JP4871897B2 - 間接照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、複数の表面実装型パッケージを備えた間接照明器具に関するものである。本発明は、前記発光ダイオードに大きな電流を流すことができ、壁または天井に対する取り付けが容易な間接照明器具に関するものである。また、本発明は、金線をワイヤーボンディングで接続する代わりに、金属板状部材からなる金属部材とハンダで接続することにより、振動または熱による発光ダイオードにおける発光層の損傷を防止することができる複数個の発光ダイオードからなる間接照明器具に関するものである。さらに、本発明は、前記発光ダイオードの上面を封止材料で覆っていないため、前記発光部からの光を効率良く照射することができる間接照明器具に関するものである。

たとえば、特開２００８−２１６１５号公報における複数個の発光ダイオードを備えた照明器具は、球状ハウジング内に円筒状構造体内に複数の発光ダイオードを取り付け、前記球状ハウジングを保持カップで可動自在に支えている。前記発光ダイオードが取り付けられた球状ハウジングは、前記保持カップの上縁により支えられているため、発光ダイオードが取り付けられている前記円筒状構造体の角度を変えることができる。前記構造を有する照明器具は、発光ダイオードからの光の照射方向を所望の方向に容易に変えることができる。
特開２００８−２１６１５号公報

前記特許公開公報に記載されている照明器具は、光の照射方向を変えることができるが、各発光ダイオードの強い細い光が直接、目に付き、全体を柔らかく照明することができなかった。特に、近年、発光ダイオードは、流す電流を多くすることができ、高い輝度のものができるようになった。また、複数個の発光ダイオードからなる照明器具は、前記発光ダイオードの一つ一つが強調されるため、全体の照明として不都合であった。

以上のような課題を解決するために、本発明は、複数個の発光ダイオードから構成されているにもかかわらず、全体を一つの光源から出た光のようにするとともに、柔らかい光に変えることができる間接照明器具を提供することを目的とする。本発明は、量産性に優れ、大電流および熱応力に耐え、高い強度で保持されるとともに、作製が容易で、かつ、取り付け取り外しが簡単な間接照明器具を提供することを目的とする。

（第１発明）
第１発明の間接照明器具は、複数の表面実装型ＬＥＤパッケージと、壁または天井との間に所定の間隔を持って、壁または天井に向けて発光する前記複数の表面実装型ＬＥＤパッケージを取り付けるフランジを有するスペーサと、前記スペーサに設けられている給電用プラグと、前記表面実装型ＬＥＤパッケージを取り付けた前記フランジの反対面に、取り付けられた不透明または半透明の化粧板とから少なくとも構成されていることを特徴とする。

（第２発明）
第２発明の間接照明器具において、第１発明の複数の表面実装型ＬＥＤパッケージは、リング状配線基板を介して前記スペーサのフランジに取り付けられていることを特徴とする。

（第３発明）
第３発明の間接照明器具において、第１発明または第２発明の給電用プラグは、壁または天井の内部に設けられたジャックに対して、ワンタッチで固定できることを特徴とする。

（第４発明）
第４発明の間接照明器具において、第１発明から第３発明の表面実装型ＬＥＤパッケージは、蛍光体膜が設けられ、２６００Ｋから７１００Ｋの色温度の白色光を発光することを特徴とする。

（第５発明）
第５発明の間接照明器具において、第１発明から第４発明のスペーサに設けられたフランジは、壁または天井に対して傾斜していることを特徴とする。

本発明の間接照明器具によれば、複数個の発光ダイオードから照射される光全体を一つの光源から出た光のようにするとともに、柔らかい光に変えることができる。

本発明の間接照明器具によれば、それぞれの発光ダイオードに大きな電流を流すことができ、間接照明器具の給電プラグと壁側のジャックにより、壁に対する取り付けが容易になった。

本発明の間接照明器具によれば、発光ダイオードの電極と金属基板等の接続にワイヤーボンディング等を使用しないため、長期間に渡り、信頼性が高いだけでなく、発光ダイオード等を充填材により封止する必要がないため、安価で量産の優れた照明器具を得ることができる。

本発明の間接照明器具によれば、一方の金属基板に接続された上下電極型発光ダイオードの上部部分電極と他方の金属基板が、たとえば、板状あるいはリボン状の金属部材によって接続されているため、大電流を流すことができるだけでなく、放熱性に優れ、熱応力が発生しても緩和することができる。特に、本発明は、各接続部をワイヤーボンディングを使用せずに、ハンダで接合するため、接合部および／または発光層に振動が加わることがなく、複数個の発光ダイオードからなる間接照明器具を得ることができるようになった。

