(57)【要約】【課題】効率的にＬＥＤ照明装置の外部へ光を導くことができ、かつ電気的な接続信頼性の高いＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ照明装置１は、反射基板２と、この反射基板２上に設けられた凹部２４の内周面上に形成された第１の樹脂層３と、第１の樹脂層３上に形成された第２の樹脂層４と、これを覆うように形成された第３の樹脂層５と、ＬＥＤ素子６４を含むＬＥＤ実装基板６と、を備える。第２の樹脂層４は、凹部２４が充填されるように形成される。したがって、外部からＬＥＤ照明装置１へ衝撃が与えられた場合でも、ＬＥＤ素子６４と基材との電気的な接続が外れない。また、第２の樹脂層４の屈折率は、ＬＥＤ素子６４の屈折率よりも小さく、空気の屈折率よりも大きい。したがって、第２の樹脂層４の代わりに空気が用いられる場合に比べ、ＬＥＤ素子６４内で全反射が起こることを少なくすることができる。【選択図】図１
2012028736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に凹部を有し、この凹部の内周面が光反射面となる反射基板と、
前記光反射面に対して光を照射するＬＥＤ素子と、を備え、
前記光反射面による反射光を前記凹部の開口より出射するＬＥＤ照明装置であって、
前記光反射面上に形成された第１の樹脂層と、
前記第１の樹脂層上で前記凹部内に充填された第２の樹脂層と、を備え、
前記第１の樹脂層の屈折率と前記第２の樹脂層の屈折率とが同一であり、
前記第２の樹脂層は、前記ＬＥＤ素子および該ＬＥＤ素子と電気的に接続された基材を封止し、前記第２の樹脂層の屈折率は前記ＬＥＤ素子の屈折率よりも小さく、空気の屈折率よりも大きいことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記第２の樹脂層は、前記ＬＥＤ素子を覆うように充填されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記ＬＥＤ素子と前記光反射面との間に、光を拡散させることができる光拡散手段を備え、該光拡散手段は前記ＬＥＤ素子から放射された光を複数回拡散させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記光拡散手段は、前記ＬＥＤ素子から放射された直接光及び前記光反射面で反射された反射光を拡散させることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記第２の樹脂層を覆うように、第３の樹脂層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記光拡散手段は、少なくとも前記第１の樹脂層、前記第２の樹脂層、又は前記第３の樹脂層に備えられていることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
前記光拡散手段は、透光性部材であり、周りを覆っている樹脂と屈折率が異なることにより、光を拡散させるものであることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記光拡散手段は、蛍光体材料を有しており、前記ＬＥＤ素子から放射された光を波長変換して、放射するものであることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
前記光反射面に前記光拡散手段を備えたことを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
前記光拡散手段は、前記光反射面の表面に形成された凹凸により、光を拡散するものであることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
少なくとも前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層との界面、又は前記第２の樹脂層と前記第３の樹脂層との界面に、前記光拡散手段を備えたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
前記光拡散手段は、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層の界面、又は前記第２の樹脂層と前記第３の樹脂層の界面に形成された気泡により、光を拡散するものであることを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
前記第２の樹脂層が凸状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
前記第３の樹脂層の屈折率は、前記第２の樹脂層の屈折率よりも小さく、空気の屈折率
よりも大きいことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１５】
