(57)【要約】【課題】光反射層の光反射率を向上させることができ、発光素子が発する光をモジュール基板の外に効率よく取り出すことが可能な発光モジュールを得ることにある。【解決手段】発光モジュール(6)は、モジュール基板(25)、光反射層(28)および発光素子(41)を備えている。前記光反射層(28)は、前記モジュール基板(25)に積層されているとともに、前記モジュール基板(25)よりも光反射率が高く設定されている。前記発光素子(41)は、前記光反射層(28)の上に実装されている。前記光反射層(28)は、銅層(31a)と、前記銅層(31a)を被覆する銅めっき層(31b)と、前記銅めっき層(31b)の上に積層されるとともに前記発光素子(41)が発する光を反射させる金属層(32, 33)と、を含んでいる。【選択図】図４
2012015330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュール基板と；
前記モジュール基板に積層され、前記モジュール基板よりも光反射率が高い光反射層と；
前記光反射層の上に実装された発光素子と；を具備し、
前記光反射層は、銅層と、前記銅層を被覆する銅めっき層と、前記銅めっき層の上に積層されるとともに前記発光素子が発する光を反射させる金属層と、を含むことを特徴とする発光モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の発光モジュールにおいて、前記金属層は、前記銅めっき層の上に積層されたニッケルめっき層と、前記ニッケルめっき層の上に積層された銀めっき層とを有し、前記銀めっき層が前記発光素子から放射された光を反射させる光反射面を構成したことを特徴とする発光モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載の発光モジュールにおいて、前記銀めっき層の厚みが２μｍ以上であることを特徴とする発光モジュール。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発光モジュールにおいて、前記銅めっき層は、前記銅層よりも薄く形成されていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載された発光モジュールと；
前記発光モジュールを支持する本体と；
前記本体に設けられ、前記発光モジュールを点灯させる点灯装置と；を具備したことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光反射層の上に発光ダイオードのような半導体発光素子を実装した発光モジュールおよび発光モジュールを搭載した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯＢ(chip on board)型の発光モジュールは、例えばＬＥＤ電球の光源として用いられている。この種の発光モジュールは、モジュール基板と、モジュール基板に実装された複数の発光ダイオードとを備えている。モジュール基板は、良好な光反射性能を得るために、例えばガラス粉末が混入された白色のエポキシ樹脂で構成されている。
【０００３】
従来、発光ダイオードが発する光を発光モジュールの外に効率よく取り出すために、モジュール基板の上に銀製の光反射層を積層することが試されている。光反射層は、発光ダイオードからモジュール基板の方向に放射された光を、本来の光の取り出し方向に反射させるためのものであり、少なくとも発光ダイオードに対応する位置に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７７５６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
発光ダイオードから放射された光を反射させる光反射層は、長期に亘って光反射率を良好に維持することが望まれる。
【０００６】
