JP2007081234A - 照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 長期間にわたって高輝度の照明光を得ることができる照明装置を提供する。
【解決手段】 ガラス封止部6によって封止された発光ダイオード素子4を有する発光ダイオードランプ2を備えた照明装置1であって、発光ダイオードランプ2の照明対象側には、発光ダイオード素子4から放射される放射光を受けて励起されることにより波長変換光を放射する蛍光体層13が配設されている。このため、発光ダイオード素子4の発光による発熱によってガラス封止部6及び蛍光体層13が劣化せず、ガラス封止部6の透明度や蛍光体層13の励起効率の低下を防止することができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、例えば液晶テレビジョンのバックライト光源を含む各種の光源に用いて好適な照明装置に関する。
近年における照明装置には、水銀ガスによる環境(人体)への悪影響をなくすという考えから、また紫外光の照射による構成部品の劣化を防止するとともに、インバータ回路の使用による消費電力コストを低減し、かつ良好な色再現性を得るという観点等から、水銀ガスを内封してなる冷陰極蛍光管に代わり、発光ダイオード(Light Emitting Diode:LED)素子を備えたものが採用されている。
一般に、この種の照明装置においては、白色系の照明光を得る場合、赤色系及び緑色系・青色系の発光ダイオード素子、あるいは青緑色系及び黄色系の発光ダイオード素子が用いられている。
ところが、このような照明装置における各発光ダイオード素子は、半導体発光素子であるため、互いに異なる材料を用いて形成されている場合、素子毎に駆動電力が異なり、個々に電源を確保して電流を調節する必要がある。また、各発光ダイオード素子が半導体発光素子であることは、個々の温度特性の差や経時変化が互いに異なり、色調が種々変化する。さらに、各発光ダイオード素子からの発光を均一に混色させなければ、色むらを生じる場合がある。
そこで、上述した不都合を回避するために、単一種の発光ダイオード素子を用いて白色光を得ることができる照明装置も用いられている。
従来、この種の照明装置には、照明対象側に開口する電極付きの筐体と、この筐体内に収容された発光ダイオード素子と、この発光ダイオード素子を封止する蛍光体含有のモールド部材とを備えたものが知られている(例えば特許文献1)。
特許文献1には、リード一部が外部に露呈する2つのリードと、これら両リードのうち一方のリード(マウントリード)に搭載された発光ダイオード素子と、この発光ダイオード素子を封止する蛍光体含有の第1モールド部材と、この第1モールド部材及び発光ダイオード素子・リード(一部)を封止する光学形状面付きの第2モールド部材とを備えた照明装置も開示されている。
また、従来の照明装置には、リード一部が外部に露呈する2つのリードと、これら両リードのうち一方のリード(マウントリード)に搭載された発光ダイオード素子と、この発光ダイオード素子を封止する光学形状面付きのモールド部材と、このモールド部材の光学形状面に積層する蛍光体とを備えたものが提案されている。
上述した3つの照明装置においては、発光ダイオード素子として青色光を発光する発光ダイオード素子であり、また蛍光体として青色光で励起されて黄色光を放射する蛍光体であるため、発光ダイオード素子から放射される青色の放射光と蛍光体から放射される黄色の励起光とを混合させてなる白色光が照明対象側に照射される。
特開平10−242513号公報(図1及び図2)
しかしながら、特許文献1に示す照明装置(蛍光体含有のモールド部材を備えた2つの照明装置)及び上述した他の照明装置(モールド部材の光学形状面に積層する蛍光体を備えた照明装置)によると、発光ダイオード素子の発光による発熱によってそれぞれ蛍光体とモールド部材が劣化し、このため前者(特許文献1に示す照明装置)にあっては蛍光体の励起効率が低下し、一方後者(上述した他の照明装置)にあってはモールド部材の透明度が低下し、両者とも長期間にわたって高輝度の照明光を得ることができないという問題があった。
従って、本発明の目的は、蛍光体(蛍光体層)の励起効率及び封止部材(封止部)の透明度の低下を防止することができ、もって長期間にわたって高輝度の照明光を得ることができる照明装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、ガラス封止部によって封止された発光ダイオード素子を有する発光ダイオードランプを備えた照明装置であって、前記発光ダイオードランプの照明対象側には、前記発光ダイオード素子から放射される放射光を受けて励起されることにより波長変換光を放射する蛍光体層が配設されていることを特徴とする照明装置を提供する。
