(57)【要約】【課題】  気密性を一層向上でき、過酷な環境下でも長寿命化を実現できる発光装置を提供する。【解決手段】発光装置１において、光源としてのＬＥＤ１０が搭載される基板２と、ＬＥＤ１０の周囲を基板２との間で封止するための蓋体３とを設ける。基板２の上面２Ａに凹部２０を形成し、蓋体３を凹部２０内に収容する。基板２および蓋体３の接合面を封止材５で封止する。  【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光装置において、
光源が搭載される基板と、
前記光源の周囲を前記基板との間で封止するための蓋体とを備え、
前記基板および蓋体の少なくともいずれか一方に凹凸形状を設け、当該凹凸形状を介して前記蓋体を前記基板に接合するようにした、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記基板および蓋体の接合面が、互いに交差する少なくとも２つの面から構成されている、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記蓋体が平板状部材であり、前記基板が前記平板状部材の端部を収容する凹段差部を有している、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記蓋体が前記基板の側に折れ曲がる折曲げ部を有しており、前記基板が前記蓋体の前記折曲げ部を収容する凹部を有している、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記基板および蓋体の接合面が封止材で封止されている、
ことを特徴とする発光装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記蓋体が透光性部材であり、前記透光性部材がその内部または表面に蛍光体を有している、
ことを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関し、詳細には、発光装置において気密性を向上させるための構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ照明装置として、たとえば特開２０１１−７１４０７号公報に示すようなものが提案されている。同公報に記載のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤチップが搭載されるとともに上面が金属メッキされた基板と、基板上においてＬＥＤチップを取り囲むように設けられるとともに表面が金属メッキされた反射板と、基板に対向配置され、反射板に隙間なく接着されるガラス板とを有しており、基板、反射板およびガラス板で囲まれた封止領域には封止樹脂が充填されている（同公報の段落［００４０］〜［００４２］および図１参照）。
【０００３】
上記公報によれば、封止領域がガラス板によって封止されることで、雰囲気ガスが遮断され、基板および反射板の金属メッキがガスにより劣化するのが防止されると記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記公報に記載のものでは、ガラス板の平坦状の下面が反射板の平坦状の上面に接着されており、そのため、一方向からの外力に弱く、たとえば接合面に対してせん断方向の力が作用するだけで、接合面にクラックが発生したり、接合面が剥離を起こしたりして、封止領域に雰囲気ガスが侵入する恐れがある。また、反射板が截頭錐体状の断面形状を有していることと相俟って、ガラス板および反射板の接合面が非常に狭くなっており、そのため、接合面の接合強度が弱く、外力の作用に対して接合面にクラックや剥離が発生しやすいといえる。したがって、上記従来の構造では、気密性が十分であるとはいえなかった。
【０００５】
その一方、近年、ＬＥＤ照明装置のアプリケーションとして、製鉄所や鋳物工場、鉄工所等のような高温多湿のガス雰囲中での使用の要請があり、このような過酷な環境下では、装置内部への雰囲気ガスや湿気の侵入を確実に喰い止めて金属や蛍光体の劣化を確実に防止することができるような十分な気密性が要求される。