前記ＬＥＤ素子は、前記凹部の開口周縁に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射光を照射するＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）素子を用いた照明装置（以下、ＬＥＤ照明装置という）は、省エネルギー効率が高く長寿命である。ＬＥＤ照明装置には、ＬＥＤ素子から出射される光を反射面において反射させた後、その反射光を照射することにより、まぶしさを低減するようにしたものがある。
【０００３】
この種の従来のＬＥＤ照明装置について図９を参照して説明する。図９に示すように、ＬＥＤ照明装置１０１は、反射基板２と、この反射基板２上に設けられた凹部２４の内周面上に形成された樹脂層３と、反射基板２上に実装されたＬＥＤ実装基板６と、を備える。凹部２４の内周面は、光を反射する光反射面２６となっている。樹脂層３は、黄色蛍光体を含む。ＬＥＤ実装基板６は、ＬＥＤ素子６４を含む。ＬＥＤ素子６４は、凹部２４の開口周縁に配置される。図示される矢印は、ＬＥＤ素子６４から出射される光路を表わす。
【０００４】
外部からの電源がＬＥＤ素子６４に供給されると、ＬＥＤ素子６４から青色光が出射される。この青色光は、空気中を通って、樹脂層３へ達する。樹脂層３内において、青色光の一部が黄色蛍光体に照射される。黄色蛍光体に照射された青色光は、黄色光に変換される。この黄色光が黄色蛍光体から拡散され、光反射面２６に達する。一方、黄色蛍光体に照射されない青色光は、樹脂層３を通って、光反射面２６へ達する。
【０００５】
これら青色光および黄色光は、光反射面２６上で反射される。反射光は、凹部２４の開口より外部へ照射される。このとき、青色光と黄色光とが合成されることにより、ＬＥＤ照明装置１から白色光が照射されるように感じられる。
【０００６】
上記構成の他に、例えば、特許文献１に示されるようなＬＥＤ照明装置がある。このＬＥＤ照明装置は、凹部の開口を覆うように透光体が形成されており、青色光および黄色光は、光反射面で反射された後、透光体を通ってＬＥＤ照明装置の外部へ照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４３８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したようなＬＥＤ照明装置においては、ＬＥＤ素子の屈折率と空気の屈折率とが大きく違うので、ＬＥＤ素子から出射される光を効率的にＬＥＤ照明装置の外部へ導くことができないことがある。また、ＬＥＤ照明装置の外部からＬＥＤ照明装置へ衝撃が与えられた場合、ＬＥＤ素子と基材との電気的な接続が外れることがある。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するもので、効率的にＬＥＤ照明装置の外部へ光を導くことができ、かつ電気的な接続信頼性の高いＬＥＤ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】
【００１０】
本発明のＬＥＤ照明装置は、一面に凹部を有し、この凹部の内周面が光反射面となる反射基板と、前記光反射面に対して光を照射するＬＥＤ素子と、を備え、前記光反射面による反射光を前記凹部の開口より出射するＬＥＤ照明装置であって、前記光反射面上に形成された第１の樹脂層と、前記第１の樹脂層上で前記凹部内に充填された第２の樹脂層と、を備え、前記第１の樹脂層の屈折率と前記第２の樹脂層の屈折率とが同一であり、前記第２の樹脂層は、前記ＬＥＤ素子および該ＬＥＤ素子と電気的に接続された基材を封止し、前記第２の樹脂層の屈折率は前記ＬＥＤ素子の屈折率よりも小さく、空気の屈折率よりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
このＬＥＤ照明装置において、前記第２の樹脂層は、前記ＬＥＤ素子を覆うように充填されることが好ましい。
【００１２】
このＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤ素子と前記光反射面との間に、光を拡散させることができる光拡散手段を備え、該光拡散手段は前記ＬＥＤ素子から放射された光を複数回拡散させることが好ましい。
【００１３】
このＬＥＤ照明装置において、前記光拡散手段は、前記ＬＥＤ素子から放射された直接光及び前記光反射面で反射された反射光を拡散させることが好ましい。
【００１４】
このＬＥＤ照明装置において、前記第２の樹脂層を覆うように、第３の樹脂層が形成されていることが好ましい。
【００１５】
このＬＥＤ照明装置において、前記光拡散手段は、少なくとも前記第１の樹脂層、前記第２の樹脂層、又は前記第３の樹脂層に備えられていることが好ましい。
【００１６】
このＬＥＤ照明装置において、前記光拡散手段は、透光性部材であり、周りを覆っている樹脂と屈折率が異なることにより、光を拡散させるものであることが好ましい。
【００１７】
このＬＥＤ照明装置において、前記光拡散手段は、蛍光体材料を有しており、前記ＬＥＤ素子から放射された光を波長変換して、放射するものであることが好ましい。
【００１８】
このＬＥＤ照明装置において、前記光反射面に前記光拡散手段を備えたことが好ましい。
【００１９】
このＬＥＤ照明装置において、前記光拡散手段は、前記光反射面の表面に形成された凹凸により、光を拡散するものであることが好ましい。
【００２０】
