(57)【要約】【課題】ＬＥＤを用いた光源において、光取り出し効率を向上し得るレンズを前記光源に形成した照明装置を提供する。【解決手段】基板２３と、基板２３上に実装された半導体発光素子７と、半導体発光素子７が発光した光の少なくとも一部を吸収して長波長の光に変換する蛍光体と、半導体発光素子７の外側に設けられ、蛍光体を含有する封止樹脂で構成する蛍光体材料６と、蛍光体材料６の外側に設けられ、蛍光体材料６より蛍光体の濃度が低い樹脂、または蛍光体が無い樹脂で構成するレンズ５と、を有する照明装置５０であって、蛍光体材料６は、蛍光体及び封止樹脂のほか、レンズ５を形成する樹脂よりも屈折率の低いフィラーを含んでいることを特徴とする照明装置５０。【選択図】図１
2015005584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に実装された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子が発光した光の少なくとも一部を吸収して長波長の光に変換する蛍光体と、
前記半導体発光素子の外側に設けられ、前記蛍光体を含有する封止樹脂で構成する蛍光体材料と、
前記蛍光体材料の外側に設けられ、前記蛍光体材料より蛍光体の濃度が低い樹脂、または蛍光体が無い樹脂で構成するレンズと、を有する照明装置であって、
前記蛍光体材料は、前記の蛍光体及び封止樹脂のほか、前記レンズを形成する樹脂よりも屈折率の低いフィラーを含んでいることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記封止樹脂と前記レンズを形成する樹脂の少なくとも一方が、耐硫化性のある樹脂であることを特徴とする請求項１の照明装置。
【請求項３】
前記封止樹脂と前記レンズを形成する樹脂の両方が、屈折率１.５以上の樹脂であることを特徴とする請求項１の照明装置。
【請求項４】
前記封止樹脂の屈折率が前記レンズを形成する樹脂の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項１の照明装置。
【請求項５】
前記蛍光体材料と前記レンズに前記フィラーが含有され、
前記蛍光体材料に含まれるフィラーの重量濃度よりも、前記レンズに含まれるフィラーの重量濃度の方が大きいことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記レンズに含有されるフィラーの粒径が２００ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電製品に対して、省エネルギ化の要望が高まっている。中でも、家庭用の照明装置においては、より省エネルギ化を図るべく、従来の蛍光灯や白熱灯等の光源に代えて、より消費電力の小さな光源であるＬＥＤ（Light Emitting Diode、半導体発光素子）を用いた照明装置が開発されている。このような照明装置において、ＬＥＤは、通常、電極やＬＥＤを収容するケース等とともに、ＬＥＤモジュールとして構成されている。そして、このＬＥＤモジュールは、電流が流れる回路が形成された回路基板に実装され、備えられている。
【０００３】
このようなＬＥＤモジュールとして、特許文献１に記載の技術が知られている。特許文献１には、胴体と、上記胴体に設けられた第１電極及び上記第１電極と離隔している第２電極と、上記第１電極及び第２電極のうちのいずれか１つの上に形成され、上記第１電極及び第２電極に電気的に連結される発光チップと、上記第１電極及び第２電極の間に突出された保護キャップと、を含む発光素子が記載されている。
【０００４】
ＬＥＤモジュールは、レンズを形成することにより、光学特性を改良することがある。特許文献２にＬＥＤを用いた照明光源に関して開示されている。特許文献３にレンズに関して開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１９７２９号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２５８６号公報
【特許文献３】特開２００８−２２２８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レンズを形成することで光取り出し効率を向上することが考えられる。特許文献１から特許文献３は光取り出し効率を向上するレンズ形状とその形成方法および構成部材の特性に関して具体的な記載がない。本発明では、ＬＥＤを用いた光源において、光取り出し効率を向上し得るレンズを前記光源に形成した照明装置を提供することを課題とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＬＥＤを用いた光源において、光取り出し効率を向上し得るレンズを前記光源に形成した照明装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態のＬＥＤモジュールの斜視図である。
