CN100539134C - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可容易地形成反射层，并且可有效地使光射出的照明装置。照明装置(1)包括多个半导体发光元件(5)、反射层(3、23)、多个导体部(4c、25a)以及透光性粘接层(6)。半导体发光元件(5)包括透光性基板(11)以及形成在基板(11)上的半导体发光层(12)。反射层(3、23)具有可使半导体发光元件(5)相互间隔地排列的大小。导体部(4c、25a)形成在反射层(3、23)上，并且与半导体发光元件(5)电连接着。粘接层(6)通过将半导体发光元件(5)的基板(11)粘接在反射层(3、23)上，而将半导体发光元件(5)保持在反射层(3、23)上。

Description

照明装置
技术领域
本发明涉及一种将多个发光二极管芯片之类的半导体发光元件用作光源的照明装置。
背景技术
目前发光二极管(Light Emitting Diode，LED)显示器已为人所知，其包括构成一个像素的多个发光二极管芯片、以及包围所述各发光二极管芯片的遮罩(cover)构件。
发光二极管芯片排列成一行地安装在印刷电路板(printed circuit board)上。遮罩构件具有容纳一个像素的发光二极管芯片的一个空腔(cavity)，在所述空腔内填充着合成树脂制造的密封材料。密封材料可使一个像素的量的发光二极管芯片在遮罩构件中一体成型(mold)。例如，专利文献1中就记载着具有所述构成的LED显示器。
在专利文献1中所记载的LED显示器中，构成一个像素的发光二极管芯片中包含着蓝色发光二极管芯片。蓝色发光二极管芯片具有层叠着氮化镓(GaN)系化合物半导体的蓝宝石基板(sapphire substrate)。蓝宝石基板通过绝缘性粘接剂而粘接在印刷电路板上。
根据专利文献1，通过使蓝色发光二极管芯片所发出的蓝色光中朝向印刷电路板的光发生反射，来试着提高通过与印刷电路板相对向的发光观测面上所观测到的蓝色发光二极管芯片的亮度。
具体来说，通过在将蓝宝石基板粘接在印刷电路板上的绝缘性粘接剂中混合氧化铝微细粉末之类的填充物(filler)，来将绝缘性粘接剂形成为白色反射层。藉此，使蓝色发光二极管芯片透过蓝宝石基板所发出的蓝色光在兼作反射层的绝缘性粘接剂的表面上反射。
此外，在其他例中，使用未包含填充物的透明的粘接剂作为绝缘性粘接剂，并且通过将Al、Ni、Ag、Pt之类的导电性材料蒸镀或电镀在印刷电路板中与蓝宝石基板对应的部位，来形成反射层。以此，将蓝色发光二极管芯片透过蓝宝石基板所发出的蓝色光导向印刷电路板，并在反射层进行反射。
[专利文献1]专利第3329573号公报(段落0004、0010-0024、图1-图5)
[发明所要解决的问题]
在专利文献1中，为了有效率地使光射出，是在印刷电路板中与蓝色发光二极管芯片对应的部位形成反射层，以提高印刷电路板的光的反射特性。
然而，反射层只存在于与蓝色发光二极管芯片对应的部位，从LED显示器的整体大小来说，反射层的面积较小。因此，专利文献1的技术在用作所设想的用于普通照明的照明装置时，可能会出现光亮度不够的情况。因此，所述技术从实用应用时获得充分的光的方面来说还有待改善。
此外，根据专利文献1，必须进行如下特殊工序：在印刷电路板的特定部位蒸镀或电镀导电性材料，或者印刷混合有白色填充物的糊浆。因此，存在着形成反射层时费时费力，而导致照明装置的制造成本上升的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种照明装置，所述照明装置可容易地形成使从半导体发光元件放射出的光反射的反射层，并且可有效率地使光射出。
[解决问题的技术手段]
为了达成所述目的，第1发明的照明装置的特征在于包括：多个半导体发光元件，包括透光性基板、以及形成在所述基板上的半导体发光层；白色反射层，具有可使所述半导体发光元件相互间隔地排列的大小，且设置于所述基板的表面侧的一面上，所述表面侧上设置有所述多个半导体发光元件；多个导体部，设置在所述反射层上，并且与所述半导体发光元件电连接；多个接合线，连接所述半导体发光元件与所述导体部；以及透光性粘接层，通过将所述各半导体发光元件的基板粘接在所述反射层上，而将所述半导体发光元件保持在所述反射层上，其中，所述半导体发光元件与所述导体部设置于所述白色反射层的同一面上，且所述半导体发光元件的基板的厚度大于所述导体部的厚度。
在所述发明中，作为半导体发光元件，优选的是使用氮化物半导体(nitride semiconductor)。
此外，作为半导体发光元件，可使用III-V族化合物半导体、II-IV族化合物半导体、以及IV-IV族化合物半导体。作为半导体发光元件的基板，可使用蓝宝石、石英、SiC、GaIN之类的结晶基板。半导体发光元件所发出的光的颜色可以是蓝色、红色、绿色中的任一种。并且，多个半导体发光元件所发出的光的颜色既可各不相同，又可全部相同。
