(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物に光を照射する植物栽培用の照明装置であって、
表面形状が矩形である熱伝導性基板と、当該熱伝導性基板の長手方向に配列されて搭載された複数の発光部品とを備える発光ユニットと、
軸の周りに回転可能であって、前記発光ユニットの長手方向が、外表面上に当該軸の方向に対して斜めに取り付けられた保持体と
を備える植物栽培用の照明装置。
【請求項２】
前記熱伝導性基板は、金属材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項３】
前記保持体は、金属材料で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項４】
前記保持体の外表面は、前記軸に対して傾斜面を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項５】
前記保持体は、外表面が前記軸に対して傾斜面を有するとともに、当該軸に対して直交するように設けた切断面の面積が、上端部側が下端部側に比べて大きいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項６】
前記保持体は、外表面または内表面の少なくとも１つの面に放熱のための凹部または凸部を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項７】
前記保持体は、表面に空気を取り入れる穴または切り込みを備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項８】
前記複数の発光部品は、青色光を発光する半導体発光素子と赤色光を発光する半導体発光素子とを含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項９】
前記複数の発光部品に含まれる前記青色光を発光する半導体発光素子は、ピーク波長４２０ｎｍ〜４８０ｎｍのＩｎＧａＮ発光層を有し、前記赤色光を発光する半導体発光素子は、ピーク波長６５０ｎｍ〜６９０ｎｍのＡｌＧａＩｎＰ発光層を有することを特徴とする請求項８に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項１０】
前記複数の発光部品に含まれる前記青色光を発光する半導体発光素子および前記赤色光を発光する半導体発光素子は、当該青色光を発光する半導体発光素子および当該赤色光を発光する半導体発光素子のそれぞれの一方の面にＰ電極およびＮ電極を有し、当該青色光を発光する半導体発光素子および当該赤色光を発光する半導体発光素子のそれぞれの他方の面にはＰ電極またはＮ電極のいずれをも有しないことを特徴とする請求項８または９に記載の植物栽培用の照明装置。
【請求項１１】
栽培される複数本の植物を収容する栽培容器と、
成長する複数本の植物に対向するように設けられ、表面形状が矩形である熱伝導性基板と、当該熱伝導性基板の長手方向に配列されて搭載された複数の発光部品とを備える発光ユニットと、軸の周りに回転可能であって、当該発光ユニットの長手方向が、外表面上に当該軸の方向に対して斜めに取り付けられた保持体とを備え、当該複数の発光部品の発する光を植物に照射する照明装置と
を備える植物栽培装置。
【請求項１２】
栽培される複数本の植物を収容する栽培容器と、
成長する複数本の植物に対向するように設けられ、表面形状が矩形である熱伝導性基板と、当該熱伝導性基板の長手方向に配列されて搭載された複数の発光部品とを備える発光ユニットと、軸の周りに回転可能であって、当該発光ユニットの長手方向が、外表面上に当該軸の方向に対して斜めに取り付けられた保持体と、風力により当該保持体を回転させる送風装置とを備え、当該複数の発光部品の発する光を植物に照射する照明装置と
を備える植物栽培装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子を用いた植物栽培用の照明装置および植物栽培装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然条件の変動に左右されない農業環境づくりとして、栽培環境の光、温度、湿度、炭酸ガス濃度など、植物成長に影響を及ぼすあらゆる条件を制御して農作物などを生産する植物工場、野菜工場などが実用化されつつある。
これらの植物工場には、完全人工光型と太陽光併用型とがあるが、両者とも人工光を照射する照明装置を設置することが必須となっている。そして、照明装置からは、赤色光と青色光とを植物に照射することが必要とされている。これらの照明装置の光源には、半導体発光素子（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が用いられるようになってきている。
【０００３】
特許文献１には、可撓性プリント基板に多数のＬＥＤ素子を実装すると共に、該可撓性プリント基板の表面に硬質の透明樹脂層を被着して、該可撓性プリント基板を該透明樹脂層によって湾曲形状に保持せしめたＬＥＤ基板を含んで構成されたＬＥＤ表示装置において、複数の前記ＬＥＤ素子を複数の直線上に配列することによって複数のＬＥＤ素子列を形成すると共に、それぞれのＬＥＤ素子列において、各ＬＥＤ素子の給電部位を前記可撓性プリント基板上の電極に接続するボンディングワイヤを該ＬＥＤ素子の配列線上に配線する一方、それら複数のＬＥＤ素子列におけるＬＥＤ素子の配列方向を複数方向に異ならせたＬＥＤ表示装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３３８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、植物栽培用の照明装置では、照明装置に搭載された半導体発光素子からの光が、効率よく栽培対象である植物に照射されることが好ましい。このため、植物栽培用の照明装置は、植物に近接して配置できることが求められる。
また、半導体発光素子が高輝度になると、半導体発光素子に流れる電流が大きくなって、半導体発光素子の発熱量が大きくなる。このため、高輝度な半導体発光素子を用いた植物栽培用の照明装置では、半導体発光素子から発生する熱を効率よく放熱できることが求められる。しかし、可撓性プリント基板の材質が、ガラス布基材エポキシ樹脂や紙基材フェノール樹脂等の有機絶縁物系、またはポリエステルやポリイミド等のフレキシブル有機絶縁物系などである場合、これらの材質は銅、アルミニウムまたはそれらの合金などの金属に比べ熱伝導率が小さいため、半導体発光素子から発生する熱を効率よく放熱することができないという問題があった。
さらに、植物栽培用の照明装置は、湿度の高い環境に配置されるため、耐湿性に優れるとともに、安価に製造できる構造であることが好ましい。
本発明の目的は、半導体発光素子の発熱を効率よく放熱できるとともに、安価に製造できる植物栽培用の照明装置および植物栽培装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明が適用される植物栽培用の照明装置は、表面形状が矩形である熱伝導性基板と、熱伝導性基板の長手方向に配列されて搭載された複数の発光部品とを備える発光ユニットと、軸の周りに回転可能であって、発光ユニットの長手方向が、外表面上に軸の方向に対して斜めに取り付けられた保持体とを備えている。
このような植物栽培用の照明装置において、熱伝導性基板は、金属材料で構成されていることを特徴とすることができる。
そして、保持体は、金属材料で構成されていることを特徴とすることができる。
さらに、保持体の外表面は、軸に対して傾斜面を有することを特徴とすることができる。
また、保持体は、外表面が軸に対して傾斜面を有するとともに、軸に対して直交するように設けた切断面の面積が、上端部側が下端部側に比べて大きいことを特徴とすることができる。
さらにまた、保持体は、外表面または内表面の少なくとも１つの面に放熱のための凹部または凸部を備えることを特徴とすることができる。
そして、保持体は、表面に空気を取り入れる穴または切り込みを備えることを特徴とすることができる。
【０００７】
さらに、このような植物栽培用の照明装置において、複数の発光部品は、青色光を発光する半導体発光素子と赤色光を発光する半導体発光素子とを含むことを特徴とすることができる。
そして、複数の発光部品に含まれる青色光を発光する半導体発光素子は、ピーク波長４２０ｎｍ〜４８０ｎｍのＩｎＧａＮ発光層を有し、赤色光を発光する半導体発光素子は、ピーク波長６５０ｎｍ〜６９０ｎｍのＡｌＧａＩｎＰ発光層を有することを特徴とすることができる。
さらにまた、複数の発光部品に含まれる青色光を発光する半導体発光素子および赤色光を発光する半導体発光素子は、青色光を発光する半導体発光素子および赤色光を発光する半導体発光素子のそれぞれの一方の面にＰ電極およびＮ電極を有し、青色光を発光する半導体発光素子および赤色光を発光する半導体発光素子のそれぞれの他方の面にはＰ電極またはＮ電極のいずれをも有しないことを特徴とすることができる。
【０００８】
さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される植物栽培装置は、栽培される複数本の植物を収容する栽培容器と、成長する複数本の植物に対向するように設けられ、表面形状が矩形である熱伝導性基板と、熱伝導性基板の長手方向に配列されて搭載された複数の発光部品とを備える発光ユニットと、軸の周りに回転可能であって、発光ユニットの長手方向が、外表面上に軸の方向に対して斜めに取り付けられた保持体とを備え、複数の発光部品の発する光を植物の側方から照射する照明装置とを備えている。
また、本発明が適用される植物栽培装置は、栽培される複数本の植物を収容する栽培容器と、成長する複数本の植物に対向するように設けられ、表面形状が矩形である熱伝導性基板と、熱伝導性基板の長手方向に配列されて搭載された複数の発光部品とを備える発光ユニットと、軸の周りに回転可能であって、発光ユニットの長手方向が、外表面上に軸の方向に対して斜めに取り付けられた保持体と、風力により保持体を回転させる送風装置とを備え、複数の発光部品の発する光を植物に照射する照明装置とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、半導体発光素子の発熱を効率よく放熱できるとともに、安価に製造できる植物栽培用の照明装置および植物栽培装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態が適用される植物栽培装置の一例を示した図である。
【図２】放熱性を改善した保持体の一例を示す図である。
【図３】植物栽培装置の他の一例を示した図である。
【図４】第１の実施の形態が適用される照明装置の一例を示した拡大図である。
【図５】第１の実施の形態が適用される照明装置の発光ユニットの一例を示した図である。
【図６】青色発光チップの構成の一例を説明するための断面図である。
【図７】青色発光チップの上面図である。
【図８】赤色発光チップの構成の一例を説明するための断面図である。
【図９】赤色発光チップの上面図である。
【図１０】２個の発光ユニットから構成される発光ユニットを示した図である。
【図１１】第２の実施の形態が適用される照明装置の発光部の一例を示した図である。
【図１２】発光素子パッケージの構成の一例を示した図である。
【図１３】第３の実施の形態が適用される照明装置の発光ユニットの一例を示した図である。
【図１４】第４の実施の形態が適用される植物栽培装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態が適用される植物栽培装置１の一例を示した図である。
