JP2014011029A - 照明装置 - Google Patents

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慎二 中田
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誠 酒井
Takeshi Hisayasu
武志 久安
Hirotaka Tamai
浩貴 玉井
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仁志 河野
Shigehisa Kawazuru
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Abstract

【課題】光劣化に対する耐性を向上させることができる照明装置を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る照明装置は、発光素子を有する光源と、難燃性を有する樹脂から形成され、前記光源の照射側に設けられた反射部本体と、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂から形成され、前記反射部本体の表面に設けられた反射層と、を具備する。
【選択図】図２

Description

後述する実施形態は、概ね、照明装置に関する。
発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）などの発光素子と、蛍光体を含有する波長変換層と、を備えた照明装置がある。
この照明装置によれば、従来のフィラメントを使用した白熱電球や蛍光灯などと比較して、消費電力を低減させることができる。また、照明装置の寿命を長くすることができる。
この様な照明装置においては、難燃性の樹脂から形成された反射部などに光劣化が生じるおそれがある。
そのため、光劣化に対する耐性を向上させた照明装置の開発が望まれる。
特開２００５−１６６５７８号公報
本発明が解決しようとする課題は、光劣化に対する耐性を向上させることができる照明装置を提供することである。
実施形態に係る照明装置は、発光素子を有する光源と、難燃性を有する樹脂から形成され、光源の照射側に設けられた反射部本体と、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂から形成され、反射部本体の表面に設けられた反射層と、を具備する。
本発明の実施形態によれば、光劣化に対する耐性を向上させることができる照明装置を提供することができる。
本実施の形態に係る照明装置を例示するための模式斜視図である。 図１に表した照明装置１０の模式部分断面図である。 比較例に係る照明装置１１０を例示するための模式部分断面図である。 比較例に係る照明装置１１０の点灯試験後の反射部１１４の外観を例示するための模式図である。 比較例に係る照明装置１１０の点灯試験後の光源２００の外観を例示するための模式図である。 図５において表した剥離片４００の一部の模式拡大図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図５及び図６に表した剥離片４００の一部をさらに拡大した模式図である。 （ａ）〜（ｄ）は、電極パッドと波長変換層との界面の組成分析の結果を表すグラフ図である。 比較例に係る照明装置１１０の反射部１１４に用いた臭素を含有するＰＢＴの反射スペクトルＡＲを表すグラフ図である。 比較例に係る照明装置１１０の反射部１１４に用いた臭素を含有するＰＢＴの吸収スペクトルＡＳを表すグラフ図である。 他の実施形態に係る照明装置を例示するための模式断面図である。 他の実施形態に係る照明装置を例示するための模式断面図である。 他の実施形態に係る照明装置を例示するための模式図である。 他の実施形態に係る照明装置を例示するための模式図である。 （ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る照明装置を例示するための模式図である。 （ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る照明装置を例示するための模式図である。
第１の発明は、発光素子を有する光源と、難燃性を有する樹脂から形成され、光源の照射側に設けられた反射部本体と、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂から形成され、反射部本体の表面に設けられた反射層と、を具備する照明装置である。
この照明装置は、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂から形成された反射層を具備しているので、光劣化に対する耐性を向上させることができる。
第２の発明は、第１の発明において、反射層の光源に近い部分の厚み寸法は、光源から離れた部分の厚み寸法よりも厚い照明装置である。
この照明装置においては、反射層の光源に近い部分の厚み寸法が厚くなっているので、光劣化に対する耐性をさらに向上させることができる。
第３の発明は、第１または第２の発明において、反射層の厚み寸法は、１０マイクロメートル以上、２ミリメートル以下である照明装置である。
この照明装置においては、反射層の厚み寸法が１０マイクロメートル以上となっているので光劣化の発生を抑制することができる。また、反射層の厚み寸法が２ミリメートル以下となっているので、反射層と反射部本体とを併せた場合の総合的な難燃性を維持することが可能となる。