このＬＥＤ照明装置において、少なくとも前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層との界面、又は前記第２の樹脂層と前記第３の樹脂層との界面に、前記光拡散手段を備えたことが好ましい。
【００２１】
このＬＥＤ照明装置において、前記光拡散手段は、前記第１の樹脂層と前記第２の樹脂層の界面、又は前記第２の樹脂層と前記第３の樹脂層の界面に形成された気泡により、光を拡散するものであることが好ましい。
【００２２】
このＬＥＤ照明装置において、前記第２の樹脂層が凸状に形成されていることが好ましい。
【００２３】
このＬＥＤ照明装置において、前記第３の樹脂層の屈折率は、前記第２の樹脂層の屈折率よりも小さく、空気の屈折率よりも大きいことが好ましい。
【００２４】
このＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤ素子は、前記凹部の開口周縁に配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るＬＥＤ照明装置によれば、第２の樹脂層の屈折率が、ＬＥＤ素子の屈折率よりも小さく、空気よりも大きいので、第２の樹脂層に代えて空気が用いられる従来のものに比べて、ＬＥＤ素子内で全反射が起こることが少なくなる。その結果、効率的にＬＥＤ照明装置の外部へ光を導くことができる。また、ＬＥＤ素子およびＬＥＤ素子と電気的に接続された基材が第２の樹脂層により封止されることにより、外部からＬＥＤ照明装置へ衝撃が与えられた場合でも、ＬＥＤ素子と基材との電気的な接続が外れにくい。したがって、ＬＥＤ照明装置の電気的な接続信頼性を向上させることができる。また、ＬＥＤ素子から出射された光が、光反射面において反射されるので、ＬＥＤ照明装置から照射される光によるまぶしさが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の断面図であって、（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は同ＬＥＤ照明装置の上面図。
【図２】（ａ）は第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の断面図であって、（ｂ）のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は同ＬＥＤ照明装置の上面図。
【図３】（ａ）は第３の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の断面図、（ｂ）及び（ｃ）は同ＬＥＤ照明装置の作用を説明するための断面図。
【図４】（ａ）は第４の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の断面図、（ｂ）及び（ｃ）は同ＬＥＤ照明装置の作用を説明するための断面図。
【図５】（ａ）は第５の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の断面図、（ｂ）は同ＬＥＤ照明装置の作用を説明するための断面図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は第５の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の作用を説明するための断面図。
【図７】第６の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の断面図。
【図８】第７の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の断面図、及び同ＬＥＤ照明装置の光反射面の一部拡大断面図。
【図９】従来のＬＥＤ照明装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１（ａ）および（ｂ）に示すように、ＬＥＤ照明装置１は、反射基板２と、この反射基板２上に設けられた凹部２４の内周面上に形成された第１の樹脂層３と、第１の樹脂層３上に形成された第２の樹脂層４と、これを覆うように形成された第３の樹脂層５と、ＬＥＤ実装基板６と、を備える。第２の樹脂層４は、凹部２４が充填されるように形成される。ＬＥＤ実装基板６は、ＬＥＤ素子６４を実装している。図示される矢印は、ＬＥＤ素子６４から出射される光路を表わす。
【００２９】
第１の樹脂層３は、黄色蛍光体を含む。黄色蛍光体は、ＬＥＤ素子６４から照射された青色光を黄色光に変換し、この黄色光を拡散する。凹部２４の内周面は、光反射面２６となっており、ＬＥＤ素子６４から照射された青色光および黄色蛍光体から拡散された黄色光を反射する。第２の樹脂層４は、ＬＥＤ素子６４およびＬＥＤ素子６４と電気的に接続された基材（後述する回路パターン６３および接合材料６５）を封止する。また、第２の樹脂層４は、反射基板２上で凸状に形成される。
【００３０】
第１の樹脂層３および第２の樹脂層４の各材料は、それらの屈折率が同一となるように選択される。この場合、第１の樹脂層３の屈折率および第２の樹脂層４の屈折率は、ＬＥＤ素子６４の屈折率よりも小さく、空気の屈折率よりも大きい。したがって、第２の樹脂層４の代わりに空気が用いられる場合に比べ、ＬＥＤ素子６４内で全反射が起こることを少なくすることができる。その結果、効率的にＬＥＤ素子６４から出射された光をＬＥＤ照明装置１の外部へ導くことができる。
