(57)【要約】【課題】  基板上の水銀めっきが変色しにくく、その反射率の低下が抑制される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側に銀めっきを有する基板２と、銀めっきの表面上に形成された金属または金属酸化物からなる保護層３と、基板２の一面２ａ側に実装されたＬＥＤベアチップ４と、第１の樹脂およびこの第１の樹脂よりもガス透過率の低い第２の樹脂の混合物を有し、この混合物内に蛍光体１６が含有されてＬＥＤベアチップ４および保護層３を封止する透光性の封止樹脂５とを具備している。【選択図】図２
2013105824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側に銀めっきを有する基板と；
前記銀めっきの表面上に形成された金属または金属酸化物からなる保護層と；
前記基板の一面側に実装されたＬＥＤベアチップと；
第１の樹脂およびこの第１の樹脂よりもガス透過率の低い第２の樹脂の混合物を有し、この混合物内に蛍光体が含有されて前記ＬＥＤベアチップおよび前記保護層を封止する透光性の封止樹脂と；
を具備していることを特徴とする発光体。
【請求項２】
前記保護層は、前記銀めっきの表面上に部分的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光体。
【請求項３】
前記第１の樹脂は、ポリジメチル系シリコーン樹脂であり、前記第２の樹脂は、ポリジフェニル系シリコーン樹脂であ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、金属ベース基板の一面側に電気絶縁性の樹脂層を介してＬＥＤベアチップを複数並設するとともに、蛍光体が混じられたシリコーン樹脂等の封止樹脂（透光性樹脂）を充填して、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。この発光体には、基板の樹脂層上に銀めっきをして、ＬＥＤベアチップから放射された光の一部を銀めっき上で反射させて、出射効率を向上させているものがある（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、銀めっきは、時間が経過するにつれて変色し、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）が封止樹脂を透過して銀めっきを腐食し、変色することによることも知られている。したがって、封止樹脂にガス透過率の低い樹脂を用いることが検討されている。また、銀めっき上に耐硫化性などを有する金属膜を形成しているものがある（例えば特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２３８９７３号公報（第４頁、第２図）
【特許文献２】特開２０１１−１７０３２６号公報（第８頁、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、ガス透過率の低い樹脂は、一般的に、硬度が高い傾向にあり、ＬＥＤベアチップの点消灯に伴う熱膨張および熱収縮により、基板から剥離しやすく、また、ＬＥＤベアチップ同士を電気接続しているボンディングワイヤなどが断線しやすいという問題がある。また、銀めっき上に金属膜を形成したものは、金属膜の膜厚が大きくなるに従い反射率が低下し、金属膜の膜厚が小さくなるに従い耐硫化性などに対する耐久力が低下して銀めっきを変色させるという問題がある。
【０００６】
本実施形態は、基板上の水銀めっきが変色しにくく、その反射率の低下が抑制される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、保護層、ＬＥＤベアチップおよび封止樹脂を有して構成される。
【０００８】
基板は、一面側に銀めっきを有し、その銀めっきの表面上に金属または金属酸化物からなる保護層が形成されている。ＬＥＤベアチップは、基板の一面側に実装されている。
【０００９】
封止樹脂は、第１の樹脂および第２の樹脂の混合物を有し、この混合物内に蛍光体を含有している。第２の樹脂は、第１の樹脂よりもガス透過率が低い樹脂からなる。そして、封止樹脂は、透光性であって、ＬＥＤベアチップおよび保護層を封止している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態によれば、基板の銀めっきの表面上に金属または金属酸化物からなる保護層が形成され、この保護層が第１の樹脂および第１の樹脂よりもガス透過率が低い第２の樹脂の混合物を有する封止樹脂により封止されているので、外部からのガスが封止樹脂を透過して銀めっき側に侵入しにくくなり、侵入したガスも保護層で阻止されて、これにより、基板の銀めっきが外部からのガスによって腐食、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】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す発光体の封止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】本発明の第２の実施形態を示す発光体の封止樹脂を透視した概略上面図である。
【図５】同じく、図４のＣ−Ｃ矢視方向における発光体の概略断面図である。
