JPWO2019059047A1 - 発光装置、照明装置、及び発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

封止材の損傷を抑えること。ＬＥＤ２８を実装したＬＥＤ実装基板２２と、前記ＬＥＤ実装基板２２を収める収容凹部２０が設けられたケース２と、を有し、前記収容凹部２０の底面２４に前記ＬＥＤ実装基板２２が配置された発光装置１において、前記収容凹部２０に充填され、前記ＬＥＤ実装基板２２を封止する透光性の封止材５０と、前記封止材５０の表面５０Ａに設けられる透光性の保護カバー４と、を備え、前記保護カバー４は、当該保護カバー４と前記収容凹部２０との間に隙間δをあけて設けられ、前記隙間δには、柔軟性を有する接着剤１２が充填され、当該接着剤１２によって前記保護カバー４が前記収容凹部２０に結合されている。

Description

本発明は、発光装置、照明装置、及び発光装置の製造方法に関する。

従来、上面が開口したパッケージに、発光素子が実装された基板を収めた発光装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３参照）。また、特許文献３には、パッケージの内部を封止材で封止するとともに、上面開口に沿ってパッケージの内壁に切欠きを設け、ガラス板等の透光板を切欠きに嵌め込み固定し、当該透光板の側面に沿ってパッケージの内部を密閉する技術が示されている。

特開２０１６−１０３６３６号公報 特開２０１３−４５６０６号公報 特開２０１１−１０８８８９号公報

特許文献３の技術では、パッケージの内部の封止材と、パッケージの上面開口に嵌め込み固定された透光板とが密着している場合、発光装置の製造時や点灯使用時に、封止材にクラック等の損傷が生じることがある。

本発明は、封止材の損傷を抑えることができる発光装置、照明装置、及び発光装置の製造方法を提供することを目的とする。

この明細書には、２０１７年９月２０日に出願された日本国特許出願・特願２０１７−１８０４５３の全ての内容が含まれる。
本発明は、発光素子を実装した実装基板と、前記実装基板を収める収容凹部が設けられたケースと、を有し、前記収容凹部の底面に前記実装基板が配置された発光装置において、前記収容凹部に充填され、前記実装基板を封止する透光性の封止材と、前記封止材の表面に設けられる透光性の保護部材と、を備え、前記保護部材は、当該保護部材と前記収容凹部との間に隙間をあけて設けられ、前記隙間には、柔軟性を有する接着剤が充填され、当該接着剤によって前記保護部材が前記収容凹部に結合されている、ことを特徴とする。

本発明は、上記発光装置において、前記保護部材の全周に亘って前記収容凹部との間に前記隙間が設けられている、ことを特徴とする。

本発明は、上記発光装置において、前記保護部材は、前記封止材の表面に隙間なく接着されている、ことを特徴とする。

本発明は、上記発光装置において、前記収容凹部には、前記保護部材の位置を決める位置決め部材が設けられている、ことを特徴とする。

本発明は、上記発光装置において、前記発光素子と前記保護部材との間に、前記発光素子の光を受けて蛍光を発する蛍光体層を備える、ことを特徴とする。

本発明は、上記発光装置において、前記収容凹部の底面には、前記実装基板に電気的に接続される電気配線が通る配線孔が貫通し、前記実装基板が前記配線孔を塞ぐ、ことを特徴とする。

本発明は、上記発光装置において、前記電気配線の先端部には、前記実装基板の実装面に引っ掛かり、当該実装面にはんだ付けにより電気的に接続される差込金具が設けられている、ことを特徴とする。

