JP5341915B2 - 樹脂成型品、半導体発光光源、照明装置及び樹脂成型品の製造方法 - Google Patents

樹脂成型品、半導体発光光源、照明装置及び樹脂成型品の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、光源としての半導体発光素子から発せられた光を所望の光色に変換する蛍光体材料を含む樹脂成型品及び当該樹脂成型品の製造方法並びに前記樹脂成型品を用いた半導体発光光源及び照明装置に関する。
近年、半導体発光素子、例えば、ＬＥＤ素子の発光効率の向上に伴い、照明用光源などへの応用が進められている。
図１３〜図１５は、ＬＥＤ素子を用いた発光光源の一例を示す図である。
発光光源１０１は、図１３に示すように、光源として基板１０３の主面に実装されたＬＥＤ素子１０５を備え、このＬＥＤ素子１０５は、反射板１０７の反射孔内に配された状態で、蛍光体材料を含んだ樹脂により封止されている。なお、ＬＥＤ素子１０５を封止する樹脂を封止樹脂体１０９といい、反射面１０７ａを構成する周面は、ＬＥＤ素子１０５からの光を所定方向に反射させる反射面１０７ａとなっている（特許文献１参照）。
上記構成により、ＬＥＤ素子１０５から発せられた光は、封止樹脂体１０９を通過する際に、封止樹脂体１０９内の蛍光体材料により所望の光色に変換された後、発光光源１０１から直接出射され、或いは反射面１０７ａで所定方向に反射されて発光光源１０１から出射される。
このような発光光源１０１の封止樹脂体１０９は、従来、エポキシ樹脂やオレフィン樹脂等が用いられてきたが、これら樹脂を長期使用していると、ＬＥＤ素子１０５の発光時の熱等により封止樹脂体１０９が変色して、結果的に、発光光源１０１から出射される光量が減少するという問題がある。
この問題に対して、近年、図１４や図１５に示すように、ＬＥＤ素子１０５を封止する樹脂として蛍光体材料を含まない樹脂（この樹脂も「封止樹脂体」であり、符号「１１３」、「１２３」を用いる。）を用い、蛍光体材料を含んだ樹脂（この樹脂を「蛍光体層」といい、符号「１１５」、「１２５」を用いる。）を封止樹脂体１１３，１２３とは別に設ける構造とし、蛍光体層１１５，１２５用として、シリコーン樹脂のようなゲル状・ゴム状の樹脂が使用される傾向にある（特許文献２参照）。
なお、蛍光体層１１５，１２５の形状を、図１４及び図１５に示すように、厚みが略一定の板状或いはドーム状にすることで、封止樹脂体１１３，１２３を通過した光が蛍光体層内を通過する際の光路長を均一化（図１４中の「Ｌ３」、「Ｌ４」である。）でき、結果的に色ムラの発生を抑制できる。
特開２００５−３１１１７０号公報 特開２００５−１６６７３３号公報
しかしながら、図１４及び図１５の蛍光体層１１５，１２５をゲル状・ゴム状の樹脂を利用して構成すると、時間の経過とともに蛍光体層１１５，１２５の形状が変形し、意匠性が悪くなったり、色ムラが大きくなったり等の不具合が生じる。
この不具合を抑制するために、図１４及び図１５に示す発光光源１１１，１２１では、ＬＥＤ素子１０５と蛍光体層１１５，１２５との間の空間に封止樹脂体１１３，１２３が充填されている。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、ゲル状・ゴム状の樹脂で蛍光体層を構成しても、その形状が、図１４及び図１５の封止樹脂体を利用せずに単独で長期間に亘って保持でき、しかも容易に実施することができる樹脂成型品、半導体発光光源、照明装置及び樹脂成型品の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る樹脂成型品は、蛍光体材料を含んだ透光性樹脂から形成された樹脂体を有する樹脂成型品であって、前記樹脂体の内部又は外面には、前記樹脂体の弾性率よりも高い弾性率を有する材料で構成された形状保持体が設けられていることを特徴としている。
本発明に係る樹脂成型品は、樹脂体の内部又は外面に形状保持体を含んでいるため、単独で長期間に亘って樹脂体の形状が保持される。
また、前記樹脂体は、凸状又は凹状した部分を有することを特徴とし、或いは前記樹脂成型品は、半導体発光素子を光源として利用する発光光源用であり、前記樹脂体は、内側が中空状の凸状した部分を有し、前記部分の縦断面形状が円弧状をし、当該円弧の中心となる位置及びその近傍に発光中心が位置するように、前記円弧の半径が設定されていることを特徴としている。ここで、「縦断面形状」とは、前記凸状をした部分の突出する方向と直交する面での断面形状である。
さらに、前記形状保持体が、一種類以上の線状部材から構成されていることを特徴とし、或いは前記形状保持体の平面視形状が、螺旋形状、格子形状、並行線、放射線形状のいずれか一つの形状又は２つ以上を組合せてなる形状であることを特徴としている。ここで、「平面視形状」とは、前記形状保持体を見たときに、当該形状保持体の面積が最も大きく見える方向から見たときの形状である。