本発明によると、蛍光体層の励起効率及び封止部の透明度の低下を防止することができ、長期間にわたって高輝度の照明光を得ることができる。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す図であり、図1(a)は一部を破断した正面図、図1(b)は図1(a)のA−A線断面図、図1(c)は、図1(b)の一部を拡大して示す断面図である。
〔照明装置の全体構成〕
図1(b)において、照明装置1は、照明対象側に白色光を照射するための複数の発光ダイオードランプ2と、これら発光ダイオードランプ2を収容可能な蛍光体層13付きのカバー3とから大略構成されている。
(発光ダイオードランプ2の構成)
発光ダイオードランプ2は、図1(a)に示すように、同一平面内で縦横方向(本実施の形態では縦方向に4個、横方向に4個)に並列して配置されている。発光ダイオードランプ2は略同一の構成であるため、一の発光ダイオードランプ2についてのみ説明すると、発光ダイオードランプ2は、図1(b)及び(c)に示すように、青色光を放射する発光ダイオード素子4及びこの発光ダイオード素子4を搭載する素子搭載基板5を有し、カバー3内に収容されている。
カバー3は、図1(b)に示すように、照明対象側に開口する内部空間8Aを有する本体部8及びこの内部空間8Aの開口を閉塞する蓋部9からなり、ガラス封止部6付きの発光ダイオードランプ2を収容するように構成されている。
ガラス封止部6は、照明対象側に光学形状面6Aを有し、全体がSiO2−Nb25系の低融点ガラス(屈折率n=1.8)によって形成されている。ガラス封止部6の熱膨張率αはα=7×10−6/℃に設定されている。
素子搭載基板5は、回路パターン5A,5Bを表裏面に有する平面略正方形(縦寸法1mm,横寸法1mm)状のセラミックス基板(Al23基板)によって形成されている。素子搭載基板5の熱膨張率αはα=7×10−6/℃に設定されている。素子搭載基板5には、図1(c)に示すように、両回路パターン5A,5B側(表裏面)に開口するビアホール5Cが設けられている。ビアホール5C内には、両回路パターン5A,5Bに接続するタングステン(W)からなるビアパターン5Dが形成されている。
本体部8は、照明対象側・反照明対象側の両方向に開口する枠部材10及びこの枠部材10の反照明対象側開口を閉塞する板部材11から構成され、全体が照明対象側に開口する有底箱によって形成されている。
枠部材10は正四角形枠状の、また板部材11は平面正方形板状のそれぞれ放熱部材によって形成されている。枠部材10及び板部材11の材料としては、例えば銅やアルミニウム等の金属が用いられる。板部材11は、図1(c)に示すように、その表裏面に開口する貫通孔11Aを有し、発光ダイオードランプ2を実装するように構成されている。板部材11には、その表裏面及び貫通孔11Aの内面を被覆する絶縁層(例えばSiO2等の酸化膜,ポリイミド系の合成樹脂膜)12が設けられている。絶縁層12上には、素子搭載基板5の回路パターン5Bに接続するタングステン(W)からなる回路パターン11Bが形成されている。
蓋部9は、本体部8の開口端面に装着され、全体がガラスからなる正方形板状の透光性部材によって形成されている。蓋部9の発光ダイオードランプ側端面には、発光ダイオード素子4から放射される放射光(青色光)を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射するYAG(YttriumAluminum Garnet)等の蛍光体層13が形成されている。なお、蓋部9は、例えば、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)等の樹脂材料で形成されても良い。
図2は、本発明の第1の実施の形態に係る発光ダイオード素子を示す縦断面図である。このフリップチップ型の発光ダイオード素子4は、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)装置を用いてサファイア基板40上にGaN系半導体層47を結晶成長させることによって形成される。
GaN系半導体層47は、サファイア基板40上にAlNバッファ層41を形成後、Siドープのn−GaN層42、発光層43、Mgドープのp−GaN層44を順次結晶成長させることによって形成されており、p−GaN層44の表面にITO(Indium Tin Oxide)からなるpコンタクト電極46を有する。また、p−GaN層44からn−GaN層42にかけてエッチングを施すことにより露出させたn−GaN層42にn側電極45を有する。
また、発光ダイオード素子4は、標準サイズ(縦寸法0.3mm,横寸法0.3mm)で形成されるとともにpコンタクト電極46を構成する導電性酸化膜としてのITOの熱膨張率が発光ダイオード素子4の熱膨張率と同等の7×10−6/℃を有し、熱膨張差による電極剥がれを生じにくい構成を有している。そして、ガラス封止部6によって封止され、かつ素子搭載基板5の回路パターン5A(後述)の素子搭載部にスタッドバンプ7を介して接続されている。
〔照明装置1の動作〕
