(57)【要約】【課題】取扱い上、有利であるとともに、全体として光の照射の均一化が可能な発光装置及び照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、長さ寸法が２５０ｍｍ〜３００ｍｍであって、略長方形状に形成された基板２と、この基板２上に、長手方向と直交する方向に複数並べられて複数の列を形成するとともに、この複数の列のうち、隣接する列間の離間寸法が１２ｍｍ〜１８ｍｍに設定されて実装された発光素子３と、長手方向と直交する方向に複数並べられた複数の発光素子３を覆う封止樹脂４とを備える発光装置１である。【選択図】図１
2012004391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ寸法が２５０ｍｍ〜３００ｍｍであって、略長方形状に形成された基板と；
この基板上に、長手方向と直交する方向に複数並べられて複数の列を形成するとともに、この複数の列のうち、隣接する列間の離間寸法が１２ｍｍ〜１８ｍｍに設定されて実装された発光素子と；
長手方向と直交する方向に複数並べられた複数の発光素子を覆う封止樹脂と；
を具備することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記複数の列の隣接する列間には、基板取付用の取付穴が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
装置本体と；
装置本体に配設された請求項１又は請求項２に記載の発光装置と；
を具備する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】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた発光装置及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、光源としてＬＥＤ等の発光素子を基板に複数配設して所定の光量を得るようにする照明装置が開発されている。この照明装置は、例えば、天井面等に直接的に取付けられる、いわゆる直付タイプのベース照明として用いられるようになっており、基板に複数のＬＥＤが例えば、マトリクス状に配列して実装されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５４９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような照明装置においては、基板の効果的な長さ寸法や発光素子の配設パターンについて考慮されていない。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みなされたもので、取扱い上、有利であるとともに、全体として光の照射の均一化が可能な発光装置及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の発光装置は、長さ寸法が２５０ｍｍ〜３００ｍｍであって、略長方形状に形成された基板と、この基板上に、長手方向と直交する方向に複数並べられて複数の列を形成して実装された発光素子とを備えている。前記複数の列のうち、隣接する列間の離間寸法は、１２ｍｍ〜１８ｍｍに設定されている。また、長手方向と直交する方向に複数並べられた複数の発光素子を覆う封止樹脂とを備えている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、基板の取扱い上、有利であるとともに、全体として光の照射の均一化が可能な発光装置を提供することができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、基板が大形化するのを回避することが可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、上記請求項に記載の発明の効果を奏する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る発光装置を一部切欠いて示す平面図である。
【図２】同基板における配線パターン及び実装パッドを示す平面図である。
【図３】図１中、Ａで囲まれる領域を拡大して示す平面図である。
【図４】図１中、Ｙ−Ｙ線に沿う模式的断面図である。
【図５】同発光素子の接続状態を示す結線図である。
【図６】発光装置を配設した天井直付タイプの照明装置を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図６を参照して説明する。図１乃至図５は、発光装置１を示しており、図１０は、この発光装置１を用いた照明装置２０を示している。なお、各図において同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００１０】
