(57)【要約】【課題】簡単な構成で良好な放熱性を得ることができる電球形ランプおよび照明器具を提供する。【解決手段】発光モジュール11は、半導体発光素子21を有し、基体13の一端側に配置する。グローブ14は、発光モジュール11を覆って基体13の一端側に取り付ける。口金15は、基体13の他端側に設ける。点灯回路12は、基体13と口金15との間に配置する。高熱伝導性発光材料23は、III−Ｖ族系化合物により形成し、発光モジュール11の半導体発光素子21を覆う位置に配置して、半導体発光素子21からの光を受けて発光する。【選択図】図１
2013239377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体と；
半導体発光素子を有し、基体の一端側に配置された発光モジュールと；
発光モジュールを覆って基体の一端側に取り付けられたグローブと；
基体の他端側に設けられた口金と；
基体と口金との間に配置された点灯回路と；
III−Ｖ族系化合物により形成され、発光モジュールの半導体発光素子を覆う位置に配置され、この半導体発光素子からの光を受けて発光する高熱伝導性発光材料と；
を具備していることを特徴とする電球形ランプ。
【請求項２】
高熱伝導性発光材料は、グローブに配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の電球形ランプ。
【請求項３】
高熱伝導性発光材料は、半導体発光素子を覆って発光モジュールに配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の電球形ランプ。
【請求項４】
ソケットを有する器具本体と；
ソケットに装着される請求項１ないし３いずれか一記載の電球形ランプと；
を具備している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】
本発明の実施形態は、基体の一端側に配置された発光モジュールを有する電球形ランプおよびこれを備えた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体発光素子を用いた電球形ランプは、金属製の基体を備え、この基体に半導体発光素子を有する発光モジュールを配置するとともに、この発光モジュールを覆うグローブを取り付けている。さらに、基体の端部側に点灯回路を配置するとともに口金を取り付けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９６２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体発光素子を用いた電球形ランプは、高出力化に伴い、発光モジュールの発熱量の増加が問題となる。このような電球形ランプの場合、発光モジュールから発生する熱を効率よく逃がすことは非常に重要である。
【０００５】
従来の電球形ランプでは、グローブを貫通する貫通孔を設けるとともに、基体とグローブの頂部（グローブトップ）を接触させることで半導体発光素子の放熱を行うため、ランプの内部に複雑な加工を施す必要があった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、簡単な構成で良好な放熱性を得ることができる電球形ランプおよびこれを備えた照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の電球形ランプは、基体、発光モジュール、グローブ、口金、点灯回路および高熱伝導性発光材料を備える。発光モジュールは、半導体発光素子を有し、基体の一端側に配置されている。グローブは、発光モジュールを覆って基体の一端側に取り付けられている。口金は、基体の他端側に設けられている。点灯回路は、基体と口金との間に配置されている。高熱伝導性発光材料は、III−Ｖ族系化合物により形成され、発光モジュールの半導体発光素子を覆う位置に配置されて、この半導体発光素子からの光を受けて発光する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、III−Ｖ族系化合物により形成され半導体発光素子からの光を受けて発光する高熱伝導性発光材料を、発光モジュールの半導体発光素子を覆う位置に配置することで、この高熱伝導性発光材料が半導体発光素子の発熱あるいは自己の発熱を効率よく分散し、簡単な構成で良好な放熱性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の電球形ランプを示す斜視図である。
【図２】同上電球形ランプの発光モジュールを示す断面図である。
【図３】同上電球形ランプを用いた照明器具である。
【図４】第２の実施形態の電球形ランプを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、第１の実施形態の構成を、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１および図２に示すように、電球形ランプ10は、発光モジュール11、この発光モジュール11に電力を供給する点灯回路12、点灯回路12を内包するとともにランプ軸方向（グローブ14と口金15とを結ぶ方向）の一端側に発光モジュール11を配置する基体13、発光モジュール11を覆って基体13の一端側に取り付けられたグローブ14、および基体13の他端に取り付けられた口金15を備えている。そして、この電球形ランプ10は、ランプ軸方向の長さおよびランプ軸方向に直交する方向の最大外径が一般照明用白熱電球と同等の寸法で、全体として白熱電球の形状に近似した形状に形成されている。
【００１２】
