(57)【要約】【課題】発光装置において、放熱性の向上を配慮しつつ、低コストな構成により装置の電気的絶縁性を確保し、しかも照明器具への取り付けに伴う基板の破損を抑制する。【解決手段】発光装置１は、基板３と、基板３上に設けられた配線層４と、基板３上に実装されたＬＥＤチップ５（発光素子）とを備える。基板３は、厚さが１．８ｍｍ乃至１０ｍｍのセラミックス基板により構成され、締結具８により照明器具２に固定される。基板３が、締結具８の締め付けによって割れが生じない十分な強度を有しており、照明器具２への取り付けの際に基板３の破損が少なくなり、取り付けの作業効率が高くなる。また、基板３が他の電気部品との絶縁性を確保するのに十分な厚みを有するので、基板３のサイズを大きくするなどの絶縁対策を別途講じる必要が無くなる。また、基板３の表面積（側面部分）が増し、従来のものに比べて、基板３側面からの熱輻射による放熱作用が期待できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に設けられた配線層と、前記基板上に実装された発光素子と、を備える発光装置において、
前記基板は、厚さが１．８ｍｍ乃至１０ｍｍのセラミックス基板により構成されることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記基板には、該基板を照明器具に固定するための締結具が通る穴又は切欠きが設けら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】
前記基板は、平面度が０．０１乃至０．０８であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記基板は、熱放射率が０．９以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記基板は、熱伝導率（２５℃）が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であ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発光装置。
【請求項６】
前記基板は、平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３乃至０．８であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記基板は、厚さ１ｍｍでの波長域３８０乃至７８０ｎｍの光の全光線反射率が８５％以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光装置を備える照明器具であって、前記発光装置の電気充電部と、前記発光装置を器具本体に固定するための締結具との沿面距離を１．２ｍｍ以上としたことを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光素子を用いた発光装置及び、それを備えた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、この種の発光装置として、特許文献１に示されるＬＥＤ発光装置について図７及び図８を用いて説明する。図７に示すＬＥＤ発光装置１００は、基板１０１と、基板１０１上に設けられた配線層１０２と、基板１０１上に実装される発光素子としてのＬＥＤチップ１０３と、ＬＥＤチップ１０３の周囲を取り囲む枠部材１０４とを備える。ＬＥＤチップ１０３は、枠部材１０４の凹部１０４ａ内に配置され、ボンディングワイヤなどの配線１０５により配線層１０２と電気接続される。ＬＥＤチップ１０３が配置された凹部１０４ａ内には、透明樹脂を主成分とした封止部材１０６が充填される。図８に示すＬＥＤ発光装置１００は、基板１０１上に複数のＬＥＤチップ１０３を実装したＣＯＢ（Chip on Board）型のＬＥＤモジュールであり、各ＬＥＤチップ１０３が配線１０５及び配線層１０２を介して直列接続される構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２５６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような各種ＬＥＤ発光装置１００においては、大光量で高効率の発光を得るため、基板１０１には光反射性に優れた高純度のアルミナ基板（アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）含有量が９６重量％を超えるもの）が用いられる。このアルミナ基板は、実装されるＬＥＤチップの放熱性を高める観点から、薄板のもの（厚み０．５〜１．５ｍｍ）が好ましいが、厚みがあまりにも薄いと、基板を照明器具に取り付ける際、取付ネジの締め付けによって基板に割れが生じることがあり、作業効率が良くない。また、基板の厚みが薄くなるほど、所定の絶縁耐圧を確保するため、基板のサイズを大きくしたり、基板端面から電気充電部までの距離を長く取ったり、基板と器具本体との間に絶縁体を介在させるなどの絶縁対策を講じる必要があり、装置のコストアップを招来する。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、放熱性の向上を配慮しつつ、低コストな構成により装置の電気的絶縁性を確保でき、しかも、照明器具への取り付け時における基板の破損を低減して取り付けの作業効率を向上できる発光装置、及びそれを備えた照明器具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、基板と、前記基板上に設けられた配線層と、前記基板上に実装された発光素子と、を備える発光装置において、前記基板は、厚さが１．８ｍｍ乃至１０ｍｍのセラミックス基板により構成されることを特徴とする。
