JP4899931B2

JP4899931B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP4899931B2
Application number: JP2007049811A
Authority: JP
Inventors: 聡司大関; 晴海櫻木; 剛保岡
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: JP2008218484A

Description

本発明は、照明装置に関する。より詳細には、光源として表面実装型発光装置を使用し、当該光源が複数個、マトリクス状またはライン状に配置された、照明装置に関する。

ＬＥＤを光源とする照明装置はこれまでに種々提案されている。例えば、特許文献１（特開２００３−１２４５２８号公報）には、複数個のＬＥＤベアチップがマトリクス状に放熱基板上に発光部を基板側にして配設され、光学反射板３を被せた後に、樹脂にて各ベアチップをモールドしてなる、カード型ＬＥＤ照明光源が提案されている。同様の構成のＬＥＤ照明光源は、特許文献２（特開２００５−２３５７７８号公報）にも記載されている。特許文献２は、特定の無機フィラーと樹脂組成物とを含むコンポジット材料から形成されている絶縁層が形成されている金属ベース基板と、前記金属ベース基板の片面に備えた複数のＬＥＤベアチップとを備えたＬＥＤ照明光源を開示し、ＬＥＤベアチップの設置位置に孔を有する金属製の反射板が放熱基板に設けられている照明光源が図示されている。この図示された照明光源においても、反射板の孔には、ＬＥＤベアチップをモールドするように、樹脂が充填されている。

特開２００３−１２４５２８号公報（００８８〜０１１０、図５（ａ）、図５（ｂ））特開２００５−２３５７７８号公報（０１０２〜０１１７、図５（ａ）、図５（ｂ））

特許文献１および２に記載のＬＥＤを利用した照明装置は、ＬＥＤベアチップを使用しており、そのモールド用樹脂を、反射板の孔に充填する構成を採用している。そのため、たとえば、１つの光源（即ち、ＬＥＤベアチップ）が故障したときには、それのみを取り替えることが実質的に不可能である。

そこで、本発明者らは、光源として、表面実装型発光装置を使用することを検討した。表面実装型発光装置を光源として使用すれば、樹脂によるモールドを改めて施す必要がないため、複数個の光源のうち、１つに不都合が生じても、光源を比較的容易に取り替えられる。一方、表面実装型発光装置を使用する場合に、素子を基板上に単に並べた状態（即ち、表面実装型発光装置を裸の状態）で使用すると、グレアが大きく、実用的でないことが分かった。

グレアを緩和するには、表面実装型発光装置が直接目に触れないように、覆うことが有効であると考えられる。しかし、基板上に並べられた表面実装型発光装置のグレアを、効率的に緩和できる部材は、これまで具体的に提案されていない。

また、表面実装型発光装置は、点灯中の発熱量が大きく、この熱を有効に逃さないと、発光素子が高温になって、寿命が短くなる。そのため、表面実装型発光装置を用いる照明装置においては、発光装置から発せられる熱を有効に逃すことが必要となる。この課題それ自体は、特にＬＥＤを発光素子として使用する場合の課題として知られており、その課題を解決するために、上記特許文献１および２においても、発光素子を放熱基板に接して配置する等の構成が採用されている。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、複数の表面実装型発光装置を間隔をあけて並べてなる照明装置であって、グレアが有効に防止される照明装置を提供することを目的とする。さらに、本発明は、グレアが防止される照明装置であって、表面実装型発光装置から発せられる熱を効果的に散逸させる構成を備えた照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、絶縁性基板上に搭載された発光素子が透光性部材で封止されてなる表面実装型発光装置と、一方の面に複数の前記表面実装型発光装置が間隔をあけて実装された回路基板と、前記回路基板の前記表面実装型発光装置が実装された面および側面を覆う上面側カバーと、を有し、前記上面側カバーは、前記複数の表面実装型発光装置に対応する複数の略円形の孔を有し、前記各孔の内壁面は、回路基板側から遠ざかるにつれて半径が大きくなる湾曲部と前記湾曲部の半径が最も小さいところから前記回路基板に向かって略垂直に延びる略垂直部とからなり、前記垂直部は、前記表面実装型発光装置の側面と離間して対向しており、前記垂直部の高さは、前記絶縁性基板の上面より高く前記透光性部材の上面より低いことを特徴とする、照明装置を提供する。