発光装置１は、図１に示すように、基板２と、複数の発光素子３と、各発光素子３を覆う封止樹脂として蛍光体層４とを備えている。図１は、一部を切欠いた状態（図示上、右側において、蛍光体層４及びレジスト層２３を除いた状態）を示している。
【００１１】
基板２は、ガラスエポキシ樹脂等の材料で細長の略長方形状に形成されている。基板２の長さ寸法Ｌは、２５０ｍｍ〜３００ｍｍであり、幅寸法Ｗは、３０ｍｍ〜４０ｍｍである。本実施形態では、具体的には、長さ寸法Ｌは、２８０ｍｍ、幅寸法Ｗは、３２ｍｍに形成されている。基板２の厚さ寸法は、０．５ｍｍ以上１．８ｍｍ以下が好ましく、本実施形態では、１ｍｍのものを適用している。
【００１２】
基板２の形状は、例えば、長手方向の両端がＲ形状に形成されていてもよい。また、基板２の材料には、セラミックス材料又は他の合成樹脂材料を適用できる。さらに、本発明は、各発光素子３の放熱性を高めるうえで、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れたべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板を適用することを妨げるものではない。
【００１３】
図２に代表して示すように、基板２上には、配線パターン２１及び実装パッド２２が形成されている。配線パターン２１は、給電導体２１ａと給電子２１ｂ、及び給電端子２１ｃから構成されている。給電導体２１ａは、基板２の長手方向に所定の間隔を空けて一対（プラス側及びマイナス側）形成されていて、直線状に平行して配置されている。これら
給電導体２１ａからは、それぞれ内側に向かって複数の給電子２１ｂが連続して形成されている。
【００１４】
図示上、上側の給電導体２１ａからは、略Ｌ字状の１８個の給電子２１ｂが等間隔で形成されている。一方、下側の給電導体２１ａからは、略Ｆ字状の１８個の給電子２１ｂが前記上側の給電子２１ｂと対向するように、同様に等間隔で形成されている。略Ｌ字状の給電子２１ｂは、一つの電極端子を有し、略Ｆ字状の給電子２１ｂは、二つの電極端子を有している。
【００１５】
上下の給電導体２１ａ間には、実装パッド２２が、給電導体２１ａ及び給電子２１ｂと絶縁距離をおいて略一面に複数のブロックを形成するように設けられている。この実装パッド２２は、電気的に接続されるものではないが、後述する電界めっき処理を行うため、各ブロックは電気的に導通可能なように接続されている。
給電端子２１ｃは、給電導体２１ａに接続されて基板２の一端側に配設されている。この給電端子２１ｃには、電源コネクタが接続されるようになっている。
【００１６】
図４に示すように、配線パターン２１及び実装パッド２２は、三層構成であり、基板２の表面上に第一層Ａとして銅（Ｃｕ）、第二層Ｂとしてニッケル（Ｎｉ）が電解めっき処理されており、第三層Ｃには、反射率の高い銀（Ａｇ）が電解めっき処理されている。実装パッド２２の第三層Ｃ、すなわち、表層は、銀（Ａｇ）めっきが施されて反射層が形成されており、全光線反射率は、９０％と高いものとなっている。
【００１７】
この電解めっき処理においては、第二層Ｂのニッケル（Ｎｉ）の膜厚は、５μｍ以上、第三層Ｃの銀（Ａｇ）の膜厚は、１μｍ以上に形成するのが好ましく、このような膜厚寸法にすることにより、均一な膜厚形成が実現され反射率の均一化が可能となる。
また、基板２の表層には、発光素子３の実装領域や部品の実装部分を除いて、ほとんど全面に反射率の高い白色のレジスト層２３が積層されている。
【００１８】
図１、図３及び図４に示すように、複数の発光素子３は、ＬＥＤのベアチップからなる。ＬＥＤのベアチップには、例えば、白色系の光を発光部で発光させるために、青色の光を発するものが用いられている。このＬＥＤのベアチップは、シリコーン樹脂系の絶縁性接着剤を用いて、実装パッド２２上に接着されている。
【００１９】
ＬＥＤのベアチップは、例えば、ＩｎＧａＮ系の素子であり、透光性のサファイア素子基板に発光層が積層されており、発光層は、ｎ型窒化物半導体層と、ＩｎＧａＮ発光層と、ｐ型窒化物半導体層とが順次積層されて形成されている。そして、発光層に電流を流すための電極は、ｐ型窒化物半導体層上にｐ型電極パッドで形成されたプラス側電極と、ｎ型窒化物半導体層上にｎ型電極パッドで形成されたマイナス側電極とで構成されている。これら、電極は、ボンディングワイヤ３１によって電気的に接続されている。ボンディングワイヤ３１は、金（Ａｕ）の細線からなっており、実装強度の向上とＬＥＤのベアチップの損傷低減のため金（Ａｕ）を主成分とするバンプを介して接続されている。
【００２０】
複数の発光素子３は、基板２の実装パッド２２上に、基板２の長手方向と直交する方向に複数並べられて複数の列を形成して実装されている。具体的には、図示上、上側の各給電導体２１ａの給電子２１ｂから下側の各給電導体２１ａの給電子２１ｂに亘って６個の発光素子３が略等間隔で配設されている。したがって、基板２の長手方向と直交する方向に、１８列の発光素子列が形成されて発光素子３の配設パターンが構成されている。
【００２１】