しかしながら、現状の発光モジュールでは、例えば波長４６０ｎｍの光の反射率が約８８％に止まっており、発光ダイオードが発する光をより効率よく取り出すといった観点からすると、いま一歩改善の余地が残されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、実施の形態に係る発光モジュールは、モジュール基板、光反射層および発光素子を備えている。前記光反射層は、前記モジュール基板に積層されているとともに、前記モジュール基板よりも光反射率が高く設定されている。前記発光素子は、前記光反射層の上に実装されている。前記光反射層は、銅層と、前記銅層を被覆する銅めっき層と、前記銅めっき層の上に積層されるとともに前記発光素子が発する光を反射させる金属層と、を含んでいる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光反射層の光反射率を向上させることができ、発光素子が発する光をモジュール基板の外に効率よく取り出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係るＬＥＤ電球の斜視図。
【図２】実施の形態に係るＬＥＤ電球の断面図。
【図３】実施の形態に係る発光モジュールの平面図。
【図４】実施の形態に係る発光モジュールの断面図。
【図５】実施の形態における光反射層の断面図。
【図６】実施の形態に係るＬＥＤ電球において、波長と光反射率との関係を示す特性図。
【図７】実施の形態に係るＬＥＤ電球において、銅めっき層の厚さと光反射率との関係を示す特性図。
【図８】実施の形態に係るＬＥＤ電球において、光反射率の改善効果を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
第１の実施形態に係る発光モジュールは、モジュール基板と；前記モジュール基板に積層され、前記モジュール基板よりも光反射率が高い光反射層と；前記光反射層の上に実装された発光素子と；を備えている。前記光反射層は、銅層と、前記銅層を被覆する銅めっき層と、前記銅めっき層の上に積層されるとともに前記発光素子が発する光を反射させる金属層と、を含んでいることを特徴としている。
【００１１】
第１の実施の形態の発光モジュールにおいて、モジュール基板は、合成樹脂あるいはセラミックスのような絶縁材により形成されている。モジュール基板は、単層でもよいし多層であってもよく、さらに放熱性を高めるための金属板を備えていてもよい。
【００１２】
発光素子としては、例えばベアチップからなる発光ダイオードを用いることができる。この種の発光ダイオードは、一対の素子電極を有するとともに、透光性を有するダイボンド材を用いて光反射層の上に接着されている。発光ダイオードは、予め決められた規則に従い互いに間隔を存して並べられている。隣り合う発光ダイオードの間は、ボンディングワイヤーを介して電気的に接続されている。
【００１３】
光反射層は、発光素子からモジュール基板の方向に放出された光を反射させて、光を発光モジュールの外に効率よく取り出すためのものである。光反射層は、複数の発光素子を実装できる大きさとしてもよいし、個々の発光素子に対応した大きさとしてもよい。
【００１４】
さらに、光反射層の構成要素である銅層は、モジュール基板の上に銅箔を積層するとともに、この銅箔にエッチング処理を施すことで形成される。銅箔の表面は、裸眼で見る限り凹凸や汚れは認められないけれどもが、顕微鏡下で観察すると、例えば製造時に生じた微細な傷や汚れ等が付着している。そのため、銅箔を素材とする銅層の表面は、多数の凹凸を有する粗面となっている。粗面は、光が入射された時に、光を乱反射させたり散乱させるために、光を所望の方向に反射させる上での妨げとなるのを否めない。
【００１５】
銅めっき層は、銅層の表面に存在する微細な凹凸を埋めるように銅層の上に被着されている。したがって、銅めっき層の表面は、フラットな平滑な面となり、これに伴い銅めっき層の上に積層された金属層の表面も平滑な面に仕上がる。
【００１６】
銅めっき層は、銅層に電解めっきを施すことにより形成できる。銅めっき層の肉厚は、銅層の肉厚よりも薄くすることが望ましく、具体的には２μｍ以上とするとよい。