発光ダイオードランプ2に電源から電圧が印加されると、発光ダイオード素子4の発光層43において発光し、これら放射光が本体部8の内部空間8Aに放射される。次いで、発光ダイオード素子4からの放射光が蛍光体層13に入射する。この場合、蛍光体層13においては、発光ダイオード素子4から放射される放射光(青色光)を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射する。このため、発光ダイオード素子4から放射される青色の放射光と蛍光体層13から放射される黄色の波長変換光とが混合して白色光となる。しかる後、蛍光体層13から白色光として蓋部側に出射され、さらに蓋部9を透過して照明対象側に照射される。
[第1の実施の形態の効果]
上記した第1の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
(1)発光ダイオード素子4がガラス封止部6によって封止され、さらに蛍光体層13が発光ダイオード素子4から直接熱の伝わることのない蓋部9の発光ダイオードランプ側端面に形成されているため、発光ダイオード素子4の発光による発熱によってガラス封止部6及び蛍光体層13が劣化せず、このためガラス封止部6の透明度や蛍光体層13の励起効率の低下を防止することができ、長期間にわたって高輝度の照明光を得ることができる。
(2)発光ダイオードランプ2が金属製の本体部8内に実装されているため、発光ダイオードランプ2からの発生熱が本体部8(枠部材10及び板部材11)を介して本体部8外に放散され、放熱効果を高めることができる。また、発光ダイオード素子4がガラス封止されたガラス封止LEDであることにより、樹脂封止LEDに比べて耐熱性に優れ、大電流化への対応が容易となる。
(3)発光ダイオードランプ2が同一平面内で縦横方向に並列して配置されているため、仮に発光ダイオードランプ2のうち一部の発光ダイオードランプが照明ランプとして機能しなくなった場合には修理・点検時にその発光ダイオードランプのみを交換すればよく、交換コストの低廉化を図ることができる。
(4)蛍光体層13を蓋部9に薄膜状に設けているので、樹脂等に混合する方法に比べて蛍光体の使用量を減らすことができ、低コスト化を図れる。また、薄膜状に蛍光体層を形成しているので、蛍光体の沈殿等による色度のばらつきを抑えることができる。また膜厚の制御も容易であることから、蛍光体むらの少ない良質の蛍光体を容易に形成することができる。
[第2の実施の形態]
図3は、本発明の第2の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す図であり、図3(a)は一部を破断した正面図、図3(b)はそのB−B線断面図である。なお、図3において、図1(a)及び(b)と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図3(a)及び(b)に示すように、第2の実施の形態に示す照明装置1は、同一平面内で縦横方向に並列する複数個の発光ダイオード素子4及びこれら複数個の発光ダイオード素子4を搭載する単一の素子搭載基板22を有する発光ダイオードランプ2Aを備えた点に特徴がある。
このため、発光ダイオード素子4は、第1の実施の形態に示すガラス封止部6の材料と同一の材料からなるガラス封止部24によって封止され、かつこのガラス封止部24を介して互いに連接されている。
[第2の実施の形態の効果]
上記した第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果(1)及び(2)に加え、次に示す効果が得られる。
発光ダイオード素子4が単一の素子搭載基板22上に搭載され、かつガラス封止部24を介して互いに連接されているため、発光ダイオードランプ2Aの製造を簡単に行うことができ、製造コストの低廉化を図ることができる。
[第3の実施の形態]
図4は、本発明の第3の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す図であり、図4(a)は斜視図、図4(b)はそのC−C線断面図(拡大図)である。図4(a)及び(b)において、図1(b)と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図4(a)及び(b)に示すように、第3の実施の形態に示す照明装置1は、同一平面内で一方向に並列する複数個の発光ダイオード素子4(図4では1個のみ図示)及びこれら複数個の発光ダイオード素子4を搭載する単一の素子搭載基板(セラミックス基板)5を有する発光ダイオードランプ2Bと、この発光ダイオードランプ2Bを収容可能なカバー3とを備えた点に特徴がある。
このため、カバー3は、発光ダイオードランプ2Bを収容可能な内部空間3Aを有し、発光ダイオードランプ側に湾曲する透光性部材からなる略蛍光管形状の曲面体によって形成されている。カバー3の発光ダイオードランプ側面には、第1の実施の形態に示す蛍光体層13の材料と同一の材料からなる蛍光体層13が形成されている。なお、図4(a)において、符号36は電源電圧供給用の電極である。