この照明装置は、回路基板上に実装された複数の表面実装型発光装置に対応して、複数の孔が設けられた上面側カバーをグレア防止のための部材として使用するにあたり、上面側カバーの形状と各表面実装型発光装置との位置関係を特定することにより、視認角におけるグレアを有効に防止できる。また、表面実装型発光装置からの直接光と上面側カバーの内壁面からの反射光との輝度差が少ないことで、表面実装型発光装置を直視した場合のグレアを軽減している。

ここで、「略垂直」とは、８５°〜９５°の角度を含む意味である。そのような構成の内壁面は、表面実装型発光装置の側面部から出射される光を湾曲部にて、反射してグレアを防止するとともに、上面側カバーにおける鋭角部分を無くして、上面側カバーの強度を高める。

前記本発明の照明装置において、上面側カバーは、前記孔が、略一定の肉厚を有する椀状壁部で囲まれており、前記孔と孔との間に位置する上面部は、板状部であり、かつ前記上面部と前記回路基板との間は空洞であることが好ましい。ここで、「略」とは、肉厚が±５％の差を有し得ることを意味する。そのような構成の上面側カバーは、一定の厚さを有する板に、その厚さ方向を貫通する孔を設ける場合と比較して、軽くすることができる。また、孔を略一定の肉厚を有する椀状壁部で形成することは、上記湾曲部および垂直部の内壁面を有する孔とあいまって、好ましく実施される。略一定の肉厚を有する椀状壁部で孔を形成することに起因する強度の低下が、垂直部を構成する椀状壁部によって緩和されるためである。また、上記上面部と上記回路基板との間を空洞とすることにより、上面側カバーの熱劣化を抑制するとともに、回路基板の放熱性を高めることができる。

前記本発明の照明装置において、上面側カバーは、前記上面部が、前記回路基板側に突出する外部取り付け用の突設孔を有し、前記突設孔は、その下端が前記上面側カバーの下端より突出していることが好ましい。

上面側カバーの下端を越える下端を有する高さの突設孔を有することにより、この照明装置を所定の取り付け面に設置したときに、突設孔が、上面側カバーの下端と取り付け面との間に隙間を作ることとなり、発光素子から発せられた熱は、回路基板を介して、この隙間を通じて放散される。

前記本発明の照明装置は、前記回路基板の前記表面実装型発光装置が実装される面とは反対側の面を覆う、下面側カバーをさらに有していてよく、その場合、前記下面側カバーは通気孔を有していることが好ましい。この構成の照明装置において、通気孔は、発光素子から発せられる熱を、回路基板を介して背面から放散させる。

本発明の照明装置は、表面実装型発光装置が上面側カバーの孔の底部に位置し、かつ孔が特定の形状の内壁面を有し、かつ表面実装型発光装置と特定の位置関係を満たすように構成されているので、グレアが有効に防止されたものとなる。よって、本発明の照明装置は、複数個の表面実装型発光装置をマトリクス状に並べてなるシーリングライト、または複数固の表面実装型発光装置を一列に並べてなるライン光源として、有用である。

＜実施の形態１＞
本発明の照明装置の一形態の斜視図を図１に示し、照明装置の上面側カバーの断面図を図２に示し、上面側カバーの孔の寸法と表面実装型発光装置の寸法との好ましい関係を表す断面を示す模式図を図３に示す。さらに、上面側カバーに設けられた、取り付け用の突設孔と側壁との関係を示す側面図を図４（ａ）に、突設孔の断面を示す断面図を図４（ｂ）に示す。以下の説明を含む本明細書に置いて、「上」とは照明装置が照らす物に近い側をいい、下はその反対側を指す。

図１〜図４に示す照明装置１００において、符号１は、回路基板２に実装された表面実装型発光装置１を示し、符号３は、複数の孔３２を有する上面側カバー３である。上面側カバー３は、孔３２と孔３２との間に、上面部３４を有し、その周縁にて、上面部３２から略垂直に下向きに延びる側壁３６を有する。また、図１および図４において、符号３８は、照明装置１００を所定の面に取り付けるための突設孔を示し、この突設孔の高さは、後述するように、その下端が上面側カバー３の下端、即ち、側壁３６の下端を越えるようなものである。

