KR20100037163A - 발광 장치, 조명 장치 및 조명 장치를 구비한 클린룸 - Google Patents

발광 장치, 조명 장치 및 조명 장치를 구비한 클린룸 Download PDF

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KR20100037163A
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다이지 모리모또
후미오 고꾸보
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Abstract

반도체 발광 소자와, 반도체 발광 소자로부터의 광에 여기되는 형광체와, 형광체를 갖고 반도체 발광 소자를 덮는 밀봉 수지를 구비하는 발광 장치에 있어서, 밀봉 수지가 갖는 형광체에 의해 특정한 파장 성분에 반응하는 감광성 물질이 반응하지 않도록 특정한 파장 성분을 억제한다. 복수의 반도체 발광 소자를 구비하는 조명 장치에 있어서, 특정한 파장에 반응하는 감광성 물질이 감광하는 것을 방지하기 위하여 특정한 파장을 억제하는 제어부를 구비한다. 클린 룸은 이러한 조명 자치를 구비하고 있다.

Description

발광 장치, 조명 장치 및 조명 장치를 구비한 클린룸{LIGHT EMITTING DEVICE, ILLUMINATING APPARATUS AND CLEAN ROOM PROVIDED WITH ILLUMINATING APPARATUS}
본 발명은, 발광 다이오드(이하 LED라고 기재한다)를 사용한 발광 장치, 발광 장치를 구비한 조명 장치 및 조명 장치를 구비한 클린룸에 관한 것이다.
반도체 집적 회로(IC)나 액정 표시 장치라는 전자 디바이스의 제조 공정의 일부는 통상 클린룸 내에서 행하여진다. 클린룸에서는 천장면에 설치된 HEPA(고 기능) 필터를 통과시켜 청소된 공기가 분출되고, 분출된 공기는 기류에 의해 실내의 먼지를 운반하여 바닥면으로부터 흡입된다. 그리고, 다시 HEPA 필터에 의해 먼지가 제거된 공기가 천장으로부터 분출된다는 순환에 의해 실내의 공기는 청정하게 유지되고 있다.
일반적으로 반도체 제조 공정 및 액정 표시 장치 제조 공정에 있어서는, 특정 파장을 갖는 광에 노광됨으로써 용해성 등의 물성이 변화하는 포토레지스트를 사용하여, 미세한 회로 패턴을 전사하는 소위 패터닝 작업이 행하여진다. 회로 패턴은 서브마이크로미터 단위의 것이 많으므로, 패터닝 작업은 진애가 없는 클린룸에서 행하여지고 있다. 한편, 포토레지스트, UV 수지 등을 반응·경화시키기 위하여 사용되는 광으로서는 g선(파장 436㎚), i선(파장 365㎚), KrF 엑시머 레이저(파장 248㎚), ArF 엑시머 레이저(파장 193㎚)가 있으며, 미세한 회로 패턴일수록 단파장의 광이 사용되고 있다. 포토레지스트, UV 수지 등은 이러한 광에 단시간(수초 내지 수십 초) 노광됨으로써 경화된다.
따라서, 클린룸 내에서 행하여지는 IC의 회로 패턴이나 액정 표시 장치의 TFT 회로를 형성할 때에 있어서의 포토리소그래피 공정이라는 포토레지스트 등의 감광성 수지가 사용되는 공정에서는 노광 장치에 의한 노광 작업에 영향을 주지 않도록 실내에 구비된 조명 장치로부터 조사되는 광의 특정한 파장을 커트할 필요가 있다.
즉, 포토레지스트 등의 감광성 수지는, 노광 장치로부터 조사되는 예를 들어i선(365㎚), g선(436㎚) 등의 특정한 파장의 광에 반응하여 알칼리 가용성으로 변화하거나, 경화하도록 설계되어 있지만, 노광 장치 이외의 조명 장치로부터의 광에 반응해 버리면 정밀한 회로 형성 등이 가능하지 않다. 따라서, 클린룸 등의 감광성 수지를 사용하는 공정이 행하여지는 장소에서는 감광성 수지 등이 반응하는 파장을 커트하여 실내를 조명할 필요가 있다.
따라서, 종래의 클린룸에는 특정한 파장을 커트하는 필터를 갖는 형광등 또는 수은등 등의 조명 장치가 사용되고 있다. 그 일례로서, 하기 특허 문헌 1에는 산화아연을 주성분으로 하고, 은 미립자를 분산하여 첨가하여 형성되고, 파장 450㎚ 내지 500㎚의 범위 내에서 투과율을 50％ 커트하는 광 커트 필터를 구비한 관구의 고압 수은(HID) 램프가 개시되어 있다.
특허문헌1:일본특허공개제2005-221750호공보
그러나, 종래의 특정한 파장을 커트하는 필터를 갖는 형광체 또는 수은등 등의 조명 장치는 필터를 사용하여 특정 파장의 광을 커트하여 조명하고 있기 때문에, 필터를 사용하지 않고 조명하는 경우에 비교하여 조도가 1/3 내지 1/4로 감소되어 클린룸 내의 조명이 어두운 황색의 발광으로 되어 있다. 따라서, 어두운 황색 환경에서 장시간 작업하게 되므로 실내에서 일하는 사람의 안전성이 손상되거나, 일하는 사람이 정신적인 스트레스를 느끼거나, 제품의 색 판별을 할 수 없게 되거나 하는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 특히 LED와 LED로부터의 광에 여기되는 형광체를 구비하고, 감광성 수지 등이 반응하는 특정한 파장 성분을 억제한 발광 장치, 당해 발광 장치를 사용한 조명 장치 및 당해 조명 장치를 사용한 클린룸을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 복수의 LED를 구비하고, g선(파장 436㎚), i선(파장 365㎚) 등에 관한 광의 발광을 제어할 수 있는 조명 장치 및 당해 조명 장치를 사용한 클린룸을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 발광 장치는, 반도체 발광 소자를 구비하는 발광 장치에 있어서, 감광성 물질이 반응하는 특정한 파장 성분을 억제하는 억제체를 구비하고 있다. 본 발명에 따르면, 감광성 수지 등이 반응하는 특정한 파장 성분을 선택적으로 억제할 수 있다.
본 발명의 발광 장치는, 반도체 발광 소자와, 반도체 발광 소자로부터의 광에 여기되는 형광체와, 형광체를 갖고 반도체 발광 소자를 덮는 밀봉 수지를 구비하는 발광 장치에 있어서, 밀봉 수지가 갖는 형광체에 의해, 특정한 파장 성분에 반응하는 감광성 물질이 반응하지 않도록 특정한 파장 성분을 억제하고 있다. 본 발명에 따르면, 감광성 수지 등이 반응하는 특정한 파장 성분을 억제함과 함께 조도의 저하를 억제한 조명이 가능하다.
본 발명의 발광 장치는, 감광성 물질이 반응하는 파장 영역은 g선의 청색 영역이다. 본 발명에 따르면, g선의 청색 영역의 파장에 반응하는 감광성 수지 등이 감광하는 것을 억제함과 함께 조도의 저하를 억제한 조명이 가능하다.
본 발명의 발광 장치는 형광체의 양은, 발광 장치가 백색 발광하는 경우에 밀봉 수지가 갖는 형광체의 양보다도 많다. 본 발명에 따르면, 형광체의 양을 늘림으로써 감광성 수지 등이 반응하는 특정한 파장 성분을 억제함과 함께 조도의 저하를 억제한 조명이 가능하다.
본 발명의 발광 장치는, 반도체 발광 소자가 LED이다. 본 발명에 따르면, 자외선 영역을 포함하지 않으므로 i선의 파장의 광을 발광하지 않고, 감광성 수지 등이 감광하는 것을 억제함과 함께 조도의 저하를 억제한 조명이 가능하다.
본 발명의 발광 장치는 LED가 청색 LED이며, 형광체는 황색 형광체이다. 본 발명에 따르면, 감광성 수지 등이 감광하는 것을 억제하는 레몬색의 밝은 황색의 발광이 가능하다.
본 발명의 발광 장치는, 발광 장치로부터 조사되는 광은 xy 색도도에 있어서 색 좌표(x)가 0.4 내지 0.45의 범위에 포함된다. 본 발명에 따르면 밝은 황색(레몬색)의 발광이 가능해진다. 또한, 클린룸 등에 본 발명의 발광 장치를 갖는 조명 장치가 구비되는 경우에는 실내는 밝기가 유지되어, 작업자의 안전의 확보, 또는 작업자에게 스트레스를 주지 않는다는 효과가 얻어진다.
본 발명의 발광 장치는 밀봉 수지가 적색 형광체를 포함한다. 본 발명에 따르면 보다 연색성이 높은 발광 장치로 할 수 있다.
본 발명의 조명 장치는 상기 발광 장치의 어느 하나를 구비하는 조명 장치이다. 본 발명에 따르면 감광성 수지 등이 반응하는 특정한 파장 성분을 억제함과 함께 조도의 저하를 억제한 조명이 가능하다.
본 발명의 조명 장치는 특정한 파장 성분의 광을 차단하는 차단 수단을 구비한다. 본 발명에 따르면, 억제체 외에 추가로 차단 수단에 의해 특정한 파장 성분의 광을 차단할 수 있으므로 더욱 확실하게 특정한 파장 성분의 광을 저감시키는 것이 가능하다.
본 발명의 조명 장치는, 차단 수단이 특정한 파장 성분의 광을 차단하는 필터와 확산판을 갖는다. 본 발명에 따르면 필터에 의해 특정한 파장 성분의 광을 저감함과 함께 확산판에 의해 광을 산란시켜 광원의 반사(Glare)를 저감시키는 것이 가능하다.
본 발명의 조명 장치는, 차단 수단이 필터와 확산판 사이에 공기층을 갖는다. 본 발명에 따르면 차단 수단의 필터에 있어서의 광의 손실을 억제함과 함께 필터의 장기 수명화를 도모하는 것이 가능하다.
본 발명의 조명 장치는, 복수의 반도체 발광 소자를 구비하는 조명 장치에 있어서, 특정한 파장에 반응하는 감광성 물질이 감광하는 것을 방지하기 위해 특정한 파장을 억제하는 제어부를 구비하고 있다. 본 발명에 따르면, 예를 들어 g선(파장 436㎚), i선(파장 365㎚) 등에 관한 광이 발하지 않도록 복수의 반도체 발광 소자의 발광을 제어하여 조명을 행한다.
본 발명의 조명 장치는, 복수의 반도체 발광 소자를 구비하는 조명 장치에 있어서, 복수의 반도체 발광 소자를 제어함으로써 백색의 조명과, 특정한 파장에 반응하는 감광성 물질이 감광하는 것을 방지하기 위해 특정한 파장을 억제한 조명이 가능하다. 본 발명에 따르면 통상의 사무 등의 작업을 행하는 경우에는 백색 조명에 의한 밝고 시인성이 높은 조명을 할 수 있고, 감광성 물질을 사용하는 경우에는 특정한 파장을 억제한 조명을 할 수 있어 조명 장치가 구비되는 실내에서 행하여지는 작업에 의해 적절히 어느 한 조명으로 변경할 수 있다.
본 발명의 조명 장치는 복수의 반도체 발광 소자가 녹색 LED 및 적색 LED를 포함하고, 녹색 LED 및 적색 LED에 의해 혼합된 광을 발광하도록 구성되어 있다. 본 발명에 따르면, 녹색 LED 및 적색 LED의 광의 혼합에 의한 광의 발광이 행하여져, 자외선의 i선의 광과, 청색 LED의 광의 파장(460㎚) 부근에서 발생하는 g선에 관한 광의 발광이 방지된 조명이 행하여진다.
