(57)【要約】【課題】  基板と枠部の境界側からのガスの侵入を阻止して、枠部の近辺における基板上の金属メッキが変色しにくい発光体およびこの発光体を具備する照明装置を提供する。【解決手段】  発光体１は、一面２ａ側に金属メッキ部９を有する金属製の基板２と、金属メッキ部９に実装されたＬＥＤベアチップ３と、基板２の一面２ａ側に設けられ、ＬＥＤベアチップ３に導電体１６を介して接続されているとともに、外部から電力を供給する給電用部材１７が接続される接続部４と、導電体１６が挿通する開口部２０を有し、基板２の接続部４よりも内側領域においてＬＥＤベアチップ３を包囲するように基板２と一体化されて設けられた金属製の枠部５と、ＬＥＤベアチップ３を封止するように枠部５内に充填された透光性樹脂６と、導電体１６と枠部５とを電気絶縁するとともに、開口部２０を閉塞するように設けられた絶縁性樹脂７と、を具備している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側に金属メッキ部を有する金属製の基板と；
前記金属メッキ部に実装されたＬＥＤベアチップと；
前記基板の一面側に設けられ、前記ＬＥＤベアチップに導電体を介して接続されているとともに、外部から電力を供給する給電用部材が接続される接続部と；
前記導電体が挿通する開口部を有し、前記基板の前記接続部よりも内側領域において前記ＬＥＤベアチップを包囲するように前記基板と一体化されて設けられた金属製の枠部と；
前記ＬＥＤベアチップを封止するように前記枠部内に充填された透光性樹脂と；
前記導電体と前記枠部とを電気絶縁するとともに、前記開口部を閉塞するように設けられた絶縁性樹脂と；
を具備していることを特徴とする発光体。
【請求項２】
前記絶縁性樹脂は、そのガス透過率が前記透光性樹脂のガス透過率以下であることを特徴とする請求項１記載の発光体。
【請求項３】
前記枠部は、溶接により前記基板に一体化されていることを特徴とする請求項１または２記載の発光体。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一記載の発光体と；
この発光体を配設している装置本体と；
前記発光体のＬＥＤベアチップに電力を供給する電源装置と；
を具備してい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】
本発明の実施形態は、ＬＥＤベアチップを用いた発光体およびこの発光体を配設している照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、照明装置には、表面側に絶縁樹脂層を有する金属ベース基板の一面に、ＬＥＤベアチップを複数並設するとともにＬＥＤベアチップを包囲する枠部を設けて、この枠部内に蛍光体が混じられたシリコーン樹脂等の透光性樹脂を充填し、この封止樹脂で各ＬＥＤベアチップを埋設したＣＯＢ(chip  on  board)型の発光体が用いられている（例えば特許文献１参照。）。そして、当該発光体には、基板の絶縁樹脂層上に銀メッキをして、ＬＥＤベアチップから放射された光の一部を銀メッキ上で反射させて、出射効率を向上させているものがある（例えば特許文献２参照。）。
【０００３】
しかし、銀メッキは、時間が経過するにつれて黒色に変色し、反射率が低下して、発光体の光束維持率を次第に低下させることが知られている。これは、外部からのガス（硫化物や塩化物）が封止樹脂を透過して銀メッキを腐食し、変色することによるものである。また、外部のガスは、基板と枠部との界面から枠部の内側に侵入し、同じく銀メッキを腐食して変色させることも知られている。そして、封止樹脂に対しては、ガス透過率が低く、基板や枠部とのそれぞれの界面で剥離しにくい硬度を有する透光性樹脂を用いることが検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６０９６１号公報（第６頁、第３図）
【特許文献２】特開２０１０−２３８９７３号公報（第４頁、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