[第3の実施の形態の効果]
上記した第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果(1)に加え、次に示す効果が得られる。
カバー3Aが略蛍光管形状の曲面体によって形成されているため、例えば液晶テレビジョンにおいてバックライト光源として内蔵される蛍光管に代わり、本実施の形態に示す照明装置1をそのまま使用することができる。
図5は、本発明の第3の実施の形態に係る照明装置についての変形例を示す断面図であり、図5(a)はカバー3が半円形状、図5(b)は素子搭載基板に光反射面を設けたものである。図5(a)に示すようにカバー3が略半球状であるものとすることにより、素子搭載基板5の背面方向に光が回りにくい構成となるので、発光ダイオード素子4から放射される光がカバー3からもれなく照射される。
また、図5(b)に示すように素子搭載基板5の周辺部に光反射面50を設けることで、発光ダイオード素子4の光軸方向により多くの光を放射させることができる。
[第4の実施の形態]
図6は、本発明の第4の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す図であり、図6(a)は一部を破断した正面図、図6(b)はそのD−D線断面図(拡大図)である。図6(a)及び(b)において、図1(c)と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図6(a)及び(b)に示すように、第4の実施の形態に示す照明装置1は、カバー3内で円周方向に等間隔をもって並列する複数個の発光ダイオードランプ2を備えた点に特徴がある。
このため、カバー3は、照明対象側に開口する環状の内部空間(凹溝)3Aを有する例えば銅やアルミニウムからなる金属製の本体部43と、この本体部43の内部空間3Aの開口を閉塞する透光性部材からなる蓋部9とによって構成されている。
本体部43は、図6(b)に示すように、内部空間3Aの底面及びカバー3の裏面に開口する貫通孔11Bを有する環状体(外径1cm程度)からなり、内部空間3Aに発光ダイオードランプ2を実装するように構成されている。本体部43には、貫通孔11Bの内面及び内部空間3Aの底面(溝底)・カバー3の裏面を被覆する絶縁層(例えばSiO2等の酸化膜,ポリイミド系の合成樹脂膜)12が設けられている。絶縁層12上には、素子搭載基板5の回路パターン5Bに接続するタングステン(W)からなる回路パターン11Bが形成されている。本体部8(内部空間3A)の溝壁は、発光ダイオードランプ2からの放射光を受けて照明対象側に反射する傾斜面430で形成されている。
蓋部9は、本体部8の開口端面に装着され、全体がガラスからなる環状体によって形成されている。蓋部9の発光ダイオードランプ側端面には、環状の蛍光体層13が形成されている。
[第4の実施の形態の効果]
上記した第4の実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果(1)及び(2)に加え、次に示す効果が得られる。
発光ダイオードランプ2が円周方向に並列して配置され、かつ本体部8の溝壁が発光ダイオードランプ2からの放射光を受けて照明対象側に反射する傾斜面430で形成されているため、発光ダイオードランプ2からの放射光が蓋部9から照明対象側に向かって広がるように白色光として出射され、円形状の面状光源を得る場合の光取り出し効率を高めることができる。
[第5の実施の形態]
図7は、本発明の第5の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す断面図である。図7において、図1(b)と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図7に示すように、第5の実施の形態に示す照明装置1は、ガラス等の透光性部材からなる開口付きの本体部300及び発光ダイオードランプ2(本実施の形態では3個)に電源電圧を供給するための螺子付きの電源供給部301を有するカバー3を備えた点に特徴がある。
このため、本体部300には、発光ダイオードランプ2を収容可能な内部空間3Aが形成されている。本体部300の発光ダイオードランプ側面(内面)には蛍光体層13が形成されている。
電源供給部301は、第1電極部となる円柱体56及び第2電極部となる凸状体57からなり、本体部300の開口端面に取り付けられている。円柱体56は、軸線方向に開口する筒体によって形成されている。円柱体56の外周面には、螺子(雌ねじ部)付きのランプソケット(図示せず)に着脱可能に螺合する雄ねじ部56Aが設けられている。凸状体57は、円筒体56の反ランプ側開口周縁に絶縁体58を介して配設されている。
発光ダイオードランプ2は、円柱体56のランプ側開口周縁に円柱状のスペーサ59を介して実装され、かつ電源供給部301(円柱体56と凸状体57)に接続されている。