在所述发明中，白色反射层的反射率如果在波长420nm～740nm的区域内大于等于85％，则越接近于100％越好。这种白色反射层可列举为，使混合有氧化铝、氧化钛、氧化镁、硫酸钡之类的白色粉末中至少一种的热固性树脂材料浸渗于纸或布等片状基材中的粘接片。所述粘接片被称为预浸料坯(prepreg)。
此外，作为白色反射层，可使用镀银。例如，在金属或合成树脂制成的基底基板表面上层叠着预定厚度的镀银。
在所述发明中，作为透光性粘接层，例如可使用环氧树脂(epoxy resin)、脲醛树脂(urea resin)、丙烯酸树脂(acrylic resin)、硅树脂(silicone resin)系的芯片焊接材料(Die bonding material)。粘接层的厚度为100μm～500μm，并且粘接层的透光率如果大于等于70％，则越接近于100％越好。
作为这种粘接层，特别优选的是使用硅系粘接层。硅系粘接层对于从紫外线到可见光的几乎全部波长范围的光都具有高透光性。并且，硅系粘接层即使被较短波长的光进行长时间照射也具有不容易产生变色之类的劣化的优点。
作为透光性粘接层，可使用例如低熔点玻璃来代替树脂系芯片焊接材料。
在所述发明中，导体部可通过对例如层叠在反射层上的铜箔之类的金属箔上实施蚀刻处理而形成。此外，当反射层具有导电性时，将导体部通过电绝缘性粘接剂而粘接在反射层上。
反射层上的导体部通过引线接合法(wire bonding)等方法而与多个半导体发光元件电连接。多个半导体发光元件则通过串联连接、并联连接或者将串联与并联组合起来的连接方法而相互电连接着。
此外，在所述发明中，较理想的是，利用具有透光性的密封构件来覆盖安装着多个半导体发光元件的反射层，并利用所述密封构件来使半导体发光元件成型(mold)。不过，所述密封构件并非必不可少的构成要素，因此也可省略。
在第1发明中，在形成有多个导体部的白色反射层上，通过具有透光性的粘接层而粘接着多个半导体发光元件的基板。半导体发光元件与导体部电连接，并且利用所述粘接层而并列保持在所述反射层上。
根据所述构成，可获得能够进行面发光的照明装置。并且，在所述照明装置中，在反射层的几乎整个区域内使从半导体发光元件放射出的光反射，所述放射层具有可使多个半导体发光元件相互间隔地配置的大小。因此，与使从多个半导体发光元件放射出的光在与各个半导体发光元件对应的部位上反射的情况相比，可更有效率地使光射出。
此外，因为在反射层上粘接着半导体发光元件的基板，所以无须以与各个半导体发光元件对应的方式来形成反射层。
第2发明的特征在于，在第1发明的照明装置中，导体部以与半导体发光元件相邻接的方式配置在反射层上。
根据所述发明，半导体发光元件的基板具有透光性。因此，从半导体发光层入射到基板的一部分光、以及经反射层反射后再次入射到基板的一部分光会从基板的侧面射出到半导体发光元件的外部。同时，从半导体发光层也会朝向半导体发光层的侧方射出光。
在反射层上与半导体发光元件相邻接的导体部的厚度小于半导体发光元件的基板的厚度。因此，尽管导体部位于从半导体发光元件所射出的光的射出方向上，但是从基板向侧方射出的光被导体部所遮挡的比例会减少。因此，可抑制伴随着与导体部发生的干扰而产生的光损耗，从而可有效率地使光射出，从这个方面来说这样是较佳的构成。
第3发明的特征在于，在第1发明或第2发明的照明装置中，更包括使从半导体发光元件放射出的光受到漫射的光漫射构件，并且所述光漫射构件与反射层相对向。
根据所述发明，从各半导体发光元件直接射向光漫射构件的光、以及在反射层向光漫射构件反射的光会在透过光漫射构件的过程中产生漫射。因此，可减轻作为光源的多个半导体发光元件看起来是一个个单独地分散的视觉印象。
也就是说，可将光漫射构件中与半导体发光元件对应的部位和它周围之间的亮度差控制得较小，因此便不容易将各个半导体发光元件看成点状光源。其结果使得半导体发光元件的存在感得以减轻，从而实现了面发光，因此从这个方面来说这样是较佳的构成。
[发明的效果]
根据第1发明，可容易地形成反射层，并且可有效率地使光射出。
根据第2发明，因为从半导体发光元件的基板所射出的光被导体部所遮挡的比例可减少，所以可有效率地使光射出。
根据第3发明，因为不容易将各个半导体发光元件看成是点状光源，所以可使强调半导体发光元件的存在感的视觉印象减轻。
根据第4发明，可在不降低反射层的反射率的情况下，维持半导体发光元件的散热性。
根据第5发明，可有效率地将半导体发光元件的热散出到反射层，从而可防止半导体发光元件的升温。
根据第6发明，可充分确保从半导体发光元件到反射层的导热路径，从而能够确实地防止半导体发光元件的升温。
附图说明
图1是表示将本发明的第1实施形态的照明装置切除了一部分后的俯视图。
图2是沿着图1的F2-F2线的剖面图。