【００１７】
第１の実施形態の発光モジュールによると、銅めっき層の存在により、金属層の表面が平滑となって光反射層の光反射率を高めることができる。この結果、発光素子が発する光を光の取り出し方向に効率よく反射させることができる。
【００１８】
第２の実施形態の発光モジュールによると、金属層は、銅めっき層の上に積層されたニッケルめっき層と、ニッケルめっき層の上に積層された銀めっき層とを有し、前記銀めっき層が発光素子から放射された光を反射させる光反射面を構成している。
【００１９】
第２の実施の形態によると、ニッケルめっき層および銀めっき層は、共に電解めっきにより形成されている。電解めっきにより得られた皮膜は、単一金属の含有率が高い皮膜となるので、耐食性に優れている。
【００２０】
ニッケルめっき層は、銀めっき層と銅めっき層との間に介在されて、銅の成分が銀めっき層に拡散するのを防ぐシールドとして機能する。このため、銀めっき層の変色を抑制して銀めっき層の光反射率の低下を防止することができ、光反射面の光反射性能を良好に維持することができる。
【００２１】
それとともに、銀めっき層により形成された光反射面の粗さ、言い換えると、光反射面を顕微鏡下で観察した時の光反射面上に生じている凹凸の最大高さを１μｍ以下とすることが可能となる。この結果、光反射面の上での光の散乱、吸収を抑制することができ、光の取り出し効率を改善できる。
【００２２】
第３の実施形態の発光モジュールでは、銀めっき層の厚みが２μｍ以上に設定されている。
【００２３】
第３の実施形態によると、銀めっき層に入射された発光素子の光が銀めっき層を透過し難くなる。そのため、光反射面の光反射率を良好に維持することができ、発光素子から光反射層に向かう光を発光モジュールの外に効率よく取り出すことができる。
【００２４】
第４の実施形態の発光モジュールでは、銅めっき層がグランド層よりも薄く形成されている。
【００２５】
第４の実施形態によると、銅めっき層を形成するための作業時間を短縮して、めっき工程に要するコストを低減できる。加えて、銅層の素材として銅箔を用いる場合に、銅めっき層を加えた厚さの銅箔を用いるよりも、銅箔に銅めっき層を付加して厚さを確保した方が光反射層の製造コストを低く抑えることができる。
【００２６】
第５の実施形態の照明装置は、第１ないし第４の実施形態のいずれかに記載された発光モジュールと；前記発光モジュールを支持する本体と；前記本体に設けられ、前記発光モジュールを点灯させる点灯装置と；を備えている。
【００２７】
第５の実施形態において、照明装置とは、例えば白熱電球および電球型けい光ランプと互換性を有するＬＥＤ電球あるいはスポットライトや街路灯のような照明用構造体のことであり、発光モジュールを光源としている。
【００２８】
第５の実施形態の照明装置によれば、金属層の表面が平滑となって光反射率を高めることができる。この結果、発光素子が発する光を発光モジュールの外に効率よく取り出すことが可能となり、一般照明用として十分な明るさを得ることができるといった優位性を期待できる。
【００２９】
［実施例１］
以下、実施例１について、図１ないし図８を参照して説明する。
【００３０】
図１および図２は、照明装置の一例であるＬＥＤ電球１を開示している。ＬＥＤ電球１は、電球本体２、透光性カバー３、Ｅ２６型の口金４、点灯装置５およびＣＯＢ(chip on board)型の発光モジュール６を備えている。
【００３１】
電球本体２は、例えばアルミニウムのような金属材料で構成されている。電球本体２は、一端にフラットな支持面７を有する筒形である。リング状の支持壁８が支持面７の外周部に一体に形成されている。電球本体２は、支持面７とは反対側の他端に凹部９を有している。さらに、電球本体２の内部に軸方向に延びる貫通孔１１が形成されている。貫通孔１１の一端は、支持面７に開口されている。貫通孔１０の他端は、凹部９の底に開口されている。
【００３２】