また、前記線状部材が、当該線状部材の長手方向に沿って巻回するコイル状であることを特徴とし、前記樹脂体がゲル状もしくはゴム状弾性を有することを特徴とし、さらには、前記樹脂体のショアー硬度が、Ａ８０以下であることを特徴としている。
或いは前記透光性樹脂がシリコーン樹脂、フッ素樹脂の少なくとも一方を含むことを特徴とし、また、前記樹脂体は、その内部もしくは外面に顔料、光拡散材料のいずれか一方を少なくとも含有することを特徴とし、さらに、前記凸状した部分は、その内面側に光拡散材料を、外面側に蛍光体材料を含有していることを特徴としている。
また、前記形状保持体が、金属、ガラス、セラミック、樹脂のうち、少なくとも１つ含む材料から構成されていることを特徴とし、前記形状保持体は、その外周に外周フレームを有することを特徴とし、或いは前記外周フレームにフレームパッドが設けられていることを特徴としている。
一方、本発明に係る半導体発光光源は、基板と前記基板上に実装された半導体発光素子と、上記樹脂成型品とを備えることを特徴としている。
また、前記半導体発光素子の周辺に、樹脂成型品とは別の蛍光体層が配置されていることを特徴としている。
本発明に係る照明装置は、上記半導体発光光源を光源として備えることを特徴としている。
本発明に係る樹脂成型品の製造方法は、凸状又は凹状する部分を有し、少なくとも前記凸状部分又は凹状部分は蛍光体材料を含んだ透光性樹脂体と当該透光性樹脂体の形状を保持する形状保持体とからなる樹脂成型品の製造方法であって、前記形状保持体を骨格として前記透光性樹脂体を形成する第１工程と、前記工程で形状保持体を含んだ前記透光性樹脂体の一部又は全部の形状を凸状又は凹状に圧縮する第２工程とを順次行うことを特徴としている。
さらに、凸状又は凹状する部分を有し、少なくとも前記凸状部分又は凹状部分は蛍光体材料を含んだ透光性樹脂体と当該透光性樹脂体の形状を保持する形状保持体とからなる樹脂成型品の製造方法であって、前記形状保持体を凸状又は凹状に変形させる第１工程と、変形後の形状保持体を骨格として前記透光性樹脂体を形成する第２工程とを順次行うことを特徴としている。
第１の実施の形態に係る発光光源の斜視図であり、内部の様子が分かるように蛍光体層の一部を切り欠いている。 発光光源の平面図である。 図２における仮想線分Ａ−Ａ線での断面を矢印方向から見た図である。 発光光源の蛍光体層を取り外した状態の平面図である。 蛍光体層の形成状態と形成方法とを示す図である。 第２の実施の形態に係る照明装置の斜視図である。 変形例１に係る発光光源の平面図である。 図７の仮想線分Ｂ−Ｂ線の断面を矢印方向から見た図である。 （ａ）は変形例２−１に係る蛍光体層の縦断面図であり、（ｂ）は変形例２−２に係る樹脂成型品の縦断面図である。 変形例３に係る樹脂成型品の形成状態と形成方法とを示す図である。 変形例に係る形状保持体の構造を示す図である。 第２の実施の形態に係る照明装置の斜視図である。 従来技術に係る照明装置の正面断面図である。 従来技術に係る照明装置の正面断面図である。 従来技術に係る照明装置の正面断面図である。
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る発光光源（本発明の「半導体発光光源」に相当する。）及び第１の実施の形態に係る蛍光体層（本発明の「樹脂成型品」に相当する。）の製造方法について、それぞれ図面を参照しながら一例を説明する。本例では、半導体発光素子として、ＬＥＤ素子を利用しているが、例えば、半導体レーザ等の半導体プロセスを経て製造された素子も利用できる。
１．全体構造
図１は、第１の実施の形態に係る発光光源１の斜視図であり、内部の様子が分かるように蛍光体層７の一部を切り欠いている。
発光光源１は、主面に配線パターンを有する基板３と、基板３の主面に実装されたＬＥＤ素子（本発明の「半導体発光素子」である。）と、ＬＥＤ素子を被覆・封止する封止体５と、ＬＥＤ素子からの光を所望の光色に変換する蛍光体層７とを備える。なお、図１では、ＬＥＤ素子、配線パターンは封止体５内にあり、外観には表れていない。
図２は、発光光源１の平面図であり、図３は、図２における仮想線分Ａ−Ａ線での断面を矢印方向から見た図である。図４は、発光光源１の蛍光体層７を取り外し、封止体５内の配線パターン１３とＬＥＤ素子Ｄｎｍが見えるように封止体５の一部を除去した状態の平面図である。
基板３は、例えば、平面視において正方形状をし、図４に示すように、その中央部にＬＥＤ素子を実装すべく実装領域１１を有し、当該領域１１に実装されたＬＥＤ素子と電気的に接続する配線パターン１３が形成されている。
ここでの基板３は、図３に示すように、絶縁層３ａと金属ベース３ｂとの２層構造を有し、絶縁層３ａの主面に上記配線パターン１３が形成されている。