植物栽培装置１は、底板１５と、底板１５の少なくとも四隅に設けられた支柱１６と、支柱１６により支えられた天板１７と、底板１５上に設けられた植物２を育成する栽培容器３と、天板１７側から吊り下げられた複数の照明装置１０とを備えている。
そして、照明装置１０は、発光ユニット１１と、発光ユニット１１が取り付けられる円筒状の保持体１２とを備えている。
照明装置１０は、円筒状の保持体１２の軸上に回転軸１３を備えている。
【００１２】
植物栽培装置１は、照明装置１０に搭載された半導体発光素子チップ６４に電流を供給する電力供給ライン１８を備えている。電力供給ライン１８は、天板１７の裏面を伝って、植物栽培装置１の外部に引き出され、植物栽培装置１の外部に置かれた電源１９に接続されている。
【００１３】
また、植物栽培装置１は、照明装置１０を回転させるためのモータなどを備えた回転制御部１４を備えている。照明装置１０の回転軸１３は、回転制御部１４に接続されている。
すなわち、植物栽培装置１は天板１７上に回転制御部１４を備え、回転制御部１４が回転軸１３を介して照明装置１０を支持している。
【００１４】
底板１５は、栽培容器３を載置する構造材である。底板１５は、栽培容器３を保持できればよく、どのような材質から構成されてもよい。
栽培容器３は、栽培する植物２を保持できればよく、後述するように、植物２を育成するための培養液を循環させるように、培養液の供給口と排出口とを備えていてもよい。培養液を循環させる場合は、植物栽培装置１の外部に、培養液を循環させるための図示しない循環部が設けられる。
本実施の形態において、栽培される植物２は、特に制限されないが、ジャガイモ、大豆、紫蘇など、草丈のあるものであってもよい。
【００１５】
天板１７は、複数の照明装置１０を支持できる強度を有するものであることが好ましい。そして、回転制御部１４が回転軸１３を回転させることにより、円筒状の保持体１２が矢印Ａの方向に回転可能なように、天板１７には、照明装置１０の回転軸１３が貫通する貫通孔が設けられている。
【００１６】
本実施の形態における照明装置１０の発光ユニット１１は、後述するように、熱伝導性に優れた表面形状が矩形の熱伝導性基板２１に複数の発光部品の一例としての半導体発光素子チップ６４が列状に搭載されて構成されている（後述する図４、５参照）。
【００１７】
照明装置１０の保持体１２には、発光ユニット１１が円筒状の保持体１２の軸に対して斜めまたはらせん状に巻きつくように取り付けられている。すなわち、発光ユニット１１は保持体１２の軸の方向に対して斜めに取り付けられている。
照明装置１０の保持体１２は、発光ユニット１１に搭載された半導体発光素子チップ６４の発する熱を熱伝導により放熱できるように、熱伝導性に優れた材質、例えばアルミニウム、銅またはそれらの合金、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属などで構成されていることが好ましい。また、ＡｌＮなど、熱伝導の良好なセラミックスも好ましい。
さらに、光を有効に利用するため、保持体１２の表面は、アルミニウム、銀、白色樹脂材料、赤色に対しては金など、反射率の高い材質で構成されていることが望ましい。また、腐食対策や、さらなる反射率の向上のため、保持体１２の最表面にガラス樹脂（透明）などを被服することも望ましい。
【００１８】
そして、保持体１２は、半導体発光素子チップ６４の発する熱を放熱しやすくするために、気体による冷却（空冷）または液体による冷却（液冷）により冷却されてもよい。例えば、保持体１２は、回転軸１３から放射状に延びたスポークにより保持された中空の円筒形状が望ましい。
また、保持体１２の中空の内部は管路として、冷却用の冷媒を流通させてもよい。または、保持体１２の中空の内側に冷却用のパイプを設けて、パイプに液状の冷媒を流通させてもよい。冷媒としては水、エチレングリコールなどが使用できる。
なお、保持体１２を回転させるとともに液状の冷媒で冷却する場合には、冷媒が漏洩しないように、冷媒の供給部（不図示）と保持体１２とをＯリングなどの回転可能なシール部材で結合すればよい。
【００１９】
そして、照明装置１０には、前述したように、保持体１２の軸上に回転軸１３が設けられている。そして、保持体１２は、回転軸１３を介して回転制御部１４により回転される。
保持体１２を回転させる場合には、保持体１２上に熱伝導性基板２１を介して搭載された半導体発光素子チップ６４への電力の供給を、ブラシなどの摺動機構または電磁誘導などを介して行なうようにする。
【００２０】
なお、照明装置１０は、天板１７から吊り下げられているとして説明したが、底板１５など床上に置かれる構成であってもよい。床上に置かれる構成の場合、図１に示した照明装置１０と回転制御部１４との位置関係が逆転する。すなわち、回転制御部１４が底板１５上に置かれ、回転制御部１４から上方に回転軸１３が伸び、照明装置１０を支えるとともに、回転させることになる。また、壁に設置すれば、照明装置１０を横向きとしても利用できる。
【００２１】
照明装置１０は、成長すると草丈が大きくなる植物２の間となる位置に配置される。そして、照明装置１０は、植物２の側面から光を照射することで、植物２への光の照射の効率を高め、植物２の育成をより促進する。
なお、照明装置１０は、植物２が林立して、照明装置１０を取り囲むように配置されてもよい。そして、植物２は、照明装置１０を一重に取り囲むように配置されてもよく、多重に取り囲むように配置されてもよい。
【００２２】
図２は、放熱性を改善した保持体１２の一例を示す図である。
図２（ａ）は、表面に複数の穴１２ａを設けた保持体１２の一例を示す図である。空気が、保持体１２の周囲から保持体１２の内部に、または保持体１２の内部から保持体１２の周囲に穴１２ａを介して流れることにより、保持体１２の放熱が促進される。
保持体１２に設けられる穴１２ａは、円形であってもよく、矩形等の他の形状であってもよい。また、保持体１２に穴１２ａを設ける位置および穴１２ａの数、大きさは、特に限定されず、発光ユニット１１が設置される位置を考慮して設ければよい。
【００２３】
図２（ｂ）は、表面に複数の切り込み１２ｂを設けた保持体１２の一例を示す図である。切り込み１２ｂは、保持体１２の表面を円弧状に切り欠き、円弧の部分が保持体１２の内部に曲げられて構成されている。
保持体１２の回転（図１に示す矢印Ａ）により、切り込み１２ｂが保持体１２の外部から強制的に空気を、保持体１２の内部に誘導し、保持体１２の放熱がより促進される。
保持体１２に設けられる切り込み１２ｂは、外周部が円弧状であっても、矩形状等の他の形状であってもよい。また、保持体１２に切り込み１２ｂを設ける位置および切り込み１２ｂの数、大きさは、特に限定されず、発光ユニット１１が設置される位置を考慮して設ければよい。
【００２４】
図２（ｃ）は、内表面に複数の凸部１２ｃを設けた保持体１２の一例を示す図である。それぞれの凸部１２ｃは、円筒状の保持体１２の内側に、断面形状が三角形状に設けられている。凸部１２ｃにより保持体１２の内部を流れる空気との接触面積が増加し、保持体１２の放熱がより促進される。
保持体１２に設けられる凸部１２ｃは、断面形状が三角形状に限らず、保持体１２の内側の表面積が増加する構造のものであればよい。また、保持体１２の内側に凸部１２ｃを設ける位置および凸部１２ｃの数、大きさは、特に限定されず、放熱が促進される構成を選択すればよい。
なお、凸部１２ｃの代わりに凹部であってもよい。
【００２５】
図２（ｄ）は、外表面に複数のフィン（ひれ）状の凸部１２ｄを設けた保持体１２の一例を示す図である。それぞれの凸部１２ｄは、円筒状の保持体１２の外側に、板状に飛び出すように設けられている。凸部１２ｄにより保持体１２の周囲を流れる空気との接触面積が増加し、保持体１２の放熱がより促進される。
保持体１２に設けられる凸部１２ｄは、板状に限らず、保持体１２の外側の表面積が増加する構造のものであればよい。また、保持体１２の外側に凸部１２ｄを設ける位置および凸部１２ｄの数、大きさは、特に限定されず、発光ユニット１１が設置される位置を考慮して設ければよい。
なお、保持体１２の外表面において、発光ユニット１１の設置を妨げないように、突起１１ｄを保持体１２の軸方向に分割して設けてもよい。
【００２６】
図２（ｅ）は、軸方向の端部にフィン（ひれ）状の凸部１２ｅを設けた保持体１２の一例を示す図である。板状の凸部１２ｅが、円筒状の保持体１２の軸方向の端部に、端部から保持体１２の外側に飛び出すように設けられている。凸部１２ｅにより保持体１２の周囲を流れる空気との接触面積が増加し、保持体１２の放熱がより促進される。
図２（ｅ）では、凸部１２ｅは保持体１２の外周上に２個設けられているが、２個に限らず、３個以上であってもよく、保持体１２の外周を取り巻くように設けられてもよい。
また、図２（ｅ）では、凸部１２ｅは、保持体１２の軸方向の一方の端に設けられているが、他方の端に設けられてもよく、中間に設けられてもよい。また、凸部１２ｅは保持体１２の外周の複数の箇所（例えば、軸方向の両端部または軸方向の複数の位置）に設けられてもよい。
さらに、図２（ａ）から（ｅ）で説明した構成を、複数組み合わせて用いてもよく、前述した冷媒による冷却法と併用してもよい。
なお、保持体１２は、円筒状としたが、円筒状に限らず、四角柱、六角柱、八角柱などの角柱状であってもよい。
【００２７】
図３は、植物栽培装置１の他の一例を示した図である。図１では、保持体１２は円筒状としたが、図２では、保持体１２の形状を、植物２と照明装置１０との位置関係（例えば、植物２の高さが低い場合）に応じて、植物２に斜め上から照射できるように、例えば上端部（上面）の面積が下端部（下面）の面積に比べて大きい円錐台の形状（円錐台状）とした場合を示している。このことにより、植物２の受ける光照射量が増加して望ましい。円錐台の角度は、植物２の大きさと照明装置１０の高さにより、最適化できる。また、円錐台でなくても、円錐、角錐、角錐台、半球などの形状も望ましい。保持体１２の上端部（上面）の面積を下端部（下面）の面線に比べ大きくする場合においては、加工のしやすさ、発光ユニット１１の取り付けやすさから、円錐台が最も望ましい。
以上説明したように、保持体１２は、図１に示したように、軸に対して直交するように設けた切断面の面積が、上端部側（円筒状の保持体１２の上面）と下端部側（円筒状の保持体１２の下面）とで同じであってもよく、図３に示したように、上端部側（円錐台状の保持体１２の上面）が下端部側（円錐台状の保持体１２の下面）に比べて大きくともよく、図示しないが、上端部側（上面）が下端部側（下面）に比べて小さくともよい。
なお、保持体１２の上面および下面が軸に対して直交する面でない場合であっても、上端部および下端部において、軸に対して直交する面を想定すればよいことから、軸に対して直交するように設けた切断面とした。
【００２８】
図４は第１の実施の形態が適用される照明装置１０の一例を示した拡大図である。
照明装置１０は、保持体１２に、発光ユニット１１が斜めまたはらせん状に巻きつくように構成されている。すなわち、発光ユニット１１は、表面形状が矩形であって、その長手方向が保持体１２の軸方向に対して斜めになっている。
発光ユニット１１は、熱伝導性基板２１と、熱伝導性基板２１の表面の中央部上に設けられた複数の半導体発光素子チップ６４と、熱伝導性基板２１の表面上に、半導体発光素子チップ６４を挟むように両側に設けられた配線基板２２ａ、２２ｂとを備えている。
そして、半導体発光素子チップ６４のｐ電極、ｎ電極と、配線基板２２ａ、２２ｂに設けられた導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ（後述する図５参照）とがボンディングワイヤ６５により接続されている。複数の半導体発光素子チップ６４は、青色光または赤色光を発する半導体発光素子チップであってもよく、青色光または赤色光を発する半導体発光素子チップが混在したものであってよい。