第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂は、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）、ＰＥＩ（polyetherimide）、ＰＥＥＫ（polyetheretherketone）、ＰＰＥ（Polyphenyleneether）、ＰＰＯ（Polyphenyleneoxide）、ＰＢＴ（Poly Buthylene Terephthalete）、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＰＡ（Polyamide）、ＰＡＲ（Polyarylate）、ＰＣ（Polycarbonate）からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む照明装置である。
この照明装置においては、これらの樹脂から形成された反射層を具備しているので、光劣化に対する耐性を向上させることができる。
第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの発明において、難燃性を有する樹脂は、ハロゲンおよびリンの少なくともいずれかを含有する照明装置である。
この照明装置は、ハロゲンおよびリンの少なくともいずれかを含有する樹脂から形成された反射部本体を具備しているので、難燃性を有した照明装置とすることができる。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成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。
図１は、本実施の形態に係る照明装置を例示するための模式斜視図である。
なお、図１は、照明装置１０を光出射面の側から眺めた斜視図である。
図１に示すように、照明装置１０は、本体部１２と、反射部本体１４と、発光素子３０を有する光源２０と、を備える。枠状の本体部１２の中に、反射部本体１４が収容されている。反射部本体１４には、複数の凹部１４ａが設けられている。これら凹部１４ａのそれぞれの中には、光源２０が設けられている。
なお、図１に例示をした照明装置１０は一例にすぎず、例えば、凹部１４ａや光源２０の形状や数などは適宜変更することができる。例えば、凹部１４ａ及び光源２０が、それぞれひとつだけ設けられたものであってもよい。
図２は、図１に表した照明装置１０の模式部分断面図である。
なお、図２は、照明装置１０の反射部本体１４のひとつの凹部１４ａの近傍の縦断面図である。
反射部本体１４の上方には、透明カバー１６が設けられている。なお、図１では、透明カバー１６を外した状態を表している。
反射部本体１４は、光源２０の照射側に設けられている。
反射部本体１４は、難燃性を有する樹脂により形成されている。
照明装置１０では、光源２０の温度が高くなるため、所定の難燃性を有する樹脂により反射部本体１４や透明カバー１６を形成している。
この場合、例えば、ＵＬ９４規格における等級がＶ−１等級以上、すなわち、Ｖ−１、Ｖ−０、５ＶＢ、５ＶＡのいずれかの等級に該当する樹脂を用いることが望ましい。
この様な難燃性を有する樹脂には、臭素（Ｂｒ）などのハロゲンおよびリンの少なくともいずれかを含有する樹脂がある。例えば、臭素を含有するＰＢＴ（polybutylene terephthalate）などを例示することができる。
反射部本体１４の表面には、反射層８２が密着して設けられている。
反射層８２は、反射部本体１４が光劣化することを抑制するために設けられている。
すなわち、反射層８２は、反射部本体１４を形成する樹脂から、含有している元素やその化合物（例えば、臭素や臭素を含む化合物など）が脱離することを抑制するために設けられている。
なお、反射部本体１４の光劣化に関する詳細は後述する。
また、反射層８２は、光源２０から照射された光を反射するとともに、光源２０から照射された光が反射部本体１４の表面に到達するのを阻害する機能をも有している。
すなわち、反射層８２は、光源２０から照射された光に対する反射性と遮光性とを有している。
反射層８２は、光源２０から光が照射された際に、含有している元素やその化合物の脱離がない樹脂を用いて形成することができる。
例えば、反射層８２は、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂を用いて形成することができる。
またさらに、反射層８２は、光源２０から照射された光を反射すること、光源２０から照射された光が反射部本体１４の表面に到達するのを阻害することを考慮して、白色の樹脂を用いて形成することが好ましい。
反射層８２の形成に用いる樹脂としては、例えば、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）、ＰＥＩ（polyetherimide）、ＰＥＥＫ（polyetheretherketone）、ＰＰＥ（Polyphenyleneether）、ＰＰＯ（Polyphenyleneoxide）、ＰＢＴ（Poly Buthylene Terephthalete）、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＰＡ（Polyamide）、ＰＡＲ（Polyarylate）、ＰＣ（Polycarbonate）などを例示することができる。