第１の実施の形態では、９個のＬＥＤ素子が、３行３列の正マトリクス状に配され、符号「Ｄｎｍ」で示す。ここで、符号「Ｄｎｍ」のｎは行数を、また、ｍは列数をそれぞれ示し、いずれも１〜３の整数であり、個々のＬＥＤ素子の位置等を特定して表す必要がない場合は、ＬＥＤ素子の符号は「Ｄｎｍ」を用いることにする。
配線パターン１３は、９個のＬＥＤ素子Ｄｎｍを例えば直列接続するように形成されている。ＬＥＤ素子Ｄｎｍは、例えば上面にＰ型電極とＮ型電極との両極を備える片面電極型であり、図３及び図４に示すように、ワイヤ（金線）１５を介して配線パターン１３と接続される。なお、ＬＥＤ素子Ｄｎｍに給電するための給電端子の図示は省略している。
封止体５は、図１、図３及び図４に示すように、９個のＬＥＤ素子Ｄｎｍを被覆し、平面視形状が円形状となる円柱状をしている。
蛍光体層７は、蛍光体材料を含んだゲル状又はゴム状の透光性樹脂からなる樹脂体１７と、前記樹脂体１７の形状を保持するための形状保持体１９と備え、樹脂体１７の内部に形状保持体１９を骨格として含む状態で、全体形状がドーム形状をしている。
ここで、蛍光体層７のドーム状の形状は、その円弧の中心となる位置に発光中心が位置するように、円弧の半径が設定されている。ここでの発光中心は、全てのＬＥＤ素子が配された状態での中心である。
なお、形状保持体は、樹脂体の内部に埋設されていても良いし、或いは外面（つまり、樹脂体の表面及び／又は裏面である。）に露出しているように設けられていても良い。
形状保持体１９は、図２に示すように、平面視において格子状をしている格子状部１９ａと、円状をしている外周フレーム１９ｂと、蛍光体層７を基板３に装着するための複数個（ここでは２個である。）フレームパッド１９ｃとを有する。
ここでは、フレームパッド１９ｃは外周フレーム１９ｂの所定部位（平面視における蛍光体層７の中心に対して点対称の位置である。）に設けられ、格子状部１９ａを構成する線状部材２０の端部は、外周フレーム１９ｂに取着され、また、蛍光体層７を基板３に装着するための、装着ねじ２１用の貫通孔２３がフレームパッド１９ｃに、またねじ穴２５が基板３にそれぞれ形成されている（図３参照）。
格子状部１９ａは、複数本の線状部材２０を利用して構成されている。ここでは、合計８本の線状部材２０を利用し、４本の線状部材２０を所定の間隔（等間隔）に略平行に配したもの同士を互いに直交させて、交差する箇所で固定してなる。
２．製造方法
上記構成の発光光源の製造方法は、基板にＬＥＤ素子を実装する（基板の配線パターンとＬＥＤ素子との接続を含む。）実装工程、当該実装工程のＬＥＤ素子を封止体で封止する（実際には、封止体を形成する工程でもある。）封止工程と、蛍光体層を基板に装着する装着工程とを含み、蛍光体層を形成する形成工程が、装着工程前であれば、実装工程や封止工程等の前、或いは同時に行われても良い。
発光光源の製造方法は、上記実装工程、封止工程は公知技術を利用することでできるため、ここでは主に蛍光体層の形成工程について説明する。
図５は、蛍光体層の形成方法を示す図であり、左側に蛍光体層の形成状態を、右側に各状態に形成するための形成方法を示す。
蛍光体層は、線状部材を格子状に配置・接合してなる格子状部と外周フレームとから平板状の形状保持体（正確には、形状保持体となる前段階の状態のものであり、便宜上「平板状の形状保持体」という。）３１を形成する第１の形成工程（同図中の「状態ａ」である。）と、平板状の形状保持体３１をドーム状の形状保持体３３に変形させる変形工程（同図中の「状態ｂ」である。）と、ドーム状の形状保持体３３を骨材として透光性樹脂により樹脂体３４を形成する第２の形成工程（同図中の「状態ｃ」である。）と、第２の形成工程後の外周フレームにフレームパッドを取着する取着工程(図示省略）とを経て製造される。
平板状の形状保持体３１（状態ａ）をドーム状の形状保持体３３（状態ｂ）にする方法としては、例えば、一対の型材３９，４１を利用した圧縮成型がある(図中の「方法Ａ」である。）。つまり、一対の型材３９，４１は、ドーム状の形状保持体３３の曲面に対応した凸部３９ａを有する雄型３９と凹部４１ａを有する雌型４１とであり、平板状の形状保持体３１を両型材３９，４１の間に配した状態で、両型材３９，４１をあわせることで、ドーム状の形状保持体３３を得ることができる。
ドーム状の形状保持体３３（状態ｂ）に樹脂体３４を成型する方法Ｂとしては、例えば、射出成型がある（図中の「方法Ｂ」である。）。つまり、成形型４３内に予め形成されている空間（この空間形状は蛍光体層に対応している。）４３ａ内に、上記のドーム状の形状保持体３３を配した状態で透光性樹脂を充填させることで、樹脂体３４の内部に骨格としての形状保持体３３を有する蛍光体層３５が得られる。