【００３１】
反射基板２は、ベース基材２１と、このベース基材２１上に形成された絶縁層２２と、
この絶縁層２２上に形成された回路パターン２３と、を含む。ベース基材２１の材料としては、銅、アルミニウムまたは窒化アルミニウム等の熱伝導性に優れた材料を用いることが好ましい。回路パターン２３の材料としては、銅、金またはアルミニウムを用いることが好ましい。
【００３２】
第１の樹脂層３は、例えばシリコーン樹脂等の透明性を有する材料と粒状の黄色蛍光体とが混合されることにより形成される。第２の樹脂層４の材料は、第１の樹脂層３に混合された透明性を有する材料と同一の材料が用いられる。また、第２の樹脂層４の屈折率は、ＬＥＤ素子６４の屈折率よりも小さく、空気の屈折率よりも大きい。第３の樹脂層５の材料としては、第２の樹脂層４の材料と同一の材料を用いることが好ましい。また、第３の樹脂層５の材料として、屈折率が第２の樹脂層４の屈折率よりも小さく、空気の屈折率よりも大きい材料を用いることが好ましい。具体的には、第３の樹脂層５の材料としては、シリコンーン樹脂またはアクリル樹脂を用いることが好ましい。第３の樹脂層５の形状としては、半球状であることが好ましい。
【００３３】
ＬＥＤ実装基板６は、ベース基材６１と、このベース基材６１上に形成された絶縁層６２と、この絶縁層６２上に形成された回路パターン６３と、この回路パターン６３と接合されたＬＥＤ素子６４と、を含む。
【００３４】
ＬＥＤ実装基板６の回路パターン６３と反射基板２の回路パターン２３とが、接合材料６６を介して接合される。それにより、ＬＥＤ素子６４は、接合材料６５と、ＬＥＤ実装基板６の回路パターン６３と、接合材料６６と、反射基板２の回路パターン２３と、を介して外部の電源と電気的に接続される。また、ＬＥＤ素子６４は、凹部２４の開口２５周縁に配置される。
【００３５】
ＬＥＤ素子６４は、例えばサファイアまたは窒化ガリウム等からなる基板上にバッファ層、ｎ型半導体層、発光層およびｐ型半導体層を順に積層することにより形成される。ｎ型半導体層の表面にｎ型電極が形成され、ｐ型半導体層の表面に電流拡散膜とｐ型電極とが形成される。電流拡散膜は、導電性で、かつ反射率の高い材料で形成される。
【００３６】
接合材料６５，６６としては、金すず、金バンプ、銀ペーストまたは鉛フリーはんだ等の導電性材料を用いることが好ましい。
【００３７】
次に、ＬＥＤ照明装置１の製造方法について説明する。なお、本例においては、フェイスダウン用ＬＥＤチップ（以下、ＬＥＤ素子６４という）を用いた場合について説明する。
【００３８】
まず、ＬＥＤ素子６４を回路パターン６３に実装する。具体的には、ＬＥＤ実装基板６の回路パターン６３上のＬＥＤ素子６４が実装されるべき領域に例えば金バンプ等の接合材料６５を形成する。次に、接合材料６５を介してＬＥＤ素子６４と回路パターン６３とを超音波により接合する。それにより、ＬＥＤ素子６４が回路パターン６３上に実装される。
【００３９】
続いて、反射基板２の光反射面２６上に第１の樹脂層３を形成する。具体的には、反射基板２の一面に凹部２４を形成する。例えばシリコーン樹脂等の透明性を有する材料と粒状の黄色蛍光体とを混合することにより第１の樹脂層３を作製する。作製された第１の樹脂層３を光反射面２６上に塗布した後、第１の樹脂層３が塗布された光反射面２６を加熱する。それにより、第１の樹脂層３と光反射面２６とが接着する。
【００４０】
続いて、反射基板２とＬＥＤ実装基板６とを接合する。具体的には、ＬＥＤ実装基板６と反射基板２の回路パターン２３とを接合すべき領域に例えば鉛フリーはんだ等の接合材料６６を塗布する。その後、ＬＥＤ実装基板６を回路パターン２３上に配置した後、リフロー加熱する。それにより、反射基板２とＬＥＤ実装基板６とが接合する。
【００４１】
続いて、凹部２４と第３の樹脂層５との間に第２の樹脂層４を充填する。具体的には、凹部を有する半球状の第３の樹脂層５を形成する。次に、ＬＥＤ素子６４が覆われるように反射基板２の凹部２４に第２の樹脂層４を充填する。次に、第３の樹脂層５の凹部に第２の樹脂層４を充填する。第２の樹脂層４が充填された第３の樹脂層５をＬＥＤ実装基板６上に配置し、第３の樹脂層５とＬＥＤ実装基板６とを加熱して接着させる。それにより、ＬＥＤ照明装置１が完成する。
【００４２】
次に、上記のように構成されたＬＥＤ照明装置１の作用について説明する。まず、外部からＬＥＤ素子６４に電源が供給されると、ＬＥＤ素子６４から青色光が出射される。
【００４３】
ＬＥＤ素子６４から出射された青色光は、第２の樹脂層４を通って、第１の樹脂層３に達する。この場合、第２の樹脂層４の屈折率が、ＬＥＤ素子６４よりも小さく、空気の屈折率よりも大きい。したがって、第２の樹脂層４の代わりに空気が用いられる場合に比べ、ＬＥＤ素子６４内で全反射が起こることを少なくすることができる。
【００４４】
第１の樹脂層３に達した青色光の一部は、第１の樹脂層３に混合された黄色蛍光体に照射される。黄色蛍光体に照射された青色光は、黄色光に変換される。そして、黄色光が、黄色蛍光体から拡散される。拡散された黄色光が、反射基板２の光反射面２６に達する。第１の樹脂層３に達した青色光のうち、黄色蛍光体に照射されなかった青色光は、第１の樹脂層３を通って光反射面２６に達する。