そして、これらのいずれを用いる場合でも、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しないものを用いるようにする。
その様にすれば、照明装置１０の光劣化に対する耐性を向上させることができる。
また、前述した樹脂を５０重量％以上含む複合樹脂を用いても良い。複合樹脂を用いるようにすれば、耐熱性や難燃性の設計が容易になる。
なお、本明細書において「実質的に含有しない」とは、含有量がゼロであるか、あるいは、含有量がゼロではないが、照明装置１０に要求される製品寿命に影響を与えない範囲内の含有量であることを意味する。例えば、照明装置１０に要求される寿命が４万時間である場合、その寿命が達成される範囲内（例えば、樹脂総量に対して１０００ｐｐｍ以上、２５００ｐｐｍ以下程度）であれば、ハロゲンあるいはリンを含んでいてもよい。
ここで、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂は、難燃性が低くなる傾向がある。そのため、反射層８２の厚み寸法を余り厚くすると、反射部本体１４を含めた全体の難燃性が、ＵＬ９４規格における等級から外れてしまうおそれがある。
一方、反射層８２の厚み寸法を余り薄くすると、ハロゲンやリンの脱離を抑制することができなかったり、光源２０から照射された光が反射部本体１４の表面に到達するのを阻害できなかったりするおそれがある。
そのため、反射層８２の厚み寸法は、１０マイクロメートル以上、２ミリメートル以下とすることが好ましい。
この場合、反射層８２は、厚み寸法が均一となるように設けることができる。
ただし、図２に例示をしたように、光源２０に近い領域の厚み寸法が厚くなるようにすれば、ハロゲンやリンの脱離を抑制することや、光源２０から照射された光が反射部本体１４の表面に到達するのを阻害することの効果を向上させることができる。
この場合、図２に例示をしたように、光源２０に近づくにつれて反射層８２の厚み寸法が徐々に厚くなるようにすることもできるし、光源２０に近づくにつれて反射層８２の厚み寸法が段階的に厚くなるようにすることもできる。
すなわち、反射層８２の光源２０に近い部分の厚み寸法は、光源２０から離れた部分の厚み寸法よりも厚くなるようにすることができる。
また、図２に例示をしたように、反射層８２は、反射部本体１４の表面全体を覆うように設けることができる。
この場合、反射部本体１４の表面のうち、少なくとも、光源２０から照射された光が当たる部分にのみ反射層８２を設けるようにすることもできる。
ただし、反射部本体１４の表面全体を覆うように反射層８２を設けるものとすれば、ハロゲンやリンの脱離を抑制する効果を高めることができる。
反射層８２の形成方法には特に限定はないが、例えば、スプレー塗装法などにより反射部本体１４の表面に反射層８２を形成することができる。
また、予め反射層８２をフィルム状に形成し、これを反射部本体１４の表面に接着することもできる。
次に、図２に戻って、照明装置１０に設けられている他の要素について例示をする。
反射部本体１４の凹部１４ａの下方には、光源２０が設けられている。光源２０は、金属性の支持基板２２と、その表面を被覆する絶縁層２４と、を有する。絶縁層２４の上には、実装パッド２６と、電極パッド２８と、がそれぞれ形成されている。実装パッド２６の上には、複数の発光素子３０がマウントされている。これらの発光素子３０は、金属ワイヤ３２により、例えば、直列接続されている。また、発光素子３０は、金属ワイヤ３４により、両側の電極パッド２８に接続されている。そのため、これら一対の電極パッド２８の間に電流を流すことにより、発光素子３０を光らせることができる。
発光素子３０としては、例えば、発光ダイオードを例示することができる。発光ダイオーの活性層の材料として、例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体を用いると、波長５００ナノメートル以下の短波長光が得られる。
すなわち、光源２０から照射される光は、波長５００ナノメートル以下に強度のピークを有している。
ただし、活性層の材料は、窒化ガリウム系化合物半導体に限られるものではない。
また、発光素子３０としては、発光ダイオードのほかにも、例えば、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode：ＯＬＥＤ）や、無機エレクトロルミネッセンス（Inorganic ElectroLuminescence）発光素子、有機エレクトロルミネッセンス（Organic ElectroLuminescence）発光素子、あるいはその他の電界発光型の発光素子などを用いることができる。
実装パッド２６や電極パッド２８の表面には、銀（Ａｇ）または銀を含む合金が設けられている。銀は、青色光などの短波長に対して、高い反射率を有する。従って、実装パッド２６や電極パッド２８の表面に銀や銀合金を設けることにより、発光素子３０から照射された光を高い反射率で反射させ、外部に取り出すことができる。
すなわち、光源２０は、銀を含む要素を有している。
発光素子３０や金属ワイヤ３２、３４は、波長変換層３６により覆われている。波長変換層３６は、例えば、樹脂の中に蛍光体が分散した構造を有する。波長変換層３６は、その周囲に形成された枠体３８に取り囲まれている。波長変換層３６を構成する樹脂としては、例えば、シリコーン系の樹脂を例示することができる。また、枠体３８の材料としても、例えば、シリコーン系の樹脂を用いることができる。シリコーン系の樹脂を用いると、発光素子３０から青色光や紫外光などの短波長の光が照射された場合でも、光劣化することを抑制できる。