（第１発明）
第１発明の間接照明器具は、表面実装型ＬＥＤパッケージと、スペーサと、給電プラグと、化粧板とから少なくとも構成されている。前記表面実装型ＬＥＤパッケージは、たとえば、金属基板または導電膜と、前記複数の金属基板または導電膜の間に設けられた発光ダイオードと、前記発光ダイオードの光を所望の色調に変換する蛍光体層とから少なくとも構成されている。前記表面実装ＬＥＤパッケージ組立体は、複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージがリング状配線基板の導電膜に取り付けられている。

前記少なくとも一つの発光ダイオードは、上部部分電極と金属基板または導電膜が幅を有する板状の金属部材、たとえば、金属リボンによって接合されている。また、各発光ダイオードは、反射枠が設けられ、前記反射枠の開口部に蛍光体層が設けらいる。

前記リング状配線基板は、たとえば、絶縁基板の上に間隔を置いて形成された複数の金属基板または導電膜が直列にリング状に形成されている。また、前記リング状配線基板は、Ａｌ等の基板を絶縁膜で多い、導電膜が前記と同様に形成する。前記金属基板または導電膜の一方と発光ダイオードの一方の電極、前記発光ダイオードの他方の電極と前記金属部材、前記金属部材と前記金属基板または導電膜の他方は、ハンダによりそれぞれ接続されている。

前記スペーサは、前記表面実装型ＬＥＤパッケージと壁または天井との間に所定の間隔をもたせ、前記表面実装型ＬＥＤパッケージからの光を壁または天井に反射して、所望の配光を得るためのものである。前記スペーサは、たとえば、裁頭円錐形からなる絶縁部材であり、基部に前記リング状配線基板が取り付けられている。また、前記スペーサは、前記裁頭円錐形の頂部に給電用プラグが取り付けられている。前記化粧板は、前記リング状配線基板の大きさよりやや大きめであり、前記表面実装型ＬＥＤパッケージからの光を壁または天井側に照射した後、反射して前記化粧板の周囲から所望の場所を照射する。前記化粧板の形状は、周囲とのデザインを考慮して任意にすることができる。また、前記化粧板は、透明または半透明であり、形状も任意に変形することにより、周りと調和するようにすることができる。

（第２発明）
第２発明の間接照明器具において、第１発明における表面実装型ＬＥＤパッケージは、リング状配線基板に複数個が載置された状態で、前記スペーサに嵌合される。また、前記スペーサは、一方端が閉塞され、他方端に前記リング状配線基板を載置するフランジが突出して設けられている。前記スペーサに設けられたフランジは、表面実装型ＬＥＤパッケージを載置したリング状配線基板が取り付けられる。

（第３発明）
第３発明の間接照明器具において、第１発明または第２発明の給電用プラグは、前記スペーサの頂部に設けられている。また、前記給電プラグと嵌合するジャックは、壁または天井の内部（裏側）に設けられている。前記給電プラグは、壁または天井の内部（裏側）に設けられているジャックとワンタッチで固定され、発光ダイオードに電力を供給することができる。

（第４発明）
第４発明の照明器具は、表面実装ＬＥＤパッケージにおける反射枠の開口部に蛍光体膜が設けられている。前記蛍光体膜は、２６００Ｋから７１００Ｋの色温度の白色光を発光するものを使用した。しかし、前記蛍光体膜は、さらに、広い色温度のものを使用することもできる。また、前記表面実装型ＬＥＤパッケージは、発光ダイオードを窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードとすることができる。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、たとえば、下から下部電極、基板と、ｎ型窒化ガリウム系半導体層、量子井戸構造型活性層、ｐ型窒化ガリウム系半導体層、上部部分電極の順に形成されている。前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、各電極と金属部材をハンダによって接合が容易にできるだけでなく、大電流（たとえば、３５０ｍＡ）を流しても放熱性が良く、高い輝度を得ることができる。

（第５発明）
第５発明の間接照明器具は、スペーサに設けられているフランジの角度を変えることができる。前記フランジは、壁または天井に対して傾斜させることにより、一部分を明るくすることができる。たとえば、前記間接照明器具は、足元等の特定の場所を他の場所より明るくまたは異なる色調にすることができる。また、前記間接照明器具は、足元等の特定の場所を広くまたは狭くして明るくすることもできる。