【００４５】
光反射面２６に達した青色光および黄色光は、光反射面２６で反射され、再び第１の樹脂層３を通る。この場合、光反射面２６で反射された青色光の一部は、再び第１の樹脂層３内に混合された黄色蛍光体に照射される。黄色蛍光体に照射された青色光は、黄色光に変換される。そして、黄色光が、黄色蛍光体から拡散される。
【００４６】
このように生成された青色光と黄色光とが第２の樹脂層４を通り、さらに第３の樹脂層５を通って、ＬＥＤ照明装置１の外部へ導かれる。青色光と黄色光とが合成されることにより、ＬＥＤ照明装置１から白色光が照射されるように感じられる。
【００４７】
以上、本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１によれば、第２の樹脂層４の屈折率は、ＬＥＤ素子６４の屈折率よりも小さく、空気よりも大きい。したがって、第２の樹脂層４の代わりに空気が用いられる場合に比べ、ＬＥＤ素子６４内で全反射が起こることを少なくすることができる。その結果、効率的にＬＥＤ照明装置１の外部へ光を導くことができる。また、ＬＥＤ素子６４およびＬＥＤ素子６４と電気的に接続された基材が第２の樹脂層４により封止されることにより、外部からＬＥＤ照明装置１へ衝撃が与えられた場合でも、ＬＥＤ素子６４と基材との電気的な接続が外れにくい。したがって、ＬＥＤ照明装置１の電気的な接続信頼性を向上させることができる。また、ＬＥＤ素子６４から出射された光が、光反射面２６において反射されるので、ＬＥＤ照明装置１から照射される光によるまぶしさが低減される。
【００４８】
さらに、光反射面２６上に蛍光体を含む第１の樹脂層３が形成されているので、蛍光体が有する熱を効率的に反射基板に放熱することができ、効率的に蛍光体に光の色を変換させることができる。なお、本実施形態においては、第１の樹脂層３が蛍光体を含む例を示したが、ＬＥＤ素子６４として白色光を照射するものを用いた場合には、この蛍光体は必要でない。また、ＬＥＤ素子６４が青色光を照射する場合であって、青色光を照射するＬＥＤ照明装置である場合も同様に、この蛍光体は必要でない。
【００４９】
また、第２の樹脂層４がＬＥＤ素子６４を覆うように形成される。したがって、ＬＥＤ素子６４を確実に封止することができる。その結果、ＬＥＤ照明装置１の電気的な接続信頼性をより向上させることができる。
【００５０】
また、反射基板２上で第２の樹脂層が凸状に形成され、さらに、第２の樹脂層４を覆うように第３の樹脂層５が形成される。したがって、第２の樹脂層４内で全反射が起きることを少なくすることができる。その結果、より効率的にＬＥＤ照明装置１の外部へ光を照射することができる。なお、この第３の樹脂層５は、必ずしも形成されなくてもよい。
【００５１】
さらに、第３の樹脂層の屈折率は、前記第２の樹脂層の屈折率よりも小さく、空気の屈折率よりも大きい。したがって、第２の樹脂層４内で全反射が起きることを少なくすることができる。その結果、より効率的にＬＥＤ照明装置１の外部へ光を導くことができる。
【００５２】
また、ＬＥＤ素子６４は、反射基板２の凹部２４の２５周縁に配置される。したがって、ＬＥＤ実装基板６による凹部２４の開口２５の面積の減少を最小にすることができる。その結果、より効率的にＬＥＤ照明装置の外部へ光を導くことができる。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について、図２（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１ａは、複数（本例では、８つ）のＬＥＤ素子６４が、凹部２４の開口２５周縁に配置されている。その他の構成は、第１の実施形態と同等である。本実施形態において、第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００５４】
外部からの電源が開口２５周縁に配置された複数のＬＥＤ素子６４に供給されると、複数のＬＥＤ素子６４から青色光が出射される。本実施形態においては、上記第１の実施形態により得られる作用効果の他に、ＬＥＤ素子の個数が多いので、より多くの光がＬＥＤ素子６４から出射される。したがって、より多くの光がＬＥＤ照明装置１ａの外部へ導かれる。
【００５５】
次に、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図３（ａ）に示すように、ＬＥＤ照明装置１ｂは、第２の樹脂層４内に光拡散手段として透光性部材７を有している。この透光性部材７の屈折率は、周りを覆っている樹脂である第２の樹脂層４の屈折率と異なる。つまり、本実施形態における光拡散手段は、ＬＥＤ素子６４からの光を、これら屈折率の異なる透光性部材７と第２の樹脂層４との界面において、様々な方向に全反射させることにより拡散させるものである。なお、第１の樹脂層３内には、蛍光体が含まれていない。他の構成は、上記第１の実施形態と同様である。
【００５６】