スペーサ59は、素子搭載基板5の回路パターン11B(図1(c)に示す)及び電源供給部301にそれぞれ接続する回路パターン(図示せず)を表裏面に有し、素子搭載基板5の材料と同一の材料(セラミックス)によって形成されている。スペーサ59には、素子搭載基板5と同様に、両回路パターン側(表裏面)に開口するビアホール(図示せず)が設けられている。ビアホール内には、スペーサ59における表裏面側の両回路パターンに接続するタングステン(W)からなるビアパターン(図示せず)が形成されている。
なお、本実施の形態においては、発光ダイオード素子4から放射される放射光(青色光)を受けて励起されることにより黄色の波長変換光を放射する蛍光体層13である場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、発光ダイオード素子4から放射される放射光(紫色光:波長370〜390nm)を受けて励起されることにより白色の波長変換光を放射する蛍光体層であってもよい。
[第5の実施の形態の効果]
上記した第5の実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果(1)に加え、次に示す効果が得られる。
ランプソケットの雌ねじ部に着脱可能に螺合する雄ねじ部56Aが円柱体56の外周面に設けられているため、雄ねじ部56Aと雌ねじ部の螺合によってランプソケットに対して照明装置1を装着することが、また雄ねじ部56Aと雌ねじ部との螺合解除によってランプソケットから照明装置1を離脱することがそれぞれ可能となり、その着脱作業を簡単に行うことができる。
[第6の実施の形態]
図8は、本発明の第6の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す図であり、図8(a)は一部を破断した斜視図、図8(b)はそのE−E線断面図(拡大図)である。図8(a)及び(b)において、図1(b)と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図8(a)及び(b)に示すように、第6の実施の形態に示す照明装置1は、反照明対象側に放射する発光ダイオードランプ2及びこの発光ダイオードランプ2からの放射光を受けて照明対象側に反射する反射面付きのカバー3を備えた点に特徴がある。
このため、カバー3は、発光ダイオードランプ2からの放射光を受けて照明対象側に反射する反射凹面63Aを有する基部63と、照明対象側・反照明対象側に開口する内部空間3A及び内部空間3Aを2室に画成するような放熱壁65を有する本体部8と、この本体部64の照明対象側開口を閉塞する蓋部9とによって構成されている。
基部63は、照明対象側に開口する有底円筒体によって形成されている。本体部8は、基部63の開口端面に取り付けられ、照明対象・反照明対象側に開口する無底円筒体によって形成されている。基部63及び本体部8の材料としては、例えば銅やアルミニウム等の金属が用いられる。蓋部9は、本体部8の照明対象側開口端面及び放熱壁65の照明対象側端面に装着され、全体がガラスからなる平面円形状の透光性部材によって形成されている。蓋部9の発光ダイオードランプ側端面には蛍光体層13が形成されている。
発光ダイオードランプ2は、放熱壁65の反照明対象側端面と反射凹面63Aの開口端面との間に介在するフレキシブル配線層68の素子搭載部(図示せず)に実装され、反射凹面63Aに向かって放射するように構成されている。
[第6の実施の形態の効果]
上記した第6の実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果(1)に加え、次に示す効果が得られる。
発光ダイオードランプ2が金属製のカバー3内に実装されているため、発光ダイオードランプ2の発光による発生熱が反射凹面63Aの内部空間及び本体部8の内部空間3A内に放散されると、これら放散熱が基部63及び本体部8を介して外部に放散される。これにより、放熱効果を高めることができるため、発熱量(光量)が多い発光ダイオードランプ2を備えた照明装置1に使用してきわめて有効である。
[第7の実施の形態]
図9は、本発明の第7の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す図であり、図9(a)は一部を破断した正面図、図9(b)はそのF−F線断面図(拡大図)である。図9(a)及び(b)において、図1(c)と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図9(a)及び(b)に示すように、第7の実施の形態に示す照明装置1は、同一平面内で一方向に並列する複数個の発光ダイオードランプ2を収容可能な反射面付きのカバー3を備えた点に特徴がある。
このため、カバー3は、照明対象側に開口する内部空間(凹溝)3Aを有する例えば銅やアルミニウムからなる金属製の本体部8と、この本体部8の内部空間3Aの開口を閉塞する蓋部9とによって構成されている。