본 발명의 조명 장치는 광이 xy 색도도에 있어서, 0.38 내지 0.44의 x값 및 0.48 내지 0.54의 y값에 의해 특정되는 색이다. 본 발명에 따르면, 녹색 LED 및 적색 LED의 광을 혼합하고 xy 색도도에 있어서, 0.38 내지 0.44의 x값 및 0.48 내지 0.54의 y값에 의해 표시되는 색으로 조명을 행하여, i선 및 g선에 관한 광의 발광을 방지함과 함께 조명 장치가 사용되는 환경 하에서의 작업의 문제를 경감시킨다.
본 발명의 조명 장치는 복수의 반도체 발광 소자가 청색 LED를 더 포함하고, 녹색 LED, 적색 LED 및 청색 LED 각각의 개별 발광, 또는 이들 조합에 의한 발광을 제어하는 제어부를 구비하고 있다. 본 발명에 따르면, 제어부는 필요에 따라 녹색 LED, 적색 LED 및 청색 LED 각각의 개별 발광 또는 이들의 조합에 의한 발광을 행한다. 예를 들어, 작업장의 정리정돈 시에는 녹색 LED, 적색 LED 및 청색 LED를 모두 발광시킨다. 한편, 감광성 물질을 사용하는 패터닝의 작업을 행하는 경우에는 녹색 LED 및 적색 LED만을 발광시킨다.
본 발명의 조명 장치는, 복수의 반도체 발광 소자의 일부 또는 모든 표면에 황색 형광체층 또는 적색 형광체층이 형성되어 있다. 본 발명에 따르면, 청색 LED에 의해 여기되어 황색의 광을 발광하는 황색 형광체층 또는 적색 형광체층을 복수의 LED의 일부 또는 모든 표면에 구비하고, 청색 LED의 발광과 함께 발생하는 g선의 광의 발광을 억제한다.
본 발명의 조명 장치는, 복수의 반도체 발광 소자가 실장된 기판과, 기판이 수용되는 수용부와, 수용부에 설치되고, 복수의 반도체 발광 소자로부터의 광을 투광시키는 투광부를 구비하고, 투광부를 수용부에 설치한 경우, 투광부 및 수용부가 편평체를 이루도록 구성되어 있다. 본 발명에 따르면, 투광부를 수용부에 설치한 경우, 투광부 및 수용부가 편평체를 이루도록 구성하여, 설치면에 대한 조명 장치의 돌출량을 경감시킨다. 따라서, 조명 장치의 부근에 있어서의 공기의 흐름이 방해되는 일이 없어져 조명 장치의 부근에 진애가 집중되는 것이 방지된다.
본 발명의 클린룸은 상기 조명 장치를 구비한 클린룸이다. 본 발명에 따르면, 클린룸 내에서 사용하는 감광성 물질이 반응하는 것을 억제함과 함께 실내에서 일하는 사람의 안전성이 확보되고, 또한 일하는 사람의 정신적인 스트레스를 억제하는 것이 가능하다. 또한, 예를 들어 g선(파장 436㎚), i선(파장 365㎚) 등에 관한 광이 발하지 않도록 복수의 반도체 발광 소자의 발광을 제어하여 조명을 행하는 클린룸이 얻어진다.
본 발명에 있어서는, 감광성 수지 등이 반응하는 특정한 파장 성분을 억제함과 함께 조도의 저하를 억제한 조명이 가능하다. 또한, 파장이 다른 복수의 반도체 발광 소자를 구비하고, g선(파장 436㎚), i선(파장 365㎚) 등의 특정 파장 범위에 관한 광이 발하지 않도록 제어하므로, 예를 들어 포토레지스트, UV 수지 등의 감광성 물질을 취급하는 경우, 감광성 물질이 조명 장치의 광과 반응하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태1에 관한 발광 장치의 개략 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태1에 관한 발광 장치의 밀봉 수지를 제거한 개략 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태1에 관한 발광 장치의 주요부 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태1에 관한 발광 장치에 있어서, 밀봉 수지층 내의 황색 형광체의 양을 변화시킨 경우에 발광부로부터 조사되는 광의 색도도 내에서의 좌표 위치의 변화를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태1에 관한 발광 장치에 있어서, 밀봉 수지층 내의 황색 형광체의 양을 변화시킨 경우에 발광부로부터 조사되는 광 스펙트럼 분포의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태1에 관한 발광 장치에 있어서, 밀봉 수지층 내의 황색 형광체의 양을 변화시킨 경우에 발광부로부터 조사되는 광의 전체 광속의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7a는 본 발명의 실시 형태1에 관한 발광 장치에 있어서, 밀봉 수지층 내의 밀봉 수지와 황색 형광체의 중량비와 발광부로부터 발광되는 광의 색 좌표(x)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7b는 본 발명의 실시 형태1에 관한 발광 장치에 있어서, 밀봉 수지층 내의 밀봉 수지와 황색 형광체의 중량비와 발광부로부터 발광되는 광의 색 좌표(y)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태1에 관한 발광 장치의 변형예의 개략 평면도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태1에 관한 발광 장치의 변형예의 개략 평면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태2에 관한 조명 장치의 조립 사시도이다.
도 11은 본 발명의 실시 형태2에 관한 조명 장치의 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시 형태2에 관한 조명 장치에 설치되는 발광 장치를 실장한 기판의 개략 평면도이다.
도 13은 본 발명의 실시 형태3에 관한 조명 장치의 분해 사시도이다.
도 14는 본 발명의 실시 형태3에 관한 조명 장치에 설치되는 발광 장치를 실장한 기판의 개략 평면도이다.
도 15는 본 발명의 실시 형태2 또는 실시 형태3에 관한 조명 장치가, 전원부 또는 다른 조명 장치와 연결된 경우의 조명 기기의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 실시 형태4에 관한 조명 장치의 조립 주요부 사시도이다.
도 17은 본 발명의 실시 형태4에 관한 조명 장치의 분해 주요부 사시도이다.
도 18은 본 발명의 실시 형태4에 관한 조명 장치에 설치되는 필터 확산판의 단면도이다.
도 19a는 공기층을 형성하지 않은 경우에 필터 확산판을 통과하는 광의 경로를 설명하는 도면이다.
도 19b는 공기층을 형성한 경우에 필터 확산판을 통과하는 광의 경로를 설명하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 실시 형태5에 관한 복수의 조명 장치를 구비한 조명 기기의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 21은 본 발명의 실시 형태5에 관한 조명 장치의 등부의 외관을 도시하는 사시도이다.
도 22a는 본 발명의 실시 형태5에 관한 조명 장치의 등부의 커버가 제거된 상태를 도시하는 평면도이다.
도 22b는 본 발명의 실시 형태5에 관한 조명 장치의 등부의 커버가 제거된 상태를 도시하는 종단면도이다.
도 22c는 본 발명의 실시 형태5에 관한 조명 장치의 등부의 커버가 제거된 상태를 도시하는 횡단면도이다.
도 23은 본 발명의 실시 형태5에 관한 조명 장치의 등부의 커버가 제거된 상태를 도시하는 분해 사시도이다.
도 24a는 기판의 교환 작업에 있어서, 걸기 부재를 조작하기 전의 상태를 도시하는 도면이다.
도 24b는 기판의 교환 작업에 있어서, 걸기 부재를 조작한 후의 상태를 도시하는 도면이다.
도 25는 본 발명의 실시 형태6에 관한 조명 장치의 등부의 LED, 기판 및 접속 부재를 도시하는 사시도이다.
도 26은 본 발명의 실시 형태6에 관한 조명 장치의 등부를 점등시킨 경우의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 27은 본 발명의 실시 형태7에 관한 조명 장치의 등부의 LED 모듈, 기판 및 접속 부재를 도시하는 사시도이다.
도 28은 본 발명의 실시 형태8에 관한 조명 장치가 장착된 클린룸의 실내를 도시하는 투과 사시도이다.
도 29는 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 점등시킨 경우의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 30은 적색 LED 및 녹색 LED만을 점등시킨 경우의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 LED를 사용한 발광 장치(광원 모듈), 당해 발광 장치를 구비한 LED 조명 장치 및 당해 LED 조명 장치를 구비한 클린룸에 대해 도면을 사용하여 설명한다.
(실시 형태1)
도 1은 실시 형태1에 관한 발광 장치의 개략 평면도이다. 도 2는 실시 형태1에 관한 발광 장치의 밀봉 수지를 제거한 개략 구성도이다. 도 3은 실시 형태1에 관한 발광 장치의 주요부 개략 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 장치(10)는, 예를 들어 산화알루미늄(알루미나) 등의 세라믹을 재료로 하고, 각이 둥글게 성형된 사각 형상의 기판(11)에 복수의 청색 LED(12)가 3열 병렬로 실장되어 있다. 실장된 LED(12)의 군은, LED(12)로부터의 광에 여기되어 황색으로 발광하는 황색 형광체(13)를 포함하는 에폭시 수지 등의 밀봉 수지(14)로 이루어지는 밀봉 수지층(15)에 덮여 밀봉된다. 복수의 청색의 LED(12)와, 황색 형광체(13) 및 밀봉 수지(14)로 이루어지는 밀봉 수지층(15)에 의해 발광부(16)가 구성된다. 기판(11)에는 배선 패턴(17)이 포토에칭법 등에 의해 평행하게 형성되고, 복수의 LED(12)는 배선 패턴(17)을 따라 형성된 LED 실장 추정 표시(18)에 대응하여 에폭시 수지 등의 수지를 사용하여 고정된다.
또한, 사각 형상의 기판(11)의 대향하는 2조의 코너에 기판(11)을 조명 장치 등의 기체(도시하지 않음)에 걸기 위한 1조의 나사 설치부(19)와, 외부의 전원(도시하지 않음)으로부터 LED(12)에 직류 전류를 공급하기 위한 양전극 외부 접속 랜드(20) 및 음전극 외부 접속 랜드(21)의 1조의 외부 접속 랜드부가 설치되어 있다. 양전극 외부 접속 랜드(20) 및 음전극 외부 접속 랜드(21)에는 외부 배선(22)이 접속되고, 기판(11)의 대향하는 2변에 외부 배선(22)이 통과하는 외부 배선용 절결 구멍(23)이 형성되어 있다.
도 3을 참조하면, 복수의 LED(12)는 배선 패턴(17)에 와이어(W)에 의해 전기적으로 접속되고, 기판(11) 내부에는 LED(12)로부터 기판(11) 내부에 투과해 오는 광을 반사하는 예를 들어 Ag-Nd 등의 합금으로 이루어지는 반사층(24)이 스퍼터링법을 사용하여 형성되어 있다. 기판(11)의 두께는 약 1㎜이며, 반사층(24)의 두께는 약 0.1㎜이다. 반사층(24)으로서, 0.1㎜ 정도의 두께이면 반사층으로서의 효과를 더 확실하게 얻을 수 있다.
