側面１２と、は、第１軸（例えば中心軸Ｚ０）の周りに交互に配設される。

複数の発光側面１１のそれぞれは、例えば、実質的に平面である。複数の反射側面１２のそれぞれは、例えば、実質的に平面である。

発光素子１１ａは、複数の発光側面１１のそれぞれの面上に設けられる。後述するように、１つの発光側面１１において、１つまたは複数の発光素子１１ａが設けられる。

反射層１２ａは、複数の反射側面１２のそれぞれの面上に設けられる。反射層１２ａは、発光素子１１ａから放出された光の少なくとも一部を反射する。

筒状の部分が上から下に向けて拡開していることから、複数の発光側面１１のそれぞれは、中心軸Ｚ０に対して傾斜している。そして、複数の反射側面１２のそれぞれは、中心軸Ｚ０に対して傾斜している。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。
図２（ａ）は側面図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）及び図２（ａ）のＡ１−Ａ２線断面図である。
図２（ａ）に表したように、発光側面１１を上方に向けて延長した平面は、例えば、交点Ｐ１において、中心軸Ｚ０と交差する。発光側面１１と中心軸Ｚ０との角度を傾斜角αとする。傾斜角αは、例えば、１０度以上４０度以下である。この例では、傾斜角αは、１１．３度である。

基板１０には、例えば、フレキシブル基板が用いられる。フレキシブル基板において、複数の発光側面１１と複数の反射側面１２とが設定される。発光素子１１ａが設けられる側面が、発光側面１１となる。主に反射層１２ａが設けられる側面が、反射側面１２となる。フレキシブル基板は、発光側面１１と反射側面１２との境界において折り曲げられる。これにより、基板１０における筒状の部分が形成される。

すなわち、図２（ｂ）に表したように、基板１０の筒状の部分（複数の発光側面１１及び複数の反射側面１２）は、中心軸Ｚ０を取り囲む。

発光素子１１ａには、例えば、半導体発光素子が用いられる。具体的には、発光素子１１ａには、ＬＥＤが用いられる。例えば、発光素子１１ａには、ＬＥＤチップが用いられる。この他、複数のＬＥＤチップを含むＬＥＤパッケージ（ＬＥＤモジュールなどを含む）を用いることができる。

反射層１２ａには、例えば白色の樹脂層が用いられる。反射層１２ａは、例えば、樹脂と、その樹脂に分散された微粒子（例えば可視光に対して散乱性を有する粒子）と、を含む。樹脂には、例えば、複数の微粒子が分散される。樹脂には、例えば、シリコーン系樹脂が用いられる。微粒子は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫化亜鉛、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム及び硫酸バリウムよりなる群から選択された少なくともいずれかを含む。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。
図３（ａ）は、実施形態に係る照明装置の全体構成の例を示す側面図である。図３（ｂ）は、実施形態に係る照明装置の一部の部品の構成を例示する側面図である。

図３（ａ）に表したように、照明装置１１０は、筐体３０と、口金５０と、外囲器６０と、をさらに備えることができる。

筐体３０の上に、ベース部２０が配置される。筐体３０の内部に、例えば、発光素子１１ａを駆動するための電源部（図示しない）が収容される。口金５０は、筐体３０の下部に取り付けられる。口金５０を介して、発光部１０Ｅに供給する電流の基となる電流が照明装置１１０に供給される。さらに、口金５０は、照明装置１１０を他の器具に固定する機能を有する。

外囲器６０は、例えばグローブである。外囲器６０は、発光部１０Ｅの上部及び側部を覆う。すなわち、外囲器６０は、発光部１０Ｅのうちでベース部２０に接続されている部分を除く部分を覆う。外囲器６０は透光性である。

ベース部２０は、例えば、ベース部固定部材２８によって筐体３０に固定される。ベース部固定部材２８には、例えばネジなどが用いられる。ベース部固定部材２８は、図１（ａ）及び図１（ｂ）においては省略されている。

発光部１０Ｅは、例えば、ベース部２０の上に設けられている台座２５の上に取り付けられる。台座２５は、図１（ａ）及び図１（ｂ）においては省略されている。

図３（ｂ）は、台座２５の構成を例示している。図３（ｂ）に表したように、台座２５の上部の幅は、下部の幅よりも小さい。台座２５の側面は、発光部１０Ｅの基板１０の裏面の側面（発光側面１１とは反対側の面及び反射側面１２とは反対側の面）と接するように設計される。基板１０と台座２５との間には、例えば、高熱伝導性の粘着シートが設けられる。これにより、基板１０と台座２５とは、互いに熱的に結合される。

この例では、基板１０は、例えばネジなどの固定用部材により台座２５に固定される。例えば、台座２５の下部に基板固定部２７（例えばネジ穴など）が設けられ、図２（ａ）に例示した基板固定部材２６（例えばネジなど）により、基板１０は台座２５に固定される。基板固定部材２６は、図１（ａ）及び図１（ｂ）においては省略されている。

例えば、基板１０上の発光素子１１ａで発生した熱は、台座２５を介して放熱される。台座２５には例えば金属が用いられる。台座２５には、例えばアルミニウムが用いられる。これにより、放熱性を高くすることができる。