波長変換層３６に含まれる蛍光体は、発光素子３０から照射される光を吸収し、異なる波長の光を放射する。例えば、発光素子３０から波長４５０ナノメートル〜５００ナノメートルの青色光が照射される場合、蛍光体により青色光を黄色光に変換できる。
したがって、発光素子３０から照射される青色光の一部を黄色光に変換し、変換されずに外部に照射される青色光と混合させることで、白色光が得られる。
このようにして光源２０から照射された白色光などの光は、反射部本体１４の凹部１４ａから透明カバー１６を介して、外部に取り出すことができる。また、光源２０から斜め方向に照射された光は、反射部本体１４の斜面１４ｂの表面に設けられた反射層８２で反射させて、透明カバー１６を介して外部に取り出すことができる。ただし、本実施の形態に係る照明装置１０から取り出される光は、白色光に限定されない。
また、光源２０からの光が直接的または間接的に照射される他の要素の材料として樹脂を用いる場合には、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂を用いることができる。例えば、図１及び図２に例示をした照明装置１０の場合には、透明カバー１６の材料として、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂を用いることができる。
ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂を用いて透明カバー１６を形成すれば、透明カバー１６の難燃性が低くなるおそれがあるが、熱源である光源２０と透明カバー１６との間が離れているので難燃性低下の影響は小さいものとなる。
光源２０からの光が直接的または間接的に照射される他の要素の材料として、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂を用いる様にすれば、照明装置１０の光劣化に対する耐性をさらに向上させることができる。
次に、反射部１１４の光劣化などに関してさらに説明する。
図３は、比較例に係る照明装置１１０を例示するための模式部分断面図である。
図３に示すように、照明装置１１０は、反射部１１４、光源２００などを備える。
斜面１１４ｂを有する反射部１１４は、前述した照明装置１０の反射部本体１４に対応する。
ただし、反射部１１４は、２５０００ｐｐｍの臭素を含有するＰＢＴにより形成されている。
また、反射部１１４の表面には、反射層８２が設けられていない。
光源２００には、支持基板２２、絶縁層２２４、実装パッド２２６、電極パッド２２８、発光素子２３０、波長変換層２３６、枠体２３８が設けられている。
光源２００は、前述した照明装置１０の光源２０に対応する。
光源２００は、白色の絶縁層２２４（絶縁層２４に対応する）の上に形成され、枠体２３８（枠体３８に対応する）の中には、波長変換層２３６（波長変換層３６に対応する）に封止された発光素子２３０（発光素子３０に対応する）が設けられている。発光素子２３０は、実装パッド２２６（実装パッド２６に対応する）の上にマウントされている。また、実装パッド２２６の両側には、電極パッド２２８（電極パッド２８に対応する）が設けられ、金属ワイヤ２３２、金属ワイヤ２３４により発光素子２３０と接続されている。実装パッド２２６と電極パッド２２８の表面は、銀により被覆されている。
次に、比較例に係る照明装置１１０における反射部１１４や電極パッド２２８などの劣化のメカニズムを説明する。
光源２００から短波長の成分を含む光Ｌが照射されると、その一部は、反射部１１４の斜面１１４ｂで反射されて、外部に取り出される。
ハロゲンやリンを含む反射部１１４に短波長の光が照射されると、分解や変成が生じ、ハロゲンやリン、あるいはこれらの化合物が反射部１１４から脱離する。
また、反射部１１４における分解や変成は、温度が高くなると促進される可能性もある。さらに、温度が高くなると反射部１１４を構成する樹脂における光の吸収率が上昇し、光の吸収による分解や変成が加速される可能性もある。
図３においては、一例として、臭素を含む有機物Ｒ−Ｂｒが反射部１１４から脱離する場合を説明する。
脱離した有機物Ｒ−Ｂｒは、矢印３００で表したように、波長変換層２３６を介して実装パッド２２６や電極パッド２２８に到達し、その表面の銀と反応して、黒ずみや凝集、剥離、断線などを生じさせる。
また、脱離したＲ−Ｂｒの侵入経路としては、例えば、矢印３０２で表したように、枠体２３８の中あるいは枠体２３８の下側の界面を介する経路も考えられる。
また、有機物Ｒ−Ｂｒが実装パッド２２６や電極パッド２２８に到達する前、あるいは到達した後に、発光素子２３０から照射される短波長の光により分解して、より活性な臭素イオンが形成されることも考えられる。
なお、図３においては、一例として、臭素を含有する場合について説明したが、これには限定されない。臭素以外のハロゲンまたはリンも、臭素と同様に、銀と反応し、黒ずみや凝集、剥離、断線などを生じさせるからである。
以上に説明したメカニズムによれば、短波長の光の照射や温度の上昇が樹脂の分解や変成を生じさせ、その結果として、ハロゲンやリンあるいはそれらを含む化合物が脱離する。そして、脱離したハロゲンやリンあるいはそれらを含む化合物と、電極パッド２２８や実装パッド２２６の銀とが反応することにより、照度の低下や金属ワイヤの断線などを生じさせることになる。