電球本体２は、複数の放熱フィン１２を有している。放熱フィン１２は、電球本体２の外周面から放射状に突出されているとともに、電球本体２の他端から一端の方向に進むに従い電球本体２の径方向に沿う外側に向けて張り出している。
【００３３】
透光性カバー３は、例えば乳白色の合成樹脂材料を用いて略半球形に形成されている。透光性カバー３は、電球本体２の支持面７に向けて開口する開口縁部１３を有している。透光性カバー３は、開口縁部１３を支持壁８の内側に嵌め込むことで電球本体２に結合されて、電球本体２の支持面７を覆っている。
【００３４】
図２に示すように、電気絶縁性を有する口金支持体１５が電球本体２の凹部９に取り付けられている。口金支持体１５は、円筒状の周壁１５ａと、周壁１５ａの一端を閉塞する端壁１５ｂとを備えている。
【００３５】
周壁１５ａは、凹部９に嵌め込まれて、凹部９の内周面を覆っている。周壁１５ａは、凹部９から電球本体２の外に飛び出す突出部１６を有している。端壁１５ｂは、凹部９の底を覆うとともに、前記貫通孔１１と合致する通孔１７を有している。さらに、口金支持体１５の内側の空間は、通孔１７および貫通孔１１を介して電球本体２の支持面７に通じている。
【００３６】
口金４は、口金主部１９と、アイレット端子２０を有する絶縁ベース２１とで構成されている。口金主部１９は、口金支持体１５の突出部１６を外側から覆うように突出部１６に取り付けられている。絶縁ベース２１は、突出部１６の開口端部に突き当てられて、口金支持体１５の内側の空間を閉塞している。
【００３７】
点灯装置５は、口金支持体１５の内側の空間に収容されている。点灯装置５は、回路基板２２と、回路基板２２に実装されたトランス、コンデンサ、トランジスタのような複数の回路部品２３とを備えている。点灯装置５は、口金４に電気的に接続されている。
【００３８】
発光モジュール６は、ＬＥＤ電球１の光源として用いられる。発光モジュール６は、電球本体２の支持面７に取り付けられて、透光性カバー３により覆われている。
【００３９】
図３および図４に示すように、発光モジュール６は、モジュール基板２５を備えている。モジュール基板２５は、四つの角部を有する矩形状である。モジュール基板２５は、角部の付近に四つの切り欠き２５ａを有している。
【００４０】
モジュール基板２５は、金属製のベース２６と絶縁層２７とで構成されている。ベース２６は、例えばアルミニウム又はその合金を用いて四角い板状に形成されている。ベース２６は、第１の面２６ａと第２の面２６ｂとを有している。第２の面２６ｂは、第１の面２６ａの反対側に位置されて、ベース２６の表面を構成している。
【００４１】
絶縁層２７は、ベース２６の第２の面２６ｂの上に積層されて、第２の面２６ｂを全面的に覆っている。絶縁層２７は、例えばグリシジルエステル系、線状脂肪族エポキサイド系または脂環族エポキサイド系のエポキシ樹脂で構成されている。
【００４２】
モジュール基板２５は、電球本体２の支持面７の中央部に四本のねじ（図示せず）で固定されている。ねじは、モジュール基板２５の切り欠き２５ａを貫通して電球本体２にねじ込まれている。このねじ込みにより、ベース２６の第１の面２６ａが支持面７に密着されて、モジュール基板２５が電球本体２に熱的に接続されている。
【００４３】
図３および図４に示すように、光反射層２８、第１の給電導体２９および第２の給電導体３０がモジュール基板２５の絶縁層２７の上に積層されている。光反射層２８は、四つの辺を有する矩形状であり、絶縁層２７の中央部に位置されている。
【００４４】
図５に示すように、光反射層２８は、銅層３１ａ、銅めっき層３１ｂ、ニッケルめっき層３２および銀めっき層３３を互いに積層した四層構造を採用している。銅層３１ａは、モジュール基板２５の絶縁層２７の上に積層された銅箔を素材として構成されている。
【００４５】
銅箔の表面は、裸眼で見る限り平滑であるけれども、顕微鏡下で細かく観察すると、例えば製造時に生じた微細な傷や汚れ等が付着している。そのため、銅箔を素材とする銅層３１ａの表面３４は、多数の微細な凹凸を有する粗面となっている。粗面を形成する凹凸の深さは、通常１μｍ〜２μｍである。粗面は、光が入射された時に、光を乱反射させたり散乱させるために、光の反射方向にばらつきが生じる。