本体部8は、図9(b)に示すように、内部空間3Aの底面及びカバー3の裏面に開口する貫通孔73Bを有するブロック体からなり、内部空間3Aに発光ダイオードランプ2を実装するように構成されている。本体部8には、貫通孔73Bの内面及び内部空間3Aの底面(溝底)・カバー3の裏面を被覆する絶縁層(例えばSiO2等の酸化膜,ポリイミド系の合成樹脂膜)12が設けられている。絶縁層12上には、素子搭載基板5の回路パターン5B(図1(c)に示す)に接続するタングステン(W)からなる回路パターン11Bが形成されている。本体部8(内部空間3A)の溝壁は、発光ダイオードランプ2からの放射光を受けて照明対象側に反射する傾斜面430で形成されている。
蓋部9は、本体部8の開口端面に装着され、全体がガラスからなる矩形状の透光性部材によって形成されている。蓋部9の発光ダイオードランプ側端面には蛍光体層13が形成されている。
[第7の実施の形態の効果]
上記した第4の実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果(1)に加え、次に示す効果が得られる。
(1)発光ダイオードランプ2が金属製の本体部8内に実装されているため、発光ダイオードランプ2の発光による発生熱が本体部8を介して外部に放散され、放熱効果を高めることができる。
(2)発光ダイオードランプ2が一方向に並列して配置され、かつ本体部8の溝壁が発光ダイオードランプ2からの放射光を受けて照明対象側に反射する傾斜面430で形成されているため、発光ダイオードランプ2からの放射光が蓋部9から照明対象側に向かって広がるように白色光として出射され、矩形状の面状光源を得る場合の光取り出し効率を高めることができる。
[第8の実施の形態]
図10は、本発明の第8の実施の形態に係る照明装置(第7の実施の形態に示す照明装置の変形例)を説明するために示す断面図である。図10において、図9(b)と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図10に示すように、第8の実施の形態に示す照明装置1は、第7の実施の形態に示す照明装置1と異なり、本体部8のみを有するカバー3(第7の実施の形態において、蓋部9を取り除いたカバー3)を備えた点に特徴がある。
このため、発光ダイオードランプ2の照明対象側面(ガラス封止部6の光学形状面6A)には略半球状の蛍光体層13が薄膜状に形成されている。
[第8の実施の形態の効果]
上記した第8の実施の形態によれば、第7の実施の形態の効果と同様の効果と共に、次に示す効果が得られる。
カバー3が本体部8からなるため、第7の実施の形態に示す照明装置1のカバー3と比較してカバー3の部品点数を削減することができ、製造コストの低廉化を図ることができる。
[第9の実施の形態]
図11は、本発明の第9の実施の形態に係る照明装置を示し、図11(a)は一部を破断した正面図であり、図11(b)はそのG−G線断面図(拡大図)である。図11(a)及び(b)において、図1(c)と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
図11(a)及び(b)に示すように、第9の実施の形態に示す照明装置1は、同一平面内で縦横方向に並列する複数個の発光ダイオードランプ2を収容可能な反射面付きのカバー3を備えた点に特徴がある。
このため、カバー3は、照明対象側に開口して同一平面内で縦横方向に複数個(本実施の形態では縦方向及び横方向にそれぞれ5個ずつ)並列する截頭四角錐状の内部空間3Aを有する例えば銅やアルミニウムからなる金属製の本体部8と、この本体部8の内部空間3Aの開口を閉塞する蓋部94とによって構成されている。
本体部8は、図11(b)に示すように熱伝導性に優れるCuからなる平板上に形成され、素子搭載面に絶縁層(例えばSiO2等の酸化膜,ポリイミド系の合成樹脂膜)12が設けられている。さらに絶縁層12上には、素子搭載基板5の回路パターン5B(図1(c)に示す)に接続するタングステン(W)からなる回路パターン11Bが形成されている。
反射枠92は、内部空間3Aに設けられる発光ダイオードランプ2を中心に4面の傾斜面430を配置することにより、発光ダイオードランプ2からの放射光をそれぞれ受けて照明対象側に反射するように構成されており、本体部8の素子搭載面側に貼り付けられている。
蓋部94は、本体部8の開口端面に装着され、全体がガラスからなる正方形状板によって形成されている。蓋部94の発光ダイオードランプ側端面には蛍光体層13が形成されている。
[第9の実施の形態の効果]
以上説明した第9の実施の形態によれば、第1の実施の形態の効果(1)に加え、次に示す効果が得られる。
(1)発光ダイオードランプ2が金属製の本体部8内に実装されているため、内部空間3Aを形成する各壁部を介して発光ダイオードランプ2の発光による発生熱が外部に放散され、放熱効果を高めることができる。