本発明は、上記発光装置において、前記発光素子は、表面実装型またはチップオンボード型のＬＥＤであることを特徴とする。

本発明は、上記のいずれかに記載の発光装置を光源に備えたことを特徴とする照明装置を提供する。

本発明は、発光素子を実装した実装基板と、前記実装基板を収める収容凹部が設けられたケースと、を有し、前記収容凹部の底面に前記実装基板が配置された発光装置の製造方法において、前記ケースの前記収容凹部に前記実装基板を配置し、前記収容凹部の中に、透光性の封止材を充填し、当該封止材を硬化させる工程と、透光性の保護部材を、当該保護部材と前記収容凹部との間に隙間をあけた状態で前記封止材の表面に設ける工程と、前記保護部材と前記収容凹部との間の前記隙間に、柔軟性を有する接着剤を充填し、当該接着剤によって前記保護部材を前記収容凹部に結合する工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、発光装置の製造時や点灯使用時において、熱によって封止材、及び保護部材が膨張、及び収縮する際の力が、保護部材と収容凹部との間の隙間の接着剤によって緩和される。これにより、封止材から保護部材が剥離する等して当該封止材に生じるクラック等の損傷発生が抑えられる。
なお、本発明において、保護部材が収容凹部の大半を占める構成とすれば、気密性を大幅に向上させることができ、外気による発光素子の劣化を防ぐこともできる。

図１は、本発明の実施形態に係る発光装置の構成を示す斜視図である。 図２は、発光装置の構成を示す四面図であり、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は正面図、図２（Ｃ）は背面図、図２（Ｄ）は側面図である。 図３は、図２（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を模式的に示す図である。 図４は、発光装置の分解斜視図である。 図５は、回路基板の構成を示す平面図である。 図６は、差込金具の構成を示す斜視図である。 図７は、発光装置の製造工程を示す図である。 図８は、防爆形照明装置の構成を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る発光装置１の構成を示す斜視図である。図２は発光装置１の構成を示す四面図であり、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は正面図、図２（Ｃ）は背面図、図２（Ｄ）は側面図である。
発光装置１は、各種の照明装置の光源に用いられる装置であり、図１、及び図２に示すように、ケース２と、保護カバー４と、を備えている。本実施形態の発光装置１は、防爆構造を有した機器として構成されており、燃発性ガスが発生し得る各種プラントや倉庫といった箇所でも使用可能になっている。

ケース２は、厚みが薄い直方体状の部材のケース上面２Ａに、光を出射する略矩形の収容凹部２０（図３）が形成された容器体であり、強度、耐食性、及び熱伝導性に優れた物質（例えばアルミニウム合金）を材料とした鋳造によって形成されている。このケース２には、耐食性を高めるために、アルマイト処理などの表面処理が施されている。また、収容凹部２０の開放端が発光装置１の出射開口６を構成し、当該出射開口６から照射光が出射される。
ケース２の外側面には、側方に突出した複数（図示例では４つ）の固定片８が一体に設けられている。固定片８の各々にはケース２の表裏面に貫通したねじ孔１０が形成されており、ねじ孔１０の各々に固定ねじが通されて、発光装置１が照明装置等に固定される。

図２（Ｃ）に示すように、ケース裏面２Ｂには、貫通孔である複数（図示例では２つ）の配線孔１３が形成されており、配線孔１３の各々には電気配線１４が通されている。また、配線孔１３の各々は、充填剤１６が充填されることで隙間なく気密に密閉されている。充填剤１６には、絶縁性を有する材料が好適に用いられ、本実施形態ではエポキシ樹脂が用いられている。

保護カバー４は、透光性を有し、なおかつ、物理的な接触に対する保護に適した硬質な材料（例えば、ガラス材など）から形成された部材であり、矩形の板状を成し、収容凹部２０に、ケース上面２Ａと略面一に配置されている。保護カバー４は、収容凹部２０の開放端の平面視形状よりも一回り小さいサイズの略相似形状に形成されており、保護カバー４の全周に亘って、収容凹部２０との間に隙間δをあけて配置されている。保護カバー４の縁部４Ａと収容凹部２０との間の隙間δには、柔軟性を有する接着剤１２が充填されており、接着剤１２によって気密に密閉され、また、この接着剤１２と後述する封止材５０とによって保護カバー４がケース２に脱落不能に結合されている。

次いで、発光装置１の内部構造について説明する。

図３は、図２（Ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ断面の構成を模式的に示す図である。図４は、発光装置１の分解斜視図である。
図３、及び図４に示すように、ケース２のケース上面２Ａには収容凹部２０が設けられている。収容凹部２０は、ケース上面２Ａからケース裏面２Ｂに向かって柱状に凹んだ形状を成し、収容凹部２０の内側面２０Ａが、ケース上面２Ａ、及びケース裏面２Ｂに対して略垂直に設けられ、また、収容凹部２０の開口端である上記出射開口６と底面２４とは略同一寸法形状を成している。この底面２４には、発光装置１の光源であるＬＥＤ実装基板２２が固定されている。