【０００６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、気密性を一層向上でき、過酷な環境下でも長寿命化を実現できる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る発光装置は、光源が搭載される基板と、光源の周囲を基板との間で封止するための蓋体とを備えており、基板および蓋体の少なくともいずれか一方に凹凸形状を設け、当該凹凸形状を介して蓋体を基板に接合するようにしている（請求項１参照）。
【０００８】
本発明によれば、基板および蓋体の少なくともいずれか一方に凹凸形状が設けられ、当該凹凸形状を介して蓋体が基板に接合されているので、一方向からの外力が作用しただけでは、接合面にクラックや剥離が発生しにくくなっている。たとえば、接合面に対してせん断方向の力が作用しただけでは、凹凸形状部分が互いに干渉し合うことになるため、接合面の接合状態を維持できる。また、凹凸形状を設けることにより、接合面を広くすることで接合面の接合強度を向上できるとともに、装置の内外部間において接合面に沿った経路（つまり雰囲気ガスの侵入経路）を長くすることで、装置外部の雰囲気ガスの装置内部への侵入をより確実に防止できるようになる。このようにして、気密性を一層向上でき、過酷な環境下でも長寿命化を実現できる。
【０００９】
本発明では、基板および蓋体の接合面が、互いに交差する少なくとも２つの面から構成されている（請求項２参照）。
【００１０】
本発明では、蓋体が平板状部材であり、基板が平板状部材の端部を収容する凹段差部を有している（請求項３参照）。
【００１１】
本発明では、蓋体が基板の側に折れ曲がる折曲げ部を有しており、基板が蓋体の折曲げ部を収容する凹部を有している（請求項４参照）。
【００１２】
本発明では、基板および蓋体の接合面が封止材で封止されている（請求項５参照）。
【００１３】
本発明では、蓋体が透光性部材であり、透光性部材がその内部または表面に蛍光体を有している（請求項６参照）。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明に係る発光装置によれば、基板および蓋体の少なくともいずれか一方に凹凸形状を設け、当該凹凸形状を介して蓋体を基板に接合するようにしたので、一方向からの外力が作用しただけでは、接合面にクラックや剥離が発生しにくくなっており、これにより、接合面の接合状態を維持できる。また、凹凸形状を設けることにより、接合面を広くすることで接合面の接合強度を向上できるとともに、装置の内外部間において接合面に沿った経路（つまり雰囲気ガスの侵入経路）を長くすることで、装置外部の雰囲気ガスの装置内部への侵入をより確実に防止できるようになる。このようにして、気密性を一層向上でき、過酷な環境下でも長寿命化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例による発光装置の全体斜視図である。
【図２】前記発光装置（図１）の平面図である。
【図３】図２のIII-III線断面図である。
【図４】図３の一部拡大図である。
【図５】本発明の変形例による発光装置の全体斜視図である。
【図６】前記発光装置（図５）の平面図である。
【図７】図６のVII-VII線断面図である。
【図８】図７の一部拡大図である。
【図９】本発明の他の変形例による発光装置の端部縦断面図であって、前記実施例の図４に相当する図である。
【図１０】本発明のさらに他の変形例による発光装置の端部縦断面図であって、前記実施例の図４に相当する図である。
【図１１】本発明の別の変形例による発光装置の端部縦断面図であって、前記実施例の図４に相当する図である。
【図１２】本発明のさらに別の変形例による発光装置の端部縦断面図であって、前記実施例の図４に相当する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図４は、本発明の一実施例による発光装置を説明するための図である。ここでは、光源ユニットとして、ＬＥＤ光源ユニットを例にとる。