これらの図に例示された照明装置１１０においては、発光側面１１が４つであり、反射側面１２が４つであるが、発光側面１１の数、及び、反射側面１２の数は、任意である。

この例では、発光側面１１は長方形であり、反射側面１２は三角形である。ただし、後述するように、実施形態はこれに限らない。

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式的断面図である。
すなわち、図４（ａ）は、図２（ａ）のＡ１−Ａ２線断面の一部を例示している。図４（ｂ）は、図２（ａ）のＡ３−Ａ４線断面の一部を例示している。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に表したように、基板１０が折り曲げられている。基板１０には、例えば、ポリイミド系樹脂などの可撓性基板が用いられる。

基板１０の発光側面１１の発光素子１１ａが設けられる側の面、及び、反射側面１２の反射層１２ａが設けられる側の面を、外側面と言うことにする。外側面とは反対側の面を、内側面と言うことにする。

基板１０の外側面の一部の上に、導電層１４が設けられる。例えば、導電層１４の一部が、発光側面１１上においては電極層１４ａとなる。電極層１４ａは、発光素子１１ａと電気的に接続される。電極層１４ａと発光素子１１ａとの電気的な接続は、これらが直接接続される場合、及び、接続部材（例えばボンディングワイヤなど）によって接続される場合などがあり、接続の構成は、任意である。例えば、導電層１４の別の一部が、反射側面１２上においては配線層１４ｂとなる。配線層１４ｂは、例えば、電極層１４ａと接続される。このように、発光部１０Ｅは、反射側面１２上に設けられた配線層１４ｂをさらに含むことができる。配線層１４ｂは、発光素子１１ａに電気的に接続される。複数の発光側面１１のそれぞれにおける電極層１４ａは、反射側面１２の配線層１４ｂにより互いに接続されることができる。

導電層１４には、例えば、基板１０の上に設けられたアルミニウム層が用いられる。このアルミニウム層は、例えば箔により形成される。また、導電層１４は、基板１０上に設けられた銅層と、銅層の上に設けられたニッケル層と、ニッケル層の上に設けられたアルミニウム層と、の積層構造を有することができる。または、導電層１４は、例えば、基板１０の上に設けられた銅層と、銅層の上に設けられたニッケル層と、ニッケル層の上に設けられたパラジウム層と、パラジウム層の上に設けられたアルミニウム層と、の積層構造を有することができる。アルミニウム層をニッケル層またはパラジウム層の上に設ける場合は、アルミニウム層は例えばスパッタ法などにより形成される。ただし、実施形態はこれに限らず、導電層１４の構成及び導電層１４に用いられる材料は任意である。

導電層１４の上層として、銀層を用いると、高い反射率が得られる。この銀層は、例えば、導電層１４の全体に設けても良い。また、この銀層は、導電層１４のうちで、例えば発光素子１１ａ（及び発光素子１１ａに接続される配線など）が配置される部分（光が遮蔽される部分）においては、省略しても良い。

発光側面１１上に発光素子１１ａが設けられる。この例では、電極層１４ａの上に発光素子１１ａが設けられている。

発光素子１１ａとして、ＬＥＤチップが用いられる場合には、例えば、電極層１４ａの一部に、ＬＥＤチップの電極（または、ＬＥＤチップの電極に電気的に接続された接続部材）が接続される。例えば、発光素子１１ａとして、ＬＥＤパッケージが用いられる場合は、ＬＥＤパッケージの電極が、電極層１４と接続される。

発光部１０Ｅは、波長変換層１１ｂをさらに含むことができる。波長変換層１１ｂは、複数の発光側面１１上に設けられ、発光素子１１ａの発光層を覆う。波長変換層１１ｂは、発光素子１１ａの発光層から放出された光の少なくとも一部を吸収し、その光の波長とは異なる波長の光を放出する。波長変換層１１ｂには、例えば蛍光体層を用いることができる。発光素子１１ａとしてＬＥＤチップが用いられる場合には、発光素子１１ａの発光層は、ＬＥＤチップに含まれる層（半導体積層体）に対応する。

例えば、発光素子１１ａの発光層は、波長が比較的短い光を放出する。波長変換層１１ｂが、この光の一部を吸収し、波長が長い光に変換する。これにより、照明装置１１０は、例えば白色光を出射する。なお、白色光は、紫系白色光、青系白色光、緑系白色光、黄系白色光及び赤系白色光を含む。

なお、発光素子１１ａとしてＬＥＤパッケージが用いられる場合には、ＬＥＤパッケージ内に、発光素子１１ａの発光層（ＬＥＤチップの半導体発光層）と、その発光層を覆う蛍光体層（波長変換層に対応する）が設けられる場合が多い。

発光部１０Ｅは、外縁層１１ｃをさらに含む。外縁層１１ｃは、複数の発光側面１１のそれぞれの外縁に沿って設けられている。波長変換層１１ｂは、複数の発光側面１１のそれぞれにおいて、外縁層１１ｃの内側に埋設されている。例えば、発光側面１１において、まず、外縁層１１ｃが形成され、その後に、その外縁層１１ｃで囲まれた領域に埋め込むように、波長変換層１１ｂが形成される。これにより、高い精度で生産性良く波長変換層１１ｂを形成することができる。