(2)発光ダイオードランプ2が縦横方向に並列して配置され、かつ内部空間3Aを構成する壁部が発光ダイオードランプ2からの放射光を受けて照明対象側に反射する傾斜面430で形成されているため、発光ダイオードランプ2からの放射光が蓋部94から照明対象側に向かって広がるように白色光として出射され、正方形状の面状光源を得る場合の光取り出し効率を高めることができる。
[第10の実施の形態]
図12は、本発明の第10の実施の形態に係る照明装置を部分的に示し、図12(a)は青色発光ダイオードランプを用いた構成、図12(b)は紫外発光ダイオードランプを用いた構成である。
図12(a)に示すように、第10の実施の形態に示す照明装置1は、YAG蛍光体を含有したアクリルからなる蓋部9と、蓋部9の発光ダイオードランプ2B側に青色光を透過し、黄色光を反射するダイクロイックミラー96とを有する。なお、第10の実施の形態では、発光ダイオードランプ2Bの回路パターン5Bを本体部8の回路パターン11Bに半田接合部100を介して接合している。
[第10の実施の形態の効果]
図12(a)に示す照明装置1によれば、蓋部9で青色光によって励起されたYAG蛍光体から放射される黄色光がダイクロイックミラー96で反射されることにより、青色光との混合が促進されて色むらのない白色光が得られる。
また、図12(b)に示す照明装置1では、紫外線によって励起されるRGB蛍光体を含有したアクリルからなる蓋部9と、蓋部9の光放射側に紫外線が放射されることを防ぐダイクロイックミラー96とを有する。このダイクロイックミラー96は、RGB蛍光体から放射される赤色光、緑色光、青色光、およびこれらを混合した白色光については透過する特性を有する。
図12(b)に示す照明装置1によれば、RGB蛍光体を含有した蓋部9に十分に紫外光が照射されるようになり、赤色光、緑色光、青色光の混合性の良好な白色光を得ることができる。また、ダイクロイックミラー96によって紫外線の外部放射が抑制されることから、照明装置1の周辺機器に紫外線によるダメージを与えることがない。
[第11の実施の形態]
図13は、本発明の第11の実施の形態に係る照明装置を部分的に示す部分断面図である。
この第11の実施の形態に示す照明装置1は、第10の実施の形態で説明したダイクロイックミラー96の代わりに光拡散部97を蓋部9の発光ダイオードランプ2B側に備えた点に特徴がある。
[第11の実施の形態の効果]
このように光拡散部97を蓋部9に設けることで、蓋部9に含有されるYAG蛍光体に対し発光ダイオードランプ2Bから放射される青色光がYAG蛍光体に十分に照射されるので、黄色光と青色光の混合性が向上し、そのことによる色むらのない白色光が得られる。
本発明の第1の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す図であり、図1(a)は一部を破断した正面図、図1(b)は図1(a)のA−A線断面図、図1(c)は、図1(b)の一部を拡大して示す断面図である。 本発明の第1の実施の形態に係る発光ダイオード素子を示す縦断面図である。 本発明の第2の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す図であり、図3(a)は一部を破断した正面図、図3(b)はそのB−B線断面図である。 本発明の第3の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す図であり、図4(a)は斜視図、図4(b)はそのC−C線断面図(拡大図)である。 本発明の第3の実施の形態に係る照明装置についての変形例を示す断面図であり、図5(a)はカバー3が半円形状、図5(b)は素子搭載基板に光反射面を設けたものである。 本発明の第4の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す図であり、図6(a)は一部を破断した正面図、図6(b)はそのD−D線断面図(拡大図)である。 本発明の第5の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す断面図である。 本発明の第6の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す図であり、図8(a)は一部を破断した斜視図、図8(b)はそのE−E線断面図(拡大図)である。 本発明の第7の実施の形態に係る照明装置を説明するために示す図であり、図9(a)は一部を破断した正面図、図9(b)はそのF−F線断面図(拡大図)である。 本発明の第8の実施の形態に係る照明装置(第7の実施の形態に示す照明装置の変形例)を説明するために示す断面図である。 本発明の第9の実施の形態に係る照明装置を示し、図11(a)は一部を破断した正面図であり、図11(b)はそのG−G線断面図(拡大図)である。 本発明の第10の実施の形態に係る照明装置を部分的に示し、図12(a)は青色発光ダイオードランプを用いた構成、図12(b)は紫外発光ダイオードランプを用いた構成である。 本発明の第11の実施の形態に係る照明装置を部分的に示す部分断面図である。