【図２】本実施形態のＬＥＤモジュールの上面図である。
【図３】本実施形態のＬＥＤモジュールの下面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本実施形態のＬＥＤモジュールを分解し、蛍光体層等を取り外した際のＬＥＤモジュールの上面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】本実施形態のＬＥＤモジュールを構成する電極に形成されているハーフエッジ構造を示す図である。
【図９】本実施形態のＬＥＤモジュールが実装された照明装置を示す断面図である。
【図１０】本実施形態のＬＥＤモジュールの製造方法を示す図である。
【図１１】本実施形態のＬＥＤモジュール製造時に用いられるエッチング済み金属板を示す図である。
【図１２】図１１に示すエッチング済み金属板に対して、樹脂製リフレクタを形成した様子を示す図である。
【図１３】図１２のＬ部拡大図である。
【図１４】第２実施形態のＬＥＤモジュールのレンズ近傍の構造を示す断面図である。
【図１５】第２実施形態のＬＥＤモジュールのレンズ内のフィラーの粒径とレンズによる散乱効率との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）を、図面を適宜参照しながら説明する。はじめに、本実施形態のＬＥＤモジュールを説明し、次いで、その製造方法及びそれを備える照明装置について説明する。
【００１０】
［１．第１実施形態のＬＥＤモジュール］
〔構成〕
図１は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０の斜視図である。ＬＥＤモジュール１０は、樹脂製のリフレクタ２（ケース）の上面にレンズ５を備えてなる。リフレクタ２は、例えば、６Ｔナイロンや９Ｔナイロン、ポリシクロへキシレンジメチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂により形成されている。リフレクタ２内には半導体発光素子７（ＬＥＤ。図４参照、図１では図示しない）が設けられ、半導体発光素子７からの光等は、透明な樹脂製のレンズ５を通じて、外部に放出されるようになっている。この点の詳細は、図４を参照しながら後記する。
【００１１】
ＬＥＤモジュール１０は、リフレクタ２の側面から突出して（即ち外部に露出して）、正極リード部３ａ，３ａと、負極リード部４ａ，４ａと、正極サブリード部３ｂ（図１では図示しない）と、負極サブリード部４ｂとを備えている。
【００１２】
これらの部材について、図２〜図４を参照しながら説明する。
【００１３】
図２は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０の上面図である。また、図３は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０の下面図である。図３に示すように、２つの正極リード部３ａは、リフレクタ２の下面で外部に露出して形成されている板状（箔状）の正極３（第一電極）の長手方向に、正極３と一体に形成されている。同様に、２つの負極リード部４ａは、同じくリフレクタ２の下面で外部に露出して形成されている板状（箔状）の負極４（第二電極）の長手方向に、負極４と一体に形成されている。
【００１４】
なお、図３では、正極３と、正極リード部３ａ，３ａと、正極サブリード部３ｂとの部位が明確になるように、前記のようにこれらは一体に形成されているものの、便宜的に破線を付している。負極４等についても同様である。
【００１５】
ちなみに、正極３と負極４とは対向しており、これらの間は、リフレクタ２を形成する樹脂により絶縁されている。そして、詳細は図９を参照しながら後記するが、回路基板２３に対して、正極３と正極回路２４ａとがはんだ付けにより、また、負極４と負極回路２４ｂとがはんだ付けにより、電気的に接続されている。これにより、正極３及び負極４に接続された半導体発光素子７に電力が供給され、ＬＥＤモジュール１０から光が放出されるようになっている。
【００１６】
また、ＬＥＤモジュール１０においては、正極リード部３ａ，３ａの形成方向と同一面内で垂直な方向（正極３の短手方向）に、リフレクタ２の側面から突出して（外部に露出して）、正極サブリード部３ｂ（第一熱付与部）が形成されている。この正極サブリード部３ｂは、正極リード部３ａ，３ａと同様に正極３に一体に形成され、リフレクタ２の下面（外部）に露出して形成されている。即ち、ＬＥＤモジュール１０においては、正極３と正極サブリード部３ｂとは、一体に形成されていることにより、熱的にも接続されている。また、正極サブリード部３ｂは、正極３の長手方向中央近傍に接続されて設けられている。