なお、「半導体発光素子チップ６４」の用語は、後述する図６、７に示す青色発光チップ６４１と図８、９に示す赤色発光チップ６４２とをそれぞれ区別しないときに用いる。また、「ｐ電極」の用語は、後述する図６、７に示す青色発光チップ６４１における第１ｐ電極２１０および、後述する図８、９に示す赤色発光チップ６４２における第２ｐ電極４１０をそれぞれ区別しないときに用いる。同様に、「ｎ電極」の用語は、後述する図６、７に示す青色発光チップ６４１における第１ｎ電極２４０および、後述する図８、９に示す赤色発光チップ６４２における第２ｎ電極４００をそれぞれ区別しないときに用いる。
【００２９】
そして、円筒状の保持体１２に発光ユニット１１を斜めまたはらせん状に巻きつけたとき、ボンディングワイヤ６５に応力がかかることを抑制するため、半導体発光素子チップ６４のｐ電極およびｎ電極と配線基板２２ａ、２２ｂに設けられた導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄとを接続するボンディングワイヤ６５は、保持体１２の軸方向（Ｂ−Ｂ線方向）に向くように設けられている。
すなわち、ボンディングワイヤ６５は、保持体１２の軸方向（Ｂ−Ｂ線方向）に向いて設けられているので、発光ユニット１１を保持体１２にらせん状に巻きつけても延び縮みしない。これにより、半導体発光素子チップ６４と配線基板２２ａおよび２２ｂとの電気的な接続の信頼性が損なわれることが抑制される。
【００３０】
照明装置１０が回転しない場合、植物２には、植物２に対向する位置の半導体発光素子チップ６４から発する光のみが照射される。これに対して、照明装置１０が回転する場合、発光ユニット１１に搭載された複数の半導体発光素子チップ６４から発する光が、植物２に均等に照射されることになる。特に、それぞれが、赤色光、青色光など、異なる発光波長の光を発する複数の半導体発光素子チップ６４を混在して用いる場合には、異なる発光波長の光が偏ることなく植物２に照射される。
なお、照明装置１０は、回転軸１３を中心として回転するとして説明したが、回転させないで用いられてもよい。
【００３１】
ここでは詳細に説明しないが、植物栽培装置１は、温度および湿度が制御された環境に設けられていてもよい。
【００３２】
次に、植物栽培装置１の動作を説明する。
植物栽培が培地を用いない水耕栽培である場合は、植物栽培装置１の栽培容器３には、植物２とともに、植物２の根に養分を与える培養液が蓄えられている。培養液は、栽培容器３の一端部から供給され、他端部から流れ出すようにして、循環させてもよい。
植物栽培が培地を用いた固形培地耕である場合は、植物栽培装置１の栽培容器３には、植物２とともに、土などの培地が蓄えられている。そして、栽培容器３に、水に肥料を溶かした液肥を施すことで、灌水と施肥とを同時に行う。
【００３３】
そして、照明装置１０に電源１９から電力が供給されることにより、照明装置１０の半導体発光素子チップ６４から発した光が、植物２に照射される。照明装置１０を回転させることで、植物２に対して、照明装置１０から発した光が、植物２と照明装置１０の半導体発光素子チップ６４との位置関係に依存せず照射される。植物２は、これらの光により光合成を行うことで成長する。
なお、植物２に照射される光の波長は、照明装置１０に搭載された半導体発光素子チップ６４の発光波長で決められる。赤と青との光が、植物２の育成に優れた効果を有することが知られている。
また、植物２に光が照射される時間は、照明装置１０の点灯時間によって決められる。この点灯期間は、図示しない制御部によって、コントロールされてもよい。
【００３４】
次に、発光ユニット１１について詳細に説明する。
＜発光ユニット１１＞
図５は、第１の実施の形態が適用される照明装置１０の発光ユニット１１の一例を示した図である。図５（ａ）は、発光ユニット１１を上面から見た平面図を示し、図５（ｂ）は、発光ユニット１１のＶＢ−ＶＢ線での断面図を示している。
発光ユニット１１は、図５（ｂ）に示すように、一方の表面に、一体に形成された凸部２１ａを有する表面形状が矩形の熱伝導性基板２１と、凸部２１ａの表面２１ｂに設けられた複数の半導体発光素子チップ６４と、熱伝導性基板２１の凸部２１ａ以外の表面２１ｃに接着層２４を介して設けられた配線基板２２ａおよび２２ｂとを備えている。配線基板２２ａおよび２２ｂには、半導体発光素子チップ６４に電流を供給する配線が設けられている。
図５（ａ）に示す熱伝導性基板２１には、９個の半導体発光素子チップ６４が搭載されている。９個の半導体発光素子チップ６４をそれぞれ区別するときは、半導体発光素子チップ６４−１〜６４−９と表記する。
第１の実施の形態は、ベアチップである半導体発光素子チップ６４が熱伝導性基板２１の凸部２１ａに搭載された、いわゆるＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）実装である。
【００３５】
まず、熱伝導性基板２１について説明する。
（熱伝導性基板２１）
熱伝導性基板２１は、例えば上面から見た表面形状が矩形であって、熱伝導性に優れた材料により構成されている。そして、熱伝導性基板２１と一体に形成された凸部２１ａは、熱伝導性基板２１の長手方向に連続して構成され、その表面２１ｂは、半導体発光素子チップ６４が搭載可能な幅を有している。
熱伝導性基板２１には、熱伝導性に優れた金属、例えば銅、アルミニウムまたはそれらの合金などを用いることができる。アルミニウムの場合には、表面がアルマイト加工されていてもよい。
熱伝導性基板２１は、例えば銅であって、長さが１５０ｍｍ、幅が１０ｍｍとすることができる。そして、凸部２１ａの表面２１ｂの幅は、半導体発光素子チップ６４を搭載することができればよい。例えば、半導体発光素子チップ６４が３５０μｍ×３５０μｍであれば、凸部２１ａの表面２１ｂの幅（熱伝導性基板２１の短手方向に計測した長さ）を半導体発光素子チップ６４の一辺長である３５０μｍより長い１ｍｍとすることができる。
また、熱伝導性基板２１の厚さは、凸部２１ａの部分で、例えば０．３ｍｍとすることができる。また、凸部２１ａの高さは、例えば０．１５ｍｍとすることができる。
【００３６】
そして、凸部２１ａの両側面に、熱伝導性基板２１の長手方向に連なってスリット２１ｄが設けられている。このスリット２１ｄに、配線基板２２ａおよび２２ｂの一部が差し込まれている。よって、スリット２１ｄの幅は、配線基板２２ａおよび２２ｂの厚さと同程度であって、スリット２１ｄに配線基板２２ａおよび２２ｂの一部が差し込めればよい。よって、後述するように、例えば配線基板２２ａおよび２２ｂの厚さが０．１５ｍｍの場合、スリット２１ｄの幅は、０．１７ｍｍとすることができる。
また、スリット２１ｄの深さは、半導体発光素子チップ６４が発生する熱の熱伝導性基板２１への熱伝導による放熱を妨げなければよく、例えば０．２ｍｍとできる。
なお、スリット２１ｄは、配線基板２２ａおよび２２ｂを熱伝導性基板２１に固定しやすくするために設けられている。しかし、図５（ｂ）に示すように、配線基板２２ａおよび２２ｂは、熱伝導性基板２１の表面２１ｃに接着層２４で固定される。このことから、配線基板２２ａおよび２２ｂは、必ずしもスリット２１ｄに差し込んで固定されることを要しない。よって、熱伝導性基板２１にスリット２１ｄを設けなくともよい。
なお、熱伝導性基板２１は、柔軟性を有する銅などで構成されているため、発光ユニット１１を熱伝導性基板２１の厚さ方向に変形させて（曲げて）、保持体１２に取り付けることができる。
【００３７】
熱伝導性基板２１の製造方法について説明する。
熱伝導性基板２１は、銅を圧延することにより、長手方向に連続的に、いわゆるロールツーロールで形成できる。これにより、発光ユニット１１が安価に構成できる。
また、凸部２１ａを備えた熱伝導性基板２１を、いわゆるロールツーロールで形成できれば、熱伝導性基板２１の長さを可変として、発光ユニット１１を用途に合わせた長さに構成しうる。
その後、熱伝導性基板２１の凸部２１ａの両側面にスリット２１ｄを形成する。
さらに、熱伝導性基板２１は、発光ユニット１１を保持体１２に固定するためのボルトを貫通させる孔２７が設けられる。
【００３８】
次に、配線基板２２ａおよび２２ｂについて説明する。
（配線基板２２ａおよび２２ｂ）
配線基板２２ａおよび２２ｂは、例えば短冊状の平板である。配線基板２２ｂは、配線基板２２ａと同じ構成であって、向きを変えて用いられる。よって、配線基板２２ａについてのみ説明する。
配線基板２２ａは、基体２５と、基体２５の一方の表面に設けられた導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの表面および基体２５の一方の表面の導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが設けられていない表面を覆うレジスト膜２６とを備えている。
配線基板２２ａの基体２５の他方の面が接着層２４を介して熱伝導性基板２１の表面２１ｃに接着されている。なお、配線基板２２ａの一部は、熱伝導性基板２１の凸部２１ａの側面に設けられたスリット（隙間）２１ｄに差し込まれている。
【００３９】
配線基板２２ａの導体パターン２３ａは、帯状であって、配線基板２２ａの長手方向に沿って、配線基板２２ａの一端部から他端部まで繋がって設けられている。一方、短冊状の導体パターン２３ｂが、導体パターン２３ａと並行するように、相互に接続されることなく、列状に複数設けられている。そして、列状に設けられた複数の導体パターン２３ｂの両端部に、それぞれが短冊状の導体パターン２３ｃおよび２３ｄが設けられている。導体パターン２３ｃおよび２３ｄも長手方向が、導体パターン２３ａに並行するように、設けられている。
すなわち、配線基板２２ａの長辺側に沿って、複数の導体パターン２３ｂが列状に並ぶとともに、その両端は導体パターン２３ｃおよび２３ｄで挟まれている。
【００４０】
配線基板２２ａの導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの表面および配線基板２２ａの導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが設けられていない部分を覆うレジスト膜２６には、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの表面の一部を露出させるための開口２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇが設けられている。
具体的に説明すると、導体パターン２３ａの両端部には、開口２６ａおよび２６ｂが設けられている。導体パターン２３ｂには、長手方向に沿って、配線基板２２ａの一長辺に近い側に、開口２６ｅが設けられている。
導体パターン２３ｃの長手方向の一方の端部（配線基板２２ａの長手方向の一端部）に開口２６ｃが設けられ、長手方向に沿って、配線基板２２ａの一長辺に近い側に、開口２６ｆが設けられている。
導体パターン２３ｄの長手方向の一方の端部（配線基板２２ａの長手方向の一端部）に開口２６ｄが設けられ、長手方向に沿って、配線基板２２ａの一長辺に近い側に、開口２６ｇが設けられている。
【００４１】
そして、配線基板２２ａは、開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇが設けられた側が、熱伝導性基板２１の凸部２１ｂ側に対向するように、熱伝導性基板２１の表面２１ｃ上に接着層２４を介して接着固定されている。
【００４２】
配線基板２２ｂは、配線基板２２ａを１８０°回転させた構成である。そして、配線基板２２ｂは、配線基板２２ａと同様に、熱伝導性基板２１の表面２１ｃ上に接着固定されている。
なお、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、発光ユニット１１および半導体発光素子チップ６４との接続関係に基づいて定めればよく、図５（ａ）に示したパターンに限定されない。
【００４３】