【００４６】
銅めっき層３１ｂは、絶縁層２７の上に積層された銅箔に電解めっきを施すことにより形成されている。銅めっき層３１ｂは、銅層３１ａの表面３４を被覆している。これにより、銅層３１ａの表面３４に存在する微細な凹凸が銅めっき層３１ｂによって埋められている。銅層３１ａの表面３４に存在する凹凸の深さは、通常１μｍ〜２μｍ程度であるから、銅めっき層３１ｂの厚さは、凹凸の深さを上回る２μｍ以上とする必要がある。
【００４７】
実施例１では、銅層３１ａの厚さＴ１が１８μｍであり、銅めっき層３１ｂの厚さＴ２が１７μｍとなっている。したがって、銅めっき層３１ｂの表面３５は、銅層３１ａの凹凸の影響を受けることがなく、顕微鏡下で拡大して見た場合でもフラットな平滑面となっている。
【００４８】
実施例１によると、銅層３１ａは、銅箔に電解めっき処理を施した後に、銅箔をエッチングすることにより矩形状に形成されている。銅層３１ａおよび銅めっき層３１ｂは、互いに協働して光反射層２８の下地層を構成している。下地層の厚みは、３５μｍである。
【００４９】
ニッケルめっき層３２および銀めっき層３３は、金属層の一例である。ニッケルめっき層３２は、銅めっき層３１ｂに電解めっきを施すことにより形成されている。ニッケルめっき層３２は、銅めっき層３１ｂの平滑な表面３５を被覆している。ニッケルめっき層３２の厚さＴ３は、例えば５μｍである。
【００５０】
銀めっき層３３は、ニッケルめっき層３２に電解めっきを施すことにより形成されている。銀めっき層３３は、ニッケルめっき層３２を被覆するとともに、光反射層２８の表層を構成している。銀めっき層３３の厚さＴ４は、２μｍ以上とすることが望ましい。
【００５１】
このことから、光反射層２８の表面は、銀色の光反射面３６となっている。光反射面３６の光反射率は、モジュール基板２５の絶縁層２７の光反射率よりも高くなっている。
【００５２】
第１および第２の給電導体２９，３０は、夫々光反射層２８の一辺に沿って延びる細長い形状を有している。第１および第２の給電導体２９，３０は、光反射層２８を挟むように互いに間隔を存して平行に配置されているとともに、電気的に絶縁されている。
【００５３】
第１および第２の給電導体２９，３０は、絶縁層２７の上に光反射層２８と同時に形成されており、光反射層２８と同様の四層構造を採用している。すなわち、第１および第２の給電導体２９，３０は、銅めっき層３１ｂが被着された銅箔をエッチングした後、銅めっき層３１ｂの上にニッケルめっき層３２および銀めっき層３３を順次積層したものであり、夫々の表層が銀により形成されている。
【００５４】
図３に示すように、複数の発光ダイオード列４０が光反射層２８の光反射面３６の上に実装されている。発光ダイオード列４０は、第１および第２の給電導体２９，３０と直交する方向に直線状に延びているとともに、互いに間隔を存して平行に配列されている。
【００５５】
各発光ダイオード列４０は、複数の発光ダイオード４１と複数の第１のボンディングワイヤー４２とを備えている。発光ダイオード４１は、発光素子の一例であって、例えば青色の光を発する発光層４１ａを有するベアチップで構成されている。発光ダイオード４１は、平面的に見た時の形状が長方形であり、例えば長辺の長さが０．５ｍｍ、短辺の長さが０．２５ｍｍである。発光ダイオード４１は、発光層４１ａの上に一対の素子電極４１ｂを有している。素子電極４１ｂは、図４に一方のみが示されている。
【００５６】
発光ダイオード４１は、夫々透光性のダイボンド材４３を用いて光反射面３６の上に接着されている。さらに、発光ダイオード４１は、発光ダイオード列４０毎に第１および第２の給電導体２９，３０と直交する方向に間隔を存して一列に並んでいる。この結果、図３に示すように、数多くの発光ダイオード４１は、光反射面３６の広範囲に亘るようにマトリクス状に規則的に配列されている。
【００５７】