外縁層１１ｃには、例えば、可視光に対して透過性の樹脂などが用いられる。例えば、発光素子１１ａから放出された光は、波長変換層１１ｂにより白色光となる。その光（白色光）は、波長変換層１１ｂの上面から外部に出射すると共に、外縁層１１ｃを介して外部に出射する。

外側層１１ｃの屈折率は、波長変換層１１ｂの屈折率と同じ程度、または、それよりも低いことが好ましい。例えば、外側層１１ｃの屈折率は、波長変換層１１ｂの屈折率以下である。これにより、これらの層の界面における反射が抑制され、外側層１１ｃを介しての光取り出し効率が向上する。

反射層１２ａは、反射側面１２上に設けられる。反射層１２ａは、配線層１４ｂの少なくとも一部を覆う。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に表したように、反射層１２ａは、反射側面１２に設けられるだけでなく、発光側面１１の一部に設けられても良い。例えば、反射層１２ａは、反射側面１２から発光側面１１の外縁部の少なくとも一部に延在する部分を有することができる。これにより、光をより効果的に反射することができる。

基板１０の内側面には、放熱層１３が設けられている。放熱層１３には、例えば、金属が用いられる。放熱層１３には、例えば、銅及びアルミニウムなどの材料が用いられる。放熱層１３は、発光素子１１ａで発生した熱を、発光部１０Ｅが配置される台座２５に向けて伝達する。放熱層１３を設けることで、放熱性が向上する。

図５は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式的平面図である。
図５は、基板１０を筒状に成形する前の状態を例示している。すなわち、この図は、基板１０を広げた状態を例示している。

図５に表したように、基板１０の全体の形状は、略扇状である。例えば、１つの中心点の周りに、長方形の発光側面１１と三角形状の反射側面１２とが交互に並ぶ。このような構成により、基板１０を折り曲げて成形することで、筒状の部分が形成される。このように、基板１０において、発光側面１１と反射側面１２とは連続的に設けられる。これにより、別の配線を用いることなく、発光側面１１の電極層１４ａどうしが、配線層１４ｂによって接続される。

図５に表したように、発光側面１１の外縁部に外縁層１１ｃが設けられる。外縁層１１ｃで囲まれた領域内に波長変換層１１ｂが設けられている。

図５に例示したように、例えば、発光側面１１の上側に、上部孔１０ｕが設けられ、発光側面１１の下側に下部孔１０ｌが設けられる。この例では、下部穴１０ｌは、反射側面１２の下部に設けられている。そして、この例では、発光側面１１の下部（例えば反射側面１２において下部穴１０ｌが設けられる高さの部分）には、反射層１２ａが延在している。上部孔１０ｕ及び下部孔１０ｌを用いて、例えば基板固定部材２６（ネジなど）により、基板１０は、台座２５に固定される。

図６（ａ）〜図６（ｃ）は、実施形態に係る照明装置の動作を例示する模式図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）に表したように、照明装置１１０においては、発光側面１１の主面から（例えば波長変換層１１ｂの主面から）、第１光Ｌ１が出射する。そして、発光側面１１の側面方向に向けて（例えば外縁層１１ｃから）、第２光Ｌ２が出射する。第２光Ｌ２は、主に、発光側面１１に対して平行な方向（側面方向）に沿って出射する。

さらに、図６（ｃ）に表したように、第２光Ｌ２の一部は、反射側面１２に向かって進行し、反射層１２ａで反射され、第３光Ｌ３となる。

このように、実施形態に係る照明装置１１０においては、第１〜第３光Ｌ１〜Ｌ３が出射されることで、配光角が広い。すなわち、広い範囲に渡って一様な光が放射される。

上述のように、照明装置１１０においては、発光素子１１ａが設けられる発光側面１１と、発光素子１１ａが設けられない反射側面１２と、が設けられる。これにより設計のフレキシビリティが高まる。さらに、製造工程における種々の制約を少なくすることができ、製造が容易になる。

例えば、発光素子１１ａに接続される電極（電極層１４ａ）の電気的接続端子を、発光側面１１ではなく、反射側面１２の端に設けることができる。これにより、例えば、発光側面１１において発光素子１１ａが配置される領域を拡大できる。すなわち、発光側面１１と反射側面１２とを分離することで、発光側面１１内の設計の自由度が拡大する。

さらに、基板１０を台座２５（またはベース部２０でも良い）に取り付ける際には、基板１０に固定用の領域（例えば図５に例示した下部穴１０ｌなどが設けられる領域）が設けられる。このとき、実施形態においては、この固定用の領域を発光側面１１ではなく、反射側面１２に設けることができる。発光側面１２は、発光素子１１ａなどのような機能素子が設けられていないため、機能素子に悪影響を与えないための基板固定に関する制約が解除される。