图3是放大地表示本发明的第1实施形态中半导体发光元件与焊垫的位置关系的剖面图。
图4是表示本发明的第1实施形态中在反射层的光反射面上形成电路图案后的状态的俯视图。
图5是表示本发明的第1实施形态中照明装置中所使用的白色反射层的全光反射率的图表。
图6是表示将本发明的第2实施形态的照明装置切除了一部分后的俯视图。
图7是本发明的第2实施形态的照明装置的侧视图。
图8是放大地表示本发明的第2实施形态中半导体发光元件、焊垫、以及散热器的位置关系的剖面图。
1、21：照明装置                    2、22：基底基板
2a、22a：基底基板的表面            2b、22b：基底基板的底面
3、23：反射层                      3a、7a、23a：光反射面
4、24：电路图案                    4a：第1导体列
4b：第2导体列                      4c、25a：导体部(焊垫)
4d、25b：第1端子部                 4e、25c：第2端子部
5：半导体发光元件                  5a、5b：半导体发光元件的侧面
6：粘接层                          7：反射器
8：密封构件                        9：光漫射构件
11：基板                           11a、27a：第1面
11b、27b：第2面                12：半导体发光层
13、14：电极                   15、16：接合线
25：导体列                     27：绝缘体
28：导电层                     29：粘接剂
31：散热器                     32：受热板
33：散热片                     A、B、C：厚度
L：距离
具体实施方式
以下参照图1到图4，说明本发明的第1实施形态。
图1及图2表示照明装置1。照明装置1形成有作为一个模块(module)而形成为单元的LED封装体。照明装置1包括基底基板2、反射层3、电路图案4、多个半导体发光元件5、粘接层6、反射器(reflector)7、密封构件8以及光漫射构件9。
基底基板2是例如合成树脂制造的平板，并且为了获得照明装置1所需要的发光面积而形成为长方形。如图2所示，基底基板2包括表面2a、以及位于所述表面2a的相反侧的底面2b。作为基底基板2的材料，较理想的是使用例如混合有玻璃粉末的环氧树脂。
基底基板2并不限于合成树脂制造，也可以是金属制造。当基底基板2为金属制造时，由基底基板2的底面2b而达成的散热性良好，可使基底基板2的温度分布变得均匀。因此，就可抑制发出相同波段的光的半导体发光元件5的发光颜色不均匀的方面来说较佳。
为了抑制发光颜色的不均匀，较理想的是利用导热性优良的金属材料来构成基底基板2。作为导热性优良的金属材料，可列举例如导热率大于等于10W/m·K的铝或者铝合金。
反射层3层叠在基底基板2的表面2a上，并具有可使预定个数的半导体发光元件5相互间隔地排列的大小。反射层3由白色绝缘材料而形成。作为绝缘材，是使用片状预浸料坯(prepreg)。预浸料坯是将例如混合有氧化铝之类的白色粉末的热固性树脂浸渗于片状基材中而制成的，其本身具有粘接性。因此，反射层3粘接在基底基板2的表面2a上，以覆盖所述表面2a。反射层3包括位于基底基板2的相反侧的平坦的光反射面3a。
如图4所示，电路图案4形成在反射层3的光反射面3a上。电路图案4包括第1导体列4a以及第2导体列4b。第1导体列4a及第2导体列4b在基底基板2的长度方向上延伸，并且，相互间隔地平行配置着。
第1导体列4a包括多个作为导体部的焊垫(pad)4c、以及第1端子部4d。同样地，第2导体列4b包括多个作为导体部的焊垫4c、以及第2端子部4e。焊垫4c在基底基板2的长度方向上相互间隔地排列成一行。第1端子部4d与位于第1导体列4a的一端的焊垫4c形成为一体。第2端子部4e与位于第2导体列4b的一端的焊垫4c形成为一体。
第1端子部4d及第2端子部4e在沿着基底基板2的长度方向的一个端部上相邻接着。此外，第1端子部4d与第2端子部4e通过反射层3而电绝缘。在第1端子部4d及第2端子部4e上，分别通过例如焊接等方法而与各电力电缆连接着。
本实施形态的电路图案4是按照如下顺序而形成的。
首先，将浸渗着未硬化的热固性树脂的预浸料坯粘贴在基底基板2的表面2a，并利用反射层3来覆盖基底基板2的表面2a。其次，通过在反射层3上粘贴大小与反射层3相同的铜箔而形成层叠体。然后，在对层叠体进行加热的同时进行加压，使热固性树脂硬化。以此，使基底基板2及铜箔与反射层3粘接成一体。接着，在铜箔上层叠抗蚀层(resist layer)，对铜箔实施蚀刻处理。然后，通过去除抗蚀层，而在反射层3上形成电路图案4。构成电路图案4的铜箔的厚度A(参照图3)为例如35μm。