言い換えると、光反射面３６は、全ての発光ダイオード４１を一括して接着し得る大きさを有している。そのため、光反射面３６は、隣り合う発光ダイオード４１の間でも途切れることなく連続している。
【００５８】
第１のボンディングワイヤー４２は、発光ダイオード列４０が延びる方向に隣り合う発光ダイオード４１の間を電気的に直列に接続している。具体的には、第１のボンディングワイヤー４２は、隣り合う発光ダイオード４１の互いに異なる極性の素子電極４１ｂの間を接続するように、隣り合う発光ダイオード４１の間に跨っている。
【００５９】
各発光ダイオード列４０の一端は、第２のボンディグワイヤー４３ａを介して第１の給電導体２９に電気的に接続されている。同様に、各発光ダイオード列４０の他端は、第３のボンディングワイヤー４３ｂを介して第２の給電導体３０に電気的に接続されている。そのため、複数の発光ダイオード列４０は、第１および第２の給電導体２９，３０に対し電気的に並列に接続されている。
【００６０】
図３に示すように、一対の給電端子４４ａ，４４ｂがモジュール基板２５の絶縁層２７の上に配置されている。給電端子４４ａ，４４ｂは、光反射面３６から外れた位置に設けられている。一方の給電端子４４ａは、図示しない導体パターンを介して第１の給電導体２９に電気的に接続されている。他方の給電端子４４ｂは、図示しない導体パターンを介して第２の給電導体３０に電気的に接続されている。
【００６１】
さらに、コネクタ４５が給電端子４４ａ，４４ｂにリフロー半田付けされている。コネクタ４５は、図２に示す被覆電線４６を介して点灯装置５に電気的に接続されている。被覆電線４６は、電球本体２の貫通孔１１および口金支持体１５の通孔１７を通して口金４の内側の空間に導かれている。
【００６２】
図３および図４に示すように、枠体４７が絶縁層２７の上に固定されている。枠体４７は、例えば合成樹脂のような絶縁材で構成されて、光反射層２８、第１および第２の給電導体２９，３０を一括して取り囲んでいる。言い換えると、発光ダイオード４１、第１ないし第３のボンディングワイヤー４２，４３ａ，４３ｂは、枠体４７で囲まれた四角い領域に収容されている。
【００６３】
封止材４８が枠体４７で囲まれた領域に充填されている。封止材４８は、例えば透明なシリコーン樹脂のような光透過性を有する樹脂材料により構成されている。樹脂材料は、液状の状態で枠体４７が取り囲む領域に注入される。領域に注入された封止材４８は、加熱・乾燥させることで硬化される。
【００６４】
この結果、封止材４８は、光反射層２８、第１の給電端子２９、第２の給電端子３０、発光ダイオード４１、第１ないし第３のボンディングワイヤー４２，４３ａ，４３ｂを覆うように絶縁層２７の上に積層されている。
【００６５】
実施例１では、蛍光体が封止材４８に混ぜられている。蛍光体は、封止材４８の中に均等に分散されている。蛍光体としては、発光ダイオード４１が発する青色の光により励起されて黄色の光を放射する黄色蛍光体を用いている。
【００６６】
封止材４８に混ぜる蛍光体は、黄色蛍光体に限らない。例えば、発光ダイオード４１が発する光の演色性を改善するために、青色の光で励起されて赤色の光を発する赤色蛍光体あるいは緑色の光を発する緑色蛍光体を封止材４８に添加するようにしてもよい。
【００６７】
このようなＬＥＤ電球１では、点灯装置５を通じて発光モジュール６に電圧が印加される。この結果、光反射層２８の上の発光ダイオード４１が一斉に発光する。発光ダイオード４１が発する青色の光は、封止材４８に入射される。封止材４８に入射された青色の光の一部は黄色蛍光体に吸収される。残りの青色の光は、黄色蛍光体に吸収されることなく封止材４８を透過する。
【００６８】
青色の光を吸収した黄色蛍光体は、励起されて黄色の光を発する。黄色の光は、封止材４８を透過する。この結果、黄色の光と青色の光が封止材４８の内部で互いに混じり合って白色光となり、この白色光が封止材４８から透光性カバー３に向けて放射される。したがって、枠体４７で囲まれた領域に充填された封止材４８が面状に光る発光部として機能する。