さらに、ベース部２０を筐体３０に固定する工程において、例えば、固定用のネジ（ベース部固定部材２８）を取り付ける際にも、そのネジの取り付け部分を反射側面１２に対応する部分に設定することで、取り付け作業において発光側面１１の発光素子１１ａを傷つけるリスクが低減される。また、この工程において波長変換層１１ｂ及び外側層１１ｃなどを傷つけるリスクが低減される。すなわち、製造工程の制約が小さくなる。

このように、実施形態においては、発光側面１１の設計、電気的接続のための設計、及び、基板１０の固定のための設計などのフレキシビリティが高まる。そして、基板１０の固定工程及びベース部２０の固定工程における余裕度（マージン）などが拡大できる。結果として照明装置１１０を小型化できる。このように、実施形態においては、実用性が高い。

図７（ａ）〜図７（ｃ）は、第１参考例の照明装置の構成を示す模式図である。
図７（ａ）は、第１参考例の照明装置１１９ａにおける発光部１０Ｅを示している。この図においては、ベース部２０は省略されている。図７（ｂ）は、基板１０を広げた状態を示している。図７（ｃ）は、照明装置１１９ａの全体の構成を示している。

図７（ａ）〜図７（ｃ）に表したように、照明装置１１９ａにおいては、発光部１０Ｅの基板１０は、筒状であるが、上部の径（幅）と下部の径（幅）とが等しい。そして、発光側面１１だけが設けられており、反射側面は設けられていない。発光側面１１は、中心軸Ｚ０に対して平行であり、傾斜していない。

図７（ａ）に表したように、この場合、発光側面１１から第１光Ｌ１が出射し、側面から第２光Ｌ２が出射する。第１光Ｌ１は、主に、Ｘ−Ｙ平面に沿って進行する。第２光Ｌ２は、Ｚ軸に沿って進行する。このため、例えば、発光部１０Ｅの中心の上方においては、第１光Ｌ１も第２光Ｌ２も入射しない（または光の強度が弱い）領域が形成される。このため、照明装置１１９ａにおいては、明るさが不均一である。

さらに、図７（ｂ）に表したように、照明装置１１９ａにおいては、基板１０を広げた状態（すなわち、基板１０を筒状に成形する前の状態）において、複数の発光側面１１は、放射状に配置される。そして、放射状の形状の中心の周りに配置された複数の発光側面１１どうしの間には、空間が形成される。基板１０が連続的に設けられる場合には、この空間は、基板１０となるシートから除去された部分である。すなわち、材料使用効率が低い。また、発光側面１１となる複数のシートを組み合わせて基板１０を形成する場合には、その形成の工程が必要であり、工程が複雑で、生産性が低い。

このように、第１参考例の照明装置１１９ａにおいては、明るさが不均一である。さらに、材料使用効率が低い、または、工程が煩雑で生産性が低い。そして、４つの側面の全てが発光側面１１であるため、設計のフレキシビリティが低く、製造工程の余裕度も低い。すなわち、実用性が低い。

これに対し、実施形態に係る照明装置１１０においては、発光側面１１及び反射側面１２がＺ軸に対して傾斜しており、例えば、発光部１０Ｅの中心の上方に、第２光Ｌ２及び第１光Ｌ１の少なくともいずれかが入射する。さらに、反射層１２ａで反射する第３光Ｌ３を用いることで、光が効果的に反射し、さらに光が広がる。このように、実施形態においては、配光角が広くできる。

そして、図５に例示したように、基板１０を広げた状態において、基板１０の全体の形状は、略扇状であり、発光側面１１と反射側面１２とは連続的であり、一体的である。このため、材料使用効率が高く、工程は容易であり、生産性が高い。そして、設計のフレキシビリティが高く、製造工程の余裕度も広い。
このように、実施形態によれば、広配光角で実用的な照明装置が提供できる。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第２参考例の照明装置の構成を示す模式図である。
図８（ａ）は、模式的斜視図であり、図８（ｂ）は、模式的平面図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）に表したように、第２参考例の照明装置１１９ｂにおいては、基板１０の筒状の部分は、上から下に向けて拡開している。すなわち、筒状の部分は、八角錐台状（多角錐台状）である。そして、発光側面１１だけが設けられており、反射側面は設けられていない。発光側面１１のそれぞれは台形である。この台形の上辺の長さは、下辺の長さよりも著しく短い。発光側面１１は、Ｚ軸に対して傾斜している。

照明装置１１９ｂにおいては、発光側面１１が傾斜しているため、広い配光角が得られる可能性がある。しかしながら、照明装置１１９ｂにおいては、実用性が不十分である。すなわち、照明装置１１９ｂにおいては、側面の全てが発光側面１１である。このため、設計のフレキシビリティが低く、製造工程の余裕度も低い。

従来の、ＬＥＤ電球として、第１参考例のように発光側面１１が中心軸に対して平行な構成が提案されている。この構成における光の均一性の改善のために、第２参考例のように発光側面１１を傾斜させる構成もある。これらの従来の構成においては、基板１０の側面の全ては発光側面１１である。