【図６】本発明の第３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】
【００１２】
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。
【００１３】
本実施形態の発光体１は、図１および図２に示すように構成される。図２において、発光体１は、基板２、保護層３、ＬＥＤベアチップ４および封止樹脂５を有して形成されている。
【００１４】
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６が形成されている。絶縁層６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６の表面に、例えば厚さ１０μｍの銀めっき部７が設けられている。銀めっき部７は、例えば銅（Ｃｕ）、この銅（Ｃｕ）の表面にニッケル（Ｎｉ）めっきされ、さらに銀（Ａｇ）めっきされた導電材料からなっている。こうして、基板２は、その一面２ａ側に銀めっきを有している。
【００１５】
保護層３は、銀めっき部７の表面上に形成され、銀めっき部７を覆っている。この保護層３は、金属または金属酸化物の薄膜からなっており、その膜厚は、１０ｎｍ以下、例えば５ｎｍである。金属としては、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコーン（Ｓｉ）およびロジウム（Ｒｈ）などであり、それらの合金も包含される。保護層３は、めっき、ＣＶＤ装置による蒸着やスパッタ装置による製膜などによって形成することができる。
【００１６】
そして、保護層３は、図１に示すように、上面視四角形に形成されている。そして、保護層３の両端側には、一対の配線パターン８，８が形成されている。配線パターン８，８は、例えば厚さ１０μｍの銅（Ｃｕ）箔からなり、銀めっき部７と同様、絶縁層６の表面に形成されている。そして、配線パターン８，８は、基板２の一端部側に設けられた雌コネクタ９に電気接続されている。雌コネクタ９は、ＬＥＤベアチップ４に電力を供給する図示しない電源装置に接続される。
【００１７】
ＬＥＤベアチップ４は、複数個からなり、保護層３の表面３ａに実装されている。すなわち、ＬＥＤベアチップ４は、基板２の銀めっきされた一面２ａ側に実装されている。そして、ＬＥＤベアチップ４は、図３に示すように、直方体に形成されたサファイア１０の表面に発光層１１が形成され、この発光層１１の表面に電極１２，１３が設けられている。サファイア１０は、保護層３の表面３ａ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１１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１２，１３は、隣かつ列状のＬＥＤベアチップ４の電極１２，１３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４の電極１２は、一対の配線パターン８，８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４の電極１３は、一対の配線パターン８，８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４は、列毎にボンディングワイヤ１４により直列接続されて、一対の配線パターン８，８に電気接続されている。
【００１９】
そして、基板２の絶縁層６上には、ＬＥＤベアチップ４を包囲するように、所定の幅を有する枠部１５が形成されている。枠部１５は、絶縁性を有する熱硬化性樹脂例えばシリコーン樹脂からなり、その外形が正四角形に形成されている。また、枠部１５は、基板２上に雌コネクタ９を実装する前に、例えば印刷により形成されている。枠部１５の基板２の一面２ａからの高さは、３００〜６００μｍとなっている。そして、枠部１５は、その内側がＬＥＤベアチップ４の収納部となっており、その内側に封止樹脂５が充填されている。
【００２０】
図２において、封止樹脂５は、枠部１５の内側に充填されて、保護層３および各ＬＥＤベアチップ４を封止している。また、封止樹脂５は、枠部１５の内側の一対の配線パターン８，８およびボンディングワイヤ１４を封止している。封止樹脂５は、枠部１５の頂部１５ａ側まで充填されており、その表面５ａが平坦状となっている。
【００２１】
封止樹脂５は、透光性であって、第１の樹脂としての例えばポリジメチル系シリコーン樹脂および第２の樹脂としての例えばポリジフェニル系シリコーン樹脂を適宜の割合で混合した混合物を有して形成されている。
【００２２】
ポリジメチル系シリコーン樹脂は、ガス透過率が高いものであるが、硬度が低いものである。したがって、ポリジメチル系シリコーン樹脂は、単独で使用されると、硬化したときに、保護層３および枠部１５等に対する密着性が大きく、これらから剥れにくい。これに対して、ポリジフェニル系シリコーン樹脂は、ポリジメチル系シリコーン樹脂よりもガス透過率が低いものであるが、硬度が高くて、硬化したときに保護層３および枠部１５等に対する密着性が低く、保護層３および枠部１５等から剥れやすい。
【００２３】
したがって、ポリジメチル系シリコーン樹脂（第１の樹脂）およびポリジフェニル系シリコーン樹脂（第２の樹脂）を適宜混合することにより、当該混合物は、ガス透過率が低く、保護層３および枠部１５等から剥れにくくすることができる。ここでは、ポリジメチル系シリコーン樹脂は、ポリジフェニル系シリコーン樹脂よりも多く混合されている。また、当該混合物に無機フィラー材を混合して、ガス透過率や硬度などを調整してもよい。