【００６９】
発光ダイオード４１からモジュール基板２５に向かう光は、光反射層２８の光反射面３６、第１および第２の給電導体２９，３０の表面で反射されて透光性カバー３に向かう。この結果、発光ダイオード４１が発する光の多くが透光性カバー３を透過して照明用途に供される。
【００７０】
発光ダイオード４１の発光時に生じる熱は、四層の光反射層２８に伝わる。光反射層２８は、発光ダイオード４１の熱を広範囲に亘って拡散させるヒートスプレッダとしての機能を果たす。さらに、光反射層２８で拡散された発光ダイオード４１の熱は、絶縁層２７を介して金属製のベース２６に伝わるとともに、ベース２６から電球本体２の支持面７に伝わる。電球本体２に伝えられた熱は、放熱フィン１２からＬＥＤ電球１の外に放出される。
【００７１】
この結果、発光ダイオード４１の熱をモジュール基板２５から積極的に電球本体２に逃がすことができる。よって、発光ダイオード４１の放熱性を高めて、発光ダイオード４１の発光効率を良好に維持することができる。
【００７２】
前記構成の発光モジュール６によると、銅層３１ａの素材となる銅箔の表面は、例えば製造時に生じた微細な傷や汚れ等により、多数の微細な凹凸を有する粗面となっている。粗面は、光が入射された時に、光を乱反射させたり散乱させるために、光を所望の方向に反射させる上での妨げとなる。
【００７３】
しかるに、実施例１では、銅層３１ａの表面３４が銅めっき層３１ｂにより被覆されている。銅めっき層３１ｂは、銅層３１ａの表面３４に存在する微細な凹凸を埋めるように銅層３１ａに被着されている。
【００７４】
このため、光反射層２８の下地層となる銅めっき層３１ｂの表面３５が凹凸の影響を受け難くなり、銅めっき層３１ｂの表面３５の平滑度が向上する。したがって、銅めっき層３１ｂの上に積層されたニッケルめっき層３２および銀めっき層３３の表面も平滑な面に仕上がる。
【００７５】
この結果、銀めっき層３３の光反射面３６がフラットな平滑面となるので、光反射面３６の光反射率が向上し、発光ダイオード４１が発する光を効率よく反射させることができる。
【００７６】
本発明者の検証によれば、銀めっき層３３によって形成された光反射面３６を顕微鏡下で観察した時に、光反射面３６の上に生じている凹凸の最大高さが１μｍ以下に抑えられて、光反射面３６の平滑度が格段に向上していることが確かめられた。光反射面３６の平滑度が高まることで、凹凸による光の散乱、吸収を抑制することができ、光の取り出し効率を改善できる。
【００７７】
具体的には、例えば光反射面３６の上の凹凸の高さが１μｍを上回る場合の光の取り出し効率を１００％とすれば、凹凸の高さが１μｍ以下の光反射面３６では、光の取り出し効率を１１０％とすることができる。
【００７８】
さらに、実施例１では、銅めっき層３１ｂと銀めっき層３３との間にニッケルめっき層３２が介在されている。ニッケルめっき層３２は、下地となる銅の成分が銀めっき層３３に拡散するのを防ぐシールドとして機能する。このため、銀めっき層３３の変色を抑制して光反射面３６の光反射率の低下を防止することができ、光反射面３６の本来の光反射性能を長期に亘って維持することができる。
【００７９】
よって、このような発光モジュール６を搭載したＬＥＤ電球１は、発光モジュール６が発する光を透光性カバー３の外に効率よく取り出すことが可能となり、一般照明用として十分な明るさを得ることができるといった優位性を期待できる。
【００８０】
本発明者は、銅層３１ａを銅めっき層３１ｂで被覆した光反射層２８の優位性を検証するため、以下のような試験を行なった。
【００８１】
この試験では、実施例１のような四層の光反射層を有する発光モジュールと、比較例として銅箔を用いた銅層の上にニッケルめっき層および銀めっき層を直に積層した三層の光反射層を有する発光モジュールとを準備し、夫々の光反射層の光反射率を測定した。
【００８２】