次に、比較例に係る照明装置１１０における反射部１１４や電極パッド２２８などの劣化の様子についてさらに説明する。
図３に例示をした照明装置１１０について、点灯試験を実施し、反射部１１４や電極パッド２２８などの劣化について検討した。
点灯試験においては、出力５７ワットで照明装置１１０を点灯した後、時間の経過とともに照度が徐々に低下し、およそ４０００時間で、非点灯状態になった。
そして、非点灯状態になった照明装置１１０の反射部１１４や電極パッド２２８などについて劣化の様子を観察した。
図４は、比較例に係る照明装置１１０の点灯試験後の反射部１１４の外観を例示するための模式図である。
すなわち、図４は、反射部１１４の斜面１１４ｂの表面状態を表している。なお、斜面１１４ｂは、図２における斜面１４ｂに対応する。
点灯試験の前は斜面１１４ｂは白色であったが、点灯試験の後の斜面１１４ｂは、黒ずんでおり、部分的にクラック１１５が生じている。つまり、臭素を含有するＰＢＴの表面が変成していることが分かる。このような黒ずみやクラック１１５により、斜面１１４ｂの反射率が低下し、照明装置１１０の照度が低下したものと考えられる。
図５は、比較例に係る照明装置１１０の点灯試験後の光源２００の外観を例示するための模式図である。
図５に示すように、実装パッド２２６の向かって左側の端部と、右側の部分が、それぞれ黒ずんでいる。また、実装パッド２２６の上下に設けられた電極パッド２２８も、黒ずんでいる。比較例に係る照明装置１１０においては、このような黒ずみにより、光の反射率が低下して、照度が低下したものと考えられる。
また、電極パッド２２８の部分を詳細に調べたところ、電極パッド２２８の黒ずんだ表面層が剥離しており、金属ワイヤ２３４のボンディング部も剥離していることが分かった。つまり、金属ワイヤ２３４が断線状態となり、非点灯となったことが判明した。
図５には、光源２００の向かって左下の一部に、剥離した剥離片４００を裏返しに置いたものも表した。
剥離片４００は、実装パッド２２６の表面層と、電極パッド２２８の表面層と、その周囲を封止する波長変換層２３６と、枠体２３８の一部と、を有する。
つまり、実装パッド２２６や電極パッド２２８の黒ずんでみえる部分は、表面が変成しているので、簡単に剥がれてしまう。
図６は、図５において表した剥離片４００の一部の模式拡大図である。
剥離した電極パッド２２８の表面層は、黒化し、粒子状に凝集した外観を呈している。また、金属ワイヤ２３４も電極パッド２２８の残部（絶縁層２２４の上に残留した部分）から剥離している。つまり、電極パッド２２８の銀が変成していることが分かる。
図７は、図５及び図６に表した剥離片４００の一部をさらに拡大した模式図である。
すなわち、図７（ａ）は、電極パッド２２８とともに剥離した金属ワイヤ２３４のボンディング部先端を表す。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ部の模式拡大図であり、図７（ｃ）は、図７（ａ）におけるＢ部の模式拡大図であり、図７（ｄ）は、図７（ａ）におけるＣ部の模式拡大図である。
金属ワイヤ２３４の材料は金（Ａｕ）であるが、電極パッド２２８の銀層にボンディングすることにより、その表面は合金化している。そして、剥離した金属ワイヤ２３４の表面にも、凝集した粒子状の構造が見られる。ＥＰＭＡ（Electron Probe MicroAnalysis）分析の結果、この粒子状の構造は、銀を含むことが分かった。
つまり、金属ワイヤ２３４と電極パッド２２８とのボンディング界面においても、銀の変成が生じていることが分かる。
図８は、電極パッドと波長変換層との界面の組成分析の結果を表すグラフ図である。
ここでは、図５〜図７に例示した剥離片４００のように、電極パッドの上の波長変換層を剥離し、電極パッドの位置において、剥離片の表面と、絶縁層２４の側に残った電極パッドの表面と、をそれぞれＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectroscopy：２次イオン質量分析）により組成分析した。
図８（ａ）は、本実施の形態に係る照明装置１０の光源２０から剥離した波長変換層３６の電極パッド２８側の表面の組成分析の結果を表す。
図８（ｂ）は、本実施の形態に係る照明装置１０の光源２０から波長変換層３６を剥離し、絶縁層２４の側に残った電極パッド２８の表面の組成分析の結果を表す。
図８（ｃ）は、比較例に係る照明装置１１０の光源２００から剥離した剥離片４００の電極パッド２８側の表面の組成分析の結果を表す。
図８（ｄ）は、比較例に係る照明装置１１０の光源２００から剥離片４００を剥離し、絶縁層２２４の側に残った電極パッド２２８の表面の組成分析の結果を表す。
図８（ｃ）、（ｄ）から分かるように、比較例に係る照明装置１１０においては、剥離片４００側（図８（ｃ））でも、絶縁層２２４側（図８（ｄ））でも、横軸ｎ／ｚが４５０〜４６０の範囲において、Ａｇ２Ｂｒ３のピークがみられ、また、横軸ｎ／ｚが６４０〜６５０の範囲において、Ａｇ３Ｂｒ４のピークがみられる。また、分析の結果、ＡｇＢｒのピークと、ＡｇＢｒ２のピークも確認された。
これに対して、図８（ａ）、（ｂ）から分かるように、本実施の形態に係る照明装置１０においては、剥離片の側（図８（ａ））でも、絶縁層２４側（図８（ｂ））でも、有意なピークは、みられない。