次に、配線基板２２ａの製造方法を説明する。
配線基板２２ａの基体２５は、例えばガラスエポキシ板を用いることができる。ガラスエポキシ板の基体２５の厚さは、０．１ｍｍとすることができる。このように薄い基体２５を用いることで、発光ユニット１１を厚さ方向に曲げて使用することができる。
【００４４】
基体２５には、一方の表面には銅箔が貼り付けられている。そして、銅箔は、従来公知のフォトリソグラフィにより、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄに加工される。そして、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄおよび基体２５の導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ以外の表面がソルダレジストで覆われる。その後、従来公知のフォトリソグラフィにより、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ上の一部に、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを露出させるようソルダレジストに開口２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇが形成され、レジスト膜２６となる。なお、レジスト膜２６は、半導体発光素子チップ６４からの光を反射させることができる白色のソルダレジストによって形成されることが好ましい。
【００４５】
配線基板２２ａおよび２２ｂでは、開口２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄにおいて、導体パターン２３ａ、２３ｃ、２３ｄが、植物栽培装置１の外部に設けられた電源１９（図１参照）や他の照明装置１０の配線基板２２ａおよび２２ｂなどと接続される。
また、配線基板２２ａおよび２２ｂでは、開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇにおいて、導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと半導体発光素子チップ６４とが接続される。すなわち、導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと半導体発光素子チップ６４のｐ電極、ｎ電極とが
ボンディングワイヤ６５により接続されている。
なお、前述したように、ボンディングワイヤ６５は、発光ユニット１１を保持体１２に巻きつけたとき、応力がかからないように、ボンディングワイヤ６５の方向が保持体１２の軸に平行になるように、図５（ａ）中において、上下方向からやや傾いて（斜めに）設けられている。
【００４６】
そして、図５（ａ）に示すように、９個の半導体発光素子チップ６４が、ｐ電極（図５（ａ）では「ｐ」と表記する。）およびｎ電極（同じく「ｎ」と表記する。）の向きが、隣接する半導体発光素子チップ６４間で互い違いになるように配列されている。
【００４７】
次に、第１封止樹脂３１および第２封止樹脂３２について説明する。
（第１封止樹脂３１および第２封止樹脂３２）
発光ユニット１１は、半導体発光素子チップ６４およびボンディングワイヤ６５を覆うように、第１封止樹脂３１が設けられている。さらに、第１封止樹脂３１と開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇを覆うように、第２封止樹脂３２が設けられている。
第１封止樹脂３１は、半導体発光素子チップ６４の表面を覆って、外気および湿気等の侵入により半導体発光素子チップ６４が劣化することを防止するとともに、ボンディングワイヤ６５を覆って、ボンディングワイヤ６５を固定し、ボンディングワイヤ６５が半導体発光素子チップ６４のｐ電極およびｎ電極から剥れるのを防止する。
一方、第２封止樹脂３２は開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇを覆って、外気および湿気等との接触により、導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが腐食するのを防止する。
なお、第２封止樹脂３２は、開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇが露出しないように覆えば、第１封止樹脂３１を覆わなくともよく、隣接する第１封止樹脂３１の間にあってもよい。
また、第１封止樹脂３１が、開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇが露出しないように覆えば、第２封止樹脂３２を省略してもよい。
すなわち、植物栽培用の照明装置１０は、高い湿度の環境に設置されるため、耐湿性を確保することが必要である。よって、第１の実施の形態では、第１封止樹脂３１および第２封止樹脂３２により半導体発光素子チップ６４を覆うことで、湿気の浸入を抑制している。
【００４８】
ここで、熱伝導性基板２１の凸部２１ａに搭載される半導体発光素子チップ６４について説明する。第１の実施の形態では、半導体発光素子チップ６４を直接、熱伝導性基板２１の凸部２１ａにＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）実装する。
半導体発光素子チップ６４は、赤、緑、青または赤外、紫外のいずれの光を発するものであってよい。また、発光ユニット１１において、複数の半導体発光素子チップ６４として、発光波長が異なるものを混合して用いてもよい。
【００４９】
次に、半導体発光素子チップ６４について説明する。第１の実施の形態では、一例として、半導体発光素子チップ６４として、青色光を発する半導体発光素子チップ（以下では青色発光チップ６４１と表記する。）と、赤色光を発する半導体発光素子チップ（以下では赤色発光チップ６４２と表記する。）とを用いている。
青色発光チップ６４１および赤色発光チップ６４２は、１つの発光ユニット１１の複数の半導体発光素子チップ６４において、混在して用いられてもよい。また、照明装置１０が複数の発光ユニット１１を備える場合には、発光ユニット１１を単位として、青色発光チップ６４１のみを搭載した発光ユニット１１と、赤色発光チップ６４２のみを搭載した発光ユニット１１とを用いてもよい。
また、青色光のみを必要とするときは、青色発光チップ６４１を搭載した発光ユニット１１のみを用いればよく、赤色光のみを必要とするときは赤色発光チップ６４２を搭載した発光ユニット１１のみを用いればよい。
さらに、植物育成や栽培環境の改善に適する他の色、例えば、緑色、黄色、赤外などの光を発光する半導体発光素子を用いてもよい。
【００５０】
次に、青色発光チップ６４１および赤色発光チップ６４２の一例を説明する。
（青色発光チップ６４１）
図６は青色発光チップ６４１の構成の一例を説明するための断面図である。図７は青色発光チップ６４１の上面図である。ここでは、発光ピーク波長が４５０ｎｍの青色発光チップ６４１について説明する。なお、図６に示す青色発光チップ６４１の断面図は、図７における上面図のＶＩ−ＶＩ線での断面図にあたる。
青色発光チップ６４１は化合物半導体にて構成されている。以下では、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体を有する青色発光チップ６４１を例として説明する。
【００５１】
第１基板１１０は、ＩＩＩ族窒化物半導体とは異なる材料から構成され、第１基板１１０上にＩＩＩ族窒化物半導体結晶がエピタキシャル成長される。第１基板１１０を構成する材料としては、例えば、サファイア、炭化珪素（シリコンカーバイド：ＳｉＣ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、シリコン、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン亜鉛鉄、酸化マグネシウムアルミニウム、ホウ化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、酸化ネオジウムガリウム、酸化ランタンストロンチウムアルミニウムタンタル、酸化ストロンチウムチタン、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、溶融石英（石英）などのガラス等が挙げられる。ここでは、第１基板１１０は、一例として、透明で、良好な結晶が得られるサファイアであるとして説明する。
【００５２】
この青色発光チップ６４１は、サファイア製の第１基板１１０と、第１基板１１０上に積層される中間層１２０と、中間層１２０上に積層される下地層１３０と、下地層１３０上に積層される第１ｎ型半導体層１４０と、第１ｎ型半導体層１４０上に積層される第１発光層１５０と、第１発光層１５０上に積層される第１ｐ型半導体層１６０とを備えている。
ここで、第１ｎ型半導体層１４０は、下地層１３０側に設けられる第１ｎ型コンタクト層１４０ａと第１発光層１５０側に設けられる第１ｎ型クラッド層１４０ｂとを有している。また、第１発光層１５０は、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとが交互に積層され、２つの障壁層１５０ａによって１つの井戸層１５０ｂを挟み込んだ構造を有している。さらに、第１ｐ型半導体層１６０は、第１発光層１５０側に設けられる第１ｐ型クラッド層１６０ａと最上層に設けられる第１ｐ型コンタクト層１６０ｂとを有する。なお、以下の説明においては、第１ｎ型半導体層１４０、第１発光層１５０および第１ｐ型半導体層１６０を、まとめて第１積層半導体層１００と表記する。
【００５３】
青色発光チップ６４１においては、第１ｐ型半導体層１６０の第１ｐ型コンタクト層１６０ｂ上に透明正極１７０が積層され、透明正極１７０の上面１７０ｃに第１ｐ電極２１０が形成されている。さらに、第１ｎ型半導体層１４０の第１ｎ型コンタクト層１４０ａに形成された半導体層露出面１４０ｃに第１ｎ電極２４０が積層されている。
さらにまた、青色発光チップ６４１は、第１ｐ電極２１０および第１ｎ電極２４０のそれぞれの表面の一部を除いて、透明正極１７０の表面、第１積層半導体層１００の表面および側面、下地層１３０および中間層１２０の側面を覆う第１保護層１８０を備える。
【００５４】
この青色発光チップ６４１においては、第１ｐ電極２１０と第１ｎ電極２４０とを介して第１積層半導体層１００（より具体的には第１ｐ型半導体層１６０、第１発光層１５０および第１ｎ型半導体層１４０）に電流を流すことで、第１発光層１５０が青色光を発するようになっている。なお、第１発光層１５０は、透明正極１７０側に加えて、第１基板１１０側および青色発光チップ６４１の側方（第１発光層１５０の層方向）にも青色光を発する。
【００５５】
青色発光チップ６４１の製造方法を説明する。
まず、予め定められた直径と厚さとを有するサファイア製の第１基板１１０を、スパッタリング装置にて、第１基板１１０上に、中間層１２０を形成する。
続いて、中間層１２０が形成された第１基板１１０上に、ＭＯＣＶＤ装置により、下地層１３０、第１ｎ型コンタクト層１４０ａを形成し、第１ｎ型コンタクト層１４０ａの上に第１ｎ型クラッド層１４０ｂを形成する。さらに、第１ｎ型クラッド層１４０ｂの上に第１発光層１５０すなわち障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとを交互に形成し、第１発光層１５０の上に第１ｐ型クラッド層１６０ａを形成し、第１ｐ型クラッド層１６０ａの上に第１ｐ型コンタクト層１６０ｂを形成する。
さらに、第１ｐ型コンタクト層１６０ｂの表面１６０ｃ上に透明正極１７０を積層する。また、エッチング等を用いて第１ｎ型コンタクト層１４０ａに半導体層露出面１４０ｃを形成する。そして、透明正極１７０の上面１７０ｃに第１ｐ電極２１０を、半導体層露出面１４０ｃ上に第１ｎ電極２４０を設ける。次に、第１保護層１８０を形成する。