また、個々の発光素子列において、その列が延びる方向に隣接された発光素子３の異極の電極同士、つまり、隣接された発光素子３の内で一方の発光素子３のプラス側電極と、隣接された発光素子３の内で他方の発光素子３のマイナス側電極とがボンディングワイヤ３１で順次接続されている。これによって、個々の発光素子列を構成する複数の発光素子３は電気的に直列に接続される。したがって、複数の発光素子３は通電状態で一斉に発光される。
【００２２】
さらに、個々の発光素子列において、列の端に配置された一方の発光素子３の電極は、ボンディングワイヤ３１によって上側の略Ｌ字状の給電子２１ｂの電極端子に接続され、他方の発光素子３の電極は、下側の略Ｆ字状の給電子２１ｂにおける二つの電極端子のうち、下方の電極端子に接続されている。
【００２３】
ここで、本実施形態においては、６個の発光素子３で一つの発光素子列を形成しているが、例えば、５個の発光素子３で一つの発光素子列を形成する場合には、他方の発光素子３の電極を下側の略Ｆ字状の給電子２１ｂにおける二つの電極端子のうち、上方の電極端子に接続するようにして構成することができる。この場合、発光素子列における発光素子３の数を５個又は６個に変更しても基板３を共通化して用いることができる効果が得られる。したがって、給電子２１ｂの電極端子を複数に分岐して設けることによって、同一基板で発光素子列における発光素子３の数を仕様によって適宜選択することが可能となる。
【００２４】
図３に代表して説明するように、さらに詳しくは、複数の発光素子列のうち、隣接する発光素子列間の離間寸法Ｐ1は、１２ｍｍ〜１８ｍｍに設定されており、また、発光素子列が延びる方向における各隣接する発光素子３間の離間寸法Ｐ2は、３ｍｍ〜３．５ｍｍに設定されている。
【００２５】
発光素子列間の離間寸法Ｐ1を１２ｍｍ〜１８ｍｍに設定することにより、全体として光の照射の均一化が可能となる。例えば、離間寸法Ｐ1を大きくすると、輝度差により隣接する発光素子列間の離間部分の暗部が目立ちやすくなる可能性がある。また、離間寸法Ｐ1が小さすぎると、発光素子３の密度が過度に高まり、温度上昇や効率的な問題が生じる。
本発明者は、発光素子列間の離間寸法Ｐ1を種々変えて観測した結果、離間寸法Ｐ1を１２ｍｍ〜１８ｍｍに設定するのが好ましいとの見解を得た。
【００２６】
また、発光素子３間の離間寸法Ｐ2を３ｍｍ〜３．５ｍｍに設定することにより、個々の発光素子３が独立して輝いて見える、いわゆる粒々感を抑制することができ、また、発光素子３の過度な温度上昇を抑制できるとの認識を得た。
【００２７】
以上のように接続された発光素子３は、図５に示すような接続状態となっている。つまり、発光素子３が６個直列に接続された１８個の直列回路が並列に接続されている。したがって、前記各発光素子列は電気的には並列に設けられていて、配線パターン２１を通じて給電されるようになっている。そのため、各発光素子列の内のいずれか一列がボンディング不良等に起因して発光できなくなることがあっても発光装置１全体の発光が停止することはない。
【００２８】
また、図１及び図２に示すように、基板２の両端寄りであって、隣接する発光素子列間には、基板取付用の一対の取付穴５が形成されている。この取付穴５は、発光装置１を照明装置の本体等に取付ける場合に用いられる。具体的には、固定手段である取付ねじ５１が取付穴５に貫通し、照明装置の本体等にねじ込まれて発光装置１が取付けられる。
【００２９】
通常、この取付穴５は、基板２の両端部に設けられるため、そのスペースを確保する必要があり、基板２がその分大形化することとなる。しかしながら、上記構成によれば、発光素子列間の離間寸法Ｐ1が１２ｍｍ〜１８ｍｍに設定されているので、取付穴５を形成して取付ねじ５１によって取付けることが可能であり、大形化するのを回避することができる。また、この場合、固定手段が金属製である場合には、絶縁距離を確保することが可能となる。さらに、固定手段は、基板２の両端部ではなく、長手方向の内側、つまり、基板２の中間部を固定するようになるので、基板２の反り等の変形を有効に抑制することができる。なお、固定手段としては、合成樹脂製等の絶縁性を有する部材を用いてもよい。
【００３０】
さらに、基板２の他端側には、３つの接続パターン２４が形成されている。この接続パターン２４は、給電導体２１ａ及び実装パッド２２に接続されているもので、配線パターン２１及び実装パッド２２を電界めっき処理する場合に使用される。つまり、第一層Ａの銅（Ｃｕ）パターンに、第二層Ｂのニッケル（Ｎｉ）、第三層Ｃの銀（Ａｇ）を電解めっきする際に、配線パターン２１及び実装パッド２２の部分を同電位にするための接続路として機能する。
【００３１】
図１、図３及び図４に示すように、蛍光体層４は、透光性合成樹脂、例えば、透明シリコーン樹脂製であり、ＹＡＧ：Ｃｅ等の蛍光体を適量含有している。蛍光体層４は、個々の発光素子３を発光素子３ごとに被覆する複数の凸状蛍光体層４ａの集合から構成されている。凸状蛍光体層４ａは、山形の形状をなしていて、円弧状の凸状をなし、その裾部において隣接する凸状蛍光体層４ａと連なるように形成されている。したがって、蛍光体層４は、前記発光素子列に沿って複数の列を形成して、すなわち、１８列に形成されており、各発光素子３、ボンディングワイヤ３１を被覆し封止している。