枠部は、接着材や枠部材を構成する樹脂の粘着性を利用して基板上に固定されていることが多く、基板上に完全に隙間なく固着することが困難であった。したがって、基板と枠部との界面において、枠部の外側から内側に外部のガスが侵入しやすい。特に、基板と枠部との密着性が劣ると、外部のガスが枠部内に容易に侵入しやすい。これにより、枠部近辺の基板上の銀メッキは、他の部位よりも早く変色しやすい場合がある。
【０００６】
本実施形態は、基板と枠部の境界側からのガスの侵入を阻止して、枠部の近辺における基板上の金属メッキが変色しにくい発光体およびこの発光体を具備する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】
【０００７】
本実施形態の発光体は、基板、ＬＥＤベアチップ、接続部、枠部、透光性樹脂および絶縁性樹脂を有して構成される。
【０００８】
基板は、金属製であり、その一面側に金属メッキされた金属メッキ部を有する。ＬＥＤベアチップは、基板の金属メッキ部に実装されている。接続部は、基板の一面側に設けられ、ＬＥＤベアチップに導電体を介して接続されている。接続部には、外部から電力を供給する給電用部材が接続される。
【０００９】
枠部は、金属製であり、導電体が挿通する開口部を有している。そして、枠部は、基板の接続部よりも内側領域においてＬＥＤベアチップを包囲するように基板と一体化されて設けられている。
【００１０】
透光性樹脂は、ＬＥＤベアチップを封止するように枠部内に充填されている。そして、絶縁性樹脂は、導電体と枠部とを電気絶縁するとともに、枠部の開口部を閉塞するように設けられている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、金属製の基板に金属製の枠部が一体化されて設けられているので、枠部と、枠部および基板の境界側とからの枠部内へのガス侵入を阻止することができ、これにより、枠部の近辺における基板上の金属メッキ部が外部からのガスによって腐食や変色されにくくなることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す発光体の透光性樹脂を透視した概略上面図である。
【図２】同じく、図１のＡ−Ａ矢視方向における発光体の概略断面図である。
【図３】同じく、図２のＢ部分の拡大概略断面図である。
【図４】同じく、枠部の開口部における発光体を示し、（ａ）は一部概略正面図、（ｂ）は一部概略断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示す枠部における発光体であり、（ａ）は一部概略正面図、（ｂ）は一部概略断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示す照明装置の一部切り欠き概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１４】
本実施形態の発光体１は、図１ないし図４に示すように構成される。発光体１は、図４（ｂ）に示すように、基板２、ＬＥＤベアチップ３、接続部としての雌コネクタ４、枠部５、透光性樹脂６および絶縁性樹脂７を有して形成されている。
【００１５】
図２において、基板２は、例えば、正方形に形成された厚さ１ｍｍの板状のアルミニウム（Ａｌ）からなり、その一面２ａに例えば厚さ８０μｍの絶縁層８が形成されている。絶縁層８は、例えばエポキシ材および無機フィラー材からなり、高熱伝導性を有している。そして、絶縁層８の表面に、例えば厚さ１０μｍの金属メッキ部９が設けられている。金属メッキ部９は、例えば銅（Ｃｕ）、この銅（Ｃｕ）の表面にニッケル（Ｎｉ）メッキされ、さらに銀（Ａｇ）メッキされた導電材料からなっている。すなわち、基板２は、一面２ａ側に金属メッキ部９を有するように金属メッキされている。
【００１６】