表面実装型発光装置１は、略正方形の回路基板上２の一方の面に、縦および横にそれぞれ７個ずつ、マトリクス状に実装されている。上面側カバー３もまた、略正方形であり、図２に示すように、孔３２の底部に、表面実装型発光装置１が配置されるように、回路基板２上の表面実装型発光装置１に対応する位置に設けられている。上面側カバー３の寸法は、例えば、縦×横が１４０ｍｍ×１４０ｍｍのものである。

本発明の照明装置において、上面側カバー３の孔３２の内壁面は湾曲部３２ａを有する。湾曲部３２ａは、表面実装型発光装置１から出射される光を反射するとともに、表面実装型発光装置１を斜め方向の視線から遮って、グレアを防止する。本実施の形態の照明装置において、湾曲部３２ａは、表面実装型発光装置１と、下記の関係式を満たすように形成されることが好ましい。
Ｘ^２/ｒ^２＋Ｙ^２/Ｈ^２＝１
ｒ＝Ｈ

この式において、Ｘは、図３に示すように、表面実装型発光装置１の上面の発光中心から、前記上面の延長線と前記湾曲部３２ａとの接点までの距離である。Ｙは、前記接点から前記上面側カバー３の上面３４ａまでの距離である。Ｈは回路基板２の上面２ａから前記上面側カバー３の上面３４ａまでの距離である。ｒは孔３の上面の半径である。

上面側カバー３の孔３２の内壁面とは、孔の内側に位置する面であり、孔の寸法を規定する面をいう。湾曲部３２ａとは、内壁面において、湾曲している部分をさす。表面実装型発光装置１の上面は、発光素子を封止する透光性部材の上面である。発光素子は、後述するように半導体発光素子であり、より具体的には発光ダイオード（ＬＥＤ）である。上面側カバー３の上面３４ａは、上面部３４の表面であって、回路基板２から遠い側の面を指す。回路基板２の上面２ａは、表面実装型発光素子が実装されている面となる。孔３２の上面の半径ｒとは、図３において、孔の最も上側の輪郭を規定する円の半径を指す。

表面実装型発光装置１の透光性部材１ａの上面が、円形でなく、例えば、長方形である場合には、Ｘを求めるための前記表面実装型発光装置１の上面の延長線は、長辺（即ち、上面を規定する辺のうち、最も長い辺）に平行な線とする。また、この関係式を満たす場合、上面側カバー３の上面３４ａから、基板２までの高さＨは、ｒと等しくなる。

Ｈ＜ｒであると、配光が広がることで表面実装型発光装置１が直接目に入る範囲が広くなり、グレアが大きくなる傾向にある。また直視の場合においては、表面実装型発光装置１からの光を反射する上面側カバーからの反射光が分散することで、反射ムラが発生し表面実装型発光装置１からの光と反射光の輝度差を大きく感じグレアが大きくなる傾向にある。一方、Ｈ＞ｒであると、直接目に入る範囲は狭まりグレアが小さくなる方向であるが、照射範囲が狭まることで、広範囲を照らす照明としての機能を満たさない傾向にある。また、表面実装型発光素子を直視する場合においては、表面実装型発光装置１からの光を反射する上面側カバーの反射光が部分的に収束することで、反射ムラが発生し表面実装型発光装置１からの光と反射光の輝度差を大きく感じ、グレアが大きくなる方向である。よって、Ｘ^２／ｒ^２＋Ｙ^２／Ｈ^２＝１、およびｒ＝Ｈを満たすことにより、例えば、この照明装置を天井等の高い所に取り付けて、斜めから見たときに、表面実装型発光装置１が直接目に入ることが防止され、眩しさ（グレア）を防止することができ。また、直視した場合でも表面実装型発光装置１からの光と上面側カバーで反射される光とのの輝度差が小さく、上面側カバーにおける反射ムラが小さくなるために、グレアをさらに抑制することができる。