ＬＥＤ実装基板２２は、電気的絶縁、及び熱伝導性に優れたセラミックから成る平面視矩形状の基板２２Ａと、この基板２２Ａの表面に設けられた回路基板２２Ｂと、を備え、この回路基板２２Ｂに多数のＬＥＤ２８、及びヒューズやバリスタ等の電子回路部品が実装されている。ＬＥＤ実装基板２２の裏面は、収容凹部２０の底面２４に熱的に結合し、ＬＥＤ２８の発熱がＬＥＤ実装基板２２からケース２へ伝えられて放熱される。

図３に示すように、収容凹部２０の内部は、所定の深さＤまで隙間無く充填された封止材５０によって封止されており、この封止材５０によってＬＥＤ実装基板２２の実装部品（ＬＥＤ２８など）が保護されている。封止材５０には、ＬＥＤ２８の光を効率良く透過する透光性を有し、なおかつ、加熱によって硬化する材料が用いられており、本実施形態ではシリコーン樹脂が用いられている。

収容凹部２０において、封止材５０の表面５０Ａは略平坦になされており、この表面５０Ａに上記保護カバー４が接着されている。封止材５０の深さＤは、保護カバー４の表面４Ｓ１がケース上面２Ａの出射開口６と略面一になるように調整されている。

また、収容凹部２０には蛍光体層５２が設けられている。蛍光体層５２は、ＬＥＤ２８の光を受けて蛍光を発する蛍光体から成る層状の部材である。本実施形態では、蛍光体層５２が、保護カバー４の裏面４Ｓ２に、ＬＥＤ２８の直上に位置する範囲に亘って、薄膜状に形成されている。

この保護カバー４は、上述の通り、全周に亘ってケース２の収容凹部２０との間に隙間δを設けて配置される。図４に示すように、収容凹部２０の内側面２０Ａには、内側に突出する複数の突出部５４が設けられており、これらの突出部５４が保護カバー４の縁部４Ａに係合することで、保護カバー４が位置決めされる。この位置決めにより、保護カバー４の全周に隙間δが生じ、なおかつ、ＬＥＤ実装基板２２のＬＥＤ２８の真上に蛍光体層５２が位置するように保護カバー４が配置される。

保護カバー４の全周の隙間δには、上述の通り、接着剤１２が充填され、この接着剤１２と封止材５０とにより保護カバー４がケース２の収容凹部２０に脱落不能に結合される。この接着剤１２には、接着性に加え硬化状態においても柔軟性を有する材料が用いられ、本実施形態では、シリコーンシーラントが用いられている。そして、接着剤１２が柔軟性を有することで、封止材５０の損傷が抑えられているが、これについては後述する。

図５は、回路基板２２Ｂの構成を示す平面図である。
同図に示すように、回路基板２２Ｂの表面には、所定の電気回路を構成する配線パターン２６が形成されており、この配線パターン２６に、多数のＬＥＤ２８などの電子回路部品が接続されている。
ＬＥＤ２８は、ベアチップ型の発光素子であり、所定の色（本実施形態では青色）の光を発する。ＬＥＤ２８のそれぞれは、互いに所定の間隔をあけて格子状に回路基板２２Ｂに配列されている。この配列において、直列に並んだ７個のＬＥＤ２８が１個の直列回路３０Ａを構成し、並列に並んだ１１個の直列回路３０Ａが１個の並列回路３０Ｂを構成している。

図５に示すように、配線パターン２６には、並列回路３０Ｂを挟んで一対の配線接続ランド３２が設けられている。配線接続ランド３２は、電気配線１４が接続される導電部である。配線接続ランド３２は、ＬＥＤ実装基板２２を貫通して形成された貫通孔３４Ａと、この貫通孔３４Ａの周囲に設けられた銅箔等の導電部３４Ｂと、によって形成されている。
図４に示すように、配線接続ランド３２の貫通孔３４Ａは、ケース２の配線孔１３に対応した位置に設けられている。そして、ケース裏面２Ｂから配線孔１３に差し込まれた電気配線１４は、その先端部１４Ａが配線接続ランド３２の貫通孔３４Ａを通って回路基板２２Ｂの表面に至り、配線接続ランド３２の導電部３４Ｂにはんだ付けにより電気的に接続される。

