(57)【要約】【課題】  基板上の金属メッキが変色しにくい発光装置およびこの発光装置を具備する照明装置を提供する。【解決手段】  発光装置１は、金属メッキされた基板２と、基板２の金属メッキされた一面２ａ側に実装された発光素子３と、発光素子３を封止するように設けられた透光性樹脂５と、透光性樹脂５の表面５ａ上に形成された透光性樹脂５よりもガス透過率の低くケイ素を主成分とする膜厚１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の透光性の保護層６とを具備している。【選択図】図２
2013207121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属メッキされた基板と；
この基板の金属メッキされた一面側に実装された複数の発光素子と；
複数の発光素子を封止するように設けられた透光性樹脂と；
この透光性樹脂の表面上に形成された透光性樹脂よりもガス透過率の低く主成分がケイ素からなる膜厚が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である保護層と；
を具備していることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
複数の発光素子を包囲するように基板の一面側に設けられた枠部を有し、
透光性樹脂は、枠部の内側に充填されるように設けられており、
保護層は、枠部と透光性樹脂との界面を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
枠部は、樹脂材料で形成されており、
保護層は、外部に露出する枠部全体を覆うように形成されていることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一記載の発光装置と；
この発光装置を配設している装置本体と；
発光装置の発光素子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、発光素子を用いた発光装置およびこの発光装置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、表面側に樹脂層を有する金属ベース基板の一面に発光素子を複数並設するとともに、発光装置が混じられたシリコーン樹脂等の透光性樹脂を充填して、この封止樹脂で各発光素子を埋設したＣＯＢ(chip  on  board)型の発光装置が用いられている。この発光装置には、基板の樹脂層上に銀メッキをして、発光素子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１参照。）。
【０００３】
しかし、銀メッキは、時間が経過するにつれて変色し、反射率が低下して、発光装置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メッキを腐食し、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。
【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）
【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、基板や樹脂を包囲している枠部との界面で剥離しやすいという問題がある。
【０００６】
本実施形態は、基板上の金属メッキが変色しにくい発光装置およびこの発光装置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】
本実施形態の発光装置は、基板、発光素子、透光性樹脂および保護層を有して構成される。
【０００８】
基板は、金属メッキされて、その金属メッキされた一面側に発光素子を実装している。透光性樹脂は、複数の発光素子を封止するように枠部内に充填される。そして、保護層は、透光性樹脂の表面上に形成される。保護層は、透光性樹脂よりもガス透過率が低いもので主成分がケイ素からなるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、透光性樹脂の表面上に、透光性樹脂よりもガス透過率が低く主成分がケイ素からなる膜厚１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下の保護層が形成されているので、外部からのガスが保護層を透過して透光性樹脂に侵入しにくくなるとともに、光取出し効率も低下し難くなることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す発光装置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装置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】
【００１１】
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。
【００１２】
本実施形態の発光装置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、発光素子３、枠部４、透光性樹脂５および保護層６を有して形成されている。
【００１３】
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７が形成されている。絶縁層７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７の表面に、例えば厚さ１０μｍの金属メッキ部８が設けられている。金属メッキ部８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、金属メッキ部８が形成されるように金属メッキされている。
【００１４】
金属メッキ部８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８の両端側には、一対の配線パターン９，９が形成されている。配線パターン９，９は、例えば厚さ１０μｍの銅（Ｃｕ）箔からなり、金属メッキ部８と同様、絶縁層７の表面に形成されている。そして、配線パターン９，９は、基板２の一端部側に設けられた雌コネクタ１０に電気接続されている。雌コネクタ１０は、発光素子３に電力を供給する図示しない電源装置に接続される。
【００１５】
発光素子３は、複数個からなり、金属メッキ部８の表面８ａ側に実装されている。すなわち、発光素子３は、基板２の金属メッキされた一面２ａ側に実装されている。発光素子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８の銀メッキ層の表面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。
【００１６】
電極１３，１４は、隣かつ列状の発光素子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発光素子３の電極１３は、一対の配線パターン９，９の一方にワイヤボンディングされ、列状の図中最右端の発光素子３の電極１４は、一対の配線パターン９，９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、複数個の発光素子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９，９に電気接続されている。
【００１７】
そして、基板２の絶縁層７上には、発光素子３を包囲するように、所定の幅を有する枠部４が形成されている。枠部４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４は、基板２上に雌コネクタ１０を実装する前に、例えば、塗布及び硬化により形成されている。枠部４の基板２の一面２ａからの高さは、３００〜６００μｍであり、その内側が発光素子３の収納部となっている。