【００１７】
図１ないし図４に示すように、発光装置１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）１０が搭載される基板２と、ＬＥＤ１０の周囲を基板２との間で封止するための蓋体３とを備えている。発光装置１として、ここでは、平面視矩形状のものを例にとる。なお、以下の説明文中、上下とは、図１、図３および図４の上方および下方（また図２の紙面手前側および紙面奥側）をそれぞれ指している。
【００１８】
蓋体３は、矩形状の平板状部材であって、光透過性を有する透光性プレート（たとえば透明ガラス板または透明セラミック板等）から構成されている。蓋体３の上面３Ａは、ＬＥＤ１０から出射されて蓋体３内部を通過した光が出射される出射面であり、下面３Ｂは、ＬＥＤ１０からの光が入射される入射面である。
【００１９】
基板２は上方に開口する扁平な箱状部材であって、たとえばアルミニウム、銅、セラミック等から構成されている。基板２の下部閉塞側の底壁部には、ＬＥＤ１０を収容するための内部空間Ｓが形成されている。内部空間Ｓ内には、複数のＬＥＤ１０がたとえばマトリクス状に配置されている。基板２上においてＬＥＤ１０からの出射光の反射面には、金属メッキ（たとえば銀メッキ等）が施されている。基板２の上部開口側の上面２Ａには、蓋体３の外周端部を収容するための凹部（凹段差部）２０が蓋体３の外周端部に対応する領域に形成されている。
【００２０】
凹部２０は、蓋体３の下面３Ｂの端部側部分が載置される載置面２０Ｂと、載置面２０Ｂから上方に立ち上がるとともに、当該凹部２０に収容された蓋体３の外周端面３Ｃと対向する壁面２０Ｃとを有している。壁面２０Ｃの高さは、蓋体３の板厚に応じて適宜設定されるが、たとえば蓋体３の板厚よりも高くしておくことによって、蓋体３の上面３Ａを基板２の上面２Ａよりも沈ませることができ、これにより、装置の組立後に蓋体３の外周端面３Ｃに外力が作用するのを回避できる。なお、図３および図４では、基板２の凹部２０の壁面２０Ｃと蓋体３の外周端面３Ｃとの間の間隙をやや誇張して描いている。
【００２１】
基板２の凹部２０に蓋体３を収容して接合する際の基板２および蓋体３の接合面は、基板２の凹部２０の載置面２０Ｂおよび壁面２０Ｃと、蓋体３の下面３Ｂの端部側部分および外周端面３Ｃとから構成されている。すなわち、基板２および蓋体３の接合面は、凹部２０の載置面２０Ｂおよび蓋体３の下面３Ｂに沿って延びる第１の面と、凹部２０の壁面２０Ｃおよび蓋体３の外周端面３Ｃに沿って延びる第２の面とから構成されており、第１および第２の面は互いに直交している。
【００２２】
基板２の凹部２０の壁面２０Ｃと蓋体３の外周端面３Ｃとの間の間隙には、封止材５が充填されている。図４では明確に表れていないが、封止材５は、凹部２０の載置面２０Ｂおよび蓋体３の下面３Ｂの合わせ面の間にも充填されており、基板２および蓋体３の接合面は、封止材５によって封止されている。基板２の凹部２０の載置面２０Ｂの長さｗは、雰囲気ガスの侵入経路を長くするという観点からは長い方が好ましい。また、封止材５としては、たとえばＵＶ（紫外線）硬化樹脂やセラミックインク等が用いられる。一方、基板２の内部空間Ｓには、蛍光体を含む封止材（図示せず）が充填されている。
【００２３】
なお、図１中の符号１５は、発光装置１を電源（または別の発光装置１）に接続するための接続用パッドである。
【００２４】
上述のように構成される発光装置１によれば、基板２の上部開口側の上面２Ａに凹部２０を設け、当該凹部２０に蓋体３の外周端部を収容することにより、基板２の凹部２０を介して蓋体３が基板２に接合されるので、接合面に一方向からの外力が作用しただけでは、接合面にクラックや剥離が発生しにくくなっている。たとえば、接合面の第１の面（つまり凹部２０の載置面２０Ｂおよび蓋体３の下面３Ｂに沿って延びる面）に対してせん断方向の力が作用しただけでは、蓋体３の外周端面３Ｃおよび基板２の凹部２０の壁面２０Ｃが互いに干渉し合う向きに力が作用することになるので、接合面の接合状態を維持できる。また、基板２に凹部２０を設けたことにより、接合面が広くなって接合面の接合強度を向上できるばかりでなく、装置の内外部間において接合面に沿った経路（つまり雰囲気ガスの侵入経路）が長くなって、装置外部の雰囲気ガスの装置内部への侵入を防止できる。