なお、取着工程では、例えば、外周フレームとフレームパッドとを溶接等で取着され、これにより蛍光体層７が得られる。
３．実施例
上記構成の発光光源１についての実施例を説明する。
基板３は、絶縁層３ａとして絶縁性アルミナ等のセラミック基板が用いられ、また、金属ベース３ｂとしてアルミ板が用いられ、平面視形状が、一辺が３０（ｍｍ）である正方形状をしている。なお、絶縁層３ａの厚みは０．２（ｍｍ）、金属ベース３ｂの厚みは１．０（ｍｍ）である。
絶縁層３ａの主面に形成されている配線パターン１３は、例えば１０（μｍ）程度の銅箔をエッチングすることで所定のパターンとしている。
ＬＥＤ素子Ｄｎｍは、例えば底面が１．０（ｍｍ）×１．０（ｍｍ）の正方形で、高さが０．２（ｍｍ）の略直方体形状をしており、発光色が青色のＩｎＧａＮ系が使用されている。行方向及び列方向に配されたＬＥＤ素子Ｄｎｍ間のピッチ（ＬＥＤ素子Ｄｎｍの中心同士の間隔である。）は略５．０（ｍｍ）である。
封止体５の樹脂には、例えばシリコーン樹脂が利用され、厚みが約１．２（ｍｍ）である。また、平面視形状は、直径が２０（ｍｍ）である円形状をしている。なお、封止体５を構成する樹脂にシリコーン樹脂を利用しても、封止体５自体の形状が平面形状に近いためその形状が維持され、また、封止体５の形状が変形したとしても、蛍光体材料を含んでいないため色ムラ等を生じるおそれがない。
蛍光体層７は、形状保持体１９の線状部材２０としてステンレスが、樹脂体１７としてシリコーン樹脂が用いられ、その全体形状は、直径が２５（ｍｍ）、高さが１１（ｍｍ）のドーム形状している。
シリコーン樹脂内の蛍光体材料には、例えば黄色発光のものが利用されている。これにより、ＬＥＤ素子Ｄｎｍから発せられた青色光は、蛍光体材料によって色変換され、これらにより発光光源１から白色の光が発せられる。蛍光体材料の含有率は、例えば、昼白色用の蛍光体材料の場合は、８（ｗｔ％）〜１０（ｗｔ％）の範囲（望ましい値は９．１（ｗｔ％）である。）である。この含有率では、所望の色温度での経時的変化を少なくできるからである。
形状保持体１９を構成する線状部材２０は、直径が０．２（ｍｍ）であり、縦弾性率が１９０（ＧＰａ）である。形状保持体１９の格子形状は、同一方向に平行に延出している線状部材２０の間隔Ｌ１，Ｌ２（図２参照）は７．０（ｍｍ）である。
樹脂体１７で用いられている透光性のシリコーン樹脂は、メチル系のゴム状シリコーンであり、可視光領域の透過率が８５（％）で、屈折率が１．４２である。この樹脂体１７の厚みは１．０（ｍｍ）であり、そのシェアー硬度がＡ２０（ＪＩＳＫ６２５３準拠）である。
＜第２の実施の形態＞
図６は、第２の実施の形態に係る照明装置の斜視図である。
照明装置５１は、第１の実施の形態で説明した発光光源１と、当該発光光源１に取着され且つ点灯時における発光光源１から熱を放熱させるためのヒートシンク５３と、ヒートシンク５３を介して発光光源１を保持するホルダ５５と、発光光源１に給電してＬＥＤ素子Ｄｎｍを発光させる点灯回路５７と、当該点灯回路５７を内部に格納する状態で前記ホルダ５５に取着されたケース５９と、当該ケース５９に取着された口金６０と、発光光源１を覆い且つホルダ５５及びケース５９に固着されたグローブ６２とを備える。
ヒートシンク５３は、例えば、アルミ製で、周壁に例えば放熱用のフィンが形成されている。
ホルダ５５は、一方側にヒートシンク５３が、他方側に点灯回路５７がそれぞれ取着されている。ここでは、ホルダ５５は有底筒状をし、底に相当する部分に上記ヒートシンク５３が取り付けられている。
点灯回路５７は、複数の電子部品６４ａ，６４ｂ等が基板６４ｃに実装された状態で、当該基板６４ｃがホルダ５５に、例えば、係止手段、固着手段等を利用して取着されている。
口金６０は、例えば、Ｅ形（所謂エジソンタイプである。）であるＥ２６が利用され、図外のリード線を介して点灯回路５７と接続している。
なお、点灯回路５７は、商業電源を利用してＬＥＤ素子Ｄｎｍを発光させる公知の回路であり、例えば、商業電源から供給された交流電力を直流電力に整流する整流回路、この整流回路により整流された直流電力の電圧値を調整する電圧調整回路等を備える。
グローブ６２は、例えば、Ａ形であり、その内周面には、発光光源１から出射された光を拡散させる拡散膜６２ａが形成されている。なお、グローブ６２の開口部側端部６２ｂは、ホルダ５５の周壁と、当該周壁を被うケース５９の開口側（口金と反対側の端側である。）の端部との間に挿入された状態で、固着剤５８により固着されている。なお、ホルダ５５の外周には、固着剤５８の流下を防止するためのつば部５５ａが全周に亘って形成されている。
＜変形例＞
１．発光光源
第１の実施の形態では、複数（９個である。）のＬＥＤ素子Ｄｎｍが、１つの封止体５により封止され、また、蛍光体層７はドーム状に形成されていたが、１つのＬＥＤ素子Ｄｎｍを１つの封止体で封止するような構造であっても良い。