グレアの防止は、視認角を小さくする、好ましくは１２０度以下とすることにより有効に防止され、上記の式は、そのような視認角を実現するものである。ここで視認角とは、表面実装型発光装置１の発光面の上面の縁と、上面側カバーの上面の縁とを結ぶ線と、表面実装型発光装置１の上面中心を通る中心線とがなす角度（図３において角度α）を２倍した角度をいう。表面実装型発光装置１の上面が、円形でない場合には、複数の角度αが存在することがある。その場合は、最も大きいαを２倍したものを視認角とする。

上記式において、ｒは、例えば、５ｍｍ以下とすることが好ましく、１ｍｍ以上５ｍｍ以下とすることがより好ましい。また、Ｘは、例えば、３ｍｍ以下とすることができ、より具体的には、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることができる。そのようなＸおよびｒを満たすようにＹを選択することによって、比較的、薄型の照明装置を実現できる。またＹの選択においては透光性部材の上面（ただし発光部が側面にもある場合は発光部を除いたパッケージ上面）から上面側カバーの上面までの距離を基準とする。

照明装置１００において、上面側カバー３は、図２に示すように、孔３２と孔３２との間の上面部３４が略一定の肉厚を有する板状部であり、かつ、各孔３２は、上面部３４を構成する板状部と略同じ肉厚を有する椀状壁部３２ｃで形成されている。即ち、図２に示すように、図示した形態において、上面側カバー３は、厚さ方向の断面を見たときに、薄肉の板が孔部と上面部の輪郭を形成しており、回路基板２の側から全体を見ると、板状部材が凹凸を形成している形状を有する。そのため、上面部３４と、回路基板２との間には、空洞が形成される。この空洞は、例えば、回路基板２に実装される他の部品を収容するのに使用できる。また、空洞は、回路基板２からの放熱を促進して、上面側カバーの熱劣化を防止する。上面部３４および椀状壁部３２ｃの肉厚は、例えば、０．５ｍｍ〜５ｍｍとすることが好ましい。

なお、椀状壁部３２ｃは、肉厚を外壁面の或る位置から内壁面までの最短距離であると定義すれば、厳密には、肉厚の大きい部分（例えば、孔３２の上面付近）および小さい部分（例えば、垂直部３２ｂ）を有することがある。しかし、孔の湾曲部を決定する椀状壁部の大部分の肉厚が略一定であれば、それらの肉厚の大きい部分および小さい部分は含まれていてよいものとする。また、なお、椀状壁部３２ｃの肉厚は必要に応じて、上面部３４を構成する板上部の肉厚とは異なる厚さとしてもよい。

このような上面側カバー３は、例えば、厚肉の板において、孔に相当する部分を取り除いて成る上面側カバー（即ち、図２に示すような上面部と回路基板との間の空洞がないもの）と比較して、軽いものとなる。勿論、用途によっては、そのような厚肉の板に孔を穿った板状部材を上面側カバーとして用いてよい。図示する上面側カバー３は、例えば、ＰＣまたはＡＢＳ等プラスチック材料を、射出成形または押出成形することによって形成してよい。色は白色が好ましい。あるいは、上面側カバー３は、アルミニウム、銅、銀のような金属を鋳造またはプレス加工することによって形成してよく、さらに白色塗装を施したものでもよい。金属で上面側カバー３を形成すると、表面実装型発光装置１から発せられる熱を、良好に放熱することができる。

図２に示すように、孔３２の内壁面は、回路基板から遠ざかるにつれて半径が大きくなる湾曲部３２ａと、湾曲部３２ａの半径が最も小さいところから、回路基板に向かって略垂直に延びる垂直部３２ｂとを有する。本発明の照明装置においては、上記式を満たす限りにおいて、孔の内壁面における湾曲部の半径が最も小さいところが、孔を囲む椀状壁部の終端となって、例えば、図５に示すような鋭角を形成してよい。しかし、そのような鋭角部分は、成形時および使用時（特に、表面実装型発光装置を取り替える時）に欠けやすくなる。そのため、図２に示すように、湾曲部３２ａの半径が最も小さいところから延びる垂直部３２ｂを有することが好ましい。

垂直部３２ｂの高さｈは、表面実装型発光装置１の前記絶縁性基板１ｂの上面より高く前記透光性部材１ａの上面より低いことが好ましい。透光性部材１ａ以外の部分は、発光しないため、湾曲部３２ａと対向させて、グレアを防止し、また、光を反射させる必要もないからである。