【００２４】
なお、封止樹脂５は、上記のポリジメチル系シリコーン樹脂およびポリジフェニル系シリコーン樹脂の混合物に限らず、透光性であって、第１の樹脂およびこの第１の樹脂よりもガス透過率の低い第２の樹脂の混合物を有して形成されていればよく、全体としてガス透過率が低く、適宜の硬度（密着性）を有するように形成されていればよい。
【００２５】
また、封止樹脂５は、前記混合物内に蛍光体としてのＹＡＧ蛍光体１６を所定の濃度で含有している。ＹＡＧ蛍光体１６は、ＬＥＤベアチップ４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１６は、ＬＥＤベアチップ４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４から放射された青色光とが混合して封止樹脂５の表面５ａ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。封止樹脂５の表面５ａは、発光体１の発光面となっている。
【００２６】
そして、枠部１５の外側の基板２上には、図１に示すように、白色のレジスト１７が塗布されている。レジスト１７は、封止樹脂５の表面５ａからの漏れ光等を反射する。
【００２７】
次に、第１の実施形態の作用について述べる。
【００２８】
発光体１は、その雌コネクタ９に電源装置から電力が供給されると、ＬＥＤベアチップ４に所定の電流が流れる。ＬＥＤベアチップ４は、発熱し、発光層１１から青色光を放射する。青色光は、その一部が封止樹脂５を透過して外方に出射される。また、青色光の一部は、封止樹脂５に含有されたＹＡＧ蛍光体１６により黄色光に波長変換されて、封止樹脂５を透過して外方に出射される。
【００２９】
また、青色光および黄色光のそれぞれの一部は、銀めっき部７の表面上に形成された保護層３に入射し、保護層３の表面３ａで反射されるとともに、保護層３内に入射して銀めっき部7の表面で反射される。ここで、保護層３の膜厚は、１０ｎｍ以下に形成されているので、保護層３内に入射した入射光および銀めっき部7の表面で反射された反射光の保護層３内での光損失が低減される。
【００３０】
そして、保護層３側から封止樹脂５に入射した反射光は、その一部が封止樹脂５を透過して外方に出射される。そして、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。
【００３１】
ＬＥＤベアチップ４に発生した熱は、銀めっき部７および保護層３から封止樹脂５に伝熱されるとともに基板２に伝熱される。そして、当該熱は、基板２から放熱されるとともに、封止樹脂５において熱拡散されて、封止樹脂５の表面５ａおよび枠部１５から外方に放熱される。
【００３２】
そして、封止樹脂５は、例えば、第１の樹脂としてのポリジメチルシリコーン樹脂および第２の樹脂としてのポリジフェニル系シリコーン樹脂の混合物を有してなり、全体としてガス透過率が低いので、封止樹脂５の表面５ａ側から封止樹脂５内に外部からの硫化物などのガスが侵入しにくくなっている。また、封止樹脂５に侵入し、保護層３側まで透過したガスは、保護層３が金属または金属酸化物からなるので、保護層３内に侵入しにくい。これにより、銀めっき部７は、外部からのガスによって腐食や腐食されにくくなり、時間が経過しても、ＬＥＤベアチップ４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。また、封止樹脂５内に外部からのガスが侵入しにくいので、保護層３も外部からのガスによって腐食や腐食されにくい。これにより、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。
【００３３】
また、保護層３が均一の膜厚に形成されていなく、部分的に薄く形成されていても、封止樹脂５が全体としてガス透過率の低い上記混合物を有して形成されていることにより、封止樹脂５内に侵入する外部からのガス量が極めて小さく、ガスが薄く形成された部分から保護層３内に侵入しにくいものである。
【００３４】
本実施形態の発光体１は、基板２の銀めっき部７の表面上に金属または金属酸化物からなる保護層３が形成され、この保護層３が第１の樹脂としてのポリジメチルシリコーン樹脂および第２の樹脂としてのポリジフェニル系シリコーン樹脂の混合物を有してなるガス透過率の低い封止樹脂５により封止されているので、外部からのガスが封止樹脂５を透過して銀めっき部７側に侵入しにくくなり、侵入したガスも保護層３により銀めっき部７側に侵入しにくくなり、これにより、基板２の一面２ａ側に形成された銀めっき部７が外部からのガスによって腐食されて変色されることを抑制でき、銀めっき部７からの反射光を確保することができて、放射光の光束維持率の低下を抑制できるという効果を有する。
【００３５】
また、封止樹脂５は、低い硬度のポリジメチルシリコーン樹脂および高い硬度のポリジフェニル系シリコーン樹脂の混合物であるので、好適な硬度および密着性を有して、保護層３および枠部１５等と適宜に密着して剥れにくくすることができるという効果を有する。
【００３６】