図１（イ）は本発明の実施例で、表面実装型ＬＥＤパッケージがリング状に形成されている状態を示す概略図、（ロ）は表面実装型ＬＥＤパッケージにおける発光ダイオードの取り付け状態を説明する断面図である。図１（イ）および（ロ）において、表面実装型ＬＥＤパッケージ１２は、発光ダイオード１２１と、金属基板または導電膜１２４と、発光ダイオード１２１の上部電極と金属基板または導電膜１２４′とを接合する金属部材１２２と、前記金属部材１２２と接合する金属基板または導電膜１２４′と、反射枠１２３と、蛍光体膜１５とから構成されている。

リング状配線基板１１１は、金属基板または導電膜１１２、１１２′が絶縁基板上または金属基板を覆った絶縁部材上に形成される。前記金属基板または導電膜１１２、１１２′は、複数個の表面実装型ＬＥＤパッケージ１２が接合される。また、前記金属基板または導電膜１１２、１１２′の端部は、ソケット１１３が設けられている。

前記金属部材１２２は、たとえば、金属製リボンからなる。また、反射枠１２３は、前記金属基板１２４または導電膜１２４′に熱硬化性樹脂接着剤により取り付けられている。前記反射枠１２３は、開口部に蛍光体膜１５が設けられている。

前記リング状配線基板１１１は、図１（イ）に示す円形以外に、楕円形、方形、あるいは、部屋等のデザインを考慮して変形させることができる。また、前記金属基板または導電膜１１２、１１２′は、セラミック基板または合成樹脂製基板上に形成することもできる。たとえば、前記金属基板１１２と前記発光ダイオード１２１の下部電極、前記発光ダイオードの上部部分電極と前記金属部材１２２、前記金属部材１２２と他方の金属基板１１２′は、ワイヤーボンディング等を使用することなくハンダにより接合されている。前記各部の接合は、ハンダであるため、発光ダイオード１２１の接合箇所および発光部に損傷を与えることなく、大電流を流すことができるだけでなく、絶縁部材により充填する必要がなくなった。

前記発光ダイオード１２１は、たとえば、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードである。反射枠１２３は、前記金属基板１２４、１２４′または導電膜上にシリコーン樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリイミド樹脂系、ガラス系、ロウ材の接着剤によって接合されている。前記表面実装型ＬＥＤパッケージ１２は、発光図１（イ）において、たとえば、６個であり、前記金属基板または導電膜１１２、１１２′を介して直列に接続されているが、数は任意に増減できる。前記反射枠１２３は、たとえば、アルミナ系、アルミナおよびガラスの複合系のセラミック等の部材とすることができる。

前記発光ダイオード１２１の上部部分電極とまたは導電膜金属基板または導電膜１２４′を接続する金属部材１２２は、たとえば、金製リボンであり、厚さが２５μｍ、幅が１５０μｍであり、前記長さを中心にして増減できる。前記金製リボンは、短冊状の金からなるため、熱伝導が良く、大電流を流すことができる。また、前記金製リボンは、光を良く反射するため、影を作らずに光を効率良く外部に放射することができる。

発光ダイオード１２１は、たとえば、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードであり、ｐ型窒化ガリウム半導体層とｎ型窒化ガリウム半導体層との間に活性層を有する。前記窒化ガリウム系窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、前記一方の半導体層の上部に上面発光部と部分電極を有し、他方の半導体層の最下層に前記パッケージ電極と接合する下部電極を有する。本発明の窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードにおける電極の上部表面は、微細な凹凸が形成されており、大電流を流すことにより、高い輝度を得ることができる。

前記発光ダイオード組立体１２は、たとえば、正方形の１０ｍｍ×１０ｍｍで、金属基板１１２、１１２′の間にあるスリットの幅は、０．５ｍｍである。また、前記窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードの大きさは、１．０ｍｍ×１．０ｍｍで、厚さ０．５ｍｍである。

図２は本発明の実施例で、表面実装型ＬＥＤパッケージを取り付けた間接照明器具を説明するための概略断面図である。図２において、間接照明器具２０は、リング状配線基板１１１、金属基板または導電膜１１２、１１２′、複数個の発光ダイオードからなる表面実装型ＬＥＤパッケージ１１と、スペーサ２１と、給電プラグ２２と、化粧板２３とから少なくとも構成されている。前記スペーサ２１は、Ａｌ部材を裁頭円錐形に一体成形されているとともとに、一方端が閉塞され、他方端に前記リング状配線基板１１１を載置するフランジ２１１が突出している。前記表面実装型ＬＥＤパッケージ１１は、前記スペーサ２１に設けられたフランジ２１１に載置される。