作为各半导体发光元件5，使用例如使用氮化物半导体的双线(doublewire)型蓝色LED芯片。如图2及图3所示，半导体发光元件5包括具有透光性的基板11以及半导体发光层12。
作为基板11，使用例如蓝宝石基板。基板11包括第1面11a、以及位于第1面11a的相反侧的第2面11b。在本实施形态中，第1面11a与第2面11b相互平行。基板11的厚度B例如为90μm，其大于电路图案4的焊垫4c的厚度。
半导体发光层12通过依次在基板11的第1面11a上层叠缓冲层、n型半导体层、发光层、p型包覆(clad)层、以及p型半导体层而形成。发光层形成为交替层叠着隔层(barrier)与井(well)层的量子阱结构(quantum-well structure)。n型半导体层具有n侧电极13。p型半导体具有p侧电极14。这种半导体发光层12不具有反射膜，因此可向厚度方向的两个方向放射光。
如图1所示，各半导体发光元件5配置在于基底基板2的长度方向上相邻接的焊垫4c之间，并且，通过粘接层6而粘接在反射层3的相同的光反射面3a上。具体来说，各半导体发光元件5的基板11的第2面11b利用粘接层6而粘接在光反射面3a上。其结果为，电路图案4的焊垫4c及半导体发光元件5交替地排列在光反射面3a上。
如图2及图3所示，半导体发光元件5具有一对侧面5a、5b。半导体发光元件5的其中一个侧面5a与相邻接的一个焊垫4c相对向。半导体发光元件5的另一个侧面5b则与相邻接的另一焊垫4c相对向。
介于半导体发光元件5与光反射面3a之间的粘接层6的厚度C为例如100μm～500μm。作为粘接层6，优选的是使用例如硅树脂系的粘接剂。硅树脂系的粘接剂具有例如在厚度大于等于100μm时透光率大于等于70％的透光性。
如图2及图3所示，各半导体发光元件5的电极13、14利用引线接合法而与电路图案4的焊垫4c电连接着。具体来说，n侧电极13通过接合线15而与和半导体发光元件5的侧面5a相邻接的焊垫4c电连接着。p侧电极14则通过接合线15而与和半导体发光元件5的侧面5b相邻接的另一焊垫4c电连接着。
此外，通过其他接合线16(参照图1)，在第1导体列4a中位于第1端子部4d的相反侧的焊垫4c、与第2导体列4b中位于第2端子部4e的相反侧的焊垫4c之间进行电连接。因此，根据本实施形态，多个半导体发光元件5通过电路图案4而串联连接着。
如图1所示，反射器7形成为长方形的框状，一并包围着反射层3上的所有半导体发光元件5。也就是说，反射器7并未与各个半导体发光元件5相对应，而是所有半导体发光元件5共同的构成要素。
反射器7粘接在反射层3的光反射面3a上。在本实施形态中，所有半导体发光元件5及电路图案4的焊垫4c均位于由反射器7所包围的区域内。电路图案4的第1端子部4d及第2端子部4e位于反射器7的外部。
反射器7为例如合成树脂制造，其内周面为光反射面7a。光反射面7a是通过在反射器7的内周面上蒸镀或电镀例如Al或Ni之类的反射率高的金属材料而形成的。光反射面7a也可通过将对可见光的反射率高的白色涂料涂敷在反射器7的内周面上而形成。
此外，还可通过在成形该反射器7的树脂材料中混入白色粉末，而将光反射面7a本身形成为对可见光的反射率高的白色。作为白色粉末，可使用氧化铝、氧化钛、氧化镁、硫酸钡之类的白色填充物。如图2中用二点链线所表示的，反射器7的光反射面7a较理想的是，随着远离反射层3的光反射面3a，向反射器7的外侧方倾斜。
如图2所示，将密封构件8注入到由反射器7所包围的区域内。密封构件8以覆盖半导体发光元件5、焊垫4c及接合线15、16的状态而固化。密封构件8由例如透明硅树脂或透明玻璃之类的具有透光性的材料而形成。
根据需要，在形成该密封构件8的材料中混入荧光体粒子。在本实施形态中，使用蓝色LED芯片来作为半导体发光元件5。因此，使用可将从蓝色LED芯片放射出的蓝色的一次光转换为波长不同的黄色的二次光的荧光体粒子。作为优选例，荧光体粒子以大致均匀地分散的状态混合在密封构件8中。
通过使用混合有荧光体粒子的密封构件8，从半导体发光层12放射出的蓝色光所照射的荧光体粒子会吸收蓝色光而发出黄色光。所述黄色光透过密封构件8。另一方面，从半导体发光层12放射出的一部分蓝色光不会照射到荧光体粒子上而透过密封构件8。因此，可通过混合具有补色(complementary color)关系的两种颜色来获得白色光。
如图2所示，光漫射构件9为平板状，配置在反射器7的前方。光漫射构件9可由例如反射器7来直接支撑，或者由容纳照明装置1的未图示的照明设备来支撑。