この分析結果から、比較例に係る照明装置１１０においては、点灯試験の際に、反射部１１４から臭素または臭素を含む化合物が脱離し、これが電極パッド２２８の表面に到達して、銀と反応して、臭化銀が形成されたことが分かる。そして、このようにして臭化銀が形成される過程で、図５や図６などに表したように、電極パッド２２８や実装パッド２２６の表面が黒ずみ、粒子状に凝集して剥離し、金属ワイヤ２３４の断線が生じたものと考えられる。
また、反射部１１４から臭素または臭素を含む化合物が脱離することにより、図４に表したように、反射部１１４の斜面１１４ｂが黒ずんでクラック１１５が生じたものと考えられる。
図９は、比較例に係る照明装置１１０の反射部１１４に用いた臭素を含有するＰＢＴの反射スペクトルＡＲを表すグラフ図である。
また、図１０は、比較例に係る照明装置１１０の反射部１１４に用いた臭素を含有するＰＢＴの吸収スペクトルＡＳを表すグラフ図である。
なお、図９及び図１０には、参考例として、反射部１１４の表面にアルミニウムを蒸着させたサンプルの反射スペクトルＣＲと吸収スペクトルＣＳも表す。
また、図９及び図１０には、光源２００から照射された光の発光スペクトルＥＳも併せて表す。
また、図１０には、恒温槽中において１５０℃で１２０時間保持し、熱劣化により黄変させた臭素を含有するＰＢＴの吸収スペクトルＡＳ２も表す。
光源２００から照射される光の発光スペクトルＥＳをみると、波長４５０ナノメートル前後をピークとする青色光と、波長５６０ナノメートル前後をピークとするスペクトルの幅の広い黄色光と、を含んでいる。
一方、臭素を含有するＰＢＴの吸収スペクトルＡＳは、初期状態においては、波長４２０ナノメートル前後を境として、短波長側で吸収率が急激に高くなる遷移を表す。
しかし、１５０℃で１２０時間保持した後の吸収スペクトルＡＳ２は、波長４００ナノメートルから７００ナノメートル前後の広い範囲に亘り、吸収スペクトルＡＳより吸収率が上昇している。
ちなみに、参考例としてのアルミニウムを蒸着させた反射部１１４の吸収スペクトルＣＳをみると、波長４４０ナノメートルよりも長波長側においては、初期状態の臭素を含有するＰＢＴよりも吸収率が高い。
しかしながら、波長４４０ナノメートル以下の波長でも吸収率の急増はなく、長波長側から短波長側に亘り、低い吸収率を維持できることが分かる。
図９及び図１０から、ＰＢＴは、初期状態においても、吸収率の立ち上がり（４２０ナノメートル前後）部分が、光源２００の青色光のピークの裾野と重なっていることが分かる。
つまり、ＰＢＴは、初期状態においても、光源２００から照射された光の短波長成分を吸収し、分解や変成を生ずる可能性があることが分かる。
そして、臭素を含有するＰＢＴの分解や変成が生ずると、図４に表したように、表面が黒ずんだりクラック１１５が発生したりして、光の反射率が低下する。これは、照度の低下を引き起こす。
光源から照射される光が主に可視光であり、光量、温度ともに低いと、臭素を含有するＰＢＴの分解や変成が発生するという問題が顕在化することはなかった。しかしながら、光源から照射される光が短波長成分を多く含み大光量である場合には、光源近傍の要素において、表面が黒ずんだりクラック１１５が発生したりするおそれがある。
またさらに、臭素を含有するＰＢＴの分解や変成が生ずると、臭素または臭素を含む化合物が脱離し、電極パッド２２８や実装パッド２２６の銀と反応して、黒ずみや凝集、剥離などが生ずる。
特に、透明カバー１６などで密閉された空間に光源２００及び反射部１１４が配置された照明装置１１０では、脱離した臭素または臭素を含む化合物を含むガスがこもりやすく、黒ずみや凝集、剥離などの問題が起こりやすい傾向にある。
そのため、本実施の形態に係る照明装置１０おいては、反射部本体１４の表面に反射層８２を設けるようにしている。
ここで、図１０に示すように、反射部１１４の表面にアルミニウムを蒸着させれば、波長４４０ナノメートル以下の波長でも吸収率の急増はなく、長波長側から短波長側に亘り、低い吸収率を維持できる。
すなわち、遮光性を有する材料で反射部１１４の表面を覆えば、長波長側から短波長側に亘り、低い吸収率を維持し得ることになる。
また、波長４４０ナノメートルよりも長波長側において、アルミニウムよりも吸収スペクトルＣＳの低い材料を選択すれば、長波長側から短波長側に亘り、吸収率をさらに低下し得る。
ここで、図１０に示すように、波長４４０ナノメートルよりも長波長側においては、アルミニウムよりもＰＢＴの方が吸収率が低い。
しかしながら、臭素などを含有するＰＢＴを用いて反射層８２を形成すると、反射層８２から臭素や臭素を含む化合物などが脱離することになる。
そのため、本実施の形態に係る照明装置１０おいては、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂を用いて反射層８２を形成するようにしている。
そのため、アルミニウムを蒸着させる場合に比べて低い吸収率を得ることができるとともに、長波長側から短波長側に亘り低い吸収率を維持することができる。
図１１は、他の実施形態に係る照明装置を例示するための模式断面図である。
図１１に例示をした照明装置１０ａには、光源２０を覆う拡散抑止部７０が設けられている。
拡散抑止部７０は、光源２０から照射される光に対する透過率が高く、またある程度の気密性を維持できる材料及び構造を有することが望ましい。拡散抑止部７０の材料としては、有機材料や無機材料などを用いることができる。拡散抑止部７０は、光源２０を覆うように液体状の有機材料あるいは無機材料を塗布し、硬化、乾燥させることで形成することができる。この場合、拡散抑止部７０の原材料として、水ガラスなどを用いることができる。