図示した上面側カバー３は、側壁３６、およびこの側壁３６よりも高い突設孔３８を有する。側壁３６は、図２に示すように、その高さが孔部３２の深さよりも高い。そのため、この側壁３６の下端は、上面側カバー３の最も下の端、即ち、上面側カバー３の下端となる。また、側壁３６を有する上面側カバー３は、回路基板２を収容可能な凹部を形成する。側壁３６は、取り付け面に照明装置１００を取り付けて、斜め方向から見たときに、取り付け面を隠すので、取り付け面を見えにくくしたいときに、都合よく形成される。側壁３６もまた、上面部３４と同じ肉厚を有する板状部であることが好ましい。

上面側カバー３にはまた、取り付け用の突設孔３８が設けられている。この突設孔３８は、上面部３４の回路基板に近い側の面（下面）から延び、その高さは、その下端が側壁３６の下端（即ち、上面側カバーの下端）を越えるようなものである。よって、照明装置１００を側面から見ると、図４（ａ）に示すように、突設孔３８が側壁３６から突出しているように見える。なお、図４（ａ）では、下端が図の上側に位置するように、図を表示していることに留意されたい。前述したように、この突設孔３８は、取り付け面に取り付けられたときに、側壁３６の下端と取り付け面との間に隙間を作って、表面実装型発光装置１から発せられる熱が、周囲に放出されることを可能にする。突設孔３８の高さは、例えば、側壁３６の下端（取り付け面に近い端）から、０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度突出するような高さを有していることが好ましい。

突設孔３８の断面形状の一例を図４（ｂ）に示す。図示する突設孔３８は、上面側カバー３と回路基板２との位置合わせ、ないしは嵌め合わせに使用可能なものであり、回路基板２に設けられた孔に嵌めてよい。図４（ｂ）において、突設孔の外壁に設けられたステップは、突設孔を回路基板の孔に挿入したときに、回路基板の止めとして作用する。図４（ｂ）には特に示していないが、突設孔３８は、その内壁面にねじと嵌合する、螺旋状の溝を有していてよい（即ち、ねじ孔であってよい）。突設孔の外径および内壁面の形状は、使用する取り付け治具等に応じて、適宜選択してよい。また、突設孔の内壁の上方側にステップを設け、突設孔にねじ等を挿入して外部に固定した後、上面側カバーと同色からなり前記ねじ等を隠すためのキャップを装着することが好ましい。

以上において、照明装置１００を構成する、主たる部材について説明した。上記において説明しなかった、要素または部品は、従来公知のものを任意に使用してよい。例えば、表面実装型発光装置１は、発光素子が絶縁性基板１ｂ上に載置されて、透光性部材１ａによって封止されている。

発光素子（図示していない）には、半導体発光素子が好ましく利用される。特に、白色照明装置を作製する場合には、発光素子に短波長を発する発光ダイオードを用いて、蛍光物質により発光の一部を他の色に波長変換する方法が採用できる。以下に、白色照明装置に利用できる発光ダイオードと蛍光物質との組み合わせについて説明する。

白色の照明装置で使用する表面実装型発光装置を構成するのに適した発光ダイオードとして、窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）のを用いたものを用いることができる。この発光ダイオードは、Ｉｎ_ｘＧａ_1-ｘＮ（０＜ｘ＜１）を発光層として有しており、その混晶度によって発光波長を約３６５ｎｍから６５０ｎｍで任意に変えることができる。

白色系の光を発光させる場合は、蛍光物質から出射される光との補色関係を考慮すると、発光ダイオードの発光波長は４００ｎｍ以上５３０ｎｍ以下に設定することが好ましく、４２０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下に設定することがより好ましい。なお、蛍光物質の種類を選択することにより、４００ｎｍより短い紫外域の波長の光を発光するＬＥＤチップを適用することもできる。