なお、本実施形態において、枠部１５を設けて封止樹脂５を枠部１５の内側に充填させたが、枠部１５を設けずに、封止樹脂５をＬＥＤベアチップ４および保護層３を封止するように設けてもよい。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００３８】
本実施形態の発光体１Ａは、図４および図５に示すように形成され、保護層３が銀めっき部７の表面上に部分的に形成されたものである。なお、図４および図５において、図１および図２と同一部分または同一部分に相当する部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００３９】
保護層３は、図４に示すように、銀めっき部７の表面において、ＬＥＤベアチップ４，４間および銀めっき部７の端部側に設けられている。すなわち、ＬＥＤベアチップ４の周回に亘る近傍を除く銀めっき部７に形成されている。したがって、銀めっき部７は、図５に示すように、保護層３により完全に覆われなく、封止樹脂５により封止されている。すなわち、封止樹脂５は、保護層３、ＬＥＤベアチップ４および銀めっき部７を密着して封止している。
【００４０】
銀めっき部７の保護層３の非形成部分は、封止樹脂５に密着しているので、封止樹脂５を透過した外部の硫化物などのガスにより腐食、劣化されやすい。しかし、封止樹脂５は、例えば、第１の樹脂としてのポリジメチルシリコーン樹脂および第２の樹脂としてのポリジフェニル系シリコーン樹脂の混合物を有してなり、全体としてガス透過率が低いので、銀めっき部７の保護層３の非形成部分にまで透過するガスは、極めて少量である。これにより、銀めっき部７が腐食、劣化するとしても、その程度は、極めて小さい。また、銀めっき部７の保護層３の形成部分は、保護層３により銀めっき部７側へのガスの侵入がほぼ阻止されるので、当該銀めっき部７は、全体として腐食、劣化しにくい。したがって、銀めっき部７は、全体として、外部からのガスによっては腐食、劣化しにくく、その腐食、劣化の程度が極小となる。
【００４１】
銀めっき部７の保護層３の非形成部分には、ＬＥＤベアチップ７から放射された青色光およびＹＡＧ蛍光体１６で波長変換された黄色光が入射する。この入射光は、当該銀めっき部７で反射される。この反射光は、保護層３を通過しない分、光量の損失が低減される。
【００４２】
本実施形態の発光体１Ａによれば、保護層３は、銀めっき部７の表面上に部分的に形成されているので、銀めっき部７が外部からのガスによって腐食されて変色されることを抑制できるとともに、保護層３による銀めっき部７からの反射光の損失を低減することができて、放射光の光量の低下を抑制できるという効果を有する。
【００４３】
なお、本実施形態において、保護層３は、銀めっき部７の表面において連なるように形成しているが、これに限らす、非連続的に形成してもよい。また、保護層３の非形成部分は、目視的に見えにくいように形成されてもよい。
【００４４】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００４５】
本実施形態の照明装置２１は、図６に示すように構成される。なお、図６において、図２と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００４６】
照明装置２１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２２の下端側２２ａに円形の化粧枠２３がリベット２４により取り付けられ、この化粧枠２３に透光性カバー２５が配設されている。化粧枠２３は、その外面２３ａに補強片２６が設けられている。
【００４７】
そして、装置本体２２は、左右両側に装置本体２２を天井面等に固定するための一対の取付けばね２７，２７をリベット２８により取り付けている。また、装置本体２２は、下端側２２ａ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。
【００４８】
また、装置本体２２は、その中間側２２ｂの内部に電源装置２９が配設されている。電源装置２９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４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２２の上面側２２ｃ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３０が配設されている。
【００４９】
本実施形態の照明装置２１は、ＬＥＤベアチップ４からの放射光を反射する銀めっき部７が腐食や劣化しにくい発光体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。
【００５０】
なお、照明装置２１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】
【００５１】
１，１Ａ…発光体、  ２…基板、  ３…保護層、  ４…ＬＥＤベアチップ、  ５…封止樹脂、  １６…蛍光体としてのＹＡＧ蛍光体、  ２１…照明装置、  ２２…装置本体、  ２９…電源装置
【図１】
2013105824.tif 000003
【図２】
2013105824.tif 000004
【図３】
2013105824.tif 000005
【図４】
2013105824.tif 000006
【図５】
2013105824.tif 000007
【図６】
2013105824.tif 000008