なお、拡散抑止部７０は、必ずしも光源２０に接触して形成する必要はない。すなわち、拡散抑止部７０は、光源２０の周囲を覆って、ハロゲンやリンあるいはこれらを含む化合物が光源２０の内部に侵入するのを抑制することができればよい。そのため、例えば、光源２０から離間しつつ、光源２０の周囲に設けられていてもよい。
拡散抑止部７０を設けるようにすれば、仮に、ハロゲンやリンあるいはこれらを含む化合物が反射層８２を透過したとしても、ハロゲンやリンあるいはこれらを含む化合物が光源２０の内部に侵入することを抑制することができる。
そのため、照明装置１０ａの内部でハロゲンやリンあるいはこれらを含む化合物が仮に生じたとしても、光源２０の実装パッド２６や電極パッド２８などの黒ずみや凝集、金属ワイヤの断線などを抑制することができる。
図１２も、他の実施形態に係る照明装置を例示するための模式断面図である。
図１２に例示をした照明装置１０ｂには、フィルタ８０が設けられている。
フィルタ８０は、光源２０と反射部本体１４との間に設けられている。
フィルタ８０は、光源２０から照射される光のうち、短波長側の光を選択的に吸収する光学特性を有する。
例えば、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しないＰＢＴを用いて反射層８２を形成する場合には、図１０に例示をしたように、波長４２０ナノメートル以下において吸収率が上昇する。そのため、波長４２０ナノメートル前後よりも短波長側の光を吸収するフィルタ８０を設けるようにすれば、反射層８２が吸収する短波長側の光を減少させることができる。
なお、フィルタ８０は、図１１に例示をした拡散抑止部７０のように、光源２０に接触させて設けてもよい。
図１３〜図１５は、他の実施形態に係る照明装置を例示するための模式図である。
なお、図１３は、照明装置の断面図であり、図１４は、照明装置の斜視分解部であり、図１５（ａ）及び（ｂ）は、照明装置の一部拡大斜視図である。
本実施形態に係る照明装置５０は、いわゆる「電球型」と呼ばれるものであり、従来の白熱電球に用いる器具にそのまま装着することができる。
図１３〜図１５に示すように、本体部５２の一方の端部には、口金部５４が設けられている。口金部５４は、白熱電球を装着するソケットにねじ込むことができる。
本体部５２の他方の端部には、透明あるいは半透明のカバー５６が設けられている。本体部５２の内部には、電源基板５８が収容されている。
また、本体部５２の他方の端部には、取り付け基板６０が固定され、その上に、光源６２が設けられている。光源６２は、図１及び図２に例示をした光源２０に対応し、図示しない実装パッドや電極パッド、発光素子や波長変換層、金属ワイヤなどが設けられている。
取り付け基板６０の上には、接続部材６４が設けられている。接続部材６４は、例えば、コネクタであり、電源基板５８に接続された配線６６と、光源２０と、を接続する。配線６６は、導体の芯線を絶縁体で被覆した構造を有する。
本実施の形態においては、例えば、接続部材６４や配線６６の被覆などを、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂により形成している。こうすることにより、接続部材６４や配線６６の被覆などを構成する樹脂が分解、変成して、ハロゲンやリンまたはこれらの化合物が脱離することを抑制できる。そのため、ハロゲンやリンまたはこれらの化合物と、光源６２に設けられた実装パッドや電極パッドの銀とが反応して、黒ずみや凝集、金属ワイヤの断線などが生ずることを、抑制できる。
その結果として、さらに高い信頼性を有する照明装置を提供できる。
なお、図１３〜図１５に例示をした照明装置５０の場合、配線６６は、光源６２からみて接続部材６４の陰に配置されている。しかし、光源６２から照射された光の一部は、取り付け基板６０やカバー５６などの要素により反射され、配線６６にも照射される。そのため、接続部材６４や配線６６の被覆などは、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂により形成されていることが好ましい。
また、接続部材６４や配線６６の形状や配置については、例示をしたものに限定されない。例えば、接続部材６４は、光源６２の周囲にフレーム状に設置され、接点を介して接続するいわゆる「接点コネクタ」であってもよい。
またさらに、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂により形成することが好ましい要素は、反射部本体１４、接続部材６４、配線６６には限定されない。すなわち、本体部５２や、取り付け基板６０、カバー５６、その他、照明装置に設けられる各種の要素であって、光源６２から照射される光が直接的または間接的に照射される要素であれば、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂により形成することが好ましい。
図１６も、他の実施形態に係る照明装置を例示するための模式図である。
なお、図１６（ａ）は照明装置の上面図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）におけるＡ−Ａ’線方向の部分断面図である。
本実施の形態に係る照明装置１５０は、主に、放熱体９と、光源４０と、枠体８とを有する。