蛍光物質は、例えば、窒化物系半導体を発光層とする発光ダイオードからの光を吸収し異なる波長の光に波長変換するものであればよい。例えば、Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光物質・酸窒化物系蛍光物質、Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光物質、アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光物質、アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光物質、アルカリ土類ケイ酸塩、アルカリ土類硫化物、アルカリ土類チオガレート、アルカリ土類窒化ケイ素、ゲルマン酸塩、又は、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に付活される希土類アルミン酸塩、希土類ケイ酸塩又はＥｕ等のランタノイド系元素で主に賦活される有機及び有機錯体等から選ばれる少なくともいずれか１以上であることが好ましい。

Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される窒化物系蛍光物質は、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ、ＭＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ、ＭＡｌ_１−ＸＢ_ＸＳｉＮ_３：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。０≦Ｘ＜１である。）などがある。また、Ｍ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：ＥｕのほかＭＳｉ_７Ｎ_１０：Ｅｕ、Ｍ_１．８Ｓｉ_５Ｏ_０．２Ｎ_８：Ｅｕ、Ｍ_０．９Ｓｉ_７Ｏ_０．１Ｎ_１０：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などもある。

Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される酸窒化物系蛍光物質は、ＭＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。

Ｅｕ、Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活されるサイアロン系蛍光物質は、Ｍ_ｐ／２Ｓｉ_{１２−ｐ−ｑ}Ａｌ_ｐ＋ｑＯ_ｑＮ_１６−ｐ：Ｃｅ、Ｍ−Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。ｑは０〜２．５、ｐは１．５〜３である。）などがある。

Ｅｕ等のランタノイド系、Ｍｎ等の遷移金属系の元素により主に付活されるアルカリ土類ハロゲンアパタイト蛍光物質には、Ｍ_５（ＰＯ_４）_３Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。

アルカリ土類金属ホウ酸ハロゲン蛍光物質には、Ｍ_２Ｂ_５Ｏ_９Ｘ：Ｒ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。

アルカリ土類金属アルミン酸塩蛍光物質には、ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｒ、Ｓｒ_４Ａｌ_１４Ｏ_２５：Ｒ、ＣａＡｌ_２Ｏ_４：Ｒ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｒ、ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_１２：Ｒ、ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｒ（Ｒは、Ｅｕ、Ｍｎ、ＥｕとＭｎ、のいずれか１以上である。）などがある。

アルカリ土類硫化物蛍光物質には、Ｌａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕなどがある。

Ｃｅ等のランタノイド系元素で主に賦活される希土類アルミン酸塩蛍光物質には、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｙ_０．８Ｇｄ_０．２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｙ_３（Ａｌ_０．８Ｇａ_０．２）_５Ｏ_１２：Ｃｅ、（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２の組成式で表されるＹＡＧ系蛍光物質などがある。また、Ｙの一部若しくは全部をＴｂ、Ｌｕ等で置換したＴｂ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅなどもある。

その他の蛍光物質には、ＺｎＳ：Ｅｕ、Ｚｎ_２ＧｅＯ_４：Ｍｎ、ＭＧａ_２Ｓ_４：Ｅｕ（Ｍは、Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｚｎから選ばれる少なくとも１種以上である。Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉから選ばれる少なくとも１種以上である。）などがある。

上述の蛍光物質は、所望に応じてＥｕに代えて、又は、Ｅｕに加えてＴｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉから選択される１種以上を含有させることもできる。
また、上記蛍光物質以外の蛍光物質であって、同様の性能、効果を有する蛍光物質も使用することができる。

これらの蛍光物質は、発光素子の励起光により、黄色、赤色、緑色、青色に発光スペクトルを有する蛍光物質を使用することができるほか、これらの中間色である黄色、青緑色、橙色などに発光スペクトルを有する蛍光物質も使用することができる。これらの蛍光物質を種々組み合わせて使用することにより、種々の発光色を有する表面実装型発光装置を製造することができる。

例えば、青色に発光するＧａＮ系化合物半導体を用いて、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ若しくは（Ｙ_０．８Ｇｄ_０．２）_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅの蛍光物質に照射し、波長変換を行う。発光素子からの光と、蛍光物質からの光との混合色により白色に発光する表面実装型発光装置を提供することができる。