このようにして、気密性を一層向上でき、過酷な環境下でも長寿命化を実現できる。
【００２５】
以上、本発明に好適な実施例について説明したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、本発明には種々の変形例が含まれる。以下に変形例のいくつかの例を挙げておく。なお、各変形例を示す図面において、前記実施例と同一符号は同一または相当部分を示している。
【００２６】
〔第１の変形例〕
前記実施例では、基板２および蓋体３の接合面が、凹部２０の載置面２０Ｂおよび蓋体３の下面３Ｂに沿って延びる第１の面と、凹部２０の壁面２０Ｃおよび蓋体３の外周端面３Ｃに沿って延びる第２の面とから構成されるとともに、第１、第２の面が互いに直交している例を示したが、第１、第２の面は厳密に直交している必要はなく、第１、第２の面は鋭角または鈍角で交差していてもよい。これらの場合には、直交している場合よりも凹部２０の封止領域が拡がるので、接合面の接合強度をさらに向上できる。また、凹部２０の壁面２０Ｃと蓋体３の外周端面３Ｃとが互いに平行でなく角度をもって交差する向きにそれぞれ配設するようにした場合には、凹部２０に充填される封止材５の装置外部への露出面積を調整できるようになる。
【００２７】
〔第２の変形例〕
前記実施例および前記第１の変形例では、基板２および蓋体３の接合面が、第１および第２の面という２つの面から構成された例を示したが、本発明の適用はこれには限定されず、３つ以上の面から接合面を構成するようにしてもよい。たとえば、基板２の凹部２０内に別の凹部をさらに設けるようにすれば、接合面が３つ以上の面から構成されることになる。なお、その場合、基板２の二重の凹部形状に対応する凸部形状を蓋体３の下面に設ける必要がある。
【００２８】
〔第３の変形例〕
前記実施例では、蓋体３が平板状部材から構成された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。図５ないし図８は、本発明の第３の変形例による発光装置を示している。
【００２９】
これらの図に示すように、蓋体３は、その端部から下方に折れ曲がる折曲げ部３０を有している。ここでは、折曲げ部３０が、蓋体３の上下面３Ａ、３Ｂに直交しつつ折り曲げられた例を示している。また、折曲げ部３０は、好ましくは、蓋体３の端部の全周にわたって途切れることなく延設されている。一方、基板２の上面２Ａには、蓋体３の折曲げ部３０を収容するための凹溝部（凹部）２０’が蓋体３の折曲げ部３０に対応する領域に形成されている。なお、ここでは、蓋体３の上面３Ａが基板２の外周側の上面２Ａｏから上方に突出した例を示しているが、蓋体３の上面３Ａは、基板２の外周側の上面２Ａｏと面一にまたはこれよりも下方に沈み込むように設けてもよい。
【００３０】
基板２の凹部２０’に蓋体３の折曲げ部３０を収容して接合する際の基板２および蓋体３の接合面は、基板２の内周側の上面２Ａｉと、基板２の凹部２０’の各立壁面２０’Ｃ、２０’Ｄおよび底壁面２０’Ｅと、蓋体３の下面３Ｂの端部側部分と、蓋体３の折曲げ部３０の外側面３０Ｃ、内側面３０Ｄおよび下面３０Ｅとから構成されている。すなわち、基板２および蓋体３の接合面は、基板２の内周側の上面２Ａｉおよび蓋体３の下面３Ｂに沿って延びる第１の面と、凹部２０’の立壁面２０’Ｄおよび蓋体３の折曲げ部３０の内側面３０Ｄに沿って延びる第２の面と、凹部２０’の底壁面２０’Ｅおよび折曲げ部３０の下面３０Ｅに沿って延びる第３の面と、凹部２０’の立壁面２０’Ｃおよび折曲げ部３０の外側面３０Ｃに沿って延びる第４の面とから構成されており、隣り合う各面は互いに直交している。
【００３１】
基板２の凹部２０’と蓋体３の折曲げ部３０との間の間隙には、封止材５が充填されている。図８では明確に表れていないが、封止材５は、基板２の内周側の上面２Ａｉおよび蓋体３の下面３Ｂの合わせ面の間、ならびに凹部２０’の立壁面２０’Ｄおよび蓋体３の折曲げ部３０の内側面３０Ｄの合わせ面の間にも充填されており、基板２および蓋体３の接合面は、封止材５によって封止されている。