다음에, 발광부(16)를 구성하는 청색 LED(12), 황색 형광체(13) 및 밀봉 수지(14)에 대해, 상세하게 설명한다. 본 실시 형태에서는, 청색 LED(12)로서 사파이어 기판 상에 질화갈륨계 화합물 반도체를 형성한 청색 LED를 사용하고, 청색광에 여기되어 황색을 발광하는 황색 형광체(13)의 재료로서 BOS 형광체(BaSr)2SiO4:Eu2+를 사용하고 있다. 그러나, 청색 LED(12)로서는 GaN 기판 상에 질화갈륨계 화합물 반도체를 형성한 청색계의 LED, ZnO(산화아연)계 화합물 반도체로 이루어지는 청색계의 LED를 사용해도 좋다. 또한, InGaAlP계, AlGaAs계 화합물 반도체의 LED를 사용해도 되는 것은 물론이다. 또한, 청색광에 여기되어 황색을 발광하는 황색 형광체(13)의 재료로서, Ce:YAG(세륨 부활 이트륨·알루미늄·가닛) 형광체이어도 좋다.
밀봉 수지(14)의 재료로서, 에폭시 수지 외에, 우레아 수지, 실리콘 수지 등의 내후성이 우수한 투명 수지나, 내광성이 우수한 실리카졸, 유리 등의 투광성 무기 재료가 적절하게 사용된다. 또한, 밀봉 수지 내에 형광체와 함께 확산제를 함유시켜도 좋다. 구체적인 확산제로서는, 티타늄산바륨, 산화티타늄, 산화알루미늄, 산화규소, 탄산칼슘, 이산화규소 등이 적절하게 사용된다.
다음에, 밀봉 수지층(15) 내의 황색 형광체(13)의 양을 변화시킨 경우에 발광부(16)로부터 조사되는 광의 CIE 색도도 중의 좌표 위치의 변화, 스펙트럼 분포의 변화·전체 광속의 실험 결과를 기초로, 발광부(16)로부터의 광의 황색 형광체(13)의 양에 대한 의존성에 대하여 설명한다.
도 4는 밀봉 수지층(15) 내의 황색 형광체(13)의 양을 변화시킨 경우에 발광부(16)로부터 조사되는 광의 색도도 내에서의 좌표 위치의 변화(이동)를 도시하는 도면이다. 도면에서의 ○점은 청색 LED(12)만을 발광시킨 경우의 좌표 위치를 나타내고, 복수의 ◇점은 황색 형광체(13)의 양을 변화시킨 샘플에 있어서의 청색 LED(12) 및 황색 형광체(13)로부터의 광의 합성광의 좌표 위치를 나타낸다.
밀봉 수지층(15) 내의 황색 형광체(13)의 양이 증가함에 따라 청색 LED(12)로부터 발광되는 광이 황색 형광체(13)에 충돌하는 확률이 높아지므로, 황색 형광체(13)가 여기되어 황색 발광하는 강도가 커져, 황색 형광체(13)에 차단되기 때문에 청색 발광의 강도가 작아지는 경향이 있다. 따라서, 황색 형광체(13)는 청색 LED(12)로부터의 청색 영역의 광의 억제체로서 기능하고, 도 4의 색도도에서 발광부(16)로부터 조사되는 광의 좌표 위치는 청색 영역으로부터 황색 영역으로 이동(화살표의 방향으로 이동)하게 된다.
도 5는 발광부(16)로부터 조사되는 광(청색 LED(12) 및 황색 형광체(13)로부터의 광의 합성광)의 스펙트럼 분포의 변화를 나타내는 그래프이다. 그래프 내의 복수의 스펙트럼 분포는, 각각 도 4에 도시된 샘플 중에서 선택한 대표 샘플의 스펙트럼 분포를 나타내고, 도 4의 색도도의 색 좌표(x)(x축)의 값으로 각각의 스펙트럼 분포의 명칭으로 하고 있다. 따라서, 이 색 좌표(x)의 값이 커짐에 따라 합성광은 색도도에서 청색 영역으로부터 황색 영역으로 이동하게 된다. 또한, 그래프 내의 2개의 피크의 파장 중 약 440㎚는 청색 LED(12)에 의한 청색 발광의 파장을 나타내고, 약 570㎚는 황색 형광체(13)의 황색 발광의 파장을 나타낸다.
도 5의 그래프로부터, 색 좌표(x)의 값이 커짐(황색 형광체량이 증가함)에 따라, 청색 발광의 파장(약 440㎚)의 광의 강도가 작아지고, 가장 황색 형광체량이 많은 경우(색 좌표(x)가 0.4294)에 청색 발광의 강도가 최소로 된다. 이것은, 상술한 바와 같이 황색 형광체량이 증가한 것에 의해 청색 LED(12)로부터의 광이 황색 형광체(13)에 충돌할 확률이 높아져, 밀봉 수지층(15)을 투과하는 청색광이 줄어들기 때문이다. 또한, 그래프로부터 색 좌표(x)의 값이 약 0.4보다 큰 경우에는 특히 g선(436㎚)에 감광하는 감광성 수지가 반응하지 않을 정도로 청색 발광의 강도가 억제체로서의 황색 형광체(13)에 의해 충분히 억제되고 있는 것을 알았다.
또한, 황색 형광체량이 증가함에 따라 황색 발광의 파장(약 570㎚)의 광의 강도가 커져, 색 좌표(x)가 0.4120인 샘플의 경우에 최대로 된다. 또한, 황색 형광체량이 가장 많은 색 좌표(x)가 0.4294인 샘플은 색 좌표(x)가 0.4120인 샘플에 비교하여 황색 발광의 강도가 작다. 이것은, 밀봉 수지층(15) 내의 황색 형광체(13)가 어느 일정량을 초과하면 청색 LED(12)의 청색광에 여기되어 황색 형광체(13)가 발광하는 황색광이 밀봉 수지층(15)의 보다 외부에 가까운 다른 황색 형광체(13)에 의해 차단될 확률이 높아지기 때문이다.
도 6은 밀봉 수지층(15)에 포함되는 황색 형광체(13)의 양을 변화시킨 경우에 발광부(16)로부터 조사되는 광의 전체 광속의 변화를 나타내는 그래프이다. 전체 광속은 발광부(16)로부터 조사되는 모든 광의 양을 의미하고, 복수의 청색 LED(12) 및 황색 형광체(13)로부터 발광되는 광의 합성광의 총량에 상당한다. 도 6의 그래프의 횡축은 색 좌표(x)를 나타내고, 종축은 전체 광속(lm:루멘)의 크기를 나타낸다. 횡축의 색 좌표(x)의 값이 커짐에 따라 밀봉 수지층(15)에 포함되는 황색 형광체(13)의 양이 증가하게 된다. 또한, 그래프 내의 샘플점은, 도 4의 다른 황색 형광체량을 포함하는 샘플(◇점)에 대응한다.
도 6의 그래프로부터, 색 좌표(x)가 커짐(황색 형광체량이 증가함)에 따라 전체 광속은 커지는 경향이지만, 전체 광속이 샘플 내에서 최대로 되는 것은, 색 좌표(x)의 값이 최대(황색 형광체량이 가장 많은)인 0.4294의 경우가 아니라, 색 좌표(x)가 0.4120인 경우이다. 이것은, 밀봉 수지층(15) 내의 황색 형광체(13)의 양이 어느 일정량을 초과하면 청색 LED(12)의 청색 발광 및 황색 형광체(13)로부터의 황색의 발광이, 밀봉 수지층(15) 내의 다른 황색 형광체(13)에 의해 차단될 확률이 높아지기 때문이다.
따라서, 발광부(16)로부터의 광의 전체 광속을 최대로 하기 위한 최적의 황색 형광체량이 있으며, 실험 결과로부터 색 좌표(x)의 값이 약 0.4로 되도록 황색 형광체(13)를 밀봉 수지층(15)에 포함시키도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 색 좌표(x)의 값이 0.35 내지 0.45의 범위에서는 전체 광속의 값이 충분히 크므로, 색 좌표(x)의 값이 0.35 내지 0.45의 범위로 되도록 밀봉 수지층(15)에 포함되는 황색 형광체량(13)을 조정하도록 하는 것이 바람직하다.
이상의 실험 결과에 의해, 밀봉 수지층(15) 내에 포함되는 황색 형광체(13)의 양을 발광부(16)로부터의 광의 색 좌표(x)의 값이 약 0.4로 되도록 조정함으로써 특정한 파장(예를 들어 g선)에 감광하는 감광성 수지가 반응하는 것을 방지할 수 있으며, 또한 전체 광속이 큰 발광이 가능한 발광 장치로 할 수 있다. 또한, 도 4의 색도도로부터 색 좌표(x)의 값을 약 0.4의 값으로 조정한 경우에는 색 좌표(y)가 약 0.5가 되고, 종래의 클린룸에 사용되고 있던 황색 형광등의 어두운 황색과는 다른 밝은 황색(레몬색)의 발광이 가능해진다.
따라서, 클린룸 등의 조명 장치가 구비되는 실내는 밝기가 유지되어, 작업자의 안전의 확보, 또한 작업자에게 스트레스를 주지 않는다는 효과가 얻어진다. 또한, 이 효과는 색 좌표(x)의 값이 약 0.4 내지 0.45에서도 얻을 수는 있다.
도 7a, 도 7b에 도시되는 것은 밀봉 수지층(15)에 포함되는 밀봉 수지(14)와 황색 형광체(13)의 중량비와 발광부(16)로부터 발광되는 광의 색 좌표의 관계를 나타내는 그래프이다. 그래프에 나타낸 바와 같이, 황색 형광체/밀봉 수지의 중량비의 값이 커짐(밀봉 수지층에 포함되는 황색 형광체의 양이 증가함)에 따라 색 좌표(x) 및 색 좌표(y)의 값이 커진다. 따라서, 밀봉 수지층에 포함되는 황색 형광체량과 발광되는 광의 색 좌표에 대해서는 상관 관계가 있어, 색 좌표(x)와 색 좌표(y)를 황색 형광체/밀봉 수지의 중량비를 제어하여 조정하는 것이 가능하다.
예를 들어, 상술한 바와 같이 특정한 파장(예를 들어 g선)에 감광하는 감광성 수지가 반응하는 것을 방지할 수 있으며, 또한 전체 광속이 큰 발광이 가능한 발광 장치로 하기 위하여 발광부(16)로부터 발광되는 광의 색 좌표(x)를 약 0.4라는 최적의 값으로 조정하기 위해서는, 황색 형광체/밀봉 수지의 중량비를 0.6으로서 조정하는 것이 가능하다.
반도체 집적 회로 등의 제조 공정에서 사용되는 포토레지스트 등의 감광성 수지는, 예를 들어 i선(365㎚)의 자외선 영역의 파장, g선(436㎚) 등의 청색 영역의 파장에 반응하여 알칼리 가용성 또는 경화 등의 물성이 변화한다. 본 실시 형태의 발광 장치(10)는 청색 LED(12)를 광원으로서 사용하고 있으므로, 수은등 등에서 발생하는 자외선 영역의 파장은 발생하지 않고, 또한 밀봉 수지층(15)에 포함되는 형광체로서 황색 형광체(13)가 포함되는 구성으로 하여, 청색 영역에 대응하는 파장을 감광성 수지가 반응하지 않도록 억제하는 것이 가능하다.
또한, 밀봉 수지층(15)에 포함되는 형광체로서 황색 형광체(13)가 포함되는 구성을 예시했지만, 청색 LED(12)로부터의 광을 억제하기 위하여 밀봉 수지층에 포함되는 형광체로서는, 황색 형광체에만 한정되는 것이 아니라, 형광체가 발광하는 광에 청색 영역을 포함하지 않는 적색 형광체나 녹색 형광체가 포함되어 있어도 마찬가지의 효과는 얻어진다. 특히, 밀봉 수지층에 황색 형광체 외에 적색 형광체를 섞어 적절히 조정함으로써 청색 영역의 파장의 광을 억제하면서 보다 연색성이 높은 발광이 가능하다. 청색 형광체에 여기되어 적색의 발광을 하는 적색 형광체로서, Sr2Si5N8:Eu 또는, CaAlSiN3:Eu2+를 적절하게 적용할 수 있다.