例えば、緑色から黄色に発光するＣａＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕ又はＳｒＳｉ_２Ｏ_２Ｎ_２：Ｅｕと、蛍光物質である青色に発光する（Ｓｒ，Ｃａ）_５（ＰＯ_４）_３Ｃｌ：Ｅｕ、赤色に発光するＣａ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ又はＣａＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕと、からなる蛍光物質６０を使用することによって、演色性の良好な白色に発光する表面実装型発光装置を提供することができる。これは、色の三源色である赤・青・緑を使用しているため、第１の蛍光物質及び第２の蛍光物質の配合比を変えることのみで、所望の白色光を実現することができる。

発光素子を封止する透光性部材１ａの材料は、発光素子の発光を透過し、耐熱性に優れた材料が好ましい。例えば、シリコーン、変成シリコーン、ウレタン樹脂、オキセタン樹脂、アクリル、ポリカーボネイト、ポリイミドなどの樹脂を用いることができる。さらに、樹脂以外にガラスを用いることができる。被覆樹脂中にフィラーや拡散材が分散されていても良い。また、蛍光物質を用いて白色照明装置を形成する場合には、蛍光物質を混入した樹脂で封止してよく、好ましくは蛍光物質を含む樹脂を発光素子の近傍に位置する層とし、さらに、別の被覆樹脂の層を形成する。そのような２層構成とすると、蛍光物質を発光素子の近傍に偏在させることができ、視認方向による色むらを抑制できるので好ましい。

樹脂を用いる場合、粘度は、硬化前で１００〜２０００ｍＰa・sであることが好ましい。ここで「粘度」とは、円錐平板型回転粘度計を用い、常温下で測定したものを指す。また、被覆部材１９は、硬化条件が８０℃〜１８０℃、数分〜数時間の下で形状を維持できる程度の硬さになる樹脂であることが望ましい。

基板１ｂは、適当な機械的強度と絶縁性を有する材料であれば特に限定されない。例えば、ＢＴレジン、ガラスエポキシ等を用いることができる。また、エポキシ系樹脂シートを多層張り合わせたものでも良い。

表面実装型発光装置１の回路基板２への実装は、常套の方法で実施することができ、例えば、回路基板２の電極パッドに錬り状のハンダ(クリームハンダ)を塗布し、表面実装型発光装置１をその上に載せた後、全体に熱を加えてハンダを溶かし、回路基板２の電極パッドと表面実装型発光装置１を融着する方法により実装することができる。一連の実装工程は機械により自動化が可能である。

なお、図１に示す照明装置は一例であり、表面実装型発光装置をマトリクス状に配置する照明装置は、例えば、三角形、円形、楕円形、異形、星形および滴形等、他の形状を有していてよい。所望の形状に応じて、回路基板および上面側カバーの形状が決定される。また、回路基板に実装される表面実装型発光装置の数は、図示したものよりも多くても少なくてもよい。さらに、図示した形態では、上面側カバーの孔を、その上面の輪郭が互いに接しないように形成しているが、表面実装型発光装置の間隔によっては、孔の上面の輪郭が一部において接していてよい。あるいは、表面実装型発光装置間の距離は必ずしも等しくする必要はなく、必要に応じてランダムに配置してよい。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の照明装置の別の形態を説明する。図６は、照明装置２００の上面斜視図であり、図７は、照明装置２００の背面斜視図を示し、図８は、照明装置２００の背面図を示す。図示した照明装置２００は、幅２ｃｍ、全長２９ｃｍ程度の細長い形状を有する。図６〜８において、符号５は、表面実装型発光装置を示す。表面実装型発光装置５は、回路基板（図示せず）の一方の面に離間して実装されている。符号６は、上面側カバーを示す。上面側カバー６は、表面実装型発光装置５に対応する複数の孔６２を有し、回路基板の表面実装型発光装置５が実装された側の面に配置される。孔６ａの寸法と、表面実装型発光装置５の寸法との関係は、先に実施の形態１に関連して説明したとおりであるから、ここではその説明を省略する。

符号７は、上面側カバー６に取り付けられる、下面側カバーを示す。図示した形態において、下面側カバー７は、周縁に側壁７８を有し、回路基板を収容できるようになっている。また、下面側カバー７は、複数の通気孔７２aを有する。この通気孔７２ａは、表面実装型発光装置５から発せられる熱を逃す役割をする。この形態では、通気孔７２ａとして、図８に示すように、扇形の大きな孔と、三角形の小さい孔が設けられている。通気孔７２ａの１つあたりの面積は、例えば４ｍｍ^２〜３０ｍｍ^２程度とすることが好ましいが、これに限定されるものではない。