図６は、差込金具３６の構成を示す斜視図である。
本実施形態では、電気配線１４と配線接続ランド３２とは、差込金具３６を用いて電気的に接続される。
詳述すると、電気配線１４の先端部１４Ａは、表面を覆う絶縁皮膜が除去されて、芯材である導線材４０が約５ｍｍの長さに亘って剥き出した状態になされており、ＬＥＤ実装基板２２への接続時には、この導線材４０に差込金具３６が装着される。差込金具３６は、ＬＥＤ実装基板２２の裏面側から貫通孔３４Ａに差し込まれ、回路基板２２Ｂの表面に至り、配線接続ランド３２に引っ掛かる導電性の金具である。具体的には、図６に示すように、差込金具３６は、線材保持部４２と、ランド係合部４４とを有している。

線材保持部４２は、導線材４０に沿って延びるとともに、当該導線材４０を複数の爪部４２Ａで挟み込んで挟持する部材であり、ＬＥＤ実装基板２２の裏面側から貫通孔３４Ａに差し込まれる。ランド係合部４４は、線材保持部４２の先端部に設けられた返し４４Ａを有し、返し４４Ａが回路基板２２Ｂの実装面に引っ掛かることで係合し、配線接続ランド３２の導電部３４Ｂと接続される。返し４４Ａは、Ｊ字状に折れ曲がった形状を成し、貫通孔３４Ａから回路基板２２Ｂの表面側に引き出されて当該表面から引抜不能に係合し、配線接続ランド３２の導電部３４Ｂにはんだ付けにより電気的に接続される。
差込金具３６を電気配線１４の先端部１４Ａに装着することで、発光装置１の製造時には、ＬＥＤ実装基板２２の裏面側から差込金具３６を差し込み、回路基板２２Ｂの実装面の配線接続ランド３２に簡単に係合させることができる。

この差込金具３６を用いた電気配線１４と配線接続ランド３２との電気的接続構造においては、先端部１４Ａすなわち、電気配線１４の導線材４０、及び線材保持部４２が充填剤１６で絶縁されることで、防爆構造に要求される電気的絶縁が確保されている。また、ＬＥＤ実装基板２２についても、封止材５０で封止されることで絶縁されており、いわゆる充電部が空間を介して設けられていない構成となっている。

図７は、発光装置１の製造工程を示す図である。
上述の構成の発光装置１は、同図に示す手順にて製造される。
先ず、基板２２Ａの表面に設けられた回路基板２２Ｂの実装面にＬＥＤ２８を実装し、ＬＥＤ実装基板２２を製造する（ステップＳ１）。ＬＥＤ２８の実装には、ダイボンドやワイヤボンドを好適に用いることができる。

次いで、ＬＥＤ実装基板２２をケース２の収容凹部２０の底面２４に、熱伝導接着剤６０を用いて固定する（ステップＳ２）。熱伝導接着剤６０は、熱伝導性に優れ、加熱によって固着する接着剤であり、例えば高熱伝導性シリコーン系接着剤が好適に用いられる。また、このステップＳ２においては、ＬＥＤ実装基板２２が底面２４に固定されることで、ケース裏面２Ｂの配線孔１３がＬＥＤ実装基板２２によって塞がれた状態となる。

次に、電気配線１４の先端部１４Ａに差込金具３６を装着し、差込金具３６をケース裏面２Ｂから配線孔１３に通し、ＬＥＤ実装基板２２の裏面側から差し込む。そして当該差込金具３６が回路基板２２Ｂに係合し、当該差込金具３６を回路基板２２Ｂに半田付けする（ステップＳ３）。その後、配線孔１３に充填剤１６を充填し、充填剤１６を硬化させることで気密に密閉する（ステップＳ４）。この充填剤１６には、加熱によって硬化するエポキシ樹脂が用いられる。