또한, 녹색 형광체를 상기한 예 외에 밀봉 수지에 포함시켜도 좋다. 청색 영역의 파장의 광을 억제하면서, 더욱 다채로운 발광이 가능하다. 청색 형광체에 여기되어 녹색의 발광을 하는 녹색 형광체로서 α 사이알론(α-SiAlON:Ce3+), β 사이알론(β-SiAlON:Eu2+), Sr 알루미네이트(SrAl2O4:Eu2+), (Sr, Ba)2SiO4:Eu2+, Ca3(Sc, Mg)2Si3O12:Ce3+를 적절하게 적용할 수 있다.
도 8 및 도 9는, 실시 형태1의 변형예인 발광 장치(30) 및 발광 장치(40)의 평면도이다. 도 1에 기재된 발광 장치(10)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다.
상술한 실시 형태1의 설명에서는, 발광 장치(10)(기판(11))의 외형 형상을 거의 정사각형의 사각 형상으로 했으나, 도 8에 도시된 바와 같이 원형 형상의 발광 장치(30)(기판(31))이어도 좋고, 또한 발광부의 형상도 도 1의 형상에 한하지 않고, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같은 원형 형상이나 타원 형상 등의 발광부(41)이어도 좋다.
(실시 형태2)
다음에, 본 발명의 실시 형태2로서, 실시 형태1의 발광 장치를 사용한 LED 조명 장치에 대하여 설명한다. 도 10은 실시 형태2에 관한 LED 조명 장치(50)의 조립 사시도이다. 도 11은 실시 형태2에 관한 LED 조명 장치(50)의 분해 사시도이다. 도 12는 실시 형태2에 관한 LED 조명 장치(50)에 설치되는 발광 장치(10)를 실장한 기판(51)의 개략 평면도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면 LED 조명 장치(50)는 2개의 발광 장치(10)를 구비하고, 발광 장치(10)는 기판(51)에 배열되어 실장 배치된다. 기판(51)은, 예를 들어 유리 에폭시 기판이며, 발광 장치(10)로부터 광이 가능한 한 외부로 조사되도록 기판(51)의 표면은 백색 등으로 도장되어 있거나, 반사 시트(도시하지 않음)가 설치되어 있어도 된다.
기판(51)은 알루미늄 등의 금속제의 기체(52)의 걸기 홈(53)에 끼워 넣어져 설치되어 있고, 기체(52)는 발광 장치(10)로부터 기판(51)을 통과하여 전달되는 열을 방열하는 방열판으로서도 기능한다. 또한, 기판(51)에 있어서의 발광 장치(10)로부터의 광의 조사측에는 발광 장치(10)로부터의 광을 확산시키는 확산 부재로서의 커버(54)가 장착되며, 커버(54)는 예를 들어 유백색의 폴리카르보네이트 등의 수지로 되어 있다. LED 등의 지향성을 갖는 광원을 조명 장치에 사용할 때에 문제가 되는 반사의 해소에 효과가 있다.
또한, 기체(52)의 양단부에는 걸기 홈(53)에 끼워 넣어져 기판(51)을 고정하는 보유 지지 부재(55a, 55b)가 설치되어 있다. 각 보유 지지 부재(55a, 55b)에는 홈부(56) 및 조명 장치 설치 구멍(57)이 형성되어 있는, 홈부(56)에는 발광 장치(10)에 직류 전류를 공급하고, 전원 장치(도시하지 않음) 또는 다른 조명 장치와 연결하기 위한 커넥터(58)가 설치된다. 커넥터(58)의 내부에는 전류를 공급하는 전력선이나 발광 장치를 제어하는 제어선인 리드선(도시하지 않음)이 도통하고 있다. 또한, 조명 장치 설치 구멍(57)은 나사 등의 설치 부재(도시하지 않음)가 삽입되어, LED 조명 장치(50)는 천장면이나 벽면 등에 설치된다. 또한, 외장 부재(60)가 보유 지지 부재(55a, 55b) 및 커버(54)를 보유 지지하고, LED 조명 장치(50)는 구성된다.
(실시 형태3)
실시 형태1 및 실시 형태2에서는 기판 상의 복수의 LED를 형광체를 포함하는 밀봉 수지층에 의해 덮은 모듈 형상의 발광 장치를 나타내며 설명했지만, 실시 형태3의 LED 조명 장치(70)는 기판 상에 개별적으로 형광체를 포함하는 밀봉 수지층으로 덮인 LED(일반적으로 표면 실장형 LED라고 하는 LED)인 발광 장치를 구비하는 LED 조명 장치이다.
도 13은 실시 형태3에 관한 LED 조명 장치(70)의 분해 사시도이다. 도 14는 실시 형태3에 관한 LED 조명 장치의 기판의 평면도이다. 실시 형태2에 관한 LED 조명 장치와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명은 생략한다. 도 13에 도시된 바와 같이 LED 패키지의 발광 장치(71)가 기판(51)에 4열로 복수 실장되어 있다. 개개의 발광 장치(71)는 1개의 청색 LED에 억제체의 황색 형광체를 포함하는 밀봉 수지로 덮어 밀봉한 것이다. 실시 형태1에서 설명한 발광 장치와 마찬가지로, 사파이어 기판 상에 질화갈륨계 화합물 반도체를 형성한 청색 LED를 사용하고, BOS 형광체(BaSr)2SiO4:Eu2+의 황색 형광체를 포함하는 에폭시 수지로 밀봉하고 있다. 당연히 청색 LED, 황색 형광체 및 밀봉 수지로서 실시 형태1에서 기재한 다른 재료도 사용하는 것은 가능하다.
또한, 포토레지스트 등의 감광성 수지가 감광하여 반응하지 않도록, 예를 들어 i선(365㎚)의 자외선 영역의 파장, g선(436㎚) 등의 청색 영역의 파장을 억제하기 위해 발광 장치(71)로부터 조사되는 청색 LED로부터의 청색 발광과 황색 형광체로부터의 황색 발광의 합성광은, 색 좌표(x) 및 색 좌표(y)가 실시 형태1의 발광 장치와 마찬가지의 값으로 조정되어 있다.
또한, 황색 형광체 외에 특정 파장의 억제체로서, 형광체의 발광하는 광에 청색 영역을 포함하지 않는 적색 형광체나 녹색 형광체가 밀봉 수지에 포함되어 있어도 합성광의 연색성이 증가되므로 좋다. 적색 형광체 및 녹색 형광체로서는, 실시 형태1의 설명에서 기재한 재료를 적용할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 발광 장치(71)도 LED를 광원으로서 사용하고 있으므로, 수은등 등에서 발생하는 자외선 영역의 파장은 발생하지 않고, 또한 밀봉 수지층에 포함되는 형광체로서 황색 형광체가 포함되는 구성으로 하여 청색 영역에 대응하는 파장을 감광성 수지가 반응하지 않도록 억제하는 것이 가능하다.
도 15는 실시 형태2 또는 실시 형태3의 LED 조명 장치(80)가 전원부(81) 또는 다른 LED 조명 장치(80)와 연결된 경우의 LED 조명 기기의 사시도를 나타낸다. LED 조명 장치(80)는 상용 전원을 변환하여 LED 조명 장치(80) 내의 발광 장치(도시하지 않음)에 전원을 공급하는 전원부(81) 및 상용 전원에 접속하는 콘센트(82)에 접속선(83)을 통하여 접속되어 있다. LED 조명 장치(80)는 복수가 접속되어 있어도 좋고, 또한 LED 조명 장치(80) 내에 설치되는 발광 장치의 수에 따라서는 긴 형상으로 하는 것도 가능하다. 또한, 스위칭 유닛(84)에 의해 LED 조명 기기의 전원의 ON/OFF를 제어할 수 있게 해도 좋다.
(실시 형태4)
도 16은 본 발명의 실시 형태4에 관한 LED 조명 장치의 조립 주요부 사시도이다. 도 17은 도 16의 LED 조명 장치의 분해 주요부 사시도이다. 실시 형태4의 LED 조명 장치는, 실시 형태2 또는 실시 형태3의 LED 조명 장치와 마찬가지로 밀봉 수지에 포함되는 황색 형광체의 양을 늘림으로써 청색의 파장 영역의 광의 광량을 감한 발광부를 구비하는 조명 장치로서, 발광부로부터 조사되는 광에 포함되는 청색의 파장 영역의 광을 커트하는 커트 필터를 더 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
LED 조명 장치(100)는 가늘고 긴 형상의 조명 장치로서, 광원이며 발광부로서의 LED(101)를 수용하는 하우징(102)(이하 「조명 케이스(102)」라고 적는다)과, LED(101)에 전류를 공급하는 전원 회로를 수용하는 하우징(103)(이하 「전원 케이스(103)」라고 적는다)을 별개로 구비하고, 조명 케이스(102)와 전원 케이스(103)는 서로 착탈 가능하게 구성되어 있다.
LED 조명 장치(100)는 천장면에 전원 케이스(103)의 조명 케이스(102)와 대향하지 않는 측의 면을 대향시켜 볼트로 설치되고, 전원 케이스(103)의 내부에 수용하는 전원 회로는 천장 뒤에 배치되어 있는 외부 전원으로부터의 전력선과 접속된다. 또한, 조명 케이스(102)와 전원 케이스(103)를 걸고 조명 케이스(102)의 내부에 수용하는 LED(101)와 전원 케이스 내부의 전원 회로를 배선으로 접속함으로써 LED(101)는 외부 전원으로부터의 교류 전압이 전원 회로에 의해 직류 전압으로 변환 및 정류되어 공급되게 된다. 따라서, LED 조명 장치(100)는 LED(101)를 발광시켜 조명하는 것이 가능해진다.
다음에, 조명 케이스(102) 및 조명 케이스(102)의 내부에 수용되는 LED 등의 부품에 대하여 설명한다. 조명 케이스(102)는, 예를 들어 알루미늄인 경량이면서 방열성이 좋은 금속으로 이루어지고, 저면(104)과, 일부 굴곡된 부분을 갖고 길이 방향을 따라 선단이 두 갈래로 갈라진 홈인 오목부가 형성된 측면(105)을 갖는 가늘고 긴 대략 직육면체 형상이다. 또한, 조명 케이스(102)는 짧은 측의 양단부와 저면과 대향하는 측에 있어서 개구부를 갖고 있다. 또한, 조명 케이스(102)의 저면(104)에는 복수의 LED(101)를 장착한 복수 매(본 실시 형태에서는 4매)의 LED 기판(107)이 저면(104)의 LED 기판 설치 구멍(108)에 비스로 설치되어 있다.
또한, LED 기판(107)은 프린트 배선 기판이며, 복수의 LED(101)가 등간격으로 매트릭스 형상으로 배열되어 있다. 또한, LED 기판(107)에는 복수의 LED(101) 사이를 통전하는 배선 패턴(도시하지 않음), LED(101)에 일정한 전류를 흘리기 위한 제한 저항(도시하지 않음), 복수의 LED 기판(107) 사이를 접속하기 위한 LED 기판 커넥터(109)가 설치되어 있다. 또한, LED 기판 커넥터(109)는 1매의 LED 기판(107)에 2개씩 설치되어 있고, 2개 모두 LED 기판(107)의 일변측의 단부에 설치되어 있다. 따라서, 복수의 LED 기판(107)은 LED 기판 커넥터(109)가 설치된 영역을 갖는 일변측을 정렬시켜 저면(104)에 장착함으로써, LED 기판 커넥터(109) 및 LED 기판 커넥터(109) 사이를 접속하는 배선을 측면(105)의 굴곡에 의해 형성되는 공간에 수용할 수 있다. 따라서, 조명되는 측으로부터 LED 조명 장치(100)를 본 경우에 LED 기판 커넥터(109) 및 배선을 외부로부터 시인하는 경우가 없기 때문에 외관상으로도 좋다.