【００１７】
さらに、負極リード部４ａ，４ａの形成方向と同一面内で垂直な方向（負極４の短手方向）に、リフレクタ２の側面から突出して（外部に露出して）、負極サブリード部４ｂ（第二熱付与部）が形成されている。この負極サブリード部４ｂは、正極リード部３ａ，３ａと同様に、負極４に一体に形成され、リフレクタ２の下面（外部）に露出して形成されている。即ち、ＬＥＤモジュール１０においては、負極４と負極サブリード部４ｂとは、一体に形成されていることにより、熱的にも接続されている。また、負極サブリード部４ｂは、負極４の長手方向中央近傍に接続されて設けられている。
【００１８】
図４は、図２のＡ−Ａ線断面図である。リフレクタ２内は、前記のように半導体発光素子７が設けられているほか、蛍光体材料６により充填されている。また、レンズ５は、リフレクタ２の上端に形成されている凸部２ａの上端面２ａ１まで拡がって、蛍光体材料６を覆うようにして形成されている。これにより、レンズ５の大きさを可能な限り大きくして、ＬＥＤモジュール１０での光取り出し効率を向上させることができるようになっている。また、リフレクタ２の上端のうちの凸部２ａ以外の部分は平面になっていることから、図１０を参照しながら後記するＬＥＤモジュール１０の製造時に当該平面を吸着することで、ＬＥＤモジュール１０を把持して移送し易くなっている。
【００１９】
ここで、蛍光体材料６を形成する材料について説明する。蛍光体材料６は、蛍光体と、それを封止する封止樹脂とを含んでいる。蛍光体材料６に含まれる蛍光体としては、半導体発光素子７の種類によっても異なるため一概にはいえないが、例えば黄色蛍光体、赤色蛍光体、緑色蛍光体等が挙げられる。黄色蛍光体としては、例えば、Ｙ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｔｂ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｌｕ3Ａｌ5Ｏ12：Ｃｅ、Ｌａ3Ｓｉ6Ｎ11：Ｃｅ等が挙げられる。また、赤色蛍光体としては、例えば、ＣａＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕ等が挙げられる。さらに、緑色蛍光体としては、ＣａＳｃ2Ｏ4：Ｃｅ、Ｃａ3Ｓｃ2Ｓｉ3Ｏ12：Ｃｅ、（Ｂａ，Ｓｒ）2ＳｉＯ4：Ｅｕ、（Ｓｉ，Ａｌ）6（Ｏ，Ｎ）8：Ｅｕ等が挙げられる。これらは１種が単独で含まれていてもよく、２種以上が任意の比率及び組み合わせで含まれていてもよい。また、さらに本実施形態では、蛍光体材料６は、蛍光体及び封止樹脂のほか、フィラーを含んでいる。フィラーは封止樹脂の粘性を向上させ、蛍光体が封止樹脂内で沈降せず、均一に分散することを目的として含有させている。
【００２０】
また、本実施形態のＬＥＤモジュール１０においては、正極３や負極４を銀の薄膜が覆っていて(銀メッキされていて)、この銀の膜は反射材の役割を果たす。しかしながら、経時的に銀は硫化銀に変化して、その結果、銀の表面が黒くなって光を吸収し、ＬＥＤモジュール１０の効率を低下させる。それゆえ、銀の硫化を防止する必要がある。本ＬＥＤモジュール１０においては、硫化防止により、長寿命化を図る観点から、耐硫化性の高い封止樹脂が用いられている。具体的には、このような樹脂としては、例えばオルガノポリシロキサンやオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含むシリコーン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。これらのような樹脂を用いることにより、銀の硫化を抑制することができ、ＬＥＤモジュール１０の長寿命化を図ることができるようになっている。
【００２１】
蛍光体材料６に含まれる封止樹脂として、前記のように耐硫化性の高いものが用いられているが、このような樹脂の屈折率は、高くなる傾向にある。一方で、蛍光体材料６に接合して形成されているレンズ５は、屈折率が低い樹脂材料（ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂やシリコーン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂）により形成されることが多い。そのため、もし、蛍光体材料６の屈折率が、レンズ５の屈折率よりも大きくなる場合、蛍光体材料６からの光の一部がレンズ５に入射せず、接合界面において全反射してしまう可能性がある。このような現象が発生した場合、光の取り出し効率が著しく低下することになる。