本実施形態では、透光性部材７は、第２の樹脂層４内における第１の樹脂層３と第２の樹脂層４との界面付近に位置している。透光性部材７の材料としては、ガラス製のビーズ等を用いることが好ましく、ＬＥＤ素子６４からの光を効率的に全反射させるために、第２の樹脂層４と屈折率の差が大きな材料を用いることがより好ましい。また、ＬＥＤ照明装置１ｂのように、物理的な強度を高めるために、第２の樹脂層４を覆うように第３の樹脂層５が形成されている場合、透光性部材７は、少なくとも第１の樹脂層３、第２の樹脂層４、又は第３の樹脂層５に備えられていればよい。ＬＥＤ素子６４としては、可視光を照射するものでも、紫外光や赤外光等の可視光以外の光を照射するものでも構わない。
【００５７】
図３（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子６４からの出射光は、第２の樹脂層４を通って透光性部材７に照射され、拡散される。そして、この拡散光は第１の樹脂層３を通って光反射面２６に照射され、反射された後、この反射光の一部が第１の樹脂層３及び第２の樹脂層４を通って透光性部材７により再度拡散される。図３（ｃ）に示すように、ＬＥＤ素子６４からの出射光が、透光性部材７により拡散されなかった場合、この光は光反射面２６で反射された後、この反射光の一部が透光性部材７により拡散される。上記のように光が進む場合の他に、ＬＥＤ素子６４からの出射光が、一の透光性部材７により拡散された直後、この拡散光が周囲にある他の透光性部材７に照射され、再度拡散される場合もある。こうすれば、ＬＥＤ素子６４からの光が、ＬＥＤ照明装置１ｂの外部へ導かれるまでの間、その光は必ずそれらの樹脂層内を通過するので、ＬＥＤ素子６４からの光を確実に拡散させることができる。
【００５８】
本実施形態のＬＥＤ照明装置１ｂによれば、上記第１の実施形態と同様の効果が得られ、また、ＬＥＤ素子６４からの光が、透光性部材７により任意の方向に複数回拡散されるので、この光のばらつきを抑制することができる。このため、その光に角度依存性を持たせないようにすることができ、結果として、均一な光がＬＥＤ照明装置１ｂから出射されるようになるので、ＬＥＤ照明装置１ｂによる照射面の照度を均一にすることができる。
【００５９】
ところで、従来のＬＥＤ照明装置において、例えばＬＥＤ素子の直上方向又は横方向への光出力強度が大きく、ＬＥＤ素子から放射される光出力強度を放射角度に対して一定にできないという問題点があった。これに対して、ＬＥＤ照明装置１ｂによれば、上記のようにＬＥＤ素子６４からの光のばらつきを抑制して、この光を角度依存性のないものにすることができるので、ＬＥＤ素子６４からの光出力強度を放射角度に対して一定にすることができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、ＬＥＤ照明装置１ｂとレンズとを組み合わせて使用する場合、レンズの設計段階においてＬＥＤ照明装置１ｂからの光のばらつきに対応したレンズの配置を考慮する必要がなくなるので、レンズの設計を容易とすることができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、透光性部材７により、ＬＥＤ素子６４からの直接光だけでなく光反射面２６で反射された反射光を拡散させることができる。そのため、直接光及び反射光の双方に光拡散手段を設けることなく、透光性部材７への光の照射回数を増やして多くの光を拡散させることができる。従って、光拡散手段として用いられる透光性部材７（例えば、ガラス製のビーズ）の分量を少なくすることができ、コストを低減することができる。なお、直接光だけを拡散させる場合とは、従来のＬＥＤ素子から放射された光をそのまま取り出す構造のＬＥＤ照明装置において、まぶしさを低減するために、透光性部材７を含む部材をＬＥＤ素子上に設置した場合を示す。
【００６２】
さらに、本実施形態によれば、第１の樹脂層３の分量を調整することにより、透光性部材７により拡散された光が、光反射面２６で反射され、再度透光性部材７に戻るまでの光路長を変化させることができる。例えば、第１の樹脂層３の分量を増やして、光路長を十分長くすれば、その分、拡散光を混光させることができる。本実施形態では、第１の樹脂層３の分量の調整方法は、ＬＥＤ素子６４から放射される光強度の角度依存性にもよるので、使用する個々のＬＥＤ素子６４の性能に合わせて分量を調整すればよい。こうすれば、ＬＥＤ素子６４からの光の拡散度合いを容易に制御することができる。
【００６３】
次に、本発明の第４の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について、図４（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図４（ａ）に示すように、本実施形態のＬＥＤ照明装置１ｃは、第２の樹脂層４内に光拡散手段として蛍光体を含んでおり、この蛍光体はＬＥＤ素子６４からの出射光を波長変換して、拡散する。つまり、本実施形態の光拡散手段は、ＬＥＤ素子６４からの光を蛍光体に照射させて、波長変換された光を蛍光体を中心として放射させることにより、実質的にＬＥＤ素子６４からの出射光を拡散させるものである。他の構成は、上記第３の実施形態と同様である。
【００６４】