金属メッキ部９は、図１に示すように、四角形に形成されている。そして、金属メッキ部９の両端側には、一対の配線パターン１０，１０が形成されている。配線パターン１０，１０は、例えば厚さ１０μｍの金属層、例えば銅（Ｃｕ）、この銅（Ｃｕ）の表面にニッケル（Ｎｉ）メッキされ、さらに銀（Ａｇ）メッキされた導電材料からなり、金属メッキ部９と同様、絶縁層８の表面に形成されている。
【００１７】
ＬＥＤベアチップ３は、複数個からなり、金属メッキ部９の表面９ａ側に実装されている。ＬＥＤベアチップ３は、図３に示すように、直方体に形成されたサファイア１１の表面に発光層１２が形成され、この発光層１２の表面に電極１３，１４が設けられている。サファイア１１は、金属メッキ部９の銀メッキ層の表面９ａに図示しない透明シリコーンにより接着されている。発光層１２は、例えば、紫外光から青色光の領域の光を放射する発光材料例えばＩｎＧａＮを有して形成され、通電により青色光を放射する。
【００１８】
電極１３，１４は、隣かつ列状のＬＥＤベアチップ３の電極１３，１４にそれぞれワイヤボンディングされている。そして、図２に示すように、列状の図中最左端のＬＥＤベアチップ３の電極１３は、一対の配線パターン１０，１０の一方にワイヤボンディングされ、列状の図中最右端のＬＥＤベアチップ３の電極１４は、一対の配線パターン１０，１０の他方にワイヤボンディングされている。すなわち、図１に示すように、複数個のＬＥＤベアチップ３は、列毎にボンディングワイヤ１５により直列接続されて、一対の配線パターン１０，１０に電気接続されている。
【００１９】
雌コネクタ４は、基板２の一面２ａ側の一端部２ｃ側に設けられている。そして、雌コネクタ４は、枠部５の外側に設けられた一対の配線パターン１０ａ，１０ａに電気接続されている。一対の配線パターン１０ａ，１０ａは、図４（ｂ）に示すように、枠部５の内側に形成された一対の配線パターン１０，１０にそれぞれ導電体１６により接続されている。
【００２０】
導電体１６は、例えばアルミニウム（Ａｌ）板またはニッケル（Ｎｉ）板からなり、例えば厚さ０．５ｍｍの長形に形成されている。導電体１６は、電気伝導性の接着剤により、配線パターン１０および配線パターン１０ａにそれぞれ接続している。なお、導電体１６は、図４中、長方形の平板に図示しているが、実際は中央部側が突出した例えば断面皿形に形成されている。
【００２１】
雌コネクタ４は、一対の配線パターン１０ａ，１０ａ、導電体１６，１６および一対の配線パターン１０，１０を介して直並列接続されたＬＥＤベアチップ３に接続されている。そして、雌コネクタ４には、図１に示すように、給電用部材としての電線１７に接続された雄コネクタ１８が接続されている。電線１７は、ＬＥＤベアチップ３に外部から電力を供給する図示しない電源装置に接続されている。
【００２２】
そして、基板２の一面２ａ上には、雌コネクタ４よりも内側領域において、ＬＥＤベアチップ３を包囲するように金属製の枠部５が設けられている。基板２の一面２ａに形成された絶縁層８は、図２に示すように、枠部５が設けられる部位およびその近傍が削り取られている。枠部５は、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなり、所定の幅を有する正四角形の枠状に形成されている。
【００２３】
そして、枠部５は、基板２と一体化されるように設けられている。すなわち、枠部５は、溶接されて基板２に一体化されている。この溶接は、例えば、枠部５を基板２の一面２ａに設置した後、枠部５および基板２を溶接機の電極間に挟み込み、圧力を加えながら電流を流し、枠部５および基板２の一面２ａを溶融させることにより行える。枠部５および基板２の一面２ａ側の境界１９は、互いに同化している。そして、枠部５の基板２の一面２ａからの高さは、０．３〜３．０ｍｍであり、その内側がＬＥＤベアチップ３の収納部となっている。
【００２４】
枠部５は、図４に示すように、雌コネクタ４に正対する部位に開口部２０を有している。開口部２０は、枠部５の高さ方向が短幅である長方形に形成されている。また、開口部２０は、枠部５および基板２の境界１９よりも枠部５の高さ方向に離間して開口されている。そして、開口部２０には、一対の配線パターン１０，１０および一対の配線パターン１０ａ，１０ａをそれぞれ電気接続している導電体１６，１６が挿通されている。開口部２０は、枠部５が基板２の一面２ａ側に設けられる前に、前もって形成されている。開口部２０は、導電体１６を挿通可能であれば、その開口が可能な限り小さいほど好ましい。