【００３２】
蛍光体は、発光素子３が発する光で励起されて、発光素子３が発する光の色とは異なる色の光を放射する。発光素子３が青色光を発する本実施形態では、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。
【００３３】
蛍光体層４は、未硬化の状態で各発光素子３、ボンディングワイヤ３１に対応して塗布され、その後に加熱硬化又は所定時間放置して硬化されて設けられている。詳しくは、図示しないディスペンサから、粘度や量が調整された蛍光体を含有する透明シリコーン樹脂材料を未硬化の状態で各発光素子３、ボンディングワイヤ３１に対応して滴下して供給する。
【００３４】
なお、上記構成では、凸状蛍光体層４ａによって、個々の発光素子３を発光素子３ごとに被覆する場合について説明したが、例えば、２個や３個の複数の発光素子３をその複数の発光素子３ごとに被覆するように形成してもよい。
【００３５】
図４に示すように、基板２の裏面側には、放熱用の銅箔６のパターンが全面に亘って形成されている。このような構成によって、基板２全体の均熱化を図ることができ放熱性能を向上できる。なお、銅箔６には、レジスト層が積層されている。
【００３６】
次に、図６を参照して上述の発光装置１を配設した照明装置２０について説明する。図においては、天井面に設置して使用される一般的な４０Ｗ蛍光灯形の照明装置と同等なサイズを有する天井直付タイプの照明装置２０を示している。照明装置２０は、細長で略直方体形状の本体ケース２０ａを備えており、この本体ケース２ｏａ内には、前記発光装置１が４個直線状に接続されて配設されている。また、電源回路を備えた電源ユニットは、本体ケース２０ａに内蔵されている。なお、本体ケース２０ａの下方開口部には、拡散性を有する前面カバー２０ｂが取付けられている。
【００３７】
上記構成の発光装置１に電源回路により通電されると、各発光素子３が一斉に点灯されて、発光素子３から出射される光は、蛍光体層４を透過して放射され、発光装置１は白色の光を出射する面状光源として使用される。
【００３８】
発光素子３の発光中において、実装パッド２２は、各発光素子３が発した熱を拡散するヒートスプレッダとして機能する。発光装置１の発光中、発光素子３が放射した光のうちで基板２側に向かった光は、実装パッド２２の表層で主として光の利用方向に反射される。そのため、光の取出し効率を良好なものとすることができる。加えて、発光素子３が放射した光のうちで横方向へ向かった光は、反射率の高い白色のレジスト層２３の表面で反射され前面側へ放射される。
【００３９】
次に、基板２の長さ寸法Ｌは、２５０ｍｍ〜３００ｍｍに設定されている。一般的に天井直付タイプのベース照明として用いられる４０Ｗ蛍光灯形の照明装置は、その長さ寸法が１２００ｃｍ〜１３００ｃｍである。したがって、この照明装置と整合性をとるには、前記長さ寸法の基板２であれば、基板２を４枚並べて用いることにより、寸法的に好適であり、整合性がとれ、配設しやすいものとなる。また、前記長さ寸法は、過度に長尺でなく、製造上や取扱い上も有利となる利点を有する。
【００４０】
また、複数の発光素子３は、基板２の実装パッド２２上に、基板２の長手方向と直交する方向に複数並べられて発光素子列を形成しているので、この発光素子列の列数の増減を適宜選択して所望の出力を得ることが可能となる。
【００４１】
以上のように本実施形態によれば、基板２の長さ寸法Ｌを２５０ｍｍ〜３００ｍｍに設定し、発光素子列間の離間寸法Ｐ1を１２ｍｍ〜１８ｍｍに設定したので、基板２の取扱い上、有利であるとともに、全体として光の照射の均一化が可能な発光装置１及び照明装置２０を提供することができる。
また、発光素子列間に基板取付用の取付穴５を形成して取付ねじ５１によって取付けることができるため、基板２が大形化するのを回避することができる。
【００４２】
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、発光素子は、ＬＥＤ等の固体発光素子である。また、発光素子の実装個数は特段限定されるものではない。
照明装置としては、屋内又は屋外で使用される照明器具、ディスプレイ装置等に適用が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・発光装置、２・・・基板、３・・・発光素子（ＬＥＤチップ）、
４・・・封止樹脂（蛍光体層）、５・・・取付穴、２０・・・照明装置、
Ｌ・・・基板の長さ寸法、Ｐ1・・・発光素子の列間の離間寸法
【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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