【００２２】
そこで、本実施形態において、蛍光体材料６は、前記の蛍光体及び封止樹脂のほか、レンズ５を形成する樹脂よりも屈折率の低いフィラーを含んでいる。このように、蛍光体材料６にレンズ５を形成する樹脂よりも屈折率の低いフィラーを含有させることにより、蛍光体材料６の屈折率を小さくし、レンズ５の屈折率に近づけることができる。これにより、半導体発光素子７からの励起光によって発光した発光体からの光が、蛍光体材料６とレンズ５との接合界面において全反射することを抑制することができる。即ち、ＬＥＤモジュール１０において、半導体発光素子７からの光の取り出し効率を高めることができる。このようなフィラーとしては、例えばシリカや窒化アルミニウム、ジルコニア等が挙げられる。
【００２３】
蛍光体材料６に含まれるフィラーの大きさは特に制限されるものではないが、当該フィラーの粒径として、蛍光体から発せれる光または半導体発光素子７からの励起光のピーク波長よりも小さなフィラーが好ましく、より好ましくはＬＥＤモジュール１０からの発光光の全ての波長よりも小さなフィラーであり、よりさらに好ましくは１００ｎｍ未満のフィラーである。フィラーの大きさをこの大きさとすることにより、より確実に蛍光体材料６の屈折率を小さくすることができ、レンズ５と蛍光体材料６との接合界面における全反射をより確実に抑制することができる。これにより、光の取り出し効率をより高めることができる。
【００２４】
また、レンズ５を塗布により形成する場合には、レンズ５にフィラーを含有させ、レンズ５の粘度を高める必要がある。レンズ５は大きければ大きいほど、光取出し効率が向上し、ＬＥＤモジュール１０の効率が向上する。レンズ５の形状は、粘性と重力と表面張力の関係で決まる。形状を簡単に特徴づけるために、図４に示すように、レンズ５の幅ＷLと高さＨLを導入する。レンズ高さＨLを大きくするには、粘度の高い樹脂を塗布する必要がある。樹脂の粘度を高める方法として、フィラーを樹脂に含有させる方法がある。
【００２５】
我々の実験によれば、封止樹脂内において蛍光体が沈降しないために必要となるフィラーの重量濃度に比べて、レンズ５において、所定の高さＨLのレンズを形成して所定の効果を得るために必要となるフィラーの重量濃度の方が大きいことが分かっている。しかしながら、ここでの課題は、レンズ５のフィラーの濃度が大きいと、フィラーによる散乱がレンズ５内で起きるため、レンズ５による光取出しの効果が低下することである。
【００２６】
そこで、レンズ５のフィラーの平均粒径を小さくして散乱断面積を低減することで散乱を抑制する。粒子の断面積で散乱断面積を規格化した散乱効率を、ミー散乱理論で求めた結果を図１５に示す。このとき、フィラーの屈折率を１．４５、レンズ５の屈折率を１．５２とした。横軸は粒径で、縦軸は散乱効率で対数表示してある。図を見ると明らかなように、粒径が１００〜２００ｎｍから急峻に散乱効率が低下していることが分かる。したがって、２００ｎｍよりもフィラーの粒径を小さくすると、散乱が著しく低下し、透明な樹脂になる。計算は、フィラーとレンズ５の屈折率を指定して行ったが、２００ｎｍよりも小さな粒径で散乱が急峻に低下する傾向は、樹脂およびフィラーの屈折率が１．３から３程度の範囲にある場合は、屈折率にほとんど依存しない。
【００２７】
この効果は、蛍光体材料６に適用しても良い。なぜならば、レンズ５は半導体発光素子７と、その付近の蛍光体から直接伝搬してくる光に対して、光を外に出射する効果を最も発揮する。それゆえ、レンズ５がある構成においては、蛍光体材料６内の散乱を低減することは重要である。そこで、レンズ５のみならず蛍光体材料６内のフィラーも粒径を２００ｎｍ以下にすることで、散乱を減らし、レンズ５の効果を向上することが可能である。
【００２８】
したがって、蛍光体材料６内のフィラーの粒径を２００ｎｍ以下にすることで、レンズ５の効果を向上し、さらに、接合界面での反射を低減するという効果を奏する。
【００２９】
図５は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０を分解し、レンズ５、蛍光体材料６及び半導体発光素子７を取り外した際のＬＥＤモジュール１０の上面図である。また、図６は、図５のＢ−Ｂ線断面図であり、図７は、図５のＣ−Ｃ線断面図である。図５において、正極３及び負極４に含まれる破線は、それらの厚みが変化する界面を示す仮想線である。
【００３０】