（１）変形例１
図７は、変形例１に係る発光光源６１の平面図であり、図８は、図７の仮想線分Ｂ−Ｂ線の断面を矢印方向から見た図である。
発光光源６１は、第１の実施の形態と同様に、複数（ここでは、９個）のＬＥＤ素子Ｄｎｍ（ｎ，ｍは、第１の実施の形態と同様に、２以上の自然数である。）と、これらＬＥＤ素子２Ｄｎｍを実装する基板６３と、各ＬＥＤ素子２Ｄｎｍを封止する封止体Ｒｎｍと、蛍光体層６５とを備える。
封止体Ｒｎｍの「ｎ」、「ｍ」は、ＬＥＤ素子Ｄｎｍの「ｎ」、「ｍ」に対応し、第１の実施の形態と同様に、シリコーン樹脂等から形成されている。
蛍光体層６５は、第１の実施の形態と同様に、形状保持体６６と樹脂体６７とからなり、形状保持体６６が樹脂体６７内で骨格として埋め込まれている。なお、形状保持体６６にはステンレス製の線状部材６６ａが、樹脂体６７にはシリコーン樹脂がそれぞれ用いられている。
蛍光体層６５は、図７及び図８に示すように、各ＬＥＤ素子Ｄｎｍに対応する部分に凸状部Ｃｎｍが形成されている。この凸状部Ｃｎｍの「ｎ」、「ｍ」は、ＬＥＤ素子Ｄｎｍの「ｎ」、「ｍ」に対応している。
凸状部Ｃｎｍはドーム状をし、当該ドーム状を構成する円弧の中心となる位置に発光中心が位置するように、円弧の半径が設定されている。ここでの発光中心は、各ＬＥＤ素子の中心である。
形状保持体６６は、図７に示すように、平面視において格子状をしている格子状部と、平面視正方形状をしている外周フレーム６８ａと、外周フレーム６８ａの所定部位に蛍光体層６５を基板６３に装着するためのフレームパッド６８ｂとを有する。
なお、蛍光体層６５は、フレームパッド６８ｂが装着ねじ６９により基板６３に螺着されることで、基板６３に装着される。また、線状部材６６ａは、本来、図７におけるＢ−Ｂ線の位置に存在するが、図面作成上、Ｂ−Ｂ線と重なる位置の線状部材の表示は省略している。
（２）その他
変形例１では、封止体Ｒｎｍと蛍光体層６５の凸状部Ｃｎｍとが、各ＬＥＤ素子Ｄｎｍに対して一対一対応で設けられていたが、例えば、複数個のＬＥＤ素子を１つの封止体で封止し、蛍光体層は、封止体に対応した位置に凸状部を有していても良いし、複数個のＬＥＤ素子を１つの封止体で封止し、当該封止体に対応して１つの凸状部を有するようにしても良い。さらには、複数個のＬＥＤ素子を１つの封止体で封止し、複数個のＬＥＤ素子のそれぞれに対応した位置に凸状部を有していても良い(結果的には凸状部はＬＥＤ素子と同じ数になる。）。
なお、基板、封止体、凸状部及び蛍光体層の形状は、第１の実施の形態や変形例１で説明した形状に限定するものではなく、他の形状であっても良い。
２．樹脂成型品（蛍光体層）
本発明に係る樹脂成型品は、上記実施の形態で説明した内容に限定するものでなく、全体の形状或いは部分的な形状が他の形状で合っても良いし、第１の実施の形態や変形例１では、蛍光体層は、形状保持体と樹脂体とから構成されていたが、他の機能を有する部材と組み合わせても良い。
（１）変形例２−１
図９の（ａ）は、変形例２−１に係る樹脂成型品の縦断面図である。
樹脂成型品７０は、第１の実施の形態と同様に、形状保持体７１と、蛍光体材料を含んだ透光性樹脂からなる樹脂体７２ａと、拡散材料を含んだ透光性樹脂からなる樹脂体７２ｂとを備え、例えば、形状保持体７１の内面側（ＬＥＤ素子側である。）には蛍光体材料を含んだ樹脂体７２ａが、また、外面側には拡散材料を含んだ樹脂体７２ｂがそれぞれ形成され、これら２つの樹脂体７２ａ，７２ｂが形状保持体７１により、その形状が保持されている。
樹脂成型品７０においても基板への装着用のフレームパッド７３が外周フレームに設けられている。なお、変形例２では、第１の実施の形態と同様に、樹脂成型品７０の全体形状はドーム状をしていたが、変形例１（変形例の中で説明した他の例を含む。）のように、封止体、ＬＥＤ素子に対応して複数の凸状部を有するようにしても良い。
本変形例２−１では、拡散材料（例えば、シリカである。）を含んだ樹脂体（７２ｂ）を例にあげて説明したが、他の材料を含むようにしても良い。
さらには、第１の実施の形態、変形例１、変形例２−１では、１つの樹脂体内に１つの機能を持たせる材料（蛍光体材料や拡散材料である。）を含ませていたが、複数の機能を持たせる複数種類の材料を１つの樹脂体内に含ませても良い。
（２）凸状部の形状
実施の形態等では、凸状部の形状はドーム状（円弧或いは楕円状の円弧である。）をしていたが、他の形状、例えば、円錐状（裁頭円錐状を含む。）、多角錐状（裁頭多角錐状を含む。）であっても良い。但し、光源からの光が当該樹脂成型品を通過する際の樹脂成型品内の光路距離が、色ムラ抑制の観点から、略一定となるような形状であることが好ましい。
（３）形状について