次いで、ケース２の収容凹部２０に封止材５０を充填し、封止材５０を硬化させ、ＬＥＤ実装基板２２を封止する（ステップＳ５）。この封止材５０には、加熱によって硬化するシリコーン樹脂が用いられる。

次に、保護カバー４の裏面４Ｓ２に蛍光体層５２が設けられた保護カバー４を、その全周と収容凹部２０との間に隙間δが設けられるように硬化後の封止材５０の表面５０Ａに配置するとともに、この保護カバー４の裏面４Ｓ２を表面５０Ａに隙間無く密接させた状態で接着することによって保護カバー４を封止材５０の表面５０Ａに設ける（ステップＳ６）。具体的には、封止材５０の表面５０Ａの全面に、未硬化の封止材５０を薄く塗布した後、封止材５０に保護カバー４を重ね、その後、加熱することで、保護カバー４を封止材５０に接着する。封止材５０に保護カバー４を重ねる際には、両者の界面に気泡が生じないように重ねられ、余分な封止材５０を保護カバー４の全周と、収容凹部２０との隙間δに逃がすことで気泡による光のロスが抑えられている。

最後に、保護カバー４の全周の隙間δに接着剤１２を充填し、接着剤１２を硬化させることで、保護カバー４を収容凹部２０に脱落不能に結合する（ステップＳ７）。

なお、図７に示す製造工程では、ステップＳ３において配線孔１３がＬＥＤ実装基板２２によって塞がれた状態になるので、ステップＳ４において配線孔１３を充填剤１６で塞ぐ前に、ステップＳ５を実施して封止材５０を収容凹部２０に充填してもよい。

ところで、発光装置１の構造においては、ＬＥＤ実装基板２２が封止材５０に封止され、ＬＥＤ実装基板２２の発熱が封止材５０に直接的に伝わる。このため、発光装置１の製造時の加熱（特に図７、ステップＳ６）や点灯時のＬＥＤ２８の発熱により、封止材５０が熱膨張し、また温度の低下に伴って収縮する。さらに、収容凹部２０は、封止材５０によって、その大半が略隙間無く埋められており、収容凹部２０の内側に、封止材５０の膨張、及び収縮による変形を受ける空間が無い。このため、封止材５０が膨張すると、封止材５０の表面５０Ａに膨出変形が生じる。

このとき、例えば上述の特許文献３のように、仮に保護カバー４がケース２に嵌め込み移動不能に固定されていると、封止材５０の膨張及び収縮時の力が、そのまま封止材５０自身に加わり、封止材５０に損傷が生じることがある。特に、保護カバー４が封止材５０の表面５０Ａに固定されている場合には、保護カバー４が移動できないため、封止材５０が収縮する際に保護カバー４が封止材５０の表面５０Ａから剥離し、これにより封止材５０にクラックが生じることもある。このような封止材５０の損傷は、ＬＥＤ２８の配線の断線による不点灯や、光のロスを生じさせ、効率の低下につながる。

また、本実施形態において、回路基板２２Ｂには、多数のＬＥＤ２８が設けられ、さらに、これらが比較的狭い間隔で配置されているため、単位面積あたりの発熱も多くなっている。具体的には、前掲図５に示した回路基板２２Ｂの横幅Ｌａが約６５ｍｍであり、縦幅Ｌｂが約２５ｍｍとなっている。また、ＬＥＤ２８の平面視サイズは約１．０ｍｍ×１．５ｍｍであり、直列回路３０Ａでは、ＬＥＤ２８が約３ｍｍの配置間隔Ａ１で配置され、直列回路３０Ａが約４ｍｍの配置間隔Ａ２で並列に配置されている。

そこで本実施形態の発光装置１においては、上述の通り、接着性に加え、硬化状態においても柔軟性を有する材料である接着剤１２を用いて、保護カバー４がケース２の収容凹部２０に結合されている。この結果、熱による封止材５０の膨張、及び収縮に連動して保護カバー４が移動し、接着剤１２の柔軟性によって保護カバー４が収容凹部２０との結合を維持することができる。これにより、封止材５０の膨張、及び収縮に伴って当該封止材５０自身に加わる力が緩和され、また、封止材５０から保護カバー４が剥離することもないため、封止材５０におけるクラックなどの損傷の発生が抑えられることとなる。