その後、第１基板１１０の下地層１３０の形成面とは反対の面を、予め定められた厚さになるまで研削及び研磨する。
そして、第１基板１１０の厚さが調整されたウェハを、例えば３５０μｍ角の正方形に切断することにより、青色発光チップ６４１を得る。
なお、第１基板１１０上に結晶性に優れた下地層１３０が直接形成できる場合には、中間層１２０を設けなくともよい。
【００５６】
（赤色発光チップ６４２）
図８は赤色発光チップ６４２の構成の一例を説明するための断面図である。図９は赤色発光チップ６４２の上面図である。ここでは、高効率のＡｌＧａＩｎＰ発光層を有する発光ピーク波長が６６０ｎｍの赤色発光チップ６４２について説明する。なお、図８に示す赤色発光チップ６４２の断面図は、図９における上面図のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線での断面図にあたる。
【００５７】
図８に示すように、赤色発光チップ６４２は、第２積層半導体層３００と第２基板３１０とが接合されて構成されている。そして、第２積層半導体層３００は、第２ｐ型コンタクト層３２０、下部クラッド層として働く第２ｐ型半導体層３３０、第２発光層３４０、上部クラッド層として働く第２ｎ型半導体層３５０が、順に積層されて構成されている。
そして、赤色発光チップ６４２は、第２ｎ型半導体層３５０の上面３５０ｃに形成された第２ｎ電極４００と、第２積層半導体層３００の第２ｎ型半導体層３５０、第２発光層３４０、第２ｐ型半導体層３３０の一部を切り欠くことによって露出した第２ｐ型コンタクト層３２０の上面３２０ｃに形成された第２ｐ電極４１０とを備える。
なお、図９に示すように、第２ｎ電極４００は、第２ｎ型半導体層３５０上に、例えば格子状に形成された配線４０１と接続されている。配線４０１は、第２ｎ電極４００と同一材料により、第２ｎ型半導体層３５０からの光の取り出しに影響を与えないよう、細線にて形成されている。これにより、第２ｎ型半導体層３５０の電位分布を、配線４０１を設けない場合に比べ、より均一にし、第２発光層３４０からの発光の分布を均一化している。
【００５８】
さらに、赤色発光チップ６４２は、第２ｎ電極４００および第２ｐ電極４１０の表面の一部を除いて、第２ｐ型コンタクト層３２０、第２ｐ型半導体層３３０、第２発光層３４０、第２ｎ型半導体層３５０を覆う第２保護層３６０を備えている。
【００５９】
この赤色発光チップ６４２においては、第２ｎ電極４００を負極、第２ｐ電極４１０を正極とし、両者を介して第２積層半導体層３００（より具体的には第２ｐ型コンタクト層３２０、第２ｐ型半導体層３３０、第２発光層３４０および第２ｎ型半導体層３５０）に電流を流すことで、第２発光層３４０が発光するようになっている。そして、発生した光は、第２ｎ電極４００および配線４０１が設けられていない第２ｎ型半導体層３５０の上面３５０ｃや、第２基板３１０の側面より、赤色発光チップ６４２の外部に取り出される。
【００６０】
図８に示すように、第２基板３１０の側面は、第２積層半導体層３００に近い側において、光取り出し面である第２ｎ型半導体層３５０の上面に対して略垂直である垂直面３１０ａを構成し、第２積層半導体層３００に遠い側において、第２基板３１０の内側に傾斜した傾斜面３１０ｂを構成している。これにより、第２発光層３４０から第２基板３１０側に放出された光を効率よく外部に取り出すことができる。
【００６１】
上記した青色発光チップ６４１および赤色発光チップ６４２は、一例であって、これ以外の構造の半導体発光素子チップ、これら以外の発光ピーク波長を有する半導体発光素子チップを用いうることは明らかである。
なお、前述したように、青色発光チップ６４１と赤色発光チップ６４２とを用途に対応させて用いればよい。よって、青色発光チップ６４１と赤色発光チップ６４２とをそれぞれ区別しないときは、半導体発光素子チップ６４と表記し、青色発光チップ６４１における第１ｐ電極２１０および、赤色発光チップ６４２における第２ｐ電極４１０をそれぞれ区別しないときはｐ電極と、青色発光チップ６４１における第１ｎ電極２４０および、赤色発光チップ６４２における第２ｎ電極４００をそれぞれ区別しないときはｎ電極と表記している。
【００６２】
次に、図５（ａ）および（ｂ）を参照しつつ、発光ユニット１１の製造方法および動作を説明する。
＜発光ユニット１１の製造方法および発光ユニット１１の動作＞
凸部２１ａが設けられた熱伝導性基板２１の表面２１ｃ上に、配線基板２２ａおよび２２ｂが接着層２４を介して接着される。このとき、配線基板２２ａおよび２２ｂの一部が、熱伝導性基板２１のスリット２１ｄに差し込まれる。
【００６３】
接着層２４としては、熱伝導性に優れた接着剤であるのが好ましい。また、熱伝導性基板２１は、金属等であれば、熱伝導性を有すると同時に、電気伝導性も有する。配線基板２２ａおよび２２ｂの基体２５は、ガラスエポキシ板であれば、電気的な絶縁性を有している。よって、接着層２４が電気的な絶縁性を有しなくとも配線基板２２ａおよび２２ｂの導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと、熱伝導性基板２１とが短絡することはない。しかし、接着層２４が電気的な絶縁性を有しているのが好ましい。
【００６４】
次に、熱伝導性基板２１の凸部２１ａの表面２１ｂに、半導体発光素子チップ６４（青色発光チップ６４１または／および赤色発光チップ６４２）が接着固定される。半導体発光素子チップ６４の凸部２１ａへの接着固定には、エポキシ樹脂系またはシリコーン樹脂系の接着剤、銀ペーストなどのダイボンド材料を用いうる。
そして、青色発光チップ６４１の第１ｐ電極２１０および第１ｎ電極２４０または赤色発光チップ６４２の第２ｐ電極４１０および第２ｎ電極４００は、ボンディングワイヤ６５により、配線基板２２ａおよび２２ｂの開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇを介して導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄと接続される。このため、青色発光チップ６４１または赤色発光チップ６４２は、配線基板２２ａおよび２２ｂの開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇに対応して、熱伝導性基板２１の凸部２１ａの予め定められた位置に接着固定される。
【００６５】
その後、第１封止樹脂３１により青色発光チップ６４１または赤色発光チップ６４２およびボンディングワイヤ６５が封止される。さらに、第２封止樹脂３２で開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇが封止される。
第１封止樹脂３１および第２封止樹脂３２は、青色発光チップ６４１または赤色発光チップ６４２の発光波長に対して透明な各種樹脂を適用して差し支えない。
また、第１封止樹脂３１および第２封止樹脂３２は、青色発光チップ６４１が発する光を吸収してより長波長の光を発する蛍光体を均一に分散させた透明樹脂であってもよい。例えば、青色発光チップ６４１が発する青色光を吸収して緑色光を発する緑色蛍光体と、青色発光チップ６４１が発する青色光を吸収して赤色光を発する赤色蛍光体とを含んでもよい。青色発光チップ６４１が発する青色光と、透明樹脂に含まれる緑色蛍光体が発する緑色光と、同じく透明樹脂に含まれる赤色蛍光体が発する赤色光とによって、青、緑、赤の３原色が揃う。これにより、第１封止樹脂３１および／または第２封止樹脂３２の上面から、白色光が出射されるようになっていてもよい。また、上記赤色蛍光体および緑色蛍光体の代わりに黄色蛍光体を使っても良い。
【００６６】
第１封止樹脂３１は、未硬化状態の透明樹脂ペースト（蛍光体を含んでもよい）を、吐出装置を用いたポッティング法で、熱伝導性基板２１の凸部２１ａの半導体発光素子チップ６４が接着固定された位置に、半導体発光素子チップ６４およびボンディングワイヤ６５を覆うようにポッティング（滴下）される。次に、未硬化状態の透明樹脂ペーストを硬化させて第１封止樹脂３１を形成する。硬化の処理は、例えば、加熱または紫外線照射等で行えばよい。第１封止樹脂３１としては、剛性に優れたエポキシ樹脂系の封止材料を用いることができる。
さらに、第２封止樹脂３２で、第１封止樹脂３１で覆われなかった開口２６ｅ、２６ｆ、２６ｇを封止する。第２封止樹脂３２としては、柔軟性に優れたシリコーン樹脂系の封止材料を用いることができる。
第２封止樹脂３２は、第１封止樹脂３１と同様に形成すればよい。なお、未硬化の第１封止樹脂３１と、未硬化の第２封止樹脂３２とが混合するのを抑制するため、第２封止樹脂３２の形成は、第２の第１封止樹脂３１を硬化させたのちに行うのが好ましい。
【００６７】
ここで、第１封止樹脂３１および第２封止樹脂３２を用いる理由を説明する。
熱伝導性基板２１は、例えば厚さが１ｍｍ未満の銅であれば、容易に厚さ方向に曲げることができるとともに、熱伝導においても良好で最適な材質である。同様にアルミニウム合金も望ましい材料である。このため、熱伝導性基板２１を変形させ、円筒状の保持体１２に密着させることができる。
そこで、熱伝導性基板２１を変形させた場合でも、剛性に優れた第１封止樹脂３１で、半導体発光素子チップ６４とボンディングワイヤ６５とを固定しているので、半導体発光素子チップ６４およびボンディングワイヤ６５に応力がかかることが抑制される。一方、柔軟性に優れた第２封止樹脂３２で封止された半導体発光素子チップ６４の間は、熱伝導性基板２１の変形に追随して、変形させることができる。
すなわち、熱伝導性基板２１を変形して（曲げて）保持体１２に密着させても、剛性に優れた第１封止樹脂３１で覆われている半導体発光素子チップ６４およびボンディングワイヤ６５は変形しない。よって、半導体発光素子チップ６４と配線基板２２ａおよび２２ｂとの電気的な接続が損なわれることが抑制される。これにより、半導体発光素子チップ６４が安定に動作する。これに対して、第２封止樹脂３２は、熱伝導性基板２１の変形（曲げ）に柔軟に追随するため、熱伝導性基板２１を曲げることに対する妨げにならない。
このように、熱伝導性基板２１を柔軟に曲げて使用することができるので、照明装置１０を熱伝導性基板２１の厚さ方向に変形させて（曲げて）、保持体１２に取り付けることができる。
【００６８】
図５（ｂ）に示したように、第１の実施の形態において、半導体発光素子チップ６４は、熱伝導性基板２１の凸部２１ａ上にある。そして、配線基板２２ａおよび２２ｂの厚さは、凸部２１ａの高さより小さい。よって、凸部２１ａ上に設けられた半導体発光素子チップ６４から側方に発する光は、配線基板２２ａおよび２２ｂによって妨げられることが抑制される。すなわち、凸部２１ａの表面は、配線基板２２ａおよび２２ｂの表面を含む面と同じまたは配線基板２２ａおよび２２ｂの表面を含む面から突出していることが好ましい。
なお、配線基板２２ａおよび２２ｂによって妨げられる光の量が少ないときには、熱伝導性基板２１が凸部２１ａを有しなくともよい。
【００６９】
次に、図５（ａ）を参照しつつ、発光ユニット１１の動作を説明する。
発光ユニット１１において、熱伝導性基板２１の凸部２１ａの表面２１ｂ上に搭載された複数の半導体発光素子チップ６４は、配線基板２２ａおよび２２ｂの導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを介して直列に接続されている。例えば、図５（ａ）において、半導体発光素子チップ６４−１のｐ電極（「ｐ」）は、配線基板２２ａの導体パターン２３ｃに接続され、ｎ電極（「ｎ」）は、配線基板２２ｂの導体パターン２３ｄに接続されている。そして、配線基板２２ｂの導体パターン２３ｄには、半導体発光素子チップ６４−２のｐ電極（「ｐ」）が接続されている。半導体発光素子チップ６４−２のｎ電極（「ｎ」）は導体パターン２３ｂに接続されている。導体パターン２３ｂには、半導体発光素子チップ６４−３のｐ電極（「ｐ」）が接続されている。このように、半導体発光素子チップ６４−１〜６４−９は、ｐ電極とｎ電極とを互いに接続されている。すなわち、半導体発光素子チップ６４−１〜６４−９は直列に接続されている。