本実施形態では、蛍光体は、第２の樹脂層３内における第１の樹脂層３と第２の樹脂層４との界面付近に位置しており、図中において、第２の樹脂層４内の蛍光体が含まれている箇所を、蛍光体含有部８として示している。本実施形態の蛍光体としては、例えば第１の実施形態に用いられている黄色蛍光体を用いることができる。
【００６５】
図４（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子６４からの出射光は、第２の樹脂層４を通り蛍光体含有部８に照射され、この照射光の一部が蛍光体に当たり、波長変換され、拡散放射される。そして、この拡散放射光が光反射面２６で反射された後、この反射光の一部が、再度蛍光体に照射されて、拡散放射される。また、図４（ｃ）に示すように、ＬＥＤ素子６４からの出射光のうち、蛍光体に当たらなかった光は、光反射面２６で反射され、再度蛍光体含有部８に照射され、この照射光の一部が蛍光体に当たり波長変換され、拡散放射される。
【００６６】
ＬＥＤ素子上に蛍光体を含む部材が設置された従来のＬＥＤ照明装置では、ＬＥＤ素子からの光を蛍光体に当て、波長変換された光をそのまま取り出しているが、ＬＥＤ素子からの光は、全ての蛍光体に当たるとは限らず、蛍光体での変換効率が悪くなる虞がある。しかしながら、本実施形態によれば、ＬＥＤ素子６４からの直接光と光反射面２６からの反射光とを蛍光体に当てることができるので、蛍光体に光を２度到達させることができる場合があり、蛍光体に光を当てる確率を高めることができる。
【００６７】
次に、本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について、図５及び図６を参照して説明する。図５（ａ）に示すように、本実施形態のＬＥＤ照明装置１ｄは、第１の樹脂層３及び第２の樹脂層４内にそれぞれ、光拡散手段として蛍光体を含んでいる。つまり、本実施形態の光拡散手段は、ＬＥＤ素子６４からの光を、それら２種類の樹脂層内の蛍光体にそれぞれ照射させ、これらの蛍光体を中心として光を放射させるものである。他の構成は、上記第４の実施形態と同様である。
【００６８】
本実施形態では、第１の樹脂層３内の蛍光体は、第１の樹脂層３と光反射面２６との界面付近に位置し、第２の樹脂層４内の蛍光体は、第１の樹脂層３と第２の樹脂層４との界面付近に位置している。図中において、第１の樹脂層３内の蛍光体を含んでいる箇所を第１の蛍光体含有部８ａとして、第２の樹脂層４内の蛍光体を含んでいる箇所を第２の蛍光体含有部８ｂとして示している。第１の蛍光体含有部８ａと第２の蛍光体含有部８ｂとに含まれている蛍光体の材料は、同一の蛍光体材料でもよいし、別種類の蛍光体材料であっても構わない。
【００６９】
図５（ｂ）に示すように、ＬＥＤ素子６４からの出射光は、第２の蛍光体含有部８ｂに照射され、この照射光の一部が、第２の蛍光体含有部８ｂ内の蛍光体に当たり、波長変換され、拡散放射される。また、図６（ａ）に示すように、その蛍光体に当たらなかった光は、第１の蛍光体含有部８ａに照射され、この照射光の一部が、第１の蛍光体含有部８ａ内の蛍光体に当たる。また、図６（ｂ）に示すように、第１の蛍光体含有部８ａ及び第２の蛍光体含有部８ｂ内の蛍光体に当たらなかった光のうち、光反射面２６で反射された反射光は、再度第２の蛍光体含有部８ｂに照射され、この照射光の一部が第２の蛍光体含有部８ｂ内の蛍光体に当たる。上記のように光が進む場合の他、光反射面２６で反射された反射光が、再度第１の蛍光体含有部８ａに照射され、この照射光の一部が第１の蛍光体含有部８ｂ内の蛍光体に当たる場合もある。
【００７０】
本実施形態によれば、ＬＥＤ素子６４からの直接光と反射面２６からの反射光とを、第１の蛍光体含有部８ａ及び第２の蛍光体含有部８ｂといった異なる箇所にある蛍光体にそれぞれ当てることができるので、蛍光体の変換効率を高めることができる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、蛍光体を第１の樹脂層３（第１の蛍光体含有部８ａ）と第２の樹脂層４（第２の蛍光体含有部８ｂ）とに分けて設置することができる。この場合、波長変換する際に発熱を伴う蛍光体を含む部材の一部を、放熱性の良いベース基材２１近傍の第１の樹脂層３に設置することにより、より効果的に熱を外へ逃がすことができ、結果として、ＬＥＤ照明装置１ｄの発熱を抑えることができる。このように、ＬＥＤ素子６４の発光効率の低下や部材の劣化をもたらす発熱を抑えることにより、高価で複雑な構成を要することなく、簡単安価に品質的に良好な製品を製造することができる。
【００７２】
次に、本発明の第６の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について、図７を参照して説明する。本実施形態のＬＥＤ照明装置１ｅは、光拡散手段として第１の樹脂層３と第２の樹脂層４との界面に気泡９が形成されたものである。つまり、本実施形態の光拡散手段は、ＬＥＤ素子６４からの光を気泡９と第１の樹脂層３及び第２の樹脂層４との界面において、全反射させることにより拡散させるものである。他の構成は、上記第５の実施形態と同様である。
【００７３】
この気泡９は、内部に空気が充填されているので、透光性を有し、また、周りを覆っている樹脂である第１の樹脂層３及び第２の樹脂層４と屈折率が異なるため、上記第３の実施形態の透光性部材７と同様に機能するものと考えることができる。