放熱体９には、複数の放熱フィン２１が設けられている。また、放熱体９は、筒状の側壁部１８を有する。側壁部１８の外壁にも複数の放熱フィン２１が設けられている。
光源４０は、基板４１と、基板４１上に実装され、波長変換層で覆われた発光素子４２を有する。基板４１における発光素子４２を実装した実装面の反対側の裏面が、放熱体９の基板支持面１１に接触している。
発光素子４２は、光の照射面を基板４１の実装面の反対側に向けて実装されている。また、基板４１の実装面上には、図示しないコネクタも実装されている。そのコネクタには、配線４６が接続されている。
配線４６は、図１６（ｂ）に示す端子台９２に接続されている。端子台９２は、放熱フィン２１の上端に対してネジ止めされた取付プレート９１に取り付けられている。端子台９２は、照明装置１５０の外方に導出された配線３５を通じて、図示しない外部電源に接続されている。
枠体６０は、放熱体９の側壁部１８の内面及び下端部を覆う化粧枠として機能する。また、枠体６０は、光源４０から照射される光の配光または遮光を制御する機能をも有する。
枠体６０は、放熱体９の側壁部１８の内側に重ねられた筒部６１を有する。筒部６１は、光源４０の下方の空間を囲む。筒部６１の下端には、筒部６１の外側に折り曲げられた下端部６３が設けられている。下端部６３は、リング状に形成され、放熱体９の側壁部１８の下端を覆い隠す。
筒部６１の内側の空間には、図１６（ｂ）に示すように、反射板５１が設けられている。反射板５１には、複数の光ガイド孔５３が貫通孔として形成されている。
反射板５１は、基板４１上に設けられている。また、反射板５１を基板４１上に設けた場合には、発光素子４２が光ガイド孔５３の内部に位置するようになっている。光ガイド孔５３の内壁面は反射面として機能する。
また、筒部６１の内側の空間には、反射板５１を覆うようにして、透光カバー５４が設けられている。
放熱体９の側壁部１８の外壁には、図１６（ａ）に示すように、複数（例えば３つ）の取付ばね取付部１７が設けられている。それぞれの取付ばね取付部１７には、板ばねである取付ばね８３の一端部が差し込まれて固定される。
そして、照明装置１５０は、取付ばね８３の弾性を利用して、天井に設けられた埋込孔に取り付けられる。すなわち、本実施の形態に係る照明装置１５０は、ダウンライト型の照明装置である。
本実施の形態に係る照明装置１５０においても、照明装置１５０に設けられる各種の要素であって、光源４０から照射される光が直接的または間接的に照射される要素は、ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂により形成することが好ましい。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、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、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、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。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
１０ 照明装置、１０ａ 照明装置、１０ｂ 照明装置、１２ 本体部、１４ 反射部本体、２０ 光源、２６ 実装パッド、２８ 電極パッド、３０ 発光素子、３２ 金属ワイヤ、３４ 金属ワイヤ、４０ 光源、４２ 発光素子、５０ 照明装置、５２ 本体部、６２ 光源、６４ 接続部材、６６ 配線、７０ 拡散抑止部、８０ フィルタ、８２ 反射層、１５０ 照明装置

Claims (5)

  1. 発光素子を有する光源と；
    難燃性を有する樹脂から形成され、前記光源の照射側に設けられた反射部本体と；
    ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂から形成され、前記反射部本体の表面に設けられた反射層と；
    を具備する照明装置。
  2. 前記反射層の前記光源に近い部分の厚み寸法は、前記光源から離れた部分の厚み寸法よりも厚い請求項１記載の照明装置。
  3. 前記反射層の厚み寸法は、１０マイクロメートル以上、２ミリメートル以下である請求項１または２に記載の照明装置。
  4. 前記ハロゲンおよびリンを実質的に含有しない樹脂は、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer）、ＰＥＩ（polyetherimide）、ＰＥＥＫ（polyetheretherketone）、ＰＰＥ（Polyphenyleneether）、ＰＰＯ（Polyphenyleneoxide）、ＰＢＴ（Poly Buthylene Terephthalete）、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＰＡ（Polyamide）、ＰＡＲ（Polyarylate）、ＰＣ（Polycarbonate）からなる群より選ばれた少なくとも１種を含む請求項１〜３のいずれか１つに記載の照明装置。
  5. 前記難燃性を有する樹脂は、ハロゲンおよびリンの少なくともいずれかを含有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の照明装置。
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