【００２５】
なお、枠部５および基板２は、相応の厚さを有する金属板を例えば切削により一体化物に形成してもよい。
【００２６】
図２において、透光性樹脂６は、例えば透光性のシリコーン樹脂からなり、枠部５の内側に充填されて、各ＬＥＤベアチップ３を封止している。すなわち、ＬＥＤベアチップ３およびボンディングワイヤ１５は、透光性樹脂６により封止されている。透光性樹脂６の表面６ａは、平坦状となっている。透光性樹脂６は、枠部５の頂部５ａまで充填されている。
【００２７】
そして、透光性樹脂６は、蛍光体としてのＹＡＧ蛍光体２１を所定の濃度で含有している。ＹＡＧ蛍光体２１は、ＬＥＤベアチップ３から放射された青色光が入射されると、その青色光を黄色光に波長変換する。すなわち、ＹＡＧ蛍光体２１は、ＬＥＤベアチップ３の放射光の一部を波長変換する。この波長変換された黄色光と、ＬＥＤベアチップ３から放射された青色光とが混合して透光性樹脂６の表面６ａから外方に出射されることにより、発光体１から白色光が放射しているように見える。すなわち、透光性樹脂６の表面６ａは、発光体１の発光面となっている。
【００２８】
図４において、絶縁性樹脂７は、枠部５の開口部２０を閉塞するように開口部２０内に充填されている。そして、絶縁性樹脂７は、導電体１６を包囲し、金属製の導電体１６と金属製の枠部５とを電気絶縁している。絶縁性樹脂７は、電気絶縁性を有するとともに、そのガス透過率が透光性樹脂６のガス透過率以下である合成樹脂、例えば不透明のシリコーン樹脂が用いられている。
【００２９】
絶縁性樹脂７は、例えば、枠部５の開口部２０内に滴下されて設けられ、ドライヤー等により熱硬化されて、開口部２０内を充分に充填するとともに、開口部２０の内壁および導電体１６にそれぞれ密着している。なお、絶縁性樹脂７は、開口部２０から溢れ出すように設けられていてもよい。また、絶縁性樹脂７は、熱硬化性樹脂に限らず、紫外線などの光照射により硬化する光硬化性樹脂であってもよい。
【００３０】
そして、枠部５の外側の絶縁層８上には、白色のレジスト２２が塗布されている。
【００３１】
次に、第１の実施形態の作用について述べる。
【００３２】
発光体１は、その雌コネクタ４に電源装置から電線１７を介して電力が供給されると、ＬＥＤベアチップ３に所定の電流が流れる。ＬＥＤベアチップ３は、発熱し、発光層１２から青色光を放射する。青色光は、その一部が透光性樹脂６を透過して外方に出射される。また、青色光の一部は、透光性樹脂６に含有されたＹＡＧ蛍光体２１により黄色光に波長変換されて、透光性樹脂６を透過して外方に出射される。
【００３３】
また、青色光および黄色光のそれぞれの一部は、基板２の一面２ａ側に設けられた金属メッキ部９に入射して反射される。そして、透光性樹脂６に入射した当該反射光は、その一部が透光性樹脂６を透過して外方に出射される。
【００３４】
また、青色光および黄色光のそれぞれの一部は、枠部５の内側に入射する。枠部５は、金属例えばアルミニウム（Ａｌ）からなっているので、枠部５に入射した青色光および黄色光は、透光性樹脂６内に反射される。そして、当該反射光は、その一部が透光性樹脂６を透過して外方に出射される。
【００３５】
そして、透光性樹脂６から出射された青色光と黄色光とが混合（混色）することにより、白色光が得られる。すなわち、発光体１から白色光が放射される。
【００３６】
透光性樹脂６内には、外部からの硫化物などのガスが侵入することがある。ここで、枠部５の頂部５ａの基板２の一面２ａからの高さは、０．３〜３．０ｍｍであり、透光性樹脂６は、枠部５の内側を覆うとともに枠部５の頂部５ａ側まで充填されているので、透光性樹脂６内に侵入したガスは、基板２の一面２ａ側に形成されている金属メッキ部９に達しにくい。
【００３７】