作为光漫射构件9，较理想的是使用具有如下光漫射性能的材料，即，波长为400nm～480nm的蓝色光的透过率与波长为540nm～650nm的黄色光的透过率的差在10％以内，并且可见光的透过率大于等于90％且未满100％。通过使用如上所述的光漫射构件9，可利用光漫射构件9混合蓝色的一次光与黄色的二次光，来获得颜色不均匀已得到抑制的白色光。
如图2所示，较理想的是，光漫射构件9与排列着半导体发光元件5的光反射面3a之间的距离L大于等于5mm且小于等于15mm。
本发明者准备了使用透过率为90％的光漫射构件9的照明装置1、以及使用透过率为80％的光漫射构件9的照明装置1，来进行如下所述的点亮测试。在所述点亮测试中，在将所述距离L设为大于等于5mm且小于等于15mm的条件下，分别对两种照明装置1测定总光通量(total luminous flux)，并且判定光漫射构件9的视觉印象。
所谓视觉印象，是指多个半导体发光元件5是否看起来是一个个单独地呈点状发光。本实施形态中，以“好”及“不好”来判定视觉印象。
所谓视觉印象“好”是指，不容易将各个半导体发光元件5看成是单独的点状光源，并且光漫射构件9中与半导体发光元件5对应的部位与所述部位周围之间的亮度差小。相反地，所谓视觉印象为“不好”是指，可清楚地识别出多个半导体发光元件5是分别单独设置的，并且光漫射构件9中与半导体发光元件5对应的部位与所述部位周围之间的亮度差大。
在使用透过率为90％的光漫射构件9的照明装置1中，总光通量为100lm，视觉印象的评估为“好”。在使用透过率为80％的光漫射构件9的照明装置1中，总光通量为90lm，视觉印象的评估为“好”。因此可知，光漫射构件9的透过率优选的是大于等于90％。
另一方面，本发明者针对使用透过率为90％的光漫射构件9的照明装置1，调查了当改变反射层3的光反射面3a与光漫射构件9之间的距离L时的总光通量与视觉印象的关系。
其结果为，当距离L未满5mm时，照明装置1的总光通量为105lm，视觉印象的评估为“不好”。当距离L超过15mm时，总光通量为95lm，视觉印象的评估为“好”。
因此，如果距离L未满5mm，那么容易将各个半导体发光元件5识别为点光源，相反，如果距离L超过15mm，则光亮度不足。因此可知，通过将距离L规定为大于等于5mm且小于等于15mm，可确保用来照明时所需要的光亮度，并且不容易将多个半导体发光元件5识别为一个个单独的点状光源。
因此，从实际应用方面来说，作为照明装置1较理想的是使用可见光的透过率大于等于90％的光漫射构件9，并且将从反射层3的光反射面3a到光漫射构件9为止的距离L规定为大于等于5mm且小于等于15mm。
另一方面，在本实施形态的照明装置1中，反射层3的光反射面3a的反射率优选的是在波长为420nm～740nm的区域内大于等于85％。当反射率未满85％时，从半导体发光层12透过基板11而射向基底基板2的光在光反射面3a反射时的效率较低，从而无法有效地使半导体发光元件5的光射出。
图5是表示反射层3中所使用的白色树脂材料的全光反射率(％)与波长(nm)的关系的图表。在图5中，实线表示白色树脂材料的全光反射率，虚线表示作为比较例的银的全光反射率。为银的情况时，在波长为400nm～740nm的整个区域内具有大于等于85％的全光反射率。与其相对，为白色树脂材料的情况时，在波长为400nm时的全光反射率为35％，而当波长处于480nm～740nm的区域时全光反射率大于等于85％。然而，由于在波长为420nm～740nm的整个区域内平均全光反射率也大于等于85％，因此，可充分有效率地使半导体发光元件5所发出的光射出。
进而，为了一方面确保反射率一方面确保反射层3的散热性，优选的是，将反射层3的厚度T规定在30μm到90μm的范围内。表1表示在将反射层3的厚度T分别设为30μm、90μm和120μm的情况下，波长为460nm时的反射率、波长为550nm时的反射率及热阻(℃/W)。由表1可知，反射层3呈现出厚度T越薄反射率越低，厚度T越厚热阻越高的特性。
[表1]
 
厚度 反射率[460nm] 反射率[550nm] 热阻Rjs[℃/W]
30 80.56 85.79 550
90 83.44 86.69 600
120 84.88 87.14 700
半导体发光元件5在结温(junction temperature)为100℃下使用时的寿命为40000个小时。因此，为了增长半导体发光元件5的寿命，优选的是将结温控制在100℃或100℃以下时使用。
表2表示例如当半导体发光元件5的每个芯片的功率值为0.06W时，通过接通0.06W的功率来使半导体发光元件5点亮时的反射层3的厚度T与反射层3的升温的关系。由表1及表2可知，反射层3的厚度T越薄，反射层3的热阻越小，因此，可有效地扩散从半导体发光元件5传导到反射层3的热，从而可抑制反射层3的升温。与此相对，反射层3的厚度T越厚，反射层3的热阻越大，因此，反射层3的升温幅度增大。
[表2]
 
厚度 升温[℃]
30 33