【０００７】
この発光装置において、前記基板には、該基板を照明器具に固定するための締結具が通る穴又は切欠きが設けられていることが好ましい。
【０００８】
この発光装置において、前記基板は、平面度が０．０１乃至０．０８であることが好ましい。
【０００９】
この発光装置において、前記基板は、熱放射率が０．９以上であることが好ましい。
【００１０】
この発光装置において、前記基板は、熱伝導率（２５℃）が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。
【００１１】
この発光装置において、前記基板は、平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３乃至０．８であることが好ましい。
【００１２】
この発光装置において、前記基板は、厚さ１ｍｍでの波長域３８０乃至７８０ｎｍの光の全光線反射率が８５％以上であることが好ましい。
【００１３】
本発明の照明器具は、上記の発光装置を備える照明器具であって、前記発光装置の電気充電部と、前記発光装置を器具本体に固定するための締結具との沿面距離を１．２ｍｍ以上としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の発光装置によれば、基板が厚み１．８ｍｍ乃至１０ｍｍのセラミックス基板により構成されていて、照明器具への取り付けの際にビスなどの締結具の締め付けによって割れが生じない十分な強度を有しているので、取り付けの作業効率が高くなる。また、基板が他の電気部品との絶縁性を確保するのに十分な厚みを有するので、基板のサイズを大きくするなどの絶縁対策を別途講じる必要が無くなり、低コスト化を実現できる。また、基板の表面積（側面部分）が増し、従来のものに比べて、基板側面からの熱輻射による放熱作用が期待できるので、発光素子の発光により発生した熱を効果的に放散することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発光装置の側断面図。
【図２】同実施形態の変形例に係る発光装置の側面図。
【図３】同実施形態の変形例に係る発光装置の側面図。
【図４】同実施形態の変形例に係る発光装置の側面図。
【図５】同実施形態の変形例に係る発光装置の側面図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る照明器具の平面図。
【図７】従来の発光装置を示す側断面図。
【図８】同発光装置の他の例を示す側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の第１の実施形態に係る発光装置について図１を参照して説明する。本実施形態の発光装置１は、照明器具２に実装されている。照明器具２は、例えば、ダウンライトなどの住宅・店舗用照明である。発光装置１は、基板３と、基板３上に設けられた配線層４と、基板３上に実装されたＬＥＤチップ５（発光素子）と、ＬＥＤチップ５を覆う透光性の封止部材６を備え、ＬＥＤチップ５と封止部材６とにより発光部７を形成している。ここでは、ＬＥＤチップ５が基板３に複数実装された例を示している。
【００１７】
基板３は、厚さが１．８ｍｍ乃至１０ｍｍのセラミックス基板により構成される。セラミックス基板としては、緻密質のセラミックス材料、例えば窒化アルミ、アルミナ、ムライト、コージライト、ステアタイト等を用いて形成されたものが好ましい。基板３は、ＬＥＤチップ５の実装面がＬＥＤチップ５からの光を高効率に反射するものとされ、具体的に、厚さ１ｍｍでの波長域３８０乃至７８０ｎｍ（可視域）の光の全光線反射率が８５％以上であることが好ましい。基板３には、基板３を照明器具２の器具本体２１に固定するための締結具８が通る穴３ａが設けられている。締結具８は、例えば、ビス、ボルト・ナット等である。
【００１８】
基板３は、平面度が０．０１乃至０．０８であることが好ましい。基板３の平面度が０．０８を超える場合、基板３と器具本体２１の取付け面との間に熱抵抗が生じて、ＬＥＤチップ５の発光により発生した熱を効率的に放散するのが難しくなる。基板３の平面度が０．０１未満の場合、基板の加工コストが大幅に上昇する。
【００１９】
基板３は、放熱性を高める観点から、熱放射率が０．９以上であって、熱伝導率（２５℃）が２０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。基板３は、平均表面粗さ（Ｒａ）が０．３乃至０．８であることが好ましい。基板３の平均表面粗さが０．８を超える場合、基板３上に形成される配線層４の印刷性が悪くなり、ファインピッチの配線パターンを成形することが難しくなる。基板３の平均表面粗さが０．３０未満の場合、基板３と配線層４との接合強度が低下して、配線層４が剥離し易くなる。なお、基板３と器具本体２１とは隙間が生じないよう直接固定されることが望ましいが、基板３と器具本体２１との接合面の平均表面粗さ（Ｒａ）及び平面度が十分に確保されていない場合には、グリス等の熱伝導部材を介在させるようにしてもよい。
【００２０】
配線層４は、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの導体金属を主成分とし、スクリーン印刷などの方法により形成される印刷層とすることが好ましい。配線層４を印刷により形成するには、例えば、Ａｇ等の導電体粉末（微粒子）を含むペースト（インク）を、基板３の表面に所望のパターンで印刷（スクリーン印刷あるいはインクジェット印刷）した後、塗布層を乾燥・焼成し形成する方法を用いるとよい。上記の方法は、メッキにより配線層を形成する方法に比し、排水処理等のユーティリティが不要で簡便である。