これにより、配線基板２２ａの導体パターン２３ｃの開口２６ｃを正とし、配線基板２２ｂの開口２６ｃを負として、電源１９（図１参照）に接続すると、半導体発光素子チップ６４−１〜６４−９に対して同じ値の順方向電流が流れる。
ここでは、発光ユニット１１の複数の半導体発光素子チップ６４が直列に接続されているとしたが、複数の半導体発光素子チップ６４がそれぞれ、半導体発光素子チップ６４を並列に複数設けたものであってもよい。このとき、各半導体発光素子チップ６４に流れる電流は、配線基板２２ａの開口２６ｃから、配線基板２２ｂの開口２６ｃへと流れる電流値を、並列に設けた半導体発光素子チップ６４の数で割った値となる。
【００７０】
次に、配線基板２２ａおよび２２ｂの使用方法についてさらに説明する。
熱伝導性基板２１の長手方向の大きさは、例えば１５０ｍｍである。前述したように、熱伝導性基板２１はロールツーロールで形成できるので、１５０ｍｍを超える長さの熱伝導性基板２１を製造することができる。しかし、長尺の照明装置１０を実現するには、図５（ａ）および（ｂ）に示した発光ユニット１１を複数用いてもよい。このとき、複数の発光ユニット１１により容易により長尺の発光ユニット１１が構成できることが好ましい。これには、発光ユニット１１の配線基板２２ａおよび２２ｂが、簡易な方法で、相互に電気的に接続されることが好ましい。
【００７１】
図１０は、２個の発光ユニット１１ａおよび１１ｂから構成される発光ユニット１１を示した図である。ここでは、図中右側を発光ユニット１１ａとし、左側を発光ユニット１１ｂとする。発光ユニット１１ａおよび１１ｂは、図５（ａ）および（ｂ）に示した発光ユニット１１であるとする。よって、発光ユニット１１ａおよび１１ｂのそれぞれについては詳細な説明を省略し、発光ユニット１１ａおよび１１ｂの電気的な接続関係を説明する。
【００７２】
まず、発光ユニット１１ａおよび１１ｂのそれぞれの配線基板２２ａおよび２２ｂについて説明する。
発光ユニット１１ａの配線基板２２ａの導体パターン２３ａと導体パターン２３ｃとは、それぞれ開口２６ａと開口２６ｃとを介して接続配線２８ａで接続されている。発光ユニット１１ａの配線基板２２ｂについても同様である。さらに、発光ユニット１１ｂの配線基板２２ａおよび２２ｂにおいても同様である。
次に、発光ユニット１１ａと発光ユニット１１ｂとの接続について説明する。
発光ユニット１１ａの配線基板２２ａの導体パターン２３ａと発光ユニット１１ｂの配線基板２２ａの導体パターン２３ａとは、発光ユニット１１ａの配線基板２２ａの開口２６ｂと、発光ユニット１１ｂの配線基板２２ａの開口２６ａとを介して、接続配線２８ｂで接続されている。
同様に、発光ユニット１１ａの配線基板２２ｂの導体パターン２３ａと発光ユニット１１ｂの配線基板２２ａの導体パターン２３ａとは、発光ユニット１１ａの配線基板２２ｂの開口２６ａと、発光ユニット１１ｂの配線基板２２ｂの開口２６ｂとを介して、接続配線２８ｃで接続されている。
すなわち、発光ユニット１１ａおよび発光ユニット１１ｂのそれぞれの配線基板２２ａの導体パターン２３ａは同電位になるように接続されている。同様に、発光ユニット１１ａおよび発光ユニット１１ｂのそれぞれの配線基板２２ｂの導体パターン２３ａも同電位になるように接続されている。
【００７３】
接続配線２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、開口２６ａ、２６ｂ、２６ｃにおいて、導体パターン２３ａ、２３ｃに、銅などの板状または棒状の金属片をハンダなどで固定したものであってよい。また、接続配線２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、ボンディングワイヤであってもよい。
【００７４】
発光ユニット１１ａの配線基板２２ａの導体パターン２３ａに、開口２６ａを介して電源１９（図１参照）の正の端子に接続し、発光ユニット１１ｂの配線基板２２ｂの導体パターン２３ａに、開口２６ａを介して電源１９の負の端子に接続する。電源１９から、発光ユニット１１ａに搭載された複数の半導体発光素子チップ６４に直列に電流が供給される。同時に、電源１９から発光ユニット１１ｂに搭載された複数の半導体発光素子チップ６４に直列に電流が供給される。すなわち、発光ユニット１１ａおよび発光ユニット１１ｂは並列に駆動される。
例えば、半導体発光素子チップ６４に２０ｍＡ通電するための順方向電圧（Ｖｆ）が２Ｖであって、直列に接続した半導体発光素子チップ６４の数を２３とすれば、電源１９は４６Ｖを供給すればよい。
電源１９が供給する電流は、半導体発光素子チップ６４に流す電流による。例えば、１個の半導体発光素子チップ６４に流れる電流が１００ｍＡであって、発光ユニット１１が並列に駆動される発光ユニット１１ａと１１ｂの２個からなる場合は、２００ｍＡとなる。
なお、発光ユニット１１は発光ユニット１１ａおよび発光ユニット１１ｂの２個で構成されるとしたが、３個以上であってもよい。
また、発光ユニット１１ａおよび発光ユニット１１ｂは並列に駆動されるとしたが、直列に接続して駆動してもよい。導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの接続の関係を変えることにより、多様な組み合わせに対応できる。
また、発光ユニット（発光ユニット１１ａおよび／または１１ｂ）に、使用条件、使用環境に対応して、過電流を制限するための抵抗やノイズ対策のコンデンサ、制御用のスイッチ、タイマー等の公知の回路部品、制御部品を付加できる。
上記の電気的接続の説明から、半導体発光素子チップ６４の裏面が、ｎおよびｐ電極に対して絶縁または、高抵抗である場合、半導体発光素子チップ６４および発光ユニット（発光ユニット１１ａおよび／または１１ｂ）の直列、並列の自由度が増加するため、望ましい。自由度が増加すると、電源電圧、定格電流の選択が広がり、汎用的な電源を使用しやすくなる利点がある。また、電気回路と熱伝導性基板２１とが、独立することになり、冷却方法に関して、電気回路による制約がなくなる利点もある。
【００７５】
配線基板２２ａおよび２２ｂは、図５（ａ）に示したように、配線基板２２ａおよび２２ｂの長手方向に沿って設けられた導体パターン２３ａを有することから、複数の照明装置１０を簡易に接続することができる。
【００７６】
次に、照明装置１０について説明する。
＜照明装置１０＞
照明装置１０は、図１に示したように、保持体１２に発光ユニット１１を巻きつけるように取り付けて構成されている。熱伝導性基板２１が柔軟性を有する銅などで構成されているので、発光ユニット１１を熱伝導性基板２１の厚さ方向に変形させて（曲げて）、保持体１２に密着させて取り付けることができる。
なお、照明装置１０は、熱伝導性基板２１に設けられた貫通させるための孔２７にボルトを貫通させ、保持体１２に固定してもよい。保持体１２にも、熱伝導性基板２１に設けられた貫通させるための孔２７に対応した孔を設けておけばよい。
【００７７】
上述したように、半導体発光素子チップ６４は、熱伝導性に優れた熱伝導性基板２１上に接着固定されている。よって、半導体発光素子チップ６４が発した熱は、まず熱伝導性基板２１に熱伝導により放熱される。次に、半導体発光素子チップ６４が発した熱は、熱伝導性基板２１から保持体１２に熱伝導により放熱される。保持体１２は、熱伝導性に優れるとともに、熱容量が大きいので、発光ユニット１１の発生する熱を放熱できる。また、前述したように、保持体１２を空冷または液冷することで、発光ユニット１１の放熱をより促進できる。
すなわち、第１の実施の形態では、照明装置１０に搭載された半導体発光素子チップ６４の発熱を効率よく放熱し、照明装置１０の温度の上昇を抑制できる。また、照明装置１０を回転させることにより、照明装置１０が発する光が照明装置１０を取り囲んで配置された植物２に均等に照射することができる。
また、熱伝導性基板２１は連続して製造することができるので、照明装置１０を安価に実現できる。
【００７８】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と、発光ユニット１１の構成が異なっている。すなわち、第１の実施の形態では、ベアチップである半導体発光素子チップ６４を熱伝導性基板２１の凸部２１ａに搭載した。第２の実施の形態では、それぞれが半導体発光素子チップ６４を搭載した複数の発光素子パッケージ２０を熱伝導性基板２１の凸部２１ａに搭載している。第２の実施の形態においても、半導体発光素子チップ６４は、青色発光チップ６４１または赤色発光チップ６４２のいずれであってもよい。
【００７９】
図１１は、第２の実施の形態が適用される照明装置１０の発光ユニット１１の一例を示した図である。発光ユニット１１は、第１の実施の形態における発光ユニット１１と同様に、一方の表面に、一体に形成された凸部２１ａを有する熱伝導性基板２１と、凸部２１ａの表面２１ｂに設けられた複数の発光部品の一例としての発光素子パッケージ２０と、熱伝導性基板２１の凸部２１ａ以外の表面２１ｃに接着層２４を介して設けられた配線基板２２ａおよび２２ｂとを備えている。発光素子パッケージ２０は、後述する図１２に示すように複数の半導体発光素子チップ６４を搭載している。そして、熱伝導性基板２１と一体に形成された凸部２１ａは、熱伝導性基板２１の長手方向に連続して構成され、その表面２１ｂは、発光素子パッケージ２０が搭載可能な幅を有している。なお、本実施の形態における熱伝導性基板２１では、凸部２１ａの側面にスリットを設けていない。
以下では、第２の実施の形態が適用される照明装置１０の発光ユニット１１において、第１の実施の形態と異なる部分を中心に説明し、同様な部分は、同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００８０】
熱伝導性基板２１は、例えば平面形状が矩形の板状であって、熱伝導性に優れた材料により構成されている。そして、熱伝導性基板２１と一体に形成された凸部２１ａの表面２１ｂは、発光素子パッケージ２０において、半導体発光素子チップ６４が接着固定される搭載部６３（後述する図１２参照）が搭載可能な幅を有している。他の構成は、第１の実施の形態における熱伝導性基板２１と同様である。
【００８１】
配線基板２２ａおよび２２ｂは、第１の実施の形態における配線基板２２ａおよび２２ｂと同様に、例えば短冊状である。本実施の形態でも、配線基板２２ａおよび配線基板２２ｂは、同じ構成であるので、以下では配線基板２２ａについて説明する。
配線基板２２ａは、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅを備えている。
導体パターン２３ａは、帯状であって、配線基板２２ａの長辺側に沿って、配線基板２２ａの一端部から他端部まで繋がって設けられている。一方、Ｅ字状の導体パターン２３ｂと２３ｅとが、横にした「Ｅ」が互いにかみ合うように交互に、相互に接続されることなく、導体パターン２３ａの長手方向と並行するように、列状に複数設けられている。なお、列状に設けられた複数の導体パターン２３ｂおよび２３ｅの列の両端部は、ともに導体パターン２３ｂとなっている。
さらに、複数の導体パターン２３ｂおよび２３ｅの列を挟むように、それぞれの一端部がコ字状となった短冊状の導体パターン２３ｃおよび２３ｄが設けられている。導体パターン２３ｃおよび２３ｄも長手方向が、導体パターン２３ａの長手方向に並行するように、設けられている。
【００８２】