しかしながら、発明者の検討によると、上記のいずれの構成においても実用性の点で不十分であることが分かった。すなわち、ＬＥＤ電球をさらに実用的なものにするためには、発光側面、電気的接続及び基板固定のための設計のフレキシビリティを向上し、製造工程における余裕度を向上することが必要であることが分かった。従来の構成においては、この点に関して不十分である。発明者は、このような実用性に着眼して、新たな課題を見出した。実施形態に構成は、この課題の解決するものである。すなわち、実施形態によれば、広配光角で、生産性が高く、設計のフレキシビリティが高く、工程の余裕度が広い証明装置を提供できる。

さらに、実施形態において、発光側面１１を長方形（長方形に近い台形）にすることで、発光側面１１内に発光素子１１ａをより適正に配置できる。すなわち、例えば、１つの発光側面１１に複数の発光素子１１ａが設けられる場合において、複数複数の発光素子１１ａは等間隔で配置されることが望ましい。これにより、発光素子１１ａの実装（例えばＬＥＤチップの実装及びワイヤボンディング、並びに、ＬＥＤパッケージの実装などを含む）の効率が向上する。

筒状の部分が多角錐台形状を有し、発光側面１１が台形である照明装置１１９ｂにおいて、発光素子１１ａの間隔を一定にすると、発光側面１１内で上下方向に並ぶ発光素子１１ａの数を変化させることになる。例えば、上下方向に並ぶ発光素子１１ａが直列に接続されると、直列に接続された発光素子１１ａの数が異なるため、列によって、明るさが異なってしまう。このため、明るさが不均一になる。

逆に、図８に例示したように、照明装置１１９ｂにおいて、発光側面１１の上部における発光素子１１ａの間隔を下部における発光素子１１ａの間隔よりも小さくすると、発光素子１１ａの実装の効率が低くなる。そして、発光側面１１の上部において発光素子１１ａの間隔が短いため、上部において、温度が過度に上昇する場合がある。

これに対し、実施形態に係る照明装置１１０においては、発光側面１１が長方形または、長方形に近い台形である場合、複数の発光素子１１ａを等間隔に配置できる。これにより、発光素子１１ａの実装の効率が高い。また、発光素子１１ａの間隔が過度に小さい部分が発生しないため、過度の温度上昇が抑制される。

すなわち、実施形態においては、発光側面１１の傾斜角は、反射側面１２の設計により容易に変更できる。このため、発光側面１１内の設計は、発光素子１１ａが最適に配置されるように設計できる。すなわち、発光素子１１ａの配置と、傾斜角と、を独立して設計できるため、結果として優れた発光特性が簡単な設計により実現できる。これに対し、例えば第２参考性においては、これらの機能が分離されていないため、発光素子１１ａの最適な配置と、最適な傾斜と、を両立させることが困難である。

このように、実施形態によれば、広配光角で実用的な照明装置を提供することができる。

図９（ａ）〜図９（ｃ）は、実施形態に係る照明装置の構成を示す模式図である。
これらの図は、発光側面１１における発光素子１１ａの配置の例を示している。
図９（ａ）に表したように、実施形態に係る照明装置１１０ａにおいては、１つの発光側面１１において、６個の発光素子１１ａが設けられている。この例では、上下方向に並ぶ３個の発光素子１１ａが、配線１１ｉｅによって直列に接続されている。そして、３個の発光素子１１ａが接続された回路の一端が、上部電極１１ｕｅに接続されている。回路の他端は、下部電極１１ｌｅに接続されている。２つの電極の間に複数の列（３個の発光素子１１ａを含む列）が設けられる。１つの列における発光素子１１ａの数は、同じ（この例では３個）である。上部電極１１ｕｅ及び下部電極１１ｌｅには、例えば、電極層１４ａ（導電層１４）が用いられる。

図９（ｂ）に表したように、実施形態に係る照明装置１１０ｂにおいては、１つの発光側面１１において、３０個の発光素子１１ａが設けられている。この例では、上下方向に並ぶ１０個の発光素子１１ａが、配線１１ｉｅにより直列に接続されている。上部電極１１ｕｅ及び下部電極１１ｌｅとの間に、３つの列（この例では１０個の発光素子１１ａを含む列）が設けられる。１つの列における発光素子１１ａの数は、同じ（この例では１０個）である。

このように、実施形態において、発光素子１１ａは、例えば、複数の発光側面１１のそれぞれに複数設けられる。そして、複数の発光側面１１のそれぞれにおいて、複数の発光素子は等間隔に配置されることが望ましい。これにより、高い生産性が得られる。

そして、発光素子１１ａが発光側面１１のそれぞれに複数設けられる場合において、複数の発光素子１１ａのうちの第１群どうしは直列に接続され、複数の発光素子１１ａのうちの別の第２群どうしは直列に接続される。第１群に含まれる発光素子１１ａの数は、第２群に含まれる発光素子１１ａの数と実質的に同じである。すなわち、直列に接続される発光素子１１ａの数が同じである。これにより、第１群の明るさは、第２群の明るさと同じになる。すなわち、均一な明るさが得られる。