実施の形態等では、樹脂成型品は、凸状をした部分を有していたが、例えば、図１４に示すような平板状の樹脂成型品であっても良いし、凹状をした部分を有していても良い。つまり、形状保持体を内部又は外面に有することで、樹脂体がゲル状・ゴム状であっても、樹脂成型品の形状が保持される。
図９の（ｂ）は、変形例２−２に係る樹脂成型品の縦断面図である。
樹脂成型品７６は、同図に示すように、ＬＥＤ素子１０５に対応する部分が、光射出方向に凹入する凹状部分７６ａを有する。なお、本変形例２−２の係る発光光源７４は、基板１０３、反射板１０７、ＬＥＤ素子１０５、封止体７５、樹脂成型品７６を備える。
（４）その他
第１の実施の形態では、蛍光体材料として黄色発光の発光体を使用したが、当然他の蛍光体材料を利用しても良い。なお、ＬＥＤ素子は、青色発光のものに限定するものでなく、蛍光体材料はＬＥＤ素子の発光色に対応して適宜決定すれば良い。
また、透光性樹脂として、第１の実施の形態等ではシリコーン樹脂を用いたが、他の樹脂、例えば、フッ素樹脂を利用しても良く、さらに、シリコーン樹脂とフッ素樹脂とを利用しても良い。
ここで、樹脂体としてゲル状又はゴム状の樹脂を利用する理由は、樹脂体の成型時の応力が小さいためにクラック等が発生し難く、結果的に成型しやすいためである。また、耐熱性が一般的に高く、劣化により脆くなり難いうえ、劣化し始めても、もともと柔らかいために、脆くなるまでの期間が非常に長くなるからである。なお、これらの効果を得るには、透光性樹脂の硬度がＡ８０以下のものが好ましい。
３．樹脂成型品の製造方法
第１の実施の形態における蛍光体層の製造方法の説明では、平板状の形状保持体からドーム状の形状保持体へと変形させた後、当該ドーム状の形状保持体が骨格となるように透光性樹脂で樹脂体を成型していたが、他の方法で樹脂成型品を成型しても良い。
（１）変形例３
図１０は、変形例３に係る樹脂成型品の形成方法を示す図であり、左側に蛍光体層の形成状態を、右側に各状態に形成するための形成方法を示す。
樹脂成型品８４は、線状部材７７ａを格子状に配置・接合してなる格子状部と外周フレーム７７ｂとから平板状の形状保持体７７を形成する第１の形成工程（同図中の「状態ｄ」である。）と、平板状の形状保持体７１を骨材として透光性樹脂からなる樹脂体７８を形成する第２の形成工程（同図中の「状態ｅ」である。）と、前記樹脂体７８をドーム状の形状に変形させる変形工程（同図中の「状態ｆ」である。）と、変形工程後の外周フレーム７７ｂにフレームパッドを取着する取着工程とを経て製造される。
平板状の形状保持体７７（状態ｄ）に樹脂体７８を成型する成型方法としては、例えば、射出成型がある（図中の「方法Ｃ」である。）。つまり、方法Ｃに示すように、形成型８０内に予め形成されている空間（この空間形状は状態ｅの平板状の樹脂成型品８４の立体的形状に対応している。）８０ａ内に上記の平板状の形状保持体７７を配した状態で前記空間８０ａに透光性樹脂を流入させて充填することで、形状保持体７１により保持された樹脂体８１が得られる。
平板状の樹脂体８１（状態ｅ）をドーム状の樹脂成型品８４（状態ｆ）にする形成方法としては、例えば、一対の型材８２，８３を利用した圧縮成型（図中の「方法Ｄ」である。）がある。つまり、一対の型材８２，８３は、ドーム状の樹脂成型品８４の曲面に対応した凸状部８２ａを有する雄型８２と、凹部８３ａを有する雌型８３とであり、平板状の樹脂体８１を両型材８２，８３の間に配した状態で、両型材８２，８３をあわせることで、ドーム状の樹脂成型品８４を得ることができる。
（２）その他
第１の実施の形態及び変形例３では、主に、圧縮成型と射出成型を利用したが、例えば、トランスファー成型、コンプレッション成型を利用しても、樹脂成型品を形成できる。さらに、実施の形態等では外周フレームにフレームパッドを装着して、当該フレームパッドを介して樹脂成型品を基板等に装着していたが、例えば、外周フレームを基板等に直接装着できるような構造としても良い。
このような構造の例としては、外周フレームを径方向に縮径可能な「Ｃ」状に構成し、また基板の樹脂成型品の装着予定領域に外周フレームの径より小さい装着穴を形成しておき、装着時に外周フレームを縮径させて前記装着穴に嵌めるようにしても良い。
４．形状保持体
（１）材料について
第１の実施の形態における形状保持体を構成していた線状部材は、ステンレスを利用したが、他の材料を利用しても良い。他の材料としては、ゲル状又はゴム状の樹脂体の形状をそのまま保持できるようなものであれば良く、例えば、他の金属（タングステン、鉄、銅等である。）、ガラス、セラミック、樹脂のうちのいずれか一つ、又はこれら２つ以上を組みあわせても良い。
また、上記線状部材は、樹脂成型品（蛍光体層）内に埋設されていることから、発光光源から出射される光の影となるおそれがあり、その直径が０．４（ｍｍ）以下が好ましく、また、格子状やその他の形状に形成することを考慮すると、その直径が０．３（ｍｍ）以上が好ましいい。なお、加工性を考慮すると、線状部材の縦弾性率が１３０（ＧＰａ）以上、１９０（ＧＰａ）以下の範囲であることが好ましい。