【００３２】
この第３の変形例においては、基板２の上面２Ａに凹溝部２０’を設け、当該凹溝部２０’に蓋体３の折曲げ部３０を収容することにより、基板２の凹溝部２０’を介して蓋体３が基板２に接合されているので、接合面に一方向からの外力が作用しただけでは、接合面にクラックや剥離が発生しにくくなっている。たとえば、接合面の第１の面（つまり基板２の内周側の上面２Ａｉおよび蓋体３の下面３Ｂに沿って延びる面）および第３の面（つまり凹部２０’の底壁面２０’Ｅおよび折曲げ部３０の下面３０Ｅに沿って延びる面）に対してせん断方向の力が作用すると、当該折曲げ部３０と逆側に対向配置された折曲げ部３０がこれを収容する凹溝部２０’と干渉することによって、折曲げ部３０の凹溝部２０’内での移動が規制されるので、接合面の接合状態を維持できる。また、基板２に凹溝部２０’を設けたことにより、接合面が広くなって接合面の接合強度を向上できるばかりでなく、装置の内外部間において接合面に沿った経路（つまり雰囲気ガスの侵入経路）が長くなって、装置外部の雰囲気ガスの装置内部への侵入を防止できるようになる。
このようにして、気密性を一層向上でき、過酷な環境下でも長寿命化を実現できる。
【００３３】
〔第４の変形例〕
前記第３の変形例では、折曲げ部３０が蓋体３の上下面３Ａ、３Ｂに直交しつつ下方に折り曲げられた例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。図９は、本発明の第４の変形例を示している。
【００３４】
図９に示すものでは、蓋体３の端部に設けられる折曲げ部３０’が下方に湾曲しつつ延びている。折曲げ部３０’の下部は、基板２の凹部２０’内に係合しており、凹部２０’は封止材５で封止されている。また、同図に示す例では、蓋体３の中央部を周辺部よりも厚肉にしており、これにより、蓋体３の配光特性を変更できる。
【００３５】
〔第５の変形例〕
前記実施例および前記第１ないし第４の変形例では、蓋体３またはその折曲げ部３０、３０’を収容する凹部を基板２に別途形成するようにした例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。図１０は、本発明の第５の変形例を示している。
【００３６】
図１０に示すものでは、蓋体３のやや中央側領域には、下面３Ｂから下方に凸状に膨出する膨出部（凸部）３１が設けられている。膨出部３１は基板２の内部空間Ｓに収容されており、膨出部３１の外周面３１Ｃは、内部空間Ｓを画成する立壁面２Ｃに係合している。
【００３７】
〔第６の変形例〕
前記実施例および前記第１ないし第５の変形例では、基板２の内部空間Ｓに充填される封止材が蛍光体を含んでいる例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。封止材として蛍光体を含まないものを用い、蓋体３の下面３Ｂまたは膨出部３１の下面３１Ｂに蛍光材を塗布したり、蛍光材を含有する蛍光フィルムを装着したりするようにしてもよい。または、蓋体３の製造時にその内部に蛍光体を含有させるようにしてもよい。あるいは、図１１に示すように、蓋体３を２枚のガラス板３５、３６から構成して各ガラス板３５、３６の間に蛍光フィルム３７を挟み込むようにしてもよい。
【００３８】
これらいずれの場合においても、蓋体３の外周端面３Ｃ、ならびに各ガラス板３５、３６および蛍光フィルム３７の各外周端面が封止材５で封止されていることにより、装置外部の雰囲気ガスの装置内部への侵入を阻止でき、これにより、蛍光材の劣化を防止できる。なお、蛍光フィルム３７は複数枚を重ねて用いるようにしてもよく、これにより、照明光として様々な色光を実現できる。
【００３９】
〔第７の変形例〕
前記実施例および前記第１ないし第６の変形例では、基板２の内部空間Ｓが封止材で封止される例を示したが、本発明の適用はこれに限定されず、内部空間Ｓには封止材が充填されておらず、内部空間Ｓが単なる空間領域であってもよい。
【００４０】
〔第８の変形例〕