또한, LED 기판(107)의 LED(101)가 장착되어 있는 표면측에는 반사 시트(110)가 설치되어 있다. 따라서, LED(101)로부터 조사된 광이 LED 기판(107)에서 흡수되는 것을 방지할 수 있으므로, LED 조명 장치(100)로부터 조사되는 광의 양이 감소하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 반사 시트(110)로서, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이 사용된다. 또한, 저면(104)의 단변측의 양단부에는 전원 케이스(103)와 조명 케이스(102)를 설치하기 위한 직사각 형상의 전원 케이스 설치 구멍(111)이 형성되어 있다. 또한, 저면(104)의 짧은 측의 양단부에는 양단부의 개구부를 덮는 사이드 커버(112)가 장착되어 있다. 사이드 커버(112)는 백색의 반사성이 높은 수지이므로, 양단부의 개구부로부터 광이 누설되는 것을 방지할 수 있다.
다음에, 발광부로서의 LED(101)에 대하여 설명한다. LED(101)는 청색 LED와 황색 형광체를 갖는 표면 실장형 LED로서, 청색 LED는 황색 형광체를 포함하는 밀봉 수지에 의해 밀봉되어 있다. 또한, LED(101)는, 상술한 바와 같이 밀봉 수지에 포함되는 황색 형광체의 양을 많게 함으로써 밀봉 수지를 통과하여 조사되는 청색 LED의 광이 감소되므로, 예를 들어 i선(365㎚)의 자외선 영역의 파장, g선(436㎚) 등의 청색의 파장 영역의 광의 양을 저감시킨 밝은 황색(레몬색)의 발광이 가능해진다.
또한, 상술한 바와 같이, 밀봉 수지에 포함되는 황색 형광체의 양을, LED(101)로부터의 광의 색 좌표(x)의 값이 약 0.4로 되도록 조정함으로써 특정한 파장(예를 들어 g선)에 감광하는 감광성 수지가 반응하는 것을 방지할 수 있음과 함께 전체 광속이 큰 발광이 가능해진다.
또한, 조명 케이스(102)의 측면(105)의 선단의 오목부(106)에는 LED(101)를 커버함과 함께 예를 들어 i선(365㎚)의 자외선 영역의 파장이나 g선(436㎚) 등의 청색의 특정한 파장 영역의 광을 차단하는 커트 필터와 확산판을 갖는 차단 수단으로서의 필터 확산판(113)이 끼움 장착된다. 또한, 예를 들어 커트 필터로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(굴절률 1.52)가 사용되고, 확산판으로서 폴리카르보네이트(굴절률 1.59), 아크릴판(굴절률 1.49), 유리 등이 사용된다.
따라서, LED 조명 장치(100)는 밀봉 수지에 포함되는 황색 형광체를 늘린 LED(101)에서 출사된 광에 포함되는 청색의 파장 영역의 광의 양을 줄일 수 있음과 함께 필터 확산판(113)에 의해, 또한 청색의 파장 영역의 광을 차단할 수 있으므로 LED 조명 장치(100)로부터 조사되는 광에 포함되는 청색의 파장 영역의 광을 더 확실하게 저감시키는 것이 가능해진다. 또한, 조명 케이스(102)의 짧은 측의 양단부에는 조사 방향측으로부터 필터 확산판(113) 등의 부품을 가압하여 보유 지지하는 보유 지지 부재(114)가 설치되어 있다.
다음에, 전원 케이스(103)와 전원 케이스(103)에 수용되는 전원 회로부 등의 부품에 대하여 설명한다. 전원 케이스(103)는 철 등의 금속으로 이루어지는 직육면체의 하우징이며, 내부에 전원 회로부 및 외부 전원으로부터 전력선이 접속하기 위한 접속 단자로서의 속결 단자(120)를 구비한다. 또한, 전원 회로부는 조명 장치의 안전성을 확보하기 위해 금속성의 전원 회로 박스(121)의 내부에 수용되어 있다. 전원 회로부는 전원 회로 기판(122)에 콘덴서나 트랜스 등의 전자 부품(도시하지 않음)을 장착하여 구성되고, 전원 회로 박스(121)에 절연 시트(123)를 개재하여 설치된다. 또한, 전원 회로부와 전원 회로 박스(121) 사이의 절연성을 더 확보하기 위해 전원 회로부를 실리콘 등의 수지로 몰드하여도 된다.
또한, 전원 케이스(103)의 길이 방향의 길이는 조명 케이스(102)의 길이 방향의 길이와 거의 동일하지만, 전원 케이스(103)의 짧은 방향의 길이는 조명 케이스(102)의 짧은 방향의 길이의 대략 절반이다. 따라서, 전원 케이스(103)를 조명 케이스(102)의 저면(104)의 이면에 짧은 측의 중심에 설치한 경우, 전원 케이스(103)와 조명 케이스(102)의 단변의 길이의 차이에 기인하여 조명 케이스(102)의 이면의 일부가 외부로 노출되는 구성으로 된다. 따라서, 방열성이 높은 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 조명 케이스(102)를 효과적으로 활용하여 LED(101)로부터 발해지는 열을 효율적으로 방열하는 것이 가능해진다.
또한, 전원 회로부 및 LED 기판(107)은 서로 접속하기 위한 커넥터(125)를 갖고 있으며, 조명 케이스(102)의 전원 케이스 설치 구멍(111)을 삽입 관통하여 접속되어 있다.
또한, 도시하지 않았지만, 전원 케이스(103)의 천장측의 면에는 천장에 배치된 전력선을 인입하는 인입 구멍이 형성되고 인입 구멍의 구멍 주위에는 수지제의 완충 링이 장착되어 있다. 따라서, 조명 장치의 제조 과정에서 형성되는 인입 구멍의 구멍 주위의 버어를 덮을 수 있으므로, 인입 구멍에 전력선을 인입하고자 할 때에 인입 구멍의 버어에 의해 전력선이 손상을 받는 것을 방지할 수 있다. 또한, 인입 구멍은 완충 링을 장착하는 것이 아니라, 플랜지 가공 등의 단부면 처리를 실시함으로써 전력선의 손상을 방지하도록 하고 있어도 된다.
또한, 조명 케이스(102)와 전원 케이스(103)의 걸기는 전원 케이스(103)의 짧은 측의 양단부의 걸림부(126)를 조명 케이스(102)의 전원 케이스 설치 구멍(111)에 걸고 그와 함께 조명 케이스(102)의 배면에 장변 방향을 따라 형성된 단면이 L자 형상의 걸림 수용부(127)에 전원 케이스(103)의 장변 방향으로 설치된 걸기 돌기부(128)를 끼워 넣음으로써 조명 케이스(102)와 전원 케이스(103)를 견고하게 걸 수 있다. 또한, 고정 나사(129)에 의해 걸림부(126)를 고정하고 있다.
다음에, 필터 확산판(113)의 구조에 대해 보다 상세하게 설명한다. 도 18은 필터 확산판(113)의 단면도이다. 도 19a, 도 19b는 필터 확산판을 통과하는 광의 경로를 설명하는 도면이다.
도 18에 도시된 바와 같이 확산판(131)의 주위에 설치된 접착 부재(134)에 의해 확산판(131)과 커트 필터(132)는 공기층(133)을 개재하여 접착되어 있다. 접착 부재(134)로서는 접착 테이프나 접착제가 사용되지만, 확산판(131)과 커트 필터(132) 사이에 공기층(133)을 형성하기 위해서는 어느 정도의 두께가 있는 것이 바람직하다. 또한, 확산판(131)의 전체 주위에 걸쳐 접착 부재(134)가 설치되어 있어도 되지만, 확산판(131)과 커트 필터(132) 사이에 공기층(133)을 형성하여 접착하기 위해서는 확산판(131) 주위의 일부에만 설치되어 있어도 된다.
따라서, 상술한 바와 같이, LED 조명 장치(100)로부터 조사되는 광에 포함되는 청색의 파장 영역의 광을 더 확실하게 저감시키는 것이 가능해진다. 또한, 확산판(131)과 커트 필터(132)를 밀착시키지 않고, 공기층(133)을 형성함으로써 필터 확산판(113)의 커트 필터(132) 내에서 흡수되는 광의 양을 저감시키는 것도 가능하다.
다음에, 확산판(131)과 커트 필터(132) 사이에 공기층(133)을 형성함으로써 필터 확산판(113)의 커트 필터(132) 내에서 흡수되는 광의 양을 저감시킬 수 있는 것에 대하여 설명한다. 도 19a는 커트 필터(132) 및 확산판(131)을 밀착시킨 필터 확산판(113)을 통과하는 광의 경로를 나타내고, 도 19b는 커트 필터(132)와 확산판(131) 사이에 공기층(133)을 형성한 필터 확산판(113)을 통과하는 광의 경로를 나타낸다.
도 19a를 참조하면 커트 필터(132) 및 확산판(131)을 밀착시킨 필터 확산판(113)의 경우에는 광원으로부터 출사된 광은 확산판(131)의 내부의 확산제에 의해 산란된다. 산란된 광의 일부는, 도면에서 실선으로 나타낸 바와 같이 커트 필터(132) 내를 도광하여 진행하고, 커트 필터(132)의 표면에 소정의 입사각 이상의 입사각을 갖고 도달한 경우는 커트 필터(132)의 표면에서 전반사된다. 그리고, 전반사된 광은 다시 커트 필터(132) 내를 도광하여 진행하고, 확산판(131)의 내부의 확산제에 의해 다시 산란되어 출사 방향으로 진행한다. 그 후, 커트 필터(132)를 다시 통과하여 출사한다.
도 19b를 참조하면 커트 필터(132)와 확산판(131) 사이에 공기층(133)을 형성한 필터 확산판(113)의 경우에는 광원으로부터 출사된 광은 확산판(131)의 내부의 확산제에 의해 산란된다. 산란된 광의 일부는, 도 19a에 도시된 광과 동일한 입사각으로 확산판(131)의 표면에 도달한 경우는 확산판(131)의 표면에서 전반사된다. 그리고, 전반사된 광은 확산판(131)의 내부의 확산제에 의해 다시 산란되고, 출사 방향으로 진행 방향을 바꾸어 다시 확산판(131)의 표면에 소정의 입사각 미만의 입사각을 갖고 도달한 경우는 확산판(131)의 표면에서 굴절되어 커트 필터(132)를 통과하여 출사된다. 이 경우, 도 19a의 광과 달리, 소정의 입사각 이상의 광은 확산판(131)의 표면에서 우선 전반사되므로 커트 필터(132)를 투과하여 커트 필터(132)의 표면에 도달하는 광의 대부분은 소정의 입사각 이상의 입사각을 갖고 도달한다. 따라서, 커트 필터(132)의 표면에서 전반사되지 않고, 출사된다.