（２）形状
第１の実施の形態では、形状保持体は、平面視において格子状をしていたが、他の形状であっても良い。
図１１は、変形例に係る形状保持体の構造を示す図である。
同図の（ａ）の形状保持体８５は、複数本、ここでは３本の線状部材８５ａを用い、半径の異なる３個の円を同心状に配した構造をしている。この場合、円の配置位置・ピッチを変えることにより、例えば外周部に多くの円を配置するなどのようにして、特に形状を維持したい部分の強度を上げることができるという効果が得られる。
同図の（ｂ）の形状保持体８６は、複数、ここでは４本の線状部材８６ａを用い、周方向に等間隔を置いた放射状に配した構造をしている。この場合、上方向（紙面と直交する方向である。）からの応力（圧縮応力）に対して形状を維持する強度を向上させることができるという効果が得られる。
同図の（ｃ）の形状保持体８７は、複数、ここでは７本の線状部材８７ａ，８７ｂを用い、３本の線状部材８７ａを半径の異なる円にしたものを同心状に配すると共に、残りの４本の線状部材８７ｂを周方向に等間隔を置いた放射状に配した構造をしている。この場合、どの方向からの変形応力に対しても形状を維持する強度を向上させることができるという効果が得られる。
同図の（ｄ）の形状保持体８８は、１本の線状部材８８ａを用い、渦巻状、つまり、一端を中心付近に配し、当該一端から他端にかけて中心の周りを中心から徐々に離れるように旋回する構造をしている。この場合、一本の線状部材を利用して形成することができるという効果が得られる。
同図の（ｅ）の形状保持体８９は、複数、ここでは５本の線状部材８９ａを、並行に配した構造をしている。この場合、線状部材を並行に配置するだけで形成しやすい（容易に実施することができる。）という効果が得られる。
同図の（ｆ）の形状保持体９０は、上記（ｅ）の形状保持体８９と同様な構成をしているが、各線状部材９０ａがコイル状をした構造をしている。この場合、樹脂との接着面積を増やすことができるため、クラックや剥離の発生を抑制することができ、結果的に樹脂成型品の信頼性を向上させることができるという効果が得られる。
ここでは、６種類の構造について説明したが、本発明ではこれらの構造を組み合わせたものでも良く、例えば、（ｆ）の形状保持体９０で説明したコイル状の線状部材９０ａを、（ｄ）に示すような渦巻き構造にしたものであっても良い。
さらに、ここでは、形状保持材の平面視における外周形状が円形状をしていたが、他の形状、例えば、三角形状等の多角形状、楕円形状であっても良い。また、外周フレームは、線状部材で構成しても良いし、帯状部材で構成しても良い。当然線状部材を利用する場合は、例えば格子状部を構成する線状部材と太さ、材質（弾性率が異なる材料も含む。）等が異なっても良い。
５．照明装置
第２の実施の形態では、樹脂成型品（蛍光体層）７が発光光源１に含まれ、基板３に装着されていたが、樹脂成型品は、発光光源を構成するものでなくても良い。
図１２は、第２の実施の形態に係る照明装置の斜視図である。
照明装置９１は、発光光源９２と、当該発光光源９２に取着され且つ点灯時における発光光源９２から熱を放熱させるためのヒートシンク９３と、ヒートシンク９３を介して発光光源９２を保持するホルダ９４と、発光光源９２に給電してＬＥＤ素子Ｄｎｍを発光させる点灯回路５７と、当該点灯回路５７を内部に格納する状態で前記ホルダ９４に取着されたケース５９と、当該ケース５９に取着された口金６０と、発光光源９２を覆い且つホルダ９４に装着された樹脂成型品（蛍光体層）９５と、樹脂成型品９５を被覆しかつホルダ９４及びケース５９に固着されたグローブ６２とを備える。
このように、樹脂成型品９５は、発光光源９２が取り付けられているホルダ９４に装着されている。この樹脂成型品９５は、図１２に示すように、全体形状が略球状をしている。このような場合においても、発光光源９２から発せられた光が樹脂成型品９５内を通過する距離が均一化して、色ムラ発生を抑制知ることができる。
本発明に係る発光光源、照明装置は、ゲル状・ゴム状の樹脂で蛍光体層を構成しても、その形状が長期間に保持でき、しかも容易に実施することができるのに利用できる。
１，６１ 発光光源
７，６５ 蛍光体層
１７，６７ 樹脂体
１９，６６ 形状保持体
１９ａ 格子状部
１９ｂ，６８ａ 外周フレーム
１９ｃ，６８ｂ フレームパッド
２０，６６ａ 線状部材
５１ 照明装置
Ｄｎｍ ＬＥＤ素子
Ｃｎｍ 凸状部

Claims (19)

  1. 蛍光体材料を含んだ透光性樹脂から形成された樹脂体を有する樹脂成型品であって、
    前記樹脂体の内部又は外面には、前記樹脂体の弾性率よりも高い弾性率を有する一種類以上の線状部材で構成された形状保持体が設けられている