前記実施例および前記第１ないし第７の変形例では、ＬＥＤ１０を収容するための内部空間Ｓが基板２に形成された例を示したが、本発明の適用はこれに限定されない。図１２は、本発明の第８の変形例を示している。
【００４１】
図１２に示すものでは、蓋体３がその端部から上下面３Ａ、３Ｂに直交しつつ下方に折れ曲がる段違い状の折曲げ部３２、３３を有している。折曲げ部３２、３３は、好ましくは、蓋体３の端部の全周にわたって途切れることなく延設されている。一方、基板２としては平坦状の部材が用いられており、基板２の端部側部分が蓋体３の内側の段差部に係合している。すなわち、基板２の上面２’Ａの端部側部分が折曲げ部３２の下面３２Ｂに当接するとともに、基板２の外周端面２Ｄが折曲げ部３３の内側面３３Ｄに対向配置されている。この場合、ＬＥＤ１０が収容される内部空間Ｓは蓋体３の側に設けられている。基板２の上面２’Ａの端部側部分と蓋体３の折曲げ部３２の下面３２Ｂとの接合面、および基板２の外周端面２Ｄと蓋体３の折曲げ部３３の内側面３３Ｄとの接合面は、封止材で封止されている。
【００４２】
〔第９の変形例〕
前記実施例および前記第１ないし第８の変形例では、基板２および蓋体３の接合面の封止材５としてＵＶ硬化樹脂やセラミックインク等を用いて接合面を封止するようにした例を示したが、本発明の適用はこれらに限定されない。接合面の封止方法としては、ガラスフリットを用いたレーザーシールやＡｕ（金）−Ｓｎ（すず）接合等、種々のものが考えられる。
【００４３】
〔第１０の変形例〕
前記実施例および前記第１ないし第９の変形例では、装置が装置内部のいずれかの部位（たとえば基板２または蓋体３の内部空間Ｓ、蓋体３の下面３Ｂまたは内部）に蛍光体を含む例を示したが、本発明においては、装置内部に蛍光材を含まないもの（たとえば蓋体３から上方に離れた位置に蛍光板を配置したもの）にも適用可能である。
【００４４】
〔その他の変形例〕
上述した実施例および各変形例はあらゆる点で本発明の単なる例示としてのみみなされるべきものであって、限定的なものではない。本発明が関連する分野の当業者は、本明細書中に明示の記載はなくても、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施例を構築し得る。
【００４５】
〔他の適用例〕
前記実施例および前記各変形例においては、光源ユニットとして、ＬＥＤ光源ユニットを例にとって説明したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、本発明は、その他の光源ユニット、たとえば有機ＥＬ照明ユニットなどを含む面発光源ユニットやレーザー光源ユニットにも同様に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、発光装置に有用であり、とくに、気密性の向上を要求されるものに適している。
【符号の説明】
【００４７】
１：  発光装置
１０：  ＬＥＤ
２：  基板
２０：  凹部（凹段差部）
２０Ｂ：  載置面
２０Ｃ：  壁面
３：  蓋体
３Ｂ：  下面
３Ｃ：  外周端面
５：  封止材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４８】
【特許文献１】特開２０１１−７１４０７号公報（同公報の段落［００４０］〜［００４２］および図１参照）
【図１】
2016162796.tif 000003
【図２】
2016162796.tif 000004
【図４】
2016162796.tif 000005
【図６】
2016162796.tif 000006
【図８】
2016162796.tif 000007
【図９】
2016162796.tif 000008
【図１０】
2016162796.tif 000009
【図１１】
2016162796.tif 000010
【図１２】
2016162796.tif 000011
【図３】
2016162796.tif 000012
【図５】
2016162796.tif 000013
【図７】
2016162796.tif 000014