符号の説明
1…照明装置、2…発光ダイオードランプ、3…カバー、3A…内部空間、4,32…発光ダイオード素子、5…素子搭載基板、5A,5B…回路パターン、5C…ビアホール、5D…ビアパターン、6,24…ガラス封止部、6A…光学形状面、7…スタッドバンプ、8…本体部、8A…内部空間、9…蓋部、10…枠部材、11…板部材、11A,43B,73B,93B…貫通孔、11B…回路パターン、12…絶縁層、13…蛍光体層、36…電極、40…サファイア基板、41…AlNバッファ層、42…n−GaN層、43…発光層、44…p−GaN層、45…n側電極、46…pコンタクト電極、47…GaN系半導体層、50…光反射面、53…電源供給部、56…円柱体、56A…雄ねじ部、57…凸状体、58…絶縁体、59…スペーサ、63…基部、63A…反射凹面、65…放熱壁、68…フレキシブル配線層、430…傾斜面、

Claims (14)

  1. ガラス封止部によって封止された発光ダイオード素子を有する発光ダイオードランプを備えた照明装置であって、
    前記発光ダイオードランプの照明対象側には、前記発光ダイオード素子から放射される放射光を受けて励起されることにより波長変換光を放射する蛍光体層が配設されていることを特徴とする照明装置。
  2. 前記発光ダイオードランプは、前記発光ダイオード素子を搭載する素子搭載基板をさらに有し、同一平面内で縦横方向に複数個並列して配置されている請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記発光ダイオードランプは、同一平面内で縦横方向に並列する複数個の前記発光ダイオード素子及び前記複数個の発光ダイオード素子を搭載する単一の素子搭載基板をさらに有し、
    前記複数個の発光ダイオード素子は前記ガラス封止部を介して互いに連接されている請求項1に記載の照明装置。
  4. 前記発光ダイオードランプは、同一平面内で一方向に並列する複数個の前記発光ダイオード素子及び前記複数個の発光ダイオード素子を搭載する単一の素子搭載基板をさらに有し、
    前記発光ダイオードランプを収容可能な内部空間を有する透光性部材をさらに備え、
    前記透光性部材は、発光ダイオードランプ側に湾曲する曲面体によって形成されている請求項1に記載の照明装置。
  5. 前記発光ダイオード素子は、pコンタクト電極が前記発光ダイオード素子を構成する半導体材料と同等の熱膨張率を有する導電性酸化膜からなる請求項1に記載の照明装置。
  6. 前記発光ダイオードランプを収容可能なカバーをさらに備えた請求項1に記載の照明装置。
  7. 前記カバーの少なくとも一部は、前記素子搭載基板を実装する放熱部材によって形成されている請求項6に記載の照明装置。
  8. 前記カバーは、照明対象側に開口する環状の内部空間を有し、
    前記発光ダイオードランプは、円周方向に複数個並列して前記内部空間に配置されている請求項6に記載の照明装置。
  9. 前記カバーは、前記発光ダイオードランプを収容可能な内部空間を有する透光性部材からなる本体部と、前記発光ダイオードランプに電源電圧を供給するための螺子付き電源供給部とによって構成されている請求項6に記載の照明装置。
  10. 前記カバーは、前記発光ダイオードランプからの放射光を受けて照明対象側に反射する反射凹面を有する基部と、照明対象側・反照明対象側に開口する内部空間及び前記内部空間を2室に画成するような放熱壁を有する本体部とによって構成されている請求項6に記載の照明装置。
  11. 前記カバーは、照明対象側に開口する内部空間及び前記内部空間で前記発光ダイオードランプからの放射光を受けて照明対象側に反射する反射面を有し、
    前記発光ダイオードランプは、同一平面内で一方向に複数個並列して前記内部空間に配置されている請求項6に記載の照明装置。
  12. 前記カバーは、照明対象側に開口して同一平面内で縦横方向に並列する複数個の内部空間及び前記複数個の内部空間にそれぞれ対応する複数個の前記発光ダイオードランプからの放射光をそれぞれ受けて照明対象側に反射する複数個の反射面を有し、
    前記複数個の発光ダイオードランプは、それぞれが対応する前記内部空間に配置されている請求項6に記載の照明装置。
  13. 前記カバーの発光ダイオードランプ側面には、前記蛍光体層が密接して配置されている請求項6〜12のいずれかに記載の照明装置。
  14. 前記カバーは、照明対象側に開口する内部空間及び前記内部空間で前記発光ダイオードランプからの放射光を受けて照明対象側に反射する反射面を有し、
    前記蛍光体層は、前記ガラス封止部の照明対象側面に密接して配置されている請求項6に記載の照明装置。
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