さらに、下面側カバー７は、照明装置２００を、壁面などにねじ止めする切り欠き状の取り付け部７４を長さ方向の両端部にそれぞれ有する。さらに、下面側カバー７は、通気孔７２ａを有することに起因する強度低下を補うために、長手方向に延びるリブ７６を有する。この形態の照明装置２００は、回路基板２の表面実装型発光装置が実装されていない側の面を露出させることが望まれない場合に採用される。

下面側カバーに設けられる通気孔は、図示したような形状に限定されない。通気孔は、正方形、長方形、円形、および楕円形等、任意の他の形状であってよく、また、下面側カバーのいずれの位置に設けてもよい。また、下面側カバー７は、必ずしも側壁を有する必要はない。例えば、実施の形態１のように、上面側カバー６が側壁を有する場合には、下面側カバー７は、平板状であってよい。また、下面側カバーは、実施の形態１に示すような、表面実装型発光装置がマトリクス状に実装された形態のものに、適用してもよい。

図示した照明装置２００は、表面実装型発光装置が一列に並んでいるものである。表面実装型発光装置は、例えば、二列または三列に並べてよい。このように、光源となる発光装置が線（ライン）を形成する照明装置は、発光素子と蛍光物質を前述のように白色の照明装置を構成するように選択することにより、白色ライン光源として、使用することができる。白色ライン光源は、例えば、読書灯およびショールームの照明装置等として使用される。

本発明の照明装置は、天井に取り付けて使用するシーリングライト、読書灯、ショールームの照明装置等として、有用である。

本発明の照明装置の一形態の斜視図である。図１に示す照明装置の上面側カバーの断面図である。上面側カバーの孔の寸法と表面実装型発光装置の寸法と関係を模式的に示す断面図である。（ａ）は、取り付け用の突設孔と上面側カバーとの関係を示す側面図であり、（ｂ）は、突設孔の断面を示す断面図である。上面側カバーの孔を規定する椀状壁部の一形態を示す断面図である。本発明の照明装置の別の形態の上面斜視図である。図６に示す照明装置の背面斜視図である。図６に示す照明装置の背面図である。

符号の説明

１、５表面実装型発光装置
１ａ透光性部材
１ｂ基板
２回路基板
３、６上面側カバー
３２、６２孔
３２ａ湾曲部
３２ｂ垂直部
３２ｃ椀状壁部
３４上面部
３４ａ上面
３６側壁
３８突設孔
１００、２００照明装置
７下面側カバー
７２ａ孔
７４取り付け部
７６リブ
７８側壁

Claims

絶縁性基板上に搭載された発光素子が透光性部材で封止されてなる表面実装型発光装置と、
一方の面に複数の前記表面実装型発光装置が間隔をあけて実装された回路基板と、
前記回路基板の前記表面実装型発光装置が実装された面および側面を覆う上面側カバーと、を有し、
前記上面側カバーは、前記複数の表面実装型発光装置に対応する複数の略円形の孔を有し、
前記各孔の内壁面は、回路基板側から遠ざかるにつれて半径が大きくなる湾曲部と前記湾曲部の半径が最も小さいところから前記回路基板に向かって略垂直に延びる垂直部とからなり、
前記垂直部は、前記表面実装型発光装置の側面と離間して対向しており、前記垂直部の高さは、前記絶縁性基板の上面より高く前記透光性部材の上面より低いことを特徴とする照明装置。
前記孔が、略一定の肉厚を有する椀状壁部で囲まれており、前記孔と孔との間に位置する上面部が板状部であり、かつ前記上面部と前記回路基板との間は空洞であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記上面部は、前記回路基板側に突出する外部取り付け用の突設孔を有し、記突設孔は、その下端が前記上面側カバーの下端より突出している、請求項２に記載の照明装置。
前記回路基板の前記表面実装型発光装置が実装される面とは反対側の面を覆う、下面側カバーをさらに有し、前記下面側カバーは通気孔を有している、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明装置。