【００７４】
気泡９の形成方法は、特に限定されることなく、例えば第１の樹脂層３に予め気泡９を含ませて、この樹脂層を硬化させる方法が挙げられる。また、互いに接着性が良くない第１の樹脂層３と第２の樹脂層４とを接着させ、これらの接着性が低い部分を互いに剥がれさせることにより、気泡９を形成してもよい。
【００７５】
本実施形態によれば、気泡９を透光性部材７とみなすことができるので、第３の実施形態と同様の効果を奏することができる。なお、ＬＥＤ照明装置１ｅは、少なくとも第１の樹脂層３と第２の樹脂層４との界面、又は第２の樹脂層４と第３の樹脂層５との界面に気泡９を備えていれば、上記の効果を奏することができる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、気泡９が形成されている界面は、ＬＥＤ素子６４からの光が、光反射面２６により反射される前後で必ず通過する経路内にあるので、この光を気泡９に照射させ易く、十分に光を拡散させることができる。
【００７７】
次に、本発明の第７の実施形態に係るＬＥＤ照明装置について、図８を参照して説明する。本実施形態のＬＥＤ照明装置１ｆは、光拡散手段として光反射面２６が凹凸状に形成されているものである。つまり、本実施形態の光拡散手段は、ＬＥＤ素子６４からの光を光反射面２６の凹凸に照射させて、拡散を繰り返し行わせるものである。他の構成は、上記第６の実施形態と同様である。
【００７８】
ＬＥＤ素子６４からの出射光は、第２の樹脂層４及び第１の樹脂層３を通って、光反射面２６に照射される。この光反射面２６の凹凸状は、凹部２４に沿ったものなので、光反射面２６での反射光の一部は、再度光反射面２６に照射される。
【００７９】
本実施形態によれば、光反射面２６が凹凸状に形成されているので、光反射面２６と第１の樹脂層３との接触面積を増やすことができ、ＬＥＤ素子６４から伝わる熱を効果的に放熱することができる。その結果、ＬＥＤ照明装置１ｆの発熱を抑えることができ、また、光出力を高めることができ、結果として、器具効率を上げることができる。
【００８０】
また、本実施形態によれば、凹凸状がベース基板２１の凹部２４に沿って形成されており、例えば凹凸状が直線に沿って形成される場合に比べて、光反射面２６で拡散された光が、再度光反射面２６に照射され易くなるので、十分に光を拡散させることができる。
【００８１】
本発明は、上記各実施形態の構成に限られず、以下のように、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、反射基板２のベース基材２１の材料は、銅、アルミニウムまたは窒化アルミニウム等の熱伝導性に優れた材料に限定されず、プラスチックまたはエポキシ樹脂を用いてもよい。ベース基材２１の材料として反射率の高い材料が用いられた場合、凹部２４の内周面が研磨される。一方、ベース基材２１の材料として反射率の低い材料が用いられた場合、銀またはアルミニウム等の反射率の高い材料が凹部２４の内周面上に形成される。なお、例えば硫酸バリウム等の照射された光を拡散させることが可能な材料が、凹部２４の内周面上に塗布されてもよい。
【００８２】
また、反射基板２の形状としては、一方向が開口した箱状、樋状またはドーム状であってもよい。また、第１の樹脂層３に混合される透明性を有する樹脂の材料は、シリコーン樹脂に限定されず、光反射面２６と密着可能な例えばアクリル樹脂またはエポキシ樹脂を用いてもよい。また、第１の樹脂層３に混合される黄色蛍光体に代えて、赤色蛍光体または緑色蛍光体を用いてもよい。なお、ＬＥＤ素子６４，６４ａから出射された青色光が赤色蛍光体に照射されると、赤色蛍光体から赤色光が拡散される。また、ＬＥＤ素子６４，６４ａから出射された青色光が緑色蛍光体に照射されると、緑色蛍光体から緑色光が拡散される。また、接合材料６５は、ＬＥＤ素子６４，６４ａの材料によっては、例えばシリコーン樹脂またはエポキシ樹脂等の絶縁性材料を用いてもよい。また、第３の樹脂層５の形状としては、半球状で、かつ半球内が凹部であってもよい。また、上記の第３乃至第７の実施形態において、複数のＬＥＤ素子６４が凹部２４の開口周縁に配置されてもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１，１ａ  ＬＥＤ照明装置
２  反射基板
７  透光性部材
８  蛍光体含有部
８ａ  第１の蛍光体含有部
８ｂ  第２の蛍光体含有部
２１  ベース基材
２２  絶縁層
２３  回路パターン
２４  凹部
２５  開口
２６  光反射面
３  第１の樹脂層
４  第２の樹脂層
５  第３の樹脂層
６  ＬＥＤ実装基板
６１  ベース基材
６２  絶縁層
６３  回路パターン
６４  ＬＥＤ素子
６５，６６  接合材料
【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】
2012028736.tif 000009
【図８】
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【図９】
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