図５及び図６に示すように、負極４の端部の一部には、負極４の厚みが約半分の厚さになっている（負極４中央近傍の厚さよりも薄くなっている）ハーフエッジ部４ｃが形成されている。ただし、このハーフエッジ部４ｃは、図５や図７に示すように、負極サブリード部４ｂや負極リード部４ａ，４ａの部分には形成されておらず、負極サブリード部４ｂと、隣接する負極リード部４ａとの間に複数形成されている。従って、負極サブリード部４ｂにはハーフエッジ部が設けられず厚さは一様になっているが、負極４の四隅（４箇所）には、厚さが薄くなるハーフエッジ部４ｃが形成されている。よって、ＬＥＤモジュール１０においては、負極４におけるハーフエッジ部４ｃは、負極４の長手方向及び短手方向のいずれにおいても対称になるように形成されている。
【００３１】
また、正極３においても、負極４のハーフエッジ部４ｃと同様の、ハーフエッジ部３ｃが形成されている。正極３のハーフエッジ部３ｃについては、負極４のハーフエッジ部３ｃと同様であるため、説明を省略する。
【００３２】
これらのように、ＬＥＤモジュール１０においては、正極３及び負極４のそれぞれにおいて、ハーフエッジ部３ｃ，４ｃが形成されている。このように厚みが異なるハーフエッジ部３ｃ，４ｃを正極３及び負極４のそれぞれに設けることで、リフレクタ２を形成する樹脂と、正極３及び負極４との接合面積を増加させることができるようになっている。なお、ハーフエッジ部３ｃ，４ｃは、例えばプレス加工やエッチング等により形成することができるが、低コストの観点からは、プレス加工により形成することが好ましい。
【００３３】
図８は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０を構成する正極３及び負極４に形成されているハーフエッジ構造を示す図である。図８中、破線はリフレクタ２により隠れた位置にある、正極３及び負極４の端部を示す仮想線である。即ち、図８や前記の図６に示すように、正極３及び負極４におけるハーフエッジ３ｃ，４ｃの部分において、リフレクタ２は、正極３及び負極４のハーフエッジ３ｃ，４ｃを挟みこむようにして、形成されている。そのため、正極３及び負極４をはんだ付け等により回路基板２３（図９参照）に実装した場合、リフレクタ２が上方向（半導体発光素子７が設けられる側）に引き抜かれることが防止されるようになっている。
【００３４】
図９は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０が実装された照明装置５０を示す断面図である。なお、図９に示すＬＥＤモジュール１０の断面は、後記する図１０（ｈ）のＫ−Ｋ線断面と同じものである。
【００３５】
基板２３上には、例えば銀メッキが施された銅からなるプリント回路２４ａ，２４ｂが形成されている。そして、このプリント回路２４ａ，２４ｂに対して、ＬＥＤモジュール１０の正極３及び負極４がはんだ２４により実装（接続固定）されている。はんだ２４は、図９に示すように、ＬＥＤモジュール１０の正極サブリード部３ｂ及び負極サブリード部４ｂの外側にまで拡がり、ＬＥＤモジュール１０が基板２３に実装されるようになっている。
【００３６】
また、ＬＥＤモジュール１０においては、前記のように、正極サブリード部３ｂ、負極サブリード部４ｂ、正極リード部３ａ，３ａ及び負極リード部４ａ，４ａには、厚さが薄くなるハーフエッジ構造（例えば図８参照）が設けられていない。そのため、図９に示すように、はんだ２４は、正極３及び負極４の全面に加えて、正極サブリード部３ｂ及び負極サブリード部４ｂの全面や、図９では図示しないが正極リード部３ａ，３ａ及び負極リード部４ａ，４ａの全面にまで拡がるようになっている。
【００３７】
さらには、はんだ２４は、図示のように、正極サブリード部３ｂ及び負極サブリード部４ｂの側面にまで、即ち、外部からはんだ２４を視認可能な位置まで、拡がるようになっている。このようにすることで、はんだ２４を介した、ＬＥＤモジュール１０と基板２３（より具体的には、基板２３上のプリント回路２４ａ，２４ｂ）との接合面積をより大きく確保することができるようになっている。
【００３８】
〔効果〕
以上の説明したＬＥＤモジュール１０によれば、図９に示す照明装置５０とした場合に、照明装置５０の歩留まりを向上させることができる。具体的には、ＬＥＤモジュール１０には、はんだで接続固定される正極３と一体に形成される正極サブリード部３ｂ、及び、はんだで接続固定される負極４と一体に形成される負極サブリード部４ｂが正極３及び負極４の短手方向に備えられている。そのため、伝熱距離を短くすることができ、正極サブリード部３ｂと負極サブリード部４ｂとのそれぞれについて同時に熱を与えることで、正極３及び負極４等に付着しているはんだを同時かつ速やかに溶融させることができる。
【００３９】