配線基板２２ａの導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅの表面および配線基板２２ａの導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅが設けられていない部分は、図示しないレジスト膜２６で覆われている。
そして、レジスト膜２６には、導体パターン２３ａ、２３ｃ、２３ｄの一部を露出させた開口２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄが設けられている。さらに、レジスト膜２６には、発光素子パッケージ２０のリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆ（後述する図１２参照）と、導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅとを接続するために、図示しない開口が設けられている。
具体的に説明すると、導体パターン２３ａの両端部に開口２６ａおよび２６ｂが設けられている。導体パターン２３ｃの長手方向の一端部に開口２６ｃが設けられ、導体パターン２３ｄの長手方向の一端部に開口２６ｄが設けられている。
【００８３】
発光素子パッケージ２０は、半導体発光素子チップ６４を搭載する搭載部６３において、熱伝導性基板２１の凸部２１ａに接着固定されている。そして、発光素子パッケージ２０のリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆが、導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅと接続されている。
発光素子パッケージの２０のリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆは、搭載された半導体発光素子チップ６４のｐ電極およびｎ電極との接続関係により、ｐ側（図１１では「ｐ」と記載する。）、ｎ側（図１１では「ｎ」と記載する。）が定められている。
【００８４】
図１２は、発光素子パッケージ２０の構成の一例を示した図である。図１２（ａ）は発光素子パッケージ２０の上面図、図１２（ｂ）は発光素子パッケージ２０の図１２（ａ）のＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ線での断面図を示している。
【００８５】
この発光素子パッケージ２０は、平面状に形成された開口部７１に凹部６１ａが形成された樹脂容器６１、樹脂容器６１と一体化した６個のリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆおよび搭載部６３と、搭載部６３に搭載された４個の半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄとを備えている。半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは、青色発光チップ６４１または赤色発光チップ６４２のいずれであってもよい。
【００８６】
樹脂容器６１は、リード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆおよび搭載部６３に、白色顔料が含有された熱可塑性樹脂（以下の説明では白色樹脂と呼ぶ）を射出成型することによって形成されている。
また、ハンダリフローなどの温度がかかる工程に対応できるよう、白色樹脂は、耐熱性が十分考慮された材質が選定されている。基材となる樹脂としてはＰＰＡ（ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）が最も一般的であるが、液晶ポリマー、エポキシ樹脂、ポリスチレンなどでもよい。中でも、本実施の形態では、ＰＰＡとして、ジアミンとイソフタル酸またはテレフタル酸との共重合体であるナイロン４Ｔ、ナイロン６Ｔ、ナイロン６Ｉ、ナイロン９Ｔ、ナイロンＭ５Ｔが特に好ましく用いることができる。
【００８７】
樹脂容器６１に設けられる凹部６１ａは、矩形を有する底面７０と、同じく矩形状を有する開口部７１と、底面７０の周縁から開口部７１に向けて立ち上がる壁面８０とを備えている。ここで、底面７０は、凹部６１ａに露出するリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆおよび搭載部６３との間の隙間の樹脂容器６１の白色樹脂とによって構成されている。一方、壁面８０は、樹脂容器６１を構成する白色樹脂によって構成されている。なお、底面７０の形状については、円形、矩形、楕円形、多角形のいずれでもよい。また、開口部７１の形状については、円形、矩形、楕円形、多角形のいずれでもよく、底面形状と同一でもよい。
【００８８】
半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは、凹部６１ａの底面７０に配設された搭載部６３に、シリコーン樹脂またはエポキシ樹脂からなるダイボンド材料で接着され、固定されている。
そして、発光素子パッケージ２０は、図１２（ａ）に示すように、半導体発光素子チップ６４ａのｐ電極が、「ｐ」と記載するリード部６２ａに、半導体発光素子チップ６４ａのｎ電極が、「ｎ」と記載するリード部６２ｂに、ボンディングワイヤ６５により接続されている。同様に、半導体発光素子チップ６４ｂのｐ電極が、「ｐ」と記載するリード部６２ｃに、半導体発光素子チップ６４ｂのｎ電極が、「ｎ」と記載するリード部６２ｂに、ボンディングワイヤ６５により接続されている。半導体発光素子チップ６４ｃのｐ電極が、「ｐ」と記載するリード部６２ｅに、半導体発光素子チップ６４ｃのｎ電極が、「ｎ」と記載するリード部６２ｄに、ボンディングワイヤ６５により接続されている。半導体発光素子チップ６４ｄのｐ電極が、「ｐ」と記載するリード部６２ｅに、半導体発光素子チップ６４ｄのｎ電極が、「ｎ」と記載するリード部６２ｆに、ボンディングワイヤ６５により接続されている。
すなわち、リード部６２ｂは、半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂのｎ電極が共通に接続される。リード部６２ｅは、半導体発光素子チップ６４ｃ、６４ｄのｐ電極が共通に接続される。
すなわち、発光素子パッケージ２０は、図１２（ａ）の左側に示すリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃが「ｐ」「ｎ」「ｐ」の順になっているのに対し、図１２（ａ）の右側のリード部６２ｄ、６２ｅ、６２ｆが、「ｎ」「ｐ」「ｎ」の順になっていて、「ｐ」と「ｎ」との関係が逆になっている。
【００８９】
ここで、リード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆおよび搭載部６３は、０．１〜０．５ｍｍ程度の厚みをもつ金属板であり、銅合金等の金属をベースとし、その表面には銀メッキが施されることによって銀メッキ層が形成されている。すなわち、搭載部６３は熱伝導性に優れた金属で構成されている。
【００９０】
なお、半導体発光素子チップ６４の数は、４個に限定されることなく、４個より少なくてもよく、４個より多くてもよい。
【００９１】
発光素子パッケージ２０の樹脂容器６１の開口部７１は、樹脂容器６１の表面６１ｂに設けたシール層６６に接着された透明部材６７で覆われている。透明部材６７は、半導体発光素子チップ６４の発する光の透過性が高いものであればよく、ガラス、アクリル樹脂などを用いることができる。
なお、シール層６６を介して透明部材６７で開口部７１を覆う代わりに、第１の実施の形態における第１封止樹脂３１または／および第２封止樹脂３２により、半導体発光素子チップ６４およびボンディングワイヤ６５を覆って封止してもよい。
【００９２】
ここで、図１１および１２により、発光ユニット１１の製造方法と動作を説明する。
配線基板２２ａの開口２６ｃを正に、開口２６ｄを負に設定することで、複数の発光素子パッケージ２０に搭載された半導体発光素子チップ６４に直列に電流が流れるようになっている。
以下では、具体的に説明する。
第２の実施の形態では、図１１に示すように、複数（図１１では８個）の発光素子パッケージ２０が、隣接する発光素子パッケージ２０間で向きが互い違いになるように配列されている。なお、以下において、８個の発光素子パッケージ２０を区別するときは、発光素子パッケージ２０−１〜２０−８と表記する。
すなわち、図１１に示すように、照明装置１０の８個の発光素子パッケージ２０−１〜２０−８は、図１１中右から順に、リード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆの向きを交互に変えて配列されている。
これにより、配線基板２２ａの導体パターン２３ｃは、発光素子パッケージ２０−１のリード部６２ｅ（「ｐ」）に接続され、半導体発光素子チップ６４ｃおよび６４ｄのそれぞれのｐ電極に接続される。半導体発光素子チップ６４ｃおよび６４ｄのそれぞれのｎ電極は、リード部６２ｄおよび６２ｆ（「ｎ」）に接続され、配線基板２２ａの導体パターン２３ｂを介して、発光素子パッケージ２０−２のリード部６２ａおよび６２ｃ（「ｐ」）に接続され、発光素子パッケージ２０−２の半導体発光素子チップ６４ａおよび６４ｂのｐ電極に接続されている。そして、発光素子パッケージ２０−２の半導体発光素子チップ６４ａおよび６４ｂのｎ電極が、配線基板２２ａの導体パターン２３ｅを介して、発光素子パッケージ２０−３の半導体発光素子チップ６４ｃおよび６４ｄのｐ電極に接続されている。
そして、発光素子パッケージ２０−８の半導体発光素子チップ６４ａおよび６４ｂのそれぞれのｎ電極が接続されたリード部６２ｂが、配線基板２２ａの導体パターン２３ｄに接続される。
よって、配線基板２２ａの導体パターン２３ｃを正とし、配線基板２２ａの導体パターン２３ｄを負とするように電源１９（図１参照）に接続すれば、発光素子パッケージ２０−１〜２０−８の半導体発光素子チップ６４を順方向に電流が流れ、半導体発光素子チップ６４が発光する。
【００９３】
すなわち、発光素子パッケージ２０−１の半導体発光素子チップ６４ｃと６４ｄとが並列に接続され、発光素子パッケージ２０−２の半導体発光素子チップ６４ａと６４ｂとが並列に接続されている。そして、発光素子パッケージ２０−１の並列に接続された半導体発光素子チップ６４ｃと６４ｄと、発光素子パッケージ２０−２の並列に接続された半導体発光素子チップ６４ａと６４ｂとが、直列に接続されている。
このようにして、発光素子パッケージ２０−１〜２０−８のそれぞれの並列に接続された半導体発光素子チップ６４ａと６４ｂとのペアまたは６４ｃと６４ｄとのペアが、直列に接続されている。２個の半導体発光素子チップ６４ａおよび６４ｂ（６４ｃおよび６４ｄ）のペアが８段直列に接続されていることになる。
【００９４】
発光素子パッケージ２０の搭載部６３は、ハンダなどにより熱伝導性基板２１の凸部２１ａに接着固定される。また、発光素子パッケージ２０のリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆは、ハンダなどにより配線基板２２ａおよび２２ｂの導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅが、レジスト膜２６に設けられた開口を介して接続される。なお、発光素子パッケージ２０の搭載部６３と熱伝導性基板２１の凸部２１ａとは、電気的な接続を要しないので、発光素子パッケージ２０の搭載部６３は、エポキシ樹脂系、シリコーン樹脂系などのダイボンド材料により、熱伝導性基板２１の凸部２１ａに接着固定してもよい。