発光側面１１において、上下方向に並ぶ発光素子１１ａの数は任意である。そして、左右方向に並ぶ発光素子１１ａの数は任意である。

図９（ｃ）に表したように、１つの発光側面１１に設けられる発光素子１１ａは１つでも良い。

照明装置１１０ａ〜１１０ｃにおいても、広い配光角を有する実用的な照明装置が提供できる。

なお、図５においては、下部孔１０ｌが反射側面１２の下部に設けられる例を示したが、実施形態はこれに限らない。例えば、下部孔１０ｌは、発光側面１１の一部に設けられても良い。また、基板１０のベース部２０への取り付け方法は任意である。

以下、実施形態に係る発光側面１１及び反射側面１２の形状の例について説明する。
図１（ａ）に表したように、例えば、複数の発光側面１１のいずれかを第１発光側面１１Ａとする。そして、複数の反射側面１２のうちのいずれかを第１反射側面１２Ａとする。

第１発光側面１１Ａは、第１軸（例えば中心軸Ｚ０）に対して垂直な方向に沿った発光側面幅を有する。発光側面幅のうちの上部（例えば上端）の幅が、発光側面上部幅１１ｕｗである。発光側面幅のうちの下部（例えば下端）の幅が、発光側面下部１１ｌｗである。

第１反射側面１２Ａは、第１軸に対して垂直な方向に沿った反射側面幅を有する。反射側面幅のうちの上部（例えば上端）の幅が、反射側面上部幅１２ｕｗである。反射側面幅のうちの下部（例えば下端）の幅が、反射側面下部幅１２ｌｗである。

実施形態においては、発光側面上部幅１１ｕｗの発光側面下部幅１１ｌｗに対する比は、反射側面上部幅１２ｕｗの反射側面下部幅１２ｌｗに対する比よりも大きい。

図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。
これらの図は、発光側面１１及び反射側面１２の平面形状の例を示している。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に表したように、既に説明したように、照明装置１１０においては、発光側面１１は長方形であり、反射側面１２は三角形である。このとき、反射側面上部幅１２ｕｗ（例えば上端の幅）の反射側面下部幅１２ｌｗ（例えば下端の幅）に対する比は０である。すなわち、発光側面上部幅１１ｕｗの発光側面下部幅１１ｌｗに対する比は、反射側面上部幅１２ｕｗの反射側面下部幅１２ｌｗに対する比よりも大きい。

照明装置１１０において、発光側面１１の形状は長方形であるが、発光側面１１の形状は、角が丸まった長方形を含む。また、発光側面１１の形状は、長方形の角が切断された多角形を含む。

図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）に表したように、実施形態に係る別の照明装置１１１においては、発光側面１１及び反射側面１２は台形である。発光側面１１は長方形に近い形状を有しており、反射側面１２は三角形に近い形状を有している。発光側面１１の上部の幅は、反射側面１２の上部の幅よりも広い。すなわち、この場合も、発光側面上部幅１１ｕｗの発光側面下部幅１１ｌｗに対する比は、反射側面上部幅１２ｕｗの反射側面下部幅１２ｌｗに対する比よりも大きい。この場合も、発光側面１１の形状は、角が丸まった台形を含む。また、発光側面１１の形状は、台形の角が切断された多角形を含む。

実施形態において、発光側面上部幅１１ｕｗ（例えば上端の幅）の発光側面下部幅１１ｌｗ（例えば下端の幅）に対する比は、例えば、０．８以上１以下に設定される。すなわち、発光側面１１を長方形または長方形に近い台形にすることで、複数の発光素子１１ａを等間隔に配置でき、実装の効率を高めることができる。また、発光素子１１ａの間隔が過度に小さい部分が発生しないため、過度の温度上昇が抑制できる。

一方、反射側面上部幅１２ｕｗ（例えば上端の幅）の反射側面下部幅１２ｌｗ（例えば下端の幅）に対する比は、０以上０．５以下に設定される。すなわち、反射側面１２を三角形または三角形に近い台形にすることで、反射側面１２に接続されている発光側面１１をＺ軸に対して傾斜させることができる。これにより、発光部１０Ｅの中心の上方においては、第１光Ｌ１も第２光Ｌ２も入射する領域を形成できる。

そして、反射側面１２を三角形にできるだけ近い形状にすることで、発光部１０Ｅの大きさを縮小することができる。反射側面１２が三角形である場合には、発光部１０Ｅの大きさを縮小する効果が特に大きい。そして、反射側面１２を三角形にすることで、基板１０の総面積を縮小できる。このため、反射側面１２は三角形であることが特に好ましい。

以下、波長変換層１１ｂ及び反射層１２ａの具体例について説明する。
図４（ａ）に表したように、波長変換層１１ｂの厚さｔ１１ｂは、例えば、５００マイクロメートル（μｍ）以上１５００μｍ以下である。これにより、発光素子１１ａから放出される光を、高い効率で白色光に変換することができる。例えば、波長変換層１１ｂの厚さｔ１１ｂは、８００μｍ以上９００μｍ以下である。ただし、実施形態はこれに限らず、波長変換層１１ｂの厚さｔ１１ｂは任意である。