特に、本実施形態のＬＥＤモジュール１０においては、正極サブリード部３ｃ及び負極サブリード部４ｃは、それぞれ、正極３及び負極４の長手方向中央近傍に接続されている。そのため、正極サブリード部３ｃ及び負極サブリード部４ｃに熱を付与させれば、正極３及び負極４のそれぞれにおいて、長手方向で左右に略均等に熱が伝わり、付着しているはんだが溶融し易くなる。従って、より効果的にはんだを溶融させて、よりいっそうＬＥＤモジュール１０を取り外し易くなる。そのため、従来のような不良のＬＥＤモジュールを含む回路基板全体を廃棄する必要が無く、照明装置の歩留まりを向上させることができる。
【００４０】
また、図５〜図８を参照しながら説明したように、ＬＥＤモジュール１０の正極３及び負極４には、厚みが薄くなるハーフエッジ部３ｃ，４ｃが設けられている。特に、ハーフエッジ部３ｃ，４ｃは、正極リード部３ａ，３ａや負極リード部４ａ，４ａのほか、正極サブリード部３ｂや負極サブリード部４ｂには設けられていない。そのため、例えば安価化の観点からプレス加工によってハーフエッジ部３ｃ，４ｃを設ける場合、金属が延性を有するため正極３及び負極４の面積が変化したとしても、正極リード部３ａ，３ａ、負極リード部４ａ，４ａ、正極サブリード部３ｂ、負極サブリード部４ｂの長さや形状に変化が生じにくい。
【００４１】
特に、本実施形態のＬＥＤモジュール１０においては、ハーフエッジ部３ｃ，４ｃは、正極３及び負極４のそれぞれにおいて、長手方向及び短手方向のそれぞれで対称になるように設けられている。そのため、例えばプレス加工を行って正極３及び負極４の形状等に変化が生じたとしても、ハーフエッジ部３ｃ，４ｃが対称に設けられているため、押圧による影響が打ち消されるようにすることができる。そのため、正極３及び負極４等の歪みやそりが生じにくく、リフレクタ２と正極３及び負極４との良好な接合性を図りつつ、回路基板にＬＥＤモジュール１０を固定した場合の接触不良が生じにくいという利点が得られる。
【００４２】
さらに、本実施形態のＬＥＤモジュール１０においては、蛍光体材料６に含まれる封止樹脂として、蛍光体の耐硫化性を高めるために耐硫化性の封止樹脂が用いられている。しかし、これにより、レンズ５の屈折率と比べて、蛍光体材料６の屈折率が大きくなることがある。そこで、蛍光体材料６に屈折率を小さくするフィラーを含有させることで、光の取り出し効率が低下することを抑制することができる。
【００４３】
また、リフレクタ２の上端に凸部２ａを設け、凸部２ａ上にレンズ５が配置されるようにしている。これにより、レンズ５の大きさをできるだけ大きくして光の取り出し効率を大きくすることができるとともに、凸部２ａ以外の部分でリフレクタ２を、吸引手段等を用いて吸着することで、ＬＥＤモジュール１０を容易に移送可能となる。
【００４４】
さらに、図９を参照しながら説明したように、本実施形態の照明装置５０では、はんだ２４による接合面積をより大きく確保することができるようになっている。これにより、プリント回路２４ａ，２４ｂとＬＥＤモジュール１０との電気的導通をより確実に図ることができる。また、はんだ２４を介して、ＬＥＤモジュール１０と基板２３との接合面積を大きくしているため、ＬＥＤモジュール１０の発光に伴って発生する熱を、はんだ２４を介して、基板２３に逃がし易くなる。そのため、特別な部材を設けなくても、ＬＥＤモジュール１０の放熱性を向上させることができる。
【００４５】
さらには、正極サブリード部３ｂ及び負極サブリード部４ｂの双方から熱を与えることで容易にはんだ２４を溶融させて、基板２３からＬＥＤモジュール１０を容易に取り外すことができる。しかも、図９を参照しながら説明したように、はんだ２４は外部から視認可能な位置にまで拡がっている。そのため、正極サブリード部３ｂ及び負極サブリード部４ｂに加えて、視認される位置のはんだ２４にも同時に熱を付与することで、より容易にはんだ２４を溶融させて、ＬＥＤモジュール２４を取り外すことができる。また、はんだ２４は前記のように正極３及び負極４、並びに、正極リード部３ａ，３ａ、負極リード部４ａ，４ａ、正極サブリード部３ｂ及び負極サブリード部４ｂの全面に亘って接合しているため伝熱面積が大きく、この観点からも、よりいっそう、はんだ２４を溶融させ易くなる。
【００４６】
［２．第１実施形態のＬＥＤモジュールの製造方法］
次に、図１０〜図１３を参照しながら、ＬＥＤモジュール１０の製造方法について説明する。
【００４７】
図１０は、本実施形態のＬＥＤモジュール１０の製造方法を示す図である。図１０（ａ）〜（ｈ）のそれぞれにおいて、上側の図は上面図、下側の図は、当該上面図における断面図である。即ち、例えば図１０（ａ）の下側の図は、図１０（ａ）の上側の図のＤ−Ｄ線断面図であり、他の図についても同様に、Ｅ−Ｅ線断面図〜Ｋ−Ｋ線断面図を示している。
【００４８】
ＬＥＤモジュール１０は、主に、図１０（ａ）〜（ｈ）に示す工程を経て作製可能である。以下、適宜別の図面も参照しながら、順を追って作製の方法を説明する。