また、保護カバー４の縁部４Ａと収容凹部２０との間の隙間δが、保護カバー４の全周に亘って設けられることで、保護カバー４の移動方向の自由度が高くなっている。これにより、封止材５０の膨張、及び収縮による力が、保護カバー４に対しどのような方向に加わっても、この力が緩和される方向に保護カバー４が動き、封止材５０の損傷を、より確実に防止することができる。

図８は、本実施形態に係る防爆形照明装置７０の構成を示す斜視図である。
防爆形照明装置７０は、防爆構造として構成された照明装置であり、図８に示すように、上述の発光装置１と、ベース体７２と、を備えている。
ベース体７２は、発光装置１と、商用電力を供給する電力線とを結線する容器体であり、鋳造によって成型されている。このベース体７２は、略直方体の本体７４と、この本体７４の側面に設けられた一組のケーブルグランド７６とを有し、本体７４の上面に、発光装置１がケース裏面２Ｂを密着させた状態で、ねじ止め固定されている。本体７４の上面には孔部が形成されており、発光装置１につながる電気配線１４が孔部を通じて本体７４の内部に引き込まれる。
ケーブルグランド７６は、電力線を本体７４の内部に引き込むための部材である。ケーブルグランド７６から本体７４に引き込まれた電力線が当該本体７４の内部で、発光装置１の電気配線１４と結線され、当該発光装置１に電力が供給される。

発光装置１は、上述の通り、防爆構造を有するため、この防爆形照明装置７０のように、ベース体７２の表面に固定するだけで、防爆型の照明装置を簡単に構成できる。

なお、防爆形照明装置７０において、発光装置１の隙間δに充填されている接着剤１２を上から覆い隠すように、保護カバー４の縁部４Ａの全周を、可撓性を有する可撓性材（例えば、アルミテープ等）で被覆してもよい。これにより、使用雰囲気によって、接着剤１２にガス腐食等の劣化を生じることがなく、さらに、隙間δの気密性を維持することができる。

上述した実施形態によれば、次のような効果を奏する。

本実施形態の発光装置１では、保護カバー４が収容凹部２０との間に隙間δをあけて配置され、この隙間δには、柔軟性を有する接着剤１２が充填され、当該接着剤１２によって保護カバー４が収容凹部２０に結合されている。
これにより、発光装置１の製造時や点灯時の熱によって封止材５０が膨張、及び収縮する場合でも、膨張、及び収縮の力に応じて保護カバー４が収容凹部２０との結合を維持したまま移動し、また、封止材５０自身に加わる力も緩和されるため、封止材５０にクラックなどの損傷が発生することが抑えられる。

本実施形態の発光装置１では、保護カバー４の全周に亘って収容凹部２０との間に隙間δが設けられているので、封止材５０の膨張、及び収縮によって、保護カバー４に対しどのような方向に力が加わっても、この力が緩和される方向に封止材５０が動くことができる。

本実施形態の発光装置１では、保護カバー４は、封止材５０の表面５０Ａに隙間なく接着されているので、当該隙間による光のロスが抑えられ、効率が高められる。また、上述のように、封止材５０が収縮する場合も、当該収縮によって発生する力に応じて保護カバー４が移動するため、封止材５０から保護カバー４が剥離することがなく、封止材５０と保護カバー４の間にクラック等の損傷が発生することが抑えられる。

本実施形態の発光装置１では、収容凹部２０に、保護カバー４の位置を決める突出部５４が設けられているので、保護カバー４の縁部４Ａの全周に隙間δが生じるように保護カバー４が正確、かつ、簡単に配置される。

本実施形態の発光装置１は、ＬＥＤ２８と保護カバー４との間に、ＬＥＤ２８の光を受けて蛍光を発する蛍光体層５２を備えている。上述の通り、突出部５４が収容凹部２０に設けられているので、ＬＥＤ実装基板２２のＬＥＤ２８の真上に蛍光体層５２が位置するように、保護カバー４が正確に配置できる。