反射層１２ａの厚さｔ１２ａは、例えば、２０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。反射層１２ａの厚さｔ１２ａが２０μｍよりも薄いと、反射性が低い場合がある。反射層１２ａの厚さｔ１２ａが５０μｍよりも厚いと、例えば、基板１０と反射層１２ａとの積層構造において、可撓性が低くなる場合がある。

例えば、基板１０の上に反射層１２ａが設けられた後に、基板１０が折り曲げられる。このとき、反射層１２ａが反射側面１２から発光側面１１に延在する場合に、反射層１２ａの厚さｔ１２ａが過度に厚いと、基板１０の成形性が悪くなる、また、場合によっては、反射層１２ａが破壊されることがある。反射層１２ａの厚さｔ１２ａを適切に設定することで、高い成形性が得られ、反射層１２ａの破壊が抑制できる。

反射層１２ａとして、折り曲げたときにクラックが入り難い樹脂材料を用いることが望ましい。これにより、折り曲げ時にクラックなどが発生することが抑制される。反射層１２ａにシリコーン樹脂を用いることで、このようなクラックの発生を抑制し易くなる。ただし、実施形態はこれに限らず、反射層１２ａの樹脂に用いる材料は任意である。

反射層１２ａの樹脂に分散される微粒子の径（例えば平均の径）は、０．１μｍ以上であることが好ましい。これにより、光散乱効率が向上し、高い反射率を得やすい。ただし、実施形態はこれに限らず、径は任意である。

波長変換層１１ｂの厚さｔ１１ｂは、反射層１２ａの厚さｔ１２ａよりも厚いことが好ましい。波長変換層１１ｂの厚さｔ１１ｂを反射層１２ａの厚さｔ１２ａよりも厚く設定することで、波長変換層１１ｂの上部から出射する光の一部が反射層１２ａに適切に入射し、効率的に反射される。これにより、反射特性が向上し、配光性が向上する。

波長変換層１１ｂ及び反射層１２ａを上記のような条件に設定することで、発光側面１１において十分な波長変換の特性が得られると共に、基板１０の折り曲げにおいても破壊され難い反射層１２ａが得られる。

実施形態において、基板１０の外側面に設けられる導電層１４は、電気的な接続のために用いられる。一方、基板１０の内側面に設けられる放熱層１３は、放熱のために設けられる。導電層１４には、例えばＣｕ層が用いられ、導電層１４の厚さは、例えば１２μｍ以上７０μｍ以下であることが好ましい。厚さを１２μｍ以上に設定することで、例えば、良好な電気的な接続性（許容電流の確保）が得られ易くなる。厚さを７０μｍ以下に設定することで、可撓性が良好である。ただし、実施形態はこれに限らず、厚さは任意である。

放熱層１３の厚さは、例えば１３μｍよりも厚いことが好ましい。これにより、良好な放熱性が得易くなる。ただし、実施形態はこれに限らず、厚さは任意である。

このように、発光部１０Ｅは、反射側面１２上に設けられ、少なくとも一部が反射層１２に覆われる導電層１４と、反射側面１２の反射層１２ａが設けられる側とは反対側の面に設けられた放熱層１３、をさらに含むことができる。放熱層１３の厚さは、例えば、導電層１４の厚さよりも厚い。

放熱性を向上するために、放熱層１３の面積はできるだけ大きく設定される。すなわち、実施形態において、例えば、放熱層１３の面積は導電層１４の面積も大きい。これにより、良好な放熱性が得易くなる。

基板１０として用いられるポリイミド層は、電気的な絶縁と、放熱経路と、として機能する。基板１０の厚さは、例えば、１２μｍ以上３８μｍ以下であることが好ましい。厚さを１２μｍ以上に設定することで、良好な電気的な絶縁性（耐電圧）が得易い。厚さを３８μｍ以下に設定することで、放熱経路（低熱抵抗化）を確保し易くなる。ただし、実施形態はこれに限らず、厚さは任意である。

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、実施形態に係る照明装置の構成を例示する模式図である。
これらの図は、照明装置１１０における発光部１０Ｅと外囲器６０との関係を例示している。

図１１（ａ）に表したように、発光側面１１を上方に向けて延長した平面は、交点Ｐ１において、中心軸Ｚ０と交差する。交点Ｐ１は、外囲器６０よりも発光部１０Ｅの側である。すなわち、複数の発光側面１１のそれぞれを上方に向けて延長したそれぞれの平面どうしは、外囲器６０で囲む空間の内側（例えば交点Ｐ１）で交差する。

これにより、外囲器６０から外に出射する光の強度の均一性が向上する。これにより、例えば、外囲器６０に施される散乱性の付与の程度が軽減される。これにより、例えば外囲器６０の光透過率が向上でき、効率が向上できる。

すなわち、実施形態においては、外囲器６０の仕様（例えば外囲器６０の高さなど）に基づいて、発光部１０Ｅの基板１０の発光側面１１の傾斜角αが適切に設定される。

既に説明したように、実施形態においては、発光側面１１と反射側面１２とが設けられるため、発光側面１１の設計を変更することなく、反射側面１２の形状を変更することで、傾斜角αを簡単に変更できる。このように、実施形態においては、傾斜角αの設定のための設計も容易化でき、実用性が高い。