【００４９】
まず、銅に対して銀メッキが施された金属板１１が準備される（図１０（ａ））。そして、図１０（ａ）において破線で囲まれる部分が除去されるようにエッチングが行われ、図１１に示される金属板１２が得られる。なお、図１１中、二点差線で囲まれる部分が、ＬＥＤモジュール１０に最終的に含まれる正極３及び負極４になる。そして、図１０（ａ）の破線で囲まれる部分についてエッチングが行われたあとの様子を示したものが、図１０（ｂ）である。以下、図示の簡略化のために、図１０（ｂ）に示す部分について行われる処理を中心に説明する。
【００５０】
図１０（ｂ）に示す部分に対して、正極３及び負極４を囲うようにして、樹脂製のリフレクタ２が形成される。図１０（ｃ）が、リフレクタ２が形成されたときの様子である。また、図１１に示した金属板１２全体に対してリフレクタ２を形成したときの様子を示した図が、図１２である。このとき、正極３及び負極４の間の空隙（図１０（ｂ）の下図参照）も、リフレクタ２を形成する樹脂により埋められる（図１０（ｃ）の下図参照）。
【００５１】
リフレクタ２の形成は、正極３及び負極４をまとめて電極群と呼称すると、隣接する一組の電極群間に樹脂が注入されることにより行われる。この点を、図１３を参照しながら説明する。
【００５２】
図１３に示すように、正極３及び負極４からなる電極群２２Ａ，２２Ｂの間（中央付近）に、樹脂を注入するための図示しないゲート（樹脂の注入口）が配置される。ちなみに、図１３には、ゲートが引き抜かれた後に残る凹み２１が示されている。
【００５３】
樹脂をゲートから注入する際、樹脂の通流が円滑に行われるように、正極３及び負極４の間にある空隙中央近傍を通る長手方向の線（図１３中の破線）上に、樹脂を注入するゲートが配置される。そして、このゲートから樹脂が注入され、所謂インジェクションモールドが行われる。このような位置にゲートを配置することで、電極群２２Ａ，２２Ｂはゲートを中心として対称になっているため、電極群２２Ａ，２２Ｂの双方に均等に樹脂を通流させることができる。そして、このように均等に樹脂を通流させることができるため、正極３と負極４との間のような狭い空隙であっても、樹脂が途中で固化することなく円滑に樹脂が通流する。これにより、正極３と負極４との間の空隙を埋められ、さらには、リフレクタ２を形成することができる。
【００５４】
また、矩形状のリフレクタ２の内壁において、その四隅はＲ形状になっている。特には、そのＲの大きさは大きなものになっている。これにより、リフレクタ２を形成する型内の狭い空隙であっても、樹脂が通流し易くなり、精度よく、リフレクタ２が形成できる。特に、ゲートから最も遠い、紙面上でのリフレクタ２２Ａの左側面側、及び、リフレクタ２２Ｂの右側面側にまで樹脂が回りこみ易くなり、リフレクタ２をより確実に精度よく形成することができる。
【００５５】
そして、樹脂を通流後、ゲートを引き抜くと、ゲートが配置されていた凹み２１が、電極群２２Ａ，２２Ｂ間に形成（残存）されることになる。なお、詳細は後記するが、ＬＥＤモジュール１０は、リフレクタ２の周りで切断されて得られるため、この凹み２１が製品としてのＬＥＤモジュール１０に関与することはない。
【００５６】
図１０に戻って、作製の方法の説明を続ける。図１０（ｃ）のようにリフレクタ２が形成されたあと、リフレクタ２の内部であって、正極３の上面に、半導体発光素子７が配置固定される（図１０（ｄ））。そして、半導体発光素子７と正極３及び負極４とが、ワイヤ７ａ，７ｂにより、ワイヤボンディングされる（図１０（ｅ））。その後、リフレクタ２内に蛍光体材料６が充填されたあと（図１０（ｆ））、その上に、蛍光体材料６を覆うようにして、レンズ５が形成される（図１０（ｇ））。
【００５７】
そして、最後に、図１１に示す金属板１２から、リフレクタ２の周囲で金属板１２から切断することでＬＥＤモジュール１０を打ち抜き、ＬＥＤモジュール１０が得られる（図１０（ｈ））。これにより、他の電極群と接続されていた部分（即ち、吊りリード部）が外部に露出した状態のＬＥＤモジュール１０が得られる。この露出した吊りリード部であった部分が、図１等を参照しながら説明した正極リード部３ａ，３ａや、負極リード部４ａ，４ａ、正極サブリード部３ｂ、負極サブリード部４ｂになる。
【００５８】
図１０に示すようにＬＥＤモジュール１０を作製することで、正極３や負極４に熱を与えるための部材（正極サブリード部３ｂ、負極サブリード部４ｂ等）が、正極３及び負極４のもととなる金属板１１によって形成されることとなる。そのため、正極３や負極４に熱を与えるための部材を特別に設けることなく、ＬＥＤモジュール１０の取り外しが容易になる。
【００５９】