そして、発光モジュール11は、モジュール基板としての円板状の基板18、およびこの基板18の一端側の面に形成された発光部19を有している。
【００１３】
基板18は、例えば金属やセラミックスなどの材料で円形状に形成され、金属の場合には表面に絶縁層が形成されている。この基板18の一端側の面には、一対の電力入力部を有する配線パターンが形成されている。
【００１４】
発光部19は、基板18の一面側に実装された例えばＬＥＤ素子やＥＬ素子などの複数の半導体発光素子21と、これら半導体発光素子21を覆う封止層22とを備えている。本実施形態では、半導体発光素子21として、青色光を発する複数のＬＥＤ素子が用いられ、これら複数のＬＥＤ素子が基板18に実装されて配線パターンの電力入力部に対し直列または並列に電気接続されている。また、封止層22は、高熱伝導性発光材料23が混入された透明樹脂製であり、半導体発光素子21を覆うように基板18の一面に塗布されて形成されている。この高熱伝導性発光材料23は、例えばＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、あるいはＡｌＮなどの、半導体発光素子21の発光波長よりも短い発光波長を有するIII−Ｖ族系化合物(III−Ｖ族系半導体)であり、例えば黄色発光系のものが用いられる。また、この高熱伝導性発光材料23は、封止層22全体に均一に分散している。そして、この封止層22により、複数の半導体発光素子21が一体に封止されている。
【００１５】
また、点灯回路12は、点灯回路基板としてのランプ軸方向に長い長方形状の基板25、およびこの基板25に実装された複数の電子部品を備えている。そして、点灯回路12は、商用交流電源を整流平滑する整流平滑回路、および整流平滑された電源電圧を所定の電源電圧に変換して半導体発光素子21に供給する電源電圧変換回路などを有している。電子部品には、整流平滑回路のダイオードおよび平滑コンデンサ、電源電圧変換回路のインダクタ、スイッチング素子、ダイオード、抵抗、コンデンサなどが含まれている。
【００１６】
基板25の他端側には口金15に接続される一対のリード線27が接続され、基板25の一端側には発光モジュール11と接続される一対の端子が実装されている。これら端子は、基板18の配線パターンの電力入力部に図示しないリード線などによって電気的に接続される。
【００１７】
また、基体(筐体)13は、例えば樹脂、あるいは金属などにより有蓋円筒状に形成されている。この基体13の一端側の面には、発光モジュール11の基板18を配置する搭載面28が形成され、この搭載面28には点灯回路12の一対の端子と電気的に接続されるリード線が挿通される図示しない開口が形成されている。また、基体13の他端側からは一対のリード線27が導出されている。
【００１８】
また、グローブ14は、透明な樹脂材料や、透光性および光拡散性を有する樹脂材料で形成されている。グローブ14は、中空状の球形部31、およびこの球形部31から他端側に向けて延設された円筒状のくびれ部32を有している。くびれ部32には球形部31内に連通するとともに他端側へ向けて開口された開口部33が形成されている。そして、この開口部33の周縁が、発光モジュール11の基板18の周縁にて基体13の搭載面28に当接して固定される固定部となっている。
【００１９】
また、口金15は、例えばＥ２６形などの一般照明電球用のソケットに接続可能なもので、周面に沿ってねじ山が形成されたシェル、シェルの他端側の面に設けられた絶縁部、および絶縁部の頂部に設けられたアイレットを有している。そして、口金15を基体13に取り付ける際に、一対のリード線27のうちの一方のリード線27がシェルに接続され、他方のリード線27がアイレットに接続される。
【００２０】
そして、電球形ランプ10を組み立てるには、予め成形した基体13に点灯回路12を挿入して固定するとともに、この基体13の搭載面28に発光モジュール11の基板18を搭載する。このとき、点灯回路12の一対の端子と電気的に接続されるリード線を搭載面28の開口から導出し、基板18の配線パターンと電気的に接続する。これにより、点灯回路12と発光モジュール11の複数の半導体発光素子21とが電気的に接続される。
【００２１】
さらに、発光モジュール11を搭載した基体13の一端側をグローブ14の開口部33に挿入し、グローブ14の開口部33の周縁を基板18の周囲にて搭載面28に密着させて固定する。この状態で、基体13とグローブ14とが位置決めされ、グローブ14の内部に基板18が収容される。
【００２２】
一方、基体13の他端側に導出されている一対のリード線27を口金15に電気的に接続するとともに、基体13の他端側に口金15を取り付ける。
【００２３】
また、図３には、電球形ランプ10を使用するダウンライトである照明器具45を示す。この照明器具45は、器具本体46を有し、この器具本体46内に電球形ランプ10の口金15（図１）を接続するソケット47、および電球形ランプ10から放射される光を反射させる反射体48が配置されている。
【００２４】
そして、図１ないし図３に示すように、交流電源がソケット47から電球形ランプ10の口金15を通じて点灯回路12に供給されることにより、点灯回路12により変換された直流電力が発光モジュール11の複数の半導体発光素子21に供給され、これら半導体発光素子21が点灯する。これら半導体発光素子21から放射される一次発光を受けて、これら半導体発光素子21を覆う封止層22に含まれる高熱伝導性発光材料23が発光し、半導体発光素子21から放射される一次発光と高熱伝導性発光材料23の発光とが混色された例えば白色の二次発光が発光部19の表面から放射され、グローブ14を透過して外部に照射される。
【００２５】