また、前記スペーサ２１は、裁頭円錐形頂部に給電プラグ２２が設けられている。前記給電プラグ２２は、表面実装型ＬＥＤパッケージ１１における発光ダイオード１２１に金属基板または導電膜１１２、１１２′、ソケット１１３、およびリード線２１２を介して電力を供給する。前記化粧板２３は、スペーサ２１のフランジ２１１において、前記表面実装型ＬＥＤパッケージ１１と反対側に設けられている透明または半透明部材からなる。前記化粧板２３は、発光ダイオード１２１からの光が壁または天井３２によって反射して所望の方向に照射するように設けられている。複数個からなる発光ダイオード１２１は、壁または天井３２により反射されるため、複数個の光ではなく、１個の光源のように周囲を照らすことができる。

図３は本発明の実施例で、間接照明器具を壁または天井に取り付けた状態を説明するための概略断面図である。図３において、壁または天井３２は、前記給電プラグ２２を接続するジャック３１が予め設けられている。前記間接照明器具２０は、前記給電プラグ２２を壁または天井３２の内部（または裏側）に設けられているジャック３１にワンタッチで嵌合し、発光ダイオード１２１に電力が供給される。前記発光ダイオード１２１からの光は、壁または天井３２によって反射し、前記化粧板２３の周囲から柔らかい光となって照射される。すなわち、前記間接照明器具は、複数個の発光ダイオードから構成されているにもかかわらず、一個の発光源のように見える。

前記フランジ２１１は、図３において、壁または天井３２に対して平行なっているが、一方を狭くまたは広くして傾斜させることができる。前記傾斜したフランジは、前記化粧板２３が取り付けられることにより、たとえば、部屋の一部を明るくまたは暗くすることができる。また、前記化粧板２３は、前記傾斜および／またはデザインされた形状と組み合わせることにより間接照明のバリエーションを増やすことができる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本実施例は、絶縁された一対の金属基板またはパッケージ電極で説明されているが、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードおよびパッケージ電極等を複数個にして、直列および／または並列に接続した発光装置にできることはいうまでもないことである。本発明に使用した蛍光体層、窒化ガリウム系上下電極型発光ダイオードは、公知または周知のものを使用することができる。

（イ）は本発明の実施例で、表面実装型ＬＥＤパッケージがリング状に形成されている状態を示す概略図、（ロ）は表面実装型ＬＥＤパッケージにおける発光ダイオードの取り付け状態を説明する断面図である。（実施例１） 本発明の実施例で、表面実装型ＬＥＤパッケージを取り付けた間接照明器具を説明するための概略断面図である。 本発明の実施例で、間接照明器具を壁または天井に取り付けた状態を説明するための概略断面図である。

符号の説明

１１・・・表面実装型ＬＥＤパッケージ組立体
１１１・・・リング状配線基板
１１２、１１２′・・・導電膜
１１３・・・ソケット
１２・・・表面実装型ＬＥＤパッケージ
１２１・・・発光ダイオード
１２２・・・金属部材
１２３・・・反射枠
１２４、１２４′・・・金属基板または導電膜
２０・・・照明器具
２１・・・スペーサ
２１１・・・フランジ
２１２・・・リード線
２２・・・プラグ
２３・・・化粧板
３１・・・ジャック
３２・・・壁または天井

Claims (5)

1. 複数の表面実装型ＬＥＤパッケージと、
   壁または天井との間に所定の間隔を持って、壁または天井に向けて発光する前記複数の表面実装型ＬＥＤパッケージを取り付けるフランジを有するスペーサと、
   前記スペーサに設けられている給電用プラグと、
   前記表面実装型ＬＥＤパッケージを取り付けた前記フランジの反対面に、取り付けられた不透明または半透明の化粧板と、
   から少なくとも構成されていることを特徴とする間接照明器具。
2. 前記複数の表面実装型ＬＥＤパッケージは、リング状配線基板を介して前記スペーサのフランジに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載された間接照明器具。
3. 前記給電用プラグは、壁または天井の内部に設けられたジャックに対して、ワンタッチで固定できることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された間接照明器具。
4. 前記表面実装型ＬＥＤパッケージは、蛍光体膜が設けられ、２６００Ｋから７１００Ｋの色温度の白色光を発光することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された間接照明器具。
5. 前記スペーサに設けられたフランジは、壁または天井に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載された間接照明器具。

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