    ことを特徴とする樹脂成型品。
  2. 前記樹脂体は、凸状又は凹状した部分を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成型品。
  3. 前記樹脂成型品は、半導体発光素子を光源として利用する発光光源用であり、
    前記樹脂体は、内側が中空状の凸状した部分を有し、
    前記部分の縦断面形状が円弧状をし、当該円弧の中心となる位置及びその近傍に発光中心が位置するように、前記円弧の半径が設定されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成型品。
  4. 前記形状保持体の平面視形状が、螺旋形状、格子形状、並行線、放射線形状のいずれか一つの形状又は２つ以上を組合せてなる形状である
    ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成型品。
  5. 前記線状部材が、当該線状部材の長手方向に沿って巻回するコイル状である
    ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成型品。
  6. 前記樹脂体がゲル状もしくはゴム状弾性を有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成型品。
  7. 前記樹脂体のショアー硬度が、Ａ８０以下である
    ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成型品。
  8. 前記透光性樹脂がシリコーン樹脂、フッ素樹脂の少なくとも一方を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成型品。
  9. 前記樹脂体は、その内部もしくは外面に顔料、光拡散材料のいずれか一方を少なくとも含有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成型品。
  10. 前記凸状した部分は、その内面側に光拡散材料を、外面側に蛍光体材料を含有している
    ことを特徴とする請求項２に記載の樹脂成型品。
  11. 前記形状保持体が、金属、ガラス、セラミック、樹脂のうち、少なくとも１つ含む材料から構成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成型品。
  12. 前記形状保持体は、その外周に外周フレームを有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成型品。
  13. 前記外周フレームにフレームパッドが設けられている
    ことを特徴とする請求項１２に記載の樹脂成型品。
  14. 配線パターンを主面に備える基板と、前記基板上に実装された半導体発光素子と、請求項１に記載の樹脂成型品とを備える
    ことを特徴とする半導体発光光源。
  15. 前記半導体発光素子の周辺に、樹脂成型品とは別の蛍光体層が配置されている
    ことを特徴とする請求項１４に記載の半導体発光光源。
  16. 請求項１４に記載の半導体発光光源を光源として備えることを特徴とする照明装置。
  17. 凸状又は凹状する部分を有し、少なくとも前記凸状部分又は凹状部分は蛍光体材料を含んだ透光性樹脂体と当該透光性樹脂体の形状を保持する形状保持体とからなる樹脂成型品の製造方法であって、
    前記形状保持体は、前記透光性樹脂体の弾性率よりも高い弾性率を有する一種類以上の線状部材により構成され、
    前記形状保持体を骨格として前記透光性樹脂体を形成する第１工程と、
    前記工程で形状保持体を含んだ前記透光性樹脂体の一部又は全部の形状を凸状又は凹状に圧縮する第２工程とを
    順次行うことを特徴とする樹脂成型品の製造方法。
  18. 凸状又は凹状する部分を有し、少なくとも前記凸状部分又は凹状部分は蛍光体材料を含んだ透光性樹脂体と当該透光性樹脂体の形状を保持する形状保持体とからなる樹脂成型品の製造方法であって、
    前記形状保持体は、前記透光性樹脂体の弾性率よりも高い弾性率を有する一種類以上の線状部材により構成され、
    前記形状保持体を凸状又は凹状に変形させる第１工程と、
    変形後の形状保持体を骨格として前記透光性樹脂体を形成する第２工程とを
    順次行うことを特徴とする樹脂成型品の製造方法。
  19. 前記第２の工程に続いて、加熱処理によって前記透光性樹脂体を完全硬化させる第３の工程を行う
    ことを特徴とする請求項１７に記載の樹脂成型品の製造方法。

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