電球形ランプ10の点灯時において、複数の半導体発光素子21および高熱伝導性発光材料23が発生する熱は、高熱伝導性発光材料23により発光部19の表面全体から効率よく分散される。また、この熱の一部は、基板18から基体13に熱伝導されるとともにさらに基体13からグローブ14や口金15に熱伝導され、基体13、グローブ14および口金15から外部に放熱される。
【００２６】
このように、III−Ｖ族系化合物により形成され半導体発光素子21からの光を受けて発光する高熱伝導性発光材料23を、発光モジュール11の半導体発光素子21を覆う位置、本実施形態では発光モジュール11の封止層22に配置することで、この高熱伝導性発光材料23が半導体発光素子21の発熱を効率よく分散し、例えばグローブ14や基体13などに放熱用の貫通孔を設けるなどの別途の加工などを施すことなく、簡単な構成で良好な放熱性を得ることができる。
【００２７】
しかも、高熱伝導性発光材料23となるIII−Ｖ族系化合物（III−Ｖ族系半導体）は、従来半導体発光素子21の製造の際に廃棄されていた、いわゆるくずチップを用いることができるため、無駄をなくして資源を有効活用でき、安価に製造できる。
【００２８】
そして、このような電球形ランプ10を備えることで、簡単な構成で良好な放熱性を有し、かつ、低コストの照明器具45を提供できる。
【００２９】
次に、図４に、第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成および作用効果は、同じ符号を用いてその説明を省略する。
【００３０】
グローブ14には、高熱伝導性発光材料23が配置されている。このグローブ14は、高熱伝導性発光材料23が混入された透明樹脂により直接成形してもよいし、透明な樹脂材料や、透光性および光拡散性を有する樹脂材料で形成し、高熱伝導性発光材料23が混入された透明樹脂を表面全体に塗布してもよい。この高熱伝導性発光材料23は、グローブ14の全体に均一に分散しており、したがって発光モジュール11の半導体発光素子21を覆う位置に配置されている。
【００３１】
また、発光モジュール11は、基板18上に半導体発光素子21が実装されて構成されている。
【００３２】
そして、交流電源がソケット47から電球形ランプ10の口金15を通じて点灯回路12に供給されることにより、点灯回路12により変換された直流電力が発光モジュール11の複数の半導体発光素子21に供給され、これら半導体発光素子21が点灯する。これら半導体発光素子21から放射される一次発光が発光部19の表面から放射され、グローブ14に入射する。このグローブ14に含まれる高熱伝導性発光材料23は、入射した一次発光を受けて発光し、半導体発光素子21から放射される一次発光と高熱伝導性発光材料23の発光とが混色された例えば白色の二次発光がグローブ14から外部に照射される。
【００３３】
電球形ランプ10の点灯時において、高熱伝導性発光材料23が発生する熱は、高熱伝導性発光材料23によりグローブ14の表面全体から効率よく分散される。また、複数の半導体発光素子21が発生する熱は、基板18から基体13に熱伝導されるとともにさらに基体13からグローブ14や口金15に熱伝導され、基体13、グローブ14および口金15から外部に放熱される。
【００３４】
このように、III−Ｖ族系化合物により形成され半導体発光素子21からの光を受けて発光する高熱伝導性発光材料23を、発光モジュール11の半導体発光素子21を覆う位置、本実施形態ではグローブ14に配置することで、この高熱伝導性発光材料23が自己の発熱を効率よく分散し、例えばグローブ14や基体13などに放熱用の貫通孔を設けるなどの別途の加工などを施すことなく、簡単な構成で良好な放熱性を得ることができる。
【００３５】
しかも、グローブ14は、外面が直接外気（冷却流体）と触れるだけでなく、表面積を広く設定することが可能であるため、このグローブ14に高熱伝導性発光材料23を配置することで、より効果的な放熱が可能になる。
【００３６】
さらに、グローブ14に配置した高熱伝導性発光材料23が半導体発光素子21からの一次発光を受けて発光するため、半導体発光素子21からの一次発光を受けて励起されて発光する蛍光体などを備えた封止層を発光モジュール11に形成する必要がなく、発光モジュール11の製造性も向上できる。
【００３７】
なお、上記各実施形態において、高熱伝導性発光材料23となるIII−Ｖ族系化合物は、半導体発光素子21からの一次発光との補色によって二次発光として所望の発光色が得られるように任意に選択できる。
【００３８】
また、発光モジュールを基板と半導体発光素子とを用いて構成する場合、基板に凹部を形成し、この凹部の底部に半導体発光素子を配置するとともに、凹部の全体または凹部の内周壁に高熱伝導性発光材料を配置するようにしてもよい。
【００３９】
また、高熱伝導性発光材料23は、合成樹脂に混入して塗布するだけでなく、直接粒状としたり、粉末状としたりして直接付着させてもよい。
【００４０】
また、口金15は、ねじ込み形、差込みピン形、回転ラッチ形など、どのようなものでもよい。
【００４１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
10    電球形ランプ
11    発光モジュール
12    点灯回路
13    基体
14    グローブ
15    口金
21    半導体発光素子
23    高熱伝導性発光材料
45    照明器具
46    器具本体
47    ソケット
【図１】
2013239377.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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