そして、枠部５は、金属製であるので、外部のガスは、枠部５を通過して透光性樹脂６内に侵入しない。また、枠部５は、基板２と一体化されて設けられているので、外部のガスは、枠部５および基板２の境界１９側から透光性樹脂６内に侵入することが阻止される。
【００３８】
そして、枠部５の開口部２０は、導電体１６を挿通可能に小さな開口に形成されていて、絶縁性樹脂７で閉塞されているとともに、絶縁性樹脂７が導電体１６，１６および枠部５の内壁に密着するように設けられているので、外部のガスは、開口部２０側から透光性樹脂６内に侵入しにくい。特に、絶縁性樹脂７は、そのガス透過率が透光性樹脂６のガス透過率以下である合成樹脂例えばシリコーン樹脂が用いられているので、外部のガスは、透光性樹脂６の表面６ａ側よりも開口部２０側から透光性樹脂６内にさらに侵入しにくくなっている。
【００３９】
このように、外部のガスは、枠部５と、枠部５および基板２の境界１９側とから透光性樹脂６内に侵入することが阻止されるとともに、枠部５の開口部２０側から透光性樹脂６内に侵入しにくくなっている。したがって、枠部５の近辺の金属メッキ部９は、外部のガスによって腐食されにくくなる。すなわち、枠部５の近辺の金属メッキ部９は、早期に変色することが防止される。これにより、金属メッキ部９は、例えばＬＥＤベアチップ３が寿命に至る長期の期間に亘り、ＬＥＤベアチップ３から放射されて入射した光を低下させることなく反射する。したがって、発光体１の出射効率が時間の経過とともに低下することが抑制され、出射光の光束維持率の低下が抑制される。
【００４０】
本実施形態の発光体１によれば、金属製の基板２に金属製の枠部５が一体化されて設けられているので、枠部５と、枠部５および基板２の境界１９側とからの枠部５内へのガス侵入を阻止することができて、枠部５の近辺における基板２上の金属メッキ部９が外部からのガスによって腐食されて変色しにくくすることができ、これにより、出射効率が時間の経過とともに低下することを抑制することができて、出射光の光束維持率の低下を抑制することができるという効果を有する。
【００４１】
また、枠部５の開口部２０を閉塞している絶縁性樹脂７は、そのガス透過率が透光性樹脂６のガス透過率以下である合成樹脂により形成されているので、開口部２０側から枠部５内へ外部のガスが侵入しにくくなり、これにより、枠部５の近辺における基板２上の金属メッキ部９が外部からのガスによって早期に腐食されて変色することをさらに防止できるという効果を有する。
【００４２】
そして、枠部５は、溶接により基板２に一体化されているので、基板２および枠部５の一体化を容易にかつ安価に形成できるという効果を有する。
【００４３】
なお、本実施形態において、基板２および枠部５は、同一の金属を用いて形成したが、溶接できれば両者の材料は異なっていてもよい。
【００４４】
また、枠部５は、その表面をセラミックなどによりコーティングして、反射率を高めるようにしてもよい。
【００４５】
また、接続部は、雌コネクタ４に限らず、端子台や電線１７がはんだ付けされる端子などであってもよい。
【００４６】
また、透光性樹脂６は、枠部５の頂部５ａ側まで充填しているが、ＬＥＤベアチップ３およびボンディングワイヤ１５を封止するように枠部５内に充填されていれば、頂部５ａまで充填されていなくてもよい。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４８】
本実施形態の発光体１Ａは、図５に示すように構成される。なお、図５において、図４と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００４９】
発光体１Ａは、図１ないし図４に示す発光体１において、開口部２０に替えて開口部２３が設けられたものである。開口部２３は、枠部５の基板２の設置面から枠部５の高さ方向に長方形に切り欠きされている。すなわち、枠部５と基板２とは、開口部２３において一体化されていない。開口部２３の内側には、基板２の一面２ａに形成された絶縁層８が挿通している。絶縁層８は、開口部２３においても、枠部５が設けられる部位およびその近傍が削り取られている。
【００５０】