本実施形態の発光装置１では、収容凹部２０の底面２４に、ＬＥＤ実装基板２２に電気的に接続される電気配線１４が通る配線孔１３が貫通し、配線孔１３をＬＥＤ実装基板２２が塞いでいるので、収容凹部２０の気密性が高められる。また、発光装置１の製造時には、封止材５０を収容凹部２０に充填する前に、配線孔１３に充填剤１６を充填して閉じる必要がないので、製造工程の自由度が高められる。

本実施形態の発光装置１では、電気配線１４の先端部１４Ａには、ＬＥＤ実装基板２２の裏面側から差し込まれ、ＬＥＤ実装基板２２の実装面である回路基板２２Ｂの表面に引っ掛かり、当該表面から引抜不能に係合する差込金具３６が設けられている。
これにより、発光装置１の製造時には、差込金具３６を配線孔１３に差し込むだけで、回路基板２２Ｂへ引抜不能に係合させることができるので、製造が容易になる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様の例示であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において任意に変形、及び応用が可能である。

上述した実施形態では、保護カバー４が出射開口６の平面視形状よりも一回り小さいサイズの略相似形状に形成されることで、保護カバー４の全周と、出射開口６との間に隙間δが設けられるようにした。しかしながら、保護カバー４の全周に隙間δが設けられる形状であれば、保護カバー４の形状は任意である。

上述した実施形態では、保護カバー４の縁部４Ａの全周に隙間δを設けたが、これに限らない。すなわち、熱による封止材５０の膨張、及び収縮に応じて保護カバー４が移動し、封止材５０における損傷発生が抑えることができれば、保護カバー４の一部がケース２の収容凹部２０と接していてもよい。

上述した実施形態では、保護カバー４の裏面４Ｓ２に、蛍光体層５２を設けたが、蛍光体層５２は、ＬＥＤ２８と保護カバー４の間であって、ＬＥＤ２８を覆う箇所であれば、任意の位置に設けることができる。例えば、次のようにして、封止材５０に蛍光体層５２を設けることもできる。すなわち、図７のステップＳ５において、封止材５０を収容凹部２０に充填した後、封止材５０を硬化させる前に、封止材５０に蛍光体層５２の元となる材料を投入し、封止材５０に膜状に拡散または沈殿させ、この状態で、封止材５０を硬化させる。
これにより、封止材５０による封止と合わせて、蛍光体層５２を形成することができ、製造工程の合理化を図ることができる。

上述した実施形態において、保護カバー４の表面に、配光を制御する光学部材の一例であるレンズ部を設けてもよい。当該レンズ部としては、例えばシリンドリカルレンズを好適に用いることができる。この場合において、レンズ部は、ＬＥＤ２８の実装位置や配列に対応した位置や形状にできる。例えばＬＥＤ２８が直線状に複数列に配列されている場合、レンズ部は、直線ごとに当該直線に沿って延びる複数のシリンドリカルレンズを備えてもよい。

上述した実施形態において、ＬＥＤ２８としてＳＭＤ型（表面実装型）のＬＥＤを用いてもよい。ＳＭＤ型のＬＥＤは、キャビティ内にＬＥＤチップを実装し、蛍光体を分散させた樹脂で当該キャビティ内を封止したものである。この場合には、発光装置１に蛍光体層５２を設けなくてもよい。
また、ＳＭＤ型（表面実装型）のＬＥＤ２８に代えて、回路基板２２Ｂの実装面に設けたＣＯＢ型（チップオンボード型）型のＬＥＤを用いてもよい。

上述した実施形態において、収容凹部２０の底面２４には、ＬＥＤ２８などの発熱部品の発熱を放熱する放熱部材を設けてもよい。放熱部材としては、例えば冷却フィンや、冷媒が流れる冷媒管などを用いることができる。

上述した実施形態では、発光素子としてＬＥＤ２８を例示したが、これに限らず、半導体レーザー素子等の他の素子を用いることもできる。

１ 発光装置
２ ケース
２Ａ ケース上面
２Ｂ ケース裏面
４ 保護カバー（保護部材）
４Ａ 縁部
６ 出射開口
１２ 接着剤
１３ 配線孔
１４ 電気配線
１４Ａ 先端部
２０ 収容凹部
２２ ＬＥＤ実装基板（実装基板）
２２Ｂ 回路基板（実装面）
２４ 収容凹部の底面
２８ ＬＥＤ（発光素子）
３６ 差込金具
４４ ランド係合部
４４Ａ 返し
５０ 封止材
５２ 蛍光体層
５４ 突出部（位置決め部材）
７０ 防爆形照明装置（照明装置）
δ 隙間