따라서, 도 19a, 도 19b에 도시된 바와 같이 커트 필터(132) 및 확산판(131)을 밀착시킨 필터 확산판(113)을 사용한 경우의 커트 필터(132) 내에 있어서의 도광 거리는 커트 필터(132)와 확산판(131) 사이에 공기층(133)을 형성한 필터 확산판(113)을 사용한 경우의 커트 필터(132) 내에 있어서의 도광 거리에 비교하여 길어진다.
또한, 커트 필터(132) 내에서는 특정한 파장 성분을 포함하는 광뿐만 아니라 특정 파장 이외의 광도 약간 흡수되므로 커트 필터(132) 내에 있어서의 도광 거리가 짧은 쪽이 커트 필터(132)에 있어서의 흡수에 의한 광의 손실이 적어진다. 따라서, 커트 필터(132)와 확산판(131) 사이에 공기층(133)을 형성한 필터 확산판(113)은 커트 필터(132) 및 확산판(131)을 밀착시킨 필터 확산판(113)과 비교하여 광량의 감소를 저감시킬 수 있다.
또한, 커트 필터(132)에 있어서의 광의 흡수에 의해 커트 필터(132)의 수명은 짧아지므로, 커트 필터(132)와 확산판(131) 사이에 공기층(133)을 형성한 필터 확산판(113)은 커트 필터(132) 및 확산판(131)을 밀착시킨 필터 확산판(113)과 비교하여 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서의 필터 확산판(113)은 커트 필터(132)와 확산판(131) 사이에 공기층(133)을 형성하는 구성이지만, 공기층(133)에 한정되지 않고, 커트 필터(132) 및 확산판(131)에 비교하여 굴절률이 작은 완충 부재이어도 좋다. 또한, 완충 부재가 접착 부재를 겸하여도 된다.
또한, 본 실시 형태에 있어서의 필터 확산판(113)은 광원에 확산판(131)이 대향하도록 배치되어 있지만, 광원에 커트 필터(132)가 대향하도록 배치되어 있어도 마찬가지의 효과를 얻는 것은 가능하다.
이상, 실시 형태의 설명에 있어서, 청색 LED와 청색 LED에 여기되어 발광하는 황색 형광체, 적색 형광체 및 녹색 형광체를 조합하여 형광체를 억제체로서, 포토레지스트 등의 감광성 수지가 감광하여 반응하지 않도록, 예를 들어 i선(365㎚)의 자외선 영역의 파장, g선(436㎚) 등의 청색 영역의 파장을 억제한 발광 장치를 나타냈지만, LED는 청색 LED에 한정되지 않는다. 다른 색의 LED이어도 다른 종류의 형광체를 적절히 조합함으로써, 예를 들어 i선(365㎚)의 자외선 영역의 파장, g선(436㎚) 등의 청색 영역의 파장을 억제할 수 있으면 적용 가능하다. 또한, 상기 실시 형태의 설명에 있어서, 형광체는 밀봉 수지에 포함된다고 했지만, 형광체가 밀봉 수지 표면에 도포되거나 하여 설치되어 있어도 된다.
(실시 형태5)
도 20은 실시 형태5에 관한 복수의 조명 장치를 구비한 조명 기기의 구성을 도시하는 블록도이다. 도면에서, 실시 형태5에 관한 조명 기기는 이점쇄선에 의해 둘러싸여 있으며, 조명 장치는 점선에 의해 둘러싸여 있다. 실시 형태5에 관한 조명 기기는 복수의 조명 장치가 접속 부재(208, 208, 208)에 의해 전기적으로 접속됨으로써 구성되어 있다. 또한, 조명 기기는 외부의 조작부(230)와 접속되어 있다. 실시 형태5에 관한 조명 장치는 등부(201)와, 등부(201)의 점등을 제어하는 제어부(220)를 구비하고 있다. 제어부(220)는 조작부(230)로부터의 지시 신호에 따라 등부(201)의 점등을 제어한다.
도 21은 실시 형태5에 관한 조명 장치의 등부(201)의 외관을 도시하는 사시도이다. 실시 형태5에 관한 조명 장치의 등부(201)는 편평하고 가늘고 긴 판상을 이루는 본체(210)(편평체) 및 본체(210)의 양단부에 장착된 커버(204, 204)를 구비하고 있다.
도 22a 내지 도 22c는 실시 형태5에 관한 조명 장치의 등부(201)의 커버(204)가 제거된 상태를 도시하는 개략도이고, 도 23은 분해 사시도이다. 등부(201)는 복수의 LED(205, 205, …)가 복수의 열로 직사각형의 기판(206)에 실장되어 있다. 기판(206)은 기판(206)보다 조금 큰 가늘고 긴 통 형상의 수용부(202)에 수용되어 있으며, 수용부(202)는 양 개구단부가 걸기 부재(207, 207)에 의해 걸려 있다. 수용부(202)를 덮고, LED(205)로부터의 광을 균일하게 확산시키는 글로브(203)는 터널 형상을 이루고 있으며, 기판(206)을 덮도록 수용부(202)에 끼움 지지되어 있다. LED(205, 205, …)는 적색 LED와, 녹색 LED와, 청색 LED로 이루어지는, 소위 멀티 칩 방식의 백색 LED이다. 또한, 적색 LED와, 녹색 LED와, 청색 LED는 제어부(220)에 의해 각각 개별 발광 제어를 할 수 있도록 구성되어 있다.
일면에 LED(205, 205, …)가 실장되어 있는 기판(206)은 가늘고 긴 형상의 직사각형이다. 기판(206)의 길이 방향의 양단부로서 LED(205, 205, …)가 실장되어 있는 실장면에는 LED(205, 205, …)에 전력을 공급하기 위한 한 쌍의 리드선(209, 209)과, 제어부(220)에 지시 신호를 보내는 신호선(도시하지 않음)이 각각 설치되어 있다. 리드선(209, 209) 및 신호선의 일단부는 기판(206)에 각각 납땜 되어 있고, 타단부는 각각 접속 부재(208, 208)에 접속되어 있다. 리드선(209, 209)은 예를 들어 10㎜ 정도의 길이를 갖고 있다. 기판(206)이 리드선(209, 209)을 통하여 접속 부재(208, 208)와 접속됨으로써 외부로부터 접속 부재(208, 208)에 가해지는 충격, 인장력 등의 영향을 기판(206)이 직접 받는 것을 방지할 수 있다. 즉, 외부로부터 접속 부재(208, 208)에 충격, 인장력 등이 가해진 경우, 접속 부재(208, 208)에 접속되어 있는 리드선(209, 209)이 변형, 단선 등 됨으로써 완화되어, 기판(206)에 손상을 주는 것을 억제한다. 기판(206)은 장변측의 양단부가 수용부(202)에 결합됨으로써 지지되어 있다.
수용부(202)는 통 형상을 이루고 있다. 수용부(202)는 기판(206)을 따라 가늘고 긴 형상의 직사각형이며, 일면이 설치면과 면하는 설치판(221)과, 기판(206)의 장변측의 양단부를 결합하기 위한 결합 홈(222, 222)을 구비하고 있다. 설치판(221)의 길이는 기판(206)보다 길고, 설치판(221)의 폭은 기판(206)보다 조금 넓다. 결합 홈(222, 222)은 설치판(221)의 양쪽 장변측에 설치되어 있고, 기판(206)은 결합 홈(222, 222)에 안내되어 수용부(202)에 끼워 넣어져, 기판(206)의 비실장측의 면이 설치판(221)의 다른 면과 접하는 상태에서 결합되어 있다. 따라서, 전선의 단선 등이 발생한 경우, 작업 특성에 따라 등부(201)를 교환하는 경우 등에 기판(206)을 수용부(202)로부터 밀어내어 수리, 교환 등을 행할 수 있다. 설치판(221) 및 결합 홈(222, 222)은 각각 알루미늄제이며, 1쌍 형성되어 있다.
수용부(202)는 양쪽 개구단부가 걸기 부재(207, 207)에 의해 상기 일면이 설치면과 면하도록 걸려 있다. 걸기 부재(207, 207)는 걸기 부재(207, 207)를 설치면에 나사 고정하기 위한 관통 구멍(272, 272)을 각각 갖는 직육면체 형상의 설치부(271, 271)와, 접속 부재(208, 208)가 탑재되는 탑재판(273)을 구비하고 있다. 탑재판(273)은 직사각형이며 수용부(202)의 설치판(221)과 동등한 두께를 갖고 있다. 설치부(271, 271)는 대향 배치되어 있고, 탑재판(273)의 양쪽 장변측에 배치되어 있다. 설치부(271, 271) 및 탑재판(273)은 플라스틱제이며, 설치부(271, 271) 및 탑재판(273)은 설치면측의 면이 하나로 되도록 일체 성형되어 있다. 설치부(271, 271)의 관통 구멍(272, 272)은 탑재판(273)의 장변을 따르는 방향을 긴 직경 방향으로 하는 긴 구멍이다.
또한, 각 걸기 부재(207, 207)의 설치부(271, 271)는 상호 대향면에 접속 부재(208, 208)를 걸기 위한 걸기 돌기(275, 275)를 각각 돌출 형성하고 있다. 한편, 설치부(271, 271)는 수용부(202)와 대향하는 수용부 측면에 수용부(202)를 설치면에 걸기 위한 걸기 플랜지(274, 274)를 각각 형성하고 있다. 걸기 플랜지(274, 274)는 수용부 측면이며 설치면측의 테두리로부터 탑재판(273)의 두께만큼 이격한 위치에 각각 설치되어 있다. 실시 형태5에 관한 조명 장치의 등부(201)를 설치할 때는 걸기 플랜지(274, 274)가 설치판(221)의 길이 방향의 양단부의 다른 면과 접촉하는 상태에서 각 관통 구멍(272, 272, 272, 272)에 나사를 삽입하여 걸기 부재(207, 207)를 설치면에 나사 고정함으로써 수용부(202)를 설치면에 설치한다. 바꾸어 말하면, 수용부(202)의 설치판(221)의 길이 방향의 양단부가 걸기 부재(207, 207)의 걸기 플랜지(274, 274, 274, 274) 및 설치면 사이에 끼움 지지된다.
글로브(203)는 터널 형상을 이루고 있으며, 기판(206)을 덮고, LED(205, 205, …)로부터의 광을 확산시켜 균일하게 외측으로 투광시킨다. 글로브(203)는 기판(206)을 따른 직사각 형상의 편평판(231)과, 편평판(231)의 양쪽 장변측의 테두리로부터 편평판(231)과 직교하는 방향으로 서서히 연장되는 만곡판(232, 232)을 구비하고 있다. 편평판(231) 및 만곡판(232, 232)은 내충격성 및 내열성이 우수한 유백색의 폴리카르보네이트 수지제이며, 1쌍 성형되어 있다. 글로브(203)는 만곡판(232, 232)의 테두리부가 수용부(202)의 결합 홈(222, 222)에 의해 끼움 지지됨으로써 설치되어 있다.
접속 부재(208, 208)는 리드선(209, 209)의 타단부와 접속되어 있는 대략 사각통 형상의 암형부(281, 281)와, 외부와 전선(284, 284)을 통하여 접속되어 있는 대략 사각통 형상의 수형부(282, 282)를 구비하고 있다. 암형부(281, 281)는 걸기 부재(207, 207)의 탑재판(273)에 탑재된 경우 걸기 돌기(275, 275)에 대응하는 위치에, 걸기 돌기(275, 275)와 걸기 위한 걸리기 돌기(283, 283)를 형성하고 있다. 암형부(281, 281) 및 수형부(282, 282)는 접속·분리 가능하게 결합되어 있다. 즉, 암형부(281, 281)는 걸기 부재(207, 207)에 걸려 있으며, 수형부(282, 282)는 후술하는 커버(204, 204)의 절결(241, 241)을 통하여 암형부(281, 281)의 접속·분리가 가능하게 구성되어 있다.