図６は、光反射率の測定結果を示すもので、符号Ｘは、実施例１の光反射層の光反射率を示し、符号Ｙは、比較例の光反射層の光反射率を示している。図６から明らかなように、実施例１の光反射層では、全ての波長領域において光反射率が比較例を上回っている。特に、波長４６０ｎｍの青色系の光の光反射率に着目すると、比較例では光反射率が８８％に止まっているのに対し、実施例１では光反射率が９２％となっている。
【００８３】
このことから、光反射層の下地に銅めっき層を追加した実施例１の発光モジュールでは、光反射層の光反射率が約４％改善されていることが分かる。
【００８４】
次に、本発明者は、銀めっき層３３の厚さが光反射層２８光反射率にどのような影響を及ぼしているかを調べた。図７は、銀めっき層３３の厚さと光反射層２８の光反射率との関係を示している。
【００８５】
図７から明らかなように、銀めっき層３３の厚さが２μｍに達していない場合、光反射率が一般照明用として十分な明るさが得られる値である９０％を下回っている。これに対し、銀めっき層３３の厚さを２μｍ以上とした光反射層２８では、光反射率が９０％を上回る高い値を維持し得ることが確かめられた。
【００８６】
この理由について考察すると、銀めっき層３３の厚さが２μｍに達していないと、銀めっき層３３があまりにも薄すぎて、発光ダイオード４１から放射された光が銀めっき層３３を透過してしまうためと考えられる。
【００８７】
そのため、銅層３１ａに銅めっき層３１ｂを付加して光反射層２８の下地の平滑度を高める場合でも、光反射面３６を構成する銀めっき層３３の厚さは、２μｍ以上とすることが必要となる。
【００８８】
さらに、本発明者は、光反射層２８を四層とし、かつ銀めっき層３１ｂの厚さを２μｍ以上とした実施例１の発光モジュール６をＬＥＤ電球１の光源として使用した場合に、光の取り出し効率がどのように変化しているかについて検証した。
【００８９】
図８は、光反射率が８８％である前記比較例の発光モジュールを搭載したＬＥＤ電球の光の取り出し効率と、光反射率が９２％の光反射層２８を有する前記実施例１の発光モジュール６を搭載したＬＥＤ電球１の光の取り出し効率とを比較した結果を示している。図８では、比較例の光反射層を有する発光モジュールを搭載したＬＥＤ電球の光の取り出し効率を１００％として評価している。
【００９０】
図８から明らかなように、実施例１の発光モジュール６を搭載したＬＥＤ電球１では、光の取り出し効率が約１０７％となっており、比較例のＬＥＤ電球と比べて光の取り出し効率が約７％改善されている。さらに、光の取り出し効率の改善傾向からすると、光反射層２８の光反射率が１００％に近づく程、光の取り出し効率がより一層向上し、発光ダイオード４１が発する光を一般照明用として有効に活用できることが見出された。
【００９１】
一方、実施例１の発光モジュール６によると、光反射層２８を構成するニッケルめっき層３２および銀めっき層３３は、共に電解めっきにより形成されている。電解めっきにより得られた皮膜は、単一金属の含有率が高い皮膜となるので、光反射層２８の耐食性を十分に確保できる。
【００９２】
それとともに、銅めっき層３１ｂの厚さＴ２は、銅層３１ａの厚さＴ１よりも薄いので、銅めっき層３１ｂを形成する作業時間を短縮して、めっき工程に要するコストを低減することができる。
【００９３】
加えて、銅層３１ａを銅箔で構成する場合に、銅めっき層３１ｂを加えた厚さの銅箔を用いるよりも、銅層３１ａに銅めっき層３１ｂを被着して下地層の厚さを確保した方が、光反射層２８の製造コストを低く抑えることができる。
【００９４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９５】
２…本体（電球本体）、５…点灯装置、６…発光モジュール、２５…モジュール基板、２８…光反射層、３１ａ…銅層、３１ｂ…銅めっき層、３２，３３…金属層（ニッケルめっき層、銀めっき層）、４１…発光素子。
【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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