［２．第２実施形態のＬＥＤモジュール］
図１４は、第２実施形態のＬＥＤモジュール４０のレンズ５近傍の構造を示す断面図である。前記のＬＥＤモジュール１０と同じものについては同じ符号を付すものとし、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
前記のＬＥＤモジュール１０においては、ＬＥＤモジュール１０の移送のし易さ等を確保する観点から、リフレクタ２の上端にレンズ５が形成されない部分を確保していたが、別の観点から、敢えて、リフレクタ２の上端の全体にレンズ５が形成されるようにしてもよい。具体的には、図１４に示すように、リフレクタ２の全面と蛍光体材料６の全面を覆うようにして、レンズ５が形成されるようにしてもよい。
【００６１】
このようにすることで、レンズ５を構成する樹脂の滴下量を多くすることができ、蛍光体材料６をより膜厚かつ広範にレンズ５によって覆うことができる。そのため、ＬＥＤモジュール１０に含まれる銀の硫化を、レンズ５によってより確実に防止することができる。これによれば、ＬＥＤモジュール３０の長寿命化を図ることができる。
【００６２】
さらに、レンズ５を形成する樹脂として、第１の実施形態で前述した耐硫化性のあるシリコーン樹脂などを用いてもよい。蛍光体の封止樹脂とレンズ５を耐硫化性のある樹脂とすることで、耐硫化性としての効果が著しく改善する。耐硫化性の定量化は、硫化試験前後での光束比により行う。我々の実験によれば、蛍光体の封止樹脂のみを耐硫化性のある樹脂にした場合、硫化試験前の光束に対する硫化試験後の光束は６５．８％の比率であったのに対して、蛍光体の封止樹脂とレンズ５を形成する樹脂を耐硫化樹脂とした場合は、前記比率は８９．７％であった。したがって、レンズ５を形成する樹脂も、第１の実施形態で前述した耐硫化性のあるシリコーン樹脂とすることで、より大きな耐硫化性を得られる。
【００６３】
耐硫化性に対して、蛍光体材料６の表面の一部でもレンズ５が覆っていれば良く、前記のＬＥＤモジュール１０のように、蛍光体材料６の表面全体を覆っていれば、さらに好ましく、ＬＥＤモジュール４０のようにリフレクタ２の全面と蛍光体材料６の全面を覆うような構成が最も良い。
【００６４】
また、耐硫化性のある樹脂は、一般に屈折率が１．５以上であるが、種々の屈折率が存在する。前述した耐硫化性のある蛍光体の封止樹脂の屈折率は１．５７で、レンズ５の屈折率は１．５２である。それゆえ、接合界面において全反射する光線が存在する。全反射を低減するために、蛍光体材料６は、前記の蛍光体及び封止樹脂のほか、レンズ５を形成する樹脂よりも屈折率の低い（屈折率１．４５）フィラーを含んでいる。当該フィラーは粒度分布のピークが２００ｎｍ以下に存在するフィラーであって、約１０ｎｍに存在する。平均粒径も１０ｎｍ程度である。
【００６５】
当該粒径は蛍光体から発せれる光または半導体発光素子７からの励起光のピーク波長よりも小さく、ＬＥＤモジュール１０からの発光光の全ての波長（一般に青色発光の半導体発光素子７で蛍光体を励起する場合、最も小さい波長は４００ｎｍから４５０ｎｍの間にある。）よりも小さなフィラーである。
【００６６】
また、屈折率の近い樹脂を使う方が接合界面での反射が低下する。例えば、封止樹脂の屈折率がレンズ５の屈折率よりも低い場合、封止樹脂からレンズ５に入射する光は、全反射はしないが、屈折率に差があると、フレネルの式に従って、一部の光が反射して封止樹脂に戻る。
【００６７】
したがって、封止樹脂として耐硫化性のある屈折率の高い樹脂を使用した場合、レンズ５も耐硫化性のある屈折率の高いものを使うことで、耐硫化性の向上のみならず、反射低減による効率向上の効果も奏する。
【００６８】
なお、本発明は、前記の各実施形態同士を組み合わせたり、周知技術等を適宜付加、削除、転換等して、実施することができる。
【符号の説明】
【００６９】
２  リフレクタ（ケース）
３  正極（第一電極、電極）
３ａ  正極リード部
３ｂ  正極サブリード部（第一熱付与部）
３ｃ  ハーフエッジ部
４  負極（第二電極、電極）
４ａ  負極リード部
４ｂ  負極サブリード部（第二熱付与部）
４ｃ  ハーフエッジ部
５  レンズ
６  蛍光体材料
７  半導体発光素子
１０  ＬＥＤモジュール
２３  基板（回路基板）
２４  はんだ
２４ａ，２４ｂ  プリント回路
４０  ＬＥＤモジュール
５０  照明装置
【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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【図１５】
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