걸기 부재(207, 207)가 노출됨으로써 조명 장치의 미관이 나빠지는 것을 방지하기 위해, 커버(204, 204)는 걸기 부재(207, 207)를 덮도록 장착되어 있다. 커버(204, 204)는 글로브(203) 및 수용부(202)의 길이 방향으로 연속 설치되도록 장착되어 있다. 또한, 커버(204, 204)는 글로브(203) 및 수용부(202)와 반대측에 접속 부재(208, 208)의 수형부(282, 282)가 삽입 관통하기 위한 사각형의 절결(241, 241)이 형성되어 있다.
조작부(230)는 장치의 메인터넌스, 작업 공간의 정리정돈 등을 위한 「백색 점등」 버튼, 패터닝 작업 등을 위한 「파장 제어 점등」 버튼, 전원을 끄기 위한 「오프」 버튼의 3개의 버튼(도시하지 않음)을 설치하고 있다. 제어부(220)는 작업자가 조작부(230), 즉 3개의 버튼 중 어느 하나를 조작함으로써 지시를 접수한 경우, 등부(201, 201, …)의 적색 LED와, 녹색 LED와, 청색 LED에의 전원 공급을 제어한다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 제어부(220)는 조명 장치 내에 설치되어 있지만, 조작부(230) 내에 설치하여도 된다. 또한, 복수의 조명 장치를 연결한 조명 기기의 경우에는 조작부(230) 내의 제어부(220)에 의해 복수의 조명 장치를 일괄하여 제어해도 좋다.
이하, 실시 형태5에 관한 조명 장치에 있어서의 기판(206)의 교환 작업에 대하여 설명한다. 도 24a, 도 24b는 기판(206)의 교환 작업에 있어서, 걸기 부재(207, 207)의 조작을 설명하는 설명도이다. 도 24a는 걸기 부재(207, 207)를 조작하기 전의 상태를 도시하는 도면이며, 도 24b는 걸기 부재(207, 207)를 조작한 후의 상태를 도시하는 도면이다. 설명의 편의상, 도면에서 글로브(203)를 생략하고 있으며, 등부(201)의 양단부 중 한쪽만을 도시하고 있다.
기판(206)의 교환 작업을 위해서는, 우선 커버(204, 204)를 제거한다. 기판(206)의 교환 작업 전에 있어서는, 도 24a에 도시된 바와 같이 수용부(202)의 설치판(221)의 길이 방향의 양단부가 걸기 부재(207, 207)의 걸기 플랜지(274, 274, 274, 274) 및 설치면 사이에서 끼움 지지되고 본체(210)가 설치면에 설치되어 있다.
이어서, 리드선(209, 209)을 접속 부재(208, 208)로부터 분리한다. 그 후, 나사(S, S, S, S)를 회전시켜 걸기 부재(207, 207)의 여유가 생길 만큼 나사 고정을 푼다. 나사(S, S, S, S)는 긴 구멍인 관통 구멍(272, 272, 272, 272)에 삽입 관통되어 있으므로, 걸기 부재(207, 207)를 관통 구멍(272, 272, 272, 272)의 긴 직경 방향(도 24a에서 외곽선의 화살표로 표시되는 방향)으로 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 걸기 부재(207, 207)의 걸기 플랜지(274, 274, 274, 274)는 수용부(202)의 설치판(221)의 길이 방향의 양단부와 접촉하지 않게 되어, 걸기 플랜지(274, 274, 274, 274)에 의한 수용부(202)(설치판(221))의 걸기는 해제된다(도 24b).
이와 같은 조작에 의해, 본체(210)만을 설치면으로부터 제거할 수 있다. 계속해서, 글로브(203)를 제거하고, 기판(206)을 수용부(202)로부터 빼내어, 새로운 기판으로의 교환, 단선의 수리 등의 작업을 행한다.
(실시 형태6)
도 25는 본 발명의 실시 형태6에 관한 조명 장치의 등부(201)의 LED(205A, 205A, …), 기판(206) 및 접속 부재(208, 208)를 도시하는 사시도이다. 또한, 실시 형태5와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다.
실시 형태6에 관한 조명 장치의 등부(201)는 복수의 LED(205A, 205A, …)가 복수의 열로 직사각형의 기판(206)에 실장되어 있다. LED(205A, 205A, …)는 적색 LED와, 녹색 LED와, 청색 LED로 이루어지는, 소위 멀티 칩 방식의 백색 LED이다. 또한, 청색 LED의 표면에는 청색 LED의 광에 여기되는 황색 형광체가 도착되어 있다(도시하지 않음). 예를 들어, 청색 LED는 InGaN계이며, 황색 형광체는 BOS 형광체(BaSr)2SiO4:Eu2+, 또는 Ce:YAG(세륨 부활 이트륨·알루미늄·가닛) 형광체이다. 황색 형광체는 청색 LED의 광과 반응하여 청색 LED의 광의 발광을 억제하므로 청색 LED의 점등 시에 발생하는 g선(파장 436㎚)도 함께 억제된다.
도 26은 실시 형태6에 관한 조명 장치의 등부(201)를 점등시킨 경우의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. i선(파장 365㎚)의 광은 발광되어 있지 않고, g선(파장 436㎚)의 광도 대부분 커트되어, 약간의 발광만이 관찰된다. 따라서, i선 및 g선과 광반응하는 포토레지스트, UV 수지 등을 사용하는 패터닝 작업에 문제를 발생시키는 일은 없다. 또한, 청색 LED 및 황색 형광체에 의한 백색의 광과, 적색 LED 및 녹색 LED의 광이 혼합된 황색(레몬색)의 광이 혼합되므로 이 조명 장치를 설치한 실내는 한층 백색에 가까운 밝은 황색으로 조명이 행하여져, 작업자는 스트레스를 느끼지 않고 밝은 작업 환경 내에서 패터닝 작업을 행할 수 있다.
실시 형태6에 관한 조명 장치의 등부(201)에 있어서는, 청색 LED의 광과 반응하여 청색 LED의 광의 발광을 억제하는 형광체로서 황색 형광체를 사용한 경우를 예로서 설명했지만 이것에 한정하는 것이 아니라, 황색 형광체를 대신하여, 예를 들어 Sr2Si5N8:Eu 또는 CaAlSiN:Eu2+로 이루어지는 적색 형광체를 사용해도 된다.
(실시 형태7)
도 27은 본 발명의 실시 형태7에 관한 조명 장치의 등부(201)의 LED 모듈(240, 240), 기판(206) 및 접속 부재(208, 208)를 도시하는 사시도이다. 또한, 실시 형태5 및 실시 형태6과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다.
실시 형태7에 관한 조명 장치의 등부(201)는 2개의 LED 모듈(240, 240)이 기판(206)의 길이 방향으로 적절하게 이격되어, 기판(206)에 설치되어 있다. LED 모듈(240, 240)은 직사각형의 세라믹 기판의 표면측의 중앙부에 복수의 0.1W의 LED(205B, 205B, …)(스몰 칩)가 밀집되어 실장되어 있다. 세라믹 기판의 대향하는 어느 2개의 정점에는 나사 고정을 위한 관통 구멍(도시하지 않음)이 형성되어, LED 모듈(240, 240)은 기판(206)에 나사 고정되어 있다.
LED(205B, 205B, …)는 적색 LED와, 녹색 LED와, 청색 LED로 이루어지는, 소위 멀티 칩 방식의 백색 LED이다. 또한, 적색 LED와, 녹색 LED와, 청색 LED는 각각 개별 발광 제어를 할 수 있도록 구성되어 있다.
이상, 실시 형태6 및 실시 형태7에 있어서, 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 구비한 조명 장치로서 설명했지만, 청색 LED와만 황색 형광체 등의 형광체로 이루어지는 조명 장치이어도 좋다. 황색 형광체의 양을 늘려 조정함으로써 청색 LED로부터의 광이 황색 형광체에 의해 파장 변환될 확률이 높아져, g선(파장 436㎚)의 파장의 청색의 광은 억제된다.
청색 LED로부터의 청색광과 황색 형광체로부터의 황색광의 합성광으로도 백색에 가까운 밝은 황색(레몬색)이 되어, 이 레몬색의 조명에 의해 작업자는 스트레스를 느끼지 않고 밝은 작업 환경 내에서 패터닝 작업을 행할 수 있다. 이 경우, 황색 형광체는, 감광성 물질이 감광하는 것을 방지하기 위해 특정한 파장을 억제하는 제어부로서 작용한다.
(실시 형태8)
상술한 바와 같은 조명 장치를 구비한 클린룸에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 예에서는 실시 형태5에 관한 조명 장치를 구비하는 경우에 대하여 설명한다. 도 28은 조명 장치가 장착된 클린룸(C)의 실내를 도시하는 투과 사시도이다. 방(R)은 망상의 받침판(B)에 의해 상방의 공간(R1) 및 하방의 공간(R2)으로 구획되어 있다. 공간(R1)에는 장치(M1, M2)가 탑재되어 있고, 공간(R2)에는 장치(M3, M4)가 마주 보고 탑재되어 있다.
공간(R1)은, 동일 치수의 직사각형이며 받침판(B)에 대하여 수직 방향으로 돌출 형성된 구획벽(W1) 및 구획벽(W2)에 의해 구획되어 있는 클린룸(C)을 갖고 있다. 구획벽(W2)과 대향하는 방(R)의 일측벽과, 구획벽(W2)은 복도(D)를 구성하고 있다. 클린룸(C) 및 복도(D)의 천장측에는 천장판(U)이 걸쳐져 배치되어 있다. 클린룸(C)측의 천장판(U)의 내측에는 대략 전체면에 걸쳐 HEPA 필터(F)가 설치되어 있다. HEPA 필터(F)는, 소위 팬 필터 유닛의 프레임에 테두리부를 접촉시켜 가설되어 있다. 한편, 복도(D)측의 천장판(U)의 내측에는 일부에만 HEPA 필터(F)가 설치되어 있다.
천장판(U)의 외측에는 공기를 클린룸(C) 및 복도(D) 내로 송풍하는 순환 팬(P, P, …)이 복수 설치되어 있다. 순환 팬(P, P, …)에 의해 클린룸(C) 및 복도(D) 내로 송풍되는 공기는 HEPA 필터(F)에 의해 진애가 필터링된다. 클린룸(C) 및 복도(D) 내로 들어간 공기는 받침판(B)을 통하여 클린룸(C) 및 복도(D) 밖으로 흘러 나간다. 클린룸(C) 및 복도(D)의 외측의 공기는 순환 팬(P, P, …)에 의해 다시 클린룸(C) 및 복도(D) 내로 송풍된다. 따라서 클린룸(C) 내에는 일정한 공기의 흐름이 형성되어 있다.
클린룸(C)에 있어서는, 팬 필터 유닛의 프레임의 하측면에 가늘고 긴 형상을 이루는 복수의 등부(201, 201, …)가 2열로 길이 방향으로 병설되어, 클린룸(C) 내를 비추고 있다. 한편, 복도(D)에 있어서는 방(R)의 일측벽에 천장판(U) 및 받침판(B)을 따라 복수의 등부(201, 201, …)가 각각 병설되어, 복도(D) 및 보행자의 발밑을 비추고 있다.