90 36
120 42
在以例如可获得5000lm的光束的半导体发光元件为光源的密闭型照明设备中，设备内的环境温度(environmental temperature)达到60℃～70℃。所述温度加上表2所示的反射层3的升温量之后的值即为所述结温。因此，当反射层3的厚度T为120μm时，结温超过100℃。因此，为了使结温小于等于100℃，必须使反射层3的厚度T小于等于90μm。
另一方面，如果使反射层3的厚度T变薄，那么光会透过反射层3，因此光的反射率会降低。表3表示反射层3的厚度T、与半导体发光元件5的每个芯片的总光通量(lm)的关系。对于总光通量的下降比例具有如下要求，即，以反射层3的厚度T为120μm时的总光通量的值作为最大值，要将所述下降比例抑制在10％左右。因此，可认为反射层3的厚度T必须大于等于30μm。
[表3]
 
厚度 每个芯片的总光通量[lm] 比率[％]
30 5.74 93.3
90 6.01 97.7
120 6.15 100.0
根据以上内容，较理想的是，将反射层3的厚度T规定在30μm到90μm的范围内。由此，可一方面确保反射层3的反射率，一方面提高反射层3的散热性。
根据第1实施形态，在形成有多个焊垫4c的白色反射层3上，通过具有透光性的粘接层6而粘接着多个半导体发光元件5的基板11。半导体发光元件5与焊垫4c电连接着，并且通过所述粘接层6而并列保持在反射层3的光反射面3a上。根据所述构成，可获得能够进行面发光的照明装置1。
根据所述照明装置1，从各半导体发光元件5的半导体发光层12所射出的一部分光与图2中用箭头表示的正规的光的射出方向相反，透过基板11而射向反射层3。射向反射层3的光通过粘接层6而入射到反射层3中与基板11的投影面积对应的区域，并且在反射层3的光反射面3a上朝向正规的光的射出方向反射。
此外，从半导体发光层12射向反射层3的光中朝向基板11的周围而倾斜地通过基板11的光在位于基板的11的周围的光反射面3a上，朝向正规的光的射出方向反射。
与此同时，当从半导体发光层12向正规的光的射出方向放射的光照射到密封构件8的内部的荧光体粒子上时，一部分发出黄色光的二次光便变成射向反射层3的光。所述射向反射层3的光也在光反射面3a上朝向正规的光的射出方向反射。
根据所述内容，从半导体发光层12射向反射层3的光并非只在光反射面3a中与各个半导体发光元件5对应的部位反射，在光反射面3a中未与半导体发光元件5对应的部位也会朝向正规的光的射出方向反射。详细来说，可利用光反射面3a中除由焊垫4c所覆盖的部位以外的所有区域，来使从半导体发光层12射向反射层3的光向正规的光的射出方向反射。因此，可有效率地使来自照明装置1的光射出。
并且，使半导体发光层12所发出的光射向基板11的周围。与此同时，从半导体发光层12入射到基板11的一部分光、以及在反射层3的光反射面3a上进行反射后通过粘接层6而再次入射到基板11的一部分光，从半导体发光元件5的第1侧面5a及第2侧面5b放射到基板11的外部。与半导体发光元件5电连接着的焊垫4c与半导体发光元件5的第1侧面5a及第2侧面5b相邻接着。因此，尤其是从第1侧面5a及第2侧面5b放射出的光可能会受焊垫4c干扰而被焊垫4c所吸收。
然而，根据第1实施形态，焊垫4c的厚度A小于基板11的厚度B。因此，从半导体发光元件5的第1侧面5a及第2侧面5b向焊垫4c的方向放射出的光不容易受到焊垫4c的干扰，因而光损耗减少。因此，有利于有效地使光射出。
与此同时，电路图案4的焊垫4c与半导体发光元件5沿着基底基板2的长度方向排列成直线状。以此，可将覆盖反射层3的光反射面3a的焊垫4c的总面积抑制得较小。因此，可充分地确保光反射面3a中用于反射的实际面积，从而有利于有效地使光射出。
此外，单个反射器7一并包围着多个半导体发光元件5。根据所述构成，从各个半导体发光元件5放射出的光受反射器7干扰的比例明显减少，射向光漫射构件9的光量增多。也就是说，入射到反射器7的光反射面7a的光减少，光不容易被光反射面7a所吸收，因而伴随着光的吸收而产生的光损耗减少。因此，可有效率地使从半导体发光元件5放射出的光射出。
例如，如果每一个或多个半导体发光元件均存在着具有呈放射状延展的反射面的反射器时，从各个半导体元件放射出的光会入射到各个反射器的光反射面。因此，入射到反射器的光的入射量增多，光被光反射面吸收的概率增大。因此，光损耗增多，而无法有效地使从半导体发光元件射出的光射出。
所述光的射出效率的好坏可通过以下比较来获知。在所述比较中所使用的照明装置是，使用铝制基底基板，并且对于波长为400nm～740nm的光，将反射层的反射率设为90％。此外，作为粘接层则使用厚度为100μm且透过率为95％的芯片焊接材料，并且形成将28个半导体发光元件排列在反射层上，利用单个反射器一并包围所述28个半导体发光元件的构成。接通20mA的电而使所述照明装置点亮时的光束的总光通量为120lm。