【００１８】
図２において、透光性樹脂５は、例えば透光性のシリコーン樹脂からなり、枠部４の内側に充填されて、各発光素子３を封止している。すなわち、発光素子３およびボンディングワイヤ１５は、透光性樹脂５により封止されている。透光性樹脂５の表面５ａは、平坦状となっている。
【００１９】
そして、透光性樹脂５は、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、発光素子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１６は、発光素子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、発光素子３から放射された青色光とが混合して透光性樹脂５の表面５ａから保護層６を介して外方に出射されることにより、発光装置１から白色光が放射しているように見える。
【００２０】
保護層６は、透光性樹脂５の表面５ａ上に積層されている。保護層６は、透光性樹脂５よりもガス透過率が低いものであり、例えば二酸化ケイ素からなる透光性のガラス層からなっている。そして、この保護層６は、透光性樹脂５の表面５ａ上にプラズマＣＶＤ法等の蒸着によって形成する。
【００２１】
このような保護層６は、膜厚が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下となるように形成されている。すなわち、膜厚が１０ｎｍ以上であれば水蒸気透過率が高くなるため、外部からのガス成分の遮蔽効果も高くなることが期待できるが、１０ｎｍ以下であるとガス成分の遮蔽効果が期待できないとともに、薄膜であるため外部からの衝撃に対して破損しやすくなる。本実施形態における保護層６は、外部に露出するように配設されるため、強度についても確保する必要がある。また、膜厚は、厚くなるほど遮蔽効果が高まり、かつ、破損等の虞も低下するが、膜自体の透過率は１００％ではないため、肉厚になるほど膜自体の色味が増し、結果として着色したようになってしまうため光取出し効率が低下してしまう。また、本実施形態のようにプラズマＣＤＶ等の蒸着工程の場合、一度の蒸着作業によって膜状に形成できる膜厚は限界があり、厚膜化しようとすると幾度も膜形成工程を実施することになる。また、蒸着工程における真空状態も長時間維持しておく必要もある。ゆえに、厚膜化することは、製造上も煩雑、かつ、コスト高をまねいてしまうことにもなる。したがって、保護層の膜厚は５００ｎｍ以下となることが好適である。
【００２２】
そして、保護層６は、図３に示すように、枠部４と透光性樹脂５との界面１７を覆うとともに、枠部４の頂部４ａ側及び透光性樹脂５が充填されていない側である外側４ｂを覆うように形成さえている。これにより、外部からのガスが枠部４の界面１７から透光性樹脂５側に侵入しにくくなっていることに加え、枠部４の外側４ｂから浸入するガス成分も遮蔽することができる。
【００２３】
なお、保護層６の表面６ａは、発光装置１の発光面となっている。また、図１において、枠部４の外側の基板２上には、白色のレジスト１８が塗布されている。
【００２４】
次に、第１の実施形態の作用及び効果について述べる。
【００２５】
発光装置１は、その雌コネクタ１０に電源装置から電力が供給されると、発光素子３に所定の電流が流れる。発光素子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５を透過し、透光性の保護層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、透光性樹脂５および保護層６を透過して外方に出射される。
【００２６】
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７に入射して反射される。そして、透光性樹脂５に入射した当該反射光は、その一部が透光性樹脂５および保護層６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、発光装置１から白色光が放射される。
【００２７】
そして、透光性樹脂５よりもガス透過率の低く、膜厚が１０ｎｍ以上５００ｎｍ以上（本実施形態では５０ｎｍ）である透過率の高い酸化ケイ素からなる保護層６が透光性樹脂５の表面５ａ上に形成されているので、透光性樹脂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ともに、発光素子１から放射された光又は透光性樹脂の蛍光体１６によって変換された光の取出し効率が保護層６を設けたことによって大きく損なわれることがない。
【００２８】
また、保護層６は、枠部４と透光性樹脂５との界面１７を覆うように形成されているので、外部からのガスが枠部４の表面側から透光性樹脂５内に侵入しにくくなっている。さらに、保護層６は、枠部４の外側４ｂも覆うように形成されているため、枠部４自体を外部からガス成分が透過して透光性樹脂５や金属メッキ部７に侵入し難くなっている。これらにより、金属メッキ部７は、外部からのガスによって劣化や腐食されにくくなり、時間が経過しても、発光素子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。これにより、発光装置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。
【００２９】
さらに、枠部４は、ガス透過性を気にすることなく所望の樹脂を用いて形成することができる。これは、例えば、枠部４の反射率を高めたい場合には、光反射率の高い樹脂を用い、又は形状を安定させたい場合には塗布性又はチクソ性の良い樹脂を用い、さらにまた、基板２との接着性が高い樹脂を用いるなど、所望の特性を選択する場合にガス透過性を考慮することがないため、枠部４を形成する場合の選択の幅を広げることができるものである。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００３１】
本実施形態の照明装置２１は、図４に示すように構成される。なお、図４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。
【００３２】
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。
【００３３】
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
【００３４】
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に示す発光装置１を回転対称に４個配設している。
【００３５】
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、発光装置１の発光素子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。
【００３６】
本実施形態の照明装置２１は、発光素子３が実装される金属メッキ部７が腐食や劣化しにくい発光装置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。
【００３７】
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、発光装置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】
【００３８】
１…発光装置、２…基板、３…発光素子、５…透光性樹脂、６…保護層、２１…照明装置
【図１】
2013207121.tif 000003
【図２】
2013207121.tif 000004
【図３】
2013207121.tif 000005
【図４】
2013207121.tif 000006