この明細書には、２０１７年９月２０日に出願された日本国特許出願・特願２０１７−１８０４５３の全ての内容が含まれる。
本発明は、発光素子を実装した実装基板と、前記実装基板を収める収容凹部が設けられたケースと、を有し、前記収容凹部の底面に前記実装基板が配置された発光装置において、前記収容凹部に充填され、前記実装基板を封止する透光性の封止材と、前記封止材の表面に設けられる透光性の保護部材と、を備え、前記保護部材は、前記封止材に裏面が接触し、当該保護部材の全周と前記収容凹部との間に隙間をあけて設けられ、前記隙間には、柔軟性を有する接着剤が充填され、当該接着剤によって前記保護部材が前記収容凹部に結合されている、ことを特徴とする。

本発明は、発光素子を実装した実装基板と、前記実装基板を収める収容凹部が設けられたケースと、を有し、前記収容凹部の底面に前記実装基板が配置された発光装置の製造方法において、前記ケースの前記収容凹部に前記実装基板を配置し、前記収容凹部の中に、透光性の封止材を充填し、当該封止材を硬化させる工程と、透光性の保護部材の全周と前記収容凹部との間に隙間をあけた状態で、前記封止材の表面に、前記保護部材の裏面を接触させる工程と、前記保護部材の全周と前記収容凹部との間の前記隙間に、柔軟性を有する接着剤を充填し、当該接着剤によって前記保護部材を前記収容凹部に結合する工程と、を有することを特徴とする。

Claims (10)

1. 発光素子を実装した実装基板と、前記実装基板を収める収容凹部が設けられたケースと、を有し、前記収容凹部の底面に前記実装基板が配置された発光装置において、
   前記収容凹部に充填され、前記実装基板を封止する透光性の封止材と、
   前記封止材の表面に設けられる透光性の保護部材と、を備え、
   前記保護部材は、当該保護部材と前記収容凹部との間に隙間をあけて設けられ、
   前記隙間には、柔軟性を有する接着剤が充填され、当該接着剤によって前記保護部材が前記収容凹部に結合されている、
   ことを特徴とする発光装置。
2. 前記保護部材の全周に亘って前記収容凹部との間に前記隙間が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 前記保護部材は、前記封止材の表面に隙間なく接着されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
4. 前記収容凹部には、前記保護部材の位置を決める位置決め部材が設けられている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光装置。
5. 前記発光素子と前記保護部材との間に、前記発光素子の光を受けて蛍光を発する蛍光体層を備える
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発光装置。
6. 前記収容凹部の底面には、前記実装基板に電気的に接続される電気配線が通る配線孔が貫通し、前記実装基板が前記配線孔を塞ぐ、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発光装置。
7. 前記電気配線の先端部には、前記実装基板の実装面に引っ掛かり、当該実装面にはんだ付けにより電気的に接続される差込金具が設けられている、ことを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
8. 前記発光素子は、表面実装型またはチップオンボード型のＬＥＤであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の発光装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の発光装置を光源に備えたことを特徴とする照明装置。
10. 発光素子を実装した実装基板と、前記実装基板を収める収容凹部が設けられたケースと、を有し、前記収容凹部の底面に前記実装基板が配置された発光装置の製造方法において、
    前記ケースの前記収容凹部に前記実装基板を配置し、前記収容凹部の中に、透光性の封止材を充填し、当該封止材を硬化させる工程と、
    透光性の保護部材を、当該保護部材と前記収容凹部との間に隙間をあけた状態で前記封止材の表面に設ける工程と、
    前記保護部材と前記収容凹部との間の前記隙間に、柔軟性を有する接着剤を充填し、当該接着剤によって前記保護部材を前記収容凹部に結合する工程と、
    を有することを特徴とする発光装置の製造方法。

Images