そして、絶縁層８上に形成された一対の配線パターン１０，１０は、開口部２３を挿通し、接続部としての雌コネクタ４に接続されている。一対の配線パターン１０，１０は、雌コネクタ４とＬＥＤベアチップ３とを電気接続する導電体となっている。開口部２３は、枠部５が基板２の一面２ａ側に設けられる前に、前もって形成されている。開口部２３は、絶縁層８および一対の配線パターン１０，１０を挿通可能であれば、その開口が可能な限り小さいほど好ましい。
【００５１】
そして、開口部２３には、開口部２３を閉塞するように絶縁性樹脂７が充填されて設けられている。絶縁性樹脂７は、一対の配線パターン１０，１０を包囲し、導電材料の一対の配線パターン１０，１０と金属製の枠部５および金属製の基板２とを電気絶縁している。また、絶縁性樹脂７は、開口部２３内を充分に充填するとともに、基板２の一面２ａ、絶縁層８、開口部２３の内壁および一対の配線パターン１０，１０にそれぞれ密着している。なお、絶縁性樹脂７は、開口部２３から溢れ出すように設けられていてもよい。
【００５２】
枠部５の開口部２３は、絶縁層８および一対の配線パターン１０，１０を挿通可能に小さな開口に形成されて絶縁性樹脂７で閉塞されているとともに、絶縁性樹脂７が基板２の一面２ａ、絶縁層８、開口部２３の内壁および一対の配線パターン１０，１０にそれぞれ密着しているので、外部のガスは、枠部５の開口部２３側から枠部５内の透光性樹脂６に侵入しにくい。これにより、枠部５の近辺の金属メッキ部９が外部のガスによって早期に腐食されて変色することを防止できる。
【００５３】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５４】
本実施形態の照明装置３１は、図６に示すように構成される。なお、図６において、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００５５】
照明装置３１は、天井面等に埋設されるダウンライトであり、略円筒状の装置本体３２の下端側３２ａに円形の化粧枠３３がリベット３４により取り付けられ、この化粧枠３３に透光性カバー３５が配設されている。化粧枠３３は、その外面３３ａに補強片３６が設けられている。
【００５６】
そして、装置本体３２は、左右両側に装置本体３２を天井面等に固定するための一対の取付けばね３７，３７をリベット３８により取り付けている。また、装置本体３２は、下端側３２ａの内部に図１に示す発光体１を回転対称に４個配設している。
【００５７】
また、装置本体３２は、その中間側３２ｂの内部に電源装置３９が配設されている。電源装置３９は、交流電源を直流電源に変換し、発光体１のＬＥＤベアチップ３に定電流（電力）を供給するように既知の構成により形成されている。そして、装置本体３２の上面側３２ｃには、交流電源からの図示しない電源線を接続する端子台４０が配設されている。
【００５８】
本実施形態の照明装置３１は、枠部５の近辺の金属メッキ部９が早期に腐食や変色されにくい発光体１を具備しているので、時間の経過とともに出射効率が低下しにくく、照明光の光束維持率の低下を抑制することができるという効果を有する。
【００５９】
なお、照明装置３１は、埋込型のダウンライトに形成したが、これに限らず、発光体１を具備する長形の埋込型、直付け型や吊り下げ型などの照明装置やＬＥＤ電球などのランプ装置に形成されたものであってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１，１Ａ…発光体、  ２…基板、  ３…ＬＥＤベアチップ、  ４…接続部としての雌コネクタ、  ５…枠部、  ６…透光性樹脂、  ７…絶縁性樹脂、  ９…金属メッキ部、  １０…導電体としての配線パターン、  １６…導電体、  １７…給電用部材としての電線、  ２０，２３…開口部、  ３１…照明装置、  ３２…装置本体、  ３９…電源装置
【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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