与此相对，在作为比较例的照明装置中，准备28个反射器，形成分别在各反射器上组装半导体发光元件的构成。接通20mA的电而使所述照明装置点亮时的光束的总光通量为110lm。
在第1实施形态的照明装置1中，在反射层3的光反射面3a与光漫射构件9之间横穿着多根接合线15。因此，在光反射面3a上进行反射后射向光漫射构件9的一部分光会被接合线15所遮挡。
根据第1实施形态，接合线15对相邻接的半导体发光元件5之间进行串联连接。因此，与例如使用接合线15对多个半导体发光元件5进行并联连接的情况相比，接合线15的数量减少。以此，可减少从光反射面3a射向光漫射构件9的光中被接合线15所遮挡的光的比例。因此，有利于有效率地使从半导体发光元件5所发出的光射出。
当并联连接多个半导体发光元件时，必须在反射层3上沿着半导体发光元件5的排列方向呈直线状形成多个图案部，并利用多根接合线对各图案部与半导体发光元件5之间进行电连接。所述构成中，由于光反射面3a中实际用于反射的部分的面积得到减少，因此从使光射出的方面考虑并不理想。
在第1实施形态的照明装置1中，在形成有电路图案4的反射层3上粘接着多个半导体发光元件5。因此，无须在基底基板2上个别地形成与多个半导体发光元件5对应的多个反射层。因此，无须特别地费工夫就可容易地形成反射层3，从而有助于降低照明装置1的制造成本。
具体来说，例如在使用混合有白色填充物的白色绝缘性粘接剂来使半导体发光元件的光反射的先前构成中，必须对每个微小的半导体发光元件高精度地涂敷微量的绝缘性粘接剂。因此，操作性差，并且操作起来费工夫。此外，从制造技术方面来说，将绝缘性粘接剂的厚度与涂敷面积控制为规定值也颇为困难。
与此相对，在第1实施形态的照明装置1中，反射层3只限于连续地覆盖基底基板2的表面2a的程度。因此，在形成反射层3时，在制造技术方面并不需要困难的操作。因此，可容易地将反射层3形成在基底基板2上，从而可降低照明装置1的制造成本。
此外不可否认，在先前，由于涂敷绝缘性粘接剂的操作时存在困难，因此，分别涂敷在多个半导体发光元件上的绝缘性粘接剂的厚度会不均匀，从而导致绝缘性粘接剂的热阻不均匀。因此，多个半导体发光元件的散热特性有微妙的不同，而有可能导致半导体发光元件的发光颜色不均匀。
与此相对，根据第1实施形态的照明装置1，反射层3以覆盖整个基底基板2的表面2a的方式，以预定的厚度层叠在表面2a上。因此，反射层3不会对多个半导体发光元件5的散热特性造成不良影响。因此，可防止多个半导体发光元件5的发光颜色产生微妙的不同。
本发明并未特别限定为所述第1实施形态，而可在不脱离发明主旨的范围内进行各种变形来加以实施。
图6到图8表示本发明的第2实施形态的照明装置21。所述照明装置21与所述第1实施形态不同之处是，结构是主要用以提高半导体发光元件5的散热性，除此以外的结构基本上与第1实施形态相同。因此，在第2实施形态中，对与第1实施形态相同的结构部分附加相同的参照符号，并省略对其说明。
如图6到图8所示，基底基板22为金属制造的平板，并且为了确保照明装置21所需要的发光面积而形成为矩形状。基底基板22具有表面22a、以及位于所述表面22a的相反侧的底面22b。作为基底基板22，优选的是使用例如导热性优良的铜。
在基底基板22的表面22a上层叠着反射层23。反射层23通过在基底基板22上进行镀银而形成，且具有导电性。反射层23覆盖着整个基底基板22的表面22a，并且具有可使预定数量的半导体发光元件5相互间隔地排列的大小。反射层23具有位于基底基板22的相反侧的平坦的光反射面23a。
优选的是，光反射面23a的漫反射率在波长420nm～740nm的区域内大于等于70％。所述漫反射率是以将白色硫酸钡的漫反射率设为100％时的值来进行评估。如果光反射面23a的漫反射率大于等于70％，那么在波长为420nm～740nm的区域内，光反射面23a的平均全光反射率将超过85％。因此，可有效率地使光射出。
在反射层23的光反射面23a上形成着电路图案24。电路图案24包括多个导体列25。导体列25在基底基板22的长度方向上延伸，并且相互间隔地平行配置着。
各导体列25包括多个作为导体部的焊垫25a、以及第1端子部25b及第2端子部25c。焊垫25a在基底基板22的长度方向上相互间隔地排列成一行。第1端子部25b与位于各导体列25的一端的焊垫25a形成为一体。第2端子部25c与位于各导体列25的另一端的焊垫25a形成为一体。因此，第1端子部25b与第2端子部25c在各导体列25的长度方向上相分离。
如图8所示，各焊垫25a包括绝缘体27及导电层28。作为绝缘体27，例如使用陶瓷。绝缘体27包括第1面27a、以及位于第1面27a的相反侧的第2面27b。第1面27a与第2面27b相互平行。导电层28通过在例如绝缘体27的第1面27a上实施镀金而形成。