【００２１】
ＬＥＤチップ５は、基板３に接着固定（ダイボンド）され、ボンディングワイヤなどの配線９により配線層４と電気接続される。ＬＥＤチップ５には、例えば、主波長が４２０〜４８０ｎｍの青色光を発する青色ＬＥＤ素子を用いることができる。
【００２２】
封止部材６は、シリコーン樹脂などの透明樹脂に蛍光材料を含有したものから成り、基板３上に所定の発光領域に合わせて面状に構成される。ＬＥＤチップ５が青色ＬＥＤ素子である場合、上記蛍光材料に青色光を黄色光に波長変換する黄色蛍光体を用いれば、白色の照明光を実現できる。
【００２３】
このように本実施形態に係る発光装置１によれば、基板３が厚み１．８ｍｍ乃至１０ｍｍのセラミックス基板により構成されていて、照明器具２への取り付けの際に締結具８の締め付けによって割れが生じない十分な強度を有しているので、取り付けの作業効率が高くなる。また、基板３が他の電気部品との絶縁性を確保するのに十分な厚みを有するので、基板３のサイズを大きくするなどの絶縁対策を別途講じる必要が無くなり、低コスト化を実現できる。また、基板３の表面積（側面部分）が増し、従来のものに比べて、基板３側面からの熱輻射による放熱作用が期待できるので、ＬＥＤチップ５の発光により発生した熱を効果的に放散することが可能となる。また、基板３の厚みがプレス成型による製作に妥当な厚みであるので、製造コストの低減を図れる。また、基板３の平面度が高く、基板３と器具本体２１とを熱抵抗が生じないように接合できるので、放熱性の向上を図れる。また、基板３が、厚さ１ｍｍでの波長域３８０乃至７８０ｎｍの光の全光線反射率が８５％以上と高い光反射特性を有するので、光の取り出し効率が高く、大光量で高効率の発光を得ることができる。また、基板３が高い熱放射率と熱伝導率を有するので、放熱効果が高くなる。また、基板３の平均表面粗さ（Ｒａ）が十分に細かく、表面状態が良好になっているので、配線層４の印刷性に優れ、ファインピッチの配線パターンが形成し易くなる。
【００２４】
以下に、同上実施形態の各種変形例に係る発光装置について図２乃至図５を参照して説明する。図２に示す変形例は、発光装置１の電気充電部１０（ここでは、基板３上の配線層４のうち、封止部材６から外側に表出した部分）と、締結具８との沿面距離ｄ１を１．２ｍｍ（電気用品上での絶縁必要距離）以上としている。この変形例によれば、締結具８に金属製のビスやナット、ワッシャ等が用いられてたしても、電気充電部１０との絶縁性を確保できる。
【００２５】
図３に示す変形例は、基板３の穴３ａに、締結具８を基板３内に埋没させるための凹状の段差部１１が設けられている。この段差部１１は、締結具８の締め付けによる基板３の破損を防止するため、段差部１１の底部から基板３底面までの距離ｄ２を１．８ｍｍ以上確保することが好ましい。この変形例によれば、ＬＥＤチップ５からの発光が締結具８で遮られることが無くなるので、発光効率を向上できる。
【００２６】
図４に示す変形例は、基板３にＬＥＤチップ５を収容する凹状部１２が設けられ、この凹状部１２は、開口側が外向きに拡がるように傾斜した傾斜面１２ａを持つ錐台形状とされる。この変形例によれば、ＬＥＤチップ５を基板３上面より一段下げた位置に配し、外部衝撃から保護できるようにしたので、ＬＥＤチップ５の配線部分が断線するなどの故障要因が少なくなる。また、ＬＥＤチップ５から横方向（光軸方向に垂直な方向）に出射される光が凹状部１２の傾斜面１２ａによって光軸方向に拡散反射されるので、発光効率の向上を図れる共に、色ムラの少ない照明光を得ることできる。
【００２７】
図５に示す変形例は、ＬＥＤチップ５が実装された凹状部１２全体に封止部材６が形成された構造となっている。この変形例によれば、凹状部１２に封止部材６を充填した際に、凹状部１２周縁部が封止部材６の基板３表面への流出を堰き止めるダムのような役割を果たすため、封止部材６の形成が容易となる。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態に係る照明器具について図６を参照して説明する。本実施形態の照明器具２は、複数の発光装置１を有し、これら発光装置１が各々の発光部７（ＬＥＤチップ５、封止部材６）を互いに接するように横並びに配置され、器具本体２１に締結具８により固定されている。発光装置１は、基板３上に直列接続された複数のＬＥＤチップ５を有し、左右両側のＬＥＤチップ５に繋がれた配線層４が送り配線１３により他の発光装置１と電気接続された構成となっている。本実施形態に係る照明器具２によれば、各発光装置１の発光部７同士を密着させて１つの発光部を形成することができるので、連続的な照明光を提供することができる（非発光部分が無くなる）。
【００２９】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、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、上記では、基板３に締結具８が通る穴３ａを設けた構成を示したが、これに限られず、基板３の縁部に切欠きを形成し、締結具８がこの切欠きを貫通するように設けられるような構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１  発光装置
２  照明器具
２１  器具本体
３  基板
３ａ  穴
４  配線層
５  ＬＥＤチップ（発光素子）
８  締結具
１０  電気充電部
【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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