上述したように、発光素子パッケージ２０は搭載部６３により熱伝導性基板２１の凸部２１ａに搭載されるため、搭載部６３の凸部２１ａに接する面は、リード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆが配線基板２２ａおよび２２ｂの導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅに接する面より、奥側、すなわち発光素子パッケージ２０の透明部材６７側に設けられている。
【００９５】
なお、第２の実施の形態においては、図１１に示すように、発光素子パッケージ２０の向きを、熱伝導性基板２１の短辺方向に対して、傾けて配置していない。これは、発光素子パッケージ２０のリード部６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆと配線基板２２ａおよび２２ｂの導体パターン２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅとが、ハンダなどにより接続され、保持体１２の表面に沿って、熱伝導性基板２１を曲げても、接続が不良になりにくいためである。
【００９６】
配線基板２２ｂにおいても同様であって、発光素子パッケージ２０−１の半導体発光素子チップ６４ａと６４ｂとが並列に接続され、発光素子パッケージ２０−２の半導体発光素子チップ６４ｃと６４ｄとが並列に接続されている。そして、発光素子パッケージ２０−１の並列に接続された半導体発光素子チップ６４ａと６４ｂと、発光素子パッケージ２０−２の並列に接続された半導体発光素子チップ６４ｃと６４ｄとが、直列に接続されている。
すなわち、配線基板２２ａにおいて、接続されなかった半導体発光素子チップ６４ａと６４ｂとのペアまたは６４ｃと６４ｄとのペアがそれぞれ直列に接続されることになる。
なお、照明装置１０の構成は、第１の実施の形態と同様である。すなわち、照明装置１０は、図１に示したように、発光ユニット１１を保持体１２に取り付けて構成されている。熱伝導性基板２１が柔軟性を有する銅などで構成されていて、発光ユニット１１を熱伝導性基板２１の厚さ方向に変形させて（曲げて）、保持体１２に密着させて取り付けることができる。
なお、照明装置１０は、熱伝導性基板２１に設けられた貫通させるための孔２７にボルトを貫通させ、保持体１２に固定してもよい。保持体１２にも、熱伝導性基板２１に設けられた貫通させるための孔２７に対応した孔を設けておけばよい。
【００９７】
上述したように、半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄは、熱伝導性に優れた発光素子パッケージ２０の搭載部６３に搭載され、搭載部６３は熱伝導性基板２１上に接着固定されている。これにより、半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄが発した熱は、搭載部６３を介して熱伝導性基板２１に熱伝導により放熱される。次に、半導体発光素子チップ６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄが発した熱は、熱伝導性基板２１から、保持体１２に熱伝導により放熱される。保持体１２は、熱伝導性に優れるとともに、熱容量が大きいので、発光ユニット１１の発生する熱を放熱できる。また、前述したように、保持体１２を空冷または液冷することで、発光ユニット１１の放熱をより促進できる。
すなわち、第２の実施の形態では、照明装置１０に搭載された半導体発光素子チップ６４の発熱を効率よく放熱し、照明装置１０の温度の上昇を抑制できる。また、照明装置１０を回転させることにより、照明装置１０が発する光を、栽培対象である植物２に均等に照射することができる。
また、熱伝導性基板２１は連続して製造することができるので、照明装置１０を安価に実現できる。
なお、第２の実施の形態において、熱伝導性基板２１に凸部２１ａを設けたが、凸部２１ａを設けなくともよい。
【００９８】
第２の実施の形態においても、複数の発光ユニット１１を、第１の実施の形態において示したと同様、相互に接続することにより、熱伝導性基板２１の長手方向の大きさによって制限されないで照明装置１０を構成することができる。
【００９９】
なお、配線基板２２ａおよび２２ｂの導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅの形状は、図１１に示した形状に限定されず、変更して用いることができる。
さらに、照明装置１０に搭載する発光素子パッケージ２０の個数は８個に限定されず、変更して用いることができる。
【０１００】
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態では、発光ユニット１１の構成が第１の実施の形態および第２の実施の形態と異なっている。第１および第２の実施の形態では、配線基板２２ａおよび２２ｂを用いていた。第３の実施の形態では、配線基板２２ａおよび２２ｂを用いる代わりに、熱伝導性基板２１上に、銅箔付き絶縁体シート（ＲＣＣ：Ｒｅｓｉｎ  Ｃｏａｔｅｄ  Ｃｏｐｐｅｒ  Ｆｏｉｌ）を貼り付けている。
銅箔付き絶縁体シートは、絶縁体に銅箔が設けられていて、絶縁体側を熱伝導性基板２１に熱圧着すると、絶縁体が溶融し、熱伝導性基板２１に固着される。
図１３は、第３の実施の形態が適用される照明装置１０の発光ユニット１１の一例を示した図である。図１１（ａ）は、発光ユニット１１を上面から見た平面図を示し、図１３（ｂ）は、発光ユニット１１のＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ線での断面図を示している。
以下では、第１の実施の形態と異なる熱伝導性基板２１について説明し、同様なものは同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０１】
第３の実施の形態における熱伝導性基板２１は、第１および第２の実施の形態と異なり、凸部２１ａを設けていない。よって、熱伝導性基板２１は短冊状の平板である。
そして、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが、熱伝導性基板２１上に絶縁層２９を介して設けられている。なお、第１の実施の形態における凸部２１ａにあたる部分にも、導体パターン２３ｆが設けられている。
【０１０２】
次に、熱伝導性基板２１上に導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｆを形成する方法を説明する。
熱伝導性基板２１は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金で構成され、表面がアルマイト加工されている。すなわち、熱伝導性基板２１の表面は電気的に絶縁性を有するアルミニウム酸化膜で覆われている。
次に、銅箔付き絶縁体シートを熱伝導性基板２１の一方の面に貼り付け、熱圧着する。
そして、従来公知のフォトリソグラフィにより、銅箔を導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｆに加工する。その後、ソルダレジストを塗布し、従来公知のフォトリソグラフィにより、開口２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇを設ける。ソルダレジストは、熱硬化によりレジスト膜２６とする。これにより、熱伝導性基板２１上に、銅箔付き絶縁体シートにより、導体パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｆを形成できる。
この後、第１の実施の形態と同様に、半導体発光素子チップ６４を搭載することで、発光ユニット１１が構成される。
【０１０３】
第３の実施の形態においても、半導体発光素子チップ６４は、熱伝導性に優れた熱伝導性基板２１上に接着固定されている。よって、半導体発光素子チップ６４が発した熱は、まず熱伝導性基板２１に熱伝導により放熱される。次に、半導体発光素子チップ６４が発した熱は、熱伝導性基板２１から保持体１２に熱伝導により放熱される。保持体１２は、熱伝導性に優れるとともに、熱容量が大きいので、発光ユニット１１の発生する熱を放熱できる。また、前述したように、保持体１２を空冷または液冷することで、発光ユニット１１の放熱をより促進できる。
すなわち、第３の実施の形態では、照明装置１０に搭載された半導体発光素子チップ６４の発熱を効率よく放熱し、照明装置１０の温度の上昇を抑制できる。また、照明装置１０を回転させることにより、照明装置１０が発する光を、栽培対象である植物２に均等に照射することができる。
また、熱伝導性基板２１は短冊状の平板であるので、照明装置１０を安価に実現できる。
【０１０４】
さらに、第３の実施の形態において、半導体発光素子チップ６４の代わりに、第２の実施の形態において示した発光素子パッケージ２０を用いてもよい。
【０１０５】
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態では、保持体１２を風力で回転できる構成が第１実施の形態と異なっている。第１の形態では、回転制御部１４から回転軸１３により保持体１２を回転させていた。
図１４は、第４の実施の形態が適用される植物栽培装置１を示す図である。
第４の実施の形態では、回転制御部１４を、送風装置の一例として、下向き風力を発生させる電動ファンなどにより構成される装置とし、保持体１２の上部に、風力により回転力をえるプロペラ状の羽構造１２ｆを設置した。
回転制御部１４の電動ファンによって作られる矢印Ｃ方向の風力により、保持体１２に設けられた羽構造１２ｆにより、保持体１２を回転させている。電動ファンから、温度および湿度調整された空気を送り込むことで、植物育成環境を均一化できると同時に光照射の均一化および保持体１２の放熱が促進される。省エネルギータイプの植物栽培装置１となる。
また、電動ファンは、壁に取り付け、それに応じた羽構造１２ｆを保持体１２に付加しても良い。
一方、太陽光併用の場合、電動ファンでなく、自然の風により保持体１２を回転さても良い。
【符号の説明】
【０１０６】
１…植物栽培装置、２…植物、１０…照明装置、１１…発光ユニット、１２…保持体、１５…底板、１６…支柱、１７…天板、１８…電力供給ライン、１９…電源、２０…発光素子パッケージ、２１…熱伝導性基板、２１ａ…凸部、２２ａ、２２ｂ…配線基板、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ…導体パターン、２４…接着層、２６…レジスト膜、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ…開口、２７…孔、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ…接続配線、２９…絶縁層、３１…第１封止樹脂、３２…第２封止樹脂、６１…樹脂容器、６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆ…リード部、６４、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ…半導体発光素子チップ、６５…ボンディングワイヤ、１００…第１積層半導体層、１１０…第１基板、１４０…第１ｎ型半導体層、１４０ｃ…半導体層露出面、１５０…第１発光層、１６０…第１ｐ型半導体層、１７０…透明正極、１８０…第１保護層、２１０…第１ｐ電極、２４０…第１ｎ電極、３１０…第２基板、３２０…第２ｐ型コンタクト層、３３０…第２ｐ型半導体層、３４０…第２発光層、３５０…第２ｎ型半導体層、３６０…第２保護層、４００…第２ｎ電極、４１０…第２ｐ電極、６４１…青色発光チップ、６４２…赤色発光チップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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