한편, 공간(R2)에 탑재되어 있는 장치(M3)에는 장치(M4)와 대향하는 일면의 상부에 복수의 등부(201, 201, …)가 적절하게 이격되어 길이 방향으로 병설되어, 장치(M3) 및 장치(M4) 사이의 좁은 공간을 비추고 있다.
상술한 바와 같이, 클린룸(C) 내에는 일정한 공기의 흐름이 형성되어 있으므로 클린룸(C) 내에 배치되는 조명 장치는 설치면에 대한 돌출량을 작게 하는 것이 바람직하다. 돌출량이 큰 경우, 공기의 흐름이 방해되어 조명 장치의 부근에서는 공기의 흐름이 나빠져 진애가 집중되는 문제가 발생했기 때문이다. 예를 들어 실시 형태5에 관한 조명 장치의 등부(201)는, 상술한 바와 같은 구성을 가지므로, 설치면에 대한 돌출량을 작게 억제할 수 있으므로, 상기 문제의 발생을 경감시킬 수 있다. 또한, 등부(201)가 복도(D)에 배치된 경우에 있어서는 설치면에 대한 돌출량이 적으므로 통행자의 보행이 방해받지 않는다.
조명 장치는, 복수의 HEPA 필터(F)를 지지하는 빔에 설치되는 것이 바람직하다. 본 발명의 조명 장치는 소형이기 때문에, 조명 장치용의 스페이스를 천장에 새롭게 형성할 필요가 없어, 천장면에 있어서의 HEPA 필터 점적률의 향상을 도모할 수 있다.
종래의 특정한 파장을 커트하는 필터를 갖는 형광등 또는 수은등 등의 조명 장치는 등기구 치수가 크기 때문에 등기구의 설치 스페이스가 천장에 필요하게 되어, HEPA 필터의 점유 면적은 낮다. 또한, 천장의 HEPA 필터 사이에 설치되는 형광등 또는 수은등 등의 조명 장치의 스페이스에 의해, 조명 장치 부근에 기류가 흐르지 않는 공간이 생겨 공기 중의 먼지를 충분히 제거할 수 없다. 따라서, 클린룸 내의 청정화의 효율이 낮아져 버린다는 문제가 있다.
본 발명의 조명 장치는, LED를 광원으로 하고 있으므로, 종래의 형광등이나 수은등의 조명 장치에 비교하여 박형의 조명 장치이며, 실내를 순환하는 기류의 방해가 되지 않는다. 따라서, 기류 고임에 의해 먼지가 공기 중에 쌓이지 않고 바닥으로 운반되고, 순환하면서 HEPA 필터에 의해 제거된다.
또한, 조명 장치는 얇고 경량이므로, 조명 장치를 설치하는 장소는 천장에 한하지 않고, 벽면이나 실내에서 사용되는 장치에도 설치하는 것이 가능하다. 따라서, 실내의 환경이나 작업 내용에 따라 조명 장치의 수나 설치 장소를 적절히 변경할 수 있어, 공장 내의 레이아웃의 변경 등에 용이하게 대응하는 것이 가능하다.
이하에 있어서는, 설명의 편의상, g선(파장 436㎚), i선(파장 365㎚)의 광에 노광됨으로써 용해성 등의 물성이 변화하는 포토레지스트를 사용하여 미세한 회로 패턴을 전사하는, 소위 패터닝 작업, 경화하는 물성을 갖는 UV 수지 등을 사용하여 소위 접착 작업을 행하는 경우와, 패터닝 장치의 메인터넌스를 행하는 경우로 나누어 등부(201)의 제어를 설명한다.
우선, 패터닝 장치의 메인터넌스를 행하는 경우, 작업자는 조작부(230)의 「백색 점등」 버튼을 조작한다. 「백색 점등」 버튼의 조작에 의해 지시를 접수한 제어부(220, 220, …)는 등부(201, 201, …)의 각 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED에 전원을 공급하여 백색의 광을 발광시킨다. 도 29는 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 점등시킨 경우의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 그래프의 종축은 상대 강도를 나타내고 있으며, 횡축은 파장(㎚)을 나타낸다. 도면에서, 460㎚의 부근에서 최고치를 갖는 실선의 피크는 청색 LED에 의한 광의 피크이며, 510㎚의 부근에서 최고치를 갖는 점선의 피크는 녹색 LED에 의한 광의 피크이며, 650㎚의 부근에서 최고치를 갖는 이점쇄선의 피크는 적색 LED에 의한 광의 피크이다.
도 29에 도시된 바와 같이, i선(파장 365㎚)의 광은 발광되어 있지 않지만, g선(파장 436㎚)의 광이 다소 발광되어 있다. 그러나, i선 및 g선과 광반응하는 포토레지스트, UV 수지 등을 사용한 작업은 행하지 않으므로 작업상의 문제가 발생하는 일은 없다. 또한, 클린룸(C) 내에는 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 광이 혼합된 백색의 광에 의해 밝게 비추어지므로, 작업자는 밝은 작업 환경 내에서 패터닝 장치의 메인터넌스를 행할 수 있다.
한편, 패터닝 장치의 메인터넌스가 종료되어 포토레지스트, UV 수지 등을 사용하여 패터닝 작업을 행하는 경우, 작업자는 조작부(230)의 「파장 제어 점등」 버튼을 조작한다. 「파장 제어 점등」 버튼의 조작에 의해 지시를 접수한 제어부(220, 220, …)는 등부(201, 201, …)의 각 적색 LED 및 녹색 LED에만 전원을 공급한다. 도 30은 적색 LED 및 녹색 LED만을 점등시킨 경우의 스펙트럼을 나타내는 그래프이다. 그래프의 종축은 상대 강도를 나타내고 있으며, 횡축은 파장(㎚)을 나타낸다. 도 29 및 도 30으로부터 분명히 알 수 있듯이 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 점등시킨 경우에는 존재하던 g선(파장 436㎚) 부근의 피크가 완전히 없어지고 있는 것을 알았다.
따라서, i선 및 g선의 발광이 완전하게 커트되어, i선 및 g선과 광반응하는 포토레지스트, UV 수지 등을 사용하는 패터닝 작업에 문제를 발생시키는 일은 없다. 또한, 클린룸(C) 내는 적색 LED 및 녹색 LED의 광이 혼합된 황색(레몬색)의 광에 의해 밝게 비추어진다. 이때에 있어서의 황색은, 예를 들어 xy 색도도에 있어서, 0.38 내지 0.44의 x값 및 0.48 내지 0.54의 y값에 의해 특정되는, 백색에 가까운 밝은 황색이므로 작업자는 스트레스를 느끼지 않고 밝은 작업 환경 내에서 패터닝 작업을 행할 수 있다.
이상의 기재에 있어서는, 각 제어부(220)가 각 등부(201)의 각 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED에 전원을 공급하는 경우 및 각 적색 LED 및 녹색 LED에만 전원을 공급하는 경우를 제어하는 예에 대하여 설명했지만, 이것에 한정하는 것이 아니다. 필요에 따라, 적색 LED, 녹색 LED 또는 청색 LED별의, 소위 단파장 점등도 할 수 있도록 구성해도 좋다.
이상의 기재에 있어서는, 청색 LED에의 전원 공급을 제한하는 것에 의한 제어를 예로서 설명했지만 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 각 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 PWM(Pulse Width Modulation) 제어함으로써도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 이렇게 PWM 제어를 행하는 경우에는 적색 LED 및 녹색 LED의 혼광에 의한 광의 색을 조정하는 것도 가능하다.
또한, 이상의 기재에 있어서는, 각 조명 장치가 제어부(220)를 구비하고 있는 경우에 대하여 설명했지만 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 하나의 제어부(220)가 복수의 등부(201, 201, …)에 관한 각 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED의 점등을 제어할 수 있도록 구성해도 좋다.
한편, 복도(D)에 배치된, 등부(201, 201, …)는 항상 각 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 점등시켜, 백색의 광에 의한 조명을 행하도록 해도 되고, 비상 시의 경우에는 어느 한 LED만이 발광하도록 구성해도 좋다.
10, 30, 40, 71 : 발광 장치
11 : 기판
12 : 청색 LED
13 : 황색 형광체
15 : 밀봉 수지층
50, 70, 80, 100 : LED 조명 장치
113 : 필터 확산판
131 : 확산판
132 : 커트 필터
133 : 공기층
201 : 등부
202 : 수용부
203 : 글로브
205, 205A, 205B : LED
206 : 기판
208 : 접속 부재
210 : 본체(편평체)
220 : 제어부

Claims (20)

  1. 반도체 발광 소자를 구비하는 발광 장치이며,
    감광성 물질이 반응하는 특정한 파장 성분을 억제하는 억제체를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 반도체 발광 소자와, 상기 반도체 발광 소자로부터의 광에 여기되는 형광체와, 상기 형광체를 갖고 상기 반도체 발광 소자를 덮는 밀봉 수지를 구비하는 발광 장치이며,
    상기 밀봉 수지가 갖는 상기 형광체에 의해, 특정한 파장 성분에 반응하는 감광성 물질이 반응하지 않도록 상기 특정한 파장 성분을 억제한 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 감광성 물질이 반응하는 파장 영역은 g선의 청색 영역인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 형광체의 양은, 상기 발광 장치가 백색 발광하는 경우에 밀봉 수지가 갖는 형광체의 양보다도 많은 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체 발광 소자는 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 발광 다이오드는 청색 발광 다이오드이며, 상기 형광체는 황색 형광체인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 장치로부터 조사되는 광은 xy 색도도에 있어서, 색 좌표(x)가 0.4 내지 0.45의 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 수지는 적색 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 발광 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 특정한 파장 성분의 광을 차단하는 차단 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 차단 수단은 특정한 파장 성분의 광을 차단하는 필터와 확산판을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 차단 수단은 상기 필터와 상기 확산판 사이에 공기층을 갖는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  13. 복수의 반도체 발광 소자를 구비하는 조명 장치이며,
    특정한 파장에 반응하는 감광성 물질이 감광하는 것을 방지하기 위해, 상기 특정한 파장을 억제하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  14. 복수의 반도체 발광 소자를 구비하는 조명 장치이며,
    상기 복수의 반도체 발광 소자를 제어함으로써 백색의 조명과, 특정한 파장에 반응하는 감광성 물질이 감광하는 것을 방지하기 위해 상기 특정한 파장을 억제한 조명을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 복수의 반도체 발광 소자는 녹색 발광 다이오드 및 적색 발광 다이오드를 포함하고,
    상기 녹색 발광 다이오드 및 적색 발광 다이오드에 의해 혼합된 광을 발광하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 광은 xy 색도도에 있어서, 0.38 내지 0.44의 x값 및 0.48 내지 0.54의 y값에 의해 특정되는 색인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 복수의 반도체 발광 소자는 청색 발광 다이오드를 더 포함하고,
    상기 녹색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 청색 발광 다이오드 각각의 개별 발광, 또는 이들의 조합에 의한 발광을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  18. 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 반도체 발광 소자의 일부 또는 모든 표면에 황색 형광체층 또는 적색 형광체층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 반도체 발광 소자가 실장된 기판과,
    상기 기판이 수용되는 수용부와,
    상기 수용부에 설치되고, 상기 복수의 반도체 발광 소자로부터의 광을 투광시키는 투광부를 구비하고,
    상기 투광부를 상기 수용부에 설치한 경우, 상기 투광부 및 상기 수용부가 편평체를 이루도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  20. 제9항 내지 제19항 중 어느 한 항에 기재된 조명 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 클린룸.
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