各焊垫25a通过绝缘性粘接剂29而粘接在反射层23的光反射面23a上。绝缘性粘接剂29填充在绝缘体27的第2面27b与光反射面23a之间，将绝缘体27保持在光反射面23a上。因此，在各焊垫25a的导电层28与由镀银而形成的反射层23之间保持着电绝缘的状态。
电路图案24的第1端子部25b及第2端子部25c具有与所述各焊垫25a相同的构成，因此省略说明。
在反射层23的光反射面23a上配置着与所述第1实施形态相同的半导体发光元件5。半导体发光元件5位于在基底基板22的长度方向上相邻接的焊垫25a之间，并且通过粘接层6而粘接在反射层23的光反射面23a上。
如图8所示，各半导体发光元件5的n侧电极13通过接合线15，与和半导体发光元件5的侧面5a相邻接的焊垫25a的导电层28电连接着。各半导体发光元件5的p侧电极14通过接合线15，与和半导体发光元件5的侧面5b相邻接的焊垫25a的导电层28电连接着。因此，多个半导体发光元件5与每个电路图案24的导体列25串联连接着。
如图7及图8所示，在基底基板22的底面22b上安装着散热器(heatsink)31。散热器31包括受热板32和多个散热片(radiating fin)33。
受热板32具有可覆盖整个基底基板22的底面22b的大小。受热板32通过例如粘接等方法而固定在基底基板22的底面22b上，并与基底基板32热连接着。散热片33与受热板32形成为一体。散热片33从受热板32向基底基板22的相反侧突出。
在第2实施形态中，当半导体发光元件5发光时，半导体发光元件5会发热。半导体发光元件5粘接在由镀银而形成的反射层23上，并且与所述反射层23热连接着。因此，半导体发光元件5的热会通过粘接层6而直接传导到反射层23。
由镀银而形成的反射层23的导热率高于第1实施形态的树脂制造的反射层3的导热率。因此，可将组合有半导体发光元件5与基底基板2的封装体的热阻抑制得较小。
当将点亮时的半导体发光元件5的温度设为Tj，半导体发光元件5点亮时的封装体的温度设为Tc时，可利用Tj＝Tc/W(W：接通功率)来评估封装体的热阻。
本发明者将例如100个额定电流为20mA的半导体发光元件安装在反射层上，对以6.0W的接通功率进行点亮时的封装体的热阻进行了验证。
其结果表明，在使用由镀银而形成的反射层23的封装体中，热阻为0.6℃/W，而在使用树脂制造的反射层3的封装体中，热阻为7.0℃/W。
根据所述内容，由镀银而形成的反射层23与树脂制造的反射层3相比导热性更好，并且可更有效地将半导体发光元件5的热散出到基底基板22。
此外，根据第2实施形态，各半导体发光元件5的热通过接合线15而传导到相邻接的焊垫25a。焊垫25a粘接在镀银的反射层23上，因此，各焊垫25a保持着与反射层23热连接着的状态。因此，经过接合线15而传导到焊垫25a的半导体发光元件5的热通过绝缘性粘接剂29而传导到反射层23。因此，可使半导体发光元件5的一部分热从焊垫25a散出到反射层23。
因此，可充分确保从半导体发光元件5到反射层23的导热路径，并且可通过反射层23迅速地将各半导体发光元件5的热扩散到基底基板22。因此，可防止半导体发光元件5过热，而维持适当的半导体发光元件5的环境温度。
此外，在第2实施形态中，在基底基板22的底面22b上安装着散热器31。散热器31可在接受到从基底基板22散出的热的同时，将所述热从散热片33散出到空气中。
因此，可通过散热器31，将从半导体发光元件5通过反射层23而散出到基底基板22的热迅速地散出到照明装置1的外部。因此，从提高基底基板22的散热性，抑制半导体发光元件5的升温的方面来说较佳。

Claims (3)

1、一种照明装置，其特征在于包括：
多个半导体发光元件，包括透光性基板以及形成在所述基板上的半导体发光层；
白色反射层，具有可使所述半导体发光元件相互间隔地排列的大小，且设置于所述基板的表面侧的一面上，所述表面侧上设置有所述多个半导体发光元件；
多个导体部，设置在所述反射层上，并且与所述半导体发光元件电连接着；
多个接合线，连接所述半导体发光元件与所述导体部；以及
透光性粘接层，通过将所述各半导体发光元件的基板粘接在所述反射层上，而将所述半导体发光元件保持在所述反射层上，
其中，所述半导体发光元件与所述导体部设置于所述白色反射层的同一面上，且所述半导体发光元件的基板的厚度大于所述导体部的厚度。
2、如权利要求1所述的照明装置，其特征在于所述导体部以与所述半导体发光元件相邻接的方式配置在所述反射层上。
3、如权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于更包括使从所述半导体发光元件放射出的光漫射的光漫射构件，所述光漫射构件与所述反射层相对向。
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