図１１（ｂ）に表したように、発光部１０Ｅの基板１０は、例えば、中心軸Ｚ０を中心とした位置に配置される。そして、外囲器６０も、中心軸Ｚ０を中心とした位置に配置される。すなわち、基板１０の筒状の部分を第１軸（例えば中心軸Ｚ０）に沿ってみたときの筒状の部分に外接する円の中心は、外囲器６０の下端を第１軸に沿ってみたときの外囲器６０の下端に外接する円の中心と実質的に一致する。これにより、発光部１０Ｅから出射する光が外囲器６０に均一に入射する。そして、外囲器６０から外に出射する光の均一性が高まる。

実施形態によれば、広配光角で実用的な照明装置が提供される。

なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、照明装置に含まれる基板、発光素子、反射層、ベース部、筐体、口金及び外囲器などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した照明装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての照明装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…基板、 １０Ｅ…発光部、 １０ｌ…下部孔、 １０ｕ…上部孔、 １１…発光側面、 １１Ａ…第１発光側面、 １１ａ…発光素子、 １１ｂ…波長変換層、 １１ｃ…外縁層、 １１ｉｅ…配線、 １１ｌｅ…下部電極、 １１ｌｗ…発光側面下端幅、 １１ｕｅ…上部電極、 １１ｕｗ…発光側面上端幅、 １２…反射側面、 １２Ａ…第１反射側面、 １２ａ…反射層、 １２ｌｗ…反射側面下端幅、 １２ｕｗ…反射側面上端幅、 １３…放熱層、 １４…導電層、 １４ａ…電極層、 １４ｂ…配線層、 ２０…ベース部、 ２５…台座、 ２６…基板固定部材、 ２７…基板固定部、 ２８…ベース部固定部材、 ３０…筐体、 ５０…口金、 ６０…外囲器、 １１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１１、１１９ａ、１１９ｂ…照明装置、 Ｌ１〜Ｌ３…第１〜第３光、 Ｐ１…交点、 Ｚ０…中心軸、 ｔ１１ｂ、ｔ１２ａ…厚さ、 α…傾斜角

Claims (10)

1. ベース部と、
   ベース部の上に設けられた発光部と、
   を備え、
   前記発光部は、
   前記ベース部から前記発光部に向かう方向に沿う第１軸の周りを囲み、上から下に向けて拡開した筒状の部分を有する基板であって、前記筒状の部分は、前記第１軸の周りに交互に配設された複数の発光側面と複数の反射側面とを有する基板と、
   前記複数の発光側面のそれぞれの面上に設けられた発光素子と、
   前記複数の反射側面のそれぞれの面上に設けられ、前記発光素子から放出された光の少なくとも一部を反射する反射層と、
   を含むことを特徴とする照明装置。
2. 前記複数の発光側面のうちのいずれかは、前記第１軸に対して垂直な方向に沿った発光側面幅のうちの上端の幅である発光側面上端幅と、前記発光側面幅のうちの下端の幅である発光側面下端幅と、を有し、
   前記複数の反射側面のうちのいずれかは、前記第１軸に対して垂直な方向に沿った反射側面幅のうちの上端の幅である反射側面上端幅と、前記反射側面幅のうちの下端の幅である反射側面下端幅と、を有し、
   前記発光側面上端幅の前記発光側面下端幅に対する比は、前記反射側面上端幅の前記反射側面下端幅に対する比よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記複数の反射側面のそれぞれは、三角形であることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記複数の発光側面のそれぞれは、長方形であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の照明装置。
5. 前記反射層は、前記反射側面から前記発光側面の外縁部の少なくとも一部に延在する部分を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の照明装置。
6. 前記反射層は、シリコーン系樹脂と、前記シリコーン系樹脂に分散された微粒子と、を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の照明装置。
7. 前記発光素子は、前記複数の発光側面のそれぞれに複数設けられ、前記複数の発光素子のうちの第１群どうしは直列に接続され、前記複数の発光素子のうちの別の第２群どうしは直列に接続され、前記第１群に含まれる前記発光素子の数は、前記第２群に含まれる前記発光素子の数と同じであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の照明装置。
8. 前記発光部を覆う外囲器をさらに備え、
   前記複数の発光側面のそれぞれを上方に向けて延長したそれぞれの平面どうしは、前記外囲器で囲む空間の内側で交差することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の照明装置。
9. 前記発光部を覆う外囲器をさらに備え、
   前記基板の前記筒状の部分を前記第１軸に沿ってみたときの前記筒状の部分に外接する円の中心は、前記外囲器の下端を前記第１軸に沿ってみたときの前記外囲器の下端に外接する円の中心と一致することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の照明装置。
10. 前記発光部は、
    前記反射側面上に設けられ、少なくとも一部が前記反射層に覆われる導電層と、
    前記反射側面の前記反射層が設けられる側とは反対側の面に設けられた放熱層と、
    をさらに含み、
    前記放熱層の